JPH06341431A - 転がり軸受の可変予圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造により、がたつきを生じることな
く、回転軸の高剛性を保って転がり軸受の予圧を調整し
うる装置を提供する。 【構成】回転軸１をハウジング２内の前後２箇所で支持
する転がり軸受３，４に調整自在に予圧を付与する転が
り軸受の可変予圧装置において、前後の転がり軸受３，
４の相対応する軌道輪間に、それぞれ内輪間座５と外輪
間座６とが介装され、ハウジング１とその前蓋７との間
には、油圧により前側転がり軸受３の外輪を外輪間座６
側に押圧するスライダ８が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸のよう
な回転軸を支持する転がり軸受の可変予圧装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２に示すように、工作機械の主軸２１
は、前後２組の転がり軸受（アンギュラ玉軸受もしくは
円すいころ軸受）２２，２３によりハウジング２４に支
持される。これらの転がり軸受２２，２３への予圧は、
通常、両転がり軸受２２，２３の内輪の間に設けられた
内輪間座２５と、外輪の間に設けられた外輪間座２６と
の寸法差により設定される。なお、図２において、符号
２７は、ハウジング２４の前部を閉塞する前蓋、２８
は、後側転がり軸受２３の内輪を受け止め固定する固定
環である。

【０００３】ところで、主軸２１の回転に伴い、発熱に
よる各部材の温度差や軸受転動体の遠心力により軸受の
予圧は変化する。したがって、初期予圧を大きくする
と、高剛性ではあるが、高速回転時に過大予圧となり昇
温や焼き付きを発生する。初期予圧を小さくすると、高
速回転に支障はなくなるが、低速回転時に剛性不足とな
る。また、工作機械では、被加工物の加工条件によっ
て、主軸２１の回転数が大小広い範囲内で選択されるも
のがあるので、この場合、転がり軸受２２，２３の予圧
は、焼き付き防止や剛性維持のため、主軸２１の回転数
に応じて調整する必要がある。

【０００４】さらに、工作機械では、主軸２１の回転に
伴う発熱により各部材の間で温度差が生じ、これによっ
て予圧値が変化することがあり、このためにも、予圧の
調整が必要となる。

【０００５】このような必要性に対しては、従来、転が
り軸受の予圧を調整しうる可変予圧装置として、例え
ば、前後の転がり軸受の外輪間に、油圧により伸縮する
シリンダ・ピストン機構を組み込んだものなど、種々の
装置が提案されているが、それらの装置のなかには、主
軸の軸方向剛性が低下するものがある。これに対して、
主軸の高剛性を維持して転がり軸受の予圧を調整しうる
可変予圧装置として、図３および図４に示すようなもの
がある。

【０００６】図３に示す可変予圧装置は、特開平４−１
４６００４号公報に記載されたもので、外輪間座２６と
ハウジング２４との間に油圧室２９を形成し、この油圧
室２９に供給する油圧により、外輪間座２６を軸方向に
弾性変形させるようにしたものである。

【０００７】また、図４に示す可変予圧装置は、特開昭
６０−１９２１１５号公報の第３図に開示されているも
ので、後側転がり軸受２３とハウジング２４との間にピ
ストン状のスライダ３０を設け、このスライダ３０の背
面側に供給する油圧により、スライダ３０が後側転がり
軸受２３の外輪を軸方向内方へ押圧するようにしたもの
である。

【０００８】これらの可変予圧装置では、前後両転がり
軸受２２，２３の外輪間に、剛性のある外輪間座２６が
介在することになるので、主軸２１について高剛性が保
たれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示し
た可変予圧装置では、油圧による外輪間座２６の伸長変
形で、前側転がり軸受２２の外輪が固定の前蓋２７に押
し付けられるようになっているから、大きな押し付け力
で前蓋２７の押し代が少なからず変化し、外輪間座２６
が短縮した場合は、軸方向にがたつきが生じるおそれが
ある。

【００１０】また、図４に示した可変予圧装置では、転
がり軸受の外輪を直接、軸方向に押圧するために、スラ
イダ３０には極めて高圧の油圧を作用させる必要がある
が、このような高圧の油圧をハウジング２４内に取り入
れることは困難で、実用性に乏しい。

【００１１】この場合、スライダ３０を大径にして、油
圧の受圧面積を大きくすればよいが、このスライダ３０
は、軸受２２，２３とともにハウジング２４の内奥部に
組み込む関係上、軸受２２，２３と同程度の小径に形成
しなければならず、大径にすることが難しい。あえてス
ライダ３０を大径にしようとすれば、ハウジング２４の
構造が複雑化、大型化する。

【００１２】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、簡単な構造により、がたつきを生じることなく、高
剛性を保って予圧を調整しうる可変予圧装置を提供する
ことを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
達成するために、回転軸をハウジング内の前後２箇所で
支持する転がり軸受に調整自在に予圧を付与する転がり
軸受の可変予圧装置において、前後の転がり軸受の相対
応する軌道輪間に、それぞれ内輪間座と外輪間座とが介
装され、ハウジングとその前蓋との間には、油圧により
前側転がり軸受の外輪を外輪間座側に押圧するスライダ
が設けられた構成とした。

【００１４】

【作用】上記構成において、スライダの背面側に供給す
る油圧を変化させることで、スライダが前側転がり軸受
の外輪を押圧する力が増減変化し、これに応じて、外輪
間座が弾性的に伸縮変形し、転がり軸受の予圧が調整さ
れる。この場合、外輪間座の弾性変形に応じて前蓋側か
らの押し代が変化するから、軸方向のがたつきは生じな
い。スライダは、ハウジングと前蓋との間に収まる程度
の大径にして受圧面積を拡大することで、充分大きな押
圧力が得られる。また、油圧室内の圧油は、加工作用部
からの振動を吸収する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の一実施例に基づ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例に係る転がり
軸受の可変予圧装置の半断面図である。

【００１６】図１において、符号１は、工作機械の主軸
のような回転軸、２はハウジング、３は、回転軸１をハ
ウジング２内の前側（工作機械の主軸にあっては、加工
作用部の側）で支持する転がり軸受、４は後側の転がり
軸受である。

【００１７】前記の両転がり軸受３，４は、図示例では
アンギュラ玉軸受であり、その内輪間には内輪間座５
が、また外輪間には外輪間座６が、それぞれ介装されて
いる。

【００１８】一方、ハウジング２と、その前部を閉塞す
る前蓋７との間には、回転軸１を囲む環状の空室が形成
され、この空室内にピストン状のスライダ８が軸方向ス
ライド自在に設けられている。このスライダ８は、前側
転がり軸受３の外輪を軸方向内方に押圧するもので、円
板部８ａと内周筒部８ｂとからなり、その円板部８ａ
は、前側転がり軸受３に比して大径に形成されている。
そして、このスライダ８の背面と、前蓋７との間には、
油圧室９が形成され、この油圧室９には、前蓋７に穿設
した油圧路１０を通じて、高粘度の圧油が導入されるよ
うになっている。油圧は、回転軸１の回転および回転軸
１に取り付けられるワークの負荷によって適宜制御され
る。なお、符号１１は、後側転がり軸受４の内輪を受け
止め固定する固定環である。

【００１９】上記構成において、油圧路１０を通じて油
圧室９に供給する油圧を変化させると、スライダ８から
前側転がり軸受３の外輪にかかる押圧力が増減変化し、
これに応じて、外輪間座６が弾性的に伸縮変形し、軸受
３，４の予圧が調整される。

【００２０】この場合、前後両転がり軸受３，４の外輪
間には比較的剛性の高い外輪間座６が介在しているか
ら、回転軸１の軸方向の剛性は大である。また、この外
輪間座６が弾性変形したときも、前側転がり軸受３の外
輪は、前蓋７側からスライダ８により定圧的に押圧され
ているから、外輪間座６や外輪、スライダ８の間に隙間
ができず、回転軸１が軸方向にがたつくことはない。

【００２１】また、スライダ８は、転がり軸受３，４に
比して大径で油圧の受圧面積が大きいから、極めて高圧
の圧油を油圧室に導入しなくても、充分大きな押圧力が
得られる。

【００２２】さらに、油圧室９は加工作用部に近い位置
にあり、かつ、この油圧室９には高粘度の圧油が導入さ
れるから、この油圧室９内の圧油により加工作用部から
の振動が吸収される。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、が
たつきを生じることなく、回転軸の高剛性を保った状態
で予圧を調整することができる。

【００２４】また、本来互いに別体であるハウジングと
その前蓋との間にスライダを組み込む構成であるから、
構造が簡単であり、しかも、スライダが大径で、極めて
高圧の圧油を供給しなくても、大きな押圧力を発生する
から、高圧の油圧装置を必要とせず、容易に実施しう
る。

【００２５】さらに、工作機械の主軸に実施した場合
は、油圧室が加工作用部に近い側に位置することになる
から、油圧室内の圧油が加工作用部からの振動を吸収
し、振動をハウジングの内部に伝えない、という利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る可変予圧装置の半断面
図。

【図２】従来の予圧装置の半断面図。

【図３】従来の可変予圧装置の半断面図。

【図４】従来の他の可変予圧装置の半断面図。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ ハウジング ３ 前側転がり軸受 ４ 後側転がり軸受 ５ 内輪間座 ６ 外輪間座 ７ 前蓋 ８ スライダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸をハウジング内の前後２箇所で支
   持する転がり軸受に調整自在に予圧を付与する転がり軸
   受の可変予圧装置において、 前後の転がり軸受の相対応する軌道輪間に、それぞれ内
   輪間座と外輪間座とが介装され、 ハウジングとその前蓋との間には、油圧により前側転が
   り軸受の外輪を外輪間座側に押圧するスライダが設けら
   れている、ことを特徴とする転がり軸受の可変予圧装
   置。