(57)【要約】【課題】主軸ユニットを容易に取り外しできるようにする。【解決手段】主軸ユニット３０は、主軸３１、モータロータ３７、前軸受４１、後軸受４３、及びケース５０を備える。ケース５０は、前軸受４１を覆う前ケース６１と、後軸受４３を覆う後ケース７１と、を有する。前ケース６１は、前軸受４１を保持する前胴部６２と、前胴部６２から径方向外側に広がる前フランジ部６４と、を有する。後ケース７１は、後軸受４３を保持する後胴部７２と、後胴部７２から径方向外側に広がる後フランジ部７４と、を有する。前フランジ部６４には、前側Ｄｍｆを向いて、ユニット支持台２０で後側Ｄｍｂを向く第一取付面２４に接触可能な前被取付面６５が形成されている。後フランジ部７４には、前側Ｄｍｆの向いて、ユニット支持台２０で後側Ｄｍｂを向く第二取付面２５に接する後被取付面７５が形成されている。【選択図】図４
2018069355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心として工具が回転可能に前記工具の第一端を支持するユニット支持台に取り付けられ、前記工具の第二端を保持して、前記軸線を中心として前記工具を回転させる主軸ユニットにおいて、
前記軸線を中心として、前記軸線が延びる軸線方向に長い主軸と、
前記主軸の外周に固定されているモータロータと、
前記モータロータの外周に配置されているモータステータと、
前記軸線方向における前記主軸の一端側である前側に設けられ、前記工具を保持する保持器と、
前記モータロータよりも前記前側で、且つ前記保持器よりも前記前側と反対側の後側に配置され、前記主軸を回転可能に支持する前軸受と、
前記モータロータよりも前記後側に配置され、前記主軸を回転可能に支持する後軸受と、
前記軸線を中心として筒状を成し、前記モータステータが内周面に固定されているモータケースと、
前記前軸受の外周を覆う前ケースと、
前記後軸受の外周を覆う後ケースと、
を備え、
前記前ケースは、前記前軸受の外周を覆って前記前軸受を保持する前胴部と、前記前胴部の外周から前記軸線に対する径方向外側に広がる前フランジ部と、を有し、
前記後ケースは、前記後軸受の外周を覆って前記後軸受を保持する後胴部と、前記後胴部の外周から前記径方向外側に広がる後フランジ部と、を有し、
前記前胴部の外径は、前記モータケースの内径よりも小さく、
前記前フランジ部には、前記前側を向いて、前記ユニット支持台で前記後側を向く第一取付面に接触可能な前被取付面と、前記モータケースに接する接触面とが形成され、
前記後フランジ部の外径は、前記モータケースの外径よりも大きく、
前記後フランジ部には、前記前側の向いて、前記ユニット支持台で前記後側を向く第二取付面に接する後被取付面が形成されている、
主軸ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の主軸ユニットにおいて、
前記前フランジ部には、ボルトネジ穴が形成されている、
主軸ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の主軸ユニットにおいて、
前記後フランジ部には、前記後被取付面から後側に貫通するボルト挿通孔が形成されている、
主軸ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の主軸ユニットにおいて、
前記前フランジ部は、前記前胴部の前記後側の端を含む部分から前記径方向外側に広がっている、
主軸ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の主軸ユニットにおいて、
前記前フランジ部の前記接触面は、前記前ケースが前記モータケースに対して前記軸線方向に相対移動可能に、前記軸線方向に広がる面である、
主軸ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の主軸ユニットにおいて、
前記前ケースが前記モータケースに対して前記軸線方向に相対移動可能な前記主軸ユニットにおいて、前記主軸に対する前記後ケースの前記軸線方向の相対移動の移動量を制限する移動制限部を備える、
主軸ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の主軸ユニットにおいて、
前記前軸受は、前記主軸に対するラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける軸受である、
主軸ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の主軸ユニットと、
前記ユニット支持台と、
加工対象であるワークを保持するワーク保持器と、
前記主軸ユニットと前記ワーク保持器とを相対移動させる移動機構と、
を備える工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具を保持して、この工具を回転させる主軸ユニット、及びこの主軸ユニットを備えている工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械としては、例えば、歯車素材としてのワークを加工して、歯車を製造するホブ盤がある。
【０００３】
例えば、以下の特許文献１に記載されているホブ盤は、ホブカッタを保持する工具ユニット（又は主軸ユニット）と、この工具ユニットが取り付けられる送り台（又はスライダ）とを備えている。
【０００４】
工具ユニットは、主軸と、主軸の外周に固定されているモータロータと、モータロータの外周に配置されているモータステータと、主軸を回転可能に支持する前軸受及び後軸受と、これらを覆うケースと、ホブカッタを保持するコレットチャックと、を有する。主軸は、軸線を中心として軸線方向に長い。コレットチャックは、主軸の軸線方向における前側端に設けられている。前軸受は、モータロータよりも前側に配置されている。後軸受は、モータロータよりも後側に配置されている。ケースは、モータステータの外周を覆うモータケースと、前軸受の外周を前ケースと、後軸受を覆う後ケースと、を有する。前ケースは、円筒状の胴部と、胴部の前側端から軸線に対する径方向外側に広がるフランジ部と、を有する。
【０００５】
送り台は、主軸の軸線方向に長い。工具ユニットは、この送り台における後側に固定されている。送り台の前側には、ホブカッタを回転可能にこのホブカッタの第一端を支持する対応軸受けが設けられている。ホブカッタの第二端は、工具ユニットのコレットチャックにより保持される。この送り台には、前側を向く取付面が形成されている。前ケースのフランジ部における後側を向く被取付面は、この送り台の取付面に接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−０１９８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の工具ユニット（又は主軸ユニット）では、前ケースのフランジ部における後側を向く被取付面が、送り台における前側を向く取付面と対向している。このため、工具ユニットが故障等して、この工具ユニットを送り台から外す際、送り台に対して工具ユニットを後側に引き離すことができない。そこで、この工具ユニットを送り台から外す際には、モータケースから前ケースを外した後、この前ケースを前側に移動させる。その後、工具ユニットの他の部分を送り台に対して後側に引き離すと考えられる。また、この工具ユニットを送り台に取り付ける際、前ケースを送り台に固定した後、工具ユニットの他の部分を送り台に固定すると考えられる。
【０００８】
以上のように、特許文献１に記載の主軸ユニット（又は工具ユニット）では、その取り外し及び取り付けに時間を要する、という問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、主軸ユニットの取り付け及び取り外しを容易に行うことができる主軸ユニット、及びこの主軸ユニットを備えている工作機械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】
【００１０】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての主軸ユニットは、
軸線を中心として工具が回転可能に前記工具の第一端を支持するユニット支持台に取り付けられ、前記工具の第二端を保持して、前記軸線を中心として前記工具を回転させる主軸ユニットにおいて、前記軸線を中心として、前記軸線が延びる軸線方向に長い主軸と、前記主軸の外周に固定されているモータロータと、前記モータロータの外周に配置されているモータステータと、前記軸線方向における前記主軸の一端側である前側に設けられ、前記工具を保持する保持器と、前記モータロータよりも前記前側で、且つ前記保持器よりも前記前側と反対側の後側に配置され、前記主軸を回転可能に支持する前軸受と、前記モータロータよりも前記後側に配置され、前記主軸を回転可能に支持する後軸受と、前記軸線を中心として筒状を成し、前記モータステータが内周面に固定されているモータケースと、前記前軸受の外周を覆う前ケースと、前記後軸受の外周を覆う後ケースと、を備え、
前記前ケースは、前記前軸受の外周を覆って前記前軸受を保持する前胴部と、前記前胴部の外周から前記軸線に対する径方向外側に広がる前フランジ部と、を有し、前記後ケースは、前記後軸受の外周を覆って前記後軸受を保持する後胴部と、前記後胴部の外周から前記径方向外側に広がる後フランジ部と、を有し、前記前胴部の外径は、前記モータケースの内径よりも小さく、前記前フランジ部には、前記前側を向いて、前記ユニット支持台で前記後側を向く第一取付面に接触可能な前被取付面と、前記モータケースに接する接触面とが形成され、前記後フランジ部の外径は、前記モータケースの外径よりも大きく、前記後フランジ部には、前記前側の向いて、前記ユニット支持台で前記後側を向く第二取付面に接する後被取付面が形成されている。
【００１１】
ユニット支持台の第一取付面及び第二取付面は、いずれも後側を向いている。また、当該主軸ユニットでは、第一取付面に軸線方向で対向する主軸ユニットの前被取付面、及び第二取付面に軸線方向で対向する主軸ユニットの後被取付が、いずれも前側を向いている。このため、ユニット支持台から主軸ユニットを取外す際、主軸ユニットを分解せずに、ユニット支持台から主軸ユニットを後側に引き離すことができる。よって、当該主軸ユニットでは、ユニット支持台から主軸ユニットを容易に取り外すことができる。また、当該主軸ユニットでは、主軸ユニットが組み上がっている状態で、ユニット支持台に取り付けることができるので、主軸ユニットをユニット支持台に容易に取り付けることができる。
【００１２】
ここで、前記主軸ユニットにおいて、前記前フランジ部には、ボルトネジ穴が形成されていてもよい。
【００１３】
当該主軸ユニットでは、前フランジ部のボルトネジ穴に対して、前側からボルトネジを捩じ込むことができる。
【００１４】
また、以上のいずれかの前記主軸ユニットにおいて、前記後フランジ部には、前記後被取付面から後側に貫通するボルト挿通孔が形成されていてもよい。
【００１５】
当該主軸ユニットでは、後フランジ部のボルト挿通孔に対して、後側からボルトネジを挿通させることができる。
【００１６】
以上のいずれかの前記主軸ユニットにおいて、前記前フランジ部は、前記前胴部の前記後側の端を含む部分から前記径方向外側に広がっていてもよい。
【００１７】
当該主軸ユニットでは、前ケースの前フランジ部は、前胴部の後側の端を含む部分から径方向外側に広がっている。このため、当該主軸ユニットでは、主軸ユニットの前側に配置されるワークが大きい場合でも、このワークと前フランジ部との干渉を回避することができて、工具の突き出し長さを短縮できる。
【００１８】
以上のいずれかの前記主軸ユニットにおいて、前記前フランジ部の前記接触面は、前記前ケースが前記モータケースに対して前記軸線方向に相対移動可能に、前記軸線方向に広がる面であってもよい。
【００１９】
前記前ケースが前記モータケースに対して前記軸線方向に相対移動可能な前記主軸ユニットにおいて、前記主軸に対する前記後ケースの前記軸線方向の相対移動の移動量を制限する移動制限部を備えてもよい。
【００２０】
当該主軸ユニットでは、後ケースを軸線方向に移動させた場合、この後ケースの移動に伴なって主軸を軸線方向に移動させることができる。
【００２１】
前記移動制限部を備える前記主軸ユニットにおいて、前記前軸受は、前記主軸に対するラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける軸受であってもよい。
【００２２】
当該主軸ユニットでは、主軸に対して前軸受及び前ケースが軸線方向に相対移動不可能になる。このため、後ケースを軸線方向に移動させた場合、この後ケースの移動に伴なって主軸、前軸受及び前ケースを軸線方向に移動させることができる。
【００２３】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての工作機械は、
以上のいずれかの前記主軸ユニットと、前記ユニット支持台と、加工対象であるワークを保持するワーク保持器と、前記主軸ユニットと前記ワーク保持器とを相対移動させる移動機構と、を備える。
【００２４】
工作業界では、加工対象であるワークが複雑な形状の場合でも、このワークに主軸ユニットのケースが干渉しないことが望まれている。
【００２５】
そこで、以下の発明は、加工対象であるワークが大きい場合でも、主軸ユニットのケースとワークとの干渉を抑えることができる主軸ユニット、及びこの主軸ユニットを備えている工作機械を提供することを目的とする。
【００２６】
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての主軸ユニットは、
軸線を中心として、軸線が延びる軸線方向に長い主軸と、前記主軸の外周に固定されているモータロータと、前記モータロータの外周に配置されているモータステータと、前記軸線方向における前記主軸の一端側である前側に設けられ、工具を保持する保持器と、前記モータロータよりも前記前側で、且つ前記保持器よりも前記前側と反対側の後側に配置され、前記主軸を回転可能に支持する前軸受と、前記モータロータよりも前記後側に配置され、前記主軸を回転可能に支持する後軸受と、前記軸線を中心として筒状を成し、前記モータステータが内周面に固定されているモータケースと、前記前軸受の外周を覆う前ケースと、前記モータケースに接して前記後軸受の外周を覆う後ケースと、を備え、
前記前ケースは、前記前軸受の外周を覆って前記前軸受を保持する前胴部と、前記前胴部の前記後側の後端部から前記軸線に対する径方向外側に広がる前フランジ部と、を有し、前記前胴部の外径は、前記モータケースの内径よりも小さく、前記前フランジ部は、前記モータケースに接している。
【００２７】
当該主軸ユニットでは、前ケースの前フランジ部は、前胴部の後端部から径方向外側に広がっている。このため、当該主軸ユニットでは、主軸ユニットの前側に配置されるワークが複雑な形状の場合でも、このワークと前フランジ部との干渉を回避することができきて、工具の突き出し長さを短縮できる。
る。よって、当該主軸ユニットでは、大きなワークも加工することができる。
【００２８】
ここで、前記主軸ユニットにおいて、前記前フランジ部には、前記前側を向く前被取付面と、前記前被取付面から前記後側に凹むボルトネジ穴と、が形成されている。
【００２９】
当該主軸ユニットでは、前フランジ部のボルトネジ穴に対して、前側からボルトネジを捩じ込むことができる。
【００３０】
また、以上のいずれかの前記主軸ユニットにおいて、前記前フランジ部には、前記モータケースが前記前ケースに対して前記軸線方向に相対移動可能に、前記モータケースに接する接触面が形成されていてもよい。
【００３１】
前記接触面が形成されている前記主軸ユニットにおいて、前記主軸に対する前記後ケースの前記軸線方向における相対移動の移動量を制限する移動制限部を備えてもよい。
【００３２】
当該主軸ユニットでは、後ケースを軸線方向に移動させた場合、この後ケースの移動に伴なって主軸を軸線方向に移動させることができる。
【００３３】
前記移動制限部を備える前記主軸ユニットにおいて、前記前軸受は、前記主軸に対するラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける軸受であってもよい。
【００３４】
当該主軸ユニットでは、主軸に対して前軸受及び前ケースが軸線方向に相対移動不可能になる。このため、後ケースを軸線方向に移動させた場合、この後ケースの移動に伴なって主軸、前軸受及び前ケースを軸線方向に移動させることができる。
【００３５】
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての工作機械は、
以上のいずれかの主軸ユニットと、加工対象であるワークを保持するワーク保持器と、前記主軸ユニットと前記ワーク保持器とを相対移動させる移動機構と、を備える。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の一態様によれば、主軸ユニットの取り外し及び取り付けを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第一実施形態における工作機械の全体側面図である。
【図２】第一実施形態における主軸ユニット及びホブスライダの斜視図である。
【図３】第一実施形態における主軸ユニット及びホブスライダの部分断面図である。
【図４】第一実施形態における主軸ユニットの断面図である。
【図５】第一実施形態における主軸ユニットにおけるモータケースを含む部分の断面図である。
【図６】第一実施形態における主軸ユニットにおける主軸を含む部分の断面図である。
【図７】第一実施形態における移動制限部の断面図である。
【図８】第二実施形態における工作機械の全体斜視図である。
【図９】第二実施形態における主軸ユニットの正面図である。
【図１０】第二実施形態における主軸ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、工作機械の各種実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３９】
「第一実施形態」
図１〜図７を参照して、工作機械の第一実施形態について説明する。
【００４０】
本実施形態の工作機械は、ホブ盤である。図１に示すように、この工作機械１０は、ベッド１１、ホブコラム１２、ホブサドル１３、ホブヘッド１４、ホブスライダ２０、回転テーブル１５、ワーク支持器１６、サポートコラム１７、サポートヘッド１８、センターサポート１９、及び主軸ユニット３０を備える。
【００４１】
ホブコラム１２は、鉛直方向に延びている。ここで、鉛直方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向をＸ方向とする。このホブコラム１２は、Ｘ方向に移動可能にベッド１１に取り付けられている。ホブサドル１３は、Ｚ方向に移動可能にホブコラム１２に取り付けられている。ホブヘッド１４は、Ｘ方向に延びるヘッド軸線Ａｈ回りに回転可能に、ホブサドル１３に取り付けられている。ホブスライダ２０は、このヘッド軸線Ａｈに対して垂直な方向に移動可能に、ホブヘッド１４に取り付けられている。
【００４２】
回転テーブル１５は、ベッド１１上で、ホブコラム１２からＸ方向に離れた位置に配置されている。この回転テーブル１５は、Ｚ方向に延びるテーブル軸線Ａｔを中心として回転可能にベッド１１に設けられている。この回転テーブル１５上には、歯車素材であるワークＷを支持するワーク支持器１６が取り付けられている。サポートコラム１７は、回転テーブル１５を基準にして、Ｘ方向でホブコラム１２と反対側に配置され、ベッド１１に固定されている。サポートコラム１７は、Ｚ方向に延びている。サポートヘッド１８は、Ｚ方向に移動可能にサポートコラム１７に取り付けられている。センターサポート１９は、サポートコラム１７に取り付けられている。このセンターサポート１９は、ワークＷをヘッド軸線Ａｈを中心として回転可能に支持する支持端１９ａを有する。この支持端１９ａは、ヘッド軸線Ａｈの延長線上に位置する。ワーク保持器は、ワーク支持器１６、サポートコラム１７、サポートヘッド１８、及びセンターサポート１９を有して構成される。
【００４３】
ホブスライダ２０は、図２及び図３に示すように、ベース２２と、ベース２２に取り付けられている工具支持器２１と、を有する。ベース２２は、ヘッド軸線Ａｈに対して垂直な主軸線Ａｍが延びる主軸線方向Ｄｍに長い。ここで、主軸線方向Ｄｍの一方側を前側Ｄｍｆ、他方側を後側Ｄｍｂとする。工具支持器２１は、ベース２２の前側Ｄｍｆの部分に設けられている。この工具支持器２１は、工具であるホブカッタＴｈを主軸線Ａｍ回りに回転可能に、ホブカッタＴｈの一端を支持する。ホブカッタＴｈは、工具軸線を中心としてほぼ円筒状を成している。ホブカッタＴｈの一端は、工具軸線が延びる工具軸線方向の一方側の端である。ベース２２には、ベース２２の後側Ｄｍｂの部分に主軸ユニット収容部２３が形成されている。この主軸ユニット収容部２３には、主軸線Ａｍを中心としてほぼ円柱状の収容空間Ｓａが形成されている。
【００４４】
主軸ユニット３０は、ホブスライダ２０の主軸ユニット収容部２３における収容空間Ｓａに収められて、この主軸ユニット収容部２３に取り付けられている。この主軸ユニット３０は、図３及び図４に示すように、主軸３１と、主軸３１の外周に固定されているモータロータ３７と、モータロータ３７の外周に配置されているモータステータ３９と、工具であるホブカッタＴｈを保持するコレットチャック（又は保持器）３５と、主軸３１を回転可能に支持する前軸受４１及び後軸受４３と、ケース５０と、を備えている。
【００４５】
主軸３１は、主軸線Ａｍを中心として、主軸線方向Ｄｍに長い円柱状を成している。コレットチャック３５は、この主軸３１の前側Ｄｍｆの端に取り付けられている。前軸受４１は、主軸線方向Ｄｍで、コレットチャック３５とモータロータ３７との間に配置されている。後軸受４３は、モータロータ３７よりも後側Ｄｍｂに配置されている。前軸受４１及び後軸受４３は、いずれも、主軸３１を主軸線Ａｍを中心として回転可能に支持する。前軸受４１は、主軸３１からのラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける。後軸受４３は、主軸３１からのラジアル荷重を専ら受けるラジアル軸受である。このため、前軸受４１は、基本的に、主軸３１に対して主軸線方向Ｄｍ（スラスト方向）に相対移動不可能である。
【００４６】
ケース５０は、図２及び図３に示すように、モータケース５1と、前ケース６１と、後ケース７１と、蓋５５と、を有する。モータケース５1は、図４及び図５に示すように、モータステータ３９の外周側を覆う。このモータケース５1は、主軸線Ａｍを中心としてほぼ円筒状を成している。このモータケース５1の内周面５２は、主軸線Ａｍを中心として周方向に広がっていると共に、主軸線方向Ｄｍに広がっている。この内周面５２には、モータステータ３９が固定されている。また、このモータケース５1の外周側には、冷却フィン５３が形成されている。
【００４７】
前ケース６１は、図４及び図６に示すように、前軸受４１の外周側を覆う。この前ケース６１は、主軸線Ａｍを中心として円筒状を成す前胴部６２と、前胴部６２の外周から主軸線Ａｍに対する径方向外側に広がっている前フランジ部６４と、を有する。前胴部６２は、自身の内周側で前軸受４１を保持する。この前胴部６２の外径は、モータケース５1の内径よりも小さい。前フランジ部６４は、前胴部６２の後側Ｄｍｂの端を含む部分から径方向外側に広がっている。前フランジ部６４には、前側Ｄｍｆを向く前被取付面６５と、後側Ｄｍｂを向く内面６６と、径方向外側を向く外周面６７と、が形成されている。さらに、この前フランジ部６４には、ボルトネジ穴６８が形成されている。前フランジ部６４の外周面６７は、モータケース５1の内周面５２に接する。すなわち、この外周面６７は接触面を成す。外周面である接触面６７は、主軸線Ａｍを中心として周方向に広がっていると共に、主軸線方向Ｄｍに広がっている。モータケース５1の内周面５２は、前フランジ部６４の各面のうち、この接触面６７のみで接する。このため、モータケース５1は、前フランジ部６４に対して主軸線方向Ｄｍに相対移動可能である。
【００４８】
後ケース７１は、図４及び図５に示すように、後軸受４３の外周側を覆う。この後ケース７１は、主軸線Ａｍを中心として環状を成す後胴部７２と、後胴部７２の外周から主軸線Ａｍに対する径方向外側に広がっている後フランジ部７４と、を有する。後胴部７２は、自身の内周側で後軸受４３を保持する。この後胴部７２のインローの外径は、モータケース５1の外径とほほ同じである。後胴部７２には、前側Ｄｍｆを向く面７３が形成されている。この面７３は、モータケース５1の後端面に接する。よって、この面７３は接触面を成す。後フランジ部７４は、前側Ｄｍｆを向く後被取付面７５と、後側Ｄｍｂを向く蓋取付面７６と、径方向外側を向く外周面７７と、が形成されている。さらに、この後フランジ部７４には、後被取付面７５から蓋取付面７６に貫通するボルト挿通孔７８が形成されている。後フランジ部７４の後胴部７２とモータケース５1とは、図示されていないボルトネジで連結されている。
【００４９】
蓋５５は、図４及び図５に示すように、後ケース７１の後側Ｄｍｂの開口を塞ぐ。この蓋５５は、主軸線Ａｍを中心として円板状を成す。蓋５５には、前側Ｄｍｆを向く内面５６と、後側Ｄｍｂを向く外面５７と、内面５６から外面５７に貫通する貫通孔５８と、が形成されている。蓋５５の内面５６は、後ケース７１の蓋取付面７６と接する。貫通孔５８は、主軸線Ａｍを中心として円柱状である。この蓋５５と後フランジ部７４の後胴部７２とは、図示されていないボルトネジで連結されている。
【００５０】
主軸ユニット３０は、さらに、シリンダ８１と、ピストン８２と、クランプロッド８３と、コイルスプリング８４と、を有する。シリンダ８１は、蓋５５の外面５７に固定される。シリンダ８１の一部は、蓋５５の貫通孔５８に挿入される。このシリンダ８１には、主軸線Ａｍを中心として円柱状のシリンダ室８１ｒが形成されている。ピストン８２は、主軸線方向Ｄｍに移動可能にシリンダ室８１ｒに配置されている。主軸３１には、主軸線Ａｍを中心として円柱状のロッド室３２が形成されている。クランプロッド８３は、主軸線方向Ｄｍに移動可能にロッド室３２内に配置されている。コイルスプリング８４は、ロッド室３２内であってクランプロッド８３の外周側に配置されている。このコイルスプリング８４は、クランプロッド８３を後側Ｄｍｂに付勢する。ピストン８２は、シリンダ室８１ｒ内に油が流入すると、コイルスプリング８４の付勢力に抗して、クランプロッド８３を前側Ｄｍｆに押す。コレットチャック（又は保持器）３５は、このクランプロッド８３の主軸線方向Ｄｍに移動により、ホブカッタＴｈの他端の保持、及びその解除を行う。
【００５１】
主軸ユニット３０は、さらに、図４及び図７に示すように、後ケース７１に対する主軸３１の主軸線方向Ｄｍにおける相対移動の移動量を制限する移動制限部９０を備える。この移動制限部９０は、後ケース７１の後胴部７２に固定されているストッパリング９１と、主軸３１の後端に固定されている第一対向リング９４と、主軸３１の外周に固定されている第二対向リング９７と、を有する。ストッパリング９１、第一対向リング９４及び第二対向リング９７は、いずれも、主軸線Ａｍを中心として環状を成している。ストッパリング９１は、後胴部７２の内周面よりも径方向内側に突出している受け部９２を有する。第一対向リング９４は、第一軸接触部９５と第一対向部９６とを有する。第一軸接触部９５は、主軸３１の後端における外径と同じ外径で、主軸３１の後端に連結される。第一対向部９６は、第一軸接触部９５から径方向外側に突出し、受け部９２より後側Ｄｍｂに位置して、受け部９２と主軸線方向Ｄｍで対向している。主軸ユニット３０がホブスライダ２０に固定されている状態では、基本的に、ストッパリング９１の受け部９２と第一対向リング９４の第一対向部９６との間に、隙間Ｄ１がある。第二対向リング９７は、第二軸接触部９８と第二対向部９９とを有する。第二軸接触部９８は、主軸３１の後端における外径と同じ内径である。第二対向部９９は、第二軸接触部９８から径方向外側に突出し、受け部９２より前側Ｄｍｆに位置して、受け部９２と主軸線方向Ｄｍで対向している。主軸ユニット３０がホブスライダ２０に固定されている状態では、基本的に、ストッパリング９１の受け部９２と第二対向リング９７の第二対向部９９との間に、隙間Ｄ２がある。すなわち、ストッパリング９１の受け部９２は、主軸線方向Ｄｍで、第一対向リング９４の第一対向部９６と第二対向リング９７の第二対向部９９との間に位置している。
【００５２】
図２〜図４に示すように、ホブスライダ２０の主軸ユニット収容部２３は、後側Ｄｍｂを向く第一取付面２４及び第二取付面２５と、主軸線Ａｍに対する径方向内側を向く第一内周面２６及び第二内周面２７と、ボルト挿通孔２８と、ボルトネジ穴２９と、を有する。第二取付面２５は、ホブスライダ２０のベース２２中で最も後側Ｄｍｂの後端面を成す。この第二取付面２５は、主軸ユニット３０がベース２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット３０の後フランジ部７４における後被取付面７５と接する。ボルトネジ穴２９は、この第二取付面２５から前側Ｄｍｆに加工されている。第一内周面２６、第二内周面２７及び第一取付面２４は、いずれも、収容空間Ｓａを画定する面である。第二内周面２７は、第二取付面２５よりも前側Ｄｍｆに位置し、第二取付面２５につながっている。この第二内周面２７は、主軸ユニット３０がベース２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット３０のモータケース５1と対向する。この第二内周面２７とモータケース５1との間は、前述した冷媒空間Ｓｍを形成する。第一取付面２４は、第二内周面２７よりも前側Ｄｍｆで且つ主軸線Ａｍに対する径方向内側に位置している。この第一取付面２４は、主軸ユニット３０がベース２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット３０の前フランジ部６４における前被取付面６５と接する。ボルト挿通孔２８は、主軸ユニット収容部２３の前面から第一取付面２４に貫通している。第一内周面２６は、第一取付面２４よりも前側Ｄｍｆで且つ主軸線Ａｍに対する径方向内側に位置し、第一取付面２４につながっている。この第一内周面２６は、主軸ユニット３０がベース２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット３０の前胴部６２における外周面と対向する。
【００５３】
主軸ユニット３０は、ホブスライダ２０の収容空間Ｓａに収容された後、ホブスライダ２０のベース２２に固定される。主軸ユニット３０が収容空間Ｓａに収容された状態では、前述したように、主軸ユニット３０の前フランジ部６４における前被取付面６５がホブスライダ２０の第一取付面２４に主軸線方向Ｄｍで対向し、主軸ユニット３０の後フランジ部７４における後被取付面７５がホブスライダ２０の第二取付面２５に主軸線方向Ｄｍで対向する。収容空間Ｓａ内に収まった主軸ユニット３０をホブスライダ２０のベース２２に固定する際には、この主軸ユニット３０の後側Ｄｍｂから、第二固定ボルト４６を後ケース７１のボルト挿通孔７８に挿通させ、この第二固定ボルト４６のネジ部をベース２２のボルトネジ穴２９に捩じ込む。この結果、主軸ユニット３０の後フランジ部７４における後被取付面７５がホブスライダ２０の第二取付面２５に接する。さらに、主軸ユニット収容部２３の前側Ｄｍｆから、第一固定ボルト４５を主軸ユニット収容部２３のボルト挿通孔２８に挿通させ、この第一固定ボルト４５のネジ部を前ケース６１のボルトネジ穴６８に捩じ込む。この結果、主軸ユニット３０の前フランジ部６４における前被取付面６５がホブスライダ２０の第一取付面２４に接する。この状態では、主軸ユニット３０における前被取付面６５から後被取付面７５までの主軸線方向Ｄｍの距離が、ホブスライダ２０における第一取付面２４から第二取付面２５までの主軸線方向Ｄｍの距離と完全に一致している。
【００５４】
仮に、後被取付面７５が形成されている後ケース７１とモータケース５1とをボルトネジで連結し、前被取付面６５が形成されている前ケース６１とモータケース５1とをボルトネジで連結したとする。この場合、各ケース５０の製作誤差等の都合で、主軸ユニット３０における前被取付面６５から後被取付面７５までの距離をホブスライダ２０における第一取付面２４から第二取付面２５までの距離に、完全に一致させることは実質的に不可能である。このため、本実施形態では、モータケース５1に対して、前ケース６１を主軸線方向Ｄｍに相対移動可能にしている。
【００５５】
主軸ユニット３０が故障等して、主軸ユニット３０をホブスライダ２０から取り外す際には、主軸ユニット収容部２３の前側Ｄｍｆから、第一固定ボルト４５を前側Ｄｍｆに外す。続いて、主軸ユニット３０の後側Ｄｍｂから、第二固定ボルト４６を後側Ｄｍｂに外す。そして、主軸ユニット３０の後ケース７１を把持して、この主軸ユニット３０を収容空間Ｓａから後側Ｄｍｂに引き抜く。以上で、主軸ユニット３０の取外が完了する。
【００５６】
ところで、前述したように、前ケース６１は、モータケース５1に対して主軸線方向Ｄｍに相対移動可能である。このため、モータケース５1にボルトネジで連結されている後ケース７１を後側Ｄｍｂに引いても、前ケース６１は収容空間Ｓａ内に残るおそれがある。そこで、本実施形態の主軸ユニット３０は、前述したように、後ケース７１に対する主軸３１の主軸線方向Ｄｍにおける相対移動の移動量を制限する移動制限部９０を備えている。このため、後ケース７１を把持して、この後ケース７１を後側Ｄｍｂに引くと、後ケース７１に固定されている移動制限部９０のストッパリング９１の受け部９２が主軸３１に固定されている第一対向リング９４の第一対向部９６に接する。この結果、後ケース７１を後側Ｄｍｂにさらに引くと、後ケース７１の後側Ｄｍｂへの移動に伴なって、主軸３１が後側Ｄｍｂに移動する。主軸３１と前軸受４１とは、前述したように、主軸線方向Ｄｍに相対移動しない。また、前軸受４１は、前ケース６１に保持されていため、前軸受４１と前ケース６１とは、主軸線方向Ｄｍに相対移動しない。このため、主軸３１が後側Ｄｍｂに移動すると、前軸受４１及び前ケース６１も、主軸３１の移動に伴なって後側Ｄｍｂに移動する。よって、後ケース７１を把持して、この後ケース７１を後側Ｄｍｂに引くと、主軸ユニット３０全体が後側Ｄｍｂに移動する。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、ホブスライダ（ユニット支持台）２０の第一取付面２４及び第二取付面２５が、いずれも後側Ｄｍｂを向いている。また、第一取付面２４に主軸線方向Ｄｍで対向する主軸ユニット３０の前被取付面６５、及び第二取付面２５に主軸線方向Ｄｍで対向する主軸ユニット３０の後被取付面７５が、いずれも前側Ｄｍｆを向いている。このため、ホブスライダ２０から主軸ユニット３０を取外す際、主軸ユニット３０を分解せずに、ホブスライダ２０の主軸ユニット収容部２３から主軸ユニット３０を後側Ｄｍｂに引き離すことができる。よって、本実施形態では、ホブスライダ２０から主軸ユニット３０を容易に取り外すことができる。また、本実施形態では、主軸ユニット３０が組み上がっている状態で、ホブスライダ２０に取り付けることができるので、主軸ユニット３０をホブスライダ２０に容易に取り付けることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、図４に示すように、前ケース６１の前フランジ部６４は、前胴部６２の後側Ｄｍｂの端を含む部分から径方向外側に広がっている。このため、主軸ユニット３０の前側Ｄｍｆに配置されるワークＷが大きい場合でも、このワークＷと前フランジ部６４との干渉を回避することができる。言い換えると、本実施形態では、大きなワークＷも加工することができる。
【００５９】
「第二実施形態」
図８〜図１０を参照して、工作機械の第二実施形態について説明する。
【００６０】
本実施形態の工作機械は、マシニングセンタである。図８に示すように、この工作機械１００は、ベッド１１１、第一サドル１１２、第二サドル１１３、ヘッド１１４、回転テーブル１１５、パレット１１６、及び主軸ユニット１３０を備える。
【００６１】
第一サドル１１２は、水平方向であるＸ方向に移動可能にベッド１１１に取り付けられている。第二サドル１１３は、Ｘ方向に垂直な方向で且つ水平方向であるＹ方向に移動可能に第一サドル１１２に取り付けられている。ヘッド１１４は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直なＺ方向に移動可能に第二サドル１１３に取り付けられている。主軸ユニット１３０は、このヘッド１１４に固定されている。回転テーブル１１５は、Ｚ方向に延びる第一テーブル軸線Ａｔ１を中心として回転可能に、さらにＸ方向に延びる第二テーブル軸線Ａｔ２を中心として回転可能に、ベッド１１に取り付けられている。パレット（ワーク保持器）１１６は、加工対象であるワークＷを保持する。このパレット１１６は、回転テーブル１１５上に取り付けられる。
【００６２】
本実施形態の工作機械１００は、図示されていないが、さらに、主軸ユニット１３０に取り付けられる工具Ｔを自動交換する工具交換装置と、パレット１１６を自動交換するパレット交換装置と、を備える。
【００６３】
主軸ユニット１３０は、図９及び図１０に示すように、主軸ユニット本体Ｍと、この主軸ユニット本体Ｍをヘッド１１４に固定するための固定枠１２２と、を備えている。主軸ユニット本体Ｍは、第一実施形態の主軸ユニット３０と同様に、主軸１３１と、主軸１３１の外周に固定されているモータロータ１３７と、モータロータ１３７の外周に配置されているモータステータ１３９と、工具Ｔを保持するコレットチャック（又は保持器）１３５と、主軸１３１を回転可能に支持する前軸受１４１及び後軸受１４３と、ケース１５０と、を備えている。
【００６４】
主軸１３１は、Ｚ方向に延びる主軸線Ａｍを中心として、主軸線方向Ｄｍに長い円柱状を成している。コレットチャック１３５は、この主軸１３１の前側Ｄｍｆの端に取り付けられている。前軸受１４１は、主軸線方向Ｄｍで、コレットチャック１３５とモータロータ１３７との間に配置されている。後軸受１４３は、モータロータ１３７よりも後側Ｄｍｂに配置されている。前軸受１４１及び後軸受１４３は、いずれも、主軸１３１を主軸線Ａｍを中心として回転可能に支持する。前軸受１４１は、主軸１３１からのラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける。後軸受１４３は、主軸１３１からのラジアル荷重を専ら受けるラジアル軸受である。
【００６５】
ケース１５０は、モータケース１５1と、前ケース１６１と、後ケース１７１と、蓋１５５と、を有する。モータケース１５1は、モータステータ１３９の外周側を覆う。このモータケース１５1は、主軸線Ａｍを中心としてほぼ円筒状を成している。このモータケース１５1の内周面１５２には、モータステータ１３９が固定されている。また、このモータケース１５1の外周側には、冷却フィン１５３が形成されている。
【００６６】
前ケース１６１は、前軸受１４１の外周側を覆う。この前ケース１６１は、主軸線Ａｍを中心として円筒状を成す前胴部１６２と、前胴部１６２の外周から主軸線Ａｍに対する径方向外側に広がっている前フランジ部１６４と、を有する。前胴部１６２は、自身の内周側で前軸受１４１を保持する。この前胴部１６２の外径は、モータケース１５1の内径よりも小さい。前フランジ部１６４は、前胴部１６２の後側Ｄｍｂの端を含む部分から径方向外側に広がっている。前フランジ部１６４には、前側Ｄｍｆを向く前被取付面１６５と、後側Ｄｍｂを向く内面１６６と、径方向外側を向く外周面１６７と、が形成されている。さらに、この前フランジ部１６４には、前被取付面１６５から後側Ｄｍｂに凹むボルトネジ穴１６８が形成されている。前フランジ部１６４の外周面１６７は、モータケース１５1の内周面１５２に接する。すなわち、この外周面１６７は接触面を成す。モータケース１５1の内周面１５２は、前フランジ部１６４の各面のうち、外周面である接触面１６７のみで接する。このため、モータケース１５1は、前フランジ部１６４に対して主軸線方向Ｄｍに相対移動可能である。
【００６７】
後ケース１７１は、後軸受１４３の外周側を覆う。この後ケース１７１は、主軸線Ａｍを中心として環状を成す後胴部１７２と、後胴部１７２の外周から主軸線Ａｍに対する径方向外側に広がっている後フランジ部１７４と、を有する。後胴部１７２は、自身の内周側で後軸受１４３を保持する。この後胴部１７２の外径は、モータケース１５1の外径とほほ同じである。後胴部１７２には、前側Ｄｍｆを向く面１７３が形成されている。この面１７３は、モータケース１５1の後端面に接する。よって、この面１７３は接触面を成す。後フランジ部１７４は、前側Ｄｍｆを向く後被取付面１７５と、後側Ｄｍｂを向く蓋取付面１７６と、径方向外側を向く外周面１７７と、が形成されている。さらに、この後フランジ部１７４には、後被取付面１７５から蓋取付面１７６に貫通するボルト挿通孔１７８が形成されている。
【００６８】
蓋１５５は、後ケース１７１の後側Ｄｍｂの開口を塞ぐ。この蓋１５５は、主軸線Ａｍを中心として円板状を成す。蓋１５５には、前側Ｄｍｆを向く内面１５６と、後側Ｄｍｂを向く外面１５７と、内面１５６から外面１５７に貫通する貫通孔１５８と、が形成されている。蓋１５５の内面１５６は、後ケース１７１の蓋取付面１７６と接する。貫通孔１５８は、主軸線Ａｍを中心として円柱状である。この蓋１５５、後フランジ部１７４の後胴部１７２、モータケース１５１は、ボルトネジ１４６で互いに連結されている。
【００６９】
主軸ユニット本体Ｍは、第一実施形態の主軸ユニット３０と同様、さらに、シリンダ１８１と、ピストン１８２と、クランプロッド１８３と、コイルスプリング１８４と、を有する。クランプロッド１８３及びコイルスプリング１８４は、主軸１３１のロッド室１３２内に配置されている。コイルスプリング１８４は、クランプロッド１８３を後側Ｄｍｂに付勢する。ピストン１８２は、シリンダ室１８１ｒ内に油が流入すると、コイルスプリング１８４の付勢力に抗して、クランプロッド１８３を前側Ｄｍｆに押す。コレットチャック（又は保持器）１３５は、このクランプロッド１８３の主軸線方向Ｄｍに移動により、工具Ｔの保持、その解除を行う。
【００７０】
主軸ユニット本体Ｍは、さらに、後ケース１７１に対する主軸１３１の主軸線方向Ｄｍにおける相対移動の移動量を制限する移動制限部１９０を備える。この移動制限部１９０は、第一実施形態の移動制限部９０と同様、後ケース１７１の後胴部１７２に固定されているストッパリング１９１と、主軸１３１の後端に固定されている第一対向リング１９４と、主軸１３１の外周に固定されている第二対向リング１９７と、を有する。
【００７１】
固定枠１２２は、主軸ユニット本体Ｍを収容する本体収容部１２３を有する。この本体収容部１２３には、主軸線Ａｍを中心としてほぼ円柱状の収容空間Ｓａが形成されている。この本体収容部１２３は、第一実施形態の主軸ユニット収容部２３と同様、後側Ｄｍｂを向く第一取付面１２４及び第二取付面１２５と、主軸線Ａｍに対する径方向内側を向く第一内周面１２６及び第二内周面１２７と、ボルト挿通孔１２８と、を有する。第二取付面１２５は、固定枠１２２中で最も後側Ｄｍｂの後端面を成す。この第二取付面１２５は、主軸ユニット本体Ｍが固定枠１２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット本体Ｍの後フランジ部１７４における後被取付面１７５と接する。第一内周面１２６、第二内周面１２７及び第一取付面１２４は、いずれも、収容空間Ｓａを画定する面である。第二内周面１２７は、第二取付面１２５よりも前側Ｄｍｆに位置し、第二取付面１２５につながっている。この第二内周面１２７は、主軸ユニット本体Ｍが固定枠１２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット本体Ｍのモータケース１５1と対向する。この第二内周面１２７とモータケース１５1との間は、冷媒空間Ｓｍを形成する。第一取付面１２４は、第二内周面１２７よりも前側Ｄｍｆで且つ主軸線Ａｍに対する径方向内側に位置している。この第一取付面１２４は、主軸ユニット本体Ｍが固定枠１２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット本体Ｍの前フランジ部１６４における前被取付面１６５と接する。ボルト挿通孔１２８は、本体収容部１２３の前面から第一取付面１２４に貫通している。第一内周面１２６は、第一取付面１２４よりも前側Ｄｍｆで且つ主軸線Ａｍに対する径方向内側に位置し、第一取付面１２４につながっている。この第一内周面１２６は、主軸ユニット本体Ｍが固定枠１２２に取り付けられた状態で、主軸ユニット本体Ｍの前胴部１６２における外周面と対向する。
【００７２】
主軸ユニット本体Ｍは、固定枠１２２の収容空間Ｓａに収容された後、固定ボルト１４５により、固定枠１２２に固定される。この固定ボルト１４５は、固定枠１２２の前側Ｄｍｆから、この固定枠１２２のボルト挿通孔１２８に挿通され、前ケース１６１のボルトネジ穴１６８に捩じ込まれる。
【００７３】
本実施形態では、図４に示すように、前ケース１６１の前フランジ部１６４は、前胴部１６２の後側Ｄｍｂの端を含む部分から径方向外側に広がっている。このため、主軸ユニット１３０の前側Ｄｍｆに配置されるワークＷが大きい場合でも、このワークＷと前フランジ部１６４との干渉を回避することができて、工具の突き出し長さを短縮できる。
【符号の説明】
【００７４】
１０，１００：工作機械
１１，１１１：ベッド
１２：ホブコラム
１１２：第一サドル
１３：ホブサドル
１１３：第二サドル
１４：ホブヘッド
１１４：ヘッド
１５，１１５：回転テーブル
１６：ワーク支持器
１１６：パレット（ワーク保持器）
１７：サポートコラム
１８：サポートヘッド
１９：センターサポート
１９ａ：支持端
２０：ホブスライダ（ユニット支持台）
２１：工具支持器
２２：ベース
１２２：固定枠
２３：主軸ユニット収容部
１２３：本体収容部
２４，１２４：第一取付面
２５，１２５：第二取付面
２６，１２６：第一内周面
２７，１２７：第二内周面
２８，１２８：ボルト挿通孔
２９：ボルトネジ穴
３０，１３０：主軸ユニット
３１，１３１：主軸
３２，１３２：ロッド室
３７，１３７：モータロータ
３９，１３９：モータステータ
３５，１３５：コレットチャック（保持器）、
４１，１４１：前軸受
４３，１４３：後軸受
４５：第一固定ボルト
１４５：固定ボルト
４６：第二固定ボルト
１４６：ボルトネジ
５０，１５０：ケース
５１，１５１：モータケース
５２，１５２：内周面
５３，１５３：冷却フィン
５５，１５５：蓋
５６，１５６：内面
５７，１５７：外面
５８，１５８：貫通孔
６１，１６１：前ケース
６２，１６２：前胴部
６４，１６４：前フランジ部
６５，１６５：前被取付面
６６，１６６：内面
６７，１６７：接触面（外周面）
６８，１６８：ボルトネジ穴
７１，１７１：後ケース
７２，１７２：後胴部
７３，１７３：接触面
７４，１７４：後フランジ部
７５，１７５：後被取付面
７６，１７６：蓋取付面
７７，１７７：外周面
７８，１７８：ボルト挿通孔
８１，１８１：シリンダ
８１ｒ、１８１ｒ：シリンダ室
８２，１８２：ピストン
８３，１８３：クランプロッド
８４，１８４：コイルスプリング
９０,１９０：移動制限部
９１，１９１：ストッパリング
９２：受け部
９４，１９４：第一対向リング
９５：第一軸接触部
９６：第一対向部
９７，１９７：第二対向リング
９８：第二軸接触部
９９：第二対向部
Ｍ：主軸ユニット本体
Ｓａ：収容空間
Ｓｍ：冷媒空間
Ｔｈ：ホブカッタ（工具）
Ｔ：工具
Ｗ：ワーク
Ａｈ：ヘッド軸線
Ａｍ：主軸線
Ａｔ：テーブル軸線
Ａｔ１：第一テーブル軸線
Ａｔ２：第二テーブル軸線
Ｄｍ：主軸線方向Ｄｍ、
Ｄｍｆ：前側
Ｄｍｂ：後側
【図１】
2018069355.tif 000003
【図２】
2018069355.tif 000004
【図３】
2018069355.tif 000005
【図４】
2018069355.tif 000006
【図５】
2018069355.tif 000007
【図６】
2018069355.tif 000008
【図７】
2018069355.tif 000009
【図８】
2018069355.tif 000010
【図９】
2018069355.tif 000011
【図１０】
2018069355.tif 000012