JP2003191104A - 主軸装置 - Google Patents
主軸装置Info
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- JP2003191104A JP2003191104A JP2001391669A JP2001391669A JP2003191104A JP 2003191104 A JP2003191104 A JP 2003191104A JP 2001391669 A JP2001391669 A JP 2001391669A JP 2001391669 A JP2001391669 A JP 2001391669A JP 2003191104 A JP2003191104 A JP 2003191104A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】軸受に生じた摩擦熱の放熱を促進し、且つ摩擦
熱の発生を効果的に抑制し得る主軸装置を提供する。 【解決手段】主軸装置１は、ハウジング５１の保持穴５
１aと、軸受５２との間に圧挿された支持リング１０を
備える。支持リング１０は、軸線が主軸５３の軸線と平
行、且つ所定間隔で環状に配置された複数の管状部材１
１を備え、隣り合う管状部材１１間にスペーサ１３を介
挿するとともに、この隣り合う管状部材１１同士及びス
ペーサ１３を接着剤１４によって接着せしめた構造を備
える。軸受５２に生じた熱は、管状部材１１を介して、
軸受５２からハウジング５１に放熱される。一方、軸受
５２が熱膨張すると、管状部材１１が弾性変形して熱膨
張分を吸収し、転動体５２ｃに作用する摩擦力が著しく
増加するのを防止する。
熱の発生を効果的に抑制し得る主軸装置を提供する。 【解決手段】主軸装置１は、ハウジング５１の保持穴５
１aと、軸受５２との間に圧挿された支持リング１０を
備える。支持リング１０は、軸線が主軸５３の軸線と平
行、且つ所定間隔で環状に配置された複数の管状部材１
１を備え、隣り合う管状部材１１間にスペーサ１３を介
挿するとともに、この隣り合う管状部材１１同士及びス
ペーサ１３を接着剤１４によって接着せしめた構造を備
える。軸受５２に生じた熱は、管状部材１１を介して、
軸受５２からハウジング５１に放熱される。一方、軸受
５２が熱膨張すると、管状部材１１が弾性変形して熱膨
張分を吸収し、転動体５２ｃに作用する摩擦力が著しく
増加するのを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸装
置に関し、更に詳しくは、主軸を回転自在に支持する軸
受の温度上昇を、効果的に抑制できるように構成された
主軸装置に関する。
置に関し、更に詳しくは、主軸を回転自在に支持する軸
受の温度上昇を、効果的に抑制できるように構成された
主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の主軸装置の一例を図５に示す。
尚、図５は、かかる主軸装置を示す断面図である。この
主軸装置５０はマシニングセンタに用いられるもので、
図示するように、保持穴５１ａを有するハウジング５１
と、このハウジング５１の前記保持穴５１ａ内に、所定
間隔を隔てて嵌挿された２つの軸受５２，５２と、この
軸受５２，５２によって回転自在に支持された主軸５３
と、前記ハウジング５１の前端部に取り付けられた前カ
バー５４などを備えて構成される。
尚、図５は、かかる主軸装置を示す断面図である。この
主軸装置５０はマシニングセンタに用いられるもので、
図示するように、保持穴５１ａを有するハウジング５１
と、このハウジング５１の前記保持穴５１ａ内に、所定
間隔を隔てて嵌挿された２つの軸受５２，５２と、この
軸受５２，５２によって回転自在に支持された主軸５３
と、前記ハウジング５１の前端部に取り付けられた前カ
バー５４などを備えて構成される。
【０００３】各軸受５２は、それぞれ外輪５２ａ及びこ
の外輪５２ａの内側に配置される内輪５２ｂ、並びにこ
れら外輪５２ａ，内輪５２ｂ間に配置される転動体５２
ｃからなる。尚、前記外輪５２ａは外輪間座６０によっ
てその位置が規制されており、前記内輪５２ｂは内輪間
座７０によってその位置が規制されている。また、前記
外輪５２ａと、前記ハウジング５１の保持穴５１ａとの
間の嵌め合いは、すきま嵌めとなっており、図示はして
いないが、外輪５２ａの外周面５２ｄと保持穴５１ａの
内周面との間には、わずかな隙間が存在している。
の外輪５２ａの内側に配置される内輪５２ｂ、並びにこ
れら外輪５２ａ，内輪５２ｂ間に配置される転動体５２
ｃからなる。尚、前記外輪５２ａは外輪間座６０によっ
てその位置が規制されており、前記内輪５２ｂは内輪間
座７０によってその位置が規制されている。また、前記
外輪５２ａと、前記ハウジング５１の保持穴５１ａとの
間の嵌め合いは、すきま嵌めとなっており、図示はして
いないが、外輪５２ａの外周面５２ｄと保持穴５１ａの
内周面との間には、わずかな隙間が存在している。
【０００４】また、前記外輪間座６０は、その両端部に
配設されたノズル６１，６１を備え、更に、このノズル
６１，６１に接続した潤滑油供給孔６２を備えている。
潤滑油供給孔６２は、前記ハウジング５１に形成された
潤滑油供給路５１ｂと連通しており、適宜潤滑油供給手
段（図示せず）から潤滑油供給路５１ｂ及び潤滑油供給
孔６２を介して前記ノズル６１に潤滑油が供給され、当
該ノズル６１から前記転動体５２ｃに向けて潤滑油が吐
出される。
配設されたノズル６１，６１を備え、更に、このノズル
６１，６１に接続した潤滑油供給孔６２を備えている。
潤滑油供給孔６２は、前記ハウジング５１に形成された
潤滑油供給路５１ｂと連通しており、適宜潤滑油供給手
段（図示せず）から潤滑油供給路５１ｂ及び潤滑油供給
孔６２を介して前記ノズル６１に潤滑油が供給され、当
該ノズル６１から前記転動体５２ｃに向けて潤滑油が吐
出される。
【０００５】また、前記外輪間座６０の両端面には、潤
滑油排出溝６３が形成されている。この潤滑油排出溝６
３は、前記軸受５２の内部空間５２ｅ、及び前記ハウジ
ング５１に形成された潤滑油排出路５１ｃと連通してお
り、これら潤滑油排出溝６３及び潤滑油排出路５１ｃを
介して、前記内部空間５２ｅから潤滑油が排出されるよ
うになっている。
滑油排出溝６３が形成されている。この潤滑油排出溝６
３は、前記軸受５２の内部空間５２ｅ、及び前記ハウジ
ング５１に形成された潤滑油排出路５１ｃと連通してお
り、これら潤滑油排出溝６３及び潤滑油排出路５１ｃを
介して、前記内部空間５２ｅから潤滑油が排出されるよ
うになっている。
【０００６】また、前記主軸５３には、その中心部に中
心穴５３ａが形成されており、この中心穴５３ａ内に
は、工具Ｔを保持，固定するためのコレットチャック５
６及びこれを駆動するドローバ５５などが配設されてい
る。
心穴５３ａが形成されており、この中心穴５３ａ内に
は、工具Ｔを保持，固定するためのコレットチャック５
６及びこれを駆動するドローバ５５などが配設されてい
る。
【０００７】そして、前記主軸５３は、図示しない駆動
モータによって、その中心軸周りに回転駆動される。主
軸５３が回転すると、これと共に軸受５２の内輪５２ｂ
が回転し、外輪５２ａ，内輪５２ｂ間に配設された転動
体５２ｃが、外輪５２ａ及び内輪５２ｂに形成された軌
道上を自転しながら公転する。その際、前記ノズル６１
から吐出される潤滑油によって転動体５２ｃ及び軌道が
潤滑され、これにより転動体５２ｃと外輪５２ａ及び内
輪５２ｂとの間の摩擦が緩和される。斯くして、かかる
転動体５２ｃの作用により、外輪５２ａに対して内輪５
２ｂが抵抗無く回転し、この結果、主軸５３がスムーズ
に回転する。
モータによって、その中心軸周りに回転駆動される。主
軸５３が回転すると、これと共に軸受５２の内輪５２ｂ
が回転し、外輪５２ａ，内輪５２ｂ間に配設された転動
体５２ｃが、外輪５２ａ及び内輪５２ｂに形成された軌
道上を自転しながら公転する。その際、前記ノズル６１
から吐出される潤滑油によって転動体５２ｃ及び軌道が
潤滑され、これにより転動体５２ｃと外輪５２ａ及び内
輪５２ｂとの間の摩擦が緩和される。斯くして、かかる
転動体５２ｃの作用により、外輪５２ａに対して内輪５
２ｂが抵抗無く回転し、この結果、主軸５３がスムーズ
に回転する。
【０００８】ところで、転動体５２ｃが自転しつつ公転
する際、転動体５２ｃと外輪５２ａ及び内輪５２ｂとの
間には、全く摩擦が存在しないのではなく、これらの接
触点の弾性変形領域における微小すべりによるわずかな
摩擦抵抗及び潤滑油の撹拌抵抗が存在する。このため、
転動体５２ｃの自，公転によって外輪５２ａ及び内輪５
２ｂとの間に摩擦熱が生じ、この摩擦熱によって軸受５
２が昇温し、当該軸受５２が熱膨張することになる。
する際、転動体５２ｃと外輪５２ａ及び内輪５２ｂとの
間には、全く摩擦が存在しないのではなく、これらの接
触点の弾性変形領域における微小すべりによるわずかな
摩擦抵抗及び潤滑油の撹拌抵抗が存在する。このため、
転動体５２ｃの自，公転によって外輪５２ａ及び内輪５
２ｂとの間に摩擦熱が生じ、この摩擦熱によって軸受５
２が昇温し、当該軸受５２が熱膨張することになる。
【０００９】そこで、従来、上述した如く、外輪５２ａ
とハウジング５１の保持穴５１ａとの間の嵌め合いをす
きま嵌めとして、外輪５２ａと保持穴５１ａとの間に隙
間を生じさせ、この隙間により、軸受５２の熱膨張を吸
収し得る構造としていた。
とハウジング５１の保持穴５１ａとの間の嵌め合いをす
きま嵌めとして、外輪５２ａと保持穴５１ａとの間に隙
間を生じさせ、この隙間により、軸受５２の熱膨張を吸
収し得る構造としていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
主軸装置５０には、以下に説明するような問題があっ
た。
主軸装置５０には、以下に説明するような問題があっ
た。
【００１１】一般に、固相−気相間の熱移動量は、固相
−固相間の熱移動量に比べて著しく低い。したがって、
上記のように外輪５２ａと保持穴５１ａとをすきま嵌め
とすると、外輪５２ａと保持穴５１ａとの間に隙間、即
ち、気体（空気）が存在することになり、軸受５２に生
じた摩擦熱の外部への放熱が、この気体によって阻害さ
れるのである。このため、従来の構造では、摩擦熱が軸
受５２及びその内輪５２ｂを介して主軸５３に蓄積され
易く、主軸５３が熱膨張を起こし、これが加工精度に悪
影響を与える原因となっていた。
−固相間の熱移動量に比べて著しく低い。したがって、
上記のように外輪５２ａと保持穴５１ａとをすきま嵌め
とすると、外輪５２ａと保持穴５１ａとの間に隙間、即
ち、気体（空気）が存在することになり、軸受５２に生
じた摩擦熱の外部への放熱が、この気体によって阻害さ
れるのである。このため、従来の構造では、摩擦熱が軸
受５２及びその内輪５２ｂを介して主軸５３に蓄積され
易く、主軸５３が熱膨張を起こし、これが加工精度に悪
影響を与える原因となっていた。
【００１２】また、蓄積された熱によって軸受５２が熱
膨張を続けると、その外輪５２ａがハウジング５１の保
持穴５１ａに圧接することになるが、この場合、固相−
固相間の熱移動によって、軸受５２からハウジング５１
に放熱される環境が確立されるものの、その反面、ハウ
ジング５１によって軸受５２の熱膨張が抑制され、その
結果、転動体５２ｃと外輪５２ａ及び内輪５２ｂとの間
の隙間が減少して摩擦力が著しく増し、発生する摩擦熱
が却って増大する結果となる。
膨張を続けると、その外輪５２ａがハウジング５１の保
持穴５１ａに圧接することになるが、この場合、固相−
固相間の熱移動によって、軸受５２からハウジング５１
に放熱される環境が確立されるものの、その反面、ハウ
ジング５１によって軸受５２の熱膨張が抑制され、その
結果、転動体５２ｃと外輪５２ａ及び内輪５２ｂとの間
の隙間が減少して摩擦力が著しく増し、発生する摩擦熱
が却って増大する結果となる。
【００１３】そして、主軸５３を超高速回転（例えば、
軸受５２の転動体５２ｃのピッチ円直径をＤｍ（ｍ
ｍ）、主軸５３の回転速度をＮ（ｍｉｎ−１）とした
時、Ｄｍ×Ｎの値が３×１０６以上となる回転）させる
などして、発生する摩擦熱量がハウジング５１への放熱
量を越える事態に至った場合には、転動体５２ｃと外輪
５２ａ及び内輪５２ｂとの間の摩擦力が加速的に増大し
て、最終的には軸受５２が焼き付くことになる。
軸受５２の転動体５２ｃのピッチ円直径をＤｍ（ｍ
ｍ）、主軸５３の回転速度をＮ（ｍｉｎ−１）とした
時、Ｄｍ×Ｎの値が３×１０６以上となる回転）させる
などして、発生する摩擦熱量がハウジング５１への放熱
量を越える事態に至った場合には、転動体５２ｃと外輪
５２ａ及び内輪５２ｂとの間の摩擦力が加速的に増大し
て、最終的には軸受５２が焼き付くことになる。
【００１４】本発明は、以上の実情に鑑みなされたもの
であって、軸受に生じた摩擦熱の放熱を促進し、且つ摩
擦熱の発生を効果的に抑制し得る主軸装置の提供を目的
とする。
であって、軸受に生じた摩擦熱の放熱を促進し、且つ摩
擦熱の発生を効果的に抑制し得る主軸装置の提供を目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明は、保持穴を有するハウジング
と、該ハウジングの保持穴内に配設され、少なくとも外
輪及び該外輪の内側に配置される内輪、並びに該外輪，
内輪間に配置される転動体からなる軸受と、該軸受によ
って回転自在に支持される主軸とを備えて構成される主
軸装置において、金属から構成される弾性部材を、前記
ハウジングの保持穴と外輪との間に、該保持穴内周面及
び外輪外周面の双方に圧接するように配設したことを特
徴とする主軸装置に係る。
達成するための本発明は、保持穴を有するハウジング
と、該ハウジングの保持穴内に配設され、少なくとも外
輪及び該外輪の内側に配置される内輪、並びに該外輪，
内輪間に配置される転動体からなる軸受と、該軸受によ
って回転自在に支持される主軸とを備えて構成される主
軸装置において、金属から構成される弾性部材を、前記
ハウジングの保持穴と外輪との間に、該保持穴内周面及
び外輪外周面の双方に圧接するように配設したことを特
徴とする主軸装置に係る。
【００１６】この主軸装置によれば、主軸が回転し、こ
れに伴って軸受に摩擦熱が生じると、当該軸受に生じた
摩擦熱が、ハウジングの保持穴と外輪との間に、該保持
穴内周面及び外輪外周面の双方に圧接するように配設さ
れた金属製の弾性部材を介して、ハウジングに放熱され
る。
れに伴って軸受に摩擦熱が生じると、当該軸受に生じた
摩擦熱が、ハウジングの保持穴と外輪との間に、該保持
穴内周面及び外輪外周面の双方に圧接するように配設さ
れた金属製の弾性部材を介して、ハウジングに放熱され
る。
【００１７】この金属製の弾性部材を介した放熱は、固
相−固相間の熱移動であり、上述した従来の主軸装置に
おけるような固相−気相間の熱移動に比べて、移動する
熱量が大きく、効果的に放熱することができる。これに
より、軸受や主軸に蓄熱される熱量を抑制することがで
き、主軸の熱膨張を最小限に押えることができるととも
に、主軸の熱膨張に起因した加工精度の悪化を抑えるこ
とができる。
相−固相間の熱移動であり、上述した従来の主軸装置に
おけるような固相−気相間の熱移動に比べて、移動する
熱量が大きく、効果的に放熱することができる。これに
より、軸受や主軸に蓄熱される熱量を抑制することがで
き、主軸の熱膨張を最小限に押えることができるととも
に、主軸の熱膨張に起因した加工精度の悪化を抑えるこ
とができる。
【００１８】一方、摩擦熱によって軸受が熱膨張する
と、前記弾性部材は、軸受の熱膨張に伴う作用力を受け
て自体弾性変形し、その作用力を吸収する。したがっ
て、外輪及び内輪と転動体との間に生じる摩擦力は、従
来のように、その熱膨張によって著しく増大することは
無い。このため、主軸を超高速（例えば、前記Ｄｍ×Ｎ
の値が３×１０６以上となる回転速度）で回転させて
も、軸受に生じる摩擦熱量を、軸受からハウジングに放
熱され得る熱量以下に押えることが可能であり、摩擦熱
量と放熱量とを平衡状態に保つことが可能である。
と、前記弾性部材は、軸受の熱膨張に伴う作用力を受け
て自体弾性変形し、その作用力を吸収する。したがっ
て、外輪及び内輪と転動体との間に生じる摩擦力は、従
来のように、その熱膨張によって著しく増大することは
無い。このため、主軸を超高速（例えば、前記Ｄｍ×Ｎ
の値が３×１０６以上となる回転速度）で回転させて
も、軸受に生じる摩擦熱量を、軸受からハウジングに放
熱され得る熱量以下に押えることが可能であり、摩擦熱
量と放熱量とを平衡状態に保つことが可能である。
【００１９】このように、この主軸装置によれば、前記
弾性部材の作用により、軸受に生じた摩擦熱の放熱を促
進することができるとともに、外輪の熱膨脹を妨げず、
転動体と外輪及び内輪との間の隙間の減少を防ぎ、発生
する摩擦熱が軸受の熱膨張に伴って著しく増大するのを
効果的に抑制することができる。
弾性部材の作用により、軸受に生じた摩擦熱の放熱を促
進することができるとともに、外輪の熱膨脹を妨げず、
転動体と外輪及び内輪との間の隙間の減少を防ぎ、発生
する摩擦熱が軸受の熱膨張に伴って著しく増大するのを
効果的に抑制することができる。
【００２０】この弾性部材は、これを、複数の管状の部
材から構成し、該各管状部材を、その軸線が前記主軸の
軸線とそれぞれ平行となるように、前記ハウジング保持
穴と外輪との間に配設した構成とすることができる。管
状部材は、内部が中空であるため弾性変形し易く、軸受
の熱膨脹に伴う前記作用力を効果的に吸収することがで
きる。
材から構成し、該各管状部材を、その軸線が前記主軸の
軸線とそれぞれ平行となるように、前記ハウジング保持
穴と外輪との間に配設した構成とすることができる。管
状部材は、内部が中空であるため弾性変形し易く、軸受
の熱膨脹に伴う前記作用力を効果的に吸収することがで
きる。
【００２１】また、各管状部材は、前記弾性変形に支障
をきたさないように、隣り合う管状部材との間に間隙を
有するように配置されるのが好ましい。そして、その位
置関係を維持するためには、この隣り合う管状部材同士
を接着剤によって接着したり、或いは、各管状部材間
に、その軸線に沿ったスペーサを介挿させると良い。
尚、このスペーサは、管状部材との対向面に、この管状
部材の軸線に沿った凹溝を備え、凹溝部が、管状部材に
対して非接触となるように構成されているものが好まし
く、更に、このスペーサを用いる場合に、隣り合う管状
部材同士、及びこの管状部材間に介挿されたスペーサを
接着剤によって接着することもできる。
をきたさないように、隣り合う管状部材との間に間隙を
有するように配置されるのが好ましい。そして、その位
置関係を維持するためには、この隣り合う管状部材同士
を接着剤によって接着したり、或いは、各管状部材間
に、その軸線に沿ったスペーサを介挿させると良い。
尚、このスペーサは、管状部材との対向面に、この管状
部材の軸線に沿った凹溝を備え、凹溝部が、管状部材に
対して非接触となるように構成されているものが好まし
く、更に、このスペーサを用いる場合に、隣り合う管状
部材同士、及びこの管状部材間に介挿されたスペーサを
接着剤によって接着することもできる。
【００２２】また、前記各管状部材内にゲル剤などの制
振剤を充填した構成としても良い。これにより、管状部
材の剛性を高めることができ、軸受に生じた振動を制振
剤によって効果的に吸収することができる。
振剤を充填した構成としても良い。これにより、管状部
材の剛性を高めることができ、軸受に生じた振動を制振
剤によって効果的に吸収することができる。
【００２３】或いは、前記各管状部材内に、冷却液を流
通せしめる構成とすることもできる。具体的には、冷却
液が流通する流路であって、前記各管状部材の内部に連
通する往路及び復路をそれぞれ前記ハウジングに形成す
るとともに、前記往路に冷却液を供給する一方、前記復
路から冷却液を受け入れる冷却液供給手段を設けて、前
記冷却液供給手段から供給された冷却液が、前記往路，
管状部材内部，復路を順次経由して前記冷却液供給手段
に還流されるように構成する。このようにすれば、前記
管状部材内を流通する冷却液によって、軸受を冷却する
ことができ、より効果的に、その温度上昇を抑制するこ
とができる。
通せしめる構成とすることもできる。具体的には、冷却
液が流通する流路であって、前記各管状部材の内部に連
通する往路及び復路をそれぞれ前記ハウジングに形成す
るとともに、前記往路に冷却液を供給する一方、前記復
路から冷却液を受け入れる冷却液供給手段を設けて、前
記冷却液供給手段から供給された冷却液が、前記往路，
管状部材内部，復路を順次経由して前記冷却液供給手段
に還流されるように構成する。このようにすれば、前記
管状部材内を流通する冷却液によって、軸受を冷却する
ことができ、より効果的に、その温度上昇を抑制するこ
とができる。
【００２４】また、前記弾性部材は、これを、前記外輪
と同軸の環状をした部材から構成するとともに、その外
周側及び／又は内周側に、周方向に沿った環状溝を形成
した構成とすることができる。この環状部材は、外周側
及び／又は内周側に、周方向に沿った環状溝を形成した
構造故、上記管状部材と同様に、弾性変形し易く、軸受
の熱膨脹に伴う前記作用力を効果的に吸収することがで
きる。
と同軸の環状をした部材から構成するとともに、その外
周側及び／又は内周側に、周方向に沿った環状溝を形成
した構成とすることができる。この環状部材は、外周側
及び／又は内周側に、周方向に沿った環状溝を形成した
構造故、上記管状部材と同様に、弾性変形し易く、軸受
の熱膨脹に伴う前記作用力を効果的に吸収することがで
きる。
【００２５】尚、この環状部材についても、上記と同様
に、環状溝内に前記制振剤を充填した構成とすることが
でき、或いは、この環状溝内に冷却液を流通せしめる構
成とすることができる。
に、環状溝内に前記制振剤を充填した構成とすることが
でき、或いは、この環状溝内に冷却液を流通せしめる構
成とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１は、本発明の
一実施形態に係る主軸装置の概略構成を示した断面図で
あり、図２は、図１における矢示Ａ―Ａ方向の上半分を
示した断面図である。図１及び図２に示すように、本実
施形態に係る主軸装置１は、上記従来の主軸装置５０を
改良したものであり、従って、従来の主軸装置５０の構
成と同じ構成部分については同一の符号を付して、その
詳しい説明を省略する。
について添付図面に基づき説明する。図１は、本発明の
一実施形態に係る主軸装置の概略構成を示した断面図で
あり、図２は、図１における矢示Ａ―Ａ方向の上半分を
示した断面図である。図１及び図２に示すように、本実
施形態に係る主軸装置１は、上記従来の主軸装置５０を
改良したものであり、従って、従来の主軸装置５０の構
成と同じ構成部分については同一の符号を付して、その
詳しい説明を省略する。
【００２７】図１及び図２に示すように、本例の主軸装
置１は、ハウジング５１の保持穴５１ａと各軸受５２と
の間に、それぞれ支持リング１０を圧挿した構成を備え
る。
置１は、ハウジング５１の保持穴５１ａと各軸受５２と
の間に、それぞれ支持リング１０を圧挿した構成を備え
る。
【００２８】この支持リング１０は、軸線が前記主軸５
３の軸線と平行、且つ所定間隔で環状に配置された複数
の管状部材１１を備え、隣り合う管状部材１１間にそれ
ぞれスペーサ１３を介挿するとともに、この隣り合う管
状部材１１同士、及びこの管状部材１１間に介挿された
スペーサ１３をエポキシ樹脂などの接着剤１４によって
接着せしめた構造を備える。尚、前記管状部材１１は、
金属製であれば何らその材質が限定されるものではない
が、熱伝導性能に優れ、且つ適切な縦弾性係数である点
でアルミニウム製であるのが好ましい。また、その内部
にはゲル剤などの制振剤１２が充填されている。
３の軸線と平行、且つ所定間隔で環状に配置された複数
の管状部材１１を備え、隣り合う管状部材１１間にそれ
ぞれスペーサ１３を介挿するとともに、この隣り合う管
状部材１１同士、及びこの管状部材１１間に介挿された
スペーサ１３をエポキシ樹脂などの接着剤１４によって
接着せしめた構造を備える。尚、前記管状部材１１は、
金属製であれば何らその材質が限定されるものではない
が、熱伝導性能に優れ、且つ適切な縦弾性係数である点
でアルミニウム製であるのが好ましい。また、その内部
にはゲル剤などの制振剤１２が充填されている。
【００２９】また、前記スペーサ１３は、図３に示すよ
うに、管状部材１１との対向面に、その軸線に沿った凹
溝１３ｂを備え、この凹溝１３ｂの両縁部１３ａ，１３
ａが管状部材１１に接触し、凹溝１３ｂ内は管状部材１
１に対して非接触となるように構成されている。
うに、管状部材１１との対向面に、その軸線に沿った凹
溝１３ｂを備え、この凹溝１３ｂの両縁部１３ａ，１３
ａが管状部材１１に接触し、凹溝１３ｂ内は管状部材１
１に対して非接触となるように構成されている。
【００３０】かかる支持リング１０は、例えば、次のよ
うにしてこれを製造することができる。即ち、まず、円
筒形状をなし、且つその外周面に軸方向に沿った複数の
凹溝を円周方向に所定間隔で備える治具の前記各凹溝
に、それぞれ制振剤１２の充填された管状部材１１を装
着し、ついで、装着した管状部材１１間にスペーサ１３
を介挿した後、その外側から接着剤１４を塗布してこれ
らを接着する。
うにしてこれを製造することができる。即ち、まず、円
筒形状をなし、且つその外周面に軸方向に沿った複数の
凹溝を円周方向に所定間隔で備える治具の前記各凹溝
に、それぞれ制振剤１２の充填された管状部材１１を装
着し、ついで、装着した管状部材１１間にスペーサ１３
を介挿した後、その外側から接着剤１４を塗布してこれ
らを接着する。
【００３１】次に、接着剤１４を乾燥，固化させた後、
治具に装着されたままの状態で、円筒研削盤によって、
管状部材１１が表面に現れるまで、接着剤１４の外周面
を研削加工する。そして、研削加工後、一体的に形成さ
れた管状部材１１，スペーサ１３及び接着剤１４から構
成される構造体を前記治具から取外し、これを前記ハウ
ジング５１の保持穴５１ａに嵌挿する。
治具に装着されたままの状態で、円筒研削盤によって、
管状部材１１が表面に現れるまで、接着剤１４の外周面
を研削加工する。そして、研削加工後、一体的に形成さ
れた管状部材１１，スペーサ１３及び接着剤１４から構
成される構造体を前記治具から取外し、これを前記ハウ
ジング５１の保持穴５１ａに嵌挿する。
【００３２】次に、保持穴５１ａに嵌挿された前記構造
体の内側から接着剤１４を塗布して、これを乾燥，固化
させた後、ハウジング５１に装着されたままの状態で、
円筒研削盤によって、管状部材１１が表面に現れるま
で、接着剤１４の内周面を研削加工する。以上のように
して、上記構造の支持リング１０を製造することができ
る。
体の内側から接着剤１４を塗布して、これを乾燥，固化
させた後、ハウジング５１に装着されたままの状態で、
円筒研削盤によって、管状部材１１が表面に現れるま
で、接着剤１４の内周面を研削加工する。以上のように
して、上記構造の支持リング１０を製造することができ
る。
【００３３】次に、上記のようにして製造された支持リ
ング１０内に軸受５２を嵌挿した後、主軸５３などを順
次組み付けて、本例の主軸装置１とする。
ング１０内に軸受５２を嵌挿した後、主軸５３などを順
次組み付けて、本例の主軸装置１とする。
【００３４】尚、上述したように、支持リング１０はハ
ウジング５１の保持穴５１ａと各軸受５２との間にそれ
ぞれ圧挿された状態となっている。言い換えれば、支持
リング１０の外周部１０ａとハウジング５１の保持穴５
１ａとの間、及び前記支持リング１０の内周部１０ｂと
外輪５２ａの外周部５２ｄとの間の嵌め合いが、それぞ
れしまり嵌めとなっており、管状部材１１は前記保持穴
５１ａ及び外輪５２ａに対して圧接した状態となってい
る。
ウジング５１の保持穴５１ａと各軸受５２との間にそれ
ぞれ圧挿された状態となっている。言い換えれば、支持
リング１０の外周部１０ａとハウジング５１の保持穴５
１ａとの間、及び前記支持リング１０の内周部１０ｂと
外輪５２ａの外周部５２ｄとの間の嵌め合いが、それぞ
れしまり嵌めとなっており、管状部材１１は前記保持穴
５１ａ及び外輪５２ａに対して圧接した状態となってい
る。
【００３５】また、支持リング１０は、スペーサ２，３
によって、ハウジング５１の軸方向における移動が規制
されている。このスペーサ２には、前記潤滑油供給孔６
２と連通する潤滑油供給孔６２ａ、及び前記潤滑油排出
溝６３と連通する潤滑油排出溝６３ａがそれぞれ形成さ
れており、前記潤滑油供給手段（図示せず）から前記潤
滑油供給路５１ｂ，前記潤滑油供給孔６２，６２ａ及び
前記ノズル６１を介して前記転動体５２ｃに潤滑油が供
給される一方、供給された潤滑油が、前記潤滑油排出溝
６３，６３ａ及び前記潤滑油排出路５１ｃを介して前記
軸受５２の内部５２ｅから排出される。
によって、ハウジング５１の軸方向における移動が規制
されている。このスペーサ２には、前記潤滑油供給孔６
２と連通する潤滑油供給孔６２ａ、及び前記潤滑油排出
溝６３と連通する潤滑油排出溝６３ａがそれぞれ形成さ
れており、前記潤滑油供給手段（図示せず）から前記潤
滑油供給路５１ｂ，前記潤滑油供給孔６２，６２ａ及び
前記ノズル６１を介して前記転動体５２ｃに潤滑油が供
給される一方、供給された潤滑油が、前記潤滑油排出溝
６３，６３ａ及び前記潤滑油排出路５１ｃを介して前記
軸受５２の内部５２ｅから排出される。
【００３６】以上の構成を備えた本例の主軸装置１によ
れば、主軸５３が回転し、これに伴って軸受５２に摩擦
熱が生じると、当該軸受５２に生じた摩擦熱が、ハウジ
ング５１の保持穴５１ａと外輪５２ａとの間に、これら
に圧接するように配設された管状部材１１を介して、ハ
ウジング５１に放熱される。
れば、主軸５３が回転し、これに伴って軸受５２に摩擦
熱が生じると、当該軸受５２に生じた摩擦熱が、ハウジ
ング５１の保持穴５１ａと外輪５２ａとの間に、これら
に圧接するように配設された管状部材１１を介して、ハ
ウジング５１に放熱される。
【００３７】この管状部材１１を介した放熱は、固相−
固相間の熱移動であり、上述した従来の主軸装置におけ
るような固相−気相間の熱移動に比べて、移動する熱量
が大きく、効果的に放熱することができる。これによ
り、軸受５２や主軸５３に蓄熱される熱量を抑制するこ
とができ、主軸５３の熱膨張を最小限に押えることがで
きるとともに、主軸５３の熱膨張に起因した加工精度の
悪化を抑えることができる。
固相間の熱移動であり、上述した従来の主軸装置におけ
るような固相−気相間の熱移動に比べて、移動する熱量
が大きく、効果的に放熱することができる。これによ
り、軸受５２や主軸５３に蓄熱される熱量を抑制するこ
とができ、主軸５３の熱膨張を最小限に押えることがで
きるとともに、主軸５３の熱膨張に起因した加工精度の
悪化を抑えることができる。
【００３８】一方、摩擦熱によって軸受５２が熱膨張す
ると、前記管状部材１１は、中空構造であるが故に、軸
受５２の熱膨張に伴う作用力を受けて自体容易に弾性変
形し、その作用力を吸収する。したがって、外輪５２ａ
及び内輪５２ｂと転動体５２ｃとの間に生じる摩擦力
は、従来のように、その熱膨張によって著しく増大する
ことは無い。このため、主軸５３を超高速（例えば、前
記Ｄｍ×Ｎの値が３×１０６以上となる回転速度）で回
転させても、軸受５２に生じる摩擦熱量を、軸受５２か
らハウジング５１に放熱され得る熱量以下に押えること
が可能であり、摩擦熱量と放熱量とを平衡状態に保つこ
とが可能である。
ると、前記管状部材１１は、中空構造であるが故に、軸
受５２の熱膨張に伴う作用力を受けて自体容易に弾性変
形し、その作用力を吸収する。したがって、外輪５２ａ
及び内輪５２ｂと転動体５２ｃとの間に生じる摩擦力
は、従来のように、その熱膨張によって著しく増大する
ことは無い。このため、主軸５３を超高速（例えば、前
記Ｄｍ×Ｎの値が３×１０６以上となる回転速度）で回
転させても、軸受５２に生じる摩擦熱量を、軸受５２か
らハウジング５１に放熱され得る熱量以下に押えること
が可能であり、摩擦熱量と放熱量とを平衡状態に保つこ
とが可能である。
【００３９】このように、この主軸装置１によれば、前
記管状部材１１部材の作用によって、軸受５２に生じた
摩擦熱の放熱を促進することができるとともに、外輪５
２ａの熱膨脹を妨げず、転動体５２ｃと外輪５２ａ及び
内輪５２ｂとの間の隙間の減少を防ぎ、発生する摩擦熱
が軸受５２の熱膨張に伴って著しく増大するのを効果的
に抑制することができる。
記管状部材１１部材の作用によって、軸受５２に生じた
摩擦熱の放熱を促進することができるとともに、外輪５
２ａの熱膨脹を妨げず、転動体５２ｃと外輪５２ａ及び
内輪５２ｂとの間の隙間の減少を防ぎ、発生する摩擦熱
が軸受５２の熱膨張に伴って著しく増大するのを効果的
に抑制することができる。
【００４０】また、隣り合う管状部材１１間にスペーサ
１３を介挿しているので、管状部材１１の配置間隔を適
正に保つことができ、また、前記スペーサ１３の管状部
材１１との対向面に凹溝１３ｂを設けているので、かか
る凹溝１３の存在により、管状部材１１が弾性変形可能
となっている。
１３を介挿しているので、管状部材１１の配置間隔を適
正に保つことができ、また、前記スペーサ１３の管状部
材１１との対向面に凹溝１３ｂを設けているので、かか
る凹溝１３の存在により、管状部材１１が弾性変形可能
となっている。
【００４１】また、支持リング１０は、接着剤１４や管
状部材１１内に充填された制振剤１２によって所定の剛
性が確保され、更に、軸受５２に生じた振動が前記制振
剤１２によって効果的に吸収される。
状部材１１内に充填された制振剤１２によって所定の剛
性が確保され、更に、軸受５２に生じた振動が前記制振
剤１２によって効果的に吸収される。
【００４２】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限
定されるものではない。
たが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限
定されるものではない。
【００４３】例えば、前記各管状部材１１内に制振剤１
２を充填しないで、当該管状部材１１内に冷却液を流通
せしめる構成とすることもできる。具体的には、冷却液
が流通する流路であって、前記各管状部材１１の内部に
連通する往路及び復路をそれぞれ前記ハウジング５１に
形成するとともに、前記往路に冷却液を供給する一方、
前記復路から冷却液を受け入れる冷却液供給手段を設け
て、前記冷却液供給手段から供給された冷却液が、前記
往路，管状部材内部，復路を順次経由して前記冷却液供
給手段に還流されるように構成する。このようにすれ
ば、前記管状部材内１１を流通する冷却液によって、軸
受５２を冷却することができ、より効果的に、その温度
上昇を抑制することができる。
２を充填しないで、当該管状部材１１内に冷却液を流通
せしめる構成とすることもできる。具体的には、冷却液
が流通する流路であって、前記各管状部材１１の内部に
連通する往路及び復路をそれぞれ前記ハウジング５１に
形成するとともに、前記往路に冷却液を供給する一方、
前記復路から冷却液を受け入れる冷却液供給手段を設け
て、前記冷却液供給手段から供給された冷却液が、前記
往路，管状部材内部，復路を順次経由して前記冷却液供
給手段に還流されるように構成する。このようにすれ
ば、前記管状部材内１１を流通する冷却液によって、軸
受５２を冷却することができ、より効果的に、その温度
上昇を抑制することができる。
【００４４】また、上例の支持リング１０に代えて、図
４に示すような支持リング２０を使用することもでき
る。同図４に示すように、この支持リング２０は、前記
軸受５２側に複数の環状溝２１ａが形成された環状部材
２１と、該環状溝２１ａ内に充填された制振剤２２とか
らなる。かかる環状部材２１もその径方向への弾性変形
が可能であり、上述の支持リング１０と同様の効果を得
ることができる。
４に示すような支持リング２０を使用することもでき
る。同図４に示すように、この支持リング２０は、前記
軸受５２側に複数の環状溝２１ａが形成された環状部材
２１と、該環状溝２１ａ内に充填された制振剤２２とか
らなる。かかる環状部材２１もその径方向への弾性変形
が可能であり、上述の支持リング１０と同様の効果を得
ることができる。
【００４５】尚、前記環状溝２１は、これが環状部材２
１の軸受５２側に形成された構造に限られるものでは無
く、これがハウジング５１側に形成されていても、或い
は、軸受５２側及びハウジング５１側の双方に形成され
ていても良い。
１の軸受５２側に形成された構造に限られるものでは無
く、これがハウジング５１側に形成されていても、或い
は、軸受５２側及びハウジング５１側の双方に形成され
ていても良い。
【００４６】また、この場合においても、環状溝２１内
に制振剤２２を充填しないで、当該環状溝２１内に冷却
液を流通せしめる構成とすることができる。具体的に
は、冷却液が流通する流路であって、前記各管状部材１
１の内部に連通する往路及び復路からなる冷却液流通用
の流路をそれぞれ前記ハウジング５１に形成するととも
に、前記往路に冷却液を供給する一方、前記復路から冷
却液を受け入れる冷却液供給手段を設けて、前記冷却液
供給手段から供給された冷却液が、前記往路，環状溝内
部，復路を順次経由して前記冷却液供給手段に還流され
るように構成する。
に制振剤２２を充填しないで、当該環状溝２１内に冷却
液を流通せしめる構成とすることができる。具体的に
は、冷却液が流通する流路であって、前記各管状部材１
１の内部に連通する往路及び復路からなる冷却液流通用
の流路をそれぞれ前記ハウジング５１に形成するととも
に、前記往路に冷却液を供給する一方、前記復路から冷
却液を受け入れる冷却液供給手段を設けて、前記冷却液
供給手段から供給された冷却液が、前記往路，環状溝内
部，復路を順次経由して前記冷却液供給手段に還流され
るように構成する。
【図１】本発明の一実施形態に係る主軸装置の概略構成
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図２】図１における矢示Ａ―Ａ方向の上半分を示した
断面図である。
断面図である。
【図３】本実施形態に係るスペーサの概略構成を示した
平面図である。
平面図である。
【図４】本発明の他の形態に係る支持リングの概略構成
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図５】従来例に係る主軸装置の概略構成を示した断面
図である。
図である。
１ 主軸装置
２，３ スペーサ
１０ 支持リング
１１ 管状部材
１２ 制振剤
１３ スペーサ
１３ｂ 凹溝
１４ 接着剤
５１ ハウジング
５２ 軸受
５２ａ 外輪
５２ｂ 内輪
５２ｃ 転動体
５３ 主軸
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ１６Ｃ 37/00 Ｂ２３Ｑ 1/26 Ｄ ３Ｊ１０１
Ａ
(72)発明者 亀井 光平
奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式
会社森精機製作所内
Ｆターム(参考） 3C011 FF06
3C045 FD03 FD12 FD28
3C048 CC04 DD13 EE02
3J012 AB04 AB07 AB11 BB01 BB05
CB04 DB07 DB13 FB07 GB10
3J017 EA02 EA10 GA01 GA10
3J101 AA01 AA42 AA52 AA62 AA81
BA77 FA06 FA34 GA31
Claims (10)
- 【請求項１】 保持穴を有するハウジングと、該ハウジ
ングの保持穴内に配設され、少なくとも外輪及び該外輪
の内側に配置される内輪、並びに該外輪，内輪間に配置
される転動体からなる軸受と、該軸受によって回転自在
に支持される主軸とを備えて構成される主軸装置におい
て、 金属から構成される弾性部材を、前記ハウジングの保持
穴と外輪との間に、該保持穴内周面及び外輪外周面の双
方に圧接するように配設したことを特徴とする主軸装
置。 - 【請求項２】 前記弾性部材を、複数の管状の部材から
構成し、 該各管状部材を、その軸線が前記主軸の軸線とそれぞれ
平行となるように、前記ハウジング保持穴と外輪との間
に配設したことを特徴とする請求項１記載の主軸装置。 - 【請求項３】 前記各管状部材を、隣り合う管状部材と
の間に間隙を有するように配置するとともに、隣り合う
管状部材同士を接着剤によって接着せしめたことを特徴
とする請求項２記載の主軸装置。 - 【請求項４】 前記各管状部材間に、その軸線に沿った
スペーサを介挿してなり、 該スペーサは、前記管状部材との対向面に、前記軸線に
沿った凹溝を備え、該凹溝部が、前記管状部材に対して
非接触となるように構成されてなる請求項２記載の主軸
装置。 - 【請求項５】 隣り合う前記管状部材同士、及び該管状
部材間に介挿されたスペーサを接着剤によって接着せし
めたことを特徴とする請求項４記載の主軸装置。 - 【請求項６】 前記各管状部材内に制振剤を充填したこ
とを特徴とする請求項２乃至５記載のいずれかの主軸装
置。 - 【請求項７】 冷却液が流通する流路であって、前記各
管状部材の内部に連通する往路及び復路をそれぞれ前記
ハウジングに形成するとともに、 前記往路に冷却液を供給する一方、前記復路から冷却液
を受け入れる冷却液供給手段を設けて、 前記冷却液供給手段から供給された冷却液が、前記往
路，管状部材内部，復路を順次経由して前記冷却液供給
手段に還流されるように構成したことを特徴とする請求
項２乃至５記載のいずれかの主軸装置。 - 【請求項８】 前記弾性部材を、前記外輪と同軸の環状
をした部材から構成するとともに、その外周側及び／又
は内周側に、周方向に沿った環状溝を形成したことを特
徴とする請求項１記載の主軸装置。 - 【請求項９】 前記環状溝内に制振剤を充填したことを
特徴とする請求項８記載の主軸装置。 - 【請求項１０】 冷却液が流通する流路であって、前記
環状溝内に連通する往路及び復路をそれぞれ前記ハウジ
ングに形成するとともに、 前記往路に冷却液を供給する一方、前記復路から冷却液
を受け入れる冷却液供給手段を設けて、 前記冷却液供給手段から供給された冷却液が、前記往
路，環状溝内部，復路を順次経由して前記冷却液供給手
段に還流されるように構成したことを特徴とする請求項
８の主軸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391669A JP4048050B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391669A JP4048050B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 主軸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003191104A true JP2003191104A (ja) | 2003-07-08 |
| JP4048050B2 JP4048050B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=27599186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001391669A Expired - Fee Related JP4048050B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4048050B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008013134A1 (fr) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Tama-Tlo Ltd. | procédé d'usinage |
| EP1920164A1 (en) * | 2005-08-31 | 2008-05-14 | Alfa Laval Corporate AB | Bearing device |
| WO2008065942A1 (fr) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Ntn Corporation | Dispositif de palier pour broche principale de machine-outil |
| JP2016135541A (ja) * | 2016-04-08 | 2016-07-28 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式の主軸装置 |
| JP2016163932A (ja) * | 2016-04-08 | 2016-09-08 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式の主軸装置 |
| CN108869559A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-11-23 | 浙江田中精机股份有限公司 | 一种高速主轴驱动装置 |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391669A patent/JP4048050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1920164A1 (en) * | 2005-08-31 | 2008-05-14 | Alfa Laval Corporate AB | Bearing device |
| JP2009506281A (ja) * | 2005-08-31 | 2009-02-12 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | 軸受装置 |
| EP1920164A4 (en) * | 2005-08-31 | 2011-04-06 | Alfa Laval Corp Ab | STORAGE DEVICE |
| WO2008013134A1 (fr) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Tama-Tlo Ltd. | procédé d'usinage |
| JP5194319B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2013-05-08 | タマティーエルオー株式会社 | 被加工物の加工方法 |
| WO2008065942A1 (fr) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Ntn Corporation | Dispositif de palier pour broche principale de machine-outil |
| JP2016135541A (ja) * | 2016-04-08 | 2016-07-28 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式の主軸装置 |
| JP2016163932A (ja) * | 2016-04-08 | 2016-09-08 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式の主軸装置 |
| CN108869559A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-11-23 | 浙江田中精机股份有限公司 | 一种高速主轴驱动装置 |
| CN108869559B (zh) * | 2018-08-21 | 2023-11-10 | 浙江田中精机股份有限公司 | 一种高速主轴驱动装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4048050B2 (ja) | 2008-02-13 |
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