JP2002066874A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸の前部及び主軸頭に主軸を回転支持する
前方軸受に対する十分な冷却作用を発揮する工作機械の
主軸装置を提供する。 【解決手段】 主軸１３の内部に主軸後方から主軸前方
にわたって設けられた冷却液供給流路５５に冷却液源５
９から冷却液を供給し、その冷却液を冷却液供給流路５
５に連通し主軸後方に分岐するよう形成された第１の主
軸冷却流路６１及び冷却液供給流路５５に連通し主軸前
方に分岐するよう形成された第２の主軸冷却流路６３に
流通させて主軸１３をその内部から冷却し、第１の主軸
冷却流路６１を流通させた冷却液を第１の冷却液吸引排
出流路７９から冷却液源５９に回収し、第２の主軸冷却
流路６３に連通するよう主軸１３の前部に形成された冷
却液回収流路８５から第２の主軸冷却流路６３を流通さ
せた冷却液を冷却液源５９に回収するようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸冷却流路を備
える工作機械の主軸装置に関し、特に主軸前部を効率良
く冷却するための機構を備えた工作機械の主軸装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸装置では、一般に、主軸
の回転により、主軸自体、それを回転可能に支持する軸
受、及びハウジング（モータを含む）に発熱を生じる。
この発熱による主軸、ハウジング及び軸受の温度上昇
は、これに伴って主軸及びハウジングの熱変形を起こさ
せ、工作機械における被加工物の加工精度を悪化させ
る。

【０００３】この温度上昇を抑制するべく主軸を冷却す
るために、主軸の後部からその内部に冷却液源の冷却液
を供給して循環させ、主軸をその内部から冷却した後、
冷却液を主軸後部から冷却液源に吸引回収する主軸装置
が、特公平７−１０６５３４公報に開示されている。ま
た、主軸の後部からその内部に冷却液（潤滑液）を供給
して循環させ、主軸をその内部から冷却した後、冷却液
を主軸後部から冷却液源へ吸引、回収し、主軸内部に供
給された冷却液の一部を潤滑液として軸受に供給してア
ンダレース潤滑を行い且つ冷却効果も得られるようにし
た主軸装置が、特許第２６７７５０５号公報に開示され
ている。なお、主軸の前部とは工具を把持する側を指
し、主軸の後部とは前部と反対側を指すものとする。

【０００４】上記の主軸装置では、主軸の後方部から前
方部に向けて延びる冷却液供給流路を主軸の中央部で、
主軸後方部に向かう主軸冷却流路と主軸前方部に向かう
主軸冷却流路とに分岐させている。そして、主軸後方部
に向かう主軸冷却流路を流通して主軸を冷却した冷却液
を主軸後部から冷却液源へ回収している。一方、主軸前
方部に向かう主軸冷却流路は、主軸冷却流路を流通する
冷却液によりアンダレース潤滑を行わない場合には、主
軸前端部で主軸後方部へ向かって折り返し、そこを流通
する冷却液を主軸の中間部又は後方部から冷却液源へ吸
引、回収する。また、主軸冷却流路を流通する冷却液に
よりアンダレース潤滑を行う場合、主軸前方部に向かう
主軸冷却流路は、主軸装置前部に設けられた軸受に潤滑
液（この場合、冷却液を潤滑液として共用している）を
供給する各潤滑液供給流路と連通しており、主軸前方部
に向かう主軸冷却流路を流通する冷却液は、全て軸受の
転動体（ボールやローラなど）周りを経由して冷却液源
へ回収される。この場合、主軸前方部に向かう主軸冷却
流路の前端部（末端部）は最前に位置する軸受に潤滑液
を供給する潤滑液供給流路と接続して終端している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した主軸装置の主
軸前方部に向かう主軸冷却流路では、以下のような問題
が生じる。主軸冷却流路を流通する冷却液によってアン
ダレース潤滑を行わない場合には、主軸前方部に向かう
主軸冷却流路は主軸後方部へ向かって主軸前端部で折り
返して主軸冷却流路の分岐部近傍まで延び、そこからそ
の主軸冷却流路を流通する冷却液を冷却液源に吸引、回
収している。ところが、主軸装置の軽量化のために主軸
は細い方が好ましい一方で、主軸前部には、工具把持部
が存在し、ドローバーの外周には案内スリーブが設けら
れているため、主軸前部では、主軸冷却流路を設けるス
ペースを十分に確保することが困難で、主軸冷却流路の
流路断面積は小さくせざるを得ないことが多い。流路断
面積が小さいと、主軸冷却流路の流動抵抗が大きくな
り、主軸前方部に向かう主軸冷却流路に十分な冷却液を
流通させることができないため、主軸及び軸受の冷却効
果が十分には得られない問題が発生する。

【０００６】また、主軸冷却流路を流通する冷却液によ
ってアンダレース潤滑を行う場合には、主軸前方部に向
かう主軸冷却流路は全て潤滑液供給流路に接続してい
て、そこを流通する冷却液は軸受の転動体を経由してし
か冷却液源へ回収されない。ところが、軸受に供給する
潤滑液は、供給量が多すぎても軸受は焼き付けを起こ
し、焼き付けを起こさない程度の量しか供給されないの
で、少量とせざるを得ない。したがって、主軸前方部に
向かう主軸冷却流路を流通する冷却液の量は、上記のア
ンダレース潤滑を行わない場合と比較して、さらに少量
となり、主軸（及び間接的な軸受）の冷却効果を十分に
得ることができないという問題が存在する。

【０００７】よって、本発明の目的は、上記従来技術に
存する問題を解消して、主軸及び軸受、特に主軸装置前
部に位置する主軸部分及び軸受に対する十分な冷却作用
を発揮できる工作機械の主軸装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
み、主軸の後方部から前方部に向けて延びる冷却液供給
流路を主軸後方部に向かう主軸冷却流路と主軸前方部に
向かう主軸冷却流路とに分岐させている工作機械の主軸
装置において、主軸前方部に向かう主軸冷却流路を流通
する冷却液を折り返して主軸前方部から後方部へ向かっ
て流通させたり軸受に潤滑液として供給することなく、
主軸前方部に向かう主軸冷却流路を流通する冷却液の一
部を主軸の最前部の軸受よりも前方に位置する主軸冷却
流路の末端部から直接吸引回収するようにしたものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明によれば、主軸をその軸
線方向の前後位置に設けられた軸受により主軸頭に回転
可能に支持した工作機械の主軸装置において、前記主軸
の内部に主軸後方から主軸前方にわたって設けられ、冷
却液源から冷却液を前記主軸の内部に供給する冷却液供
給流路と、前記冷却液供給流路に連通し前記主軸後方に
分岐するよう形成された第１の主軸冷却流路と、前記冷
却液供給流路に連通し前記主軸前方に分岐するよう形成
された第２の主軸冷却流路とで成り、前記主軸の内周面
に沿って冷却液を流通させ前記主軸をその内部から冷却
する軸芯冷却流路と、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷
却流路を流通した冷却液を前記冷却液源に回収する第１
の冷却液吸引排出流路と、前記軸芯冷却流路の第２の主
軸冷却流路に連通するよう前記主軸の前部に形成され、
前記第２の主軸冷却流路を流通した冷却液を前記冷却液
源に回収する第２の冷却液吸引排出流路とで成る冷却液
回収流路と、を具備した工作機械の主軸装置が提供され
る。

【００１０】上記工作機械の主軸装置は、好ましくは、
前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路及び第２の主軸
冷却流路から前記主軸の半径方向にそれぞれ分岐し、各
軸受の内輪に穿設した半径方向孔に連通する軸受潤滑流
路をさらに具備し、前記冷却液回収流路は前記主軸を回
転支持する主軸最前部の軸受の前記軸受潤滑流路及び半
径方向孔で成り、前記第２の主軸冷却流路を流通させた
冷却液を前記冷却液源に回収する。

【００１１】さらに、上記工作機械の主軸装置におい
て、前記冷却液供給流路は前記主軸の内部に挿入された
ドローバーの内部にその軸線方向に設けられた管路で成
り、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路は前記主軸
の内周面と前記ドローバーの外周面との間に形成された
環状隙間を含んで成ってもよい。また、前記冷却液供給
流路は前記主軸の内部に挿入されたドローバーの内周面
と前記ドローバーの内部に挿入された管部材の外周面と
の間に形成された環状隙間で成り、前記軸芯冷却流路の
第１の主軸冷却流路は前記主軸の内周面と前記ドローバ
ーの外周面との間に形成された環状隙間を含んで成って
もよい。

【００１２】本発明の工作機械の主軸装置においては、
主軸の後方部から前方部に向けて延びる冷却液供給流路
から分岐した第２の主軸冷却流路の前端部（主軸装置に
おいて工具が把持される側に位置する端部）が、冷却液
回収流路に連結しているため、冷却液供給流路は折り返
して主軸後方に延びることがないので、第２の主軸冷却
流路の管路長が短く、流動抵抗が少なくなっている。し
たがって、冷却液源からの吸引力が同じであっても、第
２の主軸冷却流路を流通する冷却液に関し、主軸及び軸
受を冷却するに十分な量を確保することが可能となる。

【００１３】また、第２の主軸冷却流路の前端部は前方
部の軸受の転動体周りを経由しないので、第２の主軸冷
却流路を流通する冷却液が転動体により妨げられること
もなく、冷却液の良好な流通性が確保され、主軸及び軸
受の十分な冷却作用を奏することができる。主軸冷却流
路を流通する冷却液が前方部の軸受内を流通しても転動
体周りを経由しなければ、同様に冷却液の流通性は確保
される。

【００１４】また、前方部の軸受の転動体が第２の主軸
冷却流路の前方端部から流通する冷却液（この場合は潤
滑液を兼ねている）の流動を妨害することがないので、
上記作用効果は、第２の主軸冷却流路を流通する冷却液
が前方部の軸受のアンダレース潤滑に使用されるときに
特に顕著となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施態様を説明する。なお、以下の説明では、主軸装置に
おいて工具を把持し加工を行う側を前方、その反対側を
後方と呼称している。すなわち、「前」という用語は主
軸装置の加工を行う側、「後」という用語はその反対側
を意味している。

【００１６】図１は、本発明による工作機械の主軸装置
の第１実施態様を示している断面図である。図１を参照
すると、本発明の主軸装置１１は、主軸１３と、これを
包囲し、全体的に筒形の中空体として形成されたハウジ
ング１５とを具備している。主軸１３は、その前方部外
周面とハウジング１５の内周面との間に挿設された前方
軸受１７と、主軸１３の後方部外周面とハウジング１５
の内周面との間に挿設された後方軸受１９とによって、
ハウジング１５の内部に回転可能に支持されている。前
方軸受１７は、間座２１によって離間された適宜の数の
回転軸受から成り、その前後方向端部にそれぞれ設けた
軸受押え２３と軸受押えナット２５とによって、定位置
に固定されている。また、後方軸受１９は、主軸１３の
後方部に形成された肩部に一端を当接させ他端側に軸受
押えナット２７を設けることによって、定位置に固定さ
れている。図１に示されている実施態様では、前方軸受
１７は最も前方側に位置する１つのころ軸受１７ａとそ
の後方に間座２１によってそれぞれ離間して位置する２
つの玉軸受１７ｂ、１７ｃとの３つの回転軸受から成
り、後方軸受１９は１つのころ軸受から成っている。し
かしながら、各軸受１７、１９は適宜の軸受を使用する
ことも可能である。

【００１７】主軸１３の前端部とハウジング１５との間
にはラビリンスシールなどが設けられ、主軸装置１１の
内部を流通する冷却液（潤滑液）が外部に漏出しないよ
うになっている。軸受１７、１９によってハウジング１
５に回転可能に支持された主軸１３の先端部（前方端
部）には、テーパシャンクを有した工具ホルダ（不図
示）を引き込んで装着するためのテーパ状の装着孔２９
が設けられている。また、主軸１３の中心貫通孔３１に
は回転軸線に沿ってドローバー３３が挿通されており、
このドローバー３３は工具ホルダのテーパシャンクの後
端部に設けられたプルスタッドと協働して、工具を保持
した工具ホルダを装着孔２９に着脱自在に装着させるこ
とを可能とさせるものである。

【００１８】ドローバー３３が主軸１３の後方に設けら
れた作動手段により前方に向かって押込まれると、テー
パシャンク後端部のプルスタッドの把持が解放され、工
具ホルダを装着孔２９から取り外すことができるように
なる。一方、作動手段による押込みが解除され、ばね室
３５内に配設された皿ばねなどの戻しばね３７によって
ドローバー３３が後方に向かって引き戻されると、テー
パシャンクのプルスタッドを介して工具ホルダを装着孔
２９の内方に引き付けて装着状態とさせる。こうして、
工具を工具ホルダと共に取り外し、新しい工具を固定し
た工具ホルダと交換することが可能となる。

【００１９】主軸１３の前方部では、ドローバー３３の
外周に案内スリーブ３９が設けられており、その先端に
はドローバー３３の先端に設けられたコレット４１のた
めの逃げ穴４３が形成されている。テーパシャンクのプ
ルスタッドの把持を解放する際にこの逃げ穴４３にコレ
ット４１が受容、退避されるようになっている。主軸１
３の後方部でも、同様に、ドローバー３３の外周に可動
スリーブ４５が螺合され一体化されており、この可動ス
リーブ４５は主軸１３の内周面に対して可動になってい
る。

【００２０】案内スリーブ３９は円筒形状を有し、後述
する主軸１３の前方側の主軸冷却流路（第２の主軸冷却
流路）の一部を形成している。そして、主軸１３の前端
部に形成された肩部にその一方の端面が当接し、他方の
端面すなわち後端面は戻しばね３７の受座を形成してい
る。また、可動スリーブ４５も同様に円筒形状を有し、
後述する主軸１３の後方側の主軸冷却流路（第１の主軸
冷却流路）の一部を形成しており、その前端面は戻しば
ね３７の受座を形成している。上述したばね室３５は主
軸１３の内周面、ドローバー３３の外周面、案内スリー
ブ３９の後端面、及び可動スリーブ４５の前端面によっ
て周囲を包囲されて形成された環状空間である。

【００２１】図１に示されている実施態様では、作動手
段は、シリンダ４７と、ピストン４９と、油圧源５１と
から構成されている。シリンダ４７の内部に配設された
ピストン４９は、主軸装置１１の外部に設けられた油圧
源５１による圧力流体の供給又は排出に応じて、前進又
は後退するようになっている。ピストン４９が前進する
と、その前端によってドローバー３３が前方に押圧さ
れ、ドローバー３３に螺合、一体化された可動スリーブ
４５が前進してその前端面で戻しばね３７を押圧し、ば
ね反力を蓄積する。ピストン４９が後退すると、戻しば
ね３７に蓄積されたばね反力によって、可動スリーブ４
５が後退して、可動スリーブ４５と一体化したドローバ
ー３３が後方へ後退する。こうして、作動手段によっ
て、上記のようなドローバー３３への工具ホルダ（不図
示）の脱着動作が可能になる。

【００２２】主軸装置１１は、さらに、主軸１３の外周
面の中央部に固着されたロータＭ１と、ハウジング１５
の内周面に同ロータＭ１と半径方向に所定の間隔を隔て
て対向して配設されたステータＭ２とを備えており、ロ
ータＭ１とステータＭ２との電磁相互作用によって主軸
１３をハウジング１５に対して回転作動させることがで
きるようになっている。

【００２３】このようにして構成された主軸装置１１に
は、主軸１３を回転させることによって、主軸１３自
体、軸受１７、１９、モータ（ロータＭ１、ステータＭ
２）、ハウジング１５に発熱を生じるので、冷却手段が
設けられる。図１においては、説明の簡単化のために省
略しているが、ハウジング１５には、従来の主軸装置と
同様に、特に軸受１７、１９やステータＭ２の外側の近
傍に、例えば螺旋形状の冷却流路が形成され、この冷却
流路に冷却液が供給されている。本発明の主軸装置１１
によれば、さらに、主軸１３の内部にも冷却手段を設
け、冷却を行っている。

【００２４】図１に示されている実施態様では、ドロー
バー３３の中心孔内に冷却液導入管５３が挿着されてお
り、冷却液導入管５３の内部には冷却液供給流路５５が
形成されている。冷却液導入管５３の後方端は、ピスト
ン４９を貫通して主軸装置１１の外部に突出し、ロータ
リジョイント５７に接続されている。ロータリジョイン
ト５７は冷却液圧送機能を有した冷却液源５９の吐出側
に接続されており、冷却液源５９から供給される冷却液
がロータリジョイント５７を経て冷却液導入管５３の冷
却液供給流路５５に送給されている。

【００２５】冷却液供給流路５５は、冷却液導入管５３
の内部を後方部から前方部に向けて延びた後、前方軸受
１７と後方軸受１９との間において、後方軸受１９方向
に向かって延びる第１の主軸冷却流路６１と、前方軸受
１７方向に向かって延びる第２の主軸冷却流路６３とに
分岐する。図１に示されている実施態様では、第１の主
軸冷却流路６１が、ドローバー３３の外周面と主軸１３
の内周面との間に形成された環状隙間すなわちばね室３
５によって形成されている一方、第２の主軸冷却流路６
３が、主軸１３の軸線方向に延び且つ案内スリーブ３９
の外周面に沿って周方向に所定の間隔で設けられた複数
の溝と、主軸１３の内周面とによって形成されている。
すなわち、冷却液供給流路５５は、冷却液導入管５３の
前端部で半径方向に分岐して、冷却液導入管５３及びド
ローバー３３を貫通して延びる分岐路６５を経た後、案
内スリーブ３９内を主軸１３の軸線方向に延びて戻しば
ね３７のばね受座を形成する案内スリーブ３９の端面ま
で貫通する連絡流路６７を経て、主軸１３の後方に向か
って延びる第１の主軸冷却流路６１に連通し、案内スリ
ーブ３９を半径方向に貫通する連絡流路６９を経て、主
軸１３の前方に向かって延びる第２の主軸冷却流路６３
に連通している。

【００２６】上記実施態様では、第２の主軸冷却流路６
３が軸線方向に延びる複数の流路によって構成されてい
るが、案内スリーブ３９の外周面に設けられた環状の凹
所と主軸１３の外周面とによって形成される環状流路に
よって構成することも可能である。第１の主軸冷却流路
６１は、ばね室３５内を後方軸受１９方向に向かって延
びた後、主軸１３の後方側で、可動スリーブ４５内に設
けらればね受座を形成する可動スリーブ４５の前端面か
ら後方軸受１９を越えて後方に延びる流路７１を経て、
可動スリーブ４５の後端部で主軸１３を半径方向に貫通
する半径方向流路７３に連通している。なお、可動スリ
ーブ４５は軸線方向に可動であるので、可動スリーブ４
５の流路７１と主軸１３の半径方向流路７３との連通状
態を常に保つために、その接続部には軸線方向に長い環
状のポケット７５が設けられている。主軸１３の半径方
向流路７３は、さらに、主軸１３の後端部の外周面とハ
ウジング１５の後方部の内周面との間に介挿されハウジ
ング１５に固定された環体７７及びハウジング１５を半
径方向に延びる後方冷却液吸引排出流路７９を経て、冷
却液吸引機能を有した冷却液源５９の回収側に接続され
た冷却液回収流路８１に接続している。

【００２７】一方、主軸１３の前方に向かって延びる第
２の主軸冷却流路６３は、主軸１３を半径方向に向かっ
て延びる接続流路８３を経て、前方軸受１７ａよりも前
方のハウジング１５に形成された前方冷却液吸引排出流
路８５に、前方軸受１７を経由することなく、連通して
いる。図１に示されている実施態様では、前方冷却液吸
引排出流路８５は、軸受押え２３の端面に形成されたポ
ケット８７とそこから軸受押え２３及びハウジング１５
を通って延びる半径方向流路とによって形成されてい
る。なお、前方冷却液吸引排出流路８５が前方軸受１７
ａよりも前方に設けられているのは、第２の主軸冷却流
路６３及び主軸１３内を半径方向に延びる接続流路８３
が前方軸受１７の内輪側を冷却する機能をも果たすため
であり、別に軸受冷却用の流路を設ける場合には前方冷
却液吸引排出流路８５を前方軸受１７ａよりも前方に設
ける必要はない。例えば、最前の軸受１７ａと前方から
２番目の軸受１７ｂとの間に前方冷却液吸引排出流路８
５を形成することも可能である。

【００２８】前方冷却液吸引排出流路８５は、後方冷却
液吸引排出流路７９と同様に、冷却液回収流路８１に接
続されており、前方冷却液吸引排出流路８５を流通する
冷却液は冷却液源５９によって吸引、回収される。主軸
装置１１の前部には、ドローバー３３の把持機構や前方
軸受１７などが配置されており、十分な断面積の冷却流
路を設けることができない一方、第１の主軸冷却流路６
１は、ばね室３５を利用するなどして流路を設けること
によって、十分な流路断面積を確保することができる。
このため、冷却液は主として第１の主軸冷却流路６１に
流れてしまうことから、小さい断面の流路である第２の
主軸冷却流路６３において流動抵抗を少なくすることが
特に有効となる。上記のように、主軸１３の前方に向か
って延びる第２の主軸冷却流路６３の前端部を前方冷却
液吸引排出流路８５を経て冷却液回収流路８１に接続す
れば、第２の主軸冷却流路６３の管路長を短くして、流
動抵抗を小さくすることが可能となり、同じ吸引力で第
２の主軸冷却流路６３内により多量の冷却液を流通させ
ることができるようになる。その結果、より優れた主軸
冷却を行うことが可能となり、工作機械の加工精度を向
上させることができるようになる。

【００２９】なお、図１に示されている実施態様では、
簡単化のために省略されているが、各軸受１７、１９に
は潤滑のために潤滑液が供給されているものとする。図
２は、図１に示されている第１実施態様と主軸装置１１
の前部の構造のみが異なる第２実施態様の主軸装置１１
の断面図を示している。第２実施態様の主軸装置１１で
は、第２の主軸冷却流路６３から各前方軸受１７に向か
って主軸１３内を延びる複数の軸受潤滑流路９１が形成
されており、各軸受潤滑流路９１を流通する冷却液が各
軸受の内輪に形成された潤滑流路９３を経て各軸受に供
給され、各前方軸受１７をアンダレース潤滑すると同時
に各前方軸受１７の回転時に発生する熱を奪熱して冷却
を行っている。なお、後方軸受１９にも同様にして第１
の主軸冷却流路６１を流通する冷却液を潤滑液として供
給することができる。

【００３０】このように第２の主軸冷却流路６３を流通
する冷却液を用いて各前方軸受１７のアンダレース潤滑
を行う場合、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液
の流出口は各軸受潤滑流路９１に限定されるので、第２
の主軸冷却流路６３の流量は各前方軸受１７に潤滑を兼
ねて供給される冷却液の量によって定まる。ところが、
軸受に供給する冷却液を必要以上に多量にすると却って
軸受の焼き付けを引き起こす恐れがあるため、前方軸受
１７に供給する冷却液の量は少量とせざるを得ない。し
たがって、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液の
量は少なくなり、主軸装置１１の前部に対する十分な冷
却作用を得ることができなくなる。そこで、本発明の主
軸装置１１では、第１実施態様の主軸装置１１と同様
に、第２の主軸冷却流路６３の先端部に、主軸１３内を
半径方向に向かって延び、前方軸受１７ａよりも前方に
形成された前方冷却液吸引排出流路８５に前方軸受１７
ａの転動体（ボールやローラ）周りを経由することなく
連通している接続流路８３を設け、第２の主軸冷却流路
６３の前端部を前方冷却液吸引排出流路８５に連結させ
ている。

【００３１】なお、各軸受１７に供給された冷却液は間
座２１やハウジング１５を半径方向に貫通して延びる流
路９５を介して、冷却液回収流路８１に流入し、冷却液
源５９に吸引、回収される。図２に示されている実施態
様では、接続流路８３が、前方軸受１７ａ内に転動体周
りを回避して設けられているが、図１に示されている実
施態様と同様に、前方軸受１７ａを通らないように設け
られてもよい。

【００３２】このように構成することによって、第２の
主軸冷却流路６３の前端部と流通していながら、冷却液
の流通が前方軸受１７ａの転動体によって妨げられて流
動抵抗が大きくなることがない流路が存在するようにな
り、主軸装置１１の前部に対する十分な冷却作用を得る
ことができる十分な流量を第２の主軸冷却流路６３にて
得ることができるようになる。

【００３３】図２に示されている実施態様の他の構成は
図１に示されている実施態様と同様であるので、ここで
は特に説明しない。図３は、本発明の主軸装置１１の第
３実施態様の断面図を示しており、主軸装置１１の主軸
１３の内部の中心領域を軸線方向に後方から前方へ切削
液を流通して主軸前端に装着された工具ホルダ（不図
示）を貫通し、工具ホルダに保持された切削工具（不図
示）へ切削液やエアなどを供給可能にした、いわゆる、
スルースピンドル方式の切削液供給機構を有した主軸装
置１１である。

【００３４】図３に示されている第３実施態様の主軸装
置１１は、図１に示されている第１実施態様の主軸装置
１１とほぼ同様の構成を有しているが、主軸１３の中心
貫通孔３１に回転軸線に沿って挿通されたドローバー３
３の中心孔内に、切削液導入のための管部材すなわち切
削液導入管９７がさらに挿入されている点において異な
っている。

【００３５】切削液導入管９７は、主軸装置１１の後方
端部から突出して、ロータリジョイント５７′に接続さ
れている。ロータリジョイント５７′は適宜の管路を経
て切削液源９９に接続されており、切削液源９９から供
給される切削液が、ロータリジョイント５７′を経て切
削液導入管９７の切削液供給流路１０１に送給され、ド
ローバー３３の前端領域で、工具ホルダのテーパシャン
クやプルスタッド等を貫通した切削液流路から工具ホル
ダの先端まで供給されるように形成されている。したが
って、こうして供給される切削液により、工具ホルダに
保持された工具（不図示）は、切削加工時に、常時、切
削液を工具中心部から供給されながら、被加工物の切削
を遂行することができる。

【００３６】また、図１に示されている実施態様と同様
に、図３に示されている実施態様でも、主軸１３の後方
には作動手段が設けられており、この作動手段と戻しば
ね３７が協働することによって、ドローバー３３を介し
た主軸１３への工具ホルダの着脱及び工具の交換が可能
になっている。図３に示されている実施態様では、作動
手段の後方にさらに切削液導入管９７の進退を行うため
の導入管進退手段が設けられている。図３を参照する
と、導入管進退手段は、シリンダ１０３と、ピストン１
０５と、油圧源５１とによって構成されている。切削液
導入管９７は、シリンダ１０３とピストン１０５との間
に設けられたばね１０７によって、常時前方へ付勢さ
れ、切削液導入管９７の前端面はプルスタッドの後端面
に密着し切削液が漏出しないようになっている。自動工
具交換装置（不図示）によって工具ホルダ又は工具が交
換されるとき、油圧源５１からシリンダ１０３へ圧力流
体を送出しピストン１０５を後退させる。それによっ
て、切削液導入管９７を後退、退避させ、プルスタッド
の後端面と切削液導入管９７の前端面とが衝突しないよ
うにしている。工具交換が完了すると、シリンダ１０３
から圧力流体が抜かれ、シリンダ１０３内に設けられた
ばね１０７の力で切削液導入管９７とプルスタッドが再
び密着するようになる。

【００３７】さらに、第３実施態様の主軸装置１１で
は、切削液導入管９７の外周面とドローバー３３の中心
孔の内周面との間に軸線方向に延びる環状隙間が形成さ
れており、この環状隙間が冷却液供給流路５５をなして
いる。この冷却液供給流路５５には、ハウジング１５の
後端部、ハウジング１５の後端部の内周面と主軸１３の
後端部の外周面との間に挿設されハウジング１５に固定
された環体７７、主軸１３の後端部、及び可動スリーブ
４５を通って半径方向に向かって延びる半径方向流路１
０９を経て、主軸装置１１の外部に設置された冷却液源
５９から冷却液が供給される。可動スリーブ４５は主軸
１３に対して軸線方向に可動であるので、可動スリーブ
４５内の半径方向流路１０９と主軸内の半径方向流路１
０９との連通状態を保つために、その接続部には軸線方
向に長い環状のポケット１１１が設けられている。

【００３８】図３に示されている実施態様の主軸装置の
他の構造は、図１に示されている実施態様と同じであ
り、ここでは、説明しない。図４は同様に、スルースピ
ンドル方式の切削液供給機構を有した主軸装置１１にお
いて、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液を利用
してアンダレース潤滑を行う場合である第４実施態様の
主軸装置１１の前部の断面図を示している。図１に示さ
れている第１実施態様と図２に示されている実施態様と
の構造の差と図３に示されている第３実施態様と図４に
示されている第４実施態様との構造の差は、同一で、ア
ンダレース潤滑のための流路が設けられていることであ
るので、ここでは詳しくは説明しない。

【００３９】図３及び図４に示されているようなスルー
スピンドル方式の切削液供給機構を有した主軸装置１１
においても、図１及び図２に示されている主軸装置１１
と同様に、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液の
流動抵抗を少なくし、冷却液源５９からの吸引力が一定
であっても、そこを流通する冷却液の流量を増加させる
ことができ、冷却液による十分な主軸冷却作用を得るこ
とが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主軸の後方部から前方部に向けて延びる冷却液供給流路
から分岐した第２の主軸冷却流路の前端部が、冷却液吸
引排出流路に連結しているため、冷却液供給流路は主軸
後方に折り返すことがなく、第２の主軸冷却流路の管路
長が短くなり、流動抵抗が少なくなるので、吸引による
冷却液の流動が容易になっている。したがって、第２の
主軸冷却流路を流通する冷却液に関し、主軸及び軸受を
冷却するのに十分な量を確保することが可能となる。

【００４１】また、第２の主軸冷却流路の前端部は前方
部の軸受の転動体周りを経由しないので、第２の主軸冷
却流路を流通する冷却液が転動体により妨げられること
もなく、冷却液の良好な流通性が確保され、主軸及び軸
受の十分な冷却作用を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工作機械の主軸装置の第１の実施
態様を示している断面図である。

【図２】本発明による工作機械の主軸装置の第２の実施
態様における主軸装置前部を示している断面図である。

【図３】本発明による工作機械の主軸装置の第３の実施
態様を示している断面図である。

【図４】本発明による工作機械の主軸装置の第４の実施
態様における主軸装置前部を示している断面図である。

【符号の説明】

１１…主軸装置 １３…主軸 １５…ハウジング １７…前方軸受 １７ａ…前方軸受 １７ｂ…前方軸受 １７ｃ…前方軸受 １９…後方軸受 ３３…ドローバー ５５…冷却液供給流路 ５９…冷却液源 ６１…第１の主軸冷却流路 ６３…第２の主軸冷却流路 ７９…後方冷却液吸引排出流路 ８５…前方冷却液吸引排出流路 ９３…潤滑流路 ９７…切削液導入管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸をその軸線方向の前後位置に設けら
   れた軸受により主軸頭に回転可能に支持した工作機械の
   主軸装置において、 前記主軸の内部に主軸後方から主軸前方にわたって設け
   られ、冷却液源から冷却液を前記主軸の内部に供給する
   冷却液供給流路と、 前記冷却液供給流路に連通し前記主軸後方に分岐するよ
   う形成された第１の主軸冷却流路と、前記冷却液供給流
   路に連通し前記主軸前方に分岐するよう形成された第２
   の主軸冷却流路とで成り、前記主軸の内周面に沿って冷
   却液を流通させ前記主軸をその内部から冷却する軸芯冷
   却流路と、 前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路を流通した冷却
   液を前記冷却液源に回収する第１の冷却液吸引排出流路
   と、前記軸芯冷却流路の第２の主軸冷却流路に連通する
   よう前記主軸の前部に形成され、前記第２の主軸冷却流
   路を流通した冷却液を前記冷却液源に回収する第２の冷
   却液吸引排出流路とで成る冷却液回収流路と、 を具備したことを特徴とする工作機械の主軸装置。
2. 【請求項２】 前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路
   及び第２の主軸冷却流路から前記主軸の半径方向にそれ
   ぞれ分岐し、各軸受の内輪に穿設した半径方向孔に連通
   する軸受潤滑流路をさらに具備し、 前記冷却液回収流路は前記主軸を回転支持する主軸最前
   部の軸受の前記軸受潤滑流路及び半径方向孔で成り、前
   記第２の主軸冷却流路を流通させた冷却液を前記冷却液
   源に回収する請求項１に記載の工作機械の主軸装置。
3. 【請求項３】 前記冷却液供給流路は前記主軸の内部に
   挿入されたドローバーの内部にその軸線方向に設けられ
   た管路で成り、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路
   は前記主軸の内周面と前記ドローバーの外周面との間に
   形成された環状隙間を含んで成る請求項１または２に記
   載の工作機械の主軸装置。
4. 【請求項４】 前記冷却液供給流路は前記主軸の内部に
   挿入されたドローバーの内周面と前記ドローバーの内部
   に挿入された管部材の外周面との間に形成された環状隙
   間で成り、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路は前
   記主軸の内周面と前記ドローバーの外周面との間に形成
   された環状隙間を含んで成る請求項１または２に記載の
   工作機械の主軸装置。