(57)【要約】【課題】切屑を吸引排出するための搬送経路が短く吸引排出力に優れ、また、切屑詰まりの発生しにくい切屑の吸引搬送装置を提供する。【解決手段】工具１０から切屑４００を吸引装置３１０により吸引して一時的に溜めるためのサブフィルタ部３００と、サブフィルタ部３００に捕集された切屑４００を加圧装置により加圧して排出するメインフィルタ部５００とを有して構成する。切屑の吸引搬送は、まず工具１０により発生する切屑４００を吸引によりサブフィルタ部３００に捕集し、捕集された切屑４００を加圧によりメインフィルタ部５００に搬送する。【選択図】図２
2009202284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に装着された工具を可動部により移動させて加工する際の切屑を吸引装置により吸引して一時的に溜めるためのサブフィルタ部と、
前記サブフィルタ部に捕集された前記切屑を加圧装置により加圧して排出するメインフィルタ部と、を有し、
前記サブフィルタ部は、工作機械の可動部に搭載されていることを特徴とする切屑の吸引搬送装置。
【請求項２】
前記加圧は、圧縮エアーにより行なわれることを特徴とする請求項１に記載の切屑の吸引搬送装置。
【請求項３】
前記サブフィルタ部と前記工具、前記吸引装置、前記加圧装置、および前記メインフィルタ部とのそれぞれの間に、前記切屑の搬送経路を制御するためのバルブを有することを特徴とする請求項１に記載の切屑の吸引搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切屑の吸引搬送装置に関し、特に、工作機械の可動部にサブフィルタ部を設けて負圧で切屑を吸引し、溜まった切屑を圧縮エアーでメインフィルタ部に搬送する切屑の吸引搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンドミルやドリル等の工作機械においては、切削加工に伴い発生する切屑の処理が種々問題となっている。切削加工後に製品へ付着した切屑の洗浄等の除去工程によるコストアップ、また、切屑により製品へ付く傷等による品質低下等である。このような問題に対処するため、例えば、エンドミルの軸方向に貫通する細穴を追加工して、この細穴から切屑を吸引排出しながら加工する方法等が行なわれる場合がある。
【０００３】
また、ドリル等のドリル溝を利用して切屑を吸引排出して加工する工作装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この工作装置は、中空部を持つ円筒形状の基筒を穿孔機の本体に取付け、この基筒とドリル溝との空隙を通して加工によって生じる切屑をゴムホースを通して真空タンクへ排出するものである。
【特許文献１】特開平１１−１３８３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来から行なわれている切屑を吸引排出しながら加工する方法では、負圧により切屑を吸引排出するので、吸引装置までの吸引経路を短くするのには限度があり、十分な吸引排出力を得ることができなかった。また、特許文献１に記載の工作装置によれば、負圧による吸引排出と共に、圧縮エアーを併用して切屑の吸引排出を行なうが、切屑を溜めるフィルタ部は外部の吸引装置にあるので、切屑の吸引排出経路が長くなり、吸引排出力に優れるものではなかった。また、吸引排出するための搬送経路が長いため、切屑詰まりが発生しやすいという問題もあった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、切屑を吸引排出するための搬送経路が短く吸引排出力に優れ、また、切屑詰まりの発生しにくい切屑の吸引搬送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】
［１］本発明は、上記の目的を達成するため、工作機械に装着された工具を可動部により移動させて加工する際の切屑を吸引装置により吸引して一時的に溜めるためのサブフィルタ部と、前記サブフィルタ部に捕集された前記切屑を加圧装置により加圧して排出するメインフィルタ部と、を有し、前記サブフィルタ部は、工作機械の可動部に搭載されていることを特徴とする切屑の吸引搬送装置を提供する。
【０００７】
［２］前記加圧は、圧縮エアーにより行なわれることを特徴とする上記［１］に記載の切屑の吸引搬送装置であってもよい。
【０００８】
［３］また、前記サブフィルタ部と前記工具、前記吸引装置、前記加圧装置、および前記メインフィルタ部とのそれぞれの間に、前記切屑の搬送経路を制御するためのバルブを有することを特徴とする上記［１］に記載の切屑の吸引搬送装置であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切屑を吸引排出するための搬送経路が短く吸引排出力に優れ、また、切屑詰まりの発生しにくい切屑の吸引搬送装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（本発明の第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る切屑の吸引搬送装置の全体構成を示す全体斜視図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る切屑の吸引搬送装置における各構成部分の接続構成を示す構成ブロック図である。図３は、工作機械のチャック部に切削工具（エンドミル）を装着した状態を示す部分断面図である。図４は図３の変形例を示す部分断面図である。
【００１１】
本発明の第１の実施の形態に係る切屑の吸引搬送装置１は、図１に示すように、工具を回転させながら可動部１００ａにより移動させて加工する、例えば、フライス盤１００に適用される。このフライス盤１００では、切削加工中の切屑を回転する工具１０または中空主軸１１０を通して吸引除去しながら、先端部１０ａのＸＹＺ座標を可動部１００ａの位置制御をすることによりワーク（被加工部材）２００を切削加工する。
【００１２】
吸引搬送装置１は、工具１０から切屑４００を吸引装置３１０により吸引して一時的に溜めるためのサブフィルタ部３００と、サブフィルタ部３００に捕集された切屑４００を加圧装置により加圧して排出するメインフィルタ部５００とを有して構成される。ここで、サブフィルタ部３００は、フライス盤１００の工具１０を備えた可動部１００ａに搭載されており、一方、メインフィルタ部５００は、フライス盤１００の可動部１００ａ以外の領域あるいはフライス盤１００以外の領域に配置され、後述する搬送チューブ３３０でそれぞれ接続されている。また、吸引装置３１０、および、加圧装置としての圧縮エアー供給装置５１０は、フライス盤１００の可動部１００ａ以外の領域あるいはフライス盤１００以外の領域に配置される。
【００１３】
サブフィルタ部３００は、バルブＡ３２０を介して吸引装置３１０に搬送チューブ３３０で接続され、吸引装置３１０から負圧により吸引可能な構成とされている。吸引装置３１０は負圧を発生させて吸引するものであって、１気圧以下の吸引力、例えば、０．０５ＭＰａ（約０．５気圧）で吸引する。尚、サブフィルタ部３００と吸引装置３１０との間には、所定の制御信号により開閉動作して吸引制御を行う上記したバルブＡ３２０が設けられていると共に、切屑４００を通過させないための図示しないフィルタ材が設けられている。
【００１４】
また、サブフィルタ部３００は、バルブＢ３２１を介して中空主軸１１０に搬送チューブ３３０で接続されている。中空主軸１１０は図示しない回転駆動部により回転可能とされているので、バルブＢ３２１と中空主軸１１０とは回転可能でかつ気密状態を保って接続可能なロータリユニオン３４０で接続されている。中空主軸１１０は、主軸ベアリング３５０で回転可能に支持され、先端部には工具１０が装着されている。後述するように、工具１０には切屑４００が通過可能な空隙部１０ｄが形成されているので、加工点からサブフィルタ部３００までは、工具１０の空隙部１０ｄ、中空主軸１１０の空隙部１１２、ロータリユニオン３４０、搬送チューブ３３０、および、バルブＢ３２１が気密状態を保って接続されている。尚、バルブＢ３２１は、所定の制御信号により開閉動作可能とされている。尚、ロータリユニオン３４０に替えて、隙間を有するラビリンスシール等のシール部材を介して接続されていてもよい。
【００１５】
また、サブフィルタ部３００は、バルブＣ３２２を介して圧縮エアー供給装置５１０に搬送チューブ３３０で接続され、圧縮エアーによりサブフィルタ部３００へ所定の圧力、例えば、０．５ＭＰａ（約５気圧）をかけることができ、この圧縮エアーによるサブフィルタ部３００への加圧のための圧力は任意に設定可能である。尚、バルブＣ３２２は、所定の制御信号により開閉動作可能とされている。
【００１６】
また、サブフィルタ部３００は、バルブＤ３２３を介してメインフィルタ部５００に搬送チューブ３３０で接続されている。バルブＤ３２３は、所定の制御信号により開閉動作可能とされている。
【００１７】
メインフィルタ部５００は、サブフィルタ部３００から搬送される切屑４００を収容するのに必要な容量を有し、圧縮エアー供給装置５１０からの圧縮エアーによって搬送される切屑４００を捕集すると共に、エアーをメインフィルタ部５００から外気に排出するための図示しないフィルタ材が設けられている。
【００１８】
工具１０は、切刃を有し回転することにより加工を行なう略円柱形状の工具であり、例えば、エンドミルまたはドリル等が挙げられる。工具１０は、市販されているエンドミルまたはドリル等を加工等して使用可能である。工具１０は、エンドミルの場合、先端部１０ａおよび外周部１０ｂに切刃を有し、外周部１０ｂには螺旋状に工具溝１０ｃが螺旋溝として形成されており、中心部に中空部１０ｄとして先端部１０ａまで貫通穴を明け、切屑４００を吸引可能とされている。
【００１９】
図４は、図３に示した工具１０の変形例であり、中空部１０ｄから工具溝１０ｃに通じる側穴１０ｅを明けて、側穴１０ｅから中空部１０ｄを通して切屑４００を吸引可能とするものである。
【００２０】
上記のように構成された工具１０は、図１に示すように、例えば、フライス盤１００に装着して使用される。フライス盤１００のチャック部１０１に工具１０のシャンク部１０ｆが装着固定され、フライス盤１００の主軸回転により工具１０は所定の回転速度で回転する。図３に示すように、工具１０の先端部１０ａから貫通した空隙部１０ｄが形成されていると共に、フライス盤１００の中空主軸１１０の空隙部１１２を通して吸引装置３１０まで接続され、切削加工に伴い発生する切屑４００の吸引除去が可能とされている。
【００２１】
（第１の実施の形態の吸引搬送動作）
第１の実施の形態において、フライス盤１００に装着された工具１０を回転させながら可動部１００ａにより移動させながら加工する際に発生する切屑を吸引搬送する動作について、以下に、切屑の吸引動作と切屑の搬送動作に分けて説明する。
【００２２】
（切屑の吸引動作）
切屑の吸引動作は、工具１０により発生する切屑４００を吸引によりサブフィルタ部３００に捕集する動作である。
【００２３】
まず、切屑の吸引動作時には、バルブＡ３２０、及びバルブＢ３２１を開いた状態にし、バルブＣ３２２、及びバルブＤ３２３を閉じた状態にしておく。この状態で、吸引装置３１０を所定の圧力（負圧）で動作させ、例えば、０．０５ＭＰａ（約０．５気圧）で吸引する。加工点で発生した切屑４００は、工具１０の空隙部１０ｄ、中空主軸１１０の空隙部１１２、ロータリユニオン３４０、搬送チューブ３３０、及びバルブＢ３２１を経てサブフィルタ部３００に捕集される。切屑４００を吸引して搬送するエアーは、サブフィルタ部３００から、さらにバルブＢ３２１、搬送チューブ３３０を経て吸引装置３１０まで到達して外気に排出される。前述のように、サブフィルタ部３００には図示しないフィルタ材が設けられているので、切屑４００がサブフィルタ部３００内に捕集されることになる。
【００２４】
（切屑の搬送動作）
切屑の吸引動作により、サブフィルタ部３００内に所定量の切屑４００が捕集された場合には、次の切屑の搬送動作に移行する。切屑の搬送動作は、サブフィルタ部３００内の切屑４００を加圧によりメインフィルタ部５００に搬送する動作である。
【００２５】
まず、切屑の搬送動作時には、バルブＡ３２０、及びバルブＢ３２１を閉じた状態にし、バルブＣ３２２、及びバルブＤ３２３を開いた状態にしておく。この状態で、圧縮エアー供給装置５１０を所定の圧力で動作させ、例えば、０．５ＭＰａ（約５気圧）でサブフィルタ部３００側に圧力を加える。サブフィルタ部３００内に捕集されている切屑４００は、バルブＤ３２３、及び搬送チューブ３３０を経てメインフィルタ部５００まで搬送される。前述のように、メインフィルタ部５００には図示しないフィルタ材が設けられているので、切屑４００はメインフィルタ部５００内に集積されるが、エアーはメインフィルタ部５００から外気に排出される。
【００２６】
本発明の第１の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）サブフィルタ部３００が工作機械（フライス盤１００）の可動部１００ａに搭載されているので、加工点、すなわち工具１０からサブフィルタ部３００までの搬送経路が短く設定できる。これにより、負圧で切屑を吸引する場合でも吸引効率が向上すると共に、切屑の詰まり発生が減少するという効果を有する。
（２）サブフィルタ部３００に捕集された切屑４００は、メインフィルタ部５００に搬送されるので、サブフィルタ部３００の容積は小さくてもよく、可動部１００ａの小型軽量化が容易になるという効果を有する。
（３）工具１０の空隙部１０ｄを通して切屑４００を搬送する第１の実施の形態では圧力損失が大きいので、工具１０からサブフィルタ部３００までの搬送経路が短くできる本実施の形態は特に有利である。
【００２７】
（本発明の第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る切屑の吸引搬送装置における各構成部分の接続構成を示す構成ブロック図である。第１の実施の形態に係る吸引搬送装置１は、切屑４００を工具１０の空隙部１０ｄ、及び中空主軸１１０の空隙部１１２を通してサブフィルタ部３００に吸引する構成であったが、第２の実施の形態に係る吸引搬送装置１は、工具１０の近傍に吸引ノズル３６０を備えて、これに接続される搬送チューブ３３０を通してサブフィルタ部３００に吸引する構成としたものである。
【００２８】
図５に示すように、吸引ノズル３６０は、工具１０の近傍に設けられ、搬送チューブ３３０及びバルブＢ３２１を通してサブフィルタ部３００に接続されている。従って、本実施の形態では、工具１０に空隙部１０ｄは不要であり、同様に工具１０を回転駆動する主軸も空隙部１１２を有する必要がない。その他の構成および切屑４００の吸引搬送動作は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００２９】
本発明の第２の実施の形態によれば、工具１０に空隙部１０ｄは不要であり、同様に工具１０を回転駆動する主軸も空隙部１１２を有する必要がないので、一般に使用されている工作機械に第２の実施の形態に係る吸引搬送装置１を装着することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る切屑の吸引搬送装置の全体構成を示す全体斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る切屑の吸引搬送装置における各構成部分の接続構成を示す構成ブロック図である。
【図３】図３は、工作機械のチャック部に切削工具（エンドミル）を装着した状態を示す部分断面図である。
【図４】図４は、図３の変形例を示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る切屑の吸引搬送装置における各構成部分の接続構成を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１                吸引搬送装置
１０              工具
１０ａ            先端部
１０ｂ            外周部
１０ｃ            工具溝
１０ｄ            空隙部
１０ｅ            側穴
１０ｆ            シャンク部
１００            フライス盤
１０１            チャック部
１１０            中空主軸
１１２            空隙部
２００            ワーク
３００            サブフィルタ部
３１０            吸引装置
３２０〜３２３    バルブＡ〜Ｄ
３３０            搬送チューブ
３４０            ロータリユニオン
３５０            主軸ベアリング
３６０            吸引ノズル
４００            切屑
５００            メインフィルタ部
５１０            圧縮エアー供給装置
【図１】
2009202284.tif 000003
【図２】
2009202284.tif 000004
【図３】
2009202284.tif 000005
【図４】
2009202284.tif 000006
【図５】
2009202284.tif 000007