JP3087119B1 - 工作機械の切削液供給装置 - Google Patents

工作機械の切削液供給装置

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Abstract

【要約】 【課題】 切削液供給ポンプ４からの切削液供給が停止
された後に、弁手段２３から切削液が漏れ出るのを抑制
し、また切削液供給ポンプ４による切削液供給が再び開
始れたとき、この開始からミスト発生までの時間遅れを
小さくする。 【解決手段】 切削液供給ポンプ４から切削液供給ライ
ン７を経て主軸８先部のミスト発生装置１３へ切削液を
供給し、ミスト発生装置１３の切削液流入部には切削液
供給ライン７内の切削液圧が一定値以下となったとき閉
鎖するものとした弁手段２３を備えた工作機械に於い
て、切削液供給ポンプ４の切削液供給が停止されたと
き、切削液供給ライン７内の一定量の切削液を吸引し、
一方、切削液供給ポンプ４の切削液供給が開始されたと
き、切削液供給ライン７内へ一定量の切削液を供給する
ものとした切削液吸引吐出手段２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の切削液
供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削液供給ポンプから切削液供給ライン
を経て主軸先部のミスト発生装置へ切削液を供給すると
共に、ミスト発生装置の切削液流入部に切削液供給ライ
ン内の切削液圧が一定値以下となったとき切削液通路を
閉鎖するものとした弁手段を備えた工作機械は存在して
いる（例えば特開平９−６６４３７号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した在来の工作機
械に於いては、切削液供給ポンプからの切削液供給が停
止された後に、ミスト発生装置から切削液供給ライン内
の切削液に混入している圧縮された気体の圧力等が下が
って膨張することにより切削液が弁手段を経て幾分漏れ
出る現象（液垂れ）が生じる。
【０００４】この液垂れは切削液の浪費の原因をなし、
また切削液供給ポンプの作動開始からミスト発生装置に
よるミスト発生までの時間遅れを大きくなし、また次の
ミスト発生のときミスト発生装置内に溜まった切削液が
一挙に噴出されてワークや作業環境を汚染する事態を生
じさせる等の虞がある。本発明は、これらの問題点を解
消するものとした工作機械の切削液供給装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では、切削液供給ポンプから切削液供給ラインを
経て主軸先部のミスト発生装置へ切削液を供給するもの
とした工作機械に於いて、切削液用のシリンダ室と圧縮
空気用のシリンダ室とを対向状に形成すると共に、各シ
リンダ室に対応したピストンを設け、これらピストンを
同体状になすと共に、これらピストンを各シリンダ室に
対し特定方向へ押圧するための圧縮スプリングを備えた
構成の切削液吸引吐出手段を設け、切削液供給ポンプの
切削液供給が停止されたとき、切削液供給ライン内の一
定量の切削液を吸引するほか、切削液供給ポンプの切削
液供給が開始されたとき、切削液供給ライン内へ一定量
の切削液を供給するものとなす。而して、上記切削液供
給吐出手段が切削液を吸引することにより、切削液供給
ライン内の切削液の圧力が一挙に低下するため、従来の
液垂れは生じなくなる。また切削液吸引吐出手段が切削
液を吐出することにより、切削液供給ライン内の切削液
の圧力が一挙に増大するため、ミスト発生装置への切削
油の供給が切削液供給ポンプの切削液供給の開始に関連
して直ちに行われ、ミスト発生の応答性が良好となる。
【０００６】上記発明は次のように具体化するのがよ
い。即ち、ミスト発生装置の切削液流入部に、切削液供
給ライン内の切削液圧が一定値以下となったとき閉鎖す
る弁手段を設ける。この弁手段は切削液供給ポンプの切
削液供給が停止されたとき直ちに閉鎖状態となり、従来
の液垂れが一層確実に阻止されるものとなり、また切削
液供給ポンプの切削液供給が開始されたとき直ちに開放
状態となって迅速なミスト発生を可能となす。また切削
液供給ライン内の切削液を必要時にシリンダ室に吸引
し、この吸引した切削液を必要時に切削液供給ライン内
へ吐出するものとした切削液吸引吐出手段となすのであ
り、これによれば切削液吸引吐出手段が簡易に形成され
る。さらにシリンダ室を形成したピストンが、ミスト発
生装置へ供給されるミスト生成用圧縮空気で駆動される
構成となす。これによれば、ミスト発生に本来的に必要
な圧縮空気がピストン駆動に利用されるため、ピストン
駆動のための機構の形成が合理的となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図を参照して説明する。図１は本発明に係る工作機械の
要部を示す図、図２は前記工作機械の要部を図式化した
図、図３は前記工作機械のミスト発生装置周辺を示す断
面図、図４は前記ミスト発生装置の切削液噴射ノズル体
の一部正面図である。
【０００８】これらの図に於いて、１は主軸ユニット、
２は切削油吸引吐出手段、３は切削液タンク、４は切削
液供給ポンプ、５は圧縮空気供給源、６は圧縮空気供給
ライン、及び、７は切削液供給ラインである。
【０００９】各部について説明すると、主軸ユニット１
は、主軸８を主軸保持筒９に回転自在に保持させると共
に、主軸８の後部に回転動力を入力されるプーリ１０を
固定し、主軸８の後端部には主軸８先端に固定された工
具ホルダ１１の後端のプルスタッド１１ａをクランプ或
いはアンクランプするためのクランプ駆動部１２を装設
し、このクランプ駆動部１２の後方に、主軸８先部の内
方に設けられたミスト発生装置１３へ主軸８外方から切
削油と圧縮空気を供給するものとした回転継手１４を装
設したものとなしてある。
【００１０】ミスト発生装置１３は工具ホルダ１１のプ
ルスタッド１１ａをクランプするためのクランプ部材１
５を係着されるクランプ部材保持円筒部材１６の内方に
組み込まれており、その詳細を説明すると次のとおりで
ある。即ち、図３に示すように、前記保持円筒部材１６
の内孔内に最前部からミスト吐出筒１７、圧縮スプリン
グ１８、筒形弁体１９、ミスト生成筒２０及び切削液噴
射ノズル体２１をこの順に配列したものとなしてある。
この際、ミスト吐出筒１７は、後端に鍔部１７ａを有
し、この鍔部１７ａがクランプ部材保持円筒部材１６の
内孔の段部１６ａで係止されることにより前方ｆ１への
抜け出しを規制され、且つ先端面が主軸８に固定された
状態の工具ホルダ１１のプルスタッド１１ａの後端面に
当接するものとなす。
【００１１】筒形弁体１９は、外周面に段部１９ａを形
成されると共に、この段部１９ａとミスト吐出筒１７の
後端面との間に介在された圧縮スプリング１８で後方へ
押圧され、後端面１９ｂがミスト生成筒２０の前面に当
接されて閉弁状態となされたり或いはミスト生成筒２０
の前面から離反されて開弁状態となされるものとなす。
【００１２】ミスト生成筒２０は、筒形部材となされて
いて、外周面に前後向きの空気通路溝２０ａを形成され
ると共に、内方の前部に比較的大きな径となされたミス
ト出口孔２０ｂを、そして後部に切削液噴射ノズル体２
１の前部２１ａを内挿される後部内孔２０ｃを形成し、
この後部内孔２０ｃと空気通路溝２０ａとを横孔２０ｄ
で連通させると共に、後部内孔２０ｃとミスト出口孔２
０ｂとを比較的小さな径の通路２０ｅで連通させ、後方
への移動が切削液噴射ノズル体２１により規制されるも
のとなす。
【００１３】切削液噴射ノズル体２１は、前部２１ａの
後部外周面に鍔部２１ｂを形成されると共に、この鍔部
２１ｂの後部を直状切削液供給管２２の先端部に液密状
に内嵌され、また中心部には後端を開口された段付通路
２１ｃを形成されると共にこの通路２１ｃの前端壁に図
４に示すように３つの噴射孔２１ｄを設けたものとな
す。ここに直状切削液供給管２２は主軸８と同体状に保
持されていて切削液噴射ノズル体２１の後方変位を規制
するように作用するものである。
【００１４】上記通路２１ｃの後部は直状切削液供給管
２２からの切削液流入部となしてあって、ここに弁手段
２３が形成されるのであり、具体的には、段付通路２１
ｃ内に圧縮スプリング２４を挿入してこれの前端をこの
通路２１ｃの段部ａに係止させると共に、圧縮スプリン
グ２４の後端に球体２５を配置し、この球体２５の後側
の段付通路２１ｃには直状切削液供給管２２内に密状に
嵌着された筒形弁座部材２６を嵌入してこの弁座部材２
６の前面開口を球体２５に閉鎖させ、さらに球体２５の
位置に関連させて切欠２７を形成し、直状切削液供給管
２２内の切削液が一定圧力以上になると、球体２５が圧
縮スプリング１８の弾力に抗して前方変位されて切削液
通路が開放され、切削液が筒形弁座部材２６内から切欠
２７箇所を経て圧縮スプリング１８側へ流動し、逆に直
状切削液供給管２２内の切削液が一定圧力以下になる
と、球体２５が圧縮スプリング１８の弾力により後方変
位されて切削液通路が閉鎖され、切削油の流動が停止さ
れる構成となす。
【００１５】切削液吸引吐出手段２は、切削液用のシリ
ンダ室２９と圧縮空気用のシリンダ室２８とを対向状に
形成すると共に、二つのシリンダ室２９、２８に対応し
たピストン３１、３０を設け、これらピストン３１、３
０を同体状になすと共にこれらピストン３１、３０をシ
リンダ室２９、２８に対し特定方向ｆ２へ押圧するため
の圧縮スプリング３２を設けたものとなしてある。
【００１６】切削液供給ポンプ４も、切削液吸引吐出手
段２と同様に、切削液用のシリンダ室３３と圧縮空気用
のシリンダ室３４とを対向状に形成すると共に、二つの
シリンダ室３３、３４に対応したピストン３５、３６を
設け、これらピストン３５、３６を同体状になすと共に
これらピストン３５、３６をシリンダ室３３、３４に対
し特定方向へ押圧するための圧縮スプリング３７を設け
たものとなされる。
【００１７】圧縮空気供給ライン６は、切削液タンク３
の上部密閉空間３ａ内に接続させると共に、方向切換弁
３８及び圧力調整機構３９を経て回転継手１４の圧縮空
気入口１４ａに接続させ、また圧縮空気入口１４ａに達
する手前から分岐させ、流量調整手段４０を経て切削液
吸引吐出手段２の切削液用のシリンダ室２９に接続さ
せ、さらに前記圧縮空気入口１４ａから、直状切削液供
給管２２を取り巻くように形成された圧縮空気通路４１
を経てミスト発生装置１３の空気通路溝２０ａに到達さ
せ、また方向切換弁３８の上流側から分岐させた後、方
向切換弁４２を経て切削液供給装置４の圧縮空気用のシ
リンダ室３４に接続させてある。
【００１８】この際、圧力調整機構３９は圧縮空気の供
給圧力を調整するための圧力調整弁４３と、主軸８側の
圧縮空気供給ライン６内の圧縮空気が方向切換弁３８側
へ流れるのを許容するものとした逆止弁４４とを有する
ものとなす。また流量調整機構４０は切削油吸引吐出手
段２の圧縮空気用のシリンダ室２８へ流入する圧縮空気
の流量を調整するものとした流量調整弁４５と、前記シ
リンダ室２８から圧縮空気が流出するのを許容するもの
とした逆止弁４６とを有するものとなす。
【００１９】切削液供給ライン７は、切削液タンク３の
底部から切削液供給ポンプ４の切削液用のシリンダ室３
３の吸引口と接続させると共に、前記シリンダ室３３の
吐出口から回転継手１４の切削液入口１４ｂに接続さ
せ、またこの切削液入口１４ｂの手前から分岐させて、
切削液吸引吐出手段２の切削液用のシリンダ室２９と接
続させ、さらに前記切削液入口１４ｂから直状切削液供
給管２２の内方を通じてミスト発生装置１３の切削液流
入部に到達させたものとなしてある。なお、４７は方向
切換弁３８、４２から大気へ流出する圧縮空気による騒
音を軽減させるためのサイレンサであり、４８は切削液
のレベル計、４９は工具ホルダ８の前部に固定された刃
具である。
【００２０】次に上記工作機械の使用例及び作動につい
て説明する。主軸８は図示しないモータからプーリ１２
に回転を伝達されて回転される。この回転中に方向切換
弁３８を圧縮空気供給側に切り換えると、圧縮空気は回
転継手１４、及び、主軸８の圧縮空気通路４１を経て空
気通路溝２０ａに達し、さらに横孔２０ｄから内孔２０
ｃ内に流入し、続いて比較的小さな通路２０ｅを経て高
速でミスト出口孔２０ｂ側へ噴出する。この圧縮空気の
供給中、圧縮空気は切削液吸引吐出手段２の圧縮空気用
のシリンダ室２８内に流入し、ピストン３０を他方のピ
ストン３１側へ圧縮スプリング３２の弾力に抗して押圧
変位させる。これにより、切削液側のシリンダ室２９の
容積は最小化される。
【００２１】上記方向切換弁３８の切換と同時に別の方
向切換弁４２が適当時間間隔で圧縮空気供給側と圧縮空
気流出側との二位置で繰り返し往復変位される。この方
向切換弁４２が圧縮空気供給側に位置したときは圧縮空
気のシリンダ室３４に圧縮空気が供給されるため、ピス
トン３６が圧縮スプリング３７の弾力に抗して他側のピ
ストン３５側へ向け押圧され、一方、方向切換弁４２が
圧縮空気流出側に位置したときは圧縮空気のシリンダ室
３４内の圧縮空気が方向切換弁４２から流出されるた
め、ピストン３５が圧縮スプリング３７の弾力によりそ
の押圧方向へ変位される。
【００２２】これにより切削液用のシリンダ室３３のピ
ストン３５がピストン３６に連動して変位するため、シ
リンダ室３３は切削液タンク３内の切削液を吸引しては
送り出すことを繰り返し、こうして送り出された切削液
は回転継手１４及び直状切削液供給管２２の内部を通じ
てミスト発生装置１３の切削液流入部に形成された弁手
段２３に達するのであり、このとき、切削液の圧力によ
る球体２５の前方変位力が圧縮スプリング２４の弾力よ
りも大きくなると、球体２５は前方へ押され、弁手段２
３は開放状態となる。これにより切削液は弁手段２３を
経て内孔２１ｃの前部に達し、ここから切削液噴射孔２
１ｄを通じて切削液が噴出される。
【００２３】この噴出された切削液は切削液噴射孔２１
ｄの前方で圧縮空気と激しく混合撹拌されて切削液ミス
トとなされ、ミスト出口孔２０ｅ、筒形弁体１９の内孔
及び、ミスト吐出筒１７の内孔を通じて工具ホルダ１１
のプルスタッド１１ａ後端に達する。ここに達した切削
液ミストは工具ホルダ１１の中心孔及び、刃具４９の中
心孔を経てその先端開口から外部へ流出されるのであ
り、ワークｗの加工中にその切削部を潤滑する。なお、
ミスト吐出筒１７の内孔内の切削液ミストの圧力が一定
程度以上に低下すると、その期間中、筒形弁体１９の前
後方向の力のバランスが変化することにより、筒形弁体
１９は圧縮スプリング１９の弾力に抗して前方へ変位
し、ミスト生成筒２０の先端と筒形弁体１９の後端とが
離れ、空気通路溝２０ａ内の圧縮空気がこれらの間隙を
経てミスト吐出筒２０の内孔内へ流動するものとなる。
【００２４】上記した切削液ミストの生成中、方向切換
弁３８を圧縮空気流出側に変位させて圧縮空気の供給を
停止すると、ミスト発生装置１３への圧縮空気の供給は
直ちに停止されるのであり、また切削液供給ポンプ４の
作動も停止されて、切削液供給ライン７への切削液の供
給が停止される。
【００２５】この一方では、切削液吸引吐出手段２の圧
縮空気用のシリンダ室２８内の圧縮空気が方向切換弁３
８等から流出するため、切削液用のシリンダ室２９のピ
ストン３１が圧縮スプリング３２の弾力で変位され、こ
の変位により切削液供給ライン７内の切削液の一定量が
吸引され、切削液供給管２２内の切削液の圧力が一挙に
低下するため、弁手段２３は圧縮空気の供給停止後、直
ちに閉鎖状態となり、最早、切削液供給管２２内の切削
液が弁手段２３の開閉箇所からミスト発生装置１３内に
流出するものとならない。従って、従来のような液垂れ
は発生しないのである。
【００２６】次に圧縮空気の供給が停止された状態の下
で、再び、方向切換弁３８が圧縮空気の供給側に変位さ
れると、圧縮空気は前述同様に圧縮空気供給ライン６を
経てミスト発生装置１３に供給される。この供給された
圧縮空気は切削液吸引吐出手段２の圧縮空気用のシリン
ダ室２８に供給され、そのピストン３０を圧縮スプリン
グ３２の弾力に抗して他のピストン３１の側へ押圧変位
させる。この押圧変位は切削液用のシリンダ室２９内に
滞留している先に吸引した一定量の切削液をシリンダ室
２９から押し出し、この押し出された切削液が切削液供
給ライン７内に供給される。
【００２７】これにより、弁手段２３よりも上流側の切
削液供給ライン７内の切削液用の圧力が圧縮空気の供給
に関連して一挙に上昇し、この圧力で弁手段２３が直ち
に開放状態となる。以後は、切削液供給ポンプ４から供
給される切削液が弁手段２３を経て切削液噴射孔２１ｄ
に達し、切削液ミストが生成され、刃具４９先端から流
出されるものとなる。
【００２８】上記作動に於いて、逆止弁４６は圧縮空気
供給ライン６内や切削液吸引吐出手段２の圧縮空気用の
シリンダ室２８内の圧縮空気の大気への流出を迅速とな
し、また流量調整弁４５はシリンダ室２８内への圧縮空
気の流入速度を変化させることにより、圧縮空気供給ラ
イン６への圧縮空気の供給開始時に於ける切削液吸引吐
出手段２の切削液用のシリンダ室２９内からの切削液の
流出速度を大小に調整して切削液供給ライン７内の切削
液の圧力上昇速度を変化させるものとなる。
【００２９】上記実施例に於いて、切削液供給ポンプ４
は任意な機構で差し支えないのであって例えば圧縮空気
用のシリンダ室３４のピストン３６を圧縮空気供給ライ
ン６とは無関係の圧縮空気で駆動したり或いは電気モー
タで駆動してもよいものである。図５は上記実施例の変
形例を示している。即ち、ミスト発生装置１３を主軸８
の外方近傍に位置させている。この際、ミスト発生装置
１３は圧縮空気供給ライン６から供給された圧縮空気と
切削液供給ライン７から供給された切削液を先端部で混
合させて切削液ミストになし、このミストを刃具４９に
よる切削箇所に向けて噴射するものとなしてある。この
際、ミスト発生装置１３の切削液流入部に先の弁手段２
３は設けてないが、必要に応じ設ければよいものであ
る。また主軸８近傍の圧縮空気供給ライン６及び切削液
供給ライン７は、主軸保持筒９に固定された結合部材１
００に接続されると共に結合部材１００からは延出され
た曲げ変形可能な二重管１０１を経てミスト発生装置１
３に結合されている。この際、二重管１０１の中心部通
路１０１ａが切削液通路をなし、これを取り巻く環状通
路１０１ｂが圧縮空気通路をなす。
【００３０】
【発明の効果】上記した本発明によれば、次のような効
果が得られる。即ち、請求項１に記載のものによれば、
切削液供給ポンプからの切削液供給が停止された直後
に、切削液吸引吐出手段が切削液供給ラインから一定量
の切削液を吸引して切削液供給ライン内の切削液の圧力
を低下させるため、従来のような液垂れ及びこれに関連
した種々の弊害が阻止されるものとなる。
【００３１】請求項２に記載のものによれば、切削液供
給ポンプからの切削液供給が停止された直後に、切削液
吸引吐出手段が切削液供給ラインから一定量の切削液を
吸引して切削液供給ライン内の切削液の圧力を低下させ
るため、弁手段は直ちに閉鎖状態となり、従来のような
液垂れ及びこれに関連した種々の弊害が阻止されるもの
となる。
【００３２】また切削液供給ポンプからの切削液供給が
その停止後に再び開始されると、この開始直後に、切削
液吸引吐出手段が先に吸引した一定量の切削液を切削液
供給ライン内へ吐出してこのライン内の切削液の圧力を
上昇させるため、弁手段は直ちに開放状態となってミス
ト発生装置に切削液が供給されるようになり、切削液供
給ポンプの切削液供給開始からミスト発生装置によるミ
スト発生までの時間遅れを小さくなすものである。
【００３３】請求項３に記載のものによれば、切削液供
給ライン内の切削液の吸引及び吐出を簡易な構造により
確実に行えるものとなる。
【００３４】請求項４に記載のものによれば、ミスト発
生に必要とされる圧縮空気の供給手段を切削液吸引吐出
手段の駆動手段の一部として使用することができるため
構造の簡易化が図られるのであり、またミスト発生装置
への圧縮空気の供給と切削液吸引吐出手段の駆動とを複
雑な制御装置を要することなく関連させることができる
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工作機械の要部を示す図である。
【図２】前記工作機械の要部を図式化した説明図であ
る。
【図３】前記工作機械のミスト発生装置周辺を示す断面
図である。
【図４】前記ミスト発生装置の切削液噴射ノズル体の一
部正面図である。
【図５】上記実施例の変形例を示す図である。
【符号の説明】
２ 切削液吸引吐出手段 ４ 切削液供給ポンプ ７ 切削液供給ライン ８ 主軸 １３ ミスト発生装置 ２３ 弁手段 ２９ シリンダ室 ３１ ピストン

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 切削液供給ポンプから切削液供給ライン
    を経て主軸先部のミスト発生装置へ切削液を供給するも
    のとした工作機械に於いて、切削液用のシリンダ室と圧
    縮空気用のシリンダ室とを対向状に形成すると共に、各
    シリンダ室に対応したピストンを設け、これらピストン
    を同体状になすと共に、これらピストンを各シリンダ室
    に対し特定方向へ押圧するための圧縮スプリングを備え
    た構成の切削液吸引吐出手段を設け、切削液供給ポンプ
    の切削液供給が停止されたとき、切削液供給ライン内の
    一定量の切削液を吸引するほか、切削液供給ポンプの切
    削液供給が開始されたとき、切削液供給ライン内へ一定
    量の切削液を供給するものとなされることを特徴とする
    工作機械の切削液供給装置。
  2. 【請求項２】 切削液供給ポンプから切削液供給ライン
    を経て主軸先部のミスト発生装置へ切削液を供給し、ミ
    スト発生装置の切削液流入部には切削液供給ライン内の
    切削液圧が一定値以下となったとき閉鎖するものとした
    弁手段を備えた工作機械に於いて、切削液用のシリンダ
    室と圧縮空気用のシリンダ室とを対向状に形成すると共
    に、各シリンダ室に対向したピストンを設け、これらピ
    ストンを同体状になすと共に、これらピストンを各シリ
    ンダ室に対し特定方向へ押圧するための圧縮スプリング
    を備えた構成の切削液吸引吐出手段を設け、切削液供給
    ポンプの切削液供給が停止されたとき、切削液供給ライ
    ン内の一定量の切削液を吸引するほか、切削液供給ポン
    プの切削液供給が開始されたとき、切削液供給ライン内
    へ一定量の切削液を供給するものとなされることを特徴
    とする工作機械の切削液供給装置。
  3. 【請求項３】 切削液吸引吐出手段が、切削液供給ライ
    ン内の切削液を必要時にシリンダ室に吸引し、この吸引
    した切削液を必要時に切削液供給ライン内へ吐出する構
    成であることを特徴とする請求項１又は２記載の工作機
    械の切削液供給装置。
  4. 【請求項４】 シリンダ室を形成したピストンが、ミス
    ト発生装置へ供給されるミスト生成用圧縮空気で駆動さ
    れる構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の
    工作機械の切削液供給装置。
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