JPH0335059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転切削工具を工作機械側のスピン
ドルに装着するための各種の工具ホルダーの内、
前記スピンドルの中心部に設けられた送油路から
供給される切削油を回転切削工具のオイルホール
に供給する給油装置を備えた工具ホルダーに関す
るものである。

（従来の技術及びその問題点） 回転切削工具は、工作機械側のスピンドルに取
り付けられて回転する工具ホルダーにセツトされ
るものであるから、オイルホール付き回転切削工
具を使用する場合、当該工具のオイルホールと連
通するように工具ホルダーに設けられた給油路へ
切削油を供給しなければならない。

従来、この工具ホルダーの給油路に対する給油
方法としては、当該工具ホルダーを回転可能に支
持する非回転支持部材の送油路から回転する工具
ホルダーの給油路へ、両者の相対回転界面に形成
された環状油路を通じて給油する方法や、工具ホ
ルダーを取り付ける工作機械側のスピンドルに設
けられた送油路から工具ホルダーの給油路へ直接
給油する方法等が知られている。

しかし乍ら、何れの方法に於いても給油のため
の送油圧が専ら送油源のポンプによる油圧に依存
しているため、送油経路中での圧損等により、先
端の切削工具に於ける注油量不足や不測の注油停
止を生じる恐れがあり、安定した注油状態を得る
ためには送油圧力の大きなポンプを送油源に使用
しなければならず、不経済であるばかりでなく送
油経路途中での油洩れも生じ易くなる。

特に前記のように、非回転支持部材から回転す
る工具ホルダーの給油路へ、両者の相対回転界面
に形成した環状油路を通じて給油する方法に依る
ときは、回転中心に向かつて流動する油に逆向き
の遠心力が作用し、油圧が一層低下すると云う欠
点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記のような従来の問題点を解決し得
る給油装置付き工具ホルダーユニツトを提案する
ものであつて、その特徴は、工作機械側のスピン
ドルに取り付けられる工具ホルダーと、当該工具
ホルダーを回転可能に支持し且つ工作機械側の固
定部材と係合する非回転支持部材とを備え、前記
工具ホルダーには、前記スピンドルの中心部に設
けられた送油路と連通する給油路が回転中心部に
軸心方向にそつて形成された工具ホルダーユニツ
トに於いて、前記非回転支持部材の内周に第１の
環状流路と還状のポンプ室と第２の環状流路とを
周方向に形成し、非回転支持部材の内周に第１環
状流路と環状ポンプ吸入部を連絡する第１の連通
路と、環状ポンプ吐出部と第２環状流路を連絡す
る第２の連通路とを軸方向に形成し、前記工具ホ
ルダーの外周には前記環状ポンプ室内を回動する
ポンプ用回転部材を装着し、前記軸心にそう給油
路を前記非回転支持部材の第１の環状流路に連通
させる直径方向の流路と、非回転支持部材の第２
の環状流路を前記工具ホルダーの工具取り付け部
に開口する軸中心上にある給油口に連通させる直
径方向の流路とを工具ホルダーに設けた点にあ
る。

（作用） このような本発明の工具ホルダーユニツトに於
いては、工作機械側のスピンドルの軸中心上の送
油路から工具ホルダーの軸中心上の給油路へ供給
される切削油は、非回転支持部材側のポンプ室を
経油して再び工具ホルダー内の給油口に流動し、
この給油口から当該工具ホルダーの工具取り付け
部に取り付けられた切削工具のオイルホールへ導
入されるが、前記工具ホルダーが前記スピンドル
によつて回転せしめられることにより、非回転支
持部材側のポンプ室に対して工具ホルダー側のポ
ンプ用回転部材が回転してポンプ作用を行う結
果、このポンプ室内を経由して流動する切削油が
加圧され、増圧された状態で前記給油口へ供給さ
れることになる。

切削油は遠心力により増圧された後第１環状流
路に入り、ポンプ室でさらに増圧される。この後
第２の環状流路ではさらに圧力が高くなる。その
後直径方向の流路を中心に向かつて軸中心の給油
路へ流れる。第２の環状流路でいつたん貯溜され
てから直径方向に流れるので、常に均一に増圧さ
れた一定量の油を供給することができる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付の例示図に基づ
いて説明する。

第１図乃至第３図に於いて、１は丸軸状の工具
ホルダーであつて、一端側にマニピユレータ用把
持部２と先細り状のシヤンク部３とが同心状に形
成され、他端側にはオイルホール付き回転切削工
具（図示省略）の取り付け部４が同心状に形成さ
れている。

５は非回転支持部材であつて、前記工具ホルダ
ー１を、そのマニピユレータ用把持部２と工具取
り付け部４との中間位置で軸受６を介して回転の
み可能に支持し、その一側部に形成された半径方
向突出部７には、工具ホルダー１と平行な方向で
シヤンク部３のある側に対して出退移動自在に廻
り止め用ピン８が支持されている。この廻り止め
用ピン８は、圧縮コイルスプリング９により突出
方向に付勢された円筒状本体１０と、この円筒状
本体１０に出退移動自在にねじ嵌合されたピン先
端部材１１とから長さ調整可能に構成され、更に
工具ホルダー廻り止め用レバー１３の基部が前記
ピン先端部材１１に遊嵌された状態で、当該ピン
先端部材１１に螺嵌されたロツクナツト１２と円
筒状本体１０の先端との間で挟持固定されてい
る。前記工具ホルダー廻り止め用レバー１３は、
非回転支持部材５に形成されたレバー遊嵌部１４
に遊嵌することにより廻り止めされ、その先端部
は、前記廻り止め用ピン８がスプリング９の付勢
力で突出移動することにより、工具ホルダー１に
於けるマニピユレータ用把持部２の周辺適当箇所
に形成された被係合部１５と嵌合し、非回転支持
部材５に対する工具ホルダー１の回転を阻止す
る。

１６は前記工具ホルダー１に形成された給油路
であつて、シヤンク部３の端面から非回転支持部
材５に支持される中間位置まで、工具ホルダー１
の中心位置に形成されている。１７は非回転支持
部材５の内周に形成したベーンポンプ用の偏心環
状ポンプ室であつて、このポンプ室１７内を回転
するベーンポンプ用回転部材、即ち一対のベーン
１８ａ，１８ｂが工具ホルダー１に形成された直
径方向の貫通穴１９の両端部に出退移動自在に内
装され、両ベーン１８ａ，１８ｂ間には、これら
両ベーン１８ａ，１８ｂを突出方向に付勢する圧
縮コイルスプリング２０が介装されている。

２１はポンプ室１７の吸入部であり、このポン
プ室１７に隣接するように非回転支持部材５の内
周に形成された第１の環状流路２２と第１の連通
路２３を介して連通し、前記環状流路２２は、工
具ホルダー１に設けられた直径方向の流路２４を
介して前記給油路１６と連通している。２５はポ
ンプ室１７の吐出部であつて、前記環状流路２２
とは反対側でこのポンプ室１７に隣接するように
非回転支持部材５の内周に形成された第２の環状
流路２６と第２の連通路２７を介して連通し、前
記環状流路２６は、工具ホルダー１の工具取り付
け部４内に開口する給油口２８に、当該工具ホル
ダー１に設けられた直径方向の流路２９を介して
連通している。３０，３１はオイルシールであ
る。

上記のように構成された工具ホルダーユニツト
は、第４図に示すように工作機械側のスピンドル
３２に取り付けられる。即ち、工具ホルダー１に
於けるシヤンク部３の先端に、前記給油路１６と
連通するカツプリング３３が予め取り付けられた
工具ホルダーユニツトは、マニピユレータ用把持
部２を介してこの工具ホルダーユニツトを把持す
るマニピユレータにより、工具ホルダー１のシヤ
ンク部３が前記スピンドル３２の工具ホルダー取
り付け穴３４に嵌合し且つ廻り止め用ピン８の先
端が工作機械側の固定部材（主軸）３５に取り付
けられた位置決め部材３６の先端嵌合部３７に嵌
合するように、セツトされる。この結果、非回転
支持部材５が工具ホルダー１の軸心の周りで回転
することは廻り止め用ピン８と位置決め部材３６
の先端嵌合部３７との嵌合により阻止される。そ
して前記廻り止め用ピン８がスプリング９の付勢
力に抗して後退移動せしめられることにより、こ
のピン８と一体に移動する工具ホルダー廻り止め
用レバー１３が工具ホルダー１側の被係合部１５
から離脱して、非回転支持部材５に対し工具ホル
ダー１が回転可能な状態に切り換えられる。

一方、工具ホルダー１側のカツプリング３２
は、スピンドル３２内に配設された工具ホルダー
固定手段３８と係合すると同時に、当該工具ホル
ダー固定手段３８に内装された送油路３９と連通
する結果、スピンドル３２側の送油路３９と工具
ホルダー１内の給油路１６とが互いに連通せしめ
られる。又、工具ホルダー１の取り付け部４には
予めオイルホール付き回転切削工具が取り付けら
れているが、この回転切削工具のオイルホールは
前記工具取り付け部４内に開口する給油口２８と
連通している。

オイルホール付き回転切削工具を取り付けた工
具ホルダーユニツトが上記のように工作機械側の
スピンドル３２にセツトされたならば、スピンド
ル３２を駆動して工具ホルダー１を回転させるこ
とにより、当該工具ホルダー１に取り付けられた
回転切削工具による切削作業が行えるのである
が、この切削作業時にスピンドル３２内の送油路
３９に送油ポンプにより切削油を供給すれば、切
削油は、スピンドル３２内の送油路３９から工具
ホルダー１内の給油路１６、直径方向の流路２
４、非回転支持部材５側の第１の環状流路２２、
第１の連通路２３、ポンプ室１７、第２の連通路
２７、第２の環状流路２６、及び工具ホルダー１
内の直径方向の流路２９を経由して給油口２８へ
と流動し、当該給油口２８より回転切削工具のオ
イルホールへ導入される。

一方、非回転支持部材５に対して工具ホルダー
１が回転する結果、この工具ホルダー１側の一対
のベーン１８ａ，１８ｂが非回転支持部材５側の
ベーンポンプ用環状偏心ポンプ室１７内を回動す
ることになる。従つて、ポンプ室１７ではベーン
ポンプ作用が行われ、前記のように連通路２３か
らポンプ室１７内に吸入部２１を通じて送り込ま
れる切削油は前記ベーンポンプ作用により強制的
に吸引され、そして当該ベーンポンプ作用により
加圧されて吐出部２５から連通路２７へ押し出さ
れる。即ち、工具ホルダー１内に供給された切削
油は、ポンプ室１７と一対のベーン１８ａ，１８
ｂ及びスプリング２０から構成され且つ工具ホル
ダー１の回動により稼動するベーンポンプによつ
て増圧された状態で給油口２８に圧送される。

第１の環状流路２２に油がいつたん貯溜されて
からポンプによつて賦勢される。またポンプを通
つた後第２の環状流路２６でいつたん貯溜され
る。ポンプの前後に流体の溜まりがあるのでポン
プの作用は一定し、油は常に均一に圧力流量で流
れる。また遠心力のため圧力の高い状態になり軸
方向流になつてからポンプの作用を受けるので効
率がよい。

供給される油を増圧するポンプ機構としてベー
ンポンプ機構を示したが、これに限定されない。
以下に本発明実施例に採用した幾つかの代表的な
ポンプ機構について説明する。

第５図及び第６図に示す実施例は、渦巻ポンプ
機構を利用した例を示している。即ち、非回転支
持部材５の内周には渦巻ポンプ用の環状渦巻形ポ
ンプ室４０が形成され、このポンプ室４０内を回
動するポンプ用回転部材として渦巻ポンプ用羽根
車４１が工具ホルダー１の外周に固着されてい
る。そして前記羽根車４１の基部一側で全周に及
ぶ環状の吸入部４２を形成する環状流路４３が前
記ポンプ室４０に隣接して非回転支持部材５の内
周に形成され、この環状流路４３に前記給油路１
６が直径方向の流路２４を介して連通している。
又、前記環状流路４３とは反対側で前記ポンプ室
４０に隔壁板４５を隔てて隣接するように非回転
支持部材５の内周に形成された環状流路４６は、
前記隔壁板４５に形成された連通路４７を介して
前記ポンプ室４０の吐出部４８と連通し、この環
状流路４６が前記給油口２８と直径方向の流路２
９を介して連通している。４４は、前記隔壁板４
５と共に前記環状流路４６を形成するために非回
転支持部材５の内周に嵌合固定されたインサート
部材である。

この渦巻ポンプ機構を利用した構成に於いて
は、非回転支持部材５に対して工具ホルダー１が
回転することにより、非回転支持部材５側のポン
プ室４０内で工具ホルダー１側の渦巻ポンプ用羽
根車４１が回転し、前記ポンプ室４０内に於いて
渦巻ポンプ作用が生じる。従つて環状の吸入部４
２には環状流路４３内に供給される切削油をポン
プ室４０内に引き込む吸引力が作用し、ポンプ室
４０内に吸引された切削油は加圧されて吐出部４
８より連通路４７を経由して環状流路４６内に送
り出される。

尚、第７図及び第８図は前記渦巻ポンプ機構の
変形例を示し、環状渦巻形の一般的な渦巻ポンプ
用ポンプ室４０に代えて、渦巻ポンプ用羽根車４
１と同心円形のポンプ室５０を設け、このポンプ
室５０と環状流路４６との間の隔壁板４５には、
ポンプ室５０の外周部全周に及ぶ吐出部５１に連
通する連通路５２を周方向等間隔置きに多数設け
ている。このようなポンプ機構に於いても前記と
同様のポンプ作用がポンプ室５０内に生じるの
で、環状の吸入部４２には環状流路４３内に供給
される切削油をポンプ室５０内に引き込む吸引力
が作用し、ポンプ室５０内に吸引された切削油は
加圧されて外周部全周に及ぶ吐出部５１より多数
の連通路５２を経由して環状流路４６内に送り出
される。

第９図は軸流ポンプ機構を利用した実施例を示
しいる。即ち、非回転支持部材５の内周には同心
環状の軸流ポンプ用ポンプ室５３が形成され、工
具ホルダー１の外周には、前記ポンプ室５３内で
回動する軸流ポンプ用羽根車５４が固着される。
そしてこの羽根車５４の軸方向一側部に位置する
前記ポンプ室５３の一端吸入部５５が前記工具ホ
ルダー１側の給油路１６に直径方向流路２４を介
して連通し、羽根車５４の反対側に位置する前記
ポンプ室５３の他端吐出部５６が前記工具ホルダ
ー１側の直径方向流路２９を介して給油口２８に
連通している。５７は前記吐出部５６を形成する
ためのインサート部材であつて、非回転支持部材
５の内周に嵌合固定されている。

この軸流ポンプ機構によれば、非回転支持部材
５に対して工具ホルダー１が回転することによ
り、非回転支持部材５側のポンプ室５３内で工具
ホルダー１側の軸流ポンプ用羽根車５４が回転
し、前記ポンプ室５３内に於いて軸流ポンプ作用
が生じる。従つてポンプ室一端の環状吸入部５５
には給油路１６から供給される切削油をポンプ室
５３内に引き込む吸引力が作用し、ポンプ室５３
内に吸引された切削油は加圧されてポンプ室他端
の環状吐出部５６より直径方向流路２８を経由し
て給油口２８に送り出される。

尚、第１０図に示すように多段軸流ポンプ機構
として実施することも出来る。即ち、ポンプ室５
３を軸方向に長くして、工具ホルダー１の外周に
は軸流ポンプ用羽根車５４を軸方向適当間隔置き
に複数個固着し、この羽根車５４の中間位置には
非回転支持部材５側に固着された整流用固定羽根
車５４ａが配設される。このような多段軸流ポン
プ機構とすれば、切削油の増圧効果を一層高める
ことが出来る。

第１１図及び第１２図に示す実施例は再生ポン
プ機構を利用したものである。即ち、非回転支持
部材５の内周には固定隔壁板５８と吐出側環状流
路５９を形成する固定インサート部材６０との間
で再生ポンプ用ポンプ室６１が形成され、工具ホ
ルダー１の外周には前記ポンプ室６１内で回動す
る再生ポンプ用羽根車６２が固着される。そして
固定隔壁板５８に隣接して非回転支持部材５に形
成された環状流路６３は、前記ポンプ室６１の外
周一箇所に設定された吸入部６４と連通路６５を
介して連通すると共に、工具ホルダー１側の給油
路１６と直径方向流路２４を介して連通する。
又、前記吐出側の環状流路５９は、前記ポンプ室
６１の吸入部６４に対して工具ホルダー１の回転
方向とは逆方向に隣接する箇所に設定された吐出
部６６と連通路６７を介して連通すると共に、工
具ホルダー１側の給油口２８と直径方向流路２９
を介して連通する。６８は固定隔壁板５８と固定
インサート部材６０との間の間隔を規制するスぺ
ーサーリングであつて、これには前記連通路６
５，６７のポンプ室６１側端部となる開口が設け
られている。

この再生ポンプ機構を利用した実施例に於いて
も、他のポンプ機構と同様に、非回転支持部材５
に対して工具ホルダー１が回転することにより、
非回転支持部材５側のポンプ室６１内で工具ホル
ダー１側の再生ポンプ用羽根車６２が回転し、前
記ポンプ室６１内に於いて再生ポンプ作用が生じ
る。従つてポンプ室６１の吸入部６４には給油路
１６から供給される切削油を環状流路６３及び連
通路６５を介してポンプ室６１内に引き込む吸引
力が作用し、ポンプ室６１内に吸引された切削油
は加圧されて吐出部６６より連通路６７、環状流
路５９、及び直径方向流路２８を経由して給油口
２８に送り出される。

第１３図はギヤーポンプ機構を利用した例を示
す。即ち、非回転支持部材５の内周にはギヤーポ
ンプ用ポンプ室６９ａ，６９ｂが形成され、この
ポンプ室６９ａ，６９ｂ内で互いに咬合した状態
で回転する一対のギヤーポンプ用ギヤー７０ａ，
７０ｂの内、一方のギヤー７０ａは工具ホルダー
１の外周に固着され、他方のギヤー７０ｂは非回
転支持部材５内で支軸７１により回転可能に軸支
される。そして工具ホルダー１側の給油路１６と
直径方向流路２４を介して連通する非回転支持部
材５側の環状流路７２は、両ギヤー７０ａ，７０
ｂ間の咬合部一側方の吸入部と連通路７３を介し
て連通し、工具ホルダー１側の給油口２８と直径
方向流路２９を介して連通する非回転支持部材５
側の環状流路７４は、前記両ギヤー７０ａ，７０
ｂ間の咬合部他側方の吐出部と連通路７５を介し
て連通する。

このようなギヤーポンプ機構に於いても、非回
転支持部材５に対して工具ホルダー１が回転する
ことにより、非回転支持部材５側のポンプ室６９
ａ内で工具ホルダー１側のギヤー７０ａが回転
し、これに伴つて非回転支持部材５側のギヤー７
０ｂも連動回転し、前記ポンプ室６９ａ，６９ｂ
内に於いてギヤーポンプ作用が生じる。従つてポ
ンプ室６９ａ，６９ｂ間のの吸入部には給油路１
６から供給される切削油を環状流路７２及び連通
路７３を介してポンプ室６９ａ，６９ｂ内に引き
込む吸引力が作用し、ポンプ室６９ａ，６９ｂ内
に吸引された切削油は加圧されて吐出部より連通
路７５、環状流路７４、及び直径方向流路２８を
経由して給油口２８に送り出される。

本発明に於いて利用し得るポンプ機構が以上の
ものに限定されないことは勿論である。

（発明の効果） 以上のように本発明の給油装置付き工具ホルダ
ーユニツトによれば、工具ホルダー内まで供給さ
れた切削ユニツトの圧力が内蔵するポンプ機構の
働きで自動的に加圧されるので、送油源のポンプ
圧力が多少低くとも確実円滑に工具先端へ所定圧
力で注出させ、所期の目的を確実良好に達成し得
る。しかも内蔵するポンプ機構のポンプ室は、工
具ホルダーユニツトに必要な部品である非回転支
持部材の一部によつて形成され、ポンプ用回転部
材（各種羽根車等）は回転する工具ホルダーと一
体に回転するものであつて、特別な駆動手段や駆
動開始及び停止のための制御機構も全く必要とし
ないので、全体として極めて少ない部品点数をも
つて極めてシンプルに構成することが出来、非常
に経済的に実施し得る。

特に本発明の構成によれば、工作機械側のスピ
ンドル中心部から工具ホルダーの中心部へ給油す
る、所謂センタースルー方式を採用しているの
で、この給油系に於いて供給される油が工具ホル
ダーの回転に伴う遠心力を受けない。即ち遠心力
による圧力低下の恐れがないので、内蔵するポン
プ機構による増圧効果を顕著に発揮させ得る。従
つて、送油源のメインポンプの送油圧力を十分低
く設定することが出来るので、当該メインポンプ
として安価な低圧ポンプを利用し得ると共に、使
用する切削油のフイルテイングに細かい神経を使
わなくて済む。又、重要なスピンドル側でのオイ
ルシーリングが簡単となり、スピンドルの設計が
容易となる。そして万一のオイル洩れに対する保
証も可能となり、工作機械側の主軸へのダメージ
も少なくなる。

ポンプの前後に流体溜めである環状流路がある
のでポンプの作用が一定し油は常に均一の圧力流
量で流れる。また遠心力のため圧力の高い状態に
なり軸方向流になつてからポンプの作用を受ける
ので効率がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦断側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ
線断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第
４図は使用状態を示す一部縦断側面図、第５図は
渦巻ポンプ機構を使用した実施例の要部縦断側面
図、第６図は同Ｃ−Ｃ線断面図、第７図はその変
形例を示す要部の縦断側面図、第８図は同Ｄ−Ｄ
線断面図、第９図は軸流ポンプ機構を使用した実
施例の要部縦断側面図、第１０図はその変形例を
示す縦断側面図、第１１図は再生ポンプ機構を使
用した実施例の要部縦断側面図、第１２図は第１
１図のＥ−Ｅ線及びＦ−Ｆ線断面図、第１３図は
ギヤーポンプ機構を使用した実施例の要部縦断側
面図である。 １…工具ホルダー、４…工具取り付け部、５…
非回転支持部材、８…廻り止め用ピン、１３…工
具ホルダー廻り止め用レバー、１６…給油路、１
７…ベーンポンプ用ポンプ室、１８ａ，１８ｂ…
ベーン、２１，４２，５５，６４…吸入部、２
２，２６，４３，４６，５９，６３，７２，７４
…環状流路、２３，２７，４７，５２，６５，６
７，７３，７５…連通路、２４，２９…直径方向
流路、２５，４８，５１，５６，６６…吐出部、
２８…給油口、３２…スピンドル、３３…カツプ
リング、３９…送油路、４０，５０…渦巻ポンプ
用ポンプ室、４１…渦巻ポンプ用羽根車、５３…
軸流ポンプ用ポンプ室、５４…軸流ポンプ用羽根
車、５７…整流用固定羽根車、６１…再生ポンプ
用ポンプ室、６２…再生ポンプ用羽根車、６９
ａ，６９ｂ…ギヤーポンプ用ポンプ室、７０ａ，
７０ｂ…ギヤーポンプ用ギヤー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作機械側のスピンドルに取り付けられる工
   具ホルダーと、当該工具ホルダーを回転可能に支
   持し且つ工作機械側の固定部材と係合する非回転
   支持部材とを備え、前記工具ホルダーには、前記
   スピンドルの中心部に設けられた送油路と連通す
   る給油路が回転中心部に軸心方向にそつて形成さ
   れた工具ホルダーユニツトに於いて、前記非回転
   支持部材の内周に第１の環状流路と還状のポンプ
   室と第２の環状流路とを周方向に形成し、非回転
   支持部材の内周に第１環状流路と環状ポンプ吸入
   部を連絡する第１の連通路と、環状ポンプ吐出部
   と第２環状流路を連絡する第２の連通路とを軸方
   向に形成し、前記工具ホルダーの外周には前記環
   状ポンプ室内を回動するポンプ用回転部材を装着
   し、前記軸心にそう給油路を前記非回転支持部材
   の第１の環状流路に連通させる直径方向の流路
   と、非回転支持部材の第２の環状流路を前記工具
   ホルダーの工具取り付け部に開口する軸中心上に
   ある給油口に連通させる直径方向の流路とを工具
   ホルダーに設けて成ることを特徴とする給油装置
   付き工具ホルダーユニツト。