JPH06207621A - 定流量制御アンダレース潤滑スピンドル装置 - Google Patents

定流量制御アンダレース潤滑スピンドル装置

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JPH06207621A
JPH06207621A JP1931193A JP1931193A JPH06207621A JP H06207621 A JPH06207621 A JP H06207621A JP 1931193 A JP1931193 A JP 1931193A JP 1931193 A JP1931193 A JP 1931193A JP H06207621 A JPH06207621 A JP H06207621A
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spindle
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博樹 米山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】スピンドル装置のスピンドル軸側に潤滑油の管
路抵抗の変化など状態変化があっても常にほぼ一定流量
の潤滑油を供給することが可能な定流量制御アンダレー
ス潤滑スピンドル装置を提供する。 【構成】スピンドル軸の中空孔に中間スリーブを介して
工具脱着用のドローバーが挿通され、ドローバーの中心
に潤滑油供給通路が設けられ、ドローバーの後端部には
回転継手が設けられて該回転継手を介して冷却ユニット
から該ドローバーの潤滑油供給通路へ潤滑油が供給さ
れ、さらに潤滑油供給通路から中間スリーブに設けた半
径方向の孔を介してスピンドル軸に設けた半径方向の潤
滑油供給孔よりころがり軸受の内輪に潤滑油を供給すべ
くされており、冷却ユニット出側の潤滑油流路に設けら
れた流量センサと、該流量センサの検出信号により潤滑
油の流量をほぼ一定に制御するコントローラとを有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスピンドル軸を支承する
軸受内輪にスピンドル軸中心部から潤滑油を供給するア
ンダレース潤滑スピンドル装置に関し、特に前記スピン
ドル軸の回転速度を変更した場合にも潤滑油の流量を一
定に保つことができる定流量制御アンダレース潤滑スピ
ンドル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マシニングセンタの工具主軸(スピンド
ル軸)を支承する高速スピンドル装置の潤滑方式として
は従来、多量の潤滑油を軸受側方のノズルから軸受内へ
向けて噴射するジェット潤滑方式があるが、このジェッ
ト潤滑方式では潤滑油の撹拌抵抗が大きくまた軸の冷却
が十分でないため、これよりさらに超高速のスピンドル
装置においては、軸受の外側からでなくスピンドル軸内
を通して軸受内輪へ潤滑油を供給するいわゆるアンダレ
ース潤滑方式が採られる。
【0003】超高速のマシニングセンタ用スピンドル装
置でアンダレース潤滑方式を採用したものとして、例え
ば実開平4−57355号あるいは特願平4−3110
34号公報に記載のスピンドル装置がある。これは中空
のスピンドル軸の貫通孔内にドローバーと称する工具固
定・解放棒を貫挿した潤滑油供給用中間スリーブを軸受
に対応する位置に合せて軸中心部に配置し、この中間ス
リーブの内外面にそれぞれ周方向の油溝を設けるととも
にこれらの油溝を連通するように半径方向の油路を設
け、さらにスリーブ外面側の周方向油溝と軸受内輪に形
成した半径方向の給油孔とを前記スピンドル軸に設けた
半径方向の給油路を介して連通せしめ、中間スリーブ内
面側の油溝は前記ドローバーの軸方向に延設した給油路
に連通させ、スピンドル軸の軸端の回転継手を経て外部
の給油ポンプから潤滑油を給送する構造としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】アンダレース潤滑スピ
ンドル装置は、スピンドル軸側から軸受内輪を冷却でき
る点で高速回転用としてすぐれているが、この場合、潤
滑油はスピンドル装置内の潤滑油通路内に充満した状態
で供給ポンプから圧送され、しかも上述のように潤滑油
は中心のドローバーから中間スリーブおよびスピンドル
軸内の半径方向の油路を通って内輪にもたらされるた
め、スピンドル軸の高速回転による遠心力が軸内の潤滑
油に作用し、回転数が上がると潤滑油の管路抵抗が変化
し、潤滑油の供給量が変動し、供給ポンプからの流量が
増加する。潤滑油量が過多となると逆に軸受の回転抵抗
が増加し、スピンドル駆動モータの負荷増大による消費
動力の増大をきたし、温度上昇などスピンドル性能に影
響を及ぼすという問題があった。
【0005】本発明は、スピンドル軸の回転数等の状態
変化があっても装置内への潤滑油供給量を常に一定に保
つことができ、これによって温度上昇や消費動力等スピ
ンドル性能の安定化を図ったアンダレース潤滑スピンド
ル装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ハウジ
ングに嵌合されたころがり軸受によりスピンドル軸が回
転自在に支持され、該スピンドル軸を通して前記ころが
り軸受の内輪側から該軸受に潤滑油を供給するアンダレ
ース潤滑スピンドル装置であって、前記スピンドル軸は
中空孔を有し、該中空孔に中間スリーブを介して工具脱
着用のドローバーが挿通され、該ドローバーの中心に潤
滑油供給通路が設けられ、前記ドローバーの後端部には
回転継手が設けられて該回転継手を介して冷却ユニット
から該ドローバーの潤滑油供給通路へ潤滑油が供給さ
れ、さらに該潤滑油供給通路から前記中間スリーブに設
けた半径方向の孔を介して前記スピンドル軸に設けた半
径方向の潤滑油供給孔より前記ころがり軸受の内輪に潤
滑油を供給すべくされており、前記冷却ユニット出口側
の潤滑油流路に設けられた流量センサと、該流量センサ
の検出信号により潤滑油の流量をほぼ一定に制御するコ
ントローラとを有する定流量制御アンダレース潤滑スピ
ンドル装置が得られる。
【0007】
【作用】潤滑油はスピンドル装置のドローバー内に後端
側から供給ポンプで圧送され、遠心力等で装置内の管路
抵抗が低下すると冷却ユニットからの潤滑油量が増加す
るが、本発明においては送油側の冷却ユニット出口側に
設けた流量センサで潤滑油量を検出し、この検出信号を
コントローラに入力し、スピンドル軸の回転数が変化し
たときの管路抵抗に変動があっても常に供給油量がスピ
ンドル軸に必要な設定流量になるように制御弁や供給ポ
ンプの駆動モータを制御するので、スピンドル軸の回転
数の変動があっても、供給する潤滑油量を一定に保つこ
とができる。
【0008】
【実施例】次に本発明を実施例について図面を参照して
説明する。スピンドル装置側は、筒状のハウジング2内
に中空のスピンドル軸1が前後部それぞれ2個のころが
り軸受3を介して回転自在に支承され、該スピンドル軸
1の前端部に形成されたテーパ孔10に工具24の軸部
を挿入,保持するようになっている。スピンドル軸1は
各軸受3の対応位置で半径方向に穿けられた潤滑油供給
孔13を有し、また各軸受3の内輪には半径方向の給油
孔6が形成されている。またスピンドル軸1の中空孔
に、前側2個の軸受3および後側2個の軸受3に対応し
て2体の中間スリーブ7が挿入され、さらにスピンドル
軸1の軸芯部に前後動作可能なドローバー8が挿入され
ている。ドローバー8の後端はスピンドル軸1から突出
して回転継手9が連結される。
【0009】ドローバー8はその軸芯に沿って前端近く
で行き止まりとなった潤滑油供給通路11が形成されて
いる。この潤滑油供給通路11はドローバー後端へ抜け
て回転継手9の潤滑油導入孔に連通し、またドローバー
8内の半径方向の分岐孔12からドローバー外周の軸方
向溝および周方向溝へ開口している。ドローバー外周の
前記周方向溝はさらに中間スリーブ7の半径方向の孔お
よびスリーブ外周の周溝4を経てスピンドル軸1に形成
された半径方向の潤滑油供給孔13から各軸受内輪の半
径方向の給油孔6へ連通し、したがって工具脱着時にド
ローバー8が軸方向に往復移動しても回転継手9から導
入された潤滑油はこれらのドローバー8,中間スリーブ
7,スピンドル軸1および軸受内輪の給油孔6を通って
各軸受3に供給されるようになっている。各軸受3を潤
滑した潤滑油はハウジング2に形成された排出通路14
を通って前端の排油口15から排出される。
【0010】この実施例では一対の中間スリーブ7の間
および中間スリーブ7とドローバー後端のフランジ部と
の間に該ドローバー8を後方へ押圧する皿ばね16が設
けられている。ドローバー8の前端は工具後端頸部が挿
入されるように凹部17が形成されかつ該工具の頸部末
端の膨出部18と係合するボール19が装着されてい
る。ドローバー8が皿ばね16のばね力でスピンドル軸
1に対し後方へ押し出されると、ドローバー前端のボー
ル19はドローバー前端部分を囲包する中間スリーブ7
の内径部に拘束されて工具の頸部末端の膨出部18を係
止し、工具24をスピンドル軸1に固定する。前記中間
スリーブ7の内径部の前端は大径となっており、したが
ってドローバー8を皿ばね16に抗してスピンドル軸1
に対し前方へ移動させると、前記ボール19が中間スリ
ーブ7の前端の大径内径部に落下して工具24の頸部末
端の膨出部から外れて工具24を解放する。符号20は
ドローバー後端部に固着されたアンクランプレバーであ
り、工具解放時に図外駆動装置で該レバーを押動してド
ローバー8を前方へ移動させる。
【0011】図1の実施例において、潤滑油はハウジン
グ2の排油口15から戻し配管21を通して帰油ポンプ
22により強制吸引されてリザーバタンク23へ戻され
る。そして該タンク23から送油ポンプ25によって汲
み上げられ冷却ユニット26で温度コントロールされた
後、該ユニット出口側の制御弁27および流量センサ2
8を経て送油配管29を通って回転継手9からドローバ
ー8の潤滑油供給通路11へ送られ、循環する。流量セ
ンサ28は送油配管29を通る潤滑油の流量を検出して
流量信号を出力するセンサであって、該流量信号はコン
トローラ30に入力される。コントローラ30は送油配
管29を流れる潤滑油流量が予め設定された流量値にな
るように制御弁27の開度をコントロールする。例えば
スピンドル軸1の回転数が高くなってスピンドル装置内
の潤滑油供給路の遠心ポンプ効果等で見かけ上管路抵抗
が小さくなり、軸受内輪を通る潤滑油流量が増加する
と、流量センサ28でその変化を検出し、コントローラ
30により制御弁27を絞り、ドローバー8内に入る潤
滑油量を常に一定値となるようにする。このようにスピ
ンドル装置内の潤滑油量が一定化することにより、消費
動力が一定となり、温度上昇などのスピンドル性能が安
定する。
【0012】図2は本発明の他の実施例を示した潤滑油
制御系統図であり、潤滑油が帰油ポンプ22からリザー
バタンク23,送油ポンプ25,冷却ユニット26およ
び送油配管29の流量センサ28を経て回転継手9へ送
られる経路は同じであるが、この実施例では流量センサ
28からの検出流量信号によりコントローラ30がイン
バータ31を介して送油ポンプ25の駆動モータ32を
コントロールし、送油配管29を流れる潤滑油量が予め
設定された流量となるように制御する。なお図2の実施
例でスピンドル装置側の構成各部は図1に示したものと
同一であり、同じ符号を付すにとどめて重複した説明は
省略する。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ピンドル装置内部のスピンドル軸に送る潤滑油の送油配
管に流量センサを設け、該センサの出力信号で潤滑油の
流量をコントロールするようにしたので、スピンドル軸
の回転数の変更によりスピンドル軸側の見かけ上の管路
抵抗の変動による潤滑油流量の変化を小さくすることが
可能となり、スピンドル装置の温度上昇や軸受の回転抵
抗の増大,モータ類の消費動力の変動等を抑えることが
できるので、多数の工具を交換して使用するマシニング
センタの性能安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例による定流量制御アンダレー
ス潤滑スピンドル装置の概略図である。
【図2】本発明の他の実施例の図1と類似した概略図で
ある。
【符号の説明】
1 スピンドル軸 3 ころがり軸受 6 内輪給油孔 8 ドローバー 9 回転継手 11 潤滑油供給通路 13 潤滑油供給孔 14 排出通路 15 排油口 21 戻し配管 22 帰油ポンプ 23 リザーバタンク 25 送油ポンプ 26 冷却ユニット 27 制御弁 28 流量センサ 29 送油配管 30 コントローラ 31 インバータ 32 駆動モータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジングに嵌合されたころがり軸受によ
    りスピンドル軸が回転自在に支持され、該スピンドル軸
    を通して前記ころがり軸受の内輪側から該軸受に潤滑油
    を供給するアンダレース潤滑スピンドル装置であって、
    前記スピンドル軸は中空孔を有し、該中空孔に中間スリ
    ーブを介して工具脱着用のドローバーが挿通され、該ド
    ローバーの中心に潤滑油供給通路が設けられ、前記ドロ
    ーバーの後端部には回転継手が設けられて該回転継手を
    介して冷却ユニットから該ドローバーの潤滑油供給通路
    へ潤滑油が供給され、さらに該潤滑油供給通路から前記
    中間スリーブに設けた半径方向の孔を介して前記スピン
    ドル軸に設けた半径方向の潤滑油供給孔より前記ころが
    り軸受の内輪に潤滑油を供給すべくされており、前記冷
    却ユニット出口側の潤滑油流路に設けられた流量センサ
    と、該流量センサの検出信号により潤滑油の流量をほぼ
    一定に制御するコントローラとを有することを特徴とす
    る定流量制御アンダレース潤滑スピンドル装置。
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