JPH0621601Y2 - Machine tool spindle structure - Google Patents

Machine tool spindle structure

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JPH0621601Y2
JPH0621601Y2 JP1985083894U JP8389485U JPH0621601Y2 JP H0621601 Y2 JPH0621601 Y2 JP H0621601Y2 JP 1985083894 U JP1985083894 U JP 1985083894U JP 8389485 U JP8389485 U JP 8389485U JP H0621601 Y2 JPH0621601 Y2 JP H0621601Y2
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JP
Japan
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outer race
stopper
bearing
mounting hole
bearing member
Prior art date
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JP1985083894U
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Japanese (ja)
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JPS61199302U (en
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達男 木邑
仁 村越
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は工作機の主軸構造に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention relates to a spindle structure of a machine tool.

(従来技術) 加工具を回転させる工作機にあっては、軸受部材にベア
リングを介して主軸を回転自在に保持し、この主軸の先
端部に加工具を取付けるようにしている(例えば実開昭
59-105334号公報参照) (考案が解決しようとする問題点) ところで、この種の工作機にあっては、その使用中の発
熱に伴う熱膨張によって、主軸が先端側すなわち加工具
取付具へ向けて変位し、加工精度に悪影響を与える、と
いう問題を生じる場合がある。
(Prior Art) In a machine tool for rotating a processing tool, a main shaft is rotatably held by a bearing member via a bearing, and the processing tool is attached to the tip end of the main shaft (for example, the actual machine).
59-105334 gazette) (Problems to be solved by the invention) By the way, in this type of machine tool, due to thermal expansion due to heat generation during use, the main shaft moves to the tip side, that is, the tool mounting tool. This may cause a problem that it is displaced toward the side and adversely affects the processing accuracy.

この点を詳述すると、主軸は、ベアリングを介してその
軸方向変位が規制されているが、このベアリングそのも
のの位置規制は、そのアウタレースを軸受部材に対して
軸方向に動かないように設定することにより行われてい
る。そして、上記アウタレースが熱膨張する際に、後方
側すなわち先端側とは反対方向側へ変位すれば問題ない
が、先端側へ向けて変位すると、これに伴って主軸も先
端側へ変位して、上述した加工精度に悪影響を与えるこ
とになっていた。
Explaining this point in detail, although the displacement of the main shaft in the axial direction is regulated through the bearing, the position regulation of the bearing itself sets the outer race so as not to move in the axial direction with respect to the bearing member. It is done by. Then, when the outer race thermally expands, there is no problem if it is displaced to the rear side, that is, the side opposite to the tip side, but when it is displaced toward the tip side, the main shaft is also displaced to the tip side with this, It had a bad influence on the above-mentioned processing accuracy.

したがって、本考案の目的は、発熱に伴う熱膨張によっ
て、主軸が加工具取付側となる先端側へ変位するのを防
止するようにした工作機の主軸構造を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a spindle structure for a machine tool that prevents the spindle from being displaced toward the tip end side, which is the work tool mounting side, due to thermal expansion due to heat generation.

(問題点を解決するための手段、作用) 前述の目的を達成するため、本考案にあっては次のよう
な構成としてある。すなわち、 軸受部材にベアリングを介して主軸が回転自在に保持さ
れ、前記主軸の先端部に加工具を取付けるようにした工
作機の主軸構造において、 前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに軸方
向前方側から当接して該アウタレースの前方動を規制す
る前ストッパが固定され、 前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに後方
側から当接すると共に、該アウタレースからの後方への
大きな外力を受けたときに該アウタレースの後方への変
位を許容する可変ストッパが設けられ、 前記可変ストッパは、前記軸受部材の半径方向に形成さ
れた取付孔と、該取付孔内に摺動可能に嵌挿されると共
に前記アウタレースの後端に対して当接されるテーパ面
を有するストッパ片と、前記取付孔に螺合された調整ね
じと、前記ストッパ片と調整ねじとの間に介在されるよ
うに前記取付孔内に収納されたスプリングと、を備えて
いる、 ような構成としてある。
(Means and Actions for Solving Problems) In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, in a spindle structure of a machine tool in which a spindle is rotatably held by a bearing member via a bearing, and a work tool is attached to a tip end portion of the spindle, in the bearing member, an axial front side of an outer race of the bearing A front stopper that abuts from the side to restrict the forward movement of the outer race is fixed, and when the bearing member comes into contact with the outer race of the bearing from the rear side and receives a large rearward external force from the outer race. A variable stopper that allows the rearward displacement of the outer race is provided, and the variable stopper includes a mounting hole formed in a radial direction of the bearing member, and a slidable fit in the mounting hole and the outer race. A stopper piece having a tapered surface that abuts against the rear end, an adjusting screw screwed into the mounting hole, and the stopper piece And a spring housed in the mounting hole so as to be interposed between the adjusting screw and the adjusting screw.

このような構成とすることにより、常時は、可変ストッ
パはアウタレースに対して軸方向後方側から当接してこ
の方向への変位を規制する通常のストッパとして機能す
る一方、長時間の使用あるいは大きな負荷が加わること
による発熱によって熱膨張した際には、アウタレースを
この熱膨張分だけ後方へ逃がして、主軸がその先端側へ
変位するのを防止する。
With such a configuration, the variable stopper normally functions as an ordinary stopper that comes into contact with the outer race from the rear side in the axial direction to regulate the displacement in this direction. When the heat is generated by the addition of heat, the outer race is escaped rearward by the amount of the heat expansion to prevent the main shaft from displacing to the tip side.

(実施例) 以下本考案の実施例を添付した図面に基いて説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図において、1は軸受部材で、この軸受部材1に
は、ベアリング2、3、4、5を介して、主軸6が回動
自在に保持されている。この主軸6の先端部(図中左端
部)にツールホルダー7が着脱可能に装着されており、
このツールホルダー7に対して、適宜の加工具(図示
略)が取付けられるようになっている。そして、上記ベ
アリング2、3、4、5は、互いに軸方向直列に配置さ
れて、実施例では最も先端側にあるベアリング2がロー
ラ式とれている。またベアリング2の後方にあるベアリ
ング3が、ボール式でそのアウタレース3Aとインナレ
ース3Bとが軸方向に相対変位不能な形式とされ、熱膨
張による軸方向長さの変化が大きくなり易い長尺なもの
とされている。さらに、ベアリング3の後方にある2つ
のベアリング4、5がアンギュラ式とされている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a bearing member, and a main shaft 6 is rotatably held by the bearing member 1 via bearings 2, 3, 4, and 5. A tool holder 7 is detachably attached to the tip portion (left end portion in the figure) of the main shaft 6,
An appropriate processing tool (not shown) can be attached to the tool holder 7. The bearings 2, 3, 4, and 5 are arranged axially in series with each other, and in the embodiment, the bearing 2 closest to the tip is of a roller type. Further, the bearing 3 behind the bearing 2 is of a ball type in which the outer race 3A and the inner race 3B cannot be displaced relative to each other in the axial direction, so that the axial length change due to thermal expansion is likely to be large. It is supposed to be. Furthermore, the two bearings 4 and 5 behind the bearing 3 are of the angular type.

前記ベアリング2〜5のうち、ベアリング2と3とを利
用して、主軸6が軸方向に変位しないように規制されて
いる。すなわち、軸受部材1の前端面には、リング状の
前ストッパ8がボルト9により固定される一方、軸受部
材3の後方において軸受部材1には可変ストッパ10が
設けられ、この前ストッパ8と可変ストッパ10とによ
り、両ベアリング2、3の各アウタレース2A、3Aを
それぞれ軸方向からがたつきなく挟持している。また、
ベアリング2のインナレース2B前方には油切りを兼用
したスペーサ11が、また両インナレース2B、3Bの
間にはスペーサ12が、さらにベアリング3のインナレ
ース3B後方にはスペーサ13が配置されて、これ等各
要素11、2B、12、3B、13は、主軸6の前端部
に形成された段部6aと、主軸6に螺合されたナット1
4との間で挟持されている。
Of the bearings 2 to 5, the bearings 2 and 3 are used to regulate the main shaft 6 so as not to be displaced in the axial direction. That is, the ring-shaped front stopper 8 is fixed to the front end surface of the bearing member 1 by the bolts 9, while the variable stopper 10 is provided on the bearing member 1 behind the bearing member 3 and the front stopper 8 and the variable stopper 10 are variable. With the stopper 10, the outer races 2A, 3A of the bearings 2, 3 are sandwiched without rattling in the axial direction. Also,
A spacer 11 which also serves as an oil drainer is arranged in front of the inner race 2B of the bearing 2, a spacer 12 is arranged between the inner races 2B and 3B, and a spacer 13 is arranged behind the inner race 3B of the bearing 3. Each of these elements 11, 2B, 12, 3B, 13 includes a step portion 6a formed at the front end portion of the main shaft 6 and a nut 1 screwed to the main shaft 6.
It is sandwiched between 4 and.

前記可変ストッパ10は、ベアリング3のアウタレース
3Aに対して作用するもので、主軸6に周方向に間隔を
あけて複数設けられているものである。この可変ストッ
パ10は、実施例では、第2図に示すように軸受部材1
に対して形成されて主軸6の径方向に貫通する取付孔2
1と、この取付孔21に摺動自在に嵌挿されたストッパ
片22と、この当接片22を主軸6側へ向けて付勢する
スプリング23と、取付孔21に螺合されてこのスプリ
ング23の付勢力を調整する調整ねじ24と、から構成
されている。
The variable stoppers 10 act on the outer race 3A of the bearing 3, and are provided on the main shaft 6 at intervals in the circumferential direction. In the embodiment, the variable stopper 10 is provided with the bearing member 1 as shown in FIG.
Mounting hole 2 that is formed in the main shaft 6 and penetrates in the radial direction of the main shaft 6.
1, a stopper piece 22 slidably fitted in the mounting hole 21, a spring 23 for urging the contact piece 22 toward the main shaft 6 side, and a spring 23 screwed into the mounting hole 21. And an adjusting screw 24 for adjusting the biasing force of 23.

上記可変ストッパ10のストッパ片22は、主軸6の軸
方向先端面側および後端面側が、それぞれテーパ面22
a、22bとされ、このテーパ面22aに対応して、ベ
アリング3のアウタレース3A後端面もテーパ面3aと
されている。また、軸受部材1は、ストッパ片22の後
方において、このアウタレース3Aの厚さとほぼ同程度
の高さの段部1aが形成され、この段部1aにおける主
軸6の軸方向先端面側が、上記テーパ22bに対応した
テーパ面1bとされている。
In the stopper piece 22 of the variable stopper 10, the front end side and the rear end side in the axial direction of the main shaft 6 are tapered surfaces 22 respectively.
a and 22b, and the rear end surface of the outer race 3A of the bearing 3 is also formed as a tapered surface 3a corresponding to the tapered surface 22a. Further, in the bearing member 1, a step portion 1a having a height substantially equal to the thickness of the outer race 3A is formed behind the stopper piece 22, and the axial front end surface side of the main shaft 6 in the step portion 1a is the taper. The taper surface 1b corresponds to 22b.

以上のような構成において、主軸6は、その取付ヘッド
7に加工具を取付けた状態で、図示を略す駆動源により
回転されることにより、ワークに対する加工を行う。こ
のとき、ベアリング2、3の各アウタレース2A、3A
は、前ストッパ8と可変ストッパ22とにより軸方向に
がたつきなく保持されているため、主軸6も軸受部材1
に対して軸方向に変位するのが規制される(第2図参
照)。
In the above-described configuration, the main shaft 6 performs processing on the work by being rotated by a drive source (not shown) with the processing tool attached to the attachment head 7. At this time, the outer races 2A, 3A of the bearings 2, 3
Is held by the front stopper 8 and the variable stopper 22 without rattling in the axial direction.
The axial displacement is restricted with respect to (see FIG. 2).

ここで、発熱により、主軸6の軸方向変位を規制してい
るベアリング2、3に対して熱膨張が生じると、この熱
膨張によりベアリング2、3の各アウタレース2A、3
Aの軸方向長さが長くなる。このとき、この熱膨張によ
るアウタレース2A、3Aの長くなった分は、第3図に
示すように、可変ストッパ10のストッパ片22が取付
孔21内に引っ込む方向へ後退することにより吸収され
る。すなわち、ベアリング2、3の各アウタレース2
A、3Aは、その熱膨張によりストッパ8を強制的に前
方に押圧、変位させることなく、後方側へこの熱膨張分
だけ逃げることになる。これにより主軸6がその先端側
へ変位するのが防止される。
Here, when the heat generation causes thermal expansion of the bearings 2 and 3 that regulate the axial displacement of the main shaft 6, the outer races 2A and 3 of the bearings 2 and 3 are thermally expanded.
The axial length of A becomes long. At this time, the lengthened outer races 2A, 3A due to this thermal expansion are absorbed by the stopper piece 22 of the variable stopper 10 retracting in the mounting hole 21 as shown in FIG. That is, each outer race 2 of the bearings 2 and 3
Due to the thermal expansion, A and 3A escape to the rear side by this thermal expansion amount without forcibly pressing and displacing the stopper 8 forward. This prevents the spindle 6 from displacing to the tip side.

なお、実施例のように、ストッパ片22の後方へ段部1
aを形成しておけば、この段部1aによってアウタレー
ス3B側からの後方への大きな外力を受け止めて、スト
ッパ22に対して取付孔21の径方向における無理な曲
げ力が作用することが防止されると共に、この取付孔2
1とストッパ片22とのがたつきを効果的に吸収するこ
とができる。また、調整ねじ24により、ストッパ片2
2の取付孔21内へ向けての逃げと、アウタレース3A
からの後方への外力の大きさとの関係を、適宜設定する
ことができる。
It should be noted that, as in the embodiment, the step portion 1 is provided to the rear of the stopper piece 22.
If a is formed, the stepped portion 1a receives a large rearward external force from the outer race 3B side and prevents the stopper 22 from being subjected to an excessive bending force in the radial direction of the mounting hole 21. And this mounting hole 2
The rattling between 1 and the stopper piece 22 can be effectively absorbed. Further, the adjusting screw 24 allows the stopper piece 2
2 escape into the mounting hole 21 and outer race 3A
The relationship with the magnitude of the external force from the rear to can be set appropriately.

(考案の効果) 本考案は以上述べたことから明らかように、発熱に伴っ
てベアリングが熱膨張したときに、主軸がその加工具取
付側となる先端側へ変位するのを防止するようにしたの
で、この熱的影響を排除して常に加工精度を十分に維持
することができる。
(Effect of the Invention) As is apparent from the above description, the present invention is configured to prevent the spindle from displacing to the tip side, which is the mounting side of the processing tool, when the bearing thermally expands due to heat generation. Therefore, it is possible to eliminate the thermal influence and always maintain sufficient processing accuracy.

また、可変ストッパは、ベアリングのアウタレースが後
方へ変位しようとするときの力を、ストッパ片のテーパ
面を利用して主軸の半径方向の力としてスプリングによ
り受け止めるので、熱膨張による極めて大きな外力が作
用しない限り容易にはアウタレースを後方へ変位させな
いようにすることができる。このことは、前ストッパと
可変ストッパとによってアウタレースを主軸軸方向から
しっかりと挟持できることを意味し、この結果主軸の軸
方向の支持剛性という点でも何等問題のないものとな
る。
In addition, the variable stopper receives the force when the outer race of the bearing is displaced rearward by the spring as the radial force of the main shaft using the tapered surface of the stopper piece, so an extremely large external force due to thermal expansion acts. Unless it is done, it is possible to prevent the outer race from being displaced rearward. This means that the outer race can be firmly clamped in the axial direction of the main shaft by the front stopper and the variable stopper, and as a result, there is no problem in terms of the supporting rigidity of the main shaft in the axial direction.

そして、スプリング力は調整ねじによって調整し得るの
で、常に、軸方向に支持剛性を確保しつつ熱膨張による
問題を解決することができる。
Further, since the spring force can be adjusted by the adjusting screw, it is possible to always solve the problem due to thermal expansion while ensuring the supporting rigidity in the axial direction.

勿論、可変ストッパは、主軸の半径方向の支持構造に特
に制約を与えるものではないので、当該半径方向の支持
剛性というものも十分確保することができる。
Of course, since the variable stopper does not particularly limit the radial support structure of the main shaft, it is possible to sufficiently secure the radial support rigidity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す側面断面図。 第2図、第3図は第1図の要部拡大断面図で、第2図は
低温時のときを、第3図は高温時のときを示している。 1:軸受部材 3:ベアリング 3A:アウタレース 6:主軸 7:取付ヘッド(加工具用) 10:可変ストッパ 8:前ストッパ 21:取付孔 22:ストッパ片 23:スプリング 24:調整ねじ
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention. 2 and 3 are enlarged cross-sectional views of the main part of FIG. 1, FIG. 2 shows the time at low temperature, and FIG. 3 shows the time at high temperature. 1: Bearing member 3: Bearing 3A: Outer race 6: Spindle 7: Mounting head (for processing tool) 10: Variable stopper 8: Front stopper 21: Mounting hole 22: Stopper piece 23: Spring 24: Adjustment screw

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】軸受部材にベアリングを介して主軸が回転
自在に保持され、前記主軸の先端部に加工具を取付ける
ようにした工作機の主軸構造において、 前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに軸方
向前方側から当接して該アウタレースの前方動を規制す
る前ストッパが固定され、 前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに後方
側から当接すると共に、該アウタレースからの後方への
大きな外力を受けたときに該アウタレースの後方への変
位を許容する可変ストッパが設けられ、 前記可変ストッパは、前記軸受部材の半径方向に形成さ
れた取付孔と、該取付孔内に摺動可能に嵌挿されると共
に前記アウタレースの後端に対して当接されるテーパ面
を有するストッパ片と、前記取付孔に螺合された調整ね
じと、前記ストッパ片と調整ねじとの間に介在されるよ
うに前記取付孔内に収納されたスプリングと、を備えて
いる、 ことを特徴とする工作機の主軸構造。
1. A spindle structure of a machine tool, wherein a spindle is rotatably held by a bearing member via a bearing, and a processing tool is attached to a tip end portion of the spindle, wherein the bearing member has an outer race. A front stopper is fixed which abuts from the front side in the axial direction to restrict the forward movement of the outer race, contacts the outer race of the bearing from the rear side with the bearing member, and receives a large rearward force from the outer race. A variable stopper that allows the outer race to be displaced rearward is provided, and the variable stopper is slidably inserted into a mounting hole formed in the radial direction of the bearing member and the mounting hole. A stopper piece having a tapered surface that abuts on the rear end of the outer race, an adjusting screw screwed into the mounting hole, and the stopper. Wherein a spring housed in the mounting hole, and a main shaft structure of the machine tool, characterized in that so as to be interposed between the adjusting screw and.
JP1985083894U 1985-06-05 1985-06-05 Machine tool spindle structure Expired - Lifetime JPH0621601Y2 (en)

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JPS61199302U JPS61199302U (en) 1986-12-13
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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