JPH0645316Y2 - 工作機械の主軸台 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 「産業上の利用分野」 この考案は工作機械の主軸台の冷却手段に関し、特に高
速度で回転する例えば砥石台に適用して好適な工作機械
の主軸台の冷却手段に関する。

「従来の技術」 工作機械において熱変形を抑制して加工精度を向上させ
ることが行われている。工作機械の熱変形の内主軸台の
熱変形は直接加工精度に影響が大きいため、従来、軸受
形式、潤滑方法、冷却方法、主軸台本体の形状等に留意
して加工物に対して主軸の軸方向の延び、主軸の軸方向
から曲る変位、主軸が平行な方向へ移動する変位を極力
生じないように配慮した設計を行つている。これら変位
は加工物担持部材と主軸間の変位であるけれども、主軸
の変位は直接加工物の精度に影響を与える。

そこで主軸台に関し、熱変形の防止に注力されることと
なつている。主軸台では軸受から発熱するため、軸受か
らの発熱を小さくするため、DN値の大きい軸受を選択す
るほか、オイルミスト潤滑或はグリース潤滑が行われて
いる。又、軸受から発生した熱を除去するため潤滑を兼
ねて強制的に油を潤滑して軸受発生熱を除去すると共に
軸受以外の部分も冷却している。更に又、油を潤滑する
だけでなく油冷却器により調温して主軸台温度を一定に
保つことも行われている。油を冷却媒体とするのに対し
て空気を冷却媒体として強制的に主軸台に送り込むよう
にしたものもある。

「考案が解決しようとする課題」 従来の空気を冷却媒体として主軸台を強制的に冷却する
方法は空気源、送入空気の風量、温度の調節装置等装置
が大がかりとなる欠点がある。

この考案は空気冷却手段を備えた工作機械の主軸台の上
記問題点を解消し、簡易で効果的な冷却性能を有するこ
とにより熱変形の少ない工作機械の主軸台を得ることを
目的とする。

〔考案の構成〕

「課題を解決するための手段」 この考案は主軸を軸承したクイルを主軸台本体に挿入し
た工作機械の主軸台において、主軸台本体の中間部から
後部の間に空気導入口を設け、該空気導入口より前部側
に向つて空気通路を貫通し、主軸台本体の前端側で該空
気通路とクイルと主軸台本体間の空間を連通させ、前記
主軸台本体とクイル間の空間の後部側を開口して該開口
部を吸込口として羽根車を主軸に固定し、羽根車の吐出
側を大気に通じるようにしてなる冷却手段を備えた工作
機械の主軸台である。

「実施例」 以下、この考案の実施例の研削盤の主軸台を図面に従つ
て説明する。第１図は縦断面図である。

主軸１は先端に砥石２が固定されている。主軸１はクイ
ル３に軸方向移動しないように嵌入した前部軸受４対及
びクイル３に軸方向移動可能に嵌入した後部軸受５対に
嵌入している。主軸１には主軸１の段部3aに当接して前
部軸受４、軸封スリーブ７が嵌入し、主軸１のねじ部3b
にねじ込んだロツクナツト８により固定されている。主
軸１には段部3cに当接した軸封カラー９、後部軸受５が
嵌入し、主軸１の後部のねじ部3dにねじ込まれた羽根車
ボス11により固定されている。

羽根車ボス11は後部軸受５を軸封するためクイル３の内
周と接近した軸封部11a、軸封部11aから縮径して相手部
材との間に吸込口12を形成する縮径部11bを形成され、
縮径部11bの後部は後部へ向つて拡径し、羽根車取付部1
1cが設けられている。羽根車取付部11cには羽根車13が
嵌入固定されている。羽根車13に対するポンプケーシン
グとなるのは主軸台本体14後部の円筒孔部14aの後端部
とクイル３の後端に固定した導流板15である。導流板15
とクイル３後端間にはゴムパツキン30が挟持されてお
り、これによつてクイル３と主軸台本体14間の空間20を
イブから隔てている。

主軸１の後端に固定されたプーリ16に巻掛けられたベル
ト17はモータ18のモータ軸端に固定したプーリ19に巻掛
けられている。

主軸台本体14の円筒孔部14aの縮径孔部14bにはクイル３
が嵌合しており、縮径孔部14b以外では主軸台本体14の
円筒孔部14aとクイル３外周との間は空間20となつてい
る。そして図示されないがクイル３は主軸台本体14の後
部にてラジアル方向の動きを拘束されている。クイル３
の外周には軸方向の長溝3eを多数設けてフイン3fを形成
し、冷却効果の向上を計つている。

主軸台本体14の中間部と後部間に空気導入口21を設け、
該空気導入口21から前部側に向つて空気通路22を貫通し
てある。主軸台本体14の前部に主軸１を軸封する密閉輪
23,24を備えた軸封カバー25が固定されている。

主軸台本体の空気通路22と主軸台本体14とクイル３間の
空間20を連通するため軸封カバー25に凹部26、主軸台本
体14の縮径孔部14bにおいて切欠き27が設けてある。主
軸台本体14とクイル３間の空間20の後部と吸込口12とを
連通するため、クイル３の後端には半径方向の導流通路
28が設けてある（第３図参照）。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面図であり、空気導入口21、
空気通路22は周方向に多数設けてある。

上記において主軸１は正逆方向回転に変えることがあ
り、羽根車12の羽根板は半径方向に直線型である。ただ
し主軸１が一方向回転である場合には羽根車13の羽根板
はボリユート状としてよく、又導流通路28はボリユート
形にしてもよい。更に又、羽根車13は軸流形とすること
もできる。

次のこの考案の作用をのべる。モータ18が附勢されると
プーリ19が回転してベルト17を介してプーリ16を回転す
るので主軸１、砥石２は回転する。主軸１の回転により
羽根車13は回転し、吸込口12から空気を吸込み、増速昇
圧して大気中へ放出する。これによつて空気導入口21か
ら空気が吸込まれ、空気通路22を通つて前部側へ流れ
る。軸封カハー25まで流れた空気は凹部26で方向を変
え、切欠き27を通つてクイル３と主軸台本体14間の空間
20をとおり後部へ向つて流れ、導流通路28を通つて吸込
口12に到る。

主軸１の回転により、前部軸受４対、後部軸受５対から
発熱する。これらの発熱量はこの実施例のような場合は
砥石端面を砥石面とする平面研削のため、前部軸受４に
大きな研削推力が加わることにより大きく、又後部軸受
５にはベルト17による荷重が加わることにより生ずる。
これらの軸受4,5の発生熱は主軸１とクイル３に伝わ
る。クイル３に伝わつた熱は更に主軸台本体14に伝わ
る。

そこで上記したように主軸台本体14の前部側は空気通路
22を流れる空気が内部から熱を奪う。そして昇温し易い
軸封カバー25は凹部26を流れる空気で冷却される。凹部
26を通つた空気は多数の周方向に設けた切欠き27を通じ
て該切欠き27周囲を冷却する。空間20を通る空気はクイ
ル３を外周から冷却すると共に主軸台本体14の円筒部内
周を冷却する。

このような冷却用空気の流路を設けてあるため、主軸台
本体14の前部側は空気通路22を前方へ向つて流れる空気
と空間20を後方へ向つて流れる空気で重ねて冷却され、
クイル３前部側は前部軸受４が比較的発熱量が多いけれ
ども、後部側と比較してより昇温しない空気が作用する
ため効果的に冷却され主軸１の前部軸受４を基準とした
主軸１の前方への熱変形が抑制される。

〔考案の効果〕

この考案は以下の効果がある。

（１）クイルと主軸台本体間の空間に空気を流すように
したからクイルは全面的に冷却される。主軸台本体の空
気導入口よりも前部側が、後部側に比べて重ねて冷却さ
れるため、主軸担持体の主軸台本体、クイルの熱変形に
基ずく主軸の前方への変位が少なくなる。

（２）軸受温度の最高温度が下げられ、定常状態に到る
時間が早く、又軸受温度が安定する。

（３）クイルと主軸台本体間の空気は従来から存在する
空間であり、部品としては羽根車を追加し、主軸台本体
に空気通路を作るのが主たる加工であるから、従来のよ
うに空気源、配管、空気調整装置を要せず簡単安価であ
る。

（４）外気を用いるので機械設置場所の気温で管理でき
る。

（５）導入口が後方にあるため、クーラントを吸込むこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の縦断面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ断面図、第３図はクイル後端を見る斜視図であ
る。 １……主軸、２……砥石、３……クイル、3a……段部、
3b……ねじ部、3c……段部、3d……ねじ部、3e……長
溝、3f……フイン、４……前部軸受、５……後部軸受、
７……軸封スリーブ、８……ロツクナツト、９……軸封
カラー、11……羽根車ボス、11a……軸封部、11b……縮
径部、11c……羽根車取付部、12……吸込口、13……羽
根車、14……主軸台本体、14a……円筒孔部、14b……縮
径孔部、15……導流板、16……プーリ、17……ベルト、
18……モータ、19……プーリ、20……空間、21……空気
導入口、22……空気通路、23,24……密封輪、25……軸
封カバー、26……凹部、27……切欠き、28……導流通
路、30……ゴムパツキン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸を軸承したクイルを主軸台本体に挿入
   した工作機械の主軸台において、主軸台本体の中間部か
   ら後部の間に空気導入口を設け、該空気導入口より前部
   側に向つて空気通路を貫通し、主軸台本体の前端側で該
   空気通路とクイルと主軸台本体間の空間を連通させ、前
   記主軸台本体とクイル間の空間の後部側を開口して該開
   口部を吸込口として羽根車を主軸に固定し、羽根車の吐
   出側を大気に通じるようにしてなる冷却手段を備えた工
   作機械の主軸台。