CN202491134U - 冷却液喷射装置 - Google Patents
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Abstract
在向机械加工部位供给冷却液的冷却液喷射装置中，能够提高防滴性、防尘性并能够实现小型化。将电动机喷嘴单元(4)的空心轴(13)与旋转接头机构(4)连接，并将这些部件收纳于壳体(2)内。利用作为步进电动机的电动机(12)来调整空心轴(13)的旋转角并对喷嘴(11)的旋转移动进行控制。从旋转接头机构(4)的固定管路(21)供给冷却液，并经由空心轴(13)的通路(13A)从喷嘴(11)喷射冷却液。通过在作为电动机(12)的输出轴的空心轴(13)形成冷却液的通路(13A)，能够实现冷却液喷射装置(1)的小型化，特别是能够实现轴向的尺寸的缩短，并且能够减少需要密封的部位，从而能够提高防滴性及防尘性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冷却液喷射装置，该冷却液喷射装置用于当使用机床对工件进行机械加工时向加工部位喷射冷却液。
背景技术
一般情况下，当使用机床进行切削加工、磨削加工等机械加工时，为了润滑、冷却、除去切屑、防止熔敷等，一边向加工部位供给冷却液(切削、磨削油剂)一边进行加工，在机械加工中，从确保加工的稳定性、加工精度的观点来看，期望向加工部位适当地供给冷却液。因此，例如，如专利文献1及2所记载的那样，提出有下述各种冷却液喷射装置的方案，该冷却液喷射装置被设制成：在NC机床、加工中心等自动机床中，根据加工的进行过程对应而自动地调整冷却液的喷射角度，由此来向加工部位适当地喷射冷却液。
此类冷却液喷射装置构成为，利用伺服电动机对喷射冷却液的喷嘴进行驱动，根据工具的更换、机械加工的进行过程等而调整喷嘴的位置、角度，由此来向朝加工部位正确地喷射冷却液。
专利文献1：日本特开2002-18674号公报
专利文献2：美国专利第6772042号说明书
由于冷却液喷射装置被暴露于因机械加工而产生的冷却液的飞沫、切屑的飞溅之中，因此对驱动喷嘴的伺服电动机、减速齿轮机构等要求有充分的防水滴性及防尘性，并且由于需要设置于NC钻床、NC铣床、NC车床、加工中心等数字控制(NC)机床的有限空间内，因此期望实现小型化。
发明内容
本实用新型是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种具有优良的防水滴性、防尘性，并且能够实现小型化的冷却液喷射装置。
为了解决上述课题，技术方案1的实用新型所涉及的冷却液喷射装置具备：喷射冷却液的喷嘴；以及调整该喷嘴的旋转角度的电动机，该冷却液喷射装置的特征在于，所述电动机具有作为输出轴而在内部形成有冷却液的通路的空心轴，所述喷嘴与所述空心轴连接。
技术方案2的实用新型所涉及的冷却液喷射装置在上述技术方案1的结构的基础之上，其特征在于，在所述空心轴连接有与能够旋转的管路连接的旋转接头。
技术方案3的实用新型所涉及的冷却液喷射装置在上述技术方案1或2的结构的基础之上，其特征在于，所述电动机是步进电动机。
根据技术方案1的本实用新型所涉及的冷却液喷射装置，能够经由电动机的空心轴向喷嘴供给冷却液。其结果是，能够实现小型化，并且能够减少需要密封的部位，从而能够提高防水滴性及防尘性。
根据技术方案2的实用新型所涉及的冷却液喷射装置，经由旋转接头向空心轴供给冷却液。
根据技术方案3的实用新型所涉及的冷却液喷射装置，通过使用步进电动机而能够进行基于开环的驱动控制，从而能够实现控制电路的简化。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施方式所涉及的冷却液喷射装置的立体图。
图2是基于图1的A-A线的纵剖视图。
图3是表示拆卸图1所示的冷却液喷射装置的密封板之后的状态的立体图。
图4是图1所示的冷却液喷射装置的分解立体图。
图5是本实用新型的第二实施方式所涉及的冷却液喷射装置的横剖视图。
图6是表示拆卸图5所示的冷却液喷射装置的密封板之后的状态的立体图。
图7是图5所示的冷却液喷射装置的分解立体图。
标号说明如下：
1...冷却液喷射装置；11...喷嘴；12...电动机；13...空心轴(输出轴)；13A...通路。
具体实施方式
以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行详细地说明。
参照图1至图4对本实用新型的第一实施方式进行说明。
如图1至图4所示，本实用新型所涉及的冷却液喷射装置1安装于加工中心等NC机床，是用于向加工部位喷射冷却液的装置，在壳体2内收纳有电动机喷嘴单元3以及旋转接头机构4(旋转接头)而形成一体化(单元化)。
壳体2构成为包括：大致长方体且一侧呈开口的箱状的壳体主体5；以及将壳体主体5的开口部封闭的密封板6。在壳体2，形成有以与密封板6相连的方式延伸为平板状的长方形的安装部7，该安装部7与壳体主体5成一体结构。在壳体主体5的长度方向两端部的侧壁分别形成有大致U字形的切口8、9。在壳体主体5的安装部7设置有用于将壳体2安装于NC机床等上的一对长孔10。
在壳体主体5的开口部，利用螺钉、搭扣、粘结剂等公知的结合单元(未图示)安装有密封板6。壳体主体5与密封板6之间由衬垫等公知的密封单元(未图示)密封。优选是，密封板6利用螺钉等能够装卸的结合单元能够装卸地安装于壳体主体5。壳体2能够由合成树脂、铝合金等适当的材料形成。
电动机喷嘴单元3是将喷射冷却液的喷嘴11、与调整喷嘴11的旋转角的电动机12进行一体化而成的单元。如图2所示，电动机12具备：空心轴13，在该空心轴13的内部形成有冷却液的通路13A；转子14，该转子14安装于空心轴13的中间部的外周；以及定子16，该定子16与转子14对置，且固定于矩形的电动机壳体15内。空心轴13通过轴承18、19被支承为能够与转子14一起旋转，且可动部被密封，其中，轴承18、19分别设置于在电动机壳体15的两端部安装的前罩17A及后罩17B。空心轴13贯通电动机壳体15，且空心轴13的两端部从前罩17A及后罩17B向外部突出，朝向直角方向的喷嘴11与空心轴13的前罩17A侧的前端部连接。
电动机12能够控制作为输出轴的空心轴13的旋转角，能够采用公知的伺服电动机或步进电动机。并且，作为步进电动机，虽然也可以采用可变磁阻型、永磁铁型、或者将这些组合而成的混合型中的任一类型，但在本实施方式中，由于能够调整的步距角十分小，因此采用了混合型步进电动机。在电动机12连接供给控制电流的引线(未图示)，引线经由安装于壳体2的电连接器(未图示)、或贯通壳体2的外壁，而与外部的驱动电路(未图示)连接。
旋转接头机构4形成为，固定管路21从矩形的接头壳体20的一端部突出，从另一端部收纳从电动机12的后罩17B侧突出的空心轴13、并将空心轴13支承为能够旋转，并且能够将空心轴13的通路13A与固定管路21流体连接。如图2所示，在接头壳体20的另一端部安装将空心轴13支承为能够旋转的轴承22，并且设置有对轴承22的旋转部分进行密封的O形环23以及密封盖24。固定管路21与空心轴13的连接部分利用O形环等公知的密封单元(未图示)而能够旋转地被密封。
电动机喷嘴单元3以及旋转接头机构4以在接头壳体20内空心轴13与固定管路21连接、且后罩17B与密封盖24抵接的状态被收纳于壳体主体5内，空心轴13的一端部及固定管路21从切口8、9向外部延伸。通过在壳体主体5的开口部安装密封板6而将电动机喷嘴单元3及旋转接头机构4固定于壳体2内。
使喷嘴11朝向适当的方向、且将螺栓等插通于安装部7的长孔10，从而将这样构成的冷却液喷射装置1安装于NC车床、加工中心等NC机床。并且，固定管路21与包括泵等的冷却液的供给源连接，电动机12与供给控制电流的驱动电路连接。
进而，将冷却液向固定管路21供给并经由空心轴13从喷嘴11进行喷射。通过使电动机12的空心轴13旋转并对空心轴的旋转角进行控制，能够调整喷嘴11的角度，从而能够向期望的方向喷射冷却液。
此时，在需要进行电动机12的空心轴13的旋转角的初期位置的调整(0点调整)的情况下，例如能够在空心轴13安装霍尔元件(未图示)并基于霍尔元件的检测位置进行0点调整。或者也可以利用止挡件限制喷嘴11的旋转范围，使喷嘴11旋转到喷嘴11与止挡件抵接为止，进而以该抵接位置为基准进行0点调整。
由此，能够根据基于自动机床的工具更换而产生的工具前端位置的变化、基于机械加工的进行过程而产生的从喷嘴到加工位置为止的距离的变化等，来调整喷嘴11的旋转角并向加工部位正确地喷射冷却液。此时，由于能够使用步进电动机作为电动机12，因此能够进行基于开环的控制，与使用伺服电动机进行基于闭环的控制的情况相比，能够简化电动机的驱动电路。
当对喷嘴11的旋转角进行控制时，为了使冷却液准确地命中切削加工部位，在调节喷嘴的喷射角度的基础上，还能够使喷嘴11移动以便利用冷却液的喷射除掉加工部位的切屑，由此能够促进切屑的除去。并且，能够使喷嘴的旋转形成为恒定速度、或者一边使速度变化一边进行旋转。并且，通过使用步进电动机作为电动机12，能够实现如下的控制，即：利用与用于NC机床的工具移动以及工具指定的数字控制代码(所谓的M代码、T代码)对应的、来自数字控制床的输出信号作为电动机12的控制信号，而使喷嘴11的旋转角追随加工部位的控制，从而能够简化冷却液喷射装置的控制电路。
将电动机12的输出轴设制为空心轴13，并将喷嘴11连接于空心轴13，利用空心轴13而直接驱动喷嘴11，并且通过经由空心轴13的通路13A向喷嘴11供给冷却液，能够实现冷却液喷射装置1的小型化，特别是能够缩短轴向的尺寸，并且能够减少需要密封的部位，从而能够提高防水滴性及防尘性。
接下来，参照图5至图7对本实用新型的第二实施方式进行说明。此外，对与上述第一实施方式相同的部分使用相同的附图标记，并仅对不同的部分进行详细说明。
如图5至图7所示，在本实施方式所涉及的冷却液喷射装置31中，设置旋转接头32来替代旋转接头机构4。电动机喷嘴单元3在壳体2内由形成于壳体主体5的保持板33在轴向上固定。空心轴13的后罩17B侧的端部形成有螺纹部34，该螺纹部34的突出长度短、且用于在内周部连接旋转接头32。在保持板33形成有供空心轴13的端部插通的U字形的切口35。
旋转接头32将互成直角的入口管路36与出口管路37流体连接成能够旋转，在出口管路37的前端部外周形成有被拧入到空心轴13的螺纹部34的螺钉部38以及紧固工具用的螺母部39，并使螺钉部38与紧固工具用的螺母部39成一体结构。在壳体主体5的侧壁设置有用于将旋转接头32的入口管路36朝外部延伸的开口。
此外，旋转接头32的入口管路36与冷却液的供给源连接，经由旋转接头32及空心轴13从喷嘴11喷射冷却液。由此，能够发挥与上述第一实施方式相同的作用效果。此外，在上述第二实施方式中，如果能够允许相对于空心轴13进行所需的旋转，也可以在空心轴13的螺纹部34直接连接具有柔软性的柔性软管来替代旋转接头32。
Claims (3)
1.一种冷却液喷射装置，该冷却液喷射装置具备：喷射冷却液的喷嘴、以及调整该喷嘴的旋转角度的电动机，
所述冷却液喷射装置的特征在于，
所述电动机具有作为输出轴而在内部形成有冷却液的通路的空心轴，所述喷嘴与所述空心轴连接。
2.根据权利要求1所述的冷却液喷射装置，其特征在于，
在所述空心轴连接有与能够旋转的管路连接的旋转接头。
3.根据权利要求1或2所述的冷却液喷射装置，其特征在于，
所述电动机是步进电动机。
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