JP2011167775A - Assembling method of spindle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主軸装置の組み付け方法に関し、より詳細には、マシニングセンタ等の工作機械における主軸装置の交換を部品同士の干渉を防止して容易に行うことができる主軸装置の組み付け方法に関する。 The present invention relates to a method of assembling a spindle device, and more particularly, to a method of assembling a spindle device that can easily replace a spindle device in a machine tool such as a machining center while preventing interference between components.
図７は、モータビルトインタイプの主軸装置の一例を示す断面図である。主軸装置１０は、外筒４０から軸方向に分割可能な半組立体２０が締結ボルト５０によって外筒４０に一体に組み付けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a motor built-in type spindle device. In the
半組立体２０は、前端に工具ホルダ（図示せず）を備える回転軸である主軸２１と、主軸２１の軸方向中間部に配設されたロータ２２と、ロータ２２に対して工具ホルダ側に配設された前側軸受部２３と、ロータ２２に対して工具ホルダと反対側に配設された後側軸受部２４と、前側軸受部２３が内部に配置される前側ハウジング２６と、後側軸受部２４が内部に配置される後側スリーブ２７と、を備える。
The
前側軸受部２３は、複数（図７では４個）のアンギュラ玉軸受２５ａが、前側ハウジング２６に内嵌されて主軸２１の前端側（ロータ２２に対して工具側）を回転自在に支持する。また、後側軸受部２４は、複数（図７では２個）のアンギュラ玉軸受２５ｂが、後側スリーブ２７に内嵌されて主軸２１の後端側（ロータ２２に対して反工具側）を回転自在に支持する。
In the
主軸２１の内部には、主軸２１に対して軸方向に相対移動可能に装着されるドローバー（図示せず）と、ドローバーに外挿されて主軸２１とドローバーとの端面間に圧縮可能に配置された付勢手段としての複数の皿バネ（図示せず）と、が配置されている。ドローバーは、先端に設けられたコレット部（図示せず）を介して皿バネの作用によって工具ホルダを軸方向内方（図７において上向）に引き込む。
Inside the
また、ドローバーの後方には、後側カバー４３に取り付けられた油圧クランプ機構５２が設けられている。油圧クランプ機構５２は、第１圧力油供給口５５Ａと第２圧力油供給口５５Ｂを備えるシリンダ５３と、該シリンダ５３内で移動するピストン５４とを備える。図示しない油圧ポンプから供給される圧力油を第１圧力油供給口５５Ａからシリンダ５３に供給すると、ピストン５４が図中左方向に移動してドローバーを工具ホルダ側に押し出して、アンクランプ状態となる。また、第２圧力油供給口５５Ｂに圧力油を供給すると、ピストン５４が右方向に移動して、ドローバーが工具ホルダをクランプする。
A
後側スリーブ２７の後端側（図７においては上方）には、主軸２１の回転速度を検出するエンコーダなどの検出器３２の被検出部３３が配置されている。
A detected
外筒４０には、スリーブ４４を介してステータ４５が内嵌固定されている。ステータ４５は、ロータ２２とともに、主軸２１を回転駆動するモータを構成する。後側ハウジング４２の被嵌合部分４２ａには、後側軸受部２４の後側スリーブ２７が嵌合・固定されている。外筒４０の前側に形成されたフランジ部４６には、円周方向に等間隔で複数の雌ネジ部４７が設けられている。また、前側ハウジング２６の後側に形成されたフランジ部３０には、雌ネジ部４７に対応して４つのボルト挿通穴３１が形成されている。
A
外筒４０のフランジ部４６には、雌ネジ部４７の径方向外方に取付穴４８が円周方向に等間隔に設けられており、主軸装置１０は、取付穴４８に挿通した固定ボルト４９によって工作機械の主軸ヘッド５６に固定される（図８参照）。
The
このように構成される主軸装置１０の主軸２１や軸受２５ａ，２５ｂを交換する際には、締結ボルト５０を取り外すことにより、主軸装置１０が半組立体２０と外筒４０とに分離（締結解除）され、判組立体２０の部品交換が行われる。そして、図８に示すように、交換する新しい半組立体２０を、縦型工作機械のテーブル５７上に配置した載置台５８に工具側を下方として垂直姿勢で載せる。次に、工作機械の主軸ヘッド５６を徐々に降下させて、半組立体２０を外筒４０に挿入し、半組立体２０と外筒４０は、ボルト挿通穴３１に挿通した締結ボルト５０を雌ネジ部４７に螺合することにより一体に締結される。ここで、後側スリーブ２７の外径Ｄ３を含め、ロータ２２より反工具側の半組立体２０の外径は、ロータ２２の外径Ｄより小さく設定されているので、半組立体２０の上記分離・組立が可能となる。
When the
また、横型工作機械の主軸交換方法として、主軸装置を前部ハウジングユニットと後部ハウジングユニットとから構成し、故障発生頻度が比較的高い主軸や軸受の交換の際は、前部ハウジングユニットごと交換することによって、短時間での交換を可能としたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。 Also, as a spindle replacement method for horizontal machine tools, the spindle device is composed of a front housing unit and a rear housing unit, and when replacing a spindle or bearing that has a relatively high frequency of failure, replace the entire front housing unit. Thus, there has been disclosed one that can be replaced in a short time (for example, see Patent Document 1).
特許文献１に記載の交換方法は、スライドテーブル上に配置した主軸交換治具に前部ハウジングユニットを固定した後、サポートブロックを左右から前部ハウジングユニットの外周面に押し当てて、新しい前部ハウジングユニットを交換する際の基準とする。そして、前部ハウジングユニットと後部ハウジングユニットとの締結を解除して、主軸交換治具をスライドテーブル上で横方向に移動させて前部ハウジングユニットを後部ハウジングユニットから抜き出す。交換する新しい前部ハウジングユニットは、サポートブロックを基準にして主軸交換治具に固定し、上記と逆の手順によって後部ハウジングユニットに組み付ける。
In the replacement method described in
ところで、図８に示すような交換方法では、半組立体２０を外筒４０に挿入する際、芯合わせに基準が無く目視で確認しながら行われていたため、ステータ４５とロータ２２とが接触して損傷する虞があった。
By the way, in the replacement method as shown in FIG. 8, when inserting the
また、特許文献１に記載の交換方法によると、交換する前部ハウジングユニットと後部ハウジングユニットとの芯合わせは、サポートブロック上に前部ハウジングユニットを載置するだけであり、高精度での芯出しが要求される主軸装置の交換作業には必ずしも十分な精度ではなく、組み付け時に前部ハウジングユニット側のロータが、後部ハウジングユニット側のステータに干渉する可能性があった。
Further, according to the replacement method described in
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主軸装置の主軸交換において、半組立体を外筒に挿入して組み付ける際、半組立体側の構成部品と外筒側の構成部品とが干渉することなく容易に挿入することができる主軸装置の組み付け方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The purpose of the present invention is to replace the sub-assembly side components and the outer cylinder side when inserting and assembling the sub-assembly into the outer cylinder in the main shaft replacement of the main shaft device. It is an object of the present invention to provide a method of assembling a spindle device that can be easily inserted without interfering with other components.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） ステータを有する外筒と、
前記ステータと対向配置されるロータを有し、一端で工具をクランプ可能な回転軸と、
前記ロータに対して工具側で前記回転軸を支持する前側軸受部と、
前記ロータに対して反工具側で前記回転軸を支持する後側軸受部と、
前記前側軸受部が内部に配置される前側ハウジングと、
前記後側軸受部が内部に配置され、前記外筒より後方の後側ハウジングに内嵌される後側スリーブと、
を備え、前記外筒と前記前側ハウジングとを締結又は該締結を解除することで、前記回転軸、前記前側軸受部、前記後側軸受部、前側ハウジング、及び後側スリーブを少なくとも備える半組立体を前記外筒に組立可能又は分離可能な主軸装置の組立方法であって、
前記外筒に案内部材を取り付ける工程と、
前記案内部材が前記半組立体の被案内部を案内しながら前記外筒内に前記半組立体が挿入されることで、前記半組立体と前記外筒とを芯出ししながら組み立てる工程と、
を有し、
前記案内部材と前記被案内部との径方向隙間は、前記ロータと前記ステータとの径方向隙間、及び前記後側軸受部の反工具側端面と前記後側ハウジングとの径方向隙間の少なくとも一方より小さいことを特徴とする主軸装置の組立方法。
（２） 前記被案内部は、前記前側ハウジングに形成され、前記前側ハウジングを前記外筒に締結するボルトを挿入するための複数のボルト挿通穴であり、
前記案内部材は、前記ボルトを締結するための前記外筒の雌ネジ部に螺合固定される、前記ボルト挿通穴内を挿通可能な複数の案内ロッドであり、
前記ロータの外径をＤ、前記ステータの内径をｄ、前記案内ロッドの外径をＤ１、前記ボルト挿通穴の内径をｄ１、前記後側軸受部の面取りが施された反工具側端面の外径をＤ２、前記後側ハウジングの内径をｄ２とすると、
（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２ ・・・（１）
（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２ ・・・（２）
の少なくとも一方を満たすことを特徴とする上記（１）に記載の主軸装置の組立方法。
（３） 前記案内ロッドの先端側部分は、先端に向かうに従って次第に直径が細くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする上記（２）に記載の主軸装置の組み付け方法。
（４） 前記案内ロッドは、軸方向において分割可能な複数の分割ロッドによって構成されており、
前記組立工程において、前記分割ロッド間の連結部分が前記ボルト挿通穴を通過した後に、先端側の分割ロッドが取り外されることを特徴とする上記（２）又は（３）に記載の主軸装置の組み付け方法。
（５） 前記被案内部は、前記前側ハウジングのフランジ部であり、
前記案内部材は、前記外筒に固定され、前記フランジ部を案内する環状の案内リングであり、
前記ロータの外径をＤ、前記ステータの内径をｄ、前記案内リングの内径をｄ１´、前記フランジ部の外径をＤ１´、前記後側軸受部の面取りが施された反工具側端面の外径をＤ２、前記後側ハウジングの内径をｄ２とすると、
（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２ ・・・（３）
（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２ ・・・（４）
の少なくとも一方を満たすことを特徴とする上記（１）に記載の主軸装置の組立方法。
（６） 前記案内リングの先端側部分は、先端に向かうに従って次第に内径が大きくなるテーパ状に形成されていることを特徴とする上記（５）に記載の主軸装置の組み付け方法。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) an outer cylinder having a stator;
A rotating shaft having a rotor disposed opposite to the stator and capable of clamping a tool at one end;
A front bearing portion that supports the rotating shaft on the tool side with respect to the rotor;
A rear bearing portion that supports the rotary shaft on the side opposite to the rotor with respect to the rotor;
A front housing in which the front bearing portion is disposed;
A rear sleeve which is disposed inside the rear bearing portion and is fitted into a rear housing behind the outer cylinder;
A semi-assembly comprising at least the rotating shaft, the front bearing portion, the rear bearing portion, the front housing, and the rear sleeve by fastening the outer cylinder and the front housing or releasing the fastening. A method of assembling a spindle device that can be assembled to or separated from the outer cylinder,
Attaching a guide member to the outer cylinder;
Assembling while centering the semi-assembly and the outer cylinder by inserting the semi-assembly into the outer cylinder while the guide member guides the guided portion of the semi-assembly; and
Have
The radial gap between the guide member and the guided portion is at least one of the radial gap between the rotor and the stator and the radial gap between the counter tool side end surface of the rear bearing portion and the rear housing. A method of assembling the spindle device, characterized in that the spindle device is smaller.
(2) The guided portion is a plurality of bolt insertion holes for inserting bolts that are formed in the front housing and fasten the front housing to the outer cylinder.
The guide member is a plurality of guide rods that can be inserted through the bolt insertion holes, and are screwed and fixed to a female screw portion of the outer cylinder for fastening the bolt,
The outer diameter of the rotor is D, the inner diameter of the stator is d, the outer diameter of the guide rod is D1, the inner diameter of the bolt insertion hole is d1, and the outer end surface of the counter tool side where the rear bearing portion is chamfered. If the diameter is D2, and the inner diameter of the rear housing is d2,
(D-D) / 2> (d1-D1) / 2 (1)
(D2-D2) / 2> (d1-D1) / 2 (2)
The spindle apparatus assembling method according to (1), wherein at least one of the above conditions is satisfied.
(3) The method of assembling the spindle device according to (2), wherein the tip side portion of the guide rod is formed in a tapered shape with a diameter that gradually decreases toward the tip.
(4) The guide rod includes a plurality of split rods that can be split in the axial direction.
The assembly of the spindle device according to (2) or (3), wherein, in the assembling step, after the connecting portion between the divided rods passes through the bolt insertion hole, the divided rod on the distal end side is removed. Method.
(5) The guided portion is a flange portion of the front housing,
The guide member is an annular guide ring that is fixed to the outer cylinder and guides the flange portion;
The outer diameter of the rotor is D, the inner diameter of the stator is d, the inner diameter of the guide ring is d1 ′, the outer diameter of the flange portion is D1 ′, and the end face of the counter tool side where the rear bearing portion is chamfered. If the outer diameter is D2, and the inner diameter of the rear housing is d2,
(D−D) / 2> (d1′−D1 ′) / 2 (3)
(D2-D2) / 2> (d1′-D1 ′) / 2 (4)
The spindle apparatus assembling method according to (1), wherein at least one of the above conditions is satisfied.
(6) The assembling method of the spindle device according to (5), wherein the tip side portion of the guide ring is formed in a tapered shape having an inner diameter that gradually increases toward the tip.
本発明の主軸装置の組み付け方法によれば、ステータを有する外筒に取り付けた案内部材によって、ロータを有する半組立体の被案内部を案内しながら、半組立体と外筒とを芯出ししながら組み付ける際、案内部材と被案内部との径方向隙間は、ロータとステータとの径方向隙間、及び後側軸受部の反工具側端面と後側ハウジングとの径方向隙間の少なくとも一方より小さく設定されている。これにより、半組立体を外筒に挿入して組み付ける際、半組立体側の構成部品と外筒側の構成部品とが干渉することなく容易に挿入することができ、組み付け時間を大幅に低減することができる。 According to the method of assembling the spindle device of the present invention, the semi-assembly and the outer cylinder are centered while guiding the guided portion of the sub-assembly having the rotor by the guide member attached to the outer cylinder having the stator. However, when assembled, the radial clearance between the guide member and the guided portion is smaller than at least one of the radial clearance between the rotor and the stator and the radial clearance between the counter tool side end surface of the rear bearing portion and the rear housing. Is set. As a result, when the subassembly is inserted and assembled into the outer cylinder, the subassembly side component and the outer cylinder component can be easily inserted without interference, greatly reducing the assembly time. be able to.
なお、半組立体を外筒に挿入するとき、後側ハウジングと後側軸受部とが嵌合するよりも前に、ステータとロータとが嵌合し始める場合、案内部材と被案内部との径方向隙間がロータとステータとの径方向隙間より小さければ、ロータとステータとの干渉を防止し、ひいては、半組立体側の構成部品と外筒側の構成部品との干渉を防止することができる。
一方、ステータとロータとが嵌合するよりも前に、後側ハウジングと後側軸受部とが嵌合し始める場合、案内部材と被案内部との径方向隙間が、後側軸受部の面取りが施された反工具側端面と後側ハウジングとの径方向隙間より小さければ、後側ハウジングと後側軸受部との干渉を防止できるとともに、ひいては、半組立体側の構成部品と外筒側の構成部品との干渉を防止することができる。
In addition, when the stator and the rotor start to be fitted before the rear housing and the rear bearing portion are fitted when the subassembly is inserted into the outer cylinder, the guide member and the guided portion If the radial gap is smaller than the radial gap between the rotor and the stator, it is possible to prevent the rotor and the stator from interfering with each other, and in turn, it is possible to prevent the interference between the semi-assembly side component and the outer cylinder side component. .
On the other hand, when the rear housing and the rear bearing portion start to be fitted before the stator and the rotor are fitted, the radial gap between the guide member and the guided portion is chamfered on the rear bearing portion. If the clearance is smaller than the radial clearance between the end surface on the side opposite to the tool and the rear housing, it is possible to prevent interference between the rear housing and the rear bearing portion. Interference with components can be prevented.
また、被案内部は、前側ハウジングに形成された締結ボルト挿入用の複数のボルト挿通穴であり、案内部材は、外筒に形成された締結用の雌ネジ部に螺合固定される、前記ボルト挿通穴内を挿通可能な複数の案内ロッドであるので、被案内部を別途設ける必要がなく、上記組み付け方法を容易に実現することができる。また、ロータの外径をＤ、ステータの内径をｄ、案内ロッドの外径をＤ１、ボルト挿通穴の内径をｄ１、後側軸受部の面取りが施された反工具側端面の外径をＤ２、後側ハウジングの内径をｄ２とすると、（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２、及び（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２の少なくとも一方の式を満足するので、半組立体側の構成部品と外筒側の構成部品との干渉を確実に防止して主軸装置を組み付けることができる。 Further, the guided portion is a plurality of bolt insertion holes for inserting fastening bolts formed in the front housing, and the guide member is screwed and fixed to a fastening female screw portion formed in the outer cylinder, Since there are a plurality of guide rods that can be inserted through the bolt insertion holes, it is not necessary to separately provide a guided portion, and the above assembling method can be easily realized. The outer diameter of the rotor is D, the inner diameter of the stator is d, the outer diameter of the guide rod is D1, the inner diameter of the bolt insertion hole is d1, and the outer diameter of the end face on the side opposite to the tool where the rear bearing portion is chamfered is D2. When the inner diameter of the rear housing is d2, at least one of the expressions (d−D) / 2> (d1−D1) / 2 and (d2−D2) / 2> (d1−D1) / 2 is satisfied. Therefore, the spindle device can be assembled while reliably preventing interference between the component parts on the semi-assembly side and the component parts on the outer cylinder side.
更に、案内ロッドの先端側部分は、先端に向かうに従って次第に直径が細くなるテーパ状に形成されているので、案内ロッドを被案内部である前側ハウジングのボルト挿通穴に容易に嵌合させることができ、作業効率が向上する。 Furthermore, since the tip side portion of the guide rod is formed in a tapered shape whose diameter gradually decreases toward the tip, the guide rod can be easily fitted into the bolt insertion hole of the front housing which is the guided portion. Work efficiency is improved.
更にまた、案内ロッドは、軸方向において分割可能な複数の分割ロッドによって構成し、組立工程において分割ロッド間の連結部分がボルト挿通穴を通過した後、先端側の分割ロッドを取り外すようにしたので、外筒への挿入長さが長い半組立体であっても、案内ロッドと工作機械のテーブルなどとの干渉を回避して、挿入ストロークの全長に亘って前側ハウジングを案内することができる。 Furthermore, the guide rod is composed of a plurality of split rods that can be split in the axial direction, and after the connecting portion between the split rods passes through the bolt insertion hole in the assembly process, the split rod on the tip side is removed. Even in a semi-assembly having a long insertion length into the outer cylinder, it is possible to avoid the interference between the guide rod and the table of the machine tool and guide the front housing over the entire length of the insertion stroke.
また、被案内部が前側ハウジングのフランジ部であり、案内部材が外筒に固定された環状の案内リングであるので、被案内部を別途設ける必要がなく、上記組み付け方法を容易に実現することができる。また、ロータの外径をＤ、ステータの内径をｄ、案内リングの内径をｄ１´、フランジ部の外径をＤ１´、後側軸受部の面取りが施された反工具側端面の外径をＤ２、後側ハウジングの内径をｄ２とすると、（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２、及び（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２の少なくとも一方の式を満足するので、半組立体側の構成部品と外筒側の構成部品との干渉を確実に防止して主軸装置を組み付けることができる。 In addition, since the guided portion is a flange portion of the front housing and the guide member is an annular guide ring fixed to the outer cylinder, it is not necessary to separately provide the guided portion, and the above assembly method can be easily realized. Can do. Further, the outer diameter of the rotor is D, the inner diameter of the stator is d, the inner diameter of the guide ring is d1 ′, the outer diameter of the flange portion is D1 ′, and the outer diameter of the end surface on the side opposite to the tool where the rear bearing portion is chamfered. D2, where d2 is the inner diameter of the rear housing, at least (d−D) / 2> (d1′−D1 ′) / 2 and (d2−D2) / 2> (d1′−D1 ′) / 2 Since one of the equations is satisfied, the spindle device can be assembled while reliably preventing interference between the components on the semi-assembly side and the components on the outer cylinder side.
更に、案内リングの先端側部分は、先端に向かうに従って次第に内径が大きくなるテーパ状に形成されているので、被案内部である前側ハウジングのフランジ部を、案内部である案内リングに容易に嵌合させることができ、作業効率が向上する。 Furthermore, since the tip side portion of the guide ring is formed in a taper shape whose inner diameter gradually increases toward the tip, the flange portion of the front housing which is the guided portion can be easily fitted to the guide ring which is the guide portion. Work efficiency can be improved.
以下、本発明に係る主軸装置の組み付け方法の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a method of assembling a spindle device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の主軸装置の組み付け方法を説明するための断面図である。なお、本実施形態の組み付け方法が適用される主軸装置１０の構成は、前述した図７に示したものと同様であるので、説明を省略或いは簡略化する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of assembling the spindle device of the first embodiment. Note that the configuration of the
本実施形態では、半組立体２０を外筒４０に挿入して組み付ける際に、案内部材として前側ハウジング２６のボルト挿通穴３１内を挿通可能な複数の案内ロッド６０を使用し、前側ハウジング２６に形成された被案内部であるボルト挿通穴３１に案内ロッド６０を案内させながら行われる。以下、半組立体２０を交換する手順について説明する。
In the present embodiment, when the
まず、図１に示すように、半組立体２０と外筒４０を締結している締結ボルト５０をボルト挿通穴３１から取り外し、半組立体２０を外筒４０から引き抜き、主軸装置１０を半組立体２０と外筒４０とに分離する。このとき、外筒４０は、固定ボルト４９によって縦型工作機械の主軸ヘッド５６に固定したままとする。これにより、主軸ヘッド５６を上昇させることで外筒４０から半組立体２０を引き抜き、分離することができる。
First, as shown in FIG. 1, the fastening bolt 50 that fastens the
そして、今まで締結ボルト５０が螺合していた外筒４０の雌ネジ部４７に複数の案内ロッド６０を取り付ける。半組立体２０と外筒４０の相対位置を決めるためには、少なくとも２本の案内ロッド６０が必要であり、半組立体２０と外筒４０の傾きを考慮すると、４本の案内ロッド６０を外筒４０の雌ネジ部４７に取り付けることが望ましい。
Then, a plurality of
次いで、交換する新しい半組立体２０を、縦型工作機械のテーブル５７上に配置した載置台５８に載せる。そして、工作機械の主軸ヘッド５６を徐々に降下させて、案内ロッド６０を半組立体２０に設けられた被案内部であるボルト挿通穴３１に挿通させる。
Next, the
工作機械の主軸ヘッド５６を更に降下させて、半組立体２０を外筒４０内に挿入し、ロータ２２をステータ４５内に対向配置させると共に、後側スリーブ２７を後側ハウジング４２の被嵌合部分４２ａに嵌合させて、前側ハウジング２６のフランジ部３０と外筒４０のフランジ部４６を当接させる。そして、案内ロッド６０を外筒４０から取り外した後、締結ボルト５０をボルト挿通穴３１に挿通して雌ネジ部４７に螺合させ、半組立体２０を外筒４０に固定して半組立体２０の交換を完了する（図１参照）。
The
ここで、ロータ２２の外径をＤ、ステータ４５の内径をｄ、案内ロッド６０の外径をＤ１、ボルト挿通穴３１の内径をｄ１としたとき、案内ロッド６０とボルト挿通穴３１の径方向隙間（ｄ１−Ｄ１）／２は、ロータ２２とステータ４５の径方向隙間（ｄ−Ｄ）／２より小さくなるように（（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２）、案内ロッド６０の外径Ｄ１が設定されている。
Here, when the outer diameter of the
これにより、半組立体２０を外筒４０に組み付ける際、半組立体２０は、ボルト挿通穴３１に嵌合する案内ロッド６０によって、径方向移動可能量が案内ロッド６０とボルト挿通穴３１の径方向隙間（ｄ１−Ｄ１）／２以下に制限されるので、ロータ２２がステータ４５と干渉することなく、外筒４０内に挿入される。また、ロータ２２とステータ４５が対向配置された状態で、半組立体２０がさらに外筒４０内に挿入されることで、半組立体側の構成部品と外筒側の構成部品との干渉も防止される。
Thereby, when the
なお、この実施形態では、半組立体２０と外筒４０の組み付けにより、ステータ４５にはロータ２２が嵌合した後に、後側ハウジング４２の被嵌合部分４２ａには後側軸受部２４の後側スリーブ２７が嵌合し始める。このため、案内ロッド６０とボルト挿通穴３１の径方向隙間が、ロータ２２とステータ４５の径方向隙間より小さくなっていれば（（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２）、挿入時におけるロータ２２とステータ４５との干渉を防止することができる。
In this embodiment, by assembling the
ただし、ロータ２２のステータ４５への挿入、及び後側スリーブ２７の後側ハウジング４２への挿入のいずれが先に開始されるかは、ロータ２２及び後側スリーブ２７の軸方向長さによって決まる。ロータ２２のステータ４５への挿入よりも先に後側スリーブ２７が後側ハウジング４２の被嵌合部分４２ａに挿入される場合には、図２に示すように、後側スリーブ２７の面取り２９が施された反工具側端面２８の外径をＤ２、後側ハウジング４２の被嵌合部分４２ａの内径をｄ２としたとき、案内ロッド６０とボルト挿通穴３１の径方向隙間（ｄ１−Ｄ１）／２が、後側スリーブ２７の反工具側端面２８の外径と被嵌合部分４２ａの内径の径方向隙間（ｄ２−Ｄ２）／２より小さくなるように（（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２）、案内ロッド６０の外径Ｄ１を設定する。これにより、半組立体２０を挿入する際、後側スリーブ２７と後側ハウジング４２の干渉を防止することができる。
However, whether the insertion of the
また、ロータ２２のステータ４５への挿入、及び後側スリーブ２７の後側ハウジング４２への挿入が同時である場合、あるいはいずれが先になるか不明、または不確実である場合、加えて、ロータ２２がステータ４５に挿入された後であっても、寸法関係により後側スリーブ２７が後側ハウジング４２に干渉する可能性がある場合は、（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２、及び（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２の両式を同時に満足するように案内ロッド６０の外径Ｄ１を設定すれば、半組立体２０を挿入する際の構成部品の干渉を確実に防止することができる。
In addition, when the insertion of the
上記したように、本実施形態の主軸装置の組み付け方法によれば、外筒４０に取り付けた案内ロッド６０によって、ロータ２２を有する半組立体２０のボルト挿通穴３１を案内し、芯出しをしながら半組立体２０と外筒４０とを組み付けるようにしたので、ロータ２２とステータ４５との干渉が確実に阻止され、損傷を防止することができる。また、これにより組み付け時間を大幅に低減することができる。
As described above, according to the method of assembling the spindle device of the present embodiment, the
なお、図３に示すように、案内ロッド６０の先端側部分６０ａを、先端に向かうに従って直径が次第に細くなるテーパ状に形成すれば、案内ロッド６０を容易にボルト挿通穴３１に嵌合させることができ、外筒４０と半組立体２０の組み付け作業が容易となる。なお、テーパ状の先端側部分６０ａとストレート部分との境界位置６０ｂからボルト挿通穴３１までの距離は、ステータ４５とロータ２２との距離より短く設定されているので、ロータ２２がステータ４５に嵌合する前にボルト挿通穴３１がストレート部分と対向する。
As shown in FIG. 3, the
また、外筒４０への半組立体２０の挿入長さが長く、従って案内ロッド６０も長くなって、工作機械の主軸ヘッド５６の下降によって案内ロッド６０の先端がテーブル５７に当接する場合には、図４に示すように、案内ロッド６０を軸方向において分割可能な複数の分割ロッド７０ａ，７０ｂによって構成することができる。そして、半組立体２０と外筒４０の組み付け工程において、分割ロッド７０ａ，７０ｂ間の連結部分が、ボルト挿通穴３１を通過した後、先端側の分割ロッド７０ａを取り外すようにすれば、案内ロッドとテーブル５７との干渉を阻止することができ、軸方向に長い半組立体２０であっても容易に組み付けることができる。
Further, when the insertion length of the
（第２実施形態）
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る第２実施形態の主軸装置の組み付け方法を説明するための断面図であり、案内部材及び被案内部の形態が異なる以外は、第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
(Second Embodiment)
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views for explaining the method of assembling the spindle device of the second embodiment according to the present invention. The first embodiment except that the shapes of the guide member and the guided portion are different. Since it is the same as that of embodiment, the same part is attached with the same code | symbol or an equivalent code | symbol, and description is simplified or abbreviate | omitted.
図５に示すように、本実施形態の案内部材は、外筒４０に固定された環状の案内リング６１であり、環状の案内リング６１の内周面には、被案内部として前側ハウジング２６のフランジ部３０の外径部が案内される。外筒４０のフランジ部４６には、取付穴４８（図２参照）と略同一円周上、且つ異なる位相に複数の雌ネジ部５１が設けられている。
As shown in FIG. 5, the guide member of the present embodiment is an
環状の案内リング６１は、外周面に複数の角窓６２が円周方向に離間して設けられており、角窓６２には雌ネジ部５１に対応して取付穴６３が形成されている。環状の案内リング６１は、取付穴６３に挿通した複数のボルト６４を複数の雌ネジ部５１に螺合させることにより、外筒４０のフランジ部４６に固定されている。
In the
ここで、ロータ２２の外径をＤ、ステータ４５の内径をｄ、案内リング６１の内径をｄ１´、フランジ部３０の外径をＤ１´としたとき、案内リング６１の内径とフランジ部３０の外径の径方向隙間（ｄ１´−Ｄ１´）／２が、ロータ２２とステータ４５の径方向隙間（ｄ−Ｄ）／２より小さくなるように（（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２）、案内リング６１の内径をｄ１´が設定される。
Here, when the outer diameter of the
これにより、半組立体２０を外筒４０に組み付ける際、半組立体２０は、フランジ部３０の外径部が嵌合する案内リング６１によって、径方向移動可能量がフランジ部３０の外径部と案内リング６１の径方向隙間（ｄ１´−Ｄ１´）／２以下に制限されているので、芯合わせされた状態で外筒４０に挿入される。従って、ロータ２２、被検出部３３、及び後側スリーブ２７がステータ４５に干渉することなく挿入される。
Thereby, when the
また、ロータ２２のステータ４５への挿入よりも先に後側スリーブ２７が後側ハウジング４２の被嵌合部分４２ａに挿入される場合には、後側スリーブ２７の面取り２９が施された反工具側端面２８の外径をＤ２、後側ハウジング４２の被嵌合部分４２ａの内径をｄ２としたとき（図２参照）、案内リング６１の内径とフランジ部３０の外径の径方向隙間（ｄ１´−Ｄ１´）／２が、後側スリーブ２７の反工具側端面２８の外径と被嵌合部分４２ａの内径の径方向隙間（ｄ２−Ｄ２）／２より小さくなるように（（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２）、案内リング６１の内径ｄ１´を設定すれば、後側スリーブ２７と後側ハウジング４２との干渉を防止して組み付けることができる。
その他の作用は、第１実施形態の主軸装置１０と同様である。
Further, when the
Other operations are the same as those of the
なお、図６に示すように、案内リング６１の先端側部分６１ａを、先端（図中下方）に向かうに従って次第に直径が大きくなるテーパ状に形成すれば、フランジ部３０を容易に案内リング６１に嵌合させることができ、半組立体２０と外筒４０の組み付け作業が容易となる。この場合にも、テーパ状の先端側部分６１ａとストレート部分との境界位置６１ｂからボルト挿通穴３１までの距離は、ステータ４５とロータ２２との距離より短く設定されているので、ロータ２２がステータ４５に嵌合する前にフランジ部３０の外周面がストレート部分と対向する。
As shown in FIG. 6, if the distal
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本発明のモータは磁気式、非磁気式のいずれのタイプのモータであってもよい。
また、本実施形態の主軸装置１０では、後側軸受部２４の反工具側端面に面取り２９が施されているが、後側軸受部２４の反工具側端面は面取りを有しない形状であってもよく、この場合、面取りを有しない反工具側端面の外径をＤ２とする。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, the motor of the present invention may be either a magnetic type or a non-magnetic type motor.
Further, in the
１０ 主軸装置
２０ 半組立体
２１ 主軸（回転軸）
２２ ロータ
２３ 前側軸受部
２４ 後側軸受部
２６ 前側ハウジング
２７ 後側スリーブ
２８ 反工具側端面
２９ 面取り
３０ フランジ部（被案内部）
３１ ボルト挿通穴（被案内部）
４０ 外筒
４２ 後側ハウジング
４２ａ 被嵌合部分
４５ ステータ
４７ 雌ネジ部
５０ 締結ボルト（ボルト）
６０ 案内ロッド（案内部材）
６０ａ 先端側部分
６１ 案内リング（案内部材）
Ｄ ロータの外径
ｄ ステータの内径
Ｄ１ 案内ロッドの外径
ｄ１ ボルト挿通穴の内径
ｄ１´ 案内リングの内径
Ｄ１´ フランジ部の外径
Ｄ２ 後側軸受部の面取りが施された反工具側端面の外径
ｄ２ 後側ハウジングの内径
10
22
31 Bolt insertion hole (guided part)
40
60 Guide rod (guide member)
60a
D outer diameter of the rotor d inner diameter of the stator D1 outer diameter of the guide rod d1 inner diameter of the bolt insertion hole d1 ′ inner diameter of the guide ring D1 ′ outer diameter of the flange portion D2 of the end face on the side opposite to the tool where the rear bearing portion is chamfered Outside diameter d2 Inside diameter of rear housing
Claims (6)
前記ステータと対向配置されるロータを有し、一端で工具をクランプ可能な回転軸と、
前記ロータに対して工具側で前記回転軸を支持する前側軸受部と、
前記ロータに対して反工具側で前記回転軸を支持する後側軸受部と、
前記前側軸受部が内部に配置される前側ハウジングと、
前記後側軸受部が内部に配置され、前記外筒より後方の後側ハウジングに内嵌される後側スリーブと、
を備え、前記外筒と前記前側ハウジングとを締結又は該締結を解除することで、前記回転軸、前記前側軸受部、前記後側軸受部、前側ハウジング、及び後側スリーブを少なくとも備える半組立体を前記外筒に組立可能又は分離可能な主軸装置の組立方法であって、
前記外筒に案内部材を取り付ける工程と、
前記案内部材が前記半組立体の被案内部を案内しながら前記外筒内に前記半組立体が挿入されることで、前記半組立体と前記外筒とを芯出ししながら組み立てる工程と、
を有し、
前記案内部材と前記被案内部との径方向隙間は、前記ロータと前記ステータとの径方向隙間、及び前記後側軸受部の反工具側端面と前記後側ハウジングとの径方向隙間の少なくとも一方より小さいことを特徴とする主軸装置の組立方法。 An outer cylinder having a stator;
A rotating shaft having a rotor disposed opposite to the stator and capable of clamping a tool at one end;
A front bearing portion that supports the rotating shaft on the tool side with respect to the rotor;
A rear bearing portion that supports the rotary shaft on the side opposite to the rotor with respect to the rotor;
A front housing in which the front bearing portion is disposed;
A rear sleeve which is disposed inside the rear bearing portion and is fitted into a rear housing behind the outer cylinder;
A semi-assembly comprising at least the rotating shaft, the front bearing portion, the rear bearing portion, the front housing, and the rear sleeve by fastening the outer cylinder and the front housing or releasing the fastening. A method of assembling a spindle device that can be assembled to or separated from the outer cylinder,
Attaching a guide member to the outer cylinder;
Assembling while centering the semi-assembly and the outer cylinder by inserting the semi-assembly into the outer cylinder while the guide member guides the guided portion of the semi-assembly; and
Have
The radial gap between the guide member and the guided portion is at least one of the radial gap between the rotor and the stator and the radial gap between the counter tool side end surface of the rear bearing portion and the rear housing. A method of assembling the spindle device, characterized in that the spindle device is smaller.
前記案内部材は、前記ボルトを締結するための前記外筒の雌ネジ部に螺合固定される、前記ボルト挿通穴内を挿通可能な複数の案内ロッドであり、
前記ロータの外径をＤ、前記ステータの内径をｄ、前記案内ロッドの外径をＤ１、前記ボルト挿通穴の内径をｄ１、前記後側軸受部の面取りが施された反工具側端面の外径をＤ２、前記後側ハウジングの内径をｄ２とすると、
（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２ ・・・（１）
（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１−Ｄ１）／２ ・・・（２）
の少なくとも一方を満たすことを特徴とする請求項１に記載の主軸装置の組立方法。 The guided portion is formed in the front housing, and is a plurality of bolt insertion holes for inserting bolts for fastening the front housing to the outer cylinder,
The guide member is a plurality of guide rods that can be inserted through the bolt insertion holes, and are screwed and fixed to a female screw portion of the outer cylinder for fastening the bolt,
The outer diameter of the rotor is D, the inner diameter of the stator is d, the outer diameter of the guide rod is D1, the inner diameter of the bolt insertion hole is d1, and the outer end surface of the counter tool side where the rear bearing portion is chamfered. If the diameter is D2, and the inner diameter of the rear housing is d2,
(D-D) / 2> (d1-D1) / 2 (1)
(D2-D2) / 2> (d1-D1) / 2 (2)
The spindle apparatus assembling method according to claim 1, wherein at least one of the conditions is satisfied.
前記組立工程において、前記分割ロッド間の連結部分が前記ボルト挿通穴を通過した後に、先端側の分割ロッドが取り外されることを特徴とする請求項２又は３に記載の主軸装置の組み付け方法。 The guide rod is composed of a plurality of split rods that can be split in the axial direction,
4. The method of assembling the spindle device according to claim 2, wherein, in the assembling step, after the connecting portion between the split rods passes through the bolt insertion hole, the split rod on the distal end side is removed.
前記案内部材は、前記外筒に固定され、前記フランジ部を案内する環状の案内リングであり、
前記ロータの外径をＤ、前記ステータの内径をｄ、前記案内リングの内径をｄ１´、前記フランジ部の外径をＤ１´、前記後側軸受部の面取りが施された反工具側端面の外径をＤ２、前記後側ハウジングの内径をｄ２とすると、
（ｄ−Ｄ）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２ ・・・（３）
（ｄ２−Ｄ２）／２＞（ｄ１´−Ｄ１´）／２ ・・・（４）
の少なくとも一方を満たすことを特徴とする請求項１に記載の主軸装置の組立方法。 The guided portion is a flange portion of the front housing,
The guide member is an annular guide ring that is fixed to the outer cylinder and guides the flange portion;
The outer diameter of the rotor is D, the inner diameter of the stator is d, the inner diameter of the guide ring is d1 ′, the outer diameter of the flange portion is D1 ′, and the end face of the counter tool side where the rear bearing portion is chamfered. If the outer diameter is D2, and the inner diameter of the rear housing is d2,
(D−D) / 2> (d1′−D1 ′) / 2 (3)
(D2-D2) / 2> (d1′-D1 ′) / 2 (4)
The spindle apparatus assembling method according to claim 1, wherein at least one of the conditions is satisfied.
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