JP6603286B2

JP6603286B2 - 工作機械の切削液供給装置

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Description

本発明は、工作機械の切削液供給装置に関する。

工具を使用してワーク（被削材）の加工を行う工作機械では、切削液吐出口から切削液を吐出して加工を行うことが一般的である（例えば、特許文献１等参照）。このような工作機械によるワークの加工において、最近では、工具の進化と機械の進化に伴い、ワークの加工面の高品位化が進み、鏡面に近い加工面が得られるようになってきた。

ワークの鏡面加工においては、切削液の役割が重要である。切削液は、切削液吐出口から吐出されることによって、工具やワークの冷却、加工時の潤滑を行うだけでなく、加工時に発生した切屑を洗い流す役割を有する。鏡面加工を行う場合では、通常の切屑よりも非常に細かい粉状の切粉が発生するため、この切粉を切削液によって洗い流す必要がある。

特開２０１５−７７６７３号公報

一般に、切削液は貯留タンクから工作機械に供給され、ワーク又はその周辺に向けて吐出された後、貯留タンクに戻される。このため、鏡面加工において、加工中に発生した切粉が貯留タンクに戻され、切粉が含まれた切削液が貯留タンクから再び工作機械に供給され、切削液吐出口からワーク又はその周辺に吐出される場合がある。切粉が含まれた切削液が鏡面加工中のワーク又はその周辺に吐出されると、切削液中の切粉が加工面の品質に影響を及ぼす虞がある。

しかし、切削液中の切粉を除去するために、切削液吐出口の手前の流路途中に、切粉を除去する専用の目の細かいフィルタを設けると、フィルタが大きな圧力損失となるため、鏡面加工ではない通常の加工を行う場合に、切削液の流量が減少する問題がある。

そこで、本発明は、高品位な加工面が要求される加工を行う場合には、高レベルに濾過された切削液を供給でき、通常の加工を行う場合には、流量の減少を実質的に生じさせずに切削液を供給できる工作機械の切削液供給装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る工作機械の切削液供給装置は、主軸（例えば、後述の主軸１５）に取り付けられた工具（例えば、後述の工具Ｔ）を使用して被削材（例えば、後述のワークＷ）の切削加工を行う工作機械（例えば、後述の工作機械１）の切削液供給装置（例えば、後述の切削液供給装置２）であって、切削液（例えば、後述の切削液Ｆ）を貯留する貯留タンク（例えば、後述の貯留タンク２１）と、前記切削液を前記工具の外部から前記被削材又はその周辺に向けて吐出する切削液吐出口（例えば、後述の切削液吐出口１８ａ）と、前記貯留タンク内の前記切削液を前記切削液吐出口に送液するように前記切削液を加圧する少なくとも１つのポンプ（例えば、後述の第１のポンプ２５、第２のポンプ２６）と、前記貯留タンクの外部に設けられる第１のフィルタ（例えば、後述の第１のフィルタ２７）と、前記貯留タンクの外部に設けられ、前記第１のフィルタとはフィルタ性能が異なる第２のフィルタ（例えば、後述の第２のフィルタ２８）と、前記貯留タンクから前記切削液吐出口への前記切削液の経路を切り換える経路切換部（例えば、後述の経路切換部２２）と、前記ポンプ及び前記経路切換部を制御する制御部（例えば、後述の制御部２３）と、を備え、前記制御部は、前記経路を、前記切削液が前記第１のフィルタと前記第２のフィルタのいずれも通過せずに前記切削液吐出口に送液される第１の経路（例えば、後述の通常モード）と、前記切削液が前記第１のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第２の経路（例えば、後述の第１の高品位モード及び第２の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路）と、前記切削液が前記第２のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第３の経路（例えば、後述の第３の高品位モード及び第４の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路）とに切り換えるように、前記ポンプ及び前記経路切換部を制御する。

（２）（１）に記載の工作機械の切削液供給装置において、前記制御部は、前記切削液が前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第４の経路（例えば、後述の第５の高品位モード及び第６の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路）に更に切り換えるように、前記ポンプ及び前記経路切換部を制御してもよい。

（３）（１）又は（２）に記載の工作機械の切削液供給装置において、前記ポンプは、第１のポンプ（例えば、後述の第１のポンプ２５）と、前記第１のポンプとはポンプ性能の異なる第２のポンプ（例えば、後述の第２のポンプ２６）とを有し、前記制御部は、前記貯留タンク内の前記切削液を前記切削液吐出口に送液する際に使用する前記ポンプとして、前記第１のポンプ又は前記第２のポンプに更に切り換えるように制御してもよい。

（４）（３）に記載の工作機械の切削液供給装置において、前記工作機械は、前記貯留タンクから前記切削液吐出口に向かう前記経路の他に、前記切削液を前記工具内に通過させて前記工具の先端から吐出させる主軸センタースルー用経路（例えば、後述の主軸センタースルー用経路３１）と、前記切削液を前記主軸と前記工具との取付け面（例えば、後述の取付け面１５ａ、Ｔａ）に向けて吐出させる主軸取付け面洗浄用経路（例えば、後述の主軸取付け面洗浄用経路３２）とを有し、前記第１のポンプは、前記貯留タンク内の前記切削液を、前記主軸センタースルー用経路に送液するポンプを兼用し、前記第２のポンプは、前記貯留タンク内の前記切削液を、前記主軸取付け面洗浄用経路に送液するポンプを兼用するものであってもよい。

（５）（４）に記載の工作機械の切削液供給装置において、前記第１のフィルタは、前記主軸センタースルー用経路を通って前記工具の先端から吐出させるための前記切削液を通過させるフィルタを兼用し、前記第２のフィルタは、前記主軸取付け面洗浄用経路を通って前記主軸と前記工具との取付け面に向けて吐出させるための前記切削液を通過させるフィルタを兼用するものであってもよい。

本発明によれば、高品位な加工面が要求される加工を行う場合には、高レベルに濾過された切削液を供給でき、通常の加工を行う場合には、流量の減少を実質的に生じさせずに切削液を供給できる工作機械の切削液供給装置を提供することができる。

本発明に係る工作機械の切削液供給装置の一実施形態を示す全体概略構成図である。図１に示す工作機械の主軸から工具を取り外した状態を示す図である。図１に示す経路切換部の一実施形態を示す図である。主軸センタースルー吐出モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。洗浄液吐出モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。通常モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。第１の高品位モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。第２の高品位モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。第３の高品位モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。第４の高品位モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。第５の高品位モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。第６の高品位モードにおける経路切換部の一態様を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る工作機械の切削液供給装置の一実施形態を示す全体概略構成図であり、図２は、図１に示す工作機械の主軸から工具を取り外した状態を示す図である。図１において、切削液供給装置２は、貯留タンク２１に貯留されている切削液Ｆを工作機械１へ供給する。

工作機械１は、ベッド１１と、ベッド１１の上に立設されたコラム１２と、このコラム１２の上端部に連結された主軸ヘッド１３とを備えている。ベッド１１上には、テーブル１４が水平方向に移動可能に且つ回転可能に設けられ、このテーブル１４上に、被削材であるワークＷが載置されている。

主軸ヘッド１３は、コラム１２の上端部から横向きに延びている。主軸ヘッド１３の先端側の下面には、テーブル１４の方向に下向きに延びる主軸１５が取り付けられている。図２に示すように、主軸１５の下端部には、上方に凹む円錐状（テーパー状）の取付け面１５ａが設けられている。工具Ｔの上端部は、円錐状（テーパー状）の取付け面Ｔａを有している。工具Ｔの取付け面Ｔａが主軸１５の取付け面１５ａに装着されることで、工具Ｔは主軸１５の下端部に取り付けられている。工具Ｔは、図示しないタレットによって、主軸１５に対して着脱可能に支持されている。

工作機械１と切削液供給装置２との間は、主軸センタースルー用経路３１と、主軸取付け面洗浄用経路３２と、切削液吐出用経路３３とによって、切削液Ｆが流通可能に連結されている。

主軸センタースルー用経路３１は、主軸１５に取り付けられた工具Ｔに貫通形成された工具内流路Ｔｂを通して、工具Ｔの先端に開口する工具吐出口Ｔｃから切削液Ｆを吐出させ、加工中に発生する切粉等を吹き飛ばすための切削液Ｆの流路である。主軸センタースルー用経路３１は、切削液Ｆを流通させる配管によって構成される。主軸センタースルー用経路３１の一端は、後述する切削液供給装置２の経路切換部２２に接続され、他端は、主軸１５に形成された主軸内流路１５ｂに接続されている。これにより、切削液供給装置２から主軸センタースルー用経路３１を通って供給される切削液Ｆは、主軸内流路１５ｂ及び工具内流路Ｔｂを通って工具吐出口Ｔｃから吐出される。

なお、図１では、主軸センタースルー用経路３１は、主軸ヘッド１３内を通って主軸内流路１５ｂと接続されているが、主軸ヘッド１３内を通らずに、主軸内流路１５ｂに接続される構成でもよい。

主軸取付け面洗浄用経路３２は、工具Ｔが取り外された後の主軸１５の取付け面１５ａに向けて、取付け面１５ａに付着する切粉等を洗い流すための洗浄液を吐出させる流路である。主軸取付け面洗浄用経路３２は、洗浄液を流通させる配管によって構成される。主軸取付け面洗浄用経路３２の一端は、後述する切削液供給装置２の経路切換部２２に接続され、他端は、主軸ヘッド１３の下端面に取り付けられた主軸取付け面洗浄用ノズル１７に接続されている。主軸取付け面洗浄用ノズル１７は、図２に示すように、先端に開口する洗浄液吐出口１７ａから、工具Ｔが取り外された後の主軸１５の取付け面１５ａに向けて洗浄液を吐出する。主軸取付け面洗浄用ノズル１７は、主軸１５から取り外された後の工具Ｔの取付け面Ｔａに向けて洗浄液を吐出することもできる。本実施形態において、洗浄液には切削液Ｆが使用される。

なお、図１では、主軸取付け面洗浄用経路３２は、主軸ヘッド１３内を通って主軸取付け面洗浄用ノズル１７と接続されているが、主軸ヘッド１３内を通らずに、主軸取付け面洗浄用ノズル１７に接続される構成でもよい。

切削液吐出用経路３３は、工具Ｔの外部からワークＷ及びその周辺に向けて、加工中に発生する切粉等を洗い流すための切削液Ｆを吐出させる流路である。切削液吐出用経路３３は、切削液Ｆを流通させる配管によって構成される。切削液吐出用経路３３の一端は、後述する切削液供給装置２の経路切換部２２に接続され、他端は、主軸ヘッド１３の下端面に取り付けられた切削液吐出用ノズル１８に接続されている。切削液吐出用ノズル１８は、先端に開口する切削液吐出口１８ａから、ワークＷ及びその周辺、具体的には、工具ＴによるワークＷの加工点及びその周辺に向けて切削液Ｆを吐出する。

なお、図１では、切削液吐出用経路３３は、主軸ヘッド１３内を通って切削液吐出用ノズル１８と接続されているが、主軸ヘッド１３内を通らずに、切削液吐出用ノズル１８に接続される構成でもよい。また、切削液吐出用経路３３は、ワークＷのみに向けて切削液を吐出させてもよく、ワークＷの周辺のみに向けて切削液を吐出させてもよい。

切削液供給装置２は、切削液Ｆが貯留される貯留タンク２１と、貯留タンク２１から工作機械１に向かう切削液Ｆの経路を切り換える経路切換部２２と、切削液供給装置２の制御を行う制御部２３と、入力部２４とを有している。

貯留タンク２１の内部には、切削液Ｆを加圧して送液する第１のポンプ２５と第２のポンプ２６とが設置されている。第１のポンプ２５は、貯留タンク２１内に貯留される切削液Ｆを、主軸センタースルー用経路３１を介して工具内流路Ｔｂに送液する際に使用されるポンプである。また、第２のポンプ２６は、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、主軸取付け面洗浄用経路３２を介して主軸取付け面洗浄用ノズル１７に送液する際に使用されるポンプである。また、本実施形態において、第１のポンプ２５と第２のポンプ２６とは、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、切削液吐出用経路３３を介して切削液吐出用ノズル１８に送液する際にも使用されるポンプである。これら第１のポンプ２５と第２のポンプ２６の駆動は、制御部２３によって制御される。

本実施形態において、第１のポンプ２５は、第２のポンプ２６に比較して高圧のポンプが使用されている。また、第２のポンプ２６は、第１のポンプ２５に比較して高揚程（高流量）のポンプが使用されている。

経路切換部２２は、制御部２３によって制御されることにより、貯留タンク２１から工作機械１に向かう切削液Ｆの経路を切り換える。経路切換部２２は、後述する複数の経路と、複数の開閉弁と、第１のフィルタ２７と、第２のフィルタ２８とを有している。これら第１のフィルタ２７と第２のフィルタ２８とは、いずれも切削液Ｆ中の切粉等の異物を除去するためのフィルタであるが、両者のフィルタ性能は異なっている。本実施形態においては、第１のフィルタ２７は、第２のフィルタ２８に比較して目の細かいフィルタである。

次に、経路切換部２２の具体的な構成を図３に示す。
図３は、経路切換部２２の一実施形態を示す図である。図３には、経路切換部２２の他に、第１のポンプ２５と、第２のポンプ２６と、主軸センタースルー用経路３１と、主軸取付け面洗浄用経路３２と、切削液吐出用経路３３と、工具吐出口Ｔｃと、洗浄液吐出口１７ａと、切削液吐出口１８ａとが記載されている。図３において、主軸内流路１５ｂと、工具内流路Ｔｂと、主軸取付け面洗浄用ノズル１７と、切削液吐出用ノズル１８とは図示の省略をしている。
また、以下で説明する上流、下流は、第１のポンプ２５又は第２のポンプ２６によって、工具吐出口Ｔｃ、洗浄液吐出口１７ａ又は切削液吐出口１８ａに向けて供給される切削液Ｆの流通方向の上流、下流をいう。

経路切換部２２には、先ず、第１のポンプ２５から第１のフィルタ２７に至る第１配管２２ａと、第１のフィルタ２７から主軸センタースルー用経路３１に至る第２配管２２ｂが設けられている。第１配管２２ａの途中には、第１開閉弁Ｖ１が設けられ、第２配管２２ｂの途中には、第２開閉弁Ｖ２が設けられている。主軸センタースルー用経路３１は、第２配管２２ｂの下流側の端部に接続されている。

また、経路切換部２２には、第２のポンプ２６から第２のフィルタ２８に至る第３配管２２ｃと、第２のフィルタ２８から主軸取付け面洗浄用経路３２に至る第４配管２２ｄが設けられている。第３配管２２ｃの途中には、上流側から順に、第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４が設けられ、第４配管２２ｄの途中には、第５開閉弁Ｖ５が設けられている。主軸取付け面洗浄用経路３２は、第４配管２２ｄの下流側の端部に接続されている。

第５配管２２ｅは、第３配管２２ｃの途中から分岐され、切削液吐出用経路３３と接続されている。第３配管２２ｃと第５配管２２ｅとの接続部Ｃ１は、第３開閉弁Ｖ３と第４開閉弁Ｖ４との間に配置されている。第５配管２２ｅには、接続部Ｃ１の下流側に、第６開閉弁Ｖ６が設けられている。切削液吐出用経路３３は、第５配管２２ｅの下流側の端部に接続されている。

第６配管２２ｆは、第１配管２２ａの途中から分岐され、接続部Ｃ１と接続されている。第１配管２２ａと第６配管２２ｆとの接続部Ｃ２は、第１開閉弁Ｖ１の上流側に配置されている。第６配管２２ｆの途中には、第７開閉弁Ｖ７が設けられている。

第７配管２２ｇは、第２配管２２ｂの途中から分岐され、第５配管２２ｅと接続されている。第２配管２２ｂと第７配管２２ｇとの接続部Ｃ３は、第２開閉弁Ｖ２の上流側に配置されている。また、第５配管２２ｅと第７配管２２ｇとの接続部Ｃ４は、第６開閉弁Ｖ６の下流側に配置されている。第７配管２２ｇの途中には、第８開閉弁Ｖ８が設けられている。

第８配管２２ｈは、第４配管２２ｄの途中から分岐され、第１配管２２ａと接続されている。第４配管２２ｄと第８配管２２ｈとの接続部Ｃ５は、第５開閉弁Ｖ５の上流側に配置されている。また、第１配管２２ａと第８配管２２ｈとの接続部Ｃ６は、第１開閉弁Ｖ１の下流側に配置されている。第８配管２２ｈの途中には、第９開閉弁Ｖ９が設けられている。

第９配管２２ｉは、第５配管２２ｅの途中から分岐され、接続部Ｃ６と接続されている。第５配管２２ｅと第９配管２２ｉとの接続部Ｃ７は、第６開閉弁Ｖ６の上流側に配置されている。第９配管２２ｉの途中には、第１０開閉弁Ｖ１０が設けられている。

第１０配管２２ｊは、第８配管２２ｈの途中から分岐され、接続部Ｃ４と接続されている。第８配管２２ｈと第１０配管２２ｊとの接続部Ｃ８は、第９開閉弁Ｖ９の上流側に配置されている。第１０配管２２ｊの途中には、第１１開閉弁Ｖ１１が設けられている。

以上の第１開閉弁Ｖ１〜第１１開閉弁Ｖ１１の開閉は、制御部２３によって制御される。具体的な第１開閉弁Ｖ１〜第１１開閉弁Ｖ１１としては、電気的に開閉制御されることにより各配管の流路を開閉可能であれば制限なく使用できるが、一般的に電磁弁が使用される。

制御部２３は、貯留タンク２１内の第１のポンプ２５と第２のポンプ２６とに電気的に接続され、各ポンプ２５、２６の駆動を制御する。また、制御部２３は、経路切換部２２内の第１開閉弁Ｖ１〜第１１開閉弁Ｖ１１と電気的に接続され、各開閉弁Ｖ１〜Ｖ１１の開閉を制御する。制御部２３は、切削液供給装置２に専用の制御部であってもよいし、工作機械１の制御を行う制御部を兼用していてもよい。

入力部２４は、オペレータからの各種入力操作を受け付け、制御部２３に対して出力する。本実施形態において、入力部２４は、後述する切削液Ｆの供給モードを切換え設定可能に構成されている。入力部２４も、切削液供給装置２に専用の入力部であってもよいし、工作機械１の各種入力操作を行う入力部を兼用していてもよい。

本実施形態において、切削液供給装置２は、工作機械１に切削液Ｆを供給するモードとして、主軸センタースルー吐出モードと、洗浄液吐出モードと、切削液吐出モードとを備えている。これらのモードは、オペレータによって入力部２４が入力操作されることによって設定され、制御部２３によって経路切換部２２が制御される。従って、切削液供給装置２は、設定されたモードに応じて、経路切換部２２において切削液Ｆの供給経路を切り換えることにより、工作機械１に切削液Ｆを供給する。

次に、各モードにおける具体的な切削液Ｆの供給経路について、図４〜図１２を用いて説明する。
なお、図４〜図１２に示す経路切換部２２中の第１開閉弁Ｖ１〜第１１開閉弁Ｖ１１において、白塗りの開閉弁は流路を開放している状態を示し、黒塗りの開閉弁は流路を閉鎖している状態を示している。また、第１配管２２ａ〜第１０配管２２ｊにおいて、白塗りの配管は切削液Ｆが流通している配管を示し、黒塗りの配管（実線で示される経路）は切削液Ｆが流通していない配管を示している。

［主軸センタースルー吐出モード］
図４は、主軸センタースルー吐出モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
主軸センタースルー吐出モードは、第１のポンプ２５を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを工作機械１に送液し、工具吐出口Ｔｃから吐出させるモードである。この主軸センタースルー吐出モードは、加工中に、工具ＴによるワークＷの加工点に発生する切粉等を切削液Ｆによって吹き飛ばすことが要求される場合に用いることができる。

主軸センタースルー吐出モードにおいて、制御部２３は、第１開閉弁Ｖ１と第２開閉弁Ｖ２とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第１のポンプ２５が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第１配管２２ａから（第２のフィルタ２８を通過することなく）第１のフィルタ２７を通過して、第２配管２２ｂに流入する。第２配管２２ｂに流入した切削液Ｆは、主軸センタースルー用経路３１を通り、最終的に工具吐出口Ｔｃから吐出される。

工具吐出口Ｔｃから吐出される切削液Ｆは、極めて狭小な工具内流路Ｔｂや工具吐出口Ｔｃを通るため、切削液Ｆ中に切粉等の異物が混入していると、詰まりを発生させ易い。しかし、この主軸センタースルー吐出モードにおいて、切削液Ｆは、比較的目が細かい第１のフィルタ２７を経由することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が除去されるため、工具内流路Ｔｂや工具吐出口Ｔｃに詰まりが発生する虞はほとんどない。

［洗浄液吐出モード］
図５は、洗浄液吐出モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
洗浄液吐出モードは、第２のポンプ２６を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを工作機械１の主軸取付け面洗浄用ノズル１７に送液し、洗浄液吐出口１７ａから吐出させるモードである。この洗浄液吐出モードは、工具Ｔの交換時に、主軸１５の取付け面１５ａ及び／又は工具Ｔの取付け面Ｔａに付着する切粉等の異物を切削液Ｆによって洗い流す場合に用いることができる。

洗浄液吐出モードにおいて、制御部２３は、第３開閉弁Ｖ３と、第４開閉弁Ｖ４と、第５開閉弁Ｖ５とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第２のポンプ２６が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第３配管２２ｃから（第１のフィルタ２７を通過することなく）第２のフィルタ２８を通過して、第４配管２２ｄに流入し、更に、第４配管２２ｄから主軸取付け面洗浄用経路３２を通って、最終的に洗浄液吐出口１７ａから吐出される。

洗浄液吐出モードにおいて、切削液Ｆは、第２のフィルタ２８を通過することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が除去される。このため、主軸１５の取付け面１５ａや工具Ｔの取付け面Ｔａに切粉等の異物が付着したまま工具Ｔが取り付けられることがなく、工具Ｔを主軸１５に対して安定して取付けることができる。

［切削液吐出モード］
切削液吐出モードは、貯留タンク２１内の切削液Ｆを工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に送液し、切削液吐出口１８ａからワークＷ及びその周辺に吐出させるモードである。本実施形態において、切削液吐出モードは、通常モードと、第１の高品位モード〜第６の高品位モードとの７つのモードに更に分かれている。切削液供給装置２は、切削液吐出モードにおいて、これらの７つのモードを、入力部２４の入力操作によって選択可能に構成されている。以下、切削液吐出モードの各モードについて説明する。

＜通常モード＞
図６は、通常モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
切削液吐出モードにおける通常モードは、第２のポンプ２６を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に送液し、切削液吐出口１８ａから吐出させるモードである。

通常モードにおいて、制御部２３は、第３開閉弁Ｖ３と第６開閉弁Ｖ６とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第２のポンプ２６が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第３配管２２ｃから接続部Ｃ１を通って第５配管２２ｅに流入する。第５配管２２ｅに流入した切削液Ｆは、第５配管２２ｅから切削液吐出用経路３３を通って、最終的に切削液吐出口１８ａから吐出される。

このように、通常モードにおいて、切削液Ｆは、第１のフィルタ２７と第２のフィルタ２８のいずれも通過せずに切削液吐出口１８ａに送液されるので、ワークＷの切削加工において鏡面等の高品位な加工面が要求されない通常の切削加工を行う場合に用いることができる。また、第１のポンプ２５に比較して大流量を吐出させる第２のポンプ２６を使用するので、通常モードは、貯留タンク２１から工作機械１の切削液吐出口１８ａに対して、切削液Ｆの流量の減少を実質的に生じさせずに、大流量の切削液Ｆを供給することができる。
この通常モードにおける切削液Ｆの供給経路は、本発明の「第１の経路」に対応する。

＜第１の高品位モード＞
図７は、第１の高品位モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
切削液吐出モードにおける第１の高品位モードは、第１のポンプ２５を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、第１のフィルタ２７のみ通過させて工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に送液し、切削液吐出口１８ａから吐出させるモードである。この第１の高品位モードは、ワークＷの切削加工において高品位な加工面が要求される切削加工を行う場合に用いることができる。

第１の高品位モードにおいて、制御部２３は、第１開閉弁Ｖ１と第８開閉弁Ｖ８とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第１のポンプ２５が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第１配管２２ａから第１のフィルタ２７を通過して、第２配管２２ｂに流入する。第２配管２２ｂに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ３を通って第７配管２２ｇに流入し、更に、接続部Ｃ４を通って第５配管２２ｅに流入する。第５配管２２ｅに流入した切削液Ｆは、切削液吐出用経路３３を通って、最終的に切削液吐出口１８ａから吐出される。

第１の高品位モードにおいて、切削液Ｆは、第１のフィルタ２７を経由することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が除去される。これにより、第１の高品位モードは、切粉等の異物が除去された切削液Ｆを、切削液吐出口１８ａから加工中のワークＷ及びその周辺に吐出させることができる。第１のフィルタ２７は、第２のフィルタ２８に比較して目が細かいため、切削液Ｆが第２のフィルタ２８を通過する場合に比較して切粉等の異物を高レベルに除去することができる。また、使用される第１のポンプ２５は、第２のポンプ２６に比較して高圧の切削液Ｆを送液することができる。従って、第１の高品位モードは、高品位な加工面が要求される高品位加工を行う場合に、より高レベルに濾過された高圧の切削液Ｆを、加工中のワークＷ及びその周辺に供給することができる。

この第１の高品位モードにおける切削液Ｆは、第１のフィルタ２７を通過して切削液吐出口１８ａに送液されるので、第１の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路は、本発明の「第２の経路」に対応する。

＜第２の高品位モード＞
図８は、第２の高品位モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
切削液吐出モードにおける第２の高品位モードは、第２のポンプ２６を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、第１のフィルタ２７のみ通過させて工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に送液し、切削液吐出口１８ａから吐出させるモードである。この第２の高品位モードも、ワークＷの切削加工において高品位な加工面が要求される切削加工を行う場合に用いることができる。

第２の高品位モードにおいて、制御部２３は、第３開閉弁Ｖ３と、第８開閉弁Ｖ８と、第１０開閉弁Ｖ１０とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第２のポンプ２６が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第３配管２２ｃから接続部Ｃ１を通って第５配管２２ｅに流入する。第５配管２２ｅに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ７を通って第９配管２２ｉに流入し、更に、接続部Ｃ６を通って第１配管２２ａに流入する。第１配管２２ａに流入した切削液Ｆは、第１のフィルタ２７を通過して、第２配管２２ｂに流入し、更に、接続部Ｃ３を通って第７配管２２ｇに流入する。第７配管２２ｇに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ４を通って第５配管２２ｅに流入する。第５配管２２ｅに流入した切削液Ｆは、切削液吐出用経路３３を通り、最終的に切削液吐出口１８ａから吐出される。

第２の高品位モードにおいて、切削液Ｆは、第１のフィルタ２７を経由することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が除去される。これにより、第２の高品位モードは、切粉等の異物が除去された切削液Ｆを、切削液吐出口１８ａから加工中のワークＷ及びその周辺に吐出させることができる。第１のフィルタ２７は、第２のフィルタ２８に比較して目が細かいため、切削液Ｆが第２のフィルタ２８を通過する場合に比較して切粉等の異物をより高レベルに除去することができる。また、使用される第２のポンプ２６は、第１のポンプ２５に比較して大流量の切削液Ｆを送液することができる。従って、第２の高品位モードは、高品位な加工面が要求される高品位加工を行う場合に、より高レベルに濾過された大流量の切削液Ｆを、加工中のワークＷ及びその周辺に供給することができる。

この第２の高品位モードにおける切削液Ｆも、第１のフィルタ２７を通過して切削液吐出口１８ａに送液されるので、第２の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路も、本発明の「第２の経路」に対応する。

＜第３の高品位モード＞
図９は、第３の高品位モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
切削液吐出モードにおける第３の高品位モードは、第１のポンプ２５を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、第２のフィルタ２８のみを通過させて工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に送液し、切削液吐出口１８ａから吐出させるモードである。この第３の高品位モードも、ワークＷの切削加工において高品位な加工面が要求される切削加工を行う場合に用いることができる。

第３の高品位モードにおいて、制御部２３は、第４開閉弁Ｖ４と、第７開閉弁Ｖ７と、第１１開閉弁Ｖ１１とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第１のポンプ２５が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第１配管２２ａから接続部Ｃ２を通って第６配管２２ｆに流入する。第６配管２２ｆに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ１を通って第３配管２２ｃに流入し、第２のフィルタ２８を通過して、第４配管２２ｄに流入する。第４配管２２ｄに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ５を通って第８配管２２ｈに流入し、更に、接続部Ｃ８を通って第１０配管２２ｊに流入する。第１０配管２２ｊに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ４から第５配管２２ｅに流入し、第５配管２２ｅから切削液吐出用経路３３を通って、最終的に切削液吐出口１８ａから吐出される。

第３の高品位モードにおいて、切削液Ｆは、第２のフィルタ２８を経由することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が除去される。これにより、第３の高品位モードも、切粉等の異物が除去された切削液Ｆを、切削液吐出口１８ａから加工中のワークＷ及びその周辺に吐出させることができる。第２のフィルタ２８は、第１のフィルタ２７に比較して目の粗いフィルタであるため、第１のフィルタ２７に比較して圧力損失は小さくなる。また、使用される第１のポンプ２５は、第２のポンプ２６に比較して高圧の切削液Ｆを送液することができる。従って、第３の高品位モードは、高品位な加工面が要求される高品位加工を行う場合に、高レベルに濾過された高圧の切削液Ｆを、加工中のワークＷ及びその周辺に供給することができる。

この第３の高品位モードにおける切削液Ｆは、第２のフィルタ２８を通過して切削液吐出口１８ａに送液されるので、第３の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路は、本発明の「第３の経路」に対応する。

＜第４の高品位モード＞
図１０は、第４の高品位モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
切削液吐出モードにおける第４の高品位モードは、第２のポンプ２６を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、第２のフィルタ２８のみ通過させて工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に供給し、切削液吐出口１８ａから吐出させるモードである。この第４の高品位モードも、ワークＷの切削加工において高品位な加工面が要求される切削加工を行う場合に用いることができる。

第４の高品位モードにおいて、制御部２３は、第３開閉弁Ｖ３と、第４開閉弁Ｖ４と、第１１開閉弁Ｖ１１とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第２のポンプ２６が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第３配管２２ｃから第２のフィルタ２８を通過して、第４配管２２ｄに流入し、更に、接続部Ｃ５を通って第８配管２２ｈに流入する。第８配管２２ｈに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ８を通って第１０配管２２ｊに流入し、更に、接続部Ｃ４を通って第５配管２２ｅに流入する。第５配管２２ｅに流入した切削液Ｆは、第５配管２２ｅから切削液吐出用経路３３を通って、最終的に切削液吐出口１８ａから吐出される。

第４の高品位モードにおいて、切削液Ｆは、第２のフィルタ２８を経由することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が除去される。これにより、第４の高品位モードは、切粉等の異物が除去された切削液Ｆを、切削液吐出口１８ａから加工中のワークＷ及びその周辺に吐出させることができる。第２のフィルタ２８は、第１のフィルタ２７に比較して目の粗いフィルタであるため、第１のフィルタ２７に比較して圧力損失は小さくなる。また、使用される第２のポンプ２６は、第１のポンプ２５に比較して大流量の切削液Ｆを送液することができる。従って、第４の高品位モードは、高品位な加工面が要求される高品位加工を行う場合に、高レベルに濾過された大流量の切削液Ｆを、加工中のワークＷ及びその周辺に供給することができる。

この第４の高品位モードにおける切削液Ｆも、第２のフィルタ２８を通過して切削液吐出口１８ａに送液されるので、第４の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路は、本発明の「第３の経路」に対応する。

＜第５の高品位モード＞
図１１は、第５の高品位モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
切削液吐出モードにおける第５の高品位モードは、第１のポンプ２５を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、第１のフィルタ２７及び第２のフィルタ２８の両方を通過させて工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に供給し、切削液吐出口１８ａから吐出させるモードである。この第５の高品位モードも、ワークＷの切削加工において高品位な加工面が要求される切削加工を行う場合に用いることができる。

第５の高品位モードにおいて、制御部２３は、第４開閉弁Ｖ４と、第７開閉弁Ｖ７と、第８開閉弁Ｖ８と、第９開閉弁Ｖ９を開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第１のポンプ２５が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第１配管２２ａから接続部Ｃ２を通って第６配管２２ｆに流入し、更に、接続部Ｃ１を通って第３配管２２ｃに流入する。第３配管２２ｃに流入した切削液は、第２のフィルタ２８を通過して、第４配管２２ｄに流入し、接続部Ｃ５を通って第８配管２２ｈに流入する。第８配管２２ｈに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ６を通って第１配管２２ａに流入し、第１のフィルタ２７を通過して、第２配管２２ｂに流入する。第２配管２２ｂに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ３を通って第７配管２２ｇに流入する。第７配管２２ｇに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ４を通って第５配管２２ｅに流入し、第５配管２２ｅから切削液吐出用経路３３を通って、最終的に切削液吐出口１８ａから吐出される。

第５の高品位モードにおいて、切削液Ｆは、第１のフィルタ２７と第２のフィルタ２８とを順次経由することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が更に高度に除去される。これにより、第５の高品位モードは、切粉等の異物が更に高度に除去された切削液Ｆを、切削液吐出口１８ａから加工中のワークＷ及びその周辺に吐出させることができる。また、使用される第１のポンプ２５は、第２のポンプ２６に比較して高圧の切削液Ｆを送液することができる。従って、第５の高品位モードは、高品位な加工面が要求される高品位加工を行う場合に、更に高レベルに濾過された高圧の切削液Ｆを、加工中のワークＷ及びその周辺に供給することができる。

この第５の高品位モードにおける切削液Ｆは、第１のフィルタ２７及び第２のフィルタ２８を通過して切削液吐出口１８ａに送液されるので、第５の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路は、本発明の「第４の経路」に対応する。

＜第６の高品位モード＞
図１２は、第６の高品位モードにおける経路切換部２２の一態様を示す図である。
切削液吐出モードにおける第６の高品位モードは、第２のポンプ２６を使用して、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、第１のフィルタ２７及び第２のフィルタ２８の両方を通過させて工作機械１の切削液吐出用ノズル１８に供給し、切削液吐出口１８ａから吐出させるモードである。この第６の高品位モードも、ワークＷの切削加工において高品位な加工面が要求される切削加工を行う場合に用いることができる。

第６の高品位モードにおいて、制御部２３は、第３開閉弁Ｖ３と、第４開閉弁Ｖ４と、第８開閉弁Ｖ８と、第９開閉弁Ｖ９とを開放させ、それ以外の開閉弁を閉鎖させるように制御している。従って、第２のポンプ２６が駆動すると、貯留タンク２１内の切削液Ｆは、第３配管２２ｃから第２のフィルタ２８を通過して、第４配管２２ｄに流入し、接続部Ｃ５を通って第８配管２２ｈに流入する。第８配管２２ｈに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ６を通って第１配管２２ａに流入し、第１のフィルタ２７を通過して、第２配管２２ｂに流入する。第２配管２２ｂに流入した切削液Ｆは、接続部Ｃ３を通って第７配管２２ｇに流入し、接続部Ｃ４を通って第５配管２２ｅに流入する。第５配管２２ｅに流入した切削液Ｆは、第５配管２２ｅから切削液吐出用経路３３を通って、最終的に切削液吐出口１８ａから吐出される。

第６の高品位モードにおいて、切削液Ｆは、第１のフィルタ２７と第１のフィルタ２７とを順次経由することにより濾過され、切削液Ｆ中の切粉等の異物が更に高度に除去される。これにより、第３の高品位モードは、切粉等の異物が更に除去された切削液Ｆを、切削液吐出口１８ａから加工中のワークＷ及びその周辺に吐出させることができる。また、使用される第２のポンプ２６は、第１のポンプ２５に比較して大流量の切削液Ｆを送液することができる。従って、第６の高品位モードは、高品位な加工面が要求される高品位加工を行う場合に、更に高レベルに濾過された大流量の切削液Ｆを、加工中のワークＷ及びその周辺に供給することができる。

この第６の高品位モードにおける切削液Ｆも、第１のフィルタ２７及び第２のフィルタ２８を通過して切削液吐出口１８ａに送液されるので、第６の高品位モードにおける切削液Ｆの供給経路も、本発明の「第４の経路」に対応する。

以上のように、本実施形態における切削液供給装置２は、切削液吐出モードとして、切削液Ｆが第１のフィルタ２７及び第２のフィルタ２８のいずれも通過せずに切削液吐出口１８ａに送液される通常モードと、切削液Ｆが第１のフィルタ２７を通過して切削液吐出口１８ａに送液される第１の高品位モード及び第２の高品位モードと、切削液Ｆが第２のフィルタ２８を通過して切削液吐出口１８ａに送液される第３の高品位モード及び第４の高品位モードとに切り換えるように、第１のポンプ２５、第２のポンプ２６及び経路切換部２２を制御する。このため、高品位な加工面が要求される加工を行う場合には、高品位モードによって高レベルに濾過された切削液Ｆを工作機械１に供給し、切削液吐出口１８ａから吐出させることができ、通常の加工を行う場合には、通常モードによって流量の減少を実質的に生じさせずに切削液Ｆを工作機械１に供給し、切削液吐出口１８ａから吐出させることができる。

また、本実施形態における切削液供給装置２は、切削液Ｆが第１のフィルタ２７及び第２のフィルタ２８の両方を通過して切削液吐出口１８ａに送液される第５の高品位モード及び第６の高品位モードに更に切り換えるように、第１のポンプ２５、第２のポンプ２６及び経路切換部２２を制御する。このため、更に高品位な加工面が要求される加工を行う場合には、更に高レベルに濾過された切削液Ｆを、工作機械１の切削液吐出口１８ａから吐出することができる。

更に、本実施形態における切削液供給装置２は、各高品位モードにおいて、切削液Ｆを切削液吐出口１８ａに送液する際に使用するポンプとして、ポンプ性能の異なる第１のポンプ２５又は第２のポンプ２６に切り換え可能に構成されている。このため、ワークＷに対する高品位加工において要求される切削液Ｆの吐出形態（圧力、流量等）に応じて、最適な吐出形態の切削液Ｆを切削液吐出口１８ａから吐出させることができる。

本実施形態において、貯留タンク２１内の切削液Ｆを切削液吐出口１８ａから吐出させるために使用される第１のポンプ２５は、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、主軸センタースルー用経路３１に送液するポンプを兼用し、第２のポンプ２６は、貯留タンク２１内の切削液Ｆを、主軸取付け面洗浄用経路３２に送液するポンプを兼用している。このため、既存の装置に比較してポンプ数が増加することがなく、装置の大型化及び大幅なコストの増加を招くことがない。

更に、本実施形態において貯留タンク２１内の切削液Ｆを切削液吐出口１８ａから吐出させるために使用される第１のフィルタ２７は、主軸センタースルー用経路３１を流通して工具吐出口Ｔｃから吐出される切削液Ｆを通過させるためのフィルタを兼用し、第２のフィルタ２８は、主軸取付け面洗浄用経路３２を流通して洗浄液吐出口１７ａから吐出される切削液Ｆを通過させるためのフィルタを兼用している。このため、既存の装置に比較してフィルタ数が増加することがなく、装置の大型化及び大幅なコストの増加を招くことがない。

なお、切削液供給装置２に設けられるポンプは、第１のポンプ２５と第２のポンプ２６のいずれか１つだけでもよい。

１工作機械
１５主軸
１８ａ切削液吐出口
２切削液供給装置
２１貯留タンク
２２経路切換部
２３制御部
２５第１のポンプ
２６第２のポンプ
２７第１のフィルタ
２８第２のフィルタ
３１主軸センタースルー用経路
３２主軸取付け面洗浄用経路
Ｆ切削液
Ｔ工具
Ｗワーク（被削材）

Claims

主軸に取り付けられた工具を使用して被削材の切削加工を行う工作機械の切削液供給装置であって、
切削液を貯留する貯留タンクと、
前記切削液を前記工具の外部から前記被削材又はその周辺に向けて吐出する切削液吐出口と、
前記貯留タンク内の前記切削液を前記切削液吐出口に送液するように前記切削液を加圧する少なくとも１つのポンプと、
前記貯留タンクの外部に設けられる第１のフィルタと、
前記貯留タンクの外部に設けられ、前記第１のフィルタとはフィルタ性能が異なる第２のフィルタと、
前記貯留タンクから前記切削液吐出口への前記切削液の経路を切り換える経路切換部と、
前記ポンプ及び前記経路切換部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記経路を、前記切削液が前記第１のフィルタと前記第２のフィルタのいずれも通過せずに前記切削液吐出口に送液される第１の経路と、前記切削液が前記第１のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第２の経路と、前記切削液が前記第２のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第３の経路と、前記切削液が前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第４の経路とに切り換えるように、前記ポンプ及び前記経路切換部を制御する、工作機械の切削液供給装置。
主軸に取り付けられた工具を使用して被削材の切削加工を行う工作機械の切削液供給装置であって、
切削液を貯留する貯留タンクと、
前記切削液を前記工具の外部から前記被削材又はその周辺に向けて吐出する切削液吐出口と、
前記貯留タンク内の前記切削液を前記切削液吐出口に送液するように前記切削液を加圧するポンプであって、第１のポンプと、前記第１のポンプとはポンプ性能の異なる第２のポンプとを有するポンプと、
前記貯留タンクの外部に設けられる第１のフィルタと、
前記貯留タンクの外部に設けられ、前記第１のフィルタとはフィルタ性能が異なる第２のフィルタと、
前記貯留タンクから前記切削液吐出口への前記切削液の経路を切り換える経路切換部と、
前記ポンプ及び前記経路切換部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記経路を、前記切削液が前記第１のフィルタと前記第２のフィルタのいずれも通過せずに前記切削液吐出口に送液される第１の経路と、前記切削液が前記第１のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第２の経路と、前記切削液が前記第２のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第３の経路とに切り換えるように、前記ポンプ及び前記経路切換部を制御すると共に、前記貯留タンク内の前記切削液を前記切削液吐出口に送液する際に使用する前記ポンプとして、前記第１のポンプ又は前記第２のポンプに更に切り換えるように制御する、工作機械の切削液供給装置。
前記制御部は、前記切削液が前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタを通過して前記切削液吐出口に送液される第４の経路に更に切り換えるように、前記ポンプ及び前記経路切換部を制御する、請求項２に記載の工作機械の切削液供給装置。
前記工作機械は、前記貯留タンクから前記切削液吐出口に向かう前記経路の他に、前記切削液を前記工具内に通過させて前記工具の先端から吐出させる主軸センタースルー用経路と、前記切削液を前記主軸と前記工具との取付け面に向けて吐出させる主軸取付け面洗浄用経路とを有し、
前記第１のポンプは、前記貯留タンク内の前記切削液を、前記主軸センタースルー用経路に送液するポンプを兼用し、前記第２のポンプは、前記貯留タンク内の前記切削液を、前記主軸取付け面洗浄用経路に送液するポンプを兼用する、請求項２又は３に記載の工作機械の切削液供給装置。
前記第１のフィルタは、前記主軸センタースルー用経路を通って前記工具の先端から吐出させるための前記切削液を通過させるフィルタを兼用し、
前記第２のフィルタは、前記主軸取付け面洗浄用経路を通って前記主軸と前記工具との取付け面に向けて吐出させるための前記切削液を通過させるフィルタを兼用する、請求項４に記載の工作機械の切削液供給装置。