JP2016221663A - 工作機械の主軸支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
定圧予圧構造を採用しつつ部品点数を削減でき、コスト削減に寄与できる工作機械の主軸支持構造を提供することを課題としている。
【解決手段】
定圧予圧型の第１軸受６と、定位置型の第２軸受７とを備えている場合に、該第２軸受７の外輪を、前記ハウジング４の軸受囲繞部材１１に形成した外輪代替部１１で兼用した。
【選択図】図２

Description

本発明は、定圧予圧型の軸受と定位置型軸受との組合せにより主軸を支持するようにした工作機械の主軸支持構造に関する。

工作機械の主軸支持構造では、予圧を付加することにより支持剛性を高める構造が採用される場合がある。この予圧の付加構造として、主軸に軸受を組み込む際に予圧を付加すると共に転動体の軸方向移動を規制することにより、工作機械の稼働中に外輪や転動体が初期の位置を維持するようにした定位置予圧構造と、工作機械の稼働中に外輪や転動体の軸方向移動を許容しつつもバネ要素等で常に同程度の圧力がかかるようにした定圧予圧構造（例えば特許文献１参照）がある。

特開２０１３−２２６９８号公報

定位置予圧構造の場合、工作機械の稼働中に熱膨張等で軸受の焼き付きが発生するのを回避するために軸受外輪とハウジングとの間に微小隙間を設けているため支持剛性の向上に制約がある。一方、定圧予圧構造の場合、転動体に作用する圧力が略一定であるため、支持剛性を向上しつつ軸受の焼き付きの問題が生じるのを回避できるものの、定位置予圧構造の場合より部品点数が多くなるという問題がある。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、定圧予圧構造を採用しつつ部品点数を削減でき、コスト削減に寄与できる工作機械の主軸支持構造を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を許容すると共に該外輪を前記軸方向に付勢して予圧を付加した状態で主軸とハウジングとの間に介在される定圧予圧型の第１軸受と、内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を規制した状態で主軸とハウジングとの間に介在される定位置型の第２軸受とを備えた工作機械の主軸支持構造において、
前記第２軸受の外輪を、前記ハウジングの軸受囲繞部に形成した外輪代替部で兼用したことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械の主軸支持構造において、
前記軸受囲繞部は、前記ハウジングと別体に、かつ該ハウジングに対して着脱可能に形成されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の工作機械の主軸支持構造において、
前記第１軸受の外輪は、前記軸受囲繞部に形成された外輪支持部に支持されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、定圧予圧型の第１軸受と定位置型の第２軸受とを備えている場合に、第１軸受については外輪を備えた構造とするとともに、第２軸受については、その外輪をハウジングの軸受囲繞部に形成した外輪代替部で兼用したので、軸受全体の支持剛性を向上しつつ、第２軸受の外輪を不要にでき、それだけ部品点数を削減でき、コスト削減に寄与できる。

請求項２の発明では、軸受囲繞部を、ハウジングと別体に、かつ該ハウジングに対して着脱可能に形成したので、軸受囲繞部に外輪代替部を形成する際の加工が容易である。

請求項３の発明では、第１軸受の外輪を、軸受囲繞部に形成された外輪支持部で支持したので、軸受囲繞部の外輪支持部と主軸との間に第１軸受を介在させると共に、外輪代替部と主軸との間に第２軸受を介在させることでアッセンブリ化し、このアッセンブリ体をハウジングに挿入し、軸受囲繞部をハウジングにボルト締め等で取り付けることで主軸をハウジングに容易確実に組み付けることができ、組立作業性を向上できる。

本発明の実施例１に係る主軸支持構造を備えた主軸の断面側面図である。 前記支持構造の要部の断面側面図である。 前記支持構造の要部の断面正面図（図２のIII-III線断面図）である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図３は、本発明の実施例１に係る主軸支持構造を説明するための図である。

図において、１は主軸であり、該主軸１は、その前端部，後端部に配設された前部軸受２，後部軸受３を介してハウジング４により回転自在に支持されている。前記主軸１は、その外周面に固定されたロータ５ａと、前記ハウジング４の内周面に固定されたステータ５ｂとからなるビルトインモータ５により回転駆動される。

前記主軸１は、円筒状をなしており、その前端には前記前部軸受２が当接するストッパ部１ａが径方向外側に段をなすように形成されており、またこのストッパ部１ａにはワークを把持するチャックのフランジ部５aがボルト５bにより締め付け固定されている。

前記後部軸受３は、外輪と内輪との間に円筒ころを２列介在させた複列円筒ころ軸受である。前記前部軸受２は、第１軸受６と、２組の互いに当接するように配置された第２軸受７，７とで構成されている。

前記第１軸受６は、内輪６ａと外輪６ｂとの間に複数のボール（転動体）６ｃを図示しない保持器により介在させた構造のものである。また前記第２軸受７は、内輪７ａと後述する外輪代替え部１１ｆとの間に複数のボール７ｃを図示しない保持器により介在させた構造のものである。

前記第１，第２軸受６，７の内輪６ａ，７ａは前記主軸１の外周面に嵌合している。また前記第１軸受６の内輪６ａと後側の第２軸受７の内輪７ａとの間に内輪間座８を介在させ、第１軸受６の内輪６aの後端面に後カラー９ａを当接させ、さらに前側の第２軸受７の内輪７aと前記主軸１のストッパ部１ａとの間に前カラー９ｂを介在させ、ロックナット１０を締め込むことで、前記第１，第２軸受６，７の内輪６ａ，７ａは主軸１の外周面に固定されている。

また前記第１軸受６，第２軸受７，７の外周部には、前記ハウジング４の一部をなし、かつ該ハウジング４とは別体に形成された軸受囲繞部材１１が配置されている。該軸受囲繞部材１１は筒状をなしており、そのフランジ部１１gがボルト２０により前記ハウジング４の先端面４ａに対して着脱可能に固定されている。

前記第１軸受６の外輪６ｂは、前記軸受囲繞部１１の内周面に形成された第１外輪支持部１１ａに軸方向に移動可能に嵌合し、かつ該軸受囲繞部材１１に径方向内方に突出するように形成された環状の外輪ストッパ部１１ｂに軸方向に対向している。

前記軸受囲繞部材１１の外輪ストッパ部１１ｂには多数のばね穴１１ｃが端面１１eに開口するように形成されている。該各ばね穴１１ｃ内にはコイルばね１２が挿入配置されており、前記第１軸受６の外輪６ｂは前記コイルばね１２により軸方向後方（図示左方）に付勢されている。このようにして第１軸受６は、外輪６ｂの軸方向移動を許容すると共に該外輪６ｂを軸方向に付勢してボール６ｃに予圧を付加した状態で主軸１と軸受囲繞部材１１ひいてはハウジング４との間に介在される定圧予圧型軸受となっている。

そして前記第２軸受７の外輪は、前記軸受囲繞部材１１に一体的に形成された外輪代替部１１ｆが兼用されている。このようにして前記第２軸受７は、外輪相当部分の軸方向移動を規制した状態で主軸１と軸受囲繞部材１１ひいてはハウジング４との間に介在される定位置型軸受となっている。

前記軸受囲繞部材１１は、筒状体をなしており、その内周面に前記外輪支持部１１ａ，外輪ストッパ部１１ｂ及び外輪代替部１１ｂが形成されており、またその外周面に前記フランジ部１１gが径方向外方に拡がるように一体形成されている。

本実施例によれば、定圧予圧型の第１軸受６と定位置型の第２軸受７，７とを備えている場合に、第１軸受６については外輪６ｂを備えた構造とするとともに、第２軸受７，７については、その外輪を、ハウジング４の一部を構成する軸受囲繞部材１１に形成した外輪代替部１１ｆ，１１ｆにより兼用したので、つまり外輪をハウジング４の構成部品と一体的に形成したので軸受全体の支持剛性を向上できる。また、第２軸受７の専用の外輪を不要にでき、それだけ部品点数を削減でき、コスト削減に寄与できる。

また本実施例では、軸受囲繞部材１１を、ハウジング４と別体に、かつ該ハウジング４に対して着脱可能に形成したので、軸受囲繞部材１１に外輪支持部１１ａ，外輪ストッパ部１１ｂや外輪代替部１１ｆを形成する際の加工が容易である。

さらにまた、第１軸受６の外輪６ｂを、軸受囲繞部材１１に形成された外輪支持部１１ａで支持したので、第１軸受６，第２軸受７，７を軸受囲繞部材１１と主軸１との間に組み込んでアッセンブリ化し、該アッセンブリ体をハウジング４内に挿入し、該ハウジング４にボルト締めすることで主軸１をハウジング４に組み付けることができ、主軸１の組立性を向上できる。

１ 主軸
４ ハウジング
６ 第１軸受
６ａ 内輪
６ｂ 外輪
６ｃ ボール（転動体）
７ 第２軸受
７ａ 内輪
７ｃ ボール
１１ 軸受囲繞部材
１１ａ 外輪支持部
１１ｆ 外輪代替部

請求項１の発明は、内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を許容すると共に該外輪を前記軸方向に付勢して予圧を付加した状態で主軸とハウジングとの間に介在される定圧予圧型の第１軸受と、内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を規制した状態で主軸とハウジングとの間に介在される定位置型の第２軸受とを備えた工作機械の主軸支持構造において、
前記第２軸受の外輪のみを、前記第２軸受の外輪を、前記ハウジングの軸受囲繞部に形成した外輪代替部で兼用したことを特徴としている。

Claims (3)

1. 内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を許容すると共に該外輪を前記軸方向に付勢して予圧を付加した状態で主軸とハウジングとの間に介在される定圧予圧型の第１軸受と、内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を規制した状態で主軸とハウジングとの間に介在される定位置型の第２軸受とを備えた工作機械の主軸支持構造において、
   前記第２軸受の外輪を、前記ハウジングの軸受囲繞部に形成した外輪代替部で兼用した
   ことを特徴とする工作機械の主軸支持構造。
2. 請求項１に記載の工作機械の主軸支持構造において、
   前記軸受囲繞部は、前記ハウジングと別体に、かつ該ハウジングに対して着脱可能に形成されている
   ことを特徴とする工作機械の主軸支持構造。
3. 請求項２に記載の工作機械の主軸支持構造において、
   前記第１軸受の外輪は、前記軸受囲繞部に形成された外輪支持部に支持されている
   ことを特徴とする工作機械の主軸支持構造。

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