JP2538406Y2 - 軸受支持装置 - Google Patents
軸受支持装置Info
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- JP2538406Y2 JP2538406Y2 JP1991092110U JP9211091U JP2538406Y2 JP 2538406 Y2 JP2538406 Y2 JP 2538406Y2 JP 1991092110 U JP1991092110 U JP 1991092110U JP 9211091 U JP9211091 U JP 9211091U JP 2538406 Y2 JP2538406 Y2 JP 2538406Y2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、主軸を支持する軸受に
付与する予圧を可変できる軸受支持装置に関するもので
ある。
付与する予圧を可変できる軸受支持装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に工作機械に使用される主軸は、主
軸の回転精度と剛性を得るために、主軸を支持するアン
ギュラ玉軸受に予圧を与えて使用している。主軸の回転
速度は低速から高速まで変化し、低速領域から高速領域
まで回転精度と高剛性を確保することが要求される。そ
のため、軸受に与える予圧を一定値しか設定できない場
合、大きな剛性を必要とする低速領域に合わせて大きな
予圧を与えるように設定すると、高速領域で軸受に焼付
きが生じてしまう。また、高速領域に適応させて小さい
予圧を与えるように設定すると、低速領域で剛性が不足
して安定した加工ができなくなる。
軸の回転精度と剛性を得るために、主軸を支持するアン
ギュラ玉軸受に予圧を与えて使用している。主軸の回転
速度は低速から高速まで変化し、低速領域から高速領域
まで回転精度と高剛性を確保することが要求される。そ
のため、軸受に与える予圧を一定値しか設定できない場
合、大きな剛性を必要とする低速領域に合わせて大きな
予圧を与えるように設定すると、高速領域で軸受に焼付
きが生じてしまう。また、高速領域に適応させて小さい
予圧を与えるように設定すると、低速領域で剛性が不足
して安定した加工ができなくなる。
【0003】そのため、主軸の回転速度に合わせて予圧
を調整する構造は従来から色々考案されている。その1
つとして、特開平2−279203号に開示されるよう
に、軸受に異なる定位置予圧を与える軸受箱19及び中
間リング20からなる2種の押圧部材を設置して、主軸
の回転速度に応じてこれらの押圧部材がそれぞれ軸方向
に移動するように油圧を切換えるようにし、高剛性を得
られる定位置予圧で、低回転域、中回転域、高回転域に
応じて予圧量を段階的に変化させて、主軸の回転速度に
合った予圧が広い回転速度の範囲で調整できるようにし
たものが知られている。
を調整する構造は従来から色々考案されている。その1
つとして、特開平2−279203号に開示されるよう
に、軸受に異なる定位置予圧を与える軸受箱19及び中
間リング20からなる2種の押圧部材を設置して、主軸
の回転速度に応じてこれらの押圧部材がそれぞれ軸方向
に移動するように油圧を切換えるようにし、高剛性を得
られる定位置予圧で、低回転域、中回転域、高回転域に
応じて予圧量を段階的に変化させて、主軸の回転速度に
合った予圧が広い回転速度の範囲で調整できるようにし
たものが知られている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】上記の構造において
は、軸受箱19、中間リング20の2種類の押圧部材の
移動をそれぞれ制御して予圧量の2段の切り替えを行う
必要があり、軸受箱19と中間リング20のそれぞれに
対して油圧を作用させる油圧室、及びそれぞれの油圧室
に油を供給する油通路を必要として、その構造は複雑な
ものとなる。
は、軸受箱19、中間リング20の2種類の押圧部材の
移動をそれぞれ制御して予圧量の2段の切り替えを行う
必要があり、軸受箱19と中間リング20のそれぞれに
対して油圧を作用させる油圧室、及びそれぞれの油圧室
に油を供給する油通路を必要として、その構造は複雑な
ものとなる。
【0005】また、主軸の回転速度が高くなり広い回転
速度の範囲で予圧量を調整するため、予圧を切り替える
段数を多くすると、この予圧調整装置の構造は、さらに
複雑になってしまう。
速度の範囲で予圧量を調整するため、予圧を切り替える
段数を多くすると、この予圧調整装置の構造は、さらに
複雑になってしまう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案は、上述した問題
点を解決するためになされたもので、軸受箱内で主軸を
回転自在に支持する軸受と、前記軸受の内、外輪を軸方
向に相対変位させるリングと、前記リングと対向するよ
うに前記軸受箱に固定された第1弾性部材と、前記リン
グと前記第1弾性部材間に介挿され、前記リングと前記
第1弾性部材間に所定の間隔を維持し、前記第1弾性部
材よりも小さい剛性を有する第2弾性部材と、前記リン
グの軸方向移動のため油圧を供給する圧油供給装置と、
前記圧油供給装置から供給される油の圧力を前記主軸の
回転数に応じて、前記第2弾性部材を弾性変形させ前記
リングを前記第1弾性部材に当接させる第1の圧力と、
前記リングと前記第1弾性部材が当接した状態で更に前
記第1弾性部材を弾性変形 させる第2の圧力の少なくと
も2段階に制御可能な油圧制御部とを備えたことを特徴
とする。
点を解決するためになされたもので、軸受箱内で主軸を
回転自在に支持する軸受と、前記軸受の内、外輪を軸方
向に相対変位させるリングと、前記リングと対向するよ
うに前記軸受箱に固定された第1弾性部材と、前記リン
グと前記第1弾性部材間に介挿され、前記リングと前記
第1弾性部材間に所定の間隔を維持し、前記第1弾性部
材よりも小さい剛性を有する第2弾性部材と、前記リン
グの軸方向移動のため油圧を供給する圧油供給装置と、
前記圧油供給装置から供給される油の圧力を前記主軸の
回転数に応じて、前記第2弾性部材を弾性変形させ前記
リングを前記第1弾性部材に当接させる第1の圧力と、
前記リングと前記第1弾性部材が当接した状態で更に前
記第1弾性部材を弾性変形 させる第2の圧力の少なくと
も2段階に制御可能な油圧制御部とを備えたことを特徴
とする。
【0007】
【作用】圧油供給装置により供給される油圧が主軸の回
転数に応じて油圧制御部により第1の圧力に制御される
と、第2弾性部材が弾性変形してリングが第1弾性部材
に当接するまで移動して軸受に予圧(第1弾性部材が弾
性変形するまでは定位置予圧)が作用する。
転数に応じて油圧制御部により第1の圧力に制御される
と、第2弾性部材が弾性変形してリングが第1弾性部材
に当接するまで移動して軸受に予圧(第1弾性部材が弾
性変形するまでは定位置予圧)が作用する。
【0008】また、圧油供給装置により供給される油圧
が主軸の回転数に応じて油圧制御部により第2の圧力に
制御されると、リングと第1弾性部材が当接した状態で
更に第1弾性部材が弾性変形し、軸受には前述のリング
が第2弾性部材を弾性させて第1弾性部材に当接するま
での軸方向移動量に、第1弾性部材の弾性変形により生
じた軸方向移動量が加わり、第1の圧力が供給される場
合とは異なった予圧が作用する。
が主軸の回転数に応じて油圧制御部により第2の圧力に
制御されると、リングと第1弾性部材が当接した状態で
更に第1弾性部材が弾性変形し、軸受には前述のリング
が第2弾性部材を弾性させて第1弾性部材に当接するま
での軸方向移動量に、第1弾性部材の弾性変形により生
じた軸方向移動量が加わり、第1の圧力が供給される場
合とは異なった予圧が作用する。
【0009】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図1において、主軸11は軸受12、13、14
で回動可能に支持されている。各軸受12、13、14
はアンギュラ玉軸受であり、外筒18の一端に固定され
た軸受箱19内に組込まれている。軸受13と14は間
座15を介して並列組合せで配置され、軸受12と13
は後述の第1リング20及び間座部材22を介して背面
組合せで配置されている。
する。図1において、主軸11は軸受12、13、14
で回動可能に支持されている。各軸受12、13、14
はアンギュラ玉軸受であり、外筒18の一端に固定され
た軸受箱19内に組込まれている。軸受13と14は間
座15を介して並列組合せで配置され、軸受12と13
は後述の第1リング20及び間座部材22を介して背面
組合せで配置されている。
【0010】間座部材22は軸受箱19に固定されて、
軸受13を軸方向に保持する作用を有し、第1リング2
0は前記間座部材22に対して軸方向に移動自在に配置
されている。第1リング20の一端は軸受12の外輪に
接し、他端側には間座部材22の端面との間に油圧室2
3が設けられている。また、第1リング20及び軸受1
2の外周側に、第2リング21が軸方向に移動自在に挿
入されている。この第2リング21内周に設けた中間段
差部21aは軸受12の外輪に当接されて、第1リング
20の移動は、軸受12の外輪を経て第2リング21に
伝えられる。油圧室23は、圧油供給装置24と通路1
6を介して連通され、かつ通路16には圧油供給装置2
4から送られる油の圧力を制御する油圧制御部29が設
けられている。
軸受13を軸方向に保持する作用を有し、第1リング2
0は前記間座部材22に対して軸方向に移動自在に配置
されている。第1リング20の一端は軸受12の外輪に
接し、他端側には間座部材22の端面との間に油圧室2
3が設けられている。また、第1リング20及び軸受1
2の外周側に、第2リング21が軸方向に移動自在に挿
入されている。この第2リング21内周に設けた中間段
差部21aは軸受12の外輪に当接されて、第1リング
20の移動は、軸受12の外輪を経て第2リング21に
伝えられる。油圧室23は、圧油供給装置24と通路1
6を介して連通され、かつ通路16には圧油供給装置2
4から送られる油の圧力を制御する油圧制御部29が設
けられている。
【0011】さらに、前記軸受箱19の端部には、リン
グ状の第1弾性部材26が外周端を複数のボルト25で
固定されて設けられている。第1弾性部材26と第2リ
ング21の間にはばね部材27(第2弾性部材)が介挿
され、第2リング21を軸受12側に押圧しいる。そし
て、油圧室23に油圧が供給されていない時は、ばね部
材27の弾性力により第1弾性部材26と第2リング2
1の間に、隙間tが生じるようになっている。また第1
弾性部材26は第2リング21により軸方向に大きな押
圧力が加わると、軸方向に弾性変形するように構成され
ている。
グ状の第1弾性部材26が外周端を複数のボルト25で
固定されて設けられている。第1弾性部材26と第2リ
ング21の間にはばね部材27(第2弾性部材)が介挿
され、第2リング21を軸受12側に押圧しいる。そし
て、油圧室23に油圧が供給されていない時は、ばね部
材27の弾性力により第1弾性部材26と第2リング2
1の間に、隙間tが生じるようになっている。また第1
弾性部材26は第2リング21により軸方向に大きな押
圧力が加わると、軸方向に弾性変形するように構成され
ている。
【0012】すなわち、油圧室23に低い油圧(第1の
圧力)が供給されると、第1リング20が軸受12の外
輪及び第2リング21とともに、ばね部材27の弾性力
を抗して軸方向に移動する。その移動は、第1弾性部材
26に接触することにより隙間tを移動すると停止し
て、その移動により第1弾性部材26が弾性変形するま
での間軸受12に定位置予圧が作用する。さらに、油圧
室23に高い油圧(第2の圧力)が供給されて大きな押
圧力が第2リング21に加わると、第1弾性部材26が
軸方向に弾性変形してたわみ量が生じ、軸受12に、こ
のたわみ量に前述の隙間tを加えた移動による大きな予
圧を与える。
圧力)が供給されると、第1リング20が軸受12の外
輪及び第2リング21とともに、ばね部材27の弾性力
を抗して軸方向に移動する。その移動は、第1弾性部材
26に接触することにより隙間tを移動すると停止し
て、その移動により第1弾性部材26が弾性変形するま
での間軸受12に定位置予圧が作用する。さらに、油圧
室23に高い油圧(第2の圧力)が供給されて大きな押
圧力が第2リング21に加わると、第1弾性部材26が
軸方向に弾性変形してたわみ量が生じ、軸受12に、こ
のたわみ量に前述の隙間tを加えた移動による大きな予
圧を与える。
【0013】前記圧油供給装置24は、主軸11の回転
数を回転数センサ28で検知して、回転数が設定値より
高い高速回転域のときは、油圧の供給を遮断し、回転数
が設定値より低くなると油圧室23に油圧を供給する切
り換え動作を行う。また、前記油圧制御部29は、回転
数が中速回転域のときは、油圧室23に低圧の油圧(第
1の圧力)が供給され、回転数が低速回転域のときは、
油圧室23に高圧の油圧(第2の圧力)が供給されるよ
うに油圧を制御する。
数を回転数センサ28で検知して、回転数が設定値より
高い高速回転域のときは、油圧の供給を遮断し、回転数
が設定値より低くなると油圧室23に油圧を供給する切
り換え動作を行う。また、前記油圧制御部29は、回転
数が中速回転域のときは、油圧室23に低圧の油圧(第
1の圧力)が供給され、回転数が低速回転域のときは、
油圧室23に高圧の油圧(第2の圧力)が供給されるよ
うに油圧を制御する。
【0014】上述した構成に基づいて動作を説明する。
主軸11の回転数が設定した回転数より大きい高速回転
域のときは、圧油供給装置24により油圧室23に油圧
が供給されない。そのため、第1リング20と第2リン
グ21はばね部材27の弾性力で図1に示す位置に保持
され、軸受12には油圧による予圧は作用せず、軸受1
2の内輪および軸受12と軸受13の間の間座に生じる
熱膨張および回転の遠心力による膨張で生じる予圧が作
用するだけである。
主軸11の回転数が設定した回転数より大きい高速回転
域のときは、圧油供給装置24により油圧室23に油圧
が供給されない。そのため、第1リング20と第2リン
グ21はばね部材27の弾性力で図1に示す位置に保持
され、軸受12には油圧による予圧は作用せず、軸受1
2の内輪および軸受12と軸受13の間の間座に生じる
熱膨張および回転の遠心力による膨張で生じる予圧が作
用するだけである。
【0015】主軸11の回転数が中速回転域のときは、
圧油供給装置24および油圧制御部29により、油圧室
23に低圧の油圧(第1の圧力)が供給されて、図2に
示すように、第1リング20、軸受12の外輪および第
2リング21は、隙間tの距離を移動して第2リング2
1は第1弾性部材26に当接する。このとき、第1弾性
部材26はばね部材27よりも大きな剛性を有している
ので、第1リング20、軸受12の外輪および第2リン
グ21は、第2リング21が第1弾性部材26と当接し
た位置で移動が停止する。この移動によって、軸受12
に距離tの移動による予圧が生じる。なお、第1弾性部
材26はばね部材27よりも高剛性なので第2リング2
1が第1弾性部材26と当接してから、第1弾性部材2
6が弾性変形するまでの間は軸受12には定位置予圧が
作用している。
圧油供給装置24および油圧制御部29により、油圧室
23に低圧の油圧(第1の圧力)が供給されて、図2に
示すように、第1リング20、軸受12の外輪および第
2リング21は、隙間tの距離を移動して第2リング2
1は第1弾性部材26に当接する。このとき、第1弾性
部材26はばね部材27よりも大きな剛性を有している
ので、第1リング20、軸受12の外輪および第2リン
グ21は、第2リング21が第1弾性部材26と当接し
た位置で移動が停止する。この移動によって、軸受12
に距離tの移動による予圧が生じる。なお、第1弾性部
材26はばね部材27よりも高剛性なので第2リング2
1が第1弾性部材26と当接してから、第1弾性部材2
6が弾性変形するまでの間は軸受12には定位置予圧が
作用している。
【0016】また、回転数が低速回転域のときは、圧油
供給装置24および油圧制御部29により、油圧室23
に高圧の油圧(第2の圧力)が供給される。そのため、
図3に示すように、中速回転域と同様に第1リング20
に距離tの移動が生じ、それに加えて、第1リング20
から第2リング21に伝わった押圧力は、第1弾性部材
26を弾性変形させ、その移動量が軸受12に加わり、
その大きな軸方向移動による予圧が作用して、軸受12
により大きな予圧が加えられる。
供給装置24および油圧制御部29により、油圧室23
に高圧の油圧(第2の圧力)が供給される。そのため、
図3に示すように、中速回転域と同様に第1リング20
に距離tの移動が生じ、それに加えて、第1リング20
から第2リング21に伝わった押圧力は、第1弾性部材
26を弾性変形させ、その移動量が軸受12に加わり、
その大きな軸方向移動による予圧が作用して、軸受12
により大きな予圧が加えられる。
【0017】このように、主軸11を回転自在に支持す
る軸受12を軸方向に押圧して予圧量を調整する第1リ
ング20を、圧油供給装置24と油圧制御部29により
制御される油圧により、中速回転域では第1弾性部材2
6に接触するまで軸方向に移動させて第1弾性部材26
が弾性変形するまでの間、軸受12に定位置予圧を作用
させる。さらに低速回転域では、前述の第1リング20
の移動量に、第1弾性部材26の弾性変形で生じる移動
量が加わった距離を移動させて、大きな予圧を与えるこ
とができる。
る軸受12を軸方向に押圧して予圧量を調整する第1リ
ング20を、圧油供給装置24と油圧制御部29により
制御される油圧により、中速回転域では第1弾性部材2
6に接触するまで軸方向に移動させて第1弾性部材26
が弾性変形するまでの間、軸受12に定位置予圧を作用
させる。さらに低速回転域では、前述の第1リング20
の移動量に、第1弾性部材26の弾性変形で生じる移動
量が加わった距離を移動させて、大きな予圧を与えるこ
とができる。
【0018】このように、主軸11の回転数に応じて予
圧量を段階的に変化させることができ、主軸11の回転
数にあった予圧が広い回転数の範囲で調整できる。ま
た、従来の段階的に定位置予圧を調整する構造のよう
に、複数の押圧部材にそれぞれ油圧を作用させる油圧
室、及び油を供給する油通路の構成を必要とせず、簡単
な構造で予圧を段階的に調整することができる。また、
油圧室23に供給する油圧をより高圧にすることによ
り、予圧量を容易に変化させることができるので、構造
を大きく変えることなく、予圧を切り替える段数を多く
することが可能である。さらに、第2リング21が第1
弾性部材26に当接してから第1弾性部材26が弾性変
形するまでの間は軸受12に定位置予圧が作用するの
で、その間は加工反力等の外乱に影響されないで安定し
た加工を行うことができる。
圧量を段階的に変化させることができ、主軸11の回転
数にあった予圧が広い回転数の範囲で調整できる。ま
た、従来の段階的に定位置予圧を調整する構造のよう
に、複数の押圧部材にそれぞれ油圧を作用させる油圧
室、及び油を供給する油通路の構成を必要とせず、簡単
な構造で予圧を段階的に調整することができる。また、
油圧室23に供給する油圧をより高圧にすることによ
り、予圧量を容易に変化させることができるので、構造
を大きく変えることなく、予圧を切り替える段数を多く
することが可能である。さらに、第2リング21が第1
弾性部材26に当接してから第1弾性部材26が弾性変
形するまでの間は軸受12に定位置予圧が作用するの
で、その間は加工反力等の外乱に影響されないで安定し
た加工を行うことができる。
【0019】
【考案の効果】以上述べたように、本考案は、軸受箱内
で主軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受の内、外
輪を軸方向に相対変位させるリングと、前記リングと対
向するように前記軸受箱に固定された第1弾性部材と、
前記リングと前記第1弾性部材間に介挿され、前記リン
グと前記第1弾性部材間に所定の間隔を維持し、前記第
1弾性部材よりも小さい剛性を有する第2弾性部材と、
前記リングの軸方向移動のため油圧を供給する圧油供給
装置と、前記圧油供給装置から供給される油の圧力を前
記主軸の回転数に応じて、前記第2弾性部材を弾性変形
させ前記リングを前記第1弾性部材に当接させる第1の
圧力と、前記リングと前記第1弾性部材が当接した状態
で更に前記第1弾性部材を弾性変形させる第2の圧力の
少なくとも2段階に制御可能な油圧制御部とを備えるよ
うにしたので、予圧を主軸の回転数に応じて段階的に調
整することができるとともに、その構造を移動量が異な
る複数の押圧部材の移動を制御して予圧を変化させる構
造に比べて、簡単な構造で可能にすることができる。ま
た予圧を切り替える段数を構造を大きく変えることなく
容易に多くすることができる。さらに、リングが第1弾
性部材に当接してから第1弾性部材が弾性変形するまで
の間は軸受に定位置予圧が作用するので、その間は加工
反力等の外乱に影響されないで安定した加工を行うこと
ができる。
で主軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受の内、外
輪を軸方向に相対変位させるリングと、前記リングと対
向するように前記軸受箱に固定された第1弾性部材と、
前記リングと前記第1弾性部材間に介挿され、前記リン
グと前記第1弾性部材間に所定の間隔を維持し、前記第
1弾性部材よりも小さい剛性を有する第2弾性部材と、
前記リングの軸方向移動のため油圧を供給する圧油供給
装置と、前記圧油供給装置から供給される油の圧力を前
記主軸の回転数に応じて、前記第2弾性部材を弾性変形
させ前記リングを前記第1弾性部材に当接させる第1の
圧力と、前記リングと前記第1弾性部材が当接した状態
で更に前記第1弾性部材を弾性変形させる第2の圧力の
少なくとも2段階に制御可能な油圧制御部とを備えるよ
うにしたので、予圧を主軸の回転数に応じて段階的に調
整することができるとともに、その構造を移動量が異な
る複数の押圧部材の移動を制御して予圧を変化させる構
造に比べて、簡単な構造で可能にすることができる。ま
た予圧を切り替える段数を構造を大きく変えることなく
容易に多くすることができる。さらに、リングが第1弾
性部材に当接してから第1弾性部材が弾性変形するまで
の間は軸受に定位置予圧が作用するので、その間は加工
反力等の外乱に影響されないで安定した加工を行うこと
ができる。
【図1】本考案の軸受支持装置の高速回転状態の縦断面
図である。
図である。
【図2】本考案の軸受支持装置の中速回転状態の要部断
面図である。
面図である。
【図3】本考案の軸受支持装置の低速回転状態の要部断
面図である。
面図である。
11 主軸 12、13 軸受 19 軸受箱 20 第1リング 21 第2リング 23 油圧室 24 圧油供給装置 26 第1弾性部材27 ばね部材(第2弾性部材) 29 油圧制御部
Claims (1)
- 【請求項1】 軸受箱内で主軸を回転自在に支持する軸
受と、前記軸受の内、外輪を軸方向に相対変位させるリ
ングと、前記リングと対向するように前記軸受箱に固定
された第1弾性部材と、前記リングと前記第1弾性部材
間に介挿され、前記リングと前記第1弾性部材間に所定
の間隔を維持し、前記第1弾性部材よりも小さい剛性を
有する第2弾性部材と、前記リングの軸方向移動のため
油圧を供給する圧油供給装置と、前記圧油供給装置から
供給される油の圧力を前記主軸の回転数に応じて、前記
第2弾性部材を弾性変形させ前記リングを前記第1弾性
部材に当接させる第1の圧力と、前記リングと前記第1
弾性部材が当接した状態で更に前記第1弾性部材を弾性
変形させる第2の圧力の少なくとも2段階に制御可能な
油圧制御部とを備えたことを特徴とする軸受支持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991092110U JP2538406Y2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 軸受支持装置 |
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JP1991092110U JP2538406Y2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 軸受支持装置 |
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-
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JPH0542750U (ja) | 1993-06-11 |
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