JPH03318A - Bearing support device - Google Patents

Bearing support device

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Publication number
JPH03318A
JPH03318A JP13348189A JP13348189A JPH03318A JP H03318 A JPH03318 A JP H03318A JP 13348189 A JP13348189 A JP 13348189A JP 13348189 A JP13348189 A JP 13348189A JP H03318 A JPH03318 A JP H03318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sleeve
bearing
housing
preload
support device
Prior art date
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Pending
Application number
JP13348189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Takada
亨 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03318A publication Critical patent/JPH03318A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械の内面研削盤等に用いられる高速回
転軸の軸受支持装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a bearing support device for a high-speed rotating shaft used in an internal grinder of a machine tool or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

工作機械の内面研削盤等に用いられる高周波モータスピ
ンドル等は、高精度、高剛性かつ高速回転が要求されて
いる。そのために、スピンドルを支持する軸受としては
アンギュラコンタクト軸受等を使用して、コイルばね等
により該軸受に軸方向に予圧を付加する構造になってい
る。このような軸受構造においては、スピンドルが高速
で回転している時は、軸受転動体の遠心力の増大により
該軸受転動体の外周ころがり面での面圧が著しく増大す
ることとなり、軸受の発熱量が大きくなりスピンドル全
体が熱変形を起こすことがある。さらには、スピンドル
が加熱されて熱膨張することにより、軸受が圧縮されて
いっそうの発熱量の増加を引き起こし、軸受が焼付いて
しまうこともある。
High-frequency motor spindles and the like used in internal grinders of machine tools are required to have high precision, high rigidity, and high-speed rotation. For this purpose, an angular contact bearing or the like is used as the bearing that supports the spindle, and a preload is applied to the bearing in the axial direction by a coil spring or the like. In such a bearing structure, when the spindle is rotating at high speed, the centrifugal force of the bearing rolling elements increases, causing a significant increase in the surface pressure on the outer rolling surface of the bearing rolling elements, causing heat generation in the bearing. The amount may become large enough to cause thermal deformation of the entire spindle. Furthermore, when the spindle is heated and thermally expanded, the bearing is compressed, causing a further increase in the amount of heat generated, and the bearing may seize.

そこで、従来は、第3図に示すような軸受の支持装置が
提案されている。この装置においては、スピンドル軸1
が、ハウジング2内で前部(出力軸)側アンギュラ玉軸
受3、及び後部側アンギュラ玉軸受4により両端を支持
されており、ハウジング2に固定されたモーターステー
タ5内を、スピンドル軸1に固定されたモーターロータ
6が回転するようになっている。後部側のアンギュラ玉
軸受4は筒状のスリーブ7内に圧入され、このスリーブ
7の外周面8と、ハウジング2の内周面9との間には、
スリーブ7を軸方向に移動可能にさせるためのボールブ
ツシュ10が設けられている。
Therefore, conventionally, a bearing support device as shown in FIG. 3 has been proposed. In this device, the spindle shaft 1
is supported at both ends within the housing 2 by a front (output shaft) side angular contact ball bearing 3 and a rear side angular contact ball bearing 4, and the inside of the motor stator 5 fixed to the housing 2 is fixed to the spindle shaft 1. The motor rotor 6 rotates. The angular contact ball bearing 4 on the rear side is press-fitted into a cylindrical sleeve 7, and between the outer circumferential surface 8 of this sleeve 7 and the inner circumferential surface 9 of the housing 2,
A ball bush 10 is provided to allow the sleeve 7 to move in the axial direction.

さらにスリーブ7の後方側端部11と、この端部11に
対向するハウジング内面12との間にはコイルスプリン
グ13が介装されて、スリーブ7に図中左方に向けて予
圧を付加している。これによりスピンドル軸1が熱膨張
により変形しても、このスピンドル軸1とともにスリー
ブ7がボールブツシュ10を介してハウジング2内を軸
方向に自由に移動し、一方、軸方向の予圧はコイルスプ
リング13からスリーブ7を介して軸受4とスピンドル
軸1に一定の値で付加、される。
Further, a coil spring 13 is interposed between the rear end 11 of the sleeve 7 and the housing inner surface 12 facing the end 11, and applies preload to the sleeve 7 toward the left in the figure. There is. As a result, even if the spindle shaft 1 is deformed due to thermal expansion, the sleeve 7 together with the spindle shaft 1 can freely move in the axial direction inside the housing 2 via the ball bushing 10, while the preload in the axial direction is applied from the coil spring 13. A constant value is added to the bearing 4 and spindle shaft 1 via the sleeve 7.

第4図は、別の従来の軸受支持装置を示す図で、この装
置においては、後方側アンギュラ玉軸受4が圧入されて
ハウジング2内を軸方向に移動可能なスリーブ21内の
外周部と、ハウジング2の内周面との間にOリング22
を介装させており、またハウジング2とスリーブ21と
の間にコイルスプリング23を介装させることによりス
リーブ21に軸方向の予圧を付加している。したがって
スピンドル軸1が熱膨張等により変形しても、コイルス
プリング23により一定の予圧が付加されているスリー
ブ21が、0リング22を介してハウジング2内を軸方
向に摺動し、これによりスピンドル軸1には常に一定の
予圧が与えられる。
FIG. 4 is a diagram showing another conventional bearing support device, in which the rear angular contact ball bearing 4 is press-fitted into a sleeve 21 that is movable in the axial direction within the housing 2; An O-ring 22 is placed between the inner peripheral surface of the housing 2
A coil spring 23 is interposed between the housing 2 and the sleeve 21 to apply an axial preload to the sleeve 21. Therefore, even if the spindle shaft 1 is deformed due to thermal expansion or the like, the sleeve 21, to which a certain preload is applied by the coil spring 23, slides in the housing 2 in the axial direction via the O-ring 22, and this causes the spindle shaft to deform. A constant preload is always applied to the shaft 1.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、第3図に示すような従来装置では、ボー
ルブツシュ10とハウジング2との間隙、及びボールブ
ツシュ10とスリーブ7との間隙を小さくすることによ
り、半径方向の精度を向上させ、かつ剛性を向上させる
ことは可能であるが、これでは、ボールブツシュ10の
ころがり抵抗が大きくなり、微小な予圧をスピンドル軸
1に与えるのが困難になるという問題があった。
However, in the conventional device shown in FIG. 3, by reducing the gap between the ball bush 10 and the housing 2 and the gap between the ball bush 10 and the sleeve 7, the accuracy in the radial direction is improved and the rigidity is improved. Although this is possible, there is a problem in that the rolling resistance of the ball bush 10 becomes large and it becomes difficult to apply a minute preload to the spindle shaft 1.

また第4図に示すような従来装置では、0リング22に
よる弾性のため剛性が低くなるという問題があった 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、回転軸に適切な予圧を付加して高精度、高剛性
であるとともに、高速回転が可能な軸受の支持装置を提
供すること、を目的とする。
Further, in the conventional device shown in FIG. 4, there was a problem that the rigidity was reduced due to the elasticity of the O-ring 22.The present invention was made to solve the above problem, and the It is an object of the present invention to provide a bearing support device that has high precision and high rigidity by applying an appropriate preload, and is capable of high-speed rotation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記目的を達成するために、本発明に係る軸受の支持装
置は、ハウジング内で回転軸の前部を支持する固定側軸
受と、前記ハウジングの内周壁内に間隙を保持して配設
され、軸方向に移動可能に予圧が付加された筒状のスリ
ーブと、外輪がこのスリーブ内に取付けられ、前記回転
軸の後部を支持する自由側軸受と、前記ハウジングに形
成されて前記間隙に圧力流体を供給する流路とを備えた
ものである。
In order to achieve the above object, a bearing support device according to the present invention includes a fixed side bearing that supports a front portion of a rotating shaft within a housing, and a fixed side bearing that is disposed within an inner circumferential wall of the housing with a gap therebetween, a cylindrical sleeve to which a preload is applied so as to be movable in the axial direction; an outer ring mounted within the sleeve; a free side bearing supporting the rear part of the rotating shaft; It is equipped with a flow path for supplying.

〔作用〕[Effect]

前記構成を有する本発明によれば、筒状スリーブとハウ
ジング内周壁間の間隙に圧力流体を供給することにより
、該スリーブとハウジング間の摩擦抵抗が極めて小さく
なり、スリーブは軸方向に滑かに移動可能となる。
According to the present invention having the above configuration, by supplying pressure fluid to the gap between the cylindrical sleeve and the inner circumferential wall of the housing, the frictional resistance between the sleeve and the housing becomes extremely small, and the sleeve smoothly moves in the axial direction. It becomes possible to move.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。
An embodiment embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明に係る軸受の支持装置を示す断面図で
あり、図示するように、ハウジング3゜は、前部ハウジ
ング31と、これに嵌合固定された後部ハウジング32
と、この後部ハウジング32に固定されたジャーナルブ
ツシュ38(後述する)とからなり、前部ハウジング3
1の内方中央部には駆動用モーターステータ33が組込
まれている。このハウジング30内には、回転軸として
のスピンドル軸34が配設され、この軸34の前部(出
力軸側)と後部とがそれぞれころがり軸受によって支持
されている。即ち、スピンドル軸34の前部は、軸34
に圧入された固定側軸受としての固定側アンギュラ玉軸
受35により前部ハウシング31内に支持され、スピン
ドル軸34の後部は、軸34に圧入された自由側軸受と
しての自由側アンギュラ玉軸受36により後部ノ1ウジ
ング32内に支持されている。スピンドル軸34の中央
部には、モーターステータ33に対向配置されたモータ
ーロータ37が焼ばめ圧入されて、このモーターステー
タ33とモーターロータ37とによりスピンドル軸34
を回転駆動する。
FIG. 1 is a sectional view showing a bearing support device according to the present invention, and as shown in the figure, the housing 3° includes a front housing 31 and a rear housing 32 fitted and fixed thereto.
and a journal bushing 38 (described later) fixed to this rear housing 32.
A drive motor stator 33 is incorporated in the inner central portion of the motor. A spindle shaft 34 as a rotating shaft is disposed within the housing 30, and the front portion (output shaft side) and rear portion of this shaft 34 are supported by rolling bearings. That is, the front part of the spindle shaft 34 is
The rear part of the spindle shaft 34 is supported in the front housing 31 by a fixed side angular contact ball bearing 35 as a fixed side bearing press-fitted into the shaft 34, and a free side angular contact ball bearing 36 as a free side bearing press-fitted into the shaft 34. It is supported within the rear nozzle housing 32. A motor rotor 37, which is disposed opposite to the motor stator 33, is press-fitted into the center of the spindle shaft 34 by shrink fitting, and the motor stator 33 and motor rotor 37 rotate the spindle shaft 34.
drive the rotation.

後部ハウジング32内には、内周面が筒状(本実施例で
は円筒状)のジャーナルブツシュ38が圧入固定され、
このジャーナルブツシュ38の内周壁内には、筒状(本
実施例では円筒形)のスリーブ39が、間隙40を保持
して配設されており、このスリーブ39には軸方向に移
動可能に予圧が付加されている。自由側アンギュラ玉軸
受36の外輪41はこのスリーブ39内に圧入固定され
て取付けられている。
A journal bushing 38 having a cylindrical inner surface (cylindrical in this embodiment) is press-fitted into the rear housing 32 and fixed thereto.
A cylindrical (cylindrical in this embodiment) sleeve 39 is disposed within the inner circumferential wall of this journal bushing 38 with a gap 40 in between. Preload is added. The outer ring 41 of the free side angular contact ball bearing 36 is press-fitted and fixed into the sleeve 39.

ハウジング30内には、圧力流体としての圧縮空気を間
隙40に供給するための流路42が形成されている。こ
の流路42は、後部ハウジング32の内部に形成され、
外部から供給された圧縮空気を軸受内に導入するための
圧縮空気供給通路43と、ジャーナルブツシュ38内に
形成され、通路43と連通するとともに、間隙40に圧
縮空気を噴出するための複数の絞り44とから構成され
る。しかして、圧縮空気供給通路43に圧縮空気が供給
されると、この圧縮空気は絞り44から、スリーブ39
とジャーナルブツシュ38間の間隙40に噴出し、スリ
ーブ39は空気軸受を構成する軸となり、ジャーナルブ
ツシュ38の中心部にゝ浮上保持される。これによりス
リーブ39は極めて低摩擦の下で滑らかに軸方向に移動
可能となる。
A flow path 42 is formed within the housing 30 for supplying compressed air as a pressure fluid to the gap 40 . This flow path 42 is formed inside the rear housing 32,
A compressed air supply passage 43 for introducing compressed air supplied from the outside into the bearing, and a plurality of compressed air supply passages 43 formed in the journal bushing 38 and communicating with the passage 43 and for jetting compressed air into the gap 40. It is composed of a diaphragm 44. Therefore, when compressed air is supplied to the compressed air supply passage 43, this compressed air is passed from the throttle 44 to the sleeve 39.
The sleeve 39 is ejected into the gap 40 between the journal bushing 38 and the air bearing, and the sleeve 39 becomes a shaft constituting an air bearing and is held floating in the center of the journal bushing 38. This allows the sleeve 39 to move smoothly in the axial direction with extremely low friction.

スリーブ39の後方端面45と、この端面45に対向す
るジャーナルブツシュ内面46との間には静圧スラスト
空気軸受が構成されており、圧縮空気によりスリーブ3
9を前方(図中左方)に押し付けることにより、アンギ
ュラ玉軸受35.36に予圧を与えている。即ち後部ハ
ウジング32内に圧縮空気供給用の通路47を形成する
とともに、ジャーナルブツシュ38内には、該通路47
と連通し、かつジャーナルブツシュ内面46から圧縮空
気を噴出するために環状に複数個配列された絞り48を
形成している。また、回り止め4つを、スリーブ39と
ジャーナルブツシュ38とに係止させて、スリーブ39
が回転しないようになっている。
A hydrostatic thrust air bearing is configured between the rear end surface 45 of the sleeve 39 and the journal bushing inner surface 46 opposite to this end surface 45, and the sleeve 3 is
By pressing 9 forward (to the left in the figure), a preload is applied to the angular contact ball bearings 35 and 36. That is, a passage 47 for supplying compressed air is formed in the rear housing 32, and a passage 47 is formed in the journal bushing 38.
A plurality of apertures 48 are arranged in an annular manner to communicate with the journal bushing and to blow out compressed air from the inner surface 46 of the journal bushing. Also, the four detents are engaged with the sleeve 39 and the journal bushing 38, so that the sleeve 39
is prevented from rotating.

したがって、上記のように構成された軸受の支持装置に
おいては、圧縮空気が通路47を通って絞り48から噴
出することにより、スリーブ39は前方に押し付けられ
た予圧付加の状態となり、しかも圧縮空気が通路43及
び絞り44を通って間隙40内に噴出することにより、
スリーブ3つはジャーナルブツシュ38と非接触で保持
される。
Therefore, in the bearing support device configured as described above, compressed air passes through the passage 47 and is ejected from the throttle 48, so that the sleeve 39 is pressed forward and preloaded. By jetting into the gap 40 through the passage 43 and the restriction 44,
The three sleeves are held without contact with the journal bushing 38.

そのため、スリーブ39に付加される予圧の変化が微小
であっても、この予圧変化に応じてスリーブ39は静圧
空気軸受により軸方向に滑らかに移動することとなり、
スピンドル軸34が高速で回転している時にも、スリー
ブ3つを介して軸受35.36に適切な予圧を与えるこ
とができる。
Therefore, even if the change in the preload applied to the sleeve 39 is minute, the sleeve 39 will move smoothly in the axial direction due to the hydrostatic air bearing in response to the change in preload.
Even when the spindle shaft 34 is rotating at high speed, an appropriate preload can be applied to the bearings 35, 36 through the three sleeves.

またスリーブ3つを空気圧又はコイルばね等で加圧する
ことにより、微小な予圧を軸受に加えることができる。
Further, by pressurizing the three sleeves with air pressure or a coil spring, a small preload can be applied to the bearing.

更に、スリーブ39の空気軸受面積を軸受36の外輪面
に比べて大きく設定することにより、スリーブ39は内
径中心部に精密かつ高剛性に保持されるので、高精度、
高剛性の軸受支持装置が構成可能となる。
Furthermore, by setting the air bearing area of the sleeve 39 to be larger than the outer ring surface of the bearing 36, the sleeve 39 is precisely and highly rigidly held at the center of the inner diameter, resulting in high precision and
A highly rigid bearing support device can be constructed.

第2図は本発明の別の実施例を示す部分断面図であり、
この実施例ではスリーブ39を前方に押し付ける手段と
して、スラスト空気軸受の代りに、ジャーナルブツシュ
61の内方に加圧リング62をねじ込み、この加圧リン
グ62の端面の環状溝63とスリーブ端面45との間に
弾性体としての0リング64を介装している。したがっ
て加圧リング62を回転させて軸方向に微動させれば0
リング64は変形してスリーブ39に予圧が付加されて
、スリーブ39は滑らかに軸方向に移動する。
FIG. 2 is a partial sectional view showing another embodiment of the present invention,
In this embodiment, as a means for pressing the sleeve 39 forward, a pressure ring 62 is screwed into the inside of the journal bushing 61 instead of the thrust air bearing, and the annular groove 63 on the end surface of the pressure ring 62 and the sleeve end surface 45 An O-ring 64 as an elastic body is interposed between the two. Therefore, if the pressure ring 62 is rotated and slightly moved in the axial direction, the
The ring 64 is deformed and a preload is applied to the sleeve 39, causing the sleeve 39 to move smoothly in the axial direction.

ところで0リング64は軸方向及び半径方向のダンパと
しても作用しており、また、弾性体であればOリング以
外のものでもよい。
By the way, the O-ring 64 also acts as a damper in the axial and radial directions, and may be made of other than the O-ring as long as it is an elastic body.

なお、本発明は、遠心分離機の駆動部分等にも利用する
ことができる。
Incidentally, the present invention can also be used in a driving part of a centrifugal separator.

上記各実施例では圧力流体として圧縮空気の場合を示し
たが、圧力面等の他の流体であってもよい。また、スリ
ーブ39の外周形状は筒状であればよく、円筒状以外の
多角筒状であってもよい。
Although compressed air is used as the pressure fluid in each of the above embodiments, other fluids such as pressure surfaces may be used. Further, the outer peripheral shape of the sleeve 39 only needs to be cylindrical, and may be a polygonal cylindrical shape other than a cylindrical shape.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、スリーブが極めて低摩擦で軸方向に移動できるため、
回転軸の回転数に拘らず軸受に適切な予圧を付加するこ
とが可能となり、高精度、高剛性であるとともに、高速
回転が可能になるという効果がある。
As is clear from the detailed description above, according to the present invention, the sleeve can move in the axial direction with extremely low friction.
It becomes possible to apply an appropriate preload to the bearing regardless of the rotation speed of the rotating shaft, and there are effects of high precision and high rigidity, and high speed rotation.

35・・・固定側軸受(固定側アンギュラ玉軸受)、3
6・・・自由側軸受(自由側アンギュラ玉軸受)、40
・・・間隙、 41・・・外輪、 42・・・流路。
35... Fixed side bearing (fixed side angular contact ball bearing), 3
6... Free side bearing (free side angular contact ball bearing), 40
... Gap, 41... Outer ring, 42... Channel.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  ハウジング内で回転軸の前部を支持する固定側軸受と
、前記ハウジングの内周壁内に間隙を保持して配設され
、軸方向に移動可能に予圧が付加された筒状のスリーブ
と、外輪がこのスリーブ内に取付けられ、前記回転軸の
後部を支持する自由側軸受と、前記ハウジングに形成さ
れて前記間隙に圧力流体を供給する流路とを備えたこと
を特徴とする軸受の支持装置。
A fixed side bearing that supports the front part of the rotating shaft within the housing, a cylindrical sleeve disposed with a gap within the inner circumferential wall of the housing and preloaded to be movable in the axial direction, and an outer ring. A bearing support device comprising: a free-side bearing mounted in the sleeve to support a rear part of the rotating shaft; and a flow path formed in the housing to supply pressurized fluid to the gap. .
JP13348189A 1989-05-26 1989-05-26 Bearing support device Pending JPH03318A (en)

Priority Applications (1)

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JP13348189A JPH03318A (en) 1989-05-26 1989-05-26 Bearing support device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015045415A (en) * 2014-11-17 2015-03-12 日本精工株式会社 Bearing device, rotating table of machine tool and spindle device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015045415A (en) * 2014-11-17 2015-03-12 日本精工株式会社 Bearing device, rotating table of machine tool and spindle device

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