专利名称：主轴装置的防尘机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防尘机构，该防尘机构用于防止含有切削液和切屑的外界气体等流入例如机床等所具备的主轴装置(以下称为主轴)的内部中的情况。
背景技术：
一般，例如设置于机床中的主轴在混杂有切削液和切屑等的环境气体中使用。若该切削液和切屑等流入主轴的内部(齿轮部或轴承部)等，则会成为主轴故障的原因，或者引起主轴寿命的缩短。特别成为问题的是高速旋转中的主轴停止(也包括旋转速度大幅度减速等)的情况。即，当主轴进行高速旋转时，由于主轴内部发热而使主轴内部的空气膨胀，因此主轴内部的空气向外部流出。在该状态下，若使主轴的旋转停止，则在主轴内部的温度下降的过程中，含有切削液和切屑的外界气体就会流入主轴内部。于是，为了针对这种现象保护主轴、即为了防止外界气体流入主轴内部，已经提出了例如专利文献1和专利文献2中所公开的那样的防尘机构。
专利文献1日本特开平5-261603号公报专利文献2日本特公平8-22494号公报在这里，对专利文献1和2中所公开的防尘机构进行说明。
专利文献1中所公开的防尘机构是这样的机构通过在主轴的外壳上设置直径较大的空气流通孔，积极地使空气在主轴内外流通，从而抑制在高速旋转时主轴内部的气压的上升，并抑制在主轴的旋转停止时的空气的流入量。
此外，专利文献2中所公开的防尘机构是这样的机构在主轴内部(例如迷宫部)设置压力检测传感器，以使得主轴内部通常为正压的方式向主轴内部供给压缩空气等压缩流体。
但是，对于专利文献1的防尘结构，由于使空气积极地在主轴内外流通，因此即使多少能抑制外界气体的流入量，也不能防止切削液和切屑等流入主轴内部。从而，不能够有效地解决主轴的寿命缩短的问题。
此外，在专利文献2的防尘机构中，除了必须在主轴内部设置压力检测传感器之外，还必须利用该压力检测传感器不断地检测主轴内部的压力并将其与外部压力相比较，因此导致成本较高。另外，由于不受主轴是否旋转、旋转速度等主轴的状态限制而供给压缩流体，因此有可能供给的压缩流体超过所需的量，从而造成压缩流体的浪费。
发明内容
因此，本发明就是为了解决上述问题而完成的，其提供一种主轴的防尘机构，该防尘机构既能可靠地防止切削液等流入主轴内部，又能实现节能化和主轴旋转停止时的低噪音化等。
为了达到上述目的，本发明中第一方面所述的主轴装置的防尘机构具有向主轴装置内部供给压缩流体的供给回路，用于通过向主轴装置内部供给压缩流体来防止含有切削液和切屑等的外界气体流入主轴装置内部，其特征在于，该主轴装置的防尘机构具有可调节压缩流体的供给量的调节单元，至少在主轴装置的旋转动作停止时，该调节单元使压缩流体的供给量比主轴装置进行旋转动作时减少。
并且，本发明中第二方面所述的主轴装置的防尘机构具有向主轴装置内部供给压缩流体的供给回路，用于通过向主轴装置内部供给压缩流体来防止含有切削液和切屑等的外界气体流入主轴装置内部，其特征在于，上述主轴装置的防尘机构具有可调节压缩流体的供给量的调节单元，并且具有用于检测主轴装置的旋转速度的旋转速度检测单元，上述调节单元根据上述主轴装置的旋转速度来调节上述压缩流体的供给量。
第三方面所述的主轴装置的防尘机构形成为，在第一或第二方面所述的主轴装置的防尘机构中，其特征在于，上述主轴装置的防尘机构具有第一供给回路，其具有用于减少压缩流体的供给量的节流阀；和不具有所述节流阀的第二供给回路，上述调节单元切换上述第一供给回路和第二供给回路。
而且，在本发明中，所谓主轴装置的旋转动作停止是指，除了主轴装置所具有的主轴的旋转完全停止之外，还包括主轴装置处于运转停止状态，若主轴装置处于运转停止状态，则例如即使主轴以惯性进行旋转也包括在主轴装置的旋转动作停止之内。
根据第一方面所述的发明，由于即使在主轴装置的旋转动作停止时，也向主轴装置内部供给压缩流体，因此能够可靠地防止含有切削液和切屑等的外界气体流入主轴装置内部。从而，在主轴装置中难以发生由切削液和切屑等引起的故障，从而能够提高主轴装置的耐久性和稳定性，进而能够实现主轴装置的长寿命化等。并且，由于不需要将主轴装置内部的压力和外部压力不断地进行比较等，因此能够用比较简单的结构来实现，从而能够期待成本的降低。另外，由于压缩流体的供给量比主轴装置进行旋转动作时减少，因此不会白白地供给压缩流体，从而既可实现节能化，又能抑制在主轴装置停止运转时由供给压缩流体所引起的噪音。
根据第二方面所述的发明，主轴装置的防尘机构具有可调节压缩流体的供给量的调节单元，并且具有用于检测主轴装置的旋转速度的旋转速度检测单元，调节单元可以根据主轴装置的旋转速度来调节压缩流体的供给量。因此，即使在主轴装置的旋转动作停止时也向主轴装置内部供给压缩流体，由此与第一方面的发明同样，能够可靠地防止含有切削液和切屑等的外界气体流入主轴装置内部，进而能够实现主轴装置的长寿命化等。另外，由于能够根据主轴装置的旋转速度来适量地保持压缩流体的供给量，因此不会白白地供给压缩流体，从而既可实现进一步节能化，又能在主轴装置的旋转动作停止时减少压缩流体的供给量，从而能够抑制噪音。
加之，根据第三方面所述的发明，主轴装置的防尘机构构成为具有第一供给回路，其具有用于减少压缩流体的供给量的节流阀；和不具有节流阀的第二供给回路，调节单元切换第一供给回路和第二供给回路，因此，能够以简单的结构获得上述效果，从而能够实现低成本化。
图1是表示主轴的防尘装置的方框结构图。
图2是表示主轴的防尘装置的变形例的方框结构图。
符号说明1防尘机构；2主轴；3旋转速度检测传感器；4控制装置；5空气供给源；6过滤器/调节器；7、10二通电磁阀；8定时器；9节流阀；11三通电磁阀。
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的一个实施方式的主轴的防尘机构进行说明。
图1是表示本实施方式中的主轴2的防尘机构1的方框结构图。
防尘机构1是用于防止外界气体流入主轴2内部的装置，该防尘机构1具有控制装置(调节单元)4，该控制装置4控制主轴2的旋转动作，并且控制向主轴2内部供给的压缩空气的供给动作。主轴2是设置在未图示的机床等中的部件，经由供给回路A与空气供给源5连接，从而向主轴2的内部供给压缩空气。并且，在主轴2上设有用于检测主轴旋转速度的旋转速度检测传感器(旋转速度检测单元)3。而且，旋转速度检测传感器3与控制装置4连接，控制装置4根据由该旋转速度检测传感器3检测出的旋转速度，如后所述那样向主轴2内部供给压缩空气。
在供给回路A中设有用于调整空气压力的过滤器/调节器6；和在控制装置4的控制下可自由开闭的二通电磁阀7。并且，在供给回路A中连接有将二通电磁阀7旁通的旁通回路B。在该旁通回路B中设有用于抑制压缩空气的流量的节流阀9；和在控制装置4的控制下可自由开闭的二通电磁阀10。另外，20是单向阀。
在如上所述那样构成的防尘机构1中，当使主轴2开始运转时，控制装置4向主轴2发出运转开始指令，同时，打开二通电磁阀7，向主轴2内部供给预定量的压缩空气(例如180NL/min)。
另一方面，当使主轴2的旋转停止时，控制装置4向主轴2发出该意思的指令，同时，通过旋转速度检测传感器3确认主轴旋转速度。进而，当确认为主轴2的旋转速度达到预定值以下时，控制装置4关闭二通电磁阀7，另一方面，打开旁通回路B的二通电磁阀10，同时，用定时器(timer)8设定预定时间(例如30分钟)，在预定时间内向主轴2内部供给通过节流阀9减小了流量的压缩空气(例如45NL/min)。另外，当经过预定时间时，二通电磁阀10就关闭。
根据如上所述的防尘机构1，当使主轴2的旋转停止时，也从空气供给源5向主轴2内部供给压缩空气，因此，即使在例如混杂有切削液和切屑等的环境气体中使用主轴2，也能够可靠地防止切削液和切屑与外界气体一起流入主轴2内部的情况。因此，在主轴2中难以发生由切削液和切屑等引起的故障，从而能够提高主轴2的耐久性和稳定性，进而能够实现主轴2的长寿命化等。并且，由于不需要将主轴2内部的压力和外部压力不断地进行比较等，因此能够用比较简单的结构来实现，能够期待成本的降低。
另外，当使主轴2的旋转停止时，通过节流阀9来减少向主轴2内部供给的压缩空气的量，因此，不会白白地供给压缩空气，既可实现节能化，又能抑制在主轴2的运转停止时由供给压缩空气所引起的噪音。而且，在本实施方式的情况下，当减少压缩空气的供给量时，与始终进行定量供给的情况相比，可以将在主轴的旋转停止时的压缩空气消耗量抑制为1/4。
加之，在主轴2上设置有旋转速度检测传感器3，根据由该旋转速度检测传感器3检测出的旋转速度来调整压缩空气的供给量，因此即使在不小心使主轴2的旋转停止的情况下，也能够可靠地且无浪费地向主轴2内部供给压缩空气。
另外，本发明的主轴的防尘机构的结构不限于上述实施方式的情况，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够根据需要适当地进行变更。
例如，在上述实施方式中，形成为使用两个二通电磁阀的结构，但还可以形成为设置三通电磁阀来代替二通电磁阀的结构。关于该结构，根据图2进行说明。图2表示变形例的主轴2的防尘机构1a的方框结构图。另外，在图2中，对与防尘机构1相同的结构要素标注与图1相同的标号。
在防尘机构1a中，在供给回路A’中设有在控制装置4的控制下进行动作的三通电磁阀11，来代替二通电磁阀7。并且，该三通电磁阀11与具有节流阀9的供给回路B’连接。
在这样的防尘机构1a中，当使主轴2开始运转时，控制装置4向主轴2发出运转开始指令，同时，将三通电磁阀11向供给回路A’侧切换而使其动作，以向主轴2内部供给预定量的压缩空气(例如180NL/min)。
另一方面，在使主轴2的旋转停止的情况下，当确认为主轴2的旋转速度达到预定值以下时，控制装置4用定时器8设定预定时间，同时，将三通电磁阀11向供给回路B’侧切换而使其动作，并且经由供给回路B’在预定时间内向主轴2内部供给通过节流阀9减小了流量的压缩空气(例如45NL/min)。另外，当经过预定时间时，三通电磁阀11就关闭。
通过如上所述的防尘机构1a，与防尘机构1同样，既能够可靠地防止切削液和切屑流入主轴2内部，又可减少在主轴2的旋转停止时的压缩空气的供给量，因此能够实现节能化、低噪音化等效果。
另外，在防尘机构1a中，由于将两个二通电磁阀替换成一个三通电磁阀11，因此能够实现如下效果部件数量降低、维护等的各种作业简易化、防尘机构1a的设置所涉及的设计自由度提高等。
另一方面，在上述实施方式和变形例中，在主轴的旋转停止时降低压缩流体的供给量，但相对于可自由地控制旋转速度的主轴，也可以构成为以预定的旋转速度为基准来切换供给回路。并且，还可以形成如下结构采用可任意地调节节流量的节流装置，并且通过将该节流装置与控制装置相连接，从而可根据旋转速度任意地调节节流量。通过采用该结构，能够使供给回路变成一个。
另外，在上述实施方式和变形例中，根据由旋转速度检测传感器检测出的旋转速度，进行供给回路的切换，但还可以构成为控制装置对应于向主轴发出运转停止指令来切换压缩流体的供给回路。通过采用该结构，能够进一步削减部件数量，从而实现低成本化。
而且，定时器的设定时间、压缩流体的种类和其供给量等当然可以适当地进行变更。
权利要求
1.一种主轴装置的防尘机构，该防尘机构具有向主轴装置内部供给压缩流体的供给回路，用于通过向主轴装置内部供给压缩流体来防止含有切削液和切屑等的外界气体流入主轴装置内部，其特征在于，上述主轴装置的防尘机构具有可调节压缩流体的供给量的调节单元，至少在主轴装置的旋转动作停止时，上述调节单元使压缩流体的供给量比主轴装置进行旋转动作时减少。
2.一种主轴装置的防尘机构，该防尘机构具有向主轴装置内部供给压缩流体的供给回路，用于通过向主轴装置内部供给压缩流体来防止含有切削液和切屑等的外界气体流入主轴装置内部，其特征在于，上述主轴装置的防尘机构具有可调节压缩流体的供给量的调节单元，并且具有用于检测主轴装置的旋转速度的旋转速度检测单元，上述调节单元根据上述主轴装置的旋转速度来调节上述压缩流体的供给量。
3.根据权利要求1或2所述的主轴装置的防尘机构，其特征在于，上述主轴装置的防尘机构具有第一供给回路，其具有用于减少压缩流体的供给量的节流阀；和不具有上述节流阀的第二供给回路，上述调节单元切换上述第一供给回路和第二供给回路。
全文摘要
本发明提供一种主轴装置的防尘机构，该主轴装置的防尘机构既能可靠地防止切削液等流入主轴装置内部，又能实现节能化、主轴的旋转停止时的低噪音化等。在本发明的防尘机构(1)中，当主轴(2)的运转开始时，控制装置(4)向主轴(2)发出运转开始指令，同时，打开二通电磁阀(7)，向主轴(2)内部供给预定量的压缩空气。另一方面，当主轴(2)的旋转停止时，控制装置(4)向主轴(2)发出该意思的指令，关闭二通电磁阀(7)，同时，打开旁通回路(B)的二通电磁阀(10)，并且用定时器(8)设定预定时间，在预定时间内向主轴(2)内部供给通过节流阀(9)减小了流量的压缩空气。
文档编号B23B19/00GK101028689SQ20071008480
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年2月28日
发明者三户启示 申请人:大隈株式会社