JPH1199403A - 主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】主軸内孔の加工を汎用の工作機械で高精度に加
工可能とし、主軸の一部が破損した場合には破損部分の
主軸のみの交換で修理ができるようにした。 【解決手段】主軸ハウジング内にフロントベアリング４
ａ，４ｂ，４ｃとリヤベアリング５とによって回転可能
に支持され、ビルトインモータ１６によって回転駆動す
る主軸３を前部軸３ａと後部軸３ｂの２つに分割し、前
記フロントベアリング４ａ，４ｂ，４ｃとリヤベアリン
グ５との間において前記前部軸３ａの後端と後部軸３ｂ
の前端を雌雄結合して一体形成した。この雌雄結合部を
ビルトインモータ１６が取り付けられる位置と重なる位
置又は重ならない位置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセン
タ、ＮＣ専用機等の工作機械における主軸装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタ、ＮＣ専用機等の工作
機械における主軸装置は図５で示すように、フロント主
軸ハウジング１ａと、このフロント主軸ハウジング１ａ
の後端にリヤベアリングハウジング２を介在して結合さ
れたリヤ主軸ハウジング１ｂとによって構成された主軸
ハウジング内に主軸３をフロントベアリング４ａ，４
ｂ，４ｃと、前記リヤベアリングハウジング２にベアリ
ング押え６とキャップ７とによって保持されたリヤベア
リング５とにより回転可能に支持し、主軸３上に嵌着し
たスリーブ１７に形成されている座面２０にロータ１６
ｂを固設し、フロント主軸ハウジング１ａにステータ１
６ａを固設したビルトインモータ１６によって主軸３を
回転駆動するようにしている。尚、図中の符号８は静圧
軸受を示す。

【０００３】前記主軸３には、その先端に工具ホルダ１
０を装着するテーパ穴９が設けられており、主軸内孔１
３に前記テーパ穴９に装着される工具ホルダ１０のプル
スタット１１をクランプ、アンクランプするコレットチ
ャック１２と、このコレットチャック１２と連係したド
ローバー１５と、前記コレットチャック１２をクランプ
方向に作動するためにドローバー１５を引き込む皿ばね
１４とが挿設された構成である。尚、コレットチャック
１２をアンクランプ方向に作動するためにドローバー１
５は図略のアンクランプ用シリンダと作動時に結合され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の主軸装置で
は、主軸３の高速化、また、ビルトインモータ１６の組
み込みによって主軸３が長くなる傾向であり、主軸３に
形成される主軸内孔１３は高精度に深く加工することが
要求されるが、このような深い孔を高精度に加工するこ
とは困難である。専用の加工機を使用することも考えら
れるが、コストが高く効率が悪い。

【０００５】主軸内孔１３の加工精度が悪いと皿ばね１
４を組み込んだときに主軸３の重心と皿ばね１４の重心
がずれて、主軸３の回転時にアンバランスとなるので高
速回転させることができない。また、加工精度に影響を
及ぼす。さらに、主軸３の一部が（例えばビルトインモ
ータ）破損した場合でも、主軸全体を交換しなくてはな
らないため無駄である等の問題があった。

【０００６】本発明の目的は、主軸内孔の加工を汎用の
工作機械で高精度に加工可能とし、主軸の一部が破損し
た場合には破損部分の主軸のみの交換で修理ができるよ
うにしたことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成は、請求項１に記載の通り、軸内孔に
挿設された皿ばねによりドローバーを引き込んでコレッ
トチャックによって工具をクランプする工具クランプ装
置を備えた主軸を主軸ハウジング内にフロントベアリン
グとリヤベアリングで回転可能に支持し、ビルトインモ
ータによって回転駆動する主軸装置において、前記主軸
を前部軸と後部軸の２つに分割し、前記フロントベアリ
ングとリヤベアリングとの間において前記前部軸の後端
と後部軸の前端を結合して一体形成したことを特徴とす
るものである。

【０００８】また、請求項２に記載の通り上記の構成に
おいて、前記主軸のビルトインモータが取り付けられる
位置と重なる位置において前記主軸の前部軸と後部軸と
を結合したことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、請求項３に記載の通り上記の構成
において、前記主軸のビルトインモータが取り付けられ
る位置と重ならない位置において前記主軸の前部軸と後
部軸とを結合したことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項４に記載の通り上記の構成に
おいて、前記主軸の後端を雄部とし、前記後部軸の前端
を雌部として結合して一体形成し、前記後部軸の前端の
外周に前記ビルトインモータを固定したことを特徴とす
るものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１及び図２は本発明の第１実施例を
示すものである。図１及び図２において、主軸ハウジン
グはフロント主軸ハウジング１ａと、このフロント主軸
ハウジング１ａの後端にリヤベアリングハウジング２を
介在して結合されたリヤ主軸ハウジング１ｂとによって
構成されている。

【００１２】３は主軸である。この主軸３は前部軸３ａ
と後部軸３ｂの２つに分割されており、前部軸３ａはフ
ロント主軸ハウジング１ａ内にフロントベアリング４
ａ，４ｂ，４ｃにより回転可能に支持され、後部軸３ｂ
はリヤベアリングハウジング２にベアリング押え６とキ
ャップ７とによって保持されたリヤベアリング５に回転
可能に支持されている。

【００１３】前記前部軸３ａと後部軸３ｂは、前記フロ
ントベアリング４ａ，４ｂ，４ｃとリヤベアリング５と
の間において前記前部軸３ａの後端と後部軸３ｂの前端
を雌雄結合して一体形成されている。尚、図中の符号８
は静圧軸受を示す。

【００１４】前記主軸３の前部軸３ａの先端に工具ホル
ダ１０を装着するテーパ穴９が設けられており、主軸内
孔１３に前記テーパ穴９に装着される工具ホルダ１０の
プルスタット１１をクランプ、アンクランプするコレッ
トチャック１２と、このコレットチャック１２と連係し
たドローバー１５と、前記コレットチャック１２をクラ
ンプ方向に作動するためにドローバー１５を引き込む皿
ばね１４とが挿設されている。尚、コレットチャック１
２をアンクランプ方向に作動するためにドローバー１５
は図略のアンクランプ用シリンダと作動時に結合され
る。

【００１５】この第１実施例では、前部軸３ａの後端を
雄部３ｃとし、後部軸３ｂの前端を雌部３ｄとし、これ
を焼き嵌めにより雌雄結合して一体化している。この場
合雌部３ｄが外側になるので、雌部３ｄの外周にビルト
インモータ１６のロータ１６ｂを固定する座面２０を形
成し、これにロータ１６ｂを固定し、ステータ１６ａを
フロント主軸ハウジング１ａ内に固定している。

【００１６】また、前記前部軸３ａの後端の雄部３ｃと
後部軸３ｂの前端の雌部３ｄとの嵌合面にはポケット１
８が形成されており、このポケット１８に連通する油圧
導入孔１９を設け、図略の油圧供給装置から油圧をポケ
ット１８に供給し、雌雄結合を油圧力によって解除する
ようになっている。

【００１７】尚、雄部３ｃと雌部３ｄとの重なっている
部分はビルトインモータ１６の全長と同等以上になって
いるが、出力の小さいビルトインモータ１６の場合は全
長の半分程度でもよい。

【００１８】図３は本発明の第２実施例を示すものであ
る。この第２実施例は、前部軸３ａの後端を雌部３ｄと
し、また、後部軸３ｂの前端を雄部３ｃとして、これを
焼き嵌めにより雌雄結合して一体化している。この場合
は前部軸３ａの後端の雌部３ｄが外側になるので、雌部
３ｄの外周にビルトインモータ１６のロータ１６ｂを固
定する座面２０を形成し、これにロータ１６ｂを固定
し、ステータ１６ａをフロント主軸ハウジング１ａ内に
固定している。その他は第１実施例と同様の構成であ
る。

【００１９】尚、第２実施例においても雄部３ｃと雌部
３ｄとの重なっている部分はビルトインモータ１６の全
長と同等以上になっているが、出力の小さいビルトイン
モータ１６の場合は全長の半分程度でもよい。

【００２０】図４は本発明の第３実施例を示すものであ
る。この第３実施例は、前部軸３ａの後端を雌部３ｄと
し、後部軸３ｂの前端を雄部３ｃとし、これを焼き嵌め
により雌雄結合して一体化している。この場合は雄部３
ｃを長くし、雌部３ｄを短くして雄部３ｃと雌部３ｄの
重なる部分はビルトインモータ１６の取付け位置と重な
らない位置で雌雄結合した構成である。

【００２１】この場合ビルトインモータ１６のロータ１
６ｂは後部軸３ｂの前端の雄部３ｃにスリーブ１７を嵌
着し、このスリーブ１７に形成されている座面２０に固
定し、ステータ１６ａをフロント主軸ハウジング１ａ内
に固定している。その他は第１実施例と同様の構成であ
る。

【００２２】上記第１〜３実施例の何れにおいても、主
軸３は前部軸３ａと後部軸３ｂとに２つに分割されてい
るため、それぞれの主軸内孔１３は短くなり、汎用の工
作機械で高精度に加工することができる。

【００２３】また、出力により大きさが異なるビルトイ
ンモータ１６を装着する場合は、ビルトインモータ１６
の大きさに応じて後部軸３ｂを変更すればよく、その他
の構成部材は共通化、標準化することができコストの低
減が図られる。

【００２４】さらに、主軸３の一部が破損した場合は、
前部軸３ａ又は後部軸３ｂを交換すればよく、主軸全体
を交換する無駄がなくなる。

【００２５】前記前部軸３ａ又は後部軸３ｂを交換する
場合の雌雄結合を解除する時は、リヤ主軸ハウジング１
ｂ、キャップ７、リヤベアリングハウジング２、ベアリ
ング押え６及びリヤベアリング５の順に取り外し、その
後ポケット１８に油圧を供給することにより油圧力で雌
雄結合を容易に解除することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、主軸
を前後２本構造とし、これを雌雄結合により一体化する
ことにより、深孔の主軸内孔を汎用の工作機械で高精度
に加工することが可能になり、ビルトインモータの大き
さに応じて後部軸を変更すればよく、その他の構成部材
は共通化、標準化することができるためコストの低減が
得られ、主軸の一部が破損した場合でも交換範囲がすく
なくて済むので経済効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の第１実施例の断面図

【図２】第１実施例の要部拡大断面図

【図３】本発明装置の第２実施例の要部拡大断面図

【図４】本発明装置の第３実施例の要部拡大断面図

【図５】従来装置の断面図

【符号の説明】

１ａ フロント主軸ハウジング １ｂ リヤ主軸ハウジング ２ リヤベアリングハウジング ３ 主軸 ３ａ 前部軸 ３ｂ 後部軸 ３ｃ 雄部 ３ｄ 雌部 ４ａ フロントベアリング ４ｂ フロントベアリング ４ｃ フロントベアリング ５ リヤベアリング １０ 工具ホルダ １２ コレットチャック １３ 主軸内孔 １４ 皿ばね １５ ドローバー １６ ビルトインモータ １８ ポケット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸内孔に挿設された皿ばねによりドロ
   ーバーを引き込んでコレットチャックによって工具をク
   ランプする工具クランプ装置を備えた主軸を主軸ハウジ
   ング内にフロントベアリングとリヤベアリングで回転可
   能に支持し、ビルトインモータによって回転駆動する主
   軸装置において、 前記主軸を前部軸と後部軸の２つに分割し、前記フロン
   トベアリングとリヤベアリングとの間において前記前部
   軸の後端と後部軸の前端を結合して一体形成したことを
   特徴とする主軸装置。
2. 【請求項２】 前記主軸のビルトインモータが取り付け
   られる位置と重なる位置において前記主軸の前部軸と後
   部軸とを結合したことを特徴とする請求項１に記載の主
   軸装置。
3. 【請求項３】 前記主軸のビルトインモータが取り付け
   られる位置と重ならない位置において前記主軸の前部軸
   と後部軸とを結合したことを特徴とする請求項１に記載
   の主軸装置。
4. 【請求項４】 前記主軸の後端を雄部とし、前記後部軸
   の前端を雌部として結合して一体形成し、前記後部軸の
   前端の外周に前記ビルトインモータを固定したことを特
   徴とする請求項１に記載の主軸装置。