JPH0215902A - Spindle device of machine tool - Google Patents
Spindle device of machine toolInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は工作機−械のスピンドル装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a spindle device for a machine tool.
工作機械のスピンドル装置としてモータを内蔵したもの
は知らている。Machine tool spindle devices with built-in motors are known.
従来のモータビルトイン式スピンドル装置は主軸がモー
タのロータの両側の２点で軸受により支持される構造と
なっている。A conventional motor built-in spindle device has a structure in which the main shaft is supported by bearings at two points on both sides of the motor rotor.
従来の斯かるスピンドル装置では大きな切削負荷におい
て高速加工しようとすると、モータが大きくなり主軸の
径も大きくしなければならない。In such a conventional spindle device, if high-speed machining is to be performed under a large cutting load, the motor must be large and the diameter of the main shaft must also be increased.
モータが高出力になると発熱量が大になり、主軸を加熱
するので、主軸に熱膨張を生じ、軸受けの寿命を短くす
るという問題があった。又熱影響を少なくするため、負
荷を支える基準となる軸受けから離れた位置にモータを
配置しようとすると、主軸の長さが長（なり、更に大出
力のためには主軸の外径も大になる。このような主軸で
は高速化すると主軸に振れを生じ、ＤＮ値が大になり軸
受の寿命を短くするという問題があった。When the motor has a high output, it generates a large amount of heat and heats the main shaft, which causes thermal expansion of the main shaft and shortens the life of the bearing. In addition, in order to reduce thermal effects, if the motor is placed away from the bearing that supports the load, the length of the main shaft will become longer (and in order to achieve higher output, the outer diameter of the main shaft will also have to be increased). In such a main shaft, there is a problem in that when the speed is increased, the main shaft runs out, the DN value becomes large, and the life of the bearing is shortened.
本発明は、従来の上記の問題点を解消し、高速度、高出
力において、軸受の寿命を長くすることのできる工作機
械゛のスピンドル装置を提供することをｍ題としている
。The object of the present invention is to provide a spindle device for a machine tool which can solve the above-mentioned conventional problems and extend the life of the bearing at high speeds and high outputs.
本発明は、上記の課題を、先端にツールホルダーが固定
可能である主軸の後端部付近にモータのロータを固定し
てあることと、主軸の先端部とロータの両端に近い位置
の３個所で軸受によりスピンドルケーシングに回転可能
に支持されていることと、該軸受が主軸に焼嵌めしたカ
ラーにより位置固定されてることと、各軸受がオイルエ
ヤ式冷却方法により冷却されていることとを特徴とする
工作機械のスピンドル装置により解決した。The present invention solves the above problems by fixing the rotor of the motor near the rear end of the main shaft to which a tool holder can be fixed at the tip, and at three locations near the tip of the main shaft and both ends of the rotor. The spindle casing is rotatably supported by a bearing, the bearing is fixed in position by a collar shrink-fitted to the main shaft, and each bearing is cooled by an oil-air cooling method. The problem was solved by a machine tool spindle device.
本発明によりスピンドルケーシング内のモータロータの
回転により主軸が３点における軸受の支持の下に回転さ
れ、各軸受はオイルエヤ式に冷却されるので十分に冷却
される。モータと、主軸の基準となる支持軸受である先
端部の第１輪受との間に第２軸受が配置され、冷却され
るので、モータによる熱は第１軸受に達するまでに第２
軸受位置で冷却されるので、第１軸受は加熱されにくい
。According to the present invention, the main shaft is rotated by the rotation of the motor rotor within the spindle casing while being supported by bearings at three points, and each bearing is cooled by an oil-air method, so that it is sufficiently cooled. The second bearing is placed between the motor and the first wheel bearing at the tip, which is the support bearing that serves as the reference for the main shaft, and is cooled, so the heat from the motor is transferred to the second bearing before it reaches the first bearing.
Since it is cooled at the bearing position, the first bearing is less likely to be heated.
本発明の詳細を以下に図に示す実施例に基づいて説明す
る。The details of the present invention will be explained below based on embodiments shown in the figures.
（実施例〕
図において、工作機械のスピンドル装置１は、工作機械
本体に移動可能に支持されるスピンドルケーシング２を
有する。スピンドルケーシング２の内部には、前半部に
ハウジング３が固定され、後半部はモーター室４を形成
し、モータハウジング５が固定される。(Example) In the figure, a spindle device 1 of a machine tool has a spindle casing 2 that is movably supported by the machine tool body. Inside the spindle casing 2, a housing 3 is fixed to the front half, and a housing 3 is fixed to the rear half. forms a motor chamber 4, to which a motor housing 5 is fixed.
モータハウジング５の内部には冷却ジャケット６、例え
ば、オイルジャケットが固定され、冷却ジャケット６の
内部に巻線を有するロータ７が配置される。ロータ７は
ロータスリーブ８に固定され、巻線部７ａの外周には樹
脂リング７ｂ、例えばエポキシ系樹脂リングが装着され
、この樹脂は冷却ジャケット６に接し、巻線部７ａでの
発熱を放熱しやすくするように形成しである。A cooling jacket 6, for example, an oil jacket, is fixed inside the motor housing 5, and a rotor 7 having windings is arranged inside the cooling jacket 6. The rotor 7 is fixed to a rotor sleeve 8, and a resin ring 7b, for example, an epoxy resin ring, is attached to the outer periphery of the winding part 7a, and this resin contacts the cooling jacket 6 and radiates heat generated in the winding part 7a. It is shaped to make it easier.
ロータスリーブ８は主軸９に固定され、ロータフの回転
により主軸９が回転される。The rotor sleeve 8 is fixed to the main shaft 9, and the main shaft 9 is rotated by rotation of the rotor.
主軸９は、先端にツールホルダー１０を装着するテーパ
ー穴１１が形成されている。主軸９の先端部には第１軸
受１２が装着され、主軸９に焼き嵌めされる第１スリー
ブ１３により、カラー１４を介して位置決め固定される
。第１軸受１２は例えば図示の如く２個のアンギエラー
ボールベアリングと、該２個のベアリング間に装着され
るカラーにより構成される。この第１輪受１２はハウジ
ング３の所定位置に装着され、カバー１５により位置固
定される。第１軸受１２は主軸９を支持するに際しての
位置決めの基準となり、主軸の外径は負荷を支持するに
十分な大きな寸法に設定される。The main shaft 9 has a tapered hole 11 formed at its tip into which a tool holder 10 is mounted. A first bearing 12 is attached to the tip of the main shaft 9, and is positioned and fixed via a collar 14 by a first sleeve 13 that is shrink-fitted to the main shaft 9. The first bearing 12 is composed of, for example, two angular ball bearings and a collar mounted between the two bearings as shown in the figure. This first wheel support 12 is mounted at a predetermined position on the housing 3 and fixed in position by a cover 15. The first bearing 12 serves as a reference for positioning when supporting the main shaft 9, and the outer diameter of the main shaft is set to be large enough to support the load.
主軸９には更にロータスリーブＢを支持する位置の両側
に軸受が装着される。この部分の主軸の外径は先端部よ
りは小径に設定されることができる。ロータスリーブ８
より先端側には第２軸受１５が装着され、主軸９に焼き
嵌めされる第２スリーブ１６により、カラー１７を介し
て位置決め固定される。第２軸受！５はハウジング３に
装着される。Bearings are further mounted on the main shaft 9 on both sides of the position where the rotor sleeve B is supported. The outer diameter of the main shaft of this portion can be set to be smaller than that of the tip. Rotor sleeve 8
A second bearing 15 is mounted on the more distal side, and is positioned and fixed via a collar 17 by a second sleeve 16 that is shrink-fitted to the main shaft 9 . Second bearing! 5 is attached to the housing 3.
ロータースリーブ８より後端側では第３軸受１Ｂが主軸
に装着され、主軸９に焼き嵌め固定される第３スリーブ
１９により、スリンガ−リング２０を介して位置固定さ
れる。第３軸受１８は、例えば図に示すように２個のア
ンギュラ−ボールベアリングと、その両ベアリング間に
配置されるカラー七により構成されることができる。A third bearing 1B is attached to the main shaft on the rear end side of the rotor sleeve 8, and is fixed in position via a slinger ring 20 by a third sleeve 19 that is shrink-fitted and fixed to the main shaft 9. The third bearing 18 can be configured, for example, as shown in the figure, by two angular ball bearings and a collar 7 disposed between the two bearings.
第３軸受１８はモータハウジング５に固定されるリヤー
ハウジング２１の内部に装着される。The third bearing 18 is mounted inside a rear housing 21 fixed to the motor housing 5.
主軸９の内部の中空穴にはツールホルダーｌＯを脱着す
るための公知の手段が設けられる０例えば引込捧２２、
コレッ′ト２３、皿ばね２４、カラー２５等が設けられ
る。The hollow hole inside the main shaft 9 is provided with known means for attaching and detaching the tool holder 10, for example, a retractable shaft 22,
A collet 23, a disc spring 24, a collar 25, etc. are provided.
主軸９の回転数を検出するため、例えばディスク３’？
、とセンサー３８とを有するパルスゼネレータ等が設け
である。In order to detect the rotation speed of the main shaft 9, for example, the disk 3'?
, and a sensor 38 are provided.
モータの巻＠１ａはケーブルコネクター２６を介して外
部の電線と接続される。The motor winding @1a is connected to an external wire via a cable connector 26.
ハウジング３の外周面に形成される環状冷却路２８は、
スピンドルケーシング２に形成される導入路２９と接続
され、冷却液、例えば冷却油が導入路２９を通して環状
冷却路２８に供給される。The annular cooling passage 28 formed on the outer peripheral surface of the housing 3 is
It is connected to an inlet passage 29 formed in the spindle casing 2 , and a cooling liquid, for example cooling oil, is supplied to the annular cooling passage 28 through the inlet passage 29 .
環状冷却路２８を順次通った冷却油はハウジング３内の
導ｗｉ３０を通して、ハウジング３の内側端面のカバー
３１との間に形成される環状路３２を通り、ハウジング
３内の中間路３３及びスピンドルケーシング２内の中間
路３４を経てモータの冷却ジャケット６に形成された冷
却路３５に送られる。冷却路３５を通うた冷却油はモー
タハウジング５の排出路３６を通って冷却液貯槽に排出
される。The cooling oil that has sequentially passed through the annular cooling path 28 passes through the guide wire 30 in the housing 3, passes through the annular path 32 formed between the inner end surface of the housing 3 and the cover 31, and then passes through the intermediate path 33 in the housing 3 and the spindle casing. It is sent via an intermediate passage 34 in the cooling jacket 6 of the motor to a cooling passage 35 formed in the cooling jacket 6 of the motor. The cooling oil that has passed through the cooling passage 35 is discharged to the cooling liquid storage tank through a discharge passage 36 of the motor housing 5.
スピンドル装置の運転中における第１軸受１２の加熱状
態を検知するため、例えばカバー１５に温度センサー２
７、例えばサーミスタが装着される。In order to detect the heating state of the first bearing 12 during operation of the spindle device, a temperature sensor 2 is installed on the cover 15, for example.
7. For example, a thermistor is installed.
各軸受１２．１５．１８はオイルエア式冷却法により冷
却される。すなわちオイルがミスト状でなく液状の状態
でエアと共に軸受のベアリングに吹きつけられる。特に
オイルエアはベアリングのボールとインナーレースの接
触面の近くに吹きつけると好都合である。Each bearing 12, 15, 18 is cooled by oil-air cooling. In other words, oil is blown onto the bearing together with air in a liquid state rather than in a mist form. In particular, it is convenient to blow oil and air near the contact surface between the bearing balls and the inner race.
第１軸受が主軸９を固定的に支持し、主軸の位置の基準
となっている。スピンドル装置の主軸は加熱を避けるこ
とができず、従って熱膨張による主軸の延びと膨張は避
けられない、主軸９は第１軸受により位置固定されてい
るので、熱膨張による延びに対しては、第２軸受及び第
３軸受の部分で吸収する、即ち逃げ・ることができるよ
うに形成する。負荷の支持を十分に行うためには第２軸
受としてはローラベアリングを用いると好都合である。The first bearing fixedly supports the main shaft 9 and serves as a reference for the position of the main shaft. The main shaft of the spindle device cannot avoid heating, so the elongation and expansion of the main shaft due to thermal expansion is unavoidable.Since the main shaft 9 is fixed in position by the first bearing, the elongation due to thermal expansion cannot be avoided. The second bearing and the third bearing are formed so that they can absorb, that is, escape. In order to sufficiently support the load, it is convenient to use a roller bearing as the second bearing.
本発明により、主軸が３点で安定した状態で支持され、
発熱源であるモータを基準となる第１軸受から離して配
置し、第１軸受とモータとの間に設けた第２軸受を冷却
することにより第１軸受の加熱が著しく低減され、軸受
は熱膨張の影響を回避でき、輪受の寿命が著しく改善さ
れた。各軸受が焼き嵌めされたカラーにより位置固定さ
れるので慣性のバランスが良好になり、揺れが少なくで
きた。According to the present invention, the main shaft is stably supported at three points,
By locating the motor, which is the source of heat, away from the first bearing, which is the reference, and cooling the second bearing, which is provided between the first bearing and the motor, heating of the first bearing is significantly reduced, and the bearing is free from heat. The effect of expansion can be avoided, and the life of the wheel bearing has been significantly improved. Each bearing is fixed in position by a shrink-fitted collar, resulting in a good balance of inertia and less shaking.
図ば本発明に係るスピンドル装置の断面図である。
１・・・スピンドル装置 ２・・・スピンドルケーシン
グ３・・・ハウジング ９・・・主軸ｌＯ・・・ツ
ールホルダ１２・・・第１輪受１３・・・カラー
１５・・・第２軸受１６・・・第２カラー １８・・・
第３軸受１９・・・第３カラー
（ほか１名）
手続補正書
昭和６３年８月１０日FIG. 1 is a sectional view of a spindle device according to the present invention. 1... Spindle device 2... Spindle casing 3... Housing 9... Main shaft lO... Tool holder 12... First wheel bearing 13... Collar
15...Second bearing 16...Second collar 18...
3rd bearing 19...3rd collar (1 other person) Procedural amendment August 10, 1988
Claims (1)
を内蔵した工作機械のスピンドル装置において、 先端にツールホルダーが固定可能である主軸の後端部付
近にモータのロータを固定してあることと、主軸の先端
部とロータの両端に近い位置の３個所で軸受によりスピ
ンドルケーシングに回転可能に支持されていることと、
該軸受が主軸に焼嵌めしたカラーにより位置固定されて
いることと、各軸受がオイルエヤ式冷却方法により冷却
されていることとを特徴とする工作機械のスピンドル装
置。(1) In a machine tool spindle device that has a built-in motor that rotates the main shaft on which the tool holder is attached, the rotor of the motor is fixed near the rear end of the main shaft to which the tool holder can be fixed; Rotatably supported by the spindle casing by bearings at three locations near the tip of the main shaft and both ends of the rotor;
A spindle device for a machine tool, characterized in that the bearing is fixed in position by a collar shrink-fitted to the main shaft, and each bearing is cooled by an oil-air cooling method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16514288A JPH0215902A (en) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Spindle device of machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16514288A JPH0215902A (en) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Spindle device of machine tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215902A true JPH0215902A (en) | 1990-01-19 |
Family
ID=15806689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16514288A Pending JPH0215902A (en) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Spindle device of machine tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0215902A (en) |
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- 1988-07-04 JP JP16514288A patent/JPH0215902A/en active Pending
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