JP5615735B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械、特にクーラントを使用して研削を行う研削盤等の工作機械に関する。

クーラントを使用して研削を行う研削盤として、クーラント（クーラント液）熱の伝達に伴う加工寸法への悪影響を無くすように構成したものがある（特許文献１）。この特許文献１では、クーラント液を排出するための液排出手段を、ベッドと接触しないように空気層を介在させて配置するものである。すなわち、この空気層が断熱材となり、液排出手段を流れるクーラントの熱がベッドに伝達しにくいようになる。

また、従来においては、他の構成装置の邪魔にならず、かつ構造簡単で、しかもミストを効率的に吸引排出することができるようにしたものがある（特許文献２）。特許文献２に記載の装置は、研削盤本体（工作機械本体）の全体をカバーで覆い、カバー内で発生しやクーラントミストをカバー下部のクーラント流路にて吸引して排出するものである。

特開平１０-１３８１３９号公報 特開２０００-５２１８６号公報

しかしながら、前記特許文献１では、確かに、設けられる空気層にてクーラント熱の伝わりを抑制することができるが、積極的な冷却効果を期待することができない。また、特許文献２に記載のものでは、クーラント流路とミスト流路とが同一（共通化）されているため、クーラントの熱が研削盤本体（工作機械本体）に伝達されることになる。

本発明の課題は、クーラント熱に対する断熱効果を有効に発揮でき、しかも積極的な冷却効果が期待できる工作機械を提供することにある。

本発明の工作機械は、装置本体上の工作具にクーラントを供給してワークに対して工作を行う工作機械であって、全体が全体カバーにて覆われ、前記クーラントを機外へ排出するクーラント排出路と、クーラント排出路に沿って配設させてミストを機外へ排出するミスト排出路と、機内のミストを前記ミスト排出路を介して機外へ排出することにより、外気を機内に導入して、その外気の循環によって、装置本体へのクーラントの熱の伝達を抑制する断熱機構とを備えたものである。

本発明の工作機械によれば、クーラント排出路にてクーラントを機外へ排出でき、ミスト排出路にてミストを機外へ排出できる。また、断熱機構によって装置本体へのクーラントの熱の伝達を抑制することができる。しかも、熱の伝達抑制には外気の循環によって行うことになり、この循環は、ミスト排出路を介して機外へ排出することにより行うことができ、断熱機構を簡単な機構にて構成することができる。

前記装置本体は、工作具の工作台が配置されるベッドを備え、クーラント排出路とベッドとの間にミスト排出路を配するのが好ましい。このように配置することによって、クーラント排出路の熱がベッドに伝わりにくい。クーラント排出路とミスト排出路とは、上段にクーラント排出路を配設するとともに下段にミスト排出路を配設してなる一体構成体にて形成されるのが好ましい。

前記装置本体は、工作具の工作台が配置されるベッドを備え、前記クーラント排出路とミスト排出路とが一体化されてなる一体構成体を、前記ベッドに断熱材を介して配置するのが好ましい。断熱材を介して配置することによって、クーラント排出路側の熱が一層伝達しにくいものとなる。

前記断熱機構は、クーラント飛散部位に配設されるクーラント飛散防止カバーを備え、クーラント飛散防止カバーと前記工作台との間を、前記外気循環路を兼ねる断熱層に形成し、機内のミストを前記ミスト排出路を介して機外へ排出することにより、前記外気循環路が負圧状態となって、外気をこの外気循環路に導入して循環させるように構成できる。このように構成することによって、クーラント飛散部位からの他の部位へのクーラントの飛散を防止カバーにて防止できる。また、別途、外気循環用の駆動手段を設けることなく、外気の外気循環路内の循環が可能となる。しかも、このように、循環することによって、この外気循環路内の温度上昇を有効に防止できる。

前記断熱機構とミスト排出路とを冷媒が循環するようにしてもよい。ここで、冷媒としては、外気であっても、外気が冷却された冷気であってもよい。このように冷媒が循環することによって、断熱層及びミスト排出路を積極的に冷却することができる。

前記クーラント排出路の排出口とミスト排出路の排出口とは、同一方向に開口するように設定できる。また、全体カバー内における工作具にて工作が行われる空間を工作ルームとして遮断することも可能であり、工作ルームのミストをミスト排出路に流出させるミスト流路を全体カバー内に設けるのが好ましい。

本発明の工作機械では、断熱機構によって装置本体へのクーラントの熱の伝達を抑制することができ、クーラントの熱の伝達による加工品への悪影響を回避することができる。しかも、断熱機構を簡単な機構にて構成することができ、装置（機械）全体としてコンパクト化及び低コスト化を図ることができる。

クーラント排出路とベッドとの間にミスト排出路を配することによって、クーラント排出路の熱がベッドに伝わりにくく、安定した断熱機能を発揮することができる。しかも、クーラント排出路とミスト排出路とが一体化されてなる一体構成体を形成することによって、コンパクト化に寄与する。

クーラント排出路とミスト排出路とが一体化されてなる一体構成体を、ベッドに断熱材を介して配置することによって、クーラント排出路側の熱が一層伝達しにくいものとなり、加工精度の安定した加工品を形成することができる。

クーラント飛散防止カバーを備えたものでは、クーラント飛散部位からの他の部位へのクーラントの飛散を防止カバーにて防止でき、この機械近傍の作業環境を汚染防止することができ、環境にやさしい工作機械を構成することができる。しかも、外気循環路内の外気の循環によって、この外気循環路内の温度上昇を有効に防止でき、温度上昇による加工精度の低下を有効に防止できる。

冷媒が循環することによって、断熱層及びミスト排出路をより積極的に冷却することができる。

クーラント排出路の排出口とミスト排出路の排出口とが、同一方向に開口するものでは、ワーク搬送経路や作業スペースに干渉することなく、ミスト排出路を配設することができ、付帯設備（ワーク供給装置やワーク排出装置）への影響が小さくなる。

工作具にて工作が行われる空間を工作ルームとして遮断するものでは、クーラントやミストを外部へ飛散させることがなくなって、環境にやさしい機械となる。また、ミスト流路を全体カバー内に設けることによって、コンパクト化を図って、作業者の作業スペースの確保が安定する。

本発明の工作機械の簡略図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図１は本発明の工作機械の簡略図である。この実施形態の工作機械はセンタレス研削盤である。このセンタレス研削盤は、ベッド１を有する装置本体２と、このベッド１上の砥石車台３に支持される砥石車４と、ベッド１上の調整車台５に支持される調整車６とを備える。

また、砥石車４は図示省略の駆動手段を介してその軸心廻りに回転するとともに、調整車６も図示省略の駆動手段を介してその軸心廻りに回転する。なお、各駆動手段は、駆動モータと、このモータの回転駆動力を砥石車４（又は調整車６）に伝達するベルト機構等の駆動力伝達機構等にて構成することができる。

このため、砥石車４と調整車台５との間に、ワーク（図示省略）を介在させ、砥石車４及び調整車６をその軸心廻りに回転させつつ、ワークを砥石車４と調整車台５の軸心方向に沿って送り、砥石車４にてワークを研削することになる。

砥石車４にてワークを研削する際には、砥石車４の研削面にはクーラントＣが供給される。すなわち、砥石車４の近傍に、クーラントＣを噴射する噴射ノズル（図示省略）が配置されている。

また、機械全体をカバー１０にて覆っている。すなわち、砥石車台３乃至砥石車４と、調整車台５乃至調整車６を覆うようにベッド１上にカバー１０が立設される。さらに、カバー１０内の空間を仕切って工作ルーム（研削ルーム）１１が形成される。

ところで、ベッド１には、クーラントＣを外部（機外）に排出するためのクーラント排出路１５と、ミストＭを外部（機外）に排出するためのミスト排出路１６とを備える。この場合、図２に示すように、クーラント排出路１５とミスト排出路１６とが一体化されてなる一体構成体１７が形成される。

すなわち、一体構成体１７は、上段にクーラント排出路１５が設けられ、下段にミスト排出路１６が設けられている。また、クーラント排出路１５とミスト排出路１６とは、図３に示すように、平面視において略Ｕ字形状をなす。具体的には、クーラント排出路１５及びミスト排出路１６は、それぞれ、一対の傾斜路１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂと、傾斜路１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂの下流側端部を連結する連通路１５ｃ、１６ｃとを備える。

この場合、傾斜路１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂは、反連通路から連通路１５ｃ、１６ｃに向かって下傾するものである。このため、上方側を上流と呼び、下方側を下流と呼ぶ。また、連通路１５ｃ、１６ｃは、ベッド１の後面２０側に開口している。つまり、クーラント排出路１５の排出口２１とミスト排出路１６の排出口２２とは、同一方向に開口している。

そして、一体構成体１７は図２に示すように、ベッド１に断熱材２５、２５を介して配設される。すなわち、ベッド１の上面２６に凹部２７が設けられ、この凹部２７に一体構成体１７を配置している。この断熱材２５としては、例えば、断熱プラスチック材、ベーク材、ゴム材等を用いることができる。

また、ミスト排出路１６と研削ルーム１１とはミスト流路３０にて連通されている。ミスト流路３０は一対有し、研削ルーム１１の一方の側壁１１ａの上部と、ミスト排出路１６の傾斜路１６ａ、１６ｂの上流端３１，３１に連結される。この場合、研削ルーム１１のミストＭを図示省略の吸引ポンプ等の吸引により強制的に吸い込まれることになる。なお、ミスト流路３０として、研削ルーム１１に１つのパイプ材が連結され、このパイプ材から２叉に分岐する分岐管がそれぞれの傾斜路１６ａ、１６ｂの上流端３１，３１に連結されるものであってもよい。

前記のように構成された工作機械は、図１に示すように、ミストＭが、研削ルーム１１からミスト流路３０に流れ込んで、ミスト流路３０内を矢印Ｅのように流れる。そして、ミストＭが傾斜路１６ａ、１６ｂの上流端３１，３１からミスト排出路１６に入り、矢印Ｇのように、傾斜路１６ａ、１６ｂを流れ、連通路１６ｃに入って、矢印Ｈ（図３参照）のように流れて排出口２２から機外へ排出さされる。また、クーラント排出路１５の傾斜路１５ａ、１５ｂに入ったクーラントＣは、矢印Ｆのように流れて、連通路１５ｃに入って、矢印Ｉ（図３参照）のように流れて排出口２１から機外へ排出される。

ところで、砥石車台３は、砥石車４の反調整車側の外周側を包囲するものであり、この外周側においては、クーラント飛散部位を構成する。このため、砥石車台３の円弧面である砥石車対応面３５と、砥石車台３との間（クーラント飛散部位）に、クーラント飛散防止カバー３６を配置する。このクーラント飛散防止カバー３６は、砥石車対応面３５に対向する円弧状カバー本体３６ａと、この円弧状カバー本体３６ａの下端縁から連設されるクーラントガイド部３６ｂとを備える。すなわち、砥石車台３側から飛散したクーラントＣをクーラント飛散防止カバー３６の円弧状カバー本体３６ａにて受けることができ、この受けたクーラントＣをクーラントガイド部３６ｂにて、クーラント排出路１５に案内する。

また、砥石車対応面３５とクーラント飛散防止カバー３６とは所定寸の隙間４０が設けられるとともに、この隙間４０は砥石車台３に設けられた外気引き込み口４１に連通される。このため、研削ルーム１１のクーラントミストＣＭを図示省略の吸引ポンプ等の吸引により強制的に吸い込まれることによって、研削ルーム１１内が負圧状態となり、この外気引き込み口４１から外気（全体カバー１０内部のエア）が隙間４０に吸引される。そして、隙間４０に入った外気はこの隙間内を流れ、研削ルーム１１内に入り込む。従って、前記隙間４０は外気が流れることによって、断熱層となるとともに、外気による積極的な冷却効果を得ることができる。

このように、クーラント飛散防止カバー３６を設けることによって、外気が流れる断熱層を形成することができ、これによって、断熱機構５０を構成することになる。この隙間４０内に単に外気を流すのではなく、他の冷媒を流すようにしてもよい。冷媒として、冷却手段（図示省略）にて冷却した外気であっても、環境にやさしい二酸化炭素等の他の冷媒を用いてもよい。このように、他の冷媒を用いることにより、冷却効果を高めることができる。また、前記実施形態では、砥石車４側にクーラント飛散防止カバー３６を設けていたが、調整車側にもクーラント飛散防止カバーを設けるようにしてもよい。このように、調整車側にもクーラント飛散防止カバーを設けることによって、汚染防止機能と温度上昇防止機能との向上を一層発揮できる。

本発明によれば、クーラント排出路１５にてクーラントＣを機外へ排出でき、ミスト排出路１６にてミストＭを機外へ排出できる。また、断熱機構５０によって装置本体２へのクーラントＣの熱の伝達を抑制することができる。このため、クーラントＣの熱の伝達による加工品への悪影響を回避することができる。しかも、熱の伝達抑制には外気の循環によって行うことになり、この循環は、ミスト排出路１６を介して機外へ排出することにより行うことができ、断熱機構５０を簡単な機構にて構成することができる。このため、装置（機械）全体としてコンパクト化及び低コスト化を図ることができる。

クーラント排出路１５とベッド１との間にミスト排出路１６を配することによって、クーラント排出路１５の熱がベッドに伝わりにくく、安定した断熱機能を発揮することができる。しかも、上段にクーラント排出路１５を配設するとともに下段にミスト排出路１６を配設して一体化することによって、コンパクト化に寄与する。

クーラント排出路１５とミスト排出路１６とが一体化されてなる一体構成体１７を、ベッド１に断熱材２５を介して配置することによって、クーラント排出路側の熱が一層伝達しにくいものとなり、加工精度の安定した加工品を形成することができる。

クーラント飛散防止カバー３６を備えたものでは、クーラント飛散部位からの他の部位へのクーラントＣの飛散を防止カバーにて防止でき、この機械近傍の作業環境を汚染防止することができ、環境にやさしい工作機械を構成することができる。しかも、外気循環路内の外気の循環によって、この外気循環路内の温度上昇を有効に防止でき、温度上昇による加工精度の低下を有効に防止できる。

前記断熱機構５０とミスト排出路１６とを冷媒が循環するようにしてもよい。ここで、冷媒としては、外気であっても、外気が冷却された冷気であってもよい。このように冷媒が循環することによって、断熱層４０及びミスト排出路１６を積極的に冷却することができる。

クーラント排出路１５の排出口とミスト排出路１６の排出口とは、同一方向に開口するものであるので、ワーク搬送経路や作業スペースに干渉することなく、ミスト排出路を配設することができ、付帯設備（ワーク供給装置やワーク排出装置）への影響が小さくなる。

工作具にて工作が行われる空間を工作ルーム１１として遮断するものでは、クーラントＣやミストＭを外部へ飛散させることがなくなって、環境にやさしい機械となる。また、ミスト流路を全体カバー内に設けることによって、コンパクト化を図って、作業者の作業スペースの確保が安定する。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、工作具として、前記実施形態では、研削を行う砥石車であったが、本発明の工作には、切削も含むものであるので、切削工具であってもよい。すなわち、センタレス研削盤に限らず、クーラントを使用する他の工作機械に適用することができる。また、本発明の工作機械にて加工されるワークとしては、クーラントを用いて、研削加工や切削加工を行う各種の機械部品（例えば、軸受の外輪や内輪等）である。

１ ベッド
２ 装置本体
１０ 全体カバー
１１ 工作ルーム（研削ルーム）
１５ クーラント排出路
１６ ミスト排出路
１７ 流路
２１，２２ 排出口
２５ 断熱材
３６ クーラント飛散防止カバー
４０ 隙間（断熱層）
５０ 断熱機構

Claims (9)

1. 装置本体上の工作具にクーラントを供給してワークに対して工作を行う工作機械であって、
   全体が全体カバーにて覆われ、前記クーラントを機外へ排出するクーラント排出路と、クーラント排出路に沿って配設させてミストを機外へ排出するミスト排出路と、機内のミストを前記ミスト排出路を介して機外へ排出することにより、外気を機内に導入して、その外気の循環によって、装置本体へのクーラントの熱の伝達を抑制する断熱機構とを備えたことを特徴とする工作機械。
2. 前記装置本体は、工作具の工作台が配置されるベッドを備え、クーラント排出路とベッドとの間にミスト排出路を配置したことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. クーラント排出路とミスト排出路とは、上段にクーラント排出路を配設するとともに下段にミスト排出路を配設してなる一体構成体にて形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
4. 前記装置本体は、工作具の工作台が配置されるベッドを備え、クーラント排出路とミスト排出路とが一体化されてなる一体構成体を、前記ベッドに断熱材を介して配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の工作機械。
5. 前記断熱機構は、クーラント飛散部位に配設されるクーラント飛散防止カバーを備え、クーラント飛散防止カバーと前記工作台との間を、前記外気循環路を兼ねる断熱層に形成し、機内のミストを前記ミスト排出路を介して機外へ排出することにより、前記外気循環路が負圧状態となって、外気をこの外気循環路に導入して循環させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の工作機械。
6. 前記断熱機構とミスト排出路とを冷媒が循環することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の工作機械。
7. 前記クーラント排出路の排出口とミスト排出路の排出口とは、同一方向に開口していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の工作機械。
8. 全体カバー内における工作具にて工作が行われる空間を工作ルームとして遮断したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の工作機械。
9. 工作ルームのミストを前記ミスト排出路に流出させるミスト流路を全体カバー内に設けたことを特徴とする請求項８に記載の工作機械。

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