JPH07106534B2 - 主軸内に冷却液を流通させた主軸装置 - Google Patents
主軸内に冷却液を流通させた主軸装置Info
- Publication number
- JPH07106534B2 JPH07106534B2 JP62242739A JP24273987A JPH07106534B2 JP H07106534 B2 JPH07106534 B2 JP H07106534B2 JP 62242739 A JP62242739 A JP 62242739A JP 24273987 A JP24273987 A JP 24273987A JP H07106534 B2 JPH07106534 B2 JP H07106534B2
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- cooling
- bearing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/12—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
- B23Q11/126—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
- B23Q11/127—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only for cooling motors or spindles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 工作機械等における冷却手段を備えた主軸装置に関し、
特に主軸自体を冷却するとともに軸受部を内輪側から効
率よく冷却するため、主軸内に冷却液を流通させた主軸
装置に関する。
特に主軸自体を冷却するとともに軸受部を内輪側から効
率よく冷却するため、主軸内に冷却液を流通させた主軸
装置に関する。
一般に工作機械等の主軸の軸受は、回転により発熱する
ため通常、冷却作用を兼ねた潤滑油が噴射供給されてい
る。しかし高出力、高速回転の主軸においては、潤滑油
による冷却作用のみでは充分な冷却効果が得られない。
そこでこの冷却作用を補うため、一般に軸受を支持して
いるハウジングに冷却液を循環させ、軸受外輪側を冷却
する方法が用いられている。また実開昭62−78245号公
報には、主軸内にヒートパイプを埋め込んで軸受からの
発熱を吸収する技術が開示されている。
ため通常、冷却作用を兼ねた潤滑油が噴射供給されてい
る。しかし高出力、高速回転の主軸においては、潤滑油
による冷却作用のみでは充分な冷却効果が得られない。
そこでこの冷却作用を補うため、一般に軸受を支持して
いるハウジングに冷却液を循環させ、軸受外輪側を冷却
する方法が用いられている。また実開昭62−78245号公
報には、主軸内にヒートパイプを埋め込んで軸受からの
発熱を吸収する技術が開示されている。
然しながら、近年主軸の高速化の要請はますます高くな
り、上記の冷却方法だけではまだ不充分な場合が生じて
きた。
り、上記の冷却方法だけではまだ不充分な場合が生じて
きた。
依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、工作機械
等の主軸の軸受部を効率よく冷却し、軸受の焼付きによ
限界速度を高めると共に、主軸自体をも冷却し主軸の温
度上昇を可及的に低減させ、主軸の熱膨張の低減を図ら
んとするものである。
等の主軸の軸受部を効率よく冷却し、軸受の焼付きによ
限界速度を高めると共に、主軸自体をも冷却し主軸の温
度上昇を可及的に低減させ、主軸の熱膨張の低減を図ら
んとするものである。
上記目的に鑑みて本発明は、軸受を介して主軸をハウジ
ングに回転可能に軸支した主軸装置において、外部に設
けた冷却液源から冷却液を前記主軸内に供給する冷却液
供給手段と、前記主軸内に供給された冷却液を前記主軸
の軸線方向に流通させ、前記主軸自体を冷却するととも
に前記軸受の内輪側から前記軸受を冷却する冷却手段
と、前記主軸内を流通した冷却液を前記外部に設けた冷
却液源に回収する冷却液回収手段とを具備した構成を有
する主軸内に冷却液を流通させた主軸装置を提供する。
ングに回転可能に軸支した主軸装置において、外部に設
けた冷却液源から冷却液を前記主軸内に供給する冷却液
供給手段と、前記主軸内に供給された冷却液を前記主軸
の軸線方向に流通させ、前記主軸自体を冷却するととも
に前記軸受の内輪側から前記軸受を冷却する冷却手段
と、前記主軸内を流通した冷却液を前記外部に設けた冷
却液源に回収する冷却液回収手段とを具備した構成を有
する主軸内に冷却液を流通させた主軸装置を提供する。
主軸内に冷却液を循環させることにより、軸受内輪から
の発熱を効率よく吸収することができるとともに、主軸
自体をも冷却でき、よって主軸の熱膨張を最小限にする
ことができる。
の発熱を効率よく吸収することができるとともに、主軸
自体をも冷却でき、よって主軸の熱膨張を最小限にする
ことができる。
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第１図は本発明に係る主軸装置の縦断面
図、第２図は第１図の矢視線II−IIによる横断面図、第
３図は本発明に係る主軸装置の他の実施例を示す。
に説明する。第１図は本発明に係る主軸装置の縦断面
図、第２図は第１図の矢視線II−IIによる横断面図、第
３図は本発明に係る主軸装置の他の実施例を示す。
まず第１図を参照すると、工作機械の主軸10は前方軸受
12と後方軸受36とを介して回転可能にハウジング14内に
収容保持されている。前方軸受12は内輪用カラー18と外
輪用カラー20とを介して隔てられ、該軸受12の前後方向
端部は軸受押え16と軸受押えナット22によって前後方向
（長手方向）に移動しない様に固定されている。更に後
方軸受36は同様な軸受押えナット23によって長手方向に
移動しない様に固定されている。この様に回転可能に軸
承された主軸10の先端部には、テーパシャンク28を有し
た工具ホルダ26を引き込み、主軸10と一体回転可能にす
るテーパ孔24が設けられている。主軸10の中心貫通孔41
にはドローバー34が挿通されており、該ドローバー34は
上記中心貫通孔41内を長手方向に摺動可能な止め金40に
螺合させることによって、その中心軸線が主軸10の中心
軸線と一致するようにセンタリング保持されている。こ
のドローバー34は、上記テーパシャンク28の後端部に固
定されたプルスタッド32をボールコレット30を介して引
き込むことにより、工具（図示省略）を保持した工具ホ
ルダ26を主軸10と一体的に固定する。皿ばね38は上記の
工具ホルダ26を引き込む力を作用させるためにドローバ
ー34の外周空間（中心貫通孔41の空間）に配設されてい
る。皿ばね38の一端側は止め金40を押圧し、他端側はス
リーブ33を押圧しており、該スリーブ33によって上記ボ
ールコレット30を保持している。工具ホルダ26のクラン
プを解除するには主軸10の後方に設けられた工具アンク
ランプピストン58を使用する。
12と後方軸受36とを介して回転可能にハウジング14内に
収容保持されている。前方軸受12は内輪用カラー18と外
輪用カラー20とを介して隔てられ、該軸受12の前後方向
端部は軸受押え16と軸受押えナット22によって前後方向
（長手方向）に移動しない様に固定されている。更に後
方軸受36は同様な軸受押えナット23によって長手方向に
移動しない様に固定されている。この様に回転可能に軸
承された主軸10の先端部には、テーパシャンク28を有し
た工具ホルダ26を引き込み、主軸10と一体回転可能にす
るテーパ孔24が設けられている。主軸10の中心貫通孔41
にはドローバー34が挿通されており、該ドローバー34は
上記中心貫通孔41内を長手方向に摺動可能な止め金40に
螺合させることによって、その中心軸線が主軸10の中心
軸線と一致するようにセンタリング保持されている。こ
のドローバー34は、上記テーパシャンク28の後端部に固
定されたプルスタッド32をボールコレット30を介して引
き込むことにより、工具（図示省略）を保持した工具ホ
ルダ26を主軸10と一体的に固定する。皿ばね38は上記の
工具ホルダ26を引き込む力を作用させるためにドローバ
ー34の外周空間（中心貫通孔41の空間）に配設されてい
る。皿ばね38の一端側は止め金40を押圧し、他端側はス
リーブ33を押圧しており、該スリーブ33によって上記ボ
ールコレット30を保持している。工具ホルダ26のクラン
プを解除するには主軸10の後方に設けられた工具アンク
ランプピストン58を使用する。
即ち、油圧源52からの油圧力により、皿ばね38のばね力
に抗して止め金40を前方（図の左方向）に押すことによ
りドローバー34をボールコレット30と共に前方に移動さ
せ、工具ホルダ26のプルスタッド32部分を解放する。こ
うして工具を工具ホルダ26毎取り外すことができ、新し
い工具を固定した工具ホルダ26と交換可能となる。上述
した止め金40の後方には主軸10の内周に固定されたカラ
ー74が配設されている。
に抗して止め金40を前方（図の左方向）に押すことによ
りドローバー34をボールコレット30と共に前方に移動さ
せ、工具ホルダ26のプルスタッド32部分を解放する。こ
うして工具を工具ホルダ26毎取り外すことができ、新し
い工具を固定した工具ホルダ26と交換可能となる。上述
した止め金40の後方には主軸10の内周に固定されたカラ
ー74が配設されている。
上記の如く構成された主軸装置の中心軸線に沿って、切
削液供給用の貫通孔44を有した主軸貫通パイプ42が配設
されている。更にはこの主軸貫通パイプ42と協働して切
削液を工具先端部へ導くための管路46がプルスタッド32
及び工具ホルダ26の中心に設けられている。こうした切
削液は切削液源50からロータリジョイント48を介して、
主軸10と共に回転する主軸貫通パイプ42へ供給される。
工具を主軸10に保持している間は、主軸貫通パイプ42は
ラジアルスラストベアリング57を介してコイルばね56に
よって左方向に常時押圧されており、プルスタッド32の
端面に当接している。こうして切削液を工具先端部へ供
給することが可能となっている。工具交換を行う際に
は、前述の油圧源52からの油圧によってパイプ進退用ピ
ストン54を右方向へ後退させて主軸貫通パイプ42をプル
スタッド32との当接位置から後退させておき、工具交換
時にプルスタッド32と聞主軸貫通パイプ42とが衝突する
ことを防止する。
削液供給用の貫通孔44を有した主軸貫通パイプ42が配設
されている。更にはこの主軸貫通パイプ42と協働して切
削液を工具先端部へ導くための管路46がプルスタッド32
及び工具ホルダ26の中心に設けられている。こうした切
削液は切削液源50からロータリジョイント48を介して、
主軸10と共に回転する主軸貫通パイプ42へ供給される。
工具を主軸10に保持している間は、主軸貫通パイプ42は
ラジアルスラストベアリング57を介してコイルばね56に
よって左方向に常時押圧されており、プルスタッド32の
端面に当接している。こうして切削液を工具先端部へ供
給することが可能となっている。工具交換を行う際に
は、前述の油圧源52からの油圧によってパイプ進退用ピ
ストン54を右方向へ後退させて主軸貫通パイプ42をプル
スタッド32との当接位置から後退させておき、工具交換
時にプルスタッド32と聞主軸貫通パイプ42とが衝突する
ことを防止する。
以上説明した主軸装置において、主軸10を回転させるた
めに、モータを該主軸装置に組み込んでいる。ロータ64
を主軸10の適宜位置外周に固定し、該ロータ64と対向さ
せてステータ62をハウジング14の内周に固定している。
こうしたビルトインタイプのモータにおいてはその冷却
が重要な課題となるが、以下にその対策を説明する。
めに、モータを該主軸装置に組み込んでいる。ロータ64
を主軸10の適宜位置外周に固定し、該ロータ64と対向さ
せてステータ62をハウジング14の内周に固定している。
こうしたビルトインタイプのモータにおいてはその冷却
が重要な課題となるが、以下にその対策を説明する。
まずステータ62の外周にはら旋状の冷却液通路68を設け
て、外部の冷却液源66から入口孔102を経由して冷却液
を流し、ステータ62を外周側から冷却して出口104を通
して、冷却液源66へ回収する。次に、ロータ64を冷却す
るロータ冷却手段につき説明する。主軸10の後端に近接
して、ハウジング14の内側に冷却液供給リング72を固定
している。このリング72とハウジング14とに亘って半径
方向に冷却液供給孔70を設けてあり、上述した冷却液源
66から冷却液を流入させる。この冷却液は、必ずしも前
述のステータ62を冷却する冷却液と同一である必要はな
いが、本実施例では同一の冷却液を使用することとし
た。
て、外部の冷却液源66から入口孔102を経由して冷却液
を流し、ステータ62を外周側から冷却して出口104を通
して、冷却液源66へ回収する。次に、ロータ64を冷却す
るロータ冷却手段につき説明する。主軸10の後端に近接
して、ハウジング14の内側に冷却液供給リング72を固定
している。このリング72とハウジング14とに亘って半径
方向に冷却液供給孔70を設けてあり、上述した冷却液源
66から冷却液を流入させる。この冷却液は、必ずしも前
述のステータ62を冷却する冷却液と同一である必要はな
いが、本実施例では同一の冷却液を使用することとし
た。
主軸10の後端部に固定された上述のカラー74は、その内
周孔がテーパ状に形成されており、図の左方向に進むに
従がって内径が大きくなっている。このため上記冷却液
供給リング72から流入した冷却液は主軸10と共に回転し
て遠心力を受けるため、内径の大きな左方向へと押し流
される。前述の止め金40には適所に切欠き75が設けられ
ており、前記カラー74の内周孔と連通しており、更に前
述の主軸10の中心貫通孔41内の空間であってドローバー
34の外周側環状空間76とも連通している。このためカラ
ー74内を通過した冷却液は、皿ばね38の配設されている
前記環状空間76に流入する。一方主軸10内には、ロータ
64の内周に近接して適数本の冷却液戻り管路78が形成さ
れており、ロータ64の左端近くの所で上記環状空間76と
連通している。この戻り管路78は冷却液の流れる方向
（右方向）に進むに従がってその半径位置が漸増する形
態が好ましい。こうした形態にすると回転に伴う遠心力
の作用のもとに冷却液がスムーズに右方向へ流れる。こ
の冷却液の作用によりロータ64はその内周側から効率よ
く冷却される。こうしてロータ64を冷却した冷却液は、
主軸10の半径方向に設けられて上記戻り管路78と連通し
た出口孔79から外方向に流出し、ハウジング14に固定さ
れたブラケット部材81の孔80に流入し、最終的に冷却液
源66に回収される。この時出口孔79から外方向に冷却液
を吸引すると循環しやすくなる。
周孔がテーパ状に形成されており、図の左方向に進むに
従がって内径が大きくなっている。このため上記冷却液
供給リング72から流入した冷却液は主軸10と共に回転し
て遠心力を受けるため、内径の大きな左方向へと押し流
される。前述の止め金40には適所に切欠き75が設けられ
ており、前記カラー74の内周孔と連通しており、更に前
述の主軸10の中心貫通孔41内の空間であってドローバー
34の外周側環状空間76とも連通している。このためカラ
ー74内を通過した冷却液は、皿ばね38の配設されている
前記環状空間76に流入する。一方主軸10内には、ロータ
64の内周に近接して適数本の冷却液戻り管路78が形成さ
れており、ロータ64の左端近くの所で上記環状空間76と
連通している。この戻り管路78は冷却液の流れる方向
（右方向）に進むに従がってその半径位置が漸増する形
態が好ましい。こうした形態にすると回転に伴う遠心力
の作用のもとに冷却液がスムーズに右方向へ流れる。こ
の冷却液の作用によりロータ64はその内周側から効率よ
く冷却される。こうしてロータ64を冷却した冷却液は、
主軸10の半径方向に設けられて上記戻り管路78と連通し
た出口孔79から外方向に流出し、ハウジング14に固定さ
れたブラケット部材81の孔80に流入し、最終的に冷却液
源66に回収される。この時出口孔79から外方向に冷却液
を吸引すると循環しやすくなる。
回転している主軸10から静止しているハウジング14へ冷
却液を流出される際の液漏れを防止するために、空気圧
源82からエアシール用孔84を通して加圧空気が供給され
ている。この加圧空気は後述の孔98Rから供給される冷
却液が上記ブラケット部材81と回転主軸10との間に浸入
することを防止する役目も果たす。
却液を流出される際の液漏れを防止するために、空気圧
源82からエアシール用孔84を通して加圧空気が供給され
ている。この加圧空気は後述の孔98Rから供給される冷
却液が上記ブラケット部材81と回転主軸10との間に浸入
することを防止する役目も果たす。
次に前方軸受12に関する冷却手段の説明を行なう。図示
を省略してあるが、前方軸受12の外輪側は該外輪を支持
してある静止したハウジング14に設けた冷却液流路手段
によって冷却している。この冷却液の供給源は前述の冷
却液源66でもよく、流路手段としては、前述のら旋状冷
却液通路68と同等のものでもよく、また長手方向に設け
た適数本の流路を有したものでもよい。また、図示を省
略してあるが、前方軸受12の外輪と内輪の間には、冷却
を兼ねて潤滑油を供給している。
を省略してあるが、前方軸受12の外輪側は該外輪を支持
してある静止したハウジング14に設けた冷却液流路手段
によって冷却している。この冷却液の供給源は前述の冷
却液源66でもよく、流路手段としては、前述のら旋状冷
却液通路68と同等のものでもよく、また長手方向に設け
た適数本の流路を有したものでもよい。また、図示を省
略してあるが、前方軸受12の外輪と内輪の間には、冷却
を兼ねて潤滑油を供給している。
この前方軸受12は以下に記載する手段によってその内輪
側からも冷却を行っている。上記環状空間76内に流入し
た冷却液の一部は、前述の前方軸受12の内周近くに複数
本（本実施例では４本）等角度配設して軸受冷却液管路
86（往路）に流入している。第２図を参照すると分かる
様に、軸受冷却液管路86は主軸10の前端部において、半
径方向位置の位置寸法の大きな軸受冷却液戻り管路（復
路）88に連結通路110を介して連通している。この連結
通路110は冷却液の流れる方向に進むに従って半径位置
寸法が大きくなるので、遠心力の作用によって冷却液が
スムーズに流れる。上記の連結通路のみならず、軸受冷
却液管路86も軸受冷却液戻り管路88も同様に、冷却液の
流れる方向に沿ってその管路の半径方向位置寸法が漸増
する形態が好ましい。こうして前方軸受12をその内側か
ら冷却した冷却液は前述の冷却液源66へ回収される。こ
の際にも吸引すると回収しやすくなる。そして、前述の
ロータ64の冷却液の回収の場合と同様に、エアシール用
孔108を通して空気圧源82から加圧空気を供給し、冷却
液の漏れを防止している。更にこの加圧空気は後述の孔
98Lから供給される冷却液がブラケット部材106と回転主
軸10との間に浸入することも防止する。
側からも冷却を行っている。上記環状空間76内に流入し
た冷却液の一部は、前述の前方軸受12の内周近くに複数
本（本実施例では４本）等角度配設して軸受冷却液管路
86（往路）に流入している。第２図を参照すると分かる
様に、軸受冷却液管路86は主軸10の前端部において、半
径方向位置の位置寸法の大きな軸受冷却液戻り管路（復
路）88に連結通路110を介して連通している。この連結
通路110は冷却液の流れる方向に進むに従って半径位置
寸法が大きくなるので、遠心力の作用によって冷却液が
スムーズに流れる。上記の連結通路のみならず、軸受冷
却液管路86も軸受冷却液戻り管路88も同様に、冷却液の
流れる方向に沿ってその管路の半径方向位置寸法が漸増
する形態が好ましい。こうして前方軸受12をその内側か
ら冷却した冷却液は前述の冷却液源66へ回収される。こ
の際にも吸引すると回収しやすくなる。そして、前述の
ロータ64の冷却液の回収の場合と同様に、エアシール用
孔108を通して空気圧源82から加圧空気を供給し、冷却
液の漏れを防止している。更にこの加圧空気は後述の孔
98Lから供給される冷却液がブラケット部材106と回転主
軸10との間に浸入することも防止する。
更にモータを効率よく冷却するためにロータ64とステー
タ62との対向隙間94に前記空気圧源82から加圧空気を流
す。このためロータ64の中央位置に対向するよう、ハウ
ジング14とステータ62とに亘って半径方向孔90を円周方
向に適数個配設する。ロータ64の外周は、前記孔90と対
向するロータ64の中央位置を最も半径の小さな底部とな
し、ロータ64の左右各端面方向に進むに従って外径が漸
増するテーパ面92を有して構成している。このためロー
ラ64とステータ62との対向隙間94の断面積はロータ64の
各端面に近づくに従って小さくなり、加圧空気の流速は
漸増する。この加圧空気はロータ64の外周部とステータ
62の内周部を冷却するのみならず、後述するモータの両
端部を冷却すべく流す冷却液がロータ64とステータ62と
の対向隙間94に該隙間94の両端96から浸入しない様にシ
ールをする作用をも果たす。このシール効果を大きくす
るために、前述の如く隙間94の両端96において流出速度
が最大となるようロータ64の外径をテーパ面92で構成し
ている。
タ62との対向隙間94に前記空気圧源82から加圧空気を流
す。このためロータ64の中央位置に対向するよう、ハウ
ジング14とステータ62とに亘って半径方向孔90を円周方
向に適数個配設する。ロータ64の外周は、前記孔90と対
向するロータ64の中央位置を最も半径の小さな底部とな
し、ロータ64の左右各端面方向に進むに従って外径が漸
増するテーパ面92を有して構成している。このためロー
ラ64とステータ62との対向隙間94の断面積はロータ64の
各端面に近づくに従って小さくなり、加圧空気の流速は
漸増する。この加圧空気はロータ64の外周部とステータ
62の内周部を冷却するのみならず、後述するモータの両
端部を冷却すべく流す冷却液がロータ64とステータ62と
の対向隙間94に該隙間94の両端96から浸入しない様にシ
ールをする作用をも果たす。このシール効果を大きくす
るために、前述の如く隙間94の両端96において流出速度
が最大となるようロータ64の外径をテーパ面92で構成し
ている。
次にステータ62とロータ64の各端部を冷却させるために
ハウジング14に設けた半径方向孔98L,98Rを通して冷却
液源66から冷却液を供給し、ステータ62とロータ64の各
端部を冷却した後に出口孔100Lと100Rとから上記冷却液
源66へ回収する。この際に冷却液がモータの内部へ浸入
することを防止するために、上述の如くロータ64とステ
ータ62との対向隙間94から加圧空気を流出させてシール
する他、ステータ62とロータ64とをエポキシ樹脂で含浸
処理している。このとき半径方向孔98L,98Rから流入し
た冷却液は、主軸10の外周にも直接的にかかり、主軸の
発熱を防止するのに一役かっている。
ハウジング14に設けた半径方向孔98L,98Rを通して冷却
液源66から冷却液を供給し、ステータ62とロータ64の各
端部を冷却した後に出口孔100Lと100Rとから上記冷却液
源66へ回収する。この際に冷却液がモータの内部へ浸入
することを防止するために、上述の如くロータ64とステ
ータ62との対向隙間94から加圧空気を流出させてシール
する他、ステータ62とロータ64とをエポキシ樹脂で含浸
処理している。このとき半径方向孔98L,98Rから流入し
た冷却液は、主軸10の外周にも直接的にかかり、主軸の
発熱を防止するのに一役かっている。
以上の如く、前方軸受12やモータを静止状態のハウジン
グに冷却液流路を設けて外側から冷却するのみならず、
回転状態の主軸10内に積極的に冷却液を流すことによっ
て、軸受とモータから効率よく吸熱することができるの
みならず、主軸10自体をも直接冷却することができる。
グに冷却液流路を設けて外側から冷却するのみならず、
回転状態の主軸10内に積極的に冷却液を流すことによっ
て、軸受とモータから効率よく吸熱することができるの
みならず、主軸10自体をも直接冷却することができる。
上記第１の実施例に対し、第３図に第２の実施例を図示
している。本第２実施例では、加工領域へ供給する切削
液は主軸10の中を通過させる構造とはしておらず、例え
ば主軸頭の外部に配管した切削油ノズル等図示していな
い他の供給手段により供給する。従って第１図に示す切
削液供給用の主軸貫通パイプ42や工具ホルダ26を貫通す
る管路46は存在しない。この切削液供給用の主軸貫通パ
イプ42の代わりに、第３図では冷却液供給用の導管142
がドローバー34を貫通して主軸10の中心に配設されてお
り、冷却液源66から供給される冷却液をロータリジョイ
ント48を経由して上記導管142に送り込む。導管142に送
り込まれた冷却液は該導管142とドローバー34とを半径
方向に貫通させた孔116と、該孔116と連通する孔を有し
たカラー112とを経由して、第１の実施例で説明したも
のと同じ冷却液戻り管路78に流入する。また導管142内
の冷却液の一部は、該導管142の先端部から半径方向に
固定された管路114を経由し、第１の実施例説明したも
のと同じ軸受冷却液管路86に流入する。
している。本第２実施例では、加工領域へ供給する切削
液は主軸10の中を通過させる構造とはしておらず、例え
ば主軸頭の外部に配管した切削油ノズル等図示していな
い他の供給手段により供給する。従って第１図に示す切
削液供給用の主軸貫通パイプ42や工具ホルダ26を貫通す
る管路46は存在しない。この切削液供給用の主軸貫通パ
イプ42の代わりに、第３図では冷却液供給用の導管142
がドローバー34を貫通して主軸10の中心に配設されてお
り、冷却液源66から供給される冷却液をロータリジョイ
ント48を経由して上記導管142に送り込む。導管142に送
り込まれた冷却液は該導管142とドローバー34とを半径
方向に貫通させた孔116と、該孔116と連通する孔を有し
たカラー112とを経由して、第１の実施例で説明したも
のと同じ冷却液戻り管路78に流入する。また導管142内
の冷却液の一部は、該導管142の先端部から半径方向に
固定された管路114を経由し、第１の実施例説明したも
のと同じ軸受冷却液管路86に流入する。
第１の実施例と第２の実施例の相違に関しては、上記事
項の他、第１図に示す主軸貫通パイプ42を進退させるた
めのパイプ進退用ピストン54やコイルばね56、及びラジ
アルスラストベアリング57等が第２実施例中には存在し
ないことが挙げられるが、その他の主たる構成について
は両者は同一である。
項の他、第１図に示す主軸貫通パイプ42を進退させるた
めのパイプ進退用ピストン54やコイルばね56、及びラジ
アルスラストベアリング57等が第２実施例中には存在し
ないことが挙げられるが、その他の主たる構成について
は両者は同一である。
以上、第１及び第２の実施例につき説明し、それらの中
では夫々主軸10内に供給する冷却液は、前方軸受12の冷
却のみならずモータのロータ64を冷却するためにも使用
しているが、本発明の目的からして、必ずしも64の冷却
を兼ね備える必要はなく、前方軸受12の内輪側からの冷
却にのみ供給される構造であってもよいことは明白であ
ろう。更には後方軸受36の例各も同様に可能である。
では夫々主軸10内に供給する冷却液は、前方軸受12の冷
却のみならずモータのロータ64を冷却するためにも使用
しているが、本発明の目的からして、必ずしも64の冷却
を兼ね備える必要はなく、前方軸受12の内輪側からの冷
却にのみ供給される構造であってもよいことは明白であ
ろう。更には後方軸受36の例各も同様に可能である。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、主軸内
に冷却液を直接的に循環させるので該主軸に接触、軸支
する軸受からの発熱の吸熱効果が高く、軸受の焼付きに
よる限界速度の低下を防止することができる。そして主
軸自体をも冷却液の循環により冷却でき、主軸の温度上
昇を可及的に低減させ得るから、主軸の熱膨張を抑制し
ている。このため、工作機械の主軸に適用すればワーク
の加工精度の向上が図れる。
に冷却液を直接的に循環させるので該主軸に接触、軸支
する軸受からの発熱の吸熱効果が高く、軸受の焼付きに
よる限界速度の低下を防止することができる。そして主
軸自体をも冷却液の循環により冷却でき、主軸の温度上
昇を可及的に低減させ得るから、主軸の熱膨張を抑制し
ている。このため、工作機械の主軸に適用すればワーク
の加工精度の向上が図れる。
第１図は本発明に係る主軸装置の縦断面図、第２図は第
１図の矢視線II−IIによる横断面図、第３図は本発明に
係る主軸装置の他の実施例。 10……主軸、12……前方軸受、14……ハウジング、34…
…ドローバー、38……皿ばね、62……ステータ、64……
ロータ、68……ら旋状冷却液通路、76……環状空間、78
……冷却液戻り管路、84……エアシール用孔、86……軸
受冷却液管路（往路）、88……軸受冷却液戻り管路（復
路）、94……ロータとステータとの対向隙間、108……
エアシール用孔。
１図の矢視線II−IIによる横断面図、第３図は本発明に
係る主軸装置の他の実施例。 10……主軸、12……前方軸受、14……ハウジング、34…
…ドローバー、38……皿ばね、62……ステータ、64……
ロータ、68……ら旋状冷却液通路、76……環状空間、78
……冷却液戻り管路、84……エアシール用孔、86……軸
受冷却液管路（往路）、88……軸受冷却液戻り管路（復
路）、94……ロータとステータとの対向隙間、108……
エアシール用孔。
Claims (5)
- 【請求項１】軸受を介して主軸をハウジングに回転可能
に軸支した主軸装置において、 外部に設けた冷却液源から冷却液を前記主軸内に供給す
る冷却液供給手段と、 前記主軸内に供給された冷却液を前記主軸の軸線方向に
流通させ、前記主軸自体を冷却するとともに前記軸受の
内輪側から前記軸受を冷却する冷却手段と、 前記主軸内を流通した冷却液を前記外部に設けた冷却液
源に回収する冷却液回収手段と、 を具備したことを特徴とする主軸内に冷却液を流通させ
た主軸装置。 - 【請求項２】前記冷却液供給手段は、前記主軸の軸心に
挿入された工具クランプ用のドローバーと前記主軸の内
周との成す軸線方向に延設された環状隙間に前記主軸の
後方から前記冷却液を供給し、前記冷却手段は、前記環
状隙間に連通し軸線方向途中位置から前記軸受の内周側
に近接して前記主軸内に延設された流路とで構成され、
前記冷却液回収手段は、前記流路を流通した冷却液を前
記流路の終端から前記主軸外へ排出する特許請求の範囲
第１項記載の主軸内に冷却液を流通させた主軸装置。 - 【請求項３】前記冷却液供給手段は、前記主軸の軸心に
挿入された工具クランプ用のドローバーの軸心に設けた
軸線方向流路に前記主軸の後方から前記冷却液を供給
し、前記冷却手段は、前記軸線方向流路と連通し軸線方
向途中位置から前記軸受の内輪の内周側に近接して前記
主軸内に延設された流路で構成され、前記冷却液回収手
段は、前記流路を流通した冷却液を前記流路の終端から
前記主軸外へ排出する特許請求の範囲第１項記載の主軸
内に冷却液を流通させた主軸装置。 - 【請求項４】前記冷却手段の前記流路が、前記主軸の軸
線方向に延設された往路と、 該往路の終端位置にて連結通路を介して前記冷却液を戻
す前記主軸の軸線方向に延設された復路とを有し、前記
連結通路が前記往路の終端位置から前記復路へ連通され
る方向に進むに従い、前記主軸の軸心からの径方向位置
が遠ざかって成る特許請求の範囲第２項又は第３項記載
の主軸内に冷却液を流通させた主軸装置。 - 【請求項５】前記往路並びに復路は、前記冷却液の流れ
る方向に進むに従い、前記主軸の軸心からの径方向位置
が遠ざかって成る特許請求の範囲第４項記載の主軸内に
冷却液を流通させた主軸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62242739A JPH07106534B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 主軸内に冷却液を流通させた主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62242739A JPH07106534B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 主軸内に冷却液を流通させた主軸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6487130A JPS6487130A (en) | 1989-03-31 |
| JPH07106534B2 true JPH07106534B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=17093533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62242739A Expired - Lifetime JPH07106534B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 主軸内に冷却液を流通させた主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106534B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8944731B2 (en) | 2010-05-17 | 2015-02-03 | Okuma Corporation | Cooling structure for machine tool main spindle |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2938583B2 (ja) * | 1989-12-22 | 1999-08-23 | 株式会社リコー | 給紙装置 |
| JPH088058Y2 (ja) * | 1990-09-21 | 1996-03-06 | 日本精工株式会社 | スピンドル装置 |
| JPH0553846U (ja) * | 1991-02-14 | 1993-07-20 | オークマ株式会社 | ビルトインモータのロータ側冷却機構 |
| EP1143159B1 (en) | 1999-10-26 | 2004-05-19 | Makino Milling Machine Co. Ltd. | Rotating shaft device and machine tool having the rotating shaft device |
| JP3995398B2 (ja) * | 2000-07-18 | 2007-10-24 | 東芝機械株式会社 | 工作機械の主軸装置 |
| US6398468B1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-06-04 | Bayer Machine Tech Llc | Machine tool quill spindle |
| EP2058085B1 (de) * | 2007-11-08 | 2011-04-06 | Step-Tec AG | Wellenkühlung für eine Werkzeug-Motorspindel |
| TW201103691A (en) * | 2009-07-21 | 2011-02-01 | Dar Harnq Industry Co Ltd | Main axle device capable of improving cooling effect |
| CN107009193A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-08-04 | 北京精雕科技集团有限公司 | 一种具有转子冷却的电主轴 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0236679Y2 (ja) * | 1985-10-31 | 1990-10-04 |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP62242739A patent/JPH07106534B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8944731B2 (en) | 2010-05-17 | 2015-02-03 | Okuma Corporation | Cooling structure for machine tool main spindle |
| DE102011075965B4 (de) | 2010-05-17 | 2022-11-10 | Okuma Corporation | Kühlstruktur für eine Hauptspindel eines Maschinenwerkzeugs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6487130A (en) | 1989-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |