JPH069836U - 低熱変位型スピンドルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピンドルヘッドの熱変位量を縮減する。 【構成】 スピンドル１８を枢支するスピンドルケース
本体３のスピンドル回転中心を通る水平線上に球状部材
２を設け、スピンドルケース本体３を該球状部材２を介
して機械の固定側の支持台４上に載置する。 【効果】 熱変位、特にＹ軸方向の熱変位が減少し、高
精度加工が行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スピンドルを枢支するスピンドルヘッドに係り、特に、熱変位の少 ない低熱変位型スピンドルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４に従来の一般的なスピンドルヘッド１ａの概要構造を示す。スピンドルヘ ッド１ａはスピンドル１８を枢支する部分と機械の固定型に摺動自在に支持され る部分があり、図４ではスピンドル１８を枢支するブラケット１９と固定側に支 持される支持台２０の分離構造のものから形成される。ブラケット１９はスピン ドル１８の全周を囲んで保持すると共に、ボルト２１により支持台２０上に固定 される。支持台２０は機械の固定側に配置されるスライドレール１７上に摺動自 在に支持されると共に、スライド方向に沿う雌ねじ部１６が形成される。雌ねじ 部１６に螺合する図略のリードスクリュウの回転により支持台２０はスライドレ ール１７上を移動する。スピンドル１８の回転により発生した熱は、スピンドル １８の全周からブラケット１９側に伝えられると共に支持台２０側に伝達される 。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来のスピンドルヘッド１ａの場合には、前記したように、スピンドル１８の 全周を支持しているブラケット１９が支持台２０にその下面全体を接触した状態 で載置されている。そのため、スピンドル１８の回転により発生した熱によりブ ラケット１９および支持台２０が高温になり、大きく熱変位する。特に図の上下 方向（Ｙ軸方向）に大きく熱変位する。そのため、スピンドル１８の中心位置が ずれ、高精度の位置決め加工が出来なくなる問題点が生ずる。その結果、熱変位 補正を常時やりながら加工する必要があった。

【０００４】 本考案は、以上の問題点を解決するもので、スピンドルヘッドの熱変位量を低 減し、高精度加工を可能にする低熱変位型スピンドルヘッドを提供することを目 的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、以上の目的を達成するめに、機械の固定側に支持される支持台と、 スピンドルを枢支するスピンドルケース本体から構成されるスピンドルヘッドで あって、前記スピンドルケース本体がその回転中心点を通る水平線上において球 状部材を介して前記支持台上に支持されるようにした低熱変位型スピンドルヘッ ドを構成するものである。

【０００６】

【作用】

スピンドルを枢支するスピンドルケース本体が球状部材を介して支持台上に載 置されるため、スピンドルケース本体の熱は球状部材の接触点からしか支持台側 に伝わらない。そのため、支持台の温度上昇が低減され、熱変位が縮減される。 また、球状部材はスピンドルケース本体の回転中心を通る水平線上に配置される ため球状部材は前記回転中心から最も離れた位置に配置され、スピンドルの熱の 一部は球状部材に到達するまでに放散され、球状部材側への熱伝達量が低減する 効果も上げられる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明する。図１は本実施例の全体構造 を示す正面図、図２は図１の上面図、図３は球状部材まわりの詳細構造を示す拡 大部分断面図である。図１に示すように、本実施例のスピンドルヘッド１は、ス ピンドル１８を囲んで枢支するスピンドルケース本体３と、それを支持する支持 台４から構成され、支持台４は上方支持台５と下方支持台６とから構成され、上 方支持台５は下方支持台６にボルト７により固定される。スピンドルケース本体 ３と上方支持台５間には本実施例の主要要素である球状部材２が介設される。

【０００８】 スピンドルケース本体３はスピンドル１８を囲む円筒部３ａと、円筒部の左右 に張り出したフランジ部３ｂとからなる。図２に示すように左右のフランジ部３ ｂ，３ｂの前後（スピンドル１８の軸線方向）には球状部材２の当接する球面を 有する球受け具８が嵌着される。なお、図３に示すように球受け具８には油孔９ が前記球面側に開口して貫通形成される。また、フランジ部３ｂには油孔９に連 通する通り孔１０が開口形成される。

【０００９】 図１に示すように、上方支持台５は、スピンドルケース本体３の円筒部３ａの 下方側が入り込むための凹部５ａと、スピンドルケース本体３のフランジ部３ｂ と相対向する位置に形成されるフランジ部５ｂと、上方支持台５を下方支持台６ に連結するための取付け座５ｃとを一体構造に形成したものからなる。図３によ く示すように、フランジ部５ｂには球状部材２と当接する球面を有する球受け具 １１がスペーサ１２を介して嵌着される。球受け具１１には球状部材２側に開口 する油孔１３が貫通形成される。以上により、図２に示すようにスピンドルケー ス本体３は４個の球状部材２を介して上方支持台５上に支持される。なお、スピ ンドルケース本体３はボルト１４により上方支持台５に固定される。

【００１０】 下方支持台６は上方支持台５の取付け座５ｃの接着する座面を有する台座部６ ａと、台座部６ａから下方に伸びる突出部６ｂ等とからなる。台座部６ａの下面 側にはスライドレール受け具１５が固定され、突出部６ｂには図略のリードスク リュが螺合する雌ねじ部１６が形成される。また、スライドレール受け具１５は 機械の固定側に配置されるスライドレール１７に支持される。以上の構造により 支持台４はスライドレール１７の敷設方向（スピンドル１８の軸線方向）に沿っ て摺動自在に支持され、スピンドル６を軸線方向に往復動させる。

【００１１】 次に、本実施例の作用を説明する。スピンドル１８は回転することにより、高 熱になる。その発生熱はスピンドル１８の外周を囲むスピンドルケース本体３の 円筒部３ａに熱伝達される。円筒部３ａは比較的薄肉の円筒体からなるため、前 記発生熱の一部は円筒部３ａのまわりから発散する。フランジ部３ｂはスピンド ル１８の中心から一番離れた位置に形成されるため、円筒部３ｂから発散しなか った残りの熱が伝達される。伝達された熱は球受け具８を介して球状部材２側に 伝達される。しかしながら、球受け具８と球状部材２とは球面接触，極端な場合 には点接触しているため、フランジ部３ｂの熱は球状部材２側に伝達しにくい。 その結果、球状部材２の高熱化が防止される。球状部材２の熱は球受け具１１を 介して上方支持台５に伝わり、更に下方支持台６に伝達される。球状部材２と球 受け具１１は球面接触又は点接触しているため、球状部材２から球受け具１１側 への熱伝達もしにくい。そのため、支持台４の温度上昇が低減される。その結果 スピンドルヘッド１の熱変位、特にＹ軸方向の熱変位の大巾に縮減される。

【００１２】 スピンドルケース本体３は４個の球状部材２のみで支持台４上に支持されるが 、球状部材２の大きさ，強度を適当に設定することによりスピンドルケース本体 ３の自重に十分耐えることが出来る。また、通り孔１０から潤滑油を供給するこ とにより油孔９，１３を介して球状部材２が潤滑され、かじりつき等を防止する ことが出来る。

【００１３】 前記実施例では球状部材２の材料特に限定しなかったが、球状部材２を熱伝導 率の低い、例えばセラミックス等の材料を採用することにより支持台４側への熱 伝導を一層低減させ、熱変位を更に縮減することが出来る。

【００１４】 以上の実施例において、球状部材２を４箇所配置したが、勿論それに限定する ものでない。

【００１５】

【考案の効果】

本考案によれば、次のような効果が上げられる。 （１）スピンドルを枢支するスピンドルケース本体を球状部材を介して支持台上 に搭載する構造を採用することにより、スピンドルの熱の支持台側への熱伝達を 大巾に低減することが出来る。それにより、スピンドルヘッドの熱変位が縮減さ れる。 （２）球状部材がスピンドルケース本体のスピンドル中心を通る水平線上に配置 され、スピンドル中心から離隔する位置にあるためスピンドルの熱が球状部材に 到達するまでに熱発散され、その分だけ支持台側への熱伝達が縮減する。 （３）熱変位が縮減されるため、熱変位補正頻度が減少し作業効率が向上する。 （４）熱伝導率の低い球状部材を用いることにより、熱変位を一層低減すること が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体構造を示す正面図であ
る。

【図２】図１の上面図である。

【図３】図１の球状部材まわりの詳細構造を示す拡大一
部断面図である。

【図４】従来のスピンドルヘッド構造を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ スピンドルヘッド ２ 球状部材 ３ スピンドルケース本体 ３ａ 円筒部 ３ｂ フランジ部 ４ 支持台 ５ 上方支持台 ５ａ 凹部 ５ｂ フランジ部 ５ｃ 取付け座 ６ 下方支持台 ６ａ 台座部 ６ｂ 突出部 ７ ボルト ８ 球受け具 ９ 油孔 １０ 通り孔 １１ 球受け具 １２ スペーサ １３ 油孔 １４ ボルト １５ スライドレール受け具 １６ 雌ねじ部 １７ スライドレール

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械の固定側に支持される支持台と、ス
   ピンドルを枢支するスピンドルケース本体から構成され
   るスピンドルヘッドであって、前記スピンドルケース本
   体がその回転中心点を通る水平線上において球状部材を
   介して前記支持台上に支持されることを特徴とする低熱
   変位型スピンドルヘッド。
2. 【請求項２】 前記球状部材が低熱伝導率の硬質部材か
   らなる請求項１に記載の低熱変位型スピンドルヘッド。