JP2002054631A - 主軸装置及び該装置の予圧調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、主軸の予圧を切替制御出来、
軸受の焼付を防止しつつ高精度な加工精度を得ることが
できる主軸装置及び該装置の予圧調整方法を提供する。 【解決手段】 互いに背面を向けて前後に配置された前
方軸受３ａ，３ｂによって主軸５を回転自在に支持して
なる主軸装置において、前記前方軸受３ａ，３ｂの外輪
間に２つに分割された外輪間座３０ａ，３０ｂを設け、
これら外輪間座３０ａ，３０ｂの分割面間に油室３２を
形成し、該油室３２に圧油を給，排する手段を設け、前
記油室３２に圧油を供給することにより外輪間座３０
ａ，３０ｂを介して前方軸受３ａ，３ｂの外輪３４ａ，
３４ｂを移動させ前方軸受３ａ，３ｂに予圧を付与でき
るようにするとともに、一方の前方軸受３ａ又は３ｂの
外輪を前記外輪間座３０ａ，３０ｂの分割面方向に押圧
する油圧ピストン３６を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
等工作機械の主軸装置及び該装置の予圧調整方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および課題】主軸の支持剛性を広範囲な回
転数域に亙って良好に保つために、主軸を回転可能に支
持するアンギュラ軸受の予圧調整（切替）を主軸回転数
等主軸作動状況に応じて行う主軸装置は既に種々提案さ
れている。

【０００３】この種従来の主軸装置では、予圧調整によ
り主軸が軸線方向に変位しないように、即ち、アンギュ
ラ軸受と主軸の軸線方向の相対位置がずれないよう、主
軸前後のアンギュラ軸受を背面合わせにし、予圧切換を
行う油圧シリンダ装置等の駆動手段を前後のアンギュラ
軸受の各々の外側に設け、前後のアンギュラ軸受で相対
位置ずれを相殺することが行われている。

【０００４】例えば、図５に示すように、主軸100 と、
該主軸100 が収容されるケーシング101 と、該ケーシン
グ101 内部の前方側に配置され背面を後方に向けて主軸
100を支持する前後一対の第１アンギュラ軸受102 と、
同ケーシング101 内部の後方側に配置され背面を前方に
向けて主軸100 を支持する前後一対の第２アンギュラ軸
受103 と、前記第１及び第２アンギュラ軸受102 ，103
の内輪104 ，105 の間に配置され主軸100 の外周面に嵌
合する内スペーサ106 と、同第１及び第２アンギュラ軸
受102 ，103 の外輪107 ，108 の間に配置されケーシン
グ101 の内周面に嵌合する外スペーサ109 と、前記第１
アンギュラ軸受102 の外輪107 をその前方側から軸方向
に押す第１油圧ピストン110 と、前記第２アンギュラ軸
受103 の外輪108 をその後方側から軸方向に押す第２油
圧ピストン111 とを備え、前記内スペーサ106 と外スペ
ーサ107 との軸方向の寸法差によって第１及び第２アン
ギュラ軸受102 ，103 に予圧を付与する主軸装置が提案
されている。

【０００５】そして、前記主軸装置では、前記外スペー
サ107 が、その外周面に周方向に形成された第１溝112
と、その内周面に周方向に形成され第１溝112 に隣接し
てその前方側に配置された第２溝113 と、その内周面に
周方向に形成され第１溝112に隣接してその後方側に配
置された第３溝114 とを備え、前記第１溝112 と前記ケ
ーシング101 の内周面との間に形成された油室に圧力を
作用させることによって、前記外スペーサ107 を軸方向
に弾性変形させて伸縮させるように構成され、前記油室
内の圧力と、前記第１及び第２油圧ピストン110 ，111
の駆動圧力とを、同時に調整することによって、第１及
び第２アンギュラ軸受102 ，103 の予圧条件を主軸100
の回転速度等に応じて細かく切り替えるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の主軸装置にあっては、前記第１及び第２アンギュラ
軸受102 ，103 の各々に対し、第１及び第２油圧ピスト
ン110 ，111 等の駆動手段を組み込む必要があるため、
部品点数の増大と構造の複雑化によりコスト高を招来
し、また配置スペースも大きくとらなければならないと
いう問題点があった。

【０００７】また、前記第１及び第２アンギュラ軸受10
2 ，103 や第１及び第２油圧ピストン110 ，111 等の駆
動手段が均等なものでないと、微妙な位置ずれが生じ、
振動や騒音が発生して、加工精度や作業環境に悪影響を
及ぼすという虞れもあった。

【０００８】また、外スペーサ107 が弾性変形すること
から、特に、主軸100 の低速回転域の支持剛性が十分に
得られず、さらには、ケーシング101 の内周面と第１及
び第２アンギュラ軸受102 ，103 の外輪107 ，108 の外
周面との間にこじれが生じて外輪107 ，108 が軸方向に
動かなくなり、上述したと同様に、振動や騒音が発生し
て、加工精度や作業環境に悪影響を及ぼすという虞れも
あった。

【０００９】また、前記主軸装置では、予圧を切り替え
た際に生じる主軸100 の軸方向の出入りについては何ら
考慮しておらず、これでは、加工点が一点に定まらない
ため、加工ワークに段差が発生してしまい、加工精度が
悪化するという問題点があった。

【００１０】本発明は、前記従来の主軸装置に関わる諸
問題に鑑み提案されたもので、簡単な構造で予圧の切替
制御が出来、軸受の焼付を防止しつつ高精度な加工精度
を得ることができる主軸装置及び該装置の予圧調整方法
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る発明の主軸装置は、互いに背面を向
けて前後に配置されたアンギュラ軸受によって主軸を回
転自在に支持してなる主軸装置において、前記前後の軸
受の外輪間に２つに分割された間座を設け、これら間座
の分割面間に油室を形成し、該油室に圧油を給，排する
手段を設け、前記油室に圧油を供給することにより間座
を介して前後の軸受の外輪を移動させ軸受に予圧を付与
できるようにするとともに、何れか一方の軸受の外輪を
前記間座の分割面方向に押圧する油圧駆動手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１２】また、請求項２に係る発明の主軸装置は、
前記主軸装置の作動状況に応じて、油室に対する圧油の
給，排と前記油圧駆動手段の作動を制御する制御手段を
設けたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項３に係る発明の主軸装置は、
前記軸受の外輪と該軸受外輪が嵌合してなるハウジング
との間に潤滑液を供給する手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１４】また、請求項４に係る発明の主軸装置は、
前記主軸装置の作動状況とは、主軸の回転数であること
を特徴とする。

【００１５】また、請求項５に係る発明の主軸装置の予
圧調整方法は、互いに背面を向けて前後に配置されたア
ンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してなり、
前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を設
け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に圧
油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給する
ことにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ軸
受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、主
軸の低速回転域では、前記油室に圧油を供給し、互いに
離間する方向へ移動する間座で軸受外輪を押圧して予圧
を高めることを特徴とする。

【００１６】また、請求項６に係る発明の主軸装置の予
圧調整方法は、互いに背面を向けて前後に配置されたア
ンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してなり、
前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を設
け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に圧
油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給する
ことにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ軸
受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、主
軸の高速回転域では、前記油室の圧油を排出すると共に
前記何れか一方の軸受の外輪を油圧駆動手段によって前
記間座の分割面方向に押圧して予圧を下げることを特徴
とする。

【００１７】また、請求項７に係る発明の主軸装置の予
圧調整方法は、互いに背面を向けて前後に配置されたア
ンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してなり、
前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を設
け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に圧
油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給する
ことにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ軸
受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、主
軸の低速回転域から高速回転域までの全回転域で、前記
油室に供給する圧油と前記何れか一方の軸受の外輪を前
記間座の分割面方向に押圧する油圧駆動手段に供給する
圧油の油圧をバランスさせて、予圧を連続的に調整する
ことを特徴とする。

【００１８】また、請求項８に係る発明の主軸装置の予
圧調整方法は、前記予圧調整時に、軸受の転動体中心位
置が変化することによって生じる主軸先端の軸方向変位
を補正することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により図面を用いて詳細に説明する。

【００２０】［実施例］図１は本発明の一実施例にかか
る主軸装置の縦断面図、図２は同じく要部拡大断面図、
図３は同じく各制御パターンの主軸回転速度と予圧荷重
との関係を示すグラフ、図４は同じく各種センサーの設
置例を示す説明図である。

【００２１】図１に示すように、ＡＴＣ（自動工具交換
装置）を備えたマシニングセンタの図示しないアーム上
を図中左右方向へ移動可能な主軸ヘッド１にハウジング
２がその右半部を主軸ヘッド１内に収容した状態で固設
される。

【００２２】前記ハウジング２内には、前後一対の前方
軸受３ａ，３ｂと後方軸受４とを介して主軸５が回転可
能に収容保持されている。この主軸５の先端部には、プ
ルスタッド６ａを有した工具ホルダー６が、後述するド
ローバー９により主軸５と一体回転可能に引き込まれる
ようになっている。

【００２３】詳述すると、前記主軸５の中心貫通孔８に
はドローバー９が挿通されており、該ドローバー９は前
記中心貫通孔８内を長手方向に摺動可能なナット１０に
螺合させることによって、その中心軸線が主軸５の中心
軸線と一致するようにセンタリング保持されている。ま
た、ドローバー９の前部寄りにはホルダー１１が長手方
向に摺動可能に嵌合すると共に、ナット１０の後方には
ドローバー９と一体的に長手方向に移動するジョイント
１２が嵌合される。

【００２４】そして、前記ドローバー９は、その先端部
に組み付けたコレットチャック７で前記工具ホルダー６
のプルスタッド６ａを引き込むことにより、図示しない
工具を保持した工具ホルダー６を前記コレットチャック
７を介して主軸５と一体的に固定（クランプ）するよう
になっている。

【００２５】また、前記ドローバー９の外周には、ホル
ダー１１とナット１０との間に位置して、左巻きと右巻
きの前後一対の圧縮コイルばね１４ａ，１４ｂが３個の
筒状のスペーサー１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して巻装
され、ドローバー９を常時引き込み側に付勢している。
尚、前記圧縮コイルばね１４ａ，１４ｂに代えて普通の
皿ばねを多数用いても良い。

【００２６】前記工具ホルダー６のクランプを解除（ア
ンクランプ）するには、主軸５の後方に設けられた油圧
シリンダ１６が使用される。この油圧シリンダ１６は、
ハウジング２の後部に中間部材１３を介して一体的に組
み付けられたヘッド部１７ａ，１７ｂ内をピストン１８
が摺動自在に収装されてなる。

【００２７】そして、前記ピストン１８が、ポートＰ
１，Ｐ２に給，排される図示しない油圧供給源からの圧
油により、伸び側（主軸５の先端側）にストロークする
と、やがてピストン１８の前端部がドローバー９のロッ
ドエンド（厳密にはジョイント１２の後端面）に当接し
て当該ドローバー９を圧縮コイルばね１４ａ，１４ｂの
付勢力に抗して前進動（押出し）させ、これによりドロ
ーバー９先端に組み付けられたコレットチャック７が解
放動作して工具ホルダー６をアンクランプする。

【００２８】一方、工具ホルダー６が主軸５先端に挿入
された状態で、ピストン１８を縮み側（主軸５の後端
側）にストロークさせると、ドローバー９の後退動（引
込み）より前記コレットチャック７がプルスタッド６ａ
に対し係合動作して工具ホルダー６をクランプするよう
になっている。

【００２９】また、前記主軸５を回転させるために、モ
ータを本主軸装置に組み込んでいる。つまり、ロータ２
３を主軸５の適宜位置外周に固定し、該ロータ２３と対
向させてステータ２４をハウジング２の内周に固定し、
所謂ビルトインモータが形成されている。

【００３０】図２に示すように、本実施例では、前記前
方軸受３ａ，３ｂに背面合わせのアンギュラ軸受が用い
られ、主軸５の支持剛性の殆どを担っている。従って、
後方軸受４にはローラ軸受が用いられている（図１参
照）。

【００３１】そして、前記前方軸受３ａ，３ｂ間に軸線
方向へ摺動自在に介装された外輪間座３０が前外輪間座
３０ａと後外輪間座３０ｂとに軸線方向に２分割され、
これら前，後外輪間座３０ａ，３０ｂの分割面とハウジ
ング２の内周面と同じく前方軸受３ａ，３ｂ間に軸線方
向へ移動不能に介装された内輪間座３１ａ，３１ｂの外
周面とで画成される油室３２に対し、後外輪間座３０ｂ
とハウジング２の内部に形成した油通路３３ａ，３３ｂ
を介して、図示しない油圧供給源からの圧油が油圧制御
装置により給，排されるようになっている。

【００３２】つまり、前記油室３２に圧油が供給される
ことで、前，後外輪間座３０ａ，３０ｂが互いに離間す
る方向へ移動し、前方軸受３ａ，３ｂの外輪３４ａ，３
４ｂを押圧して予圧を付与することになるのである（後
述の作用説明参照）。尚、図２中３５ａ，３５ｂは前方
軸受３ａ，３ｂの内輪で、４３ａ，４３ｂは玉（転動
体）である。

【００３３】また、前記前方軸受３ａ，３ｂの内、前側
前方軸受３ａの前方には、油圧駆動手段としてのリング
状の油圧ピストン３６がラビリンススペーサ４０ととも
に配置され、ハウジング２の前端面に隣接するフロント
エンドキャップ３７と油圧ピストン３６の背面との間に
油室３８が画成される。この油室３８に対し、フロント
エンドキャップ３７とハウジング２の内部に形成した油
通路３９ａ，３９ｂを介して、図示しない油圧供給源か
らの圧油が油圧制御装置により給，排されるようになっ
ている。

【００３４】前記油圧ピストン３６の先端面は、内径側
が突出した二段状の形状を備え、前記油室３８に圧油が
供給されて油圧ピストン３６が前進すると、当該油圧ピ
ストン３６前面の内径側の段部によりラビリンススペー
サ４０を介して前側前方軸受３ａの外輪３４ａを後方側
に押圧し、前述した予圧の調整（切替）が可能になって
いる（後述の作用説明参照）。

【００３５】また、前記前側前方軸受３ａの外輪３４ａ
の外周面とハウジング２の内周面との摺動面部には、ハ
ウジング２の内部に形成した油（液）通路４１及び環状
溝４２を介して図示しない潤滑油（液）供給源からの潤
滑油（液）が循環・供給されるようになっている。

【００３６】そして、前述した油室３２及び３８に対す
る圧油の給，排は、前述した各油圧制御装置をコントロ
ールする図示しないコントローラ（制御手段）により、
主軸５の作動状況に応じて制御される。主軸５の作動状
況を検出する手段として、主軸５の回転速度を検出する
速度センサ（図示せず）の他に、図４に示すように、前
方軸受３ａ，３ｂに作用する荷重（予圧）を検出する圧
力センサ４５、前方軸受３ａ，３ｂの温度を検出する熱
電対４６や油圧ピストン３６の位置を検出する接触式変
位計４７等が適宜採用され、これらの検出信号が適宜前
記コントローラに入力されている。

【００３７】このように構成されるため、主軸５の支持
剛性を担う前方軸受３ａ，３ｂの予圧調整（切替）を行
うにあたっては、図３に示すように、三つの制御パター
ンが実施可能となり、適宜選択される。

【００３８】即ち、図３の（ａ）に示す第１の制御パタ
ーンは、主軸５の低速回転域では、前，後外輪間座３０
ａ，３０ｂ間の油室３２に圧油を供給すると、圧油によ
る力が前外輪間座３０ａ、前側前方軸受３ａの外輪３４
ａに流れ、外輪３４ａが前方に移動し前側前方軸受３ａ
の予圧が高まる。同時に、後側前方軸受３ｂについて
は、後外輪間座３０ｂ、外輪３４ｂと力が経由して、外
輪３４ｂがハウジング２の肩２ａに当たりそのままの位
置にとどまり予圧は変化しないが、この際、前側前方軸
受３ａと後側前方軸受３ｂは軸方向の力の釣合いを保つ
ために、前側前方軸受３ａの増加した力が外輪３４ａか
ら玉４３ａを通り内輪３５ａ、主軸５へと流れこの主軸
５を前方へ移動させる。すると、後側前方軸受３ｂの内
輪３５ｂも前方へ移動するため、この内輪３５ｂから玉
４３ｂ、外輪３４ｂへと力が伝達されて予圧を高めるこ
とになる。

【００３９】一方、主軸５の高速回転域では、前記油室
３２の圧油を排出すると共に前側前方軸受３ａの前方の
油室３８に圧油を供給し、油圧ピストン３６の前進動で
前側前方軸受３ａの外輪３４ａを同方向（軸後方）へ押
圧して前側前方軸受３ａの予圧を下げる。同時に、後側
前方軸受３ｂについては、その外輪３４ｂが、前，後外
輪間座３０ａ，３０ｂの軸後方移動により、ハウジング
２の肩２ａに当たりそのままの位置にとどまり予圧は変
化しないが、この際、前側前方軸受３ａと後側前方軸受
３ｂは、前述したと同様に、軸方向の力の釣合いを保つ
ために、予圧力の大きい後側前方軸受３ｂの予圧が外輪
３４ｂから玉４３ｂを通り内輪３５ｂ、主軸５へと流れ
この主軸５を後方へ移動させる。すると、後側前方軸受
３ｂの内輪３５ｂも後方へ移動し、予圧が下がることに
なる。

【００４０】これらの結果、主軸５の低速回転域におけ
る前方軸受３ａ，３ｂの剛性確保と高速回転域における
前方軸受３ａ，３ｂの焼付き防止が図れる（図３中の焼
付限界曲線参照）。

【００４１】次に、図３の（ｂ）に示す第２の制御パタ
ーンは、主軸５の低速回転域と高速回転域は、前記と同
様に制御するが、これらの回転域の中間の中速回転域で
は、前記油室３２と油室３８の両方に圧油を供給し、こ
れらの油圧をバランスさせて任意の一定の予圧とするの
である。これによれば、第１の制御パターンと同様の効
果が得られる一方、回転域の過渡期における剛性の変化
を小さくできる利点が得られる。

【００４２】最後に、図３の（ｃ）に示す第３の制御パ
ターンは、主軸５の低速回転域から高速回転域までの全
回転域で、前記油室３２と油室３８の両方に圧油を供給
し、これらの油圧をバランスさせて予圧を焼付限界曲線
に沿って漸次下げていくのである。これによれば、第１
の制御パターンと同様の効果が得られる一方、予圧の連
続的調整により最適な予圧条件で切削加工が行えるとい
う利点がある。

【００４３】このようにして、本実施例では、前方軸受
３ａ，３ｂの予圧調整にあたって、前側前方軸受３ａに
のみ油圧ピストン３６を組み込めばよいので、従来例と
比し、部品点数の削減と構造の簡素化により、コストダ
ウンが図れる。

【００４４】また、油圧ピストン３６は片側一つなの
で、従来例のように第１及び第２油圧ピストン110 ，11
1 （図５参照）等の駆動手段が均等である必要がなく、
前方軸受３ａ，３ｂ（外輪３４ａ，３４ｂ）の位置ずれ
は生じない。依って、振動や騒音の発生もなく、加工精
度や作業環境に悪影響を及ぼす虞れもない。

【００４５】また、外輪間座３０ａ，３０ｂが剛性体で
あるので、弾性変形する従来例の外スペース109 （図５
参照）と異なり、主軸５の低速回転域の支持剛性が十分
に得られる。さらには、前方軸受３ａ，３ｂの外輪３４
ａ，３４ｂの外周面とハウジング２の内周面との摺動面
部には、潤滑油（液）が循環・供給されるので、従来例
のように、こじれが生じて外輪107 ，108 （図５参照）
が軸方向に動かなくなる虞もなく、装置の信頼性が高
い。

【００４６】また、前記第１から第３の制御パターンに
おいて、前方軸受３ａ，３ｂに作用する力がそれぞれの
状態で異なってくるため、前方軸受３ａ，３ｂの玉中心
位置が軸方向に変化してしまい、すなわちその軸方向の
出入量が、そのまま主軸先端に現れることになるが、本
実施例では、その変化量が、予めＮＣ（図示しない）な
どの制御装置に登録されており、予圧を切り替えた際に
容易に補正できるようになっている。

【００４７】これにより、加工点（工具先端位置）が変
わらないので、加工ワークの段差が発生せず、高精度な
切削加工が行えるという利点がある。

【００４８】尚、本発明は上記実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であるこ
とはいうまでもない。例えば、本発明の主軸装置は、Ａ
ＴＣやビルトインモータを有しない工作機械の主軸装置
にも適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように請求項１の
発明の主軸装置によれば、互いに背面を向けて前後に配
置されたアンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持
してなる主軸装置において、前記前後の軸受の外輪間に
２つに分割された間座を設け、これら間座の分割面間に
油室を形成し、該油室に圧油を給，排する手段を設け、
前記油室に圧油を供給することにより間座を介して前後
の軸受の外輪を移動させ軸受に予圧を付与できるように
するとともに、何れか一方の軸受の外輪を前記間座の分
割面方向に押圧する油圧駆動手段を設けたことを特徴と
するので、前，後アンギュラ軸受の予圧を、簡単な構造
で、切替制御することが出来、軸受の焼付を防止しつつ
高精度な加工精度を得ることができる。

【００５０】また、請求項２の発明の主軸装置によれ
ば、前記主軸装置の作動状況に応じて、油室に対する圧
油の給，排と前記油圧駆動手段の作動を制御する制御手
段を設けたことを特徴とするので、前，後アンギュラ軸
受の予圧を主軸装置の作動状況に応じて自動的に制御す
ることができる。

【００５１】また、請求項３の発明の主軸装置によれ
ば、前記軸受の外輪と該軸受外輪が嵌合してなるハウジ
ングとの間に潤滑液を供給する手段を設けたことを特徴
とするので、前，後アンギュラ軸受の予圧を調整する際
に、前側アンギュラ軸受の外輪をこじれを生じることな
く、確実に軸方向へ移動させられ、装置の信頼性を高め
られる。

【００５２】また、請求項４の発明の主軸装置によれ
ば、前記主軸装置の作動状況とは、主軸の回転数である
ことを特徴とするので、前，後アンギュラ軸受の予圧を
主軸の回転数に応じて自動的に制御することができる。

【００５３】また、請求項５の発明の主軸装置の予圧調
整方法によれば、互いに背面を向けて前後に配置された
アンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してな
り、前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を
設け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に
圧油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給す
ることにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ
軸受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、
主軸の低速回転域では、前記油室に圧油を供給し、互い
に離間する方向へ移動する間座で軸受外輪を押圧して予
圧を高めることを特徴とするので、簡単な構造で主軸の
低速回転域における軸受の剛性確保が図れ、高精度な加
工精度を得ることができる。

【００５４】また、請求項６の発明の主軸装置の予圧調
整方法によれば、互いに背面を向けて前後に配置された
アンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してな
り、前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を
設け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に
圧油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給す
ることにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ
軸受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、
主軸の高速回転域では、前記油室の圧油を排出すると共
に前記何れか一方の軸受の外輪を油圧駆動手段によって
前記間座の分割面方向に押圧して予圧を下げることを特
徴とするので、簡単な構造で主軸の高速回転域における
軸受の焼付を防止でき、高精度な加工精度を長期間に亙
って得ることができる。

【００５５】また、請求項７の発明の主軸装置の予圧調
整方法によれば、互いに背面を向けて前後に配置された
アンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してな
り、前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を
設け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に
圧油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給す
ることにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ
軸受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、
主軸の低速回転域から高速回転域までの全回転域で、前
記油室に供給する圧油と前記何れか一方の軸受の外輪を
前記間座の分割面方向に押圧する油圧駆動手段に供給す
る圧油の油圧をバランスさせて、予圧を連続的に調整す
ることを特徴とするので、簡単な構造で、予圧の連続的
調整が可能となり、主軸の回転数に応じた最適な予圧条
件で切削加工が行える。

【００５６】また、請求項８の発明の主軸装置の予圧調
整方法によれば、前記予圧調整時に、軸受の転動体中心
位置が変化することによって生じる主軸先端の軸方向変
位を補正することを特徴とするので、加工点（工具先端
位置）が変わらないので、加工ワークの段差が発生せ
ず、高精度な切削加工が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる主軸装置の縦断面図
である。

【図２】同じく要部拡大断面図である。

【図３】同じく各制御パターンの主軸回転速度と予圧荷
重との関係を示すグラフである。

【図４】同じく各種センサーの設置例を示す説明図であ
る。

【図５】従来の主軸装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 主軸ヘッド ２ ハウジング ３ａ，３ｂ 前方軸受 ４ 後方軸受 ５ 主軸 ６ 工具ホルダー ７ コレットチャック ８ 中心貫通孔 ９ ドローバー １０ ナット １１ ホルダー １２ ジョイント １３ 中間部材 １４ａ，１４ｂ 圧縮コイルばね １５ａ，１５ｂ，１５ｃ スペーサー １６ 油圧シリンダ １７ａ，１７ｂ ヘッド部 １８ ピストン ２３ ロータ ２４ ステータ ３０ 外輪間座 ３０ａ 前外輪間座 ３０ｂ 後外輪間座 ３１ａ 前内輪間座 ３１ｂ 後内輪間座 ３２ 油室 ３３ａ，３３ｂ 油通路 ３４ａ，３４ｂ 外輪 ３５ａ，３５ｂ 内輪 ３６ 油圧ピストン ３７ フロントエンドキャップ ３８ 油室 ３９ａ，３９ｂ 油通路 ４０ ラビリンススペーサ ４１ 油（液）通路 ４２ 環状溝 ４３ 玉 Ｐ１，Ｐ２ ポート Ｃ 初期間隙

フロントページの続き (72)発明者 重川 英文 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 3C048 CC04 DD11 EE07 3J012 AB04 BB01 BB03 CB02 FB10 HB02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに背面を向けて前後に配置されたア
   ンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してなる主
   軸装置において、前記前後の軸受の外輪間に２つに分割
   された間座を設け、これら間座の分割面間に油室を形成
   し、該油室に圧油を給，排する手段を設け、前記油室に
   圧油を供給することにより間座を介して前後の軸受の外
   輪を移動させ軸受に予圧を付与できるようにするととも
   に、何れか一方の軸受の外輪を前記間座の分割面方向に
   押圧する油圧駆動手段を設けたことを特徴とする主軸装
   置。
2. 【請求項２】 前記主軸装置の作動状況に応じて、油室
   に対する圧油の給，排と前記油圧駆動手段の作動を制御
   する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   主軸装置。
3. 【請求項３】 前記軸受の外輪と該軸受外輪が嵌合して
   なるハウジングとの間に潤滑液を供給する手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の主軸装置。
4. 【請求項４】 前記主軸装置の作動状況とは、主軸の回
   転数であることを特徴とする請求項２記載の主軸装置。
5. 【請求項５】 互いに背面を向けて前後に配置されたア
   ンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してなり、
   前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を設
   け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に圧
   油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給する
   ことにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ軸
   受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、主
   軸の低速回転域では、前記油室に圧油を供給し、互いに
   離間する方向へ移動する間座で軸受外輪を押圧して予圧
   を高めることを特徴とする主軸装置の予圧調整方法。
6. 【請求項６】 互いに背面を向けて前後に配置されたア
   ンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してなり、
   前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を設
   け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に圧
   油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給する
   ことにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ軸
   受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、主
   軸の高速回転域では、前記油室の圧油を排出すると共に
   前記何れか一方の軸受の外輪を油圧駆動手段によって前
   記間座の分割面方向に押圧して予圧を下げることを特徴
   とする主軸装置の予圧調整方法。
7. 【請求項７】 互いに背面を向けて前後に配置されたア
   ンギュラ軸受によって主軸を回転自在に支持してなり、
   前記前後の軸受の外輪間に２つに分割された間座を設
   け、これら間座の分割面間に油室を形成し、該油室に圧
   油を給，排する手段を設け、前記油室に圧油を供給する
   ことにより間座を介して前後の軸受の外輪を移動させ軸
   受に予圧を付与できるようにした主軸装置において、主
   軸の低速回転域から高速回転域までの全回転域で、前記
   油室に供給する圧油と前記何れか一方の軸受の外輪を前
   記間座の分割面方向に押圧する油圧駆動手段に供給する
   圧油の油圧をバランスさせて、予圧を連続的に調整する
   ことを特徴とする主軸装置の予圧調整方法。
8. 【請求項８】 前記予圧調整時に、軸受の転動体中心位
   置が変化することによって生じる主軸先端の軸方向変位
   を補正することを特徴とする請求項５，６又は７記載の
   主軸装置の予圧調整方法。