JPS6248405A - 工作機械の主軸 - Google Patents
工作機械の主軸Info
- Publication number
- JPS6248405A JPS6248405A JP18784385A JP18784385A JPS6248405A JP S6248405 A JPS6248405 A JP S6248405A JP 18784385 A JP18784385 A JP 18784385A JP 18784385 A JP18784385 A JP 18784385A JP S6248405 A JPS6248405 A JP S6248405A
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- main spindle
- main shaft
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- ceramics
- main
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超精密旋盤等の工作機械に使用するのに適し
た主軸に関する。
た主軸に関する。
この種の主軸においては、軸受面の発熱等による主軸の
温度上昇に伴い主軸が長手方向に膨張して、工作物の加
工面の精度が低下することを防止するために、通常の鋼
材よりも線膨張係数の小さいセラミックスにより主軸本
体を形成したものがある。このようなセラミックスより
なる主軸本体においては、直接ねじ切り加工を行うこと
ができないので、軸方向両端部に設けた取付孔内にそれ
ぞれねし部を設けた結合部材を挿入して接着固定し、こ
の両結合部材を介して、チャック及びビルトインモータ
のロータのような主軸に取り付ける部材をねじにより締
付固定している。
温度上昇に伴い主軸が長手方向に膨張して、工作物の加
工面の精度が低下することを防止するために、通常の鋼
材よりも線膨張係数の小さいセラミックスにより主軸本
体を形成したものがある。このようなセラミックスより
なる主軸本体においては、直接ねじ切り加工を行うこと
ができないので、軸方向両端部に設けた取付孔内にそれ
ぞれねし部を設けた結合部材を挿入して接着固定し、こ
の両結合部材を介して、チャック及びビルトインモータ
のロータのような主軸に取り付ける部材をねじにより締
付固定している。
かかる従来技術においては、通常は結合部材として構造
用鋼材が使用されているが、その線膨張係数（１２ｘｌ
Ｏ／’ｃ程度）はセラミックスのそれ（３，４ｘｌＯ／
”ｃ程度）とは著しく異なるので、軸受面の発熱等によ
り主軸の温度が上昇すると結合部材と主軸本体の熱膨張
の差に伴って接着面に剪断力が作用して剥離が生ずると
いう問題がある。また、主軸に締付固定される部材に加
わる外力により、更に、かかる部材の取付構造によって
は、結合部材に対する締付力により前記接着面に剪断力
が作用して剥離が生ずるという問題がある。本発明は、
主軸本体を貫通する締付ボルトにより両路合部材を互に
締着すると共に両路合部材及び締付ボルトの材質を選択
して、このような問題を解決したものである。
用鋼材が使用されているが、その線膨張係数（１２ｘｌ
Ｏ／’ｃ程度）はセラミックスのそれ（３，４ｘｌＯ／
”ｃ程度）とは著しく異なるので、軸受面の発熱等によ
り主軸の温度が上昇すると結合部材と主軸本体の熱膨張
の差に伴って接着面に剪断力が作用して剥離が生ずると
いう問題がある。また、主軸に締付固定される部材に加
わる外力により、更に、かかる部材の取付構造によって
は、結合部材に対する締付力により前記接着面に剪断力
が作用して剥離が生ずるという問題がある。本発明は、
主軸本体を貫通する締付ボルトにより両路合部材を互に
締着すると共に両路合部材及び締付ボルトの材質を選択
して、このような問題を解決したものである。
このために、本発明による工作機械の主軸は、添付図面
に示す如く、セラミックスにより形成され主軸台等の支
持部材１０に軸承される主軸本体２１を備えてなる工作
機械の主軸２０において、前記セラミックスと同程度の
線膨張係数を有する低熱膨張係数鋳鉄よりなりそれぞれ
前記主軸本体２１の軸方向端部に同主軸本体と同軸に嵌
合接着されて主軸２０に固定される部材を取り付ける２
個の結合部材２２．２３と、前記低熱膨張係数鋳鉄より
なり前記主軸本体２１に形成された軸方向貫通孔２１ａ
内に挿入されて前記両路合部材２２゜２３を互いに締着
する締付ボルト２４を備えたことを特徴とするものであ
る。
に示す如く、セラミックスにより形成され主軸台等の支
持部材１０に軸承される主軸本体２１を備えてなる工作
機械の主軸２０において、前記セラミックスと同程度の
線膨張係数を有する低熱膨張係数鋳鉄よりなりそれぞれ
前記主軸本体２１の軸方向端部に同主軸本体と同軸に嵌
合接着されて主軸２０に固定される部材を取り付ける２
個の結合部材２２．２３と、前記低熱膨張係数鋳鉄より
なり前記主軸本体２１に形成された軸方向貫通孔２１ａ
内に挿入されて前記両路合部材２２゜２３を互いに締着
する締付ボルト２４を備えたことを特徴とするものであ
る。
結合部材２２．２３は主軸本体２１の軸方向両端部に接
着固定されると共に主軸本体２１を貫通する締付ボルト
２４により互に締着されているので、主軸に取り付けら
れる部材に加わる外力あるいは此等の部材を主軸２０に
取り付ける際の締付力により生ずる、結合部材２２．２
３を主軸本体２１から引き離そうとする力は主として締
付ボルト２４の引張力により受は止められ、主軸本体２
１と結合部材２２．２３の間の接着面に生ずる剪断力は
僅かである。また、結合部材２２．２３及び締付ボルト
２４を形成する低熱膨張係数鋳鉄と主軸本体２１を形成
するセラミックスは線膨張係数が同程度であるので、主
軸２０の温度が上昇しても主軸本体２１と結合部材２２
．２３の熱膨張は同程度であり、従って接着面に生ずる
剪断力は僅かであり、また前述の締付ボルト２４の引張
力により外力等を受は止める作用も維持される。
着固定されると共に主軸本体２１を貫通する締付ボルト
２４により互に締着されているので、主軸に取り付けら
れる部材に加わる外力あるいは此等の部材を主軸２０に
取り付ける際の締付力により生ずる、結合部材２２．２
３を主軸本体２１から引き離そうとする力は主として締
付ボルト２４の引張力により受は止められ、主軸本体２
１と結合部材２２．２３の間の接着面に生ずる剪断力は
僅かである。また、結合部材２２．２３及び締付ボルト
２４を形成する低熱膨張係数鋳鉄と主軸本体２１を形成
するセラミックスは線膨張係数が同程度であるので、主
軸２０の温度が上昇しても主軸本体２１と結合部材２２
．２３の熱膨張は同程度であり、従って接着面に生ずる
剪断力は僅かであり、また前述の締付ボルト２４の引張
力により外力等を受は止める作用も維持される。
上述の如く、本発明によれば、外力、締付力あるいは温
度上昇等により主軸本体と各結合部材の接着面に生ずる
剪断力は僅かであるので、各結合部材が主軸本体から剥
離することがなくなる。
度上昇等により主軸本体と各結合部材の接着面に生ずる
剪断力は僅かであるので、各結合部材が主軸本体から剥
離することがなくなる。
以下に添付図面に示す本発明の一実施例を説明する。
図示の如く、主軸台１０に固定された軸受メタル１１，
１２．１３によりラジアル静圧軸受１４゜１５及びスラ
スト静圧軸受１６が形成され、主軸２０は、その主軸本
体２１の外周面がラジアル静圧軸受１４．１５により、
またフランジ部２１ｄの両側面がスラスト静圧軸受１６
により支持されて、回動のみ可能に主軸台１０に軸承さ
れている。
１２．１３によりラジアル静圧軸受１４゜１５及びスラ
スト静圧軸受１６が形成され、主軸２０は、その主軸本
体２１の外周面がラジアル静圧軸受１４．１５により、
またフランジ部２１ｄの両側面がスラスト静圧軸受１６
により支持されて、回動のみ可能に主軸台１０に軸承さ
れている。
主軸２０の左端部は主軸台１０に設けられたビルトイン
モータ３５により回転駆動され、右端に設けられた真空
チャック３０に吸着される工作物（図示せず）を加工す
るようになっている。各軸受メタル１１．１２．１３は
、後述の結合部材２２゜２３と同じく、ＬＥ鋳鉄（商品
名）により形成されている。
モータ３５により回転駆動され、右端に設けられた真空
チャック３０に吸着される工作物（図示せず）を加工す
るようになっている。各軸受メタル１１．１２．１３は
、後述の結合部材２２゜２３と同じく、ＬＥ鋳鉄（商品
名）により形成されている。
主軸２０は主軸本体２１．結合部材２２．２３及び締付
ボルト２４により構成されている。主軸本体２１は軸方
向に沿って同軸の貫通孔２１ａを有すると共に、添付図
面において右端には取付孔２１ｂが、また左端には取付
孔２１ｃが何れも同軸に設けられ、通常の鋼材に比して
線膨張係数の小さい（例えば３．４Ｘ１０ ／”ｃ程
度）セラミックスにより一体形成されている。主軸本体
２１には前記フランジ部２１ｄが一体形成され、また、
主軸本体２１の左端部にはビルトインモータ３５のロー
タ３７が嵌合されるテーパ面２１ｅが形成されている。
ボルト２４により構成されている。主軸本体２１は軸方
向に沿って同軸の貫通孔２１ａを有すると共に、添付図
面において右端には取付孔２１ｂが、また左端には取付
孔２１ｃが何れも同軸に設けられ、通常の鋼材に比して
線膨張係数の小さい（例えば３．４Ｘ１０ ／”ｃ程
度）セラミックスにより一体形成されている。主軸本体
２１には前記フランジ部２１ｄが一体形成され、また、
主軸本体２１の左端部にはビルトインモータ３５のロー
タ３７が嵌合されるテーパ面２１ｅが形成されている。
結合部材２２．２３及び締付ボルト２４は、それぞれＬ
Ｅ鋳鉄（商品名）により一体に形成されている。ＬＥ鋳
鉄は低熱膨張係数鋳鉄であって、その線膨張係数（４，
０〜４．３ｘｌＯ／’ｃ）はセラミックスと同程度であ
る。右側の結合部材２２は円筒状をなし、主軸本体２１
の右端の取付孔２１ｂ内に嵌合されて、主としてその外
周面を介して接着固定され、接着固定状態において主軸
本体２１の貫通孔２１ａと連続する中心孔２２ａと、こ
れと同軸の大径孔２２ｂが形成されている。
Ｅ鋳鉄（商品名）により一体に形成されている。ＬＥ鋳
鉄は低熱膨張係数鋳鉄であって、その線膨張係数（４，
０〜４．３ｘｌＯ／’ｃ）はセラミックスと同程度であ
る。右側の結合部材２２は円筒状をなし、主軸本体２１
の右端の取付孔２１ｂ内に嵌合されて、主としてその外
周面を介して接着固定され、接着固定状態において主軸
本体２１の貫通孔２１ａと連続する中心孔２２ａと、こ
れと同軸の大径孔２２ｂが形成されている。
係合部材２２の外端面には円周上複数箇所にねじ孔２２
ｃが設けられ、取付ボルト３１を介して同じ＜ＬＥ鋳鉄
よりなる真空チャック３１を固定するようになっている
。
ｃが設けられ、取付ボルト３１を介して同じ＜ＬＥ鋳鉄
よりなる真空チャック３１を固定するようになっている
。
左側の結合部材２３は段付円筒状をなし、その小径部２
３ａが主軸本体２１の取付孔２１ｃ内に嵌合されて、主
としてその外周面を介して接着固定されている。結合部
材２３には小径部２３ａと反対側に細径の突出部２３ｂ
が同軸に形成され、またその中心には段付の貫通孔２３
ｃが設けられてその小径部２３ａ側には雌ねじ２３ｄが
形成されている。締付ボルト２４は右側の結合部材２２
側より主軸本体２１の貫通孔２１ａ内に挿入されて、そ
の頭部２４ａは結合部材２２の中心孔２２ａと大径孔２
２ｂとの境界段部に係合し、またその先端のねじ部２４
ｂは左側の結合部材２３の雌ねじ２３ｄに螺合されて両
連結部材２２．２’３を互いに締付連結するものである
。締付ボルト２４には同軸に貫通孔２４Ｇが設けられて
いる。
３ａが主軸本体２１の取付孔２１ｃ内に嵌合されて、主
としてその外周面を介して接着固定されている。結合部
材２３には小径部２３ａと反対側に細径の突出部２３ｂ
が同軸に形成され、またその中心には段付の貫通孔２３
ｃが設けられてその小径部２３ａ側には雌ねじ２３ｄが
形成されている。締付ボルト２４は右側の結合部材２２
側より主軸本体２１の貫通孔２１ａ内に挿入されて、そ
の頭部２４ａは結合部材２２の中心孔２２ａと大径孔２
２ｂとの境界段部に係合し、またその先端のねじ部２４
ｂは左側の結合部材２３の雌ねじ２３ｄに螺合されて両
連結部材２２．２’３を互いに締付連結するものである
。締付ボルト２４には同軸に貫通孔２４Ｇが設けられて
いる。
ビルトインモータ３５のロータ３７のボス部３７ａは主
軸本体２１のテーパ面２］１に嵌合され、結合部材２３
の外周に螺合されたナツト３２により締付固定されてい
る。主軸台１０に固定されてビルトインモータ３５のス
テータ３８を支持するハウジング３６の左端には端板４
０が固定され、その中央には主軸２０と同軸に継手部材
４１が固定されている。継手部材４１内には結合部材２
３の突出部２３ｂが同軸に挿入され、両者４１，２３ｂ
の間にはシール４２．４２が介装されている。
軸本体２１のテーパ面２］１に嵌合され、結合部材２３
の外周に螺合されたナツト３２により締付固定されてい
る。主軸台１０に固定されてビルトインモータ３５のス
テータ３８を支持するハウジング３６の左端には端板４
０が固定され、その中央には主軸２０と同軸に継手部材
４１が固定されている。継手部材４１内には結合部材２
３の突出部２３ｂが同軸に挿入され、両者４１，２３ｂ
の間にはシール４２．４２が介装されている。
継手部材４１は耐圧ホース４３を介して真空源（図示せ
ず）に接続され、貫通孔２３ ｃ、 ２４ ｃ。
ず）に接続され、貫通孔２３ ｃ、 ２４ ｃ。
及び大径孔２２ｂを介して真空チャック３０に真空を作
用させてこれを作動させるようになっている。
用させてこれを作動させるようになっている。
次に本実施例の作動につき説明する。ビルトインモータ
３５のロータ３７のボス部３７ａを主軸本体２１のテー
パ面２１ｅに嵌合し、ナツト３２により締付固定する際
、左側の結合部材２３を主軸本体２１から引き抜こうと
する力が作用する。
３５のロータ３７のボス部３７ａを主軸本体２１のテー
パ面２１ｅに嵌合し、ナツト３２により締付固定する際
、左側の結合部材２３を主軸本体２１から引き抜こうと
する力が作用する。
しかしながら、この力は主として締付ボルト２４の引張
力により受止められ、取付孔２１ｃと結合部材２３の接
着面に作用する剪断力は僅かである。
力により受止められ、取付孔２１ｃと結合部材２３の接
着面に作用する剪断力は僅かである。
また、真空チャック３０に装着された工作物（図示せず
）を加工する際、加工反力により右側の結合部材２２に
は外力が作用し、結合部材２２を部分的にあるいは全面
的に主軸本体２１から引き離そうとする力が作用する。
）を加工する際、加工反力により右側の結合部材２２に
は外力が作用し、結合部材２２を部分的にあるいは全面
的に主軸本体２１から引き離そうとする力が作用する。
しかしながら、この力も前記同様に主として締付ボルト
２４の引張力に受は止められ、取付孔２１ｂ内周面と結
合部材２２の接着面に作用する剪断力は僅かである。ま
た、静圧軸受１４．１５．１６の発熱等により主軸２０
の温度が上昇しても、主軸本体２１を形成するセラミッ
クスと結合部材２２，２３及び締付ボルト２４を形成す
る低熱膨張係数鋳鉄とは線膨張係数が同程度であるので
、結合部材２３．２４と主軸本体２１の接着面に生ずる
剪断力は僅かであり、締付ボルト２４に作用する引張力
の変化も僅かである。
２４の引張力に受は止められ、取付孔２１ｂ内周面と結
合部材２２の接着面に作用する剪断力は僅かである。ま
た、静圧軸受１４．１５．１６の発熱等により主軸２０
の温度が上昇しても、主軸本体２１を形成するセラミッ
クスと結合部材２２，２３及び締付ボルト２４を形成す
る低熱膨張係数鋳鉄とは線膨張係数が同程度であるので
、結合部材２３．２４と主軸本体２１の接着面に生ずる
剪断力は僅かであり、締付ボルト２４に作用する引張力
の変化も僅かである。
なお、上記実施例おいては、各結合部材２２゜２３を主
軸本体２１に形成した取付孔２１ｂ、２１Ｃに嵌合して
接着したが、各結合部材に孔を設け、主軸本体の端部の
外周面（必要に応じて小径に加工する）に嵌合して接着
するようにしてもよい。
軸本体２１に形成した取付孔２１ｂ、２１Ｃに嵌合して
接着したが、各結合部材に孔を設け、主軸本体の端部の
外周面（必要に応じて小径に加工する）に嵌合して接着
するようにしてもよい。
添付図面は本発明による工作機械の主軸の一実施例を示
す縦断面図である。 符号の説明 工０・・・支持部材（主軸台）、２０・・・主軸、２１
・・・主軸本体、２１ａ・・・軸方向貫通孔、２２．２
３・・・結合部材、２４・・・締付ボルト。
す縦断面図である。 符号の説明 工０・・・支持部材（主軸台）、２０・・・主軸、２１
・・・主軸本体、２１ａ・・・軸方向貫通孔、２２．２
３・・・結合部材、２４・・・締付ボルト。
Claims (1)
- セラミックスにより形成され主軸台等の支持部材に軸承
される主軸本体を備えてなる工作機械の主軸において、
前記セラミックスと同程度の線膨張係数を有する低熱膨
張係数鋳鉄よりなりそれぞれ前記主軸本体の軸方向端部
に同主軸本体と同軸に嵌合接着されて主軸に固定される
部材を取り付ける２個の結合部材と、前記低熱膨張係数
鋳鉄よりなり前記主軸本体に形成された軸方向貫通孔内
に挿入されて前記両結合部材を互いに締着する締付ボル
トを備えたことを特徴とする工作機械の主軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18784385A JPS6248405A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 工作機械の主軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18784385A JPS6248405A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 工作機械の主軸 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248405A true JPS6248405A (ja) | 1987-03-03 |
Family
ID=16213196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18784385A Pending JPS6248405A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 工作機械の主軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248405A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010057A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Ntn Corp | 静圧気体軸受スピンドル |
| US11694524B2 (en) | 2019-11-12 | 2023-07-04 | Hyosung TNS Inc. | Cassette and automated teller machine including the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607902B2 (ja) * | 1977-11-30 | 1985-02-27 | 株式会社日立製作所 | 平板状コイル導体の型付成形法 |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP18784385A patent/JPS6248405A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607902B2 (ja) * | 1977-11-30 | 1985-02-27 | 株式会社日立製作所 | 平板状コイル導体の型付成形法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010057A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Ntn Corp | 静圧気体軸受スピンドル |
| JP4657029B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2011-03-23 | Ｎｔｎ株式会社 | 静圧気体軸受スピンドル |
| US11694524B2 (en) | 2019-11-12 | 2023-07-04 | Hyosung TNS Inc. | Cassette and automated teller machine including the same |
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