CN109843483B - 主轴单元及机床 - Google Patents

Abstract

本发明的主轴单元(30)具有主轴(31)、前轴承(41)、后轴承(43)、覆盖前轴承(41)的前壳体(61)及覆盖后轴承(43)的后壳体(71)。前壳体(61)具有保持前轴承(41)的前主体部(62)及从前主体部(62)朝径向外侧扩展的前凸缘部(64)。后壳体(71)具有保持后轴承(43)的后主体部(72)及从后主体部(72)朝径向外侧扩展的后凸缘部(74)。在前凸缘部(64)形成有朝向前侧(Dmf)且能够与单元支承台(20)的第一安装面(24)接触的前被安装面(65)。在后凸缘部(74)形成有朝向前侧(Dmf)且与单元支承台(20)的第二安装面(25)相接的后被安装面(75)。

Description

主轴单元及机床

技术领域

本发明涉及一种保持工具且使该工具旋转的主轴单元及具备该主轴单元的机床。

本发明是基于2016年10月26日申请的日本发明专利2016-209238号而主张其优先权，且该内容援用于本说明书中。

背景技术

作为机床例如有滚齿机，所述滚齿机加工作为齿轮材料的工件而制造齿轮。

例如，以下的专利文献1中记载的滚齿机具备：保持齿轮滚刀的工具单元(或主轴单元)及供安装该工具单元的进给台(或滑件)。

工具单元具有主轴、固定于主轴的外周的马达转子、配置于马达转子的外周的马达定子、可旋转地支承主轴之前轴承及后轴承、覆盖这些的壳体及保持齿轮滚刀的夹头。主轴以轴线为中心在轴线方向上延伸。夹头设置于主轴的轴线方向的前侧端。前轴承比马达转子配置于靠前侧。后轴承比马达转子配置于靠后侧。壳体具有覆盖马达定子的外周的马达壳体、覆盖前轴承的外周的前壳体及覆盖后轴承的后壳体。前壳体具有圆筒状的主体部及从主体部的前侧端朝相对于轴线的径向外侧扩展的凸缘部。

进给台在主轴的轴线方向上延伸。工具单元固定于该进给台的后侧。在进给台的前侧，设置有使齿轮滚刀可旋转地支承该齿轮滚刀的第一端的对应轴承。齿轮滚刀的第二端由工具单元的夹头而保持。在该进给台上，形成有朝向前侧的安装面。前壳体的凸缘部的朝向后侧的被安装面与该进给台的安装面相接。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09-019826号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在上述专利文献1中记载的工具单元(或主轴单元)中，前壳体的凸缘部的朝向后侧的被安装面与进给台的朝向前侧的安装面相对。因此，在工具单元发生故障等而将该工具单元从进给台卸下时，无法将工具单元相对于进给台朝后侧分离。因此，在将该工具单元从进给台卸下时，在将前壳体从马达壳体卸下后，使该前壳体朝前侧移动。之后，可以考虑将工具单元的其他部分相对于进给台朝后侧分离。并且，在将该工具单元安装于进给台时，可以考虑在将前壳体固定于进给台之后，将工具单元的其他部分固定于进给台。

如上所述，在专利文献1中记载的主轴单元(或工具单元)中，存在在其拆卸及安装上需要时间这一问题点。

因此，本发明的目的在于提供一种能够容易地进行主轴单元的安装及拆卸的主轴单元以及具备该主轴单元的机床。

用于解决技术课题的手段

作为用于达成上述目的的发明的一方式的主轴单元，

其工具以轴线为中心已能够旋转的方式安装于下支承所述工具的第一端的单元支承台，保持所述工具的第二端，以所述轴线为中心使所述工具旋转，该主轴单元具备：主轴，以所述轴线为中心在所述轴线延伸的轴线方向上延伸；马达转子，固定于所述主轴的外周；马达定子，配置于所述马达转子的外周；保持器，设置于所述轴线方向上的所述主轴的一端侧即前侧，保持所述工具；前轴承，比所述马达转子配置于靠所述前侧，且比所述保持器靠与所述前侧相反的一侧的后侧，将承所述主轴支承为能够旋转；后轴承，比所述马达转子配置于靠所述后侧，将承所述主轴支承为能够旋转；马达壳体，以所述轴线为中心呈筒状，且在内周面固定有所述马达定子；前壳体，覆盖所述前轴承的外周；及后壳体，覆盖所述后轴承的外周。所述前壳体具有前主体部，覆盖所述前轴承的外周且保持所述前轴承；及前凸缘部，从所述前主体部的外周朝相对于所述轴线的径向外侧扩展。所述后壳体具有后主体部，覆盖所述后轴承的外周且保持所述后轴承；及后凸缘部，从所述后主体部的外周朝所述径向外侧扩展。所述前主体部的外径小于所述马达壳体的内径。在所述前凸缘部形成有：前被安装面，朝向所述前侧，且能够在所述单元支承台与朝向所述后侧的第一安装面接触；及接触面，与所述马达壳体相接。所述后凸缘部的外径大于所述马达壳体的外径。在所述后凸缘部形成有后被安装面，朝向所述前侧，且在所述单元支承台与朝向所述后侧的第二安装面相接。

单元支承台的第一安装面及第二安装面均朝向后侧。并且，在该主轴单元中，与第一安装面在轴线方向成对置的主轴单元的前被安装面及与第二安装面在轴线方向成对置的主轴单元的后被安装面，均朝向前侧。因此，在从单元支承台拆卸主轴单元时，能够无须分解主轴单元而从单元支承台将主轴单元朝后侧分离。因此，在该主轴单元中，能够从单元支承台容易地拆卸主轴单元。并且，在该主轴单元中，由于能够在主轴单元组装完成的状态下安装于单元支承台，因此能够将主轴单元容易地安装于单元支承台。

该情况下，在所述主轴单元中，在所述前凸缘部能够形成有螺栓螺纹孔。

在该主轴单元中，能够相对于前凸缘部的螺栓螺纹孔，从前侧拧入螺栓螺纹。

并且，在以上的任一所述主轴单元中，在所述后凸缘部能够形成有从所述后被安装面贯穿至后侧的螺栓插通孔。

在该主轴单元中，能够相对于后凸缘部的螺栓插通孔，从后侧使螺栓螺纹插通。

在以上的任一所述主轴单元中，所述前凸缘部能够从包含所述前主体部的所述后侧端的部分朝所述径向外侧扩展。

在该主轴单元中，前壳体的前凸缘部从包含前主体部的后侧端的部分朝径向外侧扩展。因此，在该主轴单元中，即使在配置于主轴单元的前侧的工件较大的情况下，仍可以避免该工件与前凸缘部之间的干扰，且能够缩短工具的突出长度。

在以上的任一所述主轴单元中，所述前凸缘部的所述接触面为所述前壳体能够相对于所述马达壳体在所述轴线方向上相对移动的方式沿所述轴线方向上扩展的面。

在所述前壳体能够相对于所述马达壳体在所述轴线方向上相对移动的所述主轴单元中，还具备移动限制部，限制所述后壳体相对于所述主轴在所述轴线方向上相对移动的移动量。

在该主轴单元中，在使后壳体在轴线方向上移动时，能够随着该后壳体的移动而使主轴在轴线方向上移动。

在具备所述移动限制部的所述主轴单元中，所述前轴承为承受相对于所述主轴的径向载荷及推力载荷的轴承。

在该主轴单元中，前轴承及前壳体相对于主轴在轴线方向上无法相对移动。因此，在使后壳体在轴线方向上移动时，能够随着该后壳体的移动而使主轴、前轴承及前壳体在轴线方向上移动。

作为用于达成上述目的的发明的一方式的机床具备：

以上的任一所述主轴单元、所述单元支承台、保持作为加工对象的工件的工件保持器及使所述主轴单元与所述工件保持器相对移动的移动机构。

在机床业界中，期望即使在作为加工对象的工件为复杂的形状的情况下，主轴单元的壳体仍不会对该工件产生干扰。

因此，以下的发明的目的在于提供一种即使在作为加工对象的工件较大的情况下，仍能够抑制主轴单元的壳体与工件之间的干扰的主轴单元及具备该主轴单元的机床。

作为用于达成所述目的的发明的一方式的主轴单元具备：

主轴，以轴线为中心在轴线延伸的轴线方向上延伸；马达转子，固定于所述主轴的外周；马达定子，配置于所述马达转子的外周；保持器，设置于所述轴线方向上的所述主轴的一端侧即前侧，并保持工具；前轴承，比所述马达转子配置于靠所述前侧，且比所述保持器靠与所述前侧为相反的一侧的后侧，且可旋转地支承所述主轴；后轴承，比所述马达转子配置于靠所述后侧，且可旋转地支承所述主轴；马达壳体，以所述轴线为中心形呈筒状，在内周面固定所述马达定子；前壳体，覆盖所述前轴承的外周；及后壳体，与所述马达壳体相接且覆盖所述后轴承的外周。所述前壳体具有：前主体部，覆盖所述前轴承的外周且保持所述前轴承；及前凸缘部，从所述前主体部的所述后侧之后端部朝相对于所述轴线的径向外侧扩展。所述前主体部的外径小于所述马达壳体的内径，所述前凸缘部与所述马达壳体相接。

在该主轴单元中，前壳体的前凸缘部从前主体部的后端部朝径向外侧扩展。因此，在该主轴单元中，即使配置于主轴单元的前侧的工件为复杂的形状的情况下，仍可以避免该工件与前凸缘部之间的干扰，且能够缩短工具的突出长度。因此，在该主轴单元中，还能够加工大的工件。

在所述主轴单元中，在所述前凸缘部形成有朝向所述前侧的前被安装面及从所述前被安装面朝所述后侧凹陷的螺栓螺纹孔。

在该主轴单元中，能够相对于前凸缘部的螺栓螺纹孔，自前侧拧入螺栓螺纹。

并且，在以上任一所述主轴单元中，在所述前凸缘部形成有所述马达壳体能够相对于所述前壳体在所述轴线方向上相对移动的方式，与所述马达壳体相接的接触面。

在形成有所述接触面的所述主轴单元中，还可以具备限制所述后壳体相对于所述主轴在所述轴线方向上相对移动的移动量的移动限制部。

在该主轴单元中，在使后壳体在轴线方向上移动时，能够随着该后壳体的移动而使主轴在轴线方向上移动。

在具备所述移动限制部的所述主轴单元中，所述前轴承为承受相对于所述主轴的径向载荷及推力载荷的轴承。

在该主轴单元中，前轴承及前壳体相对于主轴在轴线方向上无法相对移动。因此，在使后壳体在轴线方向上移动时，能够随着该后壳体的移动而使主轴、前轴承及前壳体在轴线方向上移动。

作为用于达成所述目的的发明的一方式的机床具备：

以上的任一主轴单元、保持作为加工对象的工件的工件保持器及使所述主轴单元与所述工件保持器相对移动的移动机构。

发明效果

根据本发明的一方式，能够容易地进行主轴单元的拆卸及安装。

附图说明

图1是第一实施方式的机床的整体侧视图。

图2是第一实施方式的主轴单元及滚刀滑件的立体图。

图3是第一实施方式的主轴单元及滚刀滑件的局部剖视图。

图4是第一实施方式的主轴单元的剖视图。

图5是第一实施方式的主轴单元的包含马达壳体的局部的剖视图。

图6是第一实施方式的主轴单元的包含主轴的局部的剖视图。

图7是第一实施方式的移动限制部的剖视图。

图8是第二实施方式的机床的整体立体图。

图9是第二实施方式的主轴单元的主视图。

图10是第二实施方式的主轴单元的剖视图。

具体实施方式

以下，针对机床的各种实施方式通过附图进行说明。

(第一实施方式)

参考图1至图7针对机床的第一实施方式进行说明。

本实施方式的机床是滚齿机。如图1所示，该机床10具备：车床11、滚刀柱12、滚刀鞍座13、滚刀头14、滚刀滑件20、旋转台15、工件支承器16、支承柱17、支承头18、中心支承件19及主轴单元30。

滚刀柱12在铅直方向上延伸。其中，将铅直方向设为Z方向、将垂直于Z方向的方向设为Y方向、将垂直于Z方向及Y方向的方向设为X方向。该滚刀柱12在X方向上可移动地安装于车床11。滚刀鞍座13在Z方向上可移动地安装于滚刀柱12。滚刀头14绕在X方向上延伸的头部轴线Ah可旋转地安装于滚刀鞍座13。滚刀滑件20在相对于该头部轴线Ah垂直的方向上可移动地安装于滚刀头14。

旋转台15在车床11上配置于在X方向上远离滚刀柱12的位置。该旋转台15以在Z方向上延伸的台轴线At为中心可旋转地设置于车床11。在该旋转台15上，安装有支承作为齿轮材料的工件W的工件支承器16。支承柱17以旋转台15为基准，配置于在X方向上与滚刀柱12相反的一侧，且固定于车床11。支承柱17在Z方向上延伸。支承头18在Z方向上可移动地安装于支承柱17。中心支承件19安装于支承头18。该中心支承件19具有以支承头轴线Ash为中心可旋转地支承工件W的支承端19a。该支承端19a位于支承头轴线Ash上。工件保持器构成为具有工件支承器16、支承柱17、支承头18及中心支承件19。

如图2及图3所示，滚刀滑件20具有基座22及安装于基座22的工具支承器21。基座22在相对于头部轴线Ah垂直的主轴线Am所延伸的主轴线方向Dm上延伸。其中，将主轴线方向Dm的一侧视为前侧Dmf、将另一侧视为后侧Dmb。工具支承器21设置于基座22的前侧Dmf的部分。该工具支承器21是供作为工具的齿轮滚刀Th绕主轴线Am可旋转地支承齿轮滚刀Th的一端。齿轮滚刀Th以工具轴线为中心呈大致圆筒状。齿轮滚刀Th以该工具轴线为中心而旋转。换言之，该工具轴线为齿轮滚刀Th的旋转中心轴线。基座22在基座22的后侧Dmb的部分设置有主轴单元收容部23。即，基座22具有主轴单元收容部23。在该主轴单元收容部23，形成有以主轴线Am为中心而大致圆柱状的收容空间Sa。

主轴单元30收容于滚刀滑件20的主轴单元收容部23的收容空间Sa，且安装于该主轴单元收容部23。如图3及图4所示，该主轴单元30具备主轴31、固定于主轴31的外周的马达转子37、配置于马达转子37的外周的马达定子39、保持作为工具的齿轮滚刀Th的夹头(或保持器)35、可旋转地支承主轴31的前轴承41及后轴承43、以及壳体50。

主轴31以主轴线Am为中心，呈在主轴线方向Dm上延伸的圆柱状。夹头35安装于该主轴31的前侧Dmf的一端。前轴承41在主轴线方向Dm上配置于夹头35与马达转子37之间。后轴承43比马达转子37配置于靠后侧Dmb。前轴承41及后轴承43均以主轴线Am为中心可旋转地支承主轴31。前轴承41承受来自主轴31的径向载荷及推力载荷。后轴承43为专门承受来自主轴31的径向载荷的径向轴承。因此，前轴承41设置为相对于主轴31在主轴线方向Dm(推力方向)上无法相对移动。

如图2及图3所示，壳体50具有马达壳体51、前壳体61、后壳体71及盖55。如图4及图5所示，马达壳体51覆盖马达定子39的外周侧。该马达壳体51以主轴线Am为中心呈大致圆筒状。该马达壳体51的内周面52以主轴线Am为中心在周向上扩展，且在主轴线方向Dm上扩展。在该内周面52固定有马达定子39。并且，在该马达壳体51的外周侧，形成有冷却叶片53。

如图4及图6所示，前壳体61覆盖前轴承41的外周侧。该前壳体61具有以主轴线Am为中心呈圆筒状的前主体部62及前凸缘部64。前主体部62在自身的内周侧保持前轴承41。该前主体部62的外径小于马达壳体51的内径。前凸缘部64从包含前主体部62的后侧Dmb的一端的部分朝相对于主轴线Am的径向外侧扩展。在前凸缘部64形成有朝向前侧Dmf的前被安装面65、朝向后侧Dmb的内表面66及朝向径向外侧的外周面67。另外，在该前凸缘部64，还形成有螺栓螺纹孔68。前凸缘部64的外周面67与马达壳体51的内周面52相接。即，该外周面67成为接触面。作为外周面的接触面67以主轴线Am为中心在周向上扩展，且在主轴线方向Dm上扩展。马达壳体51的内周面52仅与前凸缘部64的各面中的该接触面67相接触。因此，马达壳体51能够相对于前凸缘部64在主轴线方向Dm上相对移动。

如图4及图5所示，后壳体71覆盖后轴承43的外周侧。该后壳体71具有以主轴线Am为中心呈环状的后主体部72及从后主体部72的外周朝相对于主轴线Am的径向外侧延伸的后凸缘部74。后主体部72在自身的内周侧保持后轴承43。后主体部72具有收容于主轴单元收容部23的收容空间Sa内的圆柱状的嵌合部72a。该后主体部72的嵌合部72a的外径与马达壳体51的外径大致相同。在后主体部72，形成有朝向前侧Dmf的面73。该面73与马达壳体51的后端面相接。因此，该面73成为接触面。后凸缘部74形成有朝向前侧Dmf的后被安装面75、朝向后侧Dmb的盖安装面76及朝向径向外侧的外周面77。另外，在该后凸缘部74，还形成有从后被安装面75贯穿至盖安装面76的螺栓插通孔78。后凸缘部74的后主体部72与马达壳体51由未图示的螺栓螺纹连结。

如图4及图5所示，盖55堵塞后壳体71的后侧Dmb的开口。该盖55以主轴线Am为中心呈圆柱状。在盖55形成有朝向前侧Dmf的内表面56、朝向后侧Dmb的外表面57及从内表面56贯穿至外表面57的贯穿孔58。盖55的内表面56与后壳体71的盖安装面76相接。贯穿孔58为以主轴线Am为中心的圆柱状。该盖55与后凸缘部74的后主体部72由未图示的螺栓螺纹连结。

主轴单元30还具有缸体81、活塞82、夹持杆83及螺旋弹簧84。缸体81固定于盖55的外表面57。缸体81的一部分插入于盖55的贯穿孔58内。在该缸体81内，以主轴线Am为中心呈圆柱状的缸体室81r。活塞82在主轴线方向Dm上可移动地配置于缸体室81r。在主轴31形成有以主轴线Am为中心的呈圆柱状的连杆室32。夹持杆83在主轴线方向Dm上可移动地配置于连杆室32内。螺旋弹簧84在连杆室32内且配置于夹持杆83的外周侧。该螺旋弹簧84将夹持杆83朝后侧Dmb施压。活塞82在缸体室81r内流入油时，抵抗螺旋弹簧84的施压力而将夹持杆83朝前侧Dmf按压。夹头(或保持器)35通过在该夹持杆83的主轴线方向Dm上移动而进行齿轮滚刀Th的另一端的保持及其解除。

如图4及图7所示，主轴单元30还具备限制主轴31相对于后壳体71在主轴线方向Dm上相对移动的移动量的移动限制部90。该移动限制部90具有固定于后壳体71的后主体部72的挡环91、固定于主轴31的后端的第一对置环94及固定于主轴31的外周的第二对置环97。挡环91、第一对置环94及第二对置环97均以主轴线Am为中心呈环状。挡环91具有相比后主体部72的内周面更朝径向内侧突出的承受部92。

第一对置环94具有第一轴接触部95与第一对置部96。第一轴接触部95具有与主轴31的后端的外径相同的外径，且连结于主轴31的后端。第一对置部96从第一轴接触部95朝径向外侧突出，比承受部92位于靠后侧Dmb，且与承受部92在主轴线方向Dm上对置。在主轴单元30的壳体50固定于滚刀滑件20的状态下，一般来讲，在挡环91的承受部92与第一对置环94的第一对置部96之间存在间隙D1。第二对置环97具有第二轴接触部98与第二对置部99。第二轴接触部98具有与主轴31的后端的外径相同的内径。第二对置部99从第二轴接触部98朝径向外侧突出，比承受部92位于靠前侧Dmf，且与承受部92在主轴线方向Dm上对置。在主轴单元30固定于滚刀滑件20的状态下，一般来讲，在挡环91的承受部92与第二对置环97的第二对置部99之间存在间隙D2。即，挡环91的承受部92在主轴线方向Dm上，位于第一对置环94的第一对置部96与第二对置环97的第二对置部99之间。

如图2至图4所示，滚刀滑件20的主轴单元收容部23具有朝向后侧Dmb的第一安装面24及第二安装面25、朝向相对于主轴线Am的径向内侧的第一内周面26及第二内周面27、螺栓插通孔28及螺栓螺纹孔29。第二安装面25成为在滚刀滑件20的基座22中最后侧Dmb的后端面。该第二安装面25在主轴单元30安装于基座22的状态下，与主轴单元30的后凸缘部74的后被安装面75相接。螺栓螺纹孔29从该第二安装面25加工至前侧Dmf。第一内周面26、第二内周面27及第一安装面24均为划定收容空间Sa的面。第二内周面27位于比第二安装面25前侧Dmf，与第二安装面25相连。该第二内周面27在主轴单元30安装于基座22的状态下，与主轴单元30的马达壳体51对置。该第二内周面27与马达壳体51之间形成所述的制冷剂空间Sm。第一安装面24比第二内周面27靠前侧Dmf，且位于相对于主轴线Am的径向内侧。该第一安装面24在主轴单元30安装于基座22的状态下，与主轴单元30的前凸缘部64的前被安装面65相接。螺栓插通孔28从主轴单元收容部23的前表面贯穿至第一安装面24。第一内周面26比第一安装面24靠前侧Dmf，且位于相对于主轴线Am的径向内侧，与第一安装面24相连。该第一内周面26在主轴单元30安装于基座22的状态下，与主轴单元30的前主体部62的外周面对置。

主轴单元30在收容于滚刀滑件20的收容空间Sa之后，固定于滚刀滑件20的基座22。如上所述，在主轴单元30收容于收容空间Sa的状态下，主轴单元30的前凸缘部64的前被安装面65与滚刀滑件20的第一安装面24在主轴线方向Dm上对置，主轴单元30的后凸缘部74的后被安装面75与滚刀滑件20的第二安装面25在主轴线方向Dm上对置。在将收容于收容空间Sa内的主轴单元30固定于滚刀滑件20的基座22时，使第二固定螺栓46从该主轴单元30的后侧Dmb插通后壳体71的螺栓插通孔78，将该第二固定螺栓46的螺纹部拧入基座22的螺栓螺纹孔29。其结果，主轴单元30的后凸缘部74的后被安装面75与滚刀滑件20的第二安装面25相接。进而，使第一固定螺栓45从主轴单元收容部23的前侧Dmf插通至主轴单元收容部23的螺栓插通孔28，且将该第一固定螺栓45的螺纹部拧入前壳体61的螺栓螺纹孔68。其结果，主轴单元30的前凸缘部64的前被安装面65与滚刀滑件20的第一安装面24相接。在该状态下，主轴单元30的自前被安装面65至后被安装面75的主轴线方向Dm的距离与滚刀滑件20的自第一安装面24至第二安装面25的主轴线方向Dm的距离是完全一致。

假定用螺栓螺纹连结形成有后被安装面75的后壳体71与马达壳体51，用螺栓螺纹连结形成有前被安装面65的前壳体61与马达壳体51。该情况下，因各壳体50的制作误差等原因，使主轴单元30的自前被安装面65至后被安装面75的距离与滚刀滑件20的自第一安装面24至第二安装面25的距离完全一致实质上是不可能的。因此，在本实施方式中，使前壳体61相对于马达壳体51能够在主轴线方向Dm上相对移动。

在由于主轴单元30发生故障等而将主轴单元30从滚刀滑件20拆卸时，从主轴单元收容部23的前侧Dmf将第一固定螺栓45朝前侧Dmf卸下。接着，从主轴单元30的后侧Dmb将第二固定螺栓46朝后侧Dmb卸下。然后，把持主轴单元30的后壳体71，且将该主轴单元30从收容空间Sa朝后侧Dmb拔出。通过以上过程，完成主轴单元30的拆卸。

另外，如上所述，前壳体61相对于马达壳体51能够在主轴线方向Dm上相对移动。因此，即使将用螺栓螺纹连结于马达壳体51的后壳体71朝后侧Dmb拉伸，仍有前壳体61残留于收容空间Sa内的顾虑。因此，如上所述，本实施方式的主轴单元30具备限制主轴31相对于后壳体71在主轴线方向Dm上相对移动的移动量的移动限制部90。因此，若把持后壳体71将该后壳体71朝后侧Dmb拉伸，则固定于后壳体71的移动限制部90的挡环91的承受部92与固定于主轴31的第一对置环94的第一对置部96相接。其结果，若将后壳体71朝后侧Dmb进一步拉伸，则随着后壳体71朝后侧Dmb的移动而主轴31朝后侧Dmb移动。如上所述，主轴31与前轴承41在主轴线方向Dm不相对移动。并且，由于前轴承41保持于前壳体61，因此前轴承41与前壳体61在主轴线方向Dm上不相对移动。因此，若主轴31朝后侧Dmb移动，则前轴承41及前壳体61也随着主轴31的移动而朝后侧Dmb移动。因此，若把持后壳体71且将该后壳体71朝后侧Dmb拉伸，则主轴单元30整体朝后侧Dmb移动。

如上所述，在本实施方式中，滚刀滑件(单元支承台)20的第一安装面24及第二安装面25均朝向后侧Dmb。并且，与第一安装面24在主轴线方向Dm上对置的主轴单元30的前被安装面65及与第二安装面25在主轴线方向Dm上对置的主轴单元30的后被安装面75均朝向前侧Dmf。因此，在从滚刀滑件20拆卸主轴单元30时，能够无须分解主轴单元30而使主轴单元30从滚刀滑件20的主轴单元收容部23朝后侧Dmb分离。因此，在本实施方式中，能够从滚刀滑件20容易地拆卸主轴单元30。并且，在本实施方式中，由于能够在主轴单元30组装完成的状态下安装于滚刀滑件20，因此能够将主轴单元30容易地安装于滚刀滑件20。

并且，在本实施方式中，如图4所示，前壳体61的前凸缘部64从包含前主体部62的后侧Dmb的一端的部分朝径向外侧扩展。因此，即使在配置于主轴单元30的前侧Dmf的工件W大的情况下，仍可以避免该工件W与前凸缘部64之间的干扰。换言之，在本实施方式中，能够加工大的工件W。

(第二实施方式)

参考图8至图10，针对机床的第二实施方式进行说明。

本实施方式的机床是加工中心。如图8所示，该机床100具备：车床111、第一鞍座112、第二鞍座113、头部114、旋转台115、托板116及主轴单元130。

第一鞍座112在水平方向的X方向上可移动地安装于车床111。第二鞍座113在垂直于X方向的方向且在水平方向的Y方向上可移动地安装于第一鞍座112。头部114在垂直于X方向及Y方向的Z方向上可移动地安装于第二鞍座113。主轴单元130固定于该头部114。旋转台115以在Z方向上延伸的第一台轴线At1为中心可旋转地、进而以在X方向上延伸的第二台轴线At2为中心可旋转地安装于车床111。托板(工件保持器)116保持作为加工对象的工件W。该托板116安装于旋转台115上。

本实施方式的机床100虽未图示，但还具备：工具更换装置，自动更换安装于主轴单元130的工具T；及托板更换装置，自动更换托板116。

如图9及图10所示，主轴单元130具备主轴单元本体M及用于将该主轴单元本体M固定于头部114的固定框122。主轴单元本体M与第一实施方式的主轴单元30同样地具备主轴131、固定于主轴131的外周的马达转子137、配置于马达转子137的外周的马达定子139、保持工具T的夹头(或保持器)135、可旋转地支承主轴131的前轴承141及后轴承143、以及壳体150。

主轴131以在Z方向上延伸的主轴线Am为中心，呈在主轴线方向Dm上延伸的圆柱状。夹头135安装于该主轴131的前侧Dmf的一端。前轴承141在主轴线方向Dm上配置于夹头135与马达转子137之间。后轴承143配置于比马达转子137靠后侧Dmb。前轴承141及后轴承143均以主轴线Am为中心可旋转地支承主轴131。前轴承141承受来自主轴131的径向载荷及推力载荷。后轴承143是专门承受来自主轴131的径向载荷的径向轴承。

壳体150具有马达壳体151、前壳体161、后壳体171及盖155。马达壳体151覆盖马达定子139的外周侧。该马达壳体151以主轴线Am为中心呈大致圆筒状。在该马达壳体151的内周面152固定有马达定子139。并且，在该马达壳体151的外周侧，形成有冷却叶片153。

前壳体161覆盖前轴承141的外周侧。该前壳体161具有以主轴线Am为中心呈圆筒状的前主体部162、从前主体部162的外周朝相对于主轴线Am的径向外侧扩展的前凸缘部164。前主体部162在自身的内周侧保持前轴承141。该前主体部162的外径小于马达壳体151的内径。前凸缘部164从包含前主体部162的后侧Dmb的一端的部分朝径向外侧扩展。在前凸缘部164形成有朝向前侧Dmf的前被安装面165、朝向后侧Dmb的内表面166及朝向径向外侧的外周面167。进而，在该前凸缘部164还形成有从前被安装面165朝后侧Dmb凹陷的螺栓螺纹孔168。前凸缘部164的外周面167与马达壳体151的内周面152相接。即，该外周面167成为接触面。马达壳体151的内周面152仅与前凸缘部164的各面中的作为外周面的接触面167相接。因此，马达壳体151能够相对于前凸缘部164在主轴线方向Dm上相对移动。

后壳体171覆盖后轴承143的外周侧。该后壳体171具有以主轴线Am为中心呈环状的后主体部172及从后主体部172的外周朝相对于主轴线Am的径向外侧延伸的后凸缘部174。后主体部172在自身的内周侧保持后轴承143。该后主体部172的外径与马达壳体151的外径大致相同。在后主体部172，形成有朝向前侧Dmf的面173。该面173与马达壳体151的后端面相接。因此，该面173成为接触面。后凸缘部174形成有朝向前侧Dmf的后被安装面175、朝向后侧Dmb的盖安装面176及朝向径向外侧的外周面177。另外，在该后凸缘部174还形成有从后被安装面175贯穿至盖安装面176的螺栓插通孔178。

盖155堵塞后壳体171的后侧Dmb的开口。该盖155以主轴线Am为中心呈圆板状。在盖155形成有朝向前侧Dmf的内表面156、朝向后侧Dmb的外表面157及从内表面156贯穿至外表面157的贯穿孔158。盖155的内表面156与后壳体171的盖安装面176相接。贯穿孔158为以主轴线Am为中心的圆柱状。该盖155、后凸缘部174的后主体部172、马达壳体151由螺栓螺纹146彼此连结。

主轴单元本体M与第一实施方式的主轴单元30同样地还具有缸体181、活塞182、夹持杆183及螺旋弹簧184。夹持杆183及螺旋弹簧184配置于主轴131的连杆室132内。螺旋弹簧184将夹持杆183朝后侧Dmb施压。活塞182在缸体室181r内流入油时，抵抗螺旋弹簧184的施压力而将夹持杆183朝前侧Dmf按压。夹头(或保持器)135通过在该夹持杆183的主轴线方向Dm上移动而进行工具T的保持及解除。

主轴单元本体M还具备限制主轴131相对于后壳体171在主轴线方向Dm上相对移动的移动量的移动限制部190。该移动限制部190与第一实施方式的移动限制部90同样地具有固定于后壳体171的后主体部172的挡环191、固定于主轴131的后端的第一对置环194及固定于主轴131的外周的第二对置环197。

固定框122具有收容主轴单元本体M的本体收容部123。在该本体收容部123内，以主轴线Am为中心形成有大致圆柱状的收容空间Sa。该本体收容部123与第一实施方式的主轴单元收容部23同样地具有朝向后侧Dmb的第一安装面124及第二安装面125、朝向相对于主轴线Am的径向内侧的第一内周面126及第二内周面127及螺栓插通孔128。第二安装面125成为在固定框122中最后侧Dmb的后端面。该第二安装面125在主轴单元本体M安装于固定框122的状态下，与主轴单元本体M的后凸缘部174的后被安装面175相接。第一内周面126、第二内周面127及第一安装面124均为划定收容空间Sa的面。第二内周面127位于比第二安装面125靠前侧Dmf，并与第二安装面125相连。该第二内周面127在主轴单元本体M安装于固定框122的状态下，与主轴单元本体M的马达壳体151对置。该第二内周面127与马达壳体151之间形成制冷剂空间Sm。第一安装面124比第二内周面127靠前侧Dmf，且位于相对于主轴线Am的径向内侧。该第一安装面124在主轴单元本体M安装于固定框122的状态下，与主轴单元本体M的前凸缘部164的前被安装面165相接。螺栓插通孔128从本体收容部123的前表面贯穿至第一安装面124。第一内周面126比第一安装面124靠前侧Dmf，且位于相对于主轴线Am的径向内侧，与第一安装面124相连。该第一内周面126在主轴单元本体M安装于固定框122的状态下，与主轴单元本体M的前主体部162的外周面对置。

主轴单元本体M在收容于固定框122的收容空间Sa之后，由固定螺栓145固定于固定框122。该固定螺栓145从固定框122的前侧Dmf插通至该固定框122的螺栓插通孔128，且被拧入于前壳体161的螺栓螺纹孔168。

如图10所示，在本实施方式中，前壳体161的前凸缘部164从包含前主体部162的后侧Dmb的一端的部分朝径向外侧扩展。因此，即使在配置于主轴单元130的前侧Dmf的工件W较大的情况下，仍可以避免该工件W与前凸缘部164之间的干扰，且能够缩短工具的突出长度。

产业上的可利用性

根据本发明的一方式，能够容易地进行主轴单元的拆卸及安装。

符号说明

10、100-机床，11、111-车床，12-滚刀柱，112-第一鞍座，13-滚刀鞍座，113-第二鞍座，14-滚刀头，114-头部，15、115-旋转台，16-工件支承器，116-托板(工件保持器)，17-支承柱，18-支承头，19-中心支承件，19a-支承端，20-滚刀滑件(单元支承台)，21-工具支承器，22-基座，122-固定框，23-主轴单元收容部，123-本体收容部，24、124-第一安装面，25、125-第二安装面，26、126-第一内周面，27、127-第二内周面，28、128-螺栓插通孔，29-螺栓螺纹孔，30、130-主轴单元，31、131-主轴，32、132-连杆室，37、137-马达转子，39、139-马达定子，35、135-夹头(保持器)，41、141-前轴承，43、143-后轴承，45-第一固定螺栓，145-固定螺栓，46-第二固定螺栓，146-螺栓螺纹，50、150-壳体，51、151-马达壳体，52、152-内周面，53、153-冷却叶片，55、155-盖，56、156-内表面，57、157-外表面，58、158-贯穿孔，61、161-前壳体，62、162-前主体部，64、164-前凸缘部，65、165-前被安装面，66、166-内表面，67、167-接触面(外周面)，68、168-螺栓螺纹孔，71、171-后壳体，72、172-后主体部，73、173-接触面，74、174-后凸缘部，75、175-后被安装面，76、176-盖安装面，77、177-外周面，78、178-螺栓插通孔，81、181-缸体，81r,181r-缸体室，82、182-活塞，83、183-夹持杆，84、184-螺旋弹簧，90、190-移动限制部，91、191-挡环，92-承受部，94、194-第一对置环，95-第一轴接触部，96-第一对置部，97、197-第二对置环，98-第二轴接触部，99-第二对置部，M-主轴单元本体，Sa-收容空间，Sm-制冷剂空间，Th-齿轮滚刀(工具)，T-工具，W-工件，Ah-头部轴线，Ash-支承头轴线，Am-主轴线，At-台轴线，At1-第一台轴线，At2-第二台轴线，Dm-主轴线方向，Dmf-前侧，Dmb-后侧。

Claims (12)

1.一种主轴单元，是工具以轴线为中心以能够旋转的方式安装于支承所述工具的第一端的单元支承台的主轴单元，所述主轴单元保持所述工具的第二端，以所述轴线为中心使所述工具旋转，所述主轴单元具备：

主轴，以所述轴线为中心在所述轴线延伸的轴线方向上延伸；

马达转子，固定于所述主轴的外周；

马达定子，配置于所述马达转子的外周；

保持器，设置于所述轴线方向上的所述主轴的一端侧即前侧，并保持所述工具；

前轴承，配置于比所述马达转子靠所述前侧，且比所述保持器靠与所述前侧相反的一侧的后侧，将所述主轴支承为能够旋转；

后轴承，配置于比所述马达转子靠所述后侧，将所述主轴支承为能够旋转；

马达壳体，以所述轴线为中心呈筒状，且在内周面固定所述马达定子；

前壳体，覆盖所述前轴承的外周；及

后壳体，覆盖所述后轴承的外周，

所述前壳体具有：前主体部，覆盖所述前轴承的外周且保持所述前轴承；及前凸缘部，从所述前主体部的外周朝相对于所述轴线的径向外侧扩展，

所述后壳体具有：后主体部，覆盖所述后轴承的外周且保持所述后轴承；及后凸缘部，从所述后主体部的外周朝所述径向外侧扩展，

所述前主体部的外径小于所述马达壳体的内径，

在所述前凸缘部形成有：前被安装面，朝向所述前侧，且能够在所述单元支承台与朝向所述后侧的第一安装面接触；及接触面，与所述马达壳体相接，

所述后凸缘部的外径大于所述马达壳体的外径，

在所述后凸缘部形成有：后被安装面，朝向所述前侧，且在所述单元支承台与朝向所述后侧的第二安装面相接。

2.根据权利要求1所述的主轴单元，其中，

在所述前凸缘部，形成有螺栓螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的主轴单元，其中，

在所述后凸缘部，形成有从所述后被安装面贯穿至后侧的螺栓插通孔。

4.根据权利要求2所述的主轴单元，其中，

在所述后凸缘部，形成有从所述后被安装面贯穿至后侧的螺栓插通孔。

5.根据权利要求1所述的主轴单元，其中，

所述前凸缘部从包含所述前主体部的所述后侧端的部分朝所述径向外侧扩展。

6.根据权利要求2所述的主轴单元，其中，

所述前凸缘部从包含所述前主体部的所述后侧端的部分朝所述径向外侧扩展。

7.根据权利要求3所述的主轴单元，其中，

所述前凸缘部从包含所述前主体部的所述后侧端的部分朝所述径向外侧扩展。

8.根据权利要求4所述的主轴单元，其中，

所述前凸缘部从包含所述前主体部的所述后侧端的部分朝所述径向外侧扩展。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的主轴单元，其中，

所述前凸缘部的所述接触面为以所述前壳体能够相对于所述马达壳体在所述轴线方向上相对移动的方式沿所述轴线方向扩展的面。

10.根据权利要求9所述的主轴单元，其中，

在所述前壳体能够相对于所述马达壳体在所述轴线方向上相对移动的所述主轴单元中，还具备：移动限制部，限制所述后壳体相对于所述主轴在所述轴线方向上相对移动的移动量。

11.根据权利要求10所述的主轴单元，其中，

所述前轴承为承受相对于所述主轴的径向载荷及推力载荷的轴承。

12.一种机床，其具备：

权利要求1至11中任一项所述的主轴单元；

所述单元支承台；

工件保持器，保持作为加工对象的工件；及

移动机构，使所述主轴单元与所述工件保持器相对移动。

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