JPS5936369Y2 - 回転軸装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械の主軸装置あるいは砥石軸装置、ボー
リングヘッド等に使用する回転軸装置であって、ころが
り軸受により軸を支承した回転軸装置に関する。

このような回転軸装置の軸は一般にラジアル方向の力と
スラスト方向の力を受けるから、ころがり軸受としては
ラジアル方向の力とスラスト方向の力とを支持出来るア
ンギュラコンタクト形の玉軸受又は円錐ころ軸受を背面
組合せとして用い軸受剛性を高めるため軸受に軸方向の
内力、即ち予圧を付加することが行なわれている。

回転軸装置の軸受に予圧を与える方式としては、通常軸
に設けたねじにナツトを螺合させ、このナツトによりこ
ろがり軸受を締めつけて固定し軸を支承する前後の軸受
に軸方向の力を与える定位置予圧方式と、軸を支承する
前後の軸受にばねにより軸方向の内力を与える定圧予圧
方式とが知られている。

上述の回転軸装置は一般にかなり過酷な条件で使用され
るものが多く、また、要求される精度は高いものが多い
。

定圧予圧方式の回転軸装置は一般に剛性が小さいので、
上記要求を満足しない。

即ち、軸受に加わる予圧力は軸の変位がごく小さい範囲
で考えねばならないから、ばねによる予圧荷重は一定の
荷重が軸受に作用するものとみなされ、このばねによる
設定予圧力以上の力に対しては剛性がきわめて弱いとい
うことになる。

剛性を向上させるためころがり軸受に与える予圧力を大
きくすると、剛性はその分向上するが軸受の寿命が短く
なってしまうのでばね力をあまり大きく設定することは
出来ない。

そのため、ばねによる予圧力以上の力が加わる使用時は
もちろんのこと、そんなに大きな力か゛加わらないと思
われる使用時であっても、機械振動が重畳すると振動の
加速度はかなり大きいのが一般であるから、ころがり軸
受に加わる力は瞬間的にかなり大きくなり、剛性不足を
来たし、切削加工にあってはビビリマークが生じたりす
る。

定位置予圧方式の回転軸装置はころがり軸受をナツトに
より締め付け、軸受に予圧を与え、その位置に軸受を固
定するものであるから、軸受の位置を固定する部材の剛
性により軸受が支持されていることになり、軸受の支持
剛性は前記定圧予圧方式より大きくできるので望ましい
が、この定位置予圧方式は軸受位置を固定している部材
の熱浜位の影響を受けるという欠点がある。

即ち、回転軸装置は軸の回転により軸受温度が上昇し、
軸とハウジングの温度が上昇するが、ハウジングは一般
に機械の取付面に固定され、又外気に曝されているから
放熱が良いのに対し、軸はハウジングに囲まれており放
熱が悪いから、通常、軸の方がハウジングより温度が高
くなる。

このためこの温度差により軸がハウジングより多く伸び
、定位置予圧を設定した部品の位置関係に狂いが生ずる
。

ころがり軸受を背面組合せとした回転軸装置にあっては
、軸が伸びるということは軸受の締付が弱まるというこ
とになる。

定位置予圧方式では軸受の固定に対する剛性が大きい。

即ち、言いかえるなら軸受を固定する部材が僅か変位す
ると、予圧力が急激に変化するということになるから、
軸に伸びが生ずると、予圧力は急激に減少し、それにと
もなって剛性が急激に減少する。

このような熱変位による予圧の減少という問題を避ける
ため、運転時における定常状態において予圧力を所望の
値に再調整することが考えられるが、このような調整は
使用条件とか外気温度によりまちまちであり、度々調整
することは困難である。

また、このように調整すると回転軸装置を使用しないと
き （軸が縮んだとき）に軸受に過大な予圧が加わる欠
点がある。

この考案は斜上の問題点に鑑みなされたもので、剛性の
高い回転軸装置であって軸の熱膨張があっても剛性の低
下が少い回転軸装置を安価に提供することを目的とする
。

この目的を達成するため、この考案は、ハウジングの両
端に形成された同心の円筒内面に、背面組合せとなるよ
うにころがり軸受を談合させ、この軸受により軸を回転
自在に支持し、軸のねし部に螺合させたナツトによりこ
ろがり軸受を押圧して定位置予圧を与えると共に、ころ
がり軸受の外輪をばねにより押圧して定圧予圧も加える
ようにして前記目的を達成したものである。

次に、この考案に係る実施例を図面を参照して説明する
。

ハウジング１は軸方向の貫通孔を有し、この貫通孔によ
り両端部に円心の円筒内面１１．１２が形成されている
。

このハウジング１の円筒内面１１にはころが゛り軸受４
の外輪が筬合し、他方の円筒内面１２にはころがり軸受
５の外輪が嵌合している。

ころがり軸受４，５はフランジ付の円錐ころ軸受で、両
軸受は夫々フランジをハウジング１の端面に当接して、
軸方向位置を係止され背面組合せ構造となっている。

この外輪には転動体である円錐ころを介して内輪が回転
自在に組合せられている。

軸２は一方の端部にころがり軸受４の内輪の外側端面に
当接する段部を有している。

この段部は軸２の端部に形成されたフランジ部２１の側
面として形成されている。

軸２の他方の端部にはねじ部２２を有している。

図の実施例はねじ部２２のさらに外側にプーリー３を取
付けるテーパ軸部があり、その先にプーリー３を締めつ
けるためのねじ部２３が設けられ、このねじ部２３には
ナツト７が螺合され、プーリー３を固定し得るようにな
っている。

この軸２はころがり軸受４，５の内輪に嵌挿され、フラ
ンジ２１により形成された段部はころがり軸受４に当接
している。

ばね１７はハウジングの内孔に談合したばね案内１６の
軸方向孔に遊嵌され、ばね１７の全長はばね案内１６の
幅寸法より長くされている。

ばわ１７の両端にはばね座１５．１５が当接し、一方の
ばね座１５は、ころがり軸受５の外輪の端面に当接し、
他方のばね座１５はハウジング１の内孔に形成された幅
の狭い周溝１３に挿着された止め輪１８に当接されてい
る。

これによりばね１７は一方の端部側をハウジング１に係
止されている。

軸２のねじ部２２にはナツト６が螺合され、間座８を介
してころがり軸受５の内輪の外側の端面を押圧出来るよ
うにされている。

ころがり軸受４を嵌挿した側のハウジング１の端面には
前蓋２０が固定され、この前蓋２０にはカバー２４が取
付けられている。

このカバー２４は軸１のフランジ２１の外周面に挿着し
たシール２５を覆うようになっている。

ハウジング１の他方の端面には後蓋９が固着されている
。

ハウジング１に当接する後蓋９の面には案内片１０を収
容する凹所が設けられ、ピン状の案内片１０はハウジン
グ１の端面と後蓋にはさまれて固定されている。

案内片１０は後蓋９の内方に突出し、ころがり軸受５の
外輪のフランジに設けたキー溝に談合し、ころがり軸受
５の外輪のクリープを防止している。

符号１９はハウジング１を機台に固定するための取付部
、符号２６は取付用ナツト、符号２７は取付用ボルトで
ある。

ハウジング１のリブ１４は軸受を取付けるハウジングの
円筒内面１１．１２の径寸法と同寸法の径とされている
。

このためハウジング１の円筒内面１１．１２は一工程の
ポーリング加工で加工でき、精度良く能率的に加工でき
るようになっている。

次に作用を述べる。

以上のように組立てられた回転装置は、軸１に螺合する
ナツト６を締めつけていくと、軸１がプーリー３側に引
き寄せられ、２つのころがり軸受を内方に押圧する内力
が加えられる。

後方のころがり軸受５の内方の端面はばね１７により外
方に向う力を受けているから、ナツト６を締めつける前
はころがり軸受５の外輪のフランジはハウジング１の後
ろ側の端面と接触していないが、ナツト６を締め付ける
にしたがってころがり軸受５ばばね１７のばね力に抗し
て前方に移動し、ころがり軸受５の外輪のフランジがハ
ウジング１の端面に当接すると、もはやころがり軸受５
は軸方向に移動出来なくなり、さらにナラ１−６を締付
けてゆくと、今までころがり軸受４，５に作用していた
ばね力に代り、ナツト６の締付力が両軸受４，５に内力
として加わる。

ばね１７による力は所定の予圧より僅か小さく設定しで
あるので、回転軸装置の所定の予圧力はナツト６を締付
けころがり軸受５のフランジとハウジング１の端面が加
圧的に当接することによって得られる。

即ち、ころがり軸受４，５はナツト６により定位置予圧
された状態で固定される。

したがってこの状態はころがり軸受４，５が定位置予圧
となっているから剛性が大きくなっている。

回転軸装置を使用すると前述のようにハウジング１より
軸２の方が発熱により僅か多く伸び、定位置予圧による
予圧力は急激に減少して来るが、ばね１７が配されてい
るので、定位置予圧による予圧力の減少がばね１７の力
によりカバーされ両者の合成されたものとなる。

したがって軸が僅か膨張しても定位置予圧のみの場合の
ように予圧力が大きく減少することがない、即ち、高い
剛性が維持できる。

以上のように構成したこの考案の回転軸装置は、ハウジ
ングの両端に杉皮された同心の円筒内面に、背面組合せ
となるようにころがり軸受を嵌合させ、この軸受により
軸を回転自在に支持し、軸のねじ部に螺合させたナツト
によりころがり軸受を押圧して定位置予圧を与えると共
に、ころがり軸受の外輪をばねにより押圧して定圧予圧
も加わるようにしたから、発熱により若干軸に膨張が生
じても定位置予圧の欠点である予圧力の急激な減少を起
さずにすみ剛性の高い回転軸装置を提供できたものであ
る。

また、ハウジングの内孔が貫通孔の両端の同径の円筒内
面を軸受絞合面としたものでは、一工程で両軸受絞合用
円筒孔を能率よく加工出来、両孔の同心度、寸法精度が
向上出来るので精度の良い回転軸装置を得ることができ
る。

尚、本実施例ではころがり軸受に円錐ころ軸受を用いた
例を示したが、アンギュラ玉軸受とか深溝玉軸受を用い
た回転軸装置にも本考案は適用出来る。

また、本考案ではフランジ付ころがり軸受を用いた例を
示したが、外輪に設けた止め輪溝に止め輪を挿着したこ
ろがり軸受を用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る回転軸装置の実施例を示すもので、
上半部を切り欠いた縦断面図である。 １・・・・・・ハウジング、２・・・・・・軸、４，５
・・・・・・ころがり軸受、６・・・・・・ナツト、８
・・・・・・間座、１５・・・・・・ばね座、１６・・
・・・・ばね案内、１７・・・・・・ばね、１８・・・
・・・止め輪。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸方向の貫通孔を有し該貫通孔により同心の円筒内面が
   両端部に形成されたハウジングと、該ハウジングの円筒
   内面に絞合する外周面を有し背面組合せで前記ハウジン
   グに係止された外輪と該外輪に転動体を介して回転自在
   に組合せられた内輪を具えてなるころがり軸受と、該こ
   ろがり軸受の内輪の端面に当接する段部を一方の端部に
   有しかつ他方の端部にねじ部を有し前記ころがり軸受の
   内輪に嵌挿された軸と、前記ハウジングの内孔に一方の
   端部を係止され他方の端部を前記ころがり軸受の一方の
   外輪の内側端面を押圧するばねと、前記軸のねじ部に螺
   合し前記ころがり軸受を軸方向から押圧するナツトとを
   具え、該ナツトにより前記ばねの押圧力に抗して前記こ
   ろがり軸受の外輪を前記ハウジングに押圧して定位置予
   圧を与えたことを特徴とする回転軸装置。