JPS6210039Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は、工作機械の主軸頭熱変位防止装置に
関する。

〈従来技術〉 一般に主軸頭は内部が連通した箱状の主軸頭本
体内にクイルが昇降可能に装架され、クイル内に
は主軸が回転可能に装架されている。該主軸の上
方（立型主軸頭の場合）には主軸を回転駆動する
ためのギヤ部が設置され、また該ギヤ部には複数
個のギヤが噛合つて主軸駆動モータに連結されて
いる。またクイルの側部あるいは主軸の上部にク
イル昇降駆動装置が設置されている。このような
構成をした主軸頭において、主軸を駆動すると、
主軸駆動モータ、駆動ギヤ部あるいは軸受より熱
が発生する。発生した熱は主軸、クイルはもちろ
んのこと、主軸頭本体まで伝熱し、熱膨張を引き
起し主軸頭全体に熱変形が発生し加工精度の低下
を引き起こす。この為、従来より下記の方法によ
り発生部の冷却を行ない熱変形の防止を行なつて
いる。

駆動ギヤ部に潤滑を兼ねた油をかけて冷却
し、冷却後の油は主軸頭下部に流下させて主軸
頭下部に溜め、溜まつた油を吸い上げて再度ギ
ヤ部にかけるようにした内部循環方式。

特に主軸・クイル部の冷却として、クイルの
円筒壁部内に油穴を設け、この油穴に冷却油を
通して、主軸・クイルの冷却を行なうクイルオ
イルジヤケツト方式。なお冷却油は外部の冷却
装置に戻され冷却された後、再び主軸・クイル
の冷却に供給される。

項の油穴とは別の油穴より軸受にミスト状
の油を直接かけ軸受の冷却を行なうオイルミス
トクーラント方式。なおこの場合のミスト状の
油は軸受にほとんど付着するため、微量の油を
含んだエアーは主軸頭内あるいは外部の大気中
に放散するのが一般的である。

そして、従来では項の方法を単独に、あるい
は，項の併用または，，項の併用等に
より冷却するようにされていた。

しかし上記の方法、特に項の方法は、低速機
の熱自然放散式とも言われるもので、ギヤ部を潤
滑、冷却した油は特に冷却されることなく、主軸
頭内部を循環され、主軸頭の温度は外部への自然
放熱とつり合うまで高まることになる。

また，項の方法においても、駆動モータの
熱が主軸頭本体に伝わり、主軸頭の熱変形の防止
には不満足な点があつた。

〈目的〉 本考案は、駆動モータの伝熱を極小にすること
により、主軸頭全体の熱変形を防止し、加工精度
の向上を図り得る主軸頭熱変位防止装置の提供を
目的としている。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
ると、主軸頭熱変位防止装置は、主軸１が回転可
能に内装されたクイル２と、主軸１を回転駆動す
るための主軸駆動モータ３と、該主軸駆動モータ
３と主軸１を連結する駆動ギヤ部４と、クイル２
を昇降するための昇降駆動装置とを備えた主軸頭
５を有する工作機械において、前記主軸駆動モー
タ３が搭載され前記ギヤ部４が内装された主軸駆
動ギヤケース６と、主軸１およびクイル２が内装
された主軸頭本体５ａとが分離構造とされると共
に、該両者の接合に低伝熱材７が介装されてい
る。

そして本実施例では、前記低伝熱材７には、厚
さ10mmのステンレススチール材が用いられ、さら
に冷却効果を高めるために、主軸駆動ギヤケース
用の第一冷却系統Ｃ１と、主軸・クイル用の第二
冷却系統Ｃ２と、主軸軸受用の第三冷却系統Ｃ３
とが設けられ、これらは、主軸頭の内部では、
各々独立して構成され、前記第一、第二冷却装置
Ｃ１，Ｃ２は、その循環用潤滑油を冷却するため
に主軸頭５の外部に設置された冷却装置８に接続
されてなつている。

そして、上部に主軸駆動ギヤケース６が設置さ
れた主軸頭本体５ａはクロスレール９の摺動面１
０に水平動可能に装架され、螺杆１１により移動
可能とされている。駆動ギヤケース６の内部には
前記主軸１の上部のスプライン部１ａに設置され
た主軸ギヤ１２と駆動モータ３の軸端に設置され
たピニオン１３とが数個の連結ギヤ１４により連
結されており、駆動モータ３の回転が主軸ギヤ１
２に伝達され、主軸１が回転するようにされてい
る。また前記第一冷却系統Ｃ１は次のように構成
される。即ち、駆動ギヤケース内には、各ギヤ及
び軸受部に循環冷却油をかける数個のノズル１５
が設置され、外部に設置した室温同調型の冷却装
置８により供給された循環冷却油がノズル１５よ
り噴出し、ギヤ及び軸受１６を冷却するように構
成される。また駆動ギヤケース６の最低部６ａに
は冷却油を回収するためのホース１７がジヨイン
ト１８により接続されている。そして、ノズル１
５より噴出した冷却油は駆動ギヤケース６の最低
部６ａに溜まり、ジヨイント１８、ホース１７を
通して外部の冷却装置８に回収され、冷却装置８
で清浄、冷却された後に再びギヤケース６内に供
給される。

更に前記第二冷却系統Ｃ２は公知のクイルオイ
ルジヤケツト方式によるもので、入口ホース２０
ａと、クイル２内の油穴２ａ，２ｂと、スリーブ
１９の外周面の螺旋油穴１９ａと、出口ホース２
０ｂとから構成されている。

また主軸軸受２１用の第三冷却系統Ｃ３は、ミ
スト装置Ｄと、入口ホース２２ａと、クイル２内
のミスト油穴２ｃ，２ｄと、スリーブ１９内のミ
スト油穴１９ｂと、大気中に開放した出口ホース
２２ｂとから構成されている。

上記構成において、第一冷却系統Ｃ１では、ノ
ズル１５より噴出した冷却油は駆動ギヤケース６
の最低部６ａに溜まり、ジヨイント１８、ホース
１７を通して外部の冷却装置８に回収され、冷却
装置８で清浄、冷却された後に再びギヤケース６
内に供給される。このとき、ギヤケース６の主軸
頭本体５ａとの接合面は冷媒漏れ防止兼用の金属
製の低伝熱材７が介装されているので、主軸頭本
体５ａ側に冷媒が漏れることなく、また駆動モー
タ３から主軸頭本体５ａへの伝熱が遮断される。

また、前記主軸頭本体５ａは、主軸・クイル用
の冷媒循環第二冷却系統Ｃ２と、主軸軸受用の冷
媒循環第三冷却系統Ｃ３とにより、夫々独立して
冷却される。

したがつて、熱の伝達を極小にして、主軸駆動
モータ３や主軸駆動ギヤケース６部の高熱が主軸
頭本体５ａ部にほとんど伝わらないようにできる
ので、主軸頭全体の熱変位を極小にして加工精度
の向上を図り得る。

〈効果〉 以上の説明から明らかな通り、本考案において
は、主軸駆動モータが搭載されギヤ部が内装され
た主軸駆動ギヤケースと、主軸およびクイルが内
装された主軸頭本体とが分離構造とされると共
に、該両者の接合面に冷媒漏れ防止兼用の金属製
の低伝熱材が介装され、主軸駆動ギヤケースに駆
動ギヤ部冷却用の冷媒循環第一冷却系統が設けら
れ、前記主軸頭本体に、主軸・クイル用の冷媒循
環第二冷却系統と、主軸軸受用の冷媒循環第三冷
却系統とが設けられ、各冷却系統は主軸頭の内部
で各々独立して構成されているから、冷媒漏れ防
止兼用の金属製の低伝熱材により、第一冷却系統
では主軸頭本体側に冷媒が漏れることなく、また
駆動モータから主軸頭本体への伝熱を遮断でき、
また主軸頭本体は主軸・クイル用の冷媒循環第二
冷却系統と、主軸軸受用の冷媒循環第三冷却系統
とにより、夫々独立して冷却されるので、主軸頭
全体の熱変位を極小にして加工精度の向上を図り
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の略式構成図、第２図は
同縦断側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図で
ある。 １：主軸、２：クイル、３：主軸駆動モータ、
４：駆動ギヤ部、５：主軸頭、６：主軸駆動ギヤ
ケース、７：低伝熱材、Ｃ１：主軸駆動ギヤケー
ス用の第一冷却系統、Ｃ２：主軸・クイル用の第
二冷却系統、Ｃ３：主軸軸受用の第三冷却系統、
８：冷却装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸１が回転可能に内装されたクイル２と、主
   軸１を回転駆動するための主軸駆動モータ３と、
   該主軸駆動モータ３と主軸１を連結する駆動ギヤ
   部４と、クイル２を昇降するための昇降駆動装置
   とを備えた主軸頭５を有する工作機械において、
   前記主軸駆動モータ３が搭載され前記ギヤ部４が
   内装された主軸駆動ギヤケース６と、主軸１およ
   びクイル２が内装された主軸頭本体５ａとが分離
   構造とされると共に、該両者の接合面に冷媒漏れ
   防止兼用の金属製の低伝熱材７が介装され、前記
   主軸駆動ギヤケースに駆動ギヤ部冷却用の冷媒循
   環第一冷却系統Ｃ１が設けられ、前記主軸頭本体
   ５ａに、主軸・クイル用の冷媒循環第二冷却系統
   Ｃ２と、主軸軸受用の冷媒循環第三冷却系統Ｃ３
   とが設けられ、各冷却系統Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は主
   軸頭５の内部で各々独立して構成されたことを特
   徴とする主軸頭熱変位防止装置。