JPH071204Y2 - 工作機械の主軸ベアリングにかかるプリロードを最適に制御する装置 - Google Patents
工作機械の主軸ベアリングにかかるプリロードを最適に制御する装置Info
- Publication number
- JPH071204Y2 JPH071204Y2 JP1986192023U JP19202386U JPH071204Y2 JP H071204 Y2 JPH071204 Y2 JP H071204Y2 JP 1986192023 U JP1986192023 U JP 1986192023U JP 19202386 U JP19202386 U JP 19202386U JP H071204 Y2 JPH071204 Y2 JP H071204Y2
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- Japan
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- oil
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- spindle
- preload
- oil receiving
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- Support Of The Bearing (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、マシニングセンタなどの工作機械の主軸ベ
アリングにかかるプリロードを、主軸の回転数に応じて
最適に維持し、正確な加工を行なうための装置に関す
る。
アリングにかかるプリロードを、主軸の回転数に応じて
最適に維持し、正確な加工を行なうための装置に関す
る。
「従来の技術」 一般に、工作機械の主軸の軸方向に間隔をおいて取付け
られた、ボールベアリングなどの転がり型主軸ベアリン
グ間には、外輪用スペーサと内輪用スペーサとが設けら
れている。又、主軸ベアリングを組付けるとき、加工の
際に主軸が正規の回転をするよう、油圧又は押しねじな
どによって、主軸ベアリングの外輪に常に一定のプリロ
ードが与えられている。この状態で主軸を回転させる
と、主軸と内輪とは一体になって回転するが、外輪は静
止状態になる。
られた、ボールベアリングなどの転がり型主軸ベアリン
グ間には、外輪用スペーサと内輪用スペーサとが設けら
れている。又、主軸ベアリングを組付けるとき、加工の
際に主軸が正規の回転をするよう、油圧又は押しねじな
どによって、主軸ベアリングの外輪に常に一定のプリロ
ードが与えられている。この状態で主軸を回転させる
と、主軸と内輪とは一体になって回転するが、外輪は静
止状態になる。
そして主軸の回転時、主軸ベアリングに遠心力が働くた
め、主軸ベアリングの内輪との接触点よりも、外輪との
接触点の方が抵抗が大きくなる。その結果、主軸ベアリ
ングの外輪との接触点では、内輪との接触点に比べて主
軸ベアリングが転がるより滑る傾向が大きい。この傾向
は主軸の回転数が大きくなるほど著しい。転がり摩擦よ
り滑り摩擦による発熱が大きいので、内輪よりも外輪の
方が発熱が大きくなる。
め、主軸ベアリングの内輪との接触点よりも、外輪との
接触点の方が抵抗が大きくなる。その結果、主軸ベアリ
ングの外輪との接触点では、内輪との接触点に比べて主
軸ベアリングが転がるより滑る傾向が大きい。この傾向
は主軸の回転数が大きくなるほど著しい。転がり摩擦よ
り滑り摩擦による発熱が大きいので、内輪よりも外輪の
方が発熱が大きくなる。
従って内輪用スペーサに比べて外輪用スペーサがより高
温となって、内輪用スペーサに比べて外輪用スペーサが
膨張する傾向がある。この傾向は、切削工具が切削油で
冷却されて、切削熱が主軸に伝わらないこととあわせて
一層著しくなる。
温となって、内輪用スペーサに比べて外輪用スペーサが
膨張する傾向がある。この傾向は、切削工具が切削油で
冷却されて、切削熱が主軸に伝わらないこととあわせて
一層著しくなる。
このため外輪に与えられるプリロードに余計な力がかか
るため、主軸ベアリングのボールの滑りが大きくなって
正規の回転をしなくなり、正確な加工ができなくなる。
この傾向は主軸の回転数が大きくなるほど著しい。
るため、主軸ベアリングのボールの滑りが大きくなって
正規の回転をしなくなり、正確な加工ができなくなる。
この傾向は主軸の回転数が大きくなるほど著しい。
そこで外輪にかかるプリロードを主軸回転数に応じて最
適に制御するため、主軸の回転数を検出して、外輪用ス
ペーサにかかるプリロードを、油圧を用いて自動的に変
化させる、又は押しねじを調節して変化させるなどの手
段がとられている。
適に制御するため、主軸の回転数を検出して、外輪用ス
ペーサにかかるプリロードを、油圧を用いて自動的に変
化させる、又は押しねじを調節して変化させるなどの手
段がとられている。
ところが主軸の回転数に応じて油圧を変化させる手段
は、構成が複雑で高価になり、又油圧に用いる油の粘度
が温度によって変化し、制御に困難をきたすという欠点
があった。又押しねじを調節する手段は、調節が難しい
うえより高価になる欠点があった。
は、構成が複雑で高価になり、又油圧に用いる油の粘度
が温度によって変化し、制御に困難をきたすという欠点
があった。又押しねじを調節する手段は、調節が難しい
うえより高価になる欠点があった。
「考案が解決しようとする問題点」 この考案が解決しようとする問題点は、油圧や押しねじ
を用いないで、主軸ベアリングの外輪にかかるプリロー
ドを、主軸の回転数に応じた最適な量に制御することに
ある。
を用いないで、主軸ベアリングの外輪にかかるプリロー
ドを、主軸の回転数に応じた最適な量に制御することに
ある。
「問題点を解決するための手段」 この考案の装置の特徴は、以下のとおりである。
工作機械の主軸の軸方向に間隔をおいて取付けられた、
複数の転がり型主軸ベアリングの外輪間に設けられて、
プリロードを与えられている、油室を有する熱膨張率の
大きい材質の油受け部材と、主軸ハウジングに設けられ
た油室へ連通する通路と、油受け部材の温度を検出する
温度センサと、温度センサで検出した温度から算出した
現在の油受け部材長と、主軸回転数から算出した最適プ
リロード量を得られる油受け部材長とを比較して、最適
油受け部材長を得られる温度の油を、通路を経て油室へ
供給する油供給装置とを具備する。
複数の転がり型主軸ベアリングの外輪間に設けられて、
プリロードを与えられている、油室を有する熱膨張率の
大きい材質の油受け部材と、主軸ハウジングに設けられ
た油室へ連通する通路と、油受け部材の温度を検出する
温度センサと、温度センサで検出した温度から算出した
現在の油受け部材長と、主軸回転数から算出した最適プ
リロード量を得られる油受け部材長とを比較して、最適
油受け部材長を得られる温度の油を、通路を経て油室へ
供給する油供給装置とを具備する。
「作用」 加工により主軸や主軸ベアリングに発生した熱は、主軸
ベアリングの外輪から油受け部材に伝わり、油受け部材
は温度が上昇して膨張すため、外輪にはプリロードに余
計な力がかかる。
ベアリングの外輪から油受け部材に伝わり、油受け部材
は温度が上昇して膨張すため、外輪にはプリロードに余
計な力がかかる。
温度センサの検出した油受け部材の温度から、現在の油
受け部材長が算出され、この油受け部材長から現在のプ
リロード量が算出される。
受け部材長が算出され、この油受け部材長から現在のプ
リロード量が算出される。
一方検出した主軸回転数から得られる最適プリロード量
が算出され、現在のプリロード量と最適プリロード量と
の比較から最適油受け部材長が算出される。
が算出され、現在のプリロード量と最適プリロード量と
の比較から最適油受け部材長が算出される。
現在の油受け部材長を最適油受け部材長へ補正するため
の、油受け部材の温度が算出されると、その温度の油が
通路を経て油室へ供給される。
の、油受け部材の温度が算出されると、その温度の油が
通路を経て油室へ供給される。
油室へ供給された油により、膨張率の大きい油受け部材
は主軸回転数に応じた最適のプリロード量を得られる長
さに、速やかに調節される。
は主軸回転数に応じた最適のプリロード量を得られる長
さに、速やかに調節される。
「実施例」 第１図、第２図に於いて、1a、1bは、例えばボールベア
リングを用いた転がり型の主軸ベアリングで、後述の主
軸22に一定間隔をおいて取付けられている。2a、2bはそ
の外輪、3a、3bはその内輪である。４は内輪用スペーサ
で、内輪3a、3b間に設けられている。
リングを用いた転がり型の主軸ベアリングで、後述の主
軸22に一定間隔をおいて取付けられている。2a、2bはそ
の外輪、3a、3bはその内輪である。４は内輪用スペーサ
で、内輪3a、3b間に設けられている。
５は環状の油受け部材で、熱膨張率の大きい、例えば銅
などを材質とし、外周面には皿状の油室６が凹設されて
いる。この油室６は第２図に示すように、小幅の隔壁７
が設けられ、又油との接触面積を多くするため、底面に
は凹凸８が設けられている。
などを材質とし、外周面には皿状の油室６が凹設されて
いる。この油室６は第２図に示すように、小幅の隔壁７
が設けられ、又油との接触面積を多くするため、底面に
は凹凸８が設けられている。
9a、9bは補助スペーサであって、前部（主軸ベアリング
1a側）補助スペーサ9aは前部外輪2aと油受け部材５との
間に、又後部補助スペーサ9bは、油受け部材５と後部外
輪2bとの間にそれぞれ設けられている。
1a側）補助スペーサ9aは前部外輪2aと油受け部材５との
間に、又後部補助スペーサ9bは、油受け部材５と後部外
輪2bとの間にそれぞれ設けられている。
10は温度センサで、後部補助スペーサ9bに設けた凹部に
接着剤で固定されている。接着剤は、補助スペーサの材
質、例えば鉄に近い熱伝導率を有するものが用いられ
る。
接着剤で固定されている。接着剤は、補助スペーサの材
質、例えば鉄に近い熱伝導率を有するものが用いられ
る。
温度センサ10は、前後外輪2a、2bのいずれか、或いは前
部補助スペーサ9aや油受け部材５に設けることもでき
る。
部補助スペーサ9aや油受け部材５に設けることもでき
る。
11a、11bは主軸ハウジング21に設けた通路で、主軸ハウ
ジング21を貫通し、流入側通路11a、流出側通路11bは、
隔壁７を挟んで油室６へ連通している。
ジング21を貫通し、流入側通路11a、流出側通路11bは、
隔壁７を挟んで油室６へ連通している。
第３図は油供給装置を示すもので、12は温度調節機、13
は適温の油を油室６へ供給する指令を発する制御部であ
る。又Ｐはポンプ、Ｔはタンクであって、温度調節機12
により最適温度に設定されたタンクＴ内の油は、流入側
通路11aから油室６へ供給されて油室６内を流れ、油受
け部材５を最適温度にして最適のプリロード量が得られ
る長さに調節し、流出側通路11bからタンクＴへ還流す
る。
は適温の油を油室６へ供給する指令を発する制御部であ
る。又Ｐはポンプ、Ｔはタンクであって、温度調節機12
により最適温度に設定されたタンクＴ内の油は、流入側
通路11aから油室６へ供給されて油室６内を流れ、油受
け部材５を最適温度にして最適のプリロード量が得られ
る長さに調節し、流出側通路11bからタンクＴへ還流す
る。
なお23は主軸ベアリング押さえ兼用の前面フランジで、
押しねじ24により主軸ベアリング1a、1bに、外輪2a、2b
を介してプリロードを与えている。主軸回転数の検出
は、工作機械の制御部より出力される主軸回転数指令値
を使用するか、回転数検出装置を用いる。
押しねじ24により主軸ベアリング1a、1bに、外輪2a、2b
を介してプリロードを与えている。主軸回転数の検出
は、工作機械の制御部より出力される主軸回転数指令値
を使用するか、回転数検出装置を用いる。
油供給指令は制御部13で、次のように行なわれる。
第４図に示すように、主軸回転数から最適プリロード量
を算出し、最適油受け部材５長を算出する。
を算出し、最適油受け部材５長を算出する。
温度センサ10で検出した後部補助スペーサ9bの温度か
ら、図外温度換算装置を介して制御部13で現在の油受け
部材５長、即ち現在のプリロード量を算出する。
ら、図外温度換算装置を介して制御部13で現在の油受け
部材５長、即ち現在のプリロード量を算出する。
現在と最適のプリロード量とを比較して、補正に必要な
プリロード量、即ち油受け部材５の長さの調節量が算出
され、その調節量に応じた油受け部材５の最適温度が算
出される。そして最適温度の油温を設定して温度調節機
12を作動させ、ポンプＰに油供給指令を発する。
プリロード量、即ち油受け部材５の長さの調節量が算出
され、その調節量に応じた油受け部材５の最適温度が算
出される。そして最適温度の油温を設定して温度調節機
12を作動させ、ポンプＰに油供給指令を発する。
「考案の効果」 主軸ベアリング間に設けた油受け部材へ温度制御された
油を供給することにより、主軸回転数に応じた最適なプ
リロードを迅速に与えられるので、正確な加工を行なう
ことができる。又構造が簡単でコストを低減できる。
油を供給することにより、主軸回転数に応じた最適なプ
リロードを迅速に与えられるので、正確な加工を行なう
ことができる。又構造が簡単でコストを低減できる。
第１図は主軸要部縦断面図、第２図は主軸の横断面略図
である。 第３図は油供給手段を示す説明図、第４図は制御のフロ
ーチャートである。 1a、1b……主軸ベアリング、2a、2b……外輪、５……油
受け部材:6……油室、10……温度センサ、11a、11b……
通路、12……温度調節機、13……制御部、21……主軸ハ
ウジング、22……主軸
である。 第３図は油供給手段を示す説明図、第４図は制御のフロ
ーチャートである。 1a、1b……主軸ベアリング、2a、2b……外輪、５……油
受け部材:6……油室、10……温度センサ、11a、11b……
通路、12……温度調節機、13……制御部、21……主軸ハ
ウジング、22……主軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 大坪 寿 岡山県浅口郡里庄町浜中1160番地 安田工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−20382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−135163（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】工作機械の主軸の軸方向に間隔をおいて取
付けられた、複数の転がり型主軸ベアリングの外輪間に
設けられて、プリロードを与えられている、油室を有す
る熱膨脹率の大きい材質の油受け部材と、 主軸ハウジングに設けられた油室へ連通する通路と、 油受け部材の温度を検出する温度センサと、 温度センサで検出した温度から算出した現在の油受け部
材長と、主軸回転数から算出した最適プリロード量を得
られる油受け部材長とを比較して、最適油受け部材を得
られる温度の油を、通路を経て油室へ供給する油供給装
置とを具備する、工作機械の主軸ベアリングにかかるプ
リロードを最適に制御する装置。 - 【請求項２】油受け部材は、補助スペーサを介して外輪
間に設けられ、温度センサは、補助スペーサに設けられ
ている、実用新案登録請求の範囲第１項記載の工作機械
の主軸ベアリングにかかるプリロードを最適に制御する
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986192023U JPH071204Y2 (ja) | 1986-12-13 | 1986-12-13 | 工作機械の主軸ベアリングにかかるプリロードを最適に制御する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986192023U JPH071204Y2 (ja) | 1986-12-13 | 1986-12-13 | 工作機械の主軸ベアリングにかかるプリロードを最適に制御する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6397440U JPS6397440U (ja) | 1988-06-23 |
| JPH071204Y2 true JPH071204Y2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=31146712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986192023U Expired - Lifetime JPH071204Y2 (ja) | 1986-12-13 | 1986-12-13 | 工作機械の主軸ベアリングにかかるプリロードを最適に制御する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071204Y2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2841520B2 (ja) * | 1989-08-11 | 1998-12-24 | 日本精工株式会社 | 予圧可変スピンドル |
| JP7782720B2 (ja) * | 2022-10-28 | 2025-12-09 | 日本精工株式会社 | 回転支持装置、及び軸支持装置の支持機構位置調整機構 |
| CN120129790A (zh) * | 2022-10-28 | 2025-06-10 | 日本精工株式会社 | 旋转支承装置及轴支承装置的支承机构位置调整机构 |
| JP7782716B2 (ja) * | 2022-10-28 | 2025-12-09 | 日本精工株式会社 | 回転支持装置、及び軸支持装置の支持機構位置調整機構 |
| JP7806925B2 (ja) * | 2022-10-28 | 2026-01-27 | 日本精工株式会社 | 回転支持装置、及び軸支持装置の支持機構位置調整機構 |
| JP7782717B2 (ja) * | 2022-10-28 | 2025-12-09 | 日本精工株式会社 | 回転支持装置、及び軸支持装置の支持機構位置調整機構 |
| CN116967486B (zh) * | 2023-05-25 | 2025-10-28 | 合肥熔安重机有限公司 | 一种高速主轴轴承的预紧力控制装置及其数控机床 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5020382A (ja) * | 1973-06-23 | 1975-03-04 | ||
| JPS60135163A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-18 | Isuzu Motors Ltd | 刃先位置補正装置 |
-
1986
- 1986-12-13 JP JP1986192023U patent/JPH071204Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6397440U (ja) | 1988-06-23 |
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