JPH0727738U - 追従型クーラントノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸ヘッド，加工工具を大型化することな
く、ワークの加工部位の加工状態を監視し、工具貯蔵マ
ガジン内で他の工具との干渉を生じさせない。 【構成】 主軸ヘッド１の上方に固定部材２ａを嵌装し
主軸ヘッドの先端のフロントカバ２ｂを取り付け、この
固定部材とフロントカバ２ｂ間の主軸ヘッドに回転自在
な回転体３を嵌装する。前記固定部材２ａから回転体３
を経てクーラントノズル１３に連通するクーラント通路
４，５ａ，５ｂ，６，１１ａを設け、端部にクーラント
接続口１９を設ける。クーラントノズル１３をツール本
体１４に回動自在に設け、クーラントノズル１３の後端
部を、ツール本体１４の主軸Ｓへの着脱動作とともにク
ーラント接続口１９と係脱する係合部１３ａとして形成
し、先端にクーラントの噴射口１３ｂを設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、被加工物（ワーク）と加工工具とが接触する加工部位の移動に追 従してクーラント（切削油剤）を噴射するクーラントノズルの噴射方向を制御し 、常に最適な位置から前記加工部位にクーラントを噴射することのできる追従型 クーラントノズル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械における切削加工あるいは研削加工において、クーラントを噴射する クーラントノズルの噴射口を、加工工具とワークとの加工部位の移動に追従して 移動させ、常に加工に適した方向から前記加工部位にクーラントを噴射できるよ うに構成することにより、加工面のめくれや砥石の目詰まり、焼付けを防ぐこと ができるようにしたものとして、実開昭６２ー１３４６４２号公報の切削水供給 装置や特開昭６４ー３４６３７号公報のマシニングセンタ用注水装置およびマシ ニングセンタが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、実開昭６２ー１３４６４２号公報の切削水供給装置は、追従機 構を主軸ヘッドに一体に設けているため、主軸ヘッドが大型化し、他の機械構成 部位、取付治具などと干渉を起こすおそれが生じた。また、ノズル先端が主軸ヘ ッド側回転リングにも設けられているため、工具径（砥石径）によって適切な位 置関係にすることができないという問題点を生じた。また、回転リング、制御モ ータが主軸前端にあるため切削水等の影響を受けやすく、装置の信頼性に問題を 生じた。 また、特開昭６４ー３４６３７号公報のマシニングセンタ用注水装置は、ツー ル本体の周囲にエア注入パイプやクーラント注入パイプ等が配置されるとともに 連結ブロックなど連結部の構成も複雑となり、加工工具側が大型化し、加工部位 の状態を監視することを容易に行うことができず、さらに、工具貯蔵マガジン内 で他の加工工具と干渉が生じる等の問題がある。

【０００４】 この考案は上述した問題点に鑑みてなされたので、その目的とするところは、 主軸ヘッドおよび加工工具を大型化することなく、ワークの加工部位の加工状態 を容易に監視することができ、工具貯蔵マガジン内で他の加工工具と干渉が生じ るおそれのない追従型クーラントノズル装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、この考案の追従型クーラントノズル装置は、一部 が主軸ヘッドに、他部が主軸に着脱自在に装着され、被加工物を加工するための 加工工具に跨がって設けられた追従型クーラントノズル装置において、前記主軸 ヘッドの外周で前記主軸ヘッドの主軸ヘッド前部から所定量離れた位置に固設さ れ、内部にクーラント通路が形成された固定部材と、前記固定部材と主軸ヘッド 前部との間に前記主軸ヘッドに回動自在に設けられ、クーラント通路が形成され た回転体と、前記固定部材と前記回転体との境界部に沿って設けられ、前記固定 部材のクーラント通路と前記回転体のクーラント通路とを常時連通状態にする環 状溝と、前記回転体の端部に取り付けられ、前記回転体のクーラント通路と連通 するクーラント通路の主軸ヘッドの先端近傍にクーラント接続口が形成された連 結部材と、この連結部材の前記クーラント接続口に着脱自在に係合する係合部を 一端側に、クーラントを前記加工工具に向けて噴射する噴射口を他端側に有する と共にこの係合部と噴射口との間にクーラント通路を形成し、前記噴射口から噴 射されるクーラントの噴射方向を加工工具と被加工物との加工部位に向けるべく 前記ツール本体に回動自在に保持されるクーラントノズルと、前記主軸ヘッドの 前記固定部材の近傍にに設けられ前記回転体を回転させる駆動体と、この駆動体 の駆動を前記回転体に伝達して回転させる回転伝達機構と、前記駆動体の駆動を 制御する制御装置とからなり、前記加工工具と前記被加工物との相対移動による 前記加工部位の移動に追従して前記クーラントノズルの先端が加工工具の周囲を 移動できるようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

この考案は上述したように構成されているので、以下のように作用する。 クーラントノズルは、砥石等の加工工具を保持するツール本体とともに自動工 具交換装置（ＡＴＣ）等により主軸に挿着される。このとき、クーラントノズル の係合部が連結部材のクーラント接続口に係合し、連結部材のクーラント通路と 連通状態になるとともに、ツール本体側の係合部とクーラントノズルの位置決め 部材とが離脱して、クーラントノズルは加工工具の周囲を移動できるようになる 。 ＮＣ装置などの制御装置からの指令により主軸ヘッド側に設けられた駆動体が 駆動すると、回転伝達機構を介して回転体が回転運動するとともにクーラントノ ズルが加工工具の周りを移動し、加工工具と被加工物との加工部位にクーラント を噴射するのに最も適した位置に制御される。 外部のクーラント供給装置等から供給されたクーラントは、固定部材，回転体 ，連結部材およびクーラントノズルのそれぞれに形成されたクーラント通路を流 通してクーラントノズルの噴射口から加工工具と被加工物の加工部位に噴射され る。

【０００７】

【実施例】

図１はこの考案に係る追従型クーラントノズル装置の一実施例の断面側面図で ある。 主軸Ｓを回転自在に支持する主軸ヘッド１の外周に、固定部材２ａが嵌装され 、位置決めピン２３により回転方向に位置決めされるとともに図示しない止めね じ等により固定されている。また、主軸ヘッド１の先端側には、フロントカバー ２ｂがボルトにより固着されている。この固定部材２ａおよびフロントカバー２ ｂの間の主軸ヘッド１の外周に、第１の回転部材３ａ，第２の回転部材３ｂが嵌 合されている。この第１および第２の回転部材３ａ，３ｂは、固定部材２ａおよ びフロントカバー２ｂとの間に設けられた軸受部７ａ，７ｂにより回転自在に支 持されているとともに、主軸ヘッド１に外嵌された筒状の中間部材２２を挟んで 、連結部材２１で連結されている。 第１の回転部材３ａの内部に形成されたクーラント通路５ａと、第２の回転部 材３ｂの内部に形成されたクーラント通路５ｂとは、クーラント流通管４内のク ーラント通路４ａを介して連通している。そして、前記第１および第２の回転部 材３ａ，３ｂ，中間部材２２およびクーラント流通管４等で回転体３が構成され ている。

【０００８】 外部に設けられた図示しないクーラント供給装置に接続され、このクーラント 供給装置からのクーラントをこの追従型クーラントノズル装置に供給するクーラ ント供給管１８は、固定部材２ａに形成されたクーラント通路６の接続口６ａに 連結される。 固定部材２ａと第１の回転部材３ａとの境界部には環状溝５が形成されていて 、固定部材２ａと第１の回転部材３ａのクーラント通路５ａ，６を常時連通状態 にしている。なお、第１の回転部材３ａの環状溝５の両側にはＯリング等シール 部材が嵌着されていて、固定部材２ａと第１の回転部材３ａとの境界部からクー ラントが漏出しないようになっている。また、符号１７はプラグである。

【０００９】 主軸ヘッド１近傍の固定部には、サーボモータ等の駆動体１０，減速装置１０ ａが固設されている。そして、この減速装置１０ａの出力軸に取り付けられた歯 車９に噛み合う歯車８が、第１の回転部材３ａにボルトによって取り付けられて いる。この実施例における回転伝達機構は、歯車８と歯車９とで構成される。２ ８はカバーであり、駆動体１０、回転伝達機構をクーラント、切粉等の飛散物よ り保護している。

【００１０】 第２の回転部材３ｂには連結部材としてのブロック体１１が取り付けられ、こ のブロック体１１の内部に、第２の回転部材３ｂのクーラント通路５ｂに連通す るクーラント通路１１ａが形成されている。このクーラント通路１１ａの他端は 、主軸Ｓの軸線と直交する面内に開口部を有するするクーラント接続口１９とし て形成されている。なお、符号１６はプラグである。 一方、クーラントノズル１３は、砥石等の加工工具１５を着脱自在に取り付け るツール本体１４の周囲に回動自在に遊嵌された保持部材１２の突出部１２ａに 、主軸Ｓの軸線と平行になるように固定されているノズル体２７の前端に取り付 けられている。そして、このノズル体２７の後端は、主軸Ｓの軸線に沿ったツー ル本体１４の移動とともにクーラント接続口１９と係脱できる係合部１３ａとし て形成されている。また、クーラントノズル１３の先端はＬ字状に屈曲して加工 工具１５に向かい、その先端に加工工具およびワークにクーラントを噴射するた めのクーラント噴射口１３ｂが設けられている。

【００１１】 ノズル体２７の内部に形成されたクーラント通路１３ｃは、係合部１３ａとク ーラント接続口１９とが係合したときに、ブロック体１１のクーラント通路１１ ａと連通するようになっている。なお、クーラント接続口１９の内周面にはシー ル部材１９ａが固着されていて、クーラントが漏出しないようになっている。 また、クーラント通路１３ｃは、クーラント通路１１ａを貫通するようにして クーラント通路１３ｃ部の受圧面積を同一になるように形成されており、高圧ク ーラントを使用する場合でも圧力バランスがとられている。すなわち、クーラン ト接続口１９に係合部１３ａが挿入されている状態では高圧クーラントを供給し ても保持部材１２、加工工具１５等に余計な荷重が加わることはない。

【００１２】 ノズル体２７には進退部材２６が軸線方向に進退移動自在に設けられている。 ノズル体２７と進退部材２６との間にはばね２５が設けられており、進退部材２ ６を常時係合部１３ａ側に付勢している。進退部材２６の側方には位置決め部材 ２０ａが突設されており、この位置決め部材２０ａと係脱する係合部材２０ｂが ツール本体１４の側方に突設されている。すなわち、クーラント接続口１９に係 合部１３ａが挿入されたときには位置決め部材２０ａと係合部材２０とが離脱し 、クーラント接続口１９より係合部１３ａが離脱したときには位置決め部材２０ ａと係合部材２０とが係合する。ツール本体１４が工具貯蔵マガジン（図示せず ）内に貯蔵されている時などは、この位置決め部材２０ａと係合部材２０ｂとが 係合していて、ノズル体２７，クーラントノズル１３を所定角度位置に位置決め 保持している。

【００１３】 上述のように構成されたこの考案の追従型クーラントノズル装置は、主軸ヘッ ド１の固定部に駆動体１０と固定部材２ａとを取り付けて固定し、主軸ヘッド１ の先端側から回転体３を嵌入した後、主軸ヘッド１の先端にフロントカバー２ｂ をボルトで取り付けることにより、簡単に後付けすることができる。 次に上述のように構成されたこの考案の追従型クーラントノズル装置について 説明する。 工具交換のための回転方向位置に位置決めするために主軸オリエンテーション された主軸Ｓの先端に自動工具交換装置（図示せず）によりツール本体１４を挿 着し、図示しない公知の工具クランプ・アンクランプ機構によりクランプする。 このときクーラントノズル１３の係合部１３ａがブロック体１１のクーラント接 続口１９に挿入されて係合する。また、ツール本体１４の係合部材２０ｂとクー ラントノズル１３の位置決め部材２０ａとの係合が解除され、クーラントノズル １３は保持部材１２とともに加工工具１５の周囲を移動できるようになる。

【００１４】 固定部材２ａに設けられたクーラント通路６に、クーラント供給管１８が連結 されているので、外部に設けられた図示しないクーラント供給装置から所定の圧 力を有して供給されたクーラントは、クーラント管１８を経てこの追従型クーラ ントノズル装置に供給される。 クーラントは、固定部材２ａのクーラント通路６，環状溝５，回転体３のクー ラント通路５ａ，クーラント流通管４，クーラント通路５ｂおよびブロック体１ １のクーラント通路１１ａを経てクーラントノズル１３に流れ、クーラントノズ ル１３の先端に設けられた噴射口１３ｂから加工工具１５およびワークに向けて 噴射される。

【００１５】 駆動体１０が駆動すると、減速装置１０ａを介して歯車９に噛み合う歯車８が 回転するので、この歯車８を固定する回転体３，ブロック体１１，ノズル体２７ およびクーラントノズル１３が回転する。従って、ツール本体１４を主軸Ｓに挿 着してツール本体１４に装着した加工工具１５によりワークの切削加工または研 削加工を行うとき、この加工部位が移動し、この移動に伴ってクーラントノズル １３の位置を変えることができ、クーラントを常に適切な位置からワークと加工 工具１５との加工部位に向けて噴射することができる。このような駆動体１０の 駆動によるクーラントノズル１３の移動の制御は、図示しないＮＣ装置等の制御 装置により制御される。 このような追従型クーラントノズル装置は、ツール本体１４を主軸Ｓに挿着す るだけでノズル体２７とブロック体１１とのクーラント通路とを確実に連結する ことができる。切削工具、研削工具等の加工工具１５によりワークを加工すると き、この加工部位に適切な方向からクーラントを噴射することができる。

【００１６】 この考案の追従型クーラントノズル装置の好適な一実施例について説明してき たが、この考案は上記の実施例に限られるものでない。例えば、回転伝達機構は 歯車８と歯車９とからなるものとして説明したが、スプロケットとチェーン、あ るいは歯付ベルトと歯付プーリとから構成するものとしてもよい。その上、駆動 体等を加工部位より離れた場所に位置させているのでカバー２８等によりクーラ ントや切粉等飛散物の飛散を確実に防止することができ、装置の信頼性の向上が 図られる。

【００１７】

【考案の効果】

この考案の追従型クーラントノズル装置は主軸ヘッド側に回転体および回転伝 達機構を配置したから、加工部位の周辺には移動可能なクーラントノズルが配設 されるのみであるとともに、ノズル体のクーラント通路が圧力バランスを考慮し た形状に形成されているためクーラント通路の接続部の構成が高圧クーラントを 供給するにもかかわらず簡素に形成されることができ、クーラントノズルを備え た加工工具を小型化にできる。従って、被加工物を加工する際に加工部位の監視 が容易になる。また、クーラントノズルと加工工具とが一体である型式であって も加工工具側を小型化することが図れ、工具貯蔵マガジン等に貯蔵する場合にも 、クーラントノズルを有する加工工具と他の加工工具とが干渉することがなく、 プログラム作成などが容易となる。また、後付けも容易に行え、主軸ヘッドの前 端部近傍が大型化することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る追従型クーラントノズル装置の
一実施例にかかり、その断面側面図である。

【符号の説明】

１ …主軸ヘッド ２ａ…固定部材 ２ｂ…フロントカバー ３ …回転体 ３ａ，３ｂ…回転部材 ４ …クーラント流通管 ５ …環状溝 ５ａ，５ｂ，６，１１ａ…クーラント通路 ８ …歯車（回転伝達機構） ９ …歯車（回転伝達機構） １０ …駆動体 １１ …ブロック体（連結部材） １２ …保持部材 １３ …クーラントノズル １５ …加工工具 １９ …クーラント接続口 ２０ａ …係合部材 ２０ｂ …位置決め部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部が主軸ヘッドに、他部が主軸に着脱
   自在に装着され、被加工物を加工するための加工工具に
   跨がって設けられた追従型クーラントノズル装置におい
   て、 前記主軸ヘッドの外周で前記主軸ヘッドの主軸ヘッド前
   部から所定量離れた位置に固設され、内部にクーラント
   通路が形成された固定部材と、 前記固定部材と主軸ヘッド前部との間に前記主軸ヘッド
   に回動自在に設けられ、クーラント通路が形成された回
   転体と、 前記固定部材と前記回転体との境界部に沿って設けら
   れ、前記固定部材のクーラント通路と前記回転体のクー
   ラント通路とを常時連通状態にする環状溝と、 前記回転体の端部に取り付けられ、前記回転体のクーラ
   ント通路と連通するクーラント通路の主軸ヘッドの先端
   近傍にクーラント接続口が形成された連結部材と、 この連結部材の前記クーラント接続口に着脱自在に係合
   する係合部を一端側に、クーラントを前記加工工具に向
   けて噴射する噴射口を他端側に有すると共にこの係合部
   と噴射口との間にクーラント通路を形成し、前記噴射口
   から噴射されるクーラントの噴射方向を加工工具と被加
   工物との加工部位に向けるべく前記ツール本体に回動自
   在に保持されるクーラントノズルと、 前記主軸ヘッドの前記固定部材の近傍にに設けられ前記
   回転体を回転させる駆動体と、 この駆動体の駆動を前記回転体に伝達して回転させる回
   転伝達機構と、 前記駆動体の駆動を制御する制御装置とからなり、 前記加工工具と前記被加工物との相対移動による前記加
   工部位の移動に追従して前記クーラントノズルの先端が
   加工工具の周囲を移動できるようにしたことを特徴とす
   る追従型クーラントノズル装置。