專利名稱：主軸裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及主軸裝置，該主軸裝置設置于機床等，并且在內部具備供冷卻介質等冷卻用介質流通的冷卻用流路。
背景技術：
一般來說，在主軸裝置中，由于使主軸的軸承或主軸旋轉的馬達等發熱或者在加エ點產生的熱的影響而使得主軸被加熱。并且，如果使產生的熱保持原狀的話，會因主軸的熱膨脹而導致加工精度變差，或者軸承破損。因此，以往在主軸裝置中具備用于冷卻主軸的結構，例如在專利文獻I記載的主軸裝置中，在主軸裝置的內部呈螺旋槽狀地設有冷卻用流路，通過使冷卻介質等冷卻用介質在該冷卻用流路內流動，從而均勻地冷卻主軸裝置整體。專利文獻I :日本特開平6-31585號公報如專利文獻I記載的主軸裝置那樣呈螺旋槽狀地形成冷卻用流路的話，在冷卻用流路內流動的冷卻用介質的流速上升，因此，冷卻效率確實提高了。但是，在采用空氣等壓縮性流體作為冷卻用介質，或者雖然采用冷卻介質等非壓縮性流體作為冷卻用介質但冷卻用流路內并未完全地由冷卻用介質充滿(即，混有空氣等)的狀態下，在加減速時由于軸流泵的作用而產生流體壓力。因而，當該流體壓カ升高時，存在著例如在旋轉接頭部發生冷卻用介質的泄漏的問題。進而，當旋轉接頭部處的泄漏量增多，或者高的流體壓カ施加于冷卻用介質逆流的方向時，還會產生無法向主軸裝置內供給足夠的量的冷卻用介質的問題。
發明內容
因此，本發明正是鑒于上述問題而完成的，本發明提供一種即使是在加減速時也能夠可靠地供給冷卻用介質，與冷卻效果相關的可靠性高的主軸裝置。為了達成上述目的，本發明的第一方面記載了一種主軸裝置，該主軸裝置在主軸的內部沿所述主軸的軸向呈螺旋狀地形成有供冷卻用流體流通的冷卻用流路，該主軸裝置的特征在于，所述冷卻用流路包括第一螺旋狀部，所述第一螺旋狀部形成為預定的螺旋方向；以及第ニ螺旋狀部，所述第二螺旋狀部形成為，螺旋方向為與所述預定的螺旋方向相反的方向。第二方面記載的主軸裝置的特征在于，在第一方面中，所述第一螺旋狀部與所述第二螺旋狀部的導程、頭數和軸向長度是相同的。第三方面記載的主軸裝置的特征在于，在第一或第二方面中，從軸向前側觀察，所述主軸向逆時針方向加速而開始旋轉，并且所述冷卻用流路從所述主軸的軸向后端經由旋轉接頭和密封部連接于所述主軸的外部，其中，所述第一螺旋狀部與所述第二螺旋狀部連續地設置，并且將靠近所述旋轉接頭和密封部的螺旋方向形成為逆時針方向。根據本發明，冷卻用流路包括第一螺旋狀部，所述第一螺旋狀部形成為預定的螺旋方向；以及第ニ螺旋狀部，所述第二螺旋狀部形成為，螺旋方向為與預定的螺旋方向相反的方向，因此，在主軸的加減速時，能夠使施加于ー個螺旋狀部的流體壓カ的至少一部分由另ー個螺旋狀部抵消。因而，不會對冷卻用流體整體在預定方向施加大的流體壓力，因此，使得冷卻用介質不易從與主軸外連接的連接部(即，旋轉接頭和密封部等)泄漏，也不會發生供給到冷卻用流路內的冷卻用介質供給不足的情況，與冷卻效果相關的可靠性高。此外，根據本發明的第二方面，由于第一螺旋狀部與第二螺旋狀部的導程、頭數和軸向長度相同，因此，能夠使施加于ー個螺旋狀部的流體壓カ完全由另ー個螺旋狀部抵消，能夠提高對冷卻用介質的泄漏抑制、可靠地供給冷卻用介質之類的效果。另外，根據本發明的第三方面，從軸向前側觀察，主軸向逆時針方向加速而開始旋轉，并且冷卻用流路從主軸的軸向后端經由旋轉接頭和密封部連接于主軸的外部，在這樣的主軸裝置中，第一螺旋狀部與第二螺旋狀部連續地設置，并且將靠近旋轉接頭和密封部的螺旋方向形成為逆時針方向，因此，特別是在容易產生流體壓カ的旋轉開始時不易對旋轉接頭和密封部施加流體壓力，能夠更為可靠地抑制冷卻用介質從該部位泄漏。
圖I是示出主軸裝置的軸向的剖面的說明圖。標號說明I :主軸裝置；2 :殼體；4 :主軸；9a、9b:旋轉接頭；11:接頭殼體；12a、12b:密封部；13、14:輸送流路；15a、15b :螺旋槽流路；16 :排出流路。
具體實施例方式下面，基于附圖詳細地說明本發明的一個實施方式的主軸裝置。圖I是示出主軸裝置I的軸向的剖面的說明圖。另外，設圖I中的左右方向為主軸裝置I的前后方向(特別地，左側為前側)。此外，設沿主軸4的軸向從前側觀察的逆時針(逆時針轉)方向為正轉方向，順時針(順時針轉)方向為反轉方向，對于后述的右旋、左旋也以從主軸4的前側觀察的情況為基準進行說明。主軸裝置I例如設置于加工中心等的機床，并且經由多個軸承3、3···將主軸4以能夠繞C軸旋轉的方式支承于殼體2內。此外，在主軸4的外周面設置有轉子5，在殼體2的 內周面，在與轉子5對置的位置設置有定子6，通過該轉子5和定子6構成所謂內裝式馬達結構，使得主軸4能夠旋轉。另外，在主軸4的軸心部設有牽引桿8，該牽引桿8能夠沿前后方向進退，利用隨著該牽引桿8的進退動作而作用的保持機構(未圖示)，使得在主軸4的前端能夠裝配工具7。在此，對作為本發明的主要部分的、用于冷卻主軸裝置I的結構進行說明。
以覆蓋如上所述的主軸4的后部的方式設置有接頭殼體11，并且在主軸4的后端面安裝有第一旋轉接頭9a，在接頭殼體11的內表面安裝有第二旋轉接頭％，所述第二旋轉接頭％位干與第一旋轉接頭9a在軸向上隔開預定的間隔而對置的位置。此外，旋轉接頭9a、9b之間由設于第一旋轉接頭9a的密封部12a、12a和設于第二旋轉接頭9b的密封部12b、12b密封起來。并且，在將用于冷卻主軸裝置I的冷卻介質從接頭殼體11的外部送入主軸裝置I內部(特別是主軸4內部)后，再使其排出到接頭殼體11的外部。另外，冷卻介質以設于主軸裝置I的外部的另外的供給裝置作為供給源送入。并且，為了如上所述地送入/排出冷卻介質，作為供冷卻介質流通的冷卻用流路，在主軸裝置I設有輸送流路13、14、螺旋槽流路15a、15b和排出流路16、16。第一輸送流路13貫通接頭殼體11和旋轉接頭9a、9b的中心并在牽引桿8的軸部沿軸向延伸設置至前端，接頭殼體11的開ロ部與未圖示的冷卻介質供給源連接。第二輸送流路14在牽引桿8的前端沿徑向設置，該第二輸送流路14連接第一輸送流路13與后述的螺旋槽流路15a。
另ー方面，主軸4形成為由外側部件4a和圓柱狀的內側部件4b構成的雙重結構，所述外側部件4a在軸心部具有圓柱狀的收納空間并且外周面被軸承3、3…支承，所述內側部件4b內裝于外側部件4a的收納空間內，螺旋槽流路15a和螺旋槽流路15b連續地形成在該外側部件4a與內側部件4b之間。各螺旋槽流路15a、15b是通過使在內側部件4b的外周面沿徑向呈螺旋狀地突出設置的突條部之間由外側部件4a覆蓋而形成的，主軸4的前側的螺旋槽流路15a為右旋螺旋槽，該右旋螺旋槽的螺旋方向為順時針方向，另ー方面，主軸4的后側的螺旋槽流路15b為左旋螺旋槽，該左旋螺旋槽的螺旋方向為逆時針方向(即，突條部的螺旋方向在內側部件4b的前部和后部成為相反方向)。此外，螺旋槽流路15a與螺旋槽流路15b的導程(突條部的軸向的間隔)、頭數以及軸向長度相同。另外，排出流路16、16以自與螺旋槽流路15b的后端開ロ對應的位置起貫通旋轉接頭9a、9b和接頭殼體11的方式與軸向平行地延伸設置。根據具有上述冷卻用流路的主軸裝置I，冷卻介質首先經第一輸送流路13在牽引桿8的內部被輸送至主軸4的前端附近，然后，經第二輸送流路14向徑向輸送。接著，在通過螺旋槽流路15a、15b后，經排出流路16、16排出到外部。因而，當使主軸4向正轉方向加速時，雖然在左旋狀的螺旋槽流路15b朝向使冷卻介質逆流的方向產生由軸流泵作用引起的壓力，但是在右旋狀的螺旋槽流路15a朝向順流方向產生同樣由軸流泵作用引起的壓力，上述朝向逆流方向的壓カ被抵消。另ー方面，當使主軸4減速(即，對主軸4施加朝向反轉方向的加速度)時，雖然與加速時相反地在螺旋槽流路15a產生朝向使冷卻介質逆流的方向的由軸流泵作用引起的壓力，但是該壓カ也被在螺旋槽流路15b產生的壓カ抵消。即，根據主軸裝置1，在主軸4的加減速時對于螺旋槽流路15a、15b整體不會在正反的任一方受到大的流體壓カ，因此冷卻介質不易從旋轉接頭9a、9b和密封部12a、12b等泄漏，不會發生向冷卻用流路供給的冷卻介質供給不足的情況，與冷卻效果相關的可靠性高。此外，由于靠近旋轉接頭9a、9b和密封部12a、12b的螺旋槽流路15b形成為左旋狀(即，螺旋方向為逆時針方向)，因此在空氣等容易混雜到冷卻用流路內的主軸4的自停止狀態起的加速時，對螺旋槽流路15b朝向冷卻介質的逆流方向(即，旋轉接頭9a相反側)施加流體壓カ。因此，能夠更加有效地抑制冷卻介質從旋轉接頭9a、9b和密封部12a、12b等泄漏。
另外，螺旋槽流路15a和螺旋槽流路15b形成為導程、頭數和軸向長度相同，因此，在螺旋槽流路15a和螺旋槽流路15b中朝向相反方向產生的壓カ能夠完全地抵消，能夠進一步提高抑制冷卻介質泄漏和可靠地供給冷卻介質之類的效果。另外，本發明涉及的主軸裝置并不受到上述實施方式的形態的任何限定，無論是設置主軸裝置的機床的種類等、還是冷卻用流路的結構和冷卻用介質的種類等，均能夠在不脫離本發明的主g的范圍內根據需要適當變更。例如，在上述實施方式中，在主軸4的前側形成右旋狀的螺旋槽流路15a，在后側形成左旋狀的螺旋槽流路15b，不過也可以相反地形成，也可以在主軸4的前端和后端形成右旋狀的螺旋槽流路并在主軸4的中央部形成左旋狀的螺旋槽流路等，螺旋槽流路的形成右旋的位置、形成左旋的位置能夠根據主軸4的旋轉方向或在什么的狀況下容易產生由軸流泵作用引起的壓カ等而適當變更。此外，并不一定要使右旋狀的螺旋槽流路15a與左旋狀的螺旋槽流路15b的導程、頭數和軸向長度相同，各螺旋槽流路的導程、頭數和軸向長度均能夠適當設計變更。另外，冷卻用介質向冷卻用流路的供給方向也能夠適當變更，也可以與上述實施方式相反地，構成為使冷卻用介質從螺旋槽流路側送入并通過牽引桿的中心向主軸的后方排出。另外，在上述實施方式中，形成為能夠在主軸4裝配工具的主軸裝置，但對于在主軸把持エ件的主軸裝置來說，當然能夠應用上述與冷卻用流路相關的結構，對于冷卻用介質也并不受冷卻介質的任何限定。權利要求
1.一種主軸裝置，該主軸裝置在主軸的內部沿所述主軸的軸向呈螺旋狀地形成有供冷卻用流體流通的冷卻用流路， 該主軸裝置的特征在干， 所述冷卻用流路包括 第一螺旋狀部，所述第一螺旋狀部形成為預定的螺旋方向；以及第二螺旋狀部，所述第二螺旋狀部形成為，螺旋方向為與所述預定的螺旋方向相反的方向。
2.根據權利要求I所述的主軸裝置，其特征在干， 所述第一螺旋狀部與所述第二螺旋狀部的導程、頭數和軸向長度是相同的。
3.根據權利要求I或2所述的主軸裝置，其特征在干， 從軸向前側觀察，所述主軸向逆時針方向加速而開始旋轉，并且所述冷卻用流路從所述主軸的軸向后端經由旋轉接頭和密封部連接于所述主軸的外部， 所述第一螺旋狀部與所述第二螺旋狀部連續地設置，并且將靠近所述旋轉接頭和密封部的螺旋方向形成為逆時針方向。
全文摘要
本發明提供一種主軸裝置，即使是在加減速時也能夠可靠地供給冷卻用介質，并且與冷卻效果相關的可靠性高。在主軸(4)的內部設有螺旋方向為順時針方向的螺旋槽流路(15a)和螺旋方向為逆時針方向的螺旋槽流路(15b)。并且，在使主軸(4)向正轉方向加速時，雖然在左旋狀的螺旋槽流路(15b)朝向使冷卻介質逆流的方向產生由軸流泵作用引起的壓力，但是在右旋狀的螺旋槽流路(15a)朝向順流方向產生同樣由軸流泵作用引起的壓力，從而使得該壓力與上述朝向逆流的方向的壓力抵消。
文檔編號B23Q11/12GK102649165SQ20121003567
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月16日 優先權日2011年2月25日
發明者則久孝志 申請人:大隈株式會社