TW201544233A - 主軸裝置 - Google Patents

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TW201544233A TW104106385A TW104106385A TW201544233A TW 201544233 A TW201544233 A TW 201544233A TW 104106385 A TW104106385 A TW 104106385A TW 104106385 A TW104106385 A TW 104106385A TW 201544233 A TW201544233 A TW 201544233A
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Yoshiaki Katsuno
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Abstract

本發明之主軸裝置中，於供自由側軸承內嵌之軸承套筒之外周面與後外殼之內周面之間，形成有可供冷媒流動之冷卻路徑。冷卻路徑係形成於軸承套筒之外周面，且係於自套筒之軸向一端側至另一端側之間形成於套筒之外周面的一條或複數條螺旋槽。外殼具備：供給口，其連通於螺旋槽之一端部且供給冷媒；及排出口，其連通於螺旋槽之另一端部且將流動於冷卻路徑之冷媒排出。

Description

主軸裝置
本發明係關於一種主軸裝置，更詳細而言，係關於工具機主軸、高速馬達、離心分離機、或者渦輪冷凍機等高速旋轉之旋轉機械的主軸裝置。
工具機主軸之高速化顯著發展，作為用以實現主軸之高速化的潤滑方法，採用有油空氣潤滑(oil-air lubrication)或油霧潤滑(oil-mist lubrication)。又，作為其他潤滑方法，自環境保護之觀點考慮，亦重新研究出不將潤滑油排出至外部之脂油潤滑，且同時採用使用有高速旋轉且耐燒附性優異之輕量之陶瓷滾動體(例如，氮化矽等)之滾動軸承。
又，作為高速旋轉主軸中之驅動方法，較齒輪驅動或皮帶驅動或者採用耦合之直接連接驅動而言，於主軸內內置有馬達之所謂馬達內置(built-in)主軸為主流。
此種構成之高速主軸中，除了來自支持主軸之滾動軸承之發熱以外，來自內置之馬達(定子及轉子)之發熱亦較大。就工具機主軸而言，若主軸之溫度上升較高，則會產生熱變形而使加工精度降低。因此，為了抑制主軸之溫度上升，而使用有使冷卻油自外部流動至作為主軸外筒之外殼的機構。由熱膨脹所引起之主軸之變形以成為固定側之前側軸承為原點而產生於軸向，故而多數情況下是使作為固定側之前側軸承及馬達之定子之外周部冷卻。
例如，作為抑制來自前側軸承之發熱的先前之冷卻裝置100，如圖18所示，於供一對前側軸承102、103內嵌之前外殼104之外周面設置圓周方向槽105，該一對前側軸承102、103支持主軸101之前側。而且，於前外殼104之外周面與另一外殼106之內周面之間，使冷媒循環從而冷卻前側軸承102、103。
又，專利文獻1中揭示有於配置於前側軸承與後側軸承之間的內隔圈(inner ring spacer)設置冷媒通路，藉由自泵等壓送之冷媒而使內隔圈冷卻的工具機中之主軸冷卻裝置。
另一方面，成為自由側軸承之後側軸承多數情況下是使用與前側軸承相比尺寸稍微小之軸承(例如，以軸承內徑尺寸計，為較固定側軸承小 10~ 30mm左右之尺寸)。因此，軸承之dmn值變小，相應地，溫度上升變少。又，由於後側軸承為自由側、及主軸後部之熱變形對加工精度帶來之影響度與前側軸承相比較小(例如，即使旋轉軸相對於非旋轉零件於軸向相對膨脹，主軸後側亦會向後方滑動移動，而安裝有刀具之主軸前側則難以出現移位)等理由，而多數情況下是不於後側軸承附加構造複雜之冷卻構造。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利實開平4-133555號公報
然而，最近之高速主軸中，使用之軸承之dmn值為100萬以上或者超過150萬，進而200萬以上之類型增加，隨之，後側軸承之dmn值亦增加，發熱變大。若後側軸承之發熱較大，則有由於軸承之內部溫度之上升而使潤滑油黏度降低，有因滾動接觸部等處之油膜形成不良而引起燒附之虞。
因此，圖19所示之冷卻裝置110中，考慮到使周邊構造簡化且冷卻後側軸承。於該情形時，將供一對自由側軸承112、113內嵌之套筒114內嵌於後外殼115，該一對自由側軸承112、113支持主軸101之後側，並於該後外殼115之外周面設置圓周方向槽116。而且，於後外殼115之外周面與另一外殼117之內周面之間使冷媒循環，而冷卻自由側軸承112、113。
然而，圖19所示之構造中，冷卻部配置於在徑向上遠離發熱部(軸承112、113)之位置，又，以轉動配合(running fit)方式而嵌合之套筒114與後外殼115之間之熱傳遞效率較低，故而存在冷卻效率較低之問題。因此，有後外殼被冷卻但套筒未高效率地冷卻，而後外殼與套筒之間之間隙變小產生滑動不良之虞。因此，存在前側軸承(固定側軸承)與後側軸承(自由側軸承)間產生因熱膨脹所引起之支撐荷重，軸承負載過大荷重而軸承損傷之可能性。或者，成為產生脫離預壓而產生異響或異常振動之主要原因。
本發明係鑒於上述問題而開發者，其目的在於提供一種可高效率地抑制因來自後側軸承之發熱所引起之溫度上升，實現後側軸承之壽命延長，即主軸裝置之壽命延長，並且使加工精度提高之主軸裝置。
本發明之上述目的係藉由下述之構成而達成。
(1)一種主軸裝置，其特徵在於具有：外殼；旋轉軸，其相對於該外殼而自如地相對旋轉；固定側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之一端側，外環固定於上述外殼；套筒，其於上述旋轉軸之另一端側配置於上述外殼內，且可沿 上述旋轉軸之軸向移動；及自由側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之另一端側，外環內嵌於上述套筒；且於彼此對向之上述套筒之外周面與上述外殼之內周面之間，形成有可供冷媒流動之冷卻路徑，上述冷卻路徑係於自上述套筒之軸向一端側至另一端側之間形成於該套筒之外周面的一條螺旋狀之螺旋槽，上述外殼具備：供給口，其連通於上述螺旋槽之一端部且供給上述冷媒；及排出口，其連通於上述螺旋槽之另一端部，且將流動於上述冷卻路徑之上述冷媒排出。
(2)一種主軸裝置，其特徵在於具有：外殼；旋轉軸，其相對於該外殼而自如地相對旋轉；固定側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之一端側，外環固定於上述外殼；套筒，其於上述旋轉軸之另一端側配置於上述外殼內，且可沿上述旋轉軸之軸向移動；及自由側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之另一端側，外環內嵌於上述套筒；且於彼此對向之上述套筒之外周面與上述外殼之內周面之間，形成有可供冷媒流動之冷卻路徑，上述冷卻路徑係於自上述套筒之軸向一端側至另一端側之間形成於該套筒之外周面的複數條螺旋槽，上述外殼具備：複數個供給口，其等連通於上述複數條螺旋槽各者之一端部且供給上述冷媒；及複數個排出口，其等連通於上述複數條螺旋槽各者之另一端部，且將流動於上述螺旋槽之上述冷媒排 出。
(3)如(2)之主軸裝置，其特徵在於：上述複數條螺旋槽之上述一端部彼此、上述另一端部彼此於上述套筒之外周面之圓周方向上、使相位相差45°以內而配置。
(4)如(1)~(3)中任一項之主軸裝置，其特徵在於：於上述冷卻路徑之上述軸向兩側，配設有將上述套筒之外周面與上述外殼之內周面之間液密性地密封的環狀之彈性構件。
(5)如(1)~(4)中任一項之主軸裝置，其特徵在於：於上述套筒之與上述外殼之內周面對向之外周面之兩端緣部、或上述外殼之內周面之兩端緣部，形成倒角部。
(6)如(1)~(5)中任一項之主軸裝置，其特徵在於：上述螺旋槽之側壁面相對於與上述軸向正交之方向傾斜地形成。
(7)如(1)~(6)中任一項之主軸裝置，其特徵在於：上述螺旋槽之上述一端部與上述另一端部分別於上述套筒之外周面之圓周方向上、使相位相差180°而配置。
根據本發明之主軸裝置，於彼此對向之套筒之外周面與外殼之內周面之間，形成有冷媒可流動之冷卻路徑。冷卻路徑係形成於套筒之外周面，且具有於自套筒之軸向一端側至另一端側之間形成於套筒之外周面的一條螺旋狀之螺旋槽。外殼具備：供給口，其連通於螺旋槽之一端部且供給冷媒；及排出口，其與螺旋槽之另一端部連通且將於冷卻路徑流動之冷媒排出。藉此，可直接冷卻供軸承內嵌之套筒，從而可高效率地冷卻自由側軸承。又，藉由軸承之內部溫度之下降，使得旋轉中之滾動接觸部或保持器導引面等處不易因黏度降低而引起潤滑油膜中斷，能防止因潤滑不良引起壽命下降或軸承之燒附。而且，由於將外殼與套筒之兩個構件同時冷卻，故而兩個構件之半徑方 向收縮量均勻，滑動部之間隙(外殼與套筒之間隙)不會堵塞，從而可防止因間隙不足而產生滑動不良。進而，螺旋槽內之冷媒之流動變得順利，可將套筒整體均勻地冷卻，不會產生因冷卻所引起之變形應變。其結果，內嵌之軸承亦不會產生應變，主軸之旋轉精度可維持為高精度，主軸之加工精度良好。
又，根據本發明之主軸裝置，冷卻路徑係形成於套筒之外周面，且具有於自套筒之軸向一端側至另一端側之間形成於套筒之外周面的複數條螺旋槽。外殼具備：複數個供給口，其等連通於複數條螺旋槽各者之一端部且供給冷媒；及複數個排出口，其等連通於複數條螺旋槽各者之另一端部且將於螺旋槽流動之冷媒排出。因此，可直接冷卻供軸承內嵌之套筒，從而可高效率地冷卻自由側軸承。又，相對於複數條螺旋槽，分別獨立地進行冷媒之供給及排出，藉此，套筒或者自由側軸承之冷卻控制精度提高。藉此，軸承之內部溫度下降，使得旋轉中之滾動接觸部或保持器導引面等處不易因黏度降低而引起潤滑油膜中斷，能防止因潤滑不良而引起壽命下降或軸承之燒附。
10‧‧‧主軸裝置
10A‧‧‧主軸裝置
11‧‧‧外殼
12‧‧‧旋轉軸
12a‧‧‧前側階部
12b‧‧‧後側階部
13‧‧‧固定側軸承
14‧‧‧自由側軸承
15‧‧‧套筒
16‧‧‧軸承套筒(套筒)
16a‧‧‧階部
16b‧‧‧套筒之外周面
17‧‧‧外環按壓件
17a‧‧‧圓環狀凸部
18‧‧‧外環
19‧‧‧內環
20‧‧‧外隔圈
21‧‧‧內隔圈
22‧‧‧螺母
23‧‧‧外環
24‧‧‧內環
25‧‧‧外隔圈
26‧‧‧內隔圈
27‧‧‧螺母
28‧‧‧冷卻路徑
29‧‧‧套筒
29a‧‧‧槽
30‧‧‧冷卻路徑
31‧‧‧外殼本體
31a‧‧‧內周面
31b‧‧‧內周面
32‧‧‧前外殼
32a‧‧‧階部
32b‧‧‧槽
33‧‧‧後外殼(外殼)
33a‧‧‧外殼之內周面
34‧‧‧前蓋
36‧‧‧後蓋
37‧‧‧內置馬達
38‧‧‧定子
39‧‧‧轉子
40‧‧‧冷卻路徑
41‧‧‧螺旋槽
41A‧‧‧第1螺旋槽
41B‧‧‧第2螺旋槽
41a‧‧‧底面
41b‧‧‧側壁面
41Aa‧‧‧第1螺旋槽之一端部
41Ab‧‧‧第1螺旋槽之另一端部
41Ba‧‧‧第2螺旋槽之一端部
41Bb‧‧‧第2螺旋槽之另一端部
41P‧‧‧螺旋槽之一端部
41Q‧‧‧螺旋槽之另一端部
43‧‧‧倒角部
44‧‧‧環狀凹槽
45‧‧‧O形環(彈性構件)
49‧‧‧冷卻路徑
51‧‧‧供給口
51A‧‧‧供給口
51B‧‧‧供給口
52‧‧‧排出口
52A‧‧‧排出口
52B‧‧‧排出口
55‧‧‧彈簧室
56‧‧‧盤簧
57‧‧‧供給路徑
57A‧‧‧供給路徑
57B‧‧‧供給路徑
58‧‧‧排出路徑
58A‧‧‧排出路徑
58B‧‧‧排出路徑
100‧‧‧冷卻裝置
101‧‧‧主軸
102、103‧‧‧前側軸承
104‧‧‧前外殼
105‧‧‧圓周方向槽
106‧‧‧另一外殼
110‧‧‧冷卻裝置
112、113‧‧‧自由側軸承
114‧‧‧套筒
115‧‧‧後外殼
116‧‧‧圓周方向槽
117‧‧‧另一外殼
Ax‧‧‧軸線
B‧‧‧槽寬度
R‧‧‧曲率半徑
T‧‧‧深度
圖1係表示本發明之第1構成例之主軸裝置之整體構成之剖視圖。
圖2係圖1所示之自由側軸承附近之放大剖視圖。
圖3係用以說明螺旋槽之、表示軸承套筒之外周面之與圖2對應之部分剖視圖。
圖4係表示自圖2之A方向觀察之軸承套筒之外周面之部分剖視圖。
圖5係螺旋槽之剖視圖。
圖6A係作為變化例之螺旋槽之剖視圖。
圖6B係作為變化例之螺旋槽之剖視圖。
圖6C係作為變化例之螺旋槽之剖視圖。
圖7係於外周面兩端緣部形成有倒角部之軸承套筒之部分剖視圖。
圖8係於螺旋槽之肩部形成有倒角部之軸承套筒之部分剖視圖。
圖9係表示本發明之第2構成例之主軸裝置之整體構成之剖視圖。
圖10係圖9所示之自由側軸承附近之放大剖視圖。
圖11係用以說明螺旋槽之、表示軸承套筒之外周面之與圖10對應之部分剖視圖。
圖12係圖9之B方向之沿箭頭方向觀察之圖。
圖13係表示自圖10之C方向觀察之軸承套筒之外周面之部分剖視圖。
圖14係於外周面兩端緣部形成有倒角部之軸承套筒之部分剖視圖。
圖15係於螺旋槽之肩部形成有倒角部之軸承套筒之部分剖視圖。
圖16係將因第1構成例中之自由側軸承之冷卻構造之差異所引起的溫度上升進行比較而表示之圖表。
圖17係將因第2構成例中之自由側軸承之冷卻構造之差異所引起的溫度上升進行比較而表示之圖表。
圖18係表示先前之固定側軸承之構造之剖視圖。
圖19係表示先前之自由側軸承之構造之剖視圖。
以下，基於圖式對本發明之主軸裝置之實施形態進行詳細說明。
<第1構成例>
首先，參照圖1，對本發明之主軸裝置中之第1構成例之整體構成進行說明。
主軸裝置10具備：外殼11；旋轉軸12，其於一端(圖中左側)安裝有未圖示之工具，且相對於外殼11而自如地相對旋轉；一對固定側軸承(本實施形態中為角接觸球軸承)13、13，其等配設於旋轉軸12之前端側(圖中左側)；一對自由側軸承(本實施形態中為角接觸球軸承)14、14，其等配設於旋轉軸12之後端側(圖中右側)；及套筒15，其內插於外殼11且可沿軸向滑動移動。
外殼11具有大致圓筒形狀之外殼本體31、嵌合固定於外殼本體31之前端側之前外殼32、及嵌合固定於外殼本體31之後端側之後外殼33。於前外殼32之前端緊固固定有前蓋34，於後外殼33之後端緊固固定有後蓋36。
於內嵌於外殼本體31之內周面31a的套筒29，固定有內置馬達37之定子38。又，於旋轉軸12之軸向中間部，與定子38對向地固定有轉子39，藉由定子38產生之旋轉磁場賦予旋轉力從而旋轉驅動旋轉軸12。於套筒29之外周面，形成有圓環狀之複數個槽29a，藉由將該套筒29內嵌於外殼本體31而使該套筒29之外周面與內周面31a之間形成冷卻路徑28。
固定側軸承13、13中，外環18、18內嵌於前外殼32，內環19、19外嵌於旋轉軸12、且旋轉自如地支承旋轉軸12之前端側。固定側軸承13、13之外環18、18係隔著外隔圈20而由前外殼32之階部32a與前蓋34夾持且相對於前外殼32定位於軸向。內環19、19係隔著內隔圈21而由旋轉軸12之前側階部12a與螺合於旋轉軸12之螺母22夾持並相對於旋轉軸12定位於軸向。於前外殼32之外周面形成有圓環狀之複數個槽32b，藉由將該前外殼32內嵌於外殼本體31而使該前外殼32之外周面與外殼本體31之內周面31b之間形成冷卻路徑30。
於後外殼33之內周面33a，嵌合有可沿軸向移動之大致圓筒形狀之軸承套筒16。又，於軸承套筒16之與工具安裝側相反側之端面，藉由未圖示之螺絲而安裝有自軸承套筒16之外周面朝徑向外側延伸之外環按壓件17。再者，軸承套筒16與外環按壓件17構成本發明之套筒15。
於後外殼33形成有朝與其工具安裝側相反側之端面(圖中右側面)開口之複數個彈簧室55，且與自軸承套筒16向徑向外側延伸之外環按壓件17的凸緣部分之工具安裝側端面對向。盤簧56收容於彈簧室55且介裝於外環按壓件17之凸緣部分與彈簧室55之間。盤簧56對套筒15賦予軸向(圖中右方向)之彈性力，藉此，對固定側軸承13、13及自由側軸承14、14賦予定壓預壓。
自由側軸承14、14中，外環23、23內嵌於軸承套筒16，內環24、24外嵌於旋轉軸12、且旋轉自如地支承旋轉軸12之後端側。自由側軸承14、14之外環23、23係隔著外隔圈25而由軸承套筒16之階部16a與外環按壓件17之圓環狀凸部17a夾持並相對於軸承套筒16定位於軸向。內環24、24係隔著內隔圈26而由旋轉軸12之後側階部12b與螺合於旋轉軸12之螺母27夾持並相對於旋轉軸12定位於軸向。
如圖2及圖3所示，於軸承套筒16之外周面16b，於自軸承套筒16之軸向一端側至另一端側之間，設置有一條螺旋狀之螺旋槽41。螺旋槽41藉由將軸承套筒16嵌合於後外殼33之內周面33a，而於彼此對向之軸承套筒16之外周面與後外殼33之內周面33a之間形成冷卻路徑40。於該冷卻路徑40中流動冷卻油等冷媒。
圖4表示自圖2之A方向觀察之軸承套筒之外周面之部分剖視圖。如圖4所示，作為螺旋槽41之槽始端之一端部41P與作為螺旋槽41之槽末端之另一端部41Q於軸承套筒16之圓周方向上相差180°的相位而配置。即，於正面觀察軸承套筒16上之螺旋槽41之一端部41P之情形 時，螺旋槽41之另一端部41Q與軸承套筒16之軸線Ax重疊而配置。
又，如圖3所示，於後外殼33形成有：供給口51，其連通於螺旋槽41之一端部41P且供給冷媒；及排出口52，其連通於螺旋槽41之另一端部41Q且將於冷卻路徑流動之冷媒排出。
因此，對冷卻路徑40內供給冷媒之供給路徑57之供給口51係以朝向最靠近內置馬達37側之螺旋槽41之一端部41P開口之方式形成，排出冷媒之排出路徑58之排出口52朝向最遠離內置馬達37之螺旋槽41之另一端部41Q開口，且與供給口51相差180°的相位而形成。
上述軸承套筒16之螺旋槽41之加工係首先自套筒軸向之任一個端部附近，將端銑刀工具沿套筒半徑方向切口而挖出槽。然後，一面維持切口一面螺旋狀地饋送端銑刀工具，加工出螺旋槽。繼而，若到達套筒軸向之任一個另一端部附近，則停止饋送，提拉端銑刀工具，藉此形成槽。
一般而言，對圓筒形狀構件之螺旋槽之加工至今為止非常困難且難以提高加工精度，存在加工成本亦增加之不利面。然而，近年來，廣泛使用多軸加工機或複合加工機，從而可容易且高精度地而且低成本地加工出本構成之螺旋槽41。藉此，例如可使供給口51與排出口52之圓周方向上之相位誤差變小，從而可進行均勻之冷卻。
而且，自未圖示之泵壓送之冷媒自供給口51供給且於冷卻路徑40內流動並將冷卻路徑40周圍冷卻之後，自排出口52排出。藉由自接近內置馬達37之螺旋槽41之一端部41P供給冷媒，可利用更低溫之冷媒來使產生熱量較大之、即溫度容易變高之部分冷卻，從而可高效率地冷卻。又，藉由使供給口51與排出口52於圓周方向上相差180°的相位而配置，而使冷卻路徑40成為對稱配置，從而可更均勻地冷卻自由側軸承部。再者，供給口51與排出口52之相位差可根據周邊零件之配置而任意地變更，例如，亦可為相同相位。
又，如圖2所示，於軸承套筒16之外周面16b，於較冷卻路徑40靠軸向外側的位置形成有一對環狀凹槽44。於環狀凹槽44安裝有作為彈性構件之O形環45，將後外殼33之內周面33a與軸承套筒16之嵌合部密封。O形環45之壓縮量較佳為0.1mm~2.0mm之範圍，為了更容易地消除軸承套筒16之滑動不良情況，較理想的是設為0.2mm~0.5mm之範圍。又，軸承套筒16與後外殼33之嵌合間隙較佳為使直徑尺寸之差、即由後外殼33之內徑-軸承套筒16之外徑所示的尺寸處於5μm~100μm之範圍，為了容易地消除因間隙不足或軸承套筒16之傾斜而引起的滑動不良，較理想的是設為15μm~50μm之範圍。
作為O形環45之材料，除了一般的腈橡膠或丙烯酸系橡膠等以外，可根據需要而選定具有與馬達內置主軸之發熱對應之耐熱性的矽橡膠或各種彈性體，或者具有與冷媒對應之耐膨潤性、耐油性的氟橡膠等。再者，本實施形態中之軸承套筒16與後外殼33之滑動量係避開由加工荷重所引起之變形或主軸之熱的軸向之膨脹之程度的移位，故而充其量為±0.5mm以下，最多為±1mm以下。因此，較理想的是選定令安裝於可動汽缸部之活塞環顯現出的、因較大且較快之衝程引起之滑動磨損所致的密封性降低的問題較小、且經年變化(熱或初始之過盈嵌合)下之耐蠕變特性優異之材料。
如圖1所示，於主軸裝置10具備冷卻固定側軸承13、13之冷卻路徑30、冷卻內置馬達37之定子38的冷卻路徑28、及冷卻自由側軸承14、14之冷卻路徑40該等複數個冷卻路徑之情形時，作為自由側軸承14、14之最佳之冷卻方式，較佳為冷卻裝置(未圖示)亦以與其他冷卻路徑28、30不同之系統設置，獨立配設為用於冷卻路徑40。藉此，冷媒之溫度調整可於不受其他冷卻路徑28、30之狀況影響之情況下進行。
然而，於實用上困難之情形時，亦可使冷卻裝置不獨立，而僅 使冷卻路徑40獨立。於該情形時，於向冷卻路徑40之供給側配管之某處設置節流閥，控制冷媒之供給量，藉此可調整最佳之冷卻條件。
再者，於設為1個路徑冷卻構成之情形時，若設為首先使冷媒通過將具有發熱量較大之傾向之定子38冷卻的冷卻路徑28之後、使其於將自由側軸承14、14冷卻之冷卻路徑40中循環的路徑構成，則使主軸裝置10整體之溫度更有效率地降低。又，於欲使自由側軸承14、14之溫度更有效率地冷卻之情形時，只要設為與上述相反之路徑構成，使更低溫之冷媒先於冷卻路徑40中循環即可，可根據需要選擇。
如以上所說明，根據本實施形態之主軸裝置10，於軸承套筒16之外周面16b與後外殼33之內周面33a之間，形成有冷媒可流動之冷卻路徑40。冷卻路徑40係形成於軸承套筒16之外周面16b，且具備於自軸承套筒16之軸向一端側至另一端側為止之間、形成於軸承套筒16之外周面的一條螺旋狀之螺旋槽41。因此，可直接冷卻供自由側軸承14、14內嵌之軸承套筒16，從而可有效率地冷卻自由側軸承14、14。
又，藉由於冷卻路徑40使用螺旋槽41，從而，使冷媒沿著螺旋槽，且沿著朝向排出側之一方向順利地流動，熱冷卻效率提高。軸承套筒16之構造為：自連通於螺旋槽41之一端部41P之供給口51供給冷媒，自連通於螺旋槽41之另一端部41Q之排出口52將於冷卻路徑40流動之冷媒排出。即，冷媒之供給與排出之路徑直接連通於螺旋槽41內，故而冷媒會於自螺旋槽41之一端部至另一端部為止之槽整體內流動而不會滯留。其結果，可高效率地進行熱交換。例如，相對於在螺旋槽41之兩端側形成作為冷媒之供給路徑或排出路徑之圓周環狀槽之情形而言，可實現軸承套筒16之軸向之省空間化。
又，由於可於上述圓周環狀槽之空間內進一步形成螺旋槽，故而可使冷卻路徑或冷卻熱傳遞面積變大，即，使槽長變長，從而提高冷卻效率。再者，關於組裝上的後外殼33與軸承套筒16之間之圓周相 位偏移，可藉由於旋轉中使後外殼33與軸承套筒16止轉的已經設置之楔構件而消除，亦無須重新追加止轉構件。
根據上述構成，自由側軸承14、14之內部溫度下降，使得旋轉中之滾動接觸部或保持器導引面等處不易因黏度降低而引起潤滑油膜中斷，能防止因潤滑不良所引起之壽命降低或自由側軸承14、14之燒附。
又，由於將後外殼33與軸承套筒16之兩個構件同時冷卻，故而兩個構件之半徑方向收縮量均勻，滑動部之間隙(後外殼33與軸承套筒16之間隙)不會堵塞，從而可防止因間隙不足而產生滑動不良。進而，螺旋槽41之槽內之冷媒之流動變得順利，將軸承套筒16整體均勻地冷卻，藉此不會產生因冷卻所引起之變形應變。其結果，內嵌之自由側軸承14、14之應變亦不會產生，旋轉軸12之旋轉精度可維持為高精度，主軸裝置10之加工精度良好。
又，滑動部由於始終循環有冷卻油，故而摩擦係數亦較小，亦具有滑動性更加提高之效果。亦存在於滑動部配置球導件(球襯套)等、且藉由滾動作用而使滑動性良好的方法，但由於剛性降低故而會產生如下不良情況，即產生振動、或主軸之固有振動數降低等。另一方面，為了提高剛性，若使預壓間隙(即，外殼內徑、球、套筒外徑間之徑向間隙)變大，則相反地，與由滑動所引起之滑動相比，會產生滑動性變差之問題。
又，由於重切削加工中等有時產生之顫動振動等，而於後外殼33與軸承套筒16間產生初始之擦蝕磨損粉之情形時，冷媒亦將微磨損粉向外部運出，故而可抑制磨損粉成為助劑而導致擦蝕進展。
進而，於冷卻路徑40之軸向兩側配設將軸承套筒16之外周面16b與後外殼33之內周面33a之間液密性地密封的O形環45，故而可防止冷媒之洩漏，並且藉由O形環45之彈性而使主軸裝置10之衰減特性提 高，尤其亦有助於對難削材之加工特性賦予影響之動態剛性度(dynamic rigidity)提升。又，於滑動部流動之冷媒之阻尼效應所引起之衰減作用亦增加。
再者，於上述構成例中，如圖5所示，螺旋槽41藉由底面41a與側壁面41b而形成為矩形之剖面形狀。該矩形剖面形狀之螺旋槽41之槽寬度B及深度T之大小可適當選擇。
若設為B>T，則螺旋槽41之半徑方向深度較淺，故而可確保軸承套筒16之徑向厚度，可使套筒剛性變大。此種形狀適用於注重套筒之加工精度提高之情形時或提高主軸之剛性之情形時等。又，若設為B<T，則螺旋槽41之半徑方向深度較深，故而將螺旋槽41形成於軸承之附近，可將軸承附近更高效率地冷卻。其結果，可提高主軸之冷卻效率。此種形狀適用於注重主軸之冷卻特性提高之情形時。若設為B=T，則可以良好的平衡性同時實現上述效果。
又，螺旋槽41之剖面形狀除了矩形以外亦可為圖6A~圖6C所示之各種形狀。例如，如圖6A及圖6B所示，螺旋槽41之側壁面41b亦可相對於與軸向正交之方向、即半徑方向而傾斜地形成。
具體而言，圖6A所示之軸承套筒16之螺旋槽41成為槽寬度B隨著自螺旋槽41之底面41a朝向軸承套筒16之外周面16b逐漸變大的梯形槽。即，就梯形狀之螺旋槽41而言，螺旋槽41之剖面形狀中，底面41a與側壁面41b所成之角度為鈍角(θ1)，故而不會與後外殼33(參照圖1)之內周面33a產生干涉，從而滑動性提高。又，圖6B所示之軸承套筒16之螺旋槽41成為槽寬度B隨著自螺旋槽41之底面41a朝向軸承套筒16之外周面16b逐漸變小的所謂鳩尾槽。即，就鳩尾槽之螺旋槽41而言，螺旋槽41之剖面形狀中，底面41a與側壁面41b所成之角度為銳角(θ2)，故而接近作為發熱源之自由側軸承14、14之部分之表面積較大，可將自由側軸承14、14之熱有效率地傳遞至冷媒，從而冷卻性能 提高。
又，圖6C所示之軸承套筒16之螺旋槽41係曲率半徑為R之剖面半圓形，故而可利用圓形狀之車刀進行加工，且加工時車刀之磨損較少，從而可提高加工性。
又，如圖7所示，亦可於軸承套筒16之與後外殼33之內周面33a對向之外周面16b之兩端緣部形成倒角部43。倒角部43相對於外周面16b之角度θ3較佳為3°~45°，更佳為3°~30°。藉此，即便軸承套筒16於後外殼33內傾斜，亦可防止與後外殼33之內周面33a產生干涉，確保滑動性。
又，如圖8所示，若除了軸承套筒16之兩端緣部之倒角部43以外，亦於螺旋槽41之側壁之頂部(肩部)形成倒角部46，則可進一步防止與後外殼33之內周面33a產生干涉，從而維持滑動性。螺旋槽41之肩部之倒角角度θ4為3°~45°，更佳為3°~30°。
<第2構成例>
其次，參照圖9~圖15，對本發明之主軸裝置中之第2構成例之整體構成進行說明。再者，對於與上述構成例對應之部位、構件賦予相同符號，藉此使其說明簡略化、簡單化。
如圖9~圖11所示，於軸承套筒16之外周面16b，於自軸承套筒16之軸向一端側至另一端側為止之間，設置有複數條(圖示例中為2條)之螺旋槽41。本構成之螺旋槽41係並列設置有第1螺旋槽41A與第2螺旋槽41B。藉由將軸承套筒16嵌合於後外殼33之內周面33a，而於彼此對向之軸承套筒16之外周面與後外殼33之內周面33a之間形成冷卻路徑40。於該冷卻路徑40中流動冷卻油等冷媒。於第1螺旋槽41A與第2螺旋槽41B，藉由未圖示之冷卻裝置而冷媒分別獨立地經由外殼冷卻路徑而供給、排出。
於圖9所示之後外殼33，形成有連通於成為第1螺旋槽41A之槽始 端之一端部且將冷媒供給至螺旋槽41A內之(圖10、圖11中，箭頭輸入(A)所示之)供給路徑57A的供給口51A、及連通於成為第1螺旋槽41A之槽末端之另一端部且將於螺旋槽41A流動之冷媒排出的(圖10、圖11中，箭頭輸出(A)所示之)排出口52A。
又，於後外殼33形成有連通於成為第2螺旋槽41B之槽始端之一端部且供給冷媒的(圖10、圖11中，箭頭輸入(B)所示之)供給口51B、及連通於成為第2螺旋槽41B之槽末端之另一端部且將於螺旋槽41B流動之冷媒排出的(圖10、圖11中，箭頭輸出(B)所示之)排出口52B。
供給口51A係以朝向最靠近內置馬達37側之螺旋槽41A之一端部41Aa開口的方式形成。排出口52A係以朝向最遠離內置馬達37之螺旋槽41A之另一端部41Ab開口的方式形成，且與供給口51A於圓周方向上相差180°的相位而形成。
如上所述，第1螺旋槽41A與第2螺旋槽41B除了將一端部41Aa(供給口51A之對應位置)、41Ba(供給口51B之對應位置)之圓周方向上之相位設為0°與0°(以下，記為(0°-0°))以外，亦可設為(0°-180°)，除了將第1螺旋槽41A之另一端部41Ab(排出口52A之對應位置)、41Bb(排出口52B之對應位置)之圓周方向上之相位設為(180°-180°)以外，亦可設為(0°-180°)。
其次，對於將第1螺旋槽41A與第2螺旋槽41B之一端部41Aa、41Ba之圓周方向上之相位設為(0°-45°)、將另一端部41Ab、41Bb之圓周方向上之相位設為(0°-45°)之情形進行說明。
圖12表示圖9之B方向之沿箭頭方向觀察之圖。本構成之情形時，形成於後外殼33及後蓋36之供給路徑57A與排出路徑58A於圓周方向上相差180°的相位而配置。將冷媒供給至螺旋槽41B內之供給路徑57B相對於供給路徑57A，以將軸承套筒16之軸線Ax作為中心、於圓周方向上使相位僅相差角度α(圖示例中α=45°)而配置。又，排出 路徑58B相對於供給路徑57B於圓周方向上相差180°的相位而配置。
與螺旋槽41A相同，向螺旋槽41B供給冷媒之供給路徑57B之供給口51B(省略圖示)係以朝向最靠近內置馬達37側之螺旋槽41B之一端部41Ba開口之方式形成。排出冷媒之排出路徑58B之排出口52B(省略圖示)朝向最遠離內置馬達37之螺旋槽41B之另一端部41Bb開口，且與供給口51B相差180°的相位而形成。
圖13表示自圖10之C方向觀察之軸承套筒之外周面之部分剖視圖。如上所述，作為螺旋槽41A之槽始端之一端部41Aa與作為螺旋槽41A之槽末端之另一端部41Ab於軸承套筒16之圓周方向上相差180°的相位而配置。即，於自軸垂直方向正面觀察軸承套筒16上之螺旋槽41A之一端部41Aa之情形時，螺旋槽41之另一端部41Bb配置於與軸承套筒16之軸線Ax重疊之位置。
而且，作為螺旋槽41B之槽始端之一端部41Ba與螺旋槽41A之一端部41Aa於軸承套筒16之圓周方向上、使相位相差角度α(例如α=45°)而配置。又，螺旋槽41B之一端部41Ba與螺旋槽41B之另一端部41Bb於軸承套筒16之圓周方向上、相差180°的相位而配置。因此，螺旋槽41B之另一端部41Bb與螺旋槽41A之另一端部41Ab於軸承套筒16之圓周方向上、使相位相差角度α而配置。
於該等螺旋槽41A、41B，對於來自分別獨立之外殼冷卻路徑之冷媒進行供給及排出，藉此，可針對每個螺旋槽41A、41B而控制冷媒之流量或溫度，故而可正確且穩定地控制軸承套筒16之溫度或自由側軸承溫度。
進而，使各螺旋槽41A、41B之供給口51A、51B(省略圖示)之相位彼此及排出口52A、52B(省略圖示)之相位彼此分別於圓周方向上成為等間隔，即，使供給口51A與供給口51B之相位差及排出口52A與排出口52B之相位差相等，藉此，將沿著軸承套筒16之圓周的冷卻效果 平均化，從而使因軸承套筒16周邊之冷卻所引起之熱變形變得均勻。藉此，可維持主軸之旋轉精度，抑制振動產生，從而使加工精度良好。
又，可使螺旋槽41A、41B之一端部41Aa、41Ba彼此及另一端部41Ab、41Bb彼此分別於軸承套筒16之圓周方向上、相差45°的相位以內而配置。藉此，可使供給口與排出口不會產生干涉地配置。
上述軸承套筒16之螺旋槽41之加工係首先自套筒軸向之任一個端部附近，將端銑刀工具沿套筒半徑方向切口而挖出槽。然後，一面維持切口一面螺旋狀地饋送端銑刀工具，加工出螺旋槽。繼而，若到達套筒軸向之任一個另一端部附近，則停止饋送，提拉端銑刀工具，藉此形成槽。
一般而言，對圓筒形狀構件之螺旋槽之加工至今為止非常困難且難以提高加工精度。存在加工成本亦增加之不利面。然而，近年來，廣泛使用多軸加工機或複合加工機，從而可容易且高精度地而且低成本地加工出本構成之螺旋槽41。藉此，例如可使供給口51A、51B與排出口52A、52B之圓周方向上之相位誤差變小，從而可進行均勻之冷卻。
而且，自未圖示之泵壓送之冷媒自供給口51A、51B分別供給後於冷卻路徑40內流動並將冷卻路徑40之周圍冷卻之後，自排出口52A、52B分別排出。藉由自接近內置馬達37之螺旋槽41A、41B之一端部41Aa、41Ba分別供給冷媒，從而，可利用更低溫之冷媒來使產生熱量較大之、即溫度容易變高之部分冷卻，從而可高效率地冷卻。又，藉由將供給口51A、51B與排出口52A、52B分別於圓周方向上相差180°的相位而配置，而使第1、第2螺旋槽41A、41B之各冷卻路徑40分別成為對稱配置，從而可更均勻地冷卻自由側軸承部。
再者，供給口51A、51B與排出口52A、52B之相位差於本構成中 設為(0°-45°)，但可根據周邊零件之配置而任意地變更。例如，亦可將相位差設為(0°-180°)。
進而，各螺旋槽41A、41B之軸向槽寬度既可相同，亦可為不同寬度。螺旋狀之軸向間距亦可任意地設定。再者，本構成中，將馬達側設為冷媒之供給側，將主軸端部側設為冷媒之排出側，但並不限定於此。
如圖10所示，於軸承套筒16之外周面16b，於較冷卻路徑40靠軸向外側的位置形成有一對環狀凹槽44。於環狀凹槽44安裝有作為彈性構件之O形環45，將後外殼33之內周面33a與軸承套筒16之嵌合部密封。關於環狀凹槽44、及O形環45，係與上述第1構成例相同。
如以上所說明，根據本構成之主軸裝置10A，於軸承套筒16之外周面16b與後外殼33之內周面33a之間形成有冷媒可流動之冷卻路徑40。冷卻路徑40係形成於軸承套筒16之外周面16b，且具有形成於軸承套筒16之外周面的複數條螺旋槽。後外殼33具備：複數個供給口51A、51B，其等連通於複數條螺旋槽各者之一端部41Aa、41Ba且供給冷媒；及複數個排出口52A、52B，其等連通於複數條螺旋槽41A、41B各者之另一端部41Ab、41Bb且將於螺旋槽流動之冷媒排出。因此，可直接冷卻供自由側軸承14、14內嵌之軸承套筒16，從而可有效率地冷卻自由側軸承14、14。
又，藉由於冷卻路徑40使用複數條螺旋槽41A、41B，而使冷媒沿著螺旋槽，且沿著朝向排出側之一方向順利地流動，從而，熱冷卻效率提高。軸承套筒16之構造為：自分別連通於螺旋槽41A、41B之一端部之供給口51A、51B供給冷媒，自分別連通於螺旋槽41A、41B之另一端部之排出口52A、52B將於螺旋槽流動之冷媒排出。
另外，於本構成例中，亦可獲得與上述第1構成例相同之作用效果。
例如，如圖5所示，本構成例中之螺旋槽41藉由底面41a與側壁面41b而形成為矩形之剖面形狀。該矩形剖面形狀之螺旋槽41之槽寬度B及深度T之大小與上述同樣地可適當選擇，於設為B>T、B<T、B=T之情形時，分別可獲得與上述相同之作用效果。
螺旋槽41之剖面形狀與上述同樣地，除了矩形以外亦可為圖6A~6C所示之各種形狀，分別可獲得與上述相同之作用效果。
又，如圖14所示，亦可於軸承套筒16之與後外殼33之內周面33a對向之外周面16b之兩端緣部形成倒角部43。倒角部43相對於外周面16b之角度θ3較佳為3°~45°，更佳為3°~30°。藉此，即便軸承套筒16於後外殼33內傾斜，亦可防止與後外殼33之內周面33a產生干涉，從而確保滑動性。
又，如圖15所示，若除了軸承套筒16之兩端緣部之倒角部43以外，亦於螺旋槽41之側壁之頂部(肩部)形成倒角部46，則可進一步防止與後外殼33之內周面33a產生干涉，從而維持滑動性。螺旋槽41之肩部之倒角角度θ4為3°~45°，更佳為3°~30°。
再者，本發明並不限定於上述各實施形態，可適當進行變化、改良等。
例如，螺旋槽之軸向槽寬度既可相同，亦可為不同寬度。螺旋狀之軸向間距亦可任意地設定。再者，本構成中，將馬達側設為冷媒之供給側，將主軸端部側設為冷媒之排出側，但並不限定於此。
又，上述實施形態中，對於固定側軸承與自由側軸承間藉由定壓預壓而賦予預壓之主軸裝置進行了說明，但並不限定於此，亦可適用於在固定側軸承與自由側軸承分別定位置預壓之主軸裝置，獲得相同之效果。因此，作為自由側軸承，並不限定於角接觸球軸承，亦可適用圓柱滾子軸承等其他滾動軸承。
實施例1
此處，使用於軸承套筒16之外周面設置有冷卻路徑之上述第1構成例之冷卻構造、於後外殼之外周面設置有冷卻路徑之圖19所示之冷卻構造、以及於軸承套筒及後外殼均不設置冷卻路徑的無冷卻之構造，比較自軸承套筒內徑至外殼外徑為止之溫度上升值。圖16係將因冷卻構造之差異所引起的自軸承套筒內徑至外殼外徑為止之溫度上升值進行比較的圖表。
自圖16明確可知，就因各冷卻構造所引起之溫度上升而言，於軸承套筒16之外周面設置有冷卻路徑40的本發明之冷卻構造之溫度上升值最小，以高效率冷卻主軸裝置10。又，與圖19所示之外筒冷卻構造相比，外殼內徑(套筒內嵌部)與軸承套筒之溫度上升值之差亦極小，可使因熱膨脹差所引起之滑動部之嵌合間隙之減少變小，可維持良好之滑動特性。
詳細而言，關於軸承套筒與外殼內徑之溫度差，與圖19所示之外筒冷卻構造之情形時之8.5℃相比，本發明之構成中則為1.5℃，存在約7℃之優勢差。假設於滑動部(=套筒外徑尺寸)為 150mm之情形時，若將軸承套筒與外殼(碳鋼)之線膨脹係數設為11.5×10-6，則兩者之熱膨脹量之差成為11.5×10-6(/℃)×150(mm)×7(℃)=0.012(mm)。
即，於本發明之構成之情形時，即便使滑動部之設定間隙較先前構造(外筒冷卻)中之適當設定間隙小12μm，亦可維持良好之滑動特性。其結果，軸承溫度上升比較低、滑動部之溫度差較小之、低速旋轉之重切削加工時，先前構造中，會產生因滑動部之間隙過剩所引起之剛性不足或產生振動及擦蝕不良，但本發明之構成中獲得可防止該等情況之效果。
又，由於軸承套筒之溫度亦低，約為12℃，故而軸承溫度亦變低，從而可維持潤滑劑之基油黏度，滾動接觸部之油膜形成亦良好。 就脂油潤滑而言，基油亦不易與增稠劑分離(離油)，潤滑油向軸承外部之流出亦變少，從而亦可實現潤滑油壽命之延長化。
實施例2
其次，使用於軸承套筒16之外周面設置有冷卻路徑之上述第2構成例之冷卻構造、於後外殼之外周面設置有冷卻路徑之圖19所示之冷卻構造、以及於軸承套筒及後外殼均不設置冷卻路徑的無冷卻之構造，對自軸承套筒內徑至外殼外徑為止之溫度上升值進行比較。圖17係對因冷卻構造之差異所引起的自軸承套筒內徑至外殼外徑為止之溫度上升值進行比較的圖表。
自圖17明確可知，就因各冷卻構造所引起之溫度上升而言，於軸承套筒16之外周面設置有冷卻路徑40的本發明之冷卻構造之溫度上升值最小，以高效率冷卻主軸裝置10A。又，與圖19所示之外筒冷卻構造相比，外殼內徑(套筒內嵌部)與軸承套筒之溫度上升值之差亦極小，可使因熱膨脹差所引起之滑動部之嵌合間隙之減少變小，可維持良好之滑動特性。
詳細而言，關於軸承套筒與外殼內徑之溫度差，與圖19所示之外筒冷卻構造之情形時之8.5℃相比，本發明之構成中則為1.5℃，存在約7℃之優勢差。假設於滑動部(=套筒外徑尺寸)為 150mm之情形時，若將軸承套筒與外殼(碳鋼)之線膨脹係數設為11.5×10-6，則兩者之熱膨脹量之差成為11.5×10-6(/℃)×150(mm)×7(℃)=0.012(mm)。
即，於本發明之構成之情形時，即便使滑動部之設定間隙較先前構造(外筒冷卻)中之適當設定間隙小12μm，亦可維持良好之滑動特性。其結果，軸承溫度上升比較低、滑動部之溫度差較小之、低速旋轉之重切削加工時，先前構造中，會產生因滑動部之間隙過剩所引起之剛性不足或產生振動及擦蝕不良情況，但本發明之構成中可獲得 防止該等情況之效果。
又，由於軸承套筒之溫度亦低，約為12℃，故而軸承溫度亦變低，從而可維持潤滑劑之基油黏度，滾動接觸部之油膜形成亦良好。就脂油潤滑而言，基油亦不易與增稠劑分離(離油)，潤滑油向軸承外部之流出亦變少，從而亦可實現潤滑油壽命之延長化。
本申請案係基於2014年2月28日申請之日本專利申請案(日本專利特願2014-39263)、2014年2月28日申請之日本專利申請案(日本專利特願2014-39264)、2014年8月27日申請之日本專利申請案(日本專利特願2014-173223)、及2014年8月27日申請之日本專利申請案(日本專利特願2014-173224)而完成，其內容以參照之形式併入本文中。
10‧‧‧主軸裝置
11‧‧‧外殼
12‧‧‧旋轉軸
12a‧‧‧前側階部
12b‧‧‧後側階部
13‧‧‧固定側軸承
14‧‧‧自由側軸承
15‧‧‧套筒
16‧‧‧軸承套筒(套筒)
16a‧‧‧階部
16b‧‧‧套筒之外周面
17‧‧‧外環按壓件
17a‧‧‧圓環狀凸部
18‧‧‧外環
19‧‧‧內環
20‧‧‧外隔圈
21‧‧‧內隔圈
22‧‧‧螺母
23‧‧‧外環
24‧‧‧內環
25‧‧‧外隔圈
26‧‧‧內隔圈
27‧‧‧螺母
28‧‧‧冷卻路徑
29‧‧‧套筒
29a‧‧‧槽
30‧‧‧冷卻路徑
31‧‧‧外殼本體
31a‧‧‧內周面
31b‧‧‧內周面
32‧‧‧前外殼
32a‧‧‧階部
32b‧‧‧槽
33‧‧‧後外殼(外殼)
33a‧‧‧外殼之內周面
34‧‧‧前蓋
36‧‧‧後蓋
37‧‧‧內置馬達
38‧‧‧定子
39‧‧‧轉子
40‧‧‧冷卻路徑
41‧‧‧螺旋槽
41P‧‧‧螺旋槽之一端部
41Q‧‧‧螺旋槽之另一端部
45‧‧‧O形環(彈性構件)
51‧‧‧供給口
52‧‧‧排出口
55‧‧‧彈簧室
56‧‧‧盤簧
57‧‧‧供給路徑
58‧‧‧排出路徑

Claims (7)

  1. 一種主軸裝置，其特徵在於具有：外殼；旋轉軸，其相對於該外殼而自如地相對旋轉；固定側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之一端側，外環固定於上述外殼；套筒，其於上述旋轉軸之另一端側配置於上述外殼內，且可沿上述旋轉軸之軸向移動；及自由側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之另一端側，外環內嵌於上述套筒；且於彼此對向之上述套筒之外周面與上述外殼之內周面之間，形成有可供冷媒流動之冷卻路徑，上述冷卻路徑係於自上述套筒之軸向一端側至另一端側之間形成於該套筒之外周面的一條螺旋狀之螺旋槽，上述外殼具備：供給口，其連通於上述螺旋槽之一端部且供給上述冷媒；及排出口，其連通於上述螺旋槽之另一端部，且將流動於上述冷卻路徑之上述冷媒排出。
  2. 一種主軸裝置，其特徵在於具有：外殼；旋轉軸，其相對於該外殼而自如地相對旋轉；固定側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之一端側，外環固定於上述外殼；套筒，其於上述旋轉軸之另一端側配置於上述外殼內，且可沿上述旋轉軸之軸向移動；及自由側軸承，其內環外嵌於上述旋轉軸之另一端側，外環內 嵌於上述套筒；且於彼此對向之上述套筒之外周面與上述外殼之內周面之間，形成有可供冷媒流動之冷卻路徑，上述冷卻路徑係於自上述套筒之軸向一端側至另一端側之間形成於該套筒之外周面的複數條螺旋槽，上述外殼具備：複數個供給口，其等連通於上述複數條螺旋槽各者之一端部且供給上述冷媒；及複數個排出口，其等連通於上述複數條螺旋槽各者之另一端部，且將流動於上述螺旋槽之上述冷媒排出。
  3. 如請求項2之主軸裝置，其中上述複數條螺旋槽之上述一端部彼此、上述另一端部彼此於上述套筒之外周面之圓周方向上、使相位相差45°以內而配置。
  4. 如請求項1至3中任一項之主軸裝置，其中於上述冷卻路徑之上述軸向兩側，配設有將上述套筒之外周面與上述外殼之內周面之間液密性地密封的環狀之彈性構件。
  5. 如請求項1至4中任一項之主軸裝置，其中於上述套筒之與上述外殼之內周面對向之外周面之兩端緣部、或上述外殼之內周面之兩端緣部，形成倒角部。
  6. 如請求項1至5中任一項之主軸裝置，其中上述螺旋槽之側壁面相對於與上述軸向正交之方向傾斜地形成。
  7. 如請求項1至6中任一項之主軸裝置，其中上述螺旋槽之上述一端部與上述另一端部分別於上述套筒之外周面之圓周方向上、使相位相差180°而配置。
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