[发明专利]主轴装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工中心等工作机械中的主轴装置，尤其涉及用于使在主轴旋转时对支承主轴的滚动轴承的滚动体进行保持的保持架稳定旋转的主轴装置。

背景技术

工作机械的主轴被多个滚动轴承以能够旋转的方式支承。滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架构成。内圈被压入到主轴上并同主轴一起旋转，外圈被装入轴承座并借助推盖在轴向上推压而被固定。在内圈与外圈之间，以能够移动的方式装入多个滚动体，为了等间隔地保持这些滚动体，使用保持架进行保持。保持架在滚动体或外圈的内周面被引导，同滚动体一起旋转。在Dn值超过1 50万的高速旋转的轴承中，多采用装入了对外圈内周面进行引导的保持架的轴承。在装入了对外圈内周面进行引导的保持架的轴承中，其受到外圈内周面的表面粗糙度、外圈内周面的形状精度、保持架外周面的表面粗糙度、保持架的形状精度、保持架的重量、滚动体的形状精度、装入轴承的滚动体的尺寸误差、外圈内周面与保持架外周面的间隙量、外圈内周面与保持架外周面的油膜量的影响。如果在上述条件得不到确保的状态下使主轴旋转，则保持架在不稳定的状态下旋转，产生异常声音和异常振动，给加工表面带来影响，甚至最坏的情况可能会引起轴承的损伤。

作为为避免这种情况而对主轴进行改良的装置，有具有从设在轴承的外圈的多个孔向保持架流入压力流体的轴承。(参考专利文献1：日本实公平6-45697号公报)

另外，还有这样的主轴装置为众所知，这样的主轴装置具有通过设在轴承内圈的多个孔将填充在主轴贯通孔中的润滑油从主轴孔向保持架供给的装置。(参考专利文献2：日本特开平11-1665号公报)

在以往的装置中，为了使轴承的外圈内周面与保持架外周面的间隙保持恒定，需要始终供给流体，所以流体的消耗量较大。另外，当供给的流体是润滑油的时候，虽然可能能够通过油膜保持间隙恒定，但是轴承内的润滑油量变得过多，可能导致异常发热。另外，在保持架外径的圆度较差或者由于旋转而产生不均匀变形的情况下，在整个圆周范围内，使轴承的外圈内周面与保持架外周面的间隙保持恒定可能会比较困难，即使使用了润滑油而保证了其间隙的油膜量恒定，但也有可能在保持架局部上产生摩擦力并产生振动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主轴装置，该主轴装置在供给流体的量为最小限度的情况下使保持架稳定，并且能够根据主轴的旋转速度、主轴的姿态以及从安装在主轴上的传感器得到的值来改变向保持架供给的流体的流量及方向。

本发明的主轴装置包括：供给机构，，从轴承的圆周方向上隔开间隔的三个以上部位向支承主轴的轴承的外圈与内圈之间供给流体；控制机构，进行控制使由供给机构供给的液体的供给量在各个供给部位分别发生变化。

在本发明的主轴装置中，例如，即使保持架在不平衡的状态下旋转时，通过分别独立调整来自可供给流体的三个以上的孔的流体流量，从而有助于消除不平衡量。因此，能够用较小的流体流量减小保持架的不平衡。

另外，上述主轴装置还可以根据主轴的旋转速度来决定由控制机构所控制的流体的供给量。

在上述主轴装置中，具有根据主轴的旋转速度来决定向保持架供给的流体的流量和位置的功能时，由于能够以旋转速度为单位来决定设定值，所以即使发生因旋转速度的影响引起保持架变形和振动的情况下，也能够保证保持架的稳定。例如，把主轴的旋转速度的范围分为低速、中速、高速，在每个速度范围内设定最适合的流体流量，由此在整个速度范围内都能够保证保持架的稳定。

另外，上述主轴装置还可以根据主轴的倾斜角度来决定由控制机构所控制的流体的供给量。

在上述主轴装置中，具有根据主轴的姿态来决定向上述保持架与外圈的间隙供给的流体的流量和位置的功能时，即使在主轴的姿态变化、保持架的动作在主轴自身的重量和保持架自身的重力的影响下变化，也能够保证保持架的稳定。例如，在主轴装置可以旋转到任意角度的机械中，根据主轴相对于基准位置的倾斜量来决定流体流量。

另外，上述主轴装置具有主轴振动检测传感器，根据传感器的检测值来决定由控制机构所控制的流体的供给量。

在上述主轴装置中，具有从安装在主轴上的一个以上的传感器得到的信息中抽出预先设定频率范围内的值，并基于该值来改变向上述保持架与外圈的间隙供给的流体的流量和位置的功能时，实时分析来自传感器的值，当该值满足条件时，供给适当流量的流体。在本装置中，可根据传感器的特点设定各种条件。例如，在高精度的加工中使用加速度传感器，从而使在设定频率范围内的振动最小时供给流体。

(发明的效果)