JP5325009B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、クーラントに含まれるチップを処理するチップ処理装置を備えた工作機械に関する。

工作機械から排出されたクーラントに含まれるチップ（切粉）を処理するチップ処理装置としては、工作機械の上部の加工領域から排出されたクーラントを工作機械の下部後方に搬送するコンベアと、コンベアによって搬送されたクーラントからチップを除去し、そのチップを外部に排出するチップ排出機構と、を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−０６８３８３号公報（段落０００８、図１）

前記した従来のチップ処理装置では、工作機械の前部から後方にクーラントを搬送しており、搬送距離が長いため、コンベアが前後方向に大きくなり、製造コストが高くなるという問題がある。
また、コンベアを工作機械の下部に大きく入り込ませる必要があるため、チップ処理装置を工作機械に対して着脱する作業が煩雑になるという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、製造コストを低減するとともに、チップ処理装置を着脱するときの作業効率を向上させることができる工作機械を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、ワークの固定治具を支持するための支持面が上部に形成され、前記ワークの加工領域を覆う加工室カバーが取り付けられているベースフレームと、前記ベースフレームに対してスライド自在に取り付けられたサドルと、前記サドルに支持されている主軸装置と、チップ処理装置と、を備えた工作機械であって、前記チップ処理装置は、前記ベースフレームの下部後方に配置されたタンクと、前記加工室カバー内と前記タンク内とを連通し、前記加工室カバー内のクーラントを前記タンク内に流通させる可撓性の排水ホースと、前記タンク内に貯留された前記クーラントからチップを除去し、前記チップを前記タンクの外部に排出するチップ排出機構と、を備え、前記排水ホースの一部が前記サドルに連結されていることを特徴としている。

この構成では、ベースフレームの上部から後方に排水ホースを通じてクーラントが供給されるため、コンベアなどの搬送装置をベースフレームの前部から後方に亘って配置する必要がない。したがって、本発明のチップ処理装置では、装置の構成を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。
また、チップ処理装置をベースフレームの下部に大きく入り込ませる必要がないため、工作機械に対してチップ処理装置を着脱するときの作業効率を向上させることができる。
また、排水ホースの一部はサドルに連結されており、主軸装置を移動させるためにサドルをスライドさせると、排水ホースの一部がサドルとともに移動し、排水ホースに振動が付与される。したがって、排水ホースの途中にチップが滞留したり詰まった場合でも、排水ホースが振動することで、チップが振るい落とされて下流側に流れるため、排水ホースの詰まりを防ぐことができる。

前記した工作機械において、前記排水ホースは、前記サドルに形成された開口部を通過することで、前記サドルに連結させることができる。この構成では、サドルに対して排水ホースを簡単に連結させることができる。なお、サドルに形成された開口部は、サドルの軽量化などを目的として予め形成されたものを利用することで、サドルを加工することなく、排水ホースをサドルに連結させることが望ましい。

本発明の工作機械によれば、ベースフレームの上部から後方に排水ホースを通じてクーラントが供給されるため、装置の構成を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。また、チップ処理装置を着脱するときの作業効率を向上させることができる。また、排水ホースの途中にチップが滞留したり詰まった場合でも、排水ホースが振動することで、チップが振るい落とされて下流側に流れるため、排水ホースの詰まりを防ぐことができる。

本実施形態のチップ処理装置を横形工作機械に組み合わせた状態の側面図である。 本実施形態のチップ処理装置における排水ホースの取り付け状態を示した側断面図である。 本実施形態の横形工作機械のベースフレーム及びＸ軸サドルを示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下の説明では、本実施形態のチップ処理装置を適用する横形工作機械の全体構成について説明した後に、チップ処置装置について詳細に説明する。

（横形工作機械の全体構成）
本実施形態の横形工作機械２は、図１に示すように、ワークの固定治具（図示せず）を支持するための支持面３ｃが形成されたベースフレーム３と、ベースフレーム３に対して左右方向にスライド自在に取り付けられたＸ軸サドル４と、Ｘ軸サドル４に対して上下方向にスライド自在に取り付けられたＹ軸サドル５と、Ｙ軸サドル５に対して前後方向にスライド自在に取り付けられた主軸装置６と、を備えている。

ベースフレーム３は、図３（ａ）に示すように、左右方向に配置された一対のサイドフレーム３ａ，３ａと、両サイドフレーム３ａ，３ａを連結する板状の連結フレーム３ｂと、を備えている。
両サイドフレーム３ａ，３ａの上部前側には支持面３ｃ，３ｃがそれぞれ形成されており、左右の支持面３ｃ，３ｃの間が上下方向に開口している。
また、連結フレーム３ｂの中央部には、矩形のフレーム側開口部３ｄが前後方向に貫通している。

Ｘ軸サドル４は、図１に示すように、ベースフレーム３の連結フレーム３ｂの背面部に取り付けられた板状の部材であり、図３（ｂ）に示すように、背面側から見て凹形状となっている。Ｘ軸サドル４は、連結フレーム３ｂの背面部に取り付けられたガイドレール３ｅ，３ｅに沿って、左右方向にスライド自在となっている。

Ｘ軸サドル４の下部中央には、矩形のサドル側開口部４ａが前後方向に貫通している。サドル側開口部４ａは、図２に示すように、連結フレーム３ｂに形成されたフレーム側開口部３ｄに連通している。そして、Ｘ軸サドル４が連結フレーム３ｂの左右端部まで移動した状態でも、サドル側開口部４ａとフレーム側開口部３ｄとが連通するように構成されている。

Ｙ軸サドル５は、図１に示すように、Ｘ軸サドル４の背面部に取り付けられており、上部は前後方向に延ばされている。このＹ軸サドル５は、Ｘ軸サドル４の背面部に取り付けられたガイドレール４ｂ，４ｂ（図３（ｂ）参照）に沿って、上下方向にスライド自在となっている。

主軸装置６は、Ｙ軸サドル５の上面部に取り付けられたガイドレール５ｂに沿って、前後方向にスライド自在となっている。
主軸装置６の主軸６ａの前端部に各種工具を着脱自在となっており、主軸装置６を左右方向（Ｘ軸方向）、上下方向（Ｙ軸方向）及び前後方向（Ｚ軸方向）の三軸方向に移動させ、主軸６ａとともに回転させた工具によって、ワークを切削加工することができる。

本実施形態の横形工作機械２では、図１に示すように、ワークの加工領域を覆う加工室カバー７が取り付けられている。
加工室カバー７は、直方体形状の箱体であり、各支持面３ｃ，３ｃに支持されたワークの固定治具を収容するとともに、主軸６ａの前端部が挿入されている。
また、加工室カバー７の底面は中央部が窪んだ形状となっており、中央部にはカバー側開口部７ａが貫通している。

（チップ処理装置の構成）
チップ処理装置１は、図１に示すように、横形工作機械２から排出されたクーラントに含まれるチップを処理するものであり、ベースフレーム３の後方に配置されたタンク１０と、加工室カバー７内とタンク１０内とを連通する排水ホース２０と、タンク１０内に貯留されたクーラントからチップを除去し、チップをタンク１０の外部に排出するチップ排出機構３０と、を備えている。

タンク１０は、前部がベースフレーム３の下部の中寄り後方に配置され、後部が前部よりも上方に突出した箱体であり、前部の上面にタンク側開口部１１が貫通している。また、前部の内部の底部には、タンク側開口部１１からタンク１０内に流下したクーラントが後部の内部に流れ落ちるようにタンク傾斜部１２が形成されている。

タンク１０の後部の背面部の上部には、下方に向けて開口したチップの排出口１３が形成されている。また、タンク１０の後部底面から背面部の上部に亘って排出傾斜面１５が形成されており、排出傾斜面１５の上縁部は排出口１３に接続されている。

チップ排出機構３０は、タンク１０の後部の内部に収容されており、タンク１０内に貯留されたクーラントからチップを除去して濾過処理するドラムフィルタ３１と、チップをタンク１０の外部に排出する複数のスクレーパ３２・・・と、を備えている。

ドラムフィルタ３１は、円筒状の枠体にシート状のフィルタを取り付けた濾過器であり、枠体の軸回りに回転自在となっている。タンク１０の後部の内部に貯留されたクーラントは、ドラムフィルタ３１の外部から内部に流入することで、クーラントからチップなどの塵が除去されて濾過処理される。

スクレーパ３２は、タンク１０の後部の底面１４に沈殿したチップを排出口１３に向けて掻き上げる板状の部材であり、ドラムフィルタ３１の外周部と、タンク１０の後部上方に設けられた駆動軸３３とに掛け回された環状のチェーン３４の外周部に対して垂直に立ち上げられている。チェーン３４には、複数のスクレーパ３２・・・が周方向に等間隔で配設されている。

本実施形態のチップ排出機構３０では、駆動軸３３を駆動させてチェーン３４を回動させると、ドラムフィルタ３１が軸回りに回転する。また、チェーン３４が回動すると、チェーン３４の外周部において排出傾斜面１５に対峙する部位では、各スクレーパ３２・・・が排出傾斜面１５に沿って下側から上側に移動する。

排水ホース２０は、加工室カバー７内とタンク１０内とを連通する可撓性の管体であり、本実施形態ではゴムホースを用いている。排水ホース２０の前端部は、加工室カバー７の底面に形成されたカバー側開口部７ａに連通し、後端部は、タンク１０の前部の上面に形成されたタンク側開口部１１に連通している。

また、図２に示すように、排水ホース２０は、ベースフレーム３の連結フレーム３ｂに形成されたフレーム側開口部３ｄを通過するとともに、Ｘ軸サドル４に形成されたサドル側開口部４ａを通過している。そして、排水ホース２０の一部は、サドル側開口部４ａを通過することでＸ軸サドル４に連結されている。

（チップ処理装置の作用効果）
以上のように構成されたチップ処理装置１は、次のように動作して本発明の作用効果を奏する。
図１に示す横形工作機械２に設けられたクーラント供給装置（図示せず）から、加工室カバー７内にクーラントを供給すると、加工室カバー７の底面上に落ちたクーラントは、カバー側開口部７ａから排水ホース２０内に流入する。そして、クーラントは排水ホース２０内を流下し、タンク１０の前部に形成されたタンク側開口部１１を通じて、タンク１０の前部の内部に供給される。

タンク１０の前部の内部に供給されたクーラントは、タンク傾斜部１２上でドラムフィルタ３１に向けて流れ落とされ、底面１４上に排出される。そして、タンク１０の後部の内部に貯留されたクーラントは、ドラムフィルタ３１の外部から内部に流入することで、クーラントからチップなどの塵が除去されて濾過処理される。なお、濾過処理されたクーラントは、ドラムフィルタ３１の内部からポンプ（図示せず）によって吸い出され、再度、加工室カバー７内でワークの加工領域に供給される。
また、タンク１０の底面１４に沈殿したチップは、各スクレーパ３２・・・によって排出傾斜面１５上で掻き上げられ、排出口１３から外部に排出される。

本実施形態のチップ処理装置１によれば、ベースフレーム３に取り付けられた加工室カバー７内から、ベースフレーム３の下部後方に配置されたタンク１０内に、排水ホース２０を通じてクーラントが供給されるため、コンベアなどの搬送装置をベースフレーム３の前部から後方に亘って配置する必要がない。したがって、本実施形態のチップ処理装置１では、タンク１０を前後方向に小さくすることができ、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態のチップ処理装置１では、チップ処理装置１をベースフレーム３の下部に大きく入り込ませる必要がないため、チップ処理装置１を横形工作機械２に着脱するときの作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態のチップ処理装置１では、排水ホース２０の一部はＸ軸サドル４に連結されており、主軸装置６を移動させるためにＸ軸サドル４をスライドさせると、排水ホース２０の一部がＸ軸サドル４とともに移動し、排水ホース２０に振動が付与される。したがって、排水ホース２０の途中にチップが滞留したり詰まった場合でも、排水ホース２０が振動することで、チップが振るい落とされて下流側に流れるため、排水ホース２０の詰まりを防ぐことができる。

また、本実施形態のチップ処理装置１では、排水ホース２０は、Ｘ軸サドル４に形成されたサドル側開口部４ａを通過することで、Ｘ軸サドル４に連結されており、Ｘ軸サドル４に対して排水ホース２０を簡単に連結させることができる。
なお、Ｘ軸サドル４に形成されたサドル側開口部４ａは、Ｘ軸サドル４の軽量化などを目的として予め形成されたものであるため、Ｘ軸サドル４を加工することなく、排水ホース２０をＸ軸サドル４に連結させることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、本実施形態では、図２に示すように、排水ホース２０はベースフレーム３の連結フレーム３ｂのフレーム側開口部３ｄ及びＸ軸サドル４のサドル側開口部４ａを通過しているが、排水ホース２０をベースフレーム３及びＸ軸サドル４の外側に配置し、Ｘ軸サドル４の側面部に取り付けたフックなどの固定部材に排水ホース２０を支持させることで、Ｘ軸サドル４に排水ホース２０を連結してもよい。

また、本実施形態では、図１に示すように、左右方向に移動するＸ軸サドル４に排水ホース２０を連結しているが、上下方向に移動するＹ軸サドル５に排水ホース２０を連結してもよい。

１ チップ処理装置
２ 横形工作機械
３ ベースフレーム
３ａ サイドフレーム
３ｂ 連結フレーム
３ｃ 支持面
３ｄ フレーム側開口部
４ Ｘ軸サドル
４ａ サドル側開口部
５ Ｙ軸サドル
６ 主軸装置
７ 加工室カバー
７ａ カバー側開口部
１０ タンク
１１ タンク側開口部
１２ タンク傾斜部
１３ 排出口
１５ 排出傾斜面
２０ 排水ホース
３０ チップ排出機構
３１ ドラムフィルタ
３２ スクレーパ
３２ ドラムフィルタ
３３ 駆動軸
３４ チェーン

Claims (2)

1. ワークの固定治具を支持するための支持面が上部に形成され、前記ワークの加工領域を覆う加工室カバーが取り付けられているベースフレームと、
   前記ベースフレームに対してスライド自在に取り付けられたサドルと、
   前記サドルに支持されている主軸装置と、
   チップ処理装置と、を備えた工作機械であって、
   前記チップ処置装置は、
   前記ベースフレームの下部後方に配置されたタンクと、
   前記加工室カバー内と前記タンク内とを連通し、前記加工室カバー内のクーラントを前記タンク内に流通させる可撓性の排水ホースと、
   前記タンク内に貯留された前記クーラントからチップを除去し、前記チップを前記タンクの外部に排出するチップ排出機構と、を備え、
   前記排水ホースの一部が前記サドルに連結されていることを特徴とする工作機械。
2. 前記排水ホースは、前記サドルに形成された開口部を通過することで、前記サドルに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。

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