(57)【要約】【課題】簡単な構造でワークの加工穴内の切粉及び切削液を迅速に清掃できるようにしたワーク清掃装置を提供する。【解決手段】本発明のワーク清掃装置１１は、ノズル部材４０、駆動機構２４、および負圧機構２６を備えている。ノズル部材４０は、ワーク１２の加工穴１３に対して非連通状態になる第１の位置Ｐ１と、加工穴１３と該加工穴１３の外側の大気７１との双方に連通する第２の位置Ｐ２とにわたってワーク１２の表面に沿って摺動可能である。駆動機構２４は、ノズル部材４０を前記第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とにわたり移動させる。負圧機構２６は、該吸引孔６４の内部を負圧にし、ノズル部材４０が前記第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に向かって移動する際に開口６３の内周部が加工穴１３に連通した瞬間に加工穴１３の内部の空気を吸引孔６４に吸引する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工穴を有するワークの前記加工穴の内部を清掃するためのワーク清掃装置であって、
前記ワークの表面に当接される先端部と、該先端部に開口を有する吸引孔と、前記開口の全周にわたって前記ワークの表面に密接可能な接触面とを有し、前記開口が前記加工穴からずれて前記吸引孔が前記加工穴に対して非連通状態になる第１の位置と、前記吸引孔が前記加工穴と該加工穴の外側の大気との双方に連通する第２の位置とにわたって前記ワークの表面に沿って摺動可能なノズル部材と、
前記ノズル部材の前記接触面が前記ワークの表面に接した状態で前記ノズル部材を前記第１の位置と第２の位置とにわたり移動させる駆動機構と、
前記吸引孔の内部の空気を吸引することにより該吸引孔の内部を負圧にし、前記ノズル部材が前記第１の位置から第２の位置に向かって移動する際に前記開口の内周部が前記加工穴に連通した瞬間に前記加工穴の内部の空気を前記吸引孔に吸引する負圧機構と、
を具備したことを特徴とするワーク清掃装置。
【請求項２】
前記ワークは同一円周上に所定ピッチで形成された複数の前記加工穴を有し、
前記ノズル部材は前記加工穴と対応した円周上に複数箇所に配置され、
前記複数のノズル部材は、これらノズル部材のうちの一部のノズル部材が前記複数の加工穴のうちの一部の加工穴に対して前記第２の位置にあるとき、残りのノズル部材が他の加工穴に対して前記第１の位置になるように配置され、
前記駆動機構は、前記ノズル部材を前記円周に沿って回動させることを特徴とする請求項１に記載のワーク清掃装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、前記ノズル部材を前記円周に沿って所定の角度範囲で往復回動させることを特徴とする請求項２に記載のワーク清掃装置。
【請求項４】
前記負圧機構は、前記加工穴から吸引した切粉と切削液とを分離して回収する回収装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のワーク清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの加工穴に残った切粉等を除去するワーク清掃装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークに形成された加工穴に残存する切粉や切削液を除去するためのワーク清掃装置が知られている。このワーク清掃装置は、加工穴を覆うカバー体と、加工穴内部の切粉を吹き飛ばすエアブロー手段と、カバー体の内部を吸引するバキューム手段と、これらを昇降させるシリンダ機構とを備えている。エアブロー手段は、エア供給源および加工穴内部に挿入されるエアノズルを有している。また、バキューム手段は、真空引き装置を有している。
【０００３】
このワーク清掃装置で切粉を除去するには、シリンダ機構によってカバー体を加工穴に押し付ける。さらにシリンダ機構が作動して、エアノズルを加工穴に挿入する。加工穴の奥部でエアブロー手段が作動して、切粉や切削液をカバー体の内部に吹き上げる。この吹き上げにより巻き上がった切粉や切削液をバキューム手段の真空引き装置が吸引して、加工穴から切粉および切削液を除去するようにする（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平５−１６０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のワーク清掃装置では、エアブロー手段とバキューム手段の両方を備える必要があり、さらに切粉や切削液の飛散防止のため、密閉させる必要があり装置が複雑になる問題がある。また、加工穴を清掃する際にシリンダ機構によりエアノズルを加工穴の内部に直接出し入れする必要があるため、作業の迅速性が損なわれる問題がある。また、エアノズルと加工穴の位置合わせを正確に行う必要があり、位置合わせのための構成が別に必要となって、装置が複雑になってしまう問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構造でワークの加工穴内の切粉及び切削液を迅速に清掃できるようにしたワーク清掃装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワーク清掃装置は、加工穴を有するワークの前記加工穴の内部を清掃するためのものであって、前記ワークの表面に当接される先端部と、該先端部に開口を有する吸引孔と、前記開口の全周にわたって前記ワークの表面に密接可能な接触面とを有し、前記開口が前記加工穴からずれて前記吸引孔が前記加工穴に対して非連通状態になる第１の位置と、前記開口が前記加工穴と該加工穴の外側の大気との双方に連通する第２の位置とにわたって前記ワークの表面に沿って摺動可能なノズル部材と、前記ノズル部材の前記接触面が前記ワークの表面に接した状態で前記ノズル部材を前記第１の位置と第２の位置とにわたり移動させる駆動機構と、前記吸引孔の内部の空気を吸引することにより該吸引孔の内部を負圧にし、前記ノズル部材が前記第１の位置から第２の位置に向かって移動する際に前記開口の内周部が前記加工穴に連通した瞬間に前記加工穴の内部の空気を前記吸引孔に吸引する負圧機構と、を具備している。
【０００７】
本発明の一つの形態では、前記ワークは同一円周上に所定ピッチで形成された複数の前記加工穴を有し、前記ノズル部材は前記加工穴と対応した円周上に複数箇所に配置され、前記複数のノズル部材は、これらノズル部材のうちの一部のノズル部材が前記複数の加工穴のうちの一部の加工穴に対して前記第２の位置にあるとき、残りのノズル部材が他の加工穴に対して前記第１の位置になるように配置され、前記駆動機構は、前記ノズル部材を前記円周に沿って回動させている。この前記駆動機構は、前記ノズル部材を前記円周に沿って所定の角度範囲で往復回動させることが好ましい。前記負圧機構は、前記加工穴から吸引した切粉と切削液とを分離して回収する回収装置を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、負圧機構により加工穴内部の異物等の除去対象物の吹き上げと吸引とを行うことができ、装置を簡単に構成することができる。また、ノズル部材を加工穴に挿入することなく加工穴内部を清掃できる。また複数の加工穴に対しても吸引力を低下させることなく清掃作業を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図１から図７を参照して、本発明のワーク清掃装置の実施形態について説明する。
【００１０】
図１に示すように、ワーク清掃装置１１は、ワーク１２の加工穴１３の清掃を行う装置本体１４と、装置本体１４に隣接して設けられる台車１５と、を備えている。台車１５は、装置本体１４において清掃された複数のワーク１２を重ねて収容することができる。ワーク清掃装置１１は、装置本体１４と台車１５とを統括制御する図示しない制御手段を備えている。
【００１１】
図１に示すように、装置本体１４は、機台２１と、機台２１上に設けられたワーク１２の搬送機構２２と、機台２１に固定される昇降機構２３と、昇降機構２３に支持される駆動機構２４と、駆動機構２４に支持されるノズルユニット２５と、ノズルユニット２５に連なる負圧機構２６とを備えている。
【００１２】
搬送機構２２は、ワーク１２を上流側から装置本体１４に供給するベルトコンベア３１と、清掃されたワーク１２を台車１５に送るシリンダ機構３２とを備えている。シリンダ機構３２は、シリンダ本体３３と、ワーク１２を引っ掛けることが可能な一対の作動爪３４とを有している。作動爪３４が起立した状態でシリンダ本体３３が駆動すると、ワーク１２を台車１５に向けて搬送することができる。
【００１３】
負圧機構２６は、大気圧よりも低い空気圧を発生させるためのいわゆる真空ポンプ３８と、真空ポンプ３８の上流に設けられた回収装置３９と、ノズルユニット２５に連なる吸引流路４１を備えている。真空ポンプ３８は、ノズルユニット２５の各ノズル部材４０を吸引してこれらを負圧にすることができる。回収装置３９は、切粉４４を回収する上側の第１の領域３９ａと、切削液４５を貯留する下側の第２の領域３９ｂとを有している。第１の領域３９ａと第２の領域３９ｂとの間に、これらの領域を仕切るフィルタ部材３９ｃが設けられている。吸引された除去対象物の一例である切粉４４は、フィルタ部材３９ｃによって第１の領域３９ａに捕集される。除去対象物の別の例である切削液４５は、フィルタ部材３９ｃを通過して第２の領域３９ｂに貯留される。この場合、切削液４５の一例としては、切削油がある。
【００１４】
図２に示すように、昇降機構２３は、例えばピストン部２３ａを伸縮できる流体シリンダで構成されている。昇降機構２３は、機台２１の上側の位置に固定されている。ピストン部２３ａの先端に駆動機構２４が吊り下げられている。
【００１５】
駆動機構２４は、出力軸２４ａを所定の角度範囲で往復回動させることのできるロータリ型のエアシリンダを備えている。この出力軸２４ａに、ノズルユニット２５が固定されている。本実施形態の駆動機構２４は、例えば１１０度の角度で出力軸２４ａを回動させることができる。駆動機構２４により、ノズルユニット２５を往復回動できる。
【００１６】
ノズルユニット２５は、ワーク１２の表面に沿って摺動可能な複数のノズル部材４０と、これらノズル部材４０を支持するフレーム部材５１と、各ノズル部材４０と負圧機構２６とを接続する接続部材５２と、を備えている。フレーム部材５１は、例えば上側プレート５１ａおよび下側プレート５１ｂを２本の支柱５１ｃで連結することによって構成されている。上側プレート５１ａは、駆動機構２４の出力軸２４ａに固定されている。下側プレート５１ｂは、４個のノズル部材４０を支持している。
【００１７】
図２と図３に示すように、接続部材５２は、合流部５３と、合流部５３の回転を受容するジョイント部５４と、互いに分かれた４本のパイプ５５と、を有している。合流部５３とジョイント部５４との接続部分に、旋回可能なジョイント機構が採用されている。４本のパイプ５５は、各ノズル部材４０から合流部５３に向けて延びるとともに、合流部５３において合流している。
【００１８】
図３に示すワーク１２は、例えば、周面がテーパ加工された円盤状に形成されている。ワーク１２は、例えばベベルギヤである。ワーク１２の上面に、機械加工された加工穴１３が複数形成されている。この加工穴１３は、ワーク１２を貫通しないいわゆる有底の穴である。加工穴１３は、ワーク１２の上面の同一円周上に所定ピッチで、例えば１２個形成されている。
【００１９】
図２と図５に示すように、ノズル部材４０は、伸縮自在な管状のノズル本体６１と、ワーク１２の表面に当接する先端部６２と、この先端部６２に開口６３を有する吸引孔６４と、開口６３の全周にわたってワーク１２表面に密接可能な接触面６５と、先端部６２をワーク１２に密接させるサスペンション機構６６とを備えている。ノズル本体６１は、伸縮自在に構成されている。吸引孔６４は、真空ポンプ３８の駆動により、内部を負圧に維持することができる。
【００２０】
先端部６２は、開口６３の内周部に沿って面取りされた面取部６７を有している。先端部６２の肉厚ｔは、加工穴１３の直径ｄよりも薄く構成されている。また、サスペンション機構６６は、ばね部材６８を含んでいる。ノズル部材４０の先端部６２がワーク１２に当接すると、ノズル本体６１が収縮するとともに、サスペンション機構６６のばね部材６８の反発力によって接触面６５がワーク１２に密接される。
【００２１】
図３に示すように、計４個のノズル部材４０は、第１から第４の各ノズル部材４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄによって構成されている。各ノズル部材４０は、下側プレート５１ｂの下方の４箇所の位置に所定の間隔で配置している。４個のノズル部材４０は、ワーク１２の加工穴１３に対応する円周上に配置されている。第１のノズル部材４０Ａと第３のノズル部材４０Ｃは、合流部５３に対して点対称の位置にある。また、第２のノズル部材４０Ｂと第４のノズル部材４０Ｄは、合流部５３に対して点対称の位置にある。
【００２２】
より詳細には、各ノズル部材４０は、ワーク１２の加工穴１３との関係上、次のような位置関係で配置されている。すなわち、図３に示すように、第２と第４のノズル部材４０Ｂ，４０Ｄの吸引孔６４が、加工穴１３とこの加工穴１３の外側の大気７１との双方に連通する場合には、第１と第３のノズル部材４０Ａ，４０Ｃの開口６３が加工穴１３からずれて、それらの吸引孔６４が加工穴１３に対して非連通状態になる。
【００２３】
このような第１と第３のノズル部材４０Ａ，４０Ｃの位置は、図５に示す状態にあり、第１の位置Ｐ１と呼んでいる。この第１の位置Ｐ１にある第１と第３のノズル部材４０Ａ，４０Ｃの開口６３は、ワーク１２表面と平行な方向にずれている。また、上記のような第２と第４のノズル部材４０Ｂ，４０Ｄの位置は、図６に示す状態にあり、第２の位置Ｐ２と呼んでいる。
【００２４】
逆に、第１と第３のノズル部材４０Ａ，４０Ｃの吸引孔６４が第２の位置Ｐ２にある場合には、第２と第４のノズル部材４０Ｂ，４０Ｄが第１の位置Ｐ１になるように各ノズル部材４０が配置されている。
【００２５】
すなわち、各ノズル部材４０は、ワーク１２の加工穴１３のピッチとずれるように配置されている。各ノズル部材４０がこのような配置をとることにより、すべてのノズル部材４０が同時に第２の位置Ｐ２になって大気７１に開放しないようになっている。これにより、負圧機構２６による負圧が急激に低下することが防止される。
【００２６】
前記駆動機構２４は、このように構成されるノズル部材４０の接触面６５がワーク１２の表面に当接した状態で、ノズル部材４０を第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とにわたり移動させることができる。
【００２７】
図４に示すように、装置本体１４は、位置決め装置７２を備えている。位置決め装置７２は、搬送機構２２のベルトコンベア３１に面して設けられている。位置決め装置７２は、シリンダ部材７３と、シリンダ部材７３の先端に設けられたブロック部材７４と、シリンダ部材７３とベルトコンベア３１を間に挟んだ反対位置に設けられるガイド部材７５とを有している。ブロック部材７４は、上方からみて、円盤形状のワーク１２に当接することのできるＶ字状に凹んだ当接面７４ａを含んでいる。
【００２８】
ガイド部材７５は、ベルトコンベア３１の搬送方向下流に向かうにつれて、シリンダ部材７３に接近する方向に斜めになったガイド面７５ａと、ベルトコンベア３１の搬送方向と平行に延びる受圧面７５ｂとを含んでいる。ガイド面７５ａによってワーク１２をシリンダ部材７３の方向に誘導することができる。
【００２９】
搬送されるワーク１２が受圧面７５ｂにさしかかったあたりで、シリンダ部材７３は、ブロック部材７４をワーク１２に押し付けるように駆動する。ブロック部材７４の当接面７４ａと、ガイド部材７５の受圧面７５ｂにより、ワーク１２をベルトコンベア３１の搬送方向と搬送方向に直交する幅方向とに位置決めすることができる。これにより、ワーク１２の加工穴１３が配置する円周とノズル部材４０が配置する円周とを対応させることができる。
【００３０】
図５から図７を参照して、ワーク１２の清掃過程について説明する。ワーク１２の加工穴１３の清掃は、各ノズル部材４０が加工穴１３を通過するのを複数回繰り返して行う。ここでは、１個のノズル部材４０を例に説明する。
【００３１】
ノズル部材４０がワーク１２に当接する前に、ワーク１２がベルトコンベア３１によって搬送上流側から供給される。位置決め装置７２によりワーク１２が所定の位置で位置決めされると、昇降機構２３が駆動してノズルユニット２５をワーク１２に向けて下降させる。ノズルユニット２５が所定の高さまで下降すると、ノズル部材４０の先端部６２がワーク１２に当接するとともに昇降機構２３が停止する。この場合、サスペンション機構６６が作用して、ノズル部材４０の接触面６５をワーク１２に密接させている。ノズル部材４０の配置位置に対して、ワーク１２の加工穴１３の位置は任意の位置にある。
【００３２】
図５は、ノズル部材４０の吸引孔６４が加工穴１３に対して連通していない第１の位置Ｐ１を示している。この第１の位置Ｐ１から加工穴１３の清掃が開始される場合を例にとって説明する。この場合、負圧機構２６の吸引力は加工穴１３の内部に作用することはないが、ノズル部材４０の吸引孔６４では、負圧機構２６が駆動して真空度が高まっている。駆動機構２４が駆動してワーク１２に対してノズル部材４０を回転させると、ノズル部材４０は、加工穴１３が並ぶ円周に沿って回動し、ワーク１２の表面に当接した状態で第２の位置Ｐ２に向けて移動する。
【００３３】
図６に示すように、ノズル部材４０が第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に向かって移動する際に開口６３の内周部が加工穴１３に連通し始めた瞬間、負圧機構２６は加工穴１３の内部の空気を吸引孔６４に吸引する。これと同時に、負圧機構２６は、加工穴１３の外側の大気７１も吸引する。これにより、第２の位置Ｐ２において吸引孔６４内部の負圧状態が急変し、加工穴１３の外側の大気７１から加工穴１３の底部を経由して吸引孔６４に流れる急峻な空気流が発生する。この空気流により、加工穴１３の内部の除去対象物である切粉４４や切削液４５を加工穴１３の内面から剥離させて吹き上げるとともに、吸引孔６４から吸い込むことができる。
【００３４】
図７に示すように、ノズル部材４０の開口６３が加工穴１３にさらに連通すると、前記空気流が通過する流路の直径が大きくなって空気流の流速が低下する。この状態においては、吸引孔６４は、吸引を継続しているものの吸引力が低下している。ノズル部材４０が加工穴１３を通過すると、隣接する次の加工穴１３を吸引する。ノズルユニット２５が１１０度回転した後は、逆方向にノズル部材４０が回転し、逆側から各加工穴１３を清掃するようにする。このノズルユニット２５の往復回動は、１１０度の回動範囲で３往復して行われる。ノズルユニット２５の往復回動が終了すると、昇降機構２３の駆動でノズルユニット２５が上昇してワーク１２の清掃が終了する。清掃されたワーク１２は、シリンダ機構３２によって搬送され、台車１５に重ねて収容される。
【００３５】
以上が本発明のワーク清掃装置１１の実施形態である。本実施形態のワーク清掃装置１１によれば、負圧機構２６と駆動機構２４によって空気流を発生して、加工穴内部の除去対象物の吹き上げと吸引除去とを行うことができる。これにより、除去対象物を吹き上げる装置を別途に設ける必要がなく、装置を簡単に構成することができる。また、各ノズル部材４０は、加工穴１３に挿入されることなく連続して複数の加工穴１３の清掃を行うことができるため、迅速に清掃ができる。
【００３６】
ノズル部材４０同士は、加工穴１３のピッチとずれた角度で配置している。このため、すべてのノズル部材４０が同時に第２の位置Ｐ２になることがなく、負圧が低下して除去対象物に取り残しが生ずるのを防止できる。また、ワーク１２の加工穴１３が配置する円周とノズル部材４０が配置する円周とを対応させて、ノズル部材４０を円周に沿って回動させれば、加工穴１３とノズル部材４０とを個々に位置決めする必要がない。このため、間単な位置決め装置７２で足り、これを用いた位置合わせにも時間がかからない。
【００３７】
駆動機構２４が所定の角度範囲で往復回動するようになっているため、ノズル部材４０が加工穴１３を複数回通過するようになり、切粉４４の残存を防いで確実に除去できる。また、回収装置３９によって切粉４４と切削液４５とを分離して回収することができるため、切削液４５を再利用することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、ノズルユニット２５を回動往復させるようにしているが、同一方向に回転させてもよい。また、一直線上に並ぶ加工穴に対して、ノズル部材４０を直線的に並べて、直線方向に往復運動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係るワーク清掃装置の正面図。
【図２】図１に示す、ワーク清掃装置の装置本体を示す断面図。
【図３】図２に示す装置本体のノズルユニットを示す断面図。
【図４】図２に示す装置本体の位置決め装置の上面図。
【図５】図３に示すノズルユニットのノズル部材とワークの加工穴の位置関係を示す断面図。
【図６】図５に示すノズル部材が移動した状態を示す断面図。
【図７】図６に示すノズル部材が移動した状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…ワーク清掃装置、１２…ワーク、１３…加工穴、２４…駆動機構、２６…負圧機構、３９…回収装置、４０…ノズル部材、４４…切粉、４５…切削液、６２…先端部、６３…開口、６４…吸引孔、６５…接触面、７１…大気
【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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