JPH04327021A - 軸受装置 - Google Patents
軸受装置Info
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- JPH04327021A JPH04327021A JP3097331A JP9733191A JPH04327021A JP H04327021 A JPH04327021 A JP H04327021A JP 3097331 A JP3097331 A JP 3097331A JP 9733191 A JP9733191 A JP 9733191A JP H04327021 A JPH04327021 A JP H04327021A
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 12
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C32/044—Active magnetic bearings
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-
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- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
-
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- F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械におけるカ
ッター軸等の軸を支持する軸受装置に関する。
ッター軸等の軸を支持する軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の軸は転がり軸受で支持
されている一方、荷重を受けた時の軸径方向変位や軸方
向変位をできるだけ少なくする為とか、軸のフレを少な
くする為には、上記のような転がり軸受として予圧の調
整が可能なアンギュラ玉軸受あるいはアンギュラころ軸
受等が使用されている。
されている一方、荷重を受けた時の軸径方向変位や軸方
向変位をできるだけ少なくする為とか、軸のフレを少な
くする為には、上記のような転がり軸受として予圧の調
整が可能なアンギュラ玉軸受あるいはアンギュラころ軸
受等が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年のマシ
ニングセンター等では、加工範囲が広がりかつ低速回転
での重切削から高速回転での軽切削までを行う傾向にあ
り、広範囲に亘る回転数で軸を回転させている。
ニングセンター等では、加工範囲が広がりかつ低速回転
での重切削から高速回転での軽切削までを行う傾向にあ
り、広範囲に亘る回転数で軸を回転させている。
【０００４】ところが、従来の転がり軸受では、その予
圧を重切削用に大きくして組み立てた場合、高速回転時
に発熱及び摩耗が増大しかつ寿命が短くなるので、あま
り軸を高速に回転させることができず、高速回転での軽
切削が行えない。
圧を重切削用に大きくして組み立てた場合、高速回転時
に発熱及び摩耗が増大しかつ寿命が短くなるので、あま
り軸を高速に回転させることができず、高速回転での軽
切削が行えない。
【０００５】このため、最近では、機械的な予圧調整機
構を設けることにより、軸の回転数に従って予圧を可変
できるものが提案されているが、機構が複雑になること
は避けられない。
構を設けることにより、軸の回転数に従って予圧を可変
できるものが提案されているが、機構が複雑になること
は避けられない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上述の事情に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは負荷が
加わった状態で軸を高速回転させた場合でも寿命の長い
軸受装置を提供すること、並びに簡単な構造で予圧を調
整できる軸受装置を提供することにあり、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明は、軸を支持する
転がり軸受と、上記軸と一体に形成されるとともにその
軸芯に直交する平面を持つスラストディスクと、このス
ラストディスクの表面に対向して配設された電磁石と、
上記軸のアキシャル方向位置を検出する位置センサ部と
、上記位置センサ部からの検出値と予め設定された目標
値とを比較して、その比較偏差に基づいて上記電磁石を
励磁する電磁石制御部とを備えることを特徴とする。
鑑みてなされたもので、その目的とするところは負荷が
加わった状態で軸を高速回転させた場合でも寿命の長い
軸受装置を提供すること、並びに簡単な構造で予圧を調
整できる軸受装置を提供することにあり、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明は、軸を支持する
転がり軸受と、上記軸と一体に形成されるとともにその
軸芯に直交する平面を持つスラストディスクと、このス
ラストディスクの表面に対向して配設された電磁石と、
上記軸のアキシャル方向位置を検出する位置センサ部と
、上記位置センサ部からの検出値と予め設定された目標
値とを比較して、その比較偏差に基づいて上記電磁石を
励磁する電磁石制御部とを備えることを特徴とする。
【０００７】請求項２に記載の発明は、目標値を変更し
て軸をそのアキシャル方向に沿って移動させることによ
り、転がり軸受の予圧を調整する予圧調整手段を具備す
ることを特徴とする。
て軸をそのアキシャル方向に沿って移動させることによ
り、転がり軸受の予圧を調整する予圧調整手段を具備す
ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】請求項１の発明によれば、電磁石の励磁によっ
て生じた磁力がスラストディスクに作用して軸をアキシ
ャル方向にて支持する一方、その支持点で軸に加わるア
キシャル方向負荷の大部分を受ける。
て生じた磁力がスラストディスクに作用して軸をアキシ
ャル方向にて支持する一方、その支持点で軸に加わるア
キシャル方向負荷の大部分を受ける。
【０００９】請求項２の発明によれば、予圧調整手段が
目標値を変更して軸をそのアキシャル方向に沿って移動
させる。これにより、特に、転がり軸受けとしてアンギ
ュラ玉軸受等を用いた場合にはその予圧が調整される。
目標値を変更して軸をそのアキシャル方向に沿って移動
させる。これにより、特に、転がり軸受けとしてアンギ
ュラ玉軸受等を用いた場合にはその予圧が調整される。
【００１０】
【実施例】以下、この発明に係る軸受装置の一実施例に
ついて図１ないし図３を用いて詳細に説明する。
ついて図１ないし図３を用いて詳細に説明する。
【００１１】この軸受装置には図１に示す如く転がり軸
受として２組の深溝玉軸受１，２が設けられており、各
深溝玉軸受１，２は一つの軸３を支持するように構成さ
れている。
受として２組の深溝玉軸受１，２が設けられており、各
深溝玉軸受１，２は一つの軸３を支持するように構成さ
れている。
【００１２】また、上記２組の深溝玉軸受１，２間には
円形のスラストディスク４が設けられており、このよう
なスラストディスク４はその円形中央が上記軸３により
貫かれ、かつその軸３と一体に形成されている。ここで
、スラストディスク４両平面は上記軸芯に直交するよう
に設けられている。
円形のスラストディスク４が設けられており、このよう
なスラストディスク４はその円形中央が上記軸３により
貫かれ、かつその軸３と一体に形成されている。ここで
、スラストディスク４両平面は上記軸芯に直交するよう
に設けられている。
【００１３】さらに、上記スラストディスク４の周辺に
は一対の電磁石５ａ，５ｂが設けられており、一方の電
磁石５ａはスラストディスク４の表面に対向するように
設けられている。他方の電磁石５ｂはスラストディスク
４を介して上記電磁石５ａと向かい合うように配設され
ている。
は一対の電磁石５ａ，５ｂが設けられており、一方の電
磁石５ａはスラストディスク４の表面に対向するように
設けられている。他方の電磁石５ｂはスラストディスク
４を介して上記電磁石５ａと向かい合うように配設され
ている。
【００１４】ところで、このような軸受装置には図示し
ない位置センサ部が設けられており、この位置センサ部
は軸３のアキシャル方向位置Ｓ１ を検出するように構
成されている。
ない位置センサ部が設けられており、この位置センサ部
は軸３のアキシャル方向位置Ｓ１ を検出するように構
成されている。
【００１５】また、上記のような電磁石５ａ，５ｂ及び
図示しない位置センサ部は電磁石制御部６に接続されて
おり、電磁石制御部６の比較器７は位置センサ部からの
検出値（軸３のアキシャル方向位置）Ｓ１ と予め設定
された目標位置Ｓ０ とを比較してその比較偏差Ｓ１０
を求める。この比較偏差Ｓ１０はＰＩＤ演算器８及び増
幅器９，９を介して電磁石５ａ，５ｂに出力される。こ
れにより、電磁石５ａ，５ｂは比較偏差Ｓ１０に基づい
て励磁されるように構成されている。
図示しない位置センサ部は電磁石制御部６に接続されて
おり、電磁石制御部６の比較器７は位置センサ部からの
検出値（軸３のアキシャル方向位置）Ｓ１ と予め設定
された目標位置Ｓ０ とを比較してその比較偏差Ｓ１０
を求める。この比較偏差Ｓ１０はＰＩＤ演算器８及び増
幅器９，９を介して電磁石５ａ，５ｂに出力される。こ
れにより、電磁石５ａ，５ｂは比較偏差Ｓ１０に基づい
て励磁されるように構成されている。
【００１６】なお、軸３は高周波モータにより回転駆動
されるが、高周波モータは、軸３に取り付けられたロー
タ１０及び、ロータ１０に対向するステータコイル１１
等より構成されている。
されるが、高周波モータは、軸３に取り付けられたロー
タ１０及び、ロータ１０に対向するステータコイル１１
等より構成されている。
【００１７】次に、上記の如く構成された軸受装置の動
作について図１を用いて説明する。
作について図１を用いて説明する。
【００１８】この軸受装置によれば、高周波モータのス
テータコイル１１を励磁して、軸３を回転させる。ここ
で、軸３に負荷が加わると、その負荷のうちラジアル方
向負荷は２組の深溝玉軸受１，２が受ける。
テータコイル１１を励磁して、軸３を回転させる。ここ
で、軸３に負荷が加わると、その負荷のうちラジアル方
向負荷は２組の深溝玉軸受１，２が受ける。
【００１９】また、電磁石制御部６が電磁石５ａ，５ｂ
を励磁することにより、この結果生じた磁力がスラスト
ディスク４に作用して、軸３をそのアキシャル方向にて
支持する。ここで、その支持点では上記軸３に負荷のう
ちアキシャル方向負荷の大部分を受ける。そのため、２
組の深溝玉軸受１，２が受けるアキシャル方向負荷が減
少する。
を励磁することにより、この結果生じた磁力がスラスト
ディスク４に作用して、軸３をそのアキシャル方向にて
支持する。ここで、その支持点では上記軸３に負荷のう
ちアキシャル方向負荷の大部分を受ける。そのため、２
組の深溝玉軸受１，２が受けるアキシャル方向負荷が減
少する。
【００２０】したがって、上記のような実施例によれば
、電磁石の励磁によって生じた磁力がスラストディスク
に作用して軸をそのアキシャル方向にて支持する一方、
その支持点で軸に加わるアキシャル方向負荷の大部分を
受けるため、２組の深溝玉軸受が受けるトータル負荷（
ラジアル負荷＋アキシャル負荷）が減少し、玉軸受の寿
命が延びる。
、電磁石の励磁によって生じた磁力がスラストディスク
に作用して軸をそのアキシャル方向にて支持する一方、
その支持点で軸に加わるアキシャル方向負荷の大部分を
受けるため、２組の深溝玉軸受が受けるトータル負荷（
ラジアル負荷＋アキシャル負荷）が減少し、玉軸受の寿
命が延びる。
【００２１】図２に示すものは、請求項２の発明に係る
軸受装置の一実施例を示すもので、装置の基本的な構成
は上記実施例と同様なため、同一部材には同一符号を付
して、その詳細説明は省略する。
軸受装置の一実施例を示すもので、装置の基本的な構成
は上記実施例と同様なため、同一部材には同一符号を付
して、その詳細説明は省略する。
【００２２】この軸受装置は図１に示す深溝玉軸受１に
代えて１組のアンギュラ玉軸受１２が設けられており、
このアンギュラ玉軸受１２は並列組合せしたものが配置
されている。
代えて１組のアンギュラ玉軸受１２が設けられており、
このアンギュラ玉軸受１２は並列組合せしたものが配置
されている。
【００２３】また、この軸受装置には予圧調整部１３が
設けられており、予圧調整部１３は目標値変更量演算部
１４及び加算器１５を有し、目標値変更量演算部１４は
、図示しない回転数センサで検出した軸３の回転数Ｓ２
，図示しない温度センサで検出したアンギュラ玉軸受
１２の温度Ｓ３ ，並びにＮＣプログラム中の予圧調整
用パラメータｈ等を基に目標値変更量Ｓ４ を演算し、
その演算結果を加算器１５へ出力する。加算器１５は上
記演算結果（目標値変更量）Ｓ４ を目標値Ｓ０ に加
算することにより目標値Ｓ０ を変更する。
設けられており、予圧調整部１３は目標値変更量演算部
１４及び加算器１５を有し、目標値変更量演算部１４は
、図示しない回転数センサで検出した軸３の回転数Ｓ２
，図示しない温度センサで検出したアンギュラ玉軸受
１２の温度Ｓ３ ，並びにＮＣプログラム中の予圧調整
用パラメータｈ等を基に目標値変更量Ｓ４ を演算し、
その演算結果を加算器１５へ出力する。加算器１５は上
記演算結果（目標値変更量）Ｓ４ を目標値Ｓ０ に加
算することにより目標値Ｓ０ を変更する。
【００２４】なお、例えば、軽切削の為に軸３の回転数
Ｓ２ を高くし、これに対応してアンギュラ玉軸受１２
の予圧を小さく設定する必要があり、この際、上記のよ
うな目標値変更量Ｓ４ は、現在の目標値Ｓ０ が新た
な目標値Ｓ５ となるような値に演算される。これによ
り、軸３がそのアキシャル方向に沿って新たな目標値Ｓ
５ まで移動し、その結果、現在の予圧が小さくなるよ
うに調整される。
Ｓ２ を高くし、これに対応してアンギュラ玉軸受１２
の予圧を小さく設定する必要があり、この際、上記のよ
うな目標値変更量Ｓ４ は、現在の目標値Ｓ０ が新た
な目標値Ｓ５ となるような値に演算される。これによ
り、軸３がそのアキシャル方向に沿って新たな目標値Ｓ
５ まで移動し、その結果、現在の予圧が小さくなるよ
うに調整される。
【００２５】逆に、重切削の場合、軸３の回転数Ｓ２
を低くし、これに対応して剛性を上げるためアンギュラ
玉軸受１２の予圧を高く設定する必要があるとき、上記
目標値変更量Ｓ４ は、現在の目標値Ｓ０ が新たな目
標値Ｓ６ となるような値に演算される。これにより、
軸３がそのアキシャル方向に沿って新たな目標値Ｓ５
まで移動し、その結果、現在の予圧が大きくなるように
調整される。
を低くし、これに対応して剛性を上げるためアンギュラ
玉軸受１２の予圧を高く設定する必要があるとき、上記
目標値変更量Ｓ４ は、現在の目標値Ｓ０ が新たな目
標値Ｓ６ となるような値に演算される。これにより、
軸３がそのアキシャル方向に沿って新たな目標値Ｓ５
まで移動し、その結果、現在の予圧が大きくなるように
調整される。
【００２６】また、アンギュラ玉軸受１２の温度Ｓ３
が高くなり、これに対応してアンギュラ玉軸受１２の予
圧を低く設定する必要があるときにも、目標値変更量Ｓ
４ は上記と同様に現在の目標値Ｓ０ が新たな目標値
Ｓ５ となるような値に演算される。
が高くなり、これに対応してアンギュラ玉軸受１２の予
圧を低く設定する必要があるときにも、目標値変更量Ｓ
４ は上記と同様に現在の目標値Ｓ０ が新たな目標値
Ｓ５ となるような値に演算される。
【００２７】さらに、目標値変更量Ｓ４ は、ＮＣプロ
グラムの予圧調整用パラメータｈの値に応じても、現在
の目標値Ｓ０ が新たな目標値Ｓ５ 又はＳ６ となる
ような値に演算される。
グラムの予圧調整用パラメータｈの値に応じても、現在
の目標値Ｓ０ が新たな目標値Ｓ５ 又はＳ６ となる
ような値に演算される。
【００２８】したがって、上記のような実施例によれば
単に目標位置を変更するのみで予圧を自由に調整できる
。
単に目標位置を変更するのみで予圧を自由に調整できる
。
【００２９】図３に示すものは請求項２の発明に係る軸
受装置の第２の実施例を示すもので、この装置には図２
に示す深溝玉軸受２に代えて、１組のアンギュラ玉軸受
１３が設けられており、アンギュラ玉軸受１３は背面組
合せしたものが装着されている。
受装置の第２の実施例を示すもので、この装置には図２
に示す深溝玉軸受２に代えて、１組のアンギュラ玉軸受
１３が設けられており、アンギュラ玉軸受１３は背面組
合せしたものが装着されている。
【００３０】なお、上記のような実施例では、深溝玉軸
受，アンギュラ玉軸受を用いた例について説明したが、
これらに代えて円筒ころ軸受，円錐ころ軸受等の転がり
軸受を用いても上記と同様な効果が得られる。
受，アンギュラ玉軸受を用いた例について説明したが、
これらに代えて円筒ころ軸受，円錐ころ軸受等の転がり
軸受を用いても上記と同様な効果が得られる。
【００３１】また、上記実施例では一対の電磁石５ａ，
５ｂを設けたが、予圧調整のみを行う時は、一方の電磁
石５ｂを設けるのみでも良い。
５ｂを設けたが、予圧調整のみを行う時は、一方の電磁
石５ｂを設けるのみでも良い。
【００３２】
【発明の効果】この発明に係る軸受装置は、上記の如く
電磁石の励磁によって生じた磁力がスラストディスクに
作用して軸をそのアキシャル方向にて支持する一方、そ
の支持点で軸に加わるアキシャル方向負荷の大部分を受
けるため、負荷が加わった状態で軸を連続的に高速回転
させても、転がり軸受が受けるアキシャル方向負荷を減
少できるので、寿命の長い軸受装置を提供できる。
電磁石の励磁によって生じた磁力がスラストディスクに
作用して軸をそのアキシャル方向にて支持する一方、そ
の支持点で軸に加わるアキシャル方向負荷の大部分を受
けるため、負荷が加わった状態で軸を連続的に高速回転
させても、転がり軸受が受けるアキシャル方向負荷を減
少できるので、寿命の長い軸受装置を提供できる。
【００３３】特に、請求項２の発明に係る軸受装置は、
単に目標位置を変更するのみで予圧を自由に調整できる
ので、切削負荷に応じて予圧を変えたい場合等に予圧の
調整が簡単かつ容易になる。
単に目標位置を変更するのみで予圧を自由に調整できる
ので、切削負荷に応じて予圧を変えたい場合等に予圧の
調整が簡単かつ容易になる。
【図１】請求項１の発明に係る軸受装置の一実施例を示
す断面図。
す断面図。
【図２】請求項２の発明に係る軸受装置の一実施例を示
す断面図。
す断面図。
【図３】請求項２の発明に係る軸受装置の他の実施例を
示す断面図。
示す断面図。
１，２ 深溝玉軸受
３ 軸
４ スラストディスク５ａ，５ｂ
電磁石 ６ 電磁石制御部 １３ 予圧調整部 Ｓ０ 目標値 Ｓ１ アキシャル方向移動位置Ｓ１０
比較偏差
電磁石 ６ 電磁石制御部 １３ 予圧調整部 Ｓ０ 目標値 Ｓ１ アキシャル方向移動位置Ｓ１０
比較偏差
Claims (2)
- 【請求項１】軸を支持する転がり軸受と、上記軸と一体
的に形成されるとともにその軸芯に直交する平面を持つ
スラストディスクと、このスラストディスクの表面に対
向して配設された電磁石と、上記軸のアキシャル方向位
置を検出する位置センサ部と、上記位置センサ部からの
検出値と予め設定された目標値とを比較して、その比較
偏差に基づいて上記電磁石を励磁する電磁石制御部とを
備えることを特徴とする軸受装置。 - 【請求項２】目標値を変更して軸をそのアキシャル方向
に沿って移動させることにより、転がり軸受の予圧を調
整する予圧調整手段を具備することを特徴とする請求項
１に記載の軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097331A JP2759232B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097331A JP2759232B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04327021A true JPH04327021A (ja) | 1992-11-16 |
| JP2759232B2 JP2759232B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=14189508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097331A Expired - Fee Related JP2759232B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759232B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545239U (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-18 | 神鋼電機株式会社 | 高速回転スピンドル軸受の予圧装置 |
| EP1055833A2 (en) * | 1999-05-25 | 2000-11-29 | Rolls Royce Plc | Bearing load control |
| JP2007057109A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Ntn Corp | 空気サイクル冷凍冷却システム |
| US8336328B2 (en) | 2005-08-22 | 2012-12-25 | Ntn Corporation | Air cycle refrigerating/cooling system and turbine unit used therefor |
| US8347648B2 (en) | 2005-08-24 | 2013-01-08 | Ntn Corporation | Air cycle refrigerating/cooling system and turbine unit used therefor |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5244946U (ja) * | 1975-09-26 | 1977-03-30 | ||
| JPH01269722A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Toshiro Higuchi | 磁気制御軸受ユニット |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097331A patent/JP2759232B2/ja not_active Expired - Fee Related
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