(57)【要約】【課題】回転軸及び回転継手を支持する両方の軸受を長寿命とすることができ、また、潤滑剤が漏洩した場合であっても、いずれか一方の軸受の潤滑が他方の軸受の潤滑に影響を及ぼすことが無く、互いの軸受の潤滑を良好に維持することができる主軸装置を提供する。【解決手段】主軸装置１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１に対して第１の軸受１３を介して相対回転可能に配置される回転軸１２と、ハウジング１１に対して第２の軸受６１を介して相対回転可能に配置される回転管軸６２を有し、回転軸１２に流体を供給する回転継手１５と、を備える。第１の軸受１３と第２の軸受６１の両方が、グリースと潤滑油のいずれかの潤滑剤によって潤滑される。【選択図】図１
2008087097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングに対して第１の軸受を介して相対回転可能に配置される回転軸と、
前記ハウジングに対して第２の軸受を介して相対回転可能に配置される軸部材を有し、前記回転軸に流体を供給する回転継手と、
を備える主軸装置であって、
前記第１の軸受と前記第２の軸受の両方が、グリースと潤滑油のいずれかの潤滑剤によって潤滑されることを特徴とする主軸装置。
【請求項２】
前記第１の軸受と前記第２の軸受の両方が、グリース封入によって潤滑され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】
前記第１の軸受と前記第２の軸受の両方が、グリース補給によって潤滑されることを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
【請求項４】
前記第１の軸受と前記第２の軸受の一方がグリース封入によって潤滑され、他方がグリース補給によって潤滑されることを特徴とする請求項１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、主軸装置に関し、より詳細には、回転軸及び回転継手に用いられる軸受の潤滑条件を改良した主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械本体の工具主軸（回転軸）を支持する主軸装置では、工具主軸にクーラント等の流体を供給する回転継手が使用されており、工具主軸の後端に装着される回転管軸と、対向するフローティングシートにそれぞれシールリングが取り付けられ、互いのシールリングを密着状態として、クーラントを固定側から回転側に供給する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の回転継手では、工具主軸の後端に装着される回転管軸が軸受を介して支持されている。
【特許文献１】特開２００１−６５７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載の回転継手は軸受を介して支持されているが、この軸受の潤滑について記載されておらず、この軸受の軸受寿命を向上することが望まれる。また、工具主軸をハウジングに対して回転自在に支持する軸受は、グリースや潤滑油によって潤滑されており、回転継手を支持する軸受の寿命も、工具主軸を支持する軸受の寿命と同等或はそれよりも長いことが望まれる。
【０００４】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸及び回転継手を支持する両方の軸受を長寿命とすることができ、また、潤滑剤が漏洩した場合であっても、いずれか一方の軸受の潤滑が他方の軸受の潤滑に影響を及ぼすことが無く、互いの軸受の潤滑を良好に維持することができる主軸装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  ハウジングと、
該ハウジングに対して第１の軸受を介して相対回転可能に配置される回転軸と、
前記ハウジングに対して第２の軸受を介して相対回転可能に配置される軸部材を有し、前記回転軸に流体を供給する回転継手と、
を備える主軸装置であって、
前記第１の軸受と前記第２の軸受の両方が、グリースと潤滑油のいずれかの潤滑剤によって潤滑されることを特徴とする主軸装置。
（２）  前記第１の軸受と前記第２の軸受の両方が、グリース封入によって潤滑されることを特徴とする（１）に記載の主軸装置。
（３）  前記第１の軸受と前記第２の軸受の両方が、グリース補給によって潤滑されることを特徴とする（１）に記載の主軸装置。
（４）  前記第１の軸受と前記第２の軸受の一方がグリース封入によって潤滑され、他方がグリース補給によって潤滑されることを特徴とする（１）に記載の主軸装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回転軸を支持する第１の軸受と回転継手の軸部材を支持する第２の軸受の両方が、グリースと潤滑油のいずれかの潤滑剤によって潤滑されるので、両方の軸受を長寿命とすることができ、また、潤滑剤が漏洩した場合であっても、第１の軸受と第２の軸受のいずれか一方の潤滑が他方の潤滑に影響を及ぼすことが無く、互いの軸受の潤滑を良好に維持することができる。
【０００７】
また、第１の軸受と第２の軸受の両方が、グリース封入或はグリース補給によって潤滑される場合には、オイルミスト潤滑に比べて、エア及びオイルの消費が無くなり、使用環境を向上することができる。特に、グリース封入とすることで使用環境をより向上することができ、また、グリース補給とすることで間欠的な補給によりグリースが寿命に達することがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る主軸装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である主軸装置の断面図である。図１に示すように、主軸装置１０は、モータビルトイン式のものであり、ハウジング１１と、ハウジング１１に対して複数（本実施形態では、６つ）の第１の軸受１３を介して相対回転可能に配置される回転軸１２と、ハウジング１１と回転軸１２との間に配置されるモータ１４と、回転軸１２にクーラントやエア等の流体を供給する回転継手１５と、を備える。
【００１０】
ハウジング１１は、工作機械本体に取り付けられ、軸受１３を介して回転軸１２の前部を回動自在に支持する前側ハウジング２１と、軸受１３を介して回転軸１２の後部を回動自在に支持する後側ハウジング２２と、前側ハウジング２１および後側ハウジング２２の間に配置された中間ハウジング２３とを備える。また、ハウジング１１は、前側ハウジング２１の前端に、フロントカバー２４を備え、後側ハウジング２２の後方に、ジョイントスリーブ２５、継手カートリッジ２６、継手カバー２７を備える。
【００１１】
モータ１４は、中間ハウジング２３の内周面に取り付けられた冷却筒３１に固定されるステータ３２と、回転軸１２の軸方向中間部１２ａの外周面に取り付けられた焼嵌めスリーブ３３に固定されたロータ３４とを有する。
【００１２】
回転軸１２は、ロータ３４が固定される軸方向中間部１２ａの前部及び後部にて複数の第１の軸受１３によって支持される。第１の軸受１３は、ハウジング１１の前側ハウジング２１及び後側ハウジング２２に内嵌される外輪４１、回転軸１２に外嵌される内輪４２、及び外輪４１及び内輪４２間に配置される転動体である玉４３をそれぞれ備え、複数の間座４４，４５及びナット４６によって軸方向に規制されている。なお、軸受１３としては、アンギュラ玉軸受を使用しているが、種々の軸受を任意に組み合わせて使用することができる。
【００１３】
回転軸１２の内部には、回転軸１２に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバー５１と、ドローバー５１が工具ホルダを固定するコレット部５２を軸方向内方に引き込むように、ドローバー５１に外装され、軸方向において回転軸１２とドローバー５１の大径部５１ａとの間に圧縮可能に配置されるばね５３と、が配置される。なお、ばね５３としては、皿ばねを使用しているが、コイルばねや螺旋皿ばね等を使用してもよい。
【００１４】
回転継手１５は、継手カートリッジ２６に対して複数（本実施形態では、２つ）の第２の軸受６１を介して相対回転可能に配置される軸部材である回転管軸６２と、回転管軸６２の後端と対向するように継手カバーに装着されるフローティングシート６３と、回転管軸６２の後端部とフローティングシート６３の先端部にそれぞれ装着されるシールリングを有するシール部６４と、を備える。
【００１５】
回転管軸６２には、回転軸１２の後端と連結される連結部材６５が装着されて、回転軸１２と共に回転すると共に、内部に通孔６２ａが形成され、連結部材６５に形成された孔部６５ａと連通して回転側流路を構成する。また、フローティングシート６３の内部にも、継手カバー２７に形成された孔部２７ａと連通する通孔６３ａが形成され、固定側流路を構成する。そして、回転管軸６２の通孔６２ａとフローティングシート６３の通孔６３ａをシール部６４を介して連通することで、回転側流路と固定側流路を連結する。
【００１６】
また、第２の軸受６１は、ハウジング１１の継手カートリッジ２６に内嵌される外輪６６、回転管軸６２に外嵌される内輪６７、及び外輪６６及び内輪６７間に配置される転動体である玉６８をそれぞれ備え、複数の間座６９，７０及び止め輪７１等によって軸方向に規制されている。なお、軸受６１も、アンギュラ玉軸受を使用しているが、種々の軸受を任意に組み合わせて使用することができる。
【００１７】
ここで、第１の軸受１３と第２の軸受６１の両方は、オイルミスト潤滑によって潤滑されている。具体的に、ハウジング１１の前側ハウジング２１、後側ハウジング２２、中間ハウジング２３、継手カートリッジ２６には、オイルミストを各軸受１３，６１まで供給するための供給路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２６ａが形成され、また、各軸受１３，６１間に配置された外輪間座４５，７０に流路２１ａ，２２ａ，２６ａと連通するノズル４５ａ，７０ａが形成される。そして、エア源からエアを潤滑装置７２に送ることで、噴霧状の潤滑油が各供給路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２６ａを通ってノズル４５ａ，７０ａから各軸受１３，６１に向けて吐出される。
【００１８】
また、前側ハウジング２１、ジョイントスリーブ２５、継手カートリッジ２６には、排油路２１ｂ，２５ａ，２６ｂが形成されており、第１及び第２の軸受１３，６１を潤滑した潤滑油をハウジング１１の外部に排出する。
【００１９】
従って、本実施形態の主軸装置１０によれば、第１の軸受１３と第２の軸受６１の両方が、オイルミスト潤滑によって潤滑されているので、両方の軸受１３，６１を長寿命とすることができ、また、潤滑油が漏洩した場合であっても、第１の軸受１３と第２の軸受６１のいずれか一方の潤滑が他方の潤滑に影響を及ぼすことが無く、互いの軸受１３，６１の潤滑を良好に維持することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る主軸装置について図２に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００２１】
本実施形態の主軸装置８０では、第１の軸受１３と第２の軸受６１の両方が、予め封入されたグリースによって潤滑される。このため、本実施形態では、第１実施形態に設けられた、潤滑剤を供給する潤滑装置や、ハウジング１１の各構成部材や外輪間座に形成される供給路、排出路、及びノズル等が不要となる。
【００２２】
このように、本実施形態の主軸装置８０は、第１の軸受１３と第２の軸受６１の両方が、グリース封入によって潤滑されるので、第１実施形態のような潤滑油を使用するオイルミスト潤滑に比べて、エア及びオイルの消費が無くなり、使用環境を向上することができ、また、装置構成を簡潔化できる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００２３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る主軸装置について図３に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００２４】
本実施形態の主軸装置９０では、第１の軸受１３と第２の軸受６１の両方が、グリース補給によって潤滑される。このため、本実施形態では、ハウジング１１の前側ハウジング２１、後側ハウジング２２、中間ハウジング２３、継手カートリッジ２６には、グリースを各軸受１３，６１まで供給するための供給路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２６ａが形成され、また、各軸受１３，６１の外輪４１，６６には、グリースを供給するため径方向に貫通する潤滑孔４１ａ，６６ａが形成される。そして、グリース補給装置９１から供給されたグリースが各供給路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２６ａを通って外輪４１，６６に形成された潤滑孔４１ａ，６６ａから吐出される。なお、本実施形態のグリースが供給される供給路２１ａ，２２ａ，２３ａ，２６ａは、軸受毎にそれぞれ位相を異ならせて複数設けられている。
【００２５】
このように、本実施形態の主軸装置９０は、第１の軸受１３と第２の軸受６１の両方が、グリース補給によって潤滑されるので、第２実施形態と同様、第１実施形態のような潤滑油を使用するオイルミスト潤滑に比べて、エア及びオイルの消費が無くなり、使用環境を向上することができる。また、グリース補給とすることで間欠的な補給によりグリースが寿命に達することがなくなる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００２６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る主軸装置について図４に基づいて説明する。なお、第２及び第３実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００２７】
本実施形態の主軸装置１００では、第１の軸受１３がグリース補給によって潤滑され、第２の軸受６１が予め封入されたグリースによって潤滑される。このため、第３実施形態で設けられた、継手カートリッジ２６の供給路２６ａや外輪６６の潤滑孔６６ａが不要となる。
【００２８】
一般に、回転継手１５の回転管軸６２は回転軸１２に比べて小径であるため、回転軸１２を支持する第１の軸受１３の方が回転管軸６２を支持する第２の軸受６１に比べて高速回転する。このため、第１の軸受１３をグリース補給によって、第２の軸受６１をグリース封入によって潤滑することで、軸受寿命及び主軸装置の構成において効率的な潤滑が可能となる。
その他の構成及び作用については、第２及び第３実施形態のものと同様である。
【００２９】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
なお、本発明の主軸装置は、モータビルトイン式のものに限定されるものでなく、例えば、回転軸をベルト駆動する構成等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態である主軸装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である主軸装置の縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である主軸装置の縦断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態である主軸装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０，８０，９０，１００  主軸装置
１１  ハウジング
１２  回転軸
１３  第１の軸受
１５  回転継手
６１  第２の軸受
【図１】
2008087097.tif 000003
【図２】
2008087097.tif 000004
【図３】
2008087097.tif 000005
【図４】
2008087097.tif 000006