JP2024042266A - Bearing device and spindle device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、工作機械などの産業機械に用いられる軸受装置、および、この軸受装置を採用したスピンドル装置に関する。 The present invention relates to a bearing device used in an industrial machine such as a machine tool, and a spindle device employing this bearing device.
工作機械などの産業機械(例えばスピンドル装置)においては、加工精度や生産効率などの向上のため、主軸の回転速度の高速化が求められている。主軸の回転速度の高速化に伴い軸受の発熱量も増大しており、冷却効率の高いオイル潤滑方式を採用した軸受装置が提案されている。 In industrial machines such as machine tools (e.g. spindle devices), there is a demand for faster spindle rotation speeds to improve machining precision and production efficiency. As the spindle rotation speed increases, the amount of heat generated by the bearings also increases, and so bearing devices that use an oil lubrication method with high cooling efficiency have been proposed.
例えば下記特許文献1に示す軸受装置は、軸受に潤滑油を供給するための潤滑油供給ユニットを備えている。この潤滑油供給ユニットを構成する潤滑油タンク、ノズル、制御回路などの部品一式は、中空円環状のハウジングの中に収容されている。このハウジングは、軸受の外輪に隣り合って設けられた外輪間座に接着剤で固定されている(特許文献1の段落0026~0050、図7などを参照)。 For example, a bearing device disclosed in Patent Document 1 below includes a lubricating oil supply unit for supplying lubricating oil to a bearing. A set of parts constituting this lubricating oil supply unit, such as a lubricating oil tank, a nozzle, and a control circuit, is housed in a hollow annular housing. This housing is fixed with an adhesive to an outer ring spacer provided adjacent to the outer ring of the bearing (see paragraphs 0026 to 0050 of Patent Document 1, FIG. 7, etc.).
特許文献1の構成においては、高い剛性が要求される外輪間座の素材として金属が用いられ、剛性がそれほど要求されないハウジングの素材として加工性が高い樹脂が用いられることが多い。金属と樹脂は線膨張係数がかなり異なるため、軸受装置の温度変化に伴って接着剤が剥離して外輪間座とハウジングとの間に隙間が生じたり、ハウジングに過度な圧縮応力が作用して亀裂が発生したりするおそれがある。 In the configuration of Patent Document 1, metal is often used as the material for the outer ring spacer, which requires high rigidity, and resin, which has high workability, is often used as the material for the housing, which does not require high rigidity. Metals and resins have significantly different coefficients of linear expansion, so changes in the temperature of the bearing device can cause the adhesive to peel off, creating a gap between the outer ring spacer and the housing, or causing excessive compressive stress to be applied to the housing. There is a risk that cracks may occur.
この発明が解決しようとする課題は、軸受の温度変化が生じた際に間座に係る部材を安定的に保持可能な軸受装置、および、この軸受装置を採用したスピンドル装置を提供することである。 The problem to be solved by this invention is to provide a bearing device that can stably hold a member related to a spacer when a temperature change occurs in the bearing, and a spindle device that employs this bearing device. .
上記の課題を解決するため、この発明では、
外輪、前記外輪の内径側に設けられる内輪、および、前記外輪と前記内輪の間に設けられる転動体を備えた複数の軸受と、前記複数の軸受の間に配置された間座と、を有し、前記間座を介して前記複数の軸受に予圧を与える軸受装置において、
前記間座が、前記複数の軸受の固定側となる外輪の間に配置される外輪間座と、前記複数の軸受の回転側となる内輪の間に配置される内輪間座とを有し、
前記外輪間座が、円筒状の第一部材と、前記第一部材の内径側に設けられる円筒状の第二部材と、を有し、
前記第一部材の内周には、軸方向の一端側に向かうにつれてその内径が縮径する第一テーパ面が形成されている一方で、前記第二部材の外周には、前記一端側に向かうにつれてその外径が縮径し、前記第一テーパ面と面接触可能な第二テーパ面が形成されており、前記間座に設けられた付勢部材の付勢力によって、前記第一テーパ面と前記第二テーパ面が接触するように、前記第二部材が前記一端側に向かって付勢されていることを特徴とする軸受装置を構成した。
In order to solve the above problems, in this invention,
A plurality of bearings including an outer ring, an inner ring provided on the inner diameter side of the outer ring, and rolling elements provided between the outer ring and the inner ring, and a spacer disposed between the plurality of bearings. and a bearing device that applies preload to the plurality of bearings via the spacer,
The spacer has an outer ring spacer arranged between outer rings on the fixed side of the plurality of bearings, and an inner ring spacer arranged between inner rings on the rotating side of the plurality of bearings,
The outer ring spacer has a cylindrical first member and a cylindrical second member provided on the inner diameter side of the first member,
A first tapered surface is formed on the inner periphery of the first member, and the inner diameter thereof decreases toward the one end in the axial direction, while a first tapered surface is formed on the outer periphery of the second member. As the outer diameter decreases, a second tapered surface is formed which can make surface contact with the first tapered surface, and the urging force of the urging member provided on the spacer causes the second tapered surface to contact the first tapered surface. The bearing device is characterized in that the second member is biased toward the one end so that the second tapered surface comes into contact with the second member.
このようにすると、第一部材と第二部材の線膨張係数の差に起因する熱膨張の差が、第一テーパ面と第二テーパ面との間のスライドによって吸収されるため、第一部材と第二部材との間に隙間が生じたり、一方の部材に過度な圧縮応力が作用して亀裂が発生したりするトラブルを防止することができる。 In this way, the difference in thermal expansion caused by the difference in linear expansion coefficient between the first member and the second member is absorbed by the slide between the first tapered surface and the second tapered surface, so that the first member It is possible to prevent troubles such as a gap forming between the first member and the second member, or cracks occurring due to excessive compressive stress acting on one member.
上記の構成においては、
前記付勢部材が、前記第一部材の内周面に形成された周溝に設けられた、周方向の一部に切れ目を有する弾性リングであって、前記周溝の前記一端側の反対側となる他端側に前記一端側に向かうにつれてその内径が拡径する溝テーパ面が形成されている一方で、前記弾性リングの前記他端側の外周端部に前記一端側に向かうにつれてその外径が拡径するリングテーパ面が形成されており、前記溝テーパ面と前記リングテーパ面が前記弾性リングの弾性によって接触するとその面圧によって前記弾性リングが前記一端側に向かって変位して前記第二部材を前記一端側に向かって付勢する構成とするのが好ましい。
In the above configuration,
The biasing member is an elastic ring provided in a circumferential groove formed on the inner circumferential surface of the first member and having a cut in a part of the circumferential direction, the side opposite to the one end side of the circumferential groove. A groove tapered surface is formed on the other end side of the elastic ring, the inner diameter of which increases as the inner diameter increases toward the one end side. A ring taper surface whose diameter increases is formed, and when the groove taper surface and the ring taper surface contact each other due to the elasticity of the elastic ring, the elastic ring is displaced toward the one end due to the surface pressure, and the ring taper surface is disposed toward the one end. Preferably, the second member is biased toward the one end.
このようにすると、簡便な構成で第二部材を一端側に向かって付勢して第一テーパ面と第二テーパ面を確実に接触させることができるとともに、両テーパ面間の当接力が増大した際に弾性リングが他端側に向かって変位して両テーパ面間の面圧を緩和することができる。 In this way, the second member can be biased toward one end with a simple configuration to ensure that the first tapered surface and the second tapered surface are in contact with each other, and the contact force between both tapered surfaces is increased. When this occurs, the elastic ring is displaced toward the other end, thereby relieving the surface pressure between both tapered surfaces.
上記のすべての構成においては、
前記第一部材と前記第二部材は前記第一テーパ面と前記第二テーパ面のみで互いに接触している構成とするのが好ましい。
In all configurations above,
It is preferable that the first member and the second member are in contact with each other only at the first tapered surface and the second tapered surface.
このようにすると、第一部材と第二部材との間のスライド抵抗が小さくなるため、付勢部材による第二部材の軸方向への押圧、および、第一部材と第二部材の熱膨張の差に起因するスライドをスムーズに行うことができる。 This reduces the sliding resistance between the first and second members, allowing the second member to be pressed in the axial direction by the biasing member and for sliding caused by the difference in thermal expansion between the first and second members to occur smoothly.
上記のすべての構成においては、
前記第一テーパ面および前記第二テーパ面のテーパ角の大きさをα、前記第一部材に対する前記第二部材の静止摩擦係数の大きさをμとしたときに、tan-1μ≦αの関係が成立する構成とするのが好ましい。
In all configurations above,
When the magnitude of the taper angle of the first tapered surface and the second tapered surface is α, and the magnitude of the static friction coefficient of the second member with respect to the first member is μ, tan −1 μ≦α. It is preferable to adopt a configuration in which a relationship is established.
このようにすると、付勢部材の付勢力によって第二部材が第一部材に対して際限なく軸方向に挿入されるのを防止しつつ、第一部材と第二部材の熱膨張の差に起因する第一テーパ面と第二テーパ面との間のスライドをスムーズに行うことができる。 In this way, the second member is prevented from being endlessly inserted into the first member in the axial direction due to the biasing force of the biasing member. It is possible to smoothly slide between the first tapered surface and the second tapered surface.
上記のすべての構成においては、
前記第二部材が樹脂で構成されているのが好ましい。
In all configurations above,
Preferably, the second member is made of resin.
このようにすると、複雑な形状となりやすい潤滑油供給ユニットなどを加工性が高い樹脂からなる第二部材に簡便に形成することができる。 In this way, lubricant supply units, which tend to have complex shapes, can be easily formed in the second member, which is made of a resin that is highly processable.
上記のすべての構成においては、
前記第二部材の内部に空洞部が形成されており、前記空洞部内に軸受装置の駆動や状態検出に係る部品が実装されている構成とするのが好ましい。
In all configurations above,
Preferably, a cavity is formed inside the second member, and parts related to driving and state detection of the bearing device are mounted in the cavity.
このようにすると、軸受装置に必要な部品を外部環境の影響(潤滑油や塵埃など)を受けることなく効率よく収容することができる。 In this way, the parts necessary for the bearing device can be efficiently housed without being affected by the external environment (lubricating oil, dust, etc.).
また、上記の課題を解決するため、この発明では、
外筒と、前記外筒内に収納される上記のすべての構成のうちのいずれかに記載の軸受装置と、前記軸受装置によって回転支持される主軸と、を有するスピンドル装置を構成した。
In addition, in order to solve the above problems, in this invention,
A spindle device was constructed that includes an outer cylinder, a bearing device according to any one of the above-mentioned configurations housed in the outer cylinder, and a main shaft rotatably supported by the bearing device.
このようにすると、スピンドル装置の高速回転に伴って軸受周辺が発熱しても、その発熱に伴う部材の熱膨張によるトラブルを回避することができ、安定した動作状態を確保することができる。 In this way, even if the area around the bearing generates heat due to high-speed rotation of the spindle device, troubles due to thermal expansion of the members due to the heat generation can be avoided, and a stable operating state can be ensured.
この発明の軸受装置およびスピンドル装置は、上記の構成を採用したことにより、軸受の温度変化が生じた際に間座に係る部材を安定的に保持することができ、軸受装置およびこの軸受装置を採用したスピンドル装置の安定した動作状態を確保することができる。 By adopting the above configuration, the bearing device and spindle device of the present invention can stably hold the member related to the spacer when the temperature of the bearing changes, and the bearing device and the spindle device can A stable operating state of the adopted spindle device can be ensured.
この発明に係るスピンドル装置1の一実施形態を図1から図4に基づいて説明する。このスピンドル装置1は、ビルトインモータ式の工作機械用スピンドル装置1である。このスピンドル装置1は、筒状の外筒2の内部に、軸受装置3と、ビルトインモータ4と、主軸5とを備えている。以下においては、主軸5の長さ方向に沿う方向を軸方向といい、図1などにおいて右側を一端側、左側を他端側という。また、主軸5の軸心に対し直交する方向を径方向、主軸5の軸周りに周回する方向を周方向という。
An embodiment of a spindle device 1 according to the present invention will be described based on FIGS. 1 to 4. This spindle device 1 is a built-in motor type spindle device 1 for a machine tool. This spindle device 1 includes a
図2に詳細に示すように、軸受装置3は、軸方向に所定間隔だけ離間して設けられた一対の軸受6、7と、一対の軸受6、7の間に挟み込まれるように配置された間座8と、を有している。この一対の軸受6、7は背面組み合わせされたアンギュラ玉軸受であって、間座8を介して軸方向の予圧が与えられるよう構成されている。軸受6、7は、それぞれ、外輪6a、7aと、外輪6a、7aの内径側に設けられる内輪6b、7bと、外輪6a、7aと内輪6b、7b、の間に設けられる転動体6c、7cとしての複数の玉と、複数の転動体6c、7cを所定間隔に離間させる保持器6d、7dと、を有している。
As shown in detail in FIG. 2, the
間座8は、一対の軸受6、7の外輪6a、7aの間に配置される外輪間座9と、一対の軸受6、7の内輪6b、7bの間に配置される内輪間座10とを有している。この実施形態においては、外輪6a、7aは外筒2に対してハウジング11を介して固定される固定側、内輪6b、7bは主軸5とともに軸周りに回転する回転側となっている。ハウジング11の外周には冷却媒体流路12が形成されている。この冷却媒体流路12に冷却媒体(水やオイル)を流すことによって軸受装置3を構成する一対の軸受6、7を冷却している。
The
外輪間座9は、円筒状の第一部材13と、第一部材13の内径側に設けられる円筒状の第二部材14から構成されている。
The outer ring spacer 9 is composed of a cylindrical
第一部材13は、主軸5に印加された荷重を支持する役目を有しているため、剛性が高い金属(この実施形態では鋼)で構成されている。図3に詳細に示すように、第一部材13の軸方向中心よりも他端側の内周には、軸方向の一端側に向かうにつれてその内径が縮径する第一テーパ面15(テーパ角α(図4を参照)は約6度)が形成されている。第一部材13の軸方向の全長に対する第一テーパ面15の形成範囲は約20%である。第一部材13の内周に形成された第一テーパ面15の他端側には周溝16が形成されている。この周溝16の他端側の内壁には、一端側に向かうにつれて内径が拡径する溝テーパ面17が形成されている。
Since the
第二部材14は、第一部材13と異なり主軸5からの荷重は直接作用しないため、軽量かつ加工性が高い樹脂(この実施形態ではポリフェニレンサルファイド(PPS))で構成されている。第二部材14は、周方向断面がU字形をなし他端側に向かって開口する本体部18と、本体部18の開口に設けられる蓋体19と、を有している。第二部材14の内部には空洞部20が形成されており、この空洞部20内に軸受装置の駆動や状態検出に係る部品21(給油機構などの機械部品、センサ、処理回路や信号を送信する無線回路を実装したプリント基板、電源(発電機、電池)など)が配置される。空洞部20内には、必要に応じて樹脂などの封止材が充填される。あるいは、本体部18の開口と蓋体19の間に液状ガスケットを塗布することで空洞部20を封止することもできる。第二部材14の軸方向長さは、第一部材13の軸方向長さよりやや短く、この実施形態では第一部材13の軸方向長さの約80%である。
Unlike the
第二部材14の本体部18の軸方向中心よりも他端側の外周には、一端側に向かうにつれてその外径が縮径し、第一部材13に形成された第一テーパ面15と面接触可能な第二テーパ面22が形成されている。第二テーパ面22のテーパ角αは第一テーパ面15のテーパ角αと同じ(約6度)である。第二部材14の軸方向の全長に対する第二テーパ面22の形成範囲は約20%である。図3に示すように、第一部材13と第二部材14は第一テーパ面15と第二テーパ面22のみで互いに接触しており、この接触領域以外においては第一部材13と第二部材14との間に径方向隙間が生じている。
The outer periphery of the
第一テーパ面15および第二テーパ面22のテーパ角αの大きさは適宜決めることもできるが、以下のように決定するのがより好ましい。ここでは、図4に示すように、線膨張係数が異なる第一部材13と第二部材14が第一テーパ面15と第二テーパ面22を介して嵌合固定された状態において、両部材13、14間に熱膨張差に伴う当接力Fが生じた場合を考える。各テーパ面15、22のテーパ角をα、第一部材13に対する第二部材14の静止摩擦係数をμとしたときに、両部材13、14間での摺動が可能となるためには、F・sinα>μF・cosαを満たす必要がある。この式を整理すると、tanα>μ、つまり、α>tan-1μとなる。この実施形態のように、第一部材13に鋼材、第二部材14にPPSを採用したときの静止摩擦係数μは例えば0.1であり、このときテーパ角αは5.7度よりも大きくすることが推奨される。その一方で、テーパ角αの大きさが過大となると、第一部材13と第二部材14との間にわずかな熱膨張差が生じただけで両部材13、14が不用意に摺動するおそれがあるため、α<4tan-1μの範囲とするのが好ましく、より好ましくは、α<2tan-1μの範囲とする。
Although the magnitudes of the taper angles α of the first tapered
また、第一テーパ面15および第二テーパ面22の形成範囲も適宜決めることができるが、第一部材13および第二部材14の軸方向の全長の10%以上50%以下の範囲内とするのが好ましく、15%以上30%以下の範囲内とするのがより好ましい。10%よりも小さいと第一テーパ面15と第二テーパ面22との間の十分な接触面積が確保できず第二部材14の支持状態が不安定になるとともに、熱膨張差が生じたときの第一部材13と第二部材14との間のスムーズな摺動が困難となるおそれがある。また、50%よりも大きいと第二部材14の内部(特にその一端側)に十分な大きさの空洞部20が確保できず、この空洞部20への部品21の実装が困難となるおそれがある。
Furthermore, the formation range of the first tapered
また、第一部材13と第二部材14の軸方向長さの関係も適宜決めることができるが、第一部材13の軸方長さよりも第二部材14の軸方向長さが短いのが好ましく、第二部材14の軸方向長さが第一部材13の軸方向長さの60%以上98%以下の範囲内とするのが特に好ましい。
Although the relationship between the axial lengths of the
第一部材13に形成された周溝16には、付勢部材23としての弾性リング(以下、付勢部材23と同じ符号を付する。)が設けられている。この弾性リング23は、周方向の一部に切れ目を有しており、その素材の有する弾性によって外力の作用時に拡縮径可能となっている。弾性リング23の他端側の外周端部には、一端側に向かうにつれてその外径が拡径するリングテーパ面24が形成されている。溝テーパ面17とリングテーパ面24が弾性リング23の弾性によって接触すると、その面圧によって弾性リング23が一端側に向かって変位する。そして、この弾性リング23が第二部材14の他端側端部と当接して、この第二部材14を一端側に向かって付勢する。弾性リング23の軸方向位置は、第一テーパ面15と第二テーパ面22との接触に伴って第二部材14に対して作用する他端側に向かう反力と、弾性リング23の弾性力によって生じる溝テーパ面17とリングテーパ面24との接触に伴って弾性リング23に作用する一端側に向かう力が釣り合う位置によって決まる。
The
図1に示すように、ビルトインモータ4は、軸受装置3と軸方向に隣り合うように外筒2内に設けられている。このビルトインモータ4のステータ25は外筒2の内周に固定されており、ロータ26は主軸5の外周に嵌合した筒状部材27に固定されている。ロータ26は、ステータ25に対し軸周りに相対回転する。
As shown in FIG. 1, the built-in
主軸5は、一端側が円筒ころ軸受28、他端側が軸受装置3によって軸周りに回転自在に支持されている。この主軸5の他端側には、エンドミルなどの切削工具(図示せず)が接続される。
The
このスピンドル装置1の組み立てにおいては、まず主軸5に対して一対の軸受6、7のうちの一方の軸受6、間座8、一対の軸受6、7のうちの他方の軸受7が順に挿入され、さらに間座29が挿入される。そして、主軸5に設けられたナット30を締めて間座29を軸方向の他端側に押圧することで軸受装置3に予圧が与えられる。軸受装置3の組み立て後に前蓋31を外筒2およびハウジング11に対しボルト32で固定して、一方の軸受6の外輪6aを一端側に向かって押すことで主軸5がハウジング11に固定される。
When assembling this spindle device 1, first one of the pair of
主軸5の一端側に設けられた円筒ころ軸受28の内輪は、主軸5の外周に嵌合する筒状部材27および内輪押さえ33によって位置決めされている。内輪押さえ33は、主軸5に設けられたナット34を締めることで主軸5から抜け止めされる。円筒ころ軸受28の外輪は、端部材35に固定された位置決め部材36、37に挟まれている。端部材35はボルト38によって外筒2の一端側に固定されている。
The inner ring of the
上記実施形態に係る軸受装置3の作用について説明する。第一部材13の熱膨張に伴って第一部材13の第一テーパ面15と第二部材14の第二テーパ面22との間の面圧が高まると、弾性リング23の一端側に向かう付勢力に抗して、第二部材14が第一部材13に対し他端側に向かってスライドする。これにより、第一部材13の熱膨張に伴って第二部材14に作用する外力が軽減され、第二部材14の破損が防止される。このとき、周溝16に形成された溝テーパ面17と弾性リング23に形成されたリングテーパ面24との間の面圧が高まり、この面圧によって弾性リング23はやや縮径した状態となっている。
The operation of the
その一方で、第一部材13の熱膨張が解消すると、溝テーパ面17とリングテーパ面24との間の面圧によって弾性リング23が一端側に向かって変位する。そして、この弾性リング23が第二部材14の他端側端部と当接して、この第二部材14を一端側に向かって付勢する。これにより、第一テーパ面15と第二テーパ面22との間の所定の面圧が確保され、第一部材13と第二部材14との間に隙間が生じる不具合を防止することができる。
On the other hand, when the thermal expansion of the
上記の軸受装置3の変形例の要部を図5に示す。この変形例に係る軸受装置3の基本構成は図2に示した軸受装置3と共通するが、第一部材13と第二部材14との間に、回り止め機構39を設けた点、および、蓋体19の外周面を一端側に向かうにつれて外径が縮径するテーパ面とするとともに、本体部18の他端側の内周面を一端側に向かうにつれて内径が縮径するテーパ面とし、蓋体19と本体部18をテーパ面同士で嵌合させた点で相違する。
A main part of a modification of the
この回り止め機構39は、第一部材13と第二部材14の本体部18のそれぞれに形成されたキー溝に跨るように軸方向から挿入されたキー部材である。このように回り止め機構39を設けることにより、外筒2に固定された第一部材13に対する第二部材14の相対回転が防止されるため、この第二部材14の内部に収容された部品21を所定の周方向位置に保持することができる。
This
また、蓋体19と本体部18をテーパ面同士で嵌合させることで、空洞部20の密閉性を向上させることができる。また、第二テーパ面22と本体部18の内周面に形成されたテーパ面のテーパ角を同じ大きさとすることで、第二テーパ面22を形成した部分の肉厚が均一となり、熱膨張に伴う変形が均一化される。このため、第一部材13と第二部材14との間の摺動性を向上することができる。
Moreover, by fitting the
上記の軸受装置3においては、外輪間座9を第一部材13と第二部材14で構成し、第一部材13に第一テーパ面15、第二部材14に第二テーパ面22をそれぞれ形成して、第一テーパ面15と第二テーパ面22を面接触させる構成としたので、第一部材13と第二部材14の線膨張係数の差に起因する熱膨張の差が、第一テーパ面15と第二テーパ面22との間のスライドによって吸収される。このため、第一部材13と第二部材14との間に隙間が生じたり、一方の部材13、14に過度な圧縮応力が作用して亀裂が発生したりするトラブルを防止することができる。しかも、第一部材13と第二部材14が接着剤などの固定手段によって固定されていないため、第一部材13と第二部材14の組み立てや分解が容易であり、部品交換や部品の再利用が可能となる。
In the
上記の軸受装置3においては、第二部材14を付勢する付勢部材23として、周溝16に形成された溝テーパ面17と当接するリングテーパ面24が形成された弾性リング23を用いたので、簡便な構成で第二部材14を一端側に向かって付勢して第一テーパ面15と第二テーパ面22を確実に当接させることができるとともに、両テーパ面15、22間の当接力が増大した際に弾性リング23が他端側に向かって変位してその面圧を緩和することができる。
In the
上記の軸受装置3においては、第一部材13と第二部材14が第一テーパ面15と第二テーパ面22のみで互いに接触しているため、第一部材13と第二部材14との間のスライド抵抗が小さく、付勢部材23による第二部材14の軸方向への押圧、および、第一部材13と第二部材14の熱膨張の差に起因するスライドをスムーズに行うことができる。
In the
上記の軸受装置3においては、第一テーパ面15および第二テーパ面22のテーパ角の大きさをα、第一部材13に対する第二部材14の静止摩擦係数の大きさをμとしたときに、テーパ角αの範囲がtan-1μ<αの範囲内となるようにしたので、付勢部材23の付勢力によって第二部材14が第一部材13に対して際限なく軸方向に挿入されるのを防止しつつ、第一部材13と第二部材14の熱膨張の差に起因する第一テーパ面15と第二テーパ面22との間のスライドをスムーズに行うことができる。
In the
上記の軸受装置3においては、主軸5に印加された荷重を支持する第一部材13を金属で構成し、主軸5からの荷重が直接作用しない第二部材14を樹脂で構成したので、第一部材13の剛性によって主軸5を安定的に支持しつつ、複雑な形状となりやすい潤滑油供給ユニットなどを加工性が高い樹脂からなる第二部材14に簡便に形成することができる。
In the
上記の軸受装置3においては、第二部材14の内部に空洞部20を形成し、その空洞部20内に軸受装置3の駆動に係る部品21が実装されている構成としたので、軸受装置3に必要な部品21を外部環境の影響(潤滑油や塵埃など)を受けることなく効率よく収容することができる。
In the
上記のスピンドル装置1は、上記の軸受装置3を採用したことにより、スピンドル装置1の高速回転に伴って軸受6、7の周辺が発熱しても、その発熱に伴う各部材13、14の熱膨張によるトラブルを回避することができ、安定した動作状態を確保することができる。
The spindle device 1 described above employs the
上記の軸受装置3においては、軸受6、7としてアンギュラ玉軸受を採用したが、深溝玉軸受やテーパころ軸受などのアキシアル方向に荷重を受けることができる軸受を採用することもできる。また、軸受6、7の数は2個に限定されず、さらに多くの軸受6、7で主軸5を支持する構成とすることもできる。
In the
上記の軸受装置3においては、付勢部材23として弾性リング23を採用したが、第二部材14を一端側に向かって付勢できる部材であればこれに限定されず、例えば、コイルばね、皿ばねなどを採用できる可能性がある。
In the
上記の軸受装置3においては、第一部材13を金属(鋼)で、第二部材14をPPSで構成したが、例えば、第一部材13をジルコニアなどのセラミックで、第二部材14をポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミド(PA)などの他の種類の樹脂で構成することもできる。
In the
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Thus, the embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
2 外筒
3 軸受装置
5 主軸
6、7 軸受
6a、7a 外輪
6b、7b 内輪
6c、7c 転動体
8 間座
9 外輪間座
10 内輪間座
13 第一部材
14 第二部材
15 第一テーパ面
16 周溝
17 溝テーパ面
20 空洞部
21 部品
22 第二テーパ面
23 付勢部材(弾性リング)
24 リングテーパ面
2
24 Ring tapered surface
Claims (7)
前記間座(8)が、前記複数の軸受(6、7)の固定側となる外輪(6a、7a)の間に配置される外輪間座(9)と、前記複数の軸受(6、7)の回転側となる内輪(6b、7b)の間に配置される内輪間座(10)とを有し、
前記外輪間座(9)が、円筒状の第一部材(13)と、前記第一部材(13)の内径側に設けられる円筒状の第二部材(14)と、を有し、
前記第一部材(13)の内周には、軸方向の一端側に向かうにつれてその内径が縮径する第一テーパ面(15)が形成されている一方で、前記第二部材(14)の外周には、前記一端側に向かうにつれてその外径が縮径し、前記第一テーパ面(15)と面接触可能な第二テーパ面(22)が形成されており、前記間座(8)に設けられた付勢部材(23)の付勢力によって、前記第一テーパ面(15)と前記第二テーパ面(22)が接触するように、前記第二部材(14)が前記一端側に向かって付勢されていることを特徴とする軸受装置。 A bearing device comprising: a plurality of bearings (6, 7) each including an outer ring (6a, 7a), an inner ring (6b, 7b) provided on the inner diameter side of the outer ring (6a, 7a), and rolling elements (6c, 7c) provided between the outer ring (6a, 7a) and the inner ring (6b, 7b); and a spacer (8) disposed between the plurality of bearings (6, 7), wherein a preload is applied to the plurality of bearings (6, 7) via the spacer (8),
The spacer (8) includes an outer ring spacer (9) arranged between outer rings (6a, 7a) which are fixed sides of the plurality of bearings (6, 7), and an inner ring spacer (10) arranged between inner rings (6b, 7b) which are rotating sides of the plurality of bearings (6, 7),
The outer ring spacer (9) has a cylindrical first member (13) and a cylindrical second member (14) provided on the inner diameter side of the first member (13),
The bearing device is characterized in that a first tapered surface (15) whose inner diameter decreases toward one end in the axial direction is formed on the inner circumference of the first member (13), while a second tapered surface (22) whose outer diameter decreases toward the one end is formed on the outer circumference of the second member (14) and which can come into surface contact with the first tapered surface (15), and the second member (14) is biased toward the one end by the biasing force of a biasing member (23) provided on the spacer (8) so that the first tapered surface (15) and the second tapered surface (22) come into contact with each other.
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