JPH05157114A - スピンドル装置 - Google Patents
スピンドル装置Info
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- JPH05157114A JPH05157114A JP3343990A JP34399091A JPH05157114A JP H05157114 A JPH05157114 A JP H05157114A JP 3343990 A JP3343990 A JP 3343990A JP 34399091 A JP34399091 A JP 34399091A JP H05157114 A JPH05157114 A JP H05157114A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- voltage
- rolling bearing
- rotary shaft
- micro
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Support Of The Bearing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い負荷容量及び剛性を有し、且つ構造並び
に制御を複雑化することなく、振れ回り精度を向上し
得、適用範囲の広いスピンドル装置を提供する。 【構成】 回転軸２を挟んで互いに対向する変位計９，
１０及び１１，１２により回転軸２のＸ方向変位ｘa，
ｘb及びＹ方向変位ｙa，ｙbを検出し、該検出信号１
３，１４及び１５，１６に基づき制御装置２２のＰＩＤ
コントローラ１９で各微小変位アクチュエータ７，８に
印加すべき電圧Ｖx，Ｖyを演算し、増幅器２０，２１か
ら電圧Ｖx，Ｖyを各微小変位アクチュエータ７，８に印
加することにより、各微小変位アクチュエータ７，８を
半径方向に夫々所要量歪ませ、転がり軸受３で発生した
半径方向の振動を吸収し、回転軸２の振れ回り振動を防
止する。
に制御を複雑化することなく、振れ回り精度を向上し
得、適用範囲の広いスピンドル装置を提供する。 【構成】 回転軸２を挟んで互いに対向する変位計９，
１０及び１１，１２により回転軸２のＸ方向変位ｘa，
ｘb及びＹ方向変位ｙa，ｙbを検出し、該検出信号１
３，１４及び１５，１６に基づき制御装置２２のＰＩＤ
コントローラ１９で各微小変位アクチュエータ７，８に
印加すべき電圧Ｖx，Ｖyを演算し、増幅器２０，２１か
ら電圧Ｖx，Ｖyを各微小変位アクチュエータ７，８に印
加することにより、各微小変位アクチュエータ７，８を
半径方向に夫々所要量歪ませ、転がり軸受３で発生した
半径方向の振動を吸収し、回転軸２の振れ回り振動を防
止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精密な回転運動を要求
される旋盤、研削盤のような工作機械の主軸や、情報機
器等の回転軸に用いられるスピンドル装置に関するもの
である。
される旋盤、研削盤のような工作機械の主軸や、情報機
器等の回転軸に用いられるスピンドル装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、旋盤や研削盤等の工作機械にお
いては、機械の運動精度を工作物に転写するという加工
原理からその主軸の振れ回り精度の高いものが要求され
る。又、コンピュータのハードディスク等の回転軸にお
いてもヘッドのトラッキング精度をよくするために振れ
回り精度の高いものが要求される。
いては、機械の運動精度を工作物に転写するという加工
原理からその主軸の振れ回り精度の高いものが要求され
る。又、コンピュータのハードディスク等の回転軸にお
いてもヘッドのトラッキング精度をよくするために振れ
回り精度の高いものが要求される。
【０００３】従来、この種の回転軸には、大きな負荷容
量と高い剛性を有する転がり軸受等が用いられていた
が、これらの軸受は振れ回り振動が大きいという欠点を
有することから、振れ回り振動の小さい精密な回転運動
を要求される回転軸には、運動精度が極めて優れている
静圧空気軸受や高精度、高剛性を有する磁気軸受が用い
られるようになっている。
量と高い剛性を有する転がり軸受等が用いられていた
が、これらの軸受は振れ回り振動が大きいという欠点を
有することから、振れ回り振動の小さい精密な回転運動
を要求される回転軸には、運動精度が極めて優れている
静圧空気軸受や高精度、高剛性を有する磁気軸受が用い
られるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静圧空
気軸受には空気源が必要であると共に、負荷容量が小さ
く且つ剛性も低いという欠点があり、工作機械のように
大きな荷重が作用する装置にはその使用範囲が制限され
ていた。このため、可変絞り機構等を用いて静圧空気軸
受の剛性を高める手法も提案されているが、可変絞り部
の形状が複雑になる等、製作上問題が多かった。
気軸受には空気源が必要であると共に、負荷容量が小さ
く且つ剛性も低いという欠点があり、工作機械のように
大きな荷重が作用する装置にはその使用範囲が制限され
ていた。このため、可変絞り機構等を用いて静圧空気軸
受の剛性を高める手法も提案されているが、可変絞り部
の形状が複雑になる等、製作上問題が多かった。
【０００５】又、磁気軸受は制御により非常に高精度な
運動と高い剛性が得られ、しかも高速回転が可能である
が、非常に高価で且つ制御も複雑であるため、高速回転
するターボ機械の一部にしか普及していないのが現状で
ある。
運動と高い剛性が得られ、しかも高速回転が可能である
が、非常に高価で且つ制御も複雑であるため、高速回転
するターボ機械の一部にしか普及していないのが現状で
ある。
【０００６】本発明は、斯かる実情に鑑み、高い負荷容
量及び剛性を有し、且つ構造並びに制御を複雑化するこ
となく、振れ回り精度を向上し得、適用範囲の広いスピ
ンドル装置を提供しようとするものである。
量及び剛性を有し、且つ構造並びに制御を複雑化するこ
となく、振れ回り精度を向上し得、適用範囲の広いスピ
ンドル装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
回転軸と、該回転軸を支持し且つ半径方向に変位可能と
なるよう弾性体により支持された転がり軸受と、該転が
り軸受の外周における周方向９０゜位相のずれた二箇所
の位置に配設され且つ前記転がり軸受を半径方向に変位
せしめ得る圧電性を有した微小変位アクチュエータと、
前記各微小変位アクチュエータ中心位置と転がり軸受中
心線とを含む互いに直交する平面上にあって夫々回転軸
を挟んで互いに対向するよう配設され且つ前記回転軸の
半径方向の変位を検出可能な二組の変位計と、該二組の
変位計からの検出信号に基づき前記各微小変位アクチュ
エータに印加すべき電圧を演算し且つ該電圧を各微小変
位アクチュエータに印加せしめ得る制御装置とを備えた
ことを特徴とするスピンドル装置にかかるものである。
回転軸と、該回転軸を支持し且つ半径方向に変位可能と
なるよう弾性体により支持された転がり軸受と、該転が
り軸受の外周における周方向９０゜位相のずれた二箇所
の位置に配設され且つ前記転がり軸受を半径方向に変位
せしめ得る圧電性を有した微小変位アクチュエータと、
前記各微小変位アクチュエータ中心位置と転がり軸受中
心線とを含む互いに直交する平面上にあって夫々回転軸
を挟んで互いに対向するよう配設され且つ前記回転軸の
半径方向の変位を検出可能な二組の変位計と、該二組の
変位計からの検出信号に基づき前記各微小変位アクチュ
エータに印加すべき電圧を演算し且つ該電圧を各微小変
位アクチュエータに印加せしめ得る制御装置とを備えた
ことを特徴とするスピンドル装置にかかるものである。
【０００８】又、請求項２記載の発明は、前記スピンド
ル装置において、回転軸の回転数を検出可能な回転計を
設けると共に、該回転計からの検出信号に基づき遮断周
波数を前記回転数の二倍程度に設定可能なローパスフィ
ルタを前記二組の変位計と制御装置との間に介在せしめ
たものである。
ル装置において、回転軸の回転数を検出可能な回転計を
設けると共に、該回転計からの検出信号に基づき遮断周
波数を前記回転数の二倍程度に設定可能なローパスフィ
ルタを前記二組の変位計と制御装置との間に介在せしめ
たものである。
【０００９】
【作用】従って、請求項１記載のスピンドル装置におい
ては、運転時に、回転軸を挟んで互いに対向する二組の
変位計により回転軸の半径方向変位が検出され、該検出
信号が制御装置へ入力され、該制御装置において各微小
変位アクチュエータに印加すべき電圧が演算され、各微
小変位アクチュエータに印加すべき電圧が演算される
と、制御装置から電圧が各微小変位アクチュエータに印
加され、該各微小変位アクチュエータが半径方向に夫々
所要量歪むことにより、転がり軸受で発生した半径方向
の振動が吸収され、回転軸の振れ回り振動が現れなくな
り、しかも、この場合、回転軸を挟んで互いに対向する
二組の変位計により回転軸の半径方向変位を検出し、互
いに対向する変位計の検出値の差を夫々フィードバック
することにより、たとえ回転軸が熱膨張しその直径が大
きくなったとしても、転がり軸受に半径方向の振動が発
生し前記差が夫々０以外の数値にならない限り振動とは
認識しないこととなり、回転軸の熱膨張について補償が
なされる。
ては、運転時に、回転軸を挟んで互いに対向する二組の
変位計により回転軸の半径方向変位が検出され、該検出
信号が制御装置へ入力され、該制御装置において各微小
変位アクチュエータに印加すべき電圧が演算され、各微
小変位アクチュエータに印加すべき電圧が演算される
と、制御装置から電圧が各微小変位アクチュエータに印
加され、該各微小変位アクチュエータが半径方向に夫々
所要量歪むことにより、転がり軸受で発生した半径方向
の振動が吸収され、回転軸の振れ回り振動が現れなくな
り、しかも、この場合、回転軸を挟んで互いに対向する
二組の変位計により回転軸の半径方向変位を検出し、互
いに対向する変位計の検出値の差を夫々フィードバック
することにより、たとえ回転軸が熱膨張しその直径が大
きくなったとしても、転がり軸受に半径方向の振動が発
生し前記差が夫々０以外の数値にならない限り振動とは
認識しないこととなり、回転軸の熱膨張について補償が
なされる。
【００１０】又、請求項２記載のスピンドル装置におい
ては、二組の変位計による回転軸の半径方向変位の検出
と同時に、回転計により回転軸の回転数が検出され、該
検出信号がローパスフィルタへ入力され、該ローパスフ
ィルタにおいて遮断周波数が回転数のおよそ二倍に設定
され、前記変位計からの検出信号における前記遮断周波
数以上の成分が全てカットされ、それより低い成分のみ
が検出信号として制御装置へ入力され、該制御装置にお
いて各微小変位アクチュエータに印加すべき電圧が前述
と同様に演算され、該制御装置から電圧が各微小変位ア
クチュエータに印加され、該各微小変位アクチュエータ
が半径方向に夫々所要量歪むことにより、転がり軸受で
発生した半径方向の振動が吸収され、回転軸の振れ回り
振動が現れなくなり、しかも、この場合、前述と同様、
回転軸の熱膨張について補償がなされることに加え、二
組の変位計からの検出信号における遮断周波数以上の成
分を全てカットしているため、回転軸にその加工精度に
起因する真円度の狂いが生じていても、回転軸の断面形
状が二倍以上の真円度を有しているものについては、真
円度に起因する振動が前記ローパスフィルタによって全
て無視される形となり、回転軸の真円度についても補償
がなされ、転がり軸受の振れ回り精度に起因する振動の
みを採取することが可能となる。
ては、二組の変位計による回転軸の半径方向変位の検出
と同時に、回転計により回転軸の回転数が検出され、該
検出信号がローパスフィルタへ入力され、該ローパスフ
ィルタにおいて遮断周波数が回転数のおよそ二倍に設定
され、前記変位計からの検出信号における前記遮断周波
数以上の成分が全てカットされ、それより低い成分のみ
が検出信号として制御装置へ入力され、該制御装置にお
いて各微小変位アクチュエータに印加すべき電圧が前述
と同様に演算され、該制御装置から電圧が各微小変位ア
クチュエータに印加され、該各微小変位アクチュエータ
が半径方向に夫々所要量歪むことにより、転がり軸受で
発生した半径方向の振動が吸収され、回転軸の振れ回り
振動が現れなくなり、しかも、この場合、前述と同様、
回転軸の熱膨張について補償がなされることに加え、二
組の変位計からの検出信号における遮断周波数以上の成
分を全てカットしているため、回転軸にその加工精度に
起因する真円度の狂いが生じていても、回転軸の断面形
状が二倍以上の真円度を有しているものについては、真
円度に起因する振動が前記ローパスフィルタによって全
て無視される形となり、回転軸の真円度についても補償
がなされ、転がり軸受の振れ回り精度に起因する振動の
みを採取することが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【００１２】図１〜４は本発明の一実施例であり、高周
波モータ１によって回転駆動される回転軸２を支持する
出力側の転がり軸受３をケーシング４に対し、ばね等の
弾性体５，６により半径方向に変位可能に設けると共
に、前記転がり軸受３の外周における周方向９０゜位相
のずれた二箇所の位置に、前記転がり軸受３を半径方向
に変位せしめ得る微小変位アクチュエータ７，８を配設
する。
波モータ１によって回転駆動される回転軸２を支持する
出力側の転がり軸受３をケーシング４に対し、ばね等の
弾性体５，６により半径方向に変位可能に設けると共
に、前記転がり軸受３の外周における周方向９０゜位相
のずれた二箇所の位置に、前記転がり軸受３を半径方向
に変位せしめ得る微小変位アクチュエータ７，８を配設
する。
【００１３】前記微小変位アクチュエータ７，８として
は、電圧を印加すると一定の方向に歪が生じる性質（圧
電性という）を有したＰＺＴ素子（ジルコニアチタン酸
鉛）等を用い、予め所望のオフセット電圧を印加せしめ
歪を生じさせた状態で、前記転がり軸受３の中心が基準
点Ｏに位置するようにしてある。
は、電圧を印加すると一定の方向に歪が生じる性質（圧
電性という）を有したＰＺＴ素子（ジルコニアチタン酸
鉛）等を用い、予め所望のオフセット電圧を印加せしめ
歪を生じさせた状態で、前記転がり軸受３の中心が基準
点Ｏに位置するようにしてある。
【００１４】前記回転軸２外周における前記各微小変位
アクチュエータ７，８配設位置と転がり軸受３中心とを
結ぶ互いに直交する直線Ｘ，Ｙ上の対応位置に夫々、前
記回転軸２の半径方向の変位を検出可能な二組の変位計
９，１０及び１１，１２を、回転軸２を挟んで互いに対
向するよう配設し、該二組の変位計９，１０及び１１，
１２からの検出信号１３，１４及び１５，１６に基づき
前記各微小変位アクチュエータ７，８に印加すべき電圧
Ｖx，Ｖyを演算し電圧指令信号１７，１８を出力するＰ
ＩＤコントローラ１９と、該ＰＩＤコントローラ１９か
らの電圧指令信号１７，１８に基づき所望の電圧Ｖx，
Ｖyを各微小変位アクチュエータ７，８に印加せしめ得
る増幅器２０，２１とからなる制御装置２２を設ける。
アクチュエータ７，８配設位置と転がり軸受３中心とを
結ぶ互いに直交する直線Ｘ，Ｙ上の対応位置に夫々、前
記回転軸２の半径方向の変位を検出可能な二組の変位計
９，１０及び１１，１２を、回転軸２を挟んで互いに対
向するよう配設し、該二組の変位計９，１０及び１１，
１２からの検出信号１３，１４及び１５，１６に基づき
前記各微小変位アクチュエータ７，８に印加すべき電圧
Ｖx，Ｖyを演算し電圧指令信号１７，１８を出力するＰ
ＩＤコントローラ１９と、該ＰＩＤコントローラ１９か
らの電圧指令信号１７，１８に基づき所望の電圧Ｖx，
Ｖyを各微小変位アクチュエータ７，８に印加せしめ得
る増幅器２０，２１とからなる制御装置２２を設ける。
【００１５】尚、図１中、２８は回転軸２を支持する駆
動側の転がり軸受である。
動側の転がり軸受である。
【００１６】次に、上記実施例の作動を説明する。
【００１７】運転時においては、回転軸２を挟んで互い
に対向する変位計９，１０及び１１，１２により回転軸
２のＸ方向変位ｘa，ｘb及びＹ方向変位ｙa，ｙbが検出
され、該検出信号１３，１４及び１５，１６が制御装置
２２のＰＩＤコントローラ１９へ入力され、該ＰＩＤコ
ントローラ１９において各微小変位アクチュエータ７，
８に印加すべき電圧Ｖx，Ｖyが次の数式１の如く演算さ
れる。
に対向する変位計９，１０及び１１，１２により回転軸
２のＸ方向変位ｘa，ｘb及びＹ方向変位ｙa，ｙbが検出
され、該検出信号１３，１４及び１５，１６が制御装置
２２のＰＩＤコントローラ１９へ入力され、該ＰＩＤコ
ントローラ１９において各微小変位アクチュエータ７，
８に印加すべき電圧Ｖx，Ｖyが次の数式１の如く演算さ
れる。
【数１】 ここで、Ｋx，Ｋx’，Ｋx”，Ｋy，Ｋy’，Ｋy”は夫
々、予め実験等において求められた定数である。
々、予め実験等において求められた定数である。
【００１８】各微小変位アクチュエータ７，８に印加す
べき電圧Ｖx，Ｖyが演算されると、ＰＩＤコントローラ
１９から電圧指令信号１７，１８が増幅器２０，２１へ
出力され、該増幅器２０，２１から電圧Ｖx，Ｖyが各微
小変位アクチュエータ７，８に印加され、該各微小変位
アクチュエータ７，８が直線Ｘ，Ｙ方向に夫々所要量歪
むことにより、転がり軸受３で発生した半径方向の振動
が吸収され、回転軸２の振れ回り振動が現れなくなる。
べき電圧Ｖx，Ｖyが演算されると、ＰＩＤコントローラ
１９から電圧指令信号１７，１８が増幅器２０，２１へ
出力され、該増幅器２０，２１から電圧Ｖx，Ｖyが各微
小変位アクチュエータ７，８に印加され、該各微小変位
アクチュエータ７，８が直線Ｘ，Ｙ方向に夫々所要量歪
むことにより、転がり軸受３で発生した半径方向の振動
が吸収され、回転軸２の振れ回り振動が現れなくなる。
【００１９】本実施例の場合、回転軸２を挟んで互いに
対向する変位計９，１０及び１１，１２により回転軸２
のＸ方向変位ｘa，ｘb及びＹ方向変位ｙa，ｙbを検出
し、その差（ｘa−ｘb）及び（ｙa−ｙb）を夫々フィー
ドバックしているため、たとえ回転軸２が熱膨張しその
直径が大きくなったとしても、転がり軸受３に半径方向
の振動が発生し前記差（ｘa−ｘb）及び（ｙa−ｙb）が
夫々０以外の数値にならない限り振動とは認識しないこ
ととなり、回転軸２の熱膨張について補償がなされる。
対向する変位計９，１０及び１１，１２により回転軸２
のＸ方向変位ｘa，ｘb及びＹ方向変位ｙa，ｙbを検出
し、その差（ｘa−ｘb）及び（ｙa−ｙb）を夫々フィー
ドバックしているため、たとえ回転軸２が熱膨張しその
直径が大きくなったとしても、転がり軸受３に半径方向
の振動が発生し前記差（ｘa−ｘb）及び（ｙa−ｙb）が
夫々０以外の数値にならない限り振動とは認識しないこ
ととなり、回転軸２の熱膨張について補償がなされる。
【００２０】こうして、高い負荷容量及び剛性を有する
転がり軸受を使用し、構造並びに制御を複雑化すること
なく、振れ回り精度を向上することができ、精密な回転
運動を要求される工作機械や情報機器等にも幅広く適用
することが可能となる。
転がり軸受を使用し、構造並びに制御を複雑化すること
なく、振れ回り精度を向上することができ、精密な回転
運動を要求される工作機械や情報機器等にも幅広く適用
することが可能となる。
【００２１】図５は、本発明の他の実施例であって、図
中、図１〜４と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
しており、基本的な構成は図１〜４に示す一実施例と同
様であるが、本実施例の特徴とするところは、図５に示
す如く、回転軸２の回転数ωを検出可能な回転計２３を
設けると共に、該回転計２３からの検出信号２４，２５
に基づき遮断周波数ｆcを前記回転数ωの二倍程度（ｆc
≒２ω）に設定可能なローパスフィルタ２６，２７を前
記二組の変位計９，１０及び１１，１２と制御装置２２
のＰＩＤコントローラ１９との間に介在せしめた点にあ
る。
中、図１〜４と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
しており、基本的な構成は図１〜４に示す一実施例と同
様であるが、本実施例の特徴とするところは、図５に示
す如く、回転軸２の回転数ωを検出可能な回転計２３を
設けると共に、該回転計２３からの検出信号２４，２５
に基づき遮断周波数ｆcを前記回転数ωの二倍程度（ｆc
≒２ω）に設定可能なローパスフィルタ２６，２７を前
記二組の変位計９，１０及び１１，１２と制御装置２２
のＰＩＤコントローラ１９との間に介在せしめた点にあ
る。
【００２２】図５に示す実施例においては、運転時に、
回転軸２を挟んで互いに対向する変位計９，１０及び１
１，１２により回転軸２のＸ方向変位ｘa，ｘb及びＹ方
向変位ｙa，ｙbが検出されると共に、回転計２３により
回転軸２の回転数ωが検出され、該検出信号２４，２５
がローパスフィルタ２６，２７へ入力され、該ローパス
フィルタ２６，２７において遮断周波数ｆcがおよそ２
ωに設定され、前記変位計９，１０及び１１，１２から
の検出信号１３，１４及び１５，１６における前記遮断
周波数ｆc以上の成分が全てカットされ、それより低い
成分のみが検出信号１３’，１４’及び１５’，１６’
として制御装置２２のＰＩＤコントローラ１９へ入力さ
れ、該ＰＩＤコントローラ１９において各微小変位アク
チュエータ７，８に印加すべき電圧Ｖx，Ｖyが前述と同
様に演算され、ＰＩＤコントローラ１９から電圧指令信
号１７，１８が増幅器２０，２１へ出力され、該増幅器
２０，２１から電圧Ｖx，Ｖyが各微小変位アクチュエー
タ７，８に印加され、該各微小変位アクチュエータ７，
８が直線Ｘ，Ｙ方向に夫々所要量歪むことにより、転が
り軸受３で発生した半径方向の振動が吸収され、回転軸
２の振れ回り振動が現れなくなる。
回転軸２を挟んで互いに対向する変位計９，１０及び１
１，１２により回転軸２のＸ方向変位ｘa，ｘb及びＹ方
向変位ｙa，ｙbが検出されると共に、回転計２３により
回転軸２の回転数ωが検出され、該検出信号２４，２５
がローパスフィルタ２６，２７へ入力され、該ローパス
フィルタ２６，２７において遮断周波数ｆcがおよそ２
ωに設定され、前記変位計９，１０及び１１，１２から
の検出信号１３，１４及び１５，１６における前記遮断
周波数ｆc以上の成分が全てカットされ、それより低い
成分のみが検出信号１３’，１４’及び１５’，１６’
として制御装置２２のＰＩＤコントローラ１９へ入力さ
れ、該ＰＩＤコントローラ１９において各微小変位アク
チュエータ７，８に印加すべき電圧Ｖx，Ｖyが前述と同
様に演算され、ＰＩＤコントローラ１９から電圧指令信
号１７，１８が増幅器２０，２１へ出力され、該増幅器
２０，２１から電圧Ｖx，Ｖyが各微小変位アクチュエー
タ７，８に印加され、該各微小変位アクチュエータ７，
８が直線Ｘ，Ｙ方向に夫々所要量歪むことにより、転が
り軸受３で発生した半径方向の振動が吸収され、回転軸
２の振れ回り振動が現れなくなる。
【００２３】図５に示す実施例の場合、図１〜４に示す
実施例の場合と同様、回転軸２の熱膨張について補償が
なされると共に、遮断周波数ｆcを回転数ωの二倍程度
に設定可能なローパスフィルタ２６，２７を二組の変位
計９，１０及び１１，１２と制御装置２２のＰＩＤコン
トローラ１９との間に介在せしめ、変位計９，１０及び
１１，１２からの検出信号１３，１４及び１５，１６に
おける遮断周波数ｆc以上の成分を全てカットしている
ため、回転軸２にその加工精度に起因する真円度の狂い
が生じていても、回転軸２の断面形状が図６に示す如く
略楕円で近似されるいわゆる二倍の真円度を有している
場合以上のもの、即ち図７に示す如く三倍の真円度や図
８に示す如く四倍の真円度を有しているものについて
は、真円度に起因する振動が前記ローパスフィルタ２
６，２７によって全て無視される形となり、回転軸２の
真円度についても補償がなされ、転がり軸受３の振れ回
り精度に起因する振動のみを採取することが可能とな
る。
実施例の場合と同様、回転軸２の熱膨張について補償が
なされると共に、遮断周波数ｆcを回転数ωの二倍程度
に設定可能なローパスフィルタ２６，２７を二組の変位
計９，１０及び１１，１２と制御装置２２のＰＩＤコン
トローラ１９との間に介在せしめ、変位計９，１０及び
１１，１２からの検出信号１３，１４及び１５，１６に
おける遮断周波数ｆc以上の成分を全てカットしている
ため、回転軸２にその加工精度に起因する真円度の狂い
が生じていても、回転軸２の断面形状が図６に示す如く
略楕円で近似されるいわゆる二倍の真円度を有している
場合以上のもの、即ち図７に示す如く三倍の真円度や図
８に示す如く四倍の真円度を有しているものについて
は、真円度に起因する振動が前記ローパスフィルタ２
６，２７によって全て無視される形となり、回転軸２の
真円度についても補償がなされ、転がり軸受３の振れ回
り精度に起因する振動のみを採取することが可能とな
る。
【００２４】こうして、高い負荷容量及び剛性を有する
転がり軸受を使用し、構造並びに制御を複雑化すること
なく、振れ回り精度をより向上することができ、精密な
回転運動を要求される工作機械や情報機器等にも幅広く
適用することが可能となる。
転がり軸受を使用し、構造並びに制御を複雑化すること
なく、振れ回り精度をより向上することができ、精密な
回転運動を要求される工作機械や情報機器等にも幅広く
適用することが可能となる。
【００２５】尚、本発明のスピンドル装置は、上述の実
施例にのみ限定されるものではなく、出力側の転がり軸
受だけでなく駆動側の転がり軸受についても同様の構造
を採用してもよいこと等、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
施例にのみ限定されるものではなく、出力側の転がり軸
受だけでなく駆動側の転がり軸受についても同様の構造
を採用してもよいこと等、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したように請求項１記載のス
ピンドル装置によれば、高い負荷容量及び剛性を有し、
且つ構造並びに制御を複雑化することなく、振れ回り精
度を向上し得、適用範囲を広くすることができ、又、請
求項２記載のスピンドル装置によれば、回転軸の真円度
に起因する振動を除去し、転がり軸受の振れ回りに起因
する振動のみを採取することが可能となり、振れ回り精
度を更に向上し得るという優れた効果を奏し得る。
ピンドル装置によれば、高い負荷容量及び剛性を有し、
且つ構造並びに制御を複雑化することなく、振れ回り精
度を向上し得、適用範囲を広くすることができ、又、請
求項２記載のスピンドル装置によれば、回転軸の真円度
に起因する振動を除去し、転がり軸受の振れ回りに起因
する振動のみを採取することが可能となり、振れ回り精
度を更に向上し得るという優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明の一実施例の側断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】本発明の一実施例の制御系を表わす回路構成図
である。
である。
【図５】本発明の他の実施例の制御系を表わす回路構成
図である。
図である。
【図６】二倍の真円度を有する回転軸の振動波形図であ
る。
る。
【図７】三倍の真円度を有する回転軸の振動波形図であ
る。
る。
【図８】四倍の真円度を有する回転軸の振動波形図であ
る。
る。
２ 回転軸 ３ 転がり軸受 ５ 弾性体 ６ 弾性体 ７ 微小変位アクチュエータ ８ 微小変位アクチュエータ ９ 変位計 １０ 変位計 １１ 変位計 １２ 変位計 １３ 検出信号 １３’ 検出信号 １４ 検出信号 １４’ 検出信号 １５ 検出信号 １５’ 検出信号 １６ 検出信号 １６’ 検出信号 ２２ 制御装置 ２３ 回転計 ２４ 検出信号 ２５ 検出信号 ２６ ローパスフィルタ ２７ ローパスフィルタ
Claims (2)
- 【請求項１】 回転軸と、該回転軸を支持し且つ半径方
向に変位可能となるよう弾性体により支持された転がり
軸受と、該転がり軸受の外周における周方向９０゜位相
のずれた二箇所の位置に配設され且つ前記転がり軸受を
半径方向に変位せしめ得る圧電性を有した微小変位アク
チュエータと、前記各微小変位アクチュエータ中心位置
と転がり軸受中心線とを含む互いに直交する平面上にあ
って夫々回転軸を挟んで互いに対向するよう配設され且
つ前記回転軸の半径方向の変位を検出可能な二組の変位
計と、該二組の変位計からの検出信号に基づき前記各微
小変位アクチュエータに印加すべき電圧を演算し且つ該
電圧を各微小変位アクチュエータに印加せしめ得る制御
装置とを備えたことを特徴とするスピンドル装置。 - 【請求項２】 前記回転軸の回転数を検出可能な回転計
を設けると共に、該回転計からの検出信号に基づき遮断
周波数を前記回転数の二倍程度に設定可能なローパスフ
ィルタを前記二組の変位計と制御装置との間に介在せし
めた請求項１記載のスピンドル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343990A JPH05157114A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | スピンドル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343990A JPH05157114A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | スピンドル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157114A true JPH05157114A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18365802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343990A Pending JPH05157114A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | スピンドル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157114A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006024603A1 (de) * | 2004-09-01 | 2006-03-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Spindellagervorrichtung und entsprechendes lagerverfahren |
| DE102005062470A1 (de) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Vorrichtung und Verfahren zum Dämpfen der Unwucht eines rotierenden Teils und Geschirrspülmaschine mit einer derartigen Vorrichtung |
| JP2009121684A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Honeywell Internatl Inc | 振動減衰装置 |
| CN103697070A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-02 | 江苏李国栋轴承研究所股份有限公司 | 冗余滚动轴承机构 |
| JP2014132509A (ja) * | 2013-01-03 | 2014-07-17 | Seagate Technology Llc | スピンドル力アクチュエータ |
| JP2016114112A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 軸受装置、回転機械及び回転機械の運転方法 |
| CN103697070B (zh) * | 2013-12-27 | 2016-11-30 | 江苏李国栋轴承研究所股份有限公司 | 冗余滚动轴承机构 |
| US9995596B2 (en) | 2012-02-01 | 2018-06-12 | Seagate Technology Llc | Spindle force actuator |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3343990A patent/JPH05157114A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006024603A1 (de) * | 2004-09-01 | 2006-03-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Spindellagervorrichtung und entsprechendes lagerverfahren |
| DE102004042316B4 (de) * | 2004-09-01 | 2008-11-20 | Siemens Ag | Spindellagervorrichtung |
| US7654746B2 (en) | 2004-09-01 | 2010-02-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Spindle bearing device and corresponding bearing method |
| DE102005062470A1 (de) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Vorrichtung und Verfahren zum Dämpfen der Unwucht eines rotierenden Teils und Geschirrspülmaschine mit einer derartigen Vorrichtung |
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| JP2014132509A (ja) * | 2013-01-03 | 2014-07-17 | Seagate Technology Llc | スピンドル力アクチュエータ |
| CN103697070A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-02 | 江苏李国栋轴承研究所股份有限公司 | 冗余滚动轴承机构 |
| CN103697070B (zh) * | 2013-12-27 | 2016-11-30 | 江苏李国栋轴承研究所股份有限公司 | 冗余滚动轴承机构 |
| JP2016114112A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 軸受装置、回転機械及び回転機械の運転方法 |
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