JPWO2017094042A1 - 工作機械用洗浄ノズルとその工作機械 - Google Patents

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Abstract

洗浄ノズルは、工作機械内の上面または側面に配置され、流体により工作機械内を洗浄するものであって、前記工作機械は、前記工作機械内部の前記上面または前記側面に前記流体の供給口を備え、前記洗浄ノズルは、内部に管路を有し、前記工作機械内の前記上面または前記側面の少なくとも一方に取り付けられ、前記管路は前記供給口と連通する基部と、前記基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える回転部材と、を備え、前記噴出口は、前記回転部材の前記噴出口から噴出された流体が、前記基部が取り付けられている面に当たり、その流体の噴出により前記回転部材が前記平行な軸回りに回転するように噴出される。

Description

この発明は、工作機械に使用する洗浄ノズルとそれを使用した工作機械に関する。
工作機械内の切り屑は、ワークの加工精度を左右するため、これを洗浄して除去する必要がある。この洗浄について、特許文献1では、工具に向けてクーラント液を噴出するノズルにより工具付近の洗浄を自動で行う技術が開示されている。また、特許文献2では、ワークに向けて非固定的な洗浄装置で手動により洗浄を行うことが可能な技術が開示されている。これらの文献に開示されるように、ワークの形状や工具の種類などが多様なため、工作機械では、切り屑が多い箇所、加工精度に影響を与えやすい箇所を重点的に洗浄することが効率的である。そのため、従来は、洗浄箇所を絞って洗浄する装置が一般的である。
特開平09−313990号公報 特開2007−190623号公報
工作機械では、ワークの形状や工具の種類が多様であっても、ワークおよび工具を含めた工作機械内部の空間全体を広範囲に、かつ固定的なノズルを使用して洗浄することができれば便利である。しかし、広範囲に固定的なノズルで洗浄する場合、従来は、ノズルからの流体の噴出角を広げたり、ノズルの個数を増やしてノズルの間隔を狭めることで洗浄用流体が噴霧されない領域を減らす手法が一般的であった。
しかし、ノズルからの流体の噴出角を広げたり、ノズルの個数を増やしてノズルの間隔を狭めたとしても、広げられるノズルからの流体の噴出角および増やせるノズル個数には限界があり、洗浄用流体が噴霧されない死角が不可避である。
工作機械内の上面または側面に配置され、流体により工作機械内を洗浄する洗浄ノズルであって、前記工作機械は、前記工作機械内部の前記上面または前記側面に前記流体の供給口を備え、前記洗浄ノズルは、内部に管路を有し、前記工作機械内の前記上面または前記側面の少なくとも一方に取り付けられ、前記管路は前記供給口と連通する基部と、前記基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える回転部材と、を備え、前記噴出口は、前記回転部材の前記噴出口から噴出された流体が、前記基部が取り付けられている面に当たり、その流体の噴出により前記回転部材が前記平行な軸回りに回転するように噴出される洗浄ノズルにより、解決する。
工作機械内のワーク台の面に配置され、流体により工作機械内を洗浄する洗浄ノズルであって、前記工作機械は、前記工作機械内部の前記ワーク台の前記面に前記流体の供給口を備え、前記洗浄ノズルは、内部に管路を有し、前記工作機械内の前記ワーク台に取り付けられている基部と、前記基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに一の方向に回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える第一回転部材と、を備える洗浄ノズルにより、解決する。
工作機械内の上面または側面に配置される第一洗浄ノズルでと第二洗浄ノズルとを備える工作機械であって、前記第一洗浄ノズルは、内部に管路を有し、前記工作機械内の前記上面または前記側面の少なくとも一方に取り付けられ、前記管路は前記供給口と連通する一の基部と、前記一の基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える回転部材と、を備え、前記噴出口は、前記回転部材の前記噴出口から噴出された流体が、前記基部が取り付けられている面に当たり、その流体の噴出により前記回転部材が前記平行な軸回りに回転するように噴出され、前記第二洗浄ノズルは、内部に管路を有し、前記工作機械内の前記ワーク台に取り付けられている他の基部と、前記他の基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに一の方向に回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える第一回転部材と、を備える工作機械により、解決する。
本発明により、少ない数の洗浄ノズルにより、広範囲における工作機械内の洗浄が可能となる。また、洗浄ノズルの個数を減少することにより、洗浄ノズルへ供給する必要なポンプの大きさが小さくなることによる省エネ洗浄ノズルの減少にて、必要なポンプの大きさを小さくすることができる。
本発明の洗浄ノズルが適用される工作機械の内部を示した図である。 本発明の実施の形態1の第1洗浄ノズルの外観図である。 本発明の実施の形態2の第1洗浄ノズルの分解図である。 本発明の実施の形態2のバリエーションの形態の第1洗浄ノズルの外観図である。 本発明の実施の形態2のバリエーションの形態の第1洗浄ノズルの上面図である。 本発明の実施の形態2のバリエーションの形の第1洗浄ノズルの正面図である。 本発明の実施の形態2のバリエーションの形の第1洗浄ノズルの側面図である。 本発明の実施の形態2の別のバリエーションの形態の第1洗浄ノズルの外観図である。 本発明の実施の形態3の第2洗浄ノズルの外観図である。 本発明の実施の形態4の第2洗浄ノズルの外観図である。 本発明の実施の形態5の第2洗浄ノズルの外観図である。
図1と図2を参照して、工作機械1の洗浄装置を説明する。図1は、工作機械1の内部を示した図である。図2は、第1洗浄ノズル2の外観を示した図である。工作機械1の内部上面10と側面11と内部下面とには、洗浄ノズルが配置される。内部上面10とは、たとえば天井面(天井カバー面)であり、内部下面は、ワーク台12の面である。第1洗浄ノズル2および第2洗浄ノズル3は、たとえば、クーラントなどの流体により工作機械1の内部を洗浄する。流体は、液体に限らず、気体とすることもできる。工作機械1は、その流体を第1洗浄ノズル2に供給する供給口10aを工作機械1の内部上面10に、その流体を第2洗浄ノズル3に供給する供給口11aを工作機械1の内部の側面11に有する。
図2に、実施の形態1としての第1洗浄ノズル2を示す。第1洗浄ノズル2は、内部に基部21と、シャフト管路22と、少なくとも一つの回転部材23,24と、を有している。本実施の形態では、2つの回転部材23,24を例に説明するが、一つのみの回転部材23でもよい。基部21は、内部に管路21aを備えていて、供給口2aと接合する。脱着可能な接合部材(不図示)を介して接合させることもできる。基部21は、供給口2aと接合している際には工作機械1に対して固定されている。シャフト管路22は、基部21の管路と流体的に結合する管路22aを内部に有している。シャフト管路22は、第1洗浄ノズル2が取り付けられる工作機械1の内部の面とほぼ平行に延在するように配置される。たとえば、第1洗浄ノズル2が天井に取り付けられる場合には、回転部材23は、シャフト管路22の端部に、シャフト管路22の中心軸22b周りに回転可能に取り付けられている。シャフト管路22の中心軸22bは、工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸であるから、回転部材23は、工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸周りに回転可能である。回転部材23の外面には、少なくとも一つの第1ノズル噴出口23a,23bを有している。本実施の形態では、2つの第1ノズル噴出口23a,23bを例に説明する。回転部材23の内部には、シャフト管路22の内部の管路22aと流体的に結合し、その管路22aは第1ノズル噴出口23a,23bに至っている。すなわち、流体は、供給口2aから、基部21内部の管路21aと、シャフト管路22の管路22aと、回転部材23の内部管路と、を経由し、第1ノズル噴出口23a,23bに至る。
第1ノズル噴出口23a,23bは、シャフト管路22の中心軸から、一定の距離を隔てて配置される。第1ノズル噴出口23aは、回転部材23をシャフト管路22の中心軸22b周りに回転するように、流体を噴出する。すなわち、第1ノズル噴出口23aは、回転部材23の回転中心と第1ノズル噴出口23a,23bとを結ぶ仮想線に対して、角度をもった方向に開口し、流体は、その方向に噴出される。2個以上の第1ノズル噴出口23a,23bを配置する場合には、回転部材23の回転中心周りの仮想円において、隣り合う第1ノズル噴出口23a,23bとの間の角度が、均等になるように配置することが好ましい。すなわち、本実施の形態のように、2個の第1洗浄ノズル2の噴出口を配置する場合には、たとえば、回転部材23の回転中心に対して点対称に配置し、隣り合うノズル噴出口との間の角度は180度とするのがよい。また、3個のノズル噴出口を配置する場合には、120度とすることが好ましい。
前記の通り、回転部材23は少なくとも一つ配置されていればよいが、本実施の形態のように、複数の回転部材23,24を配置する場合には、他の回転部材24は、回転部材23と反対側のシャフト管路の反対端部22cに取り付けられる。他の回転部材24の構造は回転部材23と同じである。回転部材23の回転方向と、回転部材24の回転方向とは、同じ方向でも逆の方向でもよい。
回転部材23の第1ノズル噴出口23a,23bおよび回転部材24の第1ノズル噴出口24a,24bは、第1ノズル噴出口23a,23bおよび第1ノズル噴出口24a,24bからの流体の噴流が工作機械の内部上面と側面とに当たり、その反射流が工作機械1の内部に拡散するように配置する。シャフト管路22は、基部21に対して固定しておくことができる。この場合には、第1洗浄ノズル2は、回転部材23と回転部材24とが取り付けられている面と平行な軸回りに回転し、流体は、第1洗浄ノズル2が取り付けられている面に流体を噴出し、その反射流が工作機械の内部に拡散する。
続いて、図3を参照して、第1洗浄ノズル2の実施の形態2を説明する。図3は実施の形態2の第1洗浄ノズル2の分解図である。第1洗浄ノズル2の実施の形態2では、シャフト管路22は、基部21に対して、基部21の中心軸回りに回転可能に配置する例について説明する。すなわち、この実施の形態2の場合、基部21はシャフト管路22に対して垂直になるように配置されている。シャフト管路22の中心軸22bは、工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸であるから、基部21は、工作機械1に基部21が取り付けられている面に対して垂直に延在する。基部21は、工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸に対しても、ほぼ垂直な位置関係となる。たとえば、第1洗浄ノズル2は、ボディ部25を有していて、基部21はボディ部25に挿嵌され、基部21は、基部21の中心軸回りに回転可能となるようにボディ部25に保持されている。シャフト管路22は、ボディ部25に対して、基部21と垂直方向に延在するように、ボディ部25に配置される。回転部材23および回転部材24は、前記のとおり、シャフト管路22の両端に、同様に配置する。これにより、第1ノズル噴出口23a,23bおよび第1ノズル噴出口24a,24bからの流体の噴流により、シャフト管路22が基部21に対して、基部21の中心軸21b回りに回転するとともに、回転部材23および回転部材24は、シャフト管路22の軸、すなわち工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸回りに回転する。この場合、第1ノズル噴出口23a,23bおよび第1ノズル噴出口24a,24bからの流体の噴流は、第1洗浄ノズル2が取り付けられている面に流体を噴出し、その反射流が工作機械の内部に拡散するのみならず、基部21の中心軸周りに、噴流を拡散させる効果を生じる。
さらに、図4を参照して、実施の形態2のバリエーションについて説明する。実施の形態2のバリエーションは、回転部材23および回転部材24の回転(工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸回りの回転)に加え、上記のシャフト管路22の基部21の中心軸回りのボディ部25の回転(工作機械1に基部21が取り付けられている面に垂直な軸回りの回転)を強制的に加えることで、噴流の拡散をさらに強める。図4は、実施の形態2のバリエーションの第1洗浄ノズル2を示している。図5Aは図4の矢印Aから見た図である。図5Bは図4の矢印Bから見た図である。図5Cは図4の矢印Cから見た図である。この実施の形態では、たとえば、シャフト管路22の両端部に、噴出口部材26,27を配置する。噴出口部材26,27には、それぞれ第2噴出口26aと第2噴出口27aとが配置されていて、シャフト管路22の内部の管路と流体的に連通している。すなわち、図5Aに示すように、第2噴出口26aと第2噴出口27aとは、基部21の中心軸まわりに軸対象に配置する。シャフト管路22は基部21に対して図5Aの矢印の方向に回転するとともに、回転部材23,24が図5Cの矢印の方向に回転する。これにより、第1ノズル噴出口23a,23bおよび第1ノズル噴出口24a,24bからの流体の噴流は、第1洗浄ノズル2が取り付けられている面に流体を噴出し、その反射流が工作機械の内部に拡散した上で、基部21の中心軸周りに噴流の拡散を増強する効果を生じる。
前記の実施の形態2では、第一洗浄ノズル2は、工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸回りの回転をする形態であった。そして、前記の実施の形態2のバリエーションの形態では、第一洗浄ノズル2は、工作機械1に基部21が取り付けられている面に平行な軸回りの回転をするとともに、工作機械1に基部21が取り付けられている面に垂直な軸回りの回転をさらに加えた形態であった。さらに、実施の形態2の別のバリエーションの形態では、工作機械1に基部21が取り付けられている面に垂直な軸回りの回転のみを行う形態をとることもできる。すなわち、図6に示すように、回転部材23および回転部材24は配置せず、シャフト管路22の両端部に、噴出口部材26,27を配置する。噴出口部材26,27には、それぞれ第2噴出口26aと第2噴出口27aとが配置されていて、シャフト管路22の内部の管路と流体的に連通している。これにより、噴出口部材26,27からの噴流によって、ボディ部25が、工作機械1に基部21が取り付けられている面に垂直な軸回りの回転を行い、その回転により、噴出口部材26,27からの噴流が拡散する効果を奏する。
続いて、実施の形態3として、第2洗浄ノズル3について説明する。第2洗浄ノズル3は、実施の形態2と同様に、工作機械1の内部の流入口12aに結合される。第2洗浄ノズル3は、特に、ワーク台12の面に流入口12aが配置されている。実施の形態1と同様に、取り外し可能に結合可能な構造とすることもできる。この基部21に対して、基部21の中心軸21b周りに回転可能に配置される第1回転ボディ31を有している。第1回転ボディ31は、基部21が取り付けられる面に対して、ほぼ平行な面を回転する。第1回転ボディ31内には、基部21の内部の管路と流体的に連通する管路を有している。第1回転ボディ31は、第2ノズル噴出口31a,31bを有している。第2ノズル噴出口31a,31bは流体を噴出する開口であって、それぞれ第1回転ボディ31の回転軌道の中心について、軸対象に配置される。この実施の形態では、2つの噴出口を例として説明したが、3つ以上の噴出口を配置することもできる。この場合、隣接する噴出口との間における回転中心について中心角が均等になるように配置すればよい。第2ノズル噴出口31a,31bから噴出される流体により、第1回転ボディ31はワーク台12の面に平行な面内を回転し、この回転にしたがって流体が基部21周りに拡散する。
実施の形態3では、第2洗浄ノズル3は、第1回転ボディ31のみを有している形態であるが、さらに、別に第2回転ボディ32を付加する構成でもよい。第2回転ボディ32を付加した構成につき図8を参照して、実施の形態4として説明する。図8に示すとおり、第2回転ボディ32は、第1回転ボディ31に重ねて配置される。第1回転ボディ31は、実施の形態3と同じである。第2回転ボディ32は、基部21の中心軸21b周りに、第1回転ボディ31の回転軸と同軸に回転可能に取り付けられる。第2回転ボディ32は、第1回転ボディ31の回転面と、ほぼ平行な面を回転する。第2回転ボディ32内には、基部21の内部の管路と流体的に連通する管路を有している。第2回転ボディ32は、第2ノズル噴出口32a,32bを有している。第2ノズル噴出口32a,32bは流体を噴出する開口であって、それぞれ第2回転ボディ32の回転軌道の中心について、軸対象に配置される。また、第2回転ボディ32の第2ノズル噴出口32a,32bは、第1回転ボディ31の第2ノズル噴出口31a,31bと反対方向に開口を有している。すなわち、第1回転ボディ31の回転方向と、第2回転ボディ32の回転方向とが異なるようになっている。第2ノズル噴出口32a,32bから噴出される流体により、第2回転ボディ32はワーク台12の面に平行な面内を回転し、この回転にしたがって、流体は基部21周りに拡散する。そして、第1回転ボディ31と第2回転ボディ32とが逆方向に回転することから、流体は、異なる方向に、拡散する。
図7の実施の形態3および図8の実施の形態4では、第1回転ボディ31および第2回転ボディ32はそれぞれ2個の噴出口を例として、矩形の第1回転ボディ31および第2回転ボディ32として説明したが、それぞれ図9に示すように3つ以上の噴出口を配置した三角形形状の第1回転ボディ35と第2回転ボディ36とすることもできる。すなわち、n個の噴出口を配置する場合に、n角形形状の回転ボディを準備して、n個のそれぞれの側面に噴出口を配置することができる。このとき、実施の形態4と同様に、第1回転ボディ35と第2回転ボディ36との回転方向が異なるように、第1回転ボディ35の回転軸と第2回転ボディ36との回転軸の軸対象に、それぞれの噴出口35a,35b,35cと噴出口36a,36b,36cを配置する。
以上の記載において、実施の形態1から実施の形態4は、排他的な形態ではなく、互いに同時に組み合わせて実施可能である。たとえば、実施の形態1と実施の形態3とを同時に実現可能であり、すべての組み合わせが同時に実現可能である。
1 工作機械
2 第1洗浄ノズル
3 第2洗浄ノズル
21 基部
22 シャフト管路
23,24 回転部材
31,33 第一回転ボディ
32,34 第一回転ボディ


Claims (7)

  1. 工作機械内の上面または側面に配置され、流体により工作機械内を洗浄する洗浄ノズルであって、
    前記工作機械は、前記工作機械内部の前記上面または前記側面に前記流体の供給口を備え、
    前記洗浄ノズルは、
    内部に管路を有し、前記工作機械内の前記上面または前記側面の少なくとも一方に取り付けられ、前記管路が前記供給口と連通する基部と、
    前記基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える回転部材と、を備え、
    前記噴出口は、前記回転部材の前記噴出口から噴出された流体が、前記基部が取り付けられている面に当たり、その流体の噴出により前記回転部材が前記平行な軸回りに回転するように噴出される洗浄ノズル。
  2. 請求項1に記載の洗浄ノズルであって、
    前記基部は、基部が取り付けられている面に対して垂直に延在するように配置され、
    前記回転部材は、前記平行な軸に沿って延在するシャフト管路に取り付けられ、
    前記シャフト管路は、前記基部に対して、前記基部の軸回りに回転可能であって、
    前記洗浄ノズルは、前記基部の軸回りに前記回転部材を回転させるように流体を噴出する噴出口部材を備える洗浄ノズル。
  3. 工作機械内の上面または側面に配置され、流体により工作機械内を洗浄する洗浄ノズルであって、
    前記工作機械は、前記工作機械内部の前記上面または前記側面に前記流体の供給口を備え、
    前記洗浄ノズルは、
    内部に管路を有し、前記工作機械内の前記上面または前記側面の少なくとも一方に取り付けられ、前記管路が前記供給口と連通する基部であって、その基部は、基部が取り付けられる面に対して垂直に延在するように配置され、前記基部が取り付けられている面に対して垂直な軸回りに回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える基部と、
    前記基部に対して、前記基部の軸回りに回転可能なボディ部と、
    前記ボディ部は、前記基部の軸回りに前記ボディ部を回転させるように流体を噴出する噴出口を備える洗浄ノズル。
  4. 工作機械内のワーク台の面に配置され、流体により工作機械内を洗浄する洗浄ノズルであって、
    前記工作機械は、前記工作機械内部の前記ワーク台の前記面に前記流体の供給口を備え、
    前記洗浄ノズルは、
    内部に管路を有し、前記工作機械内の前記ワーク台に取り付けられている基部と、
    前記基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに一の方向に回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える第一回転部材と、を備える洗浄ノズル。
  5. 請求項4に記載の洗浄ノズルであって、
    前記洗浄ノズルは、さらに、
    前記基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに、前記一の方向と逆の方向に回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える第二回転部材を備える洗浄ノズル。
  6. 工作機械内の上面または側面に配置される第一洗浄ノズルでと第二洗浄ノズルとを備える工作機械であって、
    前記第一洗浄ノズルは、
    内部に管路を有し、前記工作機械内の前記上面または前記側面の少なくとも一方に取り付けられ、前記管路は前記供給口と連通する一の基部と、
    前記一の基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える回転部材と、を備え、
    前記噴出口は、前記回転部材の前記噴出口から噴出された流体が、前記基部が取り付けられている面に当たり、その流体の噴出により前記回転部材が前記平行な軸回りに回転するように噴出され、
    前記第二洗浄ノズルは、
    内部に管路を有し、前記工作機械内の前記ワーク台に取り付けられている他の基部と、
    前記他の基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに一の方向に回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える第一回転部材と、を備える工作機械。
  7. 請求項6に記載の工作機械であって、
    前記一の基部は、その一の基部が取り付けられている面に対して垂直に延在するように配置され、
    前記回転部材は、前記平行な軸に沿って延在するシャフト管路に取り付けられ、
    前記シャフト管路は、前記一の基部に対して、前記一の基部の軸回りに回転可能であって、
    前記第一洗浄ノズルは、前記一の基部の軸回りに前記回転部材を回転させるように流体を噴出する噴出口部材を備え、
    前記第二洗浄ノズルは、さらに、
    前記他の基部が取り付けられている面に対して平行な軸回りに、前記一の方向と逆の方向に回転可能であって、ノズル噴出口と、前記管路とそのノズル噴出口と連通するノズル流路とを内部に備える第二回転部材を備える工作機械。



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