(57)【要約】【課題】主軸装置における軸受が焼損する虞を低減する。【解決手段】筒状の固定部２１と、前記固定部２１の径方向内側に設けられる回転部２２と、前記固定部２１と前記回転部２２との間に介装される軸受２３と、前記軸受２３の軸方向一方側に配置され、前記固定部２１と前記回転部２２との間に介装される流体流通手段２６と、前記軸受２３の軸方向一方側から前記軸受２３に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段１２と、前記軸受２３の軸方向他方側から前記軸受２３に供給された潤滑剤を排出する潤滑剤排出手段１３とを備えて成る。【選択図】図２
2018024035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の固定部と、
前記固定部の径方向内側に設けられる回転部と、
前記固定部と前記回転部との間に介装される軸受と、
前記軸受の軸方向一方側に配置され、前記固定部と前記回転部との間で流体の授受を行う流体流通手段と、
前記軸受の軸方向一方側から前記軸受に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、
前記軸受の軸方向他方側から前記軸受に供給された潤滑剤を排出する潤滑剤排出手段と
を備えたことを特徴とする主軸装置。
【請求項２】
前記潤滑剤供給手段は、前記軸受の軸方向一方側に形成されて前記軸受に潤滑剤を供給する供給口を備えたものであり、
前記潤滑剤排出手段は、前記軸受の軸方向他方側かつ前記供給口と周方向の位相を異にする位置に形成されて潤滑剤を排出する排出口を備えたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
【請求項３】
前記軸受と前記流体流通手段との間に配置され、軸方向における流体および潤滑剤の流通を封止する封止手段を備えた
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の主軸装置。
【請求項４】
前記潤滑剤供給手段は、潤滑剤としてオイルミストまたはオイルエアを前記軸受に供給するものである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に備えられる主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械には、工具を装着して当該工具を回転可能な主軸装置が備えられている。主軸装置には、略円筒状の主軸固定部（ハウジング）と、この主軸固定部内に軸受を介して回転可能に支持される略円柱状の主軸回転部（スピンドル）とが設けられている。
【０００３】
また、主軸装置には、主軸固定部と主軸回転部との間で流体を授受（給排）するためのロータリジョイントが設けられている。主軸装置においてロータリジョイントを介して給排される流体としては、被加工部を冷却するための切削油、主軸装置を冷却するための冷却油等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４７４０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロータリジョイントにおいては、部材の劣化等の種々の原因によって、当該ロータリジョイントを流通する流体が外部（主軸装置内）に漏れる液漏れが発生する虞がある。そして、ロータリジョイントにおける液漏れによって流れ出た流体が、軸受に供給されている潤滑剤（グリース等）を洗い流してしまった場合には、当該軸受が焼損してしまうこととなる。
【０００６】
そこで、ロータリジョイントにおける液漏れを防止する機構（例えば、特許文献１参照）を、主軸装置における軸受の焼損を防止するために採用することが考えられる。しかし、このようなロータリジョイントにおける液漏れを防止する機構を採用したとしても、当該機構における部材の劣化や損傷等によって液漏れが発生した場合には、軸受に供給されている潤滑剤が洗い流され、当該軸受が焼損してしまうこととなる。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、主軸装置における軸受が焼損する虞を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する第一の発明に係る主軸装置は、筒状の固定部と、前記固定部の径方向内側に設けられる回転部と、前記固定部と前記回転部との間に介装される軸受と、前記軸受の軸方向一方側に配置され、前記固定部と前記回転部との間に介装される流体流通手段と、前記軸受の軸方向一方側から前記軸受に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、前記軸受の軸方向他方側から前記軸受に供給された潤滑剤を排出する潤滑剤排出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第二の発明に係る主軸装置は、第一の発明に係る主軸装置において、前記潤滑剤供給手段は、前記軸受の軸方向一方側に形成されて前記軸受に潤滑剤を供給する供給口を備えたものであり、前記潤滑剤排出手段は、前記軸受の軸方向他方側かつ前記供給口と周方向の位相を異にする位置に形成されて潤滑剤を排出する排出口を備えたものであることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第三の発明に係る主軸装置は、第一または第二の発明に係る主軸装置において、前記軸受と前記流体流通手段との間に配置され、軸方向における流体および潤滑剤の流通を封止する封止手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第四の発明に係る主軸装置は、第一から第三のいずれか一つの発明に係る主軸装置において、前記潤滑剤供給手段は、潤滑剤としてオイルミストまたはオイルエアを前記軸受に供給するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第一の発明に係る主軸装置によれば、軸方向一方側から潤滑剤を軸受に供給し、軸方向他方側から当該潤滑剤を軸受から排出することにより、軸受に対して潤滑剤を継続して供給することができ、流体流通手段（例えば、ロータリジョイント）において液漏れが発生した場合であっても、軸受が焼損する虞を低減することができる。また、潤滑剤供給手段および潤滑剤排出手段によって流体流通手段が配置された側から軸受に潤滑剤が継続して供給されるので、流体流通手段において液漏れが発生した場合であっても、潤滑剤の供給および排出が妨げられることはない。
【００１３】
第二の発明に係る主軸装置によれば、供給口と排出口とを周方向に異なる配置とすることにより、潤滑剤が軸受の全体に供給され易くなる。
【００１４】
第三の発明に係る主軸装置によれば、封止手段によって軸受が配置される空間と他の空間との間における流体および潤滑剤の流れを抑制することができる。よって、軸受に供給された潤滑剤の流出、および、流体（例えば、切削油や冷却油等）の軸受への流入を抑制することができる。
【００１５】
第四の発明に係る主軸装置によれば、潤滑剤の供給および排出を円滑に行い、軸受が焼損する虞を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係る主軸装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施例１に係る主軸装置における主軸本体の構造を示す部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る主軸装置の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１に係る主軸装置の構造について、図１および図２を参照して説明する。
【００１９】
図１に示すように、工作機械に備えられる主軸装置１には、図示しない工具を装着かつ回転可能な主軸本体１１と、主軸本体１１に対してオイルミスト（潤滑剤）を供給可能なオイルミスト供給装置（潤滑剤供給手段）１２および排出可能なオイルミスト排出装置（潤滑剤排出手段）１３と、主軸本体１１に対して切削油を供給可能な切削油供給装置１４とが設けられている。
【００２０】
図２に示すように、主軸本体１１は、当該主軸本体１１の外殻である略円筒状の主軸固定部（ハウジング）２１と、この主軸固定部１１の径方向内側に回転可能に支持される略円柱状の主軸回転部（スピンドル）２２とから概略構成されている。主軸本体１１においては、主軸固定部２１と主軸回転部２２との間に環状の軸受２３が介装されており、主軸回転部２２が主軸固定部２１に対して円滑に回転されるようになっている。
【００２１】
ここで、主軸回転部２２は、主軸本体１１内に設けられた図示しない回転駆動部（ビルトインモータ）が駆動されることにより、主軸固定部２１に対して回転駆動される。なお、主軸回転部２２の先端側（図２においては、下方側）には、図示しない工具が着脱可能に装着されており、この図示しない工具が主軸回転部２２と共に回転駆動されることにより、図示しない被加工物に所定の加工が施されるようになっている。
【００２２】
主軸固定部２１における軸受２３近傍の側部には、径方向（図２においては、左右方向）に貫通するオイルミスト供給流路（潤滑剤供給手段）３１が設けられている。オイルミスト供給流路３１の一方側（主軸固定部２１の径方向外側であって、図２においては右方側）には、オイルミスト供給装置１２（図１参照）と接続されたオイルミスト供給管１２ａが取り付けられており、オイルミスト供給流路３１の他端側（主軸固定部２１の径方向内側であって、図２においては左方側）には、軸受空間Ｓ23に臨むオイルミスト供給口（潤滑剤供給手段）３１ａが形成されている。
【００２３】
軸受空間Ｓ23は、主軸固定部２１と主軸回転部２２との間において軸受２３が配置される空間であり、軸受２３の近傍に設けられた隙間シール（封止手段）２４，２５によって軸受空間Ｓ23が形成されている。ここで、一方の隙間シール２４は、軸受２３の軸方向一方側（図２においては、上方側）に配置されるものであり、他方の隙間シール２５は、軸受２３の軸方向他方側（図２においては、下方側）に配置されるものである。
【００２４】
つまり、軸受空間Ｓ23は、軸受２３の軸方向（図２においては、上下方向）両側に配置された隙間シール２４，２５によって封止されており、軸受空間Ｓ23に供給されるオイルミストは、当該軸受空間Ｓ23と隣接する他の空間Ｓ24，Ｓ25に流出しないようになっている。ここで、一方の空間（第一の空間）Ｓ24は、主軸固定部２１と主軸回転部２２との間において軸受空間Ｓ23と隙間シール２４によって隔てられ、当該軸受空間Ｓ23の軸方向一方側に位置する空間であり、他方の空間（第二の空間）Ｓ25は、主軸固定部２１と主軸回転部２２との間において軸受空間Ｓ23と隙間シール２５によって隔てられ、当該軸受空間Ｓ23の軸方向他方側に位置する空間である。
【００２５】
オイルミスト供給口３１ａは、軸受２３の軸方向一方側に位置すると共に、軸受２３に向かって（軸方向他方側かつ径方向内側に向けて）開口するように形成されている。よって、オイルミスト供給装置１２（図１参照）からオイルミスト供給管１２ａを介して主軸本体１１に供給されるオイルミストは、オイルミスト供給流路３１およびオイルミスト供給口３１ａを介して、軸受２３に対して軸方向一方側から噴き付けられるようになっている。
【００２６】
また、図２に示すように、主軸固定部２１における軸受２３近傍の側部には、径方向に貫通するオイルミスト排出流路（潤滑剤排出手段）４１が設けられている。オイルミスト排出流路４１の一方側（主軸固定部２１の径方向内側であって、図２においては右方側）には、軸受空間Ｓ23に臨むオイルミスト排出口（潤滑剤排出手段）４１ａが形成されており、オイルミスト排出流路４１の他端側（主軸固定部２１の径方向外側であって、図２においては左方側）には、オイルミスト排出装置１３（図１参照）と接続されたオイルミスト排出管１３ａが取り付けられている。
【００２７】
オイルミスト排出口４１ａは、軸受２３の軸方向他方側に位置すると共に、周方向においてオイルミスト供給口３１ａと位相を異にする位置（図２においては、オイルミスト供給口３１ａの周方向反対側であって、周方向に１８０°異なる位置）に形成されている。よって、オイルミスト供給口３１ａから軸受２３に噴き付けられた（軸受空間Ｓ23に供給された）オイルミストは、当該軸受２３に沿うように周方向一方側または周方向他方側に流れると共に、当該軸受２３を通過するように軸方向一方側から軸方向他方側へ向けて（軸方向に）流れ、オイルミスト排出口４１ａから排出されるようになっている。
【００２８】
また、図２に示すように、主軸本体１１においては、主軸固定部２１と主軸回転部２２との間にロータリジョイント（流体流通手段）２６が介装されており、主軸固定部２１（固定側）と主軸回転部２２（回転側）との間で流体の授受（給排）が行われるようになっている。ロータリジョイント２６は、主軸本体１１の基端側（工作機械本体に装着される側であって、図２においては上方側）に配置されており、主軸固定部２１に形成された第一の切削油供給流路５１と、ロータリジョイント２６に形成された第二の切削油供給流路５２と、主軸回転部２２に形成された第三の切削油供給流路５３とが連通するようになっている。
【００２９】
ここで、主軸固定部２１の第一の切削油供給流路５１は、主軸固定部２１における工作機械本体側の端部（図２においては、上方側の端部）の略中央（径方向中央部）に位置して軸方向に貫通するように形成されており、ロータリジョイント２６の第二の切削油供給流路５２は、ロータリジョイント２６の略中央（径方向中央部）に位置して軸方向に貫通するように形成されており、主軸回転部２２の第三の切削油供給流路５３は、主軸回転部２２の略中央（径方向中央部）に位置して軸方向に貫通するように形成されている。
【００３０】
第一の切削油供給流路５１の一方側（主軸本体１１の基端側であって、図２においては上方側）には、切削油供給装置１４（図１参照）と接続された切削油供給管１４ａが取り付けられている。よって、切削油供給装置１４（図１参照）から切削油供給管１４ａを介して主軸本体１１に供給される切削油は、主軸固定部２１（第一の切削油供給流路５１）およびロータリジョイント２６（第二の切削油供給流路５２）を介して主軸回転部２２（第三の切削油供給流路５３）に供給され、当該主軸回転部２２の先端側（図２においては、下方側）から図示しない被加工物に噴き付けられるようになっている。
【００３１】
本発明の実施例１に係る主軸装置の動作について、図１および図２を参照して説明する。
【００３２】
主軸装置１が備えられた工作機械においては、主軸回転部２２に図示しない工具が装着され、図示しない主軸駆動部によって主軸回転部２２および工具が主軸固定部２１に対して回転駆動されることにより、図示しない被加工物に対して切削加工が施される（図２参照）。
【００３３】
主軸装置１が備えられた工作機械による切削加工において、図示しない被加工物における被加工部には、当該被加工部および図示しない工具を冷却するための切削油が噴き付けられる。切削油は、切削油供給装置１４から切削油供給管１４ａと主軸固定部２１（第一の切削油供給流路５１）とロータリジョイント２６（第二の切削油供給流路５２）とを介して主軸回転部２２（第三の切削油供給流路５３）に流通され、当該主軸回転部２２の先端側に設けられた図示しない噴き付け口から図示しない被加工物における被加工部に噴き付けられる。
【００３４】
このように、切削油を図示しない被加工物における被加工部に噴き付けることにより、当該被加工物および工具の焼き付きを防止することができる。
【００３５】
また、主軸装置１が備えられた工作機械による切削加工において、軸受２３には、潤滑剤としてのオイルミストが供給および排出される。オイルミストは、オイルミスト供給装置１２からオイルミスト供給管１２ａと主軸固定部２１（オイルミスト供給流路３１）とを介して軸受空間Ｓ23に供給された後、当該軸受空間Ｓ23から主軸固定部２１（オイルミスト排出流路４１）とオイルミスト排出管１３ａとを介してオイルミスト排出装置１３に排出される。
【００３６】
軸受空間Ｓ23において、オイルミストは、オイルミスト供給口３１ａから軸受２３の軸方向一方側に噴き付けられ、当該軸受２３に沿うように周方向一方側または周方向他方側に流れると共に、当該軸受２３を通過するように軸方向一方側から軸方向他方側へ向けて（軸方向に）流通された後、オイルミスト排出口４１ａから排出される。
【００３７】
このように、オイルミストを軸受２３に供給および排出することにより、軸受２３を円滑に機能させ、主軸回転部２２を主軸固定部２１に対して円滑に回転駆動することができる。
【００３８】
なお、オイルミストが供給される軸受空間Ｓ23は、隙間シール２４，２５によって封止されており、他の空間Ｓ24，Ｓ25に流出することはないので、余分なオイルミストを給排する必要がなく、オイルミスト供給装置１２およびオイルミストは出装置１３を無駄に動作させる必要がない。
【００３９】
以上のように、主軸装置１が備えられた工作機械においては、切削加工中に、切削油供給装置１４から主軸本体１１への切削油の供給、オイルミスト供給装置１２から主軸本体１１へのオイルミストの供給、および、主軸本体１１からオイルミスト排出装置１３へのオイルミストの排出が行われている。
【００４０】
そして、主軸本体１１のロータリジョイント２６において液漏れが発生した場合であっても、軸受２３に対するオイルミストの給排が滞ることはない。
【００４１】
ロータリジョイント２６において液漏れが発生すると、切削油が当該ロータリジョイント２６の周囲の空間Ｓ24に流出し、この切削油の流出が続いて当該空間Ｓ24内における切削油の圧力が高まると、切削油が隙間シール２４を通過して軸受空間Ｓ23に流入する。
【００４２】
オイルミスト供給口３１ａは、軸受２３の軸方向一方側であってロータリジョイント２６が配置された側に配置されており、オイルミスト排出口４１ａは、軸受２３の軸方向他方側であってロータリジョイント２６が配置された側と反対の側に配置されている。
【００４３】
よって、ロータリジョイント２６から流出して軸受空間Ｓ23に流入する切削油は、主軸固定部２１と主軸回転部２２との間の空間を軸方向一方側から軸方向他方側へ向けて、すなわち、オイルミストの流通方向と同じ方向へ向けて流れるので、オイルミスト供給装置１２による軸受２３へのオイルミストの供給およびオイルミスト排出装置１３による軸受２３からのオイルミストの排出が液漏れした切削油によって妨げられることはない。
【００４４】
つまり、たとえロータリジョイント２６における部材が劣化や損傷等を生じ、当該ロータリジョイント２６において液漏れが発生した場合に、ロータリジョイント２６から流出する切削油によって軸受２３に供給されたオイルミストが洗い流されたとしても、オイルミスト供給装置１２による軸受２３へのオイルミストの供給およびオイルミスト排出装置１３による軸受２３からのオイルミストの排出が継続されるので、当該軸受２３が焼損する虞はない。
【００４５】
なお、ロータリジョイント２６から流出した切削油は、軸受２３に供給されたオイルミストと共にオイルミスト排出口４１ａに流入し、オイルミスト排出流路４１およびオイルミスト排出管１３ａを介してオイルミスト排出装置１３に排出されるので、他の空間Ｓ25に流出する虞はない。
【００４６】
また、軸受２３に供給するオイルミストとして、切削油と同等の粘度の油（潤滑剤）を用いることにより、軸受２３に当該切削油が流入した際におけるオイルミストと切削油との粘性抵抗の差による影響を小さくすることができる。
【００４７】
本発明における潤滑剤供給手段および潤滑剤排出手段は、軸受に対して潤滑剤を給排可能なものであれば良く、本実施例のようにオイルミストを給排するオイルミスト供給装置１２およびオイルミスト排出装置１３に限定されず、例えば、オイルエアを給排するオイルエア供給装置およびオイルエア排出装置であっても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１      主軸装置
１１    主軸本体
１２    オイルミスト供給装置（潤滑剤供給手段）
１２ａ  オイルミスト供給管（潤滑剤供給手段）
１３    オイルミスト排出装置（潤滑剤排出手段）
１３ａ  オイルミスト排出管（潤滑剤排出手段）
１４    切削油供給装置
１４ａ  切削油供給管
２１    主軸固定部（ハウジング）
２２    主軸回転部（スピンドル）
２３    軸受
２４    隙間シール（封止手段）
２５    隙間シール（封止手段）
２６    ロータリジョイント（流体流通手段）
３１    オイルミスト供給流路（潤滑剤供給手段）
３１ａ  オイルミスト供給口（潤滑剤供給手段）
４１    オイルミスト排出流路（潤滑剤排出手段）
４１ａ  オイルミスト排出口（潤滑剤排出手段）
５１    第一の切削油供給流路
５２    第二の切削油供給流路
５３    第三の切削油供給流路
Ｓ23    軸受空間
Ｓ24    第一の空間
Ｓ25    第二の空間
【図１】
2018024035.tif 000003
【図２】
2018024035.tif 000004