[发明专利]静压流体轴承主轴装置及包括其的机床

说明书

本发明的静压流体轴承主轴装置及包括其的机床中，静压流体轴承主轴装置包括：主轴，包括锥形部及凸缘部，锥形部包括锥形径向接受面，凸缘部包括第一推力接受面及形成于第一推力接受面的后方的第二推力接受面；第一推力轴承部，包括与第一推力接受面相向的第一推力轴承面；第二推力轴承部，包括与第二推力接受面相向的第二推力轴承面；径向轴承部与锥形径向接受面相向；旋转限制部，限制第一推力轴承部及第二推力轴承部的一者相对于另一者旋转；及壳体，包括与第一推力轴承部螺合的第一螺纹槽及与第二推力轴承部螺合的第二螺纹槽。锥形部向后方展开则第二螺纹槽螺纹间距大于第一螺纹槽，锥形部向前方展开则第一螺纹槽螺纹间距大于第二螺纹槽。

技术领域

本发明涉及一种机床，直接或利用工具对工件进行加工，所述工具通过工具固持器而安装于主轴(spindle)，特别是涉及一种静压流体轴承主轴装置，静压流体轴承通过流体而能够旋转地以非接触方式支撑主轴。

背景技术

静压流体轴承装置通过流体而以非接触方式支撑旋转的主轴。例如在专利文献1及专利文献2中，公开了支撑施加至主轴的推力(thrust)载荷及径向载荷的负载的静压流体轴承装置。

专利文献1的静压流体轴承是在旋转轴形成有凸缘部及锥形(taper)部。锥形部形成于凸缘部的两侧。推力载荷由从配置于凸缘部的两侧的推力载荷衬套(bush)供给的流体支撑着。径向载荷由从与各锥形部分别相对的径向载荷衬套供给的流体支撑着。推力载荷衬套夹着推力间隙调整衬垫(liner)而收容于壳体(housing)。径向载荷衬套夹着径向间隙调整衬垫而收容于推力载荷衬套。旋转轴收容于径向载荷衬套。凸缘部与推力载荷衬套之间的间隙的距离取决于推力间隙调整衬垫的大小。锥形部与径向载荷衬套之间的间隙的距离取决于径向间隙调整衬垫的大小。推力间隙调整衬垫及径向间隙调整衬垫是适当选择在组装装置时各自需要的大小的衬垫。

专利文献2的静压型流体轴承装置利用流体支撑着主轴的径向载荷，所述流体是从与主轴的锥形外周部相对的活动套筒(sleeve)供给。活动套筒能够在主轴的轴方向上移动。锥形外周部与活动套筒之间的间隙的距离能够通过使活动套筒移动而可变化。当主轴的径向载荷大时，为了暂时提高主轴的刚性，缩短锥形外周部与活动套筒之间的间隙的距离。当主轴的径向载荷小时，为了抑制主轴的发热，延长锥形外周部与活动套筒之间的间隙的距离。主轴的推力载荷由流体支撑着。流体是从固定于主轴的推力受压法兰(flange)的一侧的衬套及固定于另一侧的定位构件分别供给。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利实开昭62-112319号公报

[专利文献2]日本专利特开平08-028566号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

专利文献1的静压流体轴承在调整凸缘部与推力载荷衬套之间的间隙的距离、及锥形部与径向载荷衬套之间的间隙的距离时，必须对装置进行分解而更换各间隙调整衬垫。

专利文献2的静压型流体轴承装置不含调整推力受压法兰与衬套之间的间隙的距离的机构、及调整推力受压法兰与定位构件之间的间隙的距离的机构。

理想的是，静压流体轴承主轴装置能够容易地调整推力侧的间隙的距离及径向侧的间隙的距离两者。特别理想的是，静压流体轴承主轴装置在施加至主轴的负载大，并且主轴的旋转速度慢时，减小两个间隙的距离而提高刚性，当施加至主轴的负载小，并且主轴的旋转速度快时，增大两个间隙的距离而减小摩擦热。另外，静压流体轴承主轴装置是搭载于机床的加工头(head)，因此理想的是体型小并且构成简单。

因此，鉴于所述问题，本发明的目的在于提出一种静压流体轴承主轴装置，能够容易地调整推力载荷侧的间隙的距离及径向载荷侧的间隙的距离两者，体型小，并且构成简单。其它目的及本发明的优点在后续说明中描述。

[解决问题的技术手段]