JP3841631B2 - 工作機械の主軸装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸冷却流路を備える工作機械の主軸装置に関し、特に主軸前部を効率良く冷却するための機構を備えた工作機械の主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の主軸装置では、一般に、主軸の回転により、主軸自体、それを回転可能に支持する軸受、及びハウジング（モータを含む）に発熱を生じる。この発熱による主軸、ハウジング及び軸受の温度上昇は、これに伴って主軸及びハウジングの熱変形を起こさせ、工作機械における被加工物の加工精度を悪化させる。
【０００３】
この温度上昇を抑制するべく主軸を冷却するために、主軸の後部からその内部に冷却液源の冷却液を供給して循環させ、主軸をその内部から冷却した後、冷却液を主軸後部から冷却液源に吸引回収する主軸装置が、特公平７−１０６５３４公報に開示されている。また、主軸の後部からその内部に冷却液（潤滑液）を供給して循環させ、主軸をその内部から冷却した後、冷却液を主軸後部から冷却液源へ吸引、回収し、主軸内部に供給された冷却液の一部を潤滑液として軸受に供給してアンダレース潤滑を行い且つ冷却効果も得られるようにした主軸装置が、特許第２６７７５０５号公報に開示されている。なお、主軸の前部とは工具を把持する側を指し、主軸の後部とは前部と反対側を指すものとする。
【０００４】
上記の主軸装置では、主軸の後方部から前方部に向けて延びる冷却液供給流路を主軸の中央部で、主軸後方部に向かう主軸冷却流路と主軸前方部に向かう主軸冷却流路とに分岐させている。そして、主軸後方部に向かう主軸冷却流路を流通して主軸を冷却した冷却液を主軸後部から冷却液源へ回収している。一方、主軸前方部に向かう主軸冷却流路は、主軸冷却流路を流通する冷却液によりアンダレース潤滑を行わない場合には、主軸前端部で主軸後方部へ向かって折り返し、そこを流通する冷却液を主軸の中間部又は後方部から冷却液源へ吸引、回収する。また、主軸冷却流路を流通する冷却液によりアンダレース潤滑を行う場合、主軸前方部に向かう主軸冷却流路は、主軸装置前部に設けられた軸受に潤滑液（この場合、冷却液を潤滑液として共用している）を供給する各潤滑液供給流路と連通しており、主軸前方部に向かう主軸冷却流路を流通する冷却液は、全て軸受の転動体（ボールやローラなど）周りを経由して冷却液源へ回収される。この場合、主軸前方部に向かう主軸冷却流路の前端部（末端部）は最前に位置する軸受に潤滑液を供給する潤滑液供給流路と接続して終端している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した主軸装置の主軸前方部に向かう主軸冷却流路では、以下のような問題が生じる。
主軸冷却流路を流通する冷却液によってアンダレース潤滑を行わない場合には、主軸前方部に向かう主軸冷却流路は主軸後方部へ向かって主軸前端部で折り返して主軸冷却流路の分岐部近傍まで延び、そこからその主軸冷却流路を流通する冷却液を冷却液源に吸引、回収している。ところが、主軸装置の軽量化のために主軸は細い方が好ましい一方で、主軸前部には、工具把持部が存在し、ドローバーの外周には案内スリーブが設けられているため、主軸前部では、主軸冷却流路を設けるスペースを十分に確保することが困難で、主軸冷却流路の流路断面積は小さくせざるを得ないことが多い。流路断面積が小さいと、主軸冷却流路の流動抵抗が大きくなり、主軸前方部に向かう主軸冷却流路に十分な冷却液を流通させることができないため、主軸及び軸受の冷却効果が十分には得られない問題が発生する。
【０００６】
また、主軸冷却流路を流通する冷却液によってアンダレース潤滑を行う場合には、主軸前方部に向かう主軸冷却流路は全て潤滑液供給流路に接続していて、そこを流通する冷却液は軸受の転動体を経由してしか冷却液源へ回収されない。ところが、軸受に供給する潤滑液は、供給量が多すぎても軸受は焼き付けを起こし、焼き付けを起こさない程度の量しか供給されないので、少量とせざるを得ない。したがって、主軸前方部に向かう主軸冷却流路を流通する冷却液の量は、上記のアンダレース潤滑を行わない場合と比較して、さらに少量となり、主軸（及び間接的な軸受）の冷却効果を十分に得ることができないという問題が存在する。
【０００７】
よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消して、主軸及び軸受、特に主軸装置前部に位置する主軸部分及び軸受に対する十分な冷却作用を発揮できる工作機械の主軸装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、主軸の後方部から前方部に向けて延びる冷却液供給流路を主軸後方部に向かう主軸冷却流路と主軸前方部に向かう主軸冷却流路とに分岐させている工作機械の主軸装置において、主軸前方部に向かう主軸冷却流路を流通する冷却液を折り返して主軸前方部から後方部へ向かって流通させたり軸受に潤滑液として供給することなく、主軸前方部に向かう主軸冷却流路を流通する冷却液の一部を主軸の最前部の軸受よりも前方に位置する主軸冷却流路の末端部から直接吸引回収するようにしたものである。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、主軸をその軸線方向の前後位置に設けられた軸受により主軸頭に回転可能に支持した工作機械の主軸装置において、軸受を介して前記主軸を回転可能に支持したハウジングと、前記主軸の内部に主軸後方から主軸前方にわたって設けられ、冷却液源から冷却液を前記主軸の内部に供給する冷却液供給流路と、前記冷却液供給流路に連通し前記主軸後方に分岐するよう形成された第１の主軸冷却流路と、前記冷却液供給流路に連通し前記主軸前方に分岐するよう形成された第２の主軸冷却流路とで成り、前記主軸の内周面に沿って冷却液を流通させ前記主軸をその内部から冷却する軸芯冷却流路と、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路を流通した冷却液を前記冷却液源に回収する第１の冷却液吸引排出流路と、前記軸芯冷却流路の第２の主軸冷却流路の前部から前記ハウジングを経由して前記主軸の外部に連通するように、前記主軸の最前部の軸受の転動体より前方に且つ前記主軸を回転支持する転動体周りを経由せずに形成され、前記第２の主軸冷却流路を流通した冷却液を前記冷却液源に回収する第２の冷却液吸引排出流路とで成る冷却液回収流路と、を具備した工作機械の主軸装置が提供される。
【００１０】
上記工作機械の主軸装置は、好ましくは、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路及び第２の主軸冷却流路から前記主軸の半径方向にそれぞれ分岐し、各軸受の内輪に穿設した半径方向孔に連通する軸受潤滑流路をさらに具備する。
【００１１】
さらに、上記工作機械の主軸装置において、前記冷却液供給流路は前記主軸の内部に挿入されたドローバーの内部にその軸線方向に設けられた管路で成り、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路は前記主軸の内周面と前記ドローバーの外周面との間に形成された環状隙間を含んで成ってもよい。また、前記冷却液供給流路は前記主軸の内部に挿入されたドローバーの内周面と前記ドローバーの内部に挿入された管部材の外周面との間に形成された環状隙間で成り、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路は前記主軸の内周面と前記ドローバーの外周面との間に形成された環状隙間を含んで成ってもよい。
【００１２】
本発明の工作機械の主軸装置においては、主軸の後方部から前方部に向けて延びる冷却液供給流路から分岐した第２の主軸冷却流路の前端部（主軸装置において工具が把持される側に位置する端部）が、冷却液回収流路に連結しているため、冷却液供給流路は折り返して主軸後方に延びることがないので、第２の主軸冷却流路の管路長が短く、流動抵抗が少なくなっている。したがって、冷却液源からの吸引力が同じであっても、第２の主軸冷却流路を流通する冷却液に関し、主軸及び軸受を冷却するに十分な量を確保することが可能となる。
【００１３】
また、第２の主軸冷却流路の前端部は前方部の軸受の転動体周りを経由しないので、第２の主軸冷却流路を流通する冷却液が転動体により妨げられることもなく、冷却液の良好な流通性が確保され、主軸及び軸受の十分な冷却作用を奏することができる。
主軸冷却流路を流通する冷却液が前方部の軸受内を流通しても転動体周りを経由しなければ、同様に冷却液の流通性は確保される。
【００１４】
また、前方部の軸受の転動体が第２の主軸冷却流路の前方端部から流通する冷却液（この場合は潤滑液を兼ねている）の流動を妨害することがないので、上記作用効果は、第２の主軸冷却流路を流通する冷却液が前方部の軸受のアンダレース潤滑に使用されるときに特に顕著となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施態様を説明する。
なお、以下の説明では、主軸装置において工具を把持し加工を行う側を前方、その反対側を後方と呼称している。すなわち、「前」という用語は主軸装置の加工を行う側、「後」という用語はその反対側を意味している。
【００１６】
図１は、本発明による工作機械の主軸装置の第１実施態様を示している断面図である。
図１を参照すると、本発明の主軸装置１１は、主軸１３と、これを包囲し、全体的に筒形の中空体として形成されたハウジング１５とを具備している。
主軸１３は、その前方部外周面とハウジング１５の内周面との間に挿設された前方軸受１７と、主軸１３の後方部外周面とハウジング１５の内周面との間に挿設された後方軸受１９とによって、ハウジング１５の内部に回転可能に支持されている。前方軸受１７は、間座２１によって離間された適宜の数の回転軸受から成り、その前後方向端部にそれぞれ設けた軸受押え２３と軸受押えナット２５とによって、定位置に固定されている。また、後方軸受１９は、主軸１３の後方部に形成された肩部に一端を当接させ他端側に軸受押えナット２７を設けることによって、定位置に固定されている。図１に示されている実施態様では、前方軸受１７は最も前方側に位置する１つのころ軸受１７ａとその後方に間座２１によってそれぞれ離間して位置する２つの玉軸受１７ｂ、１７ｃとの３つの回転軸受から成り、後方軸受１９は１つのころ軸受から成っている。しかしながら、各軸受１７、１９は適宜の軸受を使用することも可能である。
【００１７】
主軸１３の前端部とハウジング１５との間にはラビリンスシールなどが設けられ、主軸装置１１の内部を流通する冷却液（潤滑液）が外部に漏出しないようになっている。
軸受１７、１９によってハウジング１５に回転可能に支持された主軸１３の先端部（前方端部）には、テーパシャンクを有した工具ホルダ（不図示）を引き込んで装着するためのテーパ状の装着孔２９が設けられている。また、主軸１３の中心貫通孔３１には回転軸線に沿ってドローバー３３が挿通されており、このドローバー３３は工具ホルダのテーパシャンクの後端部に設けられたプルスタッドと協働して、工具を保持した工具ホルダを装着孔２９に着脱自在に装着させることを可能とさせるものである。
【００１８】
ドローバー３３が主軸１３の後方に設けられた作動手段により前方に向かって押込まれると、テーパシャンク後端部のプルスタッドの把持が解放され、工具ホルダを装着孔２９から取り外すことができるようになる。一方、作動手段による押込みが解除され、ばね室３５内に配設された皿ばねなどの戻しばね３７によってドローバー３３が後方に向かって引き戻されると、テーパシャンクのプルスタッドを介して工具ホルダを装着孔２９の内方に引き付けて装着状態とさせる。こうして、工具を工具ホルダと共に取り外し、新しい工具を固定した工具ホルダと交換することが可能となる。
【００１９】
主軸１３の前方部では、ドローバー３３の外周に案内スリーブ３９が設けられており、その先端にはドローバー３３の先端に設けられたコレット４１のための逃げ穴４３が形成されている。テーパシャンクのプルスタッドの把持を解放する際にこの逃げ穴４３にコレット４１が受容、退避されるようになっている。主軸１３の後方部でも、同様に、ドローバー３３の外周に可動スリーブ４５が螺合され一体化されており、この可動スリーブ４５は主軸１３の内周面に対して可動になっている。
【００２０】
案内スリーブ３９は円筒形状を有し、後述する主軸１３の前方側の主軸冷却流路（第２の主軸冷却流路）の一部を形成している。そして、主軸１３の前端部に形成された肩部にその一方の端面が当接し、他方の端面すなわち後端面は戻しばね３７の受座を形成している。また、可動スリーブ４５も同様に円筒形状を有し、後述する主軸１３の後方側の主軸冷却流路（第１の主軸冷却流路）の一部を形成しており、その前端面は戻しばね３７の受座を形成している。上述したばね室３５は主軸１３の内周面、ドローバー３３の外周面、案内スリーブ３９の後端面、及び可動スリーブ４５の前端面によって周囲を包囲されて形成された環状空間である。
【００２１】
図１に示されている実施態様では、作動手段は、シリンダ４７と、ピストン４９と、油圧源５１とから構成されている。シリンダ４７の内部に配設されたピストン４９は、主軸装置１１の外部に設けられた油圧源５１による圧力流体の供給又は排出に応じて、前進又は後退するようになっている。ピストン４９が前進すると、その前端によってドローバー３３が前方に押圧され、ドローバー３３に螺合、一体化された可動スリーブ４５が前進してその前端面で戻しばね３７を押圧し、ばね反力を蓄積する。ピストン４９が後退すると、戻しばね３７に蓄積されたばね反力によって、可動スリーブ４５が後退して、可動スリーブ４５と一体化したドローバー３３が後方へ後退する。こうして、作動手段によって、上記のようなドローバー３３への工具ホルダ（不図示）の脱着動作が可能になる。
【００２２】
主軸装置１１は、さらに、主軸１３の外周面の中央部に固着されたロータＭ１と、ハウジング１５の内周面に同ロータＭ１と半径方向に所定の間隔を隔てて対向して配設されたステータＭ２とを備えており、ロータＭ１とステータＭ２との電磁相互作用によって主軸１３をハウジング１５に対して回転作動させることができるようになっている。
【００２３】
このようにして構成された主軸装置１１には、主軸１３を回転させることによって、主軸１３自体、軸受１７、１９、モータ（ロータＭ１、ステータＭ２）、ハウジング１５に発熱を生じるので、冷却手段が設けられる。図１においては、説明の簡単化のために省略しているが、ハウジング１５には、従来の主軸装置と同様に、特に軸受１７、１９やステータＭ２の外側の近傍に、例えば螺旋形状の冷却流路が形成され、この冷却流路に冷却液が供給されている。本発明の主軸装置１１によれば、さらに、主軸１３の内部にも冷却手段を設け、冷却を行っている。
【００２４】
図１に示されている実施態様では、ドローバー３３の中心孔内に冷却液導入管５３が挿着されており、冷却液導入管５３の内部には冷却液供給流路５５が形成されている。冷却液導入管５３の後方端は、ピストン４９を貫通して主軸装置１１の外部に突出し、ロータリジョイント５７に接続されている。ロータリジョイント５７は冷却液圧送機能を有した冷却液源５９の吐出側に接続されており、冷却液源５９から供給される冷却液がロータリジョイント５７を経て冷却液導入管５３の冷却液供給流路５５に送給されている。
【００２５】
冷却液供給流路５５は、冷却液導入管５３の内部を後方部から前方部に向けて延びた後、前方軸受１７と後方軸受１９との間において、後方軸受１９方向に向かって延びる第１の主軸冷却流路６１と、前方軸受１７方向に向かって延びる第２の主軸冷却流路６３とに分岐する。
図１に示されている実施態様では、第１の主軸冷却流路６１が、ドローバー３３の外周面と主軸１３の内周面との間に形成された環状隙間すなわちばね室３５によって形成されている一方、第２の主軸冷却流路６３が、主軸１３の軸線方向に延び且つ案内スリーブ３９の外周面に沿って周方向に所定の間隔で設けられた複数の溝と、主軸１３の内周面とによって形成されている。すなわち、冷却液供給流路５５は、冷却液導入管５３の前端部で半径方向に分岐して、冷却液導入管５３及びドローバー３３を貫通して延びる分岐路６５を経た後、案内スリーブ３９内を主軸１３の軸線方向に延びて戻しばね３７のばね受座を形成する案内スリーブ３９の端面まで貫通する連絡流路６７を経て、主軸１３の後方に向かって延びる第１の主軸冷却流路６１に連通し、案内スリーブ３９を半径方向に貫通する連絡流路６９を経て、主軸１３の前方に向かって延びる第２の主軸冷却流路６３に連通している。
【００２６】
上記実施態様では、第２の主軸冷却流路６３が軸線方向に延びる複数の流路によって構成されているが、案内スリーブ３９の外周面に設けられた環状の凹所と主軸１３の外周面とによって形成される環状流路によって構成することも可能である。
第１の主軸冷却流路６１は、ばね室３５内を後方軸受１９方向に向かって延びた後、主軸１３の後方側で、可動スリーブ４５内に設けらればね受座を形成する可動スリーブ４５の前端面から後方軸受１９を越えて後方に延びる流路７１を経て、可動スリーブ４５の後端部で主軸１３を半径方向に貫通する半径方向流路７３に連通している。なお、可動スリーブ４５は軸線方向に可動であるので、可動スリーブ４５の流路７１と主軸１３の半径方向流路７３との連通状態を常に保つために、その接続部には軸線方向に長い環状のポケット７５が設けられている。主軸１３の半径方向流路７３は、さらに、主軸１３の後端部の外周面とハウジング１５の後方部の内周面との間に介挿されハウジング１５に固定された環体７７及びハウジング１５を半径方向に延びる後方冷却液吸引排出流路７９を経て、冷却液吸引機能を有した冷却液源５９の回収側に接続された冷却液回収流路８１に接続している。
【００２７】
一方、主軸１３の前方に向かって延びる第２の主軸冷却流路６３は、主軸１３を半径方向に向かって延びる接続流路８３を経て、前方軸受１７ａよりも前方のハウジング１５に形成された前方冷却液吸引排出流路８５に、前方軸受１７を経由することなく、連通している。
図１に示されている実施態様では、前方冷却液吸引排出流路８５は、軸受押え２３の端面に形成されたポケット８７とそこから軸受押え２３及びハウジング１５を通って延びる半径方向流路とによって形成されている。なお、前方冷却液吸引排出流路８５が前方軸受１７ａよりも前方に設けられているのは、第２の主軸冷却流路６３及び主軸１３内を半径方向に延びる接続流路８３が前方軸受１７の内輪側を冷却する機能をも果たすためであり、別に軸受冷却用の流路を設ける場合には前方冷却液吸引排出流路８５を前方軸受１７ａよりも前方に設ける必要はない。例えば、最前の軸受１７ａと前方から２番目の軸受１７ｂとの間に前方冷却液吸引排出流路８５を形成することも可能である。
【００２８】
前方冷却液吸引排出流路８５は、後方冷却液吸引排出流路７９と同様に、冷却液回収流路８１に接続されており、前方冷却液吸引排出流路８５を流通する冷却液は冷却液源５９によって吸引、回収される。
主軸装置１１の前部には、ドローバー３３の把持機構や前方軸受１７などが配置されており、十分な断面積の冷却流路を設けることができない一方、第１の主軸冷却流路６１は、ばね室３５を利用するなどして流路を設けることによって、十分な流路断面積を確保することができる。このため、冷却液は主として第１の主軸冷却流路６１に流れてしまうことから、小さい断面の流路である第２の主軸冷却流路６３において流動抵抗を少なくすることが特に有効となる。上記のように、主軸１３の前方に向かって延びる第２の主軸冷却流路６３の前端部を前方冷却液吸引排出流路８５を経て冷却液回収流路８１に接続すれば、第２の主軸冷却流路６３の管路長を短くして、流動抵抗を小さくすることが可能となり、同じ吸引力で第２の主軸冷却流路６３内により多量の冷却液を流通させることができるようになる。その結果、より優れた主軸冷却を行うことが可能となり、工作機械の加工精度を向上させることができるようになる。
【００２９】
なお、図１に示されている実施態様では、簡単化のために省略されているが、各軸受１７、１９には潤滑のために潤滑液が供給されているものとする。
図２は、図１に示されている第１実施態様と主軸装置１１の前部の構造のみが異なる第２実施態様の主軸装置１１の断面図を示している。第２実施態様の主軸装置１１では、第２の主軸冷却流路６３から各前方軸受１７に向かって主軸１３内を延びる複数の軸受潤滑流路９１が形成されており、各軸受潤滑流路９１を流通する冷却液が各軸受の内輪に形成された潤滑流路９３を経て各軸受に供給され、各前方軸受１７をアンダレース潤滑すると同時に各前方軸受１７の回転時に発生する熱を奪熱して冷却を行っている。なお、後方軸受１９にも同様にして第１の主軸冷却流路６１を流通する冷却液を潤滑液として供給することができる。
【００３０】
このように第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液を用いて各前方軸受１７のアンダレース潤滑を行う場合、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液の流出口は各軸受潤滑流路９１に限定されるので、第２の主軸冷却流路６３の流量は各前方軸受１７に潤滑を兼ねて供給される冷却液の量によって定まる。ところが、軸受に供給する冷却液を必要以上に多量にすると却って軸受の焼き付けを引き起こす恐れがあるため、前方軸受１７に供給する冷却液の量は少量とせざるを得ない。したがって、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液の量は少なくなり、主軸装置１１の前部に対する十分な冷却作用を得ることができなくなる。そこで、本発明の主軸装置１１では、第１実施態様の主軸装置１１と同様に、第２の主軸冷却流路６３の先端部に、主軸１３内を半径方向に向かって延び、前方軸受１７ａよりも前方に形成された前方冷却液吸引排出流路８５に前方軸受１７ａの転動体（ボールやローラ）周りを経由することなく連通している接続流路８３を設け、第２の主軸冷却流路６３の前端部を前方冷却液吸引排出流路８５に連結させている。
【００３１】
なお、各軸受１７に供給された冷却液は間座２１やハウジング１５を半径方向に貫通して延びる流路９５を介して、冷却液回収流路８１に流入し、冷却液源５９に吸引、回収される。
図２に示されている実施態様では、接続流路８３が、前方軸受１７ａ内に転動体周りを回避して設けられているが、図１に示されている実施態様と同様に、前方軸受１７ａを通らないように設けられてもよい。
【００３２】
このように構成することによって、第２の主軸冷却流路６３の前端部と流通していながら、冷却液の流通が前方軸受１７ａの転動体によって妨げられて流動抵抗が大きくなることがない流路が存在するようになり、主軸装置１１の前部に対する十分な冷却作用を得ることができる十分な流量を第２の主軸冷却流路６３にて得ることができるようになる。
【００３３】
図２に示されている実施態様の他の構成は図１に示されている実施態様と同様であるので、ここでは特に説明しない。
図３は、本発明の主軸装置１１の第３実施態様の断面図を示しており、主軸装置１１の主軸１３の内部の中心領域を軸線方向に後方から前方へ切削液を流通して主軸前端に装着された工具ホルダ（不図示）を貫通し、工具ホルダに保持された切削工具（不図示）へ切削液やエアなどを供給可能にした、いわゆる、スルースピンドル方式の切削液供給機構を有した主軸装置１１である。
【００３４】
図３に示されている第３実施態様の主軸装置１１は、図１に示されている第１実施態様の主軸装置１１とほぼ同様の構成を有しているが、主軸１３の中心貫通孔３１に回転軸線に沿って挿通されたドローバー３３の中心孔内に、切削液導入のための管部材すなわち切削液導入管９７がさらに挿入されている点において異なっている。
【００３５】
切削液導入管９７は、主軸装置１１の後方端部から突出して、ロータリジョイント５７′に接続されている。ロータリジョイント５７′は適宜の管路を経て切削液源９９に接続されており、切削液源９９から供給される切削液が、ロータリジョイント５７′を経て切削液導入管９７の切削液供給流路１０１に送給され、ドローバー３３の前端領域で、工具ホルダのテーパシャンクやプルスタッド等を貫通した切削液流路から工具ホルダの先端まで供給されるように形成されている。したがって、こうして供給される切削液により、工具ホルダに保持された工具（不図示）は、切削加工時に、常時、切削液を工具中心部から供給されながら、被加工物の切削を遂行することができる。
【００３６】
また、図１に示されている実施態様と同様に、図３に示されている実施態様でも、主軸１３の後方には作動手段が設けられており、この作動手段と戻しばね３７が協働することによって、ドローバー３３を介した主軸１３への工具ホルダの着脱及び工具の交換が可能になっている。
図３に示されている実施態様では、作動手段の後方にさらに切削液導入管９７の進退を行うための導入管進退手段が設けられている。図３を参照すると、導入管進退手段は、シリンダ１０３と、ピストン１０５と、油圧源５１とによって構成されている。切削液導入管９７は、シリンダ１０３とピストン１０５との間に設けられたばね１０７によって、常時前方へ付勢され、切削液導入管９７の前端面はプルスタッドの後端面に密着し切削液が漏出しないようになっている。自動工具交換装置（不図示）によって工具ホルダ又は工具が交換されるとき、油圧源５１からシリンダ１０３へ圧力流体を送出しピストン１０５を後退させる。それによって、切削液導入管９７を後退、退避させ、プルスタッドの後端面と切削液導入管９７の前端面とが衝突しないようにしている。工具交換が完了すると、シリンダ１０３から圧力流体が抜かれ、シリンダ１０３内に設けられたばね１０７の力で切削液導入管９７とプルスタッドが再び密着するようになる。
【００３７】
さらに、第３実施態様の主軸装置１１では、切削液導入管９７の外周面とドローバー３３の中心孔の内周面との間に軸線方向に延びる環状隙間が形成されており、この環状隙間が冷却液供給流路５５をなしている。この冷却液供給流路５５には、ハウジング１５の後端部、ハウジング１５の後端部の内周面と主軸１３の後端部の外周面との間に挿設されハウジング１５に固定された環体７７、主軸１３の後端部、及び可動スリーブ４５を通って半径方向に向かって延びる半径方向流路１０９を経て、主軸装置１１の外部に設置された冷却液源５９から冷却液が供給される。可動スリーブ４５は主軸１３に対して軸線方向に可動であるので、可動スリーブ４５内の半径方向流路１０９と主軸内の半径方向流路１０９との連通状態を保つために、その接続部には軸線方向に長い環状のポケット１１１が設けられている。
【００３８】
図３に示されている実施態様の主軸装置の他の構造は、図１に示されている実施態様と同じであり、ここでは、説明しない。
図４は同様に、スルースピンドル方式の切削液供給機構を有した主軸装置１１において、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液を利用してアンダレース潤滑を行う場合である第４実施態様の主軸装置１１の前部の断面図を示している。図１に示されている第１実施態様と図２に示されている実施態様との構造の差と図３に示されている第３実施態様と図４に示されている第４実施態様との構造の差は、同一で、アンダレース潤滑のための流路が設けられていることであるので、ここでは詳しくは説明しない。
【００３９】
図３及び図４に示されているようなスルースピンドル方式の切削液供給機構を有した主軸装置１１においても、図１及び図２に示されている主軸装置１１と同様に、第２の主軸冷却流路６３を流通する冷却液の流動抵抗を少なくし、冷却液源５９からの吸引力が一定であっても、そこを流通する冷却液の流量を増加させることができ、冷却液による十分な主軸冷却作用を得ることが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、主軸の後方部から前方部に向けて延びる冷却液供給流路から分岐した第２の主軸冷却流路の前端部が、冷却液吸引排出流路に連結しているため、冷却液供給流路は主軸後方に折り返すことがなく、第２の主軸冷却流路の管路長が短くなり、流動抵抗が少なくなるので、吸引による冷却液の流動が容易になっている。したがって、第２の主軸冷却流路を流通する冷却液に関し、主軸及び軸受を冷却するのに十分な量を確保することが可能となる。
【００４１】
また、第２の主軸冷却流路の前端部は前方部の軸受の転動体周りを経由しないので、第２の主軸冷却流路を流通する冷却液が転動体により妨げられることもなく、冷却液の良好な流通性が確保され、主軸及び軸受の十分な冷却作用を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による工作機械の主軸装置の第１の実施態様を示している断面図である。
【図２】本発明による工作機械の主軸装置の第２の実施態様における主軸装置前部を示している断面図である。
【図３】本発明による工作機械の主軸装置の第３の実施態様を示している断面図である。
【図４】本発明による工作機械の主軸装置の第４の実施態様における主軸装置前部を示している断面図である。
【符号の説明】
１１…主軸装置
１３…主軸
１５…ハウジング
１７…前方軸受
１７ａ…前方軸受
１７ｂ…前方軸受
１７ｃ…前方軸受
１９…後方軸受
３３…ドローバー
５５…冷却液供給流路
５９…冷却液源
６１…第１の主軸冷却流路
６３…第２の主軸冷却流路
７９…後方冷却液吸引排出流路
８５…前方冷却液吸引排出流路
９３…潤滑流路
９７…切削液導入管

Claims (4)

1. 主軸をその軸線方向の前後位置に設けられた軸受により主軸頭に回転可能に支持した工作機械の主軸装置において、
   軸受を介して前記主軸を回転可能に支持したハウジングと、
   前記主軸の内部に主軸後方から主軸前方にわたって設けられ、冷却液源から冷却液を前記主軸の内部に供給する冷却液供給流路と、
   前記冷却液供給流路に連通し前記主軸後方に分岐するよう形成された第１の主軸冷却流路と、前記冷却液供給流路に連通し前記主軸前方に分岐するよう形成された第２の主軸冷却流路とで成り、前記主軸の内周面に沿って冷却液を流通させ前記主軸をその内部から冷却する軸芯冷却流路と、
   前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路を流通した冷却液を前記冷却液源に回収する第１の冷却液吸引排出流路と、前記軸芯冷却流路の第２の主軸冷却流路の前部から前記ハウジングを経由して前記主軸の外部に連通するように、前記主軸の最前部の軸受の転動体より前方に且つ前記主軸を回転支持する軸受の転動体周りを経由せずに形成され、前記第２の主軸冷却流路を流通した冷却液を前記冷却液源に回収する第２の冷却液吸引排出流路とで成る冷却液回収流路と、
   を具備したことを特徴とする工作機械の主軸装置。
2. 前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路及び第２の主軸冷却流路から前記主軸の半径方向にそれぞれ分岐し、各軸受の内輪に穿設した半径方向孔に連通する軸受潤滑流路をさらに具備する請求項１に記載の工作機械の主軸装置。
3. 前記冷却液供給流路は前記主軸の内部に挿入されたドローバーの内部にその軸線方向に設けられた管路で成り、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路は前記主軸の内周面と前記ドローバーの外周面との間に形成された環状隙間を含んで成る請求項１または２に記載の工作機械の主軸装置。
4. 前記冷却液供給流路は前記主軸の内部に挿入されたドローバーの内周面と前記ドローバーの内部に挿入された管部材の外周面との間に形成された環状隙間で成り、前記軸芯冷却流路の第１の主軸冷却流路は前記主軸の内周面と前記ドローバーの外周面との間に形成された環状隙間を含んで成る請求項１または２に記載の工作機械の主軸装置。

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