JP2001198757A - Spindle of machine tool - Google Patents

Spindle of machine tool

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JP2001198757A
JP2001198757A JP2000004665A JP2000004665A JP2001198757A JP 2001198757 A JP2001198757 A JP 2001198757A JP 2000004665 A JP2000004665 A JP 2000004665A JP 2000004665 A JP2000004665 A JP 2000004665A JP 2001198757 A JP2001198757 A JP 2001198757A
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JP
Japan
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spindle
sleeve
supported
actuator
holding
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000004665A
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Japanese (ja)
Inventor
Sotomitsu Hara
外満 原
Kiyokazu Okamoto
清和 岡本
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.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify and miniaturize a machine tool, in particular, a feeding device of a spindle. SOLUTION: An expansion means for changing the distance between a supported part 14 of a spindle 10 supported on a main bearing 12 and a chuck 18 for holding a tool 20 is provided between them. The expansion means is provided with a guide rod 22 fixed to the part to be supported 14, and a sleeve 24 fixed to the chuck 18. The sleeve 24 is provided with a cylindrical part 26, and the guide rod 22 is inserted in it. A linear bushing 28 is provided in a radial clearance between the guide rod 22 and the sleeve 24 to allow the movement of the sleeve 24 along the spindle axis A. An actuator 32 for driving the sleeve 24 in the axis A direction is provided. The actuator 32 comprises an actuator coil 36 and a permanent magnet 34, and force in the axis A direction is generated by electric current flowing to the coil and magnetic force of the permanent magnet.

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、工作機械に関し、
特に工具または被加工物を保持し、これを回転させるス
ピンドルの構造に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a machine tool,
In particular, the present invention relates to a spindle structure for holding and rotating a tool or a workpiece.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械のスピンドルは、工具または被
加工物を保持し、これを回転させるものである。この回
転によって工具と被加工物の相対運動のうち、切削運動
を生じさせる。工具と被加工物は、さらに次々と新しい
位置の加工を行うための相対運動、すなわち送り運動も
行う。この送り運動は、従来、スピンドルを支持する主
軸受が設けられた主軸台全体を移動させるか、または主
軸台は固定し、主軸に対し相対移動する台に刃物または
被加工物を固定し、この台を移動させるかして、生じさ
せていた。主軸に対して相対移動する台には、例えば、
旋盤の刃物台などがこれに相当する。
2. Description of the Related Art A spindle of a machine tool holds and rotates a tool or a workpiece. This rotation causes a cutting motion of the relative motion between the tool and the workpiece. The tool and the workpiece also perform a relative motion, ie, a feed motion, for machining a new position one after another. This feed movement conventionally moves the entire headstock provided with a main bearing that supports the spindle, or fixes the headstock, and fixes the blade or workpiece on a table that moves relative to the main spindle. It was caused by moving the platform. On a table that moves relative to the spindle, for example,
A tool post on a lathe corresponds to this.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】主軸台や刃物台などを
移動しようとする場合、これらの台そのものが重いた
め、台が移動するテーブルも強固とする必要があり、装
置が大型化するという問題があった。また、重いものを
駆動するので、高速な運動にも向いていないという問題
もあった。
When a headstock or a tool post is to be moved, these tables themselves are heavy, so that the table on which the table moves must be strong, resulting in an increase in the size of the apparatus. was there. In addition, there is also a problem that driving a heavy object is not suitable for high-speed movement.

【0004】本発明は、前述の問題点を解決するために
なされたものであり、小型、軽量な機構で、送り運動を
行うことができる工作機械のスピンドルを提供すること
を目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a spindle of a machine tool capable of performing a feeding motion with a small and lightweight mechanism.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる工作機械のスピンドルは、工具ま
たは被加工物を保持し、これを回転させるものであっ
て、主軸受に支持される被支持部分と、工具または被加
工物を保持する保持部分と、前記被支持部分と前記保持
部分の間に設けられ、これらの部分のスピンドル軸方向
の距離を変更する伸縮手段と、前記被支持部分から前記
保持部分への回転駆動力の伝達を行う伝達手段と、を有
している。
In order to solve the above-mentioned problems, a spindle of a machine tool according to the present invention holds a tool or a workpiece and rotates it, and is supported by a main bearing. A supported part to be held, a holding part for holding a tool or a workpiece, and a telescopic means provided between the supported part and the holding part, for changing a distance of these parts in a spindle axial direction, Transmission means for transmitting the rotational driving force from the supported portion to the holding portion.

【0006】スピンドルそのものに伸縮するので、主軸
台などを動かすことなく送り運動を行うことができる。
[0006] Since it expands and contracts with the spindle itself, the feed motion can be performed without moving the headstock or the like.

【0007】前記伸縮手段は、具体的には、前記被支持
部分に固定されたガイドロッドと、前記保持部分が固定
され、前記ガイドロッドを囲うように配置されたスリー
ブと、前記ガイドロッドと前記スリーブの半径方向の隙
間に配置され、少なくともこれらの軸方向の相対運動を
許容する軸受手段と、を有するものとすることができ
る。
Specifically, the expansion / contraction means includes a guide rod fixed to the supported portion, a sleeve fixed to the holding portion and arranged to surround the guide rod, Bearing means disposed in the radial gap of the sleeve to allow at least their relative axial movement.

【0008】軸受手段を設けることによって、送り運動
を滑らかに、また正確に行うことができる。
By providing the bearing means, the feed movement can be performed smoothly and accurately.

【0009】さらに、前記伝達手段は、具体的には、一
端が前記被支持部に、他端が前記保持部に結合し、スピ
ンドル軸方向に伸縮可能であって回転方向に実質的に不
変形のベローズとすることができる。
Further, specifically, the transmitting means has one end coupled to the supported part and the other end coupled to the holding part, and is extendable and contractible in the spindle axis direction and substantially indeformable in the rotational direction. Bellows.

【0010】さらに、前記伝達手段と前記軸受手段は、
ボールスプラインとすることができる。ボールスプライ
ンは、同軸配置されたガイドロッドとスリーブの軸方向
の相対運動を許容し、同時に周方向の相対運動は阻止す
るものである。よって、一つの構成要素で、伝達手段と
軸受手段の両方を兼ねることができ、より簡易な構成と
なる。
Further, the transmitting means and the bearing means may be
It can be a ball spline. The ball spline allows axial relative movement of the coaxially arranged guide rod and sleeve, while preventing relative movement in the circumferential direction. Therefore, a single component can serve as both the transmission means and the bearing means, resulting in a simpler configuration.

【0011】さらに、前記スピンドルは、前記被支持部
分に対する前記保持部分のスピンドル軸方向の動きを制
御するアクチュエータを有するものとすることができ
る。アクチュエータは、前記スリーブに固定され、軸方
向に着磁された永久磁石と、前記スリーブの外側に、主
軸受に対して固定配置され、スピンドル軸を中心軸とす
るコイルと、を有するものとできる。また、アクチュエ
ータは、前記スリーブの少なくとも一部を導電性とし
て、これを移動子とし、前記スリーブの外側に配置さ
れ、スピンドル軸方向に移動磁界を形成する固定子を有
する、誘導リニアモータとすることもできる。また、前
記アクチュエータは、回転方向の推力を発生させないよ
うにするため、スピンドル軸に対し対称に形成されるこ
とが好ましい。
Further, the spindle may have an actuator for controlling a movement of the holding portion with respect to the supported portion in a spindle axial direction. The actuator may include a permanent magnet fixed to the sleeve and axially magnetized, and a coil fixed to the main bearing outside the sleeve and fixed to a main bearing and having a spindle axis as a center axis. . Further, the actuator may be an induction linear motor having at least a part of the sleeve as conductive, using this as a mover, and having a stator disposed outside the sleeve and forming a moving magnetic field in a spindle axial direction. Can also. Further, it is preferable that the actuator is formed symmetrically with respect to a spindle axis so as not to generate a thrust in a rotational direction.

【0012】さらに、前記スピンドルには、前記被支持
部分に対する前記保持部分のスピンドル軸方向の位置を
検出する位置検出手段を設けることができる。この位置
検出手段は、例えば、差動トランス式や光学スリットを
有する光学式の位置センサとすることができる。
Further, the spindle may be provided with position detecting means for detecting a position of the holding portion with respect to the supported portion in a spindle axial direction. The position detecting means can be, for example, a differential transformer type or an optical position sensor having an optical slit.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)を、図面に従って説明する。図1は、
本実施形態のスピンドルの概略構成を示す図である。ス
ピンドル10は、主軸受12によって被支持部分14が
支持され、主軸台16に回動可能に保持されている。ス
ピンドル10先端のチャック18には、ドリルなどの工
具20が保持されている。よって、チャック18は工具
を保持する保持手段として機能する。
Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings. FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a spindle according to the embodiment. The spindle 10 has a supported portion 14 supported by a main bearing 12, and is rotatably held by a headstock 16. A tool 20 such as a drill is held on a chuck 18 at the tip of the spindle 10. Therefore, the chuck 18 functions as holding means for holding the tool.

【0014】被支持部分14とチャック18の間には、
これらのスピンドル軸A方向の距離を伸縮するための伸
縮機構、および図示しない駆動機構によって駆動される
被支持部分14の回転をチャック18に伝達するための
伝達機構が配置されている。
Between the supported portion 14 and the chuck 18,
An expansion / contraction mechanism for expanding / contracting the distance in the direction of the spindle axis A and a transmission mechanism for transmitting the rotation of the supported portion 14 driven by a driving mechanism (not shown) to the chuck 18 are provided.

【0015】被支持部分14からスピンドル軸Aに沿っ
てガイドロッド22が延びている。一方、チャック18
はスリーブ24の先端に固定されている。スリーブ24
の略円筒形の部分26は、ガイドロッド22と同軸に、
これを囲うように配置されている。また、スリーブ24
とガイドロッド22の間には、軸受手段としてリニアブ
ッシング28が配置され、スリーブ24とガイドロッド
22の少なくともスピンドル軸Aに沿った方向の相対移
動が許容される。また、ベローズ30の二つの端がそれ
ぞれ被支持部分14とスリーブ24に結合されている。
ベローズ30は、スピンドル軸Aの方向には変形可能で
あって被支持部分14とスリーブ24の距離の変更を許
容し、スピンドル軸A回りの回転(ねじり)については
不変形で被支持部14とスリーブ24の回転方向の変位
を生じさせないようになっている。よって、被支持部分
14の回転がベローズ30を介してスリーブ24に伝達
される。
A guide rod 22 extends from the supported portion 14 along the spindle axis A. On the other hand, the chuck 18
Is fixed to the tip of the sleeve 24. Sleeve 24
A substantially cylindrical portion 26 is coaxial with the guide rod 22,
It is arranged to surround it. Also, the sleeve 24
A linear bushing 28 is disposed as a bearing between the and the guide rod 22, and relative movement of the sleeve 24 and the guide rod 22 at least in a direction along the spindle axis A is allowed. Two ends of the bellows 30 are connected to the supported portion 14 and the sleeve 24, respectively.
The bellows 30 is deformable in the direction of the spindle axis A and allows the distance between the supported portion 14 and the sleeve 24 to be changed. The displacement of the sleeve 24 in the rotation direction is not caused. Thus, the rotation of the supported portion 14 is transmitted to the sleeve 24 via the bellows 30.

【0016】本実施形態は、さらに被支持部分14に対
してチャック18をスピンドル軸方向に駆動するアクチ
ュエータ32を有している。アクチュエータ32は、ス
リーブ24の外周にはめ込まれた円筒状の永久磁石34
と、この永久磁石34の外側にスピンドル軸Aとその軸
が一致するように配置された円環状のアクチュエータコ
イル36を含んでいる。アクチュエータコイル36は、
主軸台16に固定され、スリーブ24の外側をさらに囲
うように配置された略円筒状の外筒38の内側面に固定
配置されている。永久磁石34は、スピンドル軸A方向
に着磁されており、さらにその両端には磁性材料で形成
され、永久磁石34よりやや外形の大きいアクチュエー
タコア40が配置されている。アクチュエータコア40
はまた、アクチュエータコイル36のスピンドル軸A方
向の寸法の中央付近に位置するように配置される。この
ようなアクチュエータコア40を配置することによっ
て、磁力線をコアに集中させ、漏れ磁束を減少すること
ができる。また、外筒38は磁性体で形成されており、
これによっても磁力線の漏れが少なくしている。
The present embodiment further includes an actuator 32 for driving the chuck 18 with respect to the supported portion 14 in the spindle axial direction. The actuator 32 includes a cylindrical permanent magnet 34 fitted on the outer periphery of the sleeve 24.
And an annular actuator coil 36 arranged outside the permanent magnet 34 so that the spindle axis A coincides with the spindle axis A. The actuator coil 36
It is fixed to the headstock 16 and is fixedly arranged on the inner surface of a substantially cylindrical outer cylinder 38 arranged so as to further surround the outside of the sleeve 24. The permanent magnet 34 is magnetized in the direction of the spindle axis A, and an actuator core 40 formed of a magnetic material at both ends thereof and having a slightly larger outer shape than the permanent magnet 34 is arranged. Actuator core 40
Are arranged near the center of the dimension of the actuator coil 36 in the direction of the spindle axis A. By arranging such an actuator core 40, the lines of magnetic force can be concentrated on the core, and the leakage magnetic flux can be reduced. The outer cylinder 38 is formed of a magnetic material,
This also reduces leakage of lines of magnetic force.

【0017】二つのアクチュエータコイル36に、それ
ぞれ逆向きの電流を流すと、二つのアクチュエータコア
40とコイルの36の組において、同じ向きにスピンド
ル軸A方向の力が発生し、この向きにスリーブ24、す
なわち工具20を移動させることができる。この移動に
よって加工時の送りを行うことができる。また、前述の
ように、アクチュエータ32は、スピンドル軸Aを中心
に対称に配置されているので、軸A直交方向の力およ
び、軸Aまわりのトルクを発生させることがない。
When currents in opposite directions are applied to the two actuator coils 36, forces in the direction of the spindle axis A are generated in the same direction in the two sets of the actuator core 40 and the coil 36, and the sleeve 24 That is, the tool 20 can be moved. By this movement, feed during processing can be performed. Further, as described above, since the actuators 32 are arranged symmetrically with respect to the spindle axis A, no force is generated in the direction perpendicular to the axis A and no torque is generated around the axis A.

【0018】さらに、本実施形態には、被支持部分14
に対するチャック18のスピンドル軸A方向の位置を検
出するための位置検出手段を有している。スリーブ24
の外周に、磁性体で形成された環状のトランスコア42
がはめ込まれている。これに対向するように外筒38内
面に、トランスコイルが配置される。トランスコイル
は、一つの励磁コイル44と、これを軸Aの方向に挟む
ように配置された二つの誘導コイル46からなる。励磁
コイル44に交流電流を流すと、誘導コイル46に誘導
電流が流れる。この誘導電流の振幅は、トランスコア4
2と各トランスコイルの相対位置によって異なるので、
二つの誘導電流の振幅の差からトランスのコアとコイル
の相対位置、すなわち被支持部分14に対するチャック
18の位置を算出することができる。また、トランスコ
ア42は、スピンドル軸Aに関し対称な形状とされてお
り、スピンドル10の回転によって誘導電流が影響を受
けることがない。
Further, in the present embodiment, the supported portion 14
Has a position detecting means for detecting the position of the chuck 18 in the direction of the spindle axis A with respect to. Sleeve 24
An annular transformer core 42 made of a magnetic material is
Is inlaid. A transformer coil is arranged on the inner surface of the outer cylinder 38 so as to face this. The transformer coil includes one excitation coil 44 and two induction coils 46 arranged so as to sandwich the excitation coil 44 in the direction of the axis A. When an alternating current flows through the exciting coil 44, an induced current flows through the induction coil 46. The amplitude of this induced current is
2 and it depends on the relative position of each transformer coil.
The relative position between the transformer core and the coil, that is, the position of the chuck 18 with respect to the supported portion 14 can be calculated from the difference between the amplitudes of the two induced currents. Further, the transformer core 42 has a symmetrical shape with respect to the spindle axis A, so that the rotation of the spindle 10 does not affect the induced current.

【0019】前述のように、誘導コイル46の出力から
チャック18すなわち工具20の変位が算出される。さ
らに、この算出値に基づき、工具位置のフィードバック
がかけられ、不図示の制御部はアクチュエータコイル3
6に印加する電力を制御し、工具の進退が制御される。
As described above, the displacement of the chuck 18, ie, the tool 20, is calculated from the output of the induction coil 46. Further, the tool position is fed back based on the calculated value, and the control unit (not shown)
6 is controlled to control the advance and retreat of the tool.

【0020】図2は、他の実施形態の概略構成を示す図
である。図1に示す実施形態の同様の構成については、
同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態で
特徴的な点は、ガイドロッド22とスリーブ24に介在
する軸受手段と、被支持部分14からチャック18にト
ルクを伝達する伝達手段の構成である。これらの手段と
して、本実施形態においては、ガイドロッド22とスリ
ーブ24の半径方向の隙間に、スリーブ24に対して強
固に結合されて配置されるボールスプライン48が用い
られている。ボールスプライン48の転動体であるボー
ル50は、ボールスプライン48の軌道筒52に設けら
れたスピンドル軸Aに平行な直線路と、この直線路の端
どうしを結ぶ曲線路とから形成される周回路を周回可能
となっている。直線路にあるボールは、ガイドロッド2
2表面にスピンドル軸Aに平行に設けられたスプライン
溝54とも接触している。周回路にあるボールは、ガイ
ドロッド22とは非接触である。スプライン溝54に接
触するボールは、軌道筒52とガイドロッド22の相対
的な回転移動を阻止する。これによって、被支持部分1
4の回転が、ガイドロッド22、ボールスプライン48
およびスリーブ24を介して、チャック18に伝達され
る。ガイドロッド22とスリーブ24のスプライン軸A
方向の相対運動に関しては、ボールは、この相対運動に
応じて周回路を周回し、これを阻止することがない。こ
のような直線路は、スピンドル軸を中心にn回(nは3
以上の整数)対称に等間隔に2n本配置され、隣り合う
2本でペアをなし、それぞれ右回りまたは左回りの回転
移動を阻止する。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of another embodiment. For a similar configuration of the embodiment shown in FIG.
The same reference numerals are given and the description is omitted. The features of this embodiment are the bearing means interposed between the guide rod 22 and the sleeve 24 and the transmission means for transmitting torque from the supported portion 14 to the chuck 18. In the present embodiment, as these means, a ball spline 48 is used, which is rigidly connected to the sleeve 24 and disposed in a gap between the guide rod 22 and the sleeve 24 in the radial direction. A ball 50 as a rolling element of the ball spline 48 has a peripheral circuit formed by a straight path parallel to the spindle axis A provided on the raceway cylinder 52 of the ball spline 48 and a curved path connecting the ends of the straight path. It is possible to go around. The ball on the straight road is the guide rod 2
The two surfaces are also in contact with spline grooves 54 provided parallel to the spindle axis A. The balls in the peripheral circuit are not in contact with the guide rod 22. The ball that comes into contact with the spline groove 54 prevents the relative rotation of the race tube 52 and the guide rod 22. Thereby, the supported portion 1
4 rotates the guide rod 22, the ball spline 48
And via the sleeve 24 to the chuck 18. Spline shaft A of guide rod 22 and sleeve 24
Regarding relative movement in the direction, the ball goes around the circuit in response to this relative movement and does not prevent it. Such a straight path is n times around the spindle axis (n is 3 times).
2n lines are symmetrically arranged at equal intervals symmetrically, and a pair is formed by two adjacent lines to prevent clockwise or counterclockwise rotation.

【0021】図3は、さらに他の実施形態の概略構成を
示す図である。図1、図2に示す実施形態の同様の構成
については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態の特徴的な点は、位置検出手段の構成にあ
る。本実施形態の位置検出手段は、光学スケール56を
用いている。スリーブ24の外側表面の一部に対し、ク
ロムなどの反射率の高い金属をスパッタリングする。さ
らに、この面に対し、切削加工などにより、円環状の溝
を形成し、これをスピンドル軸A方向に多数形成する。
これによって、反射率の異なる部分が交互に配置された
光学スリット58が形成される。外筒38の、光学スリ
ット58に対向する位置に光学ヘッド60が配置され
る。光学ヘッド60は、光学スリット58に対し光を照
射し、その反射光の強度を電気信号として出力する。ス
リーブ24が、外筒38に対してスピンドル軸A方向に
移動すると、光学ヘッド60は、光学スリット58の縞
(しま)に応じた、強弱の変化をする信号を出力する。
この信号の強弱の回数を計数すれば、光学ヘッド60が
何本のスリットを通過したか、すなわちスリーブ24お
よびチャック18の移動量が算出できる。この移動量を
フィードバックして、チャック18、工具20の位置が
制御される。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of still another embodiment. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
The characteristic point of this embodiment lies in the configuration of the position detecting means. The position detecting means of this embodiment uses an optical scale 56. High reflectivity metal such as chrome is sputtered on a part of the outer surface of the sleeve 24. Further, an annular groove is formed on this surface by cutting or the like, and a number of grooves are formed in the spindle axis A direction.
Thus, an optical slit 58 in which portions having different reflectivities are alternately formed. An optical head 60 is arranged at a position of the outer cylinder 38 facing the optical slit 58. The optical head 60 irradiates the optical slit 58 with light, and outputs the intensity of the reflected light as an electric signal. When the sleeve 24 moves in the direction of the spindle axis A with respect to the outer cylinder 38, the optical head 60 outputs a signal that changes in strength according to the stripes of the optical slit 58.
By counting the number of strengths of the signal, it is possible to calculate how many slits the optical head 60 has passed, that is, the amount of movement of the sleeve 24 and the chuck 18. The positions of the chuck 18 and the tool 20 are controlled by feeding back the movement amount.

【0022】なお、光学ヘッド60は、少なくとも二つ
の受光素子を有し、この受光素子は、軸方向にずらして
配置される。これにより、スリーブの移動の向きを知る
ことができる。この軸方向のずれは、光学スリット58
のスリット間隔の1/4とすることが好ましい。また、
光学スリット58は、スピンドル軸Aに対称に配置さ
れ、スリーブ24の回転を受けることがない。
The optical head 60 has at least two light receiving elements, and these light receiving elements are displaced in the axial direction. Thereby, the direction of movement of the sleeve can be known. This axial displacement is caused by the optical slit 58.
Is preferably 1/4 of the slit interval. Also,
The optical slit 58 is arranged symmetrically with respect to the spindle axis A, and does not receive rotation of the sleeve 24.

【0023】図4は、さらに他の実施形態の概略構成を
示す図である。前述の実施形態の同様の構成について
は、同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形
態の特徴的な点は、アクチュエータの構成にある。本実
施形態のアクチュエータは、誘導式リニアモータと同様
の構成を有している。スリーブ24の外周には、円筒形
状で、導電性を有する磁性体の移動子コア62が、強固
に結合されている。さらに移動子コア62には、高い導
電性を有する環状の帯64が等間隔で形成されている。
外筒38の内壁で、移動子コア62に対向する位置に
は、三相に対応した固定子コイル66が配置されてい
る。固定子コイル66に三相交流電力を供給することに
より、移動子コア62に誘導電流が生じ、スピンドル軸
A方向の力が発生する。この交流電力に関しても、位置
検出手段の検出値がフィードバックされ、これに基づき
制御がなされる。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of still another embodiment. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The feature of this embodiment lies in the configuration of the actuator. The actuator of the present embodiment has the same configuration as that of the induction type linear motor. On the outer periphery of the sleeve 24, a magnetic core 62 having a cylindrical shape and having conductivity is firmly connected. Further, annular strips 64 having high conductivity are formed at equal intervals on the movable element core 62.
On the inner wall of the outer cylinder 38, a stator coil 66 corresponding to three phases is arranged at a position facing the moving element core 62. By supplying the three-phase AC power to the stator coil 66, an induced current is generated in the mover core 62, and a force in the direction of the spindle axis A is generated. Regarding this AC power, the detected value of the position detecting means is fed back, and control is performed based on the feedback.

【0024】なお、以上説明した各実施形態の構成要素
は、互いに組み替えることも可能である。例えば、図2
〜図4に示す実施形態において、ボールスプライン48
に替えて、ベローズ30およびリニアブッシング28を
設けることも可能である。
The components of each embodiment described above can be interchanged with each other. For example, FIG.
In the embodiment shown in FIGS.
Instead, a bellows 30 and a linear bushing 28 may be provided.

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

【図1】 本実施形態の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the present embodiment.

【図2】 他の本実施形態の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of another embodiment.

【図3】 さらに他の本実施形態の概略構成を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of still another embodiment.

【図4】 さらに他の本実施形態の概略構成を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of still another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スピンドル、12 主軸受、14 被支持部分、
18 チャック、20工具、22 ガイドロッド、24
スリーブ、28 リニアブッシング、30ベローズ、
32 アクチュエータ、34 永久磁石、36 コイ
ル、38 外筒、40 コア、42 トランスコア(差
動トランス式位置センサ)、44 励磁コイル(差動ト
ランス式位置センサ)、46 誘導コイル(差動トラン
ス式位置センサ)、48 ボールスプライン、56 光
学スケール(光学式位置センサ)。
10 spindles, 12 main bearings, 14 supported parts,
18 chuck, 20 tools, 22 guide rod, 24
Sleeve, 28 linear bushing, 30 bellows,
32 actuator, 34 permanent magnet, 36 coil, 38 outer cylinder, 40 core, 42 transformer core (differential transformer type position sensor), 44 excitation coil (differential transformer type position sensor), 46 induction coil (differential transformer type position) Sensor), 48 ball spline, 56 optical scale (optical position sensor).

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工具または被加工物を保持し、これを回
転させるスピンドルであって、 主軸受に支持される被支持部分と、 工具または被加工物を保持する保持部分と、 前記被支持部分と前記保持部分の間に設けられ、これら
の部分のスピンドル軸方向の距離を変更する伸縮手段
と、 前記被支持部分から前記保持部分への回転駆動力の伝達
を行う伝達手段と、を有するスピンドル。
1. A spindle for holding a tool or a workpiece and rotating the same, comprising: a supported portion supported by a main bearing; a holding portion for holding a tool or a workpiece; and the supported portion. A spindle which is provided between the holding part and the holding part, and which extends and contracts means for changing a distance between these parts in the spindle axial direction, and a transmission means for transmitting a rotational driving force from the supported part to the holding part. .
【請求項2】 請求項1に記載のスピンドルであって、 前記伸縮手段は、 前記被支持部分に固定されたガイドロッドと、 前記保持部分に固定され、前記ガイドロッドを囲うよう
に配置されたスリーブと、 前記ガイドロッドと前記スリーブの半径方向の隙間に配
置され、少なくともこれらの軸方向の相対運動を許容す
る軸受手段と、を有する、スピンドル。
2. The spindle according to claim 1, wherein the expansion / contraction means is fixed to the supported portion, and is fixed to the holding portion, and is arranged to surround the guide rod. A spindle, comprising: a sleeve; and bearing means disposed in a radial gap between the guide rod and the sleeve to allow at least relative movement in the axial direction.
【請求項3】 請求項2に記載のスピンドルであって、 前記伝達手段は、一端が前記被支持部に、他端が前記保
持部に結合し、スピンドル軸方向に伸縮可能であって回
転方向に実質的に不変形のベローズである、スピンド
ル。
3. The spindle according to claim 2, wherein the transmission means has one end coupled to the supported part and the other end coupled to the holding part, and is extendable and contractible in a spindle axial direction, and is rotatable. A spindle which is a substantially non-deformable bellows.
【請求項4】 請求項2に記載のスピンドルであって、
前記伝達手段と前記軸受手段は、ボールスプラインであ
る、スピンドル。
4. The spindle according to claim 2, wherein
The spindle, wherein the transmission means and the bearing means are ball splines.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載のスピ
ンドルであって、前記被支持部分に対する前記保持部分
のスピンドル軸方向の動きを制御するアクチュエータを
有する、スピンドル。
5. The spindle according to claim 1, further comprising an actuator for controlling a movement of the holding portion with respect to the supported portion in a spindle axial direction.
【請求項6】 請求項5に記載のスピンドルであって、 前記アクチュエータは、 前記スリーブに固定され、軸方向に着磁された永久磁石
と、 前記スリーブの外側に、主軸受に対して固定配置され、
スピンドル軸を中心軸とするコイルと、を有する、スピ
ンドル。
6. The spindle according to claim 5, wherein the actuator is fixed to the sleeve, and a permanent magnet that is magnetized in an axial direction, and is fixed to a main bearing outside the sleeve. And
A coil having a spindle axis as a central axis.
【請求項7】 請求項5に記載のスピンドルであって、 前記アクチュエータは、前記スリーブの少なくとも一部
を導電性として、これを移動子とし、前記スリーブの外
側に配置され、スピンドル軸方向に移動磁界を形成する
固定子を有する、誘導リニアモータである、スピンド
ル。
7. The spindle according to claim 5, wherein the actuator has at least a part of the sleeve conductive, uses the movable member as a mover, and is disposed outside the sleeve to move in a spindle axial direction. A spindle, which is an induction linear motor having a stator that creates a magnetic field.
【請求項8】 請求項5に記載のスピンドルであって、
前記アクチュエータは、スピンドル軸に対し軸対称に形
成される、スピンドル。
8. The spindle according to claim 5, wherein
The spindle, wherein the actuator is formed symmetrically with respect to a spindle axis.
【請求項9】 請求項1から8のいずれかに記載のスピ
ンドルであって、前記被支持部分に対する前記保持部分
のスピンドル軸方向の位置を検出する位置検出手段を有
する、スピンドル。
9. The spindle according to claim 1, further comprising: a position detection unit configured to detect a position of the holding portion with respect to the supported portion in a spindle axial direction.
【請求項10】 請求項9に記載のスピンドルであっ
て、前記位置検出手段は、差動トランス式位置センサで
ある、スピンドル。
10. The spindle according to claim 9, wherein said position detecting means is a differential transformer type position sensor.
【請求項11】 請求項9に記載のスピンドルであっ
て、前記位置検出手段は、光学スリットを有する形式の
光学式位置センサである、スピンドル。
11. The spindle according to claim 9, wherein said position detecting means is an optical position sensor of a type having an optical slit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013140130A (en) * 2011-12-28 2013-07-18 Kookmin University Industry-Academic Cooperation Foundation Moessbauer spectroscopy system for applying magnetic field at cryogenic temperature using refrigerator
WO2014139237A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 深圳市华星光电技术有限公司 Clamping device of cutter of cutting machine

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