特許 6737847 主軸装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6737847

(24)【登録日】2020年7月20日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】主軸装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20200730BHJP

   B23Q 11/12 20060101ALI20200730BHJP

   B23B 19/02 20060101ALI20200730BHJP

【ＦＩ】

   B23Q11/00 E

   B23Q11/12 C

   B23B19/02 A

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-143644(P2018-143644)

(22)【出願日】2018年7月31日

(65)【公開番号】特開2020-19086(P2020-19086A)

(43)【公開日】2020年2月6日

【審査請求日】2019年12月9日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】室田 真弘

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０２０−１１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０２０−１５０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０２０−１９０８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １／７０，１１／００，１１／１２，

Ｂ２３Ｂ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸ハウジングと、
前記主軸ハウジングの内部で回転可能に支持される主軸シャフトと、
前記主軸シャフトの一端に対して、前記主軸シャフトの回転に連動して回転可能に設けられる回転部材と、
前記主軸ハウジングの外周面から外側に向かって突出する環状のフランジ部と、
前記フランジ部における前記主軸シャフトの一端側の表面と、その表面から前記主軸シャフトの一端側に向かって延在する前記主軸ハウジングの外周面と、前記回転部材の外周面とを覆うように設けられ、温度が調整されるカバー部材と、
を備え、
前記カバー部材には、前記回転部材と前記カバー部材との間および前記回転部材と前記主軸ハウジングとの間をシールする圧縮ガスを流すためのガス用流路が形成され、
前記ガス用流路は、
前記カバー部材の外部と連通する第１の連通部と、
前記第１の連通部と、前記回転部材と前記主軸ハウジングとの間の隙間とを連通し、前記第１の連通部の流出口よりも広い第２の連通部と、
を有し、
前記第２の連通部の流出口は、前記主軸ハウジングの表面と対向する、主軸装置。

【請求項2】

請求項１に記載の主軸装置であって、
前記第２の連通部を囲う壁面は、前記第１の連通部から流出する圧縮ガスが衝突する衝突面を有する、主軸装置。

【請求項3】

請求項２に記載の主軸装置であって、
前記衝突面は、前記第１の連通部から流出した前記圧縮ガスが前記隙間に向かうように、前記第２の連通部の流出口に対して傾斜している、主軸装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の主軸装置であって、
前記第２の連通部は、環状である、主軸装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の主軸装置であって、
前記カバー部材は、
前記主軸ハウジングの外周面と前記カバー部材との間の隙間の一部をシールするシール部材と、
前記シール部材よりも前記フランジ部側に形成され、前記カバー部材の温度を調整する冷媒を流すための冷媒用流路と、
を有し、
前記ガス用流路は、前記シール部材よりも前記回転部材側に形成される、主軸装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具を用いて加工対象物を加工する旋盤機（工作機械）に用いられる主軸装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークに対する加工中に生じる熱に起因して主軸シャフトを収容する主軸ハウジングなどが熱変形し、その熱変形により加工精度が低下する場合がある。このため、熱変形を抑制する対策が重要となる。

【0003】

例えば、下記の特許文献１には、ハウジングおよび主軸にそれぞれ冷却液通路を設け、ハウジング内の冷却液通路と主軸内の冷却液通路との間で冷却液を受け渡して、主軸内に冷却液を流すことで主軸を冷却する冷却構造が開示されている。

【0004】

この特許文献１のハウジングには、エア供給源から供給されるエアを供給するためのシールエア供給孔が、ハウジングの外周面と主軸の外周面とを連通するように形成されている。このシールエア供給孔における主軸の外周面側の開口は、主軸の外周面とハウジングとの間の隙間と繋がっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−２４０４２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、シールに用いられるエアは、一般的に圧縮された状態にある。このため、上記の特許文献１では、シールエア供給孔から、主軸の外周面とハウジングとの間の隙間に流れたエアが断熱膨張してエアの温度が低下する場合がある。

【0007】

この場合、主軸の外周面とハウジングとの間の隙間に流れるエアに起因してハウジングにおける局部間で温度差が生じ、当該温度差によってハウジングに熱変形が生じることが懸念される。近年、ワークに対する加工がナノ単位で制御される場合があり、この場合には加工中に生じた熱変形が微量であっても、加工精度の低下が顕在化する傾向にある。したがって、熱変形に起因した加工精度の低下を抑制する対策が強く求められている。

【0008】

そこで、本発明は、熱変形に起因した加工精度の低下を抑制し得る主軸装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の態様は、主軸装置であって、主軸ハウジングと、前記主軸ハウジングの内部で回転可能に支持される主軸シャフトと、前記主軸シャフトの一端に対して、前記主軸シャフトの回転に連動して回転可能に設けられる回転部材と、前記主軸ハウジングの外周面から外側に向かって突出する環状のフランジ部と、前記フランジ部における前記主軸シャフトの一端側の表面と、その表面から前記主軸シャフトの一端側に向かって延在する前記主軸ハウジングの外周面と、前記回転部材の外周面とを覆うように設けられ、温度が調整されるカバー部材と、を備え、前記カバー部材には、前記回転部材と前記カバー部材との間および前記回転部材と前記主軸ハウジングとの間をシールする圧縮ガスを流すためのガス用流路が形成され、前記ガス用流路は、前記カバー部材の外部と連通する第１の連通部と、前記第１の連通部と、前記回転部材と前記主軸ハウジングとの間の隙間とを連通し、前記第１の連通部の流出口よりも広い第２の連通部と、を有し、前記第２の連通部の流出口は、前記主軸ハウジングの表面と対向する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、圧縮ガスに起因して主軸ハウジングにおける局部間の温度差が大きくなり難くなる。したがって、主軸ハウジングにおける局部間の温度差に起因する主軸ハウジングの熱変形を低減することができる。この結果、主軸ハウジングの熱変形に起因した加工精度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態の旋盤機を示す概略図である。

【図2】図１の主軸装置の断面を示す概略図である。

【図3】カバー部材の概略斜視図である。

【図4】図２の一部を拡大して示す図である。

【図5】変形例１のガス用流路を図４と同様の視点で示す図である。

【図6】変形例２のガス用流路を図４と同様の視点で示す図である。

【図7】変形例３のガス用流路を図４と同様の視点で示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

【0013】

〔実施の形態〕
図１は、旋盤機１０の外観構成を示す図である。旋盤機１０は、工具を用いて加工対象物を加工するものであり、基礎ベッド１２、主軸支持部１４、テーブル支持部１６、テーブル１８および主軸装置２０を有する。

【0014】

主軸支持部１４は、基礎ベッド１２上に設けられており、基礎ベッド１２に対して左右方向へ移動可能に主軸装置２０を支持するものである。なお、主軸装置２０における主軸シャフト２２が延びている方向（軸方向）を前後方向とし、当該主軸装置２０が載置される載置面ＣＦに平行な面内で軸方向に対して直交する方向を左右方向とし、当該載置面ＣＦおよび軸方向に対して直交する方向を上下方向とする。下方向は、重力が働く方向である。また、主軸装置２０においてチャック部３０が設けられる主軸シャフト２２の一端側を前側とし、当該主軸シャフト２２の他端側を後側とする。

【0015】

主軸支持部１４は、基礎ベッド１２上に左右方向に沿って設けられる第１スライド部１４ａと、第１スライド部１４ａに沿って移動可能な主軸移動台１４ｂと、主軸移動台１４ｂを駆動する不図示の第１駆動機構とを有する。

【0016】

第１駆動機構には、モータ、および、モータの回転力を直進運動に変換するボールねじ等の部材が含まれる。第１駆動機構によって主軸移動台１４ｂが第１スライド部１４ａに沿って移動することで、その主軸移動台１４ｂ上に設けられる主軸装置２０が基礎ベッド１２に対して左右方向へ移動する。

【0017】

テーブル支持部１６は、基礎ベッド１２上に設けられており、基礎ベッド１２に対して前後方向へテーブル１８を移動可能に支持するものである。このテーブル支持部１６は、基礎ベッド１２上に前後方向に沿って設けられる第２スライド部１６ａと、第２スライド部１６ａに沿って移動可能なテーブル１８を駆動する不図示の第２駆動機構とを有する。

【0018】

第２駆動機構には、モータ、および、モータの回転力を直進運動に変換するボールねじ等の部材が含まれる。第２駆動機構によってテーブル１８が第２スライド部１６ａを通じて基礎ベッド１２に対して前後方向へ移動する。テーブル１８は、上下方向の軸を回転軸として回転可能に設けられてもよい。

【0019】

なお、本実施の形態では、主軸装置２０におけるチャック部３０に加工対象物が保持され、テーブル１８に工具が保持されるものとする。ただし、主軸装置２０におけるチャック部３０に工具が保持され、テーブル１８に加工対象物が保持されてもよい。

【0020】

図２は、図１の主軸装置２０の断面を示す図である。本実施の形態の主軸装置２０は、加工対象物を回転可能に保持するものであり、加工対象物に対する加工をナノ単位で制御する場合などに使用される。この主軸装置２０は、主軸シャフト２２、主軸ハウジング２４、主軸取付台２６およびカバー部材２８を主な構成要素として備える。

【0021】

主軸シャフト２２は、円筒状に形成された部材であり、軸方向に沿って貫通する円筒状の貫通孔２２Ｈを有する。図２に示す例では、貫通孔２２Ｈは、前側貫通孔２２Ｈａと、前側貫通孔２２Ｈａの直径よりも小さい直径となる後側貫通孔２２Ｈｂとを有している。この主軸シャフト２２の一端側（前側）にはチャック部３０が設けられ、他端側（後側）にはモータ４０が設けられる。

【0022】

チャック部３０は、主軸シャフト２２の一端に対して、主軸シャフト２２の回転に連動して主軸ハウジング２４の前側の表面上で回転可能に設けられる回転部材であり、本実施の形態では加工対象物を着脱する。なお、図１では、チャック部３０が円盤状に形成されているが、他の形状であってもよい。このチャック部３０は、主軸シャフト２２の前側に固定されたベース３０ａと、ベース３０ａに対して着脱可能に取り付けられた吸着パッド３０ｂとを有する。吸着パッド３０ｂの吸着面には開口ＯＰが形成される。ベース３０ａおよび吸着パッド３０ｂには、開口ＯＰと主軸シャフト２２の貫通孔２２Ｈの一端とを連通する連通路３０ｃが形成される。チャック部３０では、不図示の真空ポンプによって開口ＯＰから連通路３０ｃを通じて、チャック部３０の外部の空気が貫通孔２２Ｈに吸引されることで、加工対象物が吸着面に密着した状態で保持される。

【0023】

モータ４０は、主軸シャフト２２の駆動源であり、主軸ハウジング２４の後側に取り付けられるモータケース４０ａと、モータケース４０ａ内に設けられるロータ４０ｂおよびステータ４０ｃとを有する。ロータ４０ｂには主軸シャフト２２が固定される。したがって、ロータ４０ｂの回転に連動して主軸シャフト２２が回転する。

【0024】

主軸ハウジング２４は、略円筒状のハウジング本体２４ａと、後側ハウジング蓋２４ｂとを有する。ハウジング本体２４ａには、ハウジング本体２４ａの外周面から外側に向かって突出する環状のフランジ部５０が設けられる。フランジ部５０は、ハウジング本体２４ａと一体に成形されていてもよく、ハウジング本体２４ａとは別体として所定の固定具によりハウジング本体２４ａに固定されていてもよい。

【0025】

ハウジング本体２４ａの後側には、そのハウジング本体２４ａの後側の開口を覆うように後側ハウジング蓋２４ｂが着脱可能に取り付けられる。後側ハウジング蓋２４ｂの表面（後端面）側には、モータ４０のモータケース４０ａが固定される。

【0026】

後側ハウジング蓋２４ｂとハウジング本体２４ａとには、前後方向に沿って貫通する略円筒状のシャフト配置空間が形成される。このシャフト配置空間に主軸シャフト２２が配置され、当該シャフト配置空間に配置された主軸シャフト２２は、軸受６０を介して回転可能に支持される。

【0027】

軸受６０は、本実施形態では、スラスト軸受６０ａおよびラジアル軸受６０ｂを有する。スラスト軸受６０ａは、主軸シャフト２２の左側と右側とにそれぞれ設けられ、ラジアル軸受６０ｂは、スラスト軸受６０ａよりも主軸シャフト２２の前側において、当該主軸シャフト２２の前後にそれぞれ設けられる。なお、軸受６０は、静圧軸受であっても、転がり軸受であってもよい。ただし、上記のように加工対象物に対する加工をナノ単位で制御する場合には静圧軸受であることが好ましい。

【0028】

主軸取付台２６は、主軸移動台１４ｂの載置面ＣＦ（図１）上に載置される。この主軸取付台２６は、主軸シャフト２２の軸方向に沿って主軸ハウジング２４が挿通される挿通孔２６Ｈを有する。挿通孔２６Ｈに挿通された主軸ハウジング２４の前側は、ハウジング本体２４ａに設けられるフランジ部５０を介して主軸取付台２６の前側に固定され、当該主軸ハウジング２４の後側は、主軸取付台２６の後側に設けられる支持部材７０を介して支持される。

【0029】

具体的には、フランジ部５０は、主軸取付台２６における前側（挿通孔２６Ｈの一方の開口側）に対してボルトなどの棒状締結具で着脱可能に固定される。一方、支持部材７０は、主軸取付台２６における後側（挿通孔２６Ｈの他方の開口側）を基礎として主軸ハウジング２４を支持する。つまり、主軸ハウジング２４は、主軸取付台２６に対して、当該主軸ハウジング２４の前後から両持ちで保持される。

【0030】

カバー部材２８は、自身の温度が調整されるカバー部材である。このカバー部材２８は、主軸装置２０の前側に設けられる。具体的には、カバー部材２８は、フランジ部５０における前側の表面と、その表面から前側に延在するハウジング本体２４ａの外周面と、チャック部３０の外周面の一部とを覆うように設けられる。なお、カバー部材２８は、チャック部３０の外周面の一部を覆っているが、当該外周面の全体を覆っていてもよい。

【0031】

カバー部材２８には、カバー部材２８の温度を調整する冷媒を流すための冷媒用流路２８ａが形成される。冷媒は、水などの液体であってもよく、気体であってもよい。本実施の形態の場合、冷媒用流路２８ａは、カバー部材２８の左側と右側とに形成される。

【0032】

図３は、カバー部材２８の概略斜視図であり、図４は、図２の一部を拡大して示す図である。具体的に図３ではカバー部材２８の一部を後側からみた斜視図が示され、図４ではカバー部材２８の左側の冷媒用流路２８ａとその周辺部分とが拡大した図が示されている。

【0033】

冷媒用流路２８ａは、第１の連通部８２および第２の連通部８４を有する。第１の連通部８２は、カバー部材２８の外部と、カバー部材２８に覆われるフランジ部５０の前面とを連通する。この第１の連通部８２は、本実施の形態では、カバー部材２８に覆われる環状のフランジ部５０の前面と接する状態で、当該フランジ部５０の周方向全体にわたって環状に延在する環状部位８２ａ（図３参照）を有する。

【0034】

第２の連通部８４は、カバー部材２８の外部と、カバー部材２８に覆われるハウジング本体２４ａの外周面とを連通する。この第２の連通部８４と、第１の連通部８２とは、中継路８６を介して連結される。中継路８６は、フランジ部５０の前面から前側に延在するハウジング本体２４ａと、カバー部材２８との間に形成される隙間（空間）である。

【0035】

この中継路８６を形成するカバー部材２８の外周面２８Ｆ（図３参照）は、環状に形成される。一方、中継路８６を形成するハウジング本体２４ａの外周面には、主軸シャフト２２の前側に向かって周回するらせん状の凹部８８（図４参照）が形成される。

【0036】

ハウジング本体２４ａの外周面とカバー部材２８との間のうち、第１の連通部８２が開口する位置よりもカバー部材２８の外部側の部位には、冷媒が外部へ流れることをシールするシール部材９０が設けられる。また、カバー部材２８とハウジング本体２４ａとの間のうち、第２の連通部８４が開口する位置よりもカバー部材２８の外部側の部位にもシール部材９０が設けられる。なお、シール部材９０の具体例としては、Ｏリングなどが挙げられる。

【0037】

第１の連通部８２における外部側の開口と、第２の連通部８４における外部側の開口とは、カバー部材２８の外部に配置される配管９２を介して連結される。配管９２にはポンプ９４が設けられる。

【0038】

配管９２内の冷媒は、ポンプ９４によって、第１の連通部８２に流入する。第１の連通部８２に流入した冷媒は、第１の連通部８２における環状部位８２ａを通じてフランジ部５０の前面と一部が接する状態で前側を流れ、中継路８６に流入する。中継路８６に流入した冷媒は、第２の連通部８４に向かって流れる。具体的には、中継路８６に流入した冷媒は、中継路８６を囲うハウジング本体２４ａの外周面に形成されるらせん状の凹部８８内を通じて、主軸シャフト２２の周方向に向かってハウジング本体２４ａの外周面を周回するように流れ、第２の連通部８４に流入する。第２の連通部８４に流入した冷媒は、その第２の連通部８４を流れて配管９２に流出し、ポンプ９４によって再び第１の連通部８２に流入する。このようにしてカバー部材２８の内外を冷媒が循環し、循環する冷媒によってカバー部材２８の温度が調整される。

【0039】

なお、カバー部材２８の左側に形成された冷媒用流路２８ａの第１の連通部８２に流入した冷媒と、当該カバー部材２８の右側に形成された冷媒用流路２８ａの第１の連通部８２に流入した冷媒とは、ともに同じ１つの中継路８６を流れる。また、この中継路８６を流れた冷媒は、カバー部材２８の左側に形成された冷媒用流路２８ａの第２の連通部８４と、当該カバー部材２８の右側に形成された冷媒用流路２８ａの第２の連通部８４とに流出する。つまり、中継路８６は、カバー部材２８の左側に形成される循環経路と、当該カバー部材２８の右側に形成される循環経路とで共通とされる。

【0040】

カバー部材２８には、冷媒用流路２８ａの他に、シール部をシールする圧縮ガスを流すためのガス用流路２８ｂが形成される。シール部は、チャック部３０とカバー部材２８との間およびチャック部３０とハウジング本体２４ａとの間の隙間である。圧縮ガスは、所定圧にまで圧縮されたガスである。このガスとしては、例えば、空気などが挙げられる。

【0041】

ガス用流路２８ｂは、第２の連通部８４の開口位置の前側に設けられるシール部材９０よりもチャック部３０側に形成される。なお、冷媒用流路２８ａは、第２の連通部８４の開口位置の前側に設けられるシール部材９０よりもフランジ部５０側に形成される。本実施の形態の場合、ガス用流路２８ｂは、カバー部材２８の左側と右側とに形成される（図２参照）。

【0042】

ガス用流路２８ｂの流入口には、コンプレッサ１０６（図２、図４参照）が接続される。本実施の形態の場合、左側のガス用流路２８ｂと、右側のガス用流路２８ｂとの各々にコンプレッサ１０６が接続されているが（図２参照）、１つのコンプレッサ１０６に対して左側のガス用流路２８ｂと、右側のガス用流路２８ｂとの各々が接続されていてもよい。

【0043】

コンプレッサ１０６は圧縮ガスを出力するものであり、当該コンプレッサ１０６から供給される圧縮ガスは、ホース１０６ａを介してガス用流路２８ｂに流入し、そのガス用流路２８ｂを流れてシール部に供給される。これにより、加工対象物の加工時に生じる屑、あるいは、加工時に用いられるクーラントなどがシール部を介して主軸ハウジング２４の内部（シャフト配置空間）に入ることが抑制される。なお、シール部に流れたシールガスは主軸装置２０の前側などから外部に排出される。

【0044】

ガス用流路２８ｂは、第１の連通部１０２および第２の連通部１０４を有する（図３、図４参照）。第１の連通部１０２は、カバー部材２８の外周面側の外部と連通している。本実施の形態では、第１の連通部１０２の幅Ｗは、第１の連通部１０２の全体にわたって略一定とされるが、第１の連通部１０２の１または複数の箇所が他の箇所と異なっていてもよい。なお、第１の連通部１０２の幅Ｗは、ガス用流路２８ｂが延在する方向に対して直交する方向で最大となる長さ（直線距離）である。第１の連通部１０２の流入口には、コンプレッサ１０６のホース１０６ａが接続される。

【0045】

第２の連通部１０４は、第１の連通部１０２と、チャック部３０およびハウジング本体２４ａの間の隙間とを連通しており、環状として形成される（図３参照）。この第２の連通部１０４は、第１の連通部１０２の流出口ＯＧ１よりも広い空間を有する。第２の連通部１０４の流出口ＯＧ２は、ハウジング本体２４ａにおいてチャック部３０が対向する表面（ハウジング本体２４ａの前面）と対向する。

【0046】

この第２の連通部１０４を囲う壁面は、第１の連通部１０２から流出する圧縮ガスが衝突する衝突面Ｆを有する。第２の連通部１０４を囲う壁面とは、第２の連通部１０４を形成するカバー部材２８の隔壁の壁面を意味する。衝突面Ｆは、第１の連通部１０２から流出した圧縮ガスがチャック部３０およびハウジング本体２４ａの間の隙間に向かうように、第２の連通部１０４の流出口ＯＧ２に対して傾斜している。なお、この衝突面Ｆは、図３に示す例では、環状の第２の連通部１０４の全周にわたって形成されているが、少なくとも、第１の連通部１０２から流出する圧縮ガスが衝突する壁面部分だけに形成されていればよい。

【0047】

ガス用流路２８ｂでは、コンプレッサ１０６から供給される圧縮ガスは、第１の連通部１０２に流入し、その第１の連通部１０２を流れて、第１の連通部１０２の流出口ＯＧ１から第２の連通部１０４に流入する。第２の連通部１０４に流入した圧縮ガスは衝突面Ｆに衝突し、その衝突面Ｆに沿って第２の連通部１０４の流出口ＯＧ２から流出し、チャック部３０およびハウジング本体２４ａの間の隙間に向かう。

【0048】

ガス用流路２８ｂでは、第２の連通部１０４が第１の連通部１０２よりも広いため、当該第１の連通部１０２から第２の連通部１０４に流入した圧縮ガスは断熱膨張して圧縮ガスの温度が低下する場合がある。この場合であっても、温度が調整された状態にあるカバー部材２８の隔壁の衝突面Ｆに圧縮ガスが衝突したときに、その圧縮ガスの温度はカバー部材２８の温度に近づき易い。このため、圧縮ガスに起因して、カバー部材２８に外周面が覆われているハウジング本体２４ａでの局部間の温度差が大きくなり難くなる。

【0049】

したがって、本実施の形態の主軸装置２０によれば、ハウジング本体２４ａにおける局部間の温度差に起因したハウジング本体２４ａの熱変形を低減することができ、この結果、ハウジング本体２４ａの熱変形に起因した加工精度の低下を抑制することができる。

【0050】

〔変形例〕
以上、本発明の一例として上記の実施の形態が説明されたが、本発明の技術的範囲は上記の実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。上記の実施の形態に変更または改良を加えた例を以下に記載する。

【0051】

（変形例１）
図５は、変形例１のガス用流路２８ｃを図４と同様の視点で示す図である。変形例１のガス用流路２８ｃは、実施の形態のガス用流路２８ｂとは異なる位置に形成されている。

【0052】

すなわち、実施の形態のガス用流路２８ｂは、カバー部材２８における外周側の外部と、ハウジング本体２４ａの前面とを連通するのに対し、変形例１のガス用流路２８ｃは、カバー部材２８における外周側の外部と、ハウジング本体２４ａの外周面とを連通する。

【0053】

変形例１のガス用流路２８ｃにおける第２の連通部１０４を形成するカバー部材２８の隔壁の衝突面Ｆは、当該カバー部材２８の外周面側から内部側に向かうにつれてカバー部材２８の前側に近づくように傾斜している。

【0054】

変形例１のガス用流路２８ｃでは、上記の実施の形態と同様に、第２の連通部１０４に流入した圧縮ガスが断熱膨張して圧縮ガスの温度が低下しても、当該温度は、カバー部材２８における隔壁の衝突面Ｆの衝突時にそのカバー部材２８の温度に近づくように変化し易い。したがって、上記の実施形態と同様に、ハウジング本体２４ａにおける局部間の温度差に起因したハウジング本体２４ａの熱変形を低減することができる。

【0055】

（変形例２）
図６は、変形例２のガス用流路２８ｄを図４と同様の視点で示す図である。変形例２のガス用流路２８ｄは、実施の形態のガス用流路２８ｂとは異なる位置に形成されている。

【0056】

すなわち、実施の形態のガス用流路２８ｂは、カバー部材２８における外周側の外部と、ハウジング本体２４ａの前面とを連通するのに対し、変形例２のガス用流路２８ｄは、カバー部材２８における前側の外部と、ハウジング本体２４ａの前面とを連通する。ただし、ガス用流路２８ｄの第１の連通部１０２がカバー部材２８の外周側の外部から主軸シャフト２２に向けて延在した後に屈曲しハウジング本体２４ａの前面に向けて延在することで、カバー部材２８の外周側の外部とハウジング本体２４ａの前面とが連通されてもよい。

【0057】

変形例２のガス用流路２８ｄにおける第２の連通部１０４を形成するカバー部材２８の隔壁の衝突面Ｆは、当該カバー部材２８の前側から後側に向かうにつれて主軸シャフト２２に近づくように傾斜している。

【0058】

変形例２のガス用流路２８ｄでは、上記の実施の形態と同様に、第２の連通部１０４に流入した圧縮ガスが断熱膨張して圧縮ガスの温度が低下しても、当該温度は、カバー部材２８における隔壁の衝突面Ｆの衝突時にそのカバー部材２８の温度に近づくように変化し易い。したがって、上記の実施形態と同様に、ハウジング本体２４ａにおける局部間の温度差に起因したハウジング本体２４ａの熱変形を低減することができる。

【0059】

（変形例３）
図７は、変形例３のガス用流路２８ｅを図４と同様の視点で示す図である。変形例３のガス用流路２８ｅは、変形例２のガス用流路２８ｄの衝突面Ｆ（図６参照）をなくした点で、当該変形例２のガス用流路２８ｄと異なる。

【0060】

変形例３のガス用流路２８ｅでは、コンプレッサ１０６から供給される圧縮ガスは、第１の連通部１０２に流入し、その第１の連通部１０２を流れて、第２の連通部１０４に流入する。第２の連通部１０４に流入した圧縮ガスは、第２の連通部１０４の流出口ＯＧ２から流出し、ハウジング本体２４ａの前面に衝突した後、チャック部３０およびハウジング本体２４ａの間の隙間に向かう。

【0061】

変形例３のガス用流路２８ｅでは、衝突面Ｆ（図６参照）がないが、上記のようにハウジング本体２４ａの前面に衝突する。このハウジング本体２４ａは、温度が調整された状態にあるカバー部材２８に覆われるため、そのカバー部材２８の温度と同程度に変化する。したがって、圧縮ガスは、断熱膨張により温度低下したとしても、少なくともハウジング本体２４ａに衝突したときに、カバー部材２８の温度と同程度に変化したハウジング本体２４ａの温度に近づき易い。したがって、上記の実施形態と同様に、ハウジング本体２４ａにおける局部間の温度差に起因したハウジング本体２４ａの熱変形を低減することができる。

【0062】

なお、上記の実施の形態、変形例１および変形例２のガス用流路２８ｂ〜２８ｄのように、衝突面Ｆがある場合には、温度が調整された状態にあるカバー部材２８に対して直接的に圧縮ガスが衝突するため、当該温度により近づき易い。

【0063】

（変形例４）
上記実施の形態では、ガス用流路２８ｂにおける第１の連通部１０２がおおむね真っ直ぐに延在していたが、屈曲していてもよい。なお、変形例１〜変形例３のガス用流路２８ｃ〜２８ｅにおける第１の連通部１０２についても同様に、屈曲していてもよい。

【0064】

（変形例５）
上記実施の形態では、カバー部材２８の左側と右側との双方に冷媒用流路２８ａが形成された。しかし、左側の冷媒用流路２８ａまたは右側の冷媒用流路２８ａはなくてもよい。なお、冷媒用流路２８ａは、カバー部材２８の温度を調整する冷媒を流すためのものである限り、冷媒用流路２８ａの形成部位、形状、循環の有無などは特に限定されない。また、上記の実施の形態では、カバー部材２８とハウジング本体２４ａとの間に中継路８６が設けられた。しかし、中継路８６は、カバー部材２８の内部に設けられていてもよく、第１の連通部８２と第２の連通部８４とを連通するものである限り、当該中継路８６の形成部位あるいは形状などは特に限定されない。要するに、冷媒によってカバー部材２８の温度が調整可能であればよい。

【0065】

上記の実施の形態および上記変形例は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。

【0066】

〔技術的思想〕
上記の実施の形態および変形例から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。

【0067】

主軸装置（２０）は、主軸ハウジング（２４）と、主軸シャフト（２２）と、回転部材（３０）と、フランジ部（５０）と、カバー部材（２８）とを備える。
主軸シャフト（２２）は、主軸ハウジング（２４）の内部で回転可能に支持される。回転部材（３０）は、主軸シャフト（２２）の一端に対して、主軸シャフト（２２）の回転に連動して回転可能に設けられる。フランジ部（５０）は、環状であり、主軸ハウジング（２４）の外周面から外側に向かって突出する。カバー部材（２８）は、フランジ部（５０）における主軸シャフト（２２）の一端側の表面と、その表面から主軸シャフト（２２）の一端側に向かって延在する主軸ハウジング（２４）の外周面と、回転部材（３０）の外周面とを覆うように設けられ、温度が調整される。
このカバー部材（２８）には、回転部材（３０）とカバー部材（２８）との間および回転部材（３０）と主軸ハウジング（２４）との間をシールする圧縮ガスを流すためのガス用流路（２８ｂ〜２８ｅ）が形成される。
このガス用流路（２８ｂ〜２８ｅ）は、第１の連通部（１０２）と第２の連通部（１０４）とを有する。第１の連通部（１０２）は、カバー部材（２８）の外部と連通する。第２の連通部（１０４）は、第１の連通部（１０２）と、回転部材（３０）と主軸ハウジング（２４）との間の隙間とを連通し、第１の連通部（１０２）の流出口（ＯＧ１）よりも広い。第２の連通部（１０４）の流出口（ＯＧ２）は、主軸ハウジング（２４）の表面と対向する。

【0068】

このような主軸装置（２０）では、第２の連通部（１０４）の流出口（ＯＧ２）は主軸ハウジング（２４）と対向するため、第１の連通部（１０２）から第２の連通部（１０４）に流入し、その第２の連通部（１０４）から流出する圧縮ガスは、主軸ハウジング（２４）に衝突する。この主軸ハウジング（２４）は、温度が調整されるカバー部材（２８）に覆われるため、そのカバー部材（２８）の温度と同程度に変化する。したがって、圧縮ガスは、断熱膨張により温度低下したとしても、少なくとも主軸ハウジング（２４）に当たったときに、カバー部材（２８）の温度と同程度に変化した主軸ハウジング（２４）の温度に近づき易い。したがって、圧縮ガスに起因して主軸ハウジング（２４）における局部間の温度差が大きくなって主軸ハウジング（２４）に熱変形が生じることを低減することができる。この結果、主軸ハウジング（２４）の熱変形に起因した加工精度の低下を抑制することができる。

【0069】

第２の連通部（１０４）を囲う壁面は、第１の連通部（１０２）から流出する圧縮ガスが衝突する衝突面（Ｆ）を有することが好ましい。このようにすれば、第１の連通部（１０２）に流入する圧縮ガスは、温度が調整されたカバー部材（２８）に対して直接的に衝突するため、当該温度により近づき易い。したがって、圧縮ガスに起因して主軸ハウジング（２４）における局部間の温度差が大きくなることをより一段と抑制することができる。

【0070】

衝突面（Ｆ）は、第１の連通部（１０２）から流出した圧縮ガスが隙間に向かうように、第２の連通部（１０４）の流出口（ＯＧ２）に対して傾斜していることが好ましい。このようにすれば、当該傾斜がない場合に比べて、衝突面（Ｆ）に衝突した圧縮ガスの流速が低下することを抑えることができる。

【0071】

第２の連通部（１０４）は、環状であることが好ましい。第２の連通部（１０４）が環状であることにより、第１の連通部（１０２）から流出した圧縮ガスの圧力が周方向において偏ることが緩和された状態で、当該圧縮ガスを主軸シャフト（２２）の周囲に供給することができる。したがって、圧縮ガスが主軸シャフト（２２）の周囲に局所的に供給されることに起因して、当該圧縮ガスにより主軸シャフト（２２）が振れてしまうことを抑制することができる。

【0072】

カバー部材（２８）は、主軸ハウジング（２４）の外周面とカバー部材（２８）との間の隙間の一部をシールするシール部材（９０）と、シール部材（９０）よりもフランジ部（５０）側に形成され、カバー部材（２８）の温度を調整する冷媒を流すための冷媒用流路（２８ａ）とを備える。また、上記のガス用流路（２８ｂ〜２８ｅ）は、シール部材（９０）よりも回転部材（３０）側に形成される。このようにすれば、冷媒によってカバー部材（２８）の温度を調整しながらも、当該冷媒がシール用の圧縮ガスと混合することを抑制することができる。

【符号の説明】

【0073】

１０…旋盤機 ２０…主軸装置
２２…主軸シャフト ２４…主軸ハウジング
２６…主軸取付台 ２８…カバー部材
２８ａ…冷媒用流路 ２８ｂ〜２８ｅ…ガス用流路
３０…チャック部 ４０…モータ
５０…フランジ部 ９０…シール部材
１０２…第１の連通部 １０４…第２の連通部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】