JP4853419B2 - 主軸装置 - Google Patents

Description

本発明は、主軸装置に関し、より詳細には、工作機械等に用いられる高速回転可能な主軸装置に関する。

従来、工作機械等の主軸装置として、高速回転する主軸を支持するため、転がり軸受に定圧予圧を付与するモータビルトインタイプの主軸装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。図６に示すように、特許文献１に記載の主軸装置１００は、前部カバー１０１，外筒１０２，後部カバー１０３，内ハウジング１０４，スリーブハウジング１０５とからなるハウジング１０６と、ハウジング１０６の前側に配された一組のアンギュラ玉軸受１０７と、ハウジング１０６の後側に配された一組のアンギュラ玉軸受１０９を備えている。

アンギュラ玉軸受１０７及び１０９によって回転自在に支持される回転軸１１３には、ロータ１１４が固定され、外筒１０２にはステータ１１５が固定されて、ビルトインモータ１１６を構成する。回転軸１１３内には、ドローバー１１７が配置されている。また、後側のアンギュラ玉軸受１０９の外輪は軸受スリーブ１１１に内嵌固定され、前側のアンギュラ玉軸受１０７の外輪は内ハウジング１０４に内嵌固定されている。

軸受スリーブ１１１は、スリーブハウジング１０５の内径面に摺動自在に支持されている。スリーブハウジング１０５と軸受スリーブ１１１との間には、予圧ばね１１２が配置されてアンギュラ玉軸受１０７及び１０９に定圧予圧を付与する。

また、図７に示す、特許文献１の主軸装置１２０は、外輪がハウジング１２２に内嵌する一対の転がり軸受１２３と、ハウジング１２２に対して軸方向に摺動自在に嵌合する軸受スリーブ１２４と、該軸受スリーブ１２４に外輪が内嵌する一対の転がり軸受１２５と、ハウジング１２２と軸受スリーブ１２４との間に配設された予圧ばね１２６と、を備え、ビルトインモータ１２１より工具側に配置された転がり軸受１２３，１２５に定圧予圧が付与されている。また、ビルトインモータ１２１より後側には円筒ころ軸受１２７が配置されている。
特開２００４−１９５５８７号公報

ところで、図６及び図７に示される主軸装置のように、定圧予圧方式を用いる場合には、定位置予圧を用いる主軸装置に比べて、高速回転での使用が可能であるが、スピンドル剛性が低いため、さらなる改善が望まれている。特に、図７に示す主軸装置の場合には、後側に円筒ころ軸受１２７が配置されており、高速回転での使用においても改善が必要である。

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、高速回転での使用が可能であると共に、高いスピンドル剛性を有する主軸装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） ステータを有するハウジングと、
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第１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第２軸受部と、
を備えた主軸装置であって、
前記第１軸受部の軸受には定圧予圧が付与されており、前記第２軸受部の軸受には定位置予圧が付与されることを特徴とする主軸装置。
（２） 前記ハウジングに対して軸方向に摺動自在に嵌合する軸受スリーブと、
外輪が前記ハウジングに内嵌されると共に、内輪が前記回転軸に外嵌される前側転がり軸受、及び、該前側転がり軸受より反工具側で、外輪が前記軸受スリーブに内嵌されると共に、内輪が前記回転軸に外嵌される中間転がり軸受を備え、前記前側転がり軸受と前記中間転がり軸受が背面組合せされる前記第１軸受部と、
前記ハウジングと前記軸受スリーブとの間に配設され、前記前側転がり軸受と前記中間転がり軸受とに定圧予圧を付与する予圧付加機構と、
を備えることを特徴とする（１）に記載の主軸装置。
（３） 前記前側転がり軸受及び前記中間転がり軸受は、それぞれ並列に組み合された２個ずつのアンギュラ玉軸受で構成され、互いに背面組み合わせされることを特徴とする（２）に記載の主軸装置。
（４） 前記前側転がり軸受は並列に組み合された２個のアンギュラ玉軸受であり、前記中間転がり軸受は１個のアンギュラ玉軸受であり、互いに背面組み合わせされることを特徴とする（２）に記載の主軸装置。

（５） 前記ハウジングに対して軸方向に摺動自在に嵌合し、且つ、前記第２軸受部の軸受の外輪が内嵌される他の軸受スリーブ、をさらに備え、
前記ハウジングは、前記ステータが取り付けられる中間ハウジングと、前記中間ハウジングに着脱自在に締結され、前記第１軸受部が内部に配設されるフロントハウジングと、を備え、
前記ステータの内径は、前記他の軸受スリーブの外径より大きく設定されており、
前記フロントハウジング、前記回転軸、前記ロータ、前記第１軸受部、前記第２軸受部、及び、前記他の軸受スリーブを有する半組立体は、前記フロントハウジングと前記中間ハウジングとの締結を解除することで、前記中間ハウジングから前記工具側に一体に抜き取り可能であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の主軸装置。
（６） 前記軸受スリーブの外周面に、４０℃における動粘度が５０００〜３００００ｃｓｔのシリコン油が塗布されていることを特徴とする（２）〜（５）のいずれかに記載の主軸装置。
（７） 前記ハウジングに対して軸方向に摺動自在に嵌合する他の軸受スリーブ、をさらに備え、
前記第２軸受部は、前記他の軸受スリーブと外輪とのはめあい寸法が互いに異なる一対の転がり軸受を備えることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の主軸装置。

（８） 前記中間転がり軸受の外輪端面と当接して前記軸受スリーブに固定されると共に、前記フロントハウジングの反工具側端面と対向するフランジ部を有する外輪押えと、
前記フロントハウジングの反工具側端面と前記外輪押えのフランジ部との間に配置され、前記フロントハウジングに対する前記軸受スリーブの移動量を規制する調整リングと、
を備えることを特徴とする（２）〜（７）のいずれかに記載の主軸装置。
（９） 前記調整リングは、半径方向から着脱可能となるように分割されていることを特徴とする（８）に記載の主軸装置。

本発明によれば、モータビルトインタイプの主軸装置において、ロータに対して工具側で回転軸を支持する第１軸受部の軸受に定圧予圧が付与され、ロータに対して反工具側で回転軸を支持する第２軸受部の軸受に定位置予圧が付与される。これにより、定圧予圧が付与される第１軸受部に加えて、定位置予圧が付与される第２軸受部を備えることで、高速回転での使用が可能であると共に、高いスピンドル剛性を有することができる。

また、回転軸は、第１軸受部によって支持される位置の外径が、第２軸受部によって支持される位置の外径より大きくなるように形成されてもよい。これにより、第１軸受部には軸受内径の大きな軸受が使用されるので、工具側のスピンドル剛性を高くすることができ、第２軸受部には軸受内径の小さな軸受が使用されるので、定位置予圧が付与される軸受においても高速回転を許容することができる。

以下、本発明に係る主軸装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の主軸装置１は、モータビルトインタイプのものであり、ロータ３が固定され、一端で図示しない工具をクランプ可能な回転軸２と、ロータ３より工具側（以下、前側とも言う）で回転軸２を支持する第１軸受部４と、ロータ３より反工具側（以下、後側とも言う）で回転軸２を支持する第２軸受部５と、ハウジング６と、を備える。

ハウジング６は、第１軸受部４が内部に配設されるフロントハウジング７と、第２軸受部５が内部に配設されるリヤハウジング８と、フロントハウジング７及びリヤハウジング８の間に配置された中間ハウジング９と、を備え、それぞれボルト等によって着脱自在に締結されている。また、フロントハウジング７の前端部には、フロントカバー１０が配置され、リヤハウジング８の後端部には、リヤカバー１１が配置される。中間ハウジング９にはスリーブ１２を介してステータ１３が配置されており、回転軸２に固定されるロータ３はこのステータ１３に対向配置されている。

図２に示すように、第１軸受部４は、外輪６０がフロントハウジング７に内嵌されると共に内輪６１が回転軸２に外嵌される２つのアンギュラ玉軸受である前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂと、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂより反工具側で、外輪６２が軸受スリーブ１６に内嵌されると共に内輪６３が回転軸２に外嵌される２つのアンギュラ玉軸受である中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂと、を有する。２つの前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂと、２つの中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂは、背面組み合わせされている。

前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂ及び中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂの各内輪６１，６３は、複数の間座６４を介して回転軸２の段差部２ａと回転軸２に締結されるナット６５によって回転軸２に対して位置決めされている。また、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂの各外輪６０は、複数の間座６６を介してフロントハウジング７の段差部７ａとフロントハウジング７に固定されたフロントカバー１０によって、フロントハウジング７に対して位置決めされている。さらに、中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂの各外輪６２は、複数の間座６７を介して軸受スリーブ１６の段差部１６ａと軸受スリーブ１６に固定される外輪押え２０によって、軸受スリーブ１６に対して位置決めされる。

軸受スリーブ１６は、フロントハウジング７に対して軸方向に摺動自在に嵌合する。また、フロントハウジング７と軸受スリーブ１６との軸方向対向面間には、フロントハウジング７と軸受スリーブ１６を互いに離間する方向に付勢する予圧付加機構である予圧ばね１８が設けられている。従って、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂと中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂには、互いの相対的な位置が変化しても予圧ばね１８によって一定の予圧荷重が保たれる定圧予圧が付与されている。

図４に示すように、第２軸受部５は、リヤハウジング８に摺動自在に内嵌される他の軸受スリーブ２１に外輪７０が内嵌されると共に、内輪７１が回転軸２のロータ３より反工具側で外嵌され、背面組み合わせされた２つのアンギュラ玉軸受（一対の転がり軸受）２２Ａ、２２Ｂを備える。各内輪７１は、複数の間座７２を介して回転軸２の段差部２ｂと回転軸２に固定されたナット７３によって、速度センサ７４を構成する被検出部７５と共に回転軸２に位置決めされている。また、各外輪７０は、複数の間座７６を介して他の軸受スリーブ２１の段差部２１ａと他の軸受スリーブ２１に固定された他の外輪押え２３によって、他の軸受スリーブ２１に固定されている。これにより、２つのアンギュラ玉軸受２２Ａ、２２Ｂには定位置予圧が付与されている。

また、２つのアンギュラ玉軸受２２Ａ、２２Ｂの外輪７０と他の軸受スリーブ２１とのはめあい寸法は、互いに異なるように設定されている。これは、一方のはめあい隙間を通常のはめあい隙間（３〜８μｍ程度）より大きくすることで、高速回転時での外輪の熱膨張や玉の遠心力による外輪の膨張を逃がして、外輪膨張の影響を緩和する。これによって内部予圧の増加が抑制され焼付きが防止される。また、他方のはめあい隙間を３〜８μｍ程度とすることで、同軸度の悪化によるスライド不良を防止することができる。なお、図３に誇張して示すように、主軸装置１のモーメント剛性を考慮すると、アンギュラ玉軸受２２Ａの外輪７０のはめあい隙間ｇ１をアンギュラ玉軸受２２Ｂの外輪７０のはめあい隙間ｇ２より大きくすることが好ましい。

また、図１に示すように、回転軸２は、第１軸受部４によって支持される部分２ｃの外径ｄ１が、第２軸受部５によって支持される部分２ｄの外径ｄ２より大きくなるように形成されてもよい。これにより、第１軸受部４には軸受内径の大きな軸受１５Ａ，１５Ｂ，１７Ａ，１７Ｂが使用されるので、工具側のスピンドル剛性を高くすることができ、第２軸受部５には軸受内径の小さな軸受２２Ａ，２２Ｂが使用されるので、定位置予圧が付与される軸受においても高速回転を許容することができる。

回転軸２の内部には、回転軸２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３０と、ドローバー３０に外装されて、回転軸２とドローバー３０の大径部３０ａとの間に圧縮可能に配置された複数のバネ３２と、が配置される。ドローバー３０は、バネ３２の作用によって工具ホルダ３７を軸方向内方（図１において右方向）に引き込む。尚、バネ３２としては、皿バネを使用しているが、コイルバネや螺旋皿バネ等を使用してもよい。

ドローバー３０の先端には、工具ホルダ３７をクランプするコレット部３８が設けられている。また、ドローバー３０の後端には、油圧クランプ機構４０が設けられている。油圧クランプ機構４０は、第１圧力油供給口４１Ａと第２圧力油供給口４１Ｂを備えるシリンダ４２と、該シリンダ４２内で移動するピストン４３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４１Ａからシリンダ４２に供給すると、ピストン４３が図中左方向に移動してドローバー３０を工具ホルダ３７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４１Ｂに圧力油を供給すると、ピストン４３が右方向に移動して、ドローバー３０が工具ホルダ３７をクランプする。

また、本実施形態では、ステータ１３の内径Ｄは、ステータ１３より反工具側で回転軸２に取り付けられる構成部品、即ち、ロータ３の外径Ｄａ、他の軸受スリーブ２１の外径Ｄｂ、速度センサ７４を構成する被検出部７５の外径Ｄｃより大きく設定されている。従って、ボルトを取り外すことによって、第１軸受部４を備えるフロントハウジング７、回転軸２、ロータ３、第２軸受部５、及び他の軸受スリーブ２１等からなる半組立体Ｕを、中間ハウジング９から工具側に一体に抜き取ることが可能であり、メンテナンス性が大幅に向上する。

フロントハウジング７と軸受スリーブ１６との半径方向隙間、及びリヤハウジング８と他の軸受スリーブ２１との半径方向隙間は、スリーブ寸法、要求される剛性、回転軸２の回転に伴う発熱による熱膨張等を考慮して決められ、例えば、１０〜７０μｍの範囲から適宜選択して設計される。また、これら半径方向隙間には、４０℃における動粘度が５０００〜３００００ｃｓｔ（本実施形態では、１００００ｃｓｔ）の高粘度シリコン油が塗布されている。これにより、軸受スリーブ１６や他の軸受スリーブ２１が振動したとき、フロントハウジング７と軸受スリーブ１６の間、及びリヤハウジング８と他の軸受スリーブ２１の間に介在する高粘度シリコン油のせん断抵抗によって振動を効果的に減衰させることができる。

また、図２に示すように、軸受スリーブ１６の側面にボルトにて締結固定される外輪押え２０は、中間転がり軸受１７Ｂの外輪に当接すると共に、フロントハウジング７の反工具側端面と対向するフランジ部２０ａを有する。そして、フロントハウジング７の反工具側端面と外輪押え２０のフランジ部２０ａとの間には、このフランジ部２０ａに固定される調節リング１９が配置されている。調整リング１９は、調節リング１９の工具側側面１９ａと、対向するフロントハウジング７の反工具側端面７ａとの間の隙間Δ１を規定し、フロントハウジング７に対する軸受スリーブ１６の移動量を規制する。

そして、調節リング１９の工具側端面１９ａとフロントハウジング７の反工具側端面７ａとの隙間Δ１は、前側転がり軸受１５Ａ、１５Ｂの玉６８の軸方向移動許容量Δ２より小さく設定されている。

ここで、玉６８の軸方向移動許容量Δ２は、軸受１５Ａ，１５Ｂの形状によって決定される。具体的に、図５（ａ）に示す、玉径をＤａ、外輪溝半径をｒｅ、内輪溝半径をｒｉ、外輪軌道最大径をφｄｅ、内輪軌道最小径をφＤｉ、外輪６０のカウンターボア基部（外輪軌道との境界部）から外輪軌道最大径までの高さをｗとした軸受１５Ａ，１５Ｂについて、内輪６１を固定し、外輪６０を図中右側に移動すると、図５（ｂ）に示すような位置関係となる。

この図５（ｂ）に示すような位置関係から、軸方向移動許容量Δ２は、Δ２＝δ２−δ１で与えられる。ここで、δ１は、δ１＝（Ｄａ−ｒｉ）・ｓｉｎθ１で与えられ、θ１は、カウンターボア基部を通る半径方向の直線と、カウンターボア基部と内輪溝半径の曲率中心Ｏ１とを結ぶ直線との為す角度である。また、δ２は、δ２＝ｒｅ・ｓｉｎθ２で与えられ、θ２は、外輪溝半径の曲率中心Ｏ２を通る半径方向の直線と、この曲率中心Ｏ２とカウンターボア基部とを結ぶ直線との為す角度である。

圧力油を第１圧力油供給口４１Ａからシリンダ４２に供給して、ドローバー３０を工具ホルダ３７側に押し出すと（アンクランプ状態）、回転軸２は皿ばね３２のバネ力によって前方（図１において左方向）に押圧され、回転軸２に嵌合・固定されている前側転がり軸受１５Ａ、１５Ｂ及び中間転がり軸受１７Ａ、１７Ｂの内輪６１，６３も軸受スリーブ１６と共に左方向に移動する。

この時、前側転がり軸受１５Ａ、１５Ｂの内輪６１の移動量が大きくなると、玉６８が外輪６０から外れて損傷してしまうが、内輪６１の移動量は、軸受スリーブ１６に固定された調節リング１９の移動量Δ１によって、玉６８の軸方向移動許容量Δ２より小さく制限されている。これにより、前側転がり軸受１５Ａ、１５Ｂに重大な影響を及ぼすような予圧抜けが発生することはなく、回転軸２が回転しても、前側転がり軸受１５Ａ、１５Ｂに与える損傷を防止することができる。

また、調節リング１９は、一対の略半円弧状板部材であるので、図３において一点鎖線で示すように、半径方向から着脱することができる。従って、定圧予圧を付与する軸受スリーブ１６がロータ３より工具側（前側）に配置される場合であっても、半組立体Ｕを中間ハウジング９から取り外した後に、所定の厚みを有する調節リング１９を半径方向から交換することで、第１軸受部４や軸受スリーブ１６をフロントハウジング７から分解することなくギャップ調整を容易に行うことができる。

上記したように、本実施形態の主軸装置１によれば、ロータ３に対して工具側で回転軸２を支持する第１軸受部４の軸受１５Ａ，１５Ｂ，１７Ａ，１７Ｂに定圧予圧が付与され、ロータ３に対して反工具側で回転軸２を支持する第２軸受部５の軸受２２Ａ，２２Ｂに定位置予圧が付与される。これにより、定圧予圧が付与される第１軸受部４に加えて、定位置予圧が付与される第２軸受部５を備えることで、高速回転での使用が可能であると共に、高いスピンドル剛性を有することができる。よって、主軸装置１は、グリース潤滑される従来の主軸装置では困難であった、ｄｍＮ値が１８０万を超える領域、更には、２００万を超える領域でも使用することができる。また、このような主軸装置１を工作機械の主軸に用いることによって、高速、且つ高精度での機械加工が可能となる。

また、主軸装置１は、ハウジング６に対して軸方向に摺動自在に嵌合する軸受スリーブ１６と、外輪６０がハウジング６に内嵌されると共に、内輪６１が回転軸２に外嵌される前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂ、及び、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂより反工具側で、外輪６２が軸受スリーブ１６に内嵌されると共に、内輪６３が回転軸２に外嵌される中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂを備え、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂと中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂが背面組合せされる第１軸受部４と、ハウジング６と軸受スリーブ１６との間に配設され、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂと中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂとに定圧予圧を付与する予圧ばね１８と、を備える。これにより、ロータ３に対して工具側で定圧予圧が付与される第１軸受部５を構成することができる。

なお、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂ及び中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂは、サイズや種類において任意に設定することが可能である。例えば、本実施形態のように、前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂ及び中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ並列に組み合された２個ずつのアンギュラ玉軸受で構成され、互いに背面組み合わせされる場合には、アンクランプ時にスラスト力が作用した際、軸受スリーブ１６を安定してスライドさせることができ、安定した定圧予圧を付与できる。また、前側転がり軸受が並列に組み合された２個のアンギュラ玉軸受、中間転がり軸受が１個のアンギュラ玉軸受で、互いに背面組み合わせされる場合には、負荷を２個の前側転がり軸受で受けて、負荷性能を低下させることなく主軸装置１の長さを短くすることができる。

また、主軸装置１は、ハウジング６に対して軸方向に摺動自在に嵌合し、且つ、第２軸受部５の軸受２２Ａ，２２Ｂの外輪７０が内嵌される他の軸受スリーブ２１、をさらに備える。ハウジング６は、ステータ１３が取り付けられる中間ハウジング９と、中間ハウジング９に着脱自在に締結され、第１軸受部４が内部に配設されるフロントハウジング７と、を備え、ステータ１３の内径Ｄは、他の軸受スリーブ２１の外径Ｄｂより大きく設定されている。よって、フロントハウジング７、回転軸２、ロータ３、第１軸受部４、第２軸受部５、及び、他の軸受スリーブ２１を有する半組立体Ｕは、フロントハウジング７と中間ハウジング９との締結を解除することで、中間ハウジング９から工具側に一体に抜き取り可能である。

従って、半組立体Ｕがハウジング６から抜き取り可能であるので、組立性が向上すると共に、破損時に速やかに交換することができ、メンテナンス性が大幅に向上する。また、半組立体Ｕを別のハウジングを用いて予め慣らし運転を行って在庫しておけば、万一、回転軸が破損したとき、半組立体を交換することにより直ちに復旧させることができる。

また、軸受スリーブ１６の外周面に、４０℃における動粘度が５０００〜３００００ｃｓｔのシリコン油が塗布されているので、わずかな振動振幅においても、振動エネルギを効果的に吸収して優れた減衰機能を有する主軸装置が得られる。また、このような主軸装置を備える工作機械によれば、加工精度の高い加工が可能となる。

さらに、第２軸受部５は、他の軸受スリーブ２１と外輪とのはめあい寸法が互いに異なる一対の転がり軸受２２Ａ，２２Ｂを備えるので、同軸度を良好に保って安定した回転を維持しつつ、運転熱等に起因する外輪の熱膨張を吸収して焼付きを防止することができる。

加えて、主軸装置１は、中間転がり軸受１７Ｂの外輪端面と当接して軸受スリーブ１６に固定されると共に、フロントハウジング７の反工具側端面７ｂと対向するフランジ部２０ａを有する外輪押え２０と、フロントハウジング７の反工具側端面７ｂと外輪押え２０のフランジ部２０ａとの間に配置され、フロントハウジング７に対する軸受スリーブ１６の移動量を規制する調整リング１９と、を備える。これにより、アンクランプ等の際、回転軸に作用する力によって前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂの内輪６１の移動量を規制して、予圧抜けによる前側転がり軸受１５Ａ，１５Ｂの損傷を防止することができる。

また、調整リング１９は、半径方向から着脱可能となるように分割されているので、第１軸受部４や軸受スリーブ１６をフロントハウジング７から分解することなく、中間転がり軸受１７Ａ，１７Ｂの軸方向移動距離を調整する調整リング１９の交換を容易に行うことができる。

尚、本発明は、前述した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。

本発明の１実施形態である主軸装置の縦断面図である。 図１のIIで囲まれた部分の拡大図である。 図２のIII方向から見た調整リングの位置を示す図である。 図１にIVで囲まれた部分の拡大図である。 アンギュラ玉軸受の玉の軸方向移動許容量を説明するための図である。 従来の主軸装置の縦断面図である。 従来の他の主軸装置の縦断面図である。

符号の説明

１ 主軸装置
２ 回転軸
３ ロータ
４ 第１軸受部
５ 第２軸受部
６ ハウジング
７ フロントハウジング
９ 中間ハウジング
１３ ステータ
１５Ａ、１５Ｂ アンギュラ玉軸受(前側転がり軸受、第１軸受部の軸受)
１６ 軸受スリーブ
１７Ａ、１７Ｂ アンギュラ玉軸受（中間転がり軸受、第１軸受部の軸受）
１８ 予圧ばね（予圧付加機構）
１９ 調節リング
２１ 他の軸受スリーブ
２２Ａ、２２Ｂ アンギュラ玉軸受（第２軸受部の軸受）
Ｕ 半組立体

Claims (9)

1. ステータを有するハウジングと、
   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第１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第２軸受部と、
   を備えた主軸装置であって、
   前記第１軸受部の軸受には定圧予圧が付与されており、前記第２軸受部の軸受には定位置予圧が付与されることを特徴とする主軸装置。
2. 前記ハウジングに対して軸方向に摺動自在に嵌合する軸受スリーブと、
   外輪が前記ハウジングに内嵌されると共に、内輪が前記回転軸に外嵌される前側転がり軸受、及び、該前側転がり軸受より反工具側で、外輪が前記軸受スリーブに内嵌されると共に、内輪が前記回転軸に外嵌される中間転がり軸受を備え、前記前側転がり軸受と前記中間転がり軸受が背面組合せされる前記第１軸受部と、
   前記ハウジングと前記軸受スリーブとの間に配設され、前記前側転がり軸受と前記中間転がり軸受とに定圧予圧を付与する予圧付加機構と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
3. 前記前側転がり軸受及び前記中間転がり軸受は、それぞれ並列に組み合された２個ずつのアンギュラ玉軸受で構成され、互いに背面組み合わせされることを特徴とする請求項２に記載の主軸装置。
4. 前記前側転がり軸受は並列に組み合された２個のアンギュラ玉軸受であり、前記中間転がり軸受は１個のアンギュラ玉軸受であり、互いに背面組み合わせされることを特徴とする請求項２に記載の主軸装置。
5. 前記ハウジングに対して軸方向に摺動自在に嵌合し、且つ、前記第２軸受部の軸受の外輪が内嵌される他の軸受スリーブ、をさらに備え、
   前記ハウジングは、前記ステータが取り付けられる中間ハウジングと、前記中間ハウジングに着脱自在に締結され、前記第１軸受部が内部に配設されるフロントハウジングと、を備え、
   前記ステータの内径は、前記他の軸受スリーブの外径より大きく設定されており、
   前記フロントハウジング、前記回転軸、前記ロータ、前記第１軸受部、前記第２軸受部、及び、前記他の軸受スリーブを有する半組立体は、前記フロントハウジングと前記中間ハウジングとの締結を解除することで、前記中間ハウジングから前記工具側に一体に抜き取り可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の主軸装置。
6. 前記軸受スリーブの外周面に、４０℃における動粘度が５０００〜３００００ｃｓｔのシリコン油が塗布されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の主軸装置。
7. 前記ハウジングに対して軸方向に摺動自在に嵌合する他の軸受スリーブ、をさらに備え、
   前記第２軸受部は、前記他の軸受スリーブと外輪とのはめあい寸法が互いに異なる一対の転がり軸受を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の主軸装置。
8. 前記中間転がり軸受の外輪端面と当接して前記軸受スリーブに固定されると共に、前記フロントハウジングの反工具側端面と対向するフランジ部を有する外輪押えと、
   前記フロントハウジングの反工具側端面と前記外輪押えのフランジ部との間に配置され、前記フロントハウジングに対する前記軸受スリーブの移動量を規制する調整リングと、
   を備えることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の主軸装置。
9. 前記調整リングは、半径方向から着脱可能となるように分割されていることを特徴とする請求項８に記載の主軸装置。

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