JP5282433B2 - Spindle device - Google Patents

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JP5282433B2 JP2008091570A JP2008091570A JP5282433B2 JP 5282433 B2 JP5282433 B2 JP 5282433B2 JP 2008091570 A JP2008091570 A JP 2008091570A JP 2008091570 A JP2008091570 A JP 2008091570A JP 5282433 B2 JP5282433 B2 JP 5282433B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a main spindle device, improving a maintenance performance by providing a structure in which a stator is drawable. <P>SOLUTION: With a main spindle 4, a front housing 1b, a front bearing 2, a rear bearing 3, a front bearing case 5, a rear bearing case 6, and a rotor 7 are integrally combined to make a main spindle unit, and the main spindle unit is set drawable from a main spindle housing 1a to the front side. A stator case 9 comprising a case body 9a and a front case 9b is integrally connected to the stator 8 and the rear housing 1c to make a stator unit, and the stator unit is set drawable from the main spindle housing 1a to the front side. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、工作機械等の主軸装置に関する。   The present invention relates to a spindle device such as a machine tool.

従来より、工作機械等の主軸装置として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているようなビルトインモータタイプの主軸装置が知られている。この主軸装置は、支持部材によって保持される主軸ハウジングと、この主軸ハウジングの前方側に結合されるフロントハウジングと、を備えている。また、主軸ハウジング及びフロントハウジング内に内装される主軸と、主軸ハウジングの内周にステータケースを介して保持されたモータのステータと、を備え、主軸の軸方向中間部の外周にはステータと対向してモータのロータが固着されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a spindle device for a machine tool or the like, for example, a built-in motor type spindle device as disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 is known. The spindle device includes a spindle housing held by a support member, and a front housing coupled to the front side of the spindle housing. The main shaft includes a main shaft housed in the main shaft housing and the front housing, and a motor stator held on the inner periphery of the main shaft housing via a stator case. The outer periphery of the main shaft in the axial direction is opposed to the stator. And the rotor of the motor is fixed.

主軸は、円筒状に形成されており、その内部空間内には、皿ばねで付勢され且つ内部空間内を摺動自在なドローバーが設けられていると共に、その先端にはチャック部が設けられている。そして、フロントハウジングの内周側に保持されたフロントベアリングケースと主軸の前端部との間には、２組（４個）のアンギュラ軸受よりなるフロントベアリングが介装されている。また、主軸ハウジングの後方側に結合されるリアハウジングを備えており、このリアハウジングの内周側に一体に固着されたリアベアリングケースと主軸の後端部との間には、ころ軸受よりなるリアベアリングが介装されている。これにより、主軸は、フロントベアリング及びリアベアリングを介して回転自在に支持されている。   The main shaft is formed in a cylindrical shape, and a draw bar urged by a disc spring and slidable in the inner space is provided in the inner space, and a chuck portion is provided at the tip thereof. ing. And between the front bearing case hold | maintained at the inner peripheral side of the front housing and the front-end part of a main shaft, the front bearing which consists of 2 sets (4 pieces) of angular bearings is interposed. Further, a rear housing coupled to the rear side of the main shaft housing is provided, and a roller bearing is provided between a rear bearing case integrally fixed to the inner peripheral side of the rear housing and a rear end portion of the main shaft. A rear bearing is installed. Thereby, the main shaft is rotatably supported via the front bearing and the rear bearing.

また、リアハウジングの後方側には、シリンダハウジングが結合されている。このシリンダハウジング内で主軸の後方側には、工具をチャック部へ着脱する際にドローバーを作動させるシリンダ装置が配設されている。   A cylinder housing is coupled to the rear side of the rear housing. A cylinder device for operating the draw bar when the tool is attached to and detached from the chuck portion is disposed on the rear side of the main shaft in the cylinder housing.

ところで、上記のような主軸装置は、近年、主軸の回転高速化が進んでおり、これに伴い、ベアリングやモータの損傷等に起因する故障が発生し易い状況となっている。そのため、それらの部品の交換作業や補修作業等のメンテナンスを行う場合には、対象となる部品を主軸装置から取り外したり分解したりする必要があるため、多大な労力と時間が必要となる。一方、故障が発生した場合には、メンテナンス作業の時間を可能な限り短縮して早期の復帰が望まれる。   By the way, in the spindle apparatus as described above, the rotation speed of the spindle has been increasing in recent years, and accordingly, a failure due to damage to a bearing or a motor is likely to occur. Therefore, when performing maintenance such as replacement work or repair work of these parts, it is necessary to remove or disassemble the target parts from the spindle device, which requires a great deal of labor and time. On the other hand, when a failure occurs, it is desirable to reduce the maintenance work time as much as possible and to quickly return.

そこで、特許文献１及び２には、メンテナンスの容易化などを図るために、主軸に対して前後のベアリングやベアリングケース等を一体に組み付けてユニット化し、その主軸ユニットをフロント側に引き抜けるように構成することが開示されている。これにより、主軸ユニットを引き抜いて前後のベアリングのメンテナンスを行うことが可能となる。   Therefore, in Patent Documents 1 and 2, in order to facilitate maintenance and the like, the front and rear bearings and the bearing case are integrally assembled with the main shaft to form a unit, and the main shaft unit is pulled out to the front side. Is disclosed. Thereby, it becomes possible to perform maintenance of the front and rear bearings by pulling out the spindle unit.

しかし、特許文献１及び２の場合には、ステータに故障が発生した際には、ステータは外筒に固定されており、主軸ユニットには組み付けられていないため、主軸ユニットを引き抜いてそのままステータのメンテナンスを行うことは困難となる。
特開２００４−３２２３０６号公報 特開２００６−７３２８号公報 However, in the case of Patent Documents 1 and 2, when a failure occurs in the stator, the stator is fixed to the outer cylinder and is not assembled to the main spindle unit. It is difficult to perform maintenance.
JP 2004-322306 A JP 2006-7328 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ステータを引き抜き可能な構造として、メンテナンス性の向上を図り得るようにした主軸装置を提供することを解決すべき課題とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object to be solved to provide a spindle device that can improve the maintainability as a structure in which a stator can be pulled out.

以下、上記課題を解決するのに適した各手段について、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。   Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described while adding effects and the like as necessary.

〔手段１〕 手段１に係る発明は、筒状で軸方向に分割形成されたフロントハウジング、主軸ハウジング及びリアハウジングを有するハウジングと、軸方向一端側がフロントベアリング及びフロントベアリングケースを介して前記フロントハウジングに回転自在に支持されると共に、軸方向他端側がリアベアリング及びリアベアリングケースを介して前記リアハウジングに回転自在に支持され、軸方向中間部にロータが装着された主軸と、前記主軸ハウジングの内周にステータケースを介して保持され前記ロータの外周に配置されたステータと、を備えた主軸装置であって、前記リアハウジングは、外径が前記主軸ハウジングの内径よりも小さくされ、前記ステータケースは、前記主軸ハウジングにフロント側から挿入固定され、且つ前記主軸ハウジングのリア側に連結される工具着脱用シリンダハウジングと非連結とされ、前記ステータと前記主軸装置を制御する制御装置とを結ぶ配線は、途中で着脱可能とされていることによって、前記ステータケース、前記ステータ及び前記リアハウジングを含んでなるステータユニットが前記主軸ハウジングからフロント側へ引き抜き可能とされていることを特徴としている。     [Means 1] The invention according to the means 1 includes a cylindrical housing having a front housing, a main shaft housing, and a rear housing which are divided in the axial direction, and one end in the axial direction of the front housing via a front bearing and a front bearing case. A main shaft with the other end in the axial direction rotatably supported by the rear housing via a rear bearing and a rear bearing case, and a rotor attached to an intermediate portion in the axial direction; and A stator that is held on the inner periphery via a stator case and disposed on the outer periphery of the rotor, wherein the rear housing has an outer diameter smaller than an inner diameter of the spindle housing, and the stator The case is inserted and fixed from the front side to the spindle housing, and the case is The stator case is connected to the tool detachable cylinder housing connected to the rear side of the housing, and the wiring connecting the stator and the control device for controlling the spindle device is detachable in the middle. The stator unit including the stator and the rear housing can be pulled out from the main shaft housing to the front side.

手段１の主軸装置では、リアハウジングは、外径が主軸ハウジングの内径よりも小さくされ、ステータケースは、主軸ハウジングにフロント側から挿入固定され、且つ主軸ハウジングのリア側に連結される工具着脱用シリンダハウジングと非連結とされ、ステータと主軸装置を制御する制御装置とを結ぶ配線は、途中で着脱可能とされている。これにより、ステータケース、ステータ及びリアハウジングを含んでなるステータユニットが主軸ハウジングからフロント側へ引き抜き可能とされている。   In the spindle device of the means 1, the outer diameter of the rear housing is smaller than the inner diameter of the spindle housing, and the stator case is inserted and fixed to the spindle housing from the front side and connected to the rear side of the spindle housing. The wiring that is not connected to the cylinder housing and connects the stator and the control device that controls the spindle device is detachable in the middle. Thereby, the stator unit including the stator case, the stator, and the rear housing can be pulled out from the main shaft housing to the front side.

そのため、ステータユニットに組み付けられたステータの損傷に起因する故障が発生した際には、ステータユニットを主軸ハウジングからフロント側へ引き抜いて、保守対象となるステータを主軸ハウジングの外部へ取り出すことができるので、メンテナンス作業を容易に行うことが可能となる。   Therefore, when a failure due to damage to the stator assembled to the stator unit occurs, the stator unit can be pulled out from the main shaft housing to the front side, and the stator to be maintained can be taken out of the main shaft housing. Maintenance work can be easily performed.

したがって、手段１の主軸装置によれば、主軸ハウジングからのステータユニットの引き抜きを可能としているため、モータの損傷等に起因する故障が発生した際に、それらのメンテナンス作業を容易に且つ短時間で行うことができるので、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、モータの一部に故障が発生した場合でも、それらのカートリッジ毎そっくり交換する必要がなくなるため、コスト面でも有利となる。   Therefore, according to the spindle device of the means 1, since the stator unit can be pulled out from the spindle housing, when a failure due to motor damage or the like occurs, the maintenance work can be performed easily and in a short time. Since it can be performed, the maintainability can be improved. Further, even if a failure occurs in a part of the motor, it is not necessary to replace each cartridge completely, which is advantageous in terms of cost.

〔手段２〕 手段２に係る発明は、手段１の主軸装置において、前記リアベアリングケースは、前記ステータの内径よりも外径が小さくされ、前記フロントハウジングは、外径が前記ステータケースの内径よりも大きくされ、且つ前記ステータケースよりもフロント側に配設されていることによって、前記リアベアリングケース及び前記フロントハウジングを含んでなる主軸ユニットが前記ステータユニットからフロント側へ引き抜き可能に構成されていることを特徴としている。     [Means 2] The invention according to means 2 is the spindle device of means 1, wherein the rear bearing case has an outer diameter smaller than the inner diameter of the stator, and the front housing has an outer diameter larger than the inner diameter of the stator case. And the spindle unit including the rear bearing case and the front housing is configured to be able to be pulled out from the stator unit to the front side. It is characterized by that.

手段２によれば、主軸ユニットがステータユニットからフロント側へ引き抜き可能とされているため、主軸ユニットに組み付けられたベアリングやロータ等の損傷に起因する故障が発生した際には、主軸ユニットをステータユニットから引き抜いて、ベアリングやロータ等の保守対象となる部材をステータユニットの外部へ取り出すことができる。これにより、メンテナンス作業を容易に且つ短時間で行うことができるので、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、ベアリングやモータの一部に故障が発生した場合でも、それらのカートリッジ毎そっくり交換する必要がなくなるため、コスト面でも有利となる。   According to the means 2, since the spindle unit can be pulled out from the stator unit to the front side, when a failure occurs due to damage to a bearing, a rotor or the like assembled to the spindle unit, the spindle unit is removed from the stator unit. By pulling the unit out of the unit, members to be maintained such as bearings and rotors can be taken out of the stator unit. As a result, the maintenance work can be performed easily and in a short time, so that the maintainability can be improved. Further, even if a failure occurs in a part of the bearing or the motor, it is not necessary to replace the cartridges completely, which is advantageous in terms of cost.

〔手段３〕 手段３に係る発明は、手段１又は２に記載の主軸装置における前記リアベアリングケースが、外周面の軸方向中間部に、フロント側外径がリア側外径よりも小さくなるように形成された段差部を有し、該段差部に付与される流体圧力により軸方向に生じる力によって軸方向へ移動して前記リアハウジングの軸方向端面に押し当てられるように構成されていることを特徴としている。     [Means 3] The invention according to the means 3 is such that the rear bearing case in the spindle device according to the means 1 or 2 is arranged such that the outer diameter on the front side is smaller than the outer diameter on the rear side in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface. And is configured to be moved in the axial direction by a force generated in the axial direction by the fluid pressure applied to the stepped portion and pressed against the axial end surface of the rear housing. It is characterized by.

手段３によれば、流体圧力によるリアベアリングケースのピストン構造を簡易に実現することができる。これにより、ベアリングをガタの無い適切な位置に位置決めすることが可能となるため、ベアリングの良好な機能を発揮させることができると共に、損傷などの発生を防止して長寿命化を図ることができる。   According to the means 3, the piston structure of the rear bearing case by the fluid pressure can be easily realized. As a result, the bearing can be positioned at an appropriate position free from backlash, so that a good function of the bearing can be exhibited, and occurrence of damage and the like can be prevented to extend the life. .

〔手段４〕 手段４に係る発明は、手段３に記載の主軸装置における前記リアベアリングが、アンギュラ軸受であり、前記リアベアリングケースの前記段差部に付与される前記流体圧力が前記アンギュラ軸受に付与される予圧として利用されていることを特徴としている。     [Means 4] In the invention according to means 4, the rear bearing in the spindle device according to means 3 is an angular bearing, and the fluid pressure applied to the step portion of the rear bearing case is applied to the angular bearing. It is characterized by being used as a preload.

手段４によれば、リアベアリングにアンギュラ軸受が採用されている場合にも、アンギュラ軸受の仕様に応じた最適な性能を発揮させることができる。   According to the means 4, even when the angular bearing is adopted as the rear bearing, the optimum performance according to the specification of the angular bearing can be exhibited.

〔手段５〕 手段５に係る発明は、手段３又は４に記載の主軸装置における前記リアベアリングケースの前記段差部が、前記リアベアリングケースの軸線に対して鈍角をなす傾斜面とされていることを特徴としている。 [Means 5] In the invention according to means 5, the step portion of the rear bearing case in the spindle device according to means 3 or 4 is an inclined surface that forms an obtuse angle with respect to the axis of the rear bearing case. It is characterized by.

手段５によれば、主軸ユニットを引き抜く際に、リアベアリングケースのフロント側に例えばＯリング等のシール部材が配設されている場合でも、段差部が傾斜面とされていることによって、リアベアリングケースを抜け易くすることができる。 According to the means 5, when pulling out the spindle unit, by even when the seal member on the front side, for example, O-ring or the like of the rear bearing case is disposed, a step portion is formed as an inclined surface, the rear bearing The case can be easily removed.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔実施形態１〕
図１は実施形態１に係る主軸装置の軸方向に沿う断面図であり、図２はその主軸装置の後端部を示す軸方向に沿う断面図であり、図３はその主軸装置の要部を拡大して示す断面図である。 Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of the main spindle device according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view along the axial direction showing the rear end portion of the main spindle device, and FIG. It is sectional drawing which expands and shows.

本実施形態の主軸装置は、図１〜図３に示すように、略円筒状に形成されたハウジング１と、ハウジング１内にフロントベアリング２及びリアベアリング３を介して回転自在に支持された円筒状の主軸４と、フロントベアリング２と主軸４の間に配設されたフロントベアリングケース５と、リアベアリング３と主軸４の間に配設されたリアベアリングケース６と、主軸４を回転駆動させるモータを構成するロータ７及びステータ８と、ケース本体９ａとフロントケース９ｂとからなりステータ８を保持するステータケース９を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the spindle device of this embodiment includes a housing 1 formed in a substantially cylindrical shape, and a cylinder rotatably supported in the housing 1 via a front bearing 2 and a rear bearing 3. The main shaft 4, the front bearing case 5 disposed between the front bearing 2 and the main shaft 4, the rear bearing case 6 disposed between the rear bearing 3 and the main shaft 4, and the main shaft 4 are driven to rotate. A rotor 7 and a stator 8 constituting a motor, a case body 9a and a front case 9b are provided, and a stator case 9 for holding the stator 8 is provided.

ハウジング１は、軸方向に四分割されて形成されており、主軸本体（支持部材）１１により支持された主軸ハウジング１ａと、主軸ハウジング１ａのフロント側にステータケース９の一部を間に介して配置されたフロントハウジング１ｂと、主軸ハウジング１ａのリア側に配置されたリアハウジング１ｃと、主軸ハウジング１ａのリア側に連結固定された工具着脱用シリンダハウジング１ｄとからなる。   The housing 1 is formed by being divided into four in the axial direction. The main shaft housing 1a is supported by a main shaft main body (supporting member) 11, and a part of the stator case 9 is interposed on the front side of the main shaft housing 1a. The front housing 1b is arranged, the rear housing 1c is arranged on the rear side of the spindle housing 1a, and the tool detachable cylinder housing 1d is connected and fixed to the rear side of the spindle housing 1a.

リアハウジング１ｃは、外径が主軸ハウジング１ａの内径よりも小さくされており、その外周端部が主軸ハウジング１ａの内周側に挿入されたケース本体９ａのリア側端面に固定されている。なお、工具着脱用シリンダハウジング１ｄ及びリアハウジング１ｃには、供給ノズル１２よりリアベアリングケース６の外周面に設けられた段差部６ａに非圧縮性流体を供給する流体供給路１３が設けられている。また、リアハウジング１ｃのリア側端面には、主軸４の回転数を検出する検出器１８が固定されている。   The rear housing 1c has an outer diameter smaller than the inner diameter of the main shaft housing 1a, and an outer peripheral end portion thereof is fixed to a rear side end surface of the case main body 9a inserted on the inner peripheral side of the main shaft housing 1a. The cylinder housing 1d for attaching / detaching the tool and the rear housing 1c are provided with a fluid supply passage 13 for supplying an incompressible fluid from the supply nozzle 12 to the stepped portion 6a provided on the outer peripheral surface of the rear bearing case 6. . A detector 18 that detects the rotational speed of the main shaft 4 is fixed to the rear side end face of the rear housing 1c.

ハウジング１内に配設された主軸４は、軸方向一端側（図１において左側）が円筒状に形成されたフロントベアリング２及びフロントベアリングケース５を介してフロントハウジング１ｂに回転自在に支持されると共に、軸方向他端側（図１において右側）がリアベアリング３及びリアベアリングケース６を介してリアハウジング１ｃに回転自在に支持されている。 The main shaft 4 disposed in the housing 1 is rotatably supported by the front housing 1b via a front bearing 2 and a front bearing case 5 in which one axial end side (left side in FIG. 1) is formed in a cylindrical shape. with the axial direction other end side (right side in FIG. 1) is rotatably supported by the rear housing 1c via the rear bearing 3 and the rear bearing case 6.

フロントベアリング２は、２組（４個）のアンギュラ軸受よりなり、各内輪が主軸４の外周面に外嵌され、各外輪がフロントベアリングケース５の内周面に内嵌されている。このフロントベアリング２は、内輪固定ナット１４及びフロントベアリングケース５によりリア側が規制されていると共に、フロントハウジング１ｂのフロント側開口部に装着された外輪抑え蓋１９によりフロント側が規制されており、これにより軸方向において位置決めされている。 The front bearing 2 includes two sets (four) of angular bearings. Each inner ring is fitted on the outer circumferential surface of the main shaft 4, and each outer ring is fitted on the inner circumferential surface of the front bearing case 5. The front side of the front bearing 2 is regulated by the inner ring fixing nut 14 and the front bearing case 5 and the front side is regulated by an outer ring holding lid 19 mounted on the front side opening of the front housing 1b. Positioned in the axial direction.

フロントベアリングケース５は、外周側にあるフロントハウジング１ｂ及びフロントケース９ｂと、内周側にあるフロントベアリング２との間に配設されて、フロントベアリング２を保持している。このフロントベアリングケース５は、フロントハウジング１ｂ及びフロントベアリング２に固定されて一体化されているが、フロントケース９ｂの内周面には固定されていないので、フロントケース９ｂからフロント側へ引き抜き可能とされている。   The front bearing case 5 is disposed between the front housing 1b and the front case 9b on the outer peripheral side and the front bearing 2 on the inner peripheral side, and holds the front bearing 2. The front bearing case 5 is fixed and integrated with the front housing 1b and the front bearing 2, but is not fixed to the inner peripheral surface of the front case 9b, so that it can be pulled out from the front case 9b to the front side. Has been.

リアベアリング３は、１個のころ軸受よりなり、内輪が主軸４の外周面に外嵌され、外輪がリアベアリングケース６の内周面に内嵌されている。また、リアベアリング３の内輪は、カラー１５ａ及びリアスリーブ１５ｂにより軸方向において位置決めされている。リアベアリング３の外輪は、リアベアリングケース６に保持リング１６で固定されることによって軸方向において位置決めされている。 The rear bearing 3 is composed of one roller bearing, and an inner ring is fitted on the outer circumferential surface of the main shaft 4 , and an outer ring is fitted on the inner circumferential surface of the rear bearing case 6. The inner ring of the rear bearing 3 is positioned in the axial direction by the collar 15a and the rear sleeve 15b. The outer ring of the rear bearing 3 is positioned in the axial direction by being fixed to the rear bearing case 6 with a holding ring 16.

リアベアリングケース６は、リング状に形成されており、内周側にあるリアベアリング３及びリアスリーブ１５ｂと、外周側にあるリアハウジング１ｃとの間に配設されている。図３に示すように、リアベアリングケース６外周面の軸方向中間部には、フロント側外径がリア側外径よりも小さくなるように形成された段差部６ａが設けられている。この段差部６ａは、リアベアリングケース６の軸線に対して鈍角をなす傾斜面とされている。リアハウジング１ｃ内周面の段差部６ａと対向する部位には、流体供給路１３の供給口が開口する流体室１３ａが設けられている。また、段差部６ａの軸方向両側には、リアベアリングケース６とリアハウジング１ｃとの隙間を封止するＯリング１７、１７がそれぞれ設けられている。   The rear bearing case 6 is formed in a ring shape, and is disposed between the rear bearing 3 and the rear sleeve 15b on the inner peripheral side, and the rear housing 1c on the outer peripheral side. As shown in FIG. 3, a step portion 6 a formed so that the front-side outer diameter is smaller than the rear-side outer diameter is provided at the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the rear bearing case 6. The step portion 6 a is an inclined surface that forms an obtuse angle with respect to the axis of the rear bearing case 6. A fluid chamber 13a in which the supply port of the fluid supply path 13 opens is provided at a portion of the inner surface of the rear housing 1c facing the step portion 6a. Further, O-rings 17 and 17 for sealing a gap between the rear bearing case 6 and the rear housing 1c are provided on both sides in the axial direction of the step portion 6a.

リアベアリングケース６のリヤ側端部には、前記フロント側外径よりも外径が小さい小径部６ｂが設けられており、この小径部６ｂには、リアハウジング１ｃのリア側端部に設けられた径方向内方へ突出するフランジ部１ｅが嵌合されている。リアベアリングケース６の段差部６ａと小径部６ｂとの間の部位は、外径が最も大きい大径部６ｃとなっており、リアハウジング１ｃのフランジ部１ｅよりもフロント側部分の内径は、大径部６ｃの外径よりも少し大きくされている。   A small-diameter portion 6b having a smaller outer diameter than the front-side outer diameter is provided at the rear-side end portion of the rear bearing case 6, and the small-diameter portion 6b is provided at the rear-side end portion of the rear housing 1c. A flange portion 1e protruding inward in the radial direction is fitted. A portion between the stepped portion 6a and the small diameter portion 6b of the rear bearing case 6 is a large diameter portion 6c having the largest outer diameter, and the inner diameter of the front side portion is larger than the flange portion 1e of the rear housing 1c. It is slightly larger than the outer diameter of the diameter portion 6c.

即ち、リアベアリングケース６は、リアハウジング１ｃに対して、リア側への移動がフランジ部１ｅにより規制され、フロント側への移動が許容されている。これにより、流体供給路１３の供給口から非圧縮性流体が供給されて段差部６ａに流体圧力が付与されると、リアベアリングケース６は、リア側へ移動してリアハウジング１ｃのフランジ部１ｅ（軸方向端面）に押し当てられるようになっている。また、リアベアリングケース６は、リアハウジング１ｃからフロント側へ引き抜き可能とされている。   That is, the rear bearing case 6 is restricted from moving to the rear side with respect to the rear housing 1c by the flange portion 1e, and is allowed to move to the front side. Thereby, when an incompressible fluid is supplied from the supply port of the fluid supply path 13 and fluid pressure is applied to the step portion 6a, the rear bearing case 6 moves to the rear side and the flange portion 1e of the rear housing 1c. It is designed to be pressed against the (end surface in the axial direction). The rear bearing case 6 can be pulled out from the rear housing 1c to the front side.

図１に示すように、主軸４の内部のフロント側には、工具２１が固定されたホルダ２２をクランプするクランプユニット２３や、クランプユニット２３を作動させるプッシュロッド２４及びドローバー２５が収容されている。また、主軸４の後端部外周には、検出器１８と径方向に対向するようにしてセンサリング２６が嵌着されている。このセンサリング２６は、主軸４の外周にリア側から螺合された後部ナット２７により位置決め固定されている。なお、リアハウジング１ｃのリア側に固定されている検出器１８は、後部ナット２７の外周端よりも径方向外方に位置するように配置されている。これにより、主軸４のフロント側への引き抜きが可能とされている。また、主軸４のリア側には、クランプユニット２３を操作するためのシリンダ組立体２８が配設されている。このシリンダ組立体２８は、工具着脱用シリンダハウジング１ｄに固定されている。   As shown in FIG. 1, a clamp unit 23 that clamps a holder 22 to which a tool 21 is fixed, a push rod 24 that operates the clamp unit 23, and a draw bar 25 are housed on the front side inside the main shaft 4. . A sensor ring 26 is fitted on the outer periphery of the rear end portion of the main shaft 4 so as to face the detector 18 in the radial direction. The sensor ring 26 is positioned and fixed by a rear nut 27 screwed onto the outer periphery of the main shaft 4 from the rear side. The detector 18 fixed to the rear side of the rear housing 1c is disposed so as to be positioned radially outward from the outer peripheral end of the rear nut 27. Thereby, the main shaft 4 can be pulled out to the front side. A cylinder assembly 28 for operating the clamp unit 23 is disposed on the rear side of the main shaft 4. The cylinder assembly 28 is fixed to the tool attaching / detaching cylinder housing 1d.

主軸４外周の軸方向略中央部（フロントベアリング２とリアベアリング３の間）には、ロータスリーブ３１を介してロータ７が固定されている。このロータ７の外周側には、主軸ハウジング１ａの内周にフロント側から挿入固定されたステータケース９のケース本体９ａと、ケース本体９ａの内周に保持されたステータ８とが配設されている。ステータ８は、ケース本体９ａの内周面に固定されて一体化されている。このステータ８に付属している配線３２は、主軸４後部に取り付けられた主軸後部ブラケット４０に固定され図略の制御装置に接続されている端子箱５０内で分離され、着脱可能とされている。 A rotor 7 is fixed via a rotor sleeve 31 at a substantially central portion in the axial direction of the outer periphery of the main shaft 4 (between the front bearing 2 and the rear bearing 3). On the outer peripheral side of the rotor 7, a case main body 9a of a stator case 9 inserted and fixed to the inner periphery of the spindle housing 1a from the front side, and a stator 8 held on the inner periphery of the case main body 9a are disposed. Yes. The stator 8 is fixed and integrated with the inner peripheral surface of the case main body 9a. The wiring 32 attached to the stator 8 is separated in a terminal box 50 fixed to a spindle rear bracket 40 attached to the rear part of the spindle 4 and connected to a control device (not shown), and is detachable. .

ステータケース９のケース本体９ａとフロントケース９ｂは、それらの軸方向一端にそれぞれ形成されたフランジ部同士が重ね合わされた状態で結合されて一体化されている。また、ケース本体９ａのリア側に配設されているリアハウジング１ｃも、前記のように、ケース本体９ａに固定されて一体化されている。このステータケース９は、主軸ハウジング１ａのリア側に連結された工具着脱用シリンダハウジング１ｄとは非連結とされている。なお、前記のフロントハウジング１ｂは、外径がステータケース９の内径よりも大きくされており、ステータケース９よりもフロント側に配設されている。   The case main body 9a and the front case 9b of the stator case 9 are combined and integrated in a state in which flange portions formed at their respective axial ends are overlapped with each other. The rear housing 1c disposed on the rear side of the case body 9a is also fixed and integrated with the case body 9a as described above. The stator case 9 is not connected to the tool attaching / detaching cylinder housing 1d connected to the rear side of the spindle housing 1a. The front housing 1b has an outer diameter larger than the inner diameter of the stator case 9, and is disposed on the front side of the stator case 9.

以上のように構成された本実施形態の主軸装置は、主軸４に対して、フロントハウジング１ｂと、フロントベアリング２と、リアベアリング３と、フロントベアリングケース５と、リアベアリングケース６と、ロータ７と、外輪抑え蓋１９と、センサリング２６と、後部ナット２７等が一体的に組み付けられてユニット化されており（図４において灰色で示す部分。以下、「主軸ユニット」という。）、この主軸ユニットが、主軸ハウジング１ａからフロント側へ引き抜き可能とされている（第１段階の引き抜き）。   The main shaft device of the present embodiment configured as described above has a front housing 1b, a front bearing 2, a rear bearing 3, a front bearing case 5, a rear bearing case 6, and a rotor 7 with respect to the main shaft 4. The outer ring restraining lid 19, the sensor ring 26, the rear nut 27 and the like are integrally assembled to form a unit (the portion shown in gray in FIG. 4, hereinafter referred to as “spindle unit”). The unit can be pulled out from the spindle housing 1a to the front side (first stage pulling out).

そのため、主軸４に設けられたフロントベアリング２やリアベアリング３、ロータ７等の損傷に起因する故障が発生した際には、主軸ユニットを主軸ハウジング１ａから引き抜いて、ベアリング２、３やロータ７等の保守対象となる部材を主軸ハウジング１ａの外部へ取り出すことができるので、メンテナンス作業を容易に行うことが可能となる。   Therefore, when a failure due to damage to the front bearing 2, rear bearing 3, rotor 7, etc. provided on the spindle 4 occurs, the spindle unit is pulled out from the spindle housing 1a, and the bearings 2, 3, rotor 7, etc. Since the member to be maintained can be taken out of the spindle housing 1a, maintenance work can be easily performed.

また、本実施形態の主軸装置は、ケース本体９ａ及びフロントケース９ｂからなるステータケース９と、ステータ８と、リアハウジング１ｃとが、一体的に連結されてユニット化されている（図５において灰色で示す部分。以下、「ステータユニット」という。）。このステータユニットは、主軸ユニットが引き抜かれた後（第１段階の引き抜き後）、主軸ハウジング１ａからフロント側へ引き抜き可能とされている（第２段階の引き抜き）。   Further, in the spindle device of the present embodiment, a stator case 9 including a case body 9a and a front case 9b, a stator 8, and a rear housing 1c are integrally connected to form a unit (gray in FIG. 5). (Hereinafter referred to as “stator unit”). The stator unit can be pulled out from the spindle housing 1a to the front side (second stage extraction) after the main spindle unit is extracted (after the first stage extraction).

そのため、主軸ハウジング１ａ側に設けられたステータ８等の損傷に起因する故障が発生した際には、ステータユニットを主軸ハウジング１ａから引き抜いて、ステータ８等の保守対象となる部材を主軸ハウジング１ａの外部へ取り出すことができるので、メンテナンス作業を容易に行うことが可能となり、作業時間も大幅に短縮することができる。   Therefore, when a failure due to damage to the stator 8 or the like provided on the main shaft housing 1a occurs, the stator unit is pulled out of the main shaft housing 1a, and the member to be maintained such as the stator 8 is removed from the main shaft housing 1a. Since it can be taken out to the outside, the maintenance work can be easily performed, and the working time can be greatly shortened.

したがって、本実施形態の主軸装置によれば、ベアリング２、３やロータ７等が組み付けられた主軸ユニットの第１段階としての引き抜きを可能とし、更に第２段階としてのステータ８等の引き抜きを可能としているため、ベアリング２，３やモータ（ロータ７及びステータ８）の損傷等に起因する故障が発生した際には、それらのメンテナンス作業を容易に且つ短時間で行うことができるので、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、ベアリング２、３やモータ（ロータ７及びステータ８）の一部に故障が発生した場合でも、それらのカートリッジ毎そっくり交換する必要がなくなるため、コスト面でも有利となる。   Therefore, according to the spindle device of the present embodiment, the spindle unit in which the bearings 2 and 3 and the rotor 7 are assembled can be pulled out as the first stage, and further, the stator 8 and the like can be pulled out as the second stage. Therefore, when a failure occurs due to damage to the bearings 2 and 3 and the motor (the rotor 7 and the stator 8), the maintenance work can be performed easily and in a short time. Can be improved. Further, even if a failure occurs in a part of the bearings 2 and 3 and the motor (the rotor 7 and the stator 8), it is not necessary to replace the cartridges completely, which is advantageous in terms of cost.

また、本実施形態におけるリアベアリングケース６は、外周面に段差部６ａを有し、その段差部６ａに供給される非圧縮性流体の圧力が付与されることにより軸方向へ移動してリアハウジング１ｃのフランジ部１ｅに押し当てられるように構成されていることによって、流体圧力によるリアベアリングケース６のピストン構造が実現されている。これにより、リアベアリングケース６でガタの無い適切な位置にリアベアリング３を位置決めすることが可能となるため、リアベアリング３の良好な機能を発揮させることができると共に、リアベアリング３の損傷の発生を防止して長寿命化を図ることができる。   Further, the rear bearing case 6 in the present embodiment has a stepped portion 6a on the outer peripheral surface, and is moved in the axial direction by application of the pressure of the incompressible fluid supplied to the stepped portion 6a. The piston structure of the rear bearing case 6 by the fluid pressure is realized by being configured to be pressed against the flange portion 1e of 1c. As a result, the rear bearing 3 can be positioned at an appropriate position free of backlash by the rear bearing case 6, so that the rear bearing 3 can perform its good functions and the rear bearing 3 is damaged. Can be prevented and the life can be extended.

また、リアベアリングケース６の段差部６ａは、リアベアリングケース６の軸線に対して鈍角をなす傾斜面とされているため、主軸ユニットを引き抜く際に、リアベアリングケース６のフロント側にＯリング（シール部材）１７が配設されている場合でも、段差部６ａが傾斜面とされていることによって、リアベアリングケース６を抜け易くし、またＯリング１７の損傷を防ぐことができる。 Further, since the stepped portion 6a of the rear bearing case 6 is an inclined surface that forms an obtuse angle with respect to the axis of the rear bearing case 6, when the spindle unit is pulled out, an O-ring ( Even when the seal member 17 is disposed, the stepped portion 6a is inclined, so that the rear bearing case 6 can be easily pulled out and damage to the O-ring 17 can be prevented.

〔実施形態２〕
図６は実施形態２に係る主軸装置の後端部を示す軸方向に沿う断面図である。実施形態２の主軸装置は、実施形態１の主軸装置において、リアベアリング３として採用されていたころ軸受に代えて、アンギュラ軸受が採用されている点でのみ異なる。よって、その他の実施形態１と共通する主要な部材等については、同じ符号を付して詳しい説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明する。 [Embodiment 2]
FIG. 6 is a cross-sectional view along the axial direction showing the rear end portion of the spindle device according to the second embodiment. The main shaft device according to the second embodiment is different from the main shaft device according to the first embodiment only in that an angular bearing is employed instead of the roller bearing employed as the rear bearing 3. Therefore, the main members and the like common to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points will be mainly described below.

本実施形態では、リアベアリング３として２個で一組のアンギュラ軸受３０、３０が採用されている。２個のアンギュラ軸受３０、３０は、それらの間に配置された内輪間座３０ａ及び外輪間座３０ｂにより軸方向に並列配置されている。そして、内輪の軸方向フロント側が、主軸４の外周面に形成された段部により位置決めされ、内輪の軸方向リア側が、リアスリーブ１５ｂにより位置決めされている。また、外輪は、実施形態１の場合と同様に、リアベアリングケース６に保持リング１６で固定されることにより軸方向において位置決めされている。   In the present embodiment, a pair of angular bearings 30, 30 are employed as the rear bearing 3. The two angular bearings 30 and 30 are arranged in parallel in the axial direction by an inner ring spacer 30a and an outer ring spacer 30b arranged therebetween. And the axial direction front side of an inner ring is positioned by the step part formed in the outer peripheral surface of the main axis | shaft 4, and the axial direction rear side of an inner ring is positioned by the rear sleeve 15b. Further, as in the case of the first embodiment, the outer ring is positioned in the axial direction by being fixed to the rear bearing case 6 by the holding ring 16.

なお、リアスリーブ１５ｂ及び保持リング１６は、リアベアリング３がアンギュラ軸受３０、３０に変更されたことによって形状や大きさが実施形態１のものから変更されているが、アンギュラ軸受３０、３０を位置決めして保持するという基本的構成は実施形態１のものと同じである。   The rear sleeve 15b and the holding ring 16 are changed in shape and size from those of the first embodiment by changing the rear bearing 3 to the angular bearings 30 and 30, but the angular bearings 30 and 30 are positioned. The basic configuration of holding the same is the same as that of the first embodiment.

また、リアベアリングケース６も、リアベアリング３がアンギュラ軸受３０、３０に変更されたことによって形状や大きさが実施形態１のものから変更されているが、外周面に段差部６ａが設けられていることなどの基本的構成は実施形態１のものと同じである。   Further, the rear bearing case 6 is also changed in shape and size from that of the first embodiment by changing the rear bearing 3 to the angular bearings 30, 30, but a step portion 6 a is provided on the outer peripheral surface. The basic configuration such as being present is the same as that of the first embodiment.

なお、本実施形態においても、リアハウジング１ｃのリア側に固定されている検出器１８は、後部ナット２７の外周端よりも径方向外方に位置するように配置されており、主軸４のフロント側への引き抜きが可能とされている点は実施形態１と同様である。   Also in the present embodiment, the detector 18 fixed to the rear side of the rear housing 1 c is disposed so as to be located radially outward from the outer peripheral end of the rear nut 27, and the front of the main shaft 4. The point that it can be pulled out to the side is the same as in the first embodiment.

以上のように構成された本実施形態の主軸装置は、リアベアリング３としてアンギュラ軸受３０、３０を採用し、リアベアリングケース６の段差部６ａに付与される流体圧力により軸方向に生じる力をアンギュラ軸受３０、３０に付与される予圧として利用するようにしている。そのため、アンギュラ軸受３０、３０の仕様に応じた最適な性能を発揮させることができるので、リアベアリング３での損傷の発生を有利に防止することができ、長寿命化を図ることができる。   The spindle device of the present embodiment configured as described above employs the angular bearings 30 and 30 as the rear bearing 3, and the angular force generated by the fluid pressure applied to the step portion 6a of the rear bearing case 6 is angular. It is used as a preload applied to the bearings 30 and 30. Therefore, the optimum performance according to the specifications of the angular bearings 30 and 30 can be exhibited, so that the occurrence of damage in the rear bearing 3 can be advantageously prevented, and the life can be extended.

本発明の実施形態１に係る主軸装置の軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the axial direction of the main axis | shaft apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る主軸装置の後端部を示す軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction which shows the rear-end part of the main axis | shaft apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る主軸装置の要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of the main axis | shaft apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る主軸装置の第１段階で引抜く部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member extracted at the 1st step of the main shaft apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る主軸装置の第２段階で引抜く部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the member pulled out at the 2nd step of the main axis | shaft apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２に係る主軸装置の後端部を示す軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction which shows the rear-end part of the main axis | shaft apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…ハウジング １ａ…主軸ハウジング １ｂ…フロントハウジング １ｃ…リアハウジング １ｄ…工具着脱用シリンダハウジング ２…フロントベアリング ３…リアベアリング ４…主軸 ５…フロントベアリングケース ６…リアベアリングケース ６ａ…段差部 ７…ロータ ８…ステータ ９…ステータケース ３０…アンギュラ軸受 ３２…配線   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing 1a ... Main shaft housing 1b ... Front housing 1c ... Rear housing 1d ... Cylinder housing for tool attachment / detachment 2 ... Front bearing 3 ... Rear bearing 4 ... Main shaft 5 ... Front bearing case 6 ... Rear bearing case 6a ... Step part 7 ... Rotor 8 ... Stator 9 ... Stator case 30 ... Angular bearing 32 ... Wiring

Claims (5)

筒状で軸方向に分割形成されたフロントハウジング、主軸ハウジング及びリアハウジングを有するハウジングと、
軸方向一端側がフロントベアリング及びフロントベアリングケースを介して前記フロントハウジングに回転自在に支持されると共に、軸方向他端側がリアベアリング及びリアベアリングケースを介して前記リアハウジングに回転自在に支持され、軸方向中間部にロータが装着された主軸と、
前記主軸ハウジングの内周にステータケースを介して保持され前記ロータの外周に配置されたステータと、を備えた主軸装置であって、
前記リアハウジングは、外径が前記主軸ハウジングの内径よりも小さくされ、
前記ステータケースは、前記主軸ハウジングにフロント側から挿入固定され、且つ前記主軸ハウジングのリア側に連結される工具着脱用シリンダハウジングと非連結とされ、
前記ステータと前記主軸装置を制御する制御装置とを結ぶ配線は、途中で着脱可能とされていることによって、
前記ステータケース、前記ステータ及び前記リアハウジングを含んでなるステータユニットが前記主軸ハウジングからフロント側へ引き抜き可能とされていることを特徴とする主軸装置。 A housing having a front housing, a main shaft housing, and a rear housing, which are cylindrical and divided in the axial direction;
One end in the axial direction is rotatably supported by the front housing via a front bearing and a front bearing case, and the other end in the axial direction is rotatably supported by the rear housing via a rear bearing and a rear bearing case. A spindle with a rotor mounted in the middle in the direction;
A spindle device comprising a stator that is held on the inner circumference of the spindle housing via a stator case and disposed on the outer circumference of the rotor,
The rear housing has an outer diameter smaller than an inner diameter of the spindle housing,
The stator case is inserted and fixed to the spindle housing from the front side, and is not connected to a tool detachable cylinder housing connected to the rear side of the spindle housing.
The wiring connecting the stator and the control device for controlling the spindle device is detachable in the middle,
A main shaft device, wherein a stator unit including the stator case, the stator, and the rear housing can be pulled out from the main shaft housing to the front side. 前記リアベアリングケースは、前記ステータの内径よりも外径が小さくされ、前記フロントハウジングは、外径が前記ステータケースの内径よりも大きくされ、且つ前記ステータケースよりもフロント側に配設されていることによって、前記リアベアリングケース及び前記フロントハウジングを含んでなる主軸ユニットが前記ステータユニットからフロント側へ引き抜き可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。   The rear bearing case has an outer diameter smaller than the inner diameter of the stator, and the front housing has an outer diameter larger than the inner diameter of the stator case and is disposed on the front side of the stator case. 2. The spindle device according to claim 1, wherein a spindle unit including the rear bearing case and the front housing is configured to be able to be pulled out from the stator unit to the front side. 前記リアベアリングケースは、外周面の軸方向中間部に、フロント側外径がリア側外径よりも小さくなるように形成された段差部を有し、該段差部に付与される流体圧力により軸方向に生じる力によって軸方向へ移動して前記リアハウジングの軸方向端面に押し当てられるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の主軸装置。   The rear bearing case has a stepped portion formed such that a front-side outer diameter is smaller than a rear-side outer diameter at an axially intermediate portion of an outer peripheral surface, and the shaft is driven by fluid pressure applied to the stepped portion. 3. The spindle device according to claim 1, wherein the spindle device is configured to move in an axial direction by a force generated in a direction and to be pressed against an axial end surface of the rear housing. 前記リアベアリングは、アンギュラ軸受であり、前記リアベアリングケースの前記段差部に付与される前記流体圧力により軸方向に生じる力が前記アンギュラ軸受に付与される予圧として利用されていることを特徴とする請求項３に記載の主軸装置。   The rear bearing is an angular bearing, and a force generated in an axial direction by the fluid pressure applied to the stepped portion of the rear bearing case is used as a preload applied to the angular bearing. The spindle device according to claim 3. 前記リアベアリングケースの前記段差部は、前記リアベアリングケースの軸線に対して鈍角をなす傾斜面とされていることを特徴とする請求項３又は４に記載の主軸装置。 Wherein the step portion of the rear bearing case, spindle device according to claim 3 or 4, characterized in that an inclined surface forming an obtuse angle with respect to the axis of the rear bearing case.
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