JP4204356B2 - ミストクーラント装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミストクーラント装置に係り、特に、クーラント液の液だれを確実に防止できるようにしたミストクーラント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械による切削加工では、切削工具の刃先の潤滑と冷却を兼ねてクーラントを供給している。このクーラントの供給方式には、主軸頭の端面に設けられたクーラントノズルから、刃先に向けてクーラント液を供給する外部供給方式や、主軸内部からツールホルダなどを通して供給する内部供給方式がある。
【０００３】
クーラントを大量に使用する機械では、クーラントの一部が周囲に飛散し作業環境を悪くしたり、ワークにクーラントが付着したり、加工した溝に溜まってしまうことがあり、クーラントの廃液処理が問題となる。このため、近年ではクーラントを液体の状態で供給する替わりに、ミスト化したクーラントを供給する方式が普及しつつある。
【０００４】
従来、クーラントをミスト化するには、エアを送り込んで液状のクーラントを霧化するミキシング部を設け、送り込んだエアといっしょにノズルからミスト化したクーラントを噴出させている。
【０００５】
この種のミストクーラント装置で問題となるのは、加工を停止している間のクーラントの液漏れである。このようなクーラントの液漏れを防止する従来技術としては、例えば、切削液押出し手段をミスト発生装置の近傍に設け、切削液供給ラインを通しての切削液の供給が絶たれたときに、切削液に含まれる空気粒の影響を受けることなく直ちに弁通路を閉鎖することにより、液だれを防止するものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３０８９４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、クーラント液のミキシング部からの逆流を防止するために、クーラントの供給管には、逆止弁が設けられている。この逆止弁は、クーラント液の圧力の作用で開き、クーラント液がミキシング部への方向のみに流れるようになっている。
【０００８】
ところが、立形の大型工作機械、例えば、門形工作機械では、この構造的な制約から、主軸先端側に向かって鉛直方向に延びるように、クーラント供給管が主軸頭に配管されている。
【０００９】
したがって、クーラント液の供給ポンプが停止していても、逆止弁には、クーラント供給配管内にあるクーラント液の水頭圧が常に作用していることになる。そして、主軸頭が大型であれば、鉛直に延びる供給管の長さが長くなり、それに比例して水頭圧も増大する。逆止弁が水頭圧で僅かに開く結果として、クーラント液がクーラントノズルからたれ落ちることがあり、切削剤の無駄にし、作業環境を汚染する原因となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、クーラント供給配管内に残留するクーラント液が逆止弁から漏れ出て、クーラントノズルからたれ落ちる現象を確実に防止することができるようにしたミストクーラント装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、クーラント液を圧縮エアで霧化させるミスト生成部と、クーラント液をミスト生成部に供給するクーラント液供給配管と、前記ミスト生成部にエアを供給するエア供給配管と、前記ミスト生成部で発生したミストクーラントを工作機械の切削工具に指向させて噴出するノズルと、を有するミストクーラント装置において、パイロット圧で開くパイロット付逆止め弁を前記ミスト生成部の上流で前記クーラント液供給配管に設けるとともに、前記エア供給配管からそのパイロット圧を取り込むようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、エア供給配管へのエアの供給が止まっている状態では、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁は、クーラント供給配管内にに残留しているクーラント液がミスト生成部へ漏出するのを確実に阻止する。
【００１３】
また、本発明の好適な実施形態によれば、前記ノズルは、主軸の軸方向が鉛直方向と平行な立形工作機械の主軸頭に配置され、前記クーラント液供給配管が主軸頭に沿って鉛直方向に延びる鉛直配管部を有するようになっている。本発明のミストクーラント装置は、立形の工作機械に適用した場合にクーラント液漏出の防止効果が大きい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるミストクーラント装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態によるミストクーラント装置の系統図である。この実施形態は、門形工作機械のような立形の工作機械にミストクーラント装置を適用した実施の形態であり、参照符号１０は、門形工作機械の主軸頭を示している。１２ａ、１２ｂは、ミストクーラント装置のノズルを示している。１４は、圧縮エア供給源を示し、１６は、クーラント液を貯留しているクーラントタンクを示している。
【００１５】
圧縮エア供給源１４から延びるエア供給配管には、クーラントタンク１６に設けられたクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂに動力のエアを供給するエア供給配管１７と、ミスト生成部１８ａ、１８ｂにクーラント液を霧化させるためのエアを供給するエア供給配管１９がある。
【００１６】
エア供給配管１７には、ノーマルクローズド形の第１のソレノイドバルブ２１が設けられており、この第１ソレノイドバルブ２１が開くと、それぞれクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂにエアが送られて駆動され、クーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂは、クーラント液をクーラント液供給配管２０ａ、２０ｂを通してミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給する。
【００１７】
ミスト生成部１８ａ、１８ｂにエアを供給するエア供給配管１９には、ノーマルクローズド形の第２のソレノイドバルブ２２が設けられており、この第２ソレノイドバルブ２２が開かれると、エア供給配管１９を通ってエアがそれぞれミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給されるようになっている。
【００１８】
この実施形態のように、門形工作機械の主軸頭１０は、クロスレールに沿って移動するサドルに取り付けられており、主軸頭１０に配する各種配管やケーブルはまとめて主軸頭の最上部にある中継部から各所に延びるようになっている。クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂの場合、主軸頭１０に沿って鉛直配管部２４ａ、２４ｂとなって主軸頭１０の下部まで鉛直方向に延びている。そして、この鉛直配管部２４ａ、２４ｂの終端にミスト生成部１８ａ、１８ｂが設けられ、さらにミスト生成部１８ａ、１８ｂにノズル１２ａ、１２ｂが接続されている。
【００１９】
ミスト生成部１８ａ、１８ｂでは、エアとクーラント液が同時に供給されると、クーラント液は霧化されたミストクーラントとなって、エアに混じってノズル１２ａ、１２ｂから主軸に装着されている切削工具５０の刃先に向けて噴出される。
【００２０】
クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂの鉛直配管部２４ａ、２４ｂでは、ミスト生成部１８ａ、１８ｂの直近上流側にパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂが設けられている。この場合、パイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂは、ミスト生成部１８ａ、１８ｂへのクーラント液の流入を阻止する弁体をもち、パイロット圧で開いたときのにみ、ミスト生成部１８ａ、１８ｂにクーラント液を供給する方向のクーラント液の流れを許容し、パイロット圧は、エア供給配管１９から取り込むようになっている。
【００２１】
なお、図１において、３０はリリーフ弁、３２は、エアの流量を調整する弁である。
【００２２】
本実施形態によるミストクーラント装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
第１ソレノイドバルブ２１が励磁されて開くと、クーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂが作動する。このクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂから吐出されたクーラント液は、クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂを通して圧送される。このとき、第２ソレノイドバルブ２２は励磁されて開いているので、エア供給配管１９からミスト生成部１８ａ、１８ｂにエアが供給されるとともに、パイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂにパイロット圧がかかり開くので、クーラント液がミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給される。これによって、切削加工の間は、ミスト生成部１８ａ、１８ｂで生成されたミストクーラントがエアに混じってノズル１２ａ、１２ｂから切削工具５０の刃先に向けて噴き付けられる。
【００２３】
これに対して、切削加工を停止している間は、第１ソレノイドバルブ２１、第２ソレノイドバルブ２２ともに消磁されて閉じ、クーラント液とエアの供給は停止される。
【００２４】
クーラント液の供給が停止されても、クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂにはクーラント液は残留しており、主軸頭１０にそった鉛直配管部２４ａ、２４ｂでは、主軸頭１０の長さにほぼ相当する高さの水頭圧が生じ、この水頭圧はパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂに作用することになる。
【００２５】
しかしながら、第２ソレノイドバルブ２２が閉じてエア供給配管１９へのエアの供給が止まっている状態では、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂは、鉛直配管部２０ａ、２０ｂに残留しているクーラント液がミスト生成部１８ａ、１８ｂへ漏出するのを確実に阻止するので、クーラント液がノズル１２ａ、１２ｂからたれ落ちることがなくなり、テーブル回りはクーラント液によって汚染されることがない。
【００２６】
以上、本発明に係るミストクーラント装置について、立形の工作機械に適用した実施形態を挙げて説明したが、本発明は、本発明のミストクーラント装置は、横形の工作機械に対しても適用しクーラント液の液だれを防止できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁は、残留しているクーラント液がミスト生成部へ漏出するのを確実に阻止するので、クーラント液がノズルからたれ落ちることを確実になくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるミストクーラント装置の一実施形態を示す系統図。
【符号の説明】
１０ 主軸頭
１２ａ、１２ｂ ノズル
１８ａ、１８ｂ ミスト生成部
１９ エア供給配管
２０ａ、２０ｂ クーラント液供給配管
２１ 第１ソレノイドバルブ
２２ 第２ソレノイドバルブ
２４ａ、２４ｂ 鉛直配管部
２６ａ、２６ｂ パイロット付逆止め弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミストクーラント装置に係り、特に、クーラント液の液だれを確実に防止できるようにしたミストクーラント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械による切削加工では、切削工具の刃先の潤滑と冷却を兼ねてクーラントを供給している。このクーラントの供給方式には、主軸頭の端面に設けられたクーラントノズルから、刃先に向けてクーラント液を供給する外部供給方式や、主軸内部からツールホルダなどを通して供給する内部供給方式がある。
【０００３】
クーラントを大量に使用する機械では、クーラントの一部が周囲に飛散し作業環境を悪くしたり、ワークにクーラントが付着したり、加工した溝に溜まってしまうことがあり、クーラントの廃液処理が問題となる。このため、近年ではクーラントを液体の状態で供給する替わりに、ミスト化したクーラントを供給する方式が普及しつつある。
【０００４】
従来、クーラントをミスト化するには、エアを送り込んで液状のクーラントを霧化するミキシング部を設け、送り込んだエアといっしょにノズルからミスト化したクーラントを噴出させている。
【０００５】
この種のミストクーラント装置で問題となるのは、加工を停止している間のクーラントの液漏れである。このようなクーラントの液漏れを防止する従来技術としては、例えば、切削液押出し手段をミスト発生装置の近傍に設け、切削液供給ラインを通しての切削液の供給が絶たれたときに、切削液に含まれる空気粒の影響を受けることなく直ちに弁通路を閉鎖することにより、液だれを防止するものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３０８９４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、クーラント液のミキシング部からの逆流を防止するために、クーラントの供給管には、逆止弁が設けられている。この逆止弁は、クーラント液の圧力の作用で開き、クーラント液がミキシング部への方向のみに流れるようになっている。
【０００８】
ところが、立形の大型工作機械、例えば、門形工作機械では、この構造的な制約から、主軸先端側に向かって鉛直方向に延びるように、クーラント供給管が主軸頭に配管されている。
【０００９】
したがって、クーラント液の供給ポンプが停止していても、逆止弁には、クーラント供給配管内にあるクーラント液の水頭圧が常に作用していることになる。そして、主軸頭が大型であれば、鉛直に延びる供給管の長さが長くなり、それに比例して水頭圧も増大する。逆止弁が水頭圧で僅かに開く結果として、クーラント液がクーラントノズルからたれ落ちることがあり、切削剤の無駄にし、作業環境を汚染する原因となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、クーラント供給配管内に残留するクーラント液が逆止弁から漏れ出て、クーラントノズルからたれ落ちる現象を確実に防止することができるようにしたミストクーラント装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、クーラント液を圧縮エアで霧化させるミスト生成部と、クーラント液をミスト生成部に供給するクーラント液供給配管と、前記ミスト生成部にエアを供給するエア供給配管と、前記ミスト生成部で発生したミストクーラントを工作機械の切削工具に指向させて噴出するノズルと、を有するミストクーラント装置において、パイロット圧で開くパイロット付逆止め弁を前記ミスト生成部の上流で前記クーラント液供給配管に設けるとともに、前記エア供給配管からそのパイロット圧を取り込むようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、エア供給配管へのエアの供給が止まっている状態では、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁は、クーラント供給配管内にに残留しているクーラント液がミスト生成部へ漏出するのを確実に阻止する。
【００１３】
また、本発明の好適な実施形態によれば、前記ノズルは、主軸の軸方向が鉛直方向と平行な立形工作機械の主軸頭に配置され、前記クーラント液供給配管が主軸頭に沿って鉛直方向に延びる鉛直配管部を有するようになっている。本発明のミストクーラント装置は、立形の工作機械に適用した場合にクーラント液漏出の防止効果が大きい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるミストクーラント装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態によるミストクーラント装置の系統図である。この実施形態は、門形工作機械のような立形の工作機械にミストクーラント装置を適用した実施の形態であり、参照符号１０は、門形工作機械の主軸頭を示している。１２ａ、１２ｂは、ミストクーラント装置のノズルを示している。１４は、圧縮エア供給源を示し、１６は、クーラント液を貯留しているクーラントタンクを示している。
【００１５】
圧縮エア供給源１４から延びるエア供給配管には、クーラントタンク１６に設けられたクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂに動力のエアを供給するエア供給配管１７と、ミスト生成部１８ａ、１８ｂにクーラント液を霧化させるためのエアを供給するエア供給配管１９がある。
【００１６】
エア供給配管１７には、ノーマルクローズド形の第１のソレノイドバルブ２１が設けられており、この第１ソレノイドバルブ２１が開くと、それぞれクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂにエアが送られて駆動され、クーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂは、クーラント液をクーラント液供給配管２０ａ、２０ｂを通してミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給する。
【００１７】
ミスト生成部１８ａ、１８ｂにエアを供給するエア供給配管１９には、ノーマルクローズド形の第２のソレノイドバルブ２２が設けられており、この第２ソレノイドバルブ２２が開かれると、エア供給配管１９を通ってエアがそれぞれミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給されるようになっている。
【００１８】
この実施形態のように、門形工作機械の主軸頭１０は、クロスレールに沿って移動するサドルに取り付けられており、主軸頭１０に配する各種配管やケーブルはまとめて主軸頭の最上部にある中継部から各所に延びるようになっている。クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂの場合、主軸頭１０に沿って鉛直配管部２４ａ、２４ｂとなって主軸頭１０の下部まで鉛直方向に延びている。そして、この鉛直配管部２４ａ、２４ｂの終端にミスト生成部１８ａ、１８ｂが設けられ、さらにミスト生成部１８ａ、１８ｂにノズル１２ａ、１２ｂが接続されている。
【００１９】
ミスト生成部１８ａ、１８ｂでは、エアとクーラント液が同時に供給されると、クーラント液は霧化されたミストクーラントとなって、エアに混じってノズル１２ａ、１２ｂから主軸に装着されている切削工具５０の刃先に向けて噴出される。
【００２０】
クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂの鉛直配管部２４ａ、２４ｂでは、ミスト生成部１８ａ、１８ｂの直近上流側にパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂが設けられている。この場合、パイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂは、ミスト生成部１８ａ、１８ｂへのクーラント液の流入を阻止する弁体をもち、パイロット圧で開いたときのにみ、ミスト生成部１８ａ、１８ｂにクーラント液を供給する方向のクーラント液の流れを許容し、パイロット圧は、エア供給配管１９から取り込むようになっている。
【００２１】
なお、図１において、３０はリリーフ弁、３２は、エアの流量を調整する弁である。
【００２２】
本実施形態によるミストクーラント装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
第１ソレノイドバルブ２１が励磁されて開くと、クーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂが作動する。このクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂから吐出されたクーラント液は、クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂを通して圧送される。このとき、第２ソレノイドバルブ２２は励磁されて開いているので、エア供給配管１９からミスト生成部１８ａ、１８ｂにエアが供給されるとともに、パイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂにパイロット圧がかかり開くので、クーラント液がミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給される。これによって、切削加工の間は、ミスト生成部１８ａ、１８ｂで生成されたミストクーラントがエアに混じってノズル１２ａ、１２ｂから切削工具５０の刃先に向けて噴き付けられる。
【００２３】
これに対して、切削加工を停止している間は、第１ソレノイドバルブ２１、第２ソレノイドバルブ２２ともに消磁されて閉じ、クーラント液とエアの供給は停止される。
【００２４】
クーラント液の供給が停止されても、クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂにはクーラント液は残留しており、主軸頭１０にそった鉛直配管部２４ａ、２４ｂでは、主軸頭１０の長さにほぼ相当する高さの水頭圧が生じ、この水頭圧はパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂに作用することになる。
【００２５】
しかしながら、第２ソレノイドバルブ２２が閉じてエア供給配管１９へのエアの供給が止まっている状態では、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂは、鉛直配管部２０ａ、２０ｂに残留しているクーラント液がミスト生成部１８ａ、１８ｂへ漏出するのを確実に阻止するので、クーラント液がノズル１２ａ、１２ｂからたれ落ちることがなくなり、テーブル回りはクーラント液によって汚染されることがない。
【００２６】
以上、本発明に係るミストクーラント装置について、立形の工作機械に適用した実施形態を挙げて説明したが、本発明は、本発明のミストクーラント装置は、横形の工作機械に対しても適用しクーラント液の液だれを防止できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁は、残留しているクーラント液がミスト生成部へ漏出するのを確実に阻止するので、クーラント液がノズルからたれ落ちることを確実になくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるミストクーラント装置の一実施形態を示す系統図。
【符号の説明】
１０ 主軸頭
１２ａ、１２ｂ ノズル
１８ａ、１８ｂ ミスト生成部
１９ エア供給配管
２０ａ、２０ｂ クーラント液供給配管
２１ 第１ソレノイドバルブ
２２ 第２ソレノイドバルブ
２４ａ、２４ｂ 鉛直配管部
２６ａ、２６ｂ パイロット付逆止め弁
Claims (2)
- クーラント液を圧縮エアで霧化させるミスト生成部と、クーラント液をミスト生成部に供給するクーラント液供給配管と、前記ミスト生成部にエアを供給するエア供給配管と、前記ミスト生成部で発生したミストクーラントを工作機械の切削工具に指向させて噴出するノズルと、を有するミストクーラント装置において、
パイロット圧で開くパイロット付逆止め弁を前記ミスト生成部の上流で前記クーラント液供給配管に設けるとともに、前記エア供給配管からそのパイロット圧を取り込むようにしたことを特徴とするミストクーラント装置。 - 前記ノズルは、主軸の軸方向が鉛直方向と平行な立形工作機械の主軸頭に配置され、前記クーラント液供給配管が主軸頭に沿って鉛直方向に延びる鉛直配管部を有することを特徴とする請求項１に記載のミストクーラント装置。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN109262362B (zh) * | 2018-10-15 | 2024-05-14 | 乔治费歇尔机床(常州)有限公司 | 一种加工中心冷却液急停装置 |
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- 2003-03-10 JP JP2003063849A patent/JP4204356B2/ja not_active Expired - Fee Related
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