JP2008075724A - Spindle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械等に用いられ、クーラント等の液体を回転側に供給するロータリジョイントを備えたスピンドル装置に関し、特に、液体供給時の異常を検出してスピンドルに内蔵された軸受やモータを保護するスピンドル装置に関する。 The present invention relates to a spindle device that is used in a machine tool or the like and includes a rotary joint that supplies a liquid such as a coolant to a rotating side, and more particularly to a bearing or a motor built in the spindle by detecting an abnormality during liquid supply. The present invention relates to a spindle device for protection.
従来のスピンドル装置では、工作機械の主軸先端に取付けた回転工具等へ切削用クーラント等の液体を供給するような場合、主軸後端部、或は直結主軸モータのロータ軸後端部にロータリジョイントを直結し、夫々の軸心に設けた流路を介してこのロータリジョイントからクーラント液を圧送している。 In a conventional spindle device, when supplying liquid such as cutting coolant to a rotary tool or the like attached to the spindle tip of a machine tool, a rotary joint is attached to the spindle rear end or the rotor spindle rear end of a direct-coupled spindle motor. Are directly connected to each other, and the coolant liquid is pumped from the rotary joint through flow paths provided in the respective shaft centers.
この種のロータリジョイントは高速回転が要求されるため、固定部と回転軸間にはそれぞれシールリングが装着され、工作機械駆動時には供給するクーラントの液圧によって固定部側のシールリングを回転軸側のシールリング方向に摺動させ、両者を密着させることによりシールするようになっている。 Since this type of rotary joint is required to rotate at high speed, a seal ring is installed between the fixed part and the rotating shaft, and the seal ring on the fixed part side is moved to the rotating shaft side by the hydraulic pressure of the coolant supplied when driving the machine tool. It seals by making it slide to the seal ring direction of this, and adhering both.
このようなシール構造では通常の使用状態においてもクーラント液圧を負荷あるいは除荷することにより、わずかな量のクーラントが流れ出ることがある。このため、スピンドル装置では、このクーラントを排出するためにドレン孔が設けられている。 In such a seal structure, a small amount of coolant may flow out by loading or unloading the coolant pressure even under normal use conditions. For this reason, the spindle device is provided with a drain hole for discharging the coolant.
作業員はこのドレン孔からの排出状態によってシール部の異常を知って設備の電源遮断等によってポンプ停止等を行なうが、一度に大量のクーラントが漏れた場合には、クーラントをドレン孔から排出しきれずに、スピンドル装置内の軸受部や、モータを内蔵している場合には該モータに浸入し、軸受部の破損や主軸モータの漏電によるコイル焼損などを引き起こして大きな損害を発生させるという問題があった。 The operator knows that there is an abnormality in the seal part according to the state of discharge from the drain hole, and stops the pump by shutting off the power supply of the equipment, etc. If the motor has a built-in bearing part or motor in the spindle device, the motor may enter the motor, causing damage to the bearing part or coil burnout due to leakage of the spindle motor. there were.
このため、シール部からの漏れ量が正常の範囲内である時に漏れ液を受ける第1収容室と、シール部からの漏れ量が正常の範囲を越えた時に漏れ液を受ける第2収容室とを設け、これら収容室を隔てる隔壁と回転軸との間の隙間からシール部の漏れ液が流出しないように回転軸の周囲をエアパージし、また、第2収容室に漏れ液が流出した時にエアパージ力により漏れ液を検知センサに導入する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、特許文献1に記載のロータリジョイントでは、正常の範囲を越えた漏れ液をエアパージ力により検知センサに導入する必要があり、構造が複雑であり、エアを大量に消費するという課題がある。 By the way, in the rotary joint described in Patent Document 1, it is necessary to introduce the leaked liquid exceeding the normal range to the detection sensor by the air purge force, and there is a problem that the structure is complicated and a large amount of air is consumed.
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、比較的簡単な構成でシール部の異常を検知することができるスピンドル装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a spindle device that can detect an abnormality of a seal portion with a relatively simple configuration.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 回転軸と、
該回転軸の端部に配置され、回転軸流路と固定側流路とを連通するシール部を有するロータリジョイントと、
前記回転軸を軸受を介して回転可能に支持すると共に、前記シール部から漏れた液体を収容するように前記シール部を囲う収容室を形成するハウジングと、
前記収容室に臨んで設けられ、前記シール部の異常を検知する検知手段と、
を備えることを特徴とするスピンドル装置。
(2) 前記ハウジングには、前記収容室に溜まった液体を外部に排出するドレン孔が形成され、
前記検知手段は、前記ドレン孔より高い位置に設けられることを特徴とする(1)に記載のスピンドル装置。
(3) 前記検知手段は、前記ハウジングの前記ドレン孔より高い位置に形成された検出用液体排出孔と、該検出用液体排出孔から流出した液体を検出する検出センサと、を備えることを特徴とする(2)に記載のスピンドル装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) a rotating shaft;
A rotary joint that is disposed at an end of the rotating shaft and has a seal portion that communicates the rotating shaft channel and the fixed-side channel;
A housing that rotatably supports the rotating shaft via a bearing and that forms a storage chamber that surrounds the seal portion so as to store liquid leaked from the seal portion;
A detecting means provided facing the storage chamber and detecting an abnormality of the seal portion;
A spindle apparatus comprising:
(2) The housing is formed with a drain hole for discharging the liquid accumulated in the storage chamber to the outside.
The spindle device according to (1), wherein the detection unit is provided at a position higher than the drain hole.
(3) The detection means includes a detection liquid discharge hole formed at a position higher than the drain hole of the housing, and a detection sensor for detecting the liquid flowing out from the detection liquid discharge hole. The spindle device according to (2).
本発明のスピンドル装置によれば、回転軸と、回転軸の端部に配置され、回転軸流路と固定側流路とを連通するシール部を有するロータリジョイントと、回転軸を軸受を介して回転可能に支持すると共に、シール部から漏れた液体を収容するようにシール部を囲う収容室を形成するハウジングと、収容室に臨んで設けられ、シール部の異常を検知する検知手段と、を備えるので、比較的簡単な構成でシール部の異常を検知することができる。また、上記構成により、異常発生の初期に検知が可能となり、クーラントの遮断や電源遮断等の作動停止を迅速に行なうことが可能で、スピンドル装置に内蔵された軸受やモータ等をクーラント等の液体から保護することができる。 According to the spindle device of the present invention, the rotary shaft, the rotary joint that is disposed at the end of the rotary shaft and has a seal portion that communicates the rotary shaft channel and the fixed channel, and the rotary shaft via the bearing. A housing that forms a storage chamber that surrounds the seal portion so as to receive the liquid leaking from the seal portion and supports the rotation, and a detection means that faces the storage chamber and detects an abnormality of the seal portion. Thus, the abnormality of the seal portion can be detected with a relatively simple configuration. In addition, with the above configuration, it is possible to detect the occurrence of an abnormality at an early stage, and it is possible to quickly stop the operation such as shutting off the coolant or shutting off the power supply. Can be protected from.
以下、本発明の各実施形態に係るスピンドル装置について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a spindle device according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、横置きのスピンドル装置の部分断面図である。本実施形態のスピンドル装置10では、ハウジング21を構成するハウジング本体11内に回転軸を構成するスピンドル12が複数の軸受13を介して回転可能に支持されており、スピンドル12の後端部には回転管軸14がねじ込まれている。スピンドル12の軸方向には通孔12aが形成されており、回転管軸14の通孔14aとともに回転軸流路を構成する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a horizontal spindle device. In the
また、スピンドル12の後方には、回転管軸14、フローティングシート22、シール部23、フローティングシート装着部27、ガイドピン29を有するロータリジョイント20が配置される。
A
ハウジング21は、上記ハウジング本体11と、ハウジング本体11の後部に取付けられ、スピンドル12の後端部を支持する開口25aを有する第1ハウジング25と、第1ハウジング25の後部に取付けられ、フローティングシート22を配置させる開口部26aを有する第2ハウジング26とを有する。
The
第2ハウジング26には、第2ハウジング26の開口部26aを内側から密閉するようにフローティングシート装着部27が装着されており、フローティングシート装着部27には、第2ハウジング26のクーラントの供給路28と連通する図示しないシール孔が設けられている。フローティングシート22は、ガイドピン29に回転を拘束された状態で、このシール孔に摺動自在に装着される。フローティングシート22の軸方向には通孔22aが形成されており、固定側流路を構成する。
A floating
シール部23は、回転管軸14の後端部に固着されたシールリング30と、フローティングシート22の先端部に固着されたシールリング31とによって構成され、回転軸流路と固定側流路とを連通する。
The
また、ハウジング21は、第1ハウジング25に第2ハウジング26を取付けることで、シール部23から漏れた液体を収容するようにシール部23を囲う収容室32を形成する。また、第2ハウジング26には、収容室32の下部から外部に開口し、収容室32に溜まった液体を外部に排出するドレン孔33と、シール部23より下方で、且つドレン孔33より高い位置で収容室32に臨んで設けられ、収容室32の側面から外部に開口する検知手段を構成する検出用液体排出孔34と、が設けられる。ドレイン孔33は、正常時の漏れ量では水位が上がらないように大きさ、数量、位置が決定されている。
In addition, the
検知手段を構成する検知センサ24は、図示しない配管によって検出用液体排出孔34と連通されており、検出用液体排出孔34から流出した液体を検出することで、シール部23の異常を検知する。
The
このように構成されたスピンドル装置10では、ロータリジョイント20は、主軸モータの始動前に外部から供給されたクーラントの液圧によりフローティングシート22を下流側に摺動させ、シールリング31を回転管軸14のシールリング30に密着させる。この状態において、固定側流路と回転軸流路とはシール部23を介して連通され、矢印Aに示すように、クーラントが圧力を持ってスピンドル12の図示しない工具の先端部まで供給される。クーラントの供給及び供給停止時には、シールリング同士が着脱するため、クーラントの漏洩が発生するが、その都度ドレン孔から排出される。
In the
このような状態で主軸モータが始動されて工作機械が稼動状態となるが、稼動中に例えば、シールリング30,31のいずれかが破損する等、シール部23に異常が発生した場合、クーラントが大量に漏洩する。このような場合、漏洩したクーラントはドレイ孔33から排出しきれずに収容室32内の水位が上がる。そして、水位が検出用液体排出孔34の位置まで達すると、この検出用液体排出孔34から流体が流出し、この流体が検知センサ24によって検出されることで、シール部23の異常が検知される。
In this state, the spindle motor is started and the machine tool is in an operating state. If an abnormality occurs in the
従って、本実施形態のスピンドル装置10によれば、回転軸12と、回転軸12の端部に配置され、回転軸流路と固定側流路とを連通するシール部23を有するロータリジョイント20と、回転軸12を軸受13を介して回転可能に支持すると共に、シール部23から漏れた液体を収容するようにシール部23を囲う収容室32を形成するハウジング21と、収容室32に臨んで設けられ、シール部23の異常を検知する検知手段としての検出用液体排出孔34及び検知センサ24と、を備えるので、従来のようにエアパージする必要がなく、比較的簡単な構成でシール部の異常を検知することができる。また、上記構成により、異常発生の初期に検知が可能となり、クーラントの遮断や電源遮断等の作動停止を迅速に行なうことが可能で、スピンドル装置10に内蔵された軸受やモータ等をクーラント等の液体から保護することができる。
Therefore, according to the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るスピンドル装置について図2を参照して説明する。なお、第1実施形態と同等部分については同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a spindle apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part equivalent to 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified.
第2実施形態は、本発明を縦置きのスピンドル装置に適用した例である。即ち、図2に示すように、回転軸を構成するスピンドル12及び回転管軸14が垂直方向に配置されており、フローティングシート22を摺動してシール部23を連通することで、矢印Bに示すように、第2ハウジング26の上方に形成された供給路28からクーラントが下方のスピンドル12に供給される。
The second embodiment is an example in which the present invention is applied to a vertical spindle device. That is, as shown in FIG. 2, the
ドレン孔33は、収容室32の下部側面から外部に開口しており、また、検出用液体排出孔34は、シール部23より下方で、且つドレン孔33より高い位置で収容室32の側面から外部に開口している。
The
これにより、正常時のクーラントの漏洩は、ドレン孔33から排出される一方、シール部23の異常時には、ドレン孔33から排出しきれず、収容室32内の水位が上がって検出用液体排出孔34の位置まで達し、検出用液体排出孔34から流体が検知センサ24によって検出されることで、シール部23の異常が検知される。
従って、上記のように構成することで、縦置きのスピンドル装置の場合も第1実施形態と同様の機能及び効果を奏する。
Thereby, the leakage of the coolant at the normal time is discharged from the
Therefore, by configuring as described above, the same functions and effects as those of the first embodiment can be achieved even in the case of a vertically installed spindle device.
なお、本発明のスピンドル装置は、スピンドルやロータリジョイント等、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
また、検知手段も上記実施形態のものに限定されるものでなく、検知センサ24がハウジング21に設けられてもよいし、検知センサ24が収容室32に臨むように配置されてもよい。
The spindle device of the present invention is not limited to the above-described embodiment such as a spindle and a rotary joint, and can be appropriately modified and improved.
Further, the detection means is not limited to that of the above embodiment, and the
10 スピンドル装置
12 スピンドル(回転軸)
20 ロータリジョイント
21 ハウジング
22 フローティングシート
23 シール部
24 検知センサ(検出手段)
30,31 シールリング
32 収容室
33 ドレン孔
34 検出用液体排出孔(検知手段)
10
20 Rotary joint 21
30, 31
Claims (3)
該回転軸の端部に配置され、回転軸流路と固定側流路とを連通するシール部を有するロータリジョイントと、
前記回転軸を軸受を介して回転可能に支持すると共に、前記シール部から漏れた液体を収容するように前記シール部を囲う収容室を形成するハウジングと、
前記収容室に臨んで設けられ、前記シール部の異常を検知する検知手段と、
を備えることを特徴とするスピンドル装置。 A rotation axis;
A rotary joint that is disposed at an end of the rotating shaft and has a seal portion that communicates the rotating shaft channel and the fixed-side channel;
A housing that rotatably supports the rotating shaft via a bearing and that forms a storage chamber that surrounds the seal portion so as to store liquid leaked from the seal portion;
A detecting means provided facing the storage chamber and detecting an abnormality of the seal portion;
A spindle apparatus comprising:
前記検知手段は、前記ドレン孔より高い位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載のスピンドル装置。 The housing is formed with a drain hole for discharging the liquid accumulated in the storage chamber to the outside,
The spindle device according to claim 1, wherein the detection unit is provided at a position higher than the drain hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006254548A JP2008075724A (en) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Spindle device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008075724A true JP2008075724A (en) | 2008-04-03 |
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ID=39348016
Family Applications (1)
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JP2006254548A Pending JP2008075724A (en) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Spindle device |
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- 2006-09-20 JP JP2006254548A patent/JP2008075724A/en active Pending
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