JP2005256948A

JP2005256948A - 主軸駆動装置の冷却構造

Info

Publication number: JP2005256948A
Application number: JP2004069193A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Maehara; 智憲前原
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】駆動体から回転伝達部を通して主軸に伝わる熱の量を効果的に抑制することができ、かつ、簡素な構成で工作機械の小型化にも適した主軸駆動装置の冷却構造を提供する。
【解決手段】回転自在な主軸３と、この主軸３を回転させるための駆動体４と、この駆動体４の回転軸の回転を主軸３に伝達する回転伝達部５と、主軸３を回転自在に支持するとともに少なくとも回転伝達部５を収容する装置本体２とを有する主軸駆動装置の冷却構造であって、装置本体２の所定位置に設けられ、流体供給装置７から供給された流体を装置本体２の内部に取り入れる流体取入部２５と、回転伝達部５の構成部材５１，５２，５３の間に設けられ、前記流体が流れる第一の流体流路と、駆動体４を装置本体２に取り付ける取付部材６と、この取付部材６に設けられ、前記第一の流体流路から供給された流体を駆動体４の周囲に導く第二の流体流路６１とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主軸の先端に回転工具又はワークを装着して回転させる主軸駆動装置の冷却構造に関する。

回転自在な主軸を有し、この主軸に装着した工具でテーブル等に固定されたワークの加工を行う工作機械においては、主軸の温度上昇による熱歪が加工精度に大きな影響を及ぼすため、主軸の冷却について従来から種々の提案がなされている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平９−２９５８３号特開平９−２９５８２号

特許文献１に記載の冷却装置は、工作機械のスピンドルヘッド等をボルテックスチューブに貫装し、圧縮空気を用いてその外周面をボルテックスチューブの原理により冷却するものである。
また、特許文献２に記載の冷却装置は、ハウジングの外周面に沿うようにエアを流し、このエアによりスピンドルヘッドを冷却するものである。
これら特許文献に記載の冷却装置は、主としてスピンドル（主軸）そのものの温度上昇を抑制することを目的としている。

一方において、上記したような工作機械、特に小型の工作機械の中には、モータ等の駆動体を主軸の近傍に備え、歯車を主構成要素とする回転伝達部を介して、駆動体の回転軸の回転を主軸に伝達するようにしたものがある。このような工作機械においては、切削屑やオイルミストが前記回転伝達部に侵入しないようにするために、前記駆動体の回転軸及び回転伝達部を筐体の内部に収容しているのが一般的であるが、駆動体から回転伝達部に伝えられた熱が筐体の内部に籠もって回転伝達部の温度を上昇させ、さらに回転伝達部の熱が主軸に伝わって主軸の温度を上昇させる一因になっている。

上記特許文献１，２に記載の技術は、スピンドルの温度上昇を抑制する点で効果的ではあるが、主軸の温度上昇をさらに効果的に抑制するには、モータ等の熱源からの熱伝導を抑制する必要がある。
そこで、モータ，回転伝達部及び主軸を冷却するための冷却装置が種々提案されている（例えば特許文献３，４，５参照）。
実開平５−３４２号特開平６−３１５８６号特開平５−８１４７号

しかし、これら文献に記載の冷却装置は、冷却パイプをモータやスピンドルの外周に螺旋状に配置して前記冷却パイプに冷却液を流すもの（特許文献３及び４）、回転伝達部を収容する筐体の壁面に冷却媒体を流す流路を形成したもの（特許文献５）であり、装置が複雑で冷却装置のコストも高くなるという問題がある。また、装置が大型化するため、コンパクト性を要求される小型の工作機械には適さないという問題もある。

さらに、モータ等の駆動体と回転伝達部との間で冷却を行うことで、モータ等の駆動体から回転伝達部に伝達される熱の量を軽減しようとする試みが、例えば特許文献６等で提案されている。
この特許文献６に記載の冷却装置は、内部に冷却用の流体通路を形成した環状間座を介してモータを機体に取り付け、環状間座によってモータの設置部を冷却することで、モータから回転伝達部に伝わる熱の量を抑制するようにしたものである。
実開昭６１−７８５５２号

しかし、この文献に記載の冷却装置は、特許文献３〜５に記載した冷却装置ほど装置は複雑，大型化はしないものの、環状間座をモータと機体との間に設ける分だけ装置高が高くなるという問題がある。また、駆動体の熱は回転軸を通しても回転伝達部に伝達されるため、工作機械の運転が長時間にわたると、筐体の内部の温度が徐々に上昇して主軸の温度を上昇させ、高精度な加工が困難になるという問題がある。

本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、駆動体から回転伝達部を通して主軸に伝わる熱の量を効果的に抑制することができ、かつ、簡素な構成で工作機械の小型化にも適した主軸駆動装置の冷却構造を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明は、回転自在な主軸と、この主軸を回転させるための駆動体と、この駆動体の回転軸の回転を前記主軸に伝達する回転伝達部と、前記主軸を回転自在に支持するとともに少なくとも前記回転伝達部を収容する装置本体とを有する主軸駆動装置の冷却構造であって、前記装置本体の所定位置に設けられ、流体供給装置から供給された冷却用の流体を前記装置本体の内部に取り入れる少なくとも一つの流体取入部と、前記回転伝達部を構成する構成部材の間に設けられ、前記流体取入部から取り入れられた冷却用の流体が流れる第一の流体流路と、前記駆動体を前記装置本体に取り付ける取付部材と、この取付部材に設けられ、前記第一の流体流路から供給された前記流体を前記駆動体の周囲に導く第二の流体流路とを有する構成としてある。

この構成によれば、駆動体が駆動すると、その回転軸の回転は回転伝達部によって主軸に伝達されるが、駆動体の駆動によって発生する熱も、回転の伝達経路と同じ経路を辿って主軸に伝わろうとする。そこで、エアポンプ等の流体供給装置から供給された圧縮空気等の冷却用の流体を、流体取入口から装置本体の内部に取り入れることで、回転伝達部を収容した装置本体の内部に流体の流れが生じ、装置本体内部の放熱を促進し、回転伝達部の各構成部材を冷却する。

装置本体の内部に取り入れられた流体は、回転伝達部を構成する歯車等の構成部材の間の隙間（第一の流体流路）を通って、駆動体に指し向けられる。そして、駆動体に指し向けられた流体が、駆動体を装置本体に取り付けている取付部材の第二の流体流路を通過することで、取付部材の冷却を行う。第二の流体流路を通過した流体は、駆動体の周囲に供給され、駆動体を冷却する。

この場合、前記流体取入部から取り入れられた前記流体が、前記回転伝達部を構成する構成部材の所定部位に吹き付けられるように、前記流体取入部を配置するとよい。
駆動体の熱は、回転伝達部の各構成部材の接触部分、例えば歯車と歯車の噛み合い部分を通って、主軸に伝達される。そこで、このような接触部分に集中的に流体を吹き付けることで、当該部分の冷却効果を高め、主軸に伝わる熱量を小さくすることができる。

駆動体を装置本体に取り付ける取付部材は、アルミニウムや銅等の熱伝導性に優れる材料で形成するのが好ましい。このようにすることで、前記駆動体の熱の一部を前記取付部材から効率よく放出することができる。
また、前記駆動体の外周に沿って第三の流体流路を設け、前記第二の流体流路から供給された冷却用の流体が、前記駆動体の外周に沿って流れるようにするとよい。さらに、前記駆動体の外周面には、前記駆動体からの放熱を促進させるための放熱板を設けてもよい。
またさらに、前記取付部材の表面又は前記取付部材の内部に、孔又は溝からなる第四の流体流路を形成するとともに、前記流体取入部を前記第四の流体流路及び／又は前記第一の流体流路に連通させて設け、前記流体取入部を前記第四の流体流路に連通させて設ける場合には、前記第一の流体流路、前記第二の流体流路、前記第三の流体流路及び前記駆動体の外周面のうちの少なくとも一つに連通する第五の流体流路を、前記第四の流体流路に連通させて形成してもよい。
この構成によれば、取付部材の内部を通る流体又は表面の溝を通る流体によって、取付部材の冷却効果をさらに高めることができる。

駆動体の冷却をさらに効果的に行うために、第二の流体流路が前記駆動体を指し向くように形成し、前記第二の流体流路から供給された冷却用の前記流体が前記駆動体に吹き付けられるようにしてもよい。また、前記第二の流体流路を前記駆動体の所定位置まで延長し、ロータのように駆動体の発熱量の大きい部分に冷却用の流体が集中的に吹き付けられるようにしてもよい。
さらに、前記取付部材の近傍に設けられた前記回転伝達部を構成する歯車や軸等の回転部材に、前記支持部材に向けて流体を強制的に送り出すフィン又は溝を設けるとよい。
このようにすることで、前記回転部材の近傍を通過しようとする流体が、フィン又は溝によって取付部材や駆動体に向けて強制的に送られ、取付部材や駆動体の冷却効果をさらに高めることができる。

また、前記回転部材に、冷却用の前記流体が通過する少なくとも一つの貫通孔を形成してもよい。このようにすることで、第一の流体流路を流れる流体によって回転伝達部を構成する歯車や軸等の回転部材の冷却効果を高めることができる。さらに、この貫通孔を、軸線が前記回転部材の回転軸に対して斜めになるように形成することで、流体と回転部材との接触面積が増え、さらに冷却効果を高めることが可能になる。また、貫通孔を斜めに形成することで第一の流体流路を流れる流体に攪拌効果が生じ、回転伝達部の冷却効果をさらに高めることができる。

本発明は上記のように構成されているので、回転伝達部から駆動体までを、一連の流体の流れによって効果的に冷却を行うことができ、発熱源である駆動体から回転伝達部を介して主軸に伝達される熱の量を小さくし、主軸の温度上昇を効果的に抑制することができる。また、主軸駆動装置を構成する既存の部材に改良を加えることで実施が可能であり、工作機械や主軸駆動装置を大型化させることもない。
本発明は、単独でも効果的であるが、例えば特許文献１，２で提案されているような別途の主軸冷却手段と組み合わせることで、主軸の温度上昇をさらに効果的に抑制することが可能となる。

以下、本発明の好適な一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の冷却構造の第一の実施形態にかかり、図１（ａ）は、主軸駆動装置の全体構成を示す側面断面図、図１（ｂ）は、図１(ａ)のＩ−Ｉ方向矢視図である。

［駆動装置の全体構成及び各部の説明］
主軸駆動装置１は、工作機械に取り付けられる装置本体２と、この装置本体２に回転自在に支持された主軸３と、この主軸３を回転させる駆動体としてのモータ４と、このモータ４の回転軸４２の回転を所定の減速比で減速しつつ主軸３に伝達する回転伝達部５とを有している。
装置本体２は、回転伝達部５を収容する本体部分２３と、この本体部分２３から突出して形成され、主軸３を支持する主軸頭２２と、本体部分２３の外側に取り付けられたモータ４を被覆するカバー２１と、本体部分２３と一体に形成され、工作機械の機体にボルト等で取り付けられる取付部分２４とで概略構成されている。

主軸３は、主軸頭２２の貫通孔内に設けられた軸受３１，３２によって、回転自在に支持されている。装置本体２に支持される主軸３の数は、一つであってもよいし、二つ又は三つ以上であってもよい。主軸３の先端には、ドリルやエンドミル等の回転工具Ｔが装着される工具装着孔３ａが形成されている。
モータ４は、モータ取付部材であるブラケット６を介して、装置本体２の本体部分２３に取り付けられる。モータ４とブラケット６とは、モータ４のフランジ４１を挿通する複数本のボルト４４により連結される。

また、モータ４の外周には、モータ４の放熱を促進させるための放熱板４３が取り付けられている。この放熱板４３は、熱伝導性に優れるアルミニウムや銅等の金属材料で形成することができる。放熱板４３の表面には、放熱効果を高めるためにフィンや凹凸等を設けるとよい。このブラケット６も、熱伝導性に優れるアルミニウムや銅等の金属材料で形成することで、モータ４の熱の一部をブラケット６に逃し、ブラケット６で放熱させることが可能である。そして、このようにすることで、モータ４から回転伝達部５に伝えられる熱の量を小さくすることができる。

回転伝達部５は、モータ４の回転軸４２に取り付けられる歯車５１と、主軸３の後端に取り付けられ、歯車５１と噛合するピニオン５３とから構成される。モータ４の回転軸４２は、歯車５１の軸部５２に形成された貫通孔５２ａに嵌入され、キー４２ａによってキー止め固着されている。また、ピニオン５３は、主軸３の後端に、キー３ｂによってキー止め固着されている。従って、モータ４が駆動して回転軸４２が回転すると、この回転は、歯車５１及びピニオン５３を介して、主軸３に伝達される。

主軸駆動装置１の冷却を行う圧縮エアは、装置本体２の外部に設けられたエア供給部７によって供給される。
エア供給部７は、エアポンプ等のエア供給源７１と、このエア供給源７１から供給された圧縮エアの圧力を所定の圧力に調整する減圧弁７２と、装置本体２への圧縮エアの供給・停止を制御する電磁弁７３と、装置本体２の所定位置に設けられたエア取入口２５とエア供給部７とを連結するカプラ７４とを有している。

電磁弁７３の作動は、図示しない工作機械の制御装置によって制御される。エア取入口２５は、装置本体２の内部に取り入れられた圧縮エアが、回転伝達部５を構成するピニオン５３，歯車５１及び軸部５２を効果的に冷却するように、配置位置を決定するのが好ましい。

図２は、エア取入口２５の配置位置の一例を示す図である。ここで、図２（ａ）は単一の主軸３が装置本体２に支持されている場合の例を、図２（ｂ）は複数（二つ）の主軸３が装置本体２に支持されている場合の例を示している。
図２（ａ）の例では、本体部分２３の側面にエア取入口２５が設けられ、歯車５１とピニオン５３の側方から、歯車５１とピニオン５３の噛み合い部分に直接圧縮エアが吹き付けられるようになっている。

また、図２（ｂ）の例では、本体部分の下方にエア取入口２５が設けられ、二つの主軸３，３に取り付けられたピニオン５３，５３の間から、歯車５１及び軸部５２に向けて圧縮エアが吹き付けられるようになっている。吹き付けられた圧縮エアの一部は、歯車５１及び軸部５２の手前で二方に分岐し、歯車５１とピニオン５３の噛み合い部分を通過して当該部分の冷却を行う。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、エア取入口２５の配置位置を適切に選択することで、回転伝達部５から主軸３に伝達される熱の量を効果的に減少させて、主軸３の温度上昇を抑制することができる。

エア取入口２５から供給された圧縮エアは、ピニオン５３と歯車５１及び軸部５２との間の隙間を通り、ピニオン５３，歯車５１，軸部５２の冷却を行いながら、ブラケット６に向かう。この実施形態では、ピニオン５３と歯車５１及び軸部５２間の隙間が、第一のエア流路を構成する。
ブラケット６には、図１（ｂ）に示すように、回転軸４２の軸心から放射状に延びる十字状の貫通孔６１が形成されている。貫通孔６１の四つの先端部分６１ａは、モータ４の外周に連通していて、前記第一のエア流路からブラケット６に流れた圧縮エアが、ブラケット６の冷却を行いつつ、先端部分６１ａを通ってモータ４の外周に供給されるようになっている。この実施形態では、モータ４の外周に連通する貫通孔６１の先端部分６１ａが、第二のエア流路を構成する。
また、モータ４の外周に供給された圧縮エアは、モータ４の外周に設けられた放熱板４３とカバー２１との隙間を通って、モータ４の冷却を行いながら、モータ４の後方に設けられたカバー２１の排気口（図示せず）から、外気中に放出される。この実施形態では、放熱板４３とカバー２１との間の隙間が、第三のエア流路４５を構成する。

［第二の実施形態の説明］
図３は、本発明の第二の実施形態にかかり、主軸駆動装置の主要部の断面側面図である。
この実施形態では、第一のエア流路を通過する圧縮エアの流れを、強制的にブラケット６に指し向けるために、歯車５１の軸部５２の外周面に、螺旋状の溝５５を複数条形成している。溝５５の代わりに、送風用のフィンを設けてもよい。
この実施形態によれば、モータ４の駆動により軸部５２が回転すると、エア取入口２５から供給され歯車５１及び軸部５２の近傍を通過する圧縮エアが、溝５５によって強制的にブラケット６に送り出され、ブラケット６の冷却効果を高めることができる。また、第二のエア流路を構成するブラケット６の四つの先端部分６１ａに分配される圧縮エアの量を均一にして、モータ４の冷却効果も高めることができる。

図４は、本発明の第三の実施形態にかかり、図４（ａ）は回転伝達部を構成する歯車に圧縮エアの流通孔を形成した一例を示す側面断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の歯車の正面図、図５は、図４の第三の実施形態の変形例を示すものである。
図４に示すように、この実施形態では、回転軸４２の軸線Ｃと同方向に貫通する孔５１ａを均等間隔で複数（この例では八つ）形成している。
また、図５の例では、歯車５１の円周方向に傾斜して貫通する孔５１ｂを均等間隔で複数（この例では八つ）形成している。

このように、歯車５１に圧縮エアの流通できる孔５１ａ，５１ｂを複数形成することで、歯車５１の冷却効果を高めることができる。特に、図５に示すような傾斜状の孔５１ｂを設けることで、孔５１ｂの長さを延長することができ、図４の孔５１ａよりもさらに歯車５１の冷却効果を高めることができるだけでなく、歯車５１の回転によって傾斜状の孔５１ｂから吹き出す圧縮エアが、歯車５１の周囲の圧縮エアを攪拌することで、さらに冷却効果を高めることができるという利点がある。

図６は、本発明の第四の実施形態にかかり、図６（ａ）はブラケットに貫通孔状の第二のエア流路を形成した主軸駆動装置の主要部の側面断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のブラケットを正面から見た図、図７は第四の実施形態の変形例を示すものである。
この実施形態では、ブラケット６の外周縁近傍に、第三のエア流路４５に連通する貫通孔６３を形成している。そして、第一のエア流路からブラケット６に供給された圧縮エアが、ブラケット６の冷却を行いながら第二のエア流路である貫通孔６３を通過し、第三のエア流路４５に流れる。

ブラケット６の冷却効果を高めるためには、貫通孔６３の孔長は長い方がよい。また、モータ４の冷却を効果的に行うためには、貫通孔６３から供給される圧縮エアがモータ４又は放熱板４３に直接吹き付けられるようにするのがよい。そのため、図７に示す例では、貫通孔６４を斜めに形成するとともに、貫通孔６４のモータ４側の開口が、モータ４の外周に指し向くようにしている。
なお、特に図示はしないが、貫通孔６４を円周方向に傾斜させることで、モータ４の周囲を螺旋状に流れる冷却用の圧縮エアの流れが生じ、モータ４の冷却効果をさらに高めることができる。

図８は本発明の第五の実施形態を示す主軸駆動装置の主要部の側面断面図である。
この実施形態では、ブラケット６の周縁の複数個所（図示の例では四個所）にに、モータ４において最も発熱の大きい部分、例えばロータ部分まで延びる管状の第二のエア流路６５を設けている。そして、第二のエア流路６５の開口をモータ４側に指し向け、第一のエア流路から第二のエア流路６５に供給された圧縮エアがロータ部分に直接吹き付けられるようにしている。このようにすることで、モータ４の冷却効果をさらに高めることができる。

図９は、本発明の第六の実施形態にかかり、図９（ａ）はブラケットの内部に第四のエア流路を形成した主軸駆動装置の主要部の側面断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のブラケットを正面から見た図である。
略四角形状のブラケット８の第四のエア流路８２は、四つの側面の肉厚方向のほぼ中央に、ドリル等で対向面に向けて四つの深孔８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄを形成し、一つの深孔８２ａを除く他の深孔８２ｂ，８２ｃ，８２ｄの開口にプラグ８３を嵌入して形成されている。そして、プラグ８３を嵌入しない深孔８２ａの開口には、カプラ７４を取り付け、エア供給部７（図１参照）からの圧縮エアが、ブラケット８内の第四のエア流路８２に供給されるようになっている。

回転伝達部５側を向くブラケット８の一面には、深孔８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄにそれぞれ連通する孔状の四つの第五のエア流路８４，８４・・が形成され、第四のエア流路８２から回転伝達部５に向けて圧縮エアを供給できるようになっている。また、深孔８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄよりもブラケット８の外周縁側には、回転伝達部５からモータ４の外周面に向けて圧縮エアを供給する第二のエア流路としての四つの貫通孔８６，８６・・が形成されている。

この構成によれば、エア供給部７からブラケット８に供給された圧縮エアが、第四のエア流路８２を通って第五のエア流路８４，８４・・８４，８４・・・から回転伝達部５に供給される。そして、回転伝達機部５の第一のエア流路を通った圧縮エアが、ブラケット８に形成された第二のエア流路８６，８６・・を通って、モータ４の外周面に供給される。この実施形態では、第四のエア流路８２を流れる圧縮エアにより、ブラケット８の冷却効果をさらに向上させることができるという利点がある。

なお、この第六の実施形態の変形例として、第一〜五の実施形態と同様に、エア供給部７からの圧縮エアが回転伝達部５の内部に直接供給されるようにし、第一のエア流路を流れる圧縮エアの一部が、ブラケット８の一面に形成した溝又はブラケット８の内部に形成した第四のエア流路８２を通って、第二のエア流路からモータ４の外周面に供給されるように構成してもよい。この構成によっても、ブラケット８の冷却効果を高めることができる。

また、第一〜第五の実施形態と同様に、エア供給部７からの圧縮エアが回転伝達部５の内部に直接供給されるようにするとともに、ブラケット８の内部に形成した第四のエア流路８２にもエア供給部７からの圧縮エアが供給されるようにし、かつ、第五のエア流路８４をモータ４側に指し向けて形成して、回転伝達部５に供給された圧縮エアが第一のエア流路から第二のエア流路である貫通孔８６を通ってモータ４の外周に供給され、第四のエア流路８２に供給された圧縮エアが第五のエア流路８４を通ってモータ４の外周に供給されるようにしてもよい。
この構成によれば、ブラケット８の冷却効果を高めるとともに、モータ４の冷却効果も高めることができる。

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、上記の説明では冷却用の流体として圧縮エアを例に挙げて説明したが、冷却効果を有する流体であれば気体に限らず液体であってもよく、カバー２１を密閉状に構成し、且つモータ４を機密性の高い防油・防爆構造とすることで、冷却した潤滑油を循環させることも可能である。また、前記回転伝達部が歯車やチェーンを主構成要素とするときには、オイルミストを含んだ圧縮エアを供給することで、潤滑性もよくなる。
また、上記した第一〜第六の実施形態は、それぞれ単独でも実施が可能であるが、適宜に組み合わせて実施することで、さらに冷却効果を高めることが期待できる。

本発明の冷却機構は、回転する主軸を有する工作機械であれば、旋盤、フライス盤、ボール盤、研削盤等あらゆる種類の工作機械に適用が可能で、工作機械の機体に着脱可能に取り付けられるユニット型の主軸駆動装置に限らず、工作機械の機体と一体に形成された主軸台又は主軸頭に主軸，回転伝達部及び駆動体を組み込んだ主軸駆動装置にも適用が可能である。

本発明の冷却構造の一実施形態にかかり、図１（ａ）は、主軸駆動装置の全体構成を示す側面断面図、図１（ｂ）は、図１(ａ)のＩ−Ｉ方向矢視図である。エア取入口の配置位置の一例を示す図である。本発明の第二の実施形態にかかり、主軸駆動装置の主要部の断面側面図である。本発明の第三の実施形態にかかり、図４（ａ）はエアの流通孔を形成した歯車の側面断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の歯車の正面図である。図４の第三の実施形態の変形例を示す図で、図５（ａ）はエアの流通孔を形成した歯車の側面断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の歯車の正面図である。本発明の第四の実施形態にかかり、図６（ａ）はブラケットに貫通孔状の第二のエア流路を形成した主軸駆動装置の主要部の側面断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のブラケットを正面から見た図である。図６の第四の実施形態の変形例を示す図で、図７（ａ）はブラケットに貫通孔状の第二のエア流路を形成した主軸駆動装置の主要部の側面断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のブラケットの正面図である。本発明の第五の実施形態にかかり、第二のエア流路をモータの所定部位まで延長した状態を示す主軸駆動装置の主要部の側面断面図である。本発明の第六の実施形態にかかり、図９（ａ）はブラケットの内部に第四のエア流路を形成した主軸駆動装置の主要部の側面断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のブラケットを正面から見た図である。

符号の説明

１：主軸駆動装置
２：装置本体
２２：主軸頭
２３：本体部分
２５：エア取入口
３：主軸
４：モータ
４１：フランジ
４２：回転軸
４２ａ：キー
４３：放熱板
４４：ボルト
４５：エア流路
５：回転伝達部
５１：歯車
５２：軸部
５２ａ：貫通孔
５３：ピニオン
６：ブラケット
６１：貫通孔
７：エア供給部
７１：エア供給源
７２：減圧弁
７３：電磁弁
７４：カプラ
８：ブラケット
８２：第四のエア流路
８４：第五のエア流路
８６：貫通孔（第二のエア流路）
Ｔ：工具

Claims

回転自在な主軸と、この主軸を回転させるための駆動体と、この駆動体の回転軸の回転を前記主軸に伝達する回転伝達部と、前記主軸を回転自在に支持するとともに少なくとも前記回転伝達部を収容する装置本体とを有する主軸駆動装置の冷却構造であって、
前記装置本体の所定位置に設けられ、流体供給装置から供給された冷却用の流体を前記装置本体の内部に取り入れる少なくとも一つの流体取入部と、
前記回転伝達部を構成する構成部材の間に設けられ、前記流体取入部から取り入れられた冷却用の流体が流れる第一の流体流路と、
前記駆動体を前記装置本体に取り付ける取付部材と、
この取付部材に設けられ、前記第一の流体流路から供給された前記流体を前記駆動体の周囲に導く第二の流体流路と、
を有することを特徴とする主軸駆動装置の冷却構造。
前記流体取入部から取り入れられた前記流体が、前記回転伝達部を構成する構成部材の所定部位に吹き付けられるように、前記流体取入部を配置したことを特徴とする請求項１に記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記取付部材を熱伝導性の高い材料で形成して、前記駆動体の熱の一部が前記取付部材から放熱されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記駆動体の外周に沿って第三の流体流路を設け、前記第二の流体流路から前記第三の流体流路に供給された前記流体が、前記駆動体の外周に沿って流れながら前記駆動体の冷却を行うようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記取付部材の表面又は前記取付部材の内部に、孔又は溝からなる第四の流体流路を形成するとともに、前記流体取入部を前記第四の流体流路及び／又は前記第一の流体流路に連通させて設け、前記流体取入部を前記第四の流体流路に連通させて設ける場合には、前記第一の流体流路、前記第二の流体流路、前記第三の流体流路及び前記駆動体の外周面のうちの少なくとも一つに連通する第五の流体流路を、前記第四の流体流路に連通させて形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記駆動体の外周面に、前記駆動体からの放熱を促進させるための放熱板を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記第二の流体流路が前記駆動体に指し向くように形成し、前記第二の流体流路から供給された冷却用の前記流体が前記駆動体に吹き付けられるようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記第二の流体流路を前記駆動体の所定位置まで延長し、前記所定位置で前記駆動体に流体が吹き付けられるようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記回転伝達部を構成する回転部材の少なくとも一つに、前記取付部材に向けて前記流体を強制的に送り出すフィン又は溝を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の主軸駆動装置の冷却構造。
前記回転伝達部を構成する回転部材に、少なくとも一つの貫通孔を形成したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の主軸駆動装置の冷却構造。
軸線が前記回転部材の回転軸に対して斜めになるように、前記貫通孔を形成したことを特徴とする請求項１０に記載の主軸駆動装置の冷却構造。