JP2001062670A - Built-in type spindle unit - Google Patents

Built-in type spindle unit

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JP2001062670A
JP2001062670A JP23687399A JP23687399A JP2001062670A JP 2001062670 A JP2001062670 A JP 2001062670A JP 23687399 A JP23687399 A JP 23687399A JP 23687399 A JP23687399 A JP 23687399A JP 2001062670 A JP2001062670 A JP 2001062670A
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JP
Japan
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cooling
spindle
casing
motor
cooling medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP23687399A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Serizawa
光明 芹澤
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform comparatively simple manufacture and cooling of a casing simultaneously with prevention of the occurrence of a twist of a easing due to thermal deformation. SOLUTION: This spindle unit is formed such that a plurality of linear passages 30a, 30e... for cooling extending paralleling the axis of the motor 20 for driving a spindle situated at a spindle 10 are situated on a casing 22 for a motor 20 for driving a spindle, situated on a spindle 10, at intervals along the periphery of the casing 22. A helical groove 31 is formed in the inner surface of each of the passages 30a, 30e... for cooling to improve cooling efficiency. A cooling medium is fed in the passages for cooling from a cooling medium feed part 37 to cool the casing 22 and a stator 23.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械等に用い
られるビルトイン型スピンドルユニットに係り、特にス
ピンドル駆動用のモータのケーシングの冷却に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a built-in type spindle unit used for a machine tool or the like, and more particularly to cooling a casing of a spindle driving motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5及び図6は、従来のこの種のビルト
イン型スピンドルユニットを示すもので、10はスピン
ドル、11はスピンドルユニット本体である。スピンド
ル10は、その前端側にあるベアリング12、13及び
後端側にある図示しないベアリングによりスピンドルユ
ニット本体11に回転自在に取り付けられている。20
は、スピンドル駆動用のモータであり、スピンドル10
に取り付けられたロータ21、スピンドルユニット本体
11に嵌入固定されているケーシング22及びこのケー
シング22に取り付けられたステータ23からなってい
る。
2. Description of the Related Art FIGS. 5 and 6 show a conventional built-in type spindle unit of this type, in which 10 is a spindle and 11 is a spindle unit main body. The spindle 10 is rotatably attached to the spindle unit main body 11 by bearings 12 and 13 on the front end side and bearings (not shown) on the rear end side. 20
Is a motor for driving the spindle, and the spindle 10
, A casing 22 fitted and fixed to the spindle unit main body 11, and a stator 23 attached to the casing 22.

【0003】ステータ23は、図6に示すように、外周
面に螺旋状の溝24が設けられ、スピンドルユニット本
体11との間に螺旋状の冷却用通路25を形成してい
る。この冷却用通路25の図5において左端には、スピ
ンドルユニット本体11に設けられた流入口26から冷
却用の水または油などの冷却媒体が供給され、冷却用通
路25を通してスピンドルユニット本体11に設けられ
た流出口27から排出させることにより、ケーシング2
2を冷却し、ステータ23の昇温を防止する。
As shown in FIG. 6, a spiral groove 24 is provided on the outer peripheral surface of the stator 23, and a spiral cooling passage 25 is formed between the stator 23 and the spindle unit main body 11. A cooling medium such as water or oil for cooling is supplied to the left end of the cooling passage 25 in FIG. 5 from an inlet 26 provided in the spindle unit main body 11, and provided to the spindle unit main body 11 through the cooling passage 25. The casing 2 is discharged from the
2 to prevent the temperature of the stator 23 from rising.

【0004】なお、スピンドル10にも図示しない冷却
用通路が設けられ、ロータ21の昇温を防止するように
なっているが、これについては、図示及び説明を省略す
る。
The spindle 10 is also provided with a cooling passage (not shown) to prevent the temperature of the rotor 21 from rising, but this is not shown or described.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにケーシン
グ22に螺旋状の冷却用通路25を設ける方式は、ケー
シング22の熱変形が螺旋状の冷却用通路25に沿って
起こり、ケーシング22に捻れを生じ、モータ20の出
力や位置決め精度などに悪影響を及ぼす。
As described above, in the system in which the spiral cooling passage 25 is provided in the casing 22, thermal deformation of the casing 22 occurs along the spiral cooling passage 25, and the casing 22 is twisted. And adversely affect the output of the motor 20 and the positioning accuracy.

【0006】また、最近、スピンドル10の高速化、高
出力化に伴い、モータ20の発熱量が増大しており、冷
却能力の向上が求められている。冷却能力の向上には、
冷却媒体の流量の増加が有効であるが、ポンプ等の周辺
機器のサイズアップやコストアップを招く。流量を増加
させることなく冷却能力を向上させるのには、冷却用通
路25を形成している溝24の表面積の増加が有効であ
る。螺旋状の溝24の表面積を増加させるには、溝24
の幅を小さくすると共にピッチを細かくすればよいが、
流量を確保するために限界があり、加工工数も増加す
る。
[0006] Recently, with the increase in speed and output of the spindle 10, the amount of heat generated by the motor 20 has increased, and an improvement in cooling capacity has been demanded. To improve the cooling capacity,
Although it is effective to increase the flow rate of the cooling medium, it increases the size and cost of peripheral devices such as a pump. In order to improve the cooling capacity without increasing the flow rate, it is effective to increase the surface area of the groove 24 forming the cooling passage 25. To increase the surface area of the spiral groove 24, the groove 24
The pitch should be finer as well as the width of the
There is a limit to secure the flow rate, and the number of processing steps also increases.

【0007】本発明は、前述したケーシングの熱変形に
よる捻れの発生をなくすと同時に、比較的簡単に製造す
ることができ、かつケーシングを効果的に冷却すること
のできるビルトイン型スピンドルユニットを提供するこ
とを目的としている。
The present invention provides a built-in type spindle unit which can be manufactured relatively easily and can effectively cool the casing while eliminating the above-mentioned twisting caused by the thermal deformation of the casing. It is intended to be.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、工作機械等に用いられるビルトイン型スピ
ンドルユニットにおいて、スピンドル上に設けられたス
ピンドル駆動用のモータのケーシングに設けられ、該モ
ータの軸心と平行に伸びると共にケーシングの円周に沿
って間隔を置いて複数配列され、かつ内面に螺旋状の溝
を有する直線状の冷却用通路と、この複数の冷却用通路
のうちの少なくとも1つの一端側に接続された冷却媒体
供給部と、前記複数の冷却用通路のうちの少なくとも1
つの一端側に接続された冷却媒体排出部と、を備えたも
のである。
According to the present invention, there is provided a built-in spindle unit used for a machine tool or the like, wherein the spindle unit is provided on a casing of a spindle driving motor provided on the spindle. A plurality of cooling passages extending in parallel with the axis of the motor and arranged at intervals along the circumference of the casing, and having a spiral groove on the inner surface; A cooling medium supply unit connected to at least one end of at least one of the plurality of cooling passages;
And a cooling medium discharge portion connected to one end side.

【0009】本発明によれば、冷却用通路がモータの軸
心と平行に伸びているため、熱変形による捻れを発生す
ることがない。また、この冷却用通路は内面に螺旋状の
溝を有する直線状であるため、ネジ穴加工などの一般的
な加工で簡単に製造することができると共に、内面に設
けられた螺旋状の溝により冷却効率を大幅に高めること
ができる。
According to the present invention, since the cooling passage extends parallel to the axis of the motor, twisting due to thermal deformation does not occur. In addition, since this cooling passage is a straight shape having a spiral groove on the inner surface, it can be easily manufactured by general processing such as screw hole processing, and the spiral groove provided on the inner surface can be used. The cooling efficiency can be greatly increased.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図1ないし図4を参照をして説明する。なお、前述した
図5及び図6に示した部分と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same parts as those shown in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0011】図1に示すように、ケーシング22には、
図2に一部を拡大して示すように、内面に螺旋状の溝3
1を有する直線状の冷却用通路30a〜30h(図3及
び図4参照)が、図1に示すように、モータ20の軸心
すなわちスピンドル10の軸心と平行に伸び、ケーシン
グ22の一端から他端に貫通して設けられている。螺旋
状の溝31は、冷却用通路30a〜30hの一端から他
端までの全長にわたって同一ピッチで設けてもよいが、
ステータ23に対応する部分の冷却効果を高めるため、
この部分のピッチを細かくするか、またはこの部分にの
み溝31を設けてもよい。冷却用通路30a〜30h
は、図3及び図4に示すように、ケーシング22の円周
に沿って等間隔に配列されている。
As shown in FIG. 1, a casing 22 includes
As shown in a partially enlarged manner in FIG.
1, linear cooling passages 30 a to 30 h (see FIGS. 3 and 4) extend in parallel with the axis of the motor 20, that is, the axis of the spindle 10, as shown in FIG. It is provided through the other end. The spiral groove 31 may be provided at the same pitch over the entire length from one end to the other end of the cooling passages 30a to 30h,
In order to enhance the cooling effect of the portion corresponding to the stator 23,
The pitch of this portion may be reduced, or the groove 31 may be provided only in this portion. Cooling passages 30a-30h
Are arranged at regular intervals along the circumference of the casing 22, as shown in FIGS.

【0012】ケーシング22の両端には、前蓋32と奥
蓋33が取り付けられている。前蓋32は、図3に示す
ように、同図において最上位置にある冷却用通路30a
に通じる流入口34と、その左に位置する冷却用通路3
0hに通じる流出口35を有している。流入口34には
冷却媒体供給部37が接続され、流出口35には冷却媒
体排出部38が接続されている。
A front cover 32 and a back cover 33 are attached to both ends of the casing 22. As shown in FIG. 3, the front lid 32 is provided with the cooling passage 30a located at the uppermost position in FIG.
And the cooling passage 3 located to the left of the inlet 34
It has an outlet 35 leading to 0h. A cooling medium supply unit 37 is connected to the inflow port 34, and a cooling medium discharge unit 38 is connected to the outflow port 35.

【0013】他方、奥蓋33は、図4に示すように、上
記流入口34に通じている冷却用通路30aとこれに隣
接する冷却用通路30bとを接続する接続路36aと、
流出口35に通じている冷却用通路30hとこれに隣接
する冷却用通路30gとを接続する接続路36gを有す
ると共に、冷却用通路30cと30d、及び冷却用通路
30eと30fをそれぞれ接続する接続路36c、36
eを有している。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the back cover 33 has a connection passage 36a connecting the cooling passage 30a leading to the inlet 34 and the cooling passage 30b adjacent thereto.
It has a connecting path 36g for connecting the cooling passage 30h communicating with the outlet 35 with the cooling passage 30g adjacent thereto, and a connection for connecting the cooling passages 30c and 30d and the cooling passages 30e and 30f, respectively. Roads 36c, 36
e.

【0014】前蓋32は、上記流入口34と流出口35
の他に冷却用通路30bと30c、冷却用通路30dと
30e、及び冷却用通路30fと30gをそれぞれ接続
する接続路36b、36d、36fを有している。
The front lid 32 includes the inlet 34 and the outlet 35.
In addition, there are connecting paths 36b, 36d, 36f for connecting the cooling paths 30b and 30c, the cooling paths 30d and 30e, and the cooling paths 30f and 30g, respectively.

【0015】次いで本装置の作用について説明する。モ
ータ20を作動させてスピンドル10を回転させると、
ロータ21とステータ23が発熱する。ロータ21は、
スピンドル10に設けられた図示しない冷却用通路に冷
却媒体を流すことにより冷却される。他方、ステータ2
3は、冷却媒体供給部37から流入口34へ供給される
冷却媒体により後述するように冷却される。
Next, the operation of the present apparatus will be described. When the motor 20 is operated to rotate the spindle 10,
The rotor 21 and the stator 23 generate heat. The rotor 21
The cooling is performed by flowing a cooling medium through a cooling passage (not shown) provided in the spindle 10. On the other hand, the stator 2
3 is cooled by the cooling medium supplied from the cooling medium supply unit 37 to the inflow port 34 as described later.

【0016】すなわち、冷却媒体入口34へ供給された
冷却媒体は、冷却用通路30a中を流れて奥蓋33の接
続路36aに至り、隣の冷却用通路30bに流入し、そ
の中を流れて前蓋32の接続路36bに至り、さらに隣
の冷却用通路30cに流入し、奥蓋33の接続路36c
に至る。以下同様にして冷却媒体は、冷却用通路30
d、30e、30f、30g、30h中を流れ、流出口
35から冷却媒体排出部38に至る。
That is, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet 34 flows through the cooling passage 30a, reaches the connection passage 36a of the back cover 33, flows into the adjacent cooling passage 30b, and flows through the cooling passage 30b. It reaches the connection path 36b of the front lid 32, flows into the adjacent cooling path 30c, and connects to the connection path 36c of the back lid 33.
Leads to. Similarly, the cooling medium is supplied to the cooling passage 30.
It flows through d, 30e, 30f, 30g, and 30h, and reaches the cooling medium discharge part 38 from the outlet 35.

【0017】冷却媒体は、各冷却用通路30a〜30h
を流れる間にケーシング22を冷却し、このケーシング
22に取り付けられているステータ23を冷却する。こ
のとき、冷却用通路30a〜30hの内面には、螺旋状
の溝31が設けられているため、熱交換が効率的に行わ
れ、ステータ23を効果的に冷却する。また、冷却用通
路30a〜30hは、モータ20の軸心すなわちケーシ
ング22の長手方向と平行に設けられているため、ケー
シング22が熱変形を生じても、その熱変形はモータ2
0の軸心に沿う方向であり、捻れを生じることはない。
そこで、ケーシング22に取り付けられているステータ
23が捻れてモータ20の出力や位置決め精度などに悪
影響を及ぼすことはない。
The cooling medium is supplied to each of the cooling passages 30a to 30h.
During the cooling, the casing 22 is cooled, and the stator 23 attached to the casing 22 is cooled. At this time, since the spiral grooves 31 are provided on the inner surfaces of the cooling passages 30a to 30h, heat exchange is performed efficiently and the stator 23 is effectively cooled. Further, since the cooling passages 30a to 30h are provided in parallel with the axis of the motor 20, that is, in the longitudinal direction of the casing 22, even if the casing 22 undergoes thermal deformation, the thermal deformation will not occur.
The direction is along the zero axis, and no twisting occurs.
Therefore, the stator 23 attached to the casing 22 is not twisted and does not adversely affect the output of the motor 20, the positioning accuracy, and the like.

【0018】前述した実施の形態では、8つの冷却用通
路30a〜30hを設けた例を示したが、その数は適宜
に設定可能であり、また、前述した実施の形態では、8
つの冷却用通路30a〜30hを順次接続して1つの流
路を形成した例を示したが、2つまたはそれ以上の数の
流路を並列に形成してもよい。さらにまた、前述した実
施の形態では、冷却媒体を冷却媒体供給部37から供給
して冷却媒体排出部38へ排出する例を示したが、この
冷却媒体排出部38を冷却媒体供給部37に接続して冷
却媒体を循環させるようにしてもよいなど種々変形実施
可能である。
In the above-described embodiment, an example is shown in which eight cooling passages 30a to 30h are provided. However, the number thereof can be set as appropriate.
Although an example in which one cooling passage 30a to 30h is sequentially connected to form one passage is shown, two or more passages may be formed in parallel. Furthermore, in the above-described embodiment, an example has been described in which the cooling medium is supplied from the cooling medium supply unit 37 and is discharged to the cooling medium discharge unit 38, but the cooling medium discharge unit 38 is connected to the cooling medium supply unit 37. The cooling medium may be circulated to perform various modifications.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ビル
トイン型スピンドルユニットのケーシングを熱変形によ
り捻れさせることがなく、冷却用通路は内面に螺旋状の
溝を有する直線状の通路であるため、比較的簡単に製造
することができると同時に効果的に冷却することができ
るなどの効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the casing of the built-in type spindle unit is not twisted by thermal deformation, and the cooling passage is a straight passage having a spiral groove on the inner surface. Therefore, it is possible to obtain an effect that it can be manufactured relatively easily and at the same time can be cooled effectively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態を示す一部省略概要断面
図。
FIG. 1 is a partially omitted schematic cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のZ部拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a portion Z in FIG.

【図3】図1のAーA線によるモータの横断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the motor taken along line AA in FIG. 1;

【図4】図1のBーB線によるモータの横断面図。FIG. 4 is a transverse sectional view of the motor taken along line BB in FIG. 1;

【図5】従来のビルトイン型スピンドルユニットを示す
一部省略概要断面図。
FIG. 5 is a partially omitted schematic sectional view showing a conventional built-in type spindle unit.

【図6】図5に示されているケーシングの側面図。FIG. 6 is a side view of the casing shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スピンドル 11 スピンドルユニット本体 20 モータ 21 ロータ 22 ケーシング 23 ステータ 30a〜30h 冷却用通路 31 螺旋状の溝 32 前蓋 33 奥蓋 34 流入口 35 流出口 36a〜36g 接続路 37 冷却媒体供給部 38 冷却媒体排出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spindle 11 Spindle unit main body 20 Motor 21 Rotor 22 Casing 23 Stator 30a-30h Cooling passage 31 Spiral groove 32 Front lid 33 Back lid 34 Inlet 35 Outlet 36a-36g Connection path 37 Cooling medium supply part 38 Cooling medium Discharge section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工作機械等に用いられるビルトイン型ス
ピンドルユニットにおいて、 スピンドル上に設けられたスピンドル駆動用のモータの
ケーシングに設けられ、該モータの軸心と平行に伸びる
と共にケーシングの円周に沿って間隔を置いて複数配列
され、かつ内面に螺旋状の溝を有する直線状の冷却用通
路と、 この複数の冷却用通路のうちの少なくとも1つの一端側
に接続された冷却媒体供給部と、 前記複数の冷却用通路のうちの少なくとも1つの一端側
に接続された冷却媒体排出部と、 を備えたことを特徴とするビルトイン型スピンドルユニ
ット。
1. A built-in spindle unit used for a machine tool or the like, wherein the spindle unit is provided on a casing of a motor for driving a spindle provided on a spindle, extends in parallel with an axis of the motor, and extends along a circumference of the casing. A plurality of cooling passages arranged at intervals and having a spiral groove on the inner surface; a cooling medium supply unit connected to one end of at least one of the plurality of cooling passages; A built-in spindle unit, comprising: a cooling medium discharge portion connected to one end of at least one of the plurality of cooling passages.
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Cited By (2)

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