JP2004142022A - Spindle bearing lubrication structure - Google Patents

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JP2004142022A JP2002309882A JP2002309882A JP2004142022A JP 2004142022 A JP2004142022 A JP 2004142022A JP 2002309882 A JP2002309882 A JP 2002309882A JP 2002309882 A JP2002309882 A JP 2002309882A JP 2004142022 A JP2004142022 A JP 2004142022A
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Japan
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bearing
main shaft
spindle
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oil mist
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JP2002309882A
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Japanese (ja)
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Shoji Kasai
笠井 彰二
Hisao Ouchi
大内 久生
Seizo Takamura
高村 誠三
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Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Original Assignee
Toyo Advanced Technologies Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spindle bearing lubrication structure wherein effectively utilizing the motor output in machining a work. <P>SOLUTION: A spindle 20 has a tool-fitting screw hole 20g in the front end thereof, and is supported by a casing 10 via rolling bearings 22 and 28. A rotor 24 to constitute a motor is fixed to the spindle 20, and a stator 14 is disposed therearound. Nozzles 33 and 35 to feed oil mist are disposed on parts corresponding to the bearings 22 and 28. These nozzles 33 and 35 are provided to spray oil mist from the upstream side toward the downstream side in a rotational direction of the spindle 20 with respect to the bearings 22 and 28. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸がモータにより直接駆動される加工装置などの主軸の軸受潤滑構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、旋盤やボール盤等の加工装置の中には、例えば主軸駆動モータを構成するロータを直接主軸に固定し、その周囲にステータを配して、主軸を高速で回転駆動するようにしたものがある。
【0003】
この種の加工装置では、主軸が前記ロータ部分の両側で転がり軸受を介して装置のケーシングに支持されており、前記ロータを外側から囲むようにステータが前記ケーシングに固定されている。そして、前記ケーシングには、主軸を支持する前後の軸受に対応してノズルが設けられ、これらノズルから各軸受にオイルミスト(潤滑油)が吹き付けられることにより、高速駆動による軸受の焼き付きを防止するように構成されている。なお、ノズルは、軸受近傍に設けられ、一般に、主軸の回転方向と直交する方向(主軸と平行な方向)から軸受に対してオイルミストを吹き付けるように設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような加工装置では、より一層の高速駆動が求められており、近年では例えば毎分10〜18万回転での駆動が要求されるに至っている。
【0005】
ところが、主軸をより高速で駆動させようとすると、主軸の共振周波数の制約から軸受のスパンを大きくとることが難しくなり、また、遠心力の影響を軽減する必要もあることから、主軸に固定されるロータの小型化を余儀なくされ、いきおいモータの出力(トルク)が低くなる傾向にある。そのため、モータ出力をワークの加工により有効的に活用することが必要となり、主軸の軸受に対する潤滑構造についても、かかる観点から構造を見直すことが迫られている。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、モータ出力をより有効にワークの加工に活用できる主軸の軸受潤滑構造を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の潤滑構造、すなわち主軸の回転方向と直交する方向(主軸と平行な方向)から軸受に対して潤滑油を吹き付ける構造では、主軸の回転速度が上がると、軸受に対する吹き付け潤滑油の相対速度が回転方向逆向きに偏り、その分回転抵抗が大きくなってモータ出力(トルク)の損失が大きくなる点に着目し、この観点から主軸の軸受に対する潤滑構造を見直したものである。
【0008】
すなわち、前端に工具装着部をもち、軸受を介してケーシングに回転可能に支持される主軸を有し、この主軸をモータにより回転駆動する加工装置の前記軸受の潤滑構造であって、前記軸受に潤滑油を供給するノズルが設けられ、このノズルは、前記軸受に対して前記主軸の回転駆動方向における上流側から下流側に向かって潤滑油を吹き付けるように設けられているものである。
【0009】
このような潤滑構造によると、潤滑油の吹き付け圧力が軸受に対して前記主軸の回転駆動方向における上流側から下流側に向かって働くので、主軸の回転速度が上がっても、軸受に対する吹き付け潤滑油の相対速度が回転方向逆向きに偏り難くなり、主軸の回転抵抗となり難くなる。また、潤滑油の吹き付け圧力が主軸の回転補助力としても作用する。従って、潤滑油の吹き付けによるモータ出力の機械的損失を従来構造に比べて軽減することができるようになる。
【0010】
この軸受潤滑構造において、前記ノズルの具体的な傾斜角度は適宜選定可能であるが、発明の実施の形態中で詳述するように、上記の作用効果をより効果的に発揮させる上では、10°〜30°の範囲で傾斜した方向に潤滑油を供給するように構成されているのが好ましい。
【0011】
なお、前記加工装置が、ケーシングに組付けられて前記軸受を前記主軸の方向から覆うカバー部材を有する場合には、このカバー部材に、前記軸受に向かって開口するノズル形成孔と、このノズル形成孔に潤滑油を供給する供給路とを設けるようにするのが好ましい。
【0012】
この構成によれば、既存のカバー部材を利用して、上記のようなノズルを軸受近傍に設けることが可能となり、合理的な構成となる。
【0013】
また、この構造においては、前記ノズルとして主軸回りに複数のノズルを設けるのが好ましい。
【0014】
この構造によれば、複数箇所から潤滑油の吹き付け圧力が働くので、主軸の回転補助効果を高めることができ、モータ出力の損失をより一層軽減することができるようになる。
【0015】
なお、このような軸受潤滑構造は、特に、主軸の中間部分に前記モータを構成するロータが固定され、このロータ固定部分の前後両側が前記軸受により回転可能に支持された、いわゆるダイレクトドライブ構造を有する加工装置において有用である。つまり、このような主軸構造は高速回転型の装置に多いが、この高速回転型の装置では、主軸の共振周波数の制約から軸受のスパンを大きくとることが難しく、また、遠心力の影響を軽減する必要もあることから主軸に固定されるロータの小型化を余儀なくされ、いきおいモータの出力(トルク)が低くなる傾向にある。従って、この種の主軸構造においては、特に、モータ出力を有効にワークの加工に活用できるようにすることが要求されるからである。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図1及び図2に基づいて説明する。なお、図1には内面研削盤における主軸ヘッドを示すが、本発明はこれに限らず、主軸をもつ種々の加工装置について適用が可能である。
【0017】
図1に示す主軸ヘッドは、ケーシング10を備え、このケーシング10内には、前後方向(図1では左右方向)に延びる主軸20が回転可能に支持されている。
【0018】
同図に示す主軸20は、その前端側から順に、前側軸受固定部20a、前側軸受位置決め部20b、ロータ位置決め部20c、ロータ固定部20d及びスリーブ装着部20eを有している。前側軸受固定部20aには、前方に開口する工具装着用ねじ孔20gが設けられ、この工具装着用ねじ孔20gに適当な工具の後端がねじ込まれることにより、当該工具が主軸の前端に固定されるようになっている。なお、主軸20の外径は、前側軸受位置決め部20bが最も大きく、次いで前側軸受固定部20a、ロータ位置決め部20c、ロータ固定部20d、スリーブ装着部20eの順となっている。
【0019】
前側軸受固定部20aには、前側軸受位置決め部20bに対して前方から当たる位置で前側軸受(図例では転がり軸受)22の内輪が固定され、ロータ固定部20dには、ロータ位置決め部20cに対して後方から当たる状態でロータ24が固定されている。
【0020】
また、上記スリーブ装着部20eには、ロータ固定部20dの後端に対して後方から当たる状態でスリーブ26が固定されている。このスリーブ26は、その前部26aの外径が後部26bの外径よりも大きく、これら前後部26a,26bの境界に段部が形成された形状となっている。そして、上記前部26aに対して後側軸受(図例では転がり軸受)28の内輪が後方から当たる状態で当該内輪が後部26bに固定されている。
【0021】
なお、上記前側軸受22及び後側軸受28には、図示の転がり軸受の他、例えばすべり軸受を適用することも可能である。
【0022】
一方、ケーシング10側では、その前壁(図1では左側壁)を上記主軸20の前端が貫通する状態で、前側軸受22の外輪が上記前壁内周面に固定されているとともに、この前側軸受22を覆うように前記ケーシング10の前壁に上記主軸20を貫通させた状態でカバー部材30が固定されている。
【0023】
ケーシング10内では、玉軸受15を介して軸受保持スリーブ16が前後移動可能に保持されるとともに、この軸受保持スリーブ16が圧縮コイルばね18の弾発力によって前方に付勢され、この軸受保持スリーブ16の内周面に上記後側軸受28の外輪が固定されている。これにより、主軸20は前後軸受22,28を介してケーシング10に回転可能に支持された状態となっている。さらに、上記ロータ24を取り囲む位置には、このロータ24とともに主軸駆動モータを構成するステータ14が固定され、このステータ14の通電によって主軸20及びこれに装着された工具が一体に高速回転駆動されるようになっている。
【0024】
なお、上記ケーシング10には、その後端にオイルミスト(潤滑油)供給口11が設けられ、ケーシング10内には、上記オイルミスト供給口11から延びるオイルミスト供給通路12が形成され、ケーシング10内の適所にオイルミストが供給されるようになっている。
【0025】
特に、ケーシング10の前壁に固定される上記前側カバー部材30とケーシング10の後壁(図1では右側壁)に固定されて上記圧縮コイルばね18を後側から支持する後側カバー部材32には、ノズルがそれぞれ一体的に設けられており、前側カバー部材30のノズルから前側軸受22に対してその前側(図1では左側)からオイルミストが供給される一方、後側カバー部材32のノズルから後側軸受28に対してその後側からオイルミストが供給されるようになっている。
【0026】
詳しく説明すると、上記前側カバー部材30には、図2に示すように、上記ケーシング10への組付け面に、上記主軸20を中心とするリング状凹部39と、この凹部39から外側(同図では上側)に延びる凹部31とが形成されており、上記のようにケーシング10に上記カバー部材30が固定された状態で、ケーシング10とカバー部材30との間にリング状凹部39によるオイルミストのリング状供給路が形成され、このリング状供給路が上記凹部31を介してケーシング10の上記オイルミスト供給通路12に連通している。また、前側カバー部材30の内部には、リング状凹部39の内側に開口してその径方向外側から内側に向かって延びる供給路34aと、この供給路34aの先端から主軸20の後端側に向かって延びて前側軸受22へ向かって開口するノズル形成孔34bとが形成されている。これによりオイルミスト供給口11からケーシング10内にオイルミストが導入されると、このオイルミストがオイルミスト供給通路12、凹部31、リング状供給路(リング状凹部39)、供給路34aおよびノズル形成孔34bを通じて前側軸受22にその前側から噴射されるようになっている。
【0027】
また、後側カバー部材32には、図1に示すように前後方向に真っ直ぐに延びてその途中部分で前記オイルミスト供給通路12に連通する供給路36aと、この供給路36aの先端から主軸20の前端側に向かって延び、かつ後側軸受28へ向かって開くノズル形成孔36bとが一体に形成されている。これによりオイルミストがオイルミスト供給通路12、供給路36aおよびノズル形成孔36bを通じて後側軸受28にその後側から噴射されるようになっている。
【0028】
なお、以下の説明では、供給路34aおよびノズル形成孔34bをノズル33とよび、供給路36a及びノズル形成孔36bをノズル35と呼ぶことにする。
【0029】
前側カバー部材30のノズル33は、主軸回りに複数個設けられており、各ノズル33は、図3に示すように、ノズル形成孔34bが主軸20の方向(同図では左右方向)に対して角度θだけその回転方向下流側に傾斜した状態で設けられており、当実施形態では25°だけ傾斜した状態で設けられている。これにより前側軸受22に対して主軸20の回転駆動方向における上流側から下流側(同図中の実線矢印方向;同図では下側から上側)に向かって斜め方向にオイルミストを噴射するように構成されている。一方、後側カバー部材32のノズル35も、前側カバー部材30のノズル33と同様に、主軸回りに複数個設けられており、図示を省略するが、前記ノズル形成孔36bが主軸20の方向(同図では左右方向)に対して角度θ(当実施形態では25°)だけ回転方向下流側に傾斜した状態で設けられ、これにより後側軸受28に対して主軸20の回転駆動方向における上流側から下流側に向かって斜め方向にオイルミストを噴射するように構成されている。
【0030】
以上のような主軸ヘッドによると、主軸20の駆動中は、上記各ノズル33,35から前後の軸受22,28に対してオイルミストが供給(吹き付け)され、これにより軸受22,28の焼き付き等が防止される。この際、オイルミストは、上記のように主軸20の回転駆動方向における上流側から下流側に向かって斜め方向に吹き付けられるため、主軸20の回転速度が上がっても、軸受22,28に対する吹き付けオイルミストの相対速度が回転方向逆向きに偏り難くなり、主軸の回転抵抗となり難くなる。また、オイルミストの吹き付け圧力が主軸20の回転補助力としても作用する。
【0031】
従って、オイルミストの吹き付けによるモータ出力(トルク)の損失を軽減することができ、これによってモータ出力をより有効にワークの加工に活用できるようになる。
【0032】
特に、この主軸ヘッドでは、前後の軸受22,28に対応してそれぞれ複数のノズル33,35を設け、軸受22,28に対して複数箇所からオイルミストを吹き付けるので、オイルミストの吹き付けによる主軸20の回転補助効果が高く、従って、モータ出力の損失をより一層軽減することができる。
【0033】
なお、上述した主軸ヘッドは、本発明に係る主軸軸受の潤滑構造が適用される加工装置の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、以下のような構成を採用することもできる。
【0034】
(1) 当実施形態では、各ノズル33,35(ノズル形成孔34b,36b)が主軸20の方向に対して45°だけその回転方向下流側に傾斜した状態で設けられているが、主軸20に対するノズル形成孔34b,36bの角度θは、例えば0°<θ<90°の範囲内で適宜設定すればよく、Dmn値2000000以上の場合、好ましくは10°〜30°の範囲内で設定するのがよい。これは10°未満であるとオイルミストの吹き付け速度がボールの公転速度より遅くなる可能性があるためで、逆に、30°を超えるとオイルミストがボールのまわりに発生する空気の壁を打ち破れない可能性があるためである。なお、Dmn値とは、ベアリングのボールピッチ径(mm)×回転数(min−1)である。
【0035】
(2) 当実施形態では、前後の軸受22、28に対するオイルミストの吹き付け角度(ノズル形成孔34b,36bの角度θ)を同一にしているが、前後の軸受22、28の種類(構造)に応じ、前後の軸受22、28に対してそれぞれ異なる角度でオイルミストを吹き付けるようにしてもよい。
【0036】
(3) 主軸20の方向は問わず、例えば主軸20に装着した工具を下に向けた状態で加工を行う加工装置にも本発明は適用が可能である。
【0037】
(4) 実施形態の主軸ヘッドは、モータを構成するロータ24を直接主軸20に固定し、その周囲にステータ14を配設する、いわゆるダイレクトドライブ構造であるが、モータの出力軸を主軸の後端に直接連結したドライブ構造の主軸ヘッドにも本発明を適用することは可能である。
【0038】
(5) 実施形態では、軸受22,28に対してその外側(前側軸受22の前側、後側軸受28の後側)からオイルミストを供給するようにしているが、可能な場合には内側(前側軸受22の後側、後側軸受28の前側)から供給するようにしてもよいし、また内外双方から各軸受22,28に対してオイルミストを供給するようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、前端に工具装着部をもち、転がり軸受を介して回転可能に支持される主軸を有する加工装置の軸受部分の潤滑構造であって、前記軸受に対して主軸の回転駆動方向における上流側から下流側に向かって潤滑油を吹き付けるように潤滑油供給用のノズルを設け、これにより潤滑油の吹き付け圧力が主軸の回転抵抗となり難くするとともに、主軸の回転補助力として作用するようにしたので、潤滑油の吹き付けによるモータ出力の機械的損失を効果的に軽減することができ、その結果、モータ出力をより有効にワークの加工に活用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される内面研削盤(加工装置)における主軸ヘッドを示す断面側面図である。
【図2】主軸の前側軸受の部分を示す図1の拡大図である。
【図3】オイルミストを噴射するノズルの形状を示す図2のA−A断面図である。
【符号の説明】
10 ケーシング
11 オイルミスト供給口
12 オイルミスト供給通路
20 主軸
22 前側軸受
28 後側軸受
30 前側カバー部材
32 後側カバー部材
33,35 ノズル
34a,36a 供給路
34b,36b ノズル形成孔
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing lubrication structure for a main shaft such as a processing device in which the main shaft is directly driven by a motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, some processing devices such as lathes and drilling machines have, for example, a rotor that constitutes a spindle drive motor fixed directly to a spindle, and a stator disposed around the rotor to drive the spindle at high speed. There is.
[0003]
In this type of processing apparatus, a main shaft is supported on the casing of the apparatus via rolling bearings on both sides of the rotor portion, and a stator is fixed to the casing so as to surround the rotor from outside. The casing is provided with nozzles corresponding to the front and rear bearings supporting the main shaft, and oil mist (lubricating oil) is sprayed from the nozzles to each bearing, thereby preventing bearing seizure due to high-speed driving. It is configured as follows. The nozzle is provided in the vicinity of the bearing, and is generally provided so as to blow oil mist to the bearing from a direction orthogonal to the rotation direction of the main shaft (a direction parallel to the main shaft).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a processing apparatus, higher-speed driving is required, and in recent years, driving at, for example, 100,000 to 180,000 rotations per minute has been required.
[0005]
However, if the main shaft is driven at higher speed, it is difficult to increase the bearing span due to the restriction of the resonance frequency of the main shaft, and it is necessary to reduce the effect of centrifugal force. Therefore, the output (torque) of the hard motor tends to decrease. Therefore, it is necessary to use the motor output more effectively for processing the workpiece, and it is necessary to review the lubrication structure of the main shaft bearing from this viewpoint.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a bearing lubrication structure for a main shaft that can more effectively utilize a motor output for processing a work.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a conventional lubricating structure, that is, a structure in which lubricating oil is sprayed on a bearing from a direction orthogonal to a rotating direction of a main shaft (a direction parallel to the main shaft). Focusing on the fact that the relative speed is deviated in the opposite direction of rotation, the rotational resistance increases and the loss of motor output (torque) increases, and from this viewpoint, the lubrication structure for the main shaft bearing is reviewed.
[0008]
That is, a lubricating structure of the bearing of a processing device having a tool mounting portion at a front end, rotatably supported by a casing via a bearing, and rotating the main shaft by a motor. A nozzle for supplying lubricating oil is provided, and the nozzle is provided so as to spray the lubricating oil from the upstream side to the downstream side in the rotational driving direction of the main shaft with respect to the bearing.
[0009]
According to such a lubricating structure, since the spraying pressure of the lubricating oil acts on the bearing from the upstream side to the downstream side in the rotational driving direction of the main shaft, even if the rotational speed of the main shaft increases, the lubricating oil sprayed on the bearing is increased. Is less likely to be deviated in the reverse direction of the rotation direction, and is less likely to cause rotational resistance of the main shaft. Further, the spray pressure of the lubricating oil also acts as a rotation assisting force of the main shaft. Therefore, the mechanical loss of the motor output due to the spraying of the lubricating oil can be reduced as compared with the conventional structure.
[0010]
In this bearing lubrication structure, a specific inclination angle of the nozzle can be appropriately selected. However, as described in detail in the embodiment of the present invention, in order to more effectively exert the above-described operation and effect, 10 It is preferable that the lubricating oil is supplied in a direction inclined in the range of 30 ° to 30 °.
[0011]
When the processing device has a cover member that is attached to the casing and covers the bearing from the direction of the main shaft, the cover member has a nozzle forming hole that opens toward the bearing, and a nozzle forming hole that opens toward the bearing. It is preferable to provide a supply passage for supplying lubricating oil to the hole.
[0012]
According to this configuration, the nozzle as described above can be provided near the bearing by using the existing cover member, and the configuration is rational.
[0013]
Further, in this structure, it is preferable to provide a plurality of nozzles around the main shaft as the nozzles.
[0014]
According to this structure, since the blowing pressure of the lubricating oil acts from a plurality of locations, the rotation assisting effect of the main shaft can be enhanced, and the loss of the motor output can be further reduced.
[0015]
In addition, such a bearing lubrication structure particularly has a so-called direct drive structure in which a rotor constituting the motor is fixed to an intermediate portion of a main shaft, and both front and rear sides of the rotor fixed portion are rotatably supported by the bearings. It is useful in processing equipment having In other words, such a main shaft structure is often used in high-speed rotation type devices, but in this high-speed rotation type device, it is difficult to increase the bearing span due to the restriction of the resonance frequency of the main shaft, and the effect of centrifugal force is reduced. Therefore, the size of the rotor fixed to the main shaft has to be reduced, and the output (torque) of the motor tends to decrease. Therefore, in this kind of spindle structure, it is particularly required that the motor output can be effectively used for machining the work.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Although FIG. 1 shows a spindle head in an internal grinding machine, the present invention is not limited to this, and can be applied to various processing apparatuses having a spindle.
[0017]
The spindle head shown in FIG. 1 includes a casing 10, in which a spindle 20 extending in the front-rear direction (the left-right direction in FIG. 1) is rotatably supported.
[0018]
The main shaft 20 shown in the figure has a front bearing fixing portion 20a, a front bearing positioning portion 20b, a rotor positioning portion 20c, a rotor fixing portion 20d, and a sleeve mounting portion 20e in order from the front end side. The front bearing fixing portion 20a is provided with a tool mounting screw hole 20g that opens forward, and a suitable rear end of the tool is screwed into the tool mounting screw hole 20g so that the tool is fixed to the front end of the spindle. It is supposed to be. Note that the outer diameter of the main shaft 20 is the largest at the front bearing positioning portion 20b, followed by the front bearing fixing portion 20a, the rotor positioning portion 20c, the rotor fixing portion 20d, and the sleeve mounting portion 20e.
[0019]
The inner ring of a front bearing (rolling bearing in the illustrated example) 22 is fixed to the front bearing fixing portion 20a at a position where the front bearing contacts the front bearing positioning portion 20b from the front, and the rotor fixing portion 20d is fixed to the rotor positioning portion 20c. The rotor 24 is fixed in a state of hitting from behind.
[0020]
Further, a sleeve 26 is fixed to the sleeve mounting portion 20e in a state where the sleeve 26 comes into contact with the rear end of the rotor fixing portion 20d from behind. The outer diameter of the front portion 26a of the sleeve 26 is larger than the outer diameter of the rear portion 26b, and has a shape in which a step is formed at the boundary between the front and rear portions 26a and 26b. The inner ring of the rear bearing (rolling bearing in the illustrated example) 28 is fixed to the rear portion 26b in a state where the inner ring of the rear bearing (rolling bearing in the illustrated example) contacts the front portion 26a from behind.
[0021]
In addition, besides the illustrated rolling bearing, for example, a sliding bearing can be applied to the front bearing 22 and the rear bearing 28.
[0022]
On the other hand, on the casing 10 side, the outer ring of the front bearing 22 is fixed to the inner peripheral surface of the front wall while the front end of the main shaft 20 penetrates the front wall (the left side wall in FIG. 1). A cover member 30 is fixed to the front wall of the casing 10 so as to cover the bearing 22 with the main shaft 20 penetrating therethrough.
[0023]
In the casing 10, a bearing holding sleeve 16 is held via a ball bearing 15 so as to be able to move back and forth, and the bearing holding sleeve 16 is urged forward by the elastic force of a compression coil spring 18. An outer ring of the rear bearing 28 is fixed to an inner peripheral surface of the rear bearing 16. Thus, the main shaft 20 is rotatably supported by the casing 10 via the front and rear bearings 22 and 28. Further, at a position surrounding the rotor 24, a stator 14 which constitutes a spindle drive motor together with the rotor 24 is fixed, and by energization of the stator 14, the spindle 20 and a tool mounted thereon are driven to rotate integrally at a high speed. It has become.
[0024]
An oil mist (lubricating oil) supply port 11 is provided at the rear end of the casing 10, and an oil mist supply passage 12 extending from the oil mist supply port 11 is formed in the casing 10. The oil mist is supplied to the right place.
[0025]
In particular, the front cover member 30 fixed to the front wall of the casing 10 and the rear cover member 32 fixed to the rear wall (the right side wall in FIG. 1) of the casing 10 and supporting the compression coil spring 18 from the rear side. The nozzle of the front cover member 30 supplies oil mist from the front side (the left side in FIG. 1) to the front bearing 22 from the nozzle of the front cover member 30, while the nozzle of the rear cover member 32 The oil mist is supplied to the rear bearing 28 from the rear side.
[0026]
More specifically, as shown in FIG. 2, the front cover member 30 has a ring-shaped concave portion 39 centered on the main shaft 20 and an outer side from the concave portion 39 (see FIG. A recess 31 extending upward is formed in the casing 10 and the cover member 30 is fixed to the casing 10 as described above. A ring-shaped supply passage is formed, and this ring-shaped supply passage communicates with the oil mist supply passage 12 of the casing 10 via the recess 31. Further, inside the front cover member 30, a supply path 34 a that opens inside the ring-shaped recess 39 and extends from the outside in the radial direction to the inside, and from the front end of the supply path 34 a to the rear end side of the main shaft 20. A nozzle forming hole 34b extending toward the front bearing 22 and extending toward the front bearing 22 is formed. As a result, when oil mist is introduced into the casing 10 from the oil mist supply port 11, the oil mist is supplied to the oil mist supply passage 12, the concave portion 31, the ring-shaped supply passage (ring-shaped concave portion 39), the supply passage 34a, and the nozzle formation. The fuel is injected into the front bearing 22 from the front side through the hole 34b.
[0027]
As shown in FIG. 1, the rear cover member 32 has a supply path 36a extending straight in the front-rear direction and communicating with the oil mist supply path 12 at an intermediate portion thereof. And a nozzle forming hole 36b extending toward the front end side and opening toward the rear bearing 28. Thus, the oil mist is injected from the rear side into the rear bearing 28 through the oil mist supply passage 12, the supply passage 36a, and the nozzle forming hole 36b.
[0028]
In the following description, the supply path 34a and the nozzle forming hole 34b will be referred to as a nozzle 33, and the supply path 36a and the nozzle forming hole 36b will be referred to as a nozzle 35.
[0029]
A plurality of nozzles 33 of the front cover member 30 are provided around the main shaft. As shown in FIG. 3, each nozzle 33 has a nozzle forming hole 34b with respect to the direction of the main shaft 20 (the left-right direction in FIG. 3). It is provided in a state of being inclined to the downstream side in the rotation direction by an angle θ, and in this embodiment, is provided in a state of being inclined by 25 °. As a result, oil mist is injected obliquely toward the front bearing 22 from the upstream side to the downstream side in the rotational drive direction of the main shaft 20 (in the direction of the solid arrow in the figure; from the lower side to the upper side in the figure). It is configured. On the other hand, similarly to the nozzle 33 of the front cover member 30, a plurality of nozzles 35 of the rear cover member 32 are provided around the main shaft, and although not shown, the nozzle formation holes 36b are oriented in the direction of the main shaft 20 ( (In the figure, the left-right direction), and is provided in a state of being inclined to the downstream side in the rotational direction by an angle θ (25 ° in the present embodiment), whereby the upstream side in the rotational drive direction of the main shaft 20 with respect to the rear bearing 28 is provided. It is configured to inject oil mist in an oblique direction from the downstream toward the downstream side.
[0030]
According to the spindle head as described above, while the spindle 20 is being driven, oil mist is supplied (sprayed) from the nozzles 33 and 35 to the front and rear bearings 22 and 28, thereby seizing the bearings 22 and 28. Is prevented. At this time, since the oil mist is sprayed obliquely from the upstream side to the downstream side in the rotational driving direction of the main shaft 20 as described above, even if the rotational speed of the main shaft 20 increases, the oil mist is sprayed on the bearings 22 and 28. The relative speed of the mist is less likely to be deviated in the reverse direction of rotation, and the rotation resistance of the main shaft is less likely to occur. Further, the spray pressure of the oil mist also acts as a rotation assisting force of the main shaft 20.
[0031]
Therefore, the loss of the motor output (torque) due to the spray of the oil mist can be reduced, so that the motor output can be more effectively used for processing the work.
[0032]
In particular, in this spindle head, a plurality of nozzles 33 and 35 are provided corresponding to the front and rear bearings 22 and 28, respectively, and oil mist is blown from a plurality of locations to the bearings 22 and 28. Has a high rotation assisting effect, and the loss of motor output can be further reduced.
[0033]
The above-described spindle head is an example of a processing apparatus to which the lubrication structure of the spindle bearing according to the present invention is applied, and a specific configuration thereof can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. The following configuration can be adopted.
[0034]
(1) In the present embodiment, each of the nozzles 33 and 35 (nozzle forming holes 34b and 36b) is provided so as to be inclined at 45 ° to the direction of the main shaft 20 downstream in the rotation direction. The angle θ of the nozzle forming holes 34b and 36b with respect to the angle may be appropriately set within a range of, for example, 0 ° <θ <90 °. When the Dmn value is 2,000,000 or more, the angle θ is preferably set within a range of 10 ° to 30 °. Is good. This is because if it is less than 10 °, the spraying speed of the oil mist may be lower than the revolving speed of the ball. Conversely, if it is more than 30 °, the oil mist breaks the wall of the air generated around the ball. There is no possibility. The Dmn value is the ball pitch diameter of the bearing (mm) × the number of rotations (min −1 ).
[0035]
(2) In the present embodiment, the spray angle of the oil mist to the front and rear bearings 22 and 28 (the angle θ of the nozzle forming holes 34b and 36b) is the same, but the type (structure) of the front and rear bearings 22 and 28 is different. Accordingly, oil mist may be sprayed on the front and rear bearings 22 and 28 at different angles.
[0036]
(3) Regardless of the direction of the spindle 20, the present invention is also applicable to a machining apparatus that performs machining with a tool attached to the spindle 20 facing downward, for example.
[0037]
(4) The spindle head according to the embodiment has a so-called direct drive structure in which the rotor 24 constituting the motor is directly fixed to the spindle 20 and the stator 14 is arranged around the rotor 24. The output shaft of the motor is located behind the spindle. The present invention is also applicable to a spindle head having a drive structure directly connected to the end.
[0038]
(5) In the embodiment, the oil mist is supplied to the bearings 22 and 28 from the outside (the front side of the front bearing 22 and the rear side of the rear bearing 28). Oil mist may be supplied from the rear side of the front bearing 22 and the front side of the rear bearing 28), or oil mist may be supplied to the bearings 22 and 28 from both inside and outside.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a lubricating structure for a bearing portion of a machining apparatus having a tool mounting portion at a front end and having a main shaft rotatably supported via a rolling bearing, wherein the main shaft is provided with respect to the bearing. A nozzle for supplying lubricating oil is provided so that the lubricating oil is sprayed from the upstream side to the downstream side in the rotational driving direction of the main shaft. As a result, the mechanical loss of the motor output due to the spraying of the lubricating oil can be effectively reduced, and as a result, the motor output can be more effectively used for processing the workpiece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional side view showing a spindle head in an internal grinding machine (processing apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged view of FIG. 1 showing a part of a front bearing of a main shaft.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing a shape of a nozzle for injecting oil mist.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Casing 11 Oil mist supply port 12 Oil mist supply passage 20 Main shaft 22 Front bearing 28 Rear bearing 30 Front cover member 32 Rear cover members 33, 35 Nozzles 34a, 36a Supply paths 34b, 36b Nozzle forming holes

Claims (5)

前端に工具装着部をもち、軸受を介してケーシングに回転可能に支持される主軸を有し、この主軸をモータにより回転駆動する加工装置の前記軸受の潤滑構造であって、前記軸受に潤滑油を供給するノズルが設けられ、このノズルは、前記軸受に対して前記主軸の回転駆動方向における上流側から下流側に向かって潤滑油を吹き付けるように設けられていることを特徴とする主軸の軸受潤滑構造。A lubricating structure for the bearing of a machining apparatus having a tool mounting portion at a front end and rotatably supported by a casing via a bearing, and rotating the main shaft by a motor. A nozzle for supplying lubrication oil from the upstream to the downstream in the rotational driving direction of the main shaft with respect to the bearing. Lubrication structure. 請求項1に記載の主軸の軸受潤滑構造において、
前記ノズルは、前記主軸の方向に対して該主軸の回転方向下流側に10°〜30°の範囲で傾斜した方向に潤滑油を供給するように構成されていることを特徴とする主軸の軸受潤滑構造。
The bearing lubrication structure for a main shaft according to claim 1,
The bearing of the main shaft, wherein the nozzle is configured to supply the lubricating oil in a direction inclined in a range of 10 ° to 30 ° to the downstream side in the rotation direction of the main shaft with respect to the direction of the main shaft. Lubrication structure.
請求項1又は2に記載の主軸の軸受潤滑構造において、
前記加工装置は、前記ケーシングに組付けられて前記軸受を前記主軸の方向から覆うカバー部材を有するものであって、このカバー部材に、前記軸受に向かって開口するノズル形成孔と、このノズル形成孔に潤滑油を供給する供給路とが形成されていることを特徴とする主軸の軸受潤滑構造。
The bearing lubrication structure for a main shaft according to claim 1 or 2,
The processing device includes a cover member that is attached to the casing and covers the bearing from the direction of the main shaft. The cover member includes a nozzle forming hole that opens toward the bearing, and a nozzle forming hole that opens toward the bearing. A bearing lubrication structure for a main shaft, wherein a supply passage for supplying lubricating oil is formed in the hole.
請求項1乃至3のいずれかに記載の主軸の軸受潤滑構造において、
前記ノズルとして前記主軸回りに複数のノズルが設けられていることを特徴とする主軸の軸受潤滑構造。
The bearing lubrication structure for a spindle according to any one of claims 1 to 3,
A bearing lubrication structure for a spindle, wherein a plurality of nozzles are provided around the spindle as the nozzles.
請求項1乃至4の何れかに記載の主軸の軸受潤滑構造において、
前記主軸は、その中間部分に前記モータを構成するロータが固定されるとともに、このロータ固定部分の前後両側が前記軸受により回転可能に支持されているものであることを特徴とする主軸の軸受潤滑構造。
The bearing lubrication structure for a spindle according to any one of claims 1 to 4,
A rotor lubrication for the main shaft, wherein a rotor constituting the motor is fixed to an intermediate portion of the main shaft, and both front and rear sides of the rotor fixing portion are rotatably supported by the bearings. Construction.
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