(57)【要約】【課題】  工作機械の回転ビット（２２）に充分な冷却剤を提供する。【解決手段】  冷却剤ノズル（２０）は、回転ビット（２２）を有する工作機械で使用される。ノズル（２０）は、ビット（２２）を収容する貫通開口部を含む。また、ノズル（２０）は、冷却剤入口と、貫通開口部の周囲に１つ以上の角度位置で設けられた冷却剤出口と、を有する。内部面部分によって、入口と出口との間で１つまたは複数の通路が定められる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ビットを有する工作機械で使用される冷却剤ノズルであって、このノズルは、
少なくとも１つの冷却剤入口と、
少なくとも１つの冷却剤出口と、
前記少なくとも１つの冷却剤入口と前記少なくとも１つの冷却剤出口との間で１つまたは複数の通路を定める内部面部分と、
前記ビットを収容する開口部と、を含むことを特徴とする冷却剤ノズル。
【請求項２】
前記内部面部分は、レーザ焼結されたセラミック本体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却剤ノズル。
【請求項３】
前記１つまたは複数の通路は、前記開口部を囲むプレナムを含むことを特徴とする請求項１記載の冷却剤ノズル。
【請求項４】
前記少なくとも１つの冷却剤出口は、軸を中心に対称に設けられた複数の冷却剤出口を含むことを特徴とする請求項１記載の冷却剤ノズル。
【請求項５】
前記少なくとも１つの冷却剤出口は、複数の冷却剤出口を含むことを特徴とする請求項１記載の冷却剤ノズル。
【請求項６】
前記複数の冷却剤出口は、前記ビットが設置位置にあるときに、関連する冷却剤出口流れを該ビットの軸に向けるように配置されていることを特徴とする請求項５記載の冷却剤ノズル。
【請求項７】
前記複数の冷却剤出口は、細長いことを特徴とする請求項５記載の冷却剤ノズル。
【請求項８】
前記複数の冷却剤出口は、少なくとも５つの出口を含み、前記少なくとも１つの冷却剤入口は、単一の冷却剤入口であることを特徴とする請求項５記載の冷却剤ノズル。
【請求項９】
前記複数の冷却剤出口は、軸に対して同じ半径位置で、かつ該軸を中心として固有の角度位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項５記載の冷却剤ノズル。
【請求項１０】
前記複数の冷却剤出口に加えて、他の冷却剤出口が設けられていないことを特徴とする請求項９記載の冷却剤ノズル。
【請求項１１】
前記開口部は、貫通開口部であり、前記ノズルは、前記貫通開口部の周囲３６０°を完全に囲んでいることを特徴とする請求項１記載の冷却剤ノズル。
【請求項１２】
前記開口部は、３ｃｍよりも小さい直径を有することを特徴とする請求項１記載の冷却剤ノズル。
【請求項１３】
工作機械およびビットと組み合わせて設けられ、前記少なくとも１つの出口から複数の冷却剤出口流れが流出して前記ビットの側面に斜めに衝突することを特徴とする請求項１記載の冷却剤ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工に関し、特に、金属合金物品の超砥粒加工に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械部品の点接触式および側面接触式の超砥粒加工（ＳＡＭ）は、特許文献１，２にそれぞれ開示されている。機械加工の効果を維持するためには、（油性または水性材料などの）流体冷却剤／潤滑剤を供給することが重要である。
【特許文献１】米国特許出願第１０／２８９４９３号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１０／４００９３７号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の１つの形態は、回転ビットを有する工作機械で使用される冷却剤ノズルに関する。このノズルは、少なくとも１つの冷却剤入口と、少なくとも１つの冷却剤出口と、を含む。内部面部分が、入口と出口との間で１つまたは複数の通路を定める。開口部によって、ビットが収容される。
【０００４】
種々の実施例では、内部面部分は、レーザ焼結されたセラミック本体に形成可能である。上記の通路は、開口部を囲むプレナムを含みうる。軸を中心に複数の出口を対称に設けることができる。ビットが設置位置にあるときに、関連する冷却剤出口流れをビットの軸に向けるように配置された複数の出口を設けることができる。出口は細長くてもよい。少なくとも５個の出口と１つの入口を設けることができる。開口部は、３センチよりも小さい直径を有してもよい。ノズルは、工作機械およびビットと組み合わせて設けることができ、出口から複数の冷却剤出口流れを流出させてビットの側面に斜めに衝突させることができる。
【０００５】
本発明の他の形態は、回転ビットを有する工作機械で使用される冷却剤ノズルを含みうる。このノズルは、ビットを収容する貫通開口部を含む。ノズルは、さらに、冷却剤入口と、貫通開口部の周囲に２つ以上の角度位置で設けられた複数の冷却剤出口と、を有する。内部面部分が、冷却剤入口と冷却剤出口との間で１つまたは複数の通路を定める。
【０００６】
種々の実施例では、冷却剤出口は、軸に対してそれぞれ同じ半径位置で、かつ軸を中心として固有の角度位置にそれぞれ設けることができる。上記の冷却剤出口に加えて、他の冷却剤出口を含まなくてもよい。
【０００７】
本発明の１つまたは複数の実施例の詳細は、以下の詳細な説明および添付図面に記載されている。本発明の他の特徴、目的、および利点は、詳細な説明、図面および請求項から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には、工作機械の主軸２４によって保持されたビット（ｂｉｔ）２２を潤滑／冷却するノズル２０が示されている。例示的なビット２２は、超砥粒クイル（ｑｕｉｌｌ）である。ビット２２は、両側が凸状の（例えば半球状の）遠位のヘッド部２６と遠位のシャフト部２８とを含むシャフトを有し、これらの部分は、（例えば、立方晶窒化ホウ素またはダイアモンドグリットのメッキなどの）被覆または埋め込まれた砥粒を含む。ビット２２は、工具によって把持される平らな部分（図示省略）を備える中間拡大部３０と、ビット２２を主軸２４に取り付けるための近位の部分（図示省略）と、を有する。ノズルは、前面４０（図２参照）と背面４２とを有する。背面４２は、工作機械と正確に配列された動作位置にノズル２０を位置合わせするために、工作機械の前面の相補的な特徴部と接合する（チャネル４４などの）特徴部を含みうる。動作位置に位置合わせしたノズルを取り外し可能に固定するために、工作機械から突出するスタッドまたは工作機械内に延在する締結具を受け入れる取付開口部４６（図１参照）などの固定手段を設けることができる。また、自動工具交換装置とともに締付機構を使用することもできる。ノズル２０は、動作位置において主軸２４およびビット２２の長手方向中心軸５００を囲む開口部５０を有する。この開口部５０は、主に、ビット２２の中間部分３０に近接して（例えば、約１ｃｍ、より厳密には５ｍｍの径方向間隙によって）離間された内側面５２によって定められる。例示的な実施例では、主軸２４の前方部分５６がノズル２０の背面４２のリセス５８に受け入れられている。例示的な実施例では、リセス５８は、適切な径方向間隙を間に有するように主軸２４の前方部分５６を囲んでおり、通路６０（図１参照）を介してノズル２０の側方周辺部に連通している。通路６０は、冷却空気の流れが主軸２４に達することを可能にしている。
【０００９】
ノズル２０の主な機能は、ビット２２に冷却および／または潤滑流体を導くことである。ノズルは、下端部に流体入口６２を有し、この流体入口６２は、ノズル２０の関連する内部面部分によって定められる流体通路網の幹部６４に流体を供給する。幹部６４は、例示的には３つの枝部６６，６８，７０（図３参照）に供給を与える。これらの枝部は、軸５００を囲むプレナム７２に供給を与える。プレナム７２に通じる枝部６６，６８，７０の出口は、プレナム７２に流体を等しく導くように、ほぼ等しい１２０°の間隔で離間されている。出口通路７４の円状の列（図２参照）が、プレナム７２から開口部５０（図４参照）を囲むように前方面４０に設けられたノズルボス７６まで延びている。図示の実施例では、各々の出口通路７４は、ノズルボス７６の僅かに内側に面した円錐台状のリム面８４から延在する出口ボス８２の出口８０まで延びている。出口８０と周囲のリム８６とは、前方でかつ軸５００に向かって内向きに面するように方向づけられている。各々の出口通路７４の終端部９０は、下流方向に末広となっているとともに軸５００に沿った面に沿って細長く設けられており、この面における長さＬとこれに直交する幅Ｗとを有する。このような構造は、上記の面において約θ1の角度で扇形に広がって中間部分３０に沿ってビットに衝突する噴霧１００を形成し、噴霧１００の中心線１０１は、軸５００に対して鋭角θ2となる。角度θ1，θ2は、クイルの砥粒部の全長が実質的に噴霧範囲に含まれるように選択される。多数の出口は、クイルの周囲にわたってかなり重複する噴霧範囲を提供し、機械加工時に加工物によって１つまたはそれ以上の噴霧がさえぎられることによる影響を最小化する。
【００１０】
図６は、例示的なノズルの詳細をさらに示している。開口部５０の底部に沿って、ドレンとして機能するくぼみ１０２が面５２に形成されている。このくぼみ１０２は、リセス５８の段付きの前方面部分１０４，１０６に沿って下向きに延びており、主軸２４の周囲からの排液を可能としている。同様に、面１０６には、冷却通路６０の延長部として形成された開チャネルリセス１０８が設けられている。これらのリセス１０８は、冷却剤噴霧の外向きの通気を助ける。
【００１１】
例示的な製造方法では、ノズルは、セラミックの選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）によって単一の一体型部品として形成される。これにより、特に少量の生産において、迅速でかつコスト効率がよい製造方法が提供される。製造、強度、および出口の配置を容易にするために、ノズルは開口部の周囲３６０°を完全に囲むことが有利である。この構造体によって、例えば、プレナムが同様に延びることが可能となる。しかし、場合によっては、このような構造体が使用されないこともある。
【００１２】
例示的な実施例では、全ての出口が所定の寸法および形状を有し、かつ軸５００から所定の半径に位置するとともに軸５００を中心に等間隔で離間されている。図示のノズルは、２０個の出口を含む。例示的な広い範囲は、２〜４０個の出口を含む。より狭い範囲は、５〜３０個、および１０〜２５個の出口を含む。
【００１３】
本発明の１つまたはそれ以上の実施例を説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに種々の変更を加えることができる。例えば、ノズルの種々の詳細は、特定の工作機械、ビット、および用途で使用するように構成することができる。側面接触式の超砥粒加工（ＳＡＭ）では、出口からの流れによって加工物から有利にかすが除去されるように出口を配置してもよい。これは、均等でない出口配置および／または流れのより大きいオーバラップ／重複を伴いうる。従って、他の実施例も請求項の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るノズルの斜視図である。
【図２】図１のノズルの２−２線に沿った縦断面図である。
【図３】図１のノズルの前面の透視図である。
【図４】図１のノズルの前方ノズルボスの説明図である。
【図５】図２のノズルの破線５部分の拡大説明図である。
【図６】図１のノズルの後方からの斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】
２０…ノズル
２２…ビット
２４…主軸
２６…ヘッド部
２８…シャフト部
３０…中間拡大部
４６…取付開口部
６０…通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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