JP6878386B2 - 洗浄装置、洗浄方法および工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄装置、洗浄方法および工作機械に関するものである。

従来、工作機械におけるワークの加工後に、ワークおよびワークを固定する冶具に残った切り屑を工作機械内部に設置された洗浄ノズルから噴射する加工液により洗浄する洗浄装置および工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−２４０４５８号公報

特許文献１の工作機械においては、洗浄ノズルがワークの上方あるいは側方に配置されていて、加工液は上方あるいは側方からワークおよび冶具に対して噴射されるのみであるため、ワークあるいは冶具の下部に切り屑が残ってしまうという不都合がある。
本発明は、ワークおよび冶具の下部に残る加工後の切り屑を洗浄することができる洗浄装置、洗浄方法および工作機械を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、ワークを支持する冶具を固定し、水平軸線回りに回転駆動されるテーブルに配置される洗浄装置であって、前記テーブルに設けられ、前記ワークまたは前記冶具に対向する位置に開口する１以上の洗浄用貫通孔と、前記テーブルに設けられ、洗浄液を収容可能な収容空間を備える容器部と、該容器部内に配置され、前記収容空間を画定し、前記水平軸線に交差する方向に移動可能に支持された可動部材と、前記収容空間と前記洗浄用貫通孔とを接続する洗浄配管部材とを備える洗浄装置である。

本態様によれば、テーブルにワークを支持する冶具を固定し、加工を行った後に、テーブルを水平軸線回りに回転させると、テーブルに設けられた容器部がテーブルとともに水平軸線回りに回転させられる。容器部の収容空間には洗浄液が収容されており、容器部が回転させられると、収容空間を画定している可動部材に遠心力が作用する。

可動部材は容器部に対して水平軸線に交差する方向に移動可能に支持されているので、可動部材が移動することにより、収容空間が圧縮される。これにより、収容空間内に収容されている洗浄液が洗浄配管部材を経由して、テーブルに設けられている洗浄用貫通孔から吐出させられる。洗浄用貫通孔が、ワークまたは冶具に対向する位置に開口しているので、吐出された洗浄液がワークまたは冶具のテーブル側の表面に噴射され、付着していた切り屑を洗浄することができる。

上記態様においては、前記テーブルに設けられ、前記ワークの加工時に該ワークに対して噴射される加工液を通過させる１以上の排液用貫通孔と、前記収容空間と前記排液用貫通孔とを接続する排液配管部材と、該排液配管部材を開閉する排液バルブとを備えていてもよい。
この構成により、排液バルブを作動させて排液配管部材を開いた状態とすることにより、ワークの加工時にワークに対して噴射された加工液が排液用貫通孔から排液配管部材を経由して容器部の収容空間内に排出される。すなわち、加工液が洗浄液として収容空間内に収容される。

次いで、排液バルブを作動させて排液配管部材を閉じた状態とし、テーブルを水平軸線回りに回転させることにより、収容空間内に収容されていた洗浄液が洗浄配管部材を経由して、テーブルに設けられている洗浄用貫通孔からワークおよび冶具に対して吐出され、付着していた切り屑を洗浄することができる。排液配管部材を閉じることにより、洗浄液を洗浄用貫通孔に集中させて、効率的に洗浄することができる。

また、上記態様においては、前記洗浄配管部材を開閉する洗浄バルブを備えていてもよい。
この構成により、ワークおよび冶具の洗浄時に洗浄バルブの作動により洗浄配管部材を開いて、収容空間からの洗浄液を吐出させ、ワークまたは冶具の洗浄を行うことができる。

また、上記態様においては、前記収容空間内を液密状態に密封する密封部材を備えていてもよい。
この構成により、収容空間内が液密状態に密閉されるので、収容されている洗浄液を漏れなく、洗浄用貫通孔から吐出させて、ワークまたは冶具を効率的に洗浄することができる。

また、本発明の他の態様は、上記いずれかの洗浄装置を備える工作機械である。
また、本発明の他の態様は、ワークを支持する冶具を固定するテーブルに設けられた収容空間内に洗浄液を収容し、前記テーブルを水平軸線回りに回転させることによって発生する遠心力により、前記収容空間を圧縮し、該収容空間内に収容されている前記洗浄液を、前記テーブルの前記ワークまたは前記冶具に対向する位置に開口する１以上の洗浄用貫通孔から噴射させる洗浄方法である。

本発明によれば、ワークおよび冶具の下部に残る加工後の切り屑を洗浄することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る工作機械を示す部分的な内部構造図である。 図１の工作機械を用いたワークの加工時の状態を示す図である。 図１の工作機械を用いたワークの洗浄時の状態を示す図である。 図１の工作機械によるワークの加工および洗浄方法を説明するフローチャートである。 図１の工作機械の変形例におけるワークの加工時の状態を示す図である。 図５の工作機械を用いたワークの洗浄時の状態を示す図である。

本発明の一実施形態に係る洗浄装置６、洗浄方法および工作機械１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る工作機械１は、図１に示されるように、ワークＷを冶具２により固定する平板状のテーブル３と、テーブル３を水平軸線Ａ回りに回転駆動する駆動部４と、テーブル３の上方からワークＷに近接させられてワークＷを加工する加工工具８と、加工中のワークＷに加工液（洗浄液）Ｌを供給する加工液ノズル５と、本実施形態に係る洗浄装置６とを備えている。図中、符号７は、駆動部４を固定するフレームである。

駆動部４は、サーボモータ４１と減速機４２とを組み合わせたもの、あるいは、ダイレクトドライブモータでよい。
加工液ノズル５は、加工中のワークＷの全面に満遍なく浴びせることができるように、ワークＷの上方および側方の適当な位置にワークＷに向けて配置されている。

本実施形態に係る洗浄装置６は、テーブル３を板厚方向に貫通する複数の貫通孔（洗浄用貫通孔、排液用貫通孔）６１ａ，６１ｂと、テーブル３のワークＷを固定する面とは反対側の面に固定された容器部６２と、容器部６２内に配置されたゴム袋（密封部材）６３と、容器部６２内のゴム袋６３が配置された空間（収容空間）を画定し、テーブル３に対して近接および離間する方向に移動可能に配置された平板状の可動部材６４とを備えている。

貫通孔６１ａ，６１ｂのうち、１以上の貫通孔（洗浄用貫通孔）６１ａは、テーブル３にワークＷが固定されたときに、ワークＷのテーブル３側の表面に対向することとなる位置に開口している。貫通孔６１ａ，６１ｂのうち、他の１以上の貫通孔（排液用貫通孔）６１ｂは、テーブル３にワークＷが固定されたときに、ワークＷおよび冶具２によって閉塞されない位置に開口している。

また、洗浄装置６は、可動部材６４を板厚方向に貫通して、複数の貫通孔６１ａ，６１ｂとゴム袋６３とを接続する配管部材（洗浄配管部材および排液配管部材）６５ａ，６５ｂと、各配管部材６５ａ，６５ｂを開閉する開閉バルブ（洗浄バルブ、排液バルブ）６６ａ，６６ｂとを備えている。
各配管部材６５ａ，６５ｂは、可撓性を有し、可動部材６４の移動に伴うテーブル３と可動部材６４との間の距離の変化に応じて湾曲または伸長する。

開閉バルブ６６ａ，６６ｂは、図２に示されるように、ワークＷの加工時には排液配管部材６５ｂを開いて、洗浄配管部材６５ａを閉じるパターンで動作させられる。一方、図３に示されるように、ワークＷの洗浄時には、洗浄配管部材６５ａを開いて排液配管部材６５ｂを開くパターンで動作させられる。

このように構成された本実施形態に係る洗浄装置６を用いた洗浄方法について、いかに説明する。
本実施形態に係る工作機械１を用いてワークＷを加工するには、図４に示されるように、冶具２を用いてワークＷをテーブル３上に固定する（ステップＳ１）。

次いで、図２に示されるように、排液用貫通孔６１ｂに接続されている排液配管部材６５ｂの開閉バルブ６６ｂを開状態としておく、洗浄用貫通孔６１ａに接続されている洗浄配管部材６５ａの開閉バルブ６６ａについては閉状態としておく（ステップＳ２）。そして、テーブル３を略水平あるいは水平方向に対して所定角度だけ傾けた姿勢として、加工液ノズル５から加工液Ｌを噴射させ、ワークＷの冷却および潤滑を行いながら、ワークＷの上方から近接させた加工工具８によってワークＷを加工する（ステップＳ３）。

加工が進行すると、加工液ノズル５から大量の加工液Ｌが噴射されるので、ワークＷが潤滑されるとともに、潤滑後の加工液Ｌが、テーブル３によって受け止められ、テーブル３の表面に開口している排液用貫通孔６１ｂおよび排液配管部材６５ｂを経由して、可動部材６４を貫通し、容器部６２内に配置されたゴム袋６３内に排出される（ステップＳ４）。

排出された加工液Ｌがゴム袋６３内に収容されていくことにより、ゴム袋６３が膨張し、可動部材６４がその自重に抗してテーブル３に近接する方向に移動させられる（ステップＳ５）。加工終了か否かが判定され（ステップＳ６）、加工が終了した時点で、図３に示されるように、開放されていた排液配管部材６５ｂの開閉バルブ６６ｂを閉止し、閉止されていた洗浄配管部材６５ａの開閉バルブ６６ａを開放する（ステップＳ７）。

そして、駆動部４を作動させ、テーブル３および容器部６２を水平軸線Ａ回りに高速回転させる（ステップＳ８）。
これにより、可動部材６４に、水平軸線Ａから離れる方向に遠心力が作用するので、可動部材６４が容器部６２内で移動して、ゴム袋６３を押し潰す。

押し潰されたゴム袋６３内からは収容されていた加工液Ｌが洗浄液として押し出され、洗浄配管部材６５ａおよび洗浄用貫通孔６１ａを経由してテーブル３の表面の開口から噴射される（ステップＳ９）。洗浄用貫通孔６１ａの開口はワークＷあるいは冶具２に対向しているので、ワークＷあるいは冶具２の表面に付着している切り屑を洗い流すことができる。

すなわち、加工液ノズル５はワークＷの上方あるいは側方に配置されているため、また、ワークＷを固定しているテーブル３側の表面は、テーブル３によって覆われているために、加工液ノズル５から噴射された加工液Ｌをテーブル３側のワークＷあるいは冶具２の表面には浴びせ難く、切り屑が残り易い。これに対して、本実施形態によれば、テーブル３に設けた洗浄用貫通孔６１ａから加工液Ｌである洗浄液を噴出するので、ワークＷおよび冶具２の下部に残り易い加工後の切り屑を効率的に洗浄することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、加工時には洗浄用貫通孔６１ａに接続する洗浄配管部材６５ａの開閉バルブ６６ａを閉止状態としたが、開放状態として、洗浄用貫通孔６１ａも加工液Ｌの回収のために利用してもよい。
また、各配管部材６５ａ，６５ｂに開閉バルブ６６ａ，６６ｂを設けてその開閉状態を制御することにより、加工液Ｌの回収と洗浄液の吐出とを切り替えたが、これに代えて、図５に示されるように、貫通孔６７ａ，６７ｂを有する切替プレート６８の移動によって切り替えてもよい。

すなわち、切替プレート６８はテーブル３の表面に密着して表面に沿う方向に第１位置と第２位置との間で移動可能に支持されている。切替プレート６８は、図５に示されるように、第１位置に配置されているときに、排液用貫通孔６１ｂに一致する位置に設けられた貫通孔６７ｂと、図６に示されるように、第２位置に配置されているときに、洗浄用貫通孔６１ａに一致する位置に設けられた貫通孔６７ａとを備えている。

切替プレート６８は、例えば、磁性材料により構成され、テーブル３との間に配置されたバネ６９によって、テーブル３に対して第２位置に配置されるように付勢されている。
また、切替プレート６８の外部には電磁石７０が配置されており、電磁石７０の作動により、切替プレート６８を第１位置に移動させることができる。

これにより、加工時には、テーブル３を略水平にして電磁石７０を作動させ、切替プレート６８を第１位置に移動させて排液用貫通孔６１ｂを開放し、洗浄時には、電磁石７０の作動を停止して、バネ６９により切替プレート６８を第２位置に移動させて、排液用貫通孔６１ｂを閉止し、洗浄用貫通孔６１ａを開放して、加工液Ｌである洗浄液を噴射させることができる。
また、切替プレート６８を移動させるアクチュエータとしては電磁石７０に代えて、油圧シリンダあるいは空気圧シリンダを採用してもよい。

また、本実施形態においては、ゴム袋６３により収容空間を密封することとしたが、これに代えて、容器部６２の内面と可動部材６４の外縁との間を密封するシール部材を設け、容器部６２内に直接加工液Ｌを回収することにしてもよい。
また、各配管部材６５ａ，６５ｂとして可撓性を有するものを例示したが、これに代えて、相互に密封された複数の硬質な円筒を移動させることにより伸縮するテレスコープ状の配管部材を採用してもよい。

１ 工作機械
２ 冶具
３ テーブル
６ 洗浄装置
６１ａ 貫通孔（洗浄用貫通孔）
６１ｂ 貫通孔（排液用貫通孔）
６２ 容器部
６３ ゴム袋（密封部材）
６４ 可動部材
６５ａ 配管部材（洗浄配管部材）
６５ｂ 配管部材（排液配管部材）
６６ａ 開閉バルブ（洗浄バルブ）
６６ｂ 開閉バルブ（排液バルブ）
Ａ 水平軸線
Ｌ 加工液（洗浄液）
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. ワークを支持する冶具を固定し、水平軸線回りに回転駆動されるテーブルに配置される洗浄装置であって、
   前記テーブルに設けられ、前記ワークまたは前記冶具に対向する位置に開口する１以上の洗浄用貫通孔と、
   前記テーブルに設けられ、洗浄液を収容可能な収容空間を備える容器部と、
   該容器部内に配置され、前記収容空間を画定し、前記水平軸線に交差する方向に移動可能に支持された可動部材と、
   前記収容空間と前記洗浄用貫通孔とを接続する洗浄配管部材とを備える洗浄装置。
2. 前記テーブルに設けられ、前記ワークの加工時に該ワークに対して噴射される加工液を通過させる１以上の排液用貫通孔と、
   前記収容空間と前記排液用貫通孔とを接続する排液配管部材と、
   該排液配管部材を開閉する排液バルブとを備える請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記洗浄配管部材を開閉する洗浄バルブを備える請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。
4. 前記収容空間内を液密状態に密封する密封部材を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の洗浄装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の洗浄装置を備える工作機械。
6. ワークを支持する冶具を固定するテーブルに設けられた収容空間内に洗浄液を収容し、
   前記テーブルを水平軸線回りに回転させることによって発生する遠心力により、前記収容空間を圧縮し、
   該収容空間内に収容されている前記洗浄液を、前記テーブルの前記ワークまたは前記冶具に対向する位置に開口する１以上の洗浄用貫通孔から噴射させる洗浄方法。
   

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