JP2011125969A

JP2011125969A - 洗浄ツール

Info

Publication number: JP2011125969A
Application number: JP2009287391A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Matsumoto; 政一松本
Original assignee: Nikken Kosakusho Works Ltd
Current assignee: Nikken Kosakusho Works Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-30

Abstract

【課題】既存の切削液を用いて工作物の表面から異物を吹き飛ばすことが可能な洗浄ツールを提供する。
【解決手段】洗浄ツール１１は、ツールホルダ１０１に固定把持されるパイプ状形態の洗浄ツールであって、後端から先端近傍まで延び、相対的に大きな穴径を有する中央切削液通路１６と、中央切削液通路１６の先端を閉塞する先端閉塞部１３と、中央切削液通路１６の先端領域に連通し、中央切削液通路１６の先端まで送り込まれた切削液を高圧で外部に噴出するために、相対的に小さな穴径を有する切削液噴出孔１７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作物の切削加工部位に切削液を噴射するツールに関する。

工作機械を用いて工作物を切削加工する際、切削液を工作物の切削加工部位に吹き掛けて、リーマ、エンドミル、ドリル等の刃物および切削加工部位を冷却することが常套である。切削液を循環させて切削加工部位に吹き掛ける技術としては従来、例えば、特開平１０−１５６６６１号公報（特許文献１）および特開２００２−６６８７３号公報（特許文献２）に記載のごときものが知られている。特許文献１に記載の工作機械は、切削液がマシニングセンタの主軸内部と、主軸先端の工具内部とを順次通過して、切削加工部位に吹き掛かるというものである。

特許文献２に記載の工作機械の主軸装置は、霧状切削液が工作機械の主軸内部と、主軸先端に装着されたプルスタッドおよびツールホルダと、ツールホルダにチャッキングされた刃物とを順次通過するよう回転軸線に沿って流れ、刃物の先端から噴出するというものである。

特開平１０−１５６６６１号公報特開２００２−６６８７３号公報

しかし、上記従来のような技術にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、切削加工部分の冷却と切粉の排出を目的としたものであり、加工後に残った細かい切粉や異物をすべて吹き飛ばし、工作物を洗浄するには至らなかった。

また、７Mpa程度の高圧仕様のセンタースルークーラント対応の機械は高価であり、機械内部における高圧クーラント対応のシーリングの耐久性に問題がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、切削液を用いて工作物を洗浄することができる有用な技術を提供することを目的とする。

この目的のため本発明による洗浄ツールは、ツールホルダに固定把持されるパイプ状形態の洗浄ツールであって、後端から先端近傍まで延び、相対的に大きな穴径を有する中央切削液通路と、中央切削液通路の先端を閉塞する先端閉塞部と、中央切削液通路の先端領域に連通し、中央切削液通路の先端まで送り込まれた切削液を高圧で外部に噴出するために、相対的に小さな穴径を有する切削液噴出孔とを備える。

かかる本発明によれば、相対的に大きな穴径を有する中央切削液通路と、中央切削液通路の先端まで送り込まれた切削液を高圧で外部に噴出するために相対的に小さな穴径を有する切削液噴出孔とを備えることから、中央切削液通路を流れる切削液の圧力を切削液噴出孔で高圧にして外方へ噴出することを好適に実現することができる。したがって、噴出する切削液を工作物へ当てて、工作物の表面から切粉などの異物をすべて吹き飛ばし工作物を洗浄することができる。

パイプ状形態は直線状であるが、直線に限定されるものではない。切削液噴出孔は、パイプ状形態の軸線に沿って延びてもよいし、軸線と平行に延びてもよい。あるいは切削液噴出孔は、パイプ状形態の延在方向と交差する方向に延びてもよい。例えば、軸線直角方向に延びてもよいし、パイプ状形態の延在方向と斜めに交差する方向に延びる。かかる実施形態によれば、洗浄ツールの先端部から、前方に広がる領域に向かって切削液を噴出することが可能となり、工作物の表面を広く洗浄することができる。

また切削液噴出孔は１つであってもよいが、ここで好ましくは、先端閉塞部に複数の切削液噴出孔が設けられている実施形態である。かかる実施形態によれば、切削液を複数の方向から工作物に噴出することから、洗浄効率が向上する。

好ましくは、洗浄ツールは、中央切削液通路の両端を開放しているパイプ材と、パイプ材の先端部に着脱可能に接続される先端閉塞部材とを備え、先端閉塞部材に切削液噴出孔が設けられている。かかる実施形態によれば、洗浄ツールの先端部を、工作物の形状に適合した切削液噴出孔を有する先端閉塞部材に交換することが可能となる。したがって、工作物の洗浄効率が向上する。

切削液噴出孔は例えば、洗浄ツールの先端部に穿設された貫通孔など、切削液の噴出方向を調整することができない固定された孔であってもよい。あるいは、切削液噴出孔には、噴出方向を調整するための可動部材が収容されていてもよい。かかる実施形態によれば、噴出方向を好適に調整することにより、工作物の形状に応じて的確に洗浄することができる。可動部材はノズルを有するボールや、板材など、特に限定されない。

このように本発明は、相対的に大きな穴径を有する中央切削液通路と、中央切削液通路の先端まで送り込まれた切削液を高圧で外部に噴出するために相対的に小さな穴径を有する切削液噴出孔とを備えることから、中央切削液通路を流れる切削液の圧力を切削液噴出孔で高圧にして外方へ噴出することを好適に実現することができる。したがって、１MPa〜２MPａといった低圧クーラントの低コストの機械で既存の切削液を用いて工作物を入念に洗浄することが可能になる。本発明によれば、工作物の表面から切粉などの異物をきれいに除去することができる。

本発明の一実施例になる洗浄ツールの使用状態を示す縦断面図である。同実施例になる洗浄ツールを取り出して示す縦断面図である。本発明の他の実施例になる洗浄ツールを示す縦断面図である。本発明のさらに他の実施例になる洗浄ツールを示す縦断面図である。本発明の別の実施例になる洗浄ツールを分解して示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例になる洗浄ツールの使用状態を示す縦断面図である。洗浄ツール１１は、公知のツールホルダ（工具ホルダともいう）１０１にチャッキング可能であり、ツールホルダ１０１から後端に切削液を供給されて、先端から切削液を噴出する。ツールホルダ１０１には軸線に沿って後端から先端まで延びる貫通孔１０２が形成される。貫通孔１０２の先端部は、先端に向かうにつれて内径が大きくなるテーパ穴１０４であり、外周がテーパ形状のテーパコレット１０３を受け入れる。

テーパコレット１０３は略円筒形状であり、その後端から先端まで延びる中心貫通孔１０５の先端領域に洗浄ツール１１の後端領域が差し込まれる。中心貫通孔１０５の後端部には雌ねじが形成されており、引きねじ１０６の先端部と螺合する。引きねじ１０６は後端から先端まで延びる貫通孔１０７を有する。貫通孔１０２の中央領域に配置される引きねじ１０６がテーパコレット１０３を後方へ引きこむと、テーパコレット１０３が縮径し、ツールホルダ１０１の先端部に洗浄ツール１１をチャッキングする。

貫通孔１０２の後端部内周面には雌ねじが形成されており、プルスタッド２０１が螺着される。プルスタッド２０１の後端頭部が把持されて後方へ引き込まれることにより、ツールホルダ１０１は、工作機械の主軸３０１に装着される。

プルスタッド２０１はセンタスルー式であって後端から先端まで延びる貫通孔２０２を有する。貫通孔２０２は、ツールホルダ１０１の貫通孔１０２の後端部と接続する。かくして、後端から先端に向かって、貫通孔２０２と、貫通孔１０２と、貫通孔１０７と、中心貫通孔１０５とが順次接続して、切削液が流れる通路を構成する。

なお工作機械がツール交換機能を有するマシニングセンタである場合、洗浄ツール１１をチャッキングするツールホルダや、リーマ、エンドミル、ドリル等の刃物をチャッキングするツールホルダなど複数のツールホルダを準備しておき、主軸３０１に対して速やかなツールホルダ１０１の交換を可能とする。

あるいは、ツールホルダ１０１にチャッキングされるツールとして、本実施例の洗浄ツール１１の他、刃物などの各種ツールを準備しておき、ツールホルダ１０１に対してツールの交換を可能としてもよい。

図２は、図１の洗浄ツール１１を取り出して示す縦断面図である。洗浄ツール１１は、直線状のパイプ部１２と、パイプ部の先端に設けられる先端閉塞部１３とを備える。パイプ部１２は、断面円形のパイプ状形態であって、その後端を含む後端領域１４がツールホルダ１０１によってチャッキングにより固定把持され得る。パイプ部１２は、その後端から先端まで軸線に沿って延びる中央切削液通路１６を有する。中央切削液通路１６は、均一な円断面形状であり、その後端がテーパコレット１０３の中心貫通孔１０５の後端領域と接続する。切削液が主軸３０１からプルスタッド２０１の貫通孔２０２と、ツールホルダ１０１の貫通孔１０２と、引きねじ１０６の貫通孔１０７と、テーパコレット１０３の中心貫通孔１０５とを順次経由して中央切削液通路１６に供給されると、中央切削液通路１６には、後端から先端へ切削液が流れる。中央切削液通路１６の穴径を内径Ｄ_１とする。内径Ｄ_１は、パイプ部１２の外径よりも若干小さい程度であり、パイプ部１２の肉厚よりも大きい。

先端閉塞部１３は、その先端面がテーパ状に突出する。なお図示はしなかったが、先端閉塞部１３の先端面は突出しない平面であってもよい。また先端閉塞部１３は、中央切削液通路１６の先端に被さって中央切削液通路１６の先端を閉塞する閉塞面１５を形成する。したがって先端閉塞部１３は、中央切削液通路１６の先端を略閉塞するものであるが、完全に封止するものではない。すなわち先端閉塞部１３は、中央切削液通路１６の先端領域に連通し、中央切削液通路の先端まで送り込まれた切削液を外部に噴出するための切削液噴出孔１７を有する。切削液噴出孔１７は、一点鎖線で示す洗浄ツール１１の軸線に対し交差する方向へ延びるよう、２個所あるいは複数個所穿設される。図２に示す実施例において、切削液噴出孔１７は軸線に対し回転対称に設けられる。切削液噴出孔１７の穴径を内径Ｄ_２とする。内径Ｄ_２は、中央切削液通路１６の内径Ｄ_１よりも相対的に小さい。

洗浄ツール１１には、工作機械の主軸から、プルスタッドと、ツールホルダ１０１を順次通過して、切削液が供給される。そして切削液は、断面積が大きい中央切削液通路１６の後端から先端に向かって流れ、穴径が相対的に小さい切削液噴出孔１７で高圧にされて、先端閉塞部１３から外部へ勢いよく噴出する。噴出された切削液は、工作物の表面に勢いよく衝突し、表面の切粉などの異物を確実に吹き飛ばす。

別のツールホルダにチャッキングされた刃物によって工作物を切削加工あるいは研削加工した後、洗浄ツール１１は、かかる切削加工部位や研削加工部位を洗浄する。この他、工作物表面の広い領域を洗浄することができる。

図２に示す実施例によれば、切削液噴出孔１７の穴径が中央切削液通路１６の穴径よりも小さいことから、切削液噴出孔１７から外部へ噴出する切削液の圧力を高くすることができ、刃物の先端から切削液を単に流出させているに過ぎなかった従来技術と比較して切削液の圧力を好適に高くすることが可能になる。したがって洗浄ツール１１を用いて工作物に切削液を噴射することにより、既存の切削液を用いて工作物の表面に付着する切粉などの異物をきれいに除去することができる。

また図２に示す実施例によれば、パイプ部１２の延在方向と交差する斜め方向に切削液を噴出する複数の切削液噴出孔１７を有することから、工作物の洗浄効率が向上する。

また、後端領域１４が所定の規格のツールホルダにチャッキングされることから、本実施例の洗浄ツール１１は汎用性を有し、様々なツールホルダに幅広く装着可能である。

次に本発明の他の実施例を説明する。図３は本発明の他の実施例を示す縦断面図である。この実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施例になる洗浄ツール２１では、パイプ部１２のうち先端閉塞部１３に近い部位に、洗浄ツール２１の軸線と直交して延びる切削液噴出孔２３を設ける。

図３に示す実施例によれば、軸線と直交する横孔としての切削液噴出孔２３を有することから、円筒形状の工作部の内周面や、タップ加工された穴の内周面など、工作物の形状に合わせて、その表面を洗浄することができる。なお図示はしなかったが、洗浄ツール２１の先端部に斜め方向に延びる切削液噴出孔を追加して設けてもよい。

次に本発明のさらに他の実施例を説明する。図４は本発明のさらに他の実施例を示す縦断面図である。この実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。さらに他の実施例になる洗浄ツール３１では、先端閉塞部１３に、ユニバーサルに噴出方向を調整することが可能な切削液噴出孔３３を設ける。

切削液噴出孔３３は、閉塞面１５から先端方向かつ外径方向に向かって斜めに延びる内径Ｄ_２の入口孔３４と、入口孔３４の先端と接続する空所３５と、空所３５に収容されるボール３６とを有する。

ボール３６の直径はＤ_２よりも大きい。ボール３６には当該ボールの中心を通り直線状に延びる貫通孔３８と、貫通孔３８の先端部であってボール３６の表面から突出するノズル３９が形成される。空所３５には、ボール３６の直径よりも小さく、外方に向かって開いた開口３７が形成されており、ボール３６が空所３５から脱落することはない。貫通孔３８は、入口孔３４の先端と接続し、ノズル３９が開口３７から突出して外部へ指向する。これにより、中央切削液通路１６を流れる切削液は、入口孔３４で高圧にされ、貫通孔３８を通ってノズル３９の先端から外部に噴出する。ボール３８は、空所３５内で回動可能であることから、噴出方向を連続的に変化させることができる。

図４に示す実施例によれば、切削液噴出孔３３には、噴出方向を調整するための可動部材としてのボール３６が収容されていることから、切削液の噴出方向を連続的に変化させて、切削液の噴出方向を任意の向きに調整することが可能となる。したがって、工作物の形状に合わせて、その表面を洗浄することができる。この結果、汎用性が高い洗浄ツールを提供することができる。

次に本発明の別な実施例を説明する。図５は本発明の別な実施例を分解して示す縦断面図である。この実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。別な実施例になる洗浄ツール４１では、中央切削液通路１６の両端を開放しているパイプ材４４と、パイプ材４４の先端部に着脱可能に接続される第１先端閉塞部材４２とを備える。

パイプ材４４の先端部には雌ねじが刻設されている。また第１先端閉塞部材４２の後端外周には雄ねじが刻設されている。そしてパイプ材４４の先端に第１先端閉塞部材４２を螺着することができる。第１先端閉塞部材４２には前述した切削液噴出孔１７が設けられている。図５に示す実施例では、さらに第２先端閉塞部材４３が用意されている。第２先端閉塞部材４３の側部には、一点鎖線で示される軸線と直交して延びる切削液噴出孔２３が設けられて、第２先端閉塞部材４３の後端外周には雄ねじが刻設されている。そして第１先端閉塞部材４２に代えて、パイプ材４４の先端に第２先端閉塞部材４３を螺着することができる。

図５に示す実施例によれば、第１先端閉塞部材４２および第２先端閉塞部材４３がパイプ材４４の先端に着脱可能に接続されることから、後端領域１４をツールホルダにチャッキングしたまま、先端閉塞部材４２，４３の選択的な取付によって切削液の噴出方向を変えることができる。したがって、噴出方向の調整作業が容易になる。なお図には示さなかったが、軸線に沿って延びる切削液噴出孔を有する第３先端閉塞部材や、その他の方向に延びる切削液噴出孔を有する第４先端閉塞部材などを用意してもよい。これにより、様々な方向へ切削液を噴射させることができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になる洗浄ツールは、工作機械において有利に利用される。

１１洗浄ツール、１２パイプ部、１３先端閉塞部、１４後端領域、１５閉塞面、１６，１７切削液噴出孔、２１洗浄ツール、２３切削液噴出孔、３１洗浄ツール、３３切削液噴出孔、３４入口孔、３５空所、３６ボール、３７開口、３８貫通孔、３９ノズル、４１洗浄ツール、４２第１先端閉塞部材、４３第２先端閉塞部材、４４パイプ材。

Claims

ツールホルダに固定把持されるパイプ状形態の洗浄ツールであって、
後端から先端近傍まで延び、相対的に大きな穴径を有する中央切削液通路と、
前記中央切削液通路の先端を閉塞する先端閉塞部と、
前記中央切削液通路の先端領域に連通し、前記中央切削液通路の先端まで送り込まれた切削液を高圧で外部に噴出するために、相対的に小さな穴径を有する切削液噴出孔とを備える、洗浄ツール。
前記切削液噴出孔は、前記パイプ状形態の延在方向と交差する方向に延びる、請求項１に記載の洗浄ツール。
前記先端閉塞部に、複数の前記切削液噴出孔が設けられている、請求項１または２に記載の洗浄ツール。
当該洗浄ツールは、前記中央切削液通路の両端を開放しているパイプ材と、前記パイプ材の先端部に着脱可能に接続される先端閉塞部材とを備え、
前記先端閉塞部材に前記切削液噴出孔が設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄ツール。
前記切削液噴出孔には、噴出方向を調整するための可動部材が収容されている、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄ツール。