JP2015033731A - ツールホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械の非回転部に連結される非回転要素を備えたツールホルダをウェット環境下で長期間安定に使用可能とする。【解決手段】ツールホルダ１０は、ウェット環境下で使用されるものであり、工作機械の主軸の回転部に固定されるシャンク部１２および当該シャンク部１２とは反対側に設けられた工具取付部１４を有するホルダ本体１１と、軸受２５を介してホルダ本体１１により同軸かつ回転自在に支持される切屑カバー２０とを含み、非回転要素としての切屑カバー２０は、ホルダ本体１１の主軸の回転部への装着に伴って当該主軸の非回転部に連結され、主軸やツールホルダ１０、切削工具１が回転する際に工作機械の非回転部によって回転しないように拘束され、軸受２５に連通するホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙には、潤滑剤が充填される。【選択図】図１

Description

本発明は、切削工具を保持すると共に工作機械の回転軸に装着されるツールホルダに関する。

従来、マシニングセンタ等の自動工具交換機能を有する工作機械の主軸に装着される転削工具として、軸線回りに回転させられる工具本体と、工具本体の先端外周部に装着される切刃チップと、工具本体に軸受を介して軸線回りに相対回転可能となるように装着されて当該工具本体を覆うと共に工具先端側に開口するカバーとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この転削工具のカバーは、当該カバーの内周面と工具本体との間に画成される切屑収納室とカバー外部とを連通する排出口と、工具本体が工作機械の主軸へ装着される際に主軸頭と係合してカバーを拘束しつつ工具本体の回転を許容すると共に、工具本体が主軸から取り外される際に当該工具本体と係合してカバーの工具本体に対する回転を規制するカバー拘束機構とを有する。

また、従来、工作機械の主軸先端に着脱自在に取り付けられるツールホルダと、ツールホルダのホルダ本体の外周に装着される筒状フードと、切屑を吸引する集塵器とを備えた工作機械用切屑処理装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この切屑処理装置の筒状フードは、ホルダ本体に軸受を介して取り付けられる基台と、刃具側に前後方向に摺動可能に取り付けられたスライドフードとを含む。そして、筒状フードは、内周部と外周部とからなる二重構造を有しており、内周部と外周部の間は、集塵器により吸引される切屑を通過させるための排出路となる。また、筒状フードの基台には、弾性力によって主軸側に付勢される圧縮空気導入部材が設けられており、当該圧縮空気導入部材は、ツールホルダが主軸にクランプされている際および工具マガジンに把持されている際にフードのまわり止めとしても機能する。

特許第２８２２５６２号公報 特開２０１２−９１２４６号公報

上述のような転削工具やツールホルダは、工具の円滑な交換や切屑の良好な回収を可能とするものであり、これらの転削工具等を自動生産ラインに含まれるマシニングセンタ等と共に用いれば、自動生産ラインにおける生産性をより向上させることができるであろう。しかしながら、上記従来の転削工具やツールホルダを上方（主軸側）や側方から転削工具等に対して冷却・洗浄用のクーラント（切削液）が連続的に噴出されるウェット環境下で使用した場合、クーラントにより軸受の潤滑剤が流されてしまい、当該軸受に焼き付きを生じてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、工作機械の非回転部に連結される非回転要素を備えたツールホルダをウェット環境下で長期間安定に使用可能とすることを主目的とする。

本発明によるツールホルダは、
切削工具を保持すると共に工作機械の回転軸に装着され、ウェット環境下で使用されるツールホルダであって、
前記回転軸に固定されるシャンク部および該シャンク部とは反対側に設けられた工具取付部を有するホルダ本体と、
軸受を介して前記ホルダ本体により同軸かつ回転自在に支持されると共に前記ホルダ本体の前記回転軸への装着に伴って前記工作機械の非回転部に連結される非回転要素と、
を備え、
前記軸受に連通する前記ホルダ本体と前記非回転要素との間隙には、潤滑剤が充填されていることを特徴とする。

このツールホルダは、ウェット環境下で使用されるものであり、工作機械の回転軸に固定されるシャンク部および当該シャンク部とは反対側に設けられた工具取付部を有するホルダ本体と、軸受を介してホルダ本体により同軸かつ回転自在に支持される非回転要素とを備える。非回転要素は、ホルダ本体の回転軸への装着に伴って工作機械の非回転部に連結され、回転軸やツールホルダ、切削工具が回転する際に非回転部によって回転しないように拘束される。そして、このツールホルダでは、軸受に連通するホルダ本体と非回転要素との間隙に潤滑剤が充填される。これにより、このツールホルダを上方（回転軸側）や側方からホルダ本体や非回転要素に対して冷却・洗浄用のクーラント（切削液）が連続的に噴出されるウェット環境下で使用した際に、上記間隙内の潤滑剤によって、クーラントが当該間隙に流入したり、軸受に達してしまったりするのを良好に抑制することが可能となる。更に、ホルダ本体と非回転要素との間隙の全体に潤滑剤を充填しておけば、当該潤滑剤がクーラントによって流されるのを良好に抑制して間隙内に潤滑剤を長期間留めておくことができる。この結果、このツールホルダをウェット環境下で使用する際に軸受内に潤滑剤を長期間留めておくことが可能となり、軸受に焼き付きが生じるのを良好に抑制することができる。従って、このツールホルダによれば、ウェット環境下で切削加工を長期間安定に実行することが可能となる。

また、前記ホルダ本体には、前記間隙に前記潤滑剤を充填するための充填路が形成されてもよい。これにより、ホルダ本体と非回転要素との間隙に潤滑剤を容易に充填することが可能となる。そして、工作機械の回転軸と共に回転するホルダ本体に充填路を形成すると共に充填路および間隙の全体に潤滑剤を充填しておけば、ホルダ本体の回転に伴って潤滑剤には径方向外側に向かう遠心力が作用するので、遠心力によって潤滑剤を間隙の開口部に向けて押し出すことができる。この結果、間隙の開口部付近に潤滑剤を留めておき、潤滑剤によってクーラントが当該間隙に流入するのをより一層良好に抑制することが可能となる。

更に、前記充填路は、前記ホルダ本体の軸心上に形成されると共に前記シャンク部側または前記工具取付部側で開口する軸方向通路と、該軸方向通路と前記間隙とを連通する径方向通路とを含むものであってもよい。これにより、軸方向通路内に潤滑剤を導入すれば、径方向通路を介してホルダ本体と非回転要素との間隙に潤滑剤を容易に充填することが可能となる。加えて、充填路に径方向通路を含めることにより、ホルダ本体が回転する際に、より有効に径方向外側に向かう遠心力を潤滑剤に作用させることができるので、間隙内の潤滑剤によって、クーラントが当該間隙に流入したり、軸受に達してしまったりするのを極めて良好に抑制することが可能となる。

また、前記ホルダ本体は、前記間隙の開口部と前記非回転要素の一部との少なくとも何れか一方を覆って該間隙へのクーラントの流入を規制するクーラントカバーを含むものであってもよい。これにより、クーラントがホルダ本体と非回転要素との間隙に流入するのをより一層良好に抑制することが可能となる。

更に、前記ホルダ本体と前記非回転要素との前記間隙には、非接触式シールが配置されてもよい。これにより、クーラントが軸受に達するのをより一層良好に抑制すると共に、ホルダ本体と非回転要素との間隙内の潤滑剤が外部に漏出するのを抑制することが可能となる。

また、前記非接触式シールに前記潤滑剤が充填されてもよい。これにより、非接触シールよりも内側にクーラントが流入するのをより良好に抑制することが可能となる。

更に、前記ツールホルダは、前記ホルダ本体が前記回転軸から取り外されている際に該ホルダ本体と係合して前記非回転要素の前記ホルダ本体に対する回転を規制すると共に、前記ホルダ本体が前記回転軸に取り付けられた際に前記工作機械の前記非回転部と係合して前記非回転要素の該非回転部に対する回転を規制する回り止め機構を備えてもよい。

また、前記非回転要素は、前記切削工具を覆って切屑の収容空間を画成すると共に切屑の排出口を有する切屑カバーであってもよい。これにより、切削加工に伴って発生した切屑を収容空間内に留めた上で排出口を介して一定の方向に排出することが可能となる。

更に、前記非回転要素は、クーラントを切削部に向けて噴き出すノズルを有するものであってもよい。この場合、非回転要素は、切屑カバーとして機能するものであってもよく、切屑カバー以外の機能をも有するものであってもよく、ノズルを支持する機能のみを有するものであってもよい。

本発明の一実施形態に係るツールホルダを示す断面図である。 図１に示すツールホルダを構成するホルダ本体の横断面図である。 図１に示すツールホルダの要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係るツールホルダを示す断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るツールホルダを示す断面図である。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るツールホルダ１０を示す断面図である。同図に示すツールホルダ１０は、例えば母材を切削（旋削、転削、研磨等）して自動変速機のトランスミッションケース等を形成するために、自動生産ラインに含まれるマシニングセンタといった図示しない工作機械の主軸（回転軸）に装着される。そして、ツールホルダ１０は、主軸側（図１における上側）や側方から冷却・洗浄用のクーラント（切削液）が連続的に噴出されるウェット環境下で使用される。ツールホルダ１０は、図１に示すように、転削チップ、旋削チップ、あるいは研磨チップといった切削チップ１ｃを有する切削工具１を保持すると共に、回転駆動される主軸の回転部に装着されるホルダ本体１１と、主軸の非回転部に連結される非回転要素としての切屑カバー２０とを含む。

ホルダ本体１１は、主軸の回転部に固定されるシャンク部１２と、当該シャンク部１２とは反対側に設けられた工具取付部１４とを有する。本実施形態において、シャンク部１２は、いわゆるテーパーシャンクであり、その先端（図１における上端）には、主軸によってクランプされるプルスタッド１３が固定される。また、工具取付部１４は、切削工具１に形成された中心孔に嵌挿可能となるように形成（縮経化）されており、その端面（図１における下端面）から内方にむけて延びるようにホルダ本体１１の軸心（図１における一点鎖線参照）上に形成されたボルト孔１４ａを有する。切削工具１は、切削チップ１ｃがシャンク部１２とは反対側（図１における下側）に位置すると共に工具取付部１４を囲むホルダ本体１１の端面と当接するように当該工具取付部１４に嵌め込まれ、ボルト孔１４ａに螺合されるボルト１５を介して工具取付部１４（ホルダ本体１１）に固定される。

切屑カバー２０は、軸受２５を介してホルダ本体１１により同軸かつ回転自在に支持される。切屑カバー２０は、一端にフランジ部を有するスリーブ部２１と、当該スリーブ部２１のフランジ部に固定されるカバー本体２２とを含む。スリーブ部２１は、ホルダ本体１１の外周面を囲むように配置され、スリーブ部２１の内周面とホルダ本体１１の外周面との間に軸受２５が配置される。そして、スリーブ部２１のフランジ部とカバー本体２２とは、切削工具１をシャンク部１２側（図１における上側）から覆って切削工具１の周囲に切削チップ１ｃによる切削加工に伴って発生する切屑の収容空間２３を画成する。また、カバー本体２２の端部（図１における下端部）には、切削工具１を露出させるための開口２２ａが形成されており、カバー本体２２の側壁部には、切屑を収容空間２３から排出するための排出口２２ｏが形成されている。なお、排出口２２ｏは、図示しない集塵機からのホース等に接続可能に構成されてもよい。

軸受２５は、本実施形態において、ホルダ本体１１の外周面に固定されるインナーレースと、切屑カバー２０の内周面に固定されるアウターレースと、インナーレースとアウターレースとの間に配置される複数のボールとを有するボールベアリングであり、インナーレースとアウターレースとの間のボールの周囲には、グリス等の潤滑剤が充填される。ただし、軸受２５は、ボールベアリングに限られるものではない。また、切屑カバー２０は、軸受２５（アウターレース）を固定するためのナット部材２４を有する。ナット部材２４の外周にはネジ部が形成されており、ナット部材２４は、スリーブ部２１の内周面に形成されたネジ部に図１における上側（シャンク部１２側）から螺合されて切屑カバー２０の一部を構成する。

更に、ツールホルダ１０は、切屑カバー２０の回転を規制するための回り止め機構２６を含む。回り止め機構２６は、切屑カバー２０のスリーブ部２１（フランジ部）に固定される支持ブロック２７と、支持ブロック２７によりホルダ本体１１の軸心方向に移動自在に支持される係合部材２８と、支持ブロック２７と係合部材２８との間に配置されたスプリング（付勢手段）２９とを有する。係合部材２８は、工作機械の主軸の非回転部に形成された図示しない係合凹部に嵌り込む第１係合部２８ａと、ホルダ本体１１の外周面に形成された係合凹部に嵌り込む第２係合部２８ｂとを有する。スプリング２９は、係合部材２８を工具取付部１４側（図１における下側）からシャンク部１２側（図１における上側）に付勢する。

ツールホルダ１０が主軸の回転部から取り外されている際、係合部材２８はスプリング２９によりシャンク部１２側（図１における上側）に付勢され、それに伴って係合部材２８の第２係合部２８ｂがホルダ本体１１に形成された係合凹部に嵌り込む（図１参照）。これにより、ツールホルダ１０（ホルダ本体１１）が主軸から取り外されている際には、切屑カバー２０のホルダ本体１１に対する回転が規制される。従って、ツールホルダ１０の主軸の回転部への装着に際しては、切屑カバー２０の排出口２２ｏの延在方向を予め定められた方向に容易に一致させることが可能となる。

また、ツールホルダ１０の主軸の回転部への装着に際して、係合部材２８の第１係合部２８ａは、主軸の非回転部に形成された係合凹部に嵌り込んでいく。そして、ツールホルダ１０が主軸の回転部に取り付けられると、係合部材２８は、スプリング２９の付勢力に抗して工具取付部１４側（図１における下側）に移動し、それに伴って第２係合部２８ｂとホルダ本体１１の係合凹部との係合が解除される。これにより、ツールホルダ１０（ホルダ本体１１）が主軸に装着された際には、係合部材２８を介して非回転要素としての切屑カバー２０と主軸の非回転部とが連結されると共に、主軸の非回転部および切屑カバー２０に対するホルダ本体１１および切削工具１の回転が許容される。従って、ツールホルダ１０によれば、主軸の非回転部によって切屑カバー２０を回転しないように拘束して排出口２２ｏの延在方向を一定に保った状態で、ホルダ本体１１および切削工具１を主軸の回転部と共に回転させて加工対象物を切削することができる。この結果、切削加工に伴って発生した切屑を収容空間２３内に留めた上で排出口２２ｏを介して一定の方向に排出することが可能となる。

ここで、本実施形態のツールホルダ１０は、上述のように、主軸側や側方から冷却・洗浄用のクーラントが連続的に噴出されるウェット環境下で使用されるものである。また、相対回転するホルダ本体１１と切屑カバー２０（スリーブ部２１）との間には、少なからず間隙が形成される。従って、何ら対策を施さなければ、切削工具１を用いた切削加工中にホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙にクーラントが流入し、流入したクーラントによって軸受２５の潤滑剤が流されてしまうこと起因して当該軸受２５に焼き付きを生じてしまうおそれがある。

これを踏まえて、ツールホルダ１０のホルダ本体１１には、軸受２５に連通する潤滑剤の充填路１１０が形成されている。図１および図２に示すように、充填路１１０は、工具取付部１４のボルト孔１４ａと連通するようにホルダ本体１１の軸心上に形成された１本の軸方向通路１１１と、それぞれ軸方向通路１１１と連通するように形成された複数（本実施形態では、６本）の第１径方向通路１１２ａと、それぞれ第１径方向通路１１２ａよりも工具取付部１４側（図１における下側）で軸方向通路１１１と連通するように形成された複数（本実施形態では、６本）の第２径方向通路１１２ｂとを含む。また、本実施形態では、ボルト孔１４ａに螺合されるボルト１５の軸心上に充填孔（貫通孔）１５ａが形成されている。

軸方向通路１１１は、軸受２５よりもシャンク部１２側（図１における上側）の位置からボルト孔１４ａまで延在するように形成され、ボルト１５の充填孔１５ａを介してホルダ本体１１の工具取付部１４側で開口する。そして、ボルト１５の充填孔１５ａには、外側（図１における下側）の開口部から潤滑剤ニップル（グリスニップル）１６が螺合（固定）される。複数の第１径方向通路１１２ａは、軸方向通路１１１から径方向外側に放射状に延びるように等間隔に形成され、図３に示すように、軸受２５のシャンク部１２側（図１における上側）に画成されるホルダ本体１１と切屑カバー２０のスリーブ部２１との間隙Ｇ１と連通する。また、複数の第２径方向通路１１２ｂは、軸方向通路１１１から径方向外側に放射状に延びるように等間隔に形成され、図３に示すように、軸受２５の工具取付部１４側（図１における下側）に画成されるホルダ本体１１と切屑カバー２０のスリーブ部２１との間隙Ｇ２と連通する。

更に、本実施形態のツールホルダ１０では、図１および図３に示すように、ホルダ本体１１と切屑カバー２０のスリーブ部２１との間隙の開口部や、切屑カバー２０のスリーブ部２１の一部、切屑カバー２０の一部を構成するナット部材２４を覆うクーラントカバー１７がホルダ本体１１に固定されている。クーラントカバー１７は、図３に示すように、内筒部１７１と、内筒部１７１の一端から径方向に延出された環状部１７２と、環状部１７２の外周から内筒部１７１と同方向かつ平行に延出された外筒部１７３とを有する。

クーラントカバー１７の内筒部１７１は、ホルダ本体１１の外周面と切屑カバー２０のナット部材２４との間の間隙に差し込まれると共に、ホルダ本体１１の外周面に形成されたネジ部に螺合され、軸受２５のインナーレースを固定すると共に軸受２５に予圧を付与する。更に、ホルダ本体１１の外周面と内筒部１７１の内周面との間には、Ｏリング等のシール部材１８が配置される。そして、クーラントカバー１７の環状部１７２の内面（底面）は、ナット部材２４（切屑カバー２０）のシャンク部１２側（図３における上側）の端面と対向し、クーラントカバー１７の外筒部１７３は、切屑カバー２０のスリーブ部２１およびナット部材２４の外周面を取り囲む。これにより、ホルダ本体１１の一部を構成するクーラントカバー１７と、スリーブ部２１およびナット部材２４、すなわち切屑カバー２０との間には、軸受２５のシャンク部１２側（図１における上側）に画成される間隙Ｇ１と連通する僅かな間隙Ｇ３が画成される。

また、本実施形態のツールホルダ１０では、図３に示すように、切屑カバー２０のナット部材２４の外周面とクーラントカバー１７の外筒部１７３の内周面との間、すなわち間隙Ｇ３の中途に、非接触式のラビリンスシール１９が配置される。更に、上述の間隙Ｇ２よりも工具取付部１４側（図１における下側）に画成されるホルダ本体１１と切屑カバー２０のスリーブ部２１との間隙Ｇ４の中途にも、非接触式のラビリンスシール１９が配置される。

上述のように構成されるツールホルダ１０では、その使用に先立って、ボルト１５に固定された潤滑剤ニップル１６に接続された図示しない潤滑剤充填機から充填孔１５ａ内にグリス等の潤滑剤Ｒが導入（圧入）され、充填孔１５ａやホルダ本体１１のボルト孔１４ａ、充填路１１０すなわち軸方向通路１１１、第１および第２径方向通路１１２ａ，１１２ｂ、並びに間隙Ｇ１〜Ｇ４の全体に潤滑剤Ｒが充填される（図３参照）。すなわち、充填孔１５ａからボルト孔１４ａを介して軸方向通路１１１内に供給された潤滑剤Ｒは、第１および第２径方向通路１１２ａ，１１２ｂ内に流れ込む。各第１径方向通路１１２ａ内の潤滑剤Ｒは、軸受２５のシャンク部１２側に画成される間隙Ｇ１を介して、クーラントカバー１７と切屑カバー２０（スリーブ部２１およびナット部材２４）との間隙Ｇ３に流れ込み、ラビリンスシール１９を介して外部に臨む間隙Ｇ３の開口部付近まで達する。また、第１径方向通路１１２ａ内の潤滑剤Ｒの一部は、間隙Ｇ１を介して軸受２５内にも供給される。更に、各第２径方向通路１１２ｂ内の潤滑剤Ｒは、軸受２５の工具取付部１４側に画成される間隙Ｇ２を介して、ホルダ本体１１と切屑カバー２０（スリーブ部２１）との間隙Ｇ４に流れ込み、ラビリンスシール１９を介して切屑カバー２０の収容空間２３に臨む間隙Ｇ４の開口部付近まで達する。また、第２径方向通路１１２ｂ内の潤滑剤Ｒの一部も、間隙Ｇ２を介して軸受２５内にも供給される。

このように、軸受２５に連通するホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙Ｇ１〜Ｇ４の全体、更にはラビリンスシール１９に潤滑剤Ｒを充填しておくことにより、ツールホルダ１０を用いた切削加工中に上方（主軸側）や側方からホルダ本体１１や切屑カバー２０に対して冷却・洗浄用のクーラントが連続的に噴出されても、間隙Ｇ１〜Ｇ４に充填された潤滑剤Ｒによって、クーラントが間隙Ｇ１〜Ｇ４に流入したり、軸受２５に達してしまったりするのを良好に抑制することが可能となる。そして、ホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙Ｇ１〜Ｇ４の全体に潤滑剤Ｒを充填しておけば、当該潤滑剤Ｒがクーラントによって流されるのを良好に抑制して間隙Ｇ１〜Ｇ４内に潤滑剤Ｒを長期間留めておくことができる。

また、ツールホルダ１０では、間隙Ｇ１〜Ｇ４に潤滑剤Ｒを充填するための充填路１１０すなわち軸方向通路１１１と第１および第２径方向通路１１２ａ，１１２ｂとがホルダ本体１１に形成されている。これにより、１本の軸方向通路１１１内に潤滑剤Ｒを導入すれば、第１および第２径方向通路１１２ａ，１１２ｂを介してホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙Ｇ１〜Ｇ４に潤滑剤Ｒを容易に充填することが可能となる。

更に、ツールホルダ１０では、間隙Ｇ１〜Ｇ４に加えて、工作機械の主軸（回転部）と共に回転するホルダ本体１１に充填路１１０が形成されると共に充填路１１０（更にはボルト孔１４ａおよび充填孔１５ａ）の全体に潤滑剤Ｒが充填される。これにより、ホルダ本体１１の回転に伴って潤滑剤Ｒには径方向外側に向かう遠心力が作用するので、遠心力によって潤滑剤Ｒを間隙Ｇ３，Ｇ４の開口部に向けて押し出すことができる。この結果、間隙Ｇ３，Ｇ４の開口部付近に潤滑剤Ｒを留めておき、潤滑剤Ｒによってクーラントが当該間隙Ｇ３，Ｇ４に流入するのをより一層良好に抑制することが可能となる。そして、充填路１１０に第１および第２径方向通路１１２ａ，１１２ｂを含めることにより、ホルダ本体１１が回転する際に、より有効に径方向外側に向かう遠心力を潤滑剤Ｒに作用させることができるので、間隙Ｇ３，Ｇ４内の潤滑剤によって、クーラントが当該間隙Ｇ３，Ｇ４に流入したり、軸受２５に達してしまったりするのを極めて良好に抑制することが可能となる。

また、ツールホルダ１０のホルダ本体１１には、当該ホルダ本体１１と切屑カバー２０のスリーブ部２１との間隙の開口部や、切屑カバー２０のスリーブ部２１の一部、切屑カバー２０の一部を構成するナット部材２４を覆うクーラントカバー１７が固定されている。これにより、特にホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙Ｇ３，Ｇ１等にクーラントが流入するのをより一層良好に抑制することが可能となる。更に、上述のような内筒部１７１、環状部１７２および外筒部１７３を有するクーラントカバー１７によれば、当該クーラントカバー１７と切屑カバー２０（スリーブ部２１およびナット部材２４）との間隙Ｇ３の全長をより長くすることができるので、間隙Ｇ３，Ｇ１にクーラントが流入するのを極めて良好に抑制することができる。

そして、ツールホルダ１０では、クーラントカバー１７との切屑カバー２０との間隙Ｇ３の中途、およびホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙Ｇ４の中途に、非接触式のラビリンスシール１９が配置される。これにより、クーラントが間隙Ｇ１およびＧ２並びに軸受２５に達するのをより一層良好に抑制すると共に、ホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙Ｇ１〜Ｇ４内の潤滑剤Ｒが外部に漏出するのを抑制することが可能となる。また、ラビリンスシール１９に潤滑剤Ｒを充填しておくことで、当該ラビリンスシール１９よりも内側にクーラントが流入するのをより良好に抑制することが可能となる。

以上説明したように、ツールホルダ１０は、ウェット環境下で使用されるものであり、工作機械の主軸の回転部に固定されるシャンク部１２および当該シャンク部１２とは反対側に設けられた工具取付部１４を有するホルダ本体１１と、軸受２５を介してホルダ本体１１により同軸かつ回転自在に支持される切屑カバー２０とを含む。非回転要素としての切屑カバー２０は、ホルダ本体１１の主軸の回転部への装着に伴って当該主軸の非回転部に連結され、主軸やツールホルダ１０、切削工具１が回転する際に工作機械の非回転部によって回転しないように拘束される。そして、ツールホルダ１０では、軸受２５に連通するホルダ本体１１と切屑カバー２０との間隙Ｇ１〜Ｇ４に潤滑剤Ｒが充填される。これにより、ツールホルダ１０をウェット環境下で使用する際に軸受２５内に潤滑剤Ｒを長期間留めておくことが可能となり、軸受２５に焼き付きが生じるのを良好に抑制することができる。従って、ツールホルダ１０によれば、ウェット環境下で切削加工を長期間安定に実行することが可能となる。

図４は、本発明の他の実施形態に係るツールホルダ１０Ｂを示す断面図である。なお、ツールホルダ１０Ｂの構成要素のうち、上述のツールホルダ１０と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図４に示すツールホルダ１０Ｂでは、ホルダ本体１１Ｂの充填路１１０を構成する軸方向通路１１１Ｂが軸受２５よりも工具取付部１４側（図４における下側）の位置からシャンク部１２側に延在するように形成される。軸方向通路１１１Ｂは、プルスタッド１３が嵌挿されるホルダ本体１１の孔部１１ａと連通し、当該孔部１１ａを介してホルダ本体１１のシャンク部１２側で開口する。そして、軸方向通路１１１Ｂには、孔部１１ａ側から潤滑剤ニップル１６が螺合（固定）される。

このように構成されたツールホルダ１０Ｂでは、その使用に先立って、プルスタッド１３をホルダ本体１１から取り外すと共に、潤滑剤ニップル１６に図示しない潤滑剤充填機を接続し、孔部１１ａから充填路１１０すなわち軸方向通路１１１Ｂ、第１および第２径方向通路１１２ａ，１１２ｂ、並びにホルダ本体１１と切屑カバー２０Ｂとの間隙の全体に潤滑剤を充填することができる。そして、ツールホルダ１０Ｂでは、潤滑剤の充填に際し、切屑カバー２０を下にして上方に位置する孔部１１ａから上から下に向けて潤滑剤を軸方向通路１１１Ｂ内に導入することが可能となるので、充填路１１０やホルダ本体１１と切屑カバー２０Ｂとの間隙の全体に潤滑剤をより速やかに密に充填することができる。更に、ツールホルダ１０Ｂでは、切削工具１をホルダ本体１１の工具取付部１４に固定するためのボルト１５Ｂに充填孔を形成する必要がなくなるので、ボルト１５（軸部）を小径化することが可能となる。

また、ツールホルダ１０Ｂの切屑カバー２０Ｂには、図４に示すように、クーラントを切削部（切削チップ１ｃと加工対象物との接触部）に向けて噴き出すクーラントノズル３０が複数配設されている。更に、回り止め機構２６の係合部材２８Ｂには、図示しないクーラント供給装置に接続されるクーラント通路２８ｃが形成されており、回り止め機構２６の支持ブロック２７や切屑カバー２０のスリーブ部２１（フランジ部）には、クーラント通路２８ｃから各クーラントノズル３０にクーラントを供給するためのクーラント通路が形成されている。

これにより、ツールホルダ１０Ｂを用いた切削加工に際して、各クーラントノズル３０から切削部に向けてクーラントを噴き出して切削チップ１ｃ等を冷却することで、切削チップ１ｃの摩耗を抑制すると共に切屑の排出性を向上させることが可能となる。そして、ツールホルダ１０Ｂにおいても、収容空間２３に連通するホルダ本体１１と切屑カバー２０のスリーブ部２１との間隙に潤滑剤が充填され、当該間隙の中途にも、非接触式のラビリンスシール１９が配置される。従って、ツールホルダ１０Ｂでは、収容空間２３側からクーラントがホルダ本体１１と切屑カバー２０のスリーブ部２１との間隙に流入したり、軸受２５に達してしまったりするのを良好に抑制することが可能となる。

なお、図４に示すクーラントノズル３０に関連する構成は、図１に示す切屑カバー２０に対して設けられてもよいことはいうまでもない。また、本発明における非回転要素は、切削加工に伴って発生する切屑を収容する機能をもたないクーラントノズル３０Ｂを支持する機能のみを有する部材として構成されてもよい。更に、本発明における非回転要素は、切屑を収容する機能やクーラントノズルを支持する機能以外の機能を有するように構成されてもよい。また、上述のように切削工具１をボルト１５，１５Ｂによりホルダ本体１１，１１Ｂに固定する代わりに、図５に示すツールホルダ１０Ｃのように、ホルダ本体１１Ｃにコレットチャック１４０を装備して当該コレットチャック１４０により切削工具１をホルダ本体１１Ｃに固定してもよい。このように構成されるツールホルダ１０Ｃによれば、ドリル、リーマ、エンドミル、タップといった切削工具１を工作機械に装着することが可能となる。そして、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本発明は、ツールホルダの製造産業等において利用可能である。

１ 切削工具、１ｃ 切削チップ、１０，１０Ｂ，１０Ｃ ツールホルダ、１１，１１Ｂ，１１Ｃ ホルダ本体、１１ａ 孔部、１２ シャンク部、１３ プルスタッド、１４ 工具取付部、１４ａ ボルト孔、１５，１５Ｂボルト、１５ａ 充填孔、１６ 潤滑剤ニップル、１７ クーラントカバー、１８ シール部材、１９ ラビリンスシール、２０，２０Ｂ 切屑カバー、２１ スリーブ部、２２ カバー本体、２２ａ 開口、２２ｏ 排出口、２３ 収容空間、２４ ナット部材、２５ 軸受、２６ 回り止め機構、２７ 支持ブロック、２８ 係合部材、２８ａ 第１係合部、２８ｂ 第２係合部、２８ｃ クーラント通路、２９ スプリング、３０ クーラントノズル、１１０ 充填路、１１１，１１１Ｂ 軸方向通路、１１２ａ 第１径方向通路、１１２ｂ 第２径方向通路、１４０ コレットチャック、１７１ 内筒部、１７２ 環状部、１７３ 外筒部，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ 間隙。

Claims (9)

1. 切削工具を保持すると共に工作機械の回転軸に装着され、ウェット環境下で使用されるツールホルダであって、
   前記回転軸に固定されるシャンク部および該シャンク部とは反対側に設けられた工具取付部を有するホルダ本体と、
   軸受を介して前記ホルダ本体により同軸かつ回転自在に支持されると共に前記ホルダ本体の前記回転軸への装着に伴って前記工作機械の非回転部に連結される非回転要素と、
   を備え、
   前記軸受に連通する前記ホルダ本体と前記非回転要素との間隙には、潤滑剤が充填されていることを特徴とするツールホルダ。
2. 請求項１に記載のツールホルダにおいて、
   前記ホルダ本体には、前記間隙に前記潤滑剤を充填するための充填路が形成されていることを特徴とするツールホルダ。
3. 請求項２に記載のツールホルダにおいて、
   前記充填路は、前記ホルダ本体の軸心上に形成されると共に前記シャンク部側または前記工具取付部側で開口する軸方向通路と、該軸方向通路と前記間隙とを連通する径方向通路とを含むことを特徴とするツールホルダ。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のツールホルダにおいて、
   前記ホルダ本体は、前記間隙の開口部と前記非回転要素の一部との少なくとも何れか一方を覆って該間隙へのクーラントの流入を規制するクーラントカバーを含むことを特徴とするツールホルダ。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載のツールホルダにおいて、
   前記ホルダ本体と前記非回転要素との前記間隙には、非接触式シールが配置されることを特徴とするツールホルダ。
6. 請求項５に記載のツールホルダにおいて、
   前記非接触式シールに前記潤滑剤が充填されていることを特徴とするツールホルダ。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載のツールホルダにおいて、
   前記ホルダ本体が前記回転軸から取り外されている際に該ホルダ本体と係合して前記非回転要素の前記ホルダ本体に対する回転を規制すると共に、前記ホルダ本体が前記回転軸に取り付けられた際に前記工作機械の前記非回転部と係合して前記非回転要素の該非回転部に対する回転を規制する回り止め機構を更に備えることを特徴とするツールホルダ。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載のツールホルダにおいて、
   前記非回転要素は、前記切削工具を覆って切屑の収容空間を画成すると共に切屑の排出口を有する切屑カバーであることを特徴とするツールホルダ。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載のツールホルダにおいて、
   前記非回転要素は、クーラントを切削部に向けて噴き出すノズルを有することを特徴とするツールホルダ。

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