JP2004268213A

JP2004268213A - Mist coolant device

Info

Publication number: JP2004268213A
Application number: JP2003063849A
Authority: JP
Inventors: Kaname Miwa; 輪要三; Hiroaki Suzuki; 木洋昭鈴; Naoki Akagawa; 川直樹赤
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP4204356B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent a phenomenon of dripping and falling from a coolant nozzle when a coolant liquid remaining in a coolant supply pipe leaks out of check valves. <P>SOLUTION: The check valves 26a and 26b with a pilot open by pilot pressure, are arranged in coolant liquid supply pipes 20a and 20b on the upstream side of mist generating parts 18a and 18b, and pilot pressure is taken in from an air supply pipe 19. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミストクーラント装置に係り、特に、クーラント液の液だれを確実に防止できるようにしたミストクーラント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械による切削加工では、切削工具の刃先の潤滑と冷却を兼ねてクーラントを供給している。このクーラントの供給方式には、主軸頭の端面に設けられたクーラントノズルから、刃先に向けてクーラント液を供給する外部供給方式や、主軸内部からツールホルダなどを通して供給する内部供給方式がある。
【０００３】
クーラントを大量に使用する機械では、クーラントの一部が周囲に飛散し作業環境を悪くしたり、ワークにクーラントが付着したり、加工した溝に溜まってしまうことがあり、クーラントの廃液処理が問題となる。このため、近年ではクーラントを液体の状態で供給する替わりに、ミスト化したクーラントを供給する方式が普及しつつある。
【０００４】
従来、クーラントをミスト化するには、エアを送り込んで液状のクーラントを霧化するミキシング部を設け、送り込んだエアといっしょにノズルからミスト化したクーラントを噴出させている。
【０００５】
この種のミストクーラント装置で問題となるのは、加工を停止している間のクーラントの液漏れである。このようなクーラントの液漏れを防止する従来技術としては、例えば、切削液押出し手段をミスト発生装置の近傍に設け、切削液供給ラインを通しての切削液の供給が絶たれたときに、切削液に含まれる空気粒の影響を受けることなく直ちに弁通路を閉鎖することにより、液だれを防止するものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３０８９４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、クーラント液のミキシング部からの逆流を防止するために、クーラントの供給管には、逆止弁が設けられている。この逆止弁は、クーラント液の圧力の作用で開き、クーラント液がミキシング部への方向のみに流れるようになっている。
【０００８】
ところが、立形の大型工作機械、例えば、門形工作機械では、この構造的な制約から、主軸先端側に向かって鉛直方向に延びるように、クーラント供給管が主軸頭に配管されている。
【０００９】
したがって、クーラント液の供給ポンプが停止していても、逆止弁には、クーラント供給配管内にあるクーラント液の水頭圧が常に作用していることになる。そして、主軸頭が大型であれば、鉛直に延びる供給管の長さが長くなり、それに比例して水頭圧も増大する。逆止弁が水頭圧で僅かに開く結果として、クーラント液がクーラントノズルからたれ落ちることがあり、切削剤の無駄にし、作業環境を汚染する原因となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、クーラント供給配管内に残留するクーラント液が逆止弁から漏れ出て、クーラントノズルからたれ落ちる現象を確実に防止することができるようにしたミストクーラント装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、クーラント液を圧縮エアで霧化させるミスト生成部と、クーラント液をミスト生成部に供給するクーラント液供給配管と、前記ミスト生成部にエアを供給するエア供給配管と、前記ミスト生成部で発生したミストクーラントを工作機械の切削工具に指向させて噴出するノズルと、を有するミストクーラント装置において、パイロット圧で開くパイロット付逆止め弁を前記ミスト生成部の上流で前記クーラント液供給配管に設けるとともに、前記エア供給配管からそのパイロット圧を取り込むようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、エア供給配管へのエアの供給が止まっている状態では、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁は、クーラント供給配管内にに残留しているクーラント液がミスト生成部へ漏出するのを確実に阻止する。
【００１３】
また、本発明の好適な実施形態によれば、前記ノズルは、主軸の軸方向が鉛直方向と平行な立形工作機械の主軸頭に配置され、前記クーラント液供給配管が主軸頭に沿って鉛直方向に延びる鉛直配管部を有するようになっている。本発明のミストクーラント装置は、立形の工作機械に適用した場合にクーラント液漏出の防止効果が大きい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるミストクーラント装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態によるミストクーラント装置の系統図である。この実施形態は、門形工作機械のような立形の工作機械にミストクーラント装置を適用した実施の形態であり、参照符号１０は、門形工作機械の主軸頭を示している。１２ａ、１２ｂは、ミストクーラント装置のノズルを示している。１４は、圧縮エア供給源を示し、１６は、クーラント液を貯留しているクーラントタンクを示している。
【００１５】
圧縮エア供給源１４から延びるエア供給配管には、クーラントタンク１６に設けられたクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂに動力のエアを供給するエア供給配管１７と、ミスト生成部１８ａ、１８ｂにクーラント液を霧化させるためのエアを供給するエア供給配管１９がある。
【００１６】
エア供給配管１７には、ノーマルクローズド形の第１のソレノイドバルブ２１が設けられており、この第１ソレノイドバルブ２１が開くと、それぞれクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂにエアが送られて駆動され、クーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂは、クーラント液をクーラント液供給配管２０ａ、２０ｂを通してミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給する。
【００１７】
ミスト生成部１８ａ、１８ｂにエアを供給するエア供給配管１９には、ノーマルクローズド形の第２のソレノイドバルブ２２が設けられており、この第２ソレノイドバルブ２２が開かれると、エア供給配管１９を通ってエアがそれぞれミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給されるようになっている。
【００１８】
この実施形態のように、門形工作機械の主軸頭１０は、クロスレールに沿って移動するサドルに取り付けられており、主軸頭１０に配する各種配管やケーブルはまとめて主軸頭の最上部にある中継部から各所に延びるようになっている。クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂの場合、主軸頭１０に沿って鉛直配管部２４ａ、２４ｂとなって主軸頭１０の下部まで鉛直方向に延びている。そして、この鉛直配管部２４ａ、２４ｂの終端にミスト生成部１８ａ、１８ｂが設けられ、さらにミスト生成部１８ａ、１８ｂにノズル１２ａ、１２ｂが接続されている。
【００１９】
ミスト生成部１８ａ、１８ｂでは、エアとクーラント液が同時に供給されると、クーラント液は霧化されたミストクーラントとなって、エアに混じってノズル１２ａ、１２ｂから主軸に装着されている切削工具５０の刃先に向けて噴出される。
【００２０】
クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂの鉛直配管部２４ａ、２４ｂでは、ミスト生成部１８ａ、１８ｂの直近上流側にパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂが設けられている。この場合、パイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂは、ミスト生成部１８ａ、１８ｂへのクーラント液の流入を阻止する弁体をもち、パイロット圧で開いたときのにみ、ミスト生成部１８ａ、１８ｂにクーラント液を供給する方向のクーラント液の流れを許容し、パイロット圧は、エア供給配管１９から取り込むようになっている。
【００２１】
なお、図１において、３０はリリーフ弁、３２は、エアの流量を調整する弁である。
【００２２】
本実施形態によるミストクーラント装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
第１ソレノイドバルブ２１が励磁されて開くと、クーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂが作動する。このクーラント供給ポンプ１５ａ、１５ｂから吐出されたクーラント液は、クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂを通して圧送される。このとき、第２ソレノイドバルブ２２は励磁されて開いているので、エア供給配管１９からミスト生成部１８ａ、１８ｂにエアが供給されるとともに、パイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂにパイロット圧がかかり開くので、クーラント液がミスト生成部１８ａ、１８ｂに供給される。これによって、切削加工の間は、ミスト生成部１８ａ、１８ｂで生成されたミストクーラントがエアに混じってノズル１２ａ、１２ｂから切削工具５０の刃先に向けて噴き付けられる。
【００２３】
これに対して、切削加工を停止している間は、第１ソレノイドバルブ２１、第２ソレノイドバルブ２２ともに消磁されて閉じ、クーラント液とエアの供給は停止される。
【００２４】
クーラント液の供給が停止されても、クーラント液供給配管２０ａ、２０ｂにはクーラント液は残留しており、主軸頭１０にそった鉛直配管部２４ａ、２４ｂでは、主軸頭１０の長さにほぼ相当する高さの水頭圧が生じ、この水頭圧はパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂに作用することになる。
【００２５】
しかしながら、第２ソレノイドバルブ２２が閉じてエア供給配管１９へのエアの供給が止まっている状態では、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁２６ａ、２６ｂは、鉛直配管部２０ａ、２０ｂに残留しているクーラント液がミスト生成部１８ａ、１８ｂへ漏出するのを確実に阻止するので、クーラント液がノズル１２ａ、１２ｂからたれ落ちることがなくなり、テーブル回りはクーラント液によって汚染されることがない。
【００２６】
以上、本発明に係るミストクーラント装置について、立形の工作機械に適用した実施形態を挙げて説明したが、本発明は、本発明のミストクーラント装置は、横形の工作機械に対しても適用しクーラント液の液だれを防止できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、パイロット圧のかかっていないパイロット付逆止め弁は、残留しているクーラント液がミスト生成部へ漏出するのを確実に阻止するので、クーラント液がノズルからたれ落ちることを確実になくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるミストクーラント装置の一実施形態を示す系統図。
【符号の説明】
１０主軸頭
１２ａ、１２ｂノズル
１８ａ、１８ｂミスト生成部
１９エア供給配管
２０ａ、２０ｂクーラント液供給配管
２１第１ソレノイドバルブ
２２第２ソレノイドバルブ
２４ａ、２４ｂ鉛直配管部
２６ａ、２６ｂパイロット付逆止め弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mist coolant device, and more particularly, to a mist coolant device capable of reliably preventing dripping of a coolant liquid.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in cutting by a machine tool, a coolant is supplied for both lubrication and cooling of a cutting edge of a cutting tool. As a coolant supply system, there are an external supply system for supplying a coolant liquid from a coolant nozzle provided on an end face of a spindle head toward a cutting edge, and an internal supply system for supplying a coolant from inside the spindle through a tool holder or the like.
[0003]
In a machine that uses a large amount of coolant, part of the coolant may scatter around and worsen the working environment, coolant may adhere to the work, or may accumulate in the machined grooves, and there is a problem with the waste liquid treatment of the coolant. Becomes For this reason, in recent years, a system for supplying a mist of coolant instead of supplying the coolant in a liquid state is becoming widespread.
[0004]
Conventionally, in order to convert a coolant into a mist, a mixing section for sending air to atomize a liquid coolant is provided, and a mist of coolant is ejected from a nozzle together with the sent air.
[0005]
A problem with this type of mist coolant device is a coolant leak while the machining is stopped. As a conventional technique for preventing such coolant leakage, for example, a cutting fluid pushing means is provided near a mist generator, and when the supply of the cutting fluid through a cutting fluid supply line is cut off, the cutting fluid is supplied to the cutting fluid. There is one that closes a valve passage immediately without being affected by air particles contained therein to prevent dripping (see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-308947 A
[Problems to be solved by the invention]
In general, a check valve is provided in a coolant supply pipe in order to prevent a coolant liquid from flowing back from a mixing section. The check valve is opened by the action of the pressure of the coolant, so that the coolant flows only in the direction toward the mixing section.
[0008]
However, in a large vertical machine tool, for example, a portal machine tool, a coolant supply pipe is provided at the head of the spindle so as to extend vertically toward the tip of the spindle due to this structural limitation.
[0009]
Therefore, even when the coolant supply pump is stopped, the head pressure of the coolant in the coolant supply pipe always acts on the check valve. If the spindle head is large, the length of the vertically extending supply pipe increases, and the head pressure increases in proportion thereto. As a result of the check valve opening slightly at the head pressure, the coolant liquid may drool from the coolant nozzle, wasting the cutting fluid and contaminating the working environment.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the related art, and to reliably prevent a phenomenon that coolant liquid remaining in a coolant supply pipe leaks out of a check valve and drops from a coolant nozzle. It is an object of the present invention to provide a mist coolant device that can be used.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a mist generation unit that atomizes a coolant liquid with compressed air, a coolant liquid supply pipe that supplies the coolant liquid to the mist generation unit, and supplies air to the mist generation unit. A mist coolant device having an air supply pipe to be blown, and a nozzle for jetting the mist coolant generated in the mist generation section toward a cutting tool of a machine tool. The coolant supply pipe is provided upstream of the section, and the pilot pressure is taken in from the air supply pipe.
[0012]
According to the present invention, in a state in which the supply of air to the air supply pipe is stopped, the check valve with pilot without the application of the pilot pressure causes the coolant liquid remaining in the coolant supply pipe to generate the mist generation part. To prevent leakage.
[0013]
Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the nozzle is disposed at a spindle head of a vertical machine tool in which an axis direction of a spindle is parallel to a vertical direction, and the coolant liquid supply pipe extends vertically along the spindle head. It has a vertical piping part extending in the direction. The mist coolant device of the present invention has a large effect of preventing coolant leakage when applied to a vertical machine tool.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a mist coolant device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a system diagram of the mist coolant device according to the present embodiment. This embodiment is an embodiment in which a mist coolant device is applied to a vertical machine tool such as a portal machine tool, and reference numeral 10 indicates a spindle head of the portal machine tool. Reference numerals 12a and 12b denote nozzles of the mist coolant device. Reference numeral 14 denotes a compressed air supply source, and reference numeral 16 denotes a coolant tank storing a coolant liquid.
[0015]
An air supply pipe 17 that supplies power to coolant supply pumps 15a and 15b provided in a coolant tank 16 and a coolant liquid that is sprayed to mist generators 18a and 18b are provided in an air supply pipe extending from the compressed air supply source 14. There is an air supply pipe 19 that supplies air for conversion.
[0016]
The air supply pipe 17 is provided with a normally closed first solenoid valve 21. When the first solenoid valve 21 is opened, air is sent to the coolant supply pumps 15a and 15b, and the coolant is supplied to the coolant supply pumps 15a and 15b. The supply pumps 15a and 15b supply the coolant to the mist generators 18a and 18b through the coolant supply pipes 20a and 20b.
[0017]
A normally closed second solenoid valve 22 is provided in the air supply pipe 19 that supplies air to the mist generating units 18a and 18b. When the second solenoid valve 22 is opened, the air supply pipe 19 is opened. The air is supplied to the mist generators 18a and 18b, respectively.
[0018]
As in this embodiment, the spindle head 10 of the portal machine tool is attached to a saddle that moves along a cross rail, and various pipes and cables arranged on the spindle head 10 are collectively placed at the top of the spindle head. It extends from a certain relay section to various places. In the case of the coolant supply pipes 20a, 20b, the pipes 24a, 24b extend vertically along the spindle head 10 to the lower part of the spindle head 10. The mist generators 18a and 18b are provided at the ends of the vertical pipe sections 24a and 24b, and the nozzles 12a and 12b are connected to the mist generators 18a and 18b.
[0019]
In the mist generating sections 18a and 18b, when the air and the coolant liquid are supplied simultaneously, the coolant liquid becomes an atomized mist coolant and is mixed with the air and the cutting tool 50 mounted on the main shaft from the nozzles 12a and 12b. Is ejected toward the cutting edge.
[0020]
In the vertical piping sections 24a and 24b of the coolant supply pipes 20a and 20b, check valves with pilots 26a and 26b are provided immediately upstream of the mist generating sections 18a and 18b. In this case, the non-return valves with pilots 26a, 26b have a valve body that prevents the flow of the coolant liquid into the mist generating sections 18a, 18b. The flow of the coolant in the direction of supplying the coolant is allowed, and the pilot pressure is taken in from the air supply pipe 19.
[0021]
In FIG. 1, 30 is a relief valve, and 32 is a valve for adjusting the flow rate of air.
[0022]
The mist coolant device according to the present embodiment is configured as described above. Next, the operation and effects thereof will be described.
When the first solenoid valve 21 is excited and opened, the coolant supply pumps 15a and 15b operate. The coolant discharged from the coolant supply pumps 15a and 15b is pumped through coolant supply pipes 20a and 20b. At this time, since the second solenoid valve 22 is excited and opened, air is supplied from the air supply pipe 19 to the mist generators 18a and 18b, and pilot pressure is applied to the check valves with pilots 26a and 26b to open. Therefore, the coolant liquid is supplied to the mist generators 18a and 18b. As a result, during the cutting, the mist coolant generated by the mist generators 18a and 18b is mixed with air and sprayed from the nozzles 12a and 12b toward the cutting edge of the cutting tool 50.
[0023]
On the other hand, while the cutting is stopped, both the first solenoid valve 21 and the second solenoid valve 22 are demagnetized and closed, and the supply of the coolant liquid and the air is stopped.
[0024]
Even when the supply of the coolant is stopped, the coolant remains in the coolant supply pipes 20a and 20b, and the vertical pipes 24a and 24b along the spindle head 10 substantially correspond to the length of the spindle head 10. A head pressure of the following height is generated, and this head pressure acts on the check valves with pilots 26a and 26b.
[0025]
However, when the second solenoid valve 22 is closed and the supply of air to the air supply pipe 19 is stopped, the check valves 26 a and 26 b with no pilot pressure remain in the vertical pipe sections 20 a and 20 b. Since the coolant liquid is surely prevented from leaking to the mist generators 18a and 18b, the coolant liquid does not drop from the nozzles 12a and 12b, and the periphery of the table is not contaminated by the coolant liquid.
[0026]
As described above, the mist coolant device according to the present invention has been described with the embodiment applied to the vertical machine tool. However, the present invention is applicable to the horizontal machine tool. Coolant can be prevented from dripping.
[0027]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the check valve with pilot without the pilot pressure reliably prevents the remaining coolant liquid from leaking to the mist generating section, It is possible to reliably prevent the liquid from dripping from the nozzle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a mist coolant device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Spindle heads 12a, 12b Nozzles 18a, 18b Mist generator 19 Air supply pipes 20a, 20b Coolant liquid supply pipe 21 First solenoid valve 22 Second solenoid valve 24a, 24b Vertical pipe section 26a, 26b Check valve with pilot

Claims

クーラント液を圧縮エアで霧化させるミスト生成部と、クーラント液をミスト生成部に供給するクーラント液供給配管と、前記ミスト生成部にエアを供給するエア供給配管と、前記ミスト生成部で発生したミストクーラントを工作機械の切削工具に指向させて噴出するノズルと、を有するミストクーラント装置において、
パイロット圧で開くパイロット付逆止め弁を前記ミスト生成部の上流で前記クーラント液供給配管に設けるとともに、前記エア供給配管からそのパイロット圧を取り込むようにしたことを特徴とするミストクーラント装置。A mist generating section for atomizing the coolant liquid with compressed air, a coolant liquid supply pipe for supplying the coolant liquid to the mist generating section, an air supply pipe for supplying air to the mist generating section, and a mist generated in the mist generating section In a mist coolant device having a nozzle for ejecting the mist coolant directed to a cutting tool of a machine tool,
A mist coolant device, wherein a check valve with a pilot that opens by pilot pressure is provided in the coolant supply pipe upstream of the mist generation section, and the pilot pressure is taken in from the air supply pipe.

前記ノズルは、主軸の軸方向が鉛直方向と平行な立形工作機械の主軸頭に配置され、前記クーラント液供給配管が主軸頭に沿って鉛直方向に延びる鉛直配管部を有することを特徴とする請求項１に記載のミストクーラント装置。The nozzle is disposed at a spindle head of a vertical machine tool in which an axis direction of a spindle is parallel to a vertical direction, and the coolant liquid supply pipe has a vertical pipe portion extending in a vertical direction along the spindle head. The mist coolant device according to claim 1.