JP3662292B2

JP3662292B2 - 中ぐり主軸

Info

Publication number: JP3662292B2
Application number: JP08265895A
Authority: JP
Inventors: 場定馬; 山和臣槙
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: JPH08276304A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、中ぐり盤の中ぐり主軸に係り、特に、熱変位の大きな原因となる主軸軸受への油の余分な付着を防止できるようにした中ぐり主軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械の主軸の潤滑には、主軸軸受にグリースを封入する方式や、オイルミスト方式が採用されている。
これらの潤滑方式のうち、オイルミスト方式は、高速用の主軸軸受の潤滑に適した給油方式で、霧化した油を圧力エアで送給する方法である。このオイルミストでは、潤滑と同時に多量の空気でベアリングを冷却することができる。
【０００３】
最近の工作機械では、主軸の高速化並びに高馬力化が進んでおり、これに伴って機械の発熱量が増大し、潤滑とともに熱変位対策も重要な開発テーマになっている。中ぐり盤やマシニングセンタでは、精度の変化は、機械の熱変位によるものがほとんどであり、また、主軸の位置精度は、ワークと工具との相対的な関係でもあるので、主軸送りの精度をいくら上げても、熱変位があるかぎり実質的な主軸位置精度の向上に直結しないからである。
【０００４】
この熱変位は、工作機械を運転している間の機械各部の発熱に起因するもので、その発熱源としては、主軸の軸受、主軸頭の歯車、電動機などがある。
【０００５】
熱変位に対しては、従来からいろいろな対策が講じられている。例えば、発熱量を少なくするために主軸頭の各部に給油する潤滑油をクーラで冷却したり、あるいは、主軸に熱膨張係数の小さな材料を用いるなど、種々の試みが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
中ぐり盤では、主軸における熱変位の原因として、オイルミスト潤滑方式の主軸軸受に余分に付着する油の問題が指摘されている。すなわち、中ぐり盤の場合、中ぐり軸は、クイルによって保持されているので、主軸の前部軸受と後部軸受の間では、主軸中間部がクイル内に封じ込められた構造となっている。このため、潤滑するため圧送した空気に含まれる微量の油が構造的に各主軸軸受に必要以上に付着し易い欠点がある。
従って、主軸の高速化を図ろうとすると、油の付着した主軸軸受での発熱量が大きくなり、高速化する上での大きな障害となっている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、主軸軸受への油の余分な付着を防止して油を原因とする発熱量を抑えるとともに、放熱性を改善した中ぐり主軸を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、主軸を両端部で主軸軸受を介して回転自在に保持するクイルを送り機構に連結し、前記主軸軸受にオイルミストを圧送して潤滑するようにした中ぐり主軸において、オイルミストを主軸軸受に送給する供給通路と、オイルミストを外部に導出する排出通路を前記クイル本体に軸方向に形成するとともに、クイル内周面に開口する通孔を形成し、該通孔と、クイル内周面と主軸の外周面との間に形成される環状空間と、を介して前記供給通路および排出通路とを連通させる中間通路を形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
前記排出通路には、強制吸込手段を接続することが好ましく、これにより、一層、主軸軸受への余分な油の付着を効果的に防止できる。
【００１０】
【作用】
主軸軸受まで圧送されるオイルミストのうち、その一部が通孔から環状空間を流れて、クイルの内側では、主軸の中間部表面に空気の高速な流れが生じ、主軸の放熱が促進される。また、このような空気の流れがあることによって、主軸軸受に付着した油に吸込作用が働き、余剰の油が溜まり難くくなるので、必要以上の油が付着することによる発熱量の増大を未然に防止できる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明による中ぐり主軸の一実施例について添付の図面を参照して説明する。
図１は本発明を横中ぐり盤に適用した実施例を示す図である。１０は、横中ぐり盤の主軸頭を示す。この主軸頭１０の内部には、中ぐり軸１２がクイル１４によって回転自在に保持されている。クイル１４においては、中ぐり軸１２は、主軸先端が軸受１６ａ乃至１６ｄによって、後方の電動機側は、軸受１８を介して回転自在に支持されている。また、主軸頭１０の内部においては、中ぐり軸１２と同軸的とスピンドルモータ２０を構成するステータ２１と、ロータ２２が配設されており、ロータ２２とともに中ぐり軸１２が回転する。このような中ぐり軸１２は、主軸頭１０の内部に中ぐり軸１２と平行に設けられた図示されないボールねじ送りの駆動機構によってクイル１４と一体に中ぐり軸１２の軸線方向に進退可能に構成されている。
【００１２】
中ぐり軸１２の先端には、工具ホルダ２４を装着するためのテーパ穴２５が形成されている。そして、中ぐり軸１２の内部にはドローバー２６、コレット２７が同軸的に挿設けられている。このドローバー２６、コレット２７は、この種の横中ぐり盤に取り入れられる一般的な構造であり、中ぐり軸１２の段付貫通穴３１に設けられた皿ばね５２の弾性力によって後方に引張り込まれ、また、中ぐり軸１２とは独立して末端部に連結されたシリンダ５４等からなるアンクランプ機構によって前方に押し出されるようになっている。
【００１３】
この場合、工具ホルダ２４は、そのテーパ部を中ぐり軸１２のテーパ穴２５に挿入すると、工具ホルダ２４と一体のプルスタッド２８がコレット２７に嵌合し、このコレット２７によって引き込まれてクランプされるようになっている。すなわち、皿ばね５２は、ドローバー２６を引き込む方向に常時弾性力によって付勢している。従って、ドローバー２６の先端に取り付けられたすり割タイプのコレット２７は、工具ホルダ２４のプルスタッド２８と係合するとともに、工具ホルダ２４をクランプすることができる。
【００１４】
次に、図２は、クイル１４の縦断面構造を示す図である。このクイル１４には、軸方向に複数のオイルミスト用の通路が形成されており、この実施例では、オイルミストの通路として、供給通路３０と、排出通路３２とが軸心に関して左右対称に設けられている。
【００１５】
図３は、図２のIII −III 線に沿った断面、すなわち、クイル１４の電動機側の端部の断面を示す。
この部分では、供給通路３０は、半径方向に延びる入口通路３４とつながっており、この入口通路３４には、図１に示すように、圧縮機３６、ルブリケータ３８を備えるオイルミスト圧送空圧回路が接続されている。従って、圧縮機３６から吐出された圧縮空気には、ルブリケータ３８で霧化した潤滑油が混入し、供給通路３０を通って軸受１６ａ乃至１６ｄおよび軸受１８に油孔を通じて圧縮空気とともに圧送されるようになっている。なお、各供給通路３０、３０、…は、周方向に形成された連絡通路（図示せず）を介して互いに連通し合っているものである。
【００１６】
次に、軸受１６ａ乃至１６ｄに至る途中のクイル中間部１４ａには、所定の間隔をおいて、半径方向を指向してクイル内周面に開口する複数の通孔３６、３６、…が形成されており、これらの通孔３６、３６、…を介してクイル内周面と、中ぐり軸１２の外周面との間に形成される環状空間３３と、供給通路３０、３０、…とが連通するようになっている。
【００１７】
一方、排出通路３２でも同様に、クイル中間部１４ａには、半径方向を指向して軸方向に所定の間隔をおいて穿孔された複数の通孔３８、３８、…がクイル内周面に開口し、この通孔３８、３８、…を介して排出通路３２は、環状空間３３と連通するようになっている。この実施例では、図１に示されるように、排出通路３２には、その出口通路４０に強制吸出し手段としてサクションポンプ４２の吸込口につながっている排出配管が接続されている。
【００１８】
以上のように構成される実施例によれば、供給通路３０を流れるオイルミストの一部は、通孔３６から環状空間３３を流れ、通孔３８を通って排出通路３０に流入する結果、全体として供給通路３０と排出通路３２を連通させる中間通路が形成されている。従って、クイル１４の内周部では、中ぐり軸１２の中間部表面に全体として空気の高速な流れが生じ、中ぐり軸１２の放熱が良好に行われる。
【００１９】
また、このような空気の流れがあることによって、主軸軸受１６ａ乃至１６ｄに給油された油に吸込作用が働き、余剰の油は、排出通路３２を通して外部に排出される。この実施例のように、サクションポンプ４２により強制的に吸い込みをかけるようにすれば、一層、油の排出性を高めることができる。
【００２０】
このように主軸軸受１６ａ乃至１６ｄには、余剰の油が付着し難くくなるので、必要以上の油が付着することによる発熱量の増大を確実に防止できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、オイルミストを主軸軸受に送給する供給通路と、オイルミストを外部に導出する排出通路を前記クイル本体に軸方向に形成するとともに、クイル内周面に開口する通孔を形成し、該通孔と、クイル内周面と主軸の外周面との間に形成される環状空間と、を介して前記供給通路および排出通路とを連通させる中間通路を形成しているので、主軸軸受にオイルミストを供給してこれを冷却するだけにとどまらず、主軸外周を直接冷却することもでき、しかも、発熱源となる油が主軸軸受へ必要以上に付着しないように排出通路から良好に排出でき、また、放熱性能も著しく改善されるので、主軸の熱変位を有効に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による横中ぐり盤の中ぐり主軸の断面図。
【図２】同実施例による中ぐり主軸のクイルの縦断面図。
【図３】図２におけるIII −III 線断面図。
【符号の説明】
１０主軸頭
１２中ぐり軸
１４クイル
１６主軸軸受
１８主軸軸受
２０スピンドルモータ
２１ステータ
２２ロータ
２７コレット
２８プルスタッド
３０供給通路
３２排出通路
３６通孔
３８通孔
４２サクションポンプ

Claims

主軸を両端部で主軸軸受を介して回転自在に保持するクイルを送り機構に連結し、前記主軸軸受にオイルミストを圧送して潤滑するようにした中ぐり主軸において、
オイルミストを主軸軸受に送給する供給通路と、前記主軸軸受からオイルミストを外部に導出する排出通路を前記クイル本体に軸方向に形成するとともに、
クイル内周面に開口する通孔を形成し、該通孔と、クイル内周面と主軸の外周面との間に形成される環状空間と、を介して、前記供給通路および排出通路とを連通させる中間通路を形成したことを特徴とする中ぐり主軸。