JP5700991B2 - 集塵ケースおよびそれを備えた切削加工機 - Google Patents

Description

本発明は、集塵ケースおよびそれを備えた切削加工機に関する。

回転するツールでワークを切削加工する切削加工機では、加工に伴って切削粉が発生する。従来から、切削加工機に集塵ケースと、集塵ケース内の空気を吸引する集塵装置とを設け、切削粉を吸引除去することが行われている（例えば特許文献１参照）。

図６および図７は、従来の集塵ケースの構成を模式的に表した図である。図６に示す集塵ケース１００は、ワーク１０５の周囲を覆うケース本体１０１と、図示しない集塵装置に接続された空気流路１０２とを備えている。図７に示す集塵ケース１１０は、ツール１０４の周囲を覆うケース本体１１１と、図示しない集塵装置に接続された空気流路１１２とを備えている。

特開２０１０−６９５７３号公報

図６に示す従来の集塵ケース１００では、ケース本体１０１はワーク１０５の全体の周囲を覆っており、比較的大きい。そのため、ケース本体１０１の吸込み口１０３の近傍では空気は吸引されやすいが、吸込み口１０３から離れた位置では、空気は吸引されにくい。したがって、ツール１０４が吸込み口１０３から離れた位置にあるときに、切削粉が吸引除去されにくいという課題がある。

図７に示す従来の集塵ケース１１０では、ケース本体１１１がツール１０４の周囲を覆っているため、ツール１０４とワーク１０５との相対移動に関して細心の注意を払わなければ、ツール１０４がケース本体１１１と干渉してしまうという課題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸込み口から離れた位置で発生する切削粉を充分に吸引除去することができると共に、ツールとの干渉を容易に避けることのできる集塵ケースおよびそれを備えた切削加工機を提供することにある。

本発明に係る集塵ケースは、保持具によって保持される被切削物を切削加工する切削加工機に設けられる集塵ケースであって、底板と、前記底板の周縁から上方に立ち上がる第１の側板とを有し、集塵装置に接続される吸込み口が形成された外側ケース部材と、前記第１の側板の内側に配置された管状の第２の側板と、前記第１の側板と前記第２の側板とで囲まれる空間の上方を閉じるように前記第１の側板の上部と前記第２の側板の上部との間に設けられた上板と、を有する内側ケース部材と、を備え、前記第２の側板は、前記被切削物および前記保持具の全体の外周部と隙間を介して対向し、前記被切削物および前記保持具の全体の周囲を取り囲む内周面を有しているものである。

本発明によれば、吸込み口から離れた位置で発生する切削粉を充分に吸引除去することができると共に、ツールとの干渉を容易に避けることのできる集塵ケースおよびそれを備えた切削加工機を提供することができる。

切削加工機の斜視図である。 集塵ケース、被切削物および保持具の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 集塵ケースにおける空気の流れを表す説明図である。 集塵ケースにおける切削粉の移動を表す説明図である。 従来の集塵ケースの模式的断面図である。 他の従来の集塵ケースの模式的断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る切削加工機１は、切削ツール（以下、単にツールという）２と、切削ツール２を駆動する切削ヘッド３と、被切削物たるワーク４を保持する保持具５と、ワーク４および保持具５の下方および側方を覆う集塵ケース６と、それら切削ツール２等を収容する本体ケース７とを備えている。

本体ケース７には、その上側から前側に渡って開口８が形成されている。図示は省略しているが、本体ケース７には開口８を覆う透明カバーが設けられている。ユーザは、上記透明カバーを通じて、本体ケース７内における加工の様子を視認することができる。ツール２の交換やワーク４の取付等は、開口８を通じて行われる。開口８を開放できるように、上記透明カバーは開閉自在に形成されるか、あるいは、本体ケース７に着脱自在に取り付けられている。

切削ヘッド３は、ツール２を回転させながら左右方向に適宜移動させるものである。切削ヘッド３の内部には、ツール２を回転させる図示しないモータが収容されている。切削ヘッド３は、左右方向に延びるガイドレール９に係合しており、図示しないモータの駆動力を受けて左右方向に移動する。

図２は、ワーク４、保持具５、および集塵ケース６の平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図２および図３に示すように、加工前のワーク４は円盤状に形成されている。図３に示すように、保持具５は、上側リング部材１１と下側リング部材１２とを有している。上側リング部材１１の外周部には、下方に延びる垂直部１１ａが形成されている。下側リング部材１２の外周部には、上方に延びる垂直部１２ａが形成されている。垂直部１１ａの内周壁および垂直部１２ａの外周壁には、互いに噛み合うらせん溝が形成されている。上側リング部材１１を下側リング部材１２に対して回転させると、上側リング部材１１は下側リング部材１２に対し接近または離反する。ワーク４を保持する際には、上側リング部材１１と下側リング部材１２との間にワーク４の外周部を挟み、上側リング部材１１を下側リング部材１２に対して回転させる。これにより、ワーク４は上側リング部材１１と下側リング部材１２との間に狭持され、保持具５に保持される。

図２に示すように、保持具５には第１水平回転軸１３が固定されている。第１水平回転軸１３には、モータ１４が取り付けられている。モータ１４が駆動すると第１水平回転軸１３が回転し、第１水平回転軸１３に固定された保持具５も回転する。保持具５が回転すると、ワーク４の姿勢が変更される。このように、切削加工機１では、ワーク４を左右に傾けることができ、また、ワーク４をひっくり返すことも可能である。したがって、ワーク４に対するツール２の接触角度を調整することができ、また、ワーク４の表面だけでなく裏面も加工することができる。

次に、集塵ケース６について説明する。図３に示すように、集塵ケース６は、外側ケース部材２１と、外側ケース部材２１の内側に配置された内側ケース部材２２とからなっている。外側ケース部材２１と内側ケース部材２２とは、一体物であってもよく、それぞれ別体に形成され、互いに組み立てられていてもよい。本実施形態では、外側ケース部材２１と内側ケース部材２２とは別体に形成され、互いに組み立てられている。

外側ケース部材２１は、略碗状に形成されている。外側ケース部材２１は、底板２１ａと、底板２１ａの周縁から上方に立ち上がる第１の側板２１ｂとを有している。なお、ここでいう「上方」には、必ずしも垂直上向きの方向だけでなく、垂直方向から傾いた上向き方向も含まれる。本実施形態では第１の側板２１ｂは垂直方向に延びているが、必ずしも垂直方向に延びている必要はない。また、本実施形態では底板２１ａと第１の側板２１ｂとは別体に形成されているが、それらは一体成形されていてもよい。

内側ケース部材２２は、下側の方が上側よりも径の小さい２段式の管状に形成されている。内側ケース部材２２は、円管状の第２の側板２２ａと、第２の側板２２ａの上端から半径方向外向きに延びる上板２２ｂと、上板２２ｂの外周縁から上方に立ち上がる第３の側板２２ｃとを有している。ワーク４および保持具５の全体を符号１５で表すと、内側ケース部材２２は、その内側にてワーク４および保持具５の全体１５が回転可能な大きさに形成されている。詳しくは、第２の側板２２ａの内径は、ワーク４および保持具５の全体１５の外径よりも大きく設定されている。第２の側板２２ａの内周面２２ａ１は、ワーク４および保持具５の全体１５の外周部（より詳しくは、保持具５の外周部）に対向している。内周面２２ａ１とワーク４および保持具５の全体１５の外周部との間には、隙間２３が形成されている。第２の側板２２ａの外周面２２ａ２は、第１の側板２１ｂの内周面２１ｂ１と対向している。外周面２２ａ２と内周面２１ｂ１との間には、隙間２４が形成されている。

図３に示すように、外側ケース部材２１の第１の側板２１ｂには、吸込み口２５が形成されている。ここでは、吸込み口２５は、第１の側板２１ｂの後側部分（図２の上側部分）に形成されている。図２に示すように、吸込み口２５にはホース３０が接続され、このホース３０には図示しない集塵装置が接続されている。

図３に示すように、内側ケース部材２２の第２の側板２２ａは、ワーク４および保持具５の全体１５よりも低い位置にまで延びている。言い換えると、第２の側板２２ａの下端の位置は、水平状態のワーク４および保持具５の全体１５の下端の位置よりも低くなっている。また、第２の側板２２ａの下端の位置は、吸込み口２５の上端および中心の位置よりも低くなっており、吸込み口２５の下端と同等の位置になっている。

図３に示すように、第１の側板２１ｂおよび第２の側板２２ａの後側部分には、第１水平回転軸１３が挿通される貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６は、左右方向に関して、第１の側板２１ｂおよび第２の側板２２ａの中央部分に形成されている。吸込み口２５は、貫通孔２６から左側にずれた位置に形成されている。

外側ケース部材２１の右側には第２水平回転軸２７が固定され、外側ケース部材２１の左側部分は軸２９によって回転可能に支持されている。図２に示すように、第２水平回転軸２７にはモータ２８が取り付けられている。第２水平回転軸２７は、モータ２８の駆動力を受けて回転する。前述した第１水平回転軸１３およびモータ１４は、外側ケース部材２１と一体となって第２水平回転軸２７の中心周りに回転可能に構成されている。内側ケース部材２２は外側ケース部材２１に取り付けられており、外側ケース部材２１と共に回転可能である。そのため、モータ２８が駆動して第２水平回転軸２７が回転すると、外側ケース部材２１と内側ケース部材２２とワーク４および保持具５の全体１５とは、一体となって回転する。したがって、ワーク４は左右に傾けることができるだけでなく、外側ケース部材２１および内側ケース部材２２と共に前後に傾けることも可能である。

なお、図示は省略するが、外側ケース部材２１、内側ケース部材２２、および、ワーク４および保持具５の全体１５は、第１水平回転軸１３、モータ１４、第２水平回転軸２７、およびモータ２８等と共に、少なくとも前後にスライド可能に構成されている。前述の切削ヘッド３の左右移動とワーク４および保持具５の全体１５の前後移動とを組み合わせることにより、ワーク４に対してツール２を前後左右に相対移動させることが可能であり、ワーク４のすべての部分を加工することができる。

次に、切削加工機１における集塵ケース６を利用した集塵動作について説明する。切削加工機１の作動時には、ツール２が回転しながらワーク４に押し当てられ、ツール２によってワーク４が切削される。この際、ツール２の周囲に切削粉が生じる。

切削加工機１の作動時には、前記集塵装置が駆動され、集塵ケース６内の空気は吸込み口２５から吸引される。本実施形態に係る集塵ケース６では、吸込み口２５は外側ケース部材２１に形成され、内側ケース部材２２は上下に延びる第２の側板２２ａを有している。そのため、図４に模式的に示すように、内側ケース部材２２の内側では下方に向かう吸引力が発生し、ワーク４および保持具５の全体１５の表面の空気は、隙間２３を通じて下方に吸い込まれる。なお、図中の符号Ａは空気の流れを示している。隙間２３によって形成される空気の流路は小さいため、隙間２３を流れる空気は比較的高速となる。また、第２の側板２２ａはワーク４および保持具５の全体１５の全周囲にわたって形成されている。そのため、このような空気の流れは、ワーク４および保持具５の全体１５の全周囲にわたって形成される。したがって、ワーク４および保持具５の全体１５の周囲には、比較的大きな下向きの吸引力が発生する。

切削粉はツール２の周囲に飛散しやすい。図５に模式的に示すように、ツール２の周囲に飛散した切削粉Ｂは、上記空気の流れＡ（図４参照）に乗って、隙間２３を通じて外側ケース部材２１の底板２１ａ側にいったん吸い込まれる。底板２１ａ側に吸い込まれた切削粉Ｂは、その後、底板２１ａ側から吸込み口２５に向かう空気の流れＡ（図４参照）に乗って上昇し、吸込み口２５から排出される。

以上のように、本実施形態に係る集塵ケース６は、吸込み口２５が形成された外側ケース部材２１と、外側ケース部材２１の内側で上下に延びる第２の側板２２ａを有する内側ケース部材２２とを備えている。第２の側板２２ａの内周面２２ａ１は、所定の隙間２３を介してワーク４および保持具５の全体１５の外周部に対向し、ワーク４および保持具５の全体１５の周囲を取り囲んでいる。そのため、吸込み口２５から空気を吸い込むと、ワーク４および保持具５の全体１５の外周部近傍には、ワーク４および保持具５の全体１５の全周囲にわたって下向きの強い空気の流れＡが形成される（図４参照）。切削加工に伴って発生した切削粉Ｂは、上記空気の流れＡに乗って外側ケース部材２１の底板２１ａ側にいったん吸い込まれた後、底板２１ａ側から吸込み口２５に向かう空気の流れＡに乗って、吸込み口２５から排出される（図５参照）。したがって、集塵ケース６によれば、ワーク４および保持具５の全体１５の全周囲から切削粉を吸引することができるので、ツール２がワーク４のどの部分を切削していても、切削粉を効果的に吸引除去することができる。吸込み口２５から離れた位置で発生する切削粉であっても、充分に吸引除去することができる。また、ツール２の周囲のみを覆う従来の集塵ケース（図７参照）と異なり、ツール２は集塵ケース６と干渉しにくい。

また、本実施形態に係る集塵ケース６によれば、第２の側板２２ａの下端の位置は、ワーク４および保持具５の全体１５の下端の位置よりも低い。そのため、上記空気の流れＡ、すなわち、隙間２３を通じていったん下向きに流れた後、吸込み口２５に向かって上向きに流れる空気の流れＡを良好に形成することができる。本実施形態によれば、吸込み口２５に向かう均等な空気の流れを形成することができる。したがって、切削粉を効果的に吸引除去することができる。

また、本実施形態に係る集塵ケース６によれば、吸込み口２５は第１の側板２１ｂに形成され、第２の側板２２ａの下端の位置は吸込み口２５の上端の位置よりも低い。そのため、上記空気の流れを良好に形成することができ、切削粉をより効果的に吸引除去することができる。特に本実施形態では、第２の側板２２ａの下端の位置は吸込み口２５の中心位置よりも低く、吸込み口２５の下端の位置とほぼ同等である。したがって、吸込み口２５に向かう空気の流れはより均等化され、切削粉をより効果的に吸引除去することができる。

また、本実施形態に係る集塵ケース６によれば、内側ケース部材２２は上板２２ｂの外周縁から上方に立ち上がる第３の側板２２ｃを有している。そのため、第３の側板２２ｃの内周面から上板２２ｂの表面を経て隙間２３に至る空気の流れを形成することができ、切削粉が集塵ケース６の外側に飛び散ることをより確実に防止することができると共に、切削粉をより効果的に吸引除去することができる。

また、本実施形態に係る集塵ケース６によれば、吸込み口２５は第１の側板２１ｂに形成されているが、吸込み口２５は貫通孔２６および第２水平回転軸２７からずれた位置に形成されている。そのため、第１水平回転軸１３および第２水平回転軸２７に邪魔されることなく、切削粉を吸込み口２５から円滑に吸引除去することができる。

また、本実施形態に係る集塵ケース６によれば、ツール２の周囲のみを覆う従来の集塵ケース（図７参照）と異なり、ツール２による切削加工の様子を外部から容易に視認することができる。

１ 切削加工機
２ ツール
４ ワーク（被切削物）
５ 保持具
６ 集塵ケース
１３ 第１水平回転軸
１５ ワークおよび保持具の全体
２１ 外側ケース部材
２１ａ 底板
２１ｂ 第１の側板
２２ 内側ケース部材
２２ａ 第２の側板
２２ａ１ 内周面
２２ｂ 上板
２２ｃ 第３の側板
２３ 隙間
２５ 吸込み口
２６ 貫通孔
２７ 第２水平回転軸

Claims (7)

1. 保持具によって保持される被切削物を切削加工する切削加工機に設けられる集塵ケースであって、
   底板と、前記底板の周縁から上方に立ち上がる第１の側板とを有し、集塵装置に接続される吸込み口が形成された外側ケース部材と、
   前記第１の側板の内側に配置された管状の第２の側板と、前記第１の側板と前記第２の側板とで囲まれる空間の上方を閉じるように前記第１の側板の上部と前記第２の側板の上部との間に設けられた上板と、を有する内側ケース部材と、を備え、
   前記第２の側板は、前記被切削物および前記保持具の全体の外周部と隙間を介して対向し、前記被切削物および前記保持具の全体の周囲を取り囲む内周面を有している、集塵ケース。
2. 前記第２の側板の下端の位置は、前記被切削物および前記保持具の全体の下端の位置よりも低い、請求項１に記載の集塵ケース。
3. 前記吸込み口は、前記第１の側板に形成され、
   前記第２の側板の下端の位置は、前記吸込み口の上端の位置よりも低い、請求項１または２に記載の集塵ケース。
4. 前記内側ケース部材は、前記上板の外周縁から上方に立ち上がる第３の側板を有している、請求項１〜３のいずれか一つに記載の集塵ケース。
5. 前記第１の側板および前記第２の側板には、前記保持具を回転可能に支持する第１の水平回転軸が挿通される貫通孔が形成され、
   前記吸込み口は、前記第１の側板における前記貫通孔からずれた位置に形成されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の集塵ケース。
6. 前記外側ケース部材には、前記第１の水平回転軸と直交する方向に延びる第２の水平回転軸が取り付けられ、
   前記吸込み口は、前記第１の側板における前記第２の水平回転軸からずれた位置に形成されている、請求項５に記載の集塵ケース。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載の集塵ケースを備えた切削加工機。

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