JPH11179603A - 工作機械主軸の軸受装置 - Google Patents
工作機械主軸の軸受装置Info
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- Support Of The Bearing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造を複雑にすることなく高速回転時の軸受
予荷重を的確に低減でき、また軸受ケースの冷却によっ
て軸受部の発熱が増えるを避けるために軸受にがたを与
えた状態で組み付ける必要がなく、主軸の回転精度、支
持剛性を保つことができる工作機械主軸の軸受装置を提
供すること。 【解決手段】 背面組合わせに配置された２個のアンギ
ュラ軸受５、７により工作機械主軸を主軸頭本体１より
支持し、２個のアンギュラ軸受のアウタレース間にアウ
タカラー１３が、インナレース間にインナカラー９が各
々配置され、アウタカラー１３の軸線方向長さがインナ
カラー９の軸線方向長さより長いことによりアンギュラ
軸受５、７に予荷重を与えられる工作機械主軸の軸受装
置において、アウタカラー１３を主軸頭本体１、主軸
３、インナカラー９より熱膨張係数が低い材料（たとえ
ばインバー系金属）により構成する。
予荷重を的確に低減でき、また軸受ケースの冷却によっ
て軸受部の発熱が増えるを避けるために軸受にがたを与
えた状態で組み付ける必要がなく、主軸の回転精度、支
持剛性を保つことができる工作機械主軸の軸受装置を提
供すること。 【解決手段】 背面組合わせに配置された２個のアンギ
ュラ軸受５、７により工作機械主軸を主軸頭本体１より
支持し、２個のアンギュラ軸受のアウタレース間にアウ
タカラー１３が、インナレース間にインナカラー９が各
々配置され、アウタカラー１３の軸線方向長さがインナ
カラー９の軸線方向長さより長いことによりアンギュラ
軸受５、７に予荷重を与えられる工作機械主軸の軸受装
置において、アウタカラー１３を主軸頭本体１、主軸
３、インナカラー９より熱膨張係数が低い材料（たとえ
ばインバー系金属）により構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械主軸の
軸受装置に関し、特にアンギュラコンタクトボール軸受
を使用した工作機械主軸の軸受装置に関するものであ
る。
軸受装置に関し、特にアンギュラコンタクトボール軸受
を使用した工作機械主軸の軸受装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の主軸の軸受装置は、高い回転
精度が必要なことから、がたつきを少なくするため、ア
ンギュラコンタクトボール軸受（アンギュラ軸受）に予
荷重を与えて使用し、これを複数個並べた、いわゆる組
合わせ軸受が主流であり、主軸支持では主軸の支持スパ
ンを大きく取れる有利さから、背面組み合わせ型と呼ば
れる組合わせが一般的である。
精度が必要なことから、がたつきを少なくするため、ア
ンギュラコンタクトボール軸受（アンギュラ軸受）に予
荷重を与えて使用し、これを複数個並べた、いわゆる組
合わせ軸受が主流であり、主軸支持では主軸の支持スパ
ンを大きく取れる有利さから、背面組み合わせ型と呼ば
れる組合わせが一般的である。
【０００３】組み合わせ軸受では、アンギュラコンタク
トボール軸受に予荷重を与えるために、２個のアンギュ
ラコンタクトボール軸受のアウタレース間に中間アウタ
カラー（アウタカラー）を、インナレース間に中間イン
ナカラー（インナカラー）を組み入れ、アウタカラーの
軸線方向長さとインナカラーの軸線方向長さに寸法差を
付けることによりアンギュラ軸受に予荷重を与えてい
る。背面組み合わせ型のものでは、アウタカラーの軸線
方向長さがインナカラーの軸線方向長さより長いほど、
アンギュラ軸受に与える予荷重が大きくなる。
トボール軸受に予荷重を与えるために、２個のアンギュ
ラコンタクトボール軸受のアウタレース間に中間アウタ
カラー（アウタカラー）を、インナレース間に中間イン
ナカラー（インナカラー）を組み入れ、アウタカラーの
軸線方向長さとインナカラーの軸線方向長さに寸法差を
付けることによりアンギュラ軸受に予荷重を与えてい
る。背面組み合わせ型のものでは、アウタカラーの軸線
方向長さがインナカラーの軸線方向長さより長いほど、
アンギュラ軸受に与える予荷重が大きくなる。
【０００４】近年、工作機械の主軸回転数の高速化が顕
著であり、最近では、毎分１０００回転を遥かに超える
高速運転での使用が増えており、この主軸回転数の高速
化に伴い遠心力による軸受寿命の問題がクローズアップ
されている。
著であり、最近では、毎分１０００回転を遥かに超える
高速運転での使用が増えており、この主軸回転数の高速
化に伴い遠心力による軸受寿命の問題がクローズアップ
されている。
【０００５】これは、主軸が高速回転になるほど、遠心
力により主軸やインナレースが半径方向に膨張し、さら
にボールも遠心力によってアウタレースに押し付けら
れ、予荷重が増加することによっている。
力により主軸やインナレースが半径方向に膨張し、さら
にボールも遠心力によってアウタレースに押し付けら
れ、予荷重が増加することによっている。
【０００６】また、工作機械の主軸は金属加工に充分に
耐える剛性が必要であるため、主軸直径が大きく、軸受
部材のボール重量も大きい。これらのことから、一般の
機械装置における高速回転軸に用いられる小さな直径の
軸受の場合より工作機械の主軸の場合には、遥かに大き
い遠心力が発生し、軸受に作用する荷重が過剰になり、
軸受の寿命を著しく縮めることになる。
耐える剛性が必要であるため、主軸直径が大きく、軸受
部材のボール重量も大きい。これらのことから、一般の
機械装置における高速回転軸に用いられる小さな直径の
軸受の場合より工作機械の主軸の場合には、遥かに大き
い遠心力が発生し、軸受に作用する荷重が過剰になり、
軸受の寿命を著しく縮めることになる。
【０００７】このことに対して、特開平２−２７９２０
３号公報に示されているように、軸受部に油圧ピストン
機構を組み込み、油圧ピストン機構に与える油圧切換に
よりアウタレースとインナレースの軸線方向の相対位置
を変化させて軸受予荷重を切り換えることが既に提案さ
れている。
３号公報に示されているように、軸受部に油圧ピストン
機構を組み込み、油圧ピストン機構に与える油圧切換に
よりアウタレースとインナレースの軸線方向の相対位置
を変化させて軸受予荷重を切り換えることが既に提案さ
れている。
【０００８】また、特開平８−２００３５９号公報に示
されているように、インナカラーを主軸より熱膨張係数
が高い材料により構成し、主軸とインナカラーとの熱膨
張差により高速回転時の軸受予荷重を低減することが既
に提案されている。
されているように、インナカラーを主軸より熱膨張係数
が高い材料により構成し、主軸とインナカラーとの熱膨
張差により高速回転時の軸受予荷重を低減することが既
に提案されている。
【０００９】また、主軸回転速度が高速度になるほど、
軸受部の発熱量が増加し、この熱によって主軸系全体の
温度上昇が大きくなり、熱変形による加工精度の低下が
顕著となるから、アウタレースを保持する主軸頭本体等
による軸受ケースにオイルジャケットを設けて冷却液を
流し、軸受部をアウタレース側より冷却することが行わ
れている。
軸受部の発熱量が増加し、この熱によって主軸系全体の
温度上昇が大きくなり、熱変形による加工精度の低下が
顕著となるから、アウタレースを保持する主軸頭本体等
による軸受ケースにオイルジャケットを設けて冷却液を
流し、軸受部をアウタレース側より冷却することが行わ
れている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】特開平２−２７９２０
３号公報に示されているような、油圧ピストン機構によ
り軸受予荷重を切り換えるものは、油圧ピストン機構を
軸受部に組み込むことから、部品点数が多く、構造が複
雑になり、また油圧切換のための油圧制御装置が必要に
なり、大がかりなものになる。
３号公報に示されているような、油圧ピストン機構によ
り軸受予荷重を切り換えるものは、油圧ピストン機構を
軸受部に組み込むことから、部品点数が多く、構造が複
雑になり、また油圧切換のための油圧制御装置が必要に
なり、大がかりなものになる。
【００１１】これに対し、特開平８−２００３５９号公
報に示されているように、インナカラーを主軸より熱膨
張係数が高い材料により構成されものでは、部品点数が
増えたり、構造が複雑になることがないが、しかし、ア
ウタレースは主軸頭本体等による軸受ケースにすきま嵌
めで装填されるのに対してインナレースは主軸外周に強
いしまり嵌めで装填されるため、熱膨張差による主軸と
インナカラーとの軸線方向の相対変位時に大きい摩擦力
が作用し、インナカラーの熱変形量に追従してインナレ
ースが主軸に対し正しく滑らずに変位せず、設計値通り
に予荷重の変化を制御することが難しいと云う問題点が
ある。
報に示されているように、インナカラーを主軸より熱膨
張係数が高い材料により構成されものでは、部品点数が
増えたり、構造が複雑になることがないが、しかし、ア
ウタレースは主軸頭本体等による軸受ケースにすきま嵌
めで装填されるのに対してインナレースは主軸外周に強
いしまり嵌めで装填されるため、熱膨張差による主軸と
インナカラーとの軸線方向の相対変位時に大きい摩擦力
が作用し、インナカラーの熱変形量に追従してインナレ
ースが主軸に対し正しく滑らずに変位せず、設計値通り
に予荷重の変化を制御することが難しいと云う問題点が
ある。
【００１２】また、主軸頭本体等による軸受ケースにオ
イルジャケット等による冷却機構によって軸受部をアウ
タレース側より冷却することが行われると、軸受ケース
とアウタレースとの間、アウタレースとインナレースと
の間に各々温度差が生じ、この温度差による各部の熱膨
張差（主軸側の方が熱膨張が大きい）により軸受の径方
向隙間が詰まり、軸受部の発熱が逆に増える結果にな
る。これを避けるためには、軸受にがたを与えた状態で
組み付けなれればならず、主軸の回転精度、支持剛性の
低下を避けることできない。
イルジャケット等による冷却機構によって軸受部をアウ
タレース側より冷却することが行われると、軸受ケース
とアウタレースとの間、アウタレースとインナレースと
の間に各々温度差が生じ、この温度差による各部の熱膨
張差（主軸側の方が熱膨張が大きい）により軸受の径方
向隙間が詰まり、軸受部の発熱が逆に増える結果にな
る。これを避けるためには、軸受にがたを与えた状態で
組み付けなれればならず、主軸の回転精度、支持剛性の
低下を避けることできない。
【００１３】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、構造を複雑にすることなく高速回
転時の軸受予荷重を的確に低減でき、また軸受ケースの
冷却によって軸受部の発熱が増えるを避けるために軸受
にがたを与えた状態で組み付ける必要がなく、主軸の回
転精度、支持剛性を保つことができる工作機械主軸の軸
受装置を提供することを目的としている。
なされたものであり、構造を複雑にすることなく高速回
転時の軸受予荷重を的確に低減でき、また軸受ケースの
冷却によって軸受部の発熱が増えるを避けるために軸受
にがたを与えた状態で組み付ける必要がなく、主軸の回
転精度、支持剛性を保つことができる工作機械主軸の軸
受装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明による工作機械主軸の
軸受装置は、背面組合わせに配置された２個のアンギュ
ラコンタクトボール軸受により工作機械主軸を軸受ケー
スより支持し、２個のアンギュラコンタクトボール軸受
のアウタレース間にアウタカラーが、インナレース間に
インナカラーが各々配置され、前記アウタカラーの軸線
方向長さが前記インナカラーの軸線方向長さより長いこ
とにより前記アンギュラコンタクトボール軸受に予荷重
を与えられる工作機械主軸の軸受装置において、前記ア
ウタカラーは前記軸受ケース、前記工作機械主軸、前記
インナカラーより熱膨張係数が低い材料により構成され
ているものである。
るために、請求項１に記載の発明による工作機械主軸の
軸受装置は、背面組合わせに配置された２個のアンギュ
ラコンタクトボール軸受により工作機械主軸を軸受ケー
スより支持し、２個のアンギュラコンタクトボール軸受
のアウタレース間にアウタカラーが、インナレース間に
インナカラーが各々配置され、前記アウタカラーの軸線
方向長さが前記インナカラーの軸線方向長さより長いこ
とにより前記アンギュラコンタクトボール軸受に予荷重
を与えられる工作機械主軸の軸受装置において、前記ア
ウタカラーは前記軸受ケース、前記工作機械主軸、前記
インナカラーより熱膨張係数が低い材料により構成され
ているものである。
【００１５】この発明による工作機械主軸の軸受装置に
よれば、アウタカラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作
機械主軸、インナカラーの熱膨張係数より低いことによ
り、主軸の高速回転により軸受部が発熱すると、アウタ
カラーが他のものに比して熱膨張せず、このことにより
アウタカラーとインナカラーの軸線方向の寸法差が少な
くなり、アウタカラーの軸線方向変位によりアンギュラ
コンタクトボール軸受に与える予荷重が減少する。
よれば、アウタカラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作
機械主軸、インナカラーの熱膨張係数より低いことによ
り、主軸の高速回転により軸受部が発熱すると、アウタ
カラーが他のものに比して熱膨張せず、このことにより
アウタカラーとインナカラーの軸線方向の寸法差が少な
くなり、アウタカラーの軸線方向変位によりアンギュラ
コンタクトボール軸受に与える予荷重が減少する。
【００１６】請求項２に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置は、前記アウタカラーは軸線方向に少なくと
も２個に分割されたカラー部材の構成され、その一方が
一般機械構造材（炭素鋼等）により構成され、他方が低
熱膨張材より構成されているものである。
の軸受装置は、前記アウタカラーは軸線方向に少なくと
も２個に分割されたカラー部材の構成され、その一方が
一般機械構造材（炭素鋼等）により構成され、他方が低
熱膨張材より構成されているものである。
【００１７】この発明による工作機械主軸の軸受装置に
よれば、低熱膨張材によるアウタカラーと一般機械構造
材によるアウタカラーの軸長の組合せにより、アウタカ
ラー全体の熱膨張特性、換言すれば、主軸回転数−予荷
重特性が設定される。
よれば、低熱膨張材によるアウタカラーと一般機械構造
材によるアウタカラーの軸長の組合せにより、アウタカ
ラー全体の熱膨張特性、換言すれば、主軸回転数−予荷
重特性が設定される。
【００１８】請求項３に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置は、低熱膨張材によるアウタカラーはインバ
ー系金属により構成され、軸受ケース、工作機械主軸、
インナカラー等は鋳鉄、構造用鋼により構成されている
ものである。
の軸受装置は、低熱膨張材によるアウタカラーはインバ
ー系金属により構成され、軸受ケース、工作機械主軸、
インナカラー等は鋳鉄、構造用鋼により構成されている
ものである。
【００１９】この発明による工作機械主軸の軸受装置に
よれば、アウタカラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作
機械主軸、インナカラーの熱膨張係数より低い値に適切
に設定される。
よれば、アウタカラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作
機械主軸、インナカラーの熱膨張係数より低い値に適切
に設定される。
【００２０】請求項４に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置は、２個のアンギュラコンタクトボール軸受
により工作機械主軸のを軸受ケースより支持し、２個の
アンギュラコンタクトボール軸受のアウタレース間にア
ウタカラーが、インナレース間にインナカラーが各々配
置され、前記アウタカラーの軸線方向長さが前記インナ
カラーの軸線方向長さより長いことにより前記アンギュ
ラコンタクトボール軸受に予荷重を与えられる工作機械
主軸の軸受装置において、前記アウタカラーに冷却液通
路が形成され、前記冷却液通路を流れる冷却液の温度制
御により前記アウタカラーの熱膨張量を制御するもので
ある。
の軸受装置は、２個のアンギュラコンタクトボール軸受
により工作機械主軸のを軸受ケースより支持し、２個の
アンギュラコンタクトボール軸受のアウタレース間にア
ウタカラーが、インナレース間にインナカラーが各々配
置され、前記アウタカラーの軸線方向長さが前記インナ
カラーの軸線方向長さより長いことにより前記アンギュ
ラコンタクトボール軸受に予荷重を与えられる工作機械
主軸の軸受装置において、前記アウタカラーに冷却液通
路が形成され、前記冷却液通路を流れる冷却液の温度制
御により前記アウタカラーの熱膨張量を制御するもので
ある。
【００２１】この発明による工作機械主軸の軸受装置に
よれば、アウタカラーに形成された冷却液通路に流す冷
却液の温度制御によりアウタカラーの熱膨張量が制御さ
れ、この熱膨張量制御により軸受予荷重が外部より制御
される。
よれば、アウタカラーに形成された冷却液通路に流す冷
却液の温度制御によりアウタカラーの熱膨張量が制御さ
れ、この熱膨張量制御により軸受予荷重が外部より制御
される。
【００２２】請求項５に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置は、２個のアンギュラ軸受により工作機械主
軸を冷却機構付きの軸受ケースより支持し、２個のアン
ギュラコンタクトボール軸受のアウタレース間にアウタ
カラーが、インナレース間にインナカラーが各々配置さ
れた工作機械主軸の軸受装置において、前記軸受ケース
は前記アウタレースより熱膨張係数が高い材料により構
成されているものである。
の軸受装置は、２個のアンギュラ軸受により工作機械主
軸を冷却機構付きの軸受ケースより支持し、２個のアン
ギュラコンタクトボール軸受のアウタレース間にアウタ
カラーが、インナレース間にインナカラーが各々配置さ
れた工作機械主軸の軸受装置において、前記軸受ケース
は前記アウタレースより熱膨張係数が高い材料により構
成されているものである。
【００２３】この発明による工作機械主軸の軸受装置で
は、軸受ケースの冷却によって軸受部がアウタレース側
より冷却され、この冷却により軸受ケースとアウタレー
スとの間、アウタレースとインナレースとの間に各々温
度差が生じても、軸受ケースの熱膨張係数がアウタレー
スの熱膨張係数より高いことにより、軸受ケースの熱膨
張量が多くなり、軸受の径方向隙間が詰まることが回
避、あるいはその度合いが低減される。
は、軸受ケースの冷却によって軸受部がアウタレース側
より冷却され、この冷却により軸受ケースとアウタレー
スとの間、アウタレースとインナレースとの間に各々温
度差が生じても、軸受ケースの熱膨張係数がアウタレー
スの熱膨張係数より高いことにより、軸受ケースの熱膨
張量が多くなり、軸受の径方向隙間が詰まることが回
避、あるいはその度合いが低減される。
【００２４】請求項６に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置は、前記軸受ケースはステンレス鋼により構
成されているものである。
の軸受装置は、前記軸受ケースはステンレス鋼により構
成されているものである。
【００２５】この発明による工作機械主軸の軸受装置に
よれば、軸受ケースの熱膨張係数がアウタカラーの熱膨
張係数より高い値に適切に設定される。
よれば、軸受ケースの熱膨張係数がアウタカラーの熱膨
張係数より高い値に適切に設定される。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。
明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】（実施の形態１）図１はこの発明による工
作機械主軸の軸受装置の実施の形態１を示している。
作機械主軸の軸受装置の実施の形態１を示している。
【００２８】図１において、１は主軸頭本体（軸受ケー
ス）を、３は主軸を、５、７は背面組合わせに配置され
た２個のアンギュラ軸受を各々示している。
ス）を、３は主軸を、５、７は背面組合わせに配置され
た２個のアンギュラ軸受を各々示している。
【００２９】アンギュラ軸受５、７のインナレース５
ｉ、７ｉは主軸３の外周にしまり嵌め嵌合し、インナレ
ース５ｉと７ｉとの間にインナカラー９を挟んで、主軸
３の先端部の段部３ａと主軸３にねじ止めされた軸受ナ
ット１１によりスラスト方向に締結されている。
ｉ、７ｉは主軸３の外周にしまり嵌め嵌合し、インナレ
ース５ｉと７ｉとの間にインナカラー９を挟んで、主軸
３の先端部の段部３ａと主軸３にねじ止めされた軸受ナ
ット１１によりスラスト方向に締結されている。
【００３０】アンギュラ軸受５、７のアウタレース５
ｏ、７ｏは主軸頭本体１の内周にすきま嵌め嵌合し、ア
ウタレース５ｏと７ｏとの間にアウタカラー１３を挟ん
で、主軸頭本体１の段部１ａと主軸頭本体１の先端にね
じ１５によってねじ止めされたベアリング押さえ１７に
よりスラスト方向に締結されている。
ｏ、７ｏは主軸頭本体１の内周にすきま嵌め嵌合し、ア
ウタレース５ｏと７ｏとの間にアウタカラー１３を挟ん
で、主軸頭本体１の段部１ａと主軸頭本体１の先端にね
じ１５によってねじ止めされたベアリング押さえ１７に
よりスラスト方向に締結されている。
【００３１】アウタカラー１３の軸線方向長さはインナ
カラー９の軸線方向長さより少し長く、この寸法差によ
りアンギュラ軸受５、７に予荷重を与えている。
カラー９の軸線方向長さより少し長く、この寸法差によ
りアンギュラ軸受５、７に予荷重を与えている。
【００３２】主軸頭本体１、主軸３、インナカラー９
は、鋳鉄や炭素鋼、クロムモリブデン鋼等の構造用鋼な
ど、熱膨張率がほぼ等しい（１０×１０-6程度）材料に
より構成され、アウタカラー１３はそれらより熱膨張率
が低い低熱膨張材、たとえば熱膨張率が２．２×１０-6
程度のインバー系金属により構成されている。
は、鋳鉄や炭素鋼、クロムモリブデン鋼等の構造用鋼な
ど、熱膨張率がほぼ等しい（１０×１０-6程度）材料に
より構成され、アウタカラー１３はそれらより熱膨張率
が低い低熱膨張材、たとえば熱膨張率が２．２×１０-6
程度のインバー系金属により構成されている。
【００３３】上述のように、アウタカラー１３がインバ
ー系金属により構成され、主軸頭本体１、主軸３、イン
ナカラー９が鋳鉄、構造用鋼により構成されていること
により、アウタカラー１３の熱膨張係数が主軸頭本体
１、主軸３、インナカラー９の熱膨張係数より低い値に
適切に設定される。
ー系金属により構成され、主軸頭本体１、主軸３、イン
ナカラー９が鋳鉄、構造用鋼により構成されていること
により、アウタカラー１３の熱膨張係数が主軸頭本体
１、主軸３、インナカラー９の熱膨張係数より低い値に
適切に設定される。
【００３４】上述の如き構成によれば、主軸３の高速回
転により軸受部が発熱すると、主軸３、アンギュラ軸受
５、７、インナカラー９、アウタカラー１３、主軸頭本
体１の各部の温度が上昇する。
転により軸受部が発熱すると、主軸３、アンギュラ軸受
５、７、インナカラー９、アウタカラー１３、主軸頭本
体１の各部の温度が上昇する。
【００３５】熱膨張率の差により、アウタカラー１３の
軸線方向の伸びは、インナカラー９、主軸３、主軸頭本
体１の軸線方向の伸びより少なく、このことによりアウ
タカラー１３とインナカラー９の軸線方向の寸法差が初
期設定値より少なくなり、アウタカラー１３の主軸頭本
体１に対する円滑な軸線方向変位により、アンギュラ軸
受５、７に与える予荷重が減少する。
軸線方向の伸びは、インナカラー９、主軸３、主軸頭本
体１の軸線方向の伸びより少なく、このことによりアウ
タカラー１３とインナカラー９の軸線方向の寸法差が初
期設定値より少なくなり、アウタカラー１３の主軸頭本
体１に対する円滑な軸線方向変位により、アンギュラ軸
受５、７に与える予荷重が減少する。
【００３６】これにより、大きい遠心力が発生してもア
ンギュラ軸受５、７に作用する荷重が過剰になることが
なく、軸受寿命が短縮されることがない。
ンギュラ軸受５、７に作用する荷重が過剰になることが
なく、軸受寿命が短縮されることがない。
【００３７】（実施の形態２）図２はこの発明による工
作機械主軸の軸受装置の実施の形態２を示している。な
お、図２において、図１に対応する部分は、図１に付し
た符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
作機械主軸の軸受装置の実施の形態２を示している。な
お、図２において、図１に対応する部分は、図１に付し
た符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３８】この実施の形態では、アウタカラー１３が
軸線方向に２個に分割された前側アウタカラー１３ａと
後側アウタカラー１３ｂにより構成され、前側アウタカ
ラー１３ａはインバー系金属に低熱膨張材より構成さ
れ、後側アウタカラー１３ｂが炭素鋼等の一般機械構造
材により構成されている。
軸線方向に２個に分割された前側アウタカラー１３ａと
後側アウタカラー１３ｂにより構成され、前側アウタカ
ラー１３ａはインバー系金属に低熱膨張材より構成さ
れ、後側アウタカラー１３ｂが炭素鋼等の一般機械構造
材により構成されている。
【００３９】この実施の形態によれば、低熱膨張材によ
る前側アウタカラー１３ａと一般機械構造材による後側
アウタカラー１３ｂの軸長の組合せにより、アウタカラ
ー全体の熱膨張特性が大きい自由度をもって設定され、
主軸回転数−予荷重特性をアウタカラーの全長や各材料
の熱膨張係数に拘束されることなく適正値に設定するこ
とが可能になる。
る前側アウタカラー１３ａと一般機械構造材による後側
アウタカラー１３ｂの軸長の組合せにより、アウタカラ
ー全体の熱膨張特性が大きい自由度をもって設定され、
主軸回転数−予荷重特性をアウタカラーの全長や各材料
の熱膨張係数に拘束されることなく適正値に設定するこ
とが可能になる。
【００４０】従って、この実施の形態でも、大きい遠心
力が発生してもアンギュラ軸受５、７に作用する荷重が
過剰になることがなく、軸受寿命が短縮されることがな
い。
力が発生してもアンギュラ軸受５、７に作用する荷重が
過剰になることがなく、軸受寿命が短縮されることがな
い。
【００４１】（実施の形態３）図３はこの発明による工
作機械主軸の軸受装置の実施の形態３を示している。な
お、図３においても、図１に対応する部分は、図１に付
した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
作機械主軸の軸受装置の実施の形態３を示している。な
お、図３においても、図１に対応する部分は、図１に付
した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４２】この実施の形態では、アウタレース１３の
外周面に形成された螺旋溝によりアウタレース１３に冷
却液通路２１が形成されている。主軸頭本体１には、冷
却液通路２１の一端に冷却液を供給する冷却液入口２３
と、冷却液通路２１の他端より冷却液を取り出す冷却液
出口２５が形成されており、これらは外部配管２７、２
９によって冷却液温度制御手段３１に接続されている。
外周面に形成された螺旋溝によりアウタレース１３に冷
却液通路２１が形成されている。主軸頭本体１には、冷
却液通路２１の一端に冷却液を供給する冷却液入口２３
と、冷却液通路２１の他端より冷却液を取り出す冷却液
出口２５が形成されており、これらは外部配管２７、２
９によって冷却液温度制御手段３１に接続されている。
【００４３】冷却液温度制御手段３１は、冷却液をアウ
タレース１３の冷却液通路２１に循環供給する機能と、
冷却液の冷却器を含み、アウタレース１３の温度を指令
値に保つように、冷却液通路２１に供給する冷却液の温
度をフィードバック制御する機能とを有している。
タレース１３の冷却液通路２１に循環供給する機能と、
冷却液の冷却器を含み、アウタレース１３の温度を指令
値に保つように、冷却液通路２１に供給する冷却液の温
度をフィードバック制御する機能とを有している。
【００４４】この実施の形態では、冷却液通路２１に供
給する冷却液の温度制御によりアウタレース１３の温度
が指令値に保たれ、アウタレース１３の熱膨張量が定量
的に制御される。この熱膨張量制御により軸受予荷重が
外部より任意の値に制御され、大きい遠心力が発生して
もアンギュラ軸受５、７に作用する荷重が過剰になるこ
とがなく、軸受寿命が短縮されることがない。
給する冷却液の温度制御によりアウタレース１３の温度
が指令値に保たれ、アウタレース１３の熱膨張量が定量
的に制御される。この熱膨張量制御により軸受予荷重が
外部より任意の値に制御され、大きい遠心力が発生して
もアンギュラ軸受５、７に作用する荷重が過剰になるこ
とがなく、軸受寿命が短縮されることがない。
【００４５】（実施の形態４）図４はこの発明による工
作機械主軸の軸受装置の実施の形態４を示している。な
お、図４においても、図１に対応する部分は、図１に付
した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
作機械主軸の軸受装置の実施の形態４を示している。な
お、図４においても、図１に対応する部分は、図１に付
した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４６】この実施の形態では、ボルト３３によって
筒状のクーラントハウジング３５が主軸頭本体１の先端
部にねじ止めされている。クーラントハウジング３５の
外周面には螺旋溝による冷却液通路３７が形成されてい
る。主軸頭本体１には、冷却液通路３７の一端に冷却液
を供給する冷却液入口３９と、冷却液通路３７の他端よ
り冷却液を取り出す冷却液出口４１が形成されており、
これらは図示されていない外部配管によって冷却液温度
制御手段（図示省略）に接続されている。
筒状のクーラントハウジング３５が主軸頭本体１の先端
部にねじ止めされている。クーラントハウジング３５の
外周面には螺旋溝による冷却液通路３７が形成されてい
る。主軸頭本体１には、冷却液通路３７の一端に冷却液
を供給する冷却液入口３９と、冷却液通路３７の他端よ
り冷却液を取り出す冷却液出口４１が形成されており、
これらは図示されていない外部配管によって冷却液温度
制御手段（図示省略）に接続されている。
【００４７】冷却液通路３７を流れる冷却液によりクー
ラントハウジング３５の外周側の温度は主軸頭本体１の
温度と同等の室温に保たれる。
ラントハウジング３５の外周側の温度は主軸頭本体１の
温度と同等の室温に保たれる。
【００４８】アンギュラ軸受５、７のアウタレース５
ｏ、７ｏはクーラントハウジング３５の内周にすきま嵌
め嵌合し、アウタレース５ｏと７ｏとの間にアウタカラ
ー１３を挟んで、クーラントハウジング３５の段部３５
ａとクーラントハウジング３５の先端にねじ４３によっ
てねじ止めされたベアリング押さえ４５によりスラスト
方向に締結されている。
ｏ、７ｏはクーラントハウジング３５の内周にすきま嵌
め嵌合し、アウタレース５ｏと７ｏとの間にアウタカラ
ー１３を挟んで、クーラントハウジング３５の段部３５
ａとクーラントハウジング３５の先端にねじ４３によっ
てねじ止めされたベアリング押さえ４５によりスラスト
方向に締結されている。
【００４９】アンギュラ軸受５、７のアウタレース５
ｏ、７ｏが構造用鋼により構成されるのに対して、クー
ラントハウジング３５はアウタレース５ｏ、７ｏより熱
膨張係数が高い材料、たとえば熱膨張率が１６×１０-6
程度のステンレス鋼（ＳＵＳ２７Ｂ）により構成されて
いる。
ｏ、７ｏが構造用鋼により構成されるのに対して、クー
ラントハウジング３５はアウタレース５ｏ、７ｏより熱
膨張係数が高い材料、たとえば熱膨張率が１６×１０-6
程度のステンレス鋼（ＳＵＳ２７Ｂ）により構成されて
いる。
【００５０】この構成によれば、クーラントハウジング
３５の冷却によって軸受部がアウタレース５ｏ、７ｏ側
より冷却され、この冷却によりクーラントハウジング３
５とアウタレース５ｏ、７ｏとの間、アウタレース５
ｏ、７ｏとインナレース５ｉ、７ｉ、インナカラー９と
の間に各々温度差が生じても、クーラントハウジング３
５の熱膨張係数がアウタレース５ｏ、７ｏの熱膨張係数
より高いことにより、クーラントハウジング３５の熱膨
張量が多くなり、アンギュラ軸受５、７の径方向隙間が
詰まることが回避、あるいはその度合いが低減される。
３５の冷却によって軸受部がアウタレース５ｏ、７ｏ側
より冷却され、この冷却によりクーラントハウジング３
５とアウタレース５ｏ、７ｏとの間、アウタレース５
ｏ、７ｏとインナレース５ｉ、７ｉ、インナカラー９と
の間に各々温度差が生じても、クーラントハウジング３
５の熱膨張係数がアウタレース５ｏ、７ｏの熱膨張係数
より高いことにより、クーラントハウジング３５の熱膨
張量が多くなり、アンギュラ軸受５、７の径方向隙間が
詰まることが回避、あるいはその度合いが低減される。
【００５１】たとえば、主軸３、インナカラー９、イン
ナレース５ｉ、７ｉの温度が室温より３２℃高く、アウ
タカラー１３、アウタレース５ｏ、７ｏの温度が室温よ
り５℃高くなり、冷却液通路３７を流れる冷却液による
クーラントハウジング３５の冷却によってクーラントハ
ウジング３５の外周側が室温に保たれることから、クー
ラントハウジング３５の平均温度が室温より７．５℃高
いとする。軸受外径を１５０ｍｍとすると、アウタレー
ス５ｏ、７ｏの室温時からの径方向の熱膨張量は（１．
０×１０-5/ ℃）・１５℃×１５０ｍｍ＝２２．５μｍ
となり、クーラントハウジング３５がアウタレース５
ｏ、７ｏと同一の熱膨張率による材料に構成されていれ
ば、クーラントハウジング３５の室温時からの径方向の
熱膨張量は（１．０×１０-5/ ℃）・７．５℃×１５０
ｍｍ＝１１．２５μｍとなり、２２．５μｍ−１１．２
５μｍ＝１１．２５μｍを予め径方向間隙として軸受部
に確保していないと、軸受の径方向間隙が発熱により詰
まることになる。
ナレース５ｉ、７ｉの温度が室温より３２℃高く、アウ
タカラー１３、アウタレース５ｏ、７ｏの温度が室温よ
り５℃高くなり、冷却液通路３７を流れる冷却液による
クーラントハウジング３５の冷却によってクーラントハ
ウジング３５の外周側が室温に保たれることから、クー
ラントハウジング３５の平均温度が室温より７．５℃高
いとする。軸受外径を１５０ｍｍとすると、アウタレー
ス５ｏ、７ｏの室温時からの径方向の熱膨張量は（１．
０×１０-5/ ℃）・１５℃×１５０ｍｍ＝２２．５μｍ
となり、クーラントハウジング３５がアウタレース５
ｏ、７ｏと同一の熱膨張率による材料に構成されていれ
ば、クーラントハウジング３５の室温時からの径方向の
熱膨張量は（１．０×１０-5/ ℃）・７．５℃×１５０
ｍｍ＝１１．２５μｍとなり、２２．５μｍ−１１．２
５μｍ＝１１．２５μｍを予め径方向間隙として軸受部
に確保していないと、軸受の径方向間隙が発熱により詰
まることになる。
【００５２】これに対して、クーラントハウジング３５
がアウタレース５ｏ、７ｏより熱膨張係数が高い材料に
構成されていると、クーラントハウジング３５の室温時
からの径方向の熱膨張量は（１．６×１０-5/ ℃）・
７．５℃×１５０ｍｍ＝１８μｍとなり、差分２２．５
μｍ−１８μｍ＝４．５μｍとなり、予め軸受部に確保
すべき径方向間隙が少なくすむようになる。
がアウタレース５ｏ、７ｏより熱膨張係数が高い材料に
構成されていると、クーラントハウジング３５の室温時
からの径方向の熱膨張量は（１．６×１０-5/ ℃）・
７．５℃×１５０ｍｍ＝１８μｍとなり、差分２２．５
μｍ−１８μｍ＝４．５μｍとなり、予め軸受部に確保
すべき径方向間隙が少なくすむようになる。
【００５３】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
【００５４】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１に記載の工作機械主軸の軸受装置によれば、アウタカ
ラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作機械主軸、インナ
カラーの熱膨張係数より低いことにより、主軸の高速回
転により軸受部が発熱すると、アウタカラーが他のもの
に比して熱膨張せず、このことによりアウタカラーとイ
ンナカラーの軸線方向の寸法差が少なくなり、アウタカ
ラーの軸線方向変位によりアンギュラ軸受に与える予荷
重が減少するから、大きい遠心力が発生してもアンギュ
ラ軸受に作用する荷重が過剰になることがなく、軸受寿
命が短縮されることがない。
１に記載の工作機械主軸の軸受装置によれば、アウタカ
ラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作機械主軸、インナ
カラーの熱膨張係数より低いことにより、主軸の高速回
転により軸受部が発熱すると、アウタカラーが他のもの
に比して熱膨張せず、このことによりアウタカラーとイ
ンナカラーの軸線方向の寸法差が少なくなり、アウタカ
ラーの軸線方向変位によりアンギュラ軸受に与える予荷
重が減少するから、大きい遠心力が発生してもアンギュ
ラ軸受に作用する荷重が過剰になることがなく、軸受寿
命が短縮されることがない。
【００５５】請求項２に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置によれば、低熱膨張材によるアウタカラーと
一般機械構造材によるアウタカラーの軸長の組合せによ
り、アウタカラー全体の熱膨張特性が大きい自由度をも
って設定され、主軸回転数−予荷重特性をアウタカラー
の全長や各材料の熱膨張係数に拘束されることなく適正
値に設定することが可能になり、大きい遠心力が発生し
てもアンギュラ軸受に作用する荷重が過剰になることが
なく、軸受寿命が短縮されることがない。
の軸受装置によれば、低熱膨張材によるアウタカラーと
一般機械構造材によるアウタカラーの軸長の組合せによ
り、アウタカラー全体の熱膨張特性が大きい自由度をも
って設定され、主軸回転数−予荷重特性をアウタカラー
の全長や各材料の熱膨張係数に拘束されることなく適正
値に設定することが可能になり、大きい遠心力が発生し
てもアンギュラ軸受に作用する荷重が過剰になることが
なく、軸受寿命が短縮されることがない。
【００５６】請求項３に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置によれば、アウタカラーはインバー系金属に
より構成され、軸受ケース、工作機械主軸、インナカラ
ー等は鋳鉄、構造用鋼により構成されるから、アウタカ
ラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作機械主軸、インナ
カラーの熱膨張係数より低い値に適切に設定される。
の軸受装置によれば、アウタカラーはインバー系金属に
より構成され、軸受ケース、工作機械主軸、インナカラ
ー等は鋳鉄、構造用鋼により構成されるから、アウタカ
ラーの熱膨張係数が軸受ケース、工作機械主軸、インナ
カラーの熱膨張係数より低い値に適切に設定される。
【００５７】請求項４に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置によれば、アウタカラーに形成された冷却液
通路に流す冷却液の温度制御によりアウタカラーの熱膨
張量が制御され、この熱膨張量制御により軸受予荷重が
外部より任意の値に制御されるから、大きい遠心力が発
生してもアンギュラ軸受に作用する荷重が過剰になるこ
とがなく、軸受寿命が短縮されることがない。
の軸受装置によれば、アウタカラーに形成された冷却液
通路に流す冷却液の温度制御によりアウタカラーの熱膨
張量が制御され、この熱膨張量制御により軸受予荷重が
外部より任意の値に制御されるから、大きい遠心力が発
生してもアンギュラ軸受に作用する荷重が過剰になるこ
とがなく、軸受寿命が短縮されることがない。
【００５８】請求項５に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置によれば、軸受ケースの冷却によって軸受部
がアウタレース側より冷却され、この冷却により軸受ケ
ースとアウタレースとの間、アウタレースとインナレー
スとの間に各々温度差が生じても、軸受ケースの熱膨張
係数がアウタレースの熱膨張係数より高いことにより、
軸受ケースの熱膨張量が多くなり、軸受の径方向隙間が
詰まることが回避、あるいはその度合いが低減されるか
ら、軸受ケースの冷却によって軸受部の発熱が増えるを
避けるために軸受にがたを与えた状態で組み付ける必要
がなくなり、あるいは少なくなり、主軸の回転精度、支
持剛性を保つことができるようになる。
の軸受装置によれば、軸受ケースの冷却によって軸受部
がアウタレース側より冷却され、この冷却により軸受ケ
ースとアウタレースとの間、アウタレースとインナレー
スとの間に各々温度差が生じても、軸受ケースの熱膨張
係数がアウタレースの熱膨張係数より高いことにより、
軸受ケースの熱膨張量が多くなり、軸受の径方向隙間が
詰まることが回避、あるいはその度合いが低減されるか
ら、軸受ケースの冷却によって軸受部の発熱が増えるを
避けるために軸受にがたを与えた状態で組み付ける必要
がなくなり、あるいは少なくなり、主軸の回転精度、支
持剛性を保つことができるようになる。
【００５９】請求項６に記載の発明による工作機械主軸
の軸受装置によれば、軸受ケース（クーラントハウバン
グ）がステンレス鋼により構成されているから、軸受ケ
ースの熱膨張係数がアウタカラーの熱膨張係数より高い
値に適切に設定される。
の軸受装置によれば、軸受ケース（クーラントハウバン
グ）がステンレス鋼により構成されているから、軸受ケ
ースの熱膨張係数がアウタカラーの熱膨張係数より高い
値に適切に設定される。
【図１】この発明による工作機械主軸の軸受装置の実施
の形態１を示す断面図である。
の形態１を示す断面図である。
【図２】この発明による工作機械主軸の軸受装置の実施
の形態２を示す断面図である。
の形態２を示す断面図である。
【図３】この発明による工作機械主軸の軸受装置の実施
の形態３を示す断面図である。
の形態３を示す断面図である。
【図４】この発明による工作機械主軸の軸受装置の実施
の形態４を示す断面図である。
の形態４を示す断面図である。
１ 主軸頭本体 ３ 主軸 ５、７ アンギュラ軸受 ５ｉ、７ｉ インナレースカラー ５ｏ、７ｏアウタレース ９ インナカラー １３ アウタカラー １３ａ 前側アウタカラー １３ｂ 後側アウタカラー ２１ 冷却液通路 ３１ 冷却液温度制御手段 ３５ クーラントハウジング ３７ 冷却液通路
Claims (6)
- 【請求項１】 背面組合わせに配置された２個のアンギ
ュラコンタクトボール軸受により工作機械主軸を軸受ケ
ースより支持し、２個のアンギュラコンタクトボール軸
受のアウタレース間にアウタカラーが、インナレース間
にインナカラーが各々配置され、前記アウタカラーの軸
線方向長さが前記インナカラーの軸線方向長さより長い
ことにより前記アンギュラコンタクトボール軸受に予荷
重を与えられる工作機械主軸の軸受装置において、 前記アウタカラーは前記軸受ケース、前記工作機械主
軸、前記インナカラーより熱膨張係数が低い材料により
構成されていることを特徴とする工作機械主軸の軸受装
置。 - 【請求項２】 前記アウタカラーは軸線方向に少なくと
も２個に分割されたカラー部材の構成され、その一方が
一般機械構造材により構成され、他方が低熱膨張材より
構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機
械主軸の軸受装置。 - 【請求項３】 低熱膨張材によるアウタカラーはインバ
ー系金属により構成され、軸受ケース、工作機械主軸、
インナカラー等は鋳鉄、構造用鋼により構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械主
軸の軸受装置。 - 【請求項４】 ２個のアンギュラコンタクトボール軸受
により工作機械主軸のを軸受ケースより支持し、２個の
アンギュラコンタクトボール軸受のアウタレース間にア
ウタカラーが、インナレース間にインナカラーが各々配
置され、前記アウタカラーの軸線方向長さが前記インナ
カラーの軸線方向長さより長いことにより前記アンギュ
ラコンタクトボール軸受に予荷重を与えられる工作機械
主軸の軸受装置において、 前記アウタカラーに冷却液通路が形成され、前記冷却液
通路を流れる冷却液の温度制御により前記アウタカラー
の熱膨張量を制御することを特徴とする工作機械主軸の
軸受装置。 - 【請求項５】 ２個のアンギュラ軸受により工作機械主
軸を冷却機構付きの軸受ケースより支持し、２個のアン
ギュラコンタクトボール軸受のアウタレース間にアウタ
カラーが、インナレース間にインナカラーが各々配置さ
れた工作機械主軸の軸受装置において、 前記軸受ケースは前記アウタレースより熱膨張係数が高
い材料により構成されていることを特徴とする工作機械
主軸の軸受装置。 - 【請求項６】 前記軸受ケースはステンレス鋼により構
成されていることを特徴とする請求項５に記載の工作機
械主軸の軸受装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34674997A JP3949801B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 工作機械主軸の軸受装置 |
| US09/210,940 US6158895A (en) | 1997-12-16 | 1998-12-15 | Bearing device for machine tool spindle |
| US09/688,988 US6293703B1 (en) | 1997-12-16 | 2000-10-17 | Bearing device for machine tool spindle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1202434A2 (de) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Alfred Jäger | Elektromotor, insbesondere Motorspindel zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs |
| KR100397972B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2003-09-13 | 현대자동차주식회사 | 공작기계의 스핀들 냉각장치 |
| KR100397973B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2003-09-19 | 현대자동차주식회사 | 공작기계의 스핀들 냉각장치 |
| JP2009092491A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Nsk Ltd | 回転支持装置の状態量測定装置 |
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Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10010901A1 (de) * | 2000-03-07 | 2001-09-13 | Heller Geb Gmbh Maschf | Lager für eine Gewindespindel, insbesondere einer Bearbeitungsmaschine |
| US6398418B1 (en) * | 2000-11-20 | 2002-06-04 | Industrial Technology Research Institute | Shaft having thermal expansion, thermal pre-load yielding and dynamic pre-load adjusting systems |
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| US6398468B1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-06-04 | Bayer Machine Tech Llc | Machine tool quill spindle |
| WO2003016733A1 (fr) * | 2001-08-13 | 2003-02-27 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Dispositif d'arbre rotatif |
| FR2880082B1 (fr) * | 2004-12-29 | 2007-04-13 | Sidel Sas | Dispositif de refroidissement d'une couronne d'orientation, couronne d'orientation comprenant un tel dispositif et machine, notamment de soufflage, comprenant un tel dispositif et une telle couronne |
| AT503000B1 (de) * | 2005-12-21 | 2008-02-15 | Austrian Aerospace Gmbh | Wälzlager mit temperaturgesteuerter vorspannungsverstellung für raumfahrtanwendungen |
| JP2008133887A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Ntn Corp | 工作機械主軸用軸受装置 |
| JP4994164B2 (ja) * | 2007-09-07 | 2012-08-08 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の移動体の冷却方法及び装置 |
| US8469597B2 (en) * | 2008-04-16 | 2013-06-25 | Honeywell International Inc. | Active preload control for rolling element bearings |
| DE102008036196A1 (de) * | 2008-08-02 | 2010-02-04 | Mtu Aero Engines Gmbh | Lagerring und Verfahren zum Kühlen eines Lagerrings |
| FR2953264B1 (fr) * | 2009-11-30 | 2012-04-06 | Astrium Sas | Entretoises a longueurs ajustees pour roulements |
| DE102009056662A1 (de) * | 2009-12-02 | 2011-06-09 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Wälzlageranordnung |
| WO2011156139A1 (en) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | The Timken Company | Liquid-cooled bearing system |
| US9260186B1 (en) * | 2010-09-09 | 2016-02-16 | Groen Brothers Aviation, Inc. | Oil lubricated swashplate |
| US8950699B1 (en) | 2010-09-09 | 2015-02-10 | Groen Brothers Aviation, Inc. | Heliplane rotor thermal management for maintaining dimensional stability |
| US8915465B1 (en) * | 2010-09-09 | 2014-12-23 | Groen Brothers Aviation, Inc. | Mast main bearing lubrication and thermal management |
| DE102010045140A1 (de) * | 2010-09-11 | 2012-03-15 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Wälzlager mit schräg angestellten Wälzkörpern |
| DE102012203933B4 (de) * | 2012-03-14 | 2016-09-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Wälzlageranordnung |
| ITMI20121395A1 (it) * | 2012-08-06 | 2014-02-07 | Wilic Sarl | Metodo, programma, e sistema di controllo per controllare il precarico di un cuscinetto di un aerogeneratore e aerogeneratore comprendente tale sistema di controllo |
| WO2014094801A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Aktiebolaget Skf | Machine arrangement |
| US9303687B1 (en) * | 2013-02-22 | 2016-04-05 | Allen L. Wiseman | Adjustable bearing cup |
| WO2014207928A1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の主軸装置および工作機械 |
| FR3036729B1 (fr) * | 2015-05-29 | 2020-05-08 | Safran Aircraft Engines | Dispositif de refroidissement d’un palier a roulement pour une turbomachine. |
| FR3105808B1 (fr) * | 2019-12-27 | 2022-01-07 | Safran Aircraft Engines | Palier de roulement mécanique à pistes |
| JP2021188637A (ja) * | 2020-05-27 | 2021-12-13 | 株式会社リガク | 軸受装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH407666A (de) * | 1963-08-16 | 1966-02-15 | Fischer Ag Georg | Spindellagerung in Wälzlagern |
| US3826545A (en) * | 1972-05-24 | 1974-07-30 | Borden Corp | Readily assembled temperature compensated dual angular contact bearing assembly |
| JPS5776320A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Nakamuratome Seimitsu Kogyo Kk | Cooling device for bearing part |
| DE3443537A1 (de) * | 1984-11-29 | 1986-06-05 | Werkzeugmaschinenfabrik Adolf Waldrich Coburg Gmbh & Co, 8630 Coburg | Lagerung einer werkzeugmaschinenspindel mit kuehleinrichtung in einem spindelstock |
| JP2602325B2 (ja) * | 1989-04-20 | 1997-04-23 | エヌティエヌ株式会社 | 予圧可変式スピンドルユニット |
| DE69126917T2 (de) * | 1990-05-21 | 1998-03-05 | Makino Milling Machine | Kühlapparat eines Maschinenspindellagers |
| JPH08200359A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-06 | Toshiba Mach Co Ltd | 軸受装置 |
-
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-
1998
- 1998-12-15 US US09/210,940 patent/US6158895A/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-17 US US09/688,988 patent/US6293703B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1202434A2 (de) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Alfred Jäger | Elektromotor, insbesondere Motorspindel zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs |
| EP1202434A3 (de) * | 2000-10-25 | 2004-01-28 | Alfred Jäger | Elektromotor, insbesondere Motorspindel zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs |
| KR100397972B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2003-09-13 | 현대자동차주식회사 | 공작기계의 스핀들 냉각장치 |
| KR100397973B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2003-09-19 | 현대자동차주식회사 | 공작기계의 스핀들 냉각장치 |
| JP2009092491A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Nsk Ltd | 回転支持装置の状態量測定装置 |
| JP2020133821A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 昭武 橋立 | 予圧調整型スピンドルユニット |
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