JP2000280108A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸の回転中のドローバーのがたつきを防止
するとともに、主軸に振動が生じることを防止し、これ
により加工精度を高める。 【解決手段】 先端に工具が取付けられる中空状主軸１
と、主軸１内に同軸上に配された工具着脱用のドローバ
ー６とを備えた工作機械の主軸装置である。ドローバー
６の後端部の周囲に、径方向に弾性変形する薄肉部分12
b を有するブッシュ12をはめ被せる。ドローバー６に、
その後端面から前方に伸びる複数のねじ穴14を周方向に
等間隔をおいて形成し、各ねじ穴14に押圧ねじ15をねじ
はめる。ドローバー６に、その周面から径方向内方に伸
びかつ先端がねじ穴14に臨む貫通穴16を形成し、各貫通
穴16内にドローバー６の径方向に移動するように押し子
17をはめ入れる。押圧ねじ(15)により押し子17を径方向
外方に移動させ、押し子17によりブッシュ12の薄肉部分
12b を径方向外方に弾性変形させて、主軸１の内周面に
押付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は工作機械の主軸装
置、たとえば高速で回転する主軸を備えたマシニングセ
ンタの主軸装置に関する。

【０００２】この明細書において、主軸先端側、すなわ
ち図１、図４、図７および図１０の左側を前、これと反
対側を後というものとする。

【０００３】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】マシニン
グセンタの主軸装置として、先端に工具が取付けられる
中空状主軸と、主軸内に主軸に対して回転しないが軸方
向に移動しうるように同軸上に配され、かつ軸方向の移
動により主軸先端への工具の着脱を行うドローバーとを
備えたものが知られている。この主軸装置においては、
ドローバーは、その軸方向に間隔をおいた複数箇所にお
いて、主軸の内周面に案内されて軸方向に移動するよう
になっている。

【０００４】しかしながら、このような主軸装置におい
ては、主軸およびドローバーの製作性、ならびに主軸装
置の組立作業性を向上させるため、ドローバーが主軸に
より案内される箇所において、主軸の内周面とドローバ
ーの外周面との間に隙間が存在することは不可避であ
る。したがって、主軸およびドローバーを含む回転系が
回転した場合に、ドローバーが上記隙間の分だけラジア
ル方向にがたついてその重心が主軸回転中心軸線上から
外れることになる。その結果、上記回転系の重心が主軸
の回転中心軸線上からずれて回転中に振動が生じ、その
結果加工精度が低下するという問題がある。しかも、回
転時には、主軸およびドローバーが遠心力により膨張す
るが、その膨張量は主軸の方がドローバーよりも大きい
ので、主軸の案内部とドローバーの外周面との間の隙間
が一層大きくなり、上記問題が著しくなる。

【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決し、主
軸の回転中のドローバーのがたつきを防止するととも
に、主軸に振動が生じることを防止し、これにより加工
精度を高めることのできる工作機械の主軸装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段と発明の効果】請求項１の
発明による工作機械の主軸装置は、先端に工具が取付け
られる中空状主軸と、主軸内に主軸に対して回転しない
が軸方向に移動しうるように同軸上に配され、かつ軸方
向の移動により主軸先端への工具の着脱を行うドローバ
ーとを備えた工作機械の主軸装置であって、ドローバー
の周囲にはめ被せられ、かつ径方向に弾性変形する弾性
変形部分を有するブッシュと、ドローバーに設けられか
つブッシュの弾性変形部分を径方向外方に弾性変形させ
て主軸内周面に押付ける押圧手段とを備えているもので
ある。

【０００７】請求項１の発明によれば、押圧手段により
ブッシュの弾性変形部分を径方向外方に弾性変形させて
主軸内周面に押付けておくことにより、主軸およびドロ
ーバーの回転時におけるドローバーのラジアル方向への
がたつきが防止される。しかも、ドローバーのラジアル
方向のがたつきに起因する主軸およびドローバーを含む
回転系の主軸回転中心軸線上からのずれが防止され、そ
の結果主軸およびドローバーの回転中の振動発生が防止
される。したがって、加工精度を向上させることができ
る。また、押圧手段によるブッシュの弾性変形部の径方
向外方への弾性変形量を適当に調節することにより、主
軸およびドローバーの回転時に、遠心力による主軸の膨
張量が遠心力によるドローバーの膨張量よりも大きくな
ったさいにも、主軸およびドローバーの回転時における
ドローバーのラジアル方向へのがたつきが防止される。

【０００８】また、主軸装置の組立作業において、ドロ
ーバーおよびブッシュの主軸への挿入時には、ブッシュ
の外周面と主軸外周面との間に隙間を存在させておくこ
とができるので、挿入作業を簡単に行うことができる。
しかも、ドローバー、ブッシュおよび主軸の製作時に
は、高い加工精度は要求されないので、これらの製作作
業が簡単になる。

【０００９】請求項１の発明による工作機械の主軸装置
において、ブッシュが、ドローバーの後端部の周囲に固
定状にはめ被せられかつ押圧手段により径方向外方に弾
性変形させられる薄肉部分を備えており、押圧手段が、
ドローバーの後端面から前方に伸びるように周方向に等
間隔をおいて形成された複数のねじ穴にねじはめられる
押圧ねじと、ドローバーの周面から径方向内方に伸びる
ように形成されかつ先端がねじ穴に臨む複数の貫通穴内
に、ドローバーの径方向に移動しうるようにはめ入れら
れた押し子とよりなり、押圧ねじがねじ穴にねじはめら
れて前方に移動することにより押し子が押圧ねじの先端
に押されてドローバーの径方向外方に移動し、押し子に
押されてブッシュの薄肉部分が径方向外方に弾性変形す
るようになされていることがある。この場合、比較的簡
単な構造で、主軸およびドローバーの回転時におけるド
ローバーのラジアル方向へのがたつきを防止することが
できる。

【００１０】また、この場合、次のようにして主軸装置
が組立てられる。すなわち、まずブッシュの厚肉部分を
ドローバーの後端部の周囲に固定状にはめ被せることに
よりブッシュをドローバーに固定した後、ドローバーを
主軸内に挿入する。このとき、ブッシュの厚肉部分およ
び薄肉部分の外周面と主軸内周面との間には隙間を存在
させておくことができるので、ブッシュが固定されたド
ローバーの主軸内への挿入を簡単に行うことができる。
ついで、押圧ねじをねじ穴にねじはめて前方に移動させ
ることにより、その先端で押し子を押してドローバーの
径方向外方に移動させ、押し子によりブッシュの薄肉部
分を径方向外方に弾性変形させて主軸内周面に押付け、
ブッシュと主軸との間の隙間をなくす。こうして、主軸
装置が組立てられる。したがって、主軸装置の組立作業
が比較的簡単になる。

【００１１】請求項１の発明による工作機械の主軸装置
において、ブッシュの弾性変形部分の内周面が前方に向
かって漸次大径となされたテーパ面であり、ドローバー
におけるブッシュがはめ被せられた部分の外周面が後方
に向かって漸次小径となされたテーパ面であり、押圧手
段が、ブッシュの後側に前後方向に移動自在に配置され
た押え蓋と、後方から押え蓋を貫通しかつドローバーの
後端面に形成されたねじ穴にねじはめられるボルトとよ
りなり、ボルトがねじ穴にねじはめられることにより押
え蓋が前方に移動し、これによりブッシュがドローバー
に対して前方に移動させられるとともに、両テーパ面の
働きによりブッシュの弾性変形部分が径方向外方に弾性
変形するようになされていることがある。この場合、比
較的簡単な構造で、主軸およびドローバーの回転時にお
けるドローバーのラジアル方向へのがたつきを防止する
ことができる。

【００１２】また、この場合、次のようにして主軸装置
が組立てられる。すなわち、まずドローバーを主軸内に
挿入する。このとき、ドローバーの外周面と主軸の内周
面との間には比較的大きな隙間を存在させておくことが
できるので、この挿入作業を簡単に行うことができる。
ついで、ドローバーの周囲にその後方からブッシュをは
め被せた後押え蓋を配置し、押え蓋に貫通させたボルト
をねじ穴にねじはめる。すると、押え蓋が前方に移動す
るとともに、押え蓋に押されてブッシュが前方に移動す
る。すると、ブッシュおよびドローバーのテーパ面の働
きによりブッシュの弾性変形部分が径方向外方に弾性変
形して、主軸内周面に押付けられる。こうして、主軸装
置が組立てられる。したがって、主軸装置の組立作業が
比較的簡単になる。

【００１３】請求項４の発明による工作機械の主軸装置
は、先端に工具が取付けられる中空状主軸と、主軸内に
主軸に対して回転しないが軸方向に移動しうるように同
軸上に配され、かつ軸方向の移動により主軸先端への工
具の着脱を行うドローバーとを備えた工作機械の主軸装
置であって、ドローバーに大円柱部が設けられ、大円柱
部の端面に環状みぞが全周にわたって形成され、大円柱
部における環状みぞの径方向外側部分が径方向に弾性変
形可能な弾性変形部分となされ、弾性変形部分の径方向
内側に、主軸およびドローバーが回転したさいの遠心力
により径方向外方に移動して弾性変形部分を押圧し、こ
れにより弾性変形部分を径方向外方に弾性変形させて主
軸内周面に押付ける押圧手段が設けられているものであ
る。

【００１４】請求項４の発明の工作機械の主軸装置によ
れば、主軸およびドローバーが回転すると、遠心力によ
り押圧手段が径方向外方に移動して弾性変形部分を押圧
し、これにより弾性変形部分が径方向外方に弾性変形し
て主軸内周面に押付けられるので、主軸およびドローバ
ーの回転時におけるドローバーのラジアル方向へのがた
つきが防止される。しかも、ドローバーのラジアル方向
のがたつきに起因する主軸およびドローバーを含む回転
系の主軸回転中心軸線上からのずれが防止され、その結
果主軸およびドローバーの回転中の振動発生が防止され
る。したがって、加工精度を向上させることができる。
また、主軸およびドローバーの回転時の弾性変形部分の
径方向外方への弾性変形量は、ドローバーの遠心力によ
る膨張量よりも大きくなるので、主軸およびドローバー
の回転時に、遠心力による主軸の膨張量が遠心力による
ドローバーの膨張量よりも大きくなったさいにも、ドロ
ーバーのラジアル方向へのがたつきが防止される。ま
た、主軸およびドローバーの停止時には、ドローバーの
弾性変形部分の主軸への押付けが解除されるので、ドロ
ーバーの軸方向の移動による主軸先端への工具の着脱を
スムーズに行うことができる。

【００１５】さらに、主軸装置の組立作業において、ド
ローバーおよびブッシュの主軸への挿入時には、ドロー
バーの外周面と主軸外周面との間に隙間を存在させてお
くことができるので、この挿入を簡単に行うことができ
る。しかも、ドローバーおよび主軸の製作時には、高い
加工精度は要求されないので、これらの製作作業が簡単
になる。

【００１６】請求項５の発明による工作機械の主軸装置
は、先端に工具が取付けられる中空状主軸と、主軸内に
主軸に対して回転しないが軸方向に移動しうるように同
軸上に配され、かつ軸方向の移動により主軸先端への工
具の着脱を行うドローバーとを備えた工作機械の主軸装
置であって、主軸とドローバーとの間にボールケージが
配置され、ボールケージのボールに締めしろが付与され
ているものである。

【００１７】請求項５の発明の工作機械の主軸装置によ
れば、主軸とドローバーとの間にボールケージが配置さ
れ、ボールケージのボールに締めしろが付与されている
ので、主軸およびドローバーの回転時におけるドローバ
ーのラジアル方向へのがたつきが防止される。特に、主
軸およびドローバーの回転時に、遠心力による主軸の膨
張量が遠心力によるドローバーの膨張量よりも大きくな
ったさいにも、ボールの弾性変形量が若干減少するだけ
であるので、主軸およびドローバーの回転時におけるド
ローバーのラジアル方向へのがたつきが防止される。し
かも、ドローバーのラジアル方向のがたつきに起因する
主軸およびドローバーを含む回転系の主軸回転中心軸線
上からのずれが防止され、その結果主軸およびドローバ
ーの回転中の振動発生が防止される。したがって、加工
精度を向上させることができる。また、主軸およびドロ
ーバーの停止時には、ボールケージの働きにより、ドロ
ーバーの軸方向の移動による主軸先端への工具の着脱を
スムーズに行うことができる。

【００１８】さらに、この場合、ドローバーおよびボー
ルケージの組付けは次のようにして行われる。すなわ
ち、ドローバーの周囲にボールケージをはめ被せた後、
ドローバーを主軸内に挿入する。このとき、ボールケー
ジのボールの働きにより、この挿入作業を簡単に行うこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。

【００２０】実施形態１ この実施形態は図１〜図３に示すものである。

【００２１】図１において、中空状主軸(1) の前部の複
数箇所と後部の複数箇所が転がり軸受(2) により厚肉円
筒状の固定ハウジング(3) に対して回転自在に支持され
ている。転がり軸受(2) としては、たとえば深みぞ玉軸
受、アンギュラ玉軸受、円すいころ軸受など、ラジアル
荷重と少なくとも一方向のスラスト荷重を受けるものが
用いられる。なお、図１において、軸受(2) およびその
取付け構造の詳細は省略されている。ハウジング(3) は
主軸頭あるいは主軸台などの機械本体(4) に固定されて
いる。ハウジング(3) 内の前側の軸受(2) と後側の軸受
(2) との間の部分に、主軸(1) を回転させるための駆動
装置であるビルトイン型の電動機(5) が設けられてい
る。電動機(5) は、主軸(1) の外周に設けられたロータ
(5a)と、その周囲のハウジング(3) の内周に設けられた
ステータ(5b)とから構成されている。

【００２２】主軸(1) 内に、前後方向に伸びるドローバ
ー(6) が、主軸(1) に対して回転しないが軸方向に移動
しうるように同軸上に配置されている。主軸(1) 内の前
端部に、工具（図示略）を保持しかつ主軸(1) 前端に形
成されたテーパ穴(1a)内にはめ入れられた工具ホルダ
(7) の着脱を行う工具着脱装置(8) が設けられている。
工具着脱装置(8) は、主軸(1) 内にねじはめられた固定
部材(8a)と、ドローバー(6) の前端部にねじはめられ、
かつ固定部材(8a)に対して前後方向に移動しうる可動部
材(8b)と、両部材(8a)(8b)間に配置された複数のボール
(8c)とよりなり、可動部材(8b)が固定部材(8a)に対して
後方に移動することにより、ボール(8c)の働きによって
工具ホルダ(7) が主軸(1) 前端に固定され、これとは逆
に可動部材(8b)が固定部材(8a)に対して前方に移動する
ことにより、ボール(8c)の働きによって工具ホルダ(7)
が主軸(1) 前端から解放される。

【００２３】ドローバー(6) の後端部に、他の部分より
も外径の大きい大円柱部(6a)が設けられている。ドロー
バー(6) の大円柱部(6a)の外径は主軸(1) の内径よりも
小さくなっており、ここに所定寸法の隙間が形成されて
いる。。ドローバー(6) の後端部の周囲にブッシュ(12)
がはめ被せられている。ブッシュ(12)は、ドローバー
(6) における大円柱部(6a)の前側部分に締まりばめされ
てドローバー(6) に固定された厚肉部分(12a) と、厚肉
部分(12a) の後端の外周部に一体に形成されて後方に突
出しかつ大円柱部(6a)外周面と主軸(1) 内周面との間の
隙間に位置する薄肉部分(12b) とよりなる。図２および
図３に示すように、薄肉部分(12b) には、その後端から
前方に伸びる複数のスリット(13)が周方向に等間隔をお
いて形成されている。これにより、薄肉部分(12b) は径
方向に弾性変形するようになっている。薄肉部分(12b)
の後端は、ドローバー(6) の大円柱部(6a)の外周面に形
成された段付き部(6b)に当接している。

【００２４】図２および図３に示すように、ドローバー
(6) の大円柱部(6a)には、その後端面から前方にのびる
複数のねじ穴(14)が周方向に等間隔をおいて形成されて
いる。スリット(13)の位置とねじ穴(14)の位置とは、周
方向に関してずれている。ねじ穴(14)に、前端面が円錐
状とされた押圧ねじ(15)がねじはめられている。また、
ドローバー(6) の大円柱部(6a)には、その外周面から径
方向内方に伸びかつ先端がねじ穴(14)の先端部に臨むね
じ穴(14)と同数の貫通穴(16)が形成されている。貫通穴
(16)内には、ピン状の押し子(17)が摺動自在にはめ入れ
られている。押し子(17)の内端部はねじ穴(14)内に位置
している。また、押し子(17)の内端面は円錐状とされ、
外端面は凸球面状とされている。そして、押圧ねじ(15)
が前方に移動すると、押圧ねじ(15)の端面に押されて押
し子(17)が径方向外方に移動し、押し子(17)に押されて
ブッシュ(12)の薄肉部分(12b) が径方向外方に弾性変形
させられ、これにより薄肉部分(12b) が主軸内周面に押
付けられる。

【００２５】なお、ブッシュ(12)のスリット(13)の位置
および大きさ、ドローバー(6) のねじ穴(14)の位置およ
び大きさ、押圧ねじ(15)の質量、貫通穴(16)の位置およ
び大きさ、ならびに押し子(17)の質量は、ブッシュ(12)
を含んだドローバー(6) の重心が、主軸(1) の回転中心
軸線上からずれないようなものとなされている。

【００２６】主軸(1) 内周面の前側部分に段付き部(1b)
が形成されている。ドローバー(6)におけるブッシュ(1
2)の厚肉部分(12a) の前端面と段付き部(1b)との間に存
在する部分の前端部および前後の中間部の周囲に、それ
ぞれ環状ばね受け部材(9) が前後方向に移動自在にはめ
被せられている。前側のばね受け部材(9) と後側のばね
受け部材(9) との間、および後側のばね受け部材(9) と
ブッシュ(12)の厚肉部分(12a) との間に、それぞれドロ
ーバー(6) を後方に付勢する複数の皿ばね(10)が配置さ
れている。また、ドローバー(6) は、ハウジング(3) の
後端部に設けられた油圧シリンダのピストン(11)により
皿ばね(10)の付勢力に抗して前進させられるようになっ
ている。そして、ドローバー(6) が皿ばね(10)により後
方に付勢されて後退することにより、工具着脱装置(8)
によって工具ホルダ(7) が主軸(1) 前端に固定され、油
圧シリンダのピストン(11)により押されて前進すること
によって工具ホルダ(7) が主軸(1) 前端から解放される
ようになっている。

【００２７】実施形態１の主軸装置において、ドローバ
ー(6) に固定されたブッシュ(12)の薄肉部分(12b) が径
方向外方に弾性変形させられて主軸(1) 内周面に押し付
けられているので、主軸(1) およびドローバー(6) の回
転時のドローバー(6) のラジアル方向へのがたつきが防
止される。しかも、ドローバー(6) のラジアル方向のが
たつきに起因する主軸(1) およびドローバー(6) を含む
回転系の主軸(1) の回転中心軸線上からのずれが防止さ
れ、その結果主軸(1) およびドローバー(6) の回転中の
振動発生が防止される。したがって、回転中に振動が発
生することが防止され、その結果加工精度を向上させる
ことができる。

【００２８】実施形態２ この実施形態は、図４〜図６に示すものである。

【００２９】この実施形態の場合、ドローバー(6) の後
端部に、外径が主軸(1) 内周面の内径よりも若干小さい
大円柱部(6c)と、大円柱部(6c)の後端に一体に形成され
るとともに大端径が大円柱部(6c)の外径よりも小さくな
され、かつ外周面が後方に向かって漸次小径となされた
テーパ面(20)であるテーパ部(6d)と、テーパ部(6d)の後
端に一体に形成されるとともに外径がテーパ部(6d)の小
端径よりも小さい小円柱部(6e)とが設けられている。

【００３０】ドローバー(6) のテーパ部(6d)の周囲にブ
ッシュ(21)が、その後端部がテーパ部(6d)よりも後方に
突出するように、はめ被せられている。ブッシュ(21)の
内周面における後端部を除いた部分は、後方に向かって
漸次小径となされたテーパ面(22)となっている。ブッシ
ュ(21)、その前端から後方に伸びかつテーパ面(21)とほ
ぼ等しい長さの複数のスリット(23)が周方向に等間隔を
おいて形成されており、ブッシュ(21)におけるテーパ面
(22)が存在する部分が、径方向に弾性変形する弾性変形
部分(21a) となされている。

【００３１】また、テーパ部(6d)には、その後端面から
前方にのびる複数のねじ穴(24)が周方向に等間隔をおい
て形成されている。小円柱部(6e)の周囲にカラー(25)が
はめ被せられている。カラー(25)には、前後方向に伸び
る複数の貫通穴(26)が周方向に等間隔をおいて、ねじ穴
(24)と対応するように形成されている。主軸(1) の後端
部内に押え蓋(27)が前後方向に移動自在にはめられてい
る。押え蓋(27)の前面中央部に凹所(27a) が形成され、
この凹所(27a) 内に、ドローバー(6) の小円柱部(6e)が
前後方向に移動自在にはまっている。また、押え蓋(27)
には、前後方向に伸びる複数の貫通穴(28)が周方向に等
間隔をおいて、ねじ穴(24)および貫通穴(26)と対応する
ように形成されている。そして、押え蓋(27)およびカラ
ー(25)の貫通穴(28)(26)に後方から通されたボルト(29)
がテーパ部(6d)のねじ穴(24)にねじはめられることによ
って押え蓋(27)が前方に移動し、これに押されたブッシ
ュ(21)が前方に移動し、その結果テーパ部(6d)およびブ
ッシュ(21)のテーパ面(20)(22)の働きによりブッシュ(2
1)の弾性変形部分(21a) が径方向外方に弾性変形して主
軸(1) 内周面に押付けられる。ここで、ブッシュ(21)の
弾性変形部分(21a)の弾性変形量は、カラー(25)の軸方
向の長さを変更し、これにより押え蓋(27)の移動量を調
節することによって変更することができるので、製作誤
差によりブッシュ(21)の外周面と主軸(1) との隙間の大
きさが変わった場合にも、弾性変形部分(21a) の弾性変
形量を変更してを適切な強さの力で主軸(1) 内周面に押
付けることが可能になる。

【００３２】なお、ブッシュ(21)のスリット(23)の位置
および大きさ、ドローバー(6) のテーパ部(6d)のねじ穴
(24)の位置および大きさ、カラー(25)および押え蓋(27)
の貫通穴(26)(28)の位置および大きさ、ならびにボルト
(29)の質量は、ブッシュ(21)を含んだドローバー(6) の
重心が、主軸(1) の回転中心軸線上からずれないような
ものとなされている。

【００３３】ドローバー(6) は、油圧シリンダのピスト
ン(11)により押え蓋(27)を押圧することによって、皿ば
ね(10)の付勢力に抗して前進させられるようになってい
る。そして、ドローバー(6) が皿ばね(10)により後方に
付勢されて後退することにより、工具着脱装置(8) によ
って工具ホルダ(7) が主軸(1) 前端に固定され、油圧シ
リンダのピストン(11)により押されて前進することによ
って工具ホルダ(7) が主軸(1) 前端から解放されるよう
になっている。

【００３４】この実施形態２の主軸装置におけるその他
の構成は、上述した実施形態１の主軸装置と同様であ
り、同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略
する。

【００３５】実施形態２の主軸装置において、ブッシュ
(21)の弾性変形部分(21a) が径方向外方に弾性変形させ
られて主軸(1) 内周面に押し付けられているので、主軸
(1)およびドローバー(6) の回転時のドローバー(6) の
ラジアル方向へのがたつきが防止される。しかも、ドロ
ーバー(6) のラジアル方向のがたつきに起因する主軸
(1) およびドローバー(6) を含む回転系の主軸(1) の回
転中心軸線上からのずれが防止され、その結果主軸(1)
およびドローバー(6) の回転中の振動発生が防止され
る。したがって、回転中に振動が発生することが防止さ
れ、その結果加工精度を向上させることができる。

【００３６】実施形態３ この実施形態は、図７〜図９に示すものである。

【００３７】この実施形態の場合、ドローバー(6) の後
端部に、外径が主軸(1) の内径よりも若干小さい大円柱
部(6f)が一体に形成されている。大円柱部(6f)の前端面
に環状みぞ(30)が全周にわたって形成されている。大円
柱部(6f)における環状みぞ(30)の外側部分に、その前端
から後方に伸びる複数のスリット(33)が周方向に等間隔
をおいて形成されており、この部分に径方向に弾性変形
する弾性変形部分(31)が設けられている。環状みぞ(30)
内に、主軸(1) およびドローバー(6) が回転したさいの
遠心力により径方向外方に移動して弾性変形部分(31)を
押圧し、これにより弾性変形部分(31)を径方向外方に弾
性変形させる質量の等しい複数の円弧状ウェイト(32)
（押圧手段）が入れられている。

【００３８】なお、ここでは、ドローバー(6) における
大円柱部(6f)と段付き部(1b)との間に存在する部分の後
端部にも、環状ばね受け部材(9) が前後方向に移動自在
にはめ被せられている。これにより、ウェイト(32)が前
方に移動してその一部分が環状みぞ(30)から前方に突出
することが防止されており、その結果主軸(1) およびド
ローバー(6) の回転時の径方向外方への移動が常に支障
なく行われるようになっている。

【００３９】この実施形態３の主軸装置におけるその他
の構成は、上述した実施形態１の主軸装置と同様であ
り、同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略
する。

【００４０】実施形態３の主軸装置において、電動機
(5) により主軸(1) が回転させられると、主軸(1) とと
もにドローバー(6) および各ウェイト(32)も回転する。
各ウェイト(32)は、この回転により発生する遠心力によ
って環状みぞ(30)内で径方向外方に移動しようとして大
円柱部(6f)の弾性変形部分(31)を径方向外方に押圧す
る。すると、弾性変形部分(31)が径方向外方に弾性変形
させられて主軸(1) の内周面に押付けられ、ドローバー
(6) のラジアル方向へのがたつきが防止される。しか
も、各ウェイト(32)の質量は等しいので、各ウェイト(3
2)から弾性変形部分(31)に作用する力が全周にわたって
等しくなり、主軸(1) およびドローバー(6) を含む回転
系の重心が主軸(1) の回転中心軸線上に位置することに
なる。したがって、回転中に振動が発生することが防止
され、その結果加工精度を向上させることができる。

【００４１】一方、主軸(1) およびドローバー(6) の停
止時には、ウェイト(32)から弾性変形部分(31)に作用す
る力がなくなり、弾性変形部分(31)を主軸(1) 内周面に
押付ける力がなくなるので、ドローバー(6) の主軸(1)
への固定が解除される。したがって、ドローバー(6) の
軸方向の移動による主軸(1) 前端への工具の着脱をスム
ーズに行うことができる。

【００４２】実施形態４ この実施形態は、図１０および図１１に示すものであ
る。

【００４３】この実施形態の場合、ドローバー(6) の大
円柱部(6f)の前側部分に、大円柱部(6f)よりは外径が小
さいが、その他の部分よりは外径の大きい中円柱部(6g)
が形成されている。中円柱部(6g)の外周面と主軸(1) 内
周面との間にボールケージ(35)が配置されている。ボー
ルケージ(35)は、円筒状の保持器(36)に多数のボール(3
7)が径方向の両側に突出するように保持されたものであ
る。主軸(1) の内周と中円柱部(6g)の外周との隙間の大
きさはボール(37)の外径より若干小さくし、ボール(37)
に適切な締めしろが付与されている。なお、保持器(36)
の両端と、ばね受け部材(9) 、ならびに大円柱部(6f)お
よび中円柱部(6g)間の段部との間には、若干の隙間が存
在しているだけであり、ドローバー(6) の軸方向への移
動時にはボールケージ(35)はドローバー(6) とともに移
動するようになっている。

【００４４】この実施形態４の主軸装置におけるその他
の構成は、上述した実施形態３の主軸(1) 装置と同様で
あり、同一部分には同一符号を付して重複する説明を省
略する。

【００４５】実施形態４の主軸装置において、主軸(1)
とドローバー(6) との間にボールケージ(35)が配置さ
れ、ボールケージ(35)のボール(37)に締めしろが付与さ
れているので、主軸(1) およびドローバー(6) の回転時
におけるドローバー(6) のラジアル方向へのがたつきが
防止される。しかも、ドローバー(6) のラジアル方向の
がたつきに起因する主軸およびドローバー(6) を含む回
転系の主軸回転中心軸線上からのずれが防止され、その
結果主軸(1) およびドローバー(6) の回転中の振動発生
が防止される。したがって、加工精度を向上させること
ができる。また、主軸(1) およびドローバー(6) の停止
時には、ボールケージ(35)の働きにより、ドローバー
(6) の軸方向の移動による主軸先端への工具の着脱をス
ムーズに行うことができる。

【００４６】なお、実施形態４において、ボールケージ
(35)が主軸(1) 側に保持され、ドローバー(6) の軸方向
の移動時に、ボールケージ(35)がドローバー(6) に対し
て相対的に移動するようになっていてもよい。また、ボ
ールケージ(35)はドローバー(6) の後端部のみではな
く、中央部になどに配置されておいてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１の主軸装置を示す縦断面
図である。

【図２】実施形態１の主軸装置の後部を拡大して示す縦
断面図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】この発明の実施形態２の主軸装置の後部を示す
縦断面図である。

【図５】実施形態２の主軸装置の後部を拡大して示す縦
断面図である。

【図６】図５のVI−VI線断面図である。

【図７】この発明の実施形態３の主軸装置を示す縦断面
図である。

【図８】実施形態３の主軸装置の後部を拡大して示し、
主軸が回転している状態の縦断面図である。

【図９】図８のIX−IX線断面図である。

【図１０】この発明の実施形態４の主軸装置を示す縦断
面図である。

【図１１】実施形態４の主軸装置の後部を拡大して示す
縦断面図である。

【符号の説明】

(1)：主軸 (6)：ドローバー (6a)：大円柱部 (6d)：テーパ部 (6f)：大円柱部 (6g)：中円柱部 (12)：ブッシュ (12a)：厚肉部分 (12b)：薄肉部分（弾性変形部分） (14)：ねじ穴 (15)：押圧ねじ (16)：貫通穴 (17)：押し子 (20)：テーパ面 (21)：ブッシュ (21a)：弾性変形部分 (22)：テーパ面 (24)：ねじ穴 (27)：押え蓋 (29)：ボルト (30)：環状みぞ (31)：弾性変形部分 (32)：ウェイト（押圧手段） (35)：ボールケージ (37)：ボール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に工具が取付けられる中空状主軸
   と、主軸内に主軸に対して回転しないが軸方向に移動し
   うるように同軸上に配され、かつ軸方向の移動により主
   軸先端への工具の着脱を行うドローバーとを備えた工作
   機械の主軸装置であって、ドローバーの周囲にはめ被せ
   られ、かつ径方向に弾性変形する弾性変形部分を有する
   ブッシュと、ドローバーに設けられかつブッシュの弾性
   変形部分を径方向外方に弾性変形させて主軸内周面に押
   付ける押圧手段とを備えている工作機械の主軸装置。
2. 【請求項２】 ブッシュが、ドローバーの後端部の周囲
   に固定状にはめ被せられかつ押圧手段により径方向外方
   に弾性変形させられる薄肉部分を備えており、押圧手段
   が、ドローバーの後端面から前方に伸びるように周方向
   に等間隔をおいて形成された複数のねじ穴にねじはめら
   れる押圧ねじと、ドローバーの周面から径方向内方に伸
   びるように形成されかつ先端がねじ穴に臨む複数の貫通
   穴内に、ドローバーの径方向に移動しうるようにはめ入
   れられた押し子とよりなり、押圧ねじがねじ穴にねじは
   められて前方に移動することにより押し子が押圧ねじの
   先端に押されてドローバーの径方向外方に移動し、押し
   子に押されてブッシュの薄肉部分が径方向外方に弾性変
   形するようになされている請求項１の工作機械の主軸装
   置。
3. 【請求項３】 ブッシュの弾性変形部分の内周面が前方
   に向かって漸次大径となされたテーパ面であり、ドロー
   バーにおけるブッシュがはめ被せられた部分の外周面が
   後方に向かって漸次小径となされたテーパ面であり、押
   圧手段が、ブッシュの後側に前後方向に移動自在に配置
   された押え蓋と、後方から押え蓋を貫通しかつドローバ
   ーの後端面に形成されたねじ穴にねじはめられるボルト
   とよりなり、ボルトがねじ穴にねじはめられることによ
   り押え蓋が前方に移動し、これによりブッシュがドロー
   バーに対して前方に移動させられるとともに、両テーパ
   面の働きによりブッシュの弾性変形部分が径方向外方に
   弾性変形するようになされている請求項１の工作機械の
   主軸装置。
4. 【請求項４】 先端に工具が取付けられる中空状主軸
   と、主軸内に主軸に対して回転しないが軸方向に移動し
   うるように同軸上に配され、かつ軸方向の移動により主
   軸先端への工具の着脱を行うドローバーとを備えた工作
   機械の主軸装置であって、ドローバーに大円柱部が設け
   られ、大円柱部の端面に環状みぞが全周にわたって形成
   され、大円柱部における環状みぞの径方向外側部分が径
   方向に弾性変形可能な弾性変形部分となされ、弾性変形
   部分の径方向内側に、主軸およびドローバーが回転した
   さいの遠心力により径方向外方に移動して弾性変形部分
   を押圧し、これにより弾性変形部分を径方向外方に弾性
   変形させて主軸内周面に押付ける押圧手段が設けられて
   いる工作機械の主軸装置。
5. 【請求項５】 先端に工具が取付けられる中空状主軸
   と、主軸内に主軸に対して回転しないが軸方向に移動し
   うるように同軸上に配され、かつ軸方向の移動により主
   軸先端への工具の着脱を行うドローバーとを備えた工作
   機械の主軸装置であって、主軸とドローバーとの間にボ
   ールケージが配置され、ボールケージのボールに締めし
   ろが付与されている工作機械の主軸装置。