JPH0825124B2 - 工具ホルダーにおける給油装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切削工具を工作機械の
スピンドルに装着するための工具ホルダーのうち、工作
機械側の送油路からオイルホール付回転切削工具に切削
油を供給する給油装置を備えた工具ホルダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】オイルホール付き回転切削工具は、オイ
ルホールに供給される切削油を刃先部より注出しつつ切
削を行わせることにより、刃先部の冷却と潤滑を図り、
切削工具の耐用寿命を延ばすと共に仕上げ面を良好にし
得る特徴がある。

【０００３】従来のこの種工具ホルダーにおける給油装
置は、回転軸を回転自在に支承する非回転支持部材に、
工作機械側の給油台に着脱可能な後述の油路接続具を一
体的に設け、該油路接続具と非回転支持部材の各給油路
を通って回転軸に設けた工具用供給路に通油し、該供給
路より工具のオイルホールに給油するようにしている。

【０００４】この際に非回転状態の非回転支持部材と回
転状態の回転軸との相対界面部を横断して給油通路が形
成されるため、その界面部間から漏油するの阻止するた
めに両者間に油密リングを介装するようにしている。

【０００５】ところが長期の使用期間中に、外部から、
または切削油中に混入する切削粉等が上述の相対界面間
から油密リングとこれが回転接触する回転軸の外周面と
の間に噛み込み、油密リングが接触する回転軸の外周面
に切削粉等の摺動摩擦抵抗により窪みが発生して油密リ
ングによる油密性が破壊され、この窪みより切削油が漏
出する事故が発生していた。従ってこの漏油事故を補修
するためには、工具ホルダーの大部分を占める回転軸を
取り替なければならず、非常に高価につくという難点が
あった。

【０００６】この難点を阻止するために、本件出願人
は、過去に図８に示すように回転軸１と一対の軸受２，
２を介して該回転軸１を回転自在に支承する非回転支持
部材３との間の両軸受２，２間に取り替え可能なスリー
ブ４を介装すると共に、非回転支持部材３とスリーブ４
との間に油密リング５を介在させるようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成であると、
外部から、または切削油中に混入する切削粉等が油密リ
ング５とこれが回転接触するスリーブ４の外周面との間
に噛み込み、油密リング５が接触するスリーブ４の外周
面に切削粉等の摺動摩擦抵抗により窪みが発生して油密
リング５による油密性が破壊された場合には、該スリー
ブ４を回転軸１から取り外して交換するだけで、高価な
回転軸１を取り替える必要がなく、それだけ補修費用が
安くなるという利点がある。

【０００８】しかしながら上記従来技術であると、非回
転支持部材３は軸受２，２で支持されると共に、前述の
油路接続具と一体的に形成されているため、スリーブ４
の交換時にこれらを全部分解して交換しなければなら
ず、また装着時はいちいち元の状態に組み込まなければ
ならず、その交換作業が非常に面倒であるという難点を
依然として有していた。

【０００９】従って、本発明は、使用時の給油作用には
なんら支障をきたすことがなく、即ち、非回転支持部材
や油路接続具を分解することなく、磨耗部分のみを交換
することができるようにした工具ホルダーにおける給油
装置を提案することを解決課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、実施例の参照符号を付して示せば、請求項
１に係る発明にあっては、工作機械のスピンドルに取り
付けられる回転軸１０と、該回転軸１０を回転可能に支
持する非回転支持部材１１とを備えてなる工具ホルダー
において、該非回転支持部材１１とは別体で回転軸１０
に設けた工具用供給油路１２に連通する非回転給油リン
グ１３を回転軸１０に外嵌すると共に、該非回転給油リ
ング１３と工作機械側の油路接続具１４とを着脱可能な
通油管１５で接続して該油路接続具１４の油路１６と非
回転給油リング１３の給油路１７とを前記通油管１５の
通油路１８を介して連通するようにしてなる構成を採用
するものである。

【００１１】また請求項２に係る発明にあっては、非回
転給油リング１３と回転軸１０との間に取り替え可能な
スリーブ１９を介装してなる構成を採用するものであ
る。

【００１２】また請求項３に係る発明にあっては、非回
転給油リング１３とスリーブ１９との間に油密リング２
０を取り付けてなる請求項２記載の構成を採用するもの
である。

【００１３】また請求項４に係る発明にあっては、スリ
ーブ１９と回転軸１０との間に副油密リング２１を取り
付けてなる請求項２または３記載の構成を採用するもの
である。

【００１４】また請求項５に係る発明にあっては、非回
転給油リング１３と非回転支持部材１１との間にドレン
２２が介在してなる請求項１〜４のいずれか記載の構成
を採用するものである。

【００１５】また請求項６に係る発明にあっては、非回
転給油リング１３は前記通油管１５を介して工作機械側
の油路接続具１４に非回転状態に支持されるようになっ
ている請求項１〜５のいずれか記載の構成を採用してな
るものである。

【００１６】また請求項７に係る発明にあっては、非回
転給油リング１３は非回転支持部材１１に係合して非回
転状態に支持されるようになっている請求項１〜５のい
ずれか記載の構成を採用してなるものである。

【００１７】

【作用】請求項１に係る発明によれば、工作機械のスピ
ンドル４８に回転軸１０が取り付けられ、非回転支持部
材１１と一体の油路接続具１４が工作機械側の給油台２
３に接続されることによって回転軸１０は該非回転支持
部材１１によって回転自在に支承され、非回転給油リン
グ１３は非回転支持部材１１に係合して、あるいは通油
管１５を介して油路接続具１４に規制されて非回転状態
に支持され、これよって非回転給油リング１３の給油路
１７は通油管１５の通油路１８及び油路接続具１４の油
路１６とは回転軸１０の回転に係わらず常時連通状態に
あり、従って油路接続具１４が上記給油台２３に接続さ
れることによって給油台２３からの切削油（クーラン
ト）は油路接続具１４の油路１６、通油管１５の通油路
１８、非回転給油リング１３の給油路１７及び回転軸１
０の工具用供給油路１２を通って工具Ｔのオイルホール
ｈに給油されることになる。

【００１８】長期間の使用により非回転給油リング１３
が磨耗したとき、例えば非回転給油リング１３が硬質樹
脂で形成され、回転軸１０の外周面に接する非回転給油
リング１３の内周面が磨耗して、両者間の油密性が失わ
れたときには、着脱可能な通油管１５を油路接続具１４
から脱出させた状態で、非回転給油リング１３のみを交
換すればよい。

【００１９】従って、回転軸１０を支承する非回転支持
部材１１及びこれに一体形成される油路接続具１４は回
転軸１０から分解する必要は全くない。

【００２０】また請求項２によれば、スリーブ１９は回
転軸１０と一体回転し、従ってスリーブ１９の外周面に
は非回転給油リング１３の内周面に取り付けた油密リン
グ２０が常時接触状態にある。

【００２１】長期間の使用によりスリーブ１９の外周面
と油密リング２０との間に侵入する切削屑等によってス
リーブ１９の外周面が磨耗して窪みが発生し、両者間の
油密性が失われてスリーブ１９を交換する必要がある場
合には、着脱可能な通油管１５を油路接続具１４から脱
出させた状態で、非回転給油リング１３と共にスリーブ
１９を回転軸１０の外周面に沿って移動させその工具取
付部２４側から取り外すようにすればよい。

【００２２】即ち、この場合にも回転軸１０を支承する
非回転支持部材１１及びこれに一体形成される油路接続
具１４は回転軸１０から分解する必要は全くない。

【００２３】交換された新しいスリーブ１９は、再び非
回転給油リング１３と共に回転軸１０の外周面に装着さ
れ、通油管１５が油路接続具１４に接続されるだけでよ
く、これによって一連の給油通路が形成される。

【００２４】また請求項３に係る発明によれば、非回転
給油リング１３とスリーブ１９との間は両者を互いに直
接に接触させても使用に耐える程度の油密性を有する
が、両者間に油密リング２０を介在させることによって
一層の油密性を確保することができる。

【００２５】また請求項４に係る発明によれば、スリー
ブ１９と回転軸１０とは一体回転するため、両者を直接
に接触させても使用に耐える油密性を有するが、特に非
回転支持部材１１を支承する軸受２５側へのクーラント
の侵入を阻止するためにスリーブ１９と回転軸１０と間
に副油密リング２１を介在させることによって軸受２５
側へのクーラントの侵入を有効に阻止することができ
る。

【００２６】また請求項５に係る発明によれば、非回転
給油リング１３と非回転支持部材１１との間にドレン２
２が介在してなるため、非回転給油リング１３の給油路
１７からクーラントが不測に非回転支持部材１１の軸受
２５側に漏洩しても、該クーラントは軸受２５側に侵入
する前にドレン２２より外部に排出されて軸受２５側に
侵入することがない。

【００２７】また請求項６または７に係る発明によれ
ば、非回転給油リング１３は前記通油管１５を介して工
作機械側の油路接続具１４に規制され、あるいは非回転
支持部材１１に係合して非回転状態に支持されるように
なっているため、該非回転給油リング１３を介して形成
される一連の給油通路が確実に維持される。

【００２８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すもので、回転
軸１０の一端側にマニピュレータ用把持部２６と先細り
状のシャンク部２７が同心状に形成され、他端部にはオ
イルホール付切削工具Ｔの取付部２４が同心状に形成さ
れている。

【００２９】回転軸１０は軸受２５を介して非回転支持
部材１１に回転可能に支持され、非回転支持部材１１の
一側半径方向突出部に形成されたシリンダー部１１Ａに
は、回り止め機構を兼ねた油路接続具１４が取り付けら
れている。

【００３０】この油路接続具１４は、前記シリンダー部
１１Ａに回転軸１０と平行な方向に摺動可能に内装され
且つシャンク部２７のある側に突出する外筒２８と、こ
の外筒２８に軸方向伸縮自在に螺嵌する内筒２９とから
構成され、外筒２８の外端と内筒２９に螺嵌されたロッ
クナット３０との間には回り止め部材３１が固定されて
いる。また前記内筒２９の内部には、スプリング３２ａ
と該スプリング３２ａによって筒口２９ａを閉塞するよ
うに付勢された球状弁体３２ｂとから成る逆止弁３２が
装着されている。前記外筒２８は圧縮コイルスプリイグ
３３によって外向きに付勢され、該コイルスフリング３
３は外筒２８の端面３４とシリンダー部１１Ａの底面と
の間に介装されている。このスプリング３３の付勢力に
よって外向きに外筒２８が押し出される結果、不使用状
態に於いては、回り止め部材３１の遊端部がマニピュレ
ータ用把持部２６に隣接して回転軸１０に設けられた係
合溝３５に嵌合し、回転軸１０と非回転支持部材１１と
を相対回転不能に結合している。

【００３１】一方、非回転支持部材１１に隣合ってリン
グ板状のスリーブ１９が回転軸１０の外周面に接触する
ようにして外嵌され、且つ該スリーブ１９の外周側に非
回転給油リング１３が外嵌される。そして非回転給油リ
ング１３の内周面には環状の給油路１７が形成され、ま
たスリーブ１９には該給油路１７に連通する通孔１９ａ
が形成され、これら給油路１７及び通孔１９ａを挟んで
非回転給油リング１３の内周面にスリーブ１９の外周面
に接触する一対の油密リング２０が取り付けられてい
る。なお、本発明では、スリーブ１９は必須条件ではな
い。例えば非回転給油リング１３を四沸化樹脂などの摩
擦係数の小さい硬質合成樹脂で形成し、内周面に油密リ
ングを介在することなく、該非回転給油リング１３を直
接に回転軸１０の外周面に接触させるようにしてもよ
い。

【００３２】なお、スリーブ１９は、一般の鋼板にクロ
ムメッキしたもの、焼入鋼や超硬材からなるもの、ある
いはこれらにセラミックスやチタンナイトライトをコー
テイングしたもの等のように、少なくとも表面が耐磨耗
性を有するものによって形成されることが好ましい。

【００３３】なおまた、上記実施例では非回転給油リン
グ１３とスリーブ１９との間に油密リング２０を介在し
ているが、図２に示すように上記両者間に油密リングを
介在させないで、直接に互いに接触させるようにしても
よい。この場合には両者間の摩擦をできるだけ軽減する
ために両者の材質を変えて、例えば非回転給油リング１
３の材質を砲金材または硬質樹脂材で形成すると共に、
スリーブ１９を鉄または鋼材で形成することが好まし
い。

【００３４】更に図３に示すように前記の油密リング２
０に変えて、非回転給油リング１３の給油路１７内に摩
擦係数の小さい例えば四沸化樹脂からなるテーパー状の
鍔付きのリング４６（図４に明瞭に示す）をスリーブ１
９の外周面に圧接するようにして嵌合し、非回転給油リ
ング１３とスリーブ１９との間の油密性を確保するよう
にしてもよい。

【００３５】またスリーブ１９の内周面のうち軸受２５
側には副油密リング２１が回転軸１０の外周面に密接す
るよう取り付けられ、非回転給油リング１３及びスリー
ブ１９と非回転支持部材１１との間には当板３６と滑接
板３７とが介在される。

【００３６】非回転支持部材１１にはその外周面適当間
隔に図５に明瞭に示すようにドレン孔２２が形成され、
該ドレン孔２２は図１に示すように非回転支持部材１１
と非回転給油リング１３との境界部に配置される。

【００３７】また非回転支持部材１１には係合突起３８
が形成され（図１の下部寄りに示す）、該突起３８は非
回転給油リング１３に形成した係合凹部３９に係合する
ようになっている。従って非回転給油リング１３は非回
転支持部材１１に係合して非回転状態が維持されるよう
になっている。なお、これらの係合手段は後述のように
特に設けられなくてもよい。

【００３８】非回転給油リング１３の先端面側にも滑接
板４０が当てつけられ、この状態でナット４１が回転軸
１０の外周面に設けられたねじ部４２にねじ込まれてス
リーブ１９と非回転給油リング１３との軸方向への移動
を阻止すると共に、スリーブ１９は回転軸１０と一体回
転するようにしている。

【００３９】非回転給油リング１３のうち前記油路接続
具１４に面する側には通油管１５が径方向に突設され、
該通油管１５はばね４３に付勢されて突出移動すると共
に、ばね４３の付勢力に抗して後退するようになってい
る。そしてばね４３に付勢されて突出するときに油路接
続具１４の油路１６と接続するようになっている。図１
の実施例では油路接続具１４のシリンダー部１１Ａの外
周側に油密的に嵌合する筒体４４に設けた接続孔４５に
通油管１５の先端部が嵌合することによって油路接続具
１４の油路１６と接続されるようになっており、この筒
体４４であればシリンダー部１１Ａの外周面を周方向に
回動することが可能であるから通油管１５の油路接続具
１４に対する周方向の取付位置を調整することができる
利点がある。勿論、図６に示すように油路接続具１４の
シリンダー部１１Ａに設けた接続孔４５に直接に接続す
るようにしてもよい。なお、非回転給油リング１３の非
回転状態の維持は通油管１５が油路接続具１４に接続さ
れることによって非回転給油リング１３が油路接続具１
４に規制されてその回転を阻止するようにしてもよく、
この場合には前述のように非回転支持部材１１と非回転
給油リング１３との間の係合手段は不要である。

【００４０】工具ホルダーの使用途上においては、非回
転支持部材１１は回り止めを兼ねた油路接続具１４が、
工作機械の固定部４７に設けられた給油台２３に係止さ
れることによって回り止め部材３１がコイルスプリング
３３の付勢力に抗して後退し、該部材３１と回転軸１０
側の係合溝３５との係合状態が解除され、回転軸１０は
回転自在に保持される。従って回転軸１０は非回転支持
部材１１に支持された状態で、その先端の工具取付部２
４に取り付けられた回転切削工具Ｔで所定の切削加工が
行われる。

【００４１】しかして給油台２３の送油溝２３ａから送
り出される切削油（クーラント）は、逆止弁３２を押し
開き、油路接続具１４の油路１６、通油管１５の通油路
１８、非回転給油リング１３の給油路１７を通り、非回
転給油リング１３とスリーブ１９との間の相対界面間を
一対の油密リング２０、２０によって油密が適宜保持さ
れながら、あるいは非回転給油リング１３が硬質合成樹
脂からなる場合には、その内周面が直接に且つ油密的に
回転軸１０の外周面に接触して回転軸１０側の工具用供
給油路１２を通って切削工具Ｔのオイルホールｈに給油
され、該工具Ｔの先端部よりクーラントが吐出される。

【００４２】この際に、図１に示すように非回転支持部
材１１とスリーブ１９との間に油密リング２０を介在し
ていても、あるいは図３に示すように油密用鍔付きリン
グ４６を介在していても両油密リングの磨耗により、あ
るいは図２に示すように両者間になんら油密部材を介在
させない場合には、クーラントが非回転支持部材１１を
支承する軸受２５側に漏出し、該軸受２５を損傷する危
険性があるわけであるが、この実施例では非回転給油リ
ング１３と非回転支持部材１１との間にドレン２２が介
在しているため、クーラントが不測に軸受２５側に流出
してもその途中でドレン２２から外部に排出されるた
め、該クーラントが軸受２５に侵入することはない。

【００４３】ところで長期の使用期間中に、外部から、
または切削油中に混入する切削粉等が上述の相対界面間
から油密リング２０、２０とこれが回転接触する回転軸
１０の外周面またはスリーブ１９の外周面との間に噛み
込み、スリーブ１９の外周面に切削粉等の摺動摩擦抵抗
により窪みが発生して非回転給油リング１３と回転軸１
０との間、またはスリーブ１９との間の油密性が破壊さ
れた場合には、ナット４１を外し、且つ通油管１５をば
ね４３の付勢力に抗して後退させて該通油管１５と油路
接続具１４との接続状態を断ち、この状態で図７に示す
ように非回転給油リング１３のみを、またはスリーブ１
９とその外周側の非回転給油リング１３とを一体的にま
たは別々に工具取付部２４側から取り外し、スリーブ１
９のみを、または必要に応じて疲労した油密リング２０
とを交換すればよい。

【００４４】即ち、非回転支持部材１１及びこれを支承
する軸受２５、非回転支持部材１１と一体の油路接続具
１４を回転軸１０から分解することは全く必要としない
から、その交換作業は非常に容易である。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、長期間の
使用により非回転給油リングの内周面が磨耗した場合に
は、非回転給油リングのみを回転軸から取り外せばよ
く、回転軸を支承する非回転支持部材や油路接続具を回
転軸から分解する必要は全くないため、その交換作業が
極めて容易である。

【００４６】また請求項２に係る発明によれば、スリー
ブの外周面と油密リングとの間に侵入する切削屑等によ
ってスリーブの外周面が磨耗して窪みが発生し、両者間
の油密性が失われてスリーブを交換する必要がある場合
には、非回転給油リングとスリーブを回転軸から取り外
せばよく、回転軸を支承する非回転支持部材や油路接続
具を回転軸から分解する必要は全くないため、その交換
作業が極めて容易である。

【００４７】また請求項３に係る発明によれば、非回転
給油リングとスリーブとの間には油密リングを介在させ
るため、漏油し易い回転部分と非回転部分との相対界面
部の一層の油密性を確保することができる。

【００４８】また請求項４に係る発明によれば、非回転
支持部材を支承する軸受側へのクーラントの侵入を阻止
するためにスリーブと回転軸と間に副油密リングを介在
させることによって軸受側へのクーラントの侵入を有効
に阻止することができる。

【００４９】また請求項５に係る発明によれば、非回転
給油リングと非回転支持部材との間にドレンが介在して
なるため、非回転給油リングの給油路から不測にクーラ
ントが非回転支持部材の軸受側に漏洩しても、該クーラ
ントは軸受側に侵入する前にドレンより外部に排出され
て軸受側に侵入することがなく、フェイルセーフの機能
を最大限に発揮させることができる。

【００５０】また請求項６または７に係る発明によれ
ば、非回転給油リングは前記通油管を介して工作機械側
の油路接続具に規制され、あるいは非回転支持部材に係
合して非回転状態に支持されるようになっているため、
該非回転給油リングを介して形成される一連の給油通路
が確実に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図２】 同他の実施例の要部を示す断面図である。

【図３】 同更に他の実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図４】 同他の実施例の要部を示す斜視図である。

【図５】 同他の実施例の要部を示す斜視図である。

【図６】 同他の実施例の要部を示す断面図である。

【図７】 同実施例の使用状態を示す斜視図である。

【図８】 従来例の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 回転軸 １１ 非回転支持部材 １２ 工具用供給油路 １３ 非回転給油リング １４ 油路接続具 １５ 通油管 １６ 油路 １７ 給油路 １８ 通油路 １９ スリーブ ２０ 油密リング ２１ 副油密リング ２２ ドレン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械のスピンドルに取り付けられる
   回転軸と、該回転軸を回転可能に支持する非回転支持部
   材とを備えてなる工具ホルダーにおいて、該非回転支持
   部材とは別体で回転軸に設けた工具用供給油路に連通す
   る非回転給油リングを回転軸に外嵌すると共に、該非回
   転給油リングと工作機械側の油路接続具とを着脱可能な
   通油管で接続して該油路接続具の油路と非回転給油リン
   グの給油路とを前記通油管の通油路を介して連通するよ
   うにしてなる工具ホルダーにおける給油装置。
2. 【請求項２】 非回転給油リングと回転軸との間に取り
   替え可能なスリーブを介装してなる請求項１記載の工具
   ホルダーにおける給油装置。
3. 【請求項３】 非回転給油リングとスリーブとの間に油
   密リングを取り付けてなる請求項２記載の工具ホルダー
   における給油装置。
4. 【請求項４】 スリーブと回転軸との間に副油密リング
   を取り付けてなる請求項２または３記載の工具ホルダー
   における給油装置。
5. 【請求項５】 非回転給油リングと非回転支持部材との
   間にドレンが介在してなる請求項１〜４のいずれか記載
   の工具ホルダーにおける給油装置。
6. 【請求項６】 非回転給油リングは前記通油管を介して
   工作機械側の油路接続具に非回転状態に支持されるよう
   になっている請求項１〜５のいずれか記載の工具ホルダ
   ーにおける給油装置。
7. 【請求項７】 非回転給油リングは非回転支持部材に係
   合して非回転状態に支持されるようになっている請求項
   １〜５のいずれか記載の工具ホルダーにおける給油装
   置。