(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
毎分１０リットル〜６０リットルの範囲の流量としたクーラント液（３５）の容量に対して３％〜１３％の割合でエアーを混入させた該クーラント液（３５）に気泡発生器（５２）により０．３μｍ〜１０μｍの大きさの気泡（５４）を無数に発生させ、前記無数の気泡（５４）を含ませた気泡混入クーラント液（３９）を前記気泡発生器（５２）の出力側に設けたノズル（５３）からツール（３３）とワーク（３４）の間に連続してかけてワーク（３４）を加工するようにしていることを特徴とする切削加工方法。
【請求項２】
前記ツール（３３）からノズル（５３）を離して、ノズル（５３）からの気泡混入クーラント液（３９）をワーク（３４）上に流すようにしてツール（３３）及びワーク（３４）の加工部分（５５）を冷却するようにしていることを特徴とする請求項１記載の切削加工方法。
【請求項３】
上記気泡発生器（５２）の出力側を複数に分岐し、この分岐した配管部材の先端のノズル（５３）からそれぞれ気泡（５４）を含んだ気泡混入クーラント液（３９）をツール（３３）とワーク（３４）の間に連続してかけてワーク（３４）を加工するようにしていることを特徴とする請求項１記載の切削加工方法。
【請求項４】
気泡発生器（５２）と、冷却後のクーラント液（３５）を回収するタンク（３６）と、このタンク（３６）内に貯留しているクーラント液（３５）を気泡発生器（５２）側に循環させるポンプ（４２）とでクーラント液（３５）の循環経路を構成し、この循環経路の途中に切削加工で生じた切り粉（３７）を回収するフィルター装置（３８）を介設していることを特徴とする請求項１または請求項３記載の切削加工方法。
【請求項５】
クーラント液（３５）の容量に対して３％〜１３％の割合でエアーを混入させる調整弁（４４）と、この調整弁（４４）によりエアーを混入させたクーラント液（３５）を毎分１０リットル〜６０リットルの範囲の流量で送るポンプ（４２）と、このポンプ（４２）の出力側に設けられてクーラント液（３５）に０．３μｍ〜１０μｍの大きさの気泡（５４）を無数に発生させる気泡発生器（５２）と、この気泡発生器（５２）の出力側に設けたノズル（５３）とを設け、上記の大きさの気泡（５４）を含んだ気泡混入クーラント液（３９）を前記ノズル（５３）からツール（３３）とワーク（３４）の間に連続してかけてワーク（３４）を加工するようにしていることを特徴とする切削加工装置。
【請求項６】
上記気泡発生器（５２）の出力側を複数に分岐し、この分岐した配管部材の先端のノズル（５３）からそれぞれ気泡（５４）を含んだ気泡混入クーラント液（３９）をツール（３３）とワーク（３４）の間に連続してかけてワーク（３４）を加工するようにしていることを特徴とする請求項５記載の切削加工装置。
【請求項７】
気泡発生器（５２）と、冷却後のクーラント液（３５）を回収するタンク（３６）と、このタンク（３６）内に貯留しているクーラント液（３５）を気泡発生器（５２）側に循環させるポンプ（４２）とでクーラント液（３５）の循環経路を構成し、この循環経路の途中に切削加工で生じた切り粉（３７）を回収するフィルター装置（３８）を介設していることを特徴とする請求項５または請求項６記載の切削加工装置。
【請求項８】
クーラント液（３５）の容量に対して３％〜１３％の割合でエアーを混入させたクーラント液（３５）を毎分１０リットル〜６０リットルの範囲の流量で送るポンプ（４２）と、このポンプ（４２）の出力側に設けられエアーを混入させたクーラント液（３５）に０．３μｍ〜１０μｍの大きさの気泡（５４）を無数に発生させる１台の気泡発生装置（６０）と、この気泡発生装置（６０）から複数本分岐された配管部材（６１）を介して無数の気泡（５４）を含ませた気泡混入クーラント液（３９）がそれぞれ供給される複数の切削加工機（３１）とで構成され、各切削加工機（３１）において前記気泡混入クーラント液（３９）をツール（３３）とワーク（３４）の間に連続してかけてワーク（３４）を加工するようにしていることを特徴とする切削加工装置。
【請求項９】
各切削加工機（３１）からの冷却後のクーラント液（３５）を回収するタンク（３６）と、タンク（３６）内のクーラント液（３５）を濾過して切り粉（３７）を回収するフィルター装置（３８）とを設け、前記ポンプ（４２）により前記フィルター装置（３８）で濾過したクーラント液（３５）を気泡発生装置（６０）へ送るようにしていることを特徴とする請求項８記載の切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属等を切削加工する切削加工方法及び切削加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、切削加工装置において、鉄やステンレス等のワークに穴あけ加工や切削加工等を行なう場合には、ツールとワークとの加工部分に水溶性の切削油や防錆剤等を混入させたクーラント液を噴射して、該加工部分を冷却して加工するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
切削加工装置のツールは、ワークに対して高速回転して穴あけ加工や切削加工を行なっており、加工部分は非常に高熱となる。そのため、その加工部分にクーラント液をかけて冷却するようにしている。しかしながら、ツールはワークに対して高速回転しているので、クーラント液を加工部分に噴射させても、ほとんどのクーラント液は弾き飛ばされてしまったり、ツールの回りにクーラント液が巻きついたり、あるいは膜状にはりつき、実際にツールとワークの加工部分に直接クーラント液がかからず、効果的に冷却することができないという問題があった。
【０００４】
そのため、クーラント液を噴射するノズルからの噴射圧力、つまり、ワークからのクーラント液を回収して切り粉等を除去して、さらにクーラント液をノズルから噴射させるためのポンプ圧力を高いものにしなければならず、切削加工装置がコストアップになってしまうという問題があった。
また、ツールの回りをカーテン状にクーラント液を噴射させ、さらに噴射させたクーラント液にひねりを付与して、噴射したクーラント液がツールとワークの加工部分に流れるようにしたものも提供されている。しかし、かかる場合もクーラント液の噴射装置が大型化、コストアップとなり、また、ツールの回りにクーラント液を噴射させているが、これはツールの周りの雰囲気の温度が低下するものの、ツールとワークとの加工部分にクーラント液がかからず、やはり冷却性能が劣るという問題がある。
【０００５】
上記の問題を解決しようとして出願されたのが、例えば、ＷＯ９７／２９８８２号公報、特開平９−１６８９４２号公報が挙げられる。これらの両公報に記載されている技術は、クーラント液に気泡を混入させたものであり、この気泡を混入させたクーラント液をツールとワークの加工部分に噴射して冷却性を上げるようにしたものである。
しかしながら、かかる両公報に開示されている技術は、以下のような問題を有している。すなわち、両公報には、クーラント液に単に気泡を混入させるとしか開示されておらず、気泡の大きさに関しては何らの記載もない。
【０００６】
つまり、クーラント液に混入させた気泡を利用して冷却性と潤滑性などを向上させているとしているものの、本発明者は、単に気泡をクーラント液に混入しても上記のような効果は何ら発生しないことを突きとめたのである。
クーラント液に混入する気泡は、ある一定の大きさ以下でないと、浸透性、保水性の機能が生じず、逆に気泡の大きさがある程度以上大きくなると、気泡自体が空気を持っているために、その空気が冷却性に対して逆効果となり、ツールとワークとの間の浸透性、保水性といった切削加工に必要な効果が得られないことが分かった。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、ある所定の範囲の小さな気泡をクーラント液に混入することで、ツール及びワークに対して浸透性、保水性を付与し、以て切削加工における作業性を向上させた切削加工方法及び切削加工装置を提供することを目的としているものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の請求項１記載の切削加工方法では、毎分１０リットル〜６０リットルの範囲の流量としたクーラント液３５の容量に対して３％〜１３％の割合でエアーを混入させた該クーラント液３５に気泡発生器５２により０．３μｍ〜１０μｍの大きさの気泡５４を無数に発生させ、前記無数の気泡５４を含ませた気泡混入クーラント液３９を前記気泡発生器５２の出力側に設けたノズル５３からツール３３とワーク３４の間に連続してかけてワーク３４を加工するようにしていることを特徴としている。
【０００９】
かかる切削加工方法により、気泡混入クーラント液３９内に混入されている気泡５４は０．３μｍ〜１０μｍと非常に小さいことと、該気泡５４の爆発力によってツール３３とワーク３４の間に浸透していき、これによりツール３３の先端部とワーク３４の加工部分が冷却される。これにより、ワーク３４及びツール３３は気泡５４の持つ浸透性、保水性が維持され、ワーク３４及びツール３３は熱をほとんど発生させることがなく、切削加工の作業性を向上させ、またツール３３も長持ちさせることができる。
【００１０】
請求項２記載の切削加工方法では、前記ツール３３からノズル５３を離して、ノズル５３からの気泡混入クーラント液３９をワーク３４上に流すようにしてツール３３及びワーク３４の加工部分５５を冷却するようにしていることを特徴としている。
【００１１】
かかる切削加工方法により、十分にツール３３及びワーク３４を冷却することができた。
【００１２】
請求項３記載の切削加工方法では、上記気泡発生器５２の出力側を複数に分岐し、この分岐した配管部材の先端のノズル５３からそれぞれ気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９をツール３３とワーク３４の間に連続してかけてワーク３４を加工するようにしていることを特徴としている。
【００１３】
かかる切削加工方法により、効率よくツール３３及びワーク３４を冷却することができ、より切削加工の作業性を向上させることができる。
【００１４】
請求項４記載の切削加工方法では、気泡発生器５２と、冷却後のクーラント液３５を回収するタンク３６と、このタンク３６内に貯留しているクーラント液３５を気泡発生器５２側に循環させるポンプ４２とでクーラント液３５の循環経路を構成し、この循環経路の途中に切削加工で生じた切り粉３７を回収するフィルター装置３８を介設していることを特徴としている。
【００１５】
かかる切削加工方法により、切削加工しながら同時に生じる切り粉３７を回収することができ、切り粉３７の回収作業を含めた全体の作業性を向上させることができる。
【００１６】
請求項５記載の切削加工装置では、クーラント液３５の容量に対して３％〜１３％の割合でエアーを混入させる調整弁４４と、この調整弁４４によりエアーを混入させたクーラント液３５を毎分１０リットル〜６０リットルの範囲の流量で送るポンプ４２と、このポンプ４２の出力側に設けられてクーラント液３５に０．３μｍ〜１０μｍの大きさの気泡５４を無数に発生させる気泡発生器５２と、この気泡発生器５２の出力側に設けたノズル５３とを設け、上記の大きさの気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９を前記ノズル５３からツール３３とワーク３４の間に連続してかけてワーク３４を加工するようにしていることを特徴としている。
【００１７】
かかる構成により、気泡混入クーラント液３９内に混入されている気泡５４は０．３μｍ〜１０μｍと非常に小さいことと、該気泡５４の爆発力によってツール３３とワーク３４の間に浸透していき、これによりツール３３の先端部とワーク３４の加工部分が冷却される。これにより、ワーク３４及びツール３３は気泡５４の持つ浸透性、保水性が維持され、ワーク３４及びツール３３は熱をほとんど発生させることがなく、切削加工の作業性を向上させ、またツール３３も長持ちさせることができる。
【００１８】
請求項６記載の切削加工装置では、上記気泡発生器５２の出力側を複数に分岐し、この分岐した配管部材の先端のノズル５３からそれぞれ気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９をツール３３とワーク３４の間に連続してかけてワーク３４を加工するようにしていることを特徴としている。
【００１９】
かかる構成により、効率よくツール３３及びワーク３４を冷却することができ、より切削加工の作業性を向上させることができる。
【００２０】
請求項７記載の切削加工装置では、気泡発生器５２と、冷却後のクーラント液３５を回収するタンク３６と、このタンク３６内に貯留しているクーラント液３５を気泡発生器５２側に循環させるポンプ４２とでクーラント液３５の循環経路を構成し、この循環経路の途中に切削加工で生じた切り粉３７を回収するフィルター装置３８を介設していることを特徴としている。
【００２１】
かかる構成により、切削加工しながら同時に生じる切り粉３７を回収することができ、切り粉３７の回収作業を含めた全体の作業性を向上させることができる。
【００２２】
請求項８記載の切削加工装置では、クーラント液３５の容量に対して３％〜１３％の割合でエアーを混入させたクーラント液３５を毎分１０リットル〜６０リットルの範囲の流量で送るポンプ４２と、このポンプ４２の出力側に設けられエアーを混入させたクーラント液３５に０．３μｍ〜１０μｍの大きさの気泡５４を無数に発生させる１台の気泡発生装置６０と、この気泡発生装置６０から複数本分岐された配管部材６１を介して無数の気泡５４を含ませた気泡混入クーラント液３９がそれぞれ供給される複数の切削加工機３１とで構成され、各切削加工機３１において前記気泡混入クーラント液３９をツール３３とワーク３４の間に連続してかけてワーク３４を加工するようにしていることを特徴としている。
【００２３】
かかる構成により、それぞれの切削加工機３１に気泡発生器５２を設けた場合と比べて、気泡発生装置６０を１台とし、複数の切削加工機３１に気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９を供給するようにしているので、全体の設置コストを安価にでき、これにより製造コストも安価にすることができる。
【００２４】
請求項９記載の切削加工装置では、各切削加工機３１からの冷却後のクーラント液３５を回収するタンク３６と、タンク３６内のクーラント液３５を濾過して切り粉３７を回収するフィルター装置３８とを設け、前記ポンプ４２により前記フィルター装置３８で濾過したクーラント液３５を気泡発生装置６０へ送るようにしていることを特徴としている。
【００２５】
かかる構成により、切削加工しながら同時に生じる切り粉３７を回収することができ、切り粉３７の回収作業を含めた全体の作業性を向上させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明にかかる切削加工装置３０の概略構成図を示し、切削加工機３１の下部にはチャック３２が設けられ、このチャック３２にツール３３が着脱自在に装着されるようになっている。
ツール３３の高速回転により、穴あけ加工、切削加工等の加工がされるワーク３４は図外のワークテーブルに載置されており、このワークテーブルの下方には加工時にツール３３とワーク３４の加工部分に噴射されるクーラント液３５を回収・貯溜するタンク３６が配置されている。
【００２７】
上記タンク３６内には加工時に使用した切削油等のクーラント液３５が貯溜されており、加工時に発生した切り粉３７（図中の黒い部分）が回収されている。このタンク３６には回収した切り粉３７を除去するためのフィルター装置３８がホース、パイプ等の配管部材４０を介して接続されている。
また、フィルター装置３８の出口側はホース、パイプ等の配管部材４１を介して切削加工装置３０のクーラント液３５を装置全体に循環させるポンプ４２と配管接続されている。上記配管部材４１の途中で分岐した分岐配管４１ａには調整弁４４を介設したコンプレッサー４３が設けられている。このコンプレッサー４３からエアーを調整弁４４を介してポンプ４３に送気している。
【００２８】
上記調整弁４４は、ポンプ４３に送気する空気量を調整するものであり、クーラント液３５の容量に対して３％〜１３％の割合で調整できるようになっている。これは、ワーク３４の材質や切削方法により調整可能としたもので、その調整は手動で行なうようになっている。
また、ポンプ４３からの流量も、毎分１０リットル〜６０リットルの範囲で調整可能としてあり、クーラント液３５の流量もワーク３４の材質や切削（加工）方法により、適宜対応させるものである。
【００２９】
上記ポンプ４２の出力側より可撓性の配管部材５１が延出され、この配管部材５１の先端に気泡５４を発生させる気泡発生器５２を設けている。この気泡発生器５２はツール３３の近傍に可撓性の配管部材５１により配置できるようになっており、さらに、気泡発生器５２の出力側より突設させたノズル５３の先端はツール３３とワーク３４の加工部分に対面している。
上記気泡発生器５２は、株式会社ＯＨＲ流体工学研究所製のものを用いており、この気泡発生器５２から噴射される気泡５４の大きさは、０．３〜１００μｍの大きさである。本発明に使用する切削加工用の気泡５４の大きさは、上記の０．３〜１００μｍが好ましく、さらに好ましい気泡５４の大きさは、０．３〜３０μｍ、あるいは０．３〜１０μｍである。しかし、最も好ましい気泡５４の大きさは、０．３〜０．５μｍの大きさである。
【００３０】
ツール３３をワーク３４の加工面に近接させ、ポンプ４２を駆動すると循環回路のクーラント液３５が循環し、ポンプ４２にてエアーを混入したクーラント液３５が気泡発生器５２に入力される。この気泡発生器５２内で例えば、０．３〜１０μｍ（あるいは、０．３〜０．５μｍ）の気泡５４が大量、且つ一定に生成され、この気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９がノズル５３からツール３３とワーク３４の加工部分５５に噴射されることになる。
ここで、気泡発生器５２により気泡５４を無数に含んだクーラント液を「気泡混入クーラント液３９」と称し、ツール３３とワーク３４の加工部分５５に噴射してこの部分を冷却し、その冷却した使用後であって、気泡発生器５２に入るまでのクーラント液を「クーラント液３５」と称して両者を区別する。
【００３１】
気泡混入クーラント液３９内に混入されている気泡５４は非常に小さいことと、該気泡５４の爆発力によってツール３３とワーク３４の間に浸透していき、これによりツール３３の先端部とワーク３４の加工部分５５が冷却され、さらに連続して気泡５４を含んだクーラント液３５が噴射されるので、保水性を維持することができる。なお、気泡５４の爆発力は、４００ｋｍ／ｈとも言われており、その気泡が爆発したときの力と、無数の小さな気泡５４が爆発しながら周りに気泡５４自体が飛散することで、ツール３３の先端面及びワーク３４の加工部分５５の全体にわたってクーラント液３５が浸透して冷却するものである。
なお、気泡５４自体は爆発ないし飛散するが、気泡混入クーラント液３９自体は飛び散ることはなく、水が流れるごとくツール３３とワーク３４に噴射されていくものである。
【００３２】
気泡混入クーラント液３９はツール３３等に対して連続して噴射され、その噴射されてツール３３及びワーク３４の加工部分５５を冷却した後のクーラント液３５（気泡混入クーラント液３９→クーラント液３５）はタンク３６に回収される。また、同時にクーラント液３５と共に加工時に発生した切り粉３７もタンク３６内に回収される。
タンク３６内の比較的大きな切り粉３７は、タンク３６内に配設された無端コンベア（図示せず）に搬送されて排出回収される。また、小さな切り粉３７はタンク３６からフィルター装置３８に循環されて、該フィルター装置３８により回収されるようになっている。なお、このフィルター装置３８のフィルター自体の構成は後述する。
【００３３】
フィルター装置３８で小さな切り粉３７を回収・除去し、濾過されたクーラント液３５は再び注入されたエアーと共にポンプ４２により循環される。そして、ポンプ４２から出たエアーを混入したクーラント液３５は上記と同様にして気泡発生器５２へ送られ、該気泡発生器５２で小さな気泡５４を発生させて、ノズル５３から気泡５４を混入した気泡混入クーラント液３９として再びツール３３等に噴射されるようになっている。
【００３４】
図２は気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９の他の噴射方法を示し、図１ではツール３３の近傍にノズル５３を配置していたが、本発明により、ツール３３からノズル５３を離して、ノズル５３からの気泡混入クーラント液３９をワーク３４上に流すようにしてツール３３及びワーク３４の加工部分５５を冷却するようにしたものである。この方法でも十分にツール３３及びワーク３４を冷却することができた。
【００３５】
また、図３は三方にノズル５３を配置した構成を示すものであり、気泡発生器５２から分配器５６により可撓性のホース等の配管部材を３分配し、各配管部材の先端に上記と同様のノズル５３を設けて、この３方向のノズル５３から気泡５４を無数に含んだ気泡混入クーラント液３９を加工部分５５等に噴射するようにしたものである。
かかる場合、ツール３３の先端面とワーク３４の加工部分５５の冷却を確実に行なうことができる。なお、図３では３つに分岐しているが、２つあるいは４つ以上に分岐して気泡混入クーラント液３９をツール３３側に噴射するようにしても良いのは勿論である。
【００３６】
図４は、ポンプ４２の出力側に分配器５６を設け、この分配器５６の出力側にそれぞれ気泡発生器５２を設け、この気泡発生器５２のノズル５３をそれぞれ加工部分５５に対して３方向から気泡混入クーラント液３９を噴射させるようにしたものである。この場合、３つの気泡発生器５２でそれぞれ小さな無数の気泡５４を発生させた気泡混入クーラント液３９をツール３３及びワーク３４の加工部分５５に噴射させているので、より確実にツール３３及びワーク３４の加工部分５５を冷却することができる。
【００３７】
なお、図２〜図４において、図示していない構成は図１の構成と同様であり、また、図１〜図４において、フィルター装置３８はクーラント液３５の循環経路内であれば、何れに設けるようにしても良い。例えば、ワーク３４とタンク３６との間にフィルター装置３８を介設して、タンク３６内に切り粉３７が貯溜されないようにしても良い。この場合には、タンク３６に入る前に切り粉３７が回収されるので、タンク３６内には切り粉３７がなくなり、タンク３６内での切り粉３７の回収装置を別途設ける必要がない。
【００３８】
図５は１台の気泡発生装置６０から複数の切削加工機３１に小さな無数の気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９を供給するようにしたものであり、気泡５４の大きさは先の実施形態と同様である。上記気泡発生装置６０は、気泡発生器５２の能力をアップさせたやや大型のものであり、気泡発生装置６０の能力に応じて、例えば、５台〜１０台の切削加工機３１に気泡混入クーラント液３９を供給するようにしている。
なお、各切削加工機３１における気泡混入クーラント液３９を噴射させるノズル５３、ツール３３、ワーク３４等の構成は図１の場合と同様であり、また、ポンプ４２、フィルター装置３８の構成も同じである。なお、この場合のポンプ４２の能力は切削加工機３１の数に応じて大型のものを使用するのは言うまでもない。
【００３９】
１台の気泡発生装置６０から複数の配管部材６１を各切削加工機３１に配管し、各切削加工機３１からは共通接続した配管部材６２によりフィルター装置３８へと循環経路を構成し、図１の場合と同様にクーラント液３５を循環させている。また、フィルター装置３８は、各切削加工機３１に対応させてそれぞれ設けるようにしても良い。
このように、１台の気泡発生装置６０で複数の切削加工機３１に気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９をそれぞれ供給、回収させることで、各切削加工機３１に図１に示すように気泡発生器５２、タンク３６、フィルター装置３８、ポンプ４２等をそれぞれ配設する必要がないため、全体のコストを大幅に低下させることができる。
【００４０】
次に、本発明の方法、装置により加工した結果を以下に示す。
加工事例１
切削加工機３１の機械名  ：  森精機株式会社製  ＭＶ−８０Ｂ
被削材  ：  ＳＳ４１  ４５０ｍｍ×８００ｍｍ  厚み１６ｍｍ
フルバックによる荒加工から仕上げ加工を行なった。
（１）荒加工
回    転：４００ｒｐｍ（従来）→  ６００ｒｐｍ（本発明）
送    り：６００（従来）→  １２００ｍｍ／分（本発明）
切り込み：０．５（従来）→  １ｍｍ（本発明）
荒加工の結果として、回転、送り共に条件を上げたが切り粉の焼けもなく、歪みも０．０２ｍｍ程度であった。
【００４１】
（２）仕上げ加工
回    転：４００ｒｐｍ（従来）→  ４８０ｒｐｍ（本発明）
送    り：６００（従来）→  ９００ｍｍ／分（本発明）
切り込み：０．２ｍｍ（本発明）
仕上げ加工の結果、回転、送り共に荒加工同様に条件を上げたが、歪みも０．０２ｍｍのみであり、加工工程において、荒加工→仕上げ加工→裏面の荒加工→仕上げ加工のみで、仕上げが可能になった。
また、荒加工、仕上げ加工ともに、従来では加工後のワークの温度は６０〜７０℃まで上昇していたが、本発明では、切削方法で温度は少々異なるものの、体温に近い３０〜４０℃であった。そのため、焼けのない切り粉であった。
【００４２】
従来の切削方法、装置から本発明の方法、装置により、荒加工において、回転では１．５倍、送りでは２倍となり、また、切り込みでは２倍となった。従来では、ワークが歪まないように、切り込みを少しずつ行ない、表面と裏面とを交互に加工していたが、本発明では、加工におけるワークの温度上昇がほとんどないことや、０．３μｍ〜１００μｍ、好ましくは、０．３μｍ〜１０μｍ、あるいは０．３μｍ〜３０μｍ、さらに最も好ましくは、０．３μｍ〜０．５μｍの気泡を無数に含んだクーラント液で冷却しているので、１回の加工で荒加工が行なうことができ、これによりベース加工の歪みの問題が解消され、大幅な時間短縮ができ、コストダウン化を図ることができた。このように生産性を大幅に向上させることができるものである。
また、ワークの加工部分も冷却できることから、当然にツールも冷却できるために、バイト、ドリル等のツールも従来より２倍程度長く使用することができるようになり、これにより、ワークの製造コストも従来と比べて大きく低下させることができた。
【００４３】
加工事例２
なお、下記の左側の数値が従来例で、右側の数値が本発明である。
機械名：松浦機械製マシニングセンター
被削材：Ｓ４５Ｃ
（１）ハイスコーティングドリル  １６φ  オイルホール付き
回転  ：  ２５００→３０００（ｒｐｍ）
送り  ：    ６００→７２０（ｍｍ／分）
（２）ハイスエンドミル  １６φ
回転  ：    ４００→６００（ｒｐｍ）
送り  ：    １１０→１６０（ｍｍ／分）
（３）ヘリカルエンドミル  １６φ
回転  ：    ８００→９６０（ｒｐｍ）
送り  ：      ７０→１４０（ｍｍ／分）
（４）リーマー  １６．５φ
回転  ：    ２１０→３００（ｒｐｍ）
送り  ：      ５０→  ９０（ｍｍ／分）
（５）仕上げエンドミル  １６．６φ
回転  ：  １２００→１４４０（ｒｐｍ）
送り  ：    ３００→３６０（ｍｍ／分）
上記加工事例２に示すように、仕上げ面、リーマー面ともに以前に比べて粗度を上げることができた。
【００４４】
加工事例３
機械名：ＭＣ−８００Ｖ
被削材：ＳＳ４００
（１）フルバック  １５０ｍｍ  ４刃
回転：６００→６００→６００
送り：１５０→３００→５００
（２）ドリル  １８ｍｍ  センター下穴  ハイス
回転：８００→８００→８００→８００
送り：１５０→１７０→２１０→３００
（３）ドリル  ９ｍｍ  ハイス
回転：１０００→１２００→１２００→１２００
送り：  ２００→  ２００→  ３００→  ４００
（４）エンドミル  １４ｍｍ  ハイス
回転：８００→８００→８００→８００
送り：２００→２００→３００→４００
（５）エンドミル  １２ｍｍ  ハイス
回転：７２０→８６４
送り：１５０→１５０
以上の結果、仕上げ面、穴径ともに以前に比べて粗度が向上し、従来に比べて加工スピードが約２倍以上早くなった。なお、上記の加工で回転速度を上げず、送り速度を上げているのは、その回転速度は工具メーカーが保証している値近辺であり、それ以上速度は工具メーカーの保証外となるからである。したがって、速度はメーカー保証の最大か、あるいは少し上の速度とし、ワーク３４の送り速度を上げているものである。
【００４５】
なお、上記気泡発生器５２は、本発明者が切削加工に用いるのを初めて知見したものであり、この気泡発生器５２を用いて切削加工するのは知られていなかった。また、図１等に示す方法、装置で切削加工する場合、ポンプ４２の圧力等も低いものでも良好な結果を得ることができた。
また、本発明の方法、装置により、いわゆるホーニング加工の場合にも適用することができる。
【００４６】
さらに、上記の効果以外に以下のことが判明した。気泡混入クーラント液３９には上述の気泡５４を無数に含んでいるので、タンク３６内に回収した使用後のクーラント液３５にも気泡５４が含まれており、そのため、タンク３６内のクーラント液３５の気泡５４が上昇することで、クーラント液３５の腐敗も防止することができるようになった。
【００４７】
なお、気泡混入クーラント液３９によりツール３３及びワーク３４を冷却して切削加工等を行なうのは、砥石で包丁を研ぐ時に水が無ければ研ぐことができず、包丁の歯がこぼれたり、砥石を削ってしまうことになるが、水（気泡混入クーラント液３９）があることにより、包丁や砥石に傷が付かなくて研げることと同じような原理である。
【００４８】
また、本発明の方法、装置は、切削加工にだけでなく、部材の表面の洗浄にも適用することができる。例えば、図１に示す構成において、切削加工機３１を取り除き、図示するワーク３４を洗浄用とした場合、該ワーク３４の表面に０．１μｍ〜１００μｍ（好ましくは、０．１〜３０μｍ、あるいは０．１〜１０μｍ、さらに、より好ましくは、０．３〜０．５μｍ）の大きさの気泡５４を含んだ気泡混入クーラント液３９を上記と同様に噴射させることで、気泡５４の爆発力を利用して、ワーク３４の異物を簡単且つ確実に除去することができる。
なお、洗浄用としての装置は、図１の場合と同様に、タンク３６、フィルター装置３８、ポンプ４２等を備えており、洗浄と同時にフィルター装置３８によりワーク３４の表面に付着している付着物を回収している。これにより、全体の洗浄作業性を向上させている。
【００４９】
なお、上記の実施形態では、クーラント液３５（気泡混入クーラント液３９）の循環経路の中で、ポンプ４３の後段に気泡発生器５２を介設して気泡５４を発生させるようにしていたが、気泡発生器５２をタンク３６内に配設し、タンク３６内で気泡５４を発生させるようにしても良い。
【００５０】
次に、上記フィルター装置３８内で使用しているフィルターの構成について説明する。上記のフィルター１は図６〜図１０に示すように、合成樹脂製またはステンレス、アルミ等の金属製でジグザグ状に折曲形成した支持体２と、この支持体２の表面に沿って配される不織布からなり支持体２と同様にジグザグ状に折曲形成した濾過材４と、この濾過材４の表面を覆う不織布からなる偏平なネット５とで構成されている。
上記支持体２の材料として、合成樹脂製またはステンレス、アルミ等を用いているのは、リサイクルとして何回も使用するためからである。特に、支持体２を合成樹脂製で形成した場合には、金属製の場合と比べて重量を軽くすることができ、フィルター自体、あるいは濾過材４の交換作業を容易にすることができるようにしている。
【００５１】
支持体２の表面側に着脱自在に装着される濾過材４自体は、油や水分を吸収しない材料からなる不織布で構成されており、全体をジグザグ状に緩く折曲形成されている。そして、支持体２の外周面に着脱自在に装着されるものである。濾過材４はシート状の不織布で構成され、１層で濾過材４を構成しているが、濾過材４を２層、３層等の複数層で構成するようにしても良い。この濾過材４を構成するシート状の不織布は、材料として例えば油や水分を吸収しないポリエチレン、ポリエステル、ナイロンなどを用いており、坪量としては３０ｇ／ｍ2 のものを使用している。
なお、濾過材４を複数層、例えば３層とした場合に真ん中の不織布に活性炭を混入したものを用いて、切削油等のクーラント液の臭いをとるようにしても良い。
【００５２】
また、支持体２の両側には該支持体２の外径より少し細径とした首部８をそれぞれ一体的に設け、この首部８は円筒状に形成されている。また、この首部８の外周面にはリング状でゴム製とした弾接材９が装着されるようになっている。
なお、この弾接材９の内径は上記首部８の内径より少し小さく形成されていて、弾接材９を伸ばしながら首部８に容易に装着できるようになっている。また、この弾接材９は少しの厚みを持たせている。
【００５３】
図７に示すように、支持体２の軸方向の長さより濾過材４の長さを長くして、支持体２の外周面にジグザグ状に濾過材４を配設した後に、濾過材４の両側の端部４６を支持体２の内側及び首部８の外周面に沿うように折り畳むようにしている。
次に、図８に示すように、首部８の外周面に折り畳んだ濾過材４の端部４６の外周面をベルト状の固定具４７で締め付けて固定する。首部８の外周面には弾接材９を装着しているので、固定具４７を締め付けることで、支持体２及び濾過材４の端部側を確実にシールすることができる。図９は支持体２の首部８側の要部拡大断面図を示している。なお、上記固定具４７の材料としては、合成樹脂製の市販の物でも良く、また、金属製の物でも良い。濾過材４の端部４６を確実に締め付け固定できるものであれば良い。
【００５４】
このように、支持体２と濾過材４の端部側をシールする際に、濾過材４を支持体２の外周面に配設し、濾過材４の端部４６を折り畳み、固定具４７で濾過材４を締め付け固定するだけでシールすることができ、しかも、簡単且つ迅速に行なうことができる。
すなわち、支持体２の表面に濾過材４を単に装着しただけでは、濾過材４の端部からクーラント液が漏れる形で流れるために、フィルターとしての機能を損なってしまう。そのため、濾過材４の両側の端部を固定具４７で締め付けて密封させることでフィルターとしての機能を完全に近い形に向上させている。
【００５５】
また、支持体２の表面に濾過材４を固定具４７により締め付け固定した後は、図６に示すように、濾過材４の表面をネット５により覆うようにしている。このネット５の両側には合成樹脂製のヒモ４８がそれぞれ通してあり、ネット５を濾過材４の表面に覆設した場合には、ヒモ４８の位置が首部８の位置と対応しており、そのため、ヒモ４８を締め付けながらくくることで、ネット５を濾過材４に容易に着脱自在に装着することができる。
【００５６】
ここで、濾過材４の各部の折曲角度であるが、折り畳むように折曲しているのではなく、フィルター１の断面図を示す図１０に示すように、３０度〜４５度くらいとして、折曲部分の両側で囲まれる断面略三角形状の空間部分を切り粉などの異物を捕捉する捕捉部１４としている。
かかる形状の捕捉部１４により、後述するように多くの異物（穴あけ加工、切削加工等による切り粉）を捕捉し、フィルター１の交換時期を遅らせるようにしている。これにより、フィルター１のランニングコストを低減させている。
【００５７】
また、濾過材４の折曲角度を二つ折りのように折曲せずに折曲角度を拡げて折曲片数を少なくすることで、濾過材４の周方向の長さを短くでき、これにより濾過材４の面積を小さくできて濾過材４自体のコストを低減させている。また、濾過材４を支持する支持体２の面積も小さくでき、更には支持体２の折曲数が増加しないので、金属製の場合でも、あるいは合成樹脂製とした場合でも支持体２の材料コストや製造コストを低減させることができる。
なお、濾過材４の捕捉部１４の角度を３０度〜４５度くらいとして説明したが、２０度〜６０度くらいにしても良いが、角度をあまり小さくすると、濾過材４や支持体２の面積が大きくなり、また、支持体２等の折曲数が増加するので、角度はあまり小さくしない方が良い。また、捕捉部１４の角度を大きくした場合には、ネット５を用いることで、異物２６の滑落は防止することができる。
【００５８】
次に、支持体２を金属製で構成した場合の構成について説明する。パンチングメタル状の多数の穴６を穿孔した平板をジグザグ状に折曲して、さらに略円筒形にすることで支持体２が形成される。支持体２には穴６がほぼ全体にわたって横方向、縦方向に連続して穿孔してある。この多数の穴６により切削油（クーラント液）等の流体を通過させるものであり、不織布からなる濾過材４と多数の穴６により低圧力にて流体を流し易くしている。
また、支持体２を合成樹脂製で構成した場合は、支持体２を分割した形状のものを一体成形にて形成し、これらを接着剤などで組み合わせて略円筒状の支持体２を形成する。
【００５９】
本発明に使用するフィルター１は、支持体２と、不織布からなる濾過材４とで構成することができるが、濾過材４の表面側の空間部分からなる捕捉部１４にて捕捉した異物が滑落するおそれがある。そこで、濾過材４の外周面側に異物が滑落するのを防止するために不織布からなるネット５を覆設するようにしている。なお、ネット５は上述したようにフィルターの必須構成要件ではない。しかし、ネット５を用いる方が異物の滑落を防止するのに役立つものである。
【００６０】
図１１は上記ネット５の平面図を示し、濾過材４と同様に油や水分を吸収しない不織布にてネット５を構成している。このネット５は、図１２〜図１４に示すように、上下の上ベース地１８と下ベース地１９は略六角形状を連続した形（所謂蜂の巣の形状）で形成されており、この太めの上ベース地１８と下ベース地１９との間を細い縦糸２０を無数に編んで構成されている。そして、ネット５の１つの六角形状の空間部分をクーラント液等の流体が通過する通過部２１としている。
この通過部２１の縦方向の寸法は例えば、３〜８ｍｍであり、横方向の寸法は２〜６ｍｍくらいであるが、流体内に混入する異物が楽に通過する大きさであれば、特に限定されるものではない。しかし、あまり大きくすると捕捉した異物が通過部２１を介して外側に滑落するおそれがあるので、異物の大きさを考慮して適宜設定することができる。
【００６１】
ここで、ネット５の材料は、例えば油や水分を吸収しないポリエチレン、ポリエステル、ナイロンなどの不織布にて構成している。
また、このネット５の編組織はダブルラッセルと呼ばれるものであるが、これらに限られるものではなく、クーラント液等の流体を容易に通過させることができて、濾過材４で捕捉した異物を滑落させないものであれば、網状のものであれば良いものである。
【００６２】
また、図１１に示すようにネット５の両側の端部には縦方向の略全長にわたって一対の面状ファスナー２３、２４が装着されていて、支持体２の表面に濾過材４を装着した後に両側の面状ファスナー２３、２４にて着脱自在に容易に装着するようにしている。
なお、ネット５の両側の保持は、上記の面状ファスナー２３、２４に限られるものではない。例えば、合成樹脂製の糸でネット５の両端部分を１回、あるいは複数回縫うことで、ネット５を支持体２に着脱自在に装着するようにしても良い。
【００６３】
ここで、濾過材４を図６に示す構成とした場合には、例えば、以下のものを使用している。
すなわち、濾過材４は、旭化成工業株式会社製で生地の商品名がセミアと呼ばれているものであり、素材はエステルと活性炭からなり、活性炭をサンドイッチ構造とした不織布である。また、目付は、１２０ｇ／ｍ2   Ｓ−３  である。
また、濾過材４として、ポリプロピレン、ポリエチレン等を使用することで、切り粉３７などの異物の滑落性が良く、後述するフィルターの逆洗を行なう場合に有効である。
【００６４】
なお、濾過材４を構成している部材は、上記のものが好適例であるが、これらに限られるものではなく、切削加工にて生ずる切り粉の種類や大きさに応じて適宜且つ任意に変更し得ることは言うまでもない。
【００６５】
ここで、フィルター１の内部は図１０に示すように、負圧になっており、ネット５の通過部２１、濾過材４及び支持体２の多数の穴６を介して切削油等のクーラント液が流れるようになっている。また、フィルター１の内部が負圧になっていることからネット５や濾過材４は支持体２から容易には外れない。
【００６６】
次に、図１５〜図１８によりフィルター１の作用について説明する。なお、図１５〜図１８に示す矢印はクーラント液が流れている方向を示している。図１５はフィルター１を交換した直後であり、クーラント液はネット５、断面を略三角形状とした空間部分からなる捕捉部１４、濾過材４、支持体２の多数の穴６を介して流れるものであり、図１５では捕捉部１４には未だ切り粉が捕捉されていない状態を示している。
【００６７】
切削加工を始めると、図１６に示すように捕捉部１４の底部には切り粉等の異物２６が捕捉されだす。捕捉部１４にて捕捉された異物２６によりクーラント液は異物２６を通過しにくくなって異物２６より外側に位置する濾過材４及び穴６を介して流れることになる。これを繰り返していき、図１７に示すように異物２６が捕捉部１４にて徐々に堆積されていく。
図１８は捕捉部１４の全体にわたって異物２６を捕捉した状態を示し、切削加工装置３０の循環経路内で所定の圧力値になるまでフィルター１を使用することができる。
なお、比較的大きな異物２６は捕捉部１４で捕捉し、小さな異物２６は濾過材４自体で捕捉される。
【００６８】
ここで、濾過材４の捕捉部１４にて異物２６を捕捉していき、途中で切削加工作業を停止しても、濾過材４の周囲にはネット５が覆設してあるので、異物２６を捕捉部１４から滑落することはない。そのため、この異物２６の脱落による循環経路内の詰まりを防止できて、フィルターケース５６内の圧力上昇に伴う誤動作による運転停止ということもない。
また、濾過材４を不織布で構成しているので、通気性ないし流通性が良く、そのため、切削加工におけるフィルター１を交換するまでの時間を延ばすことができる。
【００６９】
ところで、本発明に使用しているフィルター１では支持体２の表面に濾過材４を配設しているが、濾過材４のみでは濾過材４自体が柔軟性ないし可撓性を有しているので自立が不可能だからであり、そのため、支持体２の表面に濾過材４を配している。また、不織布からなる濾過材４を使用せずに、支持体２自体を濾過材として使用した場合、支持体２の穴６の径を小さくして異物を捕捉するようになるが、かかる場合、穴６が異物により塞がれてしまうと、その部分では異物の捕捉が不可能となり、全部の穴６が異物にてつまってしまうと、その時点でフィルターとしての機能がなくなってしまうことになる。
すなわち、支持体２のみでは、直ぐに穴６がつまってしまうために、異物の捕捉量が少なくなり、フィルターの交換時期が早くなり、また、リサイクル化の観点から支持体２から異物を取り除く作業が必要となる。したがって、支持体２と濾過材４からなるフィルターが最も望ましいものである。
【００７０】
上記のようにして切削加工装置を稼働していき、フィルター１が目詰まりを起こして交換を行なう場合、本発明では、フィルター１の濾過材４をナイロン、ポリエステル、ポリエチレン等の不織布で構成しているため、油は吸収されておらず、濾過材４が吸着した切り粉等の異物２６の重量分だけ重くなっているだけである。
したがって、本発明のフィルター１は軽量であり、切削加工装置からフィルター１を取り外す場合にも非常に楽であり、交換作業性が飛躍的に向上する。
【００７１】
また、異物２６の捕捉は捕捉部１４が完全に埋まるまで可能であり、そのため、フィルター１つまり濾過材４の交換時期が遅くなり、ランニングコストを低減させることができる。つまり、従来の異物２６の捕捉部分は二つ折りに折り畳んだ濾過紙の空間部分であったので、異物２６が直ぐに一杯になり、フィルターの交換時期が早くなっていたのである。
更に、濾過材４のみの交換であってフィルター１を構成している主要部品の合成樹脂製または金属製の支持体２のリサイクル化を図ることで、省資源化を図ることができると共に、コストダウンをも図ることができるものである。
【００７２】
濾過材４を構成するものとして、特に目の粗さは限定されるものでもなく、捕捉する切削加工における切り粉等の異物２６の種類に応じて適宜決定されるのは言うまでもない。
【００７３】
ここで、上記実施形態においては、クーラント液等の流体が外側から内側に流れる構造のために、濾過材４を支持体２の表面（外側の面）に着脱自在に配した場合について説明していたが、これとは逆にクーラント液の流れの方向がフィルターの内側から外側に流れる場合には、濾過材４を支持体２の裏面（内側の面）に配するようにしている。
すなわち、濾過材４は切り粉等の異物を捕捉するものであるため、切削油の流れの方向に対して濾過材４を支持体２の前に配置するものである。かかる構成は図示しないが、先の実施形態において濾過材４を支持体２の内側に配置するものである。この場合において、切削油の流れの方向が逆であるだけで、切り粉等の異物を捕捉する作用は先の実施形態と同じなので、説明は省略する。
【００７４】
また、ネット５を配しない場合でも、フィルター１を構成することができるが、上記と同様の理由で、つまり捕捉した異物の滑落を防止する目的でネット５を濾過材４の内側に配するようにしても良い。この場合、円筒状としたネット５の径は先の実施の形態の場合よりも小さくできる。
【００７５】
ところで、上記実施形態において、円筒形状のフィルター１においては、上述したように、支持体２及び濾過材４の半径方向の寸法を種々設定することができるものであり、そのため、捕捉部１４の内側の折曲角度を２０度〜６０度として説明していた。
そこで、この捕捉部１４の内側の折曲角度についてもう少し掘り下げて説明する。図１９（ａ）は支持体２及び濾過材４の半径方向の寸法が短い場合を示しており、捕捉部１４の内側の折曲角度も一般的には大きくなる。
【００７６】
すなわち、本発明に使用されるフィルター１の支持体２及び濾過材４の折曲の数（山折りの部分の数）は、最大を６０山としている。図１９（ａ）に示すような支持体２及び濾過材４の半径方向の寸法が短い場合で、山折りの数が例えば、４０山、２０山といった６０山より少ない場合には、支持体２及び濾過材４の内側の折曲角度は大きくなる。
また、図１９（ｂ）に示すように、支持体２及び濾過材４の半径方向の寸法を大きくした場合（例えば、中心部分の内径を１ｃｍとした場合など）は、山折りの数が図１９（ａ）の場合と同じとすると、捕捉部１４の内側の折曲角度は小さくなる。
【００７７】
そこで、支持体２及び濾過材４の半径方向の長さに関係なく、捕捉部１４の内側の折曲角度を規定する。支持体２及び濾過材４の山折りの数を最大６０山とすると、３６０度／６０山で、支持体２及び濾過材４の中心Ｏにおける角度θは、６度となる。また、山折りの数を４０山とすると、３６０度／４０山で、支持体２及び濾過材４の中心Ｏにおける角度θは９度となる。さらに、山折りの数を２０山とすると、３６０度／２０山で中心Ｏにおける角度θは１８度となる。また、山折りの数を８山とすると、３６０度／８山で中心Ｏにおける角度θは４５度となる。
【００７８】
支持体２及び濾過材４の山折りの数が同じでも、半径方向の長さが異なれば捕捉部１４の実際の内側の折曲角度は半径方向の長さが長くなるほど小さくなるが、上記のように中心Ｏにおける角度θを規定することで、支持体２及び濾過材４の半径方向の長さに関係なく、捕捉部１４の内側の折曲角度を規定することができる。
【００７９】
本発明における支持体２及び濾過材４の断面の中心Ｏにおける角度θを６度〜４５度とし、この６度〜４５度の角度を捕捉部１４の内側の折曲角度に対応させている。これにより、支持体２及び濾過材４の半径方向の長さに関係なく捕捉部１４の角度を規定することができるものである。
【００８０】
さて、フィルター１の支持体２及び濾過材４の山折りの数を少なくすればするほど、支持体２及び濾過材４の周方向の長さを短くできて、材料のコストや製造コストを安くすることができる。また、濾過材４に不織布を用いていることで、通気性が良いので、捕捉部１４の内側の折曲角度が大きくても異物がいっぱいに溜まるまで捕捉が可能である。
そこで、図１９（ｃ）に示すように、支持体２及び濾過材４の山折りの数を最小４山とすることも可能である。この場合、支持体２及び濾過材４の中心Ｏにおける角度θは、９０度となる。かかる場合には、支持体２及び濾過材４の周方向の長さを最も短くでき、材料コスト、製造コストを最も安くすることができるものである。
【００８１】
ところで、上記実施形態において、フィルター１の捕捉部１４は空間としており、この空間の捕捉部１４により切り粉等の異物２６を捕捉するようにしていた。しかし、図１７及び図１８に示すように、異物２６を徐々に捕捉していくと、フィルター１の圧力損失が徐々に高くなってしまう。
そこで、圧力損失があまり高くならないように且つ効率良く異物２６を捕捉できるようにしたのが図２０に示す構成である。
【００８２】
つまり、先の実施形態では、捕捉部１４の底部より徐々に異物２６を捕捉するようにしていたが、この実施形態では、捕捉部１４の空間全体で異物２６を捕捉すべく、捕捉部１４の空間内に捕捉ネット１５を着脱自在に装着するようにしたものである。
この捕捉ネット１５は、図２１に示すように略二つ折りにしたり、あるいは三つ折りにしたものであり、材料は、上記ネット５と同じ物である。すなわち、ネット５と同様に図１２〜図１４に示すように、上ベース地１８、下ベース地１９及び縦糸２０等で構成され、所謂ハニカム状に構成されている。しかし、捕捉ネット１５の厚みや通過部２１の大きさはネット５より小さいものを使用している。
捕捉ネット１５の長さは捕捉部１４の長手方向と同じとし、また、二つ折りした時に捕捉部１４の径方向の寸法と同様にしている。
【００８３】
クーラント液がフィルター１のネット５を介して流れると、クーラント液に混入している切り粉等の異物が捕捉ネット１５の上ベース地１８、下ベース地１９、縦糸２０に絡みつくようにして引っついていき、さらに、上述と同様に異物が濾過材４により捕捉されることになる。
特に、異物は先に捕捉ネット１５により捕捉されていき、捕捉ネット１５で捕捉されなかった異物が濾過材４で捕捉される。したがって、捕捉部１４内の空間に配設した捕捉ネット１５により先ず異物が捕捉され、そのため、濾過材４自体の通流性が衰えず、フィルター１の圧力損失の低下も少なく、フィルター１により多くの異物を捕捉することができる。
【００８４】
フィルター装置３８内の圧力が所定値より高くなった場合や、所定の切削加工作業時間経過後にフィルター１を交換することになる。この場合、上述と同様に交換するのは、ネット５、捕捉ネット１５、及び濾過材４であり、支持体２等は再度使用して、リサイクル化を図るようにしている。
【００８５】
ここで、フィルター１を構成しているネット５、捕捉ネット１５、濾過材４、及び支持体２等は原則としてリサイクル化を図るようにしており、ネット５や捕捉ネット１５は表面に付着している切り粉３７を水をかけて落とし、更にネット５、捕捉ネット１５を洗浄することで、再度使用可能となる。また、洗い流した鉄屑等の切り粉３７は集めて再度使用することができる。支持体２は水で洗浄することで、再度使用する。
【００８６】
図２２は、所定時間切削加工した場合に、フィルター１を洗浄する場合の構成図を示している。なお、図２２では、フィルター１の構成部材としては、支持体２と不織布からなる濾過材４とで構成した場合であり、前述のネット５、捕捉ネット１５等は用いていない場合であるが、もちろん、フィルター１の構成としてネット５、捕捉ネット１５を用いた場合でも適用できるのは言うまでもない。
【００８７】
また、図２２に示すフィルター装置３８は、図１等に示すフィルター装置３８に対応しているものであり、図１に示すクーラント液３５の循環経路内に図２２に示すフィルター装置３８を介設しているものである。フィルター装置３８の入力側と出力側に電磁弁６４、６５をそれぞれ介設し、また、フィルター１を洗浄する際に洗浄水７３を循環させる経路に電磁弁６６、６７、回収容器７０、ポンプ７１、フィルター７２等を設けている。
切削加工時は、電磁弁６６、６７を閉とし、電磁弁６４、６５を開として、クーラント液３５を図中の矢印イ、ロに示すように循環させ、フィルター１にてクーラント液３５を濾過して切り粉３７を回収するようにしている。
【００８８】
フィルター１を洗浄する場合には、電磁弁６４、６５を閉とし、電磁弁６６、６７を開としてポンプ７１を駆動して洗浄水７３を循環させる。洗浄水７３は、フィルター装置３８の内側に配設したノズル７４から噴水状にフィルター１に向かって勢い良く噴射される。濾過材４の捕捉部１４に溜まった鉄屑等の切り粉３７はノズル７４から噴射される洗浄水７３により綺麗に洗い落とされることになる。
濾過材４から洗い落とされた切り粉３７は、電磁弁６７を介して回収容器７０内に回収される。なお、回収容器７０では、切り粉３７を回収するために、例えば目の細かい金網７５を配設して、この金網７５にて切り粉３７を回収するようにしている。
【００８９】
金網７５を通過した洗浄水７３はポンプ７１により循環され、金網７５で回収できなかった細かい切り粉３７はフィルター７２により回収され、不純物のない洗浄水７３は電磁弁６６、ノズル７４から濾過材４に噴射され、これを繰り返すようになっている。
なお、図２２に示す洗浄方法では、フィルター装置３８内に貯溜しているクーラント液３５を洗浄水７３として使用しているものであり、別途洗浄水を用いることがないので、ランニングコストを抑えることができる。もちろん、クーラント液３５を用いずに、別途洗浄水を用いるようにしても良い。
【００９０】
なお、ノズル７４は、上下２段で、それぞれ４つを配設しているが、ノズル７４の位置や個数は任意である。また、洗浄水７３は濾過材４の表面に噴射させているが、フィルター１の内側に図外のノズルを配設して、このノズルにより濾過材４の内側から外側へと逆洗による洗浄を行なうようにしても良い。もちろん、図２２に示す洗浄方法と逆洗方法を組み合わせてフィルター１を洗浄するようにしても良い。
【００９１】
これにより、濾過材４の表面に付着していた切り粉３７を洗い流すことができ、濾過材４を再度使用することができる。また、回収容器７０内に集めた切り粉３７は、業者が回収して鉄屑を溶かし、また別の材料に用いることができる。
したがって、切削加工により出た切り粉３７は、そのままスクラップとして廃棄するのではなく、フィルター１を介して回収することで、リサイクル化を図ることができ、また、濾過材４、ネット５、捕捉ネット１５等もリサイクル化ができて、切り粉３７やフィルター１等をゴミとして全く廃棄されることがないものである。そのため、本発明は環境にやさしい方法、装置を提供することができるものである。
【００９２】
特に、図２２に示す方法では、切り粉３７等の不純物をとるフィルター１の濾過材４は、洗浄により不純物が回収されるので、洗浄後はそのまま濾過材４を交換せずに再度使用できるものである。したがって、フィルター１の交換作業を不要として、作業性を非常に向上させることができる。
【００９３】
ところで、上記のフィルター１の形状として略円筒形状としていたが、図２３に示すような上部を細径としたフィルター１を構成するようにしても良い。例えば、図２２に示す円筒状のフィルター１では洗浄水７３を濾過材４の表面にかけた場合に、洗浄水７３が反射して跳ね返り、洗浄水７３がかけられた部分は切り粉３７を洗い流すことができて、他の部分では切り粉３７を落としにくい恐れがある。
そこで、フィルター１の形状を図２３に示すような略円錐型の形状とすることで、ノズル７４から噴射された洗浄水７３は濾過材４の表面に当たってから下方の濾過材４の表面に伝って流れ落ちるので、下方の切り粉３７も十分に洗い流すことができるものである。
【００９４】
これにより、切り粉３７等が落下し易くなり、切り粉３７の回収が容易になると同時に、洗浄時間も短くすることができる。なお、図２３に示すフィルター１は簡略化して描いたものであり、実際は図６に示すように断面が略ジグザグ状になっているものである。
【００９５】
なお、図２２に示す洗浄装置では、クーラント液３５の循環経路内に介設したフィルター装置３８をそのまま電磁弁の開閉により洗浄装置として兼用していたが、専用の洗浄装置として構成するようにしても良い。かかる場合には、各電磁弁６４〜６７を削除した部材で洗浄装置を構成することができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の切削加工方法及び切削加工装置によれば、クーラント液内に混入されている気泡は０．３μｍ〜１０μｍと非常に小さいことと、該気泡の爆発力によってツールとワークの間に浸透していき、これによりツールの先端部とワークの加工部分が冷却される。これにより、ワーク及びツールは気泡の持つ浸透性、保水性が維持され、ワーク及びツールは熱をほとんど発生させることがなく、切削加工の作業性を向上させ、またツールも長持ちさせることができる。
【００９７】
また、洗浄方法及び洗浄装置によれば、洗浄液内に混入されている気泡は０．１μｍ〜１０μｍと非常に小さいことと、該気泡の爆発力によって被洗浄材の面に浸透していき、これにより非常に小さな付着物でも簡単に洗い流すことができ、簡単で且つ確実に被洗浄材を洗浄することができる。
【００９８】
また、切削加工や洗浄において、フィルター装置により切り粉や付着物を同時に回収しているので、全体の作業性を向上させることができる。
さらに、切り粉等を回収して、リサイクル化を図り、また、濾過材等を洗浄することで、再度の使用が可能となり、そのため、廃棄する部材が全くないものであり、環境のやさしい方法、装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の切削加工装置の概略構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態のクーラント液をワークの上面に流すようにして冷却するようにした場合の要部斜視図である。
【図３】  本発明の実施の形態の三方からクーラント液を噴射させるようにした場合の図である。
【図４】  本発明の実施の形態のそれぞれ気泡発生器により三方からクーラント液を噴射させるようにした場合の図である。
【図５】  本発明の実施の形態の１台の気泡発生装置により複数の切削加工機にクーラント液を供給するようにした場合のブロック構成図である。
【図６】  本発明の実施の形態のフィルター装置内で使用しているフィルターの分解斜視図である。
【図７】  本発明の実施の形態のフィルターを構成している濾過材及び支持体の側面図である。
【図８】  本発明の実施の形態の濾過材の端部を固定具にて締め付けた状態を示すフィルターの要部正面図である。
【図９】  本発明の実施の形態のフィルターの濾過材の端部側の要部拡大断面図である。
【図１０】  本発明の実施の形態のフィルター装置で使用しているフィルターの断面図である。
【図１１】  本発明の実施の形態のフィルターのネットの平面図である。
【図１２】  本発明の実施の形態のフィルター装置に使用されるフィルターのネットの要部拡大平面図である。
【図１３】  本発明の実施の形態のフィルター装置に使用されるフィルターのネットの要部拡大斜視図である。
【図１４】  本発明の実施の形態のフィルター装置に使用されるフィルターのネットの拡大側面図である。
【図１５】  本発明の実施の形態の切削加工装置に使用されるフィルターで切り粉を捕捉する状態を示す説明図である。
【図１６】  本発明の実施の形態の切削加工装置に使用されるフィルターで切り粉を捕捉している状態を示す説明図である。
【図１７】  本発明の実施の形態の切削加工装置に使用されるフィルターで切り粉を捕捉している状態を示す説明図である。
【図１８】  本発明の実施の形態の切削加工装置に使用されるフィルターで切り粉を捕捉している状態を示す説明図である。
【図１９】  本発明の実施の形態のフィルターの捕捉部の内側の折曲角度を規定するための説明図である。
【図２０】  本発明の実施の形態のフィルターの捕捉部内に捕捉ネットを配置した場合の説明図である。
【図２１】  本発明の実施の形態のフィルターの配置する捕捉ネットの斜視図である。
【図２２】  本発明の実施の形態のフィルターを洗浄する場合の概略構成図である。
【図２３】  本発明の実施の形態の一端側を細径としたフィルターの斜視図である。
【符号の説明】
３０  切削加工装置
３１  切削加工機
３３  ツール
３４  ワーク
３５  クーラント液
３７  切り粉
３８  フィルター装置
３９  気泡混入クーラント液
４２  ポンプ
５２  気泡発生器
５３  ノズル
５４  気泡
６０  気泡発生装置
６１  配管部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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