JP2553825Y2 - Preload device for high-speed rotating spindle bearings - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この考案は一般に回転機に関し、
より具体的には、旋盤、研削盤などの工作機械、圧延
機、高速輪転機、タ−ボブロワなど高速回転される回転
機のスピンドル軸受の予圧装置に関する。This invention relates generally to rotary machines,
More specifically, the present invention relates to a preloading device for a spindle bearing of a rotating machine rotated at a high speed such as a machine tool such as a lathe and a grinding machine, a rolling mill, a high-speed rotary press, and a turbo blower.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、高速回転される回転機用スピンド
ルは、一般にスピンドルの高速回転時における振動防止
のためにスピンドルの軸受に対し、軸方向の一方からコ
イルばね又は皿ばねにより予圧を与え押圧するようにし
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a spindle for a rotating machine which is rotated at a high speed generally presses a bearing of the spindle by applying a preload from one side in an axial direction by a coil spring or a disc spring to prevent vibration at the time of high speed rotation of the spindle. I was trying to do it.

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】上記の軸受予圧力は、
高速回転用に設定されているために、例えば工作機械で
低速域で重切削加工を行なう場合に、スピンドルの軸受
に対する予圧力が不足して剛性不足となり、工作機械の
スピンドル部に微小な歪みが生じ十分な精度の切削加工
能力が得られないという問題があり、また工作機械の刃
物などが被加工物（ワ−ク）に接触した時の振動、ある
いは回転体の不釣合いや共振による振動の減衰が遅いと
いう欠点があり改善が要望されていた。[Problem to be solved by the invention] The above bearing preload is
Because it is set for high-speed rotation, for example, when performing heavy cutting in a low-speed range with a machine tool, the preload on the bearing of the spindle is insufficient, rigidity is insufficient, and minute distortion occurs on the spindle part of the machine tool. There is a problem that the cutting ability cannot be obtained with sufficient accuracy, and the vibration when the cutting tool of the machine tool comes into contact with the work (work), or the vibration is attenuated due to the unbalance or resonance of the rotating body. However, there is a drawback that it is slow, and improvement has been demanded.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本考案では、スピンドル
の軸受に予圧力を与える手段として、従来のばね力に代
えて、制御可能な電磁石の吸引力を適用するようにして
課題を解決した。The present invention solves the problem by applying a controllable attraction force of an electromagnet instead of a conventional spring force as a means for applying a preload to a spindle bearing.

【０００５】[0005]

【作用】スピンドルの軸受ハウジングに固定されたディ
スクに電磁石を対向させ、電磁石のコイルに流れる電流
を変化させると、電磁石が前記ディスクに及ぼす電磁吸
引力が制御され、例えば、低速域での重切削や高速回転
に応じた軸受予圧力を与えてスピンドル部の剛性を適度
にしたり、回転体の不釣合いや共振による振動を減衰す
る時間を短縮するのに適した減衰特性を得ることができ
る。When an electromagnet is opposed to a disk fixed to a bearing housing of a spindle and the current flowing through a coil of the electromagnet is changed, an electromagnetic attraction exerted on the disk by the electromagnet is controlled. For example, heavy cutting in a low speed range And a bearing preload corresponding to high-speed rotation to provide an appropriate rigidity of the spindle portion, or to obtain a damping characteristic suitable for shortening a time for attenuating vibration due to unbalance or resonance of the rotating body.

【０００６】[0006]

【実施例】図１は、本考案による軸受の予圧装置の１実
施例を示すスピンドルの縦断正面図である。スピンドル
１を支持する左右両側の軸受２の中、右側のフレームキ
ャップ３側には軸受を収容するためのハウジング４が設
けられ、ハウジング４の軸線方向外方端部４ａに、リン
グ状ディスク５をボルト締め又はねじ込みなどで固定的
に結合し、リング状ディスク５の軸方向外端面にリング
状突起５ａが形成され、対向するフレームキャップ３の
内表面３ａにリング状溝３ｂを設け、このリング状溝３
ｂにコイル６を埋設し、フレームキャップ３を鉄心と
し、フレームキャップ３とコイル６とで電磁石７を形成
する。上述の構造を有するスピンドル軸受の予圧装置９
の作用を説明する。図示されていない外部の電流調整器
によりコイル６に流れる電流を調整すると電磁石７のデ
ィスク５に対する電磁吸引力は変化し、ハウジング４と
ともに軸受２を図で右方へ引張る予圧力Ｐが、図２に示
すように、回転数ｎに対し実線のように自在に変化（点
線は従来の方式のもの）して、高速回転でも低速回転で
も最適の予圧力を与えられるためスピンドル１の剛性が
最適化できる。また、減衰特性を調整することにより、
切削刃物が被加工物に接触した時の回転体の不釣合いや
共振による振巾ａの減衰時間ｔを、図３の実線で示すよ
うに、点線で示した従来方式の予圧装置によるよりも短
縮できる。1 is a vertical sectional front view of a spindle showing an embodiment of a bearing preloading device according to the present invention. A housing 4 for accommodating the bearing is provided on the right side of the frame cap 3 among the bearings 2 on both the right and left sides supporting the spindle 1, and a ring-shaped disk 5 is mounted on the axially outer end 4 a of the housing 4. A ring-shaped projection 5a is formed on the axially outer end face of the ring-shaped disk 5 by bolting or screwing or the like, and a ring-shaped groove 3b is provided on the inner surface 3a of the frame cap 3 facing the ring-shaped disk 5. Groove 3
The coil 6 is buried in b, the frame cap 3 is used as an iron core, and the frame cap 3 and the coil 6 form an electromagnet 7. Preloading device 9 for spindle bearing having the above structure
The operation of will be described. When the current flowing through the coil 6 is adjusted by an external current regulator (not shown), the electromagnetic attractive force of the electromagnet 7 to the disk 5 changes, and the preload P for pulling the bearing 2 together with the housing 4 to the right in the drawing is changed as shown in FIG. As shown in (1), the rotational speed n can be freely changed as shown by the solid line (dotted line is of the conventional type), and the optimum preload can be applied at both high speed and low speed, so that the rigidity of the spindle 1 is optimized. it can. Also, by adjusting the attenuation characteristics,
As shown by the solid line in FIG. 3, the attenuation time t of the amplitude a due to the unbalance or resonance of the rotating body when the cutting blade comes into contact with the workpiece can be shortened as compared with the conventional preloading device shown by the dotted line. .

【０００７】[0007]

【考案の効果】上記のように電磁石の吸引力を制御する
ことにより、軸受の予圧力を調整できるので、例えば、
低速機の重切削から高速機の切削加工まで、スピンドル
の加工能力を十分に発揮することができると共に、スピ
ンドルに生ずる不要振動の減衰効果を高めて低振動スピ
ンドルを得ることができる。The preload of the bearing can be adjusted by controlling the attraction force of the electromagnet as described above.
From heavy cutting of a low-speed machine to cutting of a high-speed machine, the machining ability of the spindle can be sufficiently exhibited, and a low-vibration spindle can be obtained by increasing the effect of damping unnecessary vibration generated in the spindle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本考案による軸受の予圧装置を備えたえたスピ
ンドルの１実施例を示す縦断正面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional front view showing one embodiment of a spindle provided with a bearing preloading device according to the present invention.

【図２】本考案による軸受の予圧装置及び従来の予圧装
置による電磁石の吸引力（予圧力）とスピンドルの回転
数との関係を示す特性曲線図である。FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the attraction force (preload) of the electromagnet and the rotation speed of the spindle by the bearing preload device according to the present invention and the conventional preload device.

【図３】本考案による軸受の予圧装置及び従来の予圧装
置によるスピンドルの振動の減衰特性曲線である。FIG. 3 is a characteristic curve of damping of spindle vibration by a bearing preloading device according to the present invention and a conventional preloading device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ スピンドル ２ 軸受 ３ フレ−ムキャップ ３ａ フレームキャップの内表面 ３ｂ フレームキャップの溝 ４ 軸受ハウジング ４ａ軸受ハウジング４の軸線方向外方端部 ５ リング状ディスク、 ５ａ リング状ディスクの軸方向外端面のリング状突起 ６ コイル ７ 電磁石 ８ ケ−シング ９ 予圧装置 Ｐ 予圧力 Reference Signs List 1 spindle 2 bearing 3 frame cap 3a inner surface of frame cap 3b groove of frame cap 4 bearing housing 4a axially outer end of bearing housing 4 5 ring-shaped disk Projection 6 Coil 7 Electromagnet 8 Case 9 Preload device P Preload

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項１】 軸線方向の左右両側が高速回転スピンド
ル軸受により支承され、前記軸受の一方が、制御可能な
軸受予圧手段として電磁吸引力を有する電磁石（７）に
より予圧力を与えられる回転電機の高速回転スピンドル
軸受の予圧装置において、 前記の予圧装置は、前記回転電機のケーシング（８）の
前記軸方向の一方である反負荷側の外端部に固着され、
その内面に環状溝（３ｂ）を有し前記電磁石（７）の鉄
心を兼ねるフレームキャップ（３）と、 前記フレームキャップ（３）の環状溝（３ｂ）内に埋め
こまれたコイル（６）と、 前記高速回転スピンドル軸受の軸方向外端面と前記フレ
ームキャップ（３）の内面との間に介在して配置された
リング状ディスク（５）と、 前記ケーシング（８）の内周に摺動可能に配置され、前
記リング状ディスク（５）と一体に結合されて前記軸受
を収容する軸受ハウジング（４）と、を含んで成り、 前記電磁石（７）により前記リング状ディスク（５）に
与える軸方向外方への電磁吸引力が、前記軸受ハウジン
グ（４）を介して前記軸受への予圧力（Ｐ）として与え
られる ことを特徴とする高速回転スピンドル軸受の予圧
装置。1. A high-speed rotating spindle on both left and right sides in the axial direction.
Is Seung supported by Le bearings, one of the bearing, the electromagnet (7) having an electromagnetic attraction as a controllable bearing preload means
High-speed rotating spindle of rotating electric machine that can be given more preload
In the bearing preloading device, the preloading device is provided in a casing (8) of the rotating electric machine.
It is fixed to the outer end on the non-load side which is one of the axial directions,
The inner surface of the electromagnet (7) has an annular groove (3b).
A frame cap (3) also serving as a heart , and embedded in an annular groove (3b) of the frame cap (3).
The coil (6), the axially outer end face of the high-speed rotary spindle bearing and the frame
Between the inner surface of the arm cap (3)
A ring-shaped disk (5) , slidably disposed on the inner periphery of the casing (8),
The bearing is integrally connected to the ring-shaped disk (5).
And a bearing housing (4) for housing the ring-shaped disk (5) by the electromagnet (7).
The electromagnetic attraction force applied to the outside in the axial direction is
(4) as a preload (P) to the bearing.
Pressure unit of the high-speed rotary spindle bearing, characterized by being. 【請求項２】 前記リング状ディスク（５）は、その半
径方向外方端に軸方向外方に突出するリング状突起（５
ａ）を有し、前記フレームキャップ（３）は、その軸方
向の内表面（３ａ）が前記リング状突起（５ａ）と対向
することを特徴とする請求項１記載の高速回転スピンド
ル軸受の予圧装置。2. The ring-shaped disk (5) has a half
A ring-shaped protrusion (5) protruding outward in the axial direction is provided at the radially outer end.
a) wherein the frame cap (3) has its axial direction
The preloading device for a high-speed rotary spindle bearing according to claim 1 , characterized in that an inner surface (3a) of the bearing faces the ring-shaped projection (5a) .