(57)【要約】【課題】回転軸とハウジングとの間のクリアランスにクーラント液が浸入することを防止することができる回転軸装置を提供する。【解決手段】回転軸装置は、収容空間３をもつ筒形状のハウジング１と、収容空間に軸受１３を介して回転自在に収容されるとともにハウジングの内周面との間に円筒形状のクリアランス３０を隔てて配置された主軸スピンドル２と、クリアランスにクーラント液の浸入を抑制するシール手段６と、ハウジング及び主軸スピンドルの少なくとも一方にクリアランスと対面させて配設された多孔質の吸水部材５と、吸水部材がクーラント液を吸収したことを検知する検知手段４と、検知手段の検知結果に応じてクリアランスへのクーラント液の浸入を抑制する液浸入抑制手段９１及び検知手段の検知結果に応じて主軸スピンドルの回転を停止させる軸停止手段９２の少なくとも一方と、を備えている。【選択図】図２
2010164155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容空間をもつ筒形状のハウジングと、
該収容空間に軸受を介して回転自在に収容されるとともに、前記ハウジングの内周面との間であって前記ハウジングの端面と前記軸受との間に円筒形状のクリアランスを隔てて配置された回転軸と、
前記クリアランスへのクーラント液の浸入を抑制するシール手段と、
を備えた回転軸装置において、
前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方であって、前記シール手段より前記ハウジングの端面側または前記軸受側において前記クリアランスと対面させて配設された多孔質材からなる吸水部材と、
該吸水部材が前記クーラント液を吸収したことを検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に応じて前記クリアランスへの前記クーラント液の浸入を抑制する液浸入抑制手段、及び前記検知手段の検知結果に応じて前記回転軸の回転を停止させる軸停止手段の少なくとも一方と、
を備えていることを特徴とする回転軸装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記吸水部材は、リング形状であり、前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方に前記クリアランスの周方向全体に対面させて配設されていることを特徴とする回転軸装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記検知手段は、前記吸水部材に所定間隔を隔てて配置された一対の電極をもち、前記電極間の電気抵抗、インピーダンス又は静電容量の変化により、前記クリアランスへのクーラント液の吸収量を検知することを特徴とする回転軸装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記一対の電極は、前記吸水部材の周方向全体に配設されていることを特徴とする回転軸装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記吸水部材は、前記ハウジングに設けられていることを特徴とする回転軸装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記吸水部材は、前記ハウジングに着脱可能に固定されていることを特徴とする回転軸装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、
前記吸水部材は、前記ハウジング内部に設けられたドレン通路に接続されていることを特徴とする回転軸装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項において、
前記液浸入抑制手段は、前記検知手段により検知されたクーラント液の吸収量に応じて前記クリアランスに供給されるエア量を調整することを特徴とする回転軸装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸装置などに用いられる回転軸装置に関し、特に回転軸とハウジングとの間のクリアランスにクーラント液の浸入を抑制する回転軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の主軸装置は、例えば、ハウジングと、ハウジングとの間にクリアランスを隔てて配設された回転軸と、を備えている。回転軸の先端には、工具ホルダが固定されていて、回転軸の回転により、ワークの切削などの加工処理が行われる。加工処理は、ワークに、冷却液、研削液、切削液、洗浄液、潤滑液などのクーラント液を吹きつけながら行われる。
【０００３】
回転軸とハウジングとの間のクリアランスには、軸方向外側から軸方向内側に向かって、クーラント液が浸入することがある。クーラント液が浸入すると、クリアランスの軸方向内側に配置されている軸受が破損する場合がある。そこで、クリアランスにクーラント液の浸入を抑制する手段が、従来から開発されてきた。例えば、特許文献１に開示されているように、クリアランスに親水性材料を設けることが考えられる。  
【０００４】
しかしながら、クリアランスに浸入してきたクーラント液が親水性材料によって吸収されても、親水性材料の吸水能力を超えるクーラント液がクリアランスに浸入するおそれがある。この場合、クリアランスの軸方向内側に配置されている軸受にクーラント液が到達して、回転軸の回転に支障が生じるおそれがある。
【０００５】
ところで、特許文献２には、紙おむつの内部に一対の電極を埋め込み、この電極にセンサを接続したものが開示されている。紙おむつが濡れた場合には、一対の電極間に電流が流れ、センサによって紙おむつが濡れたことを検知する。
【０００６】
発明者は、特許文献２の技術を応用して、ハウジングと回転軸との間のクリアランスにクーラント液が浸入したことを検知することに着目し、鋭意探求を重ねた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２７３３２
【特許文献２】特開２０００−１９１３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、回転軸とハウジングとの間のクリアランスにクーラント液が浸入することを防止することができる回転軸装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、
収容空間をもつ筒形状のハウジングと、
該収容空間に軸受を介して回転自在に収容されるとともに、前記ハウジングの内周面との間であって前記ハウジングの端面と前記軸受との間に円筒形状のクリアランスを隔てて配置された回転軸と、
前記クリアランスへのクーラント液の浸入を抑制するシール手段と、
を備えた回転軸装置において、
前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方であって、前記シール手段より前記ハウジングの端面側または前記軸受側において前記クリアランスと対面させて配設された多孔質材からなる吸水部材と、
該吸水部材が前記クーラント液を吸収したことを検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に応じて前記クリアランスへの前記クーラント液の浸入を抑制する液浸入抑制手段、及び前記検知手段の検知結果に応じて前記回転軸の回転を停止させる軸停止手段の少なくとも一方と、
を備えていることである。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、
前記吸水部材は、リング形状であり、前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方に前記クリアランスの周方向全体に対面させて配設されていることである。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、
前記検知手段は、前記吸水部材に所定間隔を隔てて配置された一対の電極をもち、前記電極間の電気抵抗、インピーダンス又は静電容量の変化により、前記クリアランスへのクーラント液の吸収量を検知することである。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、
前記一対の電極は、前記吸水部材の周方向全体に配設されていることである。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項３又は４において、
前記吸水部材は、前記ハウジングに設けられていることである。
【００１４】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記吸水部材は、前記ハウジングに着脱可能に固定されていることである。
【００１５】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至６のいずれか１項において、
前記吸水部材は、前記ハウジング内部に設けられたドレン通路に接続されていることである。
【００１６】
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至７のいずれか１項において、
前記液浸入抑制手段は、前記検知手段により検知されたクーラント液の吸収量に応じて前記クリアランスに供給されるエア量を調整することである。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、ハウジングと回転軸との間のクリアランスに対面するように吸水部材が配設されている。クリアランスにクーラント液が浸入すると、吸水部材がクーラント液を吸収する。吸水部材に吸収されたクーラント液は、検知手段により検知される。液浸入抑制手段によって、検知結果であるクーラント液量に基づいて、クリアランスへのクーラント液の浸入が抑制される。従って、回転軸とハウジングとの間のクリアランスにクーラント液が浸入することを抑制することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、リング状の吸水部材はクリアランスの全周にわたってクリアランスと対面する。このため、クリアランスの周方向のいずれの部分からクーラント液が浸入した場合にも、クーラント液を吸水部材によって漏れなく吸収することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、吸水部材に所定間隔を隔てて配置された一対の電極の間で、クーラント液を通じて電流が流れる。吸水部材へのクーラント液の吸収量の増加にともなって、静電容量が増加し、電気抵抗やインピーダンスは小さくなる。ゆえに、一対の電極間の電気抵抗値、インピーダンス又は静電容量を測定することによって、吸水部材へのクーラント液の吸収量を検知することができる。
【００２０】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、クリアランスの周方向のいずれの部分からクーラント液が浸入した場合にも、クーラント液を漏れなく検知することができる。
【００２１】
上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、ハウジングは固定部材である。吸水部材には、電極、配線、検知手段などが接続される。このため、ハウジングに吸水部材、電極、配線、検知手段を設置することで、回転軸にこれらを設ける場合に比べて、シール手段を簡素な構成とすることができる。
【００２２】
上記のように構成した請求項６に係る発明によれば、吸水部材を取り外して洗浄したり、新品に取り替えたりすることができる。
【００２３】
上記のように構成した請求項７に係る発明によれば、吸水部材に吸収されたクーラント液を、ドレン通路を通じて外部に排出することができる。
【００２４】
上記のように構成した請求項８に係る発明によれば、検知された吸収量が多くなるに従ってクリアランスへ供給されるエアの量を多くする。検知された吸収量が減少する場合には、エア量を減少する。これにより、クリアランスへのクーラント液の浸入を、適正に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る回転軸装置の軸方向断面図である。
【図２】本実施形態に係る回転軸装置の軸方向端面付近の拡大断面図である。
【図３】本実施形態に係る回転軸装置の軸方向端面付近の径方向断面説明図である。
【図４】本実施形態に係る回転軸装置の吸水部材付近の軸方向断面図である。
【図５】吸水部材が２つのエア溝よりも軸方向内側に配設された場合の、回転軸装置の軸方向端面付近の拡大断面図である。
【図６】吸水部材が２つのエア溝よりも軸方向外側に配設された場合の、回転軸装置の軸方向端面付近の拡大断面図である。
【図７】一対の電極が、吸水部材に軸方向に並設された場合の、回転軸装置の吸水部材付近の軸方向断面図である。
【図８】一対の電極が、吸水部材の表面に配設された場合の、回転軸装置の吸水部材付近の軸方向断面図である。
【図９】主軸スピンドルの軸方向が鉛直方向である場合の、吸水部材とドレン連通穴との位置関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の回転軸装置の軸方向断面図である。図２は、回転軸の軸方向端面付近の拡大断面図である。図１、図２に示すように、回転軸装置は、横型マシニングセンタの回転軸装置であり、収容空間３をもつ略円筒状のハウジング１と、収容空間３に回転自在に収容された回転軸としての主軸スピンドル２と、シール手段６と、吸水部材５と、検知手段４と、液浸入抑制手段９１及び軸停止手段９２をもつ制御部９とを備えている。
【００２７】
主軸スピンドル２は、ハウジング１の内周面との間に、軸方向端面３０ａに開口する円筒形状のクリアランス３０を隔てて配置されている。主軸スピンドル２は、ハウジング１と非接触である。ハウジング１には、リング形状に形成された吸水部材５がクリアランス３０に対面して配設されている。
【００２８】
主軸スピンドル２の振れ幅は１０μｍ程度であり、クリアランス３０の吸水部材５が配置されている部分の径方向の幅Ｈは５０〜１００μｍである（図４）。この幅Ｈは、クーラント液の浸入を抑え、且つ主軸スピンドル２の振れによっても主軸スピンドル２が吸水部材５に対して非接触状態を維持することができる幅である。
【００２９】
ハウジング１は、内部に断面円形の収容空間３をもつ略円筒形状である。そして、ハウジング１は、主軸ハウジング１１と、主軸ハウジング１１の径方向内側に嵌挿された軸受ハウジング１２と、フロントキャップ１４と、押圧部材としてのシールキャップ１５とをもつ。主軸ハウジング１１は、略円筒形状であり、軸受ハウジング１２及びモータ２５のステータを固定している。軸受ハウジング１２は、略円筒形状であり、軸受１３を介して主軸スピンドル２を回転可能に支持している。軸受ハウジング１２の径方向内側には複数の軸受１３が軸方向に沿って所定間隔を隔てて保持されている。軸受１３の径方向内側には、主軸スピンドル２が配置されて、軸受１３によって主軸スピンドル２を回転自在に支持している。
【００３０】
主軸スピンドル２は、円筒形状を呈しており、モータ２５の回転を工具ホルダ２３に伝達する。主軸スピンドル２の軸方向は水平方向である。主軸スピンドル２は軸受１３よりも軸方向内側で、主軸スピンドル２に嵌着されたモータ２５により回転駆動される。モータ２５はビルトインモータである。主軸スピンドル２の内部には、プッシュロッド２２が配設されている。プッシュロッド２２には、図略のドローバー、皿ばねなどから構成される公知のクランプ機構２１が配設されている。クランプ機構２１は、主軸スピンドル２の軸方向外側の先端のテーパ孔に装着される工具ホルダ２３をクランプする。また、主軸スピンドル２の後方端部には、図示しないロータスリーブを介してモータ２５のロータが固定されている。工具ホルダ２３の先端には、図略の刃具等の工具が保持され、この工具によりワークの加工が行われる。
【００３１】
図２に示すように、主軸ハウジング１１及び軸受ハウジング１２の軸方向外側の端部には、フロントキャップ１４が取り付けられている。フロントキャップ１４の内周面における軸受１３よりも軸方向外側には、シールキャップ１５が配設されている。フロントキャップ１４の軸方向外側の端面は、シールキャップ１５の軸方向外側の端面と同一面を構成している。
【００３２】
シールキャップ１５は、その軸方向外側に形成された拡径部１５ａと、拡径部１５ａの軸方向内側に隣設され拡径部１５ａよりも径が小さい縮径部１５ｂとをもつ。拡径部１５ａ及び縮径部１５ｂの外周面は、フロントキャップ１４の内周面に嵌合されている。縮径部１５ｂの軸方向内側の端面は、フロントキャップ１４の軸方向外側の端面と対向している。拡径部１５ａの内周面は、クリアランス３０に対面している。
【００３３】
シール手段６は、エア溝６１，６２と、エア通路６０と、エアポンプ６３とをもつ。エア溝６１、６２は、クリアランス３０にエアを供給するリング状溝である。エア溝６１，６２は、それぞれシールキャップ１５、フロントキャップ１４に設けられている。エア通路６０は、シールキャップ１５、フロントキャップ１４を含むハウジング１に埋設されている。エア通路６０の一端は、エア溝６１，６２に接続し、他端はエアポンプ６３に接続している。エアポンプ６３からエア通路６０を通じてエア溝６１，６２にエアが供給されると、エアがクリアランス３０に供給される。エアは、クリアランス３０の軸方向内側から軸方向端面３０ａに向けて流出する。このため、クリアランス３０の軸方向端面３０ａからクーラント液が軸方向内部に浸入することが抑制される。
【００３４】
図４に示すように、シールキャップ１５の縮径部１５ｂの内周面、拡径部１５ａの軸方向内側端面及びフロントキャップ１４の軸方向外側の端面により囲まれた部分は、クリアランス３０より径方向外側にリング状に窪む環状溝１６である。環状溝１６の内周面は、絶縁部材５９により被覆されていて、その内部の空間にはリング状の吸水部材５が嵌合されている。絶縁部材５９は、絶縁性であり、クーラント液を透過さないものであればよく、例えば、プラスチックやセラミックなどを用いることができる。
【００３５】
図２，図３に示すように、吸水部材５は、エア溝６１とエア溝６２の間に配設されている。吸水部材５は、主軸スピンドル２の軸中心と同一の軸中心をもつリング状体である。図４に示すように、吸水部材５の径方向の厚みＡは７ｍｍであり、軸方向の幅Ｂは１０ｍｍである。
【００３６】
吸収部材５は、クーラント液と電気抵抗率に差があるものであればよい。吸水部材５の電気抵抗率は、クーラント液の電気抵抗率よりも小さくても大きくてもよいが、クーラント液の電気抵抗率よりも大きいことが好ましい。吸水部材５の電気抵抗率がクーラント液の電気抵抗率よりも大きい場合には、高精度に電気抵抗率を検知することができる。更には、吸水部材５は絶縁性であるとよい。この場合には、電気抵抗の検知精度が更に高くなる。
【００３７】
吸水部材５は、吸水性を有すればよく、例えば、親水性ポリオレフィン系材料からなる多孔質体を用いる。親水性ポリオレフィン系材料からなる吸水部材を製造するにあたっては、公知の技術を用いることができる。例えば、ポリオレフィン系材料に親水化処理を施し、加熱によりガスが発生し得る発泡剤を加えて混練し、金型内で加熱により発泡させる。また、親水化処理を施したポリオレフィン系材料を繊維状または粒子状に成形した後に金型内に充填して圧縮加熱成形して繊維又は粒子の表面を溶着させて一体化してもよい。
【００３８】
ポリオレフィン系材料に親水性を付与する技術としては、公知の技術を用いることができる。例えば、（１）親水性高分子樹脂のブレンド、（２）イオン系、非イオン系の界面活性剤などの親水化剤の塗布、（３）コロナ放電処理、プラズマ放電処理等による表面改質等がある。ポリオレフィン系材料は、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、及びエチレン、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体などの、公知のポリオレフィン系材料が挙げられる。
【００３９】
吸水部材５を構成する親水性多孔質体としては、親水性ポリオレフィン系多孔質材料のほか、セラミックス多孔質材料、多孔質ガラス、発泡剤、コンクリート、石材などの無機多孔質体などを用いることができる。なお、クリアランスを微小な精度で管理するために機械加工が容易な材質であることが望ましい。
【００４０】
吸水部材５は、各孔が連続している連続気泡をもつことが好ましい。この場合には、図３に示すように、吸水部材５に吸収されたクーラント液は、吸水部材５の中の孔を通過して、吸水部材５の下部５ｃに開口するドレン通路としてのドレン連通穴７に排出することができる。
【００４１】
ドレン連通穴７は、シールキャップ１５の周方向に円弧形状に広がる溝である。このドレン連通穴７は、シールキャップ１５、フロントキャップ１４及び主軸ハウジング１１に形成された排出通路７１を経て、真空ポンプなどの吸引装置に連通している。ドレン連通穴７は、吸水部材５が吸収したクーラント液を回収する。
【００４２】
図２，図３、図４に示すように、検知手段４は、一対の電極４１、４２と、検知器４５とをもつ。一対の電極４１，４２は、薄膜状であり、吸水部材５の内部に埋設されている。一対の電極４１，４２は、吸水部材５の径方向に例えば、０．１〜３ｍｍの間隔を隔てて配置されている。一対の電極４１，４２は、リング状の吸水部材５の周方向全体にわたって配設されている。一対の電極４１，４２のうち一方の電極４１は、周方向に連続して円筒形状を呈している。他方の電極４２は周方向に４分割されて円弧形状を呈している。一対の電極４１，４２は、径方向の内側、外側に配置されているが、いずれの電極を陽極、陰極にしてもよい。
【００４３】
電極４１，４２は、導電性材料により形成されている。導電性材料としては、例えば、銅、カーボンブラック、鉄などを用いる。図２に示すように、各電極４１，４２は、導線４３を通じて検知器４５に接続されている。導線４３は、絶縁膜により被覆されて、シールキャップ１５、フロントキャップ１４及び主軸ハウジング１１に埋設されている。
【００４４】
吸水部材５に電極４１，４２を埋設するに当たっては、電極を金型にインサートし吸水部材の材料を射出成形する。又は、リング状の吸水部材を３層に分割して形成し、各層の間に電極を介設させる。電極は、印刷、切断加工などにより形成することができる。
【００４５】
図２に示すように、検知器４５は、吸水部材５の電極４１，４２間の電気抵抗値を検出して吸水部材５へのクーラント液の吸収量を検出する。吸水部材５へのクーラント液の吸収量が多くなると、電極４１，４２間の電気抵抗値が小さくなる。検知器４５により検知される電気抵抗値と、吸水部材５へのクーラント液の吸収量とは、予め設定したマップにより対応づけがされている。したがって、検知器４５は、検知された電気抵抗値から、吸水部材５へのクーラント液の吸収量が検出される。
【００４６】
制御部９は、液浸入抑制手段９１及び軸停止手段９２をもつ。液浸入抑制手段９１は、検知器４５に接続されている。液浸入抑制手段９１は、検知器４５の検知結果に応じてクリアランス３０に供給されるエアの供給量を調整するエア量調整手段である。
【００４７】
液浸入抑制手段９１は、検知器４５により検知されたクーラント液の吸収量に応じて、エア供給量を算出する。即ち、エア供給量は、クーラント液の吸収量が多くなるにしたがって増加させ、吸収量が少なくなるにしたがって減少させる。液浸入抑制手段９１により算出されたエア供給量は、エアポンプ６３に出力される。エアポンプ６３は、液浸入抑制手段９１から受信したエア供給量をクリアランス３０に供給するように、ポンプ出力を調整する。
【００４８】
軸停止手段９２は、検知器４５に接続されている。主軸停止手段９２は、検知器４５の検知結果に応じて主軸スピンドル２の回転を停止させる。軸停止手段９２は、検知器４５により検知された吸収量が所定量を超えた場合に、主軸スピンドル２の回転を停止させるように、モータ２５を制御する。所定量は、クリアランスの軸方向内側に配置されている軸受にクーラント液が到達するおそれがある場合の吸収部材のクーラント液の吸収量である。
【００４９】
本実施形態に係る回転軸装置の作動を説明する。エアポンプ６３からエア通路６０を通じてエア溝６１，６２に高圧のエアを供給する。エアは、エア溝６１，６２からクリアランス３０に供給される。このエア圧力により、クリアランス３０の軸方向外側からクーラント液の浸入が抑制される。
【００５０】
ハウジング１には、エア供給用の２つのエア溝６１，６２の間に、吸水部材５を配設している。クーラント液が軸方向外側のエア溝６１を通り抜けてクリアランス３０の軸方向内側に浸入してきたとき、クーラント液は、吸水部材５に吸収される。
【００５１】
吸水部材５には一対の電極４１，４２が埋設されている。このため、吸水部材５がクーラント液を吸収すると電極４１，４２間の電気抵抗値が変化し、検知器４５によって検知される。検知器４５に記憶されているマップによって電気抵抗値からクーラント液の吸収量がもとめられる。もとめられたクーラント液の吸収量は、制御部９に送信される。
【００５２】
制御部９は、液浸入抑制手段９１と主軸停止手段９２をもつ。液浸入抑制手段９１は、吸収量に応じて算出されたエア供給量を、シール手段６のエアポンプ６３に送信する。エアポンプ６３は、エア供給量に応じてポンプ出力を調整する。例えば、吸水部材５によるクーラント液の吸収量が増加すると、算出されたエア供給量が増加し、ポンプ出力が増加する。
【００５３】
主軸停止手段９２は、吸収量が所定値を超えた場合に、主軸スピンドル２の回転を停止させる指示信号をモータ２５に送信する。モータ２５は、自身の駆動回転を停止させる。これにより、主軸スピンドル２は停止して、クリアランス３０の軸方向内部に配置されている軸受１３にクーラント液が浸入するのを確実に防止することができる。
【００５４】
吸水部材５は、多孔質体であるため、吸収されたクーラント液が、自重によって吸水部材５の中の孔を通って、下側に移動する。吸水部材５の下部５ｃには、吸引装置に接続されているドレン連通穴７が配置されている。このため、吸水部材５に吸収されたクーラント液は、吸水部材５の中の孔を通り、ドレン通路７に吸引されて、ドレン排出路７１を経て回転軸装置の外部に強制的に排出される。
【００５５】
本実施形態においては、ハウジング１と主軸スピンドル２との間のクリアランス３０に対面するように吸水部材５が配設されている。クリアランス３０にクーラント液が浸入すると、吸水部材５がクーラント液を吸収する。吸水部材５に吸収されたクーラント液の吸収量は、検知器４５により検知される。液浸入抑制手段９１は、検知された吸収量に基づいて、クリアランス３０にクーラント液の浸入を抑制するように、クリアランス３０に供給されるエア量が制御される。従って、主軸スピンドル２とハウジング１との間のクリアランス３０にクーラント液が浸入することを防止することができる。吸水部材５のクーラント液の吸収量が所定値を超えた場合には、主軸停止手段９２により主軸スピンドル２の回転が停止する。このため、クリアランス３０の軸方向内側に配置されている軸受１３に、クーラント液が浸入して損傷することが確実に防止される。
【００５６】
リング状の吸水部材５は、クリアランス３０の全周にわたってクリアランス３０と対面する。このため、クリアランス３０の周方向のいずれの部分からクーラント液が浸入した場合にも、クーラント液を吸水部材５によって漏れなく吸収することができる。
【００５７】
また、リング状の吸水部材５の内部には、周方向の全体に一対の電極４１，４２が配置されている。このため、クリアランス３０の周方向のいずれからクーラント液が浸入した場合にも、クーラント液を漏れなく検知することができる。また、一方の電極４２は周方向に４分割されている。このため、周方向の何れの部分からクーラント液が浸入したかを、４分割したいずれかの電極の電気抵抗値の変化で検知することができる。４分割したいずれかの電極の電気抵抗値が低下した場合、その電極が配置されている部位のエア供給量を他の部位よりも増加させてもよい。この場合、局部的に浸入したクーラント液を効率的に軸方向外側に排出することができる。
【００５８】
吸水部材５は、固定部材であるハウジング１に配設されている。吸水部材５には、電極４１，４２、導線４３、検知器４５，制御部９などが接続されている。このため、ハウジング１に吸水部材５、電極４１，４２、導線４３、検知器４５、及び制御部９を設置することで、主軸スピンドル２にこれらを設ける場合に比べて、シール手段６を簡素な構成とすることができる。
【００５９】
吸水部材５は、取り外し可能なシールキャップ１５の軸方向内側の端面に設けられている。このため、吸水部材５をシールキャップ１５とともにハウジング１から取り外して洗浄したり、新品に取り替えたりすることができる。したがって、メンテナンス、管理が容易となる。
【００６０】
吸水部材５の下部５ｃには、ドレン連通穴７が開口している。このため、吸水部材５に吸収されたクーラント液を、ドレン連通穴７を通じて外部に排出することができる。ゆえに、吸水部材５からクーラント液が溢れ出るおそれはなく、吸水部材５を長期間使用することができる。
【００６１】
前記実施形態においては、吸水部材５を、シール手段６としての２つのエア溝６１，６２の間に配置したが、図５に示すように、２つのエア溝６１，６２よりも軸方向内側即ち軸受１３側に配置してもよく、また図６に示すように、２つのエア溝６１，６２よりも軸方向外側即ち軸方向端面３０ａ側に配置してもよい。図５に示すように、吸水部材５を２つのエア溝６１，６２よりも軸方向内側に配置した場合には、クリアランス３０の軸受１３に近い位置でクーラント液の浸入を検知することになる。ゆえに、検知器４５でクーラント液の浸入を検知したときには、クーラント液は、軸受１３に近い部位まで接近していることになる。ゆえに、前記実施形態のエア溝６１，６２の間に吸水部材５を配置した場合よりも、クーラント液吸収が検知されたときのエア供給量を増大させたり、主軸スピンドルの回転を停止させるときのクーラント液の吸収量を少量にしたりするとよい。図６に示すように、吸水部材５をエア溝６１，６２よりも軸方向外側に配置した場合には、クリアランス３０の軸受１３に遠い位置でクーラント液の浸入を検知することになる。ゆえに、検知器４５でクーラント液の浸入を検知したときには、前記実施形態のエア溝６１，６２の間に吸水部材５を配置した場合よりもエア供給量を減少させたり、主軸スピンドル２の回転を停止させるときのクーラント液の吸収量を多量にしたりしてもよい。
【００６２】
前記実施形態においては図４に示すように吸水部材５に一対の電極４１，４２を径方向に並列に配置したが、図７に示すように、軸方向に並列に配置してもよい。また、一対の電極４１，４２は、径方向に対して斜めの方向に配置してもよい。
【００６３】
また、一対の電極４１，４２は吸水部材５に埋設されているが、図８に示すように、吸水部材５の径方向内側の表面及び外側の表面に配置してもよい。また、一対の電極４１，４２は、吸水部材５の軸方向の外側表面及び内側表面に配置してもよい。
【００６４】
また、一対の電極４１，４２の一方の電極４２を、リング状の吸水部材５の周方向に４分割して配置したが、分割数は問わない。分割数が多いほど、クーラント液の浸入箇所を正確に検知することができる。
【００６５】
前記実施形態においては図３に示すように一対の電極４１，４２をリング状の吸水部材５の周方向全体に配置したが、周方向の一部に配置してもよい。
【００６６】
前記実施形態においては、吸水部材５を、固定部材であるハウジング１側に配設した。これは、吸水部材５に配設した電極４１，４２からの電気信号の取り出しを簡素な構成で行うためである。また、吸水部材５は、電気信号の取り出しが可能であれば、主軸スピンドル２に設けてもよい。吸水部材５は、ハウジング１及び主軸スピンドル２の何れに設けられていても、着脱可能に固定されているとよい。
【００６７】
また、前記実施形態においては電気抵抗の変化により水検知を行ったが、電気抵抗の変化による水検知の他に、インピーダンスの変化による水検知、静電容量の変化による水検知でもよい。インピーダンスとは、交流に対する広義の全抵抗をいい、電気抵抗、静電容量などすべての影響を受ける。静電容量の変化を検知する場合には、吸収部材の比誘電率が、クーラント液よりも小さい方が検知精度が高くなる。ただし、仮に、吸収部材の比誘電率がクーラント液よりも大きいとしても、静電容量は変化するので、検知可能である。
【００６８】
前記実施形態においては、検知手段４として、電極間４１，４２の電気的変化量を検知する方式を採用したが、電極を用いないその他の方式により吸水部材５のクーラント液の吸収量を検知してもよい。また、検知手段４は、主軸スピンドル２に吸水部材５を設けることも可能である。
【００６９】
検知器４５は一対の電極４１、４２から入力された電気抵抗値をクーラント液の吸収量に変化し、この吸収量を液浸入抑制手段９１及び軸停止手段９２に送信している。しかし、検知器４５は、一対の電極４１，４２から入力された電気抵抗値を吸収量としてそのまま液浸入抑制手段９１及び軸停止手段９２に送信してもよい。この場合、液浸入抑制手段９１は、吸水部材５の電気抵抗値が増加するように、電気抵抗値に応じてエア供給量を算出する。軸停止手段９２は、電気抵抗値が所定値未満の場合には、主軸スピンドル２の回転を停止させる。
【００７０】
また、前記実施形態においては、排出通路７１と導線４３を挿通している挿通穴とを別個に設けているが、排出通路７１を、導線４３を挿通している挿通穴と共用してもよい。この場合、導線４３の腐食防止のため防水絶縁膜で導線４３を被覆するとよい。
【００７１】
また、前記実施形態に係る回転軸装置は、液浸入抑制手段９１及び軸停止手段９２の双方を備えているが、いずれか一方のみを備えていてもよい。
【００７２】
前記実施形態においては、シール手段６は、エア溝６１，６２等を有するエアシール装置であったが、クリアランス開口側に形成するラビリンス構造や、オイルシールなどを適用することもできる。
【００７３】
また、前記実施形態においては、図１に示すように、主軸スピンドル２が水平方向の軸を中心に回転する横型マシニングセンタであるが、図９に示すように、主軸スピンドル２が鉛直方向の軸を中心に回転する縦型マシニングセンタであってもよい。この場合、吸水部材５に吸収されたクーラント液は自重によって吸水部材５の下側の軸方向端面５ｄに移動する。この吸水部材５の下側の軸方向端面５ｄに、吸水部材５と径方向断面が略同一の開口をもつドレン連通穴７を配置するとよい。これにより、吸水部材５に吸収されたクーラント液のほぼ全てをドレン連通穴７で回収することができる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７５】
１：ハウジング、２：主軸スピンドル、３：収容空間、５：吸水部材、５ｃ：吸水部材の下部、５ｄ：吸水部材の下側の軸方向端面、６：シール手段、７：ドレン連通穴（ドレン通路）、８：検知器、９：制御部、１１：主軸ハウジング、１２：軸受ハウジング、１３：軸受、１４：フロントキャップ、１５：シールキャップ、１６：環状溝、２５：モータ、３０：クリアランス、３０ａ：軸方向端面、４０：導線、４１、４２：電極、５９：絶縁部材、６０：供給通路、６１、６２：エア溝、６３：エアポンプ、７１：排出通路、９１：液浸入抑制手段、９２：軸停止手段。
【図１】
2010164155.tif 000003
【図２】
2010164155.tif 000004
【図３】
2010164155.tif 000005
【図４】
2010164155.tif 000006
【図５】
2010164155.tif 000007
【図６】
2010164155.tif 000008
【図７】
2010164155.tif 000009
【図８】
2010164155.tif 000010
【図９】
2010164155.tif 000011