(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に工作機械の工具取付け用テーパ孔を有する主軸を内径部に回転自在に支承するノーズと、
同ノーズの後端に隣接し、主軸を回転させるビルトインモータと、
同ビルトインモータの後端に隣接され、主軸の内径部に工具取付け側から反工具取付け側へ向けて第１および第２からなるスリーブを介して嵌着された工具の把持と解放を行うコレットを開閉制御するドローバーを軸方向に進退させるシリンダと、
このシリンダに取付けられたロータリジョイントを介して、装置外に有る冷却媒体源からの冷却媒体を主軸内に供給する冷却装置とを有する主軸装置において、
ビルトインモータに対向するノーズ後端に断熱材を取付け、
前記第１のスリーブの外径面に反工具取付け側から工具取付け側へ向う複数個の通路を軸方向に設けると共に工具取付け側から反工具取付け側へ戻る複数個の通路を軸方向に設け、
冷却媒体を反工具取付け側から工具取付け側へ流した後、工具取付け側から反工具取付け側へと戻るように導き、前記第１のスリーブの内径部に集められた後、前記第２のスリーブの内径部と前記ドローバーの間に形成された通路を設けて導出することを特徴とする工作機械の主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転駆動用ビルトインモータおよび冷却装置を取付けた工作機械の主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の主軸は工具を介して発生する切削熱、回転によって発生するベアリングの摩擦熱およびビルトインモータによって発生する熱のため高温になり、その温度上昇に伴う膨張のため軸線方向の位置決め精度に誤差を生じ、高精度の加工ができなくなることがないように、温度を補正する冷却装置が設けてある。
【０００３】
従来の主軸の冷却装置について図６および図７により説明すると、主軸装置１は先端部に鎖線で示す工具２を取付けるためのテーパ孔３を有する主軸４を内径部に回転自在に支承するノーズ５と、同ノーズ５の後端に隣接し、主軸４を回転させるビルトインモータ６と、主軸４の内径部に第１および第２からなるスリーブ７、８を介して嵌着され、主軸４のテーパ孔３への工具の把持と解放を行うコレット９を開閉制御するドローバー１０を軸方向に進退させるビルトインモータ６の後端に隣接されたシリンダ１１と、このシリンダ１１に取付けられたロータリジョイント１２を介して、装置外に有る冷却液源１３からの冷却液を主軸４内に供給する冷却装置とで構成されている。
【０００４】
この冷却装置は冷却液源１３からの油等の冷却液を矢印ａのようにロータリジョイント１２の回転軸１４を介してドローバー１０、第２のスリーブ８の外周面にある溝状の通路１５および第１のスリーブ７の外周面に設けた図７に示すような螺旋状溝１６に導かれ、ビルトインモータ６の発生する熱、ベアリング２８の摩擦熱および主軸４の先端のテーパ孔３に挿入された工具２による切削熱を冷した後、通路２４を経て冷却液源１３へ戻すことが行われている。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、第１のスリーブ７外周面には図７に示すような螺旋状溝１６が加工されているため、主軸４が約２０，０００ｍｉｎ−１程度の高速回転をすると溝１６の螺旋に沿って第１のスリーブ７自身が捩れ、振動が発生し、加えてビルトインモータ６の発生する熱がノーズ５に伝わりノーズ５は軸方向に伸びて高精度の加工ができなかった。またビルトインモータ６の発生する熱がノーズ５に伝わり熱でベアリング２８を壊すこともあった。
【０００６】
本発明の目的は前述高速回転すると第１のスリーブの振動が発生し、かつビルトインモータの発生する熱がノーズに伝わり、高精度の加工ができなかったという欠点を取除き、高速回転しても第１のスリーブの振動がなく、しかもビルトインモータの発生する熱がノーズに伝わりにくい主軸装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため本発明は、先端部に工作機械の工具取付け用テーパ孔を有する主軸を内径部に回転自在に支承するノーズと、同ノーズの後端に隣接し、主軸を回転させるビルトインモータと、同ビルトインモータの後端に隣接され、主軸の内径部に工具取付け側から反工具取付け側へ向けて第１および第２からなるスリーブを介して嵌着された工具の把持と解放を行うコレットを開閉制御するドローバーを軸方向に進退させるシリンダと、このシリンダに取付けられたロータリジョイントを介して、装置外に有る冷却媒体源からの冷却媒体を主軸内に供給する冷却装置とを有する主軸装置において、ビルトインモータに対向するノーズ後端に断熱材を取付け、前記第１のスリーブの外径面に反工具取付け側から工具取付け側へ向う複数個の通路を軸方向に設けると共に工具取付け側から反工具取付け側へ戻る複数個の通路を軸方向に設け、冷却媒体を反工具取付け側から工具取付け側へ流した後、工具取付け側から反工具取付け側へと戻るように導き、前記第１のスリーブの内径部に集められた後、前記第２のスリーブの内径部と前記ドローバーの間に形成された通路を設けて導出することを特徴とする工作機械の主軸装置とした。
【０００８】
この発明によりビルトインモータからの熱はノーズ側に伝わりにくくなり、かつ第１のスリーブの冷却用通路は軸方向に設けたので、主軸が高速回転しても捩れによる振動がなくなり、高精度の加工が可能となった。またベアリングを壊すこともなくなった。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図１から図５により説明する。説明に際し、本発明は従来例装置の第１のスリーブを変更し、断熱材を追加したものであるから、従来例と同一部材は同一番号を付し、その説明を省き、新たに追加された部材のみ新番号を付してその説明をする。
【００１０】
主軸装置２０はノーズ５のビルトインモータ６側には断熱材２１を取付け、ビルトインモータ６側からの熱が伝わりにくくしてある。また第１のスリーブ２２は図１、図４および図５に示すように第２のスリーブ８の外周面に有る通路１５を出た冷却液は矢印ｄのよう第１のスリーブ２２の外周面に複数個設けた反工具取付け側（図中右側）から工具取付け側（図中左側）へ流れた後、逆に工具取付け側から反工具取付け側へと戻るようになした軸方向の通路２３に導かれ、第１のスリーブ２２の内径部に集められた後、矢印ｅのように第２のスリーブ８の内径部とドローバー１０の間に形成された通路２４を経てロータリジョイント１２の回転軸２５に設けた通路２６より出口２７を経て装置外へ導出され、冷却液源１３へ戻されるようしてある。実施例では冷却媒体として液体を用いたが、もちろん気体であってもかまわない。
【００１１】
以上説明したような構成となっているので、第１のスリーブは冷却液の通路が螺旋状から軸方向となったので、高速回転の際も振動することがなく、またビルトインモータ側からの熱もノーズ側に伝わりにくくなり、伝わる熱量は１／８程度となった。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては当初に掲げた高速回転すると第１のスリーブ自身が捩れ、振動が発生し、加えてビルトインモータの発生する熱がノーズに伝わりノーズは軸方向に伸びて高精度の加工ができなかったという欠点が取除かれ、高精度の加工が可能となった。またベアリングを壊すこともなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態例を示す主軸装置の説明図である。
【図２】本発明の１実施形態例を示す主軸装置の説明図で、図１のA−Ａ断面図である。
【図３】本発明の１実施形態例を示す主軸装置の説明図で、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の１実施形態例を示す主軸装置の第１のスリーブの詳細図で、図２のＣ−Ｃ断面図で部品図を示す。
【図５】本発明の１実施形態例を示す主軸装置の説明図で、第１のスリーブの展開図である。
【図６】従来の主軸装置の説明図である。
【図７】従来の主軸装置の説明図で、第２のスリーブの詳細図である。
【符号の説明】
１、２０  主軸装置
２  工具
３  テーパ孔
４  主軸
５  ノーズ
６  ビルトインモータ
７、２２  第１のスリーブ
８  第２のスリーブ
９  コレット
１０  ドローバー
１１  シリンダ
１２  ロータリジョイント
１３  冷却液源
１４、２５  回転軸
１５、２３、２４、２６  通路
１６  螺旋状溝
２１  断熱材
２８  ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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