JP5852379B2 - 主軸装置 - Google Patents
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Description
この主軸装置では、冷却流体が、ハウジング(軸受を固定する内筒とこの内筒の外周面に嵌まる外筒)に形成された環状形の軸受冷却通路を流れることで、前側軸受を冷却している。
加工費が嵩んだり、シール部材が増えたりするという問題がある。
各図面において、主軸10の回転軸Oの長手方向をZ方向とする。図2の上下方向をY方向、図2の左右方向をX方向とする。
また、各図面において、冷却油LとオイルエアMが流れる流路を理解しやくするため、これらの流路にハッチングを施している。
また、前側ハウジング40と後側ハウジング56の間に外筒28を備えている。さらに前側ハウジング40と後側ハウジング56のそれぞれの外側に前蓋14と後蓋70を備えている。
そして、前蓋14、前側ハウジング40、外筒28、後側ハウジング56、後蓋70が主軸10の中心軸O(Z方向に)に沿って積み重なるように密着して連結される。
ロータ20は、主軸10の外周面に外嵌される。ステータ22は、ロータ20の外周側に配置される。ロータ20とステータ22はモータを構成し、ステータ22に電力が供給されると、ロータ20に回転力を発生させて、主軸10を回転させる。
また、主軸装置1の前側ハウジング40には、前側軸受30,32にオイルエアMを供給して焼き付きや高い温度上昇を防止する軸受潤滑構造130が設けられる。
軸受冷却構造100は、前側軸受30,32をそれぞれ外周側から冷却するための第一円環溝114,第二円環溝118と、第一円環溝114と第二円環溝118を連結する連結通路116と、第一円環溝114に冷却油を供給する冷却油通路110,112と、第二円環溝118から冷却油Lを排出する冷却油通路120,122と、から構成される。
これらの流路(軸受冷却構造100)は、冷却油Lの流れの上流から下流に向けて、冷却油通路122,120、第二円環溝118、連結通路116、第一円環溝114、冷却油通路110,112の順に、繋がっている。
また、図4に示すように、外筒28、後側ハウジング56及び後蓋70には、冷却油通路122からの冷却油Lを排出する冷却油通路124が形成される。
第一円環溝114は、前側ハウジング40の−Z方向の端面からエンドミルなどにより掘り込んで加工される。第一円環溝114の+Z方向の深さは、前側軸受32の+Z方向の側面とほぼ同じ位置まで形成される。
第一円環溝114の開口(前側ハウジング40の−Z方向の端面)は、一対のOリング(環状リング)が配置され、さらにドーナツ状に形成された金属蓋42で塞がれる。
第二円環溝118は、前側ハウジング40の+Z方向の端面からエンドミルなどにより掘り込んで加工される。第二円環溝118の−Z方向の深さは、前側軸受30の−Z方向の側面とほぼ同じ位置まで形成される。
第二円環溝118の開口(前側ハウジング40の+Z方向の端面)は、一対のOリング(環状リング)が配置され、さらにドーナツ状に形成された前蓋14で塞がれる。
冷却油通路110は、前側ハウジング40の−Z方向の端面からドリルにより加工される。冷却油通路110の+Z方向の深さは、第一円環溝114の深さとほぼ同一である。
冷却油通路110の開口は、前側ハウジング40の−Z方向の端面に密着する外筒28の冷却油通路106の開口に繋がる。
冷却油通路112の+X方向の深さは、第一円環溝114に到達する深さである。冷却油通路112の開口は、止め栓111により埋められる。
冷却油通路122は、前側ハウジング40の−Z方向の端面からドリルにより加工される。冷却油通路122の+Z方向の深さは、第二円環溝118の底面の位置とほぼ同一となる深さである。
冷却油通路122の開口は、前側ハウジング40の−Z方向の端面に密着する外筒28の冷却油通路124の開口に繋がる。
冷却油通路120の−X方向の深さは、第二円環溝118に到達する深さである。冷却油通路120の開口は、止め栓121により埋められる。
このため、連結通路116から第一円環溝114に流入した冷却油Lは、図9において第一円環溝114の内部を反時計回りに流れる。そして、冷却油Lは、止め栓113により塞き止められるので、冷却油通路112から流出することになる。
このため、冷却油通路120から第二円環溝118に流入した冷却油Lは、止め栓115により塞き止められるので、図13において第二円環溝118の内部を反時計回りに流れる。冷却油Lは、連結通路116からから流出することになる。
軸受潤滑構造130は、前側軸受30に向けてオイルエアMを供給するための第一オイルエア通路134,136と、前側軸受32に向けてオイルエアMを供給するための第二オイルエア通路144,146と、オイルエアMを前側軸受30,32に向けて噴射する噴射口138,148と、から構成される。
これらの流路(軸受潤滑構造130)は、オイルエアMの流れの上流から下流に向けて、第一オイルエア通路134、第一オイルエア通路136、噴射口138の順、第二オイルエア通路144、第二オイルエア通路146、噴射口148の順に、それぞれ繋がっている。
噴射口138,148は、前側ハウジング40の中空部分において前側軸受30,32の外輪の間に配置された噴射口形成円筒140に形成される。
また、図4に示すように、外筒28、後側ハウジング56及び後蓋70には、第二オイルエア通路144にオイルエアMを供給するオイルエア通路142が形成される。
第一オイルエア通路134は、前側ハウジング40の−Z方向の端面からドリルにより加工される。第一オイルエア通路134の+Z方向の深さは、前側軸受30及び第二円環溝118の位置よりも手前側(−Z方向)となる深さである。
第一オイルエア通路134の開口は、前側ハウジング40の−Z方向の端面に密着する外筒28のオイルエア通路132の開口に繋がる。
第一オイルエア通路136の−X方向側(前側ハウジング40の中空部分側)は、噴射口形成円筒140に形成された噴射口138の開口に繋がる。噴射口138は、前側軸受30の内側面側(−Z方向)から、前側軸受30に向けてオイルエアMを噴き付け可能である。
第一オイルエア通路136の+X方向側(前側ハウジング40の外周面側)は、止め栓135により埋められる。
第二オイルエア通路144は、前側ハウジング40の−Z方向の端面からドリルにより加工される。第二オイルエア通路144の+Z方向の深さは、前側軸受32及び第一円環溝114の位置よりも奥側(+Z方向)となる深さである。
第二オイルエア通路144の開口は、前側ハウジング40の−Z方向の端面に密着する外筒28のオイルエア通路142の開口に繋がる。
第二オイルエア通路146の+X方向側(前側ハウジング40の中空部分側)は、噴射口形成円筒140に形成された噴射口148の開口に繋がる。噴射口148は、前側軸受32の内側面側(+Z方向)から、前側軸受32に向けてオイルエアMを噴き付け可能である。
第二オイルエア通路146の−X方向側(前側ハウジング40の外周面側)は、止め栓145により埋められる。
軸受冷却構造100では、前側軸受30の外周側に形成された第二円環溝118に対して、冷却油通路124,122,120を経由して冷却油Lが供給される。第一円環溝118に供給された冷却油Lは、第二円環溝118をほぼ一周する。冷却油が第二円環溝118を流れることにより、前側軸受30が外周側から間接的に冷却される。
第二円環溝118をほぼ一周した冷却油Lは、連結通路116を経由して、前側軸受32の外周側に形成された第一円環溝114に流出(供給される)する。第一円環溝114に供給された冷却油は、第一円環溝114をほぼ一周する。冷却油Lが第二円環溝114を流れることにより、前側軸受32が外周側から間接的に冷却される。
そして、第一円環溝114をほぼ一周した冷却油Lは、冷却油通路112,110,106を経由して、外部へ排出される。
このように、主軸装置1は、主軸10を回転自在に支持する前側軸受30,32の外周側に、冷却油Lが循環する第一円環溝114,第二円環溝118をそれぞれ設けて、前側軸受30,32を冷却する。
これに比べて、主軸装置1の軸受冷却構造100では、前側軸受30,32の外周側を集中的に冷却することができる。つまり、主軸装置1の軸受冷却構造100は、高温となるために冷却が必要な領域を的確に冷却することができる。
これに比べて、主軸装置1の軸受冷却構造100では、冷却油Lが第一円環溝114,第二円環溝118の内部をZ方向回りにほぼ一周して流れる。つまり、主軸装置1の軸受冷却構造100では、冷却油Lが前側軸受30,32の外周面に沿って流れるので、冷却油Lが前側軸受30,32からの熱を吸収する時間が長くなり、効率的な冷却が可能である。
そして、前側軸受30に対して、第一オイルエア通路132,134,136を経由して噴射口138からオイルエアMが供給される。これにより、前側軸受32が潤滑及び冷却される。
また、前側軸受32に対して、第二オイルエア通路142,144,146を経由して噴射口148からオイルエアMが供給される。これにより、前側軸受30が潤滑及び冷却される。
これに比べて、主軸装置1の軸受潤滑構造130では、第一オイルエア通路134,136と第二オイルエア通路144,146の経路が単純な形状であるため、加工時間やシール部材を大幅に削減することができ、製造コスト等の低減が図られる。
例えば、第一円環溝114,第二円環溝118の間に一つのオイルエア通路を設け、このオイルエア通路に複数の噴射口を形成した部材を連結するようにしてもよい。例えば、第一円環溝114,第二円環溝118の間に三つ以上のオイルエア通路を設けてもよい。
Claims (3)
- 回転軸と、
前記回転軸の周囲に設けられるハウジングと、
前記回転軸と前記ハウジングとの間にそれぞれ配置されて前記回転軸を前記ハウジング
に対して回転自在に支持する第一軸受及び第二軸受と、
を備え、
前記ハウジングは、
前記第一軸受及び第二軸受のそれぞれの外周側を囲むように形成された第一環状通路及
び第二環状通路と、
前記第一環状通路及び前記第二環状通路に対して前記ハウジングの一端から冷却油を供
給する冷却油供給通路と、
前記第一環状通路及び前記第二環状通路からの冷却油を前記ハウジングの一端に排出す
る冷却油排出通路と、
前記第一環状通路と前記第二環状通路を連通する連結通路と、を有し、
前記冷却油供給通路は、前記第一環状通路に連通し、
前記冷却油排出通路は、前記第二環状通路に連通し、
前記第一環状通路及び前記第二環状通路は、前記回転軸の長手方向における前記ハウジングの両端面に形成された第一円環溝及び第二円環溝であり、
前記連結通路は、前記第一円環溝の底面から前記第二円環溝の底面に繋がる貫通孔である
ことを特徴とする主軸装置。 - 前記第一環状通路及び前記第二環状通路は、冷却油の流れを環状一方向に規制する規制
部を有することを請求項1に記載の主軸装置。 - 前記ハウジングは、
前記ハウジングの一端から前記第一環状通路及び前記第二環状通路の間を通過して前記
第一軸受及び前記第二軸受に対してオイルエアを供給するオイルエア通路を有することを
特徴とする請求項1又は2のうちいずれか一項に記載の主軸装置。
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