JPH0118244Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0118244Y2 JPH0118244Y2 JP1983155259U JP15525983U JPH0118244Y2 JP H0118244 Y2 JPH0118244 Y2 JP H0118244Y2 JP 1983155259 U JP1983155259 U JP 1983155259U JP 15525983 U JP15525983 U JP 15525983U JP H0118244 Y2 JPH0118244 Y2 JP H0118244Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- rotating shaft
- thrust
- static pressure
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 15
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Turning (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、回転軸をハウジングにラジアル静
圧軸受とスラスト静圧軸受とにより支承してなる
工作機械等のスピンドル装置に関する。
圧軸受とスラスト静圧軸受とにより支承してなる
工作機械等のスピンドル装置に関する。
この種のスピンドル装置は第１図に示すよう
に、先端に加工工具が取り付けられる回転軸１、
この回転軸１をラジアル静圧軸受２及びスラスト
静圧軸受３を介して支承するハウジング４並びに
回転軸１に固定したロータ５ａとハウジング４に
固定したステータ５ｂとで構成した回転軸１を回
転駆動するモータ５からなる。ハウジング４は、
モータ５の配置部外周に保持治具６を取り付け、
この保持治具６を固定部に止着して保持される。
なお、ラジアル静圧軸受２及びスラスト静圧軸受
３は図面では簡略化してあるが、回転軸１の外周
面及び回転軸１の先端部近傍に止着したフランジ
１ａの両側面に圧縮気体を噴出させる給気通路を
ハウジング４に形成して構成される。
に、先端に加工工具が取り付けられる回転軸１、
この回転軸１をラジアル静圧軸受２及びスラスト
静圧軸受３を介して支承するハウジング４並びに
回転軸１に固定したロータ５ａとハウジング４に
固定したステータ５ｂとで構成した回転軸１を回
転駆動するモータ５からなる。ハウジング４は、
モータ５の配置部外周に保持治具６を取り付け、
この保持治具６を固定部に止着して保持される。
なお、ラジアル静圧軸受２及びスラスト静圧軸受
３は図面では簡略化してあるが、回転軸１の外周
面及び回転軸１の先端部近傍に止着したフランジ
１ａの両側面に圧縮気体を噴出させる給気通路を
ハウジング４に形成して構成される。
ところで、このようなスピンドル装置を長時間
運転すると、モータ５の発熱により回転軸１及び
ハウジング４の温度が上昇し、その結果、回転軸
１及びハウジング４が熱膨張により伸長して回転
軸１に取り付けた加工工具とワークとの相対位置
関係が崩れるという問題があつた。
運転すると、モータ５の発熱により回転軸１及び
ハウジング４の温度が上昇し、その結果、回転軸
１及びハウジング４が熱膨張により伸長して回転
軸１に取り付けた加工工具とワークとの相対位置
関係が崩れるという問題があつた。
この場合、回転軸１の加工工具取付側（図中左
側）軸端での伸びδは次式で与えられる。
側）軸端での伸びδは次式で与えられる。
δ＝δ1＋δ2＝α1（Ts1−Ti1）l1
＋α2（Ts2−Ti2）l2
ここで、δ1：ハウジングの伸び
δ2：回転軸の伸び
α1：ハウジングの線膨張計数
α2：回転軸の線膨張計数
Ts1：ハウジングの飽和温度
Ts2：回転軸の飽和温度
Ti1：ハウジングの初期温度
Ti2：回転軸の初期温度
l1：ハウジング支持位置からスラスト軸
受までの長さ l2：スラスト軸受から回転軸端面までの
長さ そこで、従来は暖機運転により加工工具の位置
を安定させた後、加工工具の位置を検出してワー
クとの相対位置関係を補正する方法が採用されて
いる。しかしながら、この方法では暖機運転する
必要があること、加工工具の位置検出及びワーク
の取付位置の補正機構を装置に組み込む必要があ
ること等から面倒である。
受までの長さ l2：スラスト軸受から回転軸端面までの
長さ そこで、従来は暖機運転により加工工具の位置
を安定させた後、加工工具の位置を検出してワー
クとの相対位置関係を補正する方法が採用されて
いる。しかしながら、この方法では暖機運転する
必要があること、加工工具の位置検出及びワーク
の取付位置の補正機構を装置に組み込む必要があ
ること等から面倒である。
この考案の目的は、したがつて、固定部に保持
したハウジングと、ハウジング内を貫通し一端に
モータのロータを担持し他端に加工工具を取り付
ける回転軸と、回転軸をラジアル及びスラスト方
向に支持する静圧軸受よりなるスピンドル装置に
おいて、回転軸の軸方向の熱変位による加工工具
取付部の変位を防止しうる改良したスピンドル装
置の構造を提供することである。
したハウジングと、ハウジング内を貫通し一端に
モータのロータを担持し他端に加工工具を取り付
ける回転軸と、回転軸をラジアル及びスラスト方
向に支持する静圧軸受よりなるスピンドル装置に
おいて、回転軸の軸方向の熱変位による加工工具
取付部の変位を防止しうる改良したスピンドル装
置の構造を提供することである。
第２図はこの考案に係るスピンドル装置の縦断
面図で、１１は先端に加工工具が取り付けられる
回転軸、１２は回転軸１１をラジアル静圧軸受１
３及びスラスト静圧軸受１４を介して支承するハ
ウジング、１５は回転軸１１に固定したロータ１
５ａとハウジング１２に固定したステータ１５ｂ
とで構成した回転軸１１を回転駆動するためのモ
ータ、１６はハウジング１２を固定部に保持する
保持治具である。ラジアル静圧軸受１３及びスラ
スト静圧軸受１４は、回転軸１１の外周面に開口
する複数のノズル１７及び回転軸１１のロータ取
付位置近傍に一体形成したフランジ１１ａの両側
面に開口する複数のノズル１８に連通する給気通
路１９をハウジング１２に形成して構成される。
２０は吸気通路１９の給気口である。
面図で、１１は先端に加工工具が取り付けられる
回転軸、１２は回転軸１１をラジアル静圧軸受１
３及びスラスト静圧軸受１４を介して支承するハ
ウジング、１５は回転軸１１に固定したロータ１
５ａとハウジング１２に固定したステータ１５ｂ
とで構成した回転軸１１を回転駆動するためのモ
ータ、１６はハウジング１２を固定部に保持する
保持治具である。ラジアル静圧軸受１３及びスラ
スト静圧軸受１４は、回転軸１１の外周面に開口
する複数のノズル１７及び回転軸１１のロータ取
付位置近傍に一体形成したフランジ１１ａの両側
面に開口する複数のノズル１８に連通する給気通
路１９をハウジング１２に形成して構成される。
２０は吸気通路１９の給気口である。
図示のように、回転軸１１をモータ１５の近傍
でスラスト静圧軸受１４を介してスラスト支持
し、スラスト静圧軸受１４と回転軸１１の先端と
の間で、保持治具１６を介してハウジング１２を
固定部に保持させる。そうすれば、保持部からス
ラスト軸受部に至るl1で示されるハウジング１２
の部分と、スラスト軸受部から工具取付位置に至
るl2で示される回転軸１１の部分とが、スラスト
軸受部を共通にしていわば並列に延在することと
なる。したがつて、回転軸１１のl2部分はスラス
ト軸受１４部分を基端として図中左側に伸長し、
一方、ハウジング１２のl1部分は、保持治具１６
部分を基端として図中右側へ伸長することにな
る。
でスラスト静圧軸受１４を介してスラスト支持
し、スラスト静圧軸受１４と回転軸１１の先端と
の間で、保持治具１６を介してハウジング１２を
固定部に保持させる。そうすれば、保持部からス
ラスト軸受部に至るl1で示されるハウジング１２
の部分と、スラスト軸受部から工具取付位置に至
るl2で示される回転軸１１の部分とが、スラスト
軸受部を共通にしていわば並列に延在することと
なる。したがつて、回転軸１１のl2部分はスラス
ト軸受１４部分を基端として図中左側に伸長し、
一方、ハウジング１２のl1部分は、保持治具１６
部分を基端として図中右側へ伸長することにな
る。
上記構成によれば、長時間運転時にモータ１５
の発熱により回転軸１１のl2部分はスラスト軸受
１４部分から図中左方へ伸長するが、ハウジング
１２のl2部分も熱膨張して回転軸１１をスラスト
支持する位置を回転軸１１の伸長とは反対方向に
移動させる。
の発熱により回転軸１１のl2部分はスラスト軸受
１４部分から図中左方へ伸長するが、ハウジング
１２のl2部分も熱膨張して回転軸１１をスラスト
支持する位置を回転軸１１の伸長とは反対方向に
移動させる。
この場合、回転軸１１の加工工具取付側軸端で
の伸びδは、 δ＝−δ1＋δ2＝−α1（Ts1−Ti1）l1 ＋α2（Ts2−Ti2）l2 となるから、ハウジング１２の伸びδ1と回転軸１
１の伸びδ2の絶対量を等しくすれば、両者の伸び
が相殺され、軸端での伸びδは零となる。
の伸びδは、 δ＝−δ1＋δ2＝−α1（Ts1−Ti1）l1 ＋α2（Ts2−Ti2）l2 となるから、ハウジング１２の伸びδ1と回転軸１
１の伸びδ2の絶対量を等しくすれば、両者の伸び
が相殺され、軸端での伸びδは零となる。
例えば、ハウジングの材質にSUS303（線膨張
係数α1＝17.3×10 １／℃）、回転軸の材質に
SUS440C（線膨張係数α2＝10.6×10 １／℃）を
選択し、両部材共に初期温度18℃から装置を
40000rpmで連続運転を行つたところ、ハウジン
グは35℃、回転軸は28.5℃に上昇した。従つて、
l1＝87mm、l2＝210mmの位置でハウジングを保持
すれば、 δ＝17.3×10-6（35−18）×87＋10.6×10-6 （28.5−18）×210＝−1.55×10-4 ＝−0.16μm となり、軸端での伸びδを0.2μm以下に抑えるこ
とができる。
係数α1＝17.3×10 １／℃）、回転軸の材質に
SUS440C（線膨張係数α2＝10.6×10 １／℃）を
選択し、両部材共に初期温度18℃から装置を
40000rpmで連続運転を行つたところ、ハウジン
グは35℃、回転軸は28.5℃に上昇した。従つて、
l1＝87mm、l2＝210mmの位置でハウジングを保持
すれば、 δ＝17.3×10-6（35−18）×87＋10.6×10-6 （28.5−18）×210＝−1.55×10-4 ＝−0.16μm となり、軸端での伸びδを0.2μm以下に抑えるこ
とができる。
この考案は、モータの発熱により回転軸の伸び
が問題になるスピンドル装置において、スラスト
軸受部をモータ側に寄せ、ハウジング保持部をス
ラスト軸受部と加工工具取付部との間に配置した
から、ハウジングの伸びと回転軸の伸びが相殺さ
れ、回転軸の伸びが加工工具取付位置に影響を及
ぼさない構造とすることができた。また、スラス
ト静圧軸受をハウジングのモータ取付側に設ける
ようにしたので、受け面積が大きくとれ負荷要領
をアツプすることができるほか、スラスト静圧軸
受の近くに給気口を設けることにより圧力損失が
少ない設計が可能となる、といつた有利さもあ
る。
が問題になるスピンドル装置において、スラスト
軸受部をモータ側に寄せ、ハウジング保持部をス
ラスト軸受部と加工工具取付部との間に配置した
から、ハウジングの伸びと回転軸の伸びが相殺さ
れ、回転軸の伸びが加工工具取付位置に影響を及
ぼさない構造とすることができた。また、スラス
ト静圧軸受をハウジングのモータ取付側に設ける
ようにしたので、受け面積が大きくとれ負荷要領
をアツプすることができるほか、スラスト静圧軸
受の近くに給気口を設けることにより圧力損失が
少ない設計が可能となる、といつた有利さもあ
る。
第１図は従来のスピンドル装置の縦断面図、第
２図はこの考案のスピンドル装置の縦断面図であ
る。 １１……回転軸、１２……ハウジング、１３…
…ラジアル静圧軸受、１４……スラスト静圧軸、
１５……モータ、１６……保持治具、１７，１８
……ノズル、１９……給気通路、２０……給気
口。
２図はこの考案のスピンドル装置の縦断面図であ
る。 １１……回転軸、１２……ハウジング、１３…
…ラジアル静圧軸受、１４……スラスト静圧軸、
１５……モータ、１６……保持治具、１７，１８
……ノズル、１９……給気通路、２０……給気
口。
Claims (1)
- 固定部に保持したハウジングと、ハウジング内
を貫通し、一端にモータのロータを担持し他端に
加工工具を取り付ける回転軸と、回転軸をそれぞ
れラジアル及びスラスト方向に支持する静圧軸受
を有するスピンドル装置において、回転軸の熱変
位がハウジングの熱変位により相殺されるよう
に、スラスト軸受部をモータの近傍に配置し、か
つ、ハウジング保持部をスラスト軸受部と加工工
具取付部との間に配置したことを特徴とするスピ
ンドル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15525983U JPS6066429U (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | スピンドル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15525983U JPS6066429U (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | スピンドル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066429U JPS6066429U (ja) | 1985-05-11 |
| JPH0118244Y2 true JPH0118244Y2 (ja) | 1989-05-29 |
Family
ID=30342956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15525983U Granted JPS6066429U (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | スピンドル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066429U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611731Y2 (ja) * | 1986-11-05 | 1994-03-30 | 三菱重工業株式会社 | ラムストックの送り装置 |
| JP2006266457A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nsk Ltd | 静圧軸受スピンドル |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5277085U (ja) * | 1975-12-06 | 1977-06-08 |
-
1983
- 1983-10-05 JP JP15525983U patent/JPS6066429U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6066429U (ja) | 1985-05-11 |
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