JP2001071202A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents
工作機械の主軸装置Info
- Publication number
- JP2001071202A JP2001071202A JP28584299A JP28584299A JP2001071202A JP 2001071202 A JP2001071202 A JP 2001071202A JP 28584299 A JP28584299 A JP 28584299A JP 28584299 A JP28584299 A JP 28584299A JP 2001071202 A JP2001071202 A JP 2001071202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat insulating
- spindle
- insulating pipe
- pull rod
- spindle device
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スピンドルセンタスルークラント機能を有す
る工作機械の主軸装置で、主軸と主軸内部を通過する流
体との間の温度差による相互の悪影響を極力少なくす
る。 【解決手段】 ビルトインモータタイプの主軸装置で
は、工具クランプ用のプルロッド４の内側に断熱用パイ
プ９を設け、プルロッドと断熱用パイプとの隙間に真空
層１０を形成し、断熱用パイプ内に流体の流路１１を形
成する。モータ直結タイプでは、ロータシャフト、カッ
プリング、プルロッドの内側に断熱用パイプを設け、こ
れらと各断熱用パイプとの隙間に真空層を形成し、各断
熱用パイプ内に前記流路を形成する。真空層により主軸
と流体との温度差による相互の悪影響を極力阻止でき
る。
る工作機械の主軸装置で、主軸と主軸内部を通過する流
体との間の温度差による相互の悪影響を極力少なくす
る。 【解決手段】 ビルトインモータタイプの主軸装置で
は、工具クランプ用のプルロッド４の内側に断熱用パイ
プ９を設け、プルロッドと断熱用パイプとの隙間に真空
層１０を形成し、断熱用パイプ内に流体の流路１１を形
成する。モータ直結タイプでは、ロータシャフト、カッ
プリング、プルロッドの内側に断熱用パイプを設け、こ
れらと各断熱用パイプとの隙間に真空層を形成し、各断
熱用パイプ内に前記流路を形成する。真空層により主軸
と流体との温度差による相互の悪影響を極力阻止でき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンドミル加
工、フライス加工、ドリル加工、タップ加工等を行う工
作機械の主軸装置に関し、詳しくは、主軸中心部を流れ
る流体温度の主軸への影響、又それとは逆に、主軸の発
熱による流体への影響を可及的に少なくするための主軸
装置の改良に関する。
工、フライス加工、ドリル加工、タップ加工等を行う工
作機械の主軸装置に関し、詳しくは、主軸中心部を流れ
る流体温度の主軸への影響、又それとは逆に、主軸の発
熱による流体への影響を可及的に少なくするための主軸
装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削加工に於いて、切削液を加工点に供
給しながら加工を行うことが一般であるが、従来の工作
機械では、加工点での冷却、潤滑、洗浄をより正確に行
うため、切削液を工具の先端に供給できるスピンドルセ
ンタスルークーラント機能を持つ場合がある。この機能
は、主軸の内部から工具へ切削液等の流体を供給する機
能であるが、通常主軸の内部には工具のクランプ装置が
組み込まれているため、このクランプ装置の内部を切削
液が通過することになる。なお、油性・水性の切削液に
限らず、前記流体には、オイルミストエアやマイナス数
十度の乾燥エア（冷風）がある。
給しながら加工を行うことが一般であるが、従来の工作
機械では、加工点での冷却、潤滑、洗浄をより正確に行
うため、切削液を工具の先端に供給できるスピンドルセ
ンタスルークーラント機能を持つ場合がある。この機能
は、主軸の内部から工具へ切削液等の流体を供給する機
能であるが、通常主軸の内部には工具のクランプ装置が
組み込まれているため、このクランプ装置の内部を切削
液が通過することになる。なお、油性・水性の切削液に
限らず、前記流体には、オイルミストエアやマイナス数
十度の乾燥エア（冷風）がある。
【０００３】ところで、工具を装着した主軸が回転する
ことで工作物の加工を行う工作機械では、軸受等で支持
された主軸の回転により軸受は発熱する。又、主軸装置
に内蔵されたビルトインモータや、カップリングを介し
て主軸を駆動する直結タイプのモータも発熱する。これ
らの発熱は、主軸及びモータ中心を流れる流体に影響を
及ぼし、切削液の温度上昇による被削材の変形が工作精
度の低下につながる。マイナス数十度の乾燥エアの場
合、冷風を供給したにもかかわらず、工具出口ではエア
の温度が上昇して、冷却効果の低下につながったり、こ
れとは逆に冷風により主軸が極端に冷却されると、結露
による錆が発生することになる。
ことで工作物の加工を行う工作機械では、軸受等で支持
された主軸の回転により軸受は発熱する。又、主軸装置
に内蔵されたビルトインモータや、カップリングを介し
て主軸を駆動する直結タイプのモータも発熱する。これ
らの発熱は、主軸及びモータ中心を流れる流体に影響を
及ぼし、切削液の温度上昇による被削材の変形が工作精
度の低下につながる。マイナス数十度の乾燥エアの場
合、冷風を供給したにもかかわらず、工具出口ではエア
の温度が上昇して、冷却効果の低下につながったり、こ
れとは逆に冷風により主軸が極端に冷却されると、結露
による錆が発生することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明津が解決しよ
うとする課題は、主軸と主軸内部を通過する流体とに温
度差があるため、互いに悪影響を及ぼすことを極力少な
くすることにある。
うとする課題は、主軸と主軸内部を通過する流体とに温
度差があるため、互いに悪影響を及ぼすことを極力少な
くすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明はスピンドルセ
ンタスルークラント機能を有する主軸装置に実施される
もので、その特徴は次の点にある。即ち、ビルトインモ
ータタイプの主軸装置に於いては、工具クランプ用のプ
ルロッドの内側に断熱用パイプを設け、プルロッドと断
熱用パイプとの隙間に真空層を形成するとともに、断熱
用パイプ内に流体の流路を形成する。
ンタスルークラント機能を有する主軸装置に実施される
もので、その特徴は次の点にある。即ち、ビルトインモ
ータタイプの主軸装置に於いては、工具クランプ用のプ
ルロッドの内側に断熱用パイプを設け、プルロッドと断
熱用パイプとの隙間に真空層を形成するとともに、断熱
用パイプ内に流体の流路を形成する。
【０００６】又、モータ直結タイプの主軸装置に於いて
は、主軸駆動用のモータのロータシャフト、主軸とロー
タシャフトと連結するカップリング、工具クランプ用の
プルロッドの各内側にそれぞれ断熱用パイプを設け、ロ
ータシャフト、カップリング、プルロッドと、各断熱用
パイプとの隙間に真空層を形成するとともに、各断熱用
パイプ内に流体の流路を形成する。
は、主軸駆動用のモータのロータシャフト、主軸とロー
タシャフトと連結するカップリング、工具クランプ用の
プルロッドの各内側にそれぞれ断熱用パイプを設け、ロ
ータシャフト、カップリング、プルロッドと、各断熱用
パイプとの隙間に真空層を形成するとともに、各断熱用
パイプ内に流体の流路を形成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１はビルトインモータタイプの
公知の主軸装置を示す。１は主軸で、２ａは主軸１を駆
動するモータのステータ、２ｂは主軸１に固定されたロ
ータである。３は主軸装置の後端（後述の工具ホルダと
反対側）に取付けられたロータリジョイント、４は工具
クランプ用のプルロッド、５はクランプ用のコレット、
６は工具ホルダ、７は主軸ベアリング、８はエアホール
を有する工具である。
公知の主軸装置を示す。１は主軸で、２ａは主軸１を駆
動するモータのステータ、２ｂは主軸１に固定されたロ
ータである。３は主軸装置の後端（後述の工具ホルダと
反対側）に取付けられたロータリジョイント、４は工具
クランプ用のプルロッド、５はクランプ用のコレット、
６は工具ホルダ、７は主軸ベアリング、８はエアホール
を有する工具である。
【０００８】９は断熱用パイプで、図２で詳細に示すよ
うに、両端部の外径より、両端部外の外径を小さく形成
されている。この断熱用パイプ９は、主軸１の内側に位
置するプルロッド４の内側に設けられて、その両端はプ
ルロッド４に溶接によって固定されている。そして、プ
ルロッド４と断熱用パイプ９との隙間は、真空引きによ
って１０−６〜１０−７Ｔｏｏｒ程度の真空層１０が形
成されている。
うに、両端部の外径より、両端部外の外径を小さく形成
されている。この断熱用パイプ９は、主軸１の内側に位
置するプルロッド４の内側に設けられて、その両端はプ
ルロッド４に溶接によって固定されている。そして、プ
ルロッド４と断熱用パイプ９との隙間は、真空引きによ
って１０−６〜１０−７Ｔｏｏｒ程度の真空層１０が形
成されている。
【０００９】１１はセンタースルーの流体の流路で、流
体、例えば冷風は、ロータリジョイント３から断熱用パ
イプ９内を通って、工具ホルダ６に供給され、工具８の
エアホールから吐出される。
体、例えば冷風は、ロータリジョイント３から断熱用パ
イプ９内を通って、工具ホルダ６に供給され、工具８の
エアホールから吐出される。
【００１０】図３はモータ直結タイプの公知の主軸装置
を示す。このタイプの主軸装置では、主軸１、プルロッ
ド４、コレット５、工具ホルダ６等を備えた被駆動部
と、ステータ２ａ、ロータシャフト２ｃに固定されたロ
ータ２ｂ、ロータリジョント３からなる駆動部とが、カ
ップリング１２によって連結されている。
を示す。このタイプの主軸装置では、主軸１、プルロッ
ド４、コレット５、工具ホルダ６等を備えた被駆動部
と、ステータ２ａ、ロータシャフト２ｃに固定されたロ
ータ２ｂ、ロータリジョント３からなる駆動部とが、カ
ップリング１２によって連結されている。
【００１１】このタイプの主軸装置では、ロータシャフ
ト２ｃの内側には断熱用パイプ９ａが、両端をロータリ
シャフト２ｃを溶接されて設けられ、又、カップリング
１２の内側には断熱用パイプ９ｂが、両端をカップリン
グ１２に溶接されて設けられている。さらに、プルロッ
ド４の内側には断熱用パイプ９ｃが、両端をプルロッド
４に溶接されて設けられている。そして前記タイプとど
うように、ロータリシャフト２ｃと断熱用パイプ９ａと
の隙間、カップリング１２と断熱用パイプ９ｂとの隙
間、プルロッド４と断熱用パイプ９ｃとの隙間には、そ
れぞれ前記手段によって真空層１０がそれぞれ形成され
ている。
ト２ｃの内側には断熱用パイプ９ａが、両端をロータリ
シャフト２ｃを溶接されて設けられ、又、カップリング
１２の内側には断熱用パイプ９ｂが、両端をカップリン
グ１２に溶接されて設けられている。さらに、プルロッ
ド４の内側には断熱用パイプ９ｃが、両端をプルロッド
４に溶接されて設けられている。そして前記タイプとど
うように、ロータリシャフト２ｃと断熱用パイプ９ａと
の隙間、カップリング１２と断熱用パイプ９ｂとの隙
間、プルロッド４と断熱用パイプ９ｃとの隙間には、そ
れぞれ前記手段によって真空層１０がそれぞれ形成され
ている。
【００１２】内部が連通する断熱用パイプ９ａ、９ｂ、
９ｃによって形成される、センタスルーの流体の通路１
１には、ロータリジョイント３から供給される冷風が、
断熱用パイプ９ａ、９ｂ、９ｃ内を通って工具ホルダ６
に供給され、工具８のエアホールから吐出される。
９ｃによって形成される、センタスルーの流体の通路１
１には、ロータリジョイント３から供給される冷風が、
断熱用パイプ９ａ、９ｂ、９ｃ内を通って工具ホルダ６
に供給され、工具８のエアホールから吐出される。
【００１２】図４は、ビルトインモータタイプの主軸装
置に於ける本発明の効果を示すものある。即ち、ロータ
リジョイント３から、マイナス２１℃の十分な量の冷風
を流路１１に供給して、加工点へマイナス２０℃の冷風
を吐出させることができる。その結果、加工点で３０℃
の空気を吐出させた場合と比べて、加工性能を十数倍に
著しく向上させることが可能になる。これは、本発明の
断熱用パイプ９の真空層１０によって、主軸１の回転に
よる主軸ベアリング７の熱、モータのロータ２ｂの熱の
伝導が遮断される結果、冷気がこれらの熱にほとんど影
響されることなく、流路１１を通過するからである。な
お、モータ直結タイプでもどうようで、ロータシャフト
２ｃ、カップリング１２、及び主軸ベアリング７の熱も
真空層１０により遮断されるため、流路１１の冷気は、
これらの熱にほとんど影響されない。逆に、流路の冷気
による主軸１への影響も避けられる。
置に於ける本発明の効果を示すものある。即ち、ロータ
リジョイント３から、マイナス２１℃の十分な量の冷風
を流路１１に供給して、加工点へマイナス２０℃の冷風
を吐出させることができる。その結果、加工点で３０℃
の空気を吐出させた場合と比べて、加工性能を十数倍に
著しく向上させることが可能になる。これは、本発明の
断熱用パイプ９の真空層１０によって、主軸１の回転に
よる主軸ベアリング７の熱、モータのロータ２ｂの熱の
伝導が遮断される結果、冷気がこれらの熱にほとんど影
響されることなく、流路１１を通過するからである。な
お、モータ直結タイプでもどうようで、ロータシャフト
２ｃ、カップリング１２、及び主軸ベアリング７の熱も
真空層１０により遮断されるため、流路１１の冷気は、
これらの熱にほとんど影響されない。逆に、流路の冷気
による主軸１への影響も避けられる。
【００１３】
【発明の効果】主軸ベアリングやその他の主軸装置装置
からの熱の伝導を、断熱用パイプの外周に形成した真空
層で遮断するため、流体への影響を極力少なくでき、逆
に流体の主軸への影響を極力阻止できるため、加工精度
の向上を図れる。
からの熱の伝導を、断熱用パイプの外周に形成した真空
層で遮断するため、流体への影響を極力少なくでき、逆
に流体の主軸への影響を極力阻止できるため、加工精度
の向上を図れる。
【図１】ビルトインモータタイプの主軸装置の断面図で
ある。
ある。
【図２】断熱用パイプの斜視図である。
【図３】モータ直結タイプの主軸装置の断面図である。
【図４】本発明と従来とのドリル加工性能の比較図であ
る。
る。
１ 主軸 ２ｂ ロータ ２ｃ ロータシャフト ４ プルロッド ７ 主軸ベアリング ９、９ａ、９ｂ、９ｃ断熱用パイプ １０ 真空層 １１ 流路 １２ カップリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 豊太郎 岡山県浅口郡里庄町浜中1160番地 安田工 業株式会社内 (72)発明者 角田 庸人 岡山県浅口郡里庄町浜中1160番地 安田工 業株式会社内 (72)発明者 林 弘 神奈川県川崎市麻生区岡山769−４ Ｆターム(参考） 3C045 AA10 FA08 FD04 FD28
Claims (2)
- 【請求項１】 スピンドルセンタスルークラント機能を
有するビルトインモータタイプの主軸装置に於いて、工
具クランプ用のプルロッドの内側に断熱用パイプを設
け、プルロッドと断熱用パイプとの隙間に真空層を形成
するとともに、断熱用パイプ内に流体の流路を形成した
ことを特徴とする工作機械の主軸装置。 - 【請求項２】 スピンドルセンタスルークラント機能を
有するモータ直結タイプの主軸装置に於いて、主軸駆動
用のモータのロータシャフト、主軸とロータシャフトと
連結するカップリング、工具クランプ用のプルロッドの
各内側にそれぞれ断熱用パイプを設け、ロータシャフ
ト、カップリング、プルロッドと、各断熱用パイプとの
隙間に真空層を形成するとともに、各断熱用パイプ内に
流体の流路を形成したことを特徴とする工作機械の主軸
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28584299A JP2001071202A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 工作機械の主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28584299A JP2001071202A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 工作機械の主軸装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001071202A true JP2001071202A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17696796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28584299A Pending JP2001071202A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 工作機械の主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001071202A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100578535B1 (ko) | 2004-06-29 | 2006-05-12 | 한국과학기술원 | 액정표시장치 패널을 세척하기 위하여 금속과 복합재료로이루어진 하이브리드 샤프트 및 그 제조방법 |
| KR101711787B1 (ko) * | 2016-02-18 | 2017-03-02 | 한국정밀기계(주) | 극저온용 주축 관통 진공 단열 드로우 바 |
| CN111299621A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-19 | 上海法音机电科技有限公司 | 轴承卸荷的主轴 |
| JP2024502120A (ja) * | 2021-01-05 | 2024-01-17 | 精▲進▼▲電▼▲動▼科技股▲ふん▼有限公司 | 軸内の作動温度を低減するロータ構造 |
| DE102012011206B4 (de) | 2011-06-07 | 2026-04-23 | Franz Kessler Gmbh | Elektromotor mit einer Kühlung |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP28584299A patent/JP2001071202A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100578535B1 (ko) | 2004-06-29 | 2006-05-12 | 한국과학기술원 | 액정표시장치 패널을 세척하기 위하여 금속과 복합재료로이루어진 하이브리드 샤프트 및 그 제조방법 |
| DE102012011206B4 (de) | 2011-06-07 | 2026-04-23 | Franz Kessler Gmbh | Elektromotor mit einer Kühlung |
| KR101711787B1 (ko) * | 2016-02-18 | 2017-03-02 | 한국정밀기계(주) | 극저온용 주축 관통 진공 단열 드로우 바 |
| CN111299621A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-19 | 上海法音机电科技有限公司 | 轴承卸荷的主轴 |
| JP2024502120A (ja) * | 2021-01-05 | 2024-01-17 | 精▲進▼▲電▼▲動▼科技股▲ふん▼有限公司 | 軸内の作動温度を低減するロータ構造 |
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