JP4530677B2 - 工作機械用工具ホルダ - Google Patents

Description

本発明は、切削液ミストがツール先端から噴出するようになされた工作機械用工具ホルダに関する。

ホルダ本体の回転中心線個所に形成された直状透孔の前部にツールの後部を挿入され、該ツールが前記直状透孔内に装設されたツール受止め部材で受け止められると共に、該ツールの後端部をなすタング部が前記ツール受止め部材に形成された溝部に係入されるほか、該タング部の後端面が前記溝部の底面にゴムパッキンを介して押し付けられ、また前記ツールがこれの長さ途中を前記ホルダ本体の先部に装着された締結手段により締結されて前記ホルダ本体に固定されるようになされてあって、前記ツール受止め部材の前記回転中心線個所に対応する位置に通路透孔を形成されると共に、前記ツールにも先端面から後端面に及ぶ通路透孔を形成され、前者通路透孔と後者通路透孔とが前記ゴムパッキンを介して密状に連通されるようになされた工作機械用工具ホルダは存在している（特許文献１参照）。

該工具ホルダーは使用に際して工作機械の主軸に固定状に装着され、被加工物の加工中には、主軸からホルダ本体の内方に切削液ミストを供給されるものである。このように供給された切削液ミストは前記ツール受止め部材の通路透孔、及び、前記ツールの通路透孔を通じて前記ツールの先端から噴出され、ツールとワークの摩擦個所を潤滑するものとなる。
特開２００１−２８７１３５号公報

上記した在来の工具ホルダにおいては次のような問題がある。
即ち、被加工物の加工中には前記ツールにこれの後方へ向かう衝撃力が付与されることがあるのであり、このような場合には、前記ツールが前記締結手段の締結力に抗して後方へ滑り変位することが生じ、これに起因して、加工精度が損なわれたり、或いは、前記ゴムパッキンが前記ツールの後端面で前記ツール受止め部材の前端面に強く押しつけられて損傷するようになる。

また前記ゴムパッキンは前記ツール受止め部材の前端面に接着剤で貼着してその位置を保持させているが、この貼着作業に手間がかかるほか、該ゴムパッキンを貼着した接着剤をこれの実用強度の発現されるまで乾燥させるのに凡そ１日程度を要し工具ホルダの速やかな製造を困難としている。

また前記ツールが前側へ変位して、前記ツールの後端面が前記ゴムパッキンから少しでも離れると、前記ツール受止め部材の通路透孔内に供給された切削液ミストが前記ツールの通路透孔内に流入することなく該ツールの後端面と前記ゴムパッキンとの隙間から外方へ漏れ出るようになるのであり、これにより切削液ミストが浪費されるばかりでなく、前記ツールの加工個所の潤滑が的確に行えなくなって加工品質が低下するのである。

本発明は斯かる問題点に合理的に対処できるものとした工作機械用工具ホルダを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載した発明は、ホルダ本体の回転中心線個所に形成された直状透孔の前部にツールの後部を挿入され、該ツールが前記直状透孔内に設けられたツール受止め部材に受け止められると共に該ツールの後端部をなすタング部が前記ツール受止め部材に形成された溝部に係入されるほか、該ツールがこれの長さ途中を前記ホルダ本体の先部に装着された締結手段で締結されることにより前記ホルダ本体に固定されるようになされた工作機械用工具ホルダに於いて、前記ツール受止め部材の外周面に密状に嵌着された弾性シール筒部材を備えており、前記直状透孔の前部に前記ツールが挿入されたときに、前記ツールの後端部の外周面が該弾性シール筒部材の前側に密状に内嵌され且つ前記タング部の後端面と前記ツール受止め部材に形成された溝部の底面とは硬質材同士の面抵触となって受け止められた状態となり、該状態の下で、前記ツール受止め部材の通路透孔と、前記ツールの通路透孔とが前記弾性シール筒部材の内孔内で密閉状に連通される構成となされている。

上記発明は次のように具体化する。

前記ツール受止め部材が前記直状透孔の雌ネジ形成部に前後位置調整可能に螺入されたアジャストスクリューとなされ、該アジャストスクリューが前端面に前記タング部の係入される溝部を備え、前記タング部の後端面が該溝部の底面に硬質材同士の面抵触となって受け止められる構成となす。

また、請求項３に記載したように、前記溝部の底面に前記タング部の後端面で覆われる凹み部を形成し、該凹み部が前記アジャストスクリューの通路透孔と、前記ツールの通路透孔とを密閉状に連通させる構成となす。

また、請求項４に記載したように、前記弾性シール筒部材が樹脂材で形成されている構成となす。

上記した本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項１に記載のものによれば、ツールが後端部にタング部を具備したようなものであっても、ツールの後端面がツール受止め部材に当接して受け止められるため、被加工物の加工中などにおいてツールに後方へ向かう衝撃力が作用しても、ツールの後方変位を発生させず、精度のよい加工を行わせることができ、また従来のようなゴムパッキンは使用しないで済むため、ゴムパッキンの損傷も生じないものとなるのであり、またツール受止め部材の前端部に係着された弾性シール筒部材の前端部にツールの後端部が密状に内嵌されているため、この内嵌状態が維持される限り、たとえツールが前後方向へ比較的大きく変位しても、切削液ミストがホルダ本体や締結手段の外方へ流出しないものとなり、切削液ミストの浪費を防止できると共に、ツールの加工個所を適時的確に潤滑して高品質な加工を行わせることができる。

また従来のゴムパッキンは使用しないため、これを貼着するための手間や、これを貼着するための接着剤をその実用強度の得られるまで乾燥させる処理は不要となり、工具ホルダの製造を能率的に行えるようになる。

請求項２に記載のものによれば、請求項１に記載の発明の場合と同様な効果が得られるほかに、次のような効果が得られるのであって、即ち、ツールのタング部がツール受止め部材の溝部に係入されるため、ツールとツール受止め部材との相対回転を規制させることができ、したがってタング部の後端面とツール受止め部材の溝部の底面との面接触を安定的に保持させることができ、ツール受止め部材の通路透孔からツールの通路透孔へ流動する切削液ミストが前記面接触個所を通じて外方へ漏れ出るのを効果的に抑制することができるものとなる。

請求項３に記載のものによれば、アジャストスクリューをホルダ本体に対して回転変位させることにより、ホルダ本体に対するツールの前後位置が調整されるものとなるのであり、またツールとアジャストスクリューとの相対回転をツールのタング部とアジャストスクリューの溝部とで規制させることができるのであり、したがって工具ホルダを工作機械の主軸に装着した状態の下でも、締結手段の締結力を緩めておいてツールに回転操作力を付与しアジャストスクリューを回転変位させることにより、ホルダ本体に対するツールの前後位置を変更させることができるようになる。

請求項４に記載した発明によれば、工作機械の主軸からアジャストスクリューの通路透孔内に供給された切削液ミストが、前記タング部の後端面で被われた凹み部を通じてツールの通路透孔内に流入するのであり、この際、凹み部がタング部の後端面で被われるため、切削液ミストは凹み部外へ漏れるのを抑制されるのであり、たとえ該凹み部内の切削液ミストが弾性シール筒部材の内孔内に漏れ出たとしても、該シール用弾性部材内は密状態となっているため、さらにこれの外方へ向けてのその流出は阻止されるものとなる。またツールの通路透孔の後端開口がホルダ本体の回転中心線個所から半径方向へ離れて位置していても、アジャストスクリューの通路透孔内に供給された切削液ミストは凹み部を通じてツールの通路透孔内に支障なく供給されるものとなる。

請求項５に記載したものによれば、弾性シール筒部材が耐摩耗性や機械的強度に優れたものとなって、既述した利益が効果的に得られるものとなる。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。
ここに、図１は本発明の一実施例に係る工作機械用工具ホルダの縦断面図、図２は前記ホルダの要部を示す断面図、図３は前記要部をなす各部品の斜視図、図４は前記要部の一部をなすツール受止め部材（アジャストスクリュー）を示しＡは前面図でＢは側面視断面図、図５は前記要部の一部をなす弾性シール筒部材を示しＡは前面図でＢは側面視断面図、図６は前記要部の一部をなすツールの斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る工具ホルダのホルダ本体１は、前丸軸部１ａ、フランジ部１ｂ、テーパーシャンク部１ｃからなる。ホルダ本体１の回転中心線ｘ個所には透孔ａが形成してあり、該透孔ａの内周面の前後方向途中個所と後部に雌ネジａ１、ａ２が形成されている。２は前丸軸部１ａのテーパ孔ａ３に内挿されたコレット部、３は前丸軸部１ａの前部外周に形成された雄ネジａ４に螺着されたコレット締結手段で、ナット体３ａ、リング状丸棒部材３ｂ及び結合用リング部材３ｃからなるものであり、４はテーパシャンク部１ｃの後端に雌ネジａ２を介して螺着されたプルスタッドである。

５はツール受止め部材をなすアジャストスクリューで、図３及び図４などに示すように、前後方向ｆ中央外周面に雄ネジｂ１を形成され前記雌ネジａ１の長さ方向途中にその前後位置の変更調整可能に螺装されている。アジャストスクリュー５の前部外周部ｂ２は雄ネジｂ１個所よりも小径となされ前端に環状凸部ｂ３を形成されており、また前記回転中心線ｘ個所に対応する中心部には径の相違した断面円形の複数の直状孔を前後方向へ連続させてなる通路透孔ｂ４が形成されている。該アジャストスクリュー５の前端面ｂ５の直径個所には特定幅の溝部ｂ６が形成されており、該溝部ｂ６の底面ｂ７は回転中心線ｘと直交した平面となされている。該底面ｂ７には回転中心線ｘと直交する方向へ比較的長いものとなされた凹み部ｂ８が形成されており、該凹み部ｂ８内に前記通路透孔ｂ４の前端が開口されている。

６はゴム或いは樹脂材などの弾性樹脂材で形成された弾性シール筒部材で、図３及び図５に示すように断面が円形の内周面ｃ１の前後方向ｆ長さ途中に環状凹み部ｃ２を形成されている。該弾性シール筒部材６は内周面ｃ１の後部ｐ１をアジャストスクリュー５の前部外周部ｂ２に外嵌状に係着されており、この際、後端面ｃ３がアジャストスクリュー５の前部外周部ｂ２の後端の半径面ｂ９に当接された状態において、環状凹み部ｃ２が環状凸部ｂ３に外嵌された状態となり、これら環状凹み部ｃ２と環状凸部ｂ３との嵌合がアジャストスクリュー５の前部外周部ｂ２からの弾性シール筒部材６の抜け出しを規制している。

７は直状の管部材からなる切削液連通管であり、前端部ｄ１がアジャストスクリュー５の通気透孔ｂ４の後端部に気密状且つ回転変位可能に内挿され、一方、後端部ｄ２がプルスタッド４の中心孔４ａの前部にＯリングｒによる気密状に内挿されている。該切削液連通管７は直状の内孔ｄ３を有しており、該内孔ｄ３の後端部は六角孔ｄ４となされている。

８はツールであり、図２、図３及び図６に示すように半径方向へ比較的大きく離れた小径の２つの通路透孔ｅ１、ｅ２を形成されており、該ツール８の後部ｅ３がコレット２の中心孔ｇ１を経てホルダ本体１の直状透孔ａの前部に挿し込まれる。該ツール８の後端部にはタング部ｅ４が形成されており、該タング部ｅ４はこれの後端面ｅ５をアジャストスクリュー５の溝部ｂ６の底面ｂ７に当接されて後方ｆ１への変位が規制されるように受け止められるのであり、この際、タング部ｅ４の後端面ｅ５は回転中心線ｘに直交した平面となされており、この受け止め状態において、ツール８の後端丸軸部ｅ６が弾性シール筒部材６の内周面ｃ１の前部ｐ２に隙間のないような密状に内嵌されるものとなされている。

上記ツール８をホルダ本体１に装着するときは、コレット締結手段３のナット３ａを緩めてコレット２を開状態となしておき、ツール８の後部ｅ３をコレット２の前側からコレット２の中心孔ｇ１を経てホルダ本体１の直状透孔ａ内に挿入し、次にツール８に押込み力を付与することにより、後端丸軸部ｅ６を弾性シール筒部材６の内周面ｃ１の前部ｐ２に圧密状に内嵌させると共に、ツール８の回転中心線ｘ回りの角度を必要に応じ変化させ、タング部ｅ４をアジャストスクリュー５の溝部ｂ６内に嵌入させ、タング部ｅ４の後端面ｅ５を溝部ｂ６の底面ｂ７に密状に当接させ、この後、該当接状態を保持したまま、コレット締結手段３のナット３ａを回し、コレット２を締め付けるようにする。

これにより、ツール８はコレット２を介してホルダ本体１に締結固定されるのであり、またツール８の２つの通路透孔ｅ１、ｅ２とアジャストスクリュー５の通路透孔ｂ４とはタング部ｅ４の後端面ｅ５で密閉状に覆われた凹み部ｂ８を介して気密状に連通された状態となり、またツール８の後端丸軸部ｅ６と、アジャストスクリュー５の前部外周部ｂ２と、これらの間個所とは弾性シール筒部材６で略気密状に囲まれた状態となる。

一方、ホルダ本体１に固定されたツール８を取り外すときは、先ずコレット締結手段３のナット３ａを回してコレット２を緩め、次にツール８の前部ｅ７を手で持って前方ｆ２への引き力を付与するのであり、これによりツール８の後端丸軸部ｅ６が弾性シール筒部材６から抜き出され、ホルダ本体１やコレット締結手段３の外方へ引き出される。

上記実施例の工具ホルダを使用するときは、例えば、マシニングセンタの主軸のテーパ孔にテーパシャンク部１ｃを挿入する。該挿入状態では工具ホルダはプルスタッド４を介して主軸に抜け出しの規制された状態に固定される。該固定状態の下で、工具ホルダは主軸と共に回転駆動され且つ必要に応じ前後移動されると共に、切削液ミストが主軸側からプルスタッド４の中心孔４ａ内に供給される。

そして、ツール８が被加工物を切削するようになると、ツール８には主軸の回転駆動力が伝達されるが、該伝達はホルダ本体１から主にコレット２を経てツール８に伝達される。

またツール８は加工中における被加工物との接触時に発生する衝撃により、コレット締結手段３による締結力に対し過大となるような後方ｆ１への押圧力を付与されることがあるが、このようなときでも、該押圧力はツール８のタング部ｅ４の後端面ｅ５とアジャストスクリュー５の溝部ｂ６の底面ｂ７との硬質材による面接触により確実に支持されるため、ツール８がホルダ本体１に対し後方ｆ１へ相対変位することは生じない。

一方、主軸側からプルスタッド４の中心孔４ａ内に供給された切削液ミストは、切削液連通管７の内孔ｄ３、及び、アジャストスクリュー５の通路透孔ｂ４及び凹み部ｂ８を経てツール８の半径方向へ離れた２つの通路透孔ｅ１、ｅ２内に達し、最後にツール８の２つの先端開口ｅ８から噴出され、ツール８先部とこれの切削する被切削物との摩擦箇所を潤滑する。

この潤滑中、切削液ミストはツール８とアジャストスクリュー５の接続箇所、即ちタング部ｅ４の後端面ｅ５と溝部ｂ６の底面ｂ７との当接個所の内方である凹み部ｂ８内を正圧状態で通過するように流動するが、タング部ｅ４の後端面ｅ５と溝部ｂ６の底面ｂ７とは硬質材同士の面接触となっているため、切削液ミストは通常では該当接個所から漏れ出るものとならない。しかし、タング部ｅ４の後端面ｅ５と溝部ｂ６の底面ｂ７との間にゴミが挟み付けられたり或いは、ツール８が何らかの原因で傾斜したり前方へ微少変位した状態になったりすると、凹み部ｂ８内の切削液ミストがタング部ｅ４の後端面ｅ５と溝部ｂ６の底面ｂ７との間に漏れ出るようになる。

こうして漏れ出た切削液ミストは、弾性シール筒部材６の内周面ｃ１に到達するものとなるが、該弾性シール筒部材６の内周面ｃ１の前部ｐ２はツール８の後端丸軸部ｅ６が密状に嵌入されて閉塞されており、また内周面ｃ１の後部ｐ１もアジャストスクリュー５の前部外周部ｂ２が密状に嵌入されて閉塞されているため、該切削液ミストがさらに進んで弾性シール筒部材６の外方に漏れ出ることは生じないのである。

ツール８のホルダ本体１からの突出量を変更するときは、プルスタッド４の内孔４ａを通じて切削液連通管７の後端部ｄ２の六角孔ｄ４にレンチを嵌合させて回転操作するか、或いはコレット締結手段３を緩めた状態の下でツール８の前部ｅ７を手で持って回転操作することにより、アジャストスクリュー５を必要なだけ回転変位させるようにする。後者操作によるときは、工具ホルダを主軸から取り外す必要がない上で有益である。

上記実施例は次のように変形できる。
即ち、特開２００１−２８７１３５号公報に示すように、アジャストスクリュー５をホルダ本体１内に回転変位不能で前後変位のみ可能なツール受止め部材に変形し、該ツール受止め部材５の後側の雌ネジａ１にツール受止め部材５の前後位置を変更調整可能に規制するための雄ネジ体を螺着し、切削液連通管７をツール受止め部材５の通路透孔ｂ４に相対変位可能に連通させた構成となす。このようにすれば、主軸の回転力がツール受止め部材５を介してツール８に的確に伝達されるようになり、たとえコレット締結手段３の締結力が不足してもツール８はホルダ本体１に対し空回りすることは生じないものとなる。

また主軸から工具ホルダ内へ切削液ミストを供給することに代えて、ミスト状ではない切削液を供給することも差し支えないのであり、これによっても切削液ミストの場合と同様な利益が得られる。

また実施例のツール８の後部ｅ３はストレートシャンクとなされているが、これをテーパーシャンクとなすことも差し支えない。この場合は、弾性シール筒部材６の内周面ｃ１の前部ｐ２を該テーパーシャンクに対応したテーパ孔となすことが必要である。

さらには本実施例ではツール８がタング部ｅ４を具備したものとなされているが、必ずしもこれに限定するものではないのであり、例えば、タング部ｅ４のないツール８の後端面が溝部ｂ６の形成されていないツール受止め部材５の前端面ｂ５で受け止められると共に、ツール受止め部材５に外嵌された弾性シール筒部材６の内周面ｃ１の前部ｐ２にツール８の後部ｅ３が密状に内嵌されるものであってもよいものである。この際、ツール８の後部ｅ３は円柱形であっても或いは角柱形であってもよい。但し、弾性シール筒部材６の内周面ｃ１の前部ｐ２は該後部ｅ３の外形に適合させなければならない。

本発明の一実施例に係る工作機械用工具ホルダの縦断面図である。 前記ホルダの要部を示す断面図である。 前記要部をなす各部品の斜視図である。 前記要部の一部をなすツール受止め部材（アジャストスクリュー）を示しＡは前面図でＢは側面視断面図である。 前記要部の一部をなす弾性シール筒部材を示しＡは前面図でＢは側面視断面図である。 前記要部の一部をなすツールの斜視図である。

符号の説明

１ ホルダ本体
３ 締結手段
５ ツール受止め部材（アジャストスクリュー）
６ 弾性シール筒部材
８ ツール
ａ 直状透孔
ａ１ 雌ネジ
ｂ２ 前部外周面
ｂ４ 通路透孔
ｂ５ 前端面
ｂ６ 溝部
ｂ７ 底面
ｂ８ 凹み部
ｅ１ 通路透孔
ｅ２ 通路透孔
ｅ３ 後部
ｅ４ タング部
ｅ５ 後端面
ｅ６ 後端丸軸部
ｘ 回転中心線

Claims (4)

1. ホルダ本体の回転中心線個所に形成された直状透孔の前部にツールの後部を挿入され、該ツールが前記直状透孔内に設けられたツール受止め部材に受け止められると共に該ツールの後端部をなすタング部が前記ツール受止め部材に形成された溝部に係入されるほか、該ツールがこれの長さ途中を前記ホルダ本体の先部に装着された締結手段で締結されることにより前記ホルダ本体に固定されるようになされた工作機械用工具ホルダに於いて、前記ツール受止め部材の外周面に密状に嵌着された弾性シール筒部材を備えており、前記直状透孔の前部に前記ツールが挿入されたときに、前記ツールの後端部の外周面が該弾性シール筒部材の前側に密状に内嵌され且つ前記タング部の後端面が前記ツール受止め部材に形成された溝部の底面に硬質材同士の面抵触となって受け止められた状態となり、該状態の下で、前記ツール受止め部材の通路透孔と、前記ツールの通路透孔とが前記弾性シール筒部材の内孔内で密閉状に連通される構成を特徴とする工作機械用工具ホルダ。
2. 前記ツール受止め部材が前記直状透孔の雌ネジ形成部に前後位置調整可能に螺入されたアジャストスクリューとなされ、該アジャストスクリューが前端面に前記タング部の係入される溝部を備え、前記タング部の後端面が該溝部の底面に硬質材同士の面抵触となって受け止められる構成を特徴とする請求項１記載の工作機械用工具ホルダ。
   
3. 前記底面に前記タング部の後端面で覆われる凹み部を形成し、該凹み部が前記アジャストスクリューの通路透孔と、前記ツールの通路透孔とを密閉状に連通させる構成を特徴とする請求項１又は２記載の工作機械用工具ホルダ。
4. 前記弾性シール筒部材が樹脂材で形成されている構成を特徴とする請求項１乃至３記載の工作機械用工具ホルダ。
   
   

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