JP2001162488A - ガンドリル加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】省スペースで設置できる小型で、しかも、切屑
と切削液を確実に切屑分離装置に放出できる切屑と切削
液との回収処理循環システムを備えたガンドリル加工機
を提供する。 【解決手段】チップボックスの真下位置の架台に貫通穴
を設け、該貫通穴の下に傾けて配置した切屑受け手段
と、該切屑受け手段の傾斜低位置から排出される切屑と
切削液とを回収して分離する分離手段と、分離された切
削液を溜めるクーラントタンクと、該クーラントタンク
内の切削液をガンドリル側に供給するポンプ手段とで切
削液回収処理循環システムを構成してガンドリル加工機
の架台下に配設したため小型化を実現したガンドリル加
工機で、しかも、前記ポンプ手段から供給された切削液
を前記切屑受け手段に噴射する噴射手段を備えた構成と
したため前記分離手段での確実な切屑と切削液の回収が
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、深穴加工時に使用
されるガンドリル加工機に関するもので、特に切削時に
おける切屑と切削液とを回収して排出、または切削液の
再利用処理を行う回収処理循環システムを備えたガンド
リル加工機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガンドリル加工機は、エンジンの
潤滑油穴、燃料噴射ノズル穴や金型の冷却穴等の小径で
深穴加工に使用されるガンドリルをスピンドルユニット
のスピンドル部にチャック等を介して取り付けてモータ
によって回転可能とし、被加工物に対して前記スピンド
ルユニットを進退移動させる構成となっている。

【０００３】ガンドリルは、内部を縦貫する切削液通路
を有し、該切削液通路にスピンドルユニット内部を通し
てオイルタンクから切削液を供給し、その先端部から噴
射して、加工時の潤滑と冷却を行い、さらに、穴明け時
に発生した切屑をガンドリル外側の溝に押し出し溝内を
切削液とともに沿わせて加工機の前部に配設されたチッ
プボックス内へ排出を行っている。

【０００４】また、チップボックスは前後に壁部を備
え、前壁部にはブッシュを貫通させてガンドリルを進退
可能に保持し、前後それぞれの壁部にシール部材を設け
て液密状態にして、ガンドリルから排出される切屑や切
削液を回収している。

【０００５】従来の切屑と切削液との回収処理循環シス
テムは、チップボックス内で回収された切屑や切削液
が、チップボックスから横方向に配設されたパイプやケ
ミホースを通してマグネットセパレータ等の切屑と切削
液を分離させる切屑分離装置に直接放出される。そし
て、切屑分離装置にて分離された切屑はチップコンベア
等により加工機外へ排出され、一方の分離された切削液
は、ガンドリル加工機に並設されたクーラントタンクに
送られて貯留される。なお、貯留された切削液は、高圧
ポンプ等にてスピンドルユニット側に送液する循環シス
テムを構成して、再利用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガンドリル加工機は、クーラントタンクをガンドリル加
工機に並設させた別置型ゆえ、ガンドリル加工機の前部
に配設したチップボックスで回収した切屑や切削液を切
屑分離装置へ放出するにはチップボックスから横方向に
パイプやケミホースを配設しなければならなく、ガンド
リル加工機全体巾が大きくなり、広い設置スペースが必
要であった。しかも、水平に近い横方向への切屑排出構
造となっているため切屑がスムーズに切屑分離装置まで
送られない、あるいは、切屑がチップボックス内壁面に
付着してしまったり、パイプ等配管の途中で詰まってし
まうといった問題があった。

【０００７】さらに、チップボックスから切屑と切削液
の放出を強制的に行うように圧縮空気等を噴射させる構
成とすると、別途に追加装置やチップボックスの追加工
等が必要になり、ガンドリル加工機自体のコストアップ
につながるといった問題もあった。

【０００８】また、別置型クーラントタンク１台で切削
液の循環システムを構成していたため、切削液の汚れが
積み重ねられて切削液自体の寿命が短かくなり、しか
も、切削液の液温が高くなるのでガンドリル加工機の各
シール部のシール部材の寿命にも悪影響を与えるといっ
た問題があった。

【０００９】加えて、加工時における切削液を完全にチ
ップボックスで回収できず、被加工物とチップボックス
との密着端面や治具等からも微量だが漏れ落ちて、架台
上に溜まってしまう場合もあった。

【００１０】本発明は、従来技術の有する上述のような
問題に鑑みて成されたものであり、従来のガンドリル加
工機よりも小型で省スペースでの設置を実現し、しか
も、チップボックスで回収した切屑と切削液をスムーズ
に、かつ、確実に切屑分離装置に放出できる切屑と切削
液との回収処理循環システムを備えた構成としたガンド
リル加工機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明に係るガンドリル加工機は、
切屑と切削液を回収するチップボックスを備えたガンド
リル加工機であって、前記チップボックスを載置した架
台の前記チップボックスの真下の位置に貫通穴を設け、
該貫通穴の下に傾斜受面を設けて配置した切屑受け手段
と、該切屑受け手段の傾斜低位置部から排出された切屑
と切削液とを回収して分離する分離手段と、該分離手段
により分離された切削液のみを溜めるクーラントタンク
と、該クーラントタンク内の切削液をガンドリル側に供
給するポンプ手段と、該ポンプ手段から供給された切削
液を前記切屑受け手段に噴射する噴射手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の発明に係るガンドリル加
工機は、請求項１に記載のガンドリル加工機において、
前記クーラントタンクが、１次タンクと２次タンクにて
構成され、前記ポンプ手段が第１ポンプと第２ポンプと
からなり第１ポンプは１次タンクに、第２ポンプは２次
タンクにそれぞれ配置され、前記第１ポンプにより１次
タンク内の切削液を２次タンクへフィルタを介して送液
し、前記第２ポンプにより２次タンク内の切削液を架台
上のガンドリル側に供給し、かつ、第１ポンプあるいは
第２ポンプのいずれか一つのポンプによりタンク内の切
削液を前記噴射手段に供給することを特徴とする。

【００１３】また、請求項３に記載の発明に係るガンド
リル加工機は、請求項１あるいは請求項２に記載のガン
ドリル加工機において、前記チップボックスの上部に貫
通穴を設け、該貫通穴に前記ポンプ手段から切削液を供
給してチップボックス内に噴射することを特徴とする。

【００１４】さらに、請求項４に記載の発明に係るガン
ドリル加工機は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項
に記載のガンドリル加工機において、前記チップボック
ス近傍の架台に液止枠を配置し、該液止枠内の架台に少
なくとも一つの貫通穴を設けて前記液止枠内に溜まる切
削液を前記切屑受け手段に排出することを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１の発明によれば、ガンドリル加工機の
架台に貫通穴を設けてチップボックスに回収された切屑
と切削液が前記貫通穴の下に設けた切屑受け手段に直接
落下する構成としたため、ほとんどすべての切屑と切削
液がチップボックスから排出可能となった。さらに、前
記貫通穴の下に切屑受け手段を傾斜させて配置させてい
るため、ほとんどの切屑や切削液が自然に切屑受け手段
の下部から分離手段に放出できるようになった。

【００１６】また、たとえ、切屑受け手段に切屑が残っ
たとしても、切削液循環用ポンプを活用するように配置
し,切屑受け手段に循環用切削液を噴射する噴射手段に
より確実に切屑受け手段上に残っている切屑を切屑受け
手段の傾斜面下部（低位置）に強制的に流して切屑分離
手段へ放出できる。

【００１７】なお、前記切削液循環用ポンプの活用で、
その切削液の温度が上昇するが、循環用切削液の一部を
切屑受け手段に噴射することで、メインの循環ルートと
は別ルートで切削液を循環させる構成とし、切屑受け手
段の広い表面積での放熱効果を利用して切削液自体の温
度を下げてから分離手段を介してクーラントタンクへ戻
すため、クーラントタンク内で熱交換作用が働き、切削
液自体の効果的な冷却作用も期待できる。

【００１８】さらに、切削液の循環システムの改良とし
て請求項２の発明の如く、クーラントタンクを１次タン
クと２次タンクに分割して構成しているため、切削液の
汚れを十分に浄化でき、かつ、液温も十分に下げること
が可能となりきれいな低温切削液を循環できるので切削
液自体の寿命のみならずガンドリル加工機の各シール部
材の寿命を延ばせる構成となった。

【００１９】また、請求項３の発明によれば、追加装置
を採用しなくても回収処理循環システムを構成するポン
プ手段を活用してチップボックス内壁面に付着してしま
った微量の切屑を完全にチップボックス外へ排出可能と
なった。

【００２０】さらに、請求項４の発明によれば、チップ
ボックスで完全に回収できずに架台上にこぼれてしまっ
た切削液を切屑受け手段で無駄無く回収できるようにな
った。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明による切屑と切削液の改良型回収処理循環システム部
を備えたガンドリル加工機の全体模式図である。図３
は、本発明によるガンドリル加工機の架台上の加工構成
部分を表す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図、図４は図３（ｂ）におけるＡ−Ａ矢視断面図、図５
は図３（ｂ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

【００２２】基本構成としては、ガンドリル加工機の架
台１上に配置させたチップボックス２と、該チップボッ
クス２の真下の架台１に設けた貫通穴３から落下する切
屑や切削液を受け止める切屑受け手段としての切屑受け
プレート４と、切屑と切削液とを分離する切屑分離装置
５と、該切屑分離装置５で分離された切削液を貯留する
クーラントタンク６と、該クーラントタンク６に貯留す
る切削液をスピンドルユニット１１側に供給するクーラ
ントポンプ７と第１配管ホース８とで構成し、まず、ガ
ンドリル加工機における切削液の循環システムを確立さ
せている。

【００２３】前記切屑受けプレート４は、チップボック
ス２で回収され貫通穴３から落下する切屑や切削液を確
実に受けとめる位置に前記切屑分離装置５側を下部（低
い位置)として傾斜をつけて配置する。ここで、切削受
けプレート４で受けとめた切屑を確実に切屑分離装置５
へ放出するために、切屑受けプレート４の上部（高い位
置）にノズル等の噴射手段９を配設し、前記クーラント
ポンプ７と第２配管ホース１０にて連結し、補助循環シ
ステムを確立する。本実施例では、単一の噴射手段を備
えているが、必要に応じて、マニホールドを介して複数
の噴射手段を配設しても良い。

【００２４】また、図４に示すように、チップボックス
２の上部側壁面に小径貫通穴３１を設けて、該小径貫通
穴３１と前記クーラントポンプ７とを図示しない配管ホ
ース等により連結し、クーラントポンプ７から吐出する
切削液をチップボックス２内、特に、内壁面に向けて放
出する構成として、第２の補助循環システムも確立す
る。

【００２５】チップボックス２を備えたガンドリル加工
機では、ほとんどの切削液をチップボックス２で回収で
きるため、架台上にあふれた微量の切削液の回収まで
は、従来あまり気にはしていなかったが、作業によっ
て、または、長時間の使用により架台上に切削液が溜ま
ってしまう場合に備えて、本発明では、図３に示すよう
に装置外側位置に液止枠３２を配置して確実に切削液を
回収し、前記液止枠３２内の架台に設けた従貫通穴３４
を通して、切屑受けプレート４に落下させる構成とし
た。なお、ベース３３に切欠け部３５を設けて液止枠３
２内の架台上にあふれた切削液を回収できるようにすれ
ば、切屑受けプレート４を小さくできる。さらに、液止
枠３２内の架台部において、従貫通穴３４に切削液が自
然に流れ込むように架台面に傾斜を設けても良い。

【００２６】なお、切屑受けプレート４は、その略中央
でチップボックス２から落下する切屑と切削液を受ける
ように配置させるほうが、チップボックス２近傍の架台
上に漏れた切削液の回収が架台に設けた複数の貫通穴か
ら平均的にできる様に期待できるため、より好ましい。

【００２７】前記切屑分離装置５は、切屑受けプレート
４の排出口から放出された切屑や切粉を切削液と単に分
離する構成であれば良く、特に指定する機能は無い。本
実施例では、被加工物が鉄系ゆえマグネットセパレータ
を採用し、切削液等を４０μ以下に濾過している。分離
された切屑や切粉は、装置外に設置した切屑受箱に排出
され、切削液はクーラントタンク６に送られて貯留され
る。

【００２８】前記クーラントポンプ７は、クーラントタ
ンク６に貯留された切削液をスピンドルユニット１１の
後部に配設したロータリジョイント１５に供給しスピン
ドルユニット１１の内部を通してガンドリル１３に送液
する一方で、切屑受けプレート４の上部に備えた噴射手
段９へも供給している。

【００２９】切屑受けプレート４、切屑分離装置５、ク
ーラントタンク６、クーラントポンプ７及び配管で構成
された切削液回収処理循環システムをガンドリル加工機
の架台下に配設させたため、装置全体がコンパクトにま
とまり、ガンドリル加工機の設置スペースを小さくでき
る。ここで、実際の加工時における切屑及び切削液の回
収処理作用につき説明する。

【００３０】図示しないワーク保持機構にて固定された
被加工物１２の加工部端面とチップボックス２の先端部
とを密着させ、一方、ガンドリル１３をスピンドルユニ
ット１１の主軸部にチャッキングを介して取り付けて、
加工段取りを行う。チップボックス２に備えたドリルブ
ッシュ１４は、加工時にガンドリル１３を保持しながら
被加工物に導くように作用する。また、加工時に発生す
る切屑をガンドリル１３の溝内を切削液とともに沿わせ
て前記ブッシュ先端からドリルブッシュ１４内に入れ、
ブッシュ後端からチップボックス２内へ放出する構成と
している。

【００３１】まず、ガンドリル１３にクーラントポンプ
７からロータリジョイント１５、スピンドルユニット１
１を介して切削液を供給する。ガンドリル１３を回転
し、スピンドルユニット１１を前進させてガンドリル加
工を開始する。ガンドリル加工により発生した切屑が、
ガンドリル１３内の切削液通路からガンドリル１３の先
端部に供給された切削液によって、そのガンドリル１３
の外側の溝へ押し出され、その溝内を切削液とともに沿
って加工進行方向とは逆に戻り被加工物１２の外へ排出
されることになるが、本ガンドリル加工機において、被
加工物１２とチップボックス２を密着させて加工してい
るため、被加工物１２の外側へ戻された切屑と切削液
は、被加工物端面外の周囲へはほとんど飛散せず、ドリ
ルブッシュ１４の先端部からドリルブッシュ１４内に入
りブッシュ内を通ってその後端部からチップボックス２
内へ放出される。

【００３２】なお、被加工物の加工仕様によっては、チ
ップボックス２内に回収できずに架台上にこぼれる切削
液があるが、液止枠３２内の架台に設けた従貫通穴３４
と架台の下に配置した切屑受けプレート４にて無駄無く
回収でき、回収した切削液を切削液回収処理循環システ
ム内に合流させることが可能である。

【００３３】チップボックス２内に放出された切屑と切
削液は、下部の架台に設けた貫通穴３を通ってそのまま
切屑受けプレート４に落下し、その傾斜面に沿って自然
に、あるいは、噴射手段９からの噴射液により強制的に
切屑分離装置５へ送り込まれる。

【００３４】加工時に発生した切屑や切粉は、ほとんど
が貫通穴３を通って切屑受けプレート４に落下するが、
中には、チップボックス２の内壁に付着してチップボッ
クス内に残留する切屑等も微量だがある。そこで、クー
ラントポンプ７からチップボックス２の上部側壁面に設
けた小径貫通穴３１に配管ホース等を接続してクーラン
トタンク６内に貯留した切削液をチップボックス２の内
壁面に向けて噴射させて内部洗浄を行うことで、噴射し
た切削液とともに微量の切屑等を架台下の切屑受けプレ
ート４へ放出している。

【００３５】切屑分離装置５で分離された切削液は、ク
ーラントタンク６に貯留され、クーラントポンプ７に配
管ホース８を接続して、再度スピンドルユニット１１側
に供給して循環される。なお、クーラントポンプ７から
は、切屑受けプレート４に備えた噴射手段９へも配管ホ
ース１０を介して切削液を供給して、メインの循環ルー
トとは別ルートで切削液を循環させている。

【００３６】ガンドリル加工が終了した後は、クーラン
トポンプ７からの切削液供給を停止し、スピンドルユニ
ットを後退させてガンドリルを元位置に戻して加工サイ
クルを終了する。

【００３７】図２に別の実施の形態としてクーラントタ
ンクを１次タンクと２次タンクに分割した切削液回収処
理循環システムの部分模式図を示す。前述した第一の実
施の形態での切削液循環システムとは、切削液がスピン
ドルユニットへ供給され、ガンドリル、加工部、チップ
ボックス、切屑受けプレートを経て切屑分離装置へ切屑
とともに放出され、切屑と分離されてクーラントタンク
に貯留されるまでの循環ルートに関して同じ構成であ
る。

【００３８】クーラントタンクは、１次タンク２６と２
次タンク２２の二槽に分割されている。切屑受けプレー
ト４から排出された汚れた切削液を切屑分離装置５で回
収して４０μ以下に濾過され、１次タンク２６に貯留さ
れた１次切削液２６ａは、ガンドリル加工機の運転準備
ボタンを押すことで常時作動している１次タンク用クー
ラントポンプ２７により０．４ＭＰａの圧力でフィルタ
２１に圧送され１０μ以下に濾過されてから２次タンク
２２に供給される。２次タンク２２に貯留された２次切
削液２２ａは、２次タンク用クーラントポンプ２３によ
り１０ＭＰａの圧力でスピンドルユニットのロータリジ
ョイント部へ供給され、スピンドルユニット内部、ガン
ドリル内の切削液通路を通ってガンドリル先端部から噴
出される。以上の切削液回収処理循環システムにおける
切削液の流れを図２の矢印で示す。

【００３９】１次タンク用クーラントポンプ２７から２
次タンク２２への供給配管２４の途中でバイパスして、
配管ホース２５を設けて噴射ノズル９に接続し、切屑受
けプレート４に切削液２６ａを常に供給して、架台１に
設けた貫通穴３を通してチップボックス２から落下して
くる切屑を確実に切屑受けプレート４の低位置部方向へ
流して切屑分離装置５へ落とし込み、切削液を循環させ
る。

【００４０】本実施例では、１次タンク用クーラントポ
ンプ２７から噴射ノズル９へ切削液２６ａを圧送してい
るが、切削液２２ａを２次タンク用クーラントポンプ２
３から噴射ノズル９へ圧送しても良い。

【００４１】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものではなく、チップボック
スから排出される切屑や切削液を直接受ける傾斜させた
切屑受け手段を備え、その受け手段に噴射手段を配設し
てクーラントポンプから噴射可能に配管した構成であれ
ば良い。

【００４２】

【発明の効果】本発明による改良型切削液回収処理循環
システムを備えたガンドリル加工機によれば、チップボ
ックスからの排出配管設備であるパイプやケミホースが
不要となり、チップボックスに回収した切屑と切削液を
チップボックス内や配管内に切屑が残って詰まるといっ
た問題がまったく起きず、スムーズに、しかも、確実に
切屑や切削液を分離手段に回収可能となった。

【００４３】さらに、切屑受け手段に噴射手段を新たに
設けたため、確実に切屑受け手段上に残っている切屑を
切屑受け手段の傾斜低位置部に強制的に流して切屑分離
手段へ放出でき、加えて切削液の冷却効果を得られる構
成となった。

【００４４】切削液回収処理循環システムをガンドリル
加工機の架台下位置に、タンクの容量により、全設備あ
るいは部分的に配設させたため、装置全体巾が従来機に
比べてコンパクトにまとまり、ガンドリル加工機の設置
スペースを小さくできた。

【００４５】また、１次タンクと２次タンクに分割させ
たクーラントタンクと複数の濾過作用により十分に浄化
し冷却した切削液の循環を可能にしたため、切削液の寿
命のみならずガンドリル加工機の各シール部材の寿命も
延ばすことが可能となった。

【００４６】加えて、追加装置を採用しないでチップボ
ックスの上部から内部に向けてクーラントポンプから供
給した切削液を噴射してチップボックス内壁部を洗浄
し、しかも切屑受け手段に確実に切屑等を回収できるた
め、コストダウンを達成しながらも切削液での洗浄効果
が得られた。

【００４７】チップボックス近傍の架台に従貫通穴を設
け、その従貫通穴を通して架台上にこぼれてしまった切
削液を架台下に配置した切屑受け手段にて回収して循環
ルートに合流させるため、切削油の無駄を省き、有効に
再利用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態による切屑と切削液の
改良型回収処理循環システム部を備えたガンドリル加工
機の全体模式図である。

【図２】本発明の別の実施形態であるクーラントタンク
分割式切削液回収処理循環システムの部分模式図であ
る。

【図３】本発明によるガンドリル加工機の架台上の加工
構成部分を表す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正
面図である。

【図４】本発明によるガンドリル加工機の図３（ｂ）に
おけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図５】本発明によるガンドリル加工機の図３（ｂ）に
おけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

【符号の説明】

１ 架台 ２ チップボックス ３ 貫通穴 ４ 切屑受けプレート ５ 切屑分離装置 ６ クーラントタンク ７ クーラントポンプ ８ 第１配管ホース ９ 噴射手段（ノズル） １０ 第２配管ホース ２１ フィルタ ２２ ２次タンク ２３ ２次タンク用クーラントポンプ ２６ １次タンク ２７ １次タンク用クーラントポンプ ３１ 小径貫通穴 ３２ 液止枠 ３３ ベース ３４ 従貫通穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切屑と切削液を回収するチップボックス
   を備えたガンドリル加工機であって、前記チップボック
   スを載置した架台の前記チップボックスの真下の位置に
   貫通穴を設け、該貫通穴の下に傾斜受面を設けて配置し
   た切屑受け手段と、該切屑受け手段の傾斜低位置部から
   排出された切屑と切削液とを回収して分離する分離手段
   と、該分離手段により分離された切削液のみを溜めるク
   ーラントタンクと、該クーラントタンク内の切削液をガ
   ンドリル側に供給するポンプ手段と、該ポンプ手段から
   供給された切削液を前記切屑受け手段に噴射する噴射手
   段とを備えたことを特徴とするガンドリル加工機。
2. 【請求項２】 前記クーラントタンクが、１次タンクと
   ２次タンクにて構成され、前記ポンプ手段が第１ポンプ
   と第２ポンプとからなり第１ポンプは１次タンクに、第
   ２ポンプは２次タンクにそれぞれ配置され、前記第１ポ
   ンプにより１次タンク内の切削液を２次タンクへフィル
   タを介して送液し、前記第２ポンプにより２次タンク内
   の切削液をガンドリル側に供給し、かつ、第１ポンプあ
   るいは第２ポンプのいずれか一つのポンプによりタンク
   内の切削液を前記噴射手段に供給することを特徴とする
   請求項１に記載のガンドリル加工機。
3. 【請求項３】 前記チップボックスの上部に貫通穴を設
   け、該貫通穴に前記ポンプ手段から切削液を供給してチ
   ップボックス内に噴射することを特徴とする請求項１あ
   るいは請求項２に記載のガンドリル加工機。
4. 【請求項４】 前記チップボックス近傍の架台に液止枠
   を配置し、該液止枠内の架台に少なくとも一つの貫通穴
   を設けて前記液止枠内に溜まる切削液を前記切屑受け手
   段に排出することを特徴とする請求項１乃至請求項３の
   いずれか一項に記載のガンドリル加工機。