JPH0529602U - 主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械の回転主軸に設けられたベアリング
の締め代を大きくできるようにして、回転主軸の高速回
転時のベアリング内輪の遠心力および熱による膨張を抑
え、ベアリングの焼き付きの発生を防止する。 【構成】 回転主軸２３外周には、スリーブ４０が強固
に固着されている。そして、回転主軸２３とスリーブ４
０との間に形成したシリンダ室４１に油圧供給口４３か
ら油圧を供給することにより、スリーブ４０の回転主軸
２３への固着力を弱めるとともに、空間内に現れている
境界面４４に油圧を作用させることによって、スリーブ
４０を回転主軸２３から容易に抜き取ることができる。
また、ベアリング２４〜２６は、スリーブ４０外周に嵌
合されており、スリーブ４０と共に回転主軸２３から取
り外すことができるため、内輪２７のスリーブ４０に対
する締め代を大きくすることができ、これにより内輪２
７の遠心力および熱による膨張を防止することができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、工作機械の回転主軸に設けられたベアリングの締め代を大きくす るための改良を施した主軸装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の工作機械の主軸装置は、一般に、図２に示すように、円筒状の挿通孔２ を有するハウジング１内に、回転主軸３を挿通し、この回転主軸３外周とハウジ ング１内周との間に複数のベアリング４〜６を介装することにより、回転主軸３ をハウジング１内に回転自在に支持した構造となっている。

【０００３】 図中上方のベアリング４と中間のベアリング５との間には、それぞれの内輪７ 又は外輪８に両端が圧接する円筒状のスペーサ１０，１１が介装されている。上 方のベアリング４の内輪７の上面は、回転主軸３に螺合されるナット１６により 下方へ押圧され、下方のベアリング６の内輪７の下面は、回転主軸３の先端部に 設けられた段部７によって上方に押圧されている。また、上方のベアリング４の 外輪８の上面は、ハウジング１内面に形成された段部１４によって下方へ押圧さ れており、下方のベアリング６の外輪８の下面は、ハウジング１の下端にボルト １３により固定されるベアリングキャップ１２の内周に形成された段部１５によ り上方へ押圧されている。

【０００４】 そして、ナット１６の締め付け力により、各ベアリング４〜６に予圧を与え、 各ベアリング４〜６を締まり嵌めによって回転主軸３とハウジング１との間に組 み込んである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来例にあっては、回転主軸３を高速回転させると、各ベ アリング４〜６の内輪７が遠心力および熱によって膨張し、ベアリング４〜６が 発熱して焼き付き易くなる。すなわち、内輪７の締め代が小さいと回転主軸３に 対する締め圧が小さいため、回転主軸３が高速回転した際に内輪７が膨張し易く 、このため内輪７と外輪８との間隔が狭くなってボール９に加わる圧縮荷重が大 きくなり、ボール９が転動し難くなる。このため、ボール９と内輪７及び外輪８ との間に摩擦熱が発生してボール９が熱膨張すると、益々ボール９は転動し難く なって摩擦が大きくなり、この状態が続くとボール９と外輪８との間で焼き付き が発生することとなる。

【０００６】 この内輪７の膨張を防止するための一方法として、内輪７の締め代（内輪７を 回転主軸３に圧嵌させるため、内輪７の内径を回転主軸３の内径より小さくする 際の両内径の差）を大きくして、内輪７が回転主軸３外周に圧着する力を大きく することが考えられるが、このようにすると、ベアリング４〜６の交換作業時に ベアリング４〜６を回転主軸３から取り外すことが困難となり、不便である。

【０００７】 このため、ベアリング４〜６の取り外しが容易に行え、かつ内輪７の膨張が生 じないように内輪７の締め代を大きくできるような主軸装置の提供が要望された 。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために、本考案は、工作機械の回転主軸外周に強固に嵌合 され、かつこの回転主軸との間でシリンダ室を構成することにより抜き取り容易 に構成された円筒状のスリーブと、該スリーブ外周と前記回転主軸が挿通される ハウジング内周との間に介装されて前記回転主軸をハウジング内に回転自在に支 持するとともに、前記スリーブ外周に大きな締め代を有して固着されたベアリン グとを具備してなることを特徴とするものである。

【０００９】 前記回転主軸は、旋盤、ボール盤、研削盤等の工作機械に設けられたものであ る。 前記スリーブは、回転主軸外周に強固に嵌合されているが、着脱可能に構成さ れており、特に回転主軸の抜き取り作業が容易にできるように構成されている。 例えば、このスリーブは、回転主軸の抜き取り方向の先端の口径が他端の口径よ りも大きく、両端共に回転主軸外周に嵌合固着しており、その中間部内面と回転 主軸外面との間に油圧を供給可能な空間が形成され、この空間内には、前記大径 部と小径部との境界面が現れた構成とすることができる。また、この境界面は、 空間の先端面に現れていても良いし、中間部に現れていても良い。

【００１０】 前記ベアリングは、その内輪がスリーブの外周に嵌合固着されており、スリー ブと内輪との間に大きな締め代を設けてある。従って、ベアリングは、スリーブ 外周に強固に嵌合している。ベアリングの数、及びベアリングの種類は特に限定 されない。

【００１１】

【作用】

本考案においては、ベアリングを交換する際には、シリンダ室に油圧を供給し てスリーブと共に回転主軸からベアリングを取り外す。スリーブは、回転主軸の 抜き取りが容易に行えるように構成されているため、ベアリングはスリーブと一 体として容易に取り外すことができる。

【００１２】 従って、ベアリングの内輪の遠心力および熱による膨張を防止するために内輪 のスリーブに対する締め代を大きくすることができる。 また、スリーブも、その取り外しを容易に行えるため、スリーブの回転主軸に 対する締め代を大きくすることができる。

【００１３】

【実施例】

図１は、本考案に係る主軸装置の一実施例の構成を示す断面図である。 工作機械の基体（図示略）に固定された円筒状の挿通孔２２を有するハウジン グ２１内に、図示しない回転駆動装置により回転される回転主軸２３が挿通され ており、この回転主軸２３外周には円筒状のスリーブ４０が嵌合されている。こ のスリーブ４０とハウジング２１内周との間には、３つのベアリング２４〜２６ が介装されており、これにより、回転主軸２３はハウジング２１内に回転自在に 支持されている。

【００１４】 図中上方のベアリング２４と中間のベアリング２５との間には、それぞれの内 輪２７又は外輪２８に両端が圧接する円筒状のスペーサ３０，３１が介装されて いる。上方のベアリング２４の内輪２７の上面は、ワッシャ３８を介してスリー ブ４０に螺合されるナット３６により下方へ押圧され、下方のベアリング２６の 内輪２７の下面は、スリーブ４０の先端部に形成されたフランジ４０Ｃによって 上方に押圧されている。また、上方のベアリング２４の外輪２８の上面は、ハウ ジング２１内面に形成された段部３４によって下方へ押圧されており、下方のベ アリング２６の外輪２８の下面は、ハウジング２１の下端にボルト３３により固 定されるベアリングキャップ３２の内周に形成された段部３５により上方へ押圧 されている。

【００１５】 そして、各ベアリング２４〜２６は締まり嵌めによってスリーブ４０とハウジ ング２１に嵌め込まれ、ナット３６の締め付け力により、各ベアリング２４〜２ ６に予圧を与えている。 回転主軸２３の下部には、大径部２３Ｂとこれより径の小さい小径部２３Ｃが 同軸上に連続するように一体に形成されている。回転主軸２３の下端には、ドリ ル５０が設けられている。スリーブ４０は、大径部２３Ｂ及び小径部２３Ｃの外 周に嵌合されており、回転主軸２３の抜き取り方向（図中下方）の先端側の大口 径部４０Ａの口径は、大径部２３Ｂに対応して他端側の小口径部４０Ｂの口径よ りも大きく形成されている。

【００１６】 そして、スリーブ４０の内面と回転主軸２３との間には、大径部２３Ｂと小径 部２３Ｃとの境界面４４がピストンの役割をなす円環状のシリンダ室４１が形成 されている。小口径部４０Ｂの端面には、内周に雌ネジが切られた油圧供給口４ ３が形成されており、この油圧供給口４３は、小口径部４０Ｂ内に形成された油 路４２を介してシリンダ室４１に連通している。

【００１７】 スリーブ４０の大口径部４０Ａには、大径部２３Ｂに対して所定の締め代を設 けてあり、同様に小口径部４０Ｂには、小径部２３Ｃに対して所定の締め代を設 けてある。そして、スリーブ４０は、大口径部４０Ａ及び小口径部４０Ｂにおい て焼き嵌め若しくは圧入等の手段によって回転主軸２３外周に圧嵌され、強固に 固着している。また、各ベアリング２４〜２６の内輪２７には、スリーブ４０に 対して所定の締め代を設けてあり、焼き嵌め若しくは圧入等の手段によってスリ ーブ４０外周に圧嵌され、強固に固着している。このスリーブ４０の締め代は、 回転主軸２３が高速回転したときに、スリーブ４０の遠心力および熱による膨張 が少なくなるような量に設定されている。

【００１８】 従って、回転主軸２３が高速回転した場合でも内輪２７の遠心力および熱によ る膨張によって内輪２７と外輪２８との間隔が狭くなることが無く、ボール２９ の圧縮荷重が増加して摩擦熱が発生し、これによりベアリング２４〜２６が焼き 付くという問題を解消することができる。 同様に、スリーブ４０においても、回転主軸２３が高速回転した場合でもスリ ーブ４０の遠心膨張が生じることが無いような締め代を有して回転主軸２３に嵌 合しているため、内輪２７がスリーブ４０の遠心膨張によって拡張されることは 無い。

【００１９】 次に、ベアリング２４〜２６が磨耗した場合等に、ベアリング２４〜２６を取 り外して交換するときには、以下の手順により回転主軸２３をスリーブ４０から 離脱させて抜き取る作業を行う。 先ず、ボルト３３を抜いて、ベアリングキャップ３２を取り外す。そして、回 転主軸２３をハウジング２１から図中下方へ抜き取る。この状態では、ベアリン グ２４〜２６は回転主軸２３に固着したままである。

【００２０】 次に、油圧装置の油圧吐出口（図示略）を油圧供給口４３に接続し、油圧供給 口４３から油圧を流入しシリンダ室４１内に油圧を供給する。この油圧によって シリンダ室４１の内圧が増加しスリーブ４０が径方向に膨張するため、大口径部 ４０Ａ及び小口径部４０Ｂの回転主軸２３への固着力が弱まる。これにより回転 主軸２３はスリーブ４０から抜き取り易い状態となる。これと共に、境界面４４ 、すなわちピストンに油圧が作用することにより、スリーブ４０が回転主軸２３ に対して抜ける方向に移動し、大口径部４０Ａが大径部２３Ｂから抜け出ると、 大口径部４０Ａは、それよりも径の小さい小径部２３Ｃの周囲に至る。そして、 小口径部４０Ｂの長さが、大口径部４０Ａの長さと等しいか、それ以下の長さで あるため、大口径部４０Ａから大径部２３Ｂが抜けたときに、小口径部４０Ｂも 小径部２３Ｃから抜け出て、小径部２３Ｃよりも径の小さい最小径部に至ってい る。従って、以後は、スリーブ４０を全く抵抗が無い状態で抜き取ることができ る。

【００２１】 このようにして、ベアリング２４〜２６は、スリーブ４０と共に、容易に回転 主軸２３から取り外すことができる。取り外した後のスリーブ４０は、径方向に 弾性収縮可能な状態であるから、ナット３６を外して、ベアリング２４〜２６を スリーブ４０から叩き出す作業も容易に行える。そして、ベアリング２４〜２６ を交換した後、再度、ハウジング２１内に装着してベアリングキャップ３２を取 付けることにより、ベアリング交換作業が終了する。

【００２２】 なお、前記実施例では、大径部２３Ｂと大口径部４０Ａの長さを等しくした例 を示したが、両者の長さが異なっていても良い。 また、前記実施例では、大口径部４０Ａと大径部２３Ｂの径が、シリンダ室４ １の径より小さい例を示したが、これは、大口径部４０Ａと大径部２３Ｂの径が シリンダ室４１の径と等しくても良い。

【００２３】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案は、ベアリングを交換する際等に、スリー ブと回転主軸の外周との間にシリンダ室を形成したことによって、ベアリングを スリーブと共に回転主軸から容易に取り外すことができる。 従って、ベアリングの内輪の遠心膨張を防止するために内輪のスリーブに対す る締め代を大きくすることができる。

【００２４】 これにより、従来の内輪の遠心力および熱膨張によって起こる問題点、すなわ ち内輪と外輪の間隔が狭くなってボールの転動が阻害されたときに発生する摩擦 熱によってボールが加熱されてベアリングの焼き付きが発生するという問題点を 解消することができる。 また、スリーブの取り外しを容易に行えるため、スリーブの回転主軸に対する 締め代を大きくして、スリーブの遠心膨張を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る主軸装置の一実施例の構成を示
す断面図である。

【図２】 従来の主軸装置の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

２１…ハウジング ２３…回転主軸 ２３Ｂ…大径
部 ２３Ｃ…小径部 ２４〜２６…ベアリング ２７…内輪 ２８…外輪
３６…ナット ４０…スリーブ ４０Ａ…大口径部 ４０Ｂ…小口
径部 ４１…シンリンダ室 ４３…油圧供給口 ４４…境
界面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械の回転主軸外周に強固に嵌合さ
   れ、かつこの回転主軸との間でシリンダ室を構成するこ
   とにより抜き取り容易に構成された円筒状のスリーブ
   と、 該スリーブ外周と前記回転主軸が挿通されるハウジング
   内周との間に介装されて前記回転主軸をハウジング内に
   回転自在に支持するとともに、前記スリーブ外周に大き
   な締め代を有して固着されたベアリングとを具備してな
   ることを特徴とする主軸装置。