JP5301774B2 - 主軸構造 - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械等の主軸の構造に係り、詳しくは当該主軸が高速回転する際に生じる騒音を防止する技術に関する。
高速回転する主軸には、端面にバランス調整用のタップ穴を設けたり、位置検出用のドク等の他の部品をねじによって取り付けたりしている場合が多い。このため、主軸が回転する際にタップ穴や突出したねじ頭から風切り音による騒音が発生してしまう。この防止策として、特許文献１に開示のように、回転部分をカバーで覆ったり、タップ穴を蓋で塞いだりすることが考えられる。
特開２０００−２１８４６５号公報
しかしながら、回転部分をカバーで覆っても騒音防止効果は少なく、タップ穴を蓋で覆っても蓋が主軸端面から飛び出すため、結局蓋による風切り音が生じてしまう。通常、主軸全体はカバーで覆われているが、これらの対策と併せても風切り音の防止効果は小さく、騒音を完全に防止することはできない。
そこで、本発明は、タップ穴やねじに起因する騒音を効果的に防止することができる主軸構造を提供することを目的としたものである。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、後部の回転部分にバランス調整用の複数のタップ穴を有する主軸構造であって、前記各タップ穴の全てをさらもみすると共に、前記各タップ穴の全てに、ねじ込み状態で端面が前記回転部分の端面と略面一となる皿ねじを、夫々長さを変えてバランス錘としてねじ込むようにしたことを特徴とするものである。
なお、本発明において「回転部分」とは、主軸自体は勿論、主軸と一体に回転するドローバーや位置検出用のドク等の他の構成部品も含む。
本発明によれば、タップ穴は皿ねじによって塞がれると共に、皿ねじが主軸や他の部品の端面から突出することもないので、主軸が高速回転しても皿ねじから風切り音が生じることがなく、騒音の発生は効果的に防止される。
特に、既存のタップ穴等にさらもみ加工を追加して、その穴を皿ねじを用いて塞ぐという簡易的な方法で済むので、コストアップも最小限となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、マシニングセンタにおける主軸後部の説明図で、右が正面、左がそのＡ−Ａ断面を夫々示す。１はハウジングで、複数の軸受５を介して主軸２を回転自在に支持している。４は軸受５間に設けられた間座、６はハウジング１の端面に取り付けられた押さえ蓋である。主軸２の軸心に形成された貫通穴には、ドローバー３が軸方向へ前後動可能に組み込まれており、図示しない油圧シリンダでドローバー３が前後動すると、図示されない工具クランプ装置がクランプ／アンクランプ動作して主軸２の先端に工具を着脱可能となっている。また、ドローバー３の端面にはリング状のドク９が取り付けられており、近接センサ２１でドローバー３の位置を検知することで、工具が主軸２に取り付けられているか否かを判断可能としている。
このドク９には、Ｂ部の詳細である図２にも示すように、さらもみされたねじ穴が、ドローバー３の軸線を中心とした円周上で等間隔に、且つドローバー３の軸方向と平行に形成されており、このねじ穴に螺合させた皿ねじ１２をドローバー３の端面にねじ込むことで、ドク９はドローバー３に組み付けられている。この組み付け状態で、皿ねじ１２の端面ａはドク９の端面ｂと面一になっている。
一方、主軸２の端部外周には、ナット８が螺合されて、ナット８の締め込み量を調整することで、カラー７を介して軸受５の予圧を調整可能となっている。このナット８の端面には、バランス調整用として複数個のタップ穴が、主軸２の軸線を中心とした円周上で等間隔に、且つ主軸２の軸方向と平行に設けられているが、このタップ穴にもさらもみ加工がなされており、全てのタップ穴に皿ねじ１１が螺合されてタップ穴は塞がれている。ここでも図２と同様に、各皿ねじ１１の端面はナット８の端面と面一になっている。ここでは皿ねじ１１の長さを変えることでバランス錘として使用している。
以上の如く構成された主軸２においては、ナット８のタップ穴は皿ねじ１１によって、ドク９のねじ穴は皿ねじ１２によって夫々塞がれると共に、皿ねじ１１，１２がナット８やドク９の端面から突出することもないので、主軸２がドローバー３と共に高速回転しても、皿ねじ１１，１２から風切り音が生じることがない。
このように、上記形態の主軸構造によれば、さらもみした各タップ穴に、ねじ込み状態で端面がナット８の端面と面一となる皿ねじ１１を、夫々長さを変えてバランス錘としてねじ込むようにし、且つ、ドク９に形成されるねじ穴をさらもみし、取付状態で端面がドク９の端面と面一となる皿ねじ１２を用いてドク９を取り付けるようにしたことで、騒音の発生は効果的に防止される。
特に、既存のタップ穴等にさらもみ加工を追加して、その穴を皿ねじを用いて塞ぐという簡易的な方法で済むので、コストアップも最小限となる。
なお、上記形態では、主軸に螺合されたナットにバランス調整用のタップ穴が設けられているが、主軸に直接設けるものであってもよい。また、ドクにはねじ穴を設けて皿ねじを螺合させる構造となっているが、ドク等の他の部品にねじを貫通させて主軸にねじ込ませる取付構造の場合は、他の部品に形成される貫通穴にさらもみ加工を施せばよい。
また、皿ねじの端面は主軸や他の部品の端面と厳密に面一となる必要はなく、風切り音の発生が防止可能であれば、多少端面が突出したり、逆に没入したりしても差し支えない。
そして、本発明はマシニングセンタに限らず、他の工作機械にも適用可能であるし、工作機械以外にも、高速回転する主軸を有するものであれば適用可能である。
マシニングセンタにおける主軸後部の説明図である。 図１のＢ部詳細図である。
符号の説明
１・・ハウジング、２・・主軸、３・・ドローバー、８・・ナット、９・・ドク、１１，１２・・皿ねじ。

Claims (1)

  1. 後部の回転部分にバランス調整用の複数のタップ穴を有する主軸構造であって、
    前記各タップ穴の全てをさらもみすると共に、前記各タップ穴の全てに、ねじ込み状態で端面が前記回転部分の端面と略面一となる皿ねじを、夫々長さを変えてバランス錘としてねじ込むようにしたことを特徴とする主軸構造。
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