主轴装置制造方法及图纸

在供自由侧轴承内嵌的轴承套筒的外周面与后壳体的内周面之间形成冷却介质能流动的冷却路径。冷却路径形成于轴承套筒的外周面，是在套筒的从轴向一端侧到另一端侧之间，形成于套筒的外周面的一条或者多条螺旋槽。壳体包括：与螺旋槽的一端部连通并被供给冷却介质的供给口；以及与螺旋槽的另一端部连通并排出在冷却路径中流动的冷却介质的排出口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及主轴装置，更详细而言，涉及机床主轴、高速马达、离心分离机、或者涡轮冷冻机等高速旋转的旋转机械的主轴装置。
技术介绍
机床主轴的高速化得到显著发展，作为用于使主轴能够高速化的润滑方法，采用油气润滑、油雾润滑。另外，作为其他润滑方法，从环境保护的观点而言，对润滑油不排出到外部的润滑脂润滑也再次有了新认识，采用的滚动轴承使用了高速旋转下耐烧伤性优良的轻量的陶瓷滚动体(例如氮化硅等)。另外，作为高速旋转主轴的驱动方法，与齿轮驱动、带驱动、或者基于联轴器的直接连结驱动相比，在主轴内内置了马达的所谓内置马达主轴要更多。在这样的构成的高速主轴中，除了来自支承主轴的滚动轴承的发热以外，来自内置的马达(定子和转子)的发热也比较大。在机床主轴的情况下，主轴的温度上升较高时，会产生热变形且加工精度下降。因此，为了抑制主轴的温度上升，使用从外部向主轴外筒即壳体流过冷却油的方法。热膨胀所导致的主轴的变形是以成为固定侧的前侧轴承为原点而在轴向产生的，因此，大多情况下对固定侧的前侧轴承和马达的定子的外周部进行冷却。例如，作为抑制来自前侧轴承的发热的以往的冷却装置100，如图18所示，在供对主轴101的前侧进行支承的一对前侧轴承102、103进行内嵌的前壳体104的外周面设置有圆周方向槽105。而且，在前壳体104的外周面与其他壳体106的内周面之间循环冷却介质来将前侧轴承102、103冷却。另外，在专利文献1中公开了如下的机床的主轴冷却装置：在配置在前侧轴承与后侧轴承之间的内圈隔圈上设置有冷却介质通路，利用从泵等压送的冷却介质来冷却内圈隔圈。另一方面，成为自由侧轴承的后侧轴承大多情况下使用与前侧轴承相比尺寸略小的轴承(例如轴承内径尺寸比固定侧轴承的尺寸小φ10～φ30mm左右)。因此，轴承的dmn值较小，相应地，温度上升变少。另外，由于后侧轴承是自由侧；以及主轴后部的热变形给加工精度带来的影响度与前侧轴承相比要小(例如假设即使旋转轴相对于非旋转元件在轴向相对膨胀，主轴后侧也会向后方滑动移动，在安装有刀的主轴前侧的变位中难以出现)等原因，在后侧轴承上大多情况下不附加构造复杂的冷却构造。现有技术文献专利文献专利文献1：日本实开平4-133555号公报
技术实现思路
本专利技术欲解决的问题顺便提及，最近的高速主轴所使用的轴承的dmn值超过100万以上、或者150万、甚至200万以上的类型在增加，相应地，后侧轴承的dmn值也会增加，发热会增大。后侧轴承的发热较大时，由于轴承的内部温度上升，润滑油粘度会下降，在滚动接触部等有可能产生油膜形成不良所导致的烧伤。因此，在图19所示的冷却装置110中，考虑在将周边构造简化的同时，将后侧轴承冷却。在该情况下，将供支承主轴101后侧的一对自由侧轴承112、113进行内嵌的套筒114内嵌于后壳体115，在该后壳体115的外周面设置圆周方向槽116。而且，使冷却介质在后壳体115的外周面与其他壳体117的内周面之间循环，将自由侧轴承112、113冷却。然而，在图19所示的构造中，由于冷却部配置从发热部(轴承112、113)在径向分离的位置，另外，在以间隙配合嵌合的套筒114与后壳体115之间的热传递效率较大低，因此具有的问题是：冷却效率较低。所以，后壳体虽然会被冷却，但无法高效地冷却套筒，后壳体与套筒之间的间隙有可能变小而产生滑动不良。因此，在前侧轴承(固定侧轴承)和后侧轴承(自由侧轴承)间会产生热膨胀所导致的支撑载荷，在轴承上会负荷过大载荷而轴承有可能损伤。或者，成为产生预压消失而产生异常噪声、异常振动的主要原因。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种主轴装置，能够高效抑制来自后侧轴承的发热所导致的温度上升，延长后侧轴承的寿命，即延长主轴装置的寿命，并且提高加工精度。用于解决问题的方案本专利技术的上述目的由下述的构成实现。(1)一种主轴装置，具有：壳体；旋转轴，其相对于该壳体相对旋转自如；固定侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的一端侧，外圈固定于所述壳体；套筒，其在所述旋转轴的另一端侧配置在所述壳体内，能在所述旋转轴的轴向移动；以及自由侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的另一端侧，外圈内嵌于所述套筒，所述主轴装置的特征在于，在互相对置的所述套筒的外周面与所述壳体的内周面之间形成有冷却介质能流动的冷却路径，所述冷却路径是一条螺旋状的螺旋槽，在所述套筒的从轴向一端侧到另一端侧之间，形成于该套筒的外周面，所述壳体包括：供给口，其与所述螺旋槽的一端部连通并供给所述冷却介质；以及排出口，其与所述螺旋槽的另一端部连通并排出在所述冷却路径中流动的所述冷却介质。(2)一种主轴装置，具有：壳体；旋转轴，其相对于该壳体相对旋转自如；固定侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的一端侧，外圈固定于所述壳体；套筒，其在所述旋转轴的另一端侧配置在所述壳体内，能在所述旋转轴的轴向移动；以及自由侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的另一端侧，外圈内嵌于所述套筒，所述主轴装置的特征在于，在互相对置的所述套筒的外周面与所述壳体的内周面之间形成有冷却介质能流动的冷却路径，所述冷却路径是多条螺旋槽，在所述套筒的从轴向一端侧到另一端侧之间，形成于该套筒的外周面，所述壳体包括：多个供给口，其与所述多条螺旋槽的各一端部连通并供给所述冷却介质；以及多个排出口，其与所述多条螺旋槽的各另一端部连通并排出在螺旋槽中流动的所述冷却介质。(3)如(2)所述的主轴装置，其特征在于，所述一端部的所述多条螺旋槽在所述套筒的外周面的周向上以互为45°以内的相位差配置，所述另一端部的所述多条螺旋槽在所述套筒的外周面的周向上也以互为45度以内的相位差配置。(4)如(1)至(3)的任一项所述的主轴装置，其特征在于，在所述冷却路径的所述轴向两侧配设有环状的弹性部件，所述弹性部件将所述套筒的外周面与所述壳体的内周面之间液密地封闭。(5)如(1)至(4)的任一项所述的主轴装置，其特征在于，在所述套筒的与所述壳体的内周面对面的外周面的两端缘部、或者所述壳体的内周面的两端缘部形成有倒角部。(6)如(1)～(5)的任一项所述的主轴装置，其特征在于，所述螺旋槽的侧壁面相对于与所述轴向正交的方向倾斜地形成。(7)如(1)至(6)的任一项所述的主轴装置，其特征在于，所述螺旋槽的所述一端部与所述另一端部在所述套筒的外周面的周向使相位相差180°地配置。专利技术效果根据本专利技术的主轴装置，在互相对置的套筒的外周面与壳体的内周面之间形成冷却介质能流动的冷却路径。冷却路径具有形成于套筒的外周面的一条螺旋状的螺旋槽，在套筒的从轴向一端侧到另一端侧之间形成于套筒的外周面。壳体包括：与螺旋槽的一端部连通并被供给冷却介质的供给口；以及与螺旋槽的另一端部连通并排出在冷却路径中流动的冷却介质的排出口。由此，能直接冷却内嵌有轴承的套筒，能够以高效率冷却自由侧轴承。另外，由于轴承的内部温度下降，从而难以产生旋转中的滚动接触部、保持架引导面等处的粘度下降所导致的润滑油膜断裂，防止润滑不良所导致的寿命下降、轴承的烧伤。另外，由于同时冷却壳体与套筒这两个部件，因此，两个部件的径向收缩量均匀，滑动部的间隙(壳体与套筒的间隙)不会堵塞，能够防止间隙不足所导致的滑动不良的产生。并且，冷却介质在螺旋槽内的流动变得顺畅，通过将整个套筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主轴装置，具有：壳体；旋转轴，其相对于该壳体相对旋转自如；固定侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的一端侧，外圈固定于所述壳体；套筒，其在所述旋转轴的另一端侧配置在所述壳体内，能在所述旋转轴的轴向移动；以及自由侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的另一端侧，外圈内嵌于所述套筒，所述主轴装置的特征在于，在互相对置的所述套筒的外周面与所述壳体的内周面之间形成有冷却介质能流动的冷却路径，所述冷却路径是一条螺旋状的螺旋槽，在所述套筒的从轴向一端侧到另一端侧之间，形成于该套筒的外周面，所述壳体包括：供给口，其与所述螺旋槽的一端部连通并供给所述冷却介质；以及排出口，其与所述螺旋槽的另一端部连通并排出在所述冷却路径中流动的所述冷却介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.28 JP 2014-039263;2014.02.28 JP 2014-039261.一种主轴装置，具有：壳体；旋转轴，其相对于该壳体相对旋转自如；固定侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的一端侧，外圈固定于所述壳体；套筒，其在所述旋转轴的另一端侧配置在所述壳体内，能在所述旋转轴的轴向移动；以及自由侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的另一端侧，外圈内嵌于所述套筒，所述主轴装置的特征在于，在互相对置的所述套筒的外周面与所述壳体的内周面之间形成有冷却介质能流动的冷却路径，所述冷却路径是一条螺旋状的螺旋槽，在所述套筒的从轴向一端侧到另一端侧之间，形成于该套筒的外周面，所述壳体包括：供给口，其与所述螺旋槽的一端部连通并供给所述冷却介质；以及排出口，其与所述螺旋槽的另一端部连通并排出在所述冷却路径中流动的所述冷却介质。2.一种主轴装置，具有：壳体；旋转轴，其相对于该壳体相对旋转自如；固定侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的一端侧，外圈固定于所述壳体；套筒，其在所述旋转轴的另一端侧配置在所述壳体内，能在所述旋转轴的轴向移动；以及自由侧轴承，其内圈外嵌于所述旋转轴的另一端侧，外圈内嵌于所述套筒，所述主轴装置的特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小栗翔一郎，胜野美昭，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP