JPS624550A - 給油装置付き工具ホルダ−ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ン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（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
かっ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った。

（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ットを提案するものであって、
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ずる給油路が回転中心部に
軸心方向にそって形成された工具ホルダーユニットに於
いて、前記非回転支持部材の内周に環状のポンプ室を形
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、前記給油路を前
記ポンプ室に於ける吸入部に連通させる流路と、前記ポ
ンプ室に於ける吐出部を前記工具ホルダーの工具取り付
け部に開口する給油口に連通させる流路とを設けた点に
ある。

（作用） このような本発明の工具ホルダーユニットに於いては、
工作機械側のスピンドルの送油路から工具ホルダーの給
油路へ供給される切削油は、非回転支持部材側のポンプ
室を経由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って回転せしめら
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。

（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は六輪状の工具ホルダー
であって、一端側にマニピュレータ用把持部２と先細り
状のシャンク部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って、前記工具ホルダー１を、
そのマニピュレータ用把持部２と工具取り付け部４との
中間位１で軸受６を介して回転のみ可能に支持し、その
−側部に形成された半径方向突出部７に嗅、工具ホルダ
ー１と平行な方向でシャンク部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１
０に出退移動自在にねし嵌合されたビン先端部材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の基部が前記ビン先端部材１１に遊嵌さ
れた状態で、当該ピン先端部材１１に螺嵌されたロック
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　１、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に於けるマニピュレータ
用把持部２の周辺適当箇所に形成された被保合部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って
、シャンク部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って、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
ベーイｌｅａ、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１５
ａ、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、このボ・ンプ室１
７に隣接するように非回転支持部材５の内周に形成され
た環状流路２２と連通路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の吐出部であって、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環状流路２６と連通路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ットは、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に於けるシャンク部３の
先端に、前記給油路１６と連通するカンプリング３３が
予め取り付けられた工具ホルダーユニットは、マニピエ
レータ用把持部２を介してこの工具ホルダーユニットを
把持するマニピユレータにより、工具ホルダー１のシャ
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、セントされ
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周り止め用ピン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。

そして前記周り止め用ピン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側の被保合部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側のカップリング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と連通ずる結果、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の工具取り付け
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
ーユニットが上記のように工作機械側のスピンドル３２
にセントされたならば、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２４、非回転支持部
材５側の環状流路２２、連通路２３、ポンプ室１７、連
通路２７、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。従って、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ブイ繁用により加圧
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１
７と一対のベーン１８ａ、１８ｂ及びスプリング２０が
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
ーンポンプによって増圧された状態で給油口２８に圧送
される。

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。ｎ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４ｏ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−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１６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２９を介
して連通している。４４は、前記隔壁板４５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。従って環状
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４０内に引き込む吸引力が作用し、ポンプ室４
０内に吸引された切削油は加圧されて吐出部４８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４１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に連通ずる連通路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５ｏ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５ｏ内に引き込む吸引力が作用し、ポンプ室５
ｏ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４
６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−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って、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例のポンプ室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。従っ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５３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５　＊＋ｈ＜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６
１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を介して連通ず
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を介して連通ずる。又、前記吐出側の環状流路５
９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を介して連通ずると共に、工
具ホルダー１側の給油口２８と直径方向流路２９を介し
て連通ずる。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ペーサーリングであっ
て、これには前記連通路６５．６７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。従ってポンプ室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４９ａ、６９
ｂ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を介して連通ずる非回転支持部材５側の環状
流路７２は、両ギヤー７０ａ、？Ｇｂ間の咬合部−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を介して連通ずる非
回転支持部材５側の環状流路７４は、前記両ギヤー７０
ａ、７０ｂ間の咬合部他側方の吐出部と連通路７５を介
して連通ずる。

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例のポンプ室６９ａ内で工具ホルダー１
側のギヤー７０ａが回転し、これに伴って非回転支持部
材５側のギヤー７０５も連動回転し、前記ポンプ室６９
ａ、６９ｂ内に於いてギヤーポンプ作用が生じる。従っ
てポンプ室６９ａ、６９ｂ間のの吸入部には給油路１６
から供給される切削油を環状流路７２ｊＪＬび連通路７
３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６９３．６９ｂ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２Ｂ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ッ
トによれば、工具ホルダー内まで供給された切削ユニッ
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像くとも確実円滑
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、工具ホルダーユニットに必要な部品である非回転支
持部材の一部によって形成され、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
ものであって、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っ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
ースル一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
。従って、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
フィルティ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。

【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Ｃ−Ｃ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１Ｏ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１１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・・・廻り止め用ビン、１３・・・工具ホルダ
ー廻り止め用レバー、１６・・・給油路、１７・・・ベ
ーンポンプ用ポンプ室、１８ａ、１８ｂ・・・ベーン、
２１，４２．５５．６４・・・吸入部、２２．２６，４
３，４６．５９．６３．７２．７４・・・環状流路、２
３，２７，４７．５２．６５，６７．７３．７５・・・
連通路、２４．２９・・・直径方向流路、２５．４８，
５１，５６．６６・・・吐出部、２８・・・給油口、３
２・・・スピンドル、３３・・・カップリング、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、６９ａ。 ６９ｂ・・・ギヤーポンプ用ポンプ室、７０ａ、７０ｂ
・・・ギヤーポンプ用ギヤー。 特許出願人　大昭和精機株式会社 第２図 ＜ｄ 第３図 第６図 第９図 第　ＩＱ　Ｉ！ｉ！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   って形成された工具ホルダーユニットに於いて、前記非
   回転支持部材の内周に環状のポンプ室を形成し、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、前記給油路を前記ポンプ室に
   於ける吸入部に連通させる流路と、前記ポンプ室に於け
   る吐出部を前記工具ホルダーの工具取り付け部に開口す
   る給油口に連通させる流路とを設けて成る給油装置付き
   工具ホルダーユニット。