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主軸裝置的制造方法

文檔序號(hào):11435088閱讀:325來源:國(guó)知局
主軸裝置的制造方法
本發(fā)明涉及一種主軸裝置,更詳細(xì)地說是涉及一種具有防水功能、適用于機(jī)床的主軸裝置。

背景技術(shù):
應(yīng)用于機(jī)床等的主軸裝置的旋轉(zhuǎn)軸,通過高速旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行對(duì)工件的切削加工或磨削加工。在進(jìn)行加工時(shí),一般而言,以對(duì)刀具和加工部位的潤(rùn)滑或冷卻為目的,向加工部位供給大量的加工液。即,通過潤(rùn)滑,實(shí)現(xiàn)切削性能的提高、對(duì)加工刀頭磨損的抑制、和工具壽命的延長(zhǎng)等。此外,通過冷卻來抑制刀具和工件的熱膨脹,從而實(shí)現(xiàn)加工精度的提高;防止加工部位的熱熔敷,從而實(shí)現(xiàn)加工效率的提高;和被加工面的表面性能的提高。并且由于主軸裝置與加工部位的距離較近的緣故,主軸裝置的前面也會(huì)被濺上大量的加工液。一旦加工液滲入軸承內(nèi)部,則成為軸承潤(rùn)滑不良或燒傷等的原因,因此軸承的防水性能變得很重要。特別是在封入潤(rùn)滑脂(grease)潤(rùn)滑或補(bǔ)充潤(rùn)滑脂來進(jìn)行潤(rùn)滑的軸承中,與將潤(rùn)滑油和空氣一起供給的油氣潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑的軸承相比,軸承內(nèi)部為低壓,因此加工液容易滲入軸承內(nèi)部,需要更高的防水性能。作為普通防水構(gòu)造,已知有油封或V環(huán)等接觸式密封。然而,在將該接觸式密封應(yīng)用于配置于主軸上的軸承的dmn值為100萬(wàn)以上(更優(yōu)選150萬(wàn)以上)的高速旋轉(zhuǎn)中使用的主軸裝置的情況下,存在接觸式密封的接觸部上產(chǎn)生的熱量較多、密封部件磨損而難以在長(zhǎng)期間內(nèi)維持防水性能的問題。因此,在機(jī)床中,采用在主軸裝置的前端部(工具側(cè))固定能夠與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的拋油環(huán),并使該拋油環(huán)與殼體之間的間隙很小的非接觸密封,即所謂的迷宮式密封來實(shí)現(xiàn)防水。高速旋轉(zhuǎn)的拋油環(huán)與迷宮效應(yīng)一起,在離心力的作用下使灑落在拋油環(huán)上的加工液拋甩向徑向外側(cè),防止加工液滲入軸承內(nèi)部。利用了拋油環(huán)的離心力和迷宮效應(yīng)的防水效果,在通過旋轉(zhuǎn)高速化或采用大直徑的拋油環(huán)來增大離心力,并且將拋油環(huán)與殼體之間的間隙設(shè)置得盡可能地小且長(zhǎng)的情況下很有效。然而,如果高速旋轉(zhuǎn)或者增大拋油環(huán)的直徑,則作用于拋油環(huán)的離心力和周向應(yīng)力也與之成正比地增加。作為抑制離心力的影響的現(xiàn)有技術(shù),公開有如下方案(例如參照專利文獻(xiàn)1):在將安裝于工具的夾頭插入到工具保持部的錐孔中,擰緊螺合在工具保持部的螺母來將刀具固定于工具保持部的工具支架中,在螺母的外周面卷繞碳纖維層,通過離心力實(shí)現(xiàn)抑制螺母的膨脹。另外,在專利文獻(xiàn)2中記載的旋轉(zhuǎn)機(jī)的軸封裝置,從旋轉(zhuǎn)機(jī)的端蓋突出的拋油環(huán)的前端部具有大直徑錐面,隨著拋油環(huán)的旋轉(zhuǎn),在錐面的作用下,而進(jìn)行拋甩(脫離)作用,防止雨水或油從外部滲入。另外,在專利文獻(xiàn)3中記載的機(jī)床用主軸裝置中的密封裝置,將與主軸的前端部一體旋轉(zhuǎn)的遮蔽板以隔開間隙地與殼體的前端面對(duì)向的方式配置,在遮蔽板與殼體的前端面之間設(shè)置有迷宮部。通過上述結(jié)構(gòu),防止與工件等碰撞而彈回的冷卻介質(zhì)滲入殼體的內(nèi)部。另外,在專利文獻(xiàn)4中記載的機(jī)床用主軸裝置,具備由主軸帽(spindlecap)和端面罩形成的迷宮式密封,該迷宮式密封以具備迷宮腔室的方式構(gòu)成,通過將迷宮腔室的容積設(shè)定得較大,在冷卻液從主軸帽與端面罩的間隙滲入迷宮腔室的情況下,從而實(shí)現(xiàn)迷宮腔室內(nèi)的冷卻液的壓力降低,使冷卻液的流動(dòng)衰減。而且,無需從主軸與主軸箱的主軸殼體之間的間隙向主軸的前端側(cè)供給大量的壓縮空氣,即可防止冷卻液滲入主軸的軸承部。另外,如圖28所示,現(xiàn)有的主軸裝置110是機(jī)床用的電動(dòng)機(jī)內(nèi)置式主軸裝置,由兩列前側(cè)軸承150、150和兩列后側(cè)軸承160、160將旋轉(zhuǎn)軸111以使其能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支撐在殼體100H中,其中,兩列前側(cè)軸承150、150支承旋轉(zhuǎn)軸111的工具側(cè)(前側(cè)、軸向前方),兩列后側(cè)軸承160、160支承旋轉(zhuǎn)軸111的工具側(cè)的相反側(cè)(后側(cè)、軸向后方)。殼體100H從工具側(cè)起依次設(shè)有罩101、前蓋103、外筒113、后側(cè)殼體114、后蓋105。通過將螺栓穿設(shè)在設(shè)置于外筒113的軸向前方的凸緣部113a的螺栓孔113b中,將外筒113固定于主軸箱的托架(均未圖示)。在旋轉(zhuǎn)軸111的工具側(cè),設(shè)置有通過軸中心并沿軸向形成的工具安裝孔124和內(nèi)螺紋125。工具安裝孔124和內(nèi)螺紋125用于將刀具等未圖示的工具安裝于旋轉(zhuǎn)軸111。此外,也可以將現(xiàn)有公知的牽引桿(未圖示)以能夠自由滑動(dòng)的方式嵌插在旋轉(zhuǎn)軸111的軸芯中,來取代工具安裝孔124和內(nèi)螺紋125。牽引桿具備均未圖示的固定工具支架的夾頭部,通過碟形彈簧的力,向與工具側(cè)相反的方向施力。在旋轉(zhuǎn)軸111的前側(cè)軸承150、150與后側(cè)軸承160、160之間的大致軸向中央,設(shè)置有:能夠與旋轉(zhuǎn)軸111一體旋轉(zhuǎn)地配置的轉(zhuǎn)子126和配置于轉(zhuǎn)子126的周圍的定子127。通過將熱壓配合于定子127的冷卻套128內(nèi)嵌在構(gòu)成殼體100H的外筒113中,將定子127固定于外筒113。轉(zhuǎn)子126和定子127構(gòu)成電動(dòng)機(jī)100M,通過對(duì)定子127供給電力,使轉(zhuǎn)子126產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力,使旋轉(zhuǎn)軸111旋轉(zhuǎn)。各前側(cè)軸承150是角接觸球軸承,該角接觸球軸承分別包括外圈151、內(nèi)圈152、具有接觸角地配置的作為滾動(dòng)體的滾珠153和未圖示的保持架,各后側(cè)軸承160是角接觸球軸承,該角接觸球軸承包括外圈161、內(nèi)圈162、作為滾動(dòng)體的滾珠163和未圖示的保持架。前側(cè)軸承150、150(面對(duì)背組合)和后側(cè)軸承160、160(面對(duì)背組合),配置成相互協(xié)動(dòng)的背對(duì)背組合。后側(cè)軸承160、160的外圈161、161內(nèi)嵌于套筒118,其中,套筒118內(nèi)嵌于后側(cè)殼體114,能夠沿后側(cè)殼體的軸向自由滑動(dòng),并且利用以未圖示的螺栓一體固定于該套筒118的后側(cè)軸承外圈緊固部119,隔著外圈隔圈164在軸向上定位并固定于套筒118。后側(cè)軸承160、160的內(nèi)圈162、162外嵌于旋轉(zhuǎn)軸111,通過緊固于旋轉(zhuǎn)軸111的另一螺栓121,隔著內(nèi)圈隔圈165在軸向上定位并固定于旋轉(zhuǎn)軸111。在后側(cè)殼體114與后側(cè)軸承外圈緊固部119之間配置有螺旋彈簧123,該螺旋彈簧123的彈力將后側(cè)軸承外圈緊固部119與套筒118一起向后方按壓。由此,對(duì)后側(cè)軸承160、160施加預(yù)壓。前側(cè)軸承150、150的外圈151、151內(nèi)嵌于外筒113,并利用以螺栓緊固于外筒113的前蓋103,隔著外圈隔圈154在軸向上定位并固定于外筒113。前側(cè)軸承150、150的內(nèi)圈152、152外嵌于旋轉(zhuǎn)軸111,并通過緊固于旋轉(zhuǎn)軸111的螺母107,在軸向上定位并固定于旋轉(zhuǎn)軸111。另外,在前蓋103的徑向內(nèi)側(cè)部與螺母107的徑向外側(cè)部之間形成有迷宮間隙,而且以覆蓋上述前蓋103和螺母107的軸向前方的方式,用螺栓109將罩101固定于前蓋103,由此,即使在加工液施加于主軸裝置110的前表面的情況下,也能夠防止該加工液滲入支撐旋轉(zhuǎn)軸111的前側(cè)軸承150內(nèi)部。另外,作為機(jī)床的主軸裝置,還公開了在工具安裝側(cè)端部的外周面形成的槽內(nèi),設(shè)置有以比重較小且縱彈性模量較大的纖維卷繞而成的纖維層,抑制主軸膨脹的主軸裝置(例如參照專利文獻(xiàn)5)?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-226516號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本實(shí)開平2-5655號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-263982號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開2010-76045號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本專利第3262395號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題一般而言,拋油環(huán)由SC材料、SCM材料、SUS材料、AL材料、CU材料等比重較大的金屬材料制作。因此,如果為了使較大的離心力作用于灑落在拋油環(huán)上的加工液而增大拋油環(huán)的直徑,則較大的離心力也將作用于拋油環(huán)自身特別是其外徑側(cè)。在如機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸那樣的軸承的dmn值為100萬(wàn)以上的高速旋轉(zhuǎn)中,拋油環(huán)有可能在離心力的作用下發(fā)生變形,在極端的情況下,還存在離心力超過拋油環(huán)的抗拉強(qiáng)度以致?lián)p壞的情形。因此,需要限制拋油環(huán)的直徑和旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度,使得離心力的影響在許用程度內(nèi)。在現(xiàn)有的軸承的dmn值為100萬(wàn)以上的環(huán)境下使用的主軸裝置中,因?yàn)榭紤]到離心力的大小而限制了拋油環(huán)的徑向尺寸,所以在防水性能方面具有改善的余地。另外,在如上所述的高速旋轉(zhuǎn)條件下,一般而言,就外嵌拋油環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸與拋油環(huán)的嵌合部分的離心力膨脹量而言,拋油環(huán)一方的離心力膨脹量較大。在軸承的dmn值為100萬(wàn)以上的高速旋轉(zhuǎn)的情況下,為了抑制由于旋轉(zhuǎn)軸與拋油環(huán)的中心錯(cuò)位所導(dǎo)致的不平衡,通常旋轉(zhuǎn)軸與拋油環(huán)之間的配合是在兩者間設(shè)置僅有0~數(shù)十μm左右的徑向間隙。然而,如果拋油環(huán)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)不恰當(dāng),則該徑向間隙就會(huì)因離心力膨脹差而增大,在高速旋轉(zhuǎn)條件下將出現(xiàn)由于拋油環(huán)的振擺旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生不平衡,進(jìn)而導(dǎo)致異常振動(dòng),或者出現(xiàn)拋油環(huán)與殼體在迷宮處發(fā)生接觸等不良問題。另外,還會(huì)產(chǎn)生嵌合部的微振磨損以及旋轉(zhuǎn)軸與拋油環(huán)的蠕變現(xiàn)象。一旦在拋油環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生這樣的不良情況,就會(huì)出現(xiàn)需要以高昂花費(fèi)進(jìn)行高精度的旋轉(zhuǎn)軸修整,最壞情況下甚至無法再使用的問題。此外,這樣的不良情況不限于旋轉(zhuǎn)軸與拋油環(huán),在拋油環(huán)是由兩個(gè)部件構(gòu)成等情況下,也會(huì)發(fā)生于兩個(gè)部件之間。另外,在圖28所示的現(xiàn)有的主軸裝置110中,在大量的液體被噴濺到主軸裝置110的前表面的情況下,液體有可能穿過前蓋103與螺母107之間的迷宮間隙滲入到前側(cè)軸承150,使前側(cè)軸承150損傷。本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的,其目的在于提供具有良好的防水功能的主軸裝置。解決課題的手段本發(fā)明的目的通過下述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。(1)一種主軸裝置,其特征在于,包括:旋轉(zhuǎn)軸;軸承,上述軸承將上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于殼體;和旋轉(zhuǎn)部件,上述旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成抑制液體滲入上述軸承的防水構(gòu)造的至少一部分,且能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)部件的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成。(2)根據(jù)(1)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述旋轉(zhuǎn)部件是隔著微小的間隙與上述殼體對(duì)向配置的拋油環(huán)。(3)根據(jù)(2)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述拋油環(huán)在徑向上至少包括兩個(gè)部件,在外徑側(cè)配置有由碳纖維復(fù)合材料制成的部件。(4)根據(jù)(3)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述拋油環(huán)在軸向上,在與上述殼體對(duì)向的面上,具有向上述殼體側(cè)突出的凸部,上述殼體在與上述拋油環(huán)對(duì)向的面上,具有隔著微小間隙容納上述凸部的凹部,在上述拋油環(huán)的凸部至少存在有上述兩個(gè)部件的邊界面。(5)一種主軸裝置,其特征在于,包括:旋轉(zhuǎn)軸;軸承,上述軸承將上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于殼體;和旋轉(zhuǎn)部件,上述旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成抑制液體滲入上述軸承的防水構(gòu)造的至少一部分,且能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)部件的至少一部分的比模量大于上述旋轉(zhuǎn)軸的比模量。(6)根據(jù)(5)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述旋轉(zhuǎn)部件的線膨脹系數(shù)小于上述旋轉(zhuǎn)軸的線膨脹系數(shù)。(7)根據(jù)(5)或(6)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述旋轉(zhuǎn)部件是隔著微小的間隙與上述殼體對(duì)向配置的拋油環(huán)。(8)根據(jù)(5)~(7)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:上述旋轉(zhuǎn)部件由碳纖維復(fù)合材料制成。(9)一種主軸裝置,其特征在于,包括:旋轉(zhuǎn)軸;軸承,上述軸承將上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于殼體;和旋轉(zhuǎn)部件,上述旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成抑制液體滲入上述軸承的防水構(gòu)造的至少一部分,且能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)部件至少包括在徑向上被分割而成的外徑側(cè)部件和內(nèi)徑側(cè)部件在內(nèi)的兩個(gè)部件,上述外徑側(cè)部件外嵌于上述內(nèi)徑側(cè)部件,上述外徑側(cè)部件的比模量大于上述內(nèi)徑側(cè)部件的比模量。(10)根據(jù)(9)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述外徑側(cè)部件的線膨脹系數(shù)小于上述內(nèi)徑側(cè)部件的線膨脹系數(shù)。(11)根據(jù)(9)或(10)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述旋轉(zhuǎn)部件是隔著微小的間隙與上述殼體對(duì)向配置的拋油環(huán)。(12)根據(jù)(9)~(11)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:上述外徑側(cè)部件由碳纖維復(fù)合材料制成。(13)一種主軸裝置,其特征在于,包括:旋轉(zhuǎn)軸;軸承,上述軸承將上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于殼體;和拋油環(huán),上述拋油環(huán)構(gòu)成抑制液體滲入上述軸承的防水構(gòu)造的至少一部分,且能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸,上述拋油環(huán)包括:基底部,上述基底部固定于上述旋轉(zhuǎn)軸;圓盤部,上述圓盤部從上述基底部向徑向外側(cè)延伸,且隔著微小的間隙在軸向與上述殼體的軸向端面對(duì)向配置;和圓環(huán)部,上述圓環(huán)部從上述圓盤部沿軸向延伸,且隔著微小的間隙在徑向與上述殼體的外周面對(duì)向配置,上述圓環(huán)部呈壁厚隨著沿軸向遠(yuǎn)離上述圓盤部而變薄的錐形。(14)根據(jù)(13)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述圓環(huán)部的內(nèi)周面是徑向長(zhǎng)度隨著沿軸向遠(yuǎn)離上述圓盤部而變大的錐面。(15)根據(jù)(13)或(14)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述圓環(huán)部的外周面是徑向長(zhǎng)度隨著沿軸向遠(yuǎn)離上述圓盤部而變小的錐面。(16)根據(jù)(13)~(15)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:在沿徑向與上述圓環(huán)部對(duì)置的上述殼體的外周面上,至少設(shè)有一個(gè)凹進(jìn)的圓周槽,上述圓周槽的上述圓盤部側(cè)的端部在軸向上被上述圓環(huán)部遮蓋。(17)根據(jù)(13)~(16)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:上述基底部隔著微小的間隙在徑向與上述殼體的內(nèi)周面對(duì)向配置,上述殼體具有:設(shè)于上述內(nèi)周面的凹進(jìn)的環(huán)狀槽;和將上述環(huán)狀槽與上述外周面連通的連通孔。(18)根據(jù)(13)~(17)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:上述拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成。(19)一種主軸裝置,其特征在于,包括:旋轉(zhuǎn)軸;殼體,上述殼體通過軸承將上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承;和拋油環(huán),上述拋油環(huán)構(gòu)成抑制液體滲入上述軸承的防水構(gòu)造的至少一部分且能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸,上述拋油環(huán)包括:基底部,上述基底部固定于上述旋轉(zhuǎn)軸;圓盤部,上述圓盤部從上述基底部向徑向外側(cè)延伸,且隔著微小的間隙在軸向與上述殼體的軸向端面對(duì)向配置;和圓環(huán)部,上述圓環(huán)部從上述圓盤部沿軸向延伸,且隔著微小的間隙在徑向與上述殼體的外周面對(duì)向配置,在上述殼體的外周面中的在徑向與上述圓環(huán)部對(duì)置的對(duì)置面,至少設(shè)有一個(gè)凹進(jìn)的圓周槽。(20)根據(jù)(19)中記載的主軸裝置,其特征在于:在上述對(duì)置面上,設(shè)有沿軸向相互分離的多個(gè)凹進(jìn)的上述圓周槽。(21)根據(jù)(20)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述多個(gè)圓周槽至上述旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離隨著沿軸向遠(yuǎn)離上述拋油環(huán)的圓盤部而變大。(22)根據(jù)(20)中記載的主軸裝置,其特征在于:上述多個(gè)圓周槽至上述旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離隨著沿軸向遠(yuǎn)離上述拋油環(huán)的圓盤部而變小。(23)根據(jù)(19)~(22)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:上述拋油環(huán)的圓環(huán)部的內(nèi)周面,形成為錐形或大致臺(tái)階狀,上述圓環(huán)部的內(nèi)周面至上述旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離隨著沿軸向遠(yuǎn)離上述拋油環(huán)的圓盤部而變大。(24)根據(jù)(19)~(23)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:上述拋油環(huán)的基底部隔著微小的間隙在徑向與上述殼體的內(nèi)周面對(duì)向配置,上述殼體具有:設(shè)于上述內(nèi)周面的凹進(jìn)的環(huán)狀槽;和將上述環(huán)狀槽與上述外周面連通的連通孔。(25)根據(jù)(19)~(24)中任一項(xiàng)記載的主軸裝置,其特征在于:上述拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成。(26)一種主軸裝置,其特征在于,包括:殼體;旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)軸借助軸承支承于上述殼體,并能夠相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn);和拋油環(huán),上述拋油環(huán)能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍,且與上述殼體之間構(gòu)成迷宮式密封,上述拋油環(huán)包括:基底部,上述基底部固定于上述旋轉(zhuǎn)軸;和圓盤部,上述圓盤部從上述基底部向徑向外側(cè)延伸,上述圓盤部的外周部構(gòu)成上述拋油環(huán)的前端部,上述圓盤部的外周部與上述殼體的軸向端面隔著微小的間隙在軸向?qū)χ?,上述拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成。(27)一種主軸裝置,其特征在于,包括:殼體;旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)軸借助軸承支承于上述殼體,并能夠相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn);和拋油環(huán),上述拋油環(huán)能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍,且與上述殼體之間構(gòu)成迷宮式密封,上述殼體包括:外嵌于上述軸承的外圈的外筒;和固定于上述外筒的軸向端面,并將上述外圈在軸向上定位的外圈緊固部,上述外圈緊固部在軸向外端面與外周面之間具備臺(tái)階部,上述拋油環(huán)包括:基底部,上述基底部固定于上述旋轉(zhuǎn)軸;圓盤部,上述圓盤部從上述基底部向徑向外側(cè)延伸;和圓環(huán)部,上述圓環(huán)部從上述圓盤部的外周部向上述外圈緊固部沿軸向延伸,上述圓環(huán)部與上述臺(tái)階部的外周面隔著微小的間隙在徑向?qū)χ茫鲜鰭佊铜h(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成。(28)一種主軸裝置,其特征在于,包括:殼體;旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)軸借助軸承支承于上述殼體,并能夠相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn);和拋油環(huán),上述拋油環(huán)能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍,且與上述殼體之間構(gòu)成迷宮式密封,上述殼體包括:外嵌于上述軸承的外圈的外筒;和固定于上述外筒,且將上述外圈在軸向上定位的外圈緊固部,上述拋油環(huán)隔著微小的間隙與上述外筒和上述外圈緊固部的結(jié)合面對(duì)置,上述拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成。(29)根據(jù)(28)中記載的主軸裝置,其特征在于:通過將上述外圈緊固部螺合在上述外筒的內(nèi)周面,上述結(jié)合面形成為面向上述殼體的軸向端面,上述拋油環(huán)隔著微小的間隙在軸向與上述外筒和上述外圈緊固部的結(jié)合面對(duì)置。(30)根據(jù)(28)中記載的主軸裝置,其特征在于:通過將上述外圈緊固部固定于上述外筒的軸向端面,上述結(jié)合面形成為面向上述殼體的外周面,上述拋油環(huán)隔著微小的間隙在徑向與上述外筒和上述外圈緊固部的結(jié)合面對(duì)置。(31)一種主軸裝置,其特征在于,包括:殼體;旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)軸借助軸承支承于上述殼體,并能夠相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn);和拋油環(huán),上述拋油環(huán)能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍,且與上述殼體之間構(gòu)成迷宮式密封,上述拋油環(huán)包括:基底部,上述基底部固定于上述旋轉(zhuǎn)軸;圓盤部,上述圓盤部從上述基底部向徑向外側(cè)延伸;和圓環(huán)部,上述圓環(huán)部從上述圓盤部的外周部向上述殼體沿軸向延伸,上述圓環(huán)部具有超過上述軸承的軸向內(nèi)側(cè)端面的長(zhǎng)度,且與上述殼體的外周面隔著微小的間隙在徑向?qū)χ?,上述拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成。(32)一種主軸裝置,其特征在于,包括:旋轉(zhuǎn)軸;殼體,上述殼體借助軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承上述旋轉(zhuǎn)軸;和拋油環(huán),上述拋油環(huán)構(gòu)成抑制液體滲入上述軸承的防水構(gòu)造的至少一部分,且能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸,上述拋油環(huán)包括:基底部,上述基底部固定于上述旋轉(zhuǎn)軸;圓盤部,上述圓盤部從上述基底部向徑向外側(cè)延伸,且隔著微小的間隙在軸向與上述殼體的軸向端面對(duì)向配置;和圓環(huán)部,上述圓環(huán)部從上述圓盤部沿軸向延伸,且隔著微小的間隙在徑向與上述殼體的外周面對(duì)向配置。(33)一種主軸裝置,其特征在于,包括:殼體;旋轉(zhuǎn)軸,上述旋轉(zhuǎn)軸借助軸承支承于上述殼體,并能夠相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn);和拋油環(huán),上述拋油環(huán)能夠與上述旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍,且與上述殼體之間構(gòu)成迷宮式密封,上述殼體包括:外嵌于上述軸承的外圈的外筒;和固定于上述外筒的軸向端面,且將上述外圈在軸向上定位的外圈緊固部,上述外圈緊固部在軸向外端面與外周面之間具有臺(tái)階部,上述拋油環(huán)包括:基底部,上述基底部固定于上述旋轉(zhuǎn)軸;圓盤部,上述圓盤部從上述基底部向徑向外側(cè)延伸;和圓環(huán)部,上述圓環(huán)部從上述圓盤部的外周部向上述外圈緊固部沿軸向延伸,上述圓環(huán)部與上述臺(tái)階部的外周面隔著微小的間隙在徑向?qū)χ?。發(fā)明的效果根據(jù)上述(1)記載的主軸裝置,因?yàn)楣潭ㄓ谛D(zhuǎn)軸且能夠與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn),并構(gòu)成抑制液體滲入軸承的防水構(gòu)造的至少一部分的旋轉(zhuǎn)部件的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成,所以,與金屬相比質(zhì)量變小而使得離心力變小,能夠減少離心力對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的影響。另外,由于與金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。由此,旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)化成為可能,并且能夠大幅緩和對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的尺寸限制從而增大徑向長(zhǎng)度,因此,通過確保迷宮長(zhǎng)度較長(zhǎng)而得到良好的防水性能。根據(jù)上述(2)記載的主軸裝置,通過使作為防水構(gòu)造的主要構(gòu)成要素的拋油環(huán)的至少一部分為碳纖維復(fù)合材料,能夠進(jìn)一步提高防水性能。根據(jù)上述(3)記載的主軸裝置,通過在內(nèi)徑側(cè)配置由金屬材料形成的部件,能夠進(jìn)行高精度的加工。另外,通過將軸承固定用螺母插入的部分采用由金屬材料形成的部件,與典型的由金屬材料形成的旋轉(zhuǎn)軸之間的線膨脹系數(shù)不同引起的與旋轉(zhuǎn)軸之間的延展量之差變小,軸向固定力不易下降。根據(jù)上述(4)記載的主軸裝置,能夠確保兩個(gè)部件的接觸面積較大。根據(jù)上述(5)記載的主軸裝置,由于構(gòu)成抑制液體滲入軸承的防水構(gòu)造的一部分且能夠與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)地固定于旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)部件的至少一部分,其比模量大于旋轉(zhuǎn)軸的比模量,所以與旋轉(zhuǎn)軸相比旋轉(zhuǎn)部件的離心力膨脹變小。因此,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),能夠抑制由離心力造成的變形或損壞的產(chǎn)生,并且即使產(chǎn)生離心力膨脹,因?yàn)樾D(zhuǎn)軸的離心膨脹被旋轉(zhuǎn)部件所抑制,所以能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。根據(jù)上述(6)記載的主軸裝置,因?yàn)樾D(zhuǎn)部件的線膨脹系數(shù)小于旋轉(zhuǎn)軸的線膨脹系數(shù),所以即使升溫導(dǎo)致產(chǎn)生熱膨脹,由于旋轉(zhuǎn)軸的熱膨脹被旋轉(zhuǎn)部件所抑制,所以能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。根據(jù)上述(7)記載的主軸裝置,因?yàn)橥ㄟ^使作為防水構(gòu)造的主要構(gòu)成要素的拋油環(huán)的比模量大于旋轉(zhuǎn)軸的比模量,使得離心力越大拋油環(huán)越牢固地嵌合于旋轉(zhuǎn)軸,所以能夠提高防水性能。根據(jù)上述(8)記載的主軸裝置,因?yàn)樾D(zhuǎn)部件由碳纖維復(fù)合材料制成,所以其與金屬相比質(zhì)量變小而使得離心力變小,能夠減少離心力對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的影響。另外,由于與金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。由此,旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)化成為可能,并且能夠大幅緩和對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的尺寸限制從而增大徑向長(zhǎng)度,因此,通過確保迷宮長(zhǎng)度較長(zhǎng)而得到良好的防水性能。根據(jù)上述(9)記載的主軸裝置,因?yàn)橥馇队趦?nèi)徑側(cè)部件的外徑側(cè)部件的比模量大于內(nèi)徑側(cè)部件的比模量,所以與內(nèi)徑側(cè)部件相比外徑側(cè)部件的離心力膨脹變小。因此,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),能夠抑制由離心力造成的變形或損壞的產(chǎn)生,并且即使產(chǎn)生離心力膨脹,因?yàn)閮?nèi)徑側(cè)部件的離心膨脹被外徑側(cè)部件所抑制,所以能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。根據(jù)上述(10)記載的主軸裝置,因?yàn)橥鈴絺?cè)部件的線膨脹系數(shù)小于內(nèi)徑側(cè)部件的線膨脹系數(shù),所以即使升溫導(dǎo)致產(chǎn)生熱膨脹,由于內(nèi)徑側(cè)部件的熱膨脹被外徑側(cè)部件所抑制,所以能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。根據(jù)上述(11)記載的主軸裝置,通過使構(gòu)成作為防水構(gòu)造的主要構(gòu)成要素的拋油環(huán)的外徑側(cè)部件的比模量大于內(nèi)徑側(cè)部件的比模量,使得離心力越大外徑側(cè)部件越牢固地嵌合于內(nèi)徑側(cè)部件,由此能夠提高防水性能。根據(jù)上述(12)記載的主軸裝置,因?yàn)樾D(zhuǎn)部件的外徑側(cè)部件由碳纖維復(fù)合材料制成,所以與金屬相比質(zhì)量變小而使得離心力變小,能夠減少離心力對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的影響。另外,由于與金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。由此,旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)化成為可能,并且能夠大幅緩和對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的尺寸限制從而增大徑向長(zhǎng)度,因此,通過確保迷宮長(zhǎng)度較長(zhǎng)而得到良好的防水性能。根據(jù)上述(13)記載的主軸裝置,與殼體的外周面對(duì)向配置的拋油環(huán)的圓環(huán)部是壁厚隨著沿軸向遠(yuǎn)離圓盤部而變薄的錐形。因此,在圓環(huán)部的前端側(cè)不易產(chǎn)生離心力變形,能夠抑制迷宮入口處的間隙增加,能夠發(fā)揮良好的防水功能。根據(jù)上述(14)記載的主軸裝置,即使在液體滲入到圓環(huán)部的內(nèi)周面與殼體的外周面之間的迷宮間隙中的情況下,因?yàn)樵撘后w所產(chǎn)生的離心力隨著沿軸向遠(yuǎn)離圓盤部而變大,所以液體能夠由圓環(huán)部的內(nèi)周面引導(dǎo),排出到迷宮的外部。根據(jù)上述(15)記載的主軸裝置,在圓環(huán)部的外周面附著有液體的情況下,該液體所產(chǎn)生的離心力隨著沿軸向遠(yuǎn)離圓盤部而變小。因此,液體能夠由圓環(huán)部的外周面引導(dǎo),沿靠近圓盤部的方向,即與殼體分離的方向甩掉。根據(jù)上述(16)記載的主軸裝置,因?yàn)樵O(shè)于殼體的外周面的凹進(jìn)的圓周槽的圓盤部側(cè)的端部在軸向上與圓環(huán)部重疊,所以在主軸停止時(shí),液體流入圓周槽,能夠防止其滲入圓環(huán)部的內(nèi)周面與殼體的外周面之間的迷宮間隙。特別是盡管在構(gòu)成迷宮的殼體的外周面是錐形的情況下,當(dāng)主軸停止時(shí)液體容易滲入迷宮,但是根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的主軸裝置,能夠防止液體滲入迷宮。根據(jù)上述(17)記載的主軸裝置,即使在液體滲入拋油環(huán)與殼體之間的迷宮的情況下,因?yàn)樵撘后w積存在設(shè)于殼體的內(nèi)周面的凹進(jìn)的環(huán)狀槽,通過連通孔排出到外部,所以能夠進(jìn)一步抑制液體滲入軸承。根據(jù)上述(18)記載的主軸裝置,因?yàn)閽佊铜h(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料形成,所以與金屬相比質(zhì)量變小而使得離心力變小,另外,由于與金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。因此,在dmn值(軸承)較高的情況下,該拋油環(huán)也能夠使用,且因?yàn)槟軌蛟龃髲较蜷L(zhǎng)度和軸向長(zhǎng)度,所以液體的拋甩也會(huì)更強(qiáng)勁,并且能夠確保迷宮長(zhǎng)度較長(zhǎng),能夠得到良好的防水性能。根據(jù)上述(19)記載的主軸裝置,即使在液體已滲入殼體的外周面與拋油環(huán)的圓環(huán)部之間的迷宮間隙的情況下,因?yàn)樵撘后w積存在設(shè)于殼體的外周面的圓周槽,所以能夠抑制液體滲入軸承。根據(jù)上述(20)記載的主軸裝置,由于在殼體的外周面設(shè)置有多個(gè)圓周槽,所以能夠進(jìn)一步抑制液體滲入軸承。根據(jù)上述(21)記載的主軸裝置,因?yàn)槎鄠€(gè)圓周槽至旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離形成為隨著沿軸向遠(yuǎn)離拋油環(huán)的圓盤部而變大,所以,作用于積存在圓周槽的液體的離心力隨著沿軸向遠(yuǎn)離拋油環(huán)的圓盤部而變大。因此,即使在液體滲入殼體的外周面與拋油環(huán)的圓環(huán)部之間的迷宮間隙的情況下,也能夠提高將該液體排出到外部的效果。根據(jù)上述(22)記載的主軸裝置,因?yàn)槎鄠€(gè)圓周槽至旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離形成為隨著沿軸向遠(yuǎn)離拋油環(huán)的圓盤部而變小,所以,特別是在將主軸裝置橫向(軸向相對(duì)于重力方向垂直的狀態(tài))使用的情況下,液體受到重力的影響,容易積存于沿軸向遠(yuǎn)離圓盤部的一側(cè)的圓周槽,不易滲入到殼體的外周面與拋油環(huán)的圓環(huán)部之間的迷宮間隙。根據(jù)上述(23)記載的主軸裝置,因?yàn)閽佊铜h(huán)的圓環(huán)部的內(nèi)周面,形成為錐形或大致臺(tái)階狀,圓環(huán)部的內(nèi)周面至旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離隨著沿軸向遠(yuǎn)離拋油環(huán)的圓盤部而變大,所以,作用于附著在拋油環(huán)的圓環(huán)部的內(nèi)周面的液體上的離心力,隨著沿軸向遠(yuǎn)離拋油環(huán)的圓盤部而變大。因此,即使在液體已滲入到殼體的外周面與拋油環(huán)的圓環(huán)部的內(nèi)周面之間的迷宮間隙的情況下,也能夠提高將該液體排出到外部的效果。根據(jù)上述(24)記載的主軸裝置,因?yàn)榧词乖谝后w已滲入到拋油環(huán)與殼體之間的迷宮的情況下,該液體積存在設(shè)于殼體的內(nèi)周面的凹進(jìn)的環(huán)狀槽,并通過連通孔排出到外部,因此也能夠進(jìn)一步抑制液體滲入軸承。根據(jù)上述(25)記載的主軸裝置,因?yàn)閽佊铜h(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成,所以與金屬相比質(zhì)量變小而使得離心力變小,另外,因?yàn)榕c金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。因此,該拋油環(huán)在dmn值(軸承)較高的情況下也能夠使用,因?yàn)槟軌蛟龃髲较蜷L(zhǎng)度和軸向長(zhǎng)度,所以液體的拋甩也會(huì)更強(qiáng)勁,并且能夠確保迷宮長(zhǎng)度較長(zhǎng),能夠得到良好的防水性能。根據(jù)上述(26)記載的主軸裝置,因?yàn)閽佊铜h(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料形成,所以與金屬相比質(zhì)量變小而使得離心力變小,并且能夠減小離心力對(duì)拋油環(huán)的影響。另外,由于與金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。由此,能夠使旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn),并且能夠大幅緩和對(duì)拋油環(huán)的尺寸限制從而增大徑向長(zhǎng)度,因此能夠通過確保迷宮長(zhǎng)度較長(zhǎng)而得到良好的防水性能。另外,通過拋油環(huán)的輕量化,旋轉(zhuǎn)方向的慣性變小,能夠?qū)崿F(xiàn)加減速時(shí)間的縮短,能夠使循環(huán)時(shí)間縮短,能夠期待生產(chǎn)效率的提高。進(jìn)而,旋轉(zhuǎn)軸的前端部的質(zhì)量變小,能夠提高旋轉(zhuǎn)軸的特征值,能夠更高速地旋轉(zhuǎn),另外,還能夠減小高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)。另外,拋油環(huán)包括:外嵌于旋轉(zhuǎn)軸的軸套部和從該軸套部向徑向外側(cè)延伸的圓盤部,圓盤部的外周部構(gòu)成拋油環(huán)的前端部,圓盤部的外周部與殼體的軸向端面隔著微小的間隙沿軸向相對(duì)。由此,即使加工液和/或粉塵滲入到迷宮部位,由于拋油環(huán)的離心力所產(chǎn)生的拋甩效應(yīng),也能夠?qū)⒓庸ひ汉头蹓m從圓盤部的外周部排出到外部,能夠防止加工液和粉塵滲入主軸內(nèi)部。另外,例如通過作為使工具朝向下方進(jìn)行加工的立式主軸裝置使用,在停機(jī)時(shí)也能夠?qū)⑦M(jìn)入迷宮部位的加工液從圓盤部的外周部排出,能夠防止加工液滯留于迷宮部位。根據(jù)上述(27)記載的主軸裝置,除了由于拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成而產(chǎn)生的上述效果之外,通過使拋油環(huán)的圓環(huán)部與外圈緊固部的臺(tái)階部的外周面隔著微小的間隙沿徑向相對(duì),能夠添加徑向的迷宮部位,能夠提高防水性能。根據(jù)上述(28)記載的主軸裝置,除了由于拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成而產(chǎn)生的上述效果之外,通過使拋油環(huán)隔著微小的間隙與外筒和外圈緊固部的結(jié)合面相對(duì),使該結(jié)合面位于迷宮的內(nèi)側(cè),能夠抑制來自結(jié)合面的加工液的滲入。根據(jù)上述(31)記載的主軸裝置,除了由于拋油環(huán)的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成而產(chǎn)生的上述效果之外,通過使拋油環(huán)的圓環(huán)部具備超過軸承的軸向內(nèi)側(cè)端面的長(zhǎng)度,與殼體的外周面隔著微小的間隙沿徑向相對(duì),能夠抑制加工液落于殼體時(shí)殼體被過度冷卻,能夠減小軸承的內(nèi)外圈的溫度差,例如能夠抑制被施加定位預(yù)壓的軸承的預(yù)壓增加。根據(jù)上述(32)記載的主軸裝置,由于拋油環(huán)與殼體隔著微小的軸向間隙和徑向間隙相對(duì)配置,所以能夠形成迷宮,能夠提高防水性能。根據(jù)上述(33)記載的主軸裝置,通過使拋油環(huán)的圓環(huán)部與外圈緊固部的臺(tái)階部的外周面隔著微小的間隙沿徑向相對(duì),能夠添加徑向的迷宮部位,能夠提高防水性能。附圖說明圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的主軸裝置的剖視圖。圖2是圖1所示的主軸裝置的主要部分放大圖。圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖5是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖6(a)是將圖5所示的主軸裝置的圖進(jìn)一步放大來表示的圖,圖6(b)是變形例的主軸裝置的放大圖,圖6(c)是其它變形例的主軸裝置的放大圖。圖7是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖8是將圖7所示的主軸裝置的圖進(jìn)一步放大來表示的圖。圖9是本發(fā)明的第六實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖10是將圖9所示的主軸裝置的圖進(jìn)一步放大來表示的圖。圖11是本發(fā)明的第七實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖12是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的變形例的主軸裝置的剖視圖。圖13是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的變形例的主軸裝置的剖視圖。圖14是本發(fā)明的第六實(shí)施方式的變形例的主軸裝置的剖視圖。圖15是本發(fā)明的第七實(shí)施方式的變形例的主軸裝置的剖視圖。圖16是本發(fā)明的第八實(shí)施方式的主軸裝置的剖視圖。圖17是圖16所示的主軸裝置的主要部分放大圖。圖18是本發(fā)明的第九實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖19是本發(fā)明的第十實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖20是本發(fā)明的第十一實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖21是本發(fā)明的第十二實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖22是本發(fā)明的第十三實(shí)施方式的主軸裝置的剖視圖。圖23(a)是第十三實(shí)施方式的變形例的主軸裝置的部分剖視圖,圖23(b)是第十三實(shí)施方式的另一變形例的主軸裝置的部分剖視圖。圖24是本發(fā)明的第十四實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖25是本發(fā)明的第十五實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖26是本發(fā)明的第十六實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖27是本發(fā)明的第十七實(shí)施方式的主軸裝置的主要部分放大圖。圖28是現(xiàn)有的主軸裝置的剖視圖。符號(hào)說明10主軸裝置11旋轉(zhuǎn)軸31凹部40、40A、40B、40C、40D拋油環(huán)(旋轉(zhuǎn)部件)41軸套部(基底部)42圓盤部43a外徑側(cè)圓環(huán)部(外徑側(cè)部件)43b內(nèi)徑側(cè)圓環(huán)部(內(nèi)徑側(cè)部件)44凸部45邊界面47a外徑側(cè)拋油環(huán)(外徑側(cè)部件)47b內(nèi)徑側(cè)拋油環(huán)(內(nèi)徑側(cè)部件)48內(nèi)周面49外周面50前側(cè)軸承(軸承)60后側(cè)軸承71軸向前端面(軸向端面)75外周面77錐部79圓周槽80軸向前側(cè)端部(端部)81大直徑圓筒面82小直徑圓筒面83內(nèi)周面85環(huán)狀槽87、88排水孔(連通孔)110A主軸裝置111旋轉(zhuǎn)軸112前側(cè)軸承外圈緊固部113外筒140拋油環(huán)141軸套部(基底部)142圓盤部143圓環(huán)部145內(nèi)周面146軸向后端面150前側(cè)軸承(軸承)171軸向前端面(軸向端面)175外周面179圓周槽180圓環(huán)槽180a軸向前側(cè)端部183內(nèi)周面185環(huán)狀槽188排水孔(連通孔)193外周面195對(duì)向面H殼體100H殼體具體實(shí)施方式以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明主軸裝置的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。(第一實(shí)施方式)如圖1和圖2所示,本實(shí)施方式的主軸裝置10是機(jī)床用電動(dòng)機(jī)內(nèi)置式主軸裝置,通過支承旋轉(zhuǎn)軸11的工具側(cè)(前側(cè))的兩列前側(cè)軸承50、50和支承旋轉(zhuǎn)軸11的工具側(cè)的相反側(cè)(后側(cè))的兩列后側(cè)軸承60、60,將旋轉(zhuǎn)軸11以使其旋轉(zhuǎn)自如的方式支撐在殼體H中。殼體H從工具側(cè)起依次具有前側(cè)軸承外圈緊固部12、外筒13和后側(cè)殼體14。各前側(cè)軸承50是角接觸球軸承,各角接觸球軸承分別包括外圈51、內(nèi)圈52、具有接觸角地配置的作為滾動(dòng)體的滾珠53和未圖示的保持架,各后側(cè)軸承60是角接觸球軸承,該角接觸球軸承包括外圈61、內(nèi)圈62、作為滾動(dòng)體的滾珠63和未圖示的保持架。前側(cè)軸承50、50(面對(duì)背組合)和后側(cè)軸承60、60(面對(duì)背組合),配置成相互協(xié)動(dòng)的背對(duì)背組合。前側(cè)軸承50、50的外圈51、51內(nèi)嵌于外筒13,利用以螺栓15緊固于外筒13的前側(cè)軸承外圈緊固部12,隔著外圈隔圈54在軸向上定位并固定于外筒13。此外,前側(cè)軸承50、50的內(nèi)圈52、52外嵌于旋轉(zhuǎn)軸11,利用緊固于旋轉(zhuǎn)軸11的螺母16,隔著作為旋轉(zhuǎn)部件的拋油環(huán)40和內(nèi)圈隔圈55,在軸向上定位并固定于旋轉(zhuǎn)軸11。拋油環(huán)40通過前側(cè)軸承50、50在工具側(cè)(圖中左側(cè))外嵌于旋轉(zhuǎn)軸11,用螺母16將其與內(nèi)圈52、52一起固定于旋轉(zhuǎn)軸11。后側(cè)軸承60、60的外圈61、61內(nèi)嵌于套筒18,其中,套筒18內(nèi)嵌于后側(cè)殼體14,能夠沿后側(cè)殼體的軸向自由滑動(dòng),并且利用以未圖示的螺栓一體固定于該套筒18的后側(cè)軸承外圈緊固部19,隔著外圈隔圈64在軸向上定位并固定于套筒18。后側(cè)軸承60、60的內(nèi)圈62、62外嵌于旋轉(zhuǎn)軸11,通過緊固于旋轉(zhuǎn)軸11的另一螺栓21,隔著內(nèi)圈隔圈65在軸向上定位并固定于旋轉(zhuǎn)軸11。在后側(cè)殼體14與后側(cè)軸承外圈緊固部19之間,配置有螺旋彈簧23,該螺旋彈簧23的彈力將后側(cè)軸承外圈緊固部19與套筒18一起向后方按壓。由此,對(duì)后側(cè)軸承60、60施加預(yù)壓。在旋轉(zhuǎn)軸11的工具側(cè),設(shè)置有通過軸中心且沿軸向形成的工具安裝孔24和內(nèi)螺紋25。工具安裝孔24和內(nèi)螺紋25用于將刀具等未圖示的工具安裝于旋轉(zhuǎn)軸11。此外,也可以設(shè)置絲錐(tap),由絲錐固定工具,來取代內(nèi)螺紋25。另外,也可以將現(xiàn)有公知的牽引桿(未圖示)以能夠自由滑動(dòng)的方式嵌插在旋轉(zhuǎn)軸11的軸芯中,來取代工具安裝孔24和內(nèi)螺紋25。牽引桿具備均未圖示的固定工具支架的夾頭部,通過碟形彈簧的彈力,向與工具側(cè)相反的方向施力。在旋轉(zhuǎn)軸11的前側(cè)軸承50、50與后側(cè)軸承60、60之間的大致軸向中央,具有:能夠與旋轉(zhuǎn)軸11一體旋轉(zhuǎn)地配置的轉(zhuǎn)子26和配置在轉(zhuǎn)子26周圍的定子27。通過將熱壓配合于定子27的冷卻套28內(nèi)嵌在構(gòu)成殼體H的外筒13中,將定子27固定于外筒13。轉(zhuǎn)子26和定子27構(gòu)成電動(dòng)機(jī)M,通過對(duì)定子27供給電力,使轉(zhuǎn)子26產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力,使旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)。拋油環(huán)40包括:外嵌于旋轉(zhuǎn)軸11的軸套部41、從軸套部41向徑向外側(cè)延伸的圓盤部42和從該圓盤部42的外周部向后方(前側(cè)軸承外圈緊固部12一側(cè))呈環(huán)狀地延伸的圓環(huán)部43。在圓盤部42的徑向中間,在與前側(cè)軸承外圈緊固部12對(duì)向的表面,形成有向前側(cè)軸承外圈緊固部12一側(cè)突出的凸部44。在前側(cè)軸承外圈緊固部12,在與拋油環(huán)40對(duì)向的表面,形成有凹部31,該凹部31與拋油環(huán)40的凸部44對(duì)置,能夠隔著微小的間隙容納該凸部44。另外,在前側(cè)軸承外圈緊固部12,在外周前端側(cè)形成有小直徑部32。拋油環(huán)40與前側(cè)軸承外圈緊固部12隔著微小的軸向間隙和徑向間隙對(duì)向配置,構(gòu)成所謂的迷宮式密封。更具體而言,拋油環(huán)40的凸部44隔著微小的間隙容納于前側(cè)軸承外圈緊固部12的凹部31,并且環(huán)狀的圓環(huán)部43隔著微小的徑向間隙例如0.5mm左右的間隙配置成覆蓋小直徑部32的外周面。特別是在圓環(huán)部43與小直徑部32之間,由于兩者的圓周速度之差而形成氣簾(aircurtain),在對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí),其構(gòu)成了防水構(gòu)造,用于抑制灑落于主軸裝置10的加工液進(jìn)入前側(cè)軸承50、50一側(cè)。拋油環(huán)40由與金屬相比抗拉強(qiáng)度較高、比重較小的碳纖維復(fù)合材料(CFRP)制成。具體而言,作為碳纖維復(fù)合材料,例如通過將含有固化劑的環(huán)氧樹脂等熱固性樹脂浸漬而成的片材與由以PAN(聚丙烯腈)為主原料的含有碳纖維的纖維絲平行并絲而成的織物或者含有碳纖維的纖維絲形成的織物(片狀)多層疊合后,卷繞于心軸等,再加熱固化制得。另外,也可使用以瀝青類為主原料的碳纖維。通過將碳纖維復(fù)合材料的纖維方向、角度最優(yōu)化,能夠?qū)⒖估瓘?qiáng)度、抗拉彈性模量、線膨脹系數(shù)等物理參數(shù)最優(yōu)化。作為碳纖維復(fù)合材料的特性,例如如果使用以具有抗拉強(qiáng)度1800~3500MPa、抗拉彈性模量130~280GPa、比重1.5~2.0g/cc的物理參數(shù)的PAN類為主原料的碳纖維,與現(xiàn)有的高抗拉鋼等相比,抗拉強(qiáng)度為同等乃至更高,比重為1/5左右(比強(qiáng)度大致為通常的金屬材料的3倍)。另外,通過將纖維方向、角度最優(yōu)化,能夠使熱膨脹系數(shù)為-5~+12×10-6K-1,因此能夠達(dá)到現(xiàn)有的碳鋼的1~1/10左右。這樣,通過使用比重比金屬小的碳纖維復(fù)合材料,在直徑相同的情況下,能夠使作用于拋油環(huán)40的離心力大幅減小,使得高速旋轉(zhuǎn)時(shí)拋油環(huán)40不再發(fā)生離心力損壞。并且,由于抗拉強(qiáng)度與金屬同等或在金屬之上,所以也能夠抑制由離心力造成的變形。因此,能夠大幅緩和對(duì)旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)速度的制約、或?qū)佊铜h(huán)40的尺寸(徑向)的限制。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)目前難以實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步的高速旋轉(zhuǎn)化或拋油環(huán)40的大型化,提高作用于加工液的離心力,確保將灑落的加工液向徑向外側(cè)拋散從而防止侵入到軸承內(nèi)部。另外,通過減小作用于拋油環(huán)40的圓環(huán)部43的離心力,能夠抑制強(qiáng)度較弱的懸臂式構(gòu)造的圓環(huán)部43的開口側(cè)(圖中右側(cè))向徑向外側(cè)擴(kuò)展。由此,將圓環(huán)部43的徑向長(zhǎng)度和軸向長(zhǎng)度設(shè)定得較長(zhǎng),則迷宮式密封的長(zhǎng)度變長(zhǎng),提高防水效果。拋油環(huán)40與旋轉(zhuǎn)軸11的嵌合,考慮到金屬與碳纖維復(fù)合材料的膨脹系數(shù)之差,優(yōu)選采用例如數(shù)μm左右的間隙配合,在這種情況下,高速旋轉(zhuǎn)時(shí)因旋轉(zhuǎn)軸11膨脹而成為過盈配合。另外,考慮到拋油環(huán)40與前側(cè)軸承外圈緊固部12的線膨脹系數(shù)之差,兩者之間的間隙也設(shè)定為即使金屬制旋轉(zhuǎn)軸11或前側(cè)軸承外圈緊固部12發(fā)生熱膨脹也不會(huì)產(chǎn)生干涉的程度的間隙(例如半徑間隙為Ф0.5mm以下)。如上所述,根據(jù)本實(shí)施方式的主軸裝置10,因?yàn)楣潭ㄓ谛D(zhuǎn)軸11且能夠與之一體旋轉(zhuǎn)、且構(gòu)成抑制加工液滲入到前側(cè)軸承50、50的防水構(gòu)造的一部分的拋油環(huán)40的至少一部分由碳纖維復(fù)合材料制成,所以,與金屬相比質(zhì)量較小,在相同轉(zhuǎn)速下離心力較小,所以能夠減少離心力對(duì)拋油環(huán)40的影響。進(jìn)而,因?yàn)榕c金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。由此,在能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸11的高速旋轉(zhuǎn)化,即在軸承的dmn值為100萬(wàn)以上、更優(yōu)選為dmn值為150萬(wàn)以上時(shí)也能夠使用的同時(shí),并且能夠大幅緩和對(duì)拋油環(huán)40的尺寸限制從而增大徑向長(zhǎng)度,因此能夠通過確保迷宮長(zhǎng)度較長(zhǎng)而得到良好的防水性能。另外,因?yàn)閽佊铜h(huán)40隔著微小的間隙與構(gòu)成殼體H的前側(cè)軸承外圈緊固部12對(duì)向配置,所以能夠由拋油環(huán)40和前側(cè)軸承外圈緊固部12構(gòu)成非接觸密封的迷宮式密封,能夠在長(zhǎng)期間內(nèi)穩(wěn)定地抑制加工液滲入到前側(cè)軸承50、50。(變形例1)拋油環(huán)40不限定于碳纖維復(fù)合材料,也可以由比模量大于旋轉(zhuǎn)軸11的比模量的材料形成。這里,比模量是以縱彈性模量除以密度得到的值(比彈性模量=E(縱彈性模量:kgf/m2)/ρ(密度:kg/m3))。例如,在旋轉(zhuǎn)軸11由SC材料、SCM材料、SUS材料、AL材料、或CU材料等金屬形成的情況下,比模量為1.4×106m~2.7×106m,而由具有比之還大的比模量的材料形成拋油環(huán)40。拋油環(huán)40的比模量比旋轉(zhuǎn)軸11的比模量大即可,優(yōu)選為5×106m以上,更優(yōu)選為8×106m以上。另一方面,考慮到與內(nèi)嵌的旋轉(zhuǎn)軸11的應(yīng)力的不均衡等情況,上限值在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)選為20×106m以下。此外,所謂比模量較大意味著質(zhì)量輕且難以變形。旋轉(zhuǎn)軸11和拋油環(huán)40可以由比模量不同的金屬分別形成,也可以至少其中之一由金屬以外的材料形成。這樣,通過使拋油環(huán)40的比模量大于旋轉(zhuǎn)軸11的比模量,與旋轉(zhuǎn)軸11相比拋油環(huán)40的離心力膨脹變小。即,旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)軸11在半徑方向的膨脹變大,因此能夠減少嵌合部的徑向間隙,或者能夠使之成為過盈配合(過盈量)的嵌合。因此,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),能夠抑制由離心力造成的變形或損壞的產(chǎn)生,并且即使產(chǎn)生了離心力膨脹,也能夠通過拋油環(huán)40抑制旋轉(zhuǎn)軸11的離心膨脹,因此能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。如果使旋轉(zhuǎn)軸11與拋油環(huán)40的嵌合為例如數(shù)μm左右的間隙配合,則在這種情況下,高速旋轉(zhuǎn)時(shí)因旋轉(zhuǎn)軸11的膨脹而成為過盈配合的嵌合,離心力越大,旋轉(zhuǎn)軸11與拋油環(huán)40的嵌合越牢固。另外,考慮到旋轉(zhuǎn)時(shí)徑向間隙的減小,也能夠根據(jù)需要將組裝時(shí)的徑向間隙設(shè)定得較大。由此,能夠容易地將拋油環(huán)40組裝于旋轉(zhuǎn)軸11。另外,除了拋油環(huán)40的比模量比旋轉(zhuǎn)軸11的比模量大之外,還優(yōu)選為拋油環(huán)40的線膨脹系數(shù)小于旋轉(zhuǎn)軸11的線膨脹系數(shù)。例如在旋轉(zhuǎn)軸11由SC材料、SCM材料、SUS材料、AL材料、CU材料等金屬等形成的情況下,線膨脹系數(shù)為+10×10-6K-1~+24×10-6K-1,而優(yōu)選由具有比其小的線膨脹系數(shù)的材料形成拋油環(huán)40。拋油環(huán)40的線膨脹系數(shù)優(yōu)選為-5×10-6K-1~+10×10-6K-1。這樣,通過使拋油環(huán)40的線膨脹系數(shù)小于旋轉(zhuǎn)軸11的線膨脹系數(shù),即使因前側(cè)軸承50、50或電動(dòng)機(jī)M等放熱等的影響而升溫,從而導(dǎo)致產(chǎn)生熱膨脹,由于能夠通過拋油環(huán)40抑制旋轉(zhuǎn)軸11的熱膨脹,所以能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。作為典型的相對(duì)于由金屬形成的旋轉(zhuǎn)軸11比模量較大、而線膨脹系數(shù)較小的材料,例如能夠舉出碳纖維復(fù)合材料(CFRP)。碳纖維復(fù)合材料(CFRP)的詳細(xì)情況與第一實(shí)施方式相同,故省略說明。如上所述,根據(jù)本變形例的主軸裝置10,因?yàn)闃?gòu)成抑制切削液滲入前側(cè)軸承50、50的防水構(gòu)造的一部分且外嵌于旋轉(zhuǎn)軸11的拋油環(huán)40的比模量大于旋轉(zhuǎn)軸11的比模量,所以與旋轉(zhuǎn)軸11相比,拋油環(huán)40的離心力膨脹變小。因此,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),能夠抑制由離心力造成的變形或損壞的產(chǎn)生,并且即使產(chǎn)生離心力膨脹,也能夠通過拋油環(huán)40抑制旋轉(zhuǎn)軸11的離心膨脹,因此能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。此外,并非必需要將拋油環(huán)40的整體都設(shè)定為比模量比旋轉(zhuǎn)軸11大,只要將一部分設(shè)定為比模量比旋轉(zhuǎn)軸11大即可。關(guān)于這種情況的示例,將在后文中說明。另外,除了拋油環(huán)40的比模量大于旋轉(zhuǎn)軸11的比模量之外,通過使拋油環(huán)40的線膨脹系數(shù)小于旋轉(zhuǎn)軸11的線膨脹系數(shù),即使升溫導(dǎo)致產(chǎn)生熱膨脹,也能夠通過拋油環(huán)40抑制旋轉(zhuǎn)軸11的熱膨脹,因此能夠抑制嵌合部的徑向間隙相對(duì)于停機(jī)時(shí)反而增大等不良情況的發(fā)生。另外,由于拋油環(huán)40由碳纖維復(fù)合材料制成,其與金屬相比質(zhì)量較小且相同轉(zhuǎn)速下離心力較小,所以能夠減輕離心力對(duì)拋油環(huán)40的影響。并且,由于與金屬相比抗拉強(qiáng)度較高,所以能夠進(jìn)一步抑制由離心力造成的變形。由此,在旋轉(zhuǎn)軸11高速旋轉(zhuǎn)化、即軸承的dmn值為100萬(wàn)以上、更優(yōu)選dmn...
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