JP2005279874A - スピンドル該スピンドルを用いたモータビルトインスピンドル装置該スピンドル内に組込まれる工具クランプ用皿バネ - Google Patents
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Abstract
【課題】アンバランス要因を解消し、高速回転時の振動を抑制することを可能としたスピンドル、該スピンドルに組込まれる工具矩ランプ用皿バネ、及び該スピンドルを用いたビルトインモータスピンドル装置を提供することを目的とする。
【解決手段】主軸1内を貫通するドローバ18と、該主軸の軸穴内径5aとドローバ外径18aとの間で主軸1の軸方向にわたって配設される皿バネ19を有し、前記主軸1は、その軸穴内径5aを奥行き方向にわたって研磨仕上げし、前記皿バネ19は、前記ドローバ外径18aとの間にすきまSを形成して主軸1の軸穴内径5aにバネ外径20が支持されている。
【選択図】 図1
【解決手段】主軸1内を貫通するドローバ18と、該主軸の軸穴内径5aとドローバ外径18aとの間で主軸1の軸方向にわたって配設される皿バネ19を有し、前記主軸1は、その軸穴内径5aを奥行き方向にわたって研磨仕上げし、前記皿バネ19は、前記ドローバ外径18aとの間にすきまSを形成して主軸1の軸穴内径5aにバネ外径20が支持されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、主軸内に工具クランプを内装しているマニシングセンタなどの工作機械用のスピンドル、該スピンドルを組み込んだ高速回転試験機などに用いられるモータビルトインスピンドル装置及び該スピンドルに組込まれる工具クランプ用の皿バネに関する。
従来、例えば図8に示すように、スピンドル100の主軸101内に内装されている工具クランプ102は、工具を保持する工具ホルダのブルスタッドを把持する把持部103と、該把持部103に取り付けられたドローバ104と、前記主軸内径101aとの間にすきまSを形成して前記ドローバ外径104aにバネ内径105aが支持されている皿バネ105とを備えて構成されている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開平9−155607号公報
しかし、図8に記載のスピンドルや特許文献1に開示のスピンドルでは、一般にスピンドル軸内径(主軸内径)101aの奥行き方向は研磨仕上げしない為、アンバランスが大きい。また、工具クランプ用の皿バネ105は、多数枚を主軸内径101aとドローバ外径104aとの間に積み重ねて配設されており、この皿バネ105は、主軸内径101aとの間にすきまSを形成してドローバ外径104aにバネ内径が支持されている内径支持(内径案内)方式であるため、高速回転時にドローバ104と皿バネ105が曲がりアンバランスが増加する虞があった。すなわち、スピンドルの高速回転時には、遠心力により皿バネ105が個々に半径方向外方に移動してしまい、皿バネ105の回転中心がブレて主軸内径101aやドローバ外径104aに当たり、スピンドルのバランスに悪影響を与えていた。
このように、従来のスピンドルでは、アンバランスの要因を抱えていた結果、高速回転時にスピンドルに与える振動が増加するといった不具合を有していた。
このように、従来のスピンドルでは、アンバランスの要因を抱えていた結果、高速回転時にスピンドルに与える振動が増加するといった不具合を有していた。
また、スピンドル装置には、外箱と主軸との間に、ステータとロータからなるモータが内装されているビルトインモータスピンドル装置が知られている。
通常、この種のビルトインモータスピンドル装置におけるスピンドルのバランス修正は、ロータ単品および軸にロータを組付けてロータの間近で修正し、最終組付後、前後軸端で修正している。
しかし、主に工作機械用スピンドルなどは、軸内径部品のアンバランスなどが軸中央にできる。
高速スピンドルでは、組立後に前後軸端ではバランス修正しきれない。さらに、場合によっては修正によって振動が増えることがある。
そこで、できるだけ組立後に軸の中央でバランスを取りたいが、ステータがじゃまになる。すなわち、ビルトインモータは、通常、ロータの軸方向長さに比べステータの方がエンドコイルの分だけ長いことが多い。よって組立状態でロータの間近(前後)でバランス修正をするにはエンドコイルが邪魔になり、バランス修正し得ないのが現状であつた。
このように的確なバランス修正が困難な状況であることから、スピンドルの高速回転時に振動が増加するといった不具合を有していた。
通常、この種のビルトインモータスピンドル装置におけるスピンドルのバランス修正は、ロータ単品および軸にロータを組付けてロータの間近で修正し、最終組付後、前後軸端で修正している。
しかし、主に工作機械用スピンドルなどは、軸内径部品のアンバランスなどが軸中央にできる。
高速スピンドルでは、組立後に前後軸端ではバランス修正しきれない。さらに、場合によっては修正によって振動が増えることがある。
そこで、できるだけ組立後に軸の中央でバランスを取りたいが、ステータがじゃまになる。すなわち、ビルトインモータは、通常、ロータの軸方向長さに比べステータの方がエンドコイルの分だけ長いことが多い。よって組立状態でロータの間近(前後)でバランス修正をするにはエンドコイルが邪魔になり、バランス修正し得ないのが現状であつた。
このように的確なバランス修正が困難な状況であることから、スピンドルの高速回転時に振動が増加するといった不具合を有していた。
さらに、スピンドル内に組込まれる工具クランプ用の皿バネは、その形状から撓ませることにより内径最小値及び外径最大値が変化してしまう。そのため皿バネの案内としてバネ内径に軸(ドローバ)を通した場合や、バネ外径を穴の内面(主軸内径)で案内した場合、初期組み付け状態より撓むことによりスキマが出来てアンバランスの要因になる。従って、このようにアンバランスの要因を抱えていた結果、高速回転時にスピンドルに与える振動が増加するといった不具合を有していた。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、アンバランス要因を解消し、高速回転時の振動を抑制することを可能としたスピンドル、該スピンドルに組込まれる工具クランプ用皿バネ、及び該スピンドルを用いたビルトインモータスピンドル装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明がなした技術的手段は次の通りである。
第1の発明は、主軸内を貫通するドローバと、該主軸内径とドローバ外径との間で主軸の軸方向にわたって配設される皿バネを有し、前記主軸は、その内径を奥行き方向にわたって研磨仕上げし、前記皿バネは、前記ドローバ外径との間にすきまを形成して主軸内径にバネ外径が支持されていることを特徴とするスピンドルとしたことである。
第1の発明は、主軸内を貫通するドローバと、該主軸内径とドローバ外径との間で主軸の軸方向にわたって配設される皿バネを有し、前記主軸は、その内径を奥行き方向にわたって研磨仕上げし、前記皿バネは、前記ドローバ外径との間にすきまを形成して主軸内径にバネ外径が支持されていることを特徴とするスピンドルとしたことである。
また、第2の発明は、ハウジングと主軸との間にステータとロータを内装してなるモータビルトインスピンドル装置であって、前記ハウジングは、軸方向に間隔をあけて前後にラジアル方向の貫通穴を備え、前記ステータは、両端のエンドコイルに、前記外筒に設けた前後の貫通穴と夫々同軸上に連通するラジアル方向の貫通穴を設け、前記ハウジングの夫々の貫通穴とエンドコイルの夫々の貫通穴を介して主軸外径の前後にバランス修正部材を夫々着脱可能に取付けたことを特徴とするスピンドル装置としたことである。
第3の発明は、第2の発明において、バランス修正部材は、夫々の貫通穴を介して主軸外径に取り付けられる杆体で、該杆体は、主軸からの突出長さを長短調整可能に構成されていることを特徴とするスピンドル装置としたことである。
第4の発明は、第2又は第3の発明において、第1の発明のスピンドルを用いたことを特徴とするスピンドル装置としたことである。
第5の発明は、スピンドルを構成する主軸と、該主軸内に組込まれる工具クランプを構成するドローバの間に配設される皿バネであって、撓み時に内径又は外径で寸法変化のない軸方向位置での内径又は外径寸法に仕上げられていることを特徴とする工具クランプ用皿バネとしたことである。
第6の発明は、第5の発明において、ドローバの外径にバネ内径を支持させて主軸内に配設される皿バネであって、バネ板厚の1/3の位置の内径寸法を最小としたことを特徴とする工具クランプ用皿バネとしたことである。
第7の発明は、第5の発明において、主軸の内径にバネ外径を支持させて主軸内に配設される皿バネであって、バネ板厚の1/6の位置の外径寸法を最大としたことを特徴とする工具クランプ用皿バネとしたことである。
第8の発明は、第6の発明の工具クランプ用皿バネを、第1の発明のスピンドルに用いられることを特徴とすることである。
第9の発明は、第5乃至第7のいずれかの発明の工具クランプ用皿バネを、第2乃至第4のいずれかの発明のスピンドル装置に用いられることを特徴とすることである。
本発明によれば、スピンドルにおけるアンバランス要因を解消し、スピンドルの高速回転時の振動を抑制することができる。
すなわち、第1の発明によれば、スピンドルの主軸内径を奥行き方向にわたって研磨仕上げすることによりアンバランスが減少し、皿バネが、ドローバ外径との間にすきまを形成して主軸内径にバネ外径を支持させた外径支持としたことにより高速回転時の皿バネの半径方向外方への移動によるアンバランス量変化を減少できるため、高速回転時のスピンドルに与える振動を抑制できる。
また、第2乃至第4の発明によれば、組立状態でロータの前後でバランス修正が可能となるため、モータビルトイン高速スピンドル装置における高速回転時の振動、騒音を抑制できる。
また、第5乃至第9の発明によれば、寸法変化のない位置での寸法を内径は最小値とし、外径は最大値とすることにより、撓み時に案内部寸法が変化しないので、案内面とのスキマ量に変化がなく、最小すきま量で案内が出来るため高速回転時にアンバランスの要因となりにくく、従来から抱えていた高速回転時にスピンドルに与える振動が増加するといった不具合を解消できる。
すなわち、第1の発明によれば、スピンドルの主軸内径を奥行き方向にわたって研磨仕上げすることによりアンバランスが減少し、皿バネが、ドローバ外径との間にすきまを形成して主軸内径にバネ外径を支持させた外径支持としたことにより高速回転時の皿バネの半径方向外方への移動によるアンバランス量変化を減少できるため、高速回転時のスピンドルに与える振動を抑制できる。
また、第2乃至第4の発明によれば、組立状態でロータの前後でバランス修正が可能となるため、モータビルトイン高速スピンドル装置における高速回転時の振動、騒音を抑制できる。
また、第5乃至第9の発明によれば、寸法変化のない位置での寸法を内径は最小値とし、外径は最大値とすることにより、撓み時に案内部寸法が変化しないので、案内面とのスキマ量に変化がなく、最小すきま量で案内が出来るため高速回転時にアンバランスの要因となりにくく、従来から抱えていた高速回転時にスピンドルに与える振動が増加するといった不具合を解消できる。
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、なんらこれらに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、なんらこれらに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
図1は、本発明スピンドルの一実施例を示す概略断面図で、スピンドルは、主軸1と、該主軸1内に内装されている工具クランプ10とで構成されている。
なお、本実施例では、主軸1の軸穴内径5aの全域を奥行き(後端)方向にわたって研磨仕上げしている点と、主軸1とドローバ18との間に配設される皿バネ19の支持形態の点に特徴的な構成を有するため、その他の構成については概略のみ説明し、特に図示形態に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
なお、本実施例では、主軸1の軸穴内径5aの全域を奥行き(後端)方向にわたって研磨仕上げしている点と、主軸1とドローバ18との間に配設される皿バネ19の支持形態の点に特徴的な構成を有するため、その他の構成については概略のみ説明し、特に図示形態に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
主軸1は、前端(図面上で左端)2から後端(図面上で右端)3に向けて次第に縮径する工具取付用のテーパ穴4と、該テーパ穴4の後端から主軸1の後端3に抜ける軸穴5が、主軸1の軸心に沿って形成されている。
そして、本実施例では、該主軸1の軸穴内径5aは、その全域を奥行き(後端)方向に研磨仕上げされている。
また、図中7は、図示しないハウジングにこの主軸1を回転可能に支持する前側の軸受、8は後ろ側の軸受、そして、9は前記主軸1を回転せしめるロータを示す。
そして、本実施例では、該主軸1の軸穴内径5aは、その全域を奥行き(後端)方向に研磨仕上げされている。
また、図中7は、図示しないハウジングにこの主軸1を回転可能に支持する前側の軸受、8は後ろ側の軸受、そして、9は前記主軸1を回転せしめるロータを示す。
工具クランプ10は、図示しない所望な工具を保持する工具ホルダ11と、該工具ホルダ11を把持する把持部16と、該把持部16に取り付けられたドローバ18と、該ドローバ18と前記主軸1との間に配設される皿バネ19とを備えて構成されている。
工具ホルダ11は、前記主軸前端2のテーパ穴4に嵌合されるテーパシャンク部12と、該テーパシャンク部12の先端に取り付けられている小径の頸部14と大径の頭部15からなるブルスタッド13で構成されている。
把持部16は、前記ブルスタッド13の頭部15を把持する把持爪16aを揺動可能に前端に有し、後端をドローバ18の前端に取り付けている。
ドローバ18は、主軸1内を軸方向に駆動可能に、該主軸1の軸穴5内を通って主軸1の後端3から突出しており、該突出端がドローバ駆動端18bとされている。ドローバ駆動端18bには、駆動手段としての図示しないピストンが連結されている。
皿バネ19は、前記ドローバ18の外径18aとの間にすきまSを形成して主軸1の軸穴内径5aにバネ外径20が支持される外径支持方式で、主軸1の軸穴5後端寄りに内設されている皿バネ収納空間5dにて軸方向に多数枚積み重ねて配設されている。
このように、前記ドローバ18は、ピストンの駆動を解除することで、皿バネ19の付勢力によって後退し、工具ホルダ11のブルスタッド13の頭部15を把持部16の把持爪16aによって把持する。また、ドローバ18は、ピストンを駆動させることで、皿バネ19の付勢力に抗して前進し、この前進作動により先端の把持部16の把持状態が解除され、工具ホルダ11のブルスタッド13の頭部15が把持爪16aから取り外し可能となる。
なお、上述した工具ホルダ11、把持部16、ドローバ18及び皿バネ19の構成は図示例に限定されず、その他の任意の構成に設計変更可能である。
なお、上述した工具ホルダ11、把持部16、ドローバ18及び皿バネ19の構成は図示例に限定されず、その他の任意の構成に設計変更可能である。
従って、本実施例によれば、上述の通り主軸1の軸穴内径5aを奥側まで研磨仕上げすることによりアンバランスが減少する。また、皿バネ19を外径支持にすることにより高速回転時の皿バネ19の移動によるアンバランス量の変化が減少し、振動を抑制することができる。
図2は、ハウジング22と主軸1との間にステータ28とロータ9を内装してなる本発明モータビルトインスピンドル装置の一例を示す概略図である。
なお、本実施例では、モータビルトインスピンドル装置の最終組付け後に、ロータ9の近傍でバランス修正を行うことを可能とした点に特徴的な構成を有するため、その他の構成については概略のみ説明し、特に図示形態に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
なお、本実施例では、モータビルトインスピンドル装置の最終組付け後に、ロータ9の近傍でバランス修正を行うことを可能とした点に特徴的な構成を有するため、その他の構成については概略のみ説明し、特に図示形態に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
スピンドル装置のスピンドル軸(主軸)1は、ハウジング22内に挿通され、その前端(左端)2と後端(右端)3が複数個(本実施例では2個)の転がり玉軸受7,8によって回転可能に保持されている。
ハウジング22は、円筒状の外筒23と、該外筒23の前端に固定された前蓋26と、該外筒23の後端に固定された後蓋27とを備える。なお、本実施例では、外筒23の軸方向前端寄り外周に、このスピンドル装置を工作機械のスピンドル取付け機台等に取り付けるための取り付け用フランジ24が形成されている。本実施例では、前蓋26と主軸外径1aとの間に2個の転がり玉軸受7・7が備えられ、後蓋27と主軸外径1aとの間に2個の転がり軸受8・8が備えられている。なお、軸受は、本実施例に限定されず、前後で配設個数を異にするものとしても良く、またころ軸受などであってもよく、玉軸受に何等限定されない。
前記外筒23には、軸方向に間隔をあけて前後にラジアル方向の貫通穴25を、夫々一個乃至複数個備えている。この貫通穴25の形状などは特に限定はされないが、後述するステータ28のエンドコイル29に備えた貫通穴30と同軸上に穿設されるようにする。
なお、複数個を設ける場合には、外筒23の周方向同一円周上に設けても、軸方向に僅かにずらして設けることも可能で、バランス修正の必要な箇所に対応させることも可能である。勿論、この外筒23の貫通穴25に合わせて、ステータ28のエンドコイル29に設ける貫通穴30もその配設数量・配設位置を合わせるようにする。
なお、複数個を設ける場合には、外筒23の周方向同一円周上に設けても、軸方向に僅かにずらして設けることも可能で、バランス修正の必要な箇所に対応させることも可能である。勿論、この外筒23の貫通穴25に合わせて、ステータ28のエンドコイル29に設ける貫通穴30もその配設数量・配設位置を合わせるようにする。
主軸1の中央外径には、ビルトインモータのロータ9が締まり嵌めで固定されている。また、このロータ9の外径に、内径を対面して同軸に配設されたステータ28は、外筒23の内径に固定されている。
前記ステータ28は、図2及び図3に示すように、両端のエンドコイル29に、前記外筒23に設けた前後の貫通穴25と夫々同軸上に連通するラジアル方向の貫通穴30を、夫々一個乃至複数個設けている。
該貫通穴30は、略円筒状に形成されているが、円筒状でなくてもよく、エンドコイル29巻線時に所望な空間を形成し、ラジアル方向に穴を貫通させる。
該貫通穴30は、略円筒状に形成されているが、円筒状でなくてもよく、エンドコイル29巻線時に所望な空間を形成し、ラジアル方向に穴を貫通させる。
そして、前記ハウジング22の夫々の貫通穴25とエンドコイル29の夫々の貫通穴30を介して主軸外径1aの前後にバランス修正部材31を夫々着脱可能に取付けている。
バランス修正部材31は、例えば、前記夫々の貫通穴25,30を介して主軸外径1aに取り付けられる杆体で、該杆体31は、主軸1からの突出長さを長短調整可能に構成されている。
杆体31は、例えば所望長さを有する止めネジが一例として挙げられ、該止めネジは、貫通穴25,30に対応する主軸外径1aに設けたネジ穴6に螺着され、ステータ28のエンドコイル29の対向面29aに接しない範囲で長短長さ調整可能に突出して備えられている。
このように前後に配設する杆体31の突出長さを長短調整することにより、主軸1の前後のバランス修正を図る。すなわち、本実施例の構成によれば、スピンドル装置を組み立てた後であっても、夫々の貫通穴25,30を介して、主軸外径1aに突設されている杆体(バランス修正部材)31を、ネジ回しなどの治具を介して長短調整することで、前後のバランス修正が行える。
従って、モータビルトイン高速スピンドル装置における高速回転時の振動、騒音を抑制することができる。
従って、モータビルトイン高速スピンドル装置における高速回転時の振動、騒音を抑制することができる。
止めネジ(バランス修正部材)31は、特に限定はされず、組み込み段階で、予め主軸1の外径1aに螺着して突出状に備えておくことも可能であるが、貫通穴25,30を介して抜き入れ可能な大きさとすれば、組立完了後のバランス修正時に長さや重量の異なる止めネジに随時交換可能なため使用勝手に優れる。
また、本実施例では、バランス修正部材31として、止めネジの突出長さを長短調整することによりバランス修正を図るものとして説明したが、これに限定はされない。例えば、突出長さの長短調整ではなく、主軸1前後の外径1aに掛かる重量を軽重調整することによって、前後のバランス修正を図るものとすることも本発明の範囲内である。具体的には、特に図示はしないが、バランス修正を図る主軸外径1aの位置に、前記貫通穴25,30とラジアル方向で同軸とする取付け穴を設け、該取付け穴に着脱可能に取り付けられる所望形状のバランサなどが他の変形例として挙げることができる。
また、本実施例では、バランス修正部材31として、止めネジの突出長さを長短調整することによりバランス修正を図るものとして説明したが、これに限定はされない。例えば、突出長さの長短調整ではなく、主軸1前後の外径1aに掛かる重量を軽重調整することによって、前後のバランス修正を図るものとすることも本発明の範囲内である。具体的には、特に図示はしないが、バランス修正を図る主軸外径1aの位置に、前記貫通穴25,30とラジアル方向で同軸とする取付け穴を設け、該取付け穴に着脱可能に取り付けられる所望形状のバランサなどが他の変形例として挙げることができる。
主軸1は、前端(図面上で左端)2から後端(図面上で右端)3に向けて次第に縮径する工具取付用のテーパ穴4と、該テーパ穴4の後端から主軸1の後端3に抜ける軸穴5が、主軸1の軸心に沿って形成されている。該主軸1の軸穴5には工具クランプ10が前後方向に摺動可能に内装されている。
工具クランプ10は、図示しない所望な工具を保持する工具ホルダ11と、該工具ホルダ11を保持する工具ホルダ保持部17と、該保持部17に取り付けられたドローバ18と、該ドローバ18と前記主軸1との間に配設される皿バネ19とを備えて構成されている。
工具ホルダ11は、前記主軸前端2のテーパ穴4に嵌合されるテーパシャンク部12と、該テーパシャンク部12の先端に取り付けられている小径の頸部14と大径の頭部15からなるブルスタッド13で構成されている。
該ブルスタッド13は、軸穴5に軸方向に移動自在に備えられたスリーブ17aにボール17bを介して着脱自在に把持されている。ボール17bは、周方向に複数個配置されて径方向外方に退避可能にスリーブ17aに保持されている。このスリーブ17aとボール17bによって工具ホルダ保持部17が構成されている。
該ブルスタッド13は、軸穴5に軸方向に移動自在に備えられたスリーブ17aにボール17bを介して着脱自在に把持されている。ボール17bは、周方向に複数個配置されて径方向外方に退避可能にスリーブ17aに保持されている。このスリーブ17aとボール17bによって工具ホルダ保持部17が構成されている。
工具ホルダ保持部17は、スリーブ17aの後端に、該スリーブ17aを軸方向に前後進駆動させるためのドローバ18が連結されている。
ドローバ18は、主軸1内を軸方向に駆動可能に、該主軸1の軸穴5内を通って主軸1の後端から突出しており、該突出端がドローバ駆動端18bとされている。ドローバ駆動端18bには、駆動手段としての図示しないピストンが連結されている。
皿バネ19は、特に本実施例では従来周知の組み込み方式を採用するが、前記実施例1で開示したように、ドローバ外径18aとの間にすきまSを形成して主軸1の軸穴内径5aにバネ外径20が支持される外径支持方式で、主軸1の軸穴5後端寄りに内設されている皿バネ収納空間5dにて軸方向に多数枚積み重ねて配設されている構成を採用してもよい。
このように、前記ドローバ18は、ピストンの駆動を解除することで、皿バネ19の付勢力によって後退し、スリーブ17aも後退する。このとき、ボール17bは、テーパ穴4に隣接する軸穴5の比較的大径の空間5bから後端側の小径の空間5cに移動しつつ軸穴5の内径5aに押されてスリーブ17aの内径から径方向に突出し、これによりボール17bがブルスタッド13の頭部15を把持して工具ホルダ11が取り付けられている。
また、ドローバ18は、ピストンを駆動させることで、皿バネ19の付勢力に抗して前進してスリーブ17aが前進する。このとき、ボール17bは、軸穴5に設けられた小径の空間5cから大径の空間5bに移動しつつ径方向外方に対比してスリーブ17aの内径から引っ込み、これによりボール17bによるブルスタッド頭部15の把持が解除され工具ホルダ11の取り外しができる。
なお、上述した工具ホルダ11、工具ホルダ保持部17、ドローバ18及び皿バネ19の構成は図示例に限定されず、その他の任意の構成に設計変更可能である。
また、ドローバ18は、ピストンを駆動させることで、皿バネ19の付勢力に抗して前進してスリーブ17aが前進する。このとき、ボール17bは、軸穴5に設けられた小径の空間5cから大径の空間5bに移動しつつ径方向外方に対比してスリーブ17aの内径から引っ込み、これによりボール17bによるブルスタッド頭部15の把持が解除され工具ホルダ11の取り外しができる。
なお、上述した工具ホルダ11、工具ホルダ保持部17、ドローバ18及び皿バネ19の構成は図示例に限定されず、その他の任意の構成に設計変更可能である。
なお、本実施例において、前記実施例1に示した第1の発明のスピンドルを用いることも可能である。具体的な構成の説明は実施例1の説明を援用し、ここでの詳細な説明は省略する。このように第1の発明のスピンドルを用いることによれば、主軸1の軸穴内径5aを奥側まで研磨仕上げすることによりアンバランスが減少し、皿バネ19を外径支持にすることにより高速回転時の皿バネ19の移動によるアンバランス量の変化を減少することとなるため、さらなる振動の抑制効果を向上することができる。
図4(a)及び(b)は、スピンドルの工具クランプ用として組み込まれる本発明の皿バネ19の一例を示す概略拡大断面図である。図4(c)は、従来の皿バネ形状を示し、105aは内径、105bは外径を示す。
本実施例では、皿バネ19の撓み時の変形状態を解析し、その変形解析結果に基づいて部分的に内径寸法や外径寸法を変えて仕上げるものとしている。
本実施例では、皿バネ19の撓み時の変形状態を解析し、その変形解析結果に基づいて部分的に内径寸法や外径寸法を変えて仕上げるものとしている。
皿バネ19の撓み時の変形解析結果を図5乃至図7に示す。
この解析結果によれば、皿バネ19の内径21は、バネ板厚tの約1/3の位置(図5乃至図7で、3で示す位置)が最も寸法変化の少ない位置であることが解り、一方、皿バネ19の外径20は、バネ板厚tの約1/6の位置(図5乃至図7で、13で示す位置)が最も寸法変化の少ない位置であることが解ることから、皿バネ19の内径若しくは外径を次のように仕上げることが好ましいといえる。
この解析結果によれば、皿バネ19の内径21は、バネ板厚tの約1/3の位置(図5乃至図7で、3で示す位置)が最も寸法変化の少ない位置であることが解り、一方、皿バネ19の外径20は、バネ板厚tの約1/6の位置(図5乃至図7で、13で示す位置)が最も寸法変化の少ない位置であることが解ることから、皿バネ19の内径若しくは外径を次のように仕上げることが好ましいといえる。
「内径案内で使用する場合」
皿バネ19の内径21をドローバ18の外径18aに案内支持する内径案内方式の場合、図4(a)に示すように、バネ板厚tの約1/3の板厚位置(1/3t)における内径をテーパ状に仕上げ、該位置の内径21(φda)を最小とした形状に仕上げる。すなわち、このテーパ状とした内径最小位置21aがドローバ18の外径18aと接することとなり、撓みが発生しても寸法が変化しないのでドローバ外径18aとのすきま量に変化がない。
皿バネ19の内径21をドローバ18の外径18aに案内支持する内径案内方式の場合、図4(a)に示すように、バネ板厚tの約1/3の板厚位置(1/3t)における内径をテーパ状に仕上げ、該位置の内径21(φda)を最小とした形状に仕上げる。すなわち、このテーパ状とした内径最小位置21aがドローバ18の外径18aと接することとなり、撓みが発生しても寸法が変化しないのでドローバ外径18aとのすきま量に変化がない。
「外径案内で使用する場合」
皿バネ19の外径20を主軸1の軸穴内径5aに案内支持する外径案内方式の場合、図4(b)に示すように、バネ板厚tの約1/6の板厚位置(1/6t)における外径をテーパ状に仕上げ、該位置の外径20(φDa)を最大とした形状に仕上げる。すなわち、このテーパ状とした外径最大位置20aが主軸1の軸穴内径5aと接することとなり、撓みが発生しても寸法が変化しないので主軸1の軸穴内径5aとのすきま量に変化がない。
皿バネ19の外径20を主軸1の軸穴内径5aに案内支持する外径案内方式の場合、図4(b)に示すように、バネ板厚tの約1/6の板厚位置(1/6t)における外径をテーパ状に仕上げ、該位置の外径20(φDa)を最大とした形状に仕上げる。すなわち、このテーパ状とした外径最大位置20aが主軸1の軸穴内径5aと接することとなり、撓みが発生しても寸法が変化しないので主軸1の軸穴内径5aとのすきま量に変化がない。
上述の形状に仕上げられた皿バネ19は、前記実施例1のスピンドル及び実施例2のモータビルトインスピンドル装置に組込むことが可能で、このように構成することで、皿バネ19が、最小のすきま量で案内ができ、高速回転時にアンバランスの要因となり難いため、実施例1及び実施例2の作用効果と相俟ってさらなる振動抑制効果の向上が図れる。
1:主軸
5:軸穴
5a:軸穴内径
6:ネジ穴
9:ロータ
18:ドローバ
19:皿バネ
23:外筒
25:貫通穴
28:ステータ
29:エンドコイル
30:貫通穴
31:バランス修正部材
5:軸穴
5a:軸穴内径
6:ネジ穴
9:ロータ
18:ドローバ
19:皿バネ
23:外筒
25:貫通穴
28:ステータ
29:エンドコイル
30:貫通穴
31:バランス修正部材
Claims (9)
- 主軸内を貫通するドローバと、該主軸内径とドローバ外径との間で主軸の軸方向にわたって配設される皿バネを有し、
前記主軸は、その内径を奥行き方向にわたって研磨仕上げし、
前記皿バネは、前記ドローバ外径との間にすきまを形成して主軸内径にバネ外径が支持されていることを特徴とするスピンドル。 - ハウジングと主軸との間にステータとロータを内装してなるモータビルトインスピンドル装置であって、
前記ハウジングは、軸方向に間隔をあけて前後にラジアル方向の貫通穴を備え、
前記ステータは、両端のエンドコイルに、前記ハウジングに設けた前後の貫通穴と夫々同軸上に連通するラジアル方向の貫通穴を設け、
前記ハウジングの夫々の貫通穴とエンドコイルの夫々の貫通穴を介して主軸外径の前後にバランス修正部材を夫々着脱可能に取付けたことを特徴とするスピンドル装置。 - バランス修正部材は、夫々の貫通穴を介して主軸外径に取り付けられる杆体で、
該杆体は、主軸からの突出長さを長短調整可能に構成されていることを特徴とする請求項2に記載のスピンドル装置。 - 請求項1に記載のスピンドルを用いたことを特徴とする請求項2又は3に記載のスピンドル装置。
- スピンドルを構成する主軸と、該主軸内に組込まれる工具クランプを構成するドローバの間に配設される皿バネであって、
撓み時に内径又は外径で寸法変化のない軸方向位置での内径又は外径寸法に仕上げられていることを特徴とする工具クランプ用皿バネ。 - ドローバの外径にバネ内径を案内支持させて主軸内に配設される皿バネであって、バネ板厚の1/3の位置の内径寸法を最小としたことを特徴とする請求項5に記載の工具クランプ用皿バネ。
- 主軸の内径にバネ外径を案内支持させて主軸内に配設される皿バネであって、バネ板厚の1/6の位置の外径寸法を最大としたことを特徴とする請求項5に記載の工具クランプ用皿バネ。
- 請求項1に記載のスピンドルに用いられることを特徴とする請求項6に記載の工具クランプ用皿バネ。
- 請求項2乃至4のいずれかに記載のスピンドル装置に用いられることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の工具クランプ用皿バネ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004099167A JP2005279874A (ja) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | スピンドル該スピンドルを用いたモータビルトインスピンドル装置該スピンドル内に組込まれる工具クランプ用皿バネ |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=35178795
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JP2004099167A Withdrawn JP2005279874A (ja) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | スピンドル該スピンドルを用いたモータビルトインスピンドル装置該スピンドル内に組込まれる工具クランプ用皿バネ |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005279874A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010146976A1 (ja) | 2009-06-15 | 2010-12-23 | Kanematsu Minoru | 工具、チャック、クランプ機構等の把捉機構 |
CN108672733A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-10-19 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种车轮夹具 |
JP2020199594A (ja) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | ファナック株式会社 | 工作機械の主軸装置 |
-
2004
- 2004-03-30 JP JP2004099167A patent/JP2005279874A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
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