JPH1019043A - 静圧軸受スピンドル - Google Patents
静圧軸受スピンドルInfo
- Publication number
- JPH1019043A JPH1019043A JP16999296A JP16999296A JPH1019043A JP H1019043 A JPH1019043 A JP H1019043A JP 16999296 A JP16999296 A JP 16999296A JP 16999296 A JP16999296 A JP 16999296A JP H1019043 A JPH1019043 A JP H1019043A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- journal
- spindle
- air bearing
- main shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主軸−軸受系の危険速度の増大、ラジアル負
荷容量の増大等 【解決手段】 主軸32の前端部外周に設けたスラスト
板33をスラスト空気軸受37でスラスト方向に非接触
支持し、主軸32のスラスト板33より後方側の外周を
第2のジャーナル空気軸受35、36でラジアル方向に
非接触支持し、主軸32のスラスト板33より前方側の
外周を第1のジャーナル空気軸受40でラジアル方向に
非接触支持する。
荷容量の増大等 【解決手段】 主軸32の前端部外周に設けたスラスト
板33をスラスト空気軸受37でスラスト方向に非接触
支持し、主軸32のスラスト板33より後方側の外周を
第2のジャーナル空気軸受35、36でラジアル方向に
非接触支持し、主軸32のスラスト板33より前方側の
外周を第1のジャーナル空気軸受40でラジアル方向に
非接触支持する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、前端に工具が着脱
自在に装着される主軸を静圧空気軸受で回転自在に非接
触支持する静圧軸受スピンドルに関する。
自在に装着される主軸を静圧空気軸受で回転自在に非接
触支持する静圧軸受スピンドルに関する。
【0002】
【従来の技術】プリント基板の穴開け加工等に使用され
る静圧軸受スピンドルには、前端にドリル等の工具が着
脱自在に装着される中空状の主軸を、ハウジングに対し
て静圧空気軸受でラジアル方向とスラスト方向に非接触
支持したものがある。この種のスピンドルにおける静圧
空気軸受は、ジャーナル空気軸受とスラスト空気軸受で
構成され、その一般的構造例を図3及び図4に示す。
る静圧軸受スピンドルには、前端にドリル等の工具が着
脱自在に装着される中空状の主軸を、ハウジングに対し
て静圧空気軸受でラジアル方向とスラスト方向に非接触
支持したものがある。この種のスピンドルにおける静圧
空気軸受は、ジャーナル空気軸受とスラスト空気軸受で
構成され、その一般的構造例を図3及び図4に示す。
【0003】図3に示される静圧軸受スピンドルは、前
端に工具1が着脱自在に装着される中空状の主軸2の後
端外周にスラスト板3を一体に形成し、このスラスト板
3をハウジング4に対してスラスト空気軸受7でスラス
ト方向に非接触支持すると共に、主軸2のスラスト板3
より前方側の外周をハウジング4に対して前後一対のジ
ャーナル空気軸受5、6でラジアル方向に非接触支持し
ている。前後のジャーナル空気軸受5、6は離隔して、
この両者間に主軸2を回転させるモータ部8が配設され
る。
端に工具1が着脱自在に装着される中空状の主軸2の後
端外周にスラスト板3を一体に形成し、このスラスト板
3をハウジング4に対してスラスト空気軸受7でスラス
ト方向に非接触支持すると共に、主軸2のスラスト板3
より前方側の外周をハウジング4に対して前後一対のジ
ャーナル空気軸受5、6でラジアル方向に非接触支持し
ている。前後のジャーナル空気軸受5、6は離隔して、
この両者間に主軸2を回転させるモータ部8が配設され
る。
【0004】中空状の主軸2の軸中心に貫通させた貫通
穴17の前端部はテーパ穴部12で、このテーパ穴部1
2の内径にコレットチャック14が前後動自在に挿通さ
れる。コレットチャック14の前端部は軸線方向に複数
に分割され、この分割前端部の外径面はテーパ穴部12
の内径面に適合したテーパ面になっている。コレットチ
ャック14の後端に同軸に連結されたドローバー15が
主軸2の貫通穴17に皿バネ等の弾性体16を介して挿
通される。弾性体16は、ドローバー15に常時後方に
引っ張る弾性力を付勢する。
穴17の前端部はテーパ穴部12で、このテーパ穴部1
2の内径にコレットチャック14が前後動自在に挿通さ
れる。コレットチャック14の前端部は軸線方向に複数
に分割され、この分割前端部の外径面はテーパ穴部12
の内径面に適合したテーパ面になっている。コレットチ
ャック14の後端に同軸に連結されたドローバー15が
主軸2の貫通穴17に皿バネ等の弾性体16を介して挿
通される。弾性体16は、ドローバー15に常時後方に
引っ張る弾性力を付勢する。
【0005】弾性体16でドローバー15を介してコレ
ットチャック14を後方に引き込むと、コレットチャッ
ク14の前端部のテーパ面がテーパ穴部12の内径面で
圧迫されて縮径し、この前端部に挿入された工具1を握
持する。ハウジング4の後部に設置されたプッシュロッ
ド等の押圧手段18でドローバー15を弾性体16の弾
性力に抗して前方に押し出すと、ドローバー15でコレ
ットチャック14の前端部がテーパ穴部12に沿って前
方に押し出されて拡径し、工具1の取り外しが可能とな
る。
ットチャック14を後方に引き込むと、コレットチャッ
ク14の前端部のテーパ面がテーパ穴部12の内径面で
圧迫されて縮径し、この前端部に挿入された工具1を握
持する。ハウジング4の後部に設置されたプッシュロッ
ド等の押圧手段18でドローバー15を弾性体16の弾
性力に抗して前方に押し出すと、ドローバー15でコレ
ットチャック14の前端部がテーパ穴部12に沿って前
方に押し出されて拡径し、工具1の取り外しが可能とな
る。
【0006】ハウジング4に形成された給気通路11に
外部から圧縮空気を供給すると、この圧縮空気が前後の
ジャーナル空気軸受5、6の絞り孔9からジャーナル軸
受隙間に流入して、主軸2がハウジング4に対してラジ
アル方向に非接触支持され、同時に給気通路11に供給
された圧縮空気がスラスト空気軸受7の絞り孔10から
スラスト軸受隙間に流入して、主軸2がスラスト方向に
非接触支持される。
外部から圧縮空気を供給すると、この圧縮空気が前後の
ジャーナル空気軸受5、6の絞り孔9からジャーナル軸
受隙間に流入して、主軸2がハウジング4に対してラジ
アル方向に非接触支持され、同時に給気通路11に供給
された圧縮空気がスラスト空気軸受7の絞り孔10から
スラスト軸受隙間に流入して、主軸2がスラスト方向に
非接触支持される。
【0007】モータ部8は、主軸2の略中央部に設けら
れたかご形のロータ8aと、ハウジング4の内径に固定
されたステータ8bとを備えている。ステータ8bに通
電すると、ステータ8bとロータ8aとの間に励磁力が
発生し、これにより主軸2が回転する。主軸2と一体に
コレットチャック14、工具1、ドローバー15、弾性
体16が回転して、工具1による穴開け加工等が行われ
る。
れたかご形のロータ8aと、ハウジング4の内径に固定
されたステータ8bとを備えている。ステータ8bに通
電すると、ステータ8bとロータ8aとの間に励磁力が
発生し、これにより主軸2が回転する。主軸2と一体に
コレットチャック14、工具1、ドローバー15、弾性
体16が回転して、工具1による穴開け加工等が行われ
る。
【0008】図4に示される静圧軸受スピンドルは、前
端に工具1が着脱自在に装着される中空状の主軸22の
前端部外周にスラスト板23を一体に形成して、このス
ラスト板23をハウジング24に対してスラスト空気軸
受27でスラスト方向に非接触支持すると共に、主軸2
2のスラスト板23より後方側の外周をハウジング24
に対して前後一対のジャーナル空気軸受25、26でラ
ジアル方向に非接触支持している。図3と同様に前後の
ジャーナル空気軸受25、26は離隔して、この両者の
間に主軸22を回転させるモータ部28が配設される。
端に工具1が着脱自在に装着される中空状の主軸22の
前端部外周にスラスト板23を一体に形成して、このス
ラスト板23をハウジング24に対してスラスト空気軸
受27でスラスト方向に非接触支持すると共に、主軸2
2のスラスト板23より後方側の外周をハウジング24
に対して前後一対のジャーナル空気軸受25、26でラ
ジアル方向に非接触支持している。図3と同様に前後の
ジャーナル空気軸受25、26は離隔して、この両者の
間に主軸22を回転させるモータ部28が配設される。
【0009】図4の静圧軸受スピンドルの場合も、ハウ
ジング24に形成された給気通路11’に圧縮空気を供
給すると、この圧縮空気が前後のジャーナル空気軸受2
5、26の絞り孔9’からジャーナル軸受隙間に流入
し、また、スラスト空気軸受27の絞り孔10’からス
ラスト軸受隙間に流入して、主軸22がハウジング24
に対してラジアル方向およびスラスト方向に非接触支持
される。モータ部28も主軸22側のロータ28aとハ
ウジング24側のステータ28bとを備え、ステータ2
8bに通電して主軸22を回転させると、工具1が回転
して穴開け加工等が行われる。
ジング24に形成された給気通路11’に圧縮空気を供
給すると、この圧縮空気が前後のジャーナル空気軸受2
5、26の絞り孔9’からジャーナル軸受隙間に流入
し、また、スラスト空気軸受27の絞り孔10’からス
ラスト軸受隙間に流入して、主軸22がハウジング24
に対してラジアル方向およびスラスト方向に非接触支持
される。モータ部28も主軸22側のロータ28aとハ
ウジング24側のステータ28bとを備え、ステータ2
8bに通電して主軸22を回転させると、工具1が回転
して穴開け加工等が行われる。
【0010】尚、図4の主軸22の内部構造は、図3の
主軸2と同様で、同一又は相当部分には同一符号を付し
て説明は省略する。
主軸2と同様で、同一又は相当部分には同一符号を付し
て説明は省略する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上のような静圧軸受
スピンドルにおいては、主軸を高速回転させると、モー
タ部の発熱などにより主軸に軸方向の熱変位が生じる。
この主軸の熱変位は主軸のスラスト板を基点として起こ
り、主軸の前端位置が前方へと変位することにより、工
具の前端位置が変位する。このような主軸回転時の工具
前端位置の変位量は、主軸のスラスト板から工具前端ま
での距離に比例する。
スピンドルにおいては、主軸を高速回転させると、モー
タ部の発熱などにより主軸に軸方向の熱変位が生じる。
この主軸の熱変位は主軸のスラスト板を基点として起こ
り、主軸の前端位置が前方へと変位することにより、工
具の前端位置が変位する。このような主軸回転時の工具
前端位置の変位量は、主軸のスラスト板から工具前端ま
での距離に比例する。
【0012】従って、図3の静圧軸受スピンドルの場合
は、主軸2の後端にスラスト板3を設けているためにス
ラスト板3から工具1の前端までの距離が長くなって、
主軸回転時の工具前端位置の変位量が大きくなる。その
ため、図3の静圧軸受スピンドルにおいては、例えば穴
深さ精度に高精度なものが要求されるブラインドバイヤ
ホール(止まり穴)等の加工には適当ではない。
は、主軸2の後端にスラスト板3を設けているためにス
ラスト板3から工具1の前端までの距離が長くなって、
主軸回転時の工具前端位置の変位量が大きくなる。その
ため、図3の静圧軸受スピンドルにおいては、例えば穴
深さ精度に高精度なものが要求されるブラインドバイヤ
ホール(止まり穴)等の加工には適当ではない。
【0013】また、図4の静圧軸受スピンドルの場合
は、主軸22の前端部にスラスト板23を設けているの
で、このスラスト板23から工具1の前端までの距離が
図3のスピンドルに比べて大幅に短くなり、主軸回転時
の工具前端位置の変位量を小さく抑制することができ
る。ところが、図4の静圧軸受スピンドルにおいては、
主軸22の前端とジャーナル空気軸受25との間にスラ
スト空気軸受27を設けているため、工具1とジャーナ
ル空気軸受25との距離が図3のスピンドルに比べて長
くなり、その結果、スピンドルの主軸−軸受系の危険速
度が低くなり、かつ、ラジアル負荷容量が小さくなる。
は、主軸22の前端部にスラスト板23を設けているの
で、このスラスト板23から工具1の前端までの距離が
図3のスピンドルに比べて大幅に短くなり、主軸回転時
の工具前端位置の変位量を小さく抑制することができ
る。ところが、図4の静圧軸受スピンドルにおいては、
主軸22の前端とジャーナル空気軸受25との間にスラ
スト空気軸受27を設けているため、工具1とジャーナ
ル空気軸受25との距離が図3のスピンドルに比べて長
くなり、その結果、スピンドルの主軸−軸受系の危険速
度が低くなり、かつ、ラジアル負荷容量が小さくなる。
【0014】即ち、主軸22をラジアル方向に非接触支
持するジャーナル空気軸受25と工具1の距離が短い
程、スピンドルの主軸−軸受系の危険速度を高くでき、
主軸回転速度の高速化が容易となり、かつ、主軸22の
前端にラジアル方向の荷重が働いて主軸22がジャーナ
ル空気軸受25、26と接触するときの荷重であるラジ
アル負荷容量を大きくできることが分かっている。とこ
ろが、図4の静圧軸受スピンドルは、工具1とジャーナ
ル空気軸受25との距離がスラスト空気軸受27のため
に長くなって、図3のスピンドルに比べて主軸22の高
速回転化が難しく、また、ラジアル負荷容量を大きくす
ることが難しい問題があった。そのため、例えばプリン
ト基板穴あけ加工は主に小径(φ0.1 〜 0.4)加工であ
り、加工能率改善のために工具の高速回転が要求されて
いるが、この要求を満たすような工具の高速回転化が図
4のスピンドルでは難しく、従って、図4のスピンドル
はブラインドバイヤホール加工時の穴深さの高精度化は
可能であるが、高能率化が難しい問題があった。
持するジャーナル空気軸受25と工具1の距離が短い
程、スピンドルの主軸−軸受系の危険速度を高くでき、
主軸回転速度の高速化が容易となり、かつ、主軸22の
前端にラジアル方向の荷重が働いて主軸22がジャーナ
ル空気軸受25、26と接触するときの荷重であるラジ
アル負荷容量を大きくできることが分かっている。とこ
ろが、図4の静圧軸受スピンドルは、工具1とジャーナ
ル空気軸受25との距離がスラスト空気軸受27のため
に長くなって、図3のスピンドルに比べて主軸22の高
速回転化が難しく、また、ラジアル負荷容量を大きくす
ることが難しい問題があった。そのため、例えばプリン
ト基板穴あけ加工は主に小径(φ0.1 〜 0.4)加工であ
り、加工能率改善のために工具の高速回転が要求されて
いるが、この要求を満たすような工具の高速回転化が図
4のスピンドルでは難しく、従って、図4のスピンドル
はブラインドバイヤホール加工時の穴深さの高精度化は
可能であるが、高能率化が難しい問題があった。
【0015】また、加工穴数は少ないが、プリント基板
においては、同一スピンドルによって約φ6.4mmの
基準穴の加工も必要となり、この時にはラジアル負荷容
量の大きいことも要求されている。
においては、同一スピンドルによって約φ6.4mmの
基準穴の加工も必要となり、この時にはラジアル負荷容
量の大きいことも要求されている。
【0016】本発明の目的とするところは、図3と図4
の静圧軸受スピンドルの両者の欠点を除去して長所を活
かした、従って、主軸の熱膨張による工具前端の変位量
の小さい、主軸の高速回転化を容易にした、かつ、ラジ
アル負荷容量の大きな静圧軸受スピンドルを提供するこ
とにある。
の静圧軸受スピンドルの両者の欠点を除去して長所を活
かした、従って、主軸の熱膨張による工具前端の変位量
の小さい、主軸の高速回転化を容易にした、かつ、ラジ
アル負荷容量の大きな静圧軸受スピンドルを提供するこ
とにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
する技術的手段は、前端に工具が着脱自在に装着される
主軸を、ハウジングに対して静圧空気軸受でラジアル方
向とスラスト方向に非接触支持した静圧軸受スピンドル
において、上記静圧空気軸受を、主軸の前端部外周に形
成されたスラスト板をスラスト方向に非接触支持するス
ラスト空気軸受と、主軸のスラスト板より前方側の外周
をラジアル方向に非接触支持する第1のジャーナル空気
軸受と、主軸のスラスト板より後方側の外周を非接触支
持する第2のジャーナル空気軸受とで構成したことにあ
る。
する技術的手段は、前端に工具が着脱自在に装着される
主軸を、ハウジングに対して静圧空気軸受でラジアル方
向とスラスト方向に非接触支持した静圧軸受スピンドル
において、上記静圧空気軸受を、主軸の前端部外周に形
成されたスラスト板をスラスト方向に非接触支持するス
ラスト空気軸受と、主軸のスラスト板より前方側の外周
をラジアル方向に非接触支持する第1のジャーナル空気
軸受と、主軸のスラスト板より後方側の外周を非接触支
持する第2のジャーナル空気軸受とで構成したことにあ
る。
【0018】上記のように、主軸の前端部外周にスラス
ト板を設けることで、工具前端位置の変位量を小さくす
ることができる。同時に、主軸のスラスト板より前方に
第1のジャーナル空気軸受を設置することで、ジャーナ
ル空気軸受と工具前端との距離が短くなり、主軸−軸受
系の危険速度が大きくなり、かつ、ラジアル負荷容量が
大きくなる。
ト板を設けることで、工具前端位置の変位量を小さくす
ることができる。同時に、主軸のスラスト板より前方に
第1のジャーナル空気軸受を設置することで、ジャーナ
ル空気軸受と工具前端との距離が短くなり、主軸−軸受
系の危険速度が大きくなり、かつ、ラジアル負荷容量が
大きくなる。
【0019】主軸のスラスト板より前方に第1のジャー
ナル空気軸受を設けた場合、この第1のジャーナル空気
軸受の剛性及び軸受隙間を慎重に選定する必要がある。
即ち、主軸の前端部にラジアル方向の荷重が働いた場
合、主軸が、スラスト板より後方側に配置された第2の
ジャーナル空気軸受と接触する前に第1のジャーナル空
気軸受と接触すると、ラジアル負荷容量の増大化が望め
なくなる場合がある。
ナル空気軸受を設けた場合、この第1のジャーナル空気
軸受の剛性及び軸受隙間を慎重に選定する必要がある。
即ち、主軸の前端部にラジアル方向の荷重が働いた場
合、主軸が、スラスト板より後方側に配置された第2の
ジャーナル空気軸受と接触する前に第1のジャーナル空
気軸受と接触すると、ラジアル負荷容量の増大化が望め
なくなる場合がある。
【0020】そこで、ラジアル負荷容量を確実に増大さ
せるため、主軸の前端部にラジアル方向の荷重が働いた
場合に、主軸が第2のジャーナル空気軸受と接触する前
に第1のジャーナル空気軸受と接触しないように、第1
のジャーナル空気軸受のジャーナル軸受隙間と第2のジ
ャーナル空気軸受のジャーナル軸受隙間を設定する。
せるため、主軸の前端部にラジアル方向の荷重が働いた
場合に、主軸が第2のジャーナル空気軸受と接触する前
に第1のジャーナル空気軸受と接触しないように、第1
のジャーナル空気軸受のジャーナル軸受隙間と第2のジ
ャーナル空気軸受のジャーナル軸受隙間を設定する。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、一実施例について図1及び
図2を参照して説明する。
図2を参照して説明する。
【0022】図1に示される静圧軸受スピンドルは、前
端に工具1が着脱自在に装着され、前端部にスラスト板
33が一体に形成された中空状の主軸32を有する。こ
の主軸32がハウジング34に対して、後述の第1のジ
ャーナル空気軸受40、スラスト空気軸受37、第2の
ジャーナル空気軸受35、36で非接触支持される。
端に工具1が着脱自在に装着され、前端部にスラスト板
33が一体に形成された中空状の主軸32を有する。こ
の主軸32がハウジング34に対して、後述の第1のジ
ャーナル空気軸受40、スラスト空気軸受37、第2の
ジャーナル空気軸受35、36で非接触支持される。
【0023】スラスト空気軸受37は主軸32のスラス
ト板33をスラスト方向に非接触支持し、第2のジャー
ナル空気軸受35、36は主軸32のスラスト板33よ
り後方側の外周をラジアル方向に非接触支持する。第2
のジャーナル空気軸受35、36は前後に分割した一対
が離隔して配置され、この一対の間に主軸32を回転さ
せるモータ部38が配置される。
ト板33をスラスト方向に非接触支持し、第2のジャー
ナル空気軸受35、36は主軸32のスラスト板33よ
り後方側の外周をラジアル方向に非接触支持する。第2
のジャーナル空気軸受35、36は前後に分割した一対
が離隔して配置され、この一対の間に主軸32を回転さ
せるモータ部38が配置される。
【0024】主軸32は図4に示す主軸22と同様なコ
レットチャック14、ドローバー15、弾性体16を内
蔵し、コレットチャック14が工具1を脱着可能に握持
する。仮に図1の主軸32の全長が図4の主軸22と同
様であるとすると、図1の主軸32の前端からスラスト
板33までの距離は、図4の主軸22の前端からスラス
ト板23までの距離と同一である。また、スラスト空気
軸受37と第2のジャーナル空気軸受35、36の構
造、及び、主軸32を回転させるモータ部38(ロータ
38aとステータ38bで構成)の構造は、図4の対応
するスラスト空気軸受27とジャーナル空気軸受25、
26、及び、モータ28と同様で、その説明は省略す
る。
レットチャック14、ドローバー15、弾性体16を内
蔵し、コレットチャック14が工具1を脱着可能に握持
する。仮に図1の主軸32の全長が図4の主軸22と同
様であるとすると、図1の主軸32の前端からスラスト
板33までの距離は、図4の主軸22の前端からスラス
ト板23までの距離と同一である。また、スラスト空気
軸受37と第2のジャーナル空気軸受35、36の構
造、及び、主軸32を回転させるモータ部38(ロータ
38aとステータ38bで構成)の構造は、図4の対応
するスラスト空気軸受27とジャーナル空気軸受25、
26、及び、モータ28と同様で、その説明は省略す
る。
【0025】図1の静圧軸受スピンドルの図4と相違す
る特徴は、主軸32のスラスト板33より前方の外周を
ラジアル方向に非接触支持する第1のジャーナル空気軸
受40を有することである。第1のジャーナル空気軸受
40の絞り穴42は、ハウジング34の給気通路11’
に連通している。給気通路11’に外部から圧縮空気を
供給すると、この圧縮空気が第2のジャーナル空気軸受
35、36の絞り孔43と第1のジャーナル空気軸受4
0の絞り穴42から夫々のジャーナル軸受隙間に流入
し、更に、スラスト空気軸受37の絞り孔44からスラ
スト軸受隙間に流入して、主軸32がハウジング34に
対してラジアル方向およびスラスト方向に非接触支持さ
れる。
る特徴は、主軸32のスラスト板33より前方の外周を
ラジアル方向に非接触支持する第1のジャーナル空気軸
受40を有することである。第1のジャーナル空気軸受
40の絞り穴42は、ハウジング34の給気通路11’
に連通している。給気通路11’に外部から圧縮空気を
供給すると、この圧縮空気が第2のジャーナル空気軸受
35、36の絞り孔43と第1のジャーナル空気軸受4
0の絞り穴42から夫々のジャーナル軸受隙間に流入
し、更に、スラスト空気軸受37の絞り孔44からスラ
スト軸受隙間に流入して、主軸32がハウジング34に
対してラジアル方向およびスラスト方向に非接触支持さ
れる。
【0026】主軸32の前端部にスラスト板33を形成
することで、主軸32が高速回転時に熱変位してもスラ
スト板33から工具1の前端までの距離が短くて、工具
前端位置の変位量が小さくでき、高精度なブラインドバ
イヤホール加工等が可能となる。また、第1のジャーナ
ル空気軸受40と工具1との距離が、図3のスピンドル
の場合と同様に小さくできるため、スピンドルの主軸−
軸受系の危険速度を増大させることができ、工具1の高
速回転化が可能となると共に、以下に説明するジャーナ
ル軸受隙間の大小設定によってラジアル負荷容量が増大
する。
することで、主軸32が高速回転時に熱変位してもスラ
スト板33から工具1の前端までの距離が短くて、工具
前端位置の変位量が小さくでき、高精度なブラインドバ
イヤホール加工等が可能となる。また、第1のジャーナ
ル空気軸受40と工具1との距離が、図3のスピンドル
の場合と同様に小さくできるため、スピンドルの主軸−
軸受系の危険速度を増大させることができ、工具1の高
速回転化が可能となると共に、以下に説明するジャーナ
ル軸受隙間の大小設定によってラジアル負荷容量が増大
する。
【0027】図1のスピンドルの主軸32の前端部にラ
ジアル方向の荷重が働いた場合に、主軸32が第2のジ
ャーナル空気軸受35、36を接触する前に第1のジャ
ーナル空気軸受40に接触すると、ラジアル負荷容量が
図4のスピンドルのラジアル負荷容量よりも却って小さ
くなることがある。そこで、図2に示すように、主軸3
2の前端部にラジアル方向の荷重が働いて、主軸32が
第2のジャーナル空気軸受35、36のジャーナル軸受
隙間内で最大限傾いてA点とB点で接触したとしても、
主軸32が第1のジャーナル空気軸受40のC点で接触
しないように、第1のジャーナル空気軸受40のジャー
ナル軸受隙間と第2のジャーナル空気軸受35、36の
ジャーナル軸受隙間を設定する。
ジアル方向の荷重が働いた場合に、主軸32が第2のジ
ャーナル空気軸受35、36を接触する前に第1のジャ
ーナル空気軸受40に接触すると、ラジアル負荷容量が
図4のスピンドルのラジアル負荷容量よりも却って小さ
くなることがある。そこで、図2に示すように、主軸3
2の前端部にラジアル方向の荷重が働いて、主軸32が
第2のジャーナル空気軸受35、36のジャーナル軸受
隙間内で最大限傾いてA点とB点で接触したとしても、
主軸32が第1のジャーナル空気軸受40のC点で接触
しないように、第1のジャーナル空気軸受40のジャー
ナル軸受隙間と第2のジャーナル空気軸受35、36の
ジャーナル軸受隙間を設定する。
【0028】図2の状態におけるスラスト板33より後
方側のジャーナル軸受隙間の最大値をδ1 、スラスト板
33より前方側のジャーナル軸受隙間の最大値をδ2 、
A点とB点の距離をL1 、A点とC点の距離をL2 とす
ると、 δ2 =δ1 {(L1 +L2 )/L1 } となる。従って、δ2 >δ1 となるように、かつ、軸受
剛性も考慮して各ジャーナル空気軸受35、36、40
のジャーナル軸受隙間を設定すれば、ラジアル負荷容量
の確実な増大化が可能となる。
方側のジャーナル軸受隙間の最大値をδ1 、スラスト板
33より前方側のジャーナル軸受隙間の最大値をδ2 、
A点とB点の距離をL1 、A点とC点の距離をL2 とす
ると、 δ2 =δ1 {(L1 +L2 )/L1 } となる。従って、δ2 >δ1 となるように、かつ、軸受
剛性も考慮して各ジャーナル空気軸受35、36、40
のジャーナル軸受隙間を設定すれば、ラジアル負荷容量
の確実な増大化が可能となる。
【0029】また、主軸32の前端部に配置したスラス
ト空気軸受37の直前に第1のジャーナル空気軸受40
を設けると、このジャーナル空気軸受40が主軸32の
前端側からスラスト空気軸受37内にゴミ類が吸い込ま
れるのを防止する。即ち、主軸32とスラスト板33を
高速回転させると、スラスト板33の遠心力によって主
軸32の前端側からスラスト空気軸受37内にゴミ類が
真空吸引されることがあるが、このゴミ類の吸い込みが
ジャーナル空気軸受40での圧縮空気流のエアーシール
効果で防止される。
ト空気軸受37の直前に第1のジャーナル空気軸受40
を設けると、このジャーナル空気軸受40が主軸32の
前端側からスラスト空気軸受37内にゴミ類が吸い込ま
れるのを防止する。即ち、主軸32とスラスト板33を
高速回転させると、スラスト板33の遠心力によって主
軸32の前端側からスラスト空気軸受37内にゴミ類が
真空吸引されることがあるが、このゴミ類の吸い込みが
ジャーナル空気軸受40での圧縮空気流のエアーシール
効果で防止される。
【0030】また、第1のジャーナル空気軸受40に流
入した圧縮空気は、主軸32の前端部外周を伝って主軸
前端側へと排出され、このときの圧縮空気流で主軸32
の工具1を支持する前端部と工具1が積極的に空冷され
る。
入した圧縮空気は、主軸32の前端部外周を伝って主軸
前端側へと排出され、このときの圧縮空気流で主軸32
の工具1を支持する前端部と工具1が積極的に空冷され
る。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、主軸の前端部にスラス
ト空気軸受で非接触支持されるスラスト板を設置した主
軸構造特有の作用効果、つまり、主軸高速回転時に主軸
が軸方向に熱変位しても工具前端位置の軸方向での変位
量が少なく抑制できて、ブラインドバイヤホール加工等
の穴加工の高精度化が容易になる作用効果がそのまま活
かされる静圧軸受スピンドルが提供できる。
ト空気軸受で非接触支持されるスラスト板を設置した主
軸構造特有の作用効果、つまり、主軸高速回転時に主軸
が軸方向に熱変位しても工具前端位置の軸方向での変位
量が少なく抑制できて、ブラインドバイヤホール加工等
の穴加工の高精度化が容易になる作用効果がそのまま活
かされる静圧軸受スピンドルが提供できる。
【0032】同時に、主軸のスラスト板より前方に設け
た第1のジャーナル空気軸受は、工具との距離を短くし
て主軸−軸受系の危険速度の増大化、主軸回転速度の増
大化を容易にするので、工具の高速回転化による加工能
率改善が図れる。
た第1のジャーナル空気軸受は、工具との距離を短くし
て主軸−軸受系の危険速度の増大化、主軸回転速度の増
大化を容易にするので、工具の高速回転化による加工能
率改善が図れる。
【0033】更に、主軸の前端にラジアル方向に荷重が
働いたときに、主軸が第2のジャーナル空気軸受と接触
しても第1のジャーナル空気軸受と接触しないように各
ジャーナル軸受隙間を設定することで、ラジアル負荷容
量の増大化が可能となる。
働いたときに、主軸が第2のジャーナル空気軸受と接触
しても第1のジャーナル空気軸受と接触しないように各
ジャーナル軸受隙間を設定することで、ラジアル負荷容
量の増大化が可能となる。
【0034】また、主軸の前端部にスラスト空気軸受を
設置すると、ここに主軸前端側からゴミ類が吸い込まれ
る可能性が高くなるが、この可能性はスラスト空気軸受
の前方に配置された第1のジャーナル空気軸受で低減し
て、スラスト空気軸受の長期に亘る機能保全が可能とな
る。更に、第1のジャーナル空気軸受の軸受隙間を流れ
る圧縮空気が主軸前端部と工具を空冷する効果もある。
設置すると、ここに主軸前端側からゴミ類が吸い込まれ
る可能性が高くなるが、この可能性はスラスト空気軸受
の前方に配置された第1のジャーナル空気軸受で低減し
て、スラスト空気軸受の長期に亘る機能保全が可能とな
る。更に、第1のジャーナル空気軸受の軸受隙間を流れ
る圧縮空気が主軸前端部と工具を空冷する効果もある。
【図1】本発明の一実施例を示す静圧軸受スピンドルの
断面図である。
断面図である。
【図2】図1のスピンドルの主軸前端にラジアル方向に
荷重が働いた場合のジャーナル軸受隙間の大小関係を説
明するための断面図である。
荷重が働いた場合のジャーナル軸受隙間の大小関係を説
明するための断面図である。
【図3】従来の静圧軸受スピンドルの断面図である。
【図4】他の従来の静圧軸受スピンドルの断面図であ
る。
る。
1 工具 32 主軸 33 スラスト板 34 ハウジング 35 第2のジャーナル空気軸受 36 第2のジャーナル空気軸受 37 スラスト空気軸受 38 モータ部 40 第1のジャーナル空気軸受 δ1 ジャーナル軸受隙間 δ2 ジャーナル軸受隙間
Claims (2)
- 【請求項1】 前端に工具が着脱自在に装着される主軸
を、ハウジングに対して静圧空気軸受でラジアル方向と
スラスト方向に非接触支持した静圧軸受スピンドルにお
いて、 上記静圧空気軸受が、主軸の前端部外周に形成されたス
ラスト板をスラスト方向に非接触支持するスラスト空気
軸受と、主軸の上記スラスト板より前方側の外周をラジ
アル方向に非接触支持する第1のジャーナル空気軸受
と、主軸の上記スラスト板より後方側の外周を非接触支
持する第2のジャーナル空気軸受とを有することを特徴
とする静圧軸受スピンドル。 - 【請求項2】 主軸の前端部にラジアル方向の荷重が働
いた場合に、主軸が上記第2のジャーナル空気軸受と接
触する前に上記第1のジャーナル空気軸受と接触しない
ように、上記第1のジャーナル空気軸受のジャーナル軸
受隙間と上記第2のジャーナル空気軸受のジャーナル軸
受隙間とを設定したことを特徴とする請求項1記載の静
圧軸受スピンドル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16999296A JPH1019043A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 静圧軸受スピンドル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16999296A JPH1019043A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 静圧軸受スピンドル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1019043A true JPH1019043A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15896592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16999296A Pending JPH1019043A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 静圧軸受スピンドル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1019043A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006238530A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Konica Minolta Opto Inc | スピンドル装置 |
CN100427250C (zh) * | 2006-12-18 | 2008-10-22 | 广州市大族高精电机有限公司 | 一种气浮高速电主轴 |
JP2014111951A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Yaskawa Electric Corp | スピンドル装置 |
JP2015046475A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 加工装置 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16999296A patent/JPH1019043A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006238530A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Konica Minolta Opto Inc | スピンドル装置 |
CN100427250C (zh) * | 2006-12-18 | 2008-10-22 | 广州市大族高精电机有限公司 | 一种气浮高速电主轴 |
JP2014111951A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Yaskawa Electric Corp | スピンドル装置 |
JP2015046475A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 加工装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR850001755B1 (ko) | 스핀들 헤드 유니트 | |
US7326010B2 (en) | Motor spindle | |
US4844625A (en) | Structure of journal bearing for motor operating at high revolutionary speeds | |
US6494620B1 (en) | Fluid bearing and rotary drive apparatus using the same | |
KR100440156B1 (ko) | 공작기계용 스핀들 | |
KR960004917B1 (ko) | 회전장치 | |
JP3262395B2 (ja) | 工作機械の主軸装置 | |
JPH1019043A (ja) | 静圧軸受スピンドル | |
JP2003011036A (ja) | アタッチメント主軸装置 | |
JPH1199403A (ja) | 主軸装置 | |
JP3113750B2 (ja) | 静圧気体軸受 | |
JP4319479B2 (ja) | 主軸装置 | |
JPS6315096B2 (ja) | ||
JP4989140B2 (ja) | エアスピンドル用駆動装置 | |
JP4529129B2 (ja) | 静圧空気軸受スピンドル | |
KR100414907B1 (ko) | 하이브리드형 초정밀 고속화 공기베어링 스핀들 시스템 | |
JP3080253B2 (ja) | 工作機械の主軸装置 | |
JP2000517251A (ja) | 高速度工具に関する装置 | |
JPH07237068A (ja) | 自動工具交換機構付きスピンドル | |
KR100600022B1 (ko) | 동적강성이 향상된 공작기계 주축의 스핀들장치 | |
KR100609631B1 (ko) | 복합 베어링이 구비된 일체형 에어 스핀들 시스템 | |
KR200153197Y1 (ko) | 고강성의 원통형 공기정압 베어링을 이용한 주축 유닛 | |
JP3028631B2 (ja) | 主軸装置 | |
JPH106113A (ja) | 小径穴加工用自動ボール盤 | |
JPH09222119A (ja) | 回転軸受装置及びこれを用いた回転駆動方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060302 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060428 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060824 |