JPH0584637A - 低温切削加工用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム等のように常温ではかなりの弾性を有す
る材料に切削加工を施すために、加工材料を低温にして
維持する装置において、加工槽内の加工材料をおくべき
局所だけを加工適温に冷却し、加工槽内のその他の場所
はそれほど冷却しない構造の切削加工用冷却装置の提
供。 【構成】 冷却コイル２によって加工槽１内の温度より
も低い温度に冷却した空気を、局所付近に噴出させ、そ
の空気を別のダクト９によって吸入して元の冷却コイル
２に還元させる装置と、上記とは別に加工槽１内に開放
的に循環する気流を作る装置とを設けた構成。 【効果】 加工材料を置くべき局所以外はそれほど冷却
されないから、作業者が手指を入れても冷やされ過ぎ
ず、加工槽内に霜が生じない、エネルギー的にロスが少
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温切削加工用冷却装
置に関するものであり、特に冷却コイルによって加工槽
内の温度よりも低い温度に冷却した空気又は水等の流体
（以下流体という）を低温ダクトを介して加工槽内の局
所付近に開口する噴出口から噴出させる装置と、上記噴
出口付近に設けた吸入ダクトの開口部から付近の流体を
吸入し、これによって吸入した流体を再び上記冷却コイ
ルに還元させる装置とを具えた低温切削加工用冷却装
置、上記とは別に加工槽内に開放的に流体を還流させる
装置を付加したもの、及び上記装置にエアー・カーテン
等を附加したものである。

【０００２】

【従来の技術】ゴム、プラスチック、天然樹脂等のよう
に、常温ではかなりの弾性、粘性あるいは可塑性等があ
る物質を材料にして、該材料に高周波切削機や研磨機等
によって精密な切削加工を施す作業、例えばゴム印の彫
刻や、プラスチックでラミネートした金属板に微細な彫
刻を施すような作業がある。そうした作業を行う場合に
は、加工材料を冷却して、加工材料の弾性等の性質を一
時的に失わせ、剛性のある脆い状態にして上記のような
切削加工を行うのが適切であることが多いが、このよう
な工法及び該工法に使用する各種装置がすでに提供され
ている。

【０００３】従来は、上記目的のために材料を冷却する
従来装置としては、加工材料に液体窒素を吹きつけて冷
却する装置や、冷却した流体（空気又は水等）を充たし
た加工槽内に加工材料を入れて、周囲の冷却した流体に
よって加工材料を冷却しながら、切削等の加工をする構
造のものが通常であった。

【０００４】しかし、上記の液体窒素を吹きつけながら
切削加工をするものは、コストが高くなることや、温度
が余りに低くなりすぎるので、摂氏零度ないし同零下２
０度程度の冷却で充分な加工材料の場合には、却って低
温になりすぎて加工を困難にしたり、またエネルギー・
ロスも大きい等の欠点があった。また冷却した液体を充
たした加工槽内に加工材料を入れて加工する装置であっ
ても、従来の加工槽の構造は、加工材料を置いて冷却す
べき場所（以下、局所という）以外の加工漕内の全体を
も局所と同じに加工適温に冷却してしまう構造であった
ので、冷却エネルギーが無駄になる他に、加工槽内に霜
が付き易いことや、作業者が加工槽に手指を入れて作業
をする場合に、手指が極端に冷やされて作業が困難にな
るという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の低温切削加工用冷却装置のうち、液体窒素
を吹きつける装置は極低温を必要とする場合以外は不適
当であり、また冷却した液体を充たした加工槽の構造
は、局所以外の加工槽内の全体を加工適温に冷却してし
まうものであったため、冷却エネルギーが無駄になる
他、作業者が加工槽内に手指を入れて作業をする場合
に、手指が冷やされ過ぎて作業が困難になるものであっ
たことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の低温切
削加工用冷却装置のうち、低温の加工槽を用いるものに
ついて、上記欠点を除去し、加工槽内の温度は、局所だ
けを加工適温に冷却し、加工漕内のその他の場所は、そ
れよりも高い温度になるように構成した低温切削加工用
冷却装置を提供するものであって、そのため、冷却コイ
ルによって加工槽内の温度よりも低い温度に冷却した流
体を、低温ダクトを介して加工槽内の局所付近に開口す
る噴出口から噴出させる装置と、上記噴出口付近に設け
た吸入ダクトの開口部から付近の流体を吸入し、これを
再び上記冷却コイルに還元させる装置とを具えた低温切
削加工用冷却装置、及び冷却コイルによって生じる低温
流体の一部は上記低温ダクトによって局所の冷却用に送
出するとともに、他の一部の低温流体は加工槽内に開放
的に循環させる構造を有する低温切削加工用冷却装置で
あって、これによって、従来方式のごとき局所以外の加
工槽内を局所と同じ程度に冷却することによるエネルギ
ー・ロスを防ぎ、また局所を冷却した液体を冷却コイル
に循環させることによって、冷却エネルギーも節約で
き、さらには作業者の手指が冷やされ過ぎないので、作
業効率も上がる等の効果を発揮せしめるものである。

【０００７】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明実施例の低温切削加工用
冷却装置の断面概念図であって、加工漕１は函体で、こ
の中に冷却コイル２（冷却装置の冷却部）が設置してあ
り、冷却コイル２は冷媒ダクト３，３′によって図示し
ないコンプレッサ及び放熱器等の冷却装置を構成する他
の機関に連結している。

【０００８】冷却コイル２の一端には、送風ファン４を
取り付けてあり、該送風ファン４によって冷却コイル２
内で冷却された冷気を、低温ダクト５によって噴出口６
から噴出して、加工用テーブル７上の局所を冷却する構
造になっている。

【０００９】冷却コイル２の他の一端には、吸気ファン
８が取り付けられており、該吸気ファン８によって、吸
入ダクト９を介して吸入ダクトの開口部１０から、前記
局所付近の空気を吸入して冷却コイル２に還元させる構
造になっている。

【００１０】上記とは別に送風ファン４の装置の一端に
は、槽内送風口１１を設け、冷却コイル２内で冷却され
た冷気の一部を、上記槽内送風口１１から加工槽１内に
開放的に送風し、また上記吸気ファン８の装置の一端に
は槽内吸気口１２を設けて、加工槽１内の空気を吸入し
て冷却コイル２に還元させる構造になっており、これに
よって冷却コイル２で冷却された空気の一部は加工槽１
内を開放的に循環させられる構造になっている。

【００１１】開放的に空気を循環させるというのは、上
記説明及び図面によって明らかなように、送風ダクト内
を通って強制的に循環させられるのではなく、槽内送風
口から一旦は加工槽内に開放された空気が、自由な経路
をたどって槽内吸気口に吸引されるような空気の循環を
表現したものである。もちろん、前記の低温ダクトの噴
出口から噴出した空気も、噴出した時点で開放されるこ
とにはなるが、すぐに吸入ダクトの開口部から吸入され
るのに対して、そのような循環ではないことを表現した
ものである。

【００１２】上記実施例では槽内に開放的に空気を循環
させる装置として、前記局所冷却用の送風ファン４及び
吸気ファン８を兼用する構造を例示したが、これに限ら
ず、冷却コイル２の一端に槽内送風口及び槽内吸気口を
設け、上記各ファンとは別の送風・吸気装置によって槽
内の空気を循環させる構造にしてもよい。もちろん、上
記槽内送風口は、別に設けた温度センサに連動させ、加
工槽内の空気が常に一定になっているように調整する装
置を付加しておくことは、望ましいことである。

【００１３】また上記図面に示した実施例では、加工槽
１に設けた開口部１３は、その両側に設けたエアー・カ
ーテン・ファン１４、１４′によって生じる気流（エア
ー・カーテン）によって熱的に仕切った構造のものを示
した。開口部１３は、ここから作業者が手指を入れて、
加工用テーブル７の上に加工材料等を置いて加工作業を
行うものであり、加工用テーブル７には切削機等の加工
用具（図示せず）を設置しておくものであるが、その場
合に、上記開口部１３がエアー・カーテンによって熱的
に仕切られていれば、作業者の手指や加工材料の出し入
れを妨げないで、しかも加工槽１内の冷気が外部に放散
することを少なくし、熱エネルギーの節約につながるも
のである。

【００１４】もちろん、上記エアー・カーテンは設けな
いで、開口部１３は開口したままで、そこから手指を入
れて加工作業をするようにした構造、あるいは、開口部
１３を透明ガラス等で閉鎖して、リモート・コントロー
ルによって切削加工等の作業を行う構造にしてもよいこ
とは言うまでもない。なお、前記加工槽を構成する函体
は、断熱的に構成することが望ましいものである。

【００１５】冷却コイル２は必ずしも加工槽１内に設置
しておく必要はなく、加工槽の外に冷却コイル２を設置
して、そこから低温ダクト５、吸入ダクト９、槽内送風
口１１、及び槽内吸気口１２等によって加工槽１内に連
結した構造にしてもよい。

【００１６】以上のように構成した本発明の低温切削加
工用冷却装置は、次のように作動するものである。すな
わち、局所付近の冷却は、上記冷却コイル２からの冷気
を低温ダクトを介して噴出口６から噴出させて行うもの
であるが、該冷気の大部分は吸入ダクト９の開口部１０
から吸入されて、再び冷却コイル２に循環するものであ
り、他に前記槽内送風口１１から槽内に開放的に循環す
る空気は、槽内吸気口１２から冷却コイル２に還元する
という二重の還流をする構造であることは以上の説明に
よって判るとおりである。ところで、上記局所を冷却す
る空気は低温ダクト５を介して冷却コイル２によって冷
却された空気が直接供給されるから、上記加工槽内１に
開放的に循環する空気よりも低い温度になり易い。逆に
いえば、上記局所を加工適温に冷却するように冷却装置
を調整したときに、槽内を開放的に循環する空気は、上
記加工適温よりも高く、且つ外気よりも低い温度になり
易い。

【００１７】もちろん、上記局所冷却用空気の温度も、
槽内を循環する空気の温度も、ともに各調整装置によっ
て、それぞれ適温になるようにコントロールできるもの
であるが、上記のように局所の温度よりも槽内の温度の
方が高くない易い構造であるから、上記の温度調整も無
理なく行われるものである。そのため、外気の温度と加
工槽内の温度（開放的に循環する空気の温度）との差が
それほど大きくなくて済むことになる。

【００１８】前記の実施例では、冷却する流体として空
気を使用した例を示したものであるが、本発明はこれに
限らず、水槽に入れた水によって加工材料を冷却する構
造の低温切削加工用冷却装置等にも実施できるものであ
り、さらには例えば金属ナトリウム等のように、空気や
水と反応し易いものに彫刻等を施す場合には、石油等の
ような空気・水を遮断する液体を使用したり、又は切削
に際して潤滑をよくするための潤滑剤を加工槽に充たし
て冷却を行う等の場合にも実施できるものである。な
お、この明細書でいう切削加工とは研磨加工等をも含む
ものであることは言うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上記のように、先ず冷却コイル
によって加工槽内の温度よりも低い温度に冷却した流体
を、低温ダクトを介して局所に噴出するとともに、吸入
ダクトによって上記局所付近の流体を再び冷却コイルに
還元する構造であるから、冷却コイルに還元した流体は
局所付近の低い温度の流体が大部分であるので、
（１）、冷却コイルによって再び冷却する温度差は少な
く、冷却機の負担がそれだけ軽くなり、冷却エネルギー
が節約できる。

【００２０】次に、局所を加工適温に冷却するダクトと
は別に、冷却した流体を加工槽内に開放的に還流させる
装置を設けたものは、既に述べたように局所だけが加工
適温に冷却されても、加工槽内の局所以外の場所はそれ
よりも高い温度の流体が還流することになり、加工槽の
外はさらに高い気温になるという関係になるから、
（２）、先ず作業者が加工槽内に手指を入れて加工作業
を行うに当たっても、局所以外はそれほど低い温度にな
っていないので、手指を冷やされ過ぎることが防止され
作業のじゃまになるような厚い手指袋等の使用から開放
されるし、また（３）、加工槽内を開放的に還流する流
体と、加工槽の外の空気との温度差がそれだけ少なくな
るために、加工槽の外に流れる熱ロスはそれだけ少なく
なり、この点でもエネルギーの節約につながり、
（４）、上記開放的に還流する空気の流れがあること
と、該空気の温度が局所の温度よりも高いこととが相俟
って、加工槽内に霜が生じる等の弊害も防止される。

【００２１】さらに、加工槽の開口部をエアー・カーテ
ンで仕切ったものは、（５）、作業者が加工槽内に加工
材料や手指の出し入れを行う作業をさまたげないで、し
かも加工槽内の熱エネルギーの放散を防ぐことになる。
加工槽内に加工用テーブルを設置したものは、（６）、
該加工用テーブルの上に被加工物を置いて切削作業を行
うことができるので、被加工物が固定されて加工作業が
行い易くなるとともに、（７）、該加工用テーブルには
研磨機、切削工具等を取り付けることができるので、一
層加工作業を容易にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の低温切削加工用冷却装置の断面
概念図である。

【符号の説明】

１ 加工槽 ２ 冷却コイル（冷却装置の冷却部） ３，３′ 冷媒ダクト ４ 送風ファン ５ 低温ダクト ６ （低温ダクトの）噴出口 ７ 加工用テーブル ８ 吸気ファン ９ 吸入ダクト １０ （吸入ダクトの）開口部 １１ 槽内送風口 １２ 槽内吸気口 １３ 加工槽の開口部 １４，１４′ エアー・カーテン用のファン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却コイルによって加工槽内の温度より
   も低い温度に冷却した流体を、低温ダクトを介して加工
   槽内の局所付近に開口する噴出口から噴出させる装置
   と、上記噴出口付近に設けた吸入ダクトの開口部が前記
   局所付近の流体を吸入し、これによって吸入した流体を
   再び上記冷却コイルに還元させる装置とを具えたことを
   特徴とする低温切削加工用冷却装置。
2. 【請求項２】 冷却コイルによって生じる低温流体の一
   部を上記低温ダクトによって局所の冷却用に送出する他
   に、他の一部の低温流体を加工槽内に開放的に循環させ
   る構造を有する請求項１記載の低温切削加工用冷却装
   置。
3. 【請求項３】 加工槽の開口部は、エアー・カーテンに
   よって仕切った構造の請求項１又は２記載の低温切削加
   工用冷却装置。