JP-2026076841-A - 加工装置用集塵装置

Abstract

【課題】加工装置での加工処理の際に発生する粉塵や飛散物を効率良く空気と分離して、簡単に除去、メンテナンスすることができる加工装置用集塵装置を提供すること。 【解決手段】本発明の一態様は、加工装置での加工処理によって対象物から発生する粉塵や飛散物を集める加工装置用集塵装置であって、横方向に延在し、粉塵や飛散物を導入する導入口を有する外筒と、外筒の内側に横方向に延在して配置され、一端側に前記外筒の外と連通する排出口、他端側に外筒の内部と連通する吸引口を有する内筒と、外筒の内壁面と内筒の外壁面との間に設けられ、内筒の外側を回転しながら横方向に進む螺旋状溝部と、外筒の横方向の端部に配置され、螺旋状溝部の終端の螺旋径よりも大きい径になる円周状の捕捉用溝部を有する捕捉部と、を備えた加工装置用集塵装置である。 【選択図】図３

Inventors

• 長谷川 明伸

Assignees

• 株式会社アフレアー

Dates

Publication Date

20260512

Application Date

20241024

Claims (3)

1. 加工装置での加工処理によって対象物から発生する煙や粉塵を集める加工装置用集塵装置であって、 横方向に延在し、前記煙や前記粉塵を導入する導入口を有する外筒と、 前記外筒の内側に前記横方向に延在して配置され、一端側に前記外筒の外と連通する排気口、他端側に前記外筒の内部と連通する吸気口を有する内筒と、 前記外筒の内壁面と前記内筒の外壁面との間に設けられ、前記内筒の前記外側を回転しながら前記横方向に進む螺旋状溝部と、 前記外筒の前記横方向の端部に配置され、前記螺旋状溝部の終端の螺旋径よりも大きい径になる円周状の捕捉用溝部および前記捕捉用溝部と連通する排出口を有する捕捉部と、 を備えた加工装置用集塵装置。
2. 前記螺旋状溝部の螺旋径は、螺旋の進む方向に進むに従い小さくなるように構成される、請求項１に記載の加工装置用集塵装置。
3. 前記捕捉部は、円周状に設けられた前記捕捉用溝部の円周中心部分に設けられ、前記螺旋状溝部の前記螺旋の進む方向とは反対に向けて尖る円錐状凸部を有する、請求項１または２に記載の加工装置用集塵装置。

Description

本発明は、加工装置によって加工処理を行う際に対象物から発生する煙や粉塵を集めて排出する加工装置用集塵装置に関するものである。 レーザ加工装置は、加工の対象物に対してレーザ光を照射して切断、溶接、穴あけ、スクライブ、表面改質加工等を行う装置である。レーザ加工装置では、レーザ光のエネルギーによって加工対象物が燃焼、溶融、気化する際に煙や粉塵が発生するとともに、スパッタやヒュームなどの飛散物も生じる。 特許文献１には、横型サイクロンによる分離機が開示される。この分離機は、横型サイクロンにて、送風機の吸込み側に取り付け、分離する構成となっている。 特開２００８－００６３１５号公報 本実施形態に係る加工装置用集塵装置を例示する斜視図である。本実施形態に係る加工装置用集塵装置および集塵ボックスを例示する斜視図である。本実施形態に係る加工装置用集塵装置を例示する断面図である。本実施形態に係る加工装置用集塵装置の動作を説明する断面図である。 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。 図１は、本実施形態に係る加工装置用集塵装置を例示する斜視図である。 図２は、本実施形態に係る加工装置用集塵装置および集塵ボックスを例示する斜視図である。 図３は、本実施形態に係る加工装置用集塵装置を例示する断面図である。 図４は、本実施形態に係る加工装置用集塵装置の動作を説明する断面図である。 （加工装置用集塵装置の構成） 本実施形態に係る加工装置用集塵装置１は、加工装置で加工処理を行う際に対象物から発生する粉塵等を集める装置である。加工装置としては、例えばレーザ加工装置が挙げられる。レーザ加工装置では、レーザ光を対象物に照射して切断、切削、接合などの加工を行う際にレーザ光が照射された対象物から粉塵等が発生する。本実施形態に係る加工装置用集塵装置１は、この粉塵等を効果的に集めるとともに、集めた粉塵等を容易に除去（排出）することができる装置である。 すなわち、本実施形態に係る加工装置用集塵装置１は、外筒１０、内筒２０、螺旋状溝部３０および捕捉部４０を備える。 外筒１０は横方向に延在し、粉塵等を導入する導入口１１を有する。ここで、横方向とは実質的に水平方向のことであり、水平方向に対して概ね±十数°程度の範囲のことを言う。本実施形態では、水平方向をＸ方向（Ｘ１－Ｘ２方向）、垂直方向をＺ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）、Ｘ方向およびＺ方向に垂直な方向をＹ方向（Ｙ１－Ｙ２方向）と言うことにする。 外筒１０の外形は略四角柱型であってもよいし、略円柱型であってもよい。外筒１０には、粉塵等を導入する導入口１１が設けられる。導入口１１は外筒１０の一端側（Ｘ１側）の例えば上側（Ｚ方向Ｚ２側）に設けられる。導入口１１は、外筒１０と内筒２０との間の空間と連通している。導入口１１にはダクト（図示せず）が接続されていてもよい。ダクトの一端の口は加工装置側に配置され、加工装置で発生した粉塵等を吸い込んで導入口１１へ導く。 内筒２０は、外筒１０の内側（内部空間）に横方向に延在して配置される。内筒２０は円筒型に設けられることが好ましい。内筒２０は、一端側（Ｘ１側）に外筒１０の外と連通する排気口２１が設けられ、他端側（Ｘ２側）に外筒１０の内部と連通する吸気口２２が設けられる。内筒２０は、外筒１０の一端側（Ｘ１側）を塞ぐ蓋部１０ａをＸ方向に貫通するように設けられる。内筒２０の他端（Ｘ２側の端部）は外筒１０の内部空間の途中（略中央）まで達している。 螺旋状溝部３０は、外筒１０の内壁面１０１と内筒２０の外壁面２０１との間に設けられ、内筒２０の外側を回転しながら横方向（Ｘ方向Ｘ２側）に進む螺旋状の溝である。例えば、外筒１０の円筒状に設けられた内壁面１０１に螺旋状の凸壁３１が設けられることで凸壁３１と凸壁３１との間に螺旋状溝部３０が構成される。螺旋状溝部３０は、溝空間の一端側が導入口１１と連通し、他端側が捕捉部４０に達するまで設けられる。 捕捉部４０は、外筒１０の横方向の端部（Ｘ２側の端部）に配置される。捕捉部４０は外筒１０の他端側（Ｘ２側）の終端を塞ぐように設けられる。捕捉部４０は、捕捉部４０の内壁面４０１に設けられる円周状の捕捉用溝部４１を有する。捕捉用溝部４１の径ｄ３は、螺旋状溝部３０の終端の螺旋径ｄ２（図３参照）よりも大きい。捕捉用溝部４１の径ｄ３が螺旋状溝部３０の終端の螺旋径ｄ２よりも大きく設けられることで、外筒１０の他端（Ｘ２側）と捕捉部４０との間には段部４０ａが設けられることになる。 また、捕捉部４０には捕捉用溝部４１と連通する排出口４２（図２参照）が設けられる。排出口４２の後段には、例えば集塵ボックス２が接続される。捕捉部４０に集められた粉塵等は排出口４２から下側（Ｚ方向Ｚ１側）に配置された集塵ボックス２に落下して集められることになる。 （加工装置用集塵装置の集塵動作） 加工装置用集塵装置１によって集塵を行うには、排気口２１から吸引を行う。例えば、図４の矢印Ａで示すように、排気口２１に図示しない吸引装置を接続して吸引を行う。これにより、外筒１０および内筒２０の内部空間が負圧となって導入口１１から空気の吸い込みが始まる。 導入口１１には図示しないダクトが接続されており、ダクトの一端（導入口１１と接続する側とは反対側）が加工装置側に配置されている。これにより、ダクトの一端から加工装置側で発生した粉塵等を含む空気が吸い込まれ、図４の矢印Ｂに示すように外筒１０の導入口１１から外筒１０内に導入されていく。 外筒１０内に導入された粉塵等を含む空気は、円筒型に設けられた内筒２０の外壁面２０１に沿って旋回しながら横方向の他端側（Ｘ２側）へ進んでいく（図４の矢印ａ参照）。粉塵等を含む空気が旋回することで、空気よりも重い粉塵等は遠心力で外方に飛ばされ、外筒１０の内壁面１０１に沿って旋回しながら進んでいく。一方、粉塵等と分離しながら旋回する空気は内筒２０の吸気口２２から内筒２０内を通って排気口２１から外部へ排出される（図４の矢印ｂ参照）。 遠心力によって空気と分離した粉塵等は外筒１０の内壁面１０１に押し付けられながら旋回して横方向の他端側（Ｘ２側）へ進んでいく。この際、粉塵等は螺旋状溝部３０に沿って旋回しながら螺旋の方向に進むようにガイドされ、捕捉部４０まで到達する。螺旋状溝部３０が設けられていることで、外筒１０および内筒２０が水平方向（Ｘ方向）に延在していても明確かつ強力な螺旋気流が発生し、効率良く空気と粉塵等とを分離することができる。また、粉塵等は螺旋状溝部３０にガイドされ、さらに凸壁３１にブロックされながら旋回していくことから、比重の小さい粉塵等であっても吸気口２２から吸い込まれず（吸い込まれにくく）、確実に捕捉部４０まで進んでいくことになる。 螺旋状溝部３０に沿って旋回しながら進む粉塵等は捕捉部４０まで到達する。捕捉部４０には螺旋状溝部３０と連通する捕捉用溝部４１が設けられているため、捕捉部４０まで進んだ粉塵等は捕捉用溝部４１で回転を続けることになる（図４の矢印ｃ参照）。この際、捕捉用溝部４１の径ｄ３は螺旋状溝部３０の終端の螺旋径ｄ２よりも大きく、外筒１０の他端と捕捉部４０との間に段部４０ａが設けられるため、捕捉用溝部４１で回転する粉塵等が外筒１０側に逆戻りすることを抑制できる。 捕捉部４０の捕捉用溝部４１で回転する粉塵等は、やがて排出口４２から集塵ボックス２に自然に落下して集められることになる。粉塵等は集塵ボックス２に集められるため、集められた粉塵等を容易に除去（排出）することができる。つまり、粉塵等が自然に集塵ボックス２に集められるため、ある程度粉塵等が集まった段階で集塵ボックス２から粉塵等を除去すればよく、メンテナンスが容易となる。 ここで、加工装置用集塵装置１において、螺旋状溝部３０の螺旋径は、螺旋の進む方向（Ｘ方向Ｘ２側）に進むに従い小さくなるように構成されることが好ましい。すなわち、図３に示すように、螺旋状溝部３０のＸ方向Ｘ１側の螺旋径ｄ１よりも、螺旋の進む方向（Ｘ方向Ｘ２側）の螺旋径ｄ２のほうが小さくなるように設けられる。螺旋径はＸ１側からＸ２側にむけて徐々に小さくなる。これにより、螺旋状溝部３０でガイドされながら旋回する粉塵等の旋回の径が徐々に小さくなって、螺旋の進む方向（Ｘ方向Ｘ２側）にいくほど旋回速度が高くなり、粉塵等と空気との分離性能を高めることができる。 また、捕捉部４０には円錐状凸部４３が設けられることが好ましい。円錐状凸部４３は、円周状に設けられた捕捉用溝部４１の中央（Ｘ方向Ｘ１側に見て捕捉用溝部４１の円周中心部分）、すなわち捕捉部４０の終端壁４４の筒内側にＸ１方向に突出するように設けられる。円錐状凸部４３は、螺旋状溝部３０の螺旋の進む方向（Ｘ１からＸ２に向く方向）とは反対に向けて（Ｘ２からＸ１に向く方向に）尖る略円錐状になっている。これにより、捕捉部４０まで到達した粉塵等がＸ方向Ｘ２側に進むほど円錐状凸部４３によって外側に積極的に集められることになり、積極的に排出口４２から集塵ボックス２へ落とされることになる。 また、導入口１１や導入口１１に接続されるダクト（図示せず）に水（霧状の水を含む）を噴射するノズル（図示せず）を付けておき、粉塵等の吸引とともにノズルから導入口１１に水を噴射するようにしてもよい。これにより、水とともに粉塵等を外筒１０内に導入し、内筒２０の外壁面２０１に沿って旋回させる。粉塵等に水分が含まれることで遠心力が増して粉塵等を効果的に遠心分離しながら横方向の他端側（Ｘ２側）へ進めて行き、捕捉部４０の排出口４２から水とともに粉塵等を集塵ボックス２へ送ることができる。この際、水によって外筒１０の内壁面１０１や内筒２０の外壁面２０１のクリーニングも可能となる。 以上説明したように、本実施形態に係る加工装置用集塵装置１によれば、レーザ等による加工処理で発生した粉塵等を効率良く空気と分離して、粉塵等を簡単に除去、メンテナンスすることが可能となる。 なお、上記に本実施形態およびその具体例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態またはその具体例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。 本実施形態に係る加工装置用集塵装置１は、レーザ加工装置以外にも切削加工装置や研磨加工装置など加工処理の際に粉塵等を発生する加工装置に適用可能である。