JPH051694Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、工作機械の主軸装置に関し、特に潤
滑油のシール構造および潤滑油の強制的な排出手
段に係る。

〔従来の技術〕

高速回転用の主軸装置では、軸受けの冷却のた
めに、大量の潤滑油を軸受けに強制的に供給する
必要がある。しかし、その潤滑油の回収や、シー
ル構造などの問題により、その供給量に限度があ
る。これらの問題は、特にたて型の主軸装置にお
いて重要となる。

ところで、実公昭60−23553号の考案は、よこ
型の主軸装置において、空気の補給作用によつて
潤滑油の排出速度を高めることを示している。し
かし、その考案では、潤滑油があくまでも自然流
出の原理に頼つているため、やはりその供給量に
限界がある。

〔考案の目的〕

したがつて、本考案の目的は、主軸装置の内部
で潤滑油を空気的に加圧状態とし、そのポンプ作
用により積極的に排出し、同時にその排出過程
で、静止部分と回転部分との間で空気的にシール
機能を持たせることである。

〔考案の解決手段〕

そこで、本考案は、主軸の軸受けの両端面側に
室および空気シール用の間隙および加圧空気の給
気孔を形成し、その間隙部分で加圧空気によつて
空気的にシール状態を得るとともに、この加圧空
気の圧力により上記室内でポンプ機能を営ませ、
室内に供給された潤滑油を外部に強制的に排出で
きるようにしている。

このように、本考案では、加圧空気によつて、
シール機能と、ポンプ機能が同時に得られるた
め、高速用主軸装置の軸受けに対し充分な潤滑機
能、冷却機能およびシール機能が得られる。さら
に、外部からの切削剤やごみなどの侵入も防止で
きる。

〔実施例〕

第１図および第２図は、本考案の主軸装置１を
示している。この主軸装置１は、一例としてたて
型であり、たて方向の主軸頭２の内部で、主軸３
を上下の軸受け４，５により回転自在に支持して
いる。なお、これらの軸受け４，５は、これらの
間に挿入されたスリーブ６および主軸頭２の端面
側に取り付けられた軸受け押え兼用のカバー７，
８によつて、主軸頭２の内部に固定されている。
また主軸３は、下端部分の大径部３ａ、スリーブ
９および上端の小径部３ｂに固定された軸受け押
え１０によつて軸受け４，５に対し軸線方向にず
れない状態で固定されている。なお上記軸受け押
え１０は、主軸３にねじこまれた押えナツト１１
によつて固定されている。

そして、上記スリーブ６は、主軸頭２側の部材
であり、上下の軸受け４，５に対し内周側の２つ
のフランジ６ａ，６ｂにより、主軸３側のスリー
ブ９との間で空気シール用の間隙１２，１３を形
成し、また室１４，１５をそれぞれ形成してい
る。また上方のカバー７、および下方のカバー８
は、それぞれ内周部分で対応の軸受け押え１０お
よび主軸３の大径部３ａとの間で同様に空気シー
ル用の間隙１６，１７および室１８，１９を形成
している。ここで間隙１３，１７と室１５，１９
とは軸受け５を介在させながら互いに連通状態と
なつており、また間隙１２，１６と室１４，１８
とは軸受け４を介在させながら互いに連通状態と
なつている。

一方、加圧空気２０は、カバー７、主軸頭２お
よびカバー８の供給路２１を経てカバー７，８お
よびスリーブ６の給気孔２２，２３，２４から間
隙１２，１３，１６，１７に供給される。なおカ
バー８および軸受け押え１０は、間隙１７，１６
の部分で環状の空気溜用の溝を形成している。

一方、潤滑油２５は、主軸頭２の給油路２６を
経て、カバー７の給油口２７、スリーブ６の給油
口２８から軸受け４，５よりも上方に形成された
室１５，１８にそれぞれ供給される。なお、軸受
け４，５よりも下方の室１４，１９は、それぞれ
排出口２９，３０に通じている。そして、これら
の排出口２９，３０は、トラツプ付などの配管３
４により、冷却器３１、油容器３２、循環ポンプ
３３を経て再び上記給油路２６に接続されている 主軸３が高速で回転しているとき、潤滑油２５
は、それぞれの給油口２７，２８から対応の軸受
け４，５に供給され、それらの転がり接触の部分
を滑らかにするとともに、それらの熱を吸収し、
下方の室１４，１９に入り、排出口２９，３０か
らそれぞれ外部に排出される。

この間に、加圧空気２０は、給気孔２２，２
３，２４から噴射されるため、間隙１２，１３，
１６，１７の部分で圧縮空気層を形成し、開口側
での空気流によつて、シール作用を営み、潤滑油
２５の流れを動的に阻止している。したがつて、
室１４，１９の内部の潤滑油２５は、その下方側
の間隙１２，１７を通過できず、それぞれの排出
口２９，３０内に溜まり、配管３４に入る。

しかも、室１４，１８，１５，１９の内部は、
加圧空気２０によつて、外気よりも高められてい
て、加圧ポンプ作用を営むため、室１４，１９の
底に滞溜している潤滑油２５は、室１８，１４，
１５，１９内の加圧ポンプ作用によつて自然流下
とならず、一部の気泡状の加圧空気２０とともに
加圧付勢されながら強制的に排出される。この結
果、排出時の流速が増し、潤滑油２５の供給量が
多くできる。しかも、室１４，１９内に滞溜した
潤滑油２５に軸受け４，５が浸ることがないた
め、潤滑油２５が攪拌されることなく、発熱が防
止できる。このようにして、軸受け４，５の潤滑
および冷却が能率良く行われ、主軸３のより高速
な回転が可能となる。

〔他の実施例〕

上記実施例は、２つの軸受け４，５の周りに本
考案の要部を組み込んでいるが、本考案は、２つ
の軸受け４，５のうちいずれか一方の軸受け部分
にのみ適用することもできる。

上記実施例は、スリーブ６，９、カバー７，８
および軸受け押え１０などによつて室１４，１
５，１８，１９、間隙１２，１３，１６，１７な
どを形成しているが、これらは、主軸頭２側の他
の部材や主軸３の一部あるいは他の部材で形成す
ることもできる。

また、上記実施例は、たて型の主軸装置１を例
示しているが、本考案は、よこ型の主軸装置につ
いても当然に適用できる。

〔考案の効果〕

本考案では、軸受けの各端面側に、空気シール
用の間隙が形成されており、その部分の加圧空気
層によつて主軸頭側の静止部分と主軸側の回転部
分との間で非接触状態のシール機能が得られるた
め、主軸の高速回転に支障のない状態で、潤滑油
のシール機能が得られる。また軸受けと間隙との
間に形成される室が大気よりも高い圧力状態とな
り、その内部圧力が潤滑油に対しポンプ機能とし
て働くため、潤滑油の強制的な排出が積極的にで
きるので、高速回転の主軸の軸受け装置が能率良
く冷却できるとともに外部からの切削剤やごみな
どの侵入が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の主軸装置の垂直断面図、第２
図は第１図の−線の断面図である。 １……主軸装置、２……主軸頭、３……主軸、
４，５……軸受け、６，９……スリーブ、７，８
……カバー、１０……軸受け押え、１２，１３…
…間隙、１４，１５，１８，１９……室、１６，
１７……間隙、２０……加圧空気、２２，２３，
２４……給気孔、２５……潤滑油、２９，３０…
…排出口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 主軸頭２内で主軸３を軸受け４，５により回転
   自在に支持するとともに、上記軸受け４，５に潤
   滑油２５を強制的に供給する主軸装置１におい
   て、 上記軸受け４，５の両端面側に主軸頭２側の部
   材と主軸３側の部材とで空気シール用の間隙１
   ２，１６，１３，１７およびこれに通じかつ加圧
   空気２０の供給路２１に通じる給気孔２２，２
   ３，２４を形成し、各間隙１２，１６，１３，１
   ７と軸受け４，５との間で、軸受け４，５を境と
   して一方に室１８，１５を、他方に室１４，１９
   をそれぞれ形成し、これらの室１８，１５，１
   ４，１９と間隙１２，１６，１３，１７とを連通
   状態とするとともに、上記主軸頭２側の部材に、
   一方の室１８，１５に通じかつ潤滑油２５の給油
   路２６に通じる給油口２７，２８を形成し、また
   主軸頭２側の部材に、他方の室１４，１９に通じ
   かつ軸受け４，５よりも低い位置に潤滑油２５の
   排出口２９，３０を形成してなり、 上記給油口２７，２８から軸受け４，５を通つ
   て室１４，１９内に滞溜した潤滑油２５を間隙１
   ２，１６，１３，１７より供給された加圧空気２
   ０によつて排出口２９，３０から強制的に押し出
   すことを特徴とする主軸装置１。