專利名稱：主軸裝置及具有主軸裝置的工作機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如銑床或加工中心等工作機(jī)械中具有的主軸裝置及具有主軸裝置的工作機(jī)械。
背景技術(shù)：
作為工作機(jī)械等主軸裝置，例如特開平7-112303號公報(下面記為專利文獻(xiàn)1)、特開2003-159622號公報(下面記為專利文獻(xiàn)2)中記載，目前可知在前殼和主軸主體中間介裝前側(cè)軸承，在主軸主體的后部外周介裝后側(cè)軸承的機(jī)內(nèi)電動機(jī)主軸裝置。
如圖31所示，在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2中公開的機(jī)內(nèi)電動機(jī)主軸裝置500中具有電動機(jī)殼502，其通過機(jī)組支承部件501保持；前殼503，其與該電動機(jī)殼502前方結(jié)合。另外，具有內(nèi)裝于該電動機(jī)殼502及前殼503內(nèi)的主軸主體505、和固定于電動機(jī)殼502的中間部內(nèi)周的定子506，在主軸主體505的中間部外周固定有轉(zhuǎn)子507。
另外，主軸主體505形成中空筒狀，在筒內(nèi)設(shè)有由板簧508激勵且在筒內(nèi)滑動自如的拉桿(トロ一バ)509，同時在其前端設(shè)有卡盤(チヤツク)部510。而且，在前殼503和主軸主體505中間介裝有四個前側(cè)軸承511。另外，在主軸主體505的后部外周外嵌裝有作為圓柱滾子軸承的后側(cè)軸承512和軸承座套513，在電動機(jī)殼502的后部螺栓固定有后殼514。
但是，在工作機(jī)械中，主要在軸承上產(chǎn)生損傷多為構(gòu)成主軸故障的原因，軸承的壽命、或加工程序錯誤造成的主軸沖擊等是其原因?？s短主軸出現(xiàn)故障后到恢復(fù)的時間(停機(jī)時間)，特別是在與汽車部件加工等生產(chǎn)線直接聯(lián)系的部件加工現(xiàn)場是重要的。另外，隨著工作機(jī)械主軸的高速化，主軸軸承的壽命在低速機(jī)(小于dmN60萬)(dm；滾動軸承的節(jié)圓直徑(mm)、N；旋轉(zhuǎn)速度(min-1))中，實質(zhì)上是無限的10萬小時以上，相反，在高速機(jī)中為1～2萬小時，因此，考慮消耗品的處理，也需要抑制維護(hù)成本。
在上述專利文獻(xiàn)1中公開的主軸裝置500中，為提高維護(hù)性，而構(gòu)成主軸主體500脫出這樣的結(jié)構(gòu)。但是，在該結(jié)構(gòu)中，主軸主體505脫出，但有關(guān)作為圓筒滾子軸承的后側(cè)軸承512的交換沒有記載，如后側(cè)軸承512損傷，則維護(hù)的勞力和時間和現(xiàn)在沒有什么改變。另外，由于使主軸主體505脫出，而不設(shè)置潤滑噴嘴的突出部，因此，必然在組裝后，后軸承512的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)需要2～10小時程度，因此，存在停機(jī)時間增長這樣的問題。
另外，在上述專利文獻(xiàn)2中公開的主軸裝置500中，在拆卸主軸時，繞后部拆下筒管(パイブ)，或在組裝時，需要進(jìn)一步進(jìn)行配合軸承單元和筒管的位相的作業(yè)，存在作業(yè)性不好的問題。
作為工作機(jī)械等主軸裝置的另一例，例如特開平11-138305號公報(下面記為專利文獻(xiàn)3)記載，目前可知有在座套殼和軸承座套之間層積多片板簧配置的主軸裝置。
在主軸裝置中，在高速旋轉(zhuǎn)時的發(fā)熱等使旋轉(zhuǎn)軸在軸向伸縮時，一個的軸承(后側(cè)軸承)嵌合于座套殼，固定在可沿軸向移動的軸承座套上，以可以吸收該軸向的變位。座套殼和軸承座套的嵌合知道有作為單純嵌合的滑動面方式，或使用有可沿軸向移動的球軸襯的球滑動方式等。在軸承旋轉(zhuǎn)軸的自由端側(cè)的軸承座套上在要求滑動性的同時要求徑向剛性及軸向的振動衰減性。
在座套殼和軸承座套的嵌合為滑動面的方式時，伴隨發(fā)熱，嵌合間隙減少，因此，需要較大地設(shè)定初期嵌合間隙。這構(gòu)成在主軸裝置的旋轉(zhuǎn)時使旋轉(zhuǎn)軸的振動增大的一個原因。另外，在使用有球軸襯的嵌合的球滑動方式的情況，存在發(fā)熱使縮進(jìn)量增大，阻礙軸承座套順暢地軸向移動，或軸向剛性降低，稱為旋轉(zhuǎn)軸的卡搭作響(びびり)的自激勵振動產(chǎn)生的情況。
因此，在專利文獻(xiàn)3中公開的主軸裝置中，由于使旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動衰減，故在座套殼和軸承座套之間層積配置多片板簧，提高軸向剛性，同時通過板簧的摩擦，防止自激勵振動。
但是，在上述專利文獻(xiàn)3中公開的主軸裝置中，通過板簧的摩擦?xí)r自激勵振動衰減，衰減力由板簧的彈簧常數(shù)、片數(shù)、設(shè)置方向等決定。這些事方面在組裝主軸裝置時設(shè)定，因此，只要不進(jìn)行主軸裝置的拆解等而更換板簧，就恒定不變。換句話說，例如在將衰減率等在運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下再設(shè)定為最優(yōu)的值等，難于對應(yīng)旋轉(zhuǎn)條件改變特性。
近年來，主軸裝置的高速化顯著，伴隨該高速化，產(chǎn)生的熱量也增大，因此，要求可與此相對抗的更高級的旋轉(zhuǎn)軸的支承方法。
另外，作為具有主軸裝置的工作機(jī)械一例，例如專利文獻(xiàn)2003-159622號公報(上述專利文獻(xiàn)2)中記載，目前可知將主軸頭的殼分割成前殼和后殼，通過螺栓將兩者固定的工作機(jī)械。
在這樣的工作機(jī)械中，不僅單元(カ一トリツジ)整體，機(jī)內(nèi)電動機(jī)的定子和外筒留在主軸頭，將軸、前側(cè)軸承、前殼、機(jī)內(nèi)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子、后側(cè)軸承、后殼作為主軸輔助單元拆下。
但是，在工作機(jī)械中，在由于故障或到達(dá)壽命，從而更換主軸裝置時，在在主軸頭上分別裝入軸承或定子的結(jié)構(gòu)中，更換作業(yè)消耗時間，使機(jī)械的停機(jī)衰減增大。因此，可知有，通過使主軸裝置作為主軸單元相對于主軸頭構(gòu)成可一體地分割并組裝的結(jié)構(gòu)，可縮短更換衰減。
在更換主軸及軸承時，具有主軸單元整體脫出的結(jié)構(gòu)，但在該結(jié)構(gòu)中，在機(jī)內(nèi)電動機(jī)方式的情況，需要拆下油空壓管或電線，在作業(yè)時消耗時間。
而在上述專利文獻(xiàn)2中，不僅主軸單元整體，機(jī)內(nèi)電動機(jī)的定子和外筒留在主軸裝置上，將軸、前側(cè)軸承、前殼、機(jī)內(nèi)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子、后側(cè)軸承、后殼作為主軸輔助單元一體地拆下。但是，在分解主軸單元時，需要將進(jìn)入主軸頭內(nèi)部的主軸單元的部分從主軸頭全部拔出，但由于主軸單元為重量物，故人力不能拔出。
因此，在將主軸單元固定在工作機(jī)械的工件臺上，利用和主軸的軸向平行的進(jìn)給軸即Z軸進(jìn)給拔出時，可安全且短時間地拔出。但是，若Z軸移動量比將主軸單元從主軸頭完全拔出所需要的長度短，則不能進(jìn)行利用Z軸進(jìn)給的拔出。
另外，在分解主軸單元時，需要切離大量的油空壓管或電源的作業(yè)，使更換時間增長。與此相對，在輔助單元的情況，不需要切離大量的油空壓管或電線的作業(yè)，但Z軸移動量若比將主軸輔助單元從主軸頭完全拔出而需要的長度短時，不能進(jìn)行利用Z軸進(jìn)給的拔出這一點上相同。
另一方面，在主軸單元的側(cè)面設(shè)置平滑的安裝面，如為相對于主軸頭從側(cè)面固定的結(jié)構(gòu)，則與Z軸移動量沒有關(guān)系，可從主軸頭分解主軸單元。但是，該方法由于僅在主軸單元的側(cè)面承受荷重，故固定剛性低，在剛性面上不適合。
在上述專利文獻(xiàn)2中，不需要切離油空壓管或電線，但除可作為輔助單元取出的部件，不能一體的拆下。因此，在定子或松動筒體等故障時不能有效地起作用，因此，分解的功能性不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主軸裝置及具有主軸裝置的工作機(jī)械是鑒于這樣的問題而開發(fā)的，本發(fā)明的第一方面提供使維護(hù)時的組裝及拆卸的作業(yè)容易，且成本低的主軸裝置，本發(fā)明的第二方面提供具有高的剛性，且良好的衰減特性、滑動性優(yōu)良的主軸裝置，本發(fā)明的第三方面提供可在短時間分解組裝主軸單元或主軸輔助單元，且抑止在最小限的機(jī)械高度，且剛性高的工作機(jī)械，本發(fā)明的第四方面提供可使內(nèi)部的全部構(gòu)成部件的更換作業(yè)容易，而謀求維護(hù)性的提高的主軸裝置。
以本發(fā)明為對象的主軸裝置和所述的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同，具有外筒、旋轉(zhuǎn)軸、前側(cè)軸承、后側(cè)軸承，其安裝于工作機(jī)械中，使旋轉(zhuǎn)軸高速地旋轉(zhuǎn)。
特別是在本發(fā)明第一方面的主軸裝置具有外筒，其具有定子；旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸，其具有轉(zhuǎn)子；前側(cè)軸承，其外圈固定于前殼上，同時內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；軸承座套，其配設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端側(cè)，嵌合于所述外筒，可沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向移動；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端，同時外圈固定于所述軸承座套上，與所述前側(cè)軸承一起動作，且旋轉(zhuǎn)自如地支承所述旋轉(zhuǎn)軸，按所述外筒的內(nèi)周徑、所述定子的內(nèi)徑、所述軸承座套的外徑順序直徑變小，由所述前殼、所述旋轉(zhuǎn)軸、和所述軸承座套構(gòu)成的半組裝體可從所述外筒拔出，且所述軸承座套的后方的任意剖面的旋轉(zhuǎn)體半徑比從所述軸承座套后端所述剖面間非旋轉(zhuǎn)體的最小半徑小。
本發(fā)明第二方面所述的主軸裝置具有外筒，其具有定子；旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸，其具有轉(zhuǎn)子；前側(cè)軸承，其外圈固定于前殼上，同時內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；軸承座套，其配設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端側(cè)，嵌合于所述外筒，可沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向移動；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端，同時外圈固定于所述軸承座套上，與所述前側(cè)軸承一起動作，且旋轉(zhuǎn)自如地支承所述旋轉(zhuǎn)軸，由所述前殼、所述旋轉(zhuǎn)軸、和所述軸承座套構(gòu)成的半組裝體可從所述外筒拔出，在所述旋轉(zhuǎn)軸上裝入自如更換工具的內(nèi)徑部件，同時具有用于更換工具的活塞機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明第三方面所述的主軸裝置中，所述半組裝體的安裝基準(zhǔn)面和所述內(nèi)徑部件的活塞推壓面之間的距離相對于基準(zhǔn)尺寸被調(diào)整在±0.1mm以內(nèi)。
本發(fā)明第四方面所述的主軸裝置中，所述內(nèi)徑部件在可壓縮地裝入彈簧的同時在所述內(nèi)徑部件的后部固定調(diào)整部件，在該調(diào)整部件上形成向所述活塞機(jī)構(gòu)進(jìn)行推壓的活塞推壓面。
本發(fā)明第五方面所述的主軸裝置中，所述前殼相對于所述外筒過盈配合。
本發(fā)明第六方面所述的主軸裝置中，所述軸承座套內(nèi)嵌于座套殼中，該軸承座套的外徑相對于該座套殼內(nèi)徑間隙配合。
本發(fā)明第七方面所述的主軸裝置中，在所述軸承座套外徑和所述座套殼內(nèi)徑之間介裝有多對密封圈。
本發(fā)明第八方面所述的主軸裝置中，所述軸承座套和所述座套殼的嵌合長度與該軸承座套的外徑之比設(shè)為嵌合長度/外徑＝0.45～0.8的范圍內(nèi)。
本發(fā)明第九方面所述的主軸裝置具有潤滑劑排出孔，其在所述軸承座套的圓周上設(shè)有多個；圓周槽，其設(shè)于該軸承座套外周的嵌合面；半徑向的潤滑劑供給路徑，其與圓周槽連通連接。
本發(fā)明第十方面所述的主軸裝置中，所述后側(cè)軸承為在固定位置預(yù)壓且背對背裝配的角接觸球軸承。
本發(fā)明第十一方面所述的主軸裝置中，由油脂潤滑。
本發(fā)明第十二方面所述的主軸裝置中，具有油脂補(bǔ)給裝置。
本發(fā)明第十三方面所述的主軸裝置中，具有在補(bǔ)給油脂后排出多余的油脂的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明第十四方面所述的主軸裝置中，使用油氣(oil-air)、油霧(oil-mist)及直接噴射潤滑中任意種微量潤滑。
本發(fā)明第十五方面所述的主軸裝置具有自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；前側(cè)軸承，其外圈固定于外殼上，同時內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；軸承座套，其配設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端，并嵌合于座套殼中，可沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向移動；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端，同時外圈固定于所述軸承座套上，與所述前側(cè)軸承一起動作，且旋轉(zhuǎn)自如地支承所述旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端沿軸向變位，在所述座套殼和所述軸承座套的嵌合面具有將所述座套殼和所述軸承座套之間密封的彈性體，并且配置施加壓力的流體提供給所述彈性體。
本發(fā)明第十六方面所述的主軸裝置中，所述彈性體是密封圈，所述流體是壓縮空氣，在配設(shè)多個的所述密封圈之間供給所述壓縮空氣，對所述密封圈施加壓力。
本發(fā)明第十七方面所述的主軸裝置中，對所述彈性體施加壓力的所述流體的壓力可變。
本發(fā)明第十八方面所述的主軸裝置中，所述密封圈由丁腈橡膠或氟橡膠形成，且將所述密封圈安裝在所述座套殼和所述軸承座套之間時的縮進(jìn)量(締め代)大于或等于所述密封圈的使用標(biāo)準(zhǔn)值的10％，且小于或等于該使用標(biāo)準(zhǔn)值。
本發(fā)明第十九方面所述的主軸裝置中，所述彈性體配置多組由多個彈性體構(gòu)成一組的彈性體組，同時配置于兩端的所述彈性體組中，一個的所述彈性體組配置于所述軸承座套上，另一個的所述彈性體組配置于所述座套殼上。
本發(fā)明第二十方面所述的工作機(jī)械具有主軸單元，該主軸單元包括自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；前側(cè)軸承，其內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的前端；前殼，其內(nèi)嵌所述前側(cè)軸承的外圈；機(jī)內(nèi)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子；所述機(jī)內(nèi)電動機(jī)的定子；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的后端；外筒，其內(nèi)嵌于主軸頭，在設(shè)于所述主軸頭軸向的主軸單元把持部插入有所述主軸單元，并且與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于用于將所述主軸單元插入所述主軸頭所必要的長度，由此，所述主軸單元可相對于所述主軸頭一體地分解和組裝。
本發(fā)明第二十一方面所述的工作機(jī)械具有主軸輔助單元，該輔助單元包括自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；前側(cè)軸承，其內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的前端；前殼，其內(nèi)嵌所述前側(cè)軸承的外圈；機(jī)內(nèi)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的后端；軸承座套，其內(nèi)嵌所述后側(cè)軸承的外圈，與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于用于將所述主軸輔助單元插入所述主軸頭所必要的長度，由此，所述主軸輔助單元可相對于主軸頭一體地分解和組裝。
本發(fā)明第二十二方面所述的工作機(jī)械中，所述主軸頭的所述主軸單元把持部可在至少分割成一半的位置分割而分解。
本發(fā)明第二十三方面所述的主軸裝置具有外筒，其具有定子；主軸頭，其內(nèi)嵌有所述外筒；旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸，其具有配置于所述定子內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子；前側(cè)軸承，其內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端；前殼，其內(nèi)嵌所述前側(cè)軸承的外圈，且安裝于所述外筒的一端；軸承座套，其內(nèi)嵌所述后側(cè)軸承的外圈，且內(nèi)嵌于所述外筒的另一端；工具松動筒體，其固定于所述外筒的一端，將具有所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸、所述前側(cè)軸承、所述后側(cè)軸承、所述前殼、所述軸承座套一體地組裝構(gòu)成主軸輔助單元，該主軸輔助單元、所述外筒、所述工具松動筒體以三分割形式形成，所述主軸輔助單元可從所述外筒拔出。
本發(fā)明第二十四方面所述的主軸裝置中，所述工具松動筒體可從所述外筒拔出。
本發(fā)明第二十五方面所述的主軸裝置中，所述拔出主軸輔助單元的所述外筒和所述工具松動筒體的組裝體可從所述主軸頭拔出。
本發(fā)明第二十六方面所述的主軸裝置中，所述主軸輔助單元、所述外筒和所述工具松動筒體的組裝體可從所述主軸頭拔出。
本發(fā)明第二十七方面所述的主軸裝置中，在所述工具松動筒體或所述外筒上可拆卸自如地安裝具有各種流體配管和電源聯(lián)結(jié)器的聯(lián)結(jié)器。
本發(fā)明第二十八方面所述的主軸裝置中，在所述旋轉(zhuǎn)軸和所述外筒之間配置有檢測所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳感器。
根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明的主軸裝置，由前殼、旋轉(zhuǎn)軸及軸承座套構(gòu)成的半組裝體可從外筒拔出。因此，可提高組裝性，同時在破損時可快速地更換。另外，由于軸承座套為后側(cè)軸承被組裝的狀態(tài)，故在半組裝體的拔出插入時，油脂的狀態(tài)沒有變化。
因此，在該主軸裝置中，通過使用另一外筒預(yù)先將半組裝體試運(yùn)行后存庫，從而在旋轉(zhuǎn)軸破損時更換半組裝體，可馬上進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可大幅縮短停機(jī)時間。另外，能夠比更換主軸裝置整體降低成本，也能夠降低庫存成本。由此，進(jìn)行現(xiàn)有的、不能減少維護(hù)勞力和時間的油脂潤滑使在組裝后進(jìn)行軸承試運(yùn)行所必需的停機(jī)時間變長的問題。
另外，按外筒的內(nèi)周徑、定子的內(nèi)徑、軸承座套的外徑的順序直徑減小，在軸承座套的后方，為拔出半組裝體后非旋轉(zhuǎn)體不構(gòu)成障礙，使任意剖面的旋轉(zhuǎn)體半徑比自軸承座套后端到所述剖面間的非旋轉(zhuǎn)體的最小半徑小，這樣非旋轉(zhuǎn)體不構(gòu)成障礙。因此，在拔出半組裝體時，保持·放開工具的非旋轉(zhuǎn)體即活塞機(jī)構(gòu)等不構(gòu)成障礙。
在此，作為前側(cè)軸承，可示例多列組合的角接觸球軸承。另外，作為后側(cè)軸承可示例一對角接觸球軸承。
另外，如可將由前殼、旋轉(zhuǎn)軸及軸承座套構(gòu)成的半組裝體從外筒拔出，則可提高組裝性，同時可在破損時迅速地進(jìn)行更換。另外，軸承座套用于為組裝后側(cè)軸承的狀態(tài)，故插入拔出半組裝體，油脂的狀態(tài)沒有變化。
因此，在該主軸裝置中，通過使用另一外筒預(yù)先將半組裝體進(jìn)行試運(yùn)行后存庫，在旋轉(zhuǎn)軸破損時更換半組裝體可馬上進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可大幅縮短停機(jī)時間。另外，能夠比更換主軸裝置整體降低成本，并能夠降低庫存成本。
由于通過活塞機(jī)構(gòu)利用裝入旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)徑部件進(jìn)行工具更換，因此與露出到外部的相比，具有高的潤滑性能，可進(jìn)行工具更換。
若將半組裝體的安裝基準(zhǔn)面和所述內(nèi)徑部件的活塞推壓面之間的距離相對于基準(zhǔn)尺寸調(diào)整在不超出±0.1mm，則能夠適當(dāng)松動，因此，在進(jìn)行半組裝體的更換時，不需要調(diào)整活塞就能夠提高維護(hù)性。
內(nèi)徑部件可壓縮地裝入彈簧，同時在內(nèi)徑部件的后部固定調(diào)整部件，如在調(diào)整部件上形成向活塞機(jī)構(gòu)進(jìn)行推壓的活塞推壓面，則可通過調(diào)整部件將工具螺栓推壓量設(shè)為予定的值，因此通過調(diào)整其容許差值來適當(dāng)進(jìn)行松動，其結(jié)果是在內(nèi)徑部件更換時不需要調(diào)整活塞就可提高維護(hù)性。
若前殼相對外筒過盈配合，則在半組裝體的分解、組裝或更換時等，能夠前殼和外筒的軸心不產(chǎn)生偏差而維持高的精度。
若軸承座套內(nèi)嵌于座套殼，且軸承座套外徑相對于座套殼內(nèi)徑間隙配合，則后側(cè)軸承及軸承座套主要具有支持旋轉(zhuǎn)軸的作用，但也可通過簡單結(jié)構(gòu)吸收轉(zhuǎn)子發(fā)熱造成的熱膨脹等軸的變位。
若在軸承座套外徑和所述座套殼內(nèi)徑之間介裝多對密封圈，則通過軸承座套外徑和座套殼內(nèi)徑之間的多對密封圈防止?jié)櫥瑒┑男孤?，可通過密封圈的縮進(jìn)量的衰減效果衰減軸承座套的振動。
若將軸承座套和座套殼的嵌合長度與軸承座套的外徑之比設(shè)為嵌合長度/外徑＝0.45～0.8的范圍內(nèi)，則由于將軸承座套的外徑和座套殼的嵌合部的長度設(shè)為適當(dāng)?shù)年P(guān)系，因此可得到作為維護(hù)性及工作機(jī)械的性能優(yōu)良的半組裝體的結(jié)構(gòu)。
若具有在軸承座套的圓周上設(shè)有多個的潤滑劑排出孔、在軸承座套外周的嵌合面設(shè)有的圓周槽、和與圓周槽連通連接的半徑向的潤滑劑供給路徑，則無論軸承座套是任何相位都沒問題，可排出潤滑劑。例如，水平安裝的活塞在下側(cè)需要排出孔，但由于任一個孔都朝向下側(cè)，故可進(jìn)行排出。另外，無論軸承座套在任何位置，都可以供給潤滑劑。因此，不必再配合軸承座套的相位，維護(hù)作業(yè)性優(yōu)良。
若后側(cè)軸承是固定位置預(yù)壓且背對背裝配的角接觸球軸承，則可通過套筒結(jié)構(gòu)吸收轉(zhuǎn)子發(fā)熱造成的熱膨脹等軸向變位。
若是油脂潤滑，則處理容易，可通過較廉價的油脂潤滑以低費(fèi)用進(jìn)行維護(hù)。
若具有油脂補(bǔ)給裝置，則可通過油脂補(bǔ)給裝置補(bǔ)償潤滑脂的不足，因此，可避免燒結(jié)等。
若具有在補(bǔ)給油脂后使多余的油脂排出的機(jī)構(gòu)，則向軸承內(nèi)部供給，且不需要的潤滑劑附著在配置于軸承附近的外圈隔圈等旋轉(zhuǎn)部件上，附著在旋轉(zhuǎn)部件上的潤滑劑由于旋轉(zhuǎn)力而飛濺到軸承外側(cè)。由此，可將不需要的潤滑劑強(qiáng)制地排出到軸承外部。
如使用油氣、油霧及直接噴射潤滑中任一種微量潤滑，則可通過油氣、油霧及直接噴射潤滑中任一種微量潤滑進(jìn)行有效的潤滑，因此，可進(jìn)一步提高耐燒結(jié)性。
如在座套殼和嵌合于座套殼且可沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向運(yùn)動的軸承座套的嵌合面配置彈性體，則可通過彈性體提高徑向剛性，同時提高軸向衰減率，可放置旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動。另外，由于供給對彈性體上施加壓力的流體，故使彈性體變形，進(jìn)而可提高徑向剛性，同時提高軸向的衰減率，提高旋轉(zhuǎn)軸的自激勵抑止效果。
由于彈性體為密封圈，流體為壓縮空氣，且在配置有多個的密封圈之間供給壓縮空氣，對密封圈上施加壓力，故可維持高的滑動性，同時提高徑向剛性，有效地防止旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動。另外，由于密封圈具有加工性和通用性，故不需要復(fù)雜的制造工序而能夠制造高性能的主軸裝置。
若對彈性體施加壓力的流體的壓力可變，則可對應(yīng)主軸裝置的使用條件改變壓力，可改變流體的壓力產(chǎn)生的彈性體的變形量。另外，根據(jù)使用條件將彈性體的徑向剛性和衰減率設(shè)定為最優(yōu)值，可有效地防止旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動。另外，彈性體的徑向剛性和衰減率的改變僅能夠通過改變供給的流體的壓力進(jìn)行，可極其容易地進(jìn)行改變。
密封圈由丁腈橡膠或氟橡膠形成，且將密封圈安裝的縮進(jìn)量設(shè)為大于或等于密封圈的使用標(biāo)準(zhǔn)值的10％且小于或等于該使用標(biāo)準(zhǔn)值，因此，密封圈具有密封效果及彈性支承效果，且具有針對軸向移動的耐磨損性和針對發(fā)熱的耐熱性，具有長壽命。另外，可適當(dāng)?shù)靥岣呙芊馊Φ膭傂?，維持滑動性，從而提高徑向剛性及軸向衰減性。
若配置多組由多個彈性體構(gòu)成的彈性組，配置于兩端的彈性體組其一個的彈性體組配置于軸承座套上，另一個的彈性體組配置于座套殼上，則組裝容易，不必?fù)?dān)心密封圈損傷。另外，均勻且穩(wěn)定地進(jìn)行在主軸裝置上施加各種負(fù)荷時的軸承座套的移動的效果，與僅在軸承座套上配設(shè)彈性體時及僅在座套殼上配設(shè)彈性體時同等。另外，也可以是在主軸裝置上配置兩個彈性體，將一個配置在軸承座套上，將另一個配置在座套殼上，對該彈性體之間供給流體的結(jié)構(gòu)。
在設(shè)于主軸頭的軸向的主軸單元把持部插入主軸單元，同時將與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于用于將主軸單元插入主軸頭所必需的長度，由此，主軸單元可相對于主軸頭一體地分解和組裝，這樣，由于與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的進(jìn)給軸向的Z軸移動量長于將主軸單元插入主軸頭所必需的長度，故可容易利用Z軸進(jìn)給進(jìn)行拔出。
通過將與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于將主軸單元插入主軸頭所必需的長度，從而主軸單元可相對于主軸頭一體地分解和組裝，這樣，由于與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的進(jìn)給軸向的Z軸移動量長于主軸單元插入主軸頭所必需的長度，故可容易地利用Z軸進(jìn)給進(jìn)行拔出。
若主軸頭的主軸單元把持部可在至少分割為一半的位置分割而分解，則例如即使Z軸移動量設(shè)定得短，也可以通過分割·展開主軸頭的主軸單元把持部進(jìn)行拆卸·組裝，進(jìn)而可提高主軸單元和主軸頭的固定剛性，提高工作機(jī)械整體的剛性。
另外，將具有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸、前側(cè)軸承、后側(cè)軸承、前殼、座套殼一體地組裝，構(gòu)成主軸輔助單元，以三分割形式形成主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體，從外筒拔出主軸輔助單元。
因此，由于從外筒一體地拔出構(gòu)成主軸輔助單元的具有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸、前側(cè)軸承、后側(cè)軸承、前殼、座套殼，故可不分解主軸裝置整體，而僅簡單地拆下需要檢查、修理、更換的旋轉(zhuǎn)軸、前側(cè)軸承、后側(cè)軸承。由此，可不拆下配線或配管而進(jìn)行構(gòu)成主軸單元的任一部件的控制。
在此，作為主軸裝置，可示例可交換地把持多種工具并以高速旋轉(zhuǎn)的裝置。在這樣的主軸裝置中，在工件加工中，承受大的切削阻抗，主軸的工具安裝孔磨損，或夾緊工具的夾頭或板簧破損，或軸承磨損·損傷。因此，在使用現(xiàn)場，在對這種故障或障礙進(jìn)行修理時，通常在拆下向用于潤滑、冷卻、清掃的油空壓的配管、機(jī)內(nèi)電動機(jī)或限位開關(guān)的電氣配線，分解主軸裝置整體，更換主軸、主軸內(nèi)的部件或軸承后，進(jìn)行再組裝。該修理作業(yè)規(guī)模龐大，要求高度的專門技術(shù)和技能，需要大量的時間。
另外，若工具松動筒體可從外筒拔出，則可不分解主軸裝置整體而僅簡單地拆下工具松動筒體。因此，也可以簡單地檢測·修理·更換構(gòu)成工具松動筒體的任一部件。
若可從主軸頭拔出已經(jīng)拔出了主軸輔助單元的外筒與工具松動筒體的組體，則可不分解主軸裝置整體而從主軸頭簡單地拆下主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體的組體，因此，也能夠簡單地檢測·修理·更換構(gòu)成外筒或工具松動筒體的任一部件。
若能夠可從主軸頭拔出主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體的組體，則可不分解主軸裝置整體而從主軸頭簡單地拆下主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體的組體，因此，也可以簡單地檢測·修理·更換構(gòu)成主軸裝置整體的任一部件。
若在工具松動筒體或外筒上拆卸自如地安裝具有各種流體配管和電源聯(lián)結(jié)器的聯(lián)結(jié)器，則通過在聯(lián)結(jié)器上配置各種流體配管的開關(guān)閥和電源聯(lián)結(jié)器，在檢測·修理·更換時，堵塞各種流體配管，拆下電源聯(lián)結(jié)器，然后進(jìn)行作業(yè)，則可防止流體的泄漏或電源配線的纏繞等而進(jìn)行作業(yè)。
另外，如在旋轉(zhuǎn)軸和外筒之間配置檢測旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳感器，則可僅通過拆下工具松動筒體，來進(jìn)行傳感器的檢測·修理·更換。


圖1是表示本發(fā)明實施例的第一例的縱剖面圖；圖2是表示第一例的半組裝體的縱剖面圖；圖3是表示第一例的后殼的正面圖；
圖4是表示本發(fā)明實施例的第二例的縱剖面圖；圖5是表示第二例的半組裝體的縱剖面圖；圖6是第二例的工具松動狀態(tài)的縱剖面圖；圖7是與第二例的自動工具更換裝置機(jī)的組裝圖；圖8是表示本發(fā)明實施例的第三例的半組裝體的縱剖面圖；圖9是表示第三例的半組裝體向外筒插入的插入狀態(tài)的縱剖面圖；圖10是第三例的軸承的尺寸及表面壓力的特性圖；圖11(a)是本發(fā)明實施例的第四例的軸承座套的正面圖，圖11(b)是11(a)的縱剖面圖；圖12是表示第四例的變形例的主要部分縱剖面圖；圖13是本發(fā)明實施例的第五例的縱剖面圖；圖14是第五例的套筒部的放大縱剖面圖；圖15是表示通過第五例中供給的流體的壓力使彈性體變形的狀態(tài)的主要部分放大剖面圖；圖16是用于測定第五例的套筒部的各種特性的試驗裝置的主要部分縱剖面圖；圖17是表示本發(fā)明實施例的第六例的側(cè)面圖；圖18是用于第六例的主軸單元的剖面圖；圖19是表示本發(fā)明實施例的第七例的側(cè)面圖；圖20是第七例的主軸輔助單元的剖面圖；圖21是表示第七例的拆下主軸輔助單元的順序的說明圖；圖22是表示第七例的拆下主軸輔助單元的順序的說明圖；圖23是表示第七例的拆下主軸輔助單元的順序的說明圖；圖24是表示本發(fā)明實施例的第八例的側(cè)面圖；圖25是表示本發(fā)明實施例的第九例的剖面圖；圖26是從外筒拔出第九例的主軸輔助單元的狀態(tài)的剖面圖；圖27是從外筒拔出第九例的工具松動筒體的狀態(tài)的剖面圖；圖28是從主軸頭拔出已經(jīng)拔出了第九例的主軸輔助單元的外筒和工具松動筒體的組體的狀態(tài)的剖面圖；圖29是從主軸頭拔出第九例的主軸輔助單元、外筒和工具松動筒體的組體的狀態(tài)的剖面圖；
圖30是表示本發(fā)明實施例的第十例的剖面圖；圖31是現(xiàn)有主軸裝置的縱剖面圖。
符號說明1主軸裝置2半組裝體3外筒4定子5座套殼6旋轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)子8前殼9后殼11軸承座套12前側(cè)軸承13后側(cè)軸承14活塞機(jī)構(gòu)30主軸裝置31內(nèi)徑部件32彈簧33內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件(調(diào)整部件)34活塞39安裝基準(zhǔn)面40主軸裝置50主軸裝置60主軸裝置61座套殼62潤滑劑供給入口(潤滑劑供給路徑)63軸承座套64圓周槽65徑向孔(潤滑劑供給路徑)66前側(cè)密封圈(密封圈)
67后側(cè)密封圈(密封圈)71潤滑劑排出孔72密封圈80主軸裝置81旋轉(zhuǎn)軸82前側(cè)軸承83前側(cè)軸承84軸承座套85后側(cè)軸承86后側(cè)軸承87前殼88座套殼89外圈90外圈91內(nèi)圈92內(nèi)圈94密封圈(彈性體)97內(nèi)圈98內(nèi)圈99外圈100外圈120工作機(jī)械121旋轉(zhuǎn)軸122前側(cè)軸承123內(nèi)圈124外圈125定子126機(jī)內(nèi)電動機(jī)127轉(zhuǎn)子128定子129內(nèi)圈
130后側(cè)軸承131主軸頭132外筒133主軸單元(主軸裝置)134主軸單元把持部142軸承座套145后殼150工作機(jī)械151主軸輔助單元160工作機(jī)械161主軸頭180主軸裝置181外筒182定子183主軸頭184旋轉(zhuǎn)軸185轉(zhuǎn)子186前側(cè)軸承187內(nèi)圈188后側(cè)軸承189內(nèi)圈190外圈191前殼192外圈193座套殼194工具松動筒體(tool unclamp cylinder)195主軸輔助單元196第一組體(組體)197第二組體(組體)198旋轉(zhuǎn)傳感器(傳感器)207冷卻油供給軟管(各種流體配管)
220主軸裝置221聯(lián)結(jié)器222主軸單元224油壓供給軟管(各種流體配管)226座套殼230電源聯(lián)結(jié)器具體實施方式
圖1～圖3表示對應(yīng)本發(fā)明的第一方面、第二方面、第三方面、第四方面、第五方面、第六方面、第十方面、第十一方面、第十二方面、第十三方面、第十四方面的本發(fā)明實施例的第一例。另外，本發(fā)明的特征是，按外筒3的內(nèi)周徑φA、定子4的內(nèi)徑φB′、軸承座套11的外徑φC的順序直徑減小，可從外筒3拔出由前殼8、旋轉(zhuǎn)軸6和軸承座套11構(gòu)成的半組裝體2，且軸承座套11的后方的任意剖面的旋轉(zhuǎn)體半徑比從軸承座套11后端到該剖面間的非旋轉(zhuǎn)體的最小半徑小，或軸承座套11的后方的任意剖面的旋轉(zhuǎn)體直徑比從軸承座套11后端到該剖面間的非旋轉(zhuǎn)體的最小直徑小。
如圖1所示，第一例的主軸裝置1具有外筒3，其具有定子4和座套殼5；旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸6，其具有轉(zhuǎn)子7；前側(cè)軸承12，其是組合的角接觸球軸承，外圈固定于前殼8上，且內(nèi)圈外嵌于旋轉(zhuǎn)軸6的一端。另外具有軸承座套11，其配置于旋轉(zhuǎn)軸6的另一端側(cè)，且嵌合于座套殼5，可沿旋轉(zhuǎn)軸6的軸向移動；后側(cè)軸承13，是一對角接觸球軸承，其內(nèi)圈外嵌于旋轉(zhuǎn)軸6的另一端，同時外圈固定于軸承座套11，與外側(cè)軸承12共同動作，旋轉(zhuǎn)自如地軸承旋轉(zhuǎn)軸6。符號14是用于更換工具的活塞機(jī)構(gòu)。另外，座套殼5和外筒3也可以構(gòu)成一體的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，可從外筒3拔出由前殼8、旋轉(zhuǎn)軸6和軸承座套11構(gòu)成的半組裝體2。即，本實施例的主軸裝置1按外筒3的內(nèi)周徑φA、定子7的外徑φB、軸承座套11的外徑φC的順序直徑減小(φA＞φB＞φC)，另外，代替轉(zhuǎn)子外徑φB，相對于定子內(nèi)徑φB′(參照圖1)，也可以為φA＞φB′＞φC。另外，在軸承座套11的后方范圍L，設(shè)定半組裝體2的外徑比軸承座套11的外徑小。即，在沿箭頭M方向拔出主軸時非旋轉(zhuǎn)體不構(gòu)成障礙，而使范圍L的任意剖面的主軸旋轉(zhuǎn)體的外徑小于從該剖面到軸承座套后端間的非旋轉(zhuǎn)體的最小內(nèi)周徑，這樣設(shè)定旋轉(zhuǎn)體外徑而使非旋轉(zhuǎn)體不構(gòu)成障礙。因此，在沿圖中M方向拔出半組裝體2時，作為保持/放開安裝于圖中左側(cè)端部的工具W的非旋轉(zhuǎn)體的活塞機(jī)構(gòu)14等不構(gòu)成障礙(參照圖1)。
主軸裝置1中軸承座套11的外徑相對于座套殼5的內(nèi)徑為5～30μm的間隙配合。另外，主軸裝置1中后側(cè)軸承13固定位置預(yù)壓且是背對背裝配的角接觸球軸承。由此，后側(cè)軸承13及軸承座套11主要具有支持旋轉(zhuǎn)軸6的功能，但可通過簡單結(jié)構(gòu)吸收轉(zhuǎn)于發(fā)熱造成的熱膨脹等軸向的變位。
主軸裝置1中，后殼8和外筒3內(nèi)周面的凹窩部(インロ一部)15為0～20μm的過盈配合配合。由此，前殼8和外筒3的軸心不會偏移。另外，重合面16使前殼8及外筒3相對于軸心以2～5μm以下的垂直度，高精度地完成加工。由此，即使凹窩部15的長度LR短，也可以使兩者的軸心一致。當(dāng)凹窩部15的長度長時，組裝性不好，但在本實施例中，凹窩長度LR短為凹窩直徑φA的1/10～1/30的程度。另外，由于凹窩部15的長度LR短，故可容易通過組裝螺栓17旋入組裝。由此，不需要對心作業(yè)。
另外，半組裝體2在與外氣之間形成迷宮式油封L1～L4。在主軸使用時通過強(qiáng)固的迷宮L1、L4防止切削液、切屑等異物的侵入。另外，在僅庫存半組裝體2的情況等，通過迷宮L1～L4遮斷塵埃等異物。迷宮L2、L3也具有在維護(hù)中的半組裝體更換時防止異物入侵的作用。由于在維護(hù)時不能期待絕對無塵室等異物少的環(huán)境，因此，迷宮L2、L3是有用的。迷宮L3、L4的結(jié)構(gòu)可通過使用軸承座套11實現(xiàn)。
如圖3所示，后殼9后部由于配線的七個位置(電動機(jī)動力線25、電動機(jī)溫度傳感器線26、旋轉(zhuǎn)編碼器線27等(一部分未圖示))、配管十四個位置(軸承潤滑油配管21、冷卻油配管22、工具松動油壓配管23、工具錐形鼓風(fēng)配管24、空氣密封配管28)與外部連接，因此在維護(hù)時，它們都不需要處理，所以停機(jī)時間非常短，且維護(hù)性好。
根據(jù)上述的主軸裝置10，可從外筒3拔出由前殼8、旋轉(zhuǎn)軸6及軸承座套11構(gòu)成的半組裝體2。因此，可提高組裝性，同時在破損時可迅速地進(jìn)行更換。另外，由于軸承座套11為組裝后側(cè)軸承11的狀態(tài)，故半組裝體2的拔出插入時套筒的狀態(tài)不變化。因此，通過使用另一外筒預(yù)先對半組裝體2進(jìn)行試運(yùn)行然后庫存，可在主軸裝置損傷時更換半組裝體，可馬上進(jìn)行正常的運(yùn)行，可大幅縮短停機(jī)時間。另外，與更換主軸裝置1整體相比能夠降低成本，也能夠降低庫存成本。
圖4～圖7表示對應(yīng)權(quán)利要求的第一方面、第二方面、第三方面、第四方面、第五方面、第十方面、第十一方面、第十二方面、第十三方面、第十四方面的本實施例的第二例。本例的特征是，內(nèi)徑部件31可壓縮地將彈簧32裝入，同時，在內(nèi)徑部件31的后部固定調(diào)整部件33，在調(diào)整部件33上形成向活塞機(jī)構(gòu)14進(jìn)行推壓的活塞推壓面34。其它結(jié)構(gòu)與第一例相同，因此，同一部件賦予相同的符號，詳細(xì)的說明省略。
如圖4所示，第二例的主軸裝置30在通過對外筒3的定子4通電而與轉(zhuǎn)子7一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸6肉可壓縮兩個彈簧32，裝入自如更換工具的內(nèi)徑部件(也稱拉桿)31，同時在內(nèi)徑部件31的后端部安裝內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33。在內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33的端部形成有向活塞機(jī)構(gòu)14進(jìn)行推壓的活塞推壓面34。在活塞機(jī)構(gòu)14的活塞35的端部安裝有推壓內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33的活塞側(cè)調(diào)整部件36。
活塞機(jī)構(gòu)14通過向往復(fù)側(cè)壓力導(dǎo)入部37中導(dǎo)入油、水、空氣等壓力介質(zhì)，使活塞35往向移動，活塞35的活塞側(cè)調(diào)整部件36推壓內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33的活塞推壓面34，使內(nèi)徑部件31沿軸向推壓移動，壓出工具W，構(gòu)成工具松動狀態(tài)。相反，通過去掉往向移動側(cè)壓力導(dǎo)入部37的壓力，向往復(fù)側(cè)壓力導(dǎo)入部38導(dǎo)入壓力介質(zhì)，使活塞35回向移動，內(nèi)徑部件31軸向返回移動，構(gòu)成工具夾持狀態(tài)。
如圖5所示，內(nèi)側(cè)部件側(cè)調(diào)整部件33可將半組裝體2的安裝基準(zhǔn)面39和內(nèi)徑部件31的活塞推壓面34之間的軸向尺寸(距離)Z對應(yīng)基準(zhǔn)尺寸調(diào)整在±0.1mm以內(nèi)。即，半組裝體2在從安裝基準(zhǔn)面39到內(nèi)徑部件31的活塞推壓面34的軸向尺寸Z內(nèi)產(chǎn)生由于多數(shù)部件的重疊而產(chǎn)生的尺寸差。因此，如不預(yù)先進(jìn)行調(diào)整，則在維護(hù)時必須在現(xiàn)場進(jìn)行活塞行程的調(diào)整操作。例如，當(dāng)活塞行程不足而使內(nèi)徑部件31的移動量(壓出量)變少時，工具支架不能松動。相反，內(nèi)徑部件31的移動量過多時，由于內(nèi)徑部件31將工具支架向前過度壓出，故自動工具更換裝置(ACT)40(參照圖7)變得不能把持工具支架。與此相對，內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33通過將工具支架推壓量(活塞35被壓到最前端時通過內(nèi)徑部件31從把持位置壓出工具支架的量)設(shè)為0.4mm～0.6mm，將其容許差調(diào)整到0.1mm～0.2mm程度的±0.1mm以內(nèi)，適當(dāng)進(jìn)行松動，其結(jié)果在進(jìn)行半組裝體的更換時，不需要進(jìn)行活塞調(diào)整而能夠可提高維護(hù)性。
在此，內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33進(jìn)行的調(diào)整列舉如下方法測定尺寸后預(yù)先設(shè)置加工余量進(jìn)行切削(車削、磨削)加工的方法；在間隙S中夾入厚度不同的墊片的方法；選擇預(yù)先準(zhǔn)備的多種尺寸的調(diào)整板進(jìn)行安裝的方法；通過調(diào)整螺絲在所希望的位置配置調(diào)整板，通過厭氧性的粘接劑等固定的方法；等等。而且，為直接測定軸向尺寸Z，而需要大型的夾具，必須將作為重量物的半組裝體設(shè)置在夾具上，因此為將調(diào)整作業(yè)簡化，因此必需對各部件提供某種程度的尺寸控制。例如這樣方法預(yù)先控制尺寸A、尺寸B(內(nèi)圈襯圈、外圈襯圈的兩者)、前側(cè)軸承12的最終側(cè)的內(nèi)外圈的差寬C、尺寸D，在旋轉(zhuǎn)軸6上安裝內(nèi)徑部件31的狀態(tài)下僅測定調(diào)整尺寸ZZ。該方法由于不需要控制最難控制的軸內(nèi)徑部(夾頭部各種尺寸和工具錐體的出入，內(nèi)徑部件31的孔深等)的軸向尺寸，故可降低尺寸控制的成本，也減少調(diào)整作業(yè)的負(fù)擔(dān)。另外，由于將差寬C的控制簡化，故也可以在前側(cè)軸承12的四列使用分別對正面及背面差寬全部進(jìn)行調(diào)整的通用組合的軸承。
如圖4～圖6所示，使用控制軸承方向尺寸Z的半組裝體2，調(diào)整工具支架的推壓量(參照圖6)E。
工具支架推壓量E＝(活塞行程F)-(空間G)-(空間H)，測定右邊的各自的量，或?qū)嶋H上松動而測定推壓量E(工具支架前進(jìn)的量)。在此，調(diào)整加工活塞側(cè)調(diào)整部件36，使E＝0.5±0.1mm。由此，決定夾緊·松動行程的軸向位置。結(jié)果，之后更換相互調(diào)整后的半組裝體2，則不能改變活塞35和內(nèi)徑部件31的位置關(guān)系，因此可不需要活塞部的調(diào)整。
由此，半組裝體2將從安裝基準(zhǔn)面39到內(nèi)徑部件31的活塞推壓面34的軸向尺寸Z的容許差控制為比工具支架推壓量E的容許差0.1mm～0.2mm小的值。在組裝更換工具用的活塞機(jī)構(gòu)14時，與該控制的半組裝體2配合而調(diào)整活塞行程F。由此，在維護(hù)時若將控制軸向尺寸Z的半組裝體2的單元相互更換，則內(nèi)徑部件31的活塞推壓面34的軸向相位關(guān)系不變化，因此不需要活塞行程的再調(diào)整。另外，由于軸向尺寸Z由多個部件的重疊而決定，故也可以分別設(shè)定這些部件的軸向尺寸容許差，控制將它們重疊后的值為小于或等于所希望的值。但是，這種方法中，具體地說通過十個或十個以上的尺寸容許差的重疊滿足容許差0.1～0.2mm，多存在成本高或?qū)е虏涣悸噬仙那闆r。因此，通過在內(nèi)徑部件31的后部組裝內(nèi)徑部件31后再調(diào)整內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33然后進(jìn)行組裝，從而能夠以非常低的成本控制軸向尺寸Z。
如圖6所示，活塞機(jī)構(gòu)14通過向往向移動側(cè)壓力導(dǎo)入部37導(dǎo)入壓力介質(zhì)，使活塞35往向移動，活塞側(cè)調(diào)整部件36推壓內(nèi)徑部件側(cè)調(diào)整部件33的活塞推壓面34，與彈簧32抵抗，沿軸向推壓移動內(nèi)徑部件31，壓出工具W，形成工具松動狀態(tài)。
如圖7所示，在進(jìn)行主軸裝置30的自動工具更換時，由于自動工具更換裝置40的動作有效地提高，故非常地快，更換時間通常為0.2～1.5秒程度。因此，需要確保各部分的高強(qiáng)度和高剛性。自動工具更換裝置40如下動作，在支架41把持旋轉(zhuǎn)軸6和工具庫42的工具支架43后，松動旋轉(zhuǎn)軸6的工具W，支架41進(jìn)行上下動作以及旋轉(zhuǎn)動作，進(jìn)行工具更換。在握持工具W松動旋轉(zhuǎn)軸6時，在工具支架43的推壓量過大時，如上所述由于工具支架43的剛性高而被支架41把持，故給支架41施加過度的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致自動工具更換裝置40發(fā)生故障。因此，作為工具支架43的推壓量必需為0.5～0.6mm以下。在主軸裝置30中，即使進(jìn)行維護(hù)而更換半組裝體2，也可以不改變工具支架43的推壓量，因此能夠不調(diào)整工序而可在短時間內(nèi)進(jìn)行更換。
圖8～圖10表示對應(yīng)權(quán)利要求的第一方面、第二方面、第三方面、第四方面、第五方面、第八方面、第十方面、第十一方面、第十二方面、第十三方面、第十四方面的本發(fā)明實施例的第三例。本例的特征是，軸承座套11和座套殼5的嵌合長度J、與軸承座套11的外經(jīng)I之比被設(shè)為嵌合長度J/外徑I＝0.45～0.8的范圍內(nèi)。其它結(jié)構(gòu)由于與第一例相同，故同一部件賦予相同的符號，詳細(xì)的說明省略。
參照圖8說明本發(fā)明的主軸裝置的第三實施例。另外，在圖8中，圖中上側(cè)的一半表示工具松動狀態(tài)，圖中下側(cè)的一半表示工具夾緊狀態(tài)。
如圖8所示，第三例的主軸裝置50在半組裝體2上使用錐角不同的內(nèi)徑部件51。此時，BT支架(JISB6339)用的內(nèi)徑部件、HSK支架(ISO-12164)根據(jù)工具錐體的規(guī)格進(jìn)行控制，對軸向尺寸Z的目標(biāo)值Z1有變動，調(diào)整成具有同圖1、圖4所示的互換性。即，調(diào)整松動時的軸向尺寸ZUC2，使其與圖6所示的松動狀態(tài)的ZUC1相同。另外，圖4中的空間G，為了也適用于軸向尺寸Z不同的內(nèi)徑部件，故形成比松動BT支架的最低必要量大的值。根據(jù)用途有使用各種工具圓錐規(guī)格的情況，但如本例，在不同的工具規(guī)格上都具有互換性，而能夠松動，從而規(guī)格的變更容易，或用于維護(hù)的機(jī)內(nèi)主軸單元的庫存控制容易，實現(xiàn)成本的降低。
如圖9所示，在主軸裝置50上，軸承座套11的外徑I和其嵌合部的長度J之比為J/I≈0.5。此時，外徑I和長度J的關(guān)系優(yōu)選為0.45～0.8。在將半組裝體2插入外筒3時，首先將軸承座套11與座套殼5的內(nèi)徑嵌合。半組裝體2的更換通常在工作機(jī)械用戶的作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行，因此在更換作業(yè)時大多不能使用特殊夾具。此時，當(dāng)半組裝體2例如受到自重等箭頭K方向的力時，在后側(cè)軸承13上施加彎距(モ一メント)負(fù)荷。此時，當(dāng)長度J小時，后側(cè)軸承13的兩列D的跨距(span)M縮短，接觸表面壓力增大，有可能損傷后側(cè)軸承13。
如圖10所示，調(diào)查在主軸50中上述J/I和軸承跨距的關(guān)系及負(fù)荷K作用時的后側(cè)軸承13上產(chǎn)生的接觸表面壓力的關(guān)系。負(fù)荷K是在構(gòu)成半組裝體2的自重，在不能使用夾具的現(xiàn)場的更換作業(yè)時處理組裝時的使用而產(chǎn)生的負(fù)荷。后側(cè)軸承13上內(nèi)徑為55φmm的角接觸球軸承。軸承的接觸表面壓力在硬度Hv＝700的軸承鋼上在大于或等于3.5GPa時產(chǎn)生壓陷。由此，可知J/I≥0.45是必要的。另外，即使后側(cè)軸承13的跨距過長，也不能提高作為工作機(jī)械的性能，而產(chǎn)生軸的慣性矩增大(加減速度時間的增加)和共振點降低等問題，因此，優(yōu)選J/I≤0.8。另外，通過設(shè)定成上述這樣的J/I的關(guān)系，也不會產(chǎn)生滑動不良，也能夠設(shè)置后述的具有振動衰減作用的密封圈(O封圈)。這樣，通過設(shè)定軸承座套11的外徑I和其嵌合部長度J的關(guān)系而進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)計，可得到維護(hù)性及作為工作機(jī)械的性能優(yōu)良的半組裝體2的結(jié)構(gòu)。
圖11(a)、11(b)、圖12表示對應(yīng)權(quán)利要求的第一方面、第二方面、第三方面、第四方面、第五方面、第六方面、第七方面、第九方面、第十方面、第十一方面、第十二方面、第十三方面、第十四方面的本發(fā)明實施例的第四例。本例的特征是，具有潤滑劑排出孔71，其在軸承座套11的圓周上設(shè)有多個；圓周槽64，其設(shè)于軸承座套11外周的嵌合面；徑向的潤滑劑供給路徑62、65，其與圓周槽64連通連接。其它結(jié)構(gòu)由于和第一實施例相同，故同一部件賦予相同的符號，詳細(xì)的說明省略。
如圖11(a)、11(b)所示，第四例的主軸裝置60上在后側(cè)軸承13上配置潤滑供給及排出結(jié)構(gòu)，由于可容易拆下及組裝半組裝體2，故具有不必決定相位的結(jié)構(gòu)。
另外，軸承座套11相對座套殼5的內(nèi)徑間隙配合(參照圖6)。由此，軸承座套11在組裝內(nèi)徑部件31的狀態(tài)下，相對于旋轉(zhuǎn)軸6容易旋轉(zhuǎn)。因此，目前在將潤滑劑向后側(cè)軸承13供給時，為決定其供給相位及潤滑劑排出孔相位，而設(shè)有噴嘴或鍵等突起物。因此，當(dāng)不進(jìn)行相位配合或突起部件的抽出插入時，不能組裝及分離半組裝體2，存在難于維護(hù)的問題。與此相對，由于在半組裝體2上沒有從其外周側(cè)設(shè)置潤滑噴嘴等突起物，故可僅通過拆下組裝螺栓17，進(jìn)行半組裝體的拆卸。
潤滑供給結(jié)構(gòu)沿座套殼61的徑向形成，經(jīng)由與潤滑劑供給機(jī)(未圖示)連通連接的潤滑劑供給入口(潤滑劑供給路徑)62、設(shè)于軸承座套63外周的嵌合面的圓周槽64、沿軸承座套63的徑向與圓周槽64連通形成的徑向孔(潤滑劑供給路徑)65，通過后側(cè)軸承13的外圈向軸承空間內(nèi)供給潤滑劑。而且，座套殼61和軸承座套63前方側(cè)端部由前側(cè)密封圈(O封圈)66、66密封，后方側(cè)端部由后側(cè)密封圈67、67密封。此時，即使座套殼61及軸承座套63的徑向的潤滑劑供給路徑為相同的相位，或兩者為180°的相反相位，都可以通過圓周槽64向后側(cè)軸承13順暢地供給潤滑油。另外，圓周槽64也可以設(shè)于座套殼61的內(nèi)周。
排出結(jié)構(gòu)包括外圈隔圈68、68，其配置于后側(cè)軸承13的各自之間；徑向排出孔69、69、69，其在外圈壓板68A和軸承座套63上沿徑向形成；軸向排出孔70，其沿軸承座套63的軸向與徑向排出孔69、69、69連通形成；潤滑劑排出孔71、71、71、71、71、71，其與軸向排出孔70連通，沿軸承座套63的圓周方向等間隔地設(shè)置六個。六個潤滑劑排出孔71由于等間隔地配置，故確保至少一個位置的潤滑劑排出孔71無論任何相位在下方±15°以內(nèi)，從而那個進(jìn)行水平安裝時的排出。
潤滑供給及排出結(jié)構(gòu)具有在補(bǔ)給油脂后排出多余的油脂的功能。由此，向軸承內(nèi)部供給，且不需要的潤滑劑由于配置于軸承附近的圖12的拋油環(huán)部68B的旋轉(zhuǎn)力而飛散到軸承外側(cè)。由此，無論任何相位也沒有問題而能夠排出潤滑劑，例如水平安裝的主軸在下側(cè)需要排出孔，但由于任何孔都朝向下側(cè)，故可進(jìn)行排出。另外，由于為油脂潤滑，故處理容易，可通過較廉價的油脂潤滑以少的費(fèi)用進(jìn)行維護(hù)。另外，由于具有潤滑劑供給機(jī)(油脂補(bǔ)給裝置)，故可補(bǔ)償油脂的不足，因此，可避免燒結(jié)等。另外，也可以使用油氣、油霧及直接噴射潤滑中任一種微量潤滑。這樣，由于可進(jìn)行效率優(yōu)良的潤滑，故可進(jìn)一步提高耐燒結(jié)性。
而且，在座套殼61和軸承座套63中，為防止拔出插入軸承座套63時密封圈切斷，而在軸承座套63的前方側(cè)外周配置前側(cè)密封圈66、66，在座套殼61的后方側(cè)內(nèi)周配置后側(cè)密封圈67、67。由此，通過插入拔出半組裝體2，在軸承座套63在座套殼61的內(nèi)周滑動時，使各密封圈66、66、67、67的滑動的距離最短化，另外由于各密封圈66、66、67、67不通過構(gòu)成密封圈切斷的主要原因的臺階高差或孔，故可格外提高各密封圈66、66、67、67的可靠性。
另外，各密封圈66、66、67、67使用前端側(cè)兩個，后端側(cè)兩個和多個密封圈。其目的在于，通過密封圈66、66、67、67的縮進(jìn)量產(chǎn)生的衰減效果，衰減軸承座套63的振動。由于軸承座套63相對于座套殼61間隙配合，故當(dāng)沒有密封圈這樣的衰減要素時，軸承座套63在間隙中產(chǎn)生振動，如其振動大，則作為工作機(jī)械的切削性能或精度劣化，另外，座套殼61的內(nèi)徑或軸承座套63的外徑有可能接觸磨損。如產(chǎn)生接觸磨損，則振動進(jìn)一步增大，或?qū)е禄瑒硬涣?，另外，在其修理時必須更換主軸主軸整體。另外，通過使用多個密封圈，增大拘束力，因此，軸承座套63不沿軸向自由旋轉(zhuǎn)，因此也可以防止蠕變，也可以防止嵌合面的蠕變磨損。這樣，可通過使用多個密封圈進(jìn)一步提高效果。
如圖12所示，在第四例的變形例中，僅軸承座套63的后部側(cè)構(gòu)成小徑的單一的密封圈72。由此，可減少密封圈的數(shù)量，可緊湊地配置密封圈。但是，圖11(a)、11(b)在通過潤滑劑的壓力使軸承座套63不承受軸向力這一點上優(yōu)良。
另外，第一例、第二例、第三例、第四例的主軸裝置不限于上述的各實施例形態(tài)，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃?、改良等?br> 例如，除適用于機(jī)械加工之外，也可以適用于NC工作設(shè)備、或手動進(jìn)行進(jìn)給動作的通用的工作機(jī)械等。
另外，前側(cè)·后側(cè)軸承不限于角接觸球軸承，也可以為深溝球軸承、或各種滾子軸承等滾動軸承。
圖13～圖16表示對應(yīng)權(quán)利要求范圍的第十五項、第十六項、第十七項、第十八項、第十九項的本發(fā)明實施例的第五例。本例的特征是，在座套殼88和軸承座套84的嵌合面設(shè)置將座套殼88和軸承座套84之間密封的彈性體94，同時供給對彈性體9施加壓力的流體。
如圖13、圖14所示，第五例的主軸裝置80具有旋轉(zhuǎn)軸81、作為前側(cè)軸承的一對滾動軸承82、83、軸承座套84、作為后側(cè)軸承的一對滾動軸承85、86、前殼87、座套殼88。座套殼88固定于前殼87上，實質(zhì)上作為前殼87的一部分起作用。
一對滾動軸承82、83的外圈89、90固定于前殼87上，同時內(nèi)圈91、92嵌合·固定于旋轉(zhuǎn)軸81的一端，構(gòu)成與前殼87的相對位置固定的前側(cè)軸承，旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸81。
軸承座套84嵌合于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸81另一端側(cè)的座套殼88的孔93，可沿軸向移動。軸承座套84和座套殼88的內(nèi)徑面93的間隙C考慮套筒尺寸、要求的剛性、伴隨旋轉(zhuǎn)軸81旋轉(zhuǎn)的發(fā)熱產(chǎn)生的熱膨脹等決定，從1～200μm的范圍適宜選擇設(shè)計。當(dāng)間隙C過小時，由于膨脹而有可能使軸承座套84和座套殼88的內(nèi)徑面93接觸。另外，當(dāng)過大時軸承座套84的中心位置有可能不穩(wěn)定。
在軸承座套84和座套殼88的內(nèi)徑面93的嵌合面，在兩端部各設(shè)置兩個作為彈性體一例的密封圈94，配置合計四個密封圈94。密封圈94將多個匯總而構(gòu)成一組。在本例中，將兩組密封圈94配置于軸承座套84外周面95的兩端。
即，配置于接近前側(cè)軸承82、83側(cè)的兩個密封圈94安裝于在座套殼88內(nèi)徑面93設(shè)置的密封圈槽96中。另外，配置于距前側(cè)軸承82、83遠(yuǎn)的一側(cè)的兩個密封圈94安裝于設(shè)置在軸承座套84外周面95的密封圈槽97中。另外，和本例的配置相反，也可以形成在接近前側(cè)軸承82、83側(cè)的套筒外周面設(shè)置密封圈槽，在距前側(cè)軸承遠(yuǎn)的一側(cè)的座套殼上設(shè)置密封圈槽的結(jié)構(gòu)。另外，也可以為僅在套筒外周面設(shè)置密封圈槽的結(jié)構(gòu)或僅在座套殼上設(shè)置密封圈槽的結(jié)構(gòu)。
密封圈槽94的縮進(jìn)量最小于或等于密封圈94的使用標(biāo)準(zhǔn)值且大于或等于使用標(biāo)準(zhǔn)值的10％，例如在內(nèi)徑84.5mm、粗細(xì)2mm的密封圈94時的縮進(jìn)量最好為大于或等于0.05mm且小于或等于0.5mm(使用標(biāo)準(zhǔn)值通常由密封圈制造廠作為推薦值提供，上述密封圈94為0.3～0.6mm)。另外，使用標(biāo)準(zhǔn)值為密封圈等彈性體的平均直徑的15～20％。優(yōu)選0.2mm～0.4mm。另外，彈性體不限于密封圈94，也可以上具有密封性的橡膠墊或金屬制墊等。
在此，將密封圈94的縮進(jìn)量的上限值設(shè)為小于或等于使用標(biāo)準(zhǔn)值是由于，當(dāng)比其大時，軸承座套84的滑動性變壞，密封圈94的變形量大，有可能縮短密封圈94的壽命。另外，將縮進(jìn)量的下限值設(shè)為大于或等于使用標(biāo)準(zhǔn)值的10％是由于，當(dāng)比其小時，密封圈94的密封性能變壞。
一對滾動軸承85、86的內(nèi)圈97、98外嵌于旋轉(zhuǎn)軸81的另一端，同時外圈99、100嵌合于軸承座套84，通過外圈壓板101固定在軸承座套84上，構(gòu)成可與軸承座套84一起沿旋轉(zhuǎn)軸81的軸向移動的后側(cè)軸承。而且，與前側(cè)軸承82、83共同動作，選擇自如地支承旋轉(zhuǎn)軸81。預(yù)壓彈簧102安裝于座套殼88和外圈壓板101之間，通過外圈壓板101將軸承座套84向后方拉伸，在滾動軸承85、86及滾動軸承82、83上進(jìn)行預(yù)壓。另外，在定壓預(yù)壓時，存在在固定位置預(yù)壓沒有預(yù)壓彈簧的情況。
在座套殼88上設(shè)有在各一對密封圈94之間開設(shè)流體供給口103的流體給路徑104，該流體給路徑104與配置于主軸裝置80外部的壓縮流體供給裝置(未圖示)連接，從該壓縮流體供給裝置供給壓縮流體，向一對密封圈94之間供給壓縮流體。壓縮流體供給裝置例如是壓縮機(jī)，流體例如是空氣。
其次，說明本例的作用。主軸裝置80如圖13及圖14所示，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸81高速旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的摩擦熱等使溫度上升。由此，旋轉(zhuǎn)軸81沿軸向延伸，作為后側(cè)軸承的一對滾動軸承85、86和軸承座套84一起沿軸向(圖1中右方向)移動，吸收熱造成的旋轉(zhuǎn)軸81的伸長。同時軸承座套84熱膨脹，外徑增大，與座套殼88的間隙C減小，因此預(yù)先預(yù)測熱膨脹，將間隙C設(shè)為例如10μm程度。當(dāng)間隙C大時，則徑向剛性降低，實際上在軸承座套84和座套殼88之間以縮進(jìn)量、壓縮的狀態(tài)配置多個密封圈94，因此，通過密封圈94提高徑向剛性，抑制旋轉(zhuǎn)軸81的振動。
如圖15所示，通過流體給路徑104從作為壓縮流體裝置的壓縮機(jī)沿箭頭A方向押送壓縮空氣，當(dāng)向一對密封圈94之間供給時，嵌合并安裝于密封圈槽97的一對密封圈94沿相互分離的方向推壓變形(壓縮量c)。由此，進(jìn)一步提高一對密封圈94的剛性，提高軸承座套84的徑向剛性及軸向衰減性。一對密封圈94的剛性通過調(diào)整壓縮空氣的壓力，調(diào)整密封圈94的變形量可得到任意的剛性。另外，作用在兩方的密封圈94上的壓力都均勻地作用在某一個密封圈94上，因此，也可以使其壓縮量均勻，可維持并提高兩方的密封圈94的剛性的平衡。
實施例下面，說明使用試驗裝置110(作為一例，圖16表示主要部分)進(jìn)行的剛性的測定結(jié)果。
試驗裝置110在和實機(jī)的主軸裝置80相同尺寸，外徑85mm的虛(ダミ一)軸承座套111上以嵌合間隙150μm嵌合并配置內(nèi)徑85mm的虛座套殼112。在虛座套殼112的前側(cè)軸承側(cè)(圖16中左側(cè))設(shè)置兩個密封圈槽96，在虛軸承座套111的前側(cè)軸承側(cè)(圖16中右側(cè))同樣平行地設(shè)置兩個密封圈槽97，在兩個密封圈槽97、96上安裝有內(nèi)徑84.5mm、粗細(xì)2mm的密封圈94。另外，在虛座套殼112的外周面113上安裝有電子測微器的接收裝置，可通過電子測微器接收裝置114檢測虛座套殼112的外周面113的半徑方向變位量(也是虛座套殼112的中心變位量)。
在這樣構(gòu)成的試驗裝置110中通過氣筒(未圖示)沿箭頭B方向推壓虛座套殼112的外周面，賦予負(fù)荷。
上述之外的各試驗條件如下。
密封圈的原材料A)丁腈橡膠B)氟橡膠密封圈的縮進(jìn)量A)0.300mmB)0.275mmC)0.250mm壓縮空氣的壓力A)0MPaB)0.49Mpa氣筒的密封圈的兩個負(fù)載荷重A)50NB)100N實驗方法將密封圈的原材料、密封圈的縮進(jìn)量、壓縮空氣的壓力、氣筒的負(fù)荷的各條件變更為隨機(jī)進(jìn)行試驗，通過電子測微器114測定此時的虛座套殼112的外周面113的變位量(中心的變位量)。各測定各進(jìn)行五次，將其平均值作為測定結(jié)果。
(試驗結(jié)果)壓縮空氣的壓力為0Mpa時(即沒有壓縮空氣的供給時)的密封圈剛性的測定結(jié)果作為通過氣筒施加在虛座套殼112上的負(fù)荷與中心的變位量之比表示與表1。另外，單位為N/μm，數(shù)值越大，徑向剛性越大。
表1壓縮空氣0Mpa單位N/μm

(*)荷重為在兩個密封圈上施加的荷重壓縮空氣的壓力為0.49Mpa時的密封圈剛性的測定結(jié)果，作為通過氣筒施加在虛座套殼112上的負(fù)荷與中心的變位量之比表示于表2。另外，單位為N/μm，數(shù)值越大，徑向剛性越大。
表2壓縮空氣0.49Mpa單位N/μm

(*)荷重為在兩個密封圈上施加的荷重另外，按隨機(jī)的安裝順序安裝將縮進(jìn)量設(shè)為0.250mm的氟橡膠制密封圈94，對虛密封圈112的中心位置的偏移測定5次，表3表示該偏移(最大值-最小值)。
表3

從表1可知，在不向密封圈94供給壓縮空氣時，密封圈94的縮進(jìn)量的大小比徑向剛性高。另外，相對于縮進(jìn)量的變化量的徑向剛性的變化量是氟橡膠制的密封圈比丁腈橡膠制的密封圈大。
從表1及表2可知，通過向密封圈94供給壓縮空氣，提高徑向剛性。這是壓縮空氣使密封圈94變形(參照圖15)，提高密封圈94本身的剛性。另外，縮進(jìn)量小的情況，壓縮空氣供給產(chǎn)生的徑向剛性的變化量大。另外，壓縮空氣供給的徑向剛性的變化量是氟橡膠制的密封圈比丁腈橡膠制的密封圈大。
從表3可知，虛座套殼112中心位置的偏移量的偏差在不供給壓縮空氣時為56μm，與此相對，在供給壓縮空氣時小到22μm，通過供給壓縮空氣，穩(wěn)定密封圈94的形狀和姿勢。
從以上的試驗結(jié)果可以理解，在前殼87和軸承座套84之間配置多個密封圈94，同時向密封圈94之間供給壓縮空氣，由此，可提高徑向剛性，且可通過調(diào)整壓縮空氣的壓力，將徑向剛性調(diào)整為任意的硬度。
另外，第五例的主軸裝置不限于上述的各實施例，可進(jìn)行適宜的變形、改良等。
例如，除適用于加工中心之外，也可以適用于NC工作機(jī)械、手動進(jìn)行進(jìn)給動作的通用機(jī)械等。
前側(cè)·后側(cè)軸承不限于角接觸球軸承，也可以為深溝球軸承或各種滾子軸承等滾動軸承。
圖17及圖18表示對應(yīng)本發(fā)明第二十方面的本發(fā)明實施例的第六例。比例的特征是，由旋轉(zhuǎn)軸121、前側(cè)軸承122、122、前殼125、機(jī)內(nèi)電動機(jī)126的轉(zhuǎn)子127及定子128、后側(cè)軸承130、后殼145、外筒132構(gòu)成的主軸單元133相對于主軸頭133可一體地進(jìn)行分解和組裝。
如圖17、圖18所示，第六例的工作機(jī)械120具有由旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸121、在內(nèi)圈123、123中內(nèi)嵌旋轉(zhuǎn)軸121前端的前側(cè)軸承122、122、內(nèi)嵌有前側(cè)軸承122、122的外圈124、124的前殼125、機(jī)內(nèi)電動機(jī)126的轉(zhuǎn)子127、機(jī)內(nèi)電動機(jī)126的定子128、在內(nèi)圈129上內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)軸121后端的后側(cè)軸承130、內(nèi)嵌于主軸頭131的外筒132構(gòu)成的主軸單元(主軸裝置)，主軸單元133相對于主軸頭131可一體地進(jìn)行分解和組裝。
而且，主軸頭131在軸向具有主軸單元把持部134，主軸單元133插入該主軸單元把持部134。另外，設(shè)定與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量長于將主軸單元133插入主軸頭133所必須的長度。
工作機(jī)械120是立型加工中心，在臺座135上立設(shè)固定有立柱136，支承于在臺座135上配置的Y軸導(dǎo)向?qū)к?37上，且沿工件工作臺138相對于立柱136進(jìn)退的、與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向正交的進(jìn)給軸向的Y軸向移動。在立柱136的上端部配置有X軸導(dǎo)向?qū)к?39，支承于該X軸導(dǎo)向?qū)к?39，且鞍架140在相對于支柱136的橫向(圖17中的前后方向)沿與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向正交的進(jìn)給軸向的X軸向移動。在鞍架140的前端部配置有Z軸導(dǎo)向?qū)к?41，支承于該Z軸導(dǎo)向?qū)к?41上，且主軸頭131沿與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向平行的進(jìn)給軸向的Z軸向相對于工件工作臺138進(jìn)退移動。
主軸單元133由旋轉(zhuǎn)軸121、前側(cè)軸承122、前殼125、構(gòu)成機(jī)內(nèi)電動機(jī)127、相同構(gòu)成機(jī)內(nèi)電動機(jī)126的定子128、后側(cè)軸承130、后殼145、外筒132構(gòu)成。
旋轉(zhuǎn)軸121非接觸定子128的內(nèi)周部，具有轉(zhuǎn)子127。轉(zhuǎn)子127通過定子128產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使旋轉(zhuǎn)軸121旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸121通過內(nèi)裝的拉桿(未圖示)與工具聯(lián)結(jié)器(未圖示)連接。
外筒132形成圓筒形狀，在內(nèi)周面固定有定子128。定子128根據(jù)通過電動機(jī)電力線(未圖示)給予的電流在內(nèi)周側(cè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
前殼125形成圓筒形狀，固定于外筒132的前端部。
后殼145形成圓筒形狀，固定于外筒132的后端部。在后殼142上接合有為推壓拉桿而進(jìn)退移動的內(nèi)裝有旋轉(zhuǎn)接合部(未圖示)的活塞機(jī)構(gòu)的工具松動筒體143。
前側(cè)軸承122、122是多列的角接觸球軸承，在內(nèi)圈123、123上分別內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)軸121的前端部，在外圈124、124上分別內(nèi)嵌有前殼125。
后側(cè)軸承130是單列角接觸球軸承，在內(nèi)圈129上內(nèi)嵌旋轉(zhuǎn)軸121的后端部，外圈144內(nèi)嵌于后殼142。
根據(jù)本例的工作機(jī)械120，將與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于主軸單元133插入主軸頭131所必須的長度。由此，由于與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向平行的進(jìn)給軸向的Z軸移動量比主軸單元133插入主軸頭131所必須的長度長，故可利用Z軸進(jìn)給容易地進(jìn)行拔出。
圖19～圖23表示對應(yīng)本發(fā)明第二十一方面的本發(fā)明實施例的第七例。本例的特征是，由旋轉(zhuǎn)軸121、前側(cè)軸承122、前殼125、機(jī)內(nèi)電動機(jī)126的轉(zhuǎn)子127、后側(cè)軸承130、軸承座套142構(gòu)成的半組裝體的主軸輔助單元151相對于支柱131可一體地分解和組裝。將與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于主軸輔助單元151插入主軸頭131所需要的長度。其它結(jié)構(gòu)由于與第一例相同，故同一部件富裕相同的符號，省略詳細(xì)的說明。
如圖19所示，第七例的工作機(jī)械150具有由自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸121、在內(nèi)圈123中內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)軸121前端的前側(cè)軸承122、內(nèi)嵌有前側(cè)軸承122外圈124的前殼125、機(jī)內(nèi)電動機(jī)126的轉(zhuǎn)子127、在內(nèi)圈144上內(nèi)嵌旋轉(zhuǎn)軸121后端的后側(cè)軸承130、內(nèi)嵌后側(cè)軸承130外圈144的軸承座套142構(gòu)成的半組裝體即主軸輔助單元151，主軸輔助單元151相對于主軸頭131可一體地分解和組裝。另外，將與旋轉(zhuǎn)軸121的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于主軸輔助單元151插入主軸頭131所需要的長度長。
在使用立型加工中心的工作機(jī)械時，當(dāng)支承于Z軸導(dǎo)向?qū)к?41，且沿Z軸向移動的主軸頭131的Z軸移動量L3變長時，必然使機(jī)械高度H1變高。機(jī)械高度H1受道路搬運(yùn)時的高度、機(jī)械搬入·搬出時的工廠入口·出口部的高度、設(shè)置位置的天井高度的限制。因此，機(jī)械高度H1最好盡可能地低。因此，在工作機(jī)械150中，由于從主軸頭131完全拔出作為半組裝體的主軸輔助單元151所必須的長度L4比拔出主軸單元133(參照圖17)所必須的長度L1小，故可縮短Z軸移動量L3，結(jié)果可降低機(jī)械高度H1。
如圖20所示，主軸輔助單元151的軸承座套142的外徑φD2比定子128的內(nèi)徑φD1小。而且，主軸輔助單元151相對于內(nèi)嵌有該軸承座套142的座套殼152可自如地沿軸向向圖20中下方移動。由此，作為半組裝體的主軸輔助單元151僅拆下與外筒132固定的螺栓(未圖示)，以前殼125為先，從外筒132一體地拔下，同時配置在座套殼152上。不進(jìn)行冷卻油供給軟管153、油壓供給軟管154、電動機(jī)動力電纜155的切離作業(yè)而能夠相對于主軸頭131一體地分解、組裝，由此，可縮短更換時間。
其次，參照圖21～圖23說明第七例的工作機(jī)械150的主軸輔助單元151的拆卸順序。
如圖21所示，首先，利用Z軸進(jìn)給使主軸頭131下降到最下位置A1。因此，將對前殼125的外筒132的固定解除。
如圖22所示，利用Z軸進(jìn)給，使主軸頭131上升到最上位置A2。主軸頭131由于與具有定子128的外筒132、座套殼152一起上升，故僅剩余作為半組裝體的主軸輔助單元151，可將該主軸輔助單元151一體地拆下。
如圖23所示，通過解除相對于主軸頭131外筒132的固定，可拆下剩余的具有定子128的外筒132、座套殼152等部件。此時，為一體地取出剩余的具有定子128的外筒132、座套殼152等的部件，必須使從主軸頭131的下面到工件工作臺137上面的距離L6比剩余的部件的全長L5長，但由于預(yù)先分解了主軸輔助單元151，故容易地構(gòu)成L5＜L6的關(guān)系。由此，可縮短Z軸移動量L3，可降低機(jī)械高度H1。
根據(jù)本例的工作機(jī)械150，由旋轉(zhuǎn)軸121、前側(cè)軸承122、前殼125、轉(zhuǎn)子127、后側(cè)軸承130、軸承座套142構(gòu)成主軸輔助單元151，該主軸輔助單元151相對于主軸頭131可一體地分解和組裝。因此，不分解工作機(jī)械150整體而從主軸頭131作為單體取下需要檢查·修理·更換的作為半組裝體的主軸輔助單元151，可進(jìn)行分解·組裝。
圖24表示對應(yīng)本發(fā)明第二十方面的本發(fā)明實施例的第八例。本例的特征是，主軸單元133作為單體一體地分解且可一體地組裝。另外，主軸頭161具有收納主軸單元133的主軸單元把持部134，主軸單元把持部134可在至少分割為一半的位置分割而分解。其它結(jié)構(gòu)由于和第一例相同，故同一部件使用相同的符號，詳細(xì)的說明省略。
如圖24所示，第八例的工作機(jī)械160中，主軸單元133作為單體一體地分解且可一體地組裝。另外，主軸頭161具有收納主軸單元133的主軸單元把持部134。另外，主軸頭161的主軸單元把持部134在至少分割為一半的位置分割而分解。
工作機(jī)械160中，主軸頭161具有在旋轉(zhuǎn)軸中心線162的部分分割的第一主軸頭部163、第二主軸頭部164，兩主軸頭部163、164通過螺栓165固定。而且，主軸單元133通過凸緣部166利用螺栓167固定于一體化的第一主軸頭部163、第二主軸頭部164兩者。
在工作機(jī)械160中，在更換主軸單元133時，通過拆下螺栓165，從第而主軸頭部164拆下第一主軸頭部163，可與Z軸行程的長度無關(guān)而作為單體一體地取下主軸單元133，可容易地進(jìn)行該作業(yè)。在此，第而主軸頭164被設(shè)定為人可以把持的質(zhì)量。
另外，第六例、第七例、第八例的工作機(jī)械不限于上述的各實施例，可進(jìn)行適宜的變形、改良等。
例如，除適用于加工中心之外，也可以適用于NC工作機(jī)械或手動進(jìn)行進(jìn)給動作的通用工作機(jī)械等。
另外，前側(cè)·后側(cè)軸承不限于角接觸球軸承，也可以為深溝球軸承和各種滾子軸承等滾動軸承。
圖25～圖29表示對應(yīng)本發(fā)明的第二十三方面、第二十四方面、第二十五方面、第二十六方面、第二十八方面的本發(fā)明實施例的第九例。本例的特征是，具有外筒181、主軸頭183、旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186，186、后側(cè)軸承188、前殼191、座套殼193、工具松動筒體194，并且由旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186、后側(cè)軸承188、前殼191、座套殼193構(gòu)成作為半組裝體的主軸輔助單元195，以三分隔構(gòu)成主軸輔助單元195、外筒181和工具松動筒體194，作為半組裝體的主軸輔助單元195可從外筒181拔出。
如圖25所示，第九例的主軸裝置180具有具有定子182的外筒181、內(nèi)嵌外筒181的主軸頭183、具有配置于動定子182內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子185的自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸184、在內(nèi)圈187、187中內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)軸184一端的前側(cè)軸承186、186、在內(nèi)圈189中內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)軸184另一端的后側(cè)軸承188、內(nèi)嵌前側(cè)軸承186、186的外圈190，190且安裝于外筒181的一端的前殼191、內(nèi)圈后側(cè)軸承188的外圈192且內(nèi)嵌于外筒181另一端的座套殼193、固定于外筒181一端的工具松動筒體194，一體地組裝具有轉(zhuǎn)子185的旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186、后側(cè)軸承188、前殼191、座套殼193，構(gòu)成主軸輔助單元195，以三分割形式形成該主軸輔助單元195、外筒181和工具松動筒體194，主軸輔助單元195可從外筒181拔出。
另外，工具松動筒體194可從外筒181拔出，拔出主軸輔助單元195的外筒181和工具松動筒體194的組體(第一組體)(圖28所示)196可從主軸頭183拔出。
另外，主軸輔助單元195、外筒181、工具松動筒體194的組體(第二組體)(圖29所示)197可從主軸頭183拔出，將檢測旋轉(zhuǎn)軸184旋轉(zhuǎn)的傳感器(旋轉(zhuǎn)傳感器)198配置于旋轉(zhuǎn)軸184和外筒181之間。
外筒181形成圓筒形狀，圖25中下方的一端部構(gòu)成前殼固定部199。另外，外筒181在圖25中上方的另一端部形成座套殼固定部200。在座套殼固定部200上形成有電源插通部201。在外筒181的內(nèi)周面固定有定子182。定子182通過從電源配線202提供的電流在內(nèi)周側(cè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
主軸頭183可拆裝地把持外筒181，例如在使用臥型加工中心時，沿立設(shè)固定于臺座上的立柱的Y軸導(dǎo)向軌道上下移動。
旋轉(zhuǎn)軸184非接觸定子182的內(nèi)周部，具有轉(zhuǎn)子185。轉(zhuǎn)子185通過定子182產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使旋轉(zhuǎn)軸184旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸184通過內(nèi)裝的聯(lián)結(jié)器203與工具支架(未圖示)連結(jié)。
前側(cè)軸承186、186是多列角接觸球軸承，在內(nèi)圈187、187中分別內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)軸184的一端部，在前殼191上分別內(nèi)嵌有外圈190、190。
前殼191形成圓筒形狀，在外筒181的端部形成有外筒內(nèi)嵌部204。另外，前殼191在外周部外嵌有外周部件205，在和該外周部件205之間形成有多個沿周向構(gòu)成凹槽狀的流體流路206。流體流路206與安裝于工具松動筒體194的冷卻油供給軟管207連通連接。
后側(cè)軸承188為單列角接觸球軸承，在內(nèi)圈189中內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)軸184的另一端部，外圈192內(nèi)嵌于座套殼193。
座套殼193形成圓筒形狀，內(nèi)嵌于外筒181的座套殼固定部200上。
而且，在旋轉(zhuǎn)軸184的另一端部配置有旋轉(zhuǎn)傳感器198。旋轉(zhuǎn)傳感器198由固定于旋轉(zhuǎn)軸184另一端部的旋轉(zhuǎn)體208和近接該旋轉(zhuǎn)體208外周且固定于外筒181的電信號發(fā)生器209構(gòu)成。電信號發(fā)生器209通過使旋轉(zhuǎn)體208和旋轉(zhuǎn)軸184一起旋轉(zhuǎn)，將從旋轉(zhuǎn)體208提供的磁氣電變換，產(chǎn)生例如脈沖狀的旋轉(zhuǎn)信號。產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)信號通過傳感器信號線(未圖示)和送信機(jī)(未圖示)傳送到控制裝置(未圖示)進(jìn)行監(jiān)視。
工具松動筒體194可拆裝地固定于外筒181的一端部，內(nèi)裝為推壓拉桿203而進(jìn)退移動的活塞210。另外，在工具松動筒體194上通過插頭211安裝電源配線202，同時螺絲固定冷卻油供給軟管207。冷卻油供給軟管207通過該工具松動筒體194內(nèi)和外筒181內(nèi)，與前殼191的流體流路206連通連接。
在這種主軸裝置180中，將具有轉(zhuǎn)子185的旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186、后側(cè)軸承188、前殼191、座套殼193、旋轉(zhuǎn)傳感器198的旋轉(zhuǎn)體208一體地組裝，構(gòu)成主軸輔助單元195，以三分割形式形成主軸輔助單元195、外筒181、工具松動筒體194。
如圖26所示，主軸裝置180設(shè)定轉(zhuǎn)子185的外徑D1、座套殼193的外徑D2、旋轉(zhuǎn)傳感器198的旋轉(zhuǎn)體208的外徑D3中任一個，使其比定子182的內(nèi)徑D4小。因此，可以以前殼191為先，從外筒181拔出主軸輔助單元195。由此，在構(gòu)成主軸輔助單元195的具有轉(zhuǎn)子185的旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186、后側(cè)軸承188、前殼191、座套殼193、旋轉(zhuǎn)傳感器198的旋轉(zhuǎn)體208需要檢測、修理、更換等維護(hù)時，可簡單地對主軸輔助單元195進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。
如圖27所示，主軸裝置180中，將工具松動筒體194可拆裝地固定在外筒181的端部。因此，由于可從外筒181簡單地僅拔出工具松動筒體194，故在配置于工具松動筒體194的旋轉(zhuǎn)節(jié)212、電源配線202的聯(lián)結(jié)器211、冷卻油供給軟管207需要進(jìn)行檢測、修理、更換等維護(hù)時，可簡單地進(jìn)行對應(yīng)它們的維護(hù)作業(yè)。另外，通過拆下工具松動筒體194，也能夠簡單地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)傳感器198的電信號發(fā)生器209的檢測、修理、更換等維護(hù)作業(yè)。
如圖28所示，主軸裝置180中，由于可拆裝地在主軸頭183上把持外筒181，故可從主軸頭183拔出由拔出主軸輔助單元195的外筒181和工具松動筒體194構(gòu)成的第一組體196。由此，在外筒181需要檢測、修理、更換等維護(hù)時，可簡單地對外筒181進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。
如圖29所示，主軸裝置180中，由于可拆裝地在主軸頭183上把持外筒181，故和從主軸頭183拔出由拔出主軸輔助單元195、外筒181、和工具松動筒體194構(gòu)成的第二組體197。由此，在由主軸輔助單元195、外筒181、和工具松動筒體194構(gòu)成的第二組體197需要檢測、修理、更換等維護(hù)時，可簡單地對第二組體197進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。
根據(jù)第九例的主軸裝置180，將具有轉(zhuǎn)子185的旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186、后側(cè)軸承188、前殼191、座套殼193一體地組裝，構(gòu)成主軸輔助單元195，以三分割形式形成主軸輔助單元195、外筒181、工具松動筒體194，可從外筒181拔出主軸輔助單元195。因此，由于從外筒181一體地拔出構(gòu)成主軸輔助單元195的具有轉(zhuǎn)子185的旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186、后側(cè)軸承188、前殼191、座套殼193，故可不分解主軸裝置180整體，而簡單地僅拆下需要檢測·修理·更換的旋轉(zhuǎn)軸184、前側(cè)軸承186、后側(cè)軸承188。
另外，根據(jù)第九例的主軸裝置180，可從外筒181拔出工具松動筒體194的第一組體196。由此，可不分解主軸裝置180整體，而簡單地僅拆下需要檢測·修理·更換的工具松動筒體194。
另外，根據(jù)第九例的主軸裝置180，可從外筒183拔出將主軸輔助單元195拔出的外筒181和工具松動筒體194的第一組體196。由此，可不分解主軸裝置180整體，而簡單地從主軸頭183僅拆下需要檢測·修理·更換的主軸輔助單元195、外筒181、工具松動筒體194的第一組體196。
另外，根據(jù)第九例的主軸裝置180，可從主軸頭183拔出主軸輔助單元195、外筒181、工具松動筒體194的第二組體197。由此，可不分解主軸裝置180整體而簡單地僅拆下需要檢測·修理·更換主軸輔助單元195、外筒181、工具松動筒體194的第二組體197。
圖30表示對應(yīng)權(quán)利要求的第二十三方面、第二十七方面的本發(fā)明實施例的第十例。本例的特征是，在工具松動筒體194上拆裝自如地安裝有配置有各種流體配管、各種電源電纜的聯(lián)結(jié)器221。其它結(jié)構(gòu)由于和第一例相同，故同一部件賦予相同的符號，詳細(xì)的說明省略。
如圖30所示，第十例的主軸裝置220采用主軸單元方式，在工具松動筒體194上拆裝自如地安裝配置有各種流體配管、各種電源電纜的聯(lián)結(jié)器221。
在此，作為主軸單元222需要的油空壓管有，冷卻油供給管路、油壓供給管路、切削液供給管路、空氣凈化供給管路、錐形清洗空氣供給管路等。另外，作為主軸單元222需要的電線有，電動機(jī)動力電纜、電動機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器電纜、檢測開關(guān)電纜等。而且，在從主軸頭183分解或組裝主軸單元222時，需要切斷這些大量的流體配管和電源電纜，消耗作業(yè)時間。因此，在主軸裝置220中，使用將各種流體配管及各種電源電纜的和主軸單元222連接的部分一體化的聯(lián)結(jié)器221。
聯(lián)結(jié)器221將向形成于外筒181外周部的流體流路223及前殼191的流體流路206供給冷卻油的冷卻油供給軟管207、向工具松動筒體194供給油壓的油壓供給軟管224、電源配線202與插頭225連接。而且，與外筒181的另一端結(jié)合，在內(nèi)嵌有后側(cè)軸承188外圈192的座套殼226上固定有插座227。插頭225和插座227通過爪228固定，爪228僅通過推壓而相互固定。在拆下時，釋放夠掛而拔出。
另外，在插頭2255和聯(lián)結(jié)器227的油壓管路中配置油封229，使油和空氣不能漏出。此時，如在聯(lián)結(jié)器221的油壓管路內(nèi)裝通過裝拆動作而開關(guān)的閥，則在拆下聯(lián)結(jié)器221時不會漏油，作業(yè)性優(yōu)良。另外，在聯(lián)結(jié)器221上配有電線聯(lián)結(jié)器230，電線聯(lián)結(jié)器230和聯(lián)結(jié)器221的裝拆動作同時裝拆。這樣的結(jié)構(gòu)適用于切削液供給管路、空氣凈化供給管路、錐形清洗空氣供給管路、電動機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器電纜、檢測開關(guān)電纜等。
由此，在從主軸頭183分解或組裝主軸單元222時，可不需要工具而一次切離冷卻油供給軟管207和油壓供給軟管224等大量油空壓管，和電源配線202，可縮短作業(yè)時間。另外，通過在聯(lián)結(jié)器221上配置各種流體配管207、224的開關(guān)閥和電源聯(lián)結(jié)器230，在檢測·修理·更換時，將各種流體配管207、224堵塞，拆下電源配線202，然后進(jìn)行作業(yè)，這樣，可防止流體的泄漏和電源配線的纏繞等而進(jìn)行作業(yè)。此時，聯(lián)結(jié)器221，也可以進(jìn)行例如2～3個的螺栓固定，由此，可不太影響作業(yè)性而使結(jié)構(gòu)簡單。另外，當(dāng)具有這種聯(lián)結(jié)器221的結(jié)構(gòu)適用于主軸輔助單元方式時，在更換前側(cè)軸承186或后側(cè)軸承188時，可通過取出主軸輔助單元195(參照圖25)縮短更換時間，在更換定子182時，可在短時間內(nèi)拆下聯(lián)結(jié)器221，更換主軸單元整體。
另外，第九例、第十例的主軸裝置不限于上述的各實施例，也可以進(jìn)行適宜的變形、改良等。
例如，除適用于加工中心之外，也可以適用于NC工作機(jī)械、手動進(jìn)行進(jìn)給動作的通用機(jī)械等。
另外，前側(cè)·后側(cè)軸承不限于角接觸球軸承，也可以為深溝軸承和各種滾子軸承等滾動軸承。
參照特定的實施例詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但不脫離本發(fā)明的精神和范圍，可增加各種變更和修正，對從業(yè)者來說是顯然的。
本申請基于2003年04月7日的申請日本專利申請(特原2003-103219)、2003年12月17日申請的日本專利申請(特原2003-419854)、2003年03月31日申請的日本專利申請(特原2003-096503)、2004年01月05日申請的日本專利申請(特原2004-000216)、2003年11月14日申請的日本專利申請(特原2003-384703)，其內(nèi)容在此作為參照得到。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上，本發(fā)明的主軸裝置及具有主軸裝置的工作機(jī)械可提供容易進(jìn)行維護(hù)時的組裝及拆卸的作業(yè)，且低成本的主軸裝置，可提供具有高的剛性，且良好的衰減特性，滑動性優(yōu)良的主軸裝置，可提供能夠在短時間分解組裝主軸單元或主軸輔助單元，且抑制在最小限的機(jī)械高度，且剛性高的工作機(jī)械，可實現(xiàn)維護(hù)性的提高，以能夠容易進(jìn)行內(nèi)部的所謂的構(gòu)成部件的更換作業(yè)。
另外，本發(fā)明的第一方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣地構(gòu)成并發(fā)揮作用，可從外筒拔出由旋轉(zhuǎn)軸及軸承座套構(gòu)成的半組裝體，由此，可提高組裝性，同時在破損時迅速地進(jìn)行更換。另外，軸承座套由于為組裝有后側(cè)軸承的狀態(tài)，故在半組裝體的拔出插入時油脂的狀態(tài)不變化。
因此，在該主軸裝置中，通過使用另一外筒預(yù)先進(jìn)行試運(yùn)行，然后將半組裝體存庫，在主軸裝置損傷時可更換半組裝體，馬上進(jìn)行正常的運(yùn)行，可大幅縮短停機(jī)時間。另外，與更換主軸裝置整體相比可進(jìn)一步降低成本，也能夠降低庫存成本。由此，在目前這樣的不能減少維護(hù)的時間勞力的油脂潤滑的情況，由于在組裝后需要進(jìn)行軸承的試運(yùn)行，故可消除停機(jī)時間變長這樣的問題。
另外，按所述外筒的內(nèi)周徑、所述定子的內(nèi)徑、所述軸承座套的外徑直徑的順序減小，由所述前殼、所述旋轉(zhuǎn)軸和所述軸承座套構(gòu)成的半組裝體可從所述外筒拔出，且所述軸承座套的后方的任意剖面的旋轉(zhuǎn)體半徑比從所述軸承座套后端到所述剖面間非旋轉(zhuǎn)體的最小半徑小。因此，拔出半組裝體時，保持開放工具的非旋轉(zhuǎn)體的活塞機(jī)構(gòu)等不成為障礙。
另外，本發(fā)明第二方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣地構(gòu)成并發(fā)揮作用，能夠從外筒拔出由前殼、旋轉(zhuǎn)軸及軸承座套構(gòu)成的半組裝體，由此，可提高組裝性，同時在破損時迅速地進(jìn)行更換。另外，軸承座套由于為組裝有后側(cè)軸承的狀態(tài)，故在半組裝體的拔出插入時油脂的狀態(tài)不變化。
因此，在該主軸裝置中，通過使用另一外筒預(yù)先進(jìn)行試運(yùn)行，然后將半組裝體存庫，在主軸裝置損傷時可更換半組裝體，馬上進(jìn)行正常的運(yùn)行，可大幅縮短停機(jī)時間。另外，與更換主軸裝置整體相比可進(jìn)一步降低成本，也可以降低庫存成本。
另外，通過活塞機(jī)構(gòu)，通過裝入旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)徑部件進(jìn)行工具更換，因此，與露出到外部的情況相比，具有高的潤滑性能，可進(jìn)行工具更換。
另外，本發(fā)明第三方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，將半組裝體的安裝基準(zhǔn)面和上述內(nèi)徑部件的活塞推壓面之間的距離相對于基準(zhǔn)尺寸調(diào)整為±0.1mm以內(nèi)，由此，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行松動，因此，在進(jìn)行半組裝體的更換時，不需要調(diào)整活塞，可提高維護(hù)性。
本發(fā)明第四方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，內(nèi)徑部件可壓縮地組裝彈簧，同時在內(nèi)徑部件的后部固定調(diào)整部件，并在調(diào)整部件上對活塞機(jī)構(gòu)形成活塞推壓面，因此，由于可通過調(diào)整部件將工具支架的推壓量設(shè)為預(yù)先設(shè)定的值，故通過調(diào)整其容許差適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行松動，其結(jié)果在進(jìn)行內(nèi)徑部件的更換時，不需要調(diào)整活塞，可提高維護(hù)性。
本發(fā)明第五方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，通過將前殼相對于外筒過盈配合，在進(jìn)行半組裝體的分解、組裝或更換時等，可不在前殼和外筒的軸心產(chǎn)生偏移而維持高的精度。
本發(fā)明第六方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，將軸承座套內(nèi)嵌于座套殼中，軸承座套外徑相對于座套殼的內(nèi)徑間隙配合，由此，后側(cè)軸承及軸承座套主要具有支持旋轉(zhuǎn)軸的作用，可通過簡單結(jié)構(gòu)吸收轉(zhuǎn)子發(fā)熱造成的熱膨脹等軸向的變位。
本發(fā)明第七方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，在軸承座套外徑和上述座套殼內(nèi)徑之間介裝多對密封圈，因此，通過在軸承座套外徑和座套殼內(nèi)徑之間的多對密封圈防止?jié)櫥瑒┑男孤ㄟ^密封圈的縮進(jìn)量產(chǎn)生的衰減效果可衰減軸承座套的振動。
本發(fā)明第八方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，將軸承座套和座套殼的嵌合長度，與軸承座套的外徑之比設(shè)為嵌合長度/外徑＝0.45～0.8的范圍內(nèi)，因此，將軸承座套的外徑和座套殼的嵌合部的長度設(shè)為適當(dāng)?shù)年P(guān)系，因此，可得到維護(hù)性及作為工作機(jī)械的性能優(yōu)良的半組裝體的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第九方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，具有在軸承座套的圓周上設(shè)有多個的潤滑劑排出孔、設(shè)于軸承座套外周的嵌合面上的圓周槽、與圓周槽連通連接的半徑方向的潤滑劑供給路徑，由此，軸承座套無論為任何相位都沒有問題，可排出潤滑劑。例如，水平安裝的主軸在下側(cè)需要排出孔，但由于使任一孔朝向下側(cè)故可進(jìn)行排出。另外，軸承座套無論在任何位置，都可以供給潤滑劑。因此，不必配合軸承座套相位，維護(hù)的作業(yè)性好。
本發(fā)明第十方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，后側(cè)軸承固定位置預(yù)壓且是背對背裝配的角接觸球軸承，由此，可通過套筒結(jié)構(gòu)吸收轉(zhuǎn)子發(fā)熱造成的熱膨脹等軸向的變位。
本發(fā)明第十一方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，使用油脂潤滑，由此使用容易，可通過較廉價的油脂潤滑以少的費(fèi)用進(jìn)行維護(hù)。
本發(fā)明第十二方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，具有油脂補(bǔ)給裝置，由此可通過油脂補(bǔ)給裝置補(bǔ)償油脂的不足，因此，可避免燒結(jié)等。
本發(fā)明第十三方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，具有在補(bǔ)給油脂后排出多余的油脂的機(jī)構(gòu)，由此，向軸承內(nèi)部供給，且不需要的潤滑劑附著于在軸承附近配置的外圈隔圈等的旋轉(zhuǎn)部件上，附著于旋轉(zhuǎn)部件的潤滑劑由于旋轉(zhuǎn)力而飛濺到軸承外側(cè)。由此，可強(qiáng)制地將不需要的潤滑劑排出到軸承外部。
本發(fā)明第十四方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，使用油氣、油霧及直接噴射潤滑中任一種微量潤滑，由此，通過油氣、油霧及直接噴射潤滑中任一種微量潤滑，可高效地進(jìn)行潤滑，因此，可進(jìn)一步提高耐燒結(jié)性。
本發(fā)明第十五方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，在座套殼，和嵌合于座套殼可沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向移動的軸承座套的嵌合面配置彈性體，由此，通過彈性體提高徑向剛性，同時提高軸向的衰減率，可防止旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動。另外，由于對在彈性體上施加壓力的流體，故使彈性體變形，進(jìn)一步提高徑向剛性，同時提高軸向的衰減率，可提高旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動的抑制效果。
本發(fā)明第十六方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，彈性體為密封圈，流體為壓縮空氣，向設(shè)置了多個的密封圈之間供給壓縮空氣，在密封圈上施加負(fù)載，因此，維持高的滑動性，同時提高徑向剛性，可有效地防止旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動。另外，密封圈由于富有加工性和通用性，故不需要復(fù)雜的制造工序，而可制造高性能的主軸裝置。
本發(fā)明第十七方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，使在彈性體上負(fù)載壓力的流體壓力可變，由此，可對應(yīng)主軸裝置的使用條件改變壓力，改變流體的壓力產(chǎn)生的彈性體的變形量。另外，將彈性體的徑向剛性和衰減率根據(jù)使用條件設(shè)為最優(yōu)值，可有效地防止旋轉(zhuǎn)軸的自激勵振動。另外，改變彈性體的徑向剛性和衰減率，可僅改變供給的流體的壓力而極其容易地進(jìn)行。
本發(fā)明第十八方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，密封圈由丁腈橡膠或氟橡膠形成，同時使密封圈安的縮進(jìn)量大于或等于密封圈的使用標(biāo)準(zhǔn)值的10％且小于或等于使用標(biāo)準(zhǔn)值，由此，密封圈具有密封效果及彈性支承效果，同時具有相對于軸向移動的耐磨損性和相對于發(fā)熱的耐熱性，可構(gòu)成長壽命。另外，適當(dāng)?shù)靥岣呙芊馊Φ膭傂?，維持滑動性，同時可提高徑向剛性及軸向衰減率。
本發(fā)明第十九方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，配置多組由多個彈性體構(gòu)成的彈性體組，配置于兩端的彈性體組中，一個的彈性體組配置于軸承座套上，另一個的彈性體組配置于座套殼上，由此，組裝容易，密封圈損傷的擔(dān)心減少。另外，均勻且穩(wěn)定地進(jìn)行在主軸裝置上作用各種負(fù)載時的軸承座套的移動的效果和僅在軸承座套上配置彈性體及僅在座套殼上配置彈性體的情況相同。另外，也可以是在主軸裝置上配置兩個彈性體，將其一個配置于軸承座套上，將另一個配置于座套殼上，向該彈性體之間供給流體的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第二十方面所述的工作機(jī)械，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，在設(shè)于主軸頭軸向的主軸單元把持部插入有主軸單元，并且將與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于用于將主軸單元插入主軸頭的必要長度，由此，主軸單元相對于主軸頭可一體地分解且可組裝，由此，與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的作為進(jìn)給軸向的Z軸移動量比將主軸單元插入主軸頭所必需的長度長，因此容易利用Z軸進(jìn)給進(jìn)行拔出。
本發(fā)明第二十一方面所述的工作機(jī)械，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，將與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于用于將主軸輔助單元插入主軸頭所需要的長度，由此，主軸輔助單元相對于主軸頭可一體地分解且可組裝，因此，與旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的作為進(jìn)給軸向的Z軸移動量比將主軸單元插入主軸頭所需要的長度長，因此，可容易地進(jìn)行利用Z軸進(jìn)給的拔出。
本發(fā)明第二十二方面所述的工作機(jī)械，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，主軸頭的主軸單元把持部可在至少分割一半的位置分割而分解，由此，例如即使短地設(shè)定Z軸移動量，也可以通過分割展開主軸頭的主軸單元把持部，進(jìn)行拆卸組裝，可進(jìn)一步提高主軸單元和主軸頭的固定剛性，提高工作機(jī)械整體的剛性。
本發(fā)明第二十三方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，將具有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸、前側(cè)軸承、后側(cè)軸承、前殼、軸承座套一體地組裝構(gòu)成主軸輔助單元，以三分割形式形成主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體，可從外筒拔出主軸輔助單元。
因此，從外筒一體地拔出各層主軸輔助單元的具有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸、前側(cè)軸承、后側(cè)軸承、前殼、座套殼，因此，可不分解主軸裝置整體而簡單地僅拆下需要檢測·修理·更換的旋轉(zhuǎn)軸、前側(cè)軸承、后側(cè)軸承，由此，可不拆下配線或配管，而管路構(gòu)成主軸單元的任一部件。
本發(fā)明第二十四方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，工具松動筒體可從外筒拔出，由此，可不分解主軸裝置整體而僅簡單地拆下工具松動筒體，因此，也可以簡單地檢測·修理·更換構(gòu)成工具松動筒體的任一部件。
本發(fā)明第二十五方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，拔出主軸輔助單元的所述外筒和工具松動筒體的組裝體可從主軸頭拔出，由此，可不分解主軸裝置整體而可簡單地從主軸頭僅拆下主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體的組體，因此，也可以簡單地檢測·修理·更換構(gòu)成外筒或工具松動筒體的任一部件。
本發(fā)明第二十六方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體的組裝體可從主軸頭拔出，由此，可不分解主軸裝置整體而可簡單地從主軸頭僅拆下主軸輔助單元、外筒、工具松動筒體的組體，因此，也可以簡單地檢測·修理·更換構(gòu)成主軸裝置整體的任一部件。
本發(fā)明第二十七方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，在工具松動筒體或外筒上可拆卸自如地安裝具有各種流體配管、電源聯(lián)結(jié)器的聯(lián)結(jié)器，由此，通過在聯(lián)結(jié)器上配置各種流體配管的閥和電源聯(lián)結(jié)器，在檢測·修理·更換時，堵塞各種流體配管，拆下電源聯(lián)結(jié)器，進(jìn)行作業(yè)，這樣，可防止流體的泄漏或電源配線的纏繞等，進(jìn)行作業(yè)。
本發(fā)明第二十八方面所述的主軸裝置，由于如上所述那樣構(gòu)成并發(fā)揮作用，在旋轉(zhuǎn)軸和外筒之間配置檢測旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳感器，由此，可僅拆下工具松動筒體，進(jìn)行傳感器的檢測·修理·更換。
權(quán)利要求
1.一種主軸裝置，其包括外筒，其具有定子；旋轉(zhuǎn)軸，其具有轉(zhuǎn)子并且旋轉(zhuǎn)自如；前側(cè)軸承，其外圈固定于前殼上，并且內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；軸承座套，其配設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端側(cè)，嵌合于所述外筒，可沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向移動；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端，并且外圈固定于所述軸承座套上，與所述前側(cè)軸承一起旋轉(zhuǎn)自如地支承所述旋轉(zhuǎn)軸，其中，按所述外筒的內(nèi)周徑、所述定子的內(nèi)徑、所述軸承座套的外徑直徑的順序減小，由所述前殼、所述旋轉(zhuǎn)軸和所述軸承座套構(gòu)成的半組裝體可從所述外筒拔出，且所述軸承座套的后方的任意剖面的旋轉(zhuǎn)體半徑比從所述軸承座套后端到所述剖面間非旋轉(zhuǎn)體的最小半徑小。
2.一種主軸裝置，其包括外筒，其具有定子；旋轉(zhuǎn)軸，其具有轉(zhuǎn)子并且旋轉(zhuǎn)自如；前側(cè)軸承，其外圈固定于前殼上，并且內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；軸承座套，其配設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端側(cè)，嵌合于所述外筒，可沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向移動；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端，并且外圈固定于所述軸承座套上，與所述前側(cè)軸承一起動作，且旋轉(zhuǎn)自如地支承所述旋轉(zhuǎn)軸，其中，由所述前殼、所述旋轉(zhuǎn)軸和所述軸承座套構(gòu)成的半組裝體可從所述外筒拔出，在所述旋轉(zhuǎn)軸上裝入自如更換工具的內(nèi)徑部件，并且具有用于更換工具的活塞機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的主軸裝置，其特征在于，所述半組裝體的安裝基準(zhǔn)面和所述內(nèi)徑部件的活塞推壓面之間的距離相對于基準(zhǔn)尺寸在±0.1mm以內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
4.如權(quán)利要求2所述的主軸裝置，其特征在于，所述內(nèi)徑部件能夠?qū)椈蓧嚎s地裝入，在所述內(nèi)徑部件的后部固定調(diào)整部件，在該調(diào)整部件上形成向所述活塞機(jī)構(gòu)進(jìn)行推壓的活塞推壓面。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，所述前殼相對于所述外筒過盈配合。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，所述軸承座套內(nèi)嵌于座套殼中，該軸承座套的外徑相對于該座套殼內(nèi)徑間隙配合。
7.如權(quán)利要求6所述的主軸裝置，其特征在于，多對密封圈介于所述軸承座套外徑和所述座套殼內(nèi)徑之間。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，所述軸承座套和所述座套殼的嵌合長度與該軸承座套的外徑之比設(shè)定在嵌合長度/外徑＝0.45～0.8的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，其包括潤滑劑排出孔，其在所述軸承座套圓周上設(shè)有多個；圓周槽，其設(shè)于該軸承座套外周的嵌合面；半徑方向的潤滑劑供給路徑，其與圓周槽連通連接。
10.如權(quán)利要求1～9中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，所述后側(cè)軸承在固定位置預(yù)壓且是背對背裝配的角接觸球軸承。
11.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，采用油脂潤滑。
12.如權(quán)利要求1～11中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，具有油脂補(bǔ)給裝置。
13.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，具有在補(bǔ)給油脂后排出多余油脂的機(jī)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，采用油氣、油霧及直接噴射潤滑中的任意一種微量潤滑。
15.一種主軸裝置，其包括自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；前側(cè)軸承，其外圈固定于外殼上，并且內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；軸承座套，其配設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端側(cè)，并嵌合于座套殼中，可沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向移動；后側(cè)軸承，其內(nèi)圈外嵌于所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端，并且外圈固定于所述軸承座套上，與所述前側(cè)軸承一起動作，且旋轉(zhuǎn)自如地支承所述旋轉(zhuǎn)軸，可使所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端沿軸向變位，其中，在所述座套殼和所述軸承座套的嵌合面具有將所述座套殼和所述軸承座套之間密封的彈性體，并且提供對所述彈性體施加壓力的流體。
16.如權(quán)利要求15所述的主軸裝置，其特征在于，所述彈性體是密封圈，所述流體是壓縮空氣，在配設(shè)有多個的所述密封圈之間供給所述壓縮空氣，對所述密封圈施加壓力。
17.如權(quán)利要求15或16所述的主軸裝置，其特征在于，對所述彈性體施加壓力的所述流體的壓力可變。
18.如權(quán)利要求16或17所述的主軸裝置，其特征在于，所述密封圈由丁腈橡膠或氟橡膠構(gòu)成，且將所述密封圈安裝在所述座套殼和所述軸承座套之間時的縮進(jìn)量大于或等于所述密封圈的使用標(biāo)準(zhǔn)值的10％且小于或等于該使用標(biāo)準(zhǔn)值。
19.如權(quán)利要求15～18中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，由多個所述彈性體構(gòu)成一組彈性體組，該彈性體組配置多組，并且配置于兩端的所述彈性體組中，一個所述彈性體組配置于所述軸承座套上，另一個所述彈性體組配置于所述座套殼上。
20.一種工作機(jī)械，其具有主軸單元，該主軸單元包括自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；前側(cè)軸承，在其內(nèi)圈內(nèi)嵌有所述旋轉(zhuǎn)軸的前端；前殼，其內(nèi)嵌所述前側(cè)軸承的外圈；機(jī)內(nèi)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子；所述機(jī)內(nèi)電動機(jī)的定子；后側(cè)軸承，其在內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的后端；外筒，其內(nèi)嵌于主軸頭，在設(shè)于所述主軸頭的軸向的主軸單元把持部插入所述主軸單元，并且將與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于用于將所述主軸單元插入所述主軸頭所必需的長度，從而所述主軸單元能夠相對于所述主軸頭一體地分解和組裝。
21.一種工作機(jī)械，其具有主軸輔助單元，該輔助單元包括自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；前側(cè)軸承，在其內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的前端；前殼，其內(nèi)嵌所述前側(cè)軸承的外圈；機(jī)內(nèi)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子；后側(cè)軸承，其在內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的后端；軸承座套，其內(nèi)嵌所述后側(cè)軸承的外圈，將與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行的向進(jìn)給軸向的移動量設(shè)定得長于用于將所述主軸輔助單元插入所述主軸頭所必需的長度，由此所述主軸輔助單元能夠相對于主軸頭一體地分解和組裝。
22.如權(quán)利要求20或21所述的工作機(jī)械，其特征在于，所述主軸頭的所述主軸單元把持部可在至少分割一半的位置進(jìn)行分割而分解。
23.一種主軸裝置，其包括外筒，其具有定子；主軸頭，其內(nèi)嵌所述外筒；旋轉(zhuǎn)軸，其具有配置于所述定子內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子并且旋轉(zhuǎn)自如；前側(cè)軸承，其在內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的一端；后側(cè)軸承，其在內(nèi)圈內(nèi)嵌所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端；前殼，其內(nèi)嵌所述前側(cè)軸承的外圈，且安裝于所述外筒的一端；座套殼，其內(nèi)嵌所述后側(cè)軸承的外圈，且內(nèi)嵌于所述外筒的另一端；工具松動筒體，其固定于所述外筒的一端，其中，將具有所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸、所述前側(cè)軸承、所述后側(cè)軸承、所述前殼、所述座套殼一體組裝構(gòu)成主軸輔助單元，以三分割形式形成該主軸輔助單元、所述外筒和所述工具松動筒體，所述主軸輔助單元可從所述外筒拔出。
24.如權(quán)利要求23所述的主軸裝置，其特征在于，所述工具松動筒體可從所述外筒拔出。
25.如權(quán)利要求24所述的主軸裝置，其特征在于，拔出了所述主軸輔助單元的所述外筒和所述工具松動筒體的組裝體可從所述主軸頭拔出。
26.如權(quán)利要求23～25中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，所述主軸輔助單元、所述外筒和所述工具松動筒體的組裝體可從所述主軸頭拔出。
27.如權(quán)利要求23～26中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，在所述工具松動筒體或所述外筒上可拆卸自如地安裝具有各種流體配管和電源聯(lián)結(jié)器的聯(lián)結(jié)器。
28.如權(quán)利要求23～27中任一項所述的主軸裝置，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)軸和所述外筒之間配置有檢測所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳感器。
全文摘要
一種主軸裝置，其容易且低成本地進(jìn)行維護(hù)時的組裝及拆卸作業(yè)。在本發(fā)明中，按外筒(3)的內(nèi)周徑、定子(4)的內(nèi)徑、軸承座套(11)的外徑的順序直徑減小，可從外筒(3)拔出由前殼(8)、旋轉(zhuǎn)軸(6)和軸承座套(11)構(gòu)成的半組裝體(2)，且軸承座套(11)的后方的任意剖面的旋轉(zhuǎn)體直徑比軸承座套(11)后端到剖面間的非旋轉(zhuǎn)體的最小直徑小。
文檔編號B23Q1/40GK1767917SQ200480009088
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者杉田澄雄, 青木滿穗, 稻垣好史, 森田康司 申請人:日本精工株式會社