JP6502128B2 - 主軸装置 - Google Patents

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Description

この発明は、例えば工作機械の主軸を支持する主軸装置に関する。
工作機械主軸用の複列円筒ころ軸受は、主軸の高速、高剛性、長寿命化等の要求に応えるため、様々な技術改良がなされている。
例えば、特許文献１では、通常の軸受よりも転動体の数を減らすことで、転がり接触面の摩耗による軸受の発熱や油の撹拌抵抗による発熱を減少させて高速回転性を向上させることが提案されている。
また、特許文献２では、保持器の材質にポリエーテルエーテルケトン樹脂等を採用し、保持器摩耗粉による潤滑材劣化の抑制や、保持器に作用する遠心力や櫛形保持器の先端部分の変形を抑え、転動体との異常接触を抑え高速、長寿命を実現することが提案されている。
特許文献３〜９に、この発明に関連するものとして、円筒ころ軸受のラジアル内部すきまを変更する技術が開示されている。このうち、特許文献３〜６は、印刷機のバックアップロール支持軸受に関し、ロール側（反軸端側）でラジアル荷重が大きい側の列のすきまを大きくしている。すきまを変更する方法は、軌道輪の溝寸法やころ径で調整する方法が採用されている。また、特許文献７〜９は、自動車の減速機等のミスアライメントの大きな箇所において、前記同様に、ラジアル荷重の大きい方のラジアル内部すきまを大きくしている。
特開２００２−３９１８８号公報 特許第４５３７９２０号 特開２００４−６９０６２号公報 特許第３１５１０８２号 特許第３９３４３３１号公報 特開２００２−２６６８５３号公報 特公昭５５−８６９０号公報 実公昭４６−１３８４５号公報 実特昭４９−２５９３８号公報
旋盤の主軸１のフロント側端は、例えば図８に示すように、複列円筒ころ軸受４と一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒとからなる組合せ軸受３で支持されている。一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒは、スラスト荷重支持用軸受である。複列円筒ころ軸受４の内輪４ｂは主軸１のテーパ部１ｃに嵌合しており、複列円筒ころ軸受４の組込み時、主軸１のリア側からフロント側へ（図の右側から左側へ）軸方向に複列円筒ころ軸受４を押し込み、テーパ部１ｃにより内輪４ｂの内径を拡径させることで、組込み後にラジアル内部すきまを調整する。一般的には、組込み後のラジアル内部すきまが、−２μｍ程度〜−１０μｍ程度とされる。つまり、内輪４ｂと円筒ころ４ｃ間、および円筒ころ４ｃと外輪４ａ間にすきまが無く、これら各部材４ａ，４ｂ，４ｃに２〜１０μｍ程度弾性変形を与えた状態である。
組込み後のラジアル内部すきまを−２μｍ以下にする目的は、一つは主軸１の剛性を高めることであり、もう一つは転動体である円筒ころ４ｃの滑りを抑制することである。円筒ころ４ｃが滑ると、主軸１に与えられた駆動力が、主軸１から内輪４ｂ→円筒ころ４ｃ→外輪４ａへと十分に伝わらず、内輪４ｂと円筒ころ４ｃ間、および円筒ころ４ｃと外輪４ａ間で滑り異音やスミアリング等の早期損傷の発生に繋がる。
従来、旋盤の主軸の駆動には、駆動モータと主軸とを伝動ベルトで連結したベルト駆動方式が多く採用されてきたが、近年、装置のコンパクト化や高出力化等の目的から、ビルトインモータ駆動方式が増えている。ビルトインモータ駆動方式の主軸は、モータ部が発熱するため、ベルト駆動方式の主軸に比べて発熱し易いという問題がある。加えて、ビルトインモータ駆動方式の主軸は、発熱を抑えるために、ハウジング側から冷却する外筒冷却が実施されていることが多い。このため、軸受の内輪と外輪の温度差が大きくなり易い。
また、ビルトインモータ駆動方式の主軸においても、図８のように、フロント側が複列円筒ころ軸受４および一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒで支持されている場合、複列円筒ころ軸受４におけるアンギュラ玉軸受側のころ列部（以下、Ｂ列部とする）４Ｂは、反アンギュラ玉軸受側のころ列部（以下、Ａ列部とする）４Ａに比べて厳しい条件下で使用されることが知られている。その理由について述べる。
（１）Ｂ列部４Ｂは、Ａ列部４Ａに比べて、発熱源であるビルトインモータ７に近い。また、外筒冷却されている場合、主軸装置の構造上、Ｂ列部４Ｂの方がＡ列部４Ａよりも外輪４ａが冷却され易い。
（２）Ｂ列部４Ｂは、Ａ列部４Ａとスラスト荷重支持用のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒに挟まれている。
これらのことから、Ａ列部４Ａに比べＢ列部４Ｂは内外輪４ｂ，４ａの温度差が大きくなり、その分だけＢ列部４Ｂの運転時のラジアル内部すきまが小さくなる。このような状況で使用されると、Ｂ列部４Ｂの潤滑劣化が促進され、回転不良等の不具合が発生することがある。
この発明の目的は、複列円筒ころ軸受におけるスラスト荷重支持用軸受側のころ列部の運転時のラジアル内部すきまが過小となることを抑制し、潤滑劣化や回転不良等の不具合の発生を防止することができる主軸装置を提供することである。
この発明の主軸装置は、前記主軸のフロント側部分とハウジングとの間に複列円筒ころ軸受およびスラスト荷重支持用軸受がフロント側端からこの順に並んで配置され、前記複列円筒ころ軸受は、各ころ列の内輪軌道面の径同士および外輪軌道面の径同士が互いに同じであって、かつ前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりもサイズが小さいことを特徴とする。
この構成によると、予めスラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりもサイズが小さくしてあるため、運転により反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部に比べてスラスト荷重支持用軸受側のころ列部の内外輪の温度差が大きくなった時点で、両列部の運転時のラジアル内部すきまがほぼ同じになるようにできる。これにより、スラスト荷重支持用軸受側のころ列部が、ラジアル内部すきまが過小となって潤滑劣化することを回避し、回転不良等の不具合の発生を防止できる。また、自由状態でスラスト荷重支持用軸受側のラジアル内部すきまを大きくしても、運転時に各ころ列部のラジアル内部すきまがほぼ同じになるため、スラスト荷重支持用軸受側のころ列部の剛性不足の問題が生じない。
なお、前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列部は、スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころが嵌っている部分のことであり、前記反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部は、反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころが嵌っている部分のことである。
具体的には、前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころのサイズを次のようにすると良い。
すなわち、前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が前記反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりも直径を小さくする。
運転によりスラスト荷重支持用軸受側のころ列部のラジアル内部すきまが小さくなることを考慮して、予めスラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの直径を小さくしておくことで、運転時にスラスト荷重支持用軸受側のころ列部と反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部のラジアル内部すきまがほぼ同じになるようにできる。
なお、特許文献３〜９に、複列円筒ころ軸受において、予め一部のころ列のラジアル内部すきまを他のころ列のラジアル内部すきまよりも大きくすることが記載されているが、これら特許文献のものは、ラジアル荷重の大きいころ列のラジアル内部すきまを大きくしている。これに対し、この発明は、発熱量の大きいころ列のラジアル内部すきまを大きくしている点で、特許文献３〜９と異なっている。具体的には、ラジアル内部すきまを大きくするのはフロント側から見て奥側のころ列であり、このころ列は他のころ列と比べて荷重およびミスアライメントがむしろ小さい。
また、前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が前記反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりも内外輪と接触する部分の軸方向長さを短くしても良い。
円筒ころの内外輪と接触する部分の軸方向長さが短いと、円筒ころが潤滑油を押しのけるときの撹拌抵抗が小さくなり、低発熱となる。このため、スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの前記軸方向長さを短くすることで、同円筒ころが運転時に内外輪の温度差が大きくなることを抑えられる。これにより、運転時にスラスト荷重支持用軸受側のころ列部と反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部のラジアル内部すきまがほぼ同じになるようにできる。
この発明において、前記スラスト荷重支持用軸受は、互いに軸方向逆向きに配列した一対のアンギュラ玉軸受であっても良い。その場合、前記一対のアンギュラ玉軸受のうちの前記複列円筒ころ軸受側のアンギュラ玉軸受の玉がセラミックボールからなっていると良い。
スラスト荷重支持用軸受を一対のアンギュラ玉軸受とした場合、一対のアンギュラ玉軸受が主軸に作用するスラスト荷重のみを受ける構造とするために、アンギュラ玉軸受の外輪の外径は複列円筒ころ軸受の外輪の外径よりも小さくするのが一般的である。この構成であると、アンギュラ玉軸受で発生した熱がハウジングに放熱され難く、隣接する複列円筒ころ軸受がその熱的影響を受け、複列円筒ころ軸受のスラスト荷重支持用軸受側のころ列部のラジアル内部すきまが過小すきまとなる可能性がある。複列円筒ころ軸受側のアンギュラ玉軸受の玉をセラミックボールとすると、同アンギュラ玉軸受の発熱量が低く抑えられ、隣接する複列円筒ころ軸受への熱的影響を低減することができる。
この発明において、前記主軸のリア側部分を支持するリア側軸受を有し、前記複列円筒ころ軸受およびスラスト荷重支持用軸受と、前記リア側軸受との間にビルトインモータを設け、このビルトインモータで前記主軸を回転駆動するようにしても良い。
ビルトインモータ駆動方式はベルト駆動方式に比べて、主軸装置全体が発熱し易い。また、上記のようにビルトインモータを配置すると、複列円筒ころ軸受のうち特に発熱源であるビルトインモータ側に位置するスラスト荷重支持用軸受側のころ列部の温度上昇が大きくなる。しかし、前述したように、予めスラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりもサイズを小さくしておけば、反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部とスラスト荷重支持用軸受側のころ列部の運転時のラジアル内部すきまをほぼ同じにできる。このため、ビルトインモータによる熱的影響を最小限に抑えることができる。
この発明において、前記主軸に外筒冷却が施されていても良い。外筒冷却とは、ハウジングを冷却することで、主軸装置全体の温度上昇を抑える冷却方法のことである。
主軸に外筒冷却が施されている場合、構造上、複列円筒ころ軸受のスラスト荷重支持用軸受側のころ列部の方が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部よりも外輪が冷却され易く、複列円筒ころ軸受のスラスト荷重支持用軸受側のころ列部が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部に比べて内外輪の温度差が大きくなる。しかし、前述したように、予めスラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりもサイズを小さくしておけば、反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部とスラスト荷重支持用軸受側のころ列部の運転時のラジアル内部すきまをほぼ同じにできる。このため、外筒冷却による冷却の偏りの影響を排除できる。
この発明の主軸装置は、上記作用および効果を有するため、工作機械用主軸装置に適する。
この発明の主軸装置は、前記主軸のフロント側部分とハウジングとの間に複列円筒ころ軸受およびスラスト荷重支持用軸受がフロント側端からこの順に並んで配置され、前記複列円筒ころ軸受は、各ころ列の内輪軌道面の径同士および外輪軌道面の径同士が互いに同じであって、かつ前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりもサイズが小さいため、複列円筒ころ軸受におけるスラスト荷重支持用受側のころ列部の運転時のラジアル内部すきまが過小となることを抑制し、潤滑劣化や回転不良等の不具合の発生を防止することができる。
この発明の一実施形態に係る主軸装置の断面図である。 同主軸装置における主軸のフロント側部分の支持部の断面図である。 同主軸装置の複列円筒ころ軸受におけるＡ列の円筒ころとＢ列の円筒ころの直径の違いを示す図である。 他の主軸装置の複列円筒ころ軸受におけるＡ列の円筒ころとＢ列の円筒ころのストレート部の軸方向長さの違いを示す図である。 参考例の主軸装置の断面図である。 同主軸装置における主軸のフロント側部分の支持部の断面図である。 他の主軸装置における主軸のフロント側部分の支持部の断面図である。 従来の主軸装置における主軸のフロント側部分の支持部の断面図である。
この発明の一実施形態を図１〜図３と共に説明する。
図１は主軸装置の全体を示す断面図である。この主軸装置は、工作機械用のものであって、主軸１のフロント側（図の左側）に工具またはチャックが取り付けられる。主軸１は、中心部に軸方向に貫通する貫通孔１ａを有する筒軸であり、軸方向に離れたフロント側部分とリア側（図の右側）部分とで、主軸１とハウジング２との間に介在させた組合せ軸受３およびリア側軸受６により回転自在に支持されている。
フロント側の組合せ軸受３は、１個の複列円筒ころ軸受４と一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒとを組み合わせたものであり、フロント側から上記の順に並んでいる。一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒはスラスト荷重支持用軸受であり、背面組合せで配置されている。なお、正面組合せの配置であってもよい。リア側軸受６は、円筒ころ軸受が単独で用いられている。
この主軸装置は、ハウジング２内にモータを内蔵した、いわゆるビルトインモータ駆動方式であって、フロント側の組合せ軸受３とリア側軸受６との間にビルトインモータ７が設けられている。ビルトインモータ７は、主軸１に取り付けられたロータ８、ハウジング２に取り付けられたステータ９等で構成される。ロータ８は永久磁石等からなり、ステータ９はコイルおよびコア等からなる。
ハウジング２は、内周面が円筒面状の外筒部材１１と、この外筒部材１１の内周にそれぞれ嵌合した円筒状のフロント側内筒部材１２、中央内筒部材１３、およびリア側内筒部材１４とからなる。そして、フロント側内筒部材１２の内周にフロント側の複列円筒ころ軸受４および一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒの各外輪４ａ，５ａ，５ａが嵌め合わされ、中央内筒部材１３の内周に前記ステータ９が取り付けられ、リア側内筒部材１４の内周に前記リア側軸受６の外輪６ａが嵌め合わされている。各軸受４，５Ｆ，５Ｒ，６の内輪４ｂ，５ｂ，５ｂ，６ｂは、それぞれ主軸１の外周面に嵌め合わされている。
フロント側の複列円筒ころ軸受４および一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒは、互いに内輪同士および外輪同士が接触する状態で配置されている。各軸受４，５Ｆ，５Ｒの内輪４ｂ，５ｂ，５ｂは、主軸１のフロント端に設けられたフランジ部１ｂと主軸１に螺着されたナット１５との間に、内輪間座１６，１７を介して軸方向に位置決めされている。また、各軸受４，５Ｆ，５Ｒの外輪４ａ，５ａ，５ａは、フロント側内筒部材１２の段面１８と、フロント側内筒部材１２に取り付けた外輪押え部材１９とによって、軸方向に位置決めされている。
円筒ころ軸受からなるリア側軸受６は、その内輪６ｂが内輪間座２０および内輪押え部材２１によって軸方向に位置決めされていると共に、その外輪６ａがリア側内筒部材１４の段面２２と外輪押え部材２３とによって軸方向に位置決めされている。
この主軸装置では、ハウジング２を冷却することで主軸装置全体の温度上昇を抑える外筒冷却が行われている。具体的には、フロント側内筒部材１２、中央内筒部材１３、およびリア側内筒部材１４の各外周面にそれぞれ螺旋状の冷却用溝１２ａ，１３ａ，１４ａが形成されており、ハウジング２外から送られてくる冷却油が、外筒部材１１に設けられた冷却油供給路２５を通って冷却溝１２ａ，１３ａ，１４ａに流され、冷却用溝１２ａ，１３ａ，１４ａを通過した冷却油が、外筒部材１１に設けられた冷却油排出路２６を通ってハウジング２外に排出されるようになっている。
図２は、組合せ軸受３による主軸１のフロント側部分の支持部を示す。
前記複列円筒ころ軸受４は、外輪４ａと内輪４ｂの各軌道面４ａａ，４ｂａ間に転動体として円筒ころ４ｃＡ，４ｃＢが２列設けられている。各列の円筒ころ４ｃＡ，４ｃＢは、保持器４ｄにより周方向等間隔で保持されている。内輪４ｂは、主軸１のフロント側に行くほど大径となるテーパ部１ｃに嵌め込まれている。主軸１にこの複列円筒ころ軸受４を組み込む際には、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、主軸１に対して複列円筒ころ軸受４をリア側からフロント側へ軸方向に押し込み、テーパ部１ｃにより内輪４ｂの内径を拡径させることで、組込み後のラジアル内部すきまを負すきまとしている。外輪４ａ、内輪４ｂ、および円筒ころ４ｃＡ，４ｃＢの材質は、例えば軸受鋼である。
以下の説明では、円筒ころ４ｃＡ，４ｃＢの２列の並びのうち、反スラスト荷重支持用軸受（アンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒ）側のころ列をＡ列と称し、スラスト荷重支持用軸受側のころ列をＢ列と称することにする。また、複列円筒ころ軸受４における反スラスト荷重支持用軸受側の部分をＡ列部４Ａと称し、スラスト荷重支持用軸受側の部分をＢ列部４Ｂと称することにする。
各ころ列の内輪軌道面４ｂａの径同士および外輪軌道面４ａａの径同士は互いに同じである。これに対し、各ころ列の円筒ころ４ｃＡ，４ｃＢのサイズは互いに異ならせてある。すなわち、図３に示すように、Ｂ列の円筒ころ４ｃＢの直径ＤＢはＡ列の円筒ころ４ｃＡの直径ＤＡよりも小さくしてある。具体的には、２μｍ程度小さくしてある。その目的は、主軸運転時にＡ列部４ＡとＢ列部４Ｂのラジアル内部すきまをほぼ同じになるようにするためである。
前記アンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒは、外輪５ａと内輪５ｂとの間に転動体として玉５ｃＦ，５ｃＲが設けられている。玉５ｃＦ，５ｃＲは、保持器５ｄにより周方向等間隔で保持されている。先に説明したように、一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒは、背面組合せで配置されている。各アンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒが主軸１に作用するスラスト荷重のみを受けるようにするために、各アンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒの外輪５ａの外径は複列円筒ころ軸受４の外輪４ａの外径よりも小さくしてある。図２にその差をδで示している。
フロント側すなわち複列円筒ころ軸受４側のアンギュラ玉軸受５Ｆは、外輪５ａおよび内輪５ｂの材質が軸受鋼であるが、玉５ｃＦはセラミックボールからなる。一方、リア側のアンギュラ玉軸受５Ｒは、外輪５ａ、内輪５ｂ、および玉５ｃＲのいずれも材質が軸受鋼である。複列円筒ころ軸受４側のアンギュラ玉軸受５Ｆの玉５ｃＦだけをセラミックボールとする目的も、前記同様に、主軸運転時に複列円筒ころ軸受４のＡ列部４ＡとＢ列部４Ｂのラジアル内部すきまをほぼ同じになるようにするためである。その理由については、後で説明する。
この主軸装置は、フロント側部分の支持部につき、予め複列円筒ころ軸受４におけるＢ列の円筒ころ４ｃＢの直径ＤＢをＡ列の円筒ころ４ｃＡの直径ＤＡよりも小さくしてある。そのため、運転によりＡ列部４Ａに比べてＢ列部４Ｂの内外輪４ｂ，４ａの温度差が大きくなった時点で、両列部４Ａ，４Ｂの運転時のラジアル内部すきまがほぼ同じになるようにできる。これにより、スラスト荷重支持用軸受側のころ列部であるＢ列部４Ｂが、ラジアル内部すきまが過小となって潤滑劣化することを回避し、回転不良等の不具合の発生を防止できる。また、自由状態でＢ列部４Ｂのラジアル内部すきまを大きくしても、運転時にＡ，Ｂ両部４Ａ，４Ｂのラジアル内部すきまがほぼ同じになるため、Ｂ列部４Ｂのころ列部の剛性不足の問題が生じない。
また、この主軸装置では、各アンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒの外輪５ａの外径が複列円筒ころ軸受４の外輪４ａの外径よりも小さいため、アンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒで発生した熱がハウジング２に放熱され難く、隣接する複列円筒ころ軸受４がその熱的影響を受け易い。複列円筒ころ軸受４が熱的影響を受けると、複列円筒ころ軸受４のＢ列部４Ｂのラジアル内部すきまが過小すきまとなる可能性がある。そこで、スラスト荷重支持用軸受である一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒのうちの複列円筒ころ軸受４側のアンギュラ玉軸受５Ｆの玉５ｃＦをセラミックボールとしてある。これにより、複列円筒ころ軸受４側のアンギュラ玉軸受５Ｆの発熱量が抑えられ、隣接する複列円筒ころ軸受４への熱的影響を低減することができる。
上記実施形態では、複列円筒ころ軸受４におけるＢ列の円筒ころ４ｃＢの直径をＡ列の円筒ころ４ｃＡの直径よりも小さくしてあるが、図４のように、Ｂ列の円筒ころ４ｃＢのストレート部長さＬＢをＡ列の円筒ころ４ｃＡのストレート部長さＬＡよりも短くしても良い。ストレート部長さとは、ストレートころおよびクラウニングころの軸方向のストレート部の長さのことである。つまり、図４に示すように、Ａ列の円筒ころ４ｃＡおよびＢ列の円筒ころ４ｃＢが共にクラウニングころである場合には、クラウニング部Ｒｃ間のストレート部Ｒｓの長さＬＡ，ＬＢを互いに異ならせることで、ＬＡ＞ＬＢとする。Ａ列の円筒ころ４ｃＡおよびＢ列の円筒ころ４ｃＢが共にストレートころである場合には、面取り部間のストレート部の長さを互いに異ならせることで、ＬＡ＞ＬＢとする（図示せず）。
円筒ころのストレート部長さが短いと、円筒ころが潤滑油を押しのけるときの撹拌抵抗が小さくなり、低発熱となる。このため、Ｂ列の円筒ころ４ｃＢのストレート部長さＬＢを短くすることで、同円筒ころ４ｃＢが運転時に内外輪４ｂ，４ａの温度差が大きくなることを抑えられる。これにより、複列円筒ころ軸受４のＡ列部４ＡとＢ列部４Ｂの運転時のラジアル内部すきまをほぼ同じにすることができる。
上記各実施形態は、いずれもＢ列の円筒ころ４ｃＢをＡ列の円筒ころ４ｃＡよりもサイズを小さくすることにより、運転時における複列円筒ころ軸受４のＡ列部４ＡとＢ列部４Ｂのラジアル内部すきまをほぼ同じにする。図３に示す円筒ころ４ｃＢの直径を変更する手法、および図４に示す円筒ころ４ｃＢのストレート部長さを変更する手法の両方を併用してもよい。
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示し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。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。
＜参考例＞
次に、この発明には含まれないが、この発明と同様に、運転時にＢ列部４Ｂのラジアル内部すきまが過小になることを防止して、Ｂ列部４Ｂが潤滑劣化することを回避し、回転不良等の不具合の発生を防止することができる主軸装置を、図５〜図７と共に説明する。
この参考例の主軸装置も、主軸１のフロント側部分が、１個の複列円筒ころ軸受４とスラスト荷重支持用軸受である一対のアンギュラ玉軸受５Ｆ，５Ｒとを組み合わせた組合せ軸受３により支持されている。この参考例の主軸装置が発明の主軸装置と比較して異なる点は、複列円筒ころ軸受４のＡ列およびＢ列の各円筒ころ４ｃＡ，４ｃＢのサイズは同じで、複列円筒ころ軸受４の外輪４ａとハウジング２との嵌め合いを、Ｂ列部４Ｂの方がＡ列部４Ａよりもすきま量が大きく、Ｂ列部４Ｂはすきま嵌めとしたことである。他の構成は発明の主軸装置と同じである。参考例の主軸装置と発明の主軸装置とで同一構成箇所については、同一符号を付し表している。
例えば、図６に示すように、ハウジング２の内周面における複列円筒ころ軸受４の外輪４ａが嵌め合わされる部分の内径は一定で、かつ複列円筒ころ軸受４の外輪４ａにおけるＢ列部４Ｂの外径をＡ列部４Ａの外径よりも小さくしてある。なお、図６では、Ｂ列部４Ｂにおける外輪４ａとハウジング２とのすきまを誇張して表わしている。
このように、複列円筒ころ軸受４の外輪４ａにおけるＢ列部４Ｂの部分とハウジング２との嵌め合いをすきま嵌めにすることで、外輪４ａのＢ列部４Ｂの部分がハウジング２に拘束されず、径方向に膨張することができる。よって、ビルトインモータ７の熱や外筒冷却によってＢ列部４Ｂの内外輪４ｂ，４ａの温度差が大きくなっても、Ｂ列部４Ｂのラジアル内部すきまが過小になることを防止できる。これにより、スラスト荷重支持用軸受側のころ列部であるＢ列部４Ｂが潤滑劣化することを回避し、回転不良等の不具合の発生を防止できる。
また、図７に示すように、複列円筒ころ軸受４の外輪４ａの外径は一定で、ハウジング２の内周面のうちの外輪４ａのＢ列部４Ｂが嵌め合わされる部分の内径を大きくことによっても、外輪４ａのＢ列部４Ｂの部分とハウジング２との嵌め合いをすきま嵌めにすることができる。これにより、前記同様に、スラスト荷重支持用軸受側のころ列部であるＢ列部４Ｂが潤滑劣化することを回避し、回転不良等の不具合の発生を防止できる。
なお、図６の手法および図７の手法の両方を併用しても良い（図示せず）。
１…主軸
２…ハウジング
４…複列円筒ころ軸受
４Ａ…Ａ列部（反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部）
４Ｂ…Ｂ列部（スラスト荷重支持用軸受側のころ列部）
４ａ…外輪
４ａａ…外輪軌道面
４ｂ…内輪
４ｂａ…内輪軌道面
４ｃＡ…反スラスト荷重支持用軸受側のころ列部の円筒ころ
４ｃＢ…スラスト荷重支持用軸受側のころ列部の円筒ころ
５Ｆ，５Ｒ…アンギュラ玉軸受（スラスト荷重支持用軸受）
５ｃＦ，５ｃＲ…玉
６…リア側軸受

Claims (8)

  1. 主軸のフロント側部分とハウジングとの間に複列円筒ころ軸受およびスラスト荷重支持用軸受がフロント側端からこの順に並んで配置され、前記複列円筒ころ軸受は、各ころ列の内輪軌道面の径同士および外輪軌道面の径同士が互いに同じであって、かつ前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりもサイズが小さいことを特徴とする主軸装置。
  2. 請求項１に記載の主軸装置において、前記複列円筒ころ軸受は、前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が前記反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりも直径が小さい主軸装置。
  3. 請求項１に記載の主軸装置において、前記複列円筒ころ軸受は、前記スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころの方が前記反スラスト荷重支持用軸受側のころ列の円筒ころよりも内外輪と接触する部分の軸方向長さが短い主軸装置。
  4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の主軸装置において、前記スラスト荷重支持用軸受は、互いに軸方向逆向きに配列した一対のアンギュラ玉軸受である主軸装置。
  5. 請求項４に記載の主軸装置において、前記一対のアンギュラ玉軸受のうちの前記複列円筒ころ軸受側のアンギュラ玉軸受の玉がセラミックボールからなる主軸装置。
  6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の主軸装置において、前記主軸のリア側部分を支持するリア側軸受を有し、前記複列円筒ころ軸受およびスラスト荷重支持用軸受と、前記リア側軸受との間にビルトインモータを設け、このビルトインモータで前記主軸を回転駆動する主軸装置。
  7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の主軸装置において、前記主軸に外筒冷却が施されている主軸装置。
  8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の主軸装置を用いた工作機械用主軸装置。
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