JP2002103169A - 発火性材料の加工装置 - Google Patents

発火性材料の加工装置

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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工装置の内周壁面に付着した切粉や塵埃等
を発火しないようにエア吹きして窒素等の不活性ガスを
充満させたセンタトラフ内に集め、定期的にバキューム
装置に回収する発火性材料の加工装置を提供する。 【解決手段】 加工エリア部11に窒素ガスや炭酸ガ
ス,アルゴン,ネオン等の不活性ガスを供給するガス供
給部20と、上記加工エリア部の下部に配置し、この加
工エリア部からの切粉h等を受け入れるセンタトラフ部
40と、上記センタトラフ部には、その上部に開閉シャ
ッタ41,42を備え、側部に高純度不燃性ガス吹付け
用の予備タンク45を備え、下部に外部に設置したバキ
ューム装置50に接続するバキュームダクト40Aを備
えた発火性材料の加工装置100である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム、チ
タン等の発火性材料を安全に加工できるようにした加工
装置に係り、特に、切粉を加工領域内で安全且つ確実に
回収処理出来るようにした発火性材料の加工装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、マグネシウム、チタン等の発火性
材料についての加工方法は、切削条件を甘くしたり、加
工領域を真空容器で覆い、容易に発火しない工夫が採ら
れている。更に、切削した発火性材料の切粉は、真空容
器内でも発火し易いことから、真空容器内に配置した集
塵機で集めて固形化したり、水中に集めることで発火現
象を抑えている。
【0003】所で、マグネシウム用の集塵機では、乾式
集塵の微粉末は吸湿して自然発火する危険性が高いこと
と、仮に、微粉末が回収できても再利用するのには危険
をともなうことから、集塵効率の高い湿式集塵機が使用
されている。上記湿式集塵機は、水面に切粉の含塵気体
を高速で衝突させて重い切粉だけを捕集する慣性を利用
したものである。
【0004】しかし、上記湿式集塵機では、発火性材料
の加工部の外周に形成された加工装置の内周壁面に付着
する切粉や塵埃等を洗い流すことが出来ず、ここに残留
・堆積する切粉や塵埃等の発火を誘引する危険性があ
る。また、湿式集塵機の水面に高速で衝突させて重い切
粉を集めたものにおいて、捕集した切粉が水と混合して
出てくるので処理に困難が伴う場合が多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マグネシウ
ム、チタン等の発火性材料を加工する加工装置に見られ
る上記問題点に鑑みてなされたものである。即ち、窒素
等の不活性ガスを充満させた加工領域内において、発火
性材料を安全に切削するとともに、加工装置の内周壁面
に付着した切粉や塵埃等を発火しないようにエア吹きし
て窒素等の不活性ガスを充満させたセンタトラフ内に集
め、定期的にバキューム装置に回収する発火性材料の加
工装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明となる請求項1の
発火性材料の加工装置は、発火性材料を固着したテーブ
ルと工具を取付けた加工主軸とからなる加工エリア部
と、上記加工エリア部に窒素ガスや炭酸ガス,アルゴ
ン,ネオン等の不活性ガスを供給するガス供給部と、上
記加工エリア部の下部に配置し、この加工エリア部から
の切粉等を受け入れるセンタトラフ部と、上記センタト
ラフ部には、その上部に開閉シャッタを備え、側部に高
純度不燃性ガス吹付け用の予備タンクを備え、下部に外
部に設置したバキューム装置に接続するバキュームダク
トを備えたことを特徴とする。
【0007】請求項2の発火性材料の加工装置は、請求
項1記載の発火性材料の加工装置において、上記加工エ
リア部の外周に形成された機体の内周壁面に、この内周
壁面に付着する切粉や塵埃等をセンタトラフ部へ吹き落
とすエアフロー部を配置してなることを特徴とする。
【0008】請求項3の発火性材料の加工装置は、請求
項1または2記載の発火性材料の加工装置において、上
記センタトラフ部に、温度検出手段を備え、センタトラ
フ部内の温度が発火性材料の自然発火温度近くに上昇し
た時、開閉シャッタを閉じてセンタトラフ部内を閉塞す
るとともに、高純度不燃性ガス吹付け用の予備タンクか
ら高純度不燃性ガスをセンタトラフ内に噴出する制御手
段を備え、たことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明の請求項1によると、加工エリア部のテ
ーブルに固定した発火性材料に、ガス供給部により窒素
ガスや炭酸ガス,アルゴン,ネオン等の不活性ガスを供
給する。そして、上記加工エリア部内の切粉は、この下
部に配置したセンタトラフ部内に落下する。上記テーブ
ルがチルトテーブルであれば、定期的にチルトテーブル
を上下反転させてテーブル上面に堆積する切粉をセンタ
トラフ部内に落下する。そして、上記センタトラフ部内
に所定量の切粉が堆積したところで、その上部に備える
開閉シャッタを閉口動作させる。また、センタトラフ部
内の側壁に開口する予備タンクから高純度不燃性ガスを
吹き込む。これと同時に、センタトラフ部の下部に接続
されたバキュームダクト内は、この外部に設置したバキ
ューム装置により吸引して負圧化される。これにより、
予備タンクから吹き込まれた高純度不燃性ガスは、切粉
とともにバキュームダクトを通ってバキューム装置内に
回収される。
【0010】しかして、マグネシウム、チタン等の発火
性材料は、不活性ガスで閉塞された加工エリア内で加工
され切粉が下方に配置したセンタトラフ部内に落下され
るとともに、定期的に作用するバキューム装置と、予備
タンクから吹き込まれる高純度不燃性ガスにより、安
全、且つ効率良く吸引排出される。
【0011】また、請求項2の発火性材料の加工装置に
よると、上記加工エリア部の外周に形成された機体の内
周壁面に、この内周壁面に付着する切粉や塵埃等をセン
タトラフ部へ吹き落とすエアフロー部を配置しているか
ら、加工装置の内周壁面に付着する切粉や塵埃等は、エ
アフロー部から噴出するエアにより吹き流されて下方の
センタートラフ部へ溜められる。
【0012】しかして、加工装置の内周壁面に付着する
切粉や塵埃等は、下方に配置したセンタトラフ部内に積
極的に落下される。これにより、切粉や塵埃等は、定期
的に作用するバキューム装置にて、安全、且つ完璧に吸
引排出される。
【0013】また、請求項3の発火性材料の加工装置に
よると、センタトラフ部に溜まる切粉は、その切粉温度
が発火性材料の自然発火温度近くに上昇すると、制御手
段が働いて、直ちに高純度不燃性ガス(窒素ガス)に包含
されるとともに、バキューム装置内に強制吸引して回収
される。しかして、センタトラフ部内が温度上昇しても
発火する危険が全くなくなり、安全に発火性材料の加工
と切粉回収が実行できる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の発火性材料の加工装置
を、図面に示す実施形態により説明する。図1におい
て、立形マシニングセンタが最適な加工装置100とし
て使用される。この加工装置100は、ベッド2の中央
上部にチルトテーブル(反転テーブル)3を配置し、この
チルトテーブル直下に配置したベッド2を刳り抜いてセ
ンタトラフ部40を設けている。また、上記チルトテー
プル3の真上には、垂直姿勢に保持した主軸頭5と三次
元移動する加工主軸6とを備え、加工主軸6の先端に工
具Tを装着している。上記主軸加工6の先端に装着した
工具Tの刃先に、コンプレッサーと窒素発生装置10と
で造られた窒素ガスN(炭酸ガス,アルゴン,ネオン等
の不活性ガス等も可能)が供給され、ここからワーク加
工点の表面に向けて噴射される。ワークMとしては、マ
グネシウムやチタン等の発火性材料がその被切削材とな
る。尚、上記窒素ガスNには、植物性油を細かいミスト
状にしたオイルミストが混合供給されることもある。こ
のため、加工装置100には、MQLを装備している
【0015】本発明の発火性材料の加工装置100は、
上記立形マシニングセンタに対して、下記のように構成
されている。先ず、加工エリア部11は、発火性材料M
を固着したチルトテーブル3と、工具Tを取付けた加工
主軸6とからなる。ガス供給部20は、上記加工主軸6
から工具のセンタ孔を介して加工エリア部11内に窒素
ガスN(炭酸ガス,アルゴン,ネオン等の不活性ガス等)
を供給する。上記加工エリア部11の外周に形成されて
いる機体の内周壁面12には、この壁面に付着する切粉
hや塵埃等を吹き落とすエアフロー部30を配置してい
る。上記エアフロー部30は、図2に示すように、配管
Pを壁面に沿って一周させて固定している。これによ
り、圧縮エア源Eをオン・オフ制御することで、エアE
1が壁面12に沿って落下し、この壁面12に付着又は
漂っている切粉hや塵埃等を吹き落として下部のセンタ
トラフ部40へ溜められる。尚、上記エアE1は、切粉
hや塵埃等を吹き落とすと、直ちに大気中に拡散し、下
方のセンタトラフ部40まで至らない。
【0016】上記加工エリア部の下部に配置したセンタ
トラフ部40は、加工エリア部からの切粉hを主に受け
入れ、この切粉hや塵埃等が溜められている。上記セン
タトラフ部内には、その上部に開閉シャッタ41,42
を備え、側部に高純度不燃性ガス(窒素ガス)Nを吹付け
るための開閉弁V付の予備タンク45を備え、下部に設
置したバキュームダクト40Aから外部に設置したバキ
ューム装置50に接続している。
【0017】上記センタトラフ部40内には、温度検出
手段T1を備え、センタトラフ部内の温度が発火性材料
Mの自然発火温度近くに上昇した時、制御手段Cが開閉
シャッタ41,42を閉じてセンタトラフ部内を閉塞す
る。更に、制御手段Cは、高純度不燃性ガス(窒素ガス)
Nを吹付ける時に、開閉弁Vを開口動作して予備タンク
45から高純度不燃性ガス(窒素ガス)Nをセンタトラフ
内に噴出制御し、且つバキュームダクト40Aを起動さ
せる。上記各部材により、マグネシウム・チタン等の発
火性材料の加工装置100を構成している。
【0018】本発明の発火性材料の加工装置100は、
上記のように構成され、以下のように作用する。先ず、
加工エリアとなるチルトテーブル3上に発火性材料のワ
ークMを固着し、加工主軸6に工具Tを取付ける。この
後、加工装置100を自動運転させると、上記加工エリ
ア内に窒素発生装置10からの窒素ガスN(炭酸ガス,
アルゴン,ネオン等)が供給される。また、エアフロー
部30に対しては、圧縮エア源Eが制御手段Cによりオ
ン制御されて、エアE1が壁面12に沿って吹き出し落
下する。
【0019】上記運転状態にて、加工エリア内のマグネ
シウムやチタン等の発火性材料の加工が始まると、大部
分の切粉hが直接に下方のセンタトラフ部40へ落下し
て集められる。また、加工装置の内周壁面12に付着す
る切粉hや塵埃等は、エアフロー部30から噴出するエ
アE1により吹き流されながら、下方のセンタトラフ部
40へ溜められる。上記エアE1は、切粉hや塵埃等を
吹き落とすと、直ちに大気中に拡散し、下方のセンタト
ラフ部40まで至らない。
【0020】上記マグネシウムやチタン等の発火性材料
の加工が進んで、センタトラフ部40に溜まる切粉hが
多くなると、制御手段Cが働く。この制御手段Cによ
り、開閉シャッタ41,42を閉じてセンタトラフ部内
を閉塞するとともに、開閉弁Vを開口動作して予備タン
ク45から高純度不燃性ガス(窒素ガス)Nをセンタトラ
フ部40に溜まる切粉hに向けて噴射する。これと同時
に、バキューム装置50を起動させ、センタトラフ部内
に噴出された高純度不燃性ガス(窒素ガス)Nを切粉hと
ともに、バキュームダクト40Aからバキューム装置5
0内に強制吸引して回収する。
【0021】しかして、センタトラフ部40に溜まる切
粉hは、高純度不燃性ガス(窒素ガス)Nに包含されなが
ら、バキューム装置50内に強制吸引して回収されるか
ら、発火する危険が全くなくなり、安全に発火性材料の
加工と切粉h回収が実行できる。
【0022】また、上記マグネシウムやチタン等の発火
性材料の加工中に、センタトラフ部40に溜まる切粉h
の温度は、センタトラフ部40に配置した温度検出手段
T1により検出されている。もしも、センタトラフ部内
の切粉温度が発火性材料Mの自然発火温度近くに上昇す
ると、制御手段Cが働いて、開閉シャッタ41,42を
閉じてセンタトラフ部内を閉塞するとともに、高純度不
燃性ガス(窒素ガス)Nを吹付けるために開閉弁Vを開口
動作して予備タンク45から高純度不燃性ガス(窒素ガ
ス)Nをセンタトラフ内に噴出制御し、且つバキューム
ダクト40Aを起動させる。
【0023】上記のように、センタトラフ部40に溜ま
る切粉hは、その切粉温度が発火性材料Mの自然発火温
度近くに上昇すると、制御手段Cが働いて、直ちに高純
度不燃性ガス(窒素ガス)Nに包含されるとともに、バキ
ューム装置50内に強制吸引して回収される。しかし
て、センタトラフ部40内が温度上昇しても発火する危
険が全くなくなり、安全に発火性材料の加工と切粉h回
収が実行できる。
【0024】本発明のマグネシウム等発火性材料の加工
装置100は、上記実施形態に限定されない。例えば、
加工エリア部に不活性ガス等を供給するガス供給部は、
工具刃先からの供給に替えて、ノズル等の供給手段にて
供給しても良い。この実施形態によっても、上記と同様
な、作用・効果が発揮される。
【0025】
【発明の効果】本発明の請求項1によると、マグネシウ
ム、チタン等の発火性材料は、不活性ガスで閉塞された
加工エリア内で加工され切粉が下方に配置したセンタト
ラフ部内に落下されるとともに、定期的に作用するバキ
ューム装置と、予備タンクから吹き込まれる高純度不燃
性ガスにより、安全、且つ効率良く吸引排出される。
【0026】請求項2によると、上記加工エリア部の外
周に形成された機体の内周壁面に、この内周壁面に付着
する切粉や塵埃等をセンタトラフ部へ吹き落とすエアフ
ロー部を配置しているから、加工装置の内周壁面に付着
する切粉や塵埃等は、エアフロー部から噴出するエアに
より吹き流されて下方のセンタートラフ部へ溜められ、
定期的に作用するバキューム装置にて、安全、且つ完璧
に吸引排出される。
【0027】請求項3によると、センタトラフ部に溜ま
る切粉は、その切粉温度が発火性材料の自然発火温度近
くに上昇すると、制御手段が働いて、直ちに高純度不燃
性ガス(窒素ガス)に包含されるとともに、バキューム装
置内に強制吸引して回収されるから、センタトラフ部内
が温度上昇しても発火する危険が全くなくなり、安全に
発火性材料の加工と切粉回収が実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示し、発火性材料の加工装
置の正面図である。
【図2】エアフロー部を正面から見た作用断面図であ
る。
【図3】センタトラフ部を正面から見た作用断面図であ
る。
【符号の説明】
3 チルトテーブル 5 主軸頭 6 加工主軸 10 窒素発生装置 11 加工エリア部 12 内周壁面 20 ガス供給部 30 エアフロー部 40 センタトラフ部 41,42 開閉シャッタ 40A バキュームダクト 45 予備タンク 50 バキューム装置 C 制御手段 E エアー源 E1 エア h 切粉 M 発火性材料(ワーク) N 窒素ガス T 工具 T1 温度センサ V 開閉弁 100 加工装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発火性材料を固着したテーブルと工具を
    取付けた加工主軸とからなる加工エリア部と、上記加工
    エリア部に窒素ガスや炭酸ガス,アルゴン,ネオン等の
    不活性ガスを供給するガス供給部と、上記加工エリア部
    の下部に配置し、この加工エリア部からの切粉等を受け
    入れるセンタトラフ部と、上記センタトラフ部には、そ
    の上部に開閉シャッタを備え、側部に高純度不燃性ガス
    吹付け用の予備タンクを備え、下部に外部に設置したバ
    キューム装置に接続するバキュームダクトを備えたこと
    を特徴とする発火性材料の加工装置。
  2. 【請求項2】 上記加工エリア部の外周に形成された機
    体の内周壁面に、この内周壁面に付着する切粉や塵埃等
    をセンタトラフ部へ吹き落とすエアフロー部を配置して
    なることを特徴とする請求項1記載の発火性材料の加工
    装置。
  3. 【請求項3】 上記センタトラフ部に、温度検出手段を
    備え、センタトラフ部内の温度が発火性材料の自然発火
    温度近くに上昇した時、開閉シャッタを閉じてセンタト
    ラフ部内を閉塞するとともに、高純度不燃性ガス吹付け
    用の予備タンクから高純度不燃性ガスをセンタトラフ内
    に噴出する制御手段を備え、たことを特徴とする請求項
    1または2記載の発火性材料の加工装置。
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