(57)【要約】【課題】低コストなシール機構を有する主軸と工具の装着部の構造を提供すること。【解決手段】工作機械の主軸と工具ホルダーとの装着部構造において、前記工作機械の前記主軸に設けられたテーパ穴部に、前記工具ホルダーが備えたテーパシャンク部を挿入することによって、前記工具ホルダーを前記主軸に取り付けており、前記テーパ穴部または前記主軸の内壁部の少なくとも一方に、少なくとも１つの円周方向に沿った溝を形成した。これにより、工具ホルダーのそれぞれに円周方向に沿った溝を設けたり、別途環状部材を設ける必要がなく、簡便に低コストでシール機構を構成することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸と工具ホルダーとの装着部構造において、
前記工作機械の前記主軸に設けられたテーパ穴部に、前記工具ホルダーが備えたテーパシャンク部を挿入することによって、前記工具ホルダーを前記主軸に取り付けており、
前記テーパ穴部または前記主軸の内壁部の少なくとも一方に、少なくとも１つの円周方向に沿った溝を形成したことを特徴とする主軸と工具ホルダーとの装着部構造。
【請求項２】
前記円周方向に沿った溝にシール部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の主軸と工具ホルダーとの装着部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械における主軸と工具ホルダーの装着部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械において、工具ホルダーを主軸と着脱自在に固定するため、一般に工具クランプ機構が設けられている。工具クランプ機構は、ばね等により工具ホルダーを把持するための力を発生している。図３は、従来の工具クランプ機構の全体概略図であり、１は主軸、３はドローバシャフト、７は工具ホルダー、１６はばねであり、主軸１内に、ばね１６をはさんでドローバシャフト３が挿入されている。
【０００３】
また、工作機械においては、加工性能を向上させるために、工具ホルダーに取り付けられた工具と被削物が接触する箇所である加工点に対して、工具の先端から高圧の切削液を供給する構造が知られている。この構造においては、工具の先端から高圧の切削液を加工点に供給するために、高圧の切削液を送るポンプを備え、主軸の内部や工具ホルダーに切削液を通過させるための貫通孔が設けられている。
【０００４】
高圧の切削液が工具ホルダーのテーパ部やプルスタッドに作用することで、工具クランプ機構が工具ホルダーを把持する力を減じる方向に力が生じる。この際に、切削液の圧力が高くなると、切削液が主軸のテーパ穴部と工具ホルダーのテーパ部との間に浸入して、主軸のテーパ穴部と工具ホルダーのテーパ部の距離が変化する。このように、主軸のテーパ穴部と工具ホルダーのテーパ部の距離が変化すると加工精度に影響を与えることがある。
【０００５】
これを解決するために、特許文献１に開示されているような技術がある。特許文献１には、工作機械における主軸と工具の装着部の構造として、工具ホルダーのテーパ部にシール部材からなるシール機構を有する装着部の構造と、主軸の収納孔の内周面に円周方向に沿った溝を有する環状部材を設け、環状部材にシール部材を設けることによってシール機構を構成する装着部の構造に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平１−９２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている技術のうち、工具ホルダーのテーパ部にシール部材からなるシール機構を有する装着部の構造については、工具ホルダーのそれぞれのテーパ部にシール部材を設ける必要があるため、煩雑となりコストもかかる。
また、特許文献１に開示されているもう一つの技術である、主軸の収納孔の内周面に円周方向に沿った溝を有する環状部材を設け、環状部材にシール部材を設けることによってシール機構を構成する装着部の構造については、別途環状部材を設ける必要があるため、煩雑となりコストもかかる。
【０００８】
そこで本発明は、低コストなシール機構を有する主軸と工具の装着部の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の請求項１に係る発明では、工作機械の主軸と工具ホルダーとの装着部構造において、前記工作機械の前記主軸に設けられたテーパ穴部に、前記工具ホルダーが備えたテーパシャンク部を挿入することによって、前記工具ホルダーを前記主軸に取り付けており、前記テーパ穴部または前記主軸の内壁部の少なくとも一方に、少なくとも１つの円周方向に沿った溝を形成したことを特徴とする主軸と工具ホルダーとの装着部構造が提供される。
請求項１に係る発明では、円周方向に沿った溝を、テーパ穴部または主軸の内壁部の少なくとも一方に形成するようにしているため、工具ホルダーのそれぞれに円周方向に沿った溝を設けたり、別途環状部材を設ける必要がなく、簡便に低コストでシール機構を構成することが可能となる。
【００１０】
本願の請求項２に係る発明では、前記円周方向に沿った溝にシール部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の主軸と工具ホルダーとの装着部構造が提供される。
請求項２に係る発明では、円周方向に沿った溝に、ＯリングやＵパッキン等のシール部材を設けることにより、簡便に低コストでさらにシール効果を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、低コストなシール機構を有する主軸と工具の装着部の構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態における主軸と工具装着部との構造を示した図である。
【図２】第２の実施形態における主軸と工具装着部との構造を示した図である。
【図３】従来の工具クランプ機構の全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における主軸と工具装着部との構造を示した図である。主軸１の内部に工具クランプ機構２が配置されている。工具クランプ機構２を構成する部品の１つとしてドローバシャフト３が設けられており、ドローバシャフト３の内部には、切削液を通過させるための貫通孔４が設けられている。また、工具クランプ機構２は、プルスタッド５とツールシャンク６とからなる工具ホルダー７を把持している。プルスタッド５とツールシャンク６の内部には、切削液を通過させるための貫通孔８が設けられている。
【００１４】
図示しない高圧ポンプによって、主軸１の後部から切削液が供給されると、供給された切削液はドローバシャフト３内部の貫通孔４を通り、その先端部から主軸内部の空間９へ供給される。主軸内部の空間９へ流れた切削液は、工具ホルダー７内部の貫通孔８を通過して、工具先端部から噴出する。
【００１５】
このときに、ドローバシャフト３の先端部から主軸内部の空間９へ流れた切削液は、主軸１のテーパ穴部１０と工具ホルダー７のテーパ部１１との接触面に形成される微小な隙間に浸入しようとする。ここで、主軸１のテーパ穴部１０の所定の箇所に円周方向に沿った溝１２が設けられ、かつ円周方向に沿った溝１２の内部にシール部材１３が設けられている。
【００１６】
これにより、切削液は円周方向に沿った溝１２の箇所から、工具ホルダー７のテーパ部１１の工具側へ向かって浸入することがなくなる。その結果、切削液が工具ホルダー７に作用する範囲が狭いものとなり、工具ホルダー７を把持する工具クランプ機構２により発生する力を減じる方向に働く力が小さくなり、主軸１と工具ホルダー７が良好な固定状態を維持することが可能となる。
【００１７】
また、シール部材１３により主軸１のテーパ穴部１０と工具ホルダー７のテーパ部１１との間への切削液の浸入が防止されることから、加工負荷の変動に伴う主軸１のテーパ穴部１０と工具ホルダー７のテーパ部１１との間の距離の変動が発生せず、主軸１と工具ホルダー７が良好な固定状態を維持することが可能となり、加工性能や加工精度が安定する。
【００１８】
なお、本実施形態においては、主軸のテーパ穴部１０の所定の箇所に円周方向に沿った溝１２が設けられ、かつ円周方向に沿った溝１２の内部にシール部材１３を設ける構成としているが、シール部材１３を設けずに、円周方向に沿った溝１２のみを設けるようにすることもできる。この場合においても、円周方向に沿った溝１２において切削液を溜めることが可能となるため、円周方向に沿った溝１２の箇所から、工具ホルダー７のテーパ部１１の工具側に向かって切削液が浸入することを防止できる。
【００１９】
（第２の実施形態）
図２は、本実施形態における主軸と工具装着部との構造を示した図である。本実施形態においては、円周方向に沿った溝１２とシール部材１３を、主軸のテーパ穴部１０に設けることに代えて、主軸の内壁部１５に設けるようにした点が、第１の実施形態と異なっている。この場合においても、第１の実施形態と同様に、工具ホルダー７を把持する工具クランプ機構２により発生する力を減じる方向に働く力が小さくなり、主軸１と工具ホルダー７が良好な固定状態を維持することが可能となり、加工性能や加工精度が安定する。
【００２０】
また、本実施形態においても、シール部材１３を設けずに、円周方向に沿った溝１２のみを設けるようにすることもできる。この場合においても、円周方向に沿った溝１２において切削液を溜めることが可能となるため、円周方向に沿った溝１２の箇所から、工具ホルダー７のテーパ部１１の工具側に向かって切削液が浸入することを防止できる。
【００２１】
なお、円周方向に沿った溝１２は、主軸のテーパ穴部１０と主軸の内壁部１５の両方に設けてもよい。また、これらの実施形態においては、円周方向に沿った溝１２及びシール部材１３を１つのみ設けた例を示したが、それぞれ２つ以上の円周方向に沿った溝１２及びシール部材１３を設けるように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１    主軸
２    工具クランプ機構
３    ドローバシャフト
４    （ドローバシャフトの）貫通孔
５    プルスタッド
６    ツールシャンク
７    工具ホルダー
８    （工具ホルダーの）貫通孔
９    主軸内部の空間
１０  主軸のテーパ穴部
１１  工具ホルダーのテーパ部
１２  円周方向に沿って形成された溝
１３  シール部材
１４  切削液の流れ方向
１５  主軸の内壁部
１６  ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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