特許 7399635 クーラント供給装置および工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-08

(45)【発行日】2023-12-18

(54)【発明の名称】クーラント供給装置および工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/10 20060101AFI20231211BHJP

   B05B 1/30 20060101ALI20231211BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/10 A

B05B1/30

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019116352

(22)【出願日】2019-06-24

(65)【公開番号】P2021000706

(43)【公開日】2021-01-07

【審査請求日】2022-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000137856

【氏名又は名称】シチズンマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】弁理士法人 東和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢部 晃一

(72)【発明者】

【氏名】志田 忠靖

(72)【発明者】

【氏名】安藤 洋介

(72)【発明者】

【氏名】甲斐 新平

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０３０９４２８３（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０５３１３７４３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８３８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３２０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９１５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－３１１２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０４１９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０００７０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １１／００－１３／００

Ｂ２４Ｂ ５５／０２

Ｂ０５Ｂ ３／０２

Ｂ０５Ｂ ３／１２

Ｂ０５Ｂ １／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械内のワーク加工領域にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、
円筒状に形成され、該円筒状の外周面に前記クーラントを噴出させる噴出口を有する回転ノズルと、
該回転ノズルを挿通可能な挿通孔を有して、該挿通孔に挿入された前記回転ノズルを回転自在に支持し、前記クーラントを前記回転ノズルに供給可能に構成される供給装置本体と、を備え、
前記回転ノズルの内部に、該回転ノズルの回転軸線方向に沿ってクーラント流通路が形成され、
前記噴出口からの前記クーラントの噴出方向に一致する方向に、前記噴出口と前記クーラント流通路とを連通するように、前記回転ノズルに導出孔が形成され、
前記供給装置本体が、前記回転ノズルの回転に応じて、前記噴出口を開放する噴出許可範囲と、前記噴出口に対向して該噴出口を閉塞する噴出停止範囲と、を切り替え可能に構成されている、クーラント供給装置。

【請求項2】

前記供給装置本体が、前記噴出口に対向して該噴出口を閉塞可能な対向湾曲壁を有する、請求項１に記載のクーラント供給装置。

【請求項3】

前記回転ノズルが、該回転ノズルの端面に設けられて、前記噴出口からの前記クーラントの噴出方向と同じ方向に沿って形成されている調整溝を有する、請求項１または請求項２に記載のクーラント供給装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のクーラント供給装置を備えている、工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クーラント供給装置および工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

クーラントを供給して加工部位を切削すれば、切削抵抗や摩擦によるワークや工具の発熱を抑えることができる。特許文献１，２には、クーラントの噴出方向を変更可能なクーラント供給装置の構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開昭６０－１７２６４６号公報

【文献】実開平７－２４５４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１，２の構造では、クーラントの噴出をオン・オフできることは容易ではない。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、クーラントの噴出を簡便にオン・オフさせるクーラント供給装置および工作機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、第１に、工作機械内のワーク加工領域にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、円筒状に形成され、該円筒状の外周面に前記クーラントを噴出させる噴出口を有する回転ノズルと、該回転ノズルを挿通可能な挿通孔を有して、該挿通孔に挿入された前記回転ノズルを回転自在に支持し、前記クーラントを前記回転ノズルに供給可能に構成される供給装置本体と、を備え、前記回転ノズルの内部に、該回転ノズルの回転軸線方向に沿ってクーラント流通路が形成され、前記噴出口からの前記クーラントの噴出方向に一致する方向に、前記噴出口と前記クーラント流通路とを連通するように、前記回転ノズルに導出孔が形成され、前記供給装置本体が、前記回転ノズルの回転に応じて、前記噴出口を開放する噴出許可範囲と、前記噴出口に対向して該噴出口を閉塞する噴出停止範囲と、を切り替え可能に構成されていることを特徴とする。

【0006】

第２に、前記供給装置本体が、前記噴出口に対向して該噴出口を閉塞可能な対向湾曲壁を有することを特徴とする。
第３に、前記回転ノズルが、該回転ノズルの端面に設けられて、前記噴出口からの前記クーラントの噴出方向と同じ方向に沿って形成されている調整溝を有することを特徴とする。

【0007】

第４に、上記いずれかのクーラント供給装置を備えている工作機械であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明は以下の効果を得ることができる。
回転ノズルが回転して、クーラントの噴出中に、クーラントの噴出方向を変更可能であるため、クーラント供給装置を例えば主軸の下方に設置できる。そして、回転ノズルが回転して供給装置本体によって噴出口が塞がれると、クーラントの噴出が止まる。よって、クーラントの噴出を簡便にオン・オフできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るクーラント供給装置を搭載した工作機械を示す図である。

【図2】クーラント供給装置の外観斜視図である。

【図3】クーラント供給装置の分解正面図である。

【図4】供給装置本体の右側面図である。

【図5】図３のＶ－Ｖ線矢視断面図である。

【図6】図３のＶＩ－ＶＩ線矢視断面図である。

【図7】クーラントの噴出許可状態を説明する図である。

【図8】クーラントの噴出停止状態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本発明のクーラント供給装置１０および工作機械１について説明する。図１に示すように、工作機械１は主軸２および刃物台３を備えている。主軸２は、チャックを介して加工対象となるワークＷを把持（保持）することができる。ワークＷは丸棒状に形成され、主軸２でＺ軸回りに回転自在に支持されており、主軸２の後方からワーク加工領域Ｐ内に供給される。

【0011】

ワーク加工領域Ｐ内において主軸２の例えば下方に、クーラント供給装置１０が設置されている。クーラント供給装置１０はクーラントタンクに接続されており、クーラントタンクに貯留されたクーラント（切削油ともいう）はポンプで汲み上げられ、クーラント供給装置１０を介してワークＷに供給される。ワークＷは、クーラントがかけられながら、刃物台３に設けた工具４によって所定の形状に加工される。

【0012】

クーラント供給装置１０は、供給装置本体２０と、回転ノズル４０とから構成される。
図２に示すように、供給装置本体２０は、例えば略直方体の一角を切り落とした形状であり、矩形状の固定面２１を有する。固定面２１は、ワーク加工領域Ｐを区画する壁面に固定される。固定面２１は、Ｘ軸方向で正面２２、背面２３に、Ｙ軸方向で上面２４、下面２５にそれぞれ連なり、Ｚ軸方向で開放面２６に対向する。

【0013】

開放面２６は例えば段付き形状である。開放面２６は、正面側の開放面２６ａと背面側の開放面２６ｂとからなり、正面側の開放面２６ａが、背面側の開放面２６ｂよりも低く（固定面２１寄り）に配置されている。
図３に示すように、挿通孔３１は、固定面２１と正面側の開放面２６ａとの間を貫通して形成される。挿通孔３１の内径は、回転ノズル４０を挿通可能な大きさである。挿通孔３１に回転ノズル４０が回転可能に挿入される。

【0014】

挿通孔３１の内壁は、背面側の開放面２６ｂまで延びており、回転ノズル４０の外周面に対向可能な対向湾曲壁３２を形成する。対向湾曲壁３２は、正面側の開放面２６ａと背面側の開放面２６ｂとの間に形成されており、図４に示すように開放面２６側から見た開放面２６を時計の文字板に見立てると、例えば１２時方向から７時方向までの位置に形成されている。この１２時方向から７時方向までの範囲（噴出停止範囲Ｓ：図４に実線で示す）で回転ノズル４０の噴出口５１に対向湾曲壁３２が対向して噴出口５１を閉塞する。

【0015】

一方、同じく開放面２６を時計の文字板に見立てた場合、例えば７時方向から１２時方向までの範囲（噴出許可範囲Ｖ：図４に１点鎖線で示す）では、対向湾曲壁３２が噴出口５１に対向せず、噴出口５１が開放される。
なお、対向湾曲壁３２の手前側にも曲面３３で形成されているが、この曲面３３は、対向湾曲壁３２の端から下方に延びており、噴出口５１を閉塞しない。

【0016】

図４に示すように、正面側の開放面２６ａには、上面２４の近傍に固定ボルト用孔３４が設けられる。固定ボルト用孔３４は、挿通孔３１と平行に設けられ、正面側の開放面２６ａと固定面２１とを貫通している。背面側の開放面２６ｂには、下面２５の近傍に固定ボルト用孔３５が設けられる。固定ボルト用孔３５は、挿通孔３１と平行に設けられており、背面側の開放面２６ｂと固定面２１とを貫通している。固定ボルト７１を固定ボルト用孔３４に挿入し、固定ボルト７２を固定ボルト用孔３４に挿入して各々の固定ボルト７１，７２を締めることで、供給装置本体２０をワーク加工領域Ｐの壁面に固定できる。

【0017】

図３に示すように、下面２５と挿通孔３１との間には、クーラント供給ホース７０を設置するためのホース用孔３７が貫通して設けられている（図３に破線で示す）。クーラント供給ホース７０を下面２５からホース用孔３７に接続すると、クーラントを挿通孔３１内に供給できる。一方、上面２４と挿通孔３１との間には、抜け留めボルト用孔３６が貫通して設けられている（図３に破線で示す）。抜け留めボルト７３を上面２４から抜け留めボルト用孔３６に挿入して抜け留めボルト７３の先端が回転ノズル４０の小径部４７の側壁に接することで、供給装置本体２０に対する回転ノズル４０の抜けを防止できる。

【0018】

回転ノズル４０は、挿通孔３１に挿入される基部４５と、外周面にクーラントの噴出口５１を有する胴部５０と、胴部５０を挟んで基部４５の反対側に位置する先端部５５とからなる。
図５に示すように、回転ノズル４０は円筒形状であり、回転ノズル４０の内部には、回転ノズル４０の回転軸線方向（図３に示すＺ軸方向と同じ）に沿って、クーラント流通路４１が形成されている。クーラント流通路４１は、基部４５の端から胴部５０の内側を経由して先端部５５の手前まで達している。クーラント流通路４１は、基部４５において栓部材６０で閉じられている。

【0019】

基部４５の外周面には環状溝４６が形成され、シール部材（例えばＯリング）６１が設けられている。これにより、回転ノズル４０の外周と挿通孔３１の内周との間からのクーラントの漏れを防止する。

【0020】

環状溝４６の近傍には、小径部４７が形成されている。小径部４７はクーラント供給ホース７０の先端に対向可能であり、クーラント供給ホース７０から供給されたクーラントをクーラント流通路４１内に導入されるまでのクーラント貯留室として機能する。小径部４７とクーラント流通路４１とは、導入孔４８で連通する。計４つの導入孔４８は例えば所定間隔（例えば９０°）で小径部４７に穿設されている。小径部４７は、抜け留めボルト７３の先端も挿入できる。

【0021】

噴出口５１は、胴部５０の外周面に、回転ノズル４０の回転軸線方向（図３に示すＺ軸方向と同じ）に沿って例えば２個設けられている。図６に示すように、噴出口５１とクーラント流通路４１とを連通するように胴部５０に導出孔５２が形成されている。導出孔５２の形成方向が噴出口５１からのクーラントの噴出方向に一致する。

【0022】

先端部５５は、導出孔５２の形成方向に沿って形成された調整溝５６を有する。調整溝５６に例えばマイナスドライバを配置して調整溝５６を回せば、回転ノズル４０を供給装置本体２０に対して容易に回転できる。調整溝５６の形成方向からクーラントの噴出方向を想定可能である。なお、先端部５５に、回転ノズル４０を回転させるための継手を取り付けてもよい。

【0023】

このように、供給装置本体２０では、回転ノズル４０の回転に応じて、クーラントの噴出許可範囲Ｖと噴出停止範囲Ｓとを切り替え可能である。
詳しくは、図１で説明したような、クーラント供給装置１０を主軸２の下方に配置した場合、調整溝５６を回して、噴出口５１を斜め上方に向かせる。これにより、図７（Ａ）に示すように、クーラントＣは、この図７（Ａ）で見た左斜め上方に向けてワークＷに供給される。

【0024】

一方、仮に、クーラント供給装置１０を主軸２の上方に配置した場合、調整溝５６を回して、噴出口５１を斜め下方に向かせることもできる。この場合、クーラントＣは、図７（Ｂ）に示すような左斜め下方に向けてワークＷに供給される。

【0025】

これに対し、クーラントＣをワークＷに供給させない場合、噴出口５１が対向湾曲壁３２に向くように、調整溝５６を回す。具体的には、開放面２６を時計の文字板に見立てた場合、調整溝５６を、図８（Ａ）に示すように例えば１時方向の位置に配置すると、噴出口５１が対向湾曲壁３２で閉塞されるため、クーラントＣは供給されない。
また、調整溝５６を、図８（Ｂ）に示すように、例えば５時方向の位置に配置した場合にも、噴出口５１が対向湾曲壁３２で閉塞されているので、クーラントＣは供給されない。

【0026】

このように、回転ノズル４０は、回転してクーラントＣの噴出方向を変更可能であるため、クーラント供給装置１０を主軸２の下方など、ワーク加工領域Ｐ内の任意の位置に設置できる。そして、回転ノズル４０が回転して供給装置本体２０によって噴出口５１が塞がれると、クーラントＣの噴出が止まる。よって、クーラントＣの噴出を簡便にオン・オフできる。

【0027】

調整溝５６は、クーラントＣの噴出中に回してもよい。この場合、クーラントの噴出中に、クーラントＣの噴射方向を変更できる。また、クーラントＣの噴出中に、噴出許可範囲Ｖと噴出停止範囲Ｓとを切り替えることも可能である。

【符号の説明】

【0028】

１ ・・・ 工作機械
２ ・・・ 主軸
３ ・・・ 刃物台
４ ・・・ 工具
１０ ・・・ クーラント供給装置
２０ ・・・ 供給装置本体
２１ ・・・ 固定面
２２ ・・・ 正面
２３ ・・・ 背面
２４ ・・・ 上面
２５ ・・・ 下面
２６ ・・・ 開放面
２６ａ ・・・ 正面側の開放面
２６ｂ ・・・ 背面側の開放面
３１ ・・・ 挿通孔
３２ ・・・ 対向湾曲壁
３３ ・・・ 曲面
３４ ・・・ 固定ボルト用孔
３５ ・・・ 固定ボルト用孔
３６ ・・・ 抜け留めボルト用孔
３７ ・・・ ホース用孔
４０ ・・・ 回転ノズル
４１ ・・・ クーラント流通路
４５ ・・・ 基部
４６ ・・・ 環状溝
４７ ・・・ 小径部
４８ ・・・ 導入孔
５０ ・・・ 胴部
５１ ・・・ 噴出口
５２ ・・・ 導出孔
５５ ・・・ 先端部
５６ ・・・ 調整溝
６０ ・・・ 栓部材
６１ ・・・ シール部材
７０ ・・・ クーラント供給ホース
７１ ・・・ 固定ボルト
７２ ・・・ 固定ボルト
７３ ・・・ 抜け留めボルト
Ｗ ・・・ ワーク
Ｐ ・・・ ワーク加工領域
Ｃ ・・・ クーラント
Ｖ ・・・ 噴出許可範囲
Ｓ ・・・ 噴出停止範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】