專利名稱：冷卻液噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻液噴射裝置，該冷卻液噴射裝置用于在使用機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，向加工部位噴射冷卻液。
背景技術(shù)：
一般來說，在使用機(jī)床進(jìn)行車削加工、磨削加工等機(jī)械加工的情況下，為了進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻、除去切屑、防止熔敷等，一邊向加工部位供給冷卻液(車削、磨削油劑)一邊進(jìn)行加工，在機(jī)械加工中，從確保加工的穩(wěn)定性、加工精度的觀點(diǎn)來看，期望向加工部位適當(dāng)?shù)毓┙o冷卻液。因此，例如，如專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2所記載的那樣，提出有下述各種冷卻液噴射裝置的方案，該冷卻液噴射裝置被設(shè)制成在NC機(jī)床、加工中心等自動(dòng)機(jī)床中，根據(jù)加工的進(jìn)行過程而自動(dòng)地調(diào)整冷卻液的噴射角度，由此來向加工部位適當(dāng)?shù)貒娚淅鋮s液。 在這種冷卻液噴射裝置中，利用伺服電動(dòng)機(jī)對(duì)噴射冷卻液的噴嘴進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，根據(jù)工具的更換、機(jī)械加工的進(jìn)行過程等而調(diào)整噴嘴的位置、角度，由此來向加工部位正確地噴射冷卻液。專利文獻(xiàn)I :日本特開2002-18674號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :美國(guó)專利第6772042號(hào)說明書由于冷卻液噴射裝置被暴露于因機(jī)械加工而產(chǎn)生的冷卻液的飛沫、切屑的飛濺之中，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)噴嘴的伺服電動(dòng)機(jī)、減速齒輪機(jī)構(gòu)等要求有充分的防水滴性以及防塵性，并且，由于需要將加工中心、NC機(jī)床等自動(dòng)機(jī)床設(shè)置于有限的空間，因此期望小型化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種具有優(yōu)良的防水滴性、防塵性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的冷卻液噴射裝置。為了解決上述課題，技術(shù)方案I所涉及的發(fā)明具備噴射冷卻液的噴嘴和調(diào)整該噴嘴的旋轉(zhuǎn)角度的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述冷卻液噴射裝置具備外殼；空心軸；該空心軸能夠旋轉(zhuǎn)且液密地插入到該外殼，在該空心軸的內(nèi)部形成冷卻液通道；端口，該端口設(shè)置于上述空心軸的側(cè)壁，且與上述冷卻液通道連通；以及入口通道，該入口通道設(shè)置于上述外殼，且經(jīng)由上述端口而與上述冷卻液通道連通，上述噴嘴與上述空心軸連接并與上述冷卻液通道連通，上述空心軸與上述電動(dòng)機(jī)的輸出軸同軸地配置，上述空心軸與該輸出軸直接連結(jié)。技術(shù)方案2的發(fā)明所涉及的冷卻液噴射裝置在上述技術(shù)方案I的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，其特征在于，上述空心軸和上述電動(dòng)機(jī)的輸出軸形成為一體。技術(shù)方案3的發(fā)明所涉及的冷卻液噴射裝置在上述技術(shù)方案I或者技術(shù)方案2的基礎(chǔ)之上，其特征在于，上述電動(dòng)機(jī)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)技術(shù)方案I的本發(fā)明所涉及的冷卻液噴射裝置，由于從入口通道供給的冷卻液通過設(shè)置于空心軸的側(cè)壁的端口而流入空心軸的冷卻液通道，故無需利用接頭部件而直接連接固定側(cè)的入口通道和旋轉(zhuǎn)側(cè)的空心軸。因此，避免了因接頭部件的不良而導(dǎo)致的冷卻液泄漏。此外，由于經(jīng)由空心軸向噴嘴供給冷卻液，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，并且能夠減少需要密封的部位，從而能夠提高防水滴性以及防塵性。根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明所涉及的冷卻液噴射裝置，通過使空心軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸形成一體化，能夠減少部件數(shù)量。根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明所涉及的冷卻液噴射裝置，通過使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)而能夠進(jìn)行基于開環(huán)的驅(qū)動(dòng)控制，從而能夠?qū)崿F(xiàn)控制電路的簡(jiǎn)化。
圖I是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的冷卻液噴射裝置的立體圖。圖2是沿著圖I的A-A線剖開后的橫向剖視圖。圖3是示出拆下圖I所示的冷卻液噴射裝置的密封板后的狀態(tài)的俯視圖。圖4是示出拆下圖I所示的冷卻液噴射裝置的密封板后的狀態(tài)的立體圖。圖5是圖I所示的冷卻液噴射裝置的分解立體圖。圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的冷卻液噴射裝置的橫向剖視圖。圖7是圖6所示的冷卻液噴射裝置的分解立體圖。
附圖標(biāo)記說明如下I :冷卻液噴射裝置;4 :電動(dòng)機(jī)；14 :外殼；18 :空心軸；23 :冷卻液通道；24 :端口 ；25 :入口通道；27 :噴嘴
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。參照?qǐng)DI 5對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖I至圖5所示，本實(shí)施方式所涉及的冷卻液噴射裝置I安裝于NC鉆床、NC銑床、NC車床、加工中心等數(shù)字控制(NC)機(jī)床，且用于向加工部位噴射冷卻液，在殼體2內(nèi)收納有可動(dòng)噴嘴單元3以及電動(dòng)機(jī)4而形成一體化(單元化)。殼體2構(gòu)成為包括大致立方體且一側(cè)呈開口的箱狀的殼體主體5 ；以及將殼體主體5的開口部封閉的密封板6。在殼體2,形成有以與密封板6相連的方式延伸為平板狀的長(zhǎng)方形的安裝部7，該安裝部7與殼體主體5成一體結(jié)構(gòu)。在安裝部7設(shè)置有用于將殼體2安裝于自動(dòng)機(jī)床上的一對(duì)長(zhǎng)孔8。殼體2的內(nèi)部由分隔板9隔開，并形成有配線室10。上述分隔板9 一體地形成于殼體主體5，且沿著長(zhǎng)度方向延伸。上述配線室10與用于收納可動(dòng)噴嘴單元3以及電動(dòng)機(jī)4的空間鄰接，且用于對(duì)與電動(dòng)機(jī)4連接的導(dǎo)線進(jìn)行配線。在殼體主體5的可動(dòng)噴嘴單元3側(cè)的端部的側(cè)壁以及分隔板9，分別形成有大致U字型的切口 11、12，以與分隔板9的切口12對(duì)置的方式在殼體主體5的側(cè)壁形成有開口 13 (參照?qǐng)D2)。在殼體主體5的電動(dòng)機(jī)4側(cè)的端部的內(nèi)壁與分隔板9之間，形成有用于將導(dǎo)線連接于電動(dòng)機(jī)4的間隙9A。在殼體主體5的開口部，利用螺絲、搭扣、粘合劑等公知的結(jié)合單元(未圖示)安裝有密封板6。殼體主體5與密封板6之間由襯墊等公知的密封機(jī)構(gòu)(未圖不)密封。優(yōu)選是，密封板6利用螺釘?shù)饶軌蜓b卸的結(jié)合單元能夠裝卸地安裝于殼體主體5。殼體2能夠由合成樹脂、鋁合金等適當(dāng)?shù)牟牧闲纬??？蓜?dòng)噴嘴單元3具備外殼14，外殼14具有近似立方體的外形形狀，且供由大徑鉆孔15A以及小徑鉆孔15B構(gòu)成的帶有階梯差的開口部貫通。在大徑鉆孔15A液密地嵌合有圓筒狀的引導(dǎo)部件16，在小徑鉆孔15B和引導(dǎo)部件16之間形成有噴嘴室17。貫通外殼14的空心軸18能夠旋轉(zhuǎn)且是液密地插入到小徑鉆孔15A以及引導(dǎo)部件16?？招妮S18能夠旋轉(zhuǎn)地被支承于在外殼14的兩端部設(shè)置的軸承19、20。空心軸18、與小徑鉆孔15B以及引導(dǎo)部件16之間由O型環(huán)21、22密封。在空心軸18形成沿空心軸18的軸心延伸的冷卻劑通道23，冷卻劑通道23的一端部在空心軸18的前端部開口，另一端部被閉塞。并且，在空心軸18的側(cè)壁貫通有使冷卻劑通道23和噴嘴室17連通的多個(gè)端口 24。在外殼14的側(cè)壁設(shè)置有與噴嘴 室17連通的入口通道25，在入口通道25連接有圓筒狀的入口管路26。在空心軸18的前端部連接有朝向與空心軸18呈直角方向的噴嘴27，噴嘴27的內(nèi)部與冷卻劑通道23連通。在空心軸18的基端部形成有經(jīng)過雙面倒角的凸形狀的連結(jié)部28。在外殼14的大徑鉆孔15A側(cè)的端部嵌合有具有供空心軸18的基端部插入的開口且是凸形狀的后部外罩29。將與噴嘴2連接的空心軸18的前端側(cè)插入到切口 11，并將入口管路26插入到切口 12以及開口 13，從而可動(dòng)噴嘴單元3被安裝于殼體主體5。電動(dòng)機(jī)4是側(cè)面部的外形形狀與噴嘴單元3大致相同的立方體，在輸出軸30的前端部形成有與在空心軸18的基端部形成的連結(jié)部28卡合的凹形狀的連結(jié)部31。電動(dòng)機(jī)4能夠控制輸出軸30的旋轉(zhuǎn)角，可以采用公知的伺服電動(dòng)機(jī)或者步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。并且，作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，雖然也可以使用可變磁阻型、永久磁鐵型、或者組合上述類型而得到的混合型中的任意一個(gè)，但在本實(shí)施方式中，由于能夠調(diào)整的步進(jìn)角足夠小，因此采用混合型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)4連接供給控制電流的導(dǎo)線(未圖示)，導(dǎo)線通過分隔板9的間隙9A而延伸到配線室10內(nèi)，經(jīng)由安裝于殼體2的外壁的電連接器(未圖示)與外部的驅(qū)動(dòng)電路(未圖示)連接。電動(dòng)機(jī)4被固定為，電動(dòng)機(jī)4的前部外罩32與可動(dòng)噴嘴單元3的后部外罩卡和，且后部外罩33與殼體主體5的端部的側(cè)壁抵接。此外,在圖2中，標(biāo)號(hào)34表不與輸出軸30連結(jié)的轉(zhuǎn)子，35表示以與轉(zhuǎn)子34的周圍對(duì)置的方式配置的定子，36表示將輸出軸30支承為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承?？蓜?dòng)噴嘴單元3和電動(dòng)機(jī)4將電動(dòng)機(jī)4的輸出軸30插入可動(dòng)噴嘴單元3側(cè)的后部外罩29，并將輸出軸30的連結(jié)部31與空心軸18的連結(jié)部28卡合，從而以形成一體化的狀態(tài)被收納于殼體主體5內(nèi)，通過在殼體主體5的開口部安裝密封板6而將電動(dòng)機(jī)噴嘴單元3及旋轉(zhuǎn)接頭機(jī)構(gòu)4固定于殼體2內(nèi)。另外，空心軸18與輸出軸30之間的連結(jié)部28、30的形狀不限定于上述雙面倒角形狀，也可以是其他的形狀，只要是能夠在上述空心軸18與輸出軸30之間傳遞旋轉(zhuǎn)的形狀即可。使噴嘴27朝向適當(dāng)?shù)姆较颉⑶覍⒙菟ǖ炔逋ㄓ诎惭b部7的長(zhǎng)孔8，從而將這樣構(gòu)成的冷卻液噴射裝置I安裝于NC機(jī)床、加工中心等自動(dòng)機(jī)床。并且，入口管路26與包含泵等的冷卻液的供給源連接，電動(dòng)機(jī)4與供給控制電流的驅(qū)動(dòng)電路連接。進(jìn)而，將冷卻液向入口管路26供給，并經(jīng)由入口通道25、噴嘴室17、端口 24以及冷卻液通道23從噴嘴27進(jìn)行噴射。通過使電動(dòng)機(jī)4的輸出軸30旋轉(zhuǎn)并對(duì)與輸出軸30連結(jié)的空心軸18的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制，能夠調(diào)整噴嘴27的角度，從而能夠向所期望的方向噴射冷卻液。此外，也可以形成為省略形成于外殼14內(nèi)的噴嘴室17，而從入口通道25向空心軸18的端口 24直接供給冷卻液。在需要對(duì)空心軸18、即電動(dòng)機(jī)4的輸出軸30的旋轉(zhuǎn)角的初始位置進(jìn)行調(diào)整(O點(diǎn)調(diào)整)的情況下，例如，能夠在空心軸18或者輸出軸30安裝霍爾元件(未圖示)，并基于霍爾元件的檢測(cè)位置進(jìn)行O點(diǎn)調(diào)整?；蛘咭部梢岳弥箵跫拗茋娮?7的旋轉(zhuǎn)范圍，使噴嘴27旋轉(zhuǎn)直至與止擋件抵接為止，進(jìn)而以噴嘴27與止擋件抵接的位置為基準(zhǔn)進(jìn)行O點(diǎn)調(diào)整。由此，能夠根據(jù)基于自動(dòng)機(jī)床的工具更換而產(chǎn)生的工具前端位置的變化、基于機(jī)械加工的進(jìn)行過程而產(chǎn)生的從噴嘴到加工位置為止的距離的變化等，來調(diào)整噴嘴27的旋轉(zhuǎn)角并向加工部位正確地噴射冷卻液。此時(shí)，由于能夠使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)4，因此能夠進(jìn)行基于開環(huán)的控制，與使用伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行基于閉環(huán)的控制的情況相比，能夠簡(jiǎn)化電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。 當(dāng)對(duì)噴嘴27的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制時(shí)，為了使冷卻液準(zhǔn)確地命中切削加工部位，在調(diào)節(jié)噴嘴的噴射角度的基礎(chǔ)上，還能夠使噴嘴27在更廣的角度范圍內(nèi)移動(dòng)，以便利用冷卻液的噴射除掉加工部位的切屑，由此能夠促進(jìn)切屑的除去。并且，能夠使噴嘴的旋轉(zhuǎn)形成為恒定速度、或者一邊使速度變化一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。并且，由于通過使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)4，能夠?qū)崿F(xiàn)如下的控制，即將用于NC機(jī)床的工具移動(dòng)以及工具指定的控制代碼(所謂的M代碼、T代碼)作為電動(dòng)機(jī)4的控制信號(hào)并加以利用，而使噴嘴27的旋轉(zhuǎn)角追隨加工部位的控制，因此能夠簡(jiǎn)化冷卻液噴射裝置的控制電路。通過使冷卻液在使噴嘴27旋轉(zhuǎn)的空心軸18的內(nèi)部的冷卻液通道23流通，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻液噴射裝置I的小型化，特別是能夠縮短冷卻液噴射裝置I的軸向的尺寸，并且，能夠減少需要密封的部位，從而提高防水滴性以及防塵性。此外，通過將密封板6設(shè)置為能夠開閉，在可動(dòng)噴嘴單元3或者電動(dòng)機(jī)4意外發(fā)生故障的情況下，由于能夠單獨(dú)對(duì)上述部件進(jìn)行更換或者修理，因此具有優(yōu)良的維護(hù)性。接下來，參照?qǐng)D6以及圖7，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，相對(duì)于上述第一實(shí)施方式，對(duì)相同的部分使用相同的附圖標(biāo)記，僅對(duì)不同的部分進(jìn)行詳細(xì)地說明。如圖6以及圖7所示，在本實(shí)施方式所涉及的冷卻液噴射裝置40中，使上述第一實(shí)施方式中的可動(dòng)噴嘴單元3的空心軸18與電動(dòng)機(jī)4的輸出軸30形成一體化，形成為空心電動(dòng)機(jī)軸41。在圖7所示的例子中，雖然空心電動(dòng)機(jī)軸41形成為被預(yù)先安裝于電動(dòng)機(jī)4偵牝并被插入到可變噴嘴單元3，但也可以被預(yù)先安裝于可變噴嘴單元3側(cè)，并被插入或者被壓入到電動(dòng)機(jī)4。通過這樣地構(gòu)成，能夠起到與上述第一實(shí)施方式相同的作用效果。
權(quán)利要求
1.一種冷卻液噴射裝置，該冷卻液噴射裝置具備噴射冷卻液的噴嘴、以及調(diào)整該噴嘴的旋轉(zhuǎn)角度的電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述冷卻液噴射裝置具備 夕卜殼; 空心軸，該空心軸能夠旋轉(zhuǎn)且液密地插入到該外殼，在該空心軸的內(nèi)部形成冷卻液通道； 端口，該端口設(shè)置于所述空心軸的側(cè)壁，且與所述冷卻液通道連通；以及 入口通道，該入口通道設(shè)置于所述外殼，經(jīng)由所述端口而與所述冷卻液通道連通， 所述噴嘴與所述空心軸連接并與所述冷卻液通道連通，所述空心軸與所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸同軸地配置，所述空心軸與該輸出軸直接連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷卻液噴射裝置，其特征在于， 所述空心軸和所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸形成為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的冷卻液噴射裝置，其特征在于， 所述電動(dòng)機(jī)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
在向機(jī)械加工部位供給冷卻液的冷卻液噴射裝置中，提高防水滴性、防塵性，并能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。將空心軸(18)插入到外殼(14)，并能夠旋轉(zhuǎn)地支承于軸承(19)、(20)，由O型環(huán)(21)、(22)密封旋轉(zhuǎn)部分。利用空心軸(18)的側(cè)壁的端口(24)連通空心軸(18)內(nèi)的冷卻液通道(23)和外殼(14)內(nèi)的噴嘴室(17)。從出口管路(26)供給冷卻液，并經(jīng)由入口通道(25)、噴嘴室(17)、端口(24)以及冷卻液通道(23)從噴嘴(27)進(jìn)行噴射。使電動(dòng)機(jī)(4)(步進(jìn)電動(dòng)機(jī))的輸出軸(30)與空心軸(18)連結(jié)，并調(diào)整噴嘴(27)的旋轉(zhuǎn)角。通過在空心軸(18)內(nèi)形成冷卻液通道(23)，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，并且減少密封部位，從而提高防水滴性以及防塵性。
文檔編號(hào)B23Q11/10GK102756306SQ20121004217
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者加藤正夫, 荻原英之 申請(qǐng)人:美蓓亞株式會(huì)社