JP5558275B2

JP5558275B2 - 工作機械の切屑排出装置

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Publication number: JP5558275B2
Application number: JP2010201967A
Authority: JP
Inventors: 隆史星; 亮祐安村; 丈典西澤; 明史吉田
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: US8499922B2; DE102011082313A1; US20120079928A1; JP2012056028A; CN202356970U

Description

本発明は、工作機械の切屑排出装置に関し、詳細には、切屑と共に機外に排出されるクーラントの機外持ち出し量の削減に関する。

工作機械では、切削加工等により発生した切屑を機外に自動的に排出する切屑排出装置を備える場合がある。この種の切屑排出装置では、ワーク加工部に供給されるクーラントが切屑と共に機外に排出される問題があり、クーラントの機外持ち出し量を削減することが要請される。

この種の要請に応えるようにした切屑排出装置として、従来、例えば特許文献１に開示されたものがある。この従来装置は、ワーク加工部の下方に配設されたクーラントタンクを機外に延長するとともに、該クーラントタンク内に、落下した切屑を搬送するチップコンベアを配設し、該チップコンベアを機外に延長した構成となっている。

特開２００２−９６２３７号公報

前記従来の切屑排出装置では、チップコンベアを通過して落下したクーラントについてはクーラントタンクにより回収することができる。一方、前記チップコンベアで搬送される切屑には多量のクーラントが付着しており、このクーラントの大部分については、切屑と共に機外に持ち出されるのを回避できず、従ってクーラントの機外持ち出し量のさらなる削減が求められる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、簡単な構造により、切屑に付着しているクーラントの分離回収率を向上でき、クーラントの機外持ち出し量を削減できる工作機械の切屑排出装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、回転駆動される左，右一対の円形の駆動側部材と、該左，右の駆動部材に対応するように配置された左，右一対の従動側部材と、前記左，右の駆動側部材と左，右の従動側部材のそれぞれに巻回された左，右一対の無端帯状の連結部材と、該左，右の連結部材に所定ピッチ毎に架け渡して固定された複数の掻板と、上側を通過する掻板の下端が摺接するように配設され、切屑を受け止めるとともに、切屑を排出口に案内する受け板とを備え、前記掻板を前記受け板上を摺動させることにより該受け板上の切屑を排出口に移動させる工作機械の切屑排出装置であって、
前記受け板は、前記連結部材の上側部分と下側部分との間に、前記駆動部材の近傍から前記従動部材の近傍に渡るように形成され、前記駆動部材の近傍に切屑を貯留可能とする貯留部を有し、
前記掻板は、前記受け板との対向端面を、前記連結部材への取付点から連結部材の進行方向反対側に所定値以上偏位させて取り付けられ、前記駆動部材近傍に移動したとき前記対向端面と受け板の前記貯留部との隙間が大きくなる第１掻板と、前記受け板との対向端面を、前記連結部材への取付点から連結部材の進行方向反対側に前記第１掻板より小さく偏位させて取り付けられ、前記駆動部材近傍に移動したとき前記対向端面と受け板の前記貯留部との隙間が前記第１掻板の隙間より小さくなる第２掻板とを含むことを特徴としている。

ここで本発明における「所定値以上偏位させて」については、後述するように、前記偏位が大きいほど掻板と受け板との隙間が大きくなることから、該隙間の必要大きさに応じて適宜設定することとなる。

また「第１掻板より小さく偏位させて」については、後述するように、前記偏位が小さいほど前記隙間が小さくなることから、該隙間が小さくなるように、第２掻板の偏位を可能な限り小さくすることが望ましい。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械の切屑排出装置において、前記第１掻板の枚数が前記第２掻板の枚数より多いことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、第１掻板を、受け板への対向端面を連結部材への取付点から進行方向反対側に所定値以上偏位させて取り付けたので、第１掻板は、前記円形の駆動側部材の近傍を通過する際に、その受け板への対向端面が受け板から離間する軌跡を描いて移動する。そのため受け板と第１掻板との間に隙間が生じ、この隙間に移動した切屑は第１掻板で押されないためそれ以上移動せず、該隙間に残留することとなる。前記切屑が受け板上の前記隙間部分に残留している間に、切屑に付着しているクーラントは自重により分離し、流下することとなる。この場合、前記第１掻板の、受け板との対向端面と連結部材への取付点との偏位量が大きいほど該第１掻板の受け板からの離間量が大きくなり、受け板上の切屑の残留量を多く確保でき、より確実にクーラントを分離流下させることができる。

一方第２掻板は、受け板への対向端面と連結部材への取付点との偏位量が第１掻板より小さく設定されているので、前記駆動部材の近傍を通過する際においても、その対向端面が受け板からあまり離間することなく移動し、前記受け板上に残留していた切屑をさらに移動させ、排出口に落下させ排出することができる。この場合、前記偏位量が小さいほど、前記離間量を小さくでき、前記隙間に残留している切屑をより確実に排出することができる。

請求項２の発明では、第１掻板を第２掻板より多く設けたので、前記切屑の受け板上での残留量，残留時間が長くなり、それだけクーラントの分離流下が確実になり、クーラントの機外持ち出し量をより多く削減できる。

本発明の実施例１に係る工作機械の切屑排出装置の全体斜視図である。前記切屑排出装置の断面側面図である。前記切屑排出装置の第１掻板の駆動側部材（スプロケット）付近での移動軌跡を示す側面図である。前記切屑排出装置の第２掻板のスプロケット付近での移動軌跡を示す側面図である。前記第１掻板及び第２掻板の連結部材（チェーン）への取付け状態を示す断面側面図である。前記チェーンの模式平面図である。前記第１掻板及び第２掻板のチェーンへの取付け状態を示す斜視図である。前記第１掻板の従動側部材（ガイドプレート）付近での移動軌跡を示す側面図である。前記第２掻板のガイドプレート付近での移動軌跡を示す側面図である。前記第１掻板のスプロケット付近での移動軌跡を示す模式拡大図である。前記第２掻板のスプロケット付近での移動軌跡を示す模式拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図１１は、本発明の実施例１による工作機械の切屑排出装置を説明するための図である。

図において、１は切屑排出装置であり、該切屑排出装置１は、例えばＮＣ旋盤（図示せず）に隣接させて配置され、ワークの加工中に発生する切屑がクーラントと共に移送され、この切屑を、クーラントを分離させつつ機外の切屑回収バケット２に排出する。

前記切屑排出装置１は、主としてケーシング３と、該ケーシング３内に配設されたチップコンベア４とで構成されている。

前記ケーシング３は、前記クーラントを貯留する機能を有するタンク部５と、該タンク部５の上部開口５ａを開閉可能に装着された矩形板状の蓋部６と、前記タンク部５の長手方向一端部から機外に向けて切屑を排出する排出ダクト部７とを有する。

前記タンク部５は、矩形箱状のもので、底壁５ｂと、該底壁５ｂの周縁に立設固定された側壁５ｃと、該側壁５ｃに固定された天壁５ｄとを備えている。このタンク部５に貯留されたクーラントは所定の再処理工程を経て再使用される。

前記上部開口５ａは前記天壁５ｄの図１奥側に偏位するように形成され、該上部開口５ａに前記蓋部６が配置されている。

前記蓋部６には、矩形筒状の導入ダクト部６ａが前記タンク部５内に連通するように形成されており、該導入ダクト部６ａに前記切屑ｗ及びクーラントが移送される。

前記排出ダクト部７は、前記タンク部５の一端部から斜め上方に延びる傾斜部７ａ、該傾斜部７ａの上端部から下方に延びる排出口７ｂとを有する。

前記チップコンベア４は、前記排出ダクト部７の傾斜部７ａと排出口７ｂとの境界部に配置された左，右一対の円形の駆動スプロケット（駆動側部材）８，８と、前記タンク部５の端部に配置された左，右一対のガイドプレート（従動側部材）９，９と、前記左，右の駆動スプロケット８，８と左，右のガイドプレート９，９のそれぞれに巻回された左，右のチェーン１０，１０と、左，右のチェーン１０，１０に所定ピッチ毎に架け渡され、固定された多数の第１掻板１１及び少数の第２掻板１２とを有する。なお、本実施例では、前記第２掻板１２は一枚だけ設けられ、残りは全て第１掻板１１となっている。

前記左，右の駆動スプロケット８，８は、円盤の外周に、前記チェーン１０，１０に噛合する歯８ａを所定ピッチで形成したものであり、それぞれ駆動軸８ｂの左，右端部に固定され、該駆動軸８ｂを介して駆動モータ（図示せず）により回転駆動される。また前記ガイドプレート９，９は、略半円状に形成され、チップコンベア４に固定されると共に、支持パイプ９ａに挿通せられ、これの外周を前記チェーン１０が摺動する。

前記チェーン１０は、前記ケーシング３の蓋部６から傾斜部７ａの傾斜天壁７ｃに沿って延び、張り側となる上側部分１０′と、傾斜部７ａの傾斜底壁７ｄからタンク部５の底壁５ｂに沿って延び、緩み側となる下側部分１０′′とを有する環状をなしている。

そして、前記チェーン１０は、適所に配設されたガイド部材１６ａ〜１６ｄ及びガイドスプロケット１５により、図２に示す所要のルートを描くようにガイドされている。本実施例では、さらに前記上側部分１０′の、駆動スプロケット８に進入する直線部１０ｅは帯板状のガイド部材１４ｅにより直線状をなすようにガイドされている（図３，４参照）。

前記チェーン１０は、長円状又は瓢箪形状の外側プレート１０ａと、内側プレート１０ｂとをブッシュ及び軸１０ｃで前記環状をなすように連結したものであり、前記外側プレート１０ａには所定ピッチ毎にアタッチメント１０ｄが前記軸１０ｃ，１０ｃ間中央に位置するように一体形成されている。この左，右のチェーン１０，１０のアタッチメント１０ｄ，１０ｄに多数の前記第１掻板１１，少数の前記第２掻板１２が架け渡され、ボルト１３により着脱可能に固定されている。本実施例では、第２掻板１２は一枚のみ設けられ、残りは全て第１掻板１１となっている。なお、第２掻板１２を複数枚設けても勿論構わない。

前記第１掻板１１は、図５に横断面を示すように、前記チェーン１０の進行方向ａと平行な取付辺部１１ａと、該取付辺部１１ａから前記進行方向ａに対して角度θだけ後斜め下方に傾斜する傾斜辺部１１ｂと、該傾斜辺部１１ｂに続いて前記進行方向ａと直角方向に屈曲する掻辺部１１ｃとを有する。該掻辺部１１ｃの前記受け板１４への対向端面１１ｃ′が受け板１４上に摺接することとなる。なお、切屑が比較的大きい場合には、前記対向端面１１ｃ′と受け板１４との間に隙間を設けても良い。前記取付辺部１１ａの左，右端部１１ａ′が前記アタッチメント１０ｄにボルト締め固定されている。

そして前記第１掻板１１では、前記対向端面１１ｃ′は、前記取付辺部１１ａの前記チェーン１０への取付点ｃ′から該チェーン１０の進行方向ａの反対側に距離Ｌ１だけ偏位している。

前記第２掻板１２は、図５に横断面を示すように、前記チェーン１０の進行方向ａと平行な取付辺部１２ａと、該取付辺部１２ａの前縁から前斜め上方に屈曲する上掻辺部１２ｂと、前記取付辺部１２ａの後縁から前記進行方向ａに対して直角下方に折り曲げられた下掻辺部１２ｃとを有する。該下掻辺部１２ｃの前記受け板１４への対向端面１２ｃ′が前記受け板１４上に摺接することとなる。なお、前記第１掻板１１と同様に、切屑が比較的大きい場合には、前記対向端面１２ｃ′と受け板１４との間に隙間を設けても良い。前記取付辺部１２ａの左，右端部１２ａ′が前記アタッチメント１０ｄにボルト締め固定されている。

そして前記第２掻板１２では、前記対向端面１２ｃ′は、前記取付辺部１２ａの前記チェーン１０への取付点ｄ′から該チェーン１０の進行方向ａの反対側に距離Ｌ２だけ偏位している。

ここで前記第１掻辺１１の偏位する距離Ｌ１は大きく、第２掻辺１１の偏位する距離Ｌ２は小さく設定されており、具体的には距離Ｌ２は距離Ｌ１の１／２以下となっている。

前記チェーン１０の上側部分１０′と下側部分１０′′との間には受け板１４が配設されている。この受け板１４は、前記上側部分１０′に取付けられている第１，第２掻板１１，１２の対向端面１１ｃ′，１２ｃ′が摺動するように配設されている。

また前記受け板１４は、前記導入ダクト部６ａ内に移送された切屑及びクーラントを受け止める受け部１４ａと、前記傾斜部７ａの傾斜天壁７ｃに沿って前記切屑を前記排出口７ｂに誘導するガイド部１４ｂとを有する。また前記受け板１４の左，右縁部には、切屑の落下を防止する側板１４ｃが設けられている。なお、図示していないが、前記受け板１４には、クーラントをタンク部５の底壁５ｂに落下させる流下孔が適所に形成されている。

また前記受け板１４の前記駆動スプロケット８近傍部分には、前記チェーン１０の直線部１０ｅと略平行をなす直線部１４ｄが形成されており、さらに前方に屈曲する屈曲部１４ｆが形成されている。前記屈曲部１４ｆ及び直線部１４ｄの屈曲部近傍部分は、前記第１掻板１１が該部分を通過する際に該部分に切屑を貯留可能とする貯留部となっており、また該貯留された切屑は、第２掻板１２により前記屈曲部１４ｆからさらに移動されて下方に落下する。

また、前記チェーン１０の下側部分１０′′に取付けられている第１掻板１１の取付辺部１１ａと前記タンク部５の底壁５ｂとの間には隙間が設けられている。一方、前記第２掻板１２の上掻辺部１２ｂの端部１２ｂ′は、前記タンク部５の底壁５ｂ上を摺動する。そのため、タンク部５の底壁５ｂ上に沈降している細かい切屑ｗ′は第２掻板１２により上方に押し上げられ、再び受け板１４上に落下し、第１掻板１１により前記排出口７ｂ側に搬送される。なお、前記端部１２ｂ′と底壁５ｂとの間に隙間を設けることも可能である。

本実施例の切屑排出装置１では、機械加工により発生した切屑及びクーラントが導入ダクト部６ａからチップコンベア４の受け板１４上に導入される。チップコンベア４の駆動スプロケット８の回転によりチェーン１０が図２反時計回りに駆動され、前記受け板１４の上側を通過する第１掻板１１及び第２掻板１２が前記切屑及びこれに付着しているクーラントを排出口７ｂ方向に移動させる。

そして前記第１掻板１１は、前記駆動スプロケット８近傍まで移動すると、図３，図１０に示すように、徐々にその掻辺部１１ｃの対向端面１１ｃ′が受け板１４の直線部１４ｄから離間する移動軌跡を描く。そのためこの第１掻板１１により押されて来た切屑ｗは前記直線部１４ｄ，屈曲部１４ｆの第１掻板１１の対向端面１１ｃ′との隙間ｅ部分に残留することとなる。この場合、全掻板のうち第２掻板１２は一枚のみで、残りは第１掻板１１であるため、次々に駆動スプロケット８近傍に移動してくる第１掻板１１により、前記切屑ｗの残留量が増加し、また残留時間も長くなる。そのため、前記切屑ｗに付着していたクーラントは自重により切屑ｗから確実に分離して流下する。

一方、第２掻板１２においては、図４，図１１に示すように、その下掻辺部１２ｃの対向端面１２ｃ′と受け板１４の直線部１４ｄ，屈曲部１４ｆとの隙間ｅ′が小さいので、前記貯留されている切屑ｗは第２掻板１２により直線部１４ｄ，屈曲部１４ｆから押し出され、排出口７ｂに落下する。

このように本実施例では、第１掻板１１を、その対向端面１１ｃ′がその取付点ｃ′からチェーン１０の進行方向ａの反対側に大きな距離Ｌ１だけ偏位するようにチェーン１０に取り付けたので、該第１掻板１１と受け板１４の直線部１４ｄ，屈曲部１４ｆとの間に大きな隙間ｅを形成でき、該隙間ｅに切屑を残留させることができ、この残留している間に切屑に付着しているクーラントを分離流下させることができる。

一方第２掻板１２を、その対向端面１２ｃ′がその取付点ｄ′から前記進行方向ａの反対側に小さな距離Ｌ２だけ偏位するように取り付けたので、該第２掻板１２と前記直線部１４ｄ，屈曲部１４ｆとの隙間ｅ′を小さくでき、前記駆動スプロケット８の近傍に残留している切屑を第２掻板１２によりさらに移動させ、受け板１４上から排出口７ｂに落下させることができる。このようにして切屑と共に機外に持ち出されるクーラント量を削減できる。

また第２掻板１２に上掻辺部１２ｂを形成し、該上掻辺部１２ｂが底壁５ｂ上を摺動するように構成したので、底壁５ｂ上に沈降した細かい切屑ｗ′についても受け板１４上に移動させ、排出口７ｂに搬送でき、切屑の排出効率を高めることができる。

なお、前記実施例では、従動側部材が、回転不能に設けられたガイドプレートである場合を説明したが、本発明の従動側部材は、回転可能な従動スプロケットであっても勿論構わない。また連結部材がチェーンである場合を説明したが、本発明の連結部材はチェーンに限らず、例えばベルトであっても良く、この場合は駆動スプロケットの代わりに駆動プーリが採用される。

また、前記実施例では、切屑排出装置を工作機械から分離して配設した例を説明したが、本発明の切屑排出装置は、例えば旋盤の底部に組み込むことも可能である。

１切屑排出装置
８駆動スプロケット（駆動側部材）
９ガイドプレート（従動側部材）
１０チェーン（連結部材）
１１第１掻板
１１ｃ′ 対向端面
１２第２掻板
１２ｃ′ 対向対面
１４受け板
ｃ′ 第１掻板の取付点
ｄ′ 第２掻板の取付点
Ｌ１第１掻板の取付点から対向端面までの距離
Ｌ２第２掻板の取付点から対向端面までの距離
ｗ切屑

Claims

回転駆動される左，右一対の円形の駆動側部材と、
該左，右の駆動部材に対応するように配置された左，右一対の従動側部材と、
前記左，右の駆動側部材と左，右の従動側部材のそれぞれに巻回された左，右一対の無端帯状の連結部材と、
該左，右の連結部材に所定ピッチ毎に架け渡して固定された複数の掻板と、
上側を通過する掻板の下端が摺接するように配設され、切屑を受け止めるとともに、切屑を排出口に案内する受け板とを備え、
前記掻板を前記受け板上を摺動させることにより該受け板上の切屑を排出口に移動させる工作機械の切屑排出装置であって、
前記受け板は、前記連結部材の上側部分と下側部分との間に、前記駆動部材の近傍から前記従動部材の近傍に渡るように形成され、前記駆動部材の近傍に切屑を貯留可能とする貯留部を有し、
前記掻板は、前記受け板との対向端面を、前記連結部材への取付点から連結部材の進行方向反対側に所定値以上偏位させて取り付けられ、前記駆動部材近傍に移動したとき前記対向端面と受け板の前記貯留部との隙間が大きくなる第１掻板と、前記受け板との対向端面を、前記連結部材への取付点から連結部材の進行方向反対側に前記第１掻板より小さく偏位させて取り付けられ、前記駆動部材近傍に移動したとき前記対向端面と受け板の前記貯留部との隙間が前記第１掻板の隙間より小さくなる第２掻板とを含む
ことを特徴とする工作機械の切屑排出装置。
請求項１に記載の工作機械の切屑排出装置において、
前記第１掻板の枚数が前記第２掻板の枚数より多い
ことを特徴とする工作機械の切屑排出装置。