特許 7543559 工作機械

(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】

(24)【登録日】2024-08-23

(45)【発行日】2024-09-02

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20240826BHJP

   B01D 46/10 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 Z

B23Q11/00 E

B01D46/10 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023522074

(86)(22)【出願日】2021-05-19

(86)【国際出願番号】 JP2021018969

(87)【国際公開番号】W WO2022244136

(87)【国際公開日】2022-11-24

【審査請求日】2023-09-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100185719

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 悠樹

(74)【代理人】

【識別番号】100150072

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 賢司

(72)【発明者】

【氏名】山本 幸佑

(72)【発明者】

【氏名】小菅 正裕

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０８９０３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １１／００，１１／０８－１１／１０；

Ｂ０１Ｄ ４５／００－４６／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの加工エリアを有する本体と、
前記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、
前記吐出部が前記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を吸引するためのミストコレクタとを備え、
前記ミストコレクタは、前記加工エリアに開口する吸気口と前記本体の外側に排気する排気口とを具備するハウジングと、前記ハウジング内に設けられており、前記物質を除去するための第１フィルタと、前記ハウジング内において前記第１フィルタよりも前記排気口側に設けられており、前記加工エリアから吸気し、前記ハウジングの前記吸気口から前記排気口に至る気流を前記ハウジング内に形成するファンとを含み、
前記ハウジングから分岐し、前記第１フィルタを通過した前記物質を前記本体に排出するように構成されたドレンと、
前記第１フィルタを通過した前記物質を前記ミストコレクタから前記ドレンに吸引するための吸引機構とを備え、
前記ドレンは、前記ハウジングにおいて前記第１フィルタよりも下流側であり、かつ、前記ファンよりも上流側から分岐し、前記第１フィルタを通過して前記ファンを通過する前の前記物質を前記本体に排出するように構成されている、工作機械。

【請求項2】

前記本体は、前記加工エリアを区画形成するためのカバー体を含み、
前記ドレンの他端は、前記カバー体に連結されている、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記本体は、
前記加工エリアを区画形成するためのカバー体と、
前記吐出部から前記加工エリアに吐出されたクーラントを回収するための回収機構と、
前記回収機構によって回収されたクーラントを貯蔵するためのクーラントタンクとを含み、
前記ドレンの他端は、前記クーラントタンクに連結されている、請求項１に記載の工作機械。

【請求項4】

前記ミストコレクタは、前記ミストコレクタ内に固定されている多層の第２フィルタを含み、
前記本体から前記ミストコレクタに吸引された前記物質は、前記第１フィルタ、前記ファン、前記第２フィルタの順に通過する、請求項１～３のいずれか１項に記載の工作機械。

【請求項5】

前記第１フィルタは、回転可能に構成される回転フィルタであり、
前記工作機械は、さらに、
前記回転フィルタを洗浄するための洗浄機構と、
前記工作機械を制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、前記洗浄機構による前記回転フィルタの洗浄処理を実行している間に、
前記吸引機構による吸引処理を実行する、請求項２に記載の工作機械。

【請求項6】

ワークの加工エリアを有する本体と、
前記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、
前記吐出部が前記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を吸引するためのミストコレクタとを備え、前記ミストコレクタは、前記加工エリアに開口する吸気口と前記本体の外側に排気する排気口とを具備するハウジングと、前記ハウジング内に設けられており、前記物質を除去するための第１フィルタと、前記ハウジング内において前記第１フィルタよりも前記排気口側に設けられており、前記加工エリアから吸気し、前記ハウジングの前記吸気口から前記排気口に至る気流を前記ハウジング内に形成するファンとを含み、
前記ハウジングから分岐し、前記第１フィルタを通過した前記物質を前記本体に排出するように構成されたドレンと、
前記第１フィルタを通過した前記物質を前記ミストコレクタから前記ドレンに吸引するための吸引機構とを備え、
前記本体は、
前記加工エリアを区画形成するためのカバー体と、
前記吐出部から前記加工エリアに吐出されたクーラントを回収するための回収機構と、
前記回収機構によって回収されたクーラントを貯蔵するためのクーラントタンクとを含み、
前記ドレンの一端は、前記ミストコレクタの前記ハウジングに連結されており、
前記ドレンの他端は、前記クーラントタンクに連結されている、工作機械。

【請求項7】

工作機械であって、
ワークの加工エリアを有する本体と、
前記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、
前記吐出部が前記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を吸引するためのミストコレクタとを備え、前記ミストコレクタは、前記加工エリアに開口する吸気口と前記本体の外側に排気する排気口とを具備するハウジングと、前記ハウジング内に設けられており、前記物質を除去するための第１フィルタと、前記ハウジング内において前記第１フィルタよりも前記排気口側に設けられており、前記加工エリアから吸気し、前記ハウジングの前記吸気口から前記排気口に至る気流を前記ハウジング内に形成するファンとを含み、
前記ハウジングから分岐し、前記第１フィルタを通過した前記物質を前記本体に排出するように構成されたドレンと、
前記第１フィルタを通過した前記物質を前記ミストコレクタから前記ドレンに吸引するための吸引機構とを備え、
前記第１フィルタは、回転可能に構成される回転フィルタであり、
前記回転フィルタを洗浄するための洗浄機構と、
前記工作機械を制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、前記洗浄機構による前記回転フィルタの洗浄処理を実行している間に、前記吸引機構による吸引処理を実行する、工作機械。

【請求項8】

ワークの加工エリアを有する本体と、
前記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、
前記吐出部が前記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を吸引するためのミストコレクタを備え、
前記ミストコレクタは、
前記加工エリアに開口する吸気口と前記本体の外側に排気する排気口とを具備するハウジングと、
前記ハウジング内に設けられており、前記物質を除去するための第１フィルタと、
前記ハウジング内において前記第１フィルタよりも前記排気口側に設けられており、前記加工エリアから吸気し、前記ハウジングの前記吸気口から前記排気口に至る気流を前記ハウジング内に形成するファンと、
前記ハウジング内において前記ファンよりも下流側に固定されている第２フィルタとを含み、
前記ハウジングから分岐し、前記ミストコレクタの内部に吸引された前記物質を前記ミストコレクタの外部へ排出するように構成されたドレンと、
前記ミストコレクタ内の前記物質を前記ミストコレクタから前記ドレンに吸引するための吸引機構とを備え、
前記ファンは、その回転軸方向であり、前記第１フィルタ側に開口する吸入口と、前記ファンの半径方向に開口する送風口とを具備し、
前記第２フィルタは、前記ファンの送風口よりも上方に設けられており、
前記本体から前記ミストコレクタに吸引された前記物質は、前記第１フィルタ、前記ファンの吸入口、前記ファンの送風口、前記第２フィルタの順に通過し、
前記ドレンの一端は、前記ファンの送風口と対向する位置または前記ファンの送風口よりも下方の位置に前記ハウジングに連結されている、工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ミストコレクタを備えた工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械が工具でワークを加工する際には、熱が発生する。この発熱を抑えるために、工作機械は、クーラントをワークに吐出する。このとき、クーラントが気化し、工作機械内においてミストが発生する。また、気中には、当該ミストだけでなく、ワークの加工により発生した微小な切り屑なども含まれている。

【0003】

当該ミストや当該微小な切り屑などの気中の物質は、ミストコレクタによって収集される。これに関し、特許第６８３６６８３号公報（特許文献１）は、ミストコレクタを備えた工作機械を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６８３６６８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ミストコレクタによって収集された気中の物質は、ミストコレクタ内のフィルタによって捕集される。しかしながら、当該物質は、ミストコレクタ内のフィルタを通過してしまうことがある。したがって、当該フィルタを通過した物質をミストコレクタから排出するための技術が望まれている。なお、特許文献１に開示される工作機械は、ミストコレクタ内のフィルタを通過した物質をミストコレクタから排出することを防ぐものではない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一例では、工作機械は、ワークの加工エリアを有する本体と、上記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、上記吐出部が上記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を吸引するためのミストコレクタとを備える。上記ミストコレクタは、上記物質を除去するための第１フィルタを含む。上記工作機械は、上記第１フィルタを通過した上記物質を上記本体に排出するためのドレンと、上記第１フィルタを通過した上記物質を上記ミストコレクタから上記ドレンに吸引するための吸引機構とを備える。

【0007】

本開示の一例では、上記本体は、上記加工エリアを区画形成するためのカバー体を含む。上記ドレンの一端は、上記ミストコレクタに連結されている。上記ドレンの他端は、上記カバー体に連結されている。

【0008】

本開示の一例では、上記本体は、上記加工エリアを区画形成するためのカバー体と、上記吐出部から上記加工エリアに吐出されたクーラントを回収するための回収機構と、上記回収機構によって回収されたクーラントを貯蔵するためのクーラントタンクとを含む。上記ドレンの一端は、上記ミストコレクタに連結されている。上記ドレンの他端は、上記クーラントタンクに連結されている。

【0009】

本開示の一例では、上記ミストコレクタは、上記本体内の上記物質を上記本体から上記ミストコレクタに送風するためのファンと、上記ミストコレクタ内に固定されている多層の第２フィルタとを含む。上記本体から上記ミストコレクタに吸引された上記物質は、上記第１フィルタ、上記ファン、上記第２フィルタの順に通過する。上記ドレンの上記一端は、上記第１フィルタを通過して上記ファンを通過する前の上記物質を上記本体に排出するように上記ミストコレクタに連結されている。

【0010】

本開示の一例では、上記ミストコレクタは、上記本体から上記ミストコレクタに送風するためのファンと、上記ミストコレクタ内に固定されている多層の第２フィルタとを含む。上記本体から上記ミストコレクタに吸引された上記物質は、上記第１フィルタ、上記ファン、上記第２フィルタの順に通過する。上記ドレンの上記一端は、上記ファンを通過して上記第２フィルタを通過する前の上記物質を上記本体に排出するように上記ミストコレクタに連結されている。

【0011】

本開示の一例では、上記第１フィルタは、回転可能に構成される回転フィルタである。上記工作機械は、さらに、上記回転フィルタを洗浄するための洗浄機構と、上記工作機械を制御するための制御部とを備える。上記制御部は、上記洗浄機構による上記回転フィルタの洗浄処理を実行している間に、上記吸引機構による吸引処理を実行する。

【0012】

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】工作機械の外観を示す図である。

【図2】工作機械内の様子を表わす図である。

【図3】図２とは異なる方向から工作機械内の様子を表わす図である。

【図4】工作機械における駆動機構の構成例を示す図である。

【図5】クーラントの循環機構の一例を示す図である。

【図6】図１に示されるミストコレクタの断面図を示す図である。

【図7】ミストコレクタおよび本体間におけるドレンの連結態様の一例を示す図である。

【図8】ミストコレクタおよび本体間におけるドレンの連結態様の他の例を示す図である。

【図9】ミストコレクタおよび本体間におけるドレンの連結態様の他の例を示す図である。

【図10】ミストコレクタおよび本体間におけるドレンの連結態様の他の例を示す図である。

【図11】図１に示されるミストコレクタの断面図を示す図である。

【図12】工作機械の制御部が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

【0015】

＜Ａ．工作機械１００の外観＞
図１を参照して、実施の形態に従う工作機械１００について説明する。図１は、工作機械１００の外観を示す図である。

【0016】

本明細書でいう「工作機械」とは、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。本明細書では、工作機械１００の一例として、横形のマシニングセンタを例に挙げて説明を行うが、工作機械１００は、これに限定されない。たとえば、工作機械１００は、縦形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械１００は、旋盤であってもよいし、付加加工機であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。さらに、工作機械１００は、これらを複合した複合機であってもよい。

【0017】

図１に示されるように、工作機械１００は、ミストコレクタ４０と、加工機能を備えた本体１３０とを含む。本体１３０は、その一部を構成するカバー体１３０Ａを有する。カバー体１３０Ａは、スプラッシュガードとも呼ばれ、工作機械１００の外観を成すとともに、ワークＷの加工エリアＡＲ（図２参照）を区画形成している。

【0018】

ミストコレクタ４０は、本体１３０内の気中の物質（以下、「微小物質」ともいう。）を収集可能なようにカバー体１３０Ａの天井部分に連結されている。これにより、ミストコレクタ４０は、機内の微小物質が工作機械１００外に漏れることを防ぐ。ミストコレクタ４０によって収集される微小物質は、たとえば、クーラントの排出により発生したミストと、ワークの加工により発生した微小な切り屑と、気中を浮遊するその他の異物などを含む。

【0019】

なお、ミストコレクタ４０の設置位置は、工作機械１００の天井に限定されない。たとえば、ミストコレクタ４０は、工作機械１００の側面に設けられてもよい。また、ミストコレクタ４０は、工作機械１００とは別の場所に設けられてもよい。この場合、ミストコレクタ４０は、工作機械１００と配管などで繋がれる。

【0020】

＜Ｂ．工作機械１００の内部構成＞
次に、図２および図３を参照して、工作機械１００の内部構成について説明する。図２は、工作機械１００内の様子を表わす図である。図３は、図２とは異なる方向から工作機械１００内の様子を表わす図である。

【0021】

図２および図３に示されるように、工作機械１００は、その内部に、クーラントの吐出部１２５と、主軸頭１３１と、工具１３４と、テーブル１３６と、回収機構１５０とを含む。主軸頭１３１は、主軸１３２と、ハウジング１３３とを含む。

【0022】

説明の便宜のために、以下では、主軸１３２の軸方向を「Ｚ軸方向」とも称する。重力方向を「Ｙ軸方向」とも称する。Ｙ軸方向およびＺ軸方向の両方に直交する方向を「Ｘ軸方向」と称する。

【0023】

カバー体１３０Ａの天井には開口１３５が形成されている。上述のミストコレクタ４０は、開口１３５を覆うように設けられる。これにより、ミストコレクタ４０は、開口１３５を介して加工エリアＡＲから微小物質を収集する。

【0024】

吐出部１２５は、工作機械１００内に設けられ、ワークＷの加工により生じた切り屑を回収機構１５０に排出するためにクーラントを吐出する。吐出部１２５は、１つ以上の吐出機構で構成されている。図２および図３には、吐出部１２５の一例として、吐出機構１２５Ａ，１２５Ｂが示されている。

【0025】

吐出機構１２５Ａは、主軸頭１３１に設けられている。吐出機構１２５Ａは、主軸頭１３１のハウジング１３３を通じて主軸１３２の端面からクーラントを吐出するサイドスルー仕様であってもよいし、主軸頭１３１の主軸中心を通じて主軸頭１３１に保持された工具の刃先からクーラントを吐出するセンタースルー仕様であってもよい。吐出機構１２５Ａは、主に、ワークの加工点にクーラントを吐出することにより、主軸１３２および工具１３４に付着した切り屑を除去したり、ワークの加工点の発熱を抑えたりする。吐出機構１２５Ａは、Ｘ軸方向を回転軸とした回転方向（すなわち、Ａ軸方向）に駆動可能に構成されるとともに、Ｚ軸方向を回転軸とした回転方向（すなわち、Ｃ軸方向）に駆動可能に構成される。これにより、吐出機構１２５Ａは、Ａ軸方向およびＣ軸方向におけるクーラントの吐出方向を変える。

【0026】

吐出機構１２５Ｂは、吐出機構１２５Ａよりも上方に設けられている。吐出機構１２５Ｂは、たとえば、カバー体１３０Ａの天井部分に取り付けられる。吐出機構１２５Ｂは、主に、カバー体１３０Ａから加工エリアＡＲの全体にクーラントを吐出する。これにより、ワークＷの加工に伴って生じた切り屑が加工エリアＡＲ内から回収機構１５０に排出される。

【0027】

主軸１３２は、ハウジング１３３の内部に設けられている。主軸１３２には、被加工物であるワークＷを加工するための工具が装着される。図２および図３の例では、ワークＷのミーリング加工に用いられる工具１３４が主軸１３２に装着されている。

【0028】

切り屑の回収機構１５０は、ワークＷの加工によって生じた切り屑を加工エリアＡＲの外へ排出するための機構である。

【0029】

＜Ｃ．工作機械１００の駆動機構＞
次に、図４を参照して、工作機械１００における各種の駆動機構について説明する。図４は、工作機械１００における駆動機構の構成例を示す図である。

【0030】

図４に示されるように、工作機械１００は、制御部５０と、吸引機構６６と、ポンプ１０９と、モータドライバ１１１Ａ，１１１Ｒ，１１１Ｘ～１１１Ｚと、モータ１１２Ａ，１１２Ｒ，１１２Ｘ～１１２Ｚと、移動体１１３と、吐出機構１２５Ａ，１２５Ｂと、主軸頭１３１と、工具１３４と、テーブル１３６とを含む。

【0031】

本明細書でいう「制御部５０」とは、工作機械１００を制御する装置を意味する。制御部５０の装置構成は、任意である。制御部５０は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。図４の例では、制御部５０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）としてのＣＰＵユニット２０と、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）ユニット３０とで構成されている。ＣＰＵユニット２０およびＣＮＣユニット３０は、通信経路Ｂ（たとえば、フィールドバスまたはＬＡＮケーブルなど）を介して互いに通信を行う。

【0032】

ＣＰＵユニット２０は、予め設計されているＰＬＣプログラムに従って、工作機械１００内の各種ユニットを制御する。当該ＰＬＣプログラムは、たとえば、ラダープログラムで記述されている。

【0033】

一例として、ＣＰＵユニット２０は、ＰＬＣプログラムに従って、吸引機構６６を制御する。吸引機構６６は、ミストコレクタ４０のドレン６５（図６参照）に繋がれている。吸引機構６６は、ドレン６５内に空気を圧送し、ドレン６５を介してミストコレクタ４０内の微小物質を吸引する。吸引機構６６によって吸引された微小物質は、工作機械１００の本体１３０に戻される。ＣＰＵユニット２０は、たとえば、ＰＬＣプログラムに従って、吸引機構６６による吸引のオン／オフ、および吸引機構６６による吸引量などを制御する。

【0034】

他の例として、ＣＰＵユニット２０は、ＰＬＣプログラムに従って、ミストコレクタ４０内のモータドライバ１１１Ｍを制御する。モータドライバ１１１Ｍは、モータ１１２Ｍの目標回転速度の入力をＣＰＵユニット２０から受け、モータ１１２Ｍを制御する。これにより、ミストコレクタ４０の駆動のオン／オフ、およびミストコレクタ４０によるミストの吸引量などが制御される。なお、モータ１１２Ｍは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0035】

他の例として、ＣＰＵユニット２０は、ＰＬＣプログラムに従って、ポンプ１０９を制御し、吐出部１２５によるクーラントの吐出を制御する。これにより、クーラントの吐出のオン／オフ、およびクーラントの吐出量などが制御される。

【0036】

他の例として、ＣＰＵユニット２０は、ＰＬＣプログラムに従って、モータドライバ１１１Ａを制御する。モータドライバ１１１Ａは、モータ１１２Ａの目標回転速度の入力をＣＰＵユニット２０から受け、モータ１１２Ａを制御する。これにより、回収機構１５０の駆動のオン／オフ、および回収機構１５０による切り屑の搬送速度などが制御される。なお、モータ１１２Ａは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0037】

ＣＮＣユニット３０は、ＣＰＵユニット２０からの加工開始指令を受けたことに基づいて、予め設計されている加工プログラムの実行を開始する。当該加工プログラムは、たとえば、ＮＣ（Numerical Control）プログラムで記述されている。ＣＮＣユニット３０は、当該加工プログラムに従ってモータドライバ１１１Ｒ，１１１Ｘ～１１１Ｚを制御し、テーブル１３６に固定されているワークＷを加工する。

【0038】

モータドライバ１１１Ｒは、ＣＮＣユニット３０から目標回転速度の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｒを制御する。モータ１１２Ｒは、Ｚ軸方向を中心として主軸１３２を回転駆動する。モータ１１２Ｒは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0039】

モータ１１２Ｒがサーボモータである場合、モータドライバ１１１Ｒは、モータ１１２Ｒの回転角度を検知するためのエンコーダ（図示しない）のフィードバック信号からモータ１１２Ｒの実回転速度を算出する。そして、モータドライバ１１１Ｒは、算出した実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ１１２Ｒの回転速度を上げ、算出した実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ１１２Ｒの回転速度を下げる。このように、モータドライバ１１１Ｒは、モータ１１２Ｒの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ１１２Ｒの回転速度を目標回転速度に近付ける。

【0040】

モータドライバ１１１Ｘは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｘを制御する。モータ１１２Ｘは、主軸頭１３１が取り付けられている移動体１１３をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｘ方向の任意の位置に主軸１３２を移動する。モータドライバ１１１Ｘによるモータ１１２Ｘの制御方法は、モータドライバ１１１Ｒと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ１１２Ｘは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0041】

モータドライバ１１１Ｙは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｙを制御する。モータ１１２Ｙは、主軸頭１３１が取り付けられている移動体１１３をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｙ方向の任意の位置に主軸１３２を移動する。モータドライバ１１１Ｙによるモータ１１２Ｙの制御方法は、モータドライバ１１１Ｒと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ１１２Ｙは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0042】

モータドライバ１１１Ｚは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｚを制御する。モータ１１２Ｚは、主軸頭１３１が取り付けられている移動体１１３をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｚ方向の任意の位置に主軸１３２を移動する。モータドライバ１１１Ｚによるモータ１１２Ｚの制御方法は、モータドライバ１１１Ｒと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ１１２Ｚは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0043】

＜Ｄ．クーラントの循環機構＞
次に、図５を参照して、クーラントの循環機構について説明する。図５は、クーラントの循環機構の一例を示す図である。

【0044】

工作機械１００は、加工機能を備えた本体１３０を有する。本体１３０は、カバー体１３０Ａを少なくとも含む。本体１３０は、さらに、クーラントタンク１３０Ｂを含んでもよい。

【0045】

吐出部１２５から吐出されたクーラントは、工作機械１００内を循環する。工作機械１００は、クーラントの循環機構の構成として、流路Ｒ１，Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃ，Ｒ３と、ポンプ１０９と、バルブ１１０と、吐出部１２５と、クーラントタンク１３０Ｂと、回収機構１５０と、液面センサ１５１と、ポンプ１５２とを含む。吐出部１２５は、たとえば、吐出機構１２５Ａ～１２５Ｃを含む。

【0046】

クーラントタンク１３０Ｂには、クーラントが貯蔵されている。クーラントタンク１３０Ｂは、流路Ｒ１の一端に繋がっている。流路Ｒ１の他端は、流路Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃと繋がっている。

【0047】

流路Ｒ２Ａは、吐出機構１２５Ａと繋がっている。吐出機構１２５Ａは、流路Ｒ２Ａを通じて圧送されたクーラントを主軸頭１３１に向けて吐出する。これにより、主軸頭１３１に付着したワークの切り屑が回収機構１５０に排出される。

【0048】

流路Ｒ２Ｂは、吐出機構１２５Ｂと繋がっている。吐出機構１２５Ｂは、流路Ｒ２Ｂを通じて圧送されたクーラントを加工エリアＡＲ全体に向けて吐出する。これにより、加工エリアＡＲ内にあるワークの切り屑が回収機構１５０に排出される。

【0049】

流路Ｒ２Ｃは、吐出機構１２５Ｃと繋がっている。吐出機構１２５Ｃは、流路Ｒ２Ｃを通じて圧送されたクーラントをベッドＢＤの壁面に向けて吐出する。これにより、ベッドＢＤ上に溜まっている切り屑が回収機構１５０に排出される。

【0050】

ポンプ１０９は、その駆動に伴って、クーラントタンク１３０Ｂに貯留されたクーラントを、流路Ｒ１を介して、流路Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃのそれぞれに圧送する。

【0051】

バルブ１１０は、流路Ｒ１，Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃの流路上に設けられている。バルブ１１０は、クーラントタンク１３０Ｂから吐出機構１２５Ａ～１２５Ｃに向けて圧送されるクーラントの流量を制御する制御弁である。バルブ１１０は、上述の制御部５０によって制御される。なお、バルブ１１０は、ポンプ１０９と一体的に構成されてもよいし、別に構成されてもよい。

【0052】

回収機構１５０は、吐出部１２５から加工エリアＡＲに吐出されたクーラントを回収する。回収機構１５０は、たとえば、濾過機構１０と、クーラント槽１１とを有する。濾過機構１０は、クーラントに含まれる切り屑などの異物を捕獲可能なフィルタから構成されている。濾過機構１０によって切り屑が除去されたクーラントは、クーラント槽１１に排出される。

【0053】

液面センサ１５１は、クーラント槽１１に溜まっているクーラントの液面までの高さを検知する。当該高さは、上述の制御部５０に出力される。制御部５０は、当該高さが一定になるようにポンプ１５２によるクーラントの汲み上げ量を調整する。

【0054】

ポンプ１５２は、流路Ｒ３に繋がっている。ポンプ１５２は、クーラント槽１１に溜まっているクーラントを汲み上げ、流路Ｒ３を通じてクーラントタンク１３０Ｂに戻す。これにより、クーラントタンク１３０Ｂは、回収機構１５０によって回収されたクーラントを貯蔵する。

【0055】

＜Ｅ．ミストコレクタ４０の内部構造＞
次に、図６を参照して、ミストコレクタ４０内の内部構造について説明する。図６は、図１に示されるミストコレクタ４０の断面図を示す図である。

【0056】

ミストコレクタ４０は、ハウジング５２を含む。ハウジング５２は、吸気口として機能する開口１３５を有する。ミストコレクタ４０は、加工エリアＡＲ内の気中の微小物質を、開口１３５を介してハウジング５２内に導く。

【0057】

ハウジング５２の内部は、第１フィルタリングエリア５２Ａと、第２フィルタリングエリア５２Ｂとに分けられている。加工エリアＡＲから収集された微小物質は、第１フィルタリングエリア５２Ａおよび第２フィルタリングエリア５２Ｂを順に通過する。

【0058】

第１フィルタリングエリア５２Ａは、筒状部分５５Ａと、筒状部分５５Ｂとで構成されている。筒状部分５５Ａは、筒状部分５５Ｂと連結している。筒状部分５５Ａおよび筒状部分５５Ｂは、軸ＡＸを中心軸として同軸上に配置されている。

【0059】

以下では、軸ＡＸの直交方向を「径方向」とも称する。典型的には、径方向における筒状部分５５Ａの内径は、径方向における筒状部分５５Ｂの内径よりも長い。

【0060】

第１フィルタリングエリア５２Ａには、シャフト５４が収容されている。シャフト５４には、回転フィルタ５６およびファン５７が固定されている。シャフト５４は、上述のモータ１１２Ｍに接続されており、軸ＡＸを中心として回転可能に構成されている。これにより、シャフト５４は、回転軸として機能し、回転フィルタ５６およびファン５７を連動して回転する。

【0061】

回転フィルタ５６は、ハウジング５２の筒状部分５５Ａに収容されている。回転フィルタ５６の径方向は、筒状部分５５Ａの内面と直交している。ここでいう「直交」とは、９０度だけでなく、略９０度も含み得る概念である。すなわち、回転フィルタ５６の径方向と、筒状部分５５Ａの内面とが成す角度は、９０度であってもよいし、略９０度（たとえば、８５度以上９５度以下）であってもよい。

【0062】

ファン５７は、ハウジング５２の筒状部分５５Ｂに収容されている。ファン５７は、回転フィルタ５６を通過する気流を発生させるための動翼として機能する。すなわち、ファン５７が回転することで、加工エリアＡＲ内の微小物質は、回転フィルタ５６に導かれる。回転フィルタ５６は、遠心力を利用して衝突した微小物質を径方向に飛ばす。これにより、当該微小物質は、回転フィルタ５６に捕集される。回転フィルタ５６によって捕集された微小物質は、上述のカバー体１３０Ａ内または上述のクーラントタンク１３０Ｂ内に戻される。

【0063】

第２フィルタリングエリア５２Ｂには、多層フィルタ７０が収容されている。多層フィルタ７０は、回転フィルタ５６とは異なり不動である。多層フィルタ７０は、回転フィルタ５６を通過した微小物質を捕集する。

【0064】

以上のように、本体１３０からミストコレクタ４０に吸引された微小物質は、回転フィルタ５６、ファン５７、多層フィルタ７０の順に通過する。これにより、空気のみが排気口７２から排気される。

【0065】

＜Ｆ．ドレン６５および吸引機構６６＞
次に、図７を参照して、上述のドレン６５および上述の吸引機構６６について説明する。図７は、ミストコレクタ４０および本体１３０間におけるドレン６５の連結態様の一例を示す図である。

【0066】

ドレン６５は、ミストコレクタ４０と本体１３０との間を繋ぎ、ミストコレクタ４０内の微小物質を本体１３０に戻すためのものである。一例として、ドレン６５の一端は、回転フィルタ５６を通過する気流の方向において回転フィルタ５６よりも下流側に連結されている。また、ドレン６５の他端は、本体１３０に連結されている。

【0067】

以下では、説明の便宜のために、ミストコレクタ４０との接続部分に当たるドレン６５の一端を「ドレン６５の吸気口６５Ａ」ともいう。また、本体１３０との接続部分に当たるドレン６５の他端を「ドレン６５の排気口６５Ｂ」ともいう。

【0068】

ドレン６５の途中には、吸引機構６６が設けられている。吸引機構６６は、ドレン６５の吸気口６５Ａからドレン６５の排気口６５Ｂに向けて気流を発生させる。当該気流は、たとえば、吸引機構６６がドレン６５の排気口６５Ｂに向けて空気を圧送することにより発生する。

【0069】

このように、吸引機構６６は、バキュームフローとして機能し、回転フィルタ５６（第１フィルタ）を通過した微小物質をミストコレクタ４０からドレン６５に吸引する。その結果、当該微小物質は、回転フィルタ５６を通過した場合であっても、ドレン６５を通じてミストコレクタ４０外に排出される。ドレン６５を通じてミストコレクタ４０から排出される微小物質は、たとえば、クーラントの吐出により発生したミスト、当該ミストが液化したクーラント、ワークの加工により発生した微小な切り屑、その他の異物などを含む。

【0070】

なお、ドレン６５は、ミストコレクタ４０と本体１３０との間において任意の箇所に連結され得る。

【0071】

一例として、ドレン６５の吸気口６５Ａは、ミストコレクタ４０に連結される。また、ドレン６５の排気口６５Ｂは、カバー体１３０Ａに連結される。これにより、ドレン６５内に吸引された微小物質は、カバー体１３０Ａに戻される。

【0072】

好ましくは、ドレン６５の吸気口６５Ａは、回転フィルタ５６を通過してファン５７を通過する前の微小物質を本体１３０に排出するようにミストコレクタ４０に連結される。異なる言い方をすれば、ドレン６５の吸気口６５Ａは、回転フィルタ５６を通過する気流の方向において回転フィルタ５６よりも下流側で、かつ、ファン５７を通過する気流の方向においてファン５７よりも上流側に連結されている。これにより、回転フィルタ５６を通過後かつファン５７を通過前における微小物質がドレン６５内に吸引される。

【0073】

＜Ｇ．ドレン６５の変形例１＞
次に、図８を参照して、ドレン６５の連結態様の変形例１について説明する。図８は、ミストコレクタ４０および本体１３０間におけるドレン６５の連結態様の他の例を示す図である。

【0074】

上述の図７の例では、ドレン６５の吸気口６５Ａはミストコレクタ４０に連結され、ドレン６５の排気口６５Ｂはカバー体１３０Ａに連結されていた。これに対して、本変形例では、ドレン６５の吸気口６５Ａはミストコレクタ４０に連結され、ドレン６５の排気口６５Ｂはクーラントタンク１３０Ｂに連結されている。これにより、ミストコレクタ４０から吸引された微小物質は、ドレン６５を通じてクーラントタンク１３０Ｂに戻される。

【0075】

＜Ｈ．ドレン６５の変形例２＞
次に、図９を参照して、ドレン６５の連結態様の変形例２について説明する。図９は、ミストコレクタ４０および本体１３０間におけるドレン６５の連結態様の他の例を示す図である。

【0076】

上述の図７の例では、ドレン６５の吸気口６５Ａは、回転フィルタ５６を通過してファン５７を通過する前の微小物質を本体１３０に排出するようにミストコレクタ４０に連結されていた。また、ドレン６５の排気口６５Ｂは、カバー体１３０Ａに連結されていた。

【0077】

これに対して、本変形例では、ドレン６５の吸気口６５Ａは、ファン５７を通過して多層フィルタ７０を通過する前における微小物質を本体１３０に排出するようにミストコレクタ４０に連結されている。異なる言い方をすれば、ドレン６５の吸気口６５Ａは、ファン５７を通過する気流の方向においてファン５７よりも下流側で、かつ、多層フィルタ７０を通過する気流の方向において多層フィルタ７０よりも上流側に連結されている。また、ドレン６５の排気口６５Ｂは、カバー体１３０Ａに連結されている。

【0078】

これにより、回転フィルタ５６およびファン５７を通過した微小物質は、多層フィルタ７０を通過する前にドレン６５内に吸引され、カバー体１３０Ａ内に戻される。

【0079】

＜Ｉ．ドレン６５の変形例３＞
次に、図１０を参照して、ドレン６５の連結態様の変形例３について説明する。図１０は、ミストコレクタ４０および本体１３０間におけるドレン６５の連結態様の他の例を示す図である。

【0080】

上述の図７の例では、ドレン６５の吸気口６５Ａは、回転フィルタ５６を通過してファン５７を通過する前の微小物質を本体１３０に排出するようにミストコレクタ４０に連結されていた。また、ドレン６５の排気口６５Ｂは、カバー体１３０Ａに連結されていた。

【0081】

これに対して、本変形例では、ドレン６５の吸気口６５Ａは、ファン５７を通過して多層フィルタ７０を通過する前における微小物質を本体１３０に排出するようにミストコレクタ４０に連結されている。異なる言い方をすれば、ドレン６５の吸気口６５Ａは、ファン５７を通過する気流の方向においてファン５７よりも下流側で、かつ、多層フィルタ７０を通過する気流の方向において多層フィルタ７０よりも上流側に連結されている。また、ドレン６５の排気口６５Ｂは、クーラントタンク１３０Ｂに連結されている。

【0082】

これにより、回転フィルタ５６およびファン５７を通過した微小物質は、多層フィルタ７０を通過する前にドレン６５に吸引され、クーラントタンク１３０Ｂ内に戻される。

【0083】

＜Ｊ．吸引機構６６による吸引タイミング＞
次に、図１１を参照して、上述の吸引機構６６について説明する。図１１は、図１に示されるミストコレクタ４０の断面図を示す図である。

【0084】

図１１に示されるミストコレクタ４０は、洗浄機構９０をさらに備える点で図６に示されるミストコレクタ４０とは異なる。洗浄機構９０以外の構成については図６に示されるミストコレクタ４０と同じであるので、以下では、それらの構成については説明を繰り返さない。

【0085】

洗浄機構９０は、回転フィルタ５６を洗浄するための機構である。洗浄機構９０は、ミストコレクタ４０のハウジング５２に固定されている。

【0086】

洗浄機構９０は、筒状部分５５Ｂの内部に配置されている。洗浄機構９０は、軸ＡＸの軸方向において、回転フィルタ５６およびファン５７の間に配置されている。異なる言い方をすれば、洗浄機構９０は、回転フィルタ５６を通過する気流の方向において回転フィルタ５６よりも下流側で、かつ、ファン５７を通過する気流の方向においてファン５７よりも上流側に配置されている。

【0087】

洗浄機構９０は、クーラントの吐出口を有する。洗浄機構９０は、当該吐出口が回転フィルタ５６と対向するように配置されている。クーラントは、たとえば、上述のクーラントタンク１３０Ｂから供給される。洗浄機構９０に供給されたクーラントは、吐出口を通じて、回転フィルタ５６に吐出される。これにより、洗浄機構９０は、回転フィルタ５６の下流側に付着している異物を回転フィルタ５６の上流側から除去する。除去された異物は、開口１３５を通じて工作機械１００の本体１３０に戻される。

【0088】

なお、洗浄機構９０から吐出される流体は、クーラントに限られず、たとえば、エアであってもよい。

【0089】

洗浄機構９０は、上述の制御部５０によって制御される。一例として、洗浄機構９０は、上述のＣＰＵユニット２０によって制御される。ＣＰＵユニット２０は、たとえば、ＰＬＣプログラムに従って、洗浄機構９０によるクーラントの吐出のオン／オフ、および洗浄機構９０からのクーラントの吐出量などを制御する。

【0090】

制御部５０は、洗浄機構９０による回転フィルタ５６の洗浄処理を実行している間に、上述の吸引機構６６による吸引処理を実行する。これにより、吸引機構６６は、回転フィルタ５６を通過した微小物質だけでなく、洗浄機構９０からのクーラントの吐出によって発生したミストを吸引することができる。

【0091】

＜Ｋ．制御フロー＞
次に、図１２を参照して、上述の吸引機構６６の制御フローについて説明する。図１２は、工作機械１００の制御部５０が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

【0092】

図１２に示される処理は、制御部５０が制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

【0093】

ステップＳ１１０において、制御部５０は、工作機械１００が加工中から非加工中に遷移したか否かを判断する。工作機械１００が加工中から非加工中に遷移したか否かは、種々の方法で判断される。一例として、制御部５０は、加工プログラムの最終行の実行が完了したことに基づいて、工作機械１００が加工中から非加工中に遷移したと判断する。あるいは、制御部５０は、主軸１３２の回転が停止したことに基づいて、工作機械１００が加工中から非加工中に遷移したと判断する。一例として、主軸１３２の回転が停止したことは、主軸１３２に設けられている加速度センサを用いて判断されてもよい。制御部５０は、工作機械１００が加工中から非加工中に遷移したと判断した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１１２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ１１０の処理を再び実行する。

【0094】

ステップＳ１１２において、制御部５０は、上述のモータドライバ１１１Ｍを制御し、工作機械１００が加工中である時よりも回転フィルタ５６の回転速度を下げる。

【0095】

ステップＳ１１４において、制御部５０は、上述の洗浄機構９０に対してクーラントの吐出開始指令を出力する。これにより、洗浄機構９０からクーラントが吐出され、回転フィルタ５６が洗浄される。

【0096】

ステップＳ１１６において、制御部５０は、上述の吸引機構６６に対して吸引開始指令を出力する。これにより、吸引機構６６は、微小物質の吸引処理を開始し、ミストコレクタ４０内の微小物質をドレン６５内に吸引する。

【0097】

ステップＳ１２０において、制御部５０は、洗浄機構９０による洗浄処理が終了したか否かを判断する。一例として、制御部５０は、洗浄機構９０による洗浄処理を開始してから予め定められた時間が経過したことに基づいて、洗浄機構９０による洗浄処理を終了する。制御部５０は、洗浄機構９０による洗浄処理が終了したと判断した場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１２２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御部５０は、制御をステップＳ１１６に戻す。

【0098】

ステップＳ１２２において、制御部５０は、上述の吸引機構６６に対して吸引停止指令を出力する。これにより、吸引機構６６は、微小物質の吸引処理を停止する。なお、吸引停止指令は、洗浄機構９０による洗浄処理が終了した直後に出力されてもよいし、洗浄機構９０による洗浄処理が終了してから所定時間後に出力されてもよい。

【0099】

＜Ｌ．ミストコレクタ４０の変形例＞
次に、ミストコレクタ４０の変形例について説明する。

【0100】

上述の図６においては、回転フィルタ５６およびファン５７が水平面に平行に設けられている横形のミストコレクタ４０について説明を行ったが、ミストコレクタ４０は、横形のミストコレクタ４０に限定されない。ミストコレクタ４０は、縦形のミストコレクタ４０であってもよい。この場合、ミストコレクタ４０は、回転フィルタ５６およびファン５７が水平面に直交するように配置される。

【0101】

この場合、ドレン６５の吸気口６５Ａは、回転フィルタ５６とファン５７との間におけるハウジング５２内の底面に連結される。あるいは、ドレン６５の吸気口６５Ａは、ファン５７と多層フィルタ７０との間におけるハウジング５２内の底面に連結されてもよい。

【0102】

＜Ｍ．まとめ＞
以上のようにして、ミストコレクタ４０は、回転フィルタ５６を通過した微小物質を本体１３０に排出するためのドレン６５と、当該微小物質をミストコレクタ４０からドレン６５に吸引するための吸引機構６６とを備える。これにより、ミストコレクタ４０は、回転フィルタ５６を通過した微少物質を、ドレン６５を通じてミストコレクタ４０から排出することができる。

【0103】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0104】

１０ 濾過機構、１１ クーラント槽、２０ ＣＰＵユニット、３０ ＣＮＣユニット、４０ ミストコレクタ、５０ 制御部、５２ ハウジング、５２Ａ 第１フィルタリングエリア、５２Ｂ 第２フィルタリングエリア、５４ シャフト、５５Ａ 筒状部分、５５Ｂ 筒状部分、５６ 回転フィルタ、５７ ファン、６５ ドレン、６５Ａ 吸気口、６５Ｂ 排気口、６６ 吸引機構、７０ 多層フィルタ、７２ 排気口、９０ 洗浄機構、１００ 工作機械、１０９ ポンプ、１１０ バルブ、１１１Ａ モータドライバ、１１１Ｍ モータドライバ、１１１Ｒ モータドライバ、１１１Ｘ モータドライバ、１１１Ｙ モータドライバ、１１１Ｚ モータドライバ、１１２Ａ モータ、１１２Ｍ モータ、１１２Ｒ モータ、１１２Ｘ モータ、１１２Ｙ モータ、１１２Ｚ モータ、１１３ 移動体、１２５ 吐出部、１２５Ａ 吐出機構、１２５Ｂ 吐出機構、１２５Ｃ 吐出機構、１３０ 本体、１３０Ａ カバー体、１３０Ｂ クーラントタンク、１３１ 主軸頭、１３２ 主軸、１３３ ハウジング、１３４ 工具、１３５ 開口、１３６ テーブル、１５０ 回収機構、１５１ 液面センサ、１５２ ポンプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】