JPH0236679Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は工作機械の主軸の冷却構造に関する。

従来技術 主軸が回転すると軸受部分に発熱がおこり工作
精度を低下させるため、この温度上昇をおさえる
には従来種々の方法が実施されている。例えば軸
受の液冷却法、ミスト潤滑法がある。一般には主
軸軸受の外輪部のみを冷却していたが、冷却によ
つて外輪が収納して軸受荷重が増大する不合理が
あつた。このため軸受の内輪部を冷却する構造の
もの例えば特公昭57−48335号が公知である。

考案が解決しようとする問題点 然きこのものは内輪の裏側に担当する主軸部分
に環状溝を削設し、軸端より該環状溝に通じる穴
を軸方向に穿設し軸端開口部にフイン付の栓部材
で密封し脱気して空間部に蒸発性作動流体を封入
しそのものの部分自体をヒントパイプとして内輪
部を冷却する構造としている。このため脱気、密
封操作が面倒であり流体が漏れる恐れがある。ま
たフインが軸端に突出しているため組み立て、修
理中などに損傷を起こす恐れがある。

問題点を解決するための手段 主軸の前軸受４と後軸受６にわたる軸方向の穴
２６を外周近くに穿設し、該穴にヒートパイプ２
７を埋設し、前記前軸受、後軸受間には前記主軸
を該両軸受を介して軸承するスリーブ２と主軸９
との間に冷却室となる環状空間１２を受け、前記
前軸受、後軸受間のデイスタンスカラー２１の内
周を主軸外周に密着させるとともに外周に冷却フ
イン２０を設け、前記スリーブの前軸受及び後軸
受の位置には冷却油循環用環状溝１１，１５をま
た前記環状空間の位置には該環状空間に通じる複
数個の噴出口１３を有する冷却流体供給用環状溝
１４を設け、前記環状空間の底となる部分の前記
スリーブには噴出された流体の排出口１２ａを設
けたものである。

実施例 以下本考案の実施例を図面にもとづき説明す
る。工作機械の主軸頭１に主軸スリーブ２が嵌装
され前軸受ハウジング３に嵌装された前軸受群４
及び後軸受ハウジング５に嵌装された後軸受群６
によつて前端テーパ穴に工具を嵌着し中心に工具
引き上げ用のコレツト７、及びドローバ８を挿通
した主軸９が回転可能に軸承されている。主軸ス
リーブには前軸受位置の外周に冷却用油を循環さ
せる環状溝１１が削設され、前軸受群４と後軸受
群６間のスリーブ２と主軸９との間には冷却室と
なる環状空間１２が形成されており、この空間１
２に開口する複数個の噴出口１３と連通する環状
の冷却流体供給溝１４が削設され、後軸受群６の
位置にはスリーブ内周に冷却且つスライド軸受部
となる環状大径部１５が削設されている。そして
環状空間の底に排出口１２ａが穿設されている。
また環状溝１１及び内周環状大径部１５に冷却油
を送る流路がまた環状溝１４に冷却用圧力流体を
供給する流路が主軸頭１に穿設されている。前軸
受ハウジング３は嵌装した各軸受と外輪のデイス
タンスカラーと交互に配し、デイスタンスカラー
１６には軸受転送面に向けて油噴出口１６ａが開
口され、流路１６ｂを介して潤滑油源と連通され
ている。前軸受ハウジング３はハウジング本体３
ａと鍔体３ｂによつて前軸受群４の外輪部を挟持
し鍔体３ｂでスリーブ２端面に締着されている。
前軸受ハウジング５は同様にハウジング本体５ａ
と鍔体５ｂで軸受転送面に向かう油噴出口１７
ａ、流路１７ｂを有する外輪のデイスタンスカラ
ー１７を介して軸受６を挟持しており、スリーブ
２の内周環状大径部１５にスライド軸受１８によ
つて軸方向に移動可虫能に支持され延びに対処で
きるようになされており、スリーブ２の軸方向に
油圧で押圧されるピストン２９によつて軸受ハウ
ジング５を主軸後方に付勢している。そしてスラ
イド軸受１８を冷却油中とするため摺動部分には
Ｏリングが介在されている。

主軸６は前側の段部から前軸受群４が内輪のデ
イスタンスカラー１９を介して並列し、続いで環
状空間１２内に突出する複数板の冷却フイン２０
を有するデイスタンスカラー２１を嵌装し後軸受
群６が内輪のデイスタンスカラー２２を介して並
列し駆動歯車と噛み合う歯車２３を刻設した内輪
押さえ２４により止ナツト２５で主軸９と一体に
固着されている。そして主軸９の後部より前軸受
群４に達する長さの穴２６が外周近くに複数本、
本例では８本同一円周上に穿設され、この穴２６
に前軸受部と後軸受部にわたる長さの公知のヒー
トパイプ２７がそれぞれ装入され止ねじ２８で固
定埋設されている。

作 用 機械が運転されると環状溝１１、内周大径部１
５には流路より冷却油が送られ循環される。また
環状溝１４には圧力空気若しくは圧力冷却油が供
給され噴出口１３より冷却室１２内に噴出されフ
イン２０を冷却して室内をまわつて排出口１２ａ
より排出循環される。更にデイスタンスカラー１
６，１７のそれぞれの油噴出口１６ａ，１７ａよ
り軸受をオイルミスト潤滑する。この状態で主軸
９が回転され連続運転されると、オイルミスト潤
滑されていとはいえ軸受が発熱し軸受部は次第に
温度が上昇してくる。前軸受の外輪は環状溝１１
で後軸受の外輪は内周大径部１５の循環される油
で冷却され温度上昇が押させられる。また前軸受
及び後軸受の内輪部の温度は主軸９に伝熱されヒ
ートパイプ２７の両端部が熱せられ熱を吸収して
蒸発した蒸発性作動流体は、冷却用流体で冷却さ
れているフイン２０のある冷却部の中央部に移動
し蒸気は熱を放出して液化され、液化された作動
流体はウイツク中の毛管作用により再び加熱部と
なる軸受のある両端に移動し蒸発、凝縮を繰り返
して軸受の内輪部を冷却する。放出された熱はフ
イン２０より冷却用流体に持ち去られ貯熱した流
体は排出口１２ａより外部に運び出されそこで放
熱され、冷却された流体が再循環されるので冷却
室内には熱はこもらない。このようにして温度上
昇をよく制するものである。このため温度上昇は
極めて小さいが、それでも完全に無くすることは
困難でその伸び分は後部の軸受ハウジング５の軸
方向の移動によつて除去される。

効 果 以上詳述したように本考案は前軸受と後軸受の
位置にわたる軸方向の穴を主軸外周近くに複数個
穿設しこの穴にヒートパイプをそれぞれ埋設し両
軸受間のデイスタンスカラーに冷却フインを設け
主軸と主軸スリーブ間の冷却室内で冷却用の流体
によつてフインを冷却するようになしまた両軸受
外輪側には冷却油循環させるようになしたので、
両軸受部で発生した熱は効率よく取り去られ軸受
けの内外輪の膨張をよく制して過酷な軸受荷重の
発生を除くとともに軸受を長寿命化し工作機械の
精度が安全に維持されて高い加工精度をうる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案冷却構造を有する主軸の縦断面図
である。 ２……スリーブ、３……前軸受ハウジング、４
……前軸受、５……後軸受ハウジング、６……後
軸受、９……主軸、１２……冷却室となる環状空
間、２０……冷却フイン、２１……デイスタンス
カラー、２７……ヒートパイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸の前軸受と後軸受にわたる軸方向の穴を外
   周近くに複数個穿設し、該穴にヒートパイプをそ
   れぞれ埋設し、前記前軸受、後受軸間には前記主
   軸を該両軸受を介して軸承するスリーブと主軸と
   の間に冷却室となる環状空間を受け、前記前軸
   受、後軸受間のデイスタンスカラーの内周を主軸
   外周に密着させるとともに外周に冷却フインを設
   け、前記スリーブの前軸受及び後軸受の位置には
   冷却油循環用環状溝をまた前記環状空間の位置に
   は該環状空間に通じる複数個の噴出口を有する冷
   却流体供給用環状溝を設け、前記環状空間の底と
   なる部分の前記スリーブには噴出された流体の排
   出口を設けたことを特徴とする主軸々受の冷却構
   造。