(57)【要約】【課題】確実かつ簡単に切粉等を除去できる切粉除去方法及び切粉除去用エアーブローノズルを提供する。【解決手段】ワーク３の袋状の加工穴４内に残留付着した切粉等の残留物Ｚを除去する切粉除去方法であって、加工穴４の底部４ａ方向に向かってエアーブローノズル１によりノズル内を流過するエアー流を螺旋流Ｒに変化させてエアーを噴出させ加工穴４の底部４ａに吹き付けた後、加工穴４の底部４ａ付近から加工穴４の開口部４ｂ方向に向かってトルネード状に吹き上がる螺旋流Ｒとして、前記加工穴４内の前記残留物Ｚを該螺旋流Ｒにより舞い上げて除去することを特徴とする。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの袋状の加工穴内に残留付着した切粉等の残留物を除去する切粉除去方法であって、加工穴の底部方向に向かってエアーブローノズルによりノズル内を流過するエアー流を螺旋流に変化させてエアーを噴出させ加工穴の底部に吹き付けた後、加工穴の底部付近から加工穴の開口部方向に向かってトルネード状に吹き上がる螺旋流として、前記加工穴内の前記残留物を該螺旋流により舞い上げて除去することを特徴とする切粉除去方法。
【請求項２】
ワークの袋状の加工穴内に残留付着した切粉等の残留物を除去する切粉除去用エアーブローノズルにおいて、前記加工穴に挿入されるノズル先端部にノズル内を流過するエアー流を螺旋流に変化させる螺旋流生成部を設けたことを特徴とする切粉除去用エアーブローノズル。
【請求項３】
前記螺旋流生成部がノズルの先端部に形成されスクリュー状に捻れた複数のガイド片を有していることを特徴とする請求項２に記載の切粉除去用エアーブローノズル。
【請求項４】
前記加工穴が雌ネジ穴である場合に、前記螺旋流はネジの緩め方向に旋回する螺旋流であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の切粉除去用エアーブローノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークに形成された袋状の加工穴に残留付着した切粉や切削水等を除去するための切粉除去方法及び切粉除去用エアーブローノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図７に示すように、ワーク３’の加工穴４’に残留した切粉Ｋを除去するために、エアーブローノズル１’からエアーを噴出させて舞い上がった切粉Ｋ等を吸引して加工穴４’より除去するものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−８５５７３号公報
【特許文献２】
実開平０５−１６０７８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術においては、加工穴４’に残留した切粉Ｋ等をエアーブローノズル１’からエアーを噴出させて舞い上げようとする際に、エアーの流速が不足したり、エアーの噴出力により切粉Ｋ等が加工穴４’に押し付けられる方向に力を受けると切粉Ｋ等をうまく外側に排出できないという問題がある。とりわけ、加工穴４’がネジ穴であるような場合は、ネジ山に切粉Ｋが引っ掛かり易く、そのため切粉Ｋが確実に除去されたか否かを確認する等の作業が必要となり作業工数が増加するという問題がある。
そこで、この発明は確実かつ簡単に切粉等を除去できる切粉除去方法及び切粉除去用エアーブローノズルを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、ワーク（例えば、実施形態におけるワーク３）の袋状の加工穴（例えば、実施形態における加工穴４）内に残留付着した切粉等の残留物（例えば、実施形態における残留物Ｚ）を除去する切粉除去方法であって、加工穴の底部（例えば、実施形態における底部４ａ）方向に向かってエアーブローノズル（例えば、実施形態におけるエアーブローノズル１）によりノズル内を流過するエアー流を螺旋流（例えば、実施形態における螺旋流Ｒ）に変化させてエアーを噴出させ加工穴の底部に吹き付けた後、加工穴の底部付近から加工穴の開口部（例えば、実施形態における開口部４ｂ）方向に向かってトルネード状に吹き上がる螺旋流として、前記加工穴内の前記残留物を該螺旋流により舞い上げて除去することを特徴とする。
このように構成することで、加工穴内に付着した切粉等は、加工穴の底部付近から前記加工穴の開口部方向に向かってトルネード状に吹き上がる螺旋流により螺旋軌道を描きながら舞い上げられ、加工穴の開口部から外部に除去される。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、ワークの袋状の加工穴内に残留付着した切粉等の残留物を除去する切粉除去用エアーブローノズル（例えば、実施形態におけるエアーブローノズル１）において、前記加工穴に挿入されるノズル先端部（例えば、実施形態におけるノズル先端部１ｂ）にノズル内を流過するエアー流を螺旋流に変化させる螺旋流生成部（例えば、実施形態における螺旋流生成部６０）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、加工穴内にエアーブローノズルの先端部を挿入した状態でエアーを噴出すると、ノズル先端部の螺旋流生成部において螺旋流が生じ、この螺旋流は加工穴の底部に吹き付けられた後、ノズル先端部と加工穴との間の空間を加工穴の開口部に向かって螺旋状に流れ、加工穴内に残留付着した切粉や切削水等を外部に舞い上げて除去することが可能となる。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、前記螺旋流生成部がノズルの先端部に形成されスクリュー状に捻れた複数のガイド片（例えば、実施形態におけるガイド片６１）を有していることを特徴とする。
このように構成することで、噴出されたエアーが各ガイド片で旋回し、確実に螺旋流を生成することが可能となる。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、前記加工穴が雌ネジ穴である場合に、前記螺旋流はネジの緩め方向に旋回する螺旋流であることを特徴とする。
このように構成することで、加工穴とノズル先端部の外周との間を流れる螺旋流はネジの溝にガイドされながら整流された状態で加工穴の開口部に向かってスムーズに流れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すのはこの発明の実施形態のエアーブローノズル１を用いた切粉除去装置２を概略的に示す斜視図である。
同図において切粉除去装置２は生産ライン等に設置され、図示しない加工機により穴加工、ネジ穴加工された例えばシリンダブロック、シリンダヘッド等のワーク３の袋状の加工穴４にエアーを吹き付け、加工穴４内に残留付着した切粉や切削水等の残留物Ｚ（以下、単に残留物Ｚという）を除去するものである。
【００１０】
具体的には、切粉除去装置２はベース５に第１アーム６が上下方向揺動自在かつ水平方向回動自在に支持され、この第１アーム６に第２アーム７が揺動自在に支持されたものであり、前記第２アーム７に揺動自在に支持された第３アーム８にエアーガン９が回動自在に取り付けられている。
前記エアーガン９のガン本体１０には、治具１１にセットされたワーク３の加工穴４にエアー供給源１２からエアーを吹き付けるためのエアー供給ホース１３が接続されている。
【００１１】
また、エアーガン９にはエアー供給ホース１３により供給されたエアーを吹き付けることにより加工穴４から舞い上がった残留物Ｚをエゼクタ作用により引き込むための回収エアー供給ホース１４が接続され、更に、この回収エアー供給ホース１４によるエゼクタ作用で送り出された残留物Ｚをバキューム装置１５により吸引して排出する排出ホース１６が接続されている。ここで、前記エアー供給ホース１３には、これを開閉するソレノイドバルブ１７が設けられている。尚、前記回収エアー供給ホース１４に送給されるエアーも前記エアー供給源１２から供給されている。
【００１２】
図２、図３に示すように、エアーガン９のガン本体１０の上部には前記第３アーム８にボルト１８により取り付けられる取付座１９を備えたブラケット２０が設けられている。このブラケット２０には前記エアー供給ホース１３のニップル２１が接続されるエアー供給ブロック２２がボルト２３により取り付けられている。エアー供給ブロック２２には、上部に供給口２４を備え内部で屈曲して下側に向かうエアー供給通路２５が形成され、このエアー供給通路２５はエアー供給ブロック２２の下面で排出口２６として開口している。
エアー供給ブロック２２の下面には、メインブロック２７がボルト２８により位置決めピン２９を介して取り付けられている。メインブロック２７は前記エアー供給ブロック２２の排出口２６に接続されるエアー供給口３０を備えている。ここで、メインブロック２７の前記エアー供給ブロック２２に対する上部接合面３１にはエアー供給口３０を取り囲むようにシール部材としてＯリング３２が取り付けられている。
【００１３】
前記メインブロック２７のエアー供給口３０にはエアーブローノズル１の基部１ａが臨設された状態で取り付けられ、エアーブローノズル１の先端部分はメインブロック２７の下面から下方に延出している。前記メインブロック２７には側部の接続孔３３と下面の開口部３４で開口する吸引通路３５が設けられている。前記吸引通路３５の下部は前記エアーブローノズル１を取り囲むようにして形成されている。
【００１４】
前記メインブロック２７には吸引通路３５の側部の接続孔３３にエゼクタ部材３６が装着されている。このエゼクタ部材３６は前記排出ホース１６に接続されるもので、前記吸引通路３５の内壁にＯリング３７を介して装着されている。エゼクタ部材３６は筒状の部材で、内部に形成された環状溝３８を経てエゼクタ部材３６の中心部で前記排出ホース１６側に向かって斜めに形成された複数の噴出孔３９からエアーを噴出することによりエゼクタ室４０に負圧を生じさせ、この負圧により前記吸引通路３５の開口部３４側から前記残留物Ｚを吸引するものである。したがって、前記吸引通路３５の外壁には前記環状溝３８に連通する接続口４１が形成され、この接続口４１には前記回収エアー供給ホース１４のニップル４２が接続されている。
【００１５】
そして、前記メインブロック２７の下面にはノズルガイド４３がボルト４４により取り付けられている。ノズルガイド４３は前記メインブロック２７の開口部３４に連通するもので、取り付けフランジ部４５を備えた外筒４６と、外筒４６の内部に設けた内筒４７を備えている。
前記外筒４６は取り付けフランジ部４５を前記ボルト４４によりメインブロック２７下面に締め付けることにより固定されていて、外筒４６の下端内周縁に形成された係止部４８と内筒４７の上端外周縁に形成された係合部４９により、内筒４７が外筒４６に対して突出自在に抜け止めされて取り付けられている。
【００１６】
前記内筒４７の先端部にはエアーブローノズル１のガイド５０が装着され、このガイド５０の中央部に形成された挿通孔５１からエアーブローノズル１が内筒４７に対して相対的に出没自在に支持されている。尚、このガイド５０は開口部を備えた部材である。ここで、前記外筒４６の先端の周縁部とガイド５０の上部端面との間には内筒４７を外筒４６に対して突出方向に付勢するスプリング５２が取り付けられている。
そして、前記ガイド５０にはワーク３の加工穴４の周縁に当接する筒状の接地部材５３が取り付けられている。尚、この接地部材５３はクッション性を持たせるためにウレタン製となっている。
【００１７】
図４、図５に示すように、エアーブローノズル１には前記加工穴４に挿入されるノズル先端部１ｂにエアーブローノズル１内を流過するエアー流を螺旋流に変化させる螺旋流生成部６０が設けられている。この螺旋流生成部６０はノズル先端部１ｂに形成されスクリュー状に捻れた複数のガイド片６１で構成されている。
【００１８】
具体的には、ノズル先端部１ｂには、例えばエアーブローノズル１の軸方向に対して角度θ＝３０度から４５度傾斜してノズル先端から長さＬ＝４ｍｍ〜６ｍｍの範囲に３つの切込部６２が１２０度毎に振り分けて形成されている。そして、この切込部６２間が３つのガイド片６１，６１，６１として構成され、これら３つのガイド片６１，６１，６１が図５にも示すように先端側から見て右回りに捻れるようにして倒れ、かつ、先細り形状に形成されている。
したがって、図４に示すように、各ガイド片６１が互いに捻れることでノズル先端には略三角形状の開口部６３が形成され、各ガイド片６１の頂部６４が隣接するガイド片６１の側縁６５に重なり合うようにして、ノズル先端部１ｂは先細り形状に形成されることとなる。
【００１９】
上記実施形態によれば、前段工程で穴加工が施されたワーク３が治具１１にセットされた状態で搬送されると、予めティーチングがなされた切粉除去装置１は第１アーム６，第２アーム７及び第３アーム８によりエアーガン９を加工穴４の上方に移動させた後エアーブローノズル１の先端をワーク３の加工穴４に挿入する。このとき、位置決めされたエアーガン９が下降すると接地部材５３が初めに加工穴４の周囲に接地し、次に、スプリング５２に抗して内筒４７が外筒４６内に没することにより、相対的にエアーブローノズル１が突出して加工穴４内部に挿入される（図３参照）。
このとき、エアーブローノズル１のノズル先端部１ｂが先細り形状に形成されているため、加工穴４への挿入作業が行い易い。
【００２０】
この状態で、図１に示すように前記エアー供給源１２からエアー供給ホース１３及び回収エアー供給ホース１４にエアーを供給すると共にバキューム装置１５を駆動した状態で前記ソレノイドバルブ１７を開いてエアーブローノズル１からエアーを噴出すると、このエアー流は加工穴４の底部４ａ方向に向かってエアーブローノズル１により螺旋流Ｒに変化した状態となり、ついで加工穴４の底部方向に向かって噴出され加工穴４の底部４ａに吹き付けた後、加工穴４の底部４ａから加工穴４の開口部４ｂ方向に向かってトルネード状に吹き上がる螺旋流Ｒとなる。したがって、図６に示すように、加工穴４内に付着した切粉や切削水等の残留物Ｚは、加工穴４の底部４ａ付近から前記加工穴４の開口部４ｂ方向に向かってトルネード状に吹き上がる前記螺旋流Ｒにより螺旋軌道を描きながら舞い上げられ、加工穴４の開口部４ｂから外部に除去される。
ここで、前記エアーブローノズル１から加工穴４内にエアーを噴出させる際に、エアー供給源１２に接続されているエアー供給ホース１３のソレノイドバルブ１７の開閉を間欠的に行ってエアーを吹き付けることにより、より一層切粉除去効果を高めることができる。
一方、回収エアー供給ホース１４から供給されエアーガン９のメインブロック２７に設けたエゼクタ部材３６の環状溝３８、噴出孔３９から噴出されるエアーによりエゼクタ室４０内には負圧領域が形成されるため、これにより前記螺旋流Ｒによって舞い上げられた、残留物Ｚは前記エゼクタ室４０内に向かって吸い出され、バキューム装置１５により排出ホース１６から排出される。
【００２１】
とりわけ、図６に示すように前記加工穴４が雌ネジ穴である場合に、前記螺旋流Ｒはネジの緩め方向に旋回する螺旋流Ｒであるため、加工穴４内とノズル先端部１ｂの外周との間を流れる螺旋流Ｒはネジの溝にガイドされながら整流された状態で加工穴４の開口部４ｂに向かってスムーズに流れる。よって、図７に示す従来のようにノズル先端部から噴出されるエアーが雌ネジ穴の開口部に向かって直線的に流れた場合のように残留物の中の切粉等がネジ山に引っ掛かることなくなり、残留物Ｚがネジ溝に沿って螺旋流Ｒと共に少ないロスで効率よく舞い上がって除去される点で有利である。
そして、残留物Ｚが除去されたら、次の加工穴４にエアーブローノズル１を挿入して同様の作業を繰り返す。
【００２２】
上記実施形態によれば、ワーク３の加工穴４内に付着した残留物Ｚは、加工穴４の底部４ａ付近からノズル先端部１ｂと加工穴４との間の空間を経て加工穴４の開口部４ｂに向かってトルネード状に吹き上がる螺旋流Ｒにより螺旋軌道を描きながら舞い上げられ、加工穴４の開口部４ｂから排出ホース１６により外部に除去されるため、エアー供給ホース１３内を流れるエアーの流速をさほど大きくしなくても、残留物Ｚが加工穴４の底部４ａに押し付けられることはなく、したがって、残留物Ｚを確実かつ簡単にスムーズに除去できる効果がある。
よって、一回の作業で残留物Ｚを確実に除去できるので、確認作業が必要なく検査作業を省いて作業工数を削減できる。
【００２３】
また、前記螺旋流生成部６０がノズル先端部１ｂに形成されスクリュー状に捻れた複数のガイド片６１を有しているため、噴出されたエアーが各ガイド片６１で旋回し、確実に螺旋流Ｒを生成することが可能となる。よって、簡単な構成であっても信頼性の高い螺旋流生成部６０を形成できる効果がある。
【００２４】
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、ノズル先端部１ｂの切込部６２の数、つまりガイド片６１の数は３つに限定されるものではない。また、ノズル先端部１ｂに切込部６２を形成してガイド片６１を形成したが、ノズル先端部１ｂに別体でスクリューピースを差し込んで取り付ける等により、螺旋流生成部を構成するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、加工穴内に付着した切粉等は、加工穴の底部付近から前記加工穴の開口部方向に向かってトルネード状に吹き上がる螺旋流により螺旋軌道を描きながら舞い上げられ、加工穴の開口部から外部に除去されるため、流速をさほど大きくしなくても、加工穴の底部に押し付けられることなく確実かつ簡単にスムーズに除去できる効果がある。
【００２６】
請求項２に記載した発明によれば、加工穴内にエアーブローノズルの先端部を挿入した状態でエアーを噴出すると、ノズル先端部の螺旋流生成部において螺旋流が生じ、この螺旋流は加工穴の底部に吹き付けられた後、ノズル先端部と加工穴との間の空間を加工穴の開口部に向かって螺旋状に流れ、加工穴内に残留付着した切粉や切削水等を外部に舞い上げて除去することが可能となるため、流速をさほど大きくしなくても、切粉等が加工穴の底部に押し付けられることなく、確実かつ簡単にスムーズに除去される効果がある。
【００２７】
請求項３に記載した発明によれば、噴出されたエアーが各ガイド片で旋回し、確実に螺旋流を生成することが可能となるため、簡単な構成であっても信頼性の高い螺旋流生成部となる効果がある。
【００２８】
請求項４に記載した発明によれば、加工穴とノズル先端部の外周との間を流れる螺旋流はネジの溝にガイドされながら整流された状態で加工穴の開口部に向かってスムーズに流れるため、雌ネジ穴の開口部に向かって直線的に流れた場合のように切粉等がネジ山に引っ掛かることなく切粉等がネジ溝に沿って螺旋流と共に少ないロスで効率よく舞い上がって除去される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の切粉除去装置の概略斜視図である。
【図２】エアーガンの断面図である。
【図３】図２の作動状況を示す部分断面図である。
【図４】エアーブローノズルのノズル先端部の平面図である。
【図５】エアーブローノズルのノズル先端部の正面図である。
【図６】残留物を除去する様子を示す説明断面図である。
【図７】従来技術の図６に相当する説明断面図である。
【符号の説明】
１  エアーブローノズル
１ｂ  ノズル先端部
３  ワーク
４  加工穴
４ａ  底部
４ｂ  開口部
６０  螺旋流生成部
６１  ガイド片
Ｒ  螺旋流
Ｚ  残留物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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