JP2020168699A - 主軸装置及び工作機械 - Google Patents

主軸装置及び工作機械 Download PDF

Info

Publication number
JP2020168699A
JP2020168699A JP2019072416A JP2019072416A JP2020168699A JP 2020168699 A JP2020168699 A JP 2020168699A JP 2019072416 A JP2019072416 A JP 2019072416A JP 2019072416 A JP2019072416 A JP 2019072416A JP 2020168699 A JP2020168699 A JP 2020168699A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
housing
spindle
spindle shaft
pipeline
spindle device
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.)
Ceased
Application number
JP2019072416A
Other languages
English (en)
Inventor
真弘 室田
Shinko Murota
真弘 室田
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP2019072416A priority Critical patent/JP2020168699A/ja
Priority to US16/838,491 priority patent/US20200316735A1/en
Priority to DE102020109350.0A priority patent/DE102020109350A1/de
Priority to CN202010257230.1A priority patent/CN111790923A/zh
Publication of JP2020168699A publication Critical patent/JP2020168699A/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B7/00—Automatic or semi-automatic turning-machines with a single working-spindle, e.g. controlled by cams; Equipment therefor; Features common to automatic and semi-automatic turning-machines with one or more working-spindles
    • B23B7/12—Automatic or semi-automatic machines for turning of workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B23Q1/0018—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/38—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
    • F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/02—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/08—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles
    • F16C35/10—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles with sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/08—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles
    • F16C35/12—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles with ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/005—Fluid passages not relating to lubrication or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/008—Bearings
    • B23B2260/0082—Sliding contact bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

【課題】ハウジング内に浸入する切削液等を良好に排出し得る主軸装置及び工作機械を提供する。【解決手段】主軸装置２０は、主軸シャフト２２と、主軸シャフトを収容し、主軸シャフトにガスが供給され、主軸シャフトを回転自在に軸支する軸受６０を有する第１ハウジング２４と、主軸シャフトの一端に位置し、主軸シャフトを回転させるモータ４０と、モータを収容し、第１ハウジングに結合された第２ハウジング４１と、一端が第２ハウジング内の空間の底部に位置し、他端が第２ハウジングから突出している管路４３とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、主軸装置及び工作機械に関する。
特許文献１には、回転部と、当該回転部を回転自在に支持する軸受を有するハウジングとを有する主軸装置が開示されている。
特開２００８−１６１９５０号公報
しかしながら、特許文献１の主軸装置では、切削液等がハウジング内に浸入した場合、ハウジング内に備えられた電気的な構成要素において短絡等が生じ、主軸装置の故障を招く虞がある。切削液等を排出するための孔をハウジングに設けることも考えられるが、この場合には、当該孔を介してハウジング内に切削液が浸入してしまう。
本発明の目的は、ハウジング内に浸入する切削液等を良好に排出し得る主軸装置及び工作機械を提供することにある。
本発明の一態様による主軸装置は、主軸シャフトと、前記主軸シャフトを収容し、前記主軸シャフトにガスが供給され、前記主軸シャフトを回転自在に軸支する軸受を有する第１ハウジングと、前記主軸シャフトの一端に位置し、前記主軸シャフトを回転させるモータと、前記モータを収容し、前記第１ハウジングに結合された第２ハウジングと、一端が前記第２ハウジング内の空間の底部に位置し、他端が前記第２ハウジングから突出している管路とを備える。
本発明の他の態様による工作機械は、上記のような主軸装置を備える。
本発明によれば、ハウジング内に浸入する切削液等を良好に排出し得る主軸装置及び工作機械を提供することができる。
一実施形態による主軸装置が備えられた工作機械を示す概略図である。 一実施形態による主軸装置を示す断面図である。 一実施形態による主軸装置を示す斜視図である。 主軸シャフトの長手方向が鉛直方向に沿う場合の例を示す断面図である。 ガス流路が第２ハウジングに形成されている場合の例を示す断面図である。
本発明による主軸装置及び工作機械について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
［一実施形態］
一実施形態による主軸装置及び工作機械について図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施形態による主軸装置が備えられた工作機械を示す概略図である。
本実施形態による工作機械（精密工作機械）１０は、工具を用いて加工対象物を加工するものである。本実施形態による工作機械１０は、加工対象物に対する加工をナノメータレベルで制御し得る静圧軸受６０がハウジング２５に収納されている場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。静圧軸受６０ではない軸受、例えば、転がり軸受等が、ハウジング２５に収納されていてもよい。また、本実施形態では、工作機械１０が旋盤機である場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。旋盤機以外の加工機、切削機等、様々な工作機械１０に本発明を適用することができる。
図１に示すように、本実施形態による工作機械１０には、基礎ベッド１２と、主軸支持部１４と、テーブル支持部１６と、テーブル１８と、主軸装置２０とが備えられている。
主軸装置２０に備えられた主軸シャフト２２の長手方向（軸方向）を、前後方向とする。主軸装置２０が載置されている載置面Ｆに対して平行な面内で軸方向に対して直交する方向を、左右方向とする。主軸装置２０が載置されている載置面Ｆ及び軸方向に対して直交する方向を、上下方向とする。下方向は、重力が働く方向である。主軸シャフト２２に対してチャック部３０が位置する側を、前側とする。主軸シャフト２２に対してチャック部３０が位置する側とは反対の側を、後側とする。
主軸支持部１４は、基礎ベッド１２上に備えられている。主軸装置２０は、主軸支持部１４上に備えられている。
主軸支持部１４は、第１スライド部１４ａと、主軸移動台１４ｂと、不図示の第１駆動機構とを含む。第１スライド部１４ａは、基礎ベッド１２上に備えられている。第１スライド部１４ａの長手方向は、左右方向である。第１駆動機構には、不図示のモータが備えられている。第１駆動機構には、不図示のボールねじ等の部材が更に備えられている。ボールねじは、モータの回転力を直進運動に変換する。第１駆動機構は、主軸移動台１４ｂを、第１スライド部１４ａの長手方向に沿って移動する。第１駆動機構によって主軸移動台１４ｂが第１スライド部１４ａの長手方向に沿って移動することにより、当該主軸移動台１４ｂ上に備えられた主軸装置２０が左右方向に移動する。
テーブル支持部１６は、基礎ベッド１２上に備えられている。テーブル支持部１６は、第２スライド部１６ａと、不図示の第２駆動機構とによって構成されている。第２スライド部１６ａの長手方向は、前後方向である。第２駆動機構には、不図示のモータが備えられている。第２駆動機構には、不図示のボールねじ等の部材が更に備えられている。ボールねじは、モータの回転力を直進運動に変換する。第２駆動機構は、テーブル１８を、第２スライド部１６ａの長手方向に沿って移動する。即ち、第２駆動機構は、テーブル１８を前後方向に移動する。なお、テーブル１８は、上下方向の軸を回転軸として回転可能であってもよい。
主軸装置２０には、チャック部３０が備えられている。チャック部３０には、例えば加工対象物が保持される。テーブル１８には、例えば工具が保持される。なお、チャック部３０に工具が保持され、テーブル１８に加工対象物が保持されるようにしてもよい。
図２は、本実施形態による主軸装置を示す断面図である。
図２に示すように、本実施形態による主軸装置２０には、ハウジング２５が備えられている。ハウジング２５は、第１ハウジング２４と、第１ハウジング２４に結合された第２ハウジング４１とを含む。主軸装置２０には、主軸シャフト２２と、モータ４０と、管路４３とが更に備えられている。
第１ハウジング２４には、主軸シャフト２２が収容されている。主軸シャフト２２は、円筒状の部材である。主軸シャフト２２には、軸方向に沿って貫通する円筒状の貫通孔２２Ｈが形成されている。第１ハウジング２４には、主軸シャフト２２にガスが供給されることで当該主軸シャフト２２を回転自在に軸支する静圧軸受（軸受）６０が備えられている。
モータ４０は、主軸シャフト２２の一端、即ち、主軸シャフト２２の後端に位置している。モータ４０は、主軸シャフト２２を回転させる駆動源である。モータ４０の前側は、不図示の固定部材によって第１ハウジング２４の後側に取り付けられている。
第２ハウジング４１は、モータ４０を収容している。第２ハウジング４１は、第１ハウジング２４の後端に結合されている。第２ハウジング４１は、法線方向が主軸シャフト２２の長手方向に沿う第１面４１Ａを含む。
管路４３は、ハウジング２５内に浸入する切削液等をハウジング２５内からハウジング２５の外側に排出するためのものである。管路４３は、屈曲可能な材料によって構成されていてもよいし、屈曲不能な材料によって構成されていてもよい。屈曲可能な材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
管路４３の一端は、第２ハウジング４１内の空間５１の底部に位置している。より具体的には、管路４３の一端は、第２ハウジング４１の第１面４１Ａとモータ４０との間の空間５１Ａの底部に位置している。なお、管路４３の一端が、第１面４１Ａとモータ４０との間の空間５１Ａ内に位置していなくてもよい。例えば、管路４３の一端が、モータ４０の下側に位置する空間５１Ｂ内に位置していてもよい。管路４３の一端は、不図示の固定部材によって第２ハウジング４１に固定されていてもよい。
第１面４１Ａとモータ４０との間の空間５１Ａ内には、不図示のセンサ、不図示の端子台等が備えられているが、ここでは、図示が省略されている。センサは、例えば、モータ４０の回転を検出する。
第１面４１Ａとモータ４０との間の空間５１Ａ内には、電源線、信号線等が配設されているが、ここでは、図示が省略されている。モータ４０に接続された電源線、信号線等は、当該モータ４０に電源、信号等を供給し得る。センサに接続された電源線、信号線等は、当該センサに電源、信号等を供給し得る。これらの電源線、信号線等は、第１面４１Ａに形成された不図示の孔を通るように配設されている。
管路４３の他端は、第２ハウジング４１から突出している。より具体的には、管路４３は、第２ハウジング４１に形成された孔４７を介して、第２ハウジング４１内から当該第２ハウジング４１の外側に突出している。孔４７の位置は、例えば、管路４３の一端の位置よりも高い。孔４７と管路４３との間には、これらの間を封止する封止部材４９が備えられている。
第２ハウジング４１内の空間５１には、主軸シャフト２２に供給されるガスが、不図示の隙間等を介して流入可能である。主軸シャフト２２にガスが供給されている際には、第２ハウジング４１内の圧力は、第２ハウジング４１の外側の圧力よりも高くなる。第２ハウジング４１内の圧力が第２ハウジング４１の外側の圧力よりも高くなるため、第２ハウジング４１内に切削液等が浸入した場合であっても、当該切削液等が管路４３を介してハウジング２５の外部に排出され得る。
主軸シャフト２２の長手方向は、鉛直方向に交差する方向である。管路４３の一端と第２ハウジング４１との鉛直方向における距離は、モータ４０と第２ハウジング４１との鉛直方向における距離より小さい。管路４３の一端と第２ハウジング４１との鉛直方向における距離が、モータ４０と第２ハウジング４１との鉛直方向における距離より小さいため、ハウジング２５内に浸入する切削液等の液面がモータ４０に達するのを防止することができる。このため、モータ４０において短絡等が生じるのを防止することができる。
主軸シャフト２２の前側にはチャック部３０が備えられている。チャック部３０は、主軸シャフト２２の回転に連動して回転する。チャック部３０は、第１ハウジング２４の前側の表面上において回転し得る。チャック部３０には、例えば加工対象物が着脱される。なお、図１には、円盤状のチャック部３０が示されているが、チャック部３０の形状は円盤状に限定されるものではない。チャック部３０は、主軸シャフト２２の前側に固定されたベース３０ａと、ベース３０ａに対して着脱可能に取り付けられた吸着パッド３０ｂとを有する。吸着パッド３０ｂの吸着面には開口ＯＰが形成される。ベース３０ａ及び吸着パッド３０ｂには、開口ＯＰと主軸シャフト２２の貫通孔２２Ｈとを連通する連通路３０ｃが形成されている。チャック部３０の外側の空気が、開口ＯＰ及び連通路３０ｃを介して、不図示の真空ポンプによって貫通孔２２Ｈ内に吸引される。このため、加工対象物は、吸着面に密着した状態で保持される。
第１ハウジング２４は、略円筒状の第１ハウジング本体２４ａと、後側ハウジング蓋２４ｂとを有する。第１ハウジング本体２４ａには、第１ハウジング本体２４ａの外周面から外側に向かって突出する環状のフランジ部５０が設けられている。フランジ部５０は、第１ハウジング本体２４ａと一体成形されていてもよいし、第１ハウジング本体２４ａとは別個の部材によって構成されていてもよい。フランジ部５０が第１ハウジング本体２４ａと別個の部材によって構成されている場合、所定の固定具によってフランジ部５０が第１ハウジング本体２４ａに固定される。
第１ハウジング本体２４ａの後側には、当該第１ハウジング本体２４ａの後側の開口を覆うように後側ハウジング蓋２４ｂが着脱可能に取り付けられている。後側ハウジング蓋２４ｂの表面（後端面）側には、第２ハウジング４１が固定されている。
後側ハウジング蓋２４ｂと第１ハウジング本体２４ａとには、前後方向に沿って貫通する略円筒状のシャフト配置空間が形成されている。当該シャフト配置空間に主軸シャフト２２が配置されている。当該シャフト配置空間に配置された主軸シャフト２２は、静圧軸受６０を介して回転可能に支持される。
静圧軸受６０は、スラスト軸受６０ａと、ラジアル軸受６０ｂとによって構成されている。スラスト軸受６０ａは、主軸シャフト２２の左側と右側とにそれぞれ設けられている。ラジアル軸受６０ｂは、スラスト軸受６０ａよりも後側に位置している。ラジアル軸受６０ｂは、主軸シャフト２２のフランジ部２２Ａの前後にそれぞれ設けられている。本実施形態では、静圧軸受６０が用いられているため、加工対象物に対する加工をナノ単位で制御し得る。
主軸装置２０には、主軸取付台２６が更に備えられている。主軸取付台２６は、主軸移動台１４ｂの載置面Ｆ（図１）上に載置される。主軸取付台２６には、主軸シャフト２２の軸方向に沿って第１ハウジング２４が挿通される挿通孔２６Ｈが形成されている。挿通孔２６Ｈに挿通された第１ハウジング２４の前側は、第１ハウジング本体２４ａに設けられたフランジ部５０を介して主軸取付台２６の前側に固定されている。第１ハウジング２４の後側は、主軸取付台２６の後側に設けられる不図示の支持部材を介して支持されている。このように、主軸取付台２６は、第１ハウジング２４を前後から両持ちで保持している。
主軸装置２０には、カバー部材２８が更に備えられている。カバー部材２８は、フランジ部５０の前側の表面と、当該表面から前側に延在する第１ハウジング本体２４ａの外周面と、チャック部３０の外周面の一部とを覆うように設けられている。なお、チャック部３０の外周面の全体がカバー部材２８によって覆われるようにしてもよい。カバー部材２８には、冷媒を流すための不図示の冷媒用流路が形成されており、当該冷媒用流路を流れる冷媒によってカバー部材２８の温度が調整され得る。冷媒としては、例えば、水、圧縮空気等が挙げられる。
第１ハウジング２４には、主軸シャフト２２にガスを供給するためのガス流路５３が形成されている。なお、図２においては、説明の簡略化のため、第１ハウジング２４に形成された複数のガス流路５３のうちの２つのガス流路５３のみが図示されている。なお、図２においては、ガス流路５３にガスを供給するための管路の図示を省略している。ガスは、所定圧にまで圧縮されていてもよい。ガスとしては、例えば、空気等が挙げられる。上述したように、第２ハウジング４１内の空間５１には、主軸シャフト２２に供給されるガスが、不図示の隙間等を介して流入可能である。換言すれば、第２ハウジング４１は、不図示の隙間等を介して、ガス流路５３に連通している。主軸シャフト２２にガスが供給されている際には、第２ハウジング４１内の圧力は、第２ハウジング４１の外側の圧力よりも高くなる。第２ハウジング４１内の圧力が第２ハウジング４１の外側の圧力よりも高くなるため、第２ハウジング４１内に切削液等が浸入した場合であっても、当該切削液等が管路４３を介してハウジング２５の外部に排出され得る。なお、ガス流路５３を介して主軸シャフト２２に供給されるガスは、管路４３を介してハウジング２５の外部に排出されるのみならず、第１ハウジング２４等に形成された不図示の孔、隙間等を介してハウジング２５の外部に排出される。
図３は、本実施形態による主軸装置を示す斜視図である。図３に示すように、第２ハウジング４１は、不図示の支持部材によって、第１ハウジング２４に取り付けられている。
こうして、本実施形態による主軸装置２０が構成されている。
このように、本実施形態によれば、一端が第２ハウジング４１内の空間５１の底部に位置し、他端が第２ハウジング４１から突出している管路４３が備えられている。第２ハウジング４１内の空間５１には、主軸シャフト２２にガスが供給されている際に、第２ハウジング４１の外部よりも高い圧力が加わる。このため、本実施形態によれば、ハウジング２５内に浸入する切削液等を、管路４３を用いて良好に排出することができる。このため、本実施形態によれば、ハウジング２５内に備えられた電気的な構成要素において短絡等が生じるのを防止することができ、信頼性の高い主軸装置２０及び工作機械１０を提供することができる。
［変形実施形態］
本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
例えば、上記実施形態では、ハウジング２５に収納されている軸受が静圧軸受６０である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。上述したように、ハウジング２５に収納されている軸受が、転がり軸受等であってもよい。静圧軸受６０以外の軸受が収納されたハウジング２５においても、主軸シャフト２２等に対してガスの供給が行われ得る（エアパージ）。
また、上記実施形態では、主軸シャフト２２の長手方向が、鉛直方向に交差する方向である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。主軸シャフト２２の長手方向が、鉛直方向に沿う方向であってもよい。図４は、主軸シャフトの長手方向が鉛直方向に沿う場合の例を示す断面図である。図４に示す例においては、主軸シャフト２２の長手方向が、鉛直方向に沿う方向に設定されている。図４に示す例においては、管路４３の一端の位置は、モータ４０の下面の位置よりも低く設定されている。このような構成においても、ハウジング２５内に浸入する切削液等を、管路４３を用いて良好に排出することができる。このため、このような構成においても、ハウジング２５内に備えられた電気的な構成要素において短絡等が生じるのを防止することができ、信頼性の高い主軸装置２０及び工作機械１０を提供することができる。
また、上記実施形態では、ガス流路５３が第１ハウジング２４に形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。図５は、ガス流路が第２ハウジングに形成されている場合の例を示す断面図である。図５に示す例においては、ガス流路５３Ａが第２ハウジング４１に形成されている。なお、図５においては、ガス流路５３Ａにガスを供給するための管路の図示を省略している。図５に示す例においては、管路４３に流量調整弁（絞り弁）４３Ａが備えられている。図５に示す例のように、第２ハウジング４１にガスが供給されるようにした場合にも、ハウジング２５内の圧力を高くすることができ、主軸シャフト２２等へのガスの供給が可能である。しかも、図５に示す例においては、流量調整弁４３Ａが備えられているため、当該流量調整弁４３Ａにおけるガス流量を小さくすることにより、ハウジング２５内の圧力を十分に高くすることができる。図５に示す例においても、ハウジング２５への異物の浸入を防止することができる。
上記実施形態をまとめると以下のようになる。
主軸装置（２０）は、主軸シャフト（２２）と、前記主軸シャフトを収容し、前記主軸シャフトにガスが供給され、前記主軸シャフトを回転自在に軸支する軸受（６０）を有する第１ハウジング（２４）と、前記主軸シャフトの一端に位置し、前記主軸シャフトを回転させるモータ（４０）と、前記モータを収容し、前記第１ハウジングに結合された第２ハウジング（４１）と、一端が前記第２ハウジング内の空間（５１）の底部に位置し、他端が前記第２ハウジングから突出している管路（４３）とを備える。
このような構成によれば、一端が第２ハウジング内の空間の底部に位置し、他端が第２ハウジングから突出している管路が備えられている。第２ハウジング内の空間には、主軸シャフトにガスが供給されている際に、第２ハウジングの外部よりも高い圧力が加わる。このため、このような構成によれば、ハウジング内に浸入する切削液等を、管路を用いて良好に排出することができる。このため、このような構成によれば、ハウジング内に備えられた電気的な構成要素において短絡等が生じるのを防止することができ、信頼性の高い主軸装置及び工作機械を提供することができる。
前記軸受は、前記主軸シャフトにガスが供給されることで前記主軸シャフトを回転自在に軸支する静圧軸受であってもよい。
前記管路は、前記第２ハウジングに形成された孔（４７）を介して前記第２ハウジング内から前記第２ハウジングの外側に突出しており、前記孔の位置は、前記管路の前記一端の位置よりも高いようにしてもよい。
前記管路は、前記第２ハウジングに形成された孔を介して前記第２ハウジング内から前記第２ハウジングの外側に突出しており、前記孔と前記管路との間を封止する封止部材（４９）を更に備えるようにしてもよい。このような構成によれば、主軸シャフトにガスが供給されている際に、第２ハウジング内の空間の圧力を第２ハウジングの外部の圧力より高く維持し得るとともに、孔と管路との間からハウジング内に切削液等が浸入するのを防止することができる。
前記第２ハウジングは、法線方向が前記主軸シャフトの長手方向に沿う第１面（４１Ａ）を含み、前記第１面と前記モータとの間には空間（５１Ａ）が存在しており、前記管路の前記一端は、前記第１面と前記モータとの間の前記空間内に位置しているようにしてもよい。
前記主軸シャフトの長手方向は、鉛直方向に交差する方向であり、前記管路の前記一端と前記第２ハウジングとの前記鉛直方向における距離は、前記モータと前記第２ハウジングとの前記鉛直方向における距離より小さい。このような構成によれば、ハウジング内に浸入する切削液等の液面がモータに達するのを防止することができ、モータにおいて短絡等が生じるのを防止することができる。
前記主軸シャフトの長手方向は、鉛直方向に沿う方向であり、前記管路の前記一端の位置は、前記モータの下面の位置よりも低くてもよい。
工作機械（１０）は、上記のような主軸装置を備える。
１０…工作機械 １２…基礎ベッド
１４…主軸支持部 １４ａ…第１スライド部
１４ｂ…主軸移動台 １６…テーブル支持部
１６ａ…第２スライド部 １８…テーブル
２０…主軸装置 ２２…主軸シャフト
２２Ａ、５０…フランジ部 ２２Ｈ…貫通孔
２４…第１ハウジング ２４ａ…第１ハウジング本体
２４ｂ…後側ハウジング蓋 ２５…ハウジング
２６…主軸取付台 ２６Ｈ…挿通孔
２８…カバー部材 ３０…チャック部
３０ａ…ベース ３０ｂ…吸着パッド
３０ｃ…連通路 ４０…モータ
４１…第２ハウジング ４１Ａ…第１面
４３…管路 ４７…孔
４９…封止部材 ５１、５１Ａ、５１Ｂ…空間
５３…ガス流路 ６０…静圧軸受
６０ａ…スラスト軸受 ６０ｂ…ラジアル軸受
Ｆ…載置面 ＯＰ…開口

Claims (8)

  1. 主軸シャフトと、
    前記主軸シャフトを収容し、前記主軸シャフトにガスが供給され、前記主軸シャフトを回転自在に軸支する軸受を有する第１ハウジングと、
    前記主軸シャフトの一端に位置し、前記主軸シャフトを回転させるモータと、
    前記モータを収容し、前記第１ハウジングに結合された第２ハウジングと、
    一端が前記第２ハウジング内の空間の底部に位置し、他端が前記第２ハウジングから突出している管路と
    を備える主軸装置。
  2. 請求項１に記載の主軸装置において、
    前記軸受は、前記主軸シャフトにガスが供給されることで前記主軸シャフトを回転自在に軸支する静圧軸受である、主軸装置。
  3. 請求項１又は２に記載の主軸装置において、
    前記管路は、前記第２ハウジングに形成された孔を介して前記第２ハウジング内から前記第２ハウジングの外側に突出しており、
    前記孔の位置は、前記管路の前記一端の位置よりも高い、主軸装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の主軸装置において、
    前記管路は、前記第２ハウジングに形成された孔を介して前記第２ハウジング内から前記第２ハウジングの外側に突出しており、
    前記孔と前記管路との間を封止する封止部材を更に備える、主軸装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の主軸装置において、
    前記第２ハウジングは、法線方向が前記主軸シャフトの長手方向に沿う第１面を含み、
    前記第１面と前記モータとの間には空間が存在しており、
    前記管路の前記一端は、前記第１面と前記モータとの間の前記空間内に位置している、主軸装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の主軸装置において、
    前記主軸シャフトの長手方向は、鉛直方向に交差する方向であり、
    前記管路の前記一端と前記第２ハウジングとの前記鉛直方向における距離は、前記モータと前記第２ハウジングとの前記鉛直方向における距離より小さい、主軸装置。
  7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の主軸装置において、
    前記主軸シャフトの長手方向は、鉛直方向に沿う方向であり、
    前記管路の前記一端の位置は、前記モータの下面の位置よりも低い、主軸装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の主軸装置を備える工作機械。
JP2019072416A 2019-04-05 2019-04-05 主軸装置及び工作機械 Ceased JP2020168699A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019072416A JP2020168699A (ja) 2019-04-05 2019-04-05 主軸装置及び工作機械
US16/838,491 US20200316735A1 (en) 2019-04-05 2020-04-02 Spindle device and machine tool
DE102020109350.0A DE102020109350A1 (de) 2019-04-05 2020-04-03 Spindelvorrichtung und werkzeugmaschine
CN202010257230.1A CN111790923A (zh) 2019-04-05 2020-04-03 主轴装置及机床

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019072416A JP2020168699A (ja) 2019-04-05 2019-04-05 主軸装置及び工作機械

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020168699A true JP2020168699A (ja) 2020-10-15

Family

ID=72518539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019072416A Ceased JP2020168699A (ja) 2019-04-05 2019-04-05 主軸装置及び工作機械

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200316735A1 (ja)
JP (1) JP2020168699A (ja)
CN (1) CN111790923A (ja)
DE (1) DE102020109350A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112022000271T5 (de) 2021-01-26 2023-12-07 Fanuc Corporation Drehzahl-Reduktionsmechanismus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7344682B2 (ja) * 2019-06-18 2023-09-14 株式会社ディスコ 加工装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0433535A (ja) * 1990-05-28 1992-02-04 Toshiba Corp 防水ケース
JPH05318289A (ja) * 1992-05-19 1993-12-03 Canon Inc 精密切削加工装置
JPH0739260U (ja) * 1993-12-21 1995-07-14 日本電気精器株式会社 モータ用ドレインパイプ
JPH0833256A (ja) * 1994-07-18 1996-02-02 Akebono Brake Ind Co Ltd モータのドレイン構造
JP2002018676A (ja) * 2000-07-03 2002-01-22 Okuma Corp 工作機械の主軸の軸受潤滑廃油排出装置
JP2002052406A (ja) * 2000-05-31 2002-02-19 Ntn Corp 自動工具交換機能付きスピンドル装置
JP2004001118A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Disco Abrasive Syst Ltd 粉塵処理装置および粉塵処理装置を装備した加工機
JP2006102906A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Nsk Ltd 主軸装置
JP2009202285A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Tokai Rika Co Ltd 切屑詰まり除去方法及び切屑詰まり除去装置
JP2013123312A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Yaskawa Electric Corp 回転電機

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0433535A (ja) * 1990-05-28 1992-02-04 Toshiba Corp 防水ケース
JPH05318289A (ja) * 1992-05-19 1993-12-03 Canon Inc 精密切削加工装置
JPH0739260U (ja) * 1993-12-21 1995-07-14 日本電気精器株式会社 モータ用ドレインパイプ
JPH0833256A (ja) * 1994-07-18 1996-02-02 Akebono Brake Ind Co Ltd モータのドレイン構造
JP2002052406A (ja) * 2000-05-31 2002-02-19 Ntn Corp 自動工具交換機能付きスピンドル装置
JP2002018676A (ja) * 2000-07-03 2002-01-22 Okuma Corp 工作機械の主軸の軸受潤滑廃油排出装置
JP2004001118A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Disco Abrasive Syst Ltd 粉塵処理装置および粉塵処理装置を装備した加工機
JP2006102906A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Nsk Ltd 主軸装置
JP2009202285A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Tokai Rika Co Ltd 切屑詰まり除去方法及び切屑詰まり除去装置
JP2013123312A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Yaskawa Electric Corp 回転電機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112022000271T5 (de) 2021-01-26 2023-12-07 Fanuc Corporation Drehzahl-Reduktionsmechanismus

Also Published As

Publication number Publication date
US20200316735A1 (en) 2020-10-08
CN111790923A (zh) 2020-10-20
DE102020109350A1 (de) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4766788A (en) Superprecision lathe
JP2020168699A (ja) 主軸装置及び工作機械
JP4867277B2 (ja) 主軸装置及び当該装置を備えた工作機械
CN110773758B (zh) 主轴装置
US10786881B2 (en) Spindle device
JP2022066848A (ja) 工作機械の主軸装置のドレン構造
US11027386B2 (en) Spindle device
US10974357B2 (en) Spindle device
JP5196397B2 (ja) 静圧気体軸受スピンドル
JPH0825173A (ja) 磁気軸受スピンドル装置
CN110744076B (zh) 主轴装置
US10833553B2 (en) Electric motor including terminal box and machine tool
JP6740300B2 (ja) 主軸装置
JP2002052434A (ja) 工具駆動装置
JP2021145822A (ja) 切削加工機
JP2004036864A (ja) スピンドル
US11097392B2 (en) Spindle device
KR100677823B1 (ko) 마스터 스핀들
EP4327978A2 (en) Dental drilling device having passive air curtain spindle
JP2003145381A (ja) 連結装置、及び連結装置付きスピンドルモータ
JP2023028875A (ja) 加工装置及び加工方法
TWI380875B (zh) A machining head for a work machine, and a spindle unit for use in the machining head

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220119

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220329

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220602

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20220602

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20220609

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20220614

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20220729

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20220802

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20221213

C23 Notice of termination of proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23

Effective date: 20230214

C03 Trial/appeal decision taken

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03

Effective date: 20230314

C30A Notification sent

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012

Effective date: 20230314

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20230725