JPH10238538A - 予圧型スピンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラスト方向の振動を防止することができる
定予圧型スピンドルを提供する。 【解決手段】 ハウジング１と、該ハウジング１の前側
内部に装着された前側軸受２と、前記ハウジング１の後
側内部にその軸線方向に所定範囲移動可能に装着された
スリーブ３と、該スリーブ３の前側内部に該スリーブ３
と一体に移動可能に装着された後側軸受４と、前記ハウ
ジング１の内部に前側軸受２と後側軸受４とを介して回
転自在に支持されたシャフト５と、後側軸受４にその軸
方向への予圧を付与する予圧バネ６とを具備した予圧型
スピンドルにおいて、スリーブ３の後側軸受４とその軸
方向に離間した位置にハウジング１と一体に設けられ且
つ円周上等間隔または円周上全周に亘って振動防止作用
を行なう振動防止手段１５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内面研削盤等の工
作機械の回転軸、ＶＴＲのヘッドドラムの回転軸、電子
計算機の磁気ディスク及び磁気ドラムの回転軸等、静粛
なる回転を必要とする回転軸として好適な予圧型スピン
ドルに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１９は、従来のこの種の予圧型スピン
ドルの縦断面図である。同図において、予圧型スピンド
ルは、ハウジング１と、該ハウジング１の前側内部に装
着された前側軸受２と、前記ハウジング１の後側内部に
その軸線方向に所定範囲移動可能に装着されたスリーブ
３と、該スリーブ３の前側内部に該スリーブ３と一体に
移動可能に装着された後側軸受４と、前記ハウジング１
の内部に前記前側軸受２と前記後側軸受４とを介して回
転自在に支持されたシャフト５と、前記後側軸受４にそ
の軸方向への予圧を付与する予圧バネ６とを具備した構
成である。ハウジング１は、前側部材１ａと中間部材１
ｂと後側部材１ｃとを順次接続してなる３分割構成であ
る。シャフト５の外周部にはロータ７が固定され、これ
に対応するステータ８がハウジング１の中間部材１ｂ内
周部に固定されている。また、ハウジング１の後側部材
１ｃとスリーブ３との間には、複数の孔９を有する円筒
部材１０が遊嵌合され、各孔９にはボール１１が転動可
能に嵌合されている。これにより、ハウジング１とスリ
ーブ３との間が転がり接触となっている。また、予圧バ
ネ６はコイルバネ（或い皿バネ）よりなるもので、ハウ
ジング１の後側部材１ｃの段部とスリーブ３のフランジ
３ａとの間に配設されたリング部材１２の円周方向に間
隔を存して穿設した孔１２ａ内にそれぞれ嵌合されてい
る。リング部材１２は、前記段部に図示しない複数本の
ボルトにより固定されている。シャフト５の両端部に
は、ナット１３，１４が螺装されている。

【０００３】この従来の予圧型スピンドルは、予圧バネ
６の圧縮力がスリーブ３介して後側軸受４に作用する。
この場合、予圧型スピンドルの回転時に、シャフト５が
前側軸受２及び後側軸受４やシャフト５に固定されたロ
ータ７の発熱等により熱膨張するものの、予圧バネ６の
作用によりその分スリーブ３がその軸方向に変位するこ
とにより、前側軸受２及び後側軸受４に作用する予圧
は、ほぼ一定に保たれる。また、ハウジング１とスリー
ブ３との間が滑り接触の場合、その滑り接触部の形状精
度、嵌合状態或いは潤滑状態等の影響で、「がた」があ
りすぎると、予圧型スピンドルのラジアル方向の動剛性
が低下したり、また、「がた」による非線型特性を示し
たりする。逆に動きが悪すぎると、予圧抜けが生じた
り、逆に予圧がかかりすぎて最悪の場合は、前側軸受２
及び後側軸受４の焼き付きを起こすという問題がある。

【０００４】そこで、このような問題を解消するための
１つの対策として、上述した図１９に示すように、ハウ
ジング１とスリーブ３との間を転がり接触として、「が
た」が無く且つ動きを滑らかな機構とした形式の予圧型
スピンドルが広く使用されている。

【０００５】また、スリーブ３を介さずに後側軸受４の
外輪が直接予圧を受ける形式の予圧型スピンドルも使用
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例におけるハウジング１とスリーブ３との間を転
がり接触とした予圧型スピンドルにあっては、ハウジン
グ１とスリーブ３との間を滑り接触とした予圧型スピン
ドルに比較して、スラスト方向の減衰機能が低下すると
いう問題点があった。

【０００７】また、この種の予圧型スピンドルは、スラ
スト方向の静剛性は前側軸受２のみにより決まり、後側
軸受４は寄与しない。また、スラスト方向の動剛性に関
しても、図２０に示すようなシャフト５及びスリーブ３
の２質点を持った２自由度系となり、シャフト５のみの
１自由度系よりも動剛性が低下する。即ち、予圧型スピ
ンドルは、予圧を一定に管理し易いという利点がある反
面、スラスト方向の静・動剛性が低下するという問題点
があった。

【０００８】なお、図２０中、Ｋ2は前側軸受２のスラ
スト方向の剛性、Ｋ4は後側軸受４の剛性、Ｋ6は予圧バ
ネ６の剛性、Ｍ5+7はシャフト系（シャフト５及びロー
タ７等）の質量、Ｍ3はスリーブの質量である。また、
Ｋ2,Ｋ4＞Ｋ6である。

【０００９】図２１には、図１９に示す従来の予圧型ス
ピンドルにおけるシャフト５の先端部（図１９中、左端
部）に加速度センサを取り付け、スピンドル先端をスラ
スト方向に加振した際の加速度を前記加速度センサによ
り測定し、周波数分析器により処理した動剛性データを
示す。同図中、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸はコンプ
ライアンス（＝振動（Ｘ）の振幅／振動力（Ｆ）の振
幅；μｍ／ｋｇ）をそれぞれ示す。この図２１によれ
ば、第１次及び第２次共振周波数共に減衰がきかず急峻
なピークを示し、動剛性が低下していることが分かる。

【００１０】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、スラスト方向の振動を防止することがで
きる予圧型スピンドルを提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の予圧型スピンドルは、ハウジングと、該ハウ
ジングの前側内部に装着された前側軸受と、前記ハウジ
ングの後側内部にその軸線方向に所定範囲移動可能に装
着されたスリーブと、該スリーブの前側内部に該スリー
ブと一体に移動可能に装着された後側軸受と、前記ハウ
ジングの内部に前記前側軸受と前記後側軸受とを介して
回転自在に支持されたシャフトと、前記後側軸受にその
軸方向への予圧を付与する予圧バネとを具備した予圧型
スピンドルにおいて、前記スリーブの前記後側軸受とそ
の軸方向に離間した位置に前記ハウジングと一体に設け
られ且つ円周上等間隔または円周上全周に亘って振動防
止作用を行なう振動防止手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００１３】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態を図１〜図４に基づき説明する。図１は、
本発明の第１の実施の形態に係る予圧型スピンドルの構
成を示す縦断面図、図２は、図１の矢印Ａ方向から見た
側面図である。図１及び図２において、上述した従来例
の図１９と同一部分には、同一符号が付してある。図１
及び図２において図１９と異なる部分は、図１９の構成
に振動防止手段１５を付加したことである。

【００１４】振動防止手段１５は、ハウジング１の後側
部材１ｃの後端部に接続固定した円筒状の振動防止部本
体１６と、方形状の固定用ブロック１７と、複数枚（本
実施の形態では２枚）の押圧側薄板１８ａ，１８ｂと、
複数枚（本実施の形態では２枚）の受け側薄板１９ａ，
１９ｂと、複数個（本実施の形態では２個）の押圧バネ
２０ａ，２０ｂと、複数個（本実施の形態では２個）の
押圧子２０ｃ，２０ｄとから構成されている。

【００１５】振動防止部本体１６は、ハウジング１の後
側部材１ｃの一端部（図１において右端部）に固定され
て、ハウジング１と一体化されている。

【００１６】固定用ブロック１７は、振動防止部本体１
６の中央部の取り付け孔内に嵌合されて、複数本のボル
ト２１により振動防止部本体１６に固定されている。

【００１７】押圧側薄板１８ａ，１８ｂは曲げ剛性の低
いバネ性を有する薄い（例えば、板厚０．３ｍｍ）金属
板からなり、ハウジング１の周方向に互いに１８０度偏
位して互いに対向して配設されている。押圧側薄板１８
ａ，１８ｂの各一端部（図１において左端部）は、スリ
ーブ３の一端部（図１において右端部）に設けた取付面
にボルト２２ａ，２２ｂによりそれぞれ固定されてい
る。また、押圧側薄板１８ａ，１８ｂの各他端部（図１
において右端部）は、固定用ブロック１７の図において
左端部の受け面にスラスト方向に移動可能に重合されて
いる。

【００１８】受け側薄板１９ａ，１９ｂも曲げ剛性の低
いバネ性を有する薄い（例えば、板厚０．３ｍｍ）金属
板からなり、押圧側薄板１８ａ，１８ｂと対応してハウ
ジング１の周方向に互いに１８０度偏位して互いに対向
して配設されている。受け側薄板１９ａ，１９ｂの各一
端部（図１において右端部）は、振動防止部本体１６と
固定用ブロック１７との間にボルトによりそれぞれ挟持
固定されている。また、受け側薄板１９ａ，１９ｂの各
他端部（図１において左端部）は、押圧側薄板１８ａ，
１８ｂの他端部にスラスト方向に移動可能に重合されて
いる。

【００１９】押圧バネ２０ａ，２０ｂはコイルバネより
なるもので、振動防止部本体１６の内周面と受け側薄板
１９ａ，１９ｂの各他端部との間に介装されている。押
圧子２０ｃ，２０ｄは、ハウジング１の径方向に所定範
囲移動可能に配設されている。押圧子２０ｃ，２０ｄの
一端部（図１においてハウジング１の外周側に位置する
端部）側は、振動防止部本体１６に穿設されたガイド孔
１６ａ内に嵌挿され、他端部（図１においてハウジング
１の中心側に位置する端部）側は、受け側薄板１９ａ，
１９ｂに接触している。押圧バネ２０ａ，２０ｂは押圧
子２０ｃ，２０ｄの外周部に嵌合されている。

【００２０】そして、これら押圧バネ２０ａ，２０ｂの
バネ力により、押圧子２０ｃ，２０ｄの他端部が受け側
薄板１９ａ，１９ｂを介して押圧側薄板１８ａ，１８ｂ
を固定用ブロック１７側に押し付けていることにより、
押圧側薄板１８ａ，１８ｂと固定用ブロック１７との間
及び押圧側薄板１８ａ，１８ｂと受け側薄板１９ａ，１
９ｂとの間に接触面圧（摩擦力）がそれぞれ生じるよう
になっている。

【００２１】このような状態で、シャフト５やスリーブ
３のスラスト方向に振動力が作用すると、押圧側薄板１
８ａ，１８ｂと固定用ブロック１７との間及び押圧側薄
板１８ａ，１８ｂと受け側薄板１９ａ，１９ｂとの間に
それぞれ生じる摩擦力により、前記スラスト方向の振動
力が抑制され、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向
の振動が減衰される。

【００２２】このとき、押圧側薄板１８ａ，１８ｂは、
スラスト方向にのみスリーブ３を拘束し、ハウジング１
や固定用ブロック１７と、押圧側薄板１８ａ，１８ｂと
のアライメントが悪くても、押圧側薄板１８ａ，１８ｂ
の曲げ剛性が低いため、ラジアル方向やモーメント方向
にスリーブ３を拘束することはなく、スラスト方向のみ
の剛性を向上させることができる。

【００２３】また、押圧側薄板１８ａ，１８ｂや受け側
薄板１９ａ，１９ｂは、薄い板であるから曲げ剛性が低
く、押圧バネ２０ａ，２０ｂによるバネ力を押圧側薄板
１８ａ，１８ｂと受け側薄板１９ａ，１９ｂとの間及び
押圧側薄板１８ａ，１８ｂと固定用ブロック１７との間
に十分作用させることができる。

【００２４】図３には、図１に示す本実施の形態に係る
振動防止手段１５を設けた予圧型スピンドルの２自由度
系振動モデルを示す。なお、図３中、Ｋ2は前側軸受２
のスラスト方向の剛性、Ｋ4は後側軸受４の剛性、Ｋ6は
予圧バネ６の剛性、Ｍ5+7はシャフト系（シャフト５及
びロータ７等）の質量、Ｍ3はスリーブ３系の質量であ
る。また、Ｋ2,Ｋ4＞Ｋ6であるが、Ｋ6と並列に摩擦ダ
ンパのある点で図２０の従来例と異なる。

【００２５】図４には、図１に示す本実施の形態に係る
振動防止手段１５を設けた予圧型スピンドルにおけるシ
ャフト５の先端部（図１中、左端部）に加速度センサを
取り付け、予圧型スピンドルの先端をスラスト方向に加
振した際の加速度を前記加速度センサにより測定し、周
波数分析器により処理した動剛性データを示す。同図
中、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸はコンプライアンス
（＝振動（Ｘ）の振幅／振動力（Ｆ）の振幅；μｍ／ｋ
ｇ）をそれぞれ示す。この図４によれば、第１次及び第
２次共振周波数共に減衰がきいて、上述した従来例より
動剛性が向上していることが分かる。

【００２６】以上詳述したように、本実施の形態に係る
予圧型スピンドルによれば、ハウジング１とスリーブ３
との間に振動防止手段１５を設けたことにより、予圧型
スピンドルのスラスト方向の減衰能が向上する。

【００２７】また、振動防止手段１５の構成が簡単であ
り且つアライメントが悪くても各軸受２，４に無理な力
がかかることがないので高い組立精度を必要としない。

【００２８】また、振動防止手段１５は、後側軸受４と
離間した位置にあるため、後側軸受４の外輪を変形させ
る恐れがない。

【００２９】また、比較的高周波の振動に対しても予圧
型スピンドルのスラスト方向の減衰能がある。

【００３０】また、振動防止手段１５は摩擦力を利用し
た構成であり、しかも押圧バネ２０ａ，２０ｂ、薄板１
８ａ，１８ｂ、１９ａ，１９ｂを周方向に等間隔を存し
て設けているため、上述した振動防止手段１５の構成が
簡単であり且つスリーブ３やシャフト５にスラスト方向
以外の偏荷重を作用させることがない。

【００３１】更に、振動防止手段１５は押圧バネ２０
ａ，２０ｂを用いて、薄板１８ａ，１８ｂ、１９ａ，１
９ｂ、固定用ブロック１７の摩擦力を利用した構成であ
るため、押圧バネ２０ａ，２０ｂの交換により振動防止
特性を容易に変更することができる。

【００３２】なお、押圧側薄板１８ａ，１８ｂ、押圧側
薄板１９ａ，１９ｂ及び押圧バネ２０ａ，２０ｂは、上
述した周方向２箇所のみに限られるものではなく、周方
向に等間隔を存して３箇所以上設けてもよい。

【００３３】また、押圧側薄板１８ａ，１８ｂと受け側
薄板１９ａ，１９ｂとの間及び押圧側薄板１８ａ，１８
ｂと固定用ブロック１７との間には、適当な粘性を有す
る液体を塗布することにより、前記液体の粘性によりシ
ャフト５やスリーブ３のスラスト方向の振動減衰特性を
より高めることもできる。

【００３４】更に、押圧側薄板１８ａ，１８ｂ、受け側
薄板１９ａ，１９ｂ及び固定用ブロック１７の接触面
に、滑り案内面に多用されるターカイト等の耐摩材を接
着してもよい。

【００３５】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態を図５及び図６に基づき説明する。図５は
本発明の第２の実施の形態に係る予圧型スピンドルの構
成を示す縦断面図、図６は図５の矢印Ｂ方向から見た側
面図である。なお、図５及び図６において、上述した従
来例の図１９と同一部分には、同一符号が付してある。
図５及び図６において、図１９と異なる点は、前側軸受
及び後側軸受を各２個ずつ設けたことと、ハウジングの
構成及びスリーブの構成と、図１９の構成に振動防止手
段２３を付加したことである。

【００３６】即ち、シャフト５の前側端は２個の前側軸
受２ａ，２ｂにより、後側端は２個の後側軸受４ａ，４
ｂにより、それぞれ支持されている。

【００３７】また、ハウジング１′の中間部材１′ｂと
後側部材１′ｃの外径は互いに同一に設定され、前側部
材１′ａの外径は中間部材１′ｂと後側部材１′ｃより
小径に設定されている。

【００３８】また、スリーブ３′は、円筒状のスリーブ
主体３′ａと、一端部（図５において右端部）に鍔を有
する円筒状のスリーブ副体３′ｂと、中央部に透孔を有
する円板状の端板３′ｃとからなる。スリーブ主体３′
ａ内に、その一端側（図５において右端側）からスリー
ブ副体３′ｂを嵌合し、スリーブ副体３′ｂの一端部
（図５において右端部）に端板３′ｃを配置し、これら
スリーブ主体３′ａ、スリーブ副体３′ｂ及び端板３′
ｃを互いに一体に固定することにより、スリーブ３′が
構成されている。中間部材１′ｂの軸方向中央部外周面
にはフランジ１′ｄが形成され、このフランジ１′ｄに
はボルト挿通孔１′ｅが穿設されている。また、ハウジ
ング１′の中間部材１′ｂと後側部材１′ｃの外径は互
いに同一に設定され、前側部材１′ａの外径は中間部材
１′ｂと後側部材１′ｃより小径に設定されている。後
側部材１′ｃと端板３′ｃとの間にリング部材１２が配
設されて、複数本のボルト２４により後側部材１′ｃに
固定されている。

【００３９】本実施の形態に係る振動防止手段２３は、
ハウジング１′の後側部材１′ｃの後端部に接続固定し
た端部に略半月状の開口２５ａを有する振動防止部本体
２５と、複数個（本実施の形態では２個）の方形状の薄
板取付台２６ａ，２６ｂと、Ｕ字状の切欠部を有する方
形状の固定用ブロック２７と、複数枚（本実施の形態で
は２枚）の押圧側薄板２８ａ，２８ｂと、複数枚（本実
施の形態では４枚）の受け側薄板２９ａ，２９ｂ，２９
ｃ，２９ｄ，２９ｅ，２９ｆと、複数個（本実施の形態
では２個）の方形状の支持台３０ａ，３０ｂと、複数本
（本実施の形態では２本）の押圧子３１ａ，３１ｂと、
複数個（本実施の形態では２個）の押圧バネ３２ａ，３
２ｂと、から構成されている。なお、押圧用薄板２８
ａ，２８ｂ、受け側薄板２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９
ｄは耐摩耗性を向上させるため硬化熱処理が施されてい
る。

【００４０】振動防止部本体２５は、ハウジング１′の
後側部材１′ｃの一端部（図５において右端部）に固定
されて、ハウジング１′と一体化されている。

【００４１】薄板取付台２６ａ，２６ｂは、ハウジング
１′の周方向に互いに１８０度偏位して互いに対向して
端板３′ｃの一側面（図５において右側面）に複数本の
ボルト３３ａ，３３ｂにより固定されている。

【００４２】固定用ブロック２７は、振動防止部本体２
５の一側面（図５において右側面）に複数本のボルト３
４により固定されている。固定用ブロック２７のＵ字状
の切欠部の円弧中心は、シャフト５の中心と整合してい
る。

【００４３】押圧側薄板２８ａ，２８ｂは、曲げ剛性の
低いバネ性を有する薄い（例えば、板厚０．３ｍｍ）金
属板からなり、その一端部（図５において左端部）は薄
板取付台２６ａ，２６ｂの互いに対向する取付面にボル
ト３５ａ，３５ｂにより固定されている。また、押圧側
薄板２８ａ，２８ｂの他端部（図５において右端部）
は、固定用ブロック２７の上下の受け面に受け側薄板２
９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄを介してスラスト方向に
移動可能に重合されている。なお、受け側薄板２９ｃ，
２９ｄを固着する代わりに受け側薄板２９ｃ，２９ｄは
省略し、ブロック２７自体の受け面を硬化するようにし
てもよい。

【００４４】受け側薄板２９ａ，２９ｂも、押圧側薄板
２８ａ，２８ｂと同様に曲げ剛性の低いバネ性を有する
薄い（例えば、板厚０．３ｍｍ）金属板からなり、その
一端部（図６において右端部）は固定用ブロック２７の
上下の取付面に受け側薄板２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ，２
９ｆを介し、ボルト３６ａ，３６ｂにより固定されてい
る。なお、２９ｅ，２９ｆは、押圧用薄板２８ａ，２８
ｂと同じ厚さを有し、２９ａ，２９ｂを２８ａ，２８ｂ
の厚さの分だけ浮かせるスペーサとしての役割を果たす
ものである。また、受け側薄板２９ａ，２９ｂの他端部
（図６において左端部）は、押圧側薄板２８ａ，２８ｂ
の他端部にスラスト方向に移動可能に重合されている。

【００４５】支持台３０ａ，３０ｂは、ガイド孔３７
ａ，３７ｂをそれぞれ有しており、固定用ブロック２７
より外周側に位置して振動防止部本体２５の一側面（図
５において右側面）に複数本のボルト３８ａ，３８ｂに
より固定されている。支持台３０ａ，３０ｂのガイド孔
３７ａ，３７ｂは、固定用ブロック２７を介して互いに
対向している。

【００４６】押圧子３１ａ，３１ｂは、支持台３０ａ，
３０ｂのガイド孔３７ａ，３７ｂ内に、その軸方向に所
定範囲移動可能に嵌合されている。押圧子３１ａ，３１
ｂの一端部（固定用ブロック２７側端部）は受け側薄板
２９ａ，２９ｂの他端部に当接している。

【００４７】押圧バネ３２ａ，３２ｂは、押圧子３１
ａ，３１ｂの一端部と支持台３０ａ，３０ｂとの間に位
置して押圧子３１ａ，３１ｂに嵌装されている。押圧子
３１ａ，３１ｂは、押圧バネ３２ａ，３２ｂのバネ力に
より固定用ブロック２７側に向かって付勢されている。

【００４８】そして、押圧側薄板２８ａ，２８ｂは、押
圧バネ３２ａ，３２ｂにより固定用ブロック２７側に押
し付けられていることにより、押圧側薄板２８ａ，２８
ｂと固定用ブロック２７と受け側薄板２９ａ，２９ｂと
の間に接触面圧（摩擦力）が生じるようになっている。

【００４９】このような状態で、シャフト５やスリーブ
３′のスラスト方向に振動力が作用すると、押圧側薄板
２８ａ，２８ｂと固定用ブロック２７との間及び押圧側
薄板２８ａ，２８ｂと受け側薄板２９ａ，２９ｂとの間
に生じる摩擦力により、前記スラスト方向の振動力が抑
制され、シャフト５やスリーブ３′のスラスト方向の振
動が減衰される。

【００５０】本実施の形態に係る振動防止手段２３を設
けた予圧型スピンドルの２自由度系振動モデル及びその
ときの動剛性データは、上述した第１の実施の形態にお
ける図３及び図４と同様であり、上述した従来例より動
剛性が向上している。

【００５１】また、本実施の形態に係る予圧型スピンド
ルによれば、上述した第１の実施の形態と同様の効果を
奏する。

【００５２】なお、押圧側薄板２８ａ，２８ｂ、押圧側
薄板２９ａ，２９ｂ、押圧子３１ａ，３１ｂ及び押圧バ
ネ３２ａ，３２ｂは、上述した周方向２箇所のみに限ら
れるものではなく、周方向に等間隔を存して３箇所以上
設けてもよい。

【００５３】また、押圧側薄板２８ａ，２８ｂと受け側
薄板２９ａ，２９ｂとの間及び押圧側薄板２８ａ，２８
ｂと固定用ブロック２７との間には、適当な粘性を有す
る液体を塗布することにより、前記液体の粘性によりシ
ャフト５やスリーブ３′のスラスト方向の振動減衰特性
をより高めることもできる。

【００５４】更に、押圧側薄板２８ａ，２８ｂ及び受け
側薄板２９ａ，２９ｂ及び固定用ブロック２７の接触面
に、滑り案内面に多用されるターカイト等の耐摩材を接
着してもよい。

【００５５】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態を図７及び図８に基づき説明する。図７は
本発明の第３の実施の形態に係る予圧型スピンドルの構
成を示す縦断面図、図８は図７の矢印Ｃ方向から見た側
面図である。なお、図７及び図８において、上述した従
来例の図１９と同一部分には同一符号が付してある。

【００５６】図７及び図８において、図１９と異なる点
は、図１９の構成に振動防止手段３９を付加したことで
ある。この振動防止手段３９は、複数枚（本実施の形態
では２枚）の板バネ４０ａ，４０ｂと、これら板バネ４
０ａ，４０ｂをハウジング１に取り付けるための複数個
（本実施の形態では２個）の取付台４１ａ，４１ｂとか
らなる。取付台４１ａ，４１ｂは、ハウジング１の後側
部材１ｃの一側面（図７において右側面）に、互いに周
方向に１８０度偏位してボルト４２ａ，４２ｂにより固
定されている。これらの取付台４１ａ，４１ｂに板バネ
４０ａ，４０ｂの一端部がボルト４３ａ，４３ｂにより
固定され、板バネ４０ａ，４０ｂの他端部は、弓状に撓
んだ状態でスリーブ３の一端部（図７において右端部）
外周面に当接し、これにより板バネ４０ａ，４０ｂの他
端部は、スリーブ３の一端部外周面に押し付けられ、板
バネ４０ａ，４０ｂの他端部とスリーブ３の一端部外周
面との間に接触面圧（摩擦力）が生じるようになってい
る。

【００５７】このような状態で、シャフト５やスリーブ
３のスラスト方向に振動力が作用すると、板バネ４０
ａ，４０ｂの他端部とスリーブ３の一端部外周面との間
に生じる摩擦力により、前記スラスト方向の振動力が抑
制され、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向の振動
が減衰される。

【００５８】本実施の形態に係る振動防止手段３９を設
けた予圧型スピンドルの２自由度系振動モデル及びその
ときの動剛性データは、上述した第１の実施の形態にお
ける図３及び図４と同様であり、上述した従来例より動
剛性が向上している。

【００５９】また、本実施の形態に係る予圧型スピンド
ルは、上述した第１の実施の形態に係る予圧型スピンド
ルと同様の効果を奏する。

【００６０】なお、板バネ４０ａ，４０ｂ及び取付台４
１ａ，４１ｂは、上述した周方向２箇所のみに限られる
ものではなく、周方向に等間隔を存して３箇所以上設け
てもよい。

【００６１】また、板バネ４０ａ，４０ｂの他端部とス
リーブ３の一端部外周面との間には、適当な粘性を有す
る液体を塗布することにより、前記液体の粘性によりシ
ャフト５やスリーブ３のスラスト方向の振動減衰特性を
より高めることもできる。

【００６２】更に、板バネ４０ａ，４０ｂとスリーブ３
の接触面に、滑り案内面に多用されるターカイト等の耐
摩材を接着してもよい。

【００６３】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態を図９及び図１０に基づき説明する。図９
は、本発明の第４の実施の形態に係る予圧型スピンドル
の構成を示す縦断面図であり、同図において上述した従
来例の図１９と同一部分には、同一符号が付してある。

【００６４】図９において図１９と異なる部分は、図１
９の構成に振動防止手段４４を付加したことである。こ
の振動防止手段４４は、ハウジング１の後側部材１ｃの
後端部に接続固定した円筒状の振動防止部本体４５と、
複数枚（本実施の形態では２枚）の薄板４６ａ，４６ｂ
とから構成されている。

【００６５】振動防止部本体４５は、ハウジング１の後
側部材１ｃの一端部（図９において右端部）に固定され
て、ハウジング１と一体化されている。

【００６６】薄板４６ａ，４６ｂは、曲げ剛性の低いバ
ネ性を有する薄い（例えば、板厚０．３ｍｍ）金属板か
らなり、その一端部（図９において左端部）はスリーブ
３の一端部（図において右端部）に互いに１８０度偏位
して設けられた取付面にボルト４７ａ，４７ｂにより固
定されている。薄板４６ａ，４６ｂの他端部（図９にお
いて右端部）は、振動防止部本体４５に形成されたスリ
ット４８ａ，４８ｂ内にアライメント誤差に比べて十分
大きな微小隙間（例えば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ）を
存して遊嵌されている。薄板４６ａ，４６ｂの他端部と
スリット４８ａ，４８ｂとの間の隙間には、高粘度部材
（例えば、グリース）４９ａ，４９ｂが充填されてお
り、この高粘度部材４９ａ，４９ｂにより粘性ダンパー
作用が生じるようになっている。

【００６７】このような状態で、シャフト５やスリーブ
３のスラスト方向に振動力が作用すると、高粘度部材４
９ａ，４９ｂの粘性ダンパー作用により、前記スラスト
方向の振動力が抑制され、シャフト５やスリーブ３のス
ラスト方向の振動が減衰される。

【００６８】図１０には、図９に示す本実施の形態に係
る振動防止手段４４を設けた予圧型スピンドルの２自由
度系振動モデルを示す。なお、図１０中、Ｋ2は前側軸
受２のスラスト方向の剛性、Ｋ4は後側軸受４の剛性、
Ｋ6は予圧バネ６の剛性、Ｍ5+7はシャフト系（シャフト
５及びロータ７等）の質量、Ｍ3はスリーブ系の質量で
ある。また、Ｋ2,Ｋ4＞Ｋ6であるが、Ｋ6と並列に粘性
ダンパーがあることが図２０の従来例と異なる。

【００６９】図９に示す２自由度系振動モデルのときの
動剛性データは、上述した第１の実施の形態における図
４と同様であり、上述した従来例より動剛性が向上して
いる。

【００７０】また、本実施の形態に係る予圧スピンドル
は、振動防止手段４４の構成が簡単で且つアライメント
が悪くても各軸受２，４に無理な力がかかることがない
ので、高い組立精度を必要としない。

【００７１】また、振動防止手段４４は後側軸受４と離
間した位置に設けてあるため、後側軸受４の外輪を変形
させる恐れがない。

【００７２】また、比較的高周波の振動にも減衰能があ
る。

【００７３】更に、薄板４６ａ，４６ｂを周方向に等間
隔に設けているため、上述した振動防止手段４４の構成
が簡単で且つスリーブ３やシャフト５にスラスト方向以
外の偏荷重を作用させることがない。

【００７４】なお、スリット４８ａ，４８ｂのスリーブ
３側の開口面をシール部材によりシールすることによ
り、高粘度部材４９ａ，４９ｂがスリット４８ａ，４８
ｂから漏出しないようにしてもよい。

【００７５】また、薄板４６ａ，４６ｂは、上述した周
方向２箇所のみに限られるものではなく、周方向に等間
隔を存して３箇所以上設けてもよい。

【００７６】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態を図１１に基づき説明する。図１１は、本
発明の第５の実施の形態に係る予圧型スピンドルの構成
を示す縦断面図であり、同図において上述した従来例の
図１９と同一部分には、同一符号が付してある。図１１
において図１９と異なる部分は、図１９の構成に振動防
止手段４９を付加したことである。この振動防止手段４
９は、ハウジング１の後側部材１ｃの一端部（図１１に
おいて右端部）内周面とスリーブ３の一端部（図１１に
おいて右端部）外周面との間にアライメント誤差に比べ
て十分大きな微小隙間（例えば、０．１ｍｍ〜０．３ｍ
ｍ）を設け、この隙間に高粘度部材（例えば、グリー
ス）５０を充填して構成されている。この高粘度部材５
０により粘性ダンパー作用が生じるようになっている。

【００７７】このような状態で、シャフト５やスリーブ
３のスラスト方向に振動力が作用すると、高粘度部材５
０の粘性ダンパー作用により、前記スラスト方向の振動
力が抑制され、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向
の振動が減衰される。

【００７８】本実施の形態に係る振動防止手段４９を設
けた予圧型スピンドルの２自由度系振動モデル及びその
ときの動剛性データは、上述した第４の実施の形態にお
ける図１０及び第１の実施の形態における図４と同様で
あり、上述した従来例より動剛性が向上している。

【００７９】また、本実施の形態に係る予圧スピンドル
は、振動防止手段４９の構成が簡単で且つアライメント
が悪くても各軸受２，４に無理な力がかかることがない
ので、高い組立精度を必要としない。

【００８０】また、振動防止手段４９は後側軸受４と離
間した位置に設けてあるため、後側軸受４の外輪を変形
させる恐れがない。

【００８１】更に、比較的高周波の振動にも減衰能があ
る。

【００８２】なお、高粘度部材５０を充填する隙間の両
側部分を０リング等のシール部材によりシールして、高
粘度部材５０が前記隙間から漏出しないようにしてもよ
い。 （第６の実施の形態）次に、本発明の第６の実施の形態
を図１２に基づき説明する。図１２は、本発明の第６の
実施の形態に係る予圧型スピンドルの構成を示す縦断面
図であり、同図において上述した従来例の図１９と同一
部分には、同一符号が付してある。図１２において図１
９と異なる部分は、図１９の構成に振動防止手段５１を
付加したことである。この振動防止手段５１は、ハウジ
ング１の後側部材１ｃの内端面とリング部材１２との間
に環状部材５２を配設し、この環状部材５２を後側部材
１ｃの内端面に複数本のボルト５３により固定し、この
環状部材５２の内周面とスリーブ３の外周面との間にア
ライメント誤差に比べて十分大きな微小隙間（例えば、
０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ）を設け、この隙間に高粘度部
材（例えば、グリース）５４を充填して構成されてい
る。この高粘度部材５４により粘性ダンパー作用が生じ
るようになっている。

【００８３】このような状態で、シャフト５やスリーブ
３のスラスト方向に振動力が作用すると、高粘度部材５
４の粘性ダンパー作用により、前記スラスト方向の振動
力が抑制され、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向
の振動が減衰される。

【００８４】本実施の形態に係る振動防止手段５１を設
けた予圧型スピンドルの２自由度系振動モデル及びその
ときの動剛性データは、上述した第４の実施の形態にお
ける図１０及び第１の実施の形態における図４と同様で
あり、上述した従来例より動剛性が向上している。

【００８５】また、本実施の形態に係る振動防止手段５
１は、上述した第６の実施の形態に係る振動防止手段と
同様の効果を奏する。

【００８６】（第７の実施の形態）次に、本発明の第７
の実施の形態を図１３及び図１４に基づき説明する。図
１３は、本発明の第７の実施の形態に係る予圧型スピン
ドルの構成を示す縦断面図であり、同図において上述し
た従来例の図１９と同一部分には、同一符号が付してあ
る。本実施の形態に係る予圧型スピンドルは、定圧予圧
形式から定位置予圧形式及びその逆に切り換えできるよ
うにしたものである。

【００８７】図１３において図１９と異なる部分は、図
１９の構成に振動防止手段５５を付加したことである。
この振動防止手段５５は、ハウジング１の後側部材１ｃ
の後端部に接続固定した円筒状の振動防止部本体５６
と、方形状の固定用ブロック５７と、複数枚（本実施の
形態では２枚）の押圧側薄板５８ａ，５８ｂと、複数枚
（本実施の形態では２枚）の受け側薄板５９ａ，５９ｂ
と、複数個（本実施の形態では２個）のアクチュエータ
である油圧シリンダ６０ａ，６０ｂとから構成されてい
る。

【００８８】振動防止部本体５６は、ハウジング１の後
側部材１ｃの一端部（図１において右端部）に固定され
て、ハウジング１と一体化されている。

【００８９】固定用ブロック５７は、振動防止部本体５
６の中央部の取り付け孔内に嵌合されて、複数本のボル
ト６１により振動防止部本体５６に固定されている。

【００９０】押圧側薄板５８ａ，５８ｂは曲げ剛性の低
いバネ性を有する薄い（例えば、板厚０．３ｍｍ）金属
板からなり、ハウジング１の周方向に互いに１８０度偏
位して互いに対向して配設されている。押圧側薄板５８
ａ，５８ｂの各一端部（図１において左端部）は、スリ
ーブ３の一端部（図１において右端部）に設けた取付面
にボルト６２ａ，６２ｂによりそれぞれ固定されてい
る。また、押圧側薄板５８ａ，５８ｂの各他端部（図１
において右端部）は、固定用ブロック５７の図において
左端部の受け面にスラスト方向に移動可能に重合されて
いる。

【００９１】受け側薄板５９ａ，５９ｂも曲げ剛性の低
いバネ性を有する薄い（例えば、板厚０．３ｍｍ）金属
板からなり、押圧側薄板５８ａ，５８ｂと対応してハウ
ジング１の周方向に互いに１８０度偏位して互いに対向
して配設されている。受け側薄板５９ａ，５９ｂの各一
端部（図１において右端部）は、振動防止部本体５６と
固定用ブロック５７との間にボルトによりそれぞれ挟持
固定されている。また、受け側薄板５９ａ，５９ｂの各
他端部（図１において左端部）は、押圧側薄板５８ａ，
５８ｂの他端部にスラスト方向に移動可能に重合されて
いる。

【００９２】油圧シリンダ６０ａ，６０ｂは、振動防止
部本体５６の内周面と受け側薄板５９ａ，５９ｂの各他
端部との間に配設されている。油圧シリンダ６０ａ，６
０ｂの各シリンダ本体６３ａ，６３ｂの一端部は、振動
防止部本体５６の内周面に固定され、油圧シリンダ６０
ａ，６０ｂの各ピストンロッド６４ａ，６４ｂの各先端
部は、受け側薄板５９ａ，５９ｂの各他端部に当接して
いる。

【００９３】そして、受け側薄板５９ａ，５９ｂは、予
圧型スピンドルが熱的平衡状態、即ちシャフト５の熱膨
脹が収束した状態に達した時点で、油圧シリンダ６０
ａ，６０ｂの各ピストンロッド６４ａ，６４ｂが固定用
ブロック５７側に移動して、受け側薄板５９ａ，５９ｂ
を介して押圧側薄板５８ａ，５８ｂを固定用ブロック５
７に押しつけることにより、押圧側薄板５８ａ，５８ｂ
と固定用ブロック５７との間及び押圧側薄板５８ａ，５
８ｂと受け側薄板５９ａ，５９ｂとの間に接触面圧（摩
擦力）がそれぞれ生じるようになっている。

【００９４】油圧シリンダ６０ａ，６０ｂの各ピストン
ロッド６４ａ，６４ｂが固定用ブロック５７側に移動し
て、受け側薄板５９ａ，５９ｂを介して押圧側薄板５８
ａ，５８ｂを固定用ブロック５７に押しつけたとき、油
圧シリンダ６０ａ，６０ｂの各ピストンロッド６４ａ，
６４ｂは、スリーブ３やシャフト５の軸芯に対して直角
方向に動作し、スリーブ３の位置がスラスト方向にずれ
ないものとする。

【００９５】更に、油圧シリンダ６０ａ，６０ｂの各ピ
ストンロッド６４ａ，６４ｂは、受け側薄板５９ａ，５
９ｂを介して押圧側薄板５８ａ，５８ｂを固定用ブロッ
ク５７に押しつけるため、押圧側薄板５８ａ，５８ｂに
はスラスト方向の力はほとんどかからない。

【００９６】予圧型スピンドルの熱的平衡状態、即ちシ
ャフト５の熱膨張が収束した状態は、熱的平衡状態検出
手段である変位センサー６６により検出できるようにな
っている。この変位センサー６６は、振動防止部本体５
６の内周面所定箇所に固定されたブラケット６６ａの先
端部に取り付けられて、シャフト５の後端部（図１３に
おいて右端部）と対向している。変位センサー６６の軸
線はシャフト５の軸線と整合されていて、シャフト５の
熱影響による変位を検出するものである。変位センサー
６６の出力側は増幅器６７に接続され、この増幅器６７
の出力側はデータ処理部６８に接続され、このデータ処
理部６８の出力側はコントローラ６９に接続され、この
コントローラ６９の出力側は油圧シリンダ６０ａ，６０
ｂに接続されている。そして、変位センサー６６がシャ
フト５の後端部の熱影響による変位を検出すると、その
検出信号が増幅器６７を介してデータ処理部６８に入力
され、データ処理部６８では逐次入力される信号を監視
していて、予め用意されたプログラムに基づき、一定時
間内での変位の値の変動幅が所定の値以下となることが
検知されると、コントローラ６９に対し信号を出力す
る。コントローラ６９は、この信号を受信すると、押圧
シリンダ６０ａ，６０ｂの制御を開始する。即ち、コン
トローラ６９からの制御信号により油圧シリンダ６０
ａ，６０ｂが制御されるようになっている。

【００９７】予圧型スピンドルが熱的平衡状態に達した
時点で、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向に振動
力が作用すると、油圧シリンダ６０ａ，６０ｂの各ピス
トンロッド６４ａ，６４ｂが、受け側薄板５９ａ，５９
ｂを介して押圧側薄板５８ａ，５８ｂを固定用ブロック
５７に押しつけることにより、押圧側薄板５８ａ，５８
ｂと固定用ブロック５７との間及び押圧側薄板５８ａ，
５８ｂと受け側薄板５９ａ，５９ｂとの間にそれぞれ生
じる摩擦力により、前記スラスト方向の振動力が抑制さ
れ、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向の振動が減
衰される。

【００９８】このとき、押圧側薄板５８ａ，５８ｂは、
スラスト方向にのみスリーブ３を拘束し、ハウジング１
やブロック５７と、押圧側薄板５８ａ，５８ｂとのアラ
イメントが悪くても、押圧側薄板５８ａ，５８ｂの曲げ
剛性が低いため、ラジアル方向やモーメント方向にスリ
ーブ３を拘束することはなく、スラスト方向のみの静・
動剛性を向上させることができる。

【００９９】即ち、本実施の形態に係る予圧型スピンド
ルによれば、予圧型スピンドルが熱的平衡状態、即ちシ
ャフト５の熱膨張が収束した状態で油圧シリンダ６０
ａ，６０ｂの各ピストンロッド６４ａ，６４ｂを作動さ
せて、受け側薄板５９ａ，５９ｂを介して押圧側薄板５
８ａ，５８ｂを固定用ブロック５７に押しつけクランプ
することにより、図２０に示す２自由度系が図１４に示
すように１自由度系となり、予圧型スピンドルのスラス
ト方向の静・動剛性が向上する。

【０１００】そして、予圧型スピンドルの使用が終了し
たら、前記クランプを解除した後、その回転を停止させ
る。このように、予圧型スピンドルの使用中のみ、後側
軸受４の位置をシャフト５の熱膨張分変位させた状態で
クランプすることにより、即ち定圧予圧型式から定位置
予圧型式に切り換えることで、予圧型スピンドルのスラ
スト方向の静・動剛性が向上する。

【０１０１】図１４には、図１３に示す本実施の形態に
係る振動防止手段５５を設けた予圧型スピンドルの１自
由度系振動モデルを示す。なお、図１３中、Ｋ2は前側
軸受２のスラスト方向の剛性、Ｋ4は後側軸受４の剛
性、Ｍ5+7はシャフト系（シャフト５及びロータ７等）
の質量である。

【０１０２】実用上は、予め予圧型スピンドルが熱的平
衡状態に到達するまでの時間を上記のような方法で計測
しておき、実際のスピンドルの使用時には、変位センサ
は用いず、予め計測した時間をセットしたタイマーによ
りクランプ用のアクチュエータである油圧シリンダ６０
ａ，６０ｂを作動させることもできる。

【０１０３】また、後述の実施の形態のように、変位セ
ンサに代え、温度センサを用いるようにしてもよい。

【０１０４】本実施の形態に係る予圧型スピンドルによ
れば、シャフト５の熱膨張により軸受予圧が大きく変動
してしまうという定位置予圧形式の短所及び予圧型スピ
ンドルのスラスト方向の静・動剛性が低く、この方向の
振動が生じやすいという定圧予圧形式の短所を同時に解
消することができる。

【０１０５】なお、押圧側薄板５８ａ，５８ｂ、受け側
薄板５９ａ，５９ｂ及び油圧シリンダ６０ａ，６０ｂ
は、上述した周方向２箇所のみに限られるものではな
く、周方向に等間隔を存して３箇所以上設けてもよい。

【０１０６】また、押圧側薄板５８ａ，５８ｂ、受け側
薄板５９ａ，５９ｂ及びブロック５７の接触面に、滑り
案内面に多用されるターカイト等の耐摩材を接着しても
よい。

【０１０７】（第８の実施の形態）次に、本発明の第８
の実施の形態を図１５に基づき説明する。図１５は本発
明の第８の実施の形態に係る予圧型スピンドルの構成を
示す縦断面図である。なお、図１５において、上述した
従来例の図１９と同一部分には、同一符号が付してあ
る。図１５において図１９と異なる点は、図１９の構成
に振動防止手段７０、温度記録装置７１、データ処理部
７２、コントローラ７３及び油圧系統７４を付加したこ
とである。

【０１０８】本実施の形態に係る振動防止手段７０は、
ハウジング１の後側部材１ｃの後端部に接続固定した円
筒状の振動防止部本体７５を有している。振動防止部本
体７５は、ハウジング１の後側部材１ｃの一端部（図１
５において右端部）に固定されて、ハウジング１と一体
化されている。振動防止部本体７５は、外周側部材７５
ａと内周側部材７５ｂとからなる２重構造である。外周
側部材７５ａと内周側部材７５ｂとの間には環状溝７６
が形成され、この環状溝７６内には、油７７が充填され
ている。外周側部材７５ａと内周側部材７５ｂとの接合
面には、環状溝７６の両側に位置してシールリング７８
ａ，７８ｂが設けられており、これらのシールリング７
８ａ，７８ｂにより、環状溝７６内の油７７が外周側部
材７５ａと内周側部材７５ｂとの接合面から外方へ漏出
しないようになっている。内周側部材７５ｂの環状溝７
６の底部は、その中央部が厚肉部７９ａとされ且つその
両側が薄肉部７９ｂとされている。この厚肉部７９ａ
は、スリーブ３の一端部（図１５において右端部）のフ
ランジ３ａの外周面に重合している。そして、環状溝７
６内の油７７の圧力を高めることにより、薄肉部７９ｂ
が中心側に向かって変形し、これに伴って厚肉部７９ａ
も中心側に変位してフランジ３ａの外周面に密着してフ
ランジ３ａをクランプするようになっている。

【０１０９】温度記録装置７１は、前側軸受２及び後側
軸受４の温度、即ち予圧型スピンドルの熱的平衡状態
（シャフト５の熱膨張が収束した状態）を検出する温度
センサー８０ａ，８０ｂに接続され、温度センサー８０
ａ，８０ｂの検出した温度データを記録するようになっ
ている。データ処理部７２は温度記録装置７１の出力側
に接続されている。データ処理部７２の出力側はコント
ローラ７３に接続され、このコントローラ７３の出力側
は油圧系統７４に接続され、この油圧系統７４は環状溝
７６内の油７７に接続されている。

【０１１０】そして、温度センサー８０ａ，８０ｂの検
出した温度データは、データ処理部７２で一定時間内で
の温度の値の変動幅が所定の値以下となると、前記第７
の実施の形態の場合と同様、信号がコントローラ７３に
送られ、このコントローラ７３からの制御信号により油
圧系統７４が制御されて、環状溝７６内の油７７に対し
て圧力をかけたり、その圧力を解除し得るようになって
いる。

【０１１１】予圧型スピンドルが熱的平衡状態に達した
時点で、環状溝７６内の油７７に対して圧力がかかり、
薄肉部７９ｂが中心側に向かって変形し、これに伴って
厚肉部７９ａも中心側に変位してフランジ３ａの外周面
に密着してフランジ３ａをクランプする。これにより、
スピンドルのスラスト方向の振動力が抑制され、シャフ
ト５やスリーブ３のスラスト方向の振動が減衰される。

【０１１２】本実施の形態に係る予圧型スピンドルの１
軸系振動モデルは、上述した第７の実施の形態における
図１４と同様であり、上述した従来例より静剛性及び動
剛性が向上している。

【０１１３】実用上は、予め予圧型スピンドルが熱的平
衡状態に到達するまでの時間を上記のような方法で計測
しておき、実際のスピンドルの使用時には、温度センサ
は用いず、予め計測した時間をセットしたタイマーによ
りクランプ用のアクチュエータである押圧系統７４を作
動させることもできる。

【０１１４】また、熱平衡状態（熱膨張が収束した状
態）を検知するのに温度センサを用いたが、代わりに第
７の実施の形態と同様に変位センサを用いた構成として
もよい。

【０１１５】また、本実施の形態に係る予圧型スピンド
ルは、上述した第７の実施の形態に係る予圧型スピンド
ルと同様の効果を奏する。

【０１１６】（第９の実施の形態）次に、本発明の第９
の実施の形態を図１６に基づき説明する。図１６は本発
明の第９の実施の形態に係る予圧型スピンドルの構成を
示す縦断面図である。なお、図１６において、上述した
従来例の図１９と同一部分には、同一符号が付してあ
る。図１６において図１９と異なる点は、図１９の構成
に振動防止手段８１、温度記録装置８２、データ処理部
８３、コントローラ８４及び油圧系統８５を付加したこ
とである。

【０１１７】本実施の形態に係る振動防止手段８１は、
ハウジング１の後側部材１ｃの後端部に接続固定した円
筒状の振動防止部本体８６を有している。振動防止部本
体８６は、ハウジング１の後側部材１ｃの一端部（図１
６において右端部）に固定されて、ハウジング１と一体
化されている。振動防止部本体８６は、外周側部材８６
ａと内周側部材８６ｂとからなる２重構造である。外周
側部材８６ａと内周側部材８６ｂとの間には環状溝８７
が形成され、この環状溝８７内には、油８８が充填され
ている。外周側部材８６ａと内周側部材８６ｂとの接合
面には、環状溝８７の両側に位置してシールリング８９
ａ，８９ｂが設けられており、これらのシールリング８
９ａ，８９ｂにより、環状溝８７内の油８８が外周側部
材８６ａと内周側部材８６ｂとの接合面から外方へ漏出
しないようになっている。内周側部材８６ｂの環状溝８
７の底部は、その中央部が薄肉部９０ａとされ且つその
両側が厚肉部９０ｂとされている。内周側部材８６ｂの
内周面はスリーブ３の外周面に摺接している。そして、
環状溝８７内の油８８の圧力を高めることにより、薄肉
部９０ａが中心側に向かって変形し、スリーブ３の外周
面に密着して該スリーブ３をクランプするようになって
いる。

【０１１８】温度記録装置８２は、前側軸受２及び後側
軸受４の温度、即ち予圧型スピンドルの熱的平衡状態
（シャフト５の熱膨張が収束した状態）を検出する温度
センサー９１ａ，９１ｂに接続され、温度センサー９１
ａ，９１ｂの検出した温度データを記録するようになっ
ている。データ処理部８３は温度記録装置８２の出力側
に接続されている。データ処理部８３の出力側はコント
ローラ８４に接続され、このコントローラ８４の出力側
は油圧系統８５に接続され、この油圧系統８５は環状溝
８７内の油８８に接続されている。

【０１１９】そして、温度センサー９１ａ，９１ｂの検
出した温度データは、データ処理部８３で一定時間内で
の温度の値の変動幅が所定の値以下となると、前記第８
の実施の形態の場合と同様、信号がコントローラ８４に
送られ、このコントローラ８４からの制御信号により油
圧系統８５が制御されて、環状溝８７内の油８８に対し
て圧力をかけたり、その圧力を解除し得るようになって
いる。

【０１２０】予圧型スピンドルが熱的平衡状態に達した
時点で、環状溝８７内の油８８に対して圧力がかかり、
薄肉部９０ａが中心側に向かって変形してスリーブ３の
外周面に密着して該スリーブ３をクランプする。これに
より、予圧型スピンドルのスラスト方向の振動力が抑制
され、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向の振動が
減衰される。

【０１２１】本実施の形態に係る予圧型スピンドルの１
軸系振動モデルは、上述した第７の実施の形態における
図１４と同様であり、上述した従来例より静剛性及び動
剛性が向上している。

【０１２２】実用上は、予め予圧型スピンドルが熱的平
衡状態に到達するまでの時間を上記のような方法で計測
しておき、実際のスピンドルの使用時には、温度センサ
は用いず、予め計測した時間をセットしたタイマーによ
りクランプ用のアクチュエータである油圧系統８５を作
動させることもできる。

【０１２３】また、熱平衡状態（熱膨張が収束した状
態）を検知するのに温度センサを用いたが、代わりに第
７の実施の形態と同様に変位センサを用いた構成として
もよい。

【０１２４】また、本実施の形態に係る予圧型スピンド
ルは、上述した第７の実施の形態に係る予圧型スピンド
ルと同様の効果を奏する。

【０１２５】なお、本実施の形態の場合の予圧バネ６
は、スリーブ３のフランジ３ａと内周側部材８６ｂの一
端部（図１６において右端部）との間に配設されてい
る。

【０１２６】（第１０の実施の形態）次に、本発明の第
１０の実施の形態を図１７に基づき説明する。図１７
は、本発明の第１０の実施の形態に係る予圧型スピンド
ルの構成を示す縦断面図であり、同図において上述した
従来例の図１９と同一部分には、同一符号が付してあ
る。図１７において図１９と異なる部分は、図１９の構
成に振動防止手段９２、温度記録装置９３、データ処理
部９４、コントローラ９５を付加したことである。

【０１２７】本実施の形態に係る振動防止手段９２は、
ハウジング１の後側部材１ｃの後端部に接続固定した円
筒状の振動防止部本体９６と、外形把握チャック９７と
から構成されている。振動防止部本体９６の外径はハウ
ジング１の外径と同一に設定されている。振動防止部本
体９６は、ハウジング１の後側部材１ｃの一端部（図１
７において右端部）に固定されて、ハウジング１と一体
化されている。振動防止部本体９６は、その内部に環状
の中空部９８を有し、該中空部９８内に外形把握チャッ
ク９７が設けられている。振動防止部本体９６の中空部
９８の底部は、その中央部が厚肉部９８ａとされ且つそ
の両側が薄肉部９８ｂとされている。この厚肉部９８ａ
は、スリーブ３の一端部（図１７において右端部）のフ
ランジ３ａの外周面に重合している。そして、外形把握
チャック９７を作動させることにより、厚肉部９８ａが
中心側に向かって変形し、フランジ３ａの外周面に密着
してフランジ３ａをクランプするようになっている。

【０１２８】温度記録装置９３は、前側軸受２及び後側
軸受４の温度、即ちスピンドルの熱的平衡状態（シャフ
ト５の熱膨張が収束した状態）を検出する温度センサー
９９ａ，９９ｂに接続され、温度センサー９９ａ，９９
ｂの検出した温度データを記録するようになっている。
データ処理部９４は温度記録装置９３の出力側に接続さ
れている。データ処理部９４の出力側はコントローラ９
５に接続され、このコントローラ９５の出力側は外形把
握チャック９７に接続されている。

【０１２９】そして、温度センサー９９ａ，９９ｂの検
出した温度データは、データ処理部９４で一定時間内で
の温度の値の変動幅が所定の値以下となると、前記第８
の実施の形態の場合と同様、信号がコントローラ９５に
送られ、このコントローラ９５からの制御信号により外
形把握チャック９７が作動し得るようになっている。

【０１３０】予圧型スピンドルが熱的平衡状態に達した
時点で、外形把握チャック９７が作動し、厚肉部９８ａ
が中心側に向かって変形してフランジ３ａの外周面に密
着し、該フランジ３ａをクランプする。これにより、予
圧型スピンドルのスラスト方向の振動力が抑制され、シ
ャフト５やスリーブ３のスラスト方向の振動が減衰され
る。

【０１３１】本実施の形態に係る予圧型スピンドルの１
軸系振動モデルは、上述した第７の実施の形態における
図１４と同様であり、上述した従来例より静剛性及び動
剛性が向上している。

【０１３２】実用上は、予め予圧型スピンドルが熱的平
衡状態に到達するまでの時間を上記のような方法で計測
しておき、実際のスピンドルの使用時には、温度センサ
は用いず、予め計測した時間をセットしたタイマーによ
りクランプ用のアクチュエータである外形把握チャック
９７を作動させることもできる。

【０１３３】また、熱平衡状態（熱膨張が収束した状
態）を検知するのに温度センサを用いたが、代わりに第
７の実施の形態と同様に変位センサを用いた構成として
もよい。

【０１３４】また、本実施の形態に係る予圧型スピンド
ルは、上述した第７の実施の形態に係る予圧型スピンド
ルと同様の効果を奏する。

【０１３５】（第１１の実施の形態）次に、本発明の第
１１の実施の形態を図１８に基づき説明する。図１８
は、本発明の第１１の実施の形態に係る予圧型スピンド
ルの構成を示す縦断面図であり、同図において上述した
従来例の図１９と同一部分には、同一符号が付してあ
る。図１８において図１９と異なる部分は、後側軸受４
の外輪に直接予圧をかけるようにしたタイプであるこ
と、ハウジングの構成、図１９の構成に振動防止手段１
００、温度記録装置１０１、データ処理部１０２、コン
トローラ１０３、油圧系統１０４を付加したことであ
る。

【０１３６】本実施の形態に係るハウジング１゛は、前
側部材１゛ａ、中間部材１゛ｂ、後側部材１゛ｃよりな
る。後側部材１゛ｃは中間部材１゛ｂの後端部外周に嵌
合されている。中間部材１゛ｂの後端部外周面には環状
溝１０６が形成され、この環状溝１０６内には、油１０
７が充填されている。環状溝１０６の両側に位置して中
間部材１゛ｂと後側部材１゛ｃとの間には、シールリン
グ１０８ａ，１０８ｂが設けられ、これらシールリング
１０８ａ，１０８ｂにより、環状溝１０６内の油１０７
が中間部材１゛ｂと後側部材１゛ｃとの間から漏出しな
いようになっている。

【０１３７】中間部材１゛ｂの内部に形成された段部に
はバネ受けリング１０９が当接され、後側軸受４の一端
部（図１８において左端部）にはリング状のスリーブ３
゛の一端部（図１８において右端部）が当接されてい
る。そして、バネ受けリング１０９とスリーブ３゛との
間に予圧バネ６が介装されている。従って、予圧バネ６
により後側軸受４の外輪に直接予圧がかけられている。

【０１３８】本実施の形態に係る振動防止手段１００
は、油１０７を含む環状溝１０６を有している。環状溝
１０６は油圧系統１０５に接続されている。後側部材１
゛ｃの環状溝１０６の底部は薄肉部１０９とされ、この
薄肉部１０９はスリーブ３゛の外周面に当接している。
そして、環状溝１０６内の油１０７に圧力をかけること
により、薄肉部１０９が中心側に向かって変形してスリ
ーブ３゛の外周面に密着し、該スリーブ３゛をクランプ
するようになっている。

【０１３９】温度記録装置１０１は、前側軸受２及び後
側軸受４の温度、即ちスピンドルの熱的平衡状態（シャ
フト５の熱膨張が収束した状態）を検出する温度センサ
ー１１０ａ，１１０ｂに接続され、温度センサー１１０
ａ，１１０ｂの検出した温度データを記録するようにな
っている。データ処理部１０２は温度記録装置１０１の
出力側に接続されている。データ処理部１０２の出力側
はコントローラ１０３に接続され、このコントローラ１
０３の出力側は油圧系統１０４に接続されている。

【０１４０】そして、温度センサー１１０ａ，１１０ｂ
の検出した温度データは、データ処理部１０２で一定時
間内での変位の値の変動幅が所定の値以下となると、前
記第８の実施の形態の場合と同様、信号がコントローラ
１０３に送られ、このコントローラ１０３からの制御信
号により油圧系統１０４を介して環状溝１０６内の油１
０７に圧力がかかるようになっている。

【０１４１】予圧型スピンドルが熱的平衡状態に達した
時点で、環状溝１０６内の油１０７に圧力がかかり、薄
肉部１０９が中心側に向かって変形してスリーブ３゛の
外周面に密着し、該スリーブ３゛をクランプする。これ
により、予圧型スピンドルのスラスト方向の振動力が抑
制され、シャフト５やスリーブ３のスラスト方向の振動
が減衰される。

【０１４２】本実施の形態に係る予圧型スピンドルの１
軸系振動モデルは、上述した第７の実施の形態における
図１４と同様であり、上述した従来例より静剛性及び動
剛性が向上している。

【０１４３】実用上は、予め予圧型スピンドルが熱的平
衡状態に到達するまでの時間を上記のような方法で計測
しておき、実際のスピンドルの使用時には、温度センサ
は用いず、予め計測した時間をセットしたタイマーによ
りクランプ用のアクチュエータである油圧系統１０４を
作動させることができる。

【０１４４】また、熱平衡状態（熱膨張が収束した状
態）を検知するのに温度センサを用いたが、代わりに第
７の実施の形態と同様に変位センサを用いた構成として
もよい。

【０１４５】また、本実施の形態に係る予圧型スピンド
ルは、上述した第７の実施の形態に係る予圧型スピンド
ルと同様の効果を奏する。

【０１４６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の予圧型スピ
ンドルによれば、ハウジングとスリーブとの間に振動防
止手段を設けたから、スラスト方向の振動を確実に防止
する事ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る予圧型スピン
ドルの構成を示す縦断面図である。

【図２】図１の矢印Ａ方向から見た側面図である。

【図３】図１に示す予圧型スピンドルの２自由度系振動
モデルを示す図である。

【図４】図１に示す予圧型スピンドルの図３に示す２自
由度系振動モデルにおけるスラスト方向の動剛性を示す
図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る予圧型スピン
ドルの構成を示す縦断面図である。

【図６】図１の矢印Ｂ方向から見た側面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態に係る予圧型スピン
ドルの構成を示す縦断面図である。

【図８】図１の矢印Ｃ方向から見た側面図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態に係る予圧型スピン
ドルの構成を示す縦断面図である。

【図１０】図９に示す予圧型スピンドルの２自由度系振
動モデルを示す図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る予圧型スピ
ンドルの構成を示す縦断面図である。

【図１２】本発明の第６の実施の形態に係る予圧型スピ
ンドルの構成を示す縦断面図である。

【図１３】本発明の第７の実施の形態に係る予圧型スピ
ンドルの構成を示す縦断面図である。

【図１４】図１３に示す予圧型スピンドルの１自由度系
振動モデルを示す図である。

【図１５】本発明の第８の実施の形態に係る予圧型スピ
ンドルの構成を示す縦断面図である。

【図１６】本発明の第９の実施の形態に係る予圧型スピ
ンドルの構成を示す縦断面図である。

【図１７】本発明の第１０の実施の形態に係る予圧型ス
ピンドルの構成を示す縦断面図である。

【図１８】本発明の第１１の実施の形態に係る予圧型ス
ピンドルの構成を示す縦断面図である。

【図１９】従来の予圧型スピンドルの構成を示す縦断面
図である。

【図２０】図１９に示す従来の予圧型スピンドルの２自
由度系振動モデルを示す図である。

【図２１】図１９に示す従来の予圧型スピンドルの図２
０に示す２自由度系振動モデルにおけるスラスト方向の
動剛性を示す図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １′ ハウジング １゛ ハウジング ２ 前側軸受 ３ スリーブ ３′ スリーブ ３゛ スリーブ ４ 後側軸受 ５ シャフト ６ 予圧バネ ５ 振動防止手段 ２３ 振動防止手段 ３９ 振動防止手段 ４４ 振動防止手段 ４９ 振動防止手段 ５１ 振動防止手段 ５５ 振動防止手段 ７０ 振動防止手段 ８１ 振動防止手段 ９２ 振動防止手段 １００振動防止手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、該ハウジングの前側内部
   に装着された前側軸受と、前記ハウジングの後側内部に
   その軸線方向に所定範囲移動可能に装着されたスリーブ
   と、該スリーブの前側内部に該スリーブと一体に移動可
   能に装着された後側軸受と、前記ハウジングの内部に前
   記前側軸受と前記後側軸受とを介して回転自在に支持さ
   れたシャフトと、前記後側軸受にその軸方向への予圧を
   付与する予圧バネとを具備した予圧型スピンドルにおい
   て、前記スリーブの前記後側軸受とその軸方向に離間し
   た位置に前記ハウジングと一体に設けられ且つ円周上等
   間隔または円周上全周に亘って振動防止作用を行なう振
   動防止手段を設けたことを特徴とする予圧型スピンド
   ル。