JPS637251A - スピンドル冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、マシニングセンタなどの工作機域等に使用
するスピンドルの冷却構造に関し、特にスピンドルの冷
却を効率良く行うことができるスピンドル冷却構造に関
する。

〔従来の技術〕

従来のスピンドル冷却構造としては、主軸用スピンドル
の温度上昇に伴う熱変位を防止するために主軸用スピン
ドルを回転自在に支持するハウジングを冷却するように
している。この場合の冷却構造としては、オイルミスト
、オイルエア、電子冷却等があり、さらに軸受の潤滑を
しながら冷却する方法としてはジェット潤滑がある。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来のスピンドル冷却構造にあって
は、ハウジングを冷却するようにしているので、ハウジ
ングに嵌着したころがり軸受の外輪も冷却されることに
なり、このころがり軸受の内外輪の温度差がより大きく
なり、予圧の増大を招き、高速化には相反することにな
るという問題点があると共に、ハウジングを冷却しても
主軸用スピンドルは間接的に冷却されることになり、熱
変位に対する冷却効率が低下するという問題点があった
。

また、電子冷却、ジェット潤滑は、構造が複雑で大型化
すると共に、設備費が高価となる問題点があった。

さらに、オイルミストオイルエア等の潤滑方法は、エア
冷却の効果もねらった方法であるが、冷却効果としては
大きく期待できるものではない。

そこで、この発明は上記従来例の問題点に着目してなさ
れたものであり、主軸用スピンドルを直接冷却すること
により、簡易な構成で主軸用スピンドルの冷却効率を向
上させることが可能なスピンドル冷却構造を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明は、ハウジング
にスピンドルを回転自在に支持したスピンドルの冷却構
造において、外周面にフィンを形成した間座を前記スピ
ンドルの外周面に嵌合すると共に、該間座のフィンとこ
れに対向するハウジングとの間に冷却剤通路を形成し、
該冷却剤通路の両側にエアシール部を設けたことを特徴
としている。

〔作用］ この発明においては、スピンドルの外周面にフィンを形
成し、このフィンとこれに対向するハウジングとの間に
冷却剤通路を形成することにより、フィンに直接冷却剤
が接触することになり、このフィンを形成した間座とス
ピンドルとは嵌合されて一体化されているので、スピン
ドルが直接冷却されてその冷却効率を向上させることが
できる。

また、冷却剤通路の両側にエアシール部を設けることに
より、冷却剤の漏洩を確実に防止することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
その要部の拡大断面図である。

図中、１は円筒状のハウジング、２はハウジング１内に
回転自在に保持された主軸用スピンドルである。

ハウジング１には、その内周面の左右両端部にボール軸
受３の外輪３ａ、　コロ軸受４の外輪４ａが内嵌され、
これら軸受３．４間の中央部に冷却剤通路５が形成され
ている。ここで、ボール軸受３間には、内輪用間座６及
び外輪用間座７が介挿されている。そして、ハウジング
１の内部には、各軸受３，４に潤滑剤としてのすイルエ
アを供給するオイルエア供給路８が穿設されていると共
に、冷却剤通路５に連通ずる冷却剤供給路９１．冷却剤
排出路９ｏが穿設されている。また、ハウジング１の外
周面には、冷却剤による冷却効果を与えるための螺旋溝
１０が所定ピッチで刻設されており、冷却剤がハウジン
グ取付ブラケットとハウジングの螺旋溝１０のスペース
を通ることによってハウジング１の冷却効果を与える。

−方、主軸用スピンドル２には、その内部に貫通孔１１
が穿設され、この貫通孔１１の左端部がテーパー状の工
具装着部１２とされ、さらに外周面に前記ポール軸受３
の内輪３ｂ及びコロ軸受４の内輪４ｂが外嵌されている
と共に、両軸受３゜４の内輪３ｂ、４ｂ間の中央部に前
記ハウジング１の冷却剤通路５に対向して間座１３が一
体に固着されている。ここで、間座１３は、第２図に示
すように、その外周面の冷却剤通路５に対向する位置に
多数の冷却フィン１４が形成され、内周面に形成された
段部１５を主軸用スピンドル２の外周面に形成した段部
１６に係合させ且つ右端面に主軸用スピンドル２の外周
面に形成した雄ネジに螺合するナツト１７を当接させる
ことにより、主軸用スピンドル２に一体に固着されてい
る。

そして、冷却剤通路５及び冷却フィン１４を挟む両側位
置のハウジングｌの内周面及び間座１３の外周面にそれ
ぞれ環状溝でなるエアシール部１８．１９が形成され、
その外側に同様に環状溝でなるエア排気口２０．２１が
形成されている。エアシール部１８．１９には１、それ
ぞれハウジング１内に形成されたエア供給路２２を介し
て加圧エアが供給され、エア排気口２０．２１には同様
にハウジングｌ内に形成されたエア排出路２３が連通さ
れ、このエア通路２３を介してエア排気口２０．２１内
のエアが外部に排気される。

なお、２４はハウジング１の内周面と間座１３の外周面
との間に形成されたラビリンス隙間、２５及び２６はハ
ウジング１の両端に当接された端！＆２７．２８に形成
されたオイルエア供給口及び排出口、２９は冷却剤排出
路９ｏに接続された吸引用のポンプである。

次に、上記実施例の動作を説明する。ハウジング１の一
端に当接された端板２７に形成したオイルエア供給口２
５にオイルエアを圧送することにより、このオイルエア
がハウジング１内のオイルエア供給路８を通じて各軸受
３，４位置に送給され、これら軸受３．４の潤滑を行う
。

−方、冷却剤通路５には、ハウジング１内に形成された
冷却剤供給路９Ｉを９通じて冷却油等の冷却剤が供給さ
れ、この冷却通路５内の冷却剤は、ハウジング１内に形
成された冷却剤排出路９０に接続されたポンプ２９によ
って吸引排出される。

このように、冷却剤通路５に冷却剤が供給されることに
より、間座１３の冷却フィン１４が冷却され、この間座
１３と主軸用スピンドル２とが一体に固着されているの
で、主軸用スピンドル２が直接冷却剤によって冷却され
ることになる。

したがって、この状態で主軸用スピンドル２の工具装着
部１２に所定の切削工具を装着して、高速回転駆動する
と、その回転に応じて軸受３，４位置或いは切削工具位
置で摩擦熱が発生し、これが主軸用スピンドル２に伝達
される。しかしながら、上記のように主軸用スピンドル
２は間座１３を介して冷却されているので、主軸用スピ
ンドル２自体の温度上昇を確実に防止することができる
。

このため、主軸用スピンドル２の温度上昇により、熱変
位を生じることを抑制することができるので、主軸用ス
ピンドル２の寸法を高精度に維持することができる。

また、冷却剤通路５の両側にエアシール部１８゜１９が
形成され、これらエアシール部１８．１９に加圧エアが
ハウジング１内に形成されたエア供給路２２を介して供
給されるので、冷却剤通路５に供給される冷却剤がハウ
ジング１の内周面及び間座１３の外周面を通じて軸受３
，４側に漏出することを確実に防止することができ、軸
受３，４に供給する潤滑剤としてのすイルエアに冷却剤
が混入して軸受３，４の潤滑不良を生じることを防止す
ることができる。しかも、冷却剤通路５に対する冷却剤
の供給を圧送するのではなく、出側でポンプ２９によっ
て吸引するようにしているので、冷却剤の漏出分を少な
くすることができ、エアシール部１８．１９のシール効
果とあいまって冷却剤の漏出をより確実に防止すること
ができる。

なお、上記実施例においては、ハウジング１の内周面に
冷却剤通路５を形成した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、間座１３に底部に冷却フィ
ン１４を形成した凹溝でなる冷却剤通路５を形成するこ
ともでき、またハウジング１及び間座１３の双方に冷却
剤通路を形成することもできる。

また、間座１３及びこれに対向する冷却剤通路５は一組
に限らず、主軸用スピンドル２の軸方向に複数組設ける
ようにしてもよい。

さらに、冷却剤通路５の両側に形成したエアシール部１
８．１９も一組に限らず、複数組連設させることもでき
る。また、エア排出路２３は、これを設けない構造とす
ることもできる。

またさらに、上記実施例においては、この発明を工作機
械の主軸用スピンドルに適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、他の機械、装置等
の熱変位を生じるスピンドルにもこの発明を適用し得る
こと勿論である。

〔発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ハウジングに
スピンドルを回転自在に支持したスピンドル冷却構造に
おいて、前記スピンドルの外周面にフィンを形成した間
座を嵌合すると共に、咳間座のフィンとこれに対向する
ハウジングとの間に冷却剤通路を形成し、該冷却剤通路
の両側にエアシール部を設けた構成としたので、全体の
構成を複雑大型化することがなく、しかもスピンドルを
直接冷却することができ、スピンドルの冷却効果を格段
に向上させることができる。したがって、スピンドルの
熱変位による寸法精度の悪化を確実に防止することがで
きると共に、ころがり軸受の内外輪の温度差を小さくし
て予圧の増大を招くことがな（円滑な回転を保持するこ
とができる。また、冷却剤通路の両側にそれぞれエアシ
ール部を形成したので、冷却剤通路に供給される冷却剤
が漏出することを確実に防止することができ、冷却剤通
路に隣接する軸受等の潤滑不良が生じることを確実に防
止することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図の要部の拡大断面図である。 図中、１はハウジング、２は主軸用スピンドル、３はポ
ール軸受、４はころ軸受、５は冷却剤通路、９■は冷却
剤供給路、１３は間座、１４は冷却フィン、１８．１９
はエアシール部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジングにスピンドルを回転自在に支持したスピンド
   ルの冷却構造において、外周面にフィンを形成した間座
   を前記スピンドルの外周面に嵌合すると共に、該間座の
   フィンとこれに対向するハウジング内面との間に冷却剤
   通路を形成し、該冷却剤通路の両側にエアシール部を設
   けたことを特徴とするスピンドル冷却構造。