JPH08150539A - オイルホールホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧でも摺動抵抗の小さい小型で構造の簡単
なシール機構を有し、供給される切削油の圧力が高圧で
も使用可能な回転給油式のオイルホールホルダを提供す
る。さらに、供給される切削油の圧力に関係なくシール
面に所要の圧力しかかからないようにする。 【構成】 シールリング１７を本体軸１の円筒部５に環
装させ、シールリングの両端を回転シール板１３，１４
で外挿させ、シールリング、回転シール板、固定シール
板１５，１６及び給油リング１８によって油室を形成
し、回転シール板と固定シール板との摺接面にスプリン
グ等の弾性部材３３で付勢し、回転シール板と固定シー
ル板の摺接面で油室から外部への漏れをシールする。さ
らに固定シール板と回転シール板の摺接面外径をシール
リング外径と同一径にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オイルホール付きド
リル等の回転切削工具に切削油を供給する回転給油式の
オイルホールホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドリル等回転切削工具に於ては切削油を
刃先へ確実にしかも大量に供給することが工具寿命の増
加を可能とすることからオイルホール付き切削工具が使
用されている。例えば、フライス盤等でオイルホール付
きドリルにて穴明けをする場合、回転給油式のオイルホ
ールホルダが使用される。かかるフライス盤等の工作機
械の主軸端に取付けられるオイルホールホルダの本体軸
の先端円筒部の中心穴にオイルホール付きドリル等の回
転切削工具が取付けられる。本体軸先端の円筒部の外周
には軸受を介して外部給油装置と接続された給油リング
が嵌められ、この給油リングを通して回転する本体軸円
筒部の回転切削工具の工具取付穴に切削油を供給し、さ
らに、工具に設けられたオイルホールを通って工具切削
部に切削油が給油される仕組みになっている。給油リン
グは外部の給油装置との接続のため回転しないようにさ
れており、回転する本体軸と回転しない給油リングの間
には切削油の漏れを防ぐためのオイルシールが使用され
る。

【０００３】従来のオイルシールは例えば、断面がＣ形
状で耐圧性を向上させるため特殊樹脂で作られ、シール
リップを本体軸円筒部外周に摺接させシール作用を行っ
ている。しかしながら、供給される切削油の圧力が直接
シール部に作用するため供給圧力が高くなると使用が不
可能となった。また、近年給油装置も高圧化されつつあ
るが従来の回転給油式オイルホールホルダでは供給に耐
えれる切削油の圧力は一般には２０ｋｇｆ／ｃｍ² まで
であった。しかし、オイルホール付き切削工具の使用の
増加と、給油装置の高圧化に伴い供給される切削油の圧
力の高圧化が進められ、そのため高圧に耐え得る回転給
油式オイルホールホルダの要求が市場に高まってきてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、高圧用のシール
には前述したような軸をオイルシールで緊迫するのでな
く面同士を接触させる所謂メカニカルシールが使用され
る。メカニカルシールは、例えばケーシングを貫通する
回転軸に油密に固定された回転部材とこの回転部材の端
面と摺接可能にされ外形端をケーシングに油密に固定さ
れた固定部材とをスプリング等によって軸方向に付勢
し、回転部材と固定部材間の摺接部でシール作用をさせ
てケーシング内の油が回転軸より外部に流出しないよう
にしている。従って、シール摺接面積が自由にでき、シ
ール材質も多様なものを選択できるので、高圧ばかりで
なく高速回転等にも用いられている。

【０００５】しかしながら、メカニカルシールは構造も
複雑で、また高圧になると、摺動抵抗が大きくなり切削
機械等の精度や効率が悪くなる。さらに、摺接面積を大
きくすると外形が大きくなる等の問題があり、オイルホ
ールホルダへの適用が困難であった。本発明は、高圧で
も摺動抵抗の小さい小型で構造の簡単なシール機構を有
し、供給される切削油の圧力が高圧でも使用可能な回転
給油式のオイルホールホルダを提供することを目的とす
る。また、この発明の別の目的は供給される切削油の圧
力に関係なく摺接面に所要の圧力しかかからないように
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、工作機械の主軸端と共に回転可
能に取付けられその先端円筒部の中心穴に工具取付穴が
設けられ該中心穴と連通し軸直角方向に開口する油穴を
有する本体軸と、該本体軸の円筒部外周に軸受を介して
給油リングが設けられ、該給油リングは外部より係止さ
れ外部より給油可能な給油口を有する回転給油式オイル
ホールホルダにおいて、本体軸円筒部の油穴を挟んで軸
方向に延び円筒部外径とその内径端部でＯリング等によ
って油密に環装される概略円筒状のシールリングを設け
る。シールリングのほぼ中央には油穴と連通し軸直角方
向に開口する連通路を設ける。

【０００７】シールリングの両端部にそれぞれ当接可能
にかつ端部外径部でＯリング等によって油密に二つの回
転シール板を外挿する。回転シール板の外側端部に軸直
角平面部をもつ鍔部を設ける。シールリングの両端に対
向して外装された回転シール板間にスプリング等の弾性
部材を設ける。弾性部材の付勢力により二つの回転シー
ル板を挟んで回転シール板の軸直角平面部とそれぞれ摺
接可能な摺接面を有する二つの固定シール板を当接させ
る。二つの固定シール板を給油リングにその外周を油密
に固定する。給油リングの給油口とシールリングの連通
路に連通する空間部を二つの固定シール板間に設けるこ
とによって解決した。

【０００８】摺接面外径をシールリングの回転シール板
との油密部外径と同一にするとよい。

【０００９】

【作用】シールリングの両端は回転シール板で油密にさ
れ、回転シール板の両端面は固定シール板との摺接面で
油密にされ固定シール板は給油リングの給油口に連通す
る空間となっているので、シールリング、回転シール
板、固定シール板及び給油リングによって油室が形成さ
れる。この油室に外部から給油リングの供給口を通って
切削油等が供給される。油室に供給された切削油はシー
ルリングの中程に開口された連通路、本体軸の円筒部の
油穴、工具取付穴、工具オイルホールを経て切削面に給
油される。シールリングと円筒部外形、シールリングと
回転シール板内径はＯリング等により油密にされ外部に
切削油が流出しない。また、回転シール板と固定シール
板は摺接面をスプリング等の弾性部材で付勢され油密に
されるので切削油が流出しない。従って、空間部に供給
された切削油は切削面以外に流出することはない。回転
シール板と固定シール板の摺接面の受ける力は弾性体の
付勢力の他、回転シール板の摺接面外径と油密にされた
シールリング外径との軸直角断面積に油室内の切削油圧
力を乗じた力が発生する。従って、摺接面外径とシール
リング外径を適宜に選択すれば所望の付勢力を得ること
ができる。例えば、より高いシール面圧を得たい場合に
は摺接面外径をシールリング外径より大きくすればよ
い。

【００１０】さらに、固定シール板と回転シール板の摺
接面外径をシールリング外径と同一径にすることによ
り、摺接面外径とシールリング外径との軸直角断面積が
ゼロとなり回転シールリングの軸方向の付勢力は油室内
の切削油圧力の影響を受けないので、供給された切削油
の圧力はバランスが保たれシール面の接触圧はコイルば
ねのみの圧力となる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。図１は本発明の回転給油式オイルホールホルダ
の１部を切り欠いた断面図である。図１において、図示
しない機械主軸に取付けられる本体軸１の上部（図１で
見て、以下同じ）は柄２となっている。柄２に続いてつ
ば部３、中径部４、円筒部５が設けられている。つば部
３にはキーみぞ６が形成されていて機械主軸の回転を本
体軸１に伝えるようになっている。本体軸１の下端には
工具の柄部７に合った工具取付穴８が明けられていて止
めねじ９にて固定できるようになっている。当然この取
付穴の形状寸法は使用される工具の柄形状寸法によって
決められる。工具取付穴８の上部には円筒部５の外側に
開口する油穴１０が周方向に数個明けられている。本体
軸１の円筒部５の外側の上部にはラジアル軸受１１が下
部にはラジアル軸受１２が組込まれている。ラジアル軸
受１１の下側には固定シール板１３が、ラジアル軸受１
２の上側には固定シール板１４が組込まれている。ま
た、固定シール板１３の下側には回転シール板１５が、
固定シール板１４の上側には回転シール板１６が組込ま
れている。更に、回転シール板１５，１６の間にはシー
ルリング１７が組込まれている。

【００１２】本体軸１の円筒部５の外側に組込まれたラ
ジアル軸受１１，１２および固定シール板１３，１４の
外側には給油リング１８が組込まれる。この給油リング
１８の上端には上ふた１９が組込まれ数個の六角穴付き
ボルト２０によりラジアル軸受１１の外輪及び固定シー
ル板１３の一部を挟んで固定されている。また、給油リ
ング１８の下端には下ふた２１が組込まれ数個の六角穴
付きボルト２２によりラジアル軸受１２の外輪及び固定
シール板１４の一部を挟んで固定されている。また、給
油リング１８の中央部には給油ニップル２３がねじ込ま
れていてこの給油ニップル２３にパイプ等を継いで外部
より給油できるようになっている。更に、給油リング１
８の外側には回転止めロッド２４がねじ込まれ図示しな
い方法で給油リング１８の回転を止めている。固定シー
ル板１３の外周にはＯリング２５が組込まれ、固定シー
ル板１４の外周にはＯリング２６が組込まれていて固定
シール板と給油リングの間をシールしている。

【００１３】回転シール板１５，１６の断面形状はト字
形をしており回転シール板１５のト字形の凸部内側と回
転シール板１６のト字形の凸部内側でシールリング１７
に外挿されている。このシールリング１７の内側の中央
部には周みぞ２７が設けられ、周みぞ２７よりシールリ
ング１７の外側に連通する油穴２８が周方向に数個明け
られ円筒部５の油穴１０と連通しシールリング外周に開
口する連通路を形成している。シールリング１７の外側
には油穴２８を挟んで上，下にＯリング２９，３０が組
込まれＯリング２９は回転シール板１５のト字形の凸部
内側とシールリング１７の外側の間をシールし、Ｏリン
グ３０は回転シール板１６のト字形の凸部内側とシール
リング１７の外側の間をシールしている。またシールリ
ング１７の内側には周みぞ２７を挟んで上，下にＯリン
グ３１，３２が組込まれ本体１の円筒部５の外側とシー
ルリング１７の内側の間をシールしている。

【００１４】また、回転シール板１５，１６のト字形の
凸部外側にはコイルばね３３が組込まれ、固定シール板
１３の下端面に回転シール板１５の上端面を所定の力で
押し当て摺接面（シール面）３４を形成している。と同
時に固定シール板１４の上端面に回転シール板１６の下
端面を所定の力で押し当て摺接面（シール面）３５を形
成している。この当接しているシール面３４，３５はラ
ップ加工等により精度よく平坦に仕上げられていてその
摺接面シール面の外径寸法は回転シール板１５，１６の
ト字形の凸部内側寸法即ち、シールリング１７の外径寸
法と同一寸法となっている。尚ラジアル軸受１２の下端
には止め輪３６が組込まれ本体軸１に組込まれた各部品
の抜け落ちを防いでいる。

【００１５】次いで、作用について説明する。柄２を図
示しない使用機械の主軸に固定し本体軸１を回転させ
る。本体軸１の回転によりラジアル軸受１１，１２の内
輪、回転シール板１５，１６、シールリング１７および
コイルばね３３が回転する。一方回転止めロッド２４に
より係止されている給油リング１８、上，下ふた１９，
２１、ラジアル軸受１１，１２の外輪および固定シール
板１３，１４は主軸の回転に関係なく回転はしない。回
転しない給油リング１８にねじ込まれている給油ニップ
ル２３より切削油を供給する。供給された切削油は回転
しているシールリング１７の油穴２８、周みぞ２７及び
本体軸１の油穴１０を通って切削工具へと供給される。

【００１６】供給された切削油の一部は給油圧により各
々部品のすき間より漏出しようとするが、本体軸１の円
筒部５の外側とシールリング１７の内側のすき間より漏
出しようとする切削油はＯリング３１，３２により阻止
され、シールリング１７の外側と回転シール板１５，１
６のト字形の凸部内側のすき間より漏出しようとする切
削油はＯリング２９，３０により阻止される。また回転
シール板１５，１６の外側を通って回転シール板１５，
１６の端面と固定シール板１３，１４の端面より漏出し
ようとする切削油はシール面３４，３５で阻止されるこ
とになる。

【００１７】このシール面３４，３５は前述で説明した
ように摺接面の外径寸法は回転シール板１５，１６のト
字形の凸部内側寸法と同一に仕上げられている。即ち回
転シール板１５，１６の最外径よりト字形の凸部内側、
即ちシールリング１７の外径までで形成される軸直角面
積と最外径よりシール面３４，３５の摺接面の外径まで
で形成される軸直角面積が同一である。従って、供給さ
れた切削油の給油圧により回転シール板１５を固定シー
ル板１３へ押し付ける力と回転シール板１５を固定シー
ル板１３より押し戻す力が同一となる。同様に、回転シ
ール板１６を固定シール板１４へ押し付ける力と回転シ
ール板１６を固定シール板１４より押し戻す力が同一と
なる。即ちシール面３４，３５にかかる摺接部の接触圧
力はコイルばね３３により与えられる切削油の漏出を阻
止するために必要な所要の力のみとなり供給された切削
油の給油圧に左右されないこととなる。

【００１８】なお、シール面３４，３５の外径をシール
リング１７の外径より大きくすれば摺接面の接触圧力は
コイルばね３３に給油圧力に軸直角断面積差を乗じたも
のが加わり、一方、シール面３４，３５の外径をシール
リング１７の外径より小さくすれば摺接面の接触圧力は
コイルばね３３に給油圧力に軸直角断面積差を乗じたも
のを減じた付勢力が働く。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、シールリング、回転シール
板、固定シール板及び給油リングによって油室を形成
し、回転シール板と固定シール板を摺接面でスプリング
等の弾性部材で付勢するようにし、回転シール板と固定
シール板の摺接面の受ける力を弾性体の付勢力の他、回
転シール板の摺接面外径と油密にされたシールリング外
径との軸直角断面積に油室内の切削油圧力を乗じた力が
発生するようにしたので、外径とシールリング外径を適
宜に選択すれば所望の付勢力を得ることができ高圧でも
摺動抵抗の小さい小型で構造の簡単なシール機構を有
し、また、供給される切削油の圧力が高圧でも使用可能
な回転給油式のオイルホールホルダを提供するものとな
った。

【００２０】さらに、固定シール板と回転シール板の摺
接面外径をシールリング外径と同一径にすることによ
り、摺接面の油密が油室内の切削油圧力の影響を受けな
いようにできるので、供給される切削油の給油圧に左右
されない、高圧に耐えることができるものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である回転給油式オイルホー
ルホルダ部分断面図である。

【符号の説明】

２ 本体軸 ５ 円筒部 ７ オイルホール付切削工具 ８ 切削工具取付穴（中心穴） １０ 油穴 １３、１４ 固定シール板 １５、１６ 回転シール板 １７ シールリング １８ 給油リング ２３ 給油口（給油ニップル） ２７ 周みぞ（連通路） ２８ 油穴（連通路） ３３ 弾性部材（スプリング、コイルばね） ３４、３５ 摺接面（シール面）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の主軸端と共に回転可能に取付
   けられその先端円筒部の中心穴に工具取付穴が設けられ
   該中心穴と連通し軸直角方向に開口する油穴を有する本
   体軸と、該本体軸の前記円筒部外周に軸受を介して給油
   リングが設けられ、該給油リングは外部より係止され外
   部より給油可能な給油口を有する回転給油式オイルホー
   ルホルダにおいて、前記本体軸円筒部の前記油穴を挟ん
   で軸方向に延び前記円筒部にその端部では油密に環装さ
   れ前記油穴と連通し軸直角方向に開口する連通路を有す
   る概略円筒状のシールリングと、該シールリングの両端
   部にそれぞれ当接可能にかつ端部外径部で油密に外挿さ
   れその外側端部に軸直角平面部をもつ鍔部を有する二つ
   の回転シール板と、対向する前記回転シール板に挟持さ
   れた弾性部材と、該弾性部材の付勢力により前記二つの
   回転シール板を挟んで該回転シール板の前記軸直角平面
   とそれぞれ摺接可能な摺接面を有し前記給油リングに設
   けられ前記給油口と前記シールリングの連通路に連通す
   る空間部を形成する二つの固定シール板と、を有するこ
   とを特徴とするオイルホールホルダ。
2. 【請求項２】 前記摺接面外径が前記シールリングの前
   記回転シール板との油密部外径と同一であることを特徴
   とする請求項１記載のオイルホールホルダ。