JPS59232743A - 工作機械用自動消火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械用の自動消火装置に関する。

各種工作機械においては、工作油が使用され、また特に
放電加工装置においてはケロシン等の発火性の強い加工
液が使用されており、加工時の発熱或いは電気火花等に
より引火して火災を発生する場合が少なくない。

特に、今日の如＜ＮＣ装置が発達し、長時間の無人稼動
が可能となった状況においては、これらの工作機械に火
災の発生を未然に防止する手段を講じることは勿論のこ
と、一旦火災が発生し若しくは発生しそうな状況に到っ
た場合には、逸早くこれを検知して必要な消火作業を自
動的に行う手段を講じることが必要不可欠である。

また、大型の加工装置では、出火時すべての消火装置を
フル稼動させることは適切でなく、出火の状況等に応じ
、局部的または段階的に消火装置を作動させることが望
ましい。また、従来の火災検知器は比較的単純で、誤動
作が多かった。この点についても、より信頼性の高い装
置が要求されている。

本発明は畝上の観点に立ってなされたものであり、その
要旨とするところは、火災の発生を早期に発見する各種
検知器と、消火剤噴出装置その他の消火手段と、上記検
知器からの信号に基づき直ちに加工を中止し、上記消火
剤噴出装置その他の消火手段を適宜に作動させる制御装
置を設け、火災発生時若しくは火災発生の虞れのある時
点で速やかに一連の消火若しくは防火作業を自動的に実
施せしめるように構成した点にある。

以下、図面により、放電加工装置用の自動消火装置を例
にとって本発明のｆｉ’Ｈ［を説明する。

図面は、放電加工装置用に作製された本発明に係る自動
消火装置の一実施例の要部を示す説明図である。

図面中、１は加工タンク、２゛は被加工体、３は載物台
、４は加工タンク１内に満たされたケロシン等の加工液
、しは加工用電極、６は放電加工装置の加工ヘッド、７
は電極５に加工送り及びレシプロ運動を行わせるための
モータ、８はモータ７の駆動制御装置、９は被加工体２
と電極５間に放電加工のための電圧パルスを印加する電
源シ装置、１０は加工タンク１内の加工液４の液面方向
へ向けて設けられた赤外線検知器、１１は加工タンク１
の内壁面に取り付けられ、対向する壁面に取り（１Ｊけ
られた発光器１２からの光を受光するフォトセンサを具
備した煙検知器、１３は加工タンク１の内壁面に取り付
けられた液面検知器、１４け液温検知器、１５は載物台
３に取り付けられた加工音状知器、１６１ゝ飄 は加工タンク１の内壁面に取り（＝ｊけられたソｆス検
知器、１７は消火剤噴出装置、１８はこれがｒｌｌ弓ｆ
’、　ｌ、た時に加工タンク１の開口部を覆う進退自在
なシャッタ−１１つはシャッター１８を進退さｌ・るモ
ータ、２０は図では省略されたガスボンベから炭酸ガス
その他の不燃性ガスを加工タンク１の壁面に明けた孔２
１を通じてタンク内に送り込むときに開かれる電磁弁、
２２はシャッター１８が閉じられ孔２１から不燃性ガス
が導入されたときにタンク内のガンを排出するための排
出孔、２３は加工タンク１の底面に明けられた加工液排
出孔、２４は電磁弁、２５はポンプ、２６は電磁弁２４
及びポンプ２５の駆動制御装置、２７は警報器、２８は
上記各検知器からの信号に基づき上記消火剤噴出装Ｍ１
７その他の消火手段を作動さ・Ｕる制御装置である。

而して、加工中は、加工タンク１内に加工液４が満たさ
れ、加工液中につけられた被加工体２と、これに微小な
加工間隙を保って対向（しめられた電Ｗ＆５との間に電
源装ｗ９から電圧パルスが印加されて、加工が行われる
。加工が進行しても電極５と被加工体２との間隔が常に
適切に保たれるよう、電極５は、モータ７の駆動制御装
置８に予め組み込まれたプログラム及び加工間隙からの
加工間隙状態検出信号に従って加工期間中栓々に図中下
方向へ加工送り（サーボ送り）される。また、上記加工
送りとは別に、加工屑その他で汚染された加工間隙内の
加工液を排出するため、適宜の時間間隔をおいてモータ
７を駆動することにより電極５は上下にレシプロ運動せ
しめられる。

而して、加工が常に加工液中で行われれば、火災の虞れ
は比較的少ないが、何等かの原因で加工液が減少すると
か、アーク状放電による被加工体２の表面上における加
工液分解炭素柱の成長等により、電極５がモータ７の作
動により上昇して行くなどして、放電が加工液面上で行
われると、加工液（ケロシン）に引火して火災が発生す
る。また、加工液の温度が異常に上昇すると自然発火の
危険が生じる。液面検知器１３は、このような火災の原
因につながる加工液の一定レベル以下への減少を検知し
、また液温検知器１４は加工液の異常な温度上昇を検知
する。

また、加工中は、放電に伴う微弱な加工前が発生するが
、この加工前の変化によっても火災の発生を予知するこ
とができる。例えば、放電によって加工液の一部が炭化
し、その炭素粒子が被加工体の加工面の一部に附着する
と、以後放電がその部分に集中し、最初に附着した炭素
粒子上にその後に生じた炭素粒子が順次剛着してこれが
箱状に成長する。一方、電極５の加工送りは被加工体２
との間隙を一定に保つよう常時フィードバックされた信
号により駆動制御装置８及びモータ７を制御しつ＼行わ
れているが、上記の如く炭素粒子が箱状に成長してくる
と、これと接触しないように電極は自動的に次第に上方
向に移動せしめられる。

その結果、上記箱状の炭素が液面近くにまで達すると、
電極も液面上に露出して加工液面上で放電が行われ、火
災が発生ずる。然しなから、このように箱状に成長しつ
つある炭素と電極間で放電が行われている時の加工前は
、正常な加工前とは容易に区別し得る（例えば被加工体
に伝わる加工前が異常に微弱になる。）ものであるから
、この加工前の変化を載物台３上に固着せしめた加工音
検知器１５により検知することによって、火災の発生を
予知し得る。或いはまた、上記炭素粒子の成長に伴う電
ＦＪ３５の上方向への移動を、モータ駆動制御装置８か
らモータ７へ供給される電圧極性等の信号の変化、及び
該変化信号の継続時間等の特性等によって検知するよう
にしても良い。ｍｌち、通常は電極５を下方向へ送るよ
う回転せしめられ°ζいるモータが、一定時間以上逆方
向へ回転せしめられているときには、加工状態に何等か
の異常があることを示しているからである。更にまた、
例えば上記の如き炭素粒子の成長を、加工電源装置９か
らの加工電流の変化によって検知するようにしても良い
。

赤外線検知器１０は、液面上での放電の発生や、実際に
火災が発生したときに、炎からの赤外線を逸早く検知す
る。

煙検知器１１は、火災が発生したときの煙、若しくは加
工液４の高温状態での液中放電加工により加工液の分解
量が増して煙の量が増した時等の煙の発生状態により出
火直前の状態であることを検知する。煙が発生したとき
には、発光器１２かも煙検知器１１に達する光量が減少
するから、煙検知器１１をフォトセンサ等で構成してお
けば、煙の発生を検知できる。

ガス検知器１６は、加工タンク内の空気中のガス組成の
変化を検出することにより、火災の発生若しくは発生直
前の状態を検知する。即ち、ガス検知器１６が、例えば
炭酸ガス濃度を検知し得るものであれば、炭酸ガス濃度
の急激な増大によって火災の発生を検知できる。またガ
ス検知器１６を、有機ガス濃度を検知し得るよう構成し
ておけば、加工液の温度上昇によって加工液面から発生
ずる各種有機ガスの増大や、上記発生煙の組成の判別検
知により火災発生直前の状況を検知できる。

而して、これら各種の検知手段からの信号は、制御装置
２８に送られ、火災発生の虞れが強い場合には、直ちに
然るべき防火手段が、また火災発生時には然るべき消火
手段が自動的に講じられるよ・）、制御装置２８から信
号が発せられる。

即ち、先ず、火災発生の虞れの強い状況の場合には、直
ちに制御装置２８からモータ駆動制御装置８及び電源装
置９に信号が送られ”ｒ、電極５が引き上げられると共
に電極及び被加工体への電圧印加が停止される。然るの
ち、シャッター１８を進退させるモータ１９へ信号が送
られてシャッター１８が伸張せしめられ、加工タンクの
開口部が遮蔽される。また、これと同時に電磁弁２０に
信号が送られてこれが開かれ、図では省略したガスボン
ベから炭酸ガスその他の不燃性ガスがタンク内に導入さ
れ、引火性のガスは排出孔２２からタンク外へ排出され
る。また、電磁弁２４及びポンプ２５の駆動制御装置２
６にも信号が送られて、加工タンク１内の加工液は排出
孔２３から排出される。或いはまた、図では省略したが
、加工タンク１内に加工液冷却用の液体の流通し得るパ
イプを付設しておき、制御装置２８からの信号によりこ
のパイプ内に冷却用液体を通過せしめて加工液温度の降
下を図るようにしても良い。

而して、赤外線検知器１０、煙検知器１１若しくはガス
検知器１６により、実際に火災の発生が検知された場合
には、直ちに制御装置２８から消火剤噴出装置１７へ信
号が送られ、加工タンク１内へ向けて万遍なく消火剤が
噴出される。またこれと同時に電磁弁２０にも信号が送
られてタンク内に不燃性ガスが噴出される。

なお、実際に火災が発生した場合は勿論のこと、火災発
生゛の虞れが強い場合にも、制御装置２８からＷｉｌｌ
器２７へ信号が送られて、所望の警報が発せられる。

赤外ＵＡ検知器１０から出火を知ら４１る信号が発・ｌ
ｌられた場合には、その４４号のみに基づいて直ちに消
火剤噴出装置１７を作動さ・Ｕる必要があるが１、火災
発生の虞れのあることを知らせる借上の場合には、異常
を確認する意味で、２種り上の検知器か’：＋（ｉｉ号
が発ゼられた場合に初めて然るべき防火手段を講じるよ
う構成することが推奨される。即ら例えば、モータ駆動
制御装置８から電極が継続的に」二方向へ移動しζいる
ことを知らせる信号が到来した場合には、これのみで例
えばシャッター１８を閉じたすせず、加工音検知器１５
からも加■の異常を知らせる信号が到来するのを待って
初ν）て防火作凱を実施するように構成するのが望まし
い。

そのように構成するためには、制御装Ｎ２８内の論理回
路中に、例えばモータ駆動制御装ｒ！Ｌ８からの１１１
号と加工音検知器１５からの信号とによ、て悶（アット
ゲートを組み込むなど、従来公知０１［意の論理回路手
段を利用すれば良い。然るときは、成る一つの検知器の
誤動作に起因して、加工が中断され加工精度に悪影響が
生じるのを防止できる。′また、火災発生の虞れのある
箇所が多数ある場合には、例えば赤外線検知器１０並び
に消火剤噴出装置１７を多数個設け、信号を発した赤外
線検知器に対応する消火剤噴出装置のみを作動させるよ
うに構成する曇とも推奨される。或いはまた、多数設け
た赤外線検知器の信号から、中火の方位を検知するよう
に構成し、消火剤の噴出方向を任意に且つ自動的に変更
できる消火剤噴出装置を利用して出火方向に向けて消火
剤を噴出させるようにしても良い。多数の赤外線検知器
からの信号に基づき出火方向を検知するには、例えば、
それぞれの検知器からの出力レベルを比較しこれに応じ
て出火の方位が演算される論理回路を使用すれば良い。

かかる論理回路は従来公知の回路手段により容易に作製
し得る。更にまた、赤外線検知器を多数設けることなく
、一つの赤外線検知器を周期的に回動若しくは移動させ
、出火を検知した時点で当該検知器が向いていた方向か
ら直ちに出火の方位を確認するようにしても良い。その
場合には、検知器に取り付けたエンコーダから出火検知
時の検知器の回動位置若しくは移動位置ｉ１！み取れα
良む・。

なお、火災発生要因として検知すべき加工前、液温、ガ
ス濃度等々のレベルは、加工すべき被加工体の材質、形
状や、荒加工、中加工、仕上加工、印加電圧等々の加工
条件により種々異なるので、制御装置２８にこれらの加
工条件を入力すれば、予め定められたプログラムにより
各種検知器の検知レベル並びに消火或いは防火条件（消
火剤噴出量、噴出面積、噴出時間、加工液の冷却の要否
、等々）が自動的に設定されるように構成することも推
奨される。そのためには、制御装置２８内にマイクロコ
ンピュータを組み込み、公知の手段で作成されたプログ
ラムを使用すれば良い。

本発明２．は畝上の如く構成されるので、本発明による
ときは、火災が発生し若しくは発生しそうな状況に到っ
た場合には、逸早くこれを検知し”Ｃ１必要な消火若し
くは防火手段を自動的に？■じ得る工作機械用自動消火
装置が提供されるものであり、これにより工作機械の長
時間の無人運転が安全に行われ得るものである。

なお、本発明の構成は畝上の実施例に限定されるもので
なく、例えば、出火を検ＰｇＪｉる検知器としては赤外
線検知器に限らず、出火により直らに引火する発火剤と
その燃焼を検知する検知器等を利用することも可能であ
り、煙検知器としても光学的手段によるもののみならず
、公知の煙検出素子等を利用することが可能であり、そ
の他の検知器についても従来公知の種々の手段を用いる
ことができ、また消火若しくは防火手段としても各種公
知のものが利用可能である。

また、本発明は、放電加工装置に限らず、加工時に高熱
を発生する重切削加工機やその他の火災発生の虞れの多
い各種工作機械に利用できるものであり、その場合には
、使用される各種工作機械に応じて設計変更されるもの
であって、本発明はその目的の範囲内におけるそれらす
べての変更実施例を包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る工作機械用自動消火装置の−・実施
例を示す説明図である。 ｔ　−一一−−−−−・−・−・−・−・加工タンク２
−−−−−−−−−−−−−−一被加工体３−−−−一
・−・・−−−一−−−載物台４〜・−・−−一−−−
−−−−−−−−−−−−加１？ｐ１５−−−−−−−
−−−−−一〜−−−−・電極６−−−−−−−−−−
−−−・−−ｍ−加工ヘッド’１−−−−−−−−−−
−−一電極移動用モータ８−−−・−一−−−−−−−
−−−モータ駆動制御装ＷＦ。 ９−、、−−・−−−−一−−−−−−−電源装置１ｏ
−−−−−−−−−・−−一−−−−−赤外線検知器１
１−−−−−−−−−−−−−一−−−−−一煙検知器
＋２−−−−−−−−−−−−−−一発光器１３−．−
．．−−−−−−−−−−・液面検知器１４−−−−−
−−−−−−−−−−一液温倹知器１５−−−−−−−
−−−−−−−−一加工音検知器１Ｇ−−−−−−−−
−−−−−−−−−−ガス検知器１７−−−−−−−−
−−−−−−一・消火剤噴出装置ｉｏ−−−−−−−−
一　−・−シャッター１９・・・−・−・−・−−−−
−ｍ−−−・−シャッター駆動用モータ２１・−−−−
・−・・・・−一−−−−−−−−−不燃性ガス導入孔
２３・−・−・−一−−−−−−・・−・−−−一加工
液排出孔２５・・−−−−−−一一一−・・−・−−−
−一−−−ポンプ２７−・・−・−・−・−・−−一−
−−−−−−−警報器２８−−−−−−・−・−・・・
−・−−−−一−−−・制御装置特許出願人　株式会社
井上ジャパックス研究所代理人（７５２４）最上正太部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）工作機械上の所望の位置に取り付けられ、火災の発
   生要因となる加工状況の変化または出火を検出する少な
   くとも一つの検知器と、少なくとも一つの消火剤噴出装
   置と、上記検知器からの信号に基づき加工を中止させる
   と共に」１記消火剤噴出装置並びに必要に応じて設けら
   れたその他の消火手段を作動せしめる制御＠艶を設けた
   ことを特徴とする工作機械用自動消火装置。 ２）上記工作機械が放電加工装置である特許請求の範囲
   第１項記載の工作機械用自動消火装置。 ３）上記工作機械が重切削加工数である特ｉ’ｌ’　Ｊ
   ｉ’？求の範１１１）１第１項記載の工作機械用自動消
   火装置。 ４）上記検知器が、赤外線検知器、炒杉Ｃ知器、ガス検
   知器、加工音検知器、加工液の液面検知器、加工液の液
   温検知器、加工電流検知器、加工電極のサーボ送り信号
   の判別検知器のうちから選ばれた少なくとも一つ以上の
   ものである特許請求の範１１１１ｆｆｉ１項ないしｆｆ
   １３項のうちいずれか−に記載の工作機械用自動消火装
   置。 ５）上記その他の消火手段が、出火部分を外部から遮蔽
   する装置、加工タンク内から加工液を排出する装置、遮
   蔽された加工タンク内の酸素を除去する装置、出火部分
   を冷却する装置のうちから選ばれた少なくとも一つ以上
   のものである特許請求の範囲第１項ないし第４項のうち
   いずれか−に記載の工作機械用自動消火装置。 ６）上記制御装置が、上記検知器からの信号に基づいて
   出火の方位を判別し出火位置に対応して上記消火剤噴出
   装置その他の消火手段を作動させる判別機能を具備した
   特許請求の範囲第１項ないしｍ５項のうちいずれか−に
   記載の工作機械用自動消火装置。 ７）上記制御装置が、加工条件がセットされれば、予め
   定められたプログラムに従って、上記消火剤噴出装置の
   消火剤噴出量及び噴出面積その他の消火条件を自動的に
   設定する機能を具備した特　　　　　　−許請求の範囲
   第１項ないし第６項のうちいずれか−に記載の工作機械
   用自動消火装置。