JPH08141877A - 旋盤のクーラント供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】内部に流路が形成されたタレットヘッドに取付
けられて所定の加工位置に割出された工具による切削部
にクーラントを供給する場合に、旋回摺動部で漏れがな
く且つシール部材の耐久性を向上させる。 【構成】刃物台１に対してタレットヘッド２を旋回摺動
自在に軸支する中空筒状の固定軸８の内部に配設され、
駆動機構９により中心軸Ｃ方向に往復移動する軸部材１
０と、中心軸Ｃ方向に対して交差する交差軸Ｄ方向を向
いて固定軸８に摺動自在に嵌合し、交差軸Ｄ方向に往復
運動する確動カムを構成するカム部材１１と、カム部材
の内部に形成されたクーラント用の第２の流路１２の出
口部１３に取付けられ、複数の工具３が割出されて加工
位置にあるあいだ旋回摺動部４８を密封して第１，第２
の流路５，１２を連通させるシール部材５３とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は旋盤のクーラント供給装
置に係り、特に超高圧クーラントを、所定の加工位置に
割出された工具の切削部に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】旋盤は、主軸にワーク（工作物）を取付
けて回転を与え、刃物台に工具を取付けて、工具とワー
クとを所定の軸方向に相対移動させてワークの切削加工
を行う。この加工作業の際に、クーラント（切削油剤）
により切削部を冷却及び潤滑することにより、工具の寿
命を長持ちさせるとともに寸法精度を安定化させ且つ切
削速度の高速化を図っている。

【０００３】切削加工の際に発生する切屑を破断して切
屑処理を容易にし自動化をより促進するために、例えば
３．０×１０⁷ 乃至３．５×１０⁷ Ｐａ〔パスカル〕の
超高圧クーラントを切削部に噴射するシステムが提案さ
れている。かかるクーラント供給装置は、内部にクーラ
ント用の流路が形成され複数の工具を有するタレットヘ
ッドが刃物台に取付けられて回転割出しを行い、所定の
加工位置（以下、加工位置と記載）に割出された工具の
切削部に前記流路を介して超高圧のクーラントを供給す
るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】割出し動作の際、タレ
ットヘッドは旋回動作を行うので、その旋回摺動面にお
ける流路のシールを確実に行う必要がある。そのため、
従来から、この摺動面にシール部材を設けた構成のもの
はあったが、タレットヘッドが旋回動作を行う際に積極
的にシール部材を離脱させる機構はなかった。そのた
め、シール部材とその相手方の摺動面が接触した状態で
タレットヘッドが旋回動作をすることになり、その結
果、シール面が損傷を受ける虞があった。したがって、
シール部より漏れることなく且つ耐久性に優れたクーラ
ント供給装置の実現が望まれていた。

【０００５】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、内部にクーラント用の流路が形成された
タレットヘッドに取付けられて加工位置に割出された工
具の切削部にクーラントを供給する場合に、旋回摺動部
の流路シール部に漏れがなく且つシール部材の耐久性を
向上させることができる旋盤のクーラント供給装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明にかかる旋盤のクーラント供給装置は、複数
の工具が取付けられるとともに内部にクーラント用の第
１の流路が形成されたタレットヘッドが刃物台に回転自
在に支持されて旋回割出しを行い、所定の加工位置に割
出された前記工具による切削部にクーラントを供給する
旋盤のクーラント供給装置であって、前記刃物台に対し
て前記タレットヘッドを旋回摺動自在に軸支する中空筒
状の固定軸の内部に配設され、駆動機構により中心軸方
向に往復移動する軸部材と、前記中心軸方向に対して交
差する交差軸方向を向いて前記固定軸に摺動自在に嵌合
し、前記軸部材に係合してこの軸部材の往復運動により
前記交差軸方向に往復運動する確動カムを構成するカム
部材と、このカム部材の内部に形成されたクーラント用
の第２の流路の出口部に取付けられ、前記工具が割出さ
れて前記加工位置にあるあいだ旋回摺動部を密封して前
記第１，第２の流路を連通させるシール部材とを備えた
ものである。

【０００７】また、前記クーラント供給装置において
は、前記軸部材の両端にそれぞれ形成された略同一断面
積の雄形嵌合部が前記固定軸側の嵌合孔にそれぞれ嵌合
し、前記固定軸に取付けられた前記駆動機構のシリンダ
内に圧力流体を供給することにより、このシリンダに嵌
合し且つ前記軸部材に取付けられたピストンを押圧して
往復移動させることが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明においては、軸部材にカム部材を係合さ
せて、この軸部材の往復運動に連動してカム部材が往復
運動するので、工具が割出されて加工位置にあるあいだ
は、カム部材を前進させて、このカム部材に設けられた
シール部材を旋回摺動部に押し付ければこの摺動部を密
封することができる。また、タレットヘッドが旋回動作
をするときは予め軸部材を一方向に移動させることによ
りカム部材を後退させれば、シール部材は旋回摺動部か
ら積極的に離脱する。したがって、タレットヘッドの旋
回動作時にはシール部材と相手方の面とは非接触状態と
なり、シール面は損傷されない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図４を参
照して説明する。

【００１０】図１は、本発明にかかるクーラント供給装
置を有する旋盤の一部を示す断面図である。図示するよ
うに、割出し刃物台（以下、刃物台と記載）１にはタレ
ットヘッド２が回転自在に支持されており、タレットヘ
ッド２には複数の工具３が放射状に取付けられている。
刃物台１は、図示しない駆動機構によりタレットヘッド
２及び工具３の旋回割出しを行い、所定の加工位置に割
出された工具３により、回転するワーク４を切削加工す
る。タレットヘッド２の内部には、各工具３の位置にク
ーラントを供給するための複数の第１の流路５が放射状
に形成されている。クーラント供給装置６は、加工位置
に割出された工具３の切削部７に第１の流路５を介して
クーラントを供給している。

【００１１】刃物台１には、非回転の固定軸８が取付け
られている。固定軸８の前方（図１の左方）部分には前
記タレットヘッド２が刃物台１に対して旋回摺動自在に
軸支されており、後方（図１の右方）部分には、クーラ
ント供給装置６を駆動する駆動機構９が設けられてい
る。固定軸８は中空筒状になっており、その中空部１５
の内部には軸部材１０が配設されている。軸部材１０
は、駆動機構９により中心軸Ｃの方向に往復移動するよ
うになっている。

【００１２】固定軸８には、カム部材１１が摺動自在に
嵌合しており、カム部材１１は中心軸Ｃ方向に対して交
差する交差軸Ｄの方向に向けて取付けられている。カム
部材１１は、軸部材１０に係合しており、軸部材１０の
往復運動により交差軸Ｄの方向に往復運動する確動カム
を構成している。なお、交差軸Ｄは、本実施例では中心
軸Ｃ方向に対して直交しているが直交以外の方向であっ
てもよい。カム部材１１の内部には、クーラント用の第
２の流路１２がＬ字状に形成されており、この第２の流
路１２の出口部１３は、加工位置に割出された工具３用
の第１の流路５に連通するようになっている。タレット
ヘッド２内の第１の流路５は、工具３の内部に形成され
た第３の流路１４から、切削部７の方向に開放するクー
ラント吐出口１４ａに連通している。なお、工具３の内
部に第３の流路１４を形成しないで、クーラントを第１
の流路５から切削部７に直接噴射してもよい。固定軸８
の中空部１５と軸部材１０とのあいだには間隙部１６が
確保されており、この間隙部１６は第２の流路１２に常
に連通している。

【００１３】軸部材１０の前端部及び後端部には雄形嵌
合部２０，２１がそれぞれ形成されており、各雄形嵌合
部２０，２１の断面積は略同一になっている。各雄形嵌
合部２０，２１は、固定軸８側の前方の嵌合孔２２及び
後方の後部軸受部材２４の嵌合孔２３にそれぞれ嵌合す
るとともに中心軸Ｃ方向に摺動自在になっている。

【００１４】嵌合孔２３が穿設されて軸部材１０を支持
する後部軸受部材２４が、固定軸８に固定されている。
後部軸受部材２４には、有底中空筒状のシリンダ体２５
が締結固定されている。軸部材１０の雄形嵌合部２１の
後端部にはピストン２６が取付けられている。ピストン
２６はシリンダ体２５の内周面２７に往復移動自在に嵌
合しており、シリンダ体２５内のシリンダ室はピストン
２６により前室３０と後室３１とに仕切られている。シ
リンダ体２５，後部軸受部材２４及びピストン２６によ
りシリンダが構成されている。

【００１５】後部軸受部材２４にはクーラントを供給す
るための供給路３２が形成されており、クーラント供給
路３２は前記間隙部１６に連通している。供給されるク
ーラントの圧力としては、例えば３．０×１０⁷ 乃至
３．５×１０⁷ Ｐａのような超高圧であれば、切削部７
で発生する切屑を自動的に破断して切屑処理を容易にし
旋盤の自動化をより促進できるので好ましいが、前記数
値以外の圧力であってもよい。

【００１６】圧縮空気又は所定圧力の作動油など圧力流
体をシリンダ室に切換えて供給するための第１，第２の
流体供給路３３，３４が、後部軸受部材２４及びシリン
ダ体２５にそれぞれ穿設されている。第１の流体供給路
３３は前室３０に、第２の流体供給路３４は後室３１
に、それぞれ連通している。第１の流体供給路３３又は
第２の流体供給路３４から、駆動機構９のシリンダ体２
５の前室３０又は後室３１内に圧力流体を供給すること
により、軸部材１０に取付けられたピストン２６を押圧
して、ピストン２６及び軸部材１０を中心軸Ｃ方向に往
復移動させている。

【００１７】図２は図１の部分拡大断面図、図３は本発
明の動作を示す拡大断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線
断面図である。図示するように、軸部材１０は、中心軸
Ｃ方向に長い棒状体４０と、棒状体４０の前方に取付け
られた係合部材４１とを備えている。棒状体４０と係合
部材４１は、ねじ部４２により互いに連結され、止ねじ
４３によりねじ部４２の回り止めをしている。係合部材
４１の前方部分には円柱形の前記雄形嵌合部２０が一体
的に形成されている。

【００１８】図２及び図４に示すように、カム部材１１
には、中心軸Ｃに対して所定角度傾斜した一対のカム溝
４４が両側にそれぞれ形成されている。係合部材４１に
は、カム溝４４と同一の方向に向けて二股状の被係合部
４５が一体的に形成されており、各被係合部４５が両側
のカム溝４４に摺動自在にそれぞれ嵌合している。係合
部材４１は中心軸Ｃ方向に往復移動する原動節となり、
この原動節の運動により交差軸Ｄ方向に往復運動するカ
ム部材１１は従動節に相当し、これによりカム装置４６
が構成される。

【００１９】固定軸８の前端部には前部軸受部材４７が
締結固定されており、前部軸受部材４７には前記嵌合孔
２２が形成されている。前部軸受部材４７は、タレット
ヘッド２に締結固定されたキャップ５６により覆われて
いる。タレットヘッド２と固定軸８とは、旋回摺動部４
８で摺接している。固定軸８には、交差軸Ｄの方向に第
１，第２の嵌合孔４９，５０が形成されている。カム部
材１１の一端部５１及び他端部５２が、第１，第２の嵌
合孔４９，５０にそれぞれ嵌合し、交差軸Ｄ方向に往復
移動自在になっている。

【００２０】第２の流路１２はカム部材１１の一端部５
１の内部に形成されており、第２の流路１２の出口部１
３に形成された段部５７内には、ゴム又はプラスチック
等の弾力性を有するリング状のシール部材５３が取付け
られている。シール部材５３は、工具３が加工位置に割
出されているあいだ旋回摺動部４８を密封して、カム部
材１１の第２の流路１２とタレットヘッド２内の第１の
流路５とを連通させている。摺動部４８の軸方向両端に
は、シール部材５８，５９が装着されている。また、一
端部５１，他端部５２の外周には、Ｏリング５１ａ，５
２ａがそれぞれ設けられている。更に、雄形嵌合部２０
の外周，前部軸受部材４７の外周にも、Ｏリング２０
ａ，４７ａがそれぞれ設けられており、間隙部１６を介
して供給されたクーラントが第２の流路１２以外に漏洩
することを完全に防止している。

【００２１】次に、動作について説明する。図１及び図
２に示すように、所定の工具３がタレットヘッド２によ
り加工位置に割出されてワーク４を加工しているあいだ
は、超高圧のクーラントが切削部７に噴射される。この
とき、駆動機構９において、第１の流体供給路３３に圧
力流体例えば圧縮空気を供給し、第２の流体供給路３４
を大気圧に開放しておく。すると、圧縮空気は供給路３
３から前室３０に供給されてピストン２６を矢印Ｅ方向
に押圧するので、軸部材１０がＥ方向に付勢される。そ
の結果、カム溝４４に係合している被係合部４５がカム
部材１１をＧ方向に移動させる。これにより、シール部
材５３は旋回摺動部４８に強く押し付けられてクーラン
トの漏洩を防止する。シール部材５３は、カム部材１１
の端面５４より若干突出するような寸法になっているの
で、シール部材５３が旋回摺動部４８に直接密着する。

【００２２】クーラント供給路３２に供給されたクーラ
ントは、固定軸８と軸部材１０とのあいだの間隙部１６
を流れた後、カム部材１１内の第２の流路１２，シール
部材５３の内部，タレットヘッド２内の第１の流路５及
び工具３内の第３の流路１４を流れてクーラント吐出口
１４ａから切削部７に高圧で噴射されて、切屑を破断す
るとともに切削部７を冷却及び潤滑している。

【００２３】工具３による切削加工が終了して次の工具
に交換する場合には、タレットヘッド２が旋回割出しを
行う前に駆動機構９を動作させる。即ち、圧縮空気を第
１の流体供給路３３から第２の流体供給路３４に切換え
て後室３１に供給する。これと同時に第１の流体供給路
３３は大気圧に開放しておく。すると、ピストン２６及
び軸部材１０は矢印Ｆ方向に付勢される。なお、工具を
切換えるあいだは予めクーラントの供給を停止して流路
内の圧力を下げておく。

【００２４】図３に示すように、軸部材１０がＦ方向に
付勢されると、カム装置４６を介してカム部材１１はＨ
方向に所定のストロークだけ移動する。これにより、シ
ール部材５３は旋回摺動部４８から離れる。次いで、刃
物台１に内蔵された割出し駆動機構（図示せず）を駆動
してタレットヘッド２を旋回させ、次の工具を加工位置
に割出す。

【００２５】次いで、圧縮空気を第２の流体供給路３４
から第１の流体供給路３３に切換えてピストン２６及び
軸部材１０を矢印Ｅ方向に付勢して、前記と同様の動作
により再び図２に示すようにシール部材５３を旋回摺動
部４８に密着させる。その後、クーラントをクーラント
供給路３２に供給すれば、割出された新たな工具により
ワーク４の加工が行われるとともにクーラントによる切
削部７の冷却と潤滑及び切屑の破断が前回と同様にして
実行される。

【００２６】このように、本発明によれば、クーラント
の供給時にはシール部材５３によりシールをし、工具の
割出し時にはカム装置４６によりシール部材５３を積極
的に旋回摺動部４８から離脱させている。したがって、
クーラントが流れている時には旋回摺動部４８のシール
をシール部材５３により確実に行うことができる。ま
た、旋回割出し動作時にはシール部材５３は旋回摺動部
４８に接触していないので、シール面の損傷を防止する
ことができる。

【００２７】また、軸部材１０の各雄形嵌合部２０，２
１の断面積を略同一にして前後方向における圧力のバラ
ンスをとったので、超高圧のクーラントが間隙部１６に
供給されている時に軸部材１０に対して中心軸Ｃ方向に
偏った大きな力がかかることはない。したがって、超高
圧クーラントの供給の開始又は停止に際して駆動機構９
が逆に動かされることがない。

【００２８】本発明では、クーラントが流れているあい
だはシール部材５３を旋回摺動部４８に強い力で押し付
けているので、クーラントが旋回摺動部４８に漏れるこ
とがなくなり、確実にシールすることができる。したが
って、本発明ではクーラントの圧力の大小は問わない
が、前述のような超高圧のクーラントを供給する場合に
特に有効である。なお、各図中同一符号は同一又は相当
部分を示す。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、内
部にクーラント用の流路が形成されたタレットヘッドに
取付けられて加工位置に割出された工具による切削部に
クーラントを供給する場合に、旋回摺動部の流路シール
部に漏れがなく且つシール部材の耐久性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図４は本発明の一実施例を示す図で、
図１は本発明にかかるクーラント供給装置を有する旋盤
の一部を示す断面図である。

【図２】図１の部分拡大断面図である。

【図３】本発明の動作を示す部分拡大断面図である。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【符号の説明】

１ 刃物台 ２ タレットヘッド ３ 工具 ５ クーラント用の第１の流路 ６ クーラント供給装置 ７ 切削部 ８ 固定軸 ９ 駆動機構 １０ 軸部材 １１ カム部材 １２ 第２の流路 １３ 出口部 ２０，２１ 雄形嵌合部 ２２，２３ 嵌合孔 ２５ シリンダ体 ２６ ピストン ４８ 旋回摺動部 ５３ シール部材 Ｃ 中心軸 Ｄ 交差軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の工具が取付けられるとともに内部
   にクーラント用の第１の流路が形成されたタレットヘッ
   ドが刃物台に回転自在に支持されて旋回割出しを行い、
   所定の加工位置に割出された前記工具による切削部にク
   ーラントを供給する旋盤のクーラント供給装置であっ
   て、 前記刃物台に対して前記タレットヘッドを旋回摺動自在
   に軸支する中空筒状の固定軸の内部に配設され、駆動機
   構により中心軸方向に往復移動する軸部材と、 前記中心軸方向に対して交差する交差軸方向を向いて前
   記固定軸に摺動自在に嵌合し、前記軸部材に係合してこ
   の軸部材の往復運動により前記交差軸方向に往復運動す
   る確動カムを構成するカム部材と、 このカム部材の内部に形成されたクーラント用の第２の
   流路の出口部に取付けられ、前記工具が割出されて前記
   加工位置にあるあいだ旋回摺動部を密封して前記第１，
   第２の流路を連通させるシール部材とを備えたことを特
   徴とする旋盤のクーラント供給装置。
2. 【請求項２】 前記軸部材の両端にそれぞれ形成された
   略同一断面積の雄形嵌合部が前記固定軸側の嵌合孔にそ
   れぞれ嵌合し、 前記固定軸に取付けられた前記駆動機構のシリンダ内に
   圧力流体を供給することにより、このシリンダに嵌合し
   且つ前記軸部材に取付けられたピストンを押圧して往復
   移動させることを特徴とする請求項１に記載の旋盤のク
   ーラント供給装置。