JP7144238B2 - 切削加工機 - Google Patents

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Description

本発明は、切削加工機に関する。
従来から、セラミック製や樹脂製の被加工物を所望の形状に切削加工する切削加工機が知られている。切削加工機は、例えば、内部に加工空間を有するケースと、上記加工空間に配置され、被加工物を保持する保持部と、上記加工空間に配置され、上記被加工物に対して切削や研磨等の加工を施す加工ツールを把持する把持部と、上記保持部および上記把持部に通信可能に接続された制御部と、を備えている。
切削加工時には、被加工物と加工ツールとの間に摩擦が発生する。摩擦力が大きくなると、切削加工時により大きな切削力が必要となる場合がある。また、摩擦に伴う熱の発生により、被加工物が変形したり、加工ツールが摩耗し易くなったりする場合もある。これに関連して、例えば特許文献1には、摩擦抑制や冷却のために、加工ツールと被加工物とに対して切削液(クーラント液)を吐出する液体吐出部と、上記加工空間よりも下方の収容空間に配置され、クーラント液を貯留する貯留タンクと、をさらに備えた、所謂、ウェット方式の切削加工機が開示されている。
特開2016-135519号公報
特許文献1の切削加工機では、切削加工時に使用されたクーラント液が、加工空間の下面に設けられた排液口を介して上記貯留タンクに回収され、切削加工に再利用される。このような構成では、加工空間の湿気を含んだ空気が、排液口を通じて収容空間に侵入する。また、貯留タンクからクーラント液が蒸発することもある。そのため、収容空間の湿度が高くなることがある。特に、切削加工を長時間行うことで制御部が発熱し、その熱が切削加工機の内部に籠ってしまうと、収容空間が高温多湿になり易い。その結果、外気温との温度差によって収容空間で結露が発生し、収容空間の内部や切削加工機の周辺(例えば床面)が結露水で濡れてしまうことがあった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯留タンクを収容する収容空間に結露が発生しにくい切削加工機を提供することである。
本発明より、加工空間と、収容空間と、上記加工空間と上記収容空間とを連通する連通口と、上記収容空間と外部とを連通する排気口と、が形成されたケースと、上記加工空間に配置され、被加工物を保持する保持部と、上記加工空間に配置され、上記被加工物を切削加工するための加工ツールを把持する把持部と、上記加工空間にクーラント液を吐出する液体吐出部と、上記収容空間に配置され、上記液体吐出部から吐出された上記クーラント液を、上記連通口を介して回収する貯留タンクと、吹出口から空気を吹き出し、上記ケースの内部から上記排気口に向かう方向に空気を送る送風機構と、を備える切削加工機が提供される。
本発明の切削加工機では、収容空間に排気口が設けられ、かつ、送風機構によって排気口に向かう気流が生じている。このことにより、収容空間の通気性を向上することができる。したがって、収容空間に湿気を含んだ空気が滞留しにくくなり、結露の発生を抑制することができる。その結果、収容空間の内部や切削加工機の周辺が結露水で濡れにくくなり、掃除にかかる手間や時間を削減することができる。
本発明によれば、貯留タンクを収容する収容空間に結露が発生しにくい切削加工機を提供することができる。
一実施形態に係る切削加工機の斜視図である。 図1の切削加工機のフロント上カバーを開いた状態の正面図である。 図1の切削加工機のフロント上カバーを閉じた状態の側面図である。 一実施形態に係るホルダーに取り付けられた被加工物の斜視図である。 一実施形態に係るスピンドルの下端を表す斜視図である。 一実施形態に係るツールマガジンおよびクランプの斜視図である。 一実施形態に係るツールマガジンおよびクランプの正面図である。 一実施形態に係る第2収容空間の内部を表す正面図である。 図1の切削加工機のフロント下カバーを閉じた状態の底面図である。 一実施形態に係る送風機構の構成を示すブロック図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る切削加工機について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
図1は、切削加工機10の斜視図である。図2は、切削加工機10のフロント上カバー20を開いた状態の正面図である。図3は、切削加工機10のフロント上カバー20を閉じた状態の側面図である。以下の説明では、切削加工機10を正面から見たときに、切削加工機10から遠ざかる方を前方、切削加工機10に近づく方を後方とする。左、右、上、下とは、切削加工機10を正面から見たときの左、右、上、下をそれぞれ意味するものとする。また、図面中の符号F、Rr、L、R、U、Dは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味するものとする。
切削加工機10は、XYZ直交座標系に配置されている。ここでは、X軸は前後方向に延びる軸である。図3に示すように、本実施形態では、X軸が水平方向からθだけ傾いている。ただし、X軸は、水平方向と同じ方向に延びていてもよい。Y軸は左右方向に延びる軸である。Z軸は上下方向に延びる軸である。図3に示すように、本実施形態では、Z軸が鉛直方向からθだけ傾いている。ただし、Z軸は、鉛直方向と同じ方向に延びていてもよい。また、符号θ、θ、θは、それぞれX軸周り、Y軸周り、Z軸周りの回転方向を示している。なお、これらの方向は、説明の便宜上定めた方向に過ぎず、切削加工機10の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものではない。
切削加工機10は、被加工物5(図4参照)を切削および必要に応じて研磨する装置である。切削加工機10は、被加工物5を加工して、歯科用の成形品、例えば、クラウン、インレー、アンレー、ベニア等の歯冠補綴物や、人工歯、義歯床等を作製する装置である。被加工物5は、ここではブロック状(例えば立方体状や直方体状)である。ただし、被加工物5は、他の形状、例えば円板状等であってもよい。被加工物5は、例えば、PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)、ハイブリッドレジン等のレジン(樹脂材料)や、ガラスセラミックス、ジルコニア等のセラミックス材料、ワックス、石膏等で構成されている。被加工物5の材料としてジルコニアを用いるときには、例えば、半焼結したジルコニアが用いられる。ただし、被加工物5の形状や材料は特に限定されない。
図4に示すように、本実施形態では、被加工物5がホルダー8(アダプタともいう)に取り付けられている。被加工物5は、ホルダー8に取り付けられた状態で、切削加工機10に収容される。被加工物5は、ホルダー8に保持された状態で切削加工される。ホルダー8は、ここでは被加工物5と一体成型されている。ホルダー8は、板状部8Aと、連結ピン8Bとを備えている。板状部8Aと連結ピン8Bとは一体に形成されている。連結ピン8Bは、板状部8Aから突出している。連結ピン8Bは、後述するクランプ50の挿入孔50Aに挿入される。
切削加工機10は、切削加工時にクーラント液が使用可能なように構成されている。切削加工機10は、所謂、ウェット方式の切削加工機である。なお、「クーラント液」は、水溶性であってもよいし、不水溶性であってもよい。「クーラント液」は、水そのものであってもよいし、水に、冷却効果を高めるための添加剤等が添加されたものであってもよい。例えば、水を主体(質量割合で最も多くを占める成分。)として、鉱油や油脂類等の不水溶性成分と、界面活性剤と、を含んでいてもよい。
図1~3に示すように、切削加工機10は、ケース11を備え、箱状に形成されている。ケース11は、ケース本体12と、フロント上カバー20と、後述するフロント下カバー25と、を備えている。ケース11の前面は、Z軸に沿って延びている。ケース11の前面は、垂直方向からθだけ傾斜している。θは、例えば5°~60°である。ただし、θは0°であってもよい。ケース本体12は、切削加工機10の筐体である。ケース本体12は中空状である。ケース本体12は、底壁13と、左壁14と、右壁15と、後壁16と、上壁17と、前壁18と、区画底壁13Sと、区画右壁15Sと、区画後壁16Sと、区画上壁17Sと、第2区画底壁27と、第2区画後壁28と、を有している。左壁14は、底壁13の左端から上方に向かって延びている。右壁15は、底壁13の右端から上方に向かって延びている。後壁16は、底壁13の後端から上方に向かって延びている。後壁16の左端は左壁14の後端に接続され、後壁16の右端は右壁15の後端に接続されている。前壁18は、区画底壁13Sの前端から上方に向かって延びている。前壁18の左端は左壁14の前端に接続され、前壁18の右端は右壁15の前端に接続されている。前壁18の上端は、上壁17の前端に接続されている。上壁17は、左壁14、右壁15、後壁16、前壁18のそれぞれの上端に接続されている。
区画底壁13Sは、底壁13よりも上方に配置されている。区画底壁13Sは、前方から後方に向かって漸次下方に傾斜している。区画底壁13Sの後方には、蓋体13Lが配置されている。蓋体13Lは、クーラント液が上下方向に通過可能なように、メッシュ状に構成されている。区画右壁15Sは、左壁14より右方かつ右壁15より左方に配置されている。区画右壁15Sは、区画底壁13Sから上方に延びている。区画後壁16Sは、後壁16より前方かつ前壁18より後方に配置されている。区画後壁16Sは、区画底壁13Sと左壁14と区画右壁15Sと区画上壁17Sとに接続されている。区画上壁17Sは、区画底壁13Sよりも上方かつ上壁17よりも下方に配置されている。区画上壁17Sは、区画底壁13Sと平行に延びている。
第2区画底壁27は、区画底壁13Sよりも下方かつ底壁13よりも上方に配置されている。第2区画底壁27は、底壁13と平行に延びている。第2区画底壁27には、上下方向に貫通した排液口27Hが形成されている。排液口27Hは常時開放されている。排液口27Hには、例えば開放と閉鎖とを切り替え可能な弁体等は配置されていない。第2区画後壁28は、後壁16よりも前方かつ前壁18より後方に配置されている。第2区画後壁28は、区画後壁16Sよりも下方に配置されている。第2区画後壁28は、後壁16と平行に延びている。第2区画後壁28は、底壁13から上方に向かって延びている。第2区画後壁28の上端は第2区画底壁27に接続されている。
ケース本体12は、側面(ここでは前壁18)に開口18Oを有している。開口18Oは、左壁14、区画底壁13S、区画右壁15S、区画上壁17Sによって形成されている。ケース本体12の上側部分は、区画右壁15Sで左右に区画されている。ケース本体12の左方には、左壁14、区画底壁13S、区画右壁15S、区画上壁17S、区画後壁16S、フロント上カバー20によって囲まれた加工空間19が形成されている。加工空間19は、被加工物5の切削加工が行われる空間である。ケース本体12の右方には、区画右壁15S、区画底壁13S、右壁15、区画上壁17S、区画後壁16S、前壁18によって囲まれた第1収容空間A1が形成されている。また、切削加工機10の下側部分には、左壁14、底壁13、右壁15、第2区画底壁27、第2区画後壁28、フロント下カバー25によって囲まれた第2収容空間A2が形成されている。第2収容空間A2は、第2区画底壁27に形成された排液口27Hを通じて、加工空間19と常時連通されている。なお、排液口27Hは、加工空間19と第2収容空間A2とを連通する連通口の一例である。
フロント上カバー20は、ケース11の前面の上側部分を構成している。フロント上カバー20は、支持アーム22に支持されている。支持アーム22の一端は、ケース本体12に取り付けられている。フロント上カバー20は、支持アーム22の支軸(図示せず)を中心として上下方向に移動することで、開口18Oを開閉自在に覆う。このことにより、ケース本体12の開口18Oは開かれた状態と閉じられた状態とに切り換えられる。切削加工機10への被加工物5の収容や取り出し、切削加工機10の保守等を行う際、ユーザは、フロント上カバー20を上方に移動させて開口18Oを開く。これにより、加工空間19が外部と連通する。一方、切削加工を行う際、ユーザは、フロント上カバー20を下方に移動させて開口18Oを閉じる。これにより、加工空間19が外部から隔離される。ここではユーザがフロント上カバー20を手動で移動させるように構成されている。ただし、支持アーム22にモータ等が接続されており、モータが駆動することで、フロント上カバー20が自動で上下方向に移動するように構成されていてもよい。
フロント上カバー20には、窓21が設けられている。窓21は、平面視において、ケース本体12の開口18Oよりも小さい。窓21は、例えば、透明のアクリル板やガラス板等によって形成されている。ユーザは、フロント上カバー20が閉じられた状態、例えば切削加工時においても、窓21を通じて加工空間19を視認することができる。なお、窓21は必須ではなく、他の実施形態において有していなくてもよい。
切削加工機10は、キャリッジ38と、ツールマガジン40と、クランプ50と、移動機構58と、貯留タンク37と、送風機構70と、制御部90と、を備えている。キャリッジ38は、加工空間19よりも上方に配置されている。キャリッジ38には、スピンドル30と、液体吐出ノズル36と、後述する第1エアーノズル74と、が搭載されている。スピンドル30は、区画上壁17Sを貫通している。ツールマガジン40とクランプ50は、加工空間19に配置されている。移動機構58は、第1収容空間A1に配置されている。貯留タンク37は、第2収容空間A2に配置されている。
キャリッジ38は、Z軸方向およびY軸方向に移動自在に設けられている。キャリッジ38は、第1キャリッジ38Aと第2キャリッジ38Bとを備えている。第1キャリッジ38Aは、Y軸方向に延びる一対の第1ガイドシャフト39Aに支持されている。第1キャリッジ38Aは、第1駆動機構(図示せず)によって、第1ガイドシャフト39Aに沿ってY軸方向に移動可能なように構成されている。第1ガイドシャフト39Aの左端は、左壁14に接続されている。第1ガイドシャフト39Aの右端は、区画右壁15Sを貫通して右壁15に接続されている。第2キャリッジ38Bは、Z軸方向に延びる一対の第2ガイドシャフト39Bに支持されている。第2キャリッジ38Bは、第2駆動機構(図示せず)によって、第2ガイドシャフト39Bに沿ってZ軸方向に移動可能なように構成されている。第2ガイドシャフト39Bは、第1キャリッジ38Aに設けられている。このため、第1キャリッジ38AがY軸方向に移動すると、第2キャリッジ38Bも同様にY軸方向に移動する。第1駆動機構および第2駆動機構は、制御部90に電気的に接続されており、制御部90によって制御される。
スピンドル30は、第2キャリッジ38Bに設けられている。スピンドル30は、キャリッジ38の移動に伴ってXYZ直交座標系において移動する。より詳細には、スピンドル30は、第2キャリッジ38Bの移動に伴ってZ軸方向に移動し、第1キャリッジ38Aの移動に伴ってY軸方向に移動する。
図5は、スピンドル30の下端を表す斜視図である。スピンドル30は、加工ツール6(ミリングバーともいう)を回転可能に支持する。スピンドル30は、加工ツール6を回転させて被加工物5を切削加工する。スピンドル30は、把持部32(例えばコレットチャック)と、回転部34と、シール部35と、を備えている。シール部35は、円柱状に形成されている。シール部35は、上下方向に延びている。シール部35の下端には、回転部34が設けられている。回転部34は、シール部35に対して相対的に回転する。
回転部34の下端には、把持部32が設けられている。把持部32は、回転部34と共に回転する。把持部32は、加工ツール6の上端部を支持(把持)するものである。図示は省略するが、把持部32は、ここではXY平面上に並んだ複数の支持部材によって構成されている。上記複数の支持部材で加工ツール6の上端部を挟むことで、把持部32は加工ツール6を支持する。回転部34は、把持部32に支持された加工ツール6を回転させるものである。回転部34には、第1モータ(図示せず)が接続されている。第1モータは、制御部90に電気的に接続されており、制御部90によって制御される。第1モータが駆動することで、回転部34はZ軸周りθに回転する。そして、回転部34の回転に伴い、把持部32に把持された加工ツール6が、Z軸周りθに回転する。
液体吐出ノズル36は、スピンドル30の側方に配置されている。液体吐出ノズル36は、スピンドル30と同様に、キャリッジ38の移動に伴ってXYZ直交座標系において移動する。本実施形態において、液体吐出ノズル36は、スピンドル30の前後左右に合計4つ配置されている。ただし、液体吐出ノズル36の配置位置や個数は特に限定されない。液体吐出ノズル36の吐出口は、クランプ50および加工ツール6よりも上方に配置されている。液体吐出ノズル36は、加工ツール6によって被加工物5が加工されているときに、加工空間19にクーラント液を吐出する。液体吐出ノズル36は、典型的には、加工ツール6および/または被加工物5に向かってクーラント液を吐出する。液体吐出ノズル36は、液体吐出部の一例である。液体吐出ノズル36は、図示しない液体供給路を介して貯留タンク37に接続されている。液体供給路の構成は特に限定されないが、例えば、樹脂製の変形容易なチューブである。
移動機構58は、ツールマガジン40をX軸方向に移動させる機構である。移動機構58は、ツールマガジン40の右方に配置されている。移動機構58は、Y軸方向に延びる軸58Aを備えている。軸58Aは、区画右壁15Sを貫通している。軸58Aの一部(右側部分)は、第2収容空間A2に配置され、軸58Aの他の一部(左側部分)は、加工空間19に配置されている。軸58Aの左端部分には、クランプ50とツールマガジン40とが設けられている。移動機構58は、第3駆動機構(図示せず)によって、X軸方向に移動可能に構成されている。第3駆動機構は、制御部90に電気的に接続されており、制御部90によって制御される。
図6は、ツールマガジン40およびクランプ50の斜視図である。図7は、ツールマガジン40およびクランプ50の正面図である。ツールマガジン40は、複数の加工ツール6を収容することが可能なものである。ツールマガジン40は、クランプ50と移動機構58との間に設けられている。ツールマガジン40は、移動機構58がX軸方向に移動することによって、X軸方向に移動する。ツールマガジン40は、加工ツール6を収容する第1部分40Aと、第1部分40Aより後方に配置され、軸58Aに接続された第2部分40Bと、第2部分40Bより後方に配置された第3部分40Cとを備えている。ツールマガジン40の第1部分40Aには、加工ツール6を収容する複数(ここでは6個)の孔部42が形成されている。孔部42は上下方向に貫通している。加工ツール6は、その上部が露出された状態で孔部42に挿入される。加工ツール6を交換する際には、スピンドル30の把持部32によって把持されている加工ツール6を孔部42に戻す。そして、次に使用する加工ツール6の上方の位置までスピンドル30を移動させ、把持部32よりも下方に位置する加工ツール6の上端を把持部32が支持する。
軸58Aの内部には、クランプ50を回転可能に支持する回転軸44が設けられている。回転軸44は左右方向に延びており、クランプ50および移動機構58に連結している。回転軸44には、第2モータ(図示せず)が設けられている。第2モータは、制御部90に電気的に接続されており、制御部90によって制御される。回転軸44は、第2モータによって、Y軸回りθに回転可能に構成されている。回転軸44がY軸回りθに回転することによって、クランプ50はY軸回りθに回転する。回転軸44は、軸58Aに対して独立して回転可能に構成されている。すなわち、回転軸44がY軸回りθに回転しても、軸58AはY軸回りθに回転しない。
クランプ50は、ホルダー8を着脱自在に保持する。クランプ50は、ここではホルダー8を介して被加工物5を保持する。ただし、クランプ50は、被加工物5を直接保持するように構成されていてもよい。クランプ50には、複数の挿入孔50Aが形成されている。ここでは、3つの挿入孔50Aが前後方向に並んでいる。挿入孔50Aには、ホルダー8の連結ピン8Bが挿入される。挿入孔50Aに挿入された連結ピン8Bは、ネジ50Bによってクランプ50に固定される。クランプ50は、ツールマガジン40と共に移動可能に構成されている。ツールマガジン40およびクランプ50は、移動機構58によってX軸方向に移動可能に構成されている。なお、クランプ50がY軸回りθに回転しても、ツールマガジン40はY軸回りθに回転しない。クランプ50は、保持部の一例である。本実施形態では、クランプ50がホルダー8を介して被加工物5を保持した状態で、被加工物5に対して切削加工が行われる。
図8は、第2収容空間A2の正面図である。この図は、フロント下カバー25を取り外した状態で表されている。第2収容空間A2は、加工空間19よりも下方に配置されている。第2収容空間A2には、貯留タンク37と、収納ケース80と、後述する第2エアーノズル75と、が配置されている。貯留タンク37は、第2収容空間A2の左側部分に、着脱自在に配置されている。貯留タンク37は、トレイ37Tに載せ置かれている。トレイ37Tは、底壁13に取り付けられた支持部材(図示せず)に沿って前後方向にスライド自在に設けられている。トレイ37Tの上面、言い換えれば貯留タンク37が載置される側の面には、吸水性のマット(図示せず)が敷かれている。収納ケース80は、第2収容空間A2の右側部分に配置されている。収納ケース80には、切削加工機10の位置補正や保守等で使用される工具類、例えば位置補正用の治具、ドライバ、レンチ、スピンドル30のメンテナンスキット等が収容されている。
貯留タンク37は、中空状である。貯留タンク37は、液体吐出ノズル36から吐出されたクーラント液を回収する容器である。貯留タンク37は、ここでは切削加工に用いられるクーラント液を貯留する容器を兼ねている。貯留タンク37は、液体吐出ノズル36から吐出されるクーラント液を貯留する容器を兼ねている。貯留タンク37は、ここでは扁平な直方体形状である。ただし、貯留タンク37の形状は特に限定されず、例えば、円筒形状、立方体形状、袋体形状等であってもよい。貯留タンク37は、上方に開口した回収口37Iを有している。液体吐出ノズル36から吐出されたクーラント液は、第2区画底壁27に形成された排液口27Hを介して、回収口37Iから貯留タンク37に戻るように構成されている。
貯留タンク37の内部には、フィルタ37Aが着脱自在に配置されている。フィルタ37Aは、回収口37Iと、液体供給路に連通する供給口(図示せず)と、の間に配置されている。フィルタ37Aは、回収されたクーラント液を濾過する。濾過されたクーラント液は、供給口を介して液体供給路に送られ、切削加工に再利用される。なお、ここでは、回収されたクーラント液を再び液体供給路に送液するように構成されているが、回収されたクーラント液を液体供給路に送液しない(例えば廃棄する)ように構成されていてもよい。この場合、貯留タンク37は、フィルタ37Aを有していなくてもよい。
図1~3に示すように、フロント下カバー25は、第2収容空間A2の前面を覆っている。断面視において、フロント下カバー25は、略L字状である。フロント下カバー25は、ケース11の前面の下側部分と、ケース11の底面の前側部分と、を構成している。フロント下カバー25は、前面25Fと、前面25Fから延びる底面25Bと、を有している。フロント下カバー25の前面25Fと底面25Bとのなす角はθである。
フロント下カバー25は、左壁14および右壁15に取り付けられた支持部材(図示せず)に沿って前後方向にスライド自在に設けられている。フロント下カバー25が前後方向に移動することで、第2収容空間A2が開かれた状態と閉じられた状態とに切り換えられる。クーラント液の入った貯留タンク37を着脱したり、収納ケース80から工具類を取り出したりする際、ユーザは、フロント下カバー25を前方に移動させる。一方、切削加工を行う際、ユーザは、フロント下カバー25を後方にスライドさせる。これにより、第2収容空間A2が閉じられる。切削加工時に第2収容空間A2を閉じておくことで、ユーザが切削加工の途中で誤って貯留タンク37を取り外してしまうことが防止される。なお、ここではユーザがフロント下カバー25を手動で移動させるように構成されている。ただし、フロント下カバー25にモータ等が接続されており、モータが駆動することで、フロント上カバー20が自動で移動可能なように構成されていてもよい。
図9は、切削加工機10のフロント下カバー25を閉じた状態の底面図である。フロント下カバー25の底面25Bには、排気口25Eが設けられている。排気口25Eは、第2収容空間A2内の空気をケース11の外部へと排気する。排気口25Eは、貯留タンク37の回収口37Iよりも下方に設けられている。排気口25Eは、貯留タンク37の下端よりも下方に設けられている。排気口25Eは、ここではスリット状である。排気口25Eの開口部分は、貯留タンク37よりも小さい。このため、空気は排気口25Eを通過するが、貯留タンク37は排気口25Eから取り出せないようになっている。
フロント下カバー25の前面25Fは、下側ほど前方に張り出すように傾斜している。このため、底面25Bは、垂直よりも前方に張り出している。前面25Fは、傾斜面の一例である。前面25Fは、底面25Bの排気口25Eに向かって傾斜している。これにより、前面25Fに沿って、気流を排気口25Eへと誘導し易くなる。したがって、第2収容空間A2の通気性を向上することができる。
フロント下カバー25は、前面25Fの第2収容空間A2と対向する側の面に、水分吸着部25Aを有している。例えば、本実施例のように、貯留タンク37の前方かつフロント下カバー25の前面25Fの後方にスペースが空いている場合、当該スペースでは乱気流が発生したり、気流が停滞したりし易い。このような場合には、前面25Fに水分吸着部25Aを備えることで、結露の発生をより効果的に抑制することができる。水分吸着部25Aは、第2収容空間A2の空気中の水分を吸着するものである。水分吸着部25Aは、水分を吸脱着可能なものであってもよい。水分吸着部25Aは、例えば不織布や多孔質な発泡体(スポンジ)であってもよい。水分吸着部25Aは、ウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂製であってもよい。水分吸着部25Aは、カーボンや粘土鉱物等の多孔質無機材料製であってもよい。水分吸着部25Aは、吸水性のシリカゲル製や各種ポリマー製であってもよい。水分吸着部25Aは消耗品であって、前面25Fに交換可能なように取り付けられていてもよい。
また、水分吸着部25Aは、断熱部材としても把握し得る。すなわち、例えば切削加工機10の設置環境の温度が低い場合には、外気によって切削加工機10が冷やされる。このとき、切削加工機10の外気と直接接触する部分(例えば前面25F)では、第2収容空間A2の側の面の温度も低くなる。その結果、当該部分に湿気を含んだ空気が接触することで、結露が起きやすくなる。外気と直接接触する部分に水分吸着部25Aを備えることで、環境温度が低い場合等にも、結露の発生を好適に予防することができる。なお、水分吸着部25Aは必須ではなく、他の実施形態において有していなくてもよい。
図10は、送風機構70の構成を示すブロック図である。この図では、空気の流れを矢印で示している。送風機構70は、ケース11の内部から排気口25Eに向かう方向に空気を送るものである。送風機構70は、1分間に、概ね10L以上、例えば20~100L、さらには30~50L程度の空気を送るように構成されていてもよい。送風機構70は、気流発生装置71と、空気乾燥装置72と、一方向弁73と、第1エアーノズル74と、第2エアーノズル75と、エアー供給路76と、を備えている。エアー供給路76は、気流発生装置71から、第1エアーノズル74と第2エアーノズル75とに空気を送る流路である。エアー供給路76は、柔軟性や可撓性を有している。エアー供給路76の構成は特に限定されないが、例えば樹脂製の変形容易なチューブである。
気流発生装置71は、空気の流れを発生させる装置である。気流発生装置71は、例えば圧縮空気を供給するコンプレッサである。気流発生装置71は、ここでは1つである。ただし、複数であってもよい。気流発生装置71は、ここではケース本体12の外部に取り付けられている。ただし、ケース本体12の内部に配置されていてもよい。気流発生装置71は、制御部90に電気的に接続されており、制御部90によって制御される。気流発生装置71で圧縮された空気は、概ね0.1MPa以上、例えば、0.2±0.05MkPaの圧力を有していてもよい。気流発生装置71は、エアー供給路76Aによって空気乾燥装置72と連通している。気流発生装置71で圧縮された空気は、空気乾燥装置72に送られる。
空気乾燥装置72は、気流発生装置71で圧縮された空気から、例えば除湿剤等を用いて、水分を除去する装置である。空気乾燥装置72は、オイルや粉塵等の不純物を空気中から除去可能なフィルタ等をさらに備えていてもよい。空気乾燥装置72は、除湿剤等を備えた圧力調整弁(レギュレータ)であってもよい。空気乾燥装置72は、ここではケース本体12の外部に取り付けられている。ただし、ケース本体12の内部に配置されていてもよい。空気乾燥装置72は、エアー供給路76Bによって第1エアーノズル74と連通している。空気乾燥装置72は、エアー供給路76Cによって第2エアーノズル75と連通している。空気乾燥装置72で除湿された空気は、第1エアーノズル74と第2エアーノズル75とに、それぞれ送られる。ケース11内に除湿された空気を送ることにより、ケース11内、特には第2収容空間A2の乾燥を促進することができる。なお、空気乾燥装置72は、必須ではなく、他の実施形態において有していなくてもよい。その場合、送風機構70は、気流発生装置71から第1エアーノズル74と第2エアーノズル75とに直接空気が送られるように構成されていてもよい。
一方向弁73は、気流発生装置71から第1エアーノズル74に向かう空気の流れを許容するが、その逆方向、すなわち、第1エアーノズル74から気流発生装置71に向かう空気の流れを阻止するものである。第1エアーノズル74の配置位置等によっては、第1エアーノズル74から気流発生装置71に向かって空気が逆流することがある。例えば、第1エアーノズル74と液体吐出ノズル36とが近接している場合、この逆流した空気には、液体吐出ノズル36から吐出された水分が含まれることがあり得る。このような場合、気流発生装置71と第1エアーノズル74との間に一方向弁73を備えることで、乾燥した空気を好適に送風することができる。なお、一方向弁73は必須ではなく、他の実施形態において有していなくてもよい。
第1エアーノズル74は、キャリッジ38に設けられている。第1エアーノズル74は、液体吐出ノズル36の側方に配置されている。第1エアーノズル74は、液体吐出ノズル36と同様に、キャリッジ38の移動に伴ってXYZ直交座標系において移動する。第1エアーノズル74の吹出口74Oは、加工空間19に配置されている。吹出口74Oは、クランプ50および加工ツール6よりも上方に配置されている。吹出口74Oは、Z軸に沿って開口している。言い換えれば、吹出口74Oは、手前下方側に向かって開口している。単位時間あたりに第1エアーノズル74から噴出される空気量は、概ね5L/分以上、例えば10~30L/分であってもよい。第1エアーノズル74は、ケース11内に上方から下方に向かう気流を発生させるように、空気を噴出する。
吹出口74Oは、スピンドル30からみて、液体吐出ノズル36よりも遠方に配置されている。吹出口74Oは、スピンドル30の回転部34の回転軸を中心とした円周上に、リング状に配置されている。吹出口74Oは、ここでは液体吐出ノズル36の4つの吐出口を前後左右から取り囲むように配置されている。吹出口74Oは、ここでは1つである。図2に矢印で示すように、第1エアーノズル74は、例えば液体吐出ノズル36からクーラント液が吐出されているときに、吹出口74Oから空気を噴出する。これにより、液体吐出ノズル36の周囲に帯状のエアーカーテンが形成される。液体吐出ノズル36の周囲にエアーカーテンを形成することで、クーラント液の飛び散りを抑制し、加工ツール6および/または被加工物5に対してクーラント液を効率的にあてることができる。
第2エアーノズル75は、ケース本体12の第2区画後壁28に固定されている。第2エアーノズル75を用いることで、排気口25Eに向かう気流をケース11内に効果的に発生させることができる。また、省スペース化を実現することができる。第2エアーノズル75の吹出口75Oは、第2収容空間A2に配置されている。吹出口75Oは、貯留タンク37の側方に配置されている。単位時間あたりに第2エアーノズル75から噴出される空気量は、概ね1L/分以上、例えば5~20L/分であってもよい。単位時間あたりに第2エアーノズル75から噴出される空気量は、ここでは第1エアーノズル74から噴出される空気量よりも少ない。ただし、単位時間あたりに第2エアーノズル75から噴出される空気量は、第1エアーノズル74から噴出される空気量と同じであってもよいし、第1エアーノズル74から噴出される空気量よりも多くてもよい。
吹出口75Oは、第2収容空間A2の左下後方の隅(角部)に配置されている。第2エアーノズル75の吹出口75Oは、前方に向かって開口している。吹出口75Oは、第2収容空間A2内に、後方から前方に向かう気流を発生させるように、空気を噴出する。第2エアーノズル75で発生した気流の軸線75Aは、後方から前方に向かうように、左壁14に沿って延びている。軸線75A上には、空気の流れを阻害するような部材(例えば貯留タンク37)は配置されていない。第2エアーノズル75で発生した気流は、貯留タンク37の左方と左壁14の右方との間を通過し、直線的なパスをたどって、フロント下カバー25の前面25Fに向かって流れ、排気口25Eから排出される。
制御部90は、例えばコンピュータである。制御部90は、例えば、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置(CPU:central processing unit)と、CPUが実行するプログラム等を格納したROM(read only memory)と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAM(random access memory)と、各種データ等を格納するメモリ等の記録媒体と、を備えていてもよい。制御部90は、例えばROM内に保存されたプログラムを使用して、切削加工に関する制御行うように構成されていてもよい。制御部90は、ここではケース本体12の後方に配置されている。ただし、制御部90の一部または全部は、ケース本体12の外部に設けられていてもよい。
切削加工機10を用いて被加工物5を切削加工する際、ユーザは、加工空間19の所定の位置に被加工物5や加工ツール6を配置する。そして、フロント上カバー20を下方に移動させて、開口18Oを閉じる。これにより、加工空間19が封鎖され、外部から隔離される。また、ユーザは、クーラント液の入った貯留タンク37を、第2収容空間A2に配置する。そして、フロント下カバー25を後方にスライドさせて、貯留タンク37を取り出せないようにする。
この状態で、制御部90は、切削データに基づいて被加工物5を切削加工する。具体的には、制御部90は、第1キャリッジ38Aの第1駆動機構、第2キャリッジ38Bの第2駆動機構、移動機構58の第3駆動機構、スピンドル30の第1モータ、クランプ50の第2モータ、液体吐出ノズル36、送風機構70の気流発生装置71等を制御する。制御部90は、クランプ50に保持された被加工物5と、把持部32に把持された加工ツール6と、の相対的な位置関係を3次元で変化させながら、被加工物5を切削加工する。また、制御部90は、必要に応じて、液体吐出ノズル36からクーラント液を吐出する。また、制御部90は、必要に応じて、第1エアーノズル74の吹出口74O、および/または、第2エアーノズル75の吹出口75Oから空気を噴出する。
第1エアーノズル74の吹出口74Oから空気が噴出されることにより、ケース11内では上方から下方に向かう気流が発生する。言い換えれば、加工空間19から第2収容空間A2へと向かう気流が発生する。これにより、加工空間19の空気が第2収容空間A2に効率良く移動し、ケース11内に空気が滞留しにくくなる。また、第2エアーノズル75の吹出口75Oから空気が噴出されることにより、後方から前方に向かう気流が発生する。言い換えれば、第2区画後壁28の側からフロント下カバー25の前面25Fの側に向かう気流が発生する。フロント下カバー25の前面25Fは、排気口25Eに向かって傾斜している。そのため、前面25Fの近くに導かれた気流は、前面25Fに沿って、排気口25Eに誘導される。このことにより、第2収容空間A2の空気が排気口25Eに効率良く移動する。その結果、第2収容空間A2内に空気が滞留しにくくなる。
以上のように、本実施形態の切削加工機10では、第2収容空間A2に排気口25Eが設けられ、かつ、送風機構70によって排気口25Eに向かう気流が発生する。このため、ケース11内、特には第2収容空間A2の通気性を向上することができる。したがって、第2収容空間A2に湿気を含んだ空気が滞留しにくくなり、結露の発生を抑制することができる。その結果、第2収容空間A2の内部が結露水で濡れにくくなり、第2収容空間A2の収納ケース80に収容されている工具類が結露の影響を受けにくくなる。また、切削加工機10の周辺が結露水で濡れにくくなり、切削加工機10をきれいな状態で維持することができる。さらに、結露水の掃除にかかる手間や時間を削減することができ、ユーザの利便性を向上することができる。加えて、例えば制御部90が発熱した場合には、通気性を向上することで、ケース11の内部の熱を放熱する効果もある。
本実施形態の切削加工機10では、送風機構70の吹出口75Oが、第2収容空間A2に配置されている。このことにより、例えば第2収容空間A2に吹出口75Oが配置されていない場合と比べて、第2収容空間A2に湿気を含んだ空気が滞留しにくくなる。このことにより、第2収容空間A2での結露の発生をより良く抑制することができる。
本実施形態の切削加工機10では、ケース11が、排気口25Eに向かって傾斜する前面25Fを有する。前面25Fの近くに導かれた気流は、前面25Fに沿って、排気口25Eに誘導される。このため、排気口25Eから効果的に空気を排出することができ、第2収容空間A2に空気がより一層滞留しにくくなる。したがって、第2収容空間A2での結露の発生をより良く抑制することができる。
本実施形態の切削加工機10では、送風機構70の吹出口75Oが、前面25Fに向かって開口している。このことにより、第2収容空間A2内の空気を、前面25Fの近くに効果的に誘導することができる。このため、第2収容空間A2に空気がより一層滞留しにくくなる。したがって、第2収容空間A2での結露の発生をより良く抑制することができる。
本実施形態の切削加工機10では、吹出口75Oから吹き出された気流の軸線上に、水分吸着部25Aを備えている。このことにより、例えば第2収容空間A2で乱気流が発生したり、第2収容空間A2内に気流が停滞したりした場合にも、結露の発生をより良く抑制することができる。
本実施形態の切削加工機10では、送風機構70が、吹出口74O、75Oから空気を噴出する第1エアーノズル74、第2エアーノズル75を備えている。エアーノズルを用いることで、比較的少ない空気量または小さい空気圧であっても、気流の流速を高めることができる。さらに、気流を整流して、気流の方向を定め易くなる。
本実施形態の切削加工機10では、送風機構70の吹出口74Oが、加工空間19に配置されている。このことにより、加工空間19から第2収容空間A2へ空気を効果的に誘導することができる。このため、例えば加工空間19に吹出口74Oが配置されていない場合と比べて、加工空間19に湿気を含んだ空気が滞留しにくくなる。したがって、第2収容空間A2での結露の発生をより良く抑制することができる。
本実施形態の切削加工機10では、第2収容空間A2が加工空間19の下方に配置され、加工空間19に配置されている吹出口74Oが、下方に向かって開口している。吹出口74Oが下方に開口している場合、加工空間19内の湿気を含んだ空気が、第2収容空間A2へと移動し易くなる。したがって、このような構成において、ここに開示される技術の適用が特に効果を奏する。
本実施形態の切削加工機10では、ケース11の前面は、下側ほど前方に張り出すように傾斜しており、垂直から前方に張り出した部分の底面25Bに、排気口25Eが配置されている。排気口25Eをケース11の側方、例えば左壁14や右壁15に設ける場合、切削加工機10の設置位置等によっては、排気口25Eが塞がれてしまうことがあり得る。前方に張り出した部分の底面25Bに排気口25Eを設けることで、例えばユーザが切削加工機10を狭小スペースに配置した場合にも、排気口25Eが塞がれにくくなる。このことにより、ここに開示される技術の効果をより安定的に発揮することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の各実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。
例えば、上記した実施形態では、送風機構70が、気流発生装置71と、第1エアーノズル74と、第2エアーノズル75と、を備えていた。しかしこれには限定されない。例えば、第1エアーノズル74と、第2エアーノズル75とは、いずれか一方のみであってもよい。また、送風機構70は、気流発生装置71と、第1エアーノズル74および/または第2エアーノズル75とにかえて、あるいは、気流発生装置71と、第1エアーノズル74および/または第2エアーノズル75とに加えて、ファンを備えていてもよい。ファンは、例えば翼部分と、制御部90に接続されたモータとを備えていてもよい。ファンは、例えば翼部分をモータで回転させることによって、ケース11の内部から排気口25Eに向かう気流を発生させるように構成されていてもよい。ファンは、例えば、多翼ファン(シロッコファン)、ターボファン、プロペラファン等であってもよい。
また、気流発生装置71と第1エアーノズル74との間の流路(例えばエアー供給路76B)、および/または、気流発生装置71と第2エアーノズル75との間の流路(例えばエアー供給路76C)には、例えば、制御部90に接続された弁体等が配置されていてもよい。弁体は、例えば電磁バルブや切替弁等であってもよい。電磁バルブの開閉や切替弁の切り替えは、制御部90によって制御される。弁体は、空気の流路を、エアー供給路76Bの側とエアー供給路76Cの側とに切り替え可能なように構成されていてもよい。
また、上記した実施形態では、1つの第1エアーノズル74がキャリッジ38に設けられていた。しかし、第1エアーノズル74の数や形状、配置位置は、これに限定されるものではない。第1エアーノズル74は、複数(例えば、2つあるいは4つ)であってもよい。また、第1エアーノズル74は、例えば、加工空間19を構成する壁面、具体的には、左壁14、区画右壁15S、区画上壁17S、区画後壁16S、さらには、フロント上カバー20等に、直接的または間接的に固定されていてもよい。また、第1エアーノズル74の吹出口74Oは、例えば、液体吐出ノズル36の前後および/または左右のみに配置されていてもよい。
また、上記した実施形態では、1つの第2エアーノズル75が、ケース本体12の第2区画後壁28に固定され、吹出口75Oが、第2収容空間A2の左下後方の隅に配置されていた。しかし、第2エアーノズル75の数や配置位置は、これに限定されるものではない。第2エアーノズル75は、複数であってもよい。また、第2エアーノズル75は、例えば、第2収容空間A2を構成する壁面、具体的には、左壁14、右壁15、第2区画底壁27、さらには、フロント下カバー25等に、直接的または間接的に固定されていてもよい。第2エアーノズル75は、例えば、貯留タンク37の右方と右壁15の左方との間に配置されていてもよい。また、第2エアーノズル75の吹出口75Oは、例えば、第2収容空間A2の左上後方の隅、右下後方の隅、右上後方の隅等に配置されていてもよい。
また、制御部90は、上記したような被加工物5を切削加工するメイン制御に加えて、切削加工が終了した後に駆動される停止制御部を有していてもよい。停止制御部は、メイン制御部の制御が終わった後に駆動される。停止制御部は、例えば切削加工機10を立ち下げる際に駆動される。停止制御部は、例えばユーザによって切削加工機10の立ち下げが指示されたときに、設定された時間だけ送風機構70の気流発生装置71をアイドリング運転し、第1エアーノズル74および/または第2エアーノズル75から所定時間空気を噴出した後、気流発生装置71を停止するように構成されていてもよい。
10 切削加工機
11 ケース
19 加工空間
25E 排気口
70 送風機構
71 気流発生装置
74 第1エアーノズル
75 第2エアーノズル
74O、75O 吹出口
A2 第2収容空間

Claims (7)

  1. 加工空間と、収容空間と、前記加工空間と前記収容空間とを連通する連通口と、前記収容空間と外部とを連通する排気口と、が形成されたケースと、
    前記加工空間に配置され、被加工物を保持する保持部と、
    前記加工空間に配置され、前記被加工物を切削加工するための加工ツールを把持する把持部と、
    前記加工空間にクーラント液を吐出する液体吐出部と、
    前記収容空間に配置され、前記液体吐出部から吐出された前記クーラント液を、前記連通口を介して回収する貯留タンクと、
    吹出口から空気を吹き出し、前記ケースの内部から前記排気口に向かう気流を発生させる送風機構と、
    を備え
    前記ケースは、前記排気口に向かって傾斜する傾斜面を有し、
    前記送風機構の前記吹出口は、前記傾斜面に向かって開口している、切削加工機。
  2. 加工空間と、収容空間と、前記加工空間と前記収容空間とを連通する連通口と、前記収容空間と外部とを連通する排気口と、が形成されたケースと、
    前記加工空間に配置され、被加工物を保持する保持部と、
    前記加工空間に配置され、前記被加工物を切削加工するための加工ツールを把持する把持部と、
    前記加工空間にクーラント液を吐出する液体吐出部と、
    前記収容空間に配置され、前記液体吐出部から吐出された前記クーラント液を、前記連通口を介して回収する貯留タンクと、
    吹出口から空気を吹き出し、前記ケースの内部から前記排気口に向かう気流を発生させる送風機構と、
    前記吹出口から吹き出された前記気流の軸線上に配置される水分吸着部と、
    を備える、切削加工機。
  3. 加工空間と、収容空間と、前記加工空間と前記収容空間とを連通する連通口と、前記収容空間と外部とを連通する排気口と、が形成されたケースと、
    前記加工空間に配置され、被加工物を保持する保持部と、
    前記加工空間に配置され、前記被加工物を切削加工するための加工ツールを把持する把持部と、
    前記加工空間にクーラント液を吐出する液体吐出部と、
    前記収容空間に配置され、前記液体吐出部から吐出された前記クーラント液を、前記連通口を介して回収する貯留タンクと、
    吹出口から空気を吹き出し、前記ケースの内部から前記排気口に向かう気流を発生させる送風機構と、
    を備え
    前記ケースの前面は、下側ほど前方に張り出すように傾斜しており、垂直から前方に張り出した部分の底面に、前記排気口が配置されている、切削加工機。
  4. 前記送風機構の前記吹出口が、前記収容空間に配置されている、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の切削加工機。
  5. 前記送風機構が、前記吹出口から空気を噴出するエアーノズルを備える、
    請求項1からのいずれか一項に記載の切削加工機。
  6. 前記送風機構の前記吹出口が、前記加工空間に配置されている、
    請求項1からのいずれか一項に記載の切削加工機。
  7. 前記収容空間が前記加工空間の下方に配置され、
    前記加工空間に配置されている前記吹出口が、下方に向かって開口している、
    請求項に記載の切削加工機。
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