(57)【要約】【課題】加工機用ミスト供給装置において、簡単な構成でミストの供給の略均等化を可能とすることである。【解決手段】加工機用ミスト供給装置において、ミスト生成部からのミストを複数のミスト噴霧ノズルに分配するマニホールド２０は、略直方体における１つの面の中心にミスト入口３０の開口が設けられ、これと反対側の面に６つのミスト出口４０が設けられ、その間は末広がりの円錐形の中空部３４で接続される。ミスト入口３０と各ミスト出口４０との間の距離Ｌは、略同じに設定される。各ミスト出口４０は、マニホールド２０の内部において、ミスト入口３０にむけてテーパ穴４６の広い開口を向けている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用媒体ミストを生成するミスト生成部と、
ミスト生成部に接続されるミスト入口と、複数のミスト出口を有し、内部が中空のマニホールドと、
マニホールドの各ミスト出口に接続され、加工機の複数の個所にミストを導く供給路と、
を備えるミスト供給装置であって、
マニホールドは、
ミスト入口から略等しい距離の位置に各ミスト出口が配置されることを特徴とする加工機用ミスト供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加工機用ミスト供給装置において、
マニホールドは、
ミスト入口を頂点とする仮想円錐の中心軸に垂直な底面の円周上の位置に各ミスト出口が配置されることを特徴とする加工機用ミスト供給装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の加工機用ミスト供給装置において、
マニホールド内部の中空部は、ミスト入口から複数のミスト出口に向かって広がる末広がり形状を有し、各ミスト出口は、この末広がり形状の内部に配置されることを特徴とする加工機用ミスト供給装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の加工機用ミスト供給装置において、
各ミスト出口は、マニホールド内部側から外部側に向かって開口面積が狭められるテーパ形状を有することを特徴とする加工機用ミスト供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工機用ミスト供給装置に係り、特に、加工機の複数の供給先にミストを供給する加工機用ミスト供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削加工や研削加工等では、加工時に加工用液体等をかけて、加工能率、加工品質、工具寿命等の向上を図っている。加工用液体としては鉱物油を主成分とする加工液、いわゆるクーラントが用いられることが多い。クーラントの使用は、加工に伴う発熱に伴う油煙の発生等による作業環境の悪化や、切粉を含む使用済み液の廃棄の問題等があり、近年、クーラントを全く用いないドライ加工や、微量の加工液をミスト状にして、これを加工用媒体ミストとして用いるセミドライ加工が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、多数の工具を有するセミドライ加工機において、複数の加工液タンクと、複数のミスト発生装置を備えるミスト発生システムが開示される。この例では、各ミスト発生装置からのミストをミスト分配器で複数のミスト混合器に分配する。各ミスト混合器では、複数のミスト分配器から供給される各種ミストを混合し、セミドライ加工機の加工点にそれぞれ供給する。ここで、ミスト分配器では、入力されたミストを複数の出力管路に分配するため、複数の電磁弁を内蔵している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８９０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セミドライ加工機は、クーラントを用いない利点があるが、多軸加工機のように複数の加工点にミストを分配する必要があるときに、いくつかの課題がある。１つは、１つのミスト発生器からのミストを複数の加工点に均等に分配することが意外に困難なことである。特許文献１では複数の電磁弁をそれぞれ調整して分配を行っている。電磁弁方式は、分配先ごとにそれぞれ電磁弁を要し、その調整もそれぞれ行うので、費用もかかり、調整も面倒である。これに代えて、マニホールドボックスを用い、一方側にミスト入口を、他方側に複数のミスト出口を設け、単純に分けることも行われるが、これは均等分配が困難である。次の問題は、ミストが流れるとき、特に分配等で狭い管路に導かれるときに液化し、供給効率が低下し、メンテナンスを要することがある。
【０００６】
このように、従来技術では、ミスト分配において、均等分配には電磁弁等を要し、コストも調整手間もかかっている。また、ミストの液化の問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構成でミストの供給の略均等化を可能とする加工機用ミスト供給装置を提供することである。他の目的は、ミストの液化を抑制する加工機用ミスト供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る加工機用ミスト供給装置は、加工用媒体ミストを生成するミスト生成部と、ミスト生成部に接続されるミスト入口と、複数のミスト出口を有し、内部が中空のマニホールドと、マニホールドの各ミスト出口に接続され、加工機の複数の個所にミストを導く供給路と、を備えるミスト供給装置であって、マニホールドは、ミスト入口から略等しい距離の位置に各ミスト出口が配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、マニホールドは、ミスト入口を頂点とする仮想円錐の中心軸に垂直な底面の円周上の位置に各ミスト出口が配置されることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る加工機用ミスト供給装置において、マニホールド内部の中空部は、ミスト入口から複数のミスト出口に向かって広がる末広がり形状を有し、各ミスト出口は、この末広がり形状の内部に配置されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る加工機用ミスト供給装置において、各ミスト出口は、マニホールド内部側から外部側に向かって開口面積が狭められるテーパ形状を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成により、マニホールドは、ミスト入口から略等距離の位置に各ミスト出口が配置されるので、ミスト入口から各ミスト出口までのそれぞれの流れが略同じとなり、各ミスト出口が略同条件となって、吐出されるミスト量が各ミスト出口で略同じとなる。
【００１３】
また、ミスト入口を頂点とする仮想円錐の中心軸に垂直な底面の周囲に沿って各ミスト出口を設けるので、簡単な構成で、ミスト入口から各ミスト出口までを等距離とできる。例えば、仮想円錐の底面をミスト出口面とすれば、その面で円を描き、その円周上に所望の数のミスト出口を設け、その円の中心から鉛直軸を立てて、その軸がミスト入口面と交わるところにミスト入口を設ければよい。ミスト出口の配置は、先ほどの円周上であれば、不均等間隔で配置しても構わない。
【００１４】
また、マニホールド内部は、末広がり状の中空部を有し、末広がりの根元にミスト入口を設け、ミスト出口は末広がり状形状の内部に設けるものとしたので、マニホールド内部で不規則な流れを防ぎ、スムーズにミスト出口にミストを導くことができる。
【００１５】
また、各ミスト出口は、マニホールド内部側から外部側に向かってテーパ形状に開口が狭められるので、流れが徐々に狭められ、ミストの液化が起こりにくくなる。したがって、簡単な構成で、ミスト液化を抑制できる。
【００１６】
上記のように、本発明に係る加工機用ミスト供給装置によれば、簡単な構成でミストの供給の略均等化が可能となる。また、ミストの液化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。なお、以下では、加工機に６つのミスト噴霧ノズルでミストを供給する場合を説明し、したがって、マニホールドは１つのミスト入口、６つのミスト出口を有するものとするが、これらの数は説明の便宜のための１例であって、これ以外の数であってもよい。
【００１８】
図１は、加工機用ミスト供給装置１０の構成を示す図である。加工機用ミスト供給装置１０は、ミスト生成部１２と、複数のミスト噴霧ノズル１８との間に、ミスト導入管路１４と、マニホールド２０と、複数のミスト供給管路１６とを直列に配置して構成される。なお、マニホールド２０から複数のミスト噴霧ノズル１８との間は、複数のミスト供給管路１６が並列に配置される。
【００１９】
ミスト生成部１２は、加工液から加工用媒体であるミストを生成する機能を有する装置で、具体的には、加工液タンク、加工液ポンプ、圧縮エアー発生器、圧縮エアー供給管路、圧縮エアー制御バルブ等を含み、加工液と圧縮エアーとを混合してミスト化する。これらの構成要素の一部、例えば加工液タンク、圧縮エアー発生器等を、外部置き、あるいは外部から供給されるものとしてもよい。
【００２０】
加工液には、加工機の性能、加工対象等に合わせ、潤滑性に優れた加工液、冷却性に優れた加工液、潤滑性と冷却性のバランスの取れた加工液等を選択して用いることが好ましい。また、性能の異なる加工液を貯蔵するタンクを複数内蔵又は外置きし、それらの中から、加工状況に合わせて適当な加工液を選択する選択手段を設けるものとしてもよい。
【００２１】
ミスト生成部１２の動作は、図示されていない制御部により制御される。加工機の加工に合わせるのが望ましいので、ミスト生成部１２の制御は、加工機用ミスト供給装置１０が設けられる加工機の制御部からの制御信号、例えば、ミスト発生制御信号を用いるものとしてもよい。
【００２２】
ミスト導入管路１４は、通常１本のパイプである。また、複数のミスト供給管路１６は、それぞれのミスト流路が相互に分離されているパイプで、複数のパイプを束ねてもよく、根元では複数本が束ねられ、末端でそれぞればらばらに分岐する構成のものでもよい。これらのパイプは、配置の自由度を考えると、柔軟性があることが好ましい。
【００２３】
ミスト噴霧ノズル１８は、加工機の複数の加工点にそれぞれミスト８が当たるように配置されるノズルである。図１の例では６つのミスト噴霧ノズル１８が示され、従って、ミスト供給管路１６は６本となり、マニホールド２０は、１つのミスト導入管路１４からのミストを、６つのミスト供給管路１６に分配することになる。
【００２４】
マニホールド２０は、ミスト分配の機能を有する分配箱であり、具体的には、１本のミスト導入管路１４に接続されるミスト入口と、６つのミスト供給管路１６に接続される６つのミスト出口を有し、その間は内部の中空部で接続される箱である。
【００２５】
図２に、マニホールド２０の断面図を示す。マニホールド２０は、マニホールドブロック２２と、マニホールドキャップ２４とを組み合わせて構成される。組み合わせの際に、ミストが組み合わせ隙間から外部に漏れないようにシールリング２６が用いられる。図３は、マニホールドブロック２２の正面図と側面断面図、図４はマニホールドキャップ２４の正面図と、正面図のＡ−Ａ線における断面図である。
【００２６】
マニホールドブロック２２は、略立方体の外形を有し、その１つの面の中心にミスト入口３０の開口が設けられ、これと反対側の面にマニホールドキャップ２４がはめ込まれる円形開口３２が設けられ、ミスト入口３０と円形開口３２の間は、末広がりの円錐形の中空部３４で接続される。ミスト入口３０の内径には、ミスト導入管路１４を接続するためのねじ部が設けられる。かかるマニホールドブロック２２は、金属材料の加工、またはプラスチック材料の成形又は加工等により得ることができる。
【００２７】
マニホールドキャップ２４は、円柱状のはめ込み部３６と矩形のフランジ部３８とを有し、これらを貫いて複数のミスト出口４０が設けられる部材である。円柱状のはめ込み部３６は、マニホールドブロック２２の円形開口３２にはまりあい、矩形のフランジ部３８はマニホールドブロック２２の円形開口側の面に向かい合って、その円形開口をふさぐ機能を有する。ここで、はめ込み部３６の円柱状の高さは、マニホールドブロック２２の円形開口の深さ以下に設定されている。また、はめ込み部３６の外周には、シールリングの配置される溝４２が設けられる。
【００２８】
ミスト出口４０は、マニホールドキャップ２４を貫通して６つ設けられ、その配置は、円柱状はめ込み部３６の中心軸から等距離とされる。すなわち、マニホールドキャップ２４の扁平面の中心Ｃは、円柱状のはめ込み部３６の中心となるが、この中心Ｃを中心とする円４４の上に各ミスト出口４０の中心が来るように配置される。
【００２９】
また、ミスト出口４０の各々は、矩形のフランジ部３８側の開口内径にミスト供給管路１６を接続するためのねじ部が設けられる。また、円柱状のはめ込み部３６側の開口の大きさは、フランジ部３８側の開口の大きさよりも大きく、したがって、はめ込み部３６側からフランジ部３８側に向かって開口面積が狭くなるテーパ穴４６となっている。
【００３０】
このようなマニホールドブロック２２とマニホールドキャップ２４は、組み立てられて図２に示されるマニホールド２０となる。すなわち、マニホールドキャップ２４の円柱状はめ込み部３６の外周に設けられた溝４２にシールリング２６をはめこみ、マニホールドキャップ２４の円柱状はめ込み部３６をマニホールドブロック２２の円形開口３２に合わせてはめ込む。そして、マニホールドキャップ２４のフランジ部３８をマニホールドブロック２２の円形開口３２側の面に押し付け、ねじ止め等の固定手段で、しっかりマニホールドブロック２２とマニホールドキャップ２４とを固定する。
【００３１】
再び図２に戻り、このようにして組み立てられたマニホールド２０は、略直方体における１つの面の中心にミスト入口３０の開口が設けられ、これと反対側の面に６つのミスト出口４０が設けられ、その間は末広がりの円錐形の中空部３４で接続される。６つのミスト出口４０が配置される円の中心Ｃを通る中心軸４８は、マニホールドキャップ２４がマニホールドブロック２２にはめ込まれることで、マニホールド２０の中心軸ともなり、ちょうどミスト入口３０の中心を通る。したがって、６つのミスト出口４０とミスト入口３０の配置関係は、ミスト入口３０を頂点とする仮想円錐を考えると、中心軸４８はその仮想円錐の中心軸となり、マニホールドキャップ２４のミスト出口４０が配置される面は中心軸４８に垂直な面となり、６つのミスト出口４０は、その仮想円錐の中心軸４８に垂直な底面の円周上に配置されていると見ることができる。
【００３２】
したがって、ミスト入口３０と各ミスト出口４０との間の距離Ｌは、みな同じに設定されることになる。そして、各ミスト出口４０のそれぞれは、ミスト入口３０から末広がりとなる円錐形の中空部３４の内部に含まれるように配置される。このような構成をとることで、ミスト入口３０に導入されたミストは、円錐形の中空部３４の中を末広がりに広がり、ミスト入口３０から略等距離にある各ミスト出口４０にそれぞれほぼ同じ流れの状態で到達する。その結果、各ミスト出口４０の間で、略等しい量のミストがそれぞれ分配される。
【００３３】
ミスト入口３０から等距離Ｌのところに各ミスト出口４０を配置するのに、他の方法も可能である。すなわち、ミスト入口３０から半径Ｌの仮想球を考え、その仮想球の上に各ミスト出口４０を配置してもよい。この場合には、マニホールドキャップ２４を、球殻の一部を構成する形状とし、その球殻の中心がミスト入口３０となるようにする。図４との関係で説明すれば、ミスト入口３０を中心とする半径Ｌの球がマニホールドキャップ２４の面と交わるところが図４の円４４に相当することになる。
【００３４】
また、図２からわかるように、各ミスト出口４０は、マニホールド２０の内部において、ミスト入口３０にむけてテーパ穴４６の広い開口を向けている。したがって、ミスト入口３０に導かれ、円錐状中空部３４を末広がりに広がって流れてきたミストは、各テーパ穴４６の広い開口にスムーズに流れ込むので、ミストがマニホールドキャップ２４の面に衝突して液化することを抑制することができる。
【００３５】
上記構成の加工機用ミスト供給装置１０の作用、特にマニホールド２０の作用を、従来例のマニホールドと比較して以下に説明する。加工機用ミスト供給装置１０は、多軸加工機で複数の加工点に加工用媒体ミストを噴霧してセミドライ加工する際等に、その加工機とともに動作する。最初に、加工機用ミスト供給装置１０の６つのミスト噴霧ノズル１８を、加工機の加工条件に合わせて適当な加工点にミストがかかるような位置にそれぞれセットする。
【００３６】
そして、加工機の制御部より加工開始等に連動したミスト供給制御信号を貰い、それに従いミスト生成部１２を作動させ、ミストを発生させる。発生したミストは、ミスト導入管路１４によりマニホールド２０のミスト入口３０に導かれ、マニホールド２０の６つのミスト出口４０に分配され、それぞれのミスト供給管路１６を経由して、各ミスト噴霧ノズル１８に供給され、加工機の各加工点にミストが噴霧され、ミストの下でワークが加工工具によってセミドライ加工される。
【００３７】
図２のマニホールド２０の作用と比較するため、従来例のマニホールドを使用するときの様子を先に説明する。図５は、従来例のマニホールド５０の正面図及び側面断面図である。このマニホールド５０は、板材で６つの面が構成され、外形が略直方体で、その１つの面の中心にミスト入口５２の開口が設けられ、これと反対側の面に７つのミスト出口５４が設けられる。７つのミスト出口５４の配置は、３つが１列に並び、これを２列として６つ配置し、さらにこれらの列と異なる位置にもう１つ配置される。ミスト入口５２、ミスト出口５４は、いずれも真っ直ぐな貫通穴で、内径にミスト導入管路１４、ミスト供給管路１６との接続のためのねじ部が設けられる。なお、マニホールド５０の内部は、略直方体の中空部５６となっている。
【００３８】
図６は、このような従来例のマニホールド５０のミスト入口５２にミスト生成部１２からのミスト６０が導かれるときの様子を示す模式図である。図６（ａ）はマニホールド５０全体におけるミストの流れ方を示し、図６（ｂ）は１つのミスト出口５４におけるミストの流れ方を示す。図６（ａ）からわかるように、この例では、ミスト入口５２から各ミスト出口５４に至る距離は等しくなく、３つないし４つの異なる距離がある。したがって、各ミスト出口５４に流れ込むミストの状態は等しくなく、結果として各ミスト出口５４から供給されるミスト６０の吐出量は等しくならない。
【００３９】
また、図６（ｂ）からわかるように、ミスト出口５４は真っ直ぐな貫通穴であるので、ミスト入口５２から導入されたミスト６０は必ずしも滑らかにミスト出口５４に入らず、中空部の壁にぶつかり、そこで液化して、ミスト出口５４の周辺が液滴６２で覆われる。
【００４０】
このように、従来例のマニホールド５０においては、ミスト入口５２から各ミスト出口５４までの距離が等しくなく、また、各ミスト出口５４周辺でミスト６０の液化が起こる。これらのことから、各ミスト出口５４から吐出されるミスト６０の量は、各ミスト出口により異なってくる。その様子を図７に示す。この図は縦軸に各ミスト出口からのミスト吐出量をとって、各ミスト出口の差異を比較したものである。このように、従来例のマニホールドでは、各ミスト出口からのミスト吐出量が一定とならず、図７の例では、吐出量は約４倍もの差を生じていることが示されている。
【００４１】
これに対し、図２から図４で説明したマニホールド２０を用いたときのミスト入口３０にミスト生成部１２からのミスト６０が導かれるときの様子の模式図を図８に示す。図８（ａ）はマニホールド２０全体におけるミストの流れ方を示し、図８（ｂ）は１つのミスト出口４０におけるミストの流れ方を示す。図８（ａ）に示し、上記で説明したように、マニホールド２０においては、ミスト入口３０から各ミスト出口４０に至る距離は略等しい。したがって、各ミスト出口４０に流れ込むミストの状態は等しく、結果として各ミスト出口４０から供給されるミスト６０の吐出量は略等しくなる。
【００４２】
また、図８（ｂ）からわかるように、ミスト出口４０のミスト入口３０側はテーパ穴４６となっており、広い開口から次第に狭まるので、ミスト入口３０から導入されたミスト６０は滑らかにテーパ穴４６に導かれ、中空部の壁にぶつかって液化することを抑制する。
【００４３】
このように、図２から図４で説明したマニホールド２０においては、ミスト入口３０から各ミスト出口４０までの距離が略等しく、また、ミスト６０の液化が起こりにくい。これらのことから、各ミスト出口４０から吐出されるミスト６０の量は、略等しくなる。その様子を図９に示す。この図は図７と同様に、縦軸に各ミスト出口からのミスト吐出量をとり、各ミスト出口の差異を比較したものである。このように、図２から図４で説明したマニホールド２０では、各ミスト出口からのミスト吐出量が略一定となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る実施の形態における加工機用ミスト供給装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態におけるマニホールドの断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態におけるマニホールドブロックの正面図と側面断面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態におけるマニホールドキャップの正面図と断面図である。
【図５】従来例のマニホールドの正面図及び側面断面図である。
【図６】従来例のマニホールドにおいてミストが流れる様子を示す模式図である。
【図７】従来例のマニホールドの各ミスト出口からのミスト吐出量の様子を示す図である。
【図８】本発明に係る実施の形態におけるマニホールドにおいてミストが流れる様子を示す模式図である。
【図９】本発明に係る実施の形態におけるマニホールドの各ミスト出口からのミスト吐出量の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
８，６０  ミスト、１０  加工機用ミスト供給装置、１２  ミスト生成部、１４  ミスト導入管路、１６  ミスト供給管路、１８  ミスト噴霧ノズル、２０  マニホールド、２２  マニホールドブロック、２４  マニホールドキャップ、２６  シールリング、３０，５２  ミスト入口、３２  円形開口、３４，５６  中空部、３６  はめ込み部、３８  フランジ部、４０，５４  ミスト出口、４２  溝、４４  円、４６  テーパ穴、４８  中心軸、５０  従来例マニホールド、６２  液滴。
【図１】
2006095634.tif 000003
【図２】
2006095634.tif 000004
【図３】
2006095634.tif 000005
【図４】
2006095634.tif 000006
【図５】
2006095634.tif 000007
【図６】
2006095634.tif 000008
【図７】
2006095634.tif 000009
【図８】
2006095634.tif 000010
【図９】
2006095634.tif 000011