JPH0333405Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、工作機械の主軸の支持構造に関する
ものである。

「従来の技術」 従来の主軸の支持構造としては、工作機械の主
軸台の要所に配設された軸受部材が主軸を直接あ
るいはスリーブを介して支持するものがある。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来の主軸の支持構造で
は、主軸の回転により、主軸と軸受部材、スリー
ブと軸受部材との間で発生する摩擦熱を、主軸台
に設けられた冷却手段（例えば、潤滑油を熱発生
部を循環させて、熱を奪うもの）を利用して、主
軸の熱変形を防止し、加工精度に悪影響を及ぼさ
ないようにしているため、長い主軸で主軸台より
離れた場所においては、この冷却手段を利用する
ことができず、利用しようとすると、主軸台を拡
張しなくてはならず、それにより、主軸台近傍が
複雑化し、工作機械がコスト高となり、また、小
型軽量化できないという問題点があり、また、前
記摩擦熱を検出し、主軸の熱変形量を算出し、判
断し、主軸の移動量を制御する制御手段を工作機
械に配設して、加工精度を維持することが考えら
れるが、構成が複雑であり、工作機械がコスト高
となるという問題点があつた。本考案は、このよ
うな従来の問題点に着目してなされたもので、簡
単な構成で、主軸台より離れた場所においても利
用できる汎用性のある主軸の支持構成を提供する
ことを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本考案の要旨とす
るところは、 工作機械の主軸の支持構造において、 該主軸をスリーブを介して支持する軸受部材
と、 該軸受部材を主軸軸線方向に移動する駆動装置
と、 前記スリーブの一端において前記主軸と結合
し、前記スリーブの軸受部材に対応する主軸とス
リーブの間に空間部を形成すると共に該空間部に
連通する複数の小孔とで構成される流通路と、 該流通路を通して冷却媒体を吸排出すべく主軸
上に設けたフアンとから成り、 前記スリーブの軸受部を冷却することを特徴と
する主軸の支持構造に存する。

「作用」 しかして、主軸とスリーブとの間に流通する冷
却媒体がスリーブと軸受部材との摩擦により発生
する摩擦力を奪い、熱を主軸に伝えることなく、
主軸の熱変形を防止するものである。

「実施例」 以下、図面に基づき本考案の一実施例を説明す
る。

第１図に示すように、工作機械１０の主軸台２
０の後端部にブラケツト３０が設けられ、主軸台
２０を貫通し、ブラケツト３０内に挿入支持し
て、主軸４０が配設され、また、主軸４０は主軸
台２０に設けられた軸受部材５０およびブラケツ
ト３０に設けられた軸受部材６０により支持され
ており、ブラケツト３０の上部には、軸受部材６
０を介して主軸４０を主軸軸線方向に移動可能な
駆動装置７０が配設されている。

さらに、主軸４０は中空軸であり、内部にはア
ンクランプ装置８０の駆動伝達シヤフト８１が貫
通している。

主軸台２０の後部２１には軸受部材５０が配設
され、軸受部材５０は円筒部材４１およびブシユ
４２を介して主軸４０を回動可能に支持してい
る。

主軸台２０の後端面２２にはブラケツト３０の
取り付けフランジがボルトＢ，Ｂ…により締結さ
れ、ブラケツト３０は筒状に成形されており、ブ
ラケツト３０の内壁面３１に軸受部材６０が摺動
可能に挿嵌されている。

軸受部材６０には玉軸受６２が内嵌してなる。
また、玉軸受６２にはスリーブ６３が回動可能に
内嵌している。

軸受部材６０はブラケツト３０の内壁面３１に
内嵌し、軸受部材６０の外壁面６１ａはブラケツ
ト３０の内壁面３１に摺動可能に油溝が形成され
ている。

また、軸受部材６０の内壁面６１ｂの前部二箇
所には玉軸受６２，６２が内嵌して設けられてい
る。前後の玉軸受６２，６２はそれぞれ介装部材
６４により所定間隔に離間配置されている。

玉軸受６２，６２に回転可能に支持されたスリ
ーブ６３は主軸４０の後部４３に段付状に形成さ
れたクイル部４４に遊嵌し、スリーブ６３は、ク
イル部４４の所定位置にリング状に突設して形成
された係止溝４５により、軸方向に移動不能に、
また、クイル部４４の後端部４６に螺合して設け
られたストツパリング４７により、後方へ抜け得
ないように、クイル部４４に取り付けられてい
る。また、クイル部４４の要所に嵌入したキー部
４８により、スリーブ６３は主軸４０に対して回
動不能にクイル部４４に取り付けられている。

スリーブ６３の内壁面６３ｂとクイル部４４と
の間には、冷却媒体である外気をスリーブ６３の
後方から前方に流通可能に流路９０が設けられて
おり、流路９０はスリーブ６３の後端面６３ｃの
要所に、主軸４０の軸線を中心にして放射状に形
成された空気取り入れ小溝９１，９１…と空気取
り入れ小溝９１，９１…に流入した空気を主軸４
０の軸線と平行に前方に導く、スリーブ６３の後
部６３ｄに形成された誘導流路９２，９２…と、
スリーブ６３の中央部６３ｅから前部６３ｆまで
の間に位置し、スリーブ６３の内壁面６３ｂの内
径とクイル部４４の外径との差を間隙として、ク
イル部４４の外周を覆つた円筒流路９３と、スリ
ーブ６３の前端６３ｇに形成され、空気をスリー
ブ６３の前方に排出する空気流出口９４とからな
る。

ブラケツト３０の上部には駆動装置７０が設け
られ、駆動装置７０にはボールスクリユー７１が
ブラケツト３０の軸線と平行に設けられ、ボール
スクリユー７１は前部および後部が軸受７２，７
２により回転可能に支持され、駆動装置７０の後
部には、ボールスクリユー７１を駆動すべくサー
ボモータ７３が設けられ、ボールスクリユー７１
にはボールナツト７４が螺合している。

ボールナツト７４は、ブラケツト３０の上部に
主軸４０の主軸軸線と平行に形成された案内孔３
２に摺動可能に設けられ、また、ボールナツト７
４は、サーボモータ７３が正逆回転してボールス
クリユー７１が回転することにより、ブラケツト
３０の案内孔３２に案内されて、前後方向に移動
可能なねじ溝が形成されている。

ボールナツト７４は軸受部材６０に形成された
位置決め溝６１ｄにその一部を嵌入し、取り付け
られている。

軸受部材６０および駆動装置７０のボールナツ
ト７４の要所には外気をブラケツト３０の内部に
取り入れる小孔９５が穿設されている。

また、ブラケツト３０の後部には、アンクラン
プ装置８０の一部であつて、アンクランプ装置８
０の駆動伝達シヤフト８１の後端面８２を皿ばね
８３の付勢力に抗して押圧するシリンダ８４が設
けられ、シリンダ８４は、流路９０の小孔９５か
ら取り入れられた外気をブラケツト３０の後部か
ら逃がされないようにブラケツト３０の後部に内
嵌している。

また、第１図および第２図からわかるように、
ブラケツト３０の前側、ブラケツト３０の内壁面
３１と主軸４０との間隙を臨む位置に、強制冷却
手段としてのフアン１００が設けられ、フアン１
００は、主軸４０の円筒部材４１に螺合して設け
られ、流路９０の空気流出口９４から排出され、
ブラケツト３０の内壁面３１と主軸４０との間隙
を流れてきた空気を、強制的にブラケツト３０の
前側に設けられた外気連絡口３３へ排出可能に設
定されている。

また、軸受部材６０および介装部材６４には冷
却油が循環可能な循環路６７が設けられ、循環路
６７は玉軸受６２近傍で発生する熱を循環する冷
却油で奪い、軸受部材６０および介装部材６４を
熱変形しないように摺動部材６０および介装部材
６４内に形成されている。

次に、作用を説明する。

加工完了時に加工工具を主軸端から取外す（図
示省略）場合には、駆動装置７０のサーボモータ
７３を起動して、ボールスクリユー７１を回転
し、ボールナツト７４の後方（図中右側）へ移動
する。駆動装置７０のボールナツト７４が移動す
ると、軸受部材６０を介して主軸４０が後退移動
する。主軸４０が所定の位置まで移動したならば
駆動装置７０のサーボモータ７３の回転を止め
る。

次に、アンクランプ装置８０を作動し、アンク
ランプ装置８０の駆動伝達シヤフト８１の後端面
８２を押圧してアンクランプ状態にし、ツールロ
ツクを解除する。

次に加工の際は、主軸４０の回転を止め後退位
置にある主軸先端に加工工程を挿着し、アンクラ
ンプ装置８０のシリンダ８４を操作して、アンク
ランプ装置８０の駆動伝達シヤフト８１の後端面
８２との接触を解除し、それにより、駆動伝達シ
ヤフト８１は皿ばね８３により後方に移動し加工
工具は主軸先端にクランプされる。

加工工具を所定位置に軸方向に移動して、主軸
４０を回転し、ワークを加工する。主軸４０が回
転するとフアン１００も回転し、外気が流路９０
の小孔９５、空気取り入れ小溝９１、誘導流路９
２、円筒流路９３、空気流出口９４およびブラケ
ツト３０の内壁面３１と主軸４０との間隙を流路
して、ブラケツト３０の外気連絡口３３から排出
される。

加工中、主軸４０の後部はスリーブ６３を介し
て軸受部材６０の玉軸受６２に回動可能に支持さ
れ、軸受部材６０の玉軸受６２およびスリーブ６
３に熱が発生し、この熱によりスリーブ６３は加
熱される。

スリーブ６３の前部６３ｆおよび中間部６３ｅ
においては、スリーブ６３とクイル部４４とは接
触していないので、玉軸受６２の摩擦熱は主軸４
０のクイル部４４に直接には伝達しない。また、
流路９０の円筒流路９３および空気流出口９４を
流れる空気が絶えずスリーブ６３の摩擦熱を奪う
ことにより、スリーブ６３は一定の温度以上には
ならない。

また、スリーブ６３の後部においては、スリー
ブ６３はクイル部４４に接触しているため、摩擦
熱はクイル部４４に伝達することが考えられる
が、その接触部分が玉軸受６２から離れているこ
と、また、流路９０の空気取り入れ小溝９１およ
び誘導流路９２を流通する空気がスリーブ６３の
摩擦熱を奪い、流路９０の円筒流路９３へ流出
し、スリーブ６３が一定の温度以上にはならない
ことにより、摩擦熱は実質的にはクイル部４４に
伝達しない。

すなわち、摩擦熱はスリーブ６３を介してクイ
ル部４４に伝達することがなく、したがつて、主
軸４０のクイル部４４は摩擦熱により熱変形を起
すことがない。

また、軸受部材６０および介装部材６４におい
ても、循環路６７内の循環油は軸受部材６０およ
び介装部材６４に伝達された摩擦熱を奪い、流出
し、それにより、軸受部材６０および介装部材６
４は熱変形を起すことがない。

次の加工工程に移る前に、必要に応じて、主軸
４０を逆回転し、加工中とは反対方向に空気を流
通させ、すなわち、外気をブラケツト３０の外気
連絡口３３から取り入れ、ブラケツト３０の内壁
面３１と主軸４０との間隙を流通させ、流路９０
の空気流出口９４、円筒流路９３、誘導流路９２
および空気取り入れ小溝９１の順番に流通させ、
ブラケツト３０の後部および軸受部材６０に形成
された内ドレーン孔３４，３４…、および外ドレ
ーン孔６７，６７…から廃棄油を排出する。

前記実施例においては、 主軸４０の円筒部材４１にフアン１００を設け
たものを示したが、フアン１００を設けることな
く、自然に空気を流路９０に流通させたものでも
よい。

また、流路９０の形状は前記実施例に限定され
ることなく、スリーブ６３の摩擦熱が主軸４０に
伝達することなく、したがつて、主軸４０を熱変
形することのない形状であればよいことはいうま
でもない。

「考案の効果」 本考案に係る主軸の支持構造によれば、簡単な
構成で、主軸台より離れた場所においても利用で
きる汎用性のある主軸の支持構造とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

各図は本考案の一実施例を示しており、第１図
は主軸の後部の支持構造を示す要部縦断面図、第
２図は第１図の−線断面図である。 １０……工作機械、２０……主軸台、３０……
ブラケツト、３１……内壁面、３３……外気連絡
口、４０……主軸、４４……クイル部、５０……
軸受部材、６０……軸受部材、６２……玉軸受、
６３……スリーブ、６４……介装部材、７０……
駆動装置、７４……ボールナツト、８０……アン
クランプ装置、８１……駆動伝達シヤフト、８３
……皿ばね、９０……流路、９１……空気取り入
れ小溝、９２……誘導流路、９３……円筒流路、
９４……空気流出口、９５……小孔、１００……
フアン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工作機械の主軸の支持構造において、 該主軸をスリーブを介して支持する軸受部材
   と、 該軸受部材を主軸軸線方向に移動する駆動装置
   と、 前記スリーブの一端において前記主軸と結合
   し、前記スリーブの軸受部材に対応する主軸とス
   リーブの間に空間部を形成すると共に該空間部に
   連通する複数の小孔とで構成される流通路と、 該流通路を通して冷却媒体を吸排出すべく主軸
   上に設けたフアンとから成り、 前記スリーブの軸受部を冷却することを特徴と
   する主軸の支持構造。