JPH0750119Y2 - 液密式工具ホルダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、回転切削工具を保持して工作機械の回転軸に
取り付けられる工具ホルダに関するものであり、特に、
軸方向に貫通するクーラント孔を備えた回転切削工具の
保持に適した液密式工具ホルダに関するものである。

従来の技術 回転切削工具を保持して工作機械の回転軸に取り付けら
れる工具ホルダとして、例えば、実開昭62-195416号公
報に記載されているものがある。この工具ホルダは、
（イ）概して円筒状を成し、一端部が回転軸の中心穴に
挿入され、他端部がその回転軸から突出するホルダ本体
と、（ロ）そのホルダ本体を回転軸に対して相対回転不
能かつ軸方向に離脱不能に取り付ける取付装置と、
（ハ）ホルダ本体の突出側端部に、その端部をホルダ本
体の軸心と交差する方向に貫通し、かつ、ホルダ本体の
軸方向に移動可能に設けられ、両外端部に雄ねじが形成
されたねじ部材と、（ニ）ホルダ本体の外周に回転可能
かつ軸方向に移動不能に取り付けられ、内周面に形成さ
れた雌ねじにおいて前記ねじ部材の雄ねじと螺合し、回
転操作されることによりねじ部材を軸方向に移動させる
操作部材と、（ホ）ねじ部材と相対移動不能な状態でホ
ルダ本体内に設けられ、前記回転切削工具の端部と相対
回転不能に係合する工具駆動部材と、（ヘ）ホルダ本体
の回転軸からの突出端部に設けられ、前記回転切削工具
を取外し可能に保持するチャックとを含むように構成さ
れている。

この工具ホルダにおいて、工具駆動部材に回転切削工具
の一端部を係合させるとともに、その回転切削工具をチ
ャックに保持させた状態で工作機械の回転軸の中心穴に
取り付ければ、被加工物の切削を行うことができる。回
転切削工具の交換を行う場合には、チャックを緩めて工
具を取り外し、新しい工具を同様にして取り付ければよ
く、また、刃先位置を調整する場合には、操作部材を回
転操作してねじ部材を移動させればねじ部材と共に工具
駆動部材が移動して回転切削工具の挿入深さが変わり、
簡単に刃先位置の調整を行うことができる。

考案が解決しようとする課題 しかし、この工具ホルダには、クーラントの供給に適さ
ないという問題がある。回転軸のクーラント孔から供給
されるクーラントを、工具ホルダ内において回転切削工
具の軸方向に貫通するクーラント孔へ流入させて工具の
刃先近傍へ噴出させれば、切削を良好に行うことができ
るのであるが、上記工具ホルダにおいては、クーラント
が回転切削工具のクーラント孔へ流入する途中におい
て、その一部が工具ホルダの各構成部品の間から漏れて
しまうからである。この現象はクーラント圧力が高くな
るにつれて顕著となる。すなわち、上記工具ホルダに
は、回転軸とホルダ本体との間にシール部材が設けられ
ていないため、クーラントがホルダ本体に流入する際に
外部へ漏れ、また、ホルダ本体の先端部にはねじ部材が
移動するための貫通穴が設けられているため、この貫通
穴からその外側の操作部材とホルダ本体との隙間を通っ
てクーラントが漏れるのである。さらに、チャックも特
に液密を保持し得るものとはされていないため、ここか
らもクーラントが外部へ流出する。

そのため、クーラントの圧力が3kg/cm²以上に高くなる
と、工具ホルダの各部からクーラントが噴出して、工具
先端に供給されるクーラントの量が減少してしまい、効
率が悪くなるという問題があった。

本考案はこの問題を解決することを課題とし、回転軸の
クーラント孔から供給されるクーラントを途中で漏らす
ことなく確実に回転切削工具のクーラント孔へ流入させ
ることが可能な工具ホルダを得ることを目的として為さ
れたものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本考案の工具ホルダは、
（ａ）概して円筒状を成し、両端の開口以外には開口を
備えず、回転軸の中心穴に嵌合されるとともに回転軸か
ら突出する側の端部にテーパ内周面を備えたホルダ本体
と、（ｂ）そのホルダ本体を回転軸に対して相対回転不
能かつ軸方向に相対移動不能に取り付ける取付装置と、
（ｃ）その取付装置によりホルダ本体が回転軸に取り付
けられた状態において、ホルダ本体と回転軸との間の液
密を保持するシール部材と、（ｄ）概して円筒状を成
し、外周に前記テーパ内周面に対応する外周テーパ面
を、内周に円筒内周面をそれぞれ備えるとともに、先端
面と末端面とから軸方向に平行にそれぞれ末端面と先端
面とに達しない長さでかつ半径方向には貫通して複数本
ずつのすり割溝が形成されて弾性的に縮径可能とされ、
少なくとも縮径状態において、テーパ外周面の、少なく
とも先端面からのすり割溝と末端面からのすり割溝とが
軸方向に関して互いに重なり合っている部分が前記テー
パ内周面に密着するコレットと、（ｅ）そのコレットを
ホルダ本体に対して軸方向において正逆両方向に移動さ
せることにより、テーパ外周面をテーパ内周面に嵌合，
離脱させるコレット移動装置と、（ｆ）ホルダ本体の回
転軸の中心穴に挿入される側の端部の内周面に形成され
た雌ねじと螺合し、回転操作により軸方向の位置調節が
可能なねじ部材と、（ｇ）ホルダ本体の内部に軸方向に
移動可能に嵌合され、一端部においてねじ部材に当接
し、他端部において回転切削工具の端部と相対回転不能
に係合する工具駆動部材と、（ｈ）その工具駆動部材か
ら半径方向外向きに突出し、ホルダ本体の内周面に軸方
向に平行にかつホルダ本体の外周面まで貫通することな
く形成された案内溝と係合して、工具駆動部材の軸方向
の移動は許容するが回転は阻止する回転阻止突起と、
（ｉ）ねじ部材および工具駆動部材がホルダ本体に組み
込まれた状態において、回転切削工具のクーラント孔と
回転軸のクーラント孔とを連通させるクーラント通路と
を含むように構成される。

作用 上記本考案の工具ホルダは、ホルダ本体の一端部が取付
装置により回転軸に相対回転不能かつ軸方向に相対移動
不能に取り付けられる。この取付状態においては、ホル
ダ本体と回転軸との間の液密がシール部材によって保持
されるため、回転軸のクーラント孔から供給されるクー
ラントは外部へ漏れることなくホルダ本体内へ流入す
る。

また、ねじ部材，工具駆動部材および回転阻止突起がす
べてホルダ本体内に設けられており、かつ、回転阻止突
起を案内する案内溝がホルダ本体の外周面まで貫通して
いないものであるため、クーラントがホルダ本体の中間
部から外部へ流出することもない。

さらに、ホルダ本体の先端に取り付けられたチャックも
ホルダ本体と回転切削工具との間の液密を保つものとさ
れているため、チャックからのクーラント漏れも防止さ
れる。通常のコレットチャックにおいては、すり割溝か
らクーラントが漏れるのであるが、本考案の工具ホルダ
においては、コレットのテーパ外周面の、少なくとも先
端面からのすり割溝と末端面からのすり割溝とが軸方向
に関して互いに重なり合っている部分が、回転軸のテー
パ内周面に密着するため、コレットのテーパ外周面と回
転軸のテーパ内周面とが、すり割溝の存在にもかかわら
ず、全周にわたって連続した面で互いに密着することと
なり、すり割溝を経てクーラントが漏れることを防止す
る。同様に、コレットの円筒内周面と回転切削工具の円
筒外周面とも、全周にわたって連続した面で互いに密着
し、すり割溝を経てクーラントが漏れることを防止す
る。

しかも、軸方向に平行で半径方向に貫通した複数のすり
割溝を備えたコレットは、容易に弾性的に縮径するた
め、回転切削工具を強固にかつ高い同心度で把持する。

考案の効果 本考案に係る工具ホルダにおいては、上記のように、回
転軸から供給されるクーラントは外部へ漏れることなく
ホルダ本体内を流れて回転切削工具のクーラント孔へ流
入し、工具の先端部から噴出する。したがって、クーラ
ントの噴出圧力を高めても工具ホルダからクーラントが
噴出することがなく、無駄にクーラントが消費されるこ
とがなくなって、効率よく切削を行うことができる。

また、工具ホルダへの回転切削工具の挿入深さを調節し
得るため、使い勝手が良い。回転切削工具の挿入深さを
調節して刃先位置を調整し得るものでありながら、クー
ラントを良好に回転切削工具に供給し得る工具ホルダが
得られることとなるのである。

さらに、半径方向に貫通したすり割溝を備えて容易に縮
径可能なコレットで回転切削工具を高精度かつ強固に保
持しながら、すり割溝からクーラントが漏れることを防
止できるため、加工精度および加工能率を向上させるこ
とができる。

実施例 以下、本考案をドリルホルダに適用した場合の一実施例
を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図において、10は回転切削工具たるドリルを保持す
るドリルホルダのホルダ本体である。ホルダ本体10は概
して円筒状を成しており、その一端部はシール軸部12と
されている。シール軸部12は二点鎖線で示されている回
転軸14の中心穴16に挿入される。

中心穴16は有底穴であり、その底部には、第３図に示す
ように、概して円筒状のスリーブ18が嵌合され、ボルト
20により固定されている。スリーブ18は偏心した突起19
を備え、この突起19が中心穴16の底面に形成された偏心
孔に嵌入されることにより、回転を防止されている。ス
リーブ18の、中心穴16の開口側の端面からは軸方向に延
び、円形断面を有する有底穴22が形成されており、有底
穴22の内周面には、第４図から明らかなように、半径方
向内向きに突出した一対の係合突起24が形成されてい
る。また、有底穴22の底部と係合突起24との間には、中
心に貫通穴を備えたカラー26が摺動可能に嵌合されてい
る。カラー26はスリーブ18の側壁に立設されたピン28に
より回転と抜け出しとを防止されており、かつ、スプリ
ング30により係合突起24側に付勢されている。スリーブ
18にはさらに、有底穴22の底部を貫通して延びるクーラ
ント孔32が形成されている。スリーブ18は上記のように
回転軸14に固定され、かつ、スリーブ18と回転軸14との
間の液密がスペーサ33により保たれて、組付け後は回転
軸14の一部として機能する。

ホルダ本体10のシール軸部12の端面からは、半径方向外
向きの一対の係合突起34を備えた係合部36が突出させら
れており、シール軸部12が有底穴22に嵌合させられると
き、前記係合突起24と係合するようにされている。すな
わち、係合突起24と34とが互いに干渉しない位相で、シ
ール軸部12をスプリング30の付勢力に抗してカラー26を
後退させつつ有底穴22内へ挿入し、シール軸部12が係合
突起24に当接した状態でホルダ本体10を60度回転させれ
ば、係合突起34と24とが係合し、シール軸部12が回転軸
14に対して軸方向に相対移動不能となるのである。シー
ル軸部12を抜き出す場合には、ホルダ本体10を60度回転
させれば簡単に係合突起34と24との係合が解除される。
なお、切削時にホルダ本体10の軸方向にかかる力は、シ
ール軸部12と係合突起24とを介して回転軸14により受け
られる。

第１図に示されるように、ホルダ本体10のシール軸部12
には、シール部材たるＯリング40が取り付けられてい
る。Ｏリング40は、シール軸部12がスリーブ18の有底穴
22と嵌合した状態で両者間の液密を保持するようにされ
ているため、スリーブ18のクーラント孔32から供給され
るクーラントは、有底穴22から漏れることなくシール軸
部12に形成された軸方向穴42を通ってホルダ本体10内へ
流入する。本実施例においては、Ｏリング40がシール部
材を構成し、有底穴22が回転軸14の中心穴16のシール穴
部を構成しているのである。

ホルダ本体10内には軸方向穴42と連通し、軸方向穴42よ
り大径の雌ねじ穴44が形成されている。雌ねじ穴44の軸
方向の長さはホルダ本体10の回転軸14との嵌合部の長さ
とほぼ同じとされており、内部にはねじ部材46が螺合さ
れている。ねじ部材46には軸方向穴42側の端部に六角穴
48が形成されており、軸方向穴42から六角棒スパナ等の
工具を挿入してねじ部材46を回転操作することにより、
ねじ部材46を軸方向に移動させることができる。

雌ねじ穴44にはまた、工具駆動部材たるドライバ50が軸
方向に移動可能に嵌合されている。ドライバ50は端面51
においてねじ部材46に当接させられるとともに、端面51
とは反対側の端面に係合溝52が形成され、第１図に二点
鎖線で示されるドリル54の長方形断面の端部と相対回転
不能に係合するようになっている。

ドライバ50の外周面には、断面形状がほぼ半円形の軸方
向溝が一対形成され、それら軸方向溝に一対のピン56が
嵌合されて固定されている。各ピン50のほぼ半分の部分
がドライバ50の外周面から半径方向外向きに突出してい
る。これらピン56は、第２図に示されるように、ホルダ
本体10の一直径上に位置し、ホルダ本体10の内周面、特
に雌ねじ穴44の内周面に軸方向に形成された一対の案内
溝58と係合させられている。案内溝58は、ホルダ本体10
の側壁に形成されているのであるが、外周面までは貫通
していない。これら案内溝58にそれぞれピン56が係合さ
せられることにより、ドライバ50の軸方向の案内が行わ
れ、また、一対のピン56がドライバ50の雌ねじ穴44内で
の回転を阻止する回転阻止突起として機能することとな
る。

ドリル54の軸方向の位置は、ねじ部材46の位置を変更す
ることにより調整される。すなわち、ねじ部材46を移動
させてドライバ50の位置を変更すれば、ドリル54のホル
ダ本体10からの突出長さが変わり、ねじ部材46がアジャ
スト機能を果たすのである。

これらねじ部材46およびドライバ50には、軸方向に貫通
する貫通孔60,62がそれぞれ形成されて、ねじ部材46お
よびドライバ50の両側のホルダ本体内空間を連通状態に
保つクーラント通路を構成しており、また、ドリル54は
軸方向に貫通するクーラント孔64を備えている。したが
って、ドライバ50とドリル54とが係合させられた状態で
は、これら貫通孔60,62がドリル54のクーラント孔64と
連通状態を保つこととなり、ホルダ本体10に供給された
クーラントはねじ部材46およびドライバ50内を通過して
ドリル54のクーラント孔64へ流入する。ホルダ本体10は
一個の部材で形成されており、また、ピン56の案内溝58
はホルダ本体10の外周面には達していないため、クーラ
ントがホルダ本体10の中間部から外部へ漏れることはな
い。

ホルダ本体10の回転軸12からの突出端部の内周面は、先
端側ほど径が漸増するテーパ内周面66とされており、こ
のテーパ内周面66にはコレット68が嵌合され、図示しな
い係合ピンによって回転を防止されている。コレット68
の先端部の外周面には雄ねじが形成され、この雄ねじ
に、ホルダ本体10の先端外周部に多数のボール70を介し
て軸方向に移動不能かつ回転可能に嵌合されたクランプ
ナット72が螺合されている。したがって、このクランプ
ナット72を回転操作することにより、コレットチャック
68を縮径・拡径させ、ホルダ本体10内に挿入したドリル
54を把持・解放させることができる。クランプナット72
およびボール70によってコレット移動装置が構成されて
いるのであり、このコレット移動装置とコレット68とホ
ルダ本体の先端部とによりコレットチャック73が構成さ
れているのである。

上記コレット68は、第２図に示されるように、先端面と
末端面からそれぞれ４本ずつのすり割溝74および76が形
成されており、これら合計８本のすり割溝74,76により
コレット68の縮径が可能とされているのであるが、末端
面からのすり割溝76はホルダ本体10の先端面には達しな
い長さとされ、先端面からのすり割溝76は逃げ溝77には
達しない長さとされている。そのため、コレット68の外
周面が周方向において切れ目のない連続した面としてホ
ルダ本体10のテーパ内周面66に密着し、コレット68の内
周面が同様にドリル54の外周面に密着することとなり、
ドリル54のクーラント孔64へ流入しないで雌ねじ穴44内
へ流入したクーラントがコレット68のすり割溝74,76か
ら外部へ噴出することはない。すなわち、コレットチャ
ック73はホルダ本体10とドリル54との液密を保持し得る
ものとされているのである。

ホルダ本体10の回転軸14からの突出端部の外周面には、
カラー78が嵌合されている。カラー78の後端面の直径方
向に隔たった２ヵ所にはそれぞれ係合突起80が形成され
ている。また、カラー78は前記クランプナット72との間
に配設された圧縮コイルスプリング82により、ホルダ本
体10の半径方向外向きのフランジ84に当接する向きに付
勢されている。係合突起80はフランジ84に形成された半
径方向の係合切欠85に嵌入させられるとともに、その先
端部はさらに反対側へ突出させられており、ホルダ本体
10が回転軸14に挿入され、係合突起24と34との係合によ
り回転軸14に取り付けられたとき、回転軸14の先端に形
成された軸方向の係合切欠86に嵌入してホルダ本体10と
回転軸14との相対回転を阻止するようにされている。カ
ラー78は回転軸14とホルダ本体10との相対回転を阻止す
る部材として機能し、前述の係合突起24および34と共に
ホルダ本体10の回転軸14への取付装置を構成しているの
である。

カラー78をスプリング82の付勢力に抗して係合突起80が
回転軸14の係合切欠86に係合しない非作用位置に移動さ
せれば、ホルダ本体10と回転軸14との相対回転が許容さ
れ、係合突起24と34との係合を離脱させてホルダ本体10
を回転軸14から取り外すことができる。

以上のように構成されたドリルホルダにおいて、ホルダ
本体10のドライバ50にドリル54の端部を係合させ、クラ
ンプナット72を回転操作してコレット68を縮径させれば
簡単にドリル54を取り付けることができ、ドリル54を交
換する場合も、同様にコレット68を拡径させてドリル54
を取り外し、新しいドリルを取り付けてコレット68を縮
径させればよい。

このドリル54により被加工物に穴加工を行う際に、ドリ
ル54の先端からクーラントを噴出させることができる。
クーラントは回転軸14のクーラント孔から供給され、ス
リーブ18のクーラント孔32からホルダ本体10の軸方向穴
42へ流入させられる。回転軸14とホルダ本体10との嵌合
部にはＯリング40によりシールが施されているため、ホ
ルダ本体10の外部へクーラントが流出することが防止さ
れる。そして、軸方向穴42へ流入したクーラントはねじ
部材46,ドライバ50の貫通孔60,62を経て、ドリル54のク
ーラント孔64へ流入し、その先端から噴出する。本実施
例のドリルホルダにおいては、ホルダ本体10内に各部材
が組み込まれているにもかかわらず、十分な量のクーラ
ントを通すことができる。また、ホルダ本体10の周壁に
は外部へ貫通する穴が設けられていないため、クーラン
トの流出が確実に防止される。さらに、ホルダ本体10の
先端部に取り付けられたコレットチャック73もホルダ本
体10とドリル54との液密を保持する構造とされているた
め、クーラントがホルダ本体10の先端部から漏れること
も防止される。

以上、ドリルホルダに本考案を適用した場合について説
明したが、ドリルホルダに限らず、他の回転切削工具を
保持する工具ホルダに本考案を適用することも可能であ
る。そして、工具ホルダへの回転切削工具の挿入深さを
調整する必要がない場合には、工具ホルダ自体に回転切
削工具に回転トルクを伝達するトルク伝達部を形成し、
ねじ部材46,ドライバ50,ピン56,案内溝58等を省略する
ことができる。この態様が請求項１記載の考案の一実施
例である。

また、チャックはコレットチャックに限らず、例えば、
特開昭57-96705号公報に記載されているようなハイドロ
チャックも液密を保持し得るチャックとして使用可能で
ある。

その他、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施
した態様で、本考案を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるドリルホルダの正面図
（一部断面）であり、第２図はその側面図である。第３
図は上記ホルダが取り付けられる回転軸の一部を成すス
リーブを示す正面図（一部断面）であり、第４図はその
側面断面図である。 10:ホルダ本体、12:シール軸部 14:回転軸、16:中心穴 18:スリーブ 22:有底穴（シール穴部） 24:係合突起、30:スプリング 32:クーラント孔、34:係合突起 40:Oリング（シール部材） 44:雌ねじ穴、46:ねじ部材 50:ドライバ（工具駆動部材） 54:ドリル 56:ピン（回転阻止突起） 58:案内溝 60,62:貫通孔（クーラント通路） 64:クーラント孔、73:コレットチャック 78:カラー

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に貫通するクーラント孔を備えた回
   転切削工具を保持して工作機械のクーラント孔を備えた
   回転軸に取り付けられる工具ホルダであって、 概して円筒状を成し、両端の開口以外には開口を備え
   ず、前記回転軸の中心穴に挿入される側の端部にその中
   心穴のシール穴部と液密に嵌合するシール軸部を備え、
   回転軸から突出する他端部にテーパ内周面を備えたホル
   ダ本体と、 そのホルダ本体を回転軸に対して相対回転不能かつ軸方
   向に離脱不能に取り付ける取付装置と、 概して円筒状を成し、外周に前記テーパ内周面に対応す
   る外周テーパ面を、内周に円筒内周面をそれぞれ備える
   とともに、先端面と末端面とから軸方向に平行にそれぞ
   れ末端面と先端面とに達しない長さでかつ半径方向には
   貫通して複数本ずつのすり割溝が形成されて弾性的に縮
   径可能とされ、少なくとも縮径状態において、テーパ外
   周面の、先端面からのすり割溝と末端面からのすり割溝
   とが軸方向に関して互いに重なり合っている部分の両端
   を超えた部分が前記テーパ内周面に密着するコレット
   と、 そのコレットを前記ホルダ本体に対して軸方向において
   正逆両方向に移動させることにより、前記テーパ外周面
   を前記テーパ内周面に嵌合，離脱させるコレット移動装
   置と、 前記ホルダ本体の前記回転軸の中心穴に挿入される側の
   端部の内周面に形成された雌ねじと螺合し、回転操作に
   より軸方向の位置調節が可能なねじ部材と、 前記ホルダ本体の内部に軸方向に移動可能に嵌合され、
   一端部において前記ねじ部材に当接し、他端部において
   前記回転切削工具の端部と相対回転不能に係合する工具
   駆動部材と、 その工具駆動部材から半径方向外向きに突出し、前記ホ
   ルダ本体の内周面に軸方向に平行にかつホルダ本体の外
   周面まで貫通することなく形成された案内溝と係合し
   て、工具駆動部材の軸方向の移動は許容するが回転は阻
   止する回転阻止突起と、 前記ねじ部材および工具駆動部材が前記ホルダ本体に組
   み込まれた状態において、前記回転切削工具のクーラン
   ト孔と前記回転軸のクーラント孔とを連通させるクーラ
   ント通路と を含むことを特徴とする液密式工具ホルダ。
2. 【請求項２】前記ホルダ本体のシール軸部が、そのシー
   ル軸部と前記回転軸のシール穴部との間の液密を保持す
   るシール部材を備えている実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の液密式工具ホルダ。