JPH08303476A - 回転主軸 - Google Patents
回転主軸Info
- Publication number
- JPH08303476A JPH08303476A JP11143695A JP11143695A JPH08303476A JP H08303476 A JPH08303476 A JP H08303476A JP 11143695 A JP11143695 A JP 11143695A JP 11143695 A JP11143695 A JP 11143695A JP H08303476 A JPH08303476 A JP H08303476A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main shaft
- bearing
- preload
- thermal expansion
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- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低速回転域から拘束回転域までの全域に亙っ
て適切な予圧をベアリングに与えて、主軸剛性を確保
し、また、ベアリングの焼付限界となる回転数を高めよ
うとするものである。 【構成】 対向して少なくとも２個以上配置された回転
主軸１の玉軸受２ａ，２ｂにおいて、当該軸受２ａ，２
ｂ間に熱膨張係数の異なる二つの部材を内輪間及び外輪
間の間座３，４として設置したことを特徴とする。
て適切な予圧をベアリングに与えて、主軸剛性を確保
し、また、ベアリングの焼付限界となる回転数を高めよ
うとするものである。 【構成】 対向して少なくとも２個以上配置された回転
主軸１の玉軸受２ａ，２ｂにおいて、当該軸受２ａ，２
ｂ間に熱膨張係数の異なる二つの部材を内輪間及び外輪
間の間座３，４として設置したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転主軸に関する。例
えば、工作機械の主軸、送り軸、モータロータ等の発熱
する回転体のベアリング構造に関する。
えば、工作機械の主軸、送り軸、モータロータ等の発熱
する回転体のベアリング構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の主軸、送り軸、モータロータ
等の回転体が回転すると、主軸、ベアリング内輪、ベア
リングボールが熱膨張し、玉軸受の隙間が減少すること
により、ベアリング予圧が増加し、高回転域において予
圧過大となり焼付を起こす原因となる。そこで、予圧過
大の状態となることを防止するため、次のような手段が
採られている。
等の回転体が回転すると、主軸、ベアリング内輪、ベア
リングボールが熱膨張し、玉軸受の隙間が減少すること
により、ベアリング予圧が増加し、高回転域において予
圧過大となり焼付を起こす原因となる。そこで、予圧過
大の状態となることを防止するため、次のような手段が
採られている。
【０００３】（１）回転体をエアブロー、電子冷却等の
手法で冷却し、熱膨張を小さくする。 （２）スプリングを用いて定圧予圧型の構造とする。 （３）初期予圧（組込時予圧）を低く設定する。
手法で冷却し、熱膨張を小さくする。 （２）スプリングを用いて定圧予圧型の構造とする。 （３）初期予圧（組込時予圧）を低く設定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記手
段には、次のような問題があった。即ち、（１）の手段
では、効率良く冷却できず、予圧過大となる回転数を飛
躍的に高くすることのできる手法はない。また、（２）
の手段では、主軸が回転発熱による熱膨張のために軸方
向へ変位するため、工作精度が低下し、主軸剛性を高く
することが困難であるという欠点を伴う。
段には、次のような問題があった。即ち、（１）の手段
では、効率良く冷却できず、予圧過大となる回転数を飛
躍的に高くすることのできる手法はない。また、（２）
の手段では、主軸が回転発熱による熱膨張のために軸方
向へ変位するため、工作精度が低下し、主軸剛性を高く
することが困難であるという欠点を伴う。
【０００５】更に、（３）の手段では、低速回転時の主
軸剛性が低下すると共にあまり効果が得られない。本発
明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、低速
回転域から高速回転域までの全域に亙って適切な予圧を
ベアリングに与えて、主軸剛性を確保し、また、ベアリ
ングの焼付限界となる回転数を高めようとするものであ
る。
軸剛性が低下すると共にあまり効果が得られない。本発
明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、低速
回転域から高速回転域までの全域に亙って適切な予圧を
ベアリングに与えて、主軸剛性を確保し、また、ベアリ
ングの焼付限界となる回転数を高めようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明は、対向して少なくとも２個以上配置された回転主
軸の玉軸受において、当該軸受間に熱膨張係数の異なる
二つの部材を内輪間及び外輪間の間座として設置したこ
とを特徴とする。ここで、外輪用の間座の熱膨張係数
は、前記内輪用の間座の熱膨張係数より小さいことを特
徴とする。
発明は、対向して少なくとも２個以上配置された回転主
軸の玉軸受において、当該軸受間に熱膨張係数の異なる
二つの部材を内輪間及び外輪間の間座として設置したこ
とを特徴とする。ここで、外輪用の間座の熱膨張係数
は、前記内輪用の間座の熱膨張係数より小さいことを特
徴とする。
【０００７】
【作用】内輪用間座と外輪用間座の熱膨張係数が異なる
ため、回転発熱による内輪用間座、外輪用間座の軸方向
長さに差が生じる。従って、回転に応じて二つの軸受の
内輪と外輪との間で相対的に変位をさせることができ
る。この変位が回転発熱に伴って、ベアリング予圧が軽
減される向きに生じるように、間座寸法及び材質によっ
てその量を最適に設定できる。
ため、回転発熱による内輪用間座、外輪用間座の軸方向
長さに差が生じる。従って、回転に応じて二つの軸受の
内輪と外輪との間で相対的に変位をさせることができ
る。この変位が回転発熱に伴って、ベアリング予圧が軽
減される向きに生じるように、間座寸法及び材質によっ
てその量を最適に設定できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。本実施例は、工作機械主軸のベアリングに適用した
ものである。
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。本実施例は、工作機械主軸のベアリングに適用した
ものである。
【０００９】同図に示すように、主軸１は二つの主軸ベ
アリング２ａ，２ｂを介してハウジング６に回転自在に
支持されると共に二つの主軸ベアリング２ａ，２ｂの間
には内周側に内輪側間座３が、外周側に外輪用間座４が
挿入され、二つの主軸ベアリング２ａ，２ｂは二つの間
座３，４により適切な初期予圧を与えられている。
アリング２ａ，２ｂを介してハウジング６に回転自在に
支持されると共に二つの主軸ベアリング２ａ，２ｂの間
には内周側に内輪側間座３が、外周側に外輪用間座４が
挿入され、二つの主軸ベアリング２ａ，２ｂは二つの間
座３，４により適切な初期予圧を与えられている。
【００１０】主軸ベアリング２ａ，２ｂとしては、玉軸
受が用いられ、これらはベアリング押え５にてハウジン
グ６に締付け固定されている。ここで、二つの間座３，
４の材質は、外輪用間座４の熱膨張率が、内輪用間座３
のそれに比べて小さくなるように選定されている。
受が用いられ、これらはベアリング押え５にてハウジン
グ６に締付け固定されている。ここで、二つの間座３，
４の材質は、外輪用間座４の熱膨張率が、内輪用間座３
のそれに比べて小さくなるように選定されている。
【００１１】このような構成の工作機械主軸において、
主軸１が回転すると、主軸ベアリング２ａ，２ｂの摩擦
により、熱が発生し、各部材間で熱膨張を起こす。そし
て、発熱による主軸１、主軸ベアリング２ａ，２ｂの内
輪及びボールの熱膨張は、ベアリング予圧を増大させる
作用をする。
主軸１が回転すると、主軸ベアリング２ａ，２ｂの摩擦
により、熱が発生し、各部材間で熱膨張を起こす。そし
て、発熱による主軸１、主軸ベアリング２ａ，２ｂの内
輪及びボールの熱膨張は、ベアリング予圧を増大させる
作用をする。
【００１２】しかし、内輪用間座３と外輪用間座４の熱
膨張係数が異なるため、回転発熱による内輪用間座３、
外輪用間座４の軸方向長さに差が生じ、回転に応じて主
軸ベアリング２ａ，２ｂの内輪と外輪との間で相対的に
変位する。この変位が回転発熱に伴って、ベアリング予
圧が軽減される向きに生じるように、間座寸法及び材質
によってその量を最適に設定できる。
膨張係数が異なるため、回転発熱による内輪用間座３、
外輪用間座４の軸方向長さに差が生じ、回転に応じて主
軸ベアリング２ａ，２ｂの内輪と外輪との間で相対的に
変位する。この変位が回転発熱に伴って、ベアリング予
圧が軽減される向きに生じるように、間座寸法及び材質
によってその量を最適に設定できる。
【００１３】即ち、発熱により、ベアリング予圧を増大
させる作用をすると同時に、内輪用間座３が熱膨張し、
主軸ベアリング２ａ，２ｂの予圧を低減させる方向へ力
を加える。このとき、外輪用間座４は、熱膨張係数が小
さいため、あまり膨張せず、内輪用間座３に比べ小さな
力しか発生しない。内輪用間座３、外輪用間座４の熱膨
張係数の大きさの差と間座寸法とは、それぞれの材質に
より適切に設定してある。
させる作用をすると同時に、内輪用間座３が熱膨張し、
主軸ベアリング２ａ，２ｂの予圧を低減させる方向へ力
を加える。このとき、外輪用間座４は、熱膨張係数が小
さいため、あまり膨張せず、内輪用間座３に比べ小さな
力しか発生しない。内輪用間座３、外輪用間座４の熱膨
張係数の大きさの差と間座寸法とは、それぞれの材質に
より適切に設定してある。
【００１４】従って、高速回転時の予圧過大を防ぎ、低
速回転域から高速回転域までの全回転域において、適切
な予圧を与えるように作用する。このように説明したよ
うに、本実施例では、内輪用間座３と外輪用間座４の熱
膨張係数が異なるため、回転発熱によってベアリング予
圧を自動的に調整することができる。
速回転域から高速回転域までの全回転域において、適切
な予圧を与えるように作用する。このように説明したよ
うに、本実施例では、内輪用間座３と外輪用間座４の熱
膨張係数が異なるため、回転発熱によってベアリング予
圧を自動的に調整することができる。
【００１５】そのため、ベアリングの予圧過大からくる
回転数上限を大幅に上昇させることができる。更に、低
速回転域から高速回転域までの全域にわたって適切な予
圧を得ることができるため、工作機械主軸において、全
回転域で高い主軸剛性を確保して、安定した加工精度を
だすことができる。
回転数上限を大幅に上昇させることができる。更に、低
速回転域から高速回転域までの全域にわたって適切な予
圧を得ることができるため、工作機械主軸において、全
回転域で高い主軸剛性を確保して、安定した加工精度を
だすことができる。
【００１６】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて、具体的に説明
したように、本発明では、ベアリングの間座の材質を内
外輪で熱膨張係数の異なったものとし、回転発熱によっ
てベアリング予圧を自動的に調整することができる。そ
のため、ベアリングの予圧過大からくる回転数上限を大
幅に上昇させることができる。更に、低速回転域から高
速回転域までの全域にわたって適切な予圧を得ることが
できるため、工作機械主軸において、全回転域で高い主
軸剛性を確保して、安定した加工精度をだすことができ
る。
したように、本発明では、ベアリングの間座の材質を内
外輪で熱膨張係数の異なったものとし、回転発熱によっ
てベアリング予圧を自動的に調整することができる。そ
のため、ベアリングの予圧過大からくる回転数上限を大
幅に上昇させることができる。更に、低速回転域から高
速回転域までの全域にわたって適切な予圧を得ることが
できるため、工作機械主軸において、全回転域で高い主
軸剛性を確保して、安定した加工精度をだすことができ
る。
【図１】本発明の一実施例に係る回転主軸の断面図であ
る。
る。
１ 主軸 ２ａ，２ｂ 主軸ベアリング ３ 内輪用間座 ４ 外輪用間座 ５ ベアリング押え ６ ハウジング
Claims (2)
- 【請求項１】 対向して少なくとも２個以上配置された
回転主軸の玉軸受において、当該軸受間に熱膨張係数の
異なる二つの部材を内輪間及び外輪間の間座として設置
したことを特徴とする回転主軸。 - 【請求項２】 前記外輪用の間座の熱膨張係数は、前記
内輪用の間座の熱膨張係数より小さいことを特徴とする
請求項１記載の回転主軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11143695A JPH08303476A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 回転主軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11143695A JPH08303476A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 回転主軸 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08303476A true JPH08303476A (ja) | 1996-11-19 |
Family
ID=14561154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11143695A Withdrawn JPH08303476A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 回転主軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08303476A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10006001A1 (de) * | 2000-02-11 | 2001-08-16 | Audi Ag | Vorrichtung zum Lagern einer Welle |
| EP1333243A2 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-06 | George Mauro | Design of goniometer |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP11143695A patent/JPH08303476A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10006001A1 (de) * | 2000-02-11 | 2001-08-16 | Audi Ag | Vorrichtung zum Lagern einer Welle |
| DE10006001B4 (de) * | 2000-02-11 | 2010-11-25 | Audi Ag | Vorrichtung zum Lagern einer Welle |
| EP1333243A2 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-06 | George Mauro | Design of goniometer |
| EP1333243A3 (en) * | 2002-01-30 | 2006-09-20 | George Mauro | Design of goniometer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |