空気援用潤滑による工作機会主軸の高速化

最近の工作機会は、システム化と極限技術の二つの方向に発展しつつある。すなわち超精密化や超高速化は後者に属するもので、工作機械の固有技術を発展せしめる重要な技術になっている。中でも高速化は難しい技術とされていて、軸受及びその周辺の設計技術の進展が必須の条件となっている。本研究では、転がり軸受による工作機械主軸の高速化のために潤滑と冷却が同時に行える新しい潤滑方法である空気援用潤滑方法の適用を試み、その基礎的な研究を行った。本研究で得られた新たな知見を要約すると次のようになる。1.噴霧状の潤滑油を高圧の空気で軸受内に向けて吹き付け、空気の断熱変化を利用した潤滑・冷却方法を明らかにしている。具体的には、最適給油時間間隔、最適供給圧力について回転速度と軸受温度との関係を求め、ノズルの形状、本数、吹き出し角度について明らかにした。2.最近有効性が確認され、実用化が進んでいるオイルエア潤滑との比較を行い、本研究で提案した潤滑方法の方が軸受温度の上昇が小さいことを明らかにした。3.軸受周辺の空気の流れと主軸頭からの排気方法について検討したところ、積極的な排気を行うことによって、軸受の温度を下げられることを明らかにした。4.軸受鋼による軸受とセラミックスによる軸受との比較を行ったところ、本潤滑方法でも、かなりの割合で軸受温度を下げることが可能なことが明らかとなった。

最近の工作機会は、システム化と極限技術の二つの方向に発展しつつある。すなわち超精密化や超高速化は後者に属するもので、工作機械の固有技術を発展せしめる重要な技術になっている。中でも高速化は難しい技術とされていて、軸受及びその周辺の設計技術の進展が必須の条件となっている。本研究では、転がり軸受による工作機械主軸の高速化のために潤滑と冷却が同時に行える新しい潤滑方法である空気援用潤滑方法の適用を試み、その基礎的な研究を行った。本研究で得られた新たな知見を要約すると次のようになる。1.噴霧状の潤滑油を高圧の空気で軸受内に向けて吹き付け、空気の断熱変化を利用した潤滑・冷却方法を明らかにしている。具体的には、最適給油時間間隔、最適供給圧力について回転速度と軸受温度との関係を求め、ノズルの形状、本数、吹き出し角度について明らかにした。2.最近有効性が確認され、実用化が進んでいるオイルエア潤滑との比較を行い、本研究で提案した潤滑方法の方が軸受温度の上昇が小さいことを明らかにした。3.軸受周辺の空気の流れと主軸頭からの排気方法について検討したところ、積極的な排気を行うことによって、軸受の温度を下げられることを明らかにした。4.軸受鋼による軸受とセラミックスによる軸受との比較を行ったところ、本潤滑方法でも、かなりの割合で軸受温度を下げることが可能なことが明らかとなった。