JP4974644B2

JP4974644B2 - クーラント供給装置

Info

Publication number: JP4974644B2
Application number: JP2006295507A
Authority: JP
Inventors: 仁士倉澤; 英雄小松原
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP2008110440A

Description

本発明は、工作機械や成形機械の各部に気体又は液体のクーラントを噴射するクーラント供給装置に関する。

一般に、マシニングセンタ、旋盤、研削盤等の工作機械によるワークの加工中は、ワーク及び工具の過熱防止や切屑除去等の目的でクーラントを噴射する。特にワークを固定するテーブルに切屑が付着したままであると、ワークの取付け精度の悪化につながる虞があるので、クーラントの噴射には種々の工夫がなされている。例えば特許文献１に記載の技術（第１の従来技術）では、揺動可能なノズルを設け、当該ノズルの向きを制御することによりワークやテーブル上面、また、スプラッシュガード内面を効率的に清掃することが図られている。

図７は、従来の一般的なクーラント噴射手段の例を示す図である。噴射手段１００は、クーラントが流れるパイプ１０２と、パイプ１０２の適所に取り付けられた複数のノズル１０４とを有する。クーラントは、図示しないクーラント吐出手段からパイプ１０２の入口１０６へ供給される。各ノズル１０４は、クーラントを所定の方向に噴射し、工作機械のスプラッシュガード内面１０８や図示しないテーブルを洗浄するように構成される。あるいは、ノズル１０４を使用せずに単にパイプ１０２に孔を開けただけのものもある。

特開平１０−１８０５８５

良好な洗浄効果を得るためには、クーラントを洗浄対象に遍く行き渡らせる（拡散させる）必要がある。しかし、図７に示したような構造の噴射手段でこのことを実現しようとすると、かなりの個数のノズルが必要となる。各々がクーラントを放射状に噴射できるタイプのノズルも市販されているが、そのようなノズルは一般に高価であり、またそのようなノズルをパイプに複数取り付ける加工も手間及びコストがかかる。さらに、図７のような構成ではパイプ１０２自身に堆積した切屑を除去することは難しいという問題もあった。また、特許文献１に記載の構成では、加工室全体を清掃することが可能であるが、ノズルの向きを制御する制御手段が別途必要であり、工作機械全体の構造が複雑となってしまう問題点があった。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、安価かつ簡易な構造で広範囲にクーラントを噴射することができるクーラント供給装置を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するため、本発明によれば、クーラントを吐出するクーラント吐出手段と、前記クーラント吐出手段に接続されクーラントを流通させる管路と、前記管路に接続されクーラントを噴射するクーラント噴射手段とからなるクーラント供給装置において、前記クーラント噴射手段は、細長の板状に形成され、その周縁端面に複数の細長矩形の噴射口を開口し、その上面に向けて開口するスリットを設け、前記管路と前記複数の噴射口及び前記スリットとを連通させて、前記複数の細長矩形の噴射口からクーラントを噴射するとともに、前記スリットから前記クーラント噴射手段の上面にクーラントを噴射するように構成したクーラント供給装置が提供される。これにより、クーラント吐出手段から管路を通ってクーラント噴射手段に流入したクーラントは、細長矩形の噴射口から幅広に噴射される。

また、本発明によれば、前記クーラント噴射手段は、少なくとも２枚の板状部材を重ね合わせて構成し、重ね合わせた板状部材の端面に複数の細長矩形の噴射口が形成され、前記板状部材を重ね合わせた内部に前記管路及び前記複数の噴射口と連通してクーラントを流通させるチャンバ部を設け、前記板状部材の上面の端部に該上面に向けてクーラントが噴射されるように開口され、前記チャンバ部と連通するスリットをさらに設けたクーラント供給装置が提供される。これにより、クーラントは、クーラント噴射手段のチャンバ部を流通して複数の細長矩形の噴射口から噴射される。

また、本発明によれば、前記クーラント噴射手段は、第１、第２及び第３の３枚の板状部材を重ね合わせて構成し、前記噴射口は、外周部に複数の切欠きを有する前記第２の板状部材を前記第１の板状部材と前記第３の板状部材との間にはさみ込むことによって形成され、前記チャンバ部は、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間又は前記第２の板状部材と前記第３の板状部材との間に、前記第２の板状部材の複数の切欠きと連通して設けられ、前記スリットは、前記クーラント噴射手段の上側の前記第１の板状部材又は前記第３の板状部材の上面端部に幅方向に亘って開口されるクーラント供給装置が提供される。これにより、クーラントは、クーラント噴射手段のチャンバ部及び第２の板状部材に形成された切欠きを流通して噴射される。

本発明に係るクーラント供給装置のクーラント噴射手段は、全体として細長の板状に形成されているので、厚みが薄く、他の物と干渉しにくい。また、細長矩形の噴射口からクーラントが噴射されるので、クーラントが幅広に拡散して噴射され、かつ、噴射口が複数設けられているので広い範囲にわたって切屑等の異物を除去できる。クーラント噴射手段を少なくとも２枚の板状部材を重ね合わせて構成することにより、細長矩形の噴射口及びチャンバ部の製作が容易となる。特に第１、第２及び第３の３枚の板状部材を重ね合わせて構成すると、矩形の噴射口は第２の板状部材の切欠きにより形成できるので、さらに製作が容易となり、クーラント供給装置が安価となる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るクーラント供給装置のクーラント噴射手段１１の分解斜視図である。クーラント噴射手段１１は、入口開口部１３を備えた略矩形の下板１５と、下板１５に重ね合わされ、入口開口部１３に連通する貫通孔１７を有する中板１９と、中板１９の下板１５に重ね合わされた面とは反対側の面に重ね合わされた上板２１とを有する。図示するように、下板１５及び上板２１の平面形状は概ね等しく、中板１９はその平面形状の周縁の一部を切除して形成される複数の切欠き２３を有する。なお下板１５、中板１９及び上板２１の各々は、加工が容易な板金等から作製され、互いに溶接されてもよいし、ねじ（図示せず）等の公知の手段により締結されてもよい。

また上板２１は、中板１９の貫通孔１７及び切欠き２３に連通するチャンバ部２５を、中板１９と共に形成する。具体的には、図２のIII−III線に沿った断面図３に示すように、上板２１は実質平坦な板金等の板部材２７及び板部材２７の周縁に取り付けられた枠部材２９を有し、チャンバ部２５は板部材２７及び枠部材２９、並びに中板１９によって形成される。また図２に示すように、中板１９の切欠き２３の各々の一部は枠部材２９の内周よりも内側に延在し、チャンバ部２５と連通する。従って入口開口部１３から供給されるクーラントは中板１９の貫通孔１７を通ってチャンバ部２５内に流入し、切欠き２３の各々から外部に吐出される。下板１５と上板２１とにはさまれた切欠き２３を正面から見ると、細長の矩形をした開口であり、これが請求項に記載のクーラント噴射口である。尚、チャンバ部２５は、厚めの板部材の中央部を削り、くぼみ状に形成してもよいし、複数の切欠き２３に連通する環状溝としてもよい。

図４は、本発明に係るクーラント噴射手段１１を工作機械に適用した例を示す図である。クーラント噴射手段１１は、工作機械５１のスプラッシュガードの内面５３への切屑の堆積防止又は堆積した切屑の除去に使用される。図示するように、クーラント噴射手段１１はその下板１５がスプラッシュガード内面５３に面するように配置され、概略図示したクーラント供給装置から下板１５の入口開口部１３にクーラントが供給される。

クーラント噴射手段１１へのクーラントの供給は種々の公知の方法によって行われる。例えば、所定量のクーラントを概略図示したタンク５５に貯蔵し、クーラント吐出手段であるポンプ５７によって管路５９を経由してクーラント噴射手段１１の入口開口部１３に送られる。管路５９と入口開口部１３は、コネクタ３１（図１及び図３参照）等を用いて接続される。入口開口部１３を通過したクーラントは中板１９の貫通孔１７を通り、上述のチャンバ部２５内に流入する。チャンバ部２５内に流入したクーラントは、中板１９の切欠き２３からスプラッシュガード内面５３に沿って拡がるように放散される。放散されたクーラントは再びタンク５５に戻すことができ、全体としてクーラントの循環路が構成される。なおポンプの揚程やタンク容量等の条件はクーラント噴射手段１１の形状、大きさ及び洗浄すべき領域の範囲等により適宜変更可能である。一例としては、細長の板形状のクーラント噴射手段１１の短辺すなわち幅方向の長さ１００ｍｍ〜１５０ｍｍ、長辺すなわち長手方向の長さ６００ｍｍ〜８００ｍｍの場合に、クーラント供給圧力が０．０５〜０．１ＭＰａ、全体の吐出量が５０〜１００Ｌ／分程度となるような条件が好ましい。またクーラントの噴射は常時行う必要はなく、例えば主軸が回転しているときのみ噴射するように設定可能である。

図４に示すクーラント噴射手段１１の使用形態では、加工中に上板２１の上に切屑等が堆積する虞がある。そこで、上板２１上に堆積し又は堆積しようとする切屑等を排除するために、上板２１は、図５に示すような上板洗浄ノズル３３を有する。洗浄ノズル３３は、チャンバ部２５に連通し上板２１の上面３５にクーラントを導出するように構成される。具体的には洗浄ノズル３３は、上板２１の端部に形成され、チャンバ部２５に連通する開口部３７と、出口開口部３７に連通するとともに上板２１の上面３５に向けて開口するスリット３９とを有する。スリット３９は上板２１の幅方向に亘って延びる。このような構成によればクーラント噴射手段１１に供給されたクーラントの一部がチャンバ部２５から出口開口部３７を通ってスリット３９から流出し、上板２１の上面３５の略全体を、その長さ方向に亘って洗い流すことができる。従って、スプラッシュガードだけでなくクーラント噴射手段１１自体に切屑が堆積することも効果的に防止することができる。

なお図４のような使用形態では、クーラント噴射手段１１の下板１５を省略し、中板１９を直接スプラッシュガード内面５３に取り付けることも可能である。換言すれば、スプラッシュガード内面５３が下板１５の機能を兼ね、この場合下板１５は不要となり、部品点数の削減が図られる。

中板１９の切欠き２３の各々の形状は、スプラッシュガード内面５３上に遍くクーラントを行き渡らせるために、各切欠きから吐出されるクーラントが適度に拡散するような形状であることが望ましい。従って切欠き２３の各々は、外側に向かって徐々に拡大する形状を有する。好適な切欠き２３の形状の具体例は図１に示すような台形形状であり、その他にも図６（ａ）及び（ｂ）に示す中板１９ａ及び１９ｂにそれぞれ形成された三角形状の切欠き２３ａ及び弧線状の切欠き２３ｂ等が可能であるが、無論これらに限定されるものではない。但し、中板１９の加工の容易性等の観点から、切欠き形状は、直線のみから形成されかつ鋭角部分を含まない台形形状が好ましい。

請求項２に記載の少なくとも２枚の板状部材とは、本実施の形態の下板１５と中板１９とを一体に形成した場合である。厚めの板部材の一面に切欠き２３に相当する段差を切削加工によって形成できる。また、本実施の形態では、チャンバ部２５を上板２１の中央部をくぼませて形成したが、上板２１は単に平板にし、中板１９を厚めにして中央部にくぼみを削り出して形成してもよい。請求項３に記載の第１の板状部材は、本実施の形態の下板１５又は上板２１のことであり、第２の板状部材は、中板１９のことであり、第３の板状部材は、上板２１又は下板１５のことである。また、本実施の形態では、工作機械のスプラッシュガード内面を洗浄するものとして説明したが、クーラントを用いて異物を除去したり、冷却したりする機械はもちろん、クーラントを所望の場所へ噴射する機械にも適用可能であることは言うまでもない。クーラントは空気等の気体、加工液、切削液等の液体のいずれでもよい。

本発明によるクーラント供給装置のクーラント噴射手段の分解斜視図である。図１のクーラント噴射手段の組立平面図である。図２のIII−III線に沿う断面図である。本発明に係るクーラント供給装置を工作機械に適用した例を示す図である。図２のＶ線に沿う断面図である。（ａ）中板の切欠き形状の第１の変形例を示す図であり、（ｂ）第２の変形例を示す図である。従来のクーラント噴射手段の一例を示す図である。

符号の説明

１１クーラント噴射手段
１５下板
１９中板
２１上板
２３切欠き
２５チャンバ部
３３上板洗浄ノズル
５１工作機械
５３スプラッシュガード内面

Claims

クーラントを吐出するクーラント吐出手段と、前記クーラント吐出手段に接続されクーラントを流通させる管路と、前記管路に接続されクーラントを噴射するクーラント噴射手段とからなるクーラント供給装置において、
前記クーラント噴射手段は、細長の板状に形成され、その周縁端面に複数の細長矩形の噴射口を開口し、その上面に向けて開口するスリットを設け、前記管路と前記複数の噴射口及び前記スリットとを連通させて、前記複数の細長矩形の噴射口からクーラントを噴射するとともに、前記スリットから前記クーラント噴射手段の上面にクーラントを噴射するように構成したことを特徴とするクーラント供給装置。
前記クーラント噴射手段は、少なくとも２枚の板状部材を重ね合わせて構成し、重ね合わせた板状部材の端面に複数の細長矩形の噴射口が形成され、前記板状部材を重ね合わせた内部に前記管路及び前記複数の噴射口と連通してクーラントを流通させるチャンバ部を設け、前記板状部材の上面の端部に該上面に向けてクーラントが噴射されるように開口され、前記チャンバ部と連通するスリットをさらに設けた請求項１に記載のクーラント供給装置。
前記クーラント噴射手段は、第１、第２及び第３の３枚の板状部材を重ね合わせて構成し、前記噴射口は、外周部に複数の切欠きを有する前記第２の板状部材を前記第１の板状部材と前記第３の板状部材との間にはさみ込むことによって形成され、前記チャンバ部は、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間又は前記第２の板状部材と前記第３の板状部材との間に、前記第２の板状部材の複数の切欠きと連通して設けられ、前記スリットは、前記クーラント噴射手段の上側の前記第１の板状部材又は前記第３の板状部材の上面端部に幅方向に亘って開口される請求項２に記載のクーラント供給装置。