JP2016036892A - 主軸装置及びそれを備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の前後軸受間スパンを短くすることができ、それにより回転軸の全長を短くして、全体の軸方向寸法の短縮を図る。【解決手段】主軸装置Ｍは、回転軸８０が前側及び後側軸受４０，６０を介してハウジングＨに回転自在に支持されるとともに、回転軸８０がビルトインモータ７０によって回転駆動される。前側軸受ハウジング２０は、外周面が大径外周面２１と小径外周面２２とを有する段付き形状に形成され、前側軸受ハウジング２０の小径外周面２２の少なくとも一部は、ステータ７１のエンドコイル７３と径方向から見てオーバーラップするように、ステータ７１のエンドコイル７３の内側に配置される。前側軸受４０のモータ側軸受４１は、反モータ側軸受４２よりも外径寸法を小さくし、前側軸受ハウジング２０の小径外周面２２と半径方向から見てオーバーラップする位置で、前側軸受ハウジング２０に内嵌される。【選択図】図２

Description

本発明は、主軸装置及びそれを備えた工作機械に関し、より詳細には、工作機械や一般産業機械に使用されるビルトインモータタイプの高速回転用主軸装置、及びそれを備えた一般工作機械又は複合加工工作機械に関する。

図６は、特許文献１に記載のビルトインモータタイプの主軸装置の構造を示している。図６では、主軸頭１０１のハウジングを前部ハウジング１０２と後部ハウジング１０３とに分割し、両者をボルト１０４で締結する。主軸１０５は、前側軸受１０６、１０７を介して前部ハウジング１０２に支持されるとともに、後側軸受１０８、１０９及び軸受ケース１１０を介して、後部ハウジング１０３に支持される。また、主軸１０５は、ビルトインモータのロータ１１１と、工具をクランプするためのドローバー１１２等を備える。

特開２００７−１０１０号公報

ところで、ビルトインモータのステータ１１３の軸方向両端部には、エンドコイル１１４と呼ばれるステータコイルの渡り部が突出している。図６の主軸装置では、前側軸受１０８、１０９が内嵌される前部ハウジング１０２は、エンドコイル１１４の軸方向外側に形成されており、前後軸受１０６、１０７、１０８、１０９間のスパンが大きくなっている。そのため、主軸１０５の全長が長くなって、全体寸法が大きくなるという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸の前後軸受間スパンを短くすることができ、それにより回転軸の全長を短くして、全体の軸方向寸法の短縮を図るようにした主軸装置及びそれを備えた工作機械を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 回転軸が前側及び後側軸受を介してハウジングに回転自在に支持されるとともに、前記回転軸がビルトインモータによって回転駆動される主軸装置であって、
前記ハウジングは、前記ビルトインモータのステータが取付けられる外筒ハウジングと、該外筒ハウジングの前部に設けられ、前記前側軸受の外輪が内嵌される前側軸受ハウジングと、前記外筒ハウジングの後部に設けられ、前記後側軸受の外輪が内嵌、又は、軸受スリーブを介して支持される後側軸受ハウジングと、を有し、
前記前側軸受ハウジングは、外周面が大径外周面と小径外周面とを有する段付き形状に形成され、
前記前側軸受ハウジングの小径外周面の少なくとも一部は、前記ステータのエンドコイルと半径方向から見てオーバーラップするように、前記ステータのエンドコイルの内側に配置され、
前記前側軸受は、前記ビルトインモータ寄りのモータ側軸受と、該モータ側軸受に対して前記ビルトインモータから離れた反モータ側軸受と、を備え、
前記モータ側軸受は、前記反モータ側軸受よりも外径寸法を小さくし、前記前側軸受ハウジングの小径外周面と半径方向から見てオーバーラップする位置で、前記前側軸受ハウジングに内嵌されることを特徴とする主軸装置。
（２） 前記モータ側軸受は、前記反モータ側軸受と等しい内径寸法を有することを特徴とする（１）に記載の主軸装置。
（３） 前記モータ側軸受と前記反モータ側軸受とは、互いに背面組合せされて、定位置予圧が付与されるアンギュラ玉軸受であり、
前記モータ側軸受の外輪は、嵌め合いすきまを持って、前記前側軸受ハウジングに内嵌されることを特徴とする（１）または（２）に記載の主軸装置。
（４） 前記モータ側軸受と前記反モータ側軸受とは、互いに背面組合せされて、定位置予圧が付与されるアンギュラ玉軸受であり、
前記モータ側軸受の外輪は、軸方向すきまを持って、前記前側軸受ハウジングに対して軸方向に位置決めされることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の主軸装置。
（５） 前記後側軸受の外輪が前記軸受スリーブに内嵌されるとともに、前記軸受スリーブが前記後側軸受ハウジングに内嵌され、
前記軸受スリーブの少なくとも一部は、前記ステータのエンドコイルと径方向から見てオーバーラップするように、前記ステータのエンドコイルの内側に配置されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の主軸装置。
（６） 前記後側軸受の外輪は、前記後側軸受ハウジングに内嵌され、
前記後側軸受ハウジングの少なくとも一部は、前記ステータのエンドコイルと径方向から見てオーバーラップするように、前記ステータのエンドコイルの内側に配置されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の主軸装置。
（７） （１）〜（６）のいずれかに記載の主軸装置を備えたことを特徴とする工作機械。
（８） 前記主軸装置がチルト機構又は旋回機構に搭載されていることを特徴とする（７）に記載の工作機械。

本発明によれば、前側軸受ハウジングは、外周面が大径外周面と小径外周面とを有する段付き形状に形成され、前側軸受ハウジングの小径外周面の少なくとも一部は、ステータのエンドコイルと半径方向から見てオーバーラップするように、ステータのエンドコイルの内側に配置され、前側軸受は、ビルトインモータ寄りのモータ側軸受と、該モータ側軸受に対してビルトインモータから離れた反モータ側軸受と、を備え、モータ側軸受は、反モータ側軸受よりも外径寸法を小さくし、ハウジングの小径外周面と半径方向から見てオーバーラップする位置で、前側軸受ハウジングに内嵌される。従って、前後軸受間のスパンを短くすることができ、回転軸の全長の短縮に貢献することができ、それにより、主軸装置の軸方向寸法のコンパクト化と軽量化を図ることができる。また、回転軸の前後軸受間スパンの減少により、軸の固有振動数を高くすることができて、最高回転数をより高速にすることも可能となり、動剛性が高くなることで、振動を小さく抑えることも可能となる。また、回転部のイナーシャ減により、急加速性の向上と電力減による省エネ効果も期待できる。また、チルト機構や旋回機構に搭載する場合は、主軸装置のコンパクト化と軽量化により、チルト機構や旋回機構の構造のコンパクト化も図れる。

本発明の第１実施形態に係る主軸装置の断面図である。 図１のII部拡大断面図である。 図１のIII部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る主軸装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る主軸装置の断面図である。 従来の主軸装置を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る主軸装置について図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示す、本実施形態の主軸装置Ｍは、ビルトインモータタイプのものであり、チルト機構や旋回機構を有する工作機械に組み付けて使用される。主軸装置Ｍは、回転軸８０が前側及び後側軸受４０、６０を介してハウジングＨに回転自在に支持されるとともに、回転軸８０がビルトインモータ７０によって回転駆動される。

ハウジングＨは、図示しない工作機械のブラケットに固定される外筒ハウジング１０と、外筒ハウジング１０の前部に設けられた前側軸受ハウジング２０と、外筒ハウジング１０の後部に設けられた後側軸受ハウジング３０と、後側軸受ハウジング３０の内側に配置され、後側軸受ハウジング３０に対して軸方向に相対移動可能な軸受スリーブ３６と、を有する。

図２にも示すように、前側軸受４０は、前側軸受ハウジング２０と回転軸８０の前部との間に配置され、ビルトインモータ寄りのモータ側軸受４１と、該モータ側軸受４１に対してビルトインモータ７０から離れた反モータ側軸受４２と、を備える。モータ側軸受４１と反モータ側軸受４２は、前側軸受ハウジング２０に内嵌される外輪４１ａ，４２ａと、回転軸８０に外嵌される内輪４１ｃ，４２ｃと、外輪４１ａ，４２ａと内輪４１ｃ，４２ｃとの間でそれぞれ接触角を持って転動する転動体として複数の玉４１ｂ，４２ｂを有するアンギュラ玉軸受であり、外輪間座４３，内輪間座４５を介して背面組み合わせされている。

また、外輪４１ａ，４２ａは、以下に詳述するが、前側軸受ハウジング２０と、前側軸受ハウジング２０に固定される外輪抑え部材４７との間で、外輪間座４３、４４を介して軸方向に位置決めされる。さらに、内輪４１ｃ，４２ｃは、回転軸８０に形成されたねじ溝８０ａに軸受固定ナット８６を回転軸８０の段部８０ｄに向けて締付けることで、内輪間座４５、４６を介して軸方向に固定され、これにより、軸受４１，４２には予圧が付与される。

なお、軸受固定ナット８６は、後述するステータ７１のエンドコイル７３の内側で、前側軸受ハウジング２０の後端部とロータ７２（本実施形態では、ロータスリーブ８１）の前端部との間に配置される。また、軸受固定ナット８６が螺合するねじ溝８０ａは、前側軸受４０が嵌合する回転軸８０の外周面に形成され、ロータスリーブ８１が嵌合する外周面より大径に形成されている。また、回転軸８０の刃物側端部の外周面は、前側軸受４０が嵌合する回転軸８０の外周面よりも大径に形成され、また、外輪間座４４とともにラビリンスシール構造を形成するシール部８０ｅを有する。したがって、回転軸８０は、刃物側端部から後方に向かって断続的に外周面が縮径するように形成されている。

また、図３に示すように、後側軸受６０も、軸受スリーブ３６と回転軸８０の後部との間に配置され、ビルトインモータ寄りのモータ側軸受６１と、該モータ側軸受６１に対してビルトインモータ７０から離れた反モータ側軸受６２と、を備える。モータ側軸受６１と反モータ側軸受６２は、軸受スリーブ３６に内嵌される外輪６１ａ，６２ａと、回転軸８０に外嵌される内輪６１ｃ，６２ｃと、外輪６１ａ，６２ａと内輪６１ｃ，６２ｃとの間でそれぞれ接触角を持って転動する転動体として複数の玉６１ｂ，６２ｂを有するアンギュラ玉軸受であり、外輪間座６３，内輪間座６４を介して背面組み合わせされている。

また、外輪６１ａ，６２ａは、軸受スリーブ３６と、軸受スリーブ３６に固定される外輪抑え部材６５との間で、外輪間座６３を介して軸方向に位置決めされる。また、内輪６１ｃ，６２ｃは、回転軸８０に形成されたねじ溝８０ｂに軸受固定ナット８７を回転軸８０の段部８０ｆに向けて締付けることで、内輪間座６６及び速度センサ９５の被検出部用リング部材６７を介して軸方向に固定され、これにより、軸受６１，６２には、予圧が付与される。

図１に戻って、ビルトインモータ７０は、前側軸受４０と後側軸受６０との間のスペースに配置され、外筒ハウジング１０の内周に冷却筒１１を介して固定されたステータ７１と、回転軸８０の外周に設けられたロータスリーブ８１に焼き嵌めされたロータ７２と、を有し、ステータ７１の軸方向両端部には、ステータコイルのエンドコイル７３が略環状の凸部として突出している。なお、ロータスリーブ８１は、回転軸８０の外周上に焼バメ締結されている。

また、外筒ハウジング１０の内周面には、冷却用溝１０ａが形成され、冷却筒１１が内嵌されることで、冷却経路を構成する。さらに、互いに嵌合する外筒ハウジング１０の内周面と、前側軸受ハウジング２０の外周面との間にも、前側軸受ハウジング２０の外周面に冷却油溝２０ａが形成されることで、他の冷却経路を構成している。

回転軸８０の内径部には、軸方向に延びるドローバー９３と、ドローバー９３の先端側に設けられ、図示しない工具ホルダを回転軸８０のテーパ部８０ｃに固定するためのクランピングユニット９０と、ドローバー９３と回転軸８０との間に設けられ、クランピングユニット９０を反工具側に引き込む皿バネ９４と、が組み込まれている。また、後側軸受ハウジング３０の後方には、回転軸８０の内径部に組み込まれた皿バネ９４を圧縮して工具ホルダをアンクランプする図示しないアンクランプユニットが取り付けられている。

ここで、図２に示すように、本実施形態では、前側軸受ハウジング２０は、外周面が外筒ハウジング１０の内周面と嵌合する大径外周面２１と、該大径外周面２１より小径の小径外周面２２とを有する段付き形状に形成される。また、前側軸受ハウジング２０の小径外周面２２の少なくとも一部は、ステータ７１のエンドコイル７３と半径方向から見てオーバーラップするように、ステータ７１のエンドコイル７３の内側に配置される。

また、前側軸受４０において、モータ側軸受４１は、反モータ側軸受４２よりもサイズの小さなもの、具体的には、反モータ側軸受４２よりも外径寸法を小さくする一方、内径寸法を等しくしたものが使用されている。

そして、モータ側軸受４１は、前側軸受ハウジング２０の小径外周面２２と半径方向から見てオーバーラップする位置で、前側軸受ハウジング２０に内嵌される。前側軸受ハウジング２０の内周面は、モータ側軸受４１が内嵌される小径内周面２３と、反モータ側軸受４２や外輪間座４３、４４が内嵌される大径内周面２４とで段付き形状に形成されている。また、本実施形態では、モータ側軸受４１は、ステータ７１のエンドコイル７３と半径方向から見てオーバーラップするように、ステータ７１のエンドコイル７３の内側に配置される。

なお、本実施形態では、モータ側軸受４１は、反モータ側軸受４２と等しい内径寸法を有しているが、必要に応じて、モータ側軸受４１は、反モータ側軸受４２よりも内径寸法を小さくしてもよい。

反モータ側軸受４２の外輪外径と前側軸受ハウジング２０の内径の嵌め合いすきまＬ１は、モータ側軸受４１の外輪外径と前側軸受ハウジング２０の内径の嵌め合いすきまＬ２より小さくしている（Ｌ１＜Ｌ２）。

即ち、反モータ側軸受４２の外輪外径と前側軸受ハウジング２０の内径の嵌め合いすきまＬ１は、直径すきまで、０μｍ〜２０μｍ程度とし、より好ましくは、０μｍ〜１０μｍ程度としている。
一方、モータ側軸受４１の外輪外径と前側軸受ハウジング２０の内径の嵌め合いすきまＬ２は、直径すきまで、１０μｍ〜５ｍｍ程度のすきま（＝ΔＲ）程度としている。

モータ側軸受４１の外輪外径と前側軸受ハウジング２０の内径との嵌め合いすきまＬ２（＝ΔＲ）を大きくすることで、高速回転中に、遠心力や内外輪温度差により発生する内部予圧の増加により、当該すきま部分で外輪４１ａが膨張する。該外輪４１ａの膨張作用は予圧が抜ける方向に作用し、前側軸受４０全体としての予圧増加を軽減する効果がある。したがって、モータ側軸受４１のみならず、前側軸受４０全体の焼付きを防止することができる。

なお、嵌め合いすきまＬ２が５ｍｍを越えると、軸受内径がφ１００ｍｍ以下（標準的なスピンドルサイズ）の軸受の場合、反モータ側軸受４２の外輪４２ａを固定する肩部平面が確保できなくなる。
一方、嵌め合いすきまＬ２が１０μｍより小さいと、外輪４１ａが膨張した際、該すきま部分がなくなり、予圧軽減効果が不十分となる。なお、嵌め合いすきまＬ２は、実用的には、１０〜２００μｍ程度が望ましい。

また、本実施形態では、反モータ側軸受４２の外輪４２ａは、一端側が前側軸受ハウジング２０の肩部２５に外輪間座４３を介して接触固定され（または、直接、接触固定されてよい）、他端側が外輪間座４４を介して外輪抑え部材４７で固定されて、軸方向に位置決めされている。

一方、モータ側軸受４１の外輪４１ａは、一端部が外輪間座４３を介して反モータ側軸受４２に固定され（または、反モータ側軸受４２に直接接触固定されてもよい）、他端部が前側軸受ハウジング２０の他の肩部２６との間に軸方向すきま（ΔＡ）を設けて、配置されている。軸方向すきまΔＡは、ΔＡ＞０であれば、特に数値は問わない。
この場合、前側軸受ハウジング２０の肩部２５に接触する外輪間座４３は、両端部の切欠き部分の内径寸法を異ならせており、モータ側端部は、外輪４１ａと当接するように反モータ側端部よりも小径に形成されている。

特に、精密スピンドルの場合、外輪４１ａ，４２ａの締め付け時の歪な変形を抑えるため、押し付け代の精度管理は、数μｍ〜十数μｍのバラつきに抑える必要が有り、外径寸法が異なる２つの軸受４１、４２を、それぞれ肩部２５、２６に同時に適正な押し付け代で固定するのは非常に困難である。
一方、本実施形態のように、軸方向すきま（ΔＡ）を設ける、つまり、軸受４１の外輪単体幅と小径内周面２３の幅の各単体部品の加工誤差を考慮して、ΔＡ＞０となるように軸受４１の外輪単体幅と小径内周面２３の幅の寸法を加工設定しておけば、主軸組立時の後加工や微調整が不要となる。前側軸受４０の軸方向の固定は、大径内周面２４の幅に対して、軸受４２の外輪単体幅、外輪間座４３、４４との寸法差を確認した後、外輪抑え部材４７の幅を調整するのみで可能となる（日常、実施されるスピンドル組込作業と同様）。
仮に、本発明と異なり、軸受４１も同時に前側軸受４０と同一の押え代で締め付けようとした場合、さらに、軸受４１の外輪単体幅に対して、小径内周面２３の幅（肩部２５、２６間の距離）の数μｍレベルの調整が必要となり、加工部位が穴の奥部であることから微調整加工が極めて困難である。

なお、通常、固定側軸受となる前側（刃物側）軸受４０は剛性及び回転精度確保のため定位置予圧が負荷されているので、モータ側軸受４１の外輪４１ａは、予圧により外輪間座４３と密着嵌合している。したがって、反モータ側軸受４２が図２にように固定されていれば、上記すきま（ΔＲ及びΔＡ）があっても、モータ側軸受４１の外輪４１ａが回転中に内輪４１ｃと共回りすることはない。
また、本構成としても、加工中に主軸に負荷されるラジアル荷重は、サイズが大きく、負荷容量が大きい、反モータ側軸受４２によって負荷されるので、支障がない。

以上のように、本実施形態の構成の主軸装置Ｍでは、前側軸受ハウジング２０は、外周面が大径外周面２１と小径外周面２２とを有する段付き形状に形成され、前側軸受ハウジング２０の小径外周面２２の少なくとも一部は、ステータ７１のエンドコイル７３と半径方向から見てオーバーラップするように、ステータ７１のエンドコイル７３の内側に配置され、前側軸受４０は、ビルトインモータ寄りのモータ側軸受４１と、該モータ側軸受４１に対してビルトインモータ７０から離れた反モータ側軸受４２と、を備え、モータ側軸受４１は、反モータ側軸受４２よりも外径寸法を小さくし、前側軸受ハウジング２０の小径外周面２２と半径方向から見てオーバーラップする位置で、前側軸受ハウジング２０に内嵌される。
これにより、外径の小さいモータ側軸受４１を、エンドコイル７３内に配置でき、スピンドルの短寸化が図れ、回転軸８０の全長の短縮に貢献することができ、それにより、主軸装置Ｍの軸方向寸法のコンパクト化と軽量化を図ることができる。

また、回転軸８０の前後軸受４０、６０間スパンの減少により、回転軸８０の固有振動数を高くすることができて、最高回転数をより高速にすることも可能となり、動剛性が高くなることで、振動を小さく抑えることも可能となる。また、回転部のイナーシャ減により、急加速性の向上と電力減による省エネ効果も期待できる。また、チルト機構や旋回機構に搭載する場合は、主軸装置Ｍのコンパクト化と軽量化により、チルト機構や旋回機構の構造のコンパクト化も図れる。

また、本実施形態では、モータ側軸受４１は、反モータ側軸受４２と等しい内径寸法を有しており、即ち、反モータ側軸受（つまり、切削荷重を負荷する刃物側軸受）４２に負荷容量の大きい軸受が採用されている。これにより、反モータ側軸受４２によって、大きな切削荷重を負荷することができ、軸受の疲れ寿命の延長も確保できる。
さらに、ロータ７２の発熱により熱的負荷を受けやすいモータ側軸受４１のｄｍｎ（ｄｍ：玉ピッチ円直径とｎ：回転数（ｍｉｎ-^１）との積）値が小さくでき、高速回転時に生じやすいモータ側軸受４１の焼付きを防止することができる。

また、本実施形態では、軸受スリーブ３６は、ステータ７１のエンドコイル７３と径方向から見てオーバーラップするように、ステータ７１のエンドコイル７３の内側に配置される円筒部３７を有するので、回転軸８０の全長をさらに短縮することができる。さらに、後側軸受６０のモータ側軸受６１がステータ７１のエンドコイル７３の内側に配置されるので、回転軸８０の全長をより効果的に短縮することができる。

なお、本実施形態の変形例として、それぞれ、前側軸受４０を並列組合せ軸受、後側軸受６０を並列組合せ軸受とし、両者間にコイルばね等を軸方向に荷重が作用するように配置して、定圧予圧（軸方向）を構成する主軸構造（主軸全体として、接触角がハの字となった４列背面組合せ軸受で構成）としてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る主軸装置について図４に基づいて詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一または同等部分については、同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

第１実施形態では、後側軸受６０として、組合せアンギュラ玉軸受が使用されていたが、本実施形態では、図４に示すように、後側軸受６０として、単列円筒ころ軸受６８が使用されている。

このため、円筒ころ軸受６８の外輪６８ａは、後側軸受ハウジング３０に直接内嵌されており、後側軸受ハウジング３０に固定される外輪抑え部材６５によって軸方向に固定される。また、円筒ころ軸受６８の内輪６８ｃは、回転軸８０に外嵌され、ねじ溝８０ｂに軸受固定ナット８７を締め付けることで、内輪間座６９、被検出部用リング部材６７を介して、軸方向に固定される。外輪６８ａと内輪６８ｃとの間には、複数の円筒ころ６８ｂが配置される。

後側軸受ハウジング３０は、ステータ７１のエンドコイル７３と径方向から見てオーバーラップするように、ステータ７１のエンドコイル７３の内側に配置される円筒部３１を有する。したがって、単列円筒ころ軸受６８を用いることで、第１実施形態の主軸装置と比べて、さらに短寸化を図ることができる。
また、本実施形態のように、円筒ころ軸受６８の少なくとも一部を、径方向から見て、エンドコイル７３とオーバーラップさせることで、さらに、短寸化を図ることができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る主軸装置について図５に基づいて詳細に説明する。なお、第１及び第２実施形態と同一または同等部分については、同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図５に示すように、前側軸受４０は、反モータ側軸受４２を大サイズの２つの並列組合せアンギュラ玉軸受とし、モータ側軸受４１を小サイズの２つの並列組合せアンギュラ玉軸受とし、両者を内輪間座４５、４６および外輪間座４３、４４を挟んで、４列背面組合せアンギュラ玉軸受で構成している。
また、後側軸受６０としては、第２実施形態と同様に、単列円筒ころ軸受６８が使用されている。

この実施形態においても、４列背面組合せアンギュラ玉軸受のうち、モータ側軸受４１の外径寸法を小さくし、モータ側軸受４１の少なくとも一部は、前側軸受ハウジング２０の小径外周面２２と半径方向から見てオーバーラップする位置で、前側軸受ハウジング２０に内嵌されるので、短寸化を保持しつつ、軸受の負荷容量増加により、スピンドルの長寿命化を図ることができる。
その他の構成及び作用については、第１及び第２実施形態のものと同様である。

また、本実施形態では、４列背面組合せアンギュラ玉軸受の各アンギュラ玉軸受間に内輪間座及び外輪間座が配置されているが、各内輪間座及び外輪間座をなくして、さらに短寸化を図ってもよい。

また、本実施形態の４列背面組合せアンギュラ玉軸受の構成は、第１実施形態や第２実施形態の前側軸受に適用されてもよく、後側軸受ハウジングや軸受スリーブ、後側軸受をエンドコイル７３とオーバーラップさせるように構成してもよい。

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。

例えば、後側軸受についても、２列以上の組合せアンギュラ玉軸受を適用する場合、前側軸受と同様に、反モータ側軸受外輪外径＞モータ側軸受外輪外径とするなど、前側軸受と同様の構成をしてもよい。
また、本発明の前側軸受は、第３実施形態で説明したように、モータ側軸受が複数で構成されてもよく、反モータ側軸受も複数で構成されてもよい。

Ｍ 主軸装置
１０ 外筒ハウジング
２０ 前側軸受ハウジング
２１ 大径外周面
２２ 小径外周面
３０ 後側軸受ハウジング
３６ 軸受スリーブ
４０ 前側軸受
４１ モータ側軸受
４２ 反モータ側軸受
６０ 後側軸受
６１ モータ側軸受
６２ 反モータ側軸受
７０ ビルトインモータ
７１ ステータ
７２ ロータ
７３ エンドコイル
８０ 回転軸

Claims (8)

1. 回転軸が前側及び後側軸受を介してハウジングに回転自在に支持されるとともに、前記回転軸がビルトインモータによって回転駆動される主軸装置であって、
   前記ハウジングは、前記ビルトインモータのステータが取付けられる外筒ハウジングと、該外筒ハウジングの前部に設けられ、前記前側軸受の外輪が内嵌される前側軸受ハウジングと、前記外筒ハウジングの後部に設けられ、前記後側軸受の外輪が内嵌、又は、軸受スリーブを介して支持される後側軸受ハウジングと、を有し、
   前記前側軸受ハウジングは、外周面が大径外周面と小径外周面とを有する段付き形状に形成され、
   前記前側軸受ハウジングの小径外周面の少なくとも一部は、前記ステータのエンドコイルと半径方向から見てオーバーラップするように、前記ステータのエンドコイルの内側に配置され、
   前記前側軸受は、前記ビルトインモータ寄りのモータ側軸受と、該モータ側軸受に対して前記ビルトインモータから離れた反モータ側軸受と、を備え、
   前記モータ側軸受は、前記反モータ側軸受よりも外径寸法を小さくし、前記前側軸受ハウジングの小径外周面と半径方向から見てオーバーラップする位置で、前記前側軸受ハウジングに内嵌されることを特徴とする主軸装置。
2. 前記モータ側軸受は、前記反モータ側軸受と等しい内径寸法を有することを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
3. 前記モータ側軸受と前記反モータ側軸受とは、互いに背面組合せされて、定位置予圧が付与されるアンギュラ玉軸受であり、
   前記モータ側軸受の外輪は、嵌め合いすきまを持って、前記前側軸受ハウジングに内嵌されることを特徴とする請求項１または２に記載の主軸装置。
4. 前記モータ側軸受と前記反モータ側軸受とは、互いに背面組合せされて、定位置予圧が付与されるアンギュラ玉軸受であり、
   前記モータ側軸受の外輪は、軸方向すきまを持って、前記前側軸受ハウジングに対して軸方向に位置決めされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の主軸装置。
5. 前記後側軸受の外輪が前記軸受スリーブに内嵌されるとともに、前記軸受スリーブが前記後側軸受ハウジングに内嵌され、
   前記軸受スリーブの少なくとも一部は、前記ステータのエンドコイルと径方向から見てオーバーラップするように、前記ステータのエンドコイルの内側に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の主軸装置。
6. 前記後側軸受の外輪は、前記後側軸受ハウジングに内嵌され、
   前記後側軸受ハウジングの少なくとも一部は、前記ステータのエンドコイルと径方向から見てオーバーラップするように、前記ステータのエンドコイルの内側に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の主軸装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の主軸装置を備えたことを特徴とする工作機械。
8. 前記主軸装置がチルト機構又は旋回機構に搭載されていることを特徴とする請求項７に記載の工作機械。

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