JPH06641U - 工作機械の冷却液供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マシニングセンター等の工作機械の冷却液供
給装置において、連続加工における作業の省力化並びに
冷却液供給中におけるノズル支持機構の剛性の確保を図
ることである。 【構成】 工作機械に固定されたノズル支持機構１８の
先端部に、切換バルブ２２を介して複数の冷却液ノズル
２５を設け、各冷却液ノズル２５は、それらの位置及び
噴出方向が各種工具に応じた位置及び噴出方向にそれぞ
れ設定されると共に、切換バルブ２２により噴出及び停
止の切り換えが自在となっている。また、ノズル支持機
構１８に、水平自在継手２０，２１及びこれを任意の折
曲げ状態で固定する固定手段を備えたり、また、球面継
手２４を介して冷却液ノズル２５を支持してこれを任意
の回動状態で固定する固定手段を備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マシニングセンター等の工作機械の冷却液供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、Ｎ／Ｃフライス盤やマシニングセンター等の工作機械において、回転 工具及び研削部分へ冷却液を供給する冷却液供給装置としては、たとえば、図９ に示すように、冷却液ノズル支持部材として、いずれの箇所でもいずれの方向に も変形自在で、しかも、応力を取り去った後も変形状態を維持する性質、いわゆ る塑性変形可能な性質を有する長いスタンドチューブ１００を備え、該スタンド チューブ１００の先端部に単一の冷却液ノズル１０１を設けている。スタンドチ ューブ１００の基端部は、たとえば、工作機械の移動テーブル３上に固定されて いる。 このような冷却液供給装置は、作業員がスタンドチューブ１００を適当な形状 に折り曲げ調節することにより、冷却液ノズル１０１を工具Ｔの切削部分に向け てセットし、切削作業中に、工具Ｔの切削部分に冷却液を噴出させ、加工面を冷 却する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

昨今の工作機械では自動化がすすんでおり、特に、マシニングセンター等では 、１つのワークに対して各種異なる加工を順次連続して行い、また、自動工具交 換装置により工具交換も自動的行われるようになっている。そして、上記自動化 により、長時間、無人状態での作業が図られている。 ところが、マシニングセンターのように自動的に工具交換を行う場合には、工 具の種類によって、加工高さ、すなわち、工具による加工面の高さ等が変化する ことが多く、このような場合、図９のような単一の冷却液ノズル１０１を有する 冷却液供給装置では、工具交換毎に、その加工高さに合わせて、一々作業員が手 でもって、冷却液ノズル１０１の方向を変更調節しなければならない。すなわち 、せっかく自動化により無人化を図ろうとしても、冷却液ノズル１０１の調整作 業だけのために作業員が機械に付いていなければならず、完全な省力化が達成で きなくなることが多い。 また、図９のような冷却液供給装置のスタンドチューブ１００は、簡単に手の 力で方向変換できる程度の摩擦力によるものが使用されており、しかも、スタン ドチューブ１００の全長の略全域において折り曲げ可能なので、長時間切削作業 を行っている間に、飛び散る切屑がスタンドチューブ１００にぶつかることによ り、冷却液ノズル１０１の向きがずれことが多く、それにより、必要な箇所への 冷却液の供給ができなくなることもある。このような点からも上記省力化が困難 になる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は、ノズル支持機構の基端部を、マシニングセンター等の 工作機械に固定し、ノズル支持機構の先端部に、切換バルブを介して複数の冷却 液ノズルを設け、各冷却液ノズルは、それらの位置及び噴出方向が各種工具に応 じた位置及び噴出方向にそれぞれ設定されると共に、切換バルブにより噴出及び 停止の切り換えが自在となっている。 請求項２記載の考案は、請求項１記載の構成に加え、ノズル支持機構は、概略 水平面内でのみ折曲げ自在な水平自在継手を有し、該水平自在継手には、これを 任意の折曲げ状態で固定する固定手段が備えられている。 請求項３記載の考案は、請求項２記載の構成に加え、切換バルブに球面自在継 手を介して冷却液ノズルを接続し、該球面自在継手には、これを任意の回動状態 で固定する固定手段が備えられている。

【０００５】

【作用】

作業開始前において、冷却液供給装置の各冷却液ノズルを、各種交換される工 具に応じた位置及び噴出方向にセットし、一方、切換バルブは、各種工具が機械 主軸に装着された時に、その工具の加工面（切削部分）に向いている冷却液ノズ ルを開いて冷却液を噴出するように、適宜の制御装置に接続する。各冷却液ノズ ルの位置及び噴出方向をセットする場合には、ノズル支持機構の各継手の折り曲 げ状態を調節すると共に、球面自在継手を回動調節することにより行なう。そし てセット後、それぞれの継手の固定手段により、各継手をセット状態に固定する 。これにより、たとえ、作業中に、切屑がノズル支持機構あるいは冷却液ノズル に勢いよく当接しても、それらの剛性が高く維持されているため、冷却液ノズル の位置がずれたりすることはない。 １つの工具で加工後、次の工具に交換されて加工する場合には、切換バルブの 作動により、新たな工具に応じた噴出方向を有する冷却液ノズルから冷却液が噴 出される。

【０００６】

【実施例】

図１は、本考案を適用したマシニングセンター全体の斜視図であり、床面にベ ッド１が設置され、該ベッド１の上面には中間水平テーブル２が前後方向（Ｙ軸 方向）に移動自在に支持され、該中間水平テーブル２上に、該水平テーブル２に 対して左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在に移動テーブル３が支持されている。ベ ット１の上方には、コラム５を介して上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に主軸ヘ ッド６が支持され、該主軸ヘッド６には垂直な機械主軸７が備えられ、機械主軸 ７には、各種工具Ｔが取り替え自在に装着される。また、コラム５には、多数の 工具を保持する工具マガジン１１が回転駆動自在に備えられている。 移動テーブル３上には、たとえば傾斜、回転及び割り出しが可能な傾斜円テー ブル１２が固定され、該傾斜円テーブル１２上にワークＷが固定されている。 上記固定コラム５に、本考案の要部であるノズル支持機構１８を介して複数の 冷却ノズル２５が支持されている。

【０００７】 図４は、冷却液供給装置の拡大平面図を示しており、ノズル支持機構１８は、 その基端部がコラム５の垂直面に固定されると共に、水平面内で屈曲自在な元側 水平自在継手２０及び同様に水平面内で屈曲自在な中間水平自在継手２１により 屈曲自在に構成されている。 図２は冷却液供給装置の拡大側面図を示しており、支持機構１８の先端部には 、分岐マニホールド５２を介して、たとえば、上下２個の切換バルブ２２を備え 、上下各切換バルブ２２に、それぞれ三次元方向に回動自在な球面自在継手２４ を介して冷却液ノズル２５を設けており、各冷却液ノズル２５は、それぞれ各種 工具Ｔの寸法等に応じて、各作業時の加工箇所に向けてセットされている。

【０００８】 図５は、冷却液供給装置の縦断面図を示しており、支持機構１８の基端部は、 ブラケット１５及び植え込みボルト１６からなっており、ブラケット１５はコラ ム５の垂直面にボルトにより固着され、植込みボルト１６は、ブラケット１５に 垂直姿勢に植え込まれている。上記植込みボルト１５には、元側水平自在継手２ ０のクランプ式ブロック３０が昇降及び回動位置調節自在に挿通され、締付けボ ルト３１により、適宜の高さ及び回動位置で締め付けられ、かつ、植込みボルト １６に螺挿されたロックナット３３によりずり落ちないように、ロックされてい る。

【０００９】 クランプ式ブロック３０には、上下方向に貫通する油路３５が形成されており 、該油路３５の下端部は、冷却液供給ホース３６を介して冷却液ポンプ等の冷却 液供給源に接続されている。油路３５の上半分にはめねじ部が形成され、該めね じ部には、支軸４０の下端拡大おねじ部が螺着されている。支軸４０の下端おね じ部には、上下方向に冷却液の流通を許すように、外周に複数の切り溝が形成さ れている。一方、クランプ式ブロック３０の油路３５の上端には、有底筒状の上 側ブロック４１の下端部がＯリングを介していんろう形式で回動可能に嵌合し、 また、上記支軸４０には、上側ブロック４１の上底部がＯリングを介して嵌合し ている。支軸４０は上記上側ブロック４１を貫通して上方に突出し、その上端お ねじ部には、継手固定手段として袋ナット４２が螺着されている。 上側ブロック４１の側面には、水平な冷却液管４４の一端部が液密状態に螺着 され、該冷却液管４４内は、上側ブロック４１内に連通している。

【００１０】 上記冷却液管４４の他端部には、中間水平自在継手２１の有底筒状の下側ブロ ック４６の側部が液密状態に螺着されている。下側ブロック４６の下端底部には 、上方に突出する支軸４８の下端おねじ部が液密状態で螺着されている。 下側ブロック４６の上端には、有底筒状の上側ブロック４９の下端部がＯリン グを介していんろう形式で回動可能に嵌合し、また、上記支軸４８には、上側ブ ロック４９の上底部がＯリングを介して嵌合している。支軸４８は上側ブロック ４９を貫通して上方に突出し、その上端おねじ部には、継手固定手段として、袋 ナット５１が螺着されている。

【００１１】 中間水平自在継手２１の上側ブロック４９の側部には、水平な連絡ねじ管５３ を介して前記分岐マニホールド５２が連結支持され、該分岐マニホールド５２に 、前記上下２個のエアー式切換バルブ２２が接続されている。

【００１２】 図６は、図５のVI−VI断面拡大図であり、閉じ状態（停止状態）の切換バルブ ２２を示している。該切換バルブ２２は、スプール嵌合孔５５を有すると共に、 入口ポート６５及び出口ポート６６を有し、入口ポート６５は、分岐マニホール ド５２の油路５９に連通し、出口ポート６６には、球面自在継手２４の継手本体 管７０が螺着され、スプール嵌合孔５５には、軸方向と直交する油路５４を有す るスプール５６がスプール軸心方向移動自在に嵌合している。該スプール５６と 底板５７ａの間には、リターンコイルばね５７が縮設されており、スプール５６ の蓋板５８側にはエアー室６１が形成され、該エアー室６１は、エアー供給ホー ス６４、電磁開閉弁６２を介して圧縮エアー供給源６３に接続されている。すな わち、電磁開閉弁６２を開いてエアー室６１に圧縮エアーを供給することにより 、図示のように、スプール５６を底板５７ａ側に移動して、切換バルブ２２のポ ート６５，６６間を遮断する。反対に、電磁開閉弁６２を閉じてエアー室６１を 大気等に開放することにより、コイルばね５７の弾性力により、スポール５６を 蓋板側（矢印Ａ方向）に移動して、切換バルブ２２のポート６５，６６間を油路 ５４により連通する。

【００１３】 ノズル支持用の球面自在継手２４は、図５に示すように、継手本体管７０の凹 面座に球体７２を回転自在に嵌合しており、該球体７２には貫通油路７３が形成 されており、該油路７３に前記冷却液ノズル２５が嵌着されている。継手本体管 ７０の球面座部分の外周側には、継手固定手段として締付けナット７４が螺合し ており、該締付けナット７４を締め付けることにより、球体７２を所定の回転位 置に締付け固定できるようになっている。また、球体７２のノズル２５側とは反 対側の端部は、球体７２を回転させても、球体７２内の油路７３が常に継手本体 管７０内に連通するように、平面状に切り欠かれている。

【００１４】 上述のような冷却液供給装置を備えたマシニングセンターにおいて、傾斜円テ ーブル１２に装着した１つのワークＷ対して、図２のようにワークＷを垂直姿勢 にし、工具Ｔとして大形平面カッターを使用し、ワーク上端面を平面研削する作 業と、図３のようにワークＷを４５°傾斜させ、工具Ｔとしてエンドミルを使用 し、ワークＷをワーク軸心回りに回転させながら、円錐面を研削する作業とを連 続して行う場合には、上側の冷却液ノズル２５は、図２のように上端面加工時の 加工高さＨ1 及び加工位置に的確に向くようにその高さ、位置及び向きがセット され、一方、下側の冷却液ノズル２５は、図３のように円錐面加工時の加工高さ Ｈ2 及び加工位置に的確に向くようにその高さ、位置及び向きがセットされる。

【００１５】 上記のように各冷却液ノズル２５をセットする場合において、支持機構１８全 体の高さ調節は、図４のクランプ式ブロック３０のボルトナット３１を緩め、図 ５のロックナット３３を回動することにより、支持機構１８全体の上下方向位置 を調節し、そして、ボルト３１を締め付けることにより、クランプ式ブロック３ ０を植込みボルト１６に固定する。 ノズル支持機構１８の屈曲姿勢の調節、並びに冷却液ノズル２５の位置及び方 向などの調節は、まずノズル支持機構１８の各水平自在継手２０，２１の袋ナッ ト４２，５１を緩め、各上側ブロック４１，４９を回動調節することにより、水 平面内で、適当な屈曲形状に調節する。しかる後に、袋ナット４２，５１を締め 付けて、各水平自在継手２０，２１を固定する。これにより、たとえば、切換バ ルブ２２及び冷却液ノズル２５が、ワークＷの移動に邪魔にならず、また、切屑 の飛散量が少ない位置にセットされる。 次に、球面自在継手２４の締付けナット７４を緩め、各冷却液ノズル２５を、 最終的に、それぞれ所定の方向に向けてセットし、締付けナット７４を締め付け ることにより、その噴出方向に固定する。

【００１６】 また、図２のように、各切換バルブ２２の圧縮エアー供給パイプ６４に接続さ れた電磁開閉バルブ６２については、それらに接続された制御機構により、図２ のように工具Ｔとして大形平面カッターが機械主軸７に装着されてワーク上端面 を研削している間は、上側切換バルブ２２を冷却液噴出状態とし、下側切換バル ブ２２を冷却液停止状態し、一方、図３のように工具Ｔとしてエンドミルが機械 主軸７に装着され、円錐面研削をしている間は、下側切換バルブ２２を冷却液噴 出状態とし、上側切換バルブ２２を冷却液停止状態とするように設定する。

【００１７】 したがって、研削作業において、図２のように高い加工高さＨ1 での平面研削 中は、それに合わせて、上側の冷却液ノズル２５から、研削部分に正確に冷却液 が供給され、一方、図３のように低い加工高さＨ2 での円錐面研削中は、それに 合わせて、下側の冷却液ノズル２５から、研削部分に正確に冷却液が供給される 。 しかも、作業中は、支持機構１８の各水平自在継手２０，２１は、固定されて おり、かつ、球面自在継手２４も固定されているので、切屑が当たってもそれら の形状あるいは方向が変化する心配はない。

【００１８】

【別の実施例】

（１）図７は、切換バルブとして、図２のようにシングル式のものを２個備える 代わりに、２連式切換バルブ８０を１個備えた例である。すなわち、２連式切換 バルブ８０は、１つの切換バルブ８０に、１つの入口ポート８５と、上下２つの 出口ポート８６を有し、各出口ポート８６にそれぞれ球面自在継手２４を介して 冷却液ノズル２５を接続しており、スプール８１の油路８４はコの字形に形成さ れている。その他の構造は、前記図６のシングル式の切換バルブと同様であり、 エアー室６１は、圧縮エアー供給ホース６４、電磁開閉バルブ６２を介して圧縮 エアー供給源６３に接続されている。 図７の２連式の切換バルブ８０では、電磁開閉バルブ６２を開いてエアー室６ １に圧縮エアーを圧入することにより、図７のようにスプール８１をばね５７に 抗して上方に移動させて、上側の出口ポート８６に入口ポート８５を連通させる と同時に、下側の出口ポート８６を閉じ、反対に、電磁開閉バルブ６２を閉じて エアー室６１を減圧することにより、スプール８１をばね５７により下降させて 、下側の出口ポート８６に入口ポート８５を連通させると同時に、上側の出口ポ ート８６を閉じる。

【００１９】 （２） 図８は、支持機構１８内に、元側水平自在継手９１のみを備え、また、 冷却液ノズル２５及びシングル式のの切換バルブ２２をそれぞれ３個つづつ備え た例である。分岐マニホールド９３は連絡ねじ管９２を介して元側水平自在継手 ９１に取り付けられ、分岐マニホールド９３の下面に、切換バルブ２２を水平に 並べて配置している。

【００２０】 （３）図示の実施例では、ノズル支持機構の基端部をコラム５の垂直面に固定し ているが、移動テーブル３上に固定する構造でもよい。 また、コラム全体が前後方向に移動する構造のマシニングセンターに、本考案 を適用することもできる。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように請求項１記載の考案によると、ノズル支持機構の基端部を 、マシニングセンター等の工作機械に固定し、ノズル支持機構の先端部に、切換 バルブを介して複数の冷却液ノズルを設け、各冷却液ノズルは、それらの位置及 び噴出方向が各種工具に応じた位置及び噴出方向にそれぞれ設定されると共に、 切換バルブにより噴出及び停止の切り換えが自在となっているので、 マシニングセンター等で、１つのワークに対して、自動的に工具交換して、各 種加工を連続して行う場合に、各種加工毎に、冷却液ノズルの位置及び方向等を 、作業員が調節し直す必要がなくなり、長時間の無人化を達成でき、作業の省力 化が達成できる。

【００２２】 請求項２記載の考案によると、概略水平面内でのみ折曲げ自在な水平自在継手 を有し、該水平自在継手には、これを任意の折曲げ状態で固定する固定手段が備 えられているので、切屑の飛散量の少ない位置に切換バルブをセットできると共 に、ノズル支持機構を屈曲調節後、その形状で固定しておくことにより、たとえ 、切削作業中に飛び散る切屑がノズル支持機構にぶつかっても、ノズル支持機構 が変形することはなく、作業中にノズルの位置などが、狂うのを防ぐことができ る。

【００２３】 さらに、請求項３のように、切換バルブに球面自在継手を介して冷却液ノズル を接続し、該球面自在継手に、これを任意の回動状態で固定する固定手段を備え ることにより、冷却液ノズルによる冷却液噴出方向決めが、簡単かつ精度よく行 える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る冷却液供給装置を備えたマシニ
ングセンターの全体斜視図である。

【図２】 図１の冷却液供給装置の拡大側面図である。

【図３】 別の使用状態を示す図２と同じ部分の拡大側
面図である。

【図４】 図２の平面図である。

【図５】 図２の縦断面図である。

【図６】 図５のVI−VI断面拡大図である。

【図７】 切換バルブの別の例を示す縦断面図である。

【図８】 冷却液供給装置の別の例を示す側面図であ
る。

【図９】 従来例の斜視図である。

【符号の説明】

１８ ノズル支持機構 ２０ 元側水平自在継手 ２１ 中間水平自在継手 ２２ 切換バルブ ２４ 球面自在継手 ２５ 冷却液ノズル ４２，５１ 袋ナット（水平自在継手用の固定手段） ７４ 締付けナット（球面自在継手用の固定手段）

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル支持機構の基端部を、マシニング
   センター等の工作機械に固定し、ノズル支持機構の先端
   部に、切換バルブを介して複数の冷却液ノズルを設け、
   各冷却液ノズルは、それらの位置及び噴出方向が各種工
   具に応じた位置及び噴出方向にそれぞれ設定されると共
   に、切換バルブにより噴出及び停止の切り換えが自在と
   なっていることを特徴とする工作機械の冷却液供給装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマシニングセンター等の
   冷却液供給装置において、ノズル支持機構は、概略水平
   面内でのみ折曲げ自在な水平自在継手を有し、該水平自
   在継手には、これを任意の折曲げ状態で固定する固定手
   段が備えられていることを特徴とする工作機械の冷却液
   供給装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のマシニングセンター等の
   冷却液供給装置において、切換バルブに球面自在継手を
   介して冷却液ノズルを接続し、該球面自在継手には、こ
   れを任意の回動状態で固定する固定手段が備えられてい
   ることを特徴とする工作機械の冷却液供給装置。