JP2004034222A - 主軸装置及び予圧制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】移動ハウジングの押圧力がなくなった状態で主軸の回転が続行されても、支持剛性が確保された状態で主軸を回転させ、振動の増大をなくす。
【解決手段】ピストン１４による移動ハウジング９の押圧力よりも低い付勢力を有しピストン１４による移動ハウジング９の押圧が遮断された際に移動ハウジング９をストッパ１３に当接させるコイルばね３１を備え、停電等によりピストン１４による移動ハウジング９の押圧力がなくなった場合、コイルばね３１により移動ハウジング９をストッパ１４に当接させ、アンギュラ玉軸受３，４に対する予圧を確保して、主軸２が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受３，４により主軸２を支持する。
【選択図】 図１
【解決手段】ピストン１４による移動ハウジング９の押圧力よりも低い付勢力を有しピストン１４による移動ハウジング９の押圧が遮断された際に移動ハウジング９をストッパ１３に当接させるコイルばね３１を備え、停電等によりピストン１４による移動ハウジング９の押圧力がなくなった場合、コイルばね３１により移動ハウジング９をストッパ１４に当接させ、アンギュラ玉軸受３，４に対する予圧を確保して、主軸２が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受３，４により主軸２を支持する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等の主軸が回転自在に支持される主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の主軸装置には、ボールブッシュを介して固定ハウジングの内周に移動ハウジングを軸方向に移動可能とし、移動ハウジングと主軸との間にアンギュラ玉軸受を取り付け、アンギュラ玉軸受の外輪の主軸の軸方向移動を許容するものが種々提案されている。このような主軸装置では、アンギュラ玉軸受の外輪の位置を調整して予圧調整（切替）が主軸の回転速度に応じて行えるようになっており、主軸の支持剛性が良好に保たれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した主軸装置では、運転中に何らかの原因で（例えば、停電で）移動ハウジングの移動位置を維持する駆動源（電源）が遮断された場合、アンギュラ玉軸受の外輪の位置調整が不能になってアンギュラ玉軸受の予圧がなくなってしまう。この場合、主軸は電源が遮断されても惰性により回転が続行されるため、主軸は予圧が付与されていない状態、即ち、支持剛性が確保されていない状態で回転を続けてしまい、振動が増大する虞があった。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、運転中に移動ハウジングの押圧源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸の支持剛性を確保することができる主軸装置及び予圧制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングをストッパに当接させる付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの保持力を維持する付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの押圧力を維持する付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
そして、付勢部材は、ばね部材であることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
そして、油圧力により移動ハウジングが押圧されることを特徴とする。また、定位置予圧では所定の油圧力により移動ハウジングが押圧され、制御手段には、定圧予圧を実施する際に油圧力を低下させる機能が備えられていることを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するための本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持する一方、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の第１実施形態例に係る主軸装置の断面、図２には本発明の第２実施形態例に係る主軸装置の断面、図３には本発明の第３実施形態例に係る主軸装置の断面を示してある。
【００１７】
図１に基づいて本発明の第１実施形態例を説明する。
【００１８】
図１に示すように、主軸ヘッドに固定された固定ハウジング１には主軸２が一対のアンギュラ玉軸受３，４を介して回転自在に支持されている。即ち、主軸２の外周にはアンギュラ玉軸受３，４の内輪５，６が取り付けられている。前側（工具装着側）のアンギュラ玉軸受３の外輪７は固定ハウジング１に取り付けられ、後側のアンギュラ玉軸受４の外輪８は移動ハウジング９の内面に固定されている。
【００１９】
移動ハウジング９は固定ハウジング１の内周面に主軸２の軸方向に移動自在に支持され、移動ハウジング９と固定ハウジング１の間には軸方向移動支持部材としてのボールブッシュ１０が介在している。ボールブッシュ１０は円筒状の保持器１１に多数のボール１２が転動自在に支持されて構成され、ボールブッシュ１０は多数のボール１２が移動ハウジング９の外周と固定ハウジング１の内周とにわたり転動自在に配されている。
【００２０】
移動ハウジング９を図中右側に移動させることにより、外輪７，８に図中左右側の力が作用してアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与される。移動ハウジング９は固定ハウジング１と一体に設けられたストッパ１３に当接する位置が移動端となっており、移動ハウジング９がストッパ１３に当接した位置で外輪７，８が所定位置に位置決めされアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与されて主軸２が所定の支持剛性で支持される。
【００２１】
尚、軸方向移動支持部材としては、移動ハウジング９の固定ハウジング１に対する軸方向の移動を支持できるものであれば、ボールブッシュ１０に限定されるものではない。例えば、ころ、磁気軸受、循環型軸受、直線運動用軸受、リニアボールベアリング等を用いて移動ハウジング９の軸方向移動を支持することも可能である。
【００２２】
移動ハウジング９の図中左側、即ち、一対のアンギュラ玉軸受３，４の間における固定ハウジング１の内部にはピストン１４が主軸２の軸方向に移動自在に支持され、ピストン１４の背面側（図中左側）の油室１５には油圧供給手段１６から所定の油圧力の圧油が供給され、ピストン１４が図中右側に駆動して移動ハウジング９がストッパ１３に当接する状態に移動してアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与される（定位置予圧）。
【００２３】
ピストン１４の先端部（図中右端部）は移動ハウジング９に当接し、ピストン１４の背面側の油室１５から圧油を排出して所定の油圧力より低い油圧力でピストン１４を所定位置に保持することで、移動ハウジング９がストッパ１３との当接を解除し、移動ハウジング９は所定の力で位置が保持されてアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与される（定圧予圧）。
【００２４】
一方、油室１５に圧油を供給する油圧供給手段１６は制御手段１７に指令により制御され、油室１５への所定の油圧力の圧油の供給及び油室１５からの圧油の排出が実施されて定位置予圧と定圧予圧が切り替えられる。制御手段１７には初期予圧の情報及び主軸２の回転速度の情報が入力される。
【００２５】
上記構成の主軸装置では、ピストン１４の背面側の油室１５に圧油を所定の油圧力で供給し、ピストン１１を図中右側に駆動させて移動ハウジング９をストッパ１３に当接する状態に移動させる（図１参照）。この状態で外輪７，８が所定位置に位置決めされてアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与され、ピストン１４の押圧力による移動ハウジング９の位置固定により予圧力がアンギュラ玉軸受３，４に付与されて主軸２の支持剛性が確保される。
【００２６】
主軸２の回転速度が上昇すると、遠心力が増加して遠心膨張及び熱膨張により、移動ハウジング９の位置が固定されているため、外輪７，８の移動が規制されて予圧が高くなる。予圧が最大の所定値となるまでは移動ハウジング９をストッパ１３に当接させた状態、即ち、外輪７，８を所定位置に移動させた状態でアンギュラ玉軸受３，４に予圧力が付与され焼きつきが生じない高い予圧力で軸受剛性が確保される（定位置予圧）。
【００２７】
主軸２の回転速度が速くなると、更に遠心膨張及び熱膨張により予圧が高くなり、予圧が最大の所定値（例えば、これ以上高くなると焼きつき等の不具合が発生する虞がある値）に達する。予圧が最大の所定値となる回転速度が検出されると、油室１５に減圧した圧油を供給し、ストッパ１３と移動ハウジング９との間に隙間を形成して予圧を所定予圧に保持する。この状態で、予圧が所定予圧に保持されるように外輪７，８が移動してアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与され、回転速度が上昇しても予圧が最大の所定値に維持されて軸受剛性が確保される（定圧予圧）。
【００２８】
ところで、運転中に停電等により油室１５への圧油の供給が停止されると、ピストン１４による移動ハウジング９の押圧力がなくなり、定位置予圧の際には移動ハウジング９の位置固定ができなくなってアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与されない状態になり、定圧予圧の際にはアンギュラ玉軸受３，４に対する所望の予圧が維持できない状態になってしまう。このため、本実形態例の主軸装置は、ピストン１４に先端が当接する付勢部材としてのコイルばね３１が移動ハウジング９に設けられた構成となっている。コイルばね３１のばね力は、ピストン１４による移動ハウジング９の押圧力よりも弱い付勢力に設定されているので、通常運転中はコイルばね３１の付勢力がピストン１４の作動に影響を及ぼすことはない。
【００２９】
コイルばね３１が設けられているので、停電等により油室１５への圧油の供給が停止されてピストン１４による移動ハウジング９の押圧力がなくなった場合、コイルばね３１のばね力により移動ハウジング９がストッパ１３に当接した状態にされる。このため、アンギュラ玉軸受３，４に対する予圧が確保され、主軸２が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受３，４により支持される。従って、停電等により油室１５への圧油の供給が停止された場合に主軸２の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸２は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００３０】
図２に基づいて本発明の第２実施形態例を説明する。尚、第１実施形態例と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００３１】
第２実施形態例の主軸装置は、コイルばね３１に代えて板ばね３２が移動ハウジング９に設けられたものである。板ばね３２を設けた場合でも、停電等により油室１５への圧油の供給が停止された場合に主軸２の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸２は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００３２】
図３に基づいて本発明の第３実施形態例を説明する。尚、第１実施形態例と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００３３】
第３実施形態例の主軸装置は、停電等が生じた場合に、油圧回路の切り替えにより油室１５の圧油を封止してピストン１４による移動ハウジング９の押圧力を保持するようにしたものである。
【００３４】
図３に示すように、油圧ポンプ２１から減圧弁２２及び切替弁２３を介して流路が油室１５につなげられている。切替弁２３は通常時にオンされて流路の圧油の流通が許容されると共に、電源遮断時にはオフになって（図３の状態）流路の圧油の流通が不能となる。切替弁２３の後流側の流路には、通常時にオンされて流路の圧油の流通が許容されると共に、電源遮断時にオフになって（図３の状態）流路の圧油の流通が油圧ポンプ２１側からのみ許容される（油室１５側からは圧油の流通が不能となる）切替逆止弁２４が設けられている。切替逆止弁２４がオフされるこにより、油圧ポンプ２１側の圧力が遮断されても、油室１５側の圧油の圧力が保持される（移動ハウジング９の押圧力を保持する制御手段）。
【００３５】
停電等で電源が遮断されると、図３に示すように、切替弁２３及び切替逆止弁２４がオフになり、油室１５側から油圧ポンプ２１側への圧油の流通が不能となる。このため、油圧ポンプ２１側の圧力が遮断されても、油室１５側の圧油の圧力が保持され、アンギュラ玉軸受３，４に対する予圧が確保され、主軸２が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受３，４により支持される。従って、停電等により電源が遮断された場合に主軸２の回転が続行されても、油室１５の圧油の圧力が低下することなく主軸２は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。本実施形態例では、主軸装置の改造を行なうことなくバルブの追設により電源が遮断した際の主軸２の支持剛性確保が可能になる。
【００３６】
尚、切替逆止弁２４を設けずにオフになった際に流路を遮断する切換弁２３により油室１５からの圧油の抜けを抑制することも可能である。この場合、切換弁２３のリークにより最終的には油室１５の圧油の圧力が低下するが、その間に主軸２の惰性回転が停止すれば振動の増大をなくすことができる。
【００３７】
上述した各実施形態例の主軸装置は、定位置予圧と定圧予圧を実施する装置を例に挙げて説明したが、どちらか一方のみを実施する主軸装置であっても本発明を適用することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングをストッパに当接させる付勢部材とを備えたので、定位置予圧時に停電等によりピストンによる移動ハウジングの押圧力がなくなった場合、付勢部材により移動ハウジングがストッパに当接した状態にされ、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により移動ハウジングの押圧力がなくなった状態で主軸の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００３９】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの保持力を維持する付勢部材とを備えたので、定圧予圧時に停電等によりピストンによる移動ハウジングの押圧力がなくなった場合、付勢部材により移動ハウジングが押圧力が確保された状態にされ、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により移動ハウジングの押圧力がなくなった状態で主軸の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４０】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの押圧力を維持する付勢部材とを備えたので、定位置予圧時及び定圧予圧時に停電等によりピストンによる移動ハウジングの押圧力がなくなった場合、付勢部材により移動ハウジングがストッパに当接した状態にされ、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により移動ハウジングの押圧力がなくなった状態で主軸の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４１】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたので、定位置予圧時に移動ハウジングの押圧が遮断されても、移動ハウジングの押圧力が保持され、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、移動ハウジングの押圧力が低下することなく主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４２】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたので、定圧予圧時に移動ハウジングの押圧が遮断されても、移動ハウジングの押圧力が保持され、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、移動ハウジングの押圧力が低下することなく主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４３】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたので、定位置予圧時及び定圧予圧時に移動ハウジングの押圧が遮断されても、移動ハウジングの押圧力が保持され、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、移動ハウジングの押圧力が低下することなく主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４４】
本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持するようにしたので、定位置予圧時に外輪の移動力が遮断されたときに主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４５】
また、本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持するようにしたので、定圧予圧時に外輪の移動力が遮断されたときに主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４６】
また、本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持する一方、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持するようにしたので、定位置予圧時及び定圧予圧時に外輪の移動力が遮断されたときに主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る主軸装置の断面図。
【図２】本発明の第２実施形態例に係る主軸装置の断面図。
【図３】本発明の第３実施形態例に係る主軸装置の断面図。
【符号の説明】
１ 固定ハウジング
２ 主軸
３，４ アンギュラ玉軸受
５，６内輪
７，８ 外輪
９ 移動ハウジング
１０ ボールブッシュ
１１ 保持器
１２ ボール
１３ ストッパ
１４ ピストン
１５ 油室
１６ 油圧供給手段
１７ 制御手段
２１ 油圧ポンプ
２２ 減圧弁
２３ 切替弁
２４ 切替逆止弁
３１ コイルばね
３２ 板ばね
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等の主軸が回転自在に支持される主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の主軸装置には、ボールブッシュを介して固定ハウジングの内周に移動ハウジングを軸方向に移動可能とし、移動ハウジングと主軸との間にアンギュラ玉軸受を取り付け、アンギュラ玉軸受の外輪の主軸の軸方向移動を許容するものが種々提案されている。このような主軸装置では、アンギュラ玉軸受の外輪の位置を調整して予圧調整（切替）が主軸の回転速度に応じて行えるようになっており、主軸の支持剛性が良好に保たれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した主軸装置では、運転中に何らかの原因で（例えば、停電で）移動ハウジングの移動位置を維持する駆動源（電源）が遮断された場合、アンギュラ玉軸受の外輪の位置調整が不能になってアンギュラ玉軸受の予圧がなくなってしまう。この場合、主軸は電源が遮断されても惰性により回転が続行されるため、主軸は予圧が付与されていない状態、即ち、支持剛性が確保されていない状態で回転を続けてしまい、振動が増大する虞があった。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、運転中に移動ハウジングの押圧源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸の支持剛性を確保することができる主軸装置及び予圧制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングをストッパに当接させる付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの保持力を維持する付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの押圧力を維持する付勢部材とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
そして、付勢部材は、ばね部材であることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
そして、油圧力により移動ハウジングが押圧されることを特徴とする。また、定位置予圧では所定の油圧力により移動ハウジングが押圧され、制御手段には、定圧予圧を実施する際に油圧力を低下させる機能が備えられていることを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するための本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持する一方、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の第１実施形態例に係る主軸装置の断面、図２には本発明の第２実施形態例に係る主軸装置の断面、図３には本発明の第３実施形態例に係る主軸装置の断面を示してある。
【００１７】
図１に基づいて本発明の第１実施形態例を説明する。
【００１８】
図１に示すように、主軸ヘッドに固定された固定ハウジング１には主軸２が一対のアンギュラ玉軸受３，４を介して回転自在に支持されている。即ち、主軸２の外周にはアンギュラ玉軸受３，４の内輪５，６が取り付けられている。前側（工具装着側）のアンギュラ玉軸受３の外輪７は固定ハウジング１に取り付けられ、後側のアンギュラ玉軸受４の外輪８は移動ハウジング９の内面に固定されている。
【００１９】
移動ハウジング９は固定ハウジング１の内周面に主軸２の軸方向に移動自在に支持され、移動ハウジング９と固定ハウジング１の間には軸方向移動支持部材としてのボールブッシュ１０が介在している。ボールブッシュ１０は円筒状の保持器１１に多数のボール１２が転動自在に支持されて構成され、ボールブッシュ１０は多数のボール１２が移動ハウジング９の外周と固定ハウジング１の内周とにわたり転動自在に配されている。
【００２０】
移動ハウジング９を図中右側に移動させることにより、外輪７，８に図中左右側の力が作用してアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与される。移動ハウジング９は固定ハウジング１と一体に設けられたストッパ１３に当接する位置が移動端となっており、移動ハウジング９がストッパ１３に当接した位置で外輪７，８が所定位置に位置決めされアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与されて主軸２が所定の支持剛性で支持される。
【００２１】
尚、軸方向移動支持部材としては、移動ハウジング９の固定ハウジング１に対する軸方向の移動を支持できるものであれば、ボールブッシュ１０に限定されるものではない。例えば、ころ、磁気軸受、循環型軸受、直線運動用軸受、リニアボールベアリング等を用いて移動ハウジング９の軸方向移動を支持することも可能である。
【００２２】
移動ハウジング９の図中左側、即ち、一対のアンギュラ玉軸受３，４の間における固定ハウジング１の内部にはピストン１４が主軸２の軸方向に移動自在に支持され、ピストン１４の背面側（図中左側）の油室１５には油圧供給手段１６から所定の油圧力の圧油が供給され、ピストン１４が図中右側に駆動して移動ハウジング９がストッパ１３に当接する状態に移動してアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与される（定位置予圧）。
【００２３】
ピストン１４の先端部（図中右端部）は移動ハウジング９に当接し、ピストン１４の背面側の油室１５から圧油を排出して所定の油圧力より低い油圧力でピストン１４を所定位置に保持することで、移動ハウジング９がストッパ１３との当接を解除し、移動ハウジング９は所定の力で位置が保持されてアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与される（定圧予圧）。
【００２４】
一方、油室１５に圧油を供給する油圧供給手段１６は制御手段１７に指令により制御され、油室１５への所定の油圧力の圧油の供給及び油室１５からの圧油の排出が実施されて定位置予圧と定圧予圧が切り替えられる。制御手段１７には初期予圧の情報及び主軸２の回転速度の情報が入力される。
【００２５】
上記構成の主軸装置では、ピストン１４の背面側の油室１５に圧油を所定の油圧力で供給し、ピストン１１を図中右側に駆動させて移動ハウジング９をストッパ１３に当接する状態に移動させる（図１参照）。この状態で外輪７，８が所定位置に位置決めされてアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与され、ピストン１４の押圧力による移動ハウジング９の位置固定により予圧力がアンギュラ玉軸受３，４に付与されて主軸２の支持剛性が確保される。
【００２６】
主軸２の回転速度が上昇すると、遠心力が増加して遠心膨張及び熱膨張により、移動ハウジング９の位置が固定されているため、外輪７，８の移動が規制されて予圧が高くなる。予圧が最大の所定値となるまでは移動ハウジング９をストッパ１３に当接させた状態、即ち、外輪７，８を所定位置に移動させた状態でアンギュラ玉軸受３，４に予圧力が付与され焼きつきが生じない高い予圧力で軸受剛性が確保される（定位置予圧）。
【００２７】
主軸２の回転速度が速くなると、更に遠心膨張及び熱膨張により予圧が高くなり、予圧が最大の所定値（例えば、これ以上高くなると焼きつき等の不具合が発生する虞がある値）に達する。予圧が最大の所定値となる回転速度が検出されると、油室１５に減圧した圧油を供給し、ストッパ１３と移動ハウジング９との間に隙間を形成して予圧を所定予圧に保持する。この状態で、予圧が所定予圧に保持されるように外輪７，８が移動してアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与され、回転速度が上昇しても予圧が最大の所定値に維持されて軸受剛性が確保される（定圧予圧）。
【００２８】
ところで、運転中に停電等により油室１５への圧油の供給が停止されると、ピストン１４による移動ハウジング９の押圧力がなくなり、定位置予圧の際には移動ハウジング９の位置固定ができなくなってアンギュラ玉軸受３，４に予圧が付与されない状態になり、定圧予圧の際にはアンギュラ玉軸受３，４に対する所望の予圧が維持できない状態になってしまう。このため、本実形態例の主軸装置は、ピストン１４に先端が当接する付勢部材としてのコイルばね３１が移動ハウジング９に設けられた構成となっている。コイルばね３１のばね力は、ピストン１４による移動ハウジング９の押圧力よりも弱い付勢力に設定されているので、通常運転中はコイルばね３１の付勢力がピストン１４の作動に影響を及ぼすことはない。
【００２９】
コイルばね３１が設けられているので、停電等により油室１５への圧油の供給が停止されてピストン１４による移動ハウジング９の押圧力がなくなった場合、コイルばね３１のばね力により移動ハウジング９がストッパ１３に当接した状態にされる。このため、アンギュラ玉軸受３，４に対する予圧が確保され、主軸２が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受３，４により支持される。従って、停電等により油室１５への圧油の供給が停止された場合に主軸２の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸２は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００３０】
図２に基づいて本発明の第２実施形態例を説明する。尚、第１実施形態例と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００３１】
第２実施形態例の主軸装置は、コイルばね３１に代えて板ばね３２が移動ハウジング９に設けられたものである。板ばね３２を設けた場合でも、停電等により油室１５への圧油の供給が停止された場合に主軸２の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸２は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００３２】
図３に基づいて本発明の第３実施形態例を説明する。尚、第１実施形態例と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００３３】
第３実施形態例の主軸装置は、停電等が生じた場合に、油圧回路の切り替えにより油室１５の圧油を封止してピストン１４による移動ハウジング９の押圧力を保持するようにしたものである。
【００３４】
図３に示すように、油圧ポンプ２１から減圧弁２２及び切替弁２３を介して流路が油室１５につなげられている。切替弁２３は通常時にオンされて流路の圧油の流通が許容されると共に、電源遮断時にはオフになって（図３の状態）流路の圧油の流通が不能となる。切替弁２３の後流側の流路には、通常時にオンされて流路の圧油の流通が許容されると共に、電源遮断時にオフになって（図３の状態）流路の圧油の流通が油圧ポンプ２１側からのみ許容される（油室１５側からは圧油の流通が不能となる）切替逆止弁２４が設けられている。切替逆止弁２４がオフされるこにより、油圧ポンプ２１側の圧力が遮断されても、油室１５側の圧油の圧力が保持される（移動ハウジング９の押圧力を保持する制御手段）。
【００３５】
停電等で電源が遮断されると、図３に示すように、切替弁２３及び切替逆止弁２４がオフになり、油室１５側から油圧ポンプ２１側への圧油の流通が不能となる。このため、油圧ポンプ２１側の圧力が遮断されても、油室１５側の圧油の圧力が保持され、アンギュラ玉軸受３，４に対する予圧が確保され、主軸２が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受３，４により支持される。従って、停電等により電源が遮断された場合に主軸２の回転が続行されても、油室１５の圧油の圧力が低下することなく主軸２は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。本実施形態例では、主軸装置の改造を行なうことなくバルブの追設により電源が遮断した際の主軸２の支持剛性確保が可能になる。
【００３６】
尚、切替逆止弁２４を設けずにオフになった際に流路を遮断する切換弁２３により油室１５からの圧油の抜けを抑制することも可能である。この場合、切換弁２３のリークにより最終的には油室１５の圧油の圧力が低下するが、その間に主軸２の惰性回転が停止すれば振動の増大をなくすことができる。
【００３７】
上述した各実施形態例の主軸装置は、定位置予圧と定圧予圧を実施する装置を例に挙げて説明したが、どちらか一方のみを実施する主軸装置であっても本発明を適用することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングをストッパに当接させる付勢部材とを備えたので、定位置予圧時に停電等によりピストンによる移動ハウジングの押圧力がなくなった場合、付勢部材により移動ハウジングがストッパに当接した状態にされ、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により移動ハウジングの押圧力がなくなった状態で主軸の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００３９】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの保持力を維持する付勢部材とを備えたので、定圧予圧時に停電等によりピストンによる移動ハウジングの押圧力がなくなった場合、付勢部材により移動ハウジングが押圧力が確保された状態にされ、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により移動ハウジングの押圧力がなくなった状態で主軸の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４０】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの押圧力を維持する付勢部材とを備えたので、定位置予圧時及び定圧予圧時に停電等によりピストンによる移動ハウジングの押圧力がなくなった場合、付勢部材により移動ハウジングがストッパに当接した状態にされ、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により移動ハウジングの押圧力がなくなった状態で主軸の回転が続行されても、極めて簡単な構成により、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４１】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたので、定位置予圧時に移動ハウジングの押圧が遮断されても、移動ハウジングの押圧力が保持され、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、移動ハウジングの押圧力が低下することなく主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４２】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたので、定圧予圧時に移動ハウジングの押圧が遮断されても、移動ハウジングの押圧力が保持され、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、移動ハウジングの押圧力が低下することなく主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４３】
また、本発明の主軸装置は、内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段とを備えたので、定位置予圧時及び定圧予圧時に移動ハウジングの押圧が遮断されても、移動ハウジングの押圧力が保持され、アンギュラ玉軸受に対する予圧が確保され、主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、移動ハウジングの押圧力が低下することなく主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４４】
本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持するようにしたので、定位置予圧時に外輪の移動力が遮断されたときに主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４５】
また、本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持するようにしたので、定圧予圧時に外輪の移動力が遮断されたときに主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【００４６】
また、本発明の予圧制御方法は、アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持する一方、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持するようにしたので、定位置予圧時及び定圧予圧時に外輪の移動力が遮断されたときに主軸が惰性により回転を続行しても、予圧が確保されたアンギュラ玉軸受により支持される。この結果、停電等により電源が遮断された場合に主軸の回転が続行されても、主軸は支持剛性が確保された状態で回転を続け、振動が増大することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る主軸装置の断面図。
【図２】本発明の第２実施形態例に係る主軸装置の断面図。
【図３】本発明の第３実施形態例に係る主軸装置の断面図。
【符号の説明】
１ 固定ハウジング
２ 主軸
３，４ アンギュラ玉軸受
５，６内輪
７，８ 外輪
９ 移動ハウジング
１０ ボールブッシュ
１１ 保持器
１２ ボール
１３ ストッパ
１４ ピストン
１５ 油室
１６ 油圧供給手段
１７ 制御手段
２１ 油圧ポンプ
２２ 減圧弁
２３ 切替弁
２４ 切替逆止弁
３１ コイルばね
３２ 板ばね
Claims (12)
- 内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、
アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、
移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、
移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、
移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、
固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、
ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施する制御手段と、ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングをストッパに当接させる付勢部材と
を備えたことを特徴とする主軸装置。 - 内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、
アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、
移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、
移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、
移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、
予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、
ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの保持力を維持する付勢部材と
を備えたことを特徴とする主軸装置。 - 内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、
アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、
移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、
移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、
移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、
固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、
ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施する制御手段と、
ピストンによる移動ハウジングの押圧力よりも低い付勢力を有しピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際に移動ハウジングの押圧力を維持する付勢部材と
を備えたことを特徴とする主軸装置。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
付勢部材は、ばね部材であることを特徴とする主軸装置。 - 内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、
アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、
移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、
移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、
移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、
固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、
ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段と
を備えたことを特徴とする主軸装置。 - 内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、
アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、
移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、
移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、
移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、
予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段と
を備えたことを特徴とする主軸装置。 - 内輪が主軸外周に取り付けられるアンギュラ玉軸受と、
アンギュラ玉軸受の外輪が取り付けられる移動ハウジングと、
移動ハウジングを主軸の軸方向に移動可能に支持する固定ハウジングと、
移動ハウジングと固定ハウジングの間に介在される軸方向移動支持部材と、
移動ハウジングを押圧して外輪を移動させることによりアンギュラ玉軸受に予圧を付与するピストンと、
固定ハウジングと一体に設けられピストンの押圧による移動ハウジングの移動端を規制するストッパと、
ピストンにより移動ハウジングをストッパに当接させて外輪の移動位置を制御することでアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持してピストンにより移動ハウジングを押圧することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、ピストンによる移動ハウジングの押圧が遮断された際にピストンによる移動ハウジングの押圧力を保持する制御手段と
を備えたことを特徴とする主軸装置。 - 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
油圧力により移動ハウジングが押圧されることを特徴とする主軸装置。 - 請求項３もしくは請求項７において、
定位置予圧では所定の油圧力により移動ハウジングが押圧され、
制御手段には、定圧予圧を実施する際に油圧力を低下させる機能が備えられていることを特徴とする主軸装置。 - アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、
所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする予圧制御方法。 - アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、
予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施すると共に、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする予圧制御方法。 - アンギュラ玉軸受の外輪の移動位置を制御することで予圧を制御する予圧制御方法において、
所定位置に外輪を移動させた状態でアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定位置予圧を実施すると共に、予圧を所定値に保持して移動ハウジングを保持することで外輪の移動位置を制御してアンギュラ玉軸受に予圧を付与する定圧予圧を実施し、所定位置への外輪の移動力が遮断された際には外輪の移動力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持する一方、予圧力が遮断された際には予圧力を保持することでアンギュラ玉軸受の予圧を維持することを特徴とする予圧制御方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002194295A JP2004034222A (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | 主軸装置及び予圧制御方法 |
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| JP2002194295A Withdrawn JP2004034222A (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | 主軸装置及び予圧制御方法 |
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