JPS5933539Y2 - チヤツク内蔵主軸装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ワーク中央部をチャックして両端を加工し得
るようにしたチャック内蔵主軸装置に係り、特に、主軸
の軸受部の改良に関する。

従来提案されているこの種の装置にあっては、主軸を回
転自在に支持した軸受についての潤滑をシリンダ部に供
給される圧力油に依存しているため、高速回転時に訃け
る軸受の発熱を冷却することができず、また、圧力油中
の塵芥等が軸受を損傷する危険性があり、よって、高精
度加工を維持することができなくなる可能性がある。

本考案は、このような事情に鑑みなされたもので、軸受
を十分に潤滑することが可能なチャック内蔵主軸装置を
提供することを目的としている。

本考案の特徴とするところは、主軸の中央部の両脇をこ
ろがり軸受で回転自在に支持するとともに、このころが
り軸受を圧力油供給機構から独立した専用の潤滑油供給
通路によって潤滑するものとしたことにある。

以下、図面に即して本考案の実施例を説明する。

本考案の一実施例を示す第１図に釦いて、１は主軸台で
あり、この主軸台１の両側凹部には、ころがり軸受の一
例としてのボールベアリング３がそれぞれ挿入されて所
定の間隔に保持され、ベアリング押え５およびＩが主軸
台の両側にボルト９゜１１によりそれぞれ締付けられて
いる。

このベアリング押え５，７はベアリング３をそれぞれ覆
蓋するとともに、それぞれの外輪を押圧して固定してい
る。

また、中心に貫通孔１３を有する主軸１５は、小径部１
１、中径部１９および雄ねじ部２７からなり、小径部１
７は前記一対のボールベアリング３．３の内輪と、その
内輪の間隔を規制するスペーサ２５とに嵌入している。

図中左端部に形成された雄ねじ部２７には、雌ねじ部材
２９が螺着されており、この雄ねじ部材２９は図中右端
部に形成された中径部１９の段付部３１と協働して一対
のボールベアリング３の内輪とスペーサ２５とを締付け
て固定している。

中径部１９の外周面とベアリング押え５の内周面との隙
間はシール部材３３により油密とされ、右側の油溜り３
４を維持している。

オた、主軸１５の雄ねじ部２７の先端（図中左端）には
連結体２０が、図示しないボルトなどにより一体的に連
結されて釦り、この連結体２０の外径は、大径部２１と
、小径部２２と、中径部２３とを備えている。

この連結車２０の小径部２２は、前記ベアリング押え７
を貫通し、この貫通部のベアリング押え７側に設けられ
たシール部材３５によって、左側ボールベアリング３の
油溜り３６の油密が保持されている。

大径部２１の端面には、リング状のＶプーリ（主軸駆動
用回転体）３７が適数個のボルト３９によって、主軸１
５と同心に取付けられており、中径部２３の外周面には
、このプーリ３７の内周面４１が嵌合されている。

中径部２３の外周面とプーリ３７の内周面４１とは、内
周面４１側に設けられたシール部材４３にまり液密とさ
れている。

渣た、この中径部２３の中心部にはシリンダポア４５が
形成されてかり、このポア４５内にはピストン４７が嵌
合されている。

このピストン４７は、ピストン主体４９とピストン従体
５３とを備えて釦り、ピストン従体５３はピストン主体
４９と共に摺動するよう螺入されている。

また、ピストン従体５３は主体４９に対して着脱可能に
取付けられてトリ、後記のテーパ穴が消耗したときに、
新規の部品と交換できるようになっている。

ピストン主体４９とピストン従体５３との連結部芥周面
と、主体４９０大径部の外周面と、前記ＶブーＩＪ ３
γのウェッブ部貫通孔の内周面とにそれぞれ設けられた
シール部材５５゜５７．５９は、シリンダポア４５とピ
ストン４７との間の油密を保持しており、ピストン４７
は、との油密状態でシリンダポア４５内を軸心方向に摺
動自在とされている。

すなわち、連結体２００大径部２１および中径部２３と
Ｖプーリ３７とにより油圧シリンダのシリンダ部が形成
されている。

ピストン４７の槌体５３にはワークＷを容易に挿通し得
る大きさの貫通孔６１が設けられ、ピストン４７の槌体
５３の図中右側の端部には、テーパ穴部６３が形成され
ている。

また、ピストン主体４９はピン１１９によってＶプーリ
３７に対して回り止めされている。

主軸１５０図中右側端部には、リング状のカバープレー
ト６５がボルト６７により着脱可能に固定されており、
このプレート６５の貫通孔１３に嵌入した端面にはテー
パ穴部６９が前記ピストン４１の槌体５３のテーパ穴部
６３に対向するように形成されている。

そして、貫通孔１３内には、中央部を厚内とされた円筒
状のコレット７１が、前記一対のテーパ穴部６３と６９
とに挾！れた位置に配設されている。

このコレット７１の中央部は、前記貫通孔１３に丁度嵌
入し得る外径寸法とされており、このコレット７１の軸
心上には、ワークＷの直径より僅かに大きな貫通孔γ３
が形成されている。

そして、このコレット７１の左右端部には、把持爪部７
５および７７が軸心方向に切設されてなるスリットによ
り複数個に分割されてそれぞれ設けられており、これら
把持爪部７５．７７に対応するテーパ面７９．８１がそ
れぞれ形成されている。

前述のスペーサ２５には、内面８３に２列の環状溝８５
．８７が、スペーサ外面８９のこれらに対応する位置に
は環状溝９１．９３がそれぞれ刻設されてかり、スペー
サ２５の外面８９に滑合する主軸台側摺動面９５の環状
溝９１．９３に対応する位置には、同じく環状溝９７．
９９がそれぞれ設けられている。

そして、主軸台１には給油ポー４１０１が設けられてお
り、このポート１０１は、前記環状溝９９に達する圧力
油の油通路１０３と、環状溝９３．８７間の油通路１０
５と、主軸１５に形成された油通路１０９とを経てピス
トン４１の左側（第１図）の圧力室１０７に連通してい
る。

また、主軸台の別の位置に設けられた図示しない給油ポ
ートは、前記環状溝９７に達する圧力油の油通路１１１
と、環状溝９１．８５間の油通路１１３と、主軸１５に
形成された油通路１１７を経てピストン４７の右側の圧
力室１１５に連通している。

そして、主軸１５が回転するとき、スペーサ２５の外面
８９は主軸台側摺動面９５に対して摺動回転し得るよう
に構成されている。

すなわち、本実施例に釦いては、スペーサ２５が主軸１
５の回転位相のいかんを問わず主軸１５の給油ポートを
シリンダ部に連通させるための油通路接続部材を兼ねて
いるのである。

そして、主軸台１には、前記圧力油供給ポートとは別の
給油ポートを有するベアリング潤滑用の２本の油供給通
路１２３，１２５がそれぞれ形成されており、これら油
供給通路１２３ 、１２５は一対のベアリング３，３の
内外輪空間にそれぞれ連通し、さらに、この空間を経て
油溜り３６．３４にそれぞれ連通している。

また、主軸台１の前記油供給通路１２３ 、１２５と別
の位置には、圧力油供給ポートおよび前記潤滑油供給ポ
ートとは別の潤滑油回収ポートを有するベアリング潤滑
油回収用の２本の油回収通路１３７ 、１３９がそれぞ
れ形成されており、これら油回収通路１３１゜１３９は
前記油溜り３６，３４にそれぞれ連通している。

すなわち、本実施例に釦いては、油供給通路１２３ 、
１２５、ベアリング３，３の内外輪空間、油溜り３６，
３４、および、油回収通路１３７゜１３９が、ベアリン
グ３，３についての潤滑を専用に行なう潤滑油供給路を
構成しているのである。

したがって、前述の圧力油供給機構の作動状況に関係な
く、独立してベアリング３，３についての十分な潤滑を
行なうことができる。

すなわち、主軸１５が高速回転された場合、その状況に
応じて、ベアリング３，３に十分な潤滑油を循環させる
ことができるから、高速回転時における高い発熱を十分
に冷却することができる。

また、圧力油供給系統とは独立しているから、潤滑に最
も適した専用の油付（例えば、圧力油用の油付よりも粘
度の小さいスピンドル油等）を使用することができるし
、潤滑油中に塵芥が侵入することを防止することができ
る。

但し、潤滑油として圧力油用の油付を共用することを妨
げるものではない。

このように油を共用する場合であっても、潤滑油供給系
統は、圧力油供給系統とは独立しているから、潤滑油系
統に専用の冷却手段、塵芥捕集フィルタ、流量、流速、
圧力調節弁を自由に介設することができ、相当の潤滑状
態を確保することができる。

今、給油ポート１０１に圧力油が供給されたとすると、
スペーサ２５の外面８９と主軸台側摺動面９５との滑合
面において、環状溝９１，９３゜９７．９９から圧力油
が漏洩する。

この漏洩圧力油は滑合面８９と９５とを通って、両端の
ベアリング３，３に至ろうとする。

ちなみに、従来はこのようにベアリング３，３に漏洩す
る圧力油のみによって、ベアリング３，３の潤滑を行な
唱うとじていたため、十分な潤滑を確保できなかったし
、ベアリング３，３の摺動面が圧力油中に通常存在する
ことのある塵芥により損傷されることを回避できなかっ
た。

特に、スペーサ２５に卦いて圧力油の出口ポート（本実
施例では、環状溝９１．９７が構成している。

）の外方に位置するベアリング３（同じく、左側のベア
リング３）には、このポートの圧力が低くなるため、十
分な漏洩圧力油の供給がなされず、よって、十分な潤滑
が確保されないとともに、両ベアリング３，３の潤滑状
態が不均衡になるおそれがある。

ところが、前述のように、ベアリング３，３の潤滑は、
この漏洩圧力油に依存することなく、専用の潤滑油供給
経路によって行なえば、このような問題の発生は回避さ
れる。

ところで、前述のようにベアリング３，３の潤滑を、専
用の潤滑油供給経路で行なうようにした場合、漏洩圧力
油がベアリング３，３内に至ることは、圧力油中の塵芥
がベアリングと接触するという観点一つをとっても望ま
しいことではなく、潤滑油供給経路に漏洩圧力油が侵入
することを防止するように独立性を強化することが望ま
しい。

そこで、本実施例では、前記潤滑油供給経路の独立性を
確保するため、漏洩圧力油回収経路を、油通路接続部材
を兼ねているスペーサ２５の両端部付近に設けている。

すなわち、スペーサ２５の外面８９に訃ける環状溝９１
，９３の外脇位置（スペーサ２５０両端部に相当する位
置）Ｋは、環状溝１２７，１２９がそれぞれ刻設されて
釦り、スペーサ２５の外面８９に滑合する主軸台側摺動
面９５の環状溝１２７，１２９に対応する位置には、同
じく環状溝１３１，１３３がそれぞれ刻設されている。

そして、主軸台１には、ドレンポートを有する油通路１
３５が形成されており、この油通路１３５は前記環状溝
１３１，１３３に連通している。

このように、スペーサ２５の外面８９と主軸台側摺動面
９５との滑合面に環状溝１２７，１２９゜１３１．１３
３がそれぞれ配設されていると、前述のように、環状溝
９１，９３，９７，９９から漏洩してこの滑合面を通っ
てベアリング３，３に至ろうとする圧力油は、そこに至
る途中で、この環状溝１２７，１２９，１３１．１３３
に遮断されてここに取り込まれ、環状溝１３１，１３３
に連通した油通路１３５によって図示しないタンクに回
収されることになる。

したがって、漏洩圧力油がベアリング３，３に侵入する
ことは防止され、ベアリング潤滑油供給経路は完全に独
立した潤滑を行なうことができる。

ちなみに、ベアリングの潤滑が独立して行なわれること
により、ベアリングの組合せは、図示例のようなボール
（アンギュラ）ベアリングに限らず、他のベアリング、
例えば、テーパ、ローラベアリングを使用することもで
き、剛性を増加することができる。

ここで、このような構成にかかる主軸装置におけるワー
クの把持作用について説明する。

まず、ワークＷをカバープレート６９の側から主軸１５
０貫通孔１３に挿入し、ワークの中央部を貫通孔１３の
ほぼ中央部に位置せしめ、圧力油を給油ボート１０１か
ら油通路１０３，１０５゜１０９を経て、圧力室１０７
に供給すると、ピストン４７は主軸１５０貫通孔１３内
を右側に移動し、テーパ穴部６３がコレット７１の把持
爪部７５のテーパ面７９に押し付けられ、さらに、把持
爪部７７のテーパ面８１がカバープレート６５のテーパ
穴部６９に押し付けられる。

その結果、把持爪７５．７７は楔作用によりワークＷを
締め付けて固定するのである。

そこで、Ｖプーリ３７に駆動回転力を与えれば、把持爪
部７７側には主軸１５およびカバープレート６５を介し
てトルクが伝達され、他方、把持爪部７５側にはＶプー
リ３７、主軸１５、ピン１１９釦よびピストン４７を介
してトルクが伝達され、ワークＷは主軸１５と一体的に
回転する。

この回転中、主軸１５を回転自在に支持したベアリング
３．３には、前述した潤滑油供給経路により潤滑油が圧
力油とは別に独立して供給され、適当かつ十分な潤滑が
確保されている。

ワークＷの加工が終了してこれを取り外す場合、圧力油
を油通路１１１．１１３，１１７を経て、圧力室１１５
内に供給すれば、ピストン４７のテーパ穴部６３とカバ
ープレート６５のテーパ穴部６９との間隔が広がるので
、コレット７１０両側の把持爪部７５．７７は解放され
、それ自体の弾性力でワークＷの表面から離隔する。

その結果、ワークＷは取り外しが可能となる。

ところで、停電や非常停止などのような各種の原因で、
油圧ポンプなどの油圧供給源からの油圧供給が停止ない
しは減少すると、シリンダの圧力室１０７内の圧力は低
下する傾向となる。

このよウニ、圧力室１０７内の圧力が低下傾向となる原
因としては、前述したところのスペーサ２５と主軸台摺
動面９５との滑合面における圧力油の漏洩をその一因と
して挙げることができる。

このような圧力室１０７における圧力低下が発生すると
、コレットフッ自体の弾性による復元力により、把持爪
部７５．７７が拡開してワークＷの把持状態が解除して
しまう。

ワークＷについての把持状態が解除すると、ワークＷは
自由回転し得る状態になるため、危険を伴う事態が発生
する。

そこで、本実施例では、このような危険事態を回避する
ため、圧力室１０１内にはスプリング１２１が弾発力で
ピストン４７をコレット７１の方向に、常時、付勢する
ように介設している。

このスプリング１２１の付勢力は、前述のコレットフッ
自体の復元力よりも大きくなるように設定されている。

このように、スプリング１２１がコレット１１自体の復
元力に勝って弾発力をピストン４７に常時付勢している
と、前述したような原因により、万一、不慮に圧力室１
０７内の圧力が低下した場合であっても、コレット７１
はスプリング１２１の付勢力によって復元を阻止される
から、ワークＷに対する把持状態を解除することはない
。

したがって、ワーク７１は所定の解除操作をしない限リ
、自由回転する状態に不慮に移行することはなく、その
自由回転に伴う危険な事態が発生することはない。

な釦、このスプリングは、圧力室１０７とは反対側の圧
力室１１５内にいわゆるチャック方式により設けてもよ
い。

当然のことながら、ワークＷを把持するときの油圧によ
る締付力は、スプリングによるコレット７１の解放力に
比べて大きく、スプリングは撓んだままとなる。

ところで、このような主軸装置に把持した状態でワーク
Ｗについて切削加工するとき、切削油を使用する場合が
あり、この切削油や切粉、塵芥などが、主軸１５の中径
部１９外面とベアリング押え５の内面との間を油密する
シール部材３３のシール状態を破ってベアリング３内に
侵入する危険がある。

そこで、本実施例では、カバープレート６５の外周面か
らベアリング押え５の外周までの前面をほぼ環状円板形
状のフロントカバー１４０で覆蓋し、このフロントカバ
ー１４０により切削油の油切りと、切粉、塵芥などの侵
入防止を行なっている。

さらに、切削油がＶプーリ３７などにかかることを防止
するために、Ｖプーリ３７側には、第２図に示すような
カバーリング構造を設けるとよい。

すなわち、Ｖプーリ３７の外側端面外方には、この端面
に近接して固定カバー１４１が設けられており、ピスト
ン４１の槌体５３の外側端部には、回転カバー１４３が
ボルト１４５を介して取付けられている。

固定カバー１４１には円筒壁体１４２が突設されており
、この壁体１４２には、中央部に透孔を有する蓋体１４
７がボルト１４９により取付けられている。

この壁体１４２と蓋体１４１と回転カバー１４３とが囲
繞する空間は、油溜り室１５１を形成して釦り、回転カ
バー１４３の内面が囲繞する空間は、油溜り室１５３を
形成している。

両油溜り室１５１，１５３には、切削油供給ポート１５
７，１５５が壁体１４２および回転カバー１４３の一部
をそれぞれ開口して形成されている。

このようなカバーリング構造において、給油ポート１５
７からクーラント油を供給すると、油は油溜り室１５１
内に至り、主軸１５と一体回転する回転カバー１４３の
ポート１５５から油溜り室１５３内に取り込まれ、ワー
クＷに接触する。

昔た、油は回転カバー１４３および蓋体１４７の中央部
に開設された透孔から、両油溜り室１５１゜１５３内よ
り適宜溢流する。

このようなカバーリング構造によれば、Ｖプーリ３７に
クーラント油がかかる危険性を回避して、クーラント油
を十分にワークＷＦＣ供給することができ、また、主軸
１５内へクーラント油が侵入することを確実に防止する
ことができる。

上記例示の具体例は本考案の実施に最も好ましい一例で
あるが、本考案は何等これに限定されるものではなく、
その趣旨を逸脱しない範囲にトいて適宜変形・改良を加
えた態様で実施し得るものである。

例えば、主軸と連結体、釦よびピストン主体と槌体とは
一体物構造にしてもよいし、普た、主軸駆動はＶプーリ
ニ限らず、ギヤその他の回転体を使用してもよい。

以上説明するように、本考案によれば、主軸装置におい
てワークをチャックさせるための駆動源としての圧力油
の供給とは別に、ベアリングを潤滑するための潤滑油供
給通路を有するので、ベアリングの潤滑を十分に行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は他
の実施例を示す要部断面図である。 １・・・・・・主軸台、３・・・・・・ボールベアリン
グ、１３・・・・・・貫通孔、１５・・・・・・主軸、
３７・・・・・・Ｖプーリ、４５・・・・・・シリング
ボア、４７・・・・・・ピストン、６１・・・・・・貫
通孔、６３．６９・・・・・・テーパ穴部、６５・・・
・・・カバープレー）、７５，７７・・・・・・把持爪
部、７９．８１・・・・・・テーパ而、１０３，１０５
・・・・・・圧力油通路、１２１・・・・・・スプリン
グ、１２３，１２５・・・・・・油供給通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸台と、中心に貫通孔を有する主軸と、主軸台のほぼ
   中央部に互に離間して配設され、前記主軸を回転自在に
   支持する一対のころがり軸受と、両端部に把持爪部を備
   えて前記貫通孔内に摺動自在に挿入されたコレットと、
   このコレットの一方の把持爪部のテーパ而に対応したテ
   ーパ穴部を備えて前記主軸の一端部に着脱自在に固定さ
   れたリング状のカバープレートと、前記主軸の他端部に
   設けられたシリンダ部と、前記貫通孔に油密に嵌入させ
   られた小径部を備えて前記シリンダ部に油密に嵌合され
   、中心に貫通孔とこの貫通孔の端部に形成された前記コ
   レットの他方の把持爪部のテーパ而に対応するテーパ穴
   部とを有するピストンと、前記シリンダ部の外周りに設
   けられたＶプーリ、ギヤ等の主軸駆動用回転体と、前記
   主軸の回転を許容しつつ前記シリンダ部に圧力油を供給
   する圧力油供給機構と、この圧力油供給機構から独立し
   て前記ころがり軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給通路
   と、を備えたことを特徴とするチャック内蔵主軸装置。