(57)【要約】【課題】単に排出口を絞って高い冷却剤を供給してもなお、冷却不良によって工作物が焼付くことと、それに起因して生じる種々の問題を解消することにある。【解決手段】本発明である機械加工用冷却剤供給装置10は、冷却液を導く導入管11と、この導入管11に繋がるノズル12とを備え、ノズル12は、互いに同一の２つの面13及び面14を有し、これら面13,14の４面が互いに直角に繋がってその内側に内部通路を形成してなり、面13にそれぞれ、排出口15に近づくに従って互いに接近する傾斜部13aを設け、排出口15をその四隅Ｃが直角をなす四角形に形成する。導入管11は、４つのエルボ11aをそれぞれ、配管パイプ11bを介して組み合わせたコの字形の配管であり、ノズル12を、その軸線Ｏ1及び当該軸線Ｏ1に平行な軸線Ｏx周りに回転させる周り（矢印θx方向）に回転させることができると共に、当該ノズル12を軸線Ｏxに対して直交する軸線Ｏy方向矢印θy方向）周りに回転させることができる。【選択図】図１
2008221388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械加工にあたり工作物に供給する冷却液を導く導入管と、この導入管から送られた冷却液が通る内部通路を有し当該内部通路を外界に通じさせる排出口が形成されてなるノズルとを備える機械加工用冷却剤供給装置であって、
前記ノズルは、互いに同一の２つの面の組を二組有し、これら４面が互いに直角に繋がってその内側に前記内部通路を形成してなり、
少なくとも一組の面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす四角形に形成したことを特徴とする機械加工用冷却剤供給装置。
【請求項２】
請求項１において、４つの前記面は、長辺をなす互いに同一の２つの面と、短辺をなす互いに同一の２つの面とからなり、
長辺をなす２つの面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす矩形に形成したことを特徴とする機械加工用冷却剤供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ノズルは、互いに同一の２つのプレートの組を二組有して当該プレートを組み合わせてなるものであることを特徴とする機械加工用冷却剤供給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記導入管は、前記ノズルを垂下させた状態に接続させてなり、少なくとも、当該ノズルをその軸線と平行な軸線周りに回転させる機構と、当該ノズルをその軸線と平行な軸線に対して直交する軸線方向周りに回転させる機構とを有することを特徴とする機械加工用冷却剤供給装置。
【請求項５】
請求項４において、前記導入管は、４つのエルボを組み合わせたコの字形の配管であることを特徴とする機械加工用冷却剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転造、切削、研削等の機械加工を行うにあたり、工作物に冷却剤を供給するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、工作物をねじ研削する装置Ｄ及び、ねじ研削にあたって用いられる従来の冷却剤供給装置30を例示する模式図である。
【０００３】
符号Ｇは、自動変速機の構成部品であるピニオンリダクション（減速ギア）であり、符号Ｗは、ピニオンリダクションＧを工作物として、そのシャフト端部ＧSに、ねじ山Ｓtを研削するための砥石である。
【０００４】
装置Ｄでは、砥石Ｗを矢印の向きに回転させると共に、この回転する砥石Ｗに対してピニオンリダクションＧを大きな力で押圧することでねじ山Ｓtを形成する。このため、冷却剤供給装置30は、同図に示すように、砥石Ｗの上方に冷却液ＣLを導く導入管31を配置し、この導入管31からノズル32を垂下させて冷却剤ＣLをシャフト端部Ｇsに供給している。
【０００５】
しかしながら、ノズル32の排出口35が円形である場合、冷却剤ＣLがねじ山Ｓtを形成すべきシャフト端部ＧS全体に行き渡るものの、冷却剤ＣLが分散してしまうため、当該シャフト端部ＧSに冷却不良に伴う研磨焼けが生じるという問題がある。こうした研磨焼けは、砥石Ｗの寿命を短くするために好ましくない。
【０００６】
そこで、従来の冷却剤供給装置には、ノズル32の排出口35を長穴形状とすることにより、加工を要する部分の全域にわたって冷却剤ＣLを噴霧供給することができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１７８０７８号公報（段落番号［０００６］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来装置によってもなお、依然、工作物に研削焼けが発生するという問題がある。そこで、噴霧供給に替えてノズル32を排出口35に近づくに従って絞ることで、高圧の冷却剤ＣLによる冷却を試みたが、依然、研削焼けが解消するに至らなかった。これは、確実な冷却を実現すべく冷却剤ＣLの圧力を高めると、冷却剤ＣLが所望の冷却箇所に適切に供給できないためと考えられる。
【０００８】
その結果、依然、砥石Ｗの寿命が短いことに加え、研削後の工作物を目視により全数検査しなければならず、生産工程が煩雑になるという問題が発生する。
【０００９】
これに対し、研磨焼けを防止すべく砥石回転速度を落すことも考慮されるが、砥石回転速度を落すと、加工時間が長くなるという新たな問題が発生する。
【００１０】
しかも、冷却不足を加工時間の長さでカバーしようとすると、更に砥石Ｗの寿命が短くなり、これを解消するため、砥石Ｗに対するドレッシングの回数を増やすと、砥石Ｗの再生を促すロータリードレス（図示省略。）の寿命も短くなるという問題を生じることになる。
【００１１】
本発明の解決すべき課題は、単に排出口を絞って高い冷却剤を供給してもなお、冷却不良によって工作物が焼付くことにあり、本発明の目的とするところは、こうした工作物の焼付きを防止して、それに起因して生じる種々の問題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、機械加工にあたり工作物に供給する冷却液を導く導入管と、この導入管から送られた冷却液が通る内部通路を有し当該内部通路を外界に通じさせる排出口が形成されてなるノズルとを備える機械加工用冷却剤供給装置であって、前記ノズルは、互いに同一の２つの面の組を二組有し、これら４面が互いに直角に繋がってその内側に前記内部通路を形成してなり、少なくとも一組の面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす四角形に形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、４つの前記面を、長辺をなす互いに同一の２つの面と、短辺をなす互いに同一の２つの面とし、長辺をなす２つの面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす矩形に形成することができる。
【００１４】
本発明において、前記ノズルは、互いに同一の２つのプレートの組を二組有して当該プレートを組み合わせてなるものことが好ましい。
【００１５】
また、本発明において、前記導入管は、前記ノズルを垂下させた状態に接続させてなり、少なくとも、当該ノズルをその軸線周りに回転させる機構と、当該ノズルをその幅方向周りに回転させる機構とを有することが好ましい。特に、この場合、前記導入管は、４つのエルボを組み合わせたコの字形の配管であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明である冷却剤供給装置によれば、圧力の高い冷却剤を所望の箇所に適切に供給できるため、冷却不良に伴う工作物の焼付きが防止され、砥石等に代表される工具の寿命を延ばすことができる。
【００１７】
しかも、本発明によれば、加工後の工作物を目視により全数検査する必要がなく、生産工程の簡素化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、冷却が適切に行えることから、焼付きを考慮して工作物毎の加工時間を長くする必要がないため、加工時間の短縮が図れる。しかも、加工時間が短縮されることで、ロータリードレス等に代表される他の工具の寿命も延ばすことができる。
【００１９】
上述した効果は、本発明に係るノズルが、互いに同一の２つの面の組を二組有し、これら４面が互いに直角に繋がってその内側に内部通路を形成してなるため、冷却剤が各面に対して互いに均等に干渉しつつ内部通路を流れるために当該通路内での乱流が起こり難く、しかも、少なくとも一組の面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設けたことから、当該ノズルの排出口側が絞りとなることで冷却剤の圧力が高まりつつも当該通路内での乱流が起こり難く、更に、排出口をその四隅が直角をなす四角形に形成したことから、排出口の四隅が丸みを帯びていることに伴う冷却剤排出時の捩れが発生しないためである。
【００２０】
また、本発明において、４つの前記面が、長辺をなす互いに同一の２つの面と、短辺をなす互いに同一の２つの面とからなり、長辺をなす２つの面にそれぞれ、前記排出口に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部を設け、当該排出口をその四隅が直角をなす矩形に形成すれば、例えば、研削の場合のように、工作物と工具との接触面がほぼ線状になるときの冷却剤の供給に有効である。
【００２１】
本発明において、前記ノズルが、互いに同一の２つのプレートの組を二組有して４つの当該プレートを組み合わせてなるものとすれば、上述した効果を奏するノズルを簡単な組立作業によって実現することができる。
【００２２】
また、本発明において、前記導入管が、前記ノズルを垂下させた状態に接続させてなり、少なくとも、当該ノズルをその軸線周りに回転させる機構と、当該ノズルをその軸線に対して直交する軸線周りに回転させる機構とを有すれば、工作物の上下及び左右方向への冷却剤の供給に対する微調整を使用者による簡単なノズル操作によって実現することができる。
【００２３】
この場合、前記導入管を、４つのエルボを組み合わせたコの字形の配管とすれば、簡単な構成にも係らず、導入管の形状を複雑に変更できるため、冷却剤の供給に対する微調整を更に高い精度で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１(a)〜(c)はそれぞれ、本発明の一形態である冷却剤供給装置10を正投影図法で示したときの正面図、左側面図及び底面図であり、また、図２(a),(b)はそれぞれ、本形態に係る後述のノズル12を平面側から示す斜視図及び底面側から示す斜視図である。
【００２６】
なお、以下の説明については、図７を参照するものとし、同図と同一部分は同一符号をもってその説明を省略する。
【００２７】
図１において、符号11は、ねじ研削にあたり工作物に供給する冷却液を導く導入管である。導入管11は、４つのエルボ11aをそれぞれ、配管パイプ11bを介して組み合わせたコの字形の配管である。なお、本形態において、４つのエルボ11aはそれぞれ、冷却液の導入側から順次配置した３つのエルボ11aとして低圧エルボを選択し、後述のノズル12と繋がるエルボ11aのみ高圧エルボを選択している。
【００２８】
エルボ11aと配管パイプ11bとはそれぞれ、例えば、互いに係合するねじ部で構成された機構により、回転可能に連結されている。これにより、エルボ11aと配管パイプ11bとの位置を微調整することができる。
【００２９】
これにより、導入管11自体を、その軸線Ｏ1及び当該軸線Ｏ1に平行な軸線Ｏx周りに回転させる周り（矢印θx方向）に回転させることができると共に、当該ノズル12を軸線Ｏxに対して直交する軸線Ｏy方向矢印θy方向）周りに回転させることができる。
【００３０】
符号12は、導入管11に繋がるノズルである。ノズル12は、長辺をなす互いに同一の２つの面13と、短辺をなす互いに同一の２つの面14とからなり、これら面13及び面14が、図２に示すように、互いに直角に繋がって、その内側に、導入管11から送られた冷却液ＣLが通る内部通路Ｒを、その四隅Ｃが直角をなすように形成してなる。
【００３１】
加えて、長辺をなす２つの面13にはそれぞれ、内部通路Ｒを外界に通じさせる排出口15に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部13aを設け、図１の破線に示すように、当該排出口15をその四隅Ｃが直角をなす矩形に形成している。
【００３２】
ここで、図３(a),(b)はそれぞれ、ピニオンリダクションＧのシャフト端部Ｇsにねじ研削するにあたり、冷却剤供給装置10を用いたときの状態を砥石Ｗの回転軸線Ｏに対して直交する方向から示す模式図と、回転軸線Ｏに沿った方向から示す模式図である。
【００３３】
このように冷却剤供給装置10によれば、圧力の高い冷却剤ＣLをシャフト端部Ｇsと砥石Ｗとが合さる接触面Ｆの全体領域に供給できる。
【００３４】
更に、図４(a),(b)はそれぞれ、本形態に係るノズル12による冷却剤ＣLの供給状態を例示する模式図及び、排出口が長穴である従来の長穴ノズル32による冷却剤ＣLの供給状態を例示する模式図である。
【００３５】
同図(a)に示すように、本形態に係るノズル12によれば、シャフト端部Ｇsと砥石Ｗとの接触面Ｆがほぼ線状となるのに対し、冷却剤ＣLは排出口15から捩れることなく噴射されるため、冷却剤ＣLの供給領域は、破線Ａで示すように接触面Ｆ全体をカバーする。
【００３６】
一方、従来の長穴ノズル32によれば、その排出口35の四隅が直角ではなくＲ又は多少の丸みを帯びているため、同図(b)に示すように、冷却剤ＣLは排出口35から捻れを伴い噴射されるため、冷却剤ＣLの供給領域は、破線Ｂで示すように接触面Ｆからずれることになる。
【００３７】
即ち、本発明の一形態である冷却剤供給装置10によれば、圧力の高い冷却剤ＣLをシャフト端部Ｇsに適切に供給できるため、冷却不良に伴うシャフト端部Ｇsでの研削焼けが防止され、砥石Ｗの寿命を延ばすことができる。
【００３８】
しかも、この場合、加工後のシャフト端部Ｇsを目視により全数検査する必要がなく、生産工程の簡素化を図ることができる。
【００３９】
また、冷却剤供給装置10によれば、冷却が適切に行えることから、研削焼けを考慮してピニオンリダクションＧ毎の加工時間を長くする必要がないため、加工時間の短縮が図れる。しかも、加工時間が短縮されることで、ロータリードレス等に代表される他の工具の寿命も延ばすことができる。
【００４０】
上述した効果は、本発明に係るノズル12が、互いに同一の２つの面13の組と、互いに同一の２つの面14の組との二組有し、これら４面が互いに直角に繋がってその内側に内部通路Ｒを形成してなるため、冷却剤ＣLが面13の裏面13f及び面14の裏面14fに対してそれぞれ互いに均等に干渉しつつ内部通路Ｒを流れるために当該通路Ｒ内での乱流が起こり難く、しかも、２つの面13にそれぞれ、排出口15に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部13aを設けたことから、排出口15側が絞りとなることで冷却剤ＣLの圧力が高まりつつも当該通路Ｒ内での乱流が起こり難く、更に、排出口15をその四隅Ｃが直角をなす四角形に形成したことから、従来のノズル32のように、排出口35の四隅が丸みを帯びていることに伴う冷却剤排出時の捩れが発生しないためである。
【００４１】
ところで、本発明によれば、ノズル12は、中実の角材等からの切削加工等によって製造することも可能であるが、面13及び面14をそれぞれ、互いに同一の２つのプレート13´及びプレート14´として当該プレート13´,14´を組み合わせることが好ましい。
【００４２】
ここで、図５(a)はそれぞれ、ノズル12を構成する後述の正面プレート（背面プレート）13´を正投影図法で示したときの正面図及び右側面図であり、また、同図(b)はそれぞれ、ノズル12を構成する後述の右側面プレート（左側面プレート）14´を正投影図法で示したときの正面図及び右側面図である。
【００４３】
具体例としては、例えば、図５に示すように、正面プレート（背面プレート）13´の裏面13´fのうち、長手方向に沿って延びる縁部13´e（同図に示す破線部分と面13の側面13sとの間の領域。）と、右側面プレート（左側面プレート）14´の側面14´sとを溶接する。
【００４４】
このようにノズル12が、４つのプレート13´,14´を組み合わせてなるものとすれば、上述した効果を奏するノズル12を簡単な組立作業によって実現することができる。なお、プレート13´,14´を製造するにあたっては、既製のプレート鋼材をそのまま用いてもよいが、バフ等の研磨材を用いて、プレート13´,14´の裏面13´f,14´fに表面処理を施すことが好ましい。
【００４５】
また、本発明に係る導入管11は、図１に示すように、ノズル12を垂下させた状態に接続させてなり、少なくとも、当該ノズル12をその軸線Ｏ1周りに回転させる微調整機構と、当該ノズル12を軸線Ｏ1に対して直交する軸線Ｏy周りに回転させる微調整機構とを有するため、ピニオンリダクションＧの上下方向（径方向）及び左右方向（軸線方向）への冷却剤ＣLの供給に対する微調整を使用者による簡単なノズル操作によって実現することができる。
【００４６】
しかも、本形態の場合、導入管11を、４つのエルボ11aを組み合わせたコの字形の配管とするため、簡単な構成にも係らず、導入管11の形状を複雑に変更できるため、冷却剤ＣLの供給に対する微調整を更に高い精度で実現できる。
【００４７】
ところで、本発明によれば、４つの面13,14（プレート13´,14´）を、互いに同一の面（プレート）とすることもできる。
【００４８】
ここで、図６(a),(b)はそれぞれ、本発明に係る他のノズル22を正投影図法で示したときの底面側から模式的に示す斜視図及び底面面図である。
【００４９】
本発明に係るノズル22によれば、４つの面が互いに同一の面23からなり、これらの面23にそれぞれ、排出口25に近づくに従って接近する互いに対称な傾斜部23aを設け、当該排出口25をその四隅Ｃが直角をなす正方形に形成している。
【００５０】
この場合も、排出口25の四隅が直角ではなくＲ又は多少の丸みを帯びていれば、図４(b)にて説明したのと同様、冷却剤ＣLは排出口25から捻れを伴い噴射されるのに対し、本形態に係るノズル22によれば、図４(a)にて説明したのと同様、冷却剤ＣLは排出口25から捩れることなく噴射される。
【００５１】
上述したところは、本発明の好適な形態を例示するものであるが、当業者によれば、特許請求の範囲内において、種々の変更を加えることができる。例えば、上述の各形態に採用されている各構成や技術的思想は、例えば、図１〜５にて説明の形態に係る２つの面14にそれぞれ、同形態又は図６にて説明の形態に係る傾斜部の構成を採用したり、図６のノズル22を、図５にて説明の如く、４つのプレートで構成して溶接等により組み付ける等、冷却剤供給装置の用途等に応じて、適宜、変更し、転用し、又は、組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、研削加工に限らず、切削加工や転造等の、冷却剤の供給を伴う機械加工全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】(a)〜(c)はそれぞれ、本発明の一形態である冷却剤供給装置を正投影図法で示したときの正面図、左側面図及び底面図である。
【図２】(a),(b)はそれぞれ、同形態に係るノズルを正投影図法で示したときの平面側から示す斜視図及び底面側から示す斜視図である。
【図３】(a),(b)はそれぞれ、ピニオンリダクションのシャフト端部にねじ研削するにあたり、同形態の冷却剤供給装置を用いたときの状態を砥石の回転軸線に対して直交する方向から示す模式図と、回転軸線に沿った方向から示す模式図である。
【図４】(a),(b)はそれぞれ、同形態に係るノズルによる冷却剤の供給状態を例示する模式図及び、従来の長穴ノズルによる冷却剤の供給状態を例示する模式図である。
【図５】(a)はそれぞれ、同形態のノズルを構成する正面プレート（背面プレート）を正投影図法で示したときの正面図及び右側面図であり、また、(b)はそれぞれ、同形態のノズルを構成する右側面プレート（左側面プレート）を正投影図法で示したときの正面図及び右側面図である。
【図６】(a),(b)はそれぞれ、本発明に係る他のノズルを正投影図法で示したときの底面側から模式的に示す斜視図及び底面図である。
【図７】工作物をねじ研削する装置及び、ねじ研削にあたって用いられる従来の冷却剤供給装置を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
10   冷却剤供給装置
11   導入管
11a  高圧エルボ
11b  配管パイプ
12   ノズル
13   長辺側面
13´ 正面プレート，背面プレート
13a  傾斜部
14   短辺側面
14´ 右側面プレート，左側面プレート
15   排出口
22   ノズル
23   面（プレート）
23a  傾斜部
Ｃ   排出口隅部
Ｒ   内部通路
【図１】
2008221388.tif 000003
【図２】
2008221388.tif 000004
【図３】
2008221388.tif 000005
【図４】
2008221388.tif 000006
【図５】
2008221388.tif 000007
【図６】
2008221388.tif 000008
【図７】
2008221388.tif 000009