TWI477348B - Tool holders and machine tools - Google Patents

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Description

工具保持器及工具機
本發明係關於一種用以將例如立銑刀、面銑刀、鑽孔器、攻牙器、鉸刀等之工具安裝至工具機之主軸之工具保持器及使用其之工具機。
迄今為止，為了謀求工具之長壽命化，一般利用工具機在機械加工中將切削油(冷卻劑)供給至工具。
切削油之供給方式原本係自設置於外部之噴嘴向工具噴射切削油之外部供油方式。然而，外部供油方式中，存在自噴嘴噴射之切削油被被加工物遮擋而無法到達加工部份之情形，故切削油之有效供給較困難。又，由於被加工物與噴嘴有相互干擾之慮，故有必要將噴嘴設置於遠離被加工物之位置，然而難以將切削油高精度地供給至加工部份。進而，隨著在加工中用ATC(自動工具更換裝置)更換工具之加工中心等之工具機的普及，有人已提出對每個工具更改切削油之供給位置之要求，但噴嘴之位置、方向為固定之外部供油方式無法應對如上之要求。因此，外部供油方式被後述之刀具通過方式或間隙通過方式替代，目前工具機中採用外部供油方式極為少見。
相對於此，刀具通過方式係於工具內部設置在工具前端開口之供油孔，經由該供油孔將切削油供給至加工部分者(參照專利文獻1及2)。
然而，刀具通過方式係在工具前端使供油孔開口，故如面銑刀、端銑刀般以工具外周面之刃部切削被加工物之工具，無法有效地進行刃部之潤滑與冷卻。又，由於有必要在工具內部設置供油孔，故工具價格提高。再者，工具為小徑之情形，在工具內部形成供油孔本身就已非常困難。
另一方面，間隙通過方式係於工具保持器之前端安裝間隙螺母，自間隙螺母與工具外周之間的空隙噴射切削油者，其亦可對應內部無供油孔之工具。
例如，專利文獻3中，記載有與間隙通過方式對應之工具保持器。該工具保持器中，有內周側形成有螺旋槽之間隙螺母安裝於前端，且自間隙螺母與工具外周之間的空隙噴射切削油。藉此，通過間隙螺母之螺旋槽噴射之切削油，沿著工具之退刀面有效地供給至加工部份。
又，專利文獻4中，並不是關於工具保持器之供油方式，而是記載有一種自連結於工具機之軸之傳動軸體利用牽引傳動機構加速所輸入之旋轉並傳達至主軸之牽引驅動方式之驅動軸。牽引傳動機構係由行星式輥軸及太陽輥軸之組合構成，與軸同時自公轉之行星式輥軸，將旋轉傳達至連結於主軸之太陽輥軸。經由該牽引傳動機構而自傳動軸體輸入旋轉之主軸之前端設置有加工工具安裝部，該加工工具安裝部中安裝有工具(例如切削磨刀石)。
又，專利文獻4中記載之驅動軸，設置有用以冷卻牽引傳動機構及主軸軸承之冷卻裝置。該冷卻裝置具有設置於牽引傳動機構之外周及主軸之軸承之外周之冷卻罩、與自傳動軸體之外周部位經過牽引傳動機構之冷卻罩到達主軸之軸承之冷卻罩之冷卻媒體通道。流入冷卻媒體通道之冷卻媒體，通過牽引傳動機構之冷卻罩與主軸軸承之冷卻罩後，自形成於按壓主軸軸承之外輪之軸承按壓板上之噴口噴出。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-6435號公報
[專利文獻2]日本特開平4-176538號公報
[專利文獻3]日本特開2003-1545號公報
[專利文獻4]日本實開平3-123657號公報
然而，間隙通過方式中，噴射之切削油因離心力而導致擴散，故不能有效地將切削油供給至加工部份。尤其在使工具高速旋轉之情形下，有必要用大量之切削油冷卻加工部份中之放熱，但由於離心力之影響，難以將充足量之切削油供給至加工部份。
另，專利文獻4中記載之牽引驅動方式之驅動軸，係使冷卻媒體自位於主軸之外周之噴口噴出，該噴口係設置於自安裝於位於主軸之前端側之加工工具安裝部之工具偏離之位置。這是因為為使將自工具機之軸側輸入之旋轉加速而傳達至主軸側之牽引傳達機構起作用，牽引傳達機構不得不安裝於工具機之軸、與前端上安裝有工具之主軸之間之故。因此，難以將來自與工具距離較遠之噴口之冷卻媒體高精度地供給至加工部份。
又，引用文獻4中記載之驅動軸中，為使牽引傳達機構內之自行星式輥軸向太陽輥軸之旋轉之傳達成為可能，有必要防止設置於行星式輥軸之外周之外罩之共同轉動。假如未防止外罩之共同轉動，則外罩會與行星式輥軸之公轉一起旋轉，導致行星式輥軸繞太陽輥軸之周圍公轉時，轉動力矩不能傳達至太陽輥軸，不能使太陽輥軸旋轉。因此，專利文獻4中記載之驅動軸中，於外罩之上表面插入止轉銷，防止外罩之共同轉動。即，專利文獻4中防止外罩之共同轉動是為了使牽引傳達機構內之自行星式輥軸向太陽輥軸之旋轉之傳達成為可能，而不是為了減低離心力對自形成於軸承按壓板之噴口噴出之冷卻媒體之影響。
如此，專利文獻4僅限於在工具機之軸與前端上設置有工具之主軸之間設置牽引傳達機構之情形，暗示為了實現該牽引傳達機構之本來之作用而防止外罩之共同轉動。因此，專利文獻4中尚未記載用以自靠近加工部份之位置噴射切削油，且不受離心力之影響地將切削油供給至期望位置之解決對策。
本發明係鑒於上述情況而完成者，其目的係提供一種使來自靠近加工部份之位置之冷卻劑之噴射成為可能，且不需要在工具內部設置供油孔便可將冷卻劑供給至期望位置之工具保持器及工具機。
本發明之工具保持器之特徵為，其係用以於工具機之主 軸上安裝工具者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其係具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋伴隨上述工具安裝部共同轉動；且，於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口。
此處，冷卻劑可為水溶性或非水溶性之切削油，亦可為噴霧劑(氣體中所含之液體微粒子)，又可為空氣。
該工具保持器中，安裝有覆蓋工具安裝部之外周及前端面之護蓋，且利用軸承及擋止件防止護蓋伴隨工具保持器(工具安裝部)之旋轉而共同轉動，並自設置於該護蓋之底面之噴出口噴射冷卻劑，故可大幅抑制噴射之冷卻劑受到離心力之影響。因此，可將冷卻劑供給至期望位置。
又，由於係自設置於護蓋之底面之噴出口噴射冷卻劑，故與先前之刀具通過方式不同，無須於工具內部設置供油孔。
再者，由於於護蓋之底面設置使工具貫通之貫通孔，且自配置於該貫通孔之周圍之噴出口噴射冷卻劑，故可使噴出口之位置靠近加工部份。因此，可高精度地將冷卻劑供給至加工部份。
又，上述工具保持器中，較好為利用上述冷卻劑之一部 份而潤滑、冷卻上述軸承。
以上述方式，係使用冷卻劑之一部份進行軸承之潤滑及冷卻，故不會引起軸承之燒焦，可實現工具之高速旋轉。
上述工具保持器中，較好的是，於上述軸部及上述工具安裝部之內部設置有自上述主軸側供給之冷卻劑所流經之第1流道，且經由該第1流道於上述工具安裝部之上述前端面與上述護蓋之底面之間引導冷卻劑；於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間，設置有使經由上述第1流道使引導至上述工具安裝部之上述前端面與上述護蓋之上述底面之間之冷卻劑流向上述軸承之第2流道；上述軸承由經由上述第2流道供給之冷卻劑予以潤滑、冷卻。
以上述方式將自主軸側供給之冷卻劑流經之第1流道設置於軸部及工具安裝部之內部，藉此，將工具保持器安裝於主軸，接通主軸至護蓋底面之噴出口之冷卻劑之流道。因此，亦可容易地應對利用ATC(自動工具更換裝置)之工具保持器之自動更換。
又，藉由經由第2流道將冷卻劑供給至軸承，可實現軸承之潤滑及冷卻，且可防止軸承之燒焦。藉此，即使令工具高速旋轉之情形仍不會引起軸承之燒焦，可進行穩定之機械加工。實際上，本發明者藉由經由第2流道將水溶性切削油供給至軸承，確認了即使在工具旋轉數為20000rpm左右之條件下仍不會引起軸承之燒焦一事。
在該情形下，亦可於上述護蓋之內部形成有包含於上述護蓋之徑向外方延伸之連通孔及自該連通孔通至外部之排 出孔，且將潤滑及冷卻上述軸承後之冷卻劑排出之第3流道。
以上述方式設置第3流道，藉由促進進行軸承之冷卻及潤滑後之冷卻劑之排出，可防止軸承周圍之冷卻劑之淤積，且經常將新鮮的冷卻劑供給至軸承，從而可有效地進行冷卻及潤滑。又，由於形成有自軸承經由第3流道朝向外部之冷卻劑之緩慢之流動，故可防止隨著軸承之旋轉混入來自外部之氣泡，且以任何原因有異物混入冷卻劑仍可將其確實地排出至外部而不會影響軸承之功能。
上述工具保持器中，可行的是，於上述護蓋之外周設置有凹部，且上述擋止件包含與上述凹部卡合從而防止上述護蓋之共同轉動之防旋轉銷。
如此藉由使用包含與護蓋外周之凹部卡合之防旋轉銷之擋止件，可以簡單之構成防止護蓋之共同轉動。
該情形，在上述防旋轉銷卡合於上述凹部之狀態下，上述凹部與上述防旋轉銷之護蓋周向之空隙(遊隙)宜為0.1mm以上0.5mm以下。
藉由以上述方式將卡合狀態下之護蓋外周之凹部與防旋轉銷之護蓋周向之空隙(遊隙)設為0.1mm以上，可容易地將防旋轉銷插入凹部。另一方面，藉由將同空隙(遊隙)設為0.5mm以下，在使攻牙器等之工具逆向旋轉時使護蓋旋轉，藉此可抑制冷卻劑受到離心力之影響，或因防旋轉銷與凹部之壁面之碰撞而產生衝擊。
又，設置有上述凹部之部位之上述護蓋之外徑，無論上述工具安裝部之直徑為何皆可為大致一定。
藉此，可不按工具安裝部之直徑，而以相同之行程使防旋轉銷移動並與護蓋外周之凹部卡合。因此，可容易地應對利用ATC(自動工具更換裝置)之工具保持器之自動更換。
又，較好的是，複數之上述凹部係遍及上述護蓋之全周而設置，且上述擋止件進而包含使上述防旋轉銷移動之致動器，及設置於該致動器與上述防旋轉銷之間之彈簧。
以上述方式，藉由於使防旋轉銷移動之致動器與防旋轉銷之間設置彈簧，即使被致動器按壓於護蓋外周之防旋轉銷與凹部之位置有些許偏離，仍可因彈簧彎曲而使防旋轉銷進入凹部。因此，可容易地應對利用ATC(自動工具更換裝置)之工具保持器之自動更換。
又，由於可藉由彈簧收縮而吸收防旋轉銷過剩之行程，故可不按護蓋之尺寸，而共通地設定利用致動器之防旋轉銷之移動量。
在該情形下，較好的是，上述擋止件進而包含利用上述致動器之驅動力而相對於工具軸心方向於傾斜方向進退之桿，上述防旋轉銷係經由上述彈簧而被上述桿支持。
以上述方式，藉由相對工具軸心方向傾斜配置利用致動器之驅動力進退之桿，可防止擋止件(致動器或桿)與被加工物相互干擾。
上述工具保持器中，可行的是，於上述軸部及上述工具安裝部之內部設置有自上述主軸側供給之冷卻劑所流經之第1流道，經由該第1流道於上述工具安裝部之上述前端面與上述護蓋之上述底面之間引導冷卻劑；於上述第1流道內之上述工具之後端面之上游側，設置以使上述冷卻劑流向上述工具之上述後端面之周緣與形成上述第1流道之上述工具安裝部之內壁面之間之空隙之方式而整流上述冷卻劑之整流構件。
以上述方式，於設置於工具安裝部之內部之第1流道內之工具之後端面之上游側設置整流構件，藉由利用該整流構件整流冷卻劑，冷卻劑不會衝撞至工具後端面，且可順利地通過工具後端面之周緣與工具安裝部之內壁面之空隙。因此，可防止因冷卻劑向工具後端面衝撞而失去冷卻劑之流勢。
尤其在將空氣作為冷卻劑使用之情形下，因與工具後端面之衝撞會導致冷卻劑(空氣)之流勢顯著降低。因此，藉由設置上述整流構件，可維持冷卻劑(空氣)之流勢此點非常有用。
該情形下，上述整流構件可減少上述第1流道之剖面面積並升高上述冷卻劑之壓力。
由於離心力因工具之旋轉數而變化，故認為難以將流經第1流道之冷卻劑供給至工具後端面之周緣與工具安裝部之內壁面之空隙，導致冷卻劑之一部份會衝撞工具後端面或第1流道之內壁面。因此，以上述方式，藉由利用整流構件減少第1流道之剖面面積並升高上述冷卻劑之壓力，可增強通過整流構件之冷卻劑對期望位置(工具後端面之周緣與工具安裝部之內壁面之空隙)之指向性，從而可更有效地將流經第1流道之冷卻劑引導至工具後端面之周緣與工具安裝部之內壁面之空隙。
又，藉由利用整流構件升高流經第1流道之冷卻劑之壓力，可強勢地自噴出口噴射高壓冷卻劑。尤其在將空氣作為冷卻劑使用之情形下，與其他種類之冷卻劑相比，由於要供給必要量之冷卻劑(空氣)用於工具之冷卻並不容易，故藉由利用整流構件使冷卻劑之壓力上升，可強勢地自噴出口噴射高壓冷卻劑之點非常有用。
上述工具保持器可進而具備設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間、且將上述冷卻劑向上述工具安裝部之上述前端面擠壓之葉片部。
以上述方式，藉由利用護蓋之筒狀壁與工具安裝部之間之葉片部向工具安裝部之上述前端面擠壓冷卻劑，可強勢地自護蓋底面之噴出口噴射高壓冷卻劑。尤其在將空氣作為冷卻劑使用之情形下，與其他種類之冷卻劑相比，由於要供給必要量之冷卻劑用於工具之冷卻並不容易，故利用上述葉片部可強勢地自噴出口噴射高壓冷卻劑之點非常有用。
該情形下，可行的是，固定於上述工具安裝部之外周之上述軸承之內座圈於上述工具安裝部之上述前端面側具有未被上述軸承之外座圈覆蓋之延長部，且上述葉片部係設置於上述內座圈之上述延長部。
藉此，葉片部隨著固定於工具安裝部之外周之內座圈之 旋轉而旋轉，可向工具安裝部之前端面擠壓冷卻劑。因此，無須設置用以驅動葉片部之動力源。又，由於係在內座圈之延長部設置葉片部，故可抑制零件個數之增加。
上述工具保持器可進而具備以使上述護蓋與上述工具安裝部之間之空間充滿加壓狀態之上述冷卻劑之方式，抑制上述冷卻劑自上述空間流出之閉塞部。
以上述方式，藉由利用閉塞部抑制來自護蓋與工具安裝部之間之空間之冷卻劑之流出，充滿該空間之加壓狀態之冷卻劑可作為減震器發揮功能，可衰減工具安裝部之振動及顫震，並防止加工精度之低落或工具之磨損。另，將充滿於護蓋與工具安裝部之間之空間之冷卻劑作為減震器發揮功能，係因為利用擋止件防止護蓋伴隨工具安裝部之共同轉動而使護蓋靜止，且工具保持器與護蓋各自獨立之故。
上述工具保持器中，較好的是，上述噴出口係複數設置於上述底面之貫通孔之周圍，且各噴出口之相對於工具軸心方向之傾斜角互不相同。
藉由以上述方式設置相對於工具軸心方向之傾斜角不同之複數個噴出口，可於複數方向噴射冷卻劑，實現遍及廣範圍之冷卻劑之供給。因此，即使被被加工物遮擋而難以將冷卻劑供給至加工部份之情形時，仍可使自任意噴出口噴射之冷卻劑到達加工部份。
又，使用鑽孔器或攻牙器之機械加工中，由於不能將切削油直接供給至形成於被加工物上之孔之內部之加工部份，故有必要向被加工物之表面之孔周緣與工具之間之空 隙噴射冷卻劑，經由該空隙將冷卻劑供給至孔之內部。然而，若工具為鑽孔器或攻牙器之情形，由於隨著加工之進展，工具保持器會逐漸接近被加工物，故冷卻劑向被加工物之落入位置不一定。就該點，若設置相對於工具軸心方向之傾斜角不同之複數個噴出口，則可使自任一噴出口噴射之冷卻劑始終到達被加工物之表面之孔周緣與工具之間之空隙。因此，經由該空隙始終將冷卻劑供給至孔內部，可冷卻孔內部之加工部份，且可促進切屑(切末)之排出。
上述工具保持器中，可行的是，上述噴出口為連接圓形部、與具有較該圓形部之直徑更小之寬度並於偏離上述貫通孔之方向自上述圓形部延伸之長孔部之形狀，且上述長孔部之相對於工具中心方向之傾斜角較上述圓形部之相對於工具中心方向之傾斜角更大。
藉由使用如此之形狀之噴出口，且藉由利用自長孔部噴出之冷卻劑而將自圓形部噴出並比較沿著工具垂落之冷卻劑之噴流按壓於工具，可廣範圍地將冷卻劑供給至工具。因此，可減少噴出口之數量，且可減小所有噴射口之總開口面積，抑制自噴出口噴射之冷卻劑之壓力降低。
上述工具保持器中，較好的是，上述護蓋至少其上述底面構成為拆裝自如。
護蓋底面之噴出口之位置、直徑、或相對於工具軸心方向之傾斜角，較好為可根據工具之尺寸(尤其是工具之長度)、工具之種類、加工條件等而變更。因此，藉由拆裝自如地構成設置有噴出口之護蓋之底面，可將具有相應的 噴出口之護蓋安裝於工具保持器，從而更有效地向加工部份供給冷卻劑。
本發明之工具機，其特徵為具備上述工具保持器。
該工具機，由於具備上述工具保持器，故可大幅抑制噴射之冷卻劑受到離心力之影響，且無須在工具內部設置供油孔。
根據本發明，由於安裝覆蓋工具安裝部之外周及前端面之護蓋，且利用軸承及擋止件防止護蓋伴隨工具保持器(工具安裝部)之旋轉之共同轉動，並自設置於該護蓋之底面之噴出口噴射冷卻劑，故可大幅抑制噴射之冷卻劑受到離心力之影響。因此，可將冷卻劑供給至期望之位置。
又，由於自設置於該護蓋之底面之噴出口噴射冷卻劑，故與先前之刀具通過方式不同，無須在工具內部設置供油孔。
再者，由於於護蓋之底面設置使工具貫通之貫通孔，且自配置於該貫通孔之周圍之噴出口噴射冷卻劑，故可將噴出口之位置靠近加工部份。因此，可高精度地將冷卻劑供給至加工部份。
以下，根據附加圖面就本發明之實施形態進行說明。然而，該實施形態中記載之構成零件之尺寸、材質、形狀、其相對配置等，其宗旨並不是只要沒有特定之記載就將本發明之範圍限定於此，而只是單純之說明例。
[第1實施形態]
圖1係顯示第1實施形態之工具保持器之構成例之圖，圖1(a)係工具保持器整體之剖面圖，圖1(b)係顯示用以封入軸承之詳細構造之圖。圖2係圖1(a)之A-A剖面圖。圖3係顯示噴射切削油之噴出口之配置例之圖，圖3(a)係俯視圖，圖3(b)係圖3(a)之B-B剖面圖，圖3(c)係圖3(a)之C-C剖面圖，圖3(d)係圖3(a)之D-D剖面圖。
如圖1(a)所示，工具保持器1係用於將工具T安裝於主軸(軸)S上，且具有銑刀夾頭主體2、護蓋20、軸承30及擋止件40。
銑刀夾頭主體2之基端側上，設置有利用主軸S固持之軸部2A。軸部2A即所謂之BT(瓶握柄錐度)軸，其端部螺著有拉桿3。又，主軸S之內部，設置有可朝其軸向移動之牽引桿(未圖示)。且，藉由根據牽引桿之動作將拉桿3引入主軸S側，將工具保持器1(銑刀夾頭主體2)固定於主軸S。
另，軸部2A，除BT軸以外，亦可使用HSK軸、KM軸、NT軸等之任意形狀者。
銑刀夾頭主體2之前端側上，設置有具有在銑刀夾頭主體2之前端面5開口之插入口4之工具安裝部2B。工具安裝部2B之插入口4中插入有工具T，且利用夾頭6之緊固力將其固定。利用夾頭6之工具T之固定，如下進行。
如圖2所示，夾頭6設置有複數個縫隙7，且與工具安裝部2B之插入口4之內壁之抵接面之一部份呈錐形狀(參照圖1(a))。因此，夾頭6根據向主軸S側之移動而縮徑，根據向反方向之移動而擴徑。
夾頭6，其一端螺著有緊固螺栓8，且與緊固螺栓8成為一體。又，銑刀夾頭主體2之內部中，利用緊固螺母固定螺栓11固定有緊固螺母10。且，緊固螺栓8之外螺紋與緊固螺母10之內螺紋，在螺紋部12中螺合。
將工具T安裝於銑刀夾頭主體2之情形，係以專用之六角扳手使設置於緊固螺栓8之端部之緊固螺栓六角部14旋轉，使緊固螺栓8朝其軸向後退(朝主軸S側移動)。藉此，夾頭6與緊固螺栓8一起朝主軸S側移動，且夾頭6縮徑，工具T被固持。
另一方面，自銑刀夾頭主體2取下工具T之情形，係使緊固螺栓六角部14朝反方向旋轉。藉此，夾頭6與緊固螺栓8一起朝主軸S之相反側移動，且夾頭6擴徑，工具T之固持被解除。
如圖1(a)所示，護蓋20作為整體而構成為杯形，且具有覆蓋工具安裝部2B之外周之筒狀壁22，與覆蓋工具安裝部2B之前端面5之底面24。筒狀壁22包含軸承30之外座圈34並呈圓筒狀。
護蓋20之底面24上，設置有使工具T貫通之貫通孔21，與配置於該貫通孔21之周圍並噴射切削油C之噴出口23。噴出口23係以隨著自主軸S偏離而接近工具T之外周面之方式相對工具軸心方向傾斜，其傾斜角α較好為適宜調節為可將切削油C供給至工具T之期望位置。
又，如圖3所示，亦可設置複數個噴出口23(23-1，23-2，...，23-6)，使各個噴出口23相對工具軸心方向之傾斜角α(α1，α2，...，α6)互不相同。例如，可使α1=45°、α2=40°、α3=35°、α4=30°、α5=25°、α6=20°。
藉由以上述方式設置相對工具軸心方向之傾斜角α各異之複數個噴出口23(23-1，23-2，...，23-6)，將切削油C噴射至複數方向，可實現廣範圍地供給切削油C。因此，即使在被被加工物遮擋而難以將切削油C供給至加工部份之情形下，仍可使自任一之噴出口23噴射之切削油C達到加工部份。
另，各噴出口23之傾斜角α較好為根據工具T之長度進行調節，使用長度各異之複數種之工具T之情形下，較好為預先準備好具有與各工具T之長度相稱之傾斜角α之噴出口23之護蓋20。
又，在使用鑽孔器或攻牙器之機械加工中，由於不能將切削油直接供給至形成於被加工物上之孔之內部之加工部份，故須向被加工物之表面之孔周緣與工具之間之空隙噴射切削油，經由該空隙將切削油供給至孔之內部。然而，在工具T為鑽孔器或攻牙器之情形，由於隨著加工之進展，工具保持器1(護蓋20之底面24)會逐漸接近被加工物，故自噴出口23噴射之切削油C對於被加工物之彈著位置不一定。該點，若設置相對工具軸心方向之傾斜角α各異之複數個噴出口23(23-1，23-2，...，23-6)，則經常可使自任一之噴出口23噴射之切削油C到達被加工物之表面之孔周緣與工具之間之空隙。因此，經由該空隙經常將切削油供給至孔內部，可冷卻孔內部之加工部份，且可促進切屑(切末)之排出。
護蓋20較好為至少底面24拆裝自如之構成。例如，可利用螺紋部38(參照圖4)以可螺著於外座圈34之方式構成底面24及筒狀壁22之一部份(筒狀壁22之內外座圈34以外)。
底面24之噴出口23之位置、直徑或相對工具軸心方向之傾斜角，較好為可根據工具T之尺寸(尤其係工具T之長度)、工具T之種類、加工條件等更改。因此，藉由至少拆裝自如地構成底面24，根據包含底面24之該部份之更換，使用具有與各工具T相對應之噴出口23之底面24(及筒狀壁22之一部份)，可更有效地向加工部份供給切削油C。
軸部2A及工具安裝部2B之內部形成有第1流道16，且自主軸S側經由第1流道16於工具安裝部2B之前端面5與護蓋20之底面24之間引導切削油C。第1流道16，如圖1之箭頭所示，係由拉桿3及緊固螺栓8之內部流道與夾頭6之縫隙7(參照圖2)構成。另，經由第1流道16而引導於工具安裝部2B之前端面5與護蓋20之底面24之間之切削油C，一部份係自噴出口23向工具T噴射，剩餘部分通過後述之第2流道18被供給至軸承30。
藉由以上述方式於軸部2A及工具安裝部2B之內部設置自主軸S側供給之切削油C流經之第1流道16，將工具保持器1裝著於主軸S，自主軸S至噴出口23之切削油C之流道接通。因此，亦可容易地應對利用ATC(自動工具更換裝置)之工具保持器1之自動更換。
軸承30係於固定於工具安裝部2B之外周之內座圈32與構成護蓋20之筒狀壁22之一部份之外座圈34之間封入有複數個球形物之球軸承。軸承30之內座圈32與銑刀夾頭主體2一起高速旋轉。另一方面，軸承30之外座圈34，為使安裝於外座圈34上之防旋轉絞26被後述之擋止件40限制，而呈靜止狀態。
軸承30之封入如下進行。首先，在堵塞螺栓37螺固於外座圈34之軸承入口孔33之狀態下，於外座圈34之內周側形成R槽35。此後，取下堵塞螺栓37，將外座圈34安裝於內座圈32，且自軸承入口孔33將軸承30投入至內座圈32與外座圈34之間之R槽35中。且，利用前端形成有R槽35之堵塞螺栓37堵塞軸承入口孔33。藉此，軸承30被封入至內座圈32與外座圈34之間之R槽35中。另，堵塞螺栓37之外螺紋及螺合於其之軸承入口孔33之內螺紋，係僅設置於堵塞螺栓37之基端側及外座圈34之外周側，由於堵塞螺栓37之向軸承入口孔33擰入時堵塞螺栓37之位置受到限制，故可高精度地調節軸承30與堵塞螺栓37之R槽35之空隙。
又，在筒狀壁22與工具安裝部2B之外周之間，設置有使經由第1流道16於工具安裝部2B之前端面5與護蓋20之底面24之間引導之切削油C之一部份向軸承30流動之第2流道18。經由第2流道18供給至軸承30之切削油C會冷卻且潤滑軸承30，防止其燒焦。
藉此，即使在使工具T高速旋轉之情形下，仍不會引起軸承30之燒焦，可進行穩定的機械加工。實際上，本發明者已確認藉由經由第2流道18將水溶性之切削油C供給至軸承30，即使在工具旋轉數為20000 rpm左右之條件下仍不會引起軸承30之燒焦。
此處，就軸承30周邊之切削油C之流動進行詳細敘述。圖4係顯示軸承30周邊之切削油之流道構造之剖面圖。
如同圖所示，在內座圈32與外座圈34之間，遍及全周設置有空隙36(36A，36B，36C)。且，通過筒狀壁22與工具安裝部2B之外周之間之第2流道18之切削油流經空隙36(36A，36B，36C)之途中，會進行軸承30之冷卻及潤滑。冷卻及潤滑軸承30之後之切削油，如圖4之箭頭所示，經由第3流道50而被排出。第3流道50包含使切削油自軸承30所封入之R槽流向徑向外方之連通孔52、使通過空隙36C到達外座圈34之上表面之切削油流向徑向外方之上表面槽53、及使來自連通孔52及上表面槽53之切削油合流而排出至下方之貫通孔54。
如此，藉由設置第3流道50，促進進行軸承30之冷卻及潤滑之後之切削油C之排出，可防止軸承30之周圍之切削油C之淤積，且可經常將新鮮的切削油C供給至軸承30，有效地進行冷卻及潤滑。又，由於形成有自軸承30經由第3流道50朝向外部之切削油C之緩慢之流動，故可防止隨著軸承30之旋轉而混入來自外部之氣泡，且即使因何種原因有異物混入切削油皆可將其確實地排出至外部而不會妨礙軸承30之功能。
被2行軸承30挾著之空隙36B之寬度，較好為較其他之空隙36A及36C之寬度更大。藉此，可將切削油C穩定地供給至第2行之軸承30(圖4之上側之軸承30)。又，使第2行之軸承30之後之流道之空隙36C之寬度為空隙36(36A，36B，36C)中最小，藉由利用充足之壓力使切削油流向連通孔52’可防止軸承30之淤積並使冷卻及潤滑高效化，且可有效地防止氣泡之混入或促進異物之排出。例如，可使空隙36B之寬度為約0.5 mm，空隙36A之寬度為約0.2 mm，空隙36C之寬度為約0.05 mm。
另，連通孔52、上表面槽53及貫通孔54之寬度(或直徑)較好為較第1行之軸承30之前面之流道之空隙36A之寬度(即，第3流道50之入口側之流道寬度)更大。藉此，可促進冷卻及潤滑軸承30之後之切削油之排出，防止軸承30之周圍之切削油之淤積，從而可經常將新鮮的切削油供給至軸承30，且可更有效地進行冷卻及潤滑。例如，可使連通孔52之直徑為0.3 mm左右，使上表面槽53及貫通孔54之寬度(直徑)為0.5 mm左右。
又，可將外座圈34與防旋轉絞26作為單體而構成，且在外座圈34中形成第3流道50。例如，如圖4所示，可在第3流道50預先形成之外座圈34之外周，使用固定螺釘29，拆裝自如地安裝防旋轉絞26。
藉由將外座圈34與防旋轉絞26作為單體，即使萬一外座圈34或防旋轉絞26產生故障或破損，仍可僅選擇性地更換有故障或破損之零件。
又，藉由在外座圈34中形成第3流道50，機械加工變得容易，從而可降低製作成本。使用圖5說明此點。圖5係顯示設置有第3流道50之外座圈34之構成例之圖，圖5(a)係剖面圖，圖5(b)係自圖5(a)之E方向觀察之圖，圖5(c)係自圖5(b)之F方向觀察之圖。
包含連通孔52、上表面槽53及貫通孔54之第3流道50係以複數(例如每隔60度6個)設置於周向上。連通引導軸承30之R槽35之連通孔52，可利用來自外座圈34之外周側之鑽孔加工容易地形成。又，上表面槽53及貫通孔54可利用對外座圈34之上表面或外周面之切削加工容易地形成。因此，與相對一體設置之外座圈34及防旋轉絞26形成第3流道50之情形相比，第3流道50之機械加工較容易，且可降低製作成本。
如圖1(a)所示，擋止件40具有與防旋轉絞26之外周之凹部27扣合之防旋轉銷42、經由彈簧44支持防旋轉銷42之活塞桿46、及使該活塞桿46進退之氣缸48。另，氣缸48可固定於工具機側之Z軸。
利用氣缸48之驅動力使活塞桿46朝其長度方向移動，藉由將防旋轉銷42插入至防旋轉絞26之凹部27中，扣止防旋轉絞26。另，由於活塞桿46係以其長度方向相對工具T之軸心方向傾斜之方式配置於較防旋轉絞26更上方之位置，故可防止活塞桿46及氣缸48與被加工物相互干擾。
圖6係顯示利用擋止件40限制防旋轉絞26之情況之圖。圖7係用圖6之符號G顯示之區域之放大圖。
如圖6所示，防旋轉絞26之外周上，遍及防旋轉絞26之全周而設置有多數之凹部27。且，防旋轉絞26之周向上凹部27之寬度W(參照圖7)與內周側相比，外周側有所擴大，從而將防旋轉銷42插入至凹部27變得容易。又，由於防旋轉銷42之基端側設置有彈簧44，故即使安裝於防旋轉絞26之外周之防旋轉銷42與凹部27之位置有些許偏離，仍可因彈簧44彎曲而使防旋轉銷42進入凹部27。又，由於防旋轉銷42之前端為球形，故不會受阻於防旋轉絞26之外表面而順利地進入凹部27。因此，亦可容易地應對利用ATC(自動工具更換裝置)之工具保持器1之自動更換。
又，在防旋轉銷42扣合於凹部27之狀態下，凹部27與防旋轉銷42之周向之空隙(即，凹部27之寬度W與防旋轉銷42之前端之直徑D之差)宜為0.1mm以上0.5mm以下。
藉由使如此之扣合狀態之防旋轉絞26之凹部27與防旋轉銷42之周向之空隙為0.1mm以上，可容易地將防旋轉銷42插入凹部27。另一方面，藉由使該空隙為0.5mm以下，使攻牙器等之工具反向旋轉時，防旋轉絞26旋轉，藉此，可抑制自噴出口23噴出之切削油C受到離心力之影響，或可抑制因防旋轉銷42與凹部27之壁面28之碰撞而發生衝擊。
又，設置有凹部27之防旋轉絞26之外徑可不取決於工具安裝部2B之直徑而係為大致一定。
圖8係用以說明防旋轉絞26之外徑與氣缸48之行程之關係之圖，圖8(a)顯示工具安裝部2B為小徑之情形，圖8(b)顯示工具安裝部2B為大徑之情形。
如圖8(a)及(b)所示，即使在工具安裝部2B之直徑不同之 情形下，藉由使防旋轉絞26之外徑D大致一定，可在同一行程L中使防旋轉銷42移動並與防旋轉絞26之凹部27扣合。因此，即使在利用ATC(自動工具更換裝置)自動更換工具保持器1之情形下，由於無須對每個工具保持器1更改氣缸48之行程，故可容易地應對利用ATC之工具保持器1之自動更換。
如上說明，本實施形態，由於係安裝覆蓋工具安裝部2B之外周及前端面5之護蓋20，利用軸承30及擋止件40防止護蓋20伴隨工具保持器1(工具安裝部2B)之旋轉之共同轉動，而自設置於該護蓋20之底面24之噴出口23噴射切削油C，故可大幅抑制噴射之切削油C受到離心力之影響。因此，可將切削油C供給至期望之位置。
又，由於係自設置於護蓋20之底面24之噴出口23噴射切削油C，故與先前之刀具通過方式不同，無須在工具T之內部設置供油孔。
再者，由於在護蓋20之底面24設置使工具T貫通之貫通孔21，自配置於該貫通孔21之周圍之噴出口23噴射切削油，故可將噴出口23之位置靠近加工部份。因此，可高精度地將切削油供給至加工部份。
另，在本實施形態中，就為使氣缸48之行程固定而不按工具安裝部2B之直徑使防旋轉絞26之外徑大致一定之例(參照圖8(a)及(b))進行了說明，即使使用具有與安裝部2B之直徑相對應之外徑之防旋轉絞26，如下，可實現無須更改氣缸48之行程之裝置。藉此，可一面謀求防旋轉絞26之小型化，一面容易地應對利用ATC之工具保持器1之自動更換。
氣缸48之行程，係配合ATC(自動工具更換裝置)中使用之工具保持器中工具安裝部2B之直徑為最小者(即，具有外徑為最小之防旋轉絞26之工具保持器)而設定。即，以使防旋轉銷42可到達外徑為最小之防旋轉絞26之凹部27之方式，而設定氣缸48之行程。該行程之設定值，在ATC(自動工具更換裝置)中使用之所有之工具保持器中共通使用。在工具安裝部2B之直徑為最大工具保持器之情形下，氣缸48僅以上述行程設定值使防旋轉銷42活動時，彈簧44收縮並吸收剩餘之行程。此時，即使彈簧收縮，為了防旋轉銷42與防旋轉絞26之凹部27之扣合不因過剩之彈力而受到阻礙，較好為調節彈簧44之自然長度及/或彈簧常數。
又，在該情形下，從緩和防旋轉銷42與防旋轉絞26之凹部27之接觸時之衝撞之觀點出發，可以利用氣缸48之活塞桿46之擠壓速度在擠壓動作中階段性減小之方式構成。例如，在工具安裝部2B之直徑為最大之工具保持器之情形下，設防旋轉銷42接觸於凹部27之行程為L0時，可以任意之臨限值Lth(<L0)為界限使活塞桿46之擠壓速度變化。即，在0<L<Lth之行程範圍內可增大活塞桿46之擠壓速度，在Lth≦L之行程範圍內可減小活塞桿46之擠壓速度。藉此，即使在工具安裝部2B之直徑為最大之工具保持器之情形下，防旋轉銷42接觸於凹部27之前(即，行程到達臨限值Lth時)活塞桿46之擠壓速度變小，防旋轉銷42與防旋轉絞26之凹部27之接觸時之衝撞緩和。
又，在本實施形態中，就於護蓋20之底面24形成圓形狀之噴射口23(參照圖3(a))之例進行了說明，但噴射口23之形狀並不限定於該例，可為任意之形狀。
圖9係顯示具有其他之形狀例之噴射口23之護蓋20之圖，圖9(a)係俯視圖，圖9(b)係圖9(a)之H-H剖面圖。如圖9(a)及(b)所示，可使用為連接圓形部60與偏離使工具T貫通之貫通孔21之方向上自圓形部60延伸之長孔部62之形狀之噴出口23。長孔部62之寬度W2較圓形部60之直徑D2更小。又，長孔部62相對工具中心方向之傾斜角γ1、γ2大於圓形部60相對工具中心方向之傾斜角β1，β2。另，可於護蓋20之底面24設置複數個噴出口23，使各噴出口23之圓形部60及長孔部62相對工具中心方向之傾斜角互不相同。
如此，藉由使用包含圓形部60及長孔部62之噴出口23，並藉由將自圓形部60噴出後沿著工具T比較垂落之切削油之噴流利用自長孔部62噴出之切削油之噴流安裝於工具T側，可遍及廣範圍地將切削油供給至工具T。因此，可減少噴出口23之數目，且減小全噴出口23之總開口面積，抑制自噴出口23噴射之切削油之壓力降低。
又，較好為選擇性地將自護蓋20之底面24之內側面上之長孔部62之周緣中遠離貫通孔21之區域進行倒角，從而形成C面63。藉此，由於自長孔部62噴射之切削油沿著C面63流動時會因剖面面積減少而壓力上升，故可增強自長孔部62噴射之切削油之流勢。
又，在本實施形態中，就工具保持器1具備易應對利用ATC之自動更換之構成之擋止件40之例進行了說明，但擋止件40若可防止護蓋20之共同轉動則無特別限定，可使用任意之構成者。
又，在本實施形態中，就自噴出口23噴出切削油之例進行了說明，但亦可使用噴霧劑或空氣等之其他冷卻劑替代切削油。
又，在本實施形態中，作為軸承30係以於內座圈32與外座圈34之間封入球形物之球軸承為例，但只要為在工具安裝部2B之外周面可相對旋轉自如地支持防旋轉絞26之軸承，則無特別限定，可使用任意之構成者。
再者，在本實施形態中，就為使防旋轉銷42移動而使用氣缸48之例進行了說明，但亦可使用油壓缸或馬達等之任意之致動器替代氣缸48。
[第2實施形態]
其次，就第2實施形態之工具保持器進行說明。以下，在與第1實施形態之工具保持器1共通之部位附加相同之符號並省略其說明，且以與第1實施形態之工具保持器1不同之點為中心說明本實施形態之工具保持器。
圖10係顯示第2實施形態之工具保持器之構成例之圖，圖10(a)係顯示本實施形態之工具保持器之概略之剖面圖，圖10(b)係圖10(a)之I部之放大圖。圖11係顯示設置於工具保持器之第1流道16內之整流構件之構成例之圖，圖11(a)係俯視圖，圖11(b)係圖11(a)之J-J剖面圖。圖12係顯示設 置於工具保持器之護蓋20與工具安裝部2B之外周之間之葉片部之構成例之立體圖。
如圖10(a)所示，在本實施形態之工具保持器100中，緊固螺栓8之端部螺著有整流構件(壓力控制器)70。如圖11(a)及(b)所示，整流構件70，以包圍與第1流道16內之冷卻劑(切削油、噴霧劑、空氣等)之流動方向相反而突出之突起部72之方式，形成有形成第1流道16之一部份之一對大致環狀之貫通孔74A、74B。又，整流構件70，作為整體係形成大致圓筒狀，其外周面上設置有螺合於形成於緊固螺栓8之端部之內螺紋上之外螺紋78。各貫通孔74A、74B之出口部76朝整流構件70之徑向外方彎曲。整流構件70相對中心軸之出口部76之彎曲角度θ，以使冷卻劑向工具T之後端面71之周緣與工具安裝部2B之內壁面(具體而言係夾頭6之內側表面，或，與夾頭6之縫隙7相對應之位置中之插入孔4之壁面)之間之空隙流動而調節。
如此，藉由於第1流道16之工具T之後端面71之上游側設置整流構件70，可整流流經第1流道16內之冷卻劑，將其引導至工具T之後端面71之周緣與工具安裝部2B之內壁面之間之上述空隙。因此，冷卻劑不會直接衝撞工具T之後端面71，而可順利地通過工具T之後端面71之周緣與工具安裝部2B之內壁面之間之上述空隙。因此，可防止因冷卻劑向工具T之後端面之衝撞而失去冷卻劑之流勢。
尤其，在使用空氣作為冷卻劑之情形下，因與工具T之後端面71之衝撞，冷卻劑(空氣)之流勢顯著下降。因此，藉由設置上述整流構件70，可維持冷卻劑(空氣)之流勢此點非常有用。
又，整流構件70之內部之第1流道16之剖面面積(即貫通孔74A、74B之總剖面面積)小於整流構件70之上游側之第1流道16之剖面面積。具體而言，隨著自第1流道16之上游側向下游側，第1流道16之剖面面積，因突起部72逐漸減少，最終成為貫通孔74A、74B之總剖面面積。因此，流經第1流道16內之冷卻劑，通過整流構件70時壓力會上升。另，由於整流構件70之突起部72為大致圓錐形狀，故不會成為壓力損失之原因，且可分流冷卻劑並將其順利地引導至各貫通孔74A、74B。
如上所述，藉由利用整流構件70使第1流道16變窄並使冷卻劑之壓力上升，朝向自出口部76流出之冷卻劑之期望位置(工具T之後端面71之周緣與工具安裝部2B之內壁面之間之上述空隙)之指向性提高。因此，可將流經第1流道16之冷卻劑更有效地引導至工具T之後端面71之周緣與工具安裝部2B之內壁面之間之上述空隙。因此，可在較高地維持冷卻劑之壓力之狀態下供給至噴出口23，且可自噴出口23強勢地噴射冷卻劑。
又，藉由利用整流構件70使流經第1流道16之冷卻劑之壓力上升，可使高壓之冷卻劑自噴出口23強勢地噴射。尤其，在使用空氣作為冷卻劑之情形下，由於與其他種類之冷卻劑相比，供給必要量之冷卻劑(空氣)用以工具T之冷卻並不容易，故藉由利用整流構件70之冷卻劑之壓力上升，可強勢地自噴出口23噴射高壓之冷卻劑此點非常有用。
另，整流構件70可為樹脂製，亦可用射出成形等之眾所周知之方法製作。藉此，可減少整流構件70之製造成本。因此，可預先準備貫通孔74A、74B之大小，或相對整流構件70之中心軸之出口部76之彎曲角度θ各異之複數品種之整流構件70，且根據工具T之種類選擇性地使用適切之整流構件70。
又，在工具保持器100中，如圖10(a)所示，護蓋20之筒狀壁22與工具安裝部2B之外周之間之第2流道18內設置有葉片部80。如圖10(a)及12所示，葉片部80係與軸承30之內座圈32一體地設置。具體而言，將軸承30之內座圈32延設於工具安裝部2B之前端面5側，形成未被外座圈34覆蓋之內座圈32之延長部81(參照圖12)，並於該延長部81上設置葉片部80。葉片部80係由將延長部81之外周切口而形成之凹部82、與沿著該凹部82之邊界設置於延長部81之外周面之突出部84構成。凹部82係由側壁面82A、上壁面82B及傾斜面82C形成。傾斜面82C，以隨著朝向工具安裝部2B之前端面5側而於內座圈32之旋轉方向之反方向偏離之方式傾斜。內座圈32相對中心軸之傾斜面82C之傾斜角度，可在例如30度以上45度以下之範圍內設定。另，葉片部80可複數設置於延長部81之周向上。
藉由以上述方式在第2流道18內設置葉片部80，若內座圈32與工具安裝部2B一起於圖12之箭頭方向旋轉，則流入凹部82之冷卻劑會被傾斜面82C擠壓至工具安裝部2B之前端面5側。因此，可強勢地自形成於護蓋20之底面24之噴出口23噴射高壓之冷卻劑。尤其，在使用空氣作為冷卻劑之情形下，由於與其他種類之冷卻劑相比，供給冷卻工具T之必要量之冷卻劑(空氣)並不容易，故利用上述葉片部80，可強勢地自噴出口23噴射高壓之冷卻劑此點非常有用。
又，利用工具T之加工中，由於葉片部80會與工具安裝部2B一起旋轉，故無須另外設置用以驅動葉片部80之動力源。再者，由於將葉片部80設置於內座圈32之延長部81，故可抑制伴隨葉片部80採用之零件個數之增加。
另，在第2流道18內，除被葉片部80擠壓並朝向工具安裝部2B之前端面5側之冷卻劑之流動外，還存在冷卻劑之流動。即，自第1流道16流入至工具安裝部2B之前端面5與護蓋20之底面24之間之後，未自噴射口23噴出之冷卻劑，以利用來自護蓋20之底面24之反作用力而朝向軸承30之方式改變方向。進而，被葉片部80擠壓至工具安裝部2B之前端面5側之冷卻劑，亦以利用來自護蓋20之底面24之反作用力而朝向軸承30之方式改變方向。因此，第2流道18內之冷卻劑之流動係包含旋轉流之複雜之流動，但無論第2流道18內之冷卻劑之流動為如何，藉由設置葉片部80使第2流道18內之冷卻劑之壓力上升此點非常明確。因此，可經由第2流道18將充足量之冷卻劑供給至軸承30，且可有效地進行軸承30之潤滑及冷卻。尤其，在使用空氣作為冷卻劑之情形下，由於與其他種類之冷卻劑相比，供給冷卻軸承30之必要量之冷卻劑(空氣)並不容易，故藉由設置上述葉片部80而增高第2流道18內之壓力，可確實地進行對軸承30供給冷卻劑此點非常有用。
進而，在工具保持器100中，如圖10(a)所示，設置有抑制來自護蓋20與工具安裝部2B之外周之間之空間91之冷卻劑之流出之閉塞部90。該空間91係包含護蓋20之筒狀壁22與工具安裝部2B之外周之間之第2流道18、及護蓋20之防旋轉絞26與工具安裝部2B之外周之間之空間之區域。
如圖10(a)及(b)所示，閉塞部90係由設置於防旋轉絞26之上端部之內向凸緣92及以覆蓋該內向凸緣92之方式安裝於工具安裝部2B之外周之絞構件94構成。
又，於內向凸緣92之前端面與工具安裝部2B之外周之間形成有微小空隙96，於絞構件94之下表面與內向凸緣92之上表面之間形成有微小空隙98。以上述方式設置微小空隙96、98，係為了不使工具安裝部2B及安裝於其上之絞構件94接觸於防旋轉絞26，使兩者可相對旋轉。
另，圖10(a)中未明示，軸承30之周邊之冷卻劑之流道構造係由與使用圖4進行說明之第1實施形態相同之空隙36(36A，36B，36C)及第3流道50(具體而言，連通孔52、上表面槽53及貫通孔54)構成。
閉塞部90之微小空隙96、98係設定為較空隙36(36A，36B，36C)更小。例如，使空隙36B之寬度為約0.5 mm，空隙36A之寬度為約0.2 mm，空隙36C之寬度為約0.05 mm，另一方面，閉塞部90之微小空隙96、98可設定為0.01mm以下。藉此，可一面維持經由空隙36(36A，36B，36C)通過軸承30之冷卻劑之量，一面利用閉塞部90有效地抑制來自空間91之冷卻劑之流出。
又，由於由內向凸緣92之前端面與工具安裝部2B之外周之間之微小空隙96，及絞構件94之下表面與內向凸緣92之上表面之間之微小空隙98形成之流道為彎曲狀態，故可進一步抑制來自空間91內之冷卻劑之流出。
如此，藉由利用閉塞部90抑制來自護蓋20與工具安裝部2B之外周之間之空間91之冷卻劑之流出，可高壓維持充滿該空間91內之冷卻劑。因此，空間91內之加壓狀態之冷卻劑可作為減震器(緩衝器)發揮功能，衰減工具安裝部2B之振動及顫震，防止加工精度之低下及工具T之磨損。另，充滿護蓋20與工具安裝部2B之外周之間之空間91之冷卻劑作為減震器發揮功能，係因為利用擋止件40防止護蓋20伴隨工具安裝部2B之共同轉動，從而自工具安裝部2B獨立使護蓋20靜止。
根據本發明者所進行之實驗，設置閉塞部90並利用立銑刀進行切削加工之情形，與不設置閉塞部90並利用同一立銑刀進行切削加工之情形相比，可大幅減小主軸負荷(%)此點已明確。例如，關於工具直徑為5mm之粗鋸用之立銑刀(力量銑刀)，調查了閉塞部90之有無對主軸負荷(%)之影響表明，相對未設置閉塞部90之情形之主軸負荷大約為5%，設置有閉塞部90之情形之主軸負荷大約為3%。從該 實驗結果看來，可得出藉由採用閉塞部90可衰減工具安裝部2B之振動及顫震。
又，藉由設置閉塞部90，可防止異物侵入空間91內。因此，可防止軸承30之功能被異物阻礙此類情況。
進而，在工具保持器100中，如下說明，使軸承30之封入方法與第1實施形態之工具保持器1不同。即，在工具保持器100中，於使用不具有外螺紋之堵塞零件37'替代阻塞螺栓37此點上與第1實施形態不同。
在工具保持器100中進行軸承30之封入之步驟如下。首先，在插入堵塞零件37'至外座圈34之軸承入口孔33之狀態下，於亦包含堵塞零件37'之外座圈34之內周側形成R槽35。其後，拆下堵塞零件37'，將外座圈34安裝於內座圈32，並將軸承30自軸承入口孔33投入至內座圈32與外座圈34之間之R槽35。且，利用形成有R槽35之堵塞零件37'堵塞軸承入口孔33。最後，用固定螺釘102將堵塞零件37'固定於外座圈34。藉此，軸承30被封入至內座圈32與外座圈34之間之R槽35中。
另，圖10(a)中上下兩行之軸承30之中，僅相對上側行之軸承30顯示有堵塞零件37'及固定螺釘102，相對下側行之軸承30亦同樣地設置有堵塞零件37'及固定螺釘102。
以上述方式用固定螺釘102固定堵塞零件37'係為了定位堵塞零件37'並使堵塞零件37'之R槽35所形成之軌道面與堵塞零件37'以外之外座圈34之R槽35所形成之軌道面相一致。
如第1實施形態，使用堵塞零件37'封入軸承30之情形，難以使阻塞螺栓37之R槽35所形成之軌道面與外座圈34之R槽35所形成之軌道面相一致。因此，利用不具有外螺紋之堵塞零件37'替代阻塞螺栓37而阻塞軸承入口孔33，且藉由用固定螺釘102定位堵塞零件37'，可容易地使堵塞零件37'之R槽35所形成之軌道面與外座圈34之R槽35所形成之軌道面相一致。
以上，就本發明之實施形態進行了詳細說明，但本發明並不限於此，在不脫離本發明之宗旨之範圍內，可進行各種之改良及變形。
例如，可適當組合第1實施形態中說明之內容與第2實施形態中說明之內容。
1．．．工具保持器
2．．．銑刀夾頭主體
2A．．．軸部
2B．．．工具安裝部
3．．．拉桿
4．．．插入口
5．．．前端面
6．．．夾頭
7．．．縫隙
8．．．緊固螺栓
10．．．緊固螺母
11．．．緊固螺母固定螺栓
12．．．螺紋部
14．．．緊固螺栓六角部
16．．．第1流道
18．．．第2流道
20．．．護蓋
21．．．貫通孔
22．．．筒狀壁
23．．．噴出口
24．．．底面
26．．．防旋轉絞
27．．．凹部
28．．．壁面
29．．．固定螺釘
30．．．軸承
32．．．內座圈
33．．．軸承入口孔
34．．．外座圈
35．．．R槽
36．．．空隙
37．．．堵塞螺栓
37'．．．堵塞零件
38．．．螺紋部
40．．．擋止件
42．．．防旋轉銷
44．．．彈簧
46．．．活塞桿
48．．．氣缸
50．．．第3流道
52．．．連通孔
53．．．上表面槽
54．．．貫通孔
60．．．圓形部
62．．．長孔部
63．．．C面
70．．．整流構件(壓力控制器)
71．．．後端面
72．．．突起部
74A．．．貫通孔
74B．．．貫通孔
76．．．出口部
78．．．螺紋部
80．．．葉片部
81．．．延長部
82．．．凹部
82A．．．側壁面
82B．．．上壁面
82C．．．傾斜面
84．．．突出部
90．．．閉塞部
91．．．空間
92．．．內向凸緣
94．．．絞構件
96．．．微小空隙
98．．．微小空隙
100．．．工具保持器
102．．．固定螺釘
C．．．切削油
S．．．主軸
T．．．工具
圖1係顯示第1實施形態之工具保持器之構成例之圖，(a)係工具保持器整體之剖面圖，(b)係顯示用以封入軸承之詳細構造之圖。
圖2係圖1(a)之A-A剖面圖。
圖3係顯示噴射切削油之噴出口之配置例之圖，(a)係俯視圖，(b)係圖3(a)之B-B剖面圖，(c)係圖3(a)之C-C剖面圖，(d)係圖3(a)之D-D剖面圖。
圖4係顯示軸承周邊之切削油之流道構造之剖面圖。
圖5係顯示設置有第3流道之外座圈之構成例之圖，(a)係剖面圖，(b)係自圖5(a)之E方向觀察之圖，(c)係自圖5(b)之F方向觀察之圖。
圖6係顯示利用擋止件限制防旋轉銷之情況之圖。
圖7係用圖6之符號G顯示之區域之放大圖。
圖8係用以說明防旋轉銷之外徑與氣缸之行程之關係之圖，(a)顯示工具安裝部為小徑之情形，(b)顯示工具安裝部為大徑之情形。
圖9係顯示具有噴射口之護蓋之另一構成例之圖，(a)係俯視圖，(b)係圖9(a)之H-H剖面圖。
圖10係顯示第2實施形態之工具保持器之構成例之圖，(a)係顯示工具保持器之概略之剖面圖，(b)係圖10(a)之I部之放大圖。
圖11係顯示設置於工具保持器之第1流道內之整流構件之構成例之圖，(a)係俯視圖，(b)係圖11(a)之J-J剖面圖。
圖12係顯示設置於工具保持器之護蓋與工具安裝部之外周之間之葉片部之構成例之立體圖。
1‧‧‧工具保持器
2‧‧‧銑刀夾頭主體
2A‧‧‧軸部
2B‧‧‧工具安裝部
3‧‧‧拉桿
4‧‧‧插入口
5‧‧‧前端面
6‧‧‧夾頭
8‧‧‧緊固螺栓
10‧‧‧緊固螺母
11‧‧‧緊固螺母固定螺栓
12‧‧‧螺紋部
14‧‧‧緊固螺栓六角部
16‧‧‧第1流道
18‧‧‧第2流道
20‧‧‧護蓋
21‧‧‧貫通孔
22‧‧‧筒狀壁
23‧‧‧噴出口
24‧‧‧底面
26‧‧‧防旋轉絞
27．．．凹部
30．．．軸承
32．．．內座圈
33．．．軸承入口孔
34．．．外座圈
35．．．R槽
37．．．堵塞螺栓
40．．．擋止件
42．．．防旋轉銷
44．．．彈簧
46．．．活塞桿
48．．．氣缸
C．．．切削油
S．．．主軸
T．．．工具

Claims (16)

  1. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；於上述軸部及上述工具安裝部之內部設置有使自上述主軸側供給之冷卻劑流經之第1流道，經由該第1流道於上述工具安裝部之上述前端面與上述護蓋之上述底面之間引導冷卻劑；於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間設置有使經由上述第1流道而被引導至上述工具安裝部之上述前端面與上述護蓋之上述底面之間的冷卻劑流向上述軸承之第2流道；且上述軸承由上述冷卻劑之一部份且經由上述第2流道 所供給之冷卻劑予以潤滑、冷卻。
  2. 如請求項1之工具保持器，其中於上述護蓋之內部形成有包含於上述護蓋之徑向外方延伸之連通孔及自該連通孔通至外部之排出孔，且將潤滑及冷卻上述軸承後之冷卻劑排出之第3流道。
  3. 如請求項1或2之工具保持器，其中上述噴出口係複數設置於上述底面之貫通孔之周圍，且各個噴出口之相對於工具軸心方向之傾斜角互不相同。
  4. 如請求項1或2之工具保持器，其中上述護蓋至少其上述底面構成為拆裝自如。
  5. 如請求項1或2之工具保持器，其中於上述護蓋之外周設置有凹部；且上述擋止件包含與上述凹部扣合而防止上述護蓋之共同轉動之防旋轉銷。
  6. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同 轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；於上述護蓋之外周設置有凹部；上述擋止件包含與上述凹部扣合而防止上述護蓋之共同轉動之防旋轉銷；在上述防旋轉銷扣合於上述凹部之狀態下，上述凹部與上述防旋轉銷之於護蓋周向之空隙為0.1mm以上0.5mm以下。
  7. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；於上述護蓋之外周設置有凹部； 上述擋止件包含與上述凹部扣合而防止上述護蓋之共同轉動之防旋轉銷；設置有上述凹部之部位之上述護蓋之外徑，無論上述工具安裝部之直徑為何皆為大致一定。
  8. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；於上述護蓋之外周設置有凹部；上述擋止件包含與上述凹部扣合而防止上述護蓋之共同轉動之防旋轉銷；遍及上述護蓋之全周設置有複數個上述凹部；且上述擋止件進而包含使上述防旋轉銷移動之致動器，及設置於該致動器與上述防旋轉銷之間之彈簧。
  9. 如請求項8之工具保持器，其中上述擋止件進而包含利用上述致動器之驅動力而相對於工具軸心方向於傾斜方向進退之桿；且上述防旋轉銷係經由上述彈簧而被支持於上述桿。
  10. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；於上述軸部及上述工具安裝部之內部設置有使自上述主軸側供給之冷卻劑流經之第1流道，經由該第1流道於上述工具安裝部之上述前端面與上述護蓋之上述底面之間引導冷卻劑；且在上述第1流道內之上述工具之後端面之上游側，設置有以使上述冷卻劑流向上述工具之上述後端面之周緣 與形成上述第1流道之上述工具安裝部之內壁面之間之空隙之方式而整流上述冷卻劑之整流構件。
  11. 如請求項10之工具保持器，其中上述整流構件使上述第1流道之剖面面積減少並使上述冷卻劑之壓力上升。
  12. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；進而包含設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間、且向上述工具安裝部之上述前端面擠壓出上述冷卻劑之葉片部。
  13. 如請求項12之工具保持器，其中固定於上述工具安裝部之外周之上述軸承之內座圈於 上述工具安裝部之上述前端面側具有未被上述軸承之外座圈覆蓋之延長部；且上述葉片部係設置於上述內座圈之上述延長部。
  14. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；進而包含以使上述護蓋與上述工具安裝部之間之空間充滿加壓狀態之上述冷卻劑之方式，抑制上述冷卻劑自上述空間流出之閉塞部。
  15. 一種工具保持器，其特徵為其係用以將工具安裝於工具機之主軸上者，且包含：軸部，其係設置於一端，並被固持於上述主軸；工具安裝部，其係設置於另一端，並於前端面具有使 上述工具插入之插入口；護蓋，其具有覆蓋上述工具安裝部之外周之筒狀壁、及覆蓋上述工具安裝部之上述前端面之底面；軸承，其係設置於上述護蓋之上述筒狀壁與上述工具安裝部之間；及擋止件，其係防止上述護蓋隨著上述工具安裝部共同轉動；且於上述護蓋之上述底面，設置有使上述工具貫通之貫通孔、及配置於該貫通孔之周圍且向上述工具噴射冷卻劑之噴出口；上述噴出口為連接圓形部、與具有較該圓形部之直徑更小之寬度且自上述圓形部朝偏離上述貫通孔之方向延伸之長孔部之形狀；且上述長孔部之相對於工具中心方向之傾斜角較上述圓形部之相對於工具中心方向之傾斜角更大。
  16. 一種工具機，其具備如請求項1或2之工具保持器。
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