JP2606184Y2 - 工具ホルダーの流体供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、マシニングセンター
などの工作機械に設けた主軸などの回転軸に装着する工
具ホルダーに設けて、切削液などの流体を、工具の工具
ホルダーから突出した前部と、工具の刃部による工作物
の加工部とに供給する流体供給装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この考案の出願人は、先に実願平４−７
６２９０号（平成４年１１月５日出願）によって、工具
ホルダーの流体供給装置を提案している。この流体供給
装置は、工作機械の回転軸に着脱可能に装着されるホル
ダー本体を有し、このホルダー本体の前記回転軸前方に
突出する前部に工具取付孔を設け、工作機械の回転軸外
周側に設けた非回転部材に係合保持されるハウジング
（ホルダーケース）に前記ホルダー本体を回転自在に嵌
合させた工具ホルダーにおいて、前記ハウジングに設け
た外部ノズルのホルダー本体前方中心側に向けて流体を
供給する前端を、ハウジングの前方に突出させ、前記非
回転部材側から外部ノズルに流体を送る流体通路をハウ
ジングおよびホルダー本体の内部に形成し、前記流体通
路に前記工具取付孔の後端部を連通させてある。

【０００３】前述した構成の工具ホルダーの流体供給装
置は、工作機械の主軸ヘッドなどの非回転部材側から切
削液などの流体を、流体通路に通して送ることで、前記
流体を、ハウジングに設けた外部ノズルの前端からホル
ダー本体の前方中心側に向けて放出させ、工具のホルダ
ー前方に突出した前部外周に外部供給する。これと共
に、前記流体通路をホルダー本体に設けた工具取付孔の
後端部に連通させたことで、切削液などの流体を、前記
工具取付孔の後端部を経て、工具取付孔に嵌合固定した
工具に流体供給孔が形成してある場合には、この流体供
給孔に送られた流体を流体供給孔の前端が開口する工具
の前端部から放出させて内部供給し、工具の前部によっ
て加工している工作物孔内に導く。これらによって、ホ
ルダーから突出した工具前部の外，内両側から切削液な
どの流体を供給でき、工具前部および工作物の加工部の
冷却を充分にできる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、この考案の出
願人が先に提案した工具ホルダーの流体供給装置では、
工具ホルダーの取付孔に着脱可能に嵌合固定した工具に
形成した流体供給孔のみから流体を内部供給することは
面倒であり、流体供給孔から流体を内部供給すると共に
外部ノズルからも流体を外部供給することは、一方の流
体がむだになったり、供給する切削液などの流体の圧力
が低下したりするという問題点があった。

【０００５】この考案は、前述した問題点を解決して、
工具の流体供給孔およびハウジングからの流体の内部お
よび外部供給と、これらの一方のみからの供給を可能に
すると共に、外部供給を停止して工具の流体供給孔のみ
から流体を供給することと、前記内部供給および外部供
給を併用することを、ホルダー外からの操作によって簡
易に切り換えられるようにした工具ホルダーの流体供給
装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案は、工作機械の
回転軸に着脱可能に装着されるホルダー本体を有し、こ
のホルダー本体の前部に工具取付孔を設け、工作機械の
回転軸の外周側の非回転部材に係合保持されるハウジン
グに、前記ホルダー本体を回転自在に嵌合させた工具ホ
ルダーの流体供給装置において、 前記非回転部材側か
ら前記工具取付孔の後端部に流体を送る流体通路をハウ
ジングおよびホルダー本体の内部に形成し、前記流体通
路に連通する分岐通路をハウジングの内部に形成し、か
つ、前記ハウジングの前面に固定した給液プレートとの
間に、前記工具取付孔に着脱可能に嵌合固定した工具の
前部外周の複数箇所に流体を供給する流体供給路を形成
して前記分岐通路に連通させると共に、分岐通路開閉用
の操作弁機構を外部操作可能にハウジングに設け、さら
に、前記給液プレートに前記流体供給路と連通する噴出
孔を有する噴射角度調整可能な給液ボールを設けたもの
である。

【０００７】

【作用】この考案による工具ホルダーの流体供給装置
は、分岐流路開閉用の操作弁機構を開いた状態では、切
削液などの流体を、流体通路、分岐通路および流体供給
路を経て給液ボールの噴射孔から、ホルダー本体の工具
取付孔に装着した工具の前部外周に外部供給でき、前記
工具に流体供給孔が形成してあると、前記流体を、流体
通路、工具取付孔、流体供給孔を経て、工具の先端部か
ら工具による工作物の加工部に内部供給でき、工具に流
体供給孔が形成してないと、流体を内部供給せずに前記
外部供給のみができる。

【０００８】また、前記操作弁機構を閉じた状態では、
切削液などの流体を、外部供給することなく、流体通
路、工具取付孔、工具に形成した流体供給孔を経て工具
による工作物の加工部に内部供給のみを行うことができ
る。そして、１つの操作弁機構を工具ホルダーの外部か
らの操作によって開閉することで、流体の外部供給を行
ったり止めたりすることができる。

【０００９】

【実施例】以下、この考案の一実施例につき図を参照し
て説明する。図１，図２において、１は工具ホルダーの
ホルダー本体であり、ホルダー本体１は、テーパーシャ
ンク部２の前方に自動工具交換用のグリップ部３が設け
られ、グリップ部３前方の前部４に工具取付孔５が形成
され、工具取付孔５の前端がホルダー本体１の前端面に
開口されている。

【００１０】ホルダー本体１の前部には、工具ホルダー
のハウジング６が前，後ベアリング７を介して回転自在
に嵌合保持され、ハウジング６はホルダー本体１に対し
前後方向に拘束されていると共に、前端がホルダー本体
１の前端よりも後方に配置されている。

【００１１】ハウジング６は、ハウジング本体６ａの前
端面に給液プレート８が固定され、ハウジング主体６ａ
の下部には前後方向に延びるガイド筒９が固定され、ハ
ウジング主体６ａの後部にはクラッチ部材１０が配置さ
れている。クラッチ部材１０は、下部がガイド筒９のハ
ウジング主体６ａ後方に突出した後部に前後方向移動可
能に嵌合され、ハウジング主体６ａとガイド筒９との間
に設けた外側ばね１１によって後方に付勢されている。
また、クラッチ部材１０は、上部がホルダー本体１のグ
リップ部３前側にリング１３を介して支持されていると
共に、ハウジング本体６ａの後方に突出する位置決めピ
ン１２に前後方向移動可能に嵌合され、さらに、クラッ
チ部材１０の上端部に形成した切欠部１０ａにホルダー
本体１にリング１３を介して固定されたクラッチピン１
３ａが係合するように構成されている。

【００１２】前記ガイド筒９の後端面には流体の導入孔
９ａが開口され、導入孔９ａを上流端とする流体通路１
４がガイド筒９、ハウジング主体６ａおよびホルダー本
体１の内部に形成され、流体通路１４は、後述する工作
機械側の位置決めブロック１５と、ホルダー本体１の工
具取付孔５の後端部とを連通させるように構成されてい
る。なお、ハウジング主体６ａの内周面には環状溝１４
ａが形成されて、分岐通路１７はハウジング主体６ａ内
部分とホルダー本体１内部分とが常に接続されている。
また、ガイド筒９内には導入孔９ａを開閉する球形弁３
１と球形弁３１を閉方向に付勢する内側ばね１６とが設
けられている。

【００１３】前記流体通路１４は、ガイド筒９からハウ
ジング主体６ａ、ホルダー本体１の内部を経て工具取付
孔５の後端に連通され、ハウジング主体６ａの下部内に
これの軸方向に沿って形成された１つの分岐通路１７の
後端が連通され、分岐通路１７の前端が流体供給路１８
の後端に連通されている。また、流体供給路１８は、工
具取付孔５を中心とする弧状後部１８ａおよびこの後部
１８ａの下方に延びる下部流路１８ｃがハウジング主体
６ａの前端面と前記給液プレート８の後端面との間に形
成され、給液プレート８を軸方向に貫通する６つの前部
１８ｂに連通され、前部１８ｂはホルダー本体１および
その工具取付孔５の軸心と同心の円周方向の４箇所およ
び軸心と直交する方向に下方２箇所に配置されている。

【００１４】流体供給路１８の前部１８ｂには、図３に
詳細を示すように給油ブッシュ１９がそれぞれ嵌合固定
され、給油ブッシュ１９には所要の抵抗を有して回動す
る給液ボール２０が転動可能に保持され、給液ボール２
０にはこれを貫通する噴出孔２０ａが形成されている。

【００１５】前記分岐通路１７には、これを開閉するた
めのボール弁２１と、ボール弁２１を前方に付勢する弁
ばね２２とが内蔵され、ボール弁２１が分岐通路１７の
前端部に設けた弁座部１７ａに支持され、給液プレート
８には開閉操作ねじ２３が螺挿されて、分岐通路１７開
閉用の操作弁機構３２がハウジング６に設けられてい
る。なお、開閉操作ねじ２３は頭部２３ａが給液プレー
ト８の前側に配置されて脚部２３ｂが後方に延び、脚部
２３ｂは分岐通路１７に隙間を設けて挿入され、後端が
ボール弁２１に当接されている。

【００１６】そして、工具取付孔５にはドリルからなる
工具２４のシャンク２４ａが嵌挿され、ホルダー本体１
のハウジング６前方に突出した前端部にクランプボルト
３５が螺挿され、これらボルト２５によって工具２４の
シャンク２４ａがホルダー本体１に着脱可能に固定され
ている。工具２４には、これの後端面に開口され、複数
に分岐されて刃部２４ｂの先端部に噴射口２４ｄが開口
された流体供給孔２４ｃが形成されている。

【００１７】また、図２において、２５はマシニングセ
ンターなどの数値制御方式の工作機械に設けた主軸など
の回転軸、２６は回転軸２５が嵌装された主軸ヘッドな
どの非回転部材であり、非回転部材２６の前端部下面に
は前記位置決めブロック１５が固着され、このブロック
１５に設けた後部室２７が適所に設けた流体供給源（図
示省略）と可撓性のあるホース２８などを有する流路を
介して連通され、後部室２７と連通する筒状の位置決め
部２９内に後部室２７に固定した押し棒３０が突出され
ている。

【００１８】次に、前述した構成の実施例による工具ホ
ルダーの流体供給装置の動作について説明する。工具ホ
ルダーのホルダー本体１に設けた工具取付孔５に工具２
４のシャンク２４ａを予め嵌合固定させておく。この状
態で、前記工作機械に設けた自動工具交換装置（図示省
略）によって、ホルダー本体１のグリップ部３を把持
し、ホルダー本体１のテーパーシャンク部２を工作機械
の回転軸２５の前端部に設けたテーパー孔２５ａに嵌挿
する。

【００１９】続いて、回転軸２５のテーパー孔２５ａの
奥部に設けた自動着脱機構（図示省略）と前記自動工具
交換装置とにより動作させることで、自動着脱機構によ
ってホルダー本体１のテーパーシャンク部２に設けたプ
ルスタッドボルトを把持し、前記シャンク部２を所定位
置まで引き込むと共に、ハウジング６に設けたガイド筒
９を所定位置まで引き込む。

【００２０】ガイド筒９を前記のように引き込むと、位
置決めブロック１５に固定した押し棒３０にガイド筒９
内の球形弁３１が、内側ばね１６のばね力に抗し前方に
移動して開き、位置決めブロック１５の後部室２７とガ
イド筒９の後端面に設けた導入孔９ａ、すなわち流体通
路１４の上流端部とが連通する。これと共に、クラッチ
部材１０が位置決めブロック１５の前端面に押し付けら
れ、外側ばね１１のばね力に抗して前方に移動し、クラ
ッチ部材１０の上端部に設けた切欠部１０ａとホルダー
本体１に取付リング１３を介して固定したクラッチピン
１３ａとの係合が外れ、ハウジング６に対しホルダー本
体１が回転自由になる。

【００２１】この状態で、回転軸２５を駆動してホルダ
ー本体１と工具２４とを一体に回転させる。この際、ハ
ウジング６はガイド筒９の後端部が位置決めブロック１
５の位置決め部２９に保持されているので回転しない。
続いて、位置決めブロック１５と流体供給源とを接続す
る流路（図示省略）を開いて、切削液を位置決めブロッ
ク１５の後部室２７に圧送する。

【００２２】後部室２７に圧送された切削液は、図４に
示すように、操作弁機構３２のボール弁２１が開いてい
る状態では、ガイド筒９の導入孔９ａから流体通路１４
のガイド筒９、ハウジング主体６ａ内の部分を経て分岐
通路１７に送られ、さらに流体供給路１８を通って、こ
れの６つの前部１８ｂに送られ、これらに設けた給液ボ
ール２０の噴出孔２０ａからホルダー本体１に嵌合した
工具２４の斜め前方中心側に向けて噴出される。

【００２３】これと同時に、切削液は、流体通路１４の
分岐通路１７下流側からホルダー本体１内の部分、およ
び工具取付孔５の後端部を経て、工具２４の流体供給孔
２４ｃに送られ、工具２４の前端部に開口した噴射口２
４ｄから工作物の加工部に噴出される。

【００２４】前述した状態で、工作機械の非回転部材２
６と共に回転軸２５および工具ホルダーを前進させ、工
作物に工具２４の刃部２４ｂを押し付けて孔あけ加工を
行いながら、工具２４の前端部の噴射口２４ｄから噴出
する切削液によって、刃部２４ｂの前端部および工作物
の加工部に内部供給し、同時に給液ボール２０の噴出孔
２０ａから噴出する切削液によって刃部２４ｂの外周面
および工作物の後部に外部供給することで、工具２４お
よび工作物を冷却する。

【００２５】工作物の加工が完了した後、非回転部材２
６と共に回転軸２５および工具ホルダーを後退させ、工
具２４の刃部２４ｂを工作物から抜き出し非回転部材２
６を原位置に復帰させて停止させ、回転軸２５の回転も
停止させ、さらに流体供給源から位置決めブロック１５
への切削液の供給も停止させる。

【００２６】そして、回転軸２５は、ホルダー本体１に
リング１３を介して固定したクラッチピン１３ａとハウ
ジング６に設けたクラッチ部材１０の切欠部１０ａとが
対向する位置に保持させ、ホルダー本体１のハウジング
６に対する回転を拘束し、自動工具交換装置によってグ
リップ部３を把持し、ホルダー本体１のシャンク部２を
回転軸２５のテーパー孔２５ａから引き抜くと共に、ハ
ウジング６に設けたガイド筒９を位置決めブロック１５
から引き抜き、工具ホルダーを回転軸２５および位置決
めブロック１５外の所定位置に戻す。

【００２７】この実施例では、工具ホルダーを回転軸２
５に装着する以前に、図３に示すように、棒３３を給液
ボール２０の噴出孔２０ａに挿入して給液ボール２０を
転動させ、噴出孔２０ａの工具２４軸方向に対する傾斜
角度を予め変更して、棒３３を噴出孔２０ａから抜き出
すことで、噴出孔２０ａから噴出する切削液を所要位置
に適確に供給できる。

【００２８】また、６個の給液ボール２０を独立させて
転動させることで、噴出孔２０ａの傾斜角度を互いに異
ならせて、工具２４の刃部２４ｂの全体を外周側から冷
却したり、刃部２４ｂに付着した切削屑の除去を良好に
したりすることができる。

【００２９】この実施例では、図５に示すように、操作
弁機構３２のボール２１が開いている状態で、流体供給
孔がない工具３４のシャンク３４ａをホルダー本体１の
工具取付孔５に着脱可能に嵌合固定させて、前述した流
体供給孔２４ｃのある工具２４を用いた場合と同様な動
作を行うと、給液ボール２０の噴出孔２０ａのみから切
削液を噴出させて、工具３４の刃部３４ｂ外周面への外
部供給のみができる。

【００３０】また、図６に示すように、操作弁機構３２
に設けた開閉操作ねじ２３を工具ホルダーの前方からド
ライバーなどを用いて回転させ、前記操作ねじ２３を給
液プレート８から前方に抜き出す方向に移動させ、弁ば
ね２２のばね力でボール弁２１を前進させ、弁座部１７
ａに支持して分岐通路１７を閉じる。この状態で、流体
供給孔２４ｃがある工具２４のシャンク２４ａをホルダ
ー本体１の工具取付孔５に着脱可能に嵌合固定させて、
前述した動作と同様な動作を行うと、流体供給孔２４ｃ
の噴射口２４ｄのみから切削液を噴出させて、工具２４
の刃部２４ｂの前端部および工作物の加工部を冷却する
内部供給のみができる。

【００３１】そして、図５，図６に示す切削液の外部供
給、内部供給のみを行う場合には、図４に示す外部供給
と内部供給との両方を行う場合に比べて、切削液の使用
が少量ですみ、また切削液の噴出力を大きくできる。

【００３２】また、開閉操作ねじ２３を給液プレート８
から後方に押し込む方向に移動させ、開閉操作ねじ２３
の脚部２３ｂでボール弁２１を弁ばね２２のばね力に抗
して弁座部１７ａと離間させ、分岐通路１７を開くこと
で、給液ボール２０の噴出孔２０ａからの切削液の噴出
が可能になる。従って、１本の開閉操作ねじ２３を進退
させるだけの簡易な操作で、切削液の外部供給を停めた
り、行ったりすることができる。

【００３３】この考案において、給液ボールの数、位置
は必ずしも前記実施例に限られることなく、例えば数を
３個にするなど適宜変更でき、工具はドリルに限られる
ことなく、リーマなどに適宜変更でき、工具のシャンク
および取付孔はテーパー付きにするなど適宜変更でき、
分岐通路用の操作弁機構の構成も、工具ホルダーの外部
からの操作が可能なものであれば１箇所に限定されるこ
となくハウジング主体６ａの円周方向に連続して形成し
た流体供給路１８を不連続の流体供給路１８としてそれ
ぞれの複数箇所に設けるなど、適宜変更できる。

【００３４】そして、ホルダー本体のシャンク部は必ず
しもプルスタッドボルトを設けたものに限られることな
く適宜変更でき、工具取付孔はストレート孔に限られる
ものではなく、テーパー孔にし工具のテーパー付きシャ
ンクを適宜の手段でホルダー本体に固定してもよく、工
具もドリルに限られることなく、リーマなどを用いるこ
とができる。

【００３５】

【考案の効果】以上説明したように、この考案は、工作
機械の回転軸に着脱可能に装着されるホルダー本体を有
し、このホルダー本体の前部に工具取付孔を設け、工作
機械の回転軸の外周側の非回転部材に係合保持されるハ
ウジングに、前記ホルダー本体を回転自在に嵌合させた
工具ホルダーの流体供給装置において、 前記非回転部
材側から前記工具取付孔の後端部に流体を送る流体通路
をハウジングおよびホルダー本体の内部に形成し、前記
流体通路に連通する分岐通路をハウジングの内部に形成
し、かつ、前記ハウジングの前面に固定した給液プレー
トとの間に、前記工具取付孔に着脱可能に嵌合固定した
工具の前部外周の複数箇所に流体を供給する流体供給路
を形成して前記分岐通路に連通させると共に、分岐通路
開閉用の操作弁機構を外部操作可能にハウジングに設
け、さらに、前記給液プレートに前記流体供給路と連通
する噴出孔を有する噴射角度調整可能な給液ボールを設
けたので、次の効果が得られる。

【００３６】すなわち、この考案による工具ホルダーの
流体供給装置は、分岐流路開閉用の操作弁機構を開いた
状態では、切削液などの流体を、流体通路、分岐通路お
よび流体供給路を経て給液プレートに設けた噴射角度調
整可能な給液ボールの噴出孔より、ホルダー本体の工具
取付孔に装着した工具の前部外周の所望位置に確実に外
部供給でき、前記工具に流体供給孔が形成してある場合
は、前記流体を、流体通路、工具取付孔、流体供給孔を
経て、工具の先端部から工具による工作物の加工部に内
部供給でき、工具に流体供給孔が形成してない場合は、
流体を内部供給せずに前記外部供給のみができる。

【００３７】また、前記操作弁機構を閉じた状態では、
切削液などの流体を、外部供給することなく、流体通
路、工具取付孔、工具に形成した流体供給孔を経て工具
による工作物の加工部に内部供給のみを行うことができ
る。そして、１つの操作弁機構を工具ホルダーの外部か
らの操作によって開閉することで、流体の外部供給を行
ったり止めたりすることができる。

【００３８】従って、切削液などの流体の内部供給、外
部供給およびこれらの両方の供給を切り換えて行うこと
が簡易にでき、内部供給、外部供給のみを行う場合に
は、流体の供給のむだをなくしてその使用が少量です
み、流体の噴出力を大きくでき、切換操作も簡易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による工具ホルダーの流体
供給装置を示した正面図

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】図２に示した工具ホルダーの切削液の噴出孔を
変更する給油ブッシュ，給油ボール，棒の関係を示す説
明図

【図４】図２に示した流体供給装置の内部および外部給
液状態の説明図

【図５】図２に示した流体供給装置の外部給液状態の説
明図

【図６】図２に示した流体供給装置の内部給液状態の説
明図

【符号の説明】

１ 工具ホルダーのホルダー本体 ２ テーパーシャンク部 ３ グリップ部 ４ ホルダー本体の前部 ５ 工具取付孔 ６ ハウジング ６ａ ハウジング主体 ８ 給液プレート ９ ガイド筒 １０ クラッチ部材 １１ 外側ばね １２ 位置決めピン １３ 取付リング １３ａ クラッチピン １４ 流体通路 １５ 位置決めブロック １６ 内側ばね １７ 分岐通路 １７ａ 弁座部 １８ 流体供給路 １９ 給油ブッシュ ２０ 給液ボール ２０ａ 噴出孔 ２１ ボール弁 ２２ 弁ばね ２３ 開閉操作ねじ ２４ 工具 ２４ａ シャンク部 ２４ｂ 刃部 ２４ｃ 流体供給孔 ２４ｄ 噴射口 ２５ 回転軸 ２６ 非回転部材 ２７ 後部室 ２９ 位置決め部 ３０ 押し棒 ３１ 球形弁 ３２ 操作弁機構 ３４ 流体供給孔がない工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−97982（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−9251（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−35556（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 11/10

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械の回転軸に着脱可能に装着される
   ホルダー本体を有し、このホルダー本体の前部に工具取
   付孔を設け、工作機械の回転軸の外周側の非回転部材に
   係合保持されるハウジングに、前記ホルダー本体を回転
   自在に嵌合させた工具ホルダーの流体供給装置におい
   て、 前記非回転部材側から前記工具取付孔の後端部に
   流体を送る流体通路をハウジングおよびホルダー本体の
   内部に形成し、前記流体通路に連通する分岐通路をハウ
   ジングの内部に形成し、かつ、前記ハウジングの前面に
   固定した給液プレートとの間に、前記工具取付孔に着脱
   可能に嵌合固定した工具の前部外周の複数箇所に流体を
   供給する流体供給路を形成して前記分岐通路に連通させ
   ると共に、分岐通路開閉用の操作弁機構を外部操作可能
   にハウジングに設け、さらに、前記給液プレートに前記
   流体供給路と連通する噴出孔を有する噴射角度調整可能
   な給液ボールを設けたことを特徴とする工具ホルダーの
   流体供給装置。