JPH05280532A - 主軸装置 - Google Patents
主軸装置Info
- Publication number
- JPH05280532A JPH05280532A JP10378092A JP10378092A JPH05280532A JP H05280532 A JPH05280532 A JP H05280532A JP 10378092 A JP10378092 A JP 10378092A JP 10378092 A JP10378092 A JP 10378092A JP H05280532 A JPH05280532 A JP H05280532A
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- Japan
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- rear bearing
- housing
- bearing case
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リヤベアリングケースをアキシャル方向に移
動自在にし、リヤ方向への弾性力を付与することによ
り、主軸の熱膨張を吸収して常に所定の予圧がベアリン
グに作用するようにした工作機械の主軸装置において、
主軸先端熱変位の安定性を向上させる。 【構成】 リヤベアリングケース11の外周面に取付けら
れた２枚のダイアフラム13、14の外周縁を、主軸頭１の
ハウジング２内壁に固定して、リヤベアリングケース11
をハウジング２内壁に対してラジアル隙間12を有し、ア
キシャル方向には弾性変位し易く、ラジアル方向には高
い剛性を持って支持する。そしてスプリング７でリヤベ
アリングケース11にリヤ方向への弾性力を付与する。
動自在にし、リヤ方向への弾性力を付与することによ
り、主軸の熱膨張を吸収して常に所定の予圧がベアリン
グに作用するようにした工作機械の主軸装置において、
主軸先端熱変位の安定性を向上させる。 【構成】 リヤベアリングケース11の外周面に取付けら
れた２枚のダイアフラム13、14の外周縁を、主軸頭１の
ハウジング２内壁に固定して、リヤベアリングケース11
をハウジング２内壁に対してラジアル隙間12を有し、ア
キシャル方向には弾性変位し易く、ラジアル方向には高
い剛性を持って支持する。そしてスプリング７でリヤベ
アリングケース11にリヤ方向への弾性力を付与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フロントベアリングおよびリヤベアリン
グにより軸支されている工作機械の主軸装置において
は、主軸剛性を高く且つ軸振れ精度をよくするため、フ
ロントベアリングおよびリヤベアリングに予圧を掛けて
使用している。フロントベアリングは、主軸の工具を装
着する先端側を支持するものであり、リヤベアリングは
主軸の後端側を支持するものである。この予圧は、主軸
の熱変位などにより軸受間寸法が伸びても、常に一定の
予圧量を軸受にコイルスプリングなどにより付加するこ
とにより与えられるが、構造的には、リヤベアリングの
ケース本体を軸方向に摺動部を介して滑らせることによ
り対応しているのが一般的である。
グにより軸支されている工作機械の主軸装置において
は、主軸剛性を高く且つ軸振れ精度をよくするため、フ
ロントベアリングおよびリヤベアリングに予圧を掛けて
使用している。フロントベアリングは、主軸の工具を装
着する先端側を支持するものであり、リヤベアリングは
主軸の後端側を支持するものである。この予圧は、主軸
の熱変位などにより軸受間寸法が伸びても、常に一定の
予圧量を軸受にコイルスプリングなどにより付加するこ
とにより与えられるが、構造的には、リヤベアリングの
ケース本体を軸方向に摺動部を介して滑らせることによ
り対応しているのが一般的である。
【０００３】さらに説明するに、図２に示すように、従
来方式においては、主軸頭１のハウジング２内に、フロ
ントベアリング３とリヤベアリング４により主軸５が回
転自在に支承されている。ところで、ビルトインモータ
９からの発熱・伝導、あるいは回転によるベアリングの
発熱などにより、主軸５は加熱されて膨張・変形するの
で、このような主軸５の熱変形に対応するため、リヤベ
アリング４のアウターレースを支持するベアリングケー
ス６は、ハウジング２の内壁に嵌め合い嵌合で支承され
るとともに、ハウジング２との間に設けたコイルスプリ
ング７によりリヤ方向に弾力性が与えられていて、主軸
５が熱変形しても、リヤベアリング４が軸方向に変位し
て、主軸のフロント側は、ハウジング２にフロントベア
リング３を介して支承されているため、殆ど変位しない
よう構成されている。フロント側を変位させないでリヤ
ベアリングケース６を変位させるのは、加工精度に悪影
響を与えないためである。
来方式においては、主軸頭１のハウジング２内に、フロ
ントベアリング３とリヤベアリング４により主軸５が回
転自在に支承されている。ところで、ビルトインモータ
９からの発熱・伝導、あるいは回転によるベアリングの
発熱などにより、主軸５は加熱されて膨張・変形するの
で、このような主軸５の熱変形に対応するため、リヤベ
アリング４のアウターレースを支持するベアリングケー
ス６は、ハウジング２の内壁に嵌め合い嵌合で支承され
るとともに、ハウジング２との間に設けたコイルスプリ
ング７によりリヤ方向に弾力性が与えられていて、主軸
５が熱変形しても、リヤベアリング４が軸方向に変位し
て、主軸のフロント側は、ハウジング２にフロントベア
リング３を介して支承されているため、殆ど変位しない
よう構成されている。フロント側を変位させないでリヤ
ベアリングケース６を変位させるのは、加工精度に悪影
響を与えないためである。
【０００４】なお、図中符号８はフロントベアリング押
え、９はビルトインモータで、主軸５側に取付けたロー
タ５a 、ハウジング内壁に設けたステータ９b より構成
され、10は、リヤベアリングケース６外壁とハウジング
２内壁との摺動面、また、コイルスプリング７は、ハウ
ジング２の後端面２a とヤアベアリングケース６のフラ
ンジ６a との間に設けられている。
え、９はビルトインモータで、主軸５側に取付けたロー
タ５a 、ハウジング内壁に設けたステータ９b より構成
され、10は、リヤベアリングケース６外壁とハウジング
２内壁との摺動面、また、コイルスプリング７は、ハウ
ジング２の後端面２a とヤアベアリングケース６のフラ
ンジ６a との間に設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２に示さ
れる構成では、リヤベアリングケース６をハウジング２
に対して滑り摺動で移動させているため、主軸５先端に
おける熱変位の安定性（回転立上がり時の変動、一定回
転時のリップル）がミクロンオーダーで要求された場
合、その安定性を阻害する要因として下記のようなもの
がある。 ハウジング２とリヤベアリングケース６との嵌め合
い嵌合に必要な隙間量だけリヤベアリング位置がラジア
ル方向にばらつく。 ハウジング２とリヤベアリング
ケース６との間の滑り摩擦に起因するスティックスリッ
プ現象が生ずる。 振動がリヤベアリングケース６とハウジング２との
間の摺動面10に伝達され、 それが長期にわたると摺動
面10が荒れるフレッチング現象が生じる。
れる構成では、リヤベアリングケース６をハウジング２
に対して滑り摺動で移動させているため、主軸５先端に
おける熱変位の安定性（回転立上がり時の変動、一定回
転時のリップル）がミクロンオーダーで要求された場
合、その安定性を阻害する要因として下記のようなもの
がある。 ハウジング２とリヤベアリングケース６との嵌め合
い嵌合に必要な隙間量だけリヤベアリング位置がラジア
ル方向にばらつく。 ハウジング２とリヤベアリング
ケース６との間の滑り摩擦に起因するスティックスリッ
プ現象が生ずる。 振動がリヤベアリングケース６とハウジング２との
間の摺動面10に伝達され、 それが長期にわたると摺動
面10が荒れるフレッチング現象が生じる。
【０００６】なお、図３に、一定回転を与えたときの主
軸熱変位の不安定要素としての時間と主軸先端の熱変位
の関係を示す。このように、主軸先端の熱変位は回転立
上り時の変動が大きいばかりでなく、一定回転時におい
てもリップル変動が現われている。
軸熱変位の不安定要素としての時間と主軸先端の熱変位
の関係を示す。このように、主軸先端の熱変位は回転立
上り時の変動が大きいばかりでなく、一定回転時におい
てもリップル変動が現われている。
【０００７】そこで本発明は、リヤベアリングケースを
摺動部のない形で支持することにより、軸受間寸法の変
動への前記ケーシングの追従性を高め、上述従来方式に
おける不都合を解消し、主軸先端熱変位の安定性の向上
を図ることを目的とする。
摺動部のない形で支持することにより、軸受間寸法の変
動への前記ケーシングの追従性を高め、上述従来方式に
おける不都合を解消し、主軸先端熱変位の安定性の向上
を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため下記のように構成されている。主軸頭のハウ
ジング内にフロントベアリングとリヤベアリングにより
主軸を回転自在に支承するとともに、前記リヤベアリン
グのアウターレースを支持するリヤリングケースをアキ
シャル方向に移動自在に支持し、前記ハウジングに対し
て常時リヤ方向へ弾性力を付加して前記フロントベアリ
ングおよびリヤベアリングに予圧を作用させる主軸装置
において、前記リヤベアリングケースの外周面と前記ハ
ウジングの内壁面との間にラジアル方向の間隙を設け、
前記リヤベアリングケースの外周部にアキシャル方向に
間隔をあけて少なくとも２枚の薄板部材を平行に固定
し、該薄板部材の外周部を前記ハウジングの内壁にも固
定して、前記リヤベアリングケースを前記主軸と同軸度
を維持しながらにアキシャル方向には小さい力で移動で
き、ラジアル方向には所定の剛性を有して支持し、前記
ハウジングと前記リヤベアリングケースとの間にアキシ
ャル方向の所定弾性力を付加させる弾性手段を設けて構
成したことを特徴とする主軸装置。
成するため下記のように構成されている。主軸頭のハウ
ジング内にフロントベアリングとリヤベアリングにより
主軸を回転自在に支承するとともに、前記リヤベアリン
グのアウターレースを支持するリヤリングケースをアキ
シャル方向に移動自在に支持し、前記ハウジングに対し
て常時リヤ方向へ弾性力を付加して前記フロントベアリ
ングおよびリヤベアリングに予圧を作用させる主軸装置
において、前記リヤベアリングケースの外周面と前記ハ
ウジングの内壁面との間にラジアル方向の間隙を設け、
前記リヤベアリングケースの外周部にアキシャル方向に
間隔をあけて少なくとも２枚の薄板部材を平行に固定
し、該薄板部材の外周部を前記ハウジングの内壁にも固
定して、前記リヤベアリングケースを前記主軸と同軸度
を維持しながらにアキシャル方向には小さい力で移動で
き、ラジアル方向には所定の剛性を有して支持し、前記
ハウジングと前記リヤベアリングケースとの間にアキシ
ャル方向の所定弾性力を付加させる弾性手段を設けて構
成したことを特徴とする主軸装置。
【０００９】
【作用】本発明によれば、リヤベアリングケースを少な
くとも２枚の薄板部材（ダイアフラム）で支持すること
により、アキシャル方向には弾性変位し易く、ラジアル
方向には高い剛性を有して支持されることになる。そし
て前記ケースを主軸との同軸度を維持しながら軸方向の
熱変位に対応せしめられ、しかもハウジングとの間の滑
り摩擦に起因するスティックスリップ現象、振動に起因
するフレッチング現象に基づく主軸先端の変動のない主
軸装置が得られる。
くとも２枚の薄板部材（ダイアフラム）で支持すること
により、アキシャル方向には弾性変位し易く、ラジアル
方向には高い剛性を有して支持されることになる。そし
て前記ケースを主軸との同軸度を維持しながら軸方向の
熱変位に対応せしめられ、しかもハウジングとの間の滑
り摩擦に起因するスティックスリップ現象、振動に起因
するフレッチング現象に基づく主軸先端の変動のない主
軸装置が得られる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明による工作機械主軸装置の主軸
方向に取った断面図、図２は同じく従来装置の断面図、
図３は従来装置による主軸熱変位による変動を示す説明
図、である。
方向に取った断面図、図２は同じく従来装置の断面図、
図３は従来装置による主軸熱変位による変動を示す説明
図、である。
【００１１】図１は本発明による主軸装置断面を示して
いるが、本発明においては、従来装置を示す図２と比較
して、リヤベアリングケース10の主軸頭１に対する相互
関係において相違しているだけであるので、その他の部
分については同一の符号を使用し、また、それについて
の説明も省略する。
いるが、本発明においては、従来装置を示す図２と比較
して、リヤベアリングケース10の主軸頭１に対する相互
関係において相違しているだけであるので、その他の部
分については同一の符号を使用し、また、それについて
の説明も省略する。
【００１２】図１に示すように、リヤベアリングケース
11の外周面は、ハウジング２内壁に対し間隙12を隔てて
対面しており、該リヤベアリングケース11の外周面に
は、長手軸方向に間隔をおいて２枚の薄板部材（ダイア
フラム）13、14が前記軸線に垂直に取付けられており、
また、この２枚のダイアフラム13、14の外周縁は主軸頭
１のハウジング２内壁に形成された環状凹部15に嵌着さ
れ、かつ２枚のダイアフラム13、14の間に環状カラー16
を挿入した状態で、ハウジング２のリヤエンド側よりダ
イアフラム押え17により固定されている。
11の外周面は、ハウジング２内壁に対し間隙12を隔てて
対面しており、該リヤベアリングケース11の外周面に
は、長手軸方向に間隔をおいて２枚の薄板部材（ダイア
フラム）13、14が前記軸線に垂直に取付けられており、
また、この２枚のダイアフラム13、14の外周縁は主軸頭
１のハウジング２内壁に形成された環状凹部15に嵌着さ
れ、かつ２枚のダイアフラム13、14の間に環状カラー16
を挿入した状態で、ハウジング２のリヤエンド側よりダ
イアフラム押え17により固定されている。
【００１３】なお、リヤベアリングケース11は、従来例
と同じように、リヤベアリングケース11のフランジ11a
とダイアフラム押え17との間にコイルスプリング７を挿
入して、フロントベアリング３によりその位置に保持さ
れている主軸５のリヤ部分に、リヤ方向の弾力性を与え
ていて、主軸の熱変位による位置変動を２枚のダイアフ
ラム13、14の軸方向の弾性撓みにより対応し、また、間
隔をおいて設けた２枚のダイアフラム13、14の支持によ
り主軸中心軸の倒れが生じないようにしている。なおダ
イヤフラムは必要に応じて３枚以上設けても良い。
と同じように、リヤベアリングケース11のフランジ11a
とダイアフラム押え17との間にコイルスプリング７を挿
入して、フロントベアリング３によりその位置に保持さ
れている主軸５のリヤ部分に、リヤ方向の弾力性を与え
ていて、主軸の熱変位による位置変動を２枚のダイアフ
ラム13、14の軸方向の弾性撓みにより対応し、また、間
隔をおいて設けた２枚のダイアフラム13、14の支持によ
り主軸中心軸の倒れが生じないようにしている。なおダ
イヤフラムは必要に応じて３枚以上設けても良い。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、主軸の熱変位による位
置変動を、ベアリングケース11とハウジング２との間に
アキシャル方向の間隔をおいて平行に設けた２枚の薄板
部材13、14により主軸を保持させることで対応するよう
構成したので、下記のような効果を奏する。
置変動を、ベアリングケース11とハウジング２との間に
アキシャル方向の間隔をおいて平行に設けた２枚の薄板
部材13、14により主軸を保持させることで対応するよう
構成したので、下記のような効果を奏する。
【００１５】 薄板部材の方向特性を利用して、軸方
向は撓み易いがラジアル方向には所定の剛性を確保でき
る。また、薄板部材の弾性変位を利用することによりガ
タ、ヒシテリシスがなくなり、追従性がよい。 リヤベアリングケースを２枚の薄板部材で支持した
ことにより、ベアリングケース外壁が主軸頭ハウジング
内壁と間隙12を介して対面することになるため、 ハウ
ジングとベアリングケースとの間の滑り摩擦が生ぜず、
同摩擦に基づくス ティックスリップが生じない。ま
た、従来装置においては、上記両者の滑り嵌 合は現物
合わせで５μm 程度の隙間とし、フレッチングに対抗し
て硬度差をつ けていたが、このような配慮が不要とな
る。 ２枚の薄板部材を間隔をおいて配置してベアリング
ケースを支持してあるので、主軸中心軸の倒れが生じ
ず、主軸とリヤベアリングケースとの同軸度は維持され
る。
向は撓み易いがラジアル方向には所定の剛性を確保でき
る。また、薄板部材の弾性変位を利用することによりガ
タ、ヒシテリシスがなくなり、追従性がよい。 リヤベアリングケースを２枚の薄板部材で支持した
ことにより、ベアリングケース外壁が主軸頭ハウジング
内壁と間隙12を介して対面することになるため、 ハウ
ジングとベアリングケースとの間の滑り摩擦が生ぜず、
同摩擦に基づくス ティックスリップが生じない。ま
た、従来装置においては、上記両者の滑り嵌 合は現物
合わせで５μm 程度の隙間とし、フレッチングに対抗し
て硬度差をつ けていたが、このような配慮が不要とな
る。 ２枚の薄板部材を間隔をおいて配置してベアリング
ケースを支持してあるので、主軸中心軸の倒れが生じ
ず、主軸とリヤベアリングケースとの同軸度は維持され
る。
【図１】本発明による工作機械主軸装置の主軸方向に取
った断面図である。
った断面図である。
【図２】図１と同様の従来装置の断面図である。
【図３】従来装置による主軸熱変位による変動を示す説
明図である。
明図である。
１ 主軸頭 ２ ハウジング ３ フロントベアリング ４ リヤベアリング ５ 主軸 ６ リヤベアリングケース ７ コイルスプリング ８ フロントベアリング押え ９ ビルトインモータ 10 摺動面 11 リヤベアリングケース 12 隙間 13 ダイアフラム 14 ダイアフラム 15 環状凹部 16 環状カラー 17 ダイアフラム押え
Claims (1)
- 【請求項１】 主軸頭のハウジング内にフロントベアリ
ングとリヤベアリングにより主軸を回転自在に支承する
とともに、前記リヤベアリングのアウターレースを支持
するリヤリングケースをアキシャル方向に移動自在に支
持し、前記ハウジングに対して常時リヤ方向へ弾性力を
付加して前記フロントベアリングおよびリヤベアリング
に予圧を作用させる主軸装置において、 前記リヤベアリングケースの外周面と前記ハウジングの
内壁面との間にラジアル方向の間隙を設け、 前記リヤベアリングケースの外周部にアキシャル方向に
間隔をあけて少なくとも２枚の薄板部材を平行に固定
し、該薄板部材の外周部を前記ハウジングの内壁にも固
定して、前記リヤベアリングケースを前記主軸と同軸度
を維持しながらにアキシャル方向には小さい力で移動で
き、ラジアル方向には所定の剛性を有して支持し、 前記ハウジングと前記リヤベアリングケースとの間にア
キシャル方向の所定弾性力を付加させる弾性手段を設け
て構成したことを特徴とする主軸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103780A JPH0737811B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103780A JPH0737811B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280532A true JPH05280532A (ja) | 1993-10-26 |
| JPH0737811B2 JPH0737811B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=14362937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4103780A Expired - Lifetime JPH0737811B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737811B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5577847A (en) * | 1994-09-01 | 1996-11-26 | Fanuc Ltd. | Supporting arrangement for a bearing in an electric motor |
| US7555973B2 (en) * | 2003-12-26 | 2009-07-07 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Automatic lathe |
| KR200464444Y1 (ko) * | 2012-07-26 | 2013-01-02 | 대원중공업 주식회사 | 텐션레벨러용 워크롤 진동흡수 베어링 지지대 |
| WO2021162092A1 (ja) * | 2020-02-14 | 2021-08-19 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジン |
| JP2023503419A (ja) * | 2019-12-18 | 2023-01-30 | アトラス コプコ エアーパワー，ナームローゼ フェンノートシャップ | 圧縮機装置及び軸受ダンパを備えた装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105339115B (zh) | 2013-06-28 | 2018-11-27 | 株式会社牧野铣床制作所 | 机床的主轴装置及机床 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6182124U (ja) * | 1984-11-06 | 1986-05-31 | ||
| JPS61236918A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Hitachi Zosen Corp | すべり軸受支持方法 |
| JPH0218919U (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-08 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4103780A patent/JPH0737811B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US12012960B2 (en) | 2019-12-18 | 2024-06-18 | Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap | Compressor device and device equipped with a bearing damper |
| WO2021162092A1 (ja) * | 2020-02-14 | 2021-08-19 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジン |
| JP2021127733A (ja) * | 2020-02-14 | 2021-09-02 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジン |
| US20230108755A1 (en) * | 2020-02-14 | 2023-04-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gas turbine engine |
| US11840960B2 (en) | 2020-02-14 | 2023-12-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gas turbine engine |
| EP4105461A4 (en) * | 2020-02-14 | 2024-03-13 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | GAS TURBINE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0737811B2 (ja) | 1995-04-26 |
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