JP2001198726A - ブローチ盤の切削油剤供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑，冷却効果にすぐれた立て型ブローチ盤
の切削油剤供給装置を提供する。 【解決手段】 ブローチ４の周囲のうち加工対象となる
ワークＷよりも上方部分に４個の噴射ノズル６を均等に
配置してクーラントミストを一斉に噴射し、同時にワー
クＷの下側部分ではブローチ４の周囲にエアブローノズ
ル１２を８個均等配置して一斉にエアを吹き付ける。ク
ーラントミストの噴射条件としては、噴射口７の口径を
４ｍｍ、噴射方向を下向き１５°、噴射口７からブロー
チ４の軸心までの噴射距離を６０ｍｍに設定する。エア
ブロー条件としては、噴射孔１３の口径を１ｍｍ、噴射
角度を下向き３０°、噴射距離を４０ｍｍに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立て型ブローチ盤
の切削油剤供給装置に関し、特にミスト状の切削油剤を
加工部位に効率的に供給できるようにした切削油剤供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の切削油剤供給装置として例えば
特開平１０−００６１７５号公報に記載のものが知られ
ている。この従来の技術では、図５に示すように、工具
であるブローチ１０１が内挿されて該ブローチ１０１と
相対移動することになるワークＷをはさんでその上下に
治具１０２，１０３を配置し、上側の治具１０２には下
向きに傾斜した複数の噴射通路１０４を、下側の治具１
０３には上向きに傾斜した複数の噴射通路１０５をそれ
ぞれ形成し、各噴射通路１０４，１０５からブローチ１
０１に向けて一斉にミスト化されたクーラントを噴射す
るようにしている。なお、各噴射通路１０４，１０５は
図示のようにブローチ１０１の軸心方向で傾斜している
のと同時に、ブローチ１０１の軸直角平面においても各
噴射通路１０４，１０５の軸線がブローチ１０１の接線
方向を指向するように傾けられている。

【０００３】また、治具１０３よりもさらに下方の治具
１０６にはブローチ１０１の軸心を指向する複数のエア
ブローポート１０７が形成されていて、各エアブローポ
ート１０７から同じくブローチ１０１に向けてエアを吹
き出すことにより、例えばブローチ１０１のすくい面に
付着した切屑を除去できるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術では、ミスト状のクーラントを噴射する噴射通路１０
４，１０５の直径の大きさ次第では、すなわちその直径
が小さいとブローチ１０１全体にクーラントが十分にゆ
き渡らず、加工部位の潤滑不良が生じやすい。特にクー
ラントの霧化装置の圧力源として一般的な工場内の工業
用空気圧を利用した場合には、使用量による圧力変動が
大きいために上記のクーラント供給不足が一段と顕著と
なる。

【０００５】また上記の構造では、下向きにミスト状の
クーラントを噴射するのと同時に上向きにもミスト状の
クーラントを噴射するようにしているため、この上向き
のクーラント噴射は結果としてブローチ１０１のすくい
面側から各切刃に向けて噴射していることにほかなら
ず、そのすくい面に付着した切屑の除去効率が悪くな
り、切屑詰まりを原因とする加工不良を招き易くなるほ
か、ミスト状のクーラントの噴射とは言え上下から噴射
しているかぎりそのクーラントの使用量が多く、コスト
アップが余儀なくされる。

【０００６】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、上記のように上下からクーラント等の切削
油剤を噴射しなくとも初期の目的を達成できるようにし
た切削油剤供給装置を提供しようとするものである。す
なわち、本発明者等は上記クーラントに代表されるよう
な切削油剤の噴射のための条件を種々変更して実験を繰
り返した結果、その噴射ノズルの口径や噴射距離あるい
は噴射角度等を特定の値に限定することでいわゆる下向
き噴射だけでも従来の同等もしくはそれ以上の潤滑効果
が得られることを見い出したものであり、その好ましい
切削油剤供給装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、立て型ブローチ盤のブローチの周囲のうち該ブロー
チと相対移動するワークよりも上方に位置する部分にブ
ローチに対して霧化した切削油剤を噴射するための四つ
の噴射ノズルを均等に配置し、各噴射ノズルの口径を４
ｍｍ、各噴射ノズルからブローチの軸心までの距離を６
０ｍｍ、各噴射ノズルからの噴射方向をブローチと軸直
角な平面に対して１５°下方に傾けて下向きにそれぞれ
設定したことを特徴としている。上記四つの噴射ノズル
はワークとともにブローチとの間で相対移動することに
なる。

【０００８】立て型のブローチ盤には、ブローチに対し
てワークが上動することにより加工が行われるタイプの
ものと、所定位置に固定されたワークに対してブローチ
が下動することにより加工が行われるタイプのものが存
在するが、本発明はいずれのタイプのものにも対応でき
る。

【０００９】ここで、噴射ノズルの口径を比較的大きめ
に４ｍｍに設定したのは次のような理由による。すなわ
ち、比較的使用頻度の高い直径３０ｍｍ前後のブローチ
を使って加工を行う場合、先に述べた工業用空気圧（一
般的には０．４〜０．６ＭＰａ程度）を用いて霧化装置
にてクーラント等の切削油剤を霧化した上でこれを各噴
射ノズルから噴射することを前提とすると、ブローチ側
での必要な噴射幅寸法とミスト状の切削油剤の濃度とを
確保しつつ工業用空気圧の使用量変動による圧力のばら
つきの影響を可及的に回避するためには、噴射ノズルの
口径として４ｍｍが最適であるためである。

【００１０】そして、上記のように噴射ノズルの口径を
４ｍｍとして固定化すると、先に述べたように必要な噴
射幅寸法とミスト状の切削油剤の濃度とを両立しようと
すると、各種実験の結果、各噴射ノズルからブローチの
軸心までの距離を６０ｍｍ、各噴射ノズルからの噴射方
向をブローチと軸直角な平面に対して１５°下方に傾け
て下向きにそれぞれ設定すると最も良い結果が出ること
が判明した。なお、この下方に１５°傾けての下向きの
噴射は、ブローチの切れ刃の逃げ面側からすくい面側に
向けて噴射することになる。

【００１１】上記切削油剤としては、例えば植物油系の
クーラント（ＲＳ−１００（大同））等を用いる。

【００１２】したがって、この請求項１に記載の発明で
は、上記四つの噴射ノズルからミスト化された切削油剤
を一斉に噴射しながらその噴射ノズルをワークとともに
ブローチとの間で相対移動させる。この時、上記噴射ノ
ズルから噴射されたミスト状の切削油剤はブローチのう
ちワークの加工部位に噛み込む前の切刃に向けて噴射さ
れることから、ミスト状の切削油剤が切刃のすくい面や
逃げ面に十分に付着することはもちろんのこと、そのミ
スト状の切削油剤の一部はブローチそのものを伝わりな
がら加工部位に到達して加工に必要な潤滑，冷却効果を
発揮し、結果としてミスト状のごく少量の切削油剤の供
給でありながらその切刃とワークとの摺動部位を十分に
潤滑しつつ冷却することになる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明におけるブローチの周囲のうちワークよりも下方
に位置する部分にブローチに対して圧縮空気を噴射する
ための複数のエアブローノズルを均等に配置し、各エア
ブローノズルからの噴射方向をブローチと軸直角な平面
に対して所定角度下方に傾けて下向きに設定したことを
特徴としている。

【００１４】したがって、この請求項２に記載の発明で
は、上記の四つの噴射ノズルからのミスト状の切削油剤
の噴射供給と並行して、ブローチのうち加工部位を通過
した直後の切刃部分にエアブローノズルからブローチに
向けて圧縮空気が供給されることで、例えばすくい面に
切屑が噛み込んでいるような場合にはその切屑が圧縮空
気の圧力によって除去されることになる。これにより、
次サイクル以降での切屑詰まりを原因とする加工不良等
を未然に防止できるようになる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明におけるブローチの周囲のうちワークよりも下方
に位置する部分にブローチに対して圧縮空気を噴射する
ための８個のエアブローノズルを均等に配置し、前記エ
アブローノズルの口径を１ｍｍ、各エアブローノズルか
らブローチの軸心までの距離を４０ｍｍ、各エアブロー
ノズルからの噴射方向をブローチと軸直角な平面に対し
て３０°下方に傾けて下向きに設定したことを特徴とし
ている。

【００１６】エアブロー方向を下向き３０°に設定した
のは、切屑の除去効率改善の上から切刃の逃げ面（二番
取り面）に対してほぼ直角にエアブローするためであ
る。

【００１７】したがって、この請求項３に記載の発明で
は、エアブローノズルから吹き出す圧縮空気として先に
述べた元圧が０．４〜０．６ＭＰａ程度の工業用空気圧
をそのまま使用したとしても、加工後のブローチの切刃
に対して切屑除去に必要十分な圧力の圧縮空気が有効に
作用するようになる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、霧化し
たいわゆるミスト状の切削油剤を噴射するための四つの
噴射ノズルをブローチの外周に均等に配置して、各噴射
ノズルの口径および各噴射ノズルからブローチの軸心ま
での距離を特定の値に設定するとともに、各噴射ノズル
からの噴射方向をブローチと軸直角な平面に対して１５
°下方に傾けて下向きに設定したことから、きわめて少
ない切削油剤の使用量で加工部位を効率よく潤滑と冷却
とを行うことができ、また切屑の除去効率も改善される
ことから切屑詰まりを原因とする加工不良をも未然に防
止でき、さらに切削油剤を霧化するための圧縮空気とし
て一般的な工業用空気圧をそのまま使用したとしても圧
力変動の影響を受けにくく安定して切削油剤を供給で
き、併せて切削油剤の使用量の削減とブローチを駆動す
るための油圧系の動力負荷を軽減できる効果がある。

【００１９】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記の噴射ノズルに加えて、ブローチの外周のうちワーク
よりも下方部分に複数のエアブローノズルを均等に配置
して、そのエアブロー方向を所定角度下方に傾けて斜め
下向きにエアブローするようにしたことから、請求項１
に記載の発明と同様の効果に加えて、ブローチの切刃が
噛み込んだ切屑を効果的に除去することができ、切屑詰
まりを原因とする加工不良やブローチの早期寿命を防止
できる効果がある。

【００２０】請求項３に記載の発明によれば、上記エア
ブローノズルを８個均等な配置として、その口径、ブロ
ーチの軸心までの距離およびノズル自体の傾斜角度をそ
れぞれ特定の値に設定したことにより、エアブロー効果
による切屑の除去効率が一段と向上する効果がある。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１，２は本発明に係る切削油剤
供給装置の好ましい実施の形態を示す図であって、立て
型ブローチ盤のテーブル１上にはスペーサ２を介してワ
ークベースたる基準ブロック３が載置されており、この
基準ブロック３の上に加工対象となる筒状のワークＷが
位置決めされる。そして、周知のようにこのワークＷに
加工工具たるブローチ４が内挿されるようになってい
て、このブローチ４が図示しない駆動機構によって上方
から下方に移動することでブローチ加工が施される。

【００２２】上記ブローチ４の外周のうち加工対象とな
るワークＷよりも上方に位置する部分には矩形枠状の支
持体５が設けられていて、この支持体５は例えばテーブ
ル１から立設された図示外のスタンド等を介してその高
さ位置に保持されているとともに、支持体５には既存の
コネクタを流用した四つの噴射ノズル６が均等に配置さ
れている。すなわち、四つの噴射ノズル６は各々の噴射
方向がブローチ４を指向するように平面視において９０
°ごとに等ピッチにて配置されていて、各噴射ノズル６
はその軸心が支持体５側に形成された噴射口７と合致す
るようにその支持体５側の装着凹部８に嵌め合わされて
いるとともに、ホース９を介してクーラント霧化装置１
０に接続されている。なお、上記噴射口７はその部分で
急激な圧力変化が生じないように噴射ノズル８およびホ
ース９の内径とほぼ同一径に形成されているとともに、
噴射口７自体は実質的に各噴射ノズル７の一部を形成し
ている。

【００２３】上記クーラント霧化装置１０は、切削油剤
であるクーラント（例えば、植物油系のクーラントとし
てＲＳ−１００（大同）を用いる）と空気圧源１１から
の圧縮空気とを導入してそのクーラントをミスト化した
上で上記各噴射ノズル６に供給するもので、したがっ
て、ブローチ４のうちこれからワークＷの加工に関与す
る部分に向けて各噴射ノズル６からクーラントミストが
一斉に下向きにて噴射されるようになっている。

【００２４】ここで、上記噴射ノズル６によるクーラン
トミストの噴射諸元として、その噴射口７の口径ａは４
ｍｍ、噴射口７からの噴射角度すなわちブローチ４に対
し軸直角な平面と噴射口７の軸線とのなす角度θ１は下
向きに１５°、噴射口７の先端からブローチ４の軸線ま
での距離Ｄは６０ｍｍにそれぞれ設定されている。

【００２５】一方、加工対象となるワークＷよりも下方
のスペーサ２には、既存のコネクタを流用した８個のエ
アブローノズル１２が均等に配置されている。すなわ
ち、８個のエアブローノズル１２は各々の噴射方向がブ
ローチ４を指向するように平面視において４５°ごとに
等ピッチにて配置されていて、各エアブローノズル１２
はその軸心がスペーサ２側に形成された噴射孔１３と合
致するようにスペーサ２に形成された装着凹部１４に嵌
め合わされているとともに、ホース１５を介して空気圧
力源１１に接続されている。なお、上記噴射孔１３はそ
の噴射ノズル１２およびホース１５の内径よりも小径に
形成されているとともに、噴射孔１３自体は実質的に各
エアブローノズル１２の一部を形成している。したがっ
て、ブローチ４のうちワークＷの加工を終えた直後の部
分に向けて８個のエアブローノズル１２から一斉に圧縮
空気が下向きに噴射されるようになっている。

【００２６】ここで、上記エアブローノズル１２による
エアの噴射諸元として、その噴射孔１３の口径ｂは１ｍ
ｍ、噴射孔１３からの噴射角度すなわちブローチ４に対
し軸直角な平面と噴射孔１３の軸線とのなす角度θ２は
下向きに３０°、噴射孔１３の有効長さＭは２０ｍｍ、
その噴射孔１３の先端からブローチ４の軸線までの距離
Ｎは４０ｍｍにそれぞれ設定されている。また、上記ク
ーラント霧化装置１０に導入される空気圧力源１１とし
ては、一般工場等で使用されているところの元圧が０．
４〜０．６ＭＰａ程度の工業用空気圧をそのまま用いて
いる。

【００２７】したがって、このように構成された切削油
剤供給装置によれば、４個の噴射ノズル６からクーラン
トミストを一斉に噴射させるとともに、８個のエアブロ
ーノズル１２から一斉にエアを噴射させ、その状態でブ
ローチ４を上方から下方に移動させてブローチ加工を行
う。

【００２８】この時、図２に示すように、クーラントミ
ストはブローチ４のうちワークＷよりも上方位置にあっ
て且つこれからワークＷの加工に関与する部分に向けて
４方向からから噴射されることから、そのブローチ４の
全周に満遍なく付着するとともに、その一部はブローチ
４の切刃を伝わるように流下してワークＷとブローチ４
との間の隙間にも浸入する。したがって、加工時におけ
る切刃のすくい面や逃げ面の全周に十分にクーラントミ
ストがゆきわたり、潤滑効果と冷却効果とが発揮される
ことになる。

【００２９】特に、先に述べたようにクーラントミスト
噴射用の噴射口７の口径を４ｍｍとして、噴射ノズル６
そのものの内径やホース９の内径とほぼ等しく設定して
あるため、その噴射口７でのクーラントミストの圧力変
動が生じにくく、クーラント霧化装置１０側の元圧であ
る工業用空気圧がばらついたとしても噴射口７からのク
ーラントミストの噴射状態が影響を受けることがなく、
一つの噴射ノズル６についてブローチ４の円周方向で１
５ｍｍ以上の噴射幅を確保できることから、４方向から
の噴射であっても例えば直径が３０ｍｍ前後のブローチ
であればその全周について満遍なくクーラントミストを
付着させることができる。しかも、噴射口７からのクー
ラントミストの噴射方向を下向き１５°とするとともに
その噴射距離を６０ｍｍとしたことにより、ブローチ４
側でのクーラントミストの付着幅の最適化とともに付着
量の最適化も図れることになり、結果としてクーラント
使用量の大幅な削減やブローチ駆動系の油圧負荷の軽減
にもつながることになる。

【００３０】その上、ブローチ４のうちワークＷを通過
し終えた加工直後の切刃は８個のエアブローノズル１２
によってエアブローされる。この時、図１に示すように
各エアブローノズル１２からのエアブロー方向が切刃の
逃げ面（二番取り面）に対してほぼ直角となるようにそ
の角度を下向き３０°に設定してあることから、各切刃
に付着している切屑をエア圧力によって効率よく除去す
ることができ、切屑詰まりによる加工不良やブローチ４
の早期寿命を防ぐ上でより効果的なものとなるほか、次
サイクル加工時の切屑の噛み込みを防ぐことができると
ともに、基準リング３上に切屑が堆積しない利点があ
る。

【００３１】さらに、噴射口７からの噴射諸元を上記の
値に設定してクーラントミスト付着幅および付着量の最
適化が図られることにより、クーラントの使用量も大幅
に減少する。本発明者等が実験を行った結果では噴射ノ
ズル１個あたりのクーラント使用量は４ｃｃ程度で十分
であり、従来のおよそ半分程度まで削減できることが判
明した。

【００３２】図３は上記の噴射口７の口径とブローチ４
側でのクーラントミストの噴射幅との相関を示したもの
で（ただし、噴射方向は下向き１５°、噴射距離は６０
ｍｍ、クーラント霧化装置側でのエア圧力を０．４５Ｍ
Ｐａとした）、噴射口７の口径を４ｍｍとした場合にそ
のクーラントミストの付着幅が最も大きくなることがわ
かる。

【００３３】また、図４は上記ブローチ４を往復駆動す
るための油圧負荷と稼働時間との相関を示す図で、本実
施の形態によれば、潤滑，冷却作用の改善によって従来
のものと比べてピークレベルでおおよそ１０パーセント
負荷を軽減できることが判明した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切削油剤供給装置の好ましい実施
の形態を示す説明図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図。

【図３】クーラントミストの噴射口の口径とブローチ側
でのクーラント噴射幅との関係を示す特性図。

【図４】ブローチ駆動系の油圧負荷と稼働時間との相関
を示す特性図。

【図５】従来の切削油剤供給装置の一例を示す説明図。

【符号の説明】

４…ブローチ ６…噴射ノズル ７…噴射口 １０…クーラント霧化装置 １２…エアブローノズル １３…噴射孔 Ｗ…ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立て型ブローチ盤のブローチの周囲のう
   ち該ブローチと相対移動するワークよりも上方に位置す
   る部分にブローチに対して霧化した切削油剤を噴射する
   ための四つの噴射ノズルを均等に配置し、各噴射ノズル
   の口径を４ｍｍ、各噴射ノズルからブローチの軸心まで
   の距離を６０ｍｍ、各噴射ノズルからの噴射方向をブロ
   ーチと軸直角な平面に対して１５°下方に傾けて下向き
   にそれぞれ設定したことを特徴とするブローチ盤の切削
   油剤供給装置。
2. 【請求項２】 前記ブローチの周囲のうちワークよりも
   下方に位置する部分にブローチに対して圧縮空気を噴射
   するための複数のエアブローノズルを均等に配置し、各
   エアブローノズルからの噴射方向をブローチと軸直角な
   平面に対して所定角度下方に傾けて下向きに設定したこ
   とを特徴とする請求項１に記載のブローチ盤の切削油剤
   供給装置。
3. 【請求項３】 前記エアブローノズルの数を８個とし、
   そのエアブローノズルの口径を１ｍｍ、各エアブローノ
   ズルからブローチの軸心までの距離を４０ｍｍ、各エア
   ブローノズルからの噴射方向の傾き角度を３０°に設定
   したことを特徴とする請求項２に記載のブローチ盤の切
   削油剤供給装置。