JP6528586B2 - フィルタ組立体及びツールホルダ - Google Patents

Description

本発明は、例えば工作機械の工具本体を交換可能に保持するためのツールホルダに関し、特にツールホルダに用いられるフィルタ組立体に関する。

従来、各種の部品の製造工程等において、マシニングセンタ等の工具交換を自動化した工作機械が広く使用されている。このような工作機械では、交換可能な工具のホルダ側から工具本体側に潤滑及び冷却のためにクーラントを供給するクーラント供給装置が普及している。クーラントの供給により、加工時間の短縮や、製造品の精度を確保している。クーラントには工具本体の使用により発生した切屑が混入し、クーラントを工具本体側に供給する供給口に切屑が詰まってしまうと、クーラントが供給されなくなり、製造品の精度不良や、工具本体の劣化という問題を発生する虞がある。

これを解決するために、クーラントに混入した切屑を除去すべく、クーラントタンクにフィルタを設け、クーラント中の切屑を濾過する技術が普及しているが、切屑の除去率は不十分であった、そこで、工具本体を交換可能に保持するホルダのクーラントの流路に略直交する円板状のフィルタを介在させ、該フィルタによりクーラントの濾過を行う技術が開発されている（特許文献１参照）。

特開平６−３２０３８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたフィルタでは、ホルダの内部で流路に介在されるフィルタは流路に略直交する円板状であるため、濾過された切屑がフィルタに対して流路の上流側に堆積してしまい、目詰まりが発生しやすいという問題があった。このため、例えば加工の繰り返しによる工具本体の摩耗に対して工具本体を交換するときにフィルタを交換するのではなく、工具本体を交換する前にフィルタを交換する必要が生じてしまい、そのたびにマシンングセンタを止めてマシニングセンタから工具を取り外さなければならず、生産性が悪かった。

そこで、目詰まりを発生しにくくして、交換の頻度を低減できるフィルタ組立体及びツールホルダを提供することを目的とする。

本開示に係るフィルタ組立体は、工具本体を保持可能で工作機械に着脱可能なツールホルダに取り付けられ、クーラントを流通させるクーラント油路と、前記クーラント油路の内周部に形成された雌ねじ部と、を有するプルスタッドと、前記ツールホルダ及び前記プルスタッドを有するホルダ組立体の内部に配置されると共に前記クーラント油路を介してクーラントを前記工具本体に供給する流路に介在され、前記プルスタッドに対して着脱可能に設けられ、筒形状に形成された周壁部と、前記周壁部の外周部に形成され、前記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、前記周壁部の前記プルスタッド側に開口した開口部と、前記周壁部の前記開口部より前記工具本体側に設けられた底部と、少なくとも前記周壁部において、前記開口部から前記底部への方向に沿って複数配置され、前記開口部に供給されたクーラントを濾過して通過させる小孔と、を有するフィルタと、を備える。

本フィルタ組立体によると、多数の小孔が形成された筒形状の周壁部に底部を有するので、流路に略直交する円板状のフィルタに比べて目詰まりを発生しにくくして、目詰まりするまでの使用期間を長期化するので交換の頻度を低減することができる。

本実施の形態のホルダ組立体を示す概略の側面図である。 本実施の形態のフィルタ及びプルスタッドを示す概略図であり、（ａ）はフィルタをプルスタッドに組み付けた状態、（ｂ）はフィルタをプルスタッドから取り外した状態である。 本実施の形態のフィルタを示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は斜視図である。

以下、本実施の形態に係るフィルタ１０を、図１〜図３に沿って説明する。本実施の形態では、フィルタ１０を組み付けたプルスタッド２０をツールホルダ３０に組み付けてなるホルダ組立体４０について説明する。

本実施の形態のホルダ組立体４０について、図１に沿って説明する。ホルダ組立体４０は、ツールホルダ３０と、プルスタッド２０と、フィルタ１０とを有している。ツールホルダ３０は、テーパ状のシャンク部３１と、フランジ部３２と、装着孔（流路）３３とを有し、ドリル等の工具本体５０を保持して工作機械に着脱可能である。シャンク部３１は、マシニングセンタ等の工作機械に装着される。フランジ部３２は、シャンク部３１の大径側に一体的に設けられ、工作機械で工具本体５０をホルダ組立体４０ごと交換する際に、把持される。装着孔３３は、シャンク部３１の小径側からフランジ部３２まで、中心軸に沿って設けられている。装着孔３３は、プルスタッド２０が装着されると共に、フィルタ１０の外径よりも大きい内径を有している。装着孔３３の内部には、プルスタッド２０が螺合される雄ねじ部３４が形成されている。尚、ツールホルダ３０に対して、例えばコレットを介して工具本体５０を装着する構成については、既存の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。

図２に示すように、プルスタッド２０は、チャック部２１と、シール部２２と、外ねじ部２３と、内ねじ部２４と、流通孔（流路）２５と、を有し、ツールホルダ３０のシャンク部３１の小径側から装着孔３３に着脱可能に取り付けられる。チャック部２１は、プルスタッド２０の基端側に設けられ、ツールホルダ３０から外部に突出し、ホルダ組立体４０が工作機械に保持される際に使用される。シール部２２は、装着孔３３に挿入され、不図示のＯリング等を利用してクーラントを密封する。外ねじ部２３は、装着孔３３の内部に形成された雌ねじ部３４に螺合される。内ねじ部２４は、プルスタッド２０の先端側に形成され、フィルタ１０が螺合可能である。流通孔２５は、チャック部２１から内ねじ部２４まで、中心軸に沿って貫通して設けられている。

プルスタッド２０をツールホルダ３０に組み付けた状態では、プルスタッド２０の流通孔２５とツールホルダ３０の装着孔３３とが、流路として連通する。即ち、流通孔２５及び装着孔３３は、ホルダ組立体４０の内部に形成されると共に、クーラントを工具本体５０に供給する流路として機能する。

図３に示すように、フィルタ１０は、流通孔２５及び装着孔３３のいずれかに介在され、周壁部１１と、開口部１１ａと、底部１２と、複数の小孔１３とを有している。周壁部１１は、筒形状に形成されている。開口部１１ａは、周壁部１１の一方側に開口している。底部１２は、周壁部１１の他方側、即ち開口部１１ａの反対側に設けられている。小孔１３は、周壁部１１において、開口部１１ａから底部１２への方向に沿って複数配置され、フィルタ１０の内外を連通して配置されている。即ち、小孔１３は、流路におけるクーラントの流通方向に沿って複数配置されている。小孔１３は、多数形成されており、開口部１１ａに供給されたクーラントを濾過して通過させる。このため、小孔１３の直径は、切屑を通過させない程度にする。小孔１３としては、比較的広い間隔を有する配置としたり、あるいはメッシュ状に形成してもよい。尚、本実施の形態では、小孔１３は周壁部１１のみに形成されているが、周壁部１１の他に底部１２に形成されていてもよい。

周壁部１１は、筒形状の中心軸を中心とする回転によりホルダ組立体４０に対して螺合されるねじ部１１ｂと、外周側で中心軸に沿って平面状に形成された複数の平面部１１ｃと、を有する。本実施の形態では、周壁部１１は、例えば断面六角形の筒形状としている。但し、筒形状の断面形状は六角形には限られず、例えば、四角形等の他の多角形や、円形や楕円形としてもよい。

ここで、装着孔３３はフィルタ１０の外径よりも大きい内径を有しているが、例えば、フィルタ１０が断面多角形状である場合は、フィルタ１０の最大径を装着孔３３の内径と同等にしても、装着孔３３の内面と平面部１１ｃとの間の空間を確保でき、小孔１３が閉塞されることを抑制できる。

周壁部１１のねじ部１１ｂは、プルスタッド２０の内ねじ部２４に螺合可能になっており、螺合によりプルスタッド２０に対してフィルタ１０が装着される。即ち、プルスタッド２０は、フィルタ１０を着脱可能であり、フィルタ１０の装着時にはフィルタ１０と一体的にツールホルダ３０に着脱可能である。フィルタ１０が装着されたプルスタッド２０は、ツールホルダ３０に対して離脱可能に装着される。このため、フィルタ１０は、ホルダ組立体４０に対して着脱可能である。また、フィルタ１０は、シャンク部３１の内部に配置されている。

上述したホルダ組立体４０を組み立てる際は、フィルタ１０のねじ部１１ｂをプルスタッド２０の内ねじ部２４に螺合する。そして、フィルタ１０が組み付けられたプルスタッド２０をツールホルダ３０の装着孔３３に挿入し、プルスタッド２０の外ねじ部２３をツールホルダ３０の雌ねじ部３４に螺合する。この時、フィルタ１０の周壁部１１に複数の平面部１１ｃが形成されているので、例えばペンチ等の工具を使用して容易に螺合することができる。これにより、プルスタッド２０のシール部２２が装着孔３３との間でシールを行い、クーラントの漏れを防止する。また、装着孔３３は、フィルタ１０の外径よりも大きい内径を有しているので、フィルタ１０は装着孔３３の内面に当接することなく設置され、小孔１３は塞がれることなくクーラントの濾過を行うことができる。

上述したホルダ組立体４０を工作機械に装着して使用する際は、工作機械からプルスタッド２０の流通孔２５にクーラントが供給され、クーラントは流通孔２５を流通してフィルタ１０の内部に流入される。クーラントは、フィルタ１０の多数の小孔１３により濾過されてフィルタ１０の外部に流出し、装着孔３３を流通して工具本体５０に供給される。ここで、小孔１３は、周壁部１１の軸方向に沿って配置されているので、切屑は周壁部１１の内側で底部１２の方から溜まっていく。切屑が蓄積することで底部１２の方から小孔１３の目詰まりが発生しても、開口部１１ａの方の小孔１３は目詰まりしていないため、フィルタ１０としての機能は継続される。即ち、周壁部１１は有底の筒形状であるので、フィルタ機能を維持しながらも多量の切屑を蓄積することができる。切屑が蓄積したフィルタ１０は、ホルダ組立体４０から離脱して、クリーニングして再び使用したり、他のフィルタと交換することができる。

以上説明したように、本実施の形態のフィルタ１０によると、多数の小孔１３が形成された筒形状の周壁部１１に底部１２を有するので、流路に略直交する円板状のフィルタに比べて目詰まりを発生しにくくして、目詰まりするまでの使用期間を長期化するので交換の頻度を低減することができる。

また、本実施の形態のフィルタ１０によれば、シャンク部３１の内部に配置されているので、流路の上流部に配置される。このため、クーラントに混入した切屑を早期に除去することができる。

尚、上述した実施の形態では、フィルタ１０をプルスタッド２０に装着する場合について説明したが、これには限られず、フィルタ１０をツールホルダ３０に直接装着してもよい。あるいは、フィルタ１０をプルスタッド２０及びツールホルダ３０のいずれにも固定せず、例えば、プルスタッド２０及びツールホルダに挟持されるように保持してもよい。即ち、フィルタ１０は、ホルダ組立体４０のいずれかの部分に対して着脱可能であればよい。

また、本実施の形態では、フィルタ１０をシャンク部３１の内部に配置する場合について説明したが、これには限られず、他の部位に配置してもよい。

尚、本実施の形態は、以下の構成を少なくとも備える。本実施の形態のフィルタ（１０）は、工具本体（５０）を保持可能で工作機械に着脱可能なツールホルダ（３０）と、前記ツールホルダ（３０）に取り付けられるプルスタッド（２０）と、を有するホルダ組立体（４０）の内部に形成されると共にクーラントを前記工具本体（５０）に供給する流路（２５，３３）に介在され、前記ホルダ組立体（４０）に対して着脱可能に設けられ、筒形状に形成された周壁部（１１）と、前記周壁部（１１）の一方側に開口した開口部（１１ａ）と、前記周壁部（１１）の他方側に設けられた底部（１２）と、少なくとも前記周壁部（１１）において、前記開口部（１１ａ）から前記底部（１２）への方向に沿って複数配置され、前記開口部（１１ａ）に供給されたクーラントを濾過して通過させる小孔（１３）と、を有する。この構成によれば、多数の小孔（１３）が形成された筒形状の周壁部（１１）の他方側に底部（１２）を有するので、流路に略直交する円板状のフィルタに比べて目詰まりを発生しにくくして、目詰まりするまでの使用期間を長期化するので交換の頻度を低減することができる。

また、本実施の形態のフィルタ（１０）では、前記周壁部（１１）は、筒形状の中心軸を中心とする回転により前記ホルダ組立体（４０）に対して螺合されるねじ部（１１ｂ）と、外周側で前記中心軸に沿って平面状に形成された複数の平面部（１１ｃ）と、を有する。この構成によれば、フィルタ（１０）をホルダ組立体（４０）に螺合する際に、例えばペンチ等の工具を使用して平面部（１１ｃ）を把持することにより、容易に螺合することができる。

また、本実施の形態のプルスタッド（２０）では、上記のフィルタ（１０）を着脱可能であり、装着時には前記フィルタ（１０）と一体的に前記ツールホルダ（３０）に着脱可能になる。この構成によれば、フィルタ（１０）をプルスタッド（２０）と共にツールホルダ（３０）に組み付けることができるので、組み立て時の作業性を向上することができる。

また、本実施の形態のツールホルダ（３０）では、前記フィルタ（１０）が装着された上記のプルスタッド（２０）が離脱可能に装着される。この構成によれば、フィルタ（１０）をプルスタッド（２０）と共にツールホルダ（３０）に組み付けることができるので、組み立て時の作業性を向上することができる。

また、本実施の形態のツールホルダ（３０）では、前記プルスタッド（２０）が装着されると共に、前記フィルタ（１０）の外径よりも大きい内径である装着孔（３３）を有する。この構成によれば、フィルタ（１０）の小孔（１３）と装着孔（３３）の内壁との間で隙間が確保されるので、小孔（１３）が閉塞されることを抑制できる。

また、本実施の形態のツールホルダ（３０）では、前記工作機械に装着されると共に、前記フィルタ（１０）が内部に配置されるシャンク部（３１）を有する。この構成によれば、フィルタ（１０）は、ホルダ組立体（４０）の内部で流路（２５，３３）の上流部に配置されるので、クーラントに混入した切屑を早期に除去することができる。

１０ フィルタ
１１ 周壁部
１１ａ 開口部
１１ｂ ねじ部
１１ｃ 平面部
１２ 底部
１３ 小孔
２０ プルスタッド
２５ 流通孔（流路）
３０ ツールホルダ
３１ シャンク部
３３ 装着孔（流路）
４０ ホルダ組立体
５０ 工具本体

Claims (5)

1. 工具本体を保持可能で工作機械に着脱可能なツールホルダに取り付けられ、クーラントを流通させるクーラント油路と、前記クーラント油路の内周部に形成された雌ねじ部と、を有するプルスタッドと、
   前記ツールホルダ及び前記プルスタッドを有するホルダ組立体の内部に配置されると共に前記クーラント油路を介してクーラントを前記工具本体に供給する流路に介在され、前記プルスタッドに対して着脱可能に設けられ、
   筒形状に形成された周壁部と、
   前記周壁部の外周部に形成され、前記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、
   前記周壁部の前記プルスタッド側に開口した開口部と、
   前記周壁部の前記開口部より前記工具本体側に設けられた底部と、
   少なくとも前記周壁部において、前記開口部から前記底部への方向に沿って複数配置され、前記開口部に供給されたクーラントを濾過して通過させる小孔と、を有するフィルタと、を備えるフィルタ組立体。
2. 前記周壁部は、外周側で筒形状の中心軸に沿って平面状に形成された複数の平面部を有する請求項１に記載のフィルタ組立体。
3. 前記フィルタが装着された請求項１又は２に記載のプルスタッドが離脱可能に装着されるツールホルダ。
4. 前記プルスタッドが装着されると共に、前記フィルタの外径よりも大きい内径である装着孔を有する請求項３に記載のツールホルダ。
5. 前記工作機械に装着されると共に、前記フィルタが内部に配置されるシャンク部を有する請求項３又は４に記載のツールホルダ。

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