JPH0890306A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents
工作機械の主軸装置Info
- Publication number
- JPH0890306A JPH0890306A JP25306594A JP25306594A JPH0890306A JP H0890306 A JPH0890306 A JP H0890306A JP 25306594 A JP25306594 A JP 25306594A JP 25306594 A JP25306594 A JP 25306594A JP H0890306 A JPH0890306 A JP H0890306A
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- Japan
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- spindle
- main shaft
- preload
- rear end
- bearing
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複列による予圧部材方式にした新規な工作機
械の主軸装置を提供することを目的とする。 【構成】 主軸頭１１内に主軸１０の先端１０Ａ、中腹
１０Ｂ、後端１０Ｃ等を複数の軸受１，２，３，４，５
にて複列配置させたものにして、主軸１０の先端及び後
端を支持る軸受部材に、主軸の後端方向への熱膨張によ
る予圧低下を補正する弾発材１２，１９の予圧付与手段
２０，３０を各々独立して装備した主軸装置１００であ
る。
械の主軸装置を提供することを目的とする。 【構成】 主軸頭１１内に主軸１０の先端１０Ａ、中腹
１０Ｂ、後端１０Ｃ等を複数の軸受１，２，３，４，５
にて複列配置させたものにして、主軸１０の先端及び後
端を支持る軸受部材に、主軸の後端方向への熱膨張によ
る予圧低下を補正する弾発材１２，１９の予圧付与手段
２０，３０を各々独立して装備した主軸装置１００であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸装置に
関し、主軸の中腹部や後部等の軸受に予圧部材を装備し
たものに係る。
関し、主軸の中腹部や後部等の軸受に予圧部材を装備し
たものに係る。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械の主軸装置においては、
主軸の後部軸受のみに一組の予圧部材を装備したものが
主流である。この予圧部材は、主軸の高速回転に伴い主
軸の高剛性が要求されることからと、主軸の高速回転に
伴う軸方向への熱膨張によることからの必要部品になっ
ている。また、主軸がロングノーズになっていることか
らも、必要部品になっている。
主軸の後部軸受のみに一組の予圧部材を装備したものが
主流である。この予圧部材は、主軸の高速回転に伴い主
軸の高剛性が要求されることからと、主軸の高速回転に
伴う軸方向への熱膨張によることからの必要部品になっ
ている。また、主軸がロングノーズになっていることか
らも、必要部品になっている。
【０００３】即ち、主軸の高速化に伴い軸受の発熱は増
加する。この発熱の増加で主軸等部材が熱膨張し、軸受
部の予圧が増え、更に発熱を促す。この繰返しが、軸受
部材の焼き付き等の損傷につながっている。又、逆に主
軸等部材の熱膨張で、軸受部の予圧が低下する傾向に構
成されていると、軸受部にガタを生じさせる。上記予圧
部材は、これらの軸受部に生ずる問題を解消する手段と
して採用されている。
加する。この発熱の増加で主軸等部材が熱膨張し、軸受
部の予圧が増え、更に発熱を促す。この繰返しが、軸受
部材の焼き付き等の損傷につながっている。又、逆に主
軸等部材の熱膨張で、軸受部の予圧が低下する傾向に構
成されていると、軸受部にガタを生じさせる。上記予圧
部材は、これらの軸受部に生ずる問題を解消する手段と
して採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記工作機械の主軸装
置においては、主軸の後部軸受のみに一組の予圧部材を
装備したものであるから、主軸の高速回転等に伴う軸受
発熱による軸方向への熱膨張には対応できるものの、主
軸の高速回転に伴う剛性不足による主軸中腹部の芯振れ
に対応出来ない。更に、主軸がロングノーズになってい
るものにおいては、上記主軸中腹部の芯振れが拡大し、
加工精度に多大の悪影響を及ぼすという問題点がある。
置においては、主軸の後部軸受のみに一組の予圧部材を
装備したものであるから、主軸の高速回転等に伴う軸受
発熱による軸方向への熱膨張には対応できるものの、主
軸の高速回転に伴う剛性不足による主軸中腹部の芯振れ
に対応出来ない。更に、主軸がロングノーズになってい
るものにおいては、上記主軸中腹部の芯振れが拡大し、
加工精度に多大の悪影響を及ぼすという問題点がある。
【０００５】本発明は、上記従来の工作機械の主軸装置
が持つ問題点に鑑み、複列による予圧部材方式にした新
規な工作機械の主軸装置を提供することを目的とする。
が持つ問題点に鑑み、複列による予圧部材方式にした新
規な工作機械の主軸装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
すべく、主軸頭内に主軸の先端、中腹、後端等を複数の
軸受にて複列配置させたものにして、主軸の中腹及び後
端を支持する軸受部材に、主軸の後端方向への熱膨張に
よる予圧低下を補正する弾発材の予圧付与手段を各々独
立して装備したことを特徴とする工作機械の主軸装置で
ある。
すべく、主軸頭内に主軸の先端、中腹、後端等を複数の
軸受にて複列配置させたものにして、主軸の中腹及び後
端を支持する軸受部材に、主軸の後端方向への熱膨張に
よる予圧低下を補正する弾発材の予圧付与手段を各々独
立して装備したことを特徴とする工作機械の主軸装置で
ある。
【０００７】
【作用】本発明によると、主軸の高速回転等に伴い軸受
部が発熱し、この発熱で主軸が軸方向へ熱膨張して軸受
部のボールに隙間が生じょうとすると、この隙間を予圧
付与手段が打ち消し、主軸の高速回転に伴う剛性不足に
よる主軸中腹部の芯振れに対応する。更に、主軸がロン
グノーズになっているものでも、上記主軸中腹部の芯振
れが抑制され、加工精度を一定に保証するように作用す
る。
部が発熱し、この発熱で主軸が軸方向へ熱膨張して軸受
部のボールに隙間が生じょうとすると、この隙間を予圧
付与手段が打ち消し、主軸の高速回転に伴う剛性不足に
よる主軸中腹部の芯振れに対応する。更に、主軸がロン
グノーズになっているものでも、上記主軸中腹部の芯振
れが抑制され、加工精度を一定に保証するように作用す
る。
【０００８】しかして、従来のような主軸の高速回転に
伴う剛性不足による主軸中腹部の芯振れや、主軸がロン
グノーズになっているものでの上記主軸中腹部の芯振れ
が拡大し、加工精度に多大の悪影響を及ぼすという問題
点が解消される作用効果がある。
伴う剛性不足による主軸中腹部の芯振れや、主軸がロン
グノーズになっているものでの上記主軸中腹部の芯振れ
が拡大し、加工精度に多大の悪影響を及ぼすという問題
点が解消される作用効果がある。
【０００９】
【実施例】以下、図面に示す実施例につき説明する。図
１は本発明に係る工作機械の主軸装置１００の正断面
図、図２は主軸先端側の拡大断面図であり、図３は主軸
後端側の拡大断面図である。更に、図４は図３の要部作
用を示す部分断面図である。
１は本発明に係る工作機械の主軸装置１００の正断面
図、図２は主軸先端側の拡大断面図であり、図３は主軸
後端側の拡大断面図である。更に、図４は図３の要部作
用を示す部分断面図である。
【００１０】上記工作機械の主軸装置１００において、
図１の主軸装置１００はビルトイン・モータ方式であ
り、主軸１０の中腹部１０Ｂにビルトイン・モータＢＭ
のロータＲを嵌着し、ロングノーズの主軸先端１０Ａを
前後２群の軸受１，２によって支持し、中腹部１０Ｂを
１群の軸受３によって支持し、主軸の芯振れを起さない
よう支持している。更に、主軸１０の後端１０Ｃは、前
後２群の軸受４，５によって主軸の芯振れを起さないよ
う支持している。以上のように、主軸１０は主軸頭１１
内において、その前後３ヵ所を２群から３群の軸受部材
によって高剛性に支持されている。
図１の主軸装置１００はビルトイン・モータ方式であ
り、主軸１０の中腹部１０Ｂにビルトイン・モータＢＭ
のロータＲを嵌着し、ロングノーズの主軸先端１０Ａを
前後２群の軸受１，２によって支持し、中腹部１０Ｂを
１群の軸受３によって支持し、主軸の芯振れを起さない
よう支持している。更に、主軸１０の後端１０Ｃは、前
後２群の軸受４，５によって主軸の芯振れを起さないよ
う支持している。以上のように、主軸１０は主軸頭１１
内において、その前後３ヵ所を２群から３群の軸受部材
によって高剛性に支持されている。
【００１１】上記主軸１０は、その中腹部１０Ｂにビル
トイン・モータＢＭのロータＲを嵌着しているから、こ
こでの軸線後端方向（上方向）への熱膨張が大きく発生
し、各軸受３と４，５と主軸間に隙間Ｚ，Ｚ´を生じ、
軸線方向への予圧の低下を招くことになる。しかし、上
記主軸１０の中腹部１０Ｂ及び後端１０Ｃの軸受部材３
及び４，５には、各々独立した予圧付与手段２０，３０
を装備している。その詳細構成は、図２，３，４に示す
ようになっている。
トイン・モータＢＭのロータＲを嵌着しているから、こ
こでの軸線後端方向（上方向）への熱膨張が大きく発生
し、各軸受３と４，５と主軸間に隙間Ｚ，Ｚ´を生じ、
軸線方向への予圧の低下を招くことになる。しかし、上
記主軸１０の中腹部１０Ｂ及び後端１０Ｃの軸受部材３
及び４，５には、各々独立した予圧付与手段２０，３０
を装備している。その詳細構成は、図２，３，４に示す
ようになっている。
【００１２】先ず、主軸１０の中腹部１０Ｂの軸受部材
３に備える予圧付与手段２０は、図２のようになってい
る。主軸先端１０Ａの前後３群の軸受１，２，３は主軸
の奥方となる段部（イ）に内輪３Ａを当接させ、順次に
スペーサ６，軸受２，スペーサ７，軸受１，締付リング
（ナット）８のように組込まれている。上記段部（イ）
に内輪３Ａを当接させた軸受３の外輪３Ｂ側は、主軸頭
１１の拡大空間１１Ａ内に摺動可能に嵌合し、スペーサ
９，バネ１２，スペーサ１３を介在させて予圧力Ｆ１が
付与されている。この予圧力Ｆ１の大きさは、バネ１２
のバネ定数とスペーサ９等の厚さ寸法により設定され、
主軸１０の軸方向膨張（軸受１を基準点として）による
中腹部１０Ｂの軸受３に掛る主軸間の隙間Ｚを打ち消す
ように機能する。
３に備える予圧付与手段２０は、図２のようになってい
る。主軸先端１０Ａの前後３群の軸受１，２，３は主軸
の奥方となる段部（イ）に内輪３Ａを当接させ、順次に
スペーサ６，軸受２，スペーサ７，軸受１，締付リング
（ナット）８のように組込まれている。上記段部（イ）
に内輪３Ａを当接させた軸受３の外輪３Ｂ側は、主軸頭
１１の拡大空間１１Ａ内に摺動可能に嵌合し、スペーサ
９，バネ１２，スペーサ１３を介在させて予圧力Ｆ１が
付与されている。この予圧力Ｆ１の大きさは、バネ１２
のバネ定数とスペーサ９等の厚さ寸法により設定され、
主軸１０の軸方向膨張（軸受１を基準点として）による
中腹部１０Ｂの軸受３に掛る主軸間の隙間Ｚを打ち消す
ように機能する。
【００１３】また、主軸１０の後側軸受部材４，５に備
える予圧付与手段３０は、図３のようになっている。主
軸後端１０Ｃの前後２群の軸受４，５は、主軸の奥方と
なる段部（ロ）と、主軸１０に固定したフランジ体１５
間に、スペーサ１４，１６を介在させて各内輪４Ａ，５
Ａを組み込ませ、且つ調圧筒体１７の内周面１７Ａで各
外輪４Ｂ，５Ｂを抱持している。上記調圧筒体１７は、
主軸頭１１の後端絞部１１Ｂにボルト２１で嵌着した筒
体１８に嵌合しており、下端鍔部１７Ｂが軸受部材４，
５の外輪側に係止し、頂端の円板１７Ｃが筒体１８の頂
面円周上に配置された複数のバネ１９により、所定の予
圧力Ｆ２で軸受部材４，５全体を浮上させている。この
予圧力Ｆ２の大きさは、各バネ１９のバネ定数とその圧
縮量寸法により設定され、主軸１０の軸方向膨張による
各軸受４，５に掛る主軸間の隙間Ｚ´を打ち消すように
機能する。
える予圧付与手段３０は、図３のようになっている。主
軸後端１０Ｃの前後２群の軸受４，５は、主軸の奥方と
なる段部（ロ）と、主軸１０に固定したフランジ体１５
間に、スペーサ１４，１６を介在させて各内輪４Ａ，５
Ａを組み込ませ、且つ調圧筒体１７の内周面１７Ａで各
外輪４Ｂ，５Ｂを抱持している。上記調圧筒体１７は、
主軸頭１１の後端絞部１１Ｂにボルト２１で嵌着した筒
体１８に嵌合しており、下端鍔部１７Ｂが軸受部材４，
５の外輪側に係止し、頂端の円板１７Ｃが筒体１８の頂
面円周上に配置された複数のバネ１９により、所定の予
圧力Ｆ２で軸受部材４，５全体を浮上させている。この
予圧力Ｆ２の大きさは、各バネ１９のバネ定数とその圧
縮量寸法により設定され、主軸１０の軸方向膨張による
各軸受４，５に掛る主軸間の隙間Ｚ´を打ち消すように
機能する。
【００１４】本発明の主軸装置１００によると、主軸１
０の高速回転等に伴いビルトイン・モータＢＭのロータ
Ｒや各軸受１，２，３，４，５が発熱し、この発熱で主
軸１０の下端の軸受１を基準点として軸上方向へ熱膨張
して主軸１０の中腹部側及び後端側の２箇所に設置した
各軸受３と４，５のボールに隙間Ｚ，Ｚ´が生じょうと
する。しかし、この隙間Ｚ，Ｚ´を予圧付与手段２０，
３０がそのバネ１２，１９による弾発力が予圧力Ｆ１，
２となって各軸受３，４，５を上方へ持ち上げ、隙間
Ｚ，Ｚ´を打ち消す。しかして、主軸１０の高速回転に
伴う剛性不足による主軸中腹部１０Ｂの芯振れに対応す
る。更に、主軸１０がロングノーズになっているもので
も、上記主軸中腹部１０Ｂの芯振れが抑制され、加工精
度を一定に保証するように作用する。
０の高速回転等に伴いビルトイン・モータＢＭのロータ
Ｒや各軸受１，２，３，４，５が発熱し、この発熱で主
軸１０の下端の軸受１を基準点として軸上方向へ熱膨張
して主軸１０の中腹部側及び後端側の２箇所に設置した
各軸受３と４，５のボールに隙間Ｚ，Ｚ´が生じょうと
する。しかし、この隙間Ｚ，Ｚ´を予圧付与手段２０，
３０がそのバネ１２，１９による弾発力が予圧力Ｆ１，
２となって各軸受３，４，５を上方へ持ち上げ、隙間
Ｚ，Ｚ´を打ち消す。しかして、主軸１０の高速回転に
伴う剛性不足による主軸中腹部１０Ｂの芯振れに対応す
る。更に、主軸１０がロングノーズになっているもので
も、上記主軸中腹部１０Ｂの芯振れが抑制され、加工精
度を一定に保証するように作用する。
【００１５】本発明は、上記実施例に限定されることな
く発明の要旨内での細部の設計変更が可能である。例え
ば、工作機械は横型であってもよいし、各部の詳細構成
も適宜に設計変更可能である。
く発明の要旨内での細部の設計変更が可能である。例え
ば、工作機械は横型であってもよいし、各部の詳細構成
も適宜に設計変更可能である。
【００１６】
【効果】本発明によると、従来の単列の予圧部材では無
理であった発熱抑制や軸芯振れの抑制作用が発揮される
効果がある。更に、主軸の高速回転に伴う剛性不足によ
る主軸中腹部の芯振れや、主軸がロングノーズになって
いるものでの主軸中腹部の芯振れも解消される作用効果
がある。
理であった発熱抑制や軸芯振れの抑制作用が発揮される
効果がある。更に、主軸の高速回転に伴う剛性不足によ
る主軸中腹部の芯振れや、主軸がロングノーズになって
いるものでの主軸中腹部の芯振れも解消される作用効果
がある。
【図１】本発明に係る工作機械の主軸装置の正断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る主軸先端側の拡大断面図である。
【図３】主軸後端側の拡大断面図である。
【図４】要部作用を示す部分断面図である。
１〜５ 軸受 １０ 主軸 １０Ａ 主軸先端 １０Ｂ 主軸中腹 １０Ｃ 主軸後端 １２，１９ バネ ２０ 予圧付与手段 ３０ 予圧付与手段 Ｆ１，Ｆ２ 予圧力 Ｚ 隙間 １００ 主軸装置
Claims (1)
- 【請求項１】 主軸頭内に主軸の先端、中腹、後端等を
複数の軸受にて複列配置させたものにして、主軸の中腹
及び後端を支持る軸受部材に、主軸の後端方向への熱膨
張による予圧低下を補正する弾発材の予圧付与手段を各
々独立して装備したことを特徴とする工作機械の主軸装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25306594A JPH0890306A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 工作機械の主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25306594A JPH0890306A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 工作機械の主軸装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890306A true JPH0890306A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=17246009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25306594A Pending JPH0890306A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 工作機械の主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0890306A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100368126C (zh) * | 2006-03-08 | 2008-02-13 | 浙江大学 | 小型高速主轴轴承定压预紧装置 |
| KR101035323B1 (ko) * | 2010-07-27 | 2011-05-20 | 한국기계연구원 | 척에 자유도를 부여한 심압대 및 이를 구비한 롤 금형 가공기 |
| WO2022024901A1 (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | ファナック株式会社 | 支持構造および産業機械 |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP25306594A patent/JPH0890306A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100368126C (zh) * | 2006-03-08 | 2008-02-13 | 浙江大学 | 小型高速主轴轴承定压预紧装置 |
| KR101035323B1 (ko) * | 2010-07-27 | 2011-05-20 | 한국기계연구원 | 척에 자유도를 부여한 심압대 및 이를 구비한 롤 금형 가공기 |
| WO2022024901A1 (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | ファナック株式会社 | 支持構造および産業機械 |
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