JP5869320B2 - 工作機械のクーラント供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、クーラントをワーク加工部に吐出し、該吐出されたクーラントを回収貯留し、該貯留されたクーラントを前記ワーク加工部に供給する工作機械のクーラント供給装置に関する。

工作機械においては、ワークの加工精度の向上や、工具の寿命延長を図る等のために、ワーク加工部にクーラントを供給するクーラント供給装置を備えている。この種のクーラント供給装置では、ワーク加工部に供給したクーラントを回収するとともに貯留するクーラント貯留部と、該貯留部内のクーラントをワーク加工部に供給する供給部とを備えたものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年においては、排出される二酸化炭素やエネルギーの削減を図ることが要請されている。この要請に伴って、工作機械においては、必要な加工能力を保持しつつ機械全体の小型化を図ることが要請されている。

この工作機械の小型化によりクーラント貯留部も小さくなるが、この場合でも加工能力に応じたクーラント容量を確保する必要がある。このため、例えば、加工ラインを構成する各々の工作機械のクーラント貯留部を最小限の容量とし、複数の工作機械に共通で、かつ容量の大きい補助タンクを別途設け、各工作機械のクーラント貯留部に回収されたクーラントをポンプにより前記補助タンクに搬送し、該補助タンクのクーラントを別のポンプによりワーク加工部に供給することが考えられる。

特開２００９−１３６９７３号公報

ところで、クーラントをポンプによりクーラント貯留部から補助タンクを介して加工部に、又は直接に加工部に供給するクーラント循環系統を構成した場合、切り屑等の進入によってポンプが作動不良を起こすと、クーラント貯留部は容量に余裕がないことから、クーラントがオーバーフローして床に溢れ出るおそれがある。このようなオーバーフローが生じると、機械を一旦停止してクーラントを除去する必要があり、生産性，作業性が悪化するという問題が生じる。

前記クーラントのオーバーフローを防止するには、ポンプの故障検知システムを設けて機械の運転を制御することが考えられるが、煩雑なシステムとなることから設備コストが上昇するという問題が生じる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、生産性や作業性を悪化させたり、コスト上昇を招いたりすることなく、クーラントのオーバーフローに対応できる工作機械のクーラント供給装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、ワークの加工部にクーラントを吐出するクーラント吐出部と、該吐出されたクーラントを回収するとともに貯留するクーラント貯留部と、該貯留部内のクーラントを前記クーラント吐出部に供給するクーラント供給部とを備えた工作機械のクーラント供給装置であって、
前記クーラント貯留部は、該クーラント貯留部からオーバーフローしたクーラントを流入させ、かつ流入したクーラント量に応じて容積が変化する可変容積部を備え、該可変容積部は、容積が拡縮自在な袋状部材と、該袋状部材内に空気を供給する空気供給部とを有し、前記クーラント貯留部からオーバーフローしたクーラントの流入により前記袋状部材の容積が拡大し、かつ前記空気の供給により、前記流入したクーラントが前記クーラント貯留部に排出されることを特徴としている。

ここで本発明におけるクーラント供給部は、クーラント貯留部のクーラントをクーラント吐出部に直接供給し、又は別個に設けられた補助タンクを介してクーラント吐出部に供給する。

また、本発明のクーラント貯留部は、工作機械のベッド内等に配設され、落下してくクーラントを貯留するもの、又は工作機械の側部に配設され、クーラントを補助的に貯留するものの何れであっても良い。

請求項１の発明に係るクーラント供給装置によれば、クーラント貯留部からオーバーフローしたクーラント量に応じて容積が変化する可変容積部を設けたので、例えば何らかの原因で供給部が作動不良を起こした場合にも、床に溢れ出ることなくクーラントを一時的に溜めておくことができる。これにより、機械を止めてクーラントを除去するといった作業を回避でき、生産性，作業性の悪化を防止できる。

またクーラントがオーバーフローすると可変容積部に自動的に流入するので、煩雑な故障検知システムを設ける必要はなく、コストの上昇を抑制できる。

さらに前記可変容積部は、オーバーフローしたクーラントが流入したときに膨張し、流入前は収縮しているので、通常の運転時の設置スペースの拡大は僅かで済む。

本発明では、可変容積部を、拡縮自在な袋状部材と、空気供給する空気供給部を有する構成としたので、クーラント貯留部に流入したクーラントを空気の供給によりクーラント貯留部に簡単に戻すことができる。

また前記クーラントをクーラント貯留部に戻した後、空気の供給を停止することにより可変容積部を収縮させることが可能であるので、オーバーフロー時の復帰作業を短時間でかつ容易に行うことができる。

本発明の実施例１によるクーラント供給装置を備えたマシニングセンタの側面図である。 前記クーラント供給装置の平面図である。 前記マシニングセンタの加工ラインの模式構成図である。 本発明の実施例２によるクーラント供給装置の概略図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図３は、本発明の実施例１による工作機械のクーラント供給装置を説明するための図である。

図において、１は横型マシニングセンタ（工作機械）を示している。このマシニングセンタ１は、図３に示すように、所定間隔ａをあけて並列に、かつ互いに背面同士が所定間隔ｂをあけて対向するように直列に配置されている。

前記各マシニングセンタ１は、機械正面Ａ側から見て、ベッド２の手前側に配設されたテーブル３と、前記ベッド２の奥側に立設されたコラム４と、該コラム４にサドル５を介して支持された主軸頭６と、該主軸頭６に回転自在に支持された主軸７とを備えている。

このマシニングセンタ１では、前記テーブル３にワークＷを搭載するとともに、前記主軸７に切削工具Ｔを装着し、ワークＷ及び切削工具Ｔを所定の加工プログラムに基づいてそれぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に相対移動させることにより前記ワークＷに切削加工が施される。

前記マシニングセンタ１は、クーラントを吐出供給することにより、ワークＷと切削工具Ｔとの加工ポイントを冷却するとともに、発生する切り屑を落下させて回収するクーラント供給装置１０を備えている。

このクーラント供給装置１０は、ワークＷの加工ポイントにクーラントを吐出する吐出ノズル（クーラント吐出部）１１と、前記加工ポイントに吐出供給されたクーラントを自然落下により回収するとともに貯留するクーラントタンク（クーラント貯留部）１２と、該クーラントタンク１２内のクーラントを後述する補助タンク１５を介して前記吐出ノズル１１に循環供給する搬送ポンプ（クーラント供給部）１３とを備えている。

前記クーラントタンク１２は、前記ベッド２の上方に開口する開口部（不図示）内に配置され、クーラントを貯留するタンク本体１２ａと、該タンク本体１２ａに続いてコラム４の背面側に延び、ここから斜め上方に立ち上がる傾斜部１２ｂとを有する。

また前記クーラントタンク１２内には、クーラントとともに回収された切り屑を排出するチップコンベア１７が配設されている。このチップコンベア１７は、複数のプーリ１７ａ，１７ａに帯板状のベルト１７ｂを巻回した構造を有する。このベルト１７ｂ上に落下した切り屑は、前記傾斜部１２ｂの排出口１２ｃから不図示の回収バケットに排出される。

前記クーラントタンク１２の傾斜部１２ｂの機械背面側への突出量は最小限に抑えられており、これにより機械全体の前後長の小型化が図られている。

また前記マシニングセンタ１は、加工能力を保持しつつ小型化を図るために、ベッド２の高さ寸法の縮小化が行われている。このベッド２の縮小化に伴ってクーラントタンク１２の高さ寸法も小さくなっている。この場合、加工能力に対応したクーラント容量は確保する必要があることから、不足分を補うために、補助タンク１５を備えている。この補助タンク１５は、図３に示すように、例えば横型マシニングセンタ３台に１つの割合で設置されている。なお、補助タンクの設置数は、機械数あるいはクーラントの必要容量等に応じて適宜設定することとなる。

前記補助タンク１５内には供給ポンプ１８が配置されている。この供給ポンプ１８は、補助タンク１５内のクーラントを供給ホース１８ａを介して前記吐出ノズル１１に供給するように構成されている。

また前記搬送ポンプ１３は、クーラントタンク１２内のクーラントを搬送ホース１３ａを介して前記補助タンク１５に搬送するように構成されている。

そして前記クーラントタンク１２及び補助タンク１５は、それぞれオーバーフローしたクーラントが流入し、該流入したクーラント量に応じて容積が膨張する可変容積部２０，２０を備えている。

この各可変容積部２０は、略同一構造のものであり、可撓性を有する拡縮自在な袋状部材２１と、該袋状部材２１内に空気を供給することにより流入したクーラントを排出する空気供給部２２とを有する。

前記袋状部材２１は、側面視で蛇腹状をなしており、内部は隔壁２１ａにより複数の貯留室２１ｂに画成されている。各貯留室２１ｂは互いに連通しており、上流端の貯留室２１ｂには流入口２１ｃが開口している。流入口２１ｃから流入したクーラントは各貯留室２１ｂ内をジグザグ状に流れるようになっている（図２の実線の矢印参照）。

前記各袋状部材２１の流入口２１ｃは、前記クーラントタンク１２，補助タンク１５に形成されたオーバーフロー孔１２ｄ，１５ｄに接続されている。

前記空気供給部２２は、前記袋状部材２１の下流端の貯留室２１ｂに接続された供給口２２ａと、該供給口２２ａに開閉可能に装着された蓋２２ｂとを有する。この蓋２２ｂを取り外して供給口２２ａから高圧空気を供給することにより、貯留室２１ｂ内のクーラントは流入口２１ｃからタンク内に戻される（図２の破線の矢印参照）。ここで、図１は、袋状部材２１の収縮状態を模式的に示しており、図２は、袋状部材２１の膨張状態を模式的に示している。

例えば、搬送ポンプ１３が何らかの原因で作動不良を起こすと、クーラントの補助タンク１５への搬送が止まることから、クーラントタンク１２内のクーラント液面が上昇し、クーラントがオーバーフロー孔１２ｄから袋状部材２１内に流入する。この流入により各貯留室２１ｂは流入したクーラント量に応じた容積に膨張する。一方、供給ポンプ１８が作動不良を生じた場合には、クーラントタンク１２からのクーラントにより補助タンク１５内の液面が上昇し、クーラントがオーバーフロー孔１５ｄから袋状部材２１内に流入する。

このように本実施例によれば、クーラントタンク１２及び補助タンク１５に、オーバーフローしたクーラント量に応じて容積が膨張する可変容積部２０を設けたので、前述のようにポンプ１３，１８が作動不良を起こした場合にも、床に溢れ出ることなくクーラントを回収することができる。これにより、全ての機械を止めてクーラントを除去するといった作業を行う必要はなく、生産性，作業性の悪化を防止できる。

またクーラントがオーバーフローすると可変容積部２０に自動的に流入するので、煩雑な故障検知システムを設ける必要はなく、コストの上昇を抑制できる。

さらに前記可変容積部２０は、オーバーフローしたクーラントが流入したときに該流入量に応じて膨張するので、通常の運転時には収縮させた状態でコンパクトに格納することができ、設置スペースが拡大することはない。

本実施例では、前記可変容積部２０を、拡縮自在な袋状部材２１と、空気を供給することにより流入したクーラントを排出する空気供給部２２とを有するものとしたので、オーバーフローしたクーラントをクーラントタンク１２，補助タンク１５に簡単に戻すことができる。この場合、工場に既設の高圧空気をそのまま利用できるので、コスト上昇を防止できる。

またクーラントを戻すと同時に可変容積部２０を収縮させて格納することができ、オーバーフロー時の復帰作業を短時間でかつ容易に行うことができる。

なお、前記実施例では、クーラントタンクに補助タンクを設けた場合を例に説明したが、本発明は、クーラントタンクのみを設けたクーラント供給装置にも適用できる。

図４（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例２によるクーラント供給装置を説明するための図である。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例の可変容積部２０′を構成する可撓性を有する拡縮可能な袋状部材２１′は、クーラント流入前は大略渦巻き状に巻かれた状態となっている。

そしてクーラントタンク１２のオーバーフロー孔１２ｄからクーラントが袋状部材２１′に流入すると、該流入するクーラント量に応じて袋状部材２１′が帯状に延びることで容積が膨張することとなり、前記実施例１と同様の効果が得られる。

１ マシニングセンタ（工作機械）
１０ クーラント供給装置
１１ 吐出ノズル（クーラント吐出部）
１２ クーラントタンク（クーラント貯留部）
１３ 搬送ポンプ（クーラント供給部）
２０，２０′ 可変容積部
２１，２１′ 袋状部材
２２ 空気供給部
Ｗ ワーク

Claims (1)

1. ワークの加工部にクーラントを吐出するクーラント吐出部と、該吐出されたクーラントを回収するとともに貯留するクーラント貯留部と、該貯留部内のクーラントを前記クーラント吐出部に供給するクーラント供給部とを備えた工作機械のクーラント供給装置であって、
   前記クーラント貯留部は、該クーラント貯留部からオーバーフローしたクーラントを流入させ、かつ流入したクーラント量に応じて容積が変化する可変容積部を備え、
   該可変容積部は、容積が拡縮自在な袋状部材と、該袋状部材内に空気を供給する空気供給部とを有し、前記クーラント貯留部からオーバーフローしたクーラントの流入により前記袋状部材の容積が拡大し、かつ前記空気の供給により、前記流入したクーラントが前記クーラント貯留部に排出される
   ことを特徴とする工作機械のクーラント供給装置。

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