JP2011189429A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良質のミストエアを噴射することができる加工装置を提供すること。
【解決手段】加工装置１は、ボディ２と、ラム３と、ラム３を進退させる進退機構６と、工具Ｔと、工具Ｔを把持してラム３と一体に進退する把持手段５と、把持手段５を回転させる主軸モータＭと、切削油とエアとを混合したミストエアを工具Ｔに供給するミストエア供給部１０とを備え、ミストエアを供給しながら被加工物を加工する。工具Ｔは、ミストエアを刃部に送る貫通孔を有する。把持手段５は、工具Ｔを把持するコレット５１と、コレット５１が挿入される内筒部５２ａを有し、内筒部５２ａから外周部に亘ってミストエア供給部１０からのミストエアが導入される通孔５２ｄが形成されたコレットホルダ５２とを備えている。内筒部５２ａには、通孔５２ｄの内側開口端５２ｆから工具Ｔの貫通孔Ｔｃに向けて形成されたミストエア供給路５５ａを有する流路案内プラグ５５が内嵌されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアと切削油とを混合して生成したミストエアを用いて被加工物を加工する加工装置に関する。

従来、切削加工または研削加工において、切削油（クーラント）を被加工物及び工具に供給する方法は、一般に、工作機械やドリルユニットに内設した空間を通して切削油を供給する方法（いわゆるセンタスルー及びスピンドルスルー）と、外部に配置した切削油供給装置から切削油を供給する方法（いわゆるサイドスルー及び側方流体供給）との２種類がある。

前記センタスルー及びスピンドルスルーの装置としては、摩擦の減衰やコスト削減等の解決を図り、加工装置の後方から切削油と空気（エア）とを混合した霧状のミストエアを工具及び被加工物に吹き付ける方式のものと、加工装置の後方から切削油とエアとを主軸と主軸の外周や側面からそれぞれ供給し工具及び被加工物に吹き付ける方式のものとが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

また、前記サイドスルー及び側方流体供給の装置としては、工具の取換えの容易化や、加工精度の向上等を図り、冷却用ミストエア供給装置を装置先端の工具側面に接続してミストエアを工具及び被加工物に吹き付ける方式のものが知られている（例えば、特許文献３，４参照）。

特開２００６−３１６８０１号公報（請求項１及び図１参照） 特開平１１−３２０３２７号公報（請求項１及び図１，２参照） 特開２００２−１７８２０７号公報（請求項１及び図５参照） 特開２００８−２０７２９０号公報（図１参照）

しかしながら、従来、センタスルー及びスピンドルスルー方式を採用できない構造のドリルユニットの場合にサイドスルー方式を採用するが、そのドリルユニットの壁面にミストエアの衝突する箇所が多い場合や、ドリルの貫通孔内へミストエアが入り難い場合や、あるいは、ミストエアが流れる流路内の空間容積変化が大きい場合に、ミストエアが液化し、切削油が内部に蓄積されて、ドリル先端からエアのみ噴射されることがあった。
この場合、ドリルユニット内部に所定量以上の切削油が貯溜されると、切削油がドリル先端から液状になって断続的に排出されるという問題点があった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決するために創案されたものであり、工具の前端部から良質のミストエアを噴射することができる加工装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る加工装置の発明は、略シリンダ形状のボディと、該ボディに進退自在に内装されたラムと、該ラムを進退させる進退機構と、被加工物を加工する工具と、該工具を把持して前記ラムと一体に進退する把持手段と、該把持手段を回転させる主軸モータと、エアを供給するエア供給手段からのエアと切削油を供給するオイル供給手段からの切削油とを混合して生成された霧状のミストエアを前記工具に供給するミストエア供給部と、を備え、前記ミストエアを加工に用いて前記被加工物を加工する加工装置であって、前記工具は、前記ミストエアを刃部に送るための貫通孔を有し、前記把持手段は、前記工具を把持するコレットと、該コレットが挿入される内筒部を有すると共に、該内筒部から外周部に亘って前記ミストエア供給部から供給された前記ミストエアが導入される通孔が形成されたコレットホルダと、を備え、前記内筒部には、前記通孔の内側開口端から前記工具の後端面の前記貫通孔に向けて形成されたミストエア供給路を有する流路案内プラグが内嵌されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、加工装置は、工具を把持するコレットが挿入される内筒部を有するコレットホルダに、その内筒部から外周部に亘ってミストエアが導入される通孔が形成されている。その内筒部には、通孔の内側開口端から工具の後端面の貫通孔に向けて形成されたミストエア供給路を有する流路案内プラグが内嵌されて、通孔とミストエア共通路とが連通されて、ミストエアが工具の貫通孔に向けて直接流れるようになっている。このため、コレットホルダの通孔に供給されたミストエアは、流路案内プラグのミストエア供給路を介して工具の貫通孔に真っ直ぐ流れて、その貫通孔に直接入り込むので、工具の前端面からスムーズに噴射できるようになる。その結果、加工装置は、良質のミストエアを噴射しながら加工することができ、被加工物を面粗度が良く滑らかに仕上げることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の加工装置であって、前記通孔は、前記コレットホルダの外周面に形成された外側開口端から前記内側開口端に向かって軸方向へ斜めに形成されて、前記ミストエア供給路は、上流側開口端及び下流側開口端を介して前記工具の後端面の前記貫通孔に向かって軸方向へ斜めに形成され、前記流路案内プラグは、外側開口端に入り込んだ前記ミストエアが、前記通孔から前記ミストエア供給路を介して前記工具の前記貫通孔に連続的に流れるように配置されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、通孔及びミストエア供給路は、上流側開口端から下流側開口端に向かって軸方向へ斜めに形成されると共に、通孔の外側開口端に入り込んだミストエアが、通孔からミストエア供給路を介して工具の貫通孔に連続して流れるように配置されている。このため、コレットホルダの通孔に供給されたミストエアは、工具の貫通孔に向けて最短距離を通って真っ直ぐに流れるようになると共に、ミストエアが流路の内壁等に衝突するのを極力低減させて避けることができる。その結果、通孔及びミストエア供給路は、把持手段内の流路を流れるミストエアの流動抵抗を小さくして、その流れをスムーズにすると共に、ミストエアを霧状の良好な状態のまま工具内に送り込むことができる。
また、コレットホルダの内筒部に挿入された流路案内プラグのミストエア供給路が、コレットホルダの通孔の内側開口端から工具の後端面の前記貫通孔に向けて連続的に配置されていることによって、流路の空間容積を小さくすることができる。このため、流路内に液状化した切削油が生成されたとしても、流路内に切削油が貯溜するのを抑制することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の加工装置であって、前記内筒部は、段差部に、前記コレットホルダと主軸とを連結する締結具を設け、前記締結具と前記流路案内プラグとの間には、前記締結具または前記流路案内プラグに固着したゴム部材が設けられていることを特徴とする。

かかる構成によれば、締結具と流路案内プラグとの間にゴム部材が介在されていることによって、内筒部内の隙間を小さくして、流路中の不要な内部空間が形成されるのを抑制することができる。また、工具は、コレットホルダの内筒部に対して軸方向に、流路案内プラグ及びゴム部材を介在して挿入され、弾性的に支持される。このため、コレットナット締付時のコレット及び工具の引き込みによる工具の振れ精度の悪化をゴム部材によって防止することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加工装置であって、前記コレットホルダには、該コレットホルダに形成された前記通孔の位置と、前記流路案内プラグに形成された前記ミストエア供給路の位置とを位置合わせするための位置決めピンが設けられていることを特徴とする。

かかる構成によれば、通孔の位置とミストエア供給路の位置は、位置決めピンによって位置合わせして流路案内プラグがコレットホルダの回転方向に固定されることにより、容易に両者の位置を合致させることができると共に、両者がずれて配置されるのを解消することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加工装置であって、前記ミストエア供給路の内径は、１〜３ｍｍに形成されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、ミストエア供給路の内径が、１〜３ｍｍに形成されていることによって、ミストエアの流路空間容積の変化を少なくして、霧状のミストエアの状態を維持して、ミストエアが液状化するのを防止することができる。

請求項６に係る発明は、請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の加工装置であって、前記進退機構は、圧縮エア供給源から供給されるエアによって駆動されるエアシリンダ機構からなり、前記主軸モータは、前記圧縮エア供給源から供給されるエアによって駆動されるエアモータからなり、前記エア供給手段は、前記圧縮エア供給源から供給されるエアが供給されることを特徴とする。

かかる構成によれば、進退機構と主軸モータとエア供給手段とは、同じ圧縮エア供給源から供給されるエアを利用していることによって、供給源（駆動源）の数を最少限に抑えることができると共に、装置全体をエアのみで駆動させることができる。そのため、電源がない不便な場所であっても、圧縮エア供給源があれば駆動させることができる。また、進退機構と主軸モータとエア供給手段とは、一つの動力源によって駆動させるので、部品点数及び組付工数を削減して構造を簡素化することができると共に、装置全体の小型化及びコスト低減に寄与することができる。

請求項７に係る発明は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の加工装置であって、前記ミストエア供給部に供給する前記エア及び前記切削油の流量を調整する流量調整手段を有することを特徴する。

かかる構成によれば、ミストエア混合部は、エア及び切削油の流量を調整できる流量調整手段を有することによって、エアの流量を調整できるため、切削油が通孔から未噴射となるのを防止することができると共に、エアのみを流路に送って内部に溜まっている切削油を外部に吹き飛ばすことが可能となる。

本発明に係る加工装置によれば、工具の前端部から良質なミストエアを噴射することができる。

本発明の実施形態に係る加工装置の一例を示す一部断面を有する概略側面図である。 本発明の実施形態に係る加工装置の使用状態を示す正面図である。 加工装置のエア流路を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態に係るドリル装置のミストエア混合部を示す図であり、（ａ）は正常時の状態を示す要部拡大概略図、（ｂ）は切削油が逆流したときの状態を示す要部拡大概略図である。 本発明の実施形態に係るドリル装置の把持手段を示す要部断面図である。 図５のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の実施形態に係るドリル装置のコレットホルダの通孔を示す要部拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るドリル装置を示す図であり、（ａ）は流路案内プラグとドリルの配置関係を示す要部拡大断面図、（ｂ）はノズルの貫通孔を示す概略図である。 本発明の比較例を示す要部拡大断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る加工装置１を説明する。
なお、工具は、回転して被加工物（図示省略）を加工するものであればよく、以下、ドリルＴの場合を例に挙げて説明する。また、図１に示す本発明の加工装置１は、油圧や空気圧や電動モータ等の駆動力を利用して、ドリルＴを回転及び進退（往復動）させることによって被加工物を加工する装置であり、以下、圧縮エアでドリルＴを回転及び往復動させるドリル装置１Ａを例に挙げて説明する。
なお、便宜上、作業者がグリップ１ａを持った状態を基準として、ドリルＴが装置される側を前側（先端側）、その反対側を後側、グリップ１ａが固定された側を下側、その反対側を上側として説明する。

≪ドリル装置の構成≫
図１に示すように、ドリル装置１Ａ（加工装置１）は、作業者（図示省略）がグリップ１ａを持って位置決め用の治具プレートＰに形成された位置決めブッシュＰａにブッシュ１３を挿入し、止めねじＰｂによりロックして穿孔作業を行なうハンドツールである。ドリル装置１Ａは、被加工物（図示省略）にミストエア混合部８で生成したミストエアを供給しながらドリルＴを回転させ、送りを与えて穿孔するサイドスルータイプの装置である。

このドリル装置１Ａは、略シリンダ形状のボディ２と、ボディ２に進退自在に内装されたラム３と、ラム３の後部に排気口Ｅ１を有するセンタバー４０と、ラム３を進退させる進退機構６と、前記ドリルＴと、ドリルＴを把持してラム３と一体に進退する把持手段５と、把持手段５を回転させる主軸モータＭと、切削油と圧縮エアとを混合して生成した霧状のミストエアをドリルＴに供給するミストエア供給部１０と、ボディ２の前部に配設されドリルＴを覆うノーズピース１２と、ノーズピース１２の先端部に装着されドリルＴの先端部をガイドするブッシュ１３と、を主に備えている。

≪ボディの構成≫
図１に示すボディ２は、往復移動（送りと戻り）するラム３、進退機構６、主軸モータＭ等を内装したハウジングである。ボディ２は、後退用流路Ｌ２１（図３参照）からの圧縮エアでラム３を後退させる第１のシリンダ室６１が内設された前部ボディ２１と、前進用流路Ｌ２２（図３参照）からの圧縮エアでラム３を前進させる第２のシリンダ室６２が内設された後部ボディ２２と、を連結してなる。ボディ２の上部には、油圧ダンパＤが装着されている。ボディ２の下部には、ラム３の外周部に形成されたエア圧力室１ｃに連通するエア供給口１ｂを有するグリップ１ａが固定されている。

エア圧力室１ｃは、モータ用流路Ｌ１１（図３参照）を介して、エア供給口１ｂから導入された圧縮エアを一旦、貯溜し、ラム３が送り動作に入って前進しセンタバー４０の導入流路Ｉｎ２がエア圧力室１ｃと連通すると、導入流路Ｉｎ２から導入流路Ｉｎ１を通って主軸モータＭに圧縮エアを供給して主軸モータＭを回転させる。
主軸モータＭに供給された圧縮エアは、排気流路（図示省略）を介して排気口Ｅ１から大気中に排気される。排気口Ｅ１には、主軸モータＭの回転数を調整するための排気エア量を規制する排気絞り弁Ｅ２が設けられている。

図１に示すように、センタバー４０は、ラム３の後端部にねじ込まれて、ラム３の後端部を閉塞するようにして延設された軸棒部材からなる。センタバー４０は、前記排気流路（図示省略）と、排気口Ｅ１と、前記モータ用流路Ｌ１１（図３参照）とを備えている。センタバー４０には、スクリュー支持板４１を介してアジャストスクリュー４２が配設されている。

≪ラムの構成≫
ラム３は、把持手段５を介在してドリルＴを圧縮エアによって往復移動させるための略円筒状の部材であり、ボディ２に進退自在に内装されている。ラム３は、ボディ２の先端部と中央部と後端部とにシール材（図示省略）を介在して摺動自在に支持されている。ラム３は、外周部の中央部に、圧縮エアによってボディ２内を前後方向に摺動する鍔状の拡径部（図示省略）が形成されている。

＜アジャストスクリュー及び油圧ダンパの構成＞
アジャストスクリュー４２は、ラム３の前進移動に伴って油圧ダンパＤを押圧することにより、ラム３の送り速度を調整可能になっている。
油圧ダンパＤは、例えば、ラム３の送り速度を調整するダンパと、穿孔加工における微速抜け送り速度を調整するダンパとの二種類を、ボディ２上に並設してなる。

≪進退機構の構成≫
図１に示すように、進退機構６は、例えば、ラム３の外周部とボディ２の内周部との間に形成された第１のシリンダ室６１または第２のシリンダ室６２に、圧縮エア供給源４からエア流路Ｌ（図３参照）を介して供給される圧縮エアによってラム３、把持手段５及びドリルＴを前進及び後退させるエアシリンダ機構からなる。
第１のシリンダ室６１は、前記拡張部（図示省略）の前側に形成され、後退用流路Ｌ２１（図３参照）を通って後退用の圧縮エアが導入されて、ラム３を後退させる。第２のシリンダ室６２は、前記拡張部（図示省略）の後側に形成され、前進用流路Ｌ２２（図３参照）を通って前進用の圧縮エアが導入されて、ラム３を前進させる。

≪主軸モータの構成≫
主軸モータＭは、ラム３に把持手段５を介在してドリルＴを回転させるモータであり、例えば、前記圧縮エア供給源４（図３参照）からエア供給口１ｂを介してエアモータ室Ｍａに供給された圧縮エアによって回転するエアモータからなる。主軸モータＭの主軸Ｍｂの先端部には、ドリルＴを把持する把持手段５のコレット５１及びコレットホルダ５２が皿ねじ５７によって連結されている。

≪エア流路の構成≫
図３に示すように、エア流路Ｌは、圧縮エア供給源４からエア供給口１ｂに供給された圧縮エアを、主軸モータＭ、進退機構６、ミストエア供給部１０を介してドリルＴ等へ供給するための流路である。エア流路Ｌは、圧縮エア供給源４に連通するエア供給口１ｂと、エア供給口１ｂの圧縮エアを主軸モータＭ等に供給する第１の流路Ｌ１と、エア供給口１ｂの圧縮エアを進退機構６等に供給する第２の流路Ｌ２と、エア供給口１ｂの圧縮エアを流量調整部７に送るミスト用エア供給路Ｌ３と、流量調整部７のエア流量調整部７２からの圧縮エアと切削油量調整ねじ部７４（オイル供給部）からの切削油とをそれぞれミストエア混合部８へ送ってミストエアを生成させるエアオイル分流供給管１１と、ミストエア混合部８で生成されたミストエアをコレットホルダ５２（図示省略）及び流路案内プラグ５５を介在してドリルＴに送る通孔５２ｄ及びミストエア供給路５５ａと、を備えている。

前記エア供給口１ｂは、外部の圧縮エア供給源４に接続され、０．５〜０．６ＭＰａ程度の圧縮エアを供給する供給管が接続される接続口であり、グリップ１ａ（図１参照）の下端部に形成されている。エア供給口１ｂは、第１の流路Ｌ１、第２の流路Ｌ２及びミスト用エア供給路Ｌ３にそれぞれ連通している。
そして、第１の流路Ｌ１、第２の流路Ｌ２及びミスト用エア供給路Ｌ３は、それぞれ並列に接続されていることにより、主軸モータＭの回転数（主軸回転数）の調整と、ラム３の往復移動速度（送り速度）の調整と、エア流量調整部７２で行うミストエア混合部８に送る圧縮エアの流量の調整と、をそれぞれ独立して行なうことができる。

図３に示すように、第１の流路Ｌ１は、主軸モータＭを駆動させるモータ用流路Ｌ１１と、このモータ用流路Ｌ１１から分岐したラム３（図１参照）を前進させる第２の前進用流路Ｌ１２と、を備えている。モータ用流路Ｌ１１は、センタバー４０の先端部から軸線方向に形成された導入流路Ｉｎ１（図１参照）と、導入流路Ｉｎ１に連通する導入流路Ｉｎ２（図１参照）と、を備えている。第２の前進用流路Ｌ１２は、ラム３（図１参照）の後端部に圧縮エアを供給してラム３を前進させる。

第２の流路Ｌ２は、ラム３（図１参照）、把持手段５及びドリルＴの後退用の圧縮エアを第１のシリンダ室６１に供給する後退用流路Ｌ２１と、後退用流路Ｌ２１に圧縮エアを流すためのリターンボタンＲと、ラム３（図１参照）、把持手段５及びドリルＴの前進用の圧縮エアを第２のシリンダ室６２に供給する前進用流路Ｌ２２と、前進用流路Ｌ２２に設けられた減圧弁ＰＶと、圧縮エアの流量を調整してラム３（図１参照）、把持手段５及びドリルＴの進退速度を調整するスピードコントローラＳＰと、ラム作動用のスタートボタンＳと、を備えている。
減圧弁ＰＶは、グリップ１ａ（図１参照）の後方に装備され、圧縮エアを減圧してラム３の前進推力を調整できる。スピードコントローラＳＰは、ラム３の前進早送り速度を微調整できる。

≪ミストエア供給部の構成≫
図３に示すように、前記ミストエア供給部１０は、ドリルＴに供給する切削油と圧縮エアとが霧状に混合されたミストエアを生成するミストエア混合部８と、このミストエア混合部８にエア流路Ｌを介して圧縮エアを供給するエア供給口１ｂと、ミストエア混合部８に切削油を供給するオイル供給手段（オイル供給管１１ｂ）と、ミストエア混合部８に圧縮エアを供給するエア供給手段（エア供給管１１ａ）と、ミストエア混合部８に供給する圧縮エア及び切削油の流量を調整する流量調整手段（流量調整部７）と、ミストエアをドリルＴの貫通孔Ｔｃ（図５参照）に送る通孔５２ｄ及びミストエア供給路５５ａと、を備えて構成されている。

＜ミスト用エア供給部の構成＞
図１及び図３に示すように、ミスト用エア供給路Ｌ３は、ミストエア混合部８に圧縮エアを供給するエア供給装置である。ミスト用エア供給路Ｌ３は、上流側がエア供給口１ｂに接続され、下流側がハンドバルブ７１に接続された第１エア供給管Ｌ３１と、第１エア供給管Ｌ３１の下流側を開閉するハンドバルブ７１と、上流側がハンドバルブ７１に接続され、下流側がエア流量調整部７２に接続された第２エア供給管Ｌ３２と、ミストエア混合部８に供給する圧縮エアの流量を調整するエア流量調整部７２と、を備えている。

＜ハンドバルブの構成＞
ハンドバルブ７１は、ミスト用エア供給路Ｌ３を開栓及び閉栓する開閉ノブを有する手動バルブである。ハンドバルブ７１を開栓すれば、圧縮エアがエア供給口１ｂから第１エア供給管Ｌ３１、ハンドバルブ７１、第２エア供給管Ｌ３２、エア流量調整部７２、エアオイル分流供給管１１、ミストエア混合部８に流れ、このミストエア混合部８で切削油と混合してミストエアとなって把持手段５内の通孔５２ｄ、ミストエア供給路５５ａ及び貫通孔Ｔｃを流れてドリルＴの先端からミストエアが噴射される。ハンドバルブ７１を閉栓するとミストエアの供給も停止する。

＜エア流量調整部の構成＞
図１に示すように、エア流量調整部７２は、流量調整部７の流量調整部本体７ａの側面に形成されたエア入口（図示省略）と、このエア入口から流量調整部本体７ａ内に入り込む圧縮エアの流量を調整する調整ねじ７２ａ（図２参照）と、を備えて構成されている。
調整ねじ７２ａ（図２参照）は、エア入口に形成された雌ねじ部（図示省略）に螺合している螺合量を回動調整することにより、第２エア供給管Ｌ３２からミストエア混合部８に流れ込む圧縮エアの流量を調整することができるボリュームである。

≪オイル供給部の構成≫
図１に示すように、オイル供給部Ｌ４は、ミストエア混合部８に切削油を供給するオイル供給装置である。オイル供給部Ｌ４は、切削油を貯溜した切削油タンク７３と、切削油タンク７３に連通する切削油供給口７５と、切削油供給口７５から切削油を切削油タンク７３に供給するための切削油補給器７６（図２参照）と、切削油タンク７３からミストエア混合部８への切削油の流量を調整する切削油量調整ねじ部７４と、を備えてなる。

図１に示すような、切削油タンク７３は、略ボンベ形状のタンクであり、取付具によってボディ２の上部に取り付けられている。切削油タンク７３には、ハンドバルブ７１を通過した圧縮エアを切削油タンク７３側に送り込む分岐部７３ａと、この分岐部７３ａから取り込んだ圧縮エアによって切削油を加圧する加圧ピストン７３ｂと、この加圧ピストン７３ｂが進退可能に内設されたシリンダ状のタンク７３ｃと、を備えている。切削油タンク７３の開口部が、ミストエア混合部８と切削油供給口７５とに連通して、切削油が出入りするようになっている。

図２に示すように、切削油供給口７５は、切削油補給器７６が接続される供給口７５ａと、供給口７５ａに形成されたカプラ接続口に注入用接続管７６ｃを接続するように構成されている。
切削油補給器７６は、切削油を切削油タンク７３に注入するオイルシリンジからなる。切削油補給器７６は、切削油が入っているシリンダ状の容器７６ａと、容器７６ａ内の切削油を押し出すピストンロッド７６ｂと、先端が前記供給口７５ａに内嵌すると共に、基端部が容器７６ａの内底に連通した注入用接続管７６ｃと、を備えている。

＜ミストエア混合部の構成＞
図４（ａ）に示すように、ミストエア混合部８は、切削油と圧縮エアと混合してミストエアを生成する混合ノズル装置である。ミストエア混合部８は、圧縮エアを噴射するエアノズル８１と、このエアノズル８１内に挿入されて切削油を噴射するオイルノズル８２と、図５に示す噴射管８３と、ミストエア混合部８を覆うホイールキャップ８４と、ミストエア混合部８をクーラントカバー５６に接続するためのニップル８５と、を主に備えて構成されている。

≪把持手段の構成≫
把持手段５は、ドリルＴを把持すると共に、前記ミストエア混合部８で生成したミストエアをドリルＴに送るための流路を形成する部位である。把持手段５は、前記クーラントカバー５６と、ドリルＴを把持するコレット５１と、このコレット５１及び流路案内プラグ５５が内嵌される段付き円筒状の内筒部５２ａを有すると共に、この内筒部５２ａから外周部に亘ってミストエア供給部１０から供給されたミストエアが導入される通孔５２ｄが形成されたコレットホルダ５２と、ミストエアが流れるミストエア供給路５５ａが形成された流路案内プラグ５５と、コレットホルダ５２を主軸Ｍｂに連結するための皿ねじ５７と、コレット５１をコレットホルダ５２に固定するためのコレットナット５８と、流路案内プラグ５５をコレットホルダ５２内の所定位置に固定するための位置決めピン９２と、を主に備えて構成されている。

＜クーラントカバー＞
図５に示すように、クーラントカバー５６は、ミストエア混合部８をコレットホルダ５２に形成された通孔５２ｄに連通させるための部材である。このクーラントカバー５６は、小径部と大径部とからなる段付円筒状の部材からなる。クーラントカバー５６には、ミストエア混合部８の先端側連結部８ａが接続されると共に通孔５２ｄと一致する箇所に形成された接続部５６ａと、この接続部５６ａに対して軸方向に離間して配置されたＯリングＯ１，Ｏ２が嵌入される環状溝５６ｂ，５６ｃが形成されている。
図５及び図６に示すように、このクーラントカバー５６の内壁面とコレットホルダ５２の外周面との間には、ＯリングＯ１，Ｏ２間において、僅かな隙間Ｃがあるが、２つのＯリングＯ１，Ｏ２によってミストエアが外部に漏れないようになっている。クーラントカバー５６は、止めねじによってラム３に固定されている。このため、クーラントカバー５６は、ラム３と一体に進退移動するようになっている。

図６に示すように、前記隙間Ｃは、クーラントカバー５６の内壁面と、主軸Ｍｂと一体に回転するコレットホルダ５２の外周面との間に形成されたリング形状の空間であり、常時、ミストエア混合部８及び通孔５２ｄに連通している。このため、隙間Ｃは、コレットホルダ５２が回転した際に、通孔５２ｄがミストエア混合部８の先端側連結部８ａ内の管路の位置とずれたときに、ミストエア混合部８から送り込まれたミストエアが逃げ込むことにより、ミストエアの流動抵抗が瞬時に上がるのを緩和する逃げの役目を果たす。その結果、ミストエア混合部８の先端側連結部８ａと通孔５２ｄとの間において、ミストエアが流路の壁面に衝突して液化するのを防止することができる。
また、この隙間Ｃは、クーラントカバー５６の内壁面と、コレットホルダ５２の外周面との間に形成されていることによって、その間が非接触の状態になるため、摩擦抵抗が低減されてコレットホルダ５２の回転を良好にすることができる。

＜コレット及びコレットナットの構成＞
図５に示すように、コレット５１は、ドリルＴの後端面Ｔｂ側が装着される略円筒状の部材であり、コレットホルダ５２の内筒部５２ａに拡開して形成された拡開部５２ｋに内嵌されるテーパ部を外周面に有している。コレット５１には、このコレット５１を径方向に弾性変形し易くするための複数のスリ割り５１ａと、ドリルＴを挿通するためのドリル保持孔５１ｂと、が施されている。
コレットナット５８は、コレット５１をコレットホルダ５２に固定するため固定具であり、コレット５１の頭部を内嵌させた状態で、コレットホルダ５２の雄ねじ部５２ｉに螺合する雌ねじ部（図示省略）を有している。

＜コレットホルダの構成＞
図５に示すように、コレットホルダ５２は、把持手段５の本体を形成すると共に、ニップル８５内を通って送られて来るミストエアをドリルＴの貫通孔Ｔｃに送るミストエアの供給路を内部に形成した略筒状の部材である。コレットホルダ５２には、前側開口端５２ｂから後側開口端５２ｃに亘って軸方向に連通している内筒部５２ａと、コレットホルダ５２の外周面に形成された外側開口端５２ｇから内側開口端５２ｆに向かって軸方向へ斜めに形成された通孔５２ｄと、内筒部５２ａ内の略中央部に縮径して段差状に形成され段差部５２ｅと、前記雄ねじ部５２ｉと、位置決めピン９２が装着されるピン設置孔５２ｊと、が形成されている。
コレットホルダ５２は、通孔５２ｄの外側開口端５２ｇにミストエアが供給されて、ミストエアが、このコレットホルダ５２内の流路案内プラグ５５に形成されたミストエア供給路５５ａを介してドリルＴの貫通孔Ｔｃを通って刃先から加工部に供給されるようになっている。

内筒部５２ａには、段差部５２ｅから前側方向へ、ゴム部材９１を備えた流路案内プラグ５５、ドリルＴが装着されたコレット５１が順に挿入されている。図８（ａ）に示すように、この内筒部５２ａ（図５参照）に内嵌された流路案内プラグ５５のミストエア供給路５５ａは、通孔５２ｄの内側開口端５２ｆからドリルＴの後端面Ｔｂの貫通孔Ｔｃに向けて形成された状態に配置されている。図５に示すように、内筒部５２ａの後側には、主軸Ｍｂの前端部が挿入されて、その主軸Ｍｂが皿ねじ５７（締結具）によってコレットホルダ５２に固定されている。前記段差部５２ｅには、通孔５２ｄの内側開口端５２ｆが開口されると共に、皿ねじ５７（締結具）の頭部が装着されている。

≪皿ねじの構成≫
図５及び図８（ａ）に示すように、皿ねじ５７は、皿ねじ５７の頭部が内筒部５２ａ内の段差部５２ｅから前方向へ出っ張った状態にならないように、段差部５２ｅに係合して内筒部５２ａを閉塞するように配置されている。この皿ねじ５７と流路案内プラグ５５との間には、ゴム部材９１が互いに密着した状態に設けられている。この場合、ゴム部材９１は、流路案内プラグ５５の後端面に形成した凹部５５ｄにゴム焼付けさせて固着されて、皿ねじ５７の頭部に押し当てた状態に配置されているが、皿ねじ５７の頭部に固着してもよい。

≪位置決めピンの構成≫
位置決めピン９２は、ピン設置孔５２ｊに挿入し、その先端を流路案内プラグ５５の外周面に形成されたキー溝状の位置決め部５５ｅに係合させることによって、コレットホルダ５２の通孔５２ｄの位置と、流路案内プラグ５５のミストエア供給路５５ａの位置とが、斜めに直線になるように位置合わせされる。

＜通孔の構成＞
図５に示すように、通孔５２ｄは、ミストエアが送り込まれるコレットホルダ５２の外側開口端５２ｇから内側開口端５２ｆ側に向かって軸方向へ斜めに形成されている。図７に示すように、通孔５２ｄは、外側開口端５２ｇがコレットホルダ５２の外周面に切欠形成された油溜まり５２ｈに開口されている。図８（ａ）に示すように、通孔５２ｄの内側開口端５２ｆは、流路案内プラグ５５の上流側開口端５５ｂと同一直線上に一致した状態に配置されて、ミストエアがスムーズに流れるように連続した状態に配置されている。

＜流路案内プラグ構成＞
図５に示すように、流路案内プラグ５５は、軸方向に対して斜めに穿設されたミストエア供給路５５ａを有して、内筒部５２ａに内嵌される略円筒状の部材である。図８（ａ）に示すように、この流路案内プラグ５５は、通孔５２ｄの外側開口端５２ｇ（図５及び図７参照）に入り込んだミストエアが、通孔５２ｄからミストエア供給路５５ａを介してドリルＴの貫通孔Ｔｃに連続して流れるように配置されている。
つまり、ミストエア供給路５５ａは、このミストエア供給路５５ａの上流側開口端５５ｂから下流側開口端５５ｃまでが、ドリルＴの後端面Ｔｂの貫通孔Ｔｃに向かって軸方向へ斜めに形成されて、上流側開口端５５ｂに入り込んだミストエアが、貫通孔Ｔｃに向けて一直線に流れるように形成されている。さらに、このミストエア供給路５５ａと前記通孔５２ｄは、貫通孔Ｔｃに向けて一直線になるように配置されて、この状態が前記位置決めピン９２によって保持されている。

この流路案内プラグ５５のミストエア供給路５５ａの内径は、１〜３ｍｍに形成され、好ましくは、１．５〜２ｍｍ、さらに好ましくは、２ｍｍに形成されている。
なお、ミストエア供給路５５ａの内径は、上記の数値に限らず、加工径及びドリルＴのオイルホール穴の内径によって、適切な寸法とする。例えば、加工径がφ５〜φ１６の場合、加工するドリルＴのオイルホール穴の内径は、基本的には０．６〜１．７ｍｍ（加工径の１／１０プラス０．１ｍｍ）である。

＜ノーズピース、ブッシュ及びドリルの構成＞
図１に示すように、ノーズピース１２は、ボディ２の前部に配設されて、把持手段５及びドリルＴの後端部側を覆うカバー部材である。
ブッシュ１３は、このノーズピース１２の先端部に装着されドリルＴを支持する円筒状の部材である。

図５及び図８（ｂ）に示すように、ドリルＴは、被加工物を加工する工具であり、前端面Ｔａの刃部から後端面Ｔｂに亘ってミストエアまたは圧縮エアが流れる複数の貫通孔Ｔｃを有している。

［作用］
以上のように構成された本実施形態に係るドリル装置１Ａの動作について、図９の比較例を参照しながら説明する。

≪比較例≫
図９は、本発明の比較例を示す要部拡大断面図である。まず、図９を参照しながら比較例を説明する。
図９に示すように、比較例のドリル装置１００は、ドリル２００を把持したコレット１１０を、コレットホルダ１２０内の内筒部１２２に大きな内部空間１２３が形成されるようにして装着している。その内部空間１２３には、主軸固定用の六角穴付ボルト３００の頭部が内壁面から突出した状態に設けられている。コレットホルダ１２０には、外周面に、ミストエア混合部４００からミストエアが供給されるストレート形状の通孔１２１が４つ形成されて、内部空間１２３に連通させている。

このように構成されたドリル装置１００を使用して、ミストエア混合部４００で生成したミストエアを、４つの通孔１２１から内部空間１２３を介してドリル２００の貫通孔２１０の送る実験を行った。すると、ドリル２００の先端からは、霧状のミストが噴出されず、圧縮エアのみが噴出された。そして、ミストエアは、４つあるストレート形状の通孔１２１及び内部空間１２３の流路面積が広く、また、六角穴付ボルト３００の頭部が流路内に突出していることによって、ミストエアが頭部に衝突し、その結果、ミストエアが液化した状態で内部空間１２３に貯溜し、ドリルＴの先端から切削油が継続的に排出されることがあった。

≪本発明の作用≫
本発明は、前記比較例を改良して良好なミストエアをドリルＴの先端から噴出できるようにしたものである。以下その作用を説明する。
本実施形態に係るドリル装置１Ａは、図１に示すように、スタートボタンＳを押すと、圧縮エア供給源４からエア供給口１ｂに送られた圧縮エアが、図３に示す前進用流路Ｌ２２を通り、減圧弁ＰＶ及びスピードコントローラＳＰを介して進退機構６の第２のシリンダ室６２及び主軸モータＭに供給されて、進退機構６が前進すると共に、主軸モータＭが回転する。

図１に示すラム３が、導入流路Ｉｎ２とエア圧力室１ｃとが連通する位置まで前進すると、導入流路Ｉｎ２から導入流路Ｉｎ１を通って主軸モータＭに圧縮エアが供給されて、主軸モータＭが回転する。このようにして、ドリルＴを回転させながら、送りを与えて穿孔する。

そして、ハンドバルブ７１を開弁すると、圧縮エアが、エア供給口１ｂから第１エア供給管Ｌ３１、ハンドバルブ７１、第２エア供給管Ｌ３２、エア流量調整部７２、エアオイル分流供給管１１、ミストエア混合部８に流れ、このミストエア混合部８で切削油と混合してミストエアとなって、通孔５２ｄ、ミストエア供給路５５ａ、貫通孔Ｔｃを流れてドリルＴの先端からミストエアが噴射される。

前記ミストエア混合部８で生成されたミストエアは、図５に示すように、同一径で形成された通孔５２ｄ及びミストエア供給路５５ａが、コレットホルダ５２の外周部の外側開口端５２ｇから下流側開口端５５ｃを介して軸心方向にあるドリルＴの貫通孔Ｔｃに向けて斜めに一直線に形成されているので、貫通孔Ｔｃ内にスムーズに入り込むように流れる。このため、ミストエアは、最短距離を真っ直ぐ直線状に流れるようになり、流路内の壁面等に衝突することがないため、流動抵抗が小さい。その結果、ミストエアが液化するのを解消することができる。

なお、コレットホルダ５２に流路案内プラグ５５を組み付ける場合は、図５及び図８（ａ）に示すように、１つの通孔５２ｄを有するコレットホルダ５２の内筒部５２ａに、ドリルＴの後端面Ｔｂを流路案内プラグ５５に拡径面５５ｆに当接させた状態で、ミストエア供給路５５ａを上にし、ピン設置孔５２ｊを下にして流路案内プラグ５５を内嵌させて、この状態を位置決めピン９２をピン設置孔５２ｊに係合させることで保持する。すると、通孔５２ｄとミストエア供給路５５ａとが一致し、略管状に連続した流路を形成する。
このため、通孔５２ｄからミストエア供給路５５ａを介してドリルＴの貫通孔Ｔｃまでのミストエアが流れる流路の流路容積は、前記比較例の流路容積よりも小さくなっている。その結果、ミストエアは、流路案内プラグ５５内に一時的に滞溜することなく、かつ、壁面等に衝突せずにスムーズにミストエア供給路５５ａ及び貫通孔Ｔｃに向けて流れて、流動抵抗も小さいため、液化することがない。

ミストエア供給路５５ａから噴射されるミストエアは、ドリルＴの前端面Ｔａが流路案内プラグ５５のテーパ状の開口部に当接して配置されているため、貫通孔Ｔｃに導入されるように噴射される。また、ドリルＴの貫通孔Ｔｃは、図８（ｂ）に示すように、ピッチ間隔ｄが狭いため、流路案内プラグ５５のミストエア供給路５５ａを通過したミストエアが、貫通孔Ｔｃに入り込み易い。その結果、ミストエアは、ドリルＴの前端面Ｔａから良好なミスト状態になって噴射される。

なお、把持手段５内のミストエア供給路５５ａに切削油が貯溜した場合には、切削油量調整ねじ部７４を操作して切削油の流れを止めて、圧縮エアのみ送ることにより、図４（ｂ）に示すように、ミストエア混合部８にある切削油をオイル供給管１１ｂ内に逆流させることができると共に、噴射するエアによって、流路内に貯溜した切削油を下流側へ吹き飛ばしてドリルＴの先端から外部に排出させることができる。

一方、リターンボタンＲを押すと、圧縮エア供給源４からエア供給口１ｂを介して後退用流路Ｌ２１（図３参照）を通り、進退機構６の第１のシリンダ室６１に圧縮エアが供給されて、ラム３が後退する。そのラム３が後退して、導入流路Ｉｎ２とエア圧力室１ｃとが連通する位置からさらに後退すると、これに伴い導入流路Ｉｎ２とエア圧力室１ｃとの連通が遮断されて、主軸モータＭへの圧縮エアの供給が停止されるので、主軸モータＭが停止する。
なお、リターンボタンＲは、マニュアル動作では前進動作中に後退する。また、オートリターン動作では、所定の前進端までラム３が到達すると自動的に後退する。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。

例えば、往復運動体を有する加工装置１としては、図１に示すようなドリルユニットのラム３を送る場合を例に挙げて本発明の一実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、往復移動する往復運動体を有する機械であれば適用させることができ、その他の装置であっても構わない。
加工装置１は、往復動するラム３等の往復運動体を備えた機械、または、工具や被加工物等の物体を往復移動させるラム３を搭載した機械であればよく、往復動するラム３を何によって作動させ、どのようなものに使用するかは、特に限定されない。

つまり、主軸モータＭは、ラム３、把持手段５及びドリルＴを回転させるものであればよく、例えば、油圧式モータ、電動モータ等であっても構わない。
また、進退機構６は、ラム３、把持手段５及びドリルＴを前進及び後退させる装置であればよく、油圧シリンダ機構や、モータ歯車機構等のその他の機構を使用したものであっても構わない。

前記実施形態では、工具の一例として、ドリルＴを挙げて説明したが、タップ、リーマ、エンドミル等の回転工具を回転及び往復動させて被加工物を加工するものであれば、適用することが可能である。

１ 加工装置
１Ａ ドリル装置
２ ボディ
３ ラム
４ 圧縮エア供給源
５ 把持手段
６ 進退機構
７ 流量調整部（流量調整手段）
８ ミストエア混合部
１０ ミストエア供給部
１１ａ エア供給管（エア供給手段）
１１ｂ オイル供給管（オイル供給手段）
５１ コレット
５２ コレットホルダ
５２ａ 内筒部
５２ｄ 通孔
５２ｅ 段差部
５２ｆ 内側開口端
５２ｇ 外側開口端
５５ 流路案内プラグ
５５ａ ミストエア供給路
５５ｂ 上流側開口端
５５ｃ 下流側開口端
５７ 皿ねじ（締結具）
９１ ゴム部材
９２ 位置決めピン
Ｍ 主軸モータ
Ｍｂ 主軸
Ｔ ドリル（工具）
Ｔａ 前端面
Ｔｂ 後端面
Ｔｃ 貫通孔

Claims (7)

1. 略シリンダ形状のボディと、
   該ボディに進退自在に内装されたラムと、
   該ラムを進退させる進退機構と、
   被加工物を加工する工具と、
   該工具を把持して前記ラムと一体に進退する把持手段と、
   該把持手段を回転させる主軸モータと、
   エアを供給するエア供給手段からのエアと切削油を供給するオイル供給手段からの切削油とを混合して生成された霧状のミストエアを前記工具に供給するミストエア供給部と、を備え、前記ミストエアを加工に用いて前記被加工物を加工する加工装置であって、
   前記工具は、前記ミストエアを刃部に送るための貫通孔を有し、
   前記把持手段は、前記工具を把持するコレットと、
   該コレットが挿入される内筒部を有すると共に、該内筒部から外周部に亘って前記ミストエア供給部から供給された前記ミストエアが導入される通孔が形成されたコレットホルダと、を備え、
   前記内筒部には、前記通孔の内側開口端から前記工具の後端面の前記貫通孔に向けて形成されたミストエア供給路を有する流路案内プラグが内嵌されていることを特徴とする加工装置。
2. 前記通孔は、前記コレットホルダの外周面に形成された外側開口端から前記内側開口端に向かって軸方向へ斜めに形成されて、
   前記ミストエア供給路は、上流側開口端及び下流側開口端を介して前記工具の後端面の前記貫通孔に向かって軸方向へ斜めに形成され、
   前記流路案内プラグは、外側開口端に入り込んだ前記ミストエアが、前記通孔から前記ミストエア供給路を介して前記工具の前記貫通孔に連続的に流れるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記内筒部は、段差部に、前記コレットホルダと主軸とを連結する締結具を設け、
   前記締結具と前記流路案内プラグとの間には、前記締結具または前記流路案内プラグに固着したゴム部材が設けられていることを特徴とする請求項または請求項２に記載の加工装置。
4. 前記コレットホルダには、該コレットホルダに形成された前記通孔の位置と、前記流路案内プラグに形成された前記ミストエア供給路の位置とを位置合わせするための位置決めピンが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加工装置。
5. 前記前記ミストエア供給路の内径は、１〜３ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加工装置。
6. 前記進退機構は、圧縮エア供給源から供給されるエアによって駆動されるエアシリンダ機構からなり、
   前記主軸モータは、前記圧縮エア供給源から供給されるエアによって駆動されるエアモータからなり、
   前記エア供給手段は、前記圧縮エア供給源から供給されるエアが供給されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の加工装置。
7. 前記ミストエア供給部に供給する前記エア及び前記切削油の流量を調整する流量調整手段を有することを特徴する請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の加工装置。

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