JP2004044639A

JP2004044639A - 動圧軸受を用いたスピンドル装置

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Publication number: JP2004044639A
Application number: JP2002200435A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Uesugi; 上杉　正和; Masahiro Kadofuri; 角振　正浩; Shotaro Mizobuchi; 溝渕　庄太郎
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: US20040008913A1; JP4172957B2; US6834997B2; KR20040005639A; DE10330798A1; KR100953026B1

Abstract

【課題】曲げモーメントに対して充分な負荷能力を備えていると共に、ラジアル動圧軸受に起因する動力損失や主軸の加熱を低減することが可能なスピンドル装置を提供する。
【解決手段】ハウジングと、一端をこのハウジングから突出するようにして設けられたスピンドルロータと、このスピンドルロータ上に軸方向に所定の間隔をおいて設けられ、かかるスピンドルロータを上記ハウジングに対して回転自在に支承する一対のラジアル動圧軸受部と、各ラジアル動圧軸受部の軸受隙間に対して潤滑液を導く供給流路と、上記スピンドルロータを周方向に取り囲むようにして一対のラジアル動圧軸受部の間に設けられると共に、かかるラジアル動圧軸受部の軸受隙間と連通する第１冷却室と、この第１冷却室に対してハウジング外の雰囲気を取り込む吸気口とから構成した。
【選択図】　　　　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータの回転に伴って高圧の流体潤滑膜を発生させ、この流体潤滑膜によって上記ロータの回転を支承するスピンドル装置に係り、特に、かかる動圧軸受の潤滑流体として水やクーラント液等の液体を用いたスピンドル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−２４１２２２号公報、特開平６−２４９２３６号公報、特開平７−１９２３６号公報等には動圧軸受によって主軸の回転を支承したスピンドル装置が開示されている。かかるスピンドル装置は、工作機械の主軸頭等に固定されるハウジングと、駆動手段に連結されて回転する主軸と、所定の軸受隙間を介して対向する回転側部材及び固定側部材から構成されると共に上記主軸をハウジングに対して回転自在に支承するラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受とを備えており、各動圧軸受の回転側部材には深さ１０〜１５μｍ程度の動圧発生用溝が所定のパターンで形成されている。
【０００３】
このように構成されたスピンドル装置においては、上記主軸の回転に伴って動圧軸受の軸受隙間に介在する潤滑流体が加圧され、主軸は高圧の流体潤滑膜によって浮揚状態となり、その状態のままで回転を支承される。このため、主軸の回転に対しては極僅かな回転抵抗しか作用せず、しかも回転時における振動も殆ど発生しないことから、該主軸に対して毎分１万回転以上の高速回転を与えて使用することも可能といった優れた特質を有している。
【０００４】
また、かかるスピンドル装置では主軸の回転に伴って潤滑流体を加圧していることから、各動圧軸受の回転側部材と固定側部材との軸受隙間が過大であると、該軸受隙間において潤滑流体の圧力を十分に高めることができず、主軸の外部荷重に対する負荷能力及び剛性が低下してしまう。このため、前述した従来のスピンドル装置では軸受隙間を数μｍ程度に設定し、主軸の低速回転においても潤滑流体を十分に加圧できるようにしている。
【０００５】
更に、各動圧軸受の軸受隙間で加圧される潤滑流体としては、空気等の気体の他に水や工作機械用のクーラント液等の液体を用いることが可能であるが、気体の圧縮性に比較して液体のそれの方が小さいことから、液体を潤滑流体として用いた場合の方が主軸の荷重に対する負荷能力及び剛性は向上することとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、工作機械等に使用されるスピンドル装置では、主軸の先端に対して軸方向と直交するラジアル方向から大きな荷重が作用する場合もあり、この場合、かかる主軸には大きな曲げモーメントが作用することになる。そして、この曲げモーメントに抗して主軸の回転を支承するためには、軸受隙間を更に小さく形成するか、ラジアル動圧軸受を軸方向に長く形成するのが有効である。
【０００７】
しかし、いずれの対策においても主軸が回転すると、潤滑流体に対して大きな剪断力が作用し、しかも潤滑流体として気体よりも圧縮性に劣る液体（以下、　「潤滑液」という）を用いた場合には一層大きな剪断力が作用し、主軸を回転駆動するモータの負荷が増大する他、剪断摩擦熱によって主軸が熱膨張し、工作機械におけるワークの加工精度が悪化してしまうといった問題点があった。また、動圧軸受に供給された潤滑液も高温となり、かかる潤滑液を動圧軸受から回収してそのまま再供給しようとすると、却って主軸を加熱してしまうおそれがあった。
【０００８】
一方、このような不具合を回避するためには、固定側部材の周囲にウォータジャケットを設ける等して動圧軸受を直接冷却するか、軸受隙間から排出された潤滑液をハウジング外で一旦冷却した後に再度軸受隙間に供給することが必要とされ、動圧軸受の構造そのものが複雑且つ大型化せざるを得ないといった問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、曲げモーメントに対して充分な負荷能力を備えていると共に、ラジアル動圧軸受に起因する動力損失や主軸の加熱を低減することが可能なスピンドル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、本発明の動圧軸受を用いたスピンドル装置は、ハウジングと、一端をこのハウジングから突出するようにして設けられたスピンドルロータと、このスピンドルロータ上に軸方向に所定の間隔をおいて設けられ、かかるスピンドルロータを上記ハウジングに対して回転自在に支承する一対のラジアル動圧軸受部と、各ラジアル動圧軸受部の軸受隙間に対して潤滑液を導く供給流路と、上記スピンドルロータを周方向に取り囲むようにして一対のラジアル動圧軸受部の間に設けられると共に、かかるラジアル動圧軸受部の軸受隙間と連通する第１冷却室と、この第１冷却室に対してハウジング外の雰囲気を取り込む吸気口とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
このような技術的手段によれば、スピンドルロータの回転を支承する一対のラジアル動圧軸受部が軸方向に所定の間隔をおいて設けられていることから、スピンドルロータに作用する曲げモーメントに対して充分な剛性を発揮することができ、る。しかも一対のラジアル動圧軸受部の間にはスピンドルロータの周囲を取り囲む第１冷却室が形成されていることから、この第１冷却室の形成部位ではスピンドルロータに対して大きな剪断力が作用することはなく、スピンドルロータの発熱や動力損失を低減することができる。
【００１２】
また、各ラジアル動圧軸受部の軸受隙間と第１冷却室とは連通しているので、ラジアル動圧軸受部の軸受隙間に供給され、かかる軸受隙間で加圧された潤滑液は第１冷却室に直接噴出するが、この第１冷却室には吸気口からハウジング外の雰囲気が導入されているため、かかる第１冷却室は大気圧に略等しい圧力に保たれている。このため、軸受隙間で極めて高い圧力にまで加圧された潤滑液が大気圧に略等しい第１冷却室に噴出する際には、微細化された液滴となって霧状に噴出するので、気化熱によって第１冷却室内が冷却され、この第１冷却室によって取り囲まれたスピンドルロータを積極的に冷却することができるものである。
【００１３】
第１冷却室に噴出した潤滑液はここで液滴となり、最終的にはハウジング外へ排出されるが、液滴がスピンドルロータに付着したまま該スピンドルロータの回転に連れ回ると、その分だけスピンドルロータの回転に対する負荷となり、動力損失が生じる。従って、かかる観点からすれば、第１冷却室に面したスピンドルロータの周面に対して撥水加工を施し、潤滑液とスピンドルロータの連れ周りを防止するのが好ましい。
【００１４】
更に、本発明のスピンドル装置を実際に使用する場面においては、スピンドルロータの軸方向への移動を規制するスラスト動圧軸受部を設けても良い。スピンドル装置の小型化及び良好なバランス性という観点からすれば、一対のラジアル動圧軸受部を軸方向から挟むようにして一対のスラスト動圧軸受部を設け、各スラスト動圧軸受部の軸受隙間を隣接するラジアル動圧軸受部の軸受隙間と連通させるのが好ましい。この場合、各ラジアル動圧軸受部には、潤滑液をスラスト動圧軸受部の軸受隙間に向けて加圧する動圧発生用溝を設ける一方、上記第１冷却室に向けて潤滑液を加圧する加圧排出溝を設けるのが効果的である。このようにすれば、ラジアル動圧軸受部に供給された潤滑液の一部を確実に第１冷却室に噴出し、スピンドルロータの冷却を行うことが可能となる他、逆にハウジング外から第１冷却室内に導入された雰囲気がラジアル動圧軸受の軸受隙間に流入するのを防止することができ、ラジアル動圧軸受部が異物を噛み込んでしまう危険性を回避することが可能となる。
【００１５】
また更に、ハウジング内に外部から粉塵が侵入するのを防止するという観点からすれば、スピンドルロータとハウジングとの間にはラビリンスシール部を設けて、ハウジング内の雰囲気をハウジング外から密封するのが好ましい。このとき、かかるラビリンスシール部に撥水加工を行っていれば、このラビリンスシール部に外部からクーラント液等が降り注いでも、クーラント液等が毛管現象によりラビリンス部を通じてハウジング内に進行するを妨げることができ、ハウジング内の密封性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明のスピンドル装置を詳細に説明する。
図１は工作機械の主軸頭等に装着されるスピンドル装置を示すものである。このスピンドル装置は、動圧軸受部Ｂを介して軸受ハウジング１に回転自在に支承されたスピンドル主軸２と、上記軸受ハウジング１に固定されたモータハウジング３内に収容されると共に上記スピンドル主軸２を回転駆動するモータ４とから構成されており、上記スピンドル主軸２の先端にはクイル部５を介して砥石等のツールを装着し得るようになっている。
【００１７】
スピンドル主軸２を駆動するモータ４は、スピンドル主軸２上に固定されたモータロータ４０と、モータハウジング３に固定されたモータステータ４１とから構成されており、モータハウジング３に取り付けられたコネクタ（図示せず）を介してモータ駆動信号が外部から上記モータステータ４１に入力されるようになっている。また、このモータ４で発生した熱がスピンドル主軸２に流入して該スピンドル主軸２が膨張するのを極力防止するため、上記モータハウジング３とモータステータ４１との間にはウォータジャケット４２が設けられている。
【００１８】
図２は上記動圧軸受部Ｂの構成を簡易化して描いたものである。上記軸受ハウジング１に対してスピンドル主軸２の回転を支承しているラジアル動圧軸受部ＲＢは、かかるスピンドル主軸２のジャーナル部２０に固定された回転側部材としてのスリーブ２１と、このスリーブ２１の外側に遊嵌すると共に上記軸受ハウジング１の中空部内に固定された固定側部材としての軸受リング２２とから構成されており、上記スリーブ２１の外周面と軸受リング２２の内周面との間には所定の軸受隙間（例えば５〜１５μｍ）が形成されている。これらスリーブ２１及び軸受リング２２は熱膨張係数の小さなセラミクス材料で形成されている。尚、ラジアル動圧軸受の内輪としてのスリーブ２１をスピンドル主軸２のジャーナル部２０に嵌合させたが、かかるジャーナル部２０をそのまま内輪として機能させ、上記スリーブ２１を省略してラジアル動圧軸受を構成することもできる。
【００１９】
一方、上記スラスト動圧軸受部ＳＢはラジアル動圧軸受部ＲＢを軸方向から挟むようにして一対設けられており、これらスラスト動圧軸受部ＳＢによってスピンドル主軸２の軸方向への移動が規制されている。このスラスト動圧軸受部ＳＢは、上記スリーブ２１を挟むようにしてスピンドル主軸２に固定された回転側部材としての一対のスラスト板２３，２３と、前述の軸受リング２２とから構成されており、各スラスト板２３と軸受リング２２の軸方向の端面との間にはラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間と連通する所定の軸受隙間が形成されている。ここで、いずれか一方のスラスト板２３はスリーブ２１と一体に形成することも可能であり、その方が動圧軸受部Ｂの組み立て手間を軽減することができる。
【００２０】
従って、図２に示されるように、スピンドル主軸２は上記スリーブ２１及び一対のスラスト板２３と共に回転するように構成されており、これらが一体となって本発明におけるスピンドルロータが構成されていることになる。
【００２１】
また、上記軸受スリーブ２２の内周面にはスピンドルロータの外周面、すなわちスリーブ２１の外周面を周方向に取り囲むようにして凹陥状の第１冷却室２４が形成されている。この第１冷却室２４の径方向への深さは軸受スリーブ２２の内径の０．０２〜０．２倍程度に設定されている。従って、軸受スリーブ２２はこの第１冷却室２４の両側の領域でのみ前述した軸受隙間でスリーブ２１と対向しており、ラジアル動圧軸受部ＲＢは第１冷却室２４によって二分され、軸方向に所定の間隔をおいた一対のラジアル動圧軸受部を構成していることになる。
【００２２】
上記軸受リング２２の内周面と軸受隙間を介して対向するスリーブ２１の外周面には、ヘリングボーン状の動圧発生用溝２５が形成されている。この動圧発生用溝２５はスピンドル主軸２の回転、すなわちスリーブ２１の回転に伴って、軸受隙間に存在する潤滑流体を加圧し、潤滑流体を隣接するスラスト動圧軸受の軸受隙間へ押し込むように作用する。また、軸受リング２２には径方向へ貫通するようにしてラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間と連通する供給流路２６が形成されており、かかる供給流路２６を介して潤滑流体である水や油等の潤滑液が各ラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間に供給されるようになっている。このため、スピンドル主軸２が回転すると、かかる動圧発生用溝２５の加圧作用によって、上記供給流路２６から軸受隙間に潤滑液が吸引されると共に、かかる軸受隙間内で潤滑液が加圧され、かかる軸受隙間に高圧の流体潤滑膜が形成される。これにより、スピンドルロータは軸受リング２２に対して非接触の状態でその回転を支承されることになる。
【００２３】
図３に示すように、ラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間内で加圧された潤滑液の一部は隣接するスラスト動圧軸受部ＳＢの軸受隙間に流入するが、残りの潤滑液は隣接する第１冷却室２４に噴出する。第１冷却室２４が形成された軸受リング２２には、径方向へ貫通するようにして吸気口２７が貫通形成されており、この吸気口２７は軸受ハウジング１外の空気を第１冷却室２４内に導入している。このようにラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間内で加圧された高圧の潤滑液を該軸受隙間よりも大きな開口断面積を有する第１冷却室２４に噴出させるように構成した場合、軸受隙間が十数μｍであることからすれば、例えば深さ３ｍｍ程度の第１冷却室２４でもラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間の約２００倍の広さを有していることになる。また、軸受隙間において発生している潤滑液の圧力は数十気圧にも達していることから、軸受隙間よりも十分に広い第１冷却室２４に潤滑液を噴出させると、潤滑液は気体中に噴霧されたのと同じ状態になる。その結果、潤滑液はラジアル動圧軸受部ＲＢから上記第１冷却室２４へ噴出する際に気化熱を奪われることとなり、ラジアル動圧軸受部ＲＢで高温となった潤滑液の温度を低下させることができる他、第１冷却室２４に面したスリーブ２１の温度、ひいてはスピンドル主軸２の温度を低下させることができるものである。
【００２４】
特に、この実施例では、ラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間から第１冷却室２４への潤滑液の噴出を促進する目的で、動圧発生用溝２５の第１冷却室２４側に隣接して加圧排出溝２８を設けてある。動圧発生用溝２５は軸受隙間内の潤滑液をスラスト動圧軸受部ＳＢに向けて加圧しているから、スピンドル主軸２の回転が高まり、動圧発生用溝２５の加圧作用が高まると、供給流路２６から軸受隙間に流入した潤滑液の殆どがスラスト動圧軸受部ＳＢに供給されてしまい、第１冷却室２４に対する潤滑液の噴出が皆無となるばかりか、逆に第１冷却室２４内の空気がラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間に流入してしまい、ラジアル動圧軸受部ＲＢの荷重負荷能力が激減してしまう懸念がある。上記加圧排出溝２８は、スピンドル主軸２の回転に伴って、ラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間に存在する潤滑液を第１冷却室２４へ向けて加圧し、第１冷却室２４内の空気が軸受隙間に逆流するのを防止している。すなわち、この加圧排出溝２８はラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間を第１冷却室２４から密封するシールとしての機能を発揮している。
【００２５】
この加圧排出溝２８は、図３に示すように第１冷却室２４と供給流路２６との間の領域一杯に形成しても、図４に示すように、第１冷却室２４と供給流路２６との間の領域の軸方向長さよりも短く形成しても差し支えない。前者の例によれば、潤滑液は加圧排出溝２８を通して直接第１冷却室２４に排出されることになり、排出の際に加圧排出溝２８から付与される遠心力によって第１の冷却室２４内に飛散し、気化が促進されることになる。また、後者の例によれば、潤滑液に作用する圧力は加圧排出溝２８と第１冷却室２４との間の境界部、すなわち加圧排出溝２８が何ら形成されていない軸受隙間において最高となるので、高圧の潤滑液を低圧の第１冷却室２４に排出することにより、気化を促進することができる。
【００２６】
このように潤滑液はラジアル動圧軸受部の軸受隙間から第１冷却室２４に噴出するので、かかる第１冷却室２４内には軸受ハウジング１外から導入された空気と潤滑液とが共存している状態となり、これら潤滑液及び空気は軸受リング２２を径方向へ貫通するようにして形成された排出流路２９を介して軸受ハウジング１外へ排出される。このとき、第１冷却室２４内では潤滑液の滴が回転するスリーブ２１と連れ周り、これがスピンドル主軸２の回転抵抗となるので、回転抵抗の増加によるモータ４の動力損失を軽減するという観点からすれば、第１冷却室２４に面したスリーブ２１の外周面に対して撥水加工を行うのが好ましい。この撥水加工としては、フッ素濃度の高いニッケルメッキ皮膜やジクロルエチレン等の撥水性を有する樹脂皮膜を形成することが考えられる。このような撥水加工を行えば、潤滑液が第１冷却室２４内でスピンドルロータに連れ回るのを抑えることができるので、スピンドル主軸２の回転の際の動力損失を低減することができるものである。
【００２７】
一方、上記軸受リング２２の軸方向端面と対向するスラスト板２３の一面にはスパイラル状の動圧発生用溝が形成されており、上記スピンドル主軸２が回転すると、かかる動圧発生用溝によって軸受リング２２とスラスト板２３の軸受隙間、すなわちスラスト動圧軸受部ＳＢの軸受隙間に介在する潤滑流体が加圧され、かかる軸受隙間に高圧の流体潤滑膜が形成されるようになっている。その結果、スピンドル主軸２は上記軸受リング２２を挟んで設けられた一対のスラスト動圧軸受ＳＢによってその軸方向の移動が規制されることとなる。
【００２８】
スラスト板２３に形成されたスパイラル状の動圧発生用溝は、スピンドル主軸２が回転すると、かかる回転に伴って軸受隙間の潤滑液をスラスト板２３の内径から外径へ向けて加圧する所謂ポンプアウト型に形成されており、ラジアル動圧軸受部の軸受隙間から流入してきた潤滑液をスラスト板２３の外周から排出するようになっている。また、軸受ハウジング１内にはスラスト板２３の外周を取り囲むようにして第２冷却室３０が設けられており、スピンドル主軸２の回転に伴って軸受隙間内をスラスト板２３の外径方向へ向けて加圧された潤滑液は、最終的にこの第２冷却室３０へ噴出する。第２冷却室３０には、第１冷却室２４と同様、軸受ハウジング１外の空気が導入されており、スラスト動圧軸受部の軸受隙間よりも十分に広い第２冷却室３０に潤滑液を噴出させると、潤滑液は気体中に噴霧されたのと同じ状態になる。その結果、潤滑液はスラスト動圧軸受部から上記第２冷却室３０へ噴出する際に気化熱を奪われることとなり、スラスト動圧軸受部で高温となった潤滑液の温度を低下させることができる他、第２冷却室３０に面したスラスト板２３の温度、ひいてはスピンドル主軸２の温度を低下させることができるものである。
【００２９】
また、このスピンドル装置ではクイル部５が設けられたスピンドル主軸２の軸端と軸受ハウジング１との間にラビリンスシール３１が設けられており、スピンドル装置に降りかかる機械油やクーラント液等が軸受ハウジング１内に侵入するのを防止している。このラビリンスシール３１は数十μｍの隙間を介してスピンドル主軸２の周面と対向しており、かかるスピンドル主軸２と非接触の状態で粉塵や液体等の侵入を防止している。ラビリンスシール３１と対向するスピンドル主軸２の周面には前述した撥水加工が施されており、スピンドル主軸が降りかかるクーラント液等に対して濡れ難くしている。このため、譬えクーラント液等の液滴がラビリンスシールとスピンドル主軸との隙間に侵入しても、かかる液滴の毛管現象による進行を抑え、結果的にクーラント液等がハウジング内に侵入するのを効果的に防止している。
【００３０】
更に、モータハウジング３とスラスト板２３との間にもラビリンスシールが設けられており、やはりラビリンスシールと対向するスラスト板２３の外周面に対して撥水加工を施すことにより、スラスト動圧軸受部ＳＢから第２冷却室３０に排出された潤滑液がモータハウジング３内に漏れ出すのを防止している。
【００３１】
すなわち、この実施例のスピンドル装置では、動圧発生用溝の形成部位を除き、スピンドル主軸２、スリーブ２１及びスラスト板２３から構成されるスピンドルロータの外周面の全域に対して撥水加工が施されていることになる。
【００３２】
そして、以上のように構成された本実施例のスピンドル装置によれば、第１冷却室２４を介し、軸方向に所定の間隔をおいて一対のラジアル動圧軸受部ＲＢを形成していることから、譬えスピンドル主軸２の先端のクイル部５に対して大きなラジアル荷重が作用し、その結果としてスピンドル主軸２に大きなモーメント荷重が作用したとしても、かかるモーメント荷重に抗した充分な剛性をスピンドル主軸２に与えることができ、また、一対のラジアル動圧軸受部ＲＢの間には第１冷却室２４が設けられていることから、スピンドル主軸２の回転に対して作用する剪断力を小さく設定することができ、スピンドル主軸２に対して充分な剛性を与えつつも、かかるスピンドル主軸２の回転抵抗を低減し、モータ４の動力損失を軽減することが可能となるものである。
【００３３】
また、それに加えて、ラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受隙間で加圧された潤滑液を第１冷却室２４内へ意図的に噴出させ、かかる噴出の際に潤滑液の気化を促進させているので、気化熱によって潤滑液及びスピンドル主軸２を冷却することができ．その結果、高速回転時の剪断摩擦熱によるスピンドル主軸２の熱膨張を抑え、クイル部５に装着したツールの位置精度を高め、結果的にのスピンドル装置を用いて加工されるワークの加工精度を高めることが可能となる。
【００３４】
更に、スピンドルロータの外周面に対して撥水加工を施すことにより、動圧軸受部から排出された潤滑液や、軸受ハウジング外で降りかかるクーラント液等が回転するスピンドル主軸に連れ回るのを防止することができ、この点においてもモータの動力損失を低減化することができるものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のスピンドル装置によれば、第１冷却室を介して一対のラジアル動圧軸受部を配置し、これらラジアル動圧軸受部によってスピンドルロータの回転を支承していることから、スピンドルロータに作用する曲げモーメントに対して充分な剛性を発揮することができ、しかもスピンドルロータに対して大きな剪断力が作用することはなく、スピンドルロータの発熱や動力損失を低減することが可能となる。
【００３６】
また、各ラジアル動圧軸受部で加圧された潤滑液を第１冷却室へ噴出させることにより、この第１冷却室によって取り囲まれたスピンドルロータを積極的に冷却すると共に、潤滑液そのものも冷却することができ、スピンドル主軸の熱膨張を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したスピンドル装置の実施例を示す概略図である。
【図２】実施例に係る動圧軸受部の構成を簡略化して示した図である。
【図３】実施例に係るラジアル動圧軸受部の構成の一例を示す拡大図である。
【図４】実施例に係るラジアル動圧軸受部の構成の他の例を示す拡大図である。
【符号の説明】
２…スピンドル主軸、２１…スリーブ、２２…軸受リング、２３…スラスト板、２４…第１冷却室、２６…供給流路、２７…吸気口、ＲＢ…ラジアル動圧軸受部、ＳＢ…スラスト動圧軸受部

Claims

ハウジングと、一端をこのハウジングから突出するようにして設けられたスピンドルロータと、このスピンドルロータ上に軸方向に所定の間隔をおいて設けられ、かかるスピンドルロータを上記ハウジングに対して回転自在に支承する一対のラジアル動圧軸受部と、各ラジアル動圧軸受部の軸受隙間に対して潤滑液を導く供給流路と、上記スピンドルロータを周方向に取り囲むようにして一対のラジアル動圧軸受部の間に設けられると共に、かかるラジアル動圧軸受部の軸受隙間と連通する第１冷却室と、この第１冷却室に対してハウジング外の雰囲気を取り込む吸気口とを備えたことを特徴とするスピンドル装置。
上記第１冷却室に面したスピンドルロータの周面に対して撥水加工が施されていることを特徴とする請求項１記載のスピンドル装置。
一対のラジアル動圧軸受部を軸方向の外側から挟むようにして一対のスラスト動圧軸受部を設け、上記スピンドルロータの軸方向への移動を規制すると共に、これらスラスト動圧軸受部の軸受隙間を隣接するラジアル動圧軸受部の軸受隙間と連通させ、更に、
各ラジアル動圧軸受部には、その軸受隙間に供給された潤滑液を隣接するスラスト動圧軸受部の軸受隙間に向けて加圧する動圧発生用溝と、上記冷却室に向けて加圧する加圧排出溝とを設けたことを特徴とする請求項１記載のスピンドル装置。
上記スピンドルロータとハウジングとの間には、かかるハウジング内をハウジング外から密封するラビリンスシール部が設けられ、このラビリンスシール部には撥水加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピンドル装置。