JP2010105056A - 冷却ユニットおよび工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に故障サービスやメンテナンスを行うことができる液用冷却ユニットと液用冷却ユニットを備えた工作機械を提供するものである。
【解決手段】冷凍サイクルを具備する液用冷却ユニット９と、前記液用冷却ユニット９で冷却された液体を用いて部品の冷却を行う工作機械１を、接続具１０ａ、１０ｂと接続元具１１ａ、１１ｂを介して分離可能とすることにより、工作機械１、および液用冷却ユニット９を単独で取り扱うことができ、これにより、それぞれの故障サービスやメンテナンスの作業を容易とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に液体を冷却する冷却ユニット、および切削等の加工時に用いる潤滑液等の液体の冷却に前記冷却ユニットを用いた工作機械に関するものである。

従来の液用冷却ユニットにおいては、圧縮機、凝縮器、および減圧装置からなるコンデンシングユニットと、工作機械本体内に設置された液受部内の蒸発器をフレキシブルチューブで連結した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、上記特許文献１に記載された冷却ユニットを具備する工作機械の概略図である。

図５において、圧縮機５３、凝縮器５４、および減圧装置５５は、コンデンシングユニット５２を構成し、一方、蒸発器５６は工作機械５１に設置された液受タンク５７内に配置されている。そして、コンデンシングユニット５２と蒸発器５６を、フレキシブルチューブ５８を介して接続することにより、冷凍サイクルが形成されている。
特開平５−１３８４９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す従来の構成は、圧縮機５３、凝縮器５４、および減圧装置５５で構成されたコンデンシングユニット５２と蒸発器５６がフレキシブルチューブ５８を介して連結されているものの、蒸発器５６が、工作機械５１内に設置された液受タンク５７から容易に取り外しできない構成であった。

その結果、コンデンシングユニット５２や蒸発器５６の故障サービス、あるいはメンテナンスを行う時に、非常に手間および時間がかかるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、上記コンデンシングユニットの構成に蒸発器を設けて冷却ユニットとし、工作機械と冷却ユニットを、接続具を介して分離できるようにし、故障サービスやメンテナンスを容易に行うことができる冷却ユニットを提供することを目的とするものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷却ユニットは、内部を液体が流れるタンクと、前記タンクの内部に配置された蒸発器を、圧縮機、凝縮器、減圧装置が設けられた冷却ユニットに配置し、前記液体の供給先機器と前記タンクを接続する送液路を、接続具と接続元具を介して分離できるようにしたものである。

したがって、冷却ユニットは、前記接続具と接続元具の分離により、供給先機器と容易に分離することができ、故障サービスやメンテナンスの作業性を向上することができる。

また、本発明は、上記冷却ユニットにより冷却された液体を、加工部品の冷却に用いる工作機械とするもので、冷却ユニットとの分離により、故障サービス、およびメンテナンス時において工作機械、あるいは冷却ユニットを独立して作業することができ、作業の容易化を可能とすることができる。

本発明の冷却ユニットは、供給先機器との分離により、冷却ユニットを単独で取り扱うことができ、冷却ユニットの故障サービスやメンテナンスを容易に行うことができるものである。

また、本発明の工作機械は、加工時における部品の冷却を行った液体の回収、貯留と、回収、貯留した液体の冷却を、分離独立して行う構成であるため、故障サービスやメンテナンスが容易に行えることに加えて、冷却ユニットとの分離が自在であることから、冷却能力が異なる冷却ユニットとの接続が可能となり、加工内容の変更に伴う液体の冷却能力の確保も可能となり、幅広い材質の部品加工に対応することができる。

請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を順次環状に連結した冷凍サイクルと、内部を液体が流れるタンクを備えた冷却ユニットにおいて、前記蒸発器を前記タンク内に配置し、さらに、前記タンクに、液入口部と液出口部を設け、この液入口部と液出口部に、前記液体の供給先機器に連通する送液路に設けられた接続具を着脱可能に取付けることができる接続元具を設けた冷却ユニットである。

かかる構成によれば、前記接続具と接続元具を分離することにより、冷却ユニットを前記供給先機器から分離した状態で取り扱うことができ、故障サービスやメンテナンスの作業性を向上することができる。

請求項２に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を順次環状に連結した冷凍サイクルと、内部を液体が流れるタンクを備えた冷却ユニットにおいて、前記蒸発器を前記タンク内に配置し、さらに、前記タンクに、液入口部と液出口部を設け、この液入口部と液出口部に、前記液体を、該液体の供給先へ導く送液路の一端を接続し、前記送液路の他端に、前記液体の供給先機器に設けられた接続元具へ着脱可能に取付けることができる接続具を設けた冷却ユニットである。

かかる構成によれば、前記接続具と接続元具を分離することにより、冷却ユニットを前記供給先機器から分離した状態で取り扱うことができ、故障サービスやメンテナンスの作業性を向上することができる。また、冷却ユニットには、送液路が付帯しているため、分離状態にある冷却ユニットは、作業終了後の試験運転を、液体を循環させた状態で行うことができ、作動の正常化等の確認作業も容易となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接続元具を、前記冷却ユニットの外装パネルに固定したものである。

かかることにより、供給先機器と冷却ユニットの分離作業を、冷却ユニットの外部で行うことができ、故障サービスやメンテナンスの作業性を向上することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記接続元具を、前記供給先機器の外装パネルに固定したものである。

かかることにより、供給先機器と冷却ユニットの分離作業を、冷却ユニットの外部で行うことができ、故障サービスやメンテナンスの作業性を向上することができる。

請求項５に記載の発明は、部品の切削、切断、あるいは研磨加工を行う工作機械において、前記部品の冷却を行う液体を貯留する液受タンクと、前記液受タンク内の液体を、送液路を介して取り込み、かつ冷却する冷却ユニットを設け、前記冷却ユニットを、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却ユニットとした工作機械である。

かかることにより、加工時における部品の冷却を行った液体の回収、貯留と、回収、貯留した液体の冷却を、分離独立して行う構成が得られ、故障サービスやメンテナンスが容易に行えることに加えて、冷却ユニットとの分離が自在であることから、冷却能力が異なる冷却ユニットとの接続が可能となり、加工内容の変更に伴う液体の冷却能力の確保も可能となり、幅広い材質の部品加工に対応することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における液用冷却ユニットを搭載した工作機械のシステム構成図である。図２は、同実施の形態１における液用冷却ユニットの内部構成を示す平面図である。

放電加工機等の工作機械１に設置される液用冷却ユニット（以下、冷却ユニットと称す）９は、機械部品等の切削や切断、あるいは研磨等の加工を行う場合に用いる切削油や研磨油等の液体を冷却する目的で使用されることが多い。

工作機械１の中には、前述の加工時に使用した液体を回収し、貯留する液受タンク７が配置されている。この液受タンク７内の液体は、送液ポンプ１４を駆動することにより、送液パイプ（本発明の送液路に相当）１３を介して冷却ユニット９へ送液される。

さらに冷却ユニット９は、圧縮機３、凝縮器４、減圧装置５、および蒸発器６を接続した冷凍サイクルを具備している。また、冷却ユニット９は、内部を液体が流通するタンク１２を具備しており、このタンク１２内に蒸発器６が設置されている。また、凝縮器４に対応して熱交換促進のための送風機（モータ）１５が設けられている。

タンク１２には、図２に示す如く外装パネル８に取付けられた液入口部１２ａと液出口部１２ｂが設けられており、その液入口部１２ａと液出口部１２ｂには、送液パイプ１３に設けたカップラー、あるいはカップリング等の接続具１０ａ、１０ｂが着脱可能に接続されるように、ねじ等の加工が施された接続元具１１ａ、１１ｂが設けられている。したがって、送液パイプ１３は、液入口部１２ａ、液出口部１２ｂとの連結、分離作業を考慮すると、フレキシブルな構成のものが好ましい。

以上のように構成された冷却ユニット９、および冷却ユニット９を備えた工作機械１について、以下その動作、作用を説明する。

工作機械１は、電源（図示せず）の投入によって運転が開始され、工作作業に伴って、工作機の温度が上昇するため、冷却を行う液の液温が上昇する。液受タンク７に溜められた液体（図示せず）は、送液ポンプ１４により送液パイプ１３を介して冷却ユニット９に送液される。

一方、冷却ユニット９も、電源の投入によって圧縮機３が運転される。これにより、周知の如く冷媒が圧縮機３、凝縮器４、減圧装置５、および蒸発器６を環状に連結した冷凍サイクルを循環する。この冷凍サイクルの可動に伴い、タンク１２内の液体は、蒸発器６と熱交換し、冷却される。

タンク１２内で蒸発器６と熱交換された液体は、送液ポンプ１４の送液作用により、再び送液パイプ１３を介して工作機械１の液受タンク７へ送られ、工作機械１内で所定の冷却作用を行い、液受タンク７内へ戻り、以下、送液ポンプ１４の作用によって送液パイプ１３を介してタンク１２へ送られ、ここで冷却されて工作機械１の液受タンク７へ送られて工作機械１側で所定の冷却を行う循環を繰り返す。

ここで、冷却ユニット９は、上述の如く凝縮性能を向上させるための送風機１５が設けられており、長期使用等に伴って圧縮機３や送風機１５の故障サービス、あるいは凝縮器４や蒸発器６等での冷媒漏れに対する故障サービス、さらに凝縮器４のホコリ等の目詰まりを清掃するためのメンテナンス等を行う必要がある。

かかる作業を行う場合は、冷却ユニット９の液入口部１２ａと液出口部１２ｂに取り付けられた接続元具１１ａ、１１ｂより接続具１０ａ、１０ｂを取り外すことによって、冷却ユニット９を工作機械１から容易に分離することができる。

これにより、冷却ユニット９を工作機械１から独立させることができ、作業環境の適した条件で冷却ユニット９の故障サービスやメンテナンス作業を行うことができる。

また本実施の形態１においては、冷却ユニット９の外装パネル８の外側で工作機械１との分離作業が行えるため、作業性がさらに増して良くなる。

さらに、接続具１０ａ、１０ｂと接続元具１１ａ、１１ｂについては、ロック機構（図示せず）を有するものを採用することにより、接続具１０ａ、１０ｂと接続元具１１ａ、１１ｂにおける不完全結合を防止し、液漏れに対する信頼性を向上することができる。特に、ワンタッチ結合が可能な接続具１０ａ、１０ｂと接続元具１１ａ、１１ｂを用いることにより、作業性を一層向上させることが期待できる。

なお、循環する冷却用の液については、清水やブライン等、工作機械１の種類によって異なるが、適切な粘度の液体であればよいものである。

また、接続具１０ａ、１０ｂおよび接続元具１１ａ、１１ｂの仕様を一様化することにより、工作機械１には、冷却ユニット９と異なる能力の冷却ユニットの接続が可能となり、その結果、加工内容に応じた液体による冷却を行うことができ、工作機械の汎用性を高めることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における液用冷却ユニットを搭載した工作機械のシステム構成図である。ここで、先の実施の形態１と同様の構成要件については同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、実施の形態１と相違する構成および作用効果を主体に説明する。

先の実施の形態１と相違する構成は、接続具１０ａ、１０ｂと、一端が液入口部１２ａと液出口部１２ｂに接続された接続元具１１ａ、１１ｂの取付け位置を、工作機械１と冷却ユニット９を結ぶ送液パイプ１３の途中としたところである。

なお、液入口部１２ａ、液出口部１２ｂ、および接続元具１１ａ、１１ｂの送液パイプ１３への取付け構造は、周知の構成でよいため、図示ならびに説明を省略する。

かかる構成とすることにより、工作機械１あるいは冷却ユニット９の故障サービス、あるはメンテナンスを行う場合は、送液パイプ１３の途中で工作機械１と冷却ユニット９を分離することができるため、分離作業の広いスペースが確保し易く、作業性を向上することができる。

また、分離状態にある冷却ユニット９は、送液パイプ１３を具備しているため、作業終了後の試験運転を、液体を循環させた状態で行うことができ、確認作業も容易となる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における液用冷却ユニットを搭載した工作機械のシステム構成図である。ここで、先の実施の形態１と同様の構成要件については同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、実施の形態１と相違する構成および作用効果を主体に説明する。

先の実施の形態１と相違する構成は、接続具１０ａ、１０ｂと、接続元具１１ａ、１１ｂの取付け位置を、工作機械１の外装パネル１６としたところである。

具体的には、工作機械１の液受タンク７の液入口、液出口（いずれも図示せず）に接続元具１１ａ、１１ｂを連通させ、この接続元具１１ａ、１１ｂを外装パネル１６に取付け、冷却ユニット９のタンク１２の液入口部１２ａ、液出口部１２ｂに送液パイプ１３の一端を接続し、送液パイプ１３の他端に接続具１０ａ、１０ｂを取付けた構成となる。

なお、接続元具１１ａ、１１ｂの工作機械１に設けた外装パネル１６への取付け構造、および送液パイプ１３の液入口部１２ａ、液出口部１２ｂへの接続、取付け構造は、周知の構成でよいため、図示ならびに説明を省略する。

かかる構成とすることにより、工作機械１あるいは冷却ユニット９の故障サービス、あるはメンテナンスを行う場合は、工作機械１より冷却ユニット９を送液パイプ１３ごと分離することができるため、分離作業の広いスペースが確保し易く、作業性を向上することができる。

また、分離状態にある冷却ユニット９は、送液パイプ１３の全長を具備しているため、作業終了後の試験運転を、正規の状態で循環する液体の状態で行うことができ、確認作業も容易、かつ精度よく行える。

本発明にかかる冷却ユニットは、工作機械等の機器と容易に着脱できるので、故障サービスやメンテナンスが容易となり、工作機械の他に、発熱する機器の冷却ユニットとしても広く適用することができる。

本発明の実施の形態１における液用冷却ユニットを搭載した工作機械のシステム構成図 本発明の実施の形態１における液用冷却ユニットの内部構成を示す平面図 本発明の実施の形態２における液用冷却ユニットを搭載した工作機械のシステム構成図 本発明の実施の形態３における液用冷却ユニットを搭載した工作機械のシステム構成図 従来例を示す液用冷却ユニットを設置した工作機械の概略図

符号の説明

１ 工作機械
３ 圧縮機
４ 凝縮器
５ 減圧装置
６ 蒸発器
７ 液受タンク
８ 外装パネル
９ 冷却ユニット
１０ａ 接続具
１０ｂ 接続具
１１ａ 接続元具
１１ｂ 接続元具
１２ タンク
１２ａ 液入口部
１２ｂ 液出口部
１３ 送液パイプ（送液路）
１６ 外装パネル

Claims (5)

1. 圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を順次環状に連結した冷凍サイクルと、内部を液体が流れるタンクを備えた冷却ユニットにおいて、前記蒸発器を前記タンク内に配置し、さらに、前記タンクに、液入口部と液出口部を設け、この液入口部と液出口部に、前記液体の供給先機器に連通する送液路に設けられた接続具を着脱可能に取付けることができる接続元具を設けた冷却ユニット。
2. 圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を順次環状に連結した冷凍サイクルと、内部を液体が流れるタンクを備えた冷却ユニットにおいて、前記蒸発器を前記タンク内に配置し、さらに、前記タンクに、液入口部と液出口部を設け、この液入口部と液出口部に、前記液体を、該液体の供給先へ導く送液路の一端を接続し、前記送液路の他端に、前記液体の供給先機器に設けられた接続元具へ着脱可能に取付けることができる接続具を設けた冷却ユニット。
3. 前記接続元具を、前記冷却ユニットの外装パネルに固定した請求項１に記載の冷却ユニット。
4. 前記接続元具を、前記供給先機器の外装パネルに固定した請求項２に記載の冷却ユニット。
5. 部品の切削、切断、あるいは研磨加工を行う工作機械において、前記部品の冷却を行う液体を貯留する液受タンクと、前記液受タンク内の液体を、送液路を介して取り込み、かつ冷却する冷却ユニットを設け、前記冷却ユニットを、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却ユニットとした工作機械。