JP2001269836A - 加工液供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工液供給路の内圧を低下させ、且つ当該加
工液供給路に残留する加工液を回収する為の回収回路に
ホースのメンテナンスを必要としない簡素な構造を採用
した加工液供給装置の提供。 【解決手段】 ベース９の上面に設けられたコラム１１
に昇降可能に保持された第１サドル１３と、スピンドル
３を回転自在に保持した主軸本体１６と一体的に構成し
た第２サドル１５が、前記第１サドル１３に水平直線移
動可能に保持された工作機械において、加工液を加工液
源０から逆止弁１とロータリージョイント２を経てスピ
ンドル３の内部を通って先端まで供給する加工液供給回
路５と、前記逆止弁１からスピンドル３の内部の加工液
を方向制御弁２３を介して加工液源０へ戻すバイパス回
路６を具備し、前記バイパス回路６は、前記第２サドル
１５に取りつけられ水平方向に移動排出管２６を、前記
第１サドル１３に取りつけられた固定排出管２５に対し
て出入り可能に遊挿して構成された加工液供給装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の加工液
供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタ等の工作機械において
は、一般的にスピンドルの先端のテーパ状に形成された
工具ホルダ装着孔に工具を装着した工具ホルダを装着
し、当該工具を回転させて被加工物に対し切削加工或い
は研削加工が施される。工具と被加工物との接触箇所に
は、接触点の潤滑と冷却並びに切削屑の除去を目的とし
て加工液が供給されるが、こうした工作機械の中には、
逆止弁、ロータリージョイントとスピンドルの内部及び
工具ホルダを貫通する加工液供給路を介して工具と被加
工物との接触箇所へ向けて加工液を噴射する方式、いわ
ゆるクーラントスルースピンドル方式の工作機械が存在
する。工具は工具ホルダに装着されており、工具ホルダ
と共に交換される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】当該クーラントスルー
スピンドル方式工作機械において問題となるのは、工具
を交換する際の加工液の噴射を停止したときに、前記加
工液供給路の内圧の処理と、工具ホルダの離脱を以て前
記加工液供給路が開放された際における当該工具ホルダ
装着孔からの加工液の漏出にある。即ち、内圧を残した
まま工具ホルダの保持を解除すると工具ホルダが飛び出
し自動工具交換装置による工具交換時に工具交換不良と
なる場合があり、また加工液の漏出は作業性を悪化させ
るという問題になる。一般的に、加工液は、所定の循環
経路を経て再利用に供されており、前記循環経路におい
てフィルタを介して清浄化はされるものの、噴射される
べくスピンドル内へ供給された加工液には微小な切削屑
が混入するという背景から、漏出した加工液がスピンド
ルの工具ホルダ装着孔の工具ホルダ接合面に付着すると
前記微小な切削屑の介在によって工具ホルダの取り付け
精度が低下するという問題が生じる。前記工具ホルダ接
合面に付着した切削屑を取り除くべく清掃用のエアブロ
ーを使用するという方法もとられているが、残留する加
工液が多いと高圧で噴射するエアを以て加工液を飛散さ
せることになり、当該工具ホルダ接合面は清掃されるも
のの、加工液がミスト化して作業場内を漂い、かえって
作業環境の悪化を招くこととなる。

【０００４】上記不都合の解決手段としてスピンドル内
部の加工液供給路の内圧を下げ、スピンドル内に残留す
る加工液を抜く為の回収回路が形成された工作機械が提
供されてはいるものの、従来の回収回路は、スピンドル
が前後、左右、上下に移動する構造である為に可撓性を
備えたホースが多く採用されている。その結果、図１０
に示すように複数のホースが露出して嵩張り、広いスペ
ースが必要となる他、スピンドルの移動に伴っての度重
なる変形やホース同士或いは他の取り付け部品との干渉
によってホースが損傷し稼働率の低下を招くことにもな
る。また配管が複雑となり配管作業工数も増加する。

【０００５】本発明は、上記実情に鑑みて成されたもの
であって、前記スピンドル内部の加工液供給路の内圧を
低下させ、且つ当該スピンドル内部の加工液供給路に残
留する加工液を回収する為の回収回路にホースのメンテ
ナンスを必要としない簡素な構造を採用した加工液供給
装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明による加工液供給装置は、ベースの上
面に設けられたコラムに昇降可能に保持された第１サド
ルと、スピンドルを回転自在に保持した主軸本体と一体
的に構成した第２サドルが、前記第１サドルに水平直線
移動可能に保持された工作機械において、加工液を加工
液源から逆止弁とロータリージョイントを経てスピンド
ルの内部を通って先端まで供給する加工液供給回路と、
前記逆止弁からスピンドルの内部の加工液を方向制御弁
を介して加工液源へ戻すバイパス回路を具備し、前記バ
イパス回路は、前記第２サドルに取りつけられ水平方向
に進退する移動排出管を、前記第１サドルに取りつけら
れた固定排出管に対して出入り可能に遊挿して構成され
たことを特徴とする。

【０００７】ここでのバイパス回路は、ホースを含むパ
イプの可撓性を利用する手段は選択しない。例として
は、内空部の底壁が前方へ下向きに傾斜した固定排出管
と、当該固定排出管の後端部へ遊挿される移動排出管と
で構成されたバイパス回路が挙げられるが、前記移動排
出管の先端にフレア部又はフランジ部を設けた構造とす
れば、加工液が前記移動排出管の外面を伝って意図せぬ
箇所へ垂れ落ちない構造となって大変望ましい。又、前
記固定排出管の内空部の底壁をＵ字状に成形すれば、滴
の様な僅かな加工液が底壁のスロープによって集められ
るので、内部に多くの加工液を残留させない構造が実現
できる。又、固定排出管は傾斜樋とすることでも同様の
効果がえられる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による加工液供給装
置の実施の形態を図面に基づき説明する。図１乃至図５
及び図９に示す工作機械は、クーラントスルースピンド
ル方式の加工液供給装置を具備した工作機械であって、
当該工作機械の基台となるベース９と、当該ベース９上
に左右に配設された一対のガイドレール（Ｘ軸ガイド１
０）に沿って左右方向（Ｘ軸方向）へ移動するコラム１
１と、当該コラム１１の前面に上下に配設されたガイド
レール（Ｙ軸ガイド１２）に沿って上下方向（Ｙ軸方
向）へ移動する第１サドル１３と、当該第１サドル１３
上に前後に配設されたガイドレール（Ｚ軸ガイド１４）
に沿って前後方向（Ｚ軸方向）へ移動する第２サドル１
５を具備して構成したものである。

【０００９】前記第２サドル１５とその前部に構成され
た主軸本体１６とは一体的に構成されている。スピンド
ル３は主軸本体１６に回転自在に保持されており、駆動
部１７の回転軸１９とはカップリング１８を介して連結
されている。当該スピンドル３の先端には、工具ホルダ
２０を装着するための工具ホルダ装着孔が形成され、当
該工具ホルダ２０を含むスピンドル３の芯部には加工液
供給路たる管路が形成されている。前記駆動部１７に
は、前記スピンドル３を回転させるためのモーター２１
が配設され、当該モーター２１の回転軸、すなわち駆動
部１７の回転軸１９の芯部にも当該回転軸１９を貫通す
る管路が形成されており、それによって逆止弁１と工具
ホルダ２０の間の加工液供給路４が構成されている。

【００１０】当該モーターの回転軸１９の内部に形成さ
れた管路及びスピンドル３の内部に形成された管路の加
工液供給路４の回転軸１９の末端からロータリージョイ
ント２、方向制御弁２３、逆止弁１、方向制御弁３２及
びポンプ３３を順に介して加工液源０に繋がれており、
スピンドル３の先端から噴出した使用済み加工液を受け
る為のトレー及びフィルタ（図示省略）を含む前記加工
液源０へ繋がる循環経路と共に加工液供給回路５が構成
されている。方向制御弁３２は工具交換時加工液の噴射
を停止しポンプ３３からの加工液の吐出を加工液源０へ
戻すための方向制御弁である。

【００１１】更に、加工液供給路４のロータリージョイ
ント２、方向制御弁２３、誘導路８、ジョイント２７及
び排出路７を順に経る形で前記循環経路へ加工液を排出
する為のバイパス回路６が構成されている他、前記ジョ
イント２７には、前記ロータリージョイント２の継ぎ目
から漏出した加工液（以下、リーク液と記す。）を、別
の誘導管を介して受ける為のリーク路２８も接続され、
リーク液は常時排出路７へ流下する。その結果、工具交
換時、方向制御弁２３を切換えることにより加工液供給
路４の逆止弁１と工具ホルダ２０の間に滞留した加工液
（以下、滞留液と記す。）が排出路７へ流下することに
なる。この様に、当該装置においては、前記加工液供給
回路５、バイパス回路６及びリーク路２８を具備した加
工液供給装置が構成されている。

【００１２】前記バイパス回路６は、排出路７を前記加
工液供給路４より下位で水平に配置し、前記加工液供給
路４のロータリージョイント２、方向制御弁２３及び誘
導路８を順に経て当該排出路７の末端部に接続されたジ
ョイント２７内へ流下する様に配管が施され、リーク路
２８にあっても同様に、ロータリージョイント２及び誘
導管を順に経て、同じジョイント２７内へ流下する様に
配管が施されている。

【００１３】排出路７は、底壁が前方下部へ向けて傾斜
している固定排出管２５と水平に配設された移動排出管
２６が出入可能に遊挿して成る。図７の如く固定排出管
２５の内空部２４は、Ｕ字型断面の底壁を持った先広が
りの形状を構成し、その先端下部から円筒状の排出口２
９を突出させた構造を持つ。そして、移動排出管２６を
差し入れる為の挿入口３０が形成された末端部には、樹
脂等の非金属で成形された受け部材３１が装着されてい
る。非金属の受け部材３１を設定することによって（排
出路７全体を合成樹脂で成形しても良い。）、移動排出
管２６が第２サドル１５の進退と共に動く際に生じる摩
擦音を抑制する事ができ、適当な滑り性によって、移動
排出管２６の側壁の劣化をも緩和することができる。
又、当該固定排出管２５に遊挿された移動排出管２６の
先端部には、図６（イ）の如く前記挿入口３０よりも大
きく広がったフレア部が形成されており（図６（ロ）の
如く同様の大径を持ったリングをフランジ状に固着した
フランジ部を構成しても良い。）、移動排出管２６の胴
部をつたって前記トレーから外れた箇所へ滴下しないよ
うな措置が採られている。

【００１４】この様な排出路７の移動排出管２６の末端
部は、前記第２サドル１５を構成する駆動部１７の後方
から出た前記バイパス回路６のジョイント２７に連結固
定されており、また結合部材３４によって第２サドル１
５に連結固定されている。当該排出路７の固定排出管２
５は、前記第１サドル１３の前方に固定されているの
で、当該移動排出管２６は、前記第１サドル１３に対す
る第２サドル１５のＺ軸方向である水平方向に進退する
ことにより、前記固定排出管２５に対するピストン運動
を行い、前記滞留液と、前記リーク液を、当該固定排出
管２５の先端に設けられた排出口２９へ好適に誘導する
こととなる。

【００１５】尚、前記排出路７を構成する移動排出管２
６及び固定排出管２５は、図８の如くそれぞれ複数のパ
イプを出入可能に遊挿して構成しても良いことは言うま
でもないが、相遊挿するパイプの数を出来るだけ少なく
するという風に簡素な構造とした方が故障が少ないとい
う面で有利である。又、方向制御弁２３は、加工作業の
際に工具の先端から加工液を噴出させるべく加工液源０
より圧送された加工液の供給と遮断を司り、また工具交
換時及び非稼働状態において工具ホルダ２０を取り外す
際などに前記バイパス回路６への滞留液の流下と遮断を
司る機能の双方を果たし得る切換弁であるが、単一の制
御弁で構成するか複数の制御弁で構成するかは設計の際
に適宜選択すれば良い。

【００１６】

【発明の効果】以上の如く本発明による加工液供給装置
を使用すれば、当該クーラントスルースピンドル方式工
作機械において工具を交換する際に、加工液供給路の内
圧を十分に低下させることができるので、内圧を残した
まま工具ホルダの保持を解除することによる工具ホルダ
の飛び出しによる工具交換不良や、加工液の噴出及び漏
出を回避することができること、並びに再利用に供され
た加工液に含まれる微小な切削屑が漏出した加工液に乗
ってスピンドルの工具ホルダ装着孔の工具ホルダ接合面
に付着し工具ホルダの取り付け精度が低下するという問
題が回避できることはもとより、従来のバイパス回路の
様に、複数のホースが露出して嵩張り、広いスペースが
必要となったり、スピンドルの移動に伴っての度重なる
変形やホース同士或いは他の取り付け部品との干渉によ
ってホースが損傷し稼働率の低下を招くことも解消で
き、また配管が簡単になり配管作業工数も削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による加工液供給装置の一例を示す系統
図である。

【図２】本発明による加工液供給装置を具備する工作機
械の一例を示す断面図である。

【図３】図２に示す工作機械の第２サドルの後部配管構
造を上から見た図である。

【図４】図２に示す工作機械の第２サドルの後部配管構
造を後方から見た図である。

【図５】本発明による加工液供給装置を具備する工作機
械の一例を示す一部切欠した左側面図である。

【図６】（イ）（ロ）固定排出管の後部及び移動排出管
の先端部の構造例を示した断面図である。

【図７】図６（ロ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図８】固定排出管の構造の一例を示す断面図である。

【図９】図２に示す工作機械の正面図である。

【図１０】従来の加工供給装置を具備する工作機械の一
例を示す一部切欠した左側面図である。

【符号の説明】

０ 加工液源 １ 逆止弁 ２ ロータリージョイント ３ スピンドル ５ 加工液供給回路 ６ バイパス回路 ９ ベース １１ コラム １３ 第１サドル １５ 第２サドル １６ 主軸本体 ２４ 内空部 ２５ 固定排出管 ２６ 移動排出管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース（９）の上面に設けられたコラム
   （１１）に昇降可能に保持された第１サドル（１３）
   と、スピンドル（３）を回転自在に保持した主軸本体
   （１６）と一体的に構成した第２サドル（１５）が、前
   記第１サドル（１３）に水平直線移動可能に保持された
   工作機械において、加工液を加工液源（０）から逆止弁
   （１）とロータリージョイント（２）を経てスピンドル
   （３）の内部を通って先端まで供給する加工液供給回路
   （５）と、前記逆止弁（１）からスピンドル（３）の内
   部の加工液を方向制御弁（２３）を介して加工液源
   （０）へ戻すバイパス回路（６）を具備し、前記バイパ
   ス回路（６）は、前記第２サドル（１５）に取りつけら
   れ水平方向に進退する移動排出管（２６）を、前記第１
   サドル（１３）に取りつけられた固定排出管（２５）に
   対して出入り可能に遊挿して構成された加工液供給装
   置。
2. 【請求項２】 前記固定排出管（２５）の内空部（２
   ４）の底壁が前方へ下向きに傾斜し、且つＵ字形状に成
   形された請求項１に記載の加工液供給装置。
3. 【請求項３】 前記移動排出管（２６）の先端にフレア
   部またはフランジ部を設けた請求項１に記載の加工液供
   給装置。