JPH0198798A - 回転機械の主軸冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、回転機械、特にコレットチャックを有する主
軸の回転部分に、ころがり軸受を使用することが困難な
小型回転機械の主軸冷却装置に関する。

「従来技術およびその問題点」 主軸の回転部分にころがり軸受を使用することができる
比較的大型の回転機械においては、ころがり軸受におけ
る１！を蒸熱の発生が問題になることは殆どない。とこ
ろが、小型の回転機械においては、ころがり軸受自体の
大きさの問題、およびスペースの問題から、ころがり軸
受が使用できず、主軸を固定部分に対しすべり接触させ
て回転自在に支持することがある。この場合、主軸の回
転数がある限界値以下であれば、摩擦熱は主軸のすべり
接触部分に冷却液を供給することにより吸収することが
できる。しかしながら、回転数が限界値を越えると、主
軸のすべり接触部分に冷却液を供給しても、ＰＪＰ５熱
の吸収ができない。摩擦熱は、主軸の内部にこもり、中
心が熱く、冷却液が流れている外側は冷たいという温度
分布が生じ、主軸が熱膨張する。これに対し主軸を支持
している固定部分は冷却液によって冷却されていること
から、主軸とその支持部分との間に熱膨張の差が生じ、
この熱膨張の差によフて固定部分との間にかじりを生じ
ることがあった。特に主軸回転数を１万回転以上に上げ
て切削等の加工をする場合には、この問題が顕著となり
、高速加工ができないのが実情であった。

「発明の目的」 本発明は、以上の従来の小型回転機械についての問題意
識に基づき、主軸およびその中心孔に配設されるコレッ
トチャックを十分冷却することができ、したがって高速
回転、高速加工が可能な回転機械を得ることを目的とす
る。

「発明の概要」 本発明は、主軸には、こわを回転させるために歯Ｉ江が
一体に設けられていることを利用し、このｒＭ　Ｉに、
主軸の中心孔に達する冷却孔を穿設して、この冷却孔を
流れる冷却流体により、主軸の中心部を冷却できるよう
にしたことを特徴としている。

すなわち本発明は、固定部にすべり接触により回転自在
に支持された主軸と、主軸の中心孔に挿入配置されたコ
レットチャックと、主軸に一体に設けられ、駆動歯車列
と噛み合って回転駆動される被動歯車とを有する回転機
械において、主軸の歯車に、この主軸の中心孔に達する
冷却孔を穿設し、この冷却孔を通して冷却用の流体を流
すようにしたことを特徴としている。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。この実施例
は、切削機械に本発明を通用したもので、駆動軸１１を
存する機枠１２は、補助機枠１３を一体に有する。この
補助機枠１３は、高い剛性を持つもので、駆動軸１１の
軸線−トに位置する主軸２０を回転自在に支持している
。

主軸２０は、補助機枠１３内の駆動歯車列および駆動軸
１１に設けた原動歯車１４を介して回転駆動される。す
なわち補助機枠１３には、駆動軸１１と平行な歯車軸１
５が回転自在に支持され、この歯車軸１５に、両端に一
対の伝達歯車１６．１７を有する歯車体１８が回転自在
に支持されている。そして伝達歯車１６は、駆動軸１１
に固定された原動歯車１４と噛み合い、伝達歯車１７は
、補助機枠１３に支持した伝達歯車１９と噛み合い、こ
の伝達歯車１９が主軸２０の外周に一体に設けた被動歯
車２１に噛み合っている。したがって、駆動軸１１が回
転すると、これらの歯車列を介して主軸２０が回転する
。補助機枠１３内の以上の歯車の収納空間２２は、密封
されている。

補助機枠１３は、主軸２０を回転自在に支持する回転孔
２３を有する。主軸２０は、この回転孔２３に軸方向ご
移動を生じないように支持されている。またこの主軸２
０と回転孔２３のすべり接触部分、つまり回転摺動部分
には、耐摩耗性被膜、例えばセラミックス被膜が形成さ
れる。セラミック被膜は、主軸２０の外周については溶
射、回転孔２３の内面についてはコーティングによって
それぞれ形成することができる。

主軸２０には中心孔２４が穿けられ、この中心孔２４に
は、刃物工Ａ２５を支持するためのコレットチャック２
６が挿入されている。このコレットチャック２６は周知
のように、先端部に３木に分割されたチャック爪２７を
有し、その外面のテーバ部２７ａを中心孔２４のテーパ
孔２４ａに係合させている。このコレットチャック２６
の後端部は、中心孔２４に螺合されており、したがって
これを中心孔２４に対して回転させて軸方向に移動させ
ると、テーバ部２７ａとテーパ孔２４ａの作用により、
チャック爪２７が拡縮し、刃物工具２５が把持または開
放される。

以上の主軸２０の被動歯車２１には、その歯底から中心
孔２４に貫通させて、複数の冷却孔３０が穿けられてい
る。この冷却孔３０は、被動歯車２１の外周から供給さ
れる冷却（潤滑）液を、中心孔２４とコレットチャック
２６の隙間を通して流し、その流通部分を冷却する作用
をする。コレットチャック２６には、冷却液の流路を大
きくするために、冷却孔３０の位置に合致させて切欠３
１が形成されている。

補助機枠１３には、主軸２０と回転孔２３のすべり接触
部分に開口する冷却（潤滑）液供給孔３３が穿けられて
おり、この冷却液供給孔３３を介して一定の圧力で供給
される冷却液の一部は、歯車収納空間２２内に供給され
る。冷却液供給孔３３に冷却液を供給する供給系の図示
は省略している。

、Ｌ記構酸の本冷却装置は、駆動軸１１を駆動すると、
歯車列により被動歯車２１が回転し、被動歯車２１と一
体の主軸２０およびコレットチャック２６が回転する。

よってコレットチャック２６に把持されている刃物工具
２５により、被加工物に対して切削等の加工を行なうこ
とができる。

この主軸２０の回転中において、冷却液供給孔３３には
一定圧力の冷却液が供給され、これが主軸２０と回転孔
２３のすべり接触部分に流れる。

他方冷却液供給孔３３に供給された冷却液の一部は、歯
車収納空間２２内に入り、被動歯車２１の冷却孔３０に
供給される。冷却孔３０に入った冷却液は、中心孔２４
とコレットチャック２６の間の隙間を流れた後、外部に
排出される。切欠３１は、中心孔２４とコレットチャッ
ク２６の隙間を大きくし、流量を確保するのに有効であ
る。主軸２０には、回転により遠心力が作用するから、
冷却液供給孔３３に供給する冷却液の圧力は、この遠心
力に打ち勝って中心孔２４に流れるように定める。

以上のように、主軸２０には、その回転孔２３とのすべ
り接触部分および中心孔２４の両者に冷却液が供給され
る。つまり主軸２０はその内外から冷却されるため、主
軸２０と回転孔２３のすべり接触によって生じるＰＪ擦
熱が主軸２０の中心部にこもることがなく、したがって
主軸２０が熱膨張して回転孔２３との間にかじりを生じ
るおそれがない。よって主軸２０の高速回転が可能であ
り、刃物工具２５による高速加工を行なうことができる
。

なお上記実施例では、主軸２０と回転孔２３のすべり接
触部分にセラミック被膜を形成するとしたが、このすべ
り接触部分には、スペース上の問題が許せば、すべり軸
受を介在させても勿論よい。また耐摩耗性被膜は、主軸
２０の軸精度を高く維持できるものであれば、他のもの
でもよい。

「発明の効果」 以上のように本発明によれば、特に主軸をすべり接触部
分で回転自在に支持しなければならない小型の回転機械
において、主軸をその内外から冷却することができる。

よって主軸のかじりを防止して高速回転が得られ、例え
ば高速回転による高速加工を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による回転機械の主軸冷却装置の実施例
を示す断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図
である。 １１−・駆動軸、１２・−機枠、１３−補助機枠、１４
−一原動歯車、１５・−歯車軸、１６．１？、１９・−
伝達歯車、２０・−主軸、２１−・・被動歯車、２２−
・・歯車収納空間、２３・一回転孔、２４−・・中心孔
、２５−・・刃物工具、２６−・・コレットチャック、
２７−・・チャック爪、３０・・・冷却孔、３１・−切
欠、３３−・・冷却液供給孔。 特許出願人　　旭光学工業株式会社 同代理人　　　　三　浦　邦　夫 同　　　笹山善美

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部にすべり接触により回転自在に支持された
   主軸と；この主軸の中心孔に挿入配置されたコレットチ
   ャックと；上記主軸に一体に設けられ、駆動歯車列と噛
   み合って回転駆動される被動歯車とを有する回転機械に
   おいて、上記主軸の歯車に、該主軸の中心孔に達する冷
   却孔を穿設し、この冷却孔を通して冷却用の流体を流す
   ようにしたことを特徴とする回転機械の主軸冷却装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、コレットチャッ
   クには、主軸の中心孔とコレットチャックとの間の隙間
   を大きくする切欠が形成されている回転機械の主軸冷却
   装置。