加工機

【課題】仮に激しい火花が発生したとしても、火花を所望の位置で消火することができる加工機を提供する。
【解決手段】加工機１は、工具３３による工作物Ｗの加工の際に発生する火花を飛び入らせるための流体溜まり池Ｐを形成する溜まり池形成部材５１を備える。これにより、発生した火花は、溜まり池形成部材５１に溜まっている流体の中に流入する。従って、火花は、流体によって消化される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工により発生する火花の処理を行うことができる加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作物を工具により切断、切削、研削などの加工を行う場合、火花が飛散する可能性がある。火花が作業者側に飛散しないようにするために、特許文献１（実開平１−１０１７６３号公報）には、遮蔽板を設けることが記載されている。また、特許文献２（特許第２８９７０１０号公報）には、火花の原因となる切屑を吸引することが記載されている。また、特許文献３（国際公開第２００９／０２２５７１号）には、工具による工作物の加工位置に液体を供給することで、火花の発生および粉塵の発生を抑制すると共に、回収した液体を濾過して再利用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１０１７６３号公報
【特許文献２】特許第２８９７０１０号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／０２２５７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２においては、火花が遮蔽板などに反射して配管や配線に到達するおそれがあり、配管や配線を破損するおそれがある。加工負荷の高い切削や研削を行う場合には極めて激しい火花が発生するため、火花は、長い移動距離に亘って高熱状態を維持する。このような場合には、上記の問題が生じるおそれがある。特許文献２に記載のように液体を加工位置に供給することで火花の発生を抑制できるが、極めて激しい火花が発生する場合には、加工位置に供給する液体のみでは、火花の発生を完全に無くすことはできない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、仮に激しい火花が発生したとしても、火花を所望の位置で消火することができる加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（請求項１）本発明の加工機は、工具による工作物の加工の際に発生する火花を飛び入らせるための流体溜まり池を形成する溜まり池形成部材を備える。
（請求項２）また、前記加工機は、前記溜まり池形成部材に前記流体溜まり池を形成するための流体を供給するとともに、前記流体溜まり池における前記流体を流動させる流体流動手段と、前記溜まり池形成部材から排出される前記流体と共に切粉を回収する回収部材とをさらに備えるようにしてもよい。
（請求項３）また、前記加工機は、前記工具による前記工作物の加工位置にクーラント液を供給するクーラント液供給手段を備え、前記流体流動手段において供給する前記流体は、前記クーラント液と同種類としてもよい。
【０００７】
（請求項４）また、前記流体溜まり池は、前記工具による前記工作物の加工位置から、前記火花の飛散方向に設けられ、前記火花を直接飛び入らせるようにしてもよい。
（請求項５）また、前記火花の飛散方向は、前記加工位置の下方であり、前記流体溜まり池は、前記加工位置の直下に設けられるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１）本発明によれば、流体溜まり池には流体が常に溜まっている状態となっている。そのため、激しい火花が発生するとしても、火花は流体溜まり池に飛び入る。従って、流体溜まり池にて確実に火花を消化させることができる。
（請求項２）ここで、火花は切粉が加熱した状態であるため、火花が飛び入る流体溜まり池には消化された火花、すなわち切粉が堆積するおそれがある。しかし、流体流動手段により流体溜まり池における流体を回収部材に向けて流動させることにより、流体溜まり池における切粉が流体と共に回収部材に向けて流動する。その結果、流体溜まり池に切粉が堆積することを防止できる。
（請求項３）また、流体流動手段により供給する流体としてクーラント液と同種類とすることにより、加工位置に供給するクーラント液と共に流体溜まり池を流動するためのクーラント液を回収して、加工位置に供給するクーラント液または流体流動手段により供給する流体として再利用することができる。
【０００９】
（請求項４）また、発生した火花を流体溜まり池に直接飛び入らせることにより、どんなに激しい火花が発生したとしても、周囲の部材に何ら影響を与えることなく火花を消化できる。なお、反射板などを介して火花を流体溜まり池に間接的に飛び入らせることもできる。しかし、火花の温度や数によっては反射板などが損傷するおそれがある。そのため、反射板を介することなく火花を流体溜まり池に直接飛び入らせることがより好適である。
【００１０】
（請求項５）流体溜まり池を、火花が加工位置から飛散する方向である加工位置の直下に設けることにより、確実に、発生した火花を流体溜まり池に飛び入らせることができる。従って、確実に、かつ、早期に、火花を消火できる。その結果、周囲の部材への影響を最も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態：加工機全体の縦断面図、図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１の加工機の左側面図である。
【図３】図１の加工機のＢ−Ｂ断面図である。ただし、クーラントといを除いた状態としている。
【図４】クーラントといの平面図である（図１の平面図に対応）。
【図５】図４のクーラントといのＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図４のクーラントといのＤ−Ｄ断面図である。
【図７】第二実施形態：クーラントといの平面図である。
【図８】図７のクーラントといのＥ−Ｅ断面図である。
【図９】図７のクーラントといのＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】図７のクーラントといのＧ−Ｇ断面図である。
【図１１】図７のクーラントといのＨ−Ｈ断面図である。
【図１２】第三実施形態：クーラントといの平面図である。
【図１３】図１２のクーラントといのＪ−Ｊ断面図である。
【図１４】図１２のクーラントといのＫ−Ｋ断面図である。
【図１５】図１２のクーラントといのＬ−Ｌ断面図である。
【図１６】図１２のクーラントといのＭ−Ｍ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第一実施形態＞
（加工機の全体構成）
本発明の加工機は、工具による工作物の加工の際に火花を発生する加工を行う研削盤、旋盤、切断機などである。本実施形態においては、加工機の例として、円筒研削盤１を例に挙げる。
【００１３】
円筒研削盤１の全体構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１〜図３に示すように、円筒研削盤１は、ベッド１０、主軸台２１、心押台２２、砥石台ベース３１、砥石台３２、砥石車３３、クーラントノズル４０、クーラントとい５０、クーラント回収装置６０、切粉回収ホッパ７０を備える。
【００１４】
ベッド１０は、床面２上に設置されている。ベッド１０は、上方（Ｙ方向）から見た場合にコの字型に形成されている。コの字の開口側が、図１の右側（＋Ｘ方向）、図２，３の紙面奥側に位置する。ベッド１０は、コの字型の連結部１１（図１のハッチングを付した部位）と、コの字型の両端部１２，１３（図３のハッチングを付した部位）とを備える。ベッド１０の連結部１１の上面は、図１に示すように、階段状に形成され、両端部１２，１３側が低く形成されている。また、ベッド１０の両端部１２，１３の上面には、図１，３に示すように、Ｘ方向に延びるようにガイドレール１２ａ，１３ａが設けられている。
【００１５】
主軸台２１は、ベッド１０の連結部１１の上面のうち、図２に示すようにＺ方向一端に配置されている。主軸台２１は、円筒形状または円柱形状の工作物Ｗの一端を回転可能に支持する。主軸台２１には、図示しないモータなどを備えており、当該モータにより図示しない主軸を回転させる。心押台２２は、主軸台２１に対してＺ方向に対向するように、ベッド１０の連結部１１の上面のうち、図２に示すようにＺ方向他端に配置されている。心押台２２は、円筒形状または円柱形状の工作物Ｗの他端を回転可能に支持する。つまり、工作物Ｗが設置床面に水平な軸回り（Ｚ軸回り）に回転可能となるように、工作物Ｗは、主軸台２１と心押台２２とにより支持される。
【００１６】
砥石台ベース３１は、例えば矩形板状に形成され、ベッド１０の両端部１２，１３のガイドレール１２ａ，１３ａに摺動可能に支持される。従って、砥石台ベース３１は、ベッド１０に対して、Ｘ方向に相対移動可能となる。砥石台ベース３１の上面には、図１，３に示すように、Ｚ方向に延びるように一対のガイドレール３１ａ，３１ｂが設けられている。
【００１７】
砥石台３２は、砥石台ベース３１のガイドレール３１ａ，３１ｂ上にＺ方向に摺動可能に支持されている。砥石台３２は、砥石車３３をＺ軸回りに回転可能に支持する。砥石台３２には、図示しないモータなどを備えており、当該モータにより砥石車３３を回転させる。つまり、砥石車３３が設置床面に水平な軸回り（Ｚ軸回り）に回転可能となるように、砥石車３３は、砥石台３２により支持される。この砥石車３３は、工作物Ｗに対してＸ方向に対向するように配置されている。ここで、砥石車３３は、図１における左回り（反時計回り）に回転する。そうすると、砥石車３３により工作物Ｗを加工することにより発生する火花は、加工位置の下方に飛散する。
クーラントノズル４０（「クーラント液供給手段」に相当）は、砥石台３２に設けられており、砥石車３３による工作物Ｗの加工位置にクーラント液を供給する。
【００１８】
クーラントとい５０は、砥石車３３による工作物Ｗの加工位置の直下に位置するように、ベッド１０に取り付けられている。クーラントとい５０は、溜まり池形成部材５１と、流体流動装置５２とを備える。ここで、クーラントとい５０の詳細は後述するが、簡単に以下に説明する。
【００１９】
溜まり池形成部材５１は、砥石車３３による工作物Ｗの加工の際に発生する火花を飛び入らせるための流体溜まり池Ｐを形成する。つまり、流体溜まり池Ｐは、砥石車３３による工作物Ｗの加工位置から火花の飛散方向（下方）に設けられており、火花を直接飛び入らせることができる位置にある。つまり、溜まり池形成部材５１は、火花を飛び入らせると共に、クーラントノズル４０から供給されたクーラント液を受け取る。溜まり池形成部材５１には、クーラント液および火花の元である切粉を排出するための排出口１４０が下面に形成されている。
【００２０】
また、流体流動装置５２は、溜まり池形成部材５１に流体溜まり池Ｐを形成するための流体を供給する。この流体流動装置５２により供給される流体には、クーラント液を用いる。つまり、流体流動装置５２から溜まり池形成部材５１に供給される流体と、クーラントノズル４０から供給される流体は、共に同種類のクーラント液である。さらに、流体流動装置５２がクーラント液を溜まり池形成部材５１に供給することにより、流体溜まり池Ｐにおけるクーラント液を排出口１４０に向かって流動させる。
【００２１】
クーラント回収装置６０（「回収部材」に相当）は、溜まり池形成部材５１の排出口１４０の下方に設けられ、溜まり池形成部材５１から排出されるクーラント液と切粉を回収する。具体的には、クーラント回収装置６０は、ロード部材６１、リザーバ部６２、ポンプユニット６３、排出部６４、および、図示しないベルトを備える。
【００２２】
ロード部材６１は、溜まり池形成部材５１の排出口１４０の直下に設けられ、溜まり池形成部材５１の排出口１４０から排出されたクーラント液および切粉を受け入れる。ロード部材６１の下方には、リザーバ部６２が配置されている。リザーバ部６２には、回収したクーラント液が貯留されている。また、リザーバ部６２には、溜まり池形成部材５１から排出された切粉も同時に入ってくる。
【００２３】
そして、リザーバ部６２には、ポンプユニット６３が設けられている。このポンプユニット６３は、リザーバ部６２に貯留しているクーラント液を濾過して、当該クーラント液をクーラントノズル４０およびクーラントとい５０の流体流動装置５２へ送り出す。なお、図１において、ポンプユニット６３とクーラントノズル４０および流体流動装置５２とを接続する破線にて、クーラント液の配送経路を示す。
【００２４】
また、リザーバ部６２の内部には、図示しない無端状のベルトが設けられている。このベルトが回転することにより、リザーバ部６２のうち一端側（ロード部材６１側）から他端側（排出部６４側）へ向かって、切粉が配送される。リザーバ部６２の他端部には、排出部６４が設けられており、ベルトにより配送されてきた切粉を下方に排出する。この排出部６４の直下には、切粉回収ホッパ７０が設置されている。従って、切粉回収ホッパ７０には、排出部６４から排出された切粉が堆積する。
【００２５】
（クーラントといの詳細構成）
次に、クーラントとい５０の詳細構成について、図４〜図６を参照して説明する。上述したように、クーラントとい５０は、溜まり池形成部材５１と流体流動装置５２を備える。溜まり池形成部材５１は、外周枠１１０、仕切板１２０、溜まり池底部１３０、排出口１４０を備える。
【００２６】
外周枠１１０は、矩形の枠状に形成されている。ただし、外周枠１１０は、矩形に限らず、任意の形状でも可能である。仕切板１２０は、外周枠１１０により囲まれる領域に配置され、当該領域を水平方向に２つの領域に区画する。図５においては、仕切板１２０は、外周枠１１０により囲まれる領域を左右（Ｘ方向）に区画している。この仕切板１２０の上辺は外周枠１１０の上辺と一致しているが、仕切板１２０の下辺は外周枠１１０の下辺より僅かに上方に位置している。
【００２７】
溜まり池底部１３０は、仕切板１２０により区画された一方の領域（図５における左側領域）において、外周枠１１０の底面を形成する。つまり、外周枠１１０の一部、仕切板１２０および溜まり池底部１３０により、流体溜まり池Ｐを形成する。ここで、本実施形態においては、溜まり池底部１３０の上面は、水平面に平行な面としている。そして、溜まり池底部１３０は、仕切板１２０の下辺から離れている。つまり、仕切板１２０と溜まり池底部１３０との間には隙間が形成され、仕切板１２０により区画された２つの領域を連通する。ただし、当該隙間は僅かであると共に、流体流動装置５２からクーラント液が供給されることにより、流体溜まり池Ｐには常にクーラント液が溜まっている状態を維持する。
【００２８】
排出口１４０は、矩形の枠状に形成され、仕切板１２０により区画された他方の領域（図５の右側領域）において、外周枠１１０の下側開口をさらに下方に延長するように設けられる。つまり、流体溜まり池Ｐから仕切板１２０の下部隙間を通過してきたクーラント液および切粉が、排出口１４０から、排出口１４０の下方に設けられたロード部材６１へ排出される。
【００２９】
以上説明したように、常時クーラント液が溜められている流体溜まり池Ｐが、加工位置の直下、すなわち加工位置から火花の飛散方向に設けられている。そのため、発生した火花は、周囲の部材に触れることなく流体溜まり池Ｐに飛び入る。そして、流体溜まり池Ｐにはクーラント液が溜まっているので、飛び入ってきた火花はすぐに消化する。従って、周囲の部材に何ら影響を与えることなく、発生した火花を確実に消化できる。特に、加工負荷を非常に高くすることにより発生する火花が多量となったとしても、確実に消化できる。
【００３０】
さらに、流体流動装置５２が溜まり池形成部材５１にクーラント液を供給することで、排出口１４０側にクーラント液を流動させることができる。このクーラント液の流動に伴って、流体溜まり池Ｐに飛び入ってきた切粉も排出口１４０側へ流動させることができる。つまり、切粉が流体溜まり池Ｐに堆積することを防止でき、最終的に切粉回収ホッパ７０にて切粉を回収することができる。
【００３１】
さらに、流体溜まり池Ｐは、火花を直接飛び入らせるようにするために、クーラントノズル４０から供給されたクーラント液も同時に流入してくる。つまり、流体溜まり池Ｐは、クーラントノズル４０および流体流動装置５２のそれぞれからクーラント液が供給される。そして、流体流動装置５２が供給する流体をクーラント液とすることで、流体溜まり池Ｐに流入する流体が同種類となる。従って、両流体を混合したとしても、何ら不都合はなく、容易に回収し、かつ再利用することができる。
【００３２】
ここで、流体溜まり池Ｐにクーラント液が常に溜まっている状態を維持するためには、流体流動装置５２が溜まり池形成部材５１に供給するクーラント液の流量を調整することで可能となる。この他に、仕切板１２０を図５の上下方向に移動可能と機構を追加して、仕切板１２０と溜まり池底部１３０との隙間を変更することによっても可能である。
【００３３】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態のクーラントとい２００について、図７〜図１１を参照して説明する。ここで、本実施形態のクーラントとい２００において、第一実施形態のクーラントとい５０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態のクーラントとい２００は、第一実施形態に対して、溜まり池形成部材２０１の溜まり池底部２３０が相違する。溜まり池底部２３０は、Ｚ方向中央部を頂点として、Ｚ方向両端側に向かって下方へ傾斜するように形成している。そして、溜まり池底部２３０の頂点付近は、仕切板１２０に当接または非常に僅かな隙間を介して設けられている。
【００３４】
つまり、溜まり池底部２３０の頂点付近から仕切板１２０により排出口１４０側へは、ほぼ移動できない。従って、加工位置から飛び入ってきた火花が消化されて単なる切粉となると、当該切粉は、まず、溜まり池底部２３０によりＺ方向両端側に導かれる。その後、切粉およびクーラント液は、仕切板１２０の下辺の隙間を通過して、排出口１４０から排出される。
【００３５】
本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。さらに、流体溜まり池Ｐから仕切板１２０の他方領域へ向かって、クーラント液および切粉を移動させる部位が、仕切板１２０のＺ方向の両端部のみとなる。そのため、第一実施形態に比べて、溜まり池底部２３０と仕切板１２０との隙間の高さを大きく確保できる。これにより、流体溜まり池Ｐに切粉が堆積することを防止できる。なお、溜まり池底部２３０と仕切板１２０との間の隙間は、Ｚ方向の両端部のみであるため、流体溜まり池Ｐにクーラント液を常に溜まっている状態を維持することは容易にできる。また、本実施形態においても、仕切板１２０を図８，９の上下方向に移動可能と機構を追加して、仕切板１２０と溜まり池底部２３０との隙間を変更するようにしてもよい。
【００３６】
＜第三実施形態＞
次に、第三実施形態のクーラントとい３００について、図１２〜図１６を参照して説明する。ここで、本実施形態のクーラントとい３００において、第一実施形態のクーラントとい５０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態のクーラントとい３００は、第一実施形態に対して、溜まり池形成部材３０１の溜まり池底部３３０が相違する。溜まり池底部３３０は、Ｚ方向中央部を最底部として、Ｚ方向両端側に向かって上方へ凹状に湾曲するように形成している。そして、溜まり池底部３３０の頂点付近は、仕切板１２０との間に隙間があるが、溜まり池底部３３０のＺ方向両端側は、仕切板１２０に当接または非常に僅かな隙間を介して設けられている。つまり、加工位置から飛び入ってきた火花が消化されて単なる切粉となると、当該切粉は、溜まり池底部３３０のＺ方向中央部から排出口１４０側へ移動して排出口１４０から排出される。
【００３７】
本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。さらに、流体溜まり池Ｐから仕切板１２０の他方領域へ向かって、クーラント液および切粉を移動させる部位が、主として、仕切板１２０のＺ方向の中央部となる。そして、流体流動装置５２は、外周枠１１０のうちＺ方向の中央部に設けている。つまり、１つの流体流動装置５２であっても、流体溜まり池Ｐに飛び入ってきた切粉を排出口１４０側へ向かって、確実に移動させることができる。
【００３８】
また、第一実施形態に比べて、溜まり池底部３３０のＺ方向中央部と仕切板１２０との隙間の高さを大きく確保できる。これにより、流体溜まり池Ｐに切粉が堆積することを防止できる。なお、溜まり池底部３３０と仕切板１２０との間の大きな隙間は、主としてＺ方向の中央部であるため、流体溜まり池Ｐにクーラント液を常に溜まっている状態を維持することは容易にできる。また、本実施形態においても、仕切板１２０を図１３，１４の上下方向に移動可能と機構を追加して、仕切板１２０と溜まり池底部３３０との隙間を変更するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０：ベッド、２１：主軸台、２２：心押台、３２：砥石台、３３：砥石車
４０：クーラントノズル、５０，２００，３００：クーラントとい
５１，２０１，３０１：溜まり池形成部材、５２：流体流動装置
６０：クーラント回収装置、１１０：外周枠、１２０：仕切板
１３０，２３０，３３０：溜まり池底部、１４０：排出口、Ｐ：流体溜まり池
Ｗ：工作物

【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具による工作物の加工の際に発生する火花を飛び入らせるための流体溜まり池を形成する溜まり池形成部材を備える加工機。
【請求項２】
請求項１において、
前記加工機は、
前記溜まり池形成部材に前記流体溜まり池を形成するための流体を供給するとともに、前記流体溜まり池における前記流体を流動させる流体流動手段と、
前記溜まり池形成部材から排出される前記流体と共に切粉を回収する回収部材と、
をさらに備える加工機。
【請求項３】
請求項２において、
前記加工機は、
前記工具による前記工作物の加工位置にクーラント液を供給するクーラント液供給手段を備え、
前記流体流動手段において供給する前記流体は、前記クーラント液と同種類である加工機。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記流体溜まり池は、前記工具による前記工作物の加工位置から、前記火花の飛散方向に設けられ、前記火花を直接飛び入らせる加工機。
【請求項５】
請求項４において、
前記火花の飛散方向は、前記加工位置の下方であり、
前記流体溜まり池は、前記加工位置の直下に設けられる加工機。

【図１】