JP3390831B2 - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は切削加工に使用する
油などの塗布液を被塗物に塗布する塗布装置に関するも
ので、特に、微量の塗布液でも安定して塗布する塗布装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、金属材料、合成樹脂材料等を
切削加工する場合には、被加工物表面の潤滑及び熱発生
による変形防止と工具を保護するための冷却に潤滑油な
どの塗布液を塗布することが行なわれている。これらの
塗布液を塗布するにはポンプ等を使用して空気及び塗布
液を送り込み、加工刃物自体に設けられている吹出流路
先端の吹出孔または加工刃物から離間して別途に取付け
た吹付ノズルの先端から被加工物に塗布している。
【0003】ところで、近年環境問題、油剤の節約など
の点から塗布量を微量化し、ミスト化して使用する研究
開発が行なわれ、実施されてきている。ここで、被加工
物の大きさに応じて加工刃物や吹付ノズルを取替える
と、通常その口径も異なる。この場合、吹出空気量に合
わせて塗布液を均一にミスト化して良好な噴霧状態を得
るために、必要最小限の適量の塗布液を供給するように
油量調節バルブを操作するなどして調整することが行な
われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の油剤塗
布装置は、口径の異なる加工刃物や吹付ノズルを取替え
る度に油量調節バルブを調整し直さなければならず、或
いは、供給ポンプを使用するものではピストンの往復回
数を調整し直さなければならず、大変煩わしく面倒であ
った。また、調節操作を忘れて油剤を無駄に使用した
り、逆に噴霧不足から切削不良となることがあった。
【0005】また、塗布液が極く微量の場合には、従来
の油量調節バルブや油滴で落下させて供給する装置など
では極く微量に絞り込むことができなかったり、油剤の
供給が不連続で脈動し易く、低コストで連続して安定に
供給することはできなかった。
【0006】そこで、本発明は、加工刃物の吹出孔及び
吹付ノズルの口径を変更する度に液量調整バルブ等を調
節したりする手間を省いて自動的に安定して塗布液を供
給できるとともに、塗布量が極く微量の場合であっても
低コストで連続的に塗布液をミスト化して塗布できる塗
布装置の提供を課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る塗布装置
は、塗布用に空気供給源から送給された空気を導入して
吹出側に導く空気流路と、塗布液容器から送給された塗
布液を導入して前記空気流路の途中に設けた塗布液供給
部に送り込んで前記空気流路を通流する空気に混入させ
る塗布液流路と、前記空気流路の途中に設けられ、主流
路とこれから分岐した複数の分岐流路とで形成され、
出空気量に対応して塗布液供給部の差圧を変化せしめる
流量調節部とを備えたものである。
【0008】
【0009】請求項2に係る塗布装置は、請求項1に記
載の分岐流路の流路抵抗がそれぞれ異なるものである。
【0010】請求項3に係る塗布装置は、請求項1また
は請求項2に記載の空気流路から分岐し、空気供給源か
らの空気を前記塗布液容器内に送り込んで塗布液を圧送
する圧送流路が設けられ、前記塗布液の補給口に補給キ
ャップが着脱自在に取付けられるとともに、前記圧送流
路の途中に、補給時に前記補給キャップが取外されるこ
とに伴って前記圧送流路を遮蔽して前記塗布液の圧送を
停止する遮蔽部が設けられたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1乃至
図6に基づいて説明する。図において、塗布装置1は内
蔵する油容器11内の油Oを、図示しない空気供給源か
ら供給された空気Aを使用して圧送し、先端の加工刃物
の吹出孔または吹付ノズルから油Oのミストを吹出すも
のである。
【0012】塗布装置1の上面には補給口12から前記
油容器11内に油Oを補給するための補給キャップ13
が取外し自在に取付けられている。前記油容器11の底
部14には逆止弁15が設けられており、前記逆止弁1
5はその底面外周にOリング16が取付けられ、このO
リング16上に球体17が上方に離間自在に当接してい
る。前記逆止弁15からは立上管18が立設され、上方
の押圧バルブ19に通じている。前記押圧バルブ19は
コイルスプリング20によって弾性的に上下動できるよ
うになっている。前記押圧バルブ19の下部にはOリン
グ21が取付けられており、前記押圧バルブ19の底面
がこのOリング21と当接することにより、立上管18
から圧送されてきた油Oが前記押圧バルブ19の下部側
方に形成された通路22に流れるのを阻止している。前
記押圧バルブ19は空気供給源から供給され、パイロッ
ト流路32に流れ、制御弁51を通してバルブ開口23
に流れる空気Aによって押圧され、コイルスプリング2
0の付勢力に抗して上動できるようになっており、これ
により、油Oの通流が制御されている。
【0013】前記側方に分岐した通路22の流出側端部
には油量調節バルブ24が取付けられており、先端のプ
ランジャによって油の流量を粗調整している。前記油量
調節バルブ24で油量調整された油Oは、図2の破線矢
印で示すように、油容器11の内圧によって上方に押上
げられ、油供給路39に臨む油開口25から前記油供給
路39に供給されるようになっている。ここで、前記油
供給路39は請求項の塗布液供給部に、また、油容器1
1から逆止弁15を経て油供給路39に至る流路は請求
項の塗布液流路に相当するものである。
【0014】前記油開口25の上方に形成された前記油
供給路39から流出側には開閉バルブ41に至るまでの
間に水平面内で略く字状に屈折した通路39aが形成さ
れている。前記開閉バルブ41からは上方に一旦立上が
った後斜め下方に降下する通路26が形成され、流量調
節部27に達している。
【0015】前記流量調節部27は凹溝形成された主流
路28と、この主流路28から直角2方向に分岐する複
数の環状の分岐流路29とを備えている。本実施例では
分岐流路29は主流路28の流出側突端で直角2方向に
分岐する第1分岐流路29aを設け、以下、順次流入側
に向けて流路を長くして流路抵抗を大きくした第2分岐
流路29b、第3分岐流路29c及び第4分岐流路29
dをそれぞれ主流路28に対して直角2方向に分岐して
設けた合計4本の分岐流路で構成されている。これら4
本の分岐流路は主流路28から直角2方向に分岐した
後、合流路30に集束し、更に、ホース接続口44に連
通している。
【0016】一方、コンプレッサ等の空気供給原から供
給された空気Aについては、供給口から流入した空気A
を加工刃物の吹出孔または吹付ノズルに導く空気流路3
1が設けられているとともに、前記空気流路31から分
岐して前記押圧バルブ21及び開閉バルブ41に導くパ
イロット流路32が設けられ、また、空気流路31から
別方向に分岐して油容器11内に連通して油Oを圧送す
るための圧送流路33が設けられている。
【0017】前記開閉バルブ41はコイルスプリング4
3の付勢力に抗してパイロット流路32を流れてきた空
気Aがバルブ開口44を通して押圧することによって下
方に移動するようになっており、上下動することによっ
てこの開閉バルブ41の上面とOリング42との間隙を
開閉し、油Oを含んだ空気Aの通流を制御している。
【0018】前記合流路30の流出側のホース接続口4
5にはホース2が接続され、更に、このホース2の先端
に図示しない吹出孔を有する加工刃物または吹付ノズル
が接続されている。
【0019】前記空気流路31から分岐したパイロット
流路32の入口部に取付けられた制御弁51はこのパイ
ロット流路32への空気Aの開閉を制御し、先端からの
吹付け及び停止を行なっている。
【0020】また、塗布装置1の側方から流入した空気
流路31から分岐した圧送流路33は球体53、コイル
スプリング54及びOリング55が収容された筒体52
に接続し、更にこの筒体52の上方から側方に分岐し、
補給路56に連通した後、油容器11に接続するものと
なっている。なお、前記球体53、コイルスプリング5
4及びOリング55は請求項の遮蔽部に相当するもので
ある。
【0021】ここで、補給キャップ13が取付けられて
いるときは、図5に示すように、その下面がコイルスプ
リング54の付勢力に抗して前記球体53を押下げるの
で、矢印で示すように、空気供給源から供給された空気
Aは筒体52から補給路56内に導かれ、油容器11内
の油面を押圧し、前記油容器11内の油Oを立上管18
の上方に圧送する。一方、補給キャップ13を取外せ
ば、図6に示すように、補給キャップ13による球体5
3の押圧が解除され、前記球体53がコイルスプリング
54の付勢力によって上動し、筒体52内のOリング5
5と当接して圧送流路33がこの部分で遮断され、補給
口12から油Oを補給することができる。
【0022】次に、上記のように構成された本実施例の
塗布装置の動作を説明する。まず、図1に示すように、
制御弁51が閉の状態では、空気供給源からの空気Aは
バルブ開口23及びバルブ開口44を介して押圧バルブ
19及び開閉バルブ41を押圧しないので、コイルスプ
リング20の付勢力によって押圧バルブ19の底面がO
リング21と当接し、油容器11内の油Oがこの部分か
ら通路22を通って油供給路39内に流れるのが阻止さ
れるとともに、開閉バルブ41がコイルスプリング43
の付勢力によって上昇し、Oリング42と当接して油供
給路39からの空気A及び油Oの通流を遮断する。な
お、このとき、空気供給源の空気Aは圧送流路33内に
も流れ込み、補給キャップ13によって押下げられた球
体53とOリング55との隙間を通って補給路56を下
降し、油容器11内の油Oを押圧している。しかし、油
容器11内の油Oは油容器11に加わる空気圧によって
立上管18内を上昇しようとするが、前述のように、押
圧バルブ19の底面とOリング21とで通路が遮断され
ているので、油Oは前記押圧バルブ19の底面に到達し
た状態で停止する。
【0023】次に、図2に示すように、制御弁51を開
にすると、実線矢印で示すように、空気供給源からの空
気Aはパイロット流路32を流れ、バルブ開口23を介
して押圧バルブ19を押圧するとともに、バルブ開口4
4を介して開閉バルブ41を押圧する。これにより、押
圧バルブ19がコイルスプリング20の付勢力に抗して
押上げられるため、押圧バルブ19の底面まで到達して
いた油Oは直ちに通路22から油量調節バルブ24を通
って油開口25から油供給路39内に圧送され、この油
供給路39内を通流してきた空気A中に供給される。こ
のとき、逆止弁15の球体17は油容器11内の油Oの
流圧によって上方に浮き、Oリング16との隙間が開い
て油Oは立上管18内を上方に流れる。なお、油量調節
バルブ24は予め油Oの噴霧量に応じた開度に粗調整さ
れている。
【0024】一方、制御弁51を通った空気Aの一部は
バルブ開口44を介して開閉バルブ41を押圧するの
で、開閉バルブ41はコイルスプリング43の付勢力に
抗して下降し、これにより、開閉バルブ41の上面とO
リング42との間に隙間を生じ、通路39aの流出側通
路が開く。この結果、空気供給源から空気流路31に送
られた空気Aは油供給路39及び通路39aを流れて開
閉バルブ41の上方の隙間を通り、通路26及び流量調
節部27から合流路30を通過することになる。ここ
で、前記合流路30では分岐流路29を流れてきた空気
Aが直角2方向からこの合流路30内に流入するときに
ぶつかり合い、この作用によって空気Aと油Oとの混合
が促進し、油Oはミスト化される。前記合流路30を通
過した後は、ミスト化された油Oを含んだ空気Aはホー
ス接続口45からホース2内を流れて図示しない加工刃
物の吹出孔または吹付ノズルに導かれ、被加工物に向け
て吹出される。
【0025】次に、流量調節部27の作用について説明
する。制御弁51を開にすると、空気供給源から空気流
路31に送られ、油供給路39内を流れる空気A中に、
油容器11から圧送されてきた油Oが油開口25から前
記油供給路39内に供給され、次いで、この油供給路3
9内で油Oの混入した空気Aは、通路26を通流した
後、流量調節部27の主流路28に送り込まれる。
【0026】ここで、まず、先端の加工刃物の吹出孔ま
たは吹付ノズルの口径が3mmと大きい場合には、当然空
気流路31内を通流する空気Aの量も多いものとなる。
このとき、通路26から流量調節部27に送り込まれ
た、油Oを含んだ空気Aは、図3の矢印で示すように、
主流路28を流れるが、全体的に空気量が多いので、突
端に一番近い第1分岐流路29aの他、第2分岐流路2
9b、第3分岐流路29c及び第4分岐流路29dにも
流れる。そして、その後は、各分岐流路を通過した空気
A及び油Oは合流路30に集束し、直角2方向から流入
する空気A同士がぶつかり合って油Oはミスト化され、
ホース接続口45に導かれる。ここで、空気供給源から
送られてきた空気Aは前記流量調節部27の部分で絞り
込まれるものの後述の口径が1mmと小さい場合との比較
においては多量の空気Aが流れるから、油供給路39内
の気圧は口径が1mmの場合よりも大きく低下し、供給圧
に対する差圧も大きいものとなる。その結果、油容器1
1に加わる空気圧によって圧送された油Oが油開口25
に押上げられて油供給路39内に送り込まれる量も口径
が1mmの場合と比較して多いものとなる。
【0027】次に、加工刃物の吹出孔または吹付ノズル
の口径が1mmと小さい場合には、空気流路31内を通流
する空気Aの量も少ないものである。このとき、通路2
6から流量調節部27に送り込まれた、油Oを含んだ空
気Aは、図4の矢印で示すように、主流路28を流れ、
突端に衝突して一番手前の直角2方向に分岐する第1分
岐流路29aに流れる。ここで、主流路28を流れてき
た空気Aは他の分岐流路内にも流入し得るが、全体的に
通流する空気量が少ないこと、他の分岐流路における入
口から合流路30に至るまでの流路が第1分岐流路29
aよりも長く、流通抵抗が大きいことに加え、空気Aの
流れの慣性によって大半は第1分岐流路29aに流れ、
他の分岐流路は極く僅か流れる。その後、分岐流路29
を通過した空気A及び油Oは合流路30に集束し、油O
はミスト化されてホース接続口45に導かれる。ここ
で、油供給路39内を流れる空気量は全体的に少なく、
また、流量調節部27で絞り込まれることによって、前
述の口径が3mmで大きい場合との比較においては油供給
路39内の気圧の低下は小さく、供給圧に対する差圧も
小さいものとなる。その結果、油容器11から圧送され
た油Oが油開口25に押上げられ、油供給路39内に送
り込まれる量も口径が3mmと比較して少ないものとな
り、加工刃物の吹出孔または吹付ノズルから被加工物に
向けて吹付けられる空気A中の油Oも吹付空気量にほぼ
比例して極く微量がミスト化されて塗布されることにな
る。
【0028】なお、加工刃物の吹出孔または吹付ノズル
の口径が1mmと3mmとの間にある場合には、流量調節部
27の分岐流路29を通流する空気Aは第1分岐流路2
9a及び第2分岐流路29b、または、第1分岐流路2
9a、第2分岐流路29b及び第3分岐流路29cに流
れることになる。
【0029】このようなことで、空気流路31の途中に
設けられた流量調節部27は、この部分で空気流量を絞
り込む通気弁として機能し、加工刃物の吹出孔または吹
付ノズルの口径が大きい場合には、空気A及び油Oは流
量調節部27の全ての分岐流路29を流れ、逆に、小さ
い場合には、流量調節部27の分岐流路29を通流する
空気量は少なく、ほとんどが第1分岐流路29aのみを
流れることとなる。なお、もし、通気弁として機能する
流量調節部27がなければ、最終出口部分のみで流路が
絞り込まれることになって空気流路31の途中の油供給
路39内では気圧の低下はほとんどないから、油供給路
39に空気Aが流れても、油Oは前記油供給路39内に
はほとんど押出されず、供給されないことになる。しか
し、本発明では、前述の流量調節部27が設けられてい
ることにより、この部分で流路が絞られ、差圧が生じる
こととなって、油容器11内の油Oは油開口25から微
量ずつ連続的に油供給路39内に供給されることにな
る。
【0030】このように、本実施例の塗布装置は、塗布
用に空気供給源から送給された空気を導入して吹出側に
導く空気流路31と、油容器11から送給された油Oを
導入して前記空気流路31の途中に設けた油供給路39
に送り込んで前記空気流路31を通流する空気Aに混入
させる油流路と、前記空気流路31の途中に設けられ、
吹出空気量に対応して油供給路39に生ずる差圧を変化
せしめる流量調節部27とを備えたものである。
【0031】したがって、流量調節部27により、被加
工物に吹出される空気量に対応してその空気A中の油O
のミスト量もほぼ比例して変化し、吹出空気量が微量で
あっても、それに対応して微量の油Oが均一にミスト化
されて吹付けられる。このため、近年は、塗布する油が
微量化する傾向にあるが、この場合においても、吹出空
気量に対応して均一にかつ空気供給源の脈動等の影響を
受けることなく安定して油Oを塗布できる。また、油流
路の途中に油滴落下によって油Oを断続的に供給する装
置を設けることなく、油容器11内からの圧送と分岐流
路を備えた流量調節部27との作用によって連続的に安
定して微量の油Oを油供給路39の空気A中に供給でき
る。これにより、被加工物には過不足なく最適な油量で
吹出されるので、良好な潤滑状態が得られるとともに、
過剰な油Oのミストが散布されることによる作業環境の
悪化も防止できる。
【0032】特に、流量調節部27は主流路28及び複
数の分岐流路のみで形成され、流量調節は分岐流路の流
路長、流路断面形状等による流通抵抗や流れの慣性等の
作用のみによって加工刃物の吹出孔や吹付ノズルの口径
に応じた空気A及び油Oの流量が自動的に調節される。
このため、弁、パッキング等複数の部品で構成して流量
調節を行なう従来のバルブでは、その内部に組込まれた
スプリングやゴムシール弁等における弾性係数のばらつ
きなどにより、装置を製作した後、全数について検査及
び調整する作業を余儀なくされ、その工数も多大であっ
たが、本発明ではそのような部品は全く不要で、単に切
削加工によって精度の高い流量調節部27を形成でき
る。したがって、製品間のばらつきがなく、製作後の装
置の検査及び調整作業を省くことができ、工数を削減で
きる。このようなことから、コストを下げ、軽量化でき
るとともに、故障のない安定した装置を提供できる。そ
して、口径の異なる加工刃物及び吹付ノズルを交換して
も自動的に吹出空気量に合致した油Oのミスト濃度を得
ることができるので、加工刃物等を交換する度に油量調
節バルブ24を調整し直したり、供給ポンプのピストン
の往復回数を調整し直したりする手間は全く不要であ
る。
【0033】また、油容器11の底部14に逆止弁15
が設けられている。したがって、運転停止直後立上管1
8内の油Oが油容器11内に戻ってしまうのが阻止さ
れ、油Oは押圧バルブ19の底面まで充填された状態で
停止しているから、再起動したときに、速やかに油Oは
油開口25から油供給路39内に供給されることになる
ので、被加工物に向けて吹付けた直後に油Oのない状態
で空気Aのみが吹付けられる不具合を回避できる。
【0034】ところで、上記実施例の流量調節部27の
分岐流路29は、主流路28より通流断面積を小さくし
た4本の環状の分岐流路で形成しているが、本発明を実
施する場合には、これに限られるものではなく、その分
岐数、流路形状、溝の形状、深さ等は空気A及び油Oの
吹付量、吹付圧等に応じて適宜設定すればよい。また、
溝形状、深さも全長に至って一定である必要はなく、途
中で変化させてもよい。
【0035】更に、上記実施例では、塗布液として、油
Oを用いたものを示しているが、これに限られるもので
はなく、空気を使用してミスト状に塗布する各種の液材
に適用することができる。
【0036】
【発明の効果】以上のように、請求項1及び請求項2
係る塗布装置は、塗布用に空気供給源から送給された空
気を導入して吹出側に導く空気流路と、塗布液容器から
送給された塗布液を導入して前記空気流路の途中に設け
た塗布液供給部に送り込んで前記空気流路を通流する空
気に混入させる塗布液流路と、前記空気流路の途中に設
けられ、主流路とこれから分岐した複数の分岐流路とで
形成され、吹出空気量に対応して塗布液供給部の差圧を
変化せしめる流量調節部とを備えたものである。
【0037】したがって、流量調節部が設けられている
ことにより、被加工物に吹出される吹出空気量に対応し
てその空気中の油のミスト量もほぼ比例して変化し、油
の塗布量が微量であっても、常に空気中の油のミスト量
は一定で均一なものとなる。これにより、被加工物には
過不足なく最適な油量で吹出されるので、良好な潤滑状
態が得られるとともに、過剰な油のミストが散布される
ことによる作業環境の悪化も防止できる。特に、流量調
節部は弁などの部品を全く使用することなく構成されて
いるから、製品間のばらつきがなく、製品の検査及び調
整作業を不要とすることができ、コストを低減できると
ともに、軽量化できる。また、故障のない安定した装置
を提供できる。そして、口径の異なる加工刃物及び吹付
ノズルを交換しても自動的に吹出空気量に合致した油の
ミスト濃度を得ることができるので、加工刃物等を交換
する度に油量調節バルブを調整し直したり、供給ポンプ
のピストンの往復回数を調整し直したりする手間は全く
不要となる。
【0038】請求項3に係る塗布装置は、請求項1また
は請求項2に記載の空気流路から分岐した圧送流路の途
中に、補給時に前記補給キャップが取外されることに伴
って前記圧送流路を遮蔽して前記塗布液の圧送を停止す
る遮蔽部が設けられたものである。したがって、特に、
補給キャップを取外すことによって圧送流路を遮蔽し、
補給口から塗布液を補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の塗布装置における塗布停止
時の状態を示す断面図である。
【図2】 図1の塗布装置における塗布時の状態を示す
断面図である。
【図3】 図1のB−B切断線による断面図である。
【図4】 図2のC−C切断線による断面図である。
【図5】 図1の油の補給口を示す断面図である。
【図6】 図5の油の補給口の補給時における状態を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 塗布装置 11 油容器 15 逆止弁 19 押圧バルブ 20、43 コイルスプリング 21、42 Oリング 27 流量調節部 28 主流路 29 分岐流路 31 空気流路 39 油供給路 41 開閉バルブ A 空気 O 油
フロントページの続き (56)参考文献 国際公開99/61163(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05B 7/32 B23Q 11/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗布用に空気供給源から送給された空気
    を導入して吹出側に導く空気流路と、 塗布液容器から送給された塗布液を導入して前記空気流
    路の途中に設けた塗布液供給部に送り込んで前記空気流
    路を通流する空気に混入させる塗布液流路と、 前記空気流路の途中に設けられ、主流路とこれから分岐
    した複数の分岐流路とで形成され、吹出空気量に対応し
    て塗布液供給部の差圧を変化せしめる流量調節部とを具
    備することを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項2】 前記分岐流路は、流路抵抗がそれぞれ異
    なることを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。
  3. 【請求項3】 前記空気流路から分岐し、空気供給源か
    らの空気を前記塗布液容器内に送り込んで塗布液を圧送
    する圧送流路が設けられ、 前記塗布液の補給口に補給キャップが着脱自在に取付け
    られるとともに、 前記圧送流路の途中に、補給時に前記補給キャップが取
    外されることに伴って前記圧送流路を遮蔽して前記塗布
    液の圧送を停止する遮蔽部が設けられたことを特徴とす
    る請求項1または請求項2に記載の塗布装置。
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