JPH0694100B2 - Spindle cooling structure - Google Patents
Spindle cooling structureInfo
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- JPH0694100B2 JPH0694100B2 JP14791486A JP14791486A JPH0694100B2 JP H0694100 B2 JPH0694100 B2 JP H0694100B2 JP 14791486 A JP14791486 A JP 14791486A JP 14791486 A JP14791486 A JP 14791486A JP H0694100 B2 JPH0694100 B2 JP H0694100B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マシニングセンタなどの工作機械等に使用
するスピンドルの冷却構造に関し、特にスピンドルの冷
却を効率良く行うことができるスピンドル冷却構造に関
する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cooling structure for a spindle used in a machine tool such as a machining center, and more particularly to a spindle cooling structure capable of efficiently cooling the spindle.
〔従来の技術〕 従来のスピンドル冷却構造としては、主軸用スピンドル
の温度上昇に伴う熱変位を防止するために主軸用スピン
ドルを回転自在に支持するハウジングを冷却するように
している。この場合の冷却構造としては、オイルミス
ト,オイルエア,電子冷却等があり、さらに軸受の潤滑
をしながら冷却する方法としてはジェット潤滑がある。[Prior Art] In a conventional spindle cooling structure, a housing that rotatably supports the spindle for spindle is cooled in order to prevent thermal displacement due to temperature rise of the spindle for spindle. The cooling structure in this case includes oil mist, oil air, electronic cooling, and the like, and jet lubrication is a method for cooling while lubricating the bearing.
しかしながら、上記従来のスピンドル冷却構造にあって
は、ハウジングを冷却するよようにしているので、ハウ
ジングに嵌着したころがり軸受の外輪も冷却されること
になり、このころがり軸受の内外輪の温度差がより大き
くなり、予圧の増大を招き、高速化には相反することに
なるという問題点があると共に、ハウジングを冷却して
も主軸用スピンドルは間接的に冷却されることになり、
熱変位に対する冷却効率が低下するという問題点があっ
た。However, in the above conventional spindle cooling structure, since the housing is cooled, the outer ring of the rolling bearing fitted in the housing is also cooled, and the temperature difference between the inner and outer rings of this rolling bearing is also cooled. Is larger, leading to an increase in preload, which is a conflict with increasing speed, and even if the housing is cooled, the spindle for spindle is indirectly cooled.
There is a problem that the cooling efficiency with respect to thermal displacement is reduced.
また、電子冷却、ジェット潤滑は、構造が複雑で大型化
すると共に、設備費が高価となる問題点があった。In addition, electronic cooling and jet lubrication have problems that the structure is complicated and the size is large, and the equipment cost is high.
さらに、オイルミスト,オイルエア等の潤滑方法は、エ
ア冷却の効果もねらった方法であるが、冷却効果として
は大きく期待できるものではない。Further, although the lubrication method of oil mist, oil air, etc. is a method aiming at the effect of air cooling, it cannot be expected to have a great cooling effect.
そこで、この発明は上記従来例の問題点に着目してなさ
れたものであり、主軸用スピンドルを直接冷却すること
により、簡易な構成で主軸用スピンドルの冷却効率を向
上させることが可能なスピンドル冷却構造を提供するこ
とを目的としている。Therefore, the present invention has been made by paying attention to the problems of the above-mentioned conventional example, and by directly cooling the spindle for spindle, it is possible to improve the cooling efficiency of the spindle for spindle with a simple structure. It is intended to provide a structure.
上記問題点を解決するために、この発明は、ハウジング
にスピンドルを回転自在に支持したスピンドルの冷却構
造において、外周面にフィンを形成した間座を前記スピ
ンドルの外周面に嵌合すると共に、該間座のフィンとこ
れに対向するハウジングとの間に冷却剤通路を形成し、
該冷却剤通路の両側にエアシール部を設けたことを特徴
としている。In order to solve the above problems, the present invention relates to a cooling structure of a spindle in which a spindle is rotatably supported, and a spacer having fins formed on the outer peripheral surface is fitted to the outer peripheral surface of the spindle. A coolant passage is formed between the fin of the spacer and the housing facing it,
An air seal portion is provided on both sides of the coolant passage.
この発明においては、スピンドルの外周面にフィンを形
成し、このフィンとこれに対向するハウジンングとの間
に冷却剤通路を形成することにより、フィンに直接冷却
剤が接触することになり、このフィンを形成した間座と
スピンドルとは嵌合されて一体化されているので、スピ
ンドルが直接冷却されてその冷却効率を向上させること
ができる。According to the present invention, the fin is formed on the outer peripheral surface of the spindle, and the coolant passage is formed between the fin and the facing housing, so that the coolant comes into direct contact with the fin. Since the spacer formed with and the spindle are fitted and integrated with each other, the spindle can be directly cooled to improve its cooling efficiency.
また、冷却剤通路の両側にエアシール部を設けることに
より、冷却剤の漏洩を確実に防止することができる。Further, by providing the air seal portions on both sides of the coolant passage, it is possible to reliably prevent the coolant from leaking.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は
その要部の拡大断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part thereof.
図中、1は円筒状のハウジング、2はハウジング1内に
回転自在に保持された主軸用スピンドルである。In the figure, 1 is a cylindrical housing, and 2 is a spindle for spindle which is rotatably held in the housing 1.
ハウジング1には、その内周面の左右両端部にボール軸
受3の外輪3a,コロ軸受4の外輪4aが内嵌され、これら
軸受3,4間の中央部に冷却剤通路5が形成されている。
ここで、ボール軸受3間には、内輪用間座6及び外輪用
間座7が介挿されている。そして、ハウジング1の内部
には、各軸受3,4に潤滑剤としてのオイルエアを供給す
るオイルエア供給路8が穿設されていると共に、冷却剤
通路5に連通する冷却剤供給路9I,冷却剤排出路9Oが穿
設されている。また、ハウジング1の外周面には、冷却
剤による冷却効果を与えるための螺旋溝10が所定ピッチ
で刻設されており、冷却剤がハウジング取付ブラケット
とハウジングの螺旋溝10のスペースを通ることによって
ハウジング1の冷却効果を与える。The outer ring 3a of the ball bearing 3 and the outer ring 4a of the roller bearing 4 are fitted inside the housing 1 at the left and right ends of the inner peripheral surface thereof, and the coolant passage 5 is formed at the center between the bearings 3 and 4. There is.
An inner ring spacer 6 and an outer ring spacer 7 are interposed between the ball bearings 3. An oil / air supply passage 8 for supplying oil / air as a lubricant to the bearings 3 and 4 is bored inside the housing 1, and a coolant supply passage 9I and a coolant communicating with the coolant passage 5 are provided. The discharge path 9O is provided. Further, on the outer peripheral surface of the housing 1, spiral grooves 10 for giving a cooling effect by a coolant are engraved at a predetermined pitch, and the coolant passes through the space between the housing mounting bracket and the spiral groove 10 of the housing. The cooling effect of the housing 1 is provided.
一方、主軸用スピンドル2には、その内部に貫通孔11が
穿設され、この貫通孔11の左端部がテーパー状の工具装
着部12とされ、さらに外周面に前記ボール軸受3の内輪
3b及びコロ軸受4の内輪4bが外嵌されていると共に、両
軸受3,4の内輪3b,4b間の中央部に前記ハウジング1の冷
却剤通路5に対向して間座13が一体に固着されている。
ここで、間座13は、第2図に示すように、その外周面の
冷却剤通路5に対向する位置に多数の冷却フィン14が形
成され、内周面に形成された段部15を主軸用スピンドル
2の外周面に形成した段部16に係合させ且つ右端面に主
軸用スピンドル2の外周面に形成した雄ネジに螺合する
ナット17を当接させることにより、主軸用スピンドル2
に一体に固着されている。On the other hand, a through hole 11 is bored in the main spindle 2 and a left end portion of the through hole 11 serves as a taper-shaped tool mounting portion 12. Further, an inner ring of the ball bearing 3 is provided on the outer peripheral surface.
3b and the inner ring 4b of the roller bearing 4 are externally fitted, and the spacer 13 is integrally fixed to the center portion between the inner rings 3b and 4b of both bearings 3 and 4 so as to face the coolant passage 5 of the housing 1. Has been done.
Here, as shown in FIG. 2, the spacer 13 has a large number of cooling fins 14 formed on the outer peripheral surface thereof at positions facing the coolant passages 5, and a step portion 15 formed on the inner peripheral surface of the spacer 13. By engaging the step portion 16 formed on the outer peripheral surface of the spindle 2 for use and abutting the nut 17 that is screwed on the male screw formed on the outer peripheral surface of the spindle 2 for the right end surface, the spindle 2 for the spindle 2
Is integrally fixed to.
そして、冷却剤通路5及び冷却フィン14を挟む両側位置
のハウジング1の内周面及び間座13の外周面にそれぞれ
環状溝でなるエアシール部18,19が形成され、その外側
に同様に環状溝でなるエア排気口20,21が形成されてい
る。エアシール18,19には、それぞれハウジング1内に
形成されたエア供給路22を介して加圧エアが供給され、
エア排気口20,21には同様にハウジング1内に形成され
たエア排出口23が連通され、このエア通路23を介してエ
ア排気口20、21内のエアが外部に排気される。Air seal portions 18 and 19 formed of annular grooves are formed on the inner peripheral surface of the housing 1 and the outer peripheral surface of the spacer 13 at both positions sandwiching the coolant passage 5 and the cooling fin 14, respectively, and the annular grooves are also formed on the outer sides thereof. The air exhaust ports 20 and 21 are formed. Pressurized air is supplied to the air seals 18 and 19 through air supply passages 22 formed in the housing 1, respectively.
Similarly, an air exhaust port 23 formed in the housing 1 is connected to the air exhaust ports 20 and 21, and the air in the air exhaust ports 20 and 21 is exhausted to the outside through the air passage 23.
なお、24はハウジング1の内周面と間座13の外周面との
間に形成されたラビリンス隙間、25及び26はハウジング
1の両端に当接された端板27,28に形成されたオイルエ
ア供給口及び排出口、29は冷却剤排出路9Oに接続された
吸引用のポンプである。Incidentally, 24 is a labyrinth gap formed between the inner peripheral surface of the housing 1 and the outer peripheral surface of the spacer 13, and 25 and 26 are oil air formed on the end plates 27, 28 which are in contact with both ends of the housing 1. A supply port and a discharge port, 29 are suction pumps connected to the coolant discharge passage 9O.
次に、上記実施例の動作を説明する。ハウジング1の一
端に当接された端板27に形成したオイルエア供給口25に
オイルエアを圧送することにより、このオイルエアがハ
ウジング1内のオイルエア供給路8を通じて各軸受3,4
位置に送給され、これら軸受3、4の潤滑を行う。Next, the operation of the above embodiment will be described. The oil air is pressure-fed to the oil air supply port 25 formed in the end plate 27 that is in contact with one end of the housing 1, so that the oil air is supplied through the oil air supply passage 8 in the housing 1 to the bearings 3, 4
The bearings 3 and 4 are fed to the position to lubricate them.
一方、冷却剤通路5には、ハウジング1内に形成された
冷却剤供給路91を通じて冷却油等の冷却剤が供給され、
この冷却通路5内の冷却剤は、ハウジング1内に形成さ
れた冷却剤排出路9Oに接続されたポンプ29によって吸引
排出される。On the other hand, a coolant such as cooling oil is supplied to the coolant passage 5 through a coolant supply passage 91 formed in the housing 1,
The coolant in the cooling passage 5 is sucked and discharged by the pump 29 connected to the coolant discharge passage 9O formed in the housing 1.
このように、冷却剤通路5に冷却剤が供給されることに
より、間座13の冷却フィン14が冷却され、この間座13と
主軸用スピンドル2とが一体に固着されているので、主
軸用スピンドル2が直接冷却剤によって冷却されること
になる。By supplying the coolant to the coolant passage 5 in this way, the cooling fins 14 of the spacer 13 are cooled, and the spacer 13 and the spindle 2 for the spindle are integrally fixed. 2 will be cooled directly by the coolant.
したがって、この状態で主軸用スピンドル2の工具装着
部12に所定の切削工具を装着して、高速回転駆動する
と、その回転に応じて軸受3,4位置或いは切削工具位置
で摩擦熱が発生し、これが主軸用スピンドル2に伝達さ
れる。しかしながら、上記のように主軸用スピンドル2
は間座13を介して冷却されているので、主軸用スピンド
ル2自体の温度上昇を確実に防止することができる。こ
のため、主軸用スピンドル2の温度上昇により、熱変位
を生じることを抑制することができるので、主軸用スピ
ンドル2の寸法を高精度に維持することができる。Therefore, in this state, when a predetermined cutting tool is mounted on the tool mounting portion 12 of the spindle for spindle 2 and driven to rotate at high speed, frictional heat is generated at the bearings 3 and 4 positions or the cutting tool position according to the rotation, This is transmitted to the spindle 2 for the main shaft. However, as described above, the main spindle 2
Is cooled through the spacer 13, it is possible to reliably prevent the temperature rise of the spindle 2 for the main spindle. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of thermal displacement due to the temperature rise of the spindle 2 for the spindle, so that the dimensions of the spindle 2 for the spindle can be maintained with high accuracy.
また、冷却剤通路5の両側にエアシール部18,19が形成
され、これらエアシール18,19に加圧エアがハウジング
1内に形成されたエア供給路22を介して供給されるの
で、冷却剤通路5に供給される冷却剤がハウジング1の
内周面及び間座13の外周面を通じて軸受3,4側に漏出す
ることを確実に防止することができ、軸受3,4に供給す
る潤滑剤としてのオイルエアに冷却剤が混入して軸受3,
4の潤滑不良を生じることを防止することができる。し
かも、冷却剤通路5に対する冷却剤の供給を圧送するの
ではなく、出側でポンプ29によって吸引するようにして
いるので、冷却剤の漏出分を少なくすることができ、エ
アシール部18,19のシール効果とあいまって冷却剤の漏
出をより確実に防止することができる。Further, since air seal portions 18 and 19 are formed on both sides of the coolant passage 5 and pressurized air is supplied to these air seals 18 and 19 through the air supply passage 22 formed in the housing 1, the coolant passages are formed. As a lubricant to be supplied to the bearings 3 and 4, it is possible to reliably prevent the coolant supplied to the bearing 5 from leaking to the bearings 3 and 4 through the inner peripheral surface of the housing 1 and the outer peripheral surface of the spacer 13. Coolant mixed in the oil and air of the bearing 3,
It is possible to prevent the occurrence of lubrication failure of 4. Moreover, since the supply of the coolant to the coolant passage 5 is not sent under pressure but is sucked by the pump 29 on the outlet side, the leakage of the coolant can be reduced, and the air seal portions 18 and 19 can be reduced. Along with the sealing effect, the leakage of the coolant can be prevented more reliably.
なお、上記実施例においては、ハウジング1の内周面に
冷却剤通路5を形成した場合について説明したが、これ
に限定されるものはなく、間座13に底部に冷却フィン14
を形成した凹溝でなる冷却剤通路5を形成することもで
き、またハウジング1及び間座13の双方に冷却剤通路を
形成することもできる。In the above embodiment, the case where the coolant passage 5 is formed on the inner peripheral surface of the housing 1 has been described, but the present invention is not limited to this, and the spacer 13 has a cooling fin 14 at the bottom.
It is also possible to form the coolant passage 5 which is a concave groove in which is formed, or to form the coolant passage in both the housing 1 and the spacer 13.
また、間座13及びこれに対向する冷却剤通路5は一組に
限らず、主軸用スピンドル2の軸方向に複数組設けるよ
うにしてもよい。Further, the spacer 13 and the coolant passage 5 facing the spacer 13 are not limited to one set, and a plurality of sets may be provided in the axial direction of the spindle 2 for the spindle.
さらに、冷却剤通路5の両側に形成したエアシール部1
8,19も一組に限らず、複数組連設させることもできる。
また、エア排出路23は、これを設けない構造とすること
もできる。Further, air seal portions 1 formed on both sides of the coolant passage 5
The number of 8, 19 is not limited to one set, and a plurality of sets can be installed in series.
Further, the air discharge path 23 may be structured without this.
またさらに、上記実施例においては、この発明を工作機
械の主軸用スピンドルに適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、他の機械,装置等
の熱変位を生じるスピンドルにもこの発明を適用し得る
こと勿論である。Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the spindle for the spindle of the machine tool has been described, but the present invention is not limited to this, and may be applied to spindles that cause thermal displacement of other machines and devices. Of course, this invention can be applied.
以上説明したように、この発明によれば、ハウジングに
スピンドルを回転自在に支持したスピンドル冷却構造に
おいて、前記スピンドルの外周面にフィンを形成した間
座を嵌合すると共に、該間座のフィンとこれに対向する
ハウジングとの間に冷却剤通路を形成し、該冷却剤通路
の両側にエアシール部を設けた構成としたので、全体の
構成を複雑大型化することがなく、しかもスピンドルを
直接冷却することができ、スピンドルの冷却効果を格段
に向上させることができる。したがって、スピンドルの
熱変位による寸法精度の悪化を確実に防止することがで
きると共に、ころがり軸受の内外輪の温度差を小さくし
て予圧の増大を招くことがなく円滑な回転を保持するこ
とができる。また、冷却剤通路の両側にそれぞれエアシ
ール部を形成したので、冷却剤通路に供給される冷却剤
が漏出することを確実に防止することができ、冷却剤通
路に隣接する軸受等の潤滑不良が生じることを確実に防
止することができる等の効果が得られる。As described above, according to the present invention, in the spindle cooling structure in which the spindle is rotatably supported in the housing, the spacer having the fin formed on the outer peripheral surface of the spindle is fitted and the fin of the spacer is provided. Since the coolant passage is formed between the housing and the housing facing it, and the air seal portions are provided on both sides of the coolant passage, the entire configuration is not complicated and large, and the spindle is directly cooled. It is possible to improve the cooling effect of the spindle. Therefore, it is possible to reliably prevent deterioration of dimensional accuracy due to thermal displacement of the spindle, and it is possible to reduce the temperature difference between the inner and outer races of the rolling bearing and maintain smooth rotation without increasing preload. . Further, since the air seal portions are formed on both sides of the coolant passage, it is possible to reliably prevent the coolant supplied to the coolant passage from leaking out, and it is possible to prevent the lubrication failure of the bearing or the like adjacent to the coolant passage. It is possible to obtain an effect that it can be surely prevented from occurring.
第1図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は
第1図の要部の拡大断面図である。 図中、1はハウジング、2は主軸用スピンドル、3はボ
ール軸受、4はころ軸受、5は冷却剤通路、9Iは冷却剤
供給路、13は間座、14は冷却フィン、18,19はエアシー
ルである。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG. In the figure, 1 is a housing, 2 is a spindle for spindle, 3 is a ball bearing, 4 is a roller bearing, 5 is a coolant passage, 9I is a coolant supply passage, 13 is a spacer, 14 is a cooling fin, and 18 and 19 are It is an air seal.
Claims (1)
したスピンドルの冷却構造において、外周面にフィンを
形成した間座を前記スピンドルの外周面に嵌合すると共
に、該間座のフィンとこれに対向するハウジング内面と
の間に冷却剤通路を形成し、該冷却剤通路の両側にエア
シール部を設けたことを特徴とするスピンドル冷却構
造。1. A cooling structure for a spindle in which a spindle is rotatably supported in a housing. A spacer having fins formed on the outer peripheral surface is fitted to the outer peripheral surface of the spindle, and the fin of the spacer is opposed to the fin. A cooling mechanism for a spindle, wherein a cooling medium passage is formed between the cooling medium passage and an inner surface of the housing, and air seal portions are provided on both sides of the cooling medium passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14791486A JPH0694100B2 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Spindle cooling structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14791486A JPH0694100B2 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Spindle cooling structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637251A JPS637251A (en) | 1988-01-13 |
| JPH0694100B2 true JPH0694100B2 (en) | 1994-11-24 |
Family
ID=15440954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14791486A Expired - Fee Related JPH0694100B2 (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Spindle cooling structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694100B2 (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0611742Y2 (en) * | 1987-10-05 | 1994-03-30 | 日本エスケイエフ株式会社 | Cooling device for machine tool spindle |
| JPH0529804Y2 (en) * | 1988-10-13 | 1993-07-29 | ||
| JP2009068649A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Ntn Corp | Spindle device |
| CN114603478A (en) * | 2022-02-16 | 2022-06-10 | 深圳市麦力西科技有限公司 | Double-center mixing grinding device spindle and control system thereof |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP14791486A patent/JPH0694100B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS637251A (en) | 1988-01-13 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |