JPH11166549A - 軸受部の潤滑油量制御装置 - Google Patents

軸受部の潤滑油量制御装置

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JPH11166549A
JPH11166549A JP33206697A JP33206697A JPH11166549A JP H11166549 A JPH11166549 A JP H11166549A JP 33206697 A JP33206697 A JP 33206697A JP 33206697 A JP33206697 A JP 33206697A JP H11166549 A JPH11166549 A JP H11166549A
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JP
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lubricating oil
oil
temperature
bearing
main shaft
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JP33206697A
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Kazuoki Sakai
一起 堺
Hisao Sasaki
久雄 佐々木
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Nippei Toyama Corp
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Nippei Toyama Corp
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6659Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles
    • F16C33/6674Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles related to the amount supplied, e.g. gaps to restrict flow of the liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度で冷却効率の高い省資源的に優れた軸受
部の潤滑油量制御装置を提供する。 【解決手段】軸受部からの回収潤滑油の油温上昇に追従
して前記軸受部に供給される潤滑油量が制御されるよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸受部に供給され
る潤滑油量の制御装置に関し、さらに詳しくは高速で回
転する主軸の軸受部に供給される潤滑油量を熱効率的に
制御し、高精度で冷却効率の高い省資源的に優れた軸受
部の潤滑油量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高速で回転する主軸の軸受部を潤
滑するものとして、まず、主軸回転の低速域から高速域
にわたって該軸受部に同一量の潤滑油量を供給するオイ
ルジェット方式がある。
【0003】次に、軸受部の潤滑油量制御を主軸回転速
度に対応して行なう潤滑装置が挙げられる(特開平8ー
309643号公報)。図2は、この公報に示された主
軸等アンダーレース潤滑を示す全体断面図であるが、図
2に示す如く、この潤滑装置は、潤滑供給源21からの
潤滑油O1が流量制御弁22を介して主軸尾端側から主
軸孔23に送り込まれ、ドローイングバー24を挿入し
て得られた環状空間内の孔壁25に主軸26のベアリン
グ支持領域27を承持するセパレータ筒28を内装さ
せ、上記ベアリング支持領域27に対面するセパレータ
筒28の筒壁29に潤滑油を送り込む第1通孔30を設
け、上記第1通孔30を上記ベアリング支持領域27の
主軸26に穿った第2通孔31に連絡させると共に、こ
の第2通孔31を各ベアリング32、33の内輪に穿っ
た第3通孔34、35に連絡させ、主軸26の停止から
低速回転域までの区間は上記流量制御弁22を解放し、
主軸26が高速回転になるほど上記流量制御弁22を絞
ることを特徴とする主軸の軸受部潤滑装置である。な
お、36はポンプ、37は制御器である。
【0004】そして、この主軸の軸受部潤滑装置は、前
記のように構成され、次のような作用を有する。最初
に、潤滑供給源21からの潤滑油O1は、流量制御弁2
2を介してドローイングバー24の尾端孔側から主軸孔
23内に所定量だけ送り込まれる。主軸26のベアリン
グ支持領域27を承持するセパレータ筒28の第1通孔
30に潤滑油O1が送り込まれると、この第1通孔30
から主軸26に穿った第2通孔31を通過して各ベアリ
ング32、33の内輪に穿った第3通孔34、35に供
給される。この潤滑油供給量は、主軸26の停止から低
速回転域までの区間は流量制御弁22を開放して最大と
する。主軸26が高速回転になるほど流量制御弁を絞る
ことで常に適正量の潤滑流量が増減して供給される。こ
れにより、各ベアリング32、33の軸受部での過剰な
潤滑流量を無くし発熱が抑制される。そして、アンダー
レース潤滑ごの潤滑液O1は、主軸固定機枠側のドレン
通路から外部へ放出される。
【0005】他方、支持軸領域38の各通孔30にも冷
却液Dが供給される。主軸26の内周面の流通断面積に
より流量制御された冷却液Dが供給され、内周面25か
ら主軸尾端側に送り出しながら主軸を冷却する。すなわ
ち、冷却液Dは、主軸26の停止及び回転時に、通孔3
0から主軸26の内周面の空間Xに送りこまれて主軸2
6全体の冷却を行なうものである。
【0006】さらに、主軸の回転数、負荷など主軸軸受
け部から発生する熱量に応じて、循環主軸冷却用の循環
油の設定温度を複数段に切り替え、主軸部の発熱量に応
じた、油温と室温との温度差にすることにより、主軸部
の温度をー定に保ち、熱変位を無くす工作機械の主軸冷
却制御装置が挙げられる(特開昭62ー44351号公
報)。
【0007】またさらに、ベアリングによって回転可能
に軸承した回転軸と、高圧油を前記ベアリングに供給す
るノズルと、前記ベアリングのノズル側とは反対側の低
圧側の回転軸上に低圧側の油を半径方向に加圧するター
ビンとを備えた軸受装置が挙げられる(特開平6ー17
834号公報)。この軸受装置は、回転軸の高速回転に
よりタービンを同速回転し、ベアリングの潤滑冷却を終
えて低圧室に排出される油を吸引し、かつ半径方向に加
圧してハウジングに設けた油循環通路の入口に圧入し、
ついでその出口に圧送してから高圧室に送り、この高圧
室からノズルによりベアリングに噴射して潤滑冷却する
ものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記オ
イルジェット方式は、あまり冷却を必要としない主軸回
転の低速域に余分の潤滑油を供給するものであり、従っ
て省資源的に好ましくないものであり、また、余分の潤
滑油を軸受部で撹拌することにより冷却効率がかえって
低下するという問題点を含んでいた。
【0009】次に、主軸の軸受部潤滑装置は、潤滑油の
供給量を、主軸の停止から低速回転域までの区間で最大
とし、主軸が高速回転になるほど流量制御弁を絞って少
なくするものであり、主軸の高速回転域に多量の潤滑油
を供給するとベアリングの撹拌による発熱が主軸に大き
く影響すると考えているものである。しかし、この装置
には、主軸自体の高速回転によるベアリングの発熱に対
しては何等対処していないので発熱が抑えられないとい
う問題がある。更に、主軸の回転を基に潤滑油量を制御
しているので、低速回転においてもベアリングに高負荷
の力が作用する場合には発熱し、したがって基準として
主軸の回転を選択することは、精度面で問題がある。
【0010】さらに、工作機械の主軸冷却制御装置は、
主軸冷却用の循環油の油温が設定温度より高くなると、
冷凍機を運転して該循環油を冷却し、設定温度以下にな
ると冷凍機の運転を停止するものであり、冷却効果を発
揮するためには、冷凍機を大型化せざるを得ず、また、
軸受け部に供給する潤滑油についてはなんら考慮してい
るものでなく、そのため軸受け部の冷却効果が充分でな
いという問題を有する。
【0011】また、ベアリングを潤滑冷却する軸受装置
は、低速では少量の油を循環し、高速では大量の油を循
環し、回転軸の回転速度にあつた油の供給を行なうもの
であるが、低速回転においてもベアリングに高負荷がか
かるときには発熱し、必ずしも少量の油を循環すれば良
いというものでなく、高負荷にみあった油の供給が必要
であり、この点において前記軸受装置は問題点を有す
る。
【0012】そこで、本発明は、基準として、より精度
の良い回収潤滑油の油温上昇を選択し、また、発熱が大
きければその分多量の潤滑油を供給することにより積極
的に熱を奪い、高精度で冷却効率の高い省資源的に優
れ、しかも大型の設備を要することもない軸受部の潤滑
油量制御装置を提供することを課題とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、次の手段をとるものである。すなわち、
請求項1の発明は、軸受部からの回収潤滑油の油温上昇
に追従して前記軸受部に供給される潤滑油量が制御され
るように構成されたことを特徴とする軸受部の潤滑油量
制御装置である。
【0014】また、請求項2の発明は、軸受部、該軸受
部からの回収潤滑油の油温を検出するセンサー及び流量
制御弁を含んでなる軸受部の潤滑油量制御装置であっ
て、前記センサーで検出された油温と機台の温度とから
油温上昇を求め、該油温上昇に追従して前記流量制御弁
から前記軸受部に供給される潤滑油量を制御するように
構成されたことを特徴とする軸受部の潤滑油量制御装置
である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面に示す実施
例に基づいて詳細に説明する。図面は、あくまでも説明
のためのものであって、本発明の精神を失わない限り、
多少の変更は許容される。図1は、本発明に係る軸受部
の潤滑油量制御装置のー実施例を示す概略一部破断断面
図である。図1において1は軸受部であり、2はベアリ
ングである。3は流量制御弁であり、好ましくは磁性流
体アクチュエータなどのアクチュエータ4によって流量
制御弁3の弁開口度が制御され、管路5への潤滑油の量
が制御される。なお、図1において流量制御弁3とアク
チュエータ4とがー体となったものを用いても良い。6
は軸受部1の入口孔である。7は軸受部1の出口孔であ
る。戻り管路8は出口孔7とポンプ9とをつなぐもので
あり、戻り管路8には回収潤滑油が流れる。10は、セ
ンサーであり、例えば非接触式又は熱電対などの接触式
センサーが例示される。センサー10は、回収潤滑油の
油温を測定して信号経路12を通じて制御器13に油温
の信号を送るものである。回収潤滑油の油温は急激に低
下するわけではないが、正確を期すためには、出口孔7
の近くでセンサーにより油温を測定するのが好ましい。
この意味からセンサー10をポンプ9の上流に設けても
良い。制御器13には信号経路14を通って機台の温度
の信号が送られ、制御器13において回収潤滑油の油温
と機台の温度との差から油温上昇が求められ、信号経路
15を通じてアクチュエータ4に油温上昇に追従した弁
開口度の制御信号が送られる。したがって、主軸20を
停止した場合には、油温上昇は小さくなるため流量制御
弁3の弁開口度は絞られることになる。すなわち、その
時点時点における回収潤滑油の油温上昇をリアルタイム
に流量制御弁の弁開口度に反映し、軸受け部に供給する
潤滑油量を制御するものである。ここで、潤滑油量の制
御の基準として、主軸の回転でなく回収潤滑油の油温上
昇を選択したのは、効率的な冷却と精度保持のためであ
る。なお、機台の温度における機台とは、熱慣性の大き
い、例えばベッド、又はサドルを意味する。18はポン
プ、17、19は管路である。なお、本発明の軸受け部
の潤滑油量制御装置はいわゆるジェット潤滑装置にも充
分適用され得るものである。
【0016】
【作用】主軸20が高速回転しているときに、軸受部1
の出口孔7からポンプ9により潤滑油が回収されセンサ
ー10を経て管路11からタンク16に戻される。セン
サー10により回収潤滑油の油温が測定され、信号経路
12を経て、機台の温度は信号経路14を経て、共に制
御器13に信号として送られる。制御器13から信号経
路15を経て油温上昇に追従した潤滑油量を供給するべ
き信号がアクチュエータ4に送られ、その結果流量制御
弁3の弁開口度が制御される。したがって、油温上昇が
大きければ潤滑油量が多く、油温上昇が小さければ潤滑
油量も少なくリアルタイムに供給されることになる。
【0017】
【発明の効果】請求項1及び2の発明によれば、油温上
昇に追従してリアルタイムに軸受け部に潤滑油量を供給
することができるので高精度で冷却効率の高い省資源的
に優れた軸受部の潤滑油量制御装置が提供されるという
顕著な効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る軸受部の潤滑油量制御装置の概略
一部破断断面図である。
【図2】従来技術に係る主軸等のアンダーレース潤滑を
示す全体断面図である。
【符号の説明】
1 軸受部 2 ベアリング 3 流量制御弁 4 アクチュエータ 5 管路 6 入口孔 7 出口孔 8 戻り管路 9 ポンプ 10 センサー 11 管路 12 信号経路 13 制御器 14 信号経路 15 信号経路 16 タンク 17 管路 18 ポンプ 19 管路 20 主軸 21 潤滑供給源 22 流量制御弁 23 主軸孔 24 ドローイングバー 25 孔壁 26 主軸 27 ベアリング支持領域 28 セパレータ筒 29 筒壁 30 第1通孔 31 第2通孔 32 ベアリング 33 ベアリング 34 第3通孔 35 第3通孔 36 ポンプ 37 制御器 38 支持軸領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軸受部からの回収潤滑油の油温上昇に追従
    して前記軸受部に供給される潤滑油量が制御されるよう
    に構成されたことを特徴とする軸受部の潤滑油量制御装
    置。
  2. 【請求項2】軸受部、該軸受部からの回収潤滑油の油温
    を検出するセンサー及び流量制御弁を含んでなる軸受部
    の潤滑油量制御装置であって、前記センサーで検出され
    た油温と機台の温度とから油温上昇を求め、該油温上昇
    に追従して前記流量制御弁から前記軸受部に供給される
    潤滑油量を制御するように構成されたことを特徴とする
    軸受部の潤滑油量制御装置。
JP33206697A 1997-12-02 1997-12-02 軸受部の潤滑油量制御装置 Pending JPH11166549A (ja)

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