JP2010058206A - Spindle device of machine tool - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spindle device of a machine tool capable of reducing the vibration of a spindle during rotation. <P>SOLUTION: The spindle 5 is rotatably mounted to a spindle housing 1 through a first bearing 2 and a second bearing 3. The spindle 5 has a spindle 6 supported by the first bearing 2 and the second bearing 3 and a spindle sleeve 7 connected with rear ends thereof. A rotor 81 of an electric motor 8 is mounted to the outer circumferential surface of the spindle sleeve 7 and a pivotally supporting hole 72 is formed inside the spindle sleeve 7 attached with the rotor 81. A pivotally supporting part 42 is protruded from a fluid shaft member 4 mounted in the spindle housing 1 and inserted into the pivotally supporting hole 72. A fluid supply passage 43 is formed in the fluid shaft member 4, a hydraulic fluid supplied from a hydraulic pump HU is jetted between the pivotally supporting hole 72 and the pivotally supporting part 42 through the fluid supply passage 43, and a fluid bearing is formed between the spindle sleeve 7 and the fluid shaft member 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、主軸をハウジングに対して回転可能に支持する工作機械の主軸装置に関する。   The present invention relates to a spindle device of a machine tool that rotatably supports a spindle with respect to a housing.

加工用の工作機械の主軸装置に関する従来技術として、主軸を複数の軸受によりハウジングに支承し、主軸の軸受間に駆動モータ（ビルドインモータ）を設けたものがあった（例えば、特許文献１参照）。これは、主軸の軸受間に駆動モータが形成されているため、回転時の主軸の芯振れが少ないという特長を有する。   As a conventional technique related to a spindle device of a machine tool for machining, there is one in which a spindle is supported on a housing by a plurality of bearings and a drive motor (build-in motor) is provided between the bearings of the spindle (for example, refer to Patent Document 1). . This is characterized in that since the drive motor is formed between the bearings of the main shaft, there is little runout of the main shaft during rotation.

しかしながら、その一方でビルドインモータを使用した主軸装置においては、主軸に対して駆動モータのロータから誘導電流による発熱が伝わりやすいという問題がある。主軸における加熱は、主軸の伸長に伴う刃具やワークの位置のばらつきを招き、加工精度を低下させることになる。   However, on the other hand, in a spindle device using a built-in motor, there is a problem that heat generated by an induced current is easily transmitted from the rotor of the drive motor to the spindle. The heating in the main shaft causes variations in the position of the cutting tool and the workpiece along with the extension of the main shaft, and lowers the processing accuracy.

また、主軸を支持する軸受が加熱されることにより、軸受の内輪または外輪が伸長すれば、軸受を介してハウジングから主軸に印加されていた予圧荷重が低下し、主軸の支持剛性の悪化にもつながる。したがって、上述した従来技術においても、主軸の内部に設けた管路や主軸の外周面に形成した螺旋溝に冷却用流体を流動させて、主軸、軸受の内輪およびロータ等を冷却している。   In addition, if the inner ring or outer ring of the bearing is extended by heating the bearing that supports the main shaft, the preload applied from the housing to the main shaft via the bearing is reduced, and the support rigidity of the main shaft is also deteriorated. Connected. Therefore, also in the above-described prior art, the cooling fluid is caused to flow through a pipe provided inside the main shaft or a spiral groove formed on the outer peripheral surface of the main shaft, thereby cooling the main shaft, the inner ring of the bearing, the rotor, and the like.

しかしながら、このような冷却装置を設けることは主軸装置の大型化を招き、コスト高にもつながる。また、昨今の主軸装置の高回転化のニーズにより、主軸等への熱の伝播がさらに著しく、従来からある冷却方法では発熱を十分に抑制することは困難であった。
特開２０００−１５５４１号公報 However, the provision of such a cooling device leads to an increase in the size of the spindle device, which leads to high costs. In addition, due to the recent needs for higher rotation of the spindle device, the propagation of heat to the spindle and the like is further remarkable, and it has been difficult to sufficiently suppress heat generation by a conventional cooling method.
JP 2000-15541 A

こういった課題を解消するために、複数の軸受により支承された主軸に対して、駆動モータを主軸の端部に設けたダイレクトドライブモータ方式による主軸装置があった。これによれば、駆動モータの誘導電流に起因する発熱による主軸の熱変位や曲がりが、複数の軸受よりも軸方向先端側にある加工点の振れに影響しにくいという利点がある。   In order to solve these problems, there has been a spindle device of a direct drive motor system in which a drive motor is provided at an end of the spindle with respect to a spindle supported by a plurality of bearings. According to this, there is an advantage that the thermal displacement and the bending of the main shaft due to the heat generated due to the induced current of the drive motor are less likely to affect the deflection of the machining point on the front end side in the axial direction than the plurality of bearings.

しかしながら、この構成による主軸装置の場合、駆動モータが主軸の端部であって、複数の軸受間外に取り付けられている関係上、回転時の主軸に振動が発生しやすく、主軸の芯振れにつながるといった問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転時の主軸の振動を低減可能な工作機械の主軸装置を提供することにある。 However, in the case of the spindle device of this configuration, the drive motor is the end of the spindle and is attached to the outside of the plurality of bearings. There was a problem of being connected.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a spindle device of a machine tool that can reduce vibration of the spindle during rotation.

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
（手段１）手段１に係る工作機械の主軸装置は、
主軸と、
該主軸をハウジングに対して回転可能に支承する回転軸受と、
前記主軸を前記ハウジングに対して回転させるために、前記ハウジングに取り付けられたステータと前記主軸の一端の外周面に取り付けられたロータを有する駆動モータと、
を備えた工作機械の主軸装置において、
前記主軸は前記ロータの取付部位の内部に中空部を有し、該中空部は前記主軸の一端に開口しており、
前記ハウジングには支承部材が固定され、該支承部材の軸部は前記主軸の一端から前記中空部内に挿入されることにより、前記軸部の外周面が前記中空部の内周面と対向しているとともに、前記支承部材には外部から前記軸部の外周面へと連通した流体供給路が形成されており、
流体圧源からの流体が前記流体供給路を介して前記軸部の外周面に供給され、前記軸部と前記中空部との間において流体軸受を形成している。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.
(Means 1) A spindle device of a machine tool according to means 1 is
The spindle,
A rotary bearing that rotatably supports the main shaft with respect to the housing;
A drive motor having a stator attached to the housing and a rotor attached to an outer peripheral surface of one end of the main shaft to rotate the main shaft with respect to the housing;
In the spindle device of a machine tool equipped with
The main shaft has a hollow portion inside the mounting portion of the rotor, and the hollow portion opens at one end of the main shaft;
A supporting member is fixed to the housing, and the shaft portion of the supporting member is inserted into the hollow portion from one end of the main shaft so that the outer peripheral surface of the shaft portion faces the inner peripheral surface of the hollow portion. And the support member is formed with a fluid supply path communicating from the outside to the outer peripheral surface of the shaft portion,
Fluid from a fluid pressure source is supplied to the outer peripheral surface of the shaft portion via the fluid supply path, and a fluid bearing is formed between the shaft portion and the hollow portion.

したがって、手段１に係る工作機械の主軸装置によれば、主軸のロータ取付部位に中空部を有しているため駆動モータ内部を軽量化することができ、主軸の共振周波数を増大させることにより主軸に発生する振動を低減でき、主軸をより高速回転化できる。   Therefore, according to the spindle device of the machine tool according to the means 1, the inside of the drive motor can be reduced in weight because the rotor mounting portion of the spindle has a hollow portion, and the spindle is increased by increasing the resonance frequency of the spindle. Vibration can be reduced, and the spindle can be rotated at a higher speed.

また、供給される流体により、駆動モータのロータを軸部を介して内方から冷却することができ、主軸および回転軸受への熱の伝播による伸長を防止して、加工精度の向上を図ることができる。
また、駆動モータ内部に流体軸受が形成されることにより、主軸の軸方向長さを短縮でき、主軸装置の小型化が可能になる。 Also, the rotor of the drive motor can be cooled from the inside through the shaft portion by the supplied fluid, and the elongation due to the propagation of heat to the main shaft and the rotary bearing can be prevented to improve the processing accuracy. Can do.
Further, since the hydrodynamic bearing is formed inside the drive motor, the axial length of the main shaft can be shortened, and the main shaft device can be downsized.

（手段２）手段１に記載の工作機械の主軸装置において、
前記流体軸受は、
軸方向に互いに離れて設けられ、それぞれの前記中空部の内周面と前記軸部の外周面との径方向間隙が全周に亘って所定の間隙を有するように形成された一対の隙間部と、
前記主軸の軸方向において前記隙間部同士の間に形成され、前記中空部の内周面と前記軸部の外周面との径方向間隙が前記隙間部の前記所定の間隙よりも大きく形成された流体貯留部と、
前記主軸の軸方向において、前記隙間部のうちの少なくとも一方を挟んで前記流体貯留部の反対側に形成され、前記中空部の内周面と前記軸部の外周面との径方向間隙が前記隙間部の前記所定の間隙よりも大きく形成された流体排出部と、
を備え、
前記支承部材の前記軸部は、
該流体貯留部に開口するとともに、前記流体供給路と連通し前記流体圧源から供給された流体を噴出させる吐出口と、
該流体排出部に開口した排出口と、
該排出口と連通し外部へと延びた流体回収路と、
を備える。 (Means 2) In the spindle device of the machine tool according to the means 1,
The fluid bearing is
A pair of gap portions provided apart from each other in the axial direction so that the radial gap between the inner circumferential surface of each hollow portion and the outer circumferential surface of the shaft portion has a predetermined gap over the entire circumference. When,
It is formed between the gaps in the axial direction of the main shaft, and the radial gap between the inner peripheral surface of the hollow part and the outer peripheral surface of the shaft is larger than the predetermined gap of the gap. A fluid reservoir,
In the axial direction of the main shaft, the gap is formed on the opposite side of the fluid storage portion across at least one of the gap portions, and the radial gap between the inner peripheral surface of the hollow portion and the outer peripheral surface of the shaft portion is A fluid discharge part formed larger than the predetermined gap of the gap part;
With
The shaft portion of the support member is
A discharge port that opens to the fluid reservoir and that ejects fluid supplied from the fluid pressure source in communication with the fluid supply path;
An outlet opening in the fluid outlet;
A fluid recovery path communicating with the discharge port and extending to the outside;
Is provided.

したがって、手段２に係る工作機械の主軸装置によれば、流体圧源から供給された流体が、隙間部を通過して流体軸受として機能するとともに、主軸から授熱した流体が流体排出部へと進入して、排出口から流体回収路を介して外部へと滞りなく排出され、駆動モータ内部を十分に冷却することができる。   Therefore, according to the spindle device of the machine tool according to the means 2, the fluid supplied from the fluid pressure source passes through the gap and functions as a fluid bearing, and the fluid supplied from the spindle to the fluid discharge portion. It enters and is discharged from the discharge port to the outside through the fluid recovery path without delay, and the inside of the drive motor can be sufficiently cooled.

（手段３）手段１または２に記載の工作機械の主軸装置において、
前記主軸は、
前記回転軸受により前記ハウジングに回転可能に支承されたスピンドル部と、
一端部において前記スピンドル部の端部と連結されたスリーブ部材とを有しており、
前記中空部は、前記スリーブ部材において前記スピンドル部へ連結された側と反対側の端部が開口するように形成されており、
前記スピンドル部と前記スリーブ部材は、いずれか一方に形成されたテーパ状の内孔に、他方に設けられたテーパ状の突部を嵌合させることにより互いに連結されている。
したがって、手段３に係る工作機械の主軸装置によれば、スピンドル部とスリーブ部材とがテーパ状の内孔と突部とを嵌合させることにより互いに連結されているため、双方をかしめ、焼き嵌め、螺子止め等せずに、容易に結合することができる。 (Means 3) In the spindle device of the machine tool according to the means 1 or 2,
The main shaft is
A spindle portion rotatably supported on the housing by the rotary bearing;
A sleeve member connected to the end portion of the spindle portion at one end portion;
The hollow portion is formed such that an end of the sleeve member opposite to a side connected to the spindle portion is opened.
The spindle portion and the sleeve member are connected to each other by fitting a tapered protrusion provided on the other into a tapered inner hole formed on one of them.
Therefore, according to the spindle device of the machine tool according to the means 3, the spindle part and the sleeve member are connected to each other by fitting the tapered inner hole and the protrusion, so that both are caulked and shrink-fitted. , And can be easily coupled without screwing or the like.

（手段４）手段３の工作機械の主軸装置において、
前記スピンドル部の前記スリーブ部材との連結部は、前記主軸の軸方向において、前記ロータよりも前記回転軸受の近くに形成されている。
したがって、手段４に係る工作機械の主軸装置によれば、ロータの取付部位の内部にスピンドル部が存在しないため、ロータによる発熱がスピンドル部に伝播しにくく、スピンドル部の伸長を低減することができる。 (Means 4) In the spindle device of the machine tool of means 3,
The connecting portion of the spindle portion with the sleeve member is formed closer to the rotary bearing than the rotor in the axial direction of the main shaft.
Therefore, according to the spindle device of the machine tool according to the means 4, since the spindle part does not exist inside the attachment part of the rotor, heat generated by the rotor is difficult to propagate to the spindle part, and the extension of the spindle part can be reduced. .

（手段５）手段１乃至４のいずれかの工作機械の主軸装置において、
前記ハウジングあるいは前記支承部材は、
前記中空部の開口下方に位置して、前記軸部と前記中空部との間に供給された流体を受けとめる流体ポケットを備え、該流体ポケットは前記支承部材または前記ハウジングに形成されたドレン流路により外部へと連通している。
したがって、手段５に係る工作機械の主軸装置によれば、中空部内に残存した流体を流体ポケットにより回収し、ドレン流路により確実に排出することができる。 (Means 5) In the spindle device of the machine tool according to any one of means 1 to 4,
The housing or the support member is
A fluid pocket is provided under the opening of the hollow portion and receives a fluid supplied between the shaft portion and the hollow portion, and the fluid pocket is a drain channel formed in the support member or the housing. Communicates with the outside.
Therefore, according to the spindle device of the machine tool according to the means 5, the fluid remaining in the hollow portion can be collected by the fluid pocket and reliably discharged by the drain passage.

（手段６）手段５の工作機械の主軸装置において、
前記中空部内と前記流体ポケットとは、前記ハウジングと前記支承部材との間に形成された流出路により接続され、該流出路はラビリンス状を呈している。
したがって、ハウジングと支承部材との間に形成された流出路はラビリンス状を呈しているため、流体の通過を抑制することができ、過剰な流体の流入により流体ポケットが溢れることを防止している。 (Means 6) In the spindle device of the machine tool of means 5,
The hollow portion and the fluid pocket are connected by an outflow passage formed between the housing and the support member, and the outflow passage has a labyrinth shape.
Therefore, since the outflow path formed between the housing and the support member has a labyrinth shape, the passage of fluid can be suppressed, and the fluid pocket is prevented from overflowing due to excessive inflow of fluid. .

図１乃至図３に基づき、本発明の一実施形態による工作機械の主軸装置について説明する。尚、図１および図２において、左方を主軸装置の前方とし右方を後方とする。図１に示すように、本実施形態による主軸装置の主軸ハウジング１（本発明のハウジングに該当する）は、メインハウジング１１、モーターカバー１２および固定蓋１３を備えている。   A spindle device for a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIGS. 1 and 2, the left side is the front of the spindle device and the right side is the rear. As shown in FIG. 1, the spindle housing 1 (corresponding to the housing of the present invention) of the spindle device according to the present embodiment includes a main housing 11, a motor cover 12, and a fixed lid 13.

メインハウジング１１とモーターカバー１２は、ともに主軸装置の回転軸方向に延びるほぼ筒状を呈しており、メインハウジング１１の後端面１１ａとモーターカバー１２の前端面１２ａとは、図示しない締付ボルトにより互いに当接された状態で固定されている。また、固定蓋１３はほぼ円環状に形成されており、その外周端１３ａはモーターカバー１２の後端部に形成された段部１２ｂに嵌着されている。さらに固定蓋１３の内周縁には、段部１３ｂが形成されている。   Both the main housing 11 and the motor cover 12 have a substantially cylindrical shape extending in the direction of the rotation axis of the spindle device, and the rear end surface 11a of the main housing 11 and the front end surface 12a of the motor cover 12 are formed by fastening bolts (not shown). They are fixed in contact with each other. Further, the fixed lid 13 is formed in a substantially annular shape, and an outer peripheral end 13 a thereof is fitted to a step portion 12 b formed at the rear end portion of the motor cover 12. Further, a step portion 13 b is formed on the inner peripheral edge of the fixed lid 13.

メインハウジング１１の内周面には、大小一対の支持部１１ｂ、１１ｃ（前方支持部１１ｂ、後方支持部１１ｃ）が形成されている。前方支持部１１ｂおよび後方支持部１１ｃは、ともに半径方向内方へと突出した小径部であり、それぞれメインハウジング１１の前端と後端とに互いに離隔した状態で設けられ、各々軸方向に延びている。   A pair of large and small support portions 11 b and 11 c (a front support portion 11 b and a rear support portion 11 c) are formed on the inner peripheral surface of the main housing 11. The front support portion 11b and the rear support portion 11c are small-diameter portions that protrude radially inward, are provided at the front end and the rear end of the main housing 11 so as to be separated from each other, and extend in the axial direction. Yes.

前方支持部１１ｂの内周面には、公知の転がり軸受により形成された第１軸受２（後述する第２軸受３とともに、それぞれ本発明の回転軸受に該当する）が嵌着されている。第１軸受２は、外周面２１を前方支持部１１ｂの内周面に嵌合させて固定されている。第１軸受２は前端にフランジ部２２を備えており、このフランジ部２２をメインハウジング１１の前端面１１ｄに当接させることにより、メインハウジング１１に対する軸方向の位置決めがなされている。   A first bearing 2 (which corresponds to a rotary bearing of the present invention together with a second bearing 3 described later) formed by a known rolling bearing is fitted to the inner peripheral surface of the front support portion 11b. The first bearing 2 is fixed by fitting the outer peripheral surface 21 to the inner peripheral surface of the front support portion 11b. The first bearing 2 is provided with a flange portion 22 at the front end, and the flange portion 22 is brought into contact with the front end surface 11 d of the main housing 11, thereby positioning the main housing 11 in the axial direction.

また、後方支持部１１ｃの内周面には、第１軸受２と同様の転がり軸受により形成された第２軸受３が嵌着されている。第２軸受３は第１軸受２と同様に、外周面３１を後方支持部１１ｃの内周面に嵌合させて固定されている。第２軸受３は後端にフランジ部３２を備えており、このフランジ部３２をメインハウジング１１の後端面１１ａに当接させることにより、メインハウジング１１に対する軸方向の位置決めがなされている。   A second bearing 3 formed by a rolling bearing similar to the first bearing 2 is fitted on the inner peripheral surface of the rear support portion 11c. Similarly to the first bearing 2, the second bearing 3 is fixed by fitting the outer peripheral surface 31 to the inner peripheral surface of the rear support portion 11c. The second bearing 3 is provided with a flange portion 32 at the rear end, and the flange portion 32 is brought into contact with the rear end surface 11 a of the main housing 11, thereby positioning the main housing 11 in the axial direction.

一方、固定蓋１３の内周縁には、流体軸部材４（本発明の支承部材に該当する）が嵌着固定されている。流体軸部材４は、固定蓋１３に固定された円板状の取付部４１と、取付部４１から前方へと延びたほぼ円柱状の軸支部４２（本発明の軸部に該当する）を備えている。取付部４１は外周部にステップ部４１ａが形成されており、取付部４１の外周面を固定蓋１３の内周縁に嵌合させて、半径方向の位置決めを行うとともに、ステップ部４１ａを固定蓋１３の段部１３ｂに当接させて軸方向の位置決めを行っている。   On the other hand, a fluid shaft member 4 (corresponding to a support member of the present invention) is fitted and fixed to the inner peripheral edge of the fixed lid 13. The fluid shaft member 4 includes a disk-shaped attachment portion 41 fixed to the fixed lid 13 and a substantially cylindrical shaft support portion 42 (corresponding to the shaft portion of the present invention) extending forward from the attachment portion 41. ing. The attaching portion 41 has a step portion 41a formed on the outer peripheral portion, and the outer peripheral surface of the attaching portion 41 is fitted to the inner peripheral edge of the fixed lid 13 to perform positioning in the radial direction, and the step portion 41a is fixed to the fixed lid 13. Axial positioning is performed by contacting the step 13b.

第１軸受２および第２軸受３の内周側には主軸５（本発明の主軸に該当する）が嵌着されており、主軸５は主軸ハウジング１に対して第１軸受２および第２軸受３を介して回転可能に支承されている。主軸５は第１軸受２および第２軸受３の内周面に嵌合したスピンドル６（本発明のスピンドル部に該当する）と、その前端においてスピンドル６の後端に連結された主軸スリーブ７（本発明のスリーブ部材に該当する）とを備えている。   A main shaft 5 (corresponding to the main shaft of the present invention) is fitted on the inner peripheral sides of the first bearing 2 and the second bearing 3, and the main shaft 5 is connected to the main shaft housing 1 with the first bearing 2 and the second bearing. 3 is supported rotatably. The main shaft 5 includes a spindle 6 (corresponding to the spindle portion of the present invention) fitted to the inner peripheral surfaces of the first bearing 2 and the second bearing 3, and a main shaft sleeve 7 (connected to the rear end of the spindle 6 at its front end). (Corresponding to the sleeve member of the present invention).

スピンドル６は、それぞれ第１軸受２および第２軸受３に嵌合するための、互いに離れた一対の小径部６１、６２を備えている。小径部６１、６２の間には大径部６３が形成されており、大径部６３の前端面６４を第１軸受２の後端面２３に当接させることにより、スピンドル６の軸方向の位置決めを行っている。また、スピンドル６の先端には、加工用刃具またはワークを取り付けるためのチャック６５が形成されている。   The spindle 6 includes a pair of small-diameter portions 61 and 62 that are separated from each other for fitting to the first bearing 2 and the second bearing 3, respectively. A large-diameter portion 63 is formed between the small-diameter portions 61 and 62, and the spindle 6 is positioned in the axial direction by bringing the front end surface 64 of the large-diameter portion 63 into contact with the rear end surface 23 of the first bearing 2. It is carried out. Further, a chuck 65 for attaching a processing blade or a workpiece is formed at the tip of the spindle 6.

スピンドル６の後端にはテーパ状に突出した挿入部６６（本発明の突部に該当する）が形成されている。また、主軸スリーブ７の前端においては、挿入部６６と対応するようにテーパ状に窪んだ凹部７１（本発明の内孔に該当する）が形成されている。スピンドル６の挿入部６６を主軸スリーブ７の凹部７１に圧入することにより、スピンドル６と主軸スリーブ７とが互いに相対移動不能なように連結されている。   An insertion portion 66 (corresponding to the protrusion of the present invention) protruding in a tapered shape is formed at the rear end of the spindle 6. Further, a concave portion 71 (corresponding to the inner hole of the present invention) is formed at the front end of the spindle sleeve 7 so as to correspond to the insertion portion 66 in a tapered shape. By press-fitting the insertion portion 66 of the spindle 6 into the recess 71 of the spindle sleeve 7, the spindle 6 and the spindle sleeve 7 are connected so that they cannot move relative to each other.

主軸スリーブ７の外周面には、電動モータ８（本発明の駆動モータに該当する）のロータ８１（本発明のロータに該当する）が取り付けられている。また、モーターカバー１２の内周面には、電動モータ８のステータ８２（本発明のステータに該当する）が取り付けられている。図１に示すように、ロータ８１は主軸５の後端外周面にステータ８２と半径方向に対向するように取り付けられており、電動モータ８が駆動されると、主軸５は主軸ハウジング１に対して回転される。   A rotor 81 (corresponding to the rotor of the present invention) of the electric motor 8 (corresponding to the drive motor of the present invention) is attached to the outer peripheral surface of the main shaft sleeve 7. A stator 82 of the electric motor 8 (corresponding to the stator of the present invention) is attached to the inner peripheral surface of the motor cover 12. As shown in FIG. 1, the rotor 81 is attached to the outer peripheral surface of the rear end of the main shaft 5 so as to face the stator 82 in the radial direction, and when the electric motor 8 is driven, the main shaft 5 moves relative to the main shaft housing 1. Is rotated.

図１に示されているように、スピンドル６の挿入部６６と主軸スリーブ７の凹部７１との連結部は、主軸５の軸方向においてロータ８１よりも第１軸受２および第２軸受３に近い前方に形成されている。   As shown in FIG. 1, the connecting portion between the insertion portion 66 of the spindle 6 and the recess 71 of the spindle sleeve 7 is closer to the first bearing 2 and the second bearing 3 than the rotor 81 in the axial direction of the spindle 5. It is formed in the front.

主軸スリーブ７において、ロータ８１の取付部位の内部には、後端に開口し軸方向に延びた軸支孔７２（本発明の中空部に該当する）が形成されている。詳細には、軸支孔７２は、ロータ８１の取付部位の軸方向全長に亘って形成されている。流体軸部材４の軸支部４２は、主軸スリーブ７の後端から軸支孔７２の内部へと挿入されることにより、軸支部４２の外周面は軸支孔７２の内周面と対向している。   In the main shaft sleeve 7, a shaft support hole 72 (corresponding to the hollow portion of the present invention) is formed in the attachment portion of the rotor 81 and opens at the rear end and extends in the axial direction. Specifically, the shaft support hole 72 is formed over the entire axial length of the attachment portion of the rotor 81. The shaft support portion 42 of the fluid shaft member 4 is inserted into the shaft support hole 72 from the rear end of the main shaft sleeve 7, so that the outer peripheral surface of the shaft support portion 42 faces the inner peripheral surface of the shaft support hole 72. Yes.

図１に示すように、流体軸部材４の軸支部４２においては、その外周面上に前方ランド部４２ａおよび後方ランド部４２ｂ（以下において双方を総称する場合はランド部４２ａ、４２ｂと言う）が設けられている。一対のランド部４２ａ、４２ｂは互いに軸方向に離れて環状に形成されており、それぞれが軸支孔７２の内周面との間で全周にわたってわずかな間隙を有して、半径方向に対向するように形成されている（ランド部４２ａ、４２ｂと軸支孔７２の内周面との間は、本発明の隙間部に該当する）。また、ランド部４２ａ、４２ｂは、軸支部４２の外周面上に等間隔に形成された複数の橋梁部４２ｃにより、軸方向に連結されている。   As shown in FIG. 1, in the shaft support portion 42 of the fluid shaft member 4, a front land portion 42 a and a rear land portion 42 b (hereinafter collectively referred to as land portions 42 a and 42 b) on the outer peripheral surface thereof. Is provided. The pair of land portions 42a and 42b are formed annularly apart from each other in the axial direction, and each has a slight gap with respect to the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 over the entire circumference, facing each other in the radial direction. (The space between the land portions 42a and 42b and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 corresponds to the gap portion of the present invention). The land portions 42 a and 42 b are connected in the axial direction by a plurality of bridge portions 42 c formed at equal intervals on the outer peripheral surface of the shaft support portion 42.

軸方向におけるランド部４２ａ、４２ｂ同士の間には、橋梁部４２ｃにより円周方向に複数に分割された流体貯留部４２ｄ（本発明の流体貯留部に該当する）が形成されている。流体貯留部４２ｄはランド部４２ａ、４２ｂよりも小径に形成されており、これにより、流体貯留部４２ｄと軸支孔７２の内周面との間の径方向の間隙は、ランド部４２ａ、４２ｂと軸支孔７２の内周面との間の間隙よりも大きく、流体貯留部４２ｄと軸支孔７２の内周面との間には貯留室ＴＣが形成される。また、各々の流体貯留部４２ｄ上には吐出口４２ｅ（本発明の吐出口に該当する）が開口している。   Between the land portions 42a and 42b in the axial direction, a fluid storage portion 42d (corresponding to the fluid storage portion of the present invention) divided into a plurality of portions in the circumferential direction by the bridge portion 42c is formed. The fluid storage portion 42d is formed to have a smaller diameter than the land portions 42a and 42b, whereby the radial gap between the fluid storage portion 42d and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 is reduced to the land portions 42a and 42b. And a storage chamber TC is formed between the fluid storage portion 42 d and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72. Further, a discharge port 42e (corresponding to the discharge port of the present invention) is opened on each fluid storage portion 42d.

前方ランド部４２ａの前方には前方ガイド部４２ｆが形成されている。前方ガイド部４２ｆは、前方ランド部４２ａと同様に環状に形成されており、軸支孔７２の内周面との間でわずかな間隙を有して、半径方向に対向するように形成されている。また、軸方向における前方ランド部４２ａと前方ガイド部４２ｆとの間（前方ランド部４２ａを挟んで流体貯留部４２ｄの軸方向反対側に位置している）には前方流体排出部４２ｇ（後述する後方流体排出部４２ｊとともに、本発明の流体排出部に該当する）が形成されている。   A front guide portion 42f is formed in front of the front land portion 42a. The front guide portion 42f is formed in an annular shape like the front land portion 42a, and has a slight gap with the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 so as to be opposed in the radial direction. Yes. A front fluid discharge portion 42g (described later) is located between the front land portion 42a and the front guide portion 42f in the axial direction (located on the opposite side of the fluid storage portion 42d in the axial direction across the front land portion 42a). Along with the rear fluid discharge portion 42j, a fluid discharge portion according to the present invention is formed.

前方流体排出部４２ｇは流体貯留部４２ｄと同様に、前方ランド部４２ａおよび前方ガイド部４２ｆよりも小径に形成されており、これにより、前方流体排出部４２ｇと軸支孔７２の内周面との間の径方向の間隙は、ランド部４２ａ、４２ｂと軸支孔７２の内周面との間の間隙よりも大きく、前方流体排出部４２ｇと軸支孔７２の内周面との間には前方回収室ＦＣが形成される。また、前方流体排出部４２ｇ上には複数の前方排出口４２ｈ（後述する後方排出口４２ｋとともに、本発明の排出口に該当する）が開口している。   The front fluid discharge part 42g is formed in a smaller diameter than the front land part 42a and the front guide part 42f in the same manner as the fluid storage part 42d, so that the front fluid discharge part 42g and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 are formed. Is larger than the gap between the land portions 42 a and 42 b and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72, and is between the front fluid discharge portion 42 g and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72. A front recovery chamber FC is formed. Further, a plurality of front discharge ports 42h (corresponding to the discharge ports of the present invention together with the rear discharge ports 42k described later) are opened on the front fluid discharge portion 42g.

一方、後方ランド部４２ｂの後方には後方ガイド部４２ｉが形成されている。後方ガイド部４２ｉは、前方ガイド部４２ｆと同様に環状に形成されており、軸支孔７２の内周面との間でわずかな間隙を有して、半径方向に対向するように形成されている。また、軸方向における後方ランド部４２ｂと後方ガイド部４２ｉとの間（後方ランド部４２ｂを挟んで流体貯留部４２ｄの軸方向反対側に位置している）には後方流体排出部４２ｊが形成されている。   On the other hand, a rear guide part 42i is formed behind the rear land part 42b. The rear guide part 42i is formed in an annular shape like the front guide part 42f, and has a slight gap with the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 so as to face the radial direction. Yes. A rear fluid discharge portion 42j is formed between the rear land portion 42b and the rear guide portion 42i in the axial direction (located on the opposite side of the fluid storage portion 42d in the axial direction across the rear land portion 42b). ing.

後方流体排出部４２ｊは前方流体排出部４２ｇと同様に、後方ランド部４２ｂおよび後方ガイド部４２ｉよりも小径に形成されており、これにより、後方流体排出部４２ｊと軸支孔７２の内周面との間の径方向の間隙は、ランド部４２ａ、４２ｂと軸支孔７２の内周面との間の間隙よりも大きく、後方流体排出部４２ｊと軸支孔７２の内周面との間には後方回収室ＲＣが形成される。また、後方流体排出部４２ｊ上には複数の後方排出口４２ｋが開口している。   The rear fluid discharge portion 42j is formed to have a smaller diameter than the rear land portion 42b and the rear guide portion 42i in the same manner as the front fluid discharge portion 42g, and thereby the inner peripheral surface of the rear fluid discharge portion 42j and the shaft support hole 72. Is larger than the gap between the land portions 42 a and 42 b and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72, and between the rear fluid discharge portion 42 j and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72. Is formed with a rear recovery chamber RC. A plurality of rear discharge ports 42k are opened on the rear fluid discharge portion 42j.

図２および図３に示すように、流体貯留部４２ｄ上に形成された各々の吐出口４２ｅは、流体軸部材４の内部に形成された流体供給路４３（本発明の流体供給路に該当する）と連通している。流体供給路４３は、吐出口４２ｅを介して軸支部４２の外周面と主軸装置外部の油圧ポンプＨＵ（本発明の流体圧源に該当する）とを接続している。油圧ポンプＨＵは油圧管路により外部リザーバＲＶと接続され、油圧ポンプＨＵは外部リザーバＲＶから作動油を吸引して、流体供給路４３を介して吐出口４２ｅから噴出させる。   As shown in FIGS. 2 and 3, each discharge port 42e formed on the fluid reservoir 42d is a fluid supply path 43 formed in the fluid shaft member 4 (corresponding to the fluid supply path of the present invention). ). The fluid supply path 43 connects the outer peripheral surface of the shaft support portion 42 and a hydraulic pump HU (corresponding to the fluid pressure source of the present invention) outside the spindle device via a discharge port 42e. The hydraulic pump HU is connected to the external reservoir RV through a hydraulic line, and the hydraulic pump HU sucks hydraulic oil from the external reservoir RV and ejects it from the discharge port 42e through the fluid supply path 43.

一方、前方排出口４２ｈおよび後方排出口４２ｋは、それぞれ流体軸部材４の内部に形成された流体回収路４４（本発明の流体回収路に該当する）と連通している。流体回収路４４は前述の外部リザーバＲＶへと接続されている。
主軸スリーブ７の後端に位置する軸支孔７２の開口部には、半径方向外方へと延びたスリーブフランジ７３が形成されている。スリーブフランジ７３は、流体軸部材４の取付部４１の前面４１ｂと対向している。また、軸支孔７２の開口部には、軸支孔７２よりも大径の流体流出部７４が設けられている。流体流出部７４はスリーブフランジ７３へと接続されるとともに、流体軸部材４の後方ガイド部４２ｉと半径方向に対向している。これにより軸支孔７２の開口部においては、主軸スリーブ７と流体軸部材４との間にラビリンス状の流出路ＥＸ（本発明の流出路に該当する）が形成される。 On the other hand, the front discharge port 42h and the rear discharge port 42k communicate with a fluid recovery path 44 (corresponding to the fluid recovery path of the present invention) formed inside the fluid shaft member 4, respectively. The fluid recovery path 44 is connected to the aforementioned external reservoir RV.
A sleeve flange 73 extending outward in the radial direction is formed at the opening of the shaft support hole 72 located at the rear end of the main shaft sleeve 7. The sleeve flange 73 faces the front surface 41 b of the attachment portion 41 of the fluid shaft member 4. A fluid outflow portion 74 having a diameter larger than that of the shaft support hole 72 is provided at the opening of the shaft support hole 72. The fluid outflow portion 74 is connected to the sleeve flange 73 and faces the rear guide portion 42 i of the fluid shaft member 4 in the radial direction. As a result, a labyrinth-like outflow path EX (corresponding to the outflow path of the present invention) is formed between the main shaft sleeve 7 and the fluid shaft member 4 at the opening of the shaft support hole 72.

さらに、固定蓋１３の内周縁には、スリーブフランジ７３の半径方向外方に位置するように内方へ延びた受部１３ｃが形成されている。これにより、受部１３ｃと取付部４１の前面４１ｂとの間には、軸支孔７２の開口部下方に位置するように、所定の容積を備えた流体ポケットＨＤ（本発明の流体ポケットに該当する）が形成される。流体ポケットＨＤは流出路ＥＸにより軸支孔７２内と接続され、軸支孔７２と軸支部４２との間に供給された油圧流体が流出路ＥＸを介して排出される場合に、それを受け止めることが可能とされている。流体ポケットＨＤは取付部４１の内部を貫通したドレン流路４５（本発明のドレン流路に該当する）により、外部リザーバＲＶと接続されている。   Further, a receiving portion 13 c extending inward so as to be located radially outward of the sleeve flange 73 is formed on the inner peripheral edge of the fixed lid 13. Thus, a fluid pocket HD (corresponding to the fluid pocket of the present invention) having a predetermined volume so as to be positioned below the opening of the shaft support hole 72 between the receiving portion 13c and the front surface 41b of the mounting portion 41. Formed). The fluid pocket HD is connected to the inside of the shaft support hole 72 by the outflow passage EX, and catches when the hydraulic fluid supplied between the shaft support hole 72 and the shaft support portion 42 is discharged through the outflow passage EX. It is possible. The fluid pocket HD is connected to the external reservoir RV by a drain channel 45 (corresponding to the drain channel of the present invention) penetrating the inside of the attachment portion 41.

次に、本実施形態による主軸装置の作動方法について説明する。電動モータ８が作動してロータ８１がステータ８２に対して駆動されることにより、主軸５が主軸ハウジング1に対して回転される。
それとともに、油圧ポンプＨＵにより発生された油圧流体が、流体供給路４３を介して吐出口４２ｅから噴出し、軸支部４２の外周面上に形成された貯留室ＴＣ内に供給される。貯留室ＴＣ内に供給された油圧流体は、前方ランド部４２ａと軸支孔７２の内周面との間を通過して、前方回収室ＦＣへと流入する。前方回収室ＦＣへ流入した油圧流体は、前方排出口４２ｈから流体回収路４４へと流入して外部リザーバＲＶへと還流する。 Next, an operation method of the spindle device according to the present embodiment will be described. When the electric motor 8 is operated and the rotor 81 is driven with respect to the stator 82, the main shaft 5 is rotated with respect to the main shaft housing 1.
At the same time, the hydraulic fluid generated by the hydraulic pump HU is ejected from the discharge port 42 e via the fluid supply path 43 and supplied into the storage chamber TC formed on the outer peripheral surface of the shaft support portion 42. The hydraulic fluid supplied into the storage chamber TC passes between the front land portion 42a and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 and flows into the front recovery chamber FC. The hydraulic fluid that has flowed into the front recovery chamber FC flows into the fluid recovery path 44 from the front discharge port 42h and returns to the external reservoir RV.

また、貯留室ＴＣ内に供給された油圧流体は、後方ランド部４２ｂと軸支孔７２の内周面との間を通過して、後方回収室ＲＣへも流入する。後方回収室ＲＣへ流入した油圧流体も、後方排出口４２ｋから流体回収路４４へと流入して外部リザーバＲＶへと還流する。
油圧ポンプＨＵからの油圧流体が、ランド部４２ａ、４２ｂと軸支孔７２の内周面との間を通過することにより、流体軸部材４の軸支部４２と主軸スリーブ７の軸支孔７２との間において流体軸受が形成される。 Further, the hydraulic fluid supplied into the storage chamber TC passes between the rear land portion 42b and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 and flows into the rear recovery chamber RC. The hydraulic fluid that has flowed into the rear recovery chamber RC also flows from the rear discharge port 42k into the fluid recovery path 44 and returns to the external reservoir RV.
The hydraulic fluid from the hydraulic pump HU passes between the land portions 42a and 42b and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72, whereby the shaft support portion 42 of the fluid shaft member 4 and the shaft support hole 72 of the main shaft sleeve 7 A hydrodynamic bearing is formed between the two.

また、油圧ポンプＨＵにより軸支部４２の外周面上に供給された油圧流体のうち、前方排出口４２ｈおよび後方排出口４２ｋから回収されなかった油圧流体は、主軸スリーブ７の軸支孔７２内に残留した後、流出路ＥＸを通過して流体ポケットＨＤへと流入し、流体ポケットＨＤ内において一時的に貯留される。流体ポケットＨＤへと流入した油圧流体は、流体軸部材４に形成されたドレン流路４５を介して外部リザーバＲＶへと回収される。   Of the hydraulic fluid supplied to the outer peripheral surface of the shaft support 42 by the hydraulic pump HU, the hydraulic fluid that has not been recovered from the front discharge port 42h and the rear discharge port 42k enters the shaft support hole 72 of the main shaft sleeve 7. After remaining, it passes through the outflow channel EX, flows into the fluid pocket HD, and is temporarily stored in the fluid pocket HD. The hydraulic fluid that has flowed into the fluid pocket HD is recovered to the external reservoir RV via the drain passage 45 formed in the fluid shaft member 4.

本実施形態によれば、主軸５と、主軸５を主軸ハウジング１に対して回転可能に支承する第１軸受２および第２軸受３と、主軸５を主軸ハウジング１に対して回転させるために、主軸ハウジング１に取り付けられたステータ８２と主軸５の後端の外周面に取り付けられたロータ８１を有する電動モータ８とを備えた工作機械の主軸装置において、主軸５はロータ８１の取付部位の内部に軸支孔７２を有し、軸支孔７２は主軸５の後端に開口しており、主軸ハウジング１には流体軸部材４が固定され、流体軸部材４の軸支部４２は主軸５の後端から軸支孔７２内に挿入されることにより、軸支部４２の外周面が軸支孔７２の内周面と対向しているとともに、流体軸部材４には外部から軸支部４２の外周面へと連通した流体供給路４３が形成されており、油圧ポンプＨＵからの油圧流体が流体供給路４３を介して軸支部４２の外周面に供給され、軸支部４２と軸支孔７２との間において流体軸受を形成している。
したがって、主軸５のロータ８１の取付部位に軸支孔７２を有しているため電動モータ８の内部を軽量化することができ、主軸５の共振周波数を増大させることにより主軸５に発生する振動を低減でき、主軸５をより高速回転化できる。 According to the present embodiment, in order to rotate the main shaft 5, the first bearing 2 and the second bearing 3 that rotatably support the main shaft 5 with respect to the main shaft housing 1, and the main shaft 5 with respect to the main shaft housing 1, In a spindle device of a machine tool including a stator 82 attached to the spindle housing 1 and an electric motor 8 having a rotor 81 attached to the outer peripheral surface of the rear end of the spindle 5, the spindle 5 is an inner part of the attachment portion of the rotor 81. The shaft support hole 72 is opened at the rear end of the main shaft 5, the fluid shaft member 4 is fixed to the main shaft housing 1, and the shaft support portion 42 of the fluid shaft member 4 is connected to the main shaft 5. By being inserted into the shaft support hole 72 from the rear end, the outer peripheral surface of the shaft support portion 42 faces the inner peripheral surface of the shaft support hole 72, and the fluid shaft member 4 has an outer periphery of the shaft support portion 42 from the outside. A fluid supply path 43 communicating with the surface is formed. Cage, hydraulic fluid from the hydraulic pump HU is supplied to the outer circumferential surface of the shaft support 42 via the fluid supply channel 43 to form a fluid bearing between the shaft support 42 and the shaft supporting hole 72.
Therefore, since the shaft support hole 72 is provided at the attachment portion of the rotor 81 of the main shaft 5, the inside of the electric motor 8 can be reduced in weight, and the vibration generated in the main shaft 5 by increasing the resonance frequency of the main shaft 5. And the spindle 5 can be rotated at a higher speed.

また、供給される油圧流体により、電動モータ８のロータ８１を軸支部４２を介して内方から冷却することができ、主軸５、第１軸受２および第２軸受３への熱の伝播による伸長を防止して、加工精度の向上を図ることができる。
また、電動モータ８内部に流体軸受が形成されることにより、主軸５の軸方向長さを短縮でき、主軸装置の小型化が可能になる。
また、第１軸受２、第２軸受３および流体軸受により、主軸５を３点により支持することができ、主軸５の支持剛性を向上させることができる。 In addition, the supplied hydraulic fluid can cool the rotor 81 of the electric motor 8 from the inside through the shaft support portion 42, and extend due to the propagation of heat to the main shaft 5, the first bearing 2, and the second bearing 3. Can be prevented and the processing accuracy can be improved.
Further, since the fluid bearing is formed inside the electric motor 8, the axial length of the main shaft 5 can be shortened, and the main shaft device can be downsized.
Moreover, the main shaft 5 can be supported by three points by the first bearing 2, the second bearing 3, and the fluid bearing, and the support rigidity of the main shaft 5 can be improved.

また、流体軸部材４の軸支部４２は、外周面上において互いに離れて環状に設けられ、それぞれが軸支孔７２の内周面との間で間隙を有して半径方向に対向するように形成された一対のランド部４２ａ、４２ｂと、主軸５の軸方向においてランド部４２ａ、４２ｂ同士の間に形成され、ランド部４２ａ、４２ｂよりも小径の流体貯留部４２ｄと、流体貯留部４２ｄ上に開口するとともに、流体供給路４３と連通し油圧ポンプＨＵから供給された油圧流体を噴出させる吐出口４２ｅと、主軸５の軸方向において、ランド部４２ａ、４２ｂのそれぞれを挟んで流体貯留部４２ｄの反対側に形成された小径の流体排出部４２ｇ、４２ｊと、流体排出部４２ｇ、４２ｊ上に開口した排出口４２ｈ、４２ｋと、排出口４２ｈ、４２ｋと連通し外部へと延びた流体回収路４４とを備える。   Further, the shaft support portions 42 of the fluid shaft member 4 are annularly provided apart from each other on the outer peripheral surface, and each of them is opposed to the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 in the radial direction with a gap. A pair of formed land portions 42a and 42b and a fluid storage portion 42d having a smaller diameter than the land portions 42a and 42b and the fluid storage portion 42d are formed between the land portions 42a and 42b in the axial direction of the main shaft 5. And a fluid storage part 42d sandwiching each of the land parts 42a and 42b in the axial direction of the main shaft 5 and a discharge port 42e through which the hydraulic fluid supplied from the hydraulic pump HU is ejected. The small-diameter fluid discharge portions 42g and 42j formed on the opposite side, the discharge ports 42h and 42k opened on the fluid discharge portions 42g and 42j, and the discharge ports 42h and 42k communicate with each other and extend to the outside. And and a fluid return passage 44.

したがって、油圧ポンプＨＵから供給された油圧流体が、ランド部４２ａ、４２ｂの外周面と軸支孔７２の内周面との間を通過して流体軸受として機能するとともに、主軸スリーブ７から授熱した油圧流体が流体排出部４２ｇ、４２ｊへと進入して、排出口４２ｈ、４２ｋから流体回収路４４を介して外部へと滞りなく排出され、電動モータ８内部を十分に冷却することができる。   Therefore, the hydraulic fluid supplied from the hydraulic pump HU functions as a fluid bearing by passing between the outer peripheral surfaces of the land portions 42 a and 42 b and the inner peripheral surface of the shaft support hole 72, and receives heat from the main shaft sleeve 7. The hydraulic fluid thus entered enters the fluid discharge portions 42g and 42j, and is discharged from the discharge ports 42h and 42k to the outside through the fluid recovery path 44 without any stagnation, so that the interior of the electric motor 8 can be sufficiently cooled.

また、主軸５は、第１軸受２および第２軸受３により主軸ハウジング１に回転可能に支承されたスピンドル６と、その前端部においてスピンドル６の後端部と連結された主軸スリーブ７とを有しており、軸支孔７２は主軸スリーブ７の後端部に形成されており、スピンドル６に設けられたテーパ状に突出した挿入部６６を、主軸スリーブ７に挿入部６６と対応するように形成されたテーパ状に窪んだ凹部７１に圧入することにより、スピンドル６と主軸スリーブ７は互いに連結されている。   The main shaft 5 has a spindle 6 rotatably supported on the main shaft housing 1 by the first bearing 2 and the second bearing 3, and a main shaft sleeve 7 connected to the rear end portion of the spindle 6 at the front end portion thereof. The shaft support hole 72 is formed in the rear end portion of the main shaft sleeve 7 so that the insertion portion 66 provided in the spindle 6 and projecting in a tapered shape corresponds to the main shaft sleeve 7 and the insertion portion 66. The spindle 6 and the spindle sleeve 7 are connected to each other by being press-fitted into the formed concave recess 71 formed in a tapered shape.

したがって、テーパ状の挿入部６６を凹部７１に圧入することにより、スピンドル６と主軸スリーブ７とが互いに連結されているため、双方をかしめ、焼き嵌め、螺子止め等せずに、容易に結合することができる。   Therefore, since the spindle 6 and the spindle sleeve 7 are connected to each other by press-fitting the tapered insertion portion 66 into the recess 71, both are easily coupled without caulking, shrink fitting, screwing, or the like. be able to.

また、スピンドル６の主軸スリーブ７との連結部は、主軸５の軸方向において、ロータ８１よりも第１軸受２および第２軸受３の近くに形成されている。
したがって、ロータ８１の取付部位内部にスピンドル６が存在しないため、ロータ８１による発熱がスピンドル６に伝播しにくく、スピンドル６の伸長を低減することができる。 The connecting portion of the spindle 6 with the main shaft sleeve 7 is formed closer to the first bearing 2 and the second bearing 3 than the rotor 81 in the axial direction of the main shaft 5.
Therefore, since the spindle 6 does not exist inside the attachment portion of the rotor 81, the heat generated by the rotor 81 is difficult to propagate to the spindle 6, and the extension of the spindle 6 can be reduced.

また、軸支孔７２の開口部下方には、軸支部４２と軸支孔７２との間に供給された油圧流体を受けとめる流体ポケットＨＤが形成され、流体ポケットＨＤは軸支部４２に形成されたドレン流路４５により外部へと連通している。
したがって、軸支孔７２内に残存した油圧流体を流体ポケットＨＤにより回収し、ドレン流路４５により確実に排出することができる。 A fluid pocket HD for receiving the hydraulic fluid supplied between the shaft support portion 42 and the shaft support hole 72 is formed below the opening of the shaft support hole 72, and the fluid pocket HD is formed in the shaft support portion 42. The drain channel 45 communicates with the outside.
Therefore, the hydraulic fluid remaining in the shaft support hole 72 can be recovered by the fluid pocket HD and reliably discharged by the drain passage 45.

また、軸支孔７２内と流体ポケットＨＤとは、主軸ハウジング１と流体軸部材４との間に形成された流出路ＥＸにより接続され、流出路ＥＸはラビリンス状を呈している。
したがって、主軸ハウジング１と流体軸部材４との間に形成された流出路ＥＸはラビリンス状を呈しているため、流体の通過を抑制することができ、過剰な流体の流入により流体ポケットＨＤが溢れることを防止している。 The inside of the shaft support hole 72 and the fluid pocket HD are connected by an outflow passage EX formed between the main shaft housing 1 and the fluid shaft member 4, and the outflow passage EX has a labyrinth shape.
Therefore, since the outflow path EX formed between the main shaft housing 1 and the fluid shaft member 4 has a labyrinth shape, the passage of fluid can be suppressed, and the fluid pocket HD overflows due to the inflow of excess fluid. To prevent that.

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
第１軸受２および第２軸受３は転がり軸受に限定されるものではなく、第１軸受２および第２軸受３の双方、またはいずれか一方を流体軸受にしてもよい。
また、第１軸受２を設けていれば、第２軸受３は必ずしも設けなくてもよく、電動モータ８内部の流体軸受と合わせて主軸５を２点支持にしてもよい。
前方流体排出部４２ｇおよび後方流体排出部４２ｊのうちの、いずれかのみを設けてもよい。 <Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
The first bearing 2 and the second bearing 3 are not limited to rolling bearings, and either or both of the first bearing 2 and the second bearing 3 may be fluid bearings.
If the first bearing 2 is provided, the second bearing 3 is not necessarily provided, and the main shaft 5 may be supported at two points together with the fluid bearing inside the electric motor 8.
Only one of the front fluid discharge part 42g and the rear fluid discharge part 42j may be provided.

軸支部４２と軸支孔７２との間に供給される圧力媒体は、流体であれば油圧でもエア圧でもよい。
スピンドル６と主軸スリーブ７との締結方法は、テーパ面による圧入に限られるものではなく、圧入後、双方の端面同士が当接するような圧入方法であってもよい。
流体ポケットＨＤを形成する受部１３ｃは、流体軸部材４に形成してもよい。また、流体ポケットＨＤを外部と接続するドレン流路４５は、固定蓋１３に形成してもよい。
ランド部４２ａ、４２ｂは軸支部４２の外周面に設ける代わりに、軸支孔７２の内周面において、半径方向内方に突出するように形成してもよい。 The pressure medium supplied between the shaft support portion 42 and the shaft support hole 72 may be hydraulic or air pressure as long as it is a fluid.
The method of fastening the spindle 6 and the spindle sleeve 7 is not limited to press-fitting with a tapered surface, and may be a press-fitting method in which both end faces come into contact after press-fitting.
The receiving portion 13 c that forms the fluid pocket HD may be formed in the fluid shaft member 4. Further, the drain channel 45 that connects the fluid pocket HD to the outside may be formed in the fixed lid 13.
The land portions 42 a and 42 b may be formed so as to protrude radially inward on the inner peripheral surface of the shaft support hole 72 instead of being provided on the outer peripheral surface of the shaft support portion 42.

本発明の一実施形態による工作機械の主軸装置を軸方向にカットした場合の断面図Sectional drawing at the time of cutting the spindle apparatus of the machine tool by one Embodiment of this invention to an axial direction 図１に示した主軸装置のさらに流体軸部材をカットして流体管路を示した部分詳細断面図1 is a partial detailed cross-sectional view showing a fluid pipe line by further cutting the fluid shaft member of the spindle device shown in FIG. 図２のＡ−Ａ断面図AA sectional view of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

図面中、１は主軸ハウジング（ハウジング）、２は第１軸受（回転軸受）、３は第２軸受（回転軸受）、４は流体軸部材（支承部材）、５は主軸、６はスピンドル（スピンドル部）、７は主軸スリーブ（スリーブ部材）、８は電動モータ（駆動モータ）、４２は軸支部（軸部）、４２ａは前方ランド部、４２ｂは後方ランド部、４２ｄは流体貯留部、４２ｅは吐出口、４２ｇは前方流体排出部（流体排出部）、４２ｊは後方流体排出部（流体排出部）、４２ｈは前方排出口（排出口）、４２ｋは後方排出口（排出口）、４３は流体供給路、４４は流体回収路、４５はドレン流路、６６は挿入部（テーパ状の突部）、７１は凹部（テーパ状の内孔）、７２は軸支孔（中空部）、８１はロータ、８２はステータ、ＥＸは流出路、ＨＤは流体ポケット、ＨＵは油圧ポンプ（流体圧源）を示している。   In the drawings, 1 is a spindle housing (housing), 2 is a first bearing (rotating bearing), 3 is a second bearing (rotating bearing), 4 is a fluid shaft member (supporting member), 5 is a spindle, and 6 is a spindle (spindle). Part), 7 is a main shaft sleeve (sleeve member), 8 is an electric motor (drive motor), 42 is a shaft support part (shaft part), 42a is a front land part, 42b is a rear land part, 42d is a fluid storage part, 42e is 42 g is a front fluid outlet (fluid outlet), 42 j is a rear fluid outlet (fluid outlet), 42 h is a front outlet (discharge outlet), 42 k is a rear outlet (discharge outlet), and 43 is a fluid. Supply path, 44 is a fluid recovery path, 45 is a drain flow path, 66 is an insertion part (tapered protrusion), 71 is a recess (tapered inner hole), 72 is a shaft support hole (hollow part), 81 is Rotor, 82 is stator, EX is outflow path, HD is fluid pocket , HU represents a hydraulic pump (fluid pressure source).

Claims (6)

主軸と、
該主軸をハウジングに対して回転可能に支承する回転軸受と、
前記主軸を前記ハウジングに対して回転させるために、前記ハウジングに取り付けられたステータと前記主軸の一端の外周面に取り付けられたロータを有する駆動モータと、
を備えた工作機械の主軸装置において、
前記主軸は前記ロータの取付部位の内部に中空部を有し、該中空部は前記主軸の一端に開口しており、
前記ハウジングには支承部材が固定され、該支承部材の軸部は前記主軸の一端から前記中空部内に挿入されることにより、前記軸部の外周面が前記中空部の内周面と対向しているとともに、前記支承部材には外部から前記軸部の外周面へと連通した流体供給路が形成されており、
流体圧源からの流体が前記流体供給路を介して前記軸部の外周面に供給され、前記軸部と前記中空部との間において流体軸受を形成していることを特徴とする工作機械の主軸装置。 The spindle,
A rotary bearing that rotatably supports the main shaft with respect to the housing;
A drive motor having a stator attached to the housing and a rotor attached to an outer peripheral surface of one end of the main shaft to rotate the main shaft with respect to the housing;
In the spindle device of a machine tool equipped with
The main shaft has a hollow portion inside the mounting portion of the rotor, and the hollow portion opens at one end of the main shaft;
A supporting member is fixed to the housing, and the shaft portion of the supporting member is inserted into the hollow portion from one end of the main shaft so that the outer peripheral surface of the shaft portion faces the inner peripheral surface of the hollow portion. And the support member is formed with a fluid supply path communicating from the outside to the outer peripheral surface of the shaft portion,
In a machine tool, fluid from a fluid pressure source is supplied to the outer peripheral surface of the shaft portion via the fluid supply path, and a fluid bearing is formed between the shaft portion and the hollow portion. Spindle device. 前記流体軸受は、
軸方向に互いに離れて設けられ、それぞれの前記中空部の内周面と前記軸部の外周面との径方向間隙が全周に亘って所定の間隙を有するように形成された一対の隙間部と、
前記主軸の軸方向において前記隙間部同士の間に形成され、前記中空部の内周面と前記軸部の外周面との径方向間隙が前記隙間部の前記所定の間隙よりも大きく形成された流体貯留部と、
前記主軸の軸方向において、前記隙間部のうちの少なくとも一方を挟んで前記流体貯留部の反対側に形成され、前記中空部の内周面と前記軸部の外周面との径方向間隙が前記隙間部の前記所定の間隙よりも大きく形成された流体排出部と、
を備え、
前記支承部材の前記軸部は、
該流体貯留部に開口するとともに、前記流体供給路と連通し前記流体圧源から供給された流体を噴出させる吐出口と、
該流体排出部に開口した排出口と、
該排出口と連通し外部へと延びた流体回収路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の工作機械の主軸装置。 The fluid bearing is
A pair of gap portions provided apart from each other in the axial direction so that the radial gap between the inner circumferential surface of each hollow portion and the outer circumferential surface of the shaft portion has a predetermined gap over the entire circumference. When,
It is formed between the gaps in the axial direction of the main shaft, and the radial gap between the inner peripheral surface of the hollow part and the outer peripheral surface of the shaft is larger than the predetermined gap of the gap. A fluid reservoir,
In the axial direction of the main shaft, the gap is formed on the opposite side of the fluid storage portion across at least one of the gap portions, and the radial gap between the inner peripheral surface of the hollow portion and the outer peripheral surface of the shaft portion is A fluid discharge part formed larger than the predetermined gap of the gap part;
With
The shaft portion of the support member is
A discharge port that opens to the fluid reservoir and that ejects fluid supplied from the fluid pressure source in communication with the fluid supply path;
An outlet opening in the fluid outlet;
A fluid recovery path communicating with the discharge port and extending to the outside;
The spindle device for a machine tool according to claim 1, comprising: 前記主軸は、
前記回転軸受により前記ハウジングに回転可能に支承されたスピンドル部と、
一端部において前記スピンドル部の端部と連結されたスリーブ部材とを有しており、
前記中空部は、前記スリーブ部材において前記スピンドル部へ連結された側と反対側の端部が開口するように形成されており、
前記スピンドル部と前記スリーブ部材は、いずれか一方に形成されたテーパ状の内孔に、他方に設けられたテーパ状の突部を嵌合させることにより互いに連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械の主軸装置。 The main shaft is
A spindle portion rotatably supported on the housing by the rotary bearing;
A sleeve member connected to the end portion of the spindle portion at one end portion;
The hollow portion is formed such that an end of the sleeve member opposite to a side connected to the spindle portion is opened.
The spindle part and the sleeve member are connected to each other by fitting a tapered protrusion provided on the other into a tapered inner hole formed on one of the spindle part and the sleeve member. A spindle device of a machine tool according to 1 or 2. 前記スピンドル部の前記スリーブ部材との連結部は、前記主軸の軸方向において、前記ロータよりも前記回転軸受の近くに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の工作機械の主軸装置。   4. The spindle device of a machine tool according to claim 3, wherein a connecting portion of the spindle portion with the sleeve member is formed closer to the rotary bearing than the rotor in the axial direction of the spindle. . 前記ハウジングあるいは前記支承部材は、
前記中空部の開口下方に位置して、前記軸部と前記中空部との間に供給された流体を受けとめる流体ポケットを備え、該流体ポケットは前記支承部材または前記ハウジングに形成されたドレン流路により外部へと連通していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の工作機械の主軸装置。 The housing or the support member is
A fluid pocket is provided under the opening of the hollow portion and receives a fluid supplied between the shaft portion and the hollow portion, and the fluid pocket is a drain channel formed in the support member or the housing. The spindle device for a machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the spindle device is communicated with the outside by means of the above. 前記中空部内と前記流体ポケットとは、前記ハウジングと前記支承部材との間に形成された流出路により接続され、該流出路はラビリンス状を呈していることを特徴とする請求項５に記載の工作機械の主軸装置。   The said hollow part and the said fluid pocket are connected by the outflow path formed between the said housing and the said support member, and this outflow path is exhibiting the shape of a labyrinth. Machine tool spindle device.
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