JP2000052188A - モータビルトイン型主軸装置 - Google Patents

モータビルトイン型主軸装置

Info

Publication number
JP2000052188A
JP2000052188A JP10227269A JP22726998A JP2000052188A JP 2000052188 A JP2000052188 A JP 2000052188A JP 10227269 A JP10227269 A JP 10227269A JP 22726998 A JP22726998 A JP 22726998A JP 2000052188 A JP2000052188 A JP 2000052188A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle
case
main shaft
motor
main spindle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10227269A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Shirai
博之 白井
Katsuto Endo
克仁 遠藤
Hiroshi Ira
博史 伊良
Masaaki Mitsuzono
正昭 満園
Yoshiaki Kai
義章 甲斐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP10227269A priority Critical patent/JP2000052188A/ja
Publication of JP2000052188A publication Critical patent/JP2000052188A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造を複雑にしたり、大型化することなく、
ロータや主軸を充分に冷却して主軸の熱変形を充分に抑
制することができるモータビルトイン型主軸装置を提供
すること。 【解決手段】 主軸13にモータのロータ21を、主軸
ケース7の内周部にモータのステータ17を取り付けら
れ、主軸ケース7内に主軸モータ15を組み込まれたモ
ータビルトイン型主軸装置において、主軸13にリング
状の放熱フィン部材25、27を装着し、放熱フィン部
材25、27を主軸13と一体回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械等で使
用されるモータビルトイン型主軸装置に関し、特にモー
タビルトイン型主軸装置の冷却機構に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】工作機械等で使用される主軸装置とし
て、主軸にモータのロータを、主軸ケースの内周部にモ
ータのステータを取り付けられ、主軸ケース内に主軸モ
ータを組み込まれたモータビルトイン型の主軸装置はよ
く知られている。
【0003】上述のようなモータビルトイン型主軸装置
では、内蔵モータ(主軸モータ)の発熱による温度上昇
によって主軸が熱変形することを避けるために、主軸ケ
ースのステータ取付部に冷却液通路を設けた冷却ジャケ
ット構造によりステータを外側より冷却したり、主軸ケ
ース内に熱気がこもらないよう、主軸ケースに空気抜き
口を設けたりすることが行われている。
【0004】また、主軸自体の冷却機構としては、特開
平4−57650号公報に示されているように、主軸に
冷却ファンを取り付けて冷却風により主軸を冷却した
り、軸受部の冷却機構として、特開昭63−20753
6号公報に示されているように、軸受ケース部(主軸ケ
ース)の外面に放熱フィンを一体成形としたものが知ら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】主軸ケースに設けた冷
却ジャケット構造では、ステータを冷却できても、主軸
ケースの中央部にあるロータや主軸を充分に冷却するこ
とができず、主軸の熱変形を充分に抑制することは難し
い。このことは、主軸回転数の高速化によるモータ発熱
量の増加により、より一層難しいものになっている。
【0006】主軸ケースの空気抜き口は、単に主軸ケー
スの径方向に設けられ、主軸ケース内の空気の熱膨張に
より熱気を外部に排出するだけであるため、この構造の
ものでは、主軸ケース内の充分な冷却効果を期待できな
い。
【0007】冷却ファンによるものは、構造が複雑にな
り、また、冷却ファンは高速回転において回転アンバラ
ンス要因になり、静圧軸受等による高速型主軸には向か
ない。
【0008】主軸ケースの外面に設けた放熱フィンによ
るものは、軸受部の冷却を行えても、主軸ケースの中央
部にあるロータや主軸を冷却することはできない。
【0009】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、構造を複雑にしたり、大型化する
ことなく、ロータや主軸を充分に冷却して主軸の熱変形
を充分に抑制することができるモータビルトイン型主軸
装置を提供することを目的としている。
【0010】
【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、請求項1に記載の発明によるモータビルトイン型
主軸装置は、主軸にモータのロータを、主軸ケースの内
周部にモータのステータを取り付けられ、主軸ケース内
に主軸モータを組み込まれたモータビルトイン型主軸装
置において、前記主軸にリング状の放熱フィン部材が装
着され、放熱フィン部材は前記主軸と一体回転するもの
である。
【0011】請求項2に記載の発明によるモータビルト
イン型主軸装置は、前記放熱フィン部材に冷却空気を吹
き付ける冷却空気通路が前記主軸ケースに形成されてい
るものである。
【0012】請求項3に記載の発明によるモータビルト
イン型主軸装置は、上述のような放熱フィン部材を設け
られたものにおいて、前記主軸の回転方向に対して順方
向をもって前記主軸ケースの内周面に接線方向に開口し
た吸気口と排気口とが前記主軸ケースに形成され、前記
吸気口は前記主軸の回転によって前記主軸ケース内に発
生するつれ廻り風により外気を前記主軸ケース内に取り
込み、前記排気口は前記主軸ケース内のつれ廻り風を外
部へ排出するものである。
【0013】請求項4に記載の発明によるモータビルト
イン型主軸装置は、主軸にモータのロータを、主軸ケー
スの内周部にモータのステータを取り付けられ、主軸ケ
ース内に主軸モータを組み込まれたモータビルトイン型
主軸装置において、前記主軸の回転方向に対して順方向
をもって前記主軸ケースの内周面に接線方向に開口した
吸気口と排気口とが前記主軸ケースに形成され、前記吸
気口は前記主軸の回転によって前記主軸ケース内に発生
するつれ廻り風により外気を前記主軸ケース内に取り込
み、前記排気口は前記主軸ケース内のつれ廻り風を外部
へ排出するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面を用いて詳細に説明する。
【0015】(実施の形態1)図1はこの発明によるモ
ータビルトイン型主軸装置の実施の形態1を示してい
る。
【0016】モータビルトイン型主軸装置は、円筒状の
ステータケース1とその両端を閉じるエンドカバー状の
前後の軸受ケース3、5との組立体による主軸ケース7
を有している。
【0017】軸受ケース3、5には軸受部材9、11が
取り付けられており、軸受部材9、11は主軸13を回
転可能に支持している。
【0018】主軸13は主軸ケース7の中心部を前後に
貫通して延在し、ステータケース1内の横切っている。
【0019】ステータケース1の内周部に主軸モータ1
5のステータ17が直接固定されている。主軸13がス
テータケース1内の横切る部分にはスリーブ19が固定
されており、スリーブ19の外周部に主軸モータ15の
ロータ21が焼き嵌め等により固定されている。この構
造により、主軸モータ15が主軸ケース7内に組み込ま
れた直動式のモータビルトイン型主軸装置が成立する。
【0020】ステータケース1には従来のものと同様
に、冷却液通路23が形成されており、ステータ用冷却
の冷却ジャケット構造が組み込まれている。
【0021】スリーブ19の軸長はロータ21の軸長よ
り少し長く、スリーブ19はロータ21の前後端より前
後に延びており、前側にはリング状の冷却フィン部材2
5が取り付けられ、後側には冷却フィン27が一体成形
されている。これはスリーブ19が冷却フィン部材を兼
ねていることを意味する。
【0022】冷却フィン部材25と冷却フィン27はロ
ータ21の前後端に近接して配置されており、各々ロー
タ21に対向する面部が外側に向くよう、各々椀形をし
ている。
【0023】軸受部材9、11には冷却空気通路29、
31が形成されている。冷却空気通路29、31には図
示されていない圧縮空気源より圧縮空気(冷却空気)が
供給され、圧縮空気は冷却空気として軸受部材9、11
に形成された吹き付けノズル孔33、35より冷却フィ
ン部材25、冷却フィン27に高速流で吹き付けられ
る。ステータケース1には冷却空気の排出孔37が形成
されている。
【0024】上述の構成によれば、主軸モータ15によ
って主軸13が回転すると、主軸13の回転に伴い冷却
フィン部材25、冷却フィン27が回転しながら、主軸
13、ロータ21の熱を放熱する。冷却フィン部材2
5、冷却フィン27は回転して周りの空気を撹拌しなが
ら放熱するから、高い放熱効率が得られ、主軸13、ロ
ータ21の温度上昇が効果的に抑制される。
【0025】また、吹き付けノズル孔33、35より冷
却空気が高速流で冷却フィン部材25、冷却フィン27
に吹き付けられることにより、冷却フィン部材25、冷
却フィン27が冷却され、冷却フィン部材25、冷却フ
ィン27による放熱がさらに効率よく行われ、主軸1
3、ロータ21の温度上昇が効果的に抑制される。
【0026】この場合、吹き付けノズル孔33、35よ
りの冷却空気が冷却フィン部材25、冷却フィン27の
外表面に沿って流れ、冷却空気による冷却フィン部材2
5、冷却フィン27の強制空冷が効率よく行われよう、
冷却フィン部材25、冷却フィン27の横断面形状は、
放物翼形状に近い形状になっている。
【0027】上述のように、主軸13、ロータ21の温
度上昇が抑制されることにより、主軸13の熱変形が抑
制され、主軸13による加工精度を維持することができ
る。
【0028】なお、冷却フィン部材25、冷却フィン2
7は、リング状をなしていて回転方向の重量分布が一定
であるから、冷却ファンのように、高速回転において回
転アンバランス要因になることがなく、静圧軸受等によ
る高速型主軸にも適用できる。
【0029】(実施の形態2)図2、図3はこの発明に
よるモータビルトイン型主軸装置の実施の形態2を示し
ている。なお、図2、3において、図1に対応する部分
は、図1に付した符号と同一の符号を付けて、その説明
を省略する。
【0030】この実施の形態では、主軸13の回転方向
に対して順方向をもってステータケース1の内周面に接
線方向に開口した吸気口41と排気口43とがステータ
ケース1に形成されされている。
【0031】吸気口41は主軸13の回転によって主軸
ケース7内に発生するつれ廻り風(空気流れ)Aにより
外気を順方向をもって主軸ケース7内に取り込み、排気
口43は主軸ケース7内のつれ廻り風を順方向をもって
外部へ排出する。
【0032】吸気口41、排気口43は、ともに主軸1
3の回転方向に対して順方向をもってステータケース1
の内周面に接線方向に開口しているから、吸気口41は
主軸13の回転によって主軸ケース7内に発生するつれ
廻り風(空気流れ)Aにより外気を順方向をもって主軸
ケース7内に効率より取り込み、排気口43は主軸ケー
ス7内のつれ廻り風を順方向をもって外部へ効率よく排
出する。
【0033】主軸ケース7内に流入した外気は主軸13
の回転による強制対流により主軸ケース7内を対流し、
主軸ケース7内を冷却する。
【0034】これにより、主軸ケース7内の通気量、換
気量が増え、主軸ケース7内の温度上昇が抑制され、こ
れに応じて主軸13、ロータ21の温度上昇も抑制され
る。この結果、主軸13の熱変形が抑制され、主軸13
による加工精度を維持することができる。
【0035】この実施の形態でも、実施の形態1におけ
る場合と同様に、冷却フィン部材25、冷却フィン27
を主軸13上に設けることができ、冷却フィン部材2
5、冷却フィン27を主軸13上に設けることで、実施
の形態1における場合と同様の作用、効果が得られる。
【0036】以上に於ては、この発明を特定の実施の形
態について詳細に説明したが、この発明は、これらに限
定されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実
施の形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
1に記載の発明によるモータビルトイン型主軸装置によ
れば、主軸に装着されたリング状の放熱フィン部材が主
軸と一体回転しながら放熱を行うから、高い放熱効率が
得られ、主軸、ロータの温度上昇が効果的に抑制される
ことで、主軸の熱変形が抑制され、主軸による加工精度
を維持することができる。
【0038】請求項2に記載の発明によるモータビルト
イン型主軸装置によれば、放熱フィン部材に冷却空気が
吹き付けるから、放熱フィン部材の強制空冷が行われ
て、より一層高い放熱効率が得られ、主軸、ロータの温
度上昇が効果的に抑制されることで、主軸の熱変形が抑
制され、主軸による加工精度を維持することができる。
【0039】請求項3に記載の発明によるモータビルト
イン型主軸装置によれば、吸気口、排気口が、ともに主
軸の回転方向に対して順方向をもって主軸ケースの内周
面に接線方向に開口していることにより、吸気口は主軸
の回転によって主軸ケース内に発生するつれ廻り風によ
り外気を順方向をもって主軸ケース内に効率より取り込
み、排気口は主軸ケース内のつれ廻り風を順方向をもっ
て外部へ効率よく排出するようになり、主軸ケース内の
通気量、換気量が増え、主軸ケース内の温度上昇が抑制
され、このことと放熱フィン部材により放熱作用によっ
て、主軸、ロータの温度上昇が効果的に抑制されること
で、主軸の熱変形が抑制され、主軸による加工精度を維
持することができる。
【0040】請求項4に記載の発明によるモータビルト
イン型主軸装置によれば、吸気口、排気口が、ともに主
軸の回転方向に対して順方向をもって主軸ケースの内周
面に接線方向に開口していることにより、吸気口は主軸
の回転によって主軸ケース内に発生するつれ廻り風によ
り外気を順方向をもって主軸ケース内に効率より取り込
み、排気口は主軸ケース内のつれ廻り風を順方向をもっ
て外部へ効率よく排出するようになり、主軸ケース内の
通気量、換気量が増え、主軸ケース内の温度上昇が抑制
されることで、主軸の熱変形が抑制され、主軸による加
工精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるモータビルトイン型主軸装置の
実施の形態1を示す断面図である。
【図2】この発明によるモータビルトイン型主軸装置の
実施の形態2を示す断面図である。
【図3】図2の線III−IIIによる断面図である。
【符号の説明】
1 ステータケース 3、5 軸受ケース 7 主軸ケース 9、11 軸受部材 13 主軸 15 主軸モータ 17 ステータ 19 スリーブ 21 ロータ 23 冷却液通路 25 冷却フィン部材 27 冷却フィン 29、31 冷却空気通路 33、35 吹き付けノズル 41 吸気口 43 排気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊良 博史 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 満園 正昭 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 甲斐 義章 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 Fターム(参考) 3C011 FF02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸にモータのロータを、主軸ケースの
    内周部にモータのステータを取り付けられ、主軸ケース
    内に主軸モータを組み込まれたモータビルトイン型主軸
    装置において、 前記主軸にリング状の放熱フィン部材が装着され、放熱
    フィン部材は前記主軸と一体回転することを特徴とする
    モータビルトイン型主軸装置。
  2. 【請求項2】 前記放熱フィン部材に冷却空気を吹き付
    ける冷却空気通路が前記主軸ケースに形成されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載のモータビルトイン型主
    軸装置。
  3. 【請求項3】前記主軸の回転方向に対して順方向をもっ
    て前記主軸ケースの内周面に接線方向に開口した吸気口
    と排気口とが前記主軸ケースに形成され、前記吸気口は
    前記主軸の回転によって前記主軸ケース内に発生するつ
    れ廻り風により外気を前記主軸ケース内に取り込み、前
    記排気口は前記主軸ケース内のつれ廻り風を外部へ排出
    することを特徴とする請求項1に記載のモータビルトイ
    ン型主軸装置。
  4. 【請求項4】 主軸にモータのロータを、主軸ケースの
    内周部にモータのステータを取り付けられ、主軸ケース
    内に主軸モータを組み込まれたモータビルトイン型主軸
    装置において、 前記主軸の回転方向に対して順方向をもって前記主軸ケ
    ースの内周面に接線方向に開口した吸気口と排気口とが
    前記主軸ケースに形成され、前記吸気口は前記主軸の回
    転によって前記主軸ケース内に発生するつれ廻り風によ
    り外気を前記主軸ケース内に取り込み、前記排気口は前
    記主軸ケース内のつれ廻り風を外部へ排出することを特
    徴とするモータビルトイン型主軸装置。
JP10227269A 1998-08-11 1998-08-11 モータビルトイン型主軸装置 Pending JP2000052188A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10227269A JP2000052188A (ja) 1998-08-11 1998-08-11 モータビルトイン型主軸装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10227269A JP2000052188A (ja) 1998-08-11 1998-08-11 モータビルトイン型主軸装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000052188A true JP2000052188A (ja) 2000-02-22

Family

ID=16858184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10227269A Pending JP2000052188A (ja) 1998-08-11 1998-08-11 モータビルトイン型主軸装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000052188A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6674189B2 (en) 2001-11-16 2004-01-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Spindle apparatus
KR101345866B1 (ko) 2012-05-18 2013-12-30 현대위아 주식회사 선반용 주축대의 강제 냉각장치
KR20190078932A (ko) 2017-12-27 2019-07-05 현대위아 주식회사 공작기계용 하이브리드 가공장치
DE102015107621B4 (de) * 2014-05-22 2020-03-26 Fanuc Corporation Elektromotor mit Luftspülfunktion

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6674189B2 (en) 2001-11-16 2004-01-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Spindle apparatus
KR101345866B1 (ko) 2012-05-18 2013-12-30 현대위아 주식회사 선반용 주축대의 강제 냉각장치
DE102015107621B4 (de) * 2014-05-22 2020-03-26 Fanuc Corporation Elektromotor mit Luftspülfunktion
KR20190078932A (ko) 2017-12-27 2019-07-05 현대위아 주식회사 공작기계용 하이브리드 가공장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7629717B2 (en) Totally-enclosed fan-cooled motor
US7902701B2 (en) Automotive alternator
JP2000050575A (ja) 自冷ファン付きモータ
JPH09149599A (ja) 全閉形回転電機
US7292438B2 (en) Liquid-cooling heat dissipation module
KR100481600B1 (ko) 터보 기계
AU2005255794B2 (en) Totally-enclosed fancooled type motor
JP2002218704A (ja) 全閉外扇形電動機
JP2001078390A (ja) 回転電機
JP2020156268A (ja) モータユニット
JP2008220054A (ja) 車両駆動用全閉型電動機
JP2000052188A (ja) モータビルトイン型主軸装置
JP4423271B2 (ja) 電動機
JPH099575A (ja) 回転電気機械
JPH0382356A (ja) モータの冷却構造
JP3690920B2 (ja) 密閉型電動機
KR100872917B1 (ko) 전폐 외선형 전동기
JPH11311255A (ja) 軸受装置、電動機、及び工作機械の主軸装置
JPH1023712A (ja) 全閉型回転機
JPS58119744A (ja) モ−タ内蔵主軸台
US10797565B2 (en) Motor with inner fan
KR100914922B1 (ko) 전폐형 모터의 냉각 시스템
JPH1118367A (ja) モータ
JP2009191627A (ja) 電動ファン装置
KR200237059Y1 (ko) 전동기의 냉각구조