JP2020006462A - 湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構 - Google Patents

Abstract

【課題】湿式の加工装置における窓部の汚れを簡単に除去することが可能な湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構を提供する。【解決手段】加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄機構であって、加工空間内に液体を供給する液体供給ノズルと、液体供給ノズルから供給された液体があたる凹部１０８を備えた洗浄用治具１００とを有し、供給ノズルと洗浄用治具との相対的な位置関係を三次元で変化させ、凹部にあたった液体を凹部の表面に沿って拡散して湿式の加工装置の窓部へ向けって飛散する。【選択図】図７

Description

本発明は、湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構に関する。さらに詳細には、本発明は、エンドミルなどの切削加工用工具（切削加工用ツール）を用いて被加工物を切削加工する際にクーラント液や水などの液体を用いる湿式（ウェット式）の加工装置、所謂、ウェット式加工装置に用いて好適な湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構に関する。

一般に、例えば、ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に延長するとともにＺ軸周りに回転自在な回転軸（スピンドル）に装着したエンドミルのような切削加工用工具（切削加工用ツール）を筐体内部に配置して、筐体により覆われて外部から隔離された状態の略密閉空間である加工空間（ワークエリア）内において、被加工物（ワーク）を切削加工用ツールにより三次元で切削加工して、当該被加工物から所望の形状の義歯などの三次元造形物を作製する工作機械たる加工装置が知られている。

こうした加工装置においては、マイクロコンピューターなどによる数値制御により、複数の加工工程を有するＮＣデータ（ＮＣプログラム）などの加工データ（加工プログラム）に基づき、切削加工用ツールと被加工物との位置関係を相対的に制御している。

また、上記した加工装置としては、切削加工時に、ワークエリア内において切削加工用ツールによって被加工物が切削加工されている箇所に対してクーラント液や水などの液体を供給して、当該箇所における摩擦の抑制や当該箇所の冷却を行うようにした湿式の加工装置、所謂、ウェット式加工装置がある。

こうした従来のウェット式加工装置における筐体は、外形が、例えば、略長方体形状を備えており、その一面が開閉自在なカバー部材として構成されている。作業者は、このカバー部材を開閉することにより、ワークエリア内に被加工物を配置したり、ワークエリア内から被加工物を取り出すことができる。

また、カバー部材の一部の領域は、作業者が筐体の外部から内部たるワークエリアを視認可能なように、透明なガラス板やアクリル板などに形成された窓部として構成されている。

ところで、上記したような従来のウェット式加工装置において、切削加工用ツールにより被加工物を切削加工すると、当該切削加工によって生じた切削粉がカバー部材の窓部に付着して当該窓部が汚れてしまい、窓部の視認性を悪化させるということが指摘されていた。

従来は、切削粉の付着により汚れて視認性が悪化した窓部を取り外して洗浄することにより、当該窓部の視認性を回復するようにしていたが、そのためには作業者が窓部を取り外して洗浄する作業が必要となるため、手間や時間がかかり著しく作業性に劣るという問題点があった。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、湿式の加工装置における窓部の汚れを簡単に除去することが可能な湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、湿式の加工装置のワークエリア内に供給されるクーラント液や水などの液体を洗浄液として利用して、当該液体を窓部に向けてかけるように構成することにより、当該窓部を液体により洗浄して当該窓部の汚れを除去するようにしたものである。

従って、本発明によれば、切削粉の付着により汚れて視認性が悪化した窓部を取り外すことなく、当該窓部を洗浄して視認性を回復することができる。

即ち、本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具は、加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄用治具であって、上記加工空間内に供給された上記液体があたる凹部を備え、上記凹部にあたった上記液体を上記凹部の表面に沿って拡散して飛散するようにしたものである。

また、本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具は、上記した本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具において、上記凹部は、略半球面形状に形成されたものである。

また、本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具は、上記した本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具において、上記湿式の加工装置における上記加工空間内において被加工物を保持する保持部に着脱自在に装着可能な取り付け部を備えるようにしたものである。

また、本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具は、上記した本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具において、上記湿式の加工装置における上記加工空間内において予め配設されているようにしたものである。

また、本発明による湿式の加工装置における洗浄機構は、加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄機構であって、上記加工空間内に上記液体を供給する液体供給ノズルと、上記液体供給ノズルから供給された液体があたる凹部を備えた洗浄用治具とを有し、上記供給ノズルと上記洗浄用治具との相対的な位置関係を三次元で変化させ、上記凹部にあたった上記液体を上記凹部の表面に沿って拡散して上記湿式の加工装置の窓部へ向けって飛散するようにしたものである。

また、本発明による湿式の加工装置における洗浄機構は、上記した本発明による湿式の加工装置における洗浄機構において、上記洗浄用治具の上記凹部は、略半球面形状に形成されたものである。

また、本発明による湿式の加工装置における洗浄機構は、上記した本発明による湿式の加工装置における洗浄機構において、上記洗浄用治具は、上記湿式の加工装置における上記加工空間内において被加工物を保持する保持部に着脱自在に装着可能な取り付け部を備えるようにしたものである。

また、本発明による湿式の加工装置における洗浄機構は、上記した本発明による湿式の加工装置における洗浄機構において、上記洗浄用治具は、上記湿式の加工装置における上記加工空間内において予め配設されているようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、湿式の加工装置における窓部の汚れを簡単に除去することが可能になるという優れた効果を奏するものである。

図１は、本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構を備えた湿式の加工装置を模式的に示す斜視構成説明図である。 図２は、図１に示す湿式の加工装置のＡ矢視（正面視）を模式的に示す構成説明図である。図２は、カバー部材を開けた状態を示している。 図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具を模式的に示す構成説明図である。図３（ａ）は、斜視構成説明図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ矢視図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ矢視図である。図３（ｄ）は、図３（ａ）のＤ矢視図である。図３（ｅ）は、図３（ａ）のＥ−Ｅ線による断面を模式的に示す説明図である。 図４は、図１に示す湿式の加工装置のＡ矢視（正面視）における加工空間（ワークエリア）内における構成の要部を模式的に示す構成説明図である。 図５は、図４に示す構成の一部を模式的に示す斜視構成説明図である。 図６は、図５のＦ−Ｆ線による断面を模式的に示す説明図である。 図７は、本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構の作用を模試的に示す断面説明図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

なお、以下の説明においては、説明を簡略化して本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構の理解を容易にするために、説明の便宜上、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を参照しながら説明する。しかしながら、本発明による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構は、本説明に用いたＸＹＺ直交座標系配置に限られるものではないことは勿論である。

（Ｉ）本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構を備えた湿式の加工装置の構成の説明

図１には、本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構を備えた湿式の加工装置を模式的に示す斜視構成説明図があらわされている。また、図２には、図１に示す湿式の加工装置のＡ矢視（正面視）を模式的に示す構成説明図があらわされている。なお、図２は、カバー部材を開けた状態を示している。

この図１ならびに図２に示す湿式の加工装置（ウェット式加工装置）１０は、筐体１２の内部にある加工空間（ワークエリア）Ｓ内に、被加工物１４を切削加工するための切削加工用工具（切削加工用ツール）１６を含む各種の構成が配設されている。

なお、こうした被加工物１４を切削加工するための切削加工用ツール１６を含む各種の構成については、例えば、特開２０１３−１２１４６６号公報、特開２０１５−６２９７４号公報あるいは特開２０１７−２０２５２６号公報に開示されているような従来より公知の構成を用いればよいので、本発明の実施に関連する構成についてのみ後に詳述することとして、その他の構成についてはその詳細な説明は省略する。

筐体１２は、外形が略長方体形状の箱形形状を備えており、その一面たる前面部位が開閉自在なカバー部材１２ａとして構成されている。作業者は、このカバー部材１２ａを開閉することにより、ワークエリアＳ内に被加工物１４を配置したり、ワークエリアＳ内から被加工物１４を取り出すことができる。

また、カバー部材１２ａの一部の領域は、作業者が筐体１２の外部から内部たるワークエリアＳを視認可能なように、透明なガラス板やアクリル板などに形成された窓部１２ａａとして構成されている。

ウェット式加工装置１０は、マイクロコンピューター１８によって全体の動作が制御されており、加工データ（加工プログラム）などに基づいて被加工物１４の切削加工を行うとともに、窓部１２ａａの切削粉の付着による汚れを洗浄するための洗浄処理（後述する。）を行う。

なお、被加工物１４の材料は特に限定されるものではなく、例えば、義歯を作製する際に用いるジルコニアや透明なアクリル板などのような樹脂材料やその他の各種の材料がある。

上記したように、ウェット式加工装置１０は、開閉自在に配設されたカバー部材１２ａを閉じることにより、外部から略密閉されたワークエリアＳが形成可能な箱形形状を備えている。

ウェット式加工装置１０は、加工空間Ｓの高さ方向（Ｚ軸方向）における最下方部に、被加工物１４を切削加工した際に生ずる切削粉やクーラント液を収容する底面部材２０を備えている。

この底面部材２０に収容された切削粉やクーラント液は、底面部材２０の下方部位に設けられた排出口（図示せず。）からウェット式加工装置１０の底面部に設けられた貯留槽（図示せず。）へ流れ出して、貯留槽内に貯留されることになる。

なお、底面部材２０は、例えば、ステンレス板を上方が拡開して開口した略凹形状に折り曲げて形成されている。

符号２２は、ワークエリアＳにおける上面部１２ｂに配置されたスピンドルである。スピンドル２２には、エンドミルなどの切削加工用ツール１６が装着される。

スピンドル２２は、ワークエリアＳ内において、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動自在に構成されている。

また、スピンドル２２には、クーラント液を貯留したクーラント液貯留タンク（図示せず。）に接続されていて、加工空間Ｓ内において切削加工用ツール１６によって被加工物１４が切削加工されている箇所に対してクーラント液を供給するためのクーラント液供給ノズル２４が設けられている。

符号２６は、ワークエリアＳの右側面部１２ｃに配置された保持部である。保持部２６は、被加工物１４を保持するとともに後述する洗浄用治具１００を保持する。

保持部２６は、ワークエリアＳ内において、Ｙ軸方向に移動自在、かつ、保持した被加工物１４や洗浄用治具１００をＸ軸周りに回動自在に構成されている。

なお、保持部２６は上記したように被加工物１４または洗浄用治具１００を保持可能であるが、保持部２６が被加工物１４または洗浄用治具１００を保持する際には、いずれか一方のみを択一的に保持する。

マイクロコンピューター１８の制御によって、スピンドル２２をＸ軸方向およびＺ軸方向へ移動するとともに、保持部２６をＹ軸方向に移動し、かつ、保持部２６が保持した被加工物１４や洗浄用治具１００をＺ軸周りに回動することによって、スピンドル２２と加工物１４や洗浄用治具１００との相対的な位置関係を三次元で変化することができる。

こうしてスピンドル２２と加工物１４や洗浄用治具１００との相対的な位置関係を三次元で変化させることにより、切削加工用ツール１６により被加工物１４を所望の形状に切削加工する切削加工処理を行ったり、洗浄用治具１００を用いて窓部１２ａａを洗浄する洗浄処理を行う。

なお、ウェット式加工装置１０は、切削加工用ツール１６による被加工物１４を切削加工する切削加工処理の際に、切削加工用ツール１６によって被加工物１４が切削加工されている箇所に対してクーラント液供給ノズル２４からクーラント液を供給して、当該箇所における摩擦の抑制や当該箇所の冷却を行う。

また、後に詳述するように、ウェット式加工装置１０は、洗浄用治具１００を用いて窓部１２ａａを洗浄する洗浄処理の際に、クーラント液供給ノズル２４からクーラント液を供給する。供給されたクーラント液は、洗浄用治具１００を介してクーラント液が窓部１２ａａへ向けてかけられる。

なお、上記した切削加工用ツール１６による被加工物１４の切削加工処理、切削加工用ツール１４による被加工物１４の切削加工の際におけるクーラント液の供給の処理、洗浄処理の際におけるクーラント液の供給の処理などについては、従来の技術を適用できるので、その詳細な構成や作用の説明ならびに図示は省略する。

（ＩＩ）本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構の構成の説明

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）には、本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具を模式的に示す構成説明図があらわされている。図３（ａ）は斜視構成説明図であり、また、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ矢視図であり、また、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ矢視図であり、また、図３（ｄ）は図３（ａ）のＤ矢視図であり、また、図３（ｅ）は図３（ａ）のＥ−Ｅ線による断面を模式的に示す説明図である。

また、図４には、図１に示す湿式の加工装置のＡ矢視（正面視）における加工空間（ワークエリア）内における構成の要部を模式的に示す構成説明図があらわされている。

また、図５には、図４に示す構成の一部を模式的に示す斜視構成説明図があらわされている。

また、図６には、図５のＦ−Ｆ線による断面を模式的に示す説明図があらわされている。

洗浄用治具１００は、全体が予め設定された厚さＴを備えた略四角形状の板状形状を備えている。

洗浄用治具１００の一つの側面部１０２には、洗浄用治具１００を保持部２６へ装着するための取り付け部として突起部１０４が設けられている。この突起部１０４を保持部２６に設けられた装着部２６ａに取り付けたり取り外したりすることにより、保持部２６に洗浄用治具１００を脱着自在に装着することができる。

なお、こうした保持部２６に洗浄用治具１００を脱着自在に装着する機構については、従来より公知の被加工物１４を保持部２６に脱着自在に装着する機構と同様なものであるので、その詳細な説明については省略する。

洗浄用治具１００の上面部１０６には、略半球面形状の凹部１０８が予め設定された深さＧを備えるようにして抉られて形成されている。

（ＩＩＩ）本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構を用いた洗浄処理の説明

以上の構成において、上記において説明した図１乃至図６ならびに図７を参照しながら、本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構を用いた洗浄処理を説明する。

なお、図７には、本発明の実施の形態の一例による湿式の加工装置における洗浄用治具および洗浄機構の作用を模試的に示す断面説明図があらわされている。

ウェット式加工装置１０において洗浄処理を行うにあたっては、まず、凹部１０８が略上方を向くようにして、突起部１０４を装着部２６ａに取り付けることにより、保持部２６に洗浄用治具１００を装着する。

その後に、予め記憶されたプログラムに基づくマイクロコンピューター１８の制御により、クーラント液供給ノズル２４から洗浄液として利用する液体たるクーラント液の供給を開始して、クーラント液供給ノズル２４から洗浄用治具１００の凹部１０８へ向けてクーラント液を供給する。

また、予め記憶されたプログラムに基づくマイクロコンピューター１８の制御により、スピンドル２２、即ち、クーラント液供給ノズル２４と洗浄用治具１００との相対的な位置関係を三次元で変化するとともに、洗浄用治具１００をＸ軸周りで回動する。

上記したようにウェット式加工装置１０を動作させると、クーラント液供給ノズル２４から供給されたクーラント液が洗浄用治具１００の凹部１０８にあたり、略半球面形状の表面に沿ってクーラント液が広がって拡散され、クーラント液が窓部１２ａａに向かって飛散して当該クーラント液が窓部１２ａａにかかる。これにより、クーラント液による窓部１２ａａの洗浄が行われる。

なお、クーラント液供給ノズル２４と洗浄用治具１００との相対的な位置関係は、凹部１０８にあたったクーラント液が窓部１２ａａに向かって飛散するように適宜に調整すればよい。

従って、本発明によれば、切削粉の付着により汚れて視認性が悪化した窓部１２ａａを取り外すことなく、当該窓部１２ａａをクーラント液により洗浄して視認性を回復することができる。

（ＶＩ）他の実施の形態および変形例の説明

なお、上記した実施の形態は例示に過ぎないものであり、本発明は他の種々の形態で実施することができる。即ち、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

例えば、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、洗浄液たる液体としてクーラント液供給ノズル２４からクーラント液を供給する場合について示したが、これに限られるものではないことは勿論である。洗浄液として用いる液体としては、クーラント液の他に、例えば、水道水や純水などの水や、あるいは、薬剤などを含有した清掃用溶液などのような各種の液体を用いるようにしてもよく、こうした液体をクーラント液供給ノズル２４から洗浄用治具１００の凹部１０８へ向けて供給するようにしてもよい。

（２）上記した実施の形態においては、洗浄用治具１００はウェット式加工装置１０の保持部２６に着脱自在に装着するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、洗浄用治具をウェット式加工装置１０のワークエリアＳ内に予め配設しておき、このウェット式加工装置１０のワークエリアＳ内に予め配設された洗浄用治具に、クーラント液があたるようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態においては、凹部１０８を略半球面形状に形成したが、これに限られるものではないことは勿論である。凹部１０８の形状は、例えば、楕円球面形状や多角形面形状などでもよく、要するに凹部を設けるようにすれば仕様要求や設計条件に応じて適宜の形状を選択するようにしてよい。

（４）上記した実施の形態においては、洗浄用治具１００は略四角形状の板状形状を備えるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、洗浄用治具１００はスプーン形状やカップ形状でもよく、要するに凹部が設けられた形状であれば仕様要求や設計条件に応じて適宜の形状を選択するようにしてよい。

（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す各種の変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよいことは勿論である。

本発明は、外部から隔離された状態の略密閉空間である加工空間内で被加工物を三次元で切削加工して、被加工物から所望の形状の義歯などを作製する湿式の加工装置に利用することができる。

１０ 湿式の加工装置（ウェット式加工装置）
１２ 筐体
１２ａ カバー部材
１２ａａ 窓部
１２ｂ 上面部
１２ｃ 右側面部
１４ 被加工物
１６ 切削加工用工具（切削加工用ツール）
１８ マイクロコンピューター
２０ 底面部材
２２ スピンドル
２４ クーラント液供給ノズル（液体供給ノズル）
２６ 保持部
２６ａ 装着部
１００ 洗浄用治具
１０２ 側面部
１０４ 突起部（取り付け部）
１０６ 上面部
１０８ 凹部
Ｓ 加工空間（ワークエリア）
Ｔ 洗浄用治具の厚さ
Ｇ 凹部の深さ

Claims (8)

1. 加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄用治具であって、
   前記加工空間内に供給された前記液体があたる凹部を備え、前記凹部にあたった前記液体を前記凹部の表面に沿って拡散して飛散する
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄用治具。
2. 請求項１に記載の湿式の加工装置における洗浄用治具において、
   前記凹部は、略半球面形状に形成された
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄用治具。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載の湿式の加工装置における洗浄用治具において、
   前記湿式の加工装置における前記加工空間内において被加工物を保持する保持部に着脱自在に装着可能な取り付け部を備える
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄用治具。
4. 請求項１または２のいずれか１項に記載の湿式の加工装置における洗浄用治具において、
   前記湿式の加工装置における前記加工空間内において予め配設されている
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄用治具。
5. 加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄機構であって、
   前記加工空間内に前記液体を供給する液体供給ノズルと、
   前記液体供給ノズルから供給された液体があたる凹部を備えた洗浄用治具と
   を有し、
   前記供給ノズルと前記洗浄用治具との相対的な位置関係を三次元で変化させ、前記凹部にあたった前記液体を前記凹部の表面に沿って拡散して前記湿式の加工装置の窓部へ向けって飛散する
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄機構。
6. 請求項５に記載の加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄機構において、
   前記洗浄用治具の前記凹部は、略半球面形状に形成された
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄機構。
7. 請求項５または６のいずれか１項に記載の加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄機構において、
   前記洗浄用治具は、前記湿式の加工装置における前記加工空間内において被加工物を保持する保持部に着脱自在に装着可能な取り付け部を備える
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄機構。
8. 請求項５または６のいずれか１項に記載の加工空間内に液体を供給可能な湿式の加工装置における洗浄機構において、
   前記洗浄用治具は、前記湿式の加工装置における前記加工空間内において予め配設されている
   ことを特徴とする湿式の加工装置における洗浄機構。