JP2001170842A - 工作機械の切粉排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集めた切粉を樋内に滞留させることなく、切
粉排出が確実な切粉排出装置を提供する。 【解決手段】 テーブルの移動方向両側に切粉を受け入
れ排出する樋３０を設け、テーブルに取り付けたラック
１４と偏心カム１８の軸１７に取り付けラック１４に噛
み合うピニオン１６とからなる運動伝達機構１３と、軸
１７と一体の偏心カム１８と、圧縮ばね２２により偏心
カム１８に圧接される進退軸２０からなる加振機構２４
とを設け、進退軸２０と樋３０とを連結板２３で結合し
て、テーブル４の移動運動により樋３０に往復動の振動
を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械特にマシニ
ングセンタにおいて、切削加工時に発生する切粉を排出
する切粉排出装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】工作機械特にマシニングセンタにおいて工
作物を切削加工した際に発生する切粉は、通常テーブル
の両側に設けた樋に集められる。そして集められた樋内
の切粉は動力を用いて或いは流水に洗い流されて切粉回
収装置へ運ばれる。図５は動力を用いた一例として横型
マシニングセンタのテーブル側部の樋内にスクリューを
取り付けた説明図である。主軸頭１０１には水平軸線方
向に進退可能に主軸１０２が取り付けられていて、この
主軸１０２の先端に工具Ｔが装着されている。図示しな
いベッドにはテーブル１０３が主軸軸線に対し直角で水
平に移動位置決め可能に載置されている。テーブル１０
３上には回転台１０４が旋回割出し可能に取り付けられ
ていて、この回転台１０４上に工作物Ｗを取り付けてい
る。テーブル１０３は移動方向前後に図示しないベッド
の移動案内面を切粉等から保護するカバー１０５を取り
付けている。

【０００３】図示しないベッドにはテーブル１０３の移
動方向に沿って両側に切粉を受けるための樋１０６が取
り付けられている。樋１０６内には中心軸１０７の外周
に螺旋状に羽根１０８を固着したスクリュー軸１０９を
装着して、このスクリュー軸１０９を図示しない駆動源
により回転させ、切粉を樋の出口側に運び図示しない切
粉回収装置へ排出する。上記図５に示したスクリュー式
以外にも動力源にて駆動するものとして、ピッチの大き
なコイルばねを樋内に装着して回転させるものや、垂直
から水平まで９０度のみの回動を行うスクレーパ板を複
数枚間隔をあけて棒に直角に吊り下げ、この棒を樋内に
て長手方向に往復動させるもの等が知られている。更に
動力源を用いないものとして樋を傾斜させて、樋内に水
を流し切粉を回収装置の位置まで流下させるものが知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたス
クリュー式，コイルばね式，スクレーパ式のものは全て
切粉自体を専用の動力により移動させるものであって大
きな動力を必要として高価になるという問題を有してい
た。また流水を用いるものは樋の勾配を大きくとらなけ
れば切粉が流れずに樋の途中で詰まり、切粉の排出がで
きなくなると共に流水が溢れるという問題を有してい
た。そして勾配を大きくとれば回収装置を下方に設ける
こととなり床面を堀り切粉回収装置を設置しなければな
らないという問題を有していた。本発明は従来技術の有
するこのような問題を鑑みなされたものであり、その目
的とするところは切粉自体を動力で移動させることなく
樋を振動させるのみにて小さな勾配の樋内の切粉を確実
に排出する工作機械の切粉排出装置を提供しようとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の本発明の装置は、工具を装着する工
具保持部材と工作物を保持する工作物保持部材との少な
くとも一方の部材が加工のため水平方向に移動可能にベ
ッド上に取り付けられた工作機械において、前記一方の
部材の移動経路に隣接して傾斜を付けて設けられ前記加
工により発生した切粉を受け入れて排出する樋と、前記
樋を加振する加振機構とを設けたものである。上述の装
置によれば、少なくとも一方の移動運動を加振機構に伝
達して樋に振動を与えるようになしたので、振動用の駆
動源を必要とせず、小さな勾配の樋であっても切粉の排
出をよくすることが出来る。

【０００６】また請求項２に記載された本発明の装置
は、前記一方の部材の移動運動を前記加振機構に伝達す
る運動伝達機構を設け、前記移動運動が伝達されて前記
加振機構により前記樋を振動させるものである。上述の
装置によれば、例えばテーブルの水平移動を利用し、振
動に運動を変換して伝える運動伝達機構を採用して容易
に目的が達成できる。

【０００７】また請求項３に記載された本発明の装置
は、前記一方の部材の駆動源の出力を前記加振機構に伝
達する出力伝達機構を設け、前記駆動源の出力が伝達さ
れて前記加振機構により前記樋を振動させるものであ
る。上述の装置によれば、駆動源の出力を最も簡便な出
力伝達機素を選択して伝達機構を構成し、振動を加振機
構に伝達して樋に振動を与えるようにしている。いずれ
か一方の部材の駆動源と樋とが離れていても樋に振動を
与えることができる。その他請求項１と同一の利点があ
る。

【０００８】また請求項４に記載された本発明の装置
は、前記加振機構が、回転させられる偏心カムと、この
偏心カムに圧縮ばねにより常に当接させられる進退軸
と、この進退軸に取り付けられ前記樋に固着された連結
板とから構成されたものである。上述の装置によれば、
加振機構として偏心カムに進退軸を常に圧接させ、この
進退軸を樋と連結させているので、偏心カムの回転時に
確実に樋を振動させることが出来る。また加振機構とし
て構造が簡単で製作が容易である。

【０００９】また請求項５に記載された本発明の装置
は、前記加振機構が、回転させられる偏心カムと、この
偏心カムに圧縮ばねにより常に当接させられる進退軸
と、この進退軸に取り付けられ前記樋に固着された連結
板とから構成され、前記運動伝達機構が前記一方の部材
に取り付けたラックと、前記偏心カムに連結され前記ラ
ックと噛み合うピニオンとから構成されたものである。
上述の装置によれば、加振機構として偏心カムに進退軸
を常に圧接させ、この進退軸を樋と連結させているの
で、偏心カムの回転時に確実に樋を振動させることが出
来る。また移動側に設けたラックによりピニオンを回転
させ加振機構を介して樋に振動を与えるようにしている
ので加振機構と運動伝達機構の構造が共に簡単で製作が
容易である。

【００１０】

【発明の実施の形態】〔実施例１〕以下本発明の実施例
１を図１，図２にもとづいて説明する。本実施例は駆動
されるテーブルの運動から加振機構２４を駆動する運動
伝達機構１３を設けたものである。

【００１１】マシニングセンタのコラム１が図示しない
ベッドの側部に立設していて、このコラム１には上下方
向に移動位置決め可能に主軸頭２が取り付けられてい
る。主軸頭２には水平に主軸３が軸線方向に進退可能で
且つ回転可能に軸承されていて、主軸３の先端には切削
加工用の工具Ｔが装着されている。主軸３の前面には主
軸頭２の上下方向および主軸３の進退方向に対し共に直
角な水平長手方向に移動位置決め可能にテーブル４が図
示しないベッドの案内面上に載置されている。

【００１２】テーブル４の水平運動を樋３０の往復運動
に変換して伝える運動伝達機構１３の機素は図中におい
て１４乃至１６の付番で図示されている。以下順次説明
する。テーブル４は、図示しないベッドに取り付けたサ
ーボモータ５を本機の駆動源として一対の歯車６，７を
介して回転させられるボールねじ８にて移動させられ
る。テーブル４の下面にはテーブル４の水平長手方向全
長にわたってラック１４が取り付けられている。図示し
ないベッドの側面には図２に示す第１ブラケット１５が
取り付けられていて、ラック１４に噛み合うピニオン１
６を一端に取り付けたピニオン軸１７を回転可能に軸承
している。そしてピニオン軸１７の他端には偏心カム１
８が取り付けられている。

【００１３】樋を往復運動させる加振機構２４は図中１
７乃至２２の付番で示されている。偏心カム１８の外周
カム面１８ａに接触するローラ１９を回転可能に先端に
有した進退軸２０が、図示しないベッドの側面に取り付
けた第２ブラケット２１に含油軸受によって軸方向に往
復動可能に取り付けられている。そして進退軸２０は段
付軸であって第２ブラケット２１内に装着された圧縮ば
ね２２によって軸の段部端面２０ａが押され常に偏心カ
ム１８の方に付勢されていて、進退軸２０の先端に取り
付けたローラ１９は常に偏心カム１８の外周カム面１８
ａに圧接されている。上記ピニオン軸１７，偏心カム１
８，進退軸２０，ローラ１９，圧縮ばね２２により加振
機構２４が構成されている。そしてこの加振機構２４に
テーブル８の移動運動を伝達するための運動伝達機構１
３がラック１４，ピニオン１６により簡略に構成されて
いる。

【００１４】テーブル４の長手方向両側には図示しない
ベッドの長手側部に沿って樋３０が設けられている。樋
３０は上面に蓋を有さない長方形状の箱形をしており、
樋３０の側面には進退軸２０の後端と結合している断面
Ｌ字状の連結板２３が取り付けられている。樋３０の底
板３１は長手方向に傾斜して取り付けられていて、底板
３１の高い方即ち箱の深さが浅い方の端部には、樋３０
内の全幅にわたって流体を放出するよう複数の放水口を
有するノズル３２が設けられている。ノズル３２には図
示しないポンプからホース３６を通って冷却水が供給さ
れる。また樋３０の底板３１の下面には樋３０が安定し
て置かれるよう２本一対の脚３３が複数対取り付けられ
ている。脚３３の２本一対の各片側は長手方向に一直線
上に整列していて、各脚３３の下端には戸車用の車輪３
４が取り付けられている。そしてこれら各車輪は樋３０
の下部床面に設置した一対のレール３５上に往復動可能
に載置されている。

【００１５】樋３０の底板３１の深い方の端部には底板
を設けず垂直下方に底の抜けた抜き穴３０ａが設けられ
ている。そしてこの抜き穴３０ａの下方には図示しない
切粉回収装置が設置されていて、樋３０から流体と共に
流れ落ちた切粉を回収してマシニングセンタの機外へ搬
出する。尚、加振機構としては回転させられる偏心カム
１８を樋３０に取り付けた連結板の先端に設けた二つの
ローラにて直接挟むようになして樋３０に振動を与える
ことも可能である。更に樋に振動を与える方向はベッド
に沿った方向に限定されるものではなく上下方向に振動
を与えるようになすことも可能である。

【００１６】〔作用〕切削加工を行うために工作物を載
せたテーブル４がサーボモータ５の回転によって図示し
ないベッドの案内面上を長手方向に移動する。このとき
テーブル４の下面に取り付けたラック１４も共に長手方
向に移動するので、このラック１４と噛み合っているピ
ニオン１６は回転させられ、ピニオン軸１７に取り付け
た偏心カム１８も回転する。偏心カム１８の回転に伴っ
て外周カム面１８ａにばね２２にて圧接させられている
ローラ１９及びローラ１９を保持している進退軸２０が
ピニオン軸１７に対し進退往復動する。従って進退軸２
０と連結板２３にて結合させられている樋３０がレール
３５上を往復動して振動する。

【００１７】樋３０が往復動により振動するときに、図
示しないポンプにより工作物切削時に用いる冷却水をホ
ース３６を通して樋３０に供給する。供給された冷却水
はノズル３２の複数の放水口から同時に放出され、樋３
０の全幅にわたって流下する。樋３０内に集められた切
粉は樋３０の振動によって振動を受け樋内の同一位置に
停まることなく位置を変える。そしてこのとき切粉は流
下する冷却水により押し流されて、樋３０内に詰まるこ
となく図示しない回収装置の位置まで運ばれて流れ落と
される。

【００１８】上記説明ではコラム１に対しテーブル４を
水平移動させる構成について述べたが、テーブル４を固
定しコラム１を水平に移動させるようにして上記と同様
に樋３０に振動を与えるようにすることも可能である。
また、上記説明ではマシニングセンタを例に挙げ工具保
持部材をコラム，工作物保持部材をテーブルとして説明
したが、工作物保持部材が主軸頭であり、工具保持部材
が刃物台となる旋盤など、他の工作機械においても同様
に適用可能である。

【００１９】〔実施例２〕次に実施例２を図３にもとづ
いて説明する。本実施例はいずれか一方の駆動源の出力
を出力伝達機構を用いて加振機構を駆動するものであ
る。尚図１と同一部分については同一符号を付し説明を
省略する。サーボモータ５の出力軸に平行な第１回転軸
４１を設け、この第１回転軸４１の一端に、サーボモー
タ５の出力軸に取り付けた歯車６と噛み合う歯車４２を
取り付ける。第１回転軸４１の他端には第１傘歯車４３
を取り付ける。そして第１傘歯車４３と噛み合い軸心線
がピニオン軸１７と平行な第２傘歯車４４を設ける。第
２傘歯車４４を一端に取り付けた第２回転軸４５の他端
にはチエーン用の第１スプロケットホイール４６を取り
付ける。

【００２０】ピニオン軸１７には実施例１のピニオン１
６に代えてチエーン用の第２スプロケットホイール４７
を取り付ける。第１スプロットホイール４６と第２スプ
ロットホイール４７との間にチエーン４８を掛け渡して
サーボモータ５の回転を加振機構２４に伝達するもので
ある。そして歯車４２，第１傘歯車４３，第２傘歯車４
４からなる歯車列と、第１スプロケットホイール４６，
第２スプロケットホイール４７，チエーン４８とにより
出力伝達機構４９が構成されている。

【００２１】〔作用〕切削加工を行うために工作物を載
せたテーブル４がサーボモータ５の回転によって図示し
ないベッドの案内面上を長手方向に移動する。サーボモ
ータ５が回転するとサーボモータ５の出力軸に取り付け
た歯車６が回転し、この回転は歯車６と噛み合う歯車４
２から第１回転軸４１，第１傘歯車４３，第２傘歯車４
４，第２回転軸４５，第１スプロケットホイール４６，
チエーン４８を経て第２スプロケットホイール４７が回
転させることになる。第２スプロケットホイール４７が
回転すると偏心カム１８が回転し偏心カム１８の外周カ
ム面１８ａに圧接させられている進退軸２０が往復動し
て樋３０を振動させ、樋３０はレール３５上を往復動す
る。

【００２２】尚、上記説明ではテーブル、樋の位置関係
などから第１回転軸４１、第１傘歯車４３、第２傘歯車
４４、第２回転軸４５、第１スプロケットホイール４
６、チエーン４８、第２スプロケットホイール４７を介
して偏心カム１８を回転させている例について説明した
が、サーボモータ５と樋に対する連結板２３の位置関係
により、適宜通常使用される出力伝達機構を選択して用
いればよい。また、テーブル４を固定し、コラム１を水
平移動させるようにしても良い。その他、旋盤など、他
の工作機械においても同様に適用可能である。

【００２３】〔実施例３〕次に実施例３を図４にもとづ
いて説明する。尚図１と同一部分については同一符号を
付し説明を省略する。切削加工時にテーブル４の移動す
る範囲を避けて図示しないベッドにおいて作業に支障の
ない端部に単独のアクチュエータとしてモータ５１を設
ける。モータ５１の出力軸先端に偏心カム５２を取り付
ける。偏心カム５２の外周カム面５２ａに接触するロー
ラ５３を回転可能に先端に有した進退軸５４が図示しな
いベッドの側面に取り付けられた図示しないブラケット
に軸方向へ往復動可能に支持されている。

【００２４】進退軸５４は実施例１の図２に示す進退軸
２０と同様段付軸であって圧縮ばね５５により付勢され
て、ローラ５３が常に偏心カム５２の外周カム面５２ａ
に圧接されている。上記モータ５１，偏心カム５２，進
退軸５４，ローラ５３，圧縮ばね５５により加振機構が
構成されている。進退軸５４の後端には断面Ｌ形の連結
板５６が結合されていて、この連結板５６は樋３０の側
面に取り付けられている。

【００２５】〔作用〕モータ５１を回転させるモータ５
１の出力軸に取り付けた偏心カム５２が回転し、偏心カ
ム５２の外周カム面５２ａに圧接している進退軸５４が
圧縮ばね５５により図示しないブラケット内にて往復動
する。この往復動が連結板５６を介して樋３０に伝達さ
れ樋３０はレール３５上を往復移動して振動する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の装置は上述のように構成されて
いるので次に記載する効果を奏する。請求項１の装置は
工作物を切削加工するときに用いるコラムとテーブルの
いずれか一方の移動側の移動運動を運動伝達機構を介し
て加振機構に伝え、樋に振動を与えるようになした。従
って樋を振動させるための特別の駆動源を必要とせず、
切削加工のための移動運動を利用して行わせることが出
来て、樋の振動機構を簡単に構成することができる。

【００２７】請求項２の装置は運動伝達機構としてラッ
クとピニオンのみを用いる非常に簡単な構造であって製
作が容易である。

【００２８】請求項３の装置は出力伝達機構として歯車
列やチエーン等の通常の伝達機素を用いる非常に簡単な
構造であって製作が容易である。

【００２９】請求項４の装置は加振機構として偏心カム
に進退軸を常に圧接させ、この進退軸を樋と連結させて
いるので構造が簡単であり、偏心カムを回動させるのみ
にて確実に樋を振動させることができる。

【００３０】請求項５の装置は加振機構として請求項４
と同様に偏心カムを進退軸に圧接させる構造でラック・
ピニオンでテーブルの往復運動を回転に変換する運動伝
達機構を採用しているので構造が簡単で製作が容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す説明図である。

【図２】加振機構を示す拡大説明図である。

【図３】本発明の実施例２を示す説明図である。

【図４】本発明の実施例３を示す説明図である。

【図５】従来の技術を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 主軸頭 ３ 主軸 ４ テーブル ５ サーボモータ ８ ボールねじ １３ 運動伝達機構 １４ ラック １６ ピニオン １５ 第１ブラケット １７ ピニオン軸 １８ 偏心カム １９ ローラ ２０ 進退軸 ２１ 第２ブラケット ２２ 圧縮ばね ２３ 連結板 ２４ 加振機構 ３０ 樋 ３２ ノズル ３３ 脚 ３４ 車輪 ３５ レール ４２ 歯車 ４３ 第１傘歯車 ４４ 第２傘歯車 ４６ 第１スプロケット ４７ 第２スプロケット ４８ チエーン ４９ 出力伝達機構 ５１ モータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具を装着する工具保持部材と工作物を
   保持する工作物保持部材との少なくとも一方の部材が加
   工のため水平方向に移動可能にベッド上に取り付けられ
   た工作機械において、前記一方の部材の移動経路に隣接
   して傾斜を付けて設けられ前記加工により発生した切粉
   を受け入れて排出する樋と、前記樋を加振する加振機構
   とを設けたことを特徴とする工作機械の切粉排出装置。
2. 【請求項２】 前記一方の部材の移動運動を前記加振機
   構に伝達する運動伝達機構を設け、前記移動運動が伝達
   されて前記加振機構により前記樋を振動させることを特
   徴とする請求項１に記載の工作機械の切粉排出装置。
3. 【請求項３】 前記一方の部材の駆動源の出力を前記加
   振機構に伝達する出力伝達機構を設け、前記駆動源の出
   力が伝達されて前記加振機構により前記樋を振動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の切粉排出
   装置。
4. 【請求項４】 前記加振機構が、回転させられる偏心カ
   ムと、この偏心カムに圧縮ばねにより常に当接させられ
   る進退軸と、この進退軸に取り付けられ前記樋に固着さ
   れた連結板とから構成された請求項１乃至３に記載の工
   作機械の切粉排出装置。
5. 【請求項５】 前記加振機構が、回転させられる偏心カ
   ムと、この偏心カムに圧縮ばねにより常に当接させられ
   る進退軸と、この進退軸に取り付けられ前記樋に固着さ
   れた連結板とから構成され、前記運動伝達機構が前記一
   方の部材に取り付けたラックと、前記偏心カムに連結さ
   れ前記ラックと噛み合うピニオンとから構成された請求
   項２に記載の工作機械の切粉排出装置。