JP2010162613A - チップ処理装置およびチップ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップ処理装置の単純化および省スペース化を図る。
【解決手段】クーラントにワーク加工中に発生した切粉が混ざったダーティ液から、前記切粉を分離するチップ処理装置において、ダーティ液の流入口１１の下方に縦置きされた円筒型フィルター２０と、この円筒型フィルター２０の下端部に位置する底面２１に設けられた開閉蓋２２と、円筒型フィルター２０を回転させる駆動機構３０と、円筒型フィルター２０の下方に設けられ切粉を回収する切粉タンク４０と、円筒型フィルター２０を囲うように設けられ円筒型フィルター２０を透過したクーラントを回収するクーラント回収槽５０と、を備え、クーラントは、回転する円筒型フィルター２０の遠心力によってその内側から外側へと透過するように構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、クーラントにワーク加工中に発生した切粉が混ざったダーティ液から、切粉を分離するチップ処理装置およびチップ処理方法に関する。

従来のチップ処理装置は、ダーティ液の貯槽内からその斜め上方に位置する切粉の排出口へと架け渡されたコンベアチェーンに、ダーティ液を掻き上げる掻上げ板が設けられて構成されているものが一般的であった。このようなチップ処理装置では、掻上げ板が貯槽底部から排出口へと移動する方向にコンベアチェーンを回転させることで、掻上げ板が傾斜部分で切粉を掻き上げつつクーラントを落下させて切粉とクーラントとを分離し、排出口から切粉のみを排出するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１７７７１３号公報

しかしながら、従来のチップ処理装置では、掻上げ板や排出口の形状が複雑で掻上げ角度の調整に細かい精度が必要であり、また、コンベアチェーンは、貯槽内の水平部分と斜め上方に傾斜する傾斜部分とが必要となり水平方向に広い設置スペースを必要とするといった問題があった。さらに、コンベアチェーンは大きい負荷で常時駆動させなければならず、駆動機構の大型化を招いていた。

そこで、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、単純な構成で省スペース化の図れるチップ処理装置およびチップ処理方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、クーラントにワーク加工中に発生した切粉が混ざったダーティ液から、前記切粉を分離するチップ処理装置において、前記ダーティ液の流入口の下方に縦置きされた円筒型フィルターと、この円筒型フィルターの下端部に位置する底面に設けられた開閉蓋と、前記円筒型フィルターを回転させる駆動機構と、前記円筒型フィルターの下方に設けられ前記切粉を回収する切粉タンクと、前記円筒型フィルターを囲うように設けられ前記円筒型フィルターを透過したクーラントを回収するクーラント回収槽と、を備え、前記クーラントは、回転する前記円筒型フィルターの遠心力によってその内側から外側へと透過するように構成したことを特徴とするチップ処理装置である。

このような構成によれば、流入口から流入したダーティ液のうち、クーラントは遠心力によって円筒型フィルターを透過してクーラント回収槽に流れ、切粉は円筒型フィルター内に残置されるので、切粉とクーラントを分離することができる。切粉は、円筒型フィルターの回転が終了した後に、開閉蓋を開けることで下方へ落下し、切粉タンクに回収される。このような本発明によれば、従来と比較して単純な構成でダーティ液から切粉を分離することができるとともに、装置の省スペース化を図ることができる。特に、平面的な設置スペースは、円筒型フィルターとその周囲のクーラント回収槽の平面積があれば済む。

請求項２に係る発明は、前記クーラント回収槽側から前記円筒型フィルターに向かって空気を吹き付けるエアブロー装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のチップ処理装置である。

このような構成によれば、円筒型フィルターの内周面に付着した切粉を内側へ吹き飛ばすことができるので、切粉を確実に落下させて効率よく回収することができる。

請求項３に係る発明は、前記流入口に、開閉可能な蓋体を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチップ処理装置である。

このような構成によれば、円筒型フィルター内とワーク加工室エリアが区画されるので、円筒型フィルターの回転時であっても、ワーク加工室エリアに切粉やクーラントが飛ばされて戻るのを防止でき、切粉とクーラントを確実に回収できる。

請求項４に係る発明は、前記流入口の内周縁部に、斜め下方に垂れ下がる水切り部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチップ処理装置である。

このような構成によれば、円筒型フィルターの回転時であっても、上方に飛ばされた切粉は水切り部に当たって落下し、クーラントは水切り部の下面に付いた後、下面に沿って流れて下端部から垂下する。したがって、ワーク加工室エリアに切粉やクーラントが飛ばされて戻るのを防止でき、切粉とクーラントを確実に回収できる。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のチップ処理装置を用いて、前記ダーティ液から前記切粉を分離するチップ処理方法であって、前記開閉蓋を閉じた状態で前記ダーティ液を前記円筒型フィルター内に流入させるダーティ液流入工程と、前記ダーティ液の流入後に前記円筒型フィルターを回転させてその遠心力によって、前記クーラントを前記円筒型フィルターの内側から外側へと透過させて前記クーラント回収槽に回収するクーラント回収工程と、前記クーラントの透過後に、前記開閉蓋を開いて前記切粉を前記切粉タンクに回収する切粉回収工程と、を備えたことを特徴とするチップ処理方法である。

このような方法によれば、請求項１と同様に、従来と比較して単純な構成でダーティ液から切粉を分離することができるとともに、装置の省スペース化を図ることができる。

本発明によれば、チップ処理装置において、単純な構成で省スペース化を図ることができるといった優れた効果を発揮する。

本発明に係るチップ処理装置の実施形態を示した一部破断斜視図である。 本発明に係るチップ処理装置の実施形態を示した断面図である。 本発明に係るチップ処理装置の他の実施形態を示した部分断面図である。

本発明に係るチップ処理装置を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、かかるチップ処理装置を、ワーク加工室エリアの下方にベッドがないベッドレスタイプの工作機械に設置した場合を例にあげて説明する。

工作機械は、ワークの加工を行う加工ユニットと、ワークの加工中に生じる切粉とクーラントが混ざったダーティ液を回収して、切粉とクーラントを分離して、ワーク加工室エリアにクーラントを循環させるチップ処理装置と、工作機械の動作を制御する制御ユニットとを備えている。チップ処理装置は、ワーク加工室エリアの下方に設置される。

図１および図２に示すように、チップ処理装置１は、ダーティ液の流入口１１が形成されたケーシング１０と、ケーシング１０の内部において流入口１１の下方に縦置きされた円筒型フィルター２０と、この円筒型フィルター２０の下端部に位置する底面２１に設けられた開閉蓋２２と、円筒型フィルター２０を回転させる駆動機構３０と、円筒型フィルター２０の下方に設けられ切粉を回収する切粉タンク４０と、円筒型フィルター２０を囲うように設けられ円筒型フィルター２０を透過したクーラントを回収するクーラント回収槽５０と、を備えている。

流入口１１は、ケーシング１０の上面に形成されており、ワーク加工室エリアに対向して開口している。流入口１１は、円筒型フィルター２０の内径よりも小さい径の円形に形成されており、円筒型フィルター２０と同芯上に配置されている。流入口１１の周囲には、流入口１１に向かってダーティ液が流れるように漏斗状に傾斜した傾斜誘導部１２が形成されており、この傾斜誘導部１２がケーシング１０の上面を構成している。また、流入口１１の下方には、下端が円筒型フィルター２０の内側に入り込む円筒状の垂壁部１３が形成されている。垂壁部１３は、傾斜誘導部１２の内周部から一体的に延出して形成されており、ダーティ液を確実に円筒型フィルター２０内に落下させるようになっている。

本実施形態では、流入口１１に、開閉可能な蓋体１４が設けられている。蓋体１４は、例えば一対の半円状板材からなり、流入口１１の全体を閉塞するように構成されている。蓋体１４は、円弧状の外周部の一部がピン接合されており、図示しない駆動機構によって、ピンを中心に傾動するようになっている。蓋体１４は、円筒型フィルター２０の回転時に流入口１１を閉塞するようになっている。

円筒型フィルター２０は、例えば、ステンレス等の金属製メッシュ、もしくは薄板の枠体に布状フィルターを張り合わせたもの等から構成されており、目の粗さは、例えば♯４０メッシュである。円筒型フィルター２０は、回転軸が垂直になるように縦置きされている。円筒型フィルター２０の下端部には、落下してきたダーティ液を受けて円筒型フィルター２０内に溜めるための底面２１が設けられている。底面２１は、円筒型フィルター２０の下方に延出する回転軸２３の上端面にて構成されている。回転軸２３の上端周縁部に、円筒型フィルター２０の下端部が固定されている。底面２１には、切粉を切粉タンク４０に落下させるための円形の落下口２３ｂが形成されている。円筒型フィルター２０の上端部には、垂壁部１３と間にベアリング２６が設けられており、円筒型フィルター２０が垂壁部１３に対して回転可能に接続されている。

回転軸２３は垂直方向に延出する中空の筒状に形成されており、内部に切粉の落下路２３ａ（図２参照）が形成されている。回転軸２３は、上端が円筒型フィルター２０の径寸法と同等の径寸法を有し、下方に向かって縮径して、所定の径まで縮径した部分より下側は円筒状に形成されている。これに伴って、落下路２３ａは、上側が漏斗状に形成され、下側が一定の径で延在している。切粉は、上端面（底面２１）の落下口２３ｂから落下路２３ａに入って、回転軸２３の下端の排出口２３ｃ（図２参照）から、下方の切粉タンク４０に排出される。回転軸２３の下部には、ベアリング２４が設けられ、回転軸２３および円筒型フィルター２０が、ケーシング１０に対し回転可能に支持されている。また、回転軸２３の下部には、ギヤ２５が取り付けられている。ケーシング１０内において、回転軸２３の斜め下方には、駆動機構３０を構成するモータ３１が設けられている。モータ３１は、上側に回転駆動軸３２が延出するように縦置きされている。そして、回転駆動軸３２に設けられた駆動ギヤ３３が、回転軸２３の下部のギヤ２５に噛合するように配置されている。

開閉蓋２２は、底面２１の落下口２３ｂに設けられている。開閉蓋２２は、例えば一対の半円状板材からなり、落下口２３ｂの全体を液密に閉塞するように構成されている。開閉蓋２２は、円弧状の外周部の一部がピン接合されており、図示しない駆動機構によって、ピンを中心に傾動するようになっている。開閉蓋２２は、円筒型フィルター２０の回転が停止して切粉を落下させるときに開くようになっている。

切粉タンク４０は、上部が開口した箱状で、落下口２３ｂの下方に配置されている。切粉タンク４０は、チップ処理装置１のケーシング１０内底部に配置され、ケーシング１０の側面から外部に引き出し可能に設けられている。

クーラント回収槽５０は、円筒型フィルター２０の外周部を囲うように設けられており、円環状に形成されている。クーラント回収槽５０は、円筒型フィルター２０の斜め下方で回転軸２３を囲う円環状の底面５１と、内周側の内周壁５２と、外周側の外周壁５３とを備えて構成されている。

底面５１には、クーラント送出口５４が形成されており、このクーラント送出口５４に接続された送出パイプ５５を介して、図示しないクリーンタンクにクーラントを流すようになっている。本実施形態では、底面５１は、水平に形成されているが、クーラント送出口５４の位置が低くなるように傾斜して形成してもよい。

内周壁５２は、円筒型フィルター２０と略同等の径で、底面５１の内周縁から垂直に立ち上がって形成されている。内周壁５２の上端部は、回転軸２３の上端部の外周面に、シール２７を介して摺動可能に外接している。これによって、クーラントが回転軸２３の外表面を伝ってベアリング２４やギヤ２５側に流れるのを防止している。なお、シール２７に代えて、回転軸２３の上端部（円筒型フィルター２０の下端部）に、内周壁５２の上端を覆うスカート部（図示せず）を形成してもよい。このようにしても、円筒型フィルター２０を透過したクーラントは、スカート部の下端からクーラント回収槽５０内に落下するので、回転軸２３の外表面を伝ってベアリング２４やギヤ２５側に流れることがない。

外周壁５３は、底面５１の外周縁から垂直に立ち上がって形成されている。外周壁５３は、その上端が円筒型フィルター２０の上端と同等または高い位置まで延出しており、円筒型フィルター２０の全体を、その外周面から所定の間隔をあけて囲うように構成されている。外周壁５３は、ケーシング１０の上面の傾斜誘導部１２の外径と同等の径を備えて形成されている。

このような構成のクーラント回収槽５０においては、円筒型フィルター２０の回転によって外側に飛ばされたクーラントは、外周壁５３の内表面に当たった後、その内表面に沿って流下し、外周壁５３と内周壁５２と底面５１とで囲われた部分に貯留される。そして、クーラントは、クーラント送出口５４、送出パイプ５５を介して、クリーンタンクに流されて貯留される。

チップ処理装置１は、クーラント回収槽５０側から円筒型フィルター２０に向かって空気を吹き付けるエアブロー装置６０をさらに備えている。エアブロー装置６０は、クーラント回収槽５０の内側に設けられたノズル６１を備えている。ノズル６１は、外周壁５３の内表面に上下方向に所定間隔をあけて一列に配置されている。ノズル６１は、円筒型フィルター２０の高さ方向全体に亘って空気を吹き付けられる間隔をあけて配置されている。このような構成のエアブロー装置６０においては、クーラント回収槽５０側から円筒型フィルター２０に向かって空気を吹き付けることによって、円筒型フィルター２０の内周面に付着した切粉を内側へ吹き飛ばすことができる。なお、ノズルに伸延性のあるパイプ（図示せず）を接続して位置を調整可能に構成するようにしてもよい。このようにすれば、円筒型フィルター２０の近くから空気を吹き付けたり、空気の吹き付け方向を調整したりすることができ、切粉の除去性能を高めることができる。

次に、ワークを加工する際のチップ処理装置１の動作とチップ処理方法について説明する。

ワークを加工するに際しては、ワーク加工室エリアにクーラントを供給しながら、工具を把持した主軸を作動させる。このとき、チップ処理装置１のケーシング１０上面の流入口１１の蓋体１４は開き（図２中、実線にて示す）、円筒型フィルター２０下部の底面２１の開閉蓋２２は閉じておく（図２中、実線にて示す）。

この状態で、ワークを加工すると、クーラントや切粉は、ワーク加工室エリア下方のチップ処理装置１上に落下する。そして、クーラントに切粉が混ざったダーティ液は、チップ処理装置１上部の傾斜誘導部１２から流入口１１へと流れ、円筒型フィルター２０内へと落下する（ダーティ液流入工程）。このとき、円筒型フィルター２０は回転せずに停止している。

円筒型フィルター２０内に所定量のダーティ液が溜まると、ワークの加工を停止するとともに、流入口１１の蓋体１４を閉じて、モータ３１を作動させて円筒型フィルター２０を回転させる。すると、円筒型フィルター２０内に溜められたダーティ液も円筒型フィルター２０とともに回転し、その遠心力によって、円筒型フィルター２０の内周面に押し付けられる。そして、ダーティ液のうちクーラントは、円筒型フィルター２０を透過して、円筒型フィルター２０に止められて内部に残置される切粉と分離される。なお、円筒型フィルター２０の回転時間が短い場合は、円筒型フィルター２０の回転中もワークの加工を継続して行うようにしてもよい。

円筒型フィルター２０を透過したクーラントは、外側のクーラント回収槽５０へと飛ばされ、外周壁５３の内表面に当たった後、その内表面に沿って流下し、クーラント回収槽５０の下部に貯留される（クーラント回収工程）。そして、クーラントは、クーラント送出口５４、送出パイプ５５を介して、クリーンタンクに流されて貯留される。

円筒型フィルター２０は、所定時間回転させた後、停止する。なお、クーラントが分離された後に、回転停止前であって円筒型フィルター２０の回転速度が遅くなってきた状態において、エアブロー装置６０を作動させて空気を吹き付ける。このようにすることで、円筒型フィルター２０の内周面に付着した切粉を内側へ吹き飛ばして底面２１上に落下させることができる。このとき、円筒型フィルター２０を回転させながら空気を吹き付けているので、ノズル６１は上下方向に一列に設けるだけでよい。また、円筒型フィルター２０の回転速度が遅い状態で空気を吹き付けているので、効率的に切粉を飛ばすことができる。円筒型フィルター２０の回転停止後、開閉蓋２２を開いて、底面２１上に溜まった切粉を、切粉タンク４０に落下させて回収する（切粉回収工程）。切粉タンク４０内に所定量の切粉が溜まったら、切粉タンク４０を外部に取り出して切粉を排出する。

以上説明したように、本実施形態に係るチップ処理装置１およびチップ処理方法によれば、流入口１１から流入したダーティ液のうち、クーラントは遠心力によって円筒型フィルター２０を透過してクーラント回収槽５０に流れ、切粉は円筒型フィルター２０内に残置されるので、切粉とクーラントを的確に分離することができる。特に、円筒型フィルター２０を回転させてその遠心力でクーラントを外側に飛ばしているので、クーラントと切粉の分離効果が高い。切粉は、円筒型フィルター２０の回転が終了した後に開閉蓋２２を開けるといった簡単な工程で下方へ落下し、切粉タンクに回収される。このような本発明によれば、従来の装置と比較して単純な構成および簡単な作業工程でクーラントと切粉を分離することができるとともに、装置の省スペース化を図ることができる。特に、平面的な設置スペースは、円筒型フィルター２０とその周囲のクーラント回収槽５０の平面積があれば済むので非常に小さくなる。

ところで、ベッドレスタイプの工作機械によれば、通常の工作機械ではコラムの下部に設けられていたベッドがないので、ワーク加工室エリアの下方にベッドが突出せず、チップ処理装置の設置スペースを上下方向において、通常の工作機械よりも大きく確保することができる。本実施形態では、ベッドレスタイプの工作機械にチップ処理装置１を用いているが、この場合、チップ処理装置１の縦方向長さを大きくすることができるので、円筒型フィルター２０の軸方向長さを大きく確保でき、一度に多くのダーティ液を処理することができる。

また、本実施形態によれば、エアブロー装置６０で、円筒型フィルター２０の内周面に付着した切粉を内側へ吹き飛ばすことができるので、切粉を確実に落下させて効率よく回収することができる。さらに、円筒型フィルター２０に付着した切粉を除去できるので、クーラントの透過率の低下を防止することができる。

さらに、流入口１１に、蓋体１４を設けて、円筒型フィルター２０の回転時に蓋体１４を閉じることによって、円筒型フィルター２０内とワーク加工室エリアが区画されるので、ワーク加工室エリアに切粉やクーラントが飛ばされて戻るのを防止でき、ダーティ液を円筒型フィルター２０内に溜めて、切粉とクーラントを確実に回収できる。

次に、本発明に係るチップ処理装置を実施するための他の形態について、図３を参照しながら詳細に説明する。本実施形態のチップ処理装置１’は、流入口の構成が前記実施形態と異なっている。

図３に示すように、かかるチップ処理装置１’の流入口１１には、その内周縁部に、斜め下方に垂れ下がる水切り部１５が設けられている。水切り部１５は、傾斜誘導部１２と同等の傾斜角度で面一に形成されている。水切り部１５は、傾斜誘導部１２および垂壁部１３と一体形成してもよいし、別体で形成して、傾斜誘導部１２に固定するようにしてもよい。なお、その他の構成については、前記実施形態と同様であるので、説明を省略する。

このような構成によれば、円筒型フィルター２０の回転時であっても、上方に飛ばされた切粉は水切り部１５に当たって落下し、また上方に飛ばされたクーラントは水切り部１５の下面に付いた後、下面に沿って流れて下端部から垂下する。したがって、ワーク加工室エリアに切粉やクーラントが飛ばされて戻るのを防止でき、切粉とクーラントを確実に回収できる。また、水切り部１５を設けることによって、前記実施形態のように、蓋体１４を開閉させる駆動機構を設けなくて済む。したがってより一層の装置の簡略化が達成できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能であるのは勿論である。例えば、本実施形態では、ベッドレスタイプの工作機械に適用した場合を例に挙げて説明したが、ベッドを有する通常の工作機械であっても適用可能であるのは勿論である。

１ チップ処理装置
１１ 流入口
１４ 蓋体
２０ 円筒型フィルター
２１ 底面
２２ 開閉蓋
３０ 駆動機構
４０ 切粉タンク
５０ クーラント回収槽
６０ エアブロー装置
１５ 水切り部

Claims (5)

1. クーラントにワーク加工中に発生した切粉が混ざったダーティ液から、前記切粉を分離するチップ処理装置において、
   前記ダーティ液の流入口の下方に縦置きされた円筒型フィルターと、
   この円筒型フィルターの下端部に位置する底面に設けられた開閉蓋と、
   前記円筒型フィルターを回転させる駆動機構と、
   前記円筒型フィルターの下方に設けられ前記切粉を回収する切粉タンクと、
   前記円筒型フィルターを囲うように設けられ前記円筒型フィルターを透過したクーラントを回収するクーラント回収槽と、を備え、
   前記クーラントは、回転する前記円筒型フィルターの遠心力によってその内側から外側へと透過するように構成した
   ことを特徴とするチップ処理装置。
2. 前記クーラント回収槽側から前記円筒型フィルターに向かって空気を吹き付けるエアブロー装置をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のチップ処理装置。
3. 前記流入口に、開閉可能な蓋体を設けた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチップ処理装置。
4. 前記流入口の内周縁部に、斜め下方に垂れ下がる水切り部を設けた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチップ処理装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のチップ処理装置を用いて、前記ダーティ液から前記切粉を分離するチップ処理方法であって、
   前記開閉蓋を閉じた状態で前記ダーティ液を前記円筒型フィルター内に流入させるダーティ液流入工程と、
   前記ダーティ液の流入後に前記円筒型フィルターを回転させてその遠心力によって、前記クーラントを前記円筒型フィルターの内側から外側へと透過させて前記クーラント回収槽に回収するクーラント回収工程と、
   前記クーラントの透過後に、前記開閉蓋を開いて前記切粉を前記切粉タンクに回収する切粉回収工程と、を備えた
   ことを特徴とするチップ処理方法。

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