TWI649142B - 主軸單元及工具機 - Google Patents

Abstract

本發明之主軸單元(30)具有：主軸(31)、前軸承(41)、後軸承(43)、覆蓋前軸承(41)之前殼體(61)、及覆蓋後軸承(43)之後殼體(71)。前殼體(61)具有：保持前軸承(41)之前體部(62)、及自前體部(62)朝徑向外側擴展之前凸緣部(64)。後殼體(71)具有：保持後軸承(43)之後體部(72)、及自後體部(72)朝徑向外側擴展之後凸緣部(74)。在前凸緣部(64)形成有朝向前側(Dmf)、且可與單元支持台(20)之第一安裝面(24)接觸之前被安裝面(65)。在後凸緣部(74)形成有朝向前側Dmf、且與單元支持台(20)之第二安裝面(25)相接之後被安裝面(75)。

Description

主軸單元及工具機

本發明係關於一種保持工具且使該工具旋轉之主軸單元、及具備該主軸單元之工具機。

本發明係基於2016年10月26日申請之日本發明專利2016-209238號而主張其優先權者，且其內容為本說明書所援用。

作為工具機有例如加工作為齒輪素材之工件而製造齒輪之滾齒機。

例如，以下之專利文獻1記載之滾齒機具備：保持齒輪滾刀之工具單元(或主軸單元)、及供安裝該工具單元之饋送台(或滑件)。

工具單元具有：主軸、固定於主軸之外周之馬達轉子、配置於馬達轉子之外周之馬達定子、可旋轉地支持主軸之前軸承及後軸承、覆蓋該等之殼體、及保持齒輪滾刀之筒夾夾頭。主軸以軸線為中心在軸線方向上延伸。筒夾夾頭設置於主軸之軸線方向之前側端。前軸承配置於較馬達轉子更靠前側。後軸承配置於較馬達轉子更靠後側。殼體具有：覆蓋馬達定子之外周之馬達殼體、覆蓋前軸承之外周之前殼體、及覆蓋後軸承之後殼體。前殼體具有：圓筒狀之體部、及自體部之前側端朝相對於軸線之徑向外側擴展之凸緣部。

饋送台在主軸之軸線方向上延伸。工具單元固定於該饋送台之後 側。在饋送台之前側，設置有使齒輪滾刀可旋轉地支持該齒輪滾刀之第一端之對應軸承。齒輪滾刀之第二端由工具單元之筒夾夾頭而保持。在該饋送臺上，形成有朝向前側之安裝面。前殼體之凸緣部之朝向後側之被安裝面與該饋送台之安裝面相接。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平09-019826號公報

在上述專利文獻1記載之工具單元(或主軸單元)中，前殼體之凸緣部之朝向後側之被安裝面與饋送台之朝向前側之安裝面對向。因此，在工具單元發生故障等而將該工具單元自饋送台卸下時，無法將工具單元相對於饋送台朝後側分離。因此，在將該工具單元自饋送台卸下時，在將前殼體自馬達殼體卸下後，使該前殼體朝前側移動。其後，考量將工具單元之其他部分相對於饋送台朝後側分離。又，在將該工具單元安裝於饋送台時，考量在將前殼體固定於饋送台之後，將工具單元之其他部分固定於饋送台。

如以上所述般，在專利文獻1記載之主軸單元(或工具單元)中，有在其拆卸及安裝上需要時間之問題點。

因此，本發明之目的在於提供一種可容易地進行主軸單元之安裝及拆卸之主軸單元及具備該主軸單元之工具機。

作為用於達成上述目的之發明之一態樣之主軸單元， 其安裝於以使工具能夠以軸線為中心而旋轉的方式支持前述工具之第一端之單元支持台，且保持前述工具之第二端，並以前述軸線為中心使前述工具旋轉，且該主軸單元具備：主軸，其以前述軸線為中心在前述軸線延伸之軸線方向上延伸；馬達轉子，其固定於前述主軸之外周；馬達定子，其配置於前述馬達轉子之外周；保持器，其設置於前述軸線方向上之前述主軸之一端側即前側，而保持前述工具；前軸承，其配置於較前述馬達轉子更靠前述前側、且較前述保持器更靠與前述前側為相反側之後側，並且可旋轉地支持前述主軸；後軸承，其配置於較前述馬達轉子更靠前述後側，且可旋轉地支持前述主軸；馬達殼體，其以前述軸線為中心形成筒狀，且於內周面固定著前述馬達定子；前殼體，其覆蓋前述前軸承之外周；及後殼體，其覆蓋前述後軸承之外周。前述前殼體具有：前體部，其覆蓋前述前軸承之外周且保持前述前軸承；及前凸緣部，其自前述前體部之外周朝相對於前述軸線之徑向外側擴展。前述後殼體具有：後體部，其覆蓋前述後軸承之外周且保持前述後軸承；及後凸緣部，其自前述後體部之外周朝前述徑向外側擴展。前述前體部之外徑小於前述馬達殼體之內徑。在前述前凸緣部形成有：前被安裝面，其朝向前述前側，可與前述單元支持台中與朝向前述後側之第一安裝面接觸；及接觸面，其與前述馬達殼體相接。前述後凸緣部之外徑大於前述馬達殼體之外徑。在前述後凸緣部形成有後被安裝面，其朝向前述前側，且與前述單元支持台中朝向前述後側之第二安裝面相接。

單元支持台之第一安裝面及第二安裝面任一者均朝向後側。又，在該主軸單元中，與第一安裝面在軸線方向為對向之主軸單元之前被安裝面、及與第二安裝面在軸線方向為對向之主軸單元之後被安裝面，任一者 均朝向前側。因此，在自單元支持台拆卸主軸單元時，可無須分解主軸單元而自單元支持台將主軸單元朝後側分離。因此，在該主軸單元中，可自單元支持台容易地拆卸主軸單元。又，在該主軸單元中，由於可在主軸單元組裝完成之狀態下安裝於單元支持台，故可將主軸單元容易地安裝於單元支持台。

此處，在前述主軸單元中，在前述前凸緣部可形成有螺栓螺紋孔。

在該主軸單元中，可相對於前凸緣部之螺栓螺紋孔，自前側擰入螺栓螺釘。

又，在以上之任一前述主軸單元中，在前述後凸緣部可形成有自前述後被安裝面貫通至後側之螺栓插通孔。

在該主軸單元中，可相對於後凸緣部之螺栓插通孔，自後側使螺栓螺釘插通。

在以上之任一前述主軸單元中，前述前凸緣部可自包含前述前體部之前述後側之端的部分朝前述徑向外側擴展。

在該主軸單元中，前殼體之前凸緣部自包含前體部之後側之端的部分朝徑向外側擴展。因此，在該主軸單元中，即便在配置於主軸單元之前側之工件為大之情形下，仍可避免該工件與前凸緣部之干擾，而可縮短工具之突出長度。

在以上之任一前述主軸單元中，前述前凸緣部之前述接觸面可成為以使前述前殼體能夠相對於前述馬達殼體在前述軸線方向上相對移動的方式朝前述軸線方向上擴展之面。

在使前述前殼體能夠相對於前述馬達殼體在前述軸線方向上相對移動之前述主軸單元中，可具備限制前述後殼體相對於前述主軸在前述軸線方向 上相對移動之移動量之移動限制部。

在該主軸單元中，在使後殼體在軸線方向上移動時，可伴隨著該後殼體之移動而使主軸在軸線方向上移動。

在具備前述移動限制部之前述主軸單元中，前述前軸承可為承受對於前述主軸之徑向荷重及推力荷重之軸承。

在該主軸單元中，前軸承及前殼體相對於主軸在軸線方向上無法相對移動。因此，在使後殼體在軸線方向上移動時，可伴隨著該後殼體之移動而使主軸、前軸承及前殼體在軸線方向上移動。

作為用於達成上述目的之發明之一態樣之工具機具備：以上之任一前述主軸單元、前述單元支持台、保持作為加工對象之工件之工件保持器、及使前述主軸單元與前述工件保持器相對移動之移動機構。

在工作業界中，期望即便在作為加工對象之工件為複雜之形狀之情形下，主軸單元之殼體仍不會對該工件產生干擾。

因此，以下之發明之目的在於提供一種即便在作為加工對象之工件為大之情形下，仍可抑制主軸單元之殼體與工件之干擾之主軸單元及具備該主軸單元之工具機。

作為用於達成前述目的之發明之一態樣之主軸單元具備：主軸，其以軸線為中心在軸線延伸之軸線方向上延伸；馬達轉子，其固定於前述主軸之外周；馬達定子，其配置於前述馬達轉子之外周；保持器，其設置於前述軸線方向上之前述主軸之一端側即前側，而保持工具；前軸承，其配置於較前述馬達轉子更靠前述前側、且較前述保持器更靠與前述前側為相反側之後側，且可旋轉地支持前述主軸；後軸承，其配 置於較前述馬達轉子更靠前述後側，且可旋轉地支持前述主軸；馬達殼體，其以前述軸線為中心形成筒狀，於內周面固定著前述馬達定子；前殼體，其覆蓋前述前軸承之外周；及後殼體，其與前述馬達殼體相接且覆蓋前述後軸承之外周。前述前殼體具有：前體部，其覆蓋前述前軸承之外周且保持前述前軸承；及前凸緣部，其自前述前體部之前述後側之後端部朝相對於前述軸線之徑向外側擴展。前述前體部之外徑小於前述馬達殼體之內徑，前述前凸緣部與前述馬達殼體相接。

在該主軸單元中，前殼體之前凸緣部自前體部之後端部朝徑向外側擴展。因此，在該主軸單元中，即便配置於主軸單元之前側之工件為複雜之形狀之情形下，仍可避免該工件與前凸緣部之干擾，且可縮短工具之突出長度。因此，在該主軸單元中，可加工大的工件。

此處，在前述主軸單元中，在前述前凸緣部形成有：朝向前述前側之前被安裝面、及自前述前被安裝面朝前述後側凹入之螺栓螺紋孔。

在該主軸單元中，可相對於前凸緣部之螺栓螺紋孔，自前側擰入螺栓螺釘。

又，在以上任一前述主軸單元中，在前述前凸緣部可形成有供前述馬達殼體相對於前述前殼體在前述軸線方向上可相對移動地、與前述馬達殼體相接之接觸面。

在形成有前述接觸面之前述主軸單元中，可具備限制前述後殼體相對於前述主軸在前述軸線方向上相對移動之移動量之移動限制部。

在該主軸單元中，在使後殼體在軸線方向上移動時，可伴隨著該後殼體之移動而使主軸在軸線方向上移動。

在具備前述移動限制部之前述主軸單元中，前述前軸承可為承受對 於前述主軸之徑向荷重及推力荷重之軸承。

在該主軸單元中，前軸承及前殼體相對於主軸在軸線方向上不可相對移動。因此，在使後殼體在軸線方向上移動時，可伴隨著該後殼體之移動而使主軸、前軸承及前殼體在軸線方向上移動。

作為用於達成前述目的之發明之一態樣之工具機具備：以上之任一主軸單元、保持作為加工對象之工件之工件保持器、及使前述主軸單元與前述工件保持器相對移動之移動機構。

根據本發明之一態樣，可容易地進行主軸單元之拆卸及安裝。

10‧‧‧工具機

11‧‧‧床

12‧‧‧滾刀柱

13‧‧‧滾刀鞍座

14‧‧‧滾刀頭

15‧‧‧旋轉台

16‧‧‧工件支持器

17‧‧‧支承柱

18‧‧‧支承頭

19‧‧‧中心支承件

19a‧‧‧支持端

20‧‧‧滾刀滑件(單元支持台)

21‧‧‧工具支持器

22‧‧‧基座

23‧‧‧主軸單元收容部

24‧‧‧第一安裝面

25‧‧‧第二安裝面

26‧‧‧第一內周面

27‧‧‧第二內周面

28‧‧‧螺栓插通孔

29‧‧‧螺栓螺紋孔

30‧‧‧主軸單元

31‧‧‧主軸

32‧‧‧連桿室

35‧‧‧筒夾夾頭(保持器)

37‧‧‧馬達轉子

39‧‧‧馬達定子

41‧‧‧前軸承

43‧‧‧後軸承

45‧‧‧第一固定螺栓

46‧‧‧第二固定螺栓

50‧‧‧殼體

51‧‧‧馬達殼體

52‧‧‧內周面

53‧‧‧冷卻翅

55‧‧‧蓋

56‧‧‧內面

57‧‧‧外表面

58‧‧‧貫通孔

61‧‧‧前殼體

62‧‧‧前體部

64‧‧‧前凸緣部

65‧‧‧前被安裝面

66‧‧‧內面

67‧‧‧接觸面(外周面)

68‧‧‧螺栓螺紋孔

71‧‧‧後殼體

72‧‧‧後體部

72a‧‧‧嵌合部

73‧‧‧面(接觸面)

74‧‧‧後凸緣部

75‧‧‧後被安裝面

76‧‧‧蓋安裝面

77‧‧‧外周面

78‧‧‧螺栓插通孔

81‧‧‧缸體

81r‧‧‧缸體室

82‧‧‧活塞

83‧‧‧夾持桿

84‧‧‧螺旋彈簧

90‧‧‧移動限制部

91‧‧‧擋環

92‧‧‧承受部

94‧‧‧第一對向環

95‧‧‧第一軸接觸部

96‧‧‧第一對向部

97‧‧‧第二對向環

98‧‧‧第二軸接觸部

99‧‧‧第二對向部

100‧‧‧工具機

111‧‧‧床

112‧‧‧第一鞍座

113‧‧‧第二鞍座

114‧‧‧頭

115‧‧‧旋轉台

116‧‧‧托板(工件保持器)

122‧‧‧固定框

123‧‧‧本體收容部

124‧‧‧第一安裝面

125‧‧‧第二安裝面

126‧‧‧第一內周面

127‧‧‧第二內周面

128‧‧‧螺栓插通孔

130‧‧‧主軸單元

131‧‧‧主軸

132‧‧‧連桿室

135‧‧‧筒夾夾頭(保持器)

137‧‧‧馬達轉子

139‧‧‧馬達定子

141‧‧‧前軸承

143‧‧‧後軸承

145‧‧‧固定螺栓

146‧‧‧螺栓螺釘

150‧‧‧殼體

151‧‧‧馬達殼體

152‧‧‧內周面

153‧‧‧冷卻翅片

155‧‧‧蓋

156‧‧‧內面

157‧‧‧外表面

158‧‧‧貫通孔

161‧‧‧前殼體

162‧‧‧前體部

164‧‧‧前凸緣部

165‧‧‧前被安裝面

166‧‧‧內面

167‧‧‧接觸面(外周面)

168‧‧‧螺栓螺紋孔

171‧‧‧後殼體

172‧‧‧後體部

173‧‧‧面(接觸面)

174‧‧‧後凸緣部

175‧‧‧後被安裝面

176‧‧‧蓋安裝面

177‧‧‧外周面

178‧‧‧螺栓插通孔

181‧‧‧缸體

181r‧‧‧缸體室

182‧‧‧活塞

183‧‧‧夾持桿

184‧‧‧螺旋彈簧

190‧‧‧移動限制部

191‧‧‧擋環

194‧‧‧第一對向環

197‧‧‧第二對向環

Am‧‧‧主軸線

Ah‧‧‧頭軸線

Ash‧‧‧支承頭軸線

At‧‧‧台軸線

At1‧‧‧第一台軸線

At2‧‧‧第二台軸線

D1‧‧‧間隙

D2‧‧‧間隙

Dm‧‧‧主軸線方向(推力方向)

Dmb‧‧‧後側

Dmf‧‧‧前側

M‧‧‧主軸單元本體

Sa‧‧‧收容空間

Sm‧‧‧冷媒空間

T‧‧‧工具

Th‧‧‧齒輪滾刀(工具)

W‧‧‧工件

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

圖1係第一實施形態之工具機之整體側視圖。

圖2係第一實施形態之主軸單元及滾刀滑件之立體圖。

圖3係第一實施形態之主軸單元及滾刀滑件之局部剖視圖。

圖4係第一實施形態之主軸單元之剖視圖。

圖5係第一實施形態之主軸單元之包含馬達殼體之部分之剖視圖。

圖6係第一實施形態之主軸單元之包含主軸之部分之剖視圖。

圖7係第一實施形態之移動限制部之剖視圖。

圖8係第二實施形態之工具機之整體立體圖。

圖9係第二實施形態之主軸單元之前視圖。

圖10係第二實施形態之主軸單元之剖視圖。

以下，針對工具機之各種實施形態使用圖式進行說明。

(第一實施方式)

參照圖1至圖7針對工具機之第一實施形態進行說明。

本實施形態之工具機係滾齒機。如圖1所示般，該工具機10具備：床11、滾刀柱12、滾刀鞍座13、滾刀頭14、滾刀滑件20、旋轉台15、工件支持器16、支承柱17、支承頭18、中心支承件19、及主軸單元30。

滾刀柱12在鉛直方向上延伸。此處，將鉛直方向設為Z方向、將垂直於Z方向之方向設為Y方向、將垂直於Z方向及Y方向之方向設為X方向。該滾刀柱12可在X方向上移動地安裝於床11。滾刀鞍座13可在Z方向上移動地安裝於滾刀柱12。滾刀頭14可繞在X方向上延伸之頭軸線Ah旋轉地安裝於滾刀鞍座13。滾刀滑件20可在相對於該頭軸線Ah垂直之方向上移動地安裝於滾刀頭14。

旋轉台15在床11上配置於在X方向上遠離滾刀柱12之位置。該旋轉台15以在Z方向上延伸之台軸線At為中心可旋轉地設置於床11。在該旋轉台15上，安裝有支持作為齒輪素材之工件W的工件支持器16。支承柱17配置於以旋轉台15為基準，在X方向上與滾刀柱12為相反側，且固定於床11。支承柱17在Z方向上延伸。支承頭18在Z方向上可移動地安裝於支承柱17。中心支承件19安裝於支承頭18。該中心支承件19具有以支承頭軸線Ash為中心可旋轉地支持工件W之支持端19a。該支持端19a位於支承頭軸線Ash上。工件保持器構成為具有：工件支持器16、支承柱17、支承頭18、及中心支承件19。

滾刀滑件20如圖2及圖3所示般，具有：基座22、及安裝於基座22之工具支持器21。基座22在相對於頭軸線Ah垂直之主軸線Am所延伸之主軸線方向Dm上延伸。此處，將主軸線方向Dm之一側視為前側Dmf、將另一側視為後側Dmb。工具支持器21設置於基座22之前側Dmf之部分。該工具 支持器21係供作為工具之齒輪滾刀Th可繞主軸線Am旋轉地支持齒輪滾刀Th之一端。齒輪滾刀Th以工具軸線為中心形成大致圓筒狀。齒輪滾刀Th以該工具軸線為中心而旋轉。換言之，該工具軸線係齒輪滾刀Th之旋轉中心軸線。基座22在基座22之後側Dmb之部分設置有主軸單元收容部23。亦即，基座22具有主軸單元收容部23。在該主軸單元收容部23，形成有以主軸線Am為中心而大致圓柱狀之收容空間Sa。

主軸單元30收容於滾刀滑件20之主軸單元收容部23之收容空間Sa，且安裝於該主軸單元收容部23。該主軸單元30如圖3及圖4所示般，具備：主軸31、固定於主軸31之外周之馬達轉子37、配置於馬達轉子37之外周之馬達定子39、保持作為工具之齒輪滾刀Th之筒夾夾頭(或保持器)35、可旋轉地支持主軸31之前軸承41及後軸承43、以及殼體50。

主軸31以主軸線Am為中心，形成在主軸線方向Dm上延伸之圓柱狀。筒夾夾頭35安裝於該主軸31之前側Dmf之端。前軸承41在主軸線方向Dm上配置於筒夾夾頭35與馬達轉子37之間。後軸承43配置於較馬達轉子37更靠後側Dmb。前軸承41及後軸承43其任一者均以主軸線Am為中心可旋轉地支持主軸31。前軸承41承受來自主軸31之徑向荷重及推力荷重。後軸承43係專門承受來自主軸31之徑向荷重之徑向軸承。因此，前軸承41設置為相對於主軸31不可在主軸線方向Dm(推力方向)上相對移動。

殼體50如圖2及圖3所示般，具有：馬達殼體51、前殼體61、後殼體71、及蓋55。馬達殼體51如圖4及圖5所示般，覆蓋馬達定子39之外周側。該馬達殼體51以主軸線Am為中心形成大致圓筒狀。該馬達殼體51之內周面52以主軸線Am為中心在周向上擴展，且在主軸線方向Dm上擴展。在該內周面52固定有馬達定子39。又，在該馬達殼體51之外周側， 形成有冷卻翅片53。

前殼體61如圖4及圖6所示般，覆蓋前軸承41之外周側。該前殼體61具有：以主軸線Am為中心形成圓筒狀之前體部62、及前凸緣部64。前體部62在自身之內周側保持前軸承41。該前體部62之外徑小於馬達殼體51之內徑。前凸緣部64自包含前體部62之後側Dmb之端的部分朝相對於主軸線Am之徑向外側擴展。在前凸緣部64形成有：朝向前側Dmf之前被安裝面65、朝向後側Dmb之內面66、及朝向徑向外側之外周面67。另外，在該前凸緣部64，還形成有螺栓螺紋孔68。前凸緣部64之外周面67與馬達殼體51之內周面52相接。亦即，該外周面67成為接觸面。作為外周面之接觸面67以主軸線Am為中心在周向上擴展，且在主軸線方向Dm上擴展。馬達殼體51之內周面52僅與前凸緣部64之各面中之該接觸面67相接。因此，馬達殼體51可相對於前凸緣部64在主軸線方向Dm上相對移動。

後殼體71如圖4及圖5所示般，覆蓋後軸承43之外周側。該後殼體71具有：以主軸線Am為中心形成環狀之後體部72、及自後體部72之外周朝相對於主軸線Am之徑向外側延伸之後凸緣部74。後體部72在自身之內周側保持後軸承43。後體部72具有收容於主軸單元收容部23之收容空間Sa內之圓柱狀之嵌合部72a。該後體部72之嵌合部72a之外徑與馬達殼體51之外徑大致相同。在後體部72，形成有朝向前側Dmf之面73。該面73與馬達殼體51之後端面相接。因此，該面73成為接觸面。後凸緣部74形成有：朝向前側Dmf之後被安裝面75、朝向後側Dmb之蓋安裝面76、及朝向徑向外側之外周面77。另外，在該後凸緣部74，還形成有自後被安裝面75貫通至蓋安裝面76之螺栓插通孔78。後凸緣部74之後體部72與馬達殼 體51係由未圖示之螺栓螺釘連結。

蓋55如圖4及圖5所示般，堵塞後殼體71之後側Dmb之開口。該蓋55以主軸線Am為中心形成圓柱狀。在蓋55形成有：朝向前側Dmf之內面56、朝向後側Dmb之外表面57、及自內面56貫通至外表面57之貫通孔58。蓋55之內面56與後殼體71之蓋安裝面76相接。貫通孔58係以主軸線Am為中心之圓柱狀。該蓋55與後凸緣部74之後體部72係由未圖示之螺栓螺釘連結。

主軸單元30進一步具有：缸體81、活塞82、夾持桿83、及螺旋彈簧84。缸體81固定於蓋55之外表面57。缸體81之一部分插入於蓋55之貫通孔58內。在該缸體81內，以主軸線Am為中心形成圓柱狀之缸體室81r。活塞82在主軸線方向Dm上可移動地配置於缸體室81r。在主軸31形成有以主軸線Am為中心之圓柱狀之連桿室32。夾持桿83在主軸線方向Dm上可移動地配置於連桿室32內。螺旋彈簧84在連桿室32內且配置於夾持桿83之外周側。該螺旋彈簧84將夾持桿83朝後側Dmb彈推。活塞82在缸體室81r內流入油時，抗著螺旋彈簧84之彈推力而將夾持桿83朝前側Dmf按壓。筒夾夾頭(或保持器)35藉由在該夾持桿83之主軸線方向Dm上移動而進行齒輪滾刀Th之另一端之保持、及其解除。

主軸單元30如圖4及圖7所示般，進一步具備限制主軸31相對於後殼體71在主軸線方向Dm上相對移動之移動量之移動限制部90。該移動限制部90具有：固定於後殼體71之後體部72之擋環91、固定於主軸31之後端之第一對向環94、及固定於主軸31之外周之第二對向環97。擋環91、第一對向環94及第二對向環97任一者均以主軸線Am為中心形成為環狀。擋環91具有較後體部72之內周面更朝徑向內側突出之承受部92。

第一對向環94具有第一軸接觸部95與第一對向部96。第一軸接觸部95具有與主軸31之後端之外徑相同之外徑，且連結於主軸31之後端。第一對向部96自第一軸接觸部95朝徑向外側突出，位於較承受部92更靠後側Dmb，且與承受部92在主軸線方向Dm上對向。在主軸單元30之殼體50固定於滾刀滑件20之狀態下，原則上而言，在擋環91之承受部92與第一對向環94之第一對向部96之間具有間隙D1。第二對向環97具有第二軸接觸部98與第二對向部99。第二軸接觸部98具有與主軸31之後端之外徑相同之內徑。第二對向部99自第二軸接觸部98朝徑向外側突出，位於較承受部92更靠前側Dmf，且與承受部92在主軸線方向Dm上對向。在主軸單元30固定於滾刀滑件20之狀態下，原則上而言，在擋環91之承受部92與第二對向環97之第二對向部99之間具有間隙D2。亦即，擋環91之承受部92在主軸線方向Dm上，位於第一對向環94之第一對向部96與第二對向環97之第二對向部99之間。

如圖2至圖4所示般，滾刀滑件20之主軸單元收容部23具有：朝向後側Dmb之第一安裝面24及第二安裝面25、朝向相對於主軸線Am之徑向內側之第一內周面26及第二內周面27、螺栓插通孔28、及螺栓螺紋孔29。第二安裝面25成為在滾刀滑件20之基座22中最後側Dmb之後端面。該第二安裝面25在主軸單元30安裝於基座22之狀態下，與主軸單元30之後凸緣部74之後被安裝面75相接。螺栓螺紋孔29自該第二安裝面25加工至前側Dmf。第一內周面26、第二內周面27及第一安裝面24任一者均係劃定收容空間Sa之面。第二內周面27位於較第二安裝面25更靠前側Dmf，與第二安裝面25相連。該第二內周面27在主軸單元30安裝於基座22之狀態下，與主軸單元30之馬達殼體51對向。該第二內周面27與馬達殼體51之間形 成前述之冷媒空間Sm。第一安裝面24較第二內周面27更靠前側Dmf，且位於相對於主軸線Am之徑向內側。該第一安裝面24在主軸單元30安裝於基座22之狀態下，與主軸單元30之前凸緣部64之前被安裝面65相接。螺栓插通孔28自主軸單元收容部23之前表面貫通至第一安裝面24。第一內周面26較第一安裝面24更靠前側Dmf，且位於相對於主軸線Am之徑向內側，與第一安裝面24相連。該第一內周面26在主軸單元30安裝於基座22之狀態下，與主軸單元30之前體部62之外周面對向。

主軸單元30在收容於滾刀滑件20之收容空間Sa之後，固定於滾刀滑件20之基座22。在主軸單元30收容於收容空間Sa之狀態下，如前述所述般，主軸單元30之前凸緣部64之前被安裝面65與滾刀滑件20之第一安裝面24在主軸線方向Dm上對向，主軸單元30之後凸緣部74之後被安裝面75與滾刀滑件20之第二安裝面25在主軸線方向Dm上對向。在將收容於收容空間Sa內之主軸單元30固定於滾刀滑件20之基座22時，使第二固定螺栓46自該主軸單元30之後側Dmb插通後殼體71之螺栓插通孔78，將該第二固定螺栓46之螺釘部擰入基座22之螺栓螺紋孔29。其結果為，主軸單元30之後凸緣部74之後被安裝面75與滾刀滑件20之第二安裝面25相接。進而，使第一固定螺栓45自主軸單元收容部23之前側Dmf插通主軸單元收容部23之螺栓插通孔28，且將該第一固定螺栓45之螺釘部擰入前殼體61之螺栓螺紋孔68。其結果為，主軸單元30之前凸緣部64之前被安裝面65與滾刀滑件20之第一安裝面24相接。在該狀態下，主軸單元30之自前被安裝面65至後被安裝面75之主軸線方向Dm之距離與滾刀滑件20之自第一安裝面24至第二安裝面25之主軸線方向Dm之距離係完全一致。

假定利用螺栓螺釘連結形成有後被安裝面75之後殼體71與馬達殼體 51，利用螺栓螺釘連結形成有前被安裝面65之前殼體61與馬達殼體51。該情形下，因各殼體50之製作誤差等之情況，使主軸單元30之自前被安裝面65至後被安裝面75之距離與滾刀滑件20之自第一安裝面24至第二安裝面2之距離完全一致實質上是不可能的。因此，在本實施形態中，使前殼體61相對於馬達殼體51可在主軸線方向Dm上相對移動。

在主軸單元30發生故障等而將主軸單元30自滾刀滑件20拆卸時，自主軸單元收容部23之前側Dmf將第一固定螺栓45朝前側Dmf卸下。繼之，自主軸單元30之後側Dmb將第二固定螺栓46朝後側Dmb卸下。而後，固持主軸單元30之後殼體71，且將該主軸單元30自收容空間Sa朝後側Dmb拉拔。以上，完成主軸單元30之拆卸。

另外，如前述所述般，前殼體61相對於馬達殼體51可在主軸線方向Dm上相對移動。因此，即便將利用螺栓螺釘連結於馬達殼體51之後殼體71朝後側Dmb拉曳，仍有前殼體61殘留於收容空間Sa內之虞。因此，本實施形態之主軸單元30如前述所述般，具備限制主軸31相對於後殼體71在主軸線方向Dm上相對移動之移動量之移動限制部90。因此，若固持後殼體71將該後殼體71朝後Dmb側拉曳，則固定於後殼體71之移動限制部90之擋環91之承受部92與固定於主軸31之第一對向環94之第一對向部96相接。其結果為，若將後殼體71朝後側Dmb進一步拉曳，則伴隨著後殼體71朝後側Dmb之移動而主軸31朝後側Dmb移動。主軸31與前軸承41如前述所述般，在主軸線方向Dm不相對移動。又，由於前軸承41保持於前殼體61，故前軸承41與前殼體61在主軸線方向Dm上不相對移動。因此，若主軸31朝後側Dmb移動，則前軸承41及前殼體61亦伴隨著主軸31之移動而朝後側Dmb移動。因此，若固持後殼體71且將該後殼體71朝後側 Dmb拉曳，則主軸單元30整體朝後側Dmb移動。

如以上所述般，在本實施形態中，滾刀滑件(單元支持台)20之第一安裝面24及第二安裝面25任一者均朝向後側Dmb。又，與第一安裝面24在主軸線方向Dm上對向之主軸單元30之前被安裝面65、及與第二安裝面25在主軸線方向Dm上對向之主軸單元30之後被安裝面75任一者均朝向前側Dmf。因此，在自滾刀滑件20拆卸主軸單元30時，可無須分解主軸單元30而使主軸單元30自滾刀滑件20之主軸單元收容部23朝後側Dmb分離。因此，在本實施形態中，可自滾刀滑件20容易地拆卸主軸單元30。又，在本實施形態中，由於可在主軸單元30組裝完成之狀態下安裝於滾刀滑件20，故可將主軸單元30容易地安裝於滾刀滑件20。

又，在本實施形態中，如圖4所示般，前殼體61之前凸緣部64自包含前體部62之後側Dmb之端的部分朝徑向外側擴展。因此，即便在配置於主軸單元30之前側Dmf之工件W為大之情形下，仍可避免該工件W與前凸緣部64之干擾。換言之，在本實施形態中，可加工大的工件W。

(第二實施方式)

參照圖8至圖10，針對工具機之第二實施形態進行說明。

本實施形態之工具機係綜合加工機。如圖8所示般，該工具機100具備：床111、第一鞍座112、第二鞍座113、頭114、旋轉台115、托板116、及主軸單元130。

第一鞍座112在水平方向之X方向上可移動地安裝於床111。第二鞍座113在垂直於X方向之方向且在水平方向之Y方向上可移動地安裝於第一鞍座112。頭114在垂直於X方向及Y方向之Z方向上可移動地安裝於第二鞍座113。主軸單元130固定於該頭114。旋轉台115以在Z方向上延伸之第 一台軸線At1為中心可旋轉地、進而以在X方向上延伸之第二台軸線At2為中心可旋轉地安裝於床11。托板(工件保持器)116保持作為加工對象之工件W。該托板116安裝於旋轉台115上。

本實施形態之工具機100雖未圖示，但進一步具備：工具交換裝置，其自動交換安裝於主軸單元130之工具T；及托板交換裝置，其自動交換托板116。

主軸單元130如圖9及圖10所示般，具備：主軸單元本體M、及用於將該主軸單元本體M固定於頭114之固定框122。主軸單元本體M與第一實施形態之主軸單元30相同地，具備：主軸131、固定於主軸131之外周之馬達轉子137、配置於馬達轉子137之外周之馬達定子139、保持工具T之筒夾夾頭(或保持器)135、可旋轉地支持主軸131之前軸承141及後軸承143、以及殼體150。

主軸131以在Z方向上延伸之主軸線Am為中心，形成在主軸線方向Dm上延伸之圓柱狀。筒夾夾頭135安裝於該主軸131之前側Dmf之端。前軸承141在主軸線方向Dm上配置於筒夾夾頭135與馬達轉子137之間。後軸承143配置於較馬達轉子137更靠後側Dmb。前軸承141及後軸承143任一者均以主軸線Am為中心可旋轉地支持主軸131。前軸承141承受來自主軸131之徑向荷重及推力荷重。後軸承143係專門承受來自主軸131之徑向荷重之徑向軸承。

殼體150具有：馬達殼體151、前殼體161、後殼體171、及蓋155。馬達殼體151覆蓋馬達定子139之外周側。該馬達殼體151以主軸線Am為中心形成大致圓筒狀。在該馬達殼體151之內周面152固定有馬達定子139。又，在該馬達殼體151之外周側，形成有冷卻翅片153。

前殼體161覆蓋前軸承141之外周側。該前殼體161具有：以主軸線Am為中心形成圓筒狀之前體部162、自前體部162之外周朝相對於主軸線Am之徑向外側擴展之前凸緣部164。前體部162在自身之內周側保持前軸承141。該前體部162之外徑小於馬達殼體151之內徑。前凸緣部164自包含前體部162之後側Dmb之端的部分朝徑向外側擴展。在前凸緣部164形成有：朝向前側Dmf之前被安裝面165、朝向後側Dmb之內面166、及朝向徑向外側之外周面167。另外，在該前凸緣部164，還形成有自前被安裝面165朝後側Dmb凹入之螺栓螺紋孔168。前凸緣部164之外周面167與馬達殼體151之內周面152相接。亦即，該外周面167成為接觸面。馬達殼體151之內周面152僅與前凸緣部164之各面中之作為外周面之接觸面167相接。因此，馬達殼體151可相對於前凸緣部164在主軸線方向Dm上相對移動。

後殼體171覆蓋後軸承143之外周側。該後殼體171具有：以主軸線Am為中心形成環狀之後體部172、及自後體部172之外周朝相對於主軸線Am之徑向外側延伸之後凸緣部174。後體部172在自身之內周側保持後軸承143。該後體部172之外徑與馬達殼體151之外徑大致相同。在後體部172，形成有朝向前側Dmf之面173。該面173與馬達殼體151之後端面相接。因此，該面173成為接觸面。後凸緣部174形成有：朝向前側Dmf之後被安裝面175、朝向後側Dmb之蓋安裝面176、及朝向徑向外側之外周面177。另外，在該後凸緣部174還形成有自後被安裝面175貫通至蓋安裝面176之螺栓插通孔178。

蓋155堵塞後殼體171之後側Dmb之開口。該蓋155以主軸線Am為中心形成圓板狀。在蓋155形成有：朝向前側Dmf之內面156、朝向後側 Dmb之外表面157、及自內面156貫通至外表面157之貫通孔158。蓋155之內面156與後殼體171之蓋安裝面176相接。貫通孔158係以主軸線Am為中心之圓柱狀。該蓋155、後凸緣部174之後體部172、馬達殼體151係由螺栓螺釘146彼此連結。

主軸單元本體M與第一實施形態之主軸單元30相同地，進一步具有：缸體181、活塞182、夾持桿183、及螺旋彈簧184。夾持桿183及螺旋彈簧184配置於主軸131之連桿室132內。螺旋彈簧184將夾持桿183朝後側Dmb彈推。活塞182在缸體室181r內流入油時，抗著螺旋彈簧184之彈推力而將夾持桿183朝前側Dmf按壓。筒夾夾頭(或保持器)135藉由在該夾持桿183之主軸線方向Dm上移動而進行工具T之保持、及其解除。

主軸單元本體M進一步具備限制主軸131相對於後殼體171在主軸線方向Dm上相對移動之移動量之移動限制部190。該移動限制部190與第一實施形態之移動限制部90相同地，具有：固定於後殼體171之後體部172之擋環191、固定於主軸131之後端之第一對向環194、及固定於主軸131之外周之第二對向環197。

固定框122具有收容主軸單元本體M之本體收容部123。在該本體收容部123內，以主軸線Am為中心形成有大致圓柱狀之收容空間Sa。該本體收容部123與第一實施形態之主軸單元收容部23相同地，具有：朝向後側Dmb之第一安裝面124及第二安裝面125、朝向相對於主軸線Am之徑向內側之第一內周面126及第二內周面127、及螺栓插通孔128。第二安裝面125成為在固定框122中最後側Dmb之後端面。該第二安裝面125在主軸單元本體M安裝於固定框122之狀態下，與主軸單元本體M之後凸緣部174之後被安裝面175相接。第一內周面126、第二內周面127及第一安裝面124 任一者均係劃定收容空間Sa之面。第二內周面127位於較第二安裝面125更靠前側Dmf，與第二安裝面125相連。該第二內周面127在主軸單元本體M安裝於固定框122之狀態下，與主軸單元本體M之馬達殼體151對向。該第二內周面127與馬達殼體151之間形成冷媒空間Sm。第一安裝面124較第二內周面127更靠前側Dmf，且位於相對於主軸線Am之徑向內側。該第一安裝面124在主軸單元本體M安裝於固定框122之狀態下，與主軸單元本體M之前凸緣部164之前被安裝面165相接。螺栓插通孔128自本體收容部123之前表面貫通至第一安裝面124。第一內周面126較第一安裝面124更靠前側Dmf，且位於相對於主軸線Am之徑向內側，與第一安裝面124相連。該第一內周面126在主軸單元本體M安裝於固定框122之狀態下，與主軸單元本體M之前體部162之外周面對向。

主軸單元本體M在收容於固定框122之收容空間Sa之後，由固定螺栓145固定於固定框122。該固定螺栓145自固定框122之前側Dmf插通該固定框122之螺栓插通孔128，且被擰入於前殼體161之螺栓螺紋孔168。

在本實施形態中，如圖10所示般，前殼體161之前凸緣部164自包含前體部162之後側Dmb之端的部分朝徑向外側擴展。因此，即便在配置於主軸單元130之前側Dmf之工件W為大之情形下，仍可避免該工件W與前凸緣部164之干擾，且可縮短工具之突出長度。

[產業上之可利用性]

根據本發明之一態樣，可容易地進行主軸單元之拆卸及安裝。

Claims (8)

1. 一種主軸單元，其安裝於以使工具能夠以軸線為中心而旋轉的方式支持前述工具之第一端之單元支持台，且保持前述工具之第二端，並以前述軸線為中心使前述工具旋轉，且該主軸單元具備：主軸，其以前述軸線為中心在前述軸線延伸之軸線方向上延伸；馬達轉子，其固定於前述主軸之外周；馬達定子，其配置於前述馬達轉子之外周；保持器，其設置於前述軸線方向上之前述主軸之一端側即前側，而保持前述工具；前軸承，其配置於較前述馬達轉子更靠前述前側，且較前述保持器更靠與前述前側為相反側之後側，且可旋轉地支持前述主軸；後軸承，其配置於較前述馬達轉子更靠前述後側，且可旋轉地支持前述主軸；馬達殼體，其以前述軸線為中心形成筒狀，且於內周面固定著前述馬達定子；前殼體，其覆蓋前述前軸承之外周；及後殼體，其覆蓋前述後軸承之外周；且前述前殼體具有：前體部，其覆蓋前述前軸承之外周且保持前述前軸承；及前凸緣部，其自前述前體部之外周朝相對於前述軸線之徑向外側擴展；前述後殼體具有：後體部，其覆蓋前述後軸承之外周且保持前述後軸承；及後凸緣部，其自前述後體部之外周朝前述徑向外側擴展；前述前體部之外徑小於前述馬達殼體之內徑；在前述前凸緣部形成有：前被安裝面，其朝向前述前側，可與前述單元支持台中朝向前述後側之第一安裝面接觸；及接觸面，其與前述馬達殼體相接；前述後凸緣部之外徑大於前述馬達殼體之外徑；在前述後凸緣部形成有後被安裝面，其朝向前述前側，且與前述單元支持台中朝向前述後側之第二安裝面相接。
2. 如請求項1之主軸單元，其中在前述前凸緣部，形成有螺栓螺紋孔。
3. 如請求項1或2之主軸單元，其中在前述後凸緣部，形成有自前述後被安裝面貫通至後側之螺栓插通孔。
4. 如請求項1或2之主軸單元，其中前述前凸緣部自包含前述前體部之前述後側之端的部分朝前述徑向外側擴展。
5. 如請求項1或2之主軸單元，其中前述前凸緣部之前述接觸面係以使前述前殼體能夠相對於前述馬達殼體在前述軸線方向上相對移動的方式朝前述軸線方向擴展之面。
6. 如請求項5之主軸單元，其中在使前述前殼體能夠相對於前述馬達殼體在前述軸線方向上可相對移動之前述主軸單元中，進一步具備移動限制部，其限制前述後殼體相對於前述主軸在前述軸線方向上相對移動之移動量。
7. 如請求項6之主軸單元，其中前述前軸承係承受對於前述主軸之徑向荷重及推力荷重之軸承。
8. 一種工具機，其具備：如請求項1至7中任一項之主軸單元，前述單元支持台，保持作為加工對象之工件之工件保持器，及使前述主軸單元與前述工件保持器相對移動之移動機構。