JPH0487704A - 工作機械のスピンドル装置 - Google Patents

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。

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スピンドル装置に関する。

（従来技術） この種のスピンドル装置の一形式として、第３図に示す
ように、ベースフレーム１に回転可能に支承され第１モ
ータ２に連結されたねじ軸３、ねじ軸３に螺合したポー
ルナツト４、ポールナツト４に前後一対のボルト５，６
にて固着したスピンドルハウジング７、スピンドルハウ
ジング７に内設した前後一対の軸受８，９にて回転可能
に支持されねじ軸３と平行に販びるとともに前端部に工
具１０が取付けられるスピンドル１１、スピンドル１１
の後層部に連結した第２モータ１２を備え、スピンドル
ハウジング７をキー１３にてポールナツト４に対して位
置決めし、前側軸受８をスピンドルハウジング７の内周
壁面に形成した環状段部７ａにて同ハウジング７に対し
て位置決めするとともに、スピンドル１１に一体に設け
られた７ランノ部１１ａにて同スピンドル１１を前側軸
受８に対しで位置決めした工作機械のスピンドル装置が
実用に供されている。

かかる構成のスピンドル装置によれば、第１モータ２に
よりねじ軸３を所定方向へ回転駆動するとともに第２モ
ータ１２によりスピンドル１１を回転駆動すると、ポー
ルナツト４がねじ軸３に沿って前方へ直線移動し、スピ
ンドル１１前端の工具１０が回転しながら被加工物に衝
当して加工が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 上記した従来のスピンドル装置においては、加工時に各
軸受８，９や両モータ２，１２におりｔて発生する熱に
よりスピンドルノ）ウジング７及びスピンドル１１の温
度が上昇すると、熱膨張によりスピンドル１１は７ラン
ノ部１１ｍを境にして前部が前方へ、後部が後方へ伸張
する。同様にして、スピンドルハウジング７はキー１３
を境にして前部が前方へ、後部が後方へ伸張する。その
結果、スピンドル１１の前部の伸張により工具が前方へ
変位する。これに加えて、スピンドルハウ７ング７の前
部の伸張により環状段部７ａが前方へ変位し同段部７ａ
にて位置決めされている前側軸受８も前方へ変位するの
で、スピンドル１１が前側軸受８に押されて前方へ変位
し、工具がさらに前方へ変位する。

このようにして、工具は加工時の発熱によるスピンドル
ハウジング７及びスピンドル１１の熱膨張によりポール
ナツトに対して前方へ変位する。

ところで、上記スピンドルハウジング７の材質は通常、
鋼が使用されているが、鋼に代えてアルミ合金等の軽金
属を使用すれば、スピンドルハウ７ング７の軽量化によ
り送り速度の高速化が可能となるので工作速度を向上さ
せることができる。

しかしながら、上述した熱膨張による工具の変位量はス
ピンドルハウジング７の線膨張係数に比例するので、鋼
に比べ線膨張係数の大きいアルミ合金等の軽金属使用す
ると、スピンドルノ）ウジングの熱膨張による工具の変
位量が大きくなり、工作精度が低下する。

本発明はかかる問題、直に鑑み、工作精度の低下をきた
すことなく送り速度の高速化を可能にする工作機械のス
ピンドル装置を提供することを目的とする。

（Ｗｉ題を解決するための手段） 本発明は、回転運動体に連結され同運動体の回転運動を
直線運動に変換する直線運動体、直線運動体に固着され
たスピンドルハウジング及び同ハウジングに内設した前
後一対の軸受により回転可能に支持されて前記直線運動
体の運動方向と平行に延びるとともに前層部に工具が取
付けられるスピンドルを備え、前記スピンドルハウジン
グを第１位置決め手段により前記直線運動体に対して位
置決めし、前記一対の軸受のうち前側軸受を第２位置決
め手段により前記スピンドルハウジングに対して位置決
めし、かつ前記スピンドルを第３位置決め手段により前
記前側軸受けに対して位置決めした工作機械のスピンド
ル装置において、前記前記第２位置決め手段を前記第１
位置決め手段より後方に配置したことを特徴とする。

（発明の作用、効果） 上記構成によれば、温度上昇に伴う熱膨張によリスピン
ドルハツノングは第１位置決め手段を境にして前部及び
後部がそれぞれ前方及び後方へ伸張し、スピンドルは第
３位置決め手段を境にして前部及び後部がそれぞれ前方
及び後方へ伸張する。

その結果、スピンドル前部の前方への伸張により工具の
前方への変位が惹起されるが、第２位置決め手段が第１
位置決め手段より後方に配置されているためスピンドル
ハウジング後部の後方への伸張により第２位置決め手段
が後方へ変位するので、前側軸受が後方へ変位可能とな
る。このため、スピンドル全体がスピンドルハウジング
に対して後方へ変位するので、スピンドル前部の熱膨張
による工具の前方への変位量はその分減少する。

このように、本発明によればスピンドルハウジング及び
スピンドルの熱膨張による工具の前方への変位量を抑制
できるので、スピンドルハウ７ングにアルミ合金等、線
膨張係数の大きい軽金属を使用して軽量化を図ることに
より送り速度を高速化しても工作精度の低下をきたすお
それがない。

（実施例） 以下に本発明の一実施例に係るスピンドル装置を第１図
に基づき説明するに、当該装置はベースフレーム２０に
前後一対の軸受２１．２２を介して回転可能に支持され
たねじ軸２３と、このねじ軸２３に螺合する鋼製のポー
ルナツト２４を備え、ねじ軸２３の後Ｎ１部は第１モー
タ２５に連結されている。

ポールナツト２４には一体的にテーブル２４ａが設けら
れ、同テーブル２４ｍにアルミ合金製のスピンドルハウ
ジング２６が前後一対のボルト２７．２８にて固着され
、かつキー２９にてポールナツト２４に対して位置決め
されている。

一対のポル）２７．２８のうち、後側ボルト２８には第
２図に拡大して図示するように、下端にカラー３０ａを
有するスリーブ３０が嵌着されている。このスリーブ３
０はテーブル２４ａの厚みｔよりも若干大きい長さＴを
有し、テーブル２４ａの後端部に形成したスリーブ３０
の径よりも若干長い前後方向へ延びるｍ部２４ｂ１ｍ遊
嵌されでいる。

スピンドルハウジング２６内部には前端開口面側から順
に大径孔２６ｍ、中径孔２６ｂ及び小径孔２６ｃが連設
されている８大径孔２６ａには前側軸受３１が嵌着され
るとともに、小径孔２６ｅには後側軸受３２が摺動可能
に嵌着され、両軸受３１゜３２にてねじ軸２３と平行に
延びる鋼製のスピンドル３３が回転可能に支持されてい
る。

スピンドル３３の先端部には工具取付は用チャック３３
ａが固着され、同チャックに工具３４が締着されている
。＊た、スピンドル３３の中間部にはスリーブ３５が嵌
着され、同スリーブ３５にて両軸受３１，３２の間隔が
一定に保持されている。さらに、スピンドル３３の後端
部にはねじ３３ｂが形成され、同ねじ３３ｂに螺着した
ナツト３６にて後側軸受３２がスピンドル３３から抜は
止めされている。＊た、スピンドル３３の後ｊＩｓはス
ピンドルハウジング２６の後端部に固定した第２モータ
３７に連結されている。さらに、スピンドル３３の前部
には７ランノ部３３ｃが一体に設けられ、同７ランノ部
３３ｃによりスピンドル３３の後方への移動が阻止され
、これによりスピンドル３３は前側軸受３１に対し位置
決めされている。

一方、この前側軸受３１は大径孔２６ａと中径孔２６ｂ
の連接部に形成された環状端部２６ｄにて後方への移動
が阻止され、これにより前側軸受３１はスピンドルハウ
ジング２６に対して位置決めされでいる。また、スピン
ドルハウジング２６の前端開口面は同ハウジング２６と
同一材質のカバー３８にて覆蓋され、かつ同カバー３８
にて前側軸受３１がスピンドルハウジング２６から抜は
止めされている。

本実施例は以上の構成からなり、第１モータに２５より
ねじ輸２３を所定方向へ回転駆動するとともに、第２モ
ータ３７によりスピンドル３３を回転駆動すると、ポー
ルナツト２４がねじ軸２３に沿って前方へ直線移動し、
スピンドル３３前端の工具３４が回転しながら被加工物
に衝当して加工が行なわれる。

しかして、加工に伴う温度上昇によりスピンドルハウジ
ング２６はキー２９を境にして前部及び後部がそれぞれ
前方及び後方へ伸張する。また、スピンドル３３は７ラ
ンシＷＳ３３　ｃを境にして前部及び後部がそれぞれ前
方及び後方へ伸張する。

その結果、スピンドル３３前部の前方への伸張により工
具３４の前方への変位が惹起されるが、環状段部２６ｄ
がキー２９より後方に配置されているため、スピンドル
ハウシング２６後部の後方への伸張により同段部２６ｄ
が後方へ変位するので前側軸受３１が後方へ変位可能と
なる。このため、スピンドル３３前部の伸張による工具
３４の前方への変位量は軸受３１が後方へ変位してスピ
ンドル３３全体が後方へ変位することにより減少する。

また、スピンドル３３後部の熱膨張による熱歪の発生は
後備軸受３２が小径孔２６ｃ中を後方へ摺動することに
より防止される。

さらに、スピンドルハウジング２６後部の熱膨よ 張にる熱歪の発生はスーリープ３０を嵌着した後備ボル
ト２８が溝部２４ｂに沿りて後方へ変位することにより
防止される。

なお、スピンドルハウソング２６前部の熱膨張による熱
歪の発生はキー２９と前側ボルト２７の間隔を小さ（設
定することにより抑制できる。

以上説明したように本実施例によれば、スピンドルハウ
ジング２６及びスピンドル３３の熱膨張による工具の前
方への変位を抑制できるので、スピンドルハウジング２
６にアルミ合金等、線膨張係数の大きい軽金属を使用し
て軽量化を図ることにより送り速度を高速化しても工作
精度が低下しない。

なお、本実施例においては回転運動を直線運動に変換す
る機構としてねじ＃２３とポールナツト２４を用いてい
るが、これに代えてラックとビニオンを用いることも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る工作機械のスピンドル
装置を示す一部破断側面図、第２図は同装置の要部拡大
図、第３図は従来の工作機械のスピンドル装置を示す一
部破断側面図である。 符号の説明 ２３・−・ねじ軸、２４・・・ポールナツト、２６・・
・スピンドルハウジング、２６ｄ・・・環状段部、２９
・・・キ３１・・・前側軸受、３２・・・後側軸受、３
３・・・スピンド７し、３３ｃ・・・７ラック部、３４
・・・工具。 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転運動体に連結され同運動体の回転運動を直線運動
   に変換する直線運動体、直線運動体に固着されたスピン
   ドルハウジング及び同ハウジングに内設した前後一対の
   軸受により回転可能に支持されて前記直線運動体の運動
   方向と平行に延びるとともに前端部に工具が取付けられ
   るスピンドルを備え、前記スピンドルハウジングを第１
   位置決め手段により前記直線運動体に対して位置決めし
   、前記一対の軸受のうち前側軸受を第２位置決め手段に
   より前記スピンドルハウジングに対して位置決めし、か
   つ前記スピンドルを第３位置決め手段により前記前側軸
   受けに対して位置決めした工作機械のスピンドル装置に
   おいて、前記第２位置決め手段を前記第１位置決め手段
   より後方に配置したことを特徴とする工作機械のスピン
   ドル装置。