JPH10249669A - 工作機械用主軸への切削用流体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工後のワークに付着した油の洗浄を容易に
行うことが可能であり、また、回転継手の寿命を長くす
ることが可能な工作機械用主軸への切削用流体供給装置
を提供する。 【解決手段】 主軸装置２０の先端部に取付けられた工
具２９によってワーク４４を切削加工する場合に、オイ
ルエア装置１１により高圧空気に微少量のオイル１７を
混入させて生成されたオイルエア１８を回転継手２１を
介して主軸装置２０内部に供給し、主軸２３内部のオイ
ルエア供給路３４を介して工具２９の先端部から吐出さ
せて、工具２９及びワーク４４の冷却及び潤滑を行う。
主軸２３が高速で回転すると、回転継手２１の動圧発生
溝３６ｂを有するシール部材３６が高速で回転して動圧
が発生し、シール部材４１を有する従動リング３９を上
方へ押し上げて、シール部材３６と４１とは非接触状態
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、先端部に工具が装
着された主軸を回転駆動させて、ワークの加工を行う工
作機械用主軸への切削用流体供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この様な工作機械においては、ワークを
加工する際の潤滑及び切削屑の除去を目的とすると共
に、そのワークと工具との冷却をも目的として加工部分
周辺に切削油が供給されるようになっている。切削油を
供給する方式の一つに、回転継手を介して主軸の内部か
ら工具へと切削油を供給する様にしたものがある。

【０００３】上記の工作機械用主軸の一例を図９に示
す。回転継手１は、主軸２ａの後端側（図９においては
上方）に配置されている。回転継手１のハウジング３後
端部にねじ止め固定されているキャップ部４には、切削
油の供給口４ａが設けられており、その供給口４ａは、
キャップ部４の下部に突設された筒部４ｂ内に形成され
た流体通路４ｃに通じるようになっている。

【０００４】筒部４ｂの外周部には、コイルスプリング
５によって下方へ付勢される有底円筒状の従動リング６
があり、従動リング６の底面部には、その中心に流体通
路４ｃと同径の流通孔５ａを有する継手板６ｂが設けら
れている。一方、主軸２ａの後端部には、アタッチメン
ト７がねじ止め固定されており、そのアタッチメント７
には、継手板６ｂに対面接触した状態で流通孔６ａに通
ずる流通孔７ａを有した継手板７ｂが設けられている。
継手板６ｂ及び７ｂは、例えばセラミックやカーバイト
などの材料で形成されており、所謂メカニカルシールと
して構成されている。

【０００５】そして、切削油は、外部から供給口４ａに
供給されると、流体通路４ｃ，流通孔６ａ及び７ａを介
して、主軸２ａの軸心を貫通するように設けられた流体
通路２ｂを通り、主軸装置２の一端側に装着された図示
しない工具及びワークに対して供給されるようになって
いる。この様な回転継手１を用いることによって、固定
側から回転する主軸２ａの流体通路２ｂに対して切削油
を漏れることなく供給することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな切削油は、加工時において比較的大量に使用される
ため、加工後のワークに付着した切削油を洗浄により除
去する作業がかなり面倒であった。また、高速で回転す
る工具により切削加工が行われることによって、切削油
が環境中に飛散してしまうという問題があった。

【０００７】加えて、一般に、工具及びワークに対して
供給された切削油は、回収された後再び供給口４ａに供
給されて循環するようになっている。従って、切削油は
切削加工により生じた切削屑を含んでいるため、もし循
環系からの漏れが生じると、主軸のベアリングなどを破
損してしまうおそれがある。

【０００８】このため、回転継手１の継手板６ｂ及び７
ｂは常に接触状態としなければならず、その状態で主軸
２ａが高速で回転するため、継手板６ｂ及び７ｂの接触
部は摩擦によって摩耗することが避けられず、回転継手
１の寿命に限界があるという問題も生じていた。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、加工後のワークに付着した油の洗浄
を容易に行うことが可能な工作機械用主軸への切削用流
体供給装置を提供することにある。また、本発明の他の
目的は、回転継手の寿命を長くすることが可能な工作機
械用主軸への切削用流体供給装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の工作機械用主軸への切削用流体供給
装置は、回転駆動されるように設けられ先端部に工具が
装着される主軸と、この主軸の軸心を貫通するように設
けられ前記工具に切削用流体を供給するための流体通路
と、高圧空気に微少量の油を混入させた油混入空気を生
成してこの油混入空気を前記切削用流体として送出する
切削用流体送出装置と、前記主軸の後端部側に設けら
れ、前記切削用流体送出装置から送出された切削用流体
を受けると共にこの切削用流体を前記主軸の流体通路内
に供給する回転継手とを具備したことを特徴とする。

【００１１】斯様に構成すれば、切削用流体の高圧空気
によって工具及びワークが冷却され、その高圧空気に微
少に混入されている油によって切削加工における潤滑作
用が生じる。そして、切削加工したワークに付着して残
留する油分は極めて僅かであるから、加工後のワークの
洗浄が極めて容易となり、また、環境中に飛散される油
分も僅かとなる。

【００１２】この場合、請求項２に記載したように、前
記回転継手を、固定側に前記主軸と直交するように設け
られた固定側継手板と、前記主軸の他端面に前記固定側
継手板と対抗するように設けられた回転側継手板とを有
して、前記主軸が回転している状態では、前記固定側継
手板と前記回転側継手板とが非接触状態となるように構
成するのが好ましく、斯様に構成すれば、固定側継手板
と回転側継手板とは接触して摩耗することがないから、
回転継手の寿命を長期化することができる。

【００１３】具体的には、請求項３に記載したように、
前記固定側継手板及び前記回転側継手板を同極性の永久
磁石によって構成すると良く、斯様に構成すれば、固定
側継手板と回転側継手板とは同極性の永久磁石間に生じ
る反発力によって非接触状態となるので、請求項２と同
様の効果が得られる。

【００１４】また、請求項４に記載したように、前記回
転側継手板に、前記主軸の回転に伴って前記固定側継手
板と前記回転側継手板とを離間させるように作用する動
圧を発生する動圧発生溝を形成しても良い。斯様に構成
すれば、主軸が回転すると、その回転に伴って回転側継
手板が回転し、動圧発生溝によって固定側継手板と前記
回転側継手板とを離間させるように作用する動圧が発生
する。従って、請求項２と同様の効果が得られる。

【００１５】請求項５に記載したように、前記回転継手
の固定側に、前記主軸の静止時に前記固定側継手板と前
記回転側継手板とを離間させるように前記固定側継手板
を支持する支持板を設けてもよく、斯様に構成した場合
でも、支持板によって主軸の静止時に固定側継手板と回
転側継手板とを離間させることができ、請求項２と同様
の効果が得られる。

【００１６】請求項６に記載したように、前記固定側継
手板に、前記切削用流体が流出した時に前記固定側継手
板と前記回転側継手板とを離間させるように作用する圧
力を発生する切削用流体流出部を形成すると良く、斯様
に構成すれば、主軸の回転に伴って動圧が発生する以前
の状態においても、固定側継手板に形成された切削用流
体流出部から流出する切削用流体の圧力によって、固定
側継手板と回転側継手板とは離間されるように作用する
ので、請求項２と同様の効果が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１乃至図３を参照して説明する。図１は、切削用流
体供給装置の構成を示す機能ブロック図及び主軸の構成
を概略的に示す軸方向断面図である。切削用流体送出装
置たるオイルエア装置１１には、図示しない外部のコン
プレッサから高圧（数気圧程度）の圧縮空気が与えられ
て、その圧縮空気は内部のバルブ１２及びミキシングバ
ルブ１３に導入されるようになっている。

【００１８】バルブ１２は、制御装置１４から与えられ
る制御信号に基づいて圧縮空気をポンプ１５に送り出す
ようになっており、そのポンプ１５は、圧縮空気が送り
込まれると動作して、オイル槽１６内に満たされている
オイル（油）１７を微少量吸い上げてミキシングバルブ
１３に送出するようになっている。

【００１９】ミキシングバルブ１３は、圧縮空気とオイ
ル１７とを混合してオイルエア（油混入空気，切削用流
体）１８を生成し、そのオイルエア１８を、供給管１９
を介して主軸装置２０の後端側（図１では上方）に配置
されている回転継手２１に送出するようになっている。

【００２０】ここで、オイルエア１８は、例えば１分当
たり数１０リットル程度の割合で流出する圧縮空気に対
して、オイル１７が１時間当たり０．１〜１ｃｃ程度の
割合で混入されるものであり、オイルエア１８における
オイル１７の粒径は、０．１〜０．５ｍｍ程度となって
いる。

【００２１】主軸装置２０は、例えば、中空円筒状のハ
ウジング２２内に、鉄系材料からなる主軸２３とその主
軸２３を回転駆動させる誘導モータ２４とを内蔵するビ
ルトインタイプとして構成されているものである。主軸
２３は、先端部分が他の部分に対して径大となる形状で
あり、その先端部分及び中間部分が玉軸受２５及び２６
によって、ハウジング２２に対して回転自在に支承され
ている。尚、ハウジング２２及び主軸２３は、いずれも
鉄系材料で構成されている。

【００２２】玉軸受２５及び２６によって支承されてい
る部分の略中間に位置する部位の主軸２３側には、コア
２７ａ及びかご形巻線（エンドリング）２７ｂからなる
ロータ２７が配設され、ハウジング２２の内周部には、
コア２７ａと所定ギャップを以て対向するコア２８ａ及
び巻線（コイルエンド）２８ｂからなるステータ２８が
配設されることにより、前述の誘導モータ２４が構成さ
れている。

【００２３】主軸２３の先端側には、切削加工用の工具
２９を把持するための工具ホルダ３０が設けられてい
る。また、主軸２３の内部には、工具ホルダ３０によっ
て工具２９を把持させるように動作する機構を構成する
プルスタッド３１，ドローバー３２及びドローバースプ
リング３３等が配設されている。そして、これらの構成
要素には、主軸２３の軸心を貫通するようにしてオイル
エア供給路（流体通路）３４が設けられている。

【００２４】工具２９には、具体的には図示しないが、
軸方向中心部に工具ホルダ３０のオイルエア供給路３４
に連通するオイルエア供給路が設けられており、先端部
分に設けられた切削加工用刃部の付近には、そのオイル
エア供給路に繋がる吐出孔を有している。

【００２５】図２は、主軸装置２０の後端側に設けられ
ている回転継手２１を中心とする部分を拡大して示すも
のである。主軸２３の後端部には、回転継手２１の一部
を構成するアタッチメント３５がねじ止めにより取付け
固定されている。アタッチメント３５は、セラミックな
どからなる円盤状のシール部材（回転側継手板）３６を
有している。

【００２６】図２におけるＡ−Ａ′視を図３に示すよう
に、シール部材３６は、その中心部にオイルエア供給孔
（オイルエア供給路３４に通ずる）３６ａを有すると共
に、その中心側から周辺方向に向けて形成された複数の
動圧発生溝３６ｂを有している。動圧発生溝３６ｂは、
図３中に矢印で示すように主軸２３が反時計方向に回転
した場合に、空気の流れが周辺部から回転の中心方向に
向かうように形成されている。

【００２７】主軸装置２０のハウジング２２後端部に
は、中空の円筒部３７ａの基端部にフランジ３７ｂを有
する回転継手２１のハウジング３７が、ねじ止めにより
取付け固定されている。フランジ３７ｂの図２中左側に
は、後述するようにオイル１８を回収するためのドレイ
ン孔３７ｃが設けられている。円筒部３７ａの内周側に
おいて軸方向略中間に位置する部位には、ドーナツ形の
支持板３８が配設されている。

【００２８】支持板３８の中空部には、基端部にフラン
ジ３９ａを有し且つ前記中空部よりも径小なる有底円筒
状の従動リング３９が貫通するように配置されており、
従動リング３９は、そのフランジ３９ａと支持板３８と
に両端が固定されているコイルスプリング４０によって
弾性支持されている。

【００２９】従動リング３９の底部は、シール部材３６
と同材質のシール部材（固定側継手板）４１が取付け固
定されており、シール部材４１の中心部には、シール部
材３６のオイルエア供給孔３６ａに通ずるオイルエア供
給孔４１ａが設けられている。尚、シール部材４１は、
シール部材３６に比して若干径小となっている。

【００３０】ハウジング３７の図２における上方にはキ
ャップ部４２があり、そのキャップ部４２は、中心部に
オイルエア供給孔４２ａを有すると共に、中心部から下
方へと伸びる筒部４２ｂを有している。筒部４２ｂの内
部は、オイルエア供給孔４２ａに通ずるオイルエア供給
路４２ｃが形成されている。そして、キャップ部４２
は、筒部４２ｂが従動リング３９の内部に挿入された状
態で、ハウジング３７の上端部にねじ止め固定されてい
る。オイルエア供給孔４２ａには、図１に示すように供
給管１９が接続されるようになっている。

【００３１】以上の構成において、従動リング３９は、
主軸２３が回転していない状態で、シール部材３６と４
１とが非接触となるようにコイルスプリング４０によっ
て支持されている。また、主軸装置２０の先端部にある
工具２９の下方には、テーブル４３の上に載置されて固
定されているワーク（被加工物）４４がセットされてい
る。

【００３２】次に、本実施例の作用について説明する。
先ず、オイルエア装置１１からオイルエア１８が、供給
管１９を介して回転継手２１へ供給される。すると、オ
イルエア１８は、オイルエア供給孔４２ａ，オイルエア
供給路４２ｃ，シール部材４１のオイルエア供給孔４１
ａ及びシール部材３６のオイルエア供給孔３６ａを介し
て、主軸２３のオイルエア供給路３４へと送出され、更
に工具２９の内部を介してその先端部から外部のワーク
４４へ吐出される。この場合、オイルエア１８が供給さ
れる圧力によって従動リング３９が下方へ付勢され、シ
ール部材４１はシール部材３６に近付く方向に変位す
る。

【００３３】次に、主軸装置２０に内蔵されている誘導
モータ２４に通電が行われると、主軸２３が回転駆動さ
れる。そして、主軸２３の回転数がワーク４４の切削加
工を行う定常回転数に達する高速回転領域においては、
それに伴って動圧発生溝３６ｂを有するシール部材３６
も高速で回転することにより、周辺部から回転の中心方
向に向かう空気流による動圧が発生する。

【００３４】すると、その動圧によって従動リング３９
は上方へ押し上げられるので、シール部材３６と４１と
は非接触状態を維持するようになる。この時、両者の間
隔は、例えば数μｍ程度のごく僅かなものとなるように
コイルスプリング４０の付勢力を調整する。

【００３５】そして、主軸装置２０は、図示しない駆動
機構により図１中下方へと移動され、高速で回転してい
る工具２９によってワーク４４を切削加工する。この
時、工具２９の先端部から吐出されるオイルエア１８の
高圧空気により工具２９及びワーク４４は冷却されると
共に、ワーク４４の切削屑が周辺部に飛ばされる。ま
た、オイルエア１８に含まれている粒子状のオイル１７
によって、切削加工における潤滑作用が生じる。

【００３６】この様に、オイルエア装置１１からオイル
エア１８が主軸装置２０へと供給されて工具２９による
ワーク４４の切削加工が行われている状態では、上述の
ように、回転継手２１のシール部材３６と４１とは非接
触状態にあり、オイルエア１８は両者の隙間よりハウジ
ング３７内部へと若干量漏出して、ドレイン孔３７ｃか
ら回収される。

【００３７】しかしながら、オイルエア１８内に含まれ
ているオイル１７の量は極めて微量であり、従来のよう
に、使用した切削液を再利用するような循環系を構成す
る必要はなく、常にオイル槽１６より新しいオイル１７
が供給されるように構成されている。従って、オイルエ
ア装置１１から供給されるオイルエア１８は切削屑など
を含んでおらず、シール部材３６と４１との隙間よりハ
ウジング３７内部または万一主軸装置２０のハウジング
２２内部へ漏出したとしても、軸受２５及び２６などを
破損するおそれはない。

【００３８】以上のように本実施例によれば、主軸装置
２０の先端部に取付けられた工具２９によってワーク４
４を切削加工する場合に、オイルエア装置１１により高
圧空気に微少量のオイル１７を混入させて生成されたオ
イルエア１８を回転継手２１を介して主軸装置２０内部
に供給し、主軸２３内部のオイルエア供給路３４を介し
て工具２９の先端部から吐出させて、工具２９及びワー
ク４４の冷却及び潤滑を行うようにした。

【００３９】従って、従来のように油性の切削液を大量
に使用する場合に比して、加工後のワークに付着したオ
イル１７を洗浄して除去する処理が極めて容易となる。
また、環境中に飛散するオイル１７も極僅かとすること
ができる。

【００４０】更に、本実施例によれば、主軸２３が高速
で回転する場合には、回転継手２１の動圧発生溝３６ｂ
を有するシール部材３６が高速で回転して動圧を発生さ
せ、シール部材４１を有する従動リング３９を上方へ押
し上げて、シール部材３６と４１とは非接触状態となる
ようにした。

【００４１】即ち、オイルエア１８に含まれるオイル１
７の量が極僅かであり回収して再使用する必要がないこ
とから、オイル１７には切削屑が含まれておらず、シー
ル部材３６と４１とが非接触状態となった隙間よりオイ
ルエア１８が若干漏出しても、主軸装置２０の機構に悪
影響を与えるおそれがない。

【００４２】従って、主軸２３にはシール部材３６と４
１とを非接触状態としたままでオイルエア１８を供給す
ることが可能となり、シール部材３６及び４１が回転の
摩擦によって摩耗するのを抑制することができ、回転継
手２１の寿命を長期化することができる。また、漏出し
たオイルエア１８をドレイン孔３７から回収せずとも、
環境に与える影響は殆どない。

【００４３】図４は本発明の第２実施例を示すものであ
り、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を
省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例
では、第１実施例のシール部材３６及びシール部材４１
に代えて、シール部材（回転側継手板）４５及びシール
部材（固定側継手板）４６が設けられ、回転継手４７が
構成されている。

【００４４】これらのシール部材４５及び４６は、同じ
極性の永久磁石で構成されており、両者の直径は同じ寸
法となっている。そして、シール部材４５と４６とは、
同極性の永久磁石の磁力による反発力とコイルスプリン
グ４０の付勢力とがバランスして、両者の間には数μｍ
程度の隙間ができるように調整されている。また、シー
ル部材４５及び４６の中心部には、シール部材３６及び
４１と同様にオイルエア供給孔４５ａ及び４６ａが形成
されている。その他の構成は第１実施例と同様である。

【００４５】斯様に構成された第２実施例によれば、シ
ール部材４５と４６との間を永久磁石の磁力による反発
力で非接触状態としたので、両者が接触して摩耗するこ
とがなく、第１実施例と同様に回転継手４７の寿命を長
期化することができる。

【００４６】図５乃至図７は本発明の第３実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第
３実施例では、第１実施例のシール部材３６及びシール
部材４１に代えてシール部材（回転側継手板）４８及び
シール部材（固定側継手板）４９が設けられていると共
に、従動リング３９に代えて従動リング５０が設けられ
て、回転継手５１が構成されている。

【００４７】図６は、図５におけるＡ−Ａ′視を示すも
のである。この図６において、シール部材４９には、中
心部にオイルエア供給孔４９ａが形成されていると共
に、周辺部の４か所に流体流出孔（切削用流体流出部）
４９ｂが設けられており、その流体流出孔４９ｂの周囲
には、流体流出孔４９ｂの径と同じ幅を有する円弧状の
静圧絞り溝４９ｃが形成されている。

【００４８】これらの流体流出孔４９ｂは、図５に示す
ように、従動リング５０に設けられた静圧供給路５０ａ
に連通するようになっており、キャップ部４２のオイル
エア供給路４２ｃに供給されるオイルエア１８の一部
が、図５中下方、即ちシール部材４８へ向けて流出する
ようになっている。

【００４９】また、図７は、図５におけるＢ−Ｂ′視を
示すものである。この図７において、シール部材４８に
は、やはり中心部にオイルエア供給孔４８ａが形成され
ていると共に、第１実施例におけるシール部材３６と同
様の作用目的で複数の動圧発生溝４８ｂが形成されてい
る。

【００５０】ここで、シール部材３６に比較して、動圧
発生溝４８ｂは、より中心部のオイルエア供給孔４８ａ
に近い部位に形成されている。これは、シール部材４８
の周辺部には、シール部材４９の流体流出孔４９ｂから
流出するオイルエア１８が当たるようになっており、そ
れを避けるようにして動圧発生溝４８ｂを設けているた
めである。その他の構成は第１実施例と同様である。

【００５１】次に、第３実施例の作用について説明す
る。第１実施例と同様に、オイルエア装置１１からオイ
ルエア１８が供給管１９を介して回転継手５１へ供給さ
れると、オイルエア１８は、キャップ部４２のオイルエ
ア供給路４２ｃからシール部材４９のオイルエア供給孔
４９ａに供給される。この経路のオイルエア１８は、シ
ール部材４８のオイルエア供給孔４８ａを介して主軸２
３のオイルエア供給路３４へと至って、第１実施例と同
様に作用する。

【００５２】それと同時に、オイルエア１８は、従動リ
ング５０の静圧供給路５０ａを介して流体流出孔４９ｂ
から流出しシール部材４８にぶつかり、その流出圧力が
シール部材４８及び４９間に作用することによって、両
者は離間した状態となる。即ち、主軸２３が停止状態の
場合は、上記流出圧力（静圧）によってシール部材４８
と４９とは非接触状態となる。尚、静圧絞り溝４９ｃ
は、流体流出孔４９ｂから流出するオイルエア１８が拡
散して圧力が低下しないように作用する。

【００５３】そして、主軸２３が高速で回転すると、そ
れに伴ってシール部材４８も回転することにより上記静
圧は相対的に弱まるが、シール部材４８の動圧発生溝４
８ｂによって第１実施例と同様に動圧が発生することに
より、シール部材４８と４９とはそのまま非接触の状態
を維持する。

【００５４】以上のように第３実施例によれば、シール
部材４９に流体流出孔４９ｂを設け、主軸２３が停止状
態の場合は、流体流出孔４９ｂから流出するオイルエア
１８がシール部材４８にぶつかる圧力によって、シール
部材４８と４９とが非接触状態となるようにした。従っ
て、第１実施例と同様の効果が得られる。

【００５５】図８は本発明の第４実施例を示すものであ
り、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を
省略し、以下異なる部分について説明する。第４実施例
では、主軸装置２０のハウジング２２の後端側に相当す
る部分が、アルミからなる支持部材５２として別体で構
成されており、その支持部材５２は、先端側のハウジン
グ２２ａにねじ止めにより取付け固定されている。そし
て、ハウジング２２ａと支持部材５２とを合わせたもの
が、第１実施例のハウジング２２に対応して設けられて
いる。

【００５６】回転継手５３の外部筐体は、ハウジング５
４及びキャップ部５５で構成されている。ハウジング５
４は、図８中左側に、ハウジング３７と同様のドレイン
孔５４ａが設けられており、ねじ止めによって支持部材
５２に取付け固定されている。ハウジング５４とキャッ
プ部５５との間には、例えばステンレスからなり僅かに
弾性を有する支持板５６が配設されている。支持板５６
は、中央部に取付け孔５６ａを有しており、その取付け
孔５６ａに密着状態で嵌合されるシール部材（固定側継
手板）５７を支持するものである。

【００５７】シール部材５７は、中央部にオイルエア供
給孔５７ａを有しており、対向する回転側継手板たるシ
ール部材３６′（第１実施例のシール部材３６と同様の
構成で、径がシール部材５７に等しい）とは、主軸２３
が停止している状態において両者が僅かに離間するよう
に、支持板５６によって支持されている。

【００５８】キャップ部５５は、第１実施例におけるキ
ャップ部４２のような筒部４２ｂを有しておらず、オイ
ルエア供給孔５５ａとそれに続く短いオイルエア供給路
５５ｂとを有している。そして、キャップ部５５は、前
述のように支持板５６を介してねじ止めによりハウジン
グ５４に取付け固定されている。その他の構成は第１実
施例と同様である。

【００５９】次に、第４実施例の作用について説明す
る。第１実施例と同様に、オイルエア装置１１からオイ
ルエア１８が供給管１９を介して回転継手５３へ供給さ
れると、オイルエア１８は、キャップ部５５のオイルエ
ア供給路５５ｂからシール部材５７のオイルエア供給孔
５７ａに供給される。この時、オイルエア１８の供給圧
力によって、支持板５６は図８中下方へと僅かに弾性変
形するので、シール部材５７はシール部材３６′に接近
して接触する方向へ変位する。

【００６０】そして、主軸２３が高速で回転すると、シ
ール部材３６′も回転することにより動圧が発生して、
シール部材５７を上方へ押し上げるように作用するの
で、シール部材５７と３６′とは非接触の状態を維持す
る。

【００６１】また、この場合、主軸２３が高速で回転す
ることにより熱膨張して、その後端側が伸びて回転側の
シール部材３６′が固定側のシール部材５７に接近する
ように作用することが考えられる。しかし、回転継手５
３は、主軸２３を構成する鉄よりも線膨脹係数の大なる
アルミからなる支持部材５２によって支持されている。
従って、（主軸２３の温度）＞（支持部材５２の温度）
であっても、線膨脹係数の大小関係は逆であるから、両
者の熱膨張による伸びを同程度として、シール部材３
６′と５７との距離関係を略一定に保つことが可能とな
る。

【００６２】以上のように第４実施例によれば、固定側
のシール部材５７を弾性を有する支持板５６によって支
持したので、第１実施例と同様に回転側のシール部材３
６′と固定側のシール部材５７とを非接触状態にするこ
とができる。

【００６３】また、第４実施例によれば、回転継手５３
を、主軸２３を構成する鉄よりも線膨脹係数の大なるア
ルミからなる支持部材５２によって支持したので、高速
回転することにより主軸２３が熱膨張した場合でも、よ
り低い温度なっている支持部材５２の熱膨張による伸び
が主軸２３と同程度となって、シール部材３６′と５７
との距離関係を略一定に保ち、両者を非接触状態に維持
することができる。

【００６４】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。油混入空気は、所謂オイルミストと
称される、よりオイルの粒径が細かいものであっても良
い。第１乃至第３実施例においても、回転継手をアルミ
からなる支持部材５２によって支持しても良い。回転継
手２１，４７，５１，５３に代えて、回転継手１を用い
ても良い。

【００６５】第１実施例において、主軸２３が回転して
いない状態や定常回転数に達する以前の低速回転領域に
おいては、シール部材３６と４１とが接触する状態にし
ておき、主軸２３が高速回転領域に達した場合にだけ、
発生した動圧で両者が非接触状態となるようにしても良
い。この様な場合であっても、従来に比してシール部材
３６及び４１の摩耗を低減し、回転継手２１の寿命を長
期化する効果を得ることは可能である。また、オイルエ
ア１８の供給圧力が加わった場合でもシール部材３６と
４１とが非接触状態となるように、コイルスプリング４
０による従動リング３９の支持状態を調整すれば、シー
ル部材３６に動圧発生溝３６ｂを設ける必要はない。同
様に、第３及び第４実施例においても、回転側継手板で
あるシール部材４８及び３６′に形成されている動圧発
生溝４８ｂ及び３６ｂは、必要に応じて設ければ良い。

【００６６】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載の工作機械用主軸へ
の切削用流体供給装置によれば、高圧空気に微少量の油
を混入させた油混入空気を生成してこの油混入空気を切
削用流体として主軸に供給するので、切削用流体の高圧
空気によって工具及びワークが冷却され、その高圧空気
に微少に混入されている油によって切削加工における潤
滑作用が生じる。そして、切削加工したワークに付着し
て残留する油分は極めて僅かであるから、加工後のワー
クの洗浄が極めて容易となり、また、環境中に飛散され
る油分も僅かとすることができる。

【００６７】請求項２記載の工作機械用主軸への切削用
流体供給装置によれば、主軸が回転している状態で固定
側継手板と回転側継手板とが非接触状態となるので、固
定側継手板と回転側継手板とは接触して摩耗することが
なく、回転継手の寿命を長期化することができる。

【００６８】請求項３記載の工作機械用主軸への切削用
流体供給装置によれば、固定側継手板及び回転側継手板
を同極性の永久磁石で構成したので、両者は同極性の永
久磁石間に生じる反発力によって非接触状態となるの
で、請求項２と同様の効果が得られる。

【００６９】請求項４記載の工作機械用主軸への切削用
流体供給装置によれば、主軸が回転すると、その回転に
伴って回転側継手板が回転し、動圧発生溝によって固定
側継手板と前記回転側継手板とを離間させるように作用
する動圧が発生するので、請求項２と同様の効果が得ら
れる。

【００７０】請求項５記載の工作機械用主軸への切削用
流体供給装置によれば、回転継手の固定側に、主軸の静
止時に固定側継手板と回転側継手板とを離間させるよう
に固定側継手板を支持する支持板を設けたので、主軸の
回転に伴って動圧が発生する以前の状態では、固定側継
手板と回転側継手板とは支持板によって非接触状態とな
り、請求項２と同様の効果が得られる。

【００７１】請求項６記載の工作機械用主軸への切削用
流体供給装置によれば、主軸の回転に伴って動圧が発生
する以前の状態では、固定側継手板に形成された切削用
流体流出部から流出する切削用流体の圧力によって固定
側継手板と回転側継手板とは離間されるように作用する
ので、請求項２と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す工作機械の主軸の軸
方向断面図及び切削用流体供給装置の構成を示す機能ブ
ロック図

【図２】図１の回転継手部分を拡大して示す図

【図３】図２におけるＡ−Ａ′視を示す図

【図４】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図２相当図

【図６】図５におけるＡ−Ａ′視を示す図

【図７】図５におけるＢ−Ｂ′視を示す図

【図８】本発明の第４実施例を示す図２相当図

【図９】従来技術を示す図２相当図

【符号の説明】

１１はオイルエア装置（切削用流体送出装置）、１７は
オイル（油）、１８はオイルエア（油混入空気，切削用
流体）、２１は回転継手、２３は主軸、２９は工具、３
４はオイルエア供給路（流体通路）、３６及び３６′は
シール部材（回転側継手板）、３６ｂは動圧発生溝、４
１はシール部材（固定側継手板）、４５はシール部材
（回転側継手板）、４６はシール部材（固定側継手
板）、４７は回転継手、４８はシール部材（回転側継手
板）、４８ｂは動圧発生溝、４９はシール部材（固定側
継手板）、４９ｂは流体流出孔（切削用流体流出部）、
５１は回転継手、５２は支持部材、５３は回転継手、５
６は支持板、５７はシール部材（固定側継手板）を示
す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動されるように設けられ先端部に
   工具が装着される主軸と、 この主軸の軸心を貫通するように設けられ前記工具に切
   削用流体を供給するための流体通路と、 高圧空気に微少量の油を混入させた油混入空気を生成し
   てこの油混入空気を前記切削用流体として送出する切削
   用流体送出装置と、 前記主軸の後端部側に設けられ、前記切削用流体送出装
   置から送出された切削用流体を受けると共にこの切削用
   流体を前記主軸の流体通路内に供給する回転継手とを具
   備したことを特徴とする工作機械用主軸への切削用流体
   供給装置。
2. 【請求項２】 前記回転継手は、固定側に前記主軸と直
   交するように設けられた固定側継手板と、前記主軸の他
   端面に前記固定側継手板と対抗するように設けられた回
   転側継手板とを有し、前記主軸が回転している状態で
   は、前記固定側継手板と前記回転側継手板とが非接触状
   態となるように構成されていることを特徴とする請求項
   １記載の工作機械用主軸への切削用流体供給装置。
3. 【請求項３】 前記固定側継手板及び前記回転側継手板
   を、同極性の永久磁石によって構成したことを特徴とす
   る請求項２記載の工作機械用主軸への切削用流体供給装
   置。
4. 【請求項４】 前記回転側継手板に、前記主軸の回転に
   伴って前記固定側継手板と前記回転側継手板とを離間さ
   せるように作用する動圧を発生する動圧発生溝を形成し
   たことを特徴とする請求項２記載の工作機械用主軸への
   切削用流体供給装置。
5. 【請求項５】 前記回転継手の固定側に、前記主軸の静
   止時に前記固定側継手板と前記回転側継手板とを離間さ
   せるように前記固定側継手板を支持する支持板を設けた
   ことを特徴とする請求項２または４記載の工作機械用主
   軸への切削用流体供給装置。
6. 【請求項６】 前記固定側継手板に、前記切削用流体が
   流出した時に前記固定側継手板と前記回転側継手板とを
   離間させるように作用する圧力を発生する切削用流体流
   出部を形成したことを特徴とする請求項２または４記載
   の工作機械用主軸への切削用流体供給装置。