JPH0866842A - オイル穴付き工具のためのクーラント流通経路切換機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ツールホルダの種類が軸心スルー型であるか
端面スルー型であるかによって適宜にクーラントの流れ
る経路を切り換えることのできる、簡素な構成のクーラ
ント切換機構を提供すること。 【構成】 主軸２に形成した端面スルー型のツールホル
ダＴｂ用のクーラント流通穴５の開口部５ａと、軸心ス
ルー型のツールホルダＴａ用のクーラント供給ノズル１
０の先端に、ツールホルダの種類によって適宜に封止部
材８，１１を嵌入する。また、端面スルー型のツールホ
ルダＴｂを取り付ける場合には、クーラント流通穴の開
口部５ａにツールホルダのクーラント供給部２０とクー
ラント流通穴５とを連通状に連結する連結部材９を嵌着
するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、特にマシニ
ングセンタにおいてオイル穴付き工具のためのクーラン
トの流れを切り換えるクーラントの流通経路切換機構に
関し、前記クーラントの流通経路をツールホルダの種類
に応じて適宜に切り換えることのできるクーラント流通
経路切換機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】刃先から高圧のクーラントを噴射し、ワ
ークと工具との加工部位の冷却と切削屑の除去とを行う
オイル穴付き工具は、工具寿命が向上し高速切削にも適
しているため、主軸を高速で回転させて切削速度を向上
させる傾向にある近年の工作機械においては数多く採用
されるようになってきている。そして、工作機械の外部
に設けられたクーラント供給装置から供給されたクーラ
ントが、主軸貫通穴に設けられたドローバのクーラント
流通路を通って、主軸の先端に挿着された前記オイル穴
付き工具に供給されるようになっている。

【０００３】ところで、オイル穴付き工具を取り付ける
ツールホルダは、前記オイル穴付き工具に供給するクー
ラントの流通経路に応じて二つのタイプに分けることが
できる。すなわち、一つは、ツールホルダの一側に取り
付けられたオイル穴付き工具のオイル穴に連通する貫通
穴をツールホルダの回転軸線に沿って形成した、いわゆ
る軸心スルー型で、他の一つは、オイル穴付き工具のオ
イル穴に連通するクーラント供給部を、ツールホルダの
Ｖ型フランジの主軸側端面に開口して設けるとともに、
オイル穴付き工具を取り付けたツールホルダを主軸の先
端に挿着した際に主軸側のクーラント流通穴と連通でき
るようにした、いわゆる端面スルー型である。これら２
つのタイプのツールホルダは、前者は主軸にクーラント
の流通穴を設ける必要がないという利点があり、後者は
プルスタッドの端面に流通穴を形成する必要がなく、さ
らにプルスタッドにＩＤ素子を埋め込んで工具の寿命管
理を行う場合等に適しているという利点があることか
ら、適宜に使い分けられている。

【０００４】しかしながら、端面スルー型と軸心スルー
型とはクーラントの流れる経路が異なるため、主軸に端
面スルー型のツールホルダまたは軸心スルー型のツール
ホルダのいずれを挿着するかによって主軸やドローバの
構成が異なり、従って、一つの主軸には軸心スルー型ま
たは端面スルー型のいずれかの一方の種類のツールホル
ダのみしか使用することができないという不具合が生じ
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑みてなされたもので、オイル穴付き工具を取り付け
るツールホルダの種類が軸心スルー型であるか端面スル
ー型であるかによって適宜にクーラントの流れる経路を
切り換えることのできる、簡素な構成のクーラント切換
機構を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のクーラントの流通経路切換機構は、主軸ヘッ
ドに回転自在に支持された主軸と、この主軸の回転中心
に形成された主軸貫通穴内に進退移動自在に設けられ、
主軸の一端に形成された工具挿着部に挿着されるツール
ホルダの端部と係合する係合手段を前記ツールホルダと
係合させた状態で進退移動して前記ツールホルダを前記
工具挿着部に引き込むことにより前記工具挿着部にツー
ルホルダをクランプするドローバとを有する工作機械に
おけるオイル穴付き工具のためのクーラント流通経路切
換機構であって、前記ドローバに形成されクーラント供
給装置から供給されるクーラントが流通するクーラント
流通路と、前記主軸に設けられ、前記主軸の一端面に開
口部を有するとともに前記クーラント流通路に連通する
クーラント流通穴と、前記クーラント流通路に連通した
状態で前記ドローバの一端に突出して設けられ、前記ド
ローバに対して進退移動自在であるとともに、軸心にオ
イル穴付き工具にクーラントを供給するための貫通穴を
有する軸心スルー型のツールホルダが前記主軸の前記工
具挿着部に挿着されたときに、一端が前記貫通穴と連通
するように係合するクーラント供給ノズルと、このクー
ラント供給ノズルを常時前記ドローバから突出させる方
向に付勢する付勢手段と、軸心スルー型のツールホルダ
を前記工具装着部に挿着するときには、クーラント流通
穴の前記開口部に液密に嵌入され、前記端面スルー型の
ツールホルダを前記工具挿着部に挿着するときには、ク
ーラント供給ノズルを前記ドローバ側に押し込んだ状態
で維持するとともに、クーラント供給ノズルの先端側に
液密に嵌入される封止部材と、前記端面スルー型のツー
ルホルダが前記工具挿着部に挿着されたときに、前記ツ
ールホルダのクーラント供給部と前記クーラント流通穴
とを連通状に連結する連結部材とを備えることを特徴と
する。

【０００７】

【作用】オイル穴付き工具を取り付けた軸心スルー型の
ツールホルダを主軸の一端に挿着する場合には、主軸の
端面に開口するクーラント流通穴の開口部に封止部材を
嵌入して、クーラントが前記開口部から流出しないよう
にしておく。この状態で軸心スルー型のツールホルダを
主軸の工具挿着部に挿着すると、クーラント供給ノズル
の一端は前記ツールホルダの貫通穴と係合して連通状態
になり、、前記ツールホルダにクーラントの供給が可能
になる。一方、オイル穴付き工具を取り付けた端面スル
ー型のツールホルダを主軸の一端に挿着する場合には、
クーラント供給ノズルに封止部材を嵌入してクーラント
供給ノズルの先端からクーラントが流出しないようにし
ておく。また、クーラント流通穴の開口部には、封止部
材の代わりにツールホルダのクーラント供給部とクーラ
ント流通穴とを連通状に連結する連結部材を取り付けて
おく。この状態で端面スルー型のツールホルダを主軸の
工具挿着部に挿着すると、クーラント流通穴とツールホ
ルダのクーラント供給部とが連通して、ツールホルダに
クーラントが供給できるようになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を図面に従っ
て説明する。図１および図２は本発明のクーラント流通
経路切換機構の一実施例にかかり、図１は主軸の工具挿
着部に軸心スルー型のツールホルダを挿着した場合にお
けるクーラント流通経路切換機構の作用を説明する断面
図、図２は主軸の工具挿着部に端面スルー型のツールホ
ルダを挿着した場合におけるクーラント流通経路切換機
構の作用を説明する主軸の部分断面図である。なお、以
下の実施例では、主軸を水平状態で支持する横型工作機
械として説明するが、本発明は主軸を垂直状態に支持す
る立型工作機械にも適用できることはいうまでもない。

【０００９】図示しない主軸ヘッドに回転自在に支持さ
れた主軸２には、回転中心に先端（図面左側）から後端
（図面右側）に向けて主軸貫通穴２ａが形成されている
とともに、先端側の肉厚部には、主軸２の先端面からク
ーラント流通穴５が形成されている。また、クーラント
流通穴５を横断して主軸２の外周面から主軸貫通穴２ａ
に向けて貫通穴６が形成され、クーラント流通穴５はこ
の貫通穴６を介して主軸貫通孔２ａに連通している。な
お、符号６ａは貫通穴６の開口部を塞ぐために螺入され
たプラグである。クーラント流通穴５の一端は主軸２の
端面に開口しているが（開口部５ａ）、軸心スルー型の
ツールホルダＴａが主軸２の工具挿着部２ｂに挿着され
る際には、クーラントが流出しないように液密に封止す
るための封止部材８（図１参照）が開口部５ａに嵌入さ
れ、工具挿着部２ｂに端面スルー型のツールホルダＴｂ
が挿着される際には、Ｖ型フランジの主軸側端面に開口
するクーラント供給部２０とクーラント流通穴５とを連
通状に連結するための連結部材９（図２参照）が開口部
５ａに嵌入され、各々止ねじ８ａ，９ｂで固定される。

【００１０】主軸貫通穴２ａ内には、ドリルやフライス
などの工具を取り付けたツールホルダを引っ張って、主
軸２の先端の工具挿着部２ｂに挿着するためのドローバ
７が設けられている。このドローバ７は、主軸２の軸線
と平行方向に進退移動自在で、その先端のねじ部７ｅが
コレット開閉部材７ｄの後端に螺入され、コレット開閉
部材７ｄがドローバ７と一体化されているとともに、主
軸貫通穴２ａ内に嵌装されたドローバ案内部材４により
摺動自在に支持されている。ドローバ７およびコレット
開閉部材７ｄの回転中心には，図示しない外部のクーラ
ント供給装置によって供給されたクーラントが流れるク
ーラント流通路７ａが形成されている。なお、コレット
開閉部材７ｄとドローバ７は加工を容易にするため別体
に構成されるのが一般的であるが、一体的に形成するこ
とも可能である。また、コレット開閉部材７ｄの先端に
は、ツールホルダＴａ（Ｔｂ）の端部から突出するプル
スタッドＰと係合可能な係合部材としてのコレット３が
設けられている。主軸２の先端の工具挿着部２ｂにツー
ルホルダＴａ（Ｔｂ）を挿入してドローバ７を後退させ
ると、コレット３がコレット開閉部材７ｄと主軸貫通穴
２ａの内壁面に形成されたテーパ部２ｃによって閉じら
れ、プルスタッドＰの先端と係合する。この状態でさら
にドローバ７を後退させると、コレット３およびプルス
タッドＰを介してツールホルダＴａ（Ｔｂ）が後方（図
面右方向）に引っ張られるので、ツールホルダＴａ（Ｔ
ｂ）が工具挿着部２ｂに挿着される。このようなツール
クランプ機構は、実公昭６３−１２８８６号公報などで
公知なものである。また、ツールクランプ機構として
は、コレット式引っ張り機構やボール式引っ張り機構で
プルスタッドを主軸軸線方向に引っ張って工具挿着部２
ｂにクランプする方式であってもよい。

【００１１】コレット開閉部材７ｄを支持するドローバ
案内部材４の先端部には、外周面の全周にわたって環状
溝１４が形成されていて、この環状溝１４内に前記した
貫通穴６が開口している。この環状溝１４の底部には、
コレット開閉部材７ｄに向けて貫通する貫通穴４ａが、
円周方向に均等間隔で複数個形成されているとともに、
コレット開閉部材７ｄの貫通穴４ａに対応する部位に
は、所定幅の環状溝７ｂがコレット開閉部材７ｄの全周
にわたって形成されている。すなわち、貫通穴４ａはド
ローバ７が進退移動しても常時環状溝７ｂ側に開口して
いるわけである。従って、環状溝７ｂの幅は、少なくと
もドローバ７（コレット開閉部材７ｄ）の進退移動量よ
りも大きいものでなければならない。また、環状溝７ｂ
の底部には、コレット開閉部材７ｄのクーラント流通路
７ａまで貫通する貫通穴７ｃが円周方向に均等間隔で複
数個形成されている。そして、上述した環状溝１４，貫
通穴４ａ，環状溝７ｂ，貫通穴７ｃにより、クーラント
流通穴５とクーラント流通路７ａとが連通状態になる。
なお、図において符号１８，１９は、ドローバ案内部材
４と主軸２の境界面およびコレット開閉部材７ｄとドロ
ーバ案内部材４の境界面からクーラントが漏出しないよ
うにするためのＯリングやパッキンなどの漏れ防止部材
でである。また、連通穴７ｃや貫通穴４ａはクーラント
の流通をスムースにするために円周方向に複数個設ける
ことが好ましいが、一つでも構わない。

【００１２】また、この実施例において主軸２内には、
工具交換の際に工具挿着部２ｂおよびツールホルダＴａ
（Ｔｂ）に付着した塵埃を除去する清掃用のエアの流通
路が形成されている。すなわち、主軸２の後端から供給
された高圧のエアは、ドローバ案内部材４と主軸２の内
周面との間に形成されたエア流通路２１，このエア流通
路２１の先端側に形成された連通路４ｂ，この連通路４
ｂからドローバ案内部材４の先端に向けて貫通形成され
たエア流通路１５を経て、工具挿着部２ｂやツールホル
ダＴａ（Ｔｂ）に向けて噴射される。符号１２は、クー
ラントが逆流しないようにエア流通路１５の途中部位に
設けられたクーラント逆流防止機構で、エア流通路１５
内で進退移動してエア流通路１５の開閉を行う球体１７
と、この球体１７を常時エア流通路１５の内径変化部に
押し付ける方向に付勢するばね１３とよりなっている。
そして、被加工部材の加工中には球体１７がエア流通路
１５を閉じてクーラントの逆流を防止し、工具交換の際
には主軸後端側から供給された高圧のエアがばね１３の
付勢力に抗して球体１７を主軸２の先端側に押し戻して
エア流通路１５を開き、エアが流通できるようにする。

【００１３】コレット開閉部材７ｄの先端には、軸心ス
ルー型のツールホルダＴａにクーラントを供給するため
のクーラント供給ノズル１０（以下、ノズル１０と記
載）が設けられている。このノズル１０の先端は、コレ
ット開閉部材７ｄの先端から突出していて、かつ、主軸
２の軸線と平行方向に進退移動自在である。また、ノズ
ル１９の後端部はクーラント流通路７ａの内径より若干
小さい径を有する大径部１０ｂとして形成され、この大
径部１０ｂの側面からノズル１０の貫通穴１０ａを横断
して貫通穴１０ｃが形成されている。クーラントはクー
ラント流通路７ａから貫通穴１０ａの末端および貫通穴
１０ｃより流入し、貫通穴１０ａを経て主軸２の先端側
に流れる。

【００１４】また、ドローバ７のクーラント流通路７ａ
内に嵌装された付勢手段であるばねＳの一端が大径部１
０ｂに当接していて、常時ノズル１０をコレット開閉部
材７ｄから突出する方向に付勢している。符号１０ｄは
Ｏリング，パッキンなどのシール部材である。ノズル１
０の先端は、軸心スルー型のツールホルダＴａの貫通穴
１６の一部であるプルスタッドＰの係合穴Ｐａと係脱自
在である。係合穴Ｐａは、ノズル１０の先端が抜脱でき
るようにノズル１０の先端径よりも僅かに大きく形成さ
れている。そして、主軸２の工具挿着部２ｂにツールホ
ルダＴａを挿着すると、係合穴Ｐａにノズル１０の先端
が挿入されて係合し、ノズル１０の貫通穴１０ａとツー
ルホルダＴａの貫通穴１６とが連通状態になる。なお、
軸心スルー型のツールホルダＴａの貫通穴１６とノズル
１０の貫通穴１０ａとが連通するように係合できるもの
であれば、ツールホルダＴａとノズル１０との係合態様
は上記のものに限られない。図３は、ツールホルダＴａ
とノズル１０との係合態様の他の一例を示すもので、ノ
ズル１０の先端がツールホルダＴａのプルスタッドＰ′
の端面に当接して、ノズル１０の貫通穴１０ａとツール
ホルダＴａの貫通穴１６とが連通するようになってい
る。符号２２はプルスタッドＰ′の端面またはノズル１
０の先端面のいずれかに設けられ、ノズル１０の先端が
プルスタッドＰ′の端面に当接したときに、ノズル１０
の先端面とプルスタッドＰ′の端面の境界面からクーラ
ントが漏出しないようにするためのＯリング，パッキン
などのシール部材である。

【００１５】次に上記構成の本発明の作用を説明する。
主軸２の工具挿着部２ｂに軸心スルー型のツールホルダ
Ｔａを挿着する場合には、クーラント流通穴５の開口部
５ａに封止部材８を嵌入し、止ねじ８ａで固定してお
く。ＡＴＣ等により工具挿着部２ｂにツールホルダＴａ
が挿着されると、ツールホルダＴａの係合穴Ｐａとノズ
ル１０とが係合するので、クーラント流通路７ａを流れ
たクーラントは、クーラント流通穴５を通って開口部５
ａより噴出することなく、ノズル１０を通ってツールホ
ルダＴａに供給される。主軸２の工具挿着部２ｂに端面
スルー型のツールホルダＴｂを挿着する場合には、封止
部材８に換えてクーラントが流通できる連通穴９ａが形
成された連結部材を開口部５ａに嵌入し止ねじ９ｂで固
定しておく。また、コレット開閉部材７ｄの先端側から
ばねＳの付勢力に抗して押し込み、このコレット開閉部
材７ｄの先端からクーラントが漏出しないように封止部
材１１を液密に嵌入しておく。この封止部材１１として
は、コレット開閉部材７ｄの先端に管用テーパねじ穴
（ＪＩＳＢ０２０３）を形成しておき、このねじ穴に螺
入される六角穴付プラグが好適である。ＡＴＣ等により
工具挿着部２ｂにツールホルダＴｂが挿着されると、連
結部材９を介してクーラント流通穴５とクーラント供給
部２０が連通状態になるので、クーラントはクーラント
流通路７ａから貫通穴７ｃ，環状溝７ｂ，貫通穴４ａ，
環状溝１４およびクーラント流通穴５を通って端面スル
ー型のツールホルダＴｂに供給される。

【００１６】このように、本発明のクーラント流通経路
切換機構１は、主軸２の先端に軸心スルー型のツールホ
ルダＴａまたは端面スルー型のツールホルダＴｂのいず
れを挿着するかにより、適宜に封止部材８，１１をコレ
ット開閉部材７ｄの先端またはクーラント流通穴５のい
ずれかの先端に嵌入することにより、クーラントの流通
経路を切り換えるように構成したものである。従って、
その構成が極めて簡素で現存の主軸に大幅な改良を加え
ることなく安価かつ簡単に実施することができるという
特徴がある。

【００１７】なお、上述の実施例でツールホルダＴａ，
Ｔｂは、端部から突出するプルスタッドＰを有するもの
として説明したが、プルスタッドＰを有しないツールホ
ルダ（例えば、ＤＩＮ６９８９３に規格される中空工具
シャンク，特開昭５９−１４２１７７号公報に開示され
ている工具ホルダ）の場合にも本発明のクーラント流通
経路切換機構１を適用することができることはいうまで
もない。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、上述したように構成されてい
るので、ツールホルダが軸心スルー型であるか端面スル
ー型であるかによって、クーラント供給ノズルあるいは
クーラント流通穴のいずれかに適宜に封止部材を嵌入す
ることにより、主軸内のクーラントの流通経路を切り換
えることができるため、一台の工作機械にクーラント供
給方式の異なる２種類のツールホルダを使用することが
できるようになり、工具の有効活用が図れる。また、切
換機構の構成が極めて簡素であるので、既存の工作機械
の主軸に大幅な改良を加えることなく簡単かつ安価に実
施することができる。さらに、工作機械を製造する場合
にも、２種類の主軸構造を用意する必要が無くなるた
め、機種のバリエーションが減少し効率的な製造が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクーラント流通経路切換機構の一実施
例にかかり、主軸先端に軸心スルー型のツールホルダを
挿着した場合におけるクーラント流通経路切換機構の作
用を説明する断面図である。

【図２】本発明のクーラント流通経路切換機構の一実施
例にかかり、主軸先端に端面スルー型のツールホルダを
挿着した場合におけるクーラント流通経路切換機構の作
用を説明する断面図である。

【図３】軸心スルー型のツールホルダとクーラント供給
ノズルとの係合態様の他の一例を示す要部の断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｔａ ツールホルダ（軸心スルー型） Ｔｂ ツールホルダ（端面スルー型） Ｐ プルスタッド Ｐａ 係合穴 １ クーラントの流通経路切換機構 ２ 主軸 ２ａ 主軸貫通穴 ２ｂ 工具挿着部 ３ コレット（係合手段） ４ ドローバ案内部材 ４ａ 貫通穴 ５ クーラント流通穴 ６ 貫通穴 ７ ドローバ ７ａ クーラント流通路 ７ｃ 貫通穴 ８，１１ 封止部材 ９ 連結部材 ９ａ 連通穴 １０ クーラント供給ノズル １２ クーラント逆止め防止機構 １４ 環状溝 １６ 貫通穴 ２０ クーラント供給部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸ヘッドに回転自在に支持された主軸
   と、この主軸の回転中心に形成された主軸貫通穴内に進
   退移動自在に設けられ、主軸の一端に形成された工具挿
   着部に挿着されるツールホルダの端部と係合する係合手
   段を前記ツールホルダと係合させた状態で進退移動して
   前記ツールホルダを前記工具挿着部に引き込むことによ
   り前記工具挿着部にツールホルダをクランプするドロー
   バとを有する工作機械におけるオイル穴付き工具のため
   のクーラント流通経路切換機構であって、 前記ドローバに形成されクーラント供給装置から供給さ
   れるクーラントが流通するクーラント流通路と、 前記主軸に設けられ、前記主軸の一端面に開口部を有す
   るとともに前記クーラント流通路に連通するクーラント
   流通穴と、 前記クーラント流通路に連通した状態で前記ドローバの
   一端に突出して設けられ、前記ドローバに対して進退移
   動自在であるとともに、軸心にオイル穴付き工具にクー
   ラントを供給するための貫通穴を有する軸心スルー型の
   ツールホルダが前記主軸の前記工具挿着部に挿着された
   ときに、一端が前記貫通穴と連通するように係合するク
   ーラント供給ノズルと、 このクーラント供給ノズルを常時前記ドローバから突出
   させる方向に付勢する付勢手段と、 軸心スルー型のツールホルダを前記工具装着部に挿着す
   るときには、クーラント流通穴の前記開口部に液密に嵌
   入され、前記端面スルー型のツールホルダを前記工具挿
   着部に挿着するときには、クーラント供給ノズルを前記
   ドローバ側に押し込んだ状態で維持するとともに、クー
   ラント供給ノズルの先端側に液密に嵌入される封止部材
   と、 前記端面スルー型のツールホルダが前記工具挿着部に挿
   着されたときに、前記ツールホルダのクーラント供給部
   と前記クーラント流通穴とを連通状に連結する連結部材
   と、 を備えることを特徴とするオイル穴付き工具のためのク
   ーラントの流通経路切換機構。