JPH02212039A

JPH02212039A - 工作機械の主軸

Info

Publication number: JPH02212039A
Application number: JP3119689A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Jinno; 陣野　和男
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1990-08-23

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】〈産業上の利用分舒〉本発明は内部から冷却するようにした工作機械の主軸に
関する。

〈従来の技術〉主軸を有し、主軸の回転によって加工に供せられる工作
機械にあっては、主軸軸受で発熱によって軸受が膨張し
て、軸受の役割を効果的に果たせなくなることや、同じ
く熱膨張で主軸が高速回転できなくなることなどがある
。これを避けるために、主軸軸受内外周の温度分布を極
力均一にする色々な軸受の冷却方法が考えられるている
。

従来、実施されている主軸の冷却方法としては次のよう
なものがあげられる。

■　軸受ハウジングの外周を冷却する方法。

■　主軸の長手方向の一部を主軸外周から冷却する方法
。

■　−通路の回転継手を使用し、切削液を主軸の軸芯に
通す方法。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、上記３方法の場合、次のような問題点が
ある。

■の方法の場合、軸受の外周のみ低温となって収縮する
反面、内周側が熱膨張し、主軸に対する軸受予圧が増大
し、更に摩擦により温度上昇し、高速回転に対応できな
くなる。

■の方法の場合、軸受の配置された部分を避けた位置し
か冷却できないため、効果的に軸受の内周部分を冷却す
ることができない。

■の方法の場合、切削液の軸芯供給を採用しない工具に
は適用できず、また、主軸の冷却を目的としていないた
め、効果的に軸受内周を冷却することができない。

く課題を解決するための手段〉本発明は上記問題点を解決するために、第１の手段とし
て、主軸内で、主軸軸受の内周部近傍に流路を設け、該
流路に連通ずる冷却液供給流路と排出流路を設けた構成
を有している。

また、第２の手段として、前記流路の一端を冷却液供給
流路に連通させ、前記流路の他端を主軸中心孔に連通さ
せると共に、該中心孔への流体の供給及び排出を切換可
能にした構成を有している。

く作　　　用〉第１の手段においては、冷却液は供給流路を通り、主軸
内の主軸軸受の内周部近傍を流れ、熱を吸収し、排出流
路に送られる。

また第２の手段においては、冷却液は供給流路を通り、
主軸内の主軸軸受の内周近傍を流れる一方、この流れと
同方向で主軸中心孔にも流れて、熱を吸収する。さらに
同手段に示すように、冷却液は供給流路を通り主軸内の
主軸軸受の内周近傍を流れ、主軸中心孔を通って排出さ
れることで熱を吸収する。

く実　施　例〉以下図面を参照して本発明の一実施例に係わる工作機械
の主軸について説明する。

第１図には本発明の工作機械の主軸に係わる一実施例の
縦断面が示されており、第２図には本発明の工作機械の
主軸に係わる一実施例の後端部の縦断面が示されている
。

１は工作機械の主軸頭本体で、ここに、前部主軸軸受２
、後部主軸軸受３を介して主軸４が支持されている。主
軸４は筒状になっており、内部にロッド５が設けられて
いる。ロッド５の先端部はコレットスリーブ６を貫挿可
能となっており、後端部は主軸４に嵌着したナツト７に
螺合している。ロッド５の外周１、コレットスリーブ６
とナツト７との間には皿バネ８が設けられており、この
バネ８により、前記ナツト７には後向きの付勢力がかけ
られている。前記ロッド５の先端部には、コレットチャ
ック９が連結されている。コレットチャック９は工具ホ
ルダ１１の後端のプルスタッド１０を把持する。ナット
クが前述のように、皿バネ８によって押圧されることで
、ナットクに螺合したロッド５が後方に引かれ、コレッ
トチャック９はコレットスリーブ６の中に入り、先端部
が収束される。これにより、プルスタッドｌＯは把持さ
れ、プルスタッド１０の把持を介して工具ホルダ１１が
主軸に固定される。

主軸４の後端部内には、径の小さいパイプ１２とこれを
囲む径の大きいパイプ１３が設けられてお秒、パイプ１
２は、その一端をナットクの中央を貫通させて、ロッド
５の後端部に嵌着されている。パイプ１３の一端はナッ
トクに嵌着されている。パイプ１２とパイプ１３との間
には間隙が設けである。また、パイプ１３の外周には軸
受を介して工具エジェクトピストン１４が取り付けられ
ており、パイプ１３と工具エジェクトピストン１４は長
手方向には一体に動くようになっている。

前記主軸頭本体１の後端面には工具エジェクトシリンダ
１５がボルトで取り付けられており、このシリンダ内部
空間には前記エジェクトピストン１４の環状突出部１４
ａが収まり、ピストン１４とシリンダ１５とは０リング
でシールされている。この工具エジェクトシリンダ１５
と工具エジェクトピストン１４とは、シリンダ１５内で
ピストン１４が前方へ移動することにより、パイプ１３
を介してナツト７を押圧して、ロッド５及びコレットチ
ャック９を前方へ変位させ、コレットチャック９による
プルスタッド１０の把持を解除させるものである。これ
により、軸芯給油用あるいは軸芯給油用でない工具ホル
ダ１１等は互換可能となる。

前記パイプ１２と１３の他端には流体回転継手１６が取
り付けである。流体回転継手１６は、小径のパイプ２３
と、これを囲む大径のパイプ２４を具えている。パイプ
２３はパイプ２４の後端よ抄後方に露出しており、この
露出部とパイプ２４の外周には軸受を介して外枠２５が
設けられている。前記パイプ１２とパイプ２３とは連結
され、その連通ずる内部空間は流路Ｃを形成する。また
パイプ１３とパイプ２４とも連結され、パイプ１２とパ
イプ１３との間隙とパイプ２３とパイプ２４との間隙と
は連通されて流路りを形成する。

前記流体回転継手１６では、外枠２５は不動状態を維持
しており、流路Ｃ２流路りは、外枠２５に設けた孔２６
．２７より流路（配管）を介して電磁弁１７へ連結され
ている。

前部主軸軸受２と後部主軸軸受３との間で、主軸４の外
周にギ１１８が取付けられており、駆動源（図示せず）
からの回転力が伝達されることで、主軸４は回転される
。主軸４の回転に伴いパイプ１２．１３及び流体回転継
手１６のパイプ２３とパイプ２４とが回転する。

前記前部主軸軸受２及び後部主軸軸受３の内周近傍で主
軸４内に、複数の長孔１９が主軸４の長手方向に複数設
けられている。乙の長孔１９の先端部は、前部主軸軸受
２の位置で、プルスタッド１０の周囲の空間に通じてい
る。一方、後端部は後部主軸軸受３の位置でナツト７に
設けられた軸芯に垂直な孔２０に連通し、さらに、ナツ
ト７に嵌着するパイプ１２の外周に設けられた孔２１に
連通している。孔２１は流路りへと通じている。また、
ロッド５の軸芯にも主軸中心孔である長孔２２が設けら
れている。この先端は、コレットチャック９の爪の間に
通じている。このチャック９の爪の間で形成される空間
にはプルスタッド１０の中心孔が開口している。長孔２
２の後端は、パイプ１２内に連通し、流路Ｃと連結して
いる。

以下、上記のような工作機械の主軸における冷却液の通
路がどのように形成されて、軸受で発生する熱が吸収さ
れるかを説明する。

第３図（ａｌで示すように、工具ホルダ１１に軸芯給油
理外の工具が取り付けられているときは、電磁弁１７を
給・排位置にする。冷却液は流路りを通り、ナツト７の
孔２０を通り、長孔１９内を流れる。この時、後部主軸
軸受３と前部主軸軸受２で発生する熱を吸収する。

その後、長孔１９の先端からプルスタッド１０の外周空
間を通り、ロッド５の長孔２２を通って戻り、流路Ｃを
経て排出される。

第３図（ｂｌで示すように、主軸４に軸芯給油用の工具
が取り付けられているときは、電磁弁を供給位置にする
。これ書こより、冷却液は、流路Ｄ１ナツト７の孔２０
を経て長孔１９内を流れる。この時、後部主軸軸受３と
前部主軸軸受２で発生する熱を吸収する。その後、長孔
１９の先端からプルスタッド１０の外部空間に至る。一
方、流路Ｃを通りロッド５の長孔２２を経て、コレット
チャック９に流入する冷却液はロッド５に伝導されてく
る軸受２．３で発生する熱を吸収する。前記流１ｓＤを
通りナツト７の孔２０．長孔１９を経てプルスタッド１
０の外周空間に至る冷却液と、流路Ｃを通り、ロッド５
の長孔２２を経てくる冷却液とは、コレットチャック９
内で合流して、プルスタッド１０内から工具ホルダｌｌ
内を通り、工具の先端から流出して、工具の加工時、工
具を冷却しまた潤滑用に供せられる。

なお、本実施例での電磁弁を給・排位置にしたときの主
軸内における冷却液供給路と排出路を逆にしてもよい。

〈発明の効果〉本発明は、主軸内に冷却液を通し、この冷却液の排出路
を供給路の方向と正逆切換可能としなので、主軸の回転
により発熱する主軸軸受の内外周における温度差を小さ
（することができ、軸圧予圧変化を極小とでき、これに
より、主軸回転８こよる発熱を抑え、主軸の伸び等の熱
変形を抑える。よって、高精度加工が可能となると共に
、軸受の焼損が防止でき、更なる高速回転が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工作機械の主軸に係わる一実施例の縦
断面図、第２図は本発明の工作機械の主軸に係わる一実
施例の後端部の縦断面図、第３図（ａ）は本発明の工作
機械の主軸に係わる一実施例に取付けられる工具ホルダ
が軸芯給油以外の工具である時の冷却液の流路を示す図
、第３図（ｂ）は本発明の工作機械の主軸に係わる一実
施例に取り付けられる工具ホルダが軸芯給油用の工具で
ある時の冷却液の流路を示す図である。図　中、２は前部主軸軸受、３は後部主軸軸受、は主軸、はロッド、２．１３．２３．２４はパイプ、６は流体回転継手、７は電磁弁、９．２２は長孔、０．２１は孔である。

Claims

【特許請求の範囲】１）主軸内で、主軸軸受の内周部近傍に流路を設け、該
流路に連通する冷却液供給流路と排出流路を設けたこと
を特徴とする工作機械の主軸。２）前記流路の一端を冷却液供給流路に連通させ、前記
流路の他端を主軸中心孔に連通させると共に、該中心孔
への流体の供給及び排出を切換可能にしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の工作機械の主軸。