JP5389889B2

JP5389889B2 - 工作機械の冷却装置

Info

Publication number: JP5389889B2
Application number: JP2011239139A
Authority: JP
Inventors: 和則道吉
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: TW201330968A; JP2013094889A; WO2013065660A1

Description

本発明は、工作機械の冷却装置に関する。

工作機械では、例えば特許文献１に示すように、主軸を冷却するための主軸冷却装置が設けられている。主軸冷却装置は、主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる流路と、冷却液を流すポンプと、冷却液を冷却するクーラとを備えている。
また、工作機械には、クーラントを冷却して循環させるクーラント冷却循環装置が設けられる場合がある。クーラント冷却循環装置は、ワーク加工部の下方に設けられるクーラントタンクと、クーラントを冷却するクーラントクーラと、クーラントをタンクから吸い上げてワーク加工部へ供給する供給流路とを備えて構成されている。

特開２００２−３６０６６号公報

前記主軸冷却装置のクーラは、冷却液を溜めるためのタンクも必要とするため、広い設置場所を必要とし、クーラ本体も高価で多くの費用を要していた。また、主軸冷却装置とクーラント冷却循環装置をともに設ける場合においては、ワーク加工部に供給されるクーラントには切削屑が混入しているため、冷却液とクーラントを兼用することはできず、冷却装置も別系統で設ける必要があり、より広い設置場所と費用を要していた。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、工作機械の小型化および低コスト化を達成できる工作機械の冷却装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、ワーク加工部に供給されるクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記クーラントを冷却するクーラントクーラとを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置において、主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液流路と、前記冷却液を貯留する冷却液タンクと、前記冷却液を圧送させるポンプとを備え、前記クーラントクーラは、前記クーラントタンク内のクーラントを冷却するように構成され、前記冷却液タンクは、前記クーラントタンク内に貯留された冷却済みの前記クーラントの内部に浸漬されるように配置され、前記クーラントが流れるクーラント流路と前記冷却液が流れる冷却液流路とが別系統で設けられているとともに、前記冷却液を冷却するクーラが、前記クーラントクーラと共用されていることを特徴とする工作機械の冷却装置である。

このような構成によれば、冷却液が冷却液タンクを介して、冷却されたクーラントで冷却されることで、冷却液を冷却するクーラを、クーラントクーラと共用することができるので、冷却液専用のクーラは設ける必要がなくその設置場所および費用を低減でき、工作機械の小型化と低コスト化を達成できる。さらに、冷却液はクーラントと別系統で流れるので、掘削屑が冷却液に混入することがない。

請求項２に係る発明は、前記流路の一部が、前記クーラントタンク内に貯留された冷却済みの前記クーラントを通過するように配置されていることを特徴とする。このような構成によれば、冷却液の冷却効率をより一層高めることができる。

本発明によれば、工作機械の小型化と低コスト化を達成できるといった優れた効果を発揮する。

本発明の実施形態に係る工作機械の冷却装置を示した全体構成図である。

以下に、本発明の実施形態に係る工作機械の冷却装置を説明する。本実施形態では、クーラントが研削液であるとともに、主軸にビルトインモータが設けられた工作機械（研削盤）に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、工作機械を研削盤に限定する趣旨ではない。また、主軸用モータをビルトインモータに限定する趣旨ではない。

図１に示すように、本実施形態の工作機械の冷却装置１は、加工されるワークを冷却する研削液ライン（クーラントライン）１０と、主軸２に設けられた主軸用モータであるビルトインモータ３を冷却するための冷却液ライン３０とを備えている。

研削液ライン１０は、研削液Ｌ１（クーラント）を貯留する研削液タンク（クーラントタンク）１１と、研削液Ｌ１を冷却する研削液クーラ（クーラントクーラ）１２と、研削液Ｌ１を流す研削液流路（クーラント流路）１３とを備えている。

研削液タンク１１は、ワーク加工部の下方に設けられており、比較的広い容積を有している。研削液クーラ１２は、研削液Ｌ１を冷却するためのものであって、コンプレッサとコンデンサ（図示せず）と冷却部１４とを備えている。冷却部１４は、下方に突出して設けられており、研削液タンク１１内に貯留される研削液Ｌ１に浸漬されている。なお、研削液クーラ１２は、浸漬方式に限定されるものではなく、研削液Ｌ１をクーラ内に循環させる循環方式のものであってもよい。

研削液流路１３は、研削液タンク１１内から、ワーク加工部の近傍まで延在しており、その先端部１３ｂからワークに向かって研削液Ｌ１が吹き付けられる。研削液流路１３には、研削液Ｌ１を圧送させるポンプ１５と、開閉弁１６が設けられている。開閉弁１６を開いて、ポンプ１５を作動させることで、研削液Ｌ１がワーク加工部に供給される。また、研削液流路１３には、サイクロン装置１７が設けられている。サイクロン装置１７は、研削液Ｌ１を回転させて、掘削屑などを研削液Ｌ１から遠心分離させるものである。研削液流路１３には、タンク循環用流路１８が、分岐して設けられている。タンク循環用流路１８は、研削液Ｌ１の吸上げ口１３ａよりも、研削液クーラ１２から遠い位置に研削液Ｌ１を流すことで、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１を循環、撹拌させる。タンク循環用流路１８には、循環用開閉弁１９が設けられている。循環用開閉弁１９を開くとともに、開閉弁１６を閉じて、ポンプ１５を作動させることで、研削液Ｌ１がタンク循環用流路１８に流される。これによって、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１が循環、撹拌されて、冷却効率が高められる。

冷却液ライン３０は、冷却液Ｌ２を流す冷却液流路３１と、冷却液Ｌ２を貯留する冷却液タンク３２と、冷却液Ｌ２を圧送する冷却液ポンプ３３とを備えている。冷却液ライン３０は、閉回路となっている。

冷却液流路３１は、冷却液タンク３２からビルトインモータ３に冷却液Ｌ２を流す第一流路３４と、ビルトインモータ３から冷却液タンク３２に冷却液Ｌ２を戻す第二流路３５とを備えている。第一流路３４および第二流路３５は、冷却液タンク３２とビルトインモータ３間にそれぞれ配管されている。第一流路３４を通って供給された冷却液Ｌ２は、ビルトインモータ３のステータの冷却ジャケット内を通過して、ビルトインモータ３を冷却した後、第二流路３５を通って、冷却液タンク３２内に戻される。冷却液Ｌ２は、防錆性能を有するものが用いられている。冷却液流路３１は、その内部の冷却液Ｌ２と、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１とが混ざり合わないように、研削液流路１３と別系統で設けられている。

冷却液タンク３２は、研削液タンク１１内に配置されている。冷却液タンク３２は、その下部が研削液タンク１１内に貯留された研削液Ｌ１の内部に浸漬されるように配置されている。冷却液タンク３２は、研削液クーラ１２の冷却部１４の近傍に設けられている。冷却液タンク３２内に貯留された冷却液Ｌ２が、冷却液タンクの外殻によって研削液Ｌ１と区画されている。冷却液タンク１１には、第一流路３４と第二流路３５がそれぞれ接続されている。

第一流路３４には、冷却液Ｌ２を圧送させる冷却液ポンプ３３と、冷却液用開閉弁３６が設けられている。冷却液用開閉弁３６を開いて、冷却液ポンプ３３を作動させることで、冷却液Ｌ２がビルトインモータ３に供給される。第一流路３４は、その一部が研削液タンク１１内を通過するように構成されている。第一流路３４の、研削液タンク１１内を通過する部分は熱交換部３７となっており、研削液Ｌ１によって、第一流路３４内の冷却液Ｌ２を冷却するようになっている。熱交換部３７の配管には、たとえば放熱フィンを設けて、熱交換効率を高めるようにするのが好ましい。

以上のような構成の工作機械の冷却装置１によれば、冷却液Ｌ２は、冷却液タンク３２内に貯留されているときに、研削液Ｌ１によって冷却される。研削液Ｌ１は、研削液タンク１１内に貯留されているときに研削液クーラ１２によって冷却されている。つまり、研削液クーラ１２によって研削液Ｌ１のみならず、冷却液Ｌ２も冷却することができるので、冷却液Ｌ２を冷却するクーラを、研削液Ｌ１を冷却する研削液クーラ１２と共用することができる。したがって、冷却液専用のクーラは設ける必要がなくその設置場所および費用を低減でき、工作機械の小型化と低コスト化を達成できる。

冷却液タンク３２は、研削液クーラ１２の冷却部１４の近傍に設けられているので、冷却液Ｌ２の冷却効果を高めることができる。

さらに、研削液ライン１０と冷却液ライン３０とは別系統で設けられており、冷却液Ｌ２は、研削液Ｌ１と混ざり合うことがないので、研削液Ｌ１内の掘削屑が冷却液Ｌ２に混入することがない。

冷却液ライン３０の第一流路３４の一部が、研削液タンク１１内を通過するように構成されているので、第一流路３４内の冷却液Ｌ２が、研削液Ｌ１によってさらに冷却されるので、冷却効率をより一層高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能であるのは勿論である。例えば、前記実施形態では、冷却液ライン３０の熱交換部３７は、冷却液Ｌ２の往路である第一流路３４の一部に設けられているが、復路である第二流路３５に設けてもよい。

また、前記実施形態では、冷却液ライン３０は主軸用のビルトインモータ３を冷却するためのものとして説明したが、その他の部分を冷却する冷却液ラインとして、本発明を適用しても良い。また、ビルトインモータ３以外にも通常のモータを冷却することも可能であるのは勿論である。

１冷却装置
２主軸
３ビルトインモータ
１１研削液タンク（クーラントタンク）
１２研削液クーラ（クーラントクーラ）
１３研削液流路（クーラント流路）
３１冷却液流路
３２冷却液タンク
Ｌ１研削液（クーラント）
Ｌ２冷却液

Claims

ワーク加工部に供給されるクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記クーラントを冷却するクーラントクーラとを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置において、
主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液流路と、前記冷却液を貯留する冷却液タンクと、前記冷却液を圧送させるポンプとを備え、
前記クーラントクーラは、前記クーラントタンク内のクーラントを冷却するように構成され、
前記冷却液タンクは、前記クーラントタンク内に貯留された冷却済みの前記クーラントの内部に浸漬されるように配置され、
前記クーラントが流れるクーラント流路と前記冷却液が流れる冷却液流路とが別系統で設けられているとともに、前記冷却液を冷却するクーラが、前記クーラントクーラと共用されている
ことを特徴とする工作機械の冷却装置。
前記冷却液流路の一部は、前記クーラントタンク内に貯留された冷却済みの前記クーラントを通過するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の冷却装置。