JP2015009282A

JP2015009282A - 工作機械の切屑処理装置

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Publication number: JP2015009282A
Application number: JP2013133764A
Authority: JP
Inventors: 知義松山; Tomoyoshi Matsuyama; 政英角谷; Masahide Sumiya; 雄平北出; Yuhei Kitade; 竜太郎大嶋; Ryutaro Oshima; 拓也吉林; Takuya Yoshibayashi
Original assignee: DMG Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-01-19
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: JP6062325B2; US20150023752A1; EP2818277B1; US9339907B2; CN203936705U; EP2818277A1

Abstract

【課題】切屑塊に付着した切削液の分離回収を確実に行うことにより機外への排出量を低減できる工作機械の切屑処理装置を提供する。【解決手段】切屑に付着している切削液を分離回収する液切り部６５を備え、該液切り部６５は、傾斜排出面２０ａに続いて設けられ、該傾斜排出面２０ａから外方に離れるほど低くなるように傾斜配置され、第１の前記掻き板３６ａにより搬送された第１の切屑塊ａ１が移載される載置部６６を有する。そして載置部６６上の第１の切屑塊ａ１は、第１の掻き板３６ａに続く少なくとも１つの第２の掻き板３６ｂにより搬送された第２の切屑塊ａ２に押されて落下するまで前記載置部６６上に滞留する。【選択図】図５

Description

本発明は、ワークの機械加工により発生した切屑を機外に排出するようにした工作機械の切屑処理装置に関する。

この種の切屑処理装置では、従来からワークの加工部に供給された切削液（クーラント）が切屑とともに機外に排出されるという問題があり、切削液の機外への排出量の低減を図ることが要請されている。例えば、特許文献１では、コンベアにより搬送された切屑を、垂直面に対して約３０度の傾斜をなす傾斜面部上に落下させ、この落下時の衝突によって前記切屑に付着した切削液を分離させることで回収するようにしている。

特許第３３５９０１４号

しかし、前記従来装置のように、コンベアから切屑を落下させて傾斜面部に衝突させるだけでは、切削液の分離が十分に行われず、切削液が切屑に残ったまま排出されるおそれがあり、切削液の回収率が低いという問題がある。特に切屑が絡み合った塊状の場合には、切削液の付着量が多く、かつ分離しにくいため、この種の切屑が発生する工作機械の場合は、機外への排出量をより一層低減できるように切削液分離構造を改善することが要請されている。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、切屑に付着した切削液の分離回収を確実に行うことにより機外への排出量を低減できる工作機械の切屑処理装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、切屑及び切削液が落下貯留される貯留タンクを有する装置筐体と、該貯留タンクの内，外を周回移動する一対の無端状の駆動部材及び該両駆動部材間に移動方向に間隔を開けて架設された掻き板を有し、前記切屑を貯留タンク内から前記装置筐体の傾斜排出面に沿って貯留タンク外に排出するチップコンベアと、前記傾斜排出面の、前記貯留タンクの液面より上方部分に設けられ、前記切屑に付着している切削液を分離回収する液切り部とを備えた工作機械の切屑処理装置において、
前記液切り部は、前記傾斜排出面に続いて設けられ、該傾斜排出面から外方に離れるほど低くなるように傾斜配置され、第１の前記掻き板により搬送された第１の切屑塊が移載される載置部を有し、該載置部上の前記第１の切屑塊は、前記第１の掻き板に続く少なくとも１つの第２の前記掻き板により搬送された第２の切屑塊に押されて落下するまで前記載置部上に滞留し、該滞留している間に前記切屑に付着している切削液が分離回収されることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械の切屑処理装置において、
前記液切り部は、前記載置部に続いて該載置部の下方に位置するように折り返された折り返し部を有し、前記分離された切削液は前記折り返し部を伝って前記傾斜排出面側に回収されることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の工作機械の切屑処理装置において、
前記液切り部は、前記載置部及び折り返し部を、階段状をなすよう複数組配設した構造を有し、前記切屑塊は、前記階段状の載置部上を滞留しつつ順次移動することを特徴としている。

請求項１の発明に係る切屑処理装置では、液切り部を、傾斜排出面に続いて外方に離れるほど低くなる載置部を有するものとし、該載置部上に第１の掻き板により搬送された第１の切屑塊が、前記第１の掻き板に続く少なくとも１つの第２の掻き板により搬送された第２の切屑塊に押されて落下するまで前記載置部上に滞留するようにしたので、前記載置部上に滞留している間に切屑塊に付着している切削液が分離されることとなり、当然前記滞留している時間が長くなるほど切屑塊に付着している切削液が多く分離回収される。このようにして切削液の回収率を高めることができる。

請求項２の発明では、前記載置部に続いて下方に折り返された折り返し部を形成したので、分離された切削液はその表面張力により前記折り返し部を伝って傾斜排出面側に流下し、回収される。このように簡単な構造により、分離された切削液を自動的に機内側に回収することができる。

請求項３の発明では、前記載置部及び折り返し部を、階段状をなすように複数組設け、切屑塊が各載置部上に滞留しつつ順次移動するようにしたので、切削塊の載置部上での合計滞留時間を大幅に長くすることができ、切削液をより確実に分離回収することができ、切削液の回収量を増やすことができる。

本発明の実施例による工作機械の切屑処理装置の全体斜視図である。前記切屑処理装置の断面側面図である。前記切屑処理装置のチップコンベアの断面側面図である。前記切屑処理装置の濾過装置の断面図である。前記切屑処理装置の液切り部の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図５は、本発明の実施例による工作機械の切屑処理装置を説明するための図である。本実施例において、前後，左右と記す場合は、機械正面から見た状態での前後，左右を意味する。

図において、１は本実施例の切屑処理装置２を備えた工作機械の一例としての横型マシニングセンタを示している（図２参照）。

この横型マシニングセンタ１は、機械正面Ａから見て、ベッド１ａの後側に配設されたコラム１ｂと、該コラム１ｂに搭載された主軸装置１ｃと、前記ベッド１ａの中央部に配設された加工テーブル１ｄとを有し、該加工テーブル１ｄに載置されたワークＷに、前記主軸装置１ｃに装着された刃具Ｔにより所定の切削加工を施すように構成されている。

前記ベッド１ａの加工テーブル１ｄの下方には、前記ワークＷの切削加工により発生した切屑ａ及び前記主軸装置１ｃから刃具Ｔに供給された切削液（クーラント）ｂを回収する回収凹部１ｅが形成されている。

前記切屑処理装置２は、前記回収凹部１ｅから落下した切屑ａ及び切削液ｂを貯留し、該切屑ａを切削液ｂから分離，除去しつつ機外のチップバケット３に排出するとともに、前記切削液ｂを濾過して前記主軸装置１ｃに循環供給するように構成されている。

前記切屑処理装置２は、主として、前記切屑ａ及び切削液ｂが落下貯留される貯留タンク１９を有する装置筐体５と、該貯留タンク１９内を通るように反時計回り（矢印ｃ方向）に周回移動するチップコンベア６と、前記貯留タンク１９内に配設された濾過装置７とを備えている。

前記装置筐体５は、機械正面Ａから見て、前記貯留タンク１９の後部を囲むように配設された１次クリーン槽１０及び２次クリーン槽１１を有する。貯留タンク１９から１次クリーン槽１０に移送された切削液は、サイクロンフィルタ用ポンプ１２を介してサイクロンフィルタ（不図示）に移送され、該サイクロンフィルタは切削液から微粒子状の切屑を分離させ、該切屑が分離された切削液は、泡除去槽１３に移送されて泡が除去された後、２次クリーン槽１１に移送され、ここから主軸クーラント用ポンプ１４により前記主軸装置１ｃに再び供給される。一方、１次クリーン槽１０に移送された切削液はシャワー用ポンプ５により加工個所等に供給される。

前記貯留タンク１９は、前記ベッド１ａ内の回収凹部１ｅの下方に配設されており、また該貯留タンク１９の後端には搬送ダクト２０が後斜め上方に起立するように形成されている。さらにまた該搬送ダクト２０の上端部には排出ダクト２１が下方に屈曲して延びるように形成されている。前記排出ダクト２１の下方に前記チップバケット３が配置されている。

前記貯留タンク１９は、矩形箱状をなしており、略平坦面をなす底壁部１９ａと、該底壁部１９ａの周縁に立設された側壁部１９ｂと、該側壁部１９ｂの上端部に架設された天壁部１９ｃとを有する。この天壁部１９ｃの手前側には開口１９ｄが形成され、該開口１９ｄに前記回収凹部１ｅが連通接続されている。

前記搬送ダクト２０は、前記貯留タンク１９の底壁部１９ａ，側壁部１９ｂ及び天壁部１９ｃに続いて斜め上方に延びる後壁部２０ａ，側壁部２０ｂ及び前壁部２０ｃを有する。

前記チップコンベア６は、前記搬送ダクト２０と排出ダクト２１との境界部分に配置された左，右一対の駆動スプロケット３３，３３と、前記貯留タンク１９内の手前側端部に配置された左，右一対の従動スプロケット３４，３４と、該左，右の従動スプロケット３４，３４と左，右の駆動スプロケット３３，３３にそれぞれ巻回された左，右の無端状のコンベアチェーン（駆動部材）３５，３５と、該左，右のコンベアチェーン３５，３５間に移動方向ｃに所定間隔を空けて架け渡して固定された多数の掻き板３６とを有する。

前記左，右の駆動スプロケット３３は、該両スプロケット３３，３３が固定された駆動軸３３ａを介して駆動モータ３７（図１参照）により回転駆動される。

また前記装置筐体５には、前記駆動スプロケット３３の近傍に位置するようにリミットスイッチ２７が配設されている。このリミットスイッチ２７は、前記掻き板３６が通過する際に該掻き板３６に回動駆動されると共に作動し、該掻き板３６の通過タイミングを検知するようになっている。

前記左，右のコンベアチェーン３５，３５は、移動方向ｃと直交する横方向への移動が拘束されたＳローラタイプのものであり、適所に配置された各案内部材３８により前記貯留タンク１９及び搬送ダクト２０に沿って移動するようにガイドされている。

前記各掻き板３６は、板金製のものであり、横断面大略Ｌ字形状のバケット状に形成された掻き板本体４０と、該掻き板本体４０の左，右側端面に固定された左，右側板部と４１，４１とを有し、貯留タンク１９の底部に沈殿している切屑ａを掻き出すのに十分な剛性を有するように構成されている。

前記各掻き板３６には、スクレーパ５０が取り付けられている。このスクレーパ５０は、弾性変形可能なばね鋼からなる薄板で構成されており、前記掻き板本体４０に固定されている。

前記各掻き板３６は、左，右のコンベアチェーン３５に支持部材４３を介して配設された回転軸４４，４４回りに回転可能に、かつその重心Ｇが該回転軸４４よりコンベアチェーン３５の移動方向ｃの前側に位置するように支持されている。また前記支持部材４３の下方には帯板状のストッパ板４５が左，右のコンベアチェーン３５，３５に掛け渡して配設されている。

前記掻き板３６は、前記貯留タンク１９の上部を移動する際には、左，右側板部４１の係止部４１ｃが前記ストッパ板４５に当接すると共に、ガイド部材６１に摺接することにより、前記スクレーパ５０が前記濾過装置７の後述するフィルタ本体２３の下面を掻きながら移動する上向き姿勢Ｄに保持される。また前記掻き板３６は、前記貯留タンク１９の下部に移動する際に、貯留タンク１９の底部に設けられたガイド部材６１により時計回りに回動されると共に、前記左，右側板部４１の後面部４１ｂが前記ストッパ板４５に当接することにより、前記掻き板本体４０の先端部４０ａが貯留タンク１９の底壁部１９ａを掻きながら移動する下向き姿勢Ｅに保持される。

前記濾過装置７は、前記貯留タンク１９の後部の液面Ｂ付近に配置され、前記切削液が下端開口２２ａから流入するフィルタ槽（フィルタ枠体）２２と、該下端開口２２ａに着脱可能に設けられ、前記流入する切削液から切屑を除去するフィルタ本体２３とを有する。

前記フィルタ槽２２は、矩形箱状をなしており、前記貯留タンク１９に固定されている。このフィルタ槽２２の底板２２ｂに前記下端開口２２ａが形成されている。この底板２２ｂの下端開口２２ａの周縁部には、前記フィルタ本体２３との間をシールするシール部材２８が配置されている。

また前記フィルタ槽２２の左側板２２ｃには、前記１次クリーン槽１０に連通する連通孔２２ｄが形成されており、前記フィルタ本体２３により濾過された切削液は連通孔２２ｄを介して１次クリーン槽１０に流入する。その結果、前記貯留タンク１９内の切削液の水位は、前記連通孔２２の高さに対応する所定水位Ｂに保持されることとなる。

前記フィルタ本体２３は、上方及び下方に開口する矩形枠状の枠部材２３ａと、該枠部材２３ａの下面に着脱可能にボルト締め固定されたフィルタ板２３ｂとを有する。このフィルタ板２３ｂには、微細孔２３ｃが多数形成されており、該微細孔２３ｃのサイズは、切削液のみの通過を許容し、切屑の通過を阻止するように設定されている。

前記枠部材２３ａの上端開口縁部にはフランジ部が形成されており、該フランジ部の前辺部は係合部２３ｄとなっており、また後辺部は把手部２３ｅとなっている。

前記係合部２３ｄは、前記フィルタ槽２２の底板２２ｂの前端部に起立形成された係合片２２ｇに前記シール部材２８を挟み込むように係合している。また前記把手部２３ｅは、前記底板２２ｂの後端部に取り付けられたブラケット２９にボルト３０により着脱可能に固定されている。

そして前記フィルタ槽２２の後板２２ｅには、メンテナンス開口２２ｆが前記フィルタ本体２３を取り出し可能の形状，サイズに形成されている。また前記後板２２ｅには、前記メンテナンス開口２２ｆを開閉可能とする蓋板２４が複数本のボルト２５ａにより着脱可能に取り付けられている。

前記切屑処理装置２は、前述した貯留タンク１９からチップコンベア６により排出される切屑塊に付着している切削液を分離回収する液切り部６５を備えている。この液切り部６５は、前記貯留タンク１９から斜め上方に延びる搬送ダクト２０の傾斜排出面２０ａの上端部に続いて設けられており、詳細には以下の構造を有する。

前記搬送ダクト２０は、矩形筒状をなし、前記各掻き板３６が、該搬送ダクト２０の傾斜排出面２０ａに当接又は近接しつつ上昇することにより、該掻き板３６のバケット部４２内に回収された切屑塊を上方に押し上げるようになっている。

前記搬送ダクト２０内の左，右のコンベアチェーン３５は、該搬送ダクト２０の上端開口２０ｂから前記排出ダクト２１内に概略水平をなすよう延びている。前記掻き板３６が前記上端開口２０ｂに達するとバケット部４２内の切屑塊が液切り部６５側に移載開始され、前記コンベアチェーン３５の水平部３５ａに掻き板３６が達すると、該掻き板３６のバケット部４２が下方を向くことにより該バケット部４２内の切屑塊ａは前記液切り部６５に完全に移載される。

前記液切り部６５は、前記搬送ダクト２０の傾斜排出面２０ａの上端に続いて外方に離れるほど低くなるよう傾斜配置された上段の載置部６６と、該上段の載置部６６の下方に、該上段載置部６６より少し大きく傾斜するように配置された中段の載置部６７と、該中段の載置部６７の下方に、該中段載置部６７よりさらに大きく傾斜するように配置された下段の載置部６８とを階段状をなすように配置した構造を有する。

前記上段，中段，下段の各載置部６６〜６８は、これの外端縁に続いて下方に折り返された折り返し部７０，７１，７２を有する。この各折り返し部７０〜７２は、前記各載置部６６〜６８の外縁に続いて略垂直下方に屈曲された縦辺部７０ａ〜７２ａと、該縦辺部７０ａ〜７２ａの下縁に続いて前記各載置部６６〜６８の下方に位置するよう内方に屈曲して延びる回収辺部７０ｂ〜７２ｂとを有する。

前記中段の載置部６７は、これの上縁が上段の載置部６６の折り返し部７０の回収辺部７０ｂの下方に所定隙間をあけて位置するよう配置され、下段の載置部６８は、これの上縁が中段の載置部６７の回収辺部７１ｂの下方に所定隙間をあけて位置するよう配置されている。また下段の載置部６８の折り返し部７２には、これの回収辺部７２ｂに続いて下方に延びる下辺部７２ｃが形成されている。

前記液切り部６５は、前記各載置部６６〜６８の下方に位置するよう配置され、斜め下方に傾斜する回収通路部７３と、該回収通路部７３の外端部から内方に傾斜し、前記搬送ダクト２０内に連通する戻し通路部７４とを有する。

前記回収通路部７３の外縁部には、切屑塊が落下する部分と切削液が落下する部分とを仕切る堰部７３ａが形成されており、該堰部７３ａは前記下段の折り返し部７２の下辺部７２ｃの外側に配置されている。

前記上段の載置部６６の傾斜角度θは、掻き板３６から移載された切屑塊が、自重で容易に滑り落ちずに滞留する程度の角度に設定されている。本実施例では、水平面Ｃに対して２０度程度に設定されている。

また上述のように、中段の載置部６７の傾斜角度は、上段の載置部６６の傾斜角度より大きい値に設定され、さらに下段の載置部６８の傾斜角度は、中段の載置部６７の傾斜角度より大きい値に設定されている。即ち、中段の載置部６７は、切屑塊が移載されると該載置部６７に滞留しつつ自重で僅かに滑る程度の傾斜角度に設定されており、下段の載置部６８は、切屑塊が移載されると該載置部６８に滞留しつつ自重で徐々に滑り落ちる傾斜角度に設定されている。

これにより前記掻き板３６から移載置された切屑塊ａは、上段，中段，下段の各載置部６６〜６８上を順次滞留しつつ移動するようになっている。

本実施例装置では、前記切屑塊に付着した切削液は、貯留タンク１９から搬送ダクト２０内を上昇する際に、その大部分が自重により分離され、その残りの部分が、図５に示すようにして前記液切り部６５において分離されることとなる。なお、図５には、第１〜第３の切屑塊ａ１〜ａ３が上段の載置部６６に移載された状態を示している。

まず、第１の掻き板３６ａにより搬送された第１の切屑塊ａ１が上段の載置部６６に移載されると、該第１の切屑塊ａ１は、第１の掻き板３６ａに続く第２の掻き板３６ｂにより搬送された第２の切屑塊ａ２、あるいは第２の掻き板３６ｂに続く第３の掻き板３６ｃにより順次搬送された第３の切屑塊ａ３に押されることにより中段の載置部６７上に落下するまで上段の載置部６６上に滞留する。

中段の載置部６７に落下した切屑塊ａは、該載置部６７に滞留しつつ自重でゆっくり滑りつつ、次に落下する切屑塊に押されることにより下段の載置部６８上に落下する。下段の載置部６７に落下した切屑塊は、該載置部６７上を滞留しつつ滑って落下し、排出ダクト２１から前述のチップバケット３に回収される。

一方、第１〜第３の切屑塊ａ１〜ａ３が上段の載置部６６に滞留する間に、該切屑塊ａ１〜ａ３に付着した切削液ｂが分離して載置部６６から折り返し部７０を伝って回収通路部７３に流下し、ここから戻し通路部７４を介して搬送ダクト２０内に戻され、傾斜排出面２０ａを流下して貯留タンク１９に回収される。

また中段，下段の載置部６７，６８に落下した切屑塊ｂが、前記同様に、各載置部６７，６８に滞留する間に、切屑塊に残された切削液が分離して折り返し部７１，７２を伝って回収通路部７３に流下し、ここから戻し通路部７４を介して搬送ダクト２０内に戻される。

このように本実施例では、搬送ダクト２０の傾斜排出面２０ａに続いて設けられた液切り部６５に、外方に離れるほど低くなるよう傾斜配置された上段の載置部６６を設け、上段の載置部６６上に第１の掻き板３６ａにより搬送された第１の切屑塊ａ１が、第１の掻き板３６ａに続く少なくとも第２，第３の掻き板３６ｂ，３６ｃにより搬送された第２，第３の切屑塊ａ２，ａ３に押されることで落下するまで前記載置部６６上に留まるようにしたので、該載置部６６上に滞留している間に切屑塊ａ１〜ａ３に付着している切削液ｂが分離回収されることとなり、それだけ切削液ｂの回収率を高めることができ、ひいては機外への排出量を大幅に低減できる。

また、本実施例では、前記上段，中段，下段の各載置部６６〜６８を階段状に設け、切屑塊が各載置部６６〜６８上を順次滞留しつつ移動するようにしたので、切削塊の各載置部６６〜６８上での滞留時間を大幅に長くすることができ、それだけ切削液をより確実に分離回収することができ、切削液の回収量を増やすことができる。

さらにまた本実施例では、前記上段〜下段の載置部６６〜６８に、これに続いて下方に折り返された折り返し部７０〜７２を形成し、該折り返し部７０〜７２を伝って分離された切削液ｂを傾斜排出面２０ａ側に回収するようにしたので、分離された切削液ｂを簡単な構造で、かつ自動的に貯留タンク１９に戻すことができる。

なお、前記実施例では、載置部を３段をなすように設けたが、本発明の載置部はこれに限るものではなく、１段、２段、あるいは４段以上設けてもよく、切削液の付着量等に応じて適宜設定することとなる。

１工作機械
２切屑処理装置
５装置筐体
６チップコンベア
１９貯留タンク
３５コンベアチェーン（駆動部材）
３６掻き板
３６ａ〜３６ｃ第１〜第３の掻き板
６５液切り部
６６〜６８載置部
７０〜７２折り返し部
ａ切屑
ａ１〜ａ３第１〜第３の切屑塊
ｂ切削液
ｃ移動方向

Claims

切屑及び切削液が落下貯留される貯留タンクを有する装置筐体と、
該貯留タンクの内，外を周回移動する一対の無端状の駆動部材及び該両駆動部材間に移動方向に間隔を開けて架設された掻き板を有し、前記切屑を貯留タンク内から前記装置筐体の傾斜排出面に沿って貯留タンク外に排出するチップコンベアと、
前記傾斜排出面の、前記貯留タンクの液面より上方部分に設けられ、前記切屑に付着している切削液を分離回収する液切り部と
を備えた工作機械の切屑処理装置において、
前記液切り部は、前記傾斜排出面に続いて設けられ、該傾斜排出面から外方に離れるほど低くなるように傾斜配置され、第１の前記掻き板により搬送された第１の切屑塊が移載される載置部を有し、
該載置部上の前記第１の切屑塊は、前記第１の掻き板に続く少なくとも１つの第２の掻き板により搬送された第２の切屑塊に押されて落下するまで前記載置部上に滞留し、該滞留している間に前記切屑に付着している切削液が分離回収される
ことを特徴とする工作機械の切屑処理装置。
請求項１に記載の工作機械の切屑処理装置において、
前記液切り部は、前記載置部に続いて該載置部の下方に位置するように折り返された折り返し部を有し、前記分離された切削液は前記折り返し部を伝って前記傾斜排出面側に移動する
ことを特徴とする工作機械の切屑処理装置。
請求項２に記載の工作機械の切屑処理装置において、
前記液切り部は、前記載置部及び折り返し部を複数組備えており、前記切屑塊は、前記複数の載置部上を滞留しつつ順次移動する
ことを特徴とする工作機械の切屑処理装置。