(57)【要約】【課題】簡素な構成で、軸受に対する予圧抜けを防止することができる主軸装置を提供する。【解決手段】ホルダ１１内に回転可能に支持される主軸１２と、内輪１４ｂが主軸１２に取り付けられる軸受１４と、軸受１４の外輪１４ａを主軸軸方向に付勢支持することにより、その外輪１４ａの主軸軸方向位置を調整して、一定の予圧力を軸受１４に付与する定圧予圧を実施する予圧用ばね１９と、予圧用ばね１９の付勢方向の逆方向に発生した荷重Ｆが主軸１２に作用し、その荷重Ｆが予圧用ばね１９の許容支持荷重以上となるときに、その付勢力に抗して移動する外輪１４ａと当接して、当該外輪１４ａの移動を規制するストッパ２５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダ内に回転可能に支持される主軸と、
内輪が前記主軸の外周面に取り付けられる軸受と、
前記ホルダに支持され、前記軸受の外輪を主軸軸方向に付勢支持することにより、前記外輪の主軸軸方向位置を調整して、一定の予圧力を前記軸受に付与する定圧予圧を実施する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢方向の逆方向に発生した荷重が前記主軸に作用し、前記荷重が前記付勢手段の許容支持荷重以上となるときに、前記付勢手段の付勢力に抗して移動する前記外輪と当接して、当該外輪の移動を規制する移動規制手段とを備える
ことを特徴とする主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸を回転可能に支持する軸受に定圧予圧を付与するようにした主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工作機械の主軸装置の中には、主軸回転数の高速化に対応するため、軸受の予圧方式に定圧予圧方式を採用したものが種々提供されている。このような、定圧予圧方式を採用した主軸装置においては、所定の予圧力が維持されるように、軸受の外輪を付勢支持することにより、一定の予圧力を軸受に付与するようになっている。これにより、主軸の高速回転に伴って、当該主軸が軸方向に熱膨張しても、軸受に対する予圧力が高くならずに常に一定となり、当該軸受の損傷を防止することができる。
【０００３】
そして、このような、定圧予圧方式を採用した主軸装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１６３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、工作機械の主軸装置には、工具を主軸先端に対して着脱させるツールロッキング機構が併設されている。このようなツールロッキング機構においては、ドローバを主軸内に摺動可能に支持しており、ドローバを主軸基端側に向けて引き込むことにより、工具を主軸先端に装着（クランプ）可能とする一方、ドローバを主軸先端側に向けて押し出すことにより、工具を主軸先端から離脱（アンクランプ）可能としている。
【０００６】
ここで、ドローバを軸方向に移動させると、その移動に伴う荷重が主軸に作用し、更に、その荷重は主軸の移動に伴って、軸受にも伝達される。しかしながら、主軸に作用した荷重が過大になると、軸受が付勢力に抗して移動してしまい、その軸受に予圧抜けが生じるおそれがある。
【０００７】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、簡素な構成で、軸受に対する予圧抜けを防止することができる主軸装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明に係る主軸装置は、
ホルダ内に回転可能に支持される主軸と、
内輪が前記主軸の外周面に取り付けられる軸受と、
前記ホルダに支持され、前記軸受の外輪を主軸軸方向に付勢支持することにより、前記外輪の主軸軸方向位置を調整して、一定の予圧力を前記軸受に付与する定圧予圧を実施する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢方向の逆方向に発生した荷重が前記主軸に作用し、前記荷重が前記付勢手段の許容支持荷重以上となるときに、前記付勢手段の付勢力に抗して移動する前記外輪と当接して、当該外輪の移動を規制する移動規制手段とを備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
従って、本発明に係る主軸装置によれば、主軸に作用した荷重が付勢手段の許容支持荷重以上となるときに、移動規制手段が、付勢手段の付勢力に抗して移動する軸受の外輪と当接することにより、簡素な構成で、軸受に対する予圧抜けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る主軸装置の要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例に係る主軸装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、下記の実施例においては、本発明に係る主軸装置を、工作機械の主軸装置に適用した場合について、説明する。
【実施例】
【００１２】
図１に示すように、工作機械の本体を構成するホルダ１１には、中空状の主軸１２が、複数の軸受１３，１４を介して、回転可能に支持されている。
【００１３】
具体的に、ホルダ１１の内周面には、環状支持部１１ａが、その内周面の周方向に沿って、形成されている。環状支持部１１ａの下面には、環状の軸受ハウジング１６が、予圧用ばね（付勢手段）１５を介して、付勢支持されており、この軸受ハウジング１６と主軸１２との間には、主軸先端側の軸受１３が設けられている。
【００１４】
即ち、軸受１３の外輪１３ａは、軸受ハウジング１６の内周面に支持されており、軸受１３の内輪１３ｂは、主軸１２の外周面に支持されている。そして、２つの軸受１３の間には、間座１７が介在されており、それら軸受１３の主軸軸方向位置は、その間座１７によって位置決めされている。
【００１５】
また、２つの軸受１３のうち、主軸先端側の軸受１３においては、その外輪１３ａが、支持部材１８を介して、ホルダ１１の内周面に支持されている。
【００１６】
一方、環状支持部１１ａの上面には、環状の軸受ハウジング２０が、予圧用ばね（付勢手段、定圧予圧付与手段）１９を介して、付勢支持されており、この軸受ハウジング２０と主軸１２との間には、主軸基端側の軸受１４が設けられている。
【００１７】
即ち、軸受１４の外輪１４ａは、軸受ハウジング２０の内周面に支持されており、軸受１４の内輪１４ｂは、主軸１２の外周面に支持されている。そして、２つの軸受１４の間には、間座２１が介在されており、それら軸受１４の主軸軸方向位置は、その間座２１によって位置決めされている。
【００１８】
また、主軸１２の外周面には、ナット２２が嵌合されている。そして、２つの軸受１４のうち、主軸基端側の軸受１４においては、その内輪１４ｂが、間座２３を介して、ナット２２に固定されている。
【００１９】
つまり、予圧用ばね１５は、軸受１３の外輪１３ａを主軸軸方向先端側に向けて付勢しており、その予圧用ばね１５の付勢力（ばね力）は、定圧予圧の予圧力として、外輪１３ａに主軸軸方向基端側から作用している。一方、予圧用ばね１９は、軸受１４の外輪１４ａを主軸軸方向基端側に向けて付勢しており、その予圧用ばね１９の付勢力（ばね力）は、定圧予圧の予圧力として、外輪１４ａに主軸軸方向先端側から作用している。これにより、定圧予圧が実施された軸受１３，１４においては、所定の予圧力が維持されるように、外輪１３ａ，１４ａの主軸軸方向位置が調整されることにより、一定の予圧力が常に付与されている。
【００２０】
更に、ホルダ１１の内周面には、複数の板ばね２４が、その周方向において等間隔で支持されており、これら板ばね２４の先端は、軸受ハウシング２０の上端に接続されている。板ばね２４は、軸受ハウジング２０を主軸径方向内側に向けて付勢可能で、且つ、主軸軸方向（上下方向）に撓み可能となっている。このように、軸受ハウジング２０を板ばね２４によって付勢支持することにより、主軸１２が回転した際に、当該主軸１２に振れ回りが生じても、その振れ回りを板ばね２４の付勢力によって減衰させることができる。
【００２１】
また、環状支持部１１ａの上面には、複数のストッパ（移動規制手段）２５が、その周方向において等間隔で立設している。これらストッパ２５の上端と、軸受ハウジング２０の下端との間には、所定量の隙間が形成されている。そして、詳細は後述するが、ストッパ２２は、軸受ハウジング２０が主軸軸方向先端側に向けて移動して、予圧用ばね１９に対して、許容支持荷重以上の荷重が作用した場合に、軸受ハウジング２０と当接して、その移動を規制するものとなっている。但し、上述した実施形態では、ストッパ２２を、軸状部材としているが、環片や環状部材としても構わない。
【００２２】
なお、主軸１２の先端に形成されるテーパ孔（図示省略）には、工具の基端におけるテーパ部（図示省略）が着脱可能になっている。そして、主軸１２の中心孔１２ａ内には、工具を主軸１２に着脱させるツールロッキング機構のドローバ２６が、主軸軸方向に移動可能に支持されている。従って、ドローバ２６を主軸軸方向基端側に向けて引き込むことにより、工具を主軸１２に装着（クランプ）することができる一方、ドローバ２６を主軸軸方向先端側に向けて押し出すことにより、工具を主軸１２から離脱（アンクランプ）させることができる。
【００２３】
よって、上述した構成を採用することにより、主軸１２の高速回転に伴って、当該主軸１２が主軸軸方向に熱膨張（熱伸び）しても、その主軸１２の熱膨張方向と同じ方向に、予圧用ばね１５，１９の付勢力が作用しているため、軸受１３，１４に対して、一定の予圧力が付与される。これにより、軸受１３，１４の損傷を防止することができる。
【００２４】
また、工具を交換するときには、ツールロッキング機構のドローバ２６を、主軸軸方向に往復移動させることになる。このとき、加工後の工具は主軸１２に強固に固着しており、その工具を主軸１２から離脱させるためには、ドローバ２６の主軸軸方向先端側への押出力を非常に大きなものにする必要がある。
【００２５】
これにより、ドローバ２６を主軸軸方向先端側に向けて押し出すと、その押出力に応じて、主軸１２にも、主軸軸方向先端側に向けた荷重Ｆが作用することになり、この荷重Ｆの作用方向は、予圧用ばね１９の付勢方向とは逆方向となっている。従って、荷重Ｆが予圧用ばね１９の許容支持荷重以上となる場合には、予圧用ばね１９が必要以上に縮んでしまい、軸受１４に予圧抜けが生じてしまう。
【００２６】
そこで、本発明に係る主軸装置においては、軸受ハウジング２０よりも主軸軸方向先端側に、ストッパ２５を設けているので、仮に、荷重Ｆが主軸１２に作用して、軸受１４及び軸受ハウジング２０が、予圧用ばね１９の付勢力に抗するように移動しても、その軸受ハウジング２０は、ストッパ２５に当接すことになる。これにより、予圧用ばね１９に対して、その許容支持荷重以上の荷重Ｆが作用したときに、軸受ハウジング２０の主軸軸方向先端側への移動を規制することができるので、軸受１４に対する予圧抜けを防止することができる。
【００２７】
従って、本発明に係る主軸装置によれば、軸受１４及び軸受ハウジング２０の主軸軸方向先端側に、ストッパ２５を設けることにより、簡素な構成で、軸受１４に対する予圧抜けを防止することができる。また、ストッパ２５のみによって、予圧抜けを防止することができるので、装置の低コスト化を図ることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、小型軽量化を図ることを目的とした主軸装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１１      ホルダ
１１ａ    環状支持部
１２      主軸
１３，１４      軸受
１３ａ，１４ａ    外輪
１３ｂ，１４ｂ    内輪
１５，１９      予圧用ばね
１６，２０      軸受ハウジング
１７，２１      間座
１８      支持部材
２２      ナット
２３      間座
２４      板ばね
２５      ストッパ
２６      ドローバ
【図１】
2015182137.tif 000003