JP2603002Y2 - Preload switching spindle unit - Google Patents
Preload switching spindle unitInfo
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- JP2603002Y2 JP2603002Y2 JP1992053252U JP5325292U JP2603002Y2 JP 2603002 Y2 JP2603002 Y2 JP 2603002Y2 JP 1992053252 U JP1992053252 U JP 1992053252U JP 5325292 U JP5325292 U JP 5325292U JP 2603002 Y2 JP2603002 Y2 JP 2603002Y2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この考案は、主軸を支持する軸受
に対して予圧量の調整を可能とした予圧切換式のスピン
ドルユニットに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preload switching type spindle unit capable of adjusting a preload amount for a bearing supporting a main shaft.
【0002】[0002]
【従来の技術及びその課題】工作機械のスピンドルにお
いては、低速から高速までの広い回転領域で最適な主軸
剛性を得るために、主軸を支持する軸受を軸方向に押圧
する機構を設け、回転数の変化に応じて軸受の予圧を切
換えるようにしたものがある。このような予圧の切換え
手段を有するスピンドルでは、予圧の最適な切換えを行
なうために、主軸の回転中、軸受に実際に加わる予圧荷
重やその変化量を計測する手段を備えることが求められ
る。2. Description of the Related Art A spindle for a machine tool is provided with a mechanism for axially pressing a bearing for supporting a spindle in order to obtain an optimal spindle rigidity in a wide rotation range from low speed to high speed. In some cases, the preload of the bearing is switched according to the change of the preload. The spindle having such a preload switching means is required to have a means for measuring a preload applied to the bearing and a change amount thereof during the rotation of the main shaft in order to optimally switch the preload.
【0003】従来、このような主軸用軸受の予圧量を計
測する方法としては、図9に示すように、軸受71の外
輪72に当接する間座73に、電気抵抗ひずみ計である
ひずみゲージ74を貼付け、そのひずみゲージ74の信
号から間座73のひずみ量を検出して軸受の予圧量を算
出する構造がとられているが、このひずみゲージ74か
らの信号を取り出す方法は、ゲージ74から引き出した
リード線75を、外筒1に設けた軸方向の切欠き溝76
を通して外部に引き出すことにより行なわれている。Conventionally, as a method of measuring the amount of preload of such a spindle bearing, as shown in FIG. 9, a strain gauge 74, which is an electric resistance strain gauge, is provided on a spacer 73 abutting on an outer ring 72 of a bearing 71. Is attached, and the strain amount of the spacer 73 is detected from the signal of the strain gauge 74 to calculate the preload amount of the bearing. The method of extracting the signal from the strain gauge 74 is as follows. The lead wire 75 that has been drawn out is inserted into an axial cutout groove 76 provided in the outer cylinder 1.
It is done by pulling out to the outside.
【0004】ところが、上記の方法では、スピンドルを
組立てる場合、主軸2に軸受71や間座73を組立てる
途中でリード線75を切欠き溝76に挿入し、そのリー
ド線75と干渉しないように各部品を組立てる必要があ
り、組立て性が悪い欠点がある。However, in the above method, when assembling the spindle, the lead wire 75 is inserted into the notch groove 76 during the assembly of the bearing 71 and the spacer 73 on the main shaft 2 so that each of the lead wires 75 does not interfere with the lead wire 75. It is necessary to assemble parts, and there is a drawback that assemblability is poor.
【0005】また、外筒1に軸方向の切欠き溝76を設
けるために、軸受71の外輪72に変形が生じやすく、
主軸の支持精度を低下させやすい不具合がある。[0005] Further, since the notch groove 76 is provided in the outer cylinder 1 in the axial direction, the outer ring 72 of the bearing 71 is easily deformed.
There is a problem that the support accuracy of the main shaft is easily reduced.
【0006】そこで、この考案は、主軸の精度や組立て
性を良好に維持しつつ軸受の予圧荷重の計測を可能とす
る予圧切換式のスピンドルユニットを提供することを目
的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a spindle unit of a preload switching type capable of measuring a preload of a bearing while maintaining good accuracy and assemblability of a main shaft.
【0007】[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、この考案は、外筒の内部に軸受を介して主軸を回転
自在に支持し、その主軸と外筒の間に軸受を軸方向に押
圧する予圧切換え手段を設けた予圧切換式スピンドルユ
ニットにおいて、上記軸受の間座を軸方向一方に突出す
る突起を周方向に複数有するものとし、この各突起を上
記軸受の外輪に直接又は間接に当接させ、この突起に電
気抵抗ひずみ計を設け、上記間座の外周面に出力ターミ
ナルを設け、上記電気抵抗ひずみ計のリード線の出力端
を上記出力ターミナルに接続し、上記出力ターミナルに
向き合う外筒の周面に外筒を径方向に貫通するコネクタ
挿入孔を形成し、このコネ クタ挿入孔にひずみ測定装置
に接続した出力用コネクタを挿入して上記出力ターミナ
ルに接続し、上記電気抵抗ひずみ計によって検出した上
記間座のひずみ量を上記ひずみ測定装置で検出し、その
検出ひずみ量から軸受の予圧量を算出して上記予圧切換
え手段を制御する予圧切換式スピンドルユニットの構成
としたのである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method in which a main shaft is rotatably supported via a bearing inside an outer cylinder, and a bearing is provided between the main shaft and the outer cylinder in an axial direction. In the preload switching spindle unit provided with a preload switching means for pressing the bearing, the spacer of the bearing has a plurality of protrusions projecting in one axial direction in the circumferential direction, and each of the protrusions is directly or indirectly provided on the outer ring of the bearing. And an electric resistance strain gauge is provided on this projection, an output terminal is provided on the outer peripheral surface of the spacer, an output end of a lead wire of the electric resistance strain gauge is connected to the output terminal, and the output terminal is connected to the output terminal. facing the connector insertion hole penetrating the outer cylinder in the radial direction is formed on the peripheral surface of the outer cylinder, strain measurement device to the connector insertion hole
Insert the output connector connected to
Connected to the sensor
The amount of strain in the spacer is detected by the above-mentioned strain measuring device, and the
The preload switching spindle unit is configured to calculate the preload of the bearing from the detected strain and control the preload switching means.
【0008】[0008]
【作用】上記の構造から成るこの考案に係る予圧切換式
スピンドルユニットは、間座に複数の突起を設けて、こ
の各突起を軸受の外輪に直接又は間接に当接させたの
で、軸受の予圧が間座にかかると、この予圧は間座の各
突起に局部的に集中して各突起を大きくひずませる。そ
して、この各突起に電気抵抗ひずみ計を設けたので、こ
の電気抵抗ひずみ計は間座全体のひずみではなく、各突
起に集中するより大きなひずみを検出し、その検出出力
はより大きくなって、みかけ上の感度が増大する。In the preload switching spindle unit according to the present invention having the above structure, a plurality of projections are provided on the spacer, and each projection is directly or indirectly brought into contact with the outer ring of the bearing. When the preload is applied to the spacer, this preload concentrates locally on each protrusion of the spacer and causes each protrusion to be greatly distorted. And since the electric resistance strain gauge was provided for each projection, this electric resistance strain meter detects not the strain of the entire spacer, but a larger strain concentrated on each projection, and the detection output becomes larger. The apparent sensitivity increases.
【0009】また、間座に出力ターミナルを設け、この
出力ターミナルに向き合う外筒の周面に外筒を貫通する
コネクタ挿入孔を形成したので、電気抵抗ひずみ計から
のリード線は間座の出力ターミナルに接続すればよく、
主軸や軸受等の組立て時にこのリード線を組立てたスピ
ンドルユニットの外部に引出す作業が不要となって、組
立て作業が簡単になる。そして、電気抵抗ひずみ計から
の信号は、外筒内に軸受や間座を組込んだ状態で、外筒
のコネクタ挿入孔から挿入した出力用コネクタを間座の
出力ターミナルに接続して外部に取り出す。Further, an output terminal is provided on the spacer, and a connector insertion hole which penetrates the outer cylinder is formed on a peripheral surface of the outer cylinder facing the output terminal. Just connect to the terminal,
When assembling the main shaft, bearings, and the like, it is not necessary to pull out the lead wire to the outside of the assembled spindle unit, and the assembling operation is simplified. Then, the signal from the electric resistance strain gauge is connected to the output terminal of the spacer by connecting the output connector inserted from the connector insertion hole of the outer cylinder with the bearing and spacer inserted in the outer cylinder. Take out.
【0010】また、外筒に軸方向の切欠き溝等を設けな
いため、軸受の変形等を生じさせることがない。[0010] Further, since the outer cylinder is not provided with a notched groove or the like in the axial direction, the bearing is not deformed.
【0011】[0011]
【実施例】以下、この考案の実施例を添付図面に基づい
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0012】図1及び図4に示すように、外筒1は、内
外に嵌合する2つの筒部材1a、1bから成り、その外
筒1の内部に、主軸2の両端部がそれぞれ一対のアンギ
ュラ玉軸受3、4及び5、6を介して回転自在に支持さ
れている。この各アンギュラ玉軸受3、4及び5、6
は、それぞれ潤滑用のエアオイルノズル7を備えた間座
8を介して並列配置されると共に、互いに背面向き合せ
の状態で取付けられている。As shown in FIGS. 1 and 4, the outer cylinder 1 is composed of two cylindrical members 1a and 1b which are fitted inside and outside, and both ends of the main shaft 2 are provided inside the outer cylinder 1 in a pair. It is rotatably supported via angular ball bearings 3, 4, 5, and 6. Each of the angular ball bearings 3, 4, 5 and 6
Are arranged in parallel via spacers 8 each provided with an air oil nozzle 7 for lubrication, and are attached to each other with their backs facing each other.
【0013】上記一端側の軸受3、4は、外筒1内に直
接組込まれ、その外輪が外筒1の内径面に固定され、内
輪が主軸2の外径面に固定されている。The bearings 3 and 4 at one end are directly incorporated into the outer cylinder 1, and the outer ring is fixed to the inner diameter surface of the outer cylinder 1, and the inner ring is fixed to the outer diameter surface of the main shaft 2.
【0014】また、上記右側の軸受4の外輪と外筒1に
形成された端壁との間に、間座8と、計測用間座9が組
込まれている。この計測用間座9は、図2及び図3に示
すように、端面に間座8と当接する3個の突起10が形
成され、その各突起10の内径面にそれぞれひずみゲー
ジ11が貼り付けられている。また、各ひずみゲージ1
1から引出されたリード線12が、間座9に設けた溝1
3に挿通され、その端部が、計測用間座9の中央部に設
けられた出力ターミナル14に接続されている。A spacer 8 and a measuring spacer 9 are incorporated between the outer ring of the right bearing 4 and an end wall formed on the outer cylinder 1. As shown in FIGS. 2 and 3, the measurement spacer 9 has three protrusions 10 formed on the end surface thereof, which are in contact with the spacer 8, and a strain gauge 11 is attached to the inner diameter surface of each protrusion 10. Have been. In addition, each strain gauge 1
The lead wire 12 drawn out from the groove 1 is provided in the groove 1 provided in the spacer 9.
3 is connected to an output terminal 14 provided at the center of the measuring spacer 9.
【0015】この出力ターミナル14は、絶縁性樹脂か
ら成る基台15と、その基台15の表面から突出する複
数の連結用ピン端子16とから形成され、このピン端子
16が、計測用間座9の外径面に設けた凹所17に露出
している。The output terminal 14 is formed of a base 15 made of an insulating resin and a plurality of connecting pin terminals 16 protruding from the surface of the base 15. 9 is exposed in a recess 17 provided on the outer diameter surface.
【0016】一方、出力ターミナル14に向き合う外筒
1の周面には、外筒1を径方向に貫通するコネクタ挿入
孔18が形成され、そのコネクタ挿入孔18に、ひずみ
測定装置20に接続した出力用コネクタ19が自在に挿
入されるようになっている。この出力用コネクタ19
は、出力ターミナル14と向かい合う面に、ピン端子1
6が圧入嵌合するソケット孔を備え、このソケット孔と
ピン端子16を嵌合させることで、ひずみ測定装置20
とひずみゲージ11を電気的に結合する。なお、上記出
力用コネクタ19及び出力ターミナル14には、市販の
多極カップリングコネクタや微小電流用ミニプラグ又は
ソケットなどを利用することができる。On the other hand, a connector insertion hole 18 that penetrates the outer cylinder 1 in the radial direction is formed on the peripheral surface of the outer cylinder 1 facing the output terminal 14, and the connector insertion hole 18 is connected to a strain measuring device 20. The output connector 19 is freely inserted. This output connector 19
Is the pin terminal 1 on the surface facing the output terminal 14.
6 is provided with a socket hole for press-fitting.
And the strain gauge 11 are electrically coupled. As the output connector 19 and the output terminal 14, a commercially available multipolar coupling connector, a mini-plug or a socket for minute current, or the like can be used.
【0017】上記ひずみ測定装置20は、交流ブリッジ
回路や増幅器等を備え、出力用コネクタ19より得られ
る信号からひずみゲージ11における抵抗変化を測定
し、その測定値から計測用間座9のひずみ量を検出す
る。この検出値は予圧制御装置22に出力される。The strain measuring device 20 includes an AC bridge circuit, an amplifier, and the like, measures a resistance change in the strain gauge 11 from a signal obtained from the output connector 19, and obtains a strain amount of the measuring spacer 9 from the measured value. Is detected. This detected value is output to the preload control device 22.
【0018】予圧制御装置22は、ひずみ測定装置20
から入力される間座9のひずみ量から軸受3、4、5、
6に加わる予圧荷重を算出するが、さらに、得られた予
圧荷重と軸受の許容予圧量(Pmax)とを比較し、こ
の比較結果に基づいて後述する油圧制御回路32に制御
信号を出力する。The preload control device 22 includes a strain measuring device 20
From the strain amount of spacer 9 input from
The preload applied to 6 is calculated. Further, the obtained preload is compared with the allowable preload (Pmax) of the bearing, and a control signal is output to a hydraulic control circuit 32 described later based on the comparison result.
【0019】一方、主軸2を支持する他端側の軸受5、
6においては、図1及び図4に示すように、内輪が主軸
2の外径面に固定され、外輪が外筒1の内部に挿入され
た軸受箱23の内面に固定されており、その軸受箱23
の端面が間座を介して軸受5の外輪端面に当接してい
る。この構造では、軸受箱23が軸方向に移動すると、
間座が軸受5の外輪を押し、各軸受3、4、5、6に予
圧が加えられる。On the other hand, a bearing 5 at the other end supporting the main shaft 2,
In FIG. 6, as shown in FIGS. 1 and 4, the inner ring is fixed to the outer diameter surface of the main shaft 2 and the outer ring is fixed to the inner surface of a bearing box 23 inserted into the outer cylinder 1. Box 23
Are in contact with the outer ring end surface of the bearing 5 via the spacer. In this structure, when the bearing housing 23 moves in the axial direction,
The spacer presses the outer ring of the bearing 5, and a preload is applied to each of the bearings 3, 4, 5 and 6.
【0020】上記軸受箱23の側方には、軸方向に移動
可能な中間リング24が挿入され、この中間リング24
と主軸2の間に、軸受箱23と中間リング24の移動量
を制限する調整部材25が組込まれている。この調整部
材25は、複数の段部26、27を備えており、スピン
ドルユニットを組立てた状態(図4の状態)で中間リン
グ24と段部26との間、及び軸受箱23と段部27と
の間に、それぞれ大きさの異なるすき間δ1 、δ2 (た
だしδ1 <δ2 )が設けられている。An axially movable intermediate ring 24 is inserted into the side of the bearing housing 23.
An adjustment member 25 for limiting the movement amount of the bearing housing 23 and the intermediate ring 24 is incorporated between the main shaft 2 and the main shaft 2. The adjusting member 25 includes a plurality of step portions 26 and 27. When the spindle unit is assembled (the state shown in FIG. 4), the adjusting member 25 is located between the intermediate ring 24 and the step portion 26, and between the bearing housing 23 and the step portion 27. Are provided with gaps δ 1 , δ 2 (where δ 1 <δ 2 ) having different sizes.
【0021】また、中間リング24の両側には第1圧力
室28と第2圧力室29が形成され、この各圧力室2
8、29にそれぞれ外筒1内部の油路30、31を介し
て油圧制御回路32が接続されている。この油圧制御回
路32は、電磁制御弁や油圧ポンプ等を備え、予圧制御
装置22からの信号に基づいて各圧力室28、29に高
圧油を供給又は排出する。On both sides of the intermediate ring 24, a first pressure chamber 28 and a second pressure chamber 29 are formed.
Hydraulic control circuits 32 are connected to 8 and 29 via oil passages 30 and 31 inside the outer cylinder 1, respectively. The hydraulic control circuit 32 includes an electromagnetic control valve, a hydraulic pump, and the like, and supplies or discharges high-pressure oil to or from each of the pressure chambers 28 and 29 based on a signal from the preload control device 22.
【0022】また、軸受箱23の外径面には、油圧制御
回路32に接続するらせん溝35が形成されており、こ
のらせん溝35に油圧制御回路32から高圧油が導入さ
れると、軸受箱23が縮径して外筒1との間ですき間を
生じさせ、軸受箱23がスムーズに移動できるようにな
る。A spiral groove 35 connected to the hydraulic control circuit 32 is formed on the outer surface of the bearing housing 23. When high-pressure oil is introduced from the hydraulic control circuit 32 into the spiral groove 35, The diameter of the box 23 is reduced to create a gap between the outer cylinder 1 and the bearing box 23 so that the bearing box 23 can move smoothly.
【0023】この実施例のスピンドルユニットは上記の
ような構造であり、この構造においては、軸受と外筒の
間に組込まれる計測用間座9にひずみケージ11と出力
ターミナル14とが取付けられ、間座9からユニットの
外部にリード線を引出す必要がないため、リード線の引
き出しや干渉を気にせずに主軸2や軸受3、4を組立て
ることができ、ユニットの組立てを簡単に行なうことが
できる。The spindle unit of this embodiment has the above-described structure. In this structure, the strain cage 11 and the output terminal 14 are mounted on the measuring spacer 9 installed between the bearing and the outer cylinder. Since there is no need to draw out the lead wire from the spacer 9 to the outside of the unit, the main shaft 2 and the bearings 3 and 4 can be assembled without worrying about drawing out and interference of the lead wire, and the unit can be easily assembled. it can.
【0024】一方、軸受の予圧を切換えるには、スピン
ドルユニットを組立てた状態で、外筒1のコネクタ挿入
孔18から出力用コネクタ19を挿入して出力ターミナ
ル14に結合し、ひずみ測定装置20とひずみケージ1
1を接続する。On the other hand, in order to switch the preload of the bearing, an output connector 19 is inserted from the connector insertion hole 18 of the outer cylinder 1 and connected to the output terminal 14 in a state where the spindle unit is assembled. Strain cage 1
1 is connected.
【0025】この状態から、低速回転時で主軸に大きな
剛性を与え、高速回転時で無理のない予圧を加えるに
は、先ず図4において、第2圧力室29から油圧を抜い
た状態で第1圧力室28に高圧油を供給し、軸受箱23
を調整部材25の段部27に当接する位置まで移動させ
る。これにより、軸受箱23はδ2 のすき間分だけ移動
するため、軸受3、4、5、6にはδ2 の移動量に対応
した押圧力が加わり、予圧P10が加えられる(図5参
照)。In this state, in order to give the main shaft a large rigidity at the time of low-speed rotation and apply a reasonable preload at the time of high-speed rotation, first, in FIG. The high pressure oil is supplied to the pressure chamber 28 and the bearing housing 23 is supplied.
Is moved to a position where it contacts the step 27 of the adjustment member 25. Thus, since the bearing box 23 to move by a gap amount of [delta] 2, the bearing 3, 4, 5, 6 joined by a pressing force corresponding to the amount of movement of [delta] 2, the preload P 10 is applied (see FIG. 5 ).
【0026】この押圧力は、軸受4の外輪を介して計測
用間座9に加わり、その間座9をひずませるため、この
ひずみがひずみゲージ11により検出され、出力ターミ
ナル14と出力用コネクタ19を介してひずみ測定装置
20に送られる。ひずみ測定装置20は入力された信号
からひずみ量を検出し、予圧制御装置22ではその検出
されたひずみ量から軸受3、4、5、6に作用している
予圧荷重P10を算出する。This pressing force is applied to the measuring spacer 9 via the outer ring of the bearing 4 and distorts the spacer 9, so that this strain is detected by the strain gauge 11, and the output terminal 14 and the output connector 19 are connected. It is sent to the strain measuring device 20 via the Strain measurement device 20 detects the amount of distortion from the input signal, and calculates the preload P 10 acting from the strain amount detected that the preload control unit 22 to the bearing 3, 4, 5, 6.
【0027】上記の状態から、主軸2の回転が上がる
と、遠心力や主軸の熱膨張のために、図5(a)に示す
ように軸受の予圧が徐々に増大するが、この予圧荷重の
増大は、ひずみゲージ11とひずみ測定装置20を介し
て予圧制御装置22で計測され、予圧制御装置22で
は、この計測された予圧荷重と軸受の許容量大予圧Pm
axとが比較される。そして、予圧荷重が許容最大予圧
Pmaxを越えると(N1の時点)、油圧制御回転32
に制御信号が出力され、第1圧力室28から油圧を抜
き、第2圧力室29に作動油を導入する。これにより、
第2圧力室29の圧力によって中間リング24が段部2
6に当接するまで移動し、軸受3〜6には、δ1 に相当
した量の予圧P20が加えられる。このため、図5(b)
に示すように、軸受に加わる予圧は軽減され、中予圧P
20に切換わる。When the rotation of the main shaft 2 increases from the above state, the preload of the bearing gradually increases as shown in FIG. 5A due to centrifugal force and thermal expansion of the main shaft. The increase is measured by the preload control device 22 via the strain gauge 11 and the strain measurement device 20, and the preload control device 22 measures the measured preload and the preload Pm of the allowable capacity of the bearing.
ax. When the preload exceeds the allowable maximum preload Pmax (time point N 1), the hydraulic control rotation 32
The control signal is output to the first pressure chamber 28, and the hydraulic pressure is released from the first pressure chamber 28, and hydraulic oil is introduced into the second pressure chamber 29. This allows
Due to the pressure of the second pressure chamber 29, the intermediate ring 24 is
Go until it abuts against the 6, the bearing 3-6, the amount of preload P 20 which corresponds to the [delta] 1 is added. For this reason, FIG.
As shown in the figure, the preload applied to the bearing is reduced and the medium preload P
Switch to 20 .
【0028】さらに、主軸2の回転数が上昇し、図5
(c)に示すように予圧が再び許容最大予圧Pmaxに
達すると(N2 の時点)、第1及び第2圧力室28、2
9から作動油を抜く(図4に示す状態)。これにより、
軸受3〜6には組付け時の初期すき間の分に応じた予圧
P30が加えられ、図5(d)に示すように軸受に加わる
予圧はさらに軽減され、軽予圧P30に切換わる。Further, the number of revolutions of the main shaft 2 increases, and FIG.
Preload as shown in (c) and again reaches the allowable maximum preload Pmax (point of N 2), first and second pressure chambers 28,2
Drain hydraulic fluid from 9 (state shown in FIG. 4). This allows
Preload P 30 corresponding to the amount of initial clearance during assembly the bearing 3-6 is added, the preload applied to the bearing as shown in FIG. 5 (d) is further reduced, it switched to a light preload P 30.
【0029】なお、上記の実施例では、軸受の予圧を3
段階で切換える構造について示したが、調整部材の段部
や中間リングの数を変えれば、2段階切換えや4段階以
上の切換を行なうことができる。In the above embodiment, the preload of the bearing is set to 3
Although the structure of switching in stages has been described, if the number of steps or intermediate rings of the adjusting member is changed, two-stage switching or switching of four or more stages can be performed.
【0030】また、軸受箱23を移動させるための圧力
発生には、高圧油を使用せずに圧縮空気や他の流体を用
いることもできる。In order to generate the pressure for moving the bearing housing 23, compressed air or other fluid can be used without using high-pressure oil.
【0031】図6乃至図8は他の実施例を示している。
図6において、41は主軸2を支持する玉軸受であり、
この玉軸受41は、内輪42の一端が軸方向に突出して
スクープ44を形成し、そのスクープ44の内側に軸方
向に貫通する孔45が形成されている。また、孔45か
ら軌道面に向けた給油孔61が形成されている。FIGS. 6 to 8 show another embodiment.
In FIG. 6, reference numeral 41 denotes a ball bearing for supporting the main shaft 2,
In this ball bearing 41, one end of an inner ring 42 protrudes in the axial direction to form a scoop 44, and a hole 45 penetrating in the axial direction is formed inside the scoop 44. An oil supply hole 61 extending from the hole 45 toward the raceway surface is formed.
【0032】上記玉軸受41の側方に配置される間座4
6には、図6乃至図8に示すように、内周面の一ケ所に
給油用突出部47が設けられ、その突出部47に、給油
通路48、49と、玉軸受41の内輪42とスクープ4
4に向かう噴射口50、51が形成されており、上記各
給油通路48、49にそれぞれ油温制御手段52、53
が接続されている。The spacer 4 arranged on the side of the ball bearing 41
6, as shown in FIGS. 6 to 8, a lubricating projection 47 is provided at one location on the inner peripheral surface, and the lubricating passages 47, 49, the inner ring 42 of the ball bearing 41, Scoop 4
Injection ports 50 and 51 are formed toward the oil supply passages 48 and 49, respectively.
Is connected.
【0033】また、上記間座46の端面には、玉軸受4
1の外輪43に当接する3ケ所以上の突起54が形成さ
れ、その各突起54の内径面にひずみゲージ55が貼り
付けられている。また、間座46の周面には、径方向の
貫通孔56が形成され、その貫通孔56に出力ターミナ
ル57が組込まれており、この出力ターミナル57に、
各ひずみケージ55がそれぞれ間座46の溝58内に挿
入されたリード線59を介して接続されている。The end face of the spacer 46 is provided with a ball bearing 4.
Three or more projections 54 are formed in contact with one outer ring 43, and a strain gauge 55 is attached to the inner diameter surface of each projection 54. A radial through-hole 56 is formed on the peripheral surface of the spacer 46, and an output terminal 57 is incorporated in the through-hole 56.
Each strain cage 55 is connected via a lead wire 59 inserted into a groove 58 of the spacer 46.
【0034】さらに、上記出力ターミナル57には、外
筒1のコネクタ挿入孔18から挿入された出力用カップ
リング60やコネクタ19が結合されるようになってい
る。Further, the output coupling 57 and the connector 19 inserted from the connector insertion hole 18 of the outer cylinder 1 are connected to the output terminal 57.
【0035】この実施例の構造では、間座46の噴射口
50、51から噴射される油の温度を油温制御手段5
2、53により制御し、軸受41の内外輪42、43の
温度を調節することにより、最適の予圧荷重の設定を行
なうことができる。例えば、低速回転のときに内輪温度
を外輪に比べ高くすると予圧荷重が増大し、低速重切削
に適した大きな軸受剛性が得られる。また、高速回転の
ときに内輪温度を外輪より低くすると、予圧荷重が小さ
くなり、軸受の発熱等が抑制される。In the structure of this embodiment, the temperature of the oil injected from the injection ports 50 and 51 of the spacer 46 is controlled by the oil temperature control means 5.
The optimum preload can be set by controlling the temperature of the inner and outer rings 42 and 43 of the bearing 41 by controlling the preload 2 and 53. For example, when the inner ring temperature is higher than that of the outer ring at low speed rotation, the preload increases, and a large bearing stiffness suitable for low speed heavy cutting is obtained. Further, when the inner ring temperature is lower than that of the outer ring at the time of high-speed rotation, the preload decreases, and heat generation of the bearing is suppressed.
【0036】この場合、軸受41の予圧量の変化は、間
座46のひずみ量の変化となり、ひずみゲージ55を介
してひずみ測定装置20に検出される。In this case, a change in the preload amount of the bearing 41 results in a change in the strain amount of the spacer 46, which is detected by the strain measuring device 20 via the strain gauge 55.
【0037】[0037]
【効果】この考案に係る予圧切換式スピンドルユニット
は、間座に複数の突起を設けて、この各突起を軸受の外
輪に当接させ、この各突起に電気抵抗ひずみ計を設けた
ので、軸受の予圧が間座にかかると、その予圧は間座の
各突起に局部的に集中して各突起を大きくひずませ、電
気抵抗ひずみ計はこの各突起に集中するより大きなひず
みを検出して、その検出出力はより大きくなって、みか
け上の感度が増大する。そのために、軸受の予圧荷重や
その変化量をより正確に計測することができる。The preload switching type spindle unit according to the present invention has a plurality of protrusions provided on the spacer, and each of the protrusions is brought into contact with the outer ring of the bearing. When the preload is applied to the spacer, the preload locally concentrates on each protrusion of the spacer and distorts each protrusion greatly.The electric resistance strain gauge detects a larger strain concentrated on each protrusion and detects , The detection output becomes larger, and the apparent sensitivity increases. Therefore, the preload of the bearing and the amount of change thereof can be measured more accurately.
【0038】また、軸受の間座に出力ターミナルを設
け、ユニットの組立て後、外筒の外側から出力用コネク
タを挿入してひずみ計と外部機器とを接続するために、
主軸や軸受の組立てを簡単に行なうことができ、組立て
の作業性を大きく向上させることができる。また、外筒
の内径面に軸方向の切欠き溝等を設ける必要がないため
に、外筒や軸受の外輪の変形を抑えることができ、主軸
の支持精度を良好に維持することができる。Further, an output terminal is provided at the spacer of the bearing, and after assembling the unit, an output connector is inserted from the outside of the outer cylinder to connect the strain gauge to an external device.
The assembly of the main shaft and the bearing can be easily performed, and the workability of the assembly can be greatly improved. Further, since it is not necessary to provide a notch groove or the like in the axial direction on the inner diameter surface of the outer cylinder, deformation of the outer ring of the outer cylinder or the bearing can be suppressed, and the support accuracy of the main shaft can be maintained well.
【図1】実施例を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment.
【図2】同上の出力コネクタ部分を拡大して示す断面図FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an output connector part according to the first embodiment;
【図3】同上の計測用間座を示す正面図FIG. 3 is a front view showing the measurement spacer according to the first embodiment;
【図4】同上の予圧切換機構を拡大して示す断面図FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the same preload switching mechanism.
【図5】同上の予圧切換え過程を示すグラフFIG. 5 is a graph showing a preload switching process according to the first embodiment;
【図6】他の実施例を示す断面図FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment.
【図7】同上の間座を示す正面図FIG. 7 is a front view showing the spacer shown in FIG.
【図8】同上の間座の一部縦断側面図FIG. 8 is a partially longitudinal side view of the spacer shown in FIG.
【図9】従来例を示す断面図FIG. 9 is a sectional view showing a conventional example.
1 外筒 2 主軸 3、4、5、6 軸受 9 計測用間座 11 ひずみゲージ 12 リード線 14 出力ターミナル 18 コネクタ挿入孔 19 出力用コネクタ 20 ひずみ測定装置 23 軸受箱 32 油圧制御回路 41 玉軸受 46 間座 48、49 給油通路 54 突起 55 ひずみゲージ 58 出力ターミナル 59 リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer cylinder 2 Main shaft 3, 4, 5, 6 Bearing 9 Measurement spacer 11 Strain gauge 12 Lead wire 14 Output terminal 18 Connector insertion hole 19 Output connector 20 Strain measuring device 23 Bearing box 32 Hydraulic control circuit 41 Ball bearing 46 Spacers 48, 49 Oil supply passage 54 Projection 55 Strain gauge 58 Output terminal 59 Lead wire
Claims (1)
在に支持し、その主軸と外筒の間に軸受を軸方向に押圧
する予圧切換え手段を設けた予圧切換式スピンドルユニ
ットにおいて、 上記軸受の間座を軸方向一方に突出する突起を周方向に
複数有するものとし、この各突起を上記軸受の外輪に直
接又は間接に当接させ、この突起に電気抵抗ひずみ計を
設け、上記間座の外周面に出力ターミナルを設け、上記
電気抵抗ひずみ計のリード線の出力端を上記出力ターミ
ナルに接続し、上記出力ターミナルに向き合う外筒の周
面に外筒を径方向に貫通するコネクタ挿入孔を形成し、
このコネクタ挿入孔にひずみ測定装置に接続した出力用
コネクタを挿入して上記出力ターミナルに接続し、上記
電気抵抗ひずみ計によって検出した上記間座のひずみ量
を上記ひずみ測定装置で検出し、その検出ひずみ量から
軸受の予圧量を算出して上記予圧切換え手段を制御する
ことを特徴とする予圧切換式スピンドルユニット。1. A preload switching type spindle unit comprising: a main shaft rotatably supported through a bearing inside an outer cylinder; and a preload switching means for pressing the bearing in the axial direction between the main shaft and the outer cylinder. The bearing spacer has a plurality of protrusions projecting in one axial direction in the circumferential direction, and each of the protrusions directly or indirectly abuts the outer ring of the bearing, and an electric resistance strain gauge is provided on the protrusion. An output terminal is provided on the outer peripheral surface of the spacer, an output end of a lead wire of the electric resistance strain gauge is connected to the output terminal, and a connector that radially penetrates the outer cylinder on the outer peripheral surface of the outer cylinder facing the output terminal. Forming an insertion hole,
For output connected to a strain measurement device in this connector insertion hole
Insert the connector, connect to the output terminal, and
Amount of strain in the above spacers detected by an electric resistance strain gauge
A preload switching type spindle unit, wherein the preload switching unit is controlled by detecting the preload in the bearing from the detected strain and calculating the preload of the bearing from the detected strain .
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JP1992053252U JP2603002Y2 (en) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | Preload switching spindle unit |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1992053252U JP2603002Y2 (en) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | Preload switching spindle unit |
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ID=12937602
Family Applications (1)
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-
1992
- 1992-07-29 JP JP1992053252U patent/JP2603002Y2/en not_active Expired - Lifetime
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