JP2618302B2 - 工作機械用主軸の軸受構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械用主軸の軸受
構造に関する。更に詳しくは、主としてスラスト方向に
対して加えられる衝撃荷重より主軸のベアリングを保護
するためのサポート機構を有する工作機械用主軸の軸受
構造に関する。

【０００２】

【従来技術】各種工作物にみぞを形成するために立削り
盤が主に使用されている。また、キーみぞ、スプライン
みぞを形成するのには、キーみぞ盤、ブローチ盤が使用
されている。これらの工作機械は、バイトを往復させて
主としてみぞ又はキーを加工するものである。一方、マ
シニングセンタは、主として角物工作物を取付け替えな
しに２面以上についてそれぞれ多種類の加工を施す数値
制御工作機械として知られている。数値制御旋盤は、主
としてバイトを使用して丸棒を削るものとして知られて
いる。

【０００３】マシニングセンタ又は数値制御旋盤でキー
みぞ又はスプラインみぞなどの加工を行うには、エンド
ミルなどの工具を用いて加工される。しかしながら、小
径穴の穴の内周面などにキーみぞ又はスプラインみぞを
加工するには、エンドミルが小径穴に挿入できないので
使用できない。このため、小径穴のみぞ加工を行うには
バイト又はブローチを使用しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】工作物の加工は、可能
な限り１台の工作機械で多工程の機械加工を終了させた
ほうが良い。しかし、マシニングセンタ又は数値制御旋
盤でキー又はスプラインみぞの加工を行うと、工作物を
保持している主軸に比較的大きなスラスト方向の静荷重
及び衝撃荷重が加えられる。スラスト方向の荷重が加え
られると、主軸を支持している高精度のベアリングが変
形されてしまう。この変形は、主軸の加工精度を悪くす
る。本発明は、以上のような技術背景で発明されたもの
であり、次の目的を達成する。

【０００５】本発明の目的は、スラスト方向に加えられ
る荷重から主軸のベアリングを保護するための工作機械
用主軸の軸受構造を提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、スラスト方向に加え
られる荷重を電気的に制御するための工作機械用主軸の
軸受構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前課題を解決するために
次のような手段を採る。工具又は工作物を回転駆動する
ための工作機械用主軸であって次の要件からなるもの、 ａ．前記工作物又は工具を駆動するための主軸（５７，
６３，１０１）を回転自在に支持する主軸支持手段
（８，２７，３２）と、 ｂ．前記主軸支持手段（８，２７，３２）に設けられ、
前記主軸（５７，６３，１０１）に工作物又は工具を取
り付けるための工具又は工作物把持手段（６２，６５，
７０，９３，１０４，１０５）と、 ｃ．前記主軸（５７，６３，１０１）を前記主軸支持手
段（８，２７，３２）に回転自在に支持するための軸受
（５８，６４，１０２）と、 ｄ．前記主軸（５７，６３，１０１）の主に軸線方向の
力を前記主軸支持手段（８，２７，３２）で受け止める
ために、前記主軸（５７，６３，１０１）と前記主軸支
持手段（８，２７，３２）の間に設けられ接触面を備え
た支承手段（１０７）と、 ｅ．前記主軸支持手段（８，２７，３２）に設けられ前
記接触面を前記主軸方向に伸縮する歪みを発生させるス
ラストアクチュエータとからなることを特徴とする工作
機械用主軸の軸受構造である。

【０００８】工作物の一端を支えるテイルストックに設
けられた心押軸の軸受け構造であって次の要件からなる
もの、 ａ．テイルストック（３２）と、 ｂ．前記テイルストック（３２）に設けられ、工作物又
は工具を取り付けるための心押軸（１０１）と、 ｃ．前記心押軸（１０１）を前記テイルストック（３
２）に回転自在に支持するための軸受（１０２）と、 ｄ．前記心押軸（１０１）の主に軸線方向の力を前記テ
イルストック（３２）で受け止めるために前記軸線方向
に膨張するように前記テイルストック（３２）に設けら
れたスラストアクチュエータ（１０９）と、 ｅ．前記テイルストック（３２）と前記心押軸（１０
１）の間に設けられ、前記軸線方向の力を受け止めるた
めの接触面を備えた摩擦パッド（１０７）とからなる工
作機械用主軸の軸受構造である。

【０００９】前記スラストアクチュエータは、電気的に
スラスト力の大きさを制御できる圧電素子であると更に
良い。

【００１０】

【作 用】本加工システムのテイルストックは、キー溝
などの加工時に工作物を保持する機能がある。工作物Ｗ
にキー溝を加工するときは、まずパレットＰに工作物Ｗ
を搭載する。パレットＰの裏面には、カービックカップ
リングが形成されており、このカービックカップリング
はフランジ１０３に形成されたカービックカップリング
１０４に噛み合っている。また、パレットＰの裏面に
は、テーパシャンク１１１が一体に設けられている。

【００１１】このテーパシャンク１１１は、心押軸１０
１のテーパ穴１０４に挿入されており、このテーパシャ
ンク１１１の後端にはプルスタッドが取り付けられてい
る。このプルスタッドをクランプ装置でクランプして心
押軸１０１にパレットＰを固定する。スラスト方向の切
削力より主軸ベアリングを保護するためは、圧電アクチ
ュエータ１０９に電圧を印加させて軸方向に膨脹する歪
みを発生させる。この歪みは、変形部１０８、摩擦パッ
ト１０７を介してフランジ１０３を押上げてパレットＰ
からの切削力を受け止め、スラスト軸受を保護する。こ
の軸受支持構造は他の主軸の支持構造にも適用できる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図１は、複数の加工要素を持つ加工システム
の外観を示す図である。ベッド１は、機械の本体を構成
する台であり、平面がほぼ矩形である。ベッド１の両サ
イドには、加工液、切粉などを排除するときの樋２が一
体に形成されている。ベッド１上には、２本の直線のガ
イドレールには第１案内面３，３が形成されている。第
１案内面３の側面には、ラック４が固定されている。

【００１３】第１案内面３，３上には、送り台５が移動
自在に設けられている。送り台５の下面には、ナットが
固定されておりこのナットに送りねじ６がねじ込まれて
いる。送りねじ６の一端には、Ｘ１サーボモータ（図示
せず）の出力軸が連結されている。Ｘ１サーボモータの
回転駆動により、送り台５は第１案内面３，３上を移動
される。送り台５の上部には、主軸台８が設けられてい
る。主軸台８はＸ１方向と直角な方向、すなわちＹ１軸
線の回りに回転および割出位置決めができる。この回転
及び割出し位置決めのための駆動は、ウォーム及びウォ
ームホイールを介してＹ１サーボモータ９により行う
（図３参照）。

【００１４】主軸台８には、主軸が軸受により回転自在
に支持されている。主軸の前面側の端面部には、チャッ
ク１１が取り付けられている。チャック１１は工作物を
把持するためのものである。ただし、主軸前端面には、
工作物把持用のチャック１１だけでなく、後述する工具
タレット２９及び磁気チャック７０による角形工作物な
ども装着できる。主軸は、主軸台８内に埋め込んだビル
トインモータにより高速及び低速に回転駆動される。

【００１５】一方、前記ベッド１上には、第１案内面
３，３と平行なＸ２方向に２本の第２案内面２０，２０
が形成されている。第２案内面２０，２０上には、第２
送り台２１が移動自在に設けられている。第２案内面２
０，２０に沿ってＸ２送りねじ１９が配置されている。
Ｘ２送りねじ１９は、第２送り台２１の下面に設けたナ
ット１７にねじ込まれている。Ｘ２送りねじ１９の一端
は、Ｘ２サーボモータ１８の出力軸に連結されている。
結局、Ｘ２サーボモータ１８を回転させることにより、
第２送り台２１は第２案内面２０上を移動する。

【００１６】第２送り台２１には、２本の第３案内面２
２，２２を有する案内レールが第２案内面２０，２０と
直角な方向に取り付けられている。第３案内面２２，２
２上には、第３送り台２３が移動自在に設けられてい
る。第３送り台２３は、送りねじを介してＺ２サーボモ
ータ２４により移動される。更に、第３送り台２３上に
は、コラム２５が一体に設けられている。コラム２５の
前面には、第４案内面２６，２６が形成されている。

【００１７】第４案内面２６，２６には、主軸頭２７が
上下動自在に設けられている。主軸頭２７は、Ｙ２サー
ボモータ２８により上下動自在に駆動される。主軸頭２
７内には、主軸が回転自在に支持され設けられている。
主軸の前面側の主軸端には、工具タレット２９が取り付
けられている。工具タレット２９の外周には、複数の工
具Ｔが取り付けられている。この主軸前端の構造は、後
述する主軸台８の構造と同一であり、ここでは説明しな
い。この工具タレット２９は、後記するように主軸より
回転動力を取り出して、工具タレット２９に取り付けた
回転工具を回転させるものである。また、工具タレット
２９の本体は、カービックカップリング構造により主軸
受の前端面に位置決め固定できるものである。

【００１８】タレット２９に取り付けられた工具Ｔは、
チャック１１に把持した工作物を加工する。ベッド１に
は、更に高さの違う２本の案内面３１ａ，３１ｂが形成
されている（図２参照）。この両案内面３１ａ，３１ｂ
上にテイルストック３２が移動自在に設けられている。
テイルストック３２は、センタを使用して工作物の一端
を支える台である。更に、心押軸を回転駆動および回転
割出用のサーボモータ３３を備えている。したがって、
心押軸のヘッド３４に工作物把持用のチャック１１、工
具タレット２９も取り付けることができる。

【００１９】工作物及び工具タレット・マガジン４０ 第１案内面３，３上には、第４移動台４１が移動自在
に設けられている。第４移動台４１上には、サーボモー
タ４２が搭載されているとおり、その出力軸に設けたピ
ニオンが案内レールのラック４に噛み合っている。第４
移動台４１は、第１案内面３，３上をサーボモータ４２
により駆動されて移動する。したがって、サーボモータ
４２を回すことで第４移動台４１は、案内面３，３上を
移動される。

【００２０】第４移動台４１上には、工作物及び工具タ
レット・マガジン４０が搭載されている。第４移動台４
１には、工作物及び工具タレット・マガジン４０を割出
しするためのサーボモータ４４が取り付けられている。
第４移動台４１上のタレット台４３上には、マガジン本
体４６が割出し可能に設けられている。マガジン本体４
６は、８角形であり、その外周面に工具タレット２９を
取り付けるためのタレットソケット４７が外周の４か所
に設けられている。マガジン本体４６の上部には、工作
物Ｗを把持し、搭載するための工作物把持台が設けられ
ている。したがって、工作物及び工具タレット・マガジ
ン４０は、工具タレット２９の搬送と共に工作物の搬送
も行う。

【００２１】図６は、図２のVI-VI 線で切断した第４移
動台４１の断面図である。割出用サーボモータ４４の出
力軸には、ウォーム８０が設けられている。ウォーム・
ホイール８１に噛み合っているウォーム・ホイール８１
は、マガジン本体４６に固定されている。したがって、
割出用サーボモータ４４を回転させることによってウォ
ーム８０は回転され、ウォーム・ホイール８１は割出し
回転させられる。ウォーム・ホイール８１の回転により
マガジン本体４６は、所望の角度に割出しされる。この
割出しにより、工具タレット２９を必要な角度位置に割
出す。第４移動台４１上には、サーボモータ４２が搭載
されこの出力軸には、ピニオン８２が連結されている。
ピニオン８２は、ラック４に噛み合っている。

【００２２】ベッド１の隣には、レーザ加工機５０が設
置されている。レーザ加工機４９は、焼入れ、切断、溶
接などを行うためのものである。このレーザ加工機４９
の構造は周知である。レーザ発振ヘッド５０は、サーボ
モータにより３軸線方向に移動されて位置決めされ工作
物の必要な位置にレーザ加工を行う。これらの駆動機構
は、周知であり、ここでは詳記しない。

【００２３】主軸台８ 図３は、主軸台４及び第１送り台３の切断断面図であ
り、図４は図３のIV−IV線の切断断面図である。主軸台
本体５１は、立方体状の形をしたものである。主軸台本
体５１の下面には、割出軸５２が一体に取り付けられて
いる。割出軸５２は軸受５３により回転自在に第１送り
台５に支持されている。割出軸５２には、ウォームホイ
ール５４が固定されている。ウォームホイール５４は、
ウォーム５５に噛み合っている。ウォーム５５は、軸５
６を介してサーボモータ９により割出し回転される。

【００２４】主軸台本体５１内には、低速回転のための
低速主軸５７が軸受５８に支持されている。低速主軸５
７の外周には、ウォームホイール５９が固定されてい
る。ウォームホイール５９は、ウォーム７２に噛み合っ
ている。ウォームホイール５９は、軸６０を介して低速
用モータ６１により回転駆動される。低速主軸５７の前
端面には、環状のカービックカップリング６２が形成さ
れている。カービックカップリング６２は、工具タレッ
ト２９（図７，８参照）又は工作物チャック等を取り付
けるためのものである。

【００２５】低速主軸５７でかつカービックカップリン
グ６２の外周には、環状の磁気チャック７０が設けられ
ている。磁気チャック７０は、角形の工作物又は異形の
工作物固定用の治具を吸着固定するためのものである。

【００２６】低速主軸５７と同軸で中心には、高速回転
のための高速主軸６３が軸受６４により回転自在に支持
されている。高速主軸６３の前面には、テーパ穴６５が
形成されている。高速主軸６３の後端には、ＡＣモータ
のモータ・ロータ６６が一体固定されている。更に高速
主軸６３には、回転円盤７１が取り付けられている。回
転円盤７１は、エンコーダを構成する部品であり、高速
主軸６３の回転数、回転方向、回転角を検出するもので
ある。このエンコーダの詳細な構造は周知であり、その
説明は省略する。

【００２７】モータ・ロータ６６の外周でかつ主軸台本
体５１には、モータ・ステータ６７が一体に固定されて
いる。モータ・ロータ６６とモータ・ステータ６７は、
ＡＣモータを構成する。モータ・ロータ６６は、希望の
角度位置に割出しするための割出用モータ（図示せず）
を備えている。

【００２８】モータ・ステータ６７内のコイルはその内
部抵抗により発熱する。このためモータ・ステータ６７
の外周の主軸台本体５１には、螺旋状の溝であるオイル
ジャケット６８が形成されている。オイルジャケット６
８には、冷凍装置で冷却された冷却油が流されており、
モータ・ステータ６７を冷却する。高速主軸６３の最後
部には、アンクランプシリンダ６９が設けられている。
アンクランプシリンダ６９は、低速主軸６３のテーパ穴
６５内に把持された工具をアンクランプするためのもの
である。なお、テーパ穴６５への工具の固定は、周知の
構造であるローレット、ドローバ、皿バネによって行う
（図示せず）。

【００２９】一方、低速主軸５７への工具タレットの取
付は、次のように行う。低速主軸５７の前端面には、環
状にカービックカップリング６２が形成されている。カ
ービックカップリング６２は、工具タレット２９に形成
されたカービックカップリング９３（図８）に噛み合っ
て工具タレット２９を低速主軸５７に固定するためのも
のである。

【００３０】工具タレット 図７に示すものは、工具タレット２９の一部破断平面
図である。図８は図７のVIII-VIII 線の断面図である。
工具タレット２９は、放射状に複数のタップ９０、ドリ
ル９１など回転工具と、旋削工具９２等種々の工具を備
えているタレット刃物台である。例えば、回転工具であ
るタップ９０は、タップチャック９３で把持されてい
る。タップチャック９３は、タップ軸９４の一端に設け
られており、タップ軸９４の他端には、かさ歯車９５が
キー止めされている。工具タレット本体８９は、平面６
角形状であり高さを持った本体である。

【００３１】６角の各辺には、タップ９０、ドリル９１
等の回転工具、旋削工具９２、工作物把持用のサブチャ
ック９６が取り付けられている。工具タレット２９は加
工時には、主軸頭２７又は主軸台８の前面に固定され
る。工具タレット本体８９の側面には、環状にカービッ
クカップリング９７が形成されている。このカービック
カップリング９７は、低速主軸５７の前端面に形成され
たカービックカップリング６２に噛み合って工具タレッ
ト２９を低速主軸５７に固定する。

【００３２】工具タレット本体８９の側面中央には、テ
ーパシャンク９８が回転自在に支持されている。テーパ
シャンク９８の一端には、かさ歯車９９がキー固定され
ている。かさ歯車９９はかさ歯車９５と噛み合ってい
る。テーパシャンク９８は、高速主軸６３のテーパ穴６
５に噛み合って工具タレット２９を固定する。工具タレ
ット本体８９の前面には、把持部８８が形成されてい
る。把持部８８は、工具タレット２９をタレットソケッ
ト４７に挿入して把持するためのものである。

【００３３】心押軸のヘッド 図９、図１０は、テイルストック３２のヘッド３４の
詳細を示す図である。図９は、ヘッド３４の正面図であ
る。ヘッド３４内には、心押軸１０１がベアリング１０
２により支持されている。心押軸１０１の前端には、心
押軸１０１の一体にフランジ１０３が一体に設けられて
いる。フランジ１０３の前端面には、カービックカップ
リング１０５が形成されている。カービックカップリン
グ１０５は、前記した工具タレット２９のカービックカ
ップリング９７と噛み合うためのものであり、心押軸１
０１に工具タレット２９又は工作物のパレットを固定す
る。

【００３４】また、心押軸１０１の中心の前端面の中心
には、テーパ穴１０５が形成されている。テーパ穴１０
５は、工具のシャンクなどを挿入しクランプするための
ものである。心押軸１０１の前端面には、キー１０６が
固定されている。キー１０６は工具などを駆動するため
のキーである。

【００３５】一方、フランジ１０３の背面には、わずか
な隙間をおいて摩擦パッド１０７が配置されている。摩
擦パッド１０７は、金属製であり、摩擦の少ないすべり
軸受金属等から選択する。更に、ヘッド３４には、フラ
ンジ状の変形部１０８を介して圧電アクチュエータ１０
９が配置されている。圧電アクチュエータ１０９は、本
例では結晶体の圧電セラミックス、すなわちジルコン酸
チタン酸鉛（ＰＺＴ）を用いた。ＰＺＴ系圧電セラミッ
クスは、印加電圧に対する歪みが大きいので有利であ
る。

【００３６】更に、変形部１０８の外周には、テーパシ
ャンク１１０が設けられている。テーパシャンク１１０
は、工作物をクランプするアタッチメント等をクランプ
するときに用いる。スロッタ加工等軸方向運動のみにて
加工を行う際に、フランジ１０３に加えられるスラスト
方向の力は、圧電アクチュエータ１０９の歪みにより変
形部１０８が前方に変形されて摩擦パット１０７を前方
によりせり出し、フランジ１０３を支持して直接主軸ベ
アリングにかからないように保護される。

【００３７】作 動 以上のような構造の複数の加工要素を持つ加工システ
ムは、次のように作動する。ＮＣ装置１００は、これか
ら加工しようとする工作物に合わせて工具タレット２９
を選択する。工具タレット２９は、工作物の加工内容に
応じてあらかじめ装着する工具が決められている。例え
ば、加工内容がドリル、外径、ネジ切り、外周研削加工
であれば、それらの加工ができるように、ドリル、外径
バイト、ネジ切りバイト、砥石が装着された工具タレッ
ト２９を選択する。

【００３８】工具タレット２９は、工作物及び工具タレ
ット・マガジン４０に複数個貯蔵されている。この工具
タレット２９の交換は、ＮＣ装置１００の指令により、
割出用サーボモータ４４を起動し、ウォーム８０、ウォ
ームホイール８１を回転させて、工具マガジン本体４６
を所望の角度に割出す（図１，２の状態）。この割出し
の状態は、工具マガジン本体４６の空いているタレット
ソケット４７側をコラム２５側に向けた状態である。こ
の割出しと同時に又は平行してＸ２サーボモータ１８、
Ｚ２サーボモータ２４、Ｙ２サーボモータ２８を起動さ
せて主軸頭２７を工具タレット２９の交換位置に移動さ
せる。すなわち、工作物及び工具タレット・マガジン４
０と主軸２７を対向させ、マガジン本体４６のタレット
ソケット４７と工具タレット２９の把持部９６の中心線
を一致させる。

【００３９】この中心線が一致し対向した状態で、Ｚ２
サーボモータ２４を駆動させて、主軸頭２７を更にマガ
ジン本体４６に近づけ、工具タレット２９の把持部８８
をタレットソケット４７に挿入する。マガジン本体４６
内のクランプ装置は、把持部９６を把持する。この把持
後、主軸頭２７内の工具クランプ装置は工具タレット２
９のクランプを解除する。この後、Ｚ２サーボモータ２
４を起動させて、主軸頭２７を再びマガジン本体４６か
ら引き離す。

【００４０】第４移動台４１上の割出し用サーボモータ
４４を起動させて、マガジン本体４６を所望の角度に割
り出す。目的の工具タレット２９がコラム２５側に位置
すると、再びＺ２サーボモータ２４を移動させて主軸頭
２７をマガジン本体４６に近づける。主軸頭２７内のク
ランプ装置は、工具タレット２９のテーパシャンク９８
を把持する。この把持後、マガジン本体４６内のクラン
プ装置は工具タレット２９を解放する。以上の動作で工
具タレット２９の交換動作は終了する。

【００４１】一方、この工具タレット２９の交換後又は
前にチャック１１に工作物Ｗを保持させる。工作物及び
工具タレット・マガジン４０にベッド１の側面に配置し
た工作物及び工具タレット２９のストッカー（図示せ
ず）から工作物Ｗを供給し搭載する。工作物及び工具タ
レット・マガジン４０は、工作物Ｗをその頂部に搭載し
案内面３，３上を移動しチャック１１に工作物Ｗを供給
する。なお、この移動をしないで、主軸台８を移動させ
ても工作物Ｗを把持しても良い。

【００４２】次に、Ｘ２サーボモータ１８、Ｚ２サーボ
モータ２４、Ｙ２サーボモータ２８を駆動し、主軸頭２
７を所定の加工位置に移動させる。高速主軸６３を回転
しチャック１１を回転させて、主軸頭２７の工具タレッ
ト２９内の工具により旋削、ミーリング、穴あけ、研削
加工を行う。このとき加工は、Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２軸によ
り行う。

【００４３】更に、必要があれば、モータ・ロータ６６
を電磁的に固定し高速主軸６３を固定し、Ｙ１サーボモ
ータ９を駆動させて主軸台８をＹ１の軸線の回りに割出
し回転させて５軸で必要な加工を行う。長尺の工作物Ｗ
の場合には、テイルストック３２とチャック１１との間
に工作物Ｗを保持し通常の旋削、円筒研削、ミーリング
加工等の同様の加工を行う。更に、焼入れの必要がある
工作物Ｗは、レーザ発振ヘッド５０からレーザを発振さ
せて焼入れ溶接などを行う。加工が終了した工具Ｗは、
工作物及び工具タレット・マガジン４０に搭載して排出
する。

【００４４】テイルストックの使用方法 テイルストック３２は、通常の旋盤のように、長尺の
工作物の一端をセンターで支える機能もある。しかしな
がら、本加工システムのテイルストックは、キー溝など
の加工時に工作物を保持する機能もある。図１０の鎖線
に示すように、工作物Ｗにキー溝を加工するときは、ま
ずパレットＰに工作物Ｗを搭載する。パレットＰの裏面
には、カービックカップリングが形成されており、この
カービックカップリングはフランジ１０３に形成された
カービックカップリング１０４に噛み合っている。

【００４５】また、パレットＰの裏面には、テーパシャ
ンク１１１が一体に設けられている。このテーパシャン
ク１１１は、心押軸１０１のテーパ穴１０４に挿入され
ており、このテーパシャンク１１１の後端にはプルスタ
ッドが取り付けられている。このプルスタッドをクラン
プ装置でクランプして心押軸１０１にパレットＰを固定
する。スラスト方向の切削力より主軸ベアリングを保護
するため、圧電アクチュエータ１０９に電圧を印加させ
て軸方向に膨脹する歪みを発生させる。この歪みは、変
形部１０８、摩擦パット１０７を介してフランジ１０３
を押上げてパレットＰからの切削力が直接主軸ベアリン
グに加わらないよう受け止める。

【００４６】

【その他の実施例】前記した主軸は、中心が高速軸で外
周が低速軸であったが、この逆の配置でも良い。その駆
動手段もビルトインモータに限らず、公知の他の手段で
も良い。前記した圧電アクチュエータ１０９は、電圧を
印加させて歪みを発生させるものであった。しかし、こ
の圧電アクチュエータ１０９は、電歪アクチュエータで
も良い。電歪アクチュエータは、電界により歪みを発生
させるものである。例えば、電歪アクチュエータは、マ
グネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）などである、更に、動
電スピーカーなどに用いられているボイスコイルアクチ
ュエータなどでも良い。前記工作物Ｗの供給は、ベット
１の近くに配置したロボット（図示せず）又は上部に設
けた工作物供給・排出装置（図示せず）により供給又は
排除しても良い。

【００４７】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明は、工作物
又は工具が取り付けられた主軸又は心押軸に加えられる
スラスト方向の荷重に対して駆動できるアクチュエータ
を設けたので、主軸又は心押軸を支持する軸受を有効に
保護できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は複数の加工要素を持つ加工システムの外
観を示す立体配置図である。

【図２】図２は図１のII矢視図である。

【図３】図３は主軸台の断面図である。

【図４】図４は図３のVI-VI 線で切断した断面図であ
る。

【図５】図５は主軸台の正面図である。

【図６】図６は図１のVI-VI 線で切断した断面図であ
る。

【図７】図７は工具タレットの正面である。

【図８】図８は図７のVIII-VIII 線で切断した断面図で
ある。

【図９】図９はテイルストックの正面図である。

【図１０】図１０はテイルストックのヘッド部分の断面
図である。

【符号の説明】

１…ベッド、２…樋、３…案内面、４…ラック、５…送
り台、８…主軸台、９…Ｙ１サーボモータ、１０…ＣＩ
サーボモータ、１１…チャック、２０…第２案内面、２
２…第３案内面、２３…第３送り台、２４…Ｚ２サーボ
モータ、２５…コラム、２７…主軸頭、２９…工具タレ
ット、３２…テイルストック、４０…工作物及び工具タ
レット・マガジン、４９…レーザ加工機、５０…レーザ
発振ヘッド、５７…低速主軸、６３…高速主軸、６５…
テーパ穴

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具又は工作物を回転駆動するための工作
   機械用主軸であって次の要件からなるもの、ａ．前記工作物又は工具を駆動するための主軸（５７，
   ６３，１０１）を回転自在に支持する主軸支持手段
   （８，２７，３２）と、 ｂ．前記主軸支持手段（８，２７，３２）に設けられ、
   前記主軸（５７，６３，１０１）に工作物又は工具を取
   り付けるための工具又は工作物把持手段（６２，６５，
   ７０，９３，１０４，１０５）と、 ｃ．前記主軸（５７，６３，１０１）を前記主軸支持手
   段（８，２７，３２）に回転自在に支持するための軸受
   （５８，６４，１０２）と、 ｄ．前記主軸（５７，６３，１０１）の主に軸線方向の
   力を前記主軸支持手段（８，２７，３２）で受け止める
   ために、前記主軸（５７，６３，１０１）と前記主軸支
   持手段（８，２７，３２）の間に設けられ接触面を備え
   た支承手段（１０７）と、 ｅ．前記主軸支持手段（８，２７，３２）に設けられ前
   記接触面を前記主軸方向に伸縮する歪みを発生させるス
   ラストアクチュエータと からなることを特徴とする工作機械用主軸の軸受構造。
2. 【請求項２】工作物の一端を支えるテイルストックに設
   けられた心押軸の軸受け構造であって次の要件からなる
   もの、 ａ．テイルストック（３２）と、 ｂ．前記テイルストック（３２）に設けられ、工作物又
   は工具を取り付けるための心押軸（１０１）と、 ｃ．前記心押軸（１０１）を前記テイルストック（３
   ２）に回転自在に支持するための軸受（１０２）と、 ｄ．前記心押軸（１０１）の主に軸線方向の力を前記テ
   イルストック（３２）で受け止めるために前記軸線方向
   に膨張するように前記テイルストック（３２）に設けら
   れたスラストアクチュエータ（１０９）と、 ｅ．前記テイルストック（３２）と前記心押軸（１０
   １）の間に設けられ、前記軸線方向の力を受け止めるた
   めの接触面を備えた摩擦パッド（１０７）と からなる工
   作機械用主軸の軸受構造。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記スラストアクチュエータは、電気的にスラスト力の
   大きさを制御できる圧電素子であることを特徴とする工
   作機械用主軸の軸受構造。