JPH0796405A - Pre-load variable type spindle unit - Google Patents
Pre-load variable type spindle unitInfo
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- JPH0796405A JPH0796405A JP24249493A JP24249493A JPH0796405A JP H0796405 A JPH0796405 A JP H0796405A JP 24249493 A JP24249493 A JP 24249493A JP 24249493 A JP24249493 A JP 24249493A JP H0796405 A JPH0796405 A JP H0796405A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、予圧可変式スピンドル
ユニットに関し、詳しくは、主軸の低速から高速までの
回転速度等に応じて軸受にかかる予圧を制御するスピン
ドルユニットの制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preload variable spindle unit, and more particularly to a spindle unit control device for controlling preload on a bearing in accordance with the rotational speed of a spindle from low speed to high speed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、工作機械のスピンドルユニット
では、低速から高速までの広範囲の回転域で主軸の組付
上の剛性を得るため、主軸を支持する軸受は軸方向の予
圧を与えて使用されている。2. Description of the Related Art Generally, in a spindle unit of a machine tool, a bearing supporting the main shaft is used by applying a preload in the axial direction in order to obtain rigidity in assembling the main shaft in a wide range of rotation range from low speed to high speed. ing.
【０００３】そして、軸受に対する予圧付与の手段とし
て、例えば、ばねによる定圧予圧の方式があるが、これ
は、主軸の回転速度に関わりなく一定の予圧しか与えら
れず、このため、高速回転が可能なばね予圧状態で低速
回転させると、切削加工の際、主軸の組付上の剛性が著
しく低いという問題がある。また、低速回転に合わせて
予圧を大きくした状態で高速回転させると、軸受に必要
以上の負荷がかかり、軸受に損傷を与える虞がある。As a means for applying a preload to the bearing, there is, for example, a constant pressure preload method using a spring, which only gives a constant preload irrespective of the rotation speed of the main shaft, which allows high speed rotation. There is a problem that when the spindle is rotated at a low speed in a preloaded state, the rigidity in assembling the spindle is extremely low during cutting. If the preload is increased at a high speed in accordance with the low speed rotation, the bearing may be unnecessarily loaded and the bearing may be damaged.
【０００４】そこで、例えば、主軸の回転速度に応じて
軸受に対する予圧量を変化させるスピンドルユニット
が、例えば実開平５−２８０２号公報，特開平２−２７
９２０３号公報に示すように提案されている。Therefore, for example, a spindle unit that changes the amount of preload applied to the bearing according to the rotational speed of the main shaft is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-2802 / 1982.
It is proposed as shown in Japanese Patent Publication No. 9203.
【０００５】これらのスピンドルユニットは、弾性部材
の押圧力により軸受箱が軸受の外輪を押して各軸受に初
期状態の重予圧を与えるとともに、主軸の回転速度の変
化に応じて各圧力室にそれぞれ高圧油を導入又は排出す
ることにより、弾性部材を変形させて予圧を変化させ、
主軸の回転速度に応じて予圧量を断続的にノコギリ状波
形になるように調整するものである。そして、圧力室に
それぞれ高圧油を導入又は排出するために、方向切換弁
やポンプ等を備える油圧制御装置が使用され、この方向
切換弁は、主軸の回転速度検出器からの回転速度の信号
により作動するようになっている。In these spindle units, the bearing box pushes the outer ring of the bearing by the pressing force of the elastic member to give a heavy preload in the initial state to each bearing, and high pressure is applied to each pressure chamber in accordance with the change in the rotational speed of the main shaft. By introducing or discharging oil, the elastic member is deformed to change the preload,
The amount of preload is intermittently adjusted according to the rotational speed of the main shaft so as to form a sawtooth waveform. Then, in order to introduce or discharge high-pressure oil into the pressure chambers, respectively, a hydraulic control device including a directional control valve, a pump, etc. is used. It is designed to work.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のスピ
ンドルユニットにあっては、主軸の回転速度に応じて予
圧量を断続的に変化させ、低速回転から高速回転まで軸
受に対する組付け剛性を高くすることができるものの、
回転速度の変化に対して予圧量がノコギリ型の波形で変
化する。このものは基本的に定位置予圧式であり、主軸
の回転数の増加に対する予圧量の増加が、定圧予圧式に
比べて著しく大きいため、低速回転域での予圧切換が必
要になる。従って、必ずしも低速回転域で重予圧，高速
回転域で軽予圧を付与してはおらず、回転速度の変化に
対して最適な予圧を与えることが困難という問題があっ
たり、加えて、予圧切換に伴って、軸受への負荷が大幅
に変動し、軸受の寿命を短くするとい問題もあった。However, in the conventional spindle unit, the preload amount is intermittently changed according to the rotation speed of the main shaft to increase the mounting rigidity to the bearing from low speed rotation to high speed rotation. Although you can
The amount of preload changes with a sawtooth waveform in response to changes in rotation speed. This is basically a constant position preload type, and the increase of the preload amount with respect to the increase of the number of rotations of the main shaft is remarkably larger than that of the constant pressure preload type. Therefore, the heavy preload is not necessarily applied in the low speed rotation range and the light preload is not applied in the high speed rotation range, which makes it difficult to apply the optimum preload in response to changes in the rotation speed. Along with this, the load on the bearing fluctuates significantly, which shortens the life of the bearing.
【０００７】また、上述のスピンドルユニットや定圧予
圧を付与する構造のスピンドルユニットでは、高温にな
る軸受を冷却する構造を採用しないものでは、超高速回
転時に発生する大量の熱量を充分に除去することができ
ず、軸受が異常高温となり、著しい場合には、焼き付け
を起こすという問題があった。Further, in the above-mentioned spindle unit or the spindle unit having a structure for applying a constant pressure preload, a large amount of heat generated during ultra-high speed rotation should be sufficiently removed unless a structure for cooling the bearing that becomes hot is adopted. However, there was a problem that seizure occurs when the bearing becomes abnormally hot and is extremely hot.
【０００８】そこで、超高速回転時に軸受に発生する大
量の熱量を除去するため、例えば、予圧付与のため軸受
を保持してこれを主軸方向の軸線方向に移動させる軸受
スリーブを固定スリーブ内に摺動自在に設け、該固定ス
リーブを冷却することにより軸受スリーブを介して軸受
を間接的に冷却する構造を採用した装置が知られてい
る。Therefore, in order to remove a large amount of heat generated in the bearing during ultra-high speed rotation, for example, a bearing sleeve that holds the bearing for applying a preload and moves the bearing in the axial direction of the main axis is slid into the fixed sleeve. There is known a device which is movably provided and which indirectly cools a bearing through a bearing sleeve by cooling the fixed sleeve.
【０００９】この装置における冷却方法では、（１）固
定スリーブが軸受から遠く、冷却効率が悪い。（２）軸
受スリーブと固定スリーブの冷却部との間に空気層から
なる摺動部があり、空気層に邪魔されることにより高温
の軸受スリーブから固定スリーブへの熱伝導率が低く、
冷却効率が悪い。（３）さらに、固定スリーブの冷却に
より該固定スリーブは縮小する一方、軸受スリーブは発
熱により膨張するため、摺動部における摺動抵抗が増大
し、最悪の場合には固定スリーブと軸受スリーブが固着
する等の問題がある。勿論、摺動部における隙間を大き
くすれば、かかる摺動抵抗は避けることができるが、摺
動部の空気層が断熱層として機能し、熱伝導率が一層低
くなると共に、主軸の剛性の低下や振動の増加を招くこ
とになり、好ましくない。In the cooling method in this apparatus, (1) the fixed sleeve is far from the bearing, and the cooling efficiency is poor. (2) There is a sliding part made of an air layer between the bearing sleeve and the cooling part of the fixed sleeve, and the heat conductivity from the high temperature bearing sleeve to the fixed sleeve is low due to the hindrance of the air layer,
Cooling efficiency is poor. (3) Further, the cooling of the fixed sleeve shrinks the fixed sleeve, while the bearing sleeve expands due to heat generation, so that the sliding resistance in the sliding portion increases, and in the worst case, the fixed sleeve and the bearing sleeve are fixed. There is a problem such as doing. Of course, if the gap in the sliding part is increased, this sliding resistance can be avoided, but the air layer in the sliding part functions as a heat insulating layer, further lowering the thermal conductivity and decreasing the rigidity of the spindle. And increase in vibration, which is not preferable.
【００１０】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、軸受に対する予圧を連続
的に変化させ、主軸の回転速度に応じた最適な軸受予圧
を付与することができるスピンドルユニットを提供する
ことである。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to continuously change the preload on the bearing to give an optimum bearing preload according to the rotational speed of the main shaft. To provide a spindle unit capable of
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
外筒内に挿通して配置された主軸を該外筒に対して回転
自在に支持する軸受と、外筒に固定された固定スリーブ
と、固定スリーブの内側に位置して前記軸受を保持した
状態で、軸方向に変位可能に配置され、固定スリーブの
内壁面との間に軸方向に沿って形成された隙間からなる
圧力室に供給される圧力流体により軸方向に変位する力
を受ける軸受スリーブと、主軸の回転速度に比例するパ
ラメータを検出する圧力制御用検出器と、固定スリーブ
と軸受スリーブの少なくとも一方に形成され、前記圧力
室に連通する流体供給路と、固定スリーブと軸受スリー
ブの少なくとも一方に形成され、前記圧力室に連通する
流体排出路と、流体供給路の入口と流体排出路の出口に
連結された配管と、配管の途中に装着された流体供給源
と、配管の途中に装着されて配管中を流れる流体の圧力
を変える制御バルブと、圧力制御用検出器に接続された
制御装置とを備え、制御装置は、主軸が低速回転のとき
流体の圧力を上昇させるように前記制御バルブを制御す
るとともに、主軸が高速回転のとき流体の圧力を下降さ
せるように制御バルブを制御する命令を出力する軸受予
圧制御手段と、主軸が低速回転のとき流体の圧力を上昇
させ、且つ、主軸が高速回転のとき流体の圧力を下降さ
せるように、主軸の回転速度に比例するパラメータと制
御バルブの変化度の相関関係を記憶した記憶手段とを有
していることを特徴とする。The invention according to claim 1 is
A bearing that rotatably supports a main shaft that is inserted through the outer cylinder with respect to the outer cylinder, a fixed sleeve that is fixed to the outer cylinder, and a state in which the bearing is held inside the fixed sleeve. A bearing sleeve that is disposed so as to be displaceable in the axial direction and that receives a force that is displaced in the axial direction by the pressure fluid that is supplied to the pressure chamber that is formed by a gap formed along the axial direction with the inner wall surface of the fixed sleeve. A pressure control detector for detecting a parameter proportional to the rotation speed of the main shaft; a fluid supply path formed in at least one of the fixed sleeve and the bearing sleeve and communicating with the pressure chamber; and at least the fixed sleeve and the bearing sleeve. A fluid discharge passage formed on one side and communicating with the pressure chamber, a pipe connected to the inlet of the fluid supply passage and an outlet of the fluid discharge passage, a fluid supply source mounted in the middle of the pipe, and in the middle of the pipe. A control valve connected to the pressure control detector and a control valve that changes the pressure of the fluid that flows through the pipe when the main shaft is rotating at a low speed; and the control device increases the pressure of the fluid. Bearing preload control means for controlling the control valve and outputting a command for controlling the control valve so as to lower the fluid pressure when the main spindle rotates at high speed, and increasing the fluid pressure when the main spindle rotates at low speed, and In order to reduce the pressure of the fluid when the main shaft rotates at high speed, it is characterized by having a storage means for storing the correlation between the parameter proportional to the rotational speed of the main shaft and the degree of change of the control valve.
【００１２】請求項２記載の発明は、外筒内に挿通して
配置された主軸を該外筒に対して回転自在に支持する軸
受と、外筒に固定された固定スリーブと、固定スリーブ
の内側に位置して前記軸受を保持した状態で、軸方向に
変位可能に配置され、固定スリーブの内壁面との間に軸
方向に沿って形成された隙間からなる圧力室に供給され
る圧力流体により軸方向に変位する力を受ける軸受スリ
ーブと、固定スリーブと軸受スリーブの少なくとも一方
に形成され、前記圧力室に連通する流体供給路と、固定
スリーブと軸受スリーブの少なくとも一方に形成され、
前記圧力室に連通する流体排出路と、流体供給路の入口
と流体排出路の出口に連結された配管と、配管の途中に
装着され、前記圧力室に冷却流体を循環させる流体供給
源とを有していることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there are provided a bearing for rotatably supporting the main shaft inserted into the outer cylinder with respect to the outer cylinder, a fixed sleeve fixed to the outer cylinder, and a fixed sleeve. A pressure fluid that is arranged in an axially displaceable manner while being positioned inside and holding the bearing, and that is supplied to a pressure chamber that is a gap formed along the axial direction between the inner wall surface of the fixed sleeve and the inner wall surface of the fixed sleeve. A bearing sleeve that receives a force displacing in the axial direction by, a fixed sleeve and a bearing sleeve, and a fluid supply path that communicates with the pressure chamber; and a fixed sleeve and a bearing sleeve.
A fluid discharge passage communicating with the pressure chamber, a pipe connected to an inlet of the fluid supply passage and an outlet of the fluid discharge passage, and a fluid supply source mounted in the middle of the pipe for circulating a cooling fluid in the pressure chamber. It is characterized by having.
【００１３】[0013]
【作用】請求項１記載の発明においては、固定スリーブ
と軸受スリーブの間の圧力室における流体の圧力で、軸
受スリーブが軸方向に変位し、従って、軸受スリーブか
ら力を受ける軸受が変位し、主軸に軸受を介して引張力
が与えられる。即ち、軸受は予圧負荷状態に保持されて
いる。According to the first aspect of the invention, the pressure of the fluid in the pressure chamber between the fixed sleeve and the bearing sleeve causes the bearing sleeve to be displaced in the axial direction, and thus the bearing which receives a force from the bearing sleeve, to be displaced. A tensile force is applied to the main shaft via a bearing. That is, the bearing is held in a preloaded state.
【００１４】そして、主軸の回転速度に比例するパラメ
ータが、圧力制御用検出器により検出され、その信号が
制御装置に送られる。制御装置においては、回転速度に
基づくパラメータの信号が 軸受予圧制御手段に送ら
れ、軸受予圧制御手段においては、記憶手段から取り込
まれた情報と、入力された回転速度に基づくパラメータ
の信号とを比較し、回転速度の大小（低速回転かまたは
高速回転）に応じて、制御バルブの適性な変化度が選択
され、その情報が制御バルブに送られる。即ち、軸受予
圧制御手段により制御バルブが制御され、主軸が低速回
転のとき流体の圧力を上昇させて軸受スリーブを所定方
向へ変位させ、従って、主軸の低速回転に対応した状態
で軸受が予圧を受ける。また、主軸が高速回転のとき流
体の圧力を下降させて、軸受スリーブの変位を減少さ
せ、従って、主軸の低速回転に対応した状態で軸受が予
圧を受ける。Then, a parameter proportional to the rotational speed of the main shaft is detected by the pressure control detector, and the signal is sent to the control device. In the control device, the parameter signal based on the rotation speed is sent to the bearing preload control means, and the bearing preload control means compares the information fetched from the storage means with the input parameter signal based on the rotation speed. However, an appropriate degree of change of the control valve is selected according to the magnitude of the rotation speed (low speed rotation or high speed rotation), and that information is sent to the control valve. That is, the control valve is controlled by the bearing preload control means to increase the fluid pressure to displace the bearing sleeve in a predetermined direction when the main shaft rotates at a low speed, so that the bearing preloads in a state corresponding to the low speed rotation of the main shaft. receive. Further, when the main shaft rotates at high speed, the pressure of the fluid is lowered to reduce the displacement of the bearing sleeve, and thus the bearing is preloaded in a state corresponding to the low speed rotation of the main shaft.
【００１５】請求項２記載の発明においては、冷却流体
が、固定スリーブと軸受スリーブの間の隙間，圧力室を
流れるので、この冷却流体と軸受から伝わった高温の軸
受スリーブとの間で熱交換が行なわれ、軸受スリーブを
介して軸受が冷却され、軸受の予圧が安定した状態で維
持される。According to the second aspect of the present invention, the cooling fluid flows through the gap between the fixed sleeve and the bearing sleeve and the pressure chamber, so that the heat exchange is performed between the cooling fluid and the high temperature bearing sleeve transmitted from the bearing. Is performed, the bearing is cooled through the bearing sleeve, and the preload of the bearing is maintained in a stable state.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、図１ないし図８により本発明の実施例
に係る予圧可変式スピンドルユニットについて説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preload variable type spindle unit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１７】図１において、符号１は主軸で、この主軸
１は外筒２内に挿通して配置されている。主軸１と外筒
２の間には電動モータ３が配置され、この電動モータ３
はステータが外筒２に固定して取り付けられ、ロータが
主軸１に固定され、該主軸１を高速回転駆動するように
なっている。外筒２の前端には蓋部材４が固設され、蓋
部材４の内側には前部軸受５が設けられ、軸受押え４Ａ
によりその抜止めが施されている。In FIG. 1, reference numeral 1 is a main shaft, and the main shaft 1 is inserted and arranged in an outer cylinder 2. An electric motor 3 is arranged between the main shaft 1 and the outer cylinder 2, and the electric motor 3
The stator is fixedly attached to the outer cylinder 2, the rotor is fixed to the main shaft 1, and the main shaft 1 is driven to rotate at high speed. A lid member 4 is fixed to the front end of the outer cylinder 2, a front bearing 5 is provided inside the lid member 4, and a bearing retainer 4A is provided.
Has been prevented by the.
【００１８】主軸１は前部軸受５及び後述の後部軸受２
４に支持されている。主軸１の前側には前部段部６が形
成され、主軸１の前部段部６の後側には環状突起部７が
形成され、その前側には小径部８が形成されている。こ
の小径部８の外周面には、前部軸受５の内輪を保持する
前部リング９が固定され、この前部リング９の後端面は
上記前部軸受５の前端面に当接している。The main shaft 1 comprises a front bearing 5 and a rear bearing 2 which will be described later.
It is supported by 4. A front step 6 is formed on the front side of the main shaft 1, an annular projection 7 is formed on the rear side of the front step 6 of the main shaft 1, and a small diameter part 8 is formed on the front side. A front ring 9 that holds the inner ring of the front bearing 5 is fixed to the outer peripheral surface of the small diameter portion 8, and the rear end surface of the front ring 9 is in contact with the front end surface of the front bearing 5.
【００１９】そして、外筒２の後端には固定スリーブ１
０が固定され、この固定スリーブ１０の内側には軸受ス
リーブ１１が配置されている。この固定スリーブ１０は
外筒２と一体に形成しても良い。The fixed sleeve 1 is attached to the rear end of the outer cylinder 2.
0 is fixed, and a bearing sleeve 11 is arranged inside the fixed sleeve 10. The fixed sleeve 10 may be formed integrally with the outer cylinder 2.
【００２０】固定スリーブ１０は、その前端に突出する
環状内フランジ１０Ｂが形成され、また、内壁面１２の
後端にこれより大きい径の環状凹部１３が形成されてお
り、一側には流体供給路１４が、他側には流体排出路１
５がそれぞれ形成されている。流体供給路１４の入口端
は固定スリーブ１０の後端面１０Ａに開口し、出口端は
内壁面１２に開口している。流体排出路１５の出口端は
固定スリーブ１０の後端面１０Ａに開口し、入口端は前
記流体供給路１４の出口端に対向する側に位置させて内
壁面１２に開口している。The fixed sleeve 10 has an annular inner flange 10B projecting from the front end thereof, and an annular recess 13 having a larger diameter than the inner wall surface 12 at the rear end thereof. The passage 14 has the fluid discharge passage 1 on the other side.
5 are formed respectively. The inlet end of the fluid supply passage 14 is open to the rear end surface 10A of the fixed sleeve 10, and the outlet end is open to the inner wall surface 12. The outlet end of the fluid discharge passage 15 is opened to the rear end surface 10A of the fixed sleeve 10, and the inlet end is located on the side facing the outlet end of the fluid supply passage 14 and is opened to the inner wall surface 12.
【００２１】軸受スリーブ１１は、その前端に内方に突
出する環状内フランジ１６を有するとともに後端に外周
方向に突出する環状外フランジ１７を有しており、その
内筒部１１Ａが前記固定スリーブ１０の環状内フランジ
１０Ｂに軸方向に摺動自在に嵌合し、その環状フランジ
１７が前記環状凹部１３に軸方向に摺動自在に嵌合して
いる。The bearing sleeve 11 has an annular inner flange 16 projecting inward at its front end and an annular outer flange 17 projecting in the outer peripheral direction at its rear end, and its inner cylindrical portion 11A has the fixed sleeve. An annular inner flange 10B of 10 is slidably fitted in the axial direction, and an annular flange 17 thereof is slidably fitted in the annular recess 13 in the axial direction.
【００２２】上記固定スリーブ１０の内壁面１２及び環
状凹部１３の内壁面１３Ａと、軸受スリーブ１１の円筒
部１１Ａの外周面１１Ｂの間に軸方向に沿った環状隙間
１８が形成され、固定スリーブ１０の環状内フランジ１
０Ｂと、軸受スリーブ１１の環状外フランジ１７との間
の前記環状隙間１８が圧力室１９として形成されてい
る。An annular gap 18 along the axial direction is formed between the inner wall surface 12 of the fixed sleeve 10 and the inner wall surface 13A of the annular recess 13 and the outer peripheral surface 11B of the cylindrical portion 11A of the bearing sleeve 11, and the fixed sleeve 10 is formed. Annular inner flange 1
The annular gap 18 between 0B and the annular outer flange 17 of the bearing sleeve 11 is formed as a pressure chamber 19.
【００２３】また、固定スリーブ１０と軸受スリーブ１
１の間にはシール部材２０，２１が装着されている。そ
して、主軸１の後端には、後部段部２２が形成され、主
軸１の後部段部２２の後側には小径部２３が形成され、
この小径部２３に後部軸受２４が外嵌されている。この
小径部２３の外周面には、後部リング２５が固定され、
この後部リング２５の前端面は上記後部軸受２４の後端
面に当接している。Further, the fixed sleeve 10 and the bearing sleeve 1
Sealing members 20 and 21 are mounted between the two. A rear step portion 22 is formed at the rear end of the main shaft 1, and a small diameter portion 23 is formed at the rear side of the rear step portion 22 of the main shaft 1,
A rear bearing 24 is fitted on the small diameter portion 23. A rear ring 25 is fixed to the outer peripheral surface of the small diameter portion 23,
The front end surface of the rear ring 25 is in contact with the rear end surface of the rear bearing 24.
【００２４】軸受スリーブ１１を軸方向に沿って変位さ
せることにより、その環状内フランジ１６に後部軸受２
４が押圧され、従って、この後部軸受２４は主軸１上の
後部リング２５を介して主軸１に軸方向に引張力を与え
ている。即ち、前後部軸受５，２４は主軸１により軸方
向の予圧を付与されており、主軸１の組付上の剛性を高
めている。By displacing the bearing sleeve 11 along the axial direction, the rear bearing 2 is attached to the annular inner flange 16 of the rear sleeve 2.
4, the rear bearing 24 thus exerts an axial pulling force on the main shaft 1 via a rear ring 25 on the main shaft 1. That is, the front and rear bearings 5, 24 are preloaded in the axial direction by the main shaft 1 to enhance the rigidity of the main shaft 1 in assembling.
【００２５】また、主軸１の後端には、後部リング２５
の後側に位置して速度検出リング２６が装着され、この
速度検出リング２６の外側に近接して、回転速度検出器
からなる圧力制御用検出器２７が軸受スリーブ１１に取
り付けられている。圧力制御用検出器２７は、主軸１の
回転速度を検出するものである。At the rear end of the main shaft 1, a rear ring 25
A speed detection ring 26 is mounted on the rear side, and a pressure control detector 27, which is a rotation speed detector, is attached to the bearing sleeve 11 near the outside of the speed detection ring 26. The pressure control detector 27 detects the rotation speed of the main shaft 1.
【００２６】そして、固定スリーブ１０の流体供給路１
４の入口端と、流体排出路１５の出口端は配管２８を介
して接続されている。配管２８の途中には、オイルタン
ク２９，オイルポンプからなる流体供給源３０が設けら
れ、配管２８の流体排出路１５の出口端とオイルタンク
２９の間には、パルスモータ駆動により絞りが調整でき
る流量制御弁からなる制御バルブ３１が装着されてい
る。配管２９の流体供給路１４の入口端と流体供給源３
０の間には、オイルクーラ２１が装着されている。Then, the fluid supply path 1 of the fixed sleeve 10
4 and the outlet end of the fluid discharge path 15 are connected via a pipe 28. A fluid supply source 30 including an oil tank 29 and an oil pump is provided in the middle of the pipe 28, and a throttle can be adjusted between the outlet end of the fluid discharge passage 15 of the pipe 28 and the oil tank 29 by driving a pulse motor. A control valve 31, which is a flow control valve, is mounted. The inlet end of the fluid supply passage 14 of the pipe 29 and the fluid supply source 3
An oil cooler 21 is mounted between 0.
【００２７】上記の圧力制御用検出器２７に制御装置３
２の入力側が接続され、この制御装置３２の出力側は上
記制御バルブ３１に接続されている。制御装置３２は、
図２に示すように、記憶手段３３と、ＣＰＵ３４と、パ
ルス制御回路３５と、インターフェース３６とから構成
されている。インターフェース３６の入力部に圧力制御
用検出器２７が接続され、出力部に制御バルブ３１が接
続されている。ＣＰＵ３４は軸受予圧制御手段３４Ａを
有してなる。軸受予圧制御手段３４Ａは、主軸１が低速
回転のときオイルの圧力を上昇させるように制御バルブ
３１を制御するとともに、主軸１が高速回転のとき流体
の圧力を下降させるように制御バルブ３１を制御する命
令を出力するようになっている。The pressure control detector 27 is provided with a control device 3
Two input sides are connected, and an output side of the control device 32 is connected to the control valve 31. The control device 32 is
As shown in FIG. 2, it comprises a storage means 33, a CPU 34, a pulse control circuit 35, and an interface 36. The pressure control detector 27 is connected to the input part of the interface 36, and the control valve 31 is connected to the output part. The CPU 34 has bearing preload control means 34A. The bearing preload control means 34A controls the control valve 31 so as to increase the oil pressure when the main shaft 1 rotates at a low speed, and controls the control valve 31 so as to decrease the fluid pressure when the main shaft 1 rotates at a high speed. The command to do is output.
【００２８】記憶手段３３には、プログラムを記憶する
プログラムエリアと、図３に示す演算用エリアと、図
４，図５に示す第１，第２データ保存用エリアとがあ
り、第１データ保存用エリアには主軸回転速度と軸受予
圧設定量の関係を示すテーブル（図６）が、また、第２
データ保存用エリアには、軸受予圧設定量と制御バルブ
３１の絞り量の関係を示すテーブル（図７）がそれぞれ
格納されている。The storage means 33 has a program area for storing programs, an operation area shown in FIG. 3, and first and second data storage areas shown in FIGS. 4 and 5, and the first data storage area. A table (FIG. 6) showing the relationship between the spindle rotation speed and the bearing preload setting amount is displayed in the use area.
The data storage area stores a table (FIG. 7) showing the relationship between the bearing preload setting amount and the throttle amount of the control valve 31.
【００２９】次に、本実施例の作用を、流体としてオイ
ルを使用した例を挙げて説明する。配管２８のオイル
が、流体供給源３０により、オイルクーラ２１を介して
流体供給路１４に導かれ、固定スリーブ１０と軸受スリ
ーブ１１の間の環状隙間１８に入って圧力室１９を満た
す。圧力室１９においては、固定スリーブ１０を基準と
して、軸受スリーブ１１の環状外フランジ１７が軸方向
に沿った力を受ける。この力により、軸受スリーブ１１
が軸方向に変位し、後部軸受２４が変位し、主軸１に引
張力が与えられる。即ち、前記力により前部軸受５と後
部軸受２４とが予圧負荷状態に保持し、主軸１の組付上
の剛性が高められている。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to an example in which oil is used as the fluid. The oil in the pipe 28 is guided by the fluid supply source 30 to the fluid supply passage 14 via the oil cooler 21, enters the annular gap 18 between the fixed sleeve 10 and the bearing sleeve 11, and fills the pressure chamber 19. In the pressure chamber 19, the annular outer flange 17 of the bearing sleeve 11 receives a force along the axial direction with reference to the fixed sleeve 10. By this force, the bearing sleeve 11
Is displaced in the axial direction, the rear bearing 24 is displaced, and a tensile force is applied to the main shaft 1. That is, the front bearing 5 and the rear bearing 24 are held in a preloaded state by the force, and the rigidity of the assembling of the main shaft 1 is enhanced.
【００３０】また、環状隙間１８には、冷却されたオイ
ルが供給されるので、このオイルにより、主軸１の回転
で高温になった後部軸受２４から熱を伝達された軸受ス
リーブ１１が冷却される。環状隙間１８で高温の軸受ス
リーブ１１と熱交換して温度上昇したオイルは、流体排
出路１５を通って配管２８に導かれ、再び、オイルクー
ラ２１で冷却される。Further, since the cooled oil is supplied to the annular gap 18, this oil cools the bearing sleeve 11 to which the heat has been transferred from the rear bearing 24 which has become hot due to the rotation of the main shaft 1. . The oil whose temperature has risen due to heat exchange with the high temperature bearing sleeve 11 in the annular gap 18 is guided to the pipe 28 through the fluid discharge passage 15, and is cooled again by the oil cooler 21.
【００３１】一方、主軸１の回転速度が、圧力制御用検
出器２７により検出され、その信号が制御装置３２に送
られる。制御装置３２は上記信号が入力されると、ＣＰ
Ｕ３４が動作して、主軸１の回転速度に応じて前記環状
隙間１８に供給されるオイルの圧力を制御する。On the other hand, the rotational speed of the spindle 1 is detected by the pressure control detector 27, and the signal is sent to the control device 32. When the controller 32 receives the above signal,
U34 operates to control the pressure of oil supplied to the annular gap 18 according to the rotation speed of the main shaft 1.
【００３２】ＣＰＵ３４における動作を図８に基づいて
説明する。ＣＰＵ３４は、制御装置３２の電源をオンに
すると、記憶手段３３のプログラムエリアに記憶された
プログラムが起動する（ステップＳ１）。The operation of the CPU 34 will be described with reference to FIG. When the power of the control device 32 is turned on, the CPU 34 activates the program stored in the program area of the storage unit 33 (step S1).
【００３３】ステップＳ２において、ＣＰＵ３４のアキ
ュムレータに主軸１の回転速度”ゼロ”が初期設定さ
れ、記憶手段３３の演算用エリア内の主軸速度レジスタ
に書き込まれる。In step S2, the rotational speed "zero" of the spindle 1 is initially set in the accumulator of the CPU 34 and written in the spindle speed register in the calculation area of the storage means 33.
【００３４】ステップＳ３において、主軸１の現在の回
転速度（Ｓｎ）の信号がインターフェース３６を介して
ＣＰＵ３４のアキュムレータに取り込まれる。ステップ
Ｓ４において、この取り込んだ現在の回転速度（Ｓｎ）
と回転速度”ゼロ”が同じか否かが判断される。同じ
（ＹＥＳ）ならば、プログラムを終了する（ステップＳ
５）。同じでない（ＮＯ）ならば、プログラムを続行
し、次のステップＳ６に進む。In step S3, the signal of the current rotational speed (Sn) of the spindle 1 is taken into the accumulator of the CPU 34 via the interface 36. At step S4, the fetched current rotation speed (Sn)
And the rotational speed "zero" are the same. If the same (YES), the program ends (step S
5). If they are not the same (NO), the program is continued and the process proceeds to the next step S6.
【００３５】ステップＳ６において、取り込んだ現在の
回転速度（Ｓｎ）と、記憶手段３３の演算用エリア内の
主軸速度レジスタ（図３）の前回の回転速度（Ｓｐ）と
が判断される。即ち、アキュムレータに（Ｓｎ）が取り
込まれており、一方、主軸速度レジスタには、その処理
以前に格納されたＳｐがある。この両者を比較して主軸
の回転速度が変化したか否かが検出される。At step S6, the current rotational speed (Sn) thus fetched and the previous rotational speed (Sp) of the spindle speed register (FIG. 3) in the calculation area of the storage means 33 are judged. That is, (Sn) has been fetched into the accumulator, while the spindle speed register has Sp stored before that processing. By comparing these two, it is detected whether or not the rotation speed of the spindle has changed.
【００３６】また、前回の回転速度（Ｓｐ）は、電源投
入後、最初の１回目の処理時には”ゼロ”が設定される
（ステップＳ２）。その後、この”ゼロ”と違う数値が
アキュムレータに取り込まれ、その時点で、主軸速度レ
ジスタの内容が更新される。The previous rotational speed (Sp) is set to "zero" at the first processing after the power is turned on (step S2). After that, a value different from "zero" is fetched into the accumulator, and at that time, the content of the spindle speed register is updated.
【００３７】同じ（ＹＥＳ）と判断されれば、ステップ
Ｓ３に戻る。同じでない（ＮＯ）と判断されれば、主軸
速度レジスタ（図３）に取り込んで格納する。ステップ
Ｓ７において、主軸速度レジスタ（図３）に取り込んだ
回転速度と、第１データ保存用エリアの主軸回転速度と
軸受予圧設定量のテーブル（図４）の主軸回転速度を順
次大小比較する。取り込んだ回転速度と同じ回転速度或
いはこの取り込んだ回転速度より大きい主軸回転速度の
１つ前の（小さい）主軸回転速度に対応する予圧設定量
を、アキュムレータに取り込み、図３の演算用エリアの
予圧設定量レジスタへ格納する。If the same (YES) is determined, the process returns to step S3. If it is determined that they are not the same (NO), it is fetched and stored in the spindle speed register (FIG. 3). In step S7, the rotational speed read in the main spindle speed register (FIG. 3) is compared with the main spindle rotational speed in the first data storage area and the main spindle rotational speed in the bearing preload setting amount table (FIG. 4). The preload set amount corresponding to the spindle speed that is the same as or lower than the spindle speed that is the same as the loaded rotation speed or that is higher than the loaded rotation speed is loaded into the accumulator, and the preload in the calculation area in FIG. Store in the set amount register.
【００３８】次いで、ステップＳ８において、同様の手
順で、第２データ保存用エリアの軸受予圧設定量と絞り
量のテーブル（図５）からステップＳ７で得られた軸受
予圧設定量に対応する絞り量を検索し、演算用エリアの
絞り量レジスタへ格納する。Then, in step S8, in the same procedure, the throttle amount corresponding to the bearing preload set amount obtained in step S7 from the table of the bearing preload set amount and throttle amount in the second data storage area (FIG. 5). Is stored and stored in the aperture amount register of the calculation area.
【００３９】ステップＳ９において、検索された制御バ
ルブ３１の絞り量は、パルス制御回路３５に入力し、所
定のパルス数に変換された後、インターフェース３６を
介して制御バルブ３１へ出力される。In step S 9, the retrieved throttle amount of the control valve 31 is input to the pulse control circuit 35, converted into a predetermined number of pulses, and then output to the control valve 31 via the interface 36.
【００４０】要するに、主軸１の回転速度の信号が 軸
受予圧制御手段３４Ａに送られ、軸受予圧制御手段３４
Ａにおいては、記憶手段３３から取り込まれた図６，図
７に示す主軸回転速度と絞り量のテーブルに基づき入力
された回転速度の信号に応じた制御バルブ３１の絞り量
の適性量が連続的に選択され、軸受予圧制御手段３４Ａ
から、この絞り量の信号が制御バルブ３１に送られる。In short, the signal of the rotational speed of the spindle 1 is sent to the bearing preload control means 34A, and the bearing preload control means 34
In A, the appropriate amount of the throttle amount of the control valve 31 corresponding to the rotation speed signal input based on the spindle rotation speed and throttle amount tables shown in FIGS. Is selected as the bearing preload control means 34A.
From this, a signal of this throttle amount is sent to the control valve 31.
【００４１】軸受予圧制御手段３４Ａにより、主軸１が
低速回転のときオイルの圧力を上昇させるように制御バ
ルブ３１が連続的に制御される。図６，図７で詳しく説
明すると、例えば主軸１の回転速度がＳ1 の時、図６の
テーブルにより軸受予圧設定量はＰＬ1 が設定され、こ
の軸受予圧設定量ＰＬ1 は、図７のテーブルにより制御
バルブ３１の絞り量Ｖ1 に設定される。即ち、主軸１の
回転速度がＳ1 の時（低速回転）、制御バルブ３１の絞
り量Ｖ1 に設定され、絞り量が大きくなる。従って、制
御バルブ３１の上流側におけるオイルの圧力が高くな
り、軸受スリーブ１１の変位量が大きくなり、前後部軸
受５，２４の予圧が大きくなる。The bearing preload control means 34A continuously controls the control valve 31 so as to increase the oil pressure when the main shaft 1 rotates at a low speed. 6, will be described in detail in FIG. 7, for example, when the rotational speed of the spindle 1 is S 1, the bearing preload set amount by the table of FIG. 6 PL 1 is set, the bearing preload set amount PL 1 is 7 The throttle amount V 1 of the control valve 31 is set by the table. That is, when the rotation speed of the spindle 1 is S 1 (low speed rotation), the throttle amount V 1 of the control valve 31 is set, and the throttle amount increases. Therefore, the oil pressure on the upstream side of the control valve 31 increases, the displacement amount of the bearing sleeve 11 increases, and the preload of the front and rear bearings 5, 24 increases.
【００４２】同様にして、主軸１が高速回転のとき、制
御バルブ３１が開き、オイルの圧力を下降させるように
制御バルブ３１が制御される。従って、制御バルブ３１
の上流側におけるオイルの圧力が低くなり、軸受スリー
ブ１１の変位量が小さくなり、前後部軸受５，２４の予
圧が小さくなる。Similarly, when the main shaft 1 rotates at high speed, the control valve 31 is opened and the control valve 31 is controlled so as to reduce the oil pressure. Therefore, the control valve 31
The pressure of the oil on the upstream side becomes low, the displacement of the bearing sleeve 11 becomes small, and the preload of the front and rear bearings 5, 24 becomes small.
【００４３】以上の如き構成によれば、回転速度の変化
に対して前後部軸受５，２４への予圧量を連続的に変化
させ、低速回転域で重予圧，高速回転域で軽予圧を付与
することができ、回転速度の変化に対して最適な軸受予
圧を与えることができる。According to the above construction, the amount of preload applied to the front and rear bearings 5 and 24 is continuously changed in response to the change in rotation speed, and heavy preload is applied in the low speed rotation range and light preload is applied in the high speed rotation range. Therefore, the optimum bearing preload can be given to the change of the rotation speed.
【００４４】また、オイルが、固定スリーブ１０と軸受
スリーブ１１の間の環状隙間１８の圧力室１９を流れる
ので、このオイルと、後部軸受２４から伝わった高温の
軸受スリーブ１１との間で熱交換が行なわれ、軸受スリ
ーブ１１を介して後部軸受２４が冷却される。従って、
環状隙間１８からの軸受スリーブ１１を介しての後部軸
受２４の効率的な冷却を可能にし、後部軸受２４が異常
に高温になることを防止し、主軸１の超高速回転を可能
にすることができる。Further, since the oil flows through the pressure chamber 19 in the annular gap 18 between the fixed sleeve 10 and the bearing sleeve 11, heat exchange between this oil and the high temperature bearing sleeve 11 transmitted from the rear bearing 24. The rear bearing 24 is cooled through the bearing sleeve 11. Therefore,
The rear bearing 24 can be efficiently cooled from the annular gap 18 via the bearing sleeve 11, the rear bearing 24 can be prevented from becoming abnormally high temperature, and the spindle 1 can be rotated at an extremely high speed. it can.
【００４５】また、固定スリーブ１０と軸受スリーブ１
１の間の環状隙間１８は、発熱による相対変化が少な
く、適性値に維持でき、さらに、オイルで環状隙間１８
が満たされているので、シール部材２０，２１と軸受ス
リーブ１１との潤滑性を確保し、該軸受スリーブ１１の
摺動を円滑にできる。Further, the fixed sleeve 10 and the bearing sleeve 1
The annular gap 18 between No.1 and No.1 has a small relative change due to heat generation and can be maintained at an appropriate value.
Is satisfied, the lubricity between the seal members 20 and 21 and the bearing sleeve 11 can be secured, and the sliding movement of the bearing sleeve 11 can be smoothed.
【００４６】特に、軸受予圧制御手段３４Ａにより制御
バルブ３１が制御されるが、制御バルブ３１として流量
制御弁を使用した場合には、主軸１が低速回転のとき制
御バルブ３１を絞ることにより、オイルの圧力を上昇さ
せて軸受スリーブ１０を所定方向へ比較的大きく変位さ
せ、従って、主軸１の低速回転に対応した状態で前後部
軸受５，２４が予圧を受ける。同時に、配管２８内を流
れるオイルの流量を減少させ、これにより、環状隙間１
８の冷却能力を抑え、適性な冷却能力を与えている。Particularly, the control valve 31 is controlled by the bearing preload control means 34A. When a flow rate control valve is used as the control valve 31, the control valve 31 is throttled when the main shaft 1 is rotating at a low speed, so that the oil The pressure is increased to relatively displace the bearing sleeve 10 in a predetermined direction, so that the front and rear bearings 5, 24 are preloaded in a state corresponding to the low speed rotation of the main shaft 1. At the same time, the flow rate of the oil flowing in the pipe 28 is reduced, and as a result, the annular gap 1
The cooling capacity of No. 8 is suppressed to give an appropriate cooling capacity.
【００４７】また、主軸１が高速回転のときオイルの圧
力を下降させて、軸受スリーブ１０を比較的小さく変位
させ、従って、主軸１の高速回転に対応した状態で後部
軸受２４が軽予圧を受ける。同時に、配管２８内を流れ
るオイルの流量を増加させ、これにより、オイルの環状
隙間１８の冷却能力を向上させ、後部軸受２４の効率的
な冷却をさらに高め、主軸１の超高速回転をより可能に
することができる。When the main shaft 1 rotates at a high speed, the oil pressure is lowered to displace the bearing sleeve 10 in a relatively small amount. Therefore, the rear bearing 24 receives a light preload in a state corresponding to the high speed rotation of the main shaft 1. . At the same time, the flow rate of oil flowing in the pipe 28 is increased, thereby improving the cooling capacity of the oil annular gap 18, further enhancing the efficient cooling of the rear bearing 24, and enabling the super-high speed rotation of the main spindle 1. Can be
【００４８】なお、本実施例においては、軸受予圧を付
与する制御手段を、後部軸受に設けた例を挙げて説明し
たが、これに限定されることなく、前部軸受に対して設
けることもできる。In this embodiment, the control means for applying the bearing preload is described as an example provided in the rear bearing, but the present invention is not limited to this and may be provided in the front bearing. it can.
【００４９】また、本実施例においては、流体としてオ
イルが使用されてるが、これに限定されることなく、例
えば、空気でも良い。また、本実施例においては、圧力
室１９に連通する供給路と流体排出路とを固定スリーブ
１０に形成したが、それらは、軸受スリーブ１１に形成
しても良く、固定スリーブ１０と軸受スリーブ１１の両
方に形成しても良い。Further, in the present embodiment, oil is used as the fluid, but the fluid is not limited to this and may be air, for example. Further, in the present embodiment, the supply passage and the fluid discharge passage communicating with the pressure chamber 19 are formed in the fixed sleeve 10, but they may be formed in the bearing sleeve 11, or the fixed sleeve 10 and the bearing sleeve 11. It may be formed on both.
【００５０】さらに、本実施例においては、隙間は環状
隙間となっているが、これに限定されることはない。そ
して、本実施例においては、環状隙間１８は、軸受スリ
ーブ１１の外周面１１Ｂと固定スリーブ１０の内壁面１
２との間の隙間と、環状凹部１３の内端面１３Ｂと軸受
スリーブ１１の環状外フランジ１７の内端面１７Ａとの
間の隙間とが連通してなる１つの圧力室として形成され
ているが、必ずしもそれらの隙間を連通しなくても良
く、独立した圧力室を形成するようにしても良い。Furthermore, in this embodiment, the gap is an annular gap, but it is not limited to this. In the present embodiment, the annular gap 18 is defined by the outer peripheral surface 11B of the bearing sleeve 11 and the inner wall surface 1 of the fixed sleeve 10.
2 and the gap between the inner end surface 13B of the annular recess 13 and the inner end surface 17A of the annular outer flange 17 of the bearing sleeve 11 are formed as a single pressure chamber. The gaps do not necessarily need to communicate with each other, and an independent pressure chamber may be formed.
【００５１】そして、また、本実施例においては、制御
バルブの例として流量制御弁を使用しているが、これに
限定されることなく、例えば、圧力制御弁を使用するこ
ともできる。Further, in the present embodiment, the flow rate control valve is used as an example of the control valve, but the present invention is not limited to this, and for example, a pressure control valve can be used.
【００５２】そして、さらに、本実施例においては、オ
イルを冷却するための手段として、オイルクーラを使用
しているが、このオイルクーラが無くても良く、主軸の
回転速度に応じてオイルの圧力を変化させることができ
る。Further, in this embodiment, an oil cooler is used as a means for cooling the oil, but this oil cooler may be omitted and the oil pressure may be changed according to the rotation speed of the main shaft. Can be changed.
【００５３】或いは、本実施例においては、圧力制御用
検出器として主軸の回転速度を検出する回転速度検出器
を例にとり、回転速度検出器からの信号を制御装置に入
力し、主軸の回転速度が低速回転のとき流体の圧力を上
昇させるように制御バルブを制御するとともに、主軸の
回転速度が高速回転のとき流体の圧力を下降させるよう
に制御バルブを制御しているが、主軸の回転速度と軸受
温度がほぼ比例関係にあることから、圧力制御用検出器
として上記の回転速度検出器に限定されることなく、主
軸の回転速度に比例するパラメータとしての軸受付近の
温度を、主軸の回転速度に代えて直接検出する温度検出
器を採用し、この温度検出器からの信号を制御装置に入
力し、温度が低いとき流体の圧力を上昇させ、且つ、温
度が高いとき流体の圧力を下降させるように、制御バル
ブを制御することもできる。Alternatively, in the present embodiment, a rotation speed detector for detecting the rotation speed of the spindle is taken as an example of the pressure control detector, and a signal from the rotation speed detector is input to the control device to rotate the spindle. Controls the control valve to increase the fluid pressure when the spindle rotates at a low speed, and controls the fluid pressure to decrease the fluid pressure when the spindle rotates at a high speed. Since the bearing temperature is almost proportional to the bearing temperature, the pressure control detector is not limited to the above-mentioned rotation speed detector, and the temperature near the bearing as a parameter proportional to the rotation speed of the main spindle A temperature detector that directly detects instead of the speed is adopted, and the signal from this temperature detector is input to the control device to increase the pressure of the fluid when the temperature is low, and the fluid when the temperature is high. So as to lower the pressure, it is also possible to control the control valve.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、主軸の回転速度の変化に対して軸受への予
圧量を連続的に変化させることができ、主軸の低速回転
域で重予圧，主軸の高速回転域で軽予圧を付与すること
ができ、主軸の回転速度の変化に対して最適な予圧を与
えることができる。しかも、軸受に対する予圧を連続的
に変化させることができるので、主軸の回転速度に応じ
た最適な軸受予圧を付与することができる。As described above, according to the first aspect of the invention, the amount of preload applied to the bearing can be continuously changed in response to the change in the rotation speed of the main shaft, and the low speed rotation range of the main shaft can be improved. It is possible to apply heavy preload and light preload in the high-speed rotation range of the spindle, and optimal preload can be applied to changes in the rotational speed of the spindle. Moreover, since the preload on the bearing can be continuously changed, it is possible to apply the optimum bearing preload according to the rotation speed of the main shaft.
【００５５】請求項２記載の発明によれば、冷却流体
が、固定スリーブと軸受スリーブの間の隙間，圧力室を
流れるので、この冷却流体と、軸受から伝わった高温の
軸受スリーブとの間で熱交換が行なわれ、軸受スリーブ
を介して軸受が冷却される。従って、上記隙間からの軸
受スリーブを介しての軸受の効率的な冷却を可能にし、
軸受が異常に高温になることを防止し、軸受への予圧を
安定して維持することができ、主軸の超高速回転を可能
にすることができる。According to the second aspect of the invention, the cooling fluid flows through the gap between the fixed sleeve and the bearing sleeve and the pressure chamber, so that between the cooling fluid and the high temperature bearing sleeve transmitted from the bearing. Heat exchange takes place and the bearing is cooled via the bearing sleeve. Therefore, it enables efficient cooling of the bearing through the bearing sleeve from the gap,
The bearing can be prevented from becoming abnormally high in temperature, the preload on the bearing can be stably maintained, and the spindle can be rotated at an extremely high speed.
【図１】本発明の実施例に係る予圧可変式スピンドルユ
ニットの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a preload variable spindle unit according to an embodiment of the present invention.
【図２】同制御装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the control device.
【図３】同制御装置の演算用エリアの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a calculation area of the control device.
【図４】同制御装置の主軸回転速度と軸受予圧設定量の
関係を示すデータ保存用エリアの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a data storage area showing a relationship between a spindle rotation speed and a bearing preload setting amount of the control device.
【図５】同制御装置の軸受予圧設定量と絞り量の関係を
示すデータ保存用エリアの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a data storage area showing a relationship between a bearing preload setting amount and a throttle amount of the control device.
【図６】主軸回転速度と軸受予圧設定量の関係を示すテ
ーブルである。FIG. 6 is a table showing a relationship between a spindle rotation speed and a bearing preload setting amount.
【図７】軸受予圧設定量と制御バルブの絞り量の関係を
示すテーブルである。FIG. 7 is a table showing the relationship between the bearing preload setting amount and the throttle amount of the control valve.
【図８】同制御装置のフローチャート図である。FIG. 8 is a flowchart of the control device.
１ 主軸 ２ 外筒 １０ 固定スリーブ １１ 軸受スリーブ １４ 流体供給路 １５ 流体排出路 １８ 環状隙間 １９ 圧力室 ２４ 後部軸受 ２７ 圧力制御用検出器 ２８ 配管 ３０ 流体供給源（オイルコントローラ） ３１ 制御バルブ（流量制御弁） ３２ 制御装置 ３３ 記憶手段 ３４Ａ 軸受予圧制御手段 1 Spindle 2 Outer Cylinder 10 Fixed Sleeve 11 Bearing Sleeve 14 Fluid Supply Channel 15 Fluid Discharge Channel 18 Annular Gap 19 Pressure Chamber 24 Rear Bearing 27 Pressure Control Detector 28 Piping 30 Fluid Supply Source (Oil Controller) 31 Control Valve (Flow Control) Valve) 32 control device 33 storage means 34A bearing preload control means
Claims (2)
筒に対して回転自在に支持する軸受と、 外筒に固定された固定スリーブと、 固定スリーブの内側に位置して前記軸受を保持した状態
で、軸方向に変位可能に配置され、固定スリーブの内壁
面との間に軸方向に沿って形成された隙間からなる圧力
室に供給される圧力流体により軸方向に変位する力を受
ける軸受スリーブと、 主軸の回転速度に比例するパラメータを検出する圧力制
御用検出器と、 固定スリーブと軸受スリーブの少なくとも一方に形成さ
れ、前記圧力室に連通する流体供給路と、 固定スリーブと軸受スリーブの少なくとも一方に形成さ
れ、前記圧力室に連通する流体排出路と、 流体供給路の入口と流体排出路の出口に連結された配管
と、 配管の途中に装着された流体供給源と、 配管の途中に装着されて配管中を流れる流体の圧力を変
える制御バルブと、 圧力制御用検出器に接続された制御装置とを備え、 制御装置は、 主軸が低速回転のとき流体の圧力を上昇させるように前
記制御バルブを制御するとともに、主軸が高速回転のと
き流体の圧力を下降させるように制御バルブを制御する
命令を出力する軸受予圧制御手段と、 主軸が低速回転のとき流体の圧力を上昇させ、且つ、主
軸が高速回転のとき流体の圧力を下降させるように、主
軸の回転速度に比例するパラメータと制御バルブの変化
度の相関関係を記憶した記憶手段とを有していることを
特徴とするスピンドルユニット。1. A bearing for rotatably supporting a main shaft, which is inserted into the outer cylinder, with respect to the outer cylinder, a fixed sleeve fixed to the outer cylinder, and a fixing sleeve located inside the fixed sleeve. It is arranged so as to be displaceable in the axial direction while holding the bearing, and is displaced in the axial direction by the pressure fluid supplied to the pressure chamber that is a gap formed along the axial direction with the inner wall surface of the fixed sleeve. A bearing sleeve that receives a force; a pressure control detector that detects a parameter proportional to the rotational speed of the main shaft; a fluid supply path that is formed in at least one of the fixed sleeve and the bearing sleeve and that communicates with the pressure chamber; And a bearing sleeve, and a fluid discharge passage communicating with the pressure chamber, a pipe connected to the inlet of the fluid supply passage and an outlet of the fluid discharge passage, and a fluid supply installed in the middle of the pipe. And a control valve mounted in the middle of the pipe to change the pressure of the fluid flowing in the pipe, and a control device connected to the pressure control detector.The control device controls the pressure of the fluid when the spindle rotates at low speed. The control valve so as to raise, and a bearing preload control means for outputting a command to control the control valve so as to lower the pressure of the fluid when the main spindle rotates at high speed, and It has a storage means for storing the correlation between the parameter proportional to the rotation speed of the main shaft and the degree of change of the control valve so that the pressure is increased and the pressure of the fluid is decreased when the main shaft rotates at high speed. A spindle unit characterized by that.
筒に対して回転自在に支持する軸受と、 外筒に固定された固定スリーブと、 固定スリーブの内側に位置して前記軸受を保持した状態
で、軸方向に変位可能に配置され、固定スリーブの内壁
面との間に軸方向に沿って形成された隙間からなる圧力
室に供給される圧力流体により軸方向に変位する力を受
ける軸受スリーブと、 固定スリーブと軸受スリーブの少なくとも一方に形成さ
れ、前記圧力室に連通する流体供給路と、 固定スリーブと軸受スリーブの少なくとも一方に形成さ
れ、前記圧力室に連通する流体排出路と、 流体供給路の入口と流体排出路の出口に連結された配管
と、 配管の途中に装着され、前記圧力室に冷却流体を循環さ
せる流体供給源とを有していることを特徴とするスピン
ドルユニット。2. A bearing for rotatably supporting a main shaft inserted into the outer cylinder with respect to the outer cylinder, a fixing sleeve fixed to the outer cylinder, and a fixing sleeve located inside the fixing sleeve. It is arranged so as to be displaceable in the axial direction while holding the bearing, and is displaced in the axial direction by the pressure fluid supplied to the pressure chamber that is a gap formed along the axial direction with the inner wall surface of the fixed sleeve. A bearing sleeve that receives a force, a fluid supply path formed in at least one of the fixed sleeve and the bearing sleeve and communicating with the pressure chamber, and a fluid discharge formed in at least one of the fixed sleeve and the bearing sleeve and communicating with the pressure chamber A passage, a pipe connected to the inlet of the fluid supply passage and an outlet of the fluid discharge passage, and a fluid supply source mounted in the middle of the pipe and circulating a cooling fluid in the pressure chamber, Surusu Pindle unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242494A JP2630217B2 (en) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | Variable preload spindle unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242494A JP2630217B2 (en) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | Variable preload spindle unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796405A true JPH0796405A (en) | 1995-04-11 |
| JP2630217B2 JP2630217B2 (en) | 1997-07-16 |
Family
ID=17089926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5242494A Expired - Lifetime JP2630217B2 (en) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | Variable preload spindle unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630217B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009028803A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Nsk Ltd | Main spindle apparatus |
| JP2011011306A (en) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Jtekt Corp | Spindle device for machine tool |
| JP2011020240A (en) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Jtekt Corp | Spindle device |
| CN105290430A (en) * | 2015-12-04 | 2016-02-03 | 思维福特南通精密机械有限公司 | High-speed numerical-control lathe spindle |
| CN111255803A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 美蓓亚三美株式会社 | Pivot assembly bearing device and method for manufacturing pivot assembly bearing device |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP5242494A patent/JP2630217B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009028803A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Nsk Ltd | Main spindle apparatus |
| JP2011011306A (en) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Jtekt Corp | Spindle device for machine tool |
| JP2011020240A (en) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Jtekt Corp | Spindle device |
| CN105290430A (en) * | 2015-12-04 | 2016-02-03 | 思维福特南通精密机械有限公司 | High-speed numerical-control lathe spindle |
| CN111255803A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 美蓓亚三美株式会社 | Pivot assembly bearing device and method for manufacturing pivot assembly bearing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2630217B2 (en) | 1997-07-16 |
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