JPH03196904A

JPH03196904A - 精密工作機械

Info

Publication number: JPH03196904A
Application number: JP33583589A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sawada; 潔沢田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1991-08-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はハードディスク、ポリゴンミラー等を加工する
超精密旋盤等の精密工作機械に関し、特に固定軸の外側
を回転する円筒を回転主軸とする形式の精密工作機械に
関する。

〔従来の技術〕

一般の旋盤における主軸は仕較的長く、先端に主軸径に
比較して数倍程度の直径を有する画盤を取り付けている
。また、主軸軸受は通常主軸に沿って、相当の間隔をお
き、２個設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、主軸の軸受の負荷能力、負荷剛性は画盤径より
かなり小径となる主軸径によって、切削能力の限界が（
ｆ在する。

また、主軸軸受は通常前後に２個設けられるが、画盤側
の主軸軸受から画盤に取り付けられる被加工物までの突
き出し距離が比較的大きくなるので、主軸軸受にはその
突き出し距離に比例した大きさの曲げモーメントが掛か
り、被加工物と画盤の自重、あるいは切削力の数倍の荷
重が主軸の軸受に掛かり、主軸の剛性が低いものとなる
。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、被加工
物を取り付ける画盤とほぼ同じ直径の主軸軸受を有する
精密工作機械を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、主軸の軸受がら画盤までの距離、
すなわち突き出し量を短くした精密工作機械を提供する
ことである。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明では上記課題を解決するために、固定軸の外側を
回転する円筒を回転主軸とする形式の精密工作機械にお
いて、前記固定軸と第１の円筒軸受で円周方向に接し、
軸方向に端面で接する中空回転主軸と、前記中空回転主
軸を軸方向に押さえ、外周が第２の円筒軸受となってお
り、前記第２の円筒軸受で前記中空回転軸と接する推力
押さえ板と、前記固定軸の貫通穴内にある回転駆動軸と
、前記回転駆動軸によって駆動され、前記中空回転主軸
に押しつけられ、前記中空回転主軸に回転力を伝達する
円盤と、前記中空回転主軸に固定され、被加工物を取り
付ける面板と、を有することを特徴とする精密工作機械
が、提供される。

〔作用〕

中空回転主軸を採用することにより、中空回転主軸の外
径を画盤の外径とほぼ同じにしている。

これによって、主軸の軸受の外径を大きくすることがで
き、主軸の剛性を高めている。

また、中空回転主軸の推力は中心部にある固定軸に取り
付けられた押さえ板によって押さえ、押さえ板の外周を
中空回転主軸の第２の軸受として、まり画盤に近い位置
の軸受としており、軸受と画盤の距離を短くしている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例のハードディスク、ポリゴンミ
ラー等を加工する超精密旋盤の主軸部の詳細を示す断面
図である。面板１は被加工物を取りつけるためのもので
あり、図示されていないボルトによって、中空回転主軸
２に固定されている。

固定軸３は中空回転主軸２を支持し、その中心部は回転
駆動軸１０を通ずための貫通穴４がある。

推力押さえ板５は中空回転主軸２を軸方向に押さえてお
り、その右側の端面６と固定軸の左端面７が中空回転主
軸２の軸方向の変位を拘束している。

従って、端面６と端面７によって、従来の旋侃では軸受
が支えていた力をこれらの端面で支持することができ、
より剛性を高めることができる。ここで、中空回転主軸
２は中空であるので、その外径を面板１とほぼ同じ大き
さにすることができる。

中空回転主軸２の円周内面と固定軸３の円周外面は空気
軸受８によって回転可能に構成されている。さらに、中
空回転主軸２の円周内面と推力押さえ板５の円筒外周も
空気軸受９によって、回転可能に構成されている。すな
わち、推力抑え板５の外周面９、固定軸３の中空回転軸
２と接する外周面９には図示されていない空気穴があり
、空気用バイブ１２から送られた空気が出力されて、空
気軸受８及び９を構成している。推力抑え板５の右側端
面６、固定軸３の左側端面７にも同様の空気水がある。

このような構造は特に空気軸受の場合に次のような効果
がある。すなわち、空気軸受は回転精度が良好であるが
、比較的軸受剛性が弱い。これに対し、空気軸受９は直
径も大きく、面板１に最も接近しているので、面板１に
取り付けられた被加工物の自重による垂れ下がりを少な
くする。また、切削力による面板１の傾きを小さくし、
切削精度が向上する。

回転駆動軸１０は固定軸３の貫通穴４を貫通し、部材１
３の外周の部材１４にボルト１５で固定された円盤１１
を回転させ、中空回転主軸２を駆動する。ずなわぢ、回
転駆動軸１０は円盤１１によって、軸方向には弾性的に
遊度を持たせ、回転力のみを伝達させる。また、回転駆
動軸１０には、被加工物を真空吸着するだめの貫通穴１
６が設けられている。

一般の曽通旋盤の場合は大馬力を伝達する必要があるが
、ダイアモンド切削工具を使用する超精密旋盤等ではそ
れほど大馬力を伝達する必要はないので、本発明のよう
な構成でもなんら問題はない。

このように、回転主軸を中空として軸受の外径を大きく
し、さらに、中空回転主軸と推力押さえ板との間を軸受
としたので、面板の最も近い位置に外径の大きい軸受を
設けることができる。これによって、剛性の高い主軸構
造を有する精密工作機械を構成することができる。すな
わち、加工物の自重による変位及び切削加工反力による
変位を約１／２から１／３程度減少させることができた
。

いいかえれば剛性を２〜３倍にできた。

上記の実施例では、中空回転主軸を支持する軸受は空気
軸受で構成したが、これ以外にも転がり軸受、油軸受等
を使用することもできる。

また、上記の構成ではワークを回転させる構造としたが
、工具側を回転させてポリゴンミラー等を加工する構成
の精密工作機械にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、回転主軸を中空とし、
その外径を大にしたので、軸受の径を大きくすることが
できる。また、中空回転主軸内周と推力押さえ板の外周
との間を軸受としたので、被加工物を取り付ける面板の
最も近い位置に主軸の軸受を設けることができる。この
結果、主軸の剛性を高めることができる。特に、空気軸
受のような比較的剛性の弱い軸受に対してはその効果が
大きい。

さらに、中空回転主軸内周と推力押さえ板の外周との間
を軸受としたので、外径がほぼ同一で軸方向の短い主軸
構成とすることができる。

貫通穴推力押さえ板空気軸受空気軸受回転駆動軸円盤空気用パイプ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定軸の外側を回転する円筒を回転主軸とする形
式の精密工作機械において、前記固定軸と第１の円筒軸受で円周方向に接し、軸方向
に端面で接する中空回転主軸と、前記中空回転主軸を軸
方向に押さえ、外周が第２の円筒軸受となっており、前
記第２の円筒軸受で前記中空回転軸と接する推力押さえ
板と、前記固定軸の貫通穴内にある回転駆動軸と、前記
回転駆動軸によって駆動され、前記中空回転主軸に押し
つけられ、前記中空回転主軸に回転力を伝達する円盤と
、前記中空回転主軸に固定され、被加工物を取り付ける面
板と、を有することを特徴とする精密工作機械。
（２）前記第１の円筒軸受及び前記第２の円筒軸受は空
気軸受であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の精密工作機械。
（３）前記第１の円筒軸受及び前記第２の円筒軸受は転
がり軸受であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の精密工作機械。
（４）前記第１の円筒軸受及び前記第２の円筒軸受は油
軸受であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の精密工作機械。
（５）前記精密工作機械はダイアモンド切削工具を使用
する超精密旋盤であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の精密工作機械。