JPH068005A - 主軸ユニット - Google Patents
主軸ユニットInfo
- Publication number
- JPH068005A JPH068005A JP4193468A JP19346892A JPH068005A JP H068005 A JPH068005 A JP H068005A JP 4193468 A JP4193468 A JP 4193468A JP 19346892 A JP19346892 A JP 19346892A JP H068005 A JPH068005 A JP H068005A
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- JP
- Japan
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- main spindle
- intermediate housing
- bearing
- housing
- front side
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は工作機械の前側ころがり軸受と前側
ハウジングとの間に中間ハウジングを介装し、中間ハウ
ジングを減衰性を付加した静圧軸受で支持して加工中の
びびりを抑制する主軸ユニットを提供する。 【構成】 主軸前側ころがり軸受１５と前側ハウジング
１３との間に中間ハウジング１４を介装し、中間ハウジ
ング１４を前側ハウジング１３に対して静圧パッド２１
ａ，２１ｂ，２１ｃと絞り２２ａ，２２ｂ，２２ｃでな
る静圧軸受で支持し，主軸台１１上に振動計３０を設
け、主軸回転による中間ハウジングのつれ回りをブレー
キ２５，２６で止めるように構成し、振動計３０の振動
レベルで電磁比例式圧力調整弁３３を制御して振動レベ
ルのしきい値を越えたとき調整弁を制御して油圧を増大
して主軸系の動剛性を改善する。
ハウジングとの間に中間ハウジングを介装し、中間ハウ
ジングを減衰性を付加した静圧軸受で支持して加工中の
びびりを抑制する主軸ユニットを提供する。 【構成】 主軸前側ころがり軸受１５と前側ハウジング
１３との間に中間ハウジング１４を介装し、中間ハウジ
ング１４を前側ハウジング１３に対して静圧パッド２１
ａ，２１ｂ，２１ｃと絞り２２ａ，２２ｂ，２２ｃでな
る静圧軸受で支持し，主軸台１１上に振動計３０を設
け、主軸回転による中間ハウジングのつれ回りをブレー
キ２５，２６で止めるように構成し、振動計３０の振動
レベルで電磁比例式圧力調整弁３３を制御して振動レベ
ルのしきい値を越えたとき調整弁を制御して油圧を増大
して主軸系の動剛性を改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工作機械において軽切削
から主軸系の動剛性が要求される重切削に対応可能な主
軸ユニットに関する。
から主軸系の動剛性が要求される重切削に対応可能な主
軸ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来工作機械の主軸１は一般にころがり
軸受が使用されるが軸受剛性が高く、保守性及び価格の
点で優れている。しかし減衰性が充分でないという欠点
を有する。このため耐びびり性を向上させるために前軸
受２と後軸受３の間、主軸１のほぼ中央に図２に示すよ
うにスクィーズフィルムダンパの役目をさせるためにす
べり軸受４が併置されたものがある。
軸受が使用されるが軸受剛性が高く、保守性及び価格の
点で優れている。しかし減衰性が充分でないという欠点
を有する。このため耐びびり性を向上させるために前軸
受２と後軸受３の間、主軸１のほぼ中央に図２に示すよ
うにスクィーズフィルムダンパの役目をさせるためにす
べり軸受４が併置されたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのものはすべ
り軸受を使用しているので高速回転すると発熱の原因に
ある。また主軸とのすき間調整が困難であり、組立時の
ミスアライメントがあるとすべり軸受幅が広いので片当
たりする。そしてすべり軸受けがびびりに対して減衰作
用として最も効果がある前軸受より離れているので充分
な効果が得られない。加工中ほぼ一定にダンピング作用
を行っているが振動と関連して主軸の支持剛性を自動調
整するものでないので広範囲な加工に対して満足すべき
効果が得られていなかった。本発明は従来の技術の有す
るこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところはころがり軸受の減衰性を改善してびびり発
生を抑制して軽切削から重切削迄可能とする主軸ユニッ
トを提供しようとするものである。
り軸受を使用しているので高速回転すると発熱の原因に
ある。また主軸とのすき間調整が困難であり、組立時の
ミスアライメントがあるとすべり軸受幅が広いので片当
たりする。そしてすべり軸受けがびびりに対して減衰作
用として最も効果がある前軸受より離れているので充分
な効果が得られない。加工中ほぼ一定にダンピング作用
を行っているが振動と関連して主軸の支持剛性を自動調
整するものでないので広範囲な加工に対して満足すべき
効果が得られていなかった。本発明は従来の技術の有す
るこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところはころがり軸受の減衰性を改善してびびり発
生を抑制して軽切削から重切削迄可能とする主軸ユニッ
トを提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、主軸が主軸台にころがり軸受によって前
部と後部を軸承された主軸ユニットにおいて、前部ころ
がり軸受と主軸台部材との間に中間ハウジングを介装
し、該中間ハウジングを主軸台部材にラジアル方向及び
スラスト方向の静圧軸受で支承し、前記中間ハウジング
には同心にブレーキディスクを設け、前記主軸台部材側
には前記静圧軸受の圧油供給に関連して該ブレーキディ
スクに作動する電磁ブレーキを設け、前記主軸台の振動
を検出する振動計を取付け、該振動計の出力にもとづい
て前記静圧軸受の供給油圧を調整する制御手段を備えて
なり、振動レベルに対応して静圧軸受の減衰性を改善す
るものである。
めに本発明は、主軸が主軸台にころがり軸受によって前
部と後部を軸承された主軸ユニットにおいて、前部ころ
がり軸受と主軸台部材との間に中間ハウジングを介装
し、該中間ハウジングを主軸台部材にラジアル方向及び
スラスト方向の静圧軸受で支承し、前記中間ハウジング
には同心にブレーキディスクを設け、前記主軸台部材側
には前記静圧軸受の圧油供給に関連して該ブレーキディ
スクに作動する電磁ブレーキを設け、前記主軸台の振動
を検出する振動計を取付け、該振動計の出力にもとづい
て前記静圧軸受の供給油圧を調整する制御手段を備えて
なり、振動レベルに対応して静圧軸受の減衰性を改善す
るものである。
【０００５】
【作用】静圧軸受に圧油が供給されその確認後ディスク
ブレーキを作動させる。加工による振動計の振動レベル
があるしきい値を越えるとき制御手段により静圧用供給
の油圧力を調整して静圧軸受の減衰性を改善して主軸系
の動剛性を高める。
ブレーキを作動させる。加工による振動計の振動レベル
があるしきい値を越えるとき制御手段により静圧用供給
の油圧力を調整して静圧軸受の減衰性を改善して主軸系
の動剛性を高める。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例を図１にもとづき説明す
る。例えば周知の旋盤の主軸台１１に後側ハウジング１
２と前側ハウジング１３とが同心に設けられており、前
側ハウジング１３には後述のころがり軸受１５の位置に
対応して小径部１３ａが形成されている。そして小径部
１３ａに対応する外周に深い環状溝１４ａが削設された
中間ハウジング１４が同心に介装されている。中間ハウ
ジング１４に嵌装されたころがり軸受１５及び同心の後
側ハウジング１２に嵌装されたころがり軸受１６により
主軸１７が回転可能に軸承されている。この主軸１７の
後方延長テーパ部にはビルトインモータ１９のロータ１
９Ｂが同心に嵌着されている。ステータ１９Ａは外周に
冷却用ジャケット１８ａを設けたモータハウジング１８
によって主軸台１１に嵌装されている。
る。例えば周知の旋盤の主軸台１１に後側ハウジング１
２と前側ハウジング１３とが同心に設けられており、前
側ハウジング１３には後述のころがり軸受１５の位置に
対応して小径部１３ａが形成されている。そして小径部
１３ａに対応する外周に深い環状溝１４ａが削設された
中間ハウジング１４が同心に介装されている。中間ハウ
ジング１４に嵌装されたころがり軸受１５及び同心の後
側ハウジング１２に嵌装されたころがり軸受１６により
主軸１７が回転可能に軸承されている。この主軸１７の
後方延長テーパ部にはビルトインモータ１９のロータ１
９Ｂが同心に嵌着されている。ステータ１９Ａは外周に
冷却用ジャケット１８ａを設けたモータハウジング１８
によって主軸台１１に嵌装されている。
【０００７】さらに重要なことは中間ハウジング１４の
環状溝１４ａと前側ハウジング１３の小径部１３ａとの
間に静圧軸受が形成されていることである。即ち前側ハ
ウジング１３の小径部１３ａの内周面の円周方向数等分
角度位置に、中間ハウジング１４の環状溝の底に対向し
て静圧パッド２１ａが削設され、絞り２２ａを介して流
路２３に接続されている。また前側ハウジング１３の小
径部の前後の側面１３ｂ，１３ｃには中間ハウジング１
４の環状溝１４ａの側面１４ｂ，１４ｃに対向して且静
圧パッド２１ａに対応して静圧パッド２１ｂ，２１ｃが
削設され、それぞれ絞り２２ｂ，２２ｃを介して流路２
３に接続されている。さらにまた中間ハウジング１４の
内側端面にはブレーキディスク２５が同心に取付けられ
ており、主軸台１１側にはブレーキをかける電磁ブレー
キ２６が対設されている。また加工中の主軸台の振動レ
ベルを検出する振動計３０が主軸台１１の前部ハウジン
グ上に設置されている。
環状溝１４ａと前側ハウジング１３の小径部１３ａとの
間に静圧軸受が形成されていることである。即ち前側ハ
ウジング１３の小径部１３ａの内周面の円周方向数等分
角度位置に、中間ハウジング１４の環状溝の底に対向し
て静圧パッド２１ａが削設され、絞り２２ａを介して流
路２３に接続されている。また前側ハウジング１３の小
径部の前後の側面１３ｂ，１３ｃには中間ハウジング１
４の環状溝１４ａの側面１４ｂ，１４ｃに対向して且静
圧パッド２１ａに対応して静圧パッド２１ｂ，２１ｃが
削設され、それぞれ絞り２２ｂ，２２ｃを介して流路２
３に接続されている。さらにまた中間ハウジング１４の
内側端面にはブレーキディスク２５が同心に取付けられ
ており、主軸台１１側にはブレーキをかける電磁ブレー
キ２６が対設されている。また加工中の主軸台の振動レ
ベルを検出する振動計３０が主軸台１１の前部ハウジン
グ上に設置されている。
【０００８】図１のブロック線図中、３１は油圧ポン
プ、３２はビルトインモータ１９及び静圧パッドへの供
給油温を調整する油温コントローラ、３３は静圧パッド
への供給油圧を調整する電磁比例式圧力調整弁、３４は
安全リリーフ弁である。４０は制御装置で以下の回路が
含まれている。４１は振動レベルがある値になったとき
主軸系の減衰性を上げる為に静圧パッドへの供給油圧Ｐ
ｓを上げるしきい値Ｖ0、及び静圧軸受の供給油圧の最
大値Ｐｓｍでも振動計３０の振動レべルがしきい値以下
とならないときの警戒しきい値ＶｍをＭＤＩ等で入力さ
れ記憶する記憶回路。４２は振動計３０の振動レベルＶ
ｉが、Ｖ0 とＶｍの間にあるかどうかを比較してこの間
にあるとき電磁比例式圧力調整弁３３を作動して対応す
る圧油Ｐｓを供給し、ＶｉがＶｍより大きくなったとき
アラームを出力して機械運転を停止する比較回路。４３
は静圧軸受に圧油が供給されたことが確認されたときデ
ィスクブレーキを作動させる電磁ブレーキ作動回路、４
４はビルトインモータ１９の駆動回路でこれ等を含むも
のである。
プ、３２はビルトインモータ１９及び静圧パッドへの供
給油温を調整する油温コントローラ、３３は静圧パッド
への供給油圧を調整する電磁比例式圧力調整弁、３４は
安全リリーフ弁である。４０は制御装置で以下の回路が
含まれている。４１は振動レベルがある値になったとき
主軸系の減衰性を上げる為に静圧パッドへの供給油圧Ｐ
ｓを上げるしきい値Ｖ0、及び静圧軸受の供給油圧の最
大値Ｐｓｍでも振動計３０の振動レべルがしきい値以下
とならないときの警戒しきい値ＶｍをＭＤＩ等で入力さ
れ記憶する記憶回路。４２は振動計３０の振動レベルＶ
ｉが、Ｖ0 とＶｍの間にあるかどうかを比較してこの間
にあるとき電磁比例式圧力調整弁３３を作動して対応す
る圧油Ｐｓを供給し、ＶｉがＶｍより大きくなったとき
アラームを出力して機械運転を停止する比較回路。４３
は静圧軸受に圧油が供給されたことが確認されたときデ
ィスクブレーキを作動させる電磁ブレーキ作動回路、４
４はビルトインモータ１９の駆動回路でこれ等を含むも
のである。
【０００９】このように構成されたものにおいて、予め
振動レベルの加工精度との関係で決定された基準となる
しきい値Ｖ0 及び静圧軸受の供給最大圧Ｐｓｍに上げて
も振動レベルが下がらないとき警戒しきい値Ｖｍを決定
して記憶回路４１に記憶しておく。主軸１７の先端の図
示しないチャックに工作物が把持されビルトインモータ
１９がビルトインモータ駆動回路４４によって駆動され
主軸１７が回転される。また油温コントローラ３２で適
温とされ、油圧ポンプ３１で送られる圧油は電磁比例式
圧力調整弁３３により決定された初期油圧Ｐｓ1 で油路
２３からそれぞれの絞り２２ａ，２２ｂ，２２ｃを経て
静圧パッドに供給され、静圧によって中間ハウジング１
４を軸承する。静圧軸受に供給圧油が送られた確認が出
力されると電磁ブレーキ作動回路４３が電磁ブレーキ２
６を作動してブレーキディスク２５にブレーキをかけ中
間ハウジング１４のつれ回りを止める。
振動レベルの加工精度との関係で決定された基準となる
しきい値Ｖ0 及び静圧軸受の供給最大圧Ｐｓｍに上げて
も振動レベルが下がらないとき警戒しきい値Ｖｍを決定
して記憶回路４１に記憶しておく。主軸１７の先端の図
示しないチャックに工作物が把持されビルトインモータ
１９がビルトインモータ駆動回路４４によって駆動され
主軸１７が回転される。また油温コントローラ３２で適
温とされ、油圧ポンプ３１で送られる圧油は電磁比例式
圧力調整弁３３により決定された初期油圧Ｐｓ1 で油路
２３からそれぞれの絞り２２ａ，２２ｂ，２２ｃを経て
静圧パッドに供給され、静圧によって中間ハウジング１
４を軸承する。静圧軸受に供給圧油が送られた確認が出
力されると電磁ブレーキ作動回路４３が電磁ブレーキ２
６を作動してブレーキディスク２５にブレーキをかけ中
間ハウジング１４のつれ回りを止める。
【００１０】さらに圧油は流路２４によりビルトインモ
ータ１９のモータハウジングの冷却用ジャケット１８ａ
に供給されステータ１９Ａを冷却する。この状態におい
て図示しない刃物台がＮＣ制御され主軸１７に嵌着した
チャックに把持された工作物の加工が行われる。切削に
より主軸台１１上に設置された振動計３０が加工中の振
動をインプロセスで検出し、その振動レベルが制御装置
４０の比較回路４２に刻々入力されている。比較回路４
２では記憶回路４１の記憶値Ｖ0 ・Ｖｍとの間でＶ0 ＜
Ｖｉ＜Ｖｍが判断され、Ｖ0 ＞Ｖｉであれば電磁比例式
圧力調整弁３３は引続き初期油圧Ｐｓ1 となる状態を続
ける。切削が重切削となり振動計３０の振動レベルがＶ
0 ＜Ｖｉ＜Ｖｍの状態と比較回路４２で判断されれば、
電磁比例式圧力調整弁は振動レベルＶｉの大きさに対応
して供給圧Ｐｓ2 に増大して静圧軸受の減衰性を増大し
て振動レベルを低下させるように作用する。そして主軸
系としての減衰性を改善して主軸系の動剛性を上げる。
比較回路４２において、Ｖｉ＞Ｖｍとなればアラームが
出力されビルトインモータ駆動回路４４でビルトインモ
ータが制御され主軸回転が停止される。
ータ１９のモータハウジングの冷却用ジャケット１８ａ
に供給されステータ１９Ａを冷却する。この状態におい
て図示しない刃物台がＮＣ制御され主軸１７に嵌着した
チャックに把持された工作物の加工が行われる。切削に
より主軸台１１上に設置された振動計３０が加工中の振
動をインプロセスで検出し、その振動レベルが制御装置
４０の比較回路４２に刻々入力されている。比較回路４
２では記憶回路４１の記憶値Ｖ0 ・Ｖｍとの間でＶ0 ＜
Ｖｉ＜Ｖｍが判断され、Ｖ0 ＞Ｖｉであれば電磁比例式
圧力調整弁３３は引続き初期油圧Ｐｓ1 となる状態を続
ける。切削が重切削となり振動計３０の振動レベルがＶ
0 ＜Ｖｉ＜Ｖｍの状態と比較回路４２で判断されれば、
電磁比例式圧力調整弁は振動レベルＶｉの大きさに対応
して供給圧Ｐｓ2 に増大して静圧軸受の減衰性を増大し
て振動レベルを低下させるように作用する。そして主軸
系としての減衰性を改善して主軸系の動剛性を上げる。
比較回路４２において、Ｖｉ＞Ｖｍとなればアラームが
出力されビルトインモータ駆動回路４４でビルトインモ
ータが制御され主軸回転が停止される。
【００１１】
【発明の効果】上述のように構成したので本発明は以下
の効果を奏する。静圧軸受の供給圧が振動レベルに対応
して変化され主軸系の減衰性が改善され軸受剛性が向上
される。また切削による主軸台の加工中の振動をインプ
ロセスで検出できてびびりの発生を抑制することがで
き、軽切削から重切削までの加工が可能となる。
の効果を奏する。静圧軸受の供給圧が振動レベルに対応
して変化され主軸系の減衰性が改善され軸受剛性が向上
される。また切削による主軸台の加工中の振動をインプ
ロセスで検出できてびびりの発生を抑制することがで
き、軽切削から重切削までの加工が可能となる。
【図１】本発明の主軸ユニットの説明図である。
【図２】従来の主軸ユニットの説明図である。
１１ 主軸台 １２ 後側ハウ
ジング １３ 前側ハウジング １４ 中間ハウ
ジング １５，１６ ころがり軸受 １７ 主軸 １９ ビルトインモータ ２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ 静圧パッド ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 絞り ２５ ブレーキ
ディスク ２６ 電磁ブレーキ ３０ 振動計 ３１ 油圧ポンプ ３２ 油温コン
トローラ ４０ 制御装置
ジング １３ 前側ハウジング １４ 中間ハウ
ジング １５，１６ ころがり軸受 １７ 主軸 １９ ビルトインモータ ２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ 静圧パッド ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 絞り ２５ ブレーキ
ディスク ２６ 電磁ブレーキ ３０ 振動計 ３１ 油圧ポンプ ３２ 油温コン
トローラ ４０ 制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 主軸が主軸台にころがり軸受によって前
部と後部を軸承された主軸ユニットにおいて、前部ころ
がり軸受と主軸台部材との間に中間ハウジングを介装
し、該中間ハウジングを主軸台部材にラジアル方向及び
スラスト方向の静圧軸受で支承し、前記中間ハウジング
には同心にブレーキディスクを設け、前記主軸台部材側
には前記静圧軸受の圧油供給に関連して該ブレーキディ
スクに作動する電磁ブレーキを設け、前記主軸台の振動
を検出する振動計を取付け、該振動計の出力にもとづい
て前記静圧軸受の供給油圧を調整する制御手段を備えて
なり、振動レベルに対応して静圧軸受の減衰性を改善す
ることを特徴とする主軸ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193468A JP2867373B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 主軸ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193468A JP2867373B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 主軸ユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068005A true JPH068005A (ja) | 1994-01-18 |
| JP2867373B2 JP2867373B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=16308518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4193468A Expired - Fee Related JP2867373B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 主軸ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867373B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2308635A1 (en) | 2009-10-06 | 2011-04-13 | Jtekt Corporation | Spindle device for machine tool |
| JP2011235404A (ja) * | 2010-05-11 | 2011-11-24 | Jtekt Corp | 工作機械の主軸装置 |
| JP2013059824A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Ihi Corp | 加工装置及び加工機械の構造仕様設計方法 |
| EP2676765A1 (en) | 2012-06-19 | 2013-12-25 | Jtekt Corporation | Spindel unit with a damper bearing |
| EP2813317A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-17 | Jtekt Corporation | Main spindle unit with damper bearing |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5560603B2 (ja) * | 2009-07-21 | 2014-07-30 | 株式会社ジェイテクト | 主軸装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0374628A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-29 | Kuroda Precision Ind Ltd | 静圧空気軸受 |
| JPH03111103A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-10 | Okuma Mach Works Ltd | ハイブリツド軸受付主軸台 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP4193468A patent/JP2867373B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| JPH0374628A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-29 | Kuroda Precision Ind Ltd | 静圧空気軸受 |
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| JP2011079078A (ja) * | 2009-10-06 | 2011-04-21 | Jtekt Corp | 工作機械の主軸装置 |
| CN102029407A (zh) * | 2009-10-06 | 2011-04-27 | 株式会社捷太格特 | 机床的主轴装置 |
| US8827609B2 (en) | 2009-10-06 | 2014-09-09 | Jtekt Corporation | Spindle device for machine tool |
| CN102029407B (zh) * | 2009-10-06 | 2014-10-08 | 株式会社捷太格特 | 机床的主轴装置 |
| JP2011235404A (ja) * | 2010-05-11 | 2011-11-24 | Jtekt Corp | 工作機械の主軸装置 |
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| JP2014000637A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Jtekt Corp | 主軸装置 |
| US9011007B2 (en) | 2012-06-19 | 2015-04-21 | Jtekt Corporation | Spindle unit |
| EP2813317A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-17 | Jtekt Corporation | Main spindle unit with damper bearing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2867373B2 (ja) | 1999-03-08 |
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