JP2007105848A - ノズル固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】たとえ球状のノズルであっても所望の姿勢にて確実に固定可能なノズル固定構造を提供する。
【解決手段】ノズル押さえ１２の開口部に対して着脱自在な締付補助部材１３を設けるとともに、該締付補助部材１３に、ノズル押さえ１２への取付時にスパナ２０が係止可能な係止部を設けた。また、締付補助部材１３に、ノズル押さえ１２への取付状態においてノズル１０の吐出口１５と連通し、調整部材を吐出口１５へと誘導可能な差込孔１４を設けた。そして、締付補助部材１３をノズル押さえ１２へと取り付け、調整部材１９を吐出口１５へと差し込んでノズル１０を所望の姿勢に保持した状態のまま、スパナ２０によって締付補助部材１３を介してノズル押さえ１２をねじ込み可能としたことにより、ノズル１０の姿勢を所望の姿勢に保持したまま確実に固定することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、たとえば切削液等の流体を吐出するノズルを、所定の方向へと向けた状態で固定するためのノズル固定構造に関する。

従来より、たとえば工具を主軸に回転自在に取り付けて加工を行う工作機械において、主軸の周囲に主軸頭を突設するとともに該主軸頭内壁面に切削液を吐出するノズルを設け、切削加工時に工具の刃先へと切削液を供給する技術が知られている。該技術を適用するにあたり、たとえば特許文献１に記載されているようなノズルや、球状のノズルを採用することによって、ノズルから吐出される流体の吐出方向を自由に調整可能とすることがある。そして、球状のノズルを所望の方向へと向けた状態で固定するにあたっては、以下に記載するような方法で固定していた。

従来のノズルの姿勢調整及び固定作業について、図３を基に説明する。図３は、従来のノズルの姿勢調整及び固定作業について示した断面説明図である。
工具を取り付ける主軸の周囲には主軸頭３１が立設されており、該主軸頭３１の内壁面には、球状のノズル３３を埋設可能な凹部３４が設けられている。該凹部３４内には、ノズル受け３５、ノズル３３、ノズル押さえ３６の順番で埋設されている。そして、ノズル３３の姿勢を調整するにあたっては、ノズル押さえ３６を一旦緩め、ノズル３３の吐出口３７へと細い棒状の調整部材３８を差し込んで、ノズル受け３５上でノズル３３を転がして吐出口３７を所望の方向へと向け（ノズル３３の姿勢の決定）、調整部材３８を吐出口３７から抜き取った後、六角レンチ３９によってノズル押さえ３６をねじ込んで、ノズル３３を前述姿勢にて固定していた。

実公昭５１−２９５３１号公報

しかしながら、上述したようなノズル固定構造では、調整部材３８によってノズル３３を所望の姿勢に調整したとしても、六角レンチ３９にてノズル押さえ３６をねじ込む際に調整部材３８を吐出口３７から抜き取らなければならないため、どうしてもノズル押さえ３６のねじ込み時にノズル３３の姿勢がズレてしまい、流体を所望の方向へと吐出することができないといった問題が生じる。この問題は、ノズル３３の形状が上述したように球状である場合には尚更顕著となる。

そこで、本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであって、たとえ球状のノズルであっても所望の姿勢にて確実に固定可能なノズル固定構造を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ケーシング内に収納されたノズルに対し、治具によってねじ込まれることで前記ノズルを前記ケーシング内で締め付け固定するノズル押さえを有しているとともに、該ノズル押さえに設けられた開口部から前記ノズルの吐出口へと調整部材を差し込んで、前記ノズルの姿勢を前記ケーシング内にて調整可能としたノズル固定構造であって、前記ノズル押さえの前記開口部とは異なる部位に、前記治具が係止可能な係止部を設け、前記調整部材を前記吐出口へと差し込んだ状態のまま、前記治具を前記係止部に係止させ、前記ノズルを締め付け固定可能としたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、ノズル押さえに対して着脱自在な締付補助部材を設け、該締付補助部材に、前記ノズル押さえへの取付状態においてケーシングから突出する係止部を設けたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の発明において、締付補助部材をノズル押さえの開口部に対して着脱自在とするとともに、前記締付補助部材に、前記ノズル押さえへの取付状態においてノズルの吐出口と連通し、調整部材を前記吐出口へと誘導可能な差込孔を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、調整部材をノズルの吐出口へと差し込んだ状態のまま（すなわち、ノズルを所望の姿勢にて保持したまま）、治具によってノズル押さえをねじ込むことができる。したがって、たとえ球状のノズル等であっても、ノズル押さえのねじ込み時に姿勢がズレたりせず、ノズルを所望の姿勢に保持したまま確実に固定することができる。
また、請求項２の発明によれば、ノズル押さえに対して着脱自在な締付補助部材を設け、該締付補助部材に、ノズル押さえへの取付状態においてケーシングから突出する係止部を設けているため、たとえば係止部が突出することにより工具の取り付けや交換等の邪魔になってしまうといった事態が生じない。
さらに、請求項３の発明によれば、締付補助部材をノズル押さえの開口部に対して着脱自在としているため、ノズル押さえに対して別途加工を施す（たとえば、締付補助部材と係合可能な係合部を設ける等）必要がなく、従来より利用されているノズル押さえに対しても適用可能で汎用性に富む。さらにまた、締付補助部材をノズル押さえの開口部に対して着脱自在とすることにより、締付補助部材の取付作業、ひいてはノズルの固定段取り（調整段取り）を非常に容易に行うことができ、使い勝手が極めて良い。加えて、ノズル押さえの開口部に着脱する構成であるにも拘わらず、締付補助部材に、ノズル押さえへの取付状態においてノズルの吐出口と連通し、調整部材を吐出口へと誘導可能な差込孔を設けているため、上記効果を損なうことなく、ノズルを所望の姿勢に保持したまま確実に固定することができる。

以下、本発明の一実施形態となるノズル固定構造について図面を基に説明する。尚、本実施形態では、ノズルを、その一例である工作機械の主軸周囲に設けられる切削液供給用ノズルとして説明する。

図１は、工作機械１の一部を示した一部説明図である。また、図２（ａ）は、ノズル１０の姿勢を調整及び固定する様子を示した断面説明図であり、図２（ｂ）は、ノズル１０の姿勢を調整及び固定する様子をスパナ２０側から見た説明図である。尚、図１において、Ｚ軸方向を左右方向（水平）とし、該Ｚ軸方向と直交するＹ軸方向を前後方向（水平）とする。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交しており、垂直方向に対しては傾斜方向となっている。

工作機械１は、ベッド２上にコラム４をＺ軸方向にスライド自在に備えたものであって、コラム４には、主軸（図示せず）を有する主軸ヘッド５が設置されている。該主軸ヘッド５は、コラム４において、Ｚ軸と直交するＸ軸方向にスライド可能となっているとともに、Ｚ軸及びＸ軸に直交する軸周り（Ｂ方向）に旋回自在となっている。また、主軸ヘッド５の下端には、工具Ｔを取付可能な主軸が設けられており、取り付けられた工具ＴをＸ軸周りで回転可能としている。さらに、主軸ヘッド５の下端面には、主軸の周囲を囲むように主軸前蓋６（図２に示す）が立設されている。尚、ベッド２には、工具を収納した工具ホルダ７ａ、７ａ・・を複数有する工具マガジン７を備えた刃物台３も設置されている。該刃物台３は、ベッド２上においてＺ軸方向及びＸ軸方向にスライド可能となっているとともに、工具マガジン７をＺ軸周りに旋回自在に備えており、所望の工具を収納した工具ホルダ７ａを加工位置へと旋回割出して加工を行う。

主軸前蓋６の内壁面には凹部９が設けられており、該凹部９内に球状のノズル１０が埋設設置されている。ノズル１０は、ノズル受け１１とノズル押さえ１２とに挟持された状態となっており、ノズル押さえ１２を締め付けることによって凹部９内で固定される。一方、ノズル押さえ１２は、筒状に設けられた部材であって、外側面（ノズル１０当接面を内側面とする）に設けられた開口部（係合凹部）は六角形状に形成されている。尚、ノズル１０は、図示しない切削液供給源と連結されており、吐出口１５から切削液を吐出可能となっている。

ここで、上記ノズル押さえ１２を締め付けるにあたって利用する締付補助部材１３について説明する。締付補助部材１３は、それぞれ六角形状に形成された大径部（係止部）と小径部（係合凸部）とを一体成形したものであって、大径のナットと小径のナットとを、その中心同士を合わせた状態で当接させたような形状となっている。該締付補助部材１３の小径部は、ノズル押さえ１２の開口部と略同じ形状及び大きさに設けられており、図２（ａ）に示す如く、小径部をノズル押さえ１２の開口部に嵌着することによって、ノズル押さえ１２に対し容易に取付可能となっている。また、取付状態において締付補助部材１３に加えられる回転力をノズル押さえ１２へと伝達可能となっている（すなわち、ノズル押さえ１２と締付補助部材１３とは係合可能となっている）。さらに、締付補助部材１３の大径部は、スパナ（治具）２０と係止する係止部として機能を有する。加えて、締付補助部材１３には、差込孔１４が軸方向に沿って貫通するように穿設されている。

上述したような締付補助部材１３を利用して、ノズル１０の姿勢の調整及び固定作業について以下説明する。
まず、ノズル押さえ１２に締付補助部材１３を取り付け、スパナ２０によって締付補助部材１３を介してノズル押さえ１２を緩め、ノズル１０の姿勢を調整可能とする（ノズル１０の固定を解除する）。次に、締付補助部材１３を取り付けた状態まま、差込孔１４を介してノズル１０の吐出口１５へと細い棒状の調整部材１９を差し込み、切削液が所望の方向へと吐出するようノズル１０の姿勢を調整する。そして、ノズル１０の姿勢を調整し終えると、調整部材１９を吐出口１５へと差し込んだ状態のまま、スパナ２０によって締付補助部材１３を介してノズル押さえ１２をねじ込んで、ノズル１０を所望の姿勢にて固定する。尚、固定が完了すると、調整部材１９を吐出口１５及び差込孔１４から抜き取るとともに、締付補助部材１３をノズル押さえ１２から取り外す。
以上のようにして、ノズル１０の姿勢の調整及び固定作業は行われる。

このようなノズル１０の固定構造によれば、調整部材１９を吐出口１５へと差し込んだ状態のまま（すなわち、ノズル１０を所望の姿勢にて保持したまま）、ノズル押さえ１２をねじ込むことができる。したがって、たとえ球状のノズル１０であっても、ノズル押さえ１２のねじ込み時に姿勢がズレたりせず、ノズル１０を所望の姿勢にて固定することができる。

また、締付補助部材１３をノズル押さえ１２に対し脱着自在としているため、締付補助部材１３が工具の取り付けや交換等の邪魔になるといった事態が生じない。
さらに、締付補助部材１３の小径部をノズル押さえ１２の開口部に嵌着するだけで取付可能としているため、ノズル１０の固定段取り（調整段取り）を非常に容易に行うことができ、使い勝手が極めて良い。

なお、本発明のノズル固定構造の構成は、上記実施の形態に記載した態様に何ら限定されるものではなく、ノズルの形状や設置位置、ノズルから吐出される流体の種類、締付補助部材やノズル押さえの形状や両者の係合に関する構成等を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施の形態では球状のノズルを採用しているが、ノズル押さえにより締め付け固定されるものであれば、どのような形状のノズルであってもよい。また、本発明のノズル固定構造は、上記実施の形態に記載したような主軸前蓋内壁面に設けられるノズル以外のノズルに対しても適用可能であって、たとえば上記工作機械にあっては刃物台に備えられた工具に対して切削液等を吐出するようノズルを設け、該ノズルを固定する固定構造として適用することも当然可能であるし、工作機械以外のものに設けられたノズルに対して適用することも可能である。したがって、ノズルから吐出される流体に関しても切削液に限定されることはなく、クーラントや潤滑油、除塵用エア等であっても何ら問題はない。

さらに、上記実施の形態では、締付補助部材をノズル押さえの開口部に着脱可能としているが、ノズル押さえに開口部とは別の係合凹部を設け、該係合凹部に係合する係合凸部を備えた締付補助部材を用いるような固定構造としてもよい（尚、ノズル押さえと締付補助部材とのどちらに凸部を設け、どちらに凹部を設けるかは適宜変更可能である）。このような構成にあって、締付補助部材を、ノズル押さえへの取付時に開口部に干渉しないよう構成するのであれば、締付補助部材に差込孔を設ける必要はない。
さらにまた、上記実施の形態では、着脱自在な締付補助部材にスパナが係止する係止部を設けているが、工具の交換といった他の動作の邪魔とならないのであれば、ノズル押さえに係止部を一体的に設け、締付補助部材といった別部材を用いないような構成とすることも可能である。

加えて、上記実施の形態では、ノズル押さえの開口部を六角形状としているが、開口部の形状は適宜変更可能である。しかしながら、ノズル押さえの開口部を六角形状に形成することで、締付補助部材を用いなければならないほどノズルの姿勢に精密さを要しない場合等に、締付補助部材を用いず、従来の如く六角レンチによりノズルを固定することができる、といったメリットがある（すなわち、汎用性に富む）。

工作機械の一部を示した一部説明図である。 （ａ）は、ノズルの姿勢を調整及び固定する様子を示した断面説明図であり、（ｂ）は、ノズルの姿勢を調整及び固定する様子をスパナ側から見た説明図である。 従来のノズルの姿勢調整及び固定作業について示した断面説明図である。

符号の説明

６・・主軸前蓋、９・・凹部、１０・・ノズル、１１・・ノズル受け、１２・・ノズル押さえ、１３・・締付補助部材、１４・・差込孔、１５・・吐出口、１９・・調整部材。

Claims (3)

1. ケーシング内に収納されたノズルに対し、治具によってねじ込まれることで前記ノズルを前記ケーシング内で締め付け固定するノズル押さえを有しているとともに、該ノズル押さえに設けられた開口部から前記ノズルの吐出口へと調整部材を差し込んで、前記ノズルの姿勢を前記ケーシング内にて調整可能としたノズル固定構造であって、
   前記ノズル押さえの前記開口部とは異なる部位に、前記治具が係止可能な係止部を設け、前記調整部材を前記吐出口へと差し込んだ状態のまま、前記治具を前記係止部に係止させ、前記ノズルを締め付け固定可能としたことを特徴とするノズル固定構造。
2. ノズル押さえに対して着脱自在な締付補助部材を設け、該締付補助部材に、前記ノズル押さえへの取付状態においてケーシングから突出する係止部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のノズル固定構造。
3. 締付補助部材をノズル押さえの開口部に対して着脱自在とするとともに、前記締付補助部材に、前記ノズル押さえへの取付状態においてノズルの吐出口と連通し、調整部材を前記吐出口へと誘導可能な差込孔を設けたことを特徴とする請求項２に記載のノズル固定構造。

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