(57)【要約】【課題】冷却液の供給経路を軸受に近づけて軸受の温度上昇を好適に抑制しつつ、外側ハウジングに熱変形が発生しても主軸へ伝えることなく高い加工精度を維持する。【解決手段】主軸装置１において、軸受４，４を備えて主軸２を回転可能に軸支する内側ハウジング３に、外側ハウジング５の後端面と対向するフランジ９を形成して、外側ハウジング５をフランジ９に、外側ハウジング５の内周面が内側ハウジング３の外周面と非接触となる状態で固定し、外側ハウジング５の内周面に、内側ハウジング３を弾性的に保持するＯリング１１，１１・・を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端に工具を装着可能な主軸と、軸受を備えて前記主軸を回転可能に軸支する筒状の内側ハウジングと、その内側ハウジングに同軸で外装され、前記軸受を冷却する冷却液の供給経路を設けた筒状の外側ハウジングとを含んでなる主軸装置であって、
前記内側ハウジングに、前記外側ハウジングの軸方向の前後何れかの端面と対向する端面部を形成して、前記外側ハウジングを前記端面部に、前記外側ハウジングの内周面が前記内側ハウジングの外周面と非接触となる状態で固定し、
前記外側ハウジングの内周面に、前記内側ハウジングを弾性的に保持するリング状の弾性体を設けたことを特徴とする主軸装置。
【請求項２】
前記外側ハウジングの内周面に、前記供給経路を構成する凹溝をリング状に周設し、前記弾性体を、前記外側ハウジングの内周面で前記凹溝の前後に配されるＯリングとした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、マシニングセンタ等の工作機械に設けられる主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主軸装置は、前端に工具を装着して回転する主軸と、軸受を備えて主軸を回転可能に軸支する筒状の内側ハウジングと、内側ハウジングに同軸で外装され、冷却液の供給経路を形成した筒状の外側ハウジングとを含んでなる。この供給経路への冷却液の供給により、主軸の高速回転に伴う軸受の温度上昇を抑制し、装置全体の熱変形の抑制を図ることができる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷却液の供給経路は、発熱する軸受の近くに設ければ効果的であるため、供給経路の内側に位置する内側ハウジングの厚みを減少させればよい。しかし、内側ハウジングの厚みが減少すると剛性が低下するため、切削等の外力に対して変形が生じやすくなり、加工精度の低下に繋がる。そこで、外側ハウジングを内側ハウジングに密着させて剛性を高めて外力に対抗させる対策が考えられるが、外側ハウジングで往復する供給経路の構成がアンバランスであるため、外側ハウジングに熱的アンバランスが発生して熱変形すると、結局内側ハウジングや主軸に熱変形を伝えることになってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、薄肉の内側ハウジングによって冷却液の供給経路を軸受に近づけて軸受の温度上昇を好適に抑制しつつ、外側ハウジングに熱変形が発生しても主軸へ伝えることなく高い加工精度を維持できる主軸装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内側ハウジングに、外側ハウジングの軸方向の前後何れかの端面と対向する端面部を形成して、外側ハウジングを端面部に、外側ハウジングの内周面が内側ハウジングの外周面と非接触となる状態で固定し、外側ハウジングの内周面に、内側ハウジングを弾性的に保持するリング状の弾性体を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、外側ハウジングの内周面に、供給経路を構成する凹溝をリング状に周設し、弾性体を、外側ハウジングの内周面で凹溝の前後に配されるＯリングとしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、内側ハウジングの肉厚を減少させて冷却液の供給経路を軸受に近づけて軸受の温度上昇を好適に抑制しつつ、外側ハウジングに熱変形が発生しても主軸へ伝えることなく高い加工精度を維持できる。また、弾性体を介して外側ハウジングが内側ハウジングを支持するので、必要な剛性も確保することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、凹溝によって供給経路を軸受に最接近させることができ、軸受の発熱をより効果的に抑制できる。また、凹溝と内側ハウジングの外周面との間のシールと内側ハウジングの保持とをＯリングで兼用した合理的な構成となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】主軸装置の一部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、主軸装置の一例を示す一部縦断面図である。主軸装置１は、前端（図の左側を前方とする。）に図示しない工具ホルダを装着可能な主軸２と、軸受（ここではボールベアリング）４を軸方向に２つ保持して主軸２を同軸で回転可能に軸支する筒状の内側ハウジング３と、その内側ハウジング３に同軸で外装される筒状の外側ハウジング５とを備えてなる。
【００１０】
また、外側ハウジング５には、冷却液の供給経路６が設けられている。この供給経路６は、外側ハウジング５の内周面で周方向に凹設されて各軸受４の外側を周回する一対の凹溝７Ａ，７Ｂと、冷却液の供給側に接続されて前側の凹溝７Ａに接続される往き経路８と、凹溝７Ａ，７Ｂ間を繋ぐ図示しない接続経路と、冷却液の回収側に接続されて後側の凹溝７Ｂに接続される図示しない戻り経路とから構成されている。
【００１１】
さらに、内側ハウジング３における外側ハウジング５の後方には、外側ハウジング５の後端面と対向する端面部としてのフランジ９が周設されて、外側ハウジング５は、フランジ９の前面に前方から複数のボルト１０によって固定されている。この固定状態で、内側ハウジング３の外周面と外側ハウジング５の内周面とは非接触となり、両者間に所定の隙間が形成されるようになっている。この隙間は、軸受４の発熱によって内側ハウジング３が膨張する量と、外側ハウジング５内に冷却液が流れる際の熱的アンバランスによって発生する外側ハウジング５の変形量とを考慮して、両ハウジングが干渉しない大きさに設定されている。
【００１２】
よって、各凹溝７Ａ，７Ｂの開口面と内側ハウジング３の外周面との間にも隙間が生じることになるが、外側ハウジング５の内周面における各凹溝７Ａ，７Ｂの前後には、弾性体としての一対のＯリング１１，１１がそれぞれ設けられて、凹溝７Ａ，７Ｂの開口面と内側ハウジング３の外周面との間をシールしている。この隙間の設定及びＯリング１１，１１・・の配置により、内側ハウジング３は、Ｏリング１１，１１・・を介して外側ハウジング５に保持される格好となる。
【００１３】
以上の如く構成された主軸装置１においては、主軸２の回転によるワークの加工時には、冷却液の供給源から供給経路６に冷却液が供給される。冷却液は、往き経路８から前側の凹溝７Ａに至り、凹溝７Ａを周回して接続経路から凹溝７Ｂに至る。そして、凹溝７Ｂを周回した後、戻り経路から回収される。この冷却液の流れによって軸受４，４が冷却されて発熱による温度上昇が抑えられる。特にここでは、内側ハウジング３の半径方向の肉厚が比較的薄いため、凹溝７Ａ，７Ｂと軸受４，４との距離が近くなって軸受４，４の発熱を効果的に抑えることができる。
【００１４】
そして、外側ハウジング５内を部分的に流れる冷却液によって外側ハウジング５に熱的アンバランスが発生し、熱変形を起こすことがあっても、両ハウジング３，５間の隙間によって変形が吸収される。よって、内側ハウジング３や主軸２に影響を与えることがない。
また、加工の際に主軸２に加わる外力（曲げ力）は、軸受４，４を介して内側ハウジング３に伝わるが、内側ハウジング３はＯリング１１，１１・・を介して外側ハウジング５に弾性支持されているので、外力による内側ハウジング３の変形が抑えられる。
【００１５】
このように、上記形態の主軸装置１によれば、内側ハウジング３に、外側ハウジング５の後端面と対向するフランジ９を形成して、外側ハウジング５をフランジ９に、外側ハウジング５の内周面が内側ハウジング３の外周面と非接触となる状態で固定し、外側ハウジング５の内周面に、内側ハウジング３を弾性的に保持するＯリング１１，１１・・を設けたことで、内側ハウジング３の肉厚を減少して冷却液の供給経路６を軸受４，４に近づけて軸受４，４の温度上昇を好適に抑制しつつ、外側ハウジング５に熱変形が発生しても主軸２へ伝えることなく高い加工精度を維持できる。また、Ｏリング１１，１１・・を介して外側ハウジング５が内側ハウジング３を支持するので、必要な剛性も確保することができる。
【００１６】
特にここでは、外側ハウジング５の内周面に、供給経路６を構成する凹溝７Ａ，７Ｂをリング状に周設し、弾性体を、外側ハウジング５の内周面で凹溝７Ａ，７Ｂの前後に配されるＯリング１１，１１・・としているので、凹溝７Ａ，７Ｂによって供給経路６を軸受４に最接近させることができ、軸受４の発熱をより効果的に抑制できる。また、凹溝７Ａ，７Ｂと内側ハウジング３の外周面との間のシールと内側ハウジング３の保持とをＯリング１１で兼用した合理的な構成となる。
【００１７】
なお、上記形態では、内側ハウジングの後部にフランジを設けて外側ハウジングを固定しているが、内側ハウジングの前部にフランジを設けて外側ハウジングを固定してもよい。また、外側ハウジングの固定はフランジ等の端面部側からボルトで固定することも可能である。
さらに、冷却液の供給経路も上記形態に限らず、凹溝を設けずに外側ハウジングの内部のみで供給経路を形成することもできる。この場合、弾性体は内側ハウジングの支持専用として外側ハウジングの内周面に設けられる。よって、弾性体としてはＯリング以外の他の形状であっても差し支えない。
その他、軸受の数を増やしたり、ボールベアリング以外のタイプを採用したり等、適宜設計変更可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１・・主軸装置、２・・主軸、３・・内側ハウジング、４・・軸受、５・・外側ハウジング、６・・供給経路、７Ａ，７Ｂ・・凹溝、８・・往き経路、９・・フランジ、１０・・ボルト、１１・・Ｏリング。
【図１】
2012121117.tif 000003