JP3181279U - クーラント集中噴射ボックスおよびクーラント集中噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切粉排出効果を向上させることができるクーラント集中噴射ボックスおよびこれを用いたクーラント集中噴射装置を提供する。
【解決手段】クーラント供給配管２３に接続され、前記クーラント供給配管２３によって供給されたクーラントを蓄えるクーラント貯留室３４を有するクーラントボックス本体３１と、このクーラントボックス本体に設けられた複数のクーラント噴射ノズル４１とを備える。クーラント噴射ノズルは、クーラントボックス本体に突設されたノズル基筒４２と、このノズル基筒４２の先端に自在継手４９を介して回動可能に支持されクーラント噴射方向を変更可能なノズル先端子４６とを有する。
【選択図】図４

Description

本考案は、クーラント集中噴射ボックスおよびクーラント集中噴射装置に関する。詳しくは、１箇所からクーラントを集中的に噴射できるようにしたクーラント集中噴射ボックスおよびこれを用いたクーラント集中噴射装置に関する。

切削加工や研削加工において、ワークの加工部位に発生する熱や、切粉を除去するために、加工部位に切削剤や研削剤などのクーラントを噴射することが行われている。
例えば、特許文献１では、工作機械の加工領域を覆うスプラッシュガード内の上部にクーラント供給配管を設置し、このクーラント供給配管の所定間隔位置にクーラントノズルを取り付け、こられ複数のクーラントノズルからクーラントを噴射することにより、ワークの加工部位に発生する熱を抑制しつつ、ワークから発生した切粉を加工領域の下部に流出させる構造のシャワークーラント装置が提案されている。

特開２００７−３０１４２号公報

上述した従来のシャワークーラント装置では、加工領域の全域に渡ってクーラントを均一に噴射することができるものの、加工条件によっては切粉排出機能が低いという課題がある。
例えば、重切削加工によって重量の重い切粉が多量に発生した場合、加工領域上部から噴射されるクーラントの噴射力では、切粉を十分に排出することが困難な場合がある。

本考案の目的は、切粉排出機能を向上させることができるクーラント集中噴射ボックスおよびこれを用いたクーラント集中噴射装置を提供することにある。

そのため、本考案では、１箇所に配置した複数のクーラント噴射ノズルからクーラントを集中的に噴射できるようにすることにより、上記目的を達成するものである。
具体的には、本考案のクーラント集中噴射ボックスは、クーラント供給配管に接続され、内部に前記クーラント供給配管によって供給されるクーラントを蓄えるクーラント貯留室を有するクーラントボックス本体と、このクーラントボックス本体に設けられた複数のクーラント噴射ノズルとを備え、前記クーラント噴射ノズルは、前記クーラントボックス本体に突設されたノズル基筒と、このノズル基筒の先端に自在継手を介して回動可能に支持されクーラント噴射方向を変更可能なノズル先端子とを有する、ことを特徴とする。

この考案によれば、クーラント供給配管によって供給されたクーラントを蓄える１つのクーラントボックス本体に、複数のクーラント噴射ノズルが設けられているから、１箇所からクーラントを集中的に噴射させることができる。従って、切粉排出機能を向上さることができる。
また、各クーラント噴射ノズルは、ノズル基筒の先端に自在継手を介してノズル先端子が回動可能に支持されているから、クーラント噴射方向を変更することができる。従って、全てのクーラント噴射ノズルからのクーラント噴射方向を同じ方向とせず、いずれかのクーラント噴射ノズルからのクーラント噴射方向を他のクーラント噴射ノズルからのクーラント噴射方向に対して異なる方向に変更すれば、広い範囲に散乱した切粉を排出することができる。

本考案のクーラント集中噴射ボックスにおいて、前記自在継手は、前記ノズル基筒および前記ノズル先端子のいずれか一方に球状に形成され内部に通路を有する雄側球状部と、前記ノズル基筒および前記ノズル先端子のいずれか他方に前記雄側球状部を包むように内面球状に形成され任意の方向へ回動可能かつ任意の角度位置で保持可能な雌側球状部とを含んで構成されている、ことが好ましい。
この考案によれば、自在継手が雄側球状部とこれを包むように内面球状に形成された雌側球状部とによって構成されているから、ノズル基筒に対してノズル先端子の向きを３６０度任意の方向へ変更することができる。従って、クーラント噴射方向の向きを加工条件に応じて最適な向きに設定することができる。

本考案のクーラント集中噴射ボックスにおいて、前記クーラントボックス本体は、底壁およびこの底壁の周囲から立ち上がった周囲壁を有する第１筐体および第２筐体の開口端を接合して形成され、前記第１筐体には、前記クーラント噴射ノズルが取り付けられるノズル取付孔およびこのノズル取付孔の周囲をバーリング加工により立ち上げた立上筒が形成され、この立上筒の内周に雌ねじが形成され、この雌ねじに前記クーラント噴射ノズルが螺合され、前記第２筐体には、前記クーラント供給配管を前記クーラントボックス本体内に接続する接続部が形成されている、ことが好ましい。

この考案によれば、底壁およびこの底壁の周囲から立ち上がった周囲壁を有する第１筐体および第２筐体の開口端を接合して、クーラントボックス本体が構成されているから、つまり、切削やプレス加工などによって形成した第１筐体および第２筐体を接合して、内部にクーラント貯留室を有するクーラントボックス本体を構成することができるから、簡単に構成することができる。
また、第１筐体には、クーラント噴射ノズルが取り付けられるノズル取付孔およびこのノズル取付孔の周囲をバーリング加工により立ち上げた立上筒が形成され、この立上筒の内周に雌ねじが形成されているから、第１筐体の底壁の厚みが厚くなくても、バーリング加工により立ち上げた立上筒の長さ分、雌ねじの有効ねじ部を確保することができる。そのため、雌ねじにクーラント噴射ノズルを螺合して確実に固定することができる。
また、第２筐体には、クーラント供給配管をクーラントボックス本体内に接続する接続部が形成されているから、クーラント供給配管をクーラントボックス本体内に簡単に接続することができる。

本考案のクーラント集中噴射装置は、上述したクーラント集中噴射ボックスと、このクーラント噴射ボックスのクーラントボックス本体に接続されクーラントを供給するクーラント供給配管と、このクーラント供給配管にクーラントを供給するクーラント供給源とを備えることを特徴とする。
ここで、クーラント供給源とは、例えば、クーラントを蓄えるタンクと、このタンク内のクーラントを吸引してクーラント供給配管に圧送するポンプなどから構成される。
この考案によれば、クーラント供給源によってクーラントをクーラント供給配管に供給すると、クーラントはクーラント供給配管を通ってクーラント集中噴射ボックスの各クーラント噴射ノズルから噴射されるから、工作機械などに適用すれば、ワークに発生する熱を抑制しつつ、ワークから発生した切粉を効果的に排出できる。

本考案のクーラント集中噴射装置において、前記クーラント供給配管がフレキシブル配管によって構成、または、前記クーラント供給配管と前記クーラント集中噴射ボックスとの接合部には自在継手が設けられている、ことが好ましい。
この考案によれば、クーラント供給配管がフレキシブル配管によって構成、または、クーラント供給配管とクーラント集中噴射ボックスとの接合部には自在継手が設けられているから、クーラント集中噴射ボックスの向きを任意の方向へ向かせることができる。従って、各ノズル先端子によるクーラント噴射方向の向きを個々に変えなくても、クーラント集中噴射ボックスの向きを変えるだけで、全てのノズル先端子によるクーラント噴射方向の向きを変えることができるから、クーラント噴射方向の変更も容易にできる。

本考案のクーラント集中噴射装置を適用した工作機械の実施形態を示す図。 同上実施形態で用いるクーラント集中噴射ボックスの正面図。 同上実施形態で用いるクーラント集中噴射ボックスの側面図。 同上実施形態で用いるクーラント集中噴射ボックスの断面図。 本考案の他の実施形態を示すクーラント集中噴射ボックスの正面図。 本考案の更に他の実施形態を示すクーラント集中噴射ボックスの正面図。 本考案のクーラント集中噴射ボックスとクーラント供給配管の接続例１を示す図。 本考案のクーラント集中噴射ボックスとクーラント供給配管の接続例２を示す図。

本考案の一実施形態を図面に沿って説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本考案のクーラント集中噴射装置を適用した工作機械としての横型マシニングセンタを示している。
横型マシニングセンタ１は、ベース２と、このベース２の一側に配置されたコラム３とを備える。ベース２の上面には第１テーブル４が前後方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられ、この第１テーブル４の上にワークＷを取り付ける第２テーブル５が左右方向（Ｚ軸方向）へ移動可能に設けられている。コラム３には、主軸頭６が上下方向（Ｙ軸方向）へ昇降可能に設けられている。主軸頭６は、水平に支持され、かつ、図示省略のモータによって回転される主軸７を備える。主軸７の先端には、加工工具８が図示省略の自動工具交換装置（ＡＴＣ）によって交換可能に取り付けられている。ベース２の周囲、つまり加工空間の周囲および上面は、カバー９によって覆われている。

クーラント集中噴射装置Ａは、クーラント供給源１０と、このクーラント供給源１０からのクーラントをマシニングセンタ１内の加工領域内に供給するクーラント供給配管２０と、このクーラント供給配管２０に接続されたクーラント集中噴射ボックス３０とを備える。
クーラント供給源１０は、クーラントを蓄えるタンク１１と、このタンク１１に蓄えられたクーラントを吸引し圧送するポンプ１２とから構成されている。ポンプ１２の駆動によってタンク１１内のクーラントが送り出されると、クーラントは、クーラント供給配管２０を通って、クーラント集中噴射ボックス３０から加工空間内に噴射されたのち、ベース２の下方に集められ、フィルタ（図示省略）を通ってタンク１１に戻されたのち、ポンプ１２によって上記経路に循環される。

クーラント供給配管２０は、ポンプ１２からマシニングセンタ１へ配置された第１クーラント供給配管２１と、この第１クーラント供給配管２１に接続されマシニングセンタ１内に固定された第２クーラント供給配管２２と、この第２クーラント供給配管２２の所定位置に形成された接続端子を介して接続された第３クーラント供給配管２３とから構成されている。これら第１，第２，第３クーラント供給配管２１，２２，２３のうち、第３クーラント供給配管２３については、自由に屈曲可能なフレキシブル配管によって構成されている。

クーラント集中噴射ボックス３０は、図２、図３および図４に示すように、クーラント供給配管２３に接続されたクーラントボックス本体３１と、このクーラントボックス本体３１に設けられた複数（本実施形態では６個）のクーラント噴射ノズル４１とを備える。
クーラントボックス本体３１は、第１筐体３２および第２筐体３３の開口端を溶接などによって接合して矩形箱状に形成され、内部にクーラント供給配管２３によって供給されるクーラントを蓄えるクーラント貯留室３４を有する。第１筐体３２および第２筐体３３は、底壁３５Ａおよびこの底壁３５Ａの周囲から立ち上がった周囲壁３５Ｂを有し、周囲壁３５Ｂ同士が溶接などによって接合される。

第１筐体３２の底壁３５Ａには、クーラント噴射ノズル４１が取り付けられるノズル取付孔３６Ａ、および、そのノズル取付孔３６Ａの周囲をバーリング加工により立ち上げた立上筒３６Ｂが形成され、この立上筒３６Ｂの内周に雌ねじ３６Ｃが形成されている。雌ねじ３６Ｃにはクーラント噴射ノズル４１が螺合されている。
第２筐体３３の底壁３５Ａには、クーラント供給配管２３をクーラントボックス本体３１内に接続する接続部が形成されている。つまり、第２筐体３３の底壁３５Ａの中心にクーラント供給配管２３を貫通させる貫通孔３７Ａが形成され、その貫通孔３７Ａを中心とする円周上の３箇所にねじ孔３７Ｂが形成されている。貫通孔３７Ａにクーラント供給配管２３の先端が差し込まれ、クーラント供給配管２３のフランジ２３Ａと第２筐体３３の底壁３５Ａとの間にＯリングガイド３８およびＯリング３９が介在され、この状態において、フランジ２３ＡおよびＯリングガイド３８を通してボルト４０をねじ孔３７Ｂに螺合すると、クーラント供給配管２３がクーラントボックス本体３１に対して接続される。

クーラント噴射ノズル４１は、クーラントボックス本体３１のノズル取付孔３６Ａに螺合されたノズル基筒４２と、このノズル基筒４２の先端に自在継手４９を介して回動可能に支持されクーラント噴射方向を変更可能なノズル先端子４６とを有する。
ノズル基筒４２は、真鍮によって筒状に形成されている。また、ノズル基筒４２の基端側外周には雌ねじ３６Ｃに螺合する雄ねじ４３が、中間部外周には断面が四角形状のスパナ係合部４４が、先端側外周には雄側球状部４５がそれぞれ形成されている。
ノズル先端子４６は、樹脂製で、基端側にノズル基筒４２の雄側球状部４５に圧入され該雄側球状部４５を包む内面球状に形成された雌側球状部４７を有し、そこから先端に向かうに従って内径および外径が次第に縮径した形状に形成されている。ノズル先端子４６の基端部外周面には、ノズル先端子４６のノズル噴出方向と略平行な突条４８が所定ピッチ間隔で複数設けられている。
自在継手４９は、ノズル基筒４２の先端に形成され内部に通路を有する雄側球状部４５と、ノズル先端子４６の基端に雄側球状部４５を包むように内面球状に形成され任意の方向へ回動可能かつ任意の角度位置で保持可能な雌側球状部４７とを含んで構成されている。なお、これとは逆に、ノズル先端子４６に雄側球状部４５を、ノズル基筒４２に雌側球状部４７を設けるようにしてもよい。

＜実施形態の作用・効果＞
このような構成において、クーラント供給源１０によって、タンク１１内のクーラントが供給されると、供給されたクーラントは、クーラント供給配管２１，２２，２３を通って、クーラント集中噴射ボックス３０のクーラント貯留室３４に貯留され、クーラント噴射ノズル４１からマシニングセンタ１の加工空間内に噴射される。
その結果、ワークに発生する熱を抑制しつつ、ワークから発生した切粉を効果的に排出できる。特に、本実施形態では、クーラント集中噴射ボックス３０に６個のクーラント噴射ノズル４１が取り付けられているから、１箇所からクーラントを集中的に噴射させることができる。従って、切粉排出機能を向上さることができる。
なお、加工空間内に噴射されたクーラントは、ベース２の下方に集められ、フィルタ（図示省略）を通ってタンク１１に戻されたのち、ポンプ１２によって上記経路に循環される。

このとき、各クーラント噴射ノズル４１において、ノズル基筒４２に対してノズル先端子４６の向きを変えれば、クーラント噴射方向を変更することができる。従って、全てのクーラント噴射ノズル４１からのクーラント噴射方向を同じ方向とせず、いずれかのクーラント噴射ノズル４１からのクーラント噴射方向を他のクーラント噴射ノズル４１からのクーラント噴射方向に対して異なる方向に変更すれば、広い範囲に散乱した切り粉を排出させることができる。

また、各クーラント噴射ノズル４１において、ノズル基筒４２に対してノズル先端子４６の向きを変える自在継手４９が、雄側球状部４５とこれを包むように内面球状に形成された雌側球状部４７とによって構成されているから、ノズル基筒４２に対してノズル先端子４６の向きを３６０度任意の方向へ変更することができる。従って、クーラント噴射方向の向きを加工条件に応じて最適な向きに設定することができる。

また、クーラント集中噴射ボックス３０は、底壁３５Ａおよびこの底壁３５Ａの周囲から立ち上がった周囲壁３５Ｂを有する第１筐体３２および第２筐体３３の開口端を接合して構成されているから、つまり、切削やプレス加工などによって形成した第１筐体３２および第２筐体３３を接合して、内部にクーラント貯留室３４を有するクーラントボックス本体３１を構成することができるから、簡単に構成することができる。

また、第１筐体３２には、クーラント噴射ノズル４１が取り付けられるノズル取付孔３６Ａおよびこのノズル取付孔３６Ａの周囲をバーリング加工により立ち上げた立上筒３６Ｂが形成され、この立上筒３６Ｂの内周に雌ねじ３６Ｃが形成されているから、第１筐体３２の底壁３５Ａの厚みが厚くなくても、バーリング加工により立ち上げた立上筒３６Ｂの長さ分、雌ねじ３６Ｃの有効ねじ部を確保することができる。そのため、雌ねじ３６Ｃにクーラント噴射ノズル４１を螺合して確実に固定することができる。
また、第２筐体３３には、クーラント供給配管２３を接続する貫通孔３７Ａおよびねじ孔３７Ｂを有する接続部が形成されているから、クーラント供給配管２３をクーラントボックス本体３１に容易に接続することができる。

＜変形例＞
本考案は、前述の実施形態に限定されるものでなく、本考案の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本考案に含まれる。
前記実施形態では、矩形箱状のクーラントボックス本体３１に６個のクーラント噴射ノズル４１を２列（１列３個）に配置した例を示したが、クーラントボックス本体３１に配置するクーラント噴射ノズル４１の数や配列方法については、上記例に限られない。
クーラント噴射ノズルの数は、２以上であればよく、２〜９個程度が好ましい。例えば、図５に示すように、四角箱状のクーラントボックス本体３１に４個のクーラント噴射ノズル４１を対角配置するようにしてもよい。
クーラント噴射ノズルの配列方法については、直線状配列のほかに、例えば、図６に示すように、クーラントボックス本体３１を円筒箱状に形成し、これに複数（例えば６個）のクーラント噴射ノズル４１を円環状に配置するようにしてもよい。

また、クーラントボックス本体３１の形状についても、矩形箱状に限らず、例えば、図６に示すように、円筒箱状でもよく、特に、形状は問わない。

前記実施形態では、クーラント供給配管２３をフレキシブル配管によって構成し、これによりクーラントボックス本体３１の向きを任意の向きに変えるようにしたが、上記例に限られない。
例えば、図７に示すように、クーラントボックス本体３１とクーラント供給配管２３との間に自在継手５０を介在してもよい。自在継手５０は、雄側球状部５２を有する雄側継手管５１と、雌側球状部５５およびクーラント供給配管２３が接続される接続ねじ部５６を有する雌側継手管５４と、この雌側継手管５４を雄側継手管５１に任意の向きで接続するナット部材５７とから構成されている。雄側継手管５１は、フランジ５３を有し、このフランジ５３がボルト４０により底壁３５Ａに固定される構造については、前記実施形態と同じである。

また、図８に示すように、クーラントボックス本体３１に固定される第１継手管６１と、これに螺合される第２継手管６４とを備えた継手６０を介して、クーラント供給配管２３を接続するようにしてもよい。第１継手管６１は、フランジ６３を有するとともに、先端外周面に管用テーパねじ６２が形成されている。第１継手管６１のフランジ６３がボルト４０により底壁３５Ａに固定される構造については、前記実施形態と同じである。第２継手管６４には、基端内周面に第１継手管６１の管用テーパねじ６２に螺合される雌ねじ６５が形成されているとともに、先端に向かうに従って次第に縮径するテーパ筒状の接続部６６が形成されている。接続部６６に柔軟性のあるクーラント供給配管２３が差し込まれ、バンド６７を締め付ければ、クーラント供給配管２３を継手６０を介してクーラントボックス本体３１に固定することができる。

本考案は、工作機械などのクーラント噴射装置に利用できる。

１０…クーラント供給源、
２０…クーラント供給配管、
３０…クーラント手中噴射ボックス、
３１…クーラントボックス本体、
３２…第１筐体、
３３…第２筐体、
３４…クーラント貯留室、
３５Ａ…底壁、
３５Ｂ…周囲壁、
３６Ａ…ノズル取付孔、
３６Ｂ…立上筒、
３６Ｃ…雌ねじ、
３７Ａ…貫通孔（接続部）、
３７Ｂ…ねじ孔（接続部）、
４１…クーラント噴射ノズル、
４２…ノズル基筒、
４５…雄側球状部、
４６…ノズル先端子、
４７…雌側球状部、
４９，５０…自在継手。

Claims (5)

1. クーラント供給配管に接続され、内部に前記クーラント供給配管によって供給されるクーラントを蓄えるクーラント貯留室を有するクーラントボックス本体と、このクーラントボックス本体に設けられた複数のクーラント噴射ノズルとを備え、
   前記クーラント噴射ノズルは、前記クーラントボックス本体に突設されたノズル基筒と、このノズル基筒の先端に自在継手を介して回動可能に支持されクーラント噴射方向を変更可能なノズル先端子とを有する、
   ことを特徴とするクーラント集中噴射ボックス。
2. 請求項１に記載のクーラント集中噴射ボックスにおいて、
   前記自在継手は、前記ノズル基筒および前記ノズル先端子のいずれか一方に球状に形成され内部に通路を有する雄側球状部と、前記ノズル基筒および前記ノズル先端子のいずれか他方に前記雄側球状部を包むように内面球状に形成され任意の方向へ回動可能かつ任意の角度位置で保持可能な雌側球状部とを含んで構成されている、
   ことを特徴とするクーラント集中噴射ボックス。
3. 請求項１または請求項２に記載のクーラント集中噴射ボックスにおいて、
   前記クーラントボックス本体は、底壁およびこの底壁の周囲から立ち上がった周囲壁を有する第１筐体および第２筐体の開口端を接合して形成され、
   前記第１筐体には、前記クーラント噴射ノズルが取り付けられるノズル取付孔およびこのノズル取付孔の周囲をバーリング加工により立ち上げた立上筒が形成され、この立上筒の内周に雌ねじが形成され、この雌ねじに前記クーラント噴射ノズルが螺合され、
   前記第２筐体には、前記クーラント供給配管を前記クーラントボックス本体内に接続する接続部が形成されている、
   ことを特徴とするクーラント集中噴射ボックス。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のクーラント集中噴射ボックスと、
   このクーラント噴射ボックスのクーラントボックス本体に接続されクーラントを供給するクーラント供給配管と、
   このクーラント供給配管にクーラントを供給するクーラント供給源とを備える、
   ことを特徴とするクーラント集中噴射装置。
5. 請求項４に記載のクーラント集中噴射装置において、
   前記クーラント供給配管がフレキシブル配管によって構成、または、前記クーラント供給配管と前記クーラント集中噴射ボックスとの接合部には自在継手が設けられている、
   ことを特徴とするクーラント集中噴射装置。

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