JP5193772B2 - 工作機械のミル主軸 - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械のミル主軸に関し、特にミル主軸内に供給される切削液が回転継手部から軸受部やモータに浸入することを防止するシール構造を改良した工作機械のミル主軸に関する。
図5〜図7は工作機械のミル主軸の一般的な構造を示す。
図5は、ミル主軸の構造を示す断面図、図6は要部の拡大断面図である。
全体を符号1で示すミル主軸は、ハウジング10内に前側の軸受12,14と後側の軸受16で支持されるスピンドル20を有する。スピンドル20内には工具をスピンドルに引き込んだり、押し出すドローバー24が設けてあり、ドローバー24の中心には工具に切削液を供給するためのスルークーラント通路22が形成してある。
スピンドル20の外周部にはモータのロータ30がとりつけてあり、ステータ32との間でモータを構成する。
ドローバー24の後端部には回転側の継手40がとりつけてあり、ハウジング10側に固定される継手50との間で回転継手を構成する。
固定側の継手50の通路52から供給される切削液は回転側の継手40の通路42を介してスルークーラント通路22へ送られる。固定側の継手50と回転側の継手40の間には微少な間隙Gが設けてあるので、この間隙Gから少量の切削液の漏れが発生する。
回転継手の構造上、この切削液の漏れを完全には防止することは困難である。
そこで、ハウジング10内部のドレン室62とハウジングの外部を通ずるドレン穴60を設けて漏れた切削液をミル主軸の外部へ排出する構成としてある。
また、切削液が軸受16やモータ部30,32へ浸入すると、軸受やモータで構成される駆動部を破損する重大な故障の原因となるので、ラビリンス装置70を配置して切削液の駆動部への浸入を防止している。
しかしながら、図7に示すように、何らかの原因で大量の切削液Cが回転継手部からドレン室62に漏れたときには、ドレン穴60からの排出が間に合わずに、切削液Cの一部はラビリンス装置70を通過して軸受16やモータ30,32を損傷する場合がある。
スピンドルの回転継手部から漏れる切削液が駆動部へ浸入するのを防止する機構は、下記の特許文献1にも開示されている。
特開2002−321138号公報
本発明の目的は、回転継手部から大量の切削液が漏水したときにも、切削液がスピンドルの軸受やモータ等の駆動機構に浸入することを確実に防止するシール装置を備えた工作機械のミル主軸を提供するものである。
上述した目的を達成するために、本発明のミル主軸は、主軸のハウジング内に軸受を介して支持されるスピンドルと、スピンドルを直接駆動するハウジング内に配設されるモータと、スピンドル内に摺動可能に挿入されるドローバーと、ドローバーの軸心に設けられて切削液を供給するスルークーラント通路と、ドローバーの後端部側に配設されて固定側から供給される切削液を回転しているスピンドル側へ送る回転継手を備え、
回転継手から漏れる切削液を収容するためにハウジング内部に設けられるドレン室と、スピンドルの後端部にとりつけられてドレン室に対向する回転部材と、ハウジング側に固定されて回転部材に対向するエアー供給部材と、エアー供給部材にとりつけられて回転部材との間をエアーシールするエアーシール装置と、ドレン室の切削液が回転部材側に浸入するのを防止するリップシール部材を有するラビリンス装置を備える。
そして、エアーシール装置は、ラビリンス装置側に配設される第1のエアーシール部材と、駆動装置側に配設される第2のエアーシール部材と、第1及び第2のエアーシール部材の間に開口するエアー噴出口を備えるものである。
また、エアーシール部材は、2つの傾斜面と、2つの傾斜面で形成される山部を備え、傾斜面の特性を選択することにより、第1のエアーシール部材をエアーが通過する機能を備える。
さらに、ラビリンス装置が有するリップシール部材は、その先端がドレン室側に向けて折り曲げられる特性を備えるものである。
本発明の工作機械のミル主軸にあっては、回転継手部から漏れる切削液は、ラビリンス装置とエアーシールを備えたシール装置により駆動部への浸入は確実に防止することができる。
図1は本発明の工作機械のミル主軸の構造を示す断面図、図2は要部の断面図である。
全体を符号100で示す本発明の工作機械のミル主軸は、ハウジング10内に軸受12,14,16で支持されるスピンドル20を備える。ドローバー24とスルークーラント通路22、ロータ30、ステータ32の構成は、図5以下で説明したものと同様であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
このミル主軸100にあっても、固定側の継手50とドローバー24の端部にとりつけた回転側の継手40によって回転継手を構成してある。
固定側の継手50と回転側の継手40の間に間隙Gが形成されることも、先に説明したミル主軸と同様である。
本発明のミル主軸100もハウジング10内にドレン室105が設けられる。
ドレン室105の下方には、スピンドル20に対して一体にとりつけられる回転部材110とハウジング10側にとりつけられるエアー供給部材120が装備される。エアー供給部材120の内周部と回転部材110の外周部との間には、エアーシール装置140が装備され、回転部材110とドレン室105の間にはラビリンス装置150が設けられる。
図3は、本発明のシール装置の詳細を示す。エアー供給部材120はエアー通路130を有し、ハウジング側からエアーAの供給を受ける。エアー通路130の先端に設けられるエアー噴出口132は、エアーシール装置140を構成する2段のエアーシール部材142,144の間に開口する。
エアーシール装置140に供給されるエアーAは後述する態様により、ラビリンス装置150側へ向かうエアーの流れを形成する。
図4は、エアーシール装置140の機能を示す。
エアーシール装置140は、回転部材110の外周部に内周部が当接する2段のエアーシール部材142,144を有する。そして、エアー噴出口132は、この2段のエアーシール部材142,144の中間に開口する。
ラビリンス装置150側に設けられる第1のエアーシール部材142は、2つの傾斜面142a,142bで形成される山部142cを有する。
同様に、軸受やモータ等で構成される駆動部側に配設される第2のエアーシール部材144も2つの傾斜面144a,144bで形成される山部144cを有する。
この第1のエアーシール部材142と第2のエアーシール部材144の傾斜面の仕様を適宜に選択することにより、エアーAが第1のエアーシール部材142を通過して、ラビリンス装置150側へ向かう流れを形成することができる。
ドレン室105内の切削液の水圧が低い通常状態にあっては、エアーAがラビリンス装置150のリップシール部材152を上方から押圧して、リップシール部材152の先端部152aと回転部材110との間に適当なクリアランスを形成して、リップシール部材152の磨耗を防止する。
回転継手部から、何らかの理由で大量の切削液Cが漏れ出すと、ドレン室105の内圧は上昇する。この昇圧した切削液Cは、ラビリンス装置150のリップシール部材152を押し上げ、リップシール部材152の先端部152aを回転部材110に押圧する。この作用により、リップシール部材のシール性は向上し、切削液Cが駆動部へ浸入することが防止される。
リップシール部材152に作用する切削液Cは潤滑剤として機能し、リップシール部材152を保護する。
本発明の主軸は以上のように、エアーシール装置とリップシール部材を備えたラビンリンス装置を備えたシール装置を有することにより、主軸内部に設けられる回転継手部から切削液が大量に漏れたときにも、切削液が軸受やモータ等の駆動部に浸入することを防止し、損傷を最少限に押えることができるものである。
本発明の工作機械のミル主軸の断面図。 要部の断面図。 本発明のシール装置の詳細図。 本発明の機能を示す説明図。 工作機械のミル主軸の構造を示す断面図。 要部の拡大断面図。 切削液の流れを示す説明図。
符号の説明
10 ハウジング
12,14,16 軸受
20 スピンドル
30 ロータ
32 ステータ
40,50 回転継手
100 ミル主軸
105 ドレン室
110 回転部材
120 エアー供給部材
130 エアー供給通路
132 エアー噴出口
140 エアーシール装置
142,144 エアーシール部材
150 ラビリンス装置
152 リップシール部材

Claims (2)

  1. 工作機械に装備されるミル主軸であって、
    主軸のハウジング内に軸受を介して支持されるスピンドルと、スピンドルを直接駆動するハウジング内に配設されるモータと、スピンドル内に摺動可能に挿入されるドローバーと、ドローバーの軸心に設けられて切削液を供給するスルークーラント通路と、ドローバーの後端部側に配設されて固定側から供給される切削液を回転しているスピンドル側へ送る回転継手を備え、
    回転継手から漏れる切削液を収容するためにハウジング内部に設けられるドレン室と、スピンドルの後端部にとりつけられてドレン室に対向する回転部材と、ハウジング側に固定されて回転部材に対向するエアー供給部材と、エアー供給部材にとりつけられて回転部材との間をエアーシールするエアーシール装置と、ドレン室の切削液が回転部材側に浸入するのを防止するリップシール部材を有するラビリンス装置を備え
    エアーシール装置は、ラビリンス装置側に配設される第1のエアーシール部材と、駆動装置側に配設される第2のエアーシール部材と、第1及び第2のエアーシール部材の間に開口するエアー噴出口を備え、
    エアーシール部材は、2つの傾斜面と、2つの傾斜面で形成される山部を備え、傾斜面の特性を選択することにより、第1のエアーシール部材をエアーが通過する機能を備える工作機械のミル主軸。
  2. ビリンス装置が有するリップシール部材は、その先端がドレン室側に向けて折り曲げられる特性を備える請求項1記載の工作機械のミル主軸。
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