WO2001031215A1 - Dispositif a arbre rotatif et machine-outil comportant un tel dispositif a arbre rotatif - Google Patents

Dispositif a arbre rotatif et machine-outil comportant un tel dispositif a arbre rotatif Download PDF

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WO2001031215A1
WO2001031215A1 PCT/JP1999/006370 JP9906370W WO0131215A1 WO 2001031215 A1 WO2001031215 A1 WO 2001031215A1 JP 9906370 W JP9906370 W JP 9906370W WO 0131215 A1 WO0131215 A1 WO 0131215A1
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WO
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lubricant
bearing
rotating shaft
spindle
shaft
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Application number
PCT/JP1999/006370
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shinji Koike
Shinichi Inoue
Original Assignee
Makino Milling Machine Co., Ltd.
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Publication date
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    • F16C35/08—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/303976—Milling with means to control temperature or lubricate

Definitions

  • the present invention relates to a rotary shaft device that rotationally drives a spindle on which a tool or a workpiece is mounted, or a rotary shaft device that rotationally drives a feed screw shaft of three orthogonal X, Y, and ⁇ axes, and the rotary shaft device. It relates to machine tools such as milling machines, machining centers, grinding machines, lathes, electric discharge machines, etc. that have a long life, and can achieve a long life even if the rotation speed of the rotating shaft such as the main shaft and feed screw shaft is increased.
  • a rotating shaft device having a rotating shaft such as a main shaft or a feed screw shaft of a machine tool
  • the rotation of the rotating shaft generates heat in a bearing that rotatably supports the rotating shaft, and the heat is transmitted to the rotating shaft and the temperature of the rotating shaft itself is increased.
  • the shaft will rise and thermal deformation of the rotating shaft will occur.
  • a spindle device that rotates at high speed
  • such a tendency is conspicuous, so that the spindle is cooled by supplying coolant to prevent the temperature of the spindle from rising. Lubrication of the bearings must be done effectively and optimally.
  • a lubricating device for a vertical spindle of an operation machine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-62838.
  • a lubricating oil supply nozzle is provided near the bearing, and lubricating oil from the lubricating oil supply device outside the main spindle device is supplied to the lubricating oil supply nozzle via the lubricating oil supply passage.
  • the lubricating oil is jetted toward the rolling elements between the wheels to lubricate the bearings, which is what is called jet lubrication.
  • a lubricating oil supply pipe is provided in the vicinity of a bearing that supports the main shaft to rotate, and lubricating oil from a lubricating oil circulation device outside the main spindle device is supplied to the lubricating oil supply pipe via a lubricating oil supply path. Lubricating oil is sprayed from the supply pipe to the rolling elements between the inner and outer rings to lubricate the bearings, so-called oil-air lubrication.
  • a bearing lubrication structure disclosed in Japanese Patent No. 2541700.
  • a lubricating oil supply path is provided along the center axis of the main shaft, and lubricating oil from a lubricating oil supply device external to the main spindle device passes through the inner ring of the bearing from the lubricating oil supply path to form a rolling element between the inner and outer rings.
  • the bearing is lubricated by supplying centrifugal force that accompanies the rotation of the main shaft, so-called under-race lubrication.
  • a spindle device in which a coolant is circulated in a spindle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. S64-87130.
  • This is a hollow part formed inside the spindle, that is, a drawbar for attaching a tool to the spindle.
  • Coolant from a coolant source outside the spindle is supplied to and collected from the space between the spindle and the hollow part of the spindle, and the coolant is circulated through the spindle to cool the spindle itself from its interior.
  • the bearing that rotationally supports the main shaft is indirectly cooled from the inner ring side.
  • the first conventional technique is jet lubrication in which lubricating liquid from a lubricating liquid supply device external to a spindle device is jetted from a lubricating liquid supply nozzle toward rolling elements between the inner and outer rings.
  • a supply nozzle and a lubricating liquid supply path are required, which complicates the configuration of the spindle device.
  • Foreign matter such as dust present in the lubricating fluid supply system is mixed into the lubricating fluid because it is supplied to the bearing via the supply path.
  • the main shaft rotates at high speed, the foreign material damages the bearing early. There is a problem of receiving it.
  • the second prior art is a roll-air lubrication that sprays a lubricating fluid from a lubricating fluid supply device external to a spindle device from a lubricating fluid supply nozzle toward rolling elements between inner and outer rings.
  • a dedicated lubricating liquid supply nozzle and a lubricating liquid supply path are required, which complicates the configuration of the spindle device.
  • the lubricating liquid is supplied to the bearing via a long lubricating liquid supply path, the lubricating liquid supply system
  • foreign matters such as dust existing in the bearing are mixed into the lubricating liquid, and especially when the main shaft rotates at a high speed, the foreign matters may damage the bearing early.
  • a lubricating fluid is supplied from a lubricant supply passage inside the main shaft to a rolling element between the inner and outer rings by penetrating the inner ring of the bearing by a centrifugal force acting as the main shaft rotates.
  • Under-race lubrication when the main shaft rotates at a high speed exceeding, for example, 2000 min- 1 , the lubricating fluid supplied to the bearings is affected by the centrifugal force acting as the main shaft rotates.
  • the supply amount of the lubricating fluid to the bearing increases, and the amount of heat generated increases due to the shear force generated between the rolling elements or the inner and outer rings and the lubricating fluid.
  • the lubricating liquid that has passed through the long lubricating liquid supply passage has dust and the like present in the lubricating liquid supply system.
  • Foreign matter may be mixed in, and the foreign matter clogs the flow path from the lubricating fluid supply path inside the main shaft to the bearing, preventing smooth supply of the lubricating fluid to the bearing, resulting in early bearing There is also the problem of being damaged.
  • the fourth prior art is an underrace having a different configuration from the third prior art.
  • Lubrication as in the third conventional technique, has the problem that the bearing generates heat due to excessive supply of lubricating liquid, and the flow path to the bearing is clogged due to foreign substances such as dust entering the lubricating liquid. .
  • cooling is performed by supplying and recovering a cooling liquid from a cooling liquid source outside the main shaft to a hollow portion formed inside the main shaft and cooling the main shaft itself from the inside thereof.
  • the bearing that rotationally supports the main shaft is indirectly cooled from the inner ring side. Cooling of the spindle itself can be performed by circulating the coolant through the spindle, but it does not directly lubricate the bearings that support the rotation of the spindle.When the spindle rotates at high speed, the bearing is not supplied due to insufficient lubrication liquid supply. There is a problem that causes burning.
  • the sixth prior art is based on shaft core cooling, which supplies a lubricant for bearing lubrication from a lubricant supply source outside the spindle device to a hollow portion formed inside the spindle and cools the spindle itself from the interior.
  • Lubricating fluid is supplied from the hollow part of the main shaft to the rolling elements between the inner and outer rings of the bearing by centrifugal force acting as the main shaft rotates, and under-race lubrication is performed, and then the lubricating liquid is transferred to the housing side.
  • the outer ring side of the delivery bearing and the built-in motor are jacket-cooled and collected.
  • the cooling of the spindle and the lubrication of the bearings are essentially different, so if the cooling of the spindle is performed with the lubricant for bearing lubrication, the cooling of the spindle and the lubrication of the bearings cannot be optimized.
  • the lubricating fluid supply system for the main spindle is supplied from the lubricating fluid supply source outside the main spindle device to the inside of the main spindle, and the lubricating fluid that also serves to cool the main spindle is supplied again.
  • a seventh conventional technique is a shaft core cooling system in which a coolant is supplied from a coolant temperature control device outside the feeder to a hollow portion formed inside the feed screw shaft to cool the feed screw shaft itself from the inside.
  • the underwater lubrication is performed by supplying the cooling liquid from the hollow part of the feed screw shaft to the rolling element between the inner and outer rings of the bearing by the centrifugal force acting as the feed screw shaft rotates. .
  • the feed screw shaft is cooled by the lubricating fluid for bearing lubrication, and it is not possible to optimize the cooling of the feed screw shaft and the lubrication of the bearing.
  • the bearing is damaged early due to foreign matter such as dust. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a rotating shaft device and a rotating shaft device that can achieve a long life even when the rotating speed of a rotating shaft such as a main shaft and a feed screw shaft of a machine tool is increased.
  • An object of the present invention is to provide an operation machine having a rotating shaft device.
  • Another object of the present invention is to provide a rotary shaft device capable of supplying an optimal amount of lubricant to a bearing with a relatively simple configuration even at high speed rotation, and a machine tool having the rotary shaft device.
  • Another object of the present invention is to provide a rotating shaft device capable of effectively cooling a rotating shaft and preventing foreign matter such as dust from being mixed into a lubricant, and a machine tool having the rotating shaft device. It is.
  • the present invention provides a lubricant-containing member formed by rotatably supporting a rotating shaft in a housing by a bearing previously coated or filled with a lubricant, and including a lubricant to be supplied to the bearing.
  • a rotating shaft device that rotationally drives a rotating shaft supported by a housing, the bearing rotatably supporting the rotating shaft on the housing, and a lubricant applied or filled in advance with a lubricant;
  • a lubricant-containing member that is formed on the rotating shaft to contain a lubricant to be supplied to the bearing, and that separates and releases the lubricant by centrifugal force generated by the rotation of the rotating shaft;
  • a rotating shaft device including a lubricant supply channel which communicates with the lubricant-containing member and supplies the lubricant separated and discharged from the lubricant-containing member to the bearing.
  • the rotating shaft is rotatably supported in the housing by the bearing previously coated or filled with the lubricant, and the lubricant-containing member formed by incorporating the lubricant to be supplied to the bearing is mounted on the rotating shaft. Then, the lubricant separated and released from the lubricant-containing member by centrifugal force due to the rotation of the rotating shaft is supplied to the bearing via a lubricant supply flow path that connects the lubricant-containing member with or near the bearing and the vicinity of the bearing.
  • the energy based on the centrifugal force caused by the rotation of the rotating shaft is mainly consumed when the lubricant is separated and released from the lubricant-containing member, and the lubricant is not excessively supplied to the bearing. . Since the lubricant is supplied to the bearing only from the lubricant-containing member mounted on the rotating shaft, foreign matter such as dust does not enter the lubricant supplied to the bearing.
  • the lubricant-containing member may be formed by adding a lubricant to a porous material, a nonwoven fabric material, or the like. More specifically, the lubricant-containing member can be integrally formed by impregnating a porous material, for example, a porous polymer material such as polyethylene, or a nonwoven material with a lubricant and heating. Further, the outer surface of the lubricant-containing member may be covered with a thin film member having a large number of micropores.
  • a supply adjusting means for adjusting the supply of the lubricant supplied from the lubricant-containing member to the bearing may be further provided.
  • the supply amount adjusting means can be formed by, for example, an orifice provided in the lubricant supply flow path. The provision of the supply amount adjusting means optimizes the supply amount of the lubricant supplied to the bearing, prevents the excessive supply of the lubricant, prolongs the life of the lubricant-containing member, and increases the excess in the bearing. Heat can be suppressed.
  • a shaft provided inside the rotating shaft and configured to include a flow passage for supplying a cooling liquid from a cooling liquid supply and circulation device to a shaft core of the rotating shaft and a flow passage for collecting the cooling liquid that has cooled the rotating shaft.
  • a cooling means may be further provided.
  • a lubricant supply passage that communicates the lubricant-containing member in or near the bearing with the lubricant-containing member and supplies the lubricant released from the lubricant-containing member to the bearing; and a spindle drive motor that rotationally drives the spindle.
  • the main shaft of the machine tool that is, the main shaft on which the tool is mounted and which is rotatably supported by the bearing at the head of the main shaft, contains a lubricant to be supplied to the bearing which rotatably supports the main shaft.
  • the formed lubricant-containing member is mounted, and the lubricant that has been separated and released from the lubricant-containing member by the centrifugal force generated by the rotation of the main shaft is connected to the lubricant supply flow path that connects the lubricant-containing member to the bearing-containing member inside or near the bearing.
  • Shaft core cooling means provided inside the main shaft and comprising a flow passage for supplying a cooling liquid from a cooling liquid supply and circulation device to a shaft core of the main shaft, and a flow passage for collecting a cooling liquid for cooling the main shaft.
  • a flow passage for supplying a cooling liquid from a cooling liquid supply and circulation device to a shaft core of the main shaft and a flow passage for collecting a cooling liquid for cooling the main shaft.
  • a machine tool for adding the work while relatively moving a spindle on which a tool is mounted and a table on which a workpiece is placed
  • the spindle the table
  • a feed mechanism that drives the feed axes of the X, ⁇ , and ⁇ axes
  • a bearing that rotatably supports the feed screw shaft of the feed mechanism, and lubrication that is mounted on the feed screw shaft and supplied to the bearing.
  • Agent to form and rotate the feed screw shaft A lubricant-containing member that separates and releases lubricant by centrifugal force, and communicates with the lubricant-containing member in or near the bearing and supplies the lubricant that is separated and released from the lubricant-containing member to the bearing.
  • a machine tool comprising: a lubricant supply flow path;
  • a feed screw shaft of a machine tool that is, a feed screw shaft rotatably supported by a bearing, is fitted with a lubricant-containing member formed by containing a lubricant to be supplied to a bearing that rotatably supports the feed screw shaft, and is fed.
  • the lubricant separated and released from the lubricant-containing member by the centrifugal force generated by the rotation of the screw shaft is supplied to the bearing through a lubricant supply passage that connects the lubricant-containing member with or near the bearing and the vicinity of the bearing.
  • foreign matter such as dust does not enter the lubricant supplied to the bearing.
  • a rotary shaft device capable of achieving a long life even when the rotation speed of a rotary shaft such as a main shaft and a feed screw shaft of a machine tool is increased, and a machine tool having the rotary shaft device.
  • a relatively simple configuration in which a lubricant-containing member formed by incorporating lubricant to be supplied to the bearing is attached to the rotating shaft such as the main shaft and feed screw shaft, and the lubricant is excessively supplied to the bearing even at high speed rotation. Since the required amount of lubricant can be supplied to the bearing in an optimum amount without being supplied, the bearing can be prevented from generating heat due to an excessive supply of the lubricant.
  • Lubricant is supplied to the bearing from the lubricant-containing components mounted on the rotating shaft, such as the main shaft and the feed screw shaft, through the lubricant supply passage, so that the lubricant supplied to the bearing contains foreign matter such as dust. It prevents contamination and prevents excessive heat generation of the bearing, thus realizing a clean and long-life rotating shaft device.
  • a shaft core cooling means is provided inside the rotating shaft, and is composed of a flow path for supplying the cooling liquid from the cooling liquid supply circulation device to the shaft core of the rotating shaft and a flow path for collecting the cooling liquid that has cooled the rotating shaft. Even if the lubricant is supplied to the bearing only from the lubricant-containing member mounted on the rotating shaft, the lubricant is supplied to the bearing.
  • the supply and the supply of the cooling liquid to the rotating shaft can be performed independently.Effective lubrication and lubrication of the bearing and the rotating shaft can be achieved by using the optimal lubricant and cooling liquid for lubricating the bearing and cooling the rotating shaft. Cooling can be performed.
  • the first and second prior arts transfer the lubricating fluid from the lubricating fluid supply device external to the spindle device from the lubricating fluid supply nozzle to the inner and outer rings.
  • the invention of the present application provides lubrication because lubricant is supplied from a lubricant-containing member mounted on a rotating shaft to a bearing via a lubricant supply passage. No foreign matter such as dust is mixed into the agent, and the bearing is not damaged early. Also, even if it is used for a rotating shaft such as a main shaft or a feed screw shaft that rotates around a vertical axis, leakage of lubricant due to gravity does not occur.
  • the third prior art and the fourth prior art are underrace lubrication, which is the effect of centrifugal force acting upon rotation of the main shaft, resulting in overheating of the bearing due to excessive supply of lubricating fluid to the bearing or dust in the lubricating fluid. While the present invention has a problem of mixing foreign substances, such a problem does not occur in the present invention.
  • the fifth prior art only cools the spindle core, whereas the present invention employs a new bearing lubrication system in which lubricant is supplied to the bearing from a lubricant-containing member mounted on the spindle.
  • the bearings are lubricated under optimal conditions, and heat generation of the main shaft and bearings can be prevented.
  • FIG. 1 is an axial sectional view of a first embodiment of a rotary shaft device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an axial sectional view of a second embodiment of the rotary shaft device according to the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion indicated by A in FIGS. 1 and 2, and is a cross-sectional view showing a lubricant supply flow path.
  • FIG. 4 is a schematic side view of a machine tool having the rotating shaft device of the present invention.
  • the machine tool 51 includes a bed 53 installed on the floor of a factory or the like.
  • a Z-axis guide rail 53a extends on the upper surface of the bed 53 in the horizontal Z-axis direction (the left-right direction in Fig. 4), and the work W is fixed to the Z-axis guide rail 53a.
  • a table 55 for mounting is slidably mounted.
  • an X-axis guide rail 53b is provided on the upper surface of the bed 53 in a direction perpendicular to the Z-axis and in the horizontal X-axis direction (perpendicular to the plane of FIG. 4).
  • a column 61 is slidably mounted on the X-axis guide rail 53b.
  • a Y-axis guide rail 61 a is extended in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 4) perpendicular to the X-axis and the Z-axis.
  • a spindle head 63 that supports the spindle device 11 of the present invention in a rotating manner is slidably mounted on the shaft guide rail 61a.
  • Z-axis feed axis Below the table 55 in the bed 53, there is a Z-axis feed axis. All the Z-axis feed screws 65 extend in the Z-axis direction, and a nut 67 screwed to the Z-axis feed screw 65 is fixed to the lower surface of the table 55. One end of the Z-axis feed screw 65 is connected to a Z-axis feed servo motor Mz, and the Z-axis feed servomotor Mz is driven to rotate the Z-axis feed screw 65 to rotate the table 5. 5 moves along the Z-axis guide rail 53a.
  • an X-axis feed screw serving as an X-axis feed shaft extends in the X-axis direction below the column 61 in the bed 53, and A nut (not shown) screwed to the X-axis feed screw is fixed on the lower surface.
  • An X-axis feed servo motor Mx is connected to one end of the X-axis feed screw. By driving the X-axis feed servo motor Mx to rotate the X-axis feed screw, the column 61 becomes an X-axis feed screw. Move along guide rail 5 3 b.
  • a Y-axis feed screw 69 serving as a Y-axis feed shaft extends in the Y-axis direction in the column 61, and a Y-axis feed screw 69 is provided on the back of the spindle head 63.
  • the nut 7 1 to be screwed is fixed.
  • a Y-axis feed servomotor My is connected to the upper end of the Y-axis feed screw 69, and the main shaft is driven by driving the Y-axis feed servomotor My to rotate the Y-axis feed screw 69.
  • the head 63 moves along the Y-axis guide rail 61a.
  • a tool T is attached to the tip of the spindle of the spindle device 11.
  • the machine tool 51 processes the work W into a desired shape by moving the tool T relative to the work W in the X, ⁇ , and ⁇ axis directions while rotating the spindle device 11.
  • the spindle device 11 includes a housing 13 having a hollow portion formed in the axial direction, and at least two bearings in the housing 13, and in this embodiment, faces the workpiece W (FIG. 4).
  • the two bearings on the tip side to make 1 9 and 2 1 and one bearing 23 on the tail end side, and a main shaft 15 rotatably supported by bearings 19, 21 and 23.
  • the bearings 19, 21 and 23 are provided with rolling elements (balls) 1 between the inner and outer rings 19a, 19b; 21a, 21b; 23a, and 23b. It is formed by a ball bearing having 9c, 21c and 23c.
  • Each of the inner rings 19a, 21a, and 23a of the bearings 19, 21 and 23 has a bearing-side oil passage 19d and 21 that penetrate from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface. d and 23 d are formed.
  • the bearings 19, 21, and 23 are preliminarily coated or filled with a lubricant such as grease or base roll.
  • the spindle 15 is driven to rotate by a built-in motor 17.
  • the spindle 15 has a tapered hole 15 a at the tip, and a tool T is inserted into the tapered hole 15 a.
  • the taper of the tool holder (not shown) that holds (Fig. 4) is fitted.
  • the main shaft 15 has a hollow portion 15b formed in the longitudinal direction along the center axis, and the pull portion of the tool holder is pulled into the hollow portion 15b to taper the tool holder.
  • Drawbars (not shown) are provided to hold holes 15a.
  • a plurality of blind holes 15c formed in the axial direction from the distal end surface of the main shaft 15 constitute a storage section for a lubricating liquid-containing member 25 described later.
  • the plurality of blind holes 15 c are arranged at equal intervals around the central axis of the main shaft 15.
  • a blind hole 15 d extending in the axial direction as a housing for the lubricating fluid-containing member 29 ⁇ 15 d force ⁇ , around the center axis of the main shaft 15, etc. It is formed at intervals.
  • the blind holes 15c and 15d accommodate lubricating liquid-containing members 25 and 29, respectively, and are closed by detachable caps or lids 27 and 31.
  • the used lubricant containing members 25 and 29 can be replaced with unused ones.
  • lubricating fluid is contained It is desirable that the members can be replaced without directly touching the members 25, 29.
  • the lubricating liquid-containing members 25 and 29 are made into a rod shape by impregnating a porous material as a holding member, particularly a porous polymer material such as polyethylene, with a lubricating liquid at a volume ratio of about 90%, for example, and heating. It is formed by integral molding.
  • a rod-shaped material obtained by adding a lubricating liquid to a nonwoven fabric material as a holding member can be used.
  • the lubricating liquid-containing members 25 and 29 have the lubricating liquid and the holding member joined to such an extent that the impregnated lubricating liquid does not drip outside when no external force is applied to the lubricating liquid.
  • the lubricating liquid can be separated and discharged from the holding member.
  • the outer peripheral surfaces of the lubricating liquid-containing members 25 and 29 may be covered with a thin film member having a large number of micropores.
  • a powdery lubricant can be used.
  • a plurality of spindle-side oil passages 15 e and 15 f are formed to extend radially outward from the blind hole 15 c at the tip end of the spindle 15 toward the bearings 19 and 21.
  • a plurality of main shaft-side oil passages 15 g are formed from the blind hole 15 d at the tail end side of FIG. 5 toward the bearing 23 radially outward.
  • FIG. 3 which is a partially enlarged view indicated by A in FIG. 1, the configuration of the main spindle side oil passages 15e, 15f, and 15g will be described in more detail. In the following description, only the spindle-side oil passage 15 e will be described, but the spindle-side oil passages 15 f and 15 g are similarly configured.
  • the main spindle side oil passage 15 e extends radially outward from each of the plurality of blind holes 15 c and opens into a circumferential groove 33 formed on the outer peripheral surface of the main spindle 15.
  • the circumferential groove 3 3 extends in the axial direction on the outer peripheral surface of the main shaft 15 so as to face the bearing-side oil passage 19 d formed in the inner ring 19 a of the bearing 19 when the main shaft device 11 is assembled. Is positioned at Also, preferably, at the bottom of the circumferential groove 33, around the spindle side oil passage 15e, the spindle side oil passage is provided.
  • a recess 33 a surrounding the open end of the passage 15 e is formed, and the recess 33 a has an orifice 35 a as a lubricating fluid flow rate control means.
  • Pieces 3 and 5 are fitted and fixed.
  • the spindle-side oil passages 15f and 15g also extend radially outward from each of the plurality of blind holes 15c and 15d, and the spindle device 11 1
  • the bearings 21, 23 have inner rings 21 a, 23 a with bearing side oil passages 2 1 d, 23 d facing circumferential grooves formed on the outer surface of the main shaft 15 so as to face the bearings. It is open.
  • a recess is formed around the spindle-side oil passages 15 f and 15 g on the bottom surface thereof, and the recess serves as an orifice as a lubricating fluid flow rate adjusting means.
  • the pieces 37, 39 having the discs 37a, 39a are fitted and fixed.
  • a radial flow path is formed by the main shaft side oil passages 15 e, 15 f, 15 g, the circumferential groove 33, and the bearing side oil passages 19 d, 21 d, and 23 d. are doing.
  • the radial flow path is not limited to the path toward the rolling elements 19c, 21c and 23c inside the bearings 19, 21 and 23, but the bearings 19, 21 and 2 It is sufficient that the lubricating liquid is supplied in the vicinity of the bearings 19, 21, and 23 so that the lubricating liquid is supplied to the inside of the bearing 3.
  • the centrifugal force acting on the lubricating liquid-containing members 25, 29, especially the lubricating liquid-containing members 25, 29 holds the lubricating liquid-containing members 25, 29.
  • the lubricating liquid is separated and discharged from the.
  • the separated and released lubricating liquid adheres to the inner peripheral surfaces of the blind holes 15c and 15d.
  • the main shaft side oil passages 15e, 15f, 15 g and flows through the circumferential groove 33, bearing-side oil passages 19d, 21d, and 23d, and the inner and outer rings 19a, 19b of each bearing 19, 21, 23 21a, 21b; supplied between 23a, 23b.
  • the energy of the centrifugal force mainly separates and releases the lubricating liquid from the holding members of the lubricating liquid-containing members 25 and 29.
  • Lubricating fluid is not supplied to the bearings excessively as it is consumed for pumping out as in the prior art under-lubrication.
  • the lubricating fluid is
  • the main shaft side oil passages 15 e, 15 f and 15 g are identical to the main shaft side oil passages 15 e, 15 f and 15 g.
  • the diameter of the orifices 35a, 37a, 39a of the pieces 35, 37, 39 is adjusted to control the flow rate of the lubricating fluid flowing therethrough. It can be adjusted optimally to the radius of the spindle 15 and the rotation used.
  • the size, density, and thickness of the micropores of the thin film provided or adhered to the outer peripheral surfaces of the lubricating liquid-containing members 25 and 29 can be appropriately selected.
  • the present invention is not limited to this, and at least the leading end and the trailing end of the main shaft 15 are provided. It is sufficient if two bearings are provided.
  • the bearings 19, 21 and 23 are constituted by ball bearings.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. It may be composed of a roller bearing or a sliding bearing that does not use rolling elements.
  • the bearing-side oil passage as the radial flow path is not necessarily required to be the circumferential groove formed on the outer peripheral surface of the main shaft 15.
  • a radial channel can be configured.
  • the mounting position of the lubricating liquid-containing members 25, 29 on the main shaft 15 is not limited to the position around the center axis of the main shaft 15, and the intervals are not limited to equal intervals. The point is that the centrifugal force accompanying the rotation of the main shaft 15
  • the lubricating liquid-containing members 25 and 29 may have any configuration as long as they are provided at positions where the lubricating liquid is separated and released from the holding members.
  • the radial flow path as the lubricant supply flow path is provided in 21a and 23a, it can be provided in the collar supporting the inner rings 19a, 21a and 23a. .
  • the orifices 35a, 37a, and 39a are exemplified as the lubricating fluid flow rate adjusting means, but these are not essential components in the present invention.
  • one or both of the orifices 35a, 37a, and 39a and the thin film can be provided.
  • the flow rate of the lubricating fluid supplied to the bearings 19, 21 and 23 may be adjusted according to the material of the holding member of the lubricating fluid-containing members 25 and 29 and the viscosity of the lubricating fluid. it can.
  • FIG. 2 components corresponding to FIG. 1 are designated by the same reference numerals. These explanations are omitted here.
  • a hollow shaft core cooling liquid conduit is provided in a hollow portion 15 b formed in the longitudinal direction along the central axis of the main shaft 15.
  • the shaft core coolant line 43 is liquid-tightly connected to the mouthpiece 41 at a joint 43 a provided at the tail end of the main shaft 15.
  • the tip side of the shaft core coolant line 43 is radially A plurality of formed openings 43b are provided.
  • the opening 4 3b of the shaft core cooling liquid pipe 43 is disposed near the tip of the shaft core cooling liquid pipe 43, and the hollow part 15b of the main shaft 15 is However, it has a length that at least partially overlaps the bearings 19 and 21 on the tip end side of the main shaft 15.
  • the rotary joint 41 is a joint for supplying a liquid to a rotating member such as a conventionally known main shaft 15, and is a cooling liquid supply circulating device 45 provided outside the main shaft device 11. It is connected to the.
  • the coolant supply circulation device 45 includes a tank for storing the coolant, a pump for circulating the coolant, a cooling device for cooling the cooled coolant to a predetermined temperature as needed, and a flow of the coolant. It is equipped with a control valve and the like as main components for controlling the pressure.
  • the coolant for cooling the shaft core is supplied by the coolant supply / circulation device 45 outside the spindle device 11 before or simultaneously with the rotation of the spindle 15.
  • the rotary joint 41 for example, is supplied to the shaft core coolant line 43 via a rotary joint having two lines for supplying and recovering the coolant.
  • the coolant supplied to the shaft coolant channel 43 flows through the hollow portion 43a of the shaft coolant channel 43 as shown by the arrow in FIG.
  • the liquid is supplied from the opening 43 b near the leading end of the gap G between the shaft core coolant pipe 43 and the hollow portion 15 b of the main shaft 15. This coolant flows through the gap G in the opposite direction toward the outlet Tillage point 41 to cool the outside of the spindle device 11.
  • the coolant cools the main shaft 15 from the inner surface of the hollow portion 15b.
  • the opening 43 b of the shaft coolant channel 43 is disposed near the distal end of the shaft coolant channel 43, and Since the hollow portion 15b has a length that at least partially overlaps the bearings 19, 21 on the tip side, the heating conditions are severe due to the heat generated in the bearings 19, 21.
  • the coolant is supplied to the tip of the main shaft 15 to effectively prevent the temperature of the main shaft 15 from rising. It goes without saying that the temperature rise of the main shaft 15 due to the heat generation of the bearings 23 can also be prevented.
  • the hollow portion 43 a and the opening 43 b of the shaft coolant channel 43 are provided with a gap G between the shaft coolant channel 43 and the hollow portion 15 b of the spindle 15. This forms the shaft cooling means.
  • the bearings 19, 21, and 2 3 Lubrication for the bearings 19, 21 and 23 and cooling of the spindle 15 by supplying the lubricating fluid for cooling the spindle 15 and the coolant for cooling the shaft core of the spindle 15 independently.
  • the liquid and the cooling liquid it becomes possible to supply each with an optimum amount.
  • the inner peripheral surface of the hollow part of the housing 13, that is, the mounting part of the outer rings 19 b, 21 b, and 23 b of the bearings 19, 21, and 23, or the mounting part of the Bill-In-Mo is formed on the inner peripheral surface of the hollow portion of the housing 13 corresponding to the above, so that the coolant from the coolant supply and circulation device 45 is supplied to and recovered from the peripheral groove or the spiral groove. It is also possible to cool the bearings 19, 21, 23 or the built-in motor 17.
  • the coolant supplied to the inside of the main shaft 15 and cooling the main shaft 15 is supplied from the inside of the main shaft 15 to the circumferential groove or the spiral groove formed in the housing 13, and the housing 13 After cooling, supply the external coolant You may make it collect
  • the lubricating liquid-containing members 25 and 29 are mounted on the main shaft 15 of the main shaft device 11 .
  • the X-axis feed screws (not shown) of the X, ⁇ , and ⁇ axes, and the ⁇ axis Lubricating liquid-containing members may be attached to the feed screw 69 and the shaft feed screw 65, respectively, to lubricate the bearings that rotatably support the feed screw of each shaft.
  • the rotary shaft device of the present invention can be applied not only to machine tools such as milling machines, manning centers, grinding machines, lathes, electric discharge machines, but also to other industrial machines.

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Description

明 細 書 回転軸装置及びその回転軸装置を有した工作機械 技術分野
本願発明は、 工具またはワーク等が装着される主軸を回転駆動す る回転軸装置または X、 Y、 Ζ軸の直交 3軸の送りねじ軸を回転駆 動する回転軸装置、 及びその回転軸装置を有したフライス盤、 マシ ニングセ ンタ、 研削盤、 旋盤、 放電加工機等の工作機械に関する も のであり、 主軸や送りねじ軸等の回転軸の回転速度を高速にしても 長寿命化を達成できる新規な技術に関する ものである。 背景技術
工作機械の主軸や送りねじ軸等の回転軸を有する回転軸装置では 、 回転軸の回転により該回転軸を回転支持する軸受が発熱し、 その 発熱が回転軸に伝達して回転軸自体の温度上昇を招き回転軸の熱変 形が発生してしま う。 例えば高速回転する主軸装置の場合には、 こ う した傾向が顕著に現れるため、 冷却液の供給により主軸を冷却し て主軸の温度上昇を防止すること、 さ らに、 主軸を回転支持する軸 受を潤滑することを効果的かつ最適に行わなければならない。 一方 、 X、 Υ、 Ζ軸の直交 3軸の送り軸の送り速度も高速化が望まれて おり、 主軸装置と同様に、 冷却液の供給により送りねじ軸を冷却し て送りねじ軸の温度上昇を防止すること、 さ らに、 送りねじ軸を回 転支持する軸受を潤滑することを効果的にかつ最適に行う必要があ る。 このような技術には例えば次のような従来技術がある。
第 1 の従来技術と して、 特開昭 6 3 - 6 2 6 3 8公報に開示のェ 作機械の立型主軸の潤滑装置がある。 これは、 主軸を回転支持する 軸受の近傍に潤滑油供給ノ ズルを設け、 主軸装置の外部の潤滑油供 給装置からの潤滑油を潤滑油供給路を介して潤滑油供給ノズルに供 給し、 潤滑油供給ノ ズルから内外輪の間の転動体へ向けて潤滑油を 噴出して軸受を潤滑する、 いわゆるジエ ツ ト潤滑を行う ものである 第 2の従来技術と して、 実開昭 6 1 — 1 6 2 5 2公報に開示の軸 受潤滑装置がある。 これは、 主軸を回転支持する軸受の近傍に潤滑 油供給管を設け、 主軸装置の外部の潤滑油循環装置からの潤滑油を 潤滑油供給路を介して潤滑油供給管に供給し、 潤滑油供給管から内 外輪の間の転動体へ向けて潤滑油を噴霧して軸受を潤滑する、 いわ ゆるオイルエア潤滑を行う ものである。
第 3の従来技術と して、 特許第 2 5 4 1 7 0 0号公報に開示の軸 受の潤滑構造がある。 これは、 主軸の中心軸線に沿って潤滑油供給 路を設け、 主軸装置の外部の潤滑油供給装置からの潤滑油を潤滑油 供給路から軸受の内輪を貫通させて内外輪の間の転動体へ向けて、 主軸の回転に伴い作用する遠心力により供給して軸受を潤滑する、 いわゆるアンダレース潤滑を行う ものである。
第 4の従来技術と して、 実開平 4 一 5 7 3 5 5 公報に開示のス ピ ン ドル装置がある。 これは、 第 3 の従来技術と異なる構成のアンダ レース潤滑であり、 主軸内部に挿入され主軸に工具を装着するため の ドロ ーバ一内部に潤滑油供給路を設け、 主軸装置の外部の潤滑油 供給装置からの潤滑油を潤滑油供給路から軸受の内輪を貫通させて 内外輪の間の転動体へ向けて、 主軸の回転に伴い作用する遠心力に より供給して軸受を潤滑する ものである。
第 5の従来技術と して、 特開昭 6 4 — 8 7 1 3 0公報に開示の主 軸内に冷却液を流通させた主軸装置がある。 これは、 主軸の内部に 形成した中空部、 すなわち主軸に工具を装着するための ドロ一バー と主軸の中空部との空間に、 主軸の外部の冷却液源からの冷却液を 供給、 回収するようにして主軸に冷却液を循環させて、 主軸自体を その内部から冷却し、 さ らに、 主軸を回転支持する軸受をその内輪 側から間接的に冷却する ものである。
第 6 の従来技術と して、 特許第 2 6 7 7 5 0 5号公報に開示のェ 作機械の主軸装置がある。 これは、 主軸の内部に形成した中空部、 すなわち主軸に工具を装着するための ドローバーと主軸の中空部と の空間、 または主軸の内部に揷入され主軸に工具を装着するための ドローバー内部に、 主軸装置の外部の潤滑液供給源からの潤滑液を 供給して主軸自体をその内部から冷却し、 さ らに、 主軸の中空部か ら主軸を回転支持する軸受の内輪を貫通させて内外輪の間の転動体 へ向けて、 主軸の回転に伴い作用する遠心力により潤滑液を供給し てアンダレ一ス潤滑を行い、 さ らに、 潤滑液をハウジング側へ受け 渡し軸受の外輪側及びビル トイ ンモー夕を間接的に冷却してその後 潤滑液を回収するものである。
第 7の従来技術と して、 特開平 8 — 1 1 8 1 9 9公報に開示のェ 作機械の送り装置がある。 これは、 送りねじ軸の内部に形成した中 空部に送り装置の外部の冷却液温度調節装置からの冷却液を供給し て送りねじ軸自体をその内部から冷却し、 さ らに、 送りねじ軸の中 空部から送りねじ軸を回転支持する軸受の内輪を貫通させて内外輪 の間の転動体へ向けて、 送りねじ軸の回転に伴い作用する遠心力に より冷却液を供給してア ンダレース潤滑を行いその後冷却液を回収 するものである。
第 1 の従来技術は、 主軸装置の外部の潤滑液供給装置からの潤滑 液を潤滑液供給ノズルから内外輪の間の転動体へ向けて噴出するジ エ ツ ト潤滑であり、 専用の潤滑液供給ノズル及び潤滑液供給路が必 要となり主軸装置の構成が複雑化し、 また、 潤滑液は長い潤滑液供 給路を経て軸受に供給されるために潤滑液供給系内に存在する塵埃 等の異物を潤滑液に混入してしまい、 特に主軸が高速回転する場合 には、 その異物により軸受が早期に損傷を受けてしま う という問題 点がある。
第 2 の従来技術は、 主軸装置の外部の潤滑液供給装置からの潤滑 液を潤滑液供給ノズルから内外輪の間の転動体へ向けて噴霧するォ ィルエア潤滑であり、 第 1 の従来技術と同様に、 専用の潤滑液供給 ノズル及び潤滑液供給路が必要となり主軸装置の構成が複雑化し、 また、 潤滑液は長い潤滑液供給路を経て軸受に供給されるために潤 滑液供給系内に存在する塵埃等の異物を潤滑液に混入してしまい、 特に主軸が高速回転する場合には、 その異物により軸受が早期に損 傷を受けてしまう という問題点がある。
第 3の従来技術は、 主軸の内部の潤滑液供給路から軸受の内輪を 貫通させて内外輪の間の転動体へ向けて、 主軸の回転に伴い作用す る遠心力により潤滑液を供給するア ンダレース潤滑である。 ア ンダ レース潤滑では、 主軸の回転速度が例えば 2 0 0 0 0 m i n— 1を超え るような高速回転になると、 主軸の回転に伴い作用する遠心力の影 響により軸受に供給する潤滑液の供給量の調節が難しく 、 場合によ つては、 軸受への潤滑液の供給量が増加して転動体または内外輪と 潤滑液との間に発生するせん断力により発熱量が増加するという問 題点がある。 また、 主軸装置の外部の潤滑液供給装置からの潤滑液 を主軸の内部の潤滑液供給路に供給するために、 長い潤滑液供給路 を経た潤滑液に潤滑液供給系内に存在する塵埃等の異物が混入する ことがあり、 その異物により主軸の内部の潤滑液供給路から軸受に 向かう流路が目詰ま り して、 軸受への円滑な潤滑液の供給が行えず 、 軸受が早期に損傷を受けてしま う という問題点もある。
第 4 の従来技術は、 第 3の従来技術と異なる構成のア ンダレース 潤滑であり、 第 3の従来技術と同様に、 潤滑液の過剰供給により軸 受が発熱する、 潤滑液への塵埃等の異物混入により軸受に向かう流 路が目詰ま りするという問題点がある。
第 5の従来技術は、 主軸の内部に形成した中空部に主軸の外部の 冷却液源からの冷却液を供給、 回収して主軸自体をその内部から冷 却する軸芯冷却を行い、 さ らに、 主軸を回転支持する軸受をその内 輪側から間接的に冷却するものである。 冷却液を主軸に循環させる ことから主軸自体の冷却は行えるが、 主軸を回転支持する軸受を直 接的に潤滑する ものではなく、 主軸の高速回転時には、 潤滑液の供 給量不足等により軸受が焼付を引き起こ してしま う という問題点が ある。
第 6の従来技術は、 主軸の内部に形成した中空部に主軸装置の外 部の潤滑液供給源からの軸受潤滑用の潤滑液を供給して主軸自体を その内部から冷却する軸芯冷却を行い、 主軸の中空部から軸受の内 外輪の間の転動体へ向けて主軸の回転に伴い作用する遠心力により 潤滑液を供給してアンダレース潤滑を行い、 その後潤滑液をハウ ジ ング側へ受け渡し軸受の外輪側及びビル トイ ンモータをジャ ケ ッ ト 冷却して回収するものである。 主軸の冷却と軸受の潤滑とは本質的 にその作用が異なるので、 主軸の冷却を軸受潤滑用の潤滑液により 行う と、 主軸の冷却及び軸受の潤滑の最適化を図れないという問題 点がある。 また、 主軸への潤滑液供給系を主軸装置の外部の潤滑液 供給源から主軸の内部に、 主軸の冷却も兼用 した潤滑液を供給し、 軸受を流通した後の潤滑液を再び潤滑液供給源に回収するよう構成 すると、 潤滑液は長い潤滑液供給路を経て軸受に供給されるために 潤滑液供給系内に存在する塵埃等の異物を潤滑液に混入してしまい 、 特に主軸が高速回転する場合には、 その異物により軸受が早期に 損傷を受けてしま う という問題点もある。 第 7 の従来技術は、 送りねじ軸の内部に形成した中空部に送り装 置の外部の冷却液温度調節装置からの冷却液を供給して送りねじ軸 自体をその内部から冷却する軸芯冷却を行い、 送りねじ軸の中空部 から軸受の内外輪の間の転動体へ向けて送りねじ軸の回転に伴い作 用する遠心力により冷却液を供給してアンダレ一ス潤滑を行う もの である。 結局のところ、 第 6 の従来技術と同様に、 送りねじ軸の冷 却を軸受潤滑用の潤滑液により行う こととなり、 送りねじ軸の冷却 及び軸受の潤滑の最適化を図れない、 潤滑液への塵埃等の異物混入 により軸受が早期に損傷を受けてしま う という問題点がある。 発明の開示
本願発明の目的は、 上述の問題点を解決するためのものであり、 工作機械の主軸及び送りねじ軸等の回転軸の回転速度を高速にして も長寿命化を達成できる回転軸装置及びその回転軸装置を有したェ 作機械を提供するこ とである。
本願発明の他の目的は、 比較的簡単な構成で高速回転においても 最適量の潤滑剤を軸受に供給できる回転軸装置及びその回転軸装置 を有した工作機械を提供するこ とである。
本願発明の他の目的は、 潤滑剤への塵埃等の異物混入を防止でき る回転軸装置及びその回転軸装置を有した工作機械を提供するこ と 本願発明の他の目的は、 主軸の冷却及び軸受の潤滑の最適化を図 ることができる回転軸装置及びその回転軸装置を有した工作機械を 提供することである。
本願発明の他の目的は、 回転軸を効果的に冷却することができ、 かつ潤滑剤への塵埃等の異物混入を防止できる回転軸装置及びその 回転軸装置を有した工作機械を提供することである。 上述の目的に鑑みて、 本願発明は、 予め潤滑剤を塗布または充塡 した軸受により回転軸をハウジングに回転可能に支持し、 軸受に供 給する潤滑剤を含ませて形成した潤滑剤含有部材を回転軸に装着し 、 回転軸の回転による遠心力で潤滑剤含有部材から分離放出した潤 滑剤を軸受内または軸受近傍と潤滑剤含有部材とを連通する潤滑剤 供給流路を介して軸受に供給するようにしたものである。
本願発明によれば、 ハウ ジングに支持された回転軸を回転駆動す る回転軸装置において、 前記ハウ ジ ングに前記回転軸を回転可能に 支持し、 予め潤滑剤を塗布または充填した軸受と、 前記回転軸に装 着され前記軸受に供給する潤滑剤を含ませて形成し前記回転軸の回 転による遠心力で潤滑剤を分離放出する潤滑剤含有部材と、 前記軸 受内または軸受近傍と前記潤滑剤含有部材とを連通し前記潤滑剤含 有部材から分離放出した潤滑剤を前記軸受に供給する潤滑剤供給流 路とを具備した回転軸装置が提供される。
本願発明によれば、 予め潤滑剤を塗布または充填した軸受により 回転軸をハウ ジ ングに回転可能に支持し、 軸受に供給する潤滑剤を 含ませて形成した潤滑剤含有部材を回転軸に装着し、 回転軸の回転 による遠心力で潤滑剤含有部材から分離放出した潤滑剤を軸受内ま たは軸受近傍と潤滑剤含有部材とを連通する潤滑剤供給流路を介し て軸受に供給する。 よって、 回転軸の回転に伴う遠心力に基づく ェ ネルギは、 主と して潤滑剤が潤滑剤含有部材から分離放出される際 に消費されて潤滑剤が過剰に軸受に供給されることがない。 潤滑剤 は、 回転軸に装着された潤滑剤含有部材からのみ軸受に供給される ために、 軸受に供給される潤滑剤に塵埃等の異物が混入することが ない。
予め軸受に潤滑剤を塗布または充填しておく こ とにより、 回転軸 を回転軸装置に組み込んで最初に回転駆動する際に充分に潤滑がで きないというおそれはなく なる。 潤滑剤と してはグリ ースやベース オイル等を軸受に塗布または充塡しておく ことができる。
前記潤滑剤含有部材は、 多孔質材料、 不織布材料などに潤滑剤を 含ませて形成して成るようにしてもよい。 より詳細には、 潤滑剤含 有部材は、 多孔質材料、 例えばポ リ エチ レ ン等の多孔質高分子材料 や、 不織布材料に潤滑剤を含浸させて加熱し一体成形することがで きる。 また、 多数の微孔を有する薄膜部材で潤滑剤含有部材の外表 面を覆ってもよい。
前記潤滑剤含有部材から軸受に供給される潤滑剤の供給を調節す る供給調節手段をさ らに具備してもよい。 供給量調節手段は、 例え ば潤滑剤供給流路に設けたオリ フ ィ ス等で形成するこ とができる。 供給量調節手段を設けることにより、 軸受に供給される潤滑剤の供 給量をより適正化して過剰な潤滑剤の供給を防止し、 潤滑剤含有部 材の寿命を延ばし、 また、 軸受における余分な発熱を抑止すること ができる。
前記回転軸の内部に設けられ、 冷却液供給循環装置からの冷却液 を前記回転軸の軸芯部に供給する流路と前記回転軸を冷却した冷却 液を回収する流路とで成る軸芯冷却手段をさ らに具備してもよい。 この場合、 潤滑剤は回転軸に装着された潤滑剤含有部材からのみ軸 受に供給されるので、 軸受への潤滑剤の供給と回転軸への冷却液の 供給とをそれぞれ独立に行う ことができ、 軸受及び回転軸に最適な 潤滑剤及び冷却液を選択して最適量で供給することができる。
本願発明の他の特徴によれば、 工具とワーク とを相対移動させな がら前記ワークを加工する工作機械において、 前記ワークが載置さ れるテーブルと、 前記工具が装着された主軸と前記テーブルとを相 対移動させる X、 Υ、 Ζ軸の送り軸を駆動する送り機構と、 前記ェ 具が装着され主軸頭に回転可能に支持される主軸と、 前記主軸を前 記主軸頭に回転可能に支持する軸受と、 前記主軸に装着され前記軸 受に供給する潤滑剤を含ませて形成し前記主軸の回転による遠心力 で潤滑剤を分離放出する潤滑剤含有部材と、 前記軸受内または軸受 近傍と前記潤滑剤含有部材とを連通し前記潤滑剤含有部材から分離 放出した潤滑剤を前記軸受に供給する潤滑剤供給流路と、 前記主軸 を回転駆動する主軸駆動モータとを具備した工作機械が提供される 工作機械の主軸、 すなわち工具が装着され主軸頭に軸受により回 転可能に支持される主軸に、 主軸を回転支持する軸受に供給する潤 滑剤を含ませて形成した潤滑剤含有部材を装着し、 主軸の回転によ る遠心力で潤滑剤含有部材から分離放出した潤滑剤を軸受内または 軸受近傍と潤滑剤含有部材とを連通する潤滑剤供給流路を介して軸 受に供給することにより、 軸受に供給される潤滑剤に塵埃等の異物 が混入することがない。
前記主軸の内部に設けられ、 冷却液供給循環装置からの冷却液を 前記主軸の軸芯部に供給する流路と前記主軸を冷却した冷却液を回 収する流路とで成る軸芯冷却手段をさ らに具備してもよい。 この場 合、 潤滑剤は主軸に装着された潤滑剤含有部材からのみ軸受に供給 されるので、 軸受への潤滑剤の供給と主軸への冷却液の供給とをそ れぞれ独立に行う ことができ、 軸受及び主軸に最適な潤滑剤及び冷 却液を選択して最適量で供給することができる。
さ らに本願発明の他の特徴によれば、 工具が装着される主軸とヮ —クが載置されるテーブルとを相対移動させながら前記ワークを加 ェする工作機械において、 前記主軸とテーブルとを相対移動させる X、 Υ、 Ζ軸の送り軸を駆動する送り機構と、 前記送り機構の送り ねじ軸を回転可能に支持する軸受と、 前記送りねじ軸に装着され前 記軸受に供給する潤滑剤を含ませて形成し前記送りねじ軸の回転に よる遠心力で潤滑剤を分離放出する潤滑剤含有部材と、 前記軸受内 または軸受近傍と前記潤滑剤含有部材とを連通し前記潤滑剤含有部 材から分離放出した潤滑剤を前記軸受に供給する潤滑剤供給流路と を具備した工作機械が提供される。
工作機械の送りねじ軸、 すなわち軸受により回転可能に支持され る送りねじ軸に、 該送りねじ軸を回転支持する軸受に供給する潤滑 剤を含ませて形成した潤滑剤含有部材を装着し、 送りねじ軸の回転 による遠心力で潤滑剤含有部材から分離放出した潤滑剤を軸受内ま たは軸受近傍と潤滑剤含有部材とを連通する潤滑剤供給流路を介し て軸受に供給するこ とにより、 軸受に供給される潤滑剤に塵埃等の 異物が混入することがない。
上述した本願発明によれば、 工作機械の主軸及び送りねじ軸等の 回転軸の回転速度を高速にしても長寿命化を達成できる回転軸装置 及びその回転軸装置を有した工作機械が提供される。
主軸や送りねじ軸等の回転軸に、 軸受に供給する潤滑剤を含ませ て形成した潤滑剤含有部材を装着するという比較的簡単な構成で、 高速回転においても潤滑剤が軸受に過剰に供給されることがなく 、 最適量で必要最小限の潤滑剤が軸受に供給できるので、 潤滑剤の過 剰供給による軸受の発熱を防止できる。
潤滑剤は主軸や送りねじ軸等の回転軸に装着された潤滑剤含有部 材から潤滑剤供給流路を介して軸受に供給されるので、 軸受に供給 される潤滑剤に塵埃等の異物が混入することがなく、 軸受の余分な 発熱を防止してク リ ーンで長寿命の回転軸装置が実現可能となる。 回転軸の内部に設けられ冷却液供給循環装置からの冷却液を回転 軸の軸芯部に供給する流路と回転軸を冷却した冷却液を回収する流 路とでなる軸芯冷却手段を設けたと しても、 潤滑剤は回転軸に装着 された潤滑剤含有部材からのみ軸受に供給され、 軸受への潤滑剤の 供給と回転軸への冷却液の供給とをそれぞれ独立に行う ことができ 、 軸受の潤滑及び回転軸の冷却に最適な潤滑剤や冷却液を使用 して 軸受及び回転軸の効果的な潤滑及び冷却を行う ことができる。
本願発明と前述の従来技術とを対比すると、 第 1 の従来技術及び 第 2の従来技術は、 主軸装置の外部の潤滑液供給装置からの潤滑液 を潤滑液供給ノズルから内外輪の間の転動体へ向けて噴出または噴 霧するのに対して、 本願発明は、 回転軸に装着された潤滑剤含有部 材から潤滑剤供給流路を介して軸受に潤滑剤が供給されるために、 潤滑剤に塵埃等の異物が混入せず軸受が早期に損傷を受けてしま う ことがない。 また、 垂直軸線回りに回転する主軸や送りねじ軸等の 回転軸に採用 しても重力による潤滑剤の漏洩が発生しない。
第 3 の従来技術及び第 4の従来技術は、 ア ンダレース潤滑であり 主軸の回転に伴い作用する遠心力の影響により軸受への潤滑液の過 剰供給による軸受の発熱または潤滑液への塵埃等の異物の混入とい う問題を抱えているのに対して、 本願発明ではこのような問題は発 生しない。
第 5 の従来技術は、 主軸の軸芯冷却のみを行うのに対して、 本願 発明は、 主軸に装着された潤滑剤含有部材から軸受に潤滑剤を供給 するという新規な軸受の潤滑方式を採用 して、 軸受を最適な条件で 潤滑しており、 主軸及び軸受の発熱を防止できる。
第 6 の従来技術及び第 7の従来技術は、 主軸または送りねじ軸の 軸芯冷却と軸受の潤滑とを軸受潤滑用の潤滑液を用いて行わざるを えないのに対して、 本願発明は、 主軸または送りねじ軸への冷却液 の供給と軸受への潤滑剤の供給とをそれぞれ独立にして軸受の潤滑 及び主軸の冷却を最適に行う こ とができる。 図面の簡単な説明 図 1 は、 本願発明の回転軸装置の第 1 実施形態の軸線方向断面図 である。
図 2 は、 本願発明の回転軸装置の第 2実施形態の軸線方向断面図 ' 'め 。
図 3 は、 図 1 及び 2 における Aで示す部分の拡大図であり、 潤滑 剤供給流路を示す断面図である。
図 4 は、 本願発明の回転軸装置を有した工作機械の略示側面図で ある。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照して本願発明の好ま しい実施形態を説明す る。
まず、 図 4 を参照すると、 本願発明の主軸装置や送り装置等の回 転軸装置を有する工作機械 5 1 の一例が図示されている。 工作機械 5 1 は、 工場等の床面に設置されるべッ ド 5 3 を具備している。 ベ ッ ド 5 3 の上面には Z軸ガイ ドレール 5 3 aが水平な Z軸方向 （図 4 において左右方向） に延設されており、 該 Z軸ガイ ドレール 5 3 aにはワーク Wを固定するためのテーブル 5 5が摺動自在に取り付 けられている。 さ らに、 べッ ド 5 3 の上面には X軸ガイ ドレール 5 3 bが Z軸に対して垂直でかつ水平な X軸方向 （図 4の紙面に垂直 な方向） に延設されており、 該 X軸ガイ ドレール 5 3 bにはコラム 6 1 が摺動自在に取り付けられている。 コラム 6 1 においてワーク Wに対面する前面には、 X軸及び Z軸に対して垂直な Y軸方向 （図 4 において上下方向） に Y軸ガイ ドレール 6 1 aが延設されており 、 該 Y軸ガイ ドレール 6 1 aには本願発明の主軸装置 1 1 を回転自 在に支持する主軸頭 6 3 が摺動自在に取り付けられている。
べッ ド 5 3 内においてテーブル 5 5 に下側には、 Z軸送り軸と し ての Z軸送りねじ 6 5 が Z軸方向に延設されており、 テーブル 5 5 の下面には Z軸送りねじ 6 5 に螺合するナツ ト 6 7が固定されてい る。 Z軸送りねじ 6 5 の一端には Z軸送りサ一ボモータ M zが連結 されており、 該 Z軸送りサ一ボモータ M z を駆動して Z軸送りねじ 6 5 を回転させることによりテーブル 5 5 は Z軸ガイ ドレール 5 3 aに沿って移動する。 同様に、 べッ ド 5 3 内においてコラム 6 1 の 下側には X軸送り軸と しての X軸送りねじ （図示せず） が X軸方向 に延設されており、 コラム 6 1 の下面には X軸送りねじに螺合する ナツ ト （図示せず） が固定されている。 X軸送りねじの一端には X 軸送りサーボモー夕 M xが連結されており、 該 X軸送りサ一ボモー 夕 M xを駆動して X軸送りねじを回転させることにより コラム 6 1 は X軸ガイ ドレール 5 3 bに沿って移動する。 さ らに、 コラム 6 1 内には Y軸送り軸と しての Y軸送りねじ 6 9が Y軸方向に延設され ており、 主軸頭 6 3 の背面には Y軸送りねじ 6 9 に螺合するナツ 卜 7 1 が固定されている。 Y軸送りねじ 6 9 の上端には Y軸送りサ一 ボモータ M yが連結されており、 該 Y軸送りサ一ボモータ M yを駆 動して Y軸送りねじ 6 9 を回転させることにより主軸頭 6 3 は Y軸 ガイ ドレール 6 1 aに沿って移動する。
主軸装置 1 1 の主軸先端には工具 Tが取り付けられる。 こう して 工作機械 5 1 は主軸装置 1 1 を回転させながら工具 Tをワーク Wに 対して X、 Υ、 Ζ軸方向へ相対移動することにより ワーク Wを所望 形状に加工する。
次に、 図 1 を参照して本願発明の回転軸装置と して主軸装置 1 1 の好ま しい第 1 実施形態を説明する。
主軸装置 1 1 は、 軸線方向に形成された中空部を有するハウジ ン グ 1 3 と、 該ハウジング 1 3 内に少なく と も 2つの軸受、 本実施形 態では、 ワーク W (図 4 ) に対面する先端側の 2つの軸受 1 9 、 2 1 と尾端側の 1 つの軸受 2 3 と、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 により回転 支持された主軸 1 5 とを具備している。 本実施形態において、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 は、 内外輪 1 9 a、 1 9 b ; 2 1 a、 2 1 b ; 2 3 a、 2 3 bの間に転動体 （ボール） 1 9 c、 2 1 c、 2 3 c を有 するボールベア リ ングにて形成されている。 また、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の各内輪 1 9 a、 2 1 a、 2 3 aには、 その内周面から外周 面へ貫通する後述する軸受側油路 1 9 d、 2 1 d、 2 3 dが形成さ れている。 そして、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 にはグリースやべ一スォ ィル等の潤滑剤が予め塗布または充塡されている。 また、 本実施形 態において主軸 1 5 はビル トイ ンモータ 1 7 により回転駆動される 主軸 1 5 は先端部にテーパ穴 1 5 aが形成されており、 該テ一パ 穴 1 5 aに工具 T (図 4 ) を保持する工具ホルダ （図示せず） のテ —パ部が嵌合される。 また、 主軸 1 5 はその中心軸線に沿って長手 方向に形成された中空部 1 5 bを有しており、 該中空部 1 5 bに、 工具ホルダのプルスタ ツ ドを牽引 し工具ホルダをテーパ穴 1 5 aに 保持するための ドローバー （図示せず） が配設される。
主軸 1 5 の先端面から軸線方向に形成された複数の盲孔 1 5 cが 後述する潤滑液含有部材 2 5 のための収容部を構成している。 複数 の盲孔 1 5 c は、 主軸 1 5 の中心軸回りに等間隔で配置される。 同 様に、 主軸 1 5 の尾端部にも、 潤滑液含有部材 2 9 のための収容部 と しての軸線方向に延びる盲孔 1 5 d力 <、 主軸 1 5の中心軸回りに 等間隔で形成されている。
盲孔 1 5 c、 1 5 dには潤滑液含有部材 2 5、 2 9 が収容され、 着脱自在のキャ ップまたは閉蓋 2 7、 3 1 により閉じられる。 閉蓋 2 7 、 3 1 を取り外すことにより使用済みの潤滑液含有部材 2 5 、 2 9 を未使用のそれと交換可能となる。 このと きには、 潤滑液含有 部材 2 5、 2 9 に直接的に触れるこ となく 交換可能であることが望 ま しい。 潤滑液含有部材 2 5 、 2 9 は、 保持部材と しての多孔質材 料、 特にポリエチレン等の多孔質高分子材料に潤滑液を例えば体積 比で 9 0 %程度含浸させて加熱し棒状に一体成形することにより形 成されている。 また、 潤滑液含有部材 2 5、 2 9 は、 保持部材と し ての不織布材料に潤滑液を含ませて棒状に成形したものを用いるこ と もできる。 潤滑液含有部材 2 5、 2 9 は、 潤滑液に外力が作用 し ていない状態では、 含浸させた潤滑液が外部に滴ることがない程度 に、 潤滑液と保持部材とが結合しているが、 潤滑液に外力が作用す ると、 潤滑液は保持部材から分離放出することができる。 また、 多 数の微孔を有する薄膜部材で潤滑液含有部材 2 5、 2 9の外周面を 覆うようにしてもよい。 潤滑液ではなく例えば粉体状の潤滑剤を使 用することもできる。
主軸 1 5 の先端側の盲孔 1 5 cから軸受 1 9、 2 1 へ向けて半径 方向外方へ延びる複数の主軸側油路 1 5 e、 1 5 f が形成されてお り、 主軸 1 5 の尾端側の盲孔 1 5 dから半径方向外方へ軸受 2 3へ 向けて複数の主軸側油路 1 5 gが形成されている。 ここで、 図 1 に おいて Aで示す部分拡大図である図 3 を参照して主軸側油路 1 5 e 、 1 5 f 、 1 5 gの構成をより詳細に説明する。 以下の記載では、 主軸側油路 1 5 eについてのみ説明するが、 主軸側油路 1 5 f 、 1 5 g も同様に構成されている。
主軸側油路 1 5 e は、 複数の盲孔 1 5 cの各々から半径方向外方 へ延び、 主軸 1 5の外周面に形成された周溝 3 3 に開口 している。 周溝 3 3 は、 主軸装置 1 1 を組み立てたときに、 軸受 1 9 の内輪 1 9 aに形成された軸受側油路 1 9 dに対面するように、 主軸 1 5 の 外周面において軸線方向に位置決めされている。 また、 好ま しく は 、 周溝 3 3 の底面において主軸側油路 1 5 eの周囲には、 主軸側油 路 1 5 eの開口端部を包囲する凹所 3 3 aが形成されており、 該凹 所 3 3 aには潤滑液の流量調節手段と してのオリ フ ィ ス 3 5 aを有 する駒 3 5が嵌合、 固定される。
なお、 詳細には示されていないが、 主軸側油路 1 5 f 、 1 5 g も また複数の盲孔 1 5 c、 1 5 dの各々から半径方向外方へ延び、 主 軸装置 1 1 を組み立てたときに、 軸受 2 1 、 2 3の内輪 2 1 a、 2 3 aの軸受側油路 2 1 d、 2 3 dに対面するように主軸 1 5 の外面 に形成された周溝に開口 している。 この周溝にも同様に、 その底面 において主軸側油路 1 5 f 、 1 5 gの周囲に凹所が形成されており 、 該凹所には潤滑液の流量調節手段と してのオリ フ ィ ス 3 7 a、 3 9 aを有する駒 3 7、 3 9が嵌合、 固定される。
また、 本実施形態では、 主軸側油路 1 5 e、 1 5 f 、 1 5 g、 周 溝 3 3、 軸受側油路 1 9 d、 2 1 d、 2 3 dで半径方向流路を形成 している。 こ こで、 半径方向流路は軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の内部の 転動体 1 9 c、 2 1 c、 2 3 c に向かう ものに限定されず、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の内部に潤滑液が供給されるように軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の近傍に設けられていればよい。
以下、 本実施形態の作用を説明する。
主軸 1 5が回転すると、 潤滑液含有部材 2 5、 2 9、 特に潤滑液 含有部材 2 5、 2 9 の含有する潤滑液に作用する遠心力により潤滑 液含有部材 2 5、 2 9 の保持部材から潤滑液が分離放出される。 分 離放出された潤滑液は、 盲孔 1 5 c , 1 5 dの内周面に付着するが 、 遠心力の作用により最終的には主軸側油路 1 5 e、 1 5 f 、 1 5 g に導かれ、 周溝 3 3、 軸受側油路 1 9 d、 2 1 d、 2 3 dを流通 して、 各軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の内外輪 1 9 a、 1 9 b ； 2 1 a、 2 1 b ； 2 3 a、 2 3 bの間に供給される。 遠心力のエネルギは、 主と して潤滑液を潤滑液含有部材 2 5、 2 9 の保持部材から分離放 出するために消費され、 従来技術のア ンダレ一ス潤滑のように潤滑 液が軸受へ過剰に供給されることがない。 また、 潤滑液は、 主軸 1
5の盲孔 1 5 c、 1 5 d内に揷入され、 閉蓋 2 7、 3 1 により外部 から遮断された潤滑液含有部材 2 5 、 2 9から主軸側油路 1 5 e、
1 5 f 、 1 5 g、 軸受側油路 1 9 d、 2 1 d、 2 3 dを介して軸受
1 9 、 2 1 、 2 3 に供給されるために、 従来技術のように汚染物質 が潤滑液に混入することがなく 、 汚染物質により軸受 1 9 、 2 1 、
2 3が早期に損傷されることが防止可能となる。
既述したように、 主軸側油路 1 5 e、 1 5 f 、 1 5 gに駒 3 5、
3 7 、 3 9 を設け、 駒 3 5、 3 7、 3 9 のオリ フ ィ ス 3 5 a、 3 7 a、 3 9 aの直径を調節することにより、 ここを流通する潤滑液の 流量を主軸 1 5の半径や使用回転に対して最適に調節することがで きる。 また、 既述したように、 潤滑液含有部材 2 5、 2 9 の外周面 に設けるまたは密着させる薄膜が有する微孔の大きさ、 密度、 厚さ を適宜選択すること もできる。
さ らに、 本実施形態では、 3 つの軸受 1 9、 2 1 、 2 3が示され ていたが、 本願発明はこれに限定されず、 主軸 1 5 の先端側と尾端 側の少なく と も 2つの軸受を備えていればよい。 また、 既述の実施 形態では、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 はボールベアリ ングにて構成され ていたが、 本願発明は、 これに限定されず、 転動体と してローラを 用いた口一ラ軸受や、 転動体を用いない滑り軸受にて構成してもよ い。 軸受を滑り軸受にて構成する場合には、 半径方向流路と して軸 受側油路ゃ主軸 1 5の外周面に形成した周溝は必ずしも必要ではな く 、 主軸側油路のみにて半径方向流路を構成することができる。 また、 潤滑液含有部材 2 5、 2 9 の主軸 1 5 への取付位置は、 主 軸 1 5の中心軸周りの位置に限定されることなく 、 その間隔も等間 隔に限定されることはなく 、 要は、 主軸 1 5の回転に伴う遠心力で 潤滑液含有部材 2 5、 2 9 の保持部材から潤滑液が分離放出するよ うな位置に設けられたような構成であればよい。
さ らに、 本実施形態では、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3の内輪 1 9 a、
2 1 a、 2 3 aに潤滑剤供給流路と しての半径方向流路を設けたが 、 内輪 1 9 a、 2 1 a、 2 3 aを支持するカラーに設けること も可 能である。
また、 潤滑液の流量調節手段と して、 オリ フ ィ ス 3 5 a、 3 7 a 、 3 9 aを例示したが、 これらは本願発明において必須の構成要素 ではない。 また、 オリ フ ィ ス 3 5 a、 3 7 a、 3 9 a と薄膜の何れ か一方または両方を設けることができる。 さ らに、 潤滑液含有部材 2 5、 2 9の保持部材の材質と潤滑液の粘性とに応じて、 軸受 1 9 、 2 1 、 2 3 に供給される潤滑液の流量を調節すること もできる。 軸受 1 9、 2 1 、 2 3の側部の対応する位置に、 潤滑液含有部材 2 5、 2 9から軸受 1 9、 2 1 、 2 3 に供給された潤滑液を溜める ようなポケッ ト等を設けておき、 該ポケッ 卜に溜まった潤滑液が軸 受 1 9、 2 1 、 2 3 に回るようにすれば、 主軸 1 5の高速回転時の 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の内部における潤滑液の不足を補う こと も可 能である。
次に、 図 2 を参照して本願発明の回転軸装置と して主軸装置 1 i の好ま しい第 2実施形態を説明する。 なお、 図 2 において図 1 に対 応する構成要素は同じ参照番号で指示されている。 これらの説明は こ こでは省略する。
図 2 における特徴点は、 主軸 1 5 の中心軸線に沿って長手方向に 形成された中空部 1 5 bに、 中空状の軸芯冷却液管路が配設されて いることである。 軸芯冷却液管路 4 3 は、 主軸 1 5 の尾端側に設け られた接合部 4 3 a にて口一タ リ ジ ョ イ ン ト 4 1 に対して液密に連 結されている。 一方、 軸芯冷却液管路 4 3 の先端側には半径方向に 形成された複数の開口部 4 3 bが設けられている。 特に本実施形態 では、 軸芯冷却液管路 4 3 の開口部 4 3 bは、 軸芯冷却液管路 4 3 の先端部近傍に配置され、 かつ、 主軸 1 5 の中空部 1 5 bは、 主軸 1 5 の先端側の軸受 1 9、 2 1 に対して少なく と も部分的に重なる 長さを有している。 ロータ リ ジョイ ン ト 4 1 は、 従来周知の主軸 1 5等の回転部材内に液体を供給するための継手であつて、 主軸装置 1 1 の外部に設けられている冷却液供給循環装置 4 5 に接続されて いる。 冷却液供給循環装置 4 5 は、 冷却液を貯留するためのタ ンク 、 冷却液を循環させるためのポンプ、 冷却後の冷却液を必要に応じ て所定温度に冷却する冷却装置、 冷却液の流れを制御するための制 御弁等を主要な構成要素と して具備している。
以下、 本実施形態の作用を説明する。
主軸 1 5が回転すると、 潤滑液含有部材 2 5 、 2 9 の含有する潤 滑液に作用する遠心力により潤滑液含有部材 2 5、 2 9 の保持部材 から潤滑液が分離放出され、 各軸受 1 9、 2 1 、 2 3の内外輪 1 9 a、 1 9 b ; 2 1 a、 2 l b ; 2 3 a、 2 3 bの間に供給されるの は、 第 1 実施形態と同様である。
さ らに、 本実施形態では、 主軸 1 5 の回転に先立って、 或いは、 主軸 1 5 の回転と同時に主軸装置 1 1 の外部の冷却液供給循環装置 4 5 により軸芯冷却用の冷却液がロータ リ ジ ョ イ ン ト 4 1 、 例えば 冷却液の供給、 回収を行う 2系路をもつロータ リ ジョイ ン トを介し て軸芯冷却液管路 4 3 に供給される。 軸芯冷却液管路 4 3 に供給さ れた冷却液は、 図 1 において矢印で示すように、 軸芯冷却液管路 4 3 の中空部 4 3 a内を流通し、 先端部に形成された開口部 4 3 bか ら軸芯冷却液管路 4 3 と主軸 1 5の中空部 1 5 bの間の隙間 Gの先 端部近傍に供給される。 この冷却液は上記隙間 Gを反対方向に口— タ リ ジ ョ イ ン ト 4 1 へ向かって流通し、 主軸装置 1 1 の外部の冷却 液供給循環装置 4 5へと循環する。 隙間 G内を流通する間、 冷却液 は主軸 1 5をその中空部 1 5 bの内面から冷却する。 特に、 既述し たように、 本実施形態では軸芯冷却液管路 4 3 の開口部 4 3 bが軸 芯冷却液管路 4 3の先端部近傍に配置され、 かつ、 主軸 1 5 の中空 部 1 5 bが、 先端側の軸受 1 9、 2 1 に対して少なく とも部分的に 重なる長さを有しているために、 軸受 1 9、 2 1 における発熱によ り加熱条件が厳しく なる主軸 1 5 の先端部に冷却液を供給し、 主軸 1 5 の温度上昇を効果的に防止可能となっている。 軸受 2 3 の発熱 による主軸 1 5の温度上昇も防止できることは言うまでもない。 本 実施形態では、 軸芯冷却液管路 4 3 の中空部 4 3 a、 開口部 4 3 b 、 軸芯冷却液管路 4 3 と主軸 1 5 の中空部 1 5 b との間の隙間 Gで 軸芯冷却手段を形成している。
また、 本実施形態では、 主軸 1 5 を冷却するための冷却液が軸受 1 9 、 2 1 、 2 3 の潤滑、 冷却をも兼ねていた従来技術と異なり、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3のための潤滑液と、 主軸 1 5の軸芯冷却用の 冷却液とを独立させて供給するこ とにより、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の潤滑および主軸 1 5 の冷却に最適な潤滑液および冷却液を選択し てそれぞれ最適量を以て供給可能となる。
また、 ハウ ジ ング 1 3 の中空部内周面、 すなわち軸受 1 9、 2 1 、 2 3 の外輪 1 9 b、 2 1 b , 2 3 bの取付部またはビル トイ ンモ 一夕 1 7 の取付部に対応するハウ ジ ング 1 3 の中空部内周面に周溝 または螺旋溝を形成し、 冷却液供給循環装置 4 5からの冷却液を該 周溝または螺旋溝に供給、 回収するようにして、 軸受 1 9、 2 1 、 2 3 またはビル トイ ンモータ 1 7 を冷却すること も可能である。 こ のとき、 主軸 1 5の内部に供給され主軸 1 5 を冷却した後の冷却液 を主軸 1 5 の内部からハウ ジング 1 3 に形成した周溝または螺旋溝 へ供給し、 ハウ ジ ング 1 3 を冷却した後に冷却液を外部の冷却液供 給循環装置 4 5へ回収するようにしてもよい。
以上に、 潤滑液含有部材 2 5、 2 9を主軸装置 1 1 の主軸 1 5 に 装着した実施形態を説明したが、 X、 Υ、 Ζ軸の X軸送りねじ （図 示せず） 、 Υ軸送りねじ 6 9、 Ζ軸送りねじ 6 5 に潤滑液含有部材 をそれぞれ装着して、 各軸の送りねじを回転支持する軸受を潤滑す るようにしてもよい。
また、 本願発明の回転軸装置は、 フライス盤、 マンニングセンタ 、 研削盤、 旋盤、 放電加工機等の工作機械に限らず、 その他の産業 機械にも適用できることは言うまでもない。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ハウ ジ ングに支持された回転軸を回転駆動する回転軸装置に おいて、
前記ハウ ジ ングに前記回転軸を回転可能に支持し、 予め潤滑剤を 塗布または充塡した軸受と、
前記回転軸に装着され前記軸受に供給する潤滑剤を含ませて形成 し前記回転軸の回転による遠心力で潤滑剤を分離放出する潤滑剤含 有部材と、
前記軸受内または軸受近傍と前記潤滑剤含有部材とを連通し前記 潤滑剤含有部材から分離放出した潤滑剤を前記軸受に供給する潤滑 剤供耠流路と、
を具備したことを特徴とする回転軸装置。
2 . 前記潤滑剤含有部材は、 多孔質材料、 不織布材料などに潤滑 剤を含ませて形成して成る請求項 1 に記載の回転軸装置。
3 . 前記潤滑剤含有部材から前記軸受に供給される潤滑剤の供給 量を調節する供給量調節手段をさ らに具備した請求項 1 に記載の回 転軸装置。
4 . 前記回転軸の内部に設けられ、 冷却液供給循環装置からの冷 却液を前記回転軸の軸芯部に供給する流路と前記回転軸を冷却した 冷却液を回収する流路とで成る軸芯冷却手段をさ らに具備した請求 項 1 に記載の回転軸装置。
5 . 工具とワーク とを相対移動させながら前記ワークを加工する 工作機械において、
前記ヮ一クが載置されるテーブルと、
前記工具が装着された主軸と前記テーブルとを相対移動させる X 、 Υ、 Ζ軸の送り軸を駆動する送り機構と、 前記工具が装着され主軸頭に回転可能に支持される主軸と、 前記主軸を前記主軸頭に回転可能に支持する軸受と、
前記主軸に装着され前記軸受に供給する潤滑剤を含ませて形成し 前記主軸の回転による遠心力で潤滑剤を分離放出する潤滑剤含有部 材と、
前記軸受内または軸受近傍と前記潤滑剤含有部材とを連通し前記 潤滑剤含有部材から分離放出 した潤滑剤を前記軸受に供給する潤滑 剤供給流路と、
前記主軸を回転駆動する主軸駆動モータと、
を具備したことを特徴とする工作機械。
6 . 前記主軸の内部に設けられ、 冷却液供給循環装置からの冷却 液を前記主軸の軸芯部に供給する流路と前記主軸を冷却した冷却液 を回収する流路とで成る軸芯冷却手段をさ らに具備した請求項 5 に 記載の工作機械。
7 . 工具が装着される主軸とワークが載置されるテーブルとを相 対移動させながら前記ワークを加工する工作機械において、
前記主軸とテーブルとを相対移動させる X、 Υ、 Ζ軸の送り軸を 駆動する送り機構と、
前記送り機構の送りねじ軸を回転可能に支持する軸受と、 前記送りねじ軸に装着され前記軸受に供給する潤滑剤を含ませて 形成し前記送りねじ軸の回転による遠心力で潤滑剤を分離放出する 潤滑剤含有部材と、
前記軸受内または軸受近傍と前記潤滑剤含有部材とを連通し前記 潤滑剤含有部材から分離放出した潤滑剤を前記軸受に供給する潤滑 剤供給流路と、
を具備したこ とを特徴とする工作機械。
PCT/JP1999/006370 1999-10-26 1999-11-15 Dispositif a arbre rotatif et machine-outil comportant un tel dispositif a arbre rotatif WO2001031215A1 (fr)

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