JP2013244555A

JP2013244555A - 工作機械の機内洗浄装置

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Publication number: JP2013244555A
Application number: JP2012118906A
Authority: JP
Inventors: Keita Asano; 佳太淺野
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-12-09
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: JP5539442B2; CN203317137U

Abstract

【課題】可動部の運動を利用してクーラントを勢い良く吐出させ切粉を洗浄する機内洗浄装置を提供すること。
【解決手段】機台２に対してＹ方向に移動可能なサドル３とＹ方向と直交するＸ方向に移動可能なテーブル４と、サドル３及びテーブル４を含む機械本体はカバー５で覆われ、カバー５で覆われた空間内に配置されたクーラントを吐出する複数の吐出孔を有する固定パイプ１０，１１は可撓性パイプ２０，２１によりサドル３に長軸方向がＸ方向に平行に固定サドル用パイプ２２，２３と接続され、、テーブル４のＸ方向の移動に伴ってピストン３４，３５はテーブル４に固定されたピストンロッド３２によりサドル用パイプ２２，２３内で軸方向に往復運動させられ、カバー５で覆われた空間内に蓄積した切粉を、ポンプ６から供給されるクーラントとテーブル４の移動によって可撓性パイプ２０，２１を介して供給されるクーラントを用いて洗浄する。
【選択図】図５

Description

本発明は、工作機械に関し、特に、ワークの加工によって生じる切粉の排除を行うための工作機械における可動部を利用した機内洗浄装置に関する。

工作機械では、加工空間をカバーで覆い、切粉・クーラントが周囲に飛散することを防止している。工具によってワークを加工する際に大量の切粉が発生し、カバーで覆われた空間(以後「機内」とする)には、切粉が蓄積する。切粉が工作機械の機構部へと進入することで、機構部が故障に至る場合がある。そのため、機内に溜まった切粉を洗浄する必要があるが、それが人手によって行われる場合、ポンプを用いて機内へとクーラントを送り、そのクーラントと共に切粉を機外へと排出させる機能(以後「機内洗浄装置」と呼ぶ)を用いて洗浄する場合などがある。なお、機械加工中には人手による洗浄を行う事が出来ず、加工中に発生した切粉を順次洗浄するために機内洗浄装置が必要となる。

特許文献１には、ワークの加工によって生じた切粉を排除するために、クーラント吐出手段であるポンプによって管路を経由してクーラント噴射手段にクーラントを供給するようにしたクーラント供給装置が開示されている。
特許文献２には、スプラッシュガードの底部に溝を設けるという簡単な構成で切粉を機外に排出できる切粉排出手段を備えた工作機械の技術が開示されている。
特許文献３には、ワークの加工中に２自由度の揺動運動をしながら、エアや切削液などの加圧流体を噴出するノズルを備えた切屑除去ユニットが配設され、切屑除去ユニットが加圧流体の噴出反力で回転し、エアや切削液などを広範囲に行き渡らせる技術が開示されている。
特許文献４には、摺動して開閉する開閉ドアや回動させて開閉する開閉ドアの回動中心軸を複数の孔を設けたパイプで構成し、該パイプをクーラント供給装置に接続し、前記複数の孔からクーラントを吐出することにより切粉の除去を行う工作機械の開閉ドアが開示されている。
特許文献５には、切粉の残留の多い部分に向けて洗浄液の吐出孔を斜めに傾斜させて設け、除去した切粉により吐出孔を詰まらせないようにした切粉の除去装置が開示されている。

特開２００８−１１０４４０号公報特開２００８−１８３６５２号公報特開平１０−１８０５８５号公報特開２００７−６１９３３号公報特開平１１−１７０１４０号公報

ワークの加工によって生じる切粉は機内の広範囲に渡って飛散し、また大きさも異なる。機内洗浄装置により切粉の洗浄を行う際には、機内の広範囲に渡って洗浄用のクーラントを吐出させ、機内の広範囲に飛散した切粉を洗浄し、かつクーラントを勢い良く吐出させ、大きな切粉をも洗浄する事が必要となる。そのためには、大量のクーラントを勢い良く機内へと送り込む大型ポンプが必要となる。しかしながら、このような大型ポンプを使用することによって、大幅なコストアップと電源設備の増強など機械の設計変更が生じてしまい問題である。
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、機内の広範囲に渡って大量のクーラントを吐出させ、広範囲に飛散した切粉を洗浄し、かつクーラントを勢い良く吐出させ、大きな切粉をも洗浄する事が可能な工作機械における可動部を利用した機内洗浄装置を提供することを課題とする。

本願の請求項１に係る発明は、機台と、該機台に対して第１の方向に移動可能なサドルと、該サドル上に設けられ前記第１の方向と直交する第２の方向に移動可能なテーブルと、該機台上に設けられ前記サドル及び前記テーブルを含む機械本体を覆うカバーと、該カバーで覆われた空間内に蓄積した切粉を、クーラントを用いて洗浄する工作機械の洗浄装置において、前記工作機械の前記カバーで覆われた空間内に配置され前記クーラントを吐出する複数の吐出孔を有する固定パイプと、前記サドルに長軸方向が前記第２の方向に平行に固定された少なくとも一つのサドル用パイプと、前記サドル用パイプと前記固定パイプを連通するように該固定パイプの所定箇所で接続する可撓性パイプと、前記テーブルに固定され前記テーブルの第２の方向の移動に伴ってピストンを前記サドル用パイプ内で軸方向に往復運動させるピストンロッドと、前記固定パイプの一端に接続され前記クーラントを該固定パイプに供給するポンプと、を有することを特徴とする工作機械の機内洗浄装置である。
請求項２に係る発明は、前記固定パイプのコーナー部の吐出孔の数を他の部分の数よりも多くしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の機内洗浄装置である。
請求項３に係る発明は、前記固定パイプのコーナー部または前記カバーの側面部と底面部の境目に向けて前記クーラントを吐出するように吐出孔を設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の工作機械の機内洗浄装置である。
請求項４に係る発明は、前記固定パイプから前記ポンプへの前記クーラントの逆流を防止する逆流防止弁を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の工作機械の機内洗浄装置である。

本発明により、機内の広範囲に渡って大量のクーラントを吐出させ、広範囲に飛散した切粉を洗浄し、かつクーラントを勢い良く吐出させ、大きな切粉をも洗浄する事が可能な工作機械における可動部を利用した機内洗浄装置を提供できる。

本発明に係る洗浄装置を備えた工作機械の要部の横側断面図である。図１に示されるテーブルおよびサドルを拡大して説明する図である。本発明の実施形態においてテーブルが中心位置にある状態を説明する図である。テーブルがＸ方向において中心位置にある時のサドル用パイプとピストンの位置関係を説明する図である。本発明の実施形態においてテーブルがＸ方向およびＹ方向に移動した状態を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明に係る洗浄装置を備えた工作機械の要部の横側断面図である。工作機械１は、機台２、機台２上に配置されたサドル３、サドル３上に配置されるテーブル４を備える。機台２、サドル３、および、テーブル４は、工作機械の本体を構成する主要となる構成である。テーブル４上には工具（図示せず）によって加工されるワーク（図示せず）が載置される。サドル３は図示省略した駆動手段によりＹ方向に移動し、テーブル４は図示しない駆動手段によりＹ方向と直交するＸ方向に移動する（図５，図１参照）。なお、Ｙ方向は特許請求の範囲に記載される第１の方向に対応し、Ｘ方向は第２の方向に対応する。

カバー５は、サドル３、テーブル４を含む機械本体を覆うカバーであり、本図では断面をもって示される。カバー５を設けることによって、工具によってワークを加工中に発生する切粉が周囲に飛散することを防止することができる。カバー５で覆われる空間内（機内）には図示省略した工具なども配置される。工作機械の本体を覆うカバー５の下部に、機内の後方からカバー５の内周に沿って、複数個の孔を開けた固定パイプ１０を、前方まで設置し、カバー５に固定する。固定パイプ１０の一端はクーラントを固定パイプ１０に供給するポンプ６に接続されている。

図２は図１に示されるテーブルおよびサドルを拡大して説明する図である。サドル３は機台２上において図示しない駆動手段によりＹ方向に移動可能であり、サドル３上に配置されたテーブル４は図示しない駆動手段によりＹ方向に直交するＸ方向（図３，図５参照）に移動可能である。なお、ピストンロッド３２、固定部材３３、および、固定部材２４は図３について説明する中で記述する。

図３は本発明の実施形態においてテーブルが中心位置にある状態を説明する図である。前述したように、工作機械の本体を覆うカバー５の下部に、機内後方からカバー５の内周に沿って複数個の孔を開けた固定パイプ１０，１２を前方まで設置しカバー５に固定する。まず固定パイプ１０について説明する。固定パイプ１０の一端にはコルゲートパイプ１４を介してノズル１２が接続されている。固定パイプ１０の側面には図１に示されるようにクーラントを吐出する吐出孔１６が複数箇所に設けられている。次に、固定パイプ１１について説明する。固定パイプ１１の一端にはコルゲートパイプ１５を介してノズル１３が接続されている。固定パイプ１１の側面には固定パイプ１０の側面に設けられた吐出孔１６と同様に吐出孔１７が複数箇所に設けられている。固定パイプ１０，１１の先端にコルゲートパイプ１４，１５を介して取り付けられたノズル１２，１３は、任意の方向にクーラントを吐出できるように、コルゲートパイプ１４、１５を曲げることによって姿勢を変化することができる。符号２６，２７，２８，２９の破線で囲まれる部分は、固定パイプ１０，１１のコーナー部を表している。

サドル３の側面部の適宜箇所に、その長軸方向がＸ方向に平行となるようして、サドル用パイプ２２が固定部材２４によって固定されている。同様に、サドル３の側面部の適宜箇所に、その長軸方向がＸ方向に平行となるようにしてサドル用パイプ２３が固定部材２５によって固定されている。サドル用パイプ２２，２３には、固定部材３３によってテーブル４に固定されたピストンロッド３２の両端に固定されたピストン３４，３５（図４参照）が挿入されている。なお、サドル用パイプ２２，２３と一対で用いる必要はなく、いずれか一つであってもよい。

サドル用パイプ２２，２３は、両端が開口した直管状の中空のパイプであって、サドル用パイプ２２，２３の側面にはクーラントの吐出用孔は設けられていない。サドル用パイプ２２の一端は変形可能な可撓性パイプ２０の一端に接続され、可撓性パイプ２０の他端は分岐部材１８によって固定パイプ１０に連通するように接続されている。また、サドル用パイプ２３の一端は変形可能な可撓性パイプ２１の一端に接続され、可撓性パイプ２１の他端は分岐部材１９によって固定パイプ１０に連通するように接続されている。可撓性パイプ２０，２１を用いる理由は、サドル３のＹ方向の移動およびテーブル４のＸ方向の移動に追従するためである。

図４はテーブルがＸ方向において中心位置にある時のサドル用パイプとピストンの位置関係を説明する図である。図３の符号３７の破線で囲まれた部分を拡大した図が図（ａ）であり、符号３６の破線で囲まれた部分を拡大した図が図（ｂ）である。図４に示されるように、ピストンロッド３２は、サドル３上に設けられＹ軸方向（第１の方向に対応）と直交するＸ軸方向(第２の方向に対応)に移動可能なテーブル４に、その長軸方向がＸ軸方向と平行となるように固定部材３３によって固定されている。ピストンロッド３２の一端にはピストン３４，他端にはピストン３５が取り付けられている。ピストンロッド３２の一端に取り付けられたピストン３５はサドル用パイプ２３に挿入され、他端に取り付けられたピストン３４はサドル用パイプ２２に挿入されている。

図５は本発明の実施形態においてテーブルがＸ方向およびＹ方向に移動した状態を説明する図である。テーブル４の紙面左方向のＸ方向の移動（第２の方向の移動）に伴ってピストン３５を備えたピストンロッド３２がサドル用パイプ２３内により深く挿入される（図５（ｂ）参照）。これによって、ピストンロッド３２に固定されたピストン３５によってサドル用パイプ２３に貯留されているクーラントが加圧される。その結果、固定パイプ１１には、ポンプ６によって固定パイプ１１に供給されるクーラントと共にサドル用パイプ２３に貯留されていたクーラント（厳密には可撓性パイプ２１内に貯留されていたクーラントを含む。）が供給されることになるから、固定パイプ１１に接続されたノズル１３の吐出口および固定パイプ１１の側面に設けられた複数の吐出孔１７から、従来よりも大量のクーラントが勢い良く吐出され、普段よりも大きな切粉をも洗浄する事が可能となる。なお、クーラントを加圧した際にポンプへとクーラントが逆流するのを防ぐため、固定パイプ１１は逆止弁３１を取り付けるとよい。

一方、サドル用パイプ２２に挿入されているピストン３４は、テーブル４の紙面左方向への移動によって、サドル用パイプ２２から抜ける方向に移動する。これによって、サドル用パイプ２２内により大量のクーラントが固定パイプ１０から可撓性パイプ２０を介して流入する。サドル用パイプ２２内に貯留されたクーラント（厳密には可撓性パイプ２０に貯留されたクーラントを含む。）は、テーブル４が紙面右方向のＸ方向に移動することによって、サドル用パイプ２２内に挿入されたピストン３４によって加圧され、固定パイプ１０に供給される。このように、本発明の実施形態によれば、テーブル４のＸ方向に運動に伴って、固定パイプ１０，１１からクーラントを機内に脈動的に強弱が変化するようにして供給することができる。

固定パイプ１０，１１の側面に設けられた複数個の吐出孔１６，１７からクーラントを吐出させる事で機内に溜まった切粉を洗浄する。この際、切粉が溜まり易い箇所へ集中的に多くのクーラントを吐出するように、（手段１）切粉が溜まり易い箇所へクーラントを吐出するための吐出孔１６，１７の数は増やし、切粉が溜まり難い箇所へクーラントを吐出する吐出孔１６，１７の数は減らす、（手段２）切粉が溜まり易い箇所へクーラントを吐出する吐出孔１６，１７の径を大きくし、切粉が溜まり難い箇所へクーラントを吐出する吐出孔１６，１７の径を小さくする、（手段３）切粉が溜まり易い箇所へクーラントが直接吐出するように固定パイプ１０，１１に対する吐出孔１６、１７の角度を変化させる、の少なくともいずれか一つの手段を実施し、固定パイプ１０，１１に吐出孔１６，１７を開ける。

上述したように、本発明は、大型ポンプへの変更を行わず、固定パイプの側面に設けられるクーラント吐出孔の孔数と孔径、孔位置に変化を持たせる事と、テーブル４等の可動部を利用し固定パイプ１０，１１内のクーラントを加圧する事で、クーラントの吐出量及び吐出圧を調整し、またポンプ６によってクーラントが供給される固定パイプ１０、１１の一部に逆止弁３０，３１などの逆止弁機能を追加し、クーラントを加圧した際のクーラントがポンプ６の方向へ逆流を防止する事を特徴としている。これにより、低コスト及び少量の設計変更で、機内に蓄積した切粉をより多く洗浄する、機内洗浄装置を提供することができる。

１工作機械
２機台
３サドル
４テーブル
５カバー
６ポンプ

１０，１１固定パイプ
１２，１３ノズル
１４，１５コルゲートパイプ
１６，１７吐出孔
１８，１９分岐部材
２０，２１可撓性パイプ
２２，２３サドル用パイプ
２４，２５固定部材
２６，２７，２８，２９コーナー部
３０，３１逆止弁
３２ピストンロッド
３３固定部材
３４，３５ピストン

Claims

機台と、該機台に対して第１の方向に移動可能なサドルと、該サドル上に設けられ前記第１の方向と直交する第２の方向に移動可能なテーブルと、該機台上に設けられ前記サドル及び前記テーブルを含む機械本体を覆うカバーと、該カバーで覆われた空間内に蓄積した切粉を、クーラントを用いて洗浄する工作機械の洗浄装置において、
前記工作機械の前記カバーで覆われた空間内に配置され前記クーラントを吐出する複数の吐出孔を有する固定パイプと、
前記サドルに長軸方向が前記第２の方向に平行に固定された少なくとも一つのサドル用パイプと、
前記サドル用パイプと前記固定パイプを連通するように該固定パイプの所定箇所で接続する可撓性パイプと、
前記テーブルに固定され前記テーブルの第２の方向の移動に伴ってピストンを前記サドル用パイプ内で軸方向に往復運動させるピストンロッドと、
前記固定パイプの一端に接続され前記クーラントを該固定パイプに供給するポンプと、
を有することを特徴とする工作機械の機内洗浄装置。
前記固定パイプのコーナー部の吐出孔の数を他の部分の数よりも多くしたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の機内洗浄装置。
前記固定パイプのコーナー部または前記カバーの側面部と底面部の境目に向けて前記クーラントを吐出するように吐出孔を設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の工作機械の機内洗浄装置。
前記固定パイプから前記ポンプへの前記クーラントの逆流を防止する逆流防止弁を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の工作機械の機内洗浄装置。