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JP2002210630A - 工作加工方法およびそれに用いる霧状体供給装置 - Google Patents

工作加工方法およびそれに用いる霧状体供給装置

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Publication number
JP2002210630A
JP2002210630A JP2001010729A JP2001010729A JP2002210630A JP 2002210630 A JP2002210630 A JP 2002210630A JP 2001010729 A JP2001010729 A JP 2001010729A JP 2001010729 A JP2001010729 A JP 2001010729A JP 2002210630 A JP2002210630 A JP 2002210630A
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JP
Japan
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liquid
tool
rotating shaft
compressed air
supplied
Prior art date
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Application number
JP2001010729A
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Inventor
Mitsugi Hara
貢 原
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EKOREGU KK
Original Assignee
EKOREGU KK
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Publication date
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Priority to EP02001345A priority patent/EP1225005A1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】噴射ノズルが不要になり、しかも、回転軸の冷
却効果に優れた工作加工方法およびそれに用いる霧状体
供給装置を提供する。 【解決手段】回転軸2をケーシング1で回転自在に保持
する工作加工装置を準備し、工作物を加工するに際し
て、上記ケーシング1の内部を別々に通過する圧縮空気
と液体とをそれぞれ回転軸2の内部に別々に供給し、こ
の回転軸2の内部で圧縮空気と液体とを混合させて霧状
化させたのち、この霧状体を回転軸2に固定した略柱状
の工具に対し、工具の外周もしくは内部を工具に沿って
工具の先端側に送り、この工具の先端部から加工部に向
かって供給するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作物に対し切削
加工や研磨加工等を施す工作加工方法およびそれに用い
る霧状体供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、工作物に対し切削加工や研磨
加工を施す場合に、工作物と加工工具との衝突によって
生じる発熱を冷却するために、加工個所に向かって噴射
ノズルを延ばし、この噴射ノズルから冷却液等を噴射す
るようにしている。例えば、特開平6−198538号
公報には、図3に示すように、遊星ローラ増速機構内蔵
工具アダプタにおいて、回転軸40の先端部に装着する
工具(図示せず)により切削(研削)加工を行う際に、
切削(研削)冷却剤ノズル41から加工個所に切削(研
削)冷却剤を噴射するようにしている。また、この切削
(研削)冷却剤は、回り止め装置42の回り止めブロッ
ク43の供給孔43a,回り止めピン44の中心孔44
a,案内スリーブ45の中空部45a,脚部46の連通
孔46a,ジャケットカバー47の連通孔47aを介し
て第1連通溝48に送られ、この第1連通溝48から第
1円周溝49,第2円周溝50,第2連通溝51,連通
孔52を介して切削(研削)冷却剤ノズル41に供給さ
れる。このため、切削(研削)冷却剤で遊星ローラ増速
機構の冷却を行うこともできる。図において、53はテ
ーパシャンクである。
【0003】最近、冷却液等をそのまま噴射するのでは
なく、霧状に噴射することも行われている。この方法に
よれば、工作物に形成される加工凹部に冷却液等が溜ま
るという不都合や急な冷却によるチッピング現象が生じ
ないという利点がある。例えば、特開平9−14153
7号公報には、油剤を噴霧供給するための油剤供給装置
および油剤供給方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法,装置では、切削(研削)冷却剤ノズル41等の
噴射ノズルが必要になり、その分部品点数が増加し、在
庫管理等の管理面が煩雑になるうえ、装置が大型化す
る。しかも、上記の遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプ
タでは、回転軸40の外側を切削(研削)冷却剤が通過
しているため、回転軸40を充分に冷却することができ
ない。一方、上記の油剤供給装置および油剤供給方法で
は、工作機械に内蔵された主軸等を冷却することは全く
できない。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、噴射ノズルが不要になり、しかも、回転軸の冷
却効果に優れた工作加工方法およびそれに用いる霧状体
供給装置の提供をその目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、回転軸を保持手段で回転自在に保持する
工作加工装置を準備し、工作物を加工するに際して、上
記保持手段の内部を別々に通過する圧縮空気と液体とを
それぞれ回転軸の内部に別々に供給し、この回転軸の内
部で圧縮空気と液体とを混合させて霧状化させたのち、
この霧状体を回転軸に固定した略柱状の工具に対し、工
具の外周もしくは内部を工具に沿って工具の先端側に送
り、この工具の先端部から加工部に向かって供給するよ
うにした工作加工方法を第1の要旨とし、回転軸を回転
自在に保持する保持手段と、上記回転軸に着脱自在に固
定される略柱状の工具とを備え、上記保持手段の内部
に、圧縮空気供給手段から圧縮空気の供給を受ける圧縮
空気用流路と、液体供給手段から液体の供給を受ける液
体用流路とを別々に設け、上記回転軸の内部に、上記圧
縮空気用流路から供給される圧縮空気と上記液体用流路
から供給される液体とを別々に導入したのちこれら圧縮
空気と液体とを合流させて液体を圧縮空気で霧状にする
通路を設け、この霧状体を工具の外周もしくは内部を工
具に沿って工具の先端側に送り、この工具の先端部から
加工部に向かって供給するように構成した霧状体供給装
置を第2の要旨とする。
【0007】すなわち、本発明の工作加工方法は、回転
軸を保持手段で回転自在に保持する工作加工装置を準備
し、工作物を加工するに際して、上記保持手段の内部を
別々に通過する圧縮空気と液体とをそれぞれ回転軸の内
部に別々に供給している。そして、この回転軸の内部で
圧縮空気と液体とを混合させて霧状化させたのち、この
霧状体を回転軸に固定した略柱状の工具に対し、工具の
外周もしくは内部を工具に沿って工具の先端側に送り、
この工具の先端部から加工部に向かって供給するように
している。このように、本発明の工作加工方法では、回
転軸の内部で得た霧状体を回転軸の内部を通して工具側
に送ったのち工具の外周もしくは内部を工具に沿って工
具の先端側に送り、この工具の先端部から加工部に向か
って供給することができるため、噴射ノズルが不要であ
り、その分部品点数が減少し、在庫管理等の管理面が簡
単になるうえ、工作加工装置が小型化する。しかも、圧
縮空気と液体とを回転軸の内部に供給しているため、液
体として冷却水等を使用することにより、回転軸の内部
から回転軸を効率よく冷却することができ、冷却効果に
優れている。一方、本発明の霧状体供給装置によって
も、本発明の工作加工方法と同様の作用・効果を奏す
る。なお、本発明において、「加工部」とは、例えば、
加工面や被加工面を指す。また、本発明において、霧状
体は、工具の外周および内部の双方を通って工具の先端
側に送られてもよい。
【0008】本発明の工作加工方法において、液体とし
て、冷却水と切削液との混合液を回転軸の内部に供給す
るようにした場合には、加工部に冷却効果と潤滑効果と
を同時に付与することができる。また、本発明の霧状体
供給装置において、液体用流路に、冷却水と切削液との
混合液を通すようにした場合にも、同様の作用・効果を
奏する。
【0009】本発明の工作加工方法において、液体とし
て、冷却水と切削液とを別々に回転軸の内部に供給する
ようにした場合には、冷却水と切削液とは、回転軸の内
部に導入されるまで混合せず、品質劣化が起こりにく
い。しかも、回転軸の内部では冷却水と切削液とが霧状
化して混合するため、冷却水と切削液との混合が充分に
行われ、冷却効果と潤滑効果とに優れる。また、本発明
の霧状体供給装置において、液体用流路として、冷却水
用流路と切削液用流路とをそれぞれ別々に設け、冷却水
供給手段から冷却水用流路に冷却水を供給し、切削液供
給手段から切削液用流路に切削液を供給するように構成
した場合にも、同様の作用・効果を奏する。
【0010】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。
【0011】図1は本発明の霧状体供給装置の一実施の
形態を示している。図において、1は縦向きに配設され
た筒状のケーシングであり、マシニングセンタ等の工作
機械に固定されている。2は上記ケーシング1の内部に
縦向きに配設された回転軸であり、3は上記回転軸2の
上部に外嵌状に固定された有天筒状の連結軸である。そ
して、上記ケーシング1の内周面の上部に固定された上
側軸受4により連結軸3がケーシング1に回転自在に支
受されており、上記ケーシング1の内周面の下部に固定
された下側軸受5により回転軸2がケーシング1に回転
自在に支受されている。図において、6はカバーであ
り、複数個の取り付けボルト7(図では、2個の取り付
けボルト7しか図示せず)により回転軸2の下端面に着
脱自在に固定されている。
【0012】上記ケーシング1には、その周側壁の内部
に、モーター等を有する圧縮空気供給手段(図示せず)
から圧縮空気の供給を受ける圧縮空気用流路11と、モ
ーター(このモーターは、圧縮空気供給手段のモーター
と同じであってもよい)等を有する液体供給手段(図示
せず)から液体(この実施の形態では、冷却水と潤滑油
剤との混合油)の供給を受ける液体用流路12とが別々
に形成されている。上記圧縮空気用流路11は、その一
端が上記上下両軸受4,5間に対応する上記ケーシング
1の内周面の部分に開口しているとともに、その他端が
ケーシング1の外周面に開口しており、この開口部が上
記圧縮空気供給手段に配管(図示せず)等を介して連通
している。また、上記液体用流路12は、その一端が上
記上下両軸受4,5間に対応する上記ケーシング1の内
周面の部分に開口しているとともに、その他端がケーシ
ング1の外周面に開口しており、この開口部が上記液体
供給手段に配管(図示せず)等を介して連通している。
【0013】上記回転軸2には、その内部に、回転軸2
の下端面からその軸心に沿って縦向きに延びる1つの縦
孔15が形成されており、内周面にねじ部16aが形成
された上側孔16と、この上側孔16の下端面から回転
軸2の下端面にまで延びる略下拡がり状の下側孔(チャ
ック部)17とからなる。そして、上記上側孔16の上
端部から複数(この実施の形態では、2つ)の横孔18
が上記軸心に対し直交する方向に延び、上記上下両軸受
4,5間に対応する上記回転軸2の外周面の部分に開口
している。この実施の形態では、上記縦孔15と両横孔
18で、回転軸2の内部の通路が構成されている。ま
た、上記上下両軸受4,5間において、ケーシング1の
内周面と回転軸2の外周面との間には、略円環状の隙間
8が形成されている。
【0014】上記連結軸3には、その上端面から突設す
る連結部19が形成されており、モーター等の回転手段
(図示せず)にベルト等の連結手段(図示せず)を介し
て連結している。図において、3bは上記回転軸2の上
端部と連結軸3の天壁3aとを固定する複数個(この実
施の形態では、2個)の取り付けボルトである。
【0015】20は工具ホルダであり、上記回転軸2の
縦孔15の下側孔17に着脱自在に挿入される本体部2
1と、この本体部21の上端面から立設される棒状連結
部22とからなり(図2参照)、この棒状連結部22の
外周面に、上記縦孔15の上側孔16のねじ部16aに
ら合するねじ部22aが形成されている。また、上記工
具ホルダ20には、その内部に、その軸心に沿って穿設
された貫通孔が形成されており、棒状連結部22の内部
を貫通する上側小径孔20aと、本体部21の内部にそ
の下端面から形成される下側大径孔20bとからなる。
そして、回転軸2の上側孔16に工具ホルダ20の棒状
連結部22をねじ止めするとともに、回転軸2の下側孔
17に本体部21を挿入した状態では、回転軸2の上側
孔16と工具ホルダ20の貫通孔とが一連に繋がってい
る。また、この貫通孔の下側大径孔20bに加工工具2
6の上部を配設した状態で、加工工具26が工具ホルダ
20の下端部にコレット23,締め付けナット24,キ
ャップ25により着脱自在に固定されている。
【0016】一方、加工工具26には、その上端面から
下方に向かって延びたのち途中で二股状に分岐する流路
27が穿設されており、一方の分岐流路27aが加工工
具26のすくい面に開口し、他方の分岐流路27bが加
工工具26の逃がし面に開口している。また、加工工具
26の外周面とコレット23,締め付けナット24,キ
ャップ25の内周面との間には、後述する霧状化混合体
が通過しうる微小隙間が形成されている。
【0017】上記構成において、圧縮空気供給手段およ
び液体供給手段を構成する両モーターを駆動し、ケーシ
ング1の圧縮空気用流路11に圧縮空気を供給し、液体
用流路12に液体を供給すると、圧縮空気は圧縮空気用
流路11を通り、液体は液体用流路12を通り、そのの
ち隙間8を介して、回転する回転軸2の両横孔18に導
入される。そして、一方の横孔18に導入された圧縮空
気と他方の横孔18に導入された液体とが縦孔15の上
側孔16で衝突し、圧縮空気で液体が微細な粒子となっ
て霧状化しながら、互いに混合する。この霧状化混合体
は、縦孔15の上側孔16,工具ホルダ20の上側小径
孔20a,下側大径孔20bを通過し、その大部分が加
工工具26の流路27,27a,27bを通り、加工部
に噴射される。また、残りの霧状化混合体(加工工具2
6の流路27,27a,27bに流入しなかった霧状化
混合体)は、加工工具26の外周面とコレット23,締
め付けナット24,キャップ25の内周面との間の微小
隙間を通り、この微小隙間から加工工具26の外周面に
沿って噴射される。
【0018】このように、上記実施の形態では、噴射ノ
ズルが不要であり、その分部品点数が減少するうえ、小
型にもなる。しかも、液体(冷却水と潤滑油剤との混合
液)を回転軸2の内部に供給しているため、回転軸2の
内部から回転軸2を効率よく冷却することができる。し
かも、加工工具26の外周面とコレット23,締め付け
ナット24,キャップ25の内周面間の微小隙間からも
加工工具26の外周面に沿って霧状化混合体を噴射して
いるため、ドリル等の加工工具26の肩を保護すること
もできる。
【0019】なお、上記実施の形態では、流路27,2
7a,27bが穿設された加工工具26を用いている
が、これに限定するものではなく、上記流路27,27
a,27bが穿設されていない加工工具26を用いても
よい。この場合には、加工工具26の外周面とコレット
23,締め付けナット24,キャップ25の内周面間の
微小隙間から加工工具26の外周面に沿って噴射される
霧状化混合体のみが加工部に供給される。また、上記実
施の形態において、上記微小隙間から加工工具26の外
周面に沿って霧状化混合体が噴射されなくてもよい。
【0020】また、霧状体の種類によって、冷却効果お
よび潤滑効果が大幅に異なるため、加工条件に応じて、
上記液体用流路12に導入する冷却水,切削液の供給量
を変えて両者の配合割合を調節したり、圧縮空気用流路
11,液体用流路12に供給する圧縮空気,冷却水およ
び切削液の圧力を調節したりすることが好適である。例
えば、高速切削の場合には、冷却水と切削液のうち水の
割合が多くなるよう水の供給量を多くして冷却効果を高
め、中・低速切削の場合には、切削液の割合が多くなる
よう切削液の供給量を多くして潤滑効果を高めることが
行われる。
【0021】さらに、上記実施の形態では、冷却水とし
て水道水を用いているが、これに限定するものではな
く、純水,超純水を用いてもよい。また、切削液として
ブルーベ♯LB−1を用いてもよいし、通常の各種切削
液を用いてもよい。また、上記実施の形態では、液体と
して、冷気水と切削液の双方を用いているが、エマルジ
ョン,薬液等、各種のものを選択することができる。
【0022】さらに、本発明の装置は、上記実施の形態
のようにマシニングセンタによる工作加工に限らず、N
C旋盤,研削盤等、各種の工作機械に取り付けることが
できる。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明の工作加工方法に
よれば、回転軸の内部で得た霧状体を回転軸の内部を通
して工具側に送ったのち工具の外周もしくは内部を工具
に沿って工具の先端側に送り、この工具の先端部から加
工部に向かって供給することができるため、噴射ノズル
が不要であり、その分部品点数が減少し、在庫管理等の
管理面が簡単になるうえ、工作加工装置が小型化する。
しかも、圧縮空気と液体とを回転軸の内部に供給してい
るため、液体として冷却水等を使用することにより、回
転軸の内部から回転軸を効率よく冷却することができ、
冷却効果に優れている。一方、本発明の霧状体供給装置
によっても、本発明の工作加工方法と同様の作用・効果
を奏する。
【0024】本発明の工作加工方法において、液体とし
て、冷却水と切削液との混合液を回転軸の内部に供給す
るようにした場合には、加工部に冷却効果と潤滑効果と
を同時に付与することができる。また、本発明の霧状体
供給装置において、液体用流路に、冷却水と切削液との
混合液を通すようにした場合にも、同様の作用・効果を
奏する。
【0025】本発明の工作加工方法において、液体とし
て、冷却水と切削液とを別々に回転軸の内部に供給する
ようにした場合には、冷却水と切削液とは、回転軸の内
部に導入されるまで混合せず、品質劣化が起こりにく
い。しかも、回転軸の内部では冷却水と切削液とが霧状
化して混合するため、冷却水と切削液との混合が充分に
行われ、冷却効果と潤滑効果とに優れる。また、本発明
の霧状体供給装置において、液体用流路として、冷却水
用流路と切削液用流路とをそれぞれ別々に設け、冷却水
供給手段から冷却水用流路に冷却水を供給し、切削液供
給手段から切削液用流路に切削液を供給するように構成
した場合にも、同様の作用・効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の霧状体供給装置の一実施の形態を示す
説明図である。
【図2】工具ホルダの断面図である。
【図3】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 回転軸

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸を保持手段で回転自在に保持する
    工作加工装置を準備し、工作物を加工するに際して、上
    記保持手段の内部を別々に通過する圧縮空気と液体とを
    それぞれ回転軸の内部に別々に供給し、この回転軸の内
    部で圧縮空気と液体とを混合させて霧状化させたのち、
    この霧状体を回転軸に固定した略柱状の工具に対し、工
    具の外周もしくは内部を工具に沿って工具の先端側に送
    り、この工具の先端部から加工部に向かって供給するよ
    うにしたことを特徴とする工作加工方法。
  2. 【請求項2】 液体として、冷却水と切削液との混合液
    を回転軸の内部に供給するようにした請求項1記載の工
    作加工方法。
  3. 【請求項3】 液体として、冷却水と切削液とを別々に
    回転軸の内部に供給するようにした請求項1記載の工作
    加工方法。
  4. 【請求項4】 回転軸を回転自在に保持する保持手段
    と、上記回転軸に着脱自在に固定される略柱状の工具と
    を備え、上記保持手段の内部に、圧縮空気供給手段から
    圧縮空気の供給を受ける圧縮空気用流路と、液体供給手
    段から液体の供給を受ける液体用流路とを別々に設け、
    上記回転軸の内部に、上記圧縮空気用流路から供給され
    る圧縮空気と上記液体用流路から供給される液体とを別
    々に導入したのちこれら圧縮空気と液体とを合流させて
    液体を圧縮空気で霧状にする通路を設け、この霧状体を
    工具の外周もしくは内部を工具に沿って工具の先端側に
    送り、この工具の先端部から加工部に向かって供給する
    ように構成したことを特徴とする霧状体供給装置。
  5. 【請求項5】 液体用流路に、冷却水と切削液との混合
    液を通すようにした請求項4記載の霧状体供給装置。
  6. 【請求項6】 液体用流路として、冷却水用流路と切削
    液用流路とをそれぞれ別々に設け、冷却水供給手段から
    冷却水用流路に冷却水を供給し、切削液供給手段から切
    削液用流路に切削液を供給するように構成した請求項4
    記載の霧状体供給装置。
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