JP2004322306A - Main spindle unit - Google Patents

Main spindle unit Download PDF

Info

Publication number
JP2004322306A
JP2004322306A JP2003419854A JP2003419854A JP2004322306A JP 2004322306 A JP2004322306 A JP 2004322306A JP 2003419854 A JP2003419854 A JP 2003419854A JP 2003419854 A JP2003419854 A JP 2003419854A JP 2004322306 A JP2004322306 A JP 2004322306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
spindle device
bearing sleeve
rotating shaft
sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003419854A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4139971B2 (en
JP2004322306A5 (en
Inventor
Sumio Sugita
澄雄 杉田
Yasushi Morita
康司 森田
Yoshifumi Inagaki
好史 稲垣
Mitsuho Aoki
満穂 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2003419854A priority Critical patent/JP4139971B2/en
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to US10/534,354 priority patent/US7311482B2/en
Priority to PCT/JP2004/004591 priority patent/WO2004087353A1/en
Priority to CNB2004800090888A priority patent/CN100556588C/en
Priority to CN200710165872.3A priority patent/CN101185975B/en
Priority to KR1020057017668A priority patent/KR100658406B1/en
Priority to TW093108988A priority patent/TW200422136A/en
Priority to EP04724728A priority patent/EP1609549B1/en
Priority to AT04724728T priority patent/ATE511933T1/en
Publication of JP2004322306A publication Critical patent/JP2004322306A/en
Publication of JP2004322306A5 publication Critical patent/JP2004322306A5/ja
Priority to US11/907,760 priority patent/US8052362B2/en
Priority to US11/907,761 priority patent/US7690873B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4139971B2 publication Critical patent/JP4139971B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive main spindle unit easy in maintenance, and superior in incorporation performance. <P>SOLUTION: This main spindle unit 1 has: an outer cylinder 3 having a stator 4 and a sleeve housing 5; a freely rotatable rotary shaft 6 having a rotor 7; a front side bearing 12 being a combinational angular ball bearing having an outer ring fixed to a front housing 8, and having an inner ring fitted around one end of the rotary shaft 6; a bearing sleeve 11 arranged on the other end side of the rotary shaft 6, and movable in the shaft direction of the rotary shaft 6 by fitting to the sleeve housing 5; and a rear side bearing 13 being a pair of angular ball bearings having an inner ring fitted around the other end of the rotary shaft 6, having an outer ring fixed to the bearing sleeve 11, and rotatably supporting the rotary shaft 6 by cooperating with the front side bearing 12. Further, the unit is constituted so that a semi-assembly 2 composed of the front housing 8, the rotary shaft 6, and the bearing sleeve 11, can be extracted from the outer cylinder 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、工作機械等の主軸装置に関する。   The present invention relates to a spindle device for a machine tool or the like.

従来の工作機械等の主軸装置としては、図13に示すようなビルトインモータスピンドル装置が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。   As a conventional spindle device of a machine tool or the like, a built-in motor spindle device as shown in FIG. 13 is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).

図13に示すビルトインモータスピンドル装置80は、ユニット支持部材82によって保持されるモータハウジング83と、このモータハウジング前方に結合されるフロントハウジング84と、を備えている。また、このモータハウジング83及びフロントハウジング84内に内装されるスピンドル本体85と、モータハウジング83の中間部内周に固着されたステータ86とを備え、スピンドル本体85の中間部外周にはロータ87が固着されている。   The built-in motor spindle device 80 shown in FIG. 13 includes a motor housing 83 held by a unit support member 82, and a front housing 84 connected to the front of the motor housing. A spindle body 85 provided inside the motor housing 83 and the front housing 84 and a stator 86 fixed to the inner periphery of an intermediate portion of the motor housing 83 are provided. A rotor 87 is fixed to the outer periphery of the intermediate portion of the spindle body 85. Have been.

また、スピンドル本体85は中空筒状となり、筒内には皿ばね88で付勢され且つ筒内を摺動自在なドローバ89が設けられているとともに、この先端にはチャック部89aが設けられている。そして、フロントハウジング84とスピンドル本体85間には、4個のフロント側軸受92を介装している。また、スピンドル本体85の後部外周には円筒ころ軸受であるリア側軸受93と、軸受スリーブ94が外嵌されており、モータハウジング83の後部にはリアカバー95がボルト締めされている。
特開平7−112303号公報(第2−3頁、第1図) 特開平2003−159622号公報(第4−5頁、第1図)
The spindle body 85 has a hollow cylindrical shape. A drawbar 89 urged by a disc spring 88 and slidable in the cylinder is provided in the cylinder, and a chuck portion 89a is provided at the tip of the drawbar 89. I have. Four front bearings 92 are provided between the front housing 84 and the spindle body 85. A rear bearing 93 as a cylindrical roller bearing and a bearing sleeve 94 are externally fitted on the outer periphery of a rear portion of the spindle body 85, and a rear cover 95 is bolted to a rear portion of the motor housing 83.
JP-A-7-112303 (page 2-3, FIG. 1) JP-A-2003-159622 (pages 4 to 5, FIG. 1)

ところで、工作機械では、主に軸受に損傷を生じることで主軸故障の原因となることが多く、軸受の寿命や、加工プログラムミスによる主軸の衝突等がその原因である。主軸が故障してから復帰するまでの時間(ダウンタイム)を短縮することが、特に自動車部品加工等の生産ラインに直結する部品加工現場では重要である。また、工作機械の主軸の高速化が進んでおり、主軸軸受の寿命は低速機(dmN60万未満)では10万時間以上と実質無限であったのに対し、高速機では1〜2万時間となってきたため、消耗品扱いと考え、メンテナンスコストを抑える必要も生じている。   By the way, in a machine tool, a main shaft failure is often caused by mainly causing damage to a bearing, which is caused by a bearing life, a spindle collision due to a machining program error, and the like. It is important to reduce the time (downtime) from the failure of the spindle to the return of the spindle, particularly at a parts processing site directly connected to a production line such as processing of automobile parts. In addition, the speed of the main spindle of machine tools has been increasing, and the life of the spindle bearing has been virtually unlimited to 100,000 hours or more for low-speed machines (less than 600,000 dmN), whereas it has reached 10,000 to 20,000 hours for high-speed machines. Because of this, it is necessary to consider maintenance as a consumable item and to reduce maintenance costs.

上記特許文献1に開示されているスピンドル装置80では、メンテナンス性向上のためにスピンドル本体85が抜けるように構成されている。しかしながら、この構成では、スピンドル本体85は抜けるが、円筒ころ軸受であるリア側軸受93の交換に関する記載はなく、リア側軸受93が損傷すればメンテナンスの手間は従来と変わらない。また、スピンドル本体85を抜くために、潤滑ノズルの突出部が設けられないので、必然的に、組込み後にリア軸受93の慣らし運転が2〜10時間程度必要となるので、ダウンタイムが長くなるという問題があった。
また、上記特許文献2に開示されている主軸装置では、主軸を取り外す時は後部に回ってパイプ73を外したり、組立てるときはさらに軸受ケース33とパイプ73の位相を合わせる作業が必要であったりと、作業性が悪いという問題があった。
The spindle device 80 disclosed in Patent Document 1 is configured so that the spindle main body 85 can be pulled out to improve maintainability. However, in this configuration, although the spindle body 85 comes off, there is no description regarding replacement of the rear bearing 93 which is a cylindrical roller bearing, and if the rear bearing 93 is damaged, the maintenance work is the same as in the related art. In addition, since the protrusion of the lubrication nozzle is not provided to remove the spindle main body 85, the running-in operation of the rear bearing 93 is inevitably required to be performed for about 2 to 10 hours after assembling. There was a problem.
Further, in the spindle device disclosed in Patent Document 2, when removing the spindle, the pipe 73 is turned around to remove the pipe 73, and when assembling, it is necessary to further align the phases of the bearing case 33 and the pipe 73. There was a problem that workability was poor.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、メンテナンス時の組込み及び取り外し作業が容易で且つ低コストな主軸装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost spindle device that can be easily assembled and removed during maintenance.

1)本発明の主軸装置は、ステータを有する外筒と、ロータを有する回転自在な回転軸と、外輪がフロントハウジングに固定されると共に内輪が前記回転軸の一端に外嵌するフロント側軸受と、前記回転軸の他端側に配設され前記外筒に嵌合して前記回転軸の軸方向に移動可能な軸受スリーブと、内輪が前記回転軸の他端に外嵌すると共に外輪が前記軸受スリーブに固定されて前記フロント側軸受と共働して前記回転軸を回動自在に支持するリア側軸受と、を備えた主軸装置であって、前記外筒の内周径、前記ステータの内径、前記軸受スリーブの外径の順に直径が小さくなり、前記フロントハウジングと、前記回転軸と前記軸受スリーブとからなる半組立体が前記外筒から抜き取り可能であり、且つ前記軸受スリーブから後方の任意の断面における回転体直径が、前記軸受スリーブ後端から前記断面の間における非回転体の最小直径よりも小さい、ことを特徴としている。   1) A spindle device according to the present invention includes an outer cylinder having a stator, a rotatable rotating shaft having a rotor, a front bearing in which an outer ring is fixed to a front housing and an inner ring is externally fitted to one end of the rotating shaft. A bearing sleeve disposed on the other end side of the rotating shaft and fitted to the outer cylinder and movable in the axial direction of the rotating shaft; and an inner ring externally fitted to the other end of the rotating shaft and the outer ring is A rear bearing that is fixed to a bearing sleeve and cooperates with the front bearing to rotatably support the rotating shaft, the inner peripheral diameter of the outer cylinder; The diameter decreases in the order of the inner diameter and the outer diameter of the bearing sleeve, so that the front housing, the subassembly including the rotating shaft and the bearing sleeve can be removed from the outer cylinder, and the rear part from the bearing sleeve. Any cross section Definitive rotator diameter, smaller than the smallest diameter of the non-rotating member in between said bearing sleeve rear end of the cross section, is characterized in that.

ここで、フロント側軸受としては、複列の組み合わせアンギュラ玉軸受を例示できる。また、リア側軸受としては、一対のアンギュラ玉軸受を例示できる。   Here, as the front side bearing, a double row combination angular contact ball bearing can be exemplified. In addition, a pair of angular ball bearings can be exemplified as the rear bearing.

このように構成された主軸装置においては、フロントハウジング、回転軸及び軸受スリーブとからなる半組立体が外筒から抜き取り可能である。そのため、組込み性が向上するとともに破損時に速やかに交換できる。また、軸受スリーブは、リア側軸受が組立てられた状態であるため、半組立体の抜き差しでグリースの状態は変化しない。
従って、この主軸装置においては、半組立体を別の外筒を用いて予め慣らし運転を行ってから在庫することで、回転軸破損時に半組立体を交換して、即座に通常運転が可能となり、ダウンタイムの大幅な短縮が可能となる。また、主軸装置全体を交換するよりコスト低減でき、在庫コストの低減も可能となる。これにより、従来のような、メンテナンスの手間を減少することができないグリース潤滑となって組込み後に軸受の慣らし運転を必要とするためにダウンタイムが長くなるという問題を解消できることになる。
In the spindle device configured as described above, the subassembly including the front housing, the rotating shaft, and the bearing sleeve can be extracted from the outer cylinder. Therefore, the assembling property is improved, and it can be quickly replaced when it is damaged. Further, since the rear side bearing of the bearing sleeve is assembled, the state of the grease does not change when the sub-assembly is inserted or removed.
Therefore, in this spindle device, the subassembly is preliminarily operated by using another outer cylinder and then stocked, so that the subassembly can be replaced when the rotating shaft is broken, and normal operation can be immediately performed. Thus, downtime can be greatly reduced. Further, the cost can be reduced as compared with replacing the entire spindle device, and the inventory cost can be reduced. As a result, it is possible to solve the problem of the conventional grease lubrication that cannot reduce the maintenance work and the need for running-in of the bearing after installation, resulting in a longer downtime.

また、外筒の内周径、ステータの内径、軸受スリーブの外径の順に直径が小さくなり、軸受スリーブより後方において、半組立体を抜こうとしたときに非回転体が障害とならないように任意の断面における回転体直径が軸受スリーブ後端から前記断面の間における非回転体の最小直径より小さくして、非回転体が障害とならないようにしている。したがって、半組立体を抜こうとしたとき、工具を保持・開放する非回転体であるピストン機構等が障害になることはない。   Also, the diameter becomes smaller in the order of the inner diameter of the outer cylinder, the inner diameter of the stator, and the outer diameter of the bearing sleeve, so that the non-rotating body does not become an obstacle when trying to pull out the subassembly behind the bearing sleeve. The diameter of the rotating body in an arbitrary cross section is smaller than the minimum diameter of the non-rotating body between the rear end of the bearing sleeve and the cross section so that the non-rotating body does not hinder the rotating body. Therefore, when trying to remove the sub-assembly, the non-rotating body, such as the piston mechanism, which holds and releases the tool, does not become an obstacle.

2)本発明の主軸装置は、ステータを有する外筒と、ロータを有する回転自在な回転軸と、外輪がフロントハウジングに固定されると共に内輪が前記回転軸の一端に外嵌するフロント側軸受と、前記回転軸の他端側に配設され前記外筒に嵌合して前記回転軸の軸方向に移動可能な軸受スリーブと、内輪が前記回転軸の他端に外嵌すると共に外輪が前記軸受スリーブに固定されて前記フロント側軸受と共働して前記回転軸を回動自在に支持するリア側軸受と、を備えた主軸装置であって、前記フロントハウジングと、前記回転軸と前記軸受スリーブとからなる半組立体が前記外筒から抜き取り可能であり、前記回転軸に工具交換自在な内径部品が組み込まれているとともに、工具交換のためのピストン機構を有することを特徴としている。   2) The spindle device according to the present invention includes an outer cylinder having a stator, a rotatable rotating shaft having a rotor, a front bearing in which an outer ring is fixed to a front housing and an inner ring is externally fitted to one end of the rotating shaft. A bearing sleeve disposed on the other end side of the rotating shaft and fitted to the outer cylinder and movable in the axial direction of the rotating shaft; and an inner ring externally fitted to the other end of the rotating shaft and the outer ring is A rear bearing fixed to a bearing sleeve and rotatably supporting the rotating shaft in cooperation with the front bearing, wherein the front housing, the rotating shaft and the bearing are provided. A subassembly consisting of a sleeve can be extracted from the outer cylinder, a tool exchangeable inner diameter part is incorporated in the rotary shaft, and a piston mechanism for tool exchange is provided.

このように構成された主軸装置においては、フロントハウジング、回転軸及び軸受スリーブとからなる半組立体が外筒から抜き取り可能である。そのため、組込み性が向上するとともに破損時に速やかに交換できる。また、軸受スリーブは、リア側軸受が組立てられた状態であるため、半組立体の抜き差しでグリースの状態は変化しない。
従って、この主軸装置においては、半組立体を別の外筒を用いて予め慣らし運転を行ってから在庫することで、回転軸破損時に半組立体を交換して、即座に通常運転が可能となり、ダウンタイムの大幅な短縮が可能となる。また、主軸装置全体を交換するよりコスト低減でき、在庫コストの低減も可能となる。
また、ピストン機構を介し、回転軸に組み込まれた内径部品によって工具交換が行われるため、外部に露出したものと比べて、高い潤滑性能を有して工具交換を行うことができる。
In the spindle device configured as described above, the subassembly including the front housing, the rotating shaft, and the bearing sleeve can be extracted from the outer cylinder. Therefore, the assembling property is improved, and it can be quickly replaced when it is damaged. Further, since the rear side bearing of the bearing sleeve is assembled, the state of the grease does not change when the sub-assembly is inserted or removed.
Therefore, in this spindle device, the subassembly is preliminarily operated by using another outer cylinder and then stocked, so that the subassembly can be replaced when the rotating shaft is broken, and normal operation can be immediately performed. Thus, downtime can be greatly reduced. Further, the cost can be reduced as compared with replacing the entire spindle device, and the inventory cost can be reduced.
In addition, since the tool is exchanged through the piston mechanism by the inner diameter part incorporated in the rotary shaft, the tool exchange can be performed with higher lubrication performance than that exposed outside.

3)本発明の主軸装置は、前記2)に記載した主軸装置において、前記半組立体の取付け基準面と前記内径部品のピストン押付け面との距離が、基準寸法に対して±0.1mm以内に調整されていることを特徴としている。   3) The spindle device according to 2), wherein the distance between the reference mounting surface of the sub-assembly and the piston pressing surface of the inner diameter component is within ± 0.1 mm of a reference dimension. It is characterized by being adjusted to.

このようにすると、適切にアンクランプを行えるため、半組立体の交換を行う際にピストン調整を不要としてメンテナンス性を向上させることができる。   In this case, since the unclamping can be performed appropriately, it is not necessary to adjust the piston when replacing the subassembly, so that the maintenance can be improved.

4)本発明の主軸装置は、前記2)に記載した主軸装置において、前記内径部品が、ばねを圧縮可能に組み込まれているとともに、前記内径部品の後部に調整部品が固定されており、当該調整部品に、前記ピストン機構へのピストン押付け面が形成されていることを特徴としている。   4) In the spindle device of the present invention, in the spindle device described in 2), the inner diameter component is incorporated so that a spring can be compressed, and an adjustment component is fixed to a rear portion of the inner diameter component. The adjustment component is characterized in that a piston pressing surface against the piston mechanism is formed.

このようにすると、調整部品によって、工具ホルダ押し量を予め定められた値に設定することができるので、その許容差を調整することによって、適切にアンクランプを行えるようにし、その結果、内径部品の交換を行う際にピストン調整を不要としてメンテナンス性を向上させることができる。   With this configuration, the tool holder pressing amount can be set to a predetermined value by the adjustment component. By adjusting the tolerance, unclamping can be performed appropriately, and as a result, When performing replacement, piston adjustment is not required, thereby improving maintainability.

5)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記4)のいずれか一項に記載した主軸装置において、前記フロントハウジングが、前記外筒に対して締り嵌めで嵌合されていることを特徴としている。   5) The spindle device according to any one of 1) to 4), wherein the front housing is fitted to the outer cylinder by interference fit. And

このようにすると、半組立体の分解、組付け、または交換した場合等、フロントハウジングと外筒の軸心がズレることがなく、高い精度を維持できる。   In this case, when the subassembly is disassembled, assembled, or replaced, the axial center between the front housing and the outer cylinder does not shift, and high accuracy can be maintained.

6)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記5)のいずれか一項に記載した主軸装置において、前記軸受スリーブが、スリーブハウジングに内嵌されており、当該軸受スリーブ外径が、当該スリーブハウジング内径に対して隙間嵌めで嵌合されていることを特徴としている。   6) In the spindle device according to the present invention, in the spindle device according to any one of 1) to 5), the bearing sleeve is fitted in a sleeve housing, and the outer diameter of the bearing sleeve is the same as that of the spindle device. It is characterized in that it is fitted with a clearance fit to the inner diameter of the sleeve housing.

このようにすると、リア側軸受及び軸受スリーブは、主に回転軸をサポートするのが役割であるが、ロータ発熱による熱膨張など軸方向変位をシンプルな構造で吸収することができる。   In this case, the role of the rear bearing and the bearing sleeve is to mainly support the rotating shaft, but the axial displacement such as the thermal expansion due to the heat generated by the rotor can be absorbed with a simple structure.

7)本発明の主軸装置は、前記6)に記載した主軸装置において、前記軸受スリーブ外径と前記スリーブハウジング内径との間に複数対のオーリングが介在されていることを特徴としている。   7) The spindle device according to 6), wherein a plurality of pairs of O-rings are interposed between the outer diameter of the bearing sleeve and the inner diameter of the sleeve housing.

このようにすると、軸受スリーブ外径とスリーブハウジング内径との間の複数対のオーリングによって潤滑剤の漏れを防ぎ、オーリングの締め代による減衰効果によって、軸受スリーブの振動を減衰させることができる。   In this case, a plurality of pairs of O-rings between the outer diameter of the bearing sleeve and the inner diameter of the sleeve housing prevent the leakage of the lubricant, and the vibration of the bearing sleeve can be attenuated by the damping effect of the interference of the O-ring. .

8)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記7)のいずれか一項に記載した主軸装置において、前記軸受スリーブと前記スリーブハウジングとの嵌合長さと、当該軸受スリーブの外径と、の比が、嵌合長さ/外径=0.45〜0.8の範囲内に設定されていることを特徴としている。   8) The spindle device according to the present invention, in the spindle device according to any one of 1) to 7), wherein a fitting length between the bearing sleeve and the sleeve housing, an outer diameter of the bearing sleeve, Is set in the range of fitting length / outer diameter = 0.45 to 0.8.

このようにすると、軸受スリーブの外径と、スリーブハウジングとの嵌合部の長さと、が適切な関係に設定されるため、メンテナンス性および工作機械としての性能に優れた半組立体の構造を得ることができる。   With this configuration, the outer diameter of the bearing sleeve and the length of the fitting portion to the sleeve housing are set in an appropriate relationship, so that the structure of the subassembly excellent in maintainability and performance as a machine tool is provided. Obtainable.

9)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記8)のいずれか一項に記載した主軸装置において、前記軸受スリーブの円周上に複数設けられた潤滑剤排出穴と、当該軸受スリーブ外周の嵌合面に設けられた円周溝と、当該円周溝に連通接続された半径方向の潤滑剤供給経路と、を有することを特徴としている。   9) The spindle device according to any one of 1) to 8) above, wherein a plurality of lubricant discharge holes are provided on a circumference of the bearing sleeve, and an outer periphery of the bearing sleeve. Are provided with a circumferential groove provided on the fitting surface and a lubricant supply path in a radial direction connected to and connected to the circumferential groove.

このようにすると、軸受スリーブがどんな位相でも問題なく潤滑剤を排出することが可能となる。例えば、水平取付けのスピンドルは下側に排出穴が必要になるが、いずれかの穴が下側に向くので排出を行うことができる。さらに、潤滑剤を軸受スリーブがどんな位置でも供給できる。したがって、軸受スリーブの位相を合わせる必要がなくなり、メンテナンスの作業性が良い。   In this way, it is possible for the bearing sleeve to discharge the lubricant without problems in any phase. For example, a horizontally mounted spindle would require a drain hole on the bottom, but any of the holes would point to the bottom to allow for drain. In addition, the lubricant can be supplied at any position by the bearing sleeve. Therefore, it is not necessary to match the phases of the bearing sleeves, and the workability of maintenance is good.

10)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記9)のいずれか一項に記載した主軸装置において、前記リア側軸受が、定位置予圧で且つ背面組み合わせのアンギュラ玉軸受であることを特徴としている。   10) The spindle device according to any one of 1) to 9), wherein the rear bearing is an angular ball bearing having a fixed preload and a rear combination. And

このようにすると、ロータ発熱による熱膨張など軸方向変位をシンプルな構造で吸収することができる。   In this way, axial displacement such as thermal expansion due to heat generated by the rotor can be absorbed with a simple structure.

11)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記10)のいずれか一項に記載した主軸装置において、グリース潤滑であることを特徴としている。   11) The spindle device according to the present invention is characterized in that the spindle device according to any one of 1) to 10) is grease-lubricated.

このようにすると、取り扱いが容易であって、比較的安価なグリース潤滑により、メンテナンスを少ない費用で行うことができる。   In this way, the maintenance can be performed at low cost by easy handling and relatively inexpensive grease lubrication.

12)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記11)のいずれか一項に記載した主軸装置において、グリース補給装置を備えていることを特徴としている。   12) A spindle device according to the present invention is the spindle device described in any one of 1) to 11) above, further including a grease replenishing device.

このようにすると、グリース補給装置によって、グリースの不足を補うことができるので、焼付き等を回避することができる。   With this configuration, the grease replenishing device can make up for the shortage of grease, so that seizure or the like can be avoided.

13)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記10)いずれか一項または請求項12に記載した主軸装置において、グリース補給された後に、余分なグリースを排出させる機構を持っていることを特徴としている。   13) The spindle device according to any one of the above 1) to 10) or the spindle device according to claim 12, further comprising a mechanism for discharging excess grease after grease is supplied. Features.

このようにすると、軸受内部へ供給され、不要となった潤滑剤は、軸受近傍に配された外輪間座等の回転部材に付着され、回転部材に付着した潤滑剤は、回転力により軸受の外側に弾き飛ばされる。それにより、不要になった潤滑剤を強制的に軸受外部へ排出することができる。   In this case, the lubricant that is supplied to the inside of the bearing and becomes unnecessary is attached to a rotating member such as an outer ring spacer disposed near the bearing, and the lubricant attached to the rotating member is applied to the bearing by the rotating force. It is flipped out. Thereby, the unnecessary lubricant can be forcibly discharged to the outside of the bearing.

14)本発明の主軸装置は、前記1)〜前記10)のいずれか一項に記載した主軸装置において、オイルエア、オイルミスト及び直噴潤滑のいずれかの微量潤滑を用いたことを特徴としている。   14) The spindle device according to the present invention is characterized in that, in the spindle device according to any one of 1) to 10), any one of oil-air, oil mist, and direct injection lubrication is used in a small amount. .

このようにすると、オイルエア、オイルミスト及び直噴潤滑のいずれかの微量潤滑によって、効率の良い潤滑を行うことができるので、耐焼付き性を更に向上させることができる。   With this configuration, efficient lubrication can be performed by any of a small amount of oil air, oil mist, and direct injection lubrication, so that seizure resistance can be further improved.

本発明によれば、メンテナンス時の組込み及び取り外し作業が容易で、交換後すぐに運転でき、且つ低コストな主軸装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a low-cost spindle device that can be easily assembled and removed during maintenance, can be operated immediately after replacement, and is inexpensive.

以下、本発明に係る複数の好適な実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る主軸装置の第1実施形態の縦断面図、図2は図1に示す主軸装置における半組立体を示す縦断面図、図3は図1におけるリアカバーを示す正面図、図4は本発明に係る主軸装置の第2実施形態の縦断面図、図5は図4に示す主軸装置の半組立体を示す縦断面図、図6は図4に示す主軸装置の工具アンクランプ状態での縦断面図、図7は図4に示す主軸装置の自動工具交換装置機との組付け図、図8は本発明に係る主軸装置の第3実施形態の半組立体を示す縦断面図、図9は図8に示した半組立体の外筒への挿入状態を示す縦断面図、図10は図9に示した主軸装置における軸受の寸法及び面圧の特性図、図11(a)は本発明に係る主軸装置の第4実施形態における軸受スリーブの正面図、図11(b)は(a)の縦断面図、図12は図11(a),(b)の変形例を示す要部縦断面図である。   Hereinafter, a plurality of preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a spindle device according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a subassembly of the spindle device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a front view showing a rear cover in FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the spindle device according to the present invention, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a subassembly of the spindle device shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a tool anchor of the spindle device shown in FIG. FIG. 7 is a vertical sectional view in a clamped state, FIG. 7 is an assembly view of the spindle device shown in FIG. 4 with an automatic tool changer, and FIG. 8 is a longitudinal section showing a third embodiment of a spindle device according to the present invention. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a state in which the subassembly shown in FIG. 8 is inserted into the outer cylinder. FIG. 10 is a characteristic diagram of bearing dimensions and surface pressure in the spindle device shown in FIG. (A) is a front view of a bearing sleeve in a fourth embodiment of a spindle device according to the present invention, and (b) of FIG. 11 is a longitudinal section of (a). , 12 FIG. 11 (a), an essential part longitudinal cross sectional view showing a modified example of (b).

図1に示すように、本発明の第1実施形態である主軸装置1は、ステータ4とスリーブハウジング5を有する外筒3と、ロータ7を有する回転自在な回転軸6と、外輪がフロントハウジング8に固定されると共に内輪が回転軸6の一端に外嵌する組み合わせアンギュラ玉軸受であるフロント側軸受12と、を備えている。また、回転軸6の他端側に配設されスリーブハウジング5に嵌合して回転軸6の軸方向に移動可能な軸受スリーブ11と、内輪が回転軸6の他端に外嵌すると共に外輪が軸受スリーブ11に固定されてフロント側軸受12と共働して回転軸6を回動自在に支持する一対のアンギュラ玉軸受であるリア側軸受13と、を備えている。符号14は、工具交換のためのピストン機構である。なお、スリーブハウジング5と外筒3とは一体構造としても良い。   As shown in FIG. 1, a main spindle device 1 according to a first embodiment of the present invention includes an outer cylinder 3 having a stator 4 and a sleeve housing 5, a rotatable rotary shaft 6 having a rotor 7, and an outer ring having a front housing. And a front side bearing 12 which is a combined angular ball bearing in which the inner ring is fitted to one end of the rotary shaft 6 while being fixed to the rotating shaft 6. A bearing sleeve 11 disposed on the other end of the rotating shaft 6 and fitted in the sleeve housing 5 and movable in the axial direction of the rotating shaft 6; And a rear bearing 13, which is a pair of angular ball bearings, fixed to the bearing sleeve 11 and cooperating with the front bearing 12 to rotatably support the rotating shaft 6. Reference numeral 14 denotes a piston mechanism for tool change. Note that the sleeve housing 5 and the outer cylinder 3 may have an integral structure.

図2に示すように、フロントハウジング8と、回転軸6と、軸受スリーブ11とからなる半組立体2が、外筒3から抜き取り可能なように構成されている。すなわち、本実施形態の主軸装置1は、外筒3の内周径φA、ロータ7の外径φB、軸受スリーブ11の外径φCの順に直径が小さくなっている(φA>φB>φC)。また、ロータ外径φBの代わりにステータ内径φB´(図1参照)に対して、φA>φB´>φCとしても良い。また、軸受スリーブ11より後方の範囲Lにおいて、半組立体2の外径が軸受スリーブ11の外径より小さく設定されている。すなわち、矢印Mの方向に主軸を抜こうとしたときに、非回転体が障害とならないように範囲Lの任意の断面における主軸回転体の外径を当該断面から軸受スリーブ後端の間の非回転体の最小内周径より小さくして、非回転体が障害とならないように回転体外径を規定している。したがって、半組立体2を図中M方向に抜こうとしたとき、図中左側端部に装着される工具Wを保持/開放する非回転体であるピストン機構14等が障害になることはない。   As shown in FIG. 2, the subassembly 2 including the front housing 8, the rotating shaft 6, and the bearing sleeve 11 is configured to be able to be extracted from the outer cylinder 3. That is, in the spindle device 1 of the present embodiment, the diameter decreases in the order of the inner diameter φA of the outer cylinder 3, the outer diameter φB of the rotor 7, and the outer diameter φC of the bearing sleeve 11 (φA> φB> φC). Further, instead of the rotor outer diameter φB, the stator inner diameter φB ′ (see FIG. 1) may be set to satisfy φA> φB ′> φC. In a range L behind the bearing sleeve 11, the outer diameter of the subassembly 2 is set smaller than the outer diameter of the bearing sleeve 11. That is, when trying to pull out the main shaft in the direction of arrow M, the outer diameter of the main shaft rotating body in an arbitrary cross section of the range L is set so that the non-rotating body does not hinder the non-rotating body. The outer diameter of the rotating body is defined so as to be smaller than the minimum inner diameter of the rotating body so that the non-rotating body does not hinder the rotating body. Therefore, when trying to pull out the sub-assembly 2 in the direction M in the figure, the piston mechanism 14 or the like, which is a non-rotating body that holds / opens the tool W attached to the left end in the figure, does not become an obstacle. .

また、主軸装置1は、軸受スリーブ11の外径が、スリーブハウジング5の内径に対して5〜30μmの隙間嵌めである。更に、主軸装置1は、リア側軸受13が、定位置予圧で且つ背面組み合わせのアンギュラ玉軸受である。これにより、リア側軸受13及び軸受スリーブ11は、主に回転軸6をサポートするのが役割であるが、ロータ発熱による熱膨張など軸方向変位をシンプルな構造で吸収することができる。   In the spindle device 1, the outer diameter of the bearing sleeve 11 is a clearance fit of 5 to 30 μm with respect to the inner diameter of the sleeve housing 5. Further, in the spindle device 1, the rear bearing 13 is an angular contact ball bearing having a fixed preload and a rear combination. Thus, although the role of the rear bearing 13 and the bearing sleeve 11 is to mainly support the rotating shaft 6, axial displacement such as thermal expansion due to heat generated by the rotor can be absorbed with a simple structure.

また、主軸装置1は、フロントハウジング8と外筒3内周面とのインロー部15が、0〜20μmの締り嵌めである。これにより、フロントハウジング8と外筒3の軸心がずれるようなことはない。また、合わせ面16はフロントハウジング8及び外筒3が軸心に対して2〜5μm以下の直角度にて高精度に仕上げ加工されている。これにより、インロー部15の長さLRが短くても、両者の軸心が一致する。インロー部15の長さが長いと組込み性が悪いが、本実施形態では、インロー長さLRは、インロー径φAの1/10〜1/30程度と短くしている。また、インロー部15の長さLRが短いので、組込みボルト17によって容易に締め込んで組立てることができる。これにより、心合わせ作業の必要がなくなる。   In the spindle device 1, the spigot portion 15 between the front housing 8 and the inner peripheral surface of the outer cylinder 3 is a tight fit of 0 to 20 μm. Thus, the axial center of the front housing 8 and the axis of the outer cylinder 3 do not shift. In addition, the mating surface 16 is finished with high precision at a right angle of 2 to 5 μm or less with respect to the axis of the front housing 8 and the outer cylinder 3. Thereby, even if the length LR of the spigot part 15 is short, the axes of the two coincide. If the length of the spigot part 15 is long, the assembling property is poor, but in the present embodiment, the spigot length LR is set to be as short as about 1/10 to 1/30 of the spigot diameter φA. Further, since the length LR of the spigot portion 15 is short, it can be easily tightened by the mounting bolt 17 and assembled. This eliminates the need for alignment work.

また、半組立体2は、外気との間でラビリンスシールL1〜L4が形成されている。スピンドル使用時は、強固なラビリンスL1,L4によって、切削水、切粉等の異物の侵入を防ぐ。また、半組立体2のみを在庫する場合などは、ラビリンスL1〜L4によって埃などの異物を遮断する。ラビリンスL2,L3はメンテナンスによる半組立体交換時にも異物の侵入を防ぐ役割を果す。メンテナンス時は、クリーンルームなど異物の少ない環境を期待できないので、ラビリンスL2,L3は有用である。ラビリンスL3,L4の構造は、軸受スリーブ11を用いていることにより実現可能となっている。   The subassembly 2 has labyrinth seals L1 to L4 formed between the subassembly 2 and the outside air. When the spindle is used, strong labyrinths L1 and L4 prevent foreign matter such as cutting water and chips from entering. When only the subassembly 2 is stocked, foreign substances such as dust are blocked by the labyrinths L1 to L4. The labyrinths L2 and L3 play a role in preventing foreign matter from entering even when the subassembly is replaced for maintenance. During maintenance, the labyrinths L2 and L3 are useful because an environment with few foreign substances such as a clean room cannot be expected. The structures of the labyrinths L3 and L4 can be realized by using the bearing sleeve 11.

図3に示すように、リアカバー9後部は、配線7箇所(モータ動力線25、モータ温度センサ線26、ロータリーエンコーダ線27等)、配管14個所(軸受潤滑油配管21、冷却油配管22、工具アンクランプ油圧配管23、工具テーパエアブロー配管24、エアシール配管28)が外部と接続されているので、メンテナンス時に、これらを一切取り扱わずに済むので、ダウンタイムが非常に短く、メンテナンス性が良い。   As shown in FIG. 3, the rear part of the rear cover 9 has seven wirings (motor power line 25, motor temperature sensor line 26, rotary encoder line 27, etc.) and 14 pipes (bearing lubricating oil pipe 21, cooling oil pipe 22, tool Since the unclamping hydraulic pipe 23, the tool taper air blow pipe 24, and the air seal pipe 28) are connected to the outside, there is no need to handle them at the time of maintenance, so the downtime is very short and the maintainability is good.

上述した主軸装置10によれば、フロントハウジング8、回転軸6及び軸受スリーブ11とからなる半組立体2が外筒3から抜き取り可能である。そのため、組込み性が向上するとともに破損時に速やかに交換できる。また、軸受スリーブ11は、リア側軸受13が組立てられた状態であるため、半組立体2の抜き差しでグリースの状態は変化しない。従って、半組立体2を別の外筒を用いて予め慣らし運転を行ってから在庫することで、回転軸破損時に半組立体を交換して、即座に通常運転が可能となり、ダウンタイムの大幅な短縮が可能となる。また、主軸装置1全体を交換するよりコスト低減でき、在庫コストの低減も可能となる。   According to the spindle device 10 described above, the subassembly 2 including the front housing 8, the rotating shaft 6, and the bearing sleeve 11 can be extracted from the outer cylinder 3. Therefore, the assembling property is improved, and it can be quickly replaced when it is damaged. Since the bearing sleeve 11 is in a state where the rear bearing 13 is assembled, the state of the grease does not change when the semi-assembly 2 is inserted or removed. Therefore, by sublimating the subassembly 2 beforehand using another outer cylinder and performing inventory operation, the subassembly can be replaced when the rotating shaft is broken, and normal operation can be immediately performed, thereby greatly reducing downtime. It is possible to shorten the time. Further, the cost can be reduced as compared with replacing the entire spindle device 1, and the inventory cost can be reduced.

次に、図4〜図6を参照して、本発明に係る主軸装置の第2実施形態を説明する。尚、第2実施形態以下の各実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号または相当符号を付することにより、説明を簡略化或いは省略する。   Next, a second embodiment of the spindle device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each of the following embodiments, members having the same configuration and operation as those already described are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings to simplify or simplify the description. Omitted.

図4に示すように、本発明の第2実施形態に係る主軸装置30は、外筒3のステータ4に通電されることによりロータ7とともに回転する回転軸6内に、2個のばね32を圧縮可能にして工具交換自在な内径部品(ドローバとも言う。)31が組み込まれているとともに、内径部品31の後端部に、内径部品側調整部品33が装着されている。内径部品側調整部品33の端部には、ピストン機構14へのピストン押付け面34が形成されている。ピストン機構14のピストン35の端部には、内径部品側調整部品33を押圧するピストン側調整部品36が装着されている。   As shown in FIG. 4, a spindle device 30 according to a second embodiment of the present invention includes two springs 32 in a rotating shaft 6 that rotates together with a rotor 7 when electricity is supplied to a stator 4 of an outer cylinder 3. An inner diameter component (also referred to as a drawbar) 31 that is compressible and can be exchanged with a tool is incorporated, and an inner diameter component side adjustment component 33 is attached to a rear end of the inner diameter component 31. A piston pressing surface 34 against the piston mechanism 14 is formed at an end of the inner-diameter component-side adjustment component 33. At the end of the piston 35 of the piston mechanism 14, a piston-side adjusting component 36 that presses the inner-diameter component-side adjusting component 33 is mounted.

ピストン機構14は、往動側圧力導入部37に油,水,空気等の圧力媒体が導入されることにより、ピストン35が往動され、ピストン35のピストン側調整部品36が内径部品側調整部品33のピストン押付け面34を押圧し、内径部品31を軸方向に押圧移動させて工具Wを押出して工具アンクランプ状態とする。これに反して、往動側圧力導入部37の圧力を抜き、復動側圧力導入部38に圧力媒体が導入されることにより、ピストン35が復動され、内径部品31を軸方向に戻り移動させて工具クランプ状態とする。   When a pressure medium such as oil, water, or air is introduced into the forward-movement-side pressure introducing portion 37, the piston mechanism 14 moves the piston 35 forward, and the piston-side adjustment component 36 of the piston 35 becomes the inner-diameter component-side adjustment component. 33, the piston pressing surface 34 is pressed, the inner diameter part 31 is pressed and moved in the axial direction, and the tool W is pushed out to be in a tool unclamped state. On the other hand, the pressure of the forward-side pressure introducing portion 37 is released, and the pressure medium is introduced into the backward-side pressure introducing portion 38, whereby the piston 35 is moved backward, and the inner diameter part 31 is moved back in the axial direction. Then, the tool is clamped.

図5に示すように、内径部品側調整部品33は、半組立体2の取付け基準面39と内径部品31におけるピストン押付け面34との軸方向寸法(距離)Zを、基準寸法に対して±0.1mm以内に調整することができる。つまり、半組立体2は、取付け基準面39から内径部品31におけるピストン押付け面34までの軸方向寸法Z内に、多数の部品の積み重ねによる寸法差が生じている。そのため、予め調整がなければメンテナンス時に、ピストンストロークの調整作業を現場にて行う必要がある。例えば、ピストンストロークの不足で内径部品31の移動量(押出し量)が少なくなると、工具ホルダがアンクランプできない。逆に、内径部品31の移動量が多すぎると、内径部品31が工具ホルダを余分に前方へ押し出してしまうために、自動工具交換装置(ATC)40(図7参照)が工具ホルダを把持することが出来なくなる。これに対して、内径部品側調整部品33は、工具ホルダ押し量(ピストン35が最前端まで押されたときに内径部品31により工具ホルダが把持位置から押し出される量)を0.4mm〜0.6mmとして、その許容差を、0.1mm〜0.2mm程度である±0.1mm以内に調整することによって、適切にアンクランプを行えるようにし、その結果、半組立体の交換を行う際にピストン調整を不要としてメンテナンス性を向上させることができる。   As shown in FIG. 5, the inner diameter part-side adjusting part 33 adjusts the axial dimension (distance) Z between the mounting reference surface 39 of the sub-assembly 2 and the piston pressing surface 34 of the inner diameter part 31 with respect to the reference dimension. It can be adjusted within 0.1 mm. That is, the subassembly 2 has a dimensional difference due to the stacking of many components within the axial dimension Z from the mounting reference surface 39 to the piston pressing surface 34 of the inner diameter component 31. Therefore, if there is no adjustment in advance, it is necessary to perform the piston stroke adjustment work on site at the time of maintenance. For example, if the movement amount (extrusion amount) of the inner diameter part 31 decreases due to insufficient piston stroke, the tool holder cannot be unclamped. Conversely, if the moving amount of the inner diameter part 31 is too large, the inner diameter part 31 pushes the tool holder excessively forward, so that the automatic tool changer (ATC) 40 (see FIG. 7) holds the tool holder. I can't do anything. On the other hand, the inner diameter component side adjustment component 33 sets the tool holder pushing amount (the amount by which the tool holder is pushed out of the gripping position by the inner diameter component 31 when the piston 35 is pushed to the front end) from 0.4 mm to 0.1 mm. 6 mm, the tolerance is adjusted to within ± 0.1 mm, which is about 0.1 mm to 0.2 mm, so that unclamping can be performed appropriately. As a result, when replacing a subassembly, Maintenance can be improved by eliminating the need for piston adjustment.

ここで、内径部品側調整部品33による調整は、寸法測定の後に、予め取り代をつけて削り(旋削、研削)加工する方法、隙間Sに厚さの異なるシムを挟む方法、予め用意された数種寸法の調整板を選択する方法、調整ネジにて所望の位置に調整板を配置して嫌気性の接着剤などによって固定する方法等が挙げられる。そして、軸方向寸法Zを直接測定するためには大型の治具を必要とし、重量物である半組立体を治具にセットしなければならない場合があるので、調整作業を簡略化するために、ある程度の寸法管理を各部品に旋こすことがある。例えば、寸法A、寸法B(内輪間座、外輪間座の両方)、フロント側軸受12の最後側の内外輪の差幅C、寸法Dを管理しておき、回転軸6に内径部品31を取り付けた状態で寸法ZZのみを測定調整する方法が挙げられる。この方法は、もっとも管理が難しい軸内径部(コレット部各種寸法や工具テーパの出入り、内径部品31の穴深さなど)の軸方向寸法を管理する必要がないため寸法管理のコストが低減でき、調整作業の負担も少ない。尚、差幅Cの管理を簡略化するため、フロント側軸受12の4列には、正面および背面差幅が個別にすべて調整されている万能組み合わせ軸受を用いてもよい。   Here, the adjustment by the inner diameter part-side adjusting part 33 is prepared by a method of cutting (turning, grinding) with a margin in advance after dimension measurement, a method of sandwiching shims having different thicknesses in the gap S, or a method prepared in advance. There are a method of selecting an adjustment plate having several dimensions, a method of arranging the adjustment plate at a desired position with an adjustment screw, and fixing the adjustment plate with an anaerobic adhesive or the like. In order to directly measure the axial dimension Z, a large jig is required. In some cases, a heavy subassembly must be set in the jig. In some cases, a certain degree of dimensional control may be applied to each part. For example, the dimensions A and B (both the inner ring spacer and the outer ring spacer), the difference width C and the dimension D of the rearmost inner and outer rings of the front bearing 12 are managed, and the inner diameter part 31 is attached to the rotating shaft 6. There is a method of measuring and adjusting only the dimension ZZ in the attached state. This method can reduce the cost of dimensional management because it is not necessary to control the axial dimension of the inner diameter portion of the shaft, which is the most difficult to control (various dimensions of the collet portion, access to the tool taper, hole depth of the inner diameter part 31, etc.), The burden of adjustment work is also small. In order to simplify the management of the differential width C, a universal combination bearing in which the front and rear differential widths are individually adjusted may be used for the four rows of the front bearings 12.

図4〜図6に示すように、軸方向寸法Zが管理された半組立体2を用いて、工具ホルダ押し量(図5参照)Eを調整する。
工具ホルダ押し量E=(ピストンストロークF)−(空間G)−(空間H)
となり、右辺のそれぞれの量を測定するか、又は実際にアンクランプして押し量E(工具ホルダが前進する量)を測定する。そして、ここでは、E=0.5±0.1mmになるようにピストン側調整部品36を調整加工する。これにより、クランプ・アンクランプストロークの軸方向位置が決まる。その結果、以後、互いに調整された半組立体2の交換であれば、ピストン35と内径部品31の位置関係が変わらないので、ピストン部の調整を不要とすることができる。
As shown in FIGS. 4 to 6, the tool holder pushing amount (see FIG. 5) E is adjusted using the subassembly 2 in which the axial dimension Z is controlled.
Tool holder pushing amount E = (piston stroke F)-(space G)-(space H)
Then, the respective amounts on the right side are measured, or the actual amount is unclamped and the pressing amount E (the amount by which the tool holder advances) is measured. Then, here, the piston-side adjustment component 36 is adjusted so that E = 0.5 ± 0.1 mm. This determines the axial position of the clamp / unclamp stroke. As a result, if the mutually adjusted subassembly 2 is replaced thereafter, the positional relationship between the piston 35 and the inner diameter part 31 does not change, so that the adjustment of the piston portion can be omitted.

このようにすることにより、半組立体2は、取付け基準面39から内径部品31のピストン押付け面34までの軸方向寸法Zの許容差について、工具ホルダ押し量Eの許容差0.1mm〜0.2mmよりも小さな値に管理される。工具交換用のピストン機構14を組立てるとき、この管理された半組立体2に合わせてピストンストロークFを調整する。これにより、メンテナンス時、軸方向寸法Zが管理された半組立体2のユニット同士を交換すれば、内径部品31のピストン押付け面34の軸方向位相関係が変化しないのでピストンストローク再調整が不要となる。また、軸方向寸法Zは多数の部品の積み重ねによって決まるので、これら部品の軸方向寸法許容差をそれぞれ設定し、それらを積み重ねた値が所望の値以下となるように管理してもよい。しかし、このような方法、具体的には10個以上の寸法許容差の積み重ねにて許容差0.1〜0.2mmを満足することは、コスト高となったり、不良率の上昇を招くことになったりする場合が多い。そこで、内径部品31の後部に内径部品側調整部品33を内径部品31の組付け後に調整してから組付けることで、非常に低コストで軸方向寸法Zを管理することができる。   By doing so, the subassembly 2 has a tolerance of the tool holder pushing amount E of 0.1 mm to 0 with respect to the tolerance of the axial dimension Z from the mounting reference surface 39 to the piston pressing surface 34 of the inner diameter part 31. .2 mm. When assembling the piston mechanism 14 for tool change, the piston stroke F is adjusted in accordance with the controlled subassembly 2. Thereby, if the units of the subassembly 2 whose axial dimension Z is controlled are replaced during maintenance, the axial phase relationship of the piston pressing surface 34 of the inner diameter part 31 does not change, so that the piston stroke need not be readjusted. Become. Further, since the axial dimension Z is determined by the stacking of a large number of components, the axial dimensional tolerances of these components may be set individually, and the stacked values may be managed so as to be equal to or less than a desired value. However, satisfying the tolerance of 0.1 to 0.2 mm in such a method, specifically, stacking dimensional tolerances of 10 or more, leads to an increase in cost and an increase in the defective rate. Often it becomes. Therefore, by adjusting the inner diameter part-side adjustment part 33 after the inner diameter part 31 is assembled after the inner diameter part 31 is assembled, the axial dimension Z can be managed at a very low cost.

図6に示すように、ピストン機構14は、往動側圧力導入部37に圧力媒体が導入されることにより、ピストン35が往動され、ピストン側調整部品36が、内径部品側調整部品33のピストン押付け面34を押圧し、ばね32に抗して内径部品31を軸方向に押圧移動させて工具Wを押出し、工具アンクランプ状態とする。   As shown in FIG. 6, the piston mechanism 14 causes the piston 35 to move forward when the pressure medium is introduced into the forward movement side pressure introduction unit 37, and the piston side adjustment component 36 The piston pressing surface 34 is pressed, and the inner diameter part 31 is pressed and moved in the axial direction against the spring 32 to push out the tool W to bring the tool into an unclamped state.

図7に示すように、主軸装置30の自動工具交換時においては、自動工具交換装置40の動作は効率向上のため非常に速くなっており、交換時間が、通常、0.2秒程度である。そのため、各部の強度や剛性を高く保つ必要がある。自動工具交換装置40は、アーム41が回転軸6と工具マガジン42の工具ホルダ43を把持した後に、回転軸6の工具Wをアンクランプし、アーム41が上下および旋回動作して工具交換が行われるように動作する。工具Wを把持して回転軸6をアンクランプする際、工具ホルダ43の押し量が大きすぎると、前途のように工具ホルダ43は剛性が高くアーム41に把持されているので、アーム41に無理な負担がかかり、自動工具交換装置40の故障を招く。そのため、工具ホルダ43の押し量としては、0.5〜0.6mm以下とする必要がある。主軸装置30では、メンテナンスを行って半組立体2を交換しても、工具ホルダ43の押し量が変化しないため、調整の手間がなく短時間での交換が可能となる。   As shown in FIG. 7, at the time of automatic tool change of the spindle device 30, the operation of the automatic tool changer 40 is very fast for improving efficiency, and the change time is usually about 0.2 seconds. . Therefore, it is necessary to keep the strength and rigidity of each part high. After the arm 41 grips the rotary shaft 6 and the tool holder 43 of the tool magazine 42, the automatic tool changing device 40 unclamps the tool W of the rotary shaft 6, and the arm 41 moves up and down and pivots to perform tool change. Behave as if When the rotary shaft 6 is unclamped by gripping the tool W, if the pressing amount of the tool holder 43 is too large, the tool holder 43 has high rigidity and is gripped by the arm 41 as described above, so that the arm 41 cannot hold the tool W. Load on the automatic tool changer 40. Therefore, the pressing amount of the tool holder 43 needs to be 0.5 to 0.6 mm or less. In the spindle device 30, even if the subassembly 2 is replaced by performing maintenance, the pressing amount of the tool holder 43 does not change, so that the replacement can be performed in a short time without adjustment work.

次に、図8を参照して、本発明に係る主軸装置の第3実施形態を説明する。尚、図8においては、図中上側半分が工具アンクランプ状態を示し、図中下側半分が工具クランプ状態を示す。
図8に示すように、本発明の第3実施形態に係る主軸装置50は、半組立体2にテーパ角の異なる内径部品51を用いている。このとき、BTホルダ(JIS B6339)用の内径部品、HSKホルダ(ISO−12164)は、工具テーパの規格により、管理すべき、軸方向寸法Zに対するねらい値Z1に変動があるが、図1,図4に示すものと互換性があるように調整されている。すなわち、アンクランプしたときの軸方向寸法ZUC2が、図6に示すアンクランプ状態ZUC1と同一になるように調整されている。なお、図4における空間Gは、このように軸方向寸法Zが異なる内径部品に対しても適用するためBTホルダをアンクランプする最低必要量よりも大きな値としている。用途によりさまざまな工具テーパ規格が使用される場合があるが、本例のように異なる工具規格においてもアンクランプが可能なように互換性をもたせることで、仕様の変更が容易になったり、メンテナンスのためのインナーカートリッジの在庫管理を容易にしたりしてコスト低減が図れる。
Next, a third embodiment of the spindle device according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the upper half in the figure shows a tool unclamped state, and the lower half in the figure shows a tool clamped state.
As shown in FIG. 8, a spindle device 50 according to a third embodiment of the present invention uses inner diameter parts 51 having different taper angles for the subassembly 2. At this time, for the inner diameter part for the BT holder (JIS B6339) and the HSK holder (ISO-12164), the target value Z1 for the axial dimension Z to be managed varies depending on the tool taper standard. It has been adjusted to be compatible with that shown in FIG. That is, the axial dimension Z UC2 when unclamped is adjusted to be the same as the unclamped state Z UC1 shown in FIG. In addition, the space G in FIG. 4 is set to a value larger than the minimum necessary amount for unclamping the BT holder in order to apply to the inner diameter parts having different axial dimensions Z as described above. Various tool taper standards may be used depending on the application, but as shown in this example, compatibility is provided so that unclamping is possible even with different tool standards, making it easy to change specifications and maintain The cost can be reduced by facilitating inventory management of the inner cartridge for the purpose.

また、図9に示すように、主軸装置30では、軸受スリーブ11の外径Iとその嵌合部の長さJとの比が、J/I≒0.5となっている。この場合、外径Iと長さJとの関係は、好ましくは、0.45〜0.8とすることが望ましい。半組立体2を外筒3に挿入するとき、先ず軸受スリーブ11がスリーブハウジング5の内径に嵌合する。半組立体2の交換は、通常、工作機械ユーザーの作業現場で行うので、交換作業に特殊な治具を用いることができない場合が多い。そのようなとき、半組立体2が、例えば、自重などの矢印K方向の力を受けると、リア側軸受13にモーメント荷重がかかる。その際、長さJが小さいとリア側軸受13の2列のスパンMが短くなり、接触面圧が大きくなってリア側軸受13が損傷するおそれがある。   As shown in FIG. 9, in the spindle device 30, the ratio between the outer diameter I of the bearing sleeve 11 and the length J of the fitting portion is J / I ≒ 0.5. In this case, the relationship between the outer diameter I and the length J is preferably set to 0.45 to 0.8. When inserting the sub-assembly 2 into the outer cylinder 3, first, the bearing sleeve 11 is fitted into the inner diameter of the sleeve housing 5. Since the replacement of the subassembly 2 is usually performed at the work site of the machine tool user, it is often impossible to use a special jig for the replacement work. In such a case, when the sub-assembly 2 receives a force in the direction of arrow K such as its own weight, a moment load is applied to the rear bearing 13. At this time, if the length J is small, the span M of the two rows of the rear-side bearings 13 becomes short, and the contact surface pressure becomes large, so that the rear-side bearings 13 may be damaged.

図10に示すように、主軸装置30において、前述したJ/Iと軸受スパンの関係及び、荷重Kが作用したときの軸受接触面圧の関係を調べた。荷重Kは、半組立体2の自重とし、治具を用いることのできない現場での交換作業においては組込時の扱いにより発生してしまう荷重である。リア側軸受13は、内径がφ55mmのアンギュラ玉軸受である。軸受の接触面圧は、硬さHv=700の軸受鋼において、3.5GPa以上で圧こんが生じてしまうことが知られている。これらにより、J/I≧0.45が必要であることがわかる。また、リア側軸受13のスパンを長くしすぎても、工作機械としての性能を向上することはできず、軸の慣性モーメント増大(加減速時間の増加)や共振点低下などの問題が生じるため、J/I≦0.8とすることが望ましい。さらに、上記のようなJ/Iの関係に設定することにより、スライド不良を発生することもなく、後述の振動減衰作用のあるオーリング(Oリング)を備えることもできる。このように、軸受スリーブ11の外径Iと、その嵌合部の長さJとの関係を設定して適切に設計することにより、メンテナンス性及び工作機械としての性能に優れた半組立体2の構造を得ることができる。   As shown in FIG. 10, in the spindle device 30, the relationship between the J / I and the bearing span described above and the relationship between the bearing contact surface pressure when the load K is applied were examined. The load K is the weight of the sub-assembly 2 and is a load that is generated by handling at the time of assembling in a field replacement operation where a jig cannot be used. The rear bearing 13 is an angular ball bearing having an inner diameter of φ55 mm. It is known that indentation occurs at a contact surface pressure of a bearing of 3.5 GPa or more in bearing steel having a hardness of Hv = 700. From these, it is understood that J / I ≧ 0.45 is required. If the span of the rear bearing 13 is too long, the performance as a machine tool cannot be improved, and problems such as an increase in the inertia moment of the shaft (increase in acceleration / deceleration time) and a decrease in the resonance point occur. , J / I ≦ 0.8. Further, by setting the relationship of J / I as described above, it is possible to provide an O-ring (O-ring) having a vibration damping function described later without causing a sliding defect. As described above, by setting the relationship between the outer diameter I of the bearing sleeve 11 and the length J of the fitting portion and appropriately designing the same, the subassembly 2 having excellent maintainability and performance as a machine tool. Can be obtained.

次に、図11(a),(b)を参照して、本発明に係る主軸装置の第4実施形態を説明する。
図11(a),(b)に示すように、本発明の第4実施形態に係る主軸装置60は、リア側軸受13に、潤滑供給及び排出構造を配したものであり、半組立体2の容易な取外し及び組付けを可能とするために、位相を決める必要のない構造を有する。
また、軸受スリーブ11は、スリーブハウジング5の内径に対して隙間嵌めである(図6参照)。これにより、軸受スリーブ11は、内径部品31を組み付けた状態で、回転軸6に対して容易に回転してしまう。そこで、従来は、潤滑剤をリア側軸受13に供給する場合、その供給位相および潤滑剤排出穴位相を決めるためノズルやキーなどの突起物を設けていた。そのため、位相合わせや突起部品の抜き差しを行わないと半組立体2の組付け及び分離ができず、メンテナンスが難しいという問題があった。これに対して、半組立体2には、その外周側から潤滑ノズル等の突起物を設けていないため、組込みボルト17を外すだけで半組立体2の取り外しが可能となる。
Next, with reference to FIGS. 11A and 11B, a fourth embodiment of the spindle device according to the present invention will be described.
As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), a spindle device 60 according to a fourth embodiment of the present invention includes a rear bearing 13 provided with a lubrication supply and discharge structure. In order to enable easy detachment and assembly of the device, it is necessary to determine the phase.
The bearing sleeve 11 is clearance-fitted to the inner diameter of the sleeve housing 5 (see FIG. 6). Accordingly, the bearing sleeve 11 easily rotates with respect to the rotating shaft 6 in a state where the inner diameter part 31 is assembled. Therefore, conventionally, when the lubricant is supplied to the rear bearing 13, projections such as nozzles and keys are provided to determine the supply phase and the lubricant discharge hole phase. For this reason, there is a problem that the assembly and separation of the sub-assembly 2 cannot be performed unless the phase is adjusted and the protruding parts are not inserted and removed, and maintenance is difficult. On the other hand, since the subassembly 2 is not provided with a projection such as a lubricating nozzle from the outer peripheral side, the subassembly 2 can be removed only by removing the mounting bolt 17.

潤滑供給構造は、スリーブハウジング61の径方向に形成され、潤滑剤供給機(不図示)に連通接続された潤滑剤供給入口(潤滑剤供給経路)62と、軸受スリーブ63の外周の嵌合面に設けられた円周溝64と、軸受スリーブ63の径方向に、円周溝64に連通させて形成された径方向穴(潤滑剤供給経路)65とを介し、リア側軸受13の外輪を通じて軸受空間内に潤滑剤が供給される。そして、スリーブハウジング61と軸受スリーブ63とは、前方側端部が前側オーリング(Oリング)66,66でシールされ、後方側端部が後側オーリング67,67でシールされている。このとき、スリーブハウジング61及び軸受スリーブ63の半径方向の潤滑剤供給経路が同じ位相になっていても、或いは、両者が180°反対位相に回っていても、円周溝64によって、リア側軸受13に潤滑油が円滑に供給される。尚、円周溝64は、スリーブハウジング61の内周に設けられても良い。   The lubrication supply structure is formed in the radial direction of the sleeve housing 61, and a lubrication supply inlet (lubricant supply path) 62 communicatively connected to a lubricant supply device (not shown) and a fitting surface on the outer periphery of the bearing sleeve 63. Through the outer ring of the rear-side bearing 13 through a circumferential groove 64 provided in the bearing sleeve 63 and a radial hole (lubricant supply path) 65 formed radially in communication with the circumferential groove 64 in the bearing sleeve 63. A lubricant is supplied into the bearing space. The sleeve housing 61 and the bearing sleeve 63 have their front ends sealed with front O-rings (O-rings) 66, 66, and their rear ends sealed with rear O-rings 67, 67. At this time, even if the lubricant supply paths in the radial direction of the sleeve housing 61 and the bearing sleeve 63 are in the same phase, or both are rotating in the opposite phase by 180 °, the rear side bearing is formed by the circumferential groove 64. 13 is supplied with lubricating oil smoothly. The circumferential groove 64 may be provided on the inner periphery of the sleeve housing 61.

排出構造は、リア側軸受13のそれぞれの間に配された外輪間座68,68、外輪押え68Aと軸受スリーブ63とに径方向に形成された径方向排出穴69,69,69と、軸受スリーブ63の軸方向に径方向排出穴69,69,69に連通して形成された軸方向排出穴70と、軸方向排出穴70に連通して軸受スリーブ63の円周方向に等間隔に複数の6個設けられた潤滑剤排出穴71,71,71,71,71,71とからなる。6個の潤滑剤排出穴71は、等配で配されているため、どんな位相でも真下±15°以内に最低1か所の潤滑剤排出穴71が確保されることにより、水平取付け時の排出が可能になっている。   The discharge structure includes outer ring spacers 68, 68 disposed between the rear-side bearings 13, radial discharge holes 69, 69, 69 formed radially in the outer ring retainer 68 </ b> A and the bearing sleeve 63, and a bearing. A plurality of axial discharge holes 70 formed in the axial direction of the sleeve 63 so as to communicate with the radial discharge holes 69, 69, 69, and a plurality of the axial discharge holes 70 communicated with the axial discharge holes 70 at equal intervals in the circumferential direction of the bearing sleeve 63. And six lubricant discharge holes 71, 71, 71, 71, 71, 71. Since the six lubricant discharge holes 71 are arranged evenly, at least one lubricant discharge hole 71 is secured within ± 15 ° immediately below in any phase, so that the discharge at the time of horizontal mounting is ensured. Has become possible.

潤滑供給及び排出構造は、グリース補給された後に、余分なグリースを排出させる機能を持つ。これにより、軸受内部へ供給され、不要となった潤滑剤は、軸受近傍に配された図12のスリンガ部68Bの回転力により軸受の外側に弾き飛ばされる。それにより、どんな位相でも問題なく潤滑剤を排出することが可能となり、例えば水平取付けのスピンドルは下側に排出穴が必要になるが、いずれかの穴が下側に向くので排出を行うことができる。また、グリース潤滑であるため、取り扱いが容易であって、比較的安価なグリース潤滑により、メンテナンスを少ない費用で行うことができる。また、潤滑剤供給機(グリース補給装置)を備えているため、グリースの不足を補うことができるので、焼付き等を回避することができる。また、オイルエア、オイルミスト及び直噴潤滑のいずれかの微量潤滑を用いても良い。そうすれば、効率の良い潤滑を行うことができるので、耐焼付き性を更に向上させることができる。   The lubrication supply and discharge structure has a function of discharging excess grease after grease is supplied. As a result, the unnecessary lubricant supplied to the inside of the bearing is repelled to the outside of the bearing by the rotational force of the slinger portion 68B shown in FIG. As a result, it is possible to discharge the lubricant without any problem at any phase.For example, a horizontally mounted spindle requires a discharge hole on the lower side, but it can be discharged because any hole faces downward. it can. In addition, since grease lubrication is used, handling is easy, and maintenance can be performed at low cost by relatively inexpensive grease lubrication. In addition, since a lubricant supply device (grease replenishing device) is provided, shortage of grease can be compensated, so that seizure or the like can be avoided. Further, any one of lubrication of oil air, oil mist, and direct injection lubrication may be used. Then, since efficient lubrication can be performed, seizure resistance can be further improved.

そして、スリーブハウジング61と、軸受スリーブ63とにおいて、軸受スリーブ63を抜き差しする際におけるオーリング切れを防止するため、軸受スリーブ63の前方側外周に前側オーリング66,66を配し、スリーブハウジング61の後方側内周に後側オーリング67,67を配している。これにより、半組立体2の挿入や抜き取りによって軸受スリーブ63がスリーブハウジング61の内周を滑るとき、各オーリング66,66,67,67の滑る距離が最短化され、尚且つオーリング切れの要因となる段差や穴を各オーリング66,66,67,67が通過しないため、各オーリング66,66,67,67の信頼性を格段に向上することができる。   In order to prevent the O-ring from being cut when inserting or removing the bearing sleeve 63 between the sleeve housing 61 and the bearing sleeve 63, front O-rings 66, 66 are arranged on the outer periphery on the front side of the bearing sleeve 63. Rear O-rings 67, 67 are disposed on the inner periphery of the rear side. Thereby, when the bearing sleeve 63 slides on the inner periphery of the sleeve housing 61 by insertion or removal of the sub-assembly 2, the sliding distance of each O-ring 66, 66, 67, 67 is minimized, and the O-ring is cut off. Since the O-rings 66, 66, 67, 67 do not pass through the steps or holes that are factors, the reliability of the O-rings 66, 66, 67, 67 can be significantly improved.

また、各オーリング66,66,67,67は、前端側2本、後端側2本と多数のオーリングを使っている。これは、オーリング66,66,67,67の締め代による減衰効果によって、軸受スリーブ63の振動を減衰させることを目的としている。軸受スリーブ63は、スリーブハウジング61に対して隙間嵌めであるため、オーリングのような減衰要素がないと軸受スリーブ63が隙間の中で振動してしまい、その振動が大きければ、工作機械としての切削性能や精度を劣化させる他、スリーブハウジング61の内径または軸受スリーブ63の外径がフレッティング摩耗してしまう虞があるからである。フレッティング摩耗が発生すれば、さらに振動が増大したり、スライド不良が発生を招いたりする他、その修理には主軸装置全体を交換しなければならなくなる。また、オーリングを複数用いることで拘束力が増大するため、軸受スリーブ63が回転方向に自由に回らなくなるので、クリープの防止も可能となり、嵌め合い面クリープ摩耗の防止にもなる。このように、複数のオーリングを用いることで更に一層の効果をあげることができる。   Each of the O-rings 66, 66, 67, 67 uses a large number of O-rings, two on the front end and two on the rear end. This aims at damping the vibration of the bearing sleeve 63 by the damping effect of the interference of the O-rings 66, 66, 67, 67. Since the bearing sleeve 63 is fitted into the sleeve housing 61 with a gap, the bearing sleeve 63 vibrates in the gap without a damping element such as an O-ring. This is because the cutting performance and accuracy may be deteriorated, and the inner diameter of the sleeve housing 61 or the outer diameter of the bearing sleeve 63 may be frettingly worn. If fretting wear occurs, the vibration will increase further, or a sliding failure will occur, and in order to repair the wear, the entire spindle device must be replaced. In addition, since the use of a plurality of O-rings increases the restraining force, the bearing sleeve 63 does not rotate freely in the rotation direction, so that creep can be prevented, and creep wear of the fitting surface can be prevented. As described above, further effects can be obtained by using a plurality of O-rings.

図12に示すように、図11(a),(b)の変形例においては、軸受スリーブ63の後部側のみを小径の単一のオーリング72にしている。このようにすることにより、オーリングの数を減少させることができ、コンパクトにオーリングを配置できる。ただし、図11(a),(b)の方が、潤滑剤の圧力により軸受スリーブ63がアキシャル力を受けない点で優れている。   As shown in FIG. 12, in the modified example of FIGS. 11A and 11B, only the rear side of the bearing sleeve 63 is a single O-ring 72 having a small diameter. By doing so, the number of O-rings can be reduced, and the O-rings can be arranged compactly. However, FIGS. 11A and 11B are superior in that the bearing sleeve 63 does not receive an axial force due to the pressure of the lubricant.

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified, improved, and the like. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.

本発明に係る主軸装置の第1実施形態の縦断面図である。It is a longitudinal section of a 1st embodiment of a spindle device concerning the present invention. 図1に示した主軸装置における半組立体を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a sub-assembly in the spindle device shown in FIG. 1. 図1におけるリアカバーを示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a rear cover in FIG. 1. 本発明に係る主軸装置の第2実施形態の縦断面図である。It is a longitudinal section of a 2nd embodiment of a spindle device concerning the present invention. 図4に示した主軸装置の半組立体を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a sub-assembly of the spindle device shown in FIG. 4. 図4に示した主軸装置の工具アンクランプ状態での縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the spindle device shown in FIG. 4 in a tool unclamping state. 図4に示した主軸装置の自動工具交換装置機との組付け図である。FIG. 5 is an assembly diagram of the spindle device shown in FIG. 4 and an automatic tool changer. 本発明に係る主軸装置の第3実施形態の半組立体を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the subassembly of a 3rd embodiment of a spindle device concerning the present invention. 図8に示した半組立体の外筒への挿入状態を示す縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a state in which the sub-assembly shown in FIG. 8 is inserted into an outer cylinder. 図9に示した主軸装置における軸受の寸法及び面圧の特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram of bearing dimensions and surface pressure in the spindle device shown in FIG. 9. (a)は本発明に係る主軸装置の第4実施形態における軸受スリーブの正面図、(b)は(a)の縦断面図である。(A) is a front view of a bearing sleeve in a fourth embodiment of a spindle device according to the present invention, and (b) is a longitudinal sectional view of (a). 図11(a),(b)の変形例を示す要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view which shows the modification of FIG.11 (a), (b). 従来の主軸装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the conventional spindle device.

符号の説明Explanation of reference numerals

1,30,40,50,60 主軸装置
2 半組立体
3 外筒
4 ステータ
5,61 スリーブハウジング
6 回転軸
7 ロータ
8 フロントハウジング
9 リアカバー
11,63 軸受スリーブ
12 フロント側軸受
13 リア側軸受
14 ピストン機構
31 内径部品
32 ばね
33 内径部品側調整部品(調整部品)
34 ピストン
39 取付け基準面
62 潤滑剤供給入口(潤滑剤供給経路)
64 円周溝
65 径方向穴(潤滑剤供給経路)
66 前側オーリング(オーリング)
67 後側オーリング(オーリング)
71 潤滑剤排出穴
72 オーリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 30, 40, 50, 60 Spindle device 2 Subassembly 3 Outer cylinder 4 Stator 5, 61 Sleeve housing 6 Rotating shaft 7 Rotor 8 Front housing 9 Rear cover 11, 63 Bearing sleeve 12 Front side bearing 13 Rear side bearing 14 Piston Mechanism 31 Inner diameter part 32 Spring 33 Inner diameter part side adjustment part (adjustment part)
34 Piston 39 Reference mounting surface 62 Lubricant supply inlet (lubricant supply path)
64 Circumferential groove 65 Radial hole (lubricant supply path)
66 Front O-ring (O-ring)
67 Rear O-ring (O-ring)
71 Lubricant discharge hole 72 O-ring

Claims (14)

ステータを有する外筒と、
ロータを有する回転自在な回転軸と、
外輪がフロントハウジングに固定されると共に内輪が前記回転軸の一端に外嵌するフロント側軸受と、
前記回転軸の他端側に配設され前記外筒に嵌合して前記回転軸の軸方向に移動可能な軸受スリーブと、
内輪が前記回転軸の他端に外嵌すると共に外輪が前記軸受スリーブに固定されて前記フロント側軸受と共働して前記回転軸を回動自在に支持するリア側軸受と、
を備えた主軸装置であって、
前記外筒の内周径、前記ステータの内径、前記軸受スリーブの外径の順に直径が小さくなり、前記フロントハウジングと、前記回転軸と前記軸受スリーブとからなる半組立体が前記外筒から抜き取り可能であり、且つ前記軸受スリーブから後方の任意の断面における回転体直径が、前記軸受スリーブ後端から前記断面の間における非回転体の最小直径よりも小さい、ことを特徴とする主軸装置。
An outer cylinder having a stator,
A rotatable rotating shaft having a rotor,
A front bearing in which an outer race is fixed to the front housing and an inner race is fitted to one end of the rotating shaft;
A bearing sleeve disposed on the other end of the rotating shaft and fitted in the outer cylinder and movable in the axial direction of the rotating shaft;
A rear bearing in which an inner ring is fitted to the other end of the rotating shaft and an outer ring is fixed to the bearing sleeve and cooperates with the front bearing to rotatably support the rotating shaft;
A spindle device comprising:
The diameter decreases in the order of the inner diameter of the outer cylinder, the inner diameter of the stator, and the outer diameter of the bearing sleeve, and the subassembly including the front housing, the rotating shaft, and the bearing sleeve is removed from the outer cylinder. A spindle device which is possible and has a rotating body diameter in an arbitrary cross section behind the bearing sleeve is smaller than a minimum diameter of a non-rotating body between the rear end of the bearing sleeve and the cross section.
ステータを有する外筒と、
ロータを有する回転自在な回転軸と、
外輪がフロントハウジングに固定されると共に内輪が前記回転軸の一端に外嵌するフロント側軸受と、
前記回転軸の他端側に配設され前記外筒に嵌合して前記回転軸の軸方向に移動可能な軸受スリーブと、
内輪が前記回転軸の他端に外嵌すると共に外輪が前記軸受スリーブに固定されて前記フロント側軸受と共働して前記回転軸を回動自在に支持するリア側軸受と、
を備えた主軸装置であって、
前記フロントハウジングと、前記回転軸と前記軸受スリーブとからなる半組立体が前記外筒から抜き取り可能であり、
前記回転軸に工具交換自在な内径部品が組み込まれているとともに、工具交換のためのピストン機構を有することを特徴とする主軸装置。
An outer cylinder having a stator,
A rotatable rotating shaft having a rotor,
A front bearing in which an outer race is fixed to the front housing and an inner race is fitted to one end of the rotating shaft;
A bearing sleeve disposed on the other end of the rotating shaft and fitted in the outer cylinder and movable in the axial direction of the rotating shaft;
A rear bearing in which an inner ring is fitted to the other end of the rotating shaft and an outer ring is fixed to the bearing sleeve and cooperates with the front bearing to rotatably support the rotating shaft;
A spindle device comprising:
The front housing, a subassembly including the rotating shaft and the bearing sleeve can be removed from the outer cylinder,
A main spindle device, wherein a tool-exchangeable inner diameter part is incorporated in the rotary shaft, and a piston mechanism for tool exchange is provided.
前記半組立体の取付け基準面と前記内径部品のピストン押付け面との距離が、基準寸法に対して±0.1mm以内に調整されていることを特徴とする請求項2に記載した主軸装置。   The spindle device according to claim 2, wherein a distance between a reference mounting surface of the subassembly and a piston pressing surface of the inner diameter component is adjusted within ± 0.1 mm from a reference dimension. 前記内径部品が、ばねを圧縮可能に組み込まれているとともに、前記内径部品の後部に調整部品が固定されており、当該調整部品に、前記ピストン機構へのピストン押付け面が形成されていることを特徴とする請求項2に記載した主軸装置。   The inner diameter component is incorporated so that a spring can be compressed, and an adjusting component is fixed to a rear portion of the inner diameter component, and the adjusting component has a piston pressing surface against the piston mechanism. 3. The spindle device according to claim 2, wherein: 前記フロントハウジングが、前記外筒に対して締り嵌めで嵌合されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載した主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 4, wherein the front housing is fitted to the outer cylinder by interference fit. 前記軸受スリーブが、スリーブハウジングに内嵌されており、当該軸受スリーブ外径が、当該スリーブハウジング内径に対して隙間嵌めで嵌合されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載した主軸装置。   6. The bearing sleeve according to claim 1, wherein the bearing sleeve is fitted inside the sleeve housing, and an outer diameter of the bearing sleeve is fitted to the inner diameter of the sleeve housing by a clearance fit. A spindle device according to claim 1. 前記軸受スリーブ外径と前記スリーブハウジング内径との間に複数対のオーリングが介在されていることを特徴とする請求項6に記載した主軸装置。   The spindle device according to claim 6, wherein a plurality of pairs of O-rings are interposed between the outer diameter of the bearing sleeve and the inner diameter of the sleeve housing. 前記軸受スリーブと前記スリーブハウジングとの嵌合長さと、当該軸受スリーブの外径と、の比が、嵌合長さ/外径=0.45〜0.8の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載した主軸装置。   The ratio between the fitting length of the bearing sleeve and the sleeve housing and the outer diameter of the bearing sleeve is set in a range of fitting length / outer diameter = 0.45 to 0.8. The spindle device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that: 前記軸受スリーブの円周上に複数設けられた潤滑剤排出穴と、当該軸受スリーブ外周の嵌合面に設けられた円周溝と、当該円周溝に連通接続された半径方向の潤滑剤供給経路と、を有することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載した主軸装置。   A plurality of lubricant discharge holes provided on the circumference of the bearing sleeve, a circumferential groove provided on a fitting surface of the outer periphery of the bearing sleeve, and a radial lubricant supply connected to the circumferential groove; The spindle device according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a path. 前記リア側軸受が、定位置予圧で且つ背面組み合わせのアンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載した主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 9, wherein the rear-side bearing is a fixed-position preload and back-to-back angular ball bearing. グリース潤滑であることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載した主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 10, wherein the spindle device is grease lubrication. グリース補給装置を備えていることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載した主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 11, further comprising a grease replenishing device. グリース補給された後に、余分なグリースを排出させる機構を持っていることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項または請求項12に記載した主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 10, further comprising a mechanism for discharging excess grease after grease is supplied. オイルエア、オイルミスト及び直噴潤滑のいずれかの微量潤滑を用いたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載した主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 10, wherein a slight amount of lubrication is selected from oil air, oil mist, and direct injection lubrication.
JP2003419854A 2003-03-31 2003-12-17 Spindle device Expired - Lifetime JP4139971B2 (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003419854A JP4139971B2 (en) 2003-04-07 2003-12-17 Spindle device
AT04724728T ATE511933T1 (en) 2003-03-31 2004-03-31 SPINDLE DEVICE INCLUDING A REMOVABLE ASSEMBLY
CNB2004800090888A CN100556588C (en) 2003-03-31 2004-03-31 Main shaft device
CN200710165872.3A CN101185975B (en) 2003-03-31 2004-03-31 Main shaft device and machine tool with the same
KR1020057017668A KR100658406B1 (en) 2003-03-31 2004-03-31 Main shaft device and machine tool with the same
TW093108988A TW200422136A (en) 2003-03-31 2004-03-31 Main shaft device and machine tool with the same
US10/534,354 US7311482B2 (en) 2003-03-31 2004-03-31 Main shaft device and machine tool with the same
PCT/JP2004/004591 WO2004087353A1 (en) 2003-03-31 2004-03-31 Main shaft device and machine tool with the same
EP04724728A EP1609549B1 (en) 2003-03-31 2004-03-31 Spindel apparatus comprising a withdrawable subassembly
US11/907,760 US8052362B2 (en) 2003-03-31 2007-10-17 Main shaft device and machine tool with the same
US11/907,761 US7690873B2 (en) 2003-03-31 2007-10-17 Main shaft device and machine tool with the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003103219 2003-04-07
JP2003419854A JP4139971B2 (en) 2003-04-07 2003-12-17 Spindle device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004322306A true JP2004322306A (en) 2004-11-18
JP2004322306A5 JP2004322306A5 (en) 2005-07-14
JP4139971B2 JP4139971B2 (en) 2008-08-27

Family

ID=33512956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003419854A Expired - Lifetime JP4139971B2 (en) 2003-03-31 2003-12-17 Spindle device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4139971B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009005051A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Tsudakoma Kogyo Kabushikikaisha Index device for machine tool
JP2009214215A (en) * 2008-03-10 2009-09-24 Nsk Ltd Spindle device for machine tool
JP2009241216A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Jtekt Corp Main spindle device
JP2011161588A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Nsk Ltd Load measuring device for machine tool
KR101203792B1 (en) 2005-12-28 2012-11-21 두산인프라코어 주식회사 Tool unclamping stroke adjusting device
KR101276918B1 (en) 2006-12-14 2013-06-19 두산인프라코어 주식회사 Radius direction stiffness increasing device of spindle
KR101345934B1 (en) * 2012-01-13 2013-12-27 현대위아 주식회사 Built-in spindle inner cleaning device
CN107379136A (en) * 2017-07-31 2017-11-24 广州市昊志机电股份有限公司 It is a kind of from fanning wind cooling automatic tool changing electrical spindle

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101203792B1 (en) 2005-12-28 2012-11-21 두산인프라코어 주식회사 Tool unclamping stroke adjusting device
KR101276918B1 (en) 2006-12-14 2013-06-19 두산인프라코어 주식회사 Radius direction stiffness increasing device of spindle
WO2009005051A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Tsudakoma Kogyo Kabushikikaisha Index device for machine tool
JP2009012102A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Tsudakoma Corp Indexing device for machine tool
US8579560B2 (en) 2007-07-03 2013-11-12 Tsudakoma Kogyo Kabushiki Kaisha Index device for machine tool
JP2009214215A (en) * 2008-03-10 2009-09-24 Nsk Ltd Spindle device for machine tool
JP2009241216A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Jtekt Corp Main spindle device
JP2011161588A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Nsk Ltd Load measuring device for machine tool
KR101345934B1 (en) * 2012-01-13 2013-12-27 현대위아 주식회사 Built-in spindle inner cleaning device
CN107379136A (en) * 2017-07-31 2017-11-24 广州市昊志机电股份有限公司 It is a kind of from fanning wind cooling automatic tool changing electrical spindle

Also Published As

Publication number Publication date
JP4139971B2 (en) 2008-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1609549B1 (en) Spindel apparatus comprising a withdrawable subassembly
US7326010B2 (en) Motor spindle
RU2621091C2 (en) Machine spindle unit
US7117773B2 (en) Turret for turret lathe
KR101531655B1 (en) Belt-driven indexing tool turret assembly
US20060064861A1 (en) Turret for machine tool
JP2007245344A5 (en)
JP2007245344A (en) Main spindle unit
US9004830B2 (en) Rotary joint device, method of machining rotary joint device, and main shaft driving apparatus for machine tool including rotary joint device
EP1543917A1 (en) Indexing turret for rotating tools
JP2004322306A (en) Main spindle unit
CN1665638A (en) Method for indexing a rotating tool and a tool for machining
US5007151A (en) Machine tool turret
JP2004322306A5 (en)
CN101583461B (en) Processing head for machine tool
JP2007229920A5 (en)
JP2007229920A (en) Main spindle device
CA2784127C (en) Retractable shank for machine tools and use of said retractable shank in machine tools
WO2016042539A1 (en) High speed spindle
CN102407458B (en) Ram type boring and milling head with independent built-in accessory indexing mechanism
JPWO2004087353A1 (en) Spindle device and machine tool provided with spindle device
CN220497799U (en) Boring cutter and boring machine
JP5262151B2 (en) Spindle device for machine tools
EP1075894A2 (en) Driving connection arrangement and sealing arrangement for a live tool and method for sealing the same
JP2008055576A (en) Rotary tool turret

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050114

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050114

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070312

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080514

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080527

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4139971

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140620

Year of fee payment: 6

EXPY Cancellation because of completion of term