JP2009255226A - 切粉回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械で発生する切粉を効率良く回収できる切粉回収装置を提供する。
【解決手段】金属で成るワークＷを加工する加工手段１１０を備えた工作機械１００におけるワーク加工時に生ずる切粉を回収する装置で、切粉を吸着する磁気手段２０と、磁気手段２０に付着した切粉を吸引する吸引手段３０と、磁気手段２０を加工手段１１０の傍らから吸引手段３０まで移動させる移動手段４０と、を備えている。移動手段４０が本体ケース１３０に添設されたシリンダー装置で成り、吸引手段３０が切粉を輸送する切粉用管３１を有し、シリンダー装置がシリンダー本体に進退可能なロッド４２を有し、磁気手段２０がロッドの先端部に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型等のワークの切削加工等を行なう工作機械で生ずる切粉を回収するための切粉回収装置に関するものである。

従来、金型の切削加工を行なう場合には、図５に示すように、作業台１上に設置された型段取定盤２の上面に切削加工すべき金型３を載置して、この金型３に切削加工を行っている。切削加工の際に生ずる切粉４は、作業台１の周囲に落下したものについては、作業台１の下方に設けられたチップコンベア５によって搬送され、バケット６内に収容されて外部へ搬出される。

また、金型３上或いは型段取定盤２上に散乱した切粉４は、金型３の切削加工終了後又は加工途中で加工を中断し、掃除機７を使用して、即ち掃除機７の吸込みノズル７ａを金型３及び型段取定盤２上の切粉４に近づけて吸引することで、除去される。

このような切粉の回収に対して、特許文献１には、工作機械で発生する切粉が飛散しないように筒状のカバーで覆い、このカバーの外周面に移動可能に磁石体を配設し、この磁石体によってカバーの内周面に切粉を吸着させ、当該磁石体をカバー外周上を移動させることでその磁石体に磁気結合された切粉を回収口へ案内する装置が開示されている。
また、特許文献２には、ワークを載置するテーブルに形成された開口から工作機械で発生する切粉をシューターへ落下させ、さらにこのシューターを介して切粉を傾斜台の下側に案内し、傾斜台の上側から下側へワイヤを延ばし、このワイヤの先端に取り付けたマグネット部材で傾斜台の下側にある切粉を吸着し、その後、ワイヤを巻き取って傾斜台の高さ中間部で開いた穴へマグネット部材を移動させ、この穴の下方にセットされた台車に切粉を落として回収する装置が開示されている。
特開平５−１６９３４３号公報 特開２０００−４２８５８号公報

特許文献１の装置は、加工対象のワークを含むその周辺領域を、ワークに加工を施す加工手段と共に一つの円筒状のケースで覆うことから、規模が大きくなってしまい、例えば、ワークの細部だけを加工する装置には適さない。また、発生する切粉が集中する加工手段の傍らから離れた位置に切粉を吸着させる磁石体が配置されているため、工作機械の周辺に飛散した小さな切粉しか回収することができない。
特許文献２の装置も、前述の特許文献１の装置と同様に、工作機械本体以外に切粉を移送するための傾斜台や台車を工作機械本体まわりに配設することから、装置規模が大型化してしまう。

本発明は、以上の点に鑑み、工作機械で発生する切粉を効率良く回収できる切粉回収装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、金属で成るワークを加工する加工手段を備えた工作機械におけるワーク加工時に生ずる切粉を回収する装置であって、切粉を吸着する磁気手段と、磁気手段に付着した切粉を吸引する吸引手段と、磁気手段を加工手段の傍らから吸引手段まで移動させる移動手段と、を備えたことを特徴としている。
本発明の切粉回収装置は、加工手段を駆動する駆動手段を収容した本体ケースを備え、加工手段が本体ケースの下側に配設されていて、移動手段が本体ケースに添設されたシリンダー装置で成り、吸引手段が切粉を輸送する切粉用管を有し、シリンダー装置がシリンダー本体に進退可能なロッドを有し、磁気手段がロッドの先端部に取り付けられており、ロッドが磁気手段を加工手段の傍らから切粉用管の吸引口まで移動させるようストロークすることを特徴とする。
本発明の切粉回収装置において、吸引手段は、磁気手段が吸引口に近接した状態で磁気手段のまわりを囲むカップ状の囲繞部材を吸引口に備え、ロッドがこの囲繞部材を貫通しており、磁気手段が囲繞部材内にある状態で磁気手段に付着した切粉が輸送用管内へ吸引される。

本発明によれば、ワークから切粉が生ずる発生源に近接した位置で切粉を収集し、工作機械から離れた位置に設けられた回収ボックス等へ通じる切粉用管などへ移動させて、回収ボックスに回収する。従って、工作機械を大型化させることなく、切削加工によって生じた切粉を効率的に回収することができる。また、ワークの一部だけを加工する場合に生じる切粉も、大掛かりな構成を必要とせずに効果的に回収することができる。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る切粉回収装置１０を搭載した工作機械１００を示す図である。先ず、切粉回収装置１０を搭載する工作機械１００について説明し、その次に切粉回収装置１０を説明する。
工作機械１００は、金属で成るワークＷを加工するために、ワークＷに切削加工を施す加工手段１１０と、加工手段１１０を駆動する駆動手段１２０と、この駆動手段１２０を収容した本体ケース１３０と、を備えている。

加工手段１１０は、例えば金型等のワークＷの切削加工を行なう装置であって図に示すように切刃１１１などの切削工具を備えている。この加工手段１１０によって切削加工が施されるワークＷは、例えば加工手段１１０の下方に配置されたテーブル１４０に載置される。

駆動手段１２０は、例えばモータであって、このモータの回転力を切刃１１１に伝達して切刃１１１を回転させる。

本体ケース１３０は、上記のテーブル１４０の上方で駆動手段１２０の全体を覆う筐体であり、ケース底面には例えばモータの回転軸（図示省略）がテーブル側へ向けて突出するように貫通穴（図示省略）が形成されている。この貫通穴から突き出た回転軸に加工手段１１０の切刃１１１が直接或いは他の部材を介して取り付けられている。
なお、本体ケース１３０及び加工手段１１０は、例えば図示省略する昇降装置や水平移動装置などによってワークＷの所定部位に加工手段１１０の切刃１１１が当たるように移動することができる。また、工作機械１００は、加工手段１１０の位置が固定されたものでもよく、この場合、ワークＷを移動させてワークＷの切削加工を行う。

次に、切粉回収装置１０について説明する。
この切粉回収装置１０は、工作機械１００におけるワーク加工時に生ずる切粉Ｄ（図２参照）を回収するものであり、切粉Ｄを吸着する磁気手段２０と、磁気手段２０に付着した切粉を吸引する吸引手段３０と、磁気手段２０を加工手段１１０の傍らから吸引手段３０まで移動させる移動手段４０と、を備えている。

磁気手段２０は、ワークＷを切削して生ずる金属の切粉Ｄを吸着するものであり、例えば、磁石２１とこの磁石２１を保持する非磁性体で成るホルダー２２とから構成される。ホルダー２２は、磁石２１の一部が露呈するように磁石２１を把持し或いは磁石２１の全体を覆うようにボックス状に形成されてもよい。本発明において、磁気手段２０はホルダー２２を用いずに構成されてもよい。

吸引手段３０は、磁気手段２０に付着した切粉Ｄを吸引するものであり、切粉Ｄを輸送する切粉用管３１と、切粉用管３１内に負圧を発生させる負圧発生装置（図示省略）と、を備えている。なお、図面では切粉用管３１を断面形状で表している。
切粉用管３１は、例えばバキュームホースであり、先端の吸引口に磁気手段２０を囲繞するカップ状の囲繞部材３２が設けられている。この囲繞部材３２は、切粉用管３１と一体に製造されたものや、別体で作られたものを切粉用管３１に取り付けて一体にしたものでもよい。なお、本実施形態では、この囲繞部材３２は、図１に示すように、工作機械１００の本体ケース１３０の側面に設けたガイド部材１３１に固定されている。具体的には、本体ケース１３０の側面から水平方向へ突出した、例えばブロック状のガイド部材１３１の底面に、囲繞部材３２は下方のテーブル１４０側に開口３２Ａが臨むように取り付けられている。また、この囲繞部材３２で囲われるカップ内部Ｓ１と切粉用管の内部Ｓ２とは、囲繞部材３２の側面に開設した穴３２Ｂを介して連通している。なお、図面では囲繞部材３２を断面形状で表している。

移動手段４０は、ワークＷの加工を施す加工手段１１０の傍ら、図示例の切刃１１１では刃先の近傍（位置Ｐ１）から前述の囲繞部材３２内（位置Ｐ２）へ磁気手段２０を移動させるものである。
ここで、本発明におけるワークＷの加工を施す加工手段１１０の傍ら（近傍）とは、例えば、加工手段１１０がワークＷに接触するポイント（位置Ｐ０）を中心として、切削加工によって生じる切粉Ｄが集中してテーブル面上及びワーク面上に落ちる半径Ｒ（Ｒ＝０ｍｍ〜３００ｍｍ程度）の水平な領域であって、切刃１１１の場合刃先を基準に上下方向の高さＨ（Ｈ＝−３００ｍｍ〜３００ｍｍ程度）の領域を言い、この領域内の所定の位置、具体的には本実施形態では位置Ｐ１で磁気手段２０は切粉Ｄを収集する。即ち、磁気手段２０は、移動手段４０によって切粉Ｄが集中してテーブル面上及びワーク面上に落ちる加工手段の近傍（位置Ｐ１）の位置に保持された状態で、切粉Ｄを吸着させることを特徴としている。

このため、移動手段４０は、例えば本体ケース１３０に添設されたシリンダー装置で成り、シリンダー本体４１と、シリンダー本体４１に進退可能なロッド４２と、を備えている。このロッド４２の先端部に、前述の磁気手段２０が取り付けられている。そして、磁気手段２０を位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動させるために、ロッド４２が囲繞部材３２及びガイド部材１３１を貫通して鉛直方向に沿ってストロークするように、移動手段４０は本体ケース１３０に取り付けられている。なお、シリンダー本体４１から引き出されるロッド４２のストロークをガイドするように、シリンダー本体４１の下面にはテーブル方向へ延出した筒状のガイド４３が設けられている。

このように構成された本発明の切粉回収装置１０を搭載した工作機械１００によれば、ワークＷの加工処理時には、図２（Ａ）に示すように、移動手段４０によって磁気手段２０を位置Ｐ１に保持した状態で、工作機械１００を動作させてワークＷを加工する。
この切削加工の際、ワークＷを切削して生じる切粉Ｄは、磁石２１の磁力によって磁気手段２０の表面に付着する。

そして、移動手段４０によってロッド４２をストロークさせて、図２（Ｂ）に示すように磁気手段２０を位置Ｐ２へ移動させる。磁気手段２０が囲繞部材３２で覆われた状態で、吸引手段３０によって切粉用管３１内に負圧を発生させると、囲繞部材３２内の空気が切粉用管３１内に引き込まれる。この吸引力が、切粉Ｄを磁気部材表面で保持する磁力より強くなると、切粉Ｄが磁気部材表面から外れて切粉用管３１内に吸収され、この切粉用管３１によって例えば図示省略する回収ボックスへ案内される。

このように、本発明の実施形態に係る切粉回収装置１０によれば、ワークＷから切粉Ｄが生ずる発生源（前述の位置Ｐ０）に近接した位置Ｐ１で切粉Ｄを収集し、工作機械１００から離れた位置に設けられた回収ボックス（図示省略）へ通じる切粉用管３１の先端口付近へ収集した切粉Ｄを移動手段４０によって移動させて、切粉用管３１内の負圧で吸引して、回収ボックスに移動させる。
従って、本実施形態の切粉回収装置１０は、工作機械１００を大型化させることなく、切削加工によって生じた切粉Ｄを回収することができる。また、ワークＷの一部だけを加工する場合に生じる切粉Ｄも、大掛かりな構成を必要とせずに効果的に回収することができる。

次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る切粉回収装置１０Ａを示すもので、この切粉回収装置１０Ａは、前述の切粉回収装置１０と異なり、磁気手段２０Ａは、移動手段４０のロッド４２の直径と同じ直径の円柱形状に形成されていることを特徴としている。このような構成により、ロッド４２の先端部に磁気手段２０Ａが取り付けられた状態では、ロッド４２は、本来の長さより磁気手段２０Ａの長さ分だけ延長した、長さ方向全体に亘って一定の断面を有する棒の形態を成す。ガイド部材１３１の貫通孔１３１Ａはこのロッド４２を摺動させるようにその穴の大きさが選定されており、さらに移動手段４０によって磁気手段２０Ａが持ち上げられた状態で磁気手段２０Ａがガイド部材１３１の貫通孔１３１Ａ内に位置するように、ロッド４２の長さが選定されている。
このような切粉回収装置１０Ａによれば、位置Ｐ１で磁気手段２０Ａに付着した切粉Ｄは、移動手段４０によってロッド４２が持ち上げられて磁気手段２０Ａがガイド部材１３１内に入り込む際、貫通孔１３１Ａの縁によってそぎ落とされる。このようにして、切粉Ｄが磁気手段２０Ａから外れた際に切粉用管３１内に負圧を発生させることで、切粉Ｄを切粉用管３１内に吸引して、図示省略する回収ボックスへ移動させることができる。したがって、切粉回収装置１０Ａは、切粉回収装置１０に比べて、磁石で収集した切粉Ｄを確実に回収することができる。

次に、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る切粉回収装置１０Ｂを示すもので、この切粉回収装置１０Ｂは、前述の切粉回収装置１０Ａと異なり、磁気手段２０Ｂが磁気手段２０Ａより長い棒状磁石で構成されていることを特徴としている。この実施形態に係る切粉回収装置１０Ｂでは、前述の実施形態の移動手段４０に代えて、移動手段４０Ａを備えている。この移動手段４０Ａは、シリンダー本体４１と、シリンダー本体４１に進退可能なロッド４２Ａと、を備えている。

この実施形態では、図４（Ａ）に示すように、ロッド４２Ａがシリンダー本体４１から最も引き出された状態でロッド４２Ａの先端部４２１はガイド部材１３１の上方に位置し、このロッド先端部４２１に棒磁石で成る磁気手段２０Ｂがガイド部材１３１の貫通孔１３１Ａ及び囲繞部材３２の貫通孔３２Ｃを通過して、加工手段１１０の傍らで上下方向へ延出するように、磁気手段２０Ｂの長さは選定されて、ロッド４２Ａに取り付けられている。この場合、例えば、前述した『加工手段１１０の傍ら』の領域を上下に亘って棒状の磁石、即ち磁気手段２０Ｂが、切粉回収時に配置されるように、その寸法を設定するのが望ましい。また、磁気手段２０Ｂがロッド４２Ａによって最上位置へ持ち上げられた状態で、図４（Ｃ）に示すように、磁気手段２０Ｂの下端、即ち棒磁石の下端がガイド部材１３１の貫通孔１３１Ａ内に位置するように長さなどを調節する。

この磁気手段２０Ｂの断面形状は、円形及び四角形に限るものではなく、この磁気手段２０Ｂが貫通するガイド部材１３１の貫通孔１３１Ａ及び囲繞部材３２の貫通孔３２Ｃと同形であればよい。より好ましくは、磁気手段２０Ｂがガイド部材１３１の貫通孔１３１Ａ及び囲繞部材３２の貫通孔３２Ｃに対して摺動するように、磁気手段２０Ｂの断面形状がガイド部材１３１の貫通孔１３１Ａ及び囲繞部材３２の貫通孔３２Ｃの穴の形状とほぼ一致するのが望ましい。

このような切粉回収装置１０Ｂによれば、切粉回収装置１０Ａと同様に、図４（Ｂ）に示すように切粉回収時に加工手段１１０の傍らに配置された磁気手段２０Ｂによって収集した切粉Ｄは、移動手段４０によってロッド４２Ａが持ち上げられて磁気手段２０Ｂがガイド部材１３１内に入り込む際、ガイド部材１３１や囲繞部材３２の貫通孔１３１Ａ、３２Ｃの縁に棒磁石（即ち磁気手段２０Ｂ）の表面からそぎ落とされる。このようにして、切粉Ｄが磁気手段２０Ｂから外れた際に切粉用管３１内に負圧を発生させることで、切粉Ｄを切粉用管３１内に吸引して、図示省略する回収ボックスへ回収させることができる。

したがって、切粉回収装置１０Ｂは、切粉回収装置１０Ａに比べて、工作機械１００で生ずる大量の切粉Ｄを確実に回収することができる。即ち、切粉回収装置１０Ｂによれば、磁気手段２０Ｂが『加工手段１１０の傍ら』の領域を上下に亘って配置された状態で切粉Ｄを回収するため切粉回収装置１０Ａに比べて切粉Ｄの回収率を格段に向上することができる。よって、本実施形態の切粉回収装置１０Ｂによれば、前述の切粉回収装置１０，１０Ａよりも効果的に切粉Ｄを回収できる。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。
例えば、上記実施形態では、吸引手段が切粉用管の先端部に囲繞部材を設けているが、この囲繞部材を設けずに構成することもできる。また、囲繞部材の形状は、カップ状に限られるものではなく、切粉用管内の負圧によって切粉を管内に吸引する力が、磁気手段まわりに効率的に働くように、磁気手段を取り出し可能に囲うものであればよい。
なお、本発明における工作機械は、旋盤、歯切り盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、研削盤などである。

本発明の実施形態に係る切粉回収装置を示す正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１の切粉回収装置の動作を説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る切粉回収装置を示す正面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は本発明のさらに他の実施形態に係る切粉回収装置を示す正面図である。 従来の切粉回収装置を示す図である。

符号の説明

Ｐ０ 位置
１０，１０Ａ 切粉回収装置
２０２０Ａ 磁気手段
２１ 磁石
２２ ホルダー
３０ 吸引手段
３１ 切粉用管
３２ 囲繞部材
３２Ａ 開口
３２Ｂ 穴
４０ 移動手段
４１ シリンダー本体
４２ ロッド
４３ ガイド
１００ 工作機械
１１０ 加工手段
１１１ 切刃
１２０ 駆動手段
１３０ 本体ケース
１３１ ガイド部材
１３１Ａ 貫通孔
１４０ テーブル
Ｄ 切粉
Ｒ 半径
Ｗ ワーク
Ｓ１ カップ内部
Ｓ２ 内部

Claims (3)

1. 金属で成るワークを加工する加工手段を備えた工作機械におけるワーク加工時に生ずる切粉を回収する装置であって、
   上記切粉を吸着する磁気手段と、
   上記磁気手段に付着した切粉を吸引する吸引手段と、
   上記磁気手段を上記加工手段の傍らから上記吸引手段まで移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする、切粉回収装置。
2. 前記加工手段を駆動する駆動手段を収容した本体ケースを備え、
   前記加工手段が上記本体ケースの下側に配設されていて、
   前記移動手段が前記本体ケースに添設されたシリンダー装置で成り、
   前記吸引手段が前記切粉を輸送する切粉用管を有し、
   上記シリンダー装置がシリンダー本体に進退可能なロッドを有し、
   前記磁気手段が該ロッドの先端部に取り付けられており、
   上記ロッドが前記磁気手段を前記加工手段の傍らから上記切粉用管の吸引口まで移動させるようストロークすることを特徴とする、請求項１に記載の切粉回収装置。
3. 前記吸引手段は、前記磁気手段が前記吸引口に近接した状態で当該磁気手段のまわりを囲むカップ状の囲繞部材を当該吸引口に備え、
   前記ロッドが上記囲繞部材を貫通しており、
   前記磁気手段が上記囲繞部材内にある状態で当該磁気手段に付着した切粉が前記輸送用管内へ吸引されることを特徴とする、請求項２に記載の切粉回収装置。