KR20190104905A

KR20190104905A - 정온수 공급 장치

Info

Publication number: KR20190104905A
Application number: KR1020190023411A
Authority: KR
Inventors: 사토시 아라이; 준 사이토
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2019-09-11
Also published as: TW201937586A; JP7001496B2; CN110216803A; JP2019150901A; DE102019202711A1; KR102607163B1; DE102019202711B4; US10888965B2; TWI772615B; US20190270170A1; MY193541A; CN110216803B; SG10201901723VA

Abstract

본 발명은 정온수 공급 장치에 있어서, 냉각 수단의 수를 줄여 장치를 소형화하는 것을 과제로 한다.
냉각수를 순환시켜 가공 장치(1)의 스핀들 유닛(61)을 온도 조절하는 온도 조절 유닛(2)과, 가공수 온도 조절 유닛(4)을 구비하는 정온수 공급 장치(8)로서, 온도 조절 유닛(2)은, 스핀들 유닛(61)에 냉각수를 보내는 펌프(21)와, 냉각수 냉각 유닛(22)과, 펌프(21)와 냉각 유닛(22)을 접속하는 제1 배관(23)과, 냉각 유닛(22)과 스핀들 유닛(61)을 접속하는 제2 배관(24)과, 스핀들 유닛(61)과 펌프(21)를 접속하는 제3 배관(25)을 포함한다. 가공수 온도 조절 유닛(4)은, 일단부를 수원에 접속하여 타단부측으로부터 가공구(60)에 가공수를 공급하는 가공수 배관(41)과, 가공수 배관(41) 상의 열 교환 유닛(42)을 포함한다.

Description

정온수 공급 장치{FIXED TEMPERATURE WATER SUPPLYING DEVICE}

본 발명은 물 공급원으로부터 송출되는 물을 정온으로 조정하여 가공 장치에 공급하는 정온수(定溫水) 공급 장치에 관한 것이다.

웨이퍼를 절삭하는 절삭 장치는, 스핀들을 고속 회전시켜, 스핀들 선단에 장착되어 함께 고속 회전하는 절삭 블레이드에 절삭수를 공급하면서, 유지 테이블이 유지한 웨이퍼를 상기 절삭 블레이드로 절삭하고 있다.

절삭 장치에 있어서는, 인덱스 이송 방향인 Y축 방향 및 절입 이송 방향인 Z축 방향을 장치의 열 변형 등에 의해 변화시키지 않도록 함으로써 고정밀도의 절삭 가공을 실시해 가는 것이 가능하게 되기 때문에, 절삭 장치의 온도를 일정하게 유지할 필요가 있다. 그 때문에, 스핀들을 회전 구동시키는 모터가 발하는 열을, 냉각수 회로에 냉각수를 순환시켜 제열하고 있다. 따라서, 모터의 제열에 이용하는 냉각수가 흐르는 냉각수 회로와, 절삭 부스러기의 세정·제거 및 가공점의 냉각을 위해 이용하는 절삭수가 흐르는 절삭수 회로를 구비하고, 냉각수와 절삭수를 설정한 온도로 유지하는 정온수 공급 장치(예컨대, 특허문헌 1 참조)가, 절삭 장치에는 필요로 된다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-127343호 공보

냉각수 회로는, 모터를 둘러싸는 냉각 재킷에 흘러 모터의 열로 수온이 높아진 냉각수를 냉각하는 제1 냉각 수단과, 냉각수를 저수하는 제1 탱크와, 장치가 정지되어 냉각수의 온도가 지나치게 내려간 경우에 냉각수를 원하는 온도로 하기 위한 제1 가온 수단(히터)을 구비한다.

절삭수 회로에서는, 공장 설비 등으로부터 공급되는 물을 제2 탱크에 저수하고, 제2 탱크의 물을 펌프로 절삭 장치에 송수시켜, 펌프로부터 보내온 절삭수가 절삭 장치에 도달하기까지의 동안에 제2 냉각 수단으로 냉각 또는 제2 가온 수단으로 가온하여 원하는 수온으로 조절하고 있다.

이와 같이, 냉각수 회로와 절삭수 회로는, 각각 별도의 냉각 수단과 별도의 가온 수단을 구비하고 있기 때문에, 정온수 공급 장치가 대형화한다고 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 냉각 수단 및 가열 수단의 수를 적게 하여, 장치 구성을 소형화한 정온수 공급 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 가공구(加工具)를 장착한 스핀들을 고속 회전시키는 모터를 갖는 스핀들 유닛과, 피가공물을 유지하는 유지 테이블을 구비하는 가공 장치에 정온수를 공급하는 정온수 공급 장치로서, 냉각수를 순환시켜 상기 스핀들 유닛을 온도 조절하는 유닛 온도 조절 수단과, 상기 가공구에 공급하는 가공수를 온도 조절하는 가공수 온도 조절 수단을 구비하고, 상기 유닛 온도 조절 수단은, 상기 스핀들 유닛에 상기 냉각수를 송수하는 펌프와, 상기 냉각수를 냉각하는 냉각 수단과, 상기 펌프와 상기 냉각 수단을 접속하는 제1 배관과, 상기 냉각 수단과 상기 스핀들 유닛의 냉각수 유입구를 접속하는 제2 배관과, 상기 스핀들 유닛의 냉각수 유출구와 상기 펌프를 접속하는 제3 배관을 포함하고, 상기 가공수 온도 조절 수단은, 일단부를 수원에 접속하여 타단부측의 개구로부터 상기 가공구에 상기 가공수를 공급하는 가공수 배관과, 상기 가공수 배관에 배치된 열 교환 수단과, 상기 열 교환 수단과 상기 제2 배관을 접속하는 제4 배관과, 상기 열 교환 수단과 상기 제3 배관을 접속하여 상기 열 교환 수단에서 사용된 상기 냉각수를 상기 제3 배관에 복귀시키는 제5 배관을 포함하고, 상기 냉각 수단으로 냉각된 상기 냉각수에 의해 상기 가공수를 냉각하는 정온수 공급 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 유닛 온도 조절 수단은, 상기 제2 배관과 상기 제3 배관을 접속하는 바이패스 배관과, 상기 제2 배관에 상기 바이패스 배관을 접속하는 접속부와 상기 냉각수 유입구 사이의 상기 제2 배관 또는 상기 제3 배관에 배치되어 상기 스핀들 유닛 내를 흐르는 상기 냉각수의 유량을 원하는 유량으로 조정하는 조정 밸브와, 상기 제2 배관의 상기 접속부와 상기 냉각수 유입구 사이 또는 상기 제3 배관에 배치되어 상기 냉각수의 온도를 측정하는 제1 수온계를 더 포함하고, 상기 가공수 온도 조절 수단은, 상기 열 교환 수단과 상기 가공수 배관의 개구 사이에서 상기 가공수 배관에 흐르는 상기 가공수의 수온을 측정하는 제2 수온계와, 상기 바이패스 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량과 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량의 합산 유량은 일정하게 하면서 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 가변시켜 상기 가공수를 원하는 온도로 온도 조절하는 조정 수단을 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 조정 수단은, 상기 제4 배관에 배치하는 제1 밸브와, 상기 바이패스 배관에 배치하는 제2 밸브와, 상기 제4 배관과 상기 바이패스 배관을 흐르는 상기 냉각수의 합산 유량은 일정하게 하면서 상기 제1 밸브를 개방하였을 때의 상기 제2 밸브와 상기 제2 밸브를 개방하였을 때의 상기 제1 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 포함하고, 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 가변시켜 상기 가공수를 원하는 온도로 온도 조절한다.

상기 조정 수단은, 상기 제2 밸브 대신에 상기 바이패스 배관 내의 압력이 미리 정해진 압력 이상이 되면 개방되는 릴리프 밸브를 포함하고, 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 가변시켜 상기 가공수를 원하는 온도로 온도 조절하는 것으로 하여도 좋다.

본 발명의 정온수 공급 장치에 따르면, 냉각 수단으로 냉각된 냉각수에 의해 열 교환 수단을 통해 가공수를 냉각할 수 있기 때문에, 종래와 같은 가공수 온도 조절 수단에도 가공수를 냉각하는 냉각 수단을 구비하는 정온수 공급 장치에 비해서, 장치 구성을 소형화하는 것이 가능해진다.

가공수 온도 조절 수단에 대하여 공장 설비로부터 공급되는 가공수의 온도가, 가공구와 피가공물의 접촉 부위에 공급할 때의 설정 온도 이하로 이미 되어 있어, 열 교환 수단을 통한 냉각수에 의한 가공수의 냉각을 행하지 않아도 좋은 경우가 있다. 이 경우에는, 냉각수를 제4 배관에 유통시킬 필요가 없어, 조정 수단에 의해, 바이패스 배관을 흐르는 냉각수의 유량과 제4 배관을 흐르는 냉각수의 유량의 합산 유량은 일정하게 하면서 제4 배관을 흐르는 냉각수의 유량을 가변시키도록, 즉, 바이패스 배관에 냉각수를 흐르도록 하여, 제4 배관에 냉각수를 흐르지 않게 하거나 또는 제4 배관을 흐르는 냉각수의 유량을 줄여 가공수를 원하는 온도로 온도 조절할 수 있다.

조정 수단은, 제4 배관에 배치하는 제1 밸브와, 바이패스 배관에 배치하는 제2 밸브와, 제4 배관과 바이패스 배관을 흐르는 냉각수의 합산 유량은 일정하게 하면서 제1 밸브를 개방하였을 때의 제2 밸브와 제2 밸브를 개방하였을 때의 제1 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 구비함으로써, 예컨대, 열 교환 수단을 통한 냉각수에 의한 가공수의 냉각을 행하지 않아도 좋은 경우에, 제4 배관을 흐르는 냉각수의 유량을 가변시켜 가공수를 원하는 온도로 온도 조절할 수 있다.

조정 수단은, 상기 제2 밸브 대신에 바이패스 배관 내의 압력이 미리 정해진 압력 이상이 되면 개방되는 릴리프 밸브를 구비하고, 예컨대, 열 교환 수단을 통한 냉각수에 의한 가공수의 냉각을 행하지 않아도 좋은 경우에, 제4 배관을 흐르는 냉각수의 유량을 가변시켜 가공수를 원하는 온도로 온도 조절할 수 있다.

도 1은 가공 장치 및 본 발명에 따른 정온수 공급 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 수원의 가공수의 온도가 26℃인 경우의 열 교환 수단의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 3은 수원의 가공수의 온도가 18℃인 경우의 열 교환 수단의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 4는 가공 장치 및 본 발명에 따른 정온수 공급 장치의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 5는 가공 장치 및 조정 수단이 제2 밸브 대신에 릴리프 밸브를 구비하는 정온수 공급 장치의 또 다른 예를 나타내는 모식도이다.

본 발명에 따른 정온수 공급 장치(8)를 필요로 하는 가공 장치(1)는, 본 실시형태에 있어서는, 유지 테이블(30)에 흡인 유지된 피가공물(W)에 가공 수단(6)의 가공구(절삭 블레이드)(60)로 절삭 가공을 실시하는 절삭 장치이지만, 이 예에 한정되지 않고, 정온수 공급 장치(8)로부터 공급된 냉각수 및 가공수를 사용하는 구성이면 좋고, 예컨대, 스핀들의 선단 부분에 마운트 등을 통해 연삭 휠이 고정된 연삭 장치 등이어도 좋다.

가공 수단(6)은, 예컨대, 회전 구동되는 스핀들(611)을 구비하는 스핀들 유닛(61)과, 스핀들(611)의 선단에 장착되어 피가공물(W)을 절삭하는 가공구(60)와, 가공구(60)와 피가공물(W)의 접촉 부위(가공점)에 대하여 가공수를 분사하는 한쌍의 가공수 노즐(62)을 적어도 구비하고 있다. 그리고, 가공 수단(6)은, Y축 방향으로 인덱스 이송 가능하게 되어 있고, 또한, Z축 방향으로 절입 이송 가능하게 되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 스핀들 유닛(61)은 Y축 방향으로 수평으로 연장되는 스핀들 하우징(610)을 구비하고 있고, 스핀들 하우징(610) 중에는, Y축 방향의 축심을 구비하는 스핀들(611)이 회전 가능하게 수용되어 있다. 스핀들(611)의 선단부는, 스핀들 하우징(610)으로부터 -Y 방향측으로 돌출하고 있어 가공구(60)를 고정 가능하게 되어 있다.

예컨대, 스핀들 하우징(610) 내의 스핀들(611)의 후단측에는, 스핀들(611)을 회전 구동시키는 모터(612)가 연결되어 있다. 모터(612)는, 예컨대, 스핀들(611)에 장착된 로터와, 로터의 외주측에 배치된 스테이터 코일을 구비하고, 스테이터 코일에 전압이 인가됨으로써 로터가 회전하여, 로터가 장착된 스핀들(611)을 회전시킨다. 그리고, 모터(612)의 스테이터 코일의 외주측에는, 예컨대 모터(612) 전체를 위요하도록 냉각 재킷(613)이 부착되어 있다. 냉각 재킷(613)에서, 냉각수 유입구(613a)로부터 유입된 냉각수가, 그 내부에 형성된 유로를 통과하면서 모터(612)를 냉각하고, 냉각수 유출구(613b)로부터 유출된다. 또한, 모터(612) 및 냉각 재킷(613)의 구성은 본 실시형태에 한정되는 것이 아니다.

가공구(60)는, 예컨대, 다이아몬드 지립 등을 레진이나 세라믹 등의 적절한 바인더로 고정하여 환형으로 성형한 와셔형의 절삭 블레이드이고, 도시하지 않는 마운트 플랜지 등에 의해 스핀들(611)의 선단부분에 고정되어 있다. 또한, 가공구(60)는, 원반형으로 형성된 금속제의 베이스와, 베이스의 외주부에 고정한 절단날을 구비하는 허브 블레이드여도 좋다.

한쌍의 가공수 노즐(62)은, 가공구(60)의 하부를 가공구(60)를 사이에 끼우도록 하여 X축 방향으로 서로 평행하게 연장되어 있다. 한쌍의 가공수 노즐(62)의 가공구(60)의 측면 하부에 대향하는 위치에는, 가공수를 분사하는 분사구(620)가 복수 X축 방향으로 정렬하여 마련되어 있고, 복수의 분사구(620)에 의해 Y축 방향 양측으로부터 가공수가 가공구(60)와 피가공물(W)의 접촉 부위를 향하여 분사되어, 상기 접촉 부위의 냉각 및 세정이 행해진다.

가공구(60)에 대하여 가공수를 공급하는 노즐은, 상기 한쌍의 가공수 노즐(62)에 한정되지 않고, 가공구(60)의 블레이드 외주 방향으로부터 가공구(60)를 향하여 가공수를 공급하는 가공수 노즐이 더 배치되어 있어도 좋다.

예컨대, 외형이 원형인 유지 테이블(30)은, 포러스 부재 등으로 이루어져 피가공물(W)을 흡인 유지하는 유지면(30a)을 구비하고 있다. 유지면(30a)에는 진공 발생 장치 등의 도시하지 않는 흡인원이 연통하고, 흡인원이 작동하여 만들어낸 흡인력이, 피가공물(W)이 배치된 유지면(30a)에 전달됨으로써, 유지 테이블(30)은 유지면(30a) 상에서 피가공물(W)을 흡인 유지할 수 있다. 그리고, 유지 테이블(30)은, 그 하방에 배치된 회전 수단(34)에 의해 Z축 방향의 축심 둘레로 회전 가능하게 되어 있으며, X축 방향으로 절삭 이송 가능하게 되어 있다.

가공 장치(1)는, 절삭 가공 시에 있어서 가공구(60)에 공급되는 가공수 및 발생하는 절삭 부스러기의 장치 외부로의 비산을 막기 위한 가공실(12)을 구비하고 있고, 유지 테이블(30)의 전체 및 가공 수단(6)의 일부가 상기 가공실(12) 내에 수용된 상태로 되어 있다. 정온수 공급 장치(8)는, 가공실(12)의 외부에 위치하고 있다. 또한, 가공 수단(6)은, 그 전체가 가공실(12) 내에 수용되어 있어도 좋다.

본 발명에 따른 정온수 공급 장치(8)는, 냉각수를 순환시켜 스핀들 유닛(61)을 온도 조절하는 유닛 온도 조절 수단(2)과, 가공구(60)에 공급하는 가공수를 온도 조절하는 가공수 온도 조절 수단(4)을 구비한다.

유닛 온도 조절 수단(2)은, 예컨대, 냉각수가 저수되는 제1 탱크(20)와, 스핀들 유닛(61)에 냉각수를 송수하는 제1 펌프(21)와, 냉각수를 냉각하는 칠러 유닛 등의 냉각 수단(22)과, 제1 펌프(21)와 냉각 수단(22)을 접속하는 제1 배관(23)과, 냉각 수단(22)과 스핀들 유닛(61)의 냉각 재킷(613)의 냉각수 유입구(613a)를 접속하는 제2 배관(24)과, 스핀들 유닛(61)의 냉각 재킷(613)의 냉각수 유출구(613b)와 제1 펌프(21)를 접속하는 제3 배관(25)을 구비한다.

도 1에 나타내는 공장 설비의 수원(40)에는, 금속 배관이나 가요성을 갖는 튜브 등으로 이루어지는 가공수 배관(41)의 일단부(41a)가 접속되어 있다. 가공수 배관(41)의 타단부(41b)측의 개구는, 한쌍의 가공수 노즐(62)에 연통하고 있다. 예컨대, 가공수 배관(41) 상에는, 수원(40)으로부터 하류측이 되는 한쌍의 가공수 노즐(62)을 향하여 순서대로, 열 교환 수단(42), 제2 히터(43) 및 제2 수온계(44)가 배치되어 있다.

수원(40)으로부터 가공수 배관(41)에 공급된 가공수는, 온도 조정이 행해진 후에 한쌍의 가공수 노즐(62)로부터 분사되어, 가공구(60)와 피가공물(W)의 접촉 부위의 냉각 및 세정을 행한 후, 예컨대, 유지 테이블(30) 상으로부터 유하하여 도시하지 않는 워터 케이스 및 배수관 등을 통해 가공실(12) 외부에 배수된다.

제2 수온계(44)는, 열 교환 수단(42)과 가공수 배관(41)의 타단부(41b)측의 개구 사이에서 가공수 배관(41)에 흐르는 가공수, 즉, 가공구(60)와 피가공물(W)의 접촉 부위를 냉각·세정하기 직전의 가공수의 수온이 원하는 설정 온도(예컨대, 22℃)로 되어 있는지를 측정한다. 제2 히터(43)는, 열 교환 수단(42)을 통과한 가공수의 온도가 설정 온도 미만으로 되어 있는 경우에, 가공수를 가온하여 가공수의 온도를 설정 온도까지 상승시킨다.

예컨대, 열 교환 수단(42)은 부분적으로 나선형으로 형성한 가공수 배관(41)과 나선형의 전열관(420)을 서로 따르도록 배치되어, 전열관(420)을 가공수 배관(41)에 접근 또는 이격시키는 액츄에이터(423)를 구비한다. 전열관(420)은 후술하는 제4 배관(45) 및 제5 배관(46)에 접속되어 있다.

예컨대, 본 실시형태에 있어서의 유닛 온도 조절 수단(2)에 있어서는, 제2 배관(24) 상에, 스핀들 유닛(61) 내를 흐르는 냉각수의 유량을 원하는 유량(예컨대, 3 L/분)으로 조정하는 조정 밸브(가변 스로틀 밸브)(28)가 배치되어 있다. 또한, 조정 밸브(28)는, 제3 배관(25) 상에 배치되어 있어도 좋다.

본 실시형태에 있어서의 유닛 온도 조절 수단(2)에서는, 제2 배관(24)과 냉각 재킷(613)의 냉각수 유입구(613a) 사이에는, 제1 히터(24a)와, 스핀들 유닛(61)을 냉각하기 직전의 냉각수의 온도를 측정하는 제1 수온계(271a)가 배치되어 있다. 또한, 예컨대, 제3 배관(25) 상에는, 냉각수의 온도를 측정하는 제1 수온계(271b)가 배치되어 있다. 제1 수온계(271b)는, 예컨대, 제1 탱크(20)로 되돌아가기 직전의 냉각수의 온도를 측정한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 제2 배관(24)과 냉각수 유입구(613a) 사이 및 제3 배관(25)의 양방에 냉각수의 온도를 측정하는 제1 수온계(271a, 271b)를 배치하고 있지만, 어느 쪽인가 한쪽만이어도 좋다.

가공수 온도 조절 수단(4)은, 열 교환 수단(42)과 제2 배관(24)을 접속하는 제4 배관(45)과, 열 교환 수단(42)과 제3 배관(25)을 접속하여 열 교환 수단(42)으로 사용되어 가공수를 냉각한 냉각수를 제3 배관(25)에 복귀시키는 제5 배관(46)을 구비하고 있다.

정온수 공급 장치(8)는, 예컨대, CPU나 메모리 등의 기억 소자 등으로 구성되어 정온수 공급 장치(8)의 각 부를 통괄 제어하는 제어 수단(89)을 구비하고 있다. 제어 수단(89)에는, 가공수 온도 제어부(478)[액츄에이터 제어부(478)]가 삽입되어 있다. 가공수 온도 제어부(478)는, 무선 또는 유선의 제1 통신 경로(479a)를 통해 액츄에이터(423)에 제어 신호를 송출 가능하게 되어 있다.

이하에, 본 발명에 따른 정온수 공급 장치(8)를 사용하면서, 도 1에 나타내는 가공 장치(1)를 이용하여 피가공물(W)을 절삭하는 경우에 대해서 설명한다. 유지 테이블(30)에 유지되어 있는 피가공물(W)은, 예컨대, 외형이 원형판형인 반도체 웨이퍼이며, 상측을 향하고 있는 피가공물(W)의 표면(Wa)은, 분할 예정 라인에 의해 구획된 격자형의 영역에 복수의 디바이스가 형성되어 있다. 피가공물(W)의 이면(Wb)은 도시하지 않는 다이싱 테이프가 점착되어 보호되어 있다. 또한, 피가공물(W)은 본 실시형태에 나타내는 예에 한정되는 것이 아니다.

유지 테이블(30)에 유지된 피가공물(W)이 -X 방향(지면 깊이측)으로 보내지며, 가공구(60)를 절입시키는 분할 예정 라인의 위치가 검출된다. 그 후, 가공 수단(6)이 Y축 방향으로 이동하여, 분할 예정 라인과 가공구(60)의 Y축 방향에 있어서의 위치 맞춤이 이루어진다.

가공 수단(6)이, 예컨대 피가공물(W)을 풀 컷트하는 미리 정해진 높이 위치까지 강하한다. 또한, 모터(612)가 스핀들(611)을 고속 회전시켜, 스핀들(611)에 고정된 가공구(60)가 스핀들(611)의 회전에 따라 고속 회전한다. 그리고, 유지 테이블(30)이 미리 정해진 절삭 이송 속도로 -X 방향으로 더욱 송출됨으로써, 가공구(60)가 피가공물(W)에 절입하여, 분할 예정 라인을 따라 피가공물(W)을 절삭해 간다.

모터(612)가 스핀들(611)을 회전 구동시킴으로써 발생하는 열을 스핀들 유닛(61)으로부터 제거하기 위해, 유닛 온도 조절 수단(2)에 있어서 냉각수가 순환한다. 즉, 제1 탱크(20)로부터 제1 펌프(21)에 의해 냉각수가 미리 정해진 유량으로 송수된다. 냉각수는, 냉각 수단(22)으로 냉각수의 설정 온도 20℃[냉각 재킷(613)에 통수시킬 때의 온도]보다 약간 낮은 미리 정해진 온도(예컨대, 19℃)로 냉각된다. 냉각 수단(22)으로 19℃까지 냉각되어 제2 배관(24)에 유입되는 냉각수의 일부는, 수원(40)에 있어서의 가공수의 온도에 따라서는 가공수를 냉각하는 경우가 있다. 또한, 냉각수 중 가공수를 냉각하지 않고 스핀들 유닛(61)에 공급되는 냉각수는, 스핀들 유닛(61)에 공급되기 전에, 유량이 조절되어 제1 히터(24a)로부터 설정 온도 20℃까지 가온된다.

또한, 냉각 수단(22)으로 냉각시키는 냉각수의 온도를 냉각수의 설정 온도(20℃)보다 낮은 온도(19℃)로 하고 있는 것은, 가공수의 설정 온도(22℃)보다 높은 온도(예컨대, 26℃)로 수원(40)으로부터 공급되는 가공수를, 열 교환 수단(42)으로 효율적으로 냉각시키기 위해서이며, 가공수를 냉각수로 냉각할 필요가 없는 경우 등[예컨대, 수원(40)의 가공수가 18℃인 경우]에 있어서는, 냉각 수단(22)으로 냉각수를 설정 온도(20℃)로 냉각하여도 좋다.

절삭 가공 중에 있어서는, 분사구(620)로부터 가공구(60)와 피가공물(W)의 접촉 부위인 가공점에 가공수를 분사하여 냉각·세정을 행하도록, 수원(40)으로부터 가공수(예컨대, 온도 26℃로 되어 있는 경우 또는 온도 18℃로 되어 있는 경우가 있다고 함)가 가공수 배관(41)에 미리 정해진 유량으로 송출된다.

제4 배관(45) 내에 유입된 온도 19℃의 냉각수는, 열 교환 수단(42)의 전열관(420)을 통과하여 제5 배관(46)에 유입된다. 예컨대, 본 실시형태에 있어서는, 가공수 온도 제어부(478)에 의해, 열 교환 수단(42)을 통과 후 제2 수온계(44)가 측정한 가공수의 수온이 설정 온도(예컨대, 22℃)가 되도록 액츄에이터(423)를 제어시켜, 전열관(420)과 가공수 배관(41)의 접촉 면적을 가변시켜, 열 교환율을 제어한다. 즉, 예컨대, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수원(40)으로부터 공급되는 가공수의 온도가 설정 온도 22℃보다 높은 26℃일 때는, 전열관(420)과 가공수 배관(41)의 접촉 면적을 크게 하여 열 교환이 충분히 행해지도록 가공수 온도 제어부(478)에 의해 액츄에이터(423)가 조작된다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 수원(40)으로부터 공급되는 가공수의 온도가 설정 온도 22℃보다 낮은 18℃이면 가공수 온도 제어부(478)에 의해 액츄에이터(423)가 조작되어, 전열관(420)과 가공수 배관(41)을 이격시켜 열 교환을 행하지 않도록 한다.

또한, 열 교환 수단(42)을 통과한 가공수가 지나치게 차가워져 설정 온도 이하가 되면, 도 1에 나타내는 제2 히터(43)로 가공수를 상기 설정 온도까지 가온한다. 예컨대, 제2 수온계(44)는, 무선 또는 유선의 제2 통신 경로(892)에 의해 제어 수단(89)에 전기적으로 접속되어 있고, 열 교환 수단(42)을 통과한 가공수는, 제2 수온계(44)에 의해 그 온도가 측정되고, 설정 온도 22℃와의 어긋남이 있는 경우에는, 제2 수온계(44)로부터 측정 온도 정보가 제어 수단(89)에 피드백된다. 그리고, 가공수 온도 제어부(478)에 의해 상기 온도의 어긋남을 보정하는 조정이, 액츄에이터 조작에 반영되도록 하여도 좋다.

도 1에 나타내는 제2 수온계(44)에 의해 한쌍의 가공수 노즐(62)에 공급되기 직전의 냉각 후의 가공수의 온도가 측정되면서, 가공수가 한쌍의 가공수 노즐(62)의 분사구(620)로부터 가공구(60)와 피가공물(W)의 가공점(접촉 부위)에 분사되어, 가공점의 냉각·세정을 행한다.

전열관(420)을 통과한 냉각수는, 제5 배관(46) 및 제3 배관(25)을 통과하여, 후술하는 스핀들 유닛(61)을 냉각한 냉각수와 함께 제1 탱크(20)에 복귀된다.

한편, 스핀들 유닛(61)을 향하여 제2 배관(24)을 흐르는 온도 19℃의 냉각수는, 조정 밸브(28)에 이른다. 조정 밸브(28)는, 스핀들 유닛(61) 내를 흐르는 냉각수의 유량을 정하는 보틀 넥으로서 기능하여, 스핀들 유닛(61) 내를 흐르는 냉각수의 유량이 원하는 유량(예컨대, 유량 3 L/분)으로 조정된다. 그리고, 제1 히터(24a)에 의한 가온을 거쳐 제1 수온계(271a)에 의해 스핀들 유닛(61) 냉각 전의 온도가 최종적으로 측정되면서, 설정 온도 20℃의 냉각수가 유량 3 L/분으로 냉각 재킷(613)을 통과하여, 스핀들 유닛(61)이 냉각 재킷(613)에 의해 냉각된다. 냉각 재킷(613)을 통과한 후의 냉각수는, 모터(612)의 열을 흡수하여 따뜻해져 있고, 제3 배관(25)을 통하여 제1 탱크(20)에 복귀된다.

예컨대, 열 교환 수단(42)을 통과한 냉각수와 스핀들 유닛(61)을 냉각한 냉각수는, 혼합된 후에 제1 수온계(271b)에 의해 그 온도가 계측된다. 그리고, 제1 탱크(20)에 복귀된 후에, 제1 펌프(21)에 의해 냉각 수단(22)측으로 송출되어, 냉각 수단(22)으로 예컨대 19℃로 냉각됨으로써, 재차 가공수 냉각용 및 스핀들 유닛(61)의 냉각용의 냉각수로서 재이용되고 있다. 제1 수온계(271b)에 의해 측정된 온도에 대한 정보는, 예컨대, 유닛 온도 조절 수단(2)을 냉각수가 순환하기 시작하여, 가공수를 냉각하여 따뜻해진 냉각수와 스핀들 유닛(61)을 냉각하여 따뜻해진 냉각수를, 냉각 수단(22)이 재차 19℃까지 냉각시킬 때의 냉각 수단(22)의 출력 조정 등에 이용된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 정온수 공급 장치(8)는, 유닛 온도 조절 수단(2)만이 냉각 수단(22)을 구비하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 상기 냉각 수단(22)으로 냉각된 냉각수에 의해 열 교환 수단(42)을 통해 가공수를 냉각할 수 있기 때문에, 종래 같은 가공수 온도 조절 수단에도 가공수를 냉각하는 냉각 수단을 구비하는 정온수 공급 장치에 비해서, 장치 구성을 소형화하는 것이 가능해진다.

도 4에 나타내는 정온수 공급 장치(8A)는, 도 1에 나타내는 정온수 공급 장치(8)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 정온수 공급 장치(8A)에 있어서, 예컨대, 열 교환 수단(42)은 쉘(통)을 구비하고, 상기 쉘의 안에는 가공수 배관(41)과 복수 또는 단수의 전열관(420)을 서로 따르도록 들어가 있어, 전열관(420)은 후술하는 제4 배관(45) 및 제5 배관(46)에 접속되어 있다.

또한, 예컨대, 본 실시형태에 있어서의 유닛 온도 조절 수단(2A)에 있어서는, 제2 배관(24) 상에 T자 관 등의 접속부(241)가 배치되어 있고, 상기 접속부(241)에 접속된 바이패스 배관(29)에 의해 제2 배관(24)과 제3 배관(25)은 접속되어 있다. 그리고, 제2 배관(24)의 접속부(241)와 냉각 재킷(613)의 냉각수 유입구(613a) 사이에는, 앞서 설명한 조정 밸브(28)가 배치되어 있다. 또한, 조정 밸브(28)는, 제3 배관(25) 상에 배치되어 있어도 좋다.

본 실시형태에 있어서의 가공수 온도 조절 수단(4A)은, 바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 유량과 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량의 합산 유량은 일정하게 하면서 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량을 가변시켜 가공수를 원하는 온도로 온도 조절하는 조정 수단(47)을 구비하고 있다. 또한, 예컨대, 가공수 배관(41) 상의 수원(40)보다 하류측에 제2 탱크(48) 및 제2 펌프(49)를 구비하고 있다. 제2 탱크(48)에는 수원(40)으로부터 공급된 가공수가 저류되어 있고, 제2 탱크(48) 내의 가공수는, 제2 펌프(49)에 의해 제2 탱크(48)로부터 한쌍의 가공수 노즐(62)을 향하여 송수되고 있다. 또한, 수원(40)으로부터 공급되는 가공수의 수량이, 가공 장치(1)가 사용하는 가공수의 수량보다 항상 많이 확보되어 있는 경우[즉, 수원(40)으로부터의 수압이 가공수 배관(41)측에 항시 걸려 있어, 밸브를 개방하면, 펌프가 만들어 내는 압력에 의해 가공수 배관(41)에 가공수를 송출하지 않아도, 가공수 배관(41)에 가공수가 자동적으로 유입되는 경우]는, 제2 탱크(48) 및 제2 펌프(49)를 구비하지 않아도 좋다.

조정 수단(47)은, 제4 배관(45)에 배치하는 제1 밸브(471)와, 바이패스 배관(29)에 배치하는 제2 밸브(472)와, 제1 밸브(471)와 제2 밸브(472)를 제어하는 밸브 제어부(479)를 구비하고 있다. 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)는, 예컨대, 비례 전자 제어 밸브이지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.

제어 수단(89)에 상기 밸브 제어부(479)는 삽입되어 있다. 밸브 제어부(479)는, 무선 또는 유선의 제1 통신 경로(479a)를 통해 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)에 제어 신호를 송출 가능하게 되어 있고, 제4 배관(45)과 바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 합산 유량은 일정하게 하면서 제1 밸브(471)를 개방하였을 때의 제2 밸브(472)의 개폐와 제2 밸브(472)를 개방하였을 때의 제1 밸브(471)의 개폐를 제어한다. 즉, 밸브 제어부(479)는, 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)에의 제어 신호를 변화시킴으로써, 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량 및 바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 유량을, 각각 0％∼100％의 범위에서 연속적으로 제어한다. 또한, 밸브 제어부(479)에 의한 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)의 제어는, 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)를 완전 개방시켜 유체를 멈추는, 또는 완전 개방시켜 유체를 흐르게 하는 ON/OFF 제어여도 좋다.

조정 수단(47)은, 밸브 제어부(479)에 의한 제어 하에서 개폐하는 제2 밸브(472) 대신에, 바이패스 배관(29) 내의 압력이 유입된 냉각수에 의해 미리 정해진 압력 이상이 되면 자동적으로 개방되는 도 5에 나타내는 릴리프 밸브(476)를 구비하여도 좋다.

이하에, 가공 장치(1)가 피가공물(W)을 절삭하고 있을 때에 있어서의 도 4에 나타내는 정온수 공급 장치(8A)의 동작에 대해서 설명한다. 모터(612)가 스핀들(611)을 회전 구동시킴으로써 발생하는 열을 스핀들 유닛(61)으로부터 제거하기 위해, 유닛 온도 조절 수단(2A)에 있어서 냉각수가 순환한다. 즉, 제1 탱크(20)로부터 제1 펌프(21)에 의해 냉각수가 미리 정해진 유량(V L/분)으로 송수된다. 냉각수는, 냉각 수단(22)으로 냉각수의 설정 온도 20℃보다 약간 낮은 미리 정해진 온도(예컨대, 19℃)로 냉각된다. 그리고, 냉각 수단(22)으로 19℃까지 냉각되어 제2 배관(24)에 유입되는 냉각수의 일부는, 후술하는 가공수를 냉각한다. 또한, 냉각수 중 가공수를 냉각하지 않고 스핀들 유닛(61)에 공급되는 냉각수는, 스핀들 유닛(61)에 공급되기 전에, 제1 히터(24a)로 설정 온도 20℃까지 가온된다.

절삭 가공 중에 있어 서는, 분사구(620)로부터 가공구(60)와 피가공물(W)의 접촉 부위인 가공점에 가공수를 분사하여 냉각·세정을 행하도록, 제2 탱크(48)로부터 제2 펌프(49)에 의해 예컨대 온도 26℃의 가공수가 가공수 배관(41)에 미리 정해진 유량으로 송출된다.

가공수 배관(41) 상의 제2 펌프(49)의 하류측에서는, 온도 26℃의 가공수가 설정 온도(예컨대, 22℃)가 되도록 열 교환 수단(42)에 있어서 냉각수로 냉각된다. 즉, 조정 수단(47)의 밸브 제어부(479)로부터 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)에 제어 신호가 송출되어, 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)의 개방도가 조절된다. 제1 밸브(471)가 개방되어, 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량이 V1 L/분이 되고, 바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 유량이 V2 L/분[본 실시형태에 있어서는, 제2 밸브(472)가 완전히 폐쇄되어 0 L/분으로 함]이 된다.

제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량 V1 L/분은, 열 교환 수단(42)을 흐르는 가공수의 유량, 그 온도(본 실시형태에 있어서는 26℃) 및 가공수의 설정 온도(예컨대, 22℃)와, 스핀들 유닛(61) 내에 흐르게 하고자 하는 냉각수의 유량[제2 배관(24)의 접속부(241)보다 하류측에 있어서의 유량이며, 적어도 3 L/분 이상의 유량] 등을 고려하여 정해진다. 예컨대, 열 교환 수단(42)을 흐르는 가공수의 유량이 보다 작고, 또한, 그 온도가 예컨대 24℃로 설정 온도 22℃보다 높지만 본 실시형태(26℃)보다 낮은 경우에는, 바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 유량 V2 L/분을 보다 크게 하여, 상대적으로 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량 V1 L를 작게 한다.

바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 유량 V2 L/분과 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량 V1 L/분의 합산 유량[제1 펌프(21)의 송출 유량 V L/분으로부터 스핀들 유닛(61) 내에 흐르게 하고자 하는 냉각수의 유량을 뺀 나머지 유량]은 일정하다.

제4 배관(45)을 유량 V1 L/분으로 흐르는 온도 19℃의 냉각수는, 열 교환 수단(42)의 전열관(420)을 통과하여 제5 배관(46)에 유입된다. 병행하여 온도 26℃의 가공수가 열 교환 수단(42)을 통과함으로써, 가공수와 냉각수 사이에서 열 교환이 행해져, 가공수가 미리 정해진 온도(예컨대, 설정 온도인 22℃ 또는 설정 온도 이하인 21℃)까지 냉각되고, 반대로 냉각수는 따뜻해진다.

또한, 열 교환 수단(42)을 통과한 가공수가 지나치게 차가워져 설정 온도 이하가 되면, 제2 히터(43)로 가공수를 상기 설정 온도까지 가온한다.

제2 수온계(44)에 의해 한쌍의 가공수 노즐(62)에 공급되기 직전의 냉각 후의 가공수의 온도가 측정되면서, 가공수가 한쌍의 가공수 노즐(62)의 분사구(620)로부터 가공구(60)와 피가공물(W)의 가공점(접촉 부위)에 분사되어, 가공점의 냉각·세정을 행한다.

열 교환 수단(42)을 통과한 가공수는, 제2 수온계(44)에 의해 그 온도가 측정되어, 설정 온도 22℃와의 어긋남이 있는 경우에는, 제2 수온계(44)로부터 측정 온도 정보가 제어 수단(89)에 피드백된다. 그리고, 밸브 제어부(479)에 의해 상기 온도의 어긋남을 보정하는 조정이, 제1 밸브(471) 및 제2 밸브(472)의 개방도 조정 를 가지고 이루어질 수 있도록 하여도 좋다.

가공수를 냉각한 냉각수는, 제5 배관(46) 및 제3 배관(25)을 통과하여, 후술하는 스핀들 유닛(61)을 냉각한 냉각수와 함께 제1 탱크(20)에 복귀된다.

한편, 스핀들 유닛(61)을 향하여 제2 배관(24)을 흐르는 온도 19℃의 냉각수는, 유량(예컨대, 유량 3 L/분)으로 조정된다. 그리고, 제1 히터(24a)에 의한 가온을 거쳐 제1 수온계(271a)에 의해 스핀들 유닛(61) 냉각 전의 온도가 최종적으로 측정되면서, 설정 온도 20℃의 냉각수가 유량 3 L/분으로 냉각 재킷(613)을 통과하여, 스핀들 유닛(61)이 냉각 재킷(613)에 의해 냉각된다. 냉각 재킷(613)을 통과한 후의 냉각수는, 모터(612)의 열을 흡수하여 따뜻해져 있고, 제3 배관(25)을 통하여 제1 탱크(20)에 복귀된다.

예컨대, 가공수를 냉각한 냉각수와 스핀들 유닛(61)을 냉각한 냉각수는, 혼합된 후에 제1 수온계(271b)에 의해 그 온도가 계측된다. 그리고, 제1 탱크(20)에 복귀된 후에, 제1 펌프(21)에 의해 냉각 수단(22)측에 송출되어, 냉각 수단(22)으로 예컨대 19℃로 냉각됨으로써, 재차 가공수 냉각용 및 스핀들 유닛(61)의 냉각용의 냉각수로서 재이용되고 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 정온수 공급 장치(8A)는, 유닛 온도 조절 수단(2A)만이 냉각 수단(22)을 구비하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 상기 냉각 수단(22)으로 냉각된 냉각수에 의해 열 교환 수단(42)을 통해 가공수를 냉각할 수 있기 때문에, 종래와 같은 가공수 온도 조절 수단에도 가공수를 냉각하는 냉각 수단을 구비하는 정온수 공급 장치에 비해서, 장치 구성을 소형화하는 것이 가능해진다.

예컨대, 도 5에 나타내는 바와 같이, 공장 설비의 수원(40)으로부터 공급되는 가공수의 온도가, 가공구(60)와 피가공물(W)의 가공점에 분사할 때의 설정 온도(예컨대, 22℃) 이하로 되어 있는 경우(예컨대, 18℃로 되어 있는 경우)에는, 가공수는 냉각수로 냉각할 필요가 없다. 이 경우에 있어서의 정온수 공급 장치(8A)의 동작은 이하와 같아진다.

본 실시형태에 있어서는, 예컨대, 도 4에 나타내는 조정 수단(47)의 제2 밸브(472) 대신에 도 5에 나타내는 릴리프 밸브(476)가 바이패스 배관(29)에 배치되어 있다. 또한, 릴리프 밸브(476)가 아니라 제2 밸브(472)가 배치되어 있어도 좋다.

스핀들 유닛(61)으로부터 열을 제거하기 위해, 제1 탱크(20)로부터 제1 펌프(21)에 의해 냉각수가 미리 정해진 유량 V L/분이 된다. 냉각수는, 냉각 수단(22)으로 미리 정해진 온도(예컨대, 19℃)로 냉각된다. 절삭 가공 중에 있어서 가공점의 냉각·세정을 행하도록, 제2 탱크(48)로부터 제2 펌프(49)에 의해 온도 18℃의 가공수가 가공수 배관(41)에 미리 정해진 유량으로 송출된다.

조정 수단(47)의 밸브 제어부(479)로부터 제1 밸브(471)에 제어 신호가 송출되어, 제1 밸브(471)가 완전히 폐쇄되어 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량이 0 L/분이 된다. 따라서, 온도 19℃의 냉각수는, 그 일부가 제2 배관(24)의 조정 밸브(28)를 통과하여 스핀들 유닛(61)을 향하여 흘러 가, 도 1에 나타내는 경우와 마찬가지로 스핀들 유닛(61)을 냉각한 후, 제1 탱크(20)에 복귀되어 재이용된다.

또한, 제4 배관(45)을 흐르는 분량의 냉각수가 바이패스 배관(29)에 유입된다. 바이패스 배관(29) 내를 제1 탱크(20)측을 향하여 흐르는 상기 냉각수에 의해 관 내부의 압력이 미리 정해진 압력 이상이 됨으로써, 릴리프 밸브(476)의 볼 밸브체(476b)가 밸브 시트면(476a)으로부터 떨어져 밸브 개방된 상태가 되어, 바이패스 배관(29) 내를 냉각수가 통과해 간다. 그리고, 스핀들 유닛(61)을 냉각한 냉각수와 함께 제1 탱크(20)에 복귀되어, 스핀들 유닛(61)의 냉각용의 냉각수로서 재이용되고 있다.

열 교환 수단(42)을 통과한 수온 18℃의 가공수는, 제어 수단(89)에 의한 제어 하에서 제2 히터(43)에 의해 가공수의 설정 온도인 22℃가 될 때까지 가온된다. 제2 히터(43) 통과 후의 가공수는, 제2 수온계(44)에 의해 온도 측정이 이루어져, 설정 온도 22℃와의 어긋남이 있는 경우에는, 제2 수온계(44)로부터 측정 온도 정보가 제어 수단(89)에 피드백되어, 제어 수단(89)에 의해 상기 온도의 어긋남을 보정하는 출력 조정이 제2 히터(43)에 행해진다. 그리고, 설정 온도 22℃의 가공수가, 한쌍의 가공수 노즐(62)의 분사구(620)로부터 가공구(60)와 피가공물(W)의 가공점에 분사되어, 가공점의 냉각·세정을 행한다.

상기한 바와 같이, 유닛 온도 조절 수단(2A)은, 제2 배관(24)과 제3 배관(25)을 접속하는 바이패스 배관(29)과, 제2 배관(24)에 바이패스 배관(29)을 접속하는 접속부(241)와 냉각수 유입구(613a) 사이의 제2 배관(24)에 배치되어 스핀들 유닛(61) 내를 흐르는 냉각수의 유량을 원하는 유량으로 조정하는 조정 밸브(28)와, 제2 배관(24)의 접속부(241)와 냉각수 유입구(613a) 사이 및 제3 배관(25)에 배치되어 냉각수의 온도를 측정하는 제1 수온계(271a, 271b)를 포함하고, 가공수 온도 조절 수단(4A)은, 열 교환 수단(42)과 가공수 배관(41)의 개구 사이에서 가공수 배관(41)에 흐르는 가공수의 수온을 측정하는 제2 수온계(44)와, 바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 유량과 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량의 합산 유량은 일정하게 하면서 제4 배관(45)을 흐르는 냉각수의 유량을 가변시켜 가공수를 원하는 온도로 온도 조절하는 조정 수단(47)을 구비하고 있다. 그리고, 도 4를 이용하여 설명한 경우와 같이, 공장 설비의 수원(40)으로부터 공급되는 가공수가 설정 온도를 넘어 있어, 열 교환 수단(42)을 통한 냉각수에 의한 가공수의 냉각을 행할 필요가 있는 경우에는, 조정 수단(47)에 의해, 제4 배관(45)에 냉각수를 흐르게 하여, 열 교환 수단(42)을 통과하는 냉각수에 의해 가공수를 원하는 온도로 온도 조절할 수 있다.

한편, 도 5에 나타내는 바와 같이, 공장 설비의 수원(40)으로부터 공급되는 가공수가 설정 온도 이하로 이미 되어 있어, 열 교환 수단(42)을 통한 냉각수에 의한 가공수의 냉각을 행하지 않아도 좋은 경우에 있어서는, 조정 수단(47)에 의해, 냉각수를 제4 배관(45)을 통과시키지 않고 바이패스 배관(29)에 냉각수가 흐르도록 함으로써, 가공수를 원하는 온도로 온도 조절할 수 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 조정 수단(47)은, 제4 배관(45)에 배치하는 제1 밸브(471)와, 바이패스 배관(29)에 배치하는 제2 밸브(472)와, 제4 배관(45)과 바이패스 배관(29)을 흐르는 냉각수의 합산 유량은 일정하게 하면서 제1 밸브(471)를 개방하였을 때의 제2 밸브(472)와 제2 밸브(472)를 개방하였을 때의 제1 밸브(471)를 제어하는 밸브 제어부(479)를 구비함으로써, 예컨대 열 교환 수단(42)을 통한 냉각수에 의한 가공수의 냉각을 행할 필요가 있는 경우에, 제4 배관(45)에 냉각수를 흐르게 하여, 가공수를 원하는 온도로 온도 조절할 수 있다.

조정 수단(47)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 도 4에 나타내는 제2 밸브(472) 대신에 바이패스 배관(29) 내의 압력이 미리 정해진 압력 이상이 되면 개방되는 릴리프 밸브(476)를 구비함으로써, 예컨대 도 5에 나타내는 경우와 같이, 예컨대 열 교환 수단(42)을 통한 냉각수에 의한 가공수의 냉각을 행하지 않아도 좋은 경우에, 제4 배관(45)에 냉각수를 흐르게 하지 않도록 하여, 가공수를 원하는 온도로 온도 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 정온수 공급 장치(8, 8A)는 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 또한, 첨부 도면에 도시되어 있는 정온수 공급 장치(8, 8A) 및 가공 장치(1)의 각 구성에 대해서도, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.

1: 가공 장치 12: 가공실
6: 가공 수단 60: 가공구
61: 스핀들 유닛 611: 스핀들
612: 모터 613: 냉각 재킷
613a: 냉각수 유입구 613b: 냉각수 유출구
62: 한쌍의 가공수 노즐 620: 분사구
30: 유지 테이블 30a: 유지면
34: 회전 수단 8: 정온수 공급 장치
2: 유닛 온도 조절 수단 20: 제1 탱크
21: 제1 펌프 22: 냉각 수단
23: 제1 배관 24: 제2 배관
24a: 제1 히터 25: 제3 배관
271a, 271b: 제1 수온계 28: 조정 밸브
4: 가공수 온도 조절 수단 40: 수원
41: 가공수 배관 42: 열 교환 수단
420: 전열관 423: 액츄에이터
43: 제2 히터 44: 제2 수온계
45: 제4 배관 46: 제5 배관
479a: 제1 통신 경로 89: 제어 수단
478: 가공수 온도 제어부 479a: 제1 통신 경로
892: 제2 통신 경로 8A: 정온수 공급 장치
4A: 가공수 온도 조절 수단 2A: 유닛 온도 조절 수단
29: 바이패스 배관 47: 조정 수단
471: 제1 밸브 472: 제2 밸브
479: 밸브 제어부 479a: 제1 통신 경로
476: 릴리프 밸브 48: 제2 탱크
49: 제2 펌프

Claims

가공구(加工具)를 장착한 스핀들을 고속 회전시키는 모터를 갖는 스핀들 유닛과, 피가공물을 유지하는 유지 테이블을 포함하는 가공 장치에 정온수(定溫水)를 공급하는 정온수 공급 장치로서,
냉각수를 순환시켜 상기 스핀들 유닛을 온도 조절하는 유닛 온도 조절 수단과,
상기 가공구에 공급하는 가공수를 온도 조절하는 가공수 온도 조절 수단을 포함하고,
상기 유닛 온도 조절 수단은, 상기 스핀들 유닛에 상기 냉각수를 송수하는 펌프와, 상기 냉각수를 냉각하는 냉각 수단과, 상기 펌프와 상기 냉각 수단을 접속하는 제1 배관과, 상기 냉각 수단과 상기 스핀들 유닛의 냉각수 유입구를 접속하는 제2 배관과, 상기 스핀들 유닛의 냉각수 유출구와 상기 펌프를 접속하는 제3 배관을 포함하고,
상기 가공수 온도 조절 수단은, 일단부를 수원에 접속하여 타단부측의 개구로부터 상기 가공구에 상기 가공수를 공급하는 가공수 배관과, 상기 가공수 배관에 배치된 열 교환 수단과, 상기 열 교환 수단과 상기 제2 배관을 접속하는 제4 배관과, 상기 열 교환 수단과 상기 제3 배관을 접속하여 상기 열 교환 수단에서 사용된 상기 냉각수를 상기 제3 배관에 복귀시키는 제5 배관을 포함하며,
상기 냉각 수단으로 냉각된 상기 냉각수에 의해 상기 가공수를 냉각하는 것인 정온수 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 유닛 온도 조절 수단은, 상기 제2 배관과 상기 제3 배관을 접속하는 바이패스 배관과, 상기 제2 배관에 상기 바이패스 배관을 접속하는 접속부와 상기 냉각수 유입구 사이의 상기 제2 배관 또는 상기 제3 배관에 배치되어 상기 스핀들 유닛 내를 흐르는 상기 냉각수의 유량을 원하는 유량으로 조정하는 조정 밸브와, 상기 제2 배관의 상기 접속부와 상기 냉각수 유입구 사이 또는 상기 제3 배관에 배치되어 상기 냉각수의 온도를 측정하는 제1 수온계를 더 포함하며,
상기 가공수 온도 조절 수단은, 상기 열 교환 수단과 상기 가공수 배관의 개구 사이에서 상기 가공수 배관에 흐르는 상기 가공수의 수온을 측정하는 제2 수온계와, 상기 바이패스 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량과 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량의 합산 유량은 일정하게 하면서 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 가변시켜 상기 가공수를 원하는 온도로 온도 조절하는 조정 수단을 더 포함하는 것인 정온수 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 조정 수단은, 상기 제4 배관에 배치된 제1 밸브와, 상기 바이패스 배관에 배치된 제2 밸브와, 상기 제4 배관과 상기 바이패스 배관을 흐르는 상기 냉각수의 합산 유량은 일정하게 하면서 상기 제1 밸브를 개방하였을 때의 상기 제2 밸브와 상기 제2 밸브를 개방하였을 때의 상기 제1 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 포함하고, 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 가변시켜 상기 가공수를 원하는 온도로 온도 조절하는 것인 정온수 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 조정 수단은, 상기 제4 배관에 배치된 제1 밸브와, 상기 바이패스 배관에 배치된 상기 바이패스 배관 내의 압력이 미리 정해진 압력 이상이 되면 개방되는 릴리프 밸브를 포함하며, 상기 제4 배관을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 가변시켜 상기 가공수를 원하는 온도로 온도 조절하는 것인 정온수 공급 장치.