日本精工株式会社（NSK）は、マシニングセンタ向けの新型スピンドルを開発しました。ベースになっているのは、同社の「高速ビルトインモータスピンドルシリーズ 高剛性・高出力タイプ」です。切削時に起きる異常な振動「びびり振動」を抑え、重切削加工の加工効率向上に貢献することを狙っています。
NSKはこの開発品を、2026年10月26日(月)～10月31日(土)に開催される「JIMTOF2026 第33回日本国際工作機械見本市」に出展します。市場投入は2027年4月を目指しています。
高効率加工の壁となる「びびり振動」
マシニングセンタは、工具を自動で交換しながら金属などの材料を削る工作機械です。自動車部品、航空機部品、産業機械部品などの製造に広く使われています。製造業では近年、人手不足や生産コストの上昇を背景に、生産性向上への要求が高まっています。さらに航空機や自動車の分野では、燃費向上や環境負荷低減を目的に、チタン合金など加工が難しい高機能材料の採用が増えています。こうした事情から、マシニングセンタには、難削材を高効率に加工する性能の向上が求められています。
高効率に加工する手段としては、一度に多くの材料を削る重切削加工が有効です。ただし、重切削加工では加工中に「びびり振動」が起きやすくなります。びびり振動は加工面品質の劣化や工具寿命の低下につながるため、高効率加工を実現するうえで大きな課題になっています。工具を高速回転させる主軸であるスピンドルは、加工効率や品質を大きく左右します。そのためスピンドルには、びびり振動を抑えて安定した高効率加工を実現することが求められています。
性能を維持したまま動剛性の向上に寄与
新型スピンドルは、NSK従来品（高速ビルトインモータスピンドルシリーズ 高剛性・高出力タイプ）と同等の出力、最高回転数、静剛性を維持しています。そのうえで減衰性能に優れた軸受を搭載し、スピンドルの動剛性向上に寄与することで、加工時のびびり振動を抑制します。これにより、安定した重切削加工に貢献するとしています。
ここでいう静剛性は、機械や部品に力が加わったときの変形しにくさを示す指標です。減衰性能は、振動のエネルギーを吸収して振動を早く小さくする性能を指し、高いほど振動が収まりやすく、びびり振動の抑制に寄与します。動剛性は、加工時に振動する力を受けたときの変形しにくさを示す指標で、高いほどびびり振動が発生しにくくなります。
NSKによると、びびり振動を抑えることで、重切削加工において次のような改善に貢献します。
- 加工時間の短縮による生産性向上
- 加工面品質の向上
- 工具寿命の延長によるコスト低減
- 加工の信頼性向上
カギを握る軸受「ロバストダイナ™シリーズ Jタイプ」
スピンドルは軸受を使ったユニット製品です。軸受は構成部品の中で最も大きな負荷を受け、スピンドル性能を左右する重要部品となります。新型スピンドルには、NSKの工作機械主軸用軸受「ロバストダイナ™シリーズ Jタイプ」が採用されました。この軸受は、NSKが2022年に開発を発表した工作機械主軸用の高負荷容量・超高速アンギュラ玉軸受です。優れた減衰性能によって新型スピンドルの動剛性向上に寄与し、びびり振動を抑制します。
「ロバストダイナ™シリーズ Jタイプ」は、従来スピンドル「高速ビルトインモータスピンドルシリーズ 高剛性・高出力タイプ」に搭載されているNSK従来軸受「ロバストベーシックシリーズ Hタイプ」と比べ、次の優位性があるとしています。
- 減衰性能：約30％向上
- 荷重負荷能力：15％向上
- 軸受寿命：最大6倍
NSKは1916年に日本で最初の軸受（ベアリング）を生産して以来、100年以上にわたり軸受や自動車部品、精機製品などの製品・技術を生み出してきました。1960年代初頭から海外に進出し、現在は約30ヶ国に拠点を構えています。軸受の分野では世界第3位で、ボールねじや電動パワーステアリングなどの分野でも世界をリードしています。
出典：NSK
