(57)【要約】【課題】粉体状の切屑をテーブル上やベッド上に滞留させずに、迅速に収集する。【解決手段】テーブル１５の下方に密閉構造のチップコンベア４１を設け、加工領域の四方、上方をスプラッシュガード５１で覆い気密の加工室５３を形成する。スプラッシュガード５１の右側面上方に空気取入れ口５７を設け、加工室５３内に開口した第１吸引口５９、及びチップコンベア４１の下流側に開口した第２吸引口６５と集塵機６１とをダクト６１、６７でそれぞれ接続する。空気取入れ口５７から吸引口５９，６５へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させて切屑を収集する。【選択図】　　　図１
2004142054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させて前記ワークを加工する際に発生する切屑を吸引して回収する集塵機を備えた工作機械において、
前記テーブルの下方に設けられ、落下する切屑を受容して機外へ搬出する密閉構造のチップコンベアと、
前記ワークの加工領域を気密になるように取り囲み加工室を形成するスプラッシュガードと、
前記テーブルより上方の前記加工室内の少なくとも１ヶ所に開口し、浮遊している粉体状の切屑を吸引する第１の吸引口と、
前記チップコンベアの下流側に開口し、搬送した切屑を吸引する第２の吸引口と、
前記第１の吸引口及び第２の吸引口に連通し、切屑を吸引して収集する集塵機と、
を具備することを特徴とした集塵機を備えた工作機械。
【請求項２】
前記第１の吸引口及び第２の吸引口に対して前記加工室の対向位置であって、前記第１の吸引口及び第２の吸引口より高い位置の前記スプラッシュガードに設けられた空気取入れ口を有し、前記集塵機が作動したとき、前記空気取入れ口から前記加工室を横切って前記第１の吸引口及び第２の吸引口へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させる請求項１に記載の集塵機を備えた工作機械。
【請求項３】
前記主軸は、前記主軸内を貫通して加圧空気を工具に供給するスルースピンドルエア装置を有し、及び／又は前記主軸の近傍には加工部に向けて加圧空気を噴出するエアノズル装置を有する請求項１又は２に記載の集塵機を備えた工作機械。
【請求項４】
前記スプラッシュガードは、工作機械のオペレータがエアガンのノズルを前記加工室に向けて挿入可能であり、前記エアガンのノズルを抜き出すと閉状態となる開口を開閉ドア又はスプラッシュガードの前面に有する請求項１から３のいずれか１項に記載の集塵機を備えた工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工や研削加工に際し、切屑が粉体となるため、加工領域を囲って切屑が外部に飛び散ることがないようにするとともに、集塵機で切屑を収集するようにして成る集塵機を備えた工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ等でグラファイトやプラスチックをドライ切削すると粉体状の切屑が発生するので、外部へ飛散したり、案内面に侵入したり、人体に悪影響を与えないように加工領域の四方、上方及び下方をスプラッシュガードで囲み、加工領域内の切屑を集塵機で収集するようにしている。
【０００３】
特許文献１には、切粉処理装置付工作機械が開示されている。この発明は、加工領域の周りを囲いカバー（スプラッシュガード）で囲み、加工領域内の切粉をテーブルの上方とベッドの斜面の下方とに開口した吸出口から吸引する集塵装置を設け、更に囲いカバーの正面に開口した内外の圧力差で開閉する開閉弁を有した外気導入口を設けている。そして外気導入口から吸出口へ向う気流を発生させて切粉を収集するとともに、開閉弁により逆流を防止しているものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２８９０５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術は、テーブルの下方に落下した切屑が、ベッドに形成した斜面を伝わって自重で吸出口付近まで移動しなければならず、途中で滞留する切屑は吸引できない。テーブル上に堆積した切屑も吸引できない。また大き目の切屑は集塵機では吸引できない。更に、外気導入口が囲いカバーの正面下方に設けられ、一つの吸出口がテーブルの上方に設けられ、加工領域内の気流が下から上へ流れるようになっている。これはテーブル上に堆積している切屑がいつまでも舞い上がり、囲いカバー内の浮遊切屑がなくならない状態でオペレータは囲いカバーのドアを開けざるを得なかった。
【０００６】
本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、発生した切屑がテーブル上やベッド上で滞留せずに収集できる集塵機を備えた工作機械を提供することを目的とする。他の目的は、加工終了後は速やかに加工領域内の浮遊切屑が集塵機によって吸引される集塵機を備えた工作機械を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させて前記ワークを加工する際に発生する切屑を吸引して回収する集塵機を備えた工作機械において、前記テーブルの下方に設けられ、落下する切屑を受容して機外へ搬出する密閉構造のチップコンベアと、前記ワークの加工領域を気密になるように取り囲み加工室を形成するスプラッシュガードと、前記テーブルより上方の前記加工室内の少なくとも１ヶ所に開口し、浮遊している粉体状の切屑を吸引する第１の吸引口と、前記チップコンベアの下流側に開口し、搬送した切屑を吸引する第２の吸引口と、前記第１の吸引口及び第２の吸引口に連通し、切屑を吸引して収集する集塵機とを具備した集塵機を備えた工作機械を要旨とする。
このテーブルの下方に設けられたチップコンベアによって、落下した切屑は滞留することなく搬出され、切屑はチップコンベアの下流側に開口した第２の吸引口から集塵機へ吸引される。
【０００８】
また、本発明は、前記第１の吸引口及び第２の吸引口に対して前記加工室の対向位置であって、前記第１の吸引口及び第２の吸引口より高い位置の前記スプラッシュガードに設けられた空気取入れ口を有し、前記集塵機が作動したとき、前記空気取入れ口から前記加工室を横切って前記第１の吸引口及び第２の吸引口へ向う斜め下向きの空気の流れを発生させるように構成するのが好ましい。
これによって上方から下方へ向う斜め下向きの空気流となり、切屑を舞い上がらせることがなく、加工後短時間だけ集塵機を稼動させると迅速に加工領域内の浮遊切屑はなくなる。
【０００９】
また、本発明の前記主軸は、前記主軸内を貫通して加圧空気を工具に供給するスルースピンドルエア装置を有し、及び／又は前記主軸の近傍には加工部に向けて加圧空気を噴出するエアノズル装置を有することが好ましい。
更に、本発明のスプラッシュガードは、工作機械のオペレータがエアガンのノズルを前記加工室に向けて挿入可能であり、前記エアガンのノズルを抜き出すと閉状態となる開口を開閉ドア又はスプラッシュガードの前面に有することが好ましい。
スルースピンドルエア装置、又はエアノズル装置から加工中に加圧空気が噴出するので、ワーク上やテーブル上等に切屑が堆積せず、チップコンベアに落下する。また、集塵機を稼動させながら、ワーク上やテーブル上に残った切屑をオペレータがエアガンを開口から挿入し、手動でチップコンベア上へ落とす作業を行えば、加工領域内の堆積切屑及び浮遊切屑は短時間でほとんどなくなり、スプラッシュガードの開閉ドアを開けても作業環境を悪化させることはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の集塵機を備えた工作機械の全体構成を示す、一部破断した正面図、図２は、本発明の工作機械本体を示す斜視図、図３は、図２のシュータ及び送りねじの配置を示すためにコラム、テーブル等を除去した状態のベッドの斜視図、図４は、トラフの構造を示すために図３から送りねじ、ガイドレール及びシュータなどを除去した状態のベッドの斜視図である。
【００１１】
まず図２、３及び４を用いて、本発明の工作機械本体の実施形態を説明する。
工作機械本体１１は、基台となるベッド１３と、ワーク（不図示）が着脱自在に固定され、ベッド１３の上面に支持されているテーブル１５と、テーブル１５の上方に配置された主軸頭１７と、これを支持するためにベッド１３の後部に設けられたコラム１９と、テーブル１５の周囲にベッド１３の上面及び側方部を覆うように配置されている複数のシュータ４７とを備えている。この実施形態の工作機械本体１１のベッド１３は、図３及び図４に示されているように、Ｔ字形状になっているが、直方体など他の形状であってもよい。
【００１２】
詳細には、主軸頭１７は、コラム１９にＸ軸方向（作業者側から見てベッド左右方向）に移動可能に支持されたサドル（不図示）を介して支持されている。主軸頭１７は、サドルの前面を上下方向に移動可能に支持され、Ｚ軸方向の送りはサドル上部に設けられたＺ軸送りモータ２３によって行われる。同様に、サドルのＸ軸方向の送りも図示されていないＸ軸送りモータによって行われる。
【００１３】
図２に示されている工作機械本体１１では、主軸頭１７を覆うカバー２５が設けられ、サドルを案内するガイドレール（不図示）に切屑が付着することを防止するために、サドルの両側にはサドルのＸ軸方向移動に伴ってＸ軸方向（左右方向）に伸縮し得るいわゆるテレスコピックカバー（伸縮自在カバー）２７が設けられており、それぞれガイドレールを上から覆っている。
また、主軸頭１７には主軸２１が回転可能に支承されており、主軸２１の端部には工具ホルダを介して工具（不図示）が保持される。したがって、主軸頭１７に回転可能に支持されている主軸２１はテーブル１５に対してＸ軸及びＺ軸方向に移動可能になっている。
【００１４】
一方、テーブル１５は、その底面に設けられた直動軸受（不図示）などを介して、ベッド１３の前部の上面に設けられたガイドレール２９（図３）などの案内手段に沿って、ベッド１３上をＹ軸方向（作業者側から見て前後方向）に直線的に移動できるようになっている。ここで、案内手段はすべり案内面でもよい。図３を参照すると、一対のガイドレール２９がベッド１３の左右両側縁部に沿って設けられ、ガイドレール２９などの案内手段に沿ってテーブル１５を移動させるために、これらガイドレール２９の外側においてベッド１３の左右の側面にそれぞれ送りねじ３１、及びこれを回転させるＹ軸送りモータ３３が取り付けられている。ガイドレール２９、送りねじ３１及びＹ軸送りモータ３３に切屑が付着することを防止するために、テーブル１５の前後両側面にはテーブル１５のＹ軸方向の移動に伴ってＹ軸方向（前後方向）に伸縮し得るテレスコピックカバー３５が設けられており、それぞれガイドレール２９、送りねじ３１及びＹ軸送りモータ３３を上から覆っている。また、テレスコピックカバー３５はテーブル１５上から落下してきた切屑がその上に堆積しないような外側下方への傾斜を有したハの字形状（山形）となっている。
【００１５】
ベッド１３の前部は、図４によく示されているように、補強用のリブ１３ａが設けられ、中央部は凹部を有した箱形形状になっており、ベッド１３の前部の両側面（作業者側から見て左右の側面）にはそれぞれ中央部の凹部に通じる３組の貫通穴３７が左右に対になって形成されている。そして、上に開いた凹形状の３つの金属薄板製のトラフ３９が、この対になっている貫通穴３７を通り、主として熱遮断のためにベッド１３とは直接的に接触せずベッド１３に対して所定の間隙を有するように、取付座金やスペーサなどを介してベッド１３に固定されている。貫通穴３７は、ベッド１３の鋳抜き穴を利用することができる。もちろん鋳抜き穴とは別に形成してもよい。したがって、トラフ３９はテーブル１５の移動方向と垂直な方向に延びていることになる。トラフ３９の内部にはトラフ３９内に収集された切屑を排出するのに適したスクレーパコンベア、ヒンジコンベア、スクリューコンベアのような公知のチップコンベア４１が配置されている。
【００１６】
ベッド１３の中央部の凹部すなわち一対のガイドレール２９の間の空間並びにガイドレール２９の側方外側の空間には、ガイドレール２９に沿って複数のシュータ４７が並設されている。さらに、上述したガイドレール２９や送りねじ３１などの上方を覆うテレスコピックカバー３５の山形の両傾斜面の下端がシュータ４７の上方に被さるようになっている。このように配置されたテレスコピックカバー３５及びシュータ４７により、テーブル１５の下方にその周囲を囲むように広がる平面を覆って、テーブル１５から落下した切屑がトラフ３９内に受容、収集されるようになっている。
【００１７】
なお、図４に示されているように、トラフ３９の上面にシュータ４７の取り付けなどのためにトラフカバー４３をさらに設け、トラフカバー４３の適宜の場所にシュータ４７からトラフ３９内にトラフカバー４３を通って切屑を通過させるための開口部４５が形成される。
再び図２を参照すると、ベッド１３の側部にはトラフ３９に収集されチップコンベア４１によってベッド１３及びトラフ３９の外部に排出される切屑を回収するためのバケット４９が設けられている。
【００１８】
工作機械本体１１のワークの加工領域の四方、上方をスプラッシュガード５１で囲み、加工室５３を形成する（図１参照）。加工領域の下方は、加工室５３にのみ開放された密閉構造のチップコンベア４１が設けられており、結局加工室５３は気密の閉空間となる。スプラッシュガード５１には窓や開閉ドアを適宜配置して、オペレータが加工室内の様子を観察したり、ワークの段取り替えを行うことができる。
上述のように構成した工作機械本体１１では、ベッド１３の上面に設けられたガイドレール２９のような案内手段が配置される部分を除くテーブル１５の下方の周囲空間に隙間なくシュータ４７を設けることが可能であり、ガイドレール２９などを切屑から保護するカバーの傾斜も急にすることが可能となる。
【００１９】
テーブル１５上に着脱可能に固定されたワークを主軸２１に取り付けられた工具で加工すると、加工に伴って切屑が発生する。このとき、切屑は、ベッド１３上に直接的に落下付着することはなく、必ずテレスコピックカバー３５及びシュータ４７によって受容されることになる。テーブル１５が送りねじ３１によってＹ軸方向に駆動されてガイドレール２９にそって前後方向に移動しても、ガイドレール２９及び送りねじ３１の上方はテレスコピックカバー３５によって覆われているのでそれらに直接切屑が付着することはなく、テレスコピックカバー３５に付着した切屑はその山形の傾斜面を伝ってシュータ４７内に受容される。また、スプラッシュガード５１などに付着した切屑も同様にシュータ４７内に受容される。この際、シュータ４７をトラフカバー４３に取り付けることなどによりシュータ４７とベッド１３との接触をより少なくしてあれば、シュータ４７を介して切屑からベッド１３に伝達する熱の量を少なくし、ベッド１３の熱変形を抑制することが可能である。
【００２０】
次にシュータ４７内に受容された切屑はトラフカバー４３の開口部４５を通ってトラフ３９内に収集、導入される。このとき、トラフ３９はベッド１３と直接的に接触しておらず、ベッド１３に対して離間されて配置されているので高温の切屑の熱がベッド１３に伝達する量は最小限に抑えられ、ベッド１３が熱変形を起こし加工精度に影響を与えることもない。また、トラフ３９内に導入された切屑はチップコンベア４１によってトラフ３９からベッド１３及びトラフ３９の外部へ排出されるので、トラフ３９内に留まる時間も短くなり、高温の切屑からベッド１３へ伝達される熱の量はより少なくなる。
【００２１】
上記実施形態では、トラフ３９は３本として説明したが、１本又は２本若しくは４本以上とすることも可能であり、その配置も様々な配置が考えられ得る。シュータ４７についても、中央及び左右の３つに限られずそれぞれ３分割計９個のシュータにしてもよい。その配置についても様々なものが考えられる。例えば、１本のトラフのみを配置する場合には、幅広のトラフを使用し、その中に同様に幅広の切屑排出手段を配置する。このとき、シュータも幅広のものを使用し、ベッド上部全体を覆うようにすることが好ましい。シュータの傾斜はもちろん急にした方がよい。
【００２２】
次に、図１を用いて本発明の集塵機を備えた工作機械の実施形態を説明する。
上述の工作機械本体１１は、左側に周知の自動工具交換装置５５を有しており、加工室５３との間に設けられた開閉式のシャッタ５２を通して主軸２１との間で工具交換が行える。
スプラッシュガード５１の主軸頭１７がＸ軸及びＺ軸方向に移動する部分は、シール手段を用いて密閉状態を維持しながら可動構造になっている。スプラッシュガード５１の右側面上方に、空気取入れ口５７が設けられる。そして加工室５３と自動工具交換装置５５との間のシャッタ５２の縦面中程に吸引口５９を開口させた第１ダクト６１が集塵機６３に接続される。一方、３本のチップコンベア４１の下流端に第２吸引口６５を開口させた第２ダクトが集塵機６３に接続される。主軸２１は、軸内を加圧空気が流通して主軸先端又は工具先端から空気を噴出させるスルースピンドルエア装置（不図示）を有し、また主軸２１周辺の主軸頭１７の先端部に複数本のエアノズル装置６９を有しており、加工部へ向けて加圧空気を噴出可能になっている。
【００２３】
この構成により、グラファイト、プラスチック等の粉体状切屑の発生するワークを切削又は研削すると、加工室５３内は切屑が浮遊し、加工部やテーブル１５上に溜まった切屑は加圧空気で吹き飛ばされてトラフ３９へ落下し、チップコンベア４１で搬出され、バケット４９に回収される。バケット４９は、チップコンベア４１の左端下面に密着するようにボルト等でジャッキアップ可能に設けられている。加工室５３内の浮遊切屑は、主に第１吸引口から吸引されて集塵機６３へ収集され、チップコンベア４１で搬出された切屑は、主に第２吸引口６５から吸引されて集塵機６３へ収集される。第２ダクト６７は、チップコンベア４１の左端に第２吸引口を接続するタイプで説明したが、図１の一点鎖線で示したようにバケット４９に接続するタイプでも良い。集塵機６３が稼動すると空気取入れ口５７から外気が導入され、第１吸引口５９又は第２吸引口６５へ向う斜め下向きの空気流れを発生させ、切屑をできるだけ舞い上がらせずに下方へ導く作用をする。空気取入れ口５７には、スプラッシュガード５１内外の圧力差で開閉する開閉弁、又はフィルタやラビリンスが設けられており、集塵機６３が停止した時に粉体状の切屑が逆流するのを防止している。
【００２４】
スプラッシュガード５１の開閉ドア又は前面には、エアガンのノズルを加工室５３内へ挿入する開口７１があり、加工中又は加工終了後、集塵機６３を稼動させながら、テーブル１５やテレスコピックカバー３５等に堆積した切屑を吹き飛ばし、トラフ３９内へ落下させることができる。その開口７１には、内側からばねで弾性付勢された蓋が付いており、エアガンのノズルを抜いた時には開口７１はふさがれるようになっている。加工室５３内の浮遊切屑がなくなったら、集塵機６３を停止し、オペレータはスプラッシュガード５１の開閉ドアを開けることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加工室内で発生した粉体状の切屑は、第１吸引口から集塵機へ収集され、またチップコンベアで搬出され、チップコンベアの下流側の第２吸引口から集塵機へ収集される。そのときスプラッシュガードの高い位置に設けられた空気取入れ口から第１吸引口及び第２吸引口へ向う斜め下向きの空気流れが発生するので、できるだけ切屑を舞い上がらせずに迅速に集塵できる。
スルースピンドルエア装置、エアノズル装置、エアガンによって、ワークやテーブル上等に堆積した切屑を吹き飛ばしてチップコンベア上に落下させ、加工室内の切屑をほとんど収集することができる。こうして加工室内の切屑がほとんどない状態にして、スプラッシュガードの開閉ドアを開けるので、粉体状の切屑の外部へのもれがないクリーンな作業環境を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の集塵機を備えた工作機械の全体構成を示す、一部破断した正面図である。
【図２】本発明の工作機械本体を示す斜視図である。
【図３】図２のシュータ及び送りねじの配置を示すためにコラム、テーブル等を除去した状態のベッドの斜視図である。
【図４】トラフの構造を示すために図３から送りねじ、ガイドレール及びシュータなどを除去した状態のベッドの斜視図である。
【符号の説明】
１１…工作機械本体
１３…ベッド
１５…テーブル
１７…主軸頭
２１…主軸
２９…ガイドレール
３１…送りねじ
３３…送りモータ
３５…テレスコピックカバー
３９…トラフ
４１…チップコンベア
４７…シュータ
４９…バケット
５１…スプラッシュガード
５３…加工室
５７…空気取入れ口
５９…第１吸引口
６１…第１ダクト
６３…集塵機
６５…第２吸引口
６７…第２ダクト
６９…エアノズル装置
７１…開口
【図１】
2004142054.tif 000003
【図２】
2004142054.tif 000004
【図３】
2004142054.tif 000005
【図４】
2004142054.tif 000006