JP2004106091A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】流体の粘性によって主軸系の減衰性を高め、切削時のビビリ発生を抑制すると共に主軸先端側のシール機能を果たしつつ、主軸先端のラジアル剛性を上げ、固有振動数を高め、高速回転を可能にした工作機械の主軸装置を提供することにある。
【解決手段】複数の玉軸受け５Ａ、５Ｂにより主軸７を支持してなる工作機械の主軸装置１において、前記玉軸受け５Ａ、５Ｂの少なくとも１つの玉軸受け５Ａに対して空気静圧軸受け１５を併設し、前記空気静圧軸受け１５は、主軸７の先端側に配置された玉軸受け５Ａの主軸７の先端側に併設されていることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の玉軸受け５Ａ、５Ｂにより主軸７を支持してなる工作機械の主軸装置１において、前記玉軸受け５Ａ、５Ｂの少なくとも１つの玉軸受け５Ａに対して空気静圧軸受け１５を併設し、前記空気静圧軸受け１５は、主軸７の先端側に配置された玉軸受け５Ａの主軸７の先端側に併設されていることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械の主軸装置において、主軸を支持するのに空気静圧軸受けが使用されている（特開平１０−２１７０６２号公報、段落番号〔００１６〕参照）。
【０００３】
また、工作機械の主軸装置において、主軸を支持するのに玉軸受けが使用されている（特開２００１−７４０４５号公報、図１ないし図３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１７０６２号公報
【特許文献２】
特開２００１−７４０４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した前者の工作機械の主軸装置において、空気静圧軸受けにより支持されている主軸は、高速軽切削は可能であるが、軸受剛性が低いために荒加工には向いていない。
【０００６】
また、上述した後者の工作機械の主軸装置において、玉軸受けにより支持されている主軸の場合は、減衰性が低いため、切削時にビビリを生じやすいと共に主軸先端に外部からゴミ等の異物の侵入を防ぐために、ラビリンスシールなどのシール機構を設けなければならない。シールを設けた場合、その分主軸が長くなり、最前端の玉軸受けと工具までの距離が長くなるため、ラジアル剛性が減少し固有振動数も低下し、高速回転がえられない。
【０００７】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、流体の粘性によって主軸系の減衰性を高め、切削時のビビリ発生を抑制すると共に主軸先端側のシール機能を果たしつつ、主軸先端のラジアル剛性を上げ、固有振動数を高め、高速回転を可能にした工作機械の主軸装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の工作機械の主軸装置は、複数の玉軸受けにより主軸を支持してなる工作機械の主軸装置において、前記玉軸受けの少なくとも１つに対して空気静圧軸受けを併設したことを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、前記玉軸受けの少なくとも１つに対して空気静圧軸受けを併設したことにより、流体の粘性によって主軸系の減衰性が高められ、切削時のビビリ発生が抑制される。
【００１０】
請求項２によるこの発明の工作機械の主軸装置は、請求項１の工作機械の主軸装置において、前記空気静圧軸受けは、主軸先端側に配置された玉軸受けの主軸先端側に併設されていることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、前記空気静圧軸受けが、主軸先端側に配置された玉軸受けの主軸先端側に併設されていることにより、主軸先端側のシール機能が果たされつつ、主軸先端のラジアル剛性が上げられ、固有振動数が高められ、高速回転が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１を参照するに、工作機械の主軸装置１は、中空形状のハウジング３を備えており、このハウジング３内には２つ一組のアンギュラ玉軸受け５Ａ、５Ｂにより主軸７が回転自在に取り付けられている。前記アンギュラ玉軸受け５Ａが図から明らかなように主軸７の先端側（図１において左側）を支持し、前記アンギュラ玉軸受け５Ｂが主軸７の後端側（図１において右側）を支持している。そして、前記アンギュラ玉軸受け５Ａとアンギュラ玉軸受け５Ｂとの間には内輪間座９と外輪間座１１が前記主軸７に装着されている。前記ハウジング３の先端側には軸受け押さえ１３が設けられており、前記アンギュラ玉軸受け５Ａを押さえている。
【００１４】
前記主軸７の先端側に配置されたアンギュラ玉軸受け５Ａの主軸先端側には空気静圧軸受け１５が併設されていると共に前記軸受け押さえ１３で押さえられている。前記空気静圧軸受け１５は、主軸７の外周面７Ａに対向する内周面１５Ａに複数の静圧ポケット１７が設けられている。前記ハウジング３に設けられた供給口１９の一端は開口されていると共に供給口１９の他端は前記ハウジング３およびに軸受け押さえ１３に設けられた流路２１の一端に連通されている。この流路２１の他端は前記軸受け押さえ１３の内周面に設けられた環状溝２３の一端に連通されている。この環状溝２３の他端は前記各軸受け押さえ１３に図１において上下方向に延伸して設けられた絞り２５の一端に連通されていると共に絞り２５の一端は前記静圧ポケット１７に連通されている。
【００１５】
上記構成により、前記ハウジング３に設けられた供給口１９の一端の開口より加圧空気が供給されて、流路２１、環状溝２３および絞り２５を経て各静圧ポケット１７に加圧空気が供給されることになる。
【００１６】
前記主軸７の元端側（図１において右端側）には駆動手段としての例えばビルトインモータ２７が設けられている。このビルトインモータ２７の後端部には排気口２９が形成されている。また、前記アンギュラ玉軸受け５Ｂの後端部と前記ビルトインモータ２７の前端部との間における前記ハウジング３の後部には環状の隙間３１が設けられている。
【００１７】
上記構成により、各静圧ポケット１７に供給された加圧空気は、主軸７の外周面と前記空気静圧軸受け１５の内周面との間をとおって主軸７の先端側とアンギュラ玉軸受け５Ａ側へそれぞれ排出される。主軸７の先端側へ排出された空気は、外部へ放出され、アンギュラ玉軸受け５Ａ側へ排出された空気は、アンギュラ玉軸受け５Ａ、内輪間座９と外輪間座１１との間、アンギュラ玉軸受け５Ｂおよび前記ハウジング３と主軸７との隙間３１をとおって前記ビルトインモータ２７へ流入し、ビルトインモータ２７を冷却して前記排気口２９から排気されることになる。
【００１８】
アンギュラ玉軸受け５Ａ、５Ｂのような玉軸受けに対して空気静圧軸受け１５を併設することにより、静圧用の加圧空気による流体の粘性によって主軸系の減衰性が高まり、切削時のヒビリ発生を抑制せしめることができる。
【００１９】
また、主軸７の外周面と空気静圧軸受け１５の内周面との間をとおって主軸７の先端側へ排出される空気は、主軸７の先端側からアンギュラ玉軸受け５Ａ、５Ｂ側へ流入しょうとする異物の侵入を防ぐため、空気静圧軸受け１５はシールとしての機能を果たす。そして、この空気静圧軸受け１５は、軸受剛性を有するため、主軸７の先端のラジアル剛性が上がり、固有振動数を高めることができ、高速回転が可能になる。
【００２０】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、前記玉軸受けの少なくとも１つに対して空気静圧軸受けを併設したことにより、流体の粘性によって主軸系の減衰性を高めることができ、切削時のビビリ発生を抑制せしめることができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、前記空気静圧軸受けが、主軸先端側に配置された玉軸受けの主軸先端側に併設されていることにより、主軸先端側のシール機能を果たすことができると共に、主軸先端のラジアル剛性を上げることができ、固有振動数を高めることができ、高速回転を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の主軸装置の正面断面図である。
【符号の説明】
１ 主軸装置
３ ハウジング
５Ａ、５Ｂ アンギュラ玉軸受け（玉軸受け）
７ 主軸
９ 内輪間座
１１ 外輪間座
１３ 軸受け押さえ
１５ 空気静圧軸受け
１７ 静圧ポケット
１９ 供給口
２１ 流路
２３ 環状溝
２５ 絞り
２７ ビルトインモータ（駆動手段）
２９ 排気口
３１ 隙間
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械の主軸装置において、主軸を支持するのに空気静圧軸受けが使用されている（特開平１０−２１７０６２号公報、段落番号〔００１６〕参照）。
【０００３】
また、工作機械の主軸装置において、主軸を支持するのに玉軸受けが使用されている（特開２００１−７４０４５号公報、図１ないし図３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１７０６２号公報
【特許文献２】
特開２００１−７４０４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した前者の工作機械の主軸装置において、空気静圧軸受けにより支持されている主軸は、高速軽切削は可能であるが、軸受剛性が低いために荒加工には向いていない。
【０００６】
また、上述した後者の工作機械の主軸装置において、玉軸受けにより支持されている主軸の場合は、減衰性が低いため、切削時にビビリを生じやすいと共に主軸先端に外部からゴミ等の異物の侵入を防ぐために、ラビリンスシールなどのシール機構を設けなければならない。シールを設けた場合、その分主軸が長くなり、最前端の玉軸受けと工具までの距離が長くなるため、ラジアル剛性が減少し固有振動数も低下し、高速回転がえられない。
【０００７】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、流体の粘性によって主軸系の減衰性を高め、切削時のビビリ発生を抑制すると共に主軸先端側のシール機能を果たしつつ、主軸先端のラジアル剛性を上げ、固有振動数を高め、高速回転を可能にした工作機械の主軸装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の工作機械の主軸装置は、複数の玉軸受けにより主軸を支持してなる工作機械の主軸装置において、前記玉軸受けの少なくとも１つに対して空気静圧軸受けを併設したことを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、前記玉軸受けの少なくとも１つに対して空気静圧軸受けを併設したことにより、流体の粘性によって主軸系の減衰性が高められ、切削時のビビリ発生が抑制される。
【００１０】
請求項２によるこの発明の工作機械の主軸装置は、請求項１の工作機械の主軸装置において、前記空気静圧軸受けは、主軸先端側に配置された玉軸受けの主軸先端側に併設されていることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、前記空気静圧軸受けが、主軸先端側に配置された玉軸受けの主軸先端側に併設されていることにより、主軸先端側のシール機能が果たされつつ、主軸先端のラジアル剛性が上げられ、固有振動数が高められ、高速回転が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１を参照するに、工作機械の主軸装置１は、中空形状のハウジング３を備えており、このハウジング３内には２つ一組のアンギュラ玉軸受け５Ａ、５Ｂにより主軸７が回転自在に取り付けられている。前記アンギュラ玉軸受け５Ａが図から明らかなように主軸７の先端側（図１において左側）を支持し、前記アンギュラ玉軸受け５Ｂが主軸７の後端側（図１において右側）を支持している。そして、前記アンギュラ玉軸受け５Ａとアンギュラ玉軸受け５Ｂとの間には内輪間座９と外輪間座１１が前記主軸７に装着されている。前記ハウジング３の先端側には軸受け押さえ１３が設けられており、前記アンギュラ玉軸受け５Ａを押さえている。
【００１４】
前記主軸７の先端側に配置されたアンギュラ玉軸受け５Ａの主軸先端側には空気静圧軸受け１５が併設されていると共に前記軸受け押さえ１３で押さえられている。前記空気静圧軸受け１５は、主軸７の外周面７Ａに対向する内周面１５Ａに複数の静圧ポケット１７が設けられている。前記ハウジング３に設けられた供給口１９の一端は開口されていると共に供給口１９の他端は前記ハウジング３およびに軸受け押さえ１３に設けられた流路２１の一端に連通されている。この流路２１の他端は前記軸受け押さえ１３の内周面に設けられた環状溝２３の一端に連通されている。この環状溝２３の他端は前記各軸受け押さえ１３に図１において上下方向に延伸して設けられた絞り２５の一端に連通されていると共に絞り２５の一端は前記静圧ポケット１７に連通されている。
【００１５】
上記構成により、前記ハウジング３に設けられた供給口１９の一端の開口より加圧空気が供給されて、流路２１、環状溝２３および絞り２５を経て各静圧ポケット１７に加圧空気が供給されることになる。
【００１６】
前記主軸７の元端側（図１において右端側）には駆動手段としての例えばビルトインモータ２７が設けられている。このビルトインモータ２７の後端部には排気口２９が形成されている。また、前記アンギュラ玉軸受け５Ｂの後端部と前記ビルトインモータ２７の前端部との間における前記ハウジング３の後部には環状の隙間３１が設けられている。
【００１７】
上記構成により、各静圧ポケット１７に供給された加圧空気は、主軸７の外周面と前記空気静圧軸受け１５の内周面との間をとおって主軸７の先端側とアンギュラ玉軸受け５Ａ側へそれぞれ排出される。主軸７の先端側へ排出された空気は、外部へ放出され、アンギュラ玉軸受け５Ａ側へ排出された空気は、アンギュラ玉軸受け５Ａ、内輪間座９と外輪間座１１との間、アンギュラ玉軸受け５Ｂおよび前記ハウジング３と主軸７との隙間３１をとおって前記ビルトインモータ２７へ流入し、ビルトインモータ２７を冷却して前記排気口２９から排気されることになる。
【００１８】
アンギュラ玉軸受け５Ａ、５Ｂのような玉軸受けに対して空気静圧軸受け１５を併設することにより、静圧用の加圧空気による流体の粘性によって主軸系の減衰性が高まり、切削時のヒビリ発生を抑制せしめることができる。
【００１９】
また、主軸７の外周面と空気静圧軸受け１５の内周面との間をとおって主軸７の先端側へ排出される空気は、主軸７の先端側からアンギュラ玉軸受け５Ａ、５Ｂ側へ流入しょうとする異物の侵入を防ぐため、空気静圧軸受け１５はシールとしての機能を果たす。そして、この空気静圧軸受け１５は、軸受剛性を有するため、主軸７の先端のラジアル剛性が上がり、固有振動数を高めることができ、高速回転が可能になる。
【００２０】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、前記玉軸受けの少なくとも１つに対して空気静圧軸受けを併設したことにより、流体の粘性によって主軸系の減衰性を高めることができ、切削時のビビリ発生を抑制せしめることができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、前記空気静圧軸受けが、主軸先端側に配置された玉軸受けの主軸先端側に併設されていることにより、主軸先端側のシール機能を果たすことができると共に、主軸先端のラジアル剛性を上げることができ、固有振動数を高めることができ、高速回転を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の主軸装置の正面断面図である。
【符号の説明】
１ 主軸装置
３ ハウジング
５Ａ、５Ｂ アンギュラ玉軸受け（玉軸受け）
７ 主軸
９ 内輪間座
１１ 外輪間座
１３ 軸受け押さえ
１５ 空気静圧軸受け
１７ 静圧ポケット
１９ 供給口
２１ 流路
２３ 環状溝
２５ 絞り
２７ ビルトインモータ（駆動手段）
２９ 排気口
３１ 隙間
Claims (2)
- 複数の玉軸受けにより主軸を支持してなる工作機械の主軸装置において、前記玉軸受けの少なくとも１つに対して空気静圧軸受けを併設したことを特徴とする工作機械の主軸装置。
- 前記空気静圧軸受けは、主軸先端側に配置された玉軸受けの主軸先端側に併設されていることを特徴とする請求項１の工作機械の主軸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002270199A JP2004106091A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | 工作機械の主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002270199A JP2004106091A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | 工作機械の主軸装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004106091A true JP2004106091A (ja) | 2004-04-08 |
Family
ID=32267910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002270199A Pending JP2004106091A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | 工作機械の主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004106091A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011241955A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Toshiba Mach Co Ltd | ロールの軸受方法 |
| CN103143905A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-12 | 朱光波 | 一种微刻机床 |
| EP2676765A1 (en) | 2012-06-19 | 2013-12-25 | Jtekt Corporation | Spindel unit with a damper bearing |
| CN104070190A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-10-01 | 杭州贝克机械有限公司 | 直进式静压伺服手动快速换刀动力主轴头及工作方法 |
| CN104190959A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 杭州电子科技大学 | 具有回转误差监测功能的空气静压主轴 |
| JP2014237208A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 株式会社ジェイテクト | 主軸装置 |
-
2002
- 2002-09-17 JP JP2002270199A patent/JP2004106091A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011241955A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Toshiba Mach Co Ltd | ロールの軸受方法 |
| EP2676765A1 (en) | 2012-06-19 | 2013-12-25 | Jtekt Corporation | Spindel unit with a damper bearing |
| US9011007B2 (en) | 2012-06-19 | 2015-04-21 | Jtekt Corporation | Spindle unit |
| CN103143905A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-12 | 朱光波 | 一种微刻机床 |
| JP2014237208A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 株式会社ジェイテクト | 主軸装置 |
| CN104070190A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-10-01 | 杭州贝克机械有限公司 | 直进式静压伺服手动快速换刀动力主轴头及工作方法 |
| CN104190959A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 杭州电子科技大学 | 具有回转误差监测功能的空气静压主轴 |
| CN104190959B (zh) * | 2014-08-27 | 2016-07-06 | 杭州电子科技大学 | 具有回转误差监测功能的空气静压主轴 |
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