JP2003083343A - Main shaft device - Google Patents

Main shaft device

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JP2003083343A
JP2003083343A JP2001278102A JP2001278102A JP2003083343A JP 2003083343 A JP2003083343 A JP 2003083343A JP 2001278102 A JP2001278102 A JP 2001278102A JP 2001278102 A JP2001278102 A JP 2001278102A JP 2003083343 A JP2003083343 A JP 2003083343A
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JP
Japan
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lubricating oil
nozzle
bearing
shaft
discharge
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JP2001278102A
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Japanese (ja)
Inventor
Sumio Sugita
澄雄 杉田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a main shaft device which can maintain stable rotational performance of a shaft by ensuring good lubricating performance, can reduce noise and can save driving energy of a shaft, even in the case of generating a high speed. SOLUTION: Lubrication of a rolling bearing 5 rotatably supporting a shaft 3 of a main shaft device 100 is performed by directly injecting a fine amount of lubricating oil from a lubricating oil nozzle 13 mounted in a housing 7, simultaneously formed with a base end side lubricating oil route 13b and a tip end side lubricating oil route 13c in the lubricating oil nozzle 13 so as to make suction of lubricating oil caused by a flow of air due to rotation of the shaft 3 less than a delivery amount of one shot.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内輪と外輪とが転
動体を介して相対的に回転可能となった軸受に潤滑油を
供給する潤滑油供給機構を備える主軸装置に関するもの
で、詳しくは、軸の回転性能や耐久性の向上に不可欠な
軸受の潤滑性能を向上させるための改良に係るものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle device having a lubricating oil supply mechanism for supplying lubricating oil to a bearing in which an inner ring and an outer ring are relatively rotatable via rolling elements. The present invention relates to an improvement for improving the lubrication performance of the bearing, which is essential for improving the rotation performance and durability of the shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械を始めとする各種の産業機械等
で、軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した軸受と、軸受
の外輪外径面が嵌合したハウジングと、内輪と外輪とが
転動体を介して相対的に回転可能となった軸受に潤滑油
を供給する潤滑油供給機構とを備えた構成の主軸装置が
使用されている。
2. Description of the Related Art In various industrial machines such as machine tools, a shaft, a bearing having an inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, a housing having an outer ring outer diameter surface of the bearing fitted, an inner ring and an outer ring. There is used a main shaft device having a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to a bearing that is relatively rotatable via rolling elements.

【0003】工作機械等に使用される従来の主軸装置の
場合、搭載される潤滑油供給機構は、オイルミスト方
式、オイルエア方式、ジェット方式等に大別することが
できる。
In the case of a conventional spindle device used in a machine tool or the like, the lubricating oil supply mechanism to be mounted can be roughly classified into an oil mist system, an oil air system, a jet system and the like.

【0004】オイルミスト方式の潤滑油供給機構は、油
タンク、ポンプ、プランジャ、分圧機、圧縮空気源、電
磁バルブ、及びノズルを有して構成され、潤滑油を微細
な霧状にして、圧縮空気により空気配管中を搬送し、軸
受内部に向けて噴射する構成である。
The oil mist type lubricating oil supply mechanism comprises an oil tank, a pump, a plunger, a voltage divider, a compressed air source, an electromagnetic valve, and a nozzle, and makes the lubricating oil into a fine mist and then compresses it. It is configured to be conveyed through air piping by air and to be jetted toward the inside of the bearing.

【0005】オイルエア方式の潤滑油給油機構は、油タ
ンク、ポンプ、分配器、圧縮空気源、プランジャ及びノ
ズルを有して構成され、プランジャの機械的機構により
一定量に調整された潤滑油滴(0.01〜0.03m
l)を空気配管中に吐出し、空気によりノズルまで運ん
で軸受内部に向けて噴射する構成である。
An oil-air type lubricating oil supply mechanism comprises an oil tank, a pump, a distributor, a compressed air source, a plunger and a nozzle, and a lubricating oil droplet (a fixed amount is adjusted by a mechanical mechanism of the plunger). 0.01-0.03m
1) is discharged into the air pipe, is carried to the nozzle by air, and is jetted toward the inside of the bearing.

【0006】ジェット方式の潤滑油給油機構は、圧縮空
気源を用いず、高圧ポンプにより潤滑油を高圧にし、吐
出径を絞ったノズルから潤滑油を高速で軸受内部に向け
て噴射する構成である。
The jet type lubricating oil supply mechanism does not use a compressed air source, but makes the lubricating oil high pressure by a high pressure pump, and jets the lubricating oil at high speed from a nozzle having a narrow discharge diameter toward the inside of the bearing. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の傾向
として、工作機械等に用いられる主軸装置では高速化の
要求が高い。しかし、前述した従来の各方式の潤滑油供
給機構では、主軸装置の高速化に対して、以下に示す問
題が生じる。
By the way, as a recent tendency, there is a strong demand for higher speed in a spindle device used for machine tools and the like. However, the above-described conventional lubricating oil supply mechanisms have the following problems with respect to the speedup of the spindle device.

【0008】通常、主軸装置の軸の回転を高速化してい
くと、軸の外周面に接触する空気の層によって軸の外周
にエアカーテンが形成される。しかし、オイルミスト方
式やオイルエア方式の潤滑油供給機構の場合は、圧縮空
気に含ませて軸受に噴射される潤滑油粒が小さく、しか
も吐出速度が小さいため、潤滑油粒の持つ慣性質量が微
小になる。そのため、軸の高速運転時に軸の外周に形成
されるエアカーテンによって潤滑油粒の噴射が遮られ、
潤滑油が軸受内に到達できず、潤滑不足による軸受の焼
き付き等の問題が発生する虞があった。
Generally, when the rotation speed of the shaft of the main spindle device is increased, an air curtain is formed on the outer circumference of the shaft by a layer of air contacting the outer peripheral surface of the shaft. However, in the case of an oil mist type or oil air type lubricating oil supply mechanism, the lubricating oil particles contained in compressed air and injected into the bearing are small, and the discharge speed is small, so the inertial mass of the lubricating oil particles is very small. become. Therefore, during high speed operation of the shaft, the injection of lubricating oil particles is blocked by the air curtain formed on the outer periphery of the shaft,
Lubricating oil could not reach the inside of the bearing, which could cause problems such as seizure of the bearing due to insufficient lubrication.

【0009】更に、オイルミスト方式やオイルエア方式
の潤滑油供給機構の場合、大流量の圧縮空気が、軸受内
に噴射されて、軸受内の転動体により剪断される際に、
風切り音が発生し、この風切り音が騒音となる虞があっ
た。また、オイルミスト方式やオイルエア方式の潤滑油
供給機構の場合、潤滑油粒の搬送・噴射に大流量の圧縮
空気を使うため、比較的に大型の圧縮空気源が必要で、
圧縮空気源が装置の大型化を招くという問題もあった。
Further, in the case of an oil mist type or oil air type lubricating oil supply mechanism, when a large amount of compressed air is injected into the bearing and sheared by the rolling elements inside the bearing,
Wind noise is generated, and this wind noise may cause noise. In addition, in the case of an oil mist type or oil air type lubricating oil supply mechanism, a relatively large compressed air source is required because a large flow rate of compressed air is used to convey and inject lubricating oil particles.
There is also a problem that the compressed air source causes an increase in size of the device.

【0010】一方、ジェット方式の潤滑油供給機構の場
合は、高圧の潤滑油を軸受に直接噴射するため、前述し
たオイルミスト方式やオイルエア方式の場合と比較し
て、軸受に向かって飛ぶ潤滑油粒が大きく、慣性質量も
大きい。そのため、軸の高速運転時に軸の外周に形成さ
れるエアカーテンによって潤滑油粒の噴射が遮断される
虞は少ない。しかし、供給する潤滑油量を微量又は超微
量に制限することが極めて難しく、過剰に供給された潤
滑油が軸受内で攪拌抵抗となって、軸受の回転摩擦を増
大させ、その結果、軸受の温度上昇と言う問題や、軸の
駆動トルクの損失の増大という問題を招く虞があった。
On the other hand, in the case of the jet type lubricating oil supply mechanism, since the high pressure lubricating oil is directly injected to the bearing, the lubricating oil flying toward the bearing as compared with the above-mentioned oil mist type or oil air type. Large grains and large inertial mass. Therefore, it is less likely that the injection of lubricating oil particles will be interrupted by the air curtain formed on the outer periphery of the shaft during high-speed operation of the shaft. However, it is extremely difficult to limit the amount of lubricating oil supplied to a very small amount or a very small amount, and the excessively supplied lubricating oil causes stirring resistance in the bearing, increasing the rotational friction of the bearing, and as a result, There is a possibility of causing a problem of temperature rise and a problem of increased loss of drive torque of the shaft.

【0011】本発明は、前述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、軸の高速運転時に軸の外周
に形成されるエアカーテンによって軸受への潤滑油供給
が阻害されることがなく、また、風切り音による騒音の
発生を防止すると同時に、潤滑油の過剰供給に起因する
軸受の温度上昇や駆動トルク損失の増大といった問題の
発生を回避することができ、軸の回転を高速化した場合
にも、良好な潤滑性能の確保によって安定した軸の回転
性能を維持でき、且つ、騒音の低減、軸の駆動エネルギ
ーの節約を図ることのできる主軸装置を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to prevent supply of lubricating oil to a bearing by an air curtain formed on the outer circumference of the shaft during high speed operation of the shaft. In addition, it is possible to prevent the generation of noise due to wind noise, and at the same time avoid the problems of bearing temperature increase and driving torque loss increase due to excessive supply of lubricating oil. Even if it is realized, it is an object of the present invention to provide a spindle device that can maintain stable rotation performance of a shaft by ensuring good lubrication performance, reduce noise, and save drive energy of the shaft.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る主軸装置は、請求項1に記載したよう
に、軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した軸受と、前記
軸受の外輪外径面が嵌合したハウジングと、前記内輪と
前記外輪とが転動体を介して相対的に回転可能となった
前記軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備える
主軸装置において、前記潤滑油供給機構は、前記軸受に
潤滑油を噴射する潤滑油ノズルと、前記潤滑油ノズルに
微量の潤滑油を供給する微量潤滑装置とを備えて、前記
軸受に、吐出速度が10〜100m/secの範囲、且
つ、吐出量が1ショット当たり0.0005〜0.01
mlの範囲となる微量の潤滑油を前記潤滑油ノズルから
間欠的に噴射供給し、前記潤滑油ノズルは、潤滑油を先
端の吐出口に導く潤滑油経路として、前記ノズル本体の
軸線方向に沿って直線状に穿設された基端側潤滑油経路
と、前記基端側潤滑油経路の先端と前記吐出口とを連通
させるように潤滑油の吐出方向に沿って直線状に穿設さ
れた先端側潤滑油経路とを備えると共に、前記先端側潤
滑油経路の容積を当該潤滑油ノズルによる1ショット当
たりの吐出量未満に設定し、且つ、前記基端側潤滑油経
路の向きを、その中心軸線と水平線との間の挟角θが1
0〜170゜の範囲に入るように設定したことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, a spindle device according to the present invention has a shaft and a bearing having an inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, as described in claim 1. A spindle including a housing in which the outer ring outer diameter surface of the bearing is fitted, and a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the bearing in which the inner ring and the outer ring are relatively rotatable via rolling elements. In the device, the lubricating oil supply mechanism includes a lubricating oil nozzle that injects lubricating oil to the bearing, and a micro-lubrication device that supplies a small amount of lubricating oil to the lubrication oil nozzle, and the bearing has a discharge speed. In the range of 10 to 100 m / sec, and the discharge amount is 0.0005 to 0.01 per shot.
A small amount of lubricating oil in the range of ml is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle, and the lubricating oil nozzle serves as a lubricating oil path for guiding the lubricating oil to the discharge port at the tip, along the axial direction of the nozzle body. And a base end side lubricating oil passage which is bored linearly, and a tip end of the base end side lubricating oil passage and the discharge port are communicated with each other linearly along the discharge direction of the lubricant oil. A tip side lubricating oil path, and the volume of the tip side lubricating oil path is set to be less than the discharge amount per one shot by the lubricating oil nozzle, and the orientation of the base side lubricating oil path is the center thereof. The included angle θ between the axis and the horizontal is 1
It is characterized in that it is set to fall within the range of 0 to 170 °.

【0013】このように構成された主軸装置において
は、圧縮空気を用いずに潤滑油を直接転がり軸受に噴射
する直噴式で、従来のオイルミスト方式やオイルエア方
式の場合と比較して軸受に噴射される潤滑油粒が大き
く、また、吐出速度も10〜100m/secの範囲で
大きい。そのため、軸受に噴射される潤滑油粒の慣性質
量が大きく、潤滑油ノズルから噴射される潤滑油粒は、
軸の高速運転時に軸の外周に形成されるエアカーテンを
容易に貫通して、軸受の所定部位に到達することができ
る。
In the spindle device constructed as described above, the direct injection type in which the lubricating oil is directly injected to the rolling bearing without using compressed air is injected to the bearing as compared with the conventional oil mist type or oil air type. The lubricating oil particles to be discharged are large, and the discharge speed is large in the range of 10 to 100 m / sec. Therefore, the inertial mass of the lubricating oil particles injected to the bearing is large, and the lubricating oil particles injected from the lubricating oil nozzle are
During high speed operation of the shaft, the air curtain formed on the outer periphery of the shaft can easily be penetrated to reach a predetermined portion of the bearing.

【0014】また、オイルミスト方式やオイルエア方式
の場合と異なり、潤滑油の噴射に圧縮空気を利用してお
らず、圧縮空気が軸受の転動体等に衝突しないため、風
切り音が発生しない。更に、供給する潤滑油は、吐出量
及び吐出速度を制限した微量又は超微量のため、従来の
ジェット方式の場合と比較して、潤滑油の過剰供給が起
こらず、潤滑油の過剰供給に起因する軸受の温度上昇や
駆動トルク損失の増大といった問題の発生を回避するこ
とができる。
Further, unlike the case of the oil mist system or the oil air system, the compressed air is not used for the injection of the lubricating oil, and the compressed air does not collide with the rolling elements of the bearing, so that no wind noise is generated. In addition, the amount of lubricating oil supplied is very small or extremely small with the discharge amount and discharge speed limited, so there is no excessive supply of lubricating oil compared to the case of the conventional jet system It is possible to avoid problems such as an increase in bearing temperature and an increase in driving torque loss.

【0015】また、噴射供給する潤滑油が微量のため、
潤滑油供給機構に装備するポンプ手段は、従来のジェッ
ト方式の場合と比較すると、潤滑油の吐出量が小さな小
型のものを使用することができる。
Further, since the lubricating oil to be injected and supplied is very small,
As the pump means provided in the lubricating oil supply mechanism, a small one that discharges a small amount of lubricating oil can be used as compared with the conventional jet method.

【0016】また、通常、主軸装置では、軸や軸受の回
転によってこれらの軸や軸受の周囲に起こる気流が、潤
滑油ノズルの吐出口に作用して、ノズル内に残留してい
る潤滑油の吸い出しが起こる。そして、吸い出される潤
滑油の代わりに、ノズル内に空気が侵入する。このよう
なノズル周囲の気流によるノズル内潤滑油の吸い出し現
象は、軸の回転速度を高速化する程強くなり、一定以上
の空気がノズル内に侵入すると、空気の圧縮性のため、
潤滑油の吐出が不能となる重大な障害を招く虞がある。
本発明における潤滑油供給機構では、微量の油を高速で
吐出するため、ポンプ下流の配管からノズル吐出口まで
の油流路は、油で全て充満されている必要がある。潤滑
油の吸い出しによって侵入した空気の量が微量でも、そ
の空気が気泡となってノズル内をポンプ側に逆流して、
ノズル内の深い位置やノズルに接続された配管等に残留
してしまう場合には、残留した気泡の圧縮性によって、
吐出圧が変動したり、あるいは吐出不能を招く虞があ
る。しかし、上記の構成では、潤滑油ノズル内の潤滑油
経路を、吐出口近辺の気流による潤滑油の吸い出し作用
を受ける先端側潤滑油経路と、吸い出し作用を受け難い
ノズル内奥の基端側潤滑油経路とから構成し、先端側潤
滑油経路の内容積を1ショットの吐出量未満に設定して
いる。そのため、外部気流によって先端側潤滑油経路内
の全潤滑油が吸い出されたとしても、次の1ショットの
潤滑油吐出は、吸い出された潤滑油以上の量があって、
吸い出し時に吐出口から侵入した空気の吐き出しができ
ると同時に、本来の吐出量と吸い出し量との差分の潤滑
油を軸受に噴射することができ、潤滑不能という重大な
障害に陥ることがない。しかも、基端側潤滑油経路の装
備角度θが水平に対して10〜170゜に設定した場合
には、先端側潤滑油経路と先端側潤滑油経路との交差部
は、吸い出し作用によってノズル内に侵入した空気によ
る気泡が越えることのできない屈曲部となるため、吸い
出しによって侵入した空気の気泡がノズル内の先端側潤
滑油経路を越えて基端側潤滑油経路内を逆流することが
なく、ノズル内の深い位置やノズルに接続された配管等
に気泡が混入・残留するという不都合を防止することが
できる。
Further, in the main spindle device, normally, the airflow generated around the shafts and bearings due to the rotation of the shafts and bearings acts on the discharge port of the lubricating oil nozzle to remove the lubricating oil remaining in the nozzle. Sucking occurs. Then, instead of the sucked lubricating oil, air enters the nozzle. The phenomenon of sucking out the lubricating oil in the nozzle due to the air flow around the nozzle becomes stronger as the rotational speed of the shaft is increased, and when a certain amount of air or more enters the nozzle, the compressibility of the air causes
There is a possibility of causing a serious obstacle that makes it impossible to discharge the lubricating oil.
Since the lubricating oil supply mechanism of the present invention discharges a small amount of oil at high speed, the oil flow path from the pipe downstream of the pump to the nozzle discharge port must be completely filled with oil. Even if the amount of air invading by sucking out the lubricating oil is very small, that air will form bubbles and will flow backwards inside the nozzle to the pump side.
If it remains in a deep position inside the nozzle or in a pipe connected to the nozzle, etc., due to the compressibility of the remaining bubbles,
The discharge pressure may fluctuate or the discharge may be disabled. However, in the above configuration, the lubricating oil passage in the lubricating oil nozzle is provided with the leading end side lubricating oil passage that receives the action of sucking the lubricating oil by the air flow near the discharge port and the proximal end lubrication inside the nozzle that is difficult to receive the sucking action. An oil passage is provided, and the inner volume of the tip side lubricating oil passage is set to be less than the discharge amount of one shot. Therefore, even if all the lubricating oil in the tip side lubricating oil passage is sucked out by the external air flow, the next one shot of lubricating oil discharge has a quantity equal to or more than the sucked lubricating oil,
At the same time that the air that has entered through the discharge port can be discharged at the time of suction, the lubricating oil having the difference between the original discharge amount and the suction amount can be injected to the bearing, and there is no serious obstacle to unlubrication. Moreover, when the equipment angle θ of the base end side lubricating oil passage is set to 10 to 170 ° with respect to the horizontal, the intersection of the tip end side lubricating oil passage and the tip end side lubricating oil passage is sucked into the inside of the nozzle. Since the air bubbles that enter air will not be able to pass through the bent portion, the air bubbles that have invaded by suction do not flow backward in the proximal lubrication oil passage beyond the tip side lubricating oil passage in the nozzle. It is possible to prevent the inconvenience that air bubbles are mixed and remain in a deep position in the nozzle or a pipe connected to the nozzle.

【0017】また、本発明の主軸装置は、請求項2に記
載したように、軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した軸
受と、前記軸受の外輪外径面が嵌合したハウジングと、
前記内輪と前記外輪とが転動体を介して相対的に回転可
能となった前記軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給機構
とを備える主軸装置において、前記潤滑油供給機構は、
前記軸受に潤滑油を噴射する潤滑油ノズルと、前記潤滑
油ノズルに微量の潤滑油を供給する微量潤滑装置とを備
えて、前記軸受に、吐出速度が10〜100m/sec
の範囲、且つ、吐出量が1ショット当たり0.0005
〜0.01mlの範囲となる微量の潤滑油を前記潤滑油
ノズルから間欠的に噴射供給し、前記潤滑油ノズルは、
潤滑油を先端の吐出口に導く潤滑油経路として、潤滑油
の吐出方向に沿って直線状に穿設された長さが3mm以
上の先端側潤滑油経路を備えると共に、前記先端側潤滑
油経路の前記吐出口から3mmまでの容積を当該潤滑油
ノズルによる1ショット当たりの吐出量未満に設定し、
且つ、前記先端側潤滑油経路の向きを、その中心軸線と
水平線との間の挟角φが20〜160゜の範囲に入るよ
うに設定したことを特徴とする。
Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided a spindle device, a shaft, a bearing having an inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, and a housing having an outer ring outer diameter surface fitted to the shaft. ,
In a spindle device including a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the bearing in which the inner ring and the outer ring are relatively rotatable via rolling elements, the lubricating oil supply mechanism is
The bearing is provided with a lubricating oil nozzle for injecting lubricating oil to the bearing, and a small amount lubrication device for supplying a small amount of lubricating oil to the lubricating oil nozzle, and the bearing has a discharge speed of 10 to 100 m / sec.
And the discharge amount is 0.0005 per shot
A small amount of lubricating oil in the range of 0.01 ml is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle, and the lubricating oil nozzle is
As a lubricating oil path for guiding the lubricating oil to the discharge port at the tip, a tip side lubricating oil path having a length of 3 mm or more, which is linearly bored along the lubricating oil discharge direction, is provided, and the tip side lubricating oil path is provided. The volume from the discharge port up to 3 mm is set to be less than the discharge amount per shot by the lubricating oil nozzle,
Further, the orientation of the tip side lubricating oil passage is set so that the included angle φ between the central axis and the horizontal line falls within the range of 20 to 160 °.

【0018】このように構成された主軸装置は、圧縮空
気を用いずに微量又は超微量の潤滑油を直接軸受に噴射
する直噴式である点で、請求項1に記載の主軸装置と共
通していて、この点に関しては、請求項1に記載の主軸
装置と同様の作用・効果を得ることができる。また、軸
や軸受の回転によって潤滑油ノズルの吐出口の近辺に発
生する外部気流による吸い出しの影響は、先端側潤滑油
経路が水平となす挟角φの調整によって緩和・規制する
ことができる。そして、上記のように先端側潤滑油経路
が水平となす挟角φを20〜160゜の範囲に設定する
と、吸い出しの影響を、先端側潤滑油経路の先端の吐出
口から3mm程度の範囲に制限することができ、また、
吐出口から3mmまでの経路内容積を1ショット当たり
の吐出量未満に設定したことで、外部気流による潤滑油
ノズル内の潤滑油の吸い出し量を、潤滑油ノズルからの
1ショットの吐出量未満に制限し、且つ、吸い出しによ
って侵入した空気の気泡がノズル内の先端側潤滑油経路
を越えて基端側潤滑油経路内を逆流することを防止する
ことができる。
The spindle device configured as described above is common with the spindle device according to claim 1 in that it is a direct injection type in which a very small amount or a very small amount of lubricating oil is directly injected to the bearing without using compressed air. However, in this respect, it is possible to obtain the same operation and effect as the spindle device according to the first aspect. Further, the influence of suction by the external air flow generated near the discharge port of the lubricating oil nozzle due to the rotation of the shaft and the bearing can be mitigated / controlled by adjusting the included angle φ formed by the front end side lubricating oil passage being horizontal. Then, as described above, when the included angle φ formed by the front end side lubricating oil passage being horizontal is set in the range of 20 to 160 °, the influence of suction is set within a range of about 3 mm from the discharge port at the end of the front end side lubricating oil passage. Can be restricted, and also
By setting the volume in the path from the discharge port to 3 mm to be less than the discharge amount per shot, the suction amount of the lubricant oil in the lubricant oil nozzle by the external air flow can be reduced to less than the discharge amount of one shot from the lubricant oil nozzle. It is possible to restrict and prevent the air bubbles that have invaded by suction from flowing backward in the base end side lubricant oil path beyond the tip side lubricant oil path in the nozzle.

【0019】また、本発明の主軸装置は、請求項3に記
載したように、軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した軸
受と、前記軸受の外輪外径面が嵌合したハウジングと、
前記内輪と前記外輪とが転動体を介して相対的に回転可
能となった前記軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給機構
とを備える主軸装置において、前記潤滑油供給機構は、
前記軸受に潤滑油を噴射する潤滑油ノズルと、前記潤滑
油ノズルに微量の潤滑油を供給する微量潤滑装置とを備
えて、前記軸受に、吐出速度が10〜100m/sec
の範囲、且つ、吐出量が1ショット当たり0.0005
〜0.01mlの範囲となる微量の潤滑油を前記潤滑油
ノズルから間欠的に噴射供給し、前記潤滑油ノズルは、
潤滑油を先端の吐出口に導く潤滑油経路の途中で前記吐
出口からの容積が当該潤滑油ノズルによる1ショット当
たりの吐出量未満となる位置に、逆流を防止する逆止弁
を設けたことを特徴とするものである。
Further, in the spindle device of the present invention, as described in claim 3, a shaft, a bearing having an inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, and a housing having an outer ring outer diameter surface fitted to the bearing. ,
In a spindle device including a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the bearing in which the inner ring and the outer ring are relatively rotatable via rolling elements, the lubricating oil supply mechanism is
The bearing is provided with a lubricating oil nozzle for injecting lubricating oil to the bearing, and a small amount lubrication device for supplying a small amount of lubricating oil to the lubricating oil nozzle, and the bearing has a discharge speed of 10 to 100 m / sec.
And the discharge amount is 0.0005 per shot
A small amount of lubricating oil in the range of 0.01 ml is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle, and the lubricating oil nozzle is
A check valve for preventing backflow is provided at a position where the volume from the discharge port is less than the discharge amount per shot by the lubricant oil nozzle in the middle of the lubricant oil path for guiding the lubricant oil to the discharge port at the tip. It is characterized by.

【0020】このように構成された主軸装置は、圧縮空
気を用いずに微量又は超微量の潤滑油を直接軸受に噴射
する直噴式である点で、請求項1に記載の主軸装置と共
通していて、この点に関しては、請求項1に記載の主軸
装置と同様の作用・効果を得ることができる。また、上
記の直噴式の潤滑の対象となる主軸装置には、主軸の角
度を任意に調整可能な首振りタイプのものがあり、主軸
の角度が変更された場合に、それに伴って潤滑油ノズル
の装備姿勢も変わる。そのため、主軸の角度の変更によ
って、前述した基端側潤滑油経路と水平方向との挟角θ
や先端側潤滑油経路と水平方向との挟角φが当初の設定
範囲から外れて、これらの角度θ,φの設定だけでは、
吐出口近辺の外部気流の影響を当初の設定通りに抑制で
きなくなる場合がある。しかし、上記のように、潤滑油
ノズルの潤滑油経路の途中に逆止弁を設けた構成であれ
ば、その逆止弁の作用によって、吸い出される潤滑油量
を制限すると同時に、吸い出しによって侵入した空気の
気泡がノズル内の潤滑油経路を逆流することを防止する
ことができる。
The spindle device configured as described above is common with the spindle device according to claim 1 in that it is of a direct injection type that directly injects a very small amount or a very small amount of lubricating oil to the bearing without using compressed air. However, in this respect, it is possible to obtain the same operation and effect as the spindle device according to the first aspect. In addition, there is a swinging type spindle device in which the angle of the spindle can be arbitrarily adjusted in the above-mentioned spindle device subject to the direct injection type lubrication, and when the angle of the spindle is changed, the lubricating oil nozzle Also changes the equipment posture. Therefore, by changing the angle of the main shaft, the included angle θ between the base end side lubricating oil path and the horizontal direction described above
Or the included angle φ between the tip side lubricating oil path and the horizontal direction is outside the initially set range, and setting these angles θ and φ alone
It may not be possible to suppress the influence of the external air flow in the vicinity of the discharge port as originally set. However, as described above, if the check valve is provided in the middle of the lubricating oil path of the lubricating oil nozzle, the action of the check valve limits the amount of lubricating oil that is sucked out, and at the same time, it intrudes by suction. It is possible to prevent the generated air bubbles from flowing back through the lubricating oil passage in the nozzle.

【0021】また、本発明の主軸装置は、請求項4に記
載したように、軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した複
数の軸受と、前記軸受の外輪外径面が嵌合したハウジン
グと、前記内輪と前記外輪とが転動体を介して相対的に
回転可能となった前記複数の軸受に潤滑油を供給する潤
滑油供給機構とを備える主軸装置において、前記潤滑油
供給機構は、複数設けられた前記軸受にそれぞれ潤滑油
を噴射する複数の潤滑油ノズルを備え、前記複数の潤滑
油ノズルは前記請求項1乃至請求項3に記載のいずれか
のノズルであることを特徴とするものである。
Further, in the spindle device of the present invention, as described in claim 4, the shaft, the plurality of bearings having the inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, and the outer ring outer diameter surface of the bearing fitted to each other. In a main spindle device including a housing, a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the plurality of bearings in which the inner ring and the outer ring are relatively rotatable via rolling elements, the lubricating oil supply mechanism includes: A plurality of lubricating oil nozzles for respectively injecting lubricating oil to each of the bearings provided, wherein the plurality of lubricating oil nozzles are any of the nozzles according to any one of claims 1 to 3. To do.

【0022】このように構成された主軸装置において
は、取り付けスペース等の関係でいずれかの潤滑油ノズ
ルが選択されたとしても、いずれの潤滑油ノズルも、外
部気流による吐出口からの潤滑油の吸い出し作用を低減
して、良好な潤滑性を維持することができる。
In the spindle device constructed as described above, even if any of the lubricating oil nozzles is selected due to the mounting space or the like, all of the lubricating oil nozzles are provided with the lubricating oil from the discharge port due to the external air flow. The sucking action can be reduced and good lubricity can be maintained.

【0023】また、本発明の主軸装置は、前記基端側潤
滑油経路と前記先端側潤滑油経路とが一直線上に連続す
るように、潤滑油ノズルの装備向きを設定したことを特
徴とするものである。
Further, in the spindle device of the present invention, the equipment direction of the lubricating oil nozzle is set so that the base end side lubricating oil path and the tip end side lubricating oil path are continuous in a straight line. It is a thing.

【0024】このように構成された主軸装置において
は、潤滑油ノズルを製造する際、基端側潤滑油経路と先
端側潤滑油経路とを、一気に加工することが可能で、加
工工程を低減することができる。
In the spindle device configured as described above, when manufacturing the lubricating oil nozzle, the base end side lubricating oil path and the tip end side lubricating oil path can be machined at one time, and the machining process can be reduced. be able to.

【0025】また、本発明の主軸装置は、軸と、この軸
に内輪内径面が嵌合した軸受と、前記軸受の外輪外径面
が嵌合したハウジングと、前記内輪と前記外輪とが転動
体を介して相対的に回転可能となった前記軸受に潤滑油
を供給する潤滑油供給機構とを備える主軸装置におい
て、前記潤滑油供給機構は、前記軸受に潤滑油を噴射す
る潤滑油ノズルと、前記潤滑油ノズルに微量の潤滑油を
供給する微量潤滑装置とを備えて、前記軸受に、吐出速
度が10〜100m/secの範囲、且つ、吐出量が1
ショット当たり0.0005〜0.01mlの範囲とな
る微量の潤滑油を前記潤滑油ノズルから間欠的に噴射供
給し、且つ、前記軸上に一対の軸受が軸方向に離間して
互いに接触角が逆向きとなるように対向配置されている
場合に、これらの一対の軸受の一方に潤滑油を噴射する
前記潤滑油ノズルは、潤滑油を先端の吐出口に導く潤滑
油経路として、前記ノズル本体の軸線方向に沿って直線
状に穿設された基端側潤滑油経路と、前記基端側潤滑油
経路の先端と前記吐出口とを連通させるように潤滑油の
吐出方向に沿って直線状に穿設された先端側潤滑油経路
とを備えると共に、前記先端側潤滑油経路の容積を、当
該潤滑油ノズルによる1ショット当たりの吐出量未満に
設定し、更に、前記基端側潤滑油経路の向きを、その中
心軸線と水平線との間の挟角θが10〜170゜の範囲
に入るように設定し、前記一対の軸受の他方に潤滑油を
噴射する前記潤滑油ノズルは、潤滑油を先端の吐出口に
導く潤滑油経路として、前記ノズル本体の軸線方向に沿
って直線状に穿設された基端側潤滑油経路と、前記基端
側潤滑油経路の先端と前記吐出口とを連通させるように
潤滑油の吐出方向に沿って直線状に穿設された長さが3
mm以上の先端側潤滑油経路とを備えると共に、前記先
端側潤滑油経路の前記吐出口から3mmまでの容積を当
該潤滑油ノズルによる1ショット当たりの吐出量未満に
設定し、更に、前記先端側潤滑油経路の向きを、その中
心軸線と水平線との間の挟角φが20〜160゜の範囲
に入るように設定したことを特徴とするものである。
Further, in the spindle device of the present invention, the shaft, the bearing having the inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, the housing having the outer ring outer diameter surface of the bearing fitted thereto, and the inner ring and the outer ring rolling. In a main spindle device including a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the bearing that is relatively rotatable via a moving body, the lubricating oil supply mechanism includes a lubricating oil nozzle that injects lubricating oil to the bearing. A minute amount lubrication device for supplying a minute amount of lubricating oil to the lubricating oil nozzle, and a discharge speed in the range of 10 to 100 m / sec and a discharge amount of 1 to the bearing.
A small amount of lubricating oil in the range of 0.0005 to 0.01 ml per shot is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle, and a pair of bearings are axially separated from each other on the shaft so that the contact angles thereof are different from each other. The lubricating oil nozzle that injects the lubricating oil into one of the pair of bearings when they are arranged so as to face each other in the opposite direction is the lubricating oil passage that guides the lubricating oil to the discharge port at the tip. The base end side lubricating oil passage linearly bored along the axial direction of the base end side lubricating oil passage and the end of the base end side lubricating oil passage and the discharge port are communicated linearly along the discharge direction of the lubricating oil. And a volume of the tip side lubricating oil passage is set to be less than a discharge amount per one shot by the lubrication oil nozzle, and the base end side lubricating oil passage is further provided. The direction of the center axis and the horizon The lubricating oil nozzle, which is set so that the included angle θ falls within the range of 10 to 170 ° and injects lubricating oil to the other of the pair of bearings, serves as a lubricating oil path for guiding the lubricating oil to the discharge port at the tip. , A base end side lubricating oil passage linearly formed along the axial direction of the nozzle body, and a tip end of the base end side lubricating oil passage and the discharge port so as to communicate with each other in the discharge direction of the lubricant oil. The length of the straight hole is 3
mm or more, and the volume of the tip side lubricating oil path from the discharge port to 3 mm is set to be less than the discharge amount per one shot by the lubricant oil nozzle. It is characterized in that the direction of the lubricating oil passage is set so that the included angle φ between the central axis and the horizontal line falls within the range of 20 to 160 °.

【0026】主軸装置においては、対向する一対の軸受
間に、それぞれの軸受に潤滑油を供給する潤滑油ノズル
を装備する際、潤滑油ノズル相互の装備位置を、取り付
けスペース等の関係で、一方の潤滑油ノズルにおいは、
先端側潤滑油経路が水平方向となす角度φを外部気流に
よる吸い出し作用を低減する適正範囲に設定することが
できない場合が生じる。しかし、そのような場合に、上
記の構成の主軸装置では、先端側潤滑油経路が水平方向
となす角度φを適正範囲に設定することができない潤滑
油ノズルは、基端側潤滑油経路が水平方向となす角度θ
を適正範囲に設定することで、双方の潤滑油ノズルに対
して、吐出口近辺の外部気流による吸い出しの影響を低
減して、良好な潤滑性能の維持を確保すればよく、いず
れの潤滑油ノズルにおいても、外部気流による吐出口か
らの潤滑油の吸い出し作用を低減することができる。
In the main spindle device, when a lubricating oil nozzle for supplying lubricating oil to each bearing is provided between a pair of opposed bearings, the positions of the lubricating oil nozzles are determined according to the installation space and other factors. The lubricant nozzle of
In some cases, the angle φ formed by the front end side lubricating oil path with the horizontal direction cannot be set to an appropriate range that reduces the sucking action by the external air flow. However, in such a case, in the spindle device having the above-described configuration, the lubricating oil nozzle in which the angle φ formed by the leading end side lubricating oil path with the horizontal direction cannot be set to an appropriate range has a proximal end side lubricating oil path. Angle with the direction θ
By setting the value in the appropriate range, it is sufficient to reduce the influence of suction from the external air flow in the vicinity of the discharge port on both lubricating oil nozzles and to maintain good lubricating performance. Also in the above, the action of sucking the lubricating oil from the discharge port by the external air flow can be reduced.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る主軸装置の好
適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1
は、本発明に係る主軸装置の第1の実施の形態を示した
ものである。この第1の実施の形態の主軸装置100
は、工作機械用のもので、ワーク又は工具を高速回転す
る主軸となる軸3と、この軸3に内輪5aの内径面が嵌
合した転がり軸受5と、転がり軸受5の外輪5bの外径
面が嵌合したハウジング7と、内輪5aと外輪5bとが
転動体5cを介して相対的に回転可能となった転がり軸
受5に潤滑油を供給する潤滑油供給機構11とを備えて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a spindle device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Figure 1
[FIG. 3] shows a first embodiment of a spindle device according to the present invention. The spindle device 100 according to the first embodiment
Is for a machine tool, is a main shaft for rotating a workpiece or a tool at high speed, a rolling bearing 5 in which the inner diameter surface of an inner ring 5a is fitted to the shaft 3, and an outer diameter of an outer ring 5b of the rolling bearing 5. The housing 7 is fitted with its surface, and a lubricating oil supply mechanism 11 is provided for supplying lubricating oil to the rolling bearing 5 in which the inner ring 5a and the outer ring 5b are relatively rotatable via the rolling elements 5c.

【0028】本実施の形態の場合、軸3は中心軸線を水
平方向に向けて設置されている。また、転がり軸受5
は、転動体5cが球状をなすアンギュラ玉軸受である。
In the case of the present embodiment, the shaft 3 is installed with its central axis oriented horizontally. In addition, the rolling bearing 5
Is an angular contact ball bearing in which the rolling elements 5c are spherical.

【0029】潤滑油供給機構11は、転がり軸受5に潤
滑油を噴射する潤滑油ノズル13と、潤滑油ノズル13
に微量の潤滑油を供給する図示せぬ微量潤滑装置と、微
量潤滑装置の吐出した潤滑油を潤滑油ノズル13まで導
く配管15(図2参照)とから構成されていて、転がり
軸受5に、吐出速度が10〜100m/secの範囲、
且つ、吐出量が1ショット当たり0.0005〜0.0
1mlの範囲となる微量の潤滑油を潤滑油ノズル13か
ら間欠的に噴射供給する。
The lubricating oil supply mechanism 11 includes a lubricating oil nozzle 13 for injecting lubricating oil to the rolling bearing 5 and a lubricating oil nozzle 13.
A microlubrication device (not shown) for supplying a small amount of lubrication oil to the lubricating oil, and a pipe 15 (see FIG. 2) for guiding the lubrication oil discharged from the microlubrication device to the lubrication oil nozzle 13 are provided in the rolling bearing 5. Discharge speed is in the range of 10 to 100 m / sec,
Moreover, the discharge amount is 0.0005 to 0.0 per shot.
A small amount of lubricating oil in the range of 1 ml is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle 13.

【0030】本実施の形態の場合、図示せぬ微量潤滑装
置は、超磁歪素子の伸縮動作でピストンを駆動する往復
動型のポンプ機構によって、前述の吐出速度及び吐出量
の潤滑油供給を実現する。
In the case of the present embodiment, the micro-lubrication device (not shown) realizes the supply of the lubricating oil at the above-mentioned discharge speed and discharge amount by the reciprocating pump mechanism which drives the piston by the expansion / contraction operation of the giant magnetostrictive element. To do.

【0031】潤滑油ノズル13は、図2、3に示すよう
に、ハウジング7に嵌合保持されるノズル本体21と、
ノズル本体21の先端に埋設固定されて吐出口13aを
提供するノズルチップ23とで構成されている。ノズル
本体21の基端側には、図示せぬ微量潤滑装置の吐出し
た潤滑油を導く配管15が、管継手25を介して接続さ
れている。なお、管継手25の接続部は、図2に示すよ
うにノズル本体21の後端面に装備する他、ノズル本体
21の側面に設けるようにし、使用しない方はプラグに
よって封止するようにして、ハウジング内の取り付けス
ペース等に応じて、使用する接続部を選択するとよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the lubricating oil nozzle 13 includes a nozzle body 21 fitted and held in the housing 7,
The nozzle tip 23 is embedded in and fixed to the tip of the nozzle body 21 to provide the discharge port 13a. A pipe 15 for guiding the lubricating oil discharged by a microlubrication device (not shown) is connected to the base end side of the nozzle body 21 via a pipe joint 25. The connecting portion of the pipe joint 25 is provided on the rear end surface of the nozzle body 21 as shown in FIG. 2, and is also provided on the side surface of the nozzle body 21, and is sealed by a plug when not in use. The connecting portion to be used may be selected according to the mounting space in the housing.

【0032】本実施の形態の潤滑油ノズル13では、潤
滑油を先端の吐出口13aに導く潤滑油経路として、ノ
ズル本体21の軸線方向に沿って直線状に穿設された基
端側潤滑油経路13bと、この基端側潤滑油経路13b
の先端と吐出口13aとを連通させるように潤滑油の吐
出方向に沿って直線状に穿設された先端側潤滑油経路1
3cとを備えている。そして、先端側潤滑油経路13c
の容積が、当該潤滑油ノズル13による1ショット当た
りの吐出量未満となるように、先端側潤滑油経路13c
の内径と先端側潤滑油経路13cの長さL1とを設定し
ている。
In the lubricating oil nozzle 13 according to the present embodiment, the lubricating oil passage for guiding the lubricating oil to the discharge port 13a at the tip is a proximal end lubricating oil bored linearly along the axial direction of the nozzle body 21. Path 13b and this proximal side lubricating oil path 13b
End side lubricating oil passage 1 linearly formed along the discharging direction of the lubricating oil so as to connect the tip of the
3c and. Then, the tip side lubricating oil passage 13c
So that its volume is less than the discharge amount per shot by the lubricating oil nozzle 13 concerned.
And the length L1 of the tip side lubricating oil passage 13c are set.

【0033】更に、本実施の形態の場合は、基端側潤滑
油経路13bの向きを、図2に示すように、その中心軸
線と水平線との間の挟角θが10〜170゜の範囲に入
るように設定している。また、先端側潤滑油経路13c
は、長さL1を3mm以上に設定すると共に、吐出口1
3aから3mmまでの容積を当該潤滑油ノズル13によ
る1ショット当たりの吐出量未満に設定している。ま
た、基端側潤滑油経路13bの向きを、その中心軸線と
水平線との間の挟角φが20〜160゜の範囲に入るよ
うに設定している。
Further, in the case of this embodiment, as shown in FIG. 2, the orientation of the base end side lubricating oil passage 13b is in the range of an included angle θ between the central axis and the horizontal line of 10 to 170 °. It is set to enter. Further, the tip side lubricating oil passage 13c
Sets the length L1 to 3 mm or more, and
The volume from 3a to 3 mm is set to be less than the discharge amount per shot by the lubricating oil nozzle 13. Further, the orientation of the base end side lubricating oil passage 13b is set so that the included angle φ between the central axis and the horizontal line falls within the range of 20 to 160 °.

【0034】本願発明者は、図2、3の潤滑油ノズル1
3にて、主軸内部の風の状態に近似させた状況下で、空
気の気泡がノズル内の潤滑油経路を逆流する様子を観察
した。観察にあたっては、潤滑油ノズルはアクリル製で
透明であり、気泡の逆流を目視することができるものを
用いた。しかし、ノズルチップのみは、実際のノズルと
同等の加工精度を維持する意味で黄銅製のものを用い
た。軸受の回転に伴って発生し、エアカーテンとなって
潤滑性能を阻害する気流を模擬する圧縮空気は、潤滑油
ノズルの吐出方向に対して略直角に向けて噴射させ、主
軸内の風の向きに近似させた。また、圧縮空気は、潤滑
油ノズルの吐出口から約8mm程度離れた位置より、
0.5MPaの圧力にてノズル径が1.6mmのエアノ
ズルより噴射した。なお、この0.5MPaの圧縮空気
のエアノズルからの噴出速度は等エントロピー変化と仮
定して計算した場合約300m/sで、主軸の回転体の
周速度(高速時に150m/s程度)より速いので、実
際の条件に比べて厳しい条件下での試験である。
The inventor of the present application has found that the lubricating oil nozzle 1 shown in FIGS.
In Fig. 3, it was observed that air bubbles flow backward through the lubricating oil path in the nozzle under the condition that the state of the wind inside the main shaft is approximated. For the observation, the lubricating oil nozzle used was made of acrylic and transparent, and the backflow of bubbles could be visually observed. However, only the nozzle tip was made of brass in order to maintain the same machining accuracy as the actual nozzle. Compressed air, which is generated with the rotation of the bearing and acts as an air curtain to simulate the air flow that impairs the lubrication performance, is jetted almost at right angles to the discharge direction of the lubricating oil nozzle, and the direction of the wind in the main shaft Was approximated to. In addition, the compressed air from the position about 8 mm away from the discharge port of the lubricating oil nozzle,
It was jetted from an air nozzle having a nozzle diameter of 1.6 mm at a pressure of 0.5 MPa. The ejection speed of the compressed air of 0.5 MPa from the air nozzle is about 300 m / s when calculated assuming isentropic change, which is faster than the peripheral speed of the rotating body of the spindle (about 150 m / s at high speed). , It is a test under severe conditions compared to the actual conditions.

【0035】この条件下では空気の逆流は容易に生じ、
エアノズル噴射直後に潤滑油ノズル吐出口より逆流が始
まった。本来の使用条件に近い0.1PMa未満のエア
噴射では容易に空気の逆流は発生しないが、吐出口付近
で物を振動させるなど圧力の変動を起こすと、微量の気
泡が逆流することが確認された。実際のスピンドル内部
においても、玉の通過などによって圧力の変動が発生し
て、気泡の逆流が発生するものと考えられる。本試験に
て、気泡の逆流の進行が止まる条件は、実際の主軸装置
においても空気の逆流が進行しない十分条件であると考
えられる。
Under this condition, backflow of air easily occurs,
Immediately after the air nozzle injection, backflow started from the lubricating oil nozzle discharge port. Backflow of air does not easily occur with air injection of less than 0.1 PMa, which is close to the original usage conditions, but it has been confirmed that a slight amount of air bubbles backflow when pressure changes such as vibrating an object near the discharge port. It was Even inside the actual spindle, it is considered that pressure fluctuations occur due to the passage of balls and the like, causing backflow of bubbles. In this test, it is considered that the condition in which the backflow of bubbles stops is a sufficient condition in which the backflow of air does not proceed even in the actual spindle device.

【0036】また、その他の条件として、空気の逆流が
生じる度合いはノズルチップの設計によっても変わる。
つまり、図4に示すノズルチップにおいて、チップ先端
部のノズル長さPが十分に長ければ逆流が発生しないと
考えられるが、ノズル長さPを長くすると圧力損失が大
きくなること及び、ノズル径0.1mm程度の細穴を深
くあけることは困難であるので、通常ノズル長さはノズ
ル径の100〜300%程度としており、この範囲にお
いては空気の逆流が発生する可能性があることを考慮し
て、チップ設計が行われるべきものである。
In addition, as another condition, the degree of backflow of air varies depending on the design of the nozzle tip.
That is, in the nozzle tip shown in FIG. 4, if the nozzle length P at the tip end portion is sufficiently long, backflow will not occur, but if the nozzle length P is increased, the pressure loss increases and the nozzle diameter 0 Since it is difficult to make a small hole of about 1 mm deep, the nozzle length is usually set to about 100 to 300% of the nozzle diameter. Considering that backflow of air may occur in this range. Chip design should be done.

【0037】以上に説明した主軸装置100では、圧縮
空気を用いずに潤滑油を直接転がり軸受5に噴射する直
噴式で、従来のオイルミスト方式やオイルエア方式の場
合と比較して転がり軸受5に噴射される潤滑油粒が大き
く、また、吐出速度も10〜100m/secの範囲で
大きい。そのため、転がり軸受5に噴射される潤滑油粒
の慣性質量が大きく、潤滑油ノズル13から噴射される
潤滑油粒は、軸3の高速運転時に軸3の外周に形成され
るエアカーテンを容易に貫通して、転がり軸受5の所定
部位に到達することができる。従って、軸3の高速運転
時に、軸3の外周に形成されるエアカーテンによって転
がり軸受5への潤滑油供給が阻害されることがなく、軸
3の高速運転時にも安定した潤滑油供給によって、転が
り軸受5を良好な潤滑状態に維持することができる。
In the spindle device 100 described above, a direct injection type in which lubricating oil is directly injected to the rolling bearing 5 without using compressed air is used, and compared with the conventional oil mist type or oil air type, the rolling bearing 5 is provided. The lubricating oil particles injected are large, and the discharge speed is also large in the range of 10 to 100 m / sec. Therefore, the inertial mass of the lubricating oil particles injected to the rolling bearing 5 is large, and the lubricating oil particles injected from the lubricating oil nozzle 13 easily form the air curtain formed on the outer periphery of the shaft 3 during high speed operation of the shaft 3. It can penetrate and reach a predetermined portion of the rolling bearing 5. Therefore, during high-speed operation of the shaft 3, the lubricating oil supply to the rolling bearing 5 is not hindered by the air curtain formed on the outer periphery of the shaft 3, and stable lubrication oil supply is achieved even during high-speed operation of the shaft 3. The rolling bearing 5 can be maintained in a good lubrication state.

【0038】また、オイルミスト方式やオイルエア方式
の場合と異なり、潤滑油の噴射に圧縮空気を利用してお
らず、圧縮空気が転がり軸受5の転動体5c等に衝突し
ないため、風切り音が発生せず、風切り音による騒音の
発生を防止することができる。
Further, unlike the oil mist system or the oil air system, compressed air is not used for injecting the lubricating oil, and the compressed air does not collide with the rolling elements 5c of the rolling bearing 5 or the like, so that a wind noise is generated. Without doing so, it is possible to prevent generation of noise due to wind noise.

【0039】更に、供給する潤滑油は、吐出量及び吐出
速度を制限した微量又は超微量のため、従来のジェット
方式の場合と比較して、潤滑油の過剰供給が起こらず、
潤滑油の過剰供給に起因する転がり軸受5の温度上昇や
駆動トルク損失の増大といった問題の発生を回避するこ
とができる。
Further, since the lubricating oil to be supplied is a very small amount or an extremely small amount with the discharge amount and discharge speed limited, excess supply of the lubricating oil does not occur as compared with the case of the conventional jet system.
It is possible to avoid problems such as an increase in temperature of the rolling bearing 5 and an increase in driving torque loss due to excessive supply of lubricating oil.

【0040】また、噴射供給する潤滑油が微量のため、
潤滑油供給機構11に装備するポンプ手段は、従来のジ
ェット方式の場合と比較すると、潤滑油の吐出量が小さ
な小型のものを使用することができる。そして、このよ
うな潤滑油用のポンプ手段の小型化や、圧縮空気源の小
型化によって、装置のコンパクト化やコスト低減を図る
ことができる。
Further, since the amount of lubricating oil to be injected and supplied is very small,
As the pump means provided in the lubricating oil supply mechanism 11, it is possible to use a small-sized pump that has a smaller amount of lubricating oil discharged as compared with the conventional jet method. By downsizing the pump means for lubricating oil and downsizing the compressed air source, it is possible to downsize the device and reduce the cost.

【0041】また、通常、主軸装置100では、軸3や
転がり軸受5の回転によってこれらの軸3や転がり軸受
5の周囲に起こる気流が、潤滑油ノズル13の吐出口1
3aに作用して、ノズル内に残留している潤滑油の吸い
出しが起こる。そして、吸い出される潤滑油の代わり
に、ノズル内に空気が侵入する。このようなノズル周囲
の気流によるノズル内潤滑油の吸い出し現象は、軸3の
回転速度を高速化する程強くなり、一定以上の空気がノ
ズル内に侵入すると、空気の圧縮性のため、潤滑油の吐
出が不能となる重大な障害を招く虞がある。また、侵入
した空気の量は微量でも、その空気が気泡となってノズ
ル内をポンプ側に逆流して、ノズル内の深い位置やノズ
ルに接続された配管等に残留してしまう場合には、残留
した気泡の圧縮性によって、吐出圧が変動したり、ある
いは吐出不能を招く虞がある。
Further, in the main spindle device 100, normally, the air flow generated around the shaft 3 and the rolling bearing 5 by the rotation of the shaft 3 and the rolling bearing 5 is the discharge port 1 of the lubricating oil nozzle 13.
3a acts to suck out the lubricating oil remaining in the nozzle. Then, instead of the sucked lubricating oil, air enters the nozzle. The suction phenomenon of the lubricating oil in the nozzle due to the air flow around the nozzle becomes stronger as the rotational speed of the shaft 3 is increased, and when a certain amount of air or more enters the nozzle, the lubricating oil is compressed due to the compressibility of the air. There is a risk of causing a serious obstacle that makes it impossible to discharge the ink. In addition, even if the amount of invading air is a small amount, if the air becomes bubbles and flows backward in the nozzle to the pump side, and remains in a deep position in the nozzle or in pipes connected to the nozzle, etc., Due to the compressibility of the remaining bubbles, the discharge pressure may fluctuate or the discharge may become impossible.

【0042】しかし、本実施の形態では、潤滑油ノズル
13内の潤滑油経路を、吐出口13a近辺の気流により
潤滑油の吸い出し作用を受ける先端側潤滑油経路13c
と、吸い出し作用を受け難いノズル内奥の基端側潤滑油
経路13bとから構成し、先端側潤滑油経路13cの内
容積を1ショットの吐出量未満に設定している。そのた
め、外部気流によって先端側潤滑油経路13c内の全潤
滑油が吸い出されたとしても、次の1ショットの潤滑油
吐出は、吸い出された潤滑油以上の量があって、吸い出
し時に吐出口13aから侵入した空気の吐き出しができ
ると同時に、本来の吐出量と吸い出し量との差分の潤滑
油を転がり軸受5に噴射することができ、潤滑不能とい
う重大な障害に陥ることがない。
However, in the present embodiment, the lubricating oil passage in the lubricating oil nozzle 13 is subjected to the action of sucking the lubricating oil by the air flow near the discharge port 13a, and the leading end side lubricating oil passage 13c.
And the proximal end side lubricating oil passage 13b inside the nozzle that is hard to receive the suction action, and the inner volume of the leading end side lubricating oil passage 13c is set to be less than the discharge amount of one shot. Therefore, even if all the lubricating oil in the tip-side lubricating oil passage 13c is sucked out by the external air flow, the next one shot of lubricating oil discharge has a larger amount than the sucked lubricating oil and is discharged at the time of sucking out. At the same time that the air that has entered through the outlet 13a can be discharged, the lubricating oil having a difference between the original discharge amount and the suction amount can be injected to the rolling bearing 5, and thus a serious obstacle such as unlubrication does not occur.

【0043】しかも、本願発明者の実験によれば、基端
側潤滑油経路13bの装備角度θを色々と変更して吐出
口13aから侵入した空気による気泡の挙動を確認する
と、、以下のことが判明した。即ち、図5に示すよう
に、基端側潤滑油経路13bの装備角度θが、水平方向
に対して0゜〜10゜の領域s1、及び170゜〜19
0゜の領域s2、及び350゜〜360゜の領域s3で
は、先端側潤滑油経路13cに侵入した空気の気泡が、
基端側潤滑油経路13b側に押し込まれる現象が見られ
る。しかし、θが10゜〜170゜の領域s4では、気
泡の進行が先端側潤滑油経路13cと基端側潤滑油経路
13bとの交点で止まる現象が見られた。更に、θが1
90゜〜350゜の領域s5では、先端側潤滑油経路1
3cと基端側潤滑油経路13bの交点に到達した気泡
が、順に基端側潤滑油経路13b内を浮力で上昇する現
象が見られた。
Further, according to the experiments conducted by the inventor of the present application, the behavior of bubbles caused by the air intruding from the discharge port 13a was confirmed by changing the equipment angle θ of the base end side lubricating oil passage 13b in various ways. There was found. That is, as shown in FIG. 5, a region s1 in which the equipment angle θ of the base end side lubricating oil passage 13b is 0 ° to 10 ° with respect to the horizontal direction, and 170 ° to 19 °.
In the 0 ° area s2 and the 350 ° to 360 ° area s3, air bubbles that have entered the tip side lubricating oil passage 13c are
There is a phenomenon of being pushed into the base end side lubricating oil passage 13b side. However, in the region s4 where θ is 10 ° to 170 °, a phenomenon was observed in which the progress of bubbles stopped at the intersection of the front end side lubricating oil passage 13c and the base end side lubricating oil passage 13b. Furthermore, θ is 1
In the region s5 of 90 ° to 350 °, the tip side lubricating oil passage 1
It was observed that the bubbles that reached the intersection of 3c and the base end side lubricating oil passage 13b were sequentially lifted in the base end side lubricating oil passage 13b by buoyancy.

【0044】従って、本実施の形態のように、基端側潤
滑油経路13bの装備角度θが水平に対して10〜17
0゜に設定しておけば、先端側潤滑油経路13cと先端
側潤滑油経路13cとの交差部は、吸い出し作用によっ
てノズル内に侵入した空気による気泡が越えることので
きない屈曲部となるため、吸い出しによって侵入した空
気の気泡がノズル内の先端側潤滑油経路13cを越えて
基端側潤滑油経路13b内を逆流することがなく、ノズ
ル内の深い位置やノズルに接続された配管等に気泡が混
入・残留するという不都合を防止することができる。
Therefore, as in the present embodiment, the equipment angle θ of the base end side lubricating oil passage 13b is 10 to 17 with respect to the horizontal.
If it is set at 0 °, the intersection of the tip side lubricating oil passage 13c and the tip side lubricating oil passage 13c becomes a bent portion that air bubbles that enter the nozzle due to the suction action cannot pass. Air bubbles that have invaded by suction do not flow back into the proximal lubricating oil passage 13b beyond the distal lubricating oil passage 13c in the nozzle, and bubbles into a deep position in the nozzle or pipes connected to the nozzle. It is possible to prevent the inconvenience of being mixed and remaining.

【0045】なお、先端側潤滑油経路13cと基端側潤
滑油経路13bとの交差部は、図6の(b)に、穿設加
工で余分な凹部x1,x2が形成されていると、侵入し
た空気の気泡がこれらの凹部x1,x2に引っ掛かっ
て、残留し易い。従って、図6(a)に示すように、先
端側潤滑油経路13cと基端側潤滑油経路13bとの交
差部は、不要な凹部が形成されないように、慎重に加工
することが好ましい。
At the intersection of the front end side lubricating oil passage 13c and the base end side lubricating oil passage 13b, if extra recesses x1 and x2 are formed by drilling in FIG. 6B, The invading air bubbles are easily caught by the recesses x1 and x2 and remain. Therefore, as shown in FIG. 6A, it is preferable to carefully process the intersection of the front end side lubricating oil passage 13c and the base end side lubricating oil passage 13b so that an unnecessary recess is not formed.

【0046】また、軸3や転がり軸受5の回転によって
潤滑油ノズル13の吐出口13aの近辺に発生する外部
気流による吸い出しの影響は、先端側潤滑油経路13c
が水平となす挟角φの調整によって緩和・規制すること
ができる。本願発明者の実験では、図7に示すように、
先端側潤滑油経路13cの角度φと先端側潤滑油経路1
3c内に侵入する気泡の長さとの相関が得られた。この
図7から、上記のように先端側潤滑油経路13cが水平
となす挟角φを20〜160゜の範囲に設定すると、吸
い出しの影響を、先端側潤滑油経路13cの先端の吐出
口13aから3mm程度の範囲に制限することができ、
また、吐出口13aから3mmまでの経路内容積を1シ
ョット当たりの吐出量未満に設定したことで、外部気流
による潤滑油ノズル13内の潤滑油の吸い出し量を、潤
滑油ノズル13からの1ショットの吐出量未満に制限
し、且つ、吸い出しによって侵入した空気の気泡がノズ
ル内の先端側潤滑油経路13cを越えて基端側潤滑油経
路13b内を逆流することを防止することができる。
Further, the influence of sucking by the external air flow generated near the discharge port 13a of the lubricating oil nozzle 13 due to the rotation of the shaft 3 and the rolling bearing 5 is influenced by the tip side lubricating oil passage 13c.
Can be relaxed and regulated by adjusting the included angle φ that is horizontal. In the experiment by the inventor of the present application, as shown in FIG.
Angle φ of tip side lubricating oil passage 13c and tip side lubricating oil passage 1
A correlation was obtained with the length of the bubbles penetrating into 3c. From FIG. 7, when the included angle φ formed by the front end side lubricating oil passage 13c with the horizontal is set in the range of 20 to 160 ° as described above, the influence of suction is influenced by the discharge port 13a at the end of the front end side lubricating oil passage 13c. Can be limited to the range of about 3 mm,
In addition, by setting the volume in the path from the discharge port 13a to 3 mm to be less than the discharge amount per shot, the suction amount of the lubricant oil in the lubricant oil nozzle 13 by the external air flow can be set to one shot from the lubricant oil nozzle 13. It is possible to limit the discharge amount to less than the above, and to prevent the air bubbles that have invaded by suction from flowing back through the base side lubricating oil passage 13b beyond the tip side lubricating oil passage 13c in the nozzle.

【0047】以上をまとめると、本発明の主軸装置10
0では、軸3の回転を高速化した場合にも、良好な潤滑
性能の確保によって安定した軸3の回転性能を維持で
き、且つ、風切り音の発生を無くして騒音の低減を図る
ことができる。更に、潤滑油の滞留や過剰供給の発生を
防止することによって転がり軸受5上での攪拌抵抗の増
大を防止し、軸3の駆動エネルギーの節約を図ることが
でき、また、駆動源の小型化による装置のコンパクト化
を図ることができる。また、軸3や転がり軸受5の回転
に起因する気流によって潤滑油ノズル13内の潤滑油の
吸い出しが起きても、それによって吐出不能等の重大な
障害が生じることがなく、また、吸い出し時にノズル内
に混入した空気の気泡がノズル内を逆流して吐出性能を
低下させることもなく、高速運転時における潤滑性能の
信頼性を向上させることができる。
Summarizing the above, the spindle device 10 of the present invention
At 0, stable rotation performance of the shaft 3 can be maintained by securing good lubrication performance even when the rotation speed of the shaft 3 is increased, and noise can be reduced by eliminating wind noise. . Furthermore, by preventing the accumulation of lubricating oil and the occurrence of excessive supply, it is possible to prevent an increase in stirring resistance on the rolling bearing 5, save drive energy for the shaft 3, and reduce the size of the drive source. The device can be made compact due to. Further, even if the lubricating oil in the lubricating oil nozzle 13 is sucked out by the air flow caused by the rotation of the shaft 3 and the rolling bearing 5, a serious obstacle such as inability to discharge is not caused by the sucking out of the lubricating oil. It is possible to improve the reliability of lubrication performance during high-speed operation without causing air bubbles mixed in the inside to flow backward in the nozzle and reduce discharge performance.

【0048】図8は、本発明に係る主軸装置で使用する
潤滑油ノズルの第2の実施の形態を示したものである。
この第2の実施の形態の潤滑油ノズル33は、前述の主
軸装置100において潤滑油ノズル13の代わりに装備
可能なものである。この潤滑油ノズル33は、ノズル本
体34の先端に、吐出口33aを有したノズルチップ3
5が埋設装備され、さらに、潤滑油を先端の吐出口33
aに導く潤滑油経路として、基端側潤滑油経路33bと
先端側潤滑油経路33cとが装備される点は、第1の実
施の形態と共通している。
FIG. 8 shows a second embodiment of the lubricating oil nozzle used in the spindle device according to the present invention.
The lubricating oil nozzle 33 of the second embodiment can be installed in place of the lubricating oil nozzle 13 in the above-described spindle device 100. This lubricating oil nozzle 33 has a nozzle body 3 having a discharge port 33a at the tip thereof.
5 is embedded, and the lubricating oil is further discharged from the discharge port 33 at the tip.
As in the first embodiment, the base end side lubricating oil passage 33b and the tip end side lubricating oil passage 33c are provided as the lubricating oil passages leading to a.

【0049】しかし、本実施の形態では、先端側潤滑油
経路33cの途中で吐出口13aからの容積が当該潤滑
油ノズル33による1ショット当たりの吐出量未満とな
る位置に、逆流を防止する逆止弁37を設けている。こ
の逆止弁37は、潤滑油の圧力で弁体37aがバネ37
bに抗して矢印(イ)方向に変位して流路を開き、潤滑
油圧がポンプ側から作用しない時には、バネ37bの付
勢力で弁体37aが弁座37cに着座して、ポンプ側へ
の逆流や、気泡の侵入を防止する構成である。なお、本
実施の形態の場合、基端側潤滑油経路33bと先端側潤
滑油経路33cとの交差部に、潤滑油フィルタ38が装
備され、更に潤滑油フィルタ38の取付穴39は、止め
栓40によって封止されている。
However, in the present embodiment, a reverse flow is prevented at a position where the volume from the discharge port 13a is less than the discharge amount per shot by the lubricant oil nozzle 33 in the middle of the tip side lubricant oil passage 33c. A stop valve 37 is provided. In this check valve 37, the valve element 37a is spring 37 due to the pressure of the lubricating oil.
When the lubricating oil pressure does not act from the pump side by displacing in the direction of the arrow (a) against b, the valve body 37a is seated on the valve seat 37c by the urging force of the spring 37b, and is moved to the pump side. This is a structure for preventing backflow of air and invasion of air bubbles. In the case of the present embodiment, a lubricating oil filter 38 is provided at the intersection of the base end side lubricating oil passage 33b and the tip end side lubricating oil passage 33c, and the mounting hole 39 of the lubricating oil filter 38 has a stopper plug. It is sealed by 40.

【0050】工作機械等の主軸装置には、主軸の角度を
任意に調整可能な首振りタイプのものがあり、主軸の角
度が変更された場合に、それに伴ってハウジングに装備
した潤滑油ノズルの装備姿勢も変わる。そのため、主軸
の角度の変更によって、前述した基端側潤滑油経路33
bと水平方向との挟角θや先端側潤滑油経路33cと水
平方向との挟角φが当初の設定範囲から外れて、これら
の角度θ,φの設定だけでは、吐出口33a近辺の外部
気流の影響を当初の設定通りに抑制できなくなる場合が
ある。
Some spindle devices of machine tools and the like have a swing type in which the angle of the spindle can be adjusted arbitrarily. When the angle of the spindle is changed, the lubricating oil nozzle mounted on the housing is correspondingly changed. The equipment posture also changes. Therefore, by changing the angle of the main shaft, the above-mentioned base end side lubricating oil passage 33
The included angle θ between b and the horizontal direction or the included angle φ between the tip side lubricating oil passage 33c and the horizontal direction deviates from the initially set range, and setting these angles θ and φ alone will cause the outside of the vicinity of the discharge port 33a. It may not be possible to suppress the influence of airflow as originally set.

【0051】しかし、上記のように、潤滑油ノズル33
の潤滑油経路の途中に逆止弁37を設けた構成であれ
ば、その逆止弁37の作用によって、吸い出される潤滑
油量を制限すると同時に、吸い出しによって侵入した空
気の気泡がノズル内の潤滑油経路を逆流することを防止
することができる。従って、本実施の形態の潤滑油ノズ
ル33を使用すれば、軸や転がり軸受の回転に起因する
気流によって潤滑油ノズル33内の潤滑油の吸い出しが
起きても、それによって吐出不能等の重大な障害が生じ
ることがなく、また、吸い出し時にノズル内に混入した
空気の気泡がノズル内を逆流して吐出性能を低下させる
こともなく、主軸が首振りタイプとなる高機能な主軸装
置においても、主軸の向きに関係なく、高速運転時にお
ける潤滑性能の信頼性を向上させることができる。
However, as described above, the lubricating oil nozzle 33
If the check valve 37 is provided in the middle of the lubricating oil path, the check valve 37 restricts the amount of lubricating oil sucked out, and at the same time air bubbles invading by sucking out the air inside the nozzle. It is possible to prevent the lubricating oil passage from flowing backward. Therefore, when the lubricating oil nozzle 33 of the present embodiment is used, even if the lubricating oil is sucked out of the lubricating oil nozzle 33 due to the air flow caused by the rotation of the shaft and the rolling bearing, it is impossible to discharge the lubricating oil. In the high-performance spindle device in which the spindle does not swing, the air bubbles mixed in the nozzle at the time of suction do not flow backward in the nozzle and deteriorate the discharge performance, and the spindle is a swing type. It is possible to improve the reliability of lubrication performance during high-speed operation regardless of the orientation of the spindle.

【0052】図9は、本発明に係る主軸装置の第3の実
施の形態を示している。ここに示した主軸装置200
は、軸43と、この軸43に内輪5a内径面が嵌合した
一対の転がり軸受5,5と、転がり軸受5の外輪5b外
径面が嵌合したハウジング47と、内輪5aと外輪5b
とが転動体5cを介して相対的に回転可能となった各転
がり軸受5に潤滑油を供給する潤滑油供給機構51とを
備えたもので、主軸となる軸43の中心軸線が垂直方向
に設定されたものである。
FIG. 9 shows a third embodiment of the spindle device according to the present invention. Spindle device 200 shown here
Is a shaft 43, a pair of rolling bearings 5 and 5 in which the inner surface of the inner ring 5a is fitted to the shaft 43, a housing 47 in which the outer surface of the outer ring 5b of the rolling bearing 5 is fitted, an inner ring 5a and an outer ring 5b.
And a lubricating oil supply mechanism 51 that supplies lubricating oil to each rolling bearing 5 that is relatively rotatable via the rolling elements 5c, and the central axis of the shaft 43 that serves as the main shaft extends in the vertical direction. It has been set.

【0053】潤滑油供給機構51は、各転がり軸受5,
5に潤滑油を噴射する潤滑油ノズル61,62と、潤滑
油ノズル61,62に微量の潤滑油を供給する図示せぬ
微量潤滑装置と、微量潤滑装置の出力する潤滑油を各潤
滑油ノズル61,62に導く配管64,65とを備え
て、各転がり軸受5,5に、吐出速度が10〜100m
/secの範囲、且つ、吐出量が1ショット当たり0.
0005〜0.01mlの範囲となる微量の潤滑油を潤
滑油ノズル61,62から間欠的に噴射供給する。
The lubricating oil supply mechanism 51 includes the rolling bearings 5,
5. Lubricating oil nozzles 61 and 62 for injecting lubricating oil to No. 5, a minute lubricating device (not shown) for supplying a minute amount of lubricating oil to the lubricating oil nozzles 61 and 62, and lubricating oil output from the minute lubricating device for each lubricating oil nozzle. 61, 62 are provided with pipes 64, 65 leading to the rolling bearings 5, 5 with a discharge speed of 10 to 100 m.
/ Sec range, and the discharge amount is 0.
A small amount of lubricating oil in the range of 0005 to 0.01 ml is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzles 61 and 62.

【0054】本実施の形態の場合、一対の転がり軸受
5,5は、軸方向に所定距離離間し、また、互いに接触
角が逆向きとなるように、軸43上に対向配置されてい
る。
In the case of the present embodiment, the pair of rolling bearings 5 and 5 are arranged on the shaft 43 so as to face each other so as to be separated from each other by a predetermined distance in the axial direction and have contact angles opposite to each other.

【0055】これらの一対の転がり軸受5,5の一方に
潤滑油を噴射する潤滑油ノズル62は、潤滑油を先端の
吐出口62aに導く潤滑油経路として、ノズル本体の軸
線方向に沿って直線状に穿設された基端側潤滑油経路6
2bと、この基端側潤滑油経路62bの先端と吐出口6
2aとを連通させるように潤滑油の吐出方向に沿って直
線状に穿設された先端側潤滑油経路62cとを備える。
また、先端側潤滑油経路62cの容積を、当該潤滑油ノ
ズル62による1ショット当たりの吐出量未満に設定
し、更に、基端側潤滑油経路62bの向きを、その中心
軸線と水平線との間の挟角θが10〜170゜の範囲に
入る10゜に設定している。
The lubricating oil nozzle 62 for injecting lubricating oil to one of the pair of rolling bearings 5 and 5 serves as a lubricating oil passage for guiding the lubricating oil to the discharge port 62a at the tip, and is linear along the axial direction of the nozzle body. End-side lubrication oil passage 6 formed in a circular shape
2b, the tip of the base side lubricating oil passage 62b and the discharge port 6
2a, the tip side lubricating oil passage 62c is formed linearly along the discharging direction of the lubricating oil.
Further, the volume of the front end side lubricating oil passage 62c is set to be less than the discharge amount per shot by the lubricant oil nozzle 62, and the direction of the base end side lubricating oil passage 62b is set between the central axis and the horizontal line. The included angle θ is set to 10 °, which falls within the range of 10 to 170 °.

【0056】また、一対の転がり軸受5の他方に潤滑油
を噴射する潤滑油ノズル61は、潤滑油を先端の吐出口
61aに導く潤滑油経路として、ノズル本体の軸線方向
に沿って直線状に穿設された基端側潤滑油経路61b
と、この基端側潤滑油経路61bの先端と吐出口61a
とを連通させるように潤滑油の吐出方向に沿って直線状
に穿設された長さが3mm以上の先端側潤滑油経路61
cとを備えると共に、先端側潤滑油経路61cの吐出口
61aから3mmまでの容積が当該潤滑油ノズル61に
よる1ショット当たりの吐出量未満に設定し、更に、先
端側潤滑油経路61cの向きを、その中心軸線と水平線
との間の挟角φが20〜160゜の範囲に入る80゜に
設定している。
The lubricating oil nozzle 61 for injecting lubricating oil to the other of the pair of rolling bearings 5 serves as a lubricating oil passage for guiding the lubricating oil to the discharge port 61a at the tip, and is linear along the axial direction of the nozzle body. The drilled base end side lubricating oil passage 61b
And the tip of this base end side lubricating oil passage 61b and the discharge port 61a.
And a distal end side lubricating oil passage 61 having a length of 3 mm or more, which is bored linearly along the lubricating oil discharge direction so as to communicate with
c, and the volume from the discharge port 61a of the tip side lubricating oil passage 61c to 3 mm is set to be less than the discharge amount per one shot by the lubricant oil nozzle 61. Further, the direction of the tip side lubricating oil passage 61c is set. The included angle φ between the central axis and the horizontal line is set to 80 °, which falls within the range of 20 to 160 °.

【0057】本実施の形態のような垂直軸の主軸装置の
例では、軸受の下にノズルを配置することができたノズ
ル61に関しては、先端側潤滑油経路の角度φを適正範
囲にすることは容易であるが、スペースの都合上で軸受
の下にノズルを配置することができないノズル62に関
しては、先端側潤滑油経路の角度φを適正範囲に設定す
ることは不可能である。
In the example of the main spindle device of the vertical shaft as in the present embodiment, for the nozzle 61 in which the nozzle can be arranged under the bearing, the angle φ of the lubricating oil passage on the tip side should be within an appropriate range. Although it is easy, for the nozzle 62 in which the nozzle cannot be arranged under the bearing for the sake of space, it is impossible to set the angle φ of the tip side lubricating oil passage within an appropriate range.

【0058】そこで、ノズル62は基端側潤滑油経路を
ノズルの軸線に対して角度をつけて形成することで、基
端側潤滑油経路の角度θを適正範囲に設定している。主
軸装置を構成するそれぞれの軸受すべてについて、角度
θまたは角度φの少なくとも一方を適正に設定すること
で、ノズル吐出口付近の気流による油の吸い出しの影響
を低減して良好な潤滑性能を維持することができ、信頼
性の高い主軸装置を構築することが可能となる。
Therefore, in the nozzle 62, the base end side lubricating oil passage is formed at an angle with respect to the axis of the nozzle to set the angle θ of the base end side lubricating oil passage within an appropriate range. By properly setting at least one of the angle θ and the angle φ for all of the bearings constituting the main shaft device, the influence of oil suction due to the airflow near the nozzle discharge port is reduced to maintain good lubrication performance. It is possible to construct a highly reliable spindle device.

【0059】図10は、本発明に係る主軸装置の第4の
実施の形態を示したものである。本実施の形態の主軸装
置300では、軸81を回転自在に支承する転がり軸受
83に微量な潤滑油を噴射する潤滑油ノズル85は、前
述の各実施の形態の場合と同様に、潤滑油を吐出口85
aまで導く潤滑油経路として、潤滑油ノズル85のノズ
ル本体の中心軸線に沿って直線状に穿設された基端側潤
滑油経路85bと、吐出口85aを通る先端側潤滑油経
路85cとを備えた構成であるが、前述の基端側潤滑油
経路85bと先端側潤滑油経路85cとが一直線上に連
続するように構成する代わりに、潤滑油ノズル85の装
備向きを設定している。
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the spindle device according to the present invention. In the main spindle device 300 of the present embodiment, the lubricating oil nozzle 85 that injects a small amount of lubricating oil to the rolling bearing 83 that rotatably supports the shaft 81, is the same as in the above-described respective embodiments. Discharge port 85
As the lubricating oil path leading to a, a base side lubricating oil path 85b linearly bored along the central axis of the nozzle body of the lubricating oil nozzle 85 and a distal side lubricating oil path 85c passing through the discharge port 85a are provided. However, instead of configuring the base end side lubricating oil passage 85b and the tip end side lubricating oil passage 85c to be continuous on a straight line, the equipment orientation of the lubricating oil nozzle 85 is set.

【0060】なお、吸い出しによる影響を低減するた
め、先端側潤滑油経路85cは、長さが3mm以上で、
この先端側潤滑油経路85cの吐出口85aから3mm
までの容積が当該潤滑油ノズル85による1ショット当
たりの吐出量未満に設定し、更に、先端側潤滑油経路8
5cの向きを、その中心軸線と水平線との間の挟角φが
20〜160゜の範囲に入る20゜に設定している。
In order to reduce the influence of suction, the tip side lubricating oil passage 85c has a length of 3 mm or more,
3 mm from the discharge port 85a of the tip side lubricating oil passage 85c
Up to less than the discharge amount per shot by the lubricating oil nozzle 85, and further, the tip side lubricating oil passage 8
The orientation of 5c is set to 20 °, where the included angle φ between the central axis and the horizontal line falls within the range of 20 to 160 °.

【0061】このような構成にすると、潤滑油ノズル8
5を製造する際、基端側潤滑油経路85bと先端側潤滑
油経路85cとを、一気に加工することが可能で、加工
工程の低減等により、潤滑油ノズル85の生産性を向上
させることができ、加工コストの低減を図ることができ
る。
With this structure, the lubricating oil nozzle 8
When manufacturing 5, the base end side lubricating oil passage 85b and the front end side lubricating oil passage 85c can be processed at a stretch, and the productivity of the lubricating oil nozzle 85 can be improved by reducing the number of processing steps. Therefore, the processing cost can be reduced.

【0062】なお、本発明の主軸装置は、前述した実施
の形態に限定されるものでなく、適宜な変形,改良等が
可能である。例えば、本発明で使用する微量潤滑装置
は、前述した超磁歪素子の往復動によって微量の潤滑油
を吐出する構成に限らない。例えば、微量潤滑装置自体
を、潤滑油を所定の圧力で連続吐出する適宜ポンプと、
ポンプの吐出口に接続されてポンプからの潤滑油の吐出
量や吐出速度を制御する切替弁とを備えた構成として、
ポンプには、電動モータ等を駆動源とした公知のポンプ
を採用することも可能である。また、ハウジングの具体
的な構造も、前述の実施の形態の構造に限らない。
The spindle device of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be appropriately modified and improved. For example, the micro-lubrication device used in the present invention is not limited to the configuration in which a very small amount of lubricating oil is discharged by the reciprocal movement of the giant magnetostrictive element described above. For example, a micro-lubrication device itself, an appropriate pump that continuously discharges lubricating oil at a predetermined pressure,
As a configuration including a switching valve that is connected to the discharge port of the pump and controls the discharge amount and discharge speed of the lubricating oil from the pump,
It is also possible to employ a known pump that uses an electric motor or the like as a drive source for the pump. Further, the specific structure of the housing is not limited to the structure of the above-described embodiment.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1に記載
した本発明の主軸装置によれば、圧縮空気を用いずに潤
滑油を直接転がり軸受に噴射する直噴式で、従来のオイ
ルミスト方式やオイルエア方式の場合と比較して軸受に
噴射される潤滑油粒が大きく、また、吐出速度も10〜
100m/secの範囲で大きい。そのため、軸受に噴
射される潤滑油粒の慣性質量が大きく、潤滑油ノズルか
ら噴射される潤滑油粒は、軸の高速運転時に軸の外周に
形成されるエアカーテンを容易に貫通して、軸受の所定
部位に到達することができる。従って、軸の高速運転時
に、軸の外周に形成されるエアカーテンによって軸受へ
の潤滑油供給が阻害されることがなく、軸の高速運転時
にも安定した潤滑油供給によって、軸受を良好な潤滑状
態に維持することができる。
As described above, according to the spindle device of the present invention as set forth in claim 1, the conventional oil mist of the direct injection type in which the lubricating oil is directly injected to the rolling bearing without using the compressed air. The lubricating oil particles injected to the bearing are larger than those of the oil-air system and the oil-air system, and the discharge speed is 10 to 10.
Large in the range of 100 m / sec. Therefore, the inertial mass of the lubricating oil particles injected into the bearing is large, and the lubricating oil particles injected from the lubricating oil nozzle easily penetrate the air curtain formed on the outer periphery of the shaft during high-speed operation of the shaft, Can reach a predetermined part of Therefore, during high-speed operation of the shaft, the lubricating oil supply to the bearing is not hindered by the air curtain formed on the outer periphery of the shaft, and stable lubrication oil supply during high-speed operation of the shaft ensures good lubrication of the bearing. Can be maintained in a state.

【0064】また、オイルミスト方式やオイルエア方式
の場合と異なり、潤滑油の噴射に圧縮空気を利用してお
らず、圧縮空気が転がり軸受の転動体等に衝突しないた
め、風切り音が発生せず、風切り音による騒音の発生を
防止することができる。
Further, unlike the case of the oil mist system or the oil air system, since compressed air is not used for injecting the lubricating oil and the compressed air does not collide with the rolling elements of the rolling bearing, no wind noise is generated. It is possible to prevent the generation of noise due to wind noise.

【0065】更に、供給する潤滑油は、吐出量及び吐出
速度を制限した微量又は超微量のため、従来のジェット
方式の場合と比較して、潤滑油の過剰供給が起こらず、
潤滑油の過剰供給に起因する軸受の温度上昇や駆動トル
ク損失の増大といった問題の発生を回避することができ
る。
Furthermore, since the lubricating oil to be supplied is a very small amount or an extremely small amount with the discharge amount and discharge speed limited, excessive supply of the lubricating oil does not occur as compared with the case of the conventional jet system.
It is possible to avoid problems such as an increase in bearing temperature and an increase in driving torque loss due to excessive supply of lubricating oil.

【0066】また、噴射供給する潤滑油が微量のため、
潤滑油供給機構に装備するポンプ手段は、従来のジェッ
ト方式の場合と比較すると、潤滑油の吐出量が小さな小
型のものを使用することができる。そして、このような
潤滑油用のポンプ手段の小型化や、圧縮空気源の小型化
によって、装置のコンパクト化やコスト低減を図ること
ができる。
Further, since the amount of lubricating oil to be injected and supplied is very small,
As the pump means provided in the lubricating oil supply mechanism, a small one that discharges a small amount of lubricating oil can be used as compared with the conventional jet method. By downsizing the pump means for lubricating oil and downsizing the compressed air source, it is possible to downsize the device and reduce the cost.

【0067】また、通常、主軸装置では、軸や軸受の回
転によってこれらの軸や軸受の周囲に起こる気流が、潤
滑油ノズルの吐出口に作用して、ノズル内に残留してい
る潤滑油の吸い出しが起こる。そして、吸い出される潤
滑油の代わりに、ノズル内に空気が侵入する。このよう
なノズル周囲の気流によるノズル内潤滑油の吸い出し現
象は、軸の回転速度を高速化する程強くなり、一定以上
の空気がノズル内に侵入すると、空気の圧縮性のため、
潤滑油の吐出が不能となる重大な障害を招く虞がある。
また、侵入した空気の量は微量でも、その空気が気泡と
なってノズル内をポンプ側に逆流して、ノズル内の深い
位置やノズルに接続された配管等に残留してしまう場合
には、残留するた気泡の圧縮性によって、吐出圧が変動
したり、あるいは吐出不能を招く虞がある。
Further, in the main spindle device, normally, the air flow generated around the shafts and bearings by the rotation of the shafts and bearings acts on the discharge port of the lubricating oil nozzle to remove the lubricating oil remaining in the nozzle. Sucking occurs. Then, instead of the sucked lubricating oil, air enters the nozzle. The phenomenon of sucking out the lubricating oil in the nozzle due to the air flow around the nozzle becomes stronger as the rotational speed of the shaft is increased, and when a certain amount of air or more enters the nozzle, the compressibility of the air causes
There is a possibility of causing a serious obstacle that makes it impossible to discharge the lubricating oil.
In addition, even if the amount of invading air is a small amount, if the air becomes bubbles and flows backward in the nozzle to the pump side, and remains in a deep position in the nozzle or in pipes connected to the nozzle, etc., Due to the compressibility of the remaining bubbles, the discharge pressure may fluctuate or the discharge may become impossible.

【0068】しかし、上記の構成では、潤滑油ノズル内
の潤滑油経路を、吐出口近辺の気流による潤滑油の吸い
出し作用を受ける先端側潤滑油経路と、吸い出し作用を
受け難いノズル内奥の基端側潤滑油経路とから構成し、
先端側潤滑油経路の内容積を1ショットの吐出量未満に
設定している。そのため、外部気流によって先端側潤滑
油経路内の全潤滑油が吸い出されたとしても、次の1シ
ョットの潤滑油吐出は、吸い出された潤滑油以上の量が
あって、吸い出し時に吐出口から侵入した空気の吐き出
しができると同時に、本来の吐出量と吸い出し量との差
分の潤滑油を転がり軸受に噴射することができ、潤滑不
能という重大な障害に陥ることがない。しかも、基端側
潤滑油経路の装備角度θが水平に対して10〜170゜
に設定した場合には、先端側潤滑油経路と先端側潤滑油
経路との交差部は、吸い出し作用によってノズル内に侵
入した空気による気泡が越えることのできない屈曲部と
なるため、吸い出しによって侵入した空気の気泡がノズ
ル内の先端側潤滑油経路を越えて基端側潤滑油経路内を
逆流することがなく、ノズル内の深い位置やノズルに接
続された配管等に気泡が混入・残留するという不都合を
防止することができる。
However, in the above structure, the lubricating oil passage in the lubricating oil nozzle is provided with the tip side lubricating oil passage which receives the action of sucking the lubricating oil by the air flow near the discharge port and the base inside the nozzle which is hard to receive the sucking action. It is composed of the end side lubricating oil path,
The inner volume of the tip side lubricating oil passage is set to be less than the discharge amount of one shot. Therefore, even if all the lubricating oil in the tip-side lubricating oil passage is sucked out by the external air flow, the next one shot of lubricating oil discharge has a larger amount than the sucked lubricating oil and At the same time that the air intruding from the air can be discharged, the lubricating oil having the difference between the original discharge amount and the suction amount can be injected into the rolling bearing, and the serious obstacle of unlubrication does not occur. Moreover, when the equipment angle θ of the base end side lubricating oil passage is set to 10 to 170 ° with respect to the horizontal, the intersection of the tip end side lubricating oil passage and the tip end side lubricating oil passage is sucked into the inside of the nozzle. Since the air bubbles that enter air will not be able to pass through the bent portion, the air bubbles that have inhaled by suction will not flow backwards in the proximal lubrication oil path beyond the tip side lubrication oil path in the nozzle. It is possible to prevent the inconvenience that air bubbles are mixed and remain in a deep position in the nozzle or a pipe connected to the nozzle.

【0069】以上をまとめると、本発明の主軸装置で
は、軸の回転を高速化した場合にも、良好な潤滑性能の
確保によって安定した軸の回転性能を維持でき、かつ、
風切り音の発生を無くして騒音の低減を図ることがで
き、更に、潤滑油の滞留や過剰供給の発生を防止するこ
とによって転がり軸受上での攪拌抵抗の増大を防止し
て、軸の駆動エネルギーの節約を図ることができ、ま
た、駆動源の小型化による装置のコンパクト化を図るこ
とができる。また、軸や軸受の回転に起因する気流によ
って潤滑油ノズル内の潤滑油の吸い出しが起きても、そ
れによって吐出不能等の重大な障害が生じることがな
く、また、吸い出し時にノズル内に混入した空気の気泡
がノズル内を逆流して吐出性能を低下させることもな
く、高速運転時における潤滑性能の信頼性を向上させる
ことができる。
In summary, the spindle device of the present invention can maintain stable shaft rotation performance by ensuring good lubrication performance even when the rotation speed of the shaft is increased.
Wind noise can be eliminated to reduce noise. Furthermore, by preventing the accumulation of lubricating oil and the excessive supply of oil, it is possible to prevent an increase in agitation resistance on the rolling bearings and to reduce the drive energy of the shaft. Can be saved, and the device can be made compact by downsizing the drive source. Moreover, even if the lubricating oil in the lubricating oil nozzle is sucked out by the air flow caused by the rotation of the shaft or the bearing, it does not cause a serious obstacle such as inability to discharge the oil, and it is mixed in the nozzle at the time of sucking out. It is possible to improve the reliability of the lubrication performance during high-speed operation without causing air bubbles to flow backward in the nozzle to deteriorate the ejection performance.

【0070】また、請求項2に記載した本発明の主軸装
置においては、圧縮空気を用いずに微量又は超微量の潤
滑油を直接軸受に噴射する直噴式である点で、請求項1
に記載の主軸装置と共通していて、この点に関しては、
請求項1に記載の主軸装置と同様の作用・効果を得るこ
とができる。また、軸や軸受の回転によって潤滑油ノズ
ルの吐出口の近辺に発生する外部気流による吸い出しの
影響は、先端側潤滑油経路が水平となす挟角φの調整に
よって緩和・規制することができる。そして、上記のよ
うに先端側潤滑油経路が水平となす挟角φを20〜16
0゜の範囲に設定すると、吸い出しの影響を、先端側潤
滑油経路の先端の吐出口から3mm程度の範囲に制限す
ることができ、また、吐出口から3mmまでの経路内容
積を1ショット当たりの吐出量未満に設定したことで、
外部気流による潤滑油ノズル内の潤滑油の吸い出し量
を、潤滑油ノズルからの1ショットの吐出量未満に制限
し、且つ、吸い出しによって侵入した空気の気泡がノズ
ル内の先端側潤滑油経路を越えて基端側潤滑油経路内を
逆流することを防止することができる。従って、この請
求項2に記載の主軸装置の場合も、軸や軸受の回転に起
因する気流によって潤滑油ノズル内の潤滑油の吸い出し
が起きても、それによって吐出不能等の重大な障害が生
じることがなく、また、吸い出し時にノズル内に混入し
た空気の気泡がノズル内を逆流して吐出性能を低下させ
ることもなく、高速運転時における潤滑性能の信頼性を
向上させることができる。
Further, the spindle device of the present invention according to claim 2 is a direct injection type in which a very small amount or an extremely small amount of lubricating oil is directly injected to the bearing without using compressed air.
In common with the spindle device described in, in this regard,
It is possible to obtain the same action and effect as the spindle device according to the first aspect. Further, the influence of the suction by the external air flow generated near the discharge port of the lubricating oil nozzle due to the rotation of the shaft and the bearing can be mitigated / controlled by adjusting the included angle φ formed by the front end side lubricating oil passage being horizontal. Further, as described above, the included angle φ formed by the front end side lubricating oil path being horizontal is 20 to 16
By setting the range to 0 °, the influence of suction can be limited to a range of about 3 mm from the discharge port at the tip of the tip side lubricating oil path, and the volume in the path from the discharge port to 3 mm per shot By setting less than the discharge amount of
Limit the amount of lubricating oil sucked out from the lubricating oil nozzle by the external air flow to less than the amount of one shot discharged from the lubricating oil nozzle, and the air bubbles that have invaded by sucking out exceed the lubricating oil passage on the tip side in the nozzle. As a result, it is possible to prevent reverse flow in the base end side lubricating oil passage. Therefore, also in the case of the spindle device according to the second aspect, even if the lubricating oil is sucked out from the lubricating oil nozzle due to the airflow caused by the rotation of the shaft and the bearing, a serious obstacle such as incapability of discharging is caused. In addition, air bubbles mixed in the nozzle at the time of suctioning do not flow backward in the nozzle to reduce discharge performance, and reliability of lubrication performance at high speed operation can be improved.

【0071】また、請求項3に記載した本発明の主軸装
置においては、圧縮空気を用いずに微量又は超微量の潤
滑油を直接軸受に噴射する直噴式である点で、請求項1
に記載の主軸装置と共通していて、この点に関しては、
請求項1に記載の主軸装置と同様の作用・効果を得るこ
とができる。また、上記の直噴式の潤滑の対象となる主
軸装置には、主軸の角度を任意に調整可能な首振りタイ
プのものがあり、主軸の角度が変更された場合に、それ
に伴って潤滑油ノズルの装備姿勢も変わる。そのため、
主軸の角度の変更によって、前述した基端側潤滑油経路
と水平方向との挟角θや先端側潤滑油経路と水平方向と
の挟角φが当初の設定範囲から外れて、これらの角度
θ,φの設定だけでは、吐出口近辺の外部気流の影響を
当初の設定通りに抑制できなくなる場合がある。しか
し、上記のように、潤滑油ノズルの潤滑油経路の途中に
逆止弁を設けた構成であれば、その逆止弁の作用によっ
て、吸い出される潤滑油量を制限すると同時に、吸い出
しによって侵入した空気の気泡がノズル内の潤滑油経路
を逆流することを防止することができる。従って、この
請求項3に記載の主軸装置の場合も、軸や軸受の回転に
起因する気流によって潤滑油ノズル内の潤滑油の吸い出
しが起きても、それによって吐出不能等の重大な障害が
生じることがなく、また、吸い出し時にノズル内に混入
した空気の気泡がノズル内を逆流して吐出性能を低下さ
せることもなく、主軸が首振りタイプとなる高機能な主
軸装置においても、主軸の向きに関係なく、高速運転時
における潤滑性能の信頼性を向上させることができる。
The spindle device of the present invention according to claim 3 is a direct injection type in which a very small amount or an extremely small amount of lubricating oil is directly injected to the bearing without using compressed air.
In common with the spindle device described in, in this regard,
It is possible to obtain the same action and effect as the spindle device according to the first aspect. In addition, there is a swinging type spindle device in which the angle of the spindle can be arbitrarily adjusted in the above-mentioned spindle device subject to the direct injection type lubrication, and when the angle of the spindle is changed, the lubricating oil nozzle Also changes the equipment posture. for that reason,
By changing the angle of the main shaft, the included angle θ between the base end side lubricating oil path and the horizontal direction and the included angle φ between the tip side lubricant oil path and the horizontal direction deviate from the initially set range, and these angles θ , Φ may not be able to suppress the influence of the external air flow in the vicinity of the discharge port as originally set. However, as described above, if the check valve is provided in the middle of the lubricating oil path of the lubricating oil nozzle, the action of the check valve limits the amount of lubricating oil that is sucked out, and at the same time, it intrudes by suction. It is possible to prevent the generated air bubbles from flowing back through the lubricating oil passage in the nozzle. Therefore, also in the case of the spindle device according to the third aspect, even if the lubricating oil is sucked out from the lubricating oil nozzle due to the air flow caused by the rotation of the shaft and the bearing, a serious obstacle such as incapability of discharging occurs. In addition, air bubbles mixed in the nozzle do not flow backward in the nozzle at the time of suction and do not deteriorate the discharge performance, and even in a high-performance spindle device in which the spindle is a swing type, the orientation of the spindle Irrespective of the above, it is possible to improve the reliability of lubrication performance during high-speed operation.

【0072】また、請求項4に記載した本発明の主軸装
置においては、取り付けスペース等の都合によっていず
れかの潤滑油ノズルが選択されたとしても、いずれの潤
滑油ノズルも、外部気流による吐出口からの潤滑油の吸
い出し作用を低減して、良好な潤滑性を維持することが
できる。
Further, in the spindle device of the present invention as set forth in claim 4, even if any of the lubricating oil nozzles is selected due to the installation space or the like, any of the lubricating oil nozzles has a discharge port by an external air flow. It is possible to reduce the action of sucking the lubricating oil from the oil and maintain good lubricity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る主軸装置の第1の実施の形態の横
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a spindle device according to the present invention.

【図2】図1に示した潤滑油ノズルの縦断面図である。2 is a vertical cross-sectional view of the lubricating oil nozzle shown in FIG.

【図3】図2のA矢視図である。3 is a view on arrow A in FIG. 2. FIG.

【図4】潤滑油ノズルにおけるノズルチップの概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic view of a nozzle tip in a lubricating oil nozzle.

【図5】図2に示した潤滑油ノズルにおける角度θの設
定範囲と、ノズルに侵入した空気の気泡の挙動との対応
を示す説明図である。
5 is an explanatory diagram showing the correspondence between the setting range of the angle θ in the lubricating oil nozzle shown in FIG. 2 and the behavior of air bubbles that have entered the nozzle.

【図6】図2に示した潤滑油ノズルにおける先端側潤滑
油経路の形成例の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of forming a leading end side lubricating oil passage in the lubricating oil nozzle shown in FIG.

【図7】先端側潤滑油経路が水平方向となす挟角φと、
先端側潤滑油経路に侵入する気泡の長さとの関係を示す
グラフである。
FIG. 7 is a diagram showing a horizontal angle of the lubricating oil passage on the tip side, and
It is a graph which shows the relationship with the length of the bubble which penetrates into a tip side lubricating oil course.

【図8】本発明に係る主軸装置の第2の実施の形態の潤
滑油ノズルの縦断面図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a lubricating oil nozzle according to a second embodiment of a spindle device according to the present invention.

【図9】本発明に係る主軸装置の第3実施の形態の縦断
面図である。
FIG. 9 is a vertical sectional view of a third embodiment of a spindle device according to the present invention.

【図10】本発明に係る主軸装置の第4実施の形態の縦
断面図である。
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a fourth embodiment of a spindle device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 軸 5 転がり軸受 5a 内輪 5b 外輪 5c 転動体 7 ハウジング 11 潤滑油供給機構 13 潤滑油ノズル 13a 吐出口 13b 基端側潤滑油経路 13c 先端側潤滑油経路 23 ノズルチップ 43 軸 61 潤滑油ノズル 61a 吐出口 61b 基端側潤滑油経路 61c 先端側潤滑油経路 62 潤滑油ノズル 62a 吐出口 62b 基端側潤滑油経路 62c 先端側潤滑油経路 81 軸 83 軸受 85 潤滑油ノズル 85a 吐出口 85b 基端側潤滑油経路 85c 先端側潤滑油経路 100 主軸装置 200 主軸装置 300 主軸装置 3 axes 5 Rolling bearing 5a inner ring 5b outer ring 5c rolling element 7 housing 11 Lubricating oil supply mechanism 13 Lubricating oil nozzle 13a outlet 13b Base end side lubricating oil path 13c Tip side lubricating oil path 23 nozzle tips 43 axes 61 Lubricating oil nozzle 61a discharge port 61b Base end side lubricating oil path 61c Tip side lubricating oil path 62 Lubricating oil nozzle 62a outlet 62b Base end side lubricating oil path 62c Tip side lubricating oil path 81 axes 83 bearings 85 Lubricating oil nozzle 85a outlet 85b Base end side lubricating oil path 85c Tip side lubricating oil path 100 spindle device 200 Spindle device 300 Spindle device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した軸
受と、前記軸受の外輪外径面が嵌合したハウジングと、
前記内輪と前記外輪とが転動体を介して相対的に回転可
能となった前記軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給機構
とを備える主軸装置において、 前記潤滑油供給機構は、前記軸受に潤滑油を噴射する潤
滑油ノズルと、前記潤滑油ノズルに微量の潤滑油を供給
する微量潤滑装置とを備えて、前記軸受に、吐出速度が
10〜100m/secの範囲、且つ、吐出量が1ショ
ット当たり0.0005〜0.01mlの範囲となる微
量の潤滑油を前記潤滑油ノズルから間欠的に噴射供給
し、 前記潤滑油ノズルは、潤滑油を先端の吐出口に導く潤滑
油経路として、前記ノズル本体の軸線方向に沿って直線
状に穿設された基端側潤滑油経路と、前記基端側潤滑油
経路の先端と前記吐出口とを連通させるように潤滑油の
吐出方向に沿って直線状に穿設された先端側潤滑油経路
とを備えると共に、前記先端側潤滑油経路の容積を当該
潤滑油ノズルによる1ショット当たりの吐出量未満に設
定し、 且つ、前記基端側潤滑油経路の向きを、その中心軸線と
水平線との間の挟角θが10〜170゜の範囲に入るよ
うに設定したことを特徴とする主軸装置。
1. A shaft, a bearing having an inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, and a housing having an outer ring outer diameter surface fitted to the bearing.
In a spindle device including a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the bearing in which the inner ring and the outer ring are relatively rotatable via rolling elements, the lubricating oil supply mechanism lubricates the bearing. A lubricating oil nozzle for injecting oil and a micro-lubrication device for supplying a very small amount of lubricating oil to the lubricating oil nozzle are provided, and the bearing has a discharge speed in the range of 10 to 100 m / sec and a discharge amount of 1 A small amount of lubricating oil in the range of 0.0005 to 0.01 ml per shot is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle, and the lubricating oil nozzle serves as a lubricating oil path for guiding the lubricating oil to the discharge port at the tip. A base end side lubricating oil passage formed in a straight line along the axial direction of the nozzle body, and a lubricating oil discharge direction so that the tip end of the base end side lubricating oil passage and the discharge port communicate with each other. Was drilled in a straight line An end side lubricating oil passage is provided, and the volume of the leading end side lubricating oil passage is set to be less than the discharge amount per shot by the lubricating oil nozzle, and the direction of the base end side lubricating oil passage is set to the center thereof. A spindle device characterized in that an included angle θ between an axis and a horizontal line is set to fall within a range of 10 to 170 °.
【請求項2】 軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した軸
受と、前記軸受の外輪外径面が嵌合したハウジングと、
前記内輪と前記外輪とが転動体を介して相対的に回転可
能となった前記軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給機構
とを備える主軸装置において、 前記潤滑油供給機構は、前記軸受に潤滑油を噴射する潤
滑油ノズルと、前記潤滑油ノズルに微量の潤滑油を供給
する微量潤滑装置とを備えて、前記軸受に、吐出速度が
10〜100m/secの範囲、且つ、吐出量が1ショ
ット当たり0.0005〜0.01mlの範囲となる微
量の潤滑油を前記潤滑油ノズルから間欠的に噴射供給
し、 前記潤滑油ノズルは、潤滑油を先端の吐出口に導く潤滑
油経路として、潤滑油の吐出方向に沿って直線状に穿設
された長さが3mm以上の先端側潤滑油経路を備えると
共に、前記先端側潤滑油経路の前記吐出口から3mmま
での容積を当該潤滑油ノズルによる1ショット当たりの
吐出量未満に設定し、 且つ、前記先端側潤滑油経路の向きを、その中心軸線と
水平線との間の挟角φが20〜160゜の範囲に入るよ
うに設定したことを特徴とする主軸装置。
2. A shaft, a bearing having an inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, and a housing having an outer ring outer diameter surface fitted to the bearing.
In a spindle device including a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the bearing in which the inner ring and the outer ring are relatively rotatable via rolling elements, the lubricating oil supply mechanism lubricates the bearing. A lubricating oil nozzle for injecting oil and a micro-lubrication device for supplying a very small amount of lubricating oil to the lubricating oil nozzle are provided, and the bearing has a discharge speed in the range of 10 to 100 m / sec and a discharge amount of 1 A small amount of lubricating oil in the range of 0.0005 to 0.01 ml per shot is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle, and the lubricating oil nozzle serves as a lubricating oil path for guiding the lubricating oil to the discharge port at the tip. The lubricating oil nozzle is provided with a tip side lubricating oil path having a length of 3 mm or more, which is linearly bored along the lubricating oil discharge direction, and has a volume of 3 mm from the discharge port of the tip side lubricating oil path. By 1 It is set to be less than the discharge amount per knot, and the orientation of the tip side lubricating oil passage is set so that the included angle φ between the central axis and the horizontal line falls within the range of 20 to 160 °. And spindle device.
【請求項3】 軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した軸
受と、前記軸受の外輪外径面が嵌合したハウジングと、
前記内輪と前記外輪とが転動体を介して相対的に回転可
能となった前記軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給機構
とを備える主軸装置において、 前記潤滑油供給機構は、前記軸受に潤滑油を噴射する潤
滑油ノズルと、前記潤滑油ノズルに微量の潤滑油を供給
する微量潤滑装置とを備えて、前記軸受に、吐出速度が
10〜100m/secの範囲、且つ、吐出量が1ショ
ット当たり0.0005〜0.01mlの範囲となる微
量の潤滑油を前記潤滑油ノズルから間欠的に噴射供給
し、 前記潤滑油ノズルは、潤滑油を先端の吐出口に導く潤滑
油経路の途中で前記吐出口からの容積が当該潤滑油ノズ
ルによる1ショット当たりの吐出量未満となる位置に、
逆流を防止する逆止弁を設けたことを特徴とする主軸装
置。
3. A shaft, a bearing having an inner ring inner diameter surface fitted to the shaft, and a housing having an outer ring outer diameter surface fitted to the bearing.
In a spindle device including a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the bearing in which the inner ring and the outer ring are relatively rotatable via rolling elements, the lubricating oil supply mechanism lubricates the bearing. A lubricating oil nozzle for injecting oil and a micro-lubrication device for supplying a very small amount of lubricating oil to the lubricating oil nozzle are provided, and the bearing has a discharge speed in the range of 10 to 100 m / sec and a discharge amount of 1 A small amount of lubricating oil in the range of 0.0005 to 0.01 ml per shot is intermittently injected and supplied from the lubricating oil nozzle, and the lubricating oil nozzle is in the middle of the lubricating oil path for guiding the lubricating oil to the discharge port at the tip. At a position where the volume from the discharge port is less than the discharge amount per shot by the lubricating oil nozzle,
A spindle device having a check valve for preventing backflow.
【請求項4】 軸と、この軸に内輪内径面が嵌合した複
数の軸受と、前記軸受の外輪外径面が嵌合したハウジン
グと、前記内輪と前記外輪とが転動体を介して相対的に
回転可能となった前記複数の軸受に潤滑油を供給する潤
滑油供給機構とを備える主軸装置において、 前記潤滑油供給機構は、複数設けられた前記軸受にそれ
ぞれ潤滑油を噴射する複数の潤滑油ノズルを備え、前記
複数の潤滑油ノズルは前記請求項1乃至請求項3に記載
のいずれかのノズルであることを特徴とする主軸装置。
4. A shaft, a plurality of bearings whose inner ring inner diameter surface is fitted to the shaft, a housing in which the outer ring outer diameter surface of the bearing is fitted, and the inner ring and the outer ring are opposed to each other via rolling elements. In a main spindle device including a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to the plurality of bearings that have become rotatable, the lubricating oil supply mechanism includes a plurality of bearings that respectively inject the lubricating oil. A spindle device comprising a lubricating oil nozzle, wherein the plurality of lubricating oil nozzles are the nozzles according to any one of claims 1 to 3.
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