JP2593073Y2 - Motor cooling device built into the spindle head - Google Patents

Motor cooling device built into the spindle head

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JP2593073Y2
JP2593073Y2 JP1991048193U JP4819391U JP2593073Y2 JP 2593073 Y2 JP2593073 Y2 JP 2593073Y2 JP 1991048193 U JP1991048193 U JP 1991048193U JP 4819391 U JP4819391 U JP 4819391U JP 2593073 Y2 JP2593073 Y2 JP 2593073Y2
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air
spindle head
spindle
chamber
cylinder
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JPH05341U (en
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達 隆 夫 伊
敏 裕 五十嵐
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は主軸頭に内蔵されたビル
トインモータの冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device for a built-in motor built in a spindle head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、主軸の外周にビルトインモータの
ロータを焼き嵌めして取付け、このビルトインモータに
よって主軸を直接回転駆動するように構成した工作機械
の主軸頭が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a spindle head of a machine tool in which a rotor of a built-in motor is shrink-fitted and mounted on the outer periphery of a spindle, and the spindle is directly driven to rotate by the built-in motor.

【0003】そして、工具自動着脱機構を備えた工作機
械の主軸頭においては、主軸の先端に工具ホルダを着脱
可能としたテーパ形の工具着脱部および工具ホルダの緊
締手段を設けた構造が用いられている。この緊締手段は
工具ホルダの後部のプルスタッドを掴み、コレットを支
持すると共にサラバネによる引張力を与えられたドロー
バを介して工具ホルダを主軸頭内に引込み、またはドロ
ーバをサラバネに抗して押圧し、工具ホルダを離脱する
油圧シリンダを設けている。
In a spindle head of a machine tool having an automatic tool attaching / detaching mechanism, a structure is used in which a tapered tool attaching / detaching portion in which a tool holder is detachable and a tool holder tightening means are provided at the tip of the spindle. ing. This tightening means grips the pull stud at the rear of the tool holder, supports the collet, and pulls the tool holder into the spindle head via a drawbar to which a pulling force is applied by a flat spring, or presses the drawbar against the flat spring. And a hydraulic cylinder for detaching the tool holder.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】しかし、従来のビルト
インモータの取付けられた工作機械の主軸頭には、ビル
トインモータのステータ側についてはオイルジャケット
で冷却する等の手段はとられているが、主軸に装架され
るロータ側については発熱による効果的な冷却手段が設
けられていなかったため、主軸の熱変位により加工精度
の低下を免がれることができなかった。
However, a means such as cooling with an oil jacket on the stator side of the built-in motor is provided on the main shaft head of the conventional machine tool to which the built-in motor is mounted. On the rotor side mounted on the vehicle, there was no effective cooling means provided by heat generation, so that a reduction in machining accuracy due to thermal displacement of the main shaft could not be avoided.

【0005】本考案は上記の課題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、工作機械の主軸頭に内蔵
したビルトインモータのロータの発熱を防止する効果的
な冷却手段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 of the present invention is to provide an effective cooling means for preventing heat generation of a rotor of a built-in motor built in a spindle head of a machine tool. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本考案は上記の課題を解
決するため、主軸頭に回転自在に支持された主軸を設
け、同主軸の先端に工具ホルダを着脱可能としたテーパ
形の工具着脱部を備え、前記工具ホルダの後部のプルス
タッドを掴み、コレットを支持すると共にサラバネによ
る引張力を与えられたドローバを介して前記工具ホルダ
を主軸頭内に引込み、または前記ドローバを前記サラバ
ネに抗して押圧し、前記コレットを緩め、前記工具ホル
ダを解放する油圧シリンダからなる緊締手段を設け、主
軸頭に内蔵したビルトインモータによって前記主軸を直
接回転駆動するように構成した工作機械の主軸頭に内蔵
されたモータの冷却装置において、前記油圧シリンダ
は、主軸頭の後端部に固着され、内部に空気の導通孔が
形成されているシリンダと、このシリンダ内に摺動自在
に挿入され、前記シリンダと摺動する部分に前記シリン
ダの導通孔と連通する導通孔が形成されたピストンとか
らなり、前記ドローバには、前記油圧シリンダ側の端部
が開口した軸心を通る空気通路と、この空気通路に連通
し前記サラバネを収納する室に向けて半径方向に貫通す
る空気通路が形成され、前記主軸には、前記サラバネを
収納する室と前記モータを収納する室とを連通する空気
通路が形成され、前記主軸頭には、前記モータ収納室と
外気とを連通する空気通路が形成され、前記油圧シリン
ダのシリンダ導通孔に空気供給装置が接続されているこ
とを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a spindle which is rotatably supported on a spindle head, and has a tapered tool attachment / detachment in which a tool holder can be attached / detached at the tip of the spindle. A tool for holding a pull stud at the rear of the tool holder, supporting the collet, and pulling the tool holder into the spindle head via a drawbar to which a pulling force is applied by a flat spring, or pushing the draw bar against the flat spring. A tightening means consisting of a hydraulic cylinder for releasing the tool holder by releasing the collet is provided on the spindle head of a machine tool configured to directly rotate and drive the spindle by a built-in motor built in the spindle head. In the built-in motor cooling device, the hydraulic cylinder is fixed to a rear end portion of a spindle head, and a cylinder having an air passage hole formed therein. And a piston which is slidably inserted into the cylinder and has a conducting hole formed in a portion sliding with the cylinder and communicating with a conducting hole of the cylinder, and the drawbar has a hydraulic cylinder side. An air passage passing through an axial center having an open end, and an air passage communicating with the air passage and radially penetrating toward a chamber for accommodating the spring, are formed in the main shaft, and a chamber for accommodating the spring. An air passage communicating between the motor housing and the chamber for housing the motor is formed, and an air passage communicating the motor housing with the outside air is formed at the spindle head. Are connected.

【0007】[0007]

【作用】上記のように構成した本考案は次のように作用
する。
The present invention constructed as described above operates as follows.

【0008】外部の空気供給装置から供給される圧縮空
気は、ドローバの軸心を通りドローバの奥でこの軸心穴
から半径方向に貫通する空気通路を経て、サラバネを収
納する室を通過し、さらにドローバに嵌合されたロータ
を冷却する。そして、ビルトインモータを収納する室に
向けて半径方向に空気通路に沿って流れ、熱を帯びた空
気を外気に排出する。
Compressed air supplied from an external air supply device passes through the axis of the drawbar, passes through an air passage penetrating radially from the shaft hole at the back of the drawbar, and passes through a chamber for accommodating the spring. Further, the rotor fitted to the drawbar is cooled. Then, the air flows along the air passage in the radial direction toward the room accommodating the built-in motor, and discharges the heated air to the outside air.

【0009】ドローバ軸心から半径方向に貫通する穴を
通してサラバネを収納する室へは圧縮空気の圧力による
と共に主軸回転時に生じる遠心力によって導かれる。
又、サラバネを収納する室からビルトインを収納する室
への空気の流れは圧縮空気の圧力と、主軸回転時に空気
に生じる遠心力と、主軸回転により速度差が生じるとこ
ろからベルヌーイの定理により発生するサラバネ内空気
と、ビルトインモータ収納室の空気との圧力差の3つの
要素により生じる。このため、圧縮空気をドローバの軸
心に導き入れ順次半径方向に大きな径の処にある通路に
導くことが肝要である。この順路を乱すと空気の流れが
阻害される。
[0009] The drawbar shaft is guided through a hole penetrating in the radial direction to the chamber for accommodating the spring by the pressure of the compressed air and the centrifugal force generated when the main shaft rotates.
In addition, the flow of air from the chamber for storing the Sarah spring to the chamber for storing the built-in is generated by Bernoulli's theorem from the pressure of the compressed air, the centrifugal force generated in the air when the main shaft rotates, and the speed difference caused by the main shaft rotation. It is caused by three factors of the pressure difference between the air in the flat spring and the air in the built-in motor storage chamber. For this reason, it is important to introduce the compressed air into the axis of the drawbar and sequentially guide the compressed air to a passage having a large diameter in the radial direction. Disturbing this forward path impedes the flow of air.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本考案の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1はビルトインモータ10よって主軸2
を直接回転駆動するように構成した主軸頭1の縦断面を
示す断面である。同図において、主軸2は主軸頭1に回
転自在に支持され、主軸2の先端に工具ホルダを着脱可
能としたテーパ形の工具着脱部を備えている。ドローバ
5をサラバネ4に抗して押圧する油圧シリンダ6を備え
た緊締手段により、工具ホルダ3の後部のプルスタッド
3aがコレット5dで掴まれ、サラバネ4による引張力
を与えられたドローバ5を介して工具着脱部に引込まれ
るように構成されている。
FIG. 1 shows a main shaft 2 by a built-in motor 10.
1 is a cross-sectional view showing a vertical cross section of a spindle head 1 configured to directly drive a rotary shaft. In the figure, a spindle 2 is rotatably supported by a spindle head 1 and has a tapered tool attaching / detaching portion at the tip of the spindle 2 to which a tool holder can be attached / detached. The pull stud 3a at the rear of the tool holder 3 is gripped by the collet 5d by a tightening means provided with a hydraulic cylinder 6 that presses the draw bar 5 against the flat spring 4, and the pull bar 5 to which the pulling force is applied by the flat spring 4 is applied. It is configured to be drawn into the tool attaching / detaching portion.

【0012】符号20は、外部の空気供給装置からの圧
縮空気を主軸頭1に導くノズルで、油圧シリンダ6のシ
リンダ6aに設けた導通孔6bとピストン6cに設けた
導通孔6dは、工具ホルダ3を解放するためピストン6
cが前進したときドローバ5の軸心通路5aに導通さ
れ、主軸2が静止した状態でも冷却用空気が主軸頭1内
に流れるようになっている。またシリンダ6aには、ピ
ストン6cの背面側のシリンダ室6fに連通する空気連
通孔6gが設けられ、工具ホルダ3が主軸頭1に装着さ
れている間、空気連通孔6gを通して圧縮空気がシリン
ダ室6fに流出され、ピストン6cを後退位置に保持す
る。これにより、主軸2が回転中にドローバ5の油圧シ
リンダ6側の後端部が、油圧シリンダ6のピストン6c
に接触することが確実に防止される。
Reference numeral 20 denotes a nozzle for guiding compressed air from an external air supply device to the spindle head 1. A conduction hole 6b provided in the cylinder 6a of the hydraulic cylinder 6 and a conduction hole 6d provided in the piston 6c are provided in the tool holder. Piston 6 to release 3
When c moves forward, it is conducted to the axial passage 5a of the drawbar 5, so that the cooling air flows into the spindle head 1 even when the spindle 2 is stationary. The cylinder 6a is provided with an air communication hole 6g communicating with a cylinder chamber 6f on the rear side of the piston 6c. 6f to hold the piston 6c in the retracted position. As a result, while the main shaft 2 is rotating, the rear end of the drawbar 5 on the hydraulic cylinder 6 side is moved to the piston 6 c of the hydraulic cylinder 6.
Is reliably prevented from contacting.

【0013】ドローバ5には、その軸心を通る空気通路
5aと、半径方向に貫通する空気通路5bが設けられ、
この通路5bはサラバネ4を収納する室7に導通してい
る。ビルトインモータ10を収納する室8とサラバネ4
を収納する室7は、主軸2に貫通して設けられた穴9を
介して導通している。ビルトインモータ10を収納する
室8に流入した空気は、さらには空気通路11を通過
し、ファン等により外気に熱を帯びた空気を排出する。
The draw bar 5 is provided with an air passage 5a passing through its axis and an air passage 5b penetrating in the radial direction.
This passage 5b is in communication with the chamber 7 in which the spring 4 is stored. Room 8 for storing built-in motor 10 and Sarabane 4
Is conducted through a hole 9 provided through the main shaft 2. The air that has flowed into the chamber 8 that houses the built-in motor 10 further passes through the air passage 11 and discharges air that has been heated to outside air by a fan or the like.

【0014】上記のように構成した冷却装置は次のよう
に作用する。
The cooling device configured as described above operates as follows.

【0015】外部の空気供給装置から供給される圧縮空
気は、ノズル20より油圧シリンダ6のシリンダ6aに
設けた導通孔6bに導かれる。この圧縮空気は、工具ク
ランプ中は、空気連通孔6gを通してシリンダ室6fに
流れ、ピストン6cを後退位置に保持する。また、工具
ホルダ3を解放するために、ピストン6cが前進しドロ
ーバ5の端部に当接すると、圧縮空気は導通孔6e,6
dを通って軸心通路5aに流れ、さらに通路5b、室
7、穴9を通って室8内に流入し、ビルトインモータ1
0を冷却し、空気通路11から排出される。
The compressed air supplied from an external air supply device is guided from the nozzle 20 to a conduction hole 6b provided in the cylinder 6a of the hydraulic cylinder 6. This compressed air flows into the cylinder chamber 6f through the air communication hole 6g during the tool clamping, and holds the piston 6c at the retracted position. When the piston 6c moves forward and comes into contact with the end of the draw bar 5 to release the tool holder 3, the compressed air flows through the communication holes 6e, 6e.
d, flows into the axial passage 5a, and further flows into the chamber 8 through the passage 5b, the chamber 7, and the hole 9, and the built-in motor 1
0 is cooled and discharged from the air passage 11.

【0016】[0016]

【考案の効果】以上述べたように、本考案の主軸頭に内
蔵したモータの冷却装置によれば、サラバネを収納する
室に積極的に空気を流すことにより、主軸頭に内蔵した
ビルトインモータの発熱を防止することができる。ま
た、本考案によれば、工具ホルダを解放する油圧シリン
ダを利用して空気通路が形成され、かつ冷却空気をドロ
ーバの空気通路を通してビルトインモータ収納室まで流
すことができるので、特別の空気通路用の部材を追加す
ることなく、簡単な構造で効果的な冷却作用を生じさせ
ることができる。また、供給された空気圧を利用してピ
ストンを後退位置に保持できるので、ピストンを後退位
置に保持するための特別の機構が不要であり、油圧シリ
ンダの構造が簡単になるという優れた効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the motor cooling device incorporated in the spindle head of the present invention, the air is actively flowed into the chamber for accommodating the Sarah spring, so that the built-in motor incorporated in the spindle head is provided. Heat generation can be prevented. Further, according to the present invention, an air passage is formed using a hydraulic cylinder that releases a tool holder, and cooling air can flow to a built-in motor storage chamber through an air passage of a drawbar. An effective cooling action can be produced with a simple structure without adding the member described above. Also, since the piston can be held at the retracted position by using the supplied air pressure, a special mechanism for holding the piston at the retracted position is not required, and an excellent effect that the structure of the hydraulic cylinder is simplified is achieved. .

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

【図1】本考案の一実施例を示す縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 工具ホルダ 4 サラバネ 5 ドローバ 5b 空気通路 3 Tool holder 4 Sara spring 5 Drawbar 5b Air passage

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】主軸頭に回転自在に支持された主軸を設
け、同主軸の先端に工具ホルダを着脱可能としたテーパ
形の工具着脱部を備え、前記工具ホルダの後部のプルス
タッドを掴み、コレットを支持すると共にサラバネによ
る引張力を与えられたドローバを介して前記工具ホルダ
を主軸頭内に引込み、または前記ドローバを前記サラバ
ネに抗して押圧し、前記コレットを緩め、前記工具ホル
ダを解放する油圧シリンダからなる緊締手段を設け、主
軸頭に内蔵したビルトインモータによって前記主軸を直
接回転駆動するように構成した工作機械の主軸頭に内蔵
されたモータの冷却装置において、 前記油圧シリンダは、主軸頭の後端部に固着される壁部
と、内部にシリンダ室を有する筒状部とからなり、前記
筒状部と壁部の内部には連通して空気の導通孔が形成さ
れているシリンダと、このシリンダのシリンダ室内に摺
動自在に挿入され、前記壁部を貫通するロッド部を備え
るとともに、前記ロッド部に前記シリンダの導通孔と連
通するとともに前記ドローバ側の端部が開口した軸心を
通る空気の導通孔が形成されたピストンとからなり、 前記ドローバには、前記油圧シリンダ側の端部が開口し
た軸心を通る空気通路と、この空気通路に連通し前記サ
ラバネを収納する室に向けて半径方向に貫通する空気通
路が形成され、 前記主軸には、前記サラバネを収納する室と前記モータ
を収納する室とを連通する空気通路が形成され、 前記主軸頭には、前記モータ収納室と外気とを連通する
空気通路が形成され、 前記油圧シリンダの筒状部の空気導通孔に空気供給装置
が接続され、前記壁部の空気導通孔はシリンダ室のピス
トン背面側に連通する分岐路を有していることを特徴と
する、工作機械の主軸頭に内蔵されたモータの冷却装
置。
1. A spindle which is rotatably supported on a spindle head, is provided with a tapered tool attaching / detaching portion at a tip of the spindle which allows a tool holder to be attached / detached, and grasps a pull stud at a rear portion of the tool holder. The tool holder is pulled into the spindle head through a drawbar that supports the collet and is given a pulling force by a spring, or the drawbar is pressed against the spring, to loosen the collet and release the tool holder. A cooling device for a motor built in a spindle head of a machine tool configured to provide a tightening means formed of a hydraulic cylinder to be driven and to directly rotate and drive the spindle by a built-in motor built in the spindle head, wherein the hydraulic cylinder comprises a spindle. It consists of a wall fixed to the rear end of the head and a cylindrical part having a cylinder chamber inside, and the inside of the cylindrical part and the wall communicates with air. A cylinder having a conduction hole formed therein, a rod portion slidably inserted into a cylinder chamber of the cylinder, penetrating the wall portion, communicating with the conduction hole of the cylinder through the rod portion, and A piston provided with an air passage hole passing through an axial center having an open end at the side thereof, and an air passage passing through an axial center having an open end at the hydraulic cylinder side; An air passage is formed in the main shaft so as to radially penetrate toward the chamber that houses the salar spring, and an air passage that communicates the chamber that houses the spring and the chamber that houses the motor is formed in the main shaft. An air passage communicating with the motor storage chamber and the outside air is formed in the spindle head, and an air supply device is connected to an air passage hole of the cylindrical portion of the hydraulic cylinder, and the air in the wall is empty. A cooling device for a motor built in a spindle head of a machine tool, wherein the air passage hole has a branch passage communicating with a back side of the piston of the cylinder chamber.
【請求項2】油圧シリンダのシリンダには、前記ピスト
ンの導通孔と連通する空気導通孔と、ピストンの背面側
のシリンダ室に連通する空気導通孔とが設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の工作機械の主軸頭に内
蔵されたモータの冷却装置。
2. The hydraulic cylinder according to claim 1, further comprising an air communication hole communicating with the communication hole of the piston, and an air communication hole communicating with the cylinder chamber on the back side of the piston. Item 2. A cooling device for a motor built in a spindle head of a machine tool according to item 1.
JP1991048193U 1991-06-25 1991-06-25 Motor cooling device built into the spindle head Expired - Lifetime JP2593073Y2 (en)

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