(57)【要約】【課題】工作機械への省スペースで最適な箇所への設置と安定した切削液の供給が可能で、ワークやツールに対して効果的な位置へ切削液を噴射することができる切削液供給装置を提供する。【解決手段】切削液を供給する流路が内部形成された固定軸１０の一部に半球状または球状の固定軸突出部１１を設け、ノズル本体の周面が球状に形成されたノズル基底部５２を固定軸突出部と対向して配置すると共に、ノズル先端が貫入する長孔状のリンクガイド孔４０ａが一端に形成されているリンク４０と、リンクの他端が接続されている回転軸を持つ第１のモータ１１０とによって構成され、第１のモータが駆動するとリンクが扇状に動作してリンクガイド孔に誘導されるノズル先端が所定の方向へ切削液を噴射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のワークやツールに切削液やクーラント液を供給する切削液供給装置において、
切削液を供給する流路が内部形成された固定軸と、
前記固定軸の一部に半球状または球状の固定軸突出部を設け、
前記固定軸突出部は回動可能なノズル本体へ切削液を送給するための連通孔を備え、
前記ノズル本体の周面が球状に形成されたノズル基底部を前記固定軸突出部と対向して配置すると共に、前記固定軸突出部が固定された状態で、前記ノズル基底部が前記固定軸突出部の周面に沿って移動可能となっており、
前記固定軸突出部と前記ノズル基底部の間が弾性シール部材によってシールされ、
前記固定軸突出部と前記ノズル基底部の相対位置の如何に関わらず前記固定軸からノズル先端まで前記シール部材を介して液密に切削液が送給されており、
前記ノズル先端が貫入する長孔状のリンクガイド孔が一端に形成されているリンクと、
前記リンクの他端が接続されている回転軸を持つ第１のモータと、
前記リンクと平行に配置する板状のカバーとによって構成され、
前記第１のモータが駆動すると前記リンクが扇状に動作して前記リンクガイド孔に誘導される前記ノズル先端が所定の方向へ切削液を噴射することを特徴とする切削液供給装置。
【請求項２】
さらに
前記第１のモータの同軸上に配置される第２のモータと、
前記第２のモータの回転軸に接続される第１のギアと、
前記第１のギアに噛合して回転する第２のギアを設け、
前記第１のモータの回転軸を中空軸として前記第２のモータの回転軸は前記中空軸を貫通して配置し、
前記第２のギアの中央部に前記ノズル先端が貫入する長孔状のノズル角度ガイド孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削液供給装置。
【請求項３】
さらに
前記カバーに略くの字形状のノズル角度ガイド孔を形成し、
前記ノズル角度ガイド孔に前記ノズル先端が貫入していることを特徴とする請求項１に記載の切削液供給装置。
【請求項４】
さらに
前記カバーと同一平面上に回転可能な円形状のノズル角度ガイドを設け、
前記ノズル角度ガイドの中央部には前記ノズル先端が貫入する長孔状のノズル角度ガイド孔が形成され、
前記ノズル角度ガイドの外周に沿って前記カバーに複数の位置決め孔が形成され、
前記ノズル角度ガイドに固定された樹脂材に形成された突起が前記位置決め孔と嵌合することを特徴とする請求項１に記載の切削液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械の作動中にワークやツールに切削液やクーラント液を供給する際に好適に利用可能な二方向動作クーラントノズルへの切削液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、２個のモータによってノズルを上下及び左右方向の異なる二方向に動作させ、目標とする位置までノズル先端を移動させる装置が知られている（特許文献１参照）。また、工作機械の切屑処理装置として切削液噴射ノズル基端部に長孔状の案内孔を有する揺動リンクを固定し、カム円板に取り付けた偏心ピンを揺動リンクの案内孔に嵌装し、カム円板を回転駆動装置の回転軸に固定したことでノズルが往復揺動する提案がされている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７５６４０号公報
【特許文献２】特開平６−２３８５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の供給装置によれば、ノズルを上下及び左右方向の異なる二方向に動作させ、目標とする位置までノズル先端を移動させることが可能となっている。しかしながら、係る供給装置はノズルの動作方向ごとにモータを必要としているため、装置の大型化、重量化につながると共に、ノズルとモータの位置関係に自由度がないことから工作機械への設置箇所が制限されるという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献２において、最小限の容量をもった切削剤供給ポンプを使用して噴射された切削剤の噴射力を利用して、切削剤噴射ノズルを広範囲に回動または揺動させることが可能な切屑処理装置が提案されている。しかしながら、係る切屑処理装置では揺動リンクによる噴射ノズルの往復動作可能な方向が１方向に固定されていることから効果的な位置への切削液の供給が難しく、ノズルの動作角度や動作範囲を可変できないという不都合があった。
【０００６】
本発明の目的は、工作機械への省スペースで最適な箇所への設置と安定した切削液の供給が可能で、ワークやツールに対して効果的な位置へ切削液を噴射することができる切削液供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の切削液供給装置は、工作機械のワークやツールに切削液やクーラント液を供給する切削液供給装置において、
切削液を供給する流路が内部形成された固定軸と、
前記固定軸の一部に半球状または球状の固定軸突出部を設け、
前記固定軸突出部は回動可能なノズル本体へ切削液を送給するための連通孔を備え、
前記ノズル本体の周面が球状に形成されたノズル基底部を前記固定軸突出部と対向して配置すると共に、前記固定軸突出部が固定された状態で、前記ノズル基底部が前記固定軸突出部の周面に沿って移動可能となっており、
前記固定軸突出部と前記ノズル基底部の間が弾性シール部材によってシールされ、
前記固定軸突出部と前記ノズル基底部の相対位置の如何に関わらず前記固定軸からノズル先端まで前記シール部材を介して液密に切削液が送給されており、
前記ノズル先端が貫入する長孔状のリンクガイド孔が一端に形成されているリンクと、
前記リンクの他端が接続されている回転軸を持つ第１のモータと、
前記リンクと平行に配置する板状のカバーとによって構成され、
前記第１のモータが駆動すると前記リンクが扇状に動作して前記リンクガイド孔に誘導される前記ノズル先端が所定の方向へ切削液を噴射することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に係る切削液供給装置がこのような構成を有することで、１個のモータにより、ノズルを所望の方向に動作させることが可能であり、小型かつ省電力化を実現できる。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の切削液供給装置は、請求項１に記載の切削液供給装置において、さらに
前記第１のモータの同軸上に配置される第２のモータと、
前記第２のモータの回転軸に接続される第１のギアと、
前記第１のギアに噛合して回転する第２のギアを設け、
前記第１のモータの回転軸を中空軸として前記第２のモータの回転軸は前記中空軸を貫通して配置し、
前記第２のギアの中央部に前記ノズル先端が貫入する長孔状のノズル角度ガイド孔が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に係る切削液供給装置がこのような構成を有することで、２個のモータを使用する場合であっても、ギアを組み合わせることにより、モータの体格を小さくすることができ、小型化を実現することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の切削液供給装置は、請求項１に記載の切削液供給装置において、さらに
前記カバーに略くの字形状のノズル角度ガイド孔を形成し、
前記ノズル角度ガイド孔に前記ノズル先端が貫入していることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に係る切削液供給装置がこのような構成を有することで、装置の設置環境に応じてノズルの移動方向を柔軟に変更することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載の切削液供給装置は、請求項１に記載の切削液供給装置において、さらに
前記カバーと同一平面上に回転可能な円形状のノズル角度ガイドを設け、
前記ノズル角度ガイドの中央部には前記ノズル先端が貫入する長孔状のノズル角度ガイド孔が形成され、
前記ノズル角度ガイドの外周に沿って前記カバーに複数の位置決め孔が形成され、
前記ノズル角度ガイドに固定された樹脂材に形成された突起が前記位置決め孔と嵌合することを特徴としている。
【００１４】
請求項４に係る切削液供給装置がこのような構成を有することで、簡単な構成でノズルの移動方向を装置の設置環境に応じて任意に変更することが可能であり、ノズルを所望の方向に移動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、工作機械への省スペースで最適な箇所への設置と安定した切削液の供給が可能で、ワークやツールに対して効果的な位置へ切削液を噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る切削液供給装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る切削液供給装置の内部構造図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る切削液供給装置の正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る切削液供給装置の機構部を説明する図であり、カバー及びギアがない状態の正面図（図４（ａ））、カバーがない状態の正面図（図４（ｂ））を示している。
【図５】本発明の一実施形態に係る切削液供給装置のノズルの移動状態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る切削液供給装置の変形例を示す正面図である。
【図７】本発明に係る切削液供給装置の変形例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る切削液供給装置について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る切削液供給装置１を示す斜視図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る切削液供給装置１の内部構造図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る切削液供給装置１の正面図である。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る切削液供給装置１は、工作機械のワークやツールに切削液やクーラント液（以下、まとめて「切削液」とする。）を供給する装置であり、切削液を供給する流路が内部に形成されている固定軸１０と、固定軸１０の一端が固定されたフレーム７０と、固定軸１０の他端と回動可能に取り付けられたノズル本体５０と、ノズル本体５０の先端を貫入する長孔状のリンクガイド孔４０ａが一端に形成されているリンク４０と、固定軸１０、ノズル本体５０、リンク４０が内蔵されフレーム７０に取り付けられたボデー１００と、固定軸１０と隣接してフレーム７０に取り付けられリンク４０の他端に接続された回転軸を有する第１のモータ１１０と、フレーム７０に取り付けられ第１のモータ１１０の回転軸と同軸上に配置された第２のモータ１２０を有する。そして、第２のモータ１２０の回転軸に接続される第１のギア１３１と、第１のギア１３１に噛合して回転する第２のギア１３２を備えるギアカバー１３０がボデー１００に取り付けられ、その上面に薄い平板状のカバー２００が取り付けられている。
【００１９】
第１のモータ１１０と第２のモータ１２０の回動中心軸線は一致している。固定軸１０は、中心軸線が第１のモータ１１０及び第２のモータ１２０の回動中心軸線と平行になるように隣接してフレーム７０に取り付けられる。第１のモータ１１０はリンク４０に出力を伝達する中空出力軸１５０を有し、第２のモータ１２０は中空出力軸１５０を貫通し第１ギア１３１に出力を伝達する出力伝達シャフト１２５を備えている。なお、第２のモータ１２０の軸端には出力伝達シャフト１２５が嵌合されており、第１のモータ１１０の中空出力軸１５０に挿通された第２のモータ１２０の出力伝達シャフト１８０の一端には第２のモータ１２０の軸端に対応する溝１８０ａが形成されている（図２参照）。
【００２０】
固定軸１０は、その一端は、固定軸自体が回転しないようにフレーム７０を介して支持されており、他端は、球状の固定軸突出部１１を有している。切削液供給路１０ａは、固定軸内部に形成され、固定軸１０の一端から固定軸突出部１１まで延在している。即ち、固定軸１０の一端から固定軸突出部１１まで切削液供給路１０ａが形成され、切削液をノズル基底部５２に供給する連通孔となっている（図２参照）。
【００２１】
ノズル本体５０は、ノズル先端５１とノズル基底部５２から形成されている。そして、ノズル本体内部には、切削液をノズル先端５１に供給する切削液供給路５０ａを有している。ノズル先端５１は一端が漏斗状の形状に形成され、ノズル基底部５２は周面が球状に形成されており、固定軸突出部１１の曲面形状に対応した形状になっている。
【００２２】
ノズル基底部５２は、固定軸突出部１１の球面状をなす外周面に沿ってＯリング（弾性シール部材）８０（図２参照）を挟んだ状態で、固定軸突出部１１の周面に沿って移動するようになっている。また、そのノズル基底部５２には固定軸突出部１１に対向する面側に溝が全周に亘って形成されている。そして、固定軸突出部１１の当接面に圧接するようにＯリング８０がこの溝に嵌合され、固定軸突出部１１からノズル基底部５２に流れる切削液が外部に漏れないようにＯリング８０を介してシールしている。
【００２３】
なお、切削液供給装置１の工作機械への組付は、フレーム７０及びボデー１００の一側面に穿設されているネジ穴７０ａにボルトによってしっかりと固定することにより行う。
【００２４】
続いて、本発明の一実施形態に係る切削液供給装置の機構部について図面に基づいて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る切削液供給装置の機構部を説明する図であり、カバー及びギアがない状態の正面図（図４（ａ））、カバーがない状態の正面図（図４（ｂ））であり、図５は、本発明の一実施形態に係る切削液供給装置のノズルの移動状態を示している。
【００２５】
ノズル本体５０のノズル先端５１の円筒形状の部分には、リンク４０の長孔状のリンクガイド孔４０ａが貫入されており、切削液供給装置１の組付後に第１のモータ１１０を駆動させると、第１のモータ１１０の回動力が中空出力軸１５０（図２参照）に回動トルクとして伝達されリンク４０が回動し、固定軸１０の軸心と合致する回転中心を有する第２のギア１３２の中央部に形成されている長孔状のリンクガイド孔１３２ａに沿ってノズル本体５０が扇状に動作することになる（図４（ｂ）参照）。
【００２６】
なお、第２のモータ１２０を駆動して、第２のモータ１２０の出力伝達シャフト１２５に接続されている第１のギア１３１を介して、第１のギア１３１に噛合されている第２のギア１３２を回転させると、第２のギア１３２に形成されているリンクガイド孔１３２ａの向きを任意に変更することができる。このようにすることにより、ノズル本体５０を所望の方向に移動させることができ、装置の設置環境に応じてノズルの移動方向を柔軟に変更することができる。
【００２７】
図５に、ノズル本体５０を一方向に移動させた状態の図を示す。ノズル本体５０の移動方向は図５に示す移動方向に限定されず、上述したように、第２のモータ１２０の駆動を併用することで所望の方向に移動させることができる。なお、本実施形態の場合２個のモータを用いているが、ギア比を変更することにより、小さなモータであっても大トルクを出力することが可能となり、小型化を実現することができる。
【００２８】
次に、本発明の変形例に係る切削液供給装置について説明する。なお、以下では上述の実施形態との相違点について説明し、上述した実施形態と同等の構成に関しては、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。図６は、本発明の変形例に係る切削液供給装置２の正面図を示している。
【００２９】
上述した実施形態では２個のモータと２個のギアを組み合わせて構成したが、より一層の小型化を実現するため、１個のモータのみを使用しても良い。変形例に係る切削液供給装置２では１個のモータ（第１のモータ１１０）のみを使用しており、第１のモータ１１０はフレーム７０に取り付けられる。第１のモータ１１０は出力を伝達する回転軸（図示せず）を有し、その端部がリンク４０と接続されている。そして、ノズル本体５０のノズル先端５１には、リンク４０に形成されている長孔状のリンクガイド孔４０ａが貫入されており、カバー２３０には、ノズル本体５０の移動を誘導する略くの字状のノズル角度ガイド孔２３０ａが形成されている。第１のモータ１１０を駆動させると、回転軸（図示せず）に接続されているリンク４０が回動する。そして、リンク４０のリンクガイド孔４０ａに貫入されているノズル先端５１が、カバー２３０に形成されているノズル角度ガイド孔２３０ａに沿ってリンク４０と一体となって動作し、ノズル本体５０を所望の方向に移動させることができる。本変形例に係る切削液供給装置２は、上述の実施形態に示す第２のモータ１２０及びギアカバー１３０を必要としないため、装置のより一層の小型化を実現することができる。
【００３０】
次に、本発明の変形例に係る切削液供給装置の別異の構造について説明する。図７は、本発明に係る変形例の切削液供給装置３の正面図を示している。
【００３１】
本変形例に係る切削液供給装置３においても、第１のモータ１１０のみを使用している。切削液供給装置２とは、ノズル角度ガイド孔の構造が相違する。その他の構造及び機構は切削液供給装置２と同等であるため、詳細な説明を省略する。中央部に長孔状のリンクガイド孔４５０ａが形成されている円板状のノズル角度ガイド４５０を備える。ノズル角度ガイド４５０は、略矩形状のアーム４６０ａと、アーム４６０ａの先端に突設される凸部４６０ｂとからなる樹脂製の突起４６０を備える。カバー３３０には、このノズル角度ガイド４５０が回動可能に係合されるように固定軸１０（図示せず）と合致する中心を有する係合孔３３０ａが形成されており、ノズル角度ガイド４５０の外周に沿って位置決め孔３３０ｂが等ピッチに形成されている。駆動原理は切削液供給装置２と同様であり、第１のモータ１１０を駆動させると、第１のモータ１１０の回転軸（図示せず）に接続されているリンク４０が回動する。そして、リンク４０のリンクガイド孔４０ａに貫入されているノズル先端５１が、カバー３３０の係合孔３３０ａに係合されたノズル角度ガイド４５０の中央部に形成されているノズル角度ガイド孔４５０ａに沿ってリンク４０と一体となって動作しノズル本体５０が移動する。なお、ノズル本体５０の移動方向は一方向に限定されず、ノズル角度ガイド４５０を回動させて突起４６０の凸部４６０ｂを異なる位置決め孔３３０ｂに嵌めてノズル角度ガイド孔４５０ａの向きを変更することにより、ノズル本体５０を所望の方向に移動させることができる。
【００３２】
このような構成を有することで、上述の実施形態と同様の効果を発揮する。加えて、第２のモータや２個のギアを必要としないため、部品数の削減ができ、コスト低減に貢献できる。
【００３３】
なお、本発明で使用されるモータの種類は限定されない。即ち、ステッピングモータや（ブラシ、ブラシレス）ＤＣモータ等、様々なモータを用いることができる。
【００３４】
また、上述の実施形態及び変形例で紹介した各構成要素の形状や寸法、数値、材質はあくまで例示的なもので、本発明の範囲を逸脱しない限り、様々な形状や寸法、数値、材質を適宜選択できることは言うまでもない。
【００３５】
また、本実施形態及び本変形例においては、クーラントノズルのノズル先端から工作機械のワークやツールに切削液を供給したが、必ずしもこのような切削液に限定されることはなく、切削油や研削液、研削油、研磨液、冷却液（クーラント液）、冷却油（クーラント油）をクーラントノズルのノズル先端から工作機械のワークやツールに供給しても良い。
【符号の説明】
【００３６】
１，２，３    切削液供給装置
１０    固定軸
１０ａ    切削液供給路
１１    固定軸突出部
４０    リンク
４０ａ    リンクガイド孔
５０    ノズル本体
５０ａ    切削液供給路
５１    ノズル先端
５２    ノズル基底部
７０    フレーム
８０    Ｏリング
１００    ボデー
１１０    第１のモータ
１２０    第１のモータ
１３０    ギアカバー
１３１    第１のギア
１３２    第２のギア
１２５    出力伝達シャフト
１５０    中空出力軸
２００,２３０,３３０    カバー
４５０    ノズル角度ガイド
２３０ａ，４５０ａ    ノズル角度ガイド孔
【図１】
2014144502.tif 000003
【図２】
2014144502.tif 000004
【図３】
2014144502.tif 000005
【図４】
2014144502.tif 000006
【図５】
2014144502.tif 000007
【図６】
2014144502.tif 000008
【図７】
2014144502.tif 000009