JPH0621601Y2

JPH0621601Y2 - 工作機の主軸構造

Info

Publication number: JPH0621601Y2
Application number: JP1985083894U
Authority: JP
Inventors: 達男木邑; 仁村越
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2000-06-05
Also published as: JPS61199302U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は工作機の主軸構造に関するものである。

（従来技術）加工具を回転させる工作機にあっては、軸受部材にベア
リングを介して主軸を回転自在に保持し、この主軸の先
端部に加工具を取付けるようにしている（例えば実開昭
59-105334号公報参照）（考案が解決しようとする問題点）ところで、この種の工作機にあっては、その使用中の発
熱に伴う熱膨張によって、主軸が先端側すなわち加工具
取付具へ向けて変位し、加工精度に悪影響を与える、と
いう問題を生じる場合がある。

この点を詳述すると、主軸は、ベアリングを介してその
軸方向変位が規制されているが、このベアリングそのも
のの位置規制は、そのアウタレースを軸受部材に対して
軸方向に動かないように設定することにより行われてい
る。そして、上記アウタレースが熱膨張する際に、後方
側すなわち先端側とは反対方向側へ変位すれば問題ない
が、先端側へ向けて変位すると、これに伴って主軸も先
端側へ変位して、上述した加工精度に悪影響を与えるこ
とになっていた。

したがって、本考案の目的は、発熱に伴う熱膨張によっ
て、主軸が加工具取付側となる先端側へ変位するのを防
止するようにした工作機の主軸構造を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達成するため、本考案にあっては次のよう
な構成としてある。すなわち、軸受部材にベアリングを介して主軸が回転自在に保持さ
れ、前記主軸の先端部に加工具を取付けるようにした工
作機の主軸構造において、前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに軸方
向前方側から当接して該アウタレースの前方動を規制す
る前ストッパが固定され、前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに後方
側から当接すると共に、該アウタレースからの後方への
大きな外力を受けたときに該アウタレースの後方への変
位を許容する可変ストッパが設けられ、前記可変ストッパは、前記軸受部材の半径方向に形成さ
れた取付孔と、該取付孔内に摺動可能に嵌挿されると共
に前記アウタレースの後端に対して当接されるテーパ面
を有するストッパ片と、前記取付孔に螺合された調整ね
じと、前記ストッパ片と調整ねじとの間に介在されるよ
うに前記取付孔内に収納されたスプリングと、を備えて
いる、ような構成としてある。

このような構成とすることにより、常時は、可変ストッ
パはアウタレースに対して軸方向後方側から当接してこ
の方向への変位を規制する通常のストッパとして機能す
る一方、長時間の使用あるいは大きな負荷が加わること
による発熱によって熱膨張した際には、アウタレースを
この熱膨張分だけ後方へ逃がして、主軸がその先端側へ
変位するのを防止する。

（実施例）以下本考案の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第１図において、１は軸受部材で、この軸受部材１に
は、ベアリング２、３、４、５を介して、主軸６が回動
自在に保持されている。この主軸６の先端部（図中左端
部）にツールホルダー７が着脱可能に装着されており、
このツールホルダー７に対して、適宜の加工具（図示
略）が取付けられるようになっている。そして、上記ベ
アリング２、３、４、５は、互いに軸方向直列に配置さ
れて、実施例では最も先端側にあるベアリング２がロー
ラ式とれている。またベアリング２の後方にあるベアリ
ング３が、ボール式でそのアウタレース３Ａとインナレ
ース３Ｂとが軸方向に相対変位不能な形式とされ、熱膨
張による軸方向長さの変化が大きくなり易い長尺なもの
とされている。さらに、ベアリング３の後方にある２つ
のベアリング４、５がアンギュラ式とされている。

前記ベアリング２〜５のうち、ベアリング２と３とを利
用して、主軸６が軸方向に変位しないように規制されて
いる。すなわち、軸受部材１の前端面には、リング状の
前ストッパ８がボルト９により固定される一方、軸受部
材３の後方において軸受部材１には可変ストッパ１０が
設けられ、この前ストッパ８と可変ストッパ１０とによ
り、両ベアリング２、３の各アウタレース２Ａ、３Ａを
それぞれ軸方向からがたつきなく挟持している。また、
ベアリング２のインナレース２Ｂ前方には油切りを兼用
したスペーサ１１が、また両インナレース２Ｂ、３Ｂの
間にはスペーサ１２が、さらにベアリング３のインナレ
ース３Ｂ後方にはスペーサ１３が配置されて、これ等各
要素１１、２Ｂ、１２、３Ｂ、１３は、主軸６の前端部
に形成された段部６ａと、主軸６に螺合されたナット１
４との間で挟持されている。

前記可変ストッパ１０は、ベアリング３のアウタレース
３Ａに対して作用するもので、主軸６に周方向に間隔を
あけて複数設けられているものである。この可変ストッ
パ１０は、実施例では、第２図に示すように軸受部材１
に対して形成されて主軸６の径方向に貫通する取付孔２
１と、この取付孔２１に摺動自在に嵌挿されたストッパ
片２２と、この当接片２２を主軸６側へ向けて付勢する
スプリング２３と、取付孔２１に螺合されてこのスプリ
ング２３の付勢力を調整する調整ねじ２４と、から構成
されている。

上記可変ストッパ１０のストッパ片２２は、主軸６の軸
方向先端面側および後端面側が、それぞれテーパ面２２
ａ、２２ｂとされ、このテーパ面２２ａに対応して、ベ
アリング３のアウタレース３Ａ後端面もテーパ面３ａと
されている。また、軸受部材１は、ストッパ片２２の後
方において、このアウタレース３Ａの厚さとほぼ同程度
の高さの段部１ａが形成され、この段部１ａにおける主
軸６の軸方向先端面側が、上記テーパ２２ｂに対応した
テーパ面１ｂとされている。

以上のような構成において、主軸６は、その取付ヘッド
７に加工具を取付けた状態で、図示を略す駆動源により
回転されることにより、ワークに対する加工を行う。こ
のとき、ベアリング２、３の各アウタレース２Ａ、３Ａ
は、前ストッパ８と可変ストッパ２２とにより軸方向に
がたつきなく保持されているため、主軸６も軸受部材１
に対して軸方向に変位するのが規制される（第２図参
照）。

ここで、発熱により、主軸６の軸方向変位を規制してい
るベアリング２、３に対して熱膨張が生じると、この熱
膨張によりベアリング２、３の各アウタレース２Ａ、３
Ａの軸方向長さが長くなる。このとき、この熱膨張によ
るアウタレース２Ａ、３Ａの長くなった分は、第３図に
示すように、可変ストッパ１０のストッパ片２２が取付
孔２１内に引っ込む方向へ後退することにより吸収され
る。すなわち、ベアリング２、３の各アウタレース２
Ａ、３Ａは、その熱膨張によりストッパ８を強制的に前
方に押圧、変位させることなく、後方側へこの熱膨張分
だけ逃げることになる。これにより主軸６がその先端側
へ変位するのが防止される。

なお、実施例のように、ストッパ片２２の後方へ段部１
ａを形成しておけば、この段部１ａによってアウタレー
ス３Ｂ側からの後方への大きな外力を受け止めて、スト
ッパ２２に対して取付孔２１の径方向における無理な曲
げ力が作用することが防止されると共に、この取付孔２
１とストッパ片２２とのがたつきを効果的に吸収するこ
とができる。また、調整ねじ２４により、ストッパ片２
２の取付孔２１内へ向けての逃げと、アウタレース３Ａ
からの後方への外力の大きさとの関係を、適宜設定する
ことができる。

（考案の効果）本考案は以上述べたことから明らかように、発熱に伴っ
てベアリングが熱膨張したときに、主軸がその加工具取
付側となる先端側へ変位するのを防止するようにしたの
で、この熱的影響を排除して常に加工精度を十分に維持
することができる。

また、可変ストッパは、ベアリングのアウタレースが後
方へ変位しようとするときの力を、ストッパ片のテーパ
面を利用して主軸の半径方向の力としてスプリングによ
り受け止めるので、熱膨張による極めて大きな外力が作
用しない限り容易にはアウタレースを後方へ変位させな
いようにすることができる。このことは、前ストッパと
可変ストッパとによってアウタレースを主軸軸方向から
しっかりと挟持できることを意味し、この結果主軸の軸
方向の支持剛性という点でも何等問題のないものとな
る。

そして、スプリング力は調整ねじによって調整し得るの
で、常に、軸方向に支持剛性を確保しつつ熱膨張による
問題を解決することができる。

勿論、可変ストッパは、主軸の半径方向の支持構造に特
に制約を与えるものではないので、当該半径方向の支持
剛性というものも十分確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す側面断面図。第２図、第３図は第１図の要部拡大断面図で、第２図は
低温時のときを、第３図は高温時のときを示している。１：軸受部材３：ベアリング３Ａ：アウタレース６：主軸７：取付ヘッド（加工具用）１０：可変ストッパ８：前ストッパ２１：取付孔２２：ストッパ片２３：スプリング２４：調整ねじ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】軸受部材にベアリングを介して主軸が回転
自在に保持され、前記主軸の先端部に加工具を取付ける
ようにした工作機の主軸構造において、前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに軸方
向前方側から当接して該アウタレースの前方動を規制す
る前ストッパが固定され、前記軸受部材に、前記ベアリングのアウタレースに後方
側から当接すると共に、該アウタレースからの後方への
大きな外力を受けたときに該アウタレースの後方への変
位を許容する可変ストッパが設けられ、前記可変ストッパは、前記軸受部材の半径方向に形成さ
れた取付孔と、該取付孔内に摺動可能に嵌挿されると共
に前記アウタレースの後端に対して当接されるテーパ面
を有するストッパ片と、前記取付孔に螺合された調整ね
じと、前記ストッパ片と調整ねじとの間に介在されるよ
うに前記取付孔内に収納されたスプリングと、を備えて
いる、ことを特徴とする工作機の主軸構造。