(57)【要約】【課題】効果的に粉塵等を集塵することができる上、安価で、工作機械の加工を邪魔したりすることのない使い勝手の良い工作機械の集塵装置を提供する。【解決手段】加工領域に設置された主軸頭９に工具を取り付けて加工を行う工作機械１に設置される工作機械の集塵装置２であって、エア供給手段及び吸気手段を備えており、前記主軸頭９の前方に、前記エア供給手段より供給されるエアを吹き出し可能な複数の吹出口を有するエア吹き出しダクト１８を設け、該エア吹き出しダクト１８の更に前方に隣接して、前記加工領域の前方側を遮蔽する第１のカバー１９を左右方向に取り付ける一方、前記主軸頭９の後方に、前記吸気手段に接続された吸込ダクト１２を設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工領域に設置された主軸頭に工具を取り付けて加工を行う工作機械に設置される工作機械の集塵装置であって、
エア供給手段及び吸気手段を備えており、
前記主軸頭の前方に、前記エア供給手段より供給されるエアを吹き出し可能な複数の吹出口を有するエア吹き出しダクトを設け、該エア吹き出しダクトの更に前方に隣接して、前記加工領域の前方側を遮蔽する第１のカバーを左右方向に取り付ける一方、
前記主軸頭の後方に、前記吸気手段に接続された吸込ダクトを設置したことを特徴とする工作機械の集塵装置。
【請求項２】
前記主軸頭の近傍且つ前記吸込ダクトの吸込口後方に、前記加工領域の後方側を遮蔽するための第２のカバーを左右方向に取り付けるとともに、
前記加工領域の一側方を遮蔽する第３のカバーを取り付けるとともに、
前記第３のカバーが取り付けられていない側の吹出口から吹き出すエアの吹出量を、前記第３のカバーが取り付けられている側の吹出口から吹き出すエアの吹出量よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の集塵装置。
【請求項３】
前記第１のカバーを、前記加工領域を遮蔽する遮蔽位置と前記加工領域を開放する開放位置とに移動可能に取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの加工等に伴って発生する切粉や粉塵等を回収するための工作機械の集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械においてワークの切削加工等を行うと、加工に伴って多量の切粉や粉塵が発生する。特に、鋳物や樹脂等を切削加工する際には、粉塵の発生が顕著であり、発生した粉塵が広く飛散することになる。そこで、従来より、加工に伴って発生する粉塵等を回収してその飛散を防止するために、特許文献１及び２に開示されているような集塵装置が工作機械に設置されることがある。
【０００３】
【特許文献１】実開昭５９−１２８３４６号公報
【特許文献２】実開昭５７−１７０９４０号公報
【０００４】
ここで、図４を基に、特許文献１に開示されている集塵装置５１について説明する。図４は、工作機械５０を前方から見た説明図である。
工作機械５０は、ベッド５２上にワーク５３を載置可能なテーブル５４が前後方向にスライド可能に設置されており、主軸頭５５に取り付けられた工具５６によってワーク５３を加工するものである。また、主軸頭５５の後方には集塵装置５１が設置されており、加工に伴って発生する切粉や粉塵を、加工位置の近傍に開口した複数の吸気口５７、５７・・から吸い込むようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ただ加工位置の近傍に吸気口５７を開口させたとしても、加工位置の周囲（以下、加工領域と称す）が開放されているため、飛散する粉塵を効率よく吸い込むことは困難である。
【０００６】
そこで、粉塵の飛散を抑えるべく、加工領域の左右両側、前方、後方、及び上方を覆う飛散防止カバーを取り付けることが考えられる。しかしながら、粉塵の飛散防止機能を十分に達成するためには、実際にはテーブルの移動範囲の左右両側に取り付けられるカバーを設けることになり、前後方向にかなり長いものとする必要がある。したがって、工作機械の大型化の原因となり、設備コストや設置スペース等に問題が生じる。また、広範囲にわたって加工領域を遮蔽するため、作業者が加工状況等を把握しにくくなるという問題点もある。
また、粉塵の飛散防止機能を十分に達成するために加工領域の前方を遮蔽する必要があるが、ワーク５３の着脱の度に前方のカバーを開閉しなければならない。したがって、非常に使い勝手が悪くなる上、カバーの構造が複雑となることから設備コスト高をも招くことになる。
【０００７】
さらに、特許文献２には、主軸に取り付けられた工具の上方を覆うような吸込口を備えた吸気装置を設置する構成が開示されている。しかしながら、工具の近傍に装置を取り付けているため、通常の工具交換装置等が利用できない上、加工時にワークと吸気装置とが干渉してしまうおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決すべくなされたものであって、効果的に粉塵等を集塵することができる上、安価で、工作機械の加工を邪魔したりすることのない使い勝手の良い工作機械の集塵装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加工領域に設置された主軸頭に工具を取り付けて加工を行う工作機械に設置される工作機械の集塵装置であって、エア供給手段及び吸気手段を備えており、前記主軸頭の前方に、前記エア供給手段より供給されるエアを吹き出し可能な複数の吹出口を有するエア吹き出しダクトを設け、該エア吹き出しダクトの更に前方に隣接して、前記加工領域の前方側を遮蔽する第１のカバーを左右方向に取り付ける一方、前記主軸頭の後方に、前記吸気手段に接続された吸込ダクトを設置したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記主軸頭の近傍且つ前記吸込ダクトの吸込口後方に、前記加工領域の後方側を遮蔽するための第２のカバーを左右方向に取り付けるとともに、前記加工領域の一側方を遮蔽する第３のカバーを取り付けるとともに、前記第３のカバーが取り付けられていない側の吹出口から吹き出すエアの吹出量を、前記第３のカバーが取り付けられている側の吹出口から吹き出すエアの吹出量よりも大きくしたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第１のカバーを、前記加工領域を遮蔽する遮蔽位置と前記加工領域を開放する開放位置とに移動可能に取り付けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１のカバーにより発生する粉塵が加工領域より外へと飛散することを防止することができる。また、エア吹き出しダクトよりエアを吹き出しており、第１のカバーにより流れが規制されたエアによって、効率よく粉塵を回収することができる。さらに、エア供給手段、吸気手段、エア吹き出しダクト、第１のカバー、吸込ダクト等からのみ構成されるものであるため、既に設置されている従来の工作機械に後付可能であり、汎用性が非常に高い上、極めて低コストで集塵装置付きの工作機械とすることができ、経済性も高い。
また、請求項２の発明によれば、主軸頭の後方に第２のカバーを取り付けているため、より効率よく粉塵の飛散を防止することができる。さらに、第３のカバーを設けることにより、加工領域をより遮蔽することができるため、粉塵の飛散をより防止することができる。加えて、エアの吹出量を調節可能で、加工領域の開放側の吹出量をより強くすることで、一側方しか遮蔽していないにもかかわらず集塵効果を高めることができる。また、加工領域を遮蔽しない開放側を設けており、作業者による作業状況の監視等を邪魔することがないため、非常に使い勝手が良い。
さらにまた、請求項３の発明によれば、第１のカバーを、加工領域を遮蔽する遮蔽位置と加工領域を開放する開放位置とに移動可能に取り付けとしているため、ワークの交換作業や作業者による作業等の邪魔とならず、使い勝手が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態となる工作機械の集塵装置について図面１〜３を基に説明する。図１は、集塵装置２が設置された工作機械１を左側から見た説明図である。尚、図１における左方を工作機械１の前方とする。また、図２は、工作機械１の加工領域を上方から見た部分説明図である。さらに、図３は、工作機械１の加工領域を示した拡大説明図である。
【００１２】
工作機械１は、集塵装置２、ベッド３、ベッド３に対して前後方向に移動可能に取り付けられたテーブル４、及び門枠５等から構成されるものであって、公知の門形マシニングセンタに集塵装置２を設置した構造となっている。
門枠５は、ベッド３の両脇に固着されるコラム６、６、該コラム６、６間を上部にて連結するトップビーム７、コラム６、６の前方側をコラム６、６に対して上下動自在なクロスレール８、該クロスレール８の前方側で左右方向に移動自在な主軸頭９等からなるものである。
【００１３】
集塵装置２は、門枠５よりも後方に設置される第２のカバー１７を含む後方側装置１０と、門枠５よりも前方に設置される第１のカバー１９を含む前方側装置１１と、第３のカバー２６とからなるものである。
まず、後方側装置１０について説明する。後方側装置１０は、吸込ダクト１２、ダクト用ホース１３、集塵ダクト１４、集塵機（吸気手段）１５、及び第２のカバー１７等からなるものである。吸込ダクト１２は、クロスレール８の下部に設置されており、クロスレール８とともに上下動可能となっている。吸込ダクト１２の吸込口１６は、加工時に発生する粉塵をより効率よく吸い込むべく、後下がりのテーパ面となっている。また、図２に示されているように、吸込口１６は、テーブル４の左右方向幅と略同様の幅となっている。一方、吸込ダクト１２は、伸縮可能なダクト用ホース１３と後方端にて接続されている。
【００１４】
また、ダクト用ホース１３は集塵ダクト１４に接続されており、集塵ダクト１４は動力源を備えた集塵機１５に接続されている。つまり、集塵機１５を動作させることで、粉塵を、吸込ダクト１２の吸込口１６より吸い込み、ダクト用ホース１３、集塵ダクト１４を介して集塵機１５へと回収する。
さらに、吸込ダクト１２の下面には、帯状の第２のカバー１７が水平な回転軸線まわりで巻き上げ可能に取り付けられている。第２のカバー１７は、難燃性を有し、不透明で、且つ容易に弾性変形可能な樹脂から形成されたものである。尚、図１及び図２では第２のカバー１７が垂らされた状態となっている。
【００１５】
次に、前方側装置１１について説明する。前方側装置１１は、エア吹き出しダクト１８や第１のカバー１９等を備えている。エア吹き出しダクト１８は、エアブロア（エア供給手段）２０より送り込まれるエアを吹き出すために、ダクト開口部の下面に複数のスリット（吹出口）２１、２１・・が設けられたものである。そして、工作機械１の加工領域に発生する粉塵等の舞い上がりを防止すべく、図３に示されているように、主軸頭９の前方において、上方から下方へ向けてエアを吹き出すよう開口部を下方へ向けた状態で設置されている。また、エア吹き出しダクト１８は、その左右方向の幅がテーブル４よりも若干幅広となっているとともに、各スリット２１毎にエアの吹出量を調節可能となっている。さらに、エア吹き出しダクト１８の開口部と主軸頭９との間には、間隙を塞ぐために断面Ｌ字状の塞用カバー２５が設置されている。
【００１６】
該エア吹き出しダクト１８の前方には、エア吹き出しダクト１８と隣接して複数の第１のカバー１９、１９・・が取り付けられている。各第１のカバー１９は、支柱２２に取り付けられたカバー用フレーム２３に、工作機械１の左右方向にスライド自在に垂下された板状体である。また、各第１のカバー１９は、右端までスライドさせることでカバー収納部２４に収納可能となっている。加工領域の前方側を遮蔽したい場合には、カバー収納部２４に収納されている各第１のカバー１９を順々に左方へとスライドさせて、夫々の左右両端が互いに若干重なるような状態（左右方向へ連続状に並ぶ状態）とすればよい。尚、第１のカバー１９は、工作機械１の前方側からワーク等の監視を容易とすべく、透明度の高い合成樹脂により形成されている。
【００１７】
次に、第３のカバー２６について説明する。尚、図１においては第３のカバーを図示していない。第３のカバー２６、２６・・は、加工領域の右方を遮蔽するために、加工領域の右方にスライド自在に複数（図２では３枚）取り付けられている。各第３のカバー２６は、第１のカバー１９と略同様に構成された板状体である。そして、第３のカバー２６、２６・・を互いに若干重なるようにスライド移動させることにより、加工領域の右方を遮蔽する。
【００１８】
ここで、工作機械１に設置される上述したような集塵装置２の使用方法について説明する。
最初、第１のカバー１９はカバー収納部２４に収納されている（開放位置）とともに、第２のカバー１７は巻き上げられている（開放位置）。また、第３のカバー２６側も開放されている。尚、本実施の形態では、工作機械１において鋳物（ワーク）の切削加工を行うものとし、主軸頭には切削加工を行うための工具（図示せず）が取り付けられいることとする。
【００１９】
まず、加工対象のワークとなる鋳物（図示せず）をテーブル４上に設置し、テーブル４を後方へとスライドさせて鋳物を加工位置にセットする。その後、第１のカバー１９を左方向へとスライドさせて、左右方向へ連続状に並ぶ状態（遮蔽位置）として加工領域の前方を遮蔽する。そして、必要とあらば、第２のカバー１７を垂下させて（遮蔽位置）加工領域の後方を遮蔽するとともに、第３のカバー２６をスライドさせて加工領域の右方をも遮蔽する。各カバーにより加工領域を遮蔽すると、エア吹き出しダクト１８よりエアを吹き出すとともに、吸込ダクト１２より吸気を行う。加工領域が第１〜第３のカバーによって遮蔽されているため、エアは図３に示されているように流れることになる。この際、加工領域の左方は遮蔽しないため、エアの吹出量を調節し、エア吹き出しダクト１８の左方のスリット２１からより強くエアを吹き出すように設定する。
このとき、第１のカバー１９は粉塵を飛散させないことを目的としており、第１のカバー１９の下端はテーブル４上に設置されたワークと干渉しない程度の高さとなっている。尚、エアを併用するため、第１のカバー１９の下端とテーブル４との間に隙間が生じたとしても問題ない。また、第２のカバー１７についても同様であるが、第２のカバー１７は弾性変形可能な樹脂から作られているため、下端がワークと干渉する高さまで垂下させてもよい。
【００２０】
そして、この状態において、鋳物の切削加工を行う。切削加工に伴って発生する粉塵等は、第１〜第３のカバーによって加工領域が遮蔽されている上、吹き出されたエアの流れにのって、吸込ダクト１２から吸引されるため、加工領域から外へと飛散することなく回収される。加工作業が終了すると、第１のカバー１９を右方向へスライドさせた後、テーブル４を前方へとスライドさせ、鋳物の交換を行う。尚、鋳物の交換の際には、第２のカバー１７及び第３のカバー２６は退避位置（加工領域を開放する位置）へと移動させる必要はない。
以上のような態様にて、集塵装置２を使用し、粉塵等の回収を行う。
【００２１】
上記の如く構成された集塵装置２によると、第１のカバー１９、第２のカバー１７、及び第３のカバー２６により加工領域を遮蔽しているため、粉塵等が加工領域の外へと飛散しにくい。また、エア吹き出しダクト１８から吹き出されるエアにより、効率よく粉塵を回収することができる。また、第１〜第３のカバー（特に、第１のカバー）により、吹き出されるエアの流れを規制し、エアを吸込ダクト１２へと導いているため、集塵効果を極めて高めることができる。また、エアの吹出量を各スリット２１毎に調節可能であるため、加工領域の開放側の吹出量をより強く設定することで、さらに集塵効果を高めることができる。
【００２２】
さらに、吸込ダクト１２をクロスレール８とともに上下動可能に取り付けているため、常に加工位置の近傍で吸気を行うことが可能であり、極めて高い集塵効果を発揮することができる。さらにまた、吸込ダクト１２の吸込口１６を後下がりのテーパ面に形成したため、エア吹き出しダクト１８より吹き出されるエアを効率よく吸引することができる。加えて、吸込ダクト１２の下面に第２のカバー１７を取り付けているため、第２のカバー１７も常に効果的な位置にて防塵機能を発揮することができる。
【００２３】
また、第１〜第３のカバーは、加工領域を遮蔽する位置と開放する位置とに移動自在に取り付けられているため、ワークの加工や交換作業等に支障をきたさない。さらに、加工領域の一方側を開放しているため、作業者の作業（加工状況の監視等）も妨げることがなく、非常に使い勝手が良い。加えて、主軸頭９の前方とエア吹き出しダクト１８との間に塞用カバー２５を設置しているため、防塵機能をより顕著に発揮することができる。
【００２４】
さらに、集塵装置２は、工作機械１とは独立した後方側装置１０（第２のカバー１７を含む）、前方側装置１１（第１のカバー１９を含む）、及び第３のカバー２６から構成されているため、従来より設置されている工作機械１に後付可能であり、汎用性が極めて高い。さらにまた、第１のカバー１９を透明度の高い合成樹脂により形成しているため、第１のカバー１９を通して作業状況等を監視することができる。その上、加工領域外部からの光によって監視可能であるため、加工領域内に照明等を設置する必要がなく、より簡素な構成とすることができる。
加えて、第１〜第３のカバー及びエアにて粉塵の飛散の防止を図っているため、第１〜第３のカバーの大きさが、テーブルの移動範囲をただカバーで覆うものと比較して小さくて済むため、取り扱い易い。また、簡単な構造により主軸頭９の近傍に設置するものであるため、比較的安価に構成することができる。
【００２５】
尚、本発明の集塵装置は、上記実施の形態の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することができる。
たとえば、第３のカバーは必ずしも取り付けられる必要はなく、第３のカバーを取り付けないかわりに、エアの吹出量をテーブルの左右両端側にてより強くなるように設定しても何ら問題はないし、第３のカバー側のコラムにその役割を果たさせるようにしてもよい。また、吸込ダクトの吸込口の形状もテーパ面とする必要はなく、適宜変更可能である。さらに、吸込ダクトやエア吹き出しダクトの左右方向の幅や大きさ等も設置スペースや工作機械の形状により適宜変更しても何ら問題はない。
【００２６】
また、上記実施の形態では第１〜第３のカバーを全て合成樹脂製の板状体としているが、それに限定されることはなく適宜選定することができる。たとえば、硬質の切粉等が発生するおそれのあるワークを加工する工作機械にあっては、第１〜第３のカバーをより強度の高い金属板や硬質な合成樹脂板等としてもよい。さらに、各カバーとワークとの接触による破損をさけるべく、各カバーをより軟質なゴム等の弾性材料から形成しても何ら問題はないし、折り畳み可能なカーテン状体に形成することも当然可能である。加えて、第１〜第３のカバーを全て透明な合成樹脂により形成し、より加工作業を監視しやすくしてもよいし、全て安価な合成樹脂製のものとして更なる低コスト化を図ってもよい。また、工作機械において切削液を利用する場合には、耐薬品性等を考慮した素材により各カバーを形成することも考えられる。
【００２７】
さらに、第１のカバー及び第３のカバーをスライド式としているが、巻き上げ式にしても良いし、第２のカバーをスライド式としても何ら問題はない。さらにまた、第１のカバー及び第３のカバーを夫々複数枚スライドさせて加工領域を遮蔽するものとしているが、夫々１枚のカバー（カーテン状のものであることが望ましい）により加工領域を遮蔽するような構成とすることもできる。加えて、第２のカバーを吸込ダクトの下面ではなく、コラムの内面に取り付けてもよい。尚、第３のカバーを右方ではなく、左方に取り付けてもよいし、両側に取り付けることも当然可能である。
さらにまた、第１のカバーを設けるカバー用フレームは、主軸頭近傍前方であれば、支柱の代わりに主軸頭、クロスレール、コラム、トップビーム等に固定するようにしても何ら問題はない。
【００２８】
またさらに、エアの吹出量を各スリット毎に調節可能としているが、スリットの開口部の大きさや形状を異ならせることで、吹出量を調節するように構成することもできる。加えて、塞用カバーを設置しない構成としてもよい。
さらにまた、各カーテンの駆動や吹出量の調節を全て加工プログラムにより自動で行うように構成してもよいし、各カーテンの駆動は手動で行うように構成してもよい。
尚、上記実施の形態では設置対象となる工作機械を、門形マシニングセンタとしているが、パラレル工作機械等の別の工作機械にも設置することは当然可能である。またワーク対象も当然鋳物に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】集塵装置が設置された工作機械を左側から見た全体説明図である。
【図２】工作機械の加工領域を上方から見た部分説明図である。
【図３】工作機械の加工領域を示した拡大説明図である。
【図４】従来の集塵装置が設置された工作機械を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・工作機械、２・・集塵装置、３・・ベッド、４・・テーブル、５・・門枠、６・・コラム、７・・トップビーム、８・・クロスレール、９・・主軸頭、１０・・後方側装置、１１・・前方側装置、１２・・吸込ダクト、１３・・ダクト用ホース、１４・・集塵ダクト、１５・・集塵機、１６・・吸込口、１７・・第２のカバー、１８・・エア吹き出しダクト、１９・・第１のカバー、２０・・エアブロア、２１・・スリット、２２・・支柱、２３・・カバー用フレーム、２４・・カバー収納部、２５・・塞用カバー、２６・・第３のカバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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