JPH039116A - ころがり軸受用自動予圧調整装置 - Google Patents

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、工作機械の主軸、例えば研削盤の内研軸、マ
シニングセンタ、旋盤の主軸等に使用するころがり軸受
用自動予圧調整装置に関するものである。

［従来技術］ 一般に工作機械の主軸に使用される軸受はラジアル荷重
とスラスト荷重を受けるためアンギュラ−玉軸受又は円
錐ころ軸受等を用いて、これに予圧を付与して主軸の回
転精度や剛性を向上させている。しかしながら、予圧量
の設定が困難で、予圧量が大きすぎると高速回転時に軸
受の発熱が著しくなり、主軸の回転数の上昇と共に軸受
に多くの摩擦熱が発生し、この摩擦熱により主軸をはじ
め、軸受が膨張する。これが原因で主軸の軸受に強い押
圧が加わり、その結果さらに多量の摩擦熱が発生して悪
循環を引きおこし、工作機械の各部に複雑な熱歪が発生
して全体の精度を低下させる原因となる。又、主軸に振
動が発生したりあるいは最悪の場合には軸受の焼き付き
に至ることもある。

今まではこの問題を解決するため油圧もしくはバネ圧を
利用した予圧調整装置が採用されていた。

【発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの方法では予圧量の制御に難点が
ある。そこで特開昭６１−１２７９２２号に示されるよ
うに予圧手段として電歪素子を用い、軸受の温度変化を
検出して予圧調整を行う方法が提案されている。ところ
が、軸受の温度上昇が予圧に起因するものか、他の原因
によるものかの判断が困難であるだけでなく、運転条件
に応じた適切な予圧量を与える制御が困難である。さら
に電歪素子に与えられる電力と電歪素子の伸縮量の関係
にはばらつきがあるため、正確な予圧を与えることが困
難である等の問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、適切な予圧量を軸受に与えることのできるこ
ろがり軸受用自動予圧調整装置を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明のころがり軸受用自動
予圧調整装置は、ハウジングところがり軸受との間に配
置された電歪素子と、その電歪素子により与えられた予
圧量を検出するための予圧量検出手段と、その予圧量検
出手段により検出された予圧量に基いて前記電歪素子へ
の印加電圧若しくは電流壱制御する制御手段とを備えて
いる。

［作用］ 上記の構成を有する本発明のころがり軸受用自動予圧調
整装置においては、電歪素子に所定の電圧若しくは電流
が印加されると、ころがり軸受に所定の予圧量が与えら
れ、その予圧量が予圧量検出手段により検出される。そ
の予圧量検出手段により検出された予圧量に基いて、制
御手段によって前記電歪素子への印加電圧若しくは電流
が制御され、予圧量が最適に調整される。

［実施例〕 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図において工作機械の主軸１を支承する前部アンギ
ュラ玉軸受３，５のそれぞれの外輪３ａ。

５ａが間にスペーサースリーブ７をはさんで前蓋９に押
圧されてハウジング１１に軸方向に固定されている。内
輪３ｂ、５ｂが間にスペーサースリーブ１３をはさんで
ロックナツト１５によって主軸１に軸方向に固定されて
いる。

また前記主軸１を支承する後部アンギュラ玉軸受１７．
１９のそれぞれの外輪１７ａ、１９ａが間にスペーサー
スリーブ２１をはさんで軸方向に移動可能にハウジング
１１に挿入され、内輪１７ｂ、１９ｂが間にスペーサー
スリーブ２３をはさんでロックナツト２５によって主軸
１に軸方向に固定されている。さらに、前記後部アンギ
ュラ玉軸受１７の外輪１７ａの前側端面に接してスペー
サースリーブ２７がハウジング１１内で軸方向に移動可
能に取り付けられ、スペーサースリーブ２７のもう一方
の端面とハウジング１１との間には円筒状のピエゾ素子
２９が複数個軸方向に積層されて取り付けられ軸方向に
推力を発生するように構成されている。ピエゾ素子２９
のリード線３１はそれぞれ並列に接続されてハウジング
１１に設けられた配線孔３３より外部に取り出され、駆
動用のＤＣアンプ３５に接続されている。また、スペー
サースリーブ２７には歪ゲージ３７が第２図に示すよう
に軸方向に加えられた力を検出可能な方向に取り付けら
れ、そのリード線３９は配線孔３３より取り出されてア
ンプ４１に接続されている。前記アンプ３５．４１はＮ
Ｃ装置４３に接続され、各指令又は入力がなされる。

本実施例は以上のように構成され、次にその作用を説明
する。

ピエゾ素子２９の伸長によって発生する軸方向の力は、
スペーサースリーブ２７を介して後部アンギュラ玉軸受
１７．１９の外輪１７ａ、ｆ９ｇに伝わり、軸受に予圧
が与えられる。予圧量はスペーサースリーブ２７に取り
付けられた歪ゲージ３７により検出され、その信号がア
ンプ４１に送られ、アンプ４１からの信号はＮＣ装置４
３に送られる。所定の予圧量に達していない場合はＮＣ
装置４３よりＤＣアンプ３５に印加電圧を高める信号が
送られ、ＤＣアンプ３５からそれに応じた印加電圧がピ
エゾ素子２９に加えられ、ピエゾ素子２９が伸長して予
圧量が増す。逆に予圧量が大きい場合には、ＮＣ装置４
３よりＤＣアンプ３５に印加電圧を低める信号が送られ
、ＤＣアンプ３５からピエゾ素子２９に加えられる印加
電圧は低下する。

さらには温度センサー４５が後部アンギュラ玉軸受１７
の外輪１７ａ近傍に取り付けられて軸受の温度信号をＮ
Ｃ装置４３に送っている。従って軸受の温度上昇を監視
しながら、加工状況に応じて予圧量の制御を行い、軸受
温度が上昇した場合、予圧量を低下させる様にする制御
も可能である。

本実施例においては、電歪素子２９を円筒状の形状とし
たので、軸受に均一に予圧を与えることができる。

また、予圧量を検出する歪ゲージをスペーサースリーブ
に取付けたので、軸受の精度、剛性に影響を及ぼすこと
なく予圧量の検出を行うことができる。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、電歪素子の伸縮作用を用いて所定の予圧量を軸受に与
え、その予圧量を検出して電歪素子に与える印加電圧を
フィードバック制御しているため、予め定められた予圧
量の正確な制御ができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明を具体化した実施例を示すも
ので、第１図は主軸軸受部の断面図、第２図はスペーサ
ースリーブへの歪ゲージの取り付は状態を拡大して示す
説明図である。 図中、３，５は前部アンギュラ玉軸受、１７゜１９は後
部アンギュラ玉軸受、２７はスペーサースリーブ、２９
はピエゾ素子、３７は歪ゲージである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一軸線を中心に回転可能な回転軸（１）を支承する
   ころがり軸受に予圧を与え、その予圧量を自動的に調整
   するころがり軸受用自動予圧調整装置において、 ハウジング（１１）と前記ころがり軸受との間に配置さ
   れ、印加される電圧若しくは電流に応じて変位されて所
   定の予圧量を与えるための電歪素子（２９）と、 その電歪素子（２９）により与えられた予圧量を検出す
   るための予圧量検出手段（３７）と、その予圧量検出手
   段（３７）により検出された予圧量に基いて前記電歪素
   子（２９）への印加電圧若しくは電流を制御する制御手
   段（４３）とを備えていることを特徴とするころがり軸
   受用自動予圧調整装置。