JP2000199597A - ミスト供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミスト供給圧力を所定に維持すると共に一時
的に高める。 【解決手段】 タンク１の内部はノズル５を含む内部タ
ンク６１により内部ミスト収容室４ａと外部ミスト収容
室４ｂとに仕切り、内部タンク６１の外周にはミストを
内部ミスト収容室４ａの上部から外部ミスト収容室４ｂ
の下部に導く螺旋状のミスト路６２を設ける。オイル収
容室３からのオイルＬと空気圧源からの圧縮空気とから
ミストを生成し、内部ミスト収容室４ａに噴射する。空
気圧源から圧縮空気を第２の減圧弁２３を介して内部ミ
スト収容室４ａに導入し、減圧弁２３のパイロット路２
５は外部ミスト収容室４ｂに接続する。パイロット路２
５には減圧弁２３のパイロット入力圧を大気中に放出す
る制御弁６３を設ける。減圧弁２３はミスト供給圧力を
所定の圧力に維持し、制御弁６３は所定の圧力を一時的
に高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
等の工作機械の加工点に例えば冷却用及び／又は潤滑用
のミストを供給するためのミスト供給装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械によりワークを加工する
際には、冷却や潤滑を目的とするオイルを液体状として
工具の内部の流体路、所謂クーラントホールを通して加
工点に噴射するか、或いは工具の内部を通さずに加工点
に直接噴射するようになっている。従って、何れの場合
にもオイルを液体状として加工点に噴射するため、多量
のオイルを消費する上に環境を汚染するという問題が発
生する。

【０００３】このような問題に対処するため、近年では
オイルをミスト化して加工点に噴射する技術が提案さ
れ、一部は実用化されている。この種のミスト供給装置
は、オイルと空気をノズルに圧送することによりミスト
を生成し、生成したミストをミスト収容室に収容し、そ
の後に工作機械に供給するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ミスト供給装置をマシンニングセンタ等に使用する場合
には、マシニングセンタはミストを工具の内部の流体路
を通してワークに噴射すると共に、工具を自動的に交換
するようになっている。このため、工具のサイズが異な
る毎に流体路の径も異なり、工具から加工点に噴射する
ミストの流量と圧力が変化する。例えば、流体路の径の
小さい工具に交換した場合には、ミストの圧力が上昇し
て切粉等の排除能力を維持できる反面で、ミストの吐出
流量が減少して冷却能力や潤滑能力が低下するという問
題が発生する。一方、流体路の径の大きい工具に交換し
た場合には、ミストの吐出流量が増大して冷却能力や潤
滑能力を維持できる反面で、ミストの圧力が低下して切
粉等の排除能力が低下し、特に深孔をセミドライ加工に
より形成する場合には切粉等の排除が不可能になるとい
う問題が発生する。

【０００５】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
ミスト供給圧力を所定に維持し得ると共に一時的に高め
得るミスト供給装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るミスト供給装置は、液体を収容する液体
収容室と、圧力気体を供給する圧力気体源と、前記液体
収容室からの液体と前記圧力気体源からの圧力気体とに
よりミストを生成するミスト生成手段と、該ミスト生成
手段により生成した前記ミストを収容するミスト収容室
とを備えたミスト供給装置において、前記圧力気体源と
前記ミスト収容室を圧力制御手段を介して接続し、ミス
ト供給圧力を制御可能としたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。は第１の実施例のブロック図であり、
タンク１の内部は通孔２ａを有する仕切板２により上下
に仕切られ、下部はオイルＬを収容するオイル収容室３
とされ、上部はミストを収容するミスト収容室４とされ
ている。タンク１の天壁には、オイルＬと圧縮空気から
ミストを生成するためのノズル５が、生成したミストを
ミスト収容室４に噴射するように設置されている。ま
た、タンク１の天壁には、ミストを外部に供給するため
のミスト路６が供給口１ａを介して接続され、ミスト路
６には圧力計７が設置されている。なお、ミスト収容室
４内で一旦ミスト化したミストから液体化したオイルＬ
は、通孔２ａを通ってオイル収容室３に還元されるよう
になっている。

【０００８】オイル収容室３の底部とノズル５のオイル
供給路５ａは、逆止弁８を備えたオイル路９と、タイマ
１０を備えたポンプ１１と、逆止弁１２を備えたオイル
路１３とを介して接続されている。なお、逆止弁８は必
要不可欠なものではない。ポンプ１１はプランジャを往
復することによりオイル収容室３内のオイルＬを定量ず
つ所定間隔で送出するプランジャ形とされ、タイマ１０
はポンプ１１を駆動する電磁弁とされ、ポンプ１１のプ
ランジャの往復頻度を調整するようになっている。

【０００９】一方、ノズル５の空気供給路５ｂには、圧
縮空気を供給し得る空気圧源１４が空気路１５を介して
接続されており、空気路１５には上流から順次にフィル
タ１６、第１の減圧弁１７、圧力計１８、二方向電磁弁
１９及び可変絞り弁２０が配設されている。そして、空
気路１５は二方向電磁弁１９と可変絞り弁２０の間で分
岐され、空気路２１を介してタイマ１０に接続されてい
る。

【００１０】ここで、空気路２１もまた二方向電磁弁１
９とタイマ１０の間で分岐され、空気路２２を介してミ
スト収容室４に接続されている。空気路２２には上流か
ら順次に第２の減圧弁２３と圧力計２４が配置されてお
り、第２の減圧弁２３は外部パイロット式とされ、その
パイロット路２５はミスト収容室４に接続されている。

【００１１】図２は第２の減圧弁２３の断面図であり、
第２の減圧弁２３のハウジング３１には空気路２２から
圧縮空気を導入する導入口３２、圧縮空気を後流の空気
路２２に排出する排出口３３、これらの導入口３２から
排出口３３に圧縮空気を流通させる空気路３４、この空
気路３４を流通する圧縮空気の量を弁座３５と共働して
調整する弁体３６、二次側つまりミスト収容室４の圧力
をパイロット路２５と圧力口３７を介して導入するパイ
ロット室３８、リリーフ弁３９を一体に備えパイロット
室３８の圧力に応じて変位するダイアフラム４０、弁体
３６に連結すると共にリリーフ弁３９を開閉する弁棒４
１、弁体３６を支持した支持ばね４２、ダイアフラム４
０の付勢力を調整する調圧ばね４３、この調圧ばね４３
の付勢力を手動で調整する調整ノブ４４、リリーフ弁３
９からの空気を逃がすリリーフ室４５等が設けられてい
る。

【００１２】このような構成のミスト供給装置をマシニ
ングセンタ等の工作機械５１に使用する際には、図１に
示すようにミスト路６と工作機械５１をミスト路５２に
より接続する。これにより、ミスト収容室４内のミスト
はミスト路６、ミスト路５２、機械本体５３のミスト路
５３ａ、工具５４のミスト路５４ａを通ってワークＷに
噴射することが可能となる。

【００１３】工作機械５１の制御手段の指令により二方
向電磁弁１９が始動すると、ポンプ１１が作動してオイ
ルＬがオイル収容室３からノズル５のオイル供給路５ａ
に一定量ずつ所定間隔で流入する。同時に、圧縮空気が
空気圧源１４からノズル５の空気供給路５ｂに所定の圧
力で流入すると共に、タイマ１０と第２の減圧弁２３に
流入する。これにより、ノズル５はオイルＬと圧縮空気
からミストを生成し、噴射口５ｃからミスト収容室４に
噴射する。また、ミスト収容室４内の圧力がパイロット
路２５を通って第２の減圧弁２３に入力する。

【００１４】第２の減圧弁２３では、パイロット路２５
からの圧力が圧力口３７を通ってパイロット室３８に流
入するので、ダイアフラム４０が調圧ばね４３の付勢力
に抗して上方に変位する。これにより、弁体３６が支持
ばね４２の付勢力により弁座３５に当接し、ミスト収容
室４内の圧力が所定になり、所定圧のミストがミスト路
６、５２、５３ａ、５４ａを通ってワークＷに噴射す
る。この際に、工具５４のミスト路５４ａから噴射する
ミストの圧力を増加又は減少させる場合には、調整ノブ
４４を回して調整する。

【００１５】ここで、工具交換時について説明すると、
ミスト発生装置が稼動したままで行う際には、工具を主
軸から取り外すと、主軸の図示しない工具取り付け穴か
ら大気中へ排気されるため、ミスト収容室４内の圧力は
急激に低下する。そして、新しい工具を主軸へ装着を終
了すると、ミスト収容室４内の圧力はノズル５側及び第
２の減圧弁２３側からの流入空気により上昇してゆく。
圧力は減圧弁２３の設定値まで上昇し、発生したミスト
をミスト路６からワークへ噴射することになる。このよ
うに作用するので、工具の交換に拘わらず、常に設定し
た圧力のミストを吐出することができる。

【００１６】また、前述した方法はミスト発生装置が可
動したままでの交換を説明したが、図１における二方向
電磁弁１９をオフにしてミスト発生装置のオフの状態に
おいて工具を交換してもよい。この場合も、前述の方法
と同様に、交換後に二方向電磁弁１９をオンさせてミス
ト発生装置が稼動することにより、同様にミスト収容室
４内の圧力が上昇し、ミストの供給が行われる。

【００１７】このように、第１の実施例では空気圧源１
４からの圧縮空気を第２の減圧弁２３を介してミスト収
容室４内に導入して、ミスト供給圧力を所定の大きさに
制御するので、工作機械５１に利用して工具交換による
工具５４のミスト路５４ａの径の変化が生じた場合で
も、ミストを工具５４から常に所定の圧力で噴射するこ
とができ、冷却能力や潤滑能力を良好に維持できる上
に、切粉等の排除能力を損なうことがない。

【００１８】なお、上述の第１の実施例では第２の減圧
弁２３のパイロット室３８への入力圧をミスト収容室４
からパイロット路２５を介して導入したが、図３の部分
ブロック図に示すように、ミスト路６又はミスト路５２
からパイロット路２５’を介して導入すれば、より実際
的な圧力の変動に対応できる。また、外部パイロット式
の第２の減圧弁２３に代えて、図４の部分ブロック図と
図５の断面図に示すように、圧力口３７に代る圧力口３
７’を内部に有する内部パイロット式の第２の減圧弁２
３ａを採用すれば、パイロット路２５の省略が可能とな
る。

【００１９】図６は第２の実施例の要部ブロック図であ
り、タンク１の内部にはノズル５を含む内部タンク６１
がタンク１の天壁に固定され、第１の実施例のミスト収
容室４は内部ミスト収容室４ａと外部ミスト収容室４ｂ
に仕切られている。また、内部タンク６１の外周面には
ミスト路６２が螺旋状に配設され、ミスト路６２の内部
開口６２ａは内部ミスト収容室４ａの上部に連通され、
ミスト路６２の外部開口６２ｂは外部ミスト収容室４ｂ
の下部に配置されている。

【００２０】そして、第１の実施例の第２の減圧弁２３
に代えて第２の減圧弁２３ｂが配置されていると共に、
空気路２２は内部ミスト収容室４ａに導入されている。
また、パイロット路２５にはその内部の圧力を大気中に
放出可能な制御弁６３が配置されている。この制御弁６
３は例えば３方向電磁弁とされ、工作機械５１の制御手
段の切粉排除信号等により制御されるようになってい
る。

【００２１】図７は第２の減圧弁２３ｂの断面図であ
り、この第２の減圧弁２３ｂは第１の実施例の第２の減
圧弁２３と同様とされているが、ダイヤフラム４０を調
圧ばね４３側に付勢して差圧を発生するための差圧発生
用ばね４６が追加されている。この差圧発生用ばね４６
は調圧ばね４３よりも弱い付勢力を有し、弁体３６の移
動量を規制するようになっている。

【００２２】ノズル５で発生したミストは内部ミスト収
容室４ａに充満し、ミストの中の小さい小さい粒子が上
部に残る。内部ミスト収容室４ａ内の小さい粒子のみか
ら成るミストは、螺旋状のミスト路６２を通って外部ミ
スト収容室４ｂの下部に噴出する。この際に、ミストの
中の大きい粒子がミスト路６２の周壁に付着し、更に小
さい粒子から成るミストが外部ミスト収容室４ｂに充満
する。そして、外部ミスト収容室４ｂの上部には更に小
さい粒子から成るミストが位置し、ミスト路６、５２を
通って工作機械５１に流出し、その後は第１の実施例と
同様に作用する。

【００２３】ここで、例えば深孔加工において切粉処理
を容易にするためのステップ送りを行う際には、工作機
械５１の主軸の動きの信号が制御弁６３に入力する。こ
れにより、制御弁６３はパイロット路２５内の空気を大
気中に放出すると共に、パイロット室３８内の空気も大
気中に放出する。パイロット室３８内の空気の放出によ
りパイロット室３８の圧力が降下し、ダイアフラム４０
がパイロット室３８側に変形する。これにより、弁体３
６が下方に移動し、空気路３４が全開しようとする。

【００２４】このとき、差圧発生用ばね４６はダイヤフ
ラム４０の大きい変形を抑制し、弁体３６は少々移動す
る。弁体３６の移動により圧縮空気が導入口３２から排
出口３３に流通して内部ミスト収容室４ａに流入する。
これにより、内部ミスト収容室４ａ内の圧力が急上昇す
ると共に、ミスト供給圧力が上昇し、深孔内の切粉の排
除が可能となる。そして、所定時間経過し切粉が排除さ
れると、例えば、タイマ等のスイッチ或いは工作機械５
１の主軸の動きが再開する際の信号等により制御弁６が
作動し、制御弁６３がパイロット路２５を密閉し、パイ
ロット室３８内の圧力を設定値に戻し、ミスト供給圧力
を所定に維持する。

【００２５】このように、第２の実施例では内部タンク
６１とミスト路６２により小さい粒子から成るミストを
供給できる。また、第２の減圧弁２３によりミスト供給
圧力を所定に維持できる上に、制御弁６３によりミスト
供給圧力を一時的に上昇させて切粉を確実に排除でき
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るミスト
供給装置は、圧力気体源とミスト収容室を圧力制御手段
を介して接続し、ミスト供給圧力を制御可能としたの
で、圧力制御手段によりミスト供給圧力を所定に維持す
れば、工作機械に利用して工具交換による工具の流体路
の径の変化が生じた場合でも、冷却能力や潤滑能力を良
好に保持できる上に、切粉等の排除能力を損なうことが
ない。また、圧力制御手段によりミスト供給圧力を一時
的に高めれば、深孔加工の際にも切粉等の排除能力を良
好に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】工作機械に接続した状態の第１の実施例のブロ
ック図である。

【図２】外部パイロット式の第２の減圧弁の断面図であ
る。

【図３】入力圧をミスト路から導入した部分ブロック図
である。

【図４】内部パイロット式の第２の減圧弁を採用した部
分ブロック図である。

【図５】内部パイロット式の第２の減圧弁の断面図であ
る。

【図６】第２の実施例の要部ブロック図である。

【図７】外部パイロット式の第２の減圧弁の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ タンク ３ オイル収容室 ４ ミスト収容室 ４ａ 内部ミスト収容室 ４ｂ 外部ミスト収容室 ５ ノズル ６、５２、５３ａ、５４ａ、６２ ミスト路 １４ 空気圧源 ２３、２３ａ、２３ｂ 第２の減圧弁 ２５、２５’ パイロット路 ４６ 差圧発生用ばね ６１ 内部タンク ６３ 制御弁 Ｌ オイル Ｗ ワーク

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容する液体収容室と、圧力気体
   を供給する圧力気体源と、前記液体収容室からの液体と
   前記圧力気体源からの圧力気体とによりミストを生成す
   るミスト生成手段と、該ミスト生成手段により生成した
   前記ミストを収容するミスト収容室とを備えたミスト供
   給装置において、前記圧力気体源と前記ミスト収容室を
   圧力制御手段を介して接続し、ミスト供給圧力を制御可
   能としたことを特徴とするミスト供給装置。
2. 【請求項２】 前記圧力制御手段は前記ミスト供給圧力
   を所定の大きさに維持する手段と、前記ミスト供給圧力
   を一時的に大きくする手段とを有する請求項１に記載の
   ミスト供給装置。
3. 【請求項３】 前記ミスト収容室は内部ミスト収容室と
   外部ミスト収容室から成り、前記ミスト生成手段により
   生成した前記ミストは前記内部ミスト収容室に収容する
   請求項１に記載のミスト供給装置。
4. 【請求項４】 前記内部ミスト収容室の上部から前記外
   部ミスト収容室の下部にミストを導出するミスト通路を
   有する請求項３に記載のミスト供給装置。
5. 【請求項５】 前記ミスト通路は螺旋状とした請求項４
   に記載のミスト供給装置。
6. 【請求項６】 前記圧力制御手段はパイロット式減圧弁
   とした請求項１に記載のミスト供給装置。
7. 【請求項７】 前記減圧弁は内部パイロット式とした請
   求項６に記載のミスト供給装置。
8. 【請求項８】 前記減圧弁は外部パイロット式とした請
   求項６に記載のミスト供給装置。
9. 【請求項９】 前記減圧弁のパイロット入力圧は前記ミ
   スト収容室から導入した請求項８に記載のミスト供給装
   置。
10. 【請求項１０】 前記減圧弁のパイロット入力圧は前記
    ミスト収容室に連通したミスト路から導入した請求項８
    に記載のミスト供給装置。
11. 【請求項１１】 前記減圧弁のパイロット入力圧を制御
    する制御弁を設けた請求項８に記載のミスト供給装置。
12. 【請求項１２】 前記減圧弁は前記パイロット入力圧の
    急激な減少を防止する防止手段を有する請求項１１に記
    載のミスト供給装置。
13. 【請求項１３】 前記防止手段はダイアフラムを調圧ば
    ね側に付勢する圧縮ばねとした請求項１２に記載のミス
    ト供給装置。