JP2003266274A - 工具用液体供給構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転下でも刃先に確実にクーラントを供
給し、コレットからの噴射部分の面積を絞ることにより
クーラントの流速を高めると共に、工具保持性能、経済
的に有利な工具用液体供給構造を得る。 【解決手段】 カバーリング１２をフランジ１１ａに装
着したストレートコレット１１はホルダ本体２２に挿着
される。その後に、コレット１１に挿入された工具Ｔは
工具ホルダ２１によりコレット１１を締め付けて固定さ
れて使用される。オイルミストや冷却液、冷却空気から
成るクーラントＣが、矢印で示すように後端のプルスタ
ッド２３側から流入してコレット１１のすり割り溝１１
ｂを通り、カバーリング１２のノズル孔１２ｃから工具
Ｔの刃先に向けて勢い良く噴射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械主軸へ取
り付けて使用する工具に、クーラントを噴射するための
工具用液体供給構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の回転工具に、冷却や潤滑のた
めのクーラントを供給するミーリングチャックのような
ストレートコレットを使用して、内部にクーラント用通
路を有しない油孔無し切削工具の先端にクーラントを供
給する場合がある。この場合には、図８に示すようにホ
ルダ１に固定された従来のストレートコレット２に形成
されているスリットの割り溝３の隙間からクーラントＣ
を噴射して、装着した工具Ｔの外周に沿って軸方向にク
ーラントＣを供給している。

【０００３】この方法では、低速回転時ではクーラント
Ｃを有効に工具Ｔの刃先に供給可能であるが、１万回転
以上の高速回転になると遠心力の作用で、クーラントＣ
が径方向外側に飛散して向きが変わり、工具Ｔの刃先に
有効に届かずに潤滑や冷却が十分にできない欠点があ
る。

【０００４】また、スリットの割り溝３は比較的断面積
が大きく、複数の割り溝３の合計面積は大きい。一方、
プルスタッド４を通ってくるクーラントＣの通路５の孔
径はそれ程大きくはなく、通常では６ｍｍ以下であり、
スリット３を通過するための供給流量が確保できないこ
とから、噴射流速が上げられない問題がある。従って、
これらの従来の技術では高々３０００回転／分程度が限
界である。

【０００５】一方、油孔を持たない工具Ｔの先端にクー
ラントを高速回転下で供給する要求は高まりつつあり、
前述したように１万回転以上の高速回転でも、確実にク
ーラントを供給できるストレートコレットが求められて
いる。

【０００６】そこで、本発明者らは実開昭６４−２６１
０４号公報において、図９に示すようにコレット６の前
端のフランジ７にノズル孔８を設けることを提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この図９に示
す構造においては、流路を絞って流速を高める点で優れ
ているが、スリットのすり割り溝９が後端から形成され
ており、そのために工具シャンクの保持を確実かつ強固
に行うことができない、という工具保持性能に影響を与
えてしまうことになる。

【０００８】また、コレット６にノズル孔８を形成して
いるのでコレット６の設計変更が不可能で、ユーザの仕
様変更時にはコレット６を交換する必要があり、経済的
ではない。

【０００９】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
高速回転下でも刃先に確実にクーラントを供給し、コレ
ットからの噴射部分の面積を絞ることによりクーラント
の流速を高めると共に、工具保持性能、経済性も充分に
有する工具用液体供給構造を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るストレートコレットは、工具を固定する
ために先端が径方向に弾性変形可能な割りコレットの前
端にフランジを設け、該フランジを縮径した状態でカバ
ーリングを装着し、該カバーリングは前記工具先端にク
ーラントを供給するためのノズル孔を有することを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図７に図示の実施
の形態に基づいて詳細に説明する。図１、図２に示すよ
うに、ストレートコレット１１の先端側にフランジ１１
ａが形成され、このフランジ１１ａ側から後端に向けて
スリット状のすり割り溝１１ｂが所定間隔で形成されて
いる。また、フランジ１１ａにはその前方を覆うように
カバーリング１２が装着されており、フランジ１１ａの
先端の拡径部１１ｃがカバーリング１２の内径溝部１２
ａに、コレット１１の弾性変形を利用してフランジ１１
ａを縮めた状態で取り付けられている。

【００１２】カバーリング１２には、工具を挿通する工
具挿込孔１２ｂ、クーラントを噴射するための１個又は
複数個の本実施の形態では２個のノズル孔１２ｃが設け
られている。更に、カバーリング１２の工具ホルダ本体
の端面との接触面にはＯリング１３が介在され、このＯ
リング１３によってカバーリング１２と工具ホルダ本体
間は密にシールされるようになっている。

【００１３】また、フランジ１１ａとカバーリング１２
の間には、例えばＯリングから成るばね部材１４が設け
られており、このばね部材１４は後述するようにコレッ
ト１１とカバーリング１２の位置関係を双方が液体の圧
力が印加された状態に保ち、コレット１１をホルダ本体
に装着したときにカバーリング１２がホルダ本体の端面
から離間することを防止している。

【００１４】工具挿込孔１２ｂの内径は、クーラントが
漏れ出ない程度、例えば工具の外径に対して＋０．０１
程度のクリアランスが許容されている。

【００１５】カバーリング１２のノズル孔１２ｃの径は
１〜３ｍｍで、クーラントの圧力が低下しない程度とさ
れ、ノズル孔１２ｃの角度は軸線に対して３°〜１５°
程度中心軸側に向けられている。この向きによって、ク
ーラントには高速回転時の遠心力に打ち勝つ内側方向の
エネルギが付与される。

【００１６】図３に示すように、カバーリング１２をフ
ランジ１１ａに装着したストレートコレット１１はホル
ダ本体２２に挿着される。その後に、図４に示すように
コレット１１に挿入された工具Ｔは、工具ホルダ２１に
よりコレット１１を締め付けて固定されて使用される。

【００１７】例えば、オイルミストや冷却液、冷却空気
から成るクーラントＣが、矢印で示すように後端のプル
スタッド２３側から流入してコレット１１のすり割り溝
１１ｂを通り、カバーリング１２のノズル孔１２ｃから
工具Ｔの刃先に向けて勢い良く噴射される。クーラント
Ｃの圧力は通常では３〜７ＭＰａ程度を必要とするが、
実験では２万回転／分までは工具Ｔの刃先に有効にクー
ラントが供給されることを確認できた。

【００１８】このように、カバーリング１２にノズル孔
１２ｃを設け、必要に応じてノズル孔１２ｃの数、径が
異なるカバーリング１２に交換することで、ストレート
コレット１１はそのままで、使用状況に合わせて最適な
構成を選択することができる。

【００１９】なお、図５はストレートコレット１１に対
するばね部材１４の作用説明図である。つまり、コレッ
ト１１の前端面とカバーリング１２の内面端との間に
は、図５の上半分に示すように組立のための隙間Ａが必
要であるが、ばね部材１４を用いずにコレット１１をホ
ルダ２１によりホルダ本体に固定すると、クーラントＣ
を供給したときに、その隙間Ａ分だけカバーリング１２
が前方に押し出されることになる。従って、カバーリン
グ１２とホルダ２１の端面との間に隙間が生じ、Ｏリン
グ１３のシールが機能しなくなり、クーラントＣはこの
隙間から洩れてしまうことになる。

【００２０】このため、カバーリング１２とフランジ１
１ａ間に弾性体であるばね部材１４を介在してこれらの
間を弾性的に拡開し、図５の下半分に示すようにコレッ
ト１１をホルダ本体２２に固定する際に、予めコレット
１１を押し込んでカバーリング１２とホルダ２１の端面
を近接し、Ｏリング１３が作用するようにしている。

【００２１】なお、ばね部材１４はカバーリング１２と
フランジ１１ａ間を拡開する弾性力を付与すればよいの
で、ばね部材１４の代りに、図６（ａ）〜（ｃ）にそれ
ぞれ示す板ばね１４ａ、リング状スプリング１４ｂ、波
形座金１４ｃ等の弾性体を、図７（ａ）〜（ｃ）に示す
ようにカバーリング１２とフランジ１１ａ間にそれぞれ
介在させてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る工具用
液体供給構造は、ノズル孔を有するカバーリングをスト
レートコレットの先端に着脱自在に装着したので、工具
にクーラントを良好に供給できると共に、使用状況に応
じて簡便に取り換えて使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ストレートコレットにカバーリングを装着した
状態の縦断面図である。

【図２】カバーリングの正面図である。

【図３】工具ホルダ本体にストレートコレットを取り付
けた状態の縦断面図である。

【図４】ストレートコレットにカバーリング、工具を取
り付けた状態の縦断面図である。

【図５】ばね部材の作用説明図である。

【図６】ばね部材の代替品の説明図である。

【図７】ばね部材の代替品の使用状態の説明図である。

【図８】従来の工具用液体供給構造の縦断面図である。

【図９】従来の工具用液体供給構造の縦断面図である。

【符号の説明】

１１ ストレートコレット １１ａ フランジ １２ カバーリング １２ａ 内径溝部 １２ｂ 工具挿込孔 １２ｃ ノズル孔 １３ Ｏリング １４ ばね部材 ２１ 工具ホルダ ２２ 工具ホルダ本体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具を固定するために先端が径方向に弾
   性変形可能な割りコレットの前端にフランジを設け、該
   フランジを縮径した状態でカバーリングを装着し、該カ
   バーリングは前記工具先端にクーラントを供給するため
   のノズル孔を有することを特徴とする工具用液体供給構
   造。
2. 【請求項２】 前記ノズル孔は前記カバーリングの中心
   軸方向に向けて傾斜して設けた請求項１に記載の工具用
   液体供給構造。
3. 【請求項３】 前記カバーリングとフランジ間にこれら
   の間を拡開する弾性体を介在した請求項２に記載の工具
   用液体供給構造。
4. 【請求項４】 前記割りコレットはストレートコレット
   とした請求項１又は２又は３に記載の工具用液体供給構
   造。