JP2008264924A - 工作機械における工具ホルダへの流体の供給方法及び工具ホルダへの流体の供給装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】スピンドルに対する工具ホルダの取り換えが頻繁である場合であっても、工具ホルダに対して夫々適切な量に増減された潤滑剤を供給できるようにして経済的な運転ができるようにした工作機械を提供する。
【解決手段】位置決めブロックの流体吹出口と、流体供給手段との間に流体混合室を備えさせ、流体混合室に空気流と、潤滑剤を送り、ミスト状潤滑剤を発生させて位置決めピンの流通路に送出する。ホルダ装着孔に対してシャンクを装着した初期には、所定量よりも多い潤滑剤を送って刃物に濃度の高い潤滑剤を送出し、潤滑剤が工具に到達する時点においては潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するようにした工具ホルダへの流体の供給方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、工作機械に装着される工具ホルダに対して流体を供給するための供給方法、及び流体供給手段を備える工作機械に関する。

従来より工作機械に装着される工具ホルダに対して、工具ホルダにおける主体部の側方から流体（空気、オイル、水、或いはそれらの混合体等）を、供給するための流体供給手段を備える工作機械は広く知られている。例えば特許文献１に示される工作機械等を含めて広く知られている。
例えば特許文献１の図１に示される工作機械は次のように構成されている。
工作機械本体Aのフレーム２の内側には回転自在にスピンドルを備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダＢにおけるシャンク２１を装着するためのホルダ装着孔５を備えさせている。
さらに上記フレームに対しては、上記スピンドルのホルダ装着孔の側方位置に、給液用の台を備えさせ、その給液用の台の先端部には、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける受流体筒を嵌着するための嵌合穴を備えさせている。なお上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体通過用の孔を備えさせている。

運転に際しては、上記ホルダ装着孔５に対しては上記工具ホルダＢにおけるシャンク21を装着すると共に、上記給液用の台の嵌合穴に対しても上記受流体筒の先端を嵌合させる。次に上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダＢの主体部20を回転させる。
一方、上記流体通過用の孔から流体（例えば冷却用又は潤滑用として空気と水・冷却用油性分（潤滑剤）とを混合してなるミスト）を噴出させ、上記工具ホルダにおける受流体筒の中空部に設けた流体室と、工具ホルダＢの主体部20に設けられている流体通路を経由して上記工具ホルダＢの主体部20の先端に装着する工具（刃具）に向けて、上記流体供給手段からの流体を供給するようにしている。

上記構成の工作機械は、工具ホルダを高速回転させる場合においても、工具ホルダの刃具に対して供給する流体は工具ホルダにおける主体部の側方から供給するため、即ち、流体を工具ホルダの比較的先端に近い位置から供給できるため、上記流体は高速回転時の遠心力の悪影響を受けること少なく供給できる利点がある。

特開２００５−３４９６４

この従来の工作機械では、上記給液用の台から離れた位置にある流体供給手段において適正に混合された流体を造り、周知のパイプを経由してその流体を上記給液用の台に供給するようにしている。しかし、スピンドルに対する工具ホルダの取り換えが頻繁であったり、工具（刃具）による切削の微妙な変化の度合いが激しくなると、それら作業の変化に対して流体の供給のタイミング、或いは流体の成分比率の変化が対応できなくなる問題点が生じ、応答性の鋭敏化が求められている。
特に、側方流体供給方式、即ち、当分野においてサイドスルー又はサイドスルーＭＱＬ方式と称されて、広く知られている方式においては、流体中における潤滑剤の量を少なくし、その消費を極力節約するようにした方式が知られている。
そのような最小油量切削液供給（ＭＱＬ）システムを利用する工作機械は、工作機械に対して工具ホルダを装着した直後に潤滑剤供給装置を速やかに起動しても、ミスト状の潤滑剤は、工具ホルダの流路内に滞留し、刃先に吐出するまでに時間が長くかかる問題点があった。
そのような、不安定な潤滑剤（ミスト）の供給結果によれば、刃具折損の不具合が多く発生し、経済的問題点と、稼働率の低減をもたらす問題点が生じる。
更に上記潤滑剤（ミスト）の蓄積時間を短縮する為に、ミスト供給量を多くすると、一定の加工量に対して必要量以上の潤滑剤を無駄に消費し、浮遊ミスト量が増加し、潤滑剤に係わるコストが嵩む問題点がある。

本件出願の目的は、スピンドルに対する工具ホルダの取り換えが頻繁である場合であっても、工具ホルダに対して夫々適切な量に増減された潤滑剤を供給できるようにして経済的な運転ができるようにした工作機械を提供しようとするものである。
他の目的は、工具ホルダに装着された刃物に対して一時的に過負荷が加わった場合でも、その刃物に対して一時的に、かつ、速やかに潤滑剤を供給し、刃具折損等の不具合の発生を防ぐことのできる工作機械を提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。

本発明における流体の供給方法は、フレームの内側には回転自在にスピンドルを備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダにおけるシャンクを装着するためのホルダ装着孔を備えさせ、
さらに上記フレームに対しては、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける位置決めピンを嵌着するための嵌合穴を備えている位置決めブロックを備えさせ、
上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体吹出口を備えさせ、
上記ホルダ装着孔に対して上記工具ホルダにおけるシャンクを装着すると共に、上記位置決めブロックの嵌合穴に対しても上記位置決めピンの先端を嵌合させ、
上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダの主体部を回転させ、
一方、上記流体吹出口から上記位置決めピンの中空部に設けた流通路と、工具ホルダの主体部に設けられている流体通路を経由して上記工具ホルダの主体部の先端に装着する工具に向けて、上記流体供給手段から流体を供給するようにしている工作機械における工具ホルダへの流体の供給方法において、
上記位置決めブロックの流体吹出口と、流体供給手段との間には流体混合室を備えさせ、その流体混合室には流体供給手段に夫々連なる第１流体路と、第２流体路をそれぞれ連通させ、第１流体路を介して送られてくる空気流と、第２流体路を介して潤滑剤が送られてきた場合には、そこでミスト状潤滑剤を発生させて上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて送出するようにし、
上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させる初期においては、
第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出し、
潤滑剤が上記主体部の先端に装着する工具に到達する時点においては潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するようにしたものである。

また好ましくは、フレームの内側には回転自在にスピンドルを備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダにおけるシャンクを装着するためのホルダ装着孔を備えさせ、
さらに上記フレームに対しては、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける位置決めピンを嵌着するための嵌合穴を備えている位置決めブロックを備えさせ、
上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体吹出口を備えさせ、
上記ホルダ装着孔に対して上記工具ホルダにおけるシャンクを装着すると共に、上記位置決めブロックの嵌合穴に対しても上記位置決めピンの先端を嵌合させ、
上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダの主体部を回転させ、
一方、上記流体吹出口から上記位置決めピンの中空部に設けた流通路と、工具ホルダの主体部に設けられている流体通路を経由して上記工具ホルダの主体部の先端に装着する工具に向けて、上記流体供給手段から流体を供給するようにしてある工作機械における工具ホルダへの流体の供給装置において、
上記位置決めブロックの流体吹出口と、流体供給手段との間には流体混合室を備えさせ、その流体混合室には流体供給手段に夫々連なる第１流体路と、第２流体路をそれぞれ連通させ、第１流体路を介して送られてくる空気流と、第２流体路を介して潤滑剤が送られてきた場合には、そこでミスト状潤滑剤を発生させて上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて送出するようにしてあり、
上記第２流体路にあっては潤滑剤の流量を大小調節するための流量調節手段が備えさせてあり、その流量調節手段における制御装置は、
上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させる初期においては、
第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出するように設定してあり、
潤滑剤が上記主体部の先端に装着する工具に到達する時点においては潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するように設定するものである。

以上のように本発明は、 ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して工具ホルダの主体部を回転させる初期においては、第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出するものであるから、起動直後の早い時期に、濃度の高い潤滑剤を刃先に対して早く到達させて、刃具折損の不具合の発生率を低減させ、経済的効果は勿論のこと、刃具折損の不具合から生じる稼働率の低減をも防止できる効果がある。
その上、潤滑剤が上記主体部の先端に装着する工具に到達する時点においては潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するようにしているので、潤滑剤の消費量を節約し、無駄な潤滑剤の消費を抑えて経済効率の良い運転を行うことのできる効果もある。

さらに本発明にあっては、切削加工中、切削加工に伴う荷重が増加した場合には、又は、切削加工の深さが所定値を超えた場合は、第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、濃度の高い潤滑剤を送出するものであるから、刃先において切り屑溶着等のトラブルが発生した場合でも直ちに解消し、刃具折損の不具合の発生率を低減させて、経済的効果を向上させ、稼働率の低減を防止できる効果がある。

以下本願の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１はスピンドル３に対して、側方流体供給方式の工具ホルダＢを装着する寸前の状態を説明するための断面図。図２は、位置決めブロックDに対して位置決めピン31を結合させた状態を示す部分断面図。図３は、位置決めブロックと、流体供給手段と、それらの間に備えさせた流体混合室と、その流体混合室と流体供給手段との間に夫々連なる第１流体路と、第２流体路と、 第３流体路との関係を示す流体回路図。図４は位置決めブロックの流体吹出口における空気流と、油と、水との組み合わせ状態を示す組合表。図５は、位置決めブロックの流体吹出口におけるミスト状潤滑剤の濃淡と、それらの持続時間を説明するための図面である。

図１、図２によく表れているＡは、マシニングセンタ等とも称せられ、広く知られている工作機械の存在を示す。これにおいて、２は主軸頭とも称せられるフレームで、この固定されているフレーム２の内側には回転自在に主軸とも称せられるスピンドル３を備えさせている。４は軸受を示す。スピンドル３の先端部3aには、側方流体供給方式の工具ホルダＢにおけるシャンク２１を装着するためのホルダ装着孔５を備えさせている。この装着孔５は、周知のように色々な規格のシャンクに対応させる為、任意選択される規格寸法のテーパ状（勾配）に形成する。６はスピンドル３と主体部20の一体回動を可能にするための係合爪を示す。７は中空部を示し、ここには通常プルスタッド21aの引き込みを可能にする周知の引具が存在する。また必要に応じては、図示外の冷却用流体供給手段から周知のように中空部７に設ける流体流通孔を通して冷却用流体を主体部20の先端に装着される工具に向けて送るようにする場合がある。

次に上記フレーム２に対しては、図１に示されるようにスピンドル３のホルダ装着孔５の側方位置に、位置決めブロックDを備えさせ、その位置決めブロックDの先端部8aには、上記側方流体供給方式の工具ホルダＢにおける位置決めピン31を嵌着するための嵌合穴10を備えさせ、上記嵌合穴10には、流体供給手段Fに連なる流体吹出口11を備えさせてある。
上記位置決めブロックDにおいて、８はフレーム２の先端に備えさせる装着面2aに対して、元部９を任意の固着手段（例えばボルトを用いて装着面2aの側に設けられる雌ねじ孔に螺合させる装着手段）によって、着脱自在で、かつ、密着状態で装着した筒状の位置決め枠体、10はその先端部に設けた嵌合穴で、位置決めピン31の先端の形状に対応させ、水密的に密着可能な形状に構成してある。

次に工具ホルダＢについて説明する。
側方流体供給方式（当分野では、サイドスルー方式又は最小油量切削液供給（ＭＱＬ）システムとも称されて、広く知られている）の工具ホルダＢは、市場において各種の形式のものが広く知られており、例えば図１に示されるようにスピンドル３によって回転される主体部20と、ベアリング４１を介して主体部20の中間部（中間位置より図示のように前寄りの位置）を回転可能に支持するケース40と、フレーム２の位置決めブロックDの嵌合穴10に嵌合され、かつケース40に連結されている位置決めピン31とを備える。

上記ケース40には、前記工作機械Aの流体吹出口11から位置決めピン31の流通路38が受け取る流体を、主体部20の流体受入孔58に送る為に前記ケースの内側に設けた流体送出口42を備える。具体的には、工作機械Ａの流体吹出口11から受け取った流体を、ケース40に向けて送るための受流体伝送手段30（符号38,46の流路を含む）と、受流体伝送手段30とケース40における上記流体送出口42とを連結する受流体用の部材と、ケース40と主体部20との間に設けられ、受流体伝送手段30から供給される流体に対するシール機構とが備えられる。

次に主体部20について説明する。主体部20の後部には、工作機械本体Ａのスピンドル３におけるホルダ装着孔５に対する装着部２１として、嵌合可能にしたテーパ形状の突子（シャンク）２１を備える。
前部には、周知の任意構成による工具装着部２５が設けられている。この工具装着部２５には周知のように任意の工具が着脱自在に装着でき、しかも工具の先端又は工具の周辺から流体を噴出可能な構成にしてある。
工具装着部25としては、例えば流体路43を備えるもので、工具Ｃの装着を可能にした受具25aを備えた工具装着孔が設けられている。
主体部20の中間部においては、図示しない周知のマニュピレータの爪が嵌合する溝22aを有するホルダ把持部材２２を備える。
さらに主体部20の中間部においては、工具装着部２５に装着される工具Cに向けて（工具Cの刃先、或いは刃先の周辺に向けて）流体を供給する為に、主軸の軸芯位置に備えさせる流体通路２４と、流体通路２４に対してケース40の側から流体を受け入れできるようにケース40の内周面に向けて開口させる流体受入孔58、23を備えている。

更に主体部20には、例えば上記ケース40の内周面側に対向する位置に対して、上記ケース40の内周面側と上記主体部の外周面側との間に、流体を環状に配置する為に環状の流路57を形成する。この環状の流路57は、図示のように静的に位置するケース40の内周面側を凹ませて形成しても、高速で回転する上記主体部20の外周面側を凹ませて形成してもこれらは相対的な構成であるから支障はない。
この環状流路57には、上記流体送出口42からの流体を、上記流体受入孔58に流入可能に上記流体送出口42と上記流体受入孔58とを夫々連通させる。

このように構成すると、静的に位置するケース40の内周面側の一つまたは複数の流体送出口42から噴出する流体は、環状流路に流入し、高速回転中の主体部20の周囲に位置する環状流路内を満たす。一方、高速回転中の主体部20にあっては一つまたは複数の流体受入孔58が高速で回転しているので環状流路内の流体を連続的に受け入れることができる。

次に、受流体伝送手段30は、位置決めブロックDの嵌合穴10に嵌合される位置決めピン31と、この位置決めピン31を軸方向摺動自在に保持すると共にケース40の側に固定される保持筒３２とから構成されている。
上記ケース40は、例えば図１に示す様に、図示左側部分にベアリング41,41を内嵌して主体部20を回転自在とする状態で一体化させてある。また広く知られているように中央より右側部分にシールケース３５を配し、そこにシール３６を抜き差し交換可能に備えさせてある。上記ケース40と、これの外周位置に固着してある保持筒３２との間には、流体道４６が介設されており、流通路３８からの流体を流体送出口42に流通可能にしてある。

上記位置決めブロックDには、図１〜図３、図５に示されているように、嵌合穴10の後方に流体混合室13を備えさせ、そこには上記流体供給手段Fに連なる第１流体路17と、第１流体路17とは別の第２流体路18 とを連通させてある。さらに必要に応じては、第３流体路19（必要に応じては、第４、５流体路等、次々と複数〜多数追加しても良い）を連通させてある。なお10aは切り屑進入防止用の隔壁を示し、11は流体吹出口（ミスト噴出用の孔）を示す。

尚上記位置決めブロックDに備えさせた流体混合室13は、位置決めブロックの流体吹出口１１と、流体供給手段F（例えば空気圧縮装置F1とオイル供給装置F2）との間にあればよく、従来より周知の場所でも良いし、図１における図示の位置よりも左側に寄せた位置に空き部屋を設け、そこに備えさせても良い。 その場合、流体混合室１３には流体供給手段F（F1、F2、F3）に夫々連なる第１流体路と、第２流体路、第３流体路をそれぞれ連通させ、第１流体路を介して送られてくる空気流と、第２流体路を介して潤滑剤が送られてきた場合には、そこで濃淡のミスト状潤滑剤を選択的に発生させて上記流体吹出口１１から上記位置決めピンの流通路に向けて送出するようにしてある。更に、第３流体路19dから水又は前記とは異なる成分のオイルが送られてきた場合には、図3の流量調節手段19bを利用してさらに多彩なバリエーションのあるミストを上記流体吹出口１１から上記位置決めピンの流通路に向けて送出する。

上記第１流体路17には周知の圧縮された空気流82gを、上記第２流体路18には空気流とは異なる流体（例えば周知の潤滑用オイル82e）、上記第３流体路19には空気流とは異なる流体（例えば周知の冷却用の水82d、又は前記の潤滑用オイル82eとは成分の異なる周知の潤滑用オイル）を供給して流体混合室13に備えさせた周知の構成からなるミスト混合手段Eで混合する。この混合は、任意の異なる流体２者、又は３者等（相互に異質な成分のもの、或いは同じ性質であれば成分比の異なるもの等）多数の種類を任意選択的に供給して混合し、混合された流体（単にミストとも称される）を上記流体吹出口11から嵌合穴10に向けて吹きだすことにより、図２から明らかに上記位置決めピン31の流通路38に向けて上記混合されたミスト状の流体を流通させて、上記工具Cに向けて混合された流体を供給するようにしてある。

次に図３は前述したように、位置決めブロックDと、流体供給手段Fと、それらの間に備えさせた流体混合室１１と、その流体混合室と流体供給手段Fとの間に夫々連なる第１流体路１７と、第２流体路１８と、 第３流体路１９との関係を示す為の周知の回路部材を用いて構成された流体回路図であり、前述及び後述の説明からその回路構成はすでに明らかと思われるが、蛇足的に以下簡単に構成の説明を補足する。
図において６０、６１、６２、６３は夫々フィルタ、増圧器、レギュレータ、電磁弁を示し、装置F1からの圧縮空気をパイプ82k、17dを通して装置F2、F3の空気室82gに向けて夫々適正な空気圧を送る為のものである。69a、69b、70a、70b、66a、66bは、空気室82gに対する圧縮空気の補給をする為のもので、２ポートプランジャ弁と、その弁を制御するための操作部材と、チェックバルブを示す。82e、82dは潤滑剤としてのオイルと、冷却用水（又は槽82eのオイルとは異なる成分のオイル82f）を蓄える槽であり、68a、68b、67a、67bは液面のレベルを調整するためのスイッチと、流体取り出し口を示す。

上記第２流体路にあっては潤滑剤の流量を大小調節するための流量調節手段18bが備えさせてある。流量調節手段18bにおいて、74a、75a、76aは比較的流量の大きい可変オリフィスと、比較的流量の小さい可変オリフィスと、それらの可変オリフィスを選択的に第２流体路１８に連通させるための３ポート電磁弁（SOL1は比較的流量の大きい可変オリフィスを連通させる・SOL2は比較的流量の小さい可変オリフィスを連通させる）を示す。
第３流体路にあって水又は成分の異なる潤滑剤の流量調節手段19bにおいては、74b、75b、76bは比較的流量の大きい可変オリフィスと、比較的流量の小さい可変オリフィスと、それらの可変オリフィスを選択的に第３流体路１９に連通させるための３ポート電磁弁（SOL1は比較的流量の大きい可変オリフィスを連通させる・SOL2は比較的流量の小さい可変オリフィスを連通させる）を示す。 なお71a、71bはパイプ18d、19dに介設したフィルタを示す。

上記第２、３流体路にあって潤滑剤の流量を大小調節するための流量調節手段における制御装置８０は、
上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させる初期においては、 第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出するように設定してあり、潤滑剤が上記主体部の先端に装着する工具に到達する時点においては潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するように設定してある。
上記制御装置８０は、上記３ポート電磁弁76a、76bの各SOL１、SOL２を予め設計された通りに、入り切り制御できればよいのである。例えば図１に示される主体部20のシャンク２１をスピンドル３の装着孔５に装着し、運転を開始する時点で作動するように構成された周知のタイムスイッチであればよく、タイムスイッチをスタートさせ、流量調節手段18bのSOL１を作動させて比較的流量の大きい可変オリフィス74aを通して所定の量よりも多い潤滑剤（刃先の直径、回転速度、被加工物の材質によっても種々異なるが、例えば５０〜１５０ml／H）を送るようにすればよい。

その後、潤滑剤が主体部の先端に装着する工具に到達する時点（前述のように刃先の直径、回転速度、被加工物の材質等によっても種々異なるが、例えばスタートから１．５〜５Secの後）に流量調節手段18bのSOL２を作動させて比較的流量の小さい可変オリフィス75aに切り替え、所定量、例えば２０〜３０ml／Hに減少させ、経済的な運転をする。
更にその後は、流量調節手段18b、流量調節手段19bを操作し、刃先の直径、回転速度、被加工物の材質等によって行われている周知の供給方法によって、実情に合わせて潤滑剤を減少させて効率のよい運転をすればよい。

なお空気82g、オイル82e、水82d等の混合例としては図４に例示する。図４において強弱とは、空気圧の変化、オリフィス74a,75a、74b,75bの流量を示す。「○」は流通、「−」は遮断を示す。
尚上記流体としては、当分野において周知の流体を示唆する。例えば空気であり、切削油等の潤滑剤であり、水であり、気体と液体との混合物でミストと称される流体、或いはクーラント等と呼ばれる液状の流体状のものがあり、本件明細書中においてはそれらの個々を簡便のため包括的に流体と称する。

次に、流体混合室13に備えさせたミスト混合手段Eは周知の構成であればよく、例えば中間部を図示の如く膨出させたノズル部材14でもって、小さなノズル孔１５を形成し、第１流体路17からノズル孔１５に高圧の空気を吹き込むことにより、直角状態で側方にある第２流体路18、又は第３流体路19、或いは両方から夫々液状の流体がノズル孔１５に出て霧状になり、ミスト状の流体として嵌合穴10方向に向かうようにしても良い。１６はノズル部材挿入孔を示す。

次に上記構成の使用方法及び使用状態を引き続き図１〜図５に基づき説明する。
上記構成の側方流体供給方式の工具ホルダＢは、マガジン内に収納されている状態では係止片３７が嵌合凹部２６に嵌合して主体部20の回転が阻止されている。上記工具ホルダＢを工作機本体Ａに装着する場合には、主体部20のシャンク２１をスピンドル３の装着孔５に向け、図１に示される状態から、左方向に向けて（軸線方向）に挿入し、周知の如く、引具を用いて装着孔５の内面とシャンク２１の外周面とを密着させる状態で連結する。
すると受流体伝送手段30の位置決めピン31は位置決めブロックDの嵌合穴10に図２に示されているように当接嵌合し、同時に保持筒３２の内部に向けて押し動かされ、その結果、係止片３７が嵌合凹部２６からはずれ、主体部20の回転が自在の状態となる。

制御装置８０のタイムスイッチはこれらの動作部材の動きをセンサーで捉えて始動させても、また動作部材を制御するための制御装置例えばコンピューターの指令で始動させても良い。なおタイムスイッチ始動後の初期５０の動作時間とその後（５１）の変化、ミスト状潤滑剤の量の大小（52a、52b）及び濃（82a）、淡（82b）等、３ポート電磁弁76aのSOL１、SOL２の動作関連、即ち流量調節手段18bの動作状態に関しては図５（A）に動作例を示す。

上記装着状態においてスピンドル３が回転すると主体部20が一体に回転し、工具Ｃも一体に回転して周知の切削加工がなされる。主体部20の回転数は、一般的には１分当たり例えば１００００近辺であり、さらには２００００回転に向けたもの、更にはそれ以上に向けたものもある。

上記の過程においては、流体供給手段Fとして例えば比較的離れた位置に備えられるコンプレッサーなどの周知の空気圧縮装置F1は、パイプ17aを経由し、かつ、図示外の流量（空気圧）制御用のバルブを経由し、第１流体路17に接続されていることにより、圧縮装置F1によって作られる高圧空気は、流体吹出口１１を経由して位置決めピン31の方向に噴出できる。
また、流体供給手段Fとして例えば比較的離れた位置に備えられる冷却用オイル供給装置F2は、パイプ18d、18aを経由し、かつ、流量制御用のバルブを含む流量調節手段18bを経由し、第２流体路18に接続されることにより、オイル供給装置F2によって作られる高圧のオイル（流体）は、ノズル孔15において霧状にされて、ミストとなり、流体吹出口１１から空気流と共に位置決めピン31の方向に噴出する。

さらに、流体供給手段Fとして例えば比較的離れた位置に備えられる冷却用水供給装置F3は、パイプ19d、19aを経由し、かつ、流量制御用のバルブを含む流量調節手段19bを経由し、第３流体路19に接続されることにより、水供給装置F3によって作られる高圧の水（流体）は、図示のノズル孔15において霧状にされて、ミストとなり、流体吹出口１１から空気流と共に位置決めピン31の方向に噴出する。
尚上記構成においては、パイプ17a内の空気流、パイプ18a内のオイル流、パイプ19a内の水流等は、夫々単独で流したり、二者、三者選択的に混合して流すことにより任意濃度（切削の要求に対応する種類）のミストを作ることができる。

次に、前述した位置決めブロックDの流体吹出口11を通して送られてくる流体は、位置決めピン31の流通路38に流入し、前述の通り、流通路38、流体道46等を通ってシールケース35の内側、ケース40の内側に至り、さらに、ケース40の流体送出口42からの流体は、環状流路57，流体受入孔58，流体通過路２３，流体通路２４，流体孔４３を経由して工具Cに向けて流通し、工具Cの刃先４５の周辺、或いは工具の流体路４４を通過して刃先から勢いよく噴射する。この流体によって、切削作業中の工具Ｃの潤滑乃至は冷却が行われる。

次に上記ホルダ装着孔５に対して工具ホルダにおけるシャンク２１を装着して上記工具ホルダの主体部２０を回転させて切削加工中、切削加工に伴う荷重が増加した場合（例えば切屑の溶着状態が発生し、刃先に大きな過負荷が生じた場合）には、制御装置８０に予め備えさせてある荷重増加の検出装置を作動させ、その荷重の増加を検出し（例えば駆動モーターにおける電流値が閾値（通常値）よりも大きくなる変化を検出し）、流量調節手段18bに指令を出す。流量調節手段18bにおいてはSOL１を作動させて比較的流量の大きい可変オリフィス74aを通して所定の量よりも多い潤滑剤（刃先の直径、回転速度、被加工物の材質によっても種々異なるが、例えば５０〜１５０ml／H）を１．５〜５Secの間、送るようにすればよい。その後は所定量52bに減らせばよい。このように第２流体路１８に介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口１１から上記位置決めピンの流通路３８に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出することにより、刃先において切り屑溶着等のトラブルが発生した場合でも直ちに解消し、刃具折損の不具合の発生を防止することができる。
なお電流値が閾値よりも大きくなる変化を検出した後の動作時間とその後の変化、ミスト状潤滑剤の濃淡等、３ポート電磁弁76aのSOL１、SOL２の動作関連、即ち流量調節手段18bの動作状態に関しては図５（B）に動作例を示す。

次に上記の場合、切削加工中、切削加工に伴う荷重が増加した場合について説明したが、切削加工において深い穴を加工する場合も刃先に大きな負担が加わる場合がある。
かかる場合においても、制御装置８０に予め周知の構成に基づき深穴寸法設定装置を備えさせ、あるいは任意のセンサーを利用して深穴寸法を検出して、指令を出すようにしておき、予め一定以上の深さを加工する場合のみ、流量調節手段18bにおいてSOL１を作動させて比較的流量の大きい可変オリフィス74aを通して所定の量よりも多い潤滑剤（刃先の直径、回転速度、被加工物の材質によっても種々異なるが、例えば５０〜１５０ml／H）をその間、送るようにすればよい。この動作に関しては上記電流値が閾値よりも大きくなる変化を検出した場合と同様の考えで処置できるので、上記図５（B）等を含む技術的事項を参考にして実施すればよい。

スピンドル３に対して、側方流体供給方式の工具ホルダＢを装着する寸前の状態を説明するための断面図。 位置決めブロックDに対して位置決めピン31を結合させた状態を示す部分断面図。 位置決めブロックと、流体供給手段と、それらの間に備えさせた流体混合室と、その流体混合室と流体供給手段との間に夫々連なる第１流体路と、第２流体路と、 第３流体路との関係を示す流体回路図。 位置決めブロックの流体吹出口における空気流と、油と、水との組み合わせ状態を示す組合表。 （A）（B）は、位置決めブロックの流体吹出口におけるミスト状潤滑剤の濃淡と、それらの持続時間を説明するための図面。

符号の説明

工作機械・・・A、工具ホルダ・・・Ｂ、工具・・・C、位置決めブロック・・・D、ミスト混合手段・・・E、流体供給手段・・・F、空気圧縮装置・・・F1、オイル供給装置・・・F2、水供給装置・・・F3、液体貯留手段・・・G、フレーム・・・２、装着面・・・2a、スピンドル・・・３、ホルダ装着孔・・・５、先端部・・・8a 、 元部・・・９、嵌合穴・・・10、隔壁・・・10a、流体吹出口・・・11 、 流体混合室・・・13、ノズル部材・・・14、ノズル孔・・・15、ノズル部材挿入孔・・・16、第１流体路・・・17、第２流体路・・・18、流量調節手段・・・18b第３流体路・・・19、主体部・・・20、シャンク・・・２１、流体通路・・・24、工具装着部・・・２５、 受流体伝送手段・・・30、位置決めピン・・・31、ノズル部材・・・ 31a、 流通路・・・38、 ケース・・・40、流体送出口・・・42、流体路・・・44、濃度の高いミスト状潤滑剤・・・82a、濃度の低いミスト状潤滑剤・・・82b、潤滑剤・・・82e、成分の異なる潤滑剤・・・82f、空気・・・82g、水・・・82d、可変オリフィス・・・ 74a、75a、制御装置・・・８０。

Claims (5)

1. フレームの内側には回転自在にスピンドルを備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダにおけるシャンクを装着するためのホルダ装着孔を備えさせ、
   さらに上記フレームに対しては、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける位置決めピンを嵌着するための嵌合穴を備えている位置決めブロックを備えさせ、
   上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体吹出口を備えさせ、
   上記ホルダ装着孔に対して上記工具ホルダにおけるシャンクを装着すると共に、上記位置決めブロックの嵌合穴に対しても上記位置決めピンの先端を嵌合させ、
   上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダの主体部を回転させ、
   一方、上記流体吹出口から上記位置決めピンの中空部に設けた流通路と、工具ホルダの主体部に設けられている流体通路を経由して上記工具ホルダの主体部の先端に装着する工具に向けて、上記流体供給手段から流体を供給するようにしている工作機械における工具ホルダへの流体の供給方法において、
   上記位置決めブロックの流体吹出口と、流体供給手段との間には流体混合室を備えさせ、その流体混合室には流体供給手段に夫々連なる第１流体路と、第２流体路をそれぞれ連通させ、第１流体路を介して送られてくる空気流と、第２流体路を介して潤滑剤が送られてきた場合には、そこでミスト状潤滑剤を発生させて上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて送出するようにし、
   上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させる初期においては、
   第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出し、
   潤滑剤が上記主体部の先端に装着する工具に到達する時点においては潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するようにしていることを特徴とする工作機械における工具ホルダへの流体の供給方法。
   
2. 上記流体混合室には流体供給手段に夫々連なる第１流体路と、第２流体路をそれぞれ連通させ、第１流体路を介して送られてくる空気流と、第２流体路を介して潤滑剤が送られてきた場合には、そこでミスト状潤滑剤を発生させて上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて送出するようにし、
   上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させて切削加工中、切削加工に伴う荷重が増加した場合には、荷重の増加を検出して、上記第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出し、一方、上記荷重の減少と共に潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するようにしていることを特徴とする請求項１記載の工作機械における工具ホルダへの流体の供給方法。
   
3. 上記流体混合室には流体供給手段に夫々連なる第１流体路と、第２流体路をそれぞれ連通させ、第１流体路を介して送られてくる空気流と、第２流体路を介して潤滑剤が送られてきた場合には、そこでミスト状潤滑剤を発生させて上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて送出するようにし、
   上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させて切削加工中、加工の深さが所定値を超えた場合は、上記第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出するようにしていることを特徴とする請求項１記載の工作機械における工具ホルダへの流体の供給方法。
   
4. フレームの内側には回転自在にスピンドルを備えさせ、そのスピンドルの先端部には、側方流体供給方式の工具ホルダにおけるシャンクを装着するためのホルダ装着孔を備えさせ、
   さらに上記フレームに対しては、上記側方流体供給方式の工具ホルダにおける位置決めピンを嵌着するための嵌合穴を備えている位置決めブロックを備えさせ、
   上記嵌合穴には、流体供給手段に連なる流体吹出口を備えさせ、
   上記ホルダ装着孔に対して上記工具ホルダにおけるシャンクを装着すると共に、上記位置決めブロックの嵌合穴に対しても上記位置決めピンの先端を嵌合させ、
   上記スピンドルを回転させることによって上記工具ホルダの主体部を回転させ、
   一方、上記流体吹出口から上記位置決めピンの中空部に設けた流通路と、工具ホルダの主体部に設けられている流体通路を経由して上記工具ホルダの主体部の先端に装着する工具に向けて、上記流体供給手段から流体を供給するようにしてある工作機械における工具ホルダへの流体の供給装置において、
   上記位置決めブロックの流体吹出口と、流体供給手段との間には流体混合室を備えさせ、その流体混合室には流体供給手段に夫々連なる第１流体路と、第２流体路をそれぞれ連通させ、第１流体路を介して送られてくる空気流と、第２流体路を介して潤滑剤が送られてきた場合には、そこでミスト状潤滑剤を発生させて上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて送出するようにしてあり、
   上記第２流体路にあっては潤滑剤の流量を大小調節するための流量調節手段が備えさせてあり、その流量調節手段における制御装置は、
   上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させる初期においては、
   第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出するように設定してあり、
   潤滑剤が上記主体部の先端に装着する工具に到達する時点においては潤滑剤の量を所定量に減少させて送出するように設定してあることを特徴とする工作機械における工具ホルダへの流体の供給装置。
   
5. 上記第２流体路にあっては潤滑剤の流量を大小調節するための流量調節手段が備えさせてあり、その流量調節手段における制御装置は、上記ホルダ装着孔に対して工具ホルダにおけるシャンクを装着して上記工具ホルダの主体部を回転させて切削加工中、切削加工に伴う荷重が増加した場合に、その荷重の増加を検出して、上記第２流体路を介して所定の量よりも多い潤滑剤を送って上記流体吹出口から上記位置決めピンの流通路に向けて、空気流と共に、又は空気流なしで濃度の高い潤滑剤を送出するように設定してあることを特徴とする請求項４記載の工作機械における工具ホルダへの流体の供給装置。

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