JPH0737811B2 - 主軸装置 - Google Patents
主軸装置Info
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- JPH0737811B2 JPH0737811B2 JP4103780A JP10378092A JPH0737811B2 JP H0737811 B2 JPH0737811 B2 JP H0737811B2 JP 4103780 A JP4103780 A JP 4103780A JP 10378092 A JP10378092 A JP 10378092A JP H0737811 B2 JPH0737811 B2 JP H0737811B2
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- Japan
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- housing
- main shaft
- spindle
- bearing case
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フロントベアリングおよびリヤベアリン
グにより軸支されている工作機械の主軸装置において
は、主軸剛性を高く且つ軸振れ精度をよくするため、フ
ロントベアリングおよびリヤベアリングに予圧を掛けて
使用している。フロントベアリングは、主軸の工具を装
着する先端側を支持するものであり、リヤベアリングは
主軸の後端側を支持するものである。この予圧は、主軸
の熱変位などにより軸受間寸法が伸びても、常に一定の
予圧量を軸受にコイルスプリングなどにより付加するこ
とにより与えられるが、構造的には、リヤベアリングの
ケース本体を軸方向に摺動部を介して滑らせることによ
り対応しているのが一般的である。
グにより軸支されている工作機械の主軸装置において
は、主軸剛性を高く且つ軸振れ精度をよくするため、フ
ロントベアリングおよびリヤベアリングに予圧を掛けて
使用している。フロントベアリングは、主軸の工具を装
着する先端側を支持するものであり、リヤベアリングは
主軸の後端側を支持するものである。この予圧は、主軸
の熱変位などにより軸受間寸法が伸びても、常に一定の
予圧量を軸受にコイルスプリングなどにより付加するこ
とにより与えられるが、構造的には、リヤベアリングの
ケース本体を軸方向に摺動部を介して滑らせることによ
り対応しているのが一般的である。
【０００３】さらに説明するに、図２に示すように、従
来方式においては、主軸頭１のハウジング２内に、フロ
ントベアリング３とリヤベアリング４により主軸５が回
転自在に支承されている。フロントベアリング３は、図
示のように、２個組み合わせて用いられ、左右どちらの
アキシャル荷重にも、かつ、ラジアル荷重にも耐えられ
るようフロントベアリングユニットとして構成されてい
る。ところで、ビルトインモータ９からの発熱・伝導、
あるいは回転によるベアリングの発熱などにより、主軸
５は加熱されて膨張・変形するので、このような主軸５
の熱変形に対応するため、リヤベアリング４のアウター
レースを支持するベアリングケース６は、ハウジング２
の内壁に嵌め合い嵌合で支承されるとともに、ハウジン
グ２との間に設けたコイルスプリング７によりリヤ方向
に弾性力が与えられていて、主軸５が熱変形しても、リ
ヤベアリング４が軸方向に変位して、主軸のフロント側
は、ハウジング２にフロントベアリング３を介して支承
されているため、殆ど変位しないよう構成されている。
フロント側を変位させないでリヤベアリングケース６を
変位させるのは、加工精度に悪影響を与えないためであ
る。
来方式においては、主軸頭１のハウジング２内に、フロ
ントベアリング３とリヤベアリング４により主軸５が回
転自在に支承されている。フロントベアリング３は、図
示のように、２個組み合わせて用いられ、左右どちらの
アキシャル荷重にも、かつ、ラジアル荷重にも耐えられ
るようフロントベアリングユニットとして構成されてい
る。ところで、ビルトインモータ９からの発熱・伝導、
あるいは回転によるベアリングの発熱などにより、主軸
５は加熱されて膨張・変形するので、このような主軸５
の熱変形に対応するため、リヤベアリング４のアウター
レースを支持するベアリングケース６は、ハウジング２
の内壁に嵌め合い嵌合で支承されるとともに、ハウジン
グ２との間に設けたコイルスプリング７によりリヤ方向
に弾性力が与えられていて、主軸５が熱変形しても、リ
ヤベアリング４が軸方向に変位して、主軸のフロント側
は、ハウジング２にフロントベアリング３を介して支承
されているため、殆ど変位しないよう構成されている。
フロント側を変位させないでリヤベアリングケース６を
変位させるのは、加工精度に悪影響を与えないためであ
る。
【０００４】なお、図中符号８はフロントベアリング押
え、９はビルトインモータで、主軸５側に取付けたロー
タ５ａ、ハウジング内壁に設けたステータ９ｂより構成
され、１０は、リヤベアリングケース６外壁とハウジン
グ２内壁との摺動面、また、コイルスプリング７は、ハ
ウジング２上縁部２ａとリヤベアリングケース上端フラ
ンジ６ａとの間に設けられている。
え、９はビルトインモータで、主軸５側に取付けたロー
タ５ａ、ハウジング内壁に設けたステータ９ｂより構成
され、１０は、リヤベアリングケース６外壁とハウジン
グ２内壁との摺動面、また、コイルスプリング７は、ハ
ウジング２上縁部２ａとリヤベアリングケース上端フラ
ンジ６ａとの間に設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２に示さ
れる構成では、リヤベアリングケース６をハウジング２
に対して滑り摺動で移動させているため、主軸５先端に
おける熱変位の安定性（回転立上がり時の変動、一定回
転時のリップル）がミクロンオーダーで要求された場
合、その安定性を阻害する要因として下記のようなもの
がある。 ハウジング２とリヤベアリングケース６との嵌め合
い嵌合に必要な隙間量だけリヤベアリング位置がラジア
ル方向にばらつく。 ハウジング２とリヤベアリング
ケース６との間の滑り摩擦に起因するスティックスリッ
プ現象が生ずる。 振動がリヤベアリングケース６とハウジング２との
間の摺動面10に伝達され、 それが長期にわたると摺動
面10が荒れるフレッチング現象が生じる。
れる構成では、リヤベアリングケース６をハウジング２
に対して滑り摺動で移動させているため、主軸５先端に
おける熱変位の安定性（回転立上がり時の変動、一定回
転時のリップル）がミクロンオーダーで要求された場
合、その安定性を阻害する要因として下記のようなもの
がある。 ハウジング２とリヤベアリングケース６との嵌め合
い嵌合に必要な隙間量だけリヤベアリング位置がラジア
ル方向にばらつく。 ハウジング２とリヤベアリング
ケース６との間の滑り摩擦に起因するスティックスリッ
プ現象が生ずる。 振動がリヤベアリングケース６とハウジング２との
間の摺動面10に伝達され、 それが長期にわたると摺動
面10が荒れるフレッチング現象が生じる。
【０００６】なお、図３に、一定回転を与えたときの主
軸熱変位の不安定要素としての時間と主軸先端の熱変位
の関係を示す。このように、主軸先端の熱変位は回転立
上り時の変動が大きいばかりでなく、一定回転時におい
てもリップル変動が現われている。
軸熱変位の不安定要素としての時間と主軸先端の熱変位
の関係を示す。このように、主軸先端の熱変位は回転立
上り時の変動が大きいばかりでなく、一定回転時におい
てもリップル変動が現われている。
【０００７】そこで本発明は、リヤベアリングケースを
摺動部のない形で支持することにより、軸受間寸法の変
動への前記ケーシングの追従性を高め、上述従来方式に
おける不都合を解消し、主軸先端熱変位の安定性の向上
を図ることを目的とする。
摺動部のない形で支持することにより、軸受間寸法の変
動への前記ケーシングの追従性を高め、上述従来方式に
おける不都合を解消し、主軸先端熱変位の安定性の向上
を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため下記のように構成されている。主軸頭のハウ
ジング内にベアリングにより主軸を回転自在に支承した
主軸装置において、 フロントベアリングユニットによっ
て前記主軸の前方部を前記ハウジングに対してアキシャ
ル方向に変位しないように支承し、 前記主軸の後方部に
リヤベアリングを装着し、 前記リヤベアリングのアウタ
ーレースを支持するリヤベアリングケースをアキシャル
方向に移動自在に設けるとともに、前記リヤベアリング
ケースの外周面と前記ハウジングの内壁面との間にラジ
アル方向の間隙を設け、前記リヤベアリングケースの外
周部にアキシャル方向に間隙をあけて少なくとも２枚の
薄板部材を平行に固定し、該薄板部材の外周部を前記ハ
ウジングにも固定して、前記リヤベアリングケースを前
記主軸と同軸度を維持しながらアキシャル方向には小さ
い力で移動でき、ラジアル方向には所定の剛性を有して
支持し、前記ハウジングと前記リヤベアリングケースと
の間にアキシャル方向の所定弾性力を付加させる弾性手
段を設けて構成したことを特徴とする主軸装置。
成するため下記のように構成されている。主軸頭のハウ
ジング内にベアリングにより主軸を回転自在に支承した
主軸装置において、 フロントベアリングユニットによっ
て前記主軸の前方部を前記ハウジングに対してアキシャ
ル方向に変位しないように支承し、 前記主軸の後方部に
リヤベアリングを装着し、 前記リヤベアリングのアウタ
ーレースを支持するリヤベアリングケースをアキシャル
方向に移動自在に設けるとともに、前記リヤベアリング
ケースの外周面と前記ハウジングの内壁面との間にラジ
アル方向の間隙を設け、前記リヤベアリングケースの外
周部にアキシャル方向に間隙をあけて少なくとも２枚の
薄板部材を平行に固定し、該薄板部材の外周部を前記ハ
ウジングにも固定して、前記リヤベアリングケースを前
記主軸と同軸度を維持しながらアキシャル方向には小さ
い力で移動でき、ラジアル方向には所定の剛性を有して
支持し、前記ハウジングと前記リヤベアリングケースと
の間にアキシャル方向の所定弾性力を付加させる弾性手
段を設けて構成したことを特徴とする主軸装置。
【０００９】
【作用】本発明によれば、リヤベアリングケースを少な
くとも２枚の薄板部材（ダイアフラム）で支持すること
により、アキシャル方向には弾性変位し易く、ラジアル
方向には高い剛性を有して支持されることになる。そし
て前記ケースを主軸との同軸度を維持しながら軸方向の
熱変位に対応せしめられ、しかもハウジングとの間の滑
り摩擦に起因するスティックスリップ現象、振動に起因
するフレッチング現象に基づく主軸先端の変動のない主
軸装置が得られる。
くとも２枚の薄板部材（ダイアフラム）で支持すること
により、アキシャル方向には弾性変位し易く、ラジアル
方向には高い剛性を有して支持されることになる。そし
て前記ケースを主軸との同軸度を維持しながら軸方向の
熱変位に対応せしめられ、しかもハウジングとの間の滑
り摩擦に起因するスティックスリップ現象、振動に起因
するフレッチング現象に基づく主軸先端の変動のない主
軸装置が得られる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明による工作機械主軸装置の主軸
方向に取った断面図、図２は同じく従来装置の断面図、
図３は従来装置による主軸熱変位による変動を示す説明
図、である。
方向に取った断面図、図２は同じく従来装置の断面図、
図３は従来装置による主軸熱変位による変動を示す説明
図、である。
【００１１】図１は本発明による主軸装置断面を示して
いるが、本発明においては、従来装置を示す図２と比較
して、リヤベアリングケース10の主軸頭１に対する相互
関係において相違しているだけであるので、その他の部
分については同一の符号を使用し、また、それについて
の説明も省略する。
いるが、本発明においては、従来装置を示す図２と比較
して、リヤベアリングケース10の主軸頭１に対する相互
関係において相違しているだけであるので、その他の部
分については同一の符号を使用し、また、それについて
の説明も省略する。
【００１２】図１に示すように、リヤベアリングケース
11の外周面は、ハウジング２内壁に対し間隙12を隔てて
対面しており、該リヤベアリングケース11の外周面に
は、長手軸方向に間隔をおいて２枚の薄板部材（ダイア
フラム）13、14が前記軸線に垂直に取付けられており、
また、この２枚のダイアフラム13、14の外周縁は主軸頭
１のハウジング２内壁に形成された環状凹部15に嵌着さ
れ、かつ２枚のダイアフラム13、14の間に環状カラー16
を挿入した状態で、ハウジング２のリヤエンド側よりダ
イアフラム押え17により固定されている。
11の外周面は、ハウジング２内壁に対し間隙12を隔てて
対面しており、該リヤベアリングケース11の外周面に
は、長手軸方向に間隔をおいて２枚の薄板部材（ダイア
フラム）13、14が前記軸線に垂直に取付けられており、
また、この２枚のダイアフラム13、14の外周縁は主軸頭
１のハウジング２内壁に形成された環状凹部15に嵌着さ
れ、かつ２枚のダイアフラム13、14の間に環状カラー16
を挿入した状態で、ハウジング２のリヤエンド側よりダ
イアフラム押え17により固定されている。
【００１３】なお、リヤベアリングケース１１は、従来
例と同じように、リヤベアリングケース１１のフランジ
１１ａとダイアフラム押え１７との間にコイルスプリン
グ７を挿入して、フロントベアリング３によりその位置
に保持されている主軸５のリヤ部分に、リヤ方向の弾性
力を与えていて、主軸の熱変位による位置変動を２枚の
ダイアフラム１３、１４の軸方向の弾性撓みにより対応
し、また、間隔をおいて設けた２枚のダイアフラム１
３、１４の支持により主軸中心軸の倒れが生じないよう
にしている。なお、ダイヤフラムは必要に応じて３枚以
上設けてもよい。また、フロントベアリング３は、図示
のように２個組み合わせて用いられ、左右どちらのアキ
シャル荷重にも、かつ、ラジアル荷重にも耐えられるよ
うフロントベアリングユニットとして構成されている。
例と同じように、リヤベアリングケース１１のフランジ
１１ａとダイアフラム押え１７との間にコイルスプリン
グ７を挿入して、フロントベアリング３によりその位置
に保持されている主軸５のリヤ部分に、リヤ方向の弾性
力を与えていて、主軸の熱変位による位置変動を２枚の
ダイアフラム１３、１４の軸方向の弾性撓みにより対応
し、また、間隔をおいて設けた２枚のダイアフラム１
３、１４の支持により主軸中心軸の倒れが生じないよう
にしている。なお、ダイヤフラムは必要に応じて３枚以
上設けてもよい。また、フロントベアリング３は、図示
のように２個組み合わせて用いられ、左右どちらのアキ
シャル荷重にも、かつ、ラジアル荷重にも耐えられるよ
うフロントベアリングユニットとして構成されている。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、主軸の熱変位による位
置変動を、ベアリングケース11とハウジング２との間に
アキシャル方向の間隔をおいて平行に設けた２枚の薄板
部材13、14により主軸を保持させることで対応するよう
構成したので、下記のような効果を奏する。
置変動を、ベアリングケース11とハウジング２との間に
アキシャル方向の間隔をおいて平行に設けた２枚の薄板
部材13、14により主軸を保持させることで対応するよう
構成したので、下記のような効果を奏する。
【００１５】 薄板部材の方向特性を利用して、軸方
向は撓み易いがラジアル方向には所定の剛性を確保でき
る。また、薄板部材の弾性変位を利用することによりガ
タ、ヒシテリシスがなくなり、追従性がよい。 リヤベアリングケースを２枚の薄板部材で支持した
ことにより、ベアリングケース外壁が主軸頭ハウジング
内壁と間隙12を介して対面することになるため、 ハウ
ジングとベアリングケースとの間の滑り摩擦が生ぜず、
同摩擦に基づくス ティックスリップが生じない。ま
た、従来装置においては、上記両者の滑り嵌 合は現物
合わせで５μm 程度の隙間とし、フレッチングに対抗し
て硬度差をつ けていたが、このような配慮が不要とな
る。 ２枚の薄板部材を間隔をおいて配置してベアリング
ケースを支持してあるので、主軸中心軸の倒れが生じ
ず、主軸とリヤベアリングケースとの同軸度は維持され
る。
向は撓み易いがラジアル方向には所定の剛性を確保でき
る。また、薄板部材の弾性変位を利用することによりガ
タ、ヒシテリシスがなくなり、追従性がよい。 リヤベアリングケースを２枚の薄板部材で支持した
ことにより、ベアリングケース外壁が主軸頭ハウジング
内壁と間隙12を介して対面することになるため、 ハウ
ジングとベアリングケースとの間の滑り摩擦が生ぜず、
同摩擦に基づくス ティックスリップが生じない。ま
た、従来装置においては、上記両者の滑り嵌 合は現物
合わせで５μm 程度の隙間とし、フレッチングに対抗し
て硬度差をつ けていたが、このような配慮が不要とな
る。 ２枚の薄板部材を間隔をおいて配置してベアリング
ケースを支持してあるので、主軸中心軸の倒れが生じ
ず、主軸とリヤベアリングケースとの同軸度は維持され
る。
【図１】本発明による工作機械主軸装置の主軸方向に取
った断面図である。
った断面図である。
【図２】図１と同様の従来装置の断面図である。
【図３】従来装置による主軸熱変位による変動を示す説
明図である。
明図である。
１ 主軸頭 ２ ハウジング ３ フロントベアリング ４ リヤベアリング ５ 主軸 ６ リヤベアリングケース ７ コイルスプリング ８ フロントベアリング押え ９ ビルトインモータ 10 摺動面 11 リヤベアリングケース 12 隙間 13 ダイアフラム 14 ダイアフラム 15 環状凹部 16 環状カラー 17 ダイアフラム押え
Claims (1)
- 【請求項１】 主軸頭のハウジング内にベアリングによ
り主軸を回転自在に支承した主軸装置において、 フロン
トベアリングユニットによって前記主軸の前方部を前記
ハウジングに対してアキシャル方向に変位しないように
支承し、 前記主軸の後方部にリヤベアリングを装着し、
前記リヤベアリングのアウターレースを支持するリヤベ
アリングケースをアキシャル方向に移動自在に設けると
ともに、前記リヤベアリングケースの外周面と前記ハウ
ジングの内壁面との間にラジアル方向の間隙を設け、前
記リヤベアリングケースの外周部にアキシャル方向に間
隙をあけて少なくとも２枚の薄板部材を平行に固定し、
該薄板部材の外周部を前記ハウジングにも固定して、前
記リヤベアリングケースを前記主軸と同軸度を維持しな
がらアキシャル方向には小さい力で移動でき、ラジアル
方向には所定の剛性を有して支持し、前記ハウジングと
前記リヤベアリングケースとの間にアキシャル方向の所
定弾性力を付加させる弾性手段を設けて構成したことを
特徴とする主軸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103780A JPH0737811B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103780A JPH0737811B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280532A JPH05280532A (ja) | 1993-10-26 |
| JPH0737811B2 true JPH0737811B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=14362937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4103780A Expired - Lifetime JPH0737811B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 主軸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737811B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014207928A1 (ja) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の主軸装置および工作機械 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0880007A (ja) * | 1994-09-01 | 1996-03-22 | Fanuc Ltd | 電動モータの軸受支持構造 |
| WO2005065869A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Citizen Watch Co., Ltd. | 自動旋盤 |
| KR200464444Y1 (ko) * | 2012-07-26 | 2013-01-02 | 대원중공업 주식회사 | 텐션레벨러용 워크롤 진동흡수 베어링 지지대 |
| BE1027881B1 (nl) | 2019-12-18 | 2021-07-27 | Atlas Copco Airpower Nv | Compressorinrichting en inrichting uitgerust met een lagerdemper |
| JP7445453B2 (ja) * | 2020-02-14 | 2024-03-07 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジン |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6182124U (ja) * | 1984-11-06 | 1986-05-31 | ||
| JPS61236918A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Hitachi Zosen Corp | すべり軸受支持方法 |
| JPH0218919U (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-08 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4103780A patent/JPH0737811B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014207928A1 (ja) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の主軸装置および工作機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05280532A (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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