JP2007015082A - モータビルトイン型主軸装置の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で主軸廻りを冷却することができ、工具位置の熱変位を減少して加工精度への悪影響を削減すること。
【解決手段】 主軸４にロータ７を、ハウジング１にステータ４を取りつけ、前記主軸４をハウジング１内の第１のベアリング５と第２のベアリング６によって支承すると共に、上記第１のベアリング５に近い主軸端部に切削工具１０を備えるようにしたモータビルトイン型主軸装置において、前記第１のベアリング５に近いハウジング１に外覆筒２０を設け、これに空気流通孔ａを形成する。この空気流通孔ａの一端に圧力空気の流入口２１を、他端に圧力空気の吐出口２２を設ける。また前記ハウジング１内にして第１のベアリングに近い主軸４部に排気羽根車３０を取りつけ、ハウジング１の一端に空気の吸込口３２を他端に空気の排出口３４を設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、主軸廻りを冷却することによって工具位置の熱変位を減少し、もって加工精度への悪影響を削減したモータビルトイン型主軸装置の冷却装置に関するものである。

工作機械などにおいて使用される主軸装置として、主軸にロータを、ハウジングにステータを備えたモータビルトイン型主軸装置が知られている。

このようなモータビルトイン型主軸装置では、モータによる発熱が大きく、このために主軸およびハウジングが熱変形し、必要悪としての工具位置の熱変位を生ずる。この熱変位による加工精度への悪影響を抑制するために、従来より種々の冷却装置が提案されている。

一般的に行われている通風ファンによるものでは、ハウジングの周囲は冷却されるものの主軸の冷却は不十分であり、工具位置の熱変位を抑えることができないという問題点がある。

また主軸の外周にオイルジャケットを設け、オイルクーラーで冷却した油を循環して熱変位を阻止したものが特開平９−２８０２５７の発明に開示される。しかしながらこの冷却装置は、油の冷却機器が高価であるばかりでなくオイルジャケットの加工、組み立てが面倒であり、部品点数も多いところからコストの大幅高騰を招くという問題点があった。
特開平９−２８０２５７

本発明が解決しようとする課題は、簡単な構造で主軸廻りを冷却することができ、工具位置の熱変位を減少して加工精度への悪影響を削減することができるモータビルトイン型主軸装置装置の冷却装置を提供することにある。

課題の解決手段として、本発明に係るモータビルトイン型主軸装置の冷却装置は、主軸にロータを、ハウジングにステータを取りつけ、前記主軸をハウジング内の第１のベアリングと第２のベアリングによって支承すると共に、上記第１のベアリングに近い主軸端部に切削工具を備えるようにしたモータビルトイン型主軸装置において、前記第１のベアリングに近いハウジングに空気流通孔を設け、一端に圧力空気の流入口を、他端に圧力空気の吐出口を設け、また前記ハウジング内にして第１のベアリングに近い主軸部に排気羽根車を取りつけ、ハウジングの一端に空気の吸込口を他端に空気の排出口を設けたことを最も大きな特徴としている。

本発明に係るモータビルトイン型主軸装置の冷却装置は、空気流通孔に圧力空気を通すことによって、第１のベアリングで発生した熱をハウジングを介して外方へ放出することができる。またステータからハウジングに伝わる熱を外方へ放出することができる。さらにハウジング内の空気を排気羽根車で外方に排気することによって、いわゆるモータからの熱およびベアリングからの熱を外方へ排出することができる。そして、これらの協働作用によって主軸廻りを効果的に冷却することができる。

簡単な構造で主軸装置の冷却を十分な形で行うことができるようにするという目的を、以下の構成によって合理的に達成した。

図１は、この発明に係るモータビルトイン型主軸装置の冷却装置の一実施例を示す縦断正面図、図２は同じく要部の拡大断面図にして、１は二段円筒状のハウジング このハウジング１は、大径の第１ハウジング１ａとこれに続く小径の第２ハウジング１ｂによって構成する。２は第１ハウジング１ａの上端部に固定した上部フランジ ３は第２ハウジング１ｂの下端部に固定した下部フランジ ４は下部を第２ハウジング１ｂ内の第１のベアリング５に、上部を上部フランジ２の第２のベアリング６によってそれぞれ支承した主軸である。

Ａは主軸４に固定したロータ７と第１ハウジング１ａに固定したステータ８によって構成したモータ １０は主軸４の下端部にホルダ１１およびチャツク１２を介して取りつけた切削工具 この切削工具１０などの着脱手段は周知のものであるため、詳細な説明は省略する。

２０は第２ハウジング１ｂを囲繞するようにして緊密に嵌合した放熱性金属からなる外覆筒 １９は第２ハウジング１ｂの外周面に開放するようにして外覆筒２０に設けたスパイラル状の凹溝 この凹溝１９は、第２ハウジング１ｂの外周面によって閉塞され、一連の空気流通孔ａを形成する。２１は空気流通孔ａの一端に設けた圧力空気の流入口 ２２は他端に設けた圧力空気の吐出口である。

３０は第１のベアリング５とロータ７の中間位置にして主軸４に取りつけたスパイラル翼式の排気羽根車 この排気羽根車３０は、第２ハウジング１ｂ内に収容されており、ハウジング１内における下方域の空気を上方域へ移動する。３１はハウジング１の下方域と外方を連通する空気の流入路 ３２は流入路３１の端部に設けた吸込口 ３３はハウジング１の上方域と外方を連通する空気の流出路 ３４は流出路３１の端部に設けた排出口ある。

４０は適宜の間隔を隔てて第１ハウジング１ａの外周部に設けた囲繞筒 ４１は囲繞筒４０の上端部に設けた排気ファンである。

一実施例に係るモータビルトイン型主軸装置の冷却装置は上記のような構成であり、次のように作用する。

モータＡによって主軸４を回転駆動すると、これに伴って排気羽根車３０が回転する。排気羽根車３０は、第１のベアリング５から発生する熱を下方域の空気と共に上方域に流通し、これをハウジング１の外方に排出する。またモータＡによって発生する熱の下方域への流入を阻止し、これを外方へ排出する。このため、主軸４への熱伝達を効果的に抑制することができる。

また空気流通孔ａに圧力空気を流すと、第２ハウジング１ｂを冷却することができる。この第２ハウジング１ｂにはモータＡの熱が伝達されており、この熱を放出することができる。また第１のベアリング５の熱も伝達されるが、同様にして放出することができる。このため、主軸４への熱伝達を効果的に抑制することができる。

しかして、以上のような簡単な構成でローコストに主軸廻りを冷却して工具位置の熱変位を抑制し、加工精度への悪影響を削減することができる。

本発明に係るモータビルトイン型主軸装置の冷却装置の一実施例を示す縦断正面図である。 同じく、要部の構成を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
１ａ 第１ハウジング
１ｂ 第２ハウジング
４ 主軸
５ 第１のベアリング
６ 第２のベアリング
Ａ モータ
７ ロータ
８ ステータ
１０ 切削工具
２０ 外覆筒
１９ 凹溝
ａ 空気流通孔
２１ 流入口
２２ 吐出口
３０ 排気羽根車
３１ 流入路
３２ 吸込口
３３ 流出路
３４ 排出口

Claims (1)

1. 主軸にロータを、ハウジングにステータを取りつけ、前記主軸をハウジング内の第１のベアリングと第２のベアリングによって支承すると共に、上記第１のベアリングに近い主軸端部に切削工具を備えるようにしたモータビルトイン型主軸装置において、前記第１のベアリングに近いハウジングに空気流通孔を設け、一端に圧力空気の流入口を、他端に圧力空気の吐出口を設け、また前記ハウジング内にして第１のベアリングに近い主軸部に排気羽根車を取りつけ、ハウジングの一端に空気の吸込口を他端に空気の排出口を設けたことを特徴とするモータビルトイン型主軸装置の冷却装置。