JPH0650083Y2 - 主軸台 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は工作機械特に旋盤に好適なモータビルトイン形
の主軸台に関する。

従来の技術 モータをビルトインした形式の主軸台は第３図に示すよ
うに主軸を前軸受と後軸受との２点で支持してその軸受
の間にモータをビルトインしたものがある。

考案が解決しようとする課題 旋盤の主軸台では多くのものは２点支持で主に前軸受で
チャックのラジアル荷重，切削力等を受け持ち、後軸受
で動力チャックのシリンダ等のラジアル荷重を受け持っ
ている。そして主軸の軸承点は例えば第４図，第５図に
示すように主軸のチャック或いは工作物にかかる荷重に
よって撓みを少なくする最適軸受間距離があることは周
知である。従って設計において軸受間距離は他の付属品
を考慮して決められている。しかしモータをビルトイン
すると取付部の長さはモータの性能によって決められ、
一般には上記の最適軸受間距離よりも長くなって主軸系
の剛性を低下させるという問題が生じている。

本考案は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたもので、その目的とするところは主軸系の静的，
動的剛性を向上し、広い対応のできるビルトイン形の主
軸台を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 本考案は目的を達成するために、動力チャック付主軸を
有する工作機械の主軸台において、取外し可能な前ハウ
ジングに少なくともチャックのラジアル荷重及び切削力
を受ける主軸の前軸受と中軸受を設けこの両軸受を切削
力による撓みが最小となる軸受間距離に配設し、取外し
可能な中ハウジングに主軸駆動用ビルトインモータのス
テータを設け、主軸の前記中軸受の後にテーパスリーブ
を介して前記モータのロータを設け、取外し可能な後ハ
ウジングに前記動力チャックのシリンダ及び前記ロータ
のラジアル荷重を受ける後軸受を設けてなるものであ
る。

作用 前軸受と中軸受とが最適軸受間距離に配置され後軸受で
３点支持された主軸はチャック荷重，切削力を前・中の
軸受で受け、チャック駆動用のシリンダ等の荷重は後軸
受で受ける。そして主軸の回転数の変更に対してビルト
インモータを容易に取替えることができる。

実施例 以下第１図にもとづき説明する。旋盤の主軸台１に組込
まれた前ハウジング２には前軸受３と中軸受４によって
先端に動力チャック５を嵌着した主軸６が回転可能に軸
承され、前軸受の後部位のアンギュラ軸受７によって前
側でスラストがとられている。この前軸受と中軸受の軸
受間距離は第４図，第５図にもとづく軸受間最適距離に
決められている。主軸６の中軸受４の後部位にはビルト
インモータのロータ８がテーパスリーブ９を介して組付
けられており、ロータ８に対するステータ10は前ハウジ
ング２と同心に主軸台１に組込まれた中ハウジング11に
組付けられている。また主軸６はロータ８より後部位の
後軸受12で中ハウジング11に同心に組込まれた後ハウジ
ング13に支持されている。さらに主軸６の後端部には動
力チャック５の爪開閉操作杆を駆動するシリンダ装置14
が取付けられている。

他の実施例を示す第２図にもとづいて説明する。

主軸台21に取外し可能に前ハウジング22が組付けられて
おり、軸受間距離を最適な距離とした前軸受23と中軸受
24によって主軸25が回転可能に軸承されアンギュラ軸受
26によってスラストが取られている。そして中軸受24よ
り後部位にビルトインモータのロータ27がテーパスリー
ブ28で嵌着されていてこれらはユニットとされている。
またビルトインモータのステータ29は主軸台21に前ハウ
ジング22と同心且取外し可能な中ハウジング30に位置決
めされ、必要により取外しうるように嵌着されユニット
とすることもできる。さらに主軸25のロータ取付部より
後部位にテーパ部25aを形成し、スリーブ31を着脱可能
に嵌合させ、このスリーブ31は中ハウジング30に同心に
着脱可能な後ハウジング32に後軸受33を介して主軸25を
主軸台21に回転可能に軸承してユニットとすることがで
きる。そしてスリーブ31には動力チャックの爪開閉操作
杆駆動用のシリンダ部材が取付けられるものである。

この形式の組付に際してはステータ29を組込んだ中ハウ
ジング30の中ユニットを主軸台21に挿入し固定する。

次いで前ハウジング22に前軸受23,中軸受24で２点支持
され中軸受24の主軸の後部位にロータ27を嵌着してなる
前ユニットを主軸台21の前側より挿入し前ハウジング22
を主軸台21に固定する。最後にスリーブ31を後軸受33を
介して後ハウジング32に軸承した後ユニットのスリーブ
31を主軸25の後端より挿入してテーパ部25aにスリーブ3
1の内テーパと嵌合させ、後ハウジング32を中ハウジン
グ30に同心に固定するものである。なおこのような３分
割ユニットにせず、第１図の前・中軸受，ロータ，主軸
を前ハウジングに組付けた前ユニットのみとすることも
勿論実施される。

そして工作物の種類によって主軸25の回転数を変更した
いようなときにビルトインモータを性能の適したものに
取換えるには後ユニットを後方に前ユニットを前方に取
出し、中ユニットを後方取出す。主軸25のテーパスリー
ブ28をゆるめてロータ27を取換え、このロータと対とな
るステータ29を中ハウジング30のステータと取換え前述
のように組込むものである。

動力チャック５に把持された工作物が切削されるときの
切削力は主軸６または25に作用するが最適軸受間距離に
配置された前軸受3,または23と中軸受４または24で軸承
されているので切削力による撓みはほぼ最小なものとな
る。また主軸は後軸受にまたは33の３点で支持されてい
るためシリンダ等の荷重は撓みに対して殆ど影響しな
い。

効果 上述のように構成されているので、本考案は以下の効果
を奏する。

本考案の３点形主軸台と従来の２点形の主軸台との主軸
系の静剛性及び固有振動数をシュミレーションによって
確かめたところ、静剛性は２点支持では1.222×10^-4mm/
kgに対し３点支持では0.807×10^-4m/kgであって２点支
持/3点支持の比は1.51と大きく改善された。また主軸系
の固有振動数は２点支持では391.1Hzに対し３点支持で
は591Hzであって1.5倍と改善された。これにともなう３
点支持の動剛性も格段に向上するものである。またビル
トインモータのステータ及びロータが容易に取替えられ
るので主軸回転数の変更に対して対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は３点支持のビルトイン形主軸台の断面図、第２
図は３点支持のビルトイン形で且ユニット化した主軸台
の断面図、第３図は２点支持のビルトイン形主軸台の断
面図、第４図，第５図は軸受間距離と主軸端荷重による
撓みとの関係を示す図である。 1,21……主軸台 2,22……前ハウジング 3,23……前軸受、4,24……中軸受 6,25……主軸、8,27……ロータ 9,28……テーパスリーブ 12,33……後軸受

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】動力チャック付主軸を有する工作機械の主
   軸台において、取外し可能な前ハウジングに少なくとも
   チャックのラジアル荷重及び切削力を受ける主軸の前軸
   受と中軸受を設けこの両軸受を切削力による撓みが最小
   となる軸受間距離に配設し、取外し可能な中ハウジング
   に主軸駆動用ビルトインモータのステータを設け、主軸
   の前記中軸受の後にテーパスリーブを介して前記モータ
   のロータを設け、取外し可能な後ハウジングに前記動力
   チャックのシリンダ及び前記ロータのラジアル荷重を受
   ける後軸受を設けてなることを特徴とする主軸台。