JPH0811036A - 流体供給継手を有する工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸の回転数が高くても発熱、クーラント液
の漏洩等を防止すると共に、工具ホルダーの回転数に制
限がなく、クーラント液の供給流量の低下を防止する。 【構成】 継手ハウジング３１の流体供給孔３９に供給
されたクーラント液は、工具ホルダー９の半径方向流体
通路２９、流体供給孔２７を経由して工具把持側に供給
されるが、ポンプ室７７、８１に流入したクーラント液
には動圧発生溝７５、７９の回転によって動圧が発生
し、そのほとんどは前記半径方向流体供給通路２９側に
戻される。残りの流体は漏出流体圧力降下室８３に充満
する。漏出流体圧力降下室８３の体積はポンプ室７７の
体積より充分大きいので流体の圧力は大気圧まで降下さ
れ、漏出流体圧力降下室８３に充満した流体はドレイン
孔８５より外部に排出され、回転軸１側には流出しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主軸等に装着された工
具ホルダーに流体を供給するための流体供給継手を有す
る工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の工具ホルダーへの流体供給継手
は、図３に示されるように、工具ホルダー１００の工具
把持側の外周部にベアリング１０２によって回転自在に
遊嵌される継手ハウジング１０４の内面凹部１０６の両
側に配置されるシール材１０８によって、内面凹部１０
６から漏洩する流体をシールするものである。そして、
図示しないポンプで加圧されたクーラントがクーラント
供給アーム１１０から、継手ハウジング１０４に設けら
れた流体通路１１２を経由して前記内面凹部１０６に満
たされ、工具ホルダー１００に穿設された流体通路１１
４及び１１６を経由して工具１１８の中心に穿設された
液体供給孔１２０へ供給している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主軸の
回転数が高くなるとシール材の摩耗が過大になり、発熱
したり、クーラントの漏洩等が生じると共に、シール材
によって回転数が制限されるという問題があった。ま
た、工具ホルダーと継手ハウジングとの間のベアリング
に漏洩したクーラントが入り込み、ベアリングが汚れた
り破損したりするという問題点があった。

【０００４】更に、クーラントを半径方向から供給する
ため主軸回転による遠心力の影響を受け易く、高速回転
時においてクーラント供給流量が低下し、工具からの噴
出量が低下するという問題点があった。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、主軸の回転数が高くても発熱、
漏洩等が生じないと共に、回転数に制限がなく、また、
ベアリングが汚れたり破損したりすることがなく、更に
は、クーラント供給流量の低下が生じない工具ホルダー
への流体供給継手を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に係わる流体供給継手を有する工作
機械は、回転軸と同軸上に着脱可能に把持されると共
に、工具把持側から軸心に沿って延び、その終点から外
端面に向かって開口する流体通路が形成された工具ホル
ダーと、その工具ホルダーに対して回転可能に配置され
ると共に、流体を工具ホルダーの流体通路に供給するた
めに工具ホルダーの流体通路に対向する流体供給孔が形
成された継手ハウジングと、工具ホルダーと継手ハウジ
ングとの間に配置されると共に、流体供給孔と流体通路
との連結部分から漏れた流体をその連結部分に押戻すた
めのポンプ手段とを備えている。

【０００７】そして、請求項２に係わる流体供給継手を
有する工作機械は、ポンプ手段が螺旋形状の動圧発生溝
が形成されると共に工具ホルダーに固定配置された動圧
発生リングと、動圧発生溝と対向配置されるように継手
ハウジングに形成された継手ハウジングフランジ部とで
形成されている。

【０００８】また、請求項３に係わる流体供給継手を有
する工作機械は、回転軸と同軸上に着脱可能に把持され
ると共に、工具把持側から軸心に沿って延び、その終点
から外端面に向かって開口する流体通路が形成された工
具ホルダーと、その工具ホルダーに対して回転可能に配
置されると共に、流体を工具ホルダーの流体通路に供給
するために工具ホルダーの流体通路に対向する流体供給
孔が形成された継手ハウジングと、流体供給孔と流体通
路との連結部分に連通され、その連結部分から漏れた流
体の圧力を降下するための漏出流体圧力降下室と、その
漏出流体圧力降下室に開口し、圧力が降下された漏出流
体を継手ハウジングの外部に排出するドレイン孔とを備
えている。

【０００９】更に、請求項４に係わる流体供給継手を有
する工作機械は、回転軸と同軸上に着脱可能に把持され
ると共に、工具把持側から軸心に沿って延び、その終点
から外端面に向かって開口する流体通路が形成された工
具ホルダーと、その工具ホルダーに対して回転可能に配
置されると共に、流体を工具ホルダーの流体通路に供給
するために工具ホルダーの流体通路に対向する流体供給
孔が形成された継手ハウジングと、工具ホルダーと前記
継手ハウジングとの間に配置されると共に、流体供給孔
と流体通路との連結部分から漏れた流体をその連結部分
に押戻すためのポンプ手段と、そのポンプ手段に連通さ
れ、ポンプ手段から漏れた流体の圧力を降下するための
漏出流体圧力降下室と、その漏出流体圧力降下室に開口
し、圧力が降下された漏出流体を継手ハウジングの外部
に排出するドレイン孔とを備えている。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１に係わる
流体供給継手を有する工作機械においては、継手ハウジ
ングがその流体供給孔から流体を工具ホルダーの流体通
路に供給し、ポンプ手段が流体供給孔と流体通路との連
結部分から漏れた流体をその連結部分に押戻す。

【００１１】そして、請求項２に係わる流体供給継手を
有する工作機械においては、螺旋形状の動圧発生溝が形
成された動圧発生リングが工具ホルダーと共に回転し
て、連結部分から漏れた流体をその連結部分に押戻す。

【００１２】また、請求項３に係わる流体供給継手を有
する工作機械においては、継手ハウジングがその流体供
給孔から流体を工具ホルダーの流体通路に供給し、漏出
流体圧力降下室が流体供給孔と流体通路との連結部分か
ら漏れた流体の圧力を降下し、ドレイン孔が圧力の降下
した漏出流体を継手ハウジングの外部に排出する。

【００１３】更に、請求項４に係わる流体供給継手を有
する工作機械においては、継手ハウジングがその流体供
給孔から流体を工具ホルダーの流体通路に供給し、ポン
プ手段が流体供給孔と流体通路との連結部分から漏れた
流体をその連結部分に押戻し、漏出流体圧力降下室がポ
ンプ手段から漏れた流体の圧力を降下し、ドレイン孔が
圧力の降下した漏出流体を継手ハウジングの外部に排出
する。

【００１４】

【実施例】以下本発明を具体化した一実施例を図面を参
照して説明する。図１は、本実施例の工作機械のの工具
ホルダーへの流体供給継手部分を示す断面図である。図
に於いて、工作機械の主軸等の回転軸１は軸受３を介し
てハウジング５に回転自在に支承されている。回転軸１
にはテーパー状の凹部７が形成され、工具ホルダー９の
テーパー状の凸部１１が嵌合されている。さらに、工具
ホルダー９の図に於いて上端部にはプルスタッド１３が
螺合されている。プルスタッド１３は、回転軸１内に配
置されて図示しない引っ張り機構によって図に於いて上
側に付勢されるドローバー１５によって引っ張られ、工
具ホルダー９を回転軸１に固締している。

【００１５】工具ホルダー９の図に於いて下端には小径
のテーパー状凹部１７が形成され、前記小径のテーパー
状凹部１７にコレット１９が嵌合されて締め付けナット
２１によって工具ホルダー９に固締されている。コレッ
ト１９の中心には工具２３が把持されている。工具２３
の中心には流体供給孔２５が穿孔されて、工具ホルダー
９に穿孔された工具ホルダー流体通路２７に連通してい
る。工具ホルダー流体通路２７の端部には複数の半径方
向流体通路２９が、前記工具ホルダー流体通路２７に連
通して穿孔されている。

【００１６】工具ホルダー９の外周部には継手ハウジン
グ３１が前記工具ホルダー９に回転自在にベアリング３
３によって支承されている。継手ハウジング３１の内周
部には、前記半径方向流体通路２９に対向して継手ハウ
ジングフランジ部３５が配置されている。継手ハウジン
グフランジ部３５の側面には円環状凹部３７が形成さ
れ、その円環状凹部３７に接続して流体供給孔３９が穿
孔されている。流体供給孔３９の端部は、継手ハウジン
グ３１の主軸側端面４１から開口されるピンスライド孔
４３の端面に連通している。ピンスライド孔４３には、
流体供給ピン４５が軸方向に摺動可能に挿入され、スプ
リング４７によって回転軸１側に付勢されている。

【００１７】また、Ｏリング４９は、ピンスライド孔４
３と流体供給ピン４５との隙間から流体が漏洩するのを
防いでいる。流体供給ピン４５の片方の端部はハウジン
グ５に設けられた回り止め孔５１に挿入されている。流
体供給ピン４５の中心には流体通路５３が貫通されて、
ハウジング５に形成されたハウジング流体通路５５と連
通して、ハウジング５側から継手ハウジング３１の流体
供給孔３９に流体を供給可能にしている。流体通路５３
の端部とハウジング流体通路５５の端部とにはチェック
バルブ５７、５９がそれぞれ設けられて工具ホルダー脱
着時に流体が外部に漏れるのを防止している。

【００１８】流体供給ピン４５の外周部には位置決めア
ーム６１が固定され、前記位置決めアーム６１は工具ホ
ルダー９の外周面に設けられた切り欠き部６３と嵌合し
て、工具ホルダー脱着時に工具ホルダー９と継手ハウジ
ング３１とが回転して位相がずれるのをするのを防いで
いる。尚、位置決めアーム６１は工具ホルダー９の回転
時には切り欠き部６３から外れるように構成されてい
る。

【００１９】継手ハウジング３１に配置された継手ハウ
ジングフランジ部３５の回転軸１側（図で上側）の側面
に対向して、動圧発生リング６５が工具ホルダー９の第
一の小径部６９に固定されている。また、継手ハウジン
グフランジ部３５の工具２３側（図で下側）の側面に対
向して、動圧発生リング７１が工具ホルダー９の第二の
小径部７３に固定されている。そして、動圧発生リング
６５の継手ハウジングフランジ部３５に対向する面に
は、図２（図１のＡ−Ａ線断面図）に示されるように、
複数の螺旋状の動圧発生溝７５が形成され、動圧発生リ
ング６５が左回り方向に回転することによって、クーラ
ント液をその中心方向に押戻すように構成されている。
すなわち、動圧発生リング６５の凸部が継手ハウジング
フランジ部３５と微少隙間を保って動圧効果を発生する
第一のポンプ室７７を形成している。

【００２０】また、動圧発生リング７１の継手ハウジン
グフランジ部３５に対向する面にも、同様に、複数の螺
旋状の動圧発生溝７９が形成され、その凸部は継手ハウ
ジングフランジ部３５と微少隙間を保って動圧効果を発
生する第二のポンプ室８１を形成している。

【００２１】そして、これらのポンプ室７７，８１が、
本発明のポンプ手段を構成している。

【００２２】第一のポンプ室７７に隣接して、継手ハウ
ジング３１の内周部と動圧発生リング６５の外周部との
間で漏出流体圧力降下室８３が形成され、継手ハウジン
グ３１の外周部に開口するドレイン孔８５が前記漏出流
体圧力降下室８３に連通して形成されている。さらに、
漏出流体圧力降下室８３に隣接して、動圧発生リング６
５の大径部８７と継手ハウジング３１の小径部８９とに
よってラビリンスシールを構成する微少隙間９１が設置
されている。又、微少隙間９１に隣接して第二漏出流体
圧力降下室９３が形成され、継手ハウジング３１の外周
部に開口する第二ドレイン孔９５が前記第二漏出流体圧
力降下室９３に連通して形成されている。

【００２３】一方、継手ハウジング３１の工具２３側端
面にはエンドプレート９７が配置され、動圧発生リング
７１と前記エンドプレート９７とによってラビリンスシ
ールを構成する微少隙間９９が設置されている。

【００２４】以上の構成に基づき作用に付いて説明す
る。

【００２５】クーラント液等の流体はハウジング５のハ
ウジング流体通路５５から供給される。工具交換を行っ
た場合、回転軸１のテーパー状の凹部７と工具ホルダー
９のテーパー状の凸部１１が嵌合されるとともに、プル
スタッド１３がドローバー１５によって図で上側に引っ
張られ、工具ホルダー９を回転軸１に固締する。さらに
これと同時に、流体供給ピン４５がハウジング５の回り
止め孔５１に挿入されて、継手ハウジング３１が工具ホ
ルダー９と共に回転するのを防いでいる。

【００２６】この状態で、ハウジング流体通路５５と流
体供給ピン４５の流体通路５３とが連通して、流体は、
流体供給孔３９を経由して、円環状凹部３７に流入す
る。円環状凹部３７に流入した流体の大部分は半径方向
流体通路２９内に流入し、工具ホルダー流体通路２７を
経由して、工具２３に穿孔された流体供給孔２５から外
部に噴出する。

【００２７】流体のごく一部は、第一のポンプ室７７と
第二のポンプ室８１とに流入する。第一のポンプ室７７
に流入した流体には、工具ホルダー９と共に高速回転す
る動圧発生リング６５に形成された螺旋状の動圧発生溝
７５のポンプ作用によって動圧効果が発生し、その大部
分が円環状凹部３７に押しもどされる。残りの流体は漏
出流体圧力降下室８３に漏出し、大気圧に減圧された
後、継手ハウジング３１の外周部に開口するドレイン孔
８５から外部に排出される。さらに、漏出流体圧力降下
室８３に隣接してラビリンスシールを構成する微少隙間
９１が設置されて、流体が漏出流体圧力降下室８３から
図の上方向に漏れるのを防いでいる。しかしながら、微
少隙間９１を通過する流体が有る場合は、流体は第二漏
出流体圧力降下室９３に流入し、第二ドレイン孔９５か
ら外部に排出されるので、ベアリング３３やその先の回
転軸１側には流出しない。

【００２８】一方、第二のポンプ室８１に流入した流体
にも、高速回転する動圧発生リング７１に形成された螺
旋状の動圧発生溝７９のポンプ作用によって動圧効果が
発生し、その大部分が円環状凹部３７に押しもどされ
る。残りの流体は微少隙間９９を通過して工具２３側に
排出される。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の流体供給継手を有する工作機械は、ポンプ作用に
よって外部から供給される流体の漏れを防止するもので
あるから、回転軸の回転数が高くても発熱、漏洩等が防
止することができ、また、漏洩した流体を外部に排出す
ることができ、流体によって工具ホルダーと継手ハウジ
ングとの間のベアリング等を汚したり破損したりするこ
とを防止できる。

【００３０】更に、回転数に制限がなく、かつ、クーラ
ント供給流量の低下が生じないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例の工作機械の流体供
給継手部分の構成を示す断面図である。

【図２】図２は、上記流体供給継手の動圧発生リングに
おける動圧発生溝の形状を説明するための説明図であ
る。

【図３】図３は、従来の流体供給継手の構成を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ９ 工具ホルダー ２５ 流体供給孔 ２７ 工具ホルダー流体通路 ２９ 半径方向流体通路 ３１ 継手ハウジング ３５ 継手ハウジングフランジ部 ３９ 流体供給孔 ６５ 動圧発生リング ７１ 動圧発生リング ７５ 動圧発生溝 ７７ 第一のポンプ室 ７９ 動圧発生溝 ８１ 第二のポンプ室 ８３ 漏出流体圧力降下室 ８５ ドレイン孔 ９３ 第二漏出流体圧力降下室 ９５ ドレイン孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と同軸上に着脱可能に把持される
   と共に、工具把持側から軸心に沿って延び、その終点か
   ら外端面に向かって開口する流体通路が形成された工具
   ホルダーと、 その工具ホルダーに対して回転可能に配置されると共
   に、流体を工具ホルダーの前記流体通路に供給するため
   に工具ホルダーの流体通路に対向する流体供給孔が形成
   された継手ハウジングと、 前記工具ホルダーと前記継手ハウジングとの間に配置さ
   れると共に、前記流体供給孔と前記流体通路との連結部
   分から漏れた前記流体をその連結部分に押戻すためのポ
   ンプ手段とを備えた事を特徴とする流体供給継手を有す
   る工作機械。
2. 【請求項２】 前記ポンプ手段は、螺旋形状の動圧発生
   溝が形成されると共に前記工具ホルダーに固定配置され
   た動圧発生リングと、前記動圧発生溝と対向配置される
   ように前記継手ハウジングに形成された継手ハウジング
   フランジ部とで形成される事を特徴とする請求項１記載
   の流体供給継手を有する工作機械。
3. 【請求項３】 回転軸と同軸上に着脱可能に把持される
   と共に、工具把持側から軸心に沿って延び、その終点か
   ら外端面に向かって開口する流体通路が形成された工具
   ホルダーと、 その工具ホルダーに対して回転可能に配置されると共
   に、流体を工具ホルダーの前記流体通路に供給するため
   に工具ホルダーの流体通路に対向する流体供給孔が形成
   された継手ハウジングと、 前記流体供給孔と前記流体通路との連結部分に連通さ
   れ、その連結部分から漏れた前記流体の圧力を降下する
   ための漏出流体圧力降下室と、 その漏出流体圧力降下室に開口し、圧力が降下された漏
   出流体を継手ハウジングの外部に排出するドレイン孔と
   を備えた事を特徴とする流体供給継手を有する工作機
   械。
4. 【請求項４】 回転軸と同軸上に着脱可能に把持される
   と共に、工具把持側から軸心に沿って延び、その終点か
   ら外端面に向かって開口する流体通路が形成された工具
   ホルダーと、 その工具ホルダーに対して回転可能に配置されると共
   に、流体を工具ホルダーの前記流体通路に供給するため
   に工具ホルダーの流体通路に対向する流体供給孔が形成
   された継手ハウジングと、 前記工具ホルダーと前記継手ハウジングとの間に配置さ
   れると共に、前記流体供給孔と前記流体通路との連結部
   分から漏れた前記流体をその連結部分に押戻すためのポ
   ンプ手段と、 そのポンプ手段に連通され、ポンプ手段から漏れた前記
   流体の圧力を降下するための漏出流体圧力降下室と、 その漏出流体圧力降下室に開口し、圧力が降下された漏
   出流体を継手ハウジングの外部に排出するドレイン孔と
   を備えた事を特徴とする流体供給継手を有する工作機
   械。