JPH1071540A - スピンドルの冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械の主軸その他各種冷却を必要とする
回転スピンドルに適用可能のスピンドルの冷却構造に関
するもので、回転時の冷却剤の飛散を防ぎ、冷却効果の
向上を図ることを目的としている。 【解決手段】 ハウジング２にスピンドル１を回転自在
に支持したスピンドルの冷却構造におけるハウジング２
に穿設した冷却剤流入路２０および冷却剤流出路３０に
臨んだ位置のスピンドル外周部に円筒部品３を取付け、
円筒形状の内径と外径によるポケット部をスピンドル外
周部に形成し、この円筒部内側を冷却剤通路に構成した
もので、冷却剤流入路２０より送給された冷却剤は複数
のノズル４からスピンドル１へ向けて放出され、円筒部
品３の内面へ飛ばされこの円筒内面部により冷却剤を案
内し、流出路３０より排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械等に使用
されるスピンドルの冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械等の主軸冷却のためのス
ピンドル冷却構造の１例を図３に示す。

【０００３】図３はスピンドル直接冷却構造よりなるも
ので、図において１はスピンドル、２はハウジングで、
スピンドル１はハウジング２内に回転自在に支持されて
いる。

【０００４】ハウジング２の冷却剤流入口および冷却剤
流出口に臨んだ位置のスピンドル１の外周面には冷却用
フイン１ｃが設けられ、これと対向するハウジング内面
との間に冷却剤通路を形成している。

【０００５】そしてハウジングの冷却剤流入口より導入
した冷却剤を直接フイン１ｃに当てることにより効率良
くスピンドルを冷却している。

【０００６】なお従来技術の別の構成として、スピンド
ル１の外周面に直接冷却用フインを刻設せずに、スピン
ドル外周面に嵌合した別の部材にフィンを設けたものも
ある。

【０００７】この場合も前記従来例のものと同様なスピ
ンドル冷却効果を奏している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来のスピンドル冷却構造のものは何れもフインが高速
で回転しているため、遠心力によりフインに衝突する冷
却剤が飛ばされ冷却効率を上げるためには障害となって
いた。

【０００９】また、上記障害に打ち勝つため大量の冷却
剤を高圧で供給する必要がある。

【００１０】さらにこの冷却剤の通路外への漏れを抑え
る目的で従来エアシール等を冷却フイン部の周辺に配置
することが多いが、冷却剤がフインの回転による遠心力
や高圧供給のための放出圧により飛散するため、冷却剤
漏れを完全に抑えるのは困難であった。

【００１１】本発明は上記従来技術の各不具合点を解消
した新たなスピンドルの冷却構造を提供することを目的
としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明は、ハウジングにスピンドルを回転
自在に支持したスピンドルの冷却構造において、ハウジ
ングに穿設した冷却剤流入路および冷却剤流出路に臨ん
だ位置のスピンドル外周部に円筒部品を取付け、これに
よりスピンドル外周部に円筒形状の内径と外径によるポ
ケット部を形成し、該円筒部内側を冷却剤通路に構成し
たものである。

【００１３】また、冷却剤通路を構成する前記円筒内面
部をテーパあるいはらせん溝等よりなる冷却剤案内構造
に構成し、冷却剤の通路外への漏れを防ぐことも効果的
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面により本発明の最良と思
われる実施の形態について説明する。図１は本発明スピ
ンドル冷却構造を示す断面図、図２は同スピンドルの要
部拡大説明図である。

【００１５】これらの図において、２はハウジング、１
はその内部へ回転自在に保持されたスピンドルである。

【００１６】ハウジング２にはその内周面の左右端部に
玉軸受６、ころ軸受１０を配置しスピンドル１を保持す
るとともに、これら各軸受６，１０の周囲にシール部
５，７，８，９，１３，１４，１５を配設している。

【００１７】１１，１２はスピンドル駆動用のビルトイ
ンモータで、ハウジング２内に配設されている。

【００１８】３は円筒部品で、主軸であるスピンドル１
の外周部に、図２に示すスピンドル外周面１ｂとの間に
適宜間隔を置いて焼嵌め等の手段で嵌合固定されてい
る。

【００１９】そして円筒部品３の円筒内面３ａとスピン
ドル外周面１ｂとの間に冷却剤通路を形成している。

【００２０】２ａはハウジング２の内周面に施された溝
で、該溝２ａに向けて冷却剤流入路２０がハウジング２
に穿設連通されている。

【００２１】４は、ハウジング２の冷却剤流入路２０に
臨んでハウジング内周面に円周方向等間隔に配置された
複数の冷却剤送給用ノズルで、冷却剤流入路２０より送
給された冷却剤は、ハウジング内周面の溝２ａを通り各
ノズル４よりスピンドル１へ向けて放出される。

【００２２】円筒部品３はノズル４の冷却剤放出口に臨
んでスピンドル外周部に取付けられ、これによりスピン
ドル外周部に円筒形状の内径と外径によるポケット部を
形成している。

【００２３】また円筒内面３ａはこれと対向するスピン
ドル外周面１ｂと共に、わずかにテーパが設けてあり、
冷却剤を円筒部品の基部付近に設けた穴３ｂの方向へと
導く案内面の役割りを果たしている。

【００２４】３０はハウジングに穿設された冷却剤流出
路で、円筒部品３の外周位置に臨んで設けられている。

【００２５】つぎに本発明スピンドル冷却構造の作用に
ついて説明する。冷却剤は冷却剤流入路２０より送給さ
れ、流出路３０に接続されたポンプによって吸引排出さ
れる。

【００２６】冷却剤流入路２０より送給された冷却剤
は、ハウジング２の内周面に施された溝２ａを通り、円
周方向に等配された複数のノズル４からスピンドル１へ
向けて放出される。

【００２７】このとき、スピンドル１は高速回転してい
るため、冷却剤はその冷却能力に十分に余裕を残したま
まスピンドル外周面１ｂからスピンドルへ焼嵌め等で嵌
合された円筒部品３の内面へと飛ばされる。

【００２８】そして、冷却剤は遠心力により、空気層の
存在なく円筒内面３ａによく密着し十分に冷却効果を発
揮することができる。

【００２９】また、円筒内面部はテーパ、あるいは図示
していないらせん溝が施してあるため、遠心力あるいは
回転力によって冷却剤を一方向へ導く案内面として作用
し、冷却剤を排出部へ集中させ、軸受等への冷却剤の漏
れを容易におさえることができる。

【００３０】また、排出すべき冷却剤は全て冷却剤通路
の端部に当る円筒部品基部に穿設した穴３ｂの外周へ集
中して放出されてくるため排出効率が高い。

【００３１】このように冷却剤流入路２０に冷却剤を供
給することにより遠心力の存在により従来冷却効率を上
げることの困難であった高速回転軸を効率よく冷却し、
また冷却剤の軸受等への漏れも容易に防止することがで
きる。

【００３２】したがってこの状態で高速回転駆動をする
とスピンドルは十分に冷却できるため、軸受およびモー
タから発生する熱による温度上昇を抑え、熱変位を生ず
ることを防止するとともにスピンドルの熱膨張による軸
受の焼付きを防止することができる。

【００３３】なお、上記実施形態例においては円筒内面
３ａをテーパとしたが、回転方向が一方向に決まってい
る場合はらせん溝により冷却剤案内をすることもでき
る。

【００３４】また、上記実施形態例は、本発明を工作機
械の主軸用スピンドルにおいて実施した場合につき説明
したが、他の装置の冷却を必要とするスピンドルにも適
用し得る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ハ
ウジングにスピンドルを回転自在に支持したスピンドル
冷却構造において、スピンドル外周部に円筒形状の内径
と外径によるポケット部を設けその円筒部内側を冷却剤
通路とする構造としたので、全体の構造を複雑大型化す
ることなく、遠心力によりスピンドル外周面から冷却剤
が飛ばされて冷却効率が上がらぬ従来技術の問題点を解
決でき、円筒部内面へ冷却剤が密着しスピンドルの冷却
効果を格段に向上させることができる。

【００３６】したがって、スピンドルの熱変位による寸
法精度の悪化を防止でき、またころがり軸受内外輪の温
度差を小さくして軸受内面圧の増大を抑え、円滑に回転
を保持することができる。

【００３７】また、冷却剤通路となる円筒内面にテーパ
あるいはらせん溝等の冷却剤案内となる構造を設けたの
で、冷却剤の飛散を防き、冷却剤を排出部へ効率よく集
中させることができ、ラビリンスシールやエアシール等
の簡単なシール構造を冷却剤通路の両側に配置すること
で、軸受等へ冷却剤が漏出することを確実に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の１例に係るスピンドル冷却
構造の断面図である。

【図２】同スピンドルの要部拡大説明図である。

【図３】従来のスピンドル冷却構造を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ スピンドル １ｂ スピンドル外周面 ２ ハウジング ２ａ 溝 ３ 円筒部品 ３ａ 円筒内面 ３ｂ 穴 ４ ノズル ５ シール部 ６，６ａ，６ｂ 玉軸受 ７，８，９ シール部 １０ ころ軸受 １１，１２ ビルトインモータ １３，１４，１５ シール部 ２０ 冷却剤流入路 ３０ 冷却剤流出路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングにスピンドルを回転自在に支
   持したスピンドルの冷却構造において、ハウジングに穿
   設した冷却剤流入路および冷却剤流出路に臨んだ位置の
   スピンドル外周部に円筒部品を取付け、これによりスピ
   ンドル外周部に円筒形状の内径と外径によるポケット部
   を形成し、該円筒部内側を冷却剤通路に構成したことを
   特徴とするスピンドルの冷却構造。
2. 【請求項２】 冷却剤通路を構成する前記円筒内面部を
   テーパあるいはらせん溝等よりなる冷却剤案内構造に構
   成したことを特徴とする請求項１記載のスピンドルの冷
   却構造。