JP2006007391A - 切りくず排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切りくずをより効果的に排出することができる切りくず排出装置を提供する。
【解決手段】切りくず排出装置１は、ベッド５１，コラム５２，主軸頭５３，主軸５４，サドル５５及びテーブル５６を備えた工作機械５０に付設されており、加工領域内に配設され、両端部が加工領域外に接続してサドル５５の移動方向と同方向に形成された排出溝１０ａを有する排出部材１０と、排出溝１０ａ側の高さが低くなるように傾斜して加工領域内に設けられ、工作機械５０の切削加工によって生じた切りくずを排出溝１０ａ内に案内する案内部材１５，１６と、サドル５５に付設され、排出溝１０ａ内に向けて切削液を吐出するノズル２１と、ノズル２１に切削液を供給する供給ポンプと、加工領域外に配設され、排出溝１０ａ両端側にそれぞれ接続して切りくずを回収する回収機構３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械に付設され、切削加工によって加工領域内で生じた切りくずを、当該加工領域内から加工領域外へ排出する切りくず排出装置に関する。

従来、切りくず排出装置として、図５に示すようなものが知られている。この切りくず排出装置１００は、同図５に示すように、ＮＣ工作機械１２０に付設されており、当該ＮＣ工作機械１２０の切削加工で生じた切りくずを排出する排出部１０１と、排出部１０１に切削液を供給する切削液供給部１０３と、排出部１０１から排出された切りくずを回収する回収部１０７などを備えている。

尚、前記ＮＣ工作機械１２０は、ベッド１２１と、矢示Ｘ軸方向に移動自在にベッド１２１上に配設されたコラム１２２と、上下（Ｙ軸）方向に移動自在にコラム１２２に支持された主軸頭１２３と、主軸頭１２３によって回転自在に支持され、工具（図示せず）を保持する主軸１２４と、矢示Ｚ軸方向に移動自在にベッド１２１上に配設され、ワーク（図示せず）が載置されるテーブル１２５などを備えており、主軸１２４とテーブル１２５とを相対移動させることによりワーク（図示せず）を切削加工するように構成される。

前記排出部１０１は、上部が開口し、矢示Ｚ軸方向に沿って形成された排出溝１０２ａを有する２つの排出部材１０２と、テーブル１２５を移動させるための移動機構（図示せず）などを覆い、排出部材１０２の排出溝１０２ａに接続して切削加工により生じた切りくずを当該排出溝１０２ａ内に案内するように構成されたカバー（図示せず）などを備える。

前記排出部材１０２は、テーブル１２５の下方位置且つテーブル１２５の両側に、長手方向が矢示Ｚ軸方向に沿ってベッド１２１上にそれぞれ配設されており、排出溝１０２ａの一方端側がＮＣ工作機械１２０の機外に接続している。また、前記カバー（図示せず）は、排出溝１０２ａ側の高さが低くなるように傾斜して設けられている。

前記切削液供給部１０３は、排出部材１０２の排出溝１０２ａ内に、当該排出溝１０２ａに沿って配設された供給管１０４と、前記回収部１０７の貯留タンク１０８内に貯留された切削液を供給管１０４内に供給する供給ポンプ１０５と、供給管１０４にその長手方向に沿って所定間隔で配設され、排出溝１０２ａ内の前記一方端側に向けて切削液を吐出する複数のノズル１０６などを備える。

前記回収部１０７は、ＮＣ工作機械１２０の機外、且つ排出部材１０２の排出溝１０２ａの一方端側の下方位置に配設された貯留タンク１０８と、メッシュ状の部材から構成され、貯留タンク１０８内の上部側に配置されて排出溝１０２ａの一方端側から排出された切りくずと切削液とを分離する分離部材（図示せず）などを備えており、切りくずは分離部材（図示せず）上に堆積し、切削液は分離部材（図示せず）を通過して貯留タンク１０８内に貯留される。

この切りくず排出装置１００によれば、ＮＣ工作機械１２０で切削加工が行われると、これに伴って生じた切りくずは、カバー（図示せず）などにより案内されて排出部材１０２の排出溝１０２ａ内に落下する。

落下した切りくずは、各ノズル１０６から吐出される切削液によって、排出溝１０２ａ内を当該排出溝１０２ａの一方端側に向けて移動せしめられ、当該一方端側から切削液とともに排出される。

排出された切りくず及び切削液は、分離部材（図示せず）上に落下してこれによってそれぞれ分離され、切りくずは、当該分離部材（図示せず）上に堆積し、切削液は、当該分離部材（図示せず）を通過して貯留タンク１０８内に貯留される。

このようにして、切削加工で生じた切りくずは、ＮＣ工作機械１２０の機内から機外へ排出され、排出された切りくず、即ち、分離部材（図示せず）上に堆積した切りくずは、オペレータによって定期的に除去される。

特開平１０−６１７４号公報

ところが、上記従来の切りくず排出装置１００では、複数のノズル１０６からそれぞれ吐出された切削液は、その流速が徐々に低下していくため、各ノズル１０６間の流動方向下流側において切りくずが堆積し易いという問題があった。

また、このような切りくずの堆積を防止すべく、ノズル１０６の配置間隔を狭くして更に多くノズル１０６を設けると、各ノズル１０６から吐出される切削液の吐出圧力が低下するため、能力の高い供給ポンプ１０３を用いる必要があるという問題を生じたり、多量の切削液が必要となるという問題を生じる。

また、更に、カバー（図示せず）上の切りくずは、当該カバー（図示せず）の傾斜により排出溝１０２ａ内に落下するようになっているため、傾斜角度によっては、落下し難くなっている部分もあり、当該部分のカバー（図示せず）上に切りくずが堆積し易いという問題もある。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、切りくずをより効果的に排出することができる切りくず排出装置の提供をその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
少なくとも一方向に移動自在に配設され、ワークが載置されるテーブルと、該テーブルの上方位置に配設され、工具を保持する主軸とを備え、前記テーブルと主軸とを加工領域内で相対移動させることにより前記ワークを切削加工するように構成された工作機械において、前記切削加工により生じた切りくずを前記加工領域内から加工領域外へ排出する装置であって、
前記加工領域内で前記テーブルよりも下方位置に配設され、上部が開口し且つ両端部が前記加工領域外に接続して該テーブルの移動方向と同方向に形成された排出溝を有する少なくとも一つの排出部材と、
前記排出部材の排出溝に接続するとともに、該排出溝側の高さが低くなるように傾斜して前記加工領域内に設けられ、前記切削加工によって生じた切りくずを該排出溝内に案内する案内部材と、
前記テーブルに付設され、前記排出部材の排出溝内に向けて流体を吐出する第１吐出手段と、
前記第１吐出手段に前記流体を供給して該第１吐出手段から吐出させる流体供給手段と、
前記加工領域外に配設され、前記排出部材の排出溝両端側にそれぞれ接続して前記切りくずを回収する回収手段とを備え、
前記第１吐出手段から前記流体が吐出した状態で前記テーブルが移動することにより、前記排出溝内の切りくずを該排出溝に沿って前記排出部材の各端部側に移動させ、該各端部側に移動した切りくずを前記回収手段により回収するように構成されてなることを特徴とする切りくず排出装置に係る。

この発明によれば、工作機械において切削加工が行われると、当該切削加工により生じた切りくずは、案内部材により案内されて排出部材の排出溝内に落下する。また、切削加工時には、流体供給手段により、流体が第１吐出手段に供給されて、当該第１吐出手段から吐出されており、吐出された流体は、排出溝内をその各端部側に向けてそれぞれ流動する。

排出溝内に落下した切りくずは、排出溝内を流動する流体により、当該排出溝内を各端部（即ち、加工領域外）側に向けて移動せしめられるとともに、切削加工に伴いテーブルが移動すると、排出溝内における流体の吐出位置が移動するため、当該吐出位置とテーブル移動方向と同方向側の排出溝端部との間の切りくずが、より効果的にテーブル移動方向側の排出溝端部に向けて移動せしめられる。そして、排出溝端部に移動した切りくずは、加工領域外の回収手段によって回収される。

尚、前記切りくず排出装置は、前記テーブルに付設され、前記案内部材上の切りくずを前記排出部材の排出溝側に向けて移動させるように前記流体を吐出する第２吐出手段を更に備え、前記流体供給手段は、前記第２吐出手段にも前記流体を供給するように構成されていることが好ましい。

このようにすれば、案内部材上の切りくずが排出部材の排出溝内に落下せず、当該案内部材上に堆積するようなことがあっても、流体供給手段により供給され、第２吐出手段から吐出される流体によって、案内部材上に堆積した切りくずを排出溝内に落下させる（除去する）ことができる。また、テーブルの移動により、第２吐出手段から吐出される流体の吐出位置が移動するので、案内部材上に堆積した切りくずを広範囲に渡って除去することができる。

尚、前記第１吐出手段及び第２吐出手段から吐出させる流体は、切削液などの液体であっても、空気などの気体であっても良い。

斯くして、本発明に係る切りくず排出装置によれば、テーブルの移動により、第１吐出手段から吐出される流体の吐出位置を移動させることができるので、当該流体の第１吐出手段からの吐出流量や吐出圧力が低くても、排出溝内の切りくずをより効率的且つ効果的に各端部側に移動させて排出することができる。

また、第２吐出手段を更に設けるようにすると、案内部材上に堆積した切りくずを排出溝内に効果的に落下させることができ、また、テーブルの移動により、第２吐出手段から吐出される流体の吐出位置が移動するので、案内部材上に堆積した切りくずを広範囲に渡って排出溝内に落下させることができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る切りくず排出装置などの概略構成を示した断面図であり、図２は、図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図であり、図３は、図１における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。

図１乃至図３に示すように、本例の切りくず排出装置１は、工作機械５０に付設されており、当該工作機械５０の切削加工で生じた切りくずを排出するための排出溝１０ａを備えた２つの排出部材１０と、切りくずを各排出部材１０側に向けて案内するＸ軸案内部材１５及びＹ軸案内部材１６と、各排出部材１０の排出溝１０ａ内に切削液を供給する供給機構２０と、各排出部材１０の排出溝１０ａから排出される切りくずを回収する回収機構３０とを備えて構成される。

尚、前記工作機械５０は、ベッド５１と、ベッド５１上に配設されたコラム５２と、Ｚ軸方向に移動自在にコラム５２に支持された主軸頭５３と、主軸頭５３によって回転自在に支持され、工具Ｔを保持する主軸５４と、矢示Ｙ軸方向に移動自在にベッド５１上に配設されたサドル５５と、矢示Ｘ軸方向に移動自在にサドル５５上に配設され、ワークＷが載置されるテーブル５６と、回収機構３０の貯留タンク３５内に貯留された切削液を、工具ＴとワークＷとの接触部に供給する切削液供給部（図示せず）と、当該工作機械５０を囲繞するカバー５７などを備えており、工具ＴとワークＷとの接触部に切削液を供給しながら、主軸５４とテーブル５６とを加工領域内で相対移動させることによりワークＷを切削加工するように構成される。また、サドル５５及びテーブル５６の移動可能な領域が前記加工領域となっている。

前記排出部材１０は、長手方向が矢示Ｙ軸方向に沿うとともに、長手方向の両端部が加工領域外に接続するように、サドル５５の下方位置且つベッド５１の両端側にそれぞれ配置されており、適宜取付部材１１を介してベッド５１に取り付けられている。

また、排出部材１０は、矩形且つ板状の部材に適宜加工を施して形成されるものであり、中央部に、上部及び両端部が開口し、矢示Ｙ軸方向に沿って設けられた前記排出溝１０ａを備え、排出溝１０ａの両側には、当該排出溝１０ａ側に向けて傾斜し、切りくずや切削液を排出溝１０ａ内に案内する傾斜部１０ｂを備えている。

前記Ｘ軸案内部材１５は、サドル５５及びテーブル５６に接続したテレスコピックカバーから構成され、Ｙ軸方向の中央部側から両端部側にかけて上面の高さが低くなるように傾斜して形成されており、当該傾斜面に沿って切りくずや切削液を下方に落下させて、排出部材１０上やＹ軸案内部材１６上に落下させる。

また、Ｘ軸案内部材１５は、テーブル５６を矢示Ｘ軸方向に移動させるための送り機構部（図示せず）や案内機構部（図示せず）を覆うように設けられており、切りくずや切削液の侵入を防止する部材としても機能する。

前記Ｙ軸案内部材１６は、Ｘ軸案内部材１５と同様に、ベッド５１及びサドル５５に接続したテレスコピックカバーから構成され、矢示Ｘ軸方向の中央部側から両端部側にかけて上面の高さが低くなるように傾斜して形成されており、当該傾斜面に沿って切りくずや切削液を下方に落下させて、排出部材１０上に落下させる。

また、Ｙ軸案内部材１６は、サドル５５を矢示Ｙ軸方向に移動させるための送り機構部（図示せず）や案内機構部（図示せず）を覆うように設けられており、切りくずや切削液の侵入を防止する部材としても機能する。

前記供給機構２０は、排出部材１０の排出溝１０ａの上方位置にそれぞれ配置され、Ｘ軸方向におけるサドル５５両端側の下面に付設されたノズル２１と、ノズル２１に切削液を供給して当該ノズル２１から吐出させる供給ポンプ（図示せず）と、ノズル２１と供給ポンプ（図示せず）とを接続する供給管（図示せず）とを備える。

前記ノズル２１は、供給管（図示せず）を介して供給ポンプ（図示せず）から供給された切削液を排出溝１０ａ内に向けて吐出するように構成されており、吐出した切削液により排出溝１０ａ内の切りくずを排出溝１０ａ各端部側に移動させて当該各端部から排出する。また、供給ポンプ（図示せず）は、回収機構３０の貯留タンク３５内に貯留された切削液をノズル２１に供給するように構成される。

前記回収機構３０は、矢示Ｙ軸方向におけるベッド５１の両側且つ加工領域外にそれぞれ配設され、排出部材１０の各端部に接続した分離，排出機構３１と、分離，排出機構３１の下方位置にそれぞれ配設され、切削液を貯留する貯留タンク３５とを備える。

前記分離，排出機構３１は、複数のプレート３２ａを無端環状に連結して構成され、切りくずを搬送する搬送ベルト３２と、搬送ベルト３２を収容して回動自在に支持する支持部材３３と、搬送ベルト３２を矢示方向に回動させる駆動モータ（図示せず）と、切りくずの搬送方向下流端側に配置される回収ボックス３４などからなり、搬送ベルト３２上に切りくずを載置して搬送することで、切りくずと切削液とを分離する。

前記支持部材３３は、水平部と傾斜部とからなり、水平部が工作機械５０の機内で排出部材１０よりも下方位置に、傾斜部が工作機械５０の機外に配置されている。水平部は、上下が開口して形成されており、この開口部３３ａから、排出溝１０ａの各端部から排出された切りくず及び切削液が搬送ベルト３２上に落下するようになっている。傾斜部は、搬送方向下流端側の下面に開口部３３ｂを備えており、この開口部３３ｂから、搬送ベルト３２によって搬送された切りくずが回収ボックス３４内に落下して集積されるようになっている。

前記貯留タンク３５は、支持部材３３の水平部の下方位置に配置されており、分離，排出機構３１によって分離された切削液を貯留する。

以上のように構成された本例の切りくず排出装置１によれば、工作機械５０において切削液が工具ＴとワークＷとの接触部に供給されながら切削加工が行われると、当該切削加工により生じた切りくず及び供給された切削液は、直接的に、或いは、Ｘ軸案内部材１５やＹ軸案内部材１６によって案内されたり、カバー５７に衝突した後跳ね返って、排出部材１０の排出溝１０ａ内や傾斜部１０ｂ上に落下する。尚、傾斜部１０ｂ上に落下した切りくず及び切削液は、当該傾斜部１０ｂにより案内されて排出溝１０ａ内に落下する。

また、切削加工時には、供給ポンプ（図示せず）により、切削液が貯留タンク３５からノズル２１に供給されて、当該ノズル２１から排出溝１０ａ内に吐出されており、吐出された切削液は、排出溝１０ａ内をその各端部側に向けてそれぞれ流動している。

排出溝１０ａ内に落下した切りくず及び切削液は、ノズル２１から吐出され、排出溝１０ａ内を流動する切削液により、当該排出溝１０ａ内を各端部（即ち、加工領域外）側に向けて移動せしめられるとともに、切削加工に伴いサドル５５が移動すると、排出溝１０ａ内における切削液の吐出位置が移動するため、当該吐出位置とサドル５５移動方向と同方向側の排出溝１０ａ端部との間の切りくず及び切削液が、より効果的にサドル５５移動方向側の排出溝１０ａ端部に向けて移動せしめられる。

この後、排出溝１０ａ端部に移動した切りくず及び切削液は、当該排出溝１０ａ端部から搬送ベルト３２上に落下し、切りくずは、当該搬送ベルト３２により工作機械５０の機外に向けて搬送され、搬送方向下流端まで搬送されると、回収ボックス３４内に落下して集積される。一方、切削液は、貯留タンク３５内に落下して貯留される。

斯くして、本例の切りくず排出装置１によれば、サドル５５の移動により、ノズル２１から吐出される切削液の吐出位置を移動させることができるので、当該切削液のノズル２１からの吐出流量や吐出圧力が低くても、排出溝１０ａ内の切りくずをより効率的且つ効果的に各端部側に移動させて回収機構３０に排出することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

上例では、排出部材１０の排出溝１０ａの上方位置であり、Ｘ軸方向におけるサドル５５両端側の下面に、ノズル２１をそれぞれ設けて、当該ノズル２１から排出溝１０ａ内に切削液を吐出するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、図４に示すように、排出部材１０の傾斜部１０ｂにも対応するように各ノズル２２をサドル５５の側面や下面などに設けても良い。

このようにすれば、傾斜部１０ｂ上に落下した切りくずが排出溝１０ａ内に落下せず、当該傾斜部１０ｂ上に堆積するようなことがあっても、各ノズル２２から吐出される切削液によって、傾斜部１０ｂ上に堆積した切りくずを効果的に排出溝１０ａ内に落下させる（除去する）ことができる。また、サドル５５の移動により、ノズル２２から吐出される切削液の吐出位置が移動するので、傾斜部１０ｂ上に堆積した切りくずを広範囲に渡って除去することができる。

尚、この場合において、ノズル２２から吐出される切削液の吐出方向を、排出部材１０の端部側に向けるようにすれば、より広範囲に渡って傾斜部１０ｂ上の切りくずを除去することができるので、より好ましい。

また、図示はしないが、Ｘ軸案内部材１５やＹ軸案内部材１６上に堆積した切りくずについても、除去可能となるように、サドル５５やテーブル５６にノズルを設けるようにしても良い。

また、回収機構３０は、上例に限定されるものではなく、例えば、加工領域外に配設された貯留タンクと、メッシュ状の部材からなり、貯留タンク内の上部側に設けられた分離部材とから構成することもでき、この場合、排出部材１０の排出溝１０ａから排出された切りくず及び切削液は、分離部材上に落下した後、当該分離部材によって分離されて、切りくずは分離部材上に堆積し、切削液は分離部材を通過して貯留タンク内に貯留される。

また、上例では、ノズル２１から切削液を吐出させるように構成したが、これに限られるものではなく、工作機械５０において、切削液を用いずに切削加工が行われるような場合には、当該ノズル２１から空気を吐出させるように構成することもできる。

また、更に、上例では、ベッド５１と排出部材１０とを別体のものとして構成したが、これに限られるものではなく、ベッドと排出部材とを一体的に構成して、ベッドに排出溝や傾斜部を形成するようにすることもできる。

本発明の一実施形態に係る切りくず排出装置などの概略構成を示した断面図である。 図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。 図１における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る切りくず排出装置などの概略構成を示した断面図である。 従来例に係る切りくず排出装置などの概略構成を示した平面図である。

符号の説明

１ 切りくず排出装置
１０ 排出部材
１０ａ 排出溝
１０ｂ 傾斜部
１５ Ｘ軸案内部材
１６ Ｙ軸案内部材
２０ 供給機構
２１ ノズル
３０ 回収機構
３１ 分離，排出機構
３２ 搬送ベルト
３３ 支持部材
３４ 回収ボックス
３５ 貯留タンク
５０ 工作機械
５１ ベッド
５２ コラム
５３ 主軸頭
５４ 主軸
５５ サドル
５６ テーブル

Claims (2)

1. 少なくとも一方向に移動自在に配設され、ワークが載置されるテーブルと、該テーブルの上方位置に配設され、工具を保持する主軸とを備え、前記テーブルと主軸とを加工領域内で相対移動させることにより前記ワークを切削加工するように構成された工作機械において、前記切削加工により生じた切りくずを前記加工領域内から加工領域外へ排出する装置であって、
   前記加工領域内で前記テーブルよりも下方位置に配設され、上部が開口し且つ両端部が前記加工領域外に接続して該テーブルの移動方向と同方向に形成された排出溝を有する少なくとも一つの排出部材と、
   前記排出部材の排出溝に接続するとともに、該排出溝側の高さが低くなるように傾斜して前記加工領域内に設けられ、前記切削加工によって生じた切りくずを該排出溝内に案内する案内部材と、
   前記テーブルに付設され、前記排出部材の排出溝内に向けて流体を吐出する第１吐出手段と、
   前記第１吐出手段に前記流体を供給して該第１吐出手段から吐出させる流体供給手段と、
   前記加工領域外に配設され、前記排出部材の排出溝両端側にそれぞれ接続して前記切りくずを回収する回収手段とを備え、
   前記第１吐出手段から前記流体が吐出した状態で前記テーブルが移動することにより、前記排出溝内の切りくずを該排出溝に沿って前記排出部材の各端部側に移動させ、該各端部側に移動した切りくずを前記回収手段により回収するように構成されてなることを特徴とする切りくず排出装置。
2. 前記テーブルに付設され、前記案内部材上の切りくずを前記排出部材の排出溝側に向けて移動させるように前記流体を吐出する第２吐出手段を更に備え、
   前記流体供給手段は、前記第２吐出手段にも前記流体を供給するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の切りくず排出装置。

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