JP4354940B2 - 工具ホルダ - Google Patents
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Description
従来、この種の工具ホルダの1つとして、ホルダ本体のチャック筒の外周にニードルローラを介して締付金具を嵌合し、この締付金具を締め付け方向に回転することによりチャック筒を縮径して、チャック筒内に挿入された切削工具のシャンク部を掴持するようにした構造のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
図1に示す工具ホルダは、ホルダ本体1を有し、このホルダ本体1は、図示省略した工作機械の主軸に挿着されるテーパシャンク部1Aと、このテーパシャンク部1Aの大径側端部に形成した把持用のフランジ1Bと、このフランジ1Bの反テーパシャンク部側の端面からテーパシャンク部1Bと反対の方向に該テーパシャンク部1Aの軸線と一致して延設され、外周面にフランジ1Bから先端に行くに従い径が小さくなるテーパ面1Caが形成されたチャック筒1Cとから構成されている。
また、リテーナ2には、該リテーナ2の軸線に対して円周方向に所定の角度傾斜させて嵌め込んだ多数のニードルローラ4が全面にわたり数段に配設されている。この各ニードルローラ4はリテーナ2の肉厚寸法より大きい径に形成され、これにより、リテーナ2の内周面側へ突出する各ニードルローラ4の周面はチャック筒1Cのテーパ面1Caに当接され、リテーナ2の外周面側へ突出する各ニードルローラ4の周面は後述する筒状の締付金具5の内周面に当接される構成になっている。
また、締め付け状態にある締付金具5を前述と逆の反時計回り方向に回転すると、リテーナ2がチャック筒1Cの先端側へ移動するとともに締付金具5も同一方向に移動する。これに伴い、縮径されていたチャック筒1Cは元の径に復元し、工具7への掴持力が解除される。その結果、工具7の抜き取り、あるいは工具7の交換が可能になる。
しかしながら、上述した従来の工具ホルダでは、チャック筒1Cの外周面と、これにニードルローラ4を介して嵌合された締付金具5の内周面との間に形成されるローラ装着用空間9の先端開口9Aが工具7の先端に向け開放された構造になっているため、工作物の切削加工時に飛散する切削液や切粉が前記先端開口9A及びスナップリング3と締付金具5の内周面との間に生じる隙間を通してローラ装着用空間9内に侵入し、ニードルローラ4の転動性能に支障を来たすとともに締付金具5の操作性にも支障を来たし、切削工具を緊密かつ強固に掴持できなくなるという問題がある。
しかしながら、上記図1に示す従来の工具ホルダは、チャック筒1Cにストレートコレット8を介して工具7のシャンク7Aを掴持する構造であるため、工具ホルダ内に切削液供給通路を形成することはストレートコレットの構造が複雑化し、コレットの製作コストが上昇し工具ホルダがコスト高になるという問題がある。
請求項3の発明は、請求項1記載の工具ホルダにおいて、前記締付金具の内周面と対向する前記閉塞部材の外周壁面には、前記締付金具の内周面に当接するリング状のシール部材を設けたことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1記載の工具ホルダにおいて、前記閉塞部材は、前記リテーナの前記チャック筒からの抜け止めを兼ねていることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1記載の工具ホルダにおいて、前記フランジの反シャンク部側端面に該フランジの厚さ方向に延在する所定深さの環状溝を前記チャック筒の円周方向に沿い形成し、この環状溝により前記チャック筒の長さを前記フランジ側へ延長した構造にすることにより、前記チャック筒の有効掴持長を拡大するように構成したことを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1記載の工具ホルダにおいて、前記油切り溝は、前記チャック筒の軸線に対し所定の角度傾斜していることを特徴とする。
また、本発明の工具ホルダによれば、閉塞部材のシャンク挿通穴の内周壁に油切り溝と連通する切削液噴出用の溝を設け、この切削液噴出用の溝から切削部位に噴射するようにしたので、簡便な切削液噴出構造によりホルダ本体内を通して供給される切削液を切削部位に正確に噴射させることができる。
さらに、本発明によれば、チャック筒の内周壁にチャック筒の軸方向の全長に亘り延在する油切り溝をチャック筒の円周方向に所定の間隔をおいて複数形成したので、この油切り溝が切削工具のシャンク表面に付着する油などの液体を逃がすことができるとともに切削液噴出用溝への切削液の通路も兼ねることができ、併せて締付金具によるチャック筒の縮径方向への弾性変形を容易にする機能を発揮できる。
また、本発明の工具ホルダによれば、チャック筒の先端面と対向する閉塞部材の面に、チャック筒の先端面に形成したリング状段部に係合するリング状凸部がリング状段部と同心に形成されているため、リング状凸部をリング状段部に係合するだけで閉塞部材をチャック筒の先端面に同心に位置決めすることができる。
以下、本発明にかかる工具ホルダの実施の形態について、図2〜図6を参照して説明する。
図2は本実施の形態1における工具ホルダの一部切り欠きの側面図、図3は本実施の形態1におけるホルダ本体をチャック筒の先端面側から見た平面図、図4は本実施の形態1における閉塞部材を拡大して示す平面図、図5は図4の5−5線に沿う断面図、図6は本実施の形態1における閉塞部材の要部の拡大断面図である。
また、フランジ12の反シャンク部側端面12aにはフランジ12の厚さ方向に延在する所定深さ(5mm以上)の環状溝121がチャック筒13の円周方向に沿い形成され、この環状溝121によりチャック筒13の長さをフランジ側へ延長して、チャック筒13の実質的な有効掴持長L1を拡大するように構成されている。
また、リテーナ14には、リテーナ14の軸線に対して所定の角度傾斜させて嵌め込んだニードルローラ16が円周方向に多数配設され、さらに、この円周方向に配列したニードルローラ16群はチャック筒14の長手方向に複数段に形成されている。また、各ニードルローラ16はリテーナ14の肉厚寸法より大きい径に形成され、これにより、リテーナ14の内周面側へ突出する各ニードルローラ16をチャック筒13のテーパ面13aに当接させ、リテーナ14の外周面側へ突出する各ニードルローラ16を後述する締付金具17の内周面に当接させる構成になっている。
また、締付金具17は、図2に示すように、チャック筒13の先端も締付金具17内に埋没される長さを有している。
このために閉塞部材20はローラ装着用空間19のリング状先端開口19aを閉塞するのに必要な大きさと表面積を有するドーナツ板状を呈し、そして、閉塞部材20の中央部には切削工具TのシャンクTs水密に貫通するシャンク挿通穴201が形成されている。また、シャンク挿通穴201の内周壁には、図4〜図6に示すように、油切り溝131に連通するように閉塞部材20の板厚方向の全長に亘り延在するV字状の切削液噴出用溝202がシャンク挿通穴201の円周方向に所定の間隔をおいて複数形成されている。この切削液噴出用溝202の深さは閉塞部材20の内側から外側に行くに従い浅くなるように構成されている。
このような閉塞部材20は皿ネジ22によってチャック筒13の先端面に複数箇所で固定されている。この場合、切削液噴出用溝202と連通されない油切り溝131のチャック筒先端面への開口端は閉塞部材20によって水密に閉塞される。
また、閉塞部材20は、図1に示すように、チャック筒13の先端面と締付金具17の先端面との間の差寸法より小さい板厚を有している。
また、切削工具Tのシャンク部Tsが緊密にかつ強固に掴持された状態では、締付金具17の後端面17aがフランジ12の反シャンク部側端面12aに密接する。これにより、締付金具17の後端面17aとフランジ12の反シャンク部側端面12aとのメカニカルシールを確実にする。
また、閉塞部材20は締付金具17によるチャック筒13の縮径及びその復元動作にはほとんど影響することがない。
図2に示すように、図示しない工作機械側から供給される切削液はホルダ本体10の流体通路115を通してチャック筒13内に流入し、この切削液は、さらに油切り溝131を通してこれに連通する切削液噴出用溝202から切削工具Tの外周面に沿って先端刃部及び工作物の加工部位に複数箇所から噴射される。
また、閉塞部材20のシャンク挿通穴201の内周壁に油切り溝131と連通するV字状の切削液噴出用の溝202を設け、この切削液噴出用溝202の深さを閉塞部材20の内側から外側に行くに従い浅くなるように構成すると共に、この切削液噴出用の溝202から工作物の切削部位に噴射するようにしたので、ホルダ本体内を通して供給される切削液を切削部位に正確に噴射させることができると共に、その切削液噴出構造が簡便になり、低コスト化を容易に実現できる。
さらに、本実施の形態1によれば、チャック筒の内周壁にチャック筒の軸方向の全長に亘り延在する油切り溝をチャック筒の円周方向に所定の間隔をおいて複数形成したので、この油切り溝131が切削工具TのシャンクTsの表面に付着する油などの液体を逃がすことができるとともに切削液噴出用溝202への切削液の通路も兼ねることができ、併せて締付金具17によるチャック筒13の縮径方向への弾性変形を容易にする機能を発揮できる。
また、本実施の形態1によれば、チャック筒13の内周面と対向する閉塞部材17の外周壁面にチャック筒13の内周面に当接するリング状のシール部材21を設けたので、ローラ装着用空間19への切削液の侵入を確実に防止することができる。
さらに、本実施の形態1によれば、閉塞部材20がリテーナ14のチャック筒13からの抜け止めを兼ねているので、従来のようなスナップリング及びこれを装着するための機構が不要になるという効果がある。
また、本実施の形態1によれば、油切り溝131をチャック筒13の中心軸線に対し所定の角度傾斜して形成することにより、砥石によるチャック筒13の内周壁面の研削精度を向上できる効果がある。
また、本実施の形態1によれば、チャック筒13の先端面と対向する閉塞部材20の面に、チャック筒13の先端面に形成したリング状段部132に係合するリング状凸部203がリング状段部132と同心に形成されているため、リング状凸部203をリング状段部132に係合するだけで閉塞部材20をチャック筒13の先端面に同心に位置決めすることができる。
Ts シャンク
100 工具ホルダ
10 ホルダ本体
11 テーパシャンク部
12 フランジ
121 環状溝
13 チャック筒
131 油切り溝
132 リング状段部
14 リテーナ
16 ニードルローラ
17 締付金具
18 抜け止めリング
19 ローラ装着用空間
19a リング状先端開口
20 閉塞部材
201 シャンク挿通穴
202 切削液噴出用溝
203 リング状凸部
21 シール部材
Claims (6)
- 工作機械の主軸に挿着されるシャンク部、このシャンク部の一端部に形成した把持用のフランジ、このフランジの反シャンク部側端面からシャンク部と反対の方向に該シャンク部の軸線と一致して延設され、外周面に前記フランジから先端に行くに従い径が小さくなるテーパ面が形成されたチャック筒を有するホルダ本体と、前記チャック筒の外周に回転可能にかつチャック筒の軸方向に移動可能に嵌合され前記チャック筒のテーパ面と同一のテーパ付き内周面を有する筒状の締付金具と、前記チャック筒及び締付金具の軸線に対し所定の角度傾斜するようにして前記チャック筒の外周面と前記締付金具の内周面間に全周に亘り配設された多数のニードルローラと、これらニードルローラを保持するリテーナとを備え、前記締付金具を回転することにより前記ニードルローラを自転させつつ螺旋状に公転して前記チャック筒を縮径または復元させることにより前記チャック筒内に差し込まれた切削工具を掴持または開放する工具ホルダにおいて、
前記締付金具は前記チャック筒の先端も前記締付金具内に埋没される長さを有し、
前記チャック筒の内周壁には該チャック筒の軸方向の全長に亘り延在し、かつ前記切削工具のシャンク表面に付着する油などの液体を逃がすとともに切削液の通路を兼ね、さらに前記締付金具による前記チャック筒の縮径方向への弾性変形を容易にするための油切り溝が前記チャック筒の円周方向に所定の間隔をおいて複数形成され、
前記切削工具のシャンクが水密に貫通するシャンク挿通穴を中央部に有するとともに前記チャック筒の外周面と前記締付金具の内周面との間に形成されるローラ装着用空間の先端開口を閉塞するドーナツ板状の閉塞部材が前記チャック筒の先端面に固着され、
前記閉塞部材は前記チャック筒の先端面と前記締付金具の先端面との間の差寸法より小さい板厚を有し、
前記シャンク挿通穴の内周壁には前記複数の油切り溝のうちの一部にそれぞれ連通するように前記閉塞部材の板厚方向の全長に亘り延在する切削液噴出用の溝が前記シャンク挿通穴の円周方向に所定の間隔をおいて複数形成され、
前記チャック筒の先端面に前記閉塞部材の位置決め用のリング状段部が前記チャック筒と同心に形成され、
前記閉塞部材の前記チャック筒の先端面と対向する面に前記リング状段部に係合して前記チャック筒との位置決めをするリング状凸部が前記リング状段部と同心に形成されている、
ことを特徴とする工具ホルダ。 - 前記切削液噴出用溝の深さは前記閉塞部材の内側から外側に行くに従い浅くなるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の工具ホルダ。
- 前記締付金具の内周面と対向する前記閉塞部材の外周壁面には、前記締付金具の内周面に当接するリング状のシール部材を設けたことを特徴とする請求項1記載の工具ホルダ。
- 前記閉塞部材は前記リテーナの前記チャック筒からの抜け止めを兼ねていることを特徴とする請求項1記載の工具ホルダ。
- 前記フランジの反シャンク部側端面に該フランジの厚さ方向に延在する所定深さの環状溝を前記チャック筒の円周方向に沿い形成し、この環状溝により前記チャック筒の長さを前記フランジ側へ延長して前記チャック筒の有効掴持長を拡大するように構成したことを特徴とする請求項1記載の工具ホルダ。
- 前記油切り溝は、前記チャック筒の軸線に対し所定の角度傾斜していることを特徴とする請求項1記載の工具ホルダ。
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