JPH06304842A

JPH06304842A - クーラント供給装置

Info

Publication number: JPH06304842A
Application number: JP11647193A
Authority: JP
Inventors: Akinori Yamazaki; 昭紀山崎; Mitsunori Yoshihara; 光則吉原
Original assignee: SHINANO KIKO KK; MIYANO KK
Current assignee: SHINANO KIKO KK; MIYANO KK
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化および低価格化が可能な高圧クーラン
ト供給装置を提供すること。【構成】クーラント供給装置１０は、刃具の切削ポイ
ントにクーラントＣを噴射し、工具の寿命の延長と切削
効率の向上とを図るための装置であって、クーラント貯
留部２０とピストンポンプ３０とが一体に構成されてい
る。クーラント貯留部２０は、多段のクーラント室２１
〜２３を有し、上段側から下段側に移動するクーラント
Ｃに対しては、切屑を濾過分別するフィルタ５１と、金
属屑を磁石により吸着、除去するマグネットセパレータ
５３、スラッジコレクタ５４とを設けてある。クーラン
ト供給経路４０には、クーラントＣの供給、停止を制御
するエアーオンオフバルブ６０が介挿されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ旋盤などの工作機
械にクーラントを供給するためのクーラント供給装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械による加工の自動化を進めるに
は、工具の長寿命化を図ると共に、絡まった切屑を効率
よく排除する必要がある。そこで、工具に向けて超高圧
のクーラントを供給することによって、工具の寿命を延
ばすと共に、難削材の切屑を強制的に破砕して排出しや
すくする高圧クーラント供給装置が開発されており、そ
の代表的なものを図８に示す。この装置は、クーラント
を貯留しておくためのクーラント貯留部８０と、このク
ーラント貯留部８０とは別体の超高圧ポンプ９０とを組
み合わせて構成されている。ここで、超高圧ポンプ９０
は、内部に微細な切屑が混入しただけでも、吐出圧が低
下するだけでなく、それ自身が損傷する場合もある。こ
のため、クーラントを工作機械の側から還流させて再使
用可能とするには、クーラント貯留部８０の側に高性能
の異物除去装置が必要であり、図８に示す装置では、ク
ーラント貯留部８０を複数のクーラント室８１、８２、
８３に分割し、前段から後段に向かってクーラントを送
りポンプ８８で圧送する際にフィルタ８４、８５に通し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
クーラント供給装置１００においては、クーラント貯留
部８０と超高圧ポンプ９０とが別体であるため、大きな
装置であると共に、部品点数が多いので、安価なものを
提供できないという問題点がある。

【０００４】また、難削材の切屑を強制的に破砕する目
的に構成されていることに加えて、クーラント貯留部８
０と超高圧ポンプ９０とが別体であって、それらの間の
経路９１に起因する圧力損失を補う必要があることか
ら、超高圧ポンプ９０に高性能のものが使用されてい
る。しかも、超高圧ポンプ９０に高い吐出圧を求める
程、クーラント貯留部８０の側に高い異物除去能力が求
められるため、クーラント室を増やして濾過回数を多く
する必要があり、装置の小型化および低価格化が困難で
ある。

【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
小型化および低価格化が可能なクーラント供給装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るクーラント供給装置は、工具の寿命を
延ばすと共に、切屑の破砕を促進するための装置であっ
て、図１に示すように、工作機械１に供給されるクーラ
ントＣを貯留しておくクーラント貯留部２０と、このク
ーラント貯留部２０と一体に設けられ、そこに貯留され
ているクーラントＣを吐出するための高圧のクーラント
吐出源、たとえば、ピストンポンプ３０（往復ポンプ）
と、このピストンポンプ３０から吐出されたクーラント
Ｃが通るクーラント供給経路４０とを設けてある。すな
わち、本発明のクーラント供給装置１０は、クーラント
貯留部２０とクーラント吐出源（ピストンポンプ３０）
とが一体であることに特徴を有する。

【０００７】ここで、クーラント貯留部２０には、上方
側のクーラント入口から下方側のクーラント出口までの
間に多段に区画形成された複数のクーラント室２１、２
２、２３と、その上段側のクーラント室から下段側のク
ーラント室に向かって自重によって落下するクーラント
Ｃから切屑などの異物を除去する異物除去手段５０を設
けることが好ましい。ここで、異物除去手段５０として
は、クーラントＣ中の異物を濾過分別するフィルタ５１
（濾過手段）、クーラントＣ中の金属屑を磁力により吸
着して除去するマグネットセパレータ５３、スラッジコ
レクタ５４などの異物吸着手段を用いることができる。

【０００８】本発明においては、クーラントＣの吐出の
開始および停止を応答よく制御できるように、クーラン
ト供給経路４０を開閉してクーラントＣの供給動作およ
び停止動作を制御する経路開閉手段、たとえばエアーオ
ンオフバルブ６０を設けることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明に係るクーラント供給装置１０において
は、クーラント貯留部２０とクーラント吐出源（ピスト
ンポンプ３０）とを一体にしてあるため、装置の小型化
を図れる。また、部品点数を削減しやすいので、製造コ
ストを低減できる。さらに、本発明に係るクーラント供
給装置１０は、工具の長寿命化と切屑の破砕を促進する
ことに目的を設定してある。それに加えて、クーラント
貯留部２０とクーラント吐出源とが一体に形成され、そ
れらの間の経路に起因する圧力損失が小さいことから、
クーラント吐出源に高価な超高圧ポンプが用いる必要が
ない。従って、ピストンポンプ３０のように、細かな切
屑が混入しても大きな支障のないタイプのポンプを用い
ることができるため、フィルタ５１、マグネットセパレ
ータ５３などの小型で安価な異物除去手段で充分であ
る。

【００１０】また、本発明において、クーラント貯留部
２０に多段のクーラント室２１、２２、２３を設け、ク
ーラントＣが下段側に溢れ落ちることを利用してクーラ
ントＣを移動させ、その途中でクーラントＣから異物を
除去する構成を採用した場合には、クーラント貯留部２
０内でクーラントＣを移送するための送りポンプが不要
である。

【００１１】

【実施例】次に、図面に基づいて、本発明の実施例に係
るクーラント供給装置を説明する。

【００１２】図１は、本例のクーラント供給装置の全体
構成を示す概略構成図、図２は、その本体側の正面断面
図、図３は、その平面断面図、図４は、その側面断面
図、図５は、そのクーラント貯留部内部の平面図であ
る。

【００１３】（クーラント供給装置の全体構成）これら
の図において、本例のクーラント供給装置１０は、装置
本体側に、クーラントＣを貯留しておくためのクーラン
ト貯留部２０と、このクーラント貯留部２０の貯留され
ているクーラントＣをクーラント供給経路４０を介して
工作機械１の側に吐出するためのピストンポンプ３０
（クーラント吐出源、往復ポンプ）とを有する。ピスト
ンポンプ３０は、クーラント貯留部２０の側面壁２０３
に固定され、クーラント供給装置１０は、ピストンポン
プ３０とクーラント貯留部２０とが一体型の装置になっ
ている。

【００１４】（クーラント貯留部の構成）クーラント貯
留部２０は、ＳＵＳ製の角形容器であって、その内部
は、上段のクーラント室２１、中段のクーラント室２
２、下段のクーラント室２３に区画されており、そのう
ちの上段のクーラント室２１は、カバー２０４で覆われ
ている。

【００１５】上段のクーラント室２１の側面部２１１に
はバルブ２０１（クーラント入口）が取り付けられ、こ
のバルブ２０１を介して、工作機械１の側からクーラン
トＣが還流するようになっている。上段のクーラント室
２１は、金網状の仕切り板２１３などで３つの空間に仕
切られており、そのうちの１つの空間には、マグネット
セパレータ５３を有している。マグネットセパレータ５
３は、水平に配置されたマグネットローラ５３１と、そ
のローラ面に先端が接するように配置されたスキージ５
３２とを有し、マグネットローラ５３１は、その下側が
クーラントＣに浸漬する状態に配置され、駆動源（図示
せず。）からの回転駆動力によって回転可能になってい
る。スキージ５３２の下端側には、切屑排出部５３３が
設けられマグネットローラ５３１に付着した切屑をスキ
ージ５３２で掻き落として、切屑排出部５３３に排出可
能である。マグネットローラ５３１の上方位置には、押
圧ローラ５３５を有し、押圧ローラ５３５は、支持片５
３７の先端側で回転可能に支持されている。支持片５３
７には支持軸５３８を介してコイルバネ５３６が取り付
けられ、コイルバネ５３６は、押圧ローラ５３５をマグ
ネットローラ５３１の側に付勢している。ここで、コイ
ルバネ５３６の付勢力は、支持軸５３８の支持片５３７
に対するねじ込み量で調整可能である。

【００１６】上段のクーラント室２１と中段のクーラン
ト室２２とは、連通管２１２で接続され、クーラントＣ
は、上段のクーラント室２１から中段のクーラント室２
２に溢れ落ちるようになっている。中段のクーラント室
２２は、連通管２１２の出口に対応する位置にフィルタ
５１を有する。このフィルタ５１は、３重構造になって
おり、金属製の枠体５１１、５１２、５１３の下面にフ
ィルタ部材５１４、５１５、５１６を備える。

【００１７】中段のクーラント室２２と下段のクーラン
ト室２３とは、連通部２２２で接続され、クーラントＣ
は、中段のクーラント室２２から下段のクーラント室２
３に溢れ落ちるようになっている。下段のクーラント室
２３は、連通部２２２付近に設けられた支持部２２３
と、この支持部２２３に対して着脱自在なスラッジコレ
クタ５４を有する。スラッジコレクタ５４は、マグネッ
ト軸またはマグネット管であって、それを伝って落ちる
クーラントＣおよび下段のクーラント室２３に貯留する
クーラントＣから金属屑を吸着して除去可能である。ま
た、スラッジコレクタ５４は、支持部２２３に対して着
脱自在であるため、金属屑が付着した後には、支持部２
２３から取外した状態で、そこに吸着している金属屑を
除去可能である。

【００１８】下段のクーラント室２３には、その底面側
にＬ字形の配管２３１が設けられ、配管２３１は、下段
のクーラント室２３の側面壁２３２にクーラント出口２
０２として開口している。また、配管２３１は、その基
端側が３つに分岐し、それぞれの端部にサクションフィ
ルタ５２を備える。下段のクーラント室２３の側方位置
には、その内部に連通する空間７１があり、そこには、
下段のクーラント室２３の液位を監視するフロートスイ
ッチ７２が設けられている。

【００１９】（クーラント吐出源およびクーラント供給
経路の構成）下段のクーラント室２３のクーラント出口
２０２は、クーラント吸入経路３００を介してピストン
ポンプ３０の吸入口３１１に接続されている。ピストン
ポンプ３０は、モータ３２からの回転駆動力が動力伝達
ベルト３２１およびピストン・クランク機構３２２を介
して単数または複数のプランジャに伝達されてクーラン
トＣを高圧で吐出する。ここで、ピストンポンプ３０
は、ポンプ本体３１およびモータ３２がクーラント貯留
部２０の側面壁２０３に上下に固定されて、ピストンポ
ンプ３０とクーラント貯留部２０とが一体になってい
る。このため、クーラント吸入経路３００の配管距離が
短いと共に、クーラント供給装置１０の幅寸法が小さく
なっている。なお、ピストンポンプ３０の側方位置に
は、側面カバー３３を有する。

【００２０】ピストンポンプ３０の吐出口３４には、ク
ーラント供給経路４０が接続され、このクーラント供給
経路４０の途中位置には、クーラント供給経路４０を開
閉してクーラントＣの供給動作および停止動作を制御す
るエアーオンオフバルブ６０（経路開閉手段）が介挿さ
れている。クーラント供給経路４０は、その先端側が工
作機械１のタレットヘッド２にまで延設されている。

【００２１】本例では、クーラント供給経路４０の先端
側において、工作機械１のタレットヘッド２を改造し、
図６に示すように、タレットヘッド２のツールホルダー
２ａの側のブシュ５などにノズル３を組み込んであり、
ノズル３の先端は、工具４と被加工物Ｗとの加工点Ｐに
向かっている。クーラント供給経路４０の先端側は、タ
レットボックス２ｂの側に固定されており、その開口端
４０ａは、タレットヘッド２の側の通路４１の開口端４
１ａに接続した状態にある。このため、ノズル３は、ク
ーラント供給経路４０および通路４１を介して供給され
たクーラントＣを加工点Ｐに向けて直接に吐出可能であ
る。ここで、タレットヘッド２には、工具の取り付け位
置毎に通路およびノズルが設けられている。使用する工
具を変更するときには、図６に示す状態から、タレット
ヘッド２が矢印Ｂの方向に一旦前進した後に矢印Ａの方
向に回転し、たとえば、図７に示す状態になっても、再
び、タレットヘッド２の別の通路４１がクーラント供給
経路４０に連通可能である。なお、タレットヘッド２が
矢印Ｂの方向に前進したときの液漏れを防止するため
に、クーラント供給経路４０は、開口端４０ａ側に弁機
構４０ｂを備える。

【００２２】（クーラント供給装置の動作）このように
構成した本例のクーラント供給装置１０の動作を説明す
る。

【００２３】まず、クーラント貯留部２０には、クーラ
ントＣを貯留しておく。また、エアーオンオフバルブ６
０は、オフ状態にあって、クーラント供給経路４０が閉
じた状態にある。この状態から、工作機械１の側で加工
を開始する直前にピストンポンプ３０を作動させる。

【００２４】次に、工作機械１の側で工具４によって被
加工物Ｗに加工を開始すると同時に、エアーオンオフバ
ルブ６０をオン状態に切り換えて、クーラント供給経路
４０を開放状態にする。それ以降、ピストンポンプ３０
は、下段のクーラント室２３からクーラント吸入経路３
００を介してクーラントＣを吸い込み、高圧のクーラン
トＣをクーラント供給経路４０に供給する。ノズル３
は、クーラント供給経路４０を介して供給された高圧の
クーラントＣを約４０ｋｇ／ｃｍ²〜約６０ｋｇ／ｃｍ
²の吐出圧をもって工具４と被加工物Ｗとの加工点Ｐに
向けて吐出する。その結果、クーラントＣは、加工点Ｐ
で工具４および被加工物Ｗを冷却すると共に、工具４お
よび被加工物Ｗから切屑を強制的に除去する。また、ク
ーラントＣは、それ自身の圧力で切屑を排出すると共
に、工具４が切屑を破砕するのを促進し、切屑を工具４
および被加工物Ｗから除去しやすくする。

【００２５】その後に、クーラントＣは、工作機械１の
加工エリアの下方位置に設けられたクーラントタンクな
どに集められ、粗い切屑のみが除去された後に、クーラ
ント供給装置１０のバルブ２０１を介してクーラント貯
留部２０に還流する。

【００２６】そして、クーラントＣは、まず、上段のク
ーラントラント室２１で金網状の仕切り板２１３を通過
する際に粗い切屑が除去される。また、クーラントＣに
混入している切屑は、マグネットセパレータ５３のマグ
ネットローラ５３１に吸着し、クーラントＣから除去さ
れる。マグネットローラ５３１に吸着した切屑は、マグ
ネットローラ５３１の回転によりスキージ５３２により
掻き落とされ、その上面側を通って切屑排出部５３３に
排出され、集められる。ここで、切屑は、マグネットロ
ーラ５３１と押圧ローラ５３５との間を通過するときに
押圧ローラ５３５によって押しつぶされ、圧縮された状
態で切屑排出部５３３に集められる。

【００２７】一方、クーラントＣは、連通管２１２を通
って中段のクーラント室２２に落ちる。ここで、クーラ
ントＣは、フィルタ５１の３重のフィルタ部材５１４、
５１５、５１６で濾過される。

【００２８】濾過されたクーラントＣは、連通部２２２
の中をスラッジコレクタ５４を伝って下段のクーラント
室２３に落ちる。ここで、フィルタ５１を通り抜けてき
た細かな切屑は、スラッジコレクタ５４に吸着し、クー
ラントＣから除去される。

【００２９】下段のクーラント室２３に移ったクーラン
トＣは、サクションフィルタ５２およびクーラント吸入
経路３００を介してピストンポンプ３０に吸い込まれ、
工作機械１に向かって高圧のクーラントＣとして再び供
給される。

【００３０】（実施例の効果）以上のとおり、本例のク
ーラント供給装置１は、クーラント貯留部２０とピスト
ンポンプ３０とを一体にしてあるため、小型である。ま
た、クーラント貯留部２０の側とピストンポンプ３０の
側で共通な部品、たとえば、ハウジングや固定台などを
共用できるため、部品点数を削減できる。

【００３１】また、本例に係るクーラント供給装置１０
は、工具の長寿命化と切屑の破砕を促進することに目的
を設定し、クーラントＣの吐出圧を適正な値に設定して
ある。また、クーラント貯留部２０とピストンポンプ３
０とが一体に形成されているため、それらの間のクーラ
ント吸入経路３００に起因する圧力損失が小さい。従っ
て、クーラント吐出源に高価な超高圧ポンプが用いる必
要がなく、ピストンポンプ３０のような一般的なポンプ
で充分である。しかも、ピストンポンプ３０は、細かな
切屑が混入しても大きな支障がないため、フィルタ５
１、マグネットセパレータ５３、スラッジコレクタ５４
などの小型で安価な異物除去手段で充分である。また、
フィルタ５１およびスラッジコレクタ５４は、いずれも
各クーラント室２２、２３から着脱自在であるため、定
期的な交換や清掃が容易である。さらに、フィルタ５１
およびスラッジコレクタ５４を取り外すことによって、
クーラント貯留部２０内部の清掃も容易である。

【００３２】また、クーラント貯留部２０に多段のクー
ラント室２１、２２、２３を設け、クーラントＣが下段
に溢れ落ちることを利用してクーラントＣを移動させ、
その途中でクーラントＣから異物を除去する構成にして
ある。従って、クーラント貯留部２０内でクーラントＣ
を移送するための送りポンプや各クーラント室毎の液位
監視装置などが不要であるので、クーラント供給装置１
０の小型化および低価格化に有利である。

【００３３】さらに、クーラント貯留部２０を多段のク
ーラント室２１、２２、２３で構成すると共に、ピスト
ンポンプ３０のポンプ本体３１およびモータ３２を上下
に配置してある。従って、クーラント供給装置１０は、
幅寸法および占有面積が小さいので、クーラント供給装
置１０を工作機械１の近傍に容易に配置できる。また、
クーラント供給装置１０を工作機械１に一体に組み込む
ことも容易である。

【００３４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係るクーラント
供給装置は、クーラント貯留部とクーラント吐出源とを
一体にしてあることに特徴を有する。従って、本発明に
よれば、装置の小型化を図れると共に、部品点数を削減
しやすいので、製造コストを低減することができる。

【００３５】また、本発明に係るクーラント供給装置で
は、工具の長寿命化と切屑の破砕を促進することを目的
とし、クーラントの吐出圧を適正な値に設定してある。
それに加えて、クーラント貯留部とクーラント吐出源と
を一体にして、それらの間の経路に起因する圧力損失を
小さくしてある。従って、クーラント吐出源に超高圧ポ
ンプを用いる必要がなく、往復ポンプのような一般的な
ポンプで充分である。しかも、ピストンポンプなどの往
復ポンプは、微細な切粉が混入しても大きな支障がない
ため、クーラント貯留部に設ける異物除去手段は、フィ
ルタやマグネットなどを利用した小型で安価なものでよ
い。

【００３６】さらに、クーラント貯留部に多段のクーラ
ント室を設け、クーラントを落下させながら、クーラン
トから異物を除去する構成にした場合には、クーラント
貯留部にクーラントの送りポンプなどが不要であるの
で、クーラント供給装置の小型化および低価格化に有利
である。しかも、複数のクーラント室を重ね合わせた構
造になっているので、クーラント供給装置の幅寸法が小
さい。それ故、クーラント供給装置を工作機械の近傍に
容易に配置できる。また、クーラント供給装置を工作機
械に一体に組み込むことも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るクーラント供給装置の全
体構成を示す概略構成図である。

【図２】図１に示すクーラント供給装置の本体側の正面
断面図である。

【図３】図１に示すクーラント供給装置の本体側の平面
断面図である。

【図４】図１に示すクーラント供給装置の本体側の側面
断面図である。

【図５】図１に示すクーラント供給装置のクーラント貯
留部の平面図である。

【図６】図１に示すクーラント供給装置からクーラント
が供給される工作機械の加工エリアの構成を模式的に示
す説明図である。

【図７】図１に示すクーラント供給装置からクーラント
が供給される工作機械において、図６とは別の工具で加
工する状態を模式的に示す説明図である。

【図８】従来の超高圧クーラント供給装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１・・・工作機械２・・・タレットヘッド３・・・ノズル４・・・工具１０・・・クーラント供給装置２０・・・クーラント貯留部２１、２２、２３・・・クーラント室３０・・・ピストンポンプ４０・・・クーラント供給経路５０・・・異物除去手段５１・・・フィルタ５２・・・サクションフィルタ５３・・・マグネットセパレータ５４・・・スラッジコレクタ６０・・・エアーオンオフバルブ（経路開閉手段）３００・・・クーラント吸入経路５３２・・・スキージＣ・・・クーラントＰ・・・加工点Ｗ・・・被加工物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械に供給されるクーラントを貯留
しておくクーラント貯留部と、このクーラント貯留部と
一体に設けられ、そこに貯留されているクーラントを吐
出する高圧のクーラント吐出源と、このクーラント吐出
源から吐出されたクーラントを工作機械に供給するため
のクーラント供給経路とを有することを特徴とするクー
ラント供給装置。
【請求項２】請求項１において、前記クーラント吐出
源は、往復ポンプであることを特徴とするクーラント供
給装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記クーラ
ント貯留部は、上方側のクーラント入口から下方側のク
ーラント出口までの間で多段に区画形成されてクーラン
トが上段側から下段側に向かって自重で移動可能な複数
のクーラント室と、その上段側のクーラント室から下段
側のクーラント室までの間において、クーラントから異
物を除去可能な異物除去手段とを有することを特徴とす
るクーラント供給装置。
【請求項４】請求項３において、前記異物除去手段
は、クーラントから異物を濾過分別する濾過手段と、ク
ーラントから金属屑を磁力により吸着して除去する異物
吸着手段とを備えていることを特徴とするクーラント供
給装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかの項におい
て、前記クーラント供給経路には、それを介してのクー
ラントの供給動作および停止動作を制御する経路開閉手
段が介挿されていることを特徴とするクーラント供給装
置。