專利名稱：主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備在一端具有保持刀具的機(jī)構(gòu)的主軸，和能夠旋轉(zhuǎn)自如地支持該主軸的氣體軸承機(jī)構(gòu)的主軸裝置。
背景技術(shù)：
圖5是表示歷來的印刷基板開孔機(jī)中的主軸裝置的剖視圖。在該圖中，在收容于殼體10內(nèi)的主軸1的前端部(圖的下端部)上，形成陰錐面1t。也就是說，主軸1有沿著軸向所形成的盲孔7，在該盲孔7的底面的中心部分上形成貫通軸向的貫通孔。而且，該貫通孔的內(nèi)表面成為在前端側(cè)(圖的下側(cè))擴(kuò)徑的上述錐面1t。此外，在有縫夾套2的外周上，形成具有與錐面1t同一角度的陽錐面2t。在有縫夾套2的中心部分上，沿著軸向延伸地貫通設(shè)置使鉆頭(刀具)3接合的孔4。有縫夾套2具有從錐面2t到孔4地，且在圓周方向上成為等角度間隔地形成的多個(gè)切口槽(未畫出)。
此外，在主軸1的內(nèi)周側(cè)，在有縫夾套2的后端側(cè)(圖的上側(cè))，經(jīng)由導(dǎo)向套6支持著桿5。桿5以配合于導(dǎo)向套6的中心孔的形態(tài)固定、支持著。在主軸1的內(nèi)表面上所形成的盲孔7的底面7a與導(dǎo)向套6之間，壓縮設(shè)置著把有縫夾套2向圖的上方加載的碟形彈簧8。而且，通過錐面2t與錐面1t緊密接觸，有縫夾套2向內(nèi)徑方向彈性變形而閉合，靠孔4內(nèi)表面與鉆頭3表面之間的摩擦力強(qiáng)固地保持鉆頭3。
主軸1包括從前端側(cè)(圖的下側(cè))附近向外周方向突出地整體形成的法蘭1f，和把連接于軸向中央部處的外周面且梯子狀的銅材以把其兩端連接的形態(tài)以環(huán)狀形成的轉(zhuǎn)子9。
在殼體10中，形成能夠滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)自如地配合主軸1的孔11。在該孔11的軸向中央部向外徑方向鼓出地形成收容部11b，在與該收容部11b中的轉(zhuǎn)子9對(duì)向的位置上配置著線圈(定子)12。線圈12連接于未畫出的逆變器電源。
在面對(duì)殼體10中的孔11的部分上，向徑向地，且在軸線O方向上留出規(guī)定的間隔地設(shè)有小孔節(jié)流型軸頸空氣軸承中所包含的多個(gè)供氣孔13(氣體噴出孔)。供氣孔13噴出氣體(這里是壓縮空氣)的方向是與軸線O垂直的方向，在圖示的場(chǎng)合，在線圈12的上下分別各配置兩列。以下，把具備配置于線圈12的下側(cè)的供氣孔13群的軸頸空氣軸承稱為空氣軸承A，把具備配置于線圈12的上側(cè)的供氣孔13群的軸頸空氣軸承稱為空氣軸承B。供氣孔13分別連接于第1供給口14。
在孔11的前端側(cè)(圖的下側(cè))，設(shè)有旋轉(zhuǎn)自如地收容主軸1的前端側(cè)的軸收容部11c，和能夠把法蘭1f收容于該軸收容部11c地所形成的環(huán)狀凹部11d。在與該環(huán)狀凹部11d中的法蘭1f對(duì)向的上下兩面上，在圓周方向上形成多個(gè)供氣孔15。這些多個(gè)供氣孔15供氣方向分別向軸線O方向，且以連接于第2供氣口16的形態(tài)具備推力空氣軸承C。
推桿20的一端(圖的上端)固定于二聯(lián)的活塞22。二聯(lián)的活塞22配置于構(gòu)成配置于殼體10的上部的氣缸部的二聯(lián)的腔室11a內(nèi)。在殼體10上所形成的第3和第4供給口23、24分別連通于腔室11a。彈簧25在因某種原因而阻斷供給到供給口24的壓縮空氣的場(chǎng)合，預(yù)防活塞22落下而推桿20接觸于桿5。
接下來，說明具有上述構(gòu)成的歷來的主軸裝置的動(dòng)作。從供給口23供給壓縮空氣，使活塞22下降。于是，隨著活塞22的下降推桿20向圖的下方移動(dòng)而推動(dòng)桿5，克服碟形彈簧8的加載力使有縫夾套2向圖的下方移動(dòng)。
借此，有縫夾套2的錐面2t一離開錐面1t，則由于有縫夾套2的向內(nèi)徑方向作用的力消失而有縫夾套2打開，所以在該狀態(tài)下可以從有縫夾套2取出鉆頭3。接著，把另一個(gè)鉆頭3插入有縫夾套2后，停止對(duì)供給口23的壓縮空氣的供給并且把壓縮空氣供給到供給口24，使活塞22上升。隨該推桿20一向圖的上方移動(dòng)，碟形彈簧8的加載力就使錐面2t壓接錐面1t而有縫夾套2閉合，借該鉆頭3強(qiáng)力地保持于主軸1。
接著，把壓縮空氣供給到供給口14、16。于是，主軸1靠空氣軸承A、B的功能，使其軸線與孔11的軸線一致地徑向支持，并且靠推力空氣軸承C的功能在軸線O方向支持。在該狀態(tài)下，如果向線圈12供給電流，則靠線圈12中發(fā)生的磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子9中發(fā)生旋轉(zhuǎn)扭矩，主軸1旋轉(zhuǎn)。
接著，靠未畫出的機(jī)構(gòu)使殼體10沿軸線O方向移動(dòng)，靠鉆頭3加工工件。
近年來，0.1mm以下的極小直徑的開孔加工的需要增大了。為了高效地加工極小直徑的孔，提高主軸的轉(zhuǎn)速是有效的。而且，在使采用空氣軸承的主軸高速旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，存在著盡可能提高主軸的固有頻率，避免主軸上發(fā)生過大的振動(dòng)等空氣軸承特有的不穩(wěn)定現(xiàn)象的必要。
為了提高主軸的固有頻率，減輕主軸重量是有效的，在該場(chǎng)合，可以考慮減小外徑尺寸的方法，和縮短全長(zhǎng)的方法兩種方法。
但是，如果減少主軸的外徑尺寸，則因?yàn)橛每諝廨S承支持主軸之際的軸承剛性(軸承強(qiáng)度)降低，故存在著使主軸高速旋轉(zhuǎn)之際發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)。此外，為了縮短主軸的全長(zhǎng)，雖然縮短構(gòu)成空氣軸承A、B的供氣孔13的列間的距離，或者僅配置空氣軸承A、B某一方成為必要，但是無論在哪一種場(chǎng)合，都因?yàn)榭諝廨S承引起的上述軸承剛性降低，故存在著使主軸高速旋轉(zhuǎn)之際發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種既是可以使主軸高速旋轉(zhuǎn)提高作業(yè)能力者，又不降低空氣軸承的軸承剛性地構(gòu)成，從而解決上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題的主軸裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明在具備在一端有刀具保持機(jī)構(gòu)的主軸，和旋轉(zhuǎn)自如地對(duì)殼體構(gòu)件支持該主軸的氣體軸承機(jī)構(gòu)的主軸裝置中，其特征在于，
在前述主軸上，沿著軸向從前述一端到另一端形成中空部，在前述殼體構(gòu)件上，具備至少對(duì)前述主軸的徑向整體地支持，沿前述主軸的軸向延伸地插過前述中空部的導(dǎo)向桿構(gòu)件，前述氣體軸承機(jī)構(gòu)在前述導(dǎo)向桿構(gòu)件的外周面上形成并具有向此外周面與前述主軸的內(nèi)周面之間的空隙噴出氣體的氣體噴出孔，靠從該氣體噴出孔噴出的氣體把前述主軸用其內(nèi)周面支持。
如果用本發(fā)明，則可以靠具備氣體噴出孔的軸頸空氣軸承在徑向可靠地支持主軸，簡(jiǎn)化空氣軸承結(jié)構(gòu)使主軸全長(zhǎng)比歷來要短且使之減輕重量，可以提高主軸的固有頻率。因而，沒有降低空氣軸承的軸承剛性而可以既穩(wěn)定地支持主軸又使之高速旋轉(zhuǎn)，提高作業(yè)能力。此外，隨此，可以謀求裝置的小型化。
在該場(chǎng)合，如果前述導(dǎo)向桿構(gòu)件整體固定于前述殼體構(gòu)件，則更加有效。
此外，如果前述導(dǎo)向桿構(gòu)件構(gòu)成為兼作對(duì)前述主軸的軸向移動(dòng)自如地支持于前述殼體構(gòu)件而能夠使前述刀具保持機(jī)構(gòu)動(dòng)作的推桿，則更加有效。
此外，也可以構(gòu)成為還具備具有在前述殼體構(gòu)件的內(nèi)周面上所形成向該內(nèi)周面與前述主軸的外周面之間的空隙噴出氣體的氣體噴出孔，靠從該氣體噴出孔噴出的氣體把前述主軸用其外周面支持的氣體軸承機(jī)構(gòu)。
此外，也可以構(gòu)成為還具備在前述殼體構(gòu)件上形成對(duì)前述主軸的徑向環(huán)狀地?cái)U(kuò)大的環(huán)狀凹部，在前述主軸上形成收容于前述環(huán)狀凹部地，對(duì)該主軸的徑向環(huán)狀地突出的環(huán)狀突部，有在前述環(huán)狀凹部的兩個(gè)側(cè)面上所形成并向與前述環(huán)狀突部的兩個(gè)側(cè)面的空隙噴出氣體的氣體噴出孔，靠從該氣體噴出孔噴出的氣體在軸向上支持前述主軸的氣體軸承機(jī)構(gòu)。
如果用本發(fā)明，則由于有配置于對(duì)殼體構(gòu)件中的至少主軸的徑向整體地支持的導(dǎo)向桿構(gòu)件的外周面的氣體噴出孔(供氣孔)的軸頸氣體軸承在徑向上可靠地支持主軸，所以沒有必要設(shè)置歷來的主軸裝置中具備的那種空氣軸承B(參照?qǐng)D5)。結(jié)果，由于主軸的全長(zhǎng)比歷來縮短相當(dāng)于省掉空氣軸承B的長(zhǎng)度的量，可以減輕主軸重量，所以主軸的固有頻率提高。因而，不會(huì)降低靠空氣軸承來支持主軸之際的軸承剛性，可以在穩(wěn)定地支持主軸的狀態(tài)下使之高速旋轉(zhuǎn)。此外，雖然在上述軸頸氣體軸承的軸承剛性足夠大的場(chǎng)合，省略歷來的主軸裝置中具備的那種空氣軸承A(參照?qǐng)D5)的構(gòu)成也成為可能，但是在該場(chǎng)合，與僅省略空氣軸承B的構(gòu)成相比進(jìn)一步縮短主軸的全長(zhǎng)，可以進(jìn)一步減輕主軸的重量。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖。
圖5是歷來的主軸裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，基于圖示的實(shí)施方案來說明本發(fā)明。
(第1實(shí)施方案)圖1是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖，對(duì)具有與圖5同一構(gòu)成的要素，具有同一功能的要素(構(gòu)成部分)，和雖然形狀稍有不同但是具有同樣的功能的要素(構(gòu)成部分)賦予同一標(biāo)號(hào)而省略其說明。
本實(shí)施方案中的主軸裝置，在殼體10內(nèi)具備一端(圖1的下側(cè))上有有縫夾套(刀具保持機(jī)構(gòu))2的主軸1，和能夠?qū)υ摎んw(殼體構(gòu)件)10旋轉(zhuǎn)自如地支持該主軸1的氣體軸承機(jī)構(gòu)。
殼體10具備沿著軸向(圖1的上下方向)的孔11。該孔11具備收容二聯(lián)的活塞22的二聯(lián)的腔室11a，收容線圈12的線圈收容部11b，旋轉(zhuǎn)自如地收容主軸1的前端部分的軸收容部11c，以及能夠旋轉(zhuǎn)自如地收容主軸1的法蘭1f地對(duì)主軸1的徑向環(huán)狀地?cái)U(kuò)大的環(huán)狀凹部11d。在殼體10的內(nèi)方處的腔室11a與線圈收容部11b之間，形成在推力方向支撐中央導(dǎo)桿(導(dǎo)向桿構(gòu)件)30的法蘭部30b的臺(tái)階部10a。再者，上述軸收容部11c構(gòu)成主軸1的外周面與殼體10的內(nèi)周面之間的空隙。
殼體10還具備在線圈收容部11b的外周側(cè)的不同位置上所形成的連通路37a、38a。連通路37a連通于貫通穿設(shè)于殼體10外周面的第1供給口14，并且經(jīng)由連通路37b連通于設(shè)在線圈12的下側(cè)的供氣孔13。連通路38a連通于貫通穿設(shè)于殼體10外周面的第2供給口16，并且經(jīng)由連通路38b連通于供氣孔15。
配置于線圈12的下側(cè)的供氣孔13群在作為軸頸氣體軸承的空氣軸承A中所具備。也就是說，該空氣軸承A有在臨及殼體10的軸收容部11c的內(nèi)周面形成并向該內(nèi)周面與主軸1的外周面之間的空隙(軸收容部11c)噴出氣體的供氣孔13，構(gòu)成靠從該供氣孔13噴出的氣體把主軸1用其外周面支持的氣體軸承機(jī)構(gòu)。此外供氣孔15群在推力氣體軸承C中所具備。本實(shí)施方案的主軸裝置不具備圖5中說明的歷來的主軸裝置中的，由配置于線圈12的上側(cè)的供氣孔13群所構(gòu)成的空氣軸承B。
主軸1具備沿著軸向(軸線O)從前述一端(圖1的下側(cè))到另一端(圖1的上側(cè))地形成的盲孔(中空部)7。主軸裝置具備沿著主軸1的軸向插過盲孔的中央導(dǎo)桿30。能夠旋轉(zhuǎn)自如地支持主軸1的前述氣體軸承機(jī)構(gòu)，具備在該中央導(dǎo)桿30的外周面上所形成并向此外周面與主軸1的內(nèi)周面之間的空隙噴出氣體的供氣孔(氣體噴出孔)33，靠從該供氣孔33噴出的氣體把主軸1用其內(nèi)周面支持。
中央導(dǎo)桿30具備沿著軸向形成后述的中空狀的腔室32的軸部30a，和在該軸部30a的后端側(cè)(圖的上側(cè))整體地形成的前述法蘭部30b。中央導(dǎo)桿30，其軸線與軸線O一致地把軸部30a的前端(圖的下側(cè))留有間隙地配合于盲孔7，并且以把法蘭部30b支撐于臺(tái)階部10a的形態(tài)整體地固定于殼體10。也就是說，中央導(dǎo)桿30對(duì)主軸1的徑向和軸向整體地支持于殼體10，確保將用后述的軸頸空氣軸承D支持的主軸1的基準(zhǔn)位置。在中央導(dǎo)桿30的兩端部分別形成沿軸向貫通中心部而使推桿20滑動(dòng)自如地配合的孔31。此外在軸部30a處的孔31與31之間布置直徑大于該孔31的前述腔室32。
在對(duì)著有盲孔7的主軸1的內(nèi)周面的中央導(dǎo)桿30的外周面上，沿軸線O方向配置多列(圖示的場(chǎng)合3列)小孔節(jié)流型的軸頸空氣軸承(氣體軸承機(jī)構(gòu))D中所具備的供氣孔33，而且在每列中，多個(gè)供氣孔33沿圓周方向配置。也就是說，在中央導(dǎo)桿30的軸部30a的外周面上貫通穿設(shè)多個(gè)上述供氣孔33以便連通于腔室32，這些供氣孔33在軸部30a的軸向上大致等間隔地每多個(gè)成群設(shè)置。而且，在該供氣孔群的各個(gè)中，供氣孔33在軸部30a的圓周方向上成為等角度間隔地配置著。上述軸頸空氣軸承D的軸承剛性為圖5中所示的空氣軸承B的軸承剛性的同等以上。
上述推桿20具備小直徑部20a，大直徑部20b，該大直徑部20b的下部上所具備的法蘭部20c，該大直徑部20b的上部上所具備的突出部20d，以及從總體的中間部分軸向上側(cè)所形成的連通孔34。小直徑部20a形成為與孔31大致相同直徑且小于腔室32的直徑，以便能夠在中央導(dǎo)桿30兩端的孔31、31和腔室32內(nèi)滑動(dòng)。大直徑部20b形成為大于小直徑部20a的直徑，從中央導(dǎo)桿30的法蘭部30b向上突出，嵌合于活塞22的中心孔22a。突出部20d形成為稍小于大直徑部20b的直徑，從活塞22的中心孔22a向上方突出，從殼體10的最上部的中心孔10b突出出來。連通孔34，其一方的端部經(jīng)由貫通穿設(shè)于推桿20的中間部分的孔35連通于腔室32，而且另一方的端部36連接于未畫出的壓縮空氣源。再者，圖中的標(biāo)號(hào)39是在活塞22的上面部處套在突出部20d上的環(huán)形構(gòu)件。
具有上述構(gòu)成的推桿20，在把小直徑部20a插過軸部30a的中心，并且把大直徑部20b插過活塞22的中心孔22a，且使突出部20d從殼體10的中心孔10b突出的狀態(tài)下，受到壓縮設(shè)置在法蘭部20c與法蘭部30b之間的彈簧25產(chǎn)生的向上的加載力。
接下來，說明本實(shí)施方案的動(dòng)作。也就是說，如果分別把壓縮空氣供給到供給口14、16和推桿20的連通孔34的端部36，則從端部36所供給的壓縮空氣經(jīng)由支撐于臺(tái)階部10a的法蘭部30b從固定、支持于殼體10的中央導(dǎo)桿30的供氣孔33噴出而形成軸頸空氣軸承D。借此，位于中央導(dǎo)桿30的外周側(cè)的主軸1從中心側(cè)在徑向被支持。此外，空氣軸承A與圖5中所示的歷來的場(chǎng)合同樣，從外側(cè)在徑向支持主軸1。因此，靠軸頸空氣軸承D和空氣軸承A，主軸1旋轉(zhuǎn)的軸線與軸線O一致地在徑向良好地被支持。此外，推力空氣軸承C與歷來的場(chǎng)合同樣，在軸線O方向上支持主軸1。
在該狀態(tài)下，向線圈12供給電流，使主軸1旋轉(zhuǎn)。而且，靠未畫出的機(jī)構(gòu)使殼體10在軸線O方向(圖的上下方向)上移動(dòng)，靠鉆頭3加工工件(未畫出)。
像以上說明的這樣，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案中，由于由配置于中央導(dǎo)桿30的外周面上的供氣孔33所構(gòu)成的軸頸空氣軸承D可以在主軸1的內(nèi)側(cè)在徑向上可靠而穩(wěn)定地支持該主軸1，所以沒有必要設(shè)置歷來的主軸裝置中所具備的那種空氣軸承B(參照?qǐng)D5)。因而，可以把主軸1的全長(zhǎng)比歷來縮短相當(dāng)于省掉空氣軸承B的長(zhǎng)度的量，通過減輕主軸1的重量(減小質(zhì)量)可以提高固有頻率。因此，不會(huì)降低用空氣軸承支持主軸1之際的軸承剛性，可以以穩(wěn)定地支持主軸1的狀態(tài)使之高速旋轉(zhuǎn)。此外，由于即使與歷來結(jié)構(gòu)的主軸相比把最高轉(zhuǎn)速設(shè)定得高些也不發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以可以提高加工能力。
此外由于在本實(shí)施方案中，有在殼體10的內(nèi)周面上所形成向該內(nèi)周面與主軸1的外周面之間的空隙噴出氣體的供氣孔(氣體噴出孔)13，具備靠從該供氣孔13噴出的氣體把主軸1用其外周面支持的空氣軸承(氣體軸承機(jī)構(gòu))A，所以除了上述軸頸空氣軸承D外，靠空氣軸承D可以更加穩(wěn)定地支持主軸1。
此外在本實(shí)施方案中，在殼體10上，設(shè)有能夠收容法蘭(環(huán)狀突部)1f的環(huán)狀凹部11d。進(jìn)而在主軸1上，對(duì)該主軸1的徑向環(huán)狀地突出地形成上述法蘭1f，以便收容于上述環(huán)狀凹部11d。而且，有在上述環(huán)狀凹部11d的兩側(cè)面上所形成向與法蘭1f的兩側(cè)面的空隙噴出氣體的供氣孔(氣體噴出孔)15，設(shè)有靠從該供氣孔15噴出的氣體在軸向上支持主軸1的推力空氣軸承(氣體軸承機(jī)構(gòu))C。因此，可以靠推力空氣軸承C在軸線O方向上穩(wěn)定地支持如上所述靠軸頸空氣軸承D、空氣軸承A在徑向上穩(wěn)定地支持的主軸1。
(第2實(shí)施方案)接下來，按圖2就根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方案進(jìn)行說明。該圖是根據(jù)本實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖。由于本實(shí)施方案，與圖1中所示的前一實(shí)施方案相比，僅中央導(dǎo)桿30與推桿20整體地構(gòu)成這一點(diǎn)不同，其他部分大致相同，所以，對(duì)具有與圖1、圖5同一構(gòu)成的要素，具有同一功能的要素(構(gòu)成部分)，和雖然形狀稍有不同但是具有同樣的功能的要素(構(gòu)成部分)賦予同一標(biāo)號(hào)而省略其說明。
也就是說，在殼體10的內(nèi)方處的腔室11a與線圈收容部11b之間具備以配合圓筒狀的導(dǎo)向構(gòu)件40的狀態(tài)固定的小直徑部10d，和在該小直徑部10d的下部側(cè)所形成的臺(tái)階部10c。導(dǎo)向構(gòu)件40具有與本實(shí)施方案的中央導(dǎo)桿30的外徑大致相同的內(nèi)徑，以靠臺(tái)階部10c支撐而固定于小直徑部10d內(nèi)(也就是固定于殼體10內(nèi))的形態(tài)，將滑動(dòng)自如地插入的上述中央導(dǎo)桿30沿軸線O方向(圖2的上下方向)導(dǎo)向。
在本實(shí)施方案中的上述中央導(dǎo)桿30具備與圖1中的中央導(dǎo)桿30的軸部30a大致同一外徑的軸部30c，在該軸部30c的上部形成的，具有與圖1中所示的推桿20的大直徑部20b大致同一外徑的插過部30d，設(shè)在這些軸部30c與插過部30d之間的法蘭部30e，以及從活塞22的中心孔22a向上突出并從殼體10的中心孔10b突出的，直徑稍小于插過部30d的突出部30f。而且，中央導(dǎo)桿30以夾在法蘭部30e與環(huán)形構(gòu)件39間的形態(tài)限制與活塞22的相對(duì)移動(dòng)，實(shí)質(zhì)上固定于該活塞22。
這種中央導(dǎo)桿30，具備在中心部沿著軸心方向延伸地形成的腔室32，在軸線O方向上配置多列(圖示的場(chǎng)合3列)構(gòu)成軸頸空氣軸承D的供氣孔33，以及向下部側(cè)突出而推壓桿5和導(dǎo)向套6的推壓突起30g。上述供氣孔33在軸線O方向上所配置的每列中，在中央導(dǎo)桿30的圓周方向上設(shè)置多個(gè)以便成為等角度間隔。
像以上所示這樣，雖然本實(shí)施方案中的中央導(dǎo)桿30兼有上述第1實(shí)施方案中的推桿20的功能，但是因?yàn)槿缟纤銎渌糠值臉?gòu)成，和本實(shí)施方案中的動(dòng)作與上述第1實(shí)施方案實(shí)質(zhì)上是相同的，故省略重復(fù)的說明。
如果用這種本實(shí)施方案，則可以得到與上述第1實(shí)施方案大致同樣的效果，并且在中央導(dǎo)桿30上具有推桿20的功能，借此與上述第1實(shí)施方案相比還可以得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)的效果。
(第3實(shí)施方案)圖3是根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖，對(duì)具有與圖1、圖5同一構(gòu)成的要素，具有同一功能的要素(構(gòu)成部分)，和雖然形狀稍有不同但是具有同樣的功能的要素(構(gòu)成部分)賦予同一標(biāo)號(hào)而省略其說明。
本實(shí)施方案中的主軸裝置，與圖1中所示的主軸裝置不同之處在于不設(shè)置空氣軸承A這一點(diǎn)，在主軸1前端的有縫夾套(刀具保持部)2的相反側(cè)(圖3的上側(cè))配置法蘭1f這一點(diǎn)，以及制成由一個(gè)(一聯(lián))來構(gòu)成活塞22的活塞22A這一點(diǎn)。隨此，圖1中設(shè)在下方的供氣孔(氣體噴出孔)15設(shè)置于殼體10的中央部分處的對(duì)著法蘭1f的部位。
在軸頸氣體軸承D的軸承剛性足夠大的場(chǎng)合，如圖3中所示，由于沒有必要設(shè)置圖1的主軸裝置中所具備的空氣軸承A，所以與圖1的場(chǎng)合相比可以進(jìn)一步縮短主軸1的全長(zhǎng)，減輕重量。
此外，由于通過在主軸1前端的有縫夾套2的相反側(cè)配置法蘭1f，可以使主軸1的重心位于軸線O方向的中央附近，所以在使主軸1高速旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，可以更加有效地防止主軸1的軸線傾斜的現(xiàn)象。進(jìn)而，由于作為一個(gè)活塞22A構(gòu)成活塞，所以使構(gòu)成簡(jiǎn)單，可以更加減輕主軸裝置重量。
雖然像以上這樣，本實(shí)施方案中的主軸裝置，與圖1中所示的主軸裝置有多個(gè)不同之處，但是因?yàn)槿缟纤銎渌糠值臉?gòu)成，和本實(shí)施方案中的動(dòng)作，與上述第1實(shí)施方案實(shí)質(zhì)上是相同的，故省略重復(fù)的說明。
(第4實(shí)施方案)圖4是根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方案的主軸裝置的剖視圖，對(duì)具有與圖1、圖5同一構(gòu)成的要素，具有同一功能的要素(構(gòu)成部分)，和雖然形狀稍有不同但是具有同樣的功能的要素(構(gòu)成部分)賦予同一標(biāo)號(hào)而省略其說明。
本實(shí)施方案中的主軸裝置，與圖1中所示的主軸裝置的不同之處在于，不設(shè)置空氣軸承A這一點(diǎn)，把法蘭1f配置于主軸1前端的有縫夾套(刀具保持部)2的相反側(cè)(圖4的上側(cè))這一點(diǎn)，以及，用利用離心力的卡頭(centrifugal chuck)作為刀具保持裝置這一點(diǎn)。
在利用離心力的上述卡頭(例如參照美國(guó)專利第5 997 223號(hào))中，在保持刀具的保持構(gòu)件的刀具保持力中，利用主軸旋轉(zhuǎn)引起的加在前述保持構(gòu)件上的離心力，在裝卸刀具之際，降低主軸的轉(zhuǎn)速解除保持力。因此，圖1中作為裝卸刀具用的機(jī)構(gòu)的推桿20和作為推桿20的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的活塞22成為不需要的。因而，可以減少主軸1的構(gòu)成零件，可以進(jìn)一步減輕裝置重量。
另外，各實(shí)施方案中提及的空氣軸承，是軸承的一種，當(dāng)然利用別的氣體代替空氣的氣體軸承也是可以的。
雖然以上基于實(shí)施方案說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明中所述的實(shí)施方案是舉例表示者，不是限定者。此外，發(fā)明的范圍由所附技術(shù)方案表示，不限于實(shí)施方案的描述。因而，屬于技術(shù)方案的變形或變更，全都是本發(fā)明的范圍者。
權(quán)利要求
1.一種主軸裝置，在具備在一端具有刀具保持機(jī)構(gòu)的主軸，和能夠旋轉(zhuǎn)自如地對(duì)殼體構(gòu)件支持該主軸的氣體軸承機(jī)構(gòu)的主軸裝置中，其特征在于，在前述主軸上，沿著軸向從前述一端到另一端形成中空部，在前述殼體構(gòu)件上，具備至少對(duì)前述主軸的徑向整體地支持，沿前述主軸的軸向延伸地插過前述中空部的導(dǎo)向桿構(gòu)件，前述氣體軸承機(jī)構(gòu)在前述導(dǎo)向桿構(gòu)件的外周面上形成并具有向此外周面與前述主軸的內(nèi)周面之間的空隙噴出氣體的氣體噴出孔，靠從該氣體噴出孔噴出的氣體把前述主軸用其內(nèi)周面支持。
2.如權(quán)利要求1中所述的主軸裝置，其中前述導(dǎo)向桿構(gòu)件整體固定于前述殼體構(gòu)件。
3.如權(quán)利要求1中所述的主軸裝置，其中前述導(dǎo)向桿構(gòu)件構(gòu)成為兼作對(duì)前述主軸的軸向移動(dòng)自如地支持于前述殼體構(gòu)件而能夠使前述刀具保持機(jī)構(gòu)動(dòng)作的推桿。
4.如權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)中所述的主軸裝置，其中還具備具有在前述殼體構(gòu)件的內(nèi)周面上所形成向該內(nèi)周面與前述主軸的外周面之間的空隙噴出氣體的氣體噴出孔，靠從該氣體噴出孔噴出的氣體把前述主軸用其外周面支持的氣體軸承機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)中所述的主軸裝置，其中在前述殼體構(gòu)件上形成對(duì)前述主軸的徑向環(huán)狀地?cái)U(kuò)大的環(huán)狀凹部，在前述主軸上形成收容于前述環(huán)狀凹部地，對(duì)該主軸的徑向環(huán)狀地突出的環(huán)狀突部，還具備具有在前述環(huán)狀凹部的兩個(gè)側(cè)面上所形成并向與前述環(huán)狀突部的兩個(gè)側(cè)面的空隙噴出氣體的氣體噴出孔，靠從該氣體噴出孔噴出的氣體在軸向上支持前述主軸的氣體軸承機(jī)構(gòu)。
全文摘要
在主軸的旋轉(zhuǎn)軸的周圍，形成在與鉆頭保持側(cè)的對(duì)向側(cè)的端部開口的盲孔。使在外周上具備多個(gè)軸頸氣體軸承的供氣孔的中央導(dǎo)桿配合于盲孔而支持于殼體。而且，通過從供氣孔噴出壓縮空氣，從中心在徑向上支持主軸。像這樣所構(gòu)成的主軸，由于可以減小質(zhì)量，所以可以提高固有頻率，可以得到即使以高速旋轉(zhuǎn)也不發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F16C32/06GK1485172SQ0315331
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者田中慎治 申請(qǐng)人:日立比亞機(jī)械股份有限公司