JPH0788705A - 旋盤の主軸の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸１の後端に主軸に内蔵した流体圧装置の
ための回転継手２４を備えた主軸１の支持構造におい
て、主軸の固有振動数を高めて高速回転を可能にし、ベ
ルト交換等の保守作業にも支障が生じない簡単な構造を
得る。 【構成】 主軸１が軸方向に間隔を隔てた２箇所におい
て軸受５、７で主軸ケーシング１１に軸支されており、
当該主軸１の後端に回転継手２４がオーバハング状態で
支持され、この回転継手２４のケーシング２８が主軸ケ
ーシング１１から延びるブラケット３２に断熱緩衝材３
４を介して固定されていることを特徴とする。回転継手
２４が断熱緩衝材３４を介して主軸ケーシング１１に固
定されるため、主軸１の曲げ振動に悪影響を及ぼす回転
継手２４の質量はその一部のみが主軸１にかかり、かつ
断熱緩衝材３４により回転継手２４を主軸ケーシング１
１に固定することにより生ずる弊害も回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋盤の主軸の支持構
造に関するもので、特に主軸先端に装着されたチャック
を開閉するためのチャックシリンダなどに油圧を供給す
るための回転継手を後端に備えた主軸の支持構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤の主軸にチャックシリンダを内装し
てチャックの開閉を自動化するときには、主軸の後端に
回転継手を設けてこの回転継手を介してチャックシリン
ダに油圧を供給する構造が採用される。図４および図５
は、主軸１の後端に回転継手２４を備え、かつ回転駆動
力が主軸１にベルトプーリ１４を介して伝達される構造
の主軸１における従来の軸支構造を示したものである。

【０００３】図４の従来構造は、主軸１を軸方向に隔て
た２箇所のベアリング２５、２６で主軸ケーシング１１
に軸支し、ベルトプーリ１４と回転継手２４とを主軸１
の後端にオーバハングさせて支持したものであり、また
図５に示す構造は、主軸１を軸方向に隔てた３箇所のベ
アリング２５、２６、４１で主軸ケーシング１１に軸支
し、ベルトプーリ１４を中間のベアリング２６と後端の
ベアリング４１との間に配置し、回転継手２４を後端の
ベアリング４１の後方にオーバハングさせて支持した構
造である。

【０００４】回転継手２４は、その外側に回転しないケ
ーシングを備えているが、主軸１の熱膨張を後方に逃が
して加工精度を維持するとともに、回転継手２４の内部
に大きな熱変形が伝達されないようにし、かつ回転継手
２４側で発生する熱が主軸ケーシング１１に伝達されな
いようにするために、通常若干可撓性のある部材でケー
シングの回転運動のみを拘束するという構造が採用され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在の旋盤の主軸の回
転数は６０００rpm 程度であるが、加工能率および加工
面精度を上げるために、より高い主軸回転数で加工を行
うことが望まれている。主軸１のより高い回転を実現す
るためには、主軸１の共振振動数を現在よりも高くする
必要があり、主軸１の支持剛性をより高くする必要が生
ずる。

【０００６】現在望まれている主軸の回転数は１０００
０rpm 程度であるが、このような回転数を前提として従
来の支持構造を見た場合、図４に示す構造では主軸の支
持剛性が不足し、また図５に示す構造では３個のベアリ
ング２５、２６、４１の位置精度、特に運転中に熱変形
が起こったときの位置精度維持を現在より高くしなけれ
ば対応することができない。

【０００７】そして図４のもので主軸の支持剛性を高く
しようとすると、ベアリング２５、２６が大型となり、
今度はベアリング側の制約のために主軸回転数を上げる
ことができなくなり、結局、要望されている回転速度を
達成することは不可能になる。また図５のものでは、ベ
アリングの位置精度を上げるために装置が高価となり、
熱変形を抑制するための配慮が必要で、さらにベルトを
用いて主軸を駆動する構造のものでは、ベルト交換など
の保守作業が非常に面倒になるという問題がある。

【０００８】この発明は以上の問題を解決するためにな
されたもので、簡単な構造で後端に回転継手が装着され
ている旋盤の主軸の固有振動数を高めることができ、か
つベルト交換等の保守作業にも支障が生じない旋盤の主
軸の支持構造を得ることを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る旋盤の主軸
の支持構造は、主軸１の後端に主軸に内蔵した流体圧装
置のための回転継手２４を備えた主軸１の支持構造にお
いて、主軸１が軸方向に間隔を隔てた２箇所において軸
受５、７で主軸ケーシング１１に軸支されており、当該
主軸１の後端に回転継手２４がオーバハング状態で支持
され、この回転継手２４のケーシング２８が主軸ケーシ
ング１１から延びるブラケット３２に断熱緩衝材３４を
介して固定されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】主軸１の後端にオーバハングした状態で支持さ
れている回転継手２４は、主軸１の曲げ振動に対する大
きな慣性質量となり、主軸１の固有振動数を低下させ
る。一方回転継手２４のケーシング２８を主軸ケーシン
グ１１に金属部材等で固定した場合には、実質的に主軸
１が３点支持となり、発熱量の大きい回転継手２４から
の熱が主軸１と主軸ケーシング１１の両者に伝わって複
雑な熱変形を起こし、主軸１側に比較して繊細な部品で
構成されている回転継手２４に大きな熱応力による障害
（たとえば回転側と静止側との金属接触による焼き付き
など）を起こし、また主軸ケーシング１１の熱変形の増
大による加工精度の低下も問題となる。

【００１１】これに対してこの発明の構造では、回転継
手２４のケーシング２８が断熱緩衝材３４を介して簡単
なブラケット３２で主軸ケーシング１１に固定されてい
るため、主軸１の曲げ振動に影響を及ぼす回転継手２４
の質量の一部のみが主軸１で支持される構造となり、か
つ断熱緩衝材３４により回転継手２４からの熱が主軸ケ
ーシング１１に伝達されるのが防止され、また断熱緩衝
材３４のダンピング作用により主軸１の曲げ振動が抑え
られるために、主軸１の固有振動数を相当程度高めるこ
とができ、かつ断熱緩衝材３４の変形によって主軸ケー
シング１１に対する回転継手２４の変位が吸収され、回
転継手２４の内部に大きな応力が作用することが防止さ
れるため、回転継手２４を固定することによって生ずる
弊害も回避できる。

【００１２】

【実施例】次に図１ないし図３に示す実施例について説
明する。主軸１は１個のラジアル軸受２と２個のアンギ
ュラ軸受３、４で構成される主軸先端側の第１軸受５
と、１個のラジアル軸受６で構成される後端側の第２軸
受７とで軸方向に間隔を隔てた２箇所５、７で主軸ケー
シング１１に軸支されている。主軸１の先端には、油圧
チャック１２が装着されており、その爪を開閉するため
の中空のロッド１３が主軸１の軸心を貫通している。主
軸１の後端側には図示しない主軸モータの回転力を主軸
１に伝達するベルト伝動装置のプーリ１４が固定されて
いる。第１の軸受５は主軸１に螺合した第１のナット１
５で軸方向に固定され、第２の軸受７とプーリ１４とは
主軸後端に螺合した第２のナット１６で軸方向に固定さ
れている。

【００１３】プーリ１４の後側側面には主軸１とともに
回転するチャックシリンダ１７がフランジ１８を介して
固定されている。チャックシリンダ１７内には前記ロッ
ド１３を軸方向に駆動するピストン１９が内装されてお
り、このピストン１９の両側の油圧室に油圧を供給排出
する２本の油通路２１、２１が、チャックシリンダのシ
リンダボディ２２の後端から回転継手２４の内部へと延
びるロータシャフト２３の周面に開口している。回転継
手２４の内部において、ロータシャフト２３には２個の
ベアリング２５、２６で短円筒状の給油ブロック２７が
支持されており、この給油ブロック２７に回転継手のケ
ーシング２８が固定されている。ケーシング２８には、
ロータシャフト２３と給油ブロック２７との間の摺接面
から漏出する作動油を受けるドレン受け２９が形成さ
れ、このドレン受け２９からドレンパイプ３１が図示し
ない作動油タンクに連通されている。

【００１４】一方主軸ケーシング１１の後側側面に後方
に延びるブラケット３２の基端が固定され、このブラケ
ット３２の後端には上方を向いた座面３３が形成され、
この座面３３に断熱緩衝材３４を介して回転継手のケー
シング２８の下端がボルト３５により固定されている。
この断熱緩衝材３４は、たとえばターカイト（商品名）
などの断熱性および振動吸収性を有しかつ弾性率の小さ
な合成樹脂ブロックによって構成され、ケーシング２８
との接合面に凹所３６を設けて、回転継手２４からブラ
ケット３２に伝播する熱を少なくするようにしている。
断熱緩衝材３４は必ずしも１個のブロックで構成しなけ
ればならないわけではなく、断熱性を有する部材と緩衝
性を有する部材との組み合わせ構造としてもよい。

【００１５】上記構造で軸方向に隔てた２点５、７によ
り主軸ケーシング１１に軸支された主軸１の後端にオー
バハング状態で装着された回転継手２４のケーシング２
８は、断熱緩衝材３４を介して主軸ケーシング１１で支
持されることになり、主軸１の固有振動数を低下させる
原因となる回転継手２４の質量の大半は、断熱緩衝材３
４およびブラケット３２を介して主軸ケーシング１１で
支持され、回転継手２４およびチャックシリンダ１７を
含む主軸１の固有振動数を３０〜５０ヘルツ（主軸回転
数で１８００〜３０００rpm ）上昇させることができ
た。

【００１６】

【発明の効果】従ってこの発明の構造を採用することに
よって、軸受を大型にしたり主軸まわりの加工精度を高
くすることなく、しかも極めて簡単な構造で、後端に回
転継手を設けた旋盤の主軸の回転数を数千回転のオーダ
で高くすることができ、油圧チャックを備えた高速旋盤
をより経済的に提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す一部断面平面図

【図２】図１の後端部分のみを示す模式的な正面図

【図３】図２の模式的な側面図

【図４】第１従来構造を模式的に示す側面図

【図５】第２従来構造を模式的に示す側面図

【符号の説明】

１ 主軸 ５ 第１軸受 ７ 第２軸受 11 主軸ケーシング 24 回転継手 32 ブラケット 34 断熱緩衝材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸(1) の後端に主軸に内蔵した流体圧
   装置のための回転継手(24)を備えた主軸の支持構造にお
   いて、主軸(1) が軸方向に間隔を隔てた２箇所において
   軸受(5),(7) で主軸ケーシング(11)に軸支されており、
   当該主軸(1)の後端に回転継手(24)がオーバハング状態
   で支持され、この回転継手(24)のケーシング(28)が主軸
   ケーシング(11)から延びるブラケット(32)に断熱緩衝材
   (34)を介して固定されていることを特徴とする、旋盤の
   主軸の支持構造。