(57)【要約】  工作機械のタレットに装着されコンピュータ制御システムの制御を受けてタレット対して回転可能な冷却液ノズルを有するコンピュータ数値制御工作機械がその実施形態で示される。ノズルは冷却液源に連結されている。工作機械はノズルを含むその種々の要素に連結されて動作するコンピュータ制御システムを含む。ある実施形態において、ノズルは工具及び工作物の一方に対して一定の接触角となるように移動する。他の実施形態において、ノズルは冷却液の界面への時間が一定になるように移動する。装置に関連した方法も示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のチャック、第２のチャック、スピンドルのうち少なくとも２つを含む複数のホルダーであって該ホルダーの１つが工作物を保持するとともに他のホルダーが前記工作物から材料を削り取るための工具を保持するようにた複数のホルダーと、
複数のファセットを有するタレットであって該ファセットの少なくとも１つがノズルを含み該ノズルが冷却液を該ノズルに圧力をかけて給送可能な冷却液源に連結されるようにしたタレットと、
前記複数のホルダー及び前記タレットに連結されて動作するコンピュータ制御システムであって実行時に前記第１のホルダーと第２のホルダーとを相対的に移動させ前記タレットを冷却液動作位置まで回転させられるようにするとともに前記ノズルを通じて冷却液を選択的に導くことができるようにする実行可能なコードが記録されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータ制御システムと、
からなり、前記冷却液ノズルが前記コンピュータ制御システムの制御を受けて前記タレットに対して回転可能であるようにしたことを特徴とする冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項２】
付加的な冷却液ノズルを含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項３】
前記コンピュータ制御システムに連結されて動作し前記冷却液ノズルを回転させるようにしたモータを含み、該モータが前記タレットの外部に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項４】
前記コンピュータ制御システムに連結されて動作し前記冷却液ノズルを回転させるようにしたモータを含み、該モータが前記タレットの内部に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項５】
前記ノズルがＡ軸中心に回転可能であることを特徴とする請求項２に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項６】
前記ノズルがＢ軸中心に回転可能であることを特徴とする請求項２に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項７】
前記ノズルがＣ軸中心に回転可能であることを特徴とする請求項２に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項８】
前記ノズルが前記タレットの回転軸に対して傾斜した角度をなして配設されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項９】
前記コードが前記工作物及び前記工具の一方に対して一定の接触角を保持するように前記第１のホルダー及び前記第２のホルダーの相対的位置を調整しまた前記冷却液ノズルの位置を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項１０】
前記コードが界面への冷却液の一定の時間を保持するように前記第１のホルダー及び前記第２のホルダーの相対的位置を調整しまた前記冷却液ノズルの位置を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項１１】
前記ホルダーの１つが研削砥石を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却ノズルを備えた工作機械。
【請求項１２】
第１のホルダー、第２のホルダー及びタレットを有し、該タレットが複数のファセットを含み、少なくとも１の該ファセットに冷却液ノズルが配設され、該冷却液ノズルが冷却液を該ノズルに圧力をかけて給送可能な冷却液源に連結され、前記第１及び第２のホルダーがそれぞれ第１のチャック、第２のチャック及びスピンドルの１つであり、コンピュータ制御システムが前記第１のホルダー、前記第２のホルダー及び前記タレットに連結されて動作するようにされ、前記第１のホルダーが工具を含みまた前記第２のホルダーが工作物を含み、前記冷却液ノズルが前記コンピュータ制御システムの制御を受けて前記タレットに対して回転可能であるようにした工作機械において、
前記工作物から材料が削り取られるように前記工具を前記工作物に対して移動させることと、
前記ノズルに冷却液を導くことと、
からなることを特徴とする冷却液を供給する方法。
【請求項１３】
前記冷却液ノズルを回転させることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記冷却液ノズルがＡ軸中心に回転可能であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記冷却液ノズルがＢ軸中心に回転可能であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記冷却液ノズルがＣ軸中心に回転可能であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記工具及び前記工作物の位置を調整することと、前記工具及び前記工作物の一方に対して一定の接触角とするように前記冷却液ノズルを回転させることとを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記工具及び前記工作物の位置を調整することと、界面への冷却液の一定の時間とするように前記冷却液ノズルを移動させることとを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記工具が研削砥石からなることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記冷却液ノズルが冷却液を層流となるように分配することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
第１のホルダー及び該第１のホルダーに配設された回転可能な検索砥石と、工作物を保持する第２のホルダーと、前記研削砥石の回転軸に対して停止した冷却液ノズルとを含み前記冷却液ノズルが前記ノズルに圧力をかけて冷却液を給送可能な冷却液源に連結されている工作機械において、
材料が前記工作物から削り取られるように前記研削砥石を前記工作物との接触時に回転させることと、
界面への一定の時間を保持するのに有効であるように前記工作物を前記冷却液ノズルに対して移動させることと、
からなることを特徴とする冷却液を供給する方法。
【請求項２２】
前記冷却液ノズルが前記研削砥石のガードに配設されていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記冷却液ノズルが冷却液を層流になるように分配することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
第１のホルダー及び該第１のホルダーに配設された回転可能な検索砥石と、工作物を保持する第２のホルダーと、前記研削砥石の回転軸に対して停止した冷却液ノズルとを含み前記冷却液ノズルが前記ノズルに圧力をかけて冷却液を給送可能な冷却液源に連結されている工作機械と、前記第１及び第２のホルダーに連結されて動作するコンピュータ制御システムとからなり、前記コンピュータ制御システムは実行時に界面への一定の時間を保持するのに有効であるように前記工作物を前記冷却液ノズルに対して移動させるようにする実行可能なコードが記録されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含むことを特徴とする工作機械装置。
【請求項２５】
前記冷却液ノズルが前記研削砥石のガードに配設されていることを特徴とする請求項２４に記載の工作機械装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ数値制御工作機械に関する。本発明の種々の実施形態はコンピュータ数値制御工作機械内での冷却液の給送の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ数値制御工作機械において、種々の目的で冷却液が供給される。典型的には油、水性エマルジョンまたは他の液体である冷却液はノズルを介し圧力をかけて導かれる。研削作業は一般的に工作物と研削砥石との接触箇所に十分な冷却液を必要とする。このような作業において、典型的には冷却液は圧力をかけて研削砥石、工作物または工作物と研削砥石との接触箇所に向けられる。工作物はそれ自体研削作業において再研削される切削工具ともなり、あるいは作用部分ともなる。フライス削りのような他の作業において、同様に冷却液が工作物または工具に向けて供給され、あるいは工具−工作物の界面（接触箇所）に向けて供給される。また、冷却液は加工作業時または加工作業後に切屑を洗浄除去するクリーニングスプレーとして供給してもよい。
【０００３】
従来技術は、多くの場合工作機械のチャックの近くに冷却液ノズルを含む装置を与えている。典型的な冷却液ノズルの配置では冷却液を制御し直接向けることが困難である。それによってまた困難が生じる。例えば研削作業においては、旋回していて遠心力により冷却液を放擲しようとする研削砥石に冷却液が供給されるのが典型的である。界面への時間、すなわち研削砥石に最初に当たった時と砥石上の冷却液が砥石と工作物との界面に達する時との間の時間を一定に保持するのが望ましいことがある。研削作業時に研削砥石が摩耗して研削された工作物の寸法が減少し得るので、界面への時間を一定にするのが望ましければ冷却液ノズルに対する調整が必要になる。他の場合において、冷却液が工作物または工具に当たる位置と工作物界面における接触位置との間の一定な接触角または回転角を保持するのが望ましいであろう。また、特に工具または工作物の寸法が変わり、あるいは工作物の位置が変動する時には、一定の接触角を保持するのが困難になり得る。
【０００４】
米国特許第６７７２０４２Ｂ１（ディメンショナル・コントロール・インコーポレーテッドに権利譲渡）及び米国特許第６６６６７４８Ｂ２（マキノフライス盤カンパニー・リミテッドに権利譲渡）は研削砥石に冷却液を向けるために用いられるプログラム可能なサーボ制御冷却液ノズルを提供するものとなっている。前述の従来技術によるサーボ制御冷却液ノズル及びプログラム可能な冷却液ノズルは特殊な機械の改造を必要とする。一般的にある実施形態においては冷却液ノズル装置を備えるのが望ましく、またある実施形態においては前述のものと異なる方法によるのが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は一実施形態においてタレットと、このタレットのファセットに回転可能に装着された冷却液ノズルを有し全体的にコンピュータ制御システムで制御される工作機械を提供する。典型的には異なるファセットを露呈させるためにタレットが回転し、１つのファセットに冷却液ノズルが取り付けられて非使用時に作用位置から外れるように回転する。冷却液ノズルはノズルとノズル回転装置を有するであろう。典型的にはタレットはＸ方向及びＺ方向に直線的に移動可能であり、またＹ方向にも移動可能であって、冷却液ノズルが種々の位置に並進移動及び回転移動できるようになっている。冷却液ノズルは冷却液源に連結されており、それによって冷却液が圧力を受けてノズルを通るように導かれよう。
【０００６】
工作物と工具とが相互に対して移動する時に冷却液ノズルは工作物または工具に対して移動するであろう。ある形態において、研削砥石及び工作物に対する接触角が保持されよう。他の形態において、冷却液に関し界面への一定の時間が保持されよう。界面への時間が一定の形態は特にいわゆるヴァイパー（ｖｉｐｅｒ：非常に優れた性能での卓越した研削の意の造語）の研削に好適であると考えられる。米国特許第６１２３６０６により詳細に論じられるように、ヴァイパ―研削は典型的には工作物材料を高速研削除去するように工作物に当接する多孔質研削砥石のような研削砥石を用いることを特徴としている。冷却液は、典型的には他の加工作業において用いられる冷却液圧力に対して高い圧力（通常１０００ｐｓｉ）をかけて研削砥石にスプレーされる。冷却液は典型的には多孔質の研削砥石に吸収され研削砥石及び工作物の冷却がなされるようになり、冷却液は一般的に研削砥石を洗浄する作用をなす。ヴァイパー研削はチタン系、ニッケル系の多くの材料のように加工が困難な材料に有用であるとみられる。研削作業を全体として開示するものとして米国特許第６１２３６０６を参照に付すものである。
【０００７】
他の実施形態において、研削砥石が研削盤の工具軸に装着されて、研削砥石ガードに冷却液ノズルが装着されている。工具軸は工具軸及び研削砥石の回転軸に垂直な軸を中心として回転しまた並進移動する。
【０００８】
本発明はまた工作物と工具とが相互に対して移動する時に冷却液ノズルが工作物または工具に対して移動するようにした方法を提供する。ある実施形態において、ノズルが研削砥石の回転軸に対して移動する。他の実施形態において、研削砥石の回転軸に対して停止している。例えばノズルは研削砥石ガードに装着されよう。
【０００９】
種々の実施形態において、本発明は前述した構造と、実行時にノズルを移動させるようにするコンピュータ読み取り可能なコードが記録されたコンピュータ読み取り可能な媒体を有するコンピュータ制御システムとを含む装置にも同様に及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の一実施形態によるコンピュータ数値制御工作機械を安全ドアが閉じた状態で示した正面図である。
【図２】図２は図１に示されたコンピュータ数値制御工作機械を安全ドアが開いた状態で示した正面図である。
【図３】図３は及び図２に示されたコンピュータ数値制御高速機械の内部部分として加工軸、第１のチャック、第２のチャック及びタレットを示す斜視図である。
【図４】図４は加工軸と加工軸が移動するための水平方向及び垂直方向に配設されたレールとを示す図３に対して拡大した斜視図である。
【図５】図５は図１に示されたマシニングセンターの第１のチャック、加工軸及びタレットの側面図である。
【図６】図６は加工軸がＹ軸方向に移動している図５と同様の図である。
【図７】図７は加工軸の許容される回転移動経路を示す線を含む、図１に示されたコンピュータ数値制御工作機械の加工軸、第１のチャック及び第２のチャックの正面図である。
【図８】図８は図３に対して拡大して示した第２のチャックの斜視図である。
【図９】図９は図２におけるタレットの位置に対するタレット及びタレット台のＺ軸方向の移動を示す図２に示された第１のチャック及びタレットの斜視図である。
【図１０】図１０は本発明の実施形態によるタレットに装着された冷却液ノズルを示すコンピュータ数値制御工作機械の正面図である。
【図１１】図１１は図１０に示されたコンピュータ数値制御工作機械の側面図である。
【図１２】図１２は冷却液ノズルの他の実施形態を示すコンピュータ数値制御工作機械の側面図である。
【図１３】図１３は他の冷却液ノズルを有するコンピュータ数値制御工作機械の正面図である。
【図１４】図１４は図１３に示される工作機械の側面図である。
【図１５】図１５は研削砥石が研削作業時に径を減少させる時に界面への一定の時間を保持しようとする研削砥石と冷却液ノズルとの動作を示す工作機械の側面図である。
【図１６】図１６は研削のためタレットに装着された、回転工具ホルダーのない曲線状冷却液ノズルを示す図である。
【図１７】図１７は回転軸が工作物の制御軸に垂直である研削のタレットに回転工具ホルダーによらずに装着された冷却液ノズルの正面図であり、
【図１８】図１８は回転軸が工作物の制御軸に垂直である研削のタレットに回転工具ホルダーによらずに装着された冷却液ノズルの側面図である。
【図１９】図１９はノズルがＡ軸中心に回転可能である回転工具ホルダーにおける冷却液ノズルを示す冷却液ノズルの一実施形態の斜視図である。
【図２０】図２０はノズルがＣ軸中心に回転可能である回転工具ホルダーにおける冷却液ノズルを示す冷却液ノズルの一実施形態の斜視図である。
【図２１】図２１はノズルがＢ軸中心に回転可能である回転工具ホルダーにおける冷却液ノズルを示す冷却液ノズルの一実施形態の斜視図である
【図２２】図２２はスロット研削作業における図１９に示された冷却液ノズルを用いたコンピュータ数値制御工作機械の斜視図である。
【図２３】図２３は外径荒研削作業における図２０に示された冷却液ノズルを示すコンピュータ数値制御工作機械の斜視図である。
【図２４】図２４は本発明の一実施形態によるノズルの端部の斜視図である。
【図２５】図２５はノズルが研削砥石ガードに装着されて研削砥石の回転軸に対して停止しているがノズルと工作物とを相互に対して移動させることにより界面への時間が一定にされる加工作業を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の方法に関していずれの好適な装置を用いてもよい。ある実施形態において、この方法は図１〜９に概略的に示されるコンピュータ数値制御工作機械を用いて行われる。コンピュータ数値制御工作機械それ自体は本発明の他の実施形態となるものである。図１〜９に示されるコンピュータ数値制御工作機械１００は本出願人であるモリ・セイキ・ユーエスエー・インコーポレーテッドから市販されている型式のＮＴシリーズの工作機械である。他の好適なコンピュータ数値制御工作機械はやはりモリ・セイキ・ユーエスエー・インコーポレーテッドから市販されているタレット（図示せず）を有するＮＬシリーズの工作機械を含む。モリ・セイキ・ユーエスエー・インコーポレーテッドから市販されている工作機械ＮＺ、ＮＨ、ＮＶ及びＮＭＶを含む他のコンピュータ数値制御工作機械が本発明に関して用いられよう。
【００１２】
概略的には、図１〜３に示されるＮＴシリーズの工作機械を参照すると、１つの好適なコンピュータ数値制御工作機械１００は少なくとも第１のリテーナ及び第２のリテーナを有するが、その各々はスピンドル１４４を取り付けるスピンドルリテーナ、タレット１０８を取り付けるタレットリテーナあるいはチッャク１１０，１１２のいずれかとしてもよい。図示の実施形態において、コンピュータ数値制御工作機械１００にはスピンドル１４４、タレット１０８、第１のチャック１１０及び第２のチャックが設けられている。コンピュータ数値制御工作機械１００はまた以下により詳細に説明するように第１のリテーナ及び第２のリテーナに連結されてこれらのリテーナを制御するように動作するコンピュータ制御システムを有している。ある実施形態において、コンピュータ数値制御工作機械１００は前述の部分の全てを含まなくてもよく、また他の実施形態において、コンピュータ数値制御工作機械１００はここで指定するもの以外の付加的部分を含むようにしてもよいことがわかる。
【００１３】
図１及び図２に示すように、コンピュータ数値制御工作機械１００は一般的に工作物（図示せず）に種々の作業が行われる工作機械チャンバ１１６を有する。スピンドル１４４、タレット１０８、第１のチャック１１０及び第２のチャック１１２の各々は全体的にあるいは部分的に工作機械チャンバ１１６内に配置されよう。図示の実施形態においては、ユーザーに損傷を与えあるいはコンピュータ数値制御工作機械１００の動作に支障を及ぼすのを防ぐために２つの可動な安全ドア１１８がユーザーとチャンバ１１６とを分離している。図２に示されるように、チャンバ１１６にアクセス可能になるように安全ドア１１８は開くことができる。コンピュータ数値制御工作機械１００は図４に示され、以下により詳細に説明するように、直交３軸系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に関して説明する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を中心とする回転軸はそれぞれ「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」として示される。
【００１４】
コンピュータ数値制御工作機械１００にはそれに備えられる種々の機器類を制御するためのコンピュータ制御システムが設けられる。図示の実施形態において、工作機械にはユーザーインタフェースシステム（図１において全体的に１１４で示される）を含む第１のコンピュータシステム（図１において全体的に１１４で示される）と第１のコンピュータシステムに接続されて動作する第２のコンピュータシステム（図示せず）との２つの相互に接続されたコンピュータシステムが備えられている。第２のコンピュータシステムはスピンドル、タレット及び工作機械の他の機器類を直接制御し、ユーザーインタフェースシステム１１４によりオペレータは第２のコンピュータシステムを制御できる。工作機械制御システムとユーザーインタフェースとは工作機械の動作制御のための種々の機構とともに総合的に単一のコンピュータ制御システムと考えられよう。ある実施形態において、ユーザーは工作機械にプログラミングを行うようにユーザーインタフェースシステムを操作する。また、他の実施形態において、外部のソースを介してプログラムが工作機械にローディングされ、あるいは移行するようにできる。例えば、ＰＣＭＣＩＡインタフェース、ＲＳ−２３２インタフェース、ユニバーサルシリーズ・バスインタフェース（ＵＳＢ）あるいは特にＴＣＰ／ＩＰネットワーク・インタフェースのようなネットワーク・インタフェースを介してプログラムがローディングされることが考えられる。他の実施形態において、従来のＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）の機構（図示せず）を介して工作機械が制御されよう。
【００１５】
図１及び図２にさらに示されるように、コンピュータ数値制御工作機械１００は工具マガジン１４２及び工具交換装置１４３を有する（図１、図２）。これらはスピンドル１４４が多様な切削工具（図１において工具１０２′で示される）を動作させられるようにスピンドル１４４と協動する。概略的には多様な切削工具が用いられ、ある実施形態においては同じ型の複数の工具が用いられよう。
【００１６】
スピンドル１４４はＸ軸方向及びＺ軸方向に移動できるようにするキャリッジ組立体１２０とスピンドル１４４がＹ軸方向に移動できるようにするラム１３２とに装着されている。ラム１３２は以下により詳細に説明するようにスピンドルをＢ軸中心に回転させるモータが備えられている。図示のように、キャリッジ組立体は２本のねじ状の垂直レール（一方のレールが１２６で示されている）に載架された第１のキャリッジ１２４を有していて第１のキャリッジ１２４及びスピンドル１４４がＸ軸方向に移動できるようにする。キャリッジ組立体はまた２本の水平方向に配設されたねじ状のレール（図３において一方が１３０で示されている）に載架された第２のキャリッジ１２８を有していて第２のキャリッジ１２８及びスピンドル１４４がＺ軸方向に移動できるようにする。各々のキャリッジ１２４，１２８は複数のボールねじ装置を介してレールに係合し、それによってレール１２６，１３０が回転するとキャリッジがそれぞれＸ軸方向またはＺ軸方向に移動する。水平方向に配設されたレール及び垂直方向に配設されたレールに対しそれぞれモータ１７０及び１７２が備えられている。
【００１７】
スピンドル１４４はスピンドル連結部及び工具ホルダー１０６により切削工具１０２を保持している。スピンドル連結部１４５（図２に示される）はスピンドル１４４に連結されてスピンドル１４４内に収容されている。工具ホルダー１０６はスピンドル連結部１４５に連結されていて切削工具１０２を保持する。種々の型のスピンドルが従来知られており、コンピュータ数値制御工作機械１００に用いられる。典型的には、スピンドル連結部１４５はスピンドルの寿命のためスピンドル１４４内に収容される。図５及び図６にスピンドル１４４のアクセスプレート１２２が示されている。
【００１８】
第１のチャック１１０には爪１３６が設けられコンピュータ数値制御工作機械１１０の基台１１１に対して固定された台１５０に配置されている。第２のチャック１１２にも爪１３７が設けられているが、第２のチャック１１２はコンピュータ数値制御工作機械１００の基台１１１に対して可動である。より詳細には、工作機械１００には前述したようなボールねじ機構を介して第２の台１５２をＺ軸方向に移動させるようにねじ状のレール１３８及びモータ１３９が設けられている。切屑の除去を補助するために、台１５２には傾斜端面１７４とＺ方向斜面１７７，１７８を有する側部フレーム１７６とが設けられている。チャック１１０，１１２のための油圧制御部とそれに付随する指示器が図１及び図２に示されるように圧力ゲージ１８２、制御ノブ１８４のように設けられている。各台にはチャックを回転させるためのモータ（１６１，１６２）が設けられている。
【００１９】
タレット１０８は図５、６及び９に最もよく示されるようにレール１３８に載架されボールねじ装置を介してＺ軸方向に移動するタレット台１４６（図５）に装着されている。タレット１０８には図９に示される種々のタレットコネクタないしファセット１３４が設けられている。各々のタレットコネクタ１３４は切削工具への連結を行うための工具ホルダー１３５または他の連結部に連結されている。タレット１０８は種々のタレットコネクタ１３４及びタレットホルダー１３５を有することが可能であるので、タレット１０８により多種の切削工具１０２を保持し動作させることができる。タレット１０８は工具ホルダーのうちの異なるもの（多くの実施形態において異種の工具）を工作物に適用するためにＣ軸中心に回転するであろう。
【００２０】
このように広範囲の多様な動作がなされることがわかる。工具ホルダー１０６に保持された工具１０２を参照すると、この工具１０２はチャック１１０，１１２の一方または両方に保持された工作物（図示せず）に当接させられることになろう。工具１０２を交換することが必要であるかあるいは望ましい時に、工具交換装置１４３により工具マガジン１４２から交換用工具１０２が取り出されよう。図４及び図５を参照すると、スピンドル１４４はＸ軸方向及びＺ軸方向（図４に示される）に移動しまたＹ軸方向（図５及び図６に示される）に移動するであろう。図７にＢ軸中心の回転が示されており、図示の例では垂線のいずれかの側に１２０°の範囲内で回転が可能である。Ｙ軸方向の移動とＢ軸中心の回転はキャリッジ１２４の背後に配置されたモータ（図示せず）での駆動によりなされる。一般的に図２及び図７に示されるように、工作機械には複数の垂直に配置された隔板１８０及び水平方向に配置された隔板１８１が設けられてチャンバ１１６の壁部をなし切屑がチャンバから出ないようにする。
【００２１】
工作機械１００の構成部分は前述のものに限られない。例えばある実施形態において、付加的なタレットが設けられよう。他の実施形態においては、付加的なチャック及び／またはスピンドルが設けられよう。一般的に工作機械にはチャンバ１１６内に冷却液を導くための１つまたはそれより多くの機構が設けられる。
【００２２】
図示の実施形態において、コンピュータ数値制御工作機械１００には多くのリテーナが設けられる。爪１３６を備えたチャック１１０は爪１３７を備えたチャック１１２と同様にリテーナを形成する。多くの場合、これらのリテーナはまた工作物を保持するために用いられよう。例えばチャックと付随する台は旋盤状に回転する工作物の主軸台及び任意的な心押台として作用する。スピンドル１４４及びスピンドル連結部１４５は他のリテーナを形成する。同様に、タレット１０８は複数のタレット連結部１３４が設けられると複数のリテーナとなる（図９に示される）。
【００２３】
コンピュータ数値制御工作機械１００は従来知られている、あるいは好適であると考えられる切削工具について異なる型のものを何個用いてもよい。例えば、切削工具１０２はフライス工具、ドリル工具、研削工具、ブレード工具、ブローチ工具、旋削工具あるいはコンピュータ数値制御工作機械１００に用いるのに好適と考えられるいずれの種類のものとしてもよい。前述したように、コンピュータ数値制御工作機械１００には１種類またはそれより多くの切削工具が設けられ、工具交換装置１４３の機構及びマガジン１４２を介してスピンドル１４４は１つの工具が他の工具に交換されよう。同様に、タレット１０８には１つまたはそれより多くの切削工具１０２が設けられ、オペレータは新たなタレット連結部１３４が適切な位置にくるようにタレット１０８を回転させて切削工具を切り換えるであろう。
【００２４】
コンピュータ数値制御工作機械の他の特徴は例えば切屑の除去、清掃のためのブロワー、種々のカメラ、工具較正装置、プローブ、プローブレシーバ及び照明具等を含む。図１〜９に示されるコンピュータ数値制御工作機械は本発明による唯一のものではなく、他の形態のものが考えられる。
【００２５】
図１０を参照すると、タレット１０８はプログラム可能な冷却液ノズル２００を含み、これは図１１により明確に示されている。スピンドル１４４は図示された実施形態において側方のチャック１１０に装着された工作物２０４に研削作業を行う研削砥石２０２のような工具を含む。スピンドル１４４はタレット１０８が工作機械の基台に対して停止した位置にある時に研削砥石２０２の回転軸Ｒ２に垂直な軸Ｒ１を中心として回転するであろう。図示された実施形態における冷却液ノズル２００は、モータに連結されて動作し工具ホルダー１３５と同様なロータリーホルダー２０６に装着されている。ロータリーホルダー２０６は、図１０〜１１の実施形態においてそれぞれスピンドル１４４、研削砥石２０２、工作物２０４の回転軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に垂直な回転軸Ｒ４を中心としてノズル２００を回転させることができる。モータは工作機械のコンピュータ制御システムに連結されている。モータはタレット１０８内にあっても、タレット１０８外にあってもよい。ノズル２００は冷却液源２０８に連結され、それによりコンピュータ制御システムに制御されて液体が圧力をかけてノズル２００に給送される。冷却液源２０８はポンプ装置、濾過装置や他の公知の装置を含むであろう。ロータリーホルダー２０６はタレット１０８内の対応する構造（図示せず）に係合するキー付きアーバーを含む従来の回転駆動されるヘルダーとしてもよい。
【００２６】
図１２〜１４に示されるように、冷却液ノズルは異なる形状としてもよい。例えば図１２に示されるように、冷却液ノズルは折り曲げた形状のノズル工具２００Ａとしてもよい。この実施形態において、ノズル２００Ａはタレット１０８の回転軸Ｒ３に対して傾斜した角度をなして配置されている。図１３〜１４に示されるように、直角ノズル工具２００Ｂとしてタレット１０８の側方に装着してもよい。これらの実施形態の各々において、ノズルはロータリー工具ホルダー２０６に装着され、それによってタレット１０８の回転とは独立して回転可能になっている。図１３〜１４の実施形態において、ロータリーホルダー２０６はそれぞれ研削砥石２０２及び工作物２０４の回転軸Ｒ２、Ｒ３に平行な回転軸Ｒ４を中心にノズル２００Ｂ、２００Ｃを回転させる形状になっている。他の実施形態において、図１６に示されるように、ノズル２００Ｅは曲線状にしてもよい。
【００２７】
工作機械１００は従来のプログラミング手法を用いてタレット１０８がＸ方向及びＺ方向に移動する数値制御工作機械であるのが好ましい。チャック１１０は同様に工作物２０４の回転軸Ｒ４に垂直な軸方向に移動するようにしてもよい。このように研削砥石２０２と工作物２０４とに対するノズルの位置設定に多大の柔軟性が得られることがわかる。ある実施形態において、タレット１０８はＹ方向にも移動可能である。
【００２８】
図１５に示されるように、研削作業時に研削砥石２０２は典型的には直径が減少する（研削砥石２０２′は直径減少後の研削砥石２０２を表す）研削砥石２０２の旋回速度は研削砥石の面速度を維持するように１００％増大している。研削砥石２０２を経路Ｐで示すように工作物に対して移動させ、冷却液ノズル２００ＤをＰ１の位置からＰ２の位置（２００Ｄ′で示される）まで移動させることにより、研削砥石２０２に対する界面への一定の冷却液の時間が保持されよう。界面への一定の時間は工作機械の限度内で保持されよう。冷却液の角度は９０°（Ｐ１の位置のノズルで示される）から１８０°（Ｐ２の位置のノズルど示される）まで変化するが、研削砥石の直径が５０％減少して界面への時間は同じになっている。
【００２９】
前述のことは種々の変更がなされよう。例えば、研削砥石２０２及び工作物２０４は円筒形状を有するものとして示しているが、他の形状のものでもよい。
【００３０】
冷却液ノズルの位置はタレット１０８のＸ方向及びＺ方向の移動によって制御され、その際ノズルはその回転位置を制御するように回転可能である。ノズルは図９に示されるタレット１０８の工具ホルダー１３５のような３６０°の回転を許容する従来型の工具ホルダーに装着されよう。冷却液ノズルは連続的なヴァイパー研削を行うように工作物２０４と研削砥石２０２との接触点かまたは直接研削砥石２０２に冷却液を向けることができる。
【００３１】
図１７及び図１８は連続的なヴァイパー研削を行うように冷却液ノズル２００Ｆ、２００Ｇがタレット１０８に装着されている他の考えられる方向性を示している。
【００３２】
冷却液ノズルは図４に示されるＡ軸、Ｂ軸及びＣ軸のようないずれかの適当な軸を中心として回転可能としてもよい。例えば図１９〜２１に示されるように、冷却液ノズル２００Ｈ、２００Ｉ、２００ＪはそれぞれＡ軸、Ｃ軸またはＢ軸を中心に回転可能とされよう。冷却液ノズル２００Ｈ、２００Ｉ、２００Ｊが図示された実施形態においてタレット１０８の「上部」にあるタレット１０８の動作位置にある時に、回転が可能である。一般的にこの動作位置は冷却液がタレット１０８に配置された工具ホルダー２０６を通って流れタレットのモータが冷却剤ノズルを回転させる位置になる唯一の位置である。しかしながら、タレット上での他の動作位置が可能であり他の冷却液ノズルの回転軸を用いてもよいと考えられる。同様に、冷却液ノズルはそれぞれスピンドル１４４、研削砥石２０２、タレット１０８の回転軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に対して９０°の角度をなして延びるように示してあるが、他の実施形態において冷却液ノズルはこれらの回転軸に対して傾斜した角度で延びるようにしてもよい。
【００３３】
このように種々の形態が可能であることがわかる。例えば図２２のように、図示のように冷却液を研削砥石２０２に当てるように移送する図１９に示される冷却液ノズル２００Ｈを用いてスロット研削作業を行うようにしてもよい。あるいは、外径荒研削作業に関して図２３に示されるように、図２０に示される冷却液ノズル２００Ｉを用いてもよい。より一般的には、研削砥石２０２及び工作物２０４に対する他の冷却液ノズルの形態が可能である。
【００３４】
ノズルはロータリーホルダー２０６の形状に応じて変化する回転軸Ｒ４を中心として回転可能である。例えば、図１０〜１２に示される実施形態において、ノズル２００、２００Ａは工作機械のＡ軸上にある回転軸Ｒ４を有する。図１３〜１４に示される実施形態において、ノズル２００Ｂ、２００Ｃはそれぞれ工作機械のＣ軸上にある回転軸を有する。他の実施形態において、ノズルは図２１に示されるノズル２００Ｊのような工作機械のＢ軸を中心として、あるいはＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸に対して傾斜した軸を中心として回転可能とされよう。
【００３５】
冷却液は圧力をかけてノズルに供給されるが、ヴァイパー研削に関しては冷却液が典型的には５００〜１５００ｐｓｉで供給される。図２４に示されるように、ノズル２００Ｋの先端部２１０は細いスリット形状とされよう。ある実施形態において、スリットの形状によりある場合に望ましいような層流状の冷却液の流れが可能になる。このような層流により冷却液がより離れた位置からスプレーされ、ノズルを研削砥石２０２及び／または工作物２０４にごく近接した位置にする必要性が避けられる。他のノズルの形態も可能である。例えば、先端部は複数の小孔（図示せず）を有する面の形状としてもよい。他のノズルの形状においても層流が可能となろう。
【００３６】
図２５に示されるように、ノズル２００Ｌは研削砥石２０２のガード２１２に装着してもよい。この実施形態において、研削砥石２０２は工作機械のスピンドル１４４に配設されよう。ガード２１２と、またノズル２００Ｌとはノズルの回転軸に対して停止している。すなわち、ノズル、ガード及び研削砥石は工作機械において一体的に移動する（研削砥石は回転しそのためノズル及びガードに対して移動する）。冷却液の一定の接触角を維持するために、工作物２０４及び研削砥石２０２は相互に対して移動するが、ガード２１２とノズル２００Ｌとは研削砥石２０２の回転軸Ｒ２に対して停止している。
【００３７】
工作機械は冷却液を分配するための他のノズルを含むようにしてもよく、典型的にはそのようにされよう。あるノズルはヴァイパー研削に望ましい圧力より低い圧力（約１００ｐｓｉ）で動作するようにしてもよい。このような場合、工作機械は低圧動作と高圧動作用との複数ポンプが備えられよう。好適な高圧高容量のポンプはミードヴィル・ピーエーのチップブラスターによりチップブラスター（ＣＨＩＰＢＬＡＳＴＥＲ）の商標で販売されているものである。ある場合には、接触点の前に研削砥石（または工作物）に冷却液をスプレーするためのものと、接触点の後に洗浄作用を与えるためのものとの複数のノズルが設けられる。ヴァイパー研削のために、第２の洗浄冷却液ノズルを用いてもよいが、
典型的には必要ではない。
【００３８】
本発明を研削砥石に関して例示したが、他の工具を用いてもよい。円板形状の研削砥石以外の研削砥石を用いることも考慮される。同様に、本発明を図面に示された工作機械に関して例示したが、他の工作機械の形態も可能である。ある実施形態において、工作機械は複数のタレットを備えていてもよく、またある実施形態において１つまたは複数のタレットがＹ方向運動成分を有するようにしてもよい。
【００３９】
一定の冷却液の接触角あるいは一定の界面への時間を保持するのは工作機械の性能限度内で一定にするものとされる。ある実施形態において、一定の界面への時間の維持は、ノズルが研削砥石または工作物に対して間欠的に移動するようにして所定の許容範囲内で一定の時間を保持することによってなされる。同様に、一定の冷却液の接触角の維持は、やはりノズルが研削砥石または工作物に対して間欠的に移動するようにして所定の許容範囲内で一定の角度を保持することによってなされる。
【００４０】
ここに参照した公開公報、特許出願、特許を含む全ての参照文献を参照に付すものである。「好ましい」実施形態としての実施形態についての記載や実施形態、特徴、好ましい範囲についての他の記載は限定的なものではなく、本発明は現状ではそれほど好ましくはないとみられる実施形態にも及ぶと言える。ここに記載した方法は全て、ここに別な形で示されあるいは別途明確に否定される状況にあるのでなければ、何らかの程度で実施され得るものである。ここに記載されたいずれかの例、あるいは例示用語（例えば「のような」等）は発明を明らかにするためのものであり、発明の範囲に限定を加えるものではない。発明またはその実施形態の特徴や利点に関してのいずれの記述も限定的なものではない。本発明は、適用される法で認められるように、ここに示した主題事項の全ての変形物及び均等物を含む。さらに、ここに別な形で示されあるいは別途明確に否定される状況にあるのでなければ、全ての可能な変形における前述の要素の組み合わせも本発明の範囲内にある。ここに示した参照文献ないし特許についの記載は、「従来の」と示してあっても、これらの参照文献ないし特許が本発明に対する先行技術に値するということにはならない。
【図１】
2010520071.tif 000002
【図２】
2010520071.tif 000003
【図３】
2010520071.tif 000004
【図４】
2010520071.tif 000005
【図５】
2010520071.tif 000006
【図６】
2010520071.tif 000007
【図７】
2010520071.tif 000008
【図８】
2010520071.tif 000009
【図９】
2010520071.tif 000010
【図１０】
2010520071.tif 000011
【図１１】
2010520071.tif 000012
【図１２】
2010520071.tif 000013
【図１３】
2010520071.tif 000014
【図１４】
2010520071.tif 000015
【図１５】
2010520071.tif 000016
【図１６】
2010520071.tif 000017
【図１７】
2010520071.tif 000018
【図１８】
2010520071.tif 000019
【図１９】
2010520071.tif 000020
【図２０】
2010520071.tif 000021
【図２１】
2010520071.tif 000022
【図２２】
2010520071.tif 000023
【図２３】
2010520071.tif 000024
【図２４】
2010520071.tif 000025
【図２５】
2010520071.tif 000026
【国際調査報告】
2010520071.tif 000027
2010520071.tif 000028
2010520071.tif 000029