JP2016132058A - オイルミスト回収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミストを回収できるようにする。【解決手段】オイルミスト回収構造は、加工室内で生じるオイルミストを吸引するオイルミストコレクタ５と、このオイルミストコレクタ５と加工室とを連通するダクト２４とを備える。ダクト２４は、クーラント装置５における樋１７にクーラントＣが流通することでオイルミストコレクタと加工室との連通が遮断されるように、この樋１７に接続される。【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械に供給されるクーラントに起因するオイルミストを回収するためのオイルミスト回収構造に関する。

近年、生産性を向上させるために、工作機械における主軸の高回転、高出力化が進められている。この主軸の高回転、高出力化に伴って、工作機械では、切削油（以下「クーラント」という）を工具とワークの加工領域に噴射して工具を冷却するようにしたものが一般的になっている。

クーラントの供給方式としては、工作機械自体にクーラントタンクを設けてクーラントをポンプにより吸引して加工個所に供給し、この加工個所に供給されたクーラントをクーラントタンクに回収して循環して使用する方式（個別クーラント供給方式）がある。また、工場等の加工ラインに配列される複数台の工作機械に対して、集中クーラントタンクを備える集中クーラント装置によりそれぞれの加工個所に並列的にクーラントを供給して循環して使用する方式（集中クーラント供給方式）もある。

加工中の工作機械では、クーラントは高速で回転する工具によって弾かれ、ミスト状（以下「オイルミスト」という）となって周囲に飛散する。このようなオイルミストの飛散による工場内の環境汚染を防止するために、通常、工作機械はケーシング等によって構成される加工室内でワークの加工を行う。

加工後にワークが工作機械から搬出される際には、加工室の一部が解放されることになる。この場合において、オイルミストが加工室外に流出することを防止するために、加工室内のオイルミストは、オイルミストコレクタによって吸引・除去される。下記の特許文献１には、オイルミストコレクタとして、排気ダクトを介して工作機械に接続されるとともに、オイルミストを吸引する吸引ファンと、吸引したオイルミストを除去するフィルタとを備えたものが開示されている。排気ダクトは、複数の工作機械に接続されており、これによって、オイルミストコレクタは複数の工作機械に係るオイルミストを同時に吸引できる。

特開２０１２−７６００６号公報

複数の工作機械に係るオイルミストを同時に吸引することが可能なオイルミストコレクタは、工作機械の数が増加する程、吸引ファン及びフィルタを大型化させる必要があり、これによって設備コストが嵩んでしまうという問題がある。また、複数の工作機械に対して個別にオイルミストコレクタを設け、各オイルミストコレクタを介して工作機械ごとにオイルミストを吸引することも考えられるが、これでは工作機械と同数のオイルミストコレクタが必要となってしまい、設備コストの問題を解消できない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミストの回収が可能なオイルミスト回収構造を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであって、クーラント装置から加工室内の工作機械に供給されるクーラントに起因するオイルミストを回収するためのオイルミスト回収構造において、前記クーラント装置は、前記加工室内に供給した前記クーラントを回収すべく前記加工室に接続される筒状の樋を有しており、前記加工室内に生じる前記オイルミストを吸引するオイルミストコレクタと、前記オイルミストコレクタと前記加工室とを連通するダクトと、を備え、前記ダクトは、前記樋に前記クーラントが流通することで前記オイルミストコレクタと前記加工室との連通が遮断されるように、前記樋に接続されることを特徴とする。

かかる構成によれば、クーラント装置における樋にダクトを接続し、クーラントを樋に流通させてオイルミストコレクタと加工室との連通を遮断することにより、複数の工作機械のうち、特定の工作機械におけるオイルミストの吸引を行うことが可能になる。

例えば、複数の工作機械のうち、１台の工作機械に対してクーラントの供給を停止し、残りの工作機械に対してクーラントを供給し続けるようにすれば、クーラントの供給を停止したものは、樋を流通するクーラントがなくなることで、加工室とオイルコレクタのダクトとが連通し、残りの工作機械は、樋にクーラントが流れ続けることで、この連通が遮断されることになる。

したがって、クーラントの供給を停止した工作機械のみに対してオイルミストの吸引を行うことができる。クーラントを供給し続ける工作機械については、クーラントの樋への流通によってオイルミストコレクタと加工室との連通が遮断されるため、オイルミストの吸引は行われない。

すなわち、オイルミストコレクタは、１台の工作機械に対応可能な吸引能力のものであればよく、工作機械の数に応じてオイルミストコレクタを大型化させる必要はなくなる。これにより、本発明では、従来のように複数の工作機械におけるオイルミストを同時に吸引する場合と比較して、より小型のオイルミストコレクタを使用することが可能になり、これによって設備コストを可及的に低減することが可能になる。

本発明によれば、複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミストの回収が可能になる。

本発明に係るオイルミスト回収構造を含む加工ラインの概要を示す斜視図である。 本発明に係るオイルミスト回収構造を含む加工ラインの概要を示す平面図である。 オイルミストコレクタとクーラント装置の樋とをダクトで接続する接続構造を示す断面図である。（ａ）図は、クーラントが樋を流通している状態を示し、（ｂ）図は、クーラントが樋を流通していない状態を示す。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本発明に係るオイルミスト回収構造を含む、工場の加工ライン１を示し、図３は、オイルミスト回収構造の要部における断面図を示す。

図１から図３に示すように、加工ライン１は、ワークＷの加工を行う複数の工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）と、各工作機械２Ａ〜２ＥにクーラントＣを供給するクーラント装置３と、ワークＷを搬送する搬送装置４（図２参照）と、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）によるワークＷの加工時に生じるオイルミストを回収するオイルミストコレクタ５とを主に備える。なお、図１においては搬送装置４の表示を省略している。

本実施形態では、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）として複数（例えば５台）のマシニングセンタを例示する。各工作機械２Ａ〜２Ｅは、ケーシング６に収容されており、このケーシング６によって構成される加工室内でワークＷに対して各種の加工を行う。ケーシング６の上部には、ワークＷを加工室内に搬入し、または加工室から搬出するための開口部が設けられており、この開口部には、開閉自在な扉７が設けられている。

クーラント装置３には、集中クーラント供給方式（集中クーラント装置）が採用されている。クーラント装置３は、クーラントＣを工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）に供給する供給部８と、加工室で使用されたクーラントＣを回収する回収部９と、クーラントＣを収容するクーラントタンク１０と、クーラントタンク１０内のクーラントＣを加工室に圧送するためのポンプ１１と、このクーラント装置３に係る各種の制御を行う制御盤（制御部）１２とを備える。

供給部８は、クーラントタンク１０に収容されるクーラントＣを加工室に供給するための供給配管１３と、この供給配管１３に設けられる電磁開閉弁１４と、加工室内でワークＷの加工箇所に向かってクーラントＣを吐出するノズル１５とを有する。

供給配管１３は、ポンプ１１に接続される本管１３ａと、この本管１３ａから分岐するとともに各工作機械２Ａ〜２Ｅへと延びる分岐管１３ｂとを含む。供給配管１３は、ポンプ１１によって圧送されるクーラントＣを、本管１３ａから分岐管１３ｂへと流通させることで各工作機械２Ａ〜２Ｅに供給する。

電磁開閉弁１４は、図２に示すように、供給配管１３における分岐管１３ｂの中途部に設けられている。この電磁開閉弁１４は、制御盤１２によって所定のタイミングで開閉するように制御される。

ノズル１５は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、供給配管１３における分岐管１３ｂの末端部に取り付けられ、加工室内に配置されている。ノズル１５は、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）のテーブル２ａに設置されるワークＷの近傍に位置し、この位置からワークＷに向かってクーラントＣを噴射する。

回収部９は、使用済みのクーラントＣを受ける受け部１６と、受け部１６に入ったクーラントＣをクーラントタンク１０へと案内する樋１７とを備える。受け部１６は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）における加工室の下部に配置されている。この受け部１６は、ノズル１５から吐出されて使用済みとなったクーラントＣを受けるように、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）のテーブル２ａの下方に位置する。

樋１７は、筒状に構成されるとともに、その一端部が受け部１６に繋がり、その他端部がクーラントタンク１０に接続されたものである。樋１７は加工室からクーラントタンク１０に向かうにつれて徐々に下方に傾斜するように構成されており、この傾斜によって受け部１６が受けたクーラントＣをクーラントタンク１０へと案内する。

クーラントタンク１０は、一列に配置された複数の工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）の近傍に配置されており、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）の列の方向に沿って長い長尺状に構成される。クーラントタンク１０としては、回収部９を介して収容したクーラントＣをろ過した後に、供給部８を介して再び加工室へと供給させる、循環型のものが使用される。

ポンプ１１は、クーラントタンク１０に接続されており、制御盤１２による制御によって、クーラントタンク１０に収容されているクーラントＣを、供給部８の供給配管１３を介して工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）に向けて圧送する。

制御盤１２は、クーラントＣを所定のタイミングで工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）に供給するためにポンプ１１及び電磁開閉弁１４の駆動制御を行う。制御盤１２は、演算部（ＣＰＵ）及び記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ）を備える。演算部は、記憶部に記憶される各種のプログラムを演算処理することにより所定の制御を行う。記憶部には、例えば、ポンプ１１や供給部８の電磁開閉弁１４を駆動制御するための制御プログラムが記憶されている。

なお、クーラント装置３は、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）によるワークＷの加工によって生じた加工屑を収集して排出する排出装置（図示せず）をさらに備える。この排出装置によって、加工屑とクーラントＣとが分離され、加工屑のみが排出されることになる。

搬送装置４は、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）に対するワークＷの搬入・搬出や工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）間にわたるワークＷの移送を行う。本実施形態では、搬送装置４としてガントリーローダが使用される。搬送装置４は、図２に示すように、加工ライン１に沿って設けられる搬送レール１８と、この搬送レール１８を走行する走行台１９と、走行台１９に昇降可能に支持されるとともに、ワークＷを把持可能なワーク把持体２０とを備える。

搬送レール１８は、工作機械４の上方に配置されている。この搬送レール１８は、加工ライン１に沿って間隔をおいて設けられる支柱２１によって支持されている。走行台１９は、搬送レール１８を走行可能なローラ（図示せず）と、ワーク把持体２０を昇降させる昇降機構（図示せず）とを備える。ワーク把持体２０としては、例えばクランプ等の把持手段が用いられる。

オイルミストコレクタ５は、オイルミストを除去するフィルタ２２と、オイルミストを吸引するための吸引ファン２３とを備える。吸引ファン２３は、モータによって回転駆動されることで、加工室のオイルミストを吸引し、フィルタ２２に通過させる。オイルミストコレクタ５は、フィルタ２２によってオイルミストを吸着除去するとともに、これによって浄化した空気を吸引ファン２３から排出する。

オイルミストコレクタ５は、ダクト２４を介して工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）の加工室と連通している。このダクト２４は、図１、図２に示すように、メインダクト２４ａと、このメインダクト２４ａから分岐する分岐ダクト２４ｂとを含む。メインダクト２４ａは、水平方向（横方向）に沿って長い長尺状に構成されている。メインダクト２４ａは、オイルミストコレクタ５に接続されており、分岐ダクト２４ｂを通じて吸引されたオイルミストを集約してオイルミストコレクタ５に案内する。

分岐ダクト２４ｂは、図１に示すように、上下方向に沿って長い長尺状に構成される。分岐ダクト２４ｂの一端部（上端部）は、メインダクト２４ａの中途部に接続されている。分岐ダクト２４ｂの他端部（下端部）は、回収部９における樋１７の中途部に接続されている。具体的には、分岐ダクト２４ｂの下端部は、樋１７の下流側の部分で、かつその上面側の部分１７ａに接続されている。

以下、上記構成の加工ライン１におけるワークＷの加工方法、及びオイルミストコレクタ５によるオイルミストの回収（排出）方法について説明する。ここでは、複数の工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）が、それぞれ異なる加工をワークＷに施すものとして説明する。

まず、搬送装置４によってワークＷが搬送され、加工ライン１の最も上流側に位置する工作機械２Ａの加工室内に搬入される。搬送装置４は、ワーク把持体２０によってワークＷを把持した状態で、走行台１９を搬送レール１８上で走行させて、工作機械２Ａの上方位置に移動させる。ワークＷが工作機械２Ａの上方位置に到達すると、工作機械２Ａにおけるケーシング６の扉７が開き、その後、ワーク把持体２０に把持されたワークＷが下降して開口部から加工室内へと入る。

さらに、ワークＷが工作機械２Ａのテーブル２ａに設置されると、ワーク把持体２０がワークＷから離れて上昇し、加工室外へと退出する。ワーク把持体２０が加工室から出ると扉７が開口部を閉じる。その後、工作機械２ＡによるワークＷの加工が開始される。加工中は、図３（ａ）に示すように、ワークＷの加工箇所に対してクーラント装置３のノズル１５からクーラントＣが供給される。ワークＷの加工箇所に供給されたクーラントＣは、その後、クーラント装置３の回収部９における受け部１６に向かって落下する。受け部１６に入ったクーラントＣは、樋１７を伝ってクーラントタンク１０に向かって流れる。

このとき、図３（ａ）に示すように、樋１７の上流側の部分は、樋１７を流れ続けるクーラントＣによって閉塞される。このように樋１７がクーラントＣによって閉塞されてしまうと、加工室とオイルミストコレクタ５との間の連通が遮断される。この状態では、加工室内のオイルミストが樋１７を通過しない。オイルミストコレクタ５は、吸引ファン２３を常時動作させているが、この状態では、加工室内に存在するオイルミストを吸引することはない。

加工が終了すると、工作機械２Ａが停止し、この工作機械２Ａに対応する電磁開閉弁１４が閉じてクーラントＣの供給も停止する。この状態で、加工室内に残存するクーラントＣは、受け部１６及び樋１７を通じてクーラントタンク１０に流れ込む。樋１７を流れるクーラントＣが少なくなると、このクーラントＣによる樋１７の閉塞が解除される。

これによって、加工室とオイルミストコレクタ５とが連通する。加工室との連通が確立した時点で、オイルミストコレクタ５によるオイルミストの吸引が開始する。オイルミストコレクタ５は、図３（ｂ）に示すように使用済みのクーラントＣがクーラントタンク１０に回収された後でも、オイルミストの吸引を続ける。このとき、他の工作機械２Ｂ〜２Ｅについては、稼働の有無にかかわらず、クーラントＣが供給されている。

オイルミストコレクタ５によるオイルミストの吸引が完了すると、ワークＷは次の工作機械２Ｂへと移送される。すなわち、工作機械２Ａのケーシング６における扉７が再び開き、搬送装置４のワーク把持体２０がその加工室内に入り、ワークＷを把持して室外へと搬出する。

次に、搬送装置４は、走行台１９を次の工作機械２Ｂの上方位置に移動させ、ワーク把持体２０を下降させてこの工作機械２Ｂの加工室内にワークＷを搬入する。その後、この工作機械ＢによるワークＷの加工が開始される。この場合においても工作機械２Ａの場合と同様に、加工終了後にクーラントＣの供給が停止し、クーラントＣによる樋１７の閉塞が解除され、この工作機械２Ｂにおけるオイルミストの吸引が行なわれる。このとき、クーラント装置３は、他の工作機械２Ａ，２Ｃ〜２ＥにクーラントＣを供給し続ける。

オイルミストの吸引が完了すると、この工作機械２Ｂにおけるケーシング６の扉７が開き、搬送装置４のワーク保持体２０は、ワークＷを加工室外へと搬出して次の工作機械２Ｃへと移送するとともに、その加工室に搬入する。その後、工作機械２ＣにおけるワークＷの加工、オイルミストの吸引、及びワークの搬出等の工程が実施される。オイルミストの吸引の際には、工作機械２ＣにおけるクーラントＣの供給が停止し、他の工作機械２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅに対してクーラントＣが供給される。

工作機械２Ｃにおいて加工されたワークＷは、工作機械２Ｄ、工作機械２Ｅによって所定の加工を施され、所定形状の部品となって次工程へと移される。

上述したように、クーラントＣを樋１７に流して閉塞させることにより、複数の工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）のうち、特定の工作機械２に対してオイルミストを吸引し、残りの工作機械２については、オイルミストを吸引しないようにすることが可能になる。したがって、オイルミストコレクタ５は、１台の工作機械２に応じた吸引能力のものを用意すればよく、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）の数に応じて大型化させる必要はなくなる。

以上によれば、本発明では、従来のように複数の工作機械に係るオイルミストを同時に吸引する場合と比較して、より小型のオイルミストコレクタ５を使用することが可能になり、これによって設備コストを可及的に低減することが可能になる。

なお、本発明によらずに、複数の工作機械２のオイルミストを吸引するには、例えば、分岐ダクト２４ｂの端部をケーシング６における開口部の近傍に配置し、この分岐ダクト２４ｂの中途部に開閉弁を設け、開口部の扉７が開いた時に、この開閉弁を開くことで、特定の工作機械２に係るオイルミストを吸引するという方法が考えられる。しかしながら、この方法では、開閉弁と扉７との開閉の同期制御が必要となり、設備が複雑化するという問題がある。

これに対し、本発明では、クーラントＣが樋１７を流通することを利用して特定の工作機械２に係るオイルミストを吸引していることから、上記のような設備の複雑化を招くこともない。

なお、本発明に係るオイルミストの回収構造は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係るオイルミストの回収構造は、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明に係るオイルミストの回収構造は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、集中クーラント供給方式によるクーラント装置３を例示したが、これに限らず、個別クーラント供給方式によるものであっても本発明を適用できる。

上記の実施形態では、工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）としてマシニングセンタを例示したが、これに限定されず、ＮＣ旋盤、研削盤その他の各種工作機械に本発明を適用できる。

上記の実施形態では、搬送装置４としてガントリーローダを例示したが、これに限定されず、他の各種搬送装置を使用してもよい。

上記の実施形態では、複数の工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）のそれぞれがワークＷに対して異なる加工を施す場合におけるオイルミストの吸引方法を例示したが、これに限定されず、複数の工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）の全てが同じ加工をワークＷに施すようにしてもよい。この場合は、加工が先に終了した工作機械２へのクーラントＣの供給を停止し、残りの工作機械２にクーラントＣを供給し続ければよい。また、複数の工作機械２の全てが同時に加工を終了する場合であっても、特定の工作機械２に対してクーラントＣの供給を停止させ、残りの工作機械２に対してクーラントＣを供給させ続けるようにすればよい。

上記の実施形態では、複数の工作機械２（２Ａ〜２Ｅ）のうち、１台の工作機械２のみに対してクーラントＣの供給を停止し、オイルミストの吸引を行う例を示したが、これに限定されない。クーラントＣの供給を停止させる対象（オイルミストの吸引の対象）となる工作機械２の数は、オイルミストコレクタ５の吸引能力に応じて、２以上に設定することも可能である。

１ 加工ライン
２ 工作機械
３ クーラント装置
５ オイルミストコレクタ
１７ 樋
２４ ダクト
Ｃ クーラント

Claims (1)

1. クーラント装置から加工室内の工作機械に供給されるクーラントに起因するオイルミストを回収するためのオイルミスト回収構造において、
   前記クーラント装置は、前記加工室内に供給した前記クーラントを回収すべく前記加工室に接続される筒状の樋を有しており、
   前記加工室内で生じる前記オイルミストを吸引するオイルミストコレクタと、
   前記オイルミストコレクタと前記加工室とを連通するダクトと、を備え、
   前記ダクトは、前記樋に前記クーラントが流通することで前記オイルミストコレクタと前記加工室との連通が遮断されるように、前記樋に接続されることを特徴とするオイルミスト回収構造。

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