JP2002303322A - 回転装置 - Google Patents
回転装置Info
- Publication number
- JP2002303322A JP2002303322A JP2001106284A JP2001106284A JP2002303322A JP 2002303322 A JP2002303322 A JP 2002303322A JP 2001106284 A JP2001106284 A JP 2001106284A JP 2001106284 A JP2001106284 A JP 2001106284A JP 2002303322 A JP2002303322 A JP 2002303322A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- rotating device
- magnet
- shaft
- thrust
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Machine Tool Units (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 静圧軸受の構造を単純で且つ薄型、小型とし
て静圧軸受の加工、組立を容易にするとともに、加工外
乱の高い共振周波数に対しても振動し難く加工精度の高
い、工作機械の回転装置・割り出し盤等に使用される回
転装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明の回転装置は、ハウジングと、該
ハウジングに固定された静圧軸受と、該静圧軸受により
回転自由に浮上支持された軸体とからなる回転装置にお
いて、前記軸体は、円筒体であり、該円筒体の外周部を
ラジアル支持し、該円筒体の底面をスラスト支持すると
ともに、前記軸体を前記スラスト支持方向に吸引する吸
引手段を備える。前記ハウジング内には、駆動用モータ
ー及び回転位置検出器が収容されている。
て静圧軸受の加工、組立を容易にするとともに、加工外
乱の高い共振周波数に対しても振動し難く加工精度の高
い、工作機械の回転装置・割り出し盤等に使用される回
転装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明の回転装置は、ハウジングと、該
ハウジングに固定された静圧軸受と、該静圧軸受により
回転自由に浮上支持された軸体とからなる回転装置にお
いて、前記軸体は、円筒体であり、該円筒体の外周部を
ラジアル支持し、該円筒体の底面をスラスト支持すると
ともに、前記軸体を前記スラスト支持方向に吸引する吸
引手段を備える。前記ハウジング内には、駆動用モータ
ー及び回転位置検出器が収容されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸・
割り出し盤等に使用される改良された回転装置に関す
る。
割り出し盤等に使用される改良された回転装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高い加工精度が要求される工作機
械には、特開昭６３−１８６０３０号公報に示されるよ
うな静圧軸受とビルトインモーターからなる回転装置が
搭載される。図５に沿って、工作機械に搭載された従来
の回転装置について簡単に説明する。
械には、特開昭６３−１８６０３０号公報に示されるよ
うな静圧軸受とビルトインモーターからなる回転装置が
搭載される。図５に沿って、工作機械に搭載された従来
の回転装置について簡単に説明する。
【０００３】図５に示されるように、１ａはスラストプ
レート、１ｂはラジアルロータで、糸巻き状の回転軸
（軸体）を構成し、該回転軸は、ハウジング２に固定さ
れ表面から空気を噴出するスラスト軸受３ａ、ラジアル
軸受３ｂによりハウジング２に非接触で支持され、それ
によって高い回転精度が得られる静圧軸受を形成してい
る。
レート、１ｂはラジアルロータで、糸巻き状の回転軸
（軸体）を構成し、該回転軸は、ハウジング２に固定さ
れ表面から空気を噴出するスラスト軸受３ａ、ラジアル
軸受３ｂによりハウジング２に非接触で支持され、それ
によって高い回転精度が得られる静圧軸受を形成してい
る。
【０００４】駆動用モーターを構成するモーターコイル
４ａ、モーターマグネット４ｂが静圧軸受の外部に配置
され、さらにその外側に、回転位置検出器を構成するエ
ンコーダディスク５ａ、エンコーダ検出部５ｂが配置さ
れ、全体として回転装置を構成している。この回転装置
は、回転部と固定部が完全に非接触であるため、高い回
転精度と耐久性・信頼性を得ることができる。
４ａ、モーターマグネット４ｂが静圧軸受の外部に配置
され、さらにその外側に、回転位置検出器を構成するエ
ンコーダディスク５ａ、エンコーダ検出部５ｂが配置さ
れ、全体として回転装置を構成している。この回転装置
は、回転部と固定部が完全に非接触であるため、高い回
転精度と耐久性・信頼性を得ることができる。
【０００５】このような回転装置を、例えば、一般的な
正面旋削に利用する際には、スライドガイド６ｂ上を移
動するスライド６ａに該回転装置を搭載し、主軸端にワ
ーク７を固定し、軸体を回転させ、バイト８がＸ方向に
移動されて高い形状精度・表面粗さを持つ平面あるいは
球面等を形成することができる。
正面旋削に利用する際には、スライドガイド６ｂ上を移
動するスライド６ａに該回転装置を搭載し、主軸端にワ
ーク７を固定し、軸体を回転させ、バイト８がＸ方向に
移動されて高い形状精度・表面粗さを持つ平面あるいは
球面等を形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回転装置は、スラストプレートが２枚あり、また、静圧
軸受の外側にモーターと、さらにその外側にエンコーダ
−が配置されているため、回転装置が軸方向に長くな
り、回転装置全体が大型になるという欠点があった。ス
ラストプレートが１枚の構成の回転装置もあるが、該１
枚のスラストプレートを両側から挟み込むスラスト軸受
とハウジングが必要となるため、この構成でも主軸長を
短くすることはできない。このため、回転装置を搭載す
るスライダ、ひいては工作機械全体が大型になってしま
う。
回転装置は、スラストプレートが２枚あり、また、静圧
軸受の外側にモーターと、さらにその外側にエンコーダ
−が配置されているため、回転装置が軸方向に長くな
り、回転装置全体が大型になるという欠点があった。ス
ラストプレートが１枚の構成の回転装置もあるが、該１
枚のスラストプレートを両側から挟み込むスラスト軸受
とハウジングが必要となるため、この構成でも主軸長を
短くすることはできない。このため、回転装置を搭載す
るスライダ、ひいては工作機械全体が大型になってしま
う。
【０００７】また、大型のワークを横型工作機械で加工
しようとすると、回転軸の負荷容量不足で加工できない
ことがある。そこで回転軸を縦仕様とすると、回転軸の
長さが大きいため、スライドから加工点までの距離が大
きく、加工点剛性が低下し、良好な表面粗さを得ること
ができない。また、回転軸が軸方向に長いため、Ｘ軸周
りの慣性モーメントが大きく，この方向の共振周波数が
低く、加工外乱により振動してしまうこともあった。
しようとすると、回転軸の負荷容量不足で加工できない
ことがある。そこで回転軸を縦仕様とすると、回転軸の
長さが大きいため、スライドから加工点までの距離が大
きく、加工点剛性が低下し、良好な表面粗さを得ること
ができない。また、回転軸が軸方向に長いため、Ｘ軸周
りの慣性モーメントが大きく，この方向の共振周波数が
低く、加工外乱により振動してしまうこともあった。
【０００８】さらに、静圧軸受の隙間は、数μｍであ
り、これを成り立たせるために部品加工・組立にはサブ
ミクロンの精度が必要である。従来の静圧軸受の回転軸
は、複数の部品から構成されるため、これらの加工・組
立には非常に高い技術が必要であるとともに、製作に時
間とコストがかかった。
り、これを成り立たせるために部品加工・組立にはサブ
ミクロンの精度が必要である。従来の静圧軸受の回転軸
は、複数の部品から構成されるため、これらの加工・組
立には非常に高い技術が必要であるとともに、製作に時
間とコストがかかった。
【０００９】本発明の目的は、上記問題点を解決し、静
圧軸受の構造を単純で且つ薄型、小型として静圧軸受の
加工、組立を容易にするとともに、加工外乱の高い共振
周波数に対しても振動し難く加工精度の高い、工作機械
の回転装置・割り出し盤等に使用される回転装置を提供
することにある。
圧軸受の構造を単純で且つ薄型、小型として静圧軸受の
加工、組立を容易にするとともに、加工外乱の高い共振
周波数に対しても振動し難く加工精度の高い、工作機械
の回転装置・割り出し盤等に使用される回転装置を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転装置は、ハウジングと、該ハウジング
に固定された静圧軸受と、該静圧軸受により回転自由に
浮上支持された軸体とからなる回転装置において、前記
軸体は、円筒体であり、該軸体の外周部をラジアル支持
し、該軸体の底面をスラスト支持するとともに、前記軸
体を軸方向に吸引する吸引手段を備えることを特徴とす
る。
に、本発明の回転装置は、ハウジングと、該ハウジング
に固定された静圧軸受と、該静圧軸受により回転自由に
浮上支持された軸体とからなる回転装置において、前記
軸体は、円筒体であり、該軸体の外周部をラジアル支持
し、該軸体の底面をスラスト支持するとともに、前記軸
体を軸方向に吸引する吸引手段を備えることを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明の回転装置は、前記ハウジン
グ内に、駆動用モーター及び回転位置検出器が収容され
ていることを特徴とする。
グ内に、駆動用モーター及び回転位置検出器が収容され
ていることを特徴とする。
【００１２】本発明における回転装置の前記駆動用モー
ターは、少なくともモーターマグネット及びモーターコ
イルとからなり、該モーターマグネットとモーターコイ
ルが同心円状に配置されていてもよいし、前記軸体の底
面にモーターマグネットが配置され、前記ハウジングの
前記モーターマグネットに対向する位置にモーターコイ
ルが配置されていてもよい。
ターは、少なくともモーターマグネット及びモーターコ
イルとからなり、該モーターマグネットとモーターコイ
ルが同心円状に配置されていてもよいし、前記軸体の底
面にモーターマグネットが配置され、前記ハウジングの
前記モーターマグネットに対向する位置にモーターコイ
ルが配置されていてもよい。
【００１３】また、本発明における回転装置の吸引手段
は、前記ハウジング又は前記軸体にリング状に配置され
た磁石と、磁石に軸方向に対向する磁性体とにより構成
され、該磁石は、円周方向に磁界の変化がないように配
置されていてもよいし、前記軸体と前記ハウジングとの
間に形成される真空状態によるものであってもよい。
は、前記ハウジング又は前記軸体にリング状に配置され
た磁石と、磁石に軸方向に対向する磁性体とにより構成
され、該磁石は、円周方向に磁界の変化がないように配
置されていてもよいし、前記軸体と前記ハウジングとの
間に形成される真空状態によるものであってもよい。
【００１４】さらに、本発明における回転装置のハウジ
ングは、前記ラジアル支持するラジアル軸受が固定され
るラジアルハウジングと、前記スラスト支持するスラス
ト軸受が固定されるスラストハウジングとから形成され
ていてもよい。
ングは、前記ラジアル支持するラジアル軸受が固定され
るラジアルハウジングと、前記スラスト支持するスラス
ト軸受が固定されるスラストハウジングとから形成され
ていてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】（第１実施例）図１に本発明に係
る回転装置の第１の実施例が示されている。１は、静圧
軸受の軸体である。該軸体１は、通常単純な円筒体であ
るが、本実施例では非常に薄く形成しているため円盤状
をなしている。２は、ハウジングであり、スラストハウ
ジング２ａ、ラジアルハウジング２ｂとからなる。３ａ
は、スラスト軸受、３ｂは、ラジアル軸受であり、それ
ぞれ前記スラストハウジング２ａ、ラジアルハウジング
２ｂに固定されている。これらの軸受は、多孔質材で形
成され、図示されていない空気供給路から供給される空
気を該軸受表面から噴出し、前記軸体１を浮上支持する
ようになっている。
る回転装置の第１の実施例が示されている。１は、静圧
軸受の軸体である。該軸体１は、通常単純な円筒体であ
るが、本実施例では非常に薄く形成しているため円盤状
をなしている。２は、ハウジングであり、スラストハウ
ジング２ａ、ラジアルハウジング２ｂとからなる。３ａ
は、スラスト軸受、３ｂは、ラジアル軸受であり、それ
ぞれ前記スラストハウジング２ａ、ラジアルハウジング
２ｂに固定されている。これらの軸受は、多孔質材で形
成され、図示されていない空気供給路から供給される空
気を該軸受表面から噴出し、前記軸体１を浮上支持する
ようになっている。
【００１６】９は、軸体１をスラスト軸受３ａ方向に吸
引する吸引手段としてのリング状の磁石を含む磁石部で
ある。従来の静圧軸受は、２個のスラスト軸受が軸方向
に逆方向の力を発生させ軸体を所定位置に支持させてい
る（上記従来の回転装置の説明及び図５参照）が、本発
明では、スラスト軸受が１個であるため、その浮上力を
磁石の吸引力と釣り合わせることにより、軸体１を浮上
した状態で所定位置に支持させるようにしている。軸体
１の外周面とラジアル軸受３ｂは、対向して数μｍの微
小隙間を形成し、この隙間における圧力空気が軸体１を
半径方向に非接触に支持している。
引する吸引手段としてのリング状の磁石を含む磁石部で
ある。従来の静圧軸受は、２個のスラスト軸受が軸方向
に逆方向の力を発生させ軸体を所定位置に支持させてい
る（上記従来の回転装置の説明及び図５参照）が、本発
明では、スラスト軸受が１個であるため、その浮上力を
磁石の吸引力と釣り合わせることにより、軸体１を浮上
した状態で所定位置に支持させるようにしている。軸体
１の外周面とラジアル軸受３ｂは、対向して数μｍの微
小隙間を形成し、この隙間における圧力空気が軸体１を
半径方向に非接触に支持している。
【００１７】ハウジング２は、実際の加工のし易さか
ら、上記したように、スラストハウジング２ａとラジア
ルハウジング２ｂとからなる。スラストハウジング２ａ
は、ラジアルハウジング２ｂとの接合面をサブミクロン
オーダーの平面度で加工しなければならないため、構造
体として高い剛性が必要であり、軸方向に数十ｍｍの厚
さを持っている。
ら、上記したように、スラストハウジング２ａとラジア
ルハウジング２ｂとからなる。スラストハウジング２ａ
は、ラジアルハウジング２ｂとの接合面をサブミクロン
オーダーの平面度で加工しなければならないため、構造
体として高い剛性が必要であり、軸方向に数十ｍｍの厚
さを持っている。
【００１８】本実施例においては、前記スラストハウジ
ング２ａの中央部を円形にくり貫いて貫通孔１４を形成
し、該貫通孔１４内周壁に沿って駆動用モーターを構成
するモーターコイル４ａが組み込まれる。一方、駆動用
モーターを構成するモーターマグネット４ｂが、軸体１
裏面中央部から軸方向に延出している回転筒体１３の外
周壁に沿って、前記モーターコイル４ａに対向した位置
に同心円状に設けられている。
ング２ａの中央部を円形にくり貫いて貫通孔１４を形成
し、該貫通孔１４内周壁に沿って駆動用モーターを構成
するモーターコイル４ａが組み込まれる。一方、駆動用
モーターを構成するモーターマグネット４ｂが、軸体１
裏面中央部から軸方向に延出している回転筒体１３の外
周壁に沿って、前記モーターコイル４ａに対向した位置
に同心円状に設けられている。
【００１９】必要なモータートルクを得るには、モータ
ーの軸方向長さに制限がある場合、半径方向に少なくと
もモーターコイル４ａを拡げる必要がある。本実施例で
は、半径方向にスペースがあるため必要なトルクを確保
することができる。駆動用モーターは、小型で比較的発
生トルクが大きく、非接触なため高精度で耐久性にも優
れたビルトイン型のＤＣブラシレスモーターを使用す
る。
ーの軸方向長さに制限がある場合、半径方向に少なくと
もモーターコイル４ａを拡げる必要がある。本実施例で
は、半径方向にスペースがあるため必要なトルクを確保
することができる。駆動用モーターは、小型で比較的発
生トルクが大きく、非接触なため高精度で耐久性にも優
れたビルトイン型のＤＣブラシレスモーターを使用す
る。
【００２０】また、前記回転筒体１３の中空内部空間を
利用して、該空間内に、軸体１に固定された回転位置検
出器を構成するエンコーダディスク５ａ及びスラストハ
ウジング２ａに固定されたエンコーダ検出部５ｂが配置
される。
利用して、該空間内に、軸体１に固定された回転位置検
出器を構成するエンコーダディスク５ａ及びスラストハ
ウジング２ａに固定されたエンコーダ検出部５ｂが配置
される。
【００２１】このように構成することにより、前記スラ
ストハウジング２ａの軸方向の厚さを特に増加させるこ
となく、すなわち、回転装置の軸方向の長さを増加させ
ることなく、スラストハウジング２ａ内にモーターやエ
ンコーダなどを収容することができる。
ストハウジング２ａの軸方向の厚さを特に増加させるこ
となく、すなわち、回転装置の軸方向の長さを増加させ
ることなく、スラストハウジング２ａ内にモーターやエ
ンコーダなどを収容することができる。
【００２２】また、スラスト軸受剛性とラジアル軸受剛
性をほぼ同等にするということに関し、本実施例におい
ては、静圧軸受としての軸方向長さを従来の約１／２に
することが可能である。この際、半径方向の寸法増加
は、２０〜３０％程度である。さらに、本実施例では、
静圧軸受としての剛性（スラスト軸受剛性とラジアル軸
受剛性）が従来のものと比べて同等であるにもかかわら
ず、回転装置としての軸方向の長さは、従来のものと比
べて約１／３に縮小することができる。
性をほぼ同等にするということに関し、本実施例におい
ては、静圧軸受としての軸方向長さを従来の約１／２に
することが可能である。この際、半径方向の寸法増加
は、２０〜３０％程度である。さらに、本実施例では、
静圧軸受としての剛性（スラスト軸受剛性とラジアル軸
受剛性）が従来のものと比べて同等であるにもかかわら
ず、回転装置としての軸方向の長さは、従来のものと比
べて約１／３に縮小することができる。
【００２３】例えば、軸体１の直径が２４０ｍｍφ、厚
さが４５ｍｍである場合、回転装置の外径は、３００ｍ
ｍφ程度で、軸方向の長さは約１００ｍｍと非常に薄く
できる。この時、スラスト軸受３ａは、内径１７０ｍｍ
φ、外径２４０ｍｍφの多孔質絞りを使用し、磁石９を
内径１０８ｍｍφ、外径１６６ｍｍφ、厚さ３ｍｍの希
土類磁石とすれば、磁石９と軸体１の隙間０．２５ｍｍ
の場合、約４５００Ｎの吸引力が得られる。
さが４５ｍｍである場合、回転装置の外径は、３００ｍ
ｍφ程度で、軸方向の長さは約１００ｍｍと非常に薄く
できる。この時、スラスト軸受３ａは、内径１７０ｍｍ
φ、外径２４０ｍｍφの多孔質絞りを使用し、磁石９を
内径１０８ｍｍφ、外径１６６ｍｍφ、厚さ３ｍｍの希
土類磁石とすれば、磁石９と軸体１の隙間０．２５ｍｍ
の場合、約４５００Ｎの吸引力が得られる。
【００２４】したがって、軸受隙間５μｍでスラスト軸
受３ａの負荷容量と磁石９の吸引力が釣り合うものとす
ると、約１０００Ｎ／μｍと非常に高いスラスト剛性が
得られる。ラジアル剛性も８００Ｎ／μｍ程度と工作機
械の回転装置として十分な値が得られる。
受３ａの負荷容量と磁石９の吸引力が釣り合うものとす
ると、約１０００Ｎ／μｍと非常に高いスラスト剛性が
得られる。ラジアル剛性も８００Ｎ／μｍ程度と工作機
械の回転装置として十分な値が得られる。
【００２５】また、駆動用モーターの大きさは、厚さ３
５ｍｍと薄型のものを使用しているが、コイル外径を１
７７ｍｍφと大きく取れるため、３０００ｒｐｍで２Ｎ
・ｍ以上のトルクが確保できる。エンコーダについて
も、検出部５ｂの外径が７０ｍｍφで、ディスク５ａ込
みの厚さが５０ｍｍ程度の市販品を使用しても、モータ
ー内部に収めることが可能である。
５ｍｍと薄型のものを使用しているが、コイル外径を１
７７ｍｍφと大きく取れるため、３０００ｒｐｍで２Ｎ
・ｍ以上のトルクが確保できる。エンコーダについて
も、検出部５ｂの外径が７０ｍｍφで、ディスク５ａ込
みの厚さが５０ｍｍ程度の市販品を使用しても、モータ
ー内部に収めることが可能である。
【００２６】軸体の製作に関しても、従来のように複数
の部品から軸体１を組み立てる必要がなく、単一部品の
加工でよいため、容易に高い加工精度が得られる。ハウ
ジングの製作についても精度が要求される個所が減るた
め加工・組立が容易になる。結果として、回転装置全体
の製作に関し、製作時間の短縮、製作コストの低減化が
図れる。
の部品から軸体１を組み立てる必要がなく、単一部品の
加工でよいため、容易に高い加工精度が得られる。ハウ
ジングの製作についても精度が要求される個所が減るた
め加工・組立が容易になる。結果として、回転装置全体
の製作に関し、製作時間の短縮、製作コストの低減化が
図れる。
【００２７】また、軸体１が軸方向に短いため、Ｘ軸回
りの慣性モーメントが小さく、Ｘ軸回りの共振周波数を
従来の約１．５倍にすることができる。本実施例におけ
る回転装置では、この周波数を１６００Ｈｚ程度と、加
工外乱に対して十分高い周波数にできるため、加工外乱
により軸体１が共振して、ワークの表面粗さ等の加工精
度が劣化することもない。
りの慣性モーメントが小さく、Ｘ軸回りの共振周波数を
従来の約１．５倍にすることができる。本実施例におけ
る回転装置では、この周波数を１６００Ｈｚ程度と、加
工外乱に対して十分高い周波数にできるため、加工外乱
により軸体１が共振して、ワークの表面粗さ等の加工精
度が劣化することもない。
【００２８】図２は、磁石部９の拡大図である。吸引力
が軸方向に働くような磁気回路１０が形成されるよう
に、極性の異なるリング状の磁石９ａ、９ｂをスラスト
ハウジング２ａ上に同心状に配置してある。９ｃは、磁
性体のヨークである。ところで、軸体１が磁性体であれ
ば問題はないが、セラミック等の非磁性体の場合は、図
に示されるように、リング状の磁性体１ｃを前記磁石９
ａ、９ｂに対向するように軸体１に配置する。なお、本
実施例では、軸体１に磁性体１ｃを、スラストハウジン
グ２ａに磁石９を、互いに対向するように配置したが、
軸体１に磁石９を、スラストハウジング２ａに磁性体１
ｃを、互いに対向するように配置してもよい。
が軸方向に働くような磁気回路１０が形成されるよう
に、極性の異なるリング状の磁石９ａ、９ｂをスラスト
ハウジング２ａ上に同心状に配置してある。９ｃは、磁
性体のヨークである。ところで、軸体１が磁性体であれ
ば問題はないが、セラミック等の非磁性体の場合は、図
に示されるように、リング状の磁性体１ｃを前記磁石９
ａ、９ｂに対向するように軸体１に配置する。なお、本
実施例では、軸体１に磁性体１ｃを、スラストハウジン
グ２ａに磁石９を、互いに対向するように配置したが、
軸体１に磁石９を、スラストハウジング２ａに磁性体１
ｃを、互いに対向するように配置してもよい。
【００２９】軸方向の吸引力を得るためには磁石９はリ
ング状である必要はないが、軸体１が回転して円周方向
に一定でない磁界の中を磁性体１ｃが通過すると、磁界
の変動を打ち消す方向に軸体１に渦電流が流れ、発熱し
てしまう。さらに、渦電流が磁界の中を流れるため、軸
体１の回転を抑制又は促進する方向に力が発生し、回転
トルクが変動し、回転ムラが生じる。したがって、本実
施例のように、磁石９は、リング状にすることが好まし
い。
ング状である必要はないが、軸体１が回転して円周方向
に一定でない磁界の中を磁性体１ｃが通過すると、磁界
の変動を打ち消す方向に軸体１に渦電流が流れ、発熱し
てしまう。さらに、渦電流が磁界の中を流れるため、軸
体１の回転を抑制又は促進する方向に力が発生し、回転
トルクが変動し、回転ムラが生じる。したがって、本実
施例のように、磁石９は、リング状にすることが好まし
い。
【００３０】また、磁石に複数の極性を持たせなくても
吸引力は発生するが、反対の極性を持つ磁石を半径方向
に並べ、閉じた磁気回路を形成した方が、限られたスペ
ース内での吸引力を大きくできるので望ましい。
吸引力は発生するが、反対の極性を持つ磁石を半径方向
に並べ、閉じた磁気回路を形成した方が、限られたスペ
ース内での吸引力を大きくできるので望ましい。
【００３１】図３は、回転装置をスライダに搭載し、縦
型工作機械として使用した例を示している。ワーク７が
大型でも、その重量をスライド軸受が垂直に受けるた
め、負荷容量が不足することはない。回転装置が薄型の
ため、スライダ６ａからワーク７の加工点までの距離を
短くできるため、切削抵抗により発生するスライダ６ａ
に対するモーメント力が小さく、ワーク７の変位・振動
を抑制でき、良好な形状精度・表面粗さを得ることがで
きる。
型工作機械として使用した例を示している。ワーク７が
大型でも、その重量をスライド軸受が垂直に受けるた
め、負荷容量が不足することはない。回転装置が薄型の
ため、スライダ６ａからワーク７の加工点までの距離を
短くできるため、切削抵抗により発生するスライダ６ａ
に対するモーメント力が小さく、ワーク７の変位・振動
を抑制でき、良好な形状精度・表面粗さを得ることがで
きる。
【００３２】なお、本実施例では、吸引手段として永久
磁石を使用しているが、電磁石あるいは真空吸引等を採
用してもよい。
磁石を使用しているが、電磁石あるいは真空吸引等を採
用してもよい。
【００３３】ところで、上記実施例のように工作機械の
主軸用としてではなく、低速回転で高い回転分解能が必
要な割り出し盤として使用するには、エンコーダの分解
能を高めるために大きな径のエンコーダディスクを使用
する必要がある。
主軸用としてではなく、低速回転で高い回転分解能が必
要な割り出し盤として使用するには、エンコーダの分解
能を高めるために大きな径のエンコーダディスクを使用
する必要がある。
【００３４】この場合、図４に示される第２の実施例の
ように、軸体１に駆動用平面モーターのモーターマグネ
ット４ｂを配置し、このモーターマグネット４ｂに対向
してスラストハウジング２ａ側にモーターコイル４ａを
固定してスラストハウジング２ａに半径方向の余裕を持
たせ、この部分にエンコーダユニット（エンコーダディ
スク５ａ及びエンコーダ検出部５ｂ）を配置してもよ
い。
ように、軸体１に駆動用平面モーターのモーターマグネ
ット４ｂを配置し、このモーターマグネット４ｂに対向
してスラストハウジング２ａ側にモーターコイル４ａを
固定してスラストハウジング２ａに半径方向の余裕を持
たせ、この部分にエンコーダユニット（エンコーダディ
スク５ａ及びエンコーダ検出部５ｂ）を配置してもよ
い。
【００３５】また、図４に示される第２の実施例におい
ては、吸引に真空状態を使用している。
ては、吸引に真空状態を使用している。
【００３６】即ち、スラストハウジング２ａと軸体１
（エンコーダディスク用延出部分を含む）との隙間１２
を数μｍとし、この部分のコンダクタンスを非常に小さ
くすることによって非接触ラビリンスシールを形成して
いる。このため、真空ポンプに接続された排気路１１を
介して、軸体１とスラストハウジング２ａとの隙間１２
から空気を排気し、この部分を非接触状態で真空にする
ことができる。スラスト軸受３ａの内側のほとんどの部
分を真空吸引に利用できるため比較的大きな吸引力を得
ることができる。
（エンコーダディスク用延出部分を含む）との隙間１２
を数μｍとし、この部分のコンダクタンスを非常に小さ
くすることによって非接触ラビリンスシールを形成して
いる。このため、真空ポンプに接続された排気路１１を
介して、軸体１とスラストハウジング２ａとの隙間１２
から空気を排気し、この部分を非接触状態で真空にする
ことができる。スラスト軸受３ａの内側のほとんどの部
分を真空吸引に利用できるため比較的大きな吸引力を得
ることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非常に単純で薄型の回転装置を実現することができる。
そして、単純構造であるため、加工・組立（製作）コス
トが低減できる。また、軸体が薄型であるため、最も低
いモーメント方向の共振周波数を高め、加工外乱による
軸体の振動を抑制できる。さらに、装置全体も薄型にで
きるため、工作機械に搭載した場合、工作機械全体の大
型化が避けられるとともに、スライダから加工点までの
距離を小さくできるため、加工外乱によるワークの形状
精度・表面粗さの劣化を抑制できる。
非常に単純で薄型の回転装置を実現することができる。
そして、単純構造であるため、加工・組立（製作）コス
トが低減できる。また、軸体が薄型であるため、最も低
いモーメント方向の共振周波数を高め、加工外乱による
軸体の振動を抑制できる。さらに、装置全体も薄型にで
きるため、工作機械に搭載した場合、工作機械全体の大
型化が避けられるとともに、スライダから加工点までの
距離を小さくできるため、加工外乱によるワークの形状
精度・表面粗さの劣化を抑制できる。
【図１】本発明の回転装置の第１の実施例の断面図であ
る。
る。
【図２】図１における磁石による吸引の原理を示す拡大
図である。
図である。
【図３】本発明の回転装置を工作機械に搭載した状態を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の回転装置の第２の実施例の断面図であ
る。
る。
【図５】工作機械に搭載された従来の回転装置を示す図
である。
である。
１ 軸体 １ａ スラストプレート １ｂ ラジアルロータ １ｃ 磁性体 ２ ハウジング ２ａ スラストハウジング ２ｂ ラジアルハウジング ３ａ スラスト軸受 ３ｂ ラジアル軸受 ４ａ モーターコイル ４ｂ モーターマグネット ５ａ エンコーダディスク ５ｂ エンコーダ検出部 ６ａ スライド ６ｂ スライドガイド ７ ワーク ８ バイト ９ 磁石部 ９ａ、９ｂ リング状磁石 ９ｃ ヨーク １０ 磁気回路 １１ 排気路 １２ 隙間 １３ 回転筒体 １４ 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｑ 1/38 Ｂ２３Ｑ 1/16 16/02 1/26 Ｅ Ｆターム(参考） 3C028 CC01 3C045 FD10 FD15 FD16 3C048 BC02 CC07 3J102 AA02 BA03 CA02 CA11 CA16 CA17 CA19 EA02 EA06 EA18 EB03 FA08 GA07
Claims (7)
- 【請求項１】 ハウジングと、該ハウジングに固定され
た静圧軸受と、該静圧軸受により回転自由に浮上支持さ
れた軸体とからなる回転装置において、 前記軸体は、円筒体であり、該軸体の外周部をラジアル
支持し、該軸体の底面をスラスト支持するとともに、 前記軸体を軸方向に吸引する吸引手段を備えることを特
徴とする回転装置。 - 【請求項２】 前記ハウジング内に、駆動用モーター及
び回転位置検出器が収容されていることを特徴とする請
求項１に記載の回転装置。 - 【請求項３】 前記駆動用モーターは、少なくともモー
ターマグネット及びモーターコイルとからなり、該モー
ターマグネットとモーターコイルが同心円状に配置さ
れ、前記回転位置検出器は、前記軸体中心線上であっ
て、前記駆動用モーター内に収容されていることを特徴
とする請求項２に記載の回転装置。 - 【請求項４】 前記駆動用モーターは、前記軸体の底面
にモーターマグネットが配置され、前記ハウジングの前
記モーターマグネットに対向する位置にモーターコイル
が配置されてなることを特徴とする請求項２に記載の回
転装置。 - 【請求項５】 前記吸引手段は、前記ハウジング又は前
記軸体にリング状に配置された磁石と、磁石に軸方向に
対向する磁性体とにより構成され、該磁石は、円周方向
に磁界の変化がないように配置されていることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載の回転装置。 - 【請求項６】 前記吸引手段は、前記軸体と前記ハウジ
ングとの間に形成される真空状態によることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載の回転装置。 - 【請求項７】 前記ハウジングは、前記ラジアル支持す
るラジアル軸受が固定されるラジアルハウジングと、前
記スラスト支持するスラスト軸受が固定されるスラスト
ハウジングとから形成されていることを特徴とする請求
項１乃至６のいずれかに記載の回転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001106284A JP4124977B2 (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 回転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001106284A JP4124977B2 (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 回転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002303322A true JP2002303322A (ja) | 2002-10-18 |
| JP4124977B2 JP4124977B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=18958819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001106284A Expired - Fee Related JP4124977B2 (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 回転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4124977B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004188546A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Hamai Co Ltd | 平行平面研磨装置 |
| CN100336628C (zh) * | 2004-06-09 | 2007-09-12 | 潘旭华 | 一种静压导轨的装配方法 |
| JP2007533477A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | エアロテック インコーポレーテッド | 高精度ｚ−θステージ |
| WO2009005051A1 (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Tsudakoma Kogyo Kabushikikaisha | 工作機械用の割出装置 |
| CN103358199A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-10-23 | 无锡市吉尔多轴承机械有限公司 | 一种磨床高精度旋转工作台 |
| CN110039328A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-07-23 | 重庆宏钢数控机床有限公司 | 一种液压夹持器 |
| CN110405479A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-05 | 湖南金岭机床股份有限公司 | 一种数控车镗组合加工机床 |
| CN111065488A (zh) * | 2017-09-13 | 2020-04-24 | 佳能半导体制造设备股份有限公司 | 加工装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH025007U (ja) * | 1988-06-21 | 1990-01-12 | ||
| JPH0554354U (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-20 | 三井東圧化学株式会社 | 小出し用のスリットを有する紙容器 |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001106284A patent/JP4124977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004188546A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Hamai Co Ltd | 平行平面研磨装置 |
| JP2007533477A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | エアロテック インコーポレーテッド | 高精度ｚ−θステージ |
| CN100336628C (zh) * | 2004-06-09 | 2007-09-12 | 潘旭华 | 一种静压导轨的装配方法 |
| EP2168713A4 (en) * | 2007-07-03 | 2011-04-06 | Tsudakoma Ind Co Ltd | PARTITIONING DEVICE FOR MACHINE TOOL |
| JP2009012102A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Tsudakoma Corp | 工作機械用の割出装置 |
| EP2168713A1 (en) * | 2007-07-03 | 2010-03-31 | Tsudakoma Kogyo Kabushikikaisha | Index device for machine tool |
| WO2009005051A1 (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Tsudakoma Kogyo Kabushikikaisha | 工作機械用の割出装置 |
| US8579560B2 (en) | 2007-07-03 | 2013-11-12 | Tsudakoma Kogyo Kabushiki Kaisha | Index device for machine tool |
| CN103358199A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-10-23 | 无锡市吉尔多轴承机械有限公司 | 一种磨床高精度旋转工作台 |
| CN111065488A (zh) * | 2017-09-13 | 2020-04-24 | 佳能半导体制造设备股份有限公司 | 加工装置 |
| CN111065488B (zh) * | 2017-09-13 | 2021-10-08 | 佳能半导体制造设备股份有限公司 | 加工装置 |
| CN110039328A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-07-23 | 重庆宏钢数控机床有限公司 | 一种液压夹持器 |
| CN110405479A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-05 | 湖南金岭机床股份有限公司 | 一种数控车镗组合加工机床 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4124977B2 (ja) | 2008-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3602732B2 (ja) | モータ | |
| JP2002303322A (ja) | 回転装置 | |
| US5462470A (en) | Grinding wheel spindle assembly | |
| WO2009104376A1 (ja) | スラスト力発生装置及び該スラスト力発生装置を適用した電磁機械 | |
| JP2018194115A (ja) | 真空ポンプ、及び該真空ポンプに用いられる磁気軸受装置、並びに円環状電磁石 | |
| JPH11351189A (ja) | 小型真空ポンプ | |
| JP2003307218A (ja) | 静圧気体軸受スピンドル装置 | |
| JP3930834B2 (ja) | アキシャル型磁気浮上回転機器及び遠心ポンプ | |
| JPH03277807A (ja) | 気体軸受け構造 | |
| JPS61277896A (ja) | タ−ボ分子ポンプの磁気軸受装置 | |
| JP2004003572A (ja) | 磁気軸受およびそれを備えた軸受装置 | |
| JPH04219494A (ja) | 高速度回転真空ポンプの磁気軸受構造 | |
| JP3132758B2 (ja) | 電磁アクチュエータ | |
| JP2003339136A (ja) | 環状モータ | |
| JP2004286175A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JPS61147218A (ja) | 静圧空気軸受による光偏向器 | |
| JP4406357B2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JPH0638442A (ja) | 電動機 | |
| JP2003329037A (ja) | 軸受装置 | |
| JP2000060056A (ja) | モータ、及び回転体装置 | |
| JP2000024918A (ja) | ウェハー研磨装置 | |
| JP2004286176A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JP2002174198A (ja) | レーザ発振器ブロワ用軸受装置 | |
| JPH11254205A (ja) | 工作機械における主軸の支持方法及び工作機械の主軸ヘッド | |
| JP2014193012A (ja) | ダイレクトドライブモータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060725 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060721 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060925 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070309 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070508 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080108 |
|
| RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20080208 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080208 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080310 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080319 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080502 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080507 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |