JPH10281229A - 回転軸のアンバランス修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸の長手方向中間部に存在するアンバラ
ンスをハウジング外部からの操作で簡単に修正し、遠心
力による回転軸の撓曲並びに振動を抑制する。 【手段】 主軸頭ハウジング１の内部において、主軸２
の外周にリング１１を一体回転可能に組み付ける。リン
グ１１の複数の径方向孔１２に錘として機能する鋼球１
３をバネ１４で外側へ付勢した状態で収容する。リング
１１の主軸基端側端面に穿設したタップ孔１５に止ネジ
１６を螺着する。軸受ケース６に工具挿入孔１７をハウ
ジング１の基端面に開口するように貫設する。工具Ｔを
ハウジング１の外部から工具挿入孔１７に挿入し、止ネ
ジ１６を回し、鋼球１３をリング１１の半径方向に位置
調整して、リング１１の重心位置を変更し、主軸２のア
ンバランスを長手方向中間部にて修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸のアンバラ
ンスを修正する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高い回転精度が要求される回転
軸、例えば、工具を高速回転して被加工物を切削する工
作機械の主軸では、回転中に発生する振動を抑えるため
に、主軸の回転軸線に対する重量アンバランスを極力少
なくする必要がある。そのために、従来から、主軸を構
成する部品単体の形状精度を向上することに加え、組立
後に主軸を実際に回転し、その振動からアンバランス量
を測定し、これを解消するための修正作業が行われてい
る。

【０００３】従来の修正装置として、図７及び図８に示
すように、主軸に組み付けられるリング３１に複数のタ
ップ孔３１ａを等ピッチで形成し、所要箇所のタップ孔
３１ａに錘として機能する止ネジ３２を螺着する技術が
知られている。また、図９及び図１０に示すように、主
軸に組み付けられるリング３３に所要数の孔３４をドリ
ルで開けて、主軸のアンバランスを修正する技術も知ら
れている。

【０００４】工作機械の主軸頭においては、通常、図１
１に示すように、ハウジング１の内側に主軸２が先端側
の軸受３及び基端側の軸受４を介し回転可能に支持さ
れ、ビルトインモータ５によって駆動される。主軸２の
両端には先端側の修正リング３６と基端側の修正リング
３７とがそれぞれハウジング１から露出する状態で組み
付けられ、前述したように、これらのリング３６，３７
に止ネジを螺着したり、ドリルで孔を開けたりして、主
軸２のアンバランスを修正するようになっている。な
お、基端側のリング３７は軸受４の押えナットを兼ね、
また、軸受４のケース６とハウジング１との間には、発
熱による主軸２の伸びを許容するローラ７が介装されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来装置に
よると、主軸２の軸線方向において、アンバランスの修
正位置が実際にアンバランスの存在する位置と相違す
る。この相違は主軸２が完全な剛体であれば問題ない
が、実際の主軸２は弾性体であるため、修正作業により
主軸２の全体としてのバランスを取れたとしても、なお
主軸２の長手方向中間部には重心が軸心からずれた部分
が存在する。従って、回転時の遠心力で主軸２が撓曲し
て、強制振動を発生するという問題点があった。なお、
従来の修正リングを主軸の多数箇所に組み付けてバラン
ス修正することも考えられるが、主軸はハウジングで覆
われているため、作業が極めて困難で、ハウジングの内
部に止ネジを落したり、ドリルの切屑が飛散したりする
おそれもある。

【０００６】そこで、本発明の課題は、回転軸の長手方
向中間部に存在するアンバランスをハウジング外部から
の操作で簡単に修正できて、遠心力による回転軸の撓曲
並びに振動を抑制できる装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のアンバランス修正装置は、ハウジングの
内部において回転軸の外周に一体回転部材を設け、一体
回転部材にその重心位置を変更する錘を取り付け、ハウ
ジングには錘を操作するための工具が挿入される孔を設
けて構成される（請求項１）。

【０００８】ここで、修正精度を向上するために、錘を
一体回転部材の周方向に復数個取り付けるのが好ましい
（請求項２）。この場合、一体回転部材の重心を容易に
変更できるように、各錘を一体回転部材の半径方向に位
置調整可能に取り付けるのが望ましい（請求項３）。ま
た、各錘を、回転軸と平行な軸線の周りで一体回転部材
に対し回動可能に取り付けられる基部と、前記軸線に対
し非対称形状の頭部とから構成してもよい（請求項
４）。さらに、各錘を一体回転部材に対し着脱可能に取
り付けてもよい（請求項５）。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１〜図３は工作機械において主
軸のアンバランスを修正する装置の第一実施形態を示す
ものである。図１に示すように、主軸頭ハウジング１の
内部には、回転軸としての主軸２が先端側の軸受３（図
１１参照）と基端側の軸受４とにより回転可能に支持さ
れ、ビルトインモータ５によって駆動される。アンバラ
ンス修正装置のリング１１はハウジング１の内部に配置
され、ビルトインモータ５のロータ５ａと軸受ケース６
との間において主軸２の外周に一体回転可能に組み付け
られている。

【００１０】図２及び図３に示すように、リング１１に
は複数の径方向孔１２が円周方向に等ピッチで形成さ
れ、これらの孔１２には、リング１１の重心位置を変更
する錘としての鋼球１３がバネ１４で外側へ付勢された
状態で収容されている。また、リング１１の主軸基端側
端面には複数のタップ孔１５が径方向孔１２と直交する
向きで穿設され、各タップ孔１５には鋼球１３の位置を
リング１１の半径方向に調整する止ネジ１６が螺着され
ている。図１に示すように、タップ孔１５と同一の径方
向位置において、軸受ケース６には工具挿入孔１７がハ
ウジング１の基端面に開口するように主軸軸線と平行に
貫設されている。

【００１１】主軸２のアンバランスを修正する際には、
ハウジング１の外部から工具挿入孔１７に工具Ｔを挿入
し、その工具Ｔで止ネジ１６を回して、鋼球１３をリン
グ１１の半径方向に位置調整する。ここで、鋼球１３を
主軸２の軸心に接近させると、リング１１の重心位置が
半径方向内側に変位し、主軸２に小さなカウンタバラン
スが作用する。逆に、鋼球１３を主軸２の軸心から離間
させれば、リング１１の重心位置が半径方向外側に変位
し、主軸２に大きなカウンタバランスが作用する。従っ
て、所要箇所の止ネジ１６のねじ込み量を適宜加減すれ
ば、主軸２の長手方向中間部に存在するアンバランスを
ハウジング１の外部からの操作で簡単に修正でき、もっ
て、遠心力による主軸２の撓曲並びに振動を効果的に抑
制することができる。

【００１２】図４及び図５は主軸アンバランス修正装置
の第二実施形態を示すものである。この修正装置のリン
グ２１は、第一実施形態と同様、ハウジングの内部にお
いて主軸の外周に組み付けられる一体回転部材であっ
て、リング２１の主軸基端側端面には複数の錘２２が円
周方向に等ピッチで取り付けられている。各錘２２は、
主軸と平行な軸線Ａの周りでリング２１の凹部２１ａに
回動可能に嵌合する基部２２ａと、軸線Ａに対し非対称
形状の頭部２２ｂとを備え、頭部２２ｂを回動調整する
ことでリング２１の重心位置を変更できるように構成さ
れている。

【００１３】また、リング２１には凹部２１ａと隣接す
る位置に錘２２を固定するためのボルト２３が螺着され
ている。そして、錘２２及びボルト２３の端面には、工
具係合孔２２ｃ，２３ａがハウジングに設けた工具挿通
孔（図示略）と対向するように設けられている。従っ
て、この実施形態の修正装置によっても、ハウジングの
外部から挿入した工具で所要位置の錘２２及びボルト２
３を操作して、錘２２の頭部２２ｂを軸線Ａの周りで適
宜に回動調整すれば、主軸の長手方向中間部に存在する
アンバランスを簡単に修正することができる。

【００１４】図６は主軸アンバランス修正装置の第三実
施形態を示すものである。この修正装置においては、リ
ング２５が軸受ケース６との間に狭い隙間Ｇを介して主
軸２の外周に一体回転可能に組み付けられている。リン
グ２５には円周方向に複数のタップ孔２６が主軸軸線と
平行に形成され、各タップ孔２６にはリング２５の重心
位置を変更する錘として機能する止ネジ２７が着脱可能
に螺着されている。タップ孔２６と同一径方向位置にお
いて、軸受ケース６には工具挿入孔１７がハウジング１
の基端面に開口するように主軸軸線と平行に貫設されて
いる。

【００１５】主軸２のアンバランスを修正する際には、
ハウジング１の外部から工具挿入孔１７に工具Ｔを挿入
し、所要箇所のタップ孔２６に止ネジ２７を螺着し、ま
た、必要に応じて止ネジ２７の質量を変更することで、
リング２５の重心位置を適宜に調整する。このとき、リ
ング２５と軸受ケース６との隙間Ｇが狭く設定されてい
るため、工具やタップ孔２６から外れた止ネジ２７がハ
ウジング１の内部に落ちるおそれがない。従って、止ネ
ジ２７をリング２５に確実に着脱して、主軸２の長手方
向中間部に存在するアンバランスをハウジング１の外部
からの操作で簡単に修正することができる。

【００１６】なお、上記実施形態では、一体回転部材と
してリング１１，２１，２５を用いたが、主軸の外周に
鍔状のフランジ部を一体形成し、これに錘を取り付けて
もよい。また、錘を一体回転部材の半径方向に移動可能
に取り付け、これと対向する工具挿入孔をハウジングに
主軸軸線と直交する向きで設けてもよい。その他、本発
明を主軸以外の各種回転軸に適用するなど、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変
更して実施することも可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアンバラ
ンス修正装置によれば、ハウジングの内部において回転
軸と一体に回転する部材にその重心位置を変更する錘を
取り付け、ハウジングに錘を操作するための工具が挿入
される孔を設けたので、回転軸の長手方向中間部に存在
するアンバランスをハウジング外部からの操作で簡単に
修正できて、遠心力による回転軸の撓曲並びに振動を抑
制できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアンバランス修正装置の第一実施
形態を示す主軸頭基端部の断面図である。

【図２】図１の修正装置に用いられるリングの構造を示
す正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】アンバランス修正装置の第二実施形態を示すリ
ングの正面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。である。

【図６】アンバランス修正装置の第三実施形態を示す主
軸頭基端部の断面図である。

【図７】従来のアンバランス修正用リングを示す正面図
である。

【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。

【図９】修正用リングの別の従来例を示す正面図であ
る。

【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１１】従来の修正用リングの組付形態を示す主軸頭
の断面図である。

【符号の説明】

１・・ハウジング、２・・主軸、４・・軸受、５・・ビ
ルトインモータ、６・・軸受ケース、１１・・リング、
１３・・鋼球、１４・・バネ、１６・・止ネジ、１７・
・工具挿入孔、２１・・リング、２２・・錘、２２ａ・
・基部、２２ｂ・・頭部、２３・・ボルト、２５・・リ
ング、２７・・止ネジ、Ｔ・・工具。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内部に支持された回転軸の
   アンバランスを修正する装置であって、ハウジングの内
   部において回転軸の外周に一体回転部材を設け、一体回
   転部材にその重心位置を変更する錘を取り付け、ハウジ
   ングには錘を操作するための工具が挿入される孔を設け
   てなる回転軸のアンバランス修正装置。
2. 【請求項２】 前記錘を一体回転部材の周方向に復数個
   取り付けた請求項１記載のアンバランス修正装置。
3. 【請求項３】 前記錘を一体回転部材の半径方向に位置
   調整可能に取り付けた請求項２記載のアンバランス修正
   装置。
4. 【請求項４】 前記錘が、回転軸と平行な軸線の周りで
   一体回転部材に対し回動可能に取り付けられる基部と、
   前記軸線に対し非対称形状の頭部とを備えた請求項２記
   載のアンバランス修正装置。
5. 【請求項５】 前記錘を一体回転部材に対し着脱可能に
   取り付けた請求項２記載のアンバランス修正装置。