DE112008000897T5

DE112008000897T5 - Drehlager, Drehtischvorrichtung und Tischdurchmesserbestimmungsverfahren

Info

Publication number: DE112008000897T5
Application number: DE112008000897T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Shinagawa-ku Taniguchi; Toshiya Shinagawa-ku Tanaka; Toshiyuki Shinagawa-ku Aso
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2010-04-29
Also published as: CN101680488B; WO2008123407A1; JPWO2008123407A1; CN101680488A; TW200906534A; US20100102496A1; JP5208921B2; TWI461253B; US8316776B2

Abstract

Drehlager, aufweisend:
einen Außenring mit einer Innenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist,
einen Innenring mit einer Außenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, welche der Abrollfläche des Außenrings gegenüber liegt, und
eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche in einem Abrollkanal angeordnet sind, welcher durch die Abrollfläche des Außenrings und die Abrollfläche des Innenrings geformt ist,
wobei ein Kühlmittelkanal geformt ist, um an einen von dem Innenring und dem Außenring, welcher eine Rotationsantriebsseite darstellt, anzugrenzen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehlager und eine Drehtischvorrichtung, welche insbesondere mit einer Kühlstruktur versehen sind. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Drehtischvorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen des Tischdurchmessers zu einem Zeitpunkt des Entwerfens der Drehtischvorrichtung.
HINTERGRUNDTECHNIK
In dem technischen Gebiet von Werkzeugmaschinen wurde zum Beispiel eine Werkzeugmaschine bereitgestellt, welche üblicherweise versehen ist mit einem Dreiachsenantriebsmechanismus zum Bewegen eines Spindelabschnitts zum Montieren eines Werkzeugs in den Richtungen einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse und mit einem Drehantriebsmechanismus zum Drehbewegen eines Stützelements, wie zum Beispiel ein Tisch, zum Abstützen eines zu bearbeitenden Werkstücks um eine C-Achse und/oder A-Achse (zum Beispiel sei auf das folgende Patentdokument 1 verwiesen). In solch einer Werkzeugmaschine wird der Dreiachsenantriebsmechanismus durch jeweilige Linearmotoren angetrieben, und der Drehantriebsmechanismus wird durch einen Hohlmotor angetrieben. Insbesondere wird der Drehantriebsmechanismus durch den direkten Antrieb des Hohlmotors schneller angetrieben, und ein Getriebeelement, wie zum Beispiel eine Scheibe und/oder ein Reduktionsmechanismus, kann in einem Mechanismus zum Drehbewegen und Antreiben der C-Achse und der A-Achse eliminiert werden, sodass er effektiv ist.
Jedoch umfasst die Werkzeugmaschine, welche mit dem Dreiachsenantriebsmechanismus und dem Drehantriebsmechanismus, welche oben erwähnt sind, versehen ist, störende Angelegenheiten für eine praktische Verwendung oder Umsetzung, und folglich wurde solch eine Werkzeugmaschine in der praktischen Verwendung nicht umgesetzt.
Zum Beispiel kann eine Erläuterung bezüglich eines C-Achsentischs als ein Drehantriebsmechanismus um die C-Achse erfolgen. Als kommerzielle Anforderung an den C-Achsentisch ist es erforderlich, eine Hochleistungsfunktion und eine Hochgeschwindigkeitsrotationsfunktion bereitzustellen zur Umsetzung eines Arbeitsbetriebs mit hoher Leistung und hoher Effizienz, und darüber hinaus ist es bezüglich einer leichten Schneidbearbeitung durch ein Bearbeitungszentrum gleichzeitig erforderlich, eine hohe Lasttragleistung bereitzustellen, was den oben erwähnten Funktionen der Hochleistung und der Hochgeschwindigkeitsrotation entgegensteht. Jedoch wurde in der konventionellen Technologie bezüglich des Erfordernisses einer angemessenen Rotation eines Halteelements, wie zum Beispiel ein Tisch, zum Halten des Werkstücks um die C-Achse versucht, das Halteelement unter Verwendung eines üblichen Drehlagers zu fixieren.

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer: 2004-130468 .

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, WELCHE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
Im Übrigen ist es für das oben erwähnte Stützelement erforderlich, zum Bearbeiten eines Werkstücks eine Rotationsbewegung bei 1000–1200 Umdrehungen pro Minute durchzuführen und darüber hinaus eine hohe Steifigkeit aufzuweisen zum sicheren und stabilen Halten des Werkstücks.
Jedoch ist es für das Drehlager, welches das oben erwähnte Stützelement halten muss, sehr schwierig, gleichzeitig die Funktionen und Effekte zu erreichen, welche der Hochleistung, der Hochgeschwindigkeitsrotation und der hohen Lasttragleistung entgegenstehen. D. h., um die Hochgeschwindigkeitsrotation stabil umzusetzen, ist es bevorzugt, ein Drehkugellager zu verwenden, welches Kugeln verwendet, von denen jede eine kleine Kontaktfläche aufweist, aber es ist für das Drehkugellager schwierig, zufrieden stellend mit einer hohen Steifigkeit ausgestattet zu sein, welche für die Werkzeugmaschine erforderlich ist. Andererseits, obgleich in Erwägung gezogen werden kann, ein Drehrollenlager zu verwenden, welches eine Kontaktfläche aufweist, die größer ist als die der Kugel, um die hohe Steifigkeit zu erfüllen, welche für die Werkzeugmaschine erforderlich ist, kann eine solche Verwendung des Drehrollenlagers eine hohe Steifigkeit bereitstellen, stellt jedoch eine große Last aufgrund von Reibung bereit, welche zum Beispiel durch die Hochgeschwindigkeitsrotation mit der großen Kontaktfläche verursacht wird, und in einem ungünstigen Fall kann ein Element auf der Rotationsseite extrem erwärmt werden, was unangenehm ist.
Jedoch wurden in dem technischen Gebiet der Werkzeugmaschinen keine technischen Mittel zur Lösung der obigen Unannehmlichkeiten vorgeschlagen. Natürlich sind im Stand der Technik, einschließlich des oben erwähnten Patentdokuments 1, auch keine Techniken bereitgestellt, welche Funktionen und Effekte erzielen, wie zum Beispiel die hohe Leistung, die Hochgeschwindigkeitsrotation und die hohe Lasttragleistung, welche den Funktionen des Drehlagers entgegenstehen. Folglich kann die herkömmliche Werkzeugmaschine, welche mit einer Multispindel angetrieben ist, als eine Vorrichtung bezeichnet werden, welche die Funktionen und Effekte basierend auf dem Einsatz der direkten Antriebsstruktur nicht ausreichend erzielen kann.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Angelegenheiten gemacht, welche in dem oben erwähnten Stand der Technik auftreten, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Drehlager und eine Drehtischvorrichtung bereitzustellen, welche einen angemessenen Kühleffekt erzielen können, wodurch gleichzeitig eine Hochgeschwindigkeitsrotation, eine hohe Steifigkeit und eine hohe Tragleistung des Drehlagers, welches für eine Werkzeugmaschine verwendet wird, verwirklicht wird. Darüber hinaus zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Werkzeugmaschine zu erhalten, welche im Stande ist, Vorteile eines Multiachsenantriebsmechanismus ausreichend zu erzielen durch Verwendung des Drehlagers und der Drehtischvorrichtung, welche oben erwähnt sind.
Außerdem sehen die Erfinder es als wichtig an, Technologien zum Kombinieren eines Drehlagers und eines Direktantriebsmotors zu entwickeln, welche die hohe Leistung, die Hochgeschwindigkeitsrotation und ein hohes Drehmoment erreichen können, was Charakteristika des Direktantriebsmotors sind, wie zum Beispiel eines Hohlmotors, sowie die hohe Lasttragleistung, die hohe Steifigkeit und die hohe Leistung, was Charakteristika des Drehlagers sind.
Schließlich zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Werkzeugmaschine zu erhalten, welche gleichzeitig die hohe Leistung, die Hochgeschwindigkeitsrotation und die hohe Tragleistung verwirklicht durch Kombination des Drehlagers mit dem Direktantriebsmotor. Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Tischdurchmesserbestimmungsverfahren bereit, welches verwendet wird zur leichten und genauen Bestimmung des Durchmessers eines Tisches einer neuen Drehtischvorrichtung.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Ein Drehlager gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Außenring mit einer Innenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, einen Innenring mit einer Außenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, welche der Abrollfläche des Außenrings gegenüber liegt, und eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche in einem Abrollkanal angeordnet sind, welcher durch die Abrollfläche des Außenrings und die Abrollfläche des Innenrings geformt ist, wobei ein Kühlmittelkanal geformt ist, um an einen von dem Innenring und dem Außenring, welcher eine Rotationsantriebsseite darstellt, anzugrenzen.
In dem Drehlager gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Kühlmittelkanal entlang zumindest eines Abschnitts einer Umfangsfläche von einem von dem Innenring und dem Außenring, welcher die Rotationsantriebsseite darstellt, geformt sein.
In dem Drehlager gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Außenring und der Innenring mit Montiermitteln versehen sein, welche zur Befestigung verwendet werden, wobei ein Plattenelement zumindest in einen Abschnitt eingeschoben ist, an dem der Kühlmittelkanal und die Montiermittel angrenzend angeordnet sind.
In dem Drehlager gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Plattenelement mit einer Kühlfinne versehen sein.
In dem Drehlager gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Kühlmittelkanal vorgesehen sein für den Innenring oder Außenring, welcher die Rotationsantriebsseite darstellt, oder ein Montierelement, an dem das Drehlager montiert ist.
Eine Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Hohlmotor, welcher eine Antriebsquelle darstellt, einen Tisch, welcher durch den Hohlmotor drehbewegt wird, und ein Drehlager, welches die Rotationsbewegung des Tisches abstützt, wobei das Drehlager aufweist: einen Außenring mit einer Innenfläche, an welcher eine Abrollfläche geformt ist, einen Innenring mit einer Außenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, welche der Abrollfläche des Außenrings gegenüber liegt, und eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche in einem Abrollkanal angeordnet sind, der durch die Abrollfläche des Außenrings und die Abrollfläche des Innenrings geformt ist, wobei ein Kühlmittelkanal geformt ist, um an einen von dem Innenring und dem Außenring, welcher eine Rotationsantriebsseite darstellt, anzugrenzen.
Die Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine einen Kanal formende Rohrleitung umfassen, welche von zumindest einem Abschnitt des Kühlmittelkanals durchdrungen wird, wobei die den Kanal formende Rohrleitung angeordnet ist, um den Hohlmotor zu durchdringen.
Bei der Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Kühlmittelkanal einen Kühlmitteleinlasskanal zum Zuführen des Kühlmittels vor der Wärmeabstrahlung des Drehlagers und einen Kühlmittelauslasskanal zum Abführen des Kühlmittels nach der Wärmeabstrahlung des Drehlagers umfassen, wobei der Kühlmitteleinlasskanal und der Kühlmittelauslasskanal, welche beide die den Kanal formende Rohrleitung durchdringen, entlang einer axialen Linie der den Kanal formenden Leitung geformt sein können, und wobei der Kühlmittelauslasskanal an einer äußeren Umfangsseite des Kühlmitteleinlasskanals angeordnet sein kann.
Bei der Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die den Kanal formende Rohrleitung aus einer Bremswelle gebildet sein.
Eine andere Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Hohlmotor, welcher eine Antriebsquelle darstellt, einen Tisch, welcher durch den Hohlmotor drehbewegt wird, und ein Drehlager, welches die Rotationsbewegung des Tisches stützt, wobei der Hohlmotor aus einem Direktantriebsmotor gebildet ist, welcher eine Rotationsantriebskraft direkt auf den Tisch gibt.
Bei der anderen Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann es wünschenswert sein, dass das Drehlager als ein Rollenlager mit einer Mehrzahl von Reihen aus Abrollkanälen ausgebildet ist und aufweist: einen Außenring mit einer Innenfläche, an der eine Mehrzahl von Abrollflächen geformt ist, einen Innenring mit einer äußeren Umfangsfläche, an der eine Mehrzahl von Abrollflächen geformt ist, welche den Abrollflächen des Außenrings gegenüber liegen, und eine Mehrzahl von Rollen, welche in einer Mehrzahl von Abrollkanälen angeordnet ist, welche durch die Abrollflächen des Außenrings und die Abrollflächen des Innenrings geformt sind.
Bei der anderen Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann es wünschenswert sein, dass die Mehrzahl von Rollen, welche in der Mehrzahl von Abrollkanälen angeordnet ist, derart ausgebildet ist, dass eine Wirkungslinie einer Last, welche eine virtuelle Linie beschreibt, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Abrollfläche der Rollen erstreckt, in einer konstanten Richtung in jeder Reihe bezüglich einer radialen Richtung des Drehlagers geneigt ist, und zwar an einem Bereich entlang der axialen Richtung des Drehlagers, und wobei eine Wirkungslinie einer Last der Rolle von zumindest einem Abrollkanal und eine Wirkungslinie einer Last der Rolle von einem anderen Abrollkanal sich an einer Innenumfangsseite oder Außenumfangsseite der Abrollkanäle der Mehrzahl von Reihen schneiden.
Bei der anderen Drehtischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann es wünschenswert sein, dass der Außenring oder Innenring des Drehlagers sandwichartig zwischen einem Rotor oder Stator, welche den Hohlmotor darstellen, oder einem Element, welches mit dem Rotor oder Stator verbunden ist, und dem Tisch oder einem Element, welches mit dem Tisch verbunden ist, angeordnet ist.
Ein erfindungsgemäßes Tischdurchmesserbestimmungsverfahren zum Bestimmen des Durchmessers eines Drehtisches, welcher einen Hohlmotor, welcher eine Antriebsquelle darstellt, einen Tisch, welcher durch den Hohlmotor drehbewegt wird, und ein Drehlager aufweist, welches die Rotationsbewegung des Tisches stützt, wobei der Hohlmotor aus einem Direktantriebsmotor gebildet ist, welcher eine Rotationsantriebskraft direkt auf den Tisch gibt, wobei das Tischdurchmesserbestimmungsverfahren aufweist: einen D- und M-Eingabeschritt des Eingebens von zumindest einem Satz von D und M, einen L-Berechnungsschritt des Berechnens eines L mittels Einsetzens von D- und M, welche in dem D- und M-Eingabeschritt eingegeben wurden, in die folgende Gleichung (1), einen J-Berechnungsschritt des Berechnens eines J mittels Einsetzens eine Satzes von D, M und L, welches durch den L-Berechnungsschritt erhalten wurde, in die folgende Gleichung (2), und einen D- und M-Auswahlschritt des Auswählens des Satzes von D und M, welcher die folgende Ungleichung (3) erfüllt, basierend auf dem in dem J-Berechnungsschritt berechneten J,
[Gleichung 1] L = 4M/πηD2 (1)[Gleichung 2] J = M × (D2/26 + L2/12) (2)[Gleichung 3] J ≦ Höchstlastträgheit des Hohlmotors (3)wobei D (mm): Tischdurchmesser, L (mm): Gesamtlänge des Tisches und der Arbeit, M (kg): Gesamtgewicht des Tisches und der Arbeit, η (kg/mm³): spezifische Dichte des Tisches, und J (kg·m²): Trägheit des Tisches.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Drehlager und eine Drehtischvorrichtung bereitzustellen, welche im Stande sind, einen angemessenen Kühleffekt zu erzielen, sodass die Hochgeschwindigkeitsrotation, die hohe Steifigkeit und die hohe Lasttragleistung des Drehlagers, welches für eine Werkzeugmaschine verwendet wird, simultan verwirklicht werden können. Außerdem kann durch Verwendung des Drehlagers und der Drehtischvorrichtung der vorliegenden Erfindung auch eine Werkzeugmaschine verwirklicht werden, welche im Stande ist, vorteilhafte Effekte des Multiachsenantriebs ausreichend zu erzielen.
Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Werkzeugmaschine zu erhalten, welche simultan die hohe Leistung, die Hochgeschwindigkeitsrotation, die Traglastleistung usw. verwirklicht durch wirksame Kombination des Drehlagers und des Direktantriebsmotors. Außerdem kann die vorliegende Erfindung auch ein Tischdurchmesserbestimmungsverfahren zum leichten und ordnungsgemäßen Bestimmen eines Tisches einer neuen Drehtischvorrichtung bereitstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[1] ist eine Perspektivansicht, welche den äußeren Aufbau einer Gesamtstruktur einer Drehtischvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[2] ist eine Frontansicht, welche eine Gesamtstruktur der Drehtischvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
[3] ist eine Schnittansicht, insbesondere des A-A-Schnitts in 2, zur Erläuterung der spezifischen Struktur der Drehtischvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
[4] ist eine Schnittansicht, insbesondere des B-B-Schnitts in 2, zur Erläuterung der spezifischen Struktur der Drehtischvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
[5] ist eine Schnittansicht, insbesondere des C-C-Schnitts in 2, zur Erläuterung der spezifischen Struktur der Drehtischvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
[6] ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel von verschiedenen Ausführungsformen der Drehtischvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
[7] ist eine Perspektivansicht, welche den äußeren Aufbau einer Gesamtstruktur einer Drehtischvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[8] ist eine Frontansicht, welche eine Gesamtstruktur der Drehtischvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
[9] ist eine Schnittansicht, insbesondere des D-D-Schnitts in 8, zur Erläuterung der spezifischen Struktur der Drehtischvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
[10] ist eine Schnittansicht, insbesondere des E-E-Schnitts in 8, zur Erläuterung der spezifischen Struktur der Drehtischvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
[11] ist eine Schnittansicht, insbesondere des F-F-Schnitts in 8, zur Erläuterung der spezifischen Struktur der Drehtischvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
[12] ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel von verschiedenen Ausführungsformen der Drehtischvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
(Erste Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine erste bevorzugte Ausführungsform zum Ausführen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben. Es wird angemerkt, dass die erste Ausführungsform, welche im Folgenden erwähnt ist, nicht auf die Erfindung gemäß den jeweiligen Patentansprüchen beschränkt ist, und dass verschiedene Kombinationen von charakteristischen Merkmalen, welche in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, nicht essentiell sind zur Lösung der vorliegenden Erfindung.
1 ist eine Perspektivansicht, welche den äußeren Aufbau einer gesamten Struktur einer Drehtischvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Ferner ist 2 eine Frontansicht, welche eine Gesamtstruktur der Drehtischvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die 3 bis 5 sind Schnittansichten, welche die spezifische Struktur der Drehtischvorrichtung der ersten Ausführungsform erläutern, wobei 3 eine Schnittansicht ist, insbesondere des A-A-Schnitts in 2, 4 eine Schnittansicht ist, insbesondere des B-B-Schnitts in 2, und 5 eine Schnittansicht ist, insbesondere des C-C-Schnitts in 2. Ferner ist das Drehlager der vorliegenden Erfindung in der folgenden ersten Ausführungsform insbesondere als Drehrollenlager 30 beschrieben, welches in einer Drehtischvorrichtung 5 montiert ist.
Die Drehtischvorrichtung 5 der ersten Ausführungsform ist versehen mit einem Hohlmotor 10, einem Tisch 20, einem Drehrollenlager 30, einer Bremswelle 40 und einer Drehverbindung 50.
Der Hohlmotor 10 ist ein Motor des Innenrotortyps und von einer Struktur, bei der ein Rotor als ein Drehkörper an der Innenseite der hohlen Struktur des Motors 10 angeordnet ist und ein Stator als ein stationärer Körper an der Außenseite davon angeordnet ist, und der Hohlmotor 10 fungiert als ein Direktantriebsmotor, welcher eine Drehantriebsleistung des Motors direkt dem Tisch 20 zuführt. Der Rotor ist an einer dem Stator gegenüberliegenden Fläche mit einem Permanentmagneten 12 versehen, und dieser Permanentmagnet 12 erfüllt die Funktion einer Feldmagnetflusserzeugungsquelle. Andererseits ist an der Statorseite eine Spuleneinheit 16 als eine Magnetfelderzeugungsquelle angeordnet, und gemäß der gegenseitigen Funktion des Permanentmagneten 12 und der Spuleneinheit 16 kann der Rotationsantrieb des Hohlmotors 10 verwirklicht werden. Ferner ist der Stator fest an einer Befestigungsplatte 17 fixiert mittels Verbindens eines Unterseitenabschnitts des Stators mit der Befestigungsplatte 17, sodass, wenn der Hohlmotor 10 angetrieben wird, lediglich die Rotorseite stabil drehangetrieben werden kann.
Der Rotor umfasst ein oberes Element 13, welches oberhalb des Permanentmagneten 12 angeordnet ist, und ein unteres Element 14, welches unterhalb des Permanentmagneten 12 angeordnet ist.
Das Drehrollenlager 30 ist an dem oberen Abschnitt des oberen Elements 13, welches für den Rotor vorgesehen ist, angeordnet, und das Drehrollenlager 30 ist gebildet aus einem Außenring 31, welcher an seinem Innenumfang mit zwei Reihen von Abrollflächen geformt ist, einem Innenring 32, welcher innerhalb des Außenrings 31 angeordnet ist und an seinem Außenumfang mit zwei Reihen von Abrollflächen geformt ist, welche den Abrollflächen des Außenrings 31 gegenüber liegen, und einer Mehrzahl von Wälzkörpern bzw. Rollen 33, welche in einem Abrollkanal montiert sind, welcher zwischen den Abrollflächen des Innenrings und Außenrings 32 und 31 geformt ist.
Das obere Element 13, welches für den Rotor vorgesehen ist, ist mittels eines Bolzens als ein Befestigungsmittel an dem Innenring 32 fixiert durch ein Bolzenloch 32a, welches an dem Innenring 32 des Drehwälzlagers 30 geformt ist und als Montage- oder Befestigungsmittel zum Montieren des Innenrings 32 fungiert. Wenn der Hohlmotor 10 drehangetrieben wird, wird die Innenringseite des Drehrollenlagers 30 ebenfalls drehbewegt gemäß dem Drehantrieb des Rotors. D. h., in dem Drehwälzlager der ersten Ausführungsform fungiert der Innenring 32 als Rotationsantriebsseite. Ferner ist der Außenring 31 des Drehrollenlagers 30 fest an dem Befestigungselement einer Werkzeugmaschine fixiert, welche nicht gezeigt ist, und zwar mittels eines Bolzens als ein Montagemittel durch ein Bolzenloch 31a, sodass die Antriebskraft des Hohlmotors 10 sicher auf die Innenringseite des Drehrollenlagers 30 übertragen werden kann.
Ferner hat das obere Element 13, welches an dem Rotor angeordnet ist, einen finnenförmigen Abschnitt 13a, an dem es den Innenring 32 des Drehrollenlagers 30 derart kontaktiert, dass Wärme, welche an der Innenringseite durch die Hochgeschwindigkeitsrotation des Drehrollenlagers 30 erzeugt wird, über eine durch den finnenförmigen Abschnitt 13a verursachte Funktion abgestrahlt wird, wodurch ein Kühleffekt erzielt wird.
Darüber hinaus kann, da der finnenförmige Abschnitt 13a zusammen mit dem Innenring 32 drehbewegt wird, der Wärmeabstrahleffekt durch die Rotation davon auch erhöht werden.
Außerdem ist der Tisch 20 über ein Plattenelement 35, welches mit einer Kühlfinne 35a versehen ist, an dem Innenring 32 des Drehtischlagers 30 angeordnet. Der Tisch 20 ist ein Element, welches als ein Halteelement zum Halten des durch die Werkzeugmaschine zu bearbeitenden Werkstücks fungiert, und wird durch die Rotationsantriebskraft von dem hohlen Motor 10 drehbewegt, wodurch die Bearbeitung des Werkstücks ausgeführt wird.
Wegen der Abstützung des Drehwälzlagers, welches zwischen dem hohlen Motor 10 und dem Tisch 20 angeordnet ist, führt der Tisch 20 eine ruhige und stabile Drehbewegung durch. Ferner ist zwischen dem Tisch 20 und dem Innenring 32 des Drehrollenlagers 30 ein weiteres Plattenelement 35 angeordnet, wobei dieses Plattenelement 35 auch mit einer Kühlfinne 35a versehen ist, welche im Wesentlichen die gleiche Kühlfunktion erreicht wie die durch die Kühlfinne 35a erzielte. Diese Kühlfinne 35a hat die Funktion, Wärme abzustrahlen, welche an der Innenringseite aufgrund der Hochgeschwindigkeitsrotation des Drehrollenlagers 30 erzeugt wird, um hierdurch effektiv die Kühlfunktion durch die Kühlfinne 35a auszuführen. Insbesondere kann, da die Kühlfinne 35a dieses Plattenelements 35 zusammen mit dem Innenring 32 drehbewegt wird, der Wärmeabstrahleffekt durch die Rotation der Kühlfinne 35a gesteigert werden.
Die Bremswelle 40 ist an der unteren Seite des Tisches 20 vorgesehen. Die Bremswelle 40 ist ein Element, welches als eine einen Kanal ausbildende Leitung (Rohr) fungiert, in der Kühlmittelkanäle (α, β), welche im Folgenden beschrieben werden, geformt sind, und die Bremswelle 40 hat eine Endseite (obere Seite auf dem Zeichnungspapier von 3), welche an dem Tisch 20 befestigt ist, um zusammen mit dem Tisch 20 drehbewegbar zu sein. Außerdem durchdringt die Bremswelle 40 den inneren hohlen Abschnitt des Rotors des hohlen Motors 10, um sich nach unten zu erstrecken, und die andere Endseite (untere Seite auf dem Zeichnungspapier von 3) ist mit dem Drehgelenk 50 montiert. Gemäß den oben erwähnten Strukturen kann das Kühlmittel zwischen der Bremswelle 40, welche zusammen mit der Rotation des Tisches 20 drehbewegbar ist, und dem Drehgelenk 50, welches unbeweglich angeordnet ist, transferiert werden.
Die Bremswelle 40 ist an einem Zwischenabschnitt zwischen dem Hohlmotor 10 und der Drehverbindung 50 mit einer Bremsvorrichtung 41 versehen. Die Bremsvorrichtung 41 wird betrieben mittels Erhaltens eines Stoppsignals von einer Steuervorrichtung einer Werkzeugmaschine, welche nicht gezeigt ist, um dadurch die Rotationsbewegung der Bremswelle 40 zu stoppen.
Obgleich in der obigen Beschreibung die Struktur der Drehtischvorrichtung 5 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, sind die Kühlstrukturen, welche für die Drehtischvorrichtung 5 und das Drehrollenlager 30 vorgesehen sind, nicht auf die Strukturen beschränkt, welche mit dem finnenförmigen Abschnitt 13a und den Kühlfinnen 35a des Plattenelements 35 versehen sind, und die Drehtischvorrichtung 5 und das Drehrollenlager 30 gemäß der ersten Ausführungsform können mit Kühlstrukturen versehen sein, welche weitere charakteristische Merkmale aufweisen.
D. h., die Kühlstruktur der ersten Ausführungsform ist nicht beschränkt auf die Struktur, welche versehen ist mit dem finnenförmigen Element zum Erhalten des hohen Wärmeabstrahleffekts durch Erweiterung des Oberflächenbereichs des Elements (zum Beispiel finnenförmiger Abschnitt 13a oder Kühlfinne 35a des Plattenelements 35), und kann mit Mitteln versehen sein zur direkten Abgabe von Wärme, welche an dem Innenring 32 des Drehrollenlagers 30 erzeugt wird. Eine solche Struktur wird unten mit Bezug auf die 3 bis 5 erläutert.
Bei der Drehtischvorrichtung 5 gemäß der ersten Ausführungsform sind die Kühlmittelkanäle (α, β), durch welche das Kühlmittel strömt, benachbart zu dem Innenring 32 als die Rotationsantriebsseite geformt. Die Kühlmittelkanäle (α, β) umfassen einen Kühlmitteleinlasskanal α, welcher ausgehend von der Drehverbindung 50 das Innere der Bremswelle 40 durchdringt, sich im Inneren des Tisches 20 erstreckt und eine Umdrehung entlang der äußeren Umfangsfläche des Drehrollenlagers 30 durchläuft, und umfassen ferner einen Kühlmittelauslasskanal β, welcher sich in dem Tisch 20 ausgehend von dem Kühlmitteleinlasskanal α erstreckt, das Innere der Bremswelle 40 durchdringt und durch die Drehverbindung 50 nach außen verläuft.
Der Kühlmitteleintrittskanal α durchdringt zuerst den zentralen Abschnitt der Drehverbindung 50 und erstreckt sich entlang einem mit dem Bezugszeichen α₁ bezeichneten Weg, welcher in dem zentralen Abschnitt der Bremswelle 40 entlang der axialen Linie der Bremswelle 40, welche die Drehverbindung 50 kontaktiert, geformt ist. Der Kühlmitteleintrittskanal α, welcher sich entlang der axialen Linie der Bremswelle 40 nach oben erhebt, ist als nächstes mit dem zentralen Abschnitt des Tisches 20 verbunden und erstreckt sich dann entlang eines Kanals, der mit dem Bezugszeichen α₂ bezeichnet ist und von dem zentralen Abschnitt des Tisches 20 aus geradlinig in Richtung der Außenumfangsrichtung geformt ist. Der Kühlmitteleintrittskanal α, welcher sich nahe des äußeren Umfangendes des Tisches 20 erstreckt, ist dann mit einem Kanal verbunden, welcher mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichnet ist und um eine Umdrehung um die äußere Umfangsfläche des Drehwälzlagers 30 durch das Plattenelement 35 zirkuliert. Der Kühlmitteleintrittskanal α endet an einem Abschnitt, welcher um eine Umdrehung um die Außenumfangsfläche des Drehrollenlagers 30 des Plattenelements 35 zirkuliert.
Andererseits ist der Kühlmittelaustrittskanal β mit einem Kanal in dem Kühlmitteleinlasskanal α verbunden, welcher mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichnet ist und welcher um eine Umdrehung entlang des Außenumfangs des Drehrollenlagers 30 durch das Plattenelement 35 zirkuliert, und der Austrittskanal β beginnt an einem Kanal, welcher mit dem Bezugszeichen β₁ bezeichnet ist und sich geradlinig zu dem zentralen Abschnitt des Tisches 20 ausgehend von einem Abschnitt nahe dem äußeren Umfangende des Tisches 20 erstreckt. Ferner sind der Kanal des Kühlmittelauslasskanals β innerhalb des Tisches 20, welcher mit dem Bezugszeichen β₁ bezeichnet ist, und der Kanal des Kühlmitteleinlasskanals α, welcher mit dem Bezugszeichen α₂ bezeichnet ist, Kanäle, welche an völlig unterschiedlichen Abschnitten geformt sind, und wie zum Beispiel am besten aus 5 ersichtlich ist, ist es bevorzugt, dass diese Abschnitte an Abschnitten geformt sind, welche am weitesten voneinander getrennt sind.
Als Nächstes durchdringt der Kühlmittelaustrittskanal β das Innere der Bremswelle 40. Dabei ist es bevorzugt, dass der Kanal, welcher mit dem Bezugszeichen β₂ bezeichnet ist und sich durch die Bremswelle 40 erstreckt, an einer Position an der Außenumfangsseite bezüglich des Kühlmitteleintrittskanals α, welcher sich entlang der axialen Linie der Bremswelle 40 nach oben erhebt, geformt ist.
Anschließend ist der Kühlmittelaustrittskanal β, welcher sich unterhalb des unteren Endes der Bremswelle 40 erstreckt, mit der Drehverbindung 50 verbunden, um mit dem Äußeren zu kommunizieren.
Das Kühlmittel kann in den derart geformten Kühlmitteleintrittskanal α und Kühlmittelaustrittskanal β eingeführt werden oder durch diese strömen. Als Kühlmittel kann ein flüssiges Kühlmittel wie zum Beispiel Öl, Wasser oder flüssiger Stickstoff oder ein gasförmiges Kühlmittel wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid oder Kohlenwasserstoff (Propan, Isobuten), Ammonium, Luft, Argon oder ähnliches eingesetzt werden.
Das oben erwähnte Kühlmittel wird problemlos zwischen der Bremswelle 40 und der Drehverbindung 50 mittels der Funktion der Drehverbindung 50 transferiert, d. h., zwischen dem Drehkörper und dem stationären Körper.
Ferner hat der Kühlmitteleintrittskanal α der ersten Ausführungsform, welche in den 3 bis 5 gezeigt ist, den mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichneten Abschnitt, welcher entlang des Drehrollenlagers 30 geformt ist, um das Plattenelement 35 sandwichartig dazwischen einzuschließen. Obgleich das Plattenelement 35 mittels der Kühlfinne 35a, welche an dem Außenumfang davon geformt ist, den Wärmeabstrahleffekt erzielt, hat es andererseits durch das Verstopfen des Bolzenloches 32a, welches geformt ist für die Befestigung des Innenrings 32 des Drehrollenlagers 30, die Funktion, ein Auslaufen des Kühlmittels aus dem Kühlmitteleintrittskanal α zu verhindern. Diese Struktur erzielt einen exzellenten doppelten Kühleffekt, umfassend die Wärmeabgabe durch das Kühlmittel und die Wärmeabstrahlung durch die Kühlfinne 35a des Plattenelements 35.
Außerdem strömt das Kühlmittel durch den Kühlmitteleintrittskanal α bevor es Wärme aufnimmt, und das Kühlmittel strömt durch den Kühlmittelaustrittskanal β nachdem es Wärme aufgenommen hat. Folglich ist es bevorzugt, dass der Kühlmitteleintrittskanal α und der Kühlmittelaustrittskanal β an Positionen geformt sind, welche soweit wie möglich voneinander getrennt sind.
Jedoch müssen in einer zweckmäßigen Struktur der Kühlmitteleintrittskanal α und der Kühlmittelaustrittskanal β sehr nah zueinander innerhalb der Bremswelle 40 angeordnet sein, was einen strukturbedingten Fall bereitstellen kann. Dann ist der Aufbau in der ersten Ausführungsform derart, dass das Kühlmittel durch den zentralen Abschnitt der Bremswelle 40 strömt bevor es Wärme aufnimmt, und andererseits ist der Aufbau derart, dass das Kühlmittel an der äußeren Umfangsseite der Bremswelle 40 strömt nachdem es Wärme aufgenommen hat. Gemäß einer solchen Anordnung ist es möglich, unter Umständen eine Wärmeansammlung innerhalb der Bremswelle 40 zu reduzieren, da das Kühlmedium nach der Aufnahme von Wärme nahe der äußeren Umgebung positioniert ist.
Ferner ist als eine weitere Gegenmaßnahme gegen die Wärme im Inneren der Bremswelle zusätzlich zu der Positionsanordnung zwischen dem Kühlmitteleintrittskanal α und dem Kühlmittelaustrittskanal β zum Beispiel ein Wärmeisolationsmaterial um die äußere Umfangsfläche eines Innenrohrs gewickelt, welches den Kühlmitteleintrittskanal α und den Kühlmittelaustrittskanal β darstellt, um die Wärmeisolationsleistung des Kühlmitteleintrittskanals α und des Kühlmittelaustrittskanals β zu verbessern.
In der obigen Beschreibung wurde eine bevorzugte Ausführungsform des Drehrollenlagers 30 und der Drehtischvorrichtung 5 beschrieben, welche mit der Kühlstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung versehen sind. Jedoch ist der technische Bereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf den Bereich, welcher in der obigen ersten Ausführungsform beschrieben ist, und viele andere Änderungen und Modifikationen können bezüglich der obigen ersten Ausführungsform vorgenommen werden.
Zum Beispiel ist der Kühlmitteleintrittskanal α der ersten Ausführungsform versehen mit dem Abschnitt, welcher mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichnet ist und welcher um eine Umdrehung entlang des Drehrollenlagers 30 geformt ist, um das Plattenelement 35 sandwichartig dazwischen anzuordnen. Obgleich dieses Plattenelement 35 kein essenzielles strukturelles Element für die vorliegende Erfindung ist, kann es zum Beispiel, wie in 6 gezeigt ist, bevorzugt sein, eine derartige Struktur zu haben, dass ein Abschnitt in dem Kühlmitteleintrittskanal α, welcher um eine Umdrehung entlang der äußeren Umfangsfläche des Drehrollenlagers 30 zirkuliert und mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichnet ist, in direktem Kontakt steht mit dem Drehrollenlager 30. Aufgrund des direkten Kontakts des Kühlmitteleinlasskanals α mit dem Drehwälzlager 30 kann der Kühleffekt weiter erhöht werden.
Außerdem ist es bei der Umsetzung der Struktur, welche in 6 gezeigt ist, zum Beispiel möglich, den Kühlmittelkanal derart zu formen, dass der Kühlmitteleintrittskanal α das Bolzenloch 32a des Innenrings 32 umgeht, das Bolzenloch 32a des Innenrings 32 durch Verwirklichung der Befestigung des Drehwälzlagers mittels anderer Mittel als Bolzen zu eliminieren oder das Plattenelement an einem Abschnitt zu platzieren, an dem zumindest der Kühlmitteleintrittskanal α und das Bolzenloch 32a dicht zueinander angeordnet sind, sodass der Austritt von Kühlmittel verhindert werden kann.
Außerdem ist in der oben erwähnten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem der Abschnitt α₃ des Kühlmitteleinlasskanals, welcher um eine Umdrehung entlang der äußeren Umfangsfläche des Drehwälzlagers 30 zirkuliert, lediglich entlang der oberen Flächenseite des Innenrings des Drehrollenlagers 30 geformt ist. Jedoch ist der Kühlmitteleintrittskanal der vorliegenden Erfindung nicht auf ein solches Beispiel beschränkt, und der Kühlmitteleintrittskanal kann geformt sein, um sich entlang zumindest eines Abschnitts der Umfangsfläche des Innenrings oder Außenrings zu erstrecken, welcher die Rotationsantriebsseite ausmacht.
Wenn ferner ein derartiger Aufbau gewählt wird, dass die Innenflächenseite oder Unterflächenseite des Innenrings oder die Außenringseite die Rotationsantriebsseite ausmachen, kann der Kühlmittelkanal geformt sein, um sich entlang der Außenringseite zu erstrecken.
Außerdem wurde in der obigen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem der Kühlmittelkanal, umfassend den Kühlmitteleintrittskanal α und den Kühlmittelaustrittskanal β, in der Drehverbindung 50, der Bremswelle 40 und dem Tisch 20 geformt ist. Jedoch ist ein Abschnitt zum Formen des Kühlmittelkanals nicht auf die obigen Elemente beschränkt. Solange eine Struktur angewendet wird, bei der der Kühleffekt erzielt werden kann durch Angrenzen an einen von dem Innenring oder dem Außenring, welcher die Rotationsantriebsseite des Drehlagers formt, kann der Kühlmittelkanal an jedem beliebigen Element geformt sein, und zum Beispiel kann der Kühlmittelkanal in dem Innenring oder dem Außenring geformt sein, oder er kann an dem Befestigungselement geformt sein, an dem das Drehlager montiert ist.
Darüber hinaus ist in der beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem eine einen Kanal formende Leitung, innerhalb welcher sich der Kühlmittelkanal befindet, als die Bremswelle 40 verwendet wird. Jedoch ist die den Kanal formende Leitung, innerhalb welcher der Kühlmittelkanal geformt ist, nicht auf eine solche beschränkt, die als Bremswelle 40 verwendet wird, und die den Kanal formende Leitung kann geformt sein als ein Leitungselement, welches lediglich für die den Kanal formende Leitung verwendet wird, oder kann geformt sein, um andere Funktionen zu erzielen.
Außerdem ist das Drehlager der vorliegenden Erfindung nicht auf das beschriebene Drehwälzlager 30 beschränkt, und andere verschiedene Arten von Drehlagern, welche Kugeln als Wälzkörper verwenden, können eingesetzt werden, solange sie die Rotationsbewegung des Tisches 20 angemessen stützen.
Außerdem ist in der beschriebenen ersten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem der Hohlmotor der vorliegenden Erfindung den Hohlmotor 10 des Innenrotortyps verwendet, bei dem der Rotor als der rotierende Körper an der Innenseite und der Stator als der stationäre Körper an der Außenseite angeordnet ist. Jedoch kann als der Hohlmotor der vorliegenden Erfindung ein Hohlmotor des Außenrotortyps verwendet werden, bei dem der Rotor als der rotierende Körper an der Außenseite und der Stator als der stationäre Körper an der Innenseite angeordnet ist.
Ausführungsformen, welche mit den oben beschriebenen Veränderungen oder Modifikationen versehen sind, können innerhalb des technischen Bereichs der vorliegenden Erfindung sein.
(Zweite Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform zum Ausführen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 7 bis 11 beschrieben. Es wird angemerkt, dass die folgende zweite Ausführungsform nicht beschränkt ist auf die Erfindung der jeweiligen Patentansprüche und alle Kombinationen der Gegenstandsmerkmale, welche in der zweiten Ausführungsform beschrieben sind, nicht absolut essentiell sind für das Erreichen der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Perspektivansicht, welche eine äußere Erscheinung einer Gesamtstruktur einer Drehtischvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8 ist eine Frontansicht, welche die Gesamtstruktur der Drehtischvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 9 bis 11 sind Schnittsansichten zur Erläuterung der spezifischen Struktur der Drehtischvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und insbesondere ist 9 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 8, 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in 8, und 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in 8.
Die Drehtischvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst einen Hohlmotor 10, einen Tisch 5, ein Drehrollenlager 30, eine Bremswelle 40 und eine Drehverbindung 50.
Der Hohlmotor 10 ist ein Motor des Innenrotortyps, bei dem der Rotor als der rotierende Körper an der nach innen gerichteten Seite und der Stator als der stationäre Körper an der nach außen gerichteten Seite angeordnet ist, und dient als ein Direktantriebsmotor, welcher die Rotationsantriebsleistung direkt auf den Tisch 20 aufbringt.
Der Rotor ist an einer Fläche, welche dem Stator gegenüber liegt, mit einem Permanentmagneten 12 versehen, und der Permanentmagnet 12 erzielt die Funktion einer Feldmagnetflusserzeugungsquelle. Andererseits ist an der Statorseite eine Spuleneinheit 16 als Magnetfelderzeugungsquelle angeordnet, und gemäß der gemeinsamen Funktion des Permanentmagneten 12 und der Spuleneinheit 16 kann der Rotationsantrieb des hohlen Motors 10 verwirklicht werden. Ferner ist der Stator mittels Verbindens eines unteren Seitenabschnitts des Stators mit einer Befestigungsplatte 17 fest an der Befestigungsplatte 17 fixiert, sodass, wenn der Hohlmotor 10 angetrieben wird, lediglich die Rotorseite stabil drehangetrieben werden kann.
Der Rotor umfasst ein oberes Element 13, welches oberhalb des Permanentmagneten 12 angeordnet ist, und ein unteres Element 14, welches unterhalb des Permanentmagneten 12 angeordnet ist.
Das Drehrollenlager 30 ist an dem oberen Abschnitt des oberen Elements 13, welches für den Rotor vorgesehen ist, angeordnet, und das Drehrollenlager 30 ist versehen mit einem Außenring 31, welcher an seinem Innenumfang mit zwei Reihen von Abrollflächen geformt ist, einem Innenring 32, welcher innerhalb des Außenrings 31 angeordnet ist und an seinem Außenumfang mit zwei Reihen von Abrollflächen geformt ist, welche den Abrollflächen des Außenrings 31 gegenüber liegen, und einer Mehrzahl von Wälzkörpern bzw. Rollen 33, welche in Abrollkanälen angeordnet sind, die zwischen den Abrollflächen des Innenrings und des Außenrings 32 und 31 geformt sind.
Außerdem ist die Mehrzahl von Rollen 33, welche das Drehrollenlager 30 ausmachen, ausgebildet, um einen Winkelkontakt bezüglich der zwei Reihen von Abrollkanälen bereitzustellen, welche durch die zwei Reihen von Abrollflächen des äußeren Rings 31 und die zwei Reihen von Abrollflächen des Innenrings 32 geformt sind. D. h., bei dem Drehrollenlager 30 der zweiten Ausführungsform hat eine Mehrzahl von Rollen 33, welche jeweils in den zwei Reihen von Abrollkanälen montiert sind, eine Anordnung, bei der eine funktionale Lastlinie, welche eine virtuelle Linie beschreibt, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Abrollfläche der Rolle 33 erstreckt, sich in einer konstanten Richtung für jede Reihe bezüglich der radialen Richtung des Drehlagers 30 neigt, und zwar in einer Schnittfläche entlang der axialen Richtung des Drehlagers 30, und wobei darüber hinaus die funktionale Linie einer Last der Rolle 33 von einem Abrollkanal und die funktionale Linie einer Last der Rolle in dem anderen Abrollkanal sich schneiden, und zwar an der inneren Umfangsseite oder der äußeren Umfangsseite bezüglich der zwei Reihen von Abrollkanälen. Da das Drehrollenlager 30 gemäß der zweiten Ausführungsform die oben erwähnte Struktur aufweist, kann eine ruhige und nicht ruckartige Rotation erreicht werden.
Das obere Element 13, welches an dem Rotor angeordnet ist, hat einen finnenförmigen Abschnitt 13a, an dem es den Innenring 32 des Drehwälzlagers 30 kontaktiert, und zwar derart, dass Wärme, welche an dem Innenring 32 durch die Hochgeschwindigkeitsrotation des Drehwälzlagers 30 erzeugt wird, durch die durch den finnenförmigen Abschnitt 13a verursachte Funktion abgestrahlt wird, wodurch ein Kühleffekt erzielt wird. Darüber hinaus kann, da der finnenförmige Abschnitt 13a zusammen mit dem Innenring 32 drehbewegt wird, der Wärmeabstrahleffekt durch die Rotation davon auch erhöht werden.
Außerdem ist der Tisch 20 durch ein Plattenelement 35, welches mit einer Kühlfinne 35a versehen ist, an dem Innenring 32 des Drehtischlagers 30 angeordnet. Der Tisch 20 ist ein Element, welches als ein Halteelement fungiert zum Halten des mit der Werkzeugmaschine zu bearbeitenden Werkstücks, und wird durch die Rotationsantriebskraft von dem Hohlmotor 10 drehbewegt, wodurch die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt.
Die Kühlfinne 35a des Plattenelements 35, welches zwischen dem Tisch 20 und dem Innenring des Drehwälzlagers 30 angeordnet ist, ist ein Element, welches im Stande ist, die gleiche Funktion und den gleichen Effekt zu erzielen wie der finnenförmige Abschnitt 13a. Die Kühlfinne 35a hat die Funktion, Wärme abzustrahlen, welche an der Innenringseite aufgrund der Hochgeschwindigkeitsrotation des Drehwälzlagers 30 erzeugt wird, um hierdurch die Kühlfunktion mittels der Kühlfinne 35a effektiv durchzuführen. Insbesondere kann, da die Kühlfinne 35a des Plattenelements 35 zusammen mit dem Innenring 32 drehbewegt wird, der Wärmeabstrahleffekt durch die Rotation der Kühlfinne 35a erhöht werden.
Ferner ist der Innenring 32 des Drehwälzlagers 30 sicher sandwichartig zwischen dem oberen Element, welches fest mit dem Rotor verbunden ist, und dem Plattenelement 35, welches fest mit dem Tisch 20 verbunden ist, angeordnet. D. h., das obere Element 13 und das Plattenelement 35 kooperieren, um dadurch als Montagelement zum Montieren des Innenrings 32 zu fungieren. Folglich werden, wenn der Hohlmotor 10 rotationsangetrieben wird, der Tisch 20 und die Innenringseite des Drehwälzlagers 30 durch den Rotationsantrieb des Rotors drehbewegt. D. h., in Bezug auf den Außenring 31 des Drehwälzlagers 30, da er unter Verwendung des Bolzenloches 31a fest an dem stationären Element einer Werkzeugmaschine fixiert ist, welche nicht gezeigt ist, wird die Antriebskraft des Hohlmotors 10 sicher auf die Innenringseite des Drehwälzlagers 30 übertragen.
Die Bremswelle 40 ist senkrecht zu dem zentralen Abschnitt der Fläche der unteren Seite des Tisches 20 angeordnet. Die Bremswelle 40 ist ein Element, welches als eine einen Kanal formende Leitung fungiert, in der Kühlmittelkanäle (α, β), welche unten beschrieben sind, geformt sind, und die Bremswelle 40 hat eine Endseite (obere Seite auf dem Zeichnungspapier von 9), welche befestigt ist an dem Tisch 20, um zusammen mit dem Tisch 20 drehbewegbar zu sein. Ferner durchdringt die Bremswelle 40 den inneren hohlen Abschnitt des Rotors des hohlen Motors 10, um sich nach unten zu erstrecken, und die andere Endseite (untere Seite auf dem Zeichnungspapier von 9) ist mit der Drehverbindung 50 montiert. Gemäß der oben erwähnten Struktur kann das Kühlmittel zwischen der Bremswelle 40, welche zusammen mit der Rotation des Tisches 20 drehbewegbar ist, und der Drehverbindung 50, welche in der fixierten Art angeordnet ist, transferiert werden.
Die Bremswelle 40 ist an einem Zwischenabschnitt zwischen dem Hohlmotor 10 und der Drehverbindung 50 mit einer Bremsvorrichtung 41 versehen. Die Bremsvorrichtung 41 wird betrieben durch Empfangen eines Stoppsignals von einer Steuervorrichtung einer Werkzeugmaschine, welche nicht gezeigt ist, um hierdurch die Rotationsbewegung der Bremswelle 40 zu stoppen.
Obgleich oben die Struktur der Drehtischvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, sind die Kühlstrukturen, welche für die Drehtischvorrichtung 5 und das Drehrollenlager 30 vorgesehen sind, nicht auf die Strukturen beschränkt, welche mit den Finnen 13a und den Kühlfinnen 35a des Plattenelements 35 versehen sind, und die Drehtischvorrichtung 5 und das Drehrollenlager 30 gemäß der zweiten Ausführungsform können mit Kühlstrukturen versehen sein, welche weitere charakteristische Merkmale aufweisen.
D. h., die Kühlstruktur der zweiten Ausführungsform ist nicht beschränkt auf die Struktur, welche versehen ist mit dem finnenförmigen Element zum Erhalten des hohen Wärmeabstrahleffekts durch Erweiterung des Flächenbereichs des Elements (zum Beispiel finnenförmiger Abschnitt 13a oder Kühlfinne 35a des Plattenelements 35), und kann mit Mitteln versehen sein zur direkten Abgabe von Wärme, welche an dem Innenring 32 des Drehrollenlagers 30 erzeugt wird. Eine solche Struktur wird im Folgenden mit Bezug auf die 9 bis 11 beschrieben. Bei der Drehtischvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Kühlmittelkanäle (α, β), durch welche das Kühlmittel strömt, angrenzend an den Innenring 32 als die Rotationsantriebsseite geformt. Die Kühlmittelkanäle (α, β) umfassen einen Kühlmitteleinlasskanal α, welcher das Innere der Bremswelle 40 ausgehend von der Drehverbindung 50 durchdringt, sich im Inneren des Tisches 20 erstreckt und eine Umdrehung entlang der äußeren Umfangsfläche des Drehwälzlagers 30 durchläuft, und einen Kühlmittelauslasskanal β, welcher sich im Inneren des Tisches 20 ausgehend von dem Kühlmitteleinlasskanal α erstreckt, das Innere der Bremswelle 40 durchdringt und durch die Drehverbindung 50 nach außen verläuft.
Der Kühlmitteleinlasskanal α durchdringt zuerst den zentralen Abschnitt der Drehverbindung 50 und erstreckt sich entlang einer Route, welche mit dem Bezugszeichen α₁ bezeichnet ist und an dem zentralen Abschnitt der Bremswelle 40 entlang der axialen Linie der Bremswelle 40 geformt ist, welche in Kontakt ist mit der Drehverbindung 50. Der Kühlmitteleinlasskanal α, welcher sich entlang der axialen Linie der Bremswelle 40 nach oben erhebt, ist als nächstes mit dem zentralen Abschnitt des Tisches 20 verbunden und dringt dann zu einem Kanal vor, welcher mit dem Bezugszeichen α₂ bezeichnet ist und geradlinig von dem zentralen Abschnitt des Tisches 20 in Richtung zu der Außenumfangsrichtung geformt ist. Der Kühlmitteleinlasskanal α, welcher sich nahe des Außenumfangendes des Tisches 20 erstreckt, ist dann mit einem Kanal verbunden, welcher mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichnet ist und um eine Umdrehung um die Außenumfangsfläche des Drehrollenlagers 30 durch das Plattenelement 35 zirkuliert. Der Kühlmitteleinlasskanal α endet an einem Abschnitt, welcher um eine Umdrehung um die Außenumfangsfläche des Drehrollenlagers 30 des Plattenelements 35 zirkuliert.
Andererseits ist der Kühlmittelauslasskanal β verbunden mit einem Kanal in dem Kühlmitteleinlasskanal α, welcher mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichnet ist und um eine Drehung entlang des Außenumfangs des Drehwälzlagers 30 durch das Plattenelement 35 zirkuliert, und der Auslasskanal β beginnt bei einem Kanal, welcher mit dem Bezugszeichen β₁ bezeichnet ist und sich ausgehend von einem Abschnitt nahe des Außenumfangendes des Tisches 20 geradlinig zu dem zentralen Abschnitt erstreckt. Ferner sind der Kanal des Kühlmittelauslasskanals β, welcher innerhalb des Tisches 20 ist und mit dem Bezugszeichen β₁ bezeichnet ist, und der Kanal des Kühlmitteleinlasskanals α, welcher mit dem Bezugszeichen α₂ bezeichnet ist, solche Kanäle, welche an völlig unterschiedlichen Abschnitten geformt sind, und wie aus 11 ersichtlich ist, ist es zum Beispiel bevorzugt, dass diese Abschnitte an Abschnitten geformt sind, welche soweit wie möglich voneinander getrennt sind.
Als nächstes durchdringt der Kühlmittelauslasskanal β das Innere der Bremswelle 40. Dabei ist es bevorzugt, dass ein Kanal, welcher mit dem Bezugszeichen β₂ bezeichnet ist und sich durch die Bremswelle 40 erstreckt, an einer Position an der Außenumfangsseite bezüglich des Kühlmitteleinlasskanals α, welcher sich entlang der axialen Linie der Bremswelle 40 nach oben erhebt, geformt ist.
Anschließend ist der Kühlmittelauslasskanal β, welcher das untere Ende der Bremswelle 40 erreicht, mit der Drehverbindung 50 verbunden, um mit dem Äußeren in Verbindung zu stehen.
Das Kühlmittel kann in den derart geformten Kühlmitteleintrittskanal α und Kühlmittelaustrittskanal β eingeführt werden oder durch diese strömen. Als das Kühlmittel kann ein flüssiges Kühlmittel, wie zum Beispiel Öl, Wasser oder flüssiger Stickstoff, oder gasförmiges Kühlmittel eingesetzt werden, wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid oder Kohlenwasserstoff (Propan, Isobuten), Ammonium, Luft, Argon oder ähnliches.
Das oben erwähnte Kühlmittel wird problemlos zwischen der Bremswelle 40 und der Drehverbindung 50 mittels der Funktion der Drehverbindung 50 transferiert, d. h., zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper.
Ferner hat der Kühlmitteleinlasskanal α der zweiten Ausführungsform, welche in den 9 bis 11 gezeigt ist, den Abschnitt, der mit dem Bezugszeichen α₃ bezeichnet ist und entlang des Drehrolllagers 30 geformt ist, um das Plattenelement 35 sandwichartig zu umgeben. Obgleich das Plattenelement 35 mittels der Kühlfinne 35a, welche an dem Außenumfang davon geformt ist, den Wärmeabstrahleffekt erzielt, kann das Plattenelement 35 in einer Verwendungsumgebung, in der kein so großer Wärmeabstrahleffekt erforderlich ist, entfernt werden, wie dies in 12 gezeigt ist, und ein derartiger Abschnitt des Kühlmitteleinlasskanals α, wie er durch das Bezugszeichen α₃ gezeigt ist, kann geformt werden durch Verwendung der oberen Fläche des Innenrings 32, welcher das Drehrollenlager 30 darstellt. Eine derartige Konstruktion kann ermöglicht werden durch ein sandwichartiges Anordnen der Montagestruktur des Innenrings 32 zwischen dem Element an der Rotorseite, welche den Hohlmotor 10 ausmacht (d. h., oberes Element 13, welches in den 9 und 12 mit dem Rotor zu verbinden ist und welches folglich selbst ein Rotor sein kann), und dem Element an der Tischseite (d. h., Plattenelement 35, welches in 9 mit dem Tisch 20 zu verbinden ist, oder der Tisch 20 selbst, wie in 12 gezeigt). Durch die Anwendung einer solchen Struktur kann der Kühlmitteleinlasskanal α leicht geformt werden. Darüber hinaus wird durch den in 12 gezeigten direkten Kontakt zwischen dem Kühlmitteleinlasskanal α und dem Drehrollenlager 30 ermöglicht, den Kühleffekt des Kühlmittels zu erhöhen.
Außerdem strömt das Kühlmittel durch den Kühlmitteleinlasskanal α bevor es Wärme aufnimmt, und das Kühlmittel strömt durch den Kühlmittelauslasskanal β nachdem es Wärme aufgenommen hat. Folglich ist es bevorzugt, dass der Kühlmitteleinlasskanal α und der Kühlmittelauslasskanal β an Positionen geformt sind, welche soweit wie möglich auseinander liegen, und wie oben erwähnt wurde, ist in dem Tisch 20 eine Anordnung eingesetzt, bei der der Kühlmitteleinlasskanal α und der Kühlmittelauslasskanal β an Positionen geformt sind, welche soweit wie möglich voneinander getrennt sind.
Jedoch müssen in der Bremswelle 40 der Kühlmitteleinlasskanal α und der Kühlmittelauslasskanal β sehr dicht innerhalb der Bremswelle 40 angeordnet sein, was einen strukturellen Fall bereitstellen kann. Dann ist die Konstruktion in der zweiten Ausführungsform derart, dass das Kühlmittel durch den zentralen Abschnitt der Bremswelle 40 strömt bevor es Wärme aufnimmt, und andererseits das Kühlmittel an der äußeren Umfangsseite der Bremswelle 40 strömt nachdem es Wärme aufgenommen hat. Gemäß einer solchen Anordnung kann, da das Kühlmittel nach Aufnahme der Wärme nahe der äußeren Umgebung positioniert ist, die Akkumulation von Wärme innerhalb der Bremswelle 40 unter Umständen reduziert werden. Ferner kann als eine andere Gegenmaßnahme gegen die Wärme im Inneren der Bremswelle zusätzlich zu der Positionsanordnung zwischen dem Kühlmitteleinlasskanal α und dem Kühlmittelauslasskanal β zum Beispiel ein Wärmeisolationsmaterial um die Außenumfangsfläche einer inneren Leitung gewickelt werden, welche den Kühlmitteleinlasskanal α und den Kühlmittelauslasskanal β darstellt, um die Wärmeisolationsleistung des Kühlmitteleinlasskanals α und des Kühlmittelauslasskanals β zu verbessern.
Wie oben beschrieben ist der Hohlmotor 10 in der Drehtischvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform als ein Direktantriebsmotor aufgebaut, welcher die Rotationsantriebsleistung direkt auf den Tisch 20 überträgt. Folglich kann der Tisch 20 eine ruhige und stabile Rotationsbewegung durchführen mittels der Stützfunktion des Drehrollenlagers 30, welches zwischen dem Tisch 5 und dem Hohlmotor 10 angeordnet ist. Darüber hinaus ist das Drehrollenlager 30 gemäß der zweiten Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Wärmeabstrahlelementen versehen, wie zum Beispiel dem finnenförmigen Abschnitt 13a, der Kühlfinne 35a, dem Kühlmitteleinlasskanal α und dem Kühlmittelauslasskanal β, sodass eine funktionale Kombination des Drehlagers mit dem Direktantriebsmotor umgesetzt ist, und folglich kann eine Drehtischvorrichtung 5 erzielt werden, welche die hohe Leistung, die Hochgeschwindigkeitsrotation und die hohe Lasttragleistung verwirklicht, was durch den Stand der Technik nicht verwirklicht werden konnte.
Im Folgenden wird ein Tischdurchmesserbestimmungsverfahren zu einem Zeitpunkt des angemessenen Entwerfens der Drehtischvorrichtung 5 der zweiten Ausführungsform der oben erwähnten Struktur beschrieben. Solch ein Tischdurchmesserbestimmungsverfahren ist ein Verfahren des Bestimmens des Durchmessers des Tisches 20, das in der herkömmlichen Technologie nicht erwähnt wurde.
In dem Tischdurchmesserbestimmungsverfahren, welches die zweite Ausführungsform betrifft, sind definiert D (mm): Tischdurchmesser, L (mm): Gesamtlänge des Tisches und der Arbeit, M (kg): Gesamtgewicht des Tisches und der Arbeit, η (kg/mm³): Spezifische Dichte des Tisches und J (kg·m²): Trägheit des Tisches. Dann wird zuerst ein Computerprogramm ausgeführt, um zumindest einen Satz von D und M einzugeben (DM-Eingabeschritt). In solch einem DM-Eingabeschritt kann der Eingabesatz von D und M optional gewählt werden gemäß kommerziellen Anforderungen oder der konventionellen Maschinenkapazität oder -fähigkeit, und eine Mehrzahl von Sätzen von D und M kann als Kandidatenwerte gewählt werden, welche dann in den Computer eingegeben werden.
Als nächstes betreibt ein Operator durch Substituieren von D und M, welche in dem obigen DM-Eingabeschritt eingegeben wurden, in die folgende mathematische Gleichung (1) den Computer, um einen L-Berechnungsschritt auszuführen, um hierdurch die Gesamtlänge L zu berechnen. Ferner wird dieser L-Berechnungsschritt automatisch und unverzüglich ausgeführt, basierend auf einem Programm, welches in dem Computer installiert ist.
[Gleichung 4] L = 4M/πηD2 (1)
Außerdem wird durch Substituieren der Sätze von D, M, L, welches durch den L-Berechnungsschritt erhalten wurde, in die folgende Gleichung (2) die Trägheit J berechnet (J-Berechnungsschritt). Ferner wird dieser J-Berechnungsschritt ebenfalls automatisch und unverzüglich ausgeführt, basierend auf einem Programm, welches in dem Computer installiert ist.
[Gleichung 5] J = M × (D2/26 + L2/12) (2)
Anschließend wird basierend auf der in dem J-Berechnungsschritt derart berechneten Trägheit J der folgende DM-Auswahlschritt zum Auswählen des Satzes von D und M, welche die folgende Ungleichung (3) erfüllen.
[Gleichung 6] J ≦ Höchstlastträgheit des Hohlmotors (3)
Durch Ausführen der obigen Prozesse durch den Computer ist es möglich, den Durchmesser des Tisches zu bestimmen. Das Tischdurchmesserbestimmungsverfahren in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform stellt die folgenden vorteilhaften Effekte bereit. D. h., ein Entwickler gibt optional eine Mehrzahl von D/M-Sätzen ein, und basierend auf diesen optionalen Werten kann ein Tischdurchmesser D erhalten werden, welcher am besten geeignet ist. Durch Anwendung eines solchen Tischdurchmesserbestimmungsverfahrens von der oben erwähnten Art in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform kann jede Person leicht den Tischdurchmesser erhalten, welcher am besten geeignet ist.
In der obigen Beschreibung wurden die bevorzugten Ausführungsformen der Drehtischsvorrichtung und des Tischdurchmesserbestimmungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf den Umfang der Beschreibung der zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform kann angewandt werden mit verschiedenen Änderungen und Verbesserungen.
Zum Beispiel, obgleich in der obigen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, bei dem der Abschnitt α₃ des Kühlmitteleintrittskanals α, welcher um eine Umdrehung entlang der Außenumfangsfläche des Drehrollenlagers 30 zirkuliert, geformt ist, um sich ausschließlich entlang der oberen Flächenseite des Innenrings 32 des Drehrollenlagers 30 zu erstrecken, ist der Kühlmitteleintrittskanal der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und er kann geformt sein, um sich entlang zumindest eines Abschnitts der Umfangsfläche des Innenrings oder Außenrings zu erstrecken, welcher die Rotationsantriebszeit darstellt.
Ferner kann in dem Fall, wo die Innenflächenseite oder untere Flächenseite des Innenrings 32 oder die Außenringseite die Rotationsantriebsseite darstellen, der Kühlmittelkanal entlang der Außenringseite geformt werden, falls dies bei der Konstruktion möglich ist.
Außerdem ist in der zweiten Ausführungsform, welche oben beschrieben ist, ein Beispiel beschrieben, bei dem der Kühlmittelkanal, umfassend den Kühlmitteleintrittskanal α und den Kühlmittelaustrittskanal β, in der Drehverbindung 50, der Bremswelle 40 und dem Tisch 20 geformt ist. Jedoch ist die Anordnung des Kühlmittelkanals nicht beschränkt auf die oben erwähnten Elemente, und der Kühlmittelkanal kann an jedes Element geformt sein, solange der Kühleffekt erzielt werden kann durch engen Kontakt mit einem von dem Innenring oder dem Außenring, welcher die Rotationsantriebsseite des Drehlagers darstellt. Zum Beispiel kann der Kühlmittelkanal innerhalb des Innenrings oder Außenrings geformt sein, oder er kann bezüglich des Montagelements geformt sein, an welches das Drehlager montiert ist.
Außerdem ist in der beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem eine einen Kanal bildende Leitung, welche innerhalb des Kühlmittelkanals geformt ist, als die Bremswelle 40 verwendet wird. Jedoch ist die den Kanal bildende Leitung nicht beschränkt auf das Element, welches für die Bremswelle 40 verwendet wird, und die den Kanal bildende Leitung kann gebildet sein aus einer Leitung oder einem ähnlichen Element, welches lediglich verwendet wird als eine einen Kanal formende Leitung, oder es kann ein anderes Element verwendet werden, welches andere Funktionen erzielt.
Außerdem ist das Drehlager der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf das Drehrollenlager 30, welches oben erwähnt wurde, und ein Lager, welches Kugeln als Wälzelemente verwendet, oder jede Art von Drehlager kann verwendet werden, solange es die Rotationsbewegung des Tisches 20 stützt.
Außerdem ist in der beschriebenen zweiten Ausführungsform der Hohlmotor der vorliegenden Erfindung als Hohlmotor 10 des Innenrotortyps bezeichnet, bei dem der Rotor als der rotierende Körper an der Innenseite angeordnet ist und der Stator als der stationäre Körper an der Außenseite angeordnet ist. Jedoch kann als der Hohlmotor der vorliegenden Erfindung auch ein Hohlmotor des Außenrotortyps verwendet werden, bei dem der Rotor als der rotierende Körper an der Außenseite angeordnet ist und der Stator als der stationäre Körper an der Innenseite angeordnet ist.
Außerdem ist das Tischdurchmesserbestimmungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ein Verfahren, welches die Basisschritte des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erläutert, und daher kann jede Art von Computer, Programm oder Programmsprache eingesetzt werden, solange es verwendet wird zur Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Es ist selbstverständlich, dass Ausführungsformen, bei denen solche Änderungen oder Verbesserungen berücksichtigt sind, von dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
Zusammenfassung
Eine Drehtischvorrichtung 5 umfasst einen Hohlmotor 10, welcher eine Antriebsquelle darstellt, einen Tisch 20, welcher durch den Hohlmotor 10 drehbewegt wird, und ein Drehlager 30, welches die Rotationsbewegung des Tisches stützt. Das Drehlager 30, welches für die Drehtischvorrichtung 5 bereitgestellt ist, ist versehen mit einem Außenring 31 mit einer Innenfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, einem Innenring 32 mit einer Außenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, welche der Abrollfläche des Außenrings gegenüber liegt, und einer Mehrzahl von Wälzkörpern 33, welche in einem Abrollkanal angeordnet sind, welcher durch die Abrollfläche des Außenrings und die Abrollfläche des Innenrings geformt ist, und ein Kühlmittelkanal (α, β) ist geformt, um an einen von dem Innenring 32 und dem Außenring 31 anzugrenzen, welcher eine Rotationsantriebsseite darstellt. Gemäß der oben erwähnten Struktur können ein Drehlager und eine Drehtischvorrichtung bereitgestellt werden, welche einen angemessenen Kühleffekt erzielen können. Darüber hinaus ist der Hohlmotor 10 als ein Direktantriebsmotor ausgebildet, welcher eine Rotationsantriebskraft direkt auf den Tisch gibt. Ferner ist das Drehlager als ein Rollenlager mit einer Mehrzahl von Reihen ausgebildet, und eine Mehrzahl von Rollen, welche das Drehlager 30 darstellen, sind ausgebildet, um eine Winkelkontaktstruktur bezüglich einer Mehrzahl von Reihen von Abrollkanälen bereitzustellen, welche durch die Abrollflächen des Außenrings 31 und die Abrollflächen des Innenrings 32 geformt sind. Gemäß einer solchen Struktur kann eine Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, welche simultan eine hohe Leistung, eine Hochgeschwindigkeitsrotation und eine hohe Lasttragleistung erzielt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-130468 [0004]

Claims

Drehlager, aufweisend: einen Außenring mit einer Innenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, einen Innenring mit einer Außenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, welche der Abrollfläche des Außenrings gegenüber liegt, und eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche in einem Abrollkanal angeordnet sind, welcher durch die Abrollfläche des Außenrings und die Abrollfläche des Innenrings geformt ist, wobei ein Kühlmittelkanal geformt ist, um an einen von dem Innenring und dem Außenring, welcher eine Rotationsantriebsseite darstellt, anzugrenzen.
Drehlager gemäß Anspruch 1, wobei der Kühlmittelkanal entlang zumindest eines Abschnitts einer Umfangsfläche von einem von dem Innenring und dem Außenring, welcher die Rotationsantriebsseite darstellt, geformt ist.
Drehlager gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Außenring und der Innenring mit Montiermitteln versehen sind, welche zur Befestigung verwendet werden, und wobei ein Plattenelement zumindest in einen Abschnitt eingeschoben ist, an dem der Kühlmittelkanal und die Montiermittel angrenzend angeordnet sind.
Drehlager gemäß Anspruch 3, wobei das Plattenelement mit einer Kühlfinne versehen ist.
Drehlager gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühlmittelkanal vorgesehen ist für den Innenring oder Außenring, welcher die Rotationsantriebsseite darstellt, oder ein Montierelement, an dem das Drehlager montiert ist.
Drehtischvorrichtung, aufweisend: einen Hohlmotor, welcher eine Antriebsquelle darstellt, einen Tisch, welcher durch den Hohlmotor drehbewegt wird, und ein Drehlager, welches die Rotationsbewegung des Tisches stützt, wobei das Drehlager aufweist: einen Außenring mit einer Innenfläche, an welcher eine Abrollfläche geformt ist, einen Innenring mit einer Außenumfangsfläche, an der eine Abrollfläche geformt ist, welche der Abrollfläche des Außenrings gegenüber liegt, und eine Mehrzahl von Wälzkörpern, welche in einem Abrollkanal angeordnet sind, der durch die Abrollfläche des Außenrings und die Abrollfläche des Innenrings geformt ist, wobei ein Kühlmittelkanal geformt ist, um an einen von dem Innenring und dem Außenring, welcher eine Rotationsantriebsseite darstellt, anzugrenzen.
Drehtischvorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner aufweisend eine einen Kanal formende Rohrleitung, welche von zumindest einem Abschnitt des Kühlmittelkanals durchdrungen wird, wobei die den Kanal formende Rohrleitung angeordnet ist, um den Hohlmotor zu durchdringen.
Drehtischvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Kühlmittelkanal einen Kühlmitteleinlasskanal zum Zuführen des Kühlmittels vor der Wärmeabstrahlung des Drehlagers und einen Kühlmittelauslasskanal zum Abführen des Kühlmittels nach der Wärmeabstrahlung des Drehlagers umfasst, und wobei der Kühlmitteleinlasskanal und der Kühlmittelauslasskanal, welche beide die den Kanal formende Rohrleitung durchdringen, entlang einer axialen Linie der den Kanal formenden Leitung geformt sind, und wobei der Kühlmittelauslasskanal an einer äußeren Umfangsseite des Kühlmitteleinlasskanals angeordnet ist.
Drehtischvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die den Kanal formende Rohrleitung aus einer Bremswelle gebildet ist.
Drehtischvorrichtung, aufweisend: einen Hohlmotor, welcher eine Antriebsquelle darstellt, einen Tisch, welcher durch den Hohlmotor drehbewegt wird, und ein Drehlager, welches die Rotationsbewegung des Tisches stützt, wobei der Hohlmotor aus einem Direktantriebsmotor gebildet ist, welcher eine Rotationsantriebskraft direkt auf den Tisch aufbringt.
Drehtischvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das Drehlager als ein Rollenlager mit einer Mehrzahl von Reihen aus Abrollkanälen ausgebildet ist, welches aufweist: einen Außenring mit einer Innenfläche, an der eine Mehrzahl von Abrollflächen geformt ist, einen Innenring mit einer äußeren Umfangsfläche, an der eine Mehrzahl von Abrollflächen geformt ist, welche den Abrollflächen des Außenrings gegenüber liegen, und eine Mehrzahl von Rollen, welche in einer Mehrzahl von Abrollkanälen angeordnet sind, welche durch die Abrollflächen des Außenrings und die Abrollflächen des Innenrings geformt sind.
Drehtischvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Mehrzahl von Rollen, welche in der Mehrzahl von Abrollkanälen angeordnet sind, derart ausgebildet ist, dass eine Wirkungslinie einer Last, welche eine virtuelle Linie beschreibt, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Abrollfläche der Rolle erstreckt, in einer konstanten Richtung in jeder Reihe bezüglich einer radialen Richtung des Drehlagers ansteigt, und zwar an einem Bereich entlang der axialen Richtung des Drehlagers, und wobei eine Wirkungslinie einer Last der Rolle von zumindest einem Abrollkanal und eine Wirkungslinie einer Last der Rolle von einem anderen Abrollkanal sich schneiden, und zwar an einer Innenumfangsseite oder Außenumfangsseite der Abrollkanäle von der Mehrzahl von Reihen.
Drehtischvorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei der Außenring oder Innenring des Drehlagers sandwichartig angeordnet ist zwischen einem Rotor oder Stator, welche den Hohlmotor darstellen, oder einem Element, welches mit dem Rotor oder Stator verbunden ist, und dem Tisch oder einem Element, welches mit dem Tisch verbunden ist.
Tischdurchmesserbestimmungsverfahren zum Bestimmen des Durchmessers eines Drehtisches, welcher einen Hohlmotor, welcher eine Antriebsquelle darstellt, einen Tisch, welcher durch den Hohlmotor drehbewegt wird, und ein Drehlager aufweist, welches die Rotationsbewegung des Tisches stützt, wobei der Hohlmotor aus einem Direktantriebsmotor gebildet ist, welcher eine Rotationsantriebskraft direkt auf den Tisch aufbringt, wobei das Tischdurchmesserbestimmungsverfahren aufweist: einen D- und M-Eingabeschritt des Eingebens von zumindest einem Satz von D und M, einen L-Berechnungsschritt des Berechnens eines L mittels Einsetzens der D- und M-Eingabe aus dem D- und M-Eingabeschritt in die folgende Gleichung (1), einen J-Berechnungsschritt des Berechnens eines J mittels Einsetzens eine Satzes von D, M und L, welches durch den L-Berechnungsschritt erhalten wurde, in die folgende Gleichung (2), und einen D- und M-Auswahlschritt des Auswählens des Satzes von D und M, welcher die folgende Ungleichung (3) erfüllt, basierend auf dem in dem J-Berechnungsschritt berechneten J, [Gleichung 1] L = 4M/πηD2 (1)[Gleichung 2] J = M × (D2/26 + L2/12) (2)[Gleichung 3] J ≦ Höchstlastträgheit des Hohlmotors (3)wobei D (mm): Tischdurchmesser, L (mm): Gesamtlänge des Tisches und der Arbeit, M (kg): Gesamtgewicht des Tisches und der Arbeit, η (kg/mm³): spezifische Dichte des Tisches, und J (kg·m²): Trägheit des Tisches.