JPH0229444B2 - - Google Patents
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- JPH0229444B2 JPH0229444B2 JP58033482A JP3348283A JPH0229444B2 JP H0229444 B2 JPH0229444 B2 JP H0229444B2 JP 58033482 A JP58033482 A JP 58033482A JP 3348283 A JP3348283 A JP 3348283A JP H0229444 B2 JPH0229444 B2 JP H0229444B2
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- Japan
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- bearing
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- ceramic material
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0003—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は工作機械において熱による変形が起き
ると精度を低下させる部分特に主軸に熱が伝導さ
れることを少なくした工作機械回転軸の軸受対向
面の構造に関する。
ると精度を低下させる部分特に主軸に熱が伝導さ
れることを少なくした工作機械回転軸の軸受対向
面の構造に関する。
従来の技術
工作機械の主軸等軸の軸受部は長時間の連続運
転による軸受温度の上昇につれて熱の伝導が多く
なり、運転初期に対しその軸心位置が変化し加工
精度に悪い影響を及ぼしている。このため流体循
環による冷却が行われているが主軸の変位に対し
て満足すべき効果が得られていない。またヒート
パイプによる冷却方法が考えられているがスペー
ス、取付加工、コストの面で実用上の多くの問題
を有している。
転による軸受温度の上昇につれて熱の伝導が多く
なり、運転初期に対しその軸心位置が変化し加工
精度に悪い影響を及ぼしている。このため流体循
環による冷却が行われているが主軸の変位に対し
て満足すべき効果が得られていない。またヒート
パイプによる冷却方法が考えられているがスペー
ス、取付加工、コストの面で実用上の多くの問題
を有している。
目 的
従つて本発明は熱変形が起こつて問題となる主
軸等への伝導を遮断して、高い、機械精度がえら
れるための回転軸の軸受対向面を提供しようとす
るものである。
軸等への伝導を遮断して、高い、機械精度がえら
れるための回転軸の軸受対向面を提供しようとす
るものである。
解決手段
本発明は熱の伝導を遮断したい軸受対向部分に
熱伝導率の低い材料で断熱のための第１層を形成
し、この断熱層の加工性の良くない性質を補うた
めにその上に軸受との接触面となる精密加工の可
能な第２層を形成した多層構造となしたものであ
る。
熱伝導率の低い材料で断熱のための第１層を形成
し、この断熱層の加工性の良くない性質を補うた
めにその上に軸受との接触面となる精密加工の可
能な第２層を形成した多層構造となしたものであ
る。
実施例
以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。工作機械の主軸１の前部軸受部において、こ
ろがり軸受２のインナーレースの内径と等しい僅
かに小さい径のフランジ３の首部１ａにはデイス
タンスカラー４が嵌装され、このスラスト軸受側
の面に熱伝導率ｋが鉄材S45Cのｋ＝0.105cal／
cm・sec ℃、SCM21のｋ＝0.11の値に比べて熱
伝導率ｋの低い材料例えばセラミツク材のAl2O3
のｋ＝0.06cal／cm・sec ℃、ZrO2（ジルコニア）
のｋ＝0.0006、Si3N4のｋ＝0.013〜0.037、SiCの
ｋ＝0.07〜0.148の内特に価の小さジルコニアの
ドーナツ型平板を熱伝導率ｋの低いエポキシ樹脂
ｋ＝0.0034の接着材若しくはこれに特殊充填物を
添加した接着剤によつて接着するか、溶射によつ
て約0.5mm程度の第１層５を形成する。
る。工作機械の主軸１の前部軸受部において、こ
ろがり軸受２のインナーレースの内径と等しい僅
かに小さい径のフランジ３の首部１ａにはデイス
タンスカラー４が嵌装され、このスラスト軸受側
の面に熱伝導率ｋが鉄材S45Cのｋ＝0.105cal／
cm・sec ℃、SCM21のｋ＝0.11の値に比べて熱
伝導率ｋの低い材料例えばセラミツク材のAl2O3
のｋ＝0.06cal／cm・sec ℃、ZrO2（ジルコニア）
のｋ＝0.0006、Si3N4のｋ＝0.013〜0.037、SiCの
ｋ＝0.07〜0.148の内特に価の小さジルコニアの
ドーナツ型平板を熱伝導率ｋの低いエポキシ樹脂
ｋ＝0.0034の接着材若しくはこれに特殊充填物を
添加した接着剤によつて接着するか、溶射によつ
て約0.5mm程度の第１層５を形成する。
このジルコニアは硬度が高く加工が困難で層形
成後そのまま使用できず衝撃によつて欠け易いた
めに、第１層５の上に第２層６として精密加工の
可能な材料例えばステンレスSUS３０４を被覆
する。この材料はｋ＝0.039でｋの価が小さく而
もじん性があり好適である。また加工性と耐摩耗
性が要求されるときはセラミツクAl2O3等をエポ
キシ樹旨等の接着剤で接着するのか若しくは溶射
によつて約0.5mm程度の第２層６のを形成する。
そしてデイスタンスカラー４と第２層６の面は研
削加工またはラツプ加工で平行且軸直角面に仕上
げられている。軸受２の嵌合する部１ｂの径は前
記第１層、第２層を形成する厚み分小径につくら
れており、この部に同様の手法によつて断熱材を
主とするセラミツク材の第１層７と加工性を主と
する金属またはセラミツク材等の第１層８を形成
して、主軸１の１ａ部とともに第２層８の外径を
精密研削加工して軸受との嵌合に適する寸法に仕
上げられている。軸受２の後側のデイスタンスカ
ラー９は主軸の１ｂ部の径に嵌合する内径を有し
スラスト軸受側の面のデイスタンスカラー４と同
様の手法で断熱性を主とするセラミツク材の第１
層１０とこの上に加工性を主とする金属またはセ
ラミツク等の第２層１１を形成し両側の面が平行
で軸に直角となるよう研削加工若しくはラツプ加
工されている。そして両側が平行に仕上げられた
カラー１２を介して主軸１の中央ねじ部１ｃに螺
合するナツト１３によつて締着され、軸受２のプ
リロードと軸方向の位置が決められている。
成後そのまま使用できず衝撃によつて欠け易いた
めに、第１層５の上に第２層６として精密加工の
可能な材料例えばステンレスSUS３０４を被覆
する。この材料はｋ＝0.039でｋの価が小さく而
もじん性があり好適である。また加工性と耐摩耗
性が要求されるときはセラミツクAl2O3等をエポ
キシ樹旨等の接着剤で接着するのか若しくは溶射
によつて約0.5mm程度の第２層６のを形成する。
そしてデイスタンスカラー４と第２層６の面は研
削加工またはラツプ加工で平行且軸直角面に仕上
げられている。軸受２の嵌合する部１ｂの径は前
記第１層、第２層を形成する厚み分小径につくら
れており、この部に同様の手法によつて断熱材を
主とするセラミツク材の第１層７と加工性を主と
する金属またはセラミツク材等の第１層８を形成
して、主軸１の１ａ部とともに第２層８の外径を
精密研削加工して軸受との嵌合に適する寸法に仕
上げられている。軸受２の後側のデイスタンスカ
ラー９は主軸の１ｂ部の径に嵌合する内径を有し
スラスト軸受側の面のデイスタンスカラー４と同
様の手法で断熱性を主とするセラミツク材の第１
層１０とこの上に加工性を主とする金属またはセ
ラミツク等の第２層１１を形成し両側の面が平行
で軸に直角となるよう研削加工若しくはラツプ加
工されている。そして両側が平行に仕上げられた
カラー１２を介して主軸１の中央ねじ部１ｃに螺
合するナツト１３によつて締着され、軸受２のプ
リロードと軸方向の位置が決められている。
更に主軸１の小径側の後部軸受部において軸受
１４の径に等しいか僅かに小さな径の１ｄ部に嵌
装されるデイスタンスカラー１５は軸受１４側の
面にデイスタンスカラー３と同様の手法で断熱性
を主とするセラミツク材第１層１６とこの上に加
工性を主とする金属またはセラミツクの第２層１
７を形成し、デイスタンスカラー１５の外側と第
２層１７の面とが平行で且軸直角となるように研
削加工若しくはラツプ加工で仕上げられている。
１４の径に等しいか僅かに小さな径の１ｄ部に嵌
装されるデイスタンスカラー１５は軸受１４側の
面にデイスタンスカラー３と同様の手法で断熱性
を主とするセラミツク材第１層１６とこの上に加
工性を主とする金属またはセラミツクの第２層１
７を形成し、デイスタンスカラー１５の外側と第
２層１７の面とが平行で且軸直角となるように研
削加工若しくはラツプ加工で仕上げられている。
軸受１４が位置する主軸１の１ｅ部は第１層、
第２層の厚み分小径で軸受１４の巾と等しいか僅
かにせまい巾に同様の手法で断熱性を主とするセ
ラミツク材の第１層１８とその上に加工性を主と
する金属若しくはセラミツクの第２層１９を形成
し、研削加工によつて軸受１４の嵌合寸法に仕上
げられている。軸受１４の外側のデイスタンスカ
ラー２０は主軸１ｅに嵌合する穴を有し軸受１４
側の面に同様の手法で断熱性を主とするセラミツ
ク材の第１層２１とその上に加工性を主とする金
属若しくはセラミツクの第２層２２とを形成し
て、両面が平行で且軸直角な面に研削加工若しく
はラツプ加工によつて仕上げられている。そして
主軸１の軸端のねじ部１ｆに螺合するナツト２３
によつて締着されている。
第２層の厚み分小径で軸受１４の巾と等しいか僅
かにせまい巾に同様の手法で断熱性を主とするセ
ラミツク材の第１層１８とその上に加工性を主と
する金属若しくはセラミツクの第２層１９を形成
し、研削加工によつて軸受１４の嵌合寸法に仕上
げられている。軸受１４の外側のデイスタンスカ
ラー２０は主軸１ｅに嵌合する穴を有し軸受１４
側の面に同様の手法で断熱性を主とするセラミツ
ク材の第１層２１とその上に加工性を主とする金
属若しくはセラミツクの第２層２２とを形成し
て、両面が平行で且軸直角な面に研削加工若しく
はラツプ加工によつて仕上げられている。そして
主軸１の軸端のねじ部１ｆに螺合するナツト２３
によつて締着されている。
このように構成された主軸は長時間の連続運転
で軸受部の温度上昇にもかかわらず熱伝導率の低
い断熱材によつて熱の伝導が抑制されるため、主
軸の温度変化が少なくまた温度変化がゆるやかに
なる。
で軸受部の温度上昇にもかかわらず熱伝導率の低
い断熱材によつて熱の伝導が抑制されるため、主
軸の温度変化が少なくまた温度変化がゆるやかに
なる。
次にすべり軸受を用いる主軸においては、主軸
３１のフランジ３２につづく軸受部３１ａの軸受
面には同様の手法で断熱性を主とするセラミツク
材のジルコニア（Zro2）の第１層３３とその上に
耐焼付性、耐摩耗性のあるセラミツク材Al2O3で
直接滑り面となる第２層３４を形成して、研削加
工によつてすべり軸受３５に対するすべり面とし
て作用する寸法に仕上げられている。この構成に
よつて長時間連続運転でも主軸３１の温度上昇は
ゆるやかである。
３１のフランジ３２につづく軸受部３１ａの軸受
面には同様の手法で断熱性を主とするセラミツク
材のジルコニア（Zro2）の第１層３３とその上に
耐焼付性、耐摩耗性のあるセラミツク材Al2O3で
直接滑り面となる第２層３４を形成して、研削加
工によつてすべり軸受３５に対するすべり面とし
て作用する寸法に仕上げられている。この構成に
よつて長時間連続運転でも主軸３１の温度上昇は
ゆるやかである。
効 果
以上詳述したように本発明は回転軸の軸受対向
面に金属よりはるかに低い熱伝導率を有するセラ
ミツク材の第１層を内側にその上に精密加工の容
易又は可能な金属またはセラミツクの第２層を外
側に形成したので、熱伝導を抑制する構造を複雑
にすることなく、またそのためのスペースを必要
としないで、主軸等への熱伝導が抑制されて熱変
位が少なく長時間運転でも機械の精度を維持する
ことができ、また変位そのものもゆるやかになる
ため熱補償の制御が容易となるうえ、ヒートパイ
プなどを用いるものに比べてコストを安くするこ
とができる。また軸受との接触面の第２層に加工
しやすい材料を使用したので高精度の仕上げが得
られ高い精度の機械の製造に支障をきたさないも
のである。更に第２層を金属層となしたときは第
１層の欠け易いセラミツクを保護し取り扱い上の
配慮を不要とする。さらに第２層に焼付が起こり
難く且、耐摩耗性を有する材料としたときは第２
層を直接軸受のすべり面として使用可能である。
面に金属よりはるかに低い熱伝導率を有するセラ
ミツク材の第１層を内側にその上に精密加工の容
易又は可能な金属またはセラミツクの第２層を外
側に形成したので、熱伝導を抑制する構造を複雑
にすることなく、またそのためのスペースを必要
としないで、主軸等への熱伝導が抑制されて熱変
位が少なく長時間運転でも機械の精度を維持する
ことができ、また変位そのものもゆるやかになる
ため熱補償の制御が容易となるうえ、ヒートパイ
プなどを用いるものに比べてコストを安くするこ
とができる。また軸受との接触面の第２層に加工
しやすい材料を使用したので高精度の仕上げが得
られ高い精度の機械の製造に支障をきたさないも
のである。更に第２層を金属層となしたときは第
１層の欠け易いセラミツクを保護し取り扱い上の
配慮を不要とする。さらに第２層に焼付が起こり
難く且、耐摩耗性を有する材料としたときは第２
層を直接軸受のすべり面として使用可能である。
第１図は本発明をころがり軸受に実施した主軸
ユニツトの図、第２図はすべり軸受に実施した主
軸ユニツトの部分図である。 １，３１……主軸、２，１４……軸受、４，
９，１５，２０……デイスタンスカラー、５，
７，１０，１６，１８，２１，３３……第１層、
６，８，１１，１７，１９，２２，３４……第２
層、３５……すべり軸受。
ユニツトの図、第２図はすべり軸受に実施した主
軸ユニツトの部分図である。 １，３１……主軸、２，１４……軸受、４，
９，１５，２０……デイスタンスカラー、５，
７，１０，１６，１８，２１，３３……第１層、
６，８，１１，１７，１９，２２，３４……第２
層、３５……すべり軸受。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 軸受の発熱によつて熱が伝導される主軸等の
軸受対向面にジルコニアのような熱伝導率の低い
材料で断熱性を主とする第１層を形成し、その上
に該第１層より加工性のよい材料による第２層を
形成してなり、主軸等の熱変位を少なくすること
を特徴とする工作機械回転軸の軸受対向面の構
造。 ２ 加工性の良い材料は焼付が起こり難く且耐摩
耗性を有する材料である特許請求の範囲第１項記
載の工作機械回転軸の軸受対向面の構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348283A JPS59161202A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348283A JPS59161202A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1809788A Division JPS63212426A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 工作機械の摺動案内面の構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59161202A JPS59161202A (ja) | 1984-09-12 |
| JPH0229444B2 true JPH0229444B2 (ja) | 1990-06-29 |
Family
ID=12387765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3348283A Granted JPS59161202A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 工作機械回転軸の軸受対向面の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59161202A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0314280Y2 (ja) * | 1984-10-08 | 1991-03-29 | ||
| JPH0620642B2 (ja) * | 1984-11-15 | 1994-03-23 | 光洋精工株式会社 | 工作機械主軸用転がり軸受装置 |
| JPS61270042A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-29 | Toyoda Mach Works Ltd | 工作機械の主軸装置 |
| JPH0692042B2 (ja) * | 1985-05-22 | 1994-11-16 | 豊田工機株式会社 | 主軸装置 |
| DE3711600A1 (de) * | 1987-04-07 | 1988-10-27 | Salje Ernst | Spindelsystem fuer werkzeugmaschinen, insbesondere schleifmaschinen |
| JPH023340U (ja) * | 1988-06-09 | 1990-01-10 | ||
| JPH081789Y2 (ja) * | 1988-06-09 | 1996-01-24 | 前田製管株式会社 | 工作機械用コンクリート製台座 |
| JP5712839B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2015-05-07 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式の主軸装置 |
| EP3100805B1 (en) * | 2011-07-20 | 2018-09-26 | NSK Ltd. | Spindle device |
| JP5712840B2 (ja) * | 2011-07-22 | 2015-05-07 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式の主軸装置 |
| JP5915068B2 (ja) * | 2011-10-06 | 2016-05-11 | 日本精工株式会社 | モータビルトイン方式の主軸装置 |
| JP5742534B2 (ja) * | 2011-07-20 | 2015-07-01 | 日本精工株式会社 | 主軸装置 |
| JP5712838B2 (ja) * | 2011-07-22 | 2015-05-07 | 日本精工株式会社 | 主軸装置 |
| JP6488207B2 (ja) * | 2015-07-09 | 2019-03-20 | 株式会社荏原製作所 | すべり軸受装置 |
| JP6472735B2 (ja) * | 2015-09-25 | 2019-02-20 | 株式会社荏原製作所 | すべり軸受装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5593998A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-16 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Canned pump |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP3348283A patent/JPS59161202A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5593998A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-16 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Canned pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59161202A (ja) | 1984-09-12 |
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