JP2844282B2 - 主軸装置の減衰機構 - Google Patents
主軸装置の減衰機構Info
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- JP2844282B2 JP2844282B2 JP10378192A JP10378192A JP2844282B2 JP 2844282 B2 JP2844282 B2 JP 2844282B2 JP 10378192 A JP10378192 A JP 10378192A JP 10378192 A JP10378192 A JP 10378192A JP 2844282 B2 JP2844282 B2 JP 2844282B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フランジ取付タイプの
カートリッジ式主軸ユニットを用いる主軸装置における
振動減衰機構に関するものである。
カートリッジ式主軸ユニットを用いる主軸装置における
振動減衰機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年主軸のユニット化が進み、その形
は、どの機種にも取付け易いように、またメンテナス作
業がし易いように、フランジ取付タイプの主軸ユニット
が増えてきている。
は、どの機種にも取付け易いように、またメンテナス作
業がし易いように、フランジ取付タイプの主軸ユニット
が増えてきている。
【０００３】図５に示すように、従来の主軸ユニット１
は、その主軸２先端側に設けたフランジ３を主軸頭４の
ハウジング５下端にボルト６により固着されているが、
カートリッジ式主軸ユニット１はハウジング５に対して
フランジ３により片持式に支持されることになるので、
加工中に振動が発生し易い。
は、その主軸２先端側に設けたフランジ３を主軸頭４の
ハウジング５下端にボルト６により固着されているが、
カートリッジ式主軸ユニット１はハウジング５に対して
フランジ３により片持式に支持されることになるので、
加工中に振動が発生し易い。
【０００４】この主軸振動を改善する場合には、フラン
ジ厚みを厚くするなど静的な剛性アップによる手段が一
般に行なわれているが、主軸周りが大型化してしまう。
また、主軸ユニット１をハウジング５内壁に隙間なく嵌
合させて一体化を図るようにすると、主軸交換に際し、
嵌合部分の嵌め外し作業に手間がかかって不便であるば
かりでなく、加工も精密に行なう必要がある。さらに、
振動防止のため例えばダイナミックバランス用のバラン
スウエイトを取付るとなると、主軸頭全体が大型化せざ
るを得なくなる。
ジ厚みを厚くするなど静的な剛性アップによる手段が一
般に行なわれているが、主軸周りが大型化してしまう。
また、主軸ユニット１をハウジング５内壁に隙間なく嵌
合させて一体化を図るようにすると、主軸交換に際し、
嵌合部分の嵌め外し作業に手間がかかって不便であるば
かりでなく、加工も精密に行なう必要がある。さらに、
振動防止のため例えばダイナミックバランス用のバラン
スウエイトを取付るとなると、主軸頭全体が大型化せざ
るを得なくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、フラ
ンジ取付タイプの主軸ユニットは、構造的に片持ち支持
となるため、主軸本体の慣性力による振動が発生し易
い。本発明は、静的な取付部の剛性アップ以外にダンピ
ング機構を付加することにより、主軸振動（動剛性）を
改善しようとするものである。
ンジ取付タイプの主軸ユニットは、構造的に片持ち支持
となるため、主軸本体の慣性力による振動が発生し易
い。本発明は、静的な取付部の剛性アップ以外にダンピ
ング機構を付加することにより、主軸振動（動剛性）を
改善しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため下記のように構成されている。
決するため下記のように構成されている。
【０００７】 カートリッジ式主軸ユニットが主軸頭
のハウジングに取り付けられ、前記主軸頭が主軸頭取付
ベースに対して主軸軸線と平行な方向へ直動可能に支承
される主軸装置において、前記主軸頭のハウジングの内
壁と前記ハウジングの内部に突出する前記主軸頭取付ベ
ースの管状支承部材の外壁との互いに直動する部材間
に、前記主軸軸線の方向に間隔をおいて少くとも２箇所
に弾性密封部材を介在させ、その弾性密封部材間に粘性
流体を充填して構成した主軸装置の減衰機構。
のハウジングに取り付けられ、前記主軸頭が主軸頭取付
ベースに対して主軸軸線と平行な方向へ直動可能に支承
される主軸装置において、前記主軸頭のハウジングの内
壁と前記ハウジングの内部に突出する前記主軸頭取付ベ
ースの管状支承部材の外壁との互いに直動する部材間
に、前記主軸軸線の方向に間隔をおいて少くとも２箇所
に弾性密封部材を介在させ、その弾性密封部材間に粘性
流体を充填して構成した主軸装置の減衰機構。
【０００８】 カートリッジ式主軸ユニットが主軸頭
のハウジングに取り付けられ、前記主軸頭が主軸頭取付
ベースに対して主軸軸線と平行な方向へ直動可能に支承
される主軸装置において、前記主軸頭のハウジングの内
壁と前記カートリッジ式主軸ユニットの外周面との間
に、前記主軸軸線の方向に間隔をおいて少くとも２箇所
に弾性密封部材を介在させ、その弾性密封部材間に粘性
流体を充填し、さらに、前記主軸頭のハウジングの内壁
と前記ハウジングの内部に突出する前記主軸頭取付ベー
スの管状支承部材の外壁との互いに直動する部材間に、
前記主軸軸線の方向に間隔をおいて少くとも２箇所に弾
性密封部材を介在させ、その弾性密封部材間に粘性流体
を充填して構成した主軸装置の減衰機構。
のハウジングに取り付けられ、前記主軸頭が主軸頭取付
ベースに対して主軸軸線と平行な方向へ直動可能に支承
される主軸装置において、前記主軸頭のハウジングの内
壁と前記カートリッジ式主軸ユニットの外周面との間
に、前記主軸軸線の方向に間隔をおいて少くとも２箇所
に弾性密封部材を介在させ、その弾性密封部材間に粘性
流体を充填し、さらに、前記主軸頭のハウジングの内壁
と前記ハウジングの内部に突出する前記主軸頭取付ベー
スの管状支承部材の外壁との互いに直動する部材間に、
前記主軸軸線の方向に間隔をおいて少くとも２箇所に弾
性密封部材を介在させ、その弾性密封部材間に粘性流体
を充填して構成した主軸装置の減衰機構。
【０００９】
【作用】本発明によれば、主軸頭ハウジングを主軸頭取
付ベースより延在する管状支承部材に対して主軸軸線方
向に間隙をおいてＯリングなどの弾性密封手段を介在さ
せ、これら弾性密封手段の間に粘性流体を充填させたの
で、シール機能を持つ弾性密封手段の弾性変形と粘性流
体の粘性抵抗とで振動エネルギーを吸収し、減衰効果を
発揮する。また、主軸ユニットと主軸頭ハウジングとの
間に形成した間隙に、同様に主軸軸線方向に間隔をおい
てＯリングなどの弾性密封手段を介在させ、これらこれ
ら弾性密封密封手段の間に粘性流体を充填させてやる
と、さらに主軸頭の主軸頭取付ベースに対する減衰特性
の向上が図れる。
付ベースより延在する管状支承部材に対して主軸軸線方
向に間隙をおいてＯリングなどの弾性密封手段を介在さ
せ、これら弾性密封手段の間に粘性流体を充填させたの
で、シール機能を持つ弾性密封手段の弾性変形と粘性流
体の粘性抵抗とで振動エネルギーを吸収し、減衰効果を
発揮する。また、主軸ユニットと主軸頭ハウジングとの
間に形成した間隙に、同様に主軸軸線方向に間隔をおい
てＯリングなどの弾性密封手段を介在させ、これらこれ
ら弾性密封密封手段の間に粘性流体を充填させてやる
と、さらに主軸頭の主軸頭取付ベースに対する減衰特性
の向上が図れる。
【００１０】
【実施例】図１は主軸装置の減衰機構の基本構成を示す
ための主軸頭の断面図、図２は本発明による実施例を示
すもので、主軸頭を主軸頭取付ベースに対し直動軸受を
介して主軸軸線方向に変位可能となっている場合を示す
断面図、図３は図２と同様の他の実施例を示す断面図、
図４は本発明による減衰効果の１例を示す図、である。
ための主軸頭の断面図、図２は本発明による実施例を示
すもので、主軸頭を主軸頭取付ベースに対し直動軸受を
介して主軸軸線方向に変位可能となっている場合を示す
断面図、図３は図２と同様の他の実施例を示す断面図、
図４は本発明による減衰効果の１例を示す図、である。
【００１１】図１において、１はカートリッジ式主軸ユ
ニット、２は主軸、３はフランジで、主軸頭４のハウジ
ング５の円筒状下端に、主軸ユニット１がそのフランジ
３部分でボルト６により固定されている。なお、主軸ユ
ニット１外周は、ハウジング５の円筒状内壁に主軸方向
に間隔をおいて設けられた環状溝７，８に嵌入された弾
性密封手段としてのＯリング９、10を介して弾性的に支
承され、且つ、Ｏリング９，10間の間隙11には粘性流体
12が充填されている。なお、この隙間は10μm以下が好
ましい。
ニット、２は主軸、３はフランジで、主軸頭４のハウジ
ング５の円筒状下端に、主軸ユニット１がそのフランジ
３部分でボルト６により固定されている。なお、主軸ユ
ニット１外周は、ハウジング５の円筒状内壁に主軸方向
に間隔をおいて設けられた環状溝７，８に嵌入された弾
性密封手段としてのＯリング９、10を介して弾性的に支
承され、且つ、Ｏリング９，10間の間隙11には粘性流体
12が充填されている。なお、この隙間は10μm以下が好
ましい。
【００１２】このため、主軸ユニット１の振動エネルギ
ーは、Ｏリング９、10の弾性変形と微小間隙に密封され
た粘性流体12の粘性抵抗とで吸収されることになる。
ーは、Ｏリング９、10の弾性変形と微小間隙に密封され
た粘性流体12の粘性抵抗とで吸収されることになる。
【００１３】図２は、主軸頭４が、主軸頭取付ベース
（以下Ｗ軸ベースと云う）13に対して、直動軸受14を介
して主軸軸線と平行なＷ軸方向に変位可能に取付られて
いる場合を示している。なお、主軸頭ユニット１はフラ
ンジ３により主軸頭４のハウジング５に嵌合状態で固定
された状態で示されているが、図５に示すように、隙間
があっても構わない。
（以下Ｗ軸ベースと云う）13に対して、直動軸受14を介
して主軸軸線と平行なＷ軸方向に変位可能に取付られて
いる場合を示している。なお、主軸頭ユニット１はフラ
ンジ３により主軸頭４のハウジング５に嵌合状態で固定
された状態で示されているが、図５に示すように、隙間
があっても構わない。
【００１４】ところで、主軸頭４がＷ軸ベース13に直動
軸受14を介してＷ軸方向に変位可能に取付られている場
合、直動軸受14には転がり軸受が利用され、面摺動とは
なっていないため、減衰特性がよくない。
軸受14を介してＷ軸方向に変位可能に取付られている場
合、直動軸受14には転がり軸受が利用され、面摺動とは
なっていないため、減衰特性がよくない。
【００１５】このため、本発明においては、主軸頭４を
直動可能に支承するＷ軸ベース13上端より主軸頭ハウジ
ング５の円筒状内壁内に突出形成された管状支承部材15
の外壁と、ハウジング５との間に、主軸軸線方向に間隔
をおいてＯリング17、18を介在させ、そのＯリング17、
18の間の微小隙間16に粘性流体12を充填し、ハウジング
５を、直動軸受14とＯリング17，18、粘性流体12とによ
り、Ｗ軸ベース13に対し直動可能に支承するよう構成し
た。
直動可能に支承するＷ軸ベース13上端より主軸頭ハウジ
ング５の円筒状内壁内に突出形成された管状支承部材15
の外壁と、ハウジング５との間に、主軸軸線方向に間隔
をおいてＯリング17、18を介在させ、そのＯリング17、
18の間の微小隙間16に粘性流体12を充填し、ハウジング
５を、直動軸受14とＯリング17，18、粘性流体12とによ
り、Ｗ軸ベース13に対し直動可能に支承するよう構成し
た。
【００１６】なお、図中、符号19、20はハウジング５内
面に設けたＯリング17、18をそれぞれ嵌入させる環状
溝、21は隙間16に粘性流体12を補給するためのニップ
ル、22は主軸頭４に設けた直動軸受14が係合するレー
ル、である。
面に設けたＯリング17、18をそれぞれ嵌入させる環状
溝、21は隙間16に粘性流体12を補給するためのニップ
ル、22は主軸頭４に設けた直動軸受14が係合するレー
ル、である。
【００１７】また、符号23は主軸ユニット１上端に設け
られた送りネジで、Ｗ軸ベース13より延出する管状支承
部材15内壁に設けた軸受24によりその位置で回動可能に
支承されたナット部材25の内壁との間のボールネジ26を
介して、ナット部材25、管状支承部材15と結合されてい
る。そして、Ｗ軸送りモータ27が回転すると、これによ
り駆動される歯車28、これと噛み合うナット部材25に設
けた歯車25a により、ナット部材25がその位置で回動
し、従って、主軸ユニット１に固定の送りネジ22が上下
に変位し、主軸頭４がＷ軸ベース13の直動軸受14に沿っ
て上下動することになる。
られた送りネジで、Ｗ軸ベース13より延出する管状支承
部材15内壁に設けた軸受24によりその位置で回動可能に
支承されたナット部材25の内壁との間のボールネジ26を
介して、ナット部材25、管状支承部材15と結合されてい
る。そして、Ｗ軸送りモータ27が回転すると、これによ
り駆動される歯車28、これと噛み合うナット部材25に設
けた歯車25a により、ナット部材25がその位置で回動
し、従って、主軸ユニット１に固定の送りネジ22が上下
に変位し、主軸頭４がＷ軸ベース13の直動軸受14に沿っ
て上下動することになる。
【００１８】図２に示す実施例においては、主軸頭４の
振動は、主軸頭ハウジング５とＷ軸ベース13より延出す
る管状支承部材15との間に設けられたＯリング17、18の
弾性変形と微小間隙に密封された粘性流体12の粘性抵抗
とで減衰されることになる。
振動は、主軸頭ハウジング５とＷ軸ベース13より延出す
る管状支承部材15との間に設けられたＯリング17、18の
弾性変形と微小間隙に密封された粘性流体12の粘性抵抗
とで減衰されることになる。
【００１９】図３は、図２に示す実施例に、図１に示す
ような、主軸ユニット１外周と主軸頭４のハウジング５
内壁面との間にＯリング、粘性流体を介在せしめた構成
を付加した実施例を示すもので、符号、名称は同じもの
を付してある。
ような、主軸ユニット１外周と主軸頭４のハウジング５
内壁面との間にＯリング、粘性流体を介在せしめた構成
を付加した実施例を示すもので、符号、名称は同じもの
を付してある。
【００２０】このように構成すれば、主軸ユニット１と
ハウジング５との結合、主軸頭４とＷ軸ベース13との直
動変位可能とした結合に起因する両方の振動発生を減衰
させることができる。
ハウジング５との結合、主軸頭４とＷ軸ベース13との直
動変位可能とした結合に起因する両方の振動発生を減衰
させることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、上記したような構成に
より、主軸装置の振動の減衰性能を高め、主軸動剛性の
改善を図るもので、その構成と効果を対比して説明する
と下記のようになる。 弾性密封部材（Ｏリング）を主軸ユニットと主軸頭
ハウジングとの嵌め合い部に配置したことにより、弾性
体の収縮変形で振動エネルギーを吸収する。 粘性流体を主軸ユニットと主軸頭ハウジングとの嵌
め合い部の間隙に充填したことにより、流体の粘性抵抗
で振動エネルギーを吸収する。 上記ダンピング機構が、振動変位および速度が大き
くなる、フランジを挾んで主軸先端と反対側にある主軸
ユニット後端側に配置されることになるので、減衰効果
が高い。 主軸ユニットとハウジングの嵌め合い嵌合に隙間が
できてもよいので、主軸ユニットと主軸頭のハウジング
との着脱が容易に行なえる。
より、主軸装置の振動の減衰性能を高め、主軸動剛性の
改善を図るもので、その構成と効果を対比して説明する
と下記のようになる。 弾性密封部材（Ｏリング）を主軸ユニットと主軸頭
ハウジングとの嵌め合い部に配置したことにより、弾性
体の収縮変形で振動エネルギーを吸収する。 粘性流体を主軸ユニットと主軸頭ハウジングとの嵌
め合い部の間隙に充填したことにより、流体の粘性抵抗
で振動エネルギーを吸収する。 上記ダンピング機構が、振動変位および速度が大き
くなる、フランジを挾んで主軸先端と反対側にある主軸
ユニット後端側に配置されることになるので、減衰効果
が高い。 主軸ユニットとハウジングの嵌め合い嵌合に隙間が
できてもよいので、主軸ユニットと主軸頭のハウジング
との着脱が容易に行なえる。
【００２２】なお、本発明による減衰効果を従来例との
比較で図４に示す。以上説明したように、本発明による
振動減衰機構を設けることにより、主軸形状の大型化を
避けながら主軸取付部の振動特性を改善することができ
る。
比較で図４に示す。以上説明したように、本発明による
振動減衰機構を設けることにより、主軸形状の大型化を
避けながら主軸取付部の振動特性を改善することができ
る。
【図１】図１は主軸装置の減衰機構の基本構成を示すた
めの主軸頭の断面図である。
めの主軸頭の断面図である。
【図２】本発明による別実施例を示す図１と同様の断面
図で、主軸頭を主軸頭取付ベースに対し直動軸受を介し
て変位可能となっている場合を示している。
図で、主軸頭を主軸頭取付ベースに対し直動軸受を介し
て変位可能となっている場合を示している。
【図３】図２と同様の他の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明による減衰効果の１例を示す図である。
【図５】従来例装置の主軸頭の断面図である。
１ カートリッジ式主軸ユニット ２ 主軸 ３ フランジ ４ 主軸頭 ５ ハウジング ６ ボルト ７ 環状溝 ８ 環状溝 ９ Ｏリング 10 Ｏリング 11 隙間 12 粘性流体 13 Ｗ軸ベース 14 直動軸受 15 管状支承部材 16 隙間 17 Ｏリング 18 Ｏリング 19 環状溝 20 環状溝 21 ニップル 22 レール 23 送りネジ 24 軸受 25 ナット部材 26 ボールネジ 27 Ｗ軸送りモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 19/00 - 19/02 B23Q 1/70 B23Q 11/00 B23Q 37/00
Claims (2)
- 【請求項１】 カートリッジ式主軸ユニットが主軸頭の
ハウジングに取り付けられ、前記主軸頭が主軸頭取付ベ
ースに対して主軸軸線と平行な方向へ直動可能に支承さ
れる主軸装置において、前記主軸頭のハウジングの内壁と前記ハウジングの内部
に突出する前記主軸頭取付ベースの 管状支承部材の外壁
との互いに直動する部材間に、前記主軸軸線の方向に間
隔をおいて少くとも２箇所に弾性密封部材を介在させ、
その弾性密封部材間に粘性流体を充填して構成すること
を特徴とした主軸装置の減衰機構。 - 【請求項２】 カートリッジ式主軸ユニットが主軸頭の
ハウジングに取り付けられ、前記主軸頭が主軸頭取付ベ
ースに対して主軸軸線と平行な方向へ直動可能に支承さ
れる主軸装置において、前記主軸頭の ハウジングの内壁と前記カートリッジ式主
軸ユニットの外周面との間に、前記主軸軸線の方向に間
隔をおいて少くとも２箇所に弾性密封部材を介在させ、
その弾性密封部材間に粘性流体を充填し、 さらに、前記主軸頭のハウジングの内壁と前記ハウジン
グの内部に突出する前記主軸頭取付ベースの管状支承部
材の外壁との互いに直動する部材間に、前記主軸軸線の
方向に間隔をおいて少くとも２箇所に弾性密封部材を介
在させ、その弾性密封部材間に粘性流体を充填して構成
することを特徴とした主軸装置の減衰機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10378192A JP2844282B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置の減衰機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10378192A JP2844282B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置の減衰機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05277806A JPH05277806A (ja) | 1993-10-26 |
| JP2844282B2 true JP2844282B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=14362963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10378192A Expired - Lifetime JP2844282B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置の減衰機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844282B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3998958B2 (ja) | 2001-12-11 | 2007-10-31 | 東芝機械株式会社 | 工具ホルダ |
| US7311482B2 (en) | 2003-03-31 | 2007-12-25 | Nsk Ltd. | Main shaft device and machine tool with the same |
| JP2005161457A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Nsk Ltd | 主軸装置 |
| JP2007290094A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | テールストックセンタ及びテールストック |
| JP2010099818A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 工作機械 |
| US8845245B2 (en) * | 2009-09-08 | 2014-09-30 | Haas Automation, Inc. | Dampened spindle cartridge and spindle adaptor |
| EP2508774B1 (en) * | 2009-12-01 | 2014-10-15 | Yamazaki Mazak Corporation | Vibration-proof tool holder |
| JP5801549B2 (ja) * | 2010-11-08 | 2015-10-28 | 株式会社エー・アンド・デイ | 動力伝達用シャフト |
| JP6462229B2 (ja) * | 2014-04-04 | 2019-01-30 | 株式会社武田機械 | 両頭切削機用のワーク保持装置 |
| DE102016118766A1 (de) * | 2016-10-04 | 2018-04-05 | Wto Vermögensverwaltung Gmbh | Bohr-Fräs-Einrichtung mit einer Einrichtung zur Vergleichmäßigung von Drehmoment und Drehzahl der Spindel |
| JP2021016903A (ja) * | 2019-07-17 | 2021-02-15 | ファナック株式会社 | 工作機械 |
| JP2022109765A (ja) * | 2021-01-15 | 2022-07-28 | 株式会社小松製作所 | 主軸装置及びその組み立て方法 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP10378192A patent/JP2844282B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05277806A (ja) | 1993-10-26 |
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