JPH09150336A - 主軸装置 - Google Patents
主軸装置Info
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- JPH09150336A JPH09150336A JP7327867A JP32786795A JPH09150336A JP H09150336 A JPH09150336 A JP H09150336A JP 7327867 A JP7327867 A JP 7327867A JP 32786795 A JP32786795 A JP 32786795A JP H09150336 A JPH09150336 A JP H09150336A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
り、軸受面積を狭小を図ると共に、流体の剪断抵抗の低
減も図る。 【解決手段】 主軸装置は、ハウジング1の中空部中央
域内に装着されたビルドインモータ2に駆動される主軸
がハウジングの前端部及び後端部に夫々設けられた前端
静圧軸受部及び後端静圧軸受部で回転自在に支持されて
構成されている。前端静圧軸受部は、ラジアル軸受ポケ
ット53及びスラスト軸受ポケット54が形成されている前
部軸受メタル5並びにラジアル軸受ポケット及びスラス
ト軸受ポケットを挟む位置に設けられた一対のエアシー
ルを具備し、後端静圧軸受部は、ラジアル軸受ポケット
83及び主軸後端面に対向する定圧油室12が形成されてい
る後部軸受メタル並びにラジアル軸受ポケット及び定圧
油室を挟む位置に設けられた一対のエアシールを具備し
ている。
Description
主軸装置、特に研削盤の砥石軸装置に関する。
式とダイレクト駆動方式とがある。前者は、砥石車と反
対側の砥石軸の後端部に設けられたプーリと駆動モータ
のモータ軸のプーリとに巻掛けられたベルト伝動による
もので、例えば実公昭61−25921号公報に記載さ
れている。後者は、砥石車と反対側の砥石軸の後端部に
駆動モータのモータ軸が結合されているもので、例えば
特開昭62−148102号公報に記載されている。
るベルト駆動方式の砥石軸装置においては、ベルトの張
力を砥石軸の軸受、特に後部軸受が支承する必要があ
り、ダイレクト駆動方式の砥石軸装置においては、モー
タがオーバーハングしており、その荷重を砥石軸の軸
受、特に後部軸受が支承する必要があるので、後部軸受
は、それに応じた軸受面積が必要となり、軸受面積を所
定値以下に減少させることはできない。
用いた場合には、静圧流体軸受の流体の剪断抵抗が軸受
面積に比例すると共に、回転速度の増大に際しては、静
圧流体軸受の流体の剪断抵抗による消費動力が回転速度
の2乗に比例して増大する。従って、軸受面積を減少さ
せない限り、静圧流体軸受の流体の剪断抵抗を低減させ
ることはできない。
い。又、上記の従来の技術の形式においては、スラスト
軸受の定圧油室も砥石軸に設けたフランジ部に設けなけ
ればならないので、定圧油室の回転半径も大きくなり、
その分、静圧流体軸受の流体の剪断抵抗も大きく上記の
問題が助長される。
中空部を形成するハウジング、ハウジングの中空部中央
域内に装着されたビルドインモータ、ハウジングの前端
部及び後端部に夫々設けられた前端静圧軸受部及び後端
静圧軸受部、並びに前端静圧軸受部及び後端静圧軸受部
とで回転自在に支持され、ビルドインモータによって駆
動される主軸から構成されている。
周面に対向したラジアル軸受ポケットが形成されている
前部軸受メタル及びラジアル軸受ポケットを挟む位置に
設けられた一対のエアシールを具備し、後端静圧軸受部
は、主軸の外周面に対向したラジアル軸受ポケットが形
成されている後部軸受メタル及びラジアル軸受ポケット
を挟む位置に設けられた一対のエアシールを具備してい
る。
前部軸受メタルには、フランジ部の端面に対向するスラ
スト軸受ポケットが形成されていると共に、後部軸受メ
タルには、主軸の後端面に対向した定圧油室が形成され
ていてもよい。そして、その場合、前端静圧軸受部に
は、前部軸受メタルの両端においてラジアル軸受ポケッ
ト及びスラスト軸受ポケットを挟む位置に一対のエアシ
ールが設けられ、後端静圧軸受部には、後部軸受メタル
の両端においてラジアル軸受ポケット及び定圧油室を挟
む位置に一対のエアシールが設けられる。
ジアル軸受ポケット及びスラスト軸受ポケットに供給さ
れると共に、後部ラジアル軸受ポケット及び定圧油室に
供給される。そして、前部ラジアル軸受ポケット及び後
部ラジアル軸受ポケットにおける静圧軸受により、主軸
は前後箇所でラジアル荷重が支持される。それと共に、
スラスト軸受ポケット及び定圧油室おける対向した静圧
軸受により、主軸は、軸線方向の両スラスト荷重が支持
される。
静圧軸受部の両端外側において圧縮空気が噴出してエヤ
シールが構成されると、静圧軸受部における潤滑油の流
出を促進させ潤滑油の強制的な排出・回収が行われると
共に、静圧軸受部からの潤滑油の漏洩が防止される。更
に、外部から塵埃が前端静圧軸受部内部に侵入するが防
止される。その状態で、ビルトインモータが運転されて
主軸は回転し、所定の加工が行われる。
作機械の主軸装置の具体例としての砥石頭を図1及び図
2に従って説明する。研削盤の砥石頭は、円形断面中空
部を形成するハウジング1、ハウジング1の中空部中央
域内に装着されたビルドインモータ2、ハウジング1の
前端部及び後端部に夫々設けられた前端静圧軸受部と後
端静圧軸受部とで回転自在に支持され、ビルドインモー
タ2のモータ軸と一体の主軸、即ち砥石軸3(前部砥石
軸3a・後部砥石軸3b・後端突出部3c)及びハウジ
ング1の前端部から突出した前部砥石軸3aの先端部に
取り付けられた砥石車4から構成されている。ビルドイ
ンモータ2より前側の前部砥石軸3aには、外周面に環
状溝32をもつフランジ部31がビルドインモータ2に
近接して形成されている。
について述べると、ハウジング1の前端開口にはフラン
ジ付きの前部軸受メタル5が嵌着され、前部軸受メタル
5の前端面には、前部キャップ6が取り付けられ、前部
軸受メタル5の前端面と前部キャップ6の裏面との間に
隙間61を形成する共に前部キャップ6の裏面側から隙
間61に連通する連通溝62を形成するようになってい
る。そして、ハウジング1内の前部軸受メタル5の後端
面には、段部を形成するように前部軸受メタル5より内
周径が大きい環状の中間リング7が取り付けられてい
る。
前端部及び後端部の環状溝52,52並びにその中間位
置の前部ラジアル軸受ポケット53が形成されている。
又、前部軸受メタル5の段部には、環状のスラスト軸受
ポケット54が形成されると共に、スラスト軸受ポケッ
ト54の外周のランド部をあけて環状溝55が形成され
ている。環状溝52,52は、隙間61及びフランジ部
31に近接しており、環状溝55は、フランジ部31の
環状溝32に近接している。
3bを支承する後端静圧軸受部について述べると、ハウ
ジング1の後端開口には、フランジ付き円筒形の後部ハ
ウジング1aが嵌着され、更に後部ハウジング1aに
は、フランジ付きの後部軸受メタル8(前部軸受メタル
5より内径が小さい)が嵌着されている。後部ハウジン
グ1a内の後部軸受メタル8の前端面には、環状の中間
リング9が取り付けられ、後部軸受メタル8の前端面と
中間リング9の裏面との間に隙間91を形成する共に中
間リング9の裏面側から隙間91に連通する連通溝92
を形成するようになっている。
形成し、後部軸受メタル8の後端面凹部には、環状の後
部キャップ10が嵌着され、内周面側に環状溝10aを
形成すると共に外周面から環状溝10aに連通する半径
方向の連通溝10bを形成するようになっており、内周
面が後部軸受メタル8の段付孔の後半と一体の小径孔を
形成するようになっている。
10及び後端突出部3cの後端面を覆うように後部カバ
ー11が取り付けられている。後部軸受メタル8の前半
大径孔の内周面全周に亘って、前端部及び後端部の環状
溝82,82並びにその中間位置の後部ラジアル軸受ポ
ケット83が形成されている。又、後部軸受メタル8の
後半小径孔の内周面全周に亘って環状溝84が形成され
ている。
方に伸びて、一体となっている中間リング7、前部軸受
メタル5及び前部キャップ6を貫通して回転自在に支持
されて外部に突出し、フランジ部31は、中間リング7
の内周面に回転自在に嵌合すると共に、前部軸受メタル
5の段部に対向している。
グ9及び後部軸受メタル8を貫通して回転自在に支持さ
れているのであり、更に段部を形成して小径となって後
部キャップ10を貫通して、後端面が後部カバー11で
覆われている。後部砥石軸3bと後端突出部3cとの段
部及び後部軸受メタル8の段部は、後述の定圧油室12
を形成するように間隙をあけて対向している。
いて説明する。ハウジング1の周壁部には、一端が外周
面に流入口として開口し、分岐して他端が前端静圧軸受
部と後端静圧軸受部とにおける内周面に流出口として開
口した圧油通路40が穿設されており、ハウジング1の
周壁部の最下位置には、一端側が流入口として前端静圧
軸受部側における内周面に2箇所及び後端静圧軸受部側
の内周面に1箇所分岐開口し、合流して他端が流出口と
して外周面に開口した排出通路41が穿設されている。
て外周面に開口し、他端が分岐して流出口として前部ラ
ジアル軸受ポケット53及びスラスト軸受ポケット54
に開口した圧油通路42が穿設されている。圧油通路4
2の両流出口には絞り50が設けられている。
周面に流入口として開口し、他端が分岐して内周面に軸
線方向に離れた2つの流出口として開口した圧油通路4
3が穿設されており、後部軸受メタル8には、外周面に
流入口が開口し、後部ラジアル軸受ポケット83に流出
口が開口した圧油通路44及び外周面に流入口が開口
し、後部砥石軸3bと後端突出部3cの段部と後部軸受
メタル8の段部との間隙で形成された定圧油室12に流
出口が開口した圧油通路45が穿設されている。圧油通
路44の流出口には、絞り50が設けられている。圧油
通路40は、流入口には圧油供給源(図示しない)から
の管路が接続され、流出口が圧油通路42及び圧油通路
43に連通しており、圧油通路43は、流出口が圧油通
路44及び圧油通路45に連通している。
いて、一端が流入口として前端部及び後端部の環状溝5
2,52並びに後端面の環状溝52に開口し、他端が流
出口として外周面に開口した排出通路46,46が穿設
されており、後部軸受メタル8の内周面の最下位置にお
いて、一端が流入口として前端部及び後端部の環状溝8
2,82に開口し、他端が流出口として外周面に開口し
た排出通路47,47が穿設されると共に、一端が流入
口として小径孔の環状溝84に開口し、他端が流出口と
して外周面に開口した排出通路48が穿設されている。
そして後部ハウジング1aの内周面には、一端が軸線方
向に離れた3つの流入口として開口し、合流して他端が
外周面に流出口として開口した排出通路49が穿設され
ている。
41に連通しており、排出通路47,47及び排出通路
48は、流出口が排出通路49に連通し、排出通路49
は、流出口が排出通路41に連通している。そして、排
出通路41の流出口には、油槽への管路が接続されてい
る。なお、後述するように、潤滑油は、圧縮空気により
強制的に排出・回収されるので、排出通路は必ずしも最
下位置に設けられなくてもよい。図2に従って、静圧軸
受部の圧油回路とは独立して、位相をずらすなどして交
わらないように別に設けられたエアシール用の圧縮空気
回路について説明する。
に流入口として開口し、分岐して他端がハウジング1の
前端面及び後端面に流出口として開口した空気通路20
が穿設されている。前部軸受メタル5には、一端が流入
口としてフランジ部の後端面に開口し、他端が分岐して
流出口として前部軸受メタル5の前端面及び後端面に開
口した空気通路21が穿設されている。
端面に開口し、他端が流出口として内周面に開口した空
気通路22が穿設されている。そして後部ハウジング1
aには、一端が流入口としてフランジ部の前端面に開口
し、他端が流出口として後部ハウジング1aの後端面に
開口した空気通路23が穿設されている。後部軸受メタ
ル8には、一端が流入口としてフランジ部の前端面に開
口し、分岐して他端が流出口として前端面及び後端面凹
部の内周面に開口した空気通路24が穿設されている。
源(図示しない)からの管路が接続され、流出口が空気
通路21及び空気通路23に連通し、空気通路21の流
出口は、前部キャップ6の連通溝62を介して隙間61
に連通すると共に、空気通路22を介してフランジ部3
1の環周溝32に連通している。空気通路23の流出口
は、空気通路24に連通し、空気通路24の流出口は、
中間リング9の連通溝92を介して隙間91に連通する
と共に、後部キャップ10の連通溝10bを介して環状
溝10aに連通している。
1において、圧油供給源(図示しない)からの管路を介
して潤滑油が圧油通路40に圧送されると、圧油通路4
2を介して絞り50から噴出する潤滑油が前部ラジアル
軸受ポケット53、スラスト軸受ポケット54に供給さ
れると共に、圧油通路43及び圧油通路44を介して絞
り50から噴出する潤滑油が後部ラジアル軸受ポケット
83に、圧油通路43を介して圧油通路45から流出す
る潤滑油が定圧油室12に夫々供給される。
び後部ラジアル軸受ポケット83における静圧軸受によ
り、砥石軸3は前後2箇所でラジアル荷重が支持され
る。それと共に、スラスト軸受ポケット54及び定圧油
室12おける対向した静圧軸受により、砥石軸3は、軸
線方向の両スラスト荷重が支持される。
53及びスラスト軸受ポケット54から流出する潤滑油
は、夫々ランド部で絞られて環状溝52,52,55及
び排油通路46,46を介して排油通路41に流出する
と共に、後部ラジアル軸受ポケット83及び定圧油室1
2から流出する潤滑油は、夫々ランド部で絞られて環状
溝82,82,84及び排油通路47,47及び排油通
路48並びに排油通路49を介して、排油通路46に流
出する。そして全て排出通路41の流出口から管路を介
して油槽へ排出される。
圧縮空気供給源(図示しない)からの管路を介して圧縮
空気が空気通路20に供給されると、空気通路21及び
連通溝62を介して隙間61から前部砥石軸3aの外周
面に向って、又空気通路21を介して空気通路22から
フランジ部31の環周溝32に向って夫々圧縮空気が噴
出して、前端静圧軸受部(ラジアル静圧軸受・スラスト
静圧軸受)の両端外側にエアシールを構成し、前端静圧
軸受部における潤滑油の流出を促進させ潤滑油の強制的
な排出・回収を行う。それと共に、砥石頭の外部から研
削屑等の塵埃が前端静圧軸受部等の砥石頭の内部に侵入
する防止と共に、静圧軸受からの潤滑油の漏洩を防止す
る。
連通溝62をを介して隙間91から後部砥石軸3bの外
周面に向ってに圧縮空気が噴出し、又空気通路23、空
気通路24及び連通溝10bを介して環状溝10aから
後端突出部3cの外周面に向って圧縮空気が噴出して、
後端静圧軸受部(ラジアル静圧軸受・定圧油室)の両端
外側にエアシールを構成し、後端静圧軸受部における潤
滑油の流出を促進させ潤滑油の強制的な排出・回収を行
う。それと共に、後端静圧軸受部からの潤滑油の漏洩を
防止する。その状態で、ビルトインモータ2が運転され
て砥石軸3は回転し、研削加工が行われる。
な効果が奏せられる。 1 ビルドインモータがハウジングの中空部中央域内に
装着され、主軸はハウジングの前端部及び後端部に夫々
設けられた前端静圧軸受部及び後端静圧軸受部に回転自
在に支持されているので、即ち、両端支持に主軸の中間
部にビルドインモータが設けられているので、後端静圧
軸受部への荷重負担が軽減されて、それにより、後端静
圧軸受部の軸受面積を減少することができる。
位置に装着されているので、主軸の後端部で適宜縮径さ
れた軸端面にスラスト軸受ポケットに対向する定圧油室
を設けことができる。従って、定圧油室における潤滑油
の剪断抵抗を小さくすることができる。
アシールを採用しているので、従来の採用されているラ
ビリンスシールに較べて主軸先端の工具と前端静圧軸受
部との距離を短縮することが可能となり、それによっ
て、前端静圧軸受部に加わるモーメント負荷が小さくな
り、延いては軸受面積、即ち前端静圧軸受部自体を小さ
くすることができる。
アシールを採用しているので、軸受ポケット及び定圧油
室から潤滑油を強制排出・回収することが行われ、それ
によって排出される潤滑油の主軸に対する付着が防止さ
れるので、排出される潤滑油による剪断抵抗を減少する
ことができる。特に、スラスト軸受ポケットにおいて
は、フランジ部等では径が大きく、周速が大きくなり、
前記の排出される潤滑油による剪断抵抗も大きいので、
上記のエアシールによる効果は絶大である。
ある。
なった位相の縦断面図である。
ング1a 2 ビルドインモータ 3 砥石軸 3a 前部砥石軸 3b 後部砥石軸 31 フランジ部 32,52,55,82,84,10a 環状溝 4 砥石車 5 前部軸受メタ
ル 53 前部ラジアル軸受ポケット 54 スラスト軸
受ポケット 6 前部キャップ 61,91 隙間 62,92,10b 連通溝 7,9 中間リン
グ 8 後部軸受メタル 83 後部ラジア
ル軸受ポケット 10 後部キャップ 11 後部カバー 12 定圧油室 50 絞り 20,21,22,23,24 空気通路 40,42,43,44,45 圧油通路 41,46,47,48,49 排出通路
Claims (3)
- 【請求項1】 中空部を形成するハウジング、ハウジン
グの中空部中央域内に装着されたビルドインモータ、ハ
ウジングの前端部及び後端部に夫々設けられた前端静圧
軸受部及び後端静圧軸受部、並びに前端静圧軸受部及び
後端静圧軸受部とで回転自在に支持され、ビルドインモ
ータによって駆動される主軸から構成され、 前端静圧軸受部は、主軸の外周面に対向したラジアル軸
受ポケットが形成されている前部軸受メタル及びラジア
ル軸受ポケットを挟む位置に設けられた一対のエアシー
ルを具備し、後端静圧軸受部は、主軸の外周面に対向し
たラジアル軸受ポケットが形成されている後部軸受メタ
ル及びラジアル軸受ポケットを挟む位置に設けられた一
対のエアシールを具備している主軸装置。 - 【請求項2】 中空部を形成するハウジング、ハウジン
グの中空部中央域内に装着されたビルドインモータ、ハ
ウジングの前端部及び後端部に夫々設けられた前端静圧
軸受部及び後端静圧軸受部、並びにフランジ部を備え、
前端静圧軸受部及び後端静圧軸受部とで回転自在に支持
され、ビルドインモータによって駆動される主軸から構
成され、 前端静圧軸受部は、主軸の外周面に対向したラジアル軸
受ポケット及びフランジ部の端面に対向したスラスト軸
受ポケットが形成されている前部軸受メタルを具備し、
後端静圧軸受部は、主軸の外周面に対向したラジアル軸
受ポケット及び主軸の後端面に対向した定圧油室が形成
されている後部軸受メタルを具備している主軸装置。 - 【請求項3】 中空部を形成するハウジング、ハウジン
グの中空部中央域内に装着されたビルドインモータ、ハ
ウジングの前端部及び後端部に夫々設けられた前端静圧
軸受部及び後端静圧軸受部、並びにフランジ部を備え、
前端静圧軸受部及び後端静圧軸受部とで回転自在に支持
され、ビルドインモータによって駆動される主軸から構
成され、 前端静圧軸受部は、主軸の外周面に対向したラジアル軸
受ポケット及びフランジ部の端面に対向したスラスト軸
受ポケットが形成されている前部軸受メタル並びに前部
軸受メタルの両端においてラジアル軸受ポケット及びス
ラスト軸受ポケットを挟む位置に設けられた一対のエア
シールを具備し、後端静圧軸受部は、主軸の外周面に対
向したラジアル軸受ポケット及び主軸の後端面に対向し
た定圧油室が形成されている後部軸受メタル並びに後部
軸受メタルの両端においてラジアル軸受ポケット及び定
圧油室を挟む位置に設けられた一対のエアシールを具備
している主軸装置。
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