特許 6817210 工作機械の切りくず排出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6817210

(24)【登録日】2020年12月28日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】工作機械の切りくず排出装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20210107BHJP

   B23Q 11/10 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   B23Q11/00 Z

   B23Q11/00 R

   B23Q11/10 F

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-537536(P2017-537536)

(86)(22)【出願日】2016年8月26日

(86)【国際出願番号】JP2016003903

(87)【国際公開番号】WO2017038071

(87)【国際公開日】20170309

【審査請求日】2019年8月19日

(31)【優先権主張番号】特願2015-172633(P2015-172633)

(32)【優先日】2015年9月2日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591059445

【氏名又は名称】ホーコス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】594142207

【氏名又は名称】トヨタ自動車北海道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101786

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 秀行

(72)【発明者】

【氏名】林田 春生

(72)【発明者】

【氏名】高尾 豊

(72)【発明者】

【氏名】黒河 博之

(72)【発明者】

【氏名】山崎 徹

【審査官】 中里 翔平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０８９０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２６０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２６９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７９７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２００５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０９１３４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１９６５１６６２（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０４６８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７５９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０００４０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２３Ｑ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークが加工される閉じられた空間をなす加工室と、前記加工室内のオイルミストを除去するミストコレクタと、前記加工室内で発生した切りくずを受け入れる切りくずコンテナとを備えた工作機械における切りくず排出装置であって、
前記ミストコレクタの排出口から排出される清浄空気を、前記加工室内に供給する排気供給ダクトと、
前記加工室内の空気を吸引する吸引ダクトと、を備え、
前記切りくずコンテナは、
前記ワークの加工時に発生する切りくずが落下する第１の開口と、
前記ワークの加工箇所よりも低い位置で、当該コンテナの上面に設けられた第２の開口と、
前記切りくずを排出するための切りくず排出口と、を有し、
前記吸引ダクトは、一端が前記切りくずコンテナの前記第２の開口に接続され、他端が前記ミストコレクタの吸込口に接続されており、
前記第２の開口に対して前記ミストコレクタ側である下流側に、上流側と下流側を分断する封水板が設けられ、
前記第１の開口は、前記封水板に対して上流側に設けられ、
前記切りくず排出口は、前記封水板に対して下流側に設けられ、
前記封水板の下端は、前記切りくずコンテナ内に貯留されている液体の液面より低い位置にあって、当該封水板の一部が前記液体に浸かっていることを特徴とする、工作機械の切りくず排出装置。

【請求項2】

ワークが加工される閉じられた空間をなす加工室と、前記加工室内のオイルミストを除去するミストコレクタと、前記加工室内で発生した切りくずを受け入れる切りくずコンテナとを備えた工作機械における切りくず排出装置であって、
前記ミストコレクタの排出口から排出される清浄空気を、前記加工室内に供給する排気供給ダクトと、
前記加工室内の空気を吸引する吸引ダクトと、を備え、
前記切りくずコンテナは、
前記ワークの加工時に発生する切りくずが落下する第１の開口と、
前記ワークの加工箇所よりも低い位置で、当該コンテナの上面に設けられた第２の開口と、
前記切りくずを排出するための切りくず排出口と、を有し、
前記吸引ダクトは、一端が前記切りくずコンテナの前記第２の開口に接続され、他端が前記ミストコレクタの吸込口に接続されており、
前記切りくずコンテナの底部は、前記第２の開口に対して前記ミストコレクタと反対側である上流側から下流側に向かって下るように傾斜しており、
前記底部の下流側の端部と連続して、前記切りくずをチップバケットに排出するための勾配部が設けられ、
前記勾配部の始端をなす屈折部の天井部に、前記切りくずコンテナ内に貯留された液体の液面が接することにより、前記切りくずコンテナが水封されており、
前記第１の開口および前記第２の開口は、前記天井部よりも上流側における、前記切りくずコンテナの上面の天井壁と前記液面とが接していない位置に設けられ、
前記切りくず排出口は、前記勾配部の下流側の終端に設けられていることを特徴とする、工作機械の切りくず排出装置。

【請求項3】

前記ワークを把持するテーブルと、前記テーブルの下方に設けられ、前記切りくずコンテナに切りくずを落下させるホッパーと、前記テーブルの側方に設けられた機械本体カバーと、をさらに備え、
前記加工室内で発生した気流が、前記テーブルと前記機械本体カバーとの間に形成された間隙に沿って下降し、前記ホッパーに向かうように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の工作機械の切りくず排出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械におけるセミドライ加工やドライ加工で発生する切りくずの排出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、切削加工を行う工作機械においては、加工部位に大量の液体クーラントを供給することによって、ワークおよび工具の放熱を行うとともに、切りくずの飛散を液体クーラントによって抑制し、飛散した切りくずを液体クーラントによって洗い流すことで、ワークを把持する冶具や加工領域を覆うカバー等に切りくずが堆積することを防いでいた。

【0003】

しかしながら、環境重視の観点等から、大量の液体クーラントの使用は控えられる傾向にあり、代わって、微量の潤滑剤等と圧縮エアとを混合させたものをワークの加工箇所にピンポイントで供給するセミドライ加工や、潤滑剤を全く使用しないドライ加工が行われるようになっている。しかし、このようなセミドライ加工やドライ加工では、別途、液体クーラントを流すなどして切りくずを洗い流さないと、例えばアルミ合金のようなワークを加工した際に発生する、浮遊するほど微細な粉末状のものも含む切りくずを排出しきれず、冶具やカバーに切りくずが堆積してしまう問題を抱えていた。

【0004】

そこで、特許文献１に記載された切りくず処理装置では、略密閉状に構成された加工室の天井部に、加工室内に空気を流下させる空気ノズルを形成し、主軸および工具に軸方向に貫通するように吸引孔を形成して、加工室内に浮遊する粉末状の切りくずを流下させて、主軸等の吸引孔を介して切りくずを吸引する。また、切りくずから分離された潤滑剤をポンプで加圧して、今度は洗浄液として加工領域内に循環供給する。

【0005】

また、特許文献２に記載された切りくず処理装置では、切りくずを吸引分離する装置から吐出される圧縮排気を循環して加工領域に供給し、加工領域内に切りくずが堆積しないようにこれを除去する。また、切りくずから分離した水と潤滑剤の混合液を、別途設けた混合液タンクに一旦貯留し、その混合液を圧縮エアと一緒に噴出させて、ワーク等に付着した切りくずを洗い流す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−５７９号公報

【特許文献2】特開２０１０−１０５１１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載された切りくず処理装置では、主軸等の軸方向に形成された吸引孔を介して、切りくずを吸引分離装置に吸引し、吸引孔で吸引されなかった切りくずは、加工室直下にあるトラフに排出するようになっている。しかるに、主軸等に設けられた吸引孔はトラフに比べ径が小さいので、循環供給される洗浄液によって湿り気を帯びた切りくずが吸引孔の内壁に付着し、吸引孔が詰まるおそれがある。また、加工領域内はウェットな状態になっているため、吸引分離装置の排気による、切りくずを吹き飛ばすためのブロー効果が低下する。

【0008】

特許文献２に記載された切りくず処理装置では、切りくずを吸引分離する装置からの排気を、切りくず吹き飛ばし用のエアとして、加工領域に供給するためのブロアが別途必要となる。また、切りくずから分離された混合液を別途設けた混合液タンクに貯留させるためのポンプと、その混合液タンクから混合液を噴出させるための吐出ポンプとを設けなければならず、さらに圧縮エアが必要となる。このため、排気や混合液を循環させ、吐出させるために、別途動力源を多数必要とし、電力消費量が大きくなることから、省エネルギー効果の薄いものとなっている。また、混合液の噴射によって切りくずは湿り気を帯びるので、吸引分離装置への経路途中で切りくずが詰まる恐れがある。さらに、加工室内がウェットな状態となって、吸引分離装置の排気による、切りくずを吹き飛ばすためのブロー効果が低下する。

【0009】

そこで、本発明は、切りくずを効率よく排出でき、かつ省エネルギー化を実現できる切りくず排出装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る切りくず排出装置は、ワークが加工される閉じられた空間をなす加工室と、加工室内のオイルミストを除去するミストコレクタと、加工室内で発生した切りくずを受け入れる切りくずコンテナとを備えた工作機械における切りくず排出装置であって、ミストコレクタの排出口から排出される清浄空気を、加工室内に供給する排気供給ダクトと、加工室内の空気を吸引する吸引ダクトとを備えている。切りくずコンテナは、ワークの加工時に発生する切りくずが落下する第１の開口と、ワークの加工箇所よりも低い位置で、当該コンテナの上面に設けられた第２の開口と、切りくずを排出するための切りくず排出口とを有している。吸引ダクトは、一端が切りくずコンテナの第２の開口に接続され、他端がミストコレクタの吸込口に接続されている。

【0011】

本発明の第１の態様では、第２の開口に対してミストコレクタ側である下流側に、上流側と下流側を分断する封水板が設けられる。第１の開口は、封水板に対して上流側に設けられ、切りくず排出口は、封水板に対して下流側に設けられる。封水板の下端は、切りくずコンテナ内に貯留されている液体の液面より低い位置にあって、当該封水板の一部が液体に浸かっている。

【0012】

本発明の第２の態様では、切りくずコンテナの底部は、第２の開口に対してミストコレクタと反対側である上流側から下流側に向かって下るように傾斜しており、この底部の下流側の端部と連続して、切りくずをチップバケットに排出するための勾配部が設けられている。そして、勾配部の始端をなす屈折部の天井部に、切りくずコンテナ内に貯留された液体の液面が接することにより、切りくずコンテナが水封されている。第１の開口および第２の開口は、屈折部の天井部よりも上流側における、切りくずコンテナの上面の天井壁と液面とが接していない位置に設けられ、切りくず排出口は、勾配部の下流側の終端に設けられる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、既設のミストコレクタの排気を加工室内に循環させてカバーや冶具に吹き付け、かつ加工室内の切りくずやオイルミストを含む空気を吸引することによって、加工室内に案内気流が発生するので、ワークの加工によって生じた切りくずを効率よく除去して、加工室内での切りくずの付着や堆積を防ぐことができる。

【0014】

また、既設のミストコレクタの排気を利用するため、切りくずを吹き飛ばすためのブロー用圧縮エア源を別途設けることが不要となり、圧縮空気の使用量を削減できる。また、ワークの加工箇所よりも低い位置で加工室内の空気を吸引する場合は、加工室内の空気の流れはダウンフローとなって、切りくずは効率よく切りくずコンテナへ排出されるので、切りくず吸引装置などを別途設ける必要がない。そして、クーラント洗浄に頼る必要がなくなるので、ワークの加工領域をドライな状態に保つことができ、洗浄液吐出に必要なポンプも不要となる。その結果、工場の消費電力を抑えることができ、省エネルギー化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る工作機械を示す概略側面図である。

【図2】前記工作機械の概略正面図である。

【図3】本発明の他の実施形態に係る工作機械を示す概略側面図である。

【図4】本発明の他の実施形態に係る工作機械を示す概略側面図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係る工作機械を示す概略正面図である。

【図6】ミストコレクタの一例を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、本発明の実施形態を図１から図６に基づいて説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一の符号を付してある。

【0017】

本実施形態に係る工作機械１は、縦型マシニングセンタであり、セミドライ加工、ドライ加工、通常の加工の何れも行うことができる。この工作機械１は、図１に示すように、本体２と、この本体２の周囲を囲むカバー３を備えている。本体２は、ベース４と、このベース４の上で前後方向に案内される第一サドル５と、この第一サドル５の前面で左右方向に案内される第二サドル６と、この第二サドル６の前面で上下方向に案内される主軸ヘッド７と、この主軸ヘッド７により回転自在に支持された主軸８と、この主軸８の先端部に脱着可能に装着された工具９とを有している。ベース４の前面には、テーブル１０が装着されており、このテーブル１０によりワークＷを把持する。

【0018】

テーブル１０の周囲には、切りくずが侵入しないようにカバー１１（図２に図示）が設けられ、さらに、加工室Ｓの上方を覆う蛇腹状の天井カバー１２（図１に図示）が設けられている。加工室Ｓは、加工によって生じる切りくずや、後述するオイルミスト等が機外に飛散したり漏れたりしない程度に、閉じられた空間となっている。

【0019】

テーブル１０の下にはホッパー１３が設けられており、このホッパー１３を通して、ベース４の下に設置された切りくずコンテナ１４の開口１４ａ（第１の開口）に、ワークＷの加工時に発生する切りくずを落下させるようになっている。本実施形態では、図１に示すように、切りくずコンテナ１４内に、周知の装置であるチップコンベア１５を設置している。切りくずコンテナ１４に沈殿した切りくずは、チップコンベア１５の図示しないスクレーパで掻き上げられ、切りくず排出口１４ｂからチップバケット１６に排出される。

【0020】

加工室Ｓ内ではワークＷの加工時に、工具９の先端や図示しないノズルより供給された切削剤や油剤が、ワークＷや工具９などに当って微粒子となって飛び散ったり、加工熱によって蒸発あるいは分解して油煙化したりする。このような微粒子化した切削剤や油剤、あるいは油煙化した切削剤や油剤を総称して「オイルミスト」という。ミストコレクタ１７は、このオイルミストを除去する装置である。クーラント加工においては、加工室内に大量に発生する油煙を除去するためにミストコレクタが用いられるが、微量の切削液が圧縮空気と混合されて加工箇所にピンポイントで供給されるセミドライ加工においても、微量の切削剤は摩擦によって高温となり、気化して空気中に漂うため、ミストコレクタが用いられる。また、加工箇所に潤滑剤を供給しないドライ加工においても、ワークに付着している油分などが加工熱によって蒸発し、油煙となって加工室内に漂うため、同様にミストコレクタが必要となる。

【0021】

上述したオイルミストは、加工室Ｓ内に漂い、カバー１１や冶具２１等に付着したり、加工室ＳからワークＷを取り出す際、工場内に拡散する。拡散したオイルミストは、工場を汚し、ひいては作業者の健康を害する原因となりかねない。そこで工作機械においては、湿式・乾式の如何を問わず、ミストコレクタ１７が必ず必要となる。

【0022】

図６に示すように、ミストコレクタ１７は、加工室Ｓ内に漂うオイルミストを含む空気を吸い込むための吸込口１７ａと、吸い込んだ空気からオイルミストを除去するための集塵本体１７ｅと、オイルミストが除去された清浄空気を排出する排出口１７ｂとを有している。ミストコレクタ１７の詳細については後述する。

【0023】

吸込口１７ａに接続される吸引ダクト１８（図１に図示）は、チップコンベア１５が内蔵されている切りくずコンテナ１４の上面に設けられた開口１４ｃ（第２の開口）に接続されている。この吸引ダクト１８は、ワークＷの加工箇所よりも低い位置（ここでは開口１４ｃ）において、加工室Ｓ内の空気を吸引する。また、排出口１７ｂには、排気供給ダクト１９（図１に図示）の一端が接続されており、排気供給ダクト１９の他端は、加工室Ｓ内の上方に固定され、下側に開口している。この排気供給ダクト１９は、ミストコレクタ１７の排出口１７ｂから排出される清浄空気を、加工室Ｓの天井側から加工室Ｓ内に供給する。

【0024】

ミストコレクタ１７でオイルミストが除去された清浄空気は、排出口１７ｂから排気供給ダクト１９を通って、加工室Ｓ内に供給される。本実施形態では、図２に示すように、排気供給ダクト１９は二股に分岐しており、その分岐ダクト１９ａの先端開口に、排気供給ダクト１９より細い図示しない吹き付け用ダクトが接続されている。この吹き付け用ダクトにより風向きを調整することで、清浄空気を加工室Ｓ内のカバー１１や冶具２１に向けて上方から吹き付ける。

【0025】

上記は一例であり、排気供給ダクト１９は、二股に分岐していなくてもよいし、３つ以上に分岐していてもよい。また、吹き付け用ダクトについては、加工室Ｓ内のカバー１１や冶具２１の形状にあわせて、任意の状態で清浄空気を噴出できるよう、その位置や数をレイアウトすることができる。

【0026】

加工室Ｓ内には、ワークＷの加工によって生じた切りくずが飛散し、その大部分は重力によって、ホッパー１３を介して切りくずコンテナ１４に落下する。しかし、軽い切りくずや粉末状になった微細な切りくずは、すぐにはホッパー１３へ落下できず、冶具２１やカバー１１上に留まったり、加工室Ｓ内を漂った後、カバー１１やテーブル１０、冶具２１などの上に堆積する。しかるに、ミストコレクタ１７から排出される清浄化された排気を、排気供給ダクト１９（分岐ダクト１９ａ）を介して加工室Ｓへ供給して天井側から吹き付け、かつ、加工室Ｓ内の雰囲気を、ワークＷの加工箇所よりも低い位置において、吸引ダクト１８を介して吸込口１７ａから吸引することにより、加工室Ｓ内には下向きの空気流、すなわち下降気流（ダウンフロー）が発生する。この下降気流は、本発明における「案内気流」の一例である。

【0027】

加工室Ｓ内の切りくずは、この下降気流に乗ってホッパー１３から切りくずコンテナ１４へと導かれ、チップコンベア１５によって掻き出され、排出口１４ｂからチップバケット１６に排出される。このとき、切りくずコンテナ１４内には、クーラントなどの液体が貯留されており、この液体によって切りくずコンテナ１４の内部を水封することで、空気流に含まれるオイルミストが排出口１４ｂから大気中に拡散しないようにしている。

【0028】

具体的には、図１に示すように、切りくずコンテナ１４の上面に設けられた開口１４ｃに対して下流側（ミストコレクタ１７側）に、封水板２０を設ける。この封水板２０は、切りくずコンテナ１４の上面の天井壁１４ｄに固定されている。切りくずコンテナ１４の開口１４ａは、封水板２０に対して上流側（ミストコレクタ１７と反対側）に位置し、切りくずコンテナ１４の切りくず排出口１４ｂは、封水板２０に対して下流側に位置している。封水板２０の幅（図１で紙面に垂直な方向の幅）は、切りくずコンテナ１４の幅（同前）と略同じであり、封水板２０の高さ（図１で上下方向の高さ）は、天井壁１４ｄから切りくずコンテナ１４内の液体の液面Ｗ．Ｌまでの距離よりも長くなっている。すなわち、封水板２０の下端は、液面Ｗ．Ｌより低い位置にあって、封水板２０の一部がコンテナ１４内の液体に浸かっている。したがって、封水板２０を挟んで上流側と下流側が当該封水板２０によって分断されるため、オイルミストを含む空気が切りくず排出口１４ｂから大気中に拡散することを防ぐことができる。

【0029】

上記のような封水板２０を設けることに代えて、図３のような構造を採用してもよい。図３では、切りくずコンテナ１４の底部１４ｅを、開口１４ｃに対して上流側（ミストコレクタ１７と反対側）から下流側（ミストコレクタ１７側）に向かって下るように傾斜させている。そして、底部１４ｅの下流側の端部と連続して、切りくずをリフトアップし水切りしてチップバケット１６に排出するための勾配部１４ｆが設けられ、この勾配部１４ｆの始端をなす屈折部１４ｇの天井部１４ｈに、切りくずコンテナ１４内の液体の液面Ｗ．Ｌが接するようにして、切りくずコンテナ１４を水封している。切りくずコンテナ１４の開口１４ａおよび開口１４ｃは、屈折部１４ｇの天井部１４ｈよりも上流側における、天井壁１４ｄと液面Ｗ．Ｌとが接していない位置に設けられ、切りくず排出口１４ｂは、勾配部１４ｆの下流側の終端に設けられる。

【0030】

前記の各実施形態では、吸引ダクト１８を切りくずコンテナ１４の上面開口１４ｃに接続しているが、これに代わる構造を採用してもよい。例えば、ワークＷの加工箇所よりも低い位置にあるホッパー１３、あるいはホッパー１３と切りくずコンテナ１４の継ぎ目等にダクト口を設置して、そこに吸引ダクト１８を接続してもよい。

【0031】

あるいは、切りくずコンテナ１４の排出口１４ｂを、密閉したチップバケット１６に密着状態で固定し、チップバケット１６にダクト口を設けて、そこに吸引ダクト１８を接続することもできる。チップバケット１６に吸引ダクト１８を接続する場合は、切りくずコンテナ１４を水封する必要がなくなる。

【0032】

また、前記の各実施形態では、工作機械１の前後方向に切りくずを搬送するチップコンベア１５を開示したが、工作機械１を複数台並べた場合には、並び方向に沿って設置されるスクリュー式のチップコンベアであってもよい。また、工場設備の床に設置してあるピットを切りくずコンテナとして、これに切りくずを落下させることもできる。

【0033】

また、前記の各実施形態では、加工室Ｓ内に発生する案内気流として下降気流を例に挙げたが、案内気流は下降気流に限らず、水平気流であってもよい。この場合の実施形態を図４および図５に示す。

【0034】

図４に示した実施形態においては、排気供給ダクト１９の分岐ダクト１９ａが冶具２１の付近まで延びている。分岐ダクト１９ａの先端部は、略直角に折れ曲がっていて、加工室Ｓと連通している。このため、ミストコレクタ１７でオイルミストが除去された清浄空気は、排気供給ダクト１９（分岐ダクト１９ａ）を通って、加工室Ｓの側方から加工室Ｓ内に供給される。そして、加工室Ｓ内の雰囲気を、吸引ダクト１８を介して吸込口１７ａ（図６）から吸引することにより、加工室Ｓ内には前側から後側へ向かう空気流、すなわち水平気流が発生する。この水平気流は、矢印で示すように、冶具２１やテーブル１０などを通過した後、テーブル１０と機械本体カバー２２との間に形成された間隙２３に沿って下降し、ホッパー１３に向かう。

【0035】

図４の実施形態によれば、排気供給ダクト１９を通った清浄空気が、冶具２１の付近で加工室Ｓ内へ供給されるため、この清浄空気（水平気流）を冶具２１やテーブル１０などに吹き付けることにより、それらに付着した切りくずを効果的に除去することができる。また、間隙２３を下降する気流によって、加工室Ｓ内の切りくずを、容易にホッパー１３から切りくずコンテナ１４へと導くことができる。

【0036】

図５に示した実施形態においては、加工室Ｓの右側に排気供給ダクト１９が設けられ、加工室Ｓの左側に吸気ダクト２４が設けられている。排気供給ダクト１９と吸気ダクト２４のそれぞれの先端部は、冶具２１の付近で加工室Ｓと連通している。吸気ダクト２４は、たとえば切りくずコンテナ１４に接続され、その内部空間と連通している。あるいは、吸気ダクト２４を、図示しないフィルター装置などを介して、吸引ダクト１８（図１）に接続してもよい。ミストコレクタ１７でオイルミストが除去された清浄空気は、排気供給ダクト１９を通って、加工室Ｓの側方から加工室Ｓ内に供給される。また、加工室Ｓ内の雰囲気を、吸気ダクト２４および吸引ダクト１８を介して吸込口１７ａ（図６）から吸引することにより、加工室Ｓ内には、矢印で示すような右側から左側へ向かう空気流、すなわち水平気流が発生する。本実施形態の場合は、加工室Ｓ内の雰囲気を、ワークＷの加工箇所と同じ位置（もしくは近傍位置）で吸引することになる。

【0037】

図５の実施形態によれば、排気供給ダクト１９を通った清浄空気が、冶具２１の付近で加工室Ｓ内へ供給されるため、この清浄空気（水平気流）を冶具２１やテーブル１０などに吹き付けることにより、それらに付着した切りくずを効果的に除去することができる。また、吸気ダクト２４が、冶具２１の付近で加工室Ｓ内の雰囲気を吸引するため、加工室Ｓ内には図４の場合よりも強い水平気流が発生し、これによって、冶具２１やテーブル１０などに付着した切りくずを一層効果的に除去することができる。

【0038】

以上の各実施形態においては、加工室Ｓ内に発生する案内気流が、下降気流または水平気流であったが、本発明の案内気流は、斜め方向の気流であってもよい。

【0039】

次に、ミストコレクタ１７について、図６を参照しながら詳述する。ミストコレクタ１７は、複数のサイクロン１７ｃを並列に配置したマルチサイクロン式コレクタからなる。工作機械１において加工中に発生したオイルミストを含む気流は、吸込口１７ａから吸い込まれ、周知の形状をした複数のサイクロン１７ｃの内部に導入される。そして、各サイクロン１７ｃの内部に発生する下降旋回流の遠心力によって、気流中のオイルミストを分離するとともに、旋回流を上向きに反転させて清浄気流として排出口１７ｂから排出する。

【0040】

本実施形態のサイクロン１７ｃでは、旋回流の旋回半径を小さくして遠心力を大きくしているため、分離できる粒子径が小さくなり、高精度な分離を行うことができる。また、分離精度の高いサイクロン１７ｃを複数並べ、かつ、１つのサイクロン１７ｃに対し、２つの取込口１７ｄを設けることにより、大きな処理風量を確保することができる。さらに、隣り合ったサイクロン同志で発生する汚染粒子の再飛散の問題も、本出願人の提案による国際公開ＷＯ２０１４／０６１２０１に開示されている水封構造により解決しているため、高い分離精度と捕集効率を維持しつつ、十分な処理風量を確保できる。

【0041】

さらに、ミストコレクタ１７は、不織布などのフィルタを用いないフィルタレスタイプであるため、フィルタの目詰まりがなく、時間の経過とともに処理風量が低下するという問題もない。また、フィルタレスタイプのミストコレクタ１７は、圧力損失が小さいため、例えば、ファンを回転させるモータの容量が、圧力損失の大きいフィルタタイプのミストコレクタのモータの容量より小さくても、同じ処理風量を確保できるなどの省エネルギー効果を有している。

【0042】

とはいえ、オイルミストの捕集手段は、本実施形態のようなサイクロンを利用した遠心分離方式に限定されない。加工室Ｓ内のオイルミストを含む空気からオイルミストを除去して、清浄な空気を再び加工室Ｓ内に循環供給できるだけの風量を確保できるものであれば、電気集塵やフィルタを利用したろ過方法など、他の方式を用いてもよい。

【0043】

次に、セミドライ加工について簡単に説明する。本実施形態の工作機械１においてセミドライ加工を行う場合は、主軸８内に潤滑剤と圧縮空気を別々に供給し、主軸８の先端部において潤滑剤と圧縮空気を混合させ、その混合物を工具９の先端から噴出させて、ワークＷの加工箇所をピンポイントで潤滑する。

【0044】

潤滑剤と混合するキャリアガスについては、圧縮空気に限らず、窒素ガスなどの不活性ガスや二酸化炭素ガスなどでもかまわない。また、主軸８の先端部で潤滑剤とキャリアガスを混合させる代わりに、別の装置内で両者を混合させたものを主軸８に供給してもよいし、主軸８以外のノズルからワークＷの加工箇所へ、両者の混合物を供給してもよい。

【0045】

さらに、混合物については、潤滑剤とキャリアガスだけでなく、冷却効果を兼ね備えた水を混合させたものでもよい。

【0046】

次に、セミドライ加工に使用する潤滑剤について詳述する。ミストコレクタ１７の排気を循環させて切りくずを排出する方法においては、少量とはいえ、潤滑剤が塗布された切りくずが、潤滑剤の性質によっては粘着性をおびる場合がある。しかしながら、切りくずを効率よく排出するためには、切りくずはできるだけドライな状態であることが望ましい。なぜならば、切りくずがドライな状態であれば、従来のように切りくずを吹き飛ばすために新たな圧縮空気源を用いる必要がなく、また、切りくずを洗い流すための洗浄剤の供給も不要であり、既設のミストコレクタ１７の排気を加工室Ｓ内に供給し、加工室Ｓ内の空気を吸引するという、循環気流を利用するだけでよいからである。

【0047】

従来のようなクーラントを大量に流して切りくずを排出する方法と違い、セミドライ加工では最少量の潤滑剤のみを使用するため、切りくずは水分をあまり含まず、比較的ドライな状態である場合が多い。しかし、オイルミストは、わずかずつ加工室Ｓ内の壁面に付着し、残留して、薄い油膜を形成する。このような薄い油膜は、酸素の影響によって劣化しやすく、しばしば粘着性の物質に変化するため、カバー１１や冶具２１等がべたつき、切りくずが堆積しやすくなるなど、作業環境を悪化させる。そこで、セミドライ加工の場合、こうした問題を回避するため、高い酸化安定性を有するセミドライ加工専用の潤滑剤を使用するのが望ましい。このような潤滑剤としては、例えば、セミドライ加工用に開発された合成エステル油剤などの油性潤滑剤や水溶性潤滑剤がある。

【0048】

このようなセミドライ加工に最適な潤滑剤は、加工性能が高い油剤や添加剤が使われており、生分解性も高く、環境や人体への負荷が少ない。また、特に水溶性潤滑剤は、希釈して使用が可能なため、潤滑剤自体のコスト面においても優位である。さらに、水溶性潤滑剤は、時間が経過しても、べたつきが少ないので、加工室Ｓ内のカバー１１や冶具２１のみならず、潤滑剤が添付された切りくずであっても、ドライ加工と差がないほどサラサラな状態を維持できる。このため、ミストコレクタ１７の排気を循環させて作る空気流であっても、切りくずは容易に下方のホッパー１３へ案内され、切りくずコンテナ１４の開口１４ａに導かれるので、切りくずを確実に排出できる。

【0049】

以上のように、既設のミストコレクタ１７の排気を循環させ、加工室Ｓ内に切りくずを排出するための案内気流を形成することによって、切りくずを既設の切りくずコンテナ１４から排出できる。また、ミストコレクタ１７によってオイルミストが除去された空気を循環させるため、オイルミストを含む空気が大気中に漏れることを確実に防ぐこともできる。

【符号の説明】

【0050】

１ 工作機械
３ カバー
４ ベース
１０ テーブル
１１ カバー
１２ 天井カバー
１３ ホッパー
１４ 切りくずコンテナ
１４ａ 開口（第１の開口）
１４ｂ 切りくず排出口
１４ｃ 開口（第２の開口）
１４ｄ 天井壁
１４ｅ 底部
１４ｆ 勾配部
１４ｇ 屈折部
１４ｈ 天井部
１５ チップコンベア
１６ チップバケット
１７ ミストコレクタ
１７ａ 吸込口
１７ｂ 排出口
１８ 吸引ダクト
１９ 排気供給ダクト
２０ 封水板
２１ 冶具
Ｓ 加工室
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】