JP2000288870A

JP2000288870A - 回転軸装置

Info

Publication number: JP2000288870A
Application number: JP11101010A
Authority: JP
Inventors: Shinji Koike; 伸二小池; Shinichi Inoue; 真一井上
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】グリース潤滑の転がり軸受を備え、軸受から
の発熱を効率よく冷却可能な回転軸装置を提供する。【解決手段】グリースを封入した転がり軸受１９ａ、
１９ｂ、１９ｃによって回転支持された工作機械の主軸
装置１１において、主軸１５内に冷却液を導入し、冷却
液流路７２ｂ、７３ａによって転がり軸受の内輪側を冷
却し、その冷却液をハウジング１３の環状流路３７ａ、
３７ｅにも巡らして転がり軸受の外輪側を冷却し回収す
る。更に、半径方向空気路９０、９２によって転がり軸
受への冷却液や塵埃の侵入を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械や産業機
械の主軸や送りねじ軸などの回転軸装置に関し、特に、
ハウジング内にグリース潤滑された転がり軸受を介して
回転可能に支持された回転軸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の高速で回転する主軸や送りね
じ軸等の回転軸装置においては、軸受の潤滑と冷却が非
常に重要となる。軸受に使用される潤滑方式には、グリ
ース潤滑、オイルミスト潤滑、ジェット潤滑、アンダー
レース潤滑などがある。これらの潤滑方式の内、グリー
ス潤滑を除いては、軸受の潤滑のための潤滑液供給流路
が別途設けられなくてはならない。

【０００３】グリース潤滑による密閉型の軸受は、専用
の潤滑液供給流路を必要とせず、潤滑媒体であるグリー
スを軸受内に封入するのでメンテナンスが容易であり、
供給される潤滑油により潤滑を行うオイルミスト潤滑や
アンダーレース潤滑において発生しうる供給流路の途中
での塵埃、液体等の異物の侵入による軸受の寿命の低下
や故障の危険性がない。さらに、潤滑液による潤滑は攪
拌抵抗が大きくなりがちであり、回転軸動力の損失が大
きくなりやすいが、グリース潤滑は攪拌抵抗が小さいの
で、回転軸動力の損失が小さいという利点を有する。し
たがって、グリース潤滑の利用価値は依然として高い。

【０００４】しかしながら、グリース潤滑による密閉型
の軸受においては、特に回転軸の高速回転時の軸受の発
熱による回転部の温度上昇を抑制するための軸受の冷却
が問題となる。

【０００５】この軸受の発熱を冷却する従来の技術とし
て、例えば特公平２−５５４５、特公昭５７−４８３３
５、特許第２６７７５０５号の各公報がある。特公平２
−５５４５公報に開示の技術は、工作機械の主軸の外周
に微小隙間を隔てて熱電素子を有した冷却装置を配置
し、熱電素子のペルチエ効果によって主軸の熱を吸熱
し、熱電素子の外周部に冷却油を巡らし、吸熱した熱を
主軸ハウジング外へ排出する回転軸の冷却構造である。

【０００６】特公昭５７−４８３３５公報に開示の技術
は、工作機械の主軸内の空間に蒸発性作動流体を封入し
たヒートパイプを備え、ヒートパイプの後端に冷却フィ
ンを設けて主軸の熱を奪熱する工作機械のヒートパイプ
付主軸である。特許第２６７７５０５号公報に開示の技
術は、主軸後方から導入した潤滑油で主軸を軸芯側から
冷却するとともに、軸受にアンダレース潤滑を施す。更
に潤滑油を軸芯側からハウジング側へ渡し、軸受及びビ
ルトインモータをジャケット冷却する工作機械の主軸装
置である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記特公平２−５５４
５公報及び特公昭５７−４８３３５公報の従来技術で
は、軸受のグリース潤滑には言及しておらず、仮にこれ
ら従来技術の軸受がグリース潤滑であったにしても、そ
のシール手段を含めたコンタミネーションコントロール
については言及していない。また、特許第２６７７５０
５号公報の従来技術では、潤滑油によるアンダレース潤
滑を採用しているので、潤滑油の長い管路途中からの異
物の侵入確率が高くなり、コンタミネーションコントロ
ールが大変難しい問題があるのと、アンダレース潤滑の
流量コントロールが難しく、往々にして供給過多となり
撹拌抵抗による発熱が大きくなるという問題がある。

【０００８】一般的にグリース潤滑の軸受は、高速にな
るとグリースの温度上昇で潤滑性が低下し、これによっ
て更に温度が上昇してグリースが炭化し、硬い粒子とな
る。これが油膜を破壊しメタルコンタクト状態となり焼
付き現象が生じる。従って適正な冷却、コンタミネーシ
ョンコントロール及び負荷の管理を行えば、高速で長時
間回転可能な回転軸装置が得られる可能性に着目した。

【０００９】本発明は、軸受のグリース潤滑を見直し、
グリースは撹拌抵抗が少ない適正なグリース量の管理が
し易い点、グリースは、軸受内に封入した後はコンタミ
ネーションコントロールがし易い点を生かし、軸受の冷
却をうまく行って、可能な限りの高速でかつ高荷重に耐
え得る回転軸装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的に鑑みて、本
発明によれば、ハウジングに回転可能に支持された回転
軸を回転駆動する回転軸装置において、前記回転軸を少
くとも２ヶ所で支持するグリース潤滑の転がり軸受と、
回転軸装置の軸受部に塵埃、液体等の異物が侵入しない
ようにするコンタミネーションコントロール手段と、を
具備することを特徴とした回転軸装置が提供される。

【００１１】一つの実施形態においては、前記コンタミ
ネーションコントロール手段は、清浄空気供給源と、前
記転がり軸受近傍で前記回転軸外周面に向けて清浄空気
を噴出するエアーシール部と、前記清浄空気供給源から
前記エアーシール部へ清浄空気を導入する管路とで構成
される。別な実施形態においては、前記コンタミネーシ
ョンコントロール手段は、前記転がり軸受とエアーシー
ル部との間にグリース溜りを有するグリース止めを更に
設けて成る。

【００１２】また、本発明によれば、ハウジングに回転
可能に支持された回転軸を回転駆動する回転軸装置にお
いて、前記回転軸を少くとも２ヶ所で支持するグリース
潤滑の転がり軸受と、回転軸装置の軸受部に塵埃、液体
等の異物が侵入しないようにするコンタミネーションコ
ントロール手段と、前記転がり軸受の内輪側を冷却する
内側冷却手段と、を具備することを特徴とした回転軸装
置が提供される。

【００１３】別な実施形態においては、前記内側冷却手
段は、前記回転軸の軸芯に冷却液を流通させて前記転が
り軸受から前記回転軸へ伝達された熱を冷却し、前記冷
却液を外部へ回収する。更に、本発明によれば、ハウジ
ングに回転可能に支持された回転軸を回転駆動する回転
軸装置において、前記回転軸を少くとも２ヶ所で支持す
るグリース潤滑の転がり軸受と、回転軸装置の軸受部に
塵埃、液体等の異物が侵入しないようにするコンタミネ
ーションコントロール手段と、前記転がり軸受の内輪側
を冷却する内側冷却手段と、前記転がり軸受の外輪側を
冷却する外側冷却手段と、を具備することを特徴とした
回転軸装置が提供される。

【００１４】別な実施形態においては、前記内側冷却手
段及び外側冷却手段は、冷却液を前記回転軸の軸芯に流
通させて前記転がり軸受から前記回転軸へ伝達された熱
を冷却し、前記冷却液を前記回転軸内から前記ハウジン
グ側に受け渡し、前記転がり軸受の外輪近傍を流通させ
て前記転がり軸受から前記ハウジングへ伝達された熱を
冷却し、前記冷却液を外部へ回収する。

【００１５】

【作用】上述した構成によれば、グリースにより軸受が
潤滑され、コンタミネーションコントロール手段によっ
てグリースへの異物の侵入が防止されて、転がり軸受の
回転部におけるメタルコンタクトは発生しない。更に内
側及び外側冷却手段によって軸受の発熱が抑えられる。
これにより、例えば工作機械の高速主軸や送りねじ軸が
グリース潤滑の軸受で支持でき、軸受まわりの構造が簡
単化するとともに、液体の潤滑油を使用していた場合に
は重力による潤滑油の漏れの問題で難かった立形やチル
ティング形の高速回転軸装置が実現できることになる。

【００１６】本発明の回転軸装置の実施形態を工作機械
の主軸装置を例にして図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による工作機械の主軸装置の実施形態を
示す断面図、図２は、図１のフロント軸受部の拡大断面
図、図３は、図１のリヤ軸受部の拡大断面図である。図
１において、本発明の実施形態による主軸装置１１は、
前方から後方へと延びる中心軸線を有するハウジング１
３と、この中心軸線に沿って回転可能に保持される主軸
１５とを備える。この主軸１５は、前端側に工具ホルダ
Ｔ等が装着されるテーパ孔形の装着孔１７を有し、ハウ
ジング１３の前方位置に設けられた間座４１で相互に離
間された一対の回転軸受１９ａ、１９ｂ（フロント軸
受）と、後方に設けられた回転軸受１９ｃ（リヤ軸受）
とによって回転可能に支持されている。これらの回転軸
受１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、グリース潤滑されている
転がり軸受である。グリースのベースオイルは鉱油系、
合成油系などがあり、転がり軸受の転動体と軌道との間
に形成される油膜厚さは、ベースオイルの種類、粘度、
運転温度などによって決まる。油膜厚さは通常１μｍ前
後である。グリースは、クリーンルームで軸受に封入さ
れ、ベースオイルの油膜厚さより大きなごみの混入を防
止されるようにコンタミネーションコントロールされ
る。稼動中も後述のコンタミネーションコントロール手
段によって、塵埃や液体などの異物の侵入が抑制され
る。また撹拌抵抗を極力少くした適量封入するのが好し
く、グリース量管理もなされる。

【００１７】ハウジング１３の前方には軸受押え４３が
設けられ、回転軸受１９ａの前方側に設けられた止めカ
ラー４４ａと回転軸受１９ｂの後方側に設けられたナッ
ト４５ｂとの間で両回転軸受１９ａ、１９ｂを定位置に
固定している。回転軸受１９ｃは、主軸１５に止めカラ
ー４４ｂとナット４５ｂにはさまれて固定されている。

【００１８】本実施形態では、主軸１５の中心孔２５の
内部にドローバー４７を有した工具ホルダＴ等の着脱機
構が設けられ、同工具ホルダＴのテーパシャンクＳの後
端に設けられたプルスタッドＰと協働して当該テーパシ
ャンクＳを装着孔１７に着脱自在に装着する機構が設け
られている。すなわち、ドローバー４７は、主軸１５の
後端側から後述のテーパシャンクＳのアンクランプ駆動
用として配設される作動手段により前方へ押し込まれる
と、テーパシャンクＳ後端のプルスタッドＰの把持を解
放して装着孔１７から取り外し可能にし、作動手段の押
し込み解放時にばね室４９内に配設された皿ばねや板ば
ね等の戻しばね５１によってドローバー４７が引き戻さ
れると、テーパシャンクＳのプルスタッドＰを介して工
具ホルダＴ等を装着孔１７内方へ引き付けて装着状態と
するものである。

【００１９】上記の作動手段は、例えば、主軸装置１１
の後端側に配置された流体圧シリンダ装置５３によって
形成され、同シリンダ装置５３は、内部に油圧源５５に
よる圧力流体の供給、排出に応動するピストン５７が設
けられ、このピストン５７が前進すると、ドローバー４
７を前方へ押圧し、このとき、同時に同ドローバー４７
に螺合、一体化された可動スリーブ５９が前進してその
前端側で上記戻しばね５１を押圧してばね反力を蓄積す
る。また、ピストン５７が後退すると、戻しばね５１に
蓄積されたばね反力によって、ドローバー４７は、主軸
１５後端側へ後退動作を行う。

【００２０】ここで、主軸１５の前方部では、ドローバ
ー４７の外周に案内スリーブ６１が設けられ、同案内ス
リーブ６１の先端には、ドローバー４７の先端に収納さ
れたコレット動作用の工具把持ボール６３の逃げ孔６５
が形成され、同工具把持ボール６３がテーパシャンクＳ
のプルスタッドＰと係合、解離して工具ホルダＴ等を把
持する過程で工具把持ボール６３を受容、退避させる構
造になっている。

【００２１】上記案内スリーブ６１は円筒形状を有し、
後述する冷却液流路の一部を形成する流路形成環として
主軸１５の前端域に形成された肩部に当接、支承された
状態で固定設置されており、この案内スリーブ６１の内
方の端面は、上記の戻しばね５１の受座を形成してい
る。主軸１５の後端側において、上述した可動スリーブ
５９は、同じく、円筒状の流路形成環として主軸１５の
後端側に可動に嵌合配設され、この流路形成環をなす可
動スリーブ５９の前端側は既述のように、戻しばね５１
の受座を形成しており、後端側は主軸１５の後端からや
や軸線方向に突出している。

【００２２】さらに、本実施形態の主軸装置１１は、そ
の内部に駆動モータを内蔵した自立駆動型の主軸装置と
して形成されている。従って、主軸１５の中央領域には
ロータ２１が固着され、このロータ２１と半径方向に所
定の間隙を隔ててステータ２３がハウジング１３に固着
された状態で取付けされ、該ロータ２１とステータ２３
の電磁相互作用により、主軸１５を種々の回転速度で回
転作動又は制動する構成を有している。

【００２３】本実施形態においては、主軸１５の半径方
向の中心部、すなわち、ドローバー４７の中心孔内を貫
通して装着された冷却液導入管６７が設けられており、
この冷却液導入管６７は内部に冷却液供給流路２９をな
す冷却液流路を有し、且つ、後方端においては、流体圧
シリンダ装置５３のピストン５７を貫通して主軸装置１
１の外部に突出し、ロータリージョイント６９に接続さ
れている。冷却液圧送機能を有する冷却液供給源２７か
ら供給される冷却液は、このロータリージョイント６９
を経て冷却液導入管６７の冷却液供給流路２９内に送入
されている。

【００２４】冷却液導入管６７の冷却液供給流路２９は
主軸１５の前方へと延び、回転軸受１９ａ、１９ｂの近
傍に位置する該冷却液導入管６７の前端部で半径方向へ
分岐し、ドローバー４７及び案内スリーブ６１を半径方
向に貫通する適数の分岐路７１ａを経由して、同案内ス
リーブ６１の内周に形成された環状のポケット７１ｂに
連通している。さらに、前記環状ポケット７１ｂは案内
スリーブ６１の内端、すなわち、戻しばね５１のばね座
面に貫通された連絡流路７１ｃを経てばね室４９内に連
通している。環状ポケット７１ｂは主軸１５の軸線方向
に長く形成され、したがって、工具ホルダＴを把持又は
解放するためにドローバー４７を主軸１５の軸線方向に
前進又は後進させても、冷却液が同ポケット７１ｂから
ばね室４９に確実に流通する。

【００２５】ばね室４９は、主軸１５の中心孔の内壁
と、ドローバー４７の外壁と、案内スリーブ６１の後端
壁と、可動スリーブ５９の前端壁とによって画定される
環状の空間でなり、したがって、主軸１５又はドローバ
ー４７に対する特別な加工を必要としない。また、ばね
室４９は、上述のように、冷却液導入管６７の冷却液供
給流路２９に連絡流路７１ｃを介して連通しており、同
ばね室４９は、さらに、主軸１５の後端側で、可動スリ
ーブ５９に形成された適数の軸線方向の冷却液流通溝７
３ａに連通して軸芯冷却流路３１を形成し、したがっ
て、冷却液がこの冷却液流通溝７３ａに流入する。

【００２６】このように、冷却液は、冷却液導入管６７
や、前後の案内スリーブ６１及び可動スリーブ５９の内
部流路、ばね室４９を流動する間に、主軸１５の回転中
に主として回転軸受１９ｃから主軸１５へ伝達した摩擦
熱、及び駆動モータからの発生熱を主軸内部（軸芯）か
ら奪熱、冷却し、主軸１５を介して間接的に回転軸受１
９ｃ及び駆動モータを冷却する作用を行う。さらに、主
たる冷却流路となるばね室４９が環状形状をなすので、
均一な冷却作用が達成され、冷却液の流動が容易になる
ことから冷却の効率も向上する。

【００２７】連絡流路７１ｃは、主軸１５に適数本形成
した冷却液流路７２ａ、７２ｂ、７２ｃにも連通してい
る。冷却液流路７２ａ、７２ｂ、７２ｃを流通した冷却
液は、主に回転軸受１９ａ、１９ｂからの発生熱を奪熱
する。以上が本発明の内側冷却手段に相当する。主軸１
５の後方の可動スリーブ５９の冷却液流通溝７３ａに流
入した冷却液は、さらにその冷却液流通溝７３ａの後端
で、軸線方向に長く形成された環状のポケット７３ｂか
ら主軸１５の後端の壁に穿設された半径方向流路７３ｃ
を経て、主軸１５の後端とハウジング１３の後方部との
間に介挿、固定された環体７５に形成された半径方向流
路７５ａ、ハウジング１３の後端の冷却液流路７７を経
て、外部冷却液管路７９に流入する。さらに、これらの
半径方向流路７３ｃ、半径方向流路７５ａ、冷却液流路
７７、外部冷却液管路７９等で形成される副循環流路を
経て、ハウジング１３の前方部の回転軸受１９ａ、１９
ｂの外周領域に渦巻き状に形成、連通する環状流路３７
ａに流入口８１を介して流入し、ハウジング１３の前方
部の回転軸受１９ａ、１９ｂの回転時に発生する熱をハ
ウジング１３を介して奪取して、該前方部の回転軸受１
９ａ、１９ｂを冷却する作用を行う。

【００２８】この場合にも、上記ポケット７３ｂが軸線
方向に長く形成されていることから、可動スリーブ５９
の前後進時でも、冷却液は、確実に可動スリーブ５９の
半径方向流路７３ｃを経て環体７５の半径方向流路７５
ａに流入し、故に、主軸１５の前方への冷却液の回流が
途絶えることはない。一方、冷却液流路７２ｃからベア
リング押え４３の内周に形成した環状溝７２ｄに受け渡
された冷却液は冷却液流路７２ｅを経て外部冷却液管路
８０に流入する。外部冷却液管路８０の冷却液は、外部
冷却液管路７９に合流して、流入口８１からハウジング
１３側に導入される。

【００２９】本実施形態においては、環状流路３７ａを
流動してハウジング１３の前方部の軸受外周領域を冷却
した冷却液は、さらに、上記軸受外周領域の上記環状流
路３７ａと同様な内蔵モータのステータ２３の外周領域
のハウジング１３中に設けられた環状流路３７ｂを流動
し、したがって、駆動モータの発生熱を奪取し、この領
域のハウジング部分を冷却する作用をも行う。なお、環
状流路３７ａと環状流路３７ｂとは流路３７ｃを経て連
通している。更に冷却液は、流路３７ｄを通り、回転軸
受１９ｃの外周部に形成された環状流路３７ｅに流通
し、ハウジング１３の後方部の軸受外周領域を冷却す
る。

【００３０】そして、このようにハウジング１３を冷却
した冷却液は、ハウジング１３の一部に設けられた排出
口８３から冷却液回収流路３９をを経て液吸入機能を有
した既述の冷却液供給源２７に帰還する。前方部の回転
軸受１９ａ、１９ｂの外周領域、内蔵モータのステータ
２３の外周領域及び後方部の回転軸受１９ｃの外周領域
の環状流路３７ａ、３７ｂ、３７ｅ及び前記三つの環状
流路を接続する流路３７ｃ及び３７ｄによりハウジング
冷却流路３７を形成している。

【００３１】ハウジング冷却流路３７もまた、環状形状
又は上記のような渦巻き形状に形成することでハウジン
グ１３においても均一な冷却作用が得られる。ハウジン
グ１３の外周部における加工は一般的に容易であること
は言うまでもない。以上が本発明の外側冷却手段に相当
する。他方、本実施形態においては、清浄空気供給源８
５に接続する空気路８７ａからハウジング１３の後端領
域に穿設された半径方向空気路８９を経て、清浄な圧縮
空気が環体７５の冷却液用の半径方向流路７５ａの両側
に形成された二つの環状空気路７５ｂ、７５ｃに噴出
し、後方の可動スリーブ５９の冷却液流路７３ａからポ
ケット７３ｂ、主軸１５の半径方向流路７３ｃを半径方
向に流動して環体７５の半径方向流路７５ａへ流動する
冷却液に対してエアーシール作用により漏出防止作用を
行い、主軸１５後端の外部へ冷却液が漏出するのを防止
する機構を有している。エアーシール作用による冷却液
の漏出防止は、周知のオイルシール手段に置換すること
も可能であるが、圧縮空気を使用したエアーシールによ
る封止は、工作機械の加工現場等に一般的に配設されて
いる圧力空気源を利用できる点で便宜であると共に、非
接触式であって、摩擦及び摩耗がないという利点を有す
る。また、空気路８７ａから分岐した清浄な圧縮空気
は、半径方向空気路９０、９０を通り、主軸１５外周と
の微小間隙から吹き出し塵埃や液体等の異物が回転軸受
１９ｃ内に侵入するのを防止するエアーシールが設けら
れている。回転軸受１９ｃの両側と半径方向空気路９
０、９０との間にはそれぞれグリース止め９２ａ、９２
ｂが介在しており、ラビリンスによりグリースの漏出を
防止している。グリース止め９２ａ、９２ｂの軸受側に
は、図３に図示するように、グリース溜り用の環状凹溝
を有している。また半径方向空気路９０の主軸１５外周
に対面する開口部は、環状の凹溝に形成されている。

【００３２】一方、清浄空気供給源８５から空気路８７
ｂを通りハウジング１３の前方領域のベアリング押え４
３に穿設された２本の半径方向空気路９４、９４に清浄
な圧縮空気を供給する。これによって冷却液が冷却液流
路７２ｃから環状溝７２ｄに渡る際の漏出を防止するエ
アーシールを形成している。更に空気路８７ｂから分岐
した清浄な圧縮空気は、半径方向空気路９２、９２を通
り、主軸１５外周との微小間隙から吹き出し塵埃、液体
等の異物が回転軸受１９ｂ内に侵入するのを防止するエ
アーシールが設けられている。回転軸受１９ａ及び１９
ｂの両側には、グリース止め９２ｃ、９２ｄが介在して
おり、ラビリンスによりグリースの漏出を防止してい
る。グリース止め９２ｃ、９２ｄの軸受側には、図２に
図示するように、グリース溜り用の環状凹溝を有してい
る。また半径方向空気路９２の主軸１５外周に対面する
開口部は、環状の凹溝に形成されている。この清浄空気
供給源、空気路８７ａ、８７ｂ、半径方向空気路９０、
９２、グリース止め９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、等が軸受
部に塵埃、液体等の異物を侵入させないようにするコン
タミネーションコントロール手段を構成している。

【００３３】以上の説明から明らかなように、本実施形
態による主軸装置１１においては、冷却液供給流路２９
である冷却液導入管６７を挿入されたドローバー４７の
外壁と主軸１５の中心孔２５の内壁との間の空間に軸芯
冷却流路３１が形成されることで冷却液流路の構造が単
純化され、その形成が容易になり、同時に均一な軸芯冷
却が得られる。

【００３４】さらに、冷却液流路が主軸１５の中心部か
ら最外被のハウジング１３における回転軸受保持部の周
囲の滞熱領域へ迂回、形成されていることから、主軸１
５及びハウジング１３を介して回転軸受保持部を効率的
に冷却する作用を行うことができる。しかも、このと
き、主軸１５の内側や内部の諸部材を冷却する間に吸熱
して温暖化した冷却液が最外被のハウジング１３へ回流
され、該ハウジング１３からさらに奪熱、冷却を行う構
成をとるので、主軸装置１１の内部を比較的冷たい冷却
液が冷却し、外部をやや温められた冷却液で冷却するの
で、回転軸受１９ａ、１９ｂ、１９ｃを保持する外側要
素のハウジング１３から強い締付け力が作用することが
ない。この結果、主軸１５の長時間運転をも可能にする
と言う利点を得ることができる。

【００３５】本実施形態の回転軸受１９ａ、１９ｂは、
背面組合せのアンギュラコンタクトベアリングを採用し
ている。一組の外輪間には、想定されるアキシャル荷重
より若干大きな弾性力を有した圧縮ばね９５を介在さ
せ、予圧を付与している。これによって軸受温度が例え
上昇して軸受間隔が広がったとしても、予圧が抜けてし
まうことがなく、安定して負荷を受けることができる。

【００３６】本実施形態においては、ロータリジョイン
ト６９から冷却液を導入し、ドローバー４７の軸心に冷
却液を流通させる構造を採用したが、これに代えて、ロ
ータリジョイント及びドローバーの軸心にはスルースピ
ンドルクーラントを流通させ、軸受の冷却液はスルース
ピンドルクーラント流通パイプの外側を通る様に導入さ
せる構成を採用しても良い。また軸芯冷却ではなく、従
来技術で述べたヒートパイプを主軸内に設ける方式や熱
電素子を主軸外周に微小間隙を保って設ける方式の内側
冷却手段を採用しても良い。更に主軸に直接的に冷却流
体を吹き付ける内側冷却手段を採用しても良い。更に本
実施形態では、主軸回転駆動モータをハウジング内に設
けたが、ハウジング外に設ける方式にしても良い。

【００３７】主軸は水平方向を向いている必要はなく、
垂直方向を向いた立形主軸あるいは、主軸の向きが変化
するチルティング主軸やスイベル主軸であっても、潤滑
液の漏出の恐れはない。また送りねじ軸も高速送りの要
求とともに高速で回転する傾向にあり、その両端部を支
持する回転軸受の潤滑をグリースで行い、コンタミネー
ションコントロール手段、内側冷却手段及び外側冷却手
段を備える構成にすることができる。更に工作機械に限
らずその他産業機械等の回転軸装置に本発明は適用でき
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、グリースにより軸受が
潤滑され、コンタミネーションコントロール手段によっ
てグリースへの異物の侵入が防止されて、転がり軸受の
回転部におけるメタルコンタクトは発生せず、軸受の長
寿命化が図れる。更に、内側及び外側の冷却手段によっ
て軸受からの発熱が冷却される。これにより、従来液体
潤滑油でないと不可能とされていた高速回転軸装置がグ
リース潤滑で実現できる。そして潤滑手段の構成が簡単
化でき、潤滑手段の保守も簡単になる効果がある。ま
た、回転軸の設置方向が水平に限らず、垂直でも任意の
角度でも潤滑油の漏出の恐れなく採用でき、適用範囲の
広い回転軸装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を工作機械の主軸装置に適用した場合の
実施形態を示す断面図である。

【図２】図１のフロント軸受部の拡大断面図である。

【図３】図１のリヤ軸受部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１１…主軸装置１３…ハウジング１５…主軸１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…回転軸受２７…冷却液供給源２９…冷却液供給流路３１…軸芯冷却流路３７…ハウジング冷却流路３９…冷却液回収流路４７…ドローバー８５…清浄空気供給源８７ａ、８７ｂ…空気路９０…半径方向空気路９２…半径方向空気路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングに回転可能に支持された回転
軸を回転駆動する回転軸装置において、前記回転軸を少くとも２ヶ所で支持するグリース潤滑の
転がり軸受と、回転軸装置の軸受部に塵埃、液体等の異物が侵入しない
ようにするコンタミネーションコントロール手段と、を具備することを特徴とした回転軸装置。
【請求項２】前記コンタミネーションコントロール手
段は、清浄空気供給源と、前記転がり軸受近傍で前記回
転軸外周面に向けて清浄空気を噴出するエアーシール部
と、前記清浄空気供給源から前記エアーシール部へ清浄
空気を導入する管路とで構成される請求項１に記載の回
転軸装置。
【請求項３】前記コンタミネーションコントロール手
段は、前記転がり軸受とエアーシール部との間にグリー
ス溜りを有するグリース止めを更に設けて成る請求項２
に記載の回転軸装置。
【請求項４】ハウジングに回転可能に支持された回転
軸を回転駆動する回転軸装置において、前記回転軸を少くとも２ヶ所で支持するグリース潤滑の
転がり軸受と、回転軸装置の軸受部に塵埃、液体等の異物が侵入しない
ようにするコンタミネーションコントロール手段と、前記転がり軸受の内輪側を冷却する内側冷却手段と、を具備することを特徴とした回転軸装置。
【請求項５】前記内側冷却手段は、前記回転軸の軸芯
に冷却液を流通させて前記転がり軸受から前記回転軸へ
伝達された熱を冷却し、前記冷却液を外部へ回収する請
求項４に記載の回転軸装置。
【請求項６】ハウジングに回転可能に支持された回転
軸を回転駆動する回転軸装置において、前記回転軸を少くとも２ヶ所で支持するグリース潤滑の
転がり軸受と、回転軸装置の軸受部に塵埃、液体等の異物が侵入しない
ようにするコンタミネーションコントロール手段と、前記転がり軸受の内輪側を冷却する内側冷却手段と、前記転がり軸受の外輪側を冷却する外側冷却手段と、を具備することを特徴とした回転軸装置。
【請求項７】前記内側冷却手段及び外側冷却手段は、
冷却液を前記回転軸の軸芯に流通させて前記転がり軸受
から前記回転軸へ伝達された熱を冷却し、前記冷却液を
前記回転軸内から前記ハウジング側に受け渡し、前記転
がり軸受の外輪近傍を流通させて前記転がり軸受から前
記ハウジングへ伝達された熱を冷却し、前記冷却液を外
部へ回収する請求項６に記載の回転軸装置。