JP2572036Y2 - 工作機械の冷却液供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、マシニングセンター等
の工作機械の冷却液供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｎ／Ｃフライス盤やマシニング
センター等の工作機械において、回転工具及び研削部分
へ冷却液を供給する冷却液供給装置としては、たとえ
ば、図９に示すように、冷却液ノズル支持部材として、
いずれの箇所でもいずれの方向にも変形自在で、しか
も、応力を取り去った後も変形状態を維持する性質、い
わゆる塑性変形可能な性質を有する長いスタンドチュー
ブ１００を備え、該スタンドチューブ１００の先端部に
単一の冷却液ノズル１０１を設けている。スタンドチュ
ーブ１００の基端部は、たとえば、工作機械の移動テー
ブル３上に固定されている。このような冷却液供給装置
は、作業員がスタンドチューブ１００を適当な形状に折
り曲げ調節することにより、冷却液ノズル１０１を工具
Ｔの切削部分に向けてセットし、切削作業中に、工具Ｔ
の切削部分に冷却液を噴出させ、加工面を冷却する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】昨今の工作機械では自
動化がすすんでおり、特に、マシニングセンター等で
は、１つのワークに対して各種異なる加工を順次連続し
て行い、また、自動工具交換装置により工具交換も自動
的行われるようになっている。そして、上記自動化によ
り、長時間、無人状態での作業が図られている。ところ
が、マシニングセンターのように自動的に工具交換を行
う場合には、工具の種類によって、加工高さ、すなわ
ち、工具による加工面の高さ等が変化することが多く、
このような場合、図９のような単一の冷却液ノズル１０
１を有する冷却液供給装置では、工具交換毎に、その加
工高さに合わせて、一々作業員が手でもって、冷却液ノ
ズル１０１の方向を変更調節しなければならない。すな
わち、せっかく自動化により無人化を図ろうとしても、
冷却液ノズル１０１の調整作業だけのために作業員が機
械に付いていなければならず、完全な省力化が達成でき
なくなることが多い。また、図９のような冷却液供給装
置のスタンドチューブ１００は、簡単に手の力で方向変
換できる程度の摩擦力によるものが使用されており、し
かも、スタンドチューブ１００の全長の略全域において
折り曲げ可能なので、長時間切削作業を行っている間
に、飛び散る切屑がスタンドチューブ１００にぶつかる
ことにより、冷却液ノズル１０１の向きがずれことが多
く、それにより、必要な箇所への冷却液の供給ができな
くなることもある。このような点からも上記省力化が困
難になる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願考案は、ノズル支持
機構は、マシニングセンター等の工作機械に固定される
基端部と、該基端部に概略水平面内でのみ折曲げ自在に
設けられた水平自在継手と、該水平自在継手により該水
平自在継手軸芯回りに旋回可能に支持された冷却液管と
を備えており、上記１個のノズル支持機構の冷却液管の
先端部に、切換バルブと、該切換バルブに球面自在継手
を介して接続された複数の冷却液ノズルを設け、上記水
平自在継手及び球面自在継手には、それぞれ任意の折曲
げ状態及び回動状態で固定する固定手段を設け、各冷却
液ノズルを、それらの位置及び噴出方向が各種工具に応
じた位置及び噴出方向にそれぞれ設定し、固定手段によ
り水平自在継手及び球面自在継手を固定するようにして
いることを特徴とする工作機械の冷却液供給装置であ
る。

【０００５】

【作用】作業開始前において、冷却液供給装置の各冷却
液ノズルを、各種交換される工具に応じた位置及び噴出
方向にセットし、一方、切換バルブは、各種工具が機械
主軸に装着された時に、その工具の加工面（切削部分）
に向いている冷却液ノズルを開いて冷却液を噴出するよ
うに、適宜の制御装置に接続する。各冷却液ノズルの位
置及び噴出方向をセットする場合には、ノズル支持機構
の各継手の折り曲げ状態を調節すると共に、球面自在継
手を回動調節することにより行なう。そしてセット後、
それぞれの継手の固定手段により、各継手をセット状態
に固定する。これにより、たとえ、作業中に、切屑がノ
ズル支持機構あるいは冷却液ノズルに勢いよく当接して
も、それらの剛性が高く維持されているため、冷却液ノ
ズルの位置がずれたりすることはない。１つの工具で加
工後、次の工具に交換されて加工する場合には、切換バ
ルブの作動により、新たな工具に応じた噴出方向を有す
る冷却液ノズルから冷却液が噴出される。

【０００６】

【実施例】図１は、本考案を適用したマシニングセンタ
ー全体の斜視図であり、床面にベッド１が設置され、該
ベッド１の上面には中間水平テーブル２が前後方向（Ｙ
軸方向）に移動自在に支持され、該中間水平テーブル２
上に、該水平テーブル２に対して左右方向（Ｘ軸方向）
に移動自在に移動テーブル３が支持されている。ベット
１の上方には、コラム５を介して上下方向（Ｚ軸方向）
に移動自在に主軸ヘッド６が支持され、該主軸ヘッド６
には垂直な機械主軸７が備えられ、機械主軸７には、各
種工具Ｔが取り替え自在に装着される。また、コラム５
には、多数の工具を保持する工具マガジン１１が回転駆
動自在に備えられている。移動テーブル３上には、たと
えば傾斜、回転及び割り出しが可能な傾斜円テーブル１
２が固定され、該傾斜円テーブル１２上にワークＷが固
定されている。上記固定コラム５に、本考案の要部であ
るノズル支持機構１８を介して複数の冷却ノズル２５が
支持されている。

【０００７】図４は、冷却液供給装置の拡大平面図を示
しており、ノズル支持機構１８は、その基端部がコラム
５の垂直面に固定されると共に、水平面内で屈曲自在な
元側水平自在継手２０及び同様に水平面内で屈曲自在な
中間水平自在継手２１により屈曲自在に構成されてい
る。図２は冷却液供給装置の拡大側面図を示しており、
支持機構１８の先端部には、分岐マニホールド５２を介
して、たとえば、上下２個の切換バルブ２２を備え、上
下各切換バルブ２２に、それぞれ三次元方向に回動自在
な球面自在継手２４を介して冷却液ノズル２５を設けて
おり、各冷却液ノズル２５は、それぞれ各種工具Ｔの寸
法等に応じて、各作業時の加工箇所に向けてセットされ
ている。

【０００８】図５は、冷却液供給装置の縦断面図を示し
ており、支持機構１８の基端部は、ブラケット１５及び
植え込みボルト１６からなっており、ブラケット１５は
コラム５の垂直面にボルトにより固着され、植込みボル
ト１６は、ブラケット１５に垂直姿勢に植え込まれてい
る。上記植込みボルト１５には、元側水平自在継手２０
のクランプ式ブロック３０が昇降及び回動位置調節自在
に挿通され、締付けボルト３１により、適宜の高さ及び
回動位置で締め付けられ、かつ、植込みボルト１６に螺
挿されたロックナット３３によりずり落ちないように、
ロックされている。

【０００９】クランプ式ブロック３０には、上下方向に
貫通する油路３５が形成されており、該油路３５の下端
部は、冷却液供給ホース３６を介して冷却液ポンプ等の
冷却液供給源に接続されている。油路３５の上半分には
めねじ部が形成され、該めねじ部には、支軸４０の下端
拡大おねじ部が螺着されている。支軸４０の下端おねじ
部には、上下方向に冷却液の流通を許すように、外周に
複数の切り溝が形成されている。一方、クランプ式ブロ
ック３０の油路３５の上端には、有底筒状の上側ブロッ
ク４１の下端部がＯリングを介していんろう形式で回動
可能に嵌合し、また、上記支軸４０には、上側ブロック
４１の上底部がＯリングを介して嵌合している。支軸４
０は上記上側ブロック４１を貫通して上方に突出し、そ
の上端おねじ部には、継手固定手段として袋ナット４２
が螺着されている。上側ブロック４１の側面には、水平
な冷却液管４４の一端部が液密状態に螺着され、該冷却
液管４４内は、上側ブロック４１内に連通している。

【００１０】上記冷却液管４４の他端部には、中間水平
自在継手２１の有底筒状の下側ブロック４６の側部が液
密状態に螺着されている。下側ブロック４６の下端底部
には、上方に突出する支軸４８の下端おねじ部が液密状
態で螺着されている。下側ブロック４６の上端には、有
底筒状の上側ブロック４９の下端部がＯリングを介して
いんろう形式で回動可能に嵌合し、また、上記支軸４８
には、上側ブロック４９の上底部がＯリングを介して嵌
合している。支軸４８は上側ブロック４９を貫通して上
方に突出し、その上端おねじ部には、継手固定手段とし
て、袋ナット５１が螺着されている。

【００１１】中間水平自在継手２１の上側ブロック４９
の側部には、水平な連絡ねじ管５３を介して前記分岐マ
ニホールド５２が連結支持され、該分岐マニホールド５
２に、前記上下２個のエアー式切換バルブ２２が接続さ
れている。

【００１２】図６は、図５のVI−VI断面拡大図であり、
閉じ状態（停止状態）の切換バルブ２２を示している。
該切換バルブ２２は、スプール嵌合孔５５を有すると共
に、入口ポート６５及び出口ポート６６を有し、入口ポ
ート６５は、分岐マニホールド５２の油路５９に連通
し、出口ポート６６には、球面自在継手２４の継手本体
管７０が螺着され、スプール嵌合孔５５には、軸方向と
直交する油路５４を有するスプール５６がスプール軸心
方向移動自在に嵌合している。該スプール５６と底板５
７ａの間には、リターンコイルばね５７が縮設されてお
り、スプール５６の蓋板５８側にはエアー室６１が形成
され、該エアー室６１は、エアー供給ホース６４、電磁
開閉弁６２を介して圧縮エアー供給源６３に接続されて
いる。すなわち、電磁開閉弁６２を開いてエアー室６１
に圧縮エアーを供給することにより、図示のように、ス
プール５６を底板５７ａ側に移動して、切換バルブ２２
のポート６５，６６間を遮断する。反対に、電磁開閉弁
６２を閉じてエアー室６１を大気等に開放することによ
り、コイルばね５７の弾性力により、スポール５６を蓋
板側（矢印Ａ方向）に移動して、切換バルブ２２のポー
ト６５，６６間を油路５４により連通する。

【００１３】ノズル支持用の球面自在継手２４は、図５
に示すように、継手本体管７０の凹面座に球体７２を回
転自在に嵌合しており、該球体７２には貫通油路７３が
形成されており、該油路７３に前記冷却液ノズル２５が
嵌着されている。継手本体管７０の球面座部分の外周側
には、継手固定手段として締付けナット７４が螺合して
おり、該締付けナット７４を締め付けることにより、球
体７２を所定の回転位置に締付け固定できるようになっ
ている。また、球体７２のノズル２５側とは反対側の端
部は、球体７２を回転させても、球体７２内の油路７３
が常に継手本体管７０内に連通するように、平面状に切
り欠かれている。

【００１４】上述のような冷却液供給装置を備えたマシ
ニングセンターにおいて、傾斜円テーブル１２に装着し
た１つのワークＷ対して、図２のようにワークＷを垂直
姿勢にし、工具Ｔとして大形平面カッターを使用し、ワ
ーク上端面を平面研削する作業と、図３のようにワーク
Ｗを４５°傾斜させ、工具Ｔとしてエンドミルを使用
し、ワークＷをワーク軸心回りに回転させながら、円錐
面を研削する作業とを連続して行う場合には、上側の冷
却液ノズル２５は、図２のように上端面加工時の加工高
さＨ1 及び加工位置に的確に向くようにその高さ、位置
及び向きがセットされ、一方、下側の冷却液ノズル２５
は、図３のように円錐面加工時の加工高さＨ2 及び加工
位置に的確に向くようにその高さ、位置及び向きがセッ
トされる。

【００１５】上記のように各冷却液ノズル２５をセット
する場合において、支持機構１８全体の高さ調節は、図
４のクランプ式ブロック３０のボルトナット３１を緩
め、図５のロックナット３３を回動することにより、支
持機構１８全体の上下方向位置を調節し、そして、ボル
ト３１を締め付けることにより、クランプ式ブロック３
０を植込みボルト１６に固定する。ノズル支持機構１８
の屈曲姿勢の調節、並びに冷却液ノズル２５の位置及び
方向などの調節は、まずノズル支持機構１８の各水平自
在継手２０，２１の袋ナット４２，５１を緩め、各上側
ブロック４１，４９を回動調節することにより、水平面
内で、適当な屈曲形状に調節する。しかる後に、袋ナッ
ト４２，５１を締め付けて、各水平自在継手２０，２１
を固定する。これにより、たとえば、切換バルブ２２及
び冷却液ノズル２５が、ワークＷの移動に邪魔になら
ず、また、切屑の飛散量が少ない位置にセットされる。
次に、球面自在継手２４の締付けナット７４を緩め、各
冷却液ノズル２５を、最終的に、それぞれ所定の方向に
向けてセットし、締付けナット７４を締め付けることに
より、その噴出方向に固定する。

【００１６】また、図２のように、各切換バルブ２２の
圧縮エアー供給パイプ６４に接続された電磁開閉バルブ
６２については、それらに接続された制御機構により、
図２のように工具Ｔとして大形平面カッターが機械主軸
７に装着されてワーク上端面を研削している間は、上側
切換バルブ２２を冷却液噴出状態とし、下側切換バルブ
２２を冷却液停止状態し、一方、図３のように工具Ｔと
してエンドミルが機械主軸７に装着され、円錐面研削を
している間は、下側切換バルブ２２を冷却液噴出状態と
し、上側切換バルブ２２を冷却液停止状態とするように
設定する。

【００１７】したがって、研削作業において、図２のよ
うに高い加工高さＨ1 での平面研削中は、それに合わせ
て、上側の冷却液ノズル２５から、研削部分に正確に冷
却液が供給され、一方、図３のように低い加工高さＨ2
での円錐面研削中は、それに合わせて、下側の冷却液ノ
ズル２５から、研削部分に正確に冷却液が供給される。
しかも、作業中は、支持機構１８の各水平自在継手２
０，２１は、固定されており、かつ、球面自在継手２４
も固定されているので、切屑が当たってもそれらの形状
あるいは方向が変化する心配はない。

【００１８】

【別の実施例】（１）図７は、切換バルブとして、図２
のようにシングル式のものを２個備える代わりに、２連
式切換バルブ８０を１個備えた例である。すなわち、２
連式切換バルブ８０は、１つの切換バルブ８０に、１つ
の入口ポート８５と、上下２つの出口ポート８６を有
し、各出口ポート８６にそれぞれ球面自在継手２４を介
して冷却液ノズル２５を接続しており、スプール８１の
油路８４はコの字形に形成されている。その他の構造
は、前記図６のシングル式の切換バルブと同様であり、
エアー室６１は、圧縮エアー供給ホース６４、電磁開閉
バルブ６２を介して圧縮エアー供給源６３に接続されて
いる。図７の２連式の切換バルブ８０では、電磁開閉バ
ルブ６２を開いてエアー室６１に圧縮エアーを圧入する
ことにより、図７のようにスプール８１をばね５７に抗
して上方に移動させて、上側の出口ポート８６に入口ポ
ート８５を連通させると同時に、下側の出口ポート８６
を閉じ、反対に、電磁開閉バルブ６２を閉じてエアー室
６１を減圧することにより、スプール８１をばね５７に
より下降させて、下側の出口ポート８６に入口ポート８
５を連通させると同時に、上側の出口ポート８６を閉じ
る。

【００１９】（２） 図８は、支持機構１８内に、元側
水平自在継手９１のみを備え、また、冷却液ノズル２５
及びシングル式のの切換バルブ２２をそれぞれ３個つづ
つ備えた例である。分岐マニホールド９３は連絡ねじ管
９２を介して元側水平自在継手９１に取り付けられ、分
岐マニホールド９３の下面に、切換バルブ２２を水平に
並べて配置している。

【００２０】（３）図示の実施例では、ノズル支持機構
の基端部をコラム５の垂直面に固定しているが、移動テ
ーブル３上に固定する構造でもよい。また、コラム全体
が前後方向に移動する構造のマシニングセンターに、本
考案を適用することもできる。

【００２１】

【考案の効果】以上説明したように本願考案によると、 （１）ノズル支持機構の基端部を、マシニングセンター
等の工作機械に固定し、ノズル支持機構の先端部に、切
換バルブを介して複数の冷却液ノズルを設け、各冷却液
ノズルは、それらの位置及び噴出方向が各種工具に応じ
た位置及び噴出方向にそれぞれ設定されると共に、切換
バルブにより噴出及び停止の切り換えが自在となってい
るので、マシニングセンター等で、１つのワークに対し
て、自動的に工具交換して、各種加工を連続して行う場
合に、各種加工毎に、冷却液ノズルの位置及び方向等
を、作業員が調節し直す必要がなくなり、長時間の無人
化を達成でき、作業の省力化が達成できる。

【００２２】（２）概略水平面内でのみ折曲げ自在な水
平自在継手を有し、該水平自在継手には、これを任意の
折曲げ状態で固定する固定手段が備えられているので、
切屑の飛散量の少ない位置に切換バルブをセットできる
と共に、ノズル支持機構を屈曲調節後、その形状で固定
しておくことにより、たとえ、切削作業中に飛び散る切
屑がノズル支持機構にぶつかっても、ノズル支持機構が
変形することはなく、作業中にノズルの位置などが、狂
うのを防ぐことができる。

【００２３】（３）切換バルブに球面自在継手を介して
冷却液ノズルを接続し、該球面自在継手に、これを任意
の回動状態で固定する固定手段を備えることにより、冷
却液ノズルによる冷却液噴出方向決めが、簡単かつ精度
よく行える。 （４）水平面内で折曲げ調整自在な１つのノズル支持機
構の先端部に、切換弁及び該切換弁により切り換えられ
る複数の冷却液ノズルを設けているので、１つのノズル
支持機構を適当な１カ所に取り付けるだけで複数の冷却
液ノズル及び切換弁を取り付けることができ、かつ、水
平自在継手及び球面自在継手を利用して、各冷却液ノズ
ルをそれぞれ所望の位置及び方向に向けることができ
る。すなわち、この冷却液供給装置を装備する場合に
は、取付箇所が１箇所でよく、かつ、切換弁も支持機構
と共に装着できるので、工作機械側に施す加工が非常に
簡単であり、納入済みの工作機械に簡単に後付けするこ
とができる。また、折り曲げ自在な１つのノズル支持機
構に複数のノズルを支持させているので、空いているス
ペースを有効利用して適宜ノズル支持機構を配置するこ
とができる。 （５）ノズル支持機構全体は水平自在継手により先端部
分の位置が変更自在となっており、かつ、各冷却液ノズ
ルはノズル支持機構の先端部分でそれぞれ球面自在継手
を介して三次元的に噴出方向変更自在であるので、水平
自在継手により全冷却液ノズルのおおまかな位置を決定
し、加工箇所や使用工具により球面自在継手にて各冷却
液ノズルの方向を決定することにより、上記のように１
つの支持機構でありながらも、各冷却液ノズルをそれぞ
れ精度よく所望の位置及び方向に設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る冷却液供給装置を備えたマシニ
ングセンターの全体斜視図である。

【図２】 図１の冷却液供給装置の拡大側面図である。

【図３】 別の使用状態を示す図２と同じ部分の拡大側
面図である。

【図４】 図２の平面図である。

【図５】 図２の縦断面図である。

【図６】 図５のVI−VI断面拡大図である。

【図７】 切換バルブの別の例を示す縦断面図である。

【図８】 冷却液供給装置の別の例を示す側面図であ
る。

【図９】 従来例の斜視図である。

【符号の説明】

１８ ノズル支持機構 ２０ 元側水平自在継手 ２１ 中間水平自在継手 ２２ 切換バルブ ２４ 球面自在継手 ２５ 冷却液ノズル ４２，５１ 袋ナット（水平自在継手用の固定手段） ７４ 締付けナット（球面自在継手用の固定手段）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル支持機構は、マシニングセンター
   等の工作機械に固定される基端部と、該基端部に概略水
   平面内でのみ折曲げ自在に設けられた水平自在継手と、
   該水平自在継手により該水平自在継手軸芯回りに旋回可
   能に支持された冷却液管とを備えており、 上記１個のノズル支持機構の冷却液管の先端部に、切換
   バルブと、該切換バルブに球面自在継手を介して接続さ
   れた複数の冷却液ノズルを設け、 上記水平自在継手及び球面自在継手には、それぞれ任意
   の折曲げ状態及び回動状態で固定する固定手段を設け、 各冷却液ノズルを、それらの位置及び噴出方向が各種工
   具に応じた位置及び噴出方向にそれぞれ設定し、固定手
   段により水平自在継手及び球面自在継手を固定するよう
   にしていることを特徴とする工作機械の冷却液供給装
   置。