JPH03213243A - 工作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】 【産業上の利用分野］ 本発明は、工作機械の主軸冷却装置に関し、特に主軸に
主軸駆動用のモータロータを組み込んだタイプの工作機
械の主軸冷却装置に関するものである。 ［従来技術］ 従来、工作機械の主軸の軸受の冷却としては、その軸受
の外輪が嵌合されたハウジングに冷却通路を設けて、冷
却水を外部より循環させて軸受外輪を冷却するものがあ
った。 また、一対の軸受により支持された主軸の、その軸受間
に主軸駆動用モータのロータが装着されたタイプの工作
機械においては、発熱するモータの冷却としては、モー
タステータを支持するスリーブと、ハウジングとの間に
冷却通路を設置し、そこに外部より冷却水を循環させて
前記モータステータを冷却するものがあった。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、一般に軸受は軸受外輪だけでなく軸受内
輪も発熱するが、前記した軸受外輪を冷却する方法では
、軸受内輪は冷却されにくい。 また、モータの発熱は、ステータから発熱するだけでな
く、ロータからも発熱し、時にはロータの温度は例えば
ＡＣインダクションモータを使用した場合に１００℃以
上にも達する。従って、これらの発熱が軸受部分、即ち
軸受内輪に伝わるとグリース等の潤滑媒体の劣化を生じ
させ、ベアリングの寿命低下を招くだけでなく、軸受の
焼付きに至る場合もある。 また、これらの発熱によって主軸が熱膨脹するため、軸
受予圧が変化したり、或いは被加工物と主軸との相対位
置が変化して加工精度に悪影響を及ぼす。 特に、自動工具交換装置を備えた工作機械において、装
置全体を小型化するため、また主軸の回転数の制御を８
昂に行うために前記主軸に駆動用モータのロータを装着
した場合に前記した問題点が顕杼となる。 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、主軸の回転中に主軸側から軸受内輪とモータ
ロータとの少なくとも一方を効率良く冷却して、軸受に
寿命低下等の問題が発生せず、また主軸の熱膨脹による
変形等の問題が生じない工作機械の主軸冷却装置を提供
することをＤ的としている。 ［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明の主軸冷却装置は、着
脱工具を保持解放するためのドローバーを収容支持する
主軸の貫通孔にドローバ−の外周面との間で空間を形成
する凹部が、回転駆動用モータのロータ装心部の近傍と
軸受支持部の近傍との少なくとも何れか一方に形成され
ると共に、前記ドローバーには前記凹部に連通し、前記
主軸の外界に設けられた冷却液供給路に連通ずるように
冷却液流通路が形成されている。 【作用】 上記の構成を有する本発明の主軸冷却装置は、主軸の貫
通孔とドローバーの外周面との間で形成される凹部に、
前記主軸外界に設けられた冷却液供給路から前記ドロー
バーに形成された冷却液流通孔を経由して冷却液を供給
することによって、回転駆動用モータのロータもしくは
軸受の少なくとも何れか一方を冷却している。 ［実施例Ｊ 以下、本発明を具体化した一実施例を参照して説明する
。 第１図において、主軸１は２個の前部軸受３と２個の後
部軸受５とを介して、ハウジング（フレーム）７に回転
自在に支承されている。 前部軸受３の外輪は外輪間座９を介してハウジング７の
前部軸受嵌合部の肩部とハウジング７の前部に複数本の
ボルト１１で固定された外輪押え１３との間で固定され
、前部軸受３の内輪は内輪間座１５、及びシールスリー
ブ１７を介して、主軸１の肩部と主軸１の前部にねじ込
まれた押えナツト１９との間に固定されている。 後部軸受５は主軸１とスリーブ２１とに嵌合しており、
後部軸受５の内輪は内輪間座２３とスペーサースリーブ
２５と速度センサスプロケット２７とを介して主軸１の
肩部と主軸１にねじ込まれた押えナツト２９との間に固
定されている。後部軸受５の外輪はスリーブ２１に嵌合
しており、そのフランジ部と、スリーブ２１に複数本の
ボルト３１で同定された外輪押え３３との間に外輪間座
３５を介して固定されている。ハウジング７の後部には
リアハウジング３９が複数本のボルト３７によって嵌合
固定されており、そのリアハウジング３９の内径部には
スリーブ２１が＋ｎ動可能にリニアボールガイド４１に
よって支承されている。 そのスリーブ２１には外輪押え３３が螺着されており、
その外輪押え３３とリアハウジング３９との間には、リ
アハウジング３９に設けられた複数個の穴に一端が密む
した複数個のコイルバネ４３が設置されて外輪押え３３
並びにスリーブ２１を軸方向に押圧することによって前
部軸受３及び後部軸受５に適当な予圧を与えている。 前部軸受３と後部軸受５との間には回転駆動用モータの
モータロータ４５が主軸１に圧入嵌合されている。モー
タロータ４５の外周部にはモータロータ４５と適当な隙
間を保って、ステータスリーブ４７に嵌合されるモータ
ステータ４９が配置されている。ステータスリーブ４７
はハウジング７に嵌合固定されており、ハウジング７の
内周面とステータスリーブ４７の外周面との間にはステ
ータ冷却水路５１が設けられ、外部から冷却液を循環さ
せてモータステータ４９を冷却している。 主軸１の先端には、テーパシャンク工具（６脱工具）ホ
ルダ５３が装管されるテーバ穴５５が穿設され、テーバ
穴５５の底から主軸１の後端に貫通孔５７が穿設されて
いる。その貫通孔５７には、ドローバ−５９が前進後退
０在に貫挿されている。 ドローバ−５９の先端にはテーバシャンク工具ホルダ５
３に取り付けられたプルスタッド６１を把持する工具引
き上げ機構６３が取り付けられ、ドローバ−５９の後部
にはドローバ−５９を後退させてテーバシャンク工具ホ
ルダ５３をテーバ穴５５に固締するための皿バネ群６５
とドローバ−５９に取り付けられる皿バネ押えナツト６
６とが取り付けられている。ドローバ−５９及び主軸１
には回転継手６７から供給された図示しない冷却液を兼
ねるクーラント液をテーバシャンク工具ホルダ５３に供
給するための供給通路６９．７１及び７３がそれぞれ設
けられている。更に、主軸１の貫通穴とドローバ−５９
の外周面との間には、前記供給通路６９及び７１と連結
する凹部形状をなす冷却室７５が設けられている。この
様な構成において、外部より回転継手６７を経て供給さ
れたクーラント液（図示せず）は、供給通路６９を通過
して冷却室７５へ導入される。冷却室７５において、そ
の外周に位置するモータロータ４５及び後部軸受５を冷
却したクーラント液は供給通路７１及び７３を経てテー
バシャンク工具ホルダ５３に送られて図示しない工具先
端に噴射させられる。 第２図及び第３図は本発明の他の実施例で、ドローバー
の内部に切換器としての切換弁を組み込んで供給通路を
切り換えて、冷却液を兼ねるクーラント液をテーバシャ
ンク工具ホルダ５３に供給しない場合は、クーラント液
がモータロータ及び軸受を冷却した後、クーラント液を
外部に戻す構造としたものである。 第２図はクーラント液をテーバシャンク工具ホルダ５３
に供給する場合であり、ドローバ−５９の先端に穿設さ
れた孔７７に切換弁７９が前進後退自在に挿入されてい
る。テーパシャンク工具５３取り外し時には、切換弁７
９はコイルスプリング８１に抑圧前進させられてその肩
部がドローバ−５９の先端にねじ込まれた押えナツト８
３に押し当てられているが、テーバシャンク工具ホルダ
５３を把持した状態においては、前記テーバシャンク工
具ホルダ５３に取り付けられたプルスタッド６１の先端
に設置された突起８５によって切換弁７９は後退させら
れて、前記切換弁７９に設けられた供給通路８７は、ド
ローバー５９に設けられた供給通路７１と供給通路７３
とを工具側供給路１００を介して連結する。従って、二
流路式回転継手８９から供給されたクーラント液（図示
せず）は、供給通路６９を通過して冷却室７５に導かれ
、モータロータ４５及び後部軸受５を冷却した後、供給
通路７１、供給通路８７、洪給通路７３を経て、テーパ
シャンク工具ホルダ５３へ送られる。 第３図はクーラント液をテーパシャンク工具ホルダ５３
に供給しない場合であり、テーパシャンク工具ホルダ５
３のプルスタッド６１の先端は突起等の無い通常のもの
を用いる。切換弁７９はコイルスリング８１により前進
させられてその肩部を押えナツト８３に押し当てて停止
している。従って、切換弁７９に設けられた供給通路８
７は、ドローバー５９に設けられた供給通路７１と、主
軸１に設けられた戻り通路９１とをドローバー５９に設
けられた排出路２００を介して連結する。 従って、二流路式回転継手８９から供給されたクーラン
ト液（図示せず）は供給通路６９を通過して冷却室７５
へ導かれ、モータロータ４５および後部軸受５を冷却し
た後、供給通路７１、供給通路８７、反り通路９１を経
て皿バネ押えナツト６６に設けられた戻り通路９３から
二流路式回転継手８９へと戻されて外部に排出されるの
である。 尚、第２図及び第３図中、第１図に示す符号と同一の符
号のものは同一のものを示す。 本実施例において、プルスタッドに突起部を設けて切換
弁を作動させたが、窪み部を設けても同様の作動が可能
である。 また、本発明の実施例においては、クーラント液をテー
パシャンク工具ホルダに供給して、切削液もしくは研削
液としても使用する場合について説明したが、クーラン
ト液をテーパシャンク工具ホルダに供給しないで、モー
タロータ及び軸受の冷却のみに使用して外部に戻す構造
とすることも容品に可能なことは明らかである。 さらには、本発明の他の実施例において、戻り流路を主
軸に形成しないでおけば、切換弁をバルブの機能として
作動させることが可能である。 ［発明の効果１ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、主軸の貫通孔とドローバーの外周面との間に凹部を形
成してそこに冷却液を供給することにより回転駆動用モ
ータのロータと軸受との少なくとも何れか一方を主軸内
部から冷却しているので、冷却効果が高く、軸受の寿命
が延びると共に主軸の熱膨脹も少なく、加工精度が向上
する等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図は本発明の一実施例を示す主軸の断面
図、第２図は本発明の他の実施例で、クーラント液をテ
ーパシャンク工具ホルダに供給する場合の主軸の断面図
、第３図は本発明の他の実施例で、クーラント液をテー
パシャンク工具ホルダに供給しない場合の主軸の断面図
である。 図中、１は主軸、３は前部軸受、５は後部軸受、４５は
モータロータ、５３はテーパシャンク工具ホルダ、５９
はドローバー、６１はプルスタッド、６７は回転継手、
７５は冷却室、７９は切換弁、８５は突起、８９は二流
路式回転継手である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジングに回転可能に軸受を介して支持され、回
   転駆動用モータのロータが装着された主軸と、 その主軸の一端に形成された開口部に着脱可能に嵌挿さ
   れ、一端にワーク加工部が設けられ、他端に前記開口部
   に嵌合可能な嵌合部、及びプルスタッドが形成された着
   脱工具と、前記主軸の一端に形成された開口部と、前記
   主軸の他端とを連通するように貫通形成された貫通孔と
   、 その貫通孔内を進退可能に挿入支持され、前記主軸開口
   部への侵入方向に移動されて前記着脱工具のプルスタッ
   ドを解放し、前記主軸開口部からの離脱方向に移動され
   て前記プルスタッドを保持するドローバーとを備えた工
   作機械において、前記主軸の貫通孔には、前記ドローバ
   ーの外周面との間で空間を画成する凹部が前記回転駆動
   用モータのロータ装着部の近傍と前記軸受支持部の少な
   くとも何れか一方に形成され、前記ドローバーには前記
   凹部に連通し、前記主軸外界に設けられた冷却液供給路
   に連通するように冷却液流通路が形成されていることを
   特徴とする工作機械の主軸冷却装置。 ２、前記ドローバー内部には前記凹部から着脱工具側に
   冷却液を供給する工具側供給路と、前記凹部から主軸外
   界に冷却液を排出する排出路と、それら工具側供給路と
   排出路との内の何れか一方を選択的に有効化する切換器
   とが設けられている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冷却装置。 ３、前記着脱工具のプルスタッドには、前記ドローバー
   に保持された時に前記切換器を作動させて前記凹部から
   の冷却液を前記工具側供給路に導通させる突起部もしく
   は窪部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の工作機械の主軸冷却装置。