JP2009061574A

JP2009061574A - 直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造

Info

Publication number: JP2009061574A
Application number: JP2007233789A
Authority: JP
Inventors: Fu-Yuan Chang; 鄭復源; Shiken Cho; 趙志憲
Original assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Current assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2009-03-26

Abstract

【課題】スピンドルを即時に停止可能であり、スピンドルを精密に制御可能であり、且つスピンドルが制動されてもワークまたは刃具に対する締付力が依然として強力である直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造を提供する。
【解決手段】本体と、前記本体の内部に取り付けられる直接駆動式トルクモータと、前記直接駆動式トルクモータ内部に取り付けられるスピンドル２０と、前記本体と前記スピンドルとの間に組み付けられ、内部に制動油チェンバー３３２が設けてあり、前記制動油チェンバーには前記スピンドルに応じてより薄い制動変形壁３３３が設けてあり、前記制動油チェンバーの高圧により前記制動変形壁が変形されて、膨らんだ前記制動変形壁が前記スピンドルに押付けて前記スピンドルを制動する制動装置とを含むことを特徴とする、直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造。
【選択図】図３

Description

本発明は、直接駆動式トルクモータ装置用のスピンドル制動構造に関するものである。

現在の直接駆動式トルクモータ装置はスピンドル機器の駆動に適用され、従来の直接駆動式トルクモータ装置のスピンドルは単純に内回転子の中央に位置決められ、且つ直接駆動式トルクモータ装置によってスピンドルを制御する。

しかしながら、これは次のような欠点があった。（イ）従来の直接駆動式トルクモータ装置の制動はトルクモータの動力の消失によってスピンドルを停止し、トルクモータの動力が消失する時点からスピンドルが停止になるまでに、スピンドルに慣性力があるので、スピンドルを快速に停止することができなく、だから、各種類の角度制御と、回転数制御と、精度制御との製品への適用は不向きである。

（ロ）従来の直接駆動式トルクモータ装置は、トルクモータの動力が消失した後にスピンドルが任意の角度に停止し、スピンドルに駆動されるワークまたは刃具の動力が消失するようになり、すなわち、ワークまたは刃具を支持する力が消失するようになり、このとき、ワークまたは刃具のスピンドルへの締付力がなくなる。

本発明の主な目的は、スピンドルを即時に停止可能であり、且つスピンドルを精密に制御可能である直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造を提供することにある。

本発明の次の目的は、スピンドルが制動されてもワークまたは刃具に対する締付力が依然として強力である直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本願の発明は、本体と、前記本体の内部に取り付けられる直接駆動式トルクモータと、前記直接駆動式トルクモータ内部に取り付けられるスピンドルと、前記本体と前記スピンドルとの間に組み付けられ、内部に制動油チェンバーが設けてあり、前記制動油チェンバーには前記スピンドルに応じてより薄い制動変形壁が設けてあり、前記制動油チェンバーの高圧により前記制動変形壁が変形されて、膨らんだ前記制動変形壁が前記スピンドルに押付けて前記スピンドルを制動する制動装置とを含むことを特徴とする、直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造であることを要旨としている。

本願の発明では、前記制動装置の前記制動油チェンバーはスピンドルの形状に応じて環状を呈することを特徴とする、請求項１に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造であることを要旨としている。

本願の発明では、前記制動装置は、制動台と、若干のＯリングとを含み、前記制動台の中央にはスピンドルを挿通するための軸穴が開設してあり、前記制動台の外周には前記本体を位置決めるための位置決め部が設けてあり、前記制動台の前記軸穴の壁面に沿って環状制動油チェンバーが設けてあり、前記環状制動油チェンバーと前記スピンドルとの間にはより薄い制動変形壁が設けてあり、前記制動台の前記スピンドルと前記位置決め部とに対応する箇所では若干のＯリングが嵌めてあり、また、前記環状制動油チェンバーには外部と連通するオイル穴が開設してあることを特徴とする、請求項２に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造であることを要旨としている。

本願の発明では、前記制動台は、Ｌ字形ブロックと、密封カバーとから構成されるものであり、前記Ｌ字形ブロックと前記密封カバーとの間はＯリングにて密封するようになり、これにより、前記環状制動油チェンバーが形成されることを特徴とする、請求項３に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造であることを要旨としている。

本願の発明では、前記スピンドルの外周には、一端から他端へ徐々に縮径する、第一階層と、第二階層と、第三階層と、第四階層と、外ねじ段とが設けてあり、前記軸受部材は、更に、第一オイルシールと、メーン軸受と、第二オイルシールとを含み、前記第一オイルシールが前記制動装置と前記スピンドルとの間に取付けられ、前記メーン軸受が前記スピンドルの第二階層に位置決められ、且つ前記メーン軸受が前記制動装置に押付けており、前記第二オイルシールが前記スピンドルの第三階層に位置決められ、前記補助ローラ軸受が前記第四階層に位置決められ、且つ、前記補助ローラ軸受が前記第二オイルシールに押付けており、前記直接駆動式トルクモータは、回転子固定台と、回転子オイルシールと、モータ回転子と、モータ固定子と、モータ冷却台とから構成されるものであり、前記回転子固定台が前記軸受部材のメーン軸受の近傍に位置決められ前記メーン軸受に押付けており、且つ前記回転子オイルシールとモータ回転子とが前記回転子固定台の外周面に固定され、前記モータ固定子が前記モータ冷却台の内部に取付けられ、前記モータ固定子が前記モータ回転子を嵌めており、前記本体は、ケースと、後カバーと、後カバーオイルシールとを含み、前記後カバーが前記ケースに連接され、前記本体の一端が前記制動装置の位置決め部に固定され、且つ前記本体と前記スピンドルとの間には前記軸受部材のメーン軸受が取付けてあり、前記軸受部材の第二オイルシールと前記補助ローラ軸受との外に前記後カバーが位置決められ、前記後カバーの末端の内周に前記後カバーオイルシールが設けられ、前記ケースが上記の部品を収容し、且つ前記ケースには前記直接駆動式トルクモータのモータ冷却台が固定してあり、更に、前記本体の後カバーに固定される位置検知子が設けてあり、前記位置検知子にて前記スピンドルの回動位置の変化が検知されることを特徴とする、請求項３に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造であることを要旨としている。

本発明の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造によれば、スピンドルを即時に停止可能であり、スピンドルを精密に制御可能であり、且つスピンドルが制動されてもワークまたは刃具に対する締付力が依然として強力である効果を有する。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

まず、図１ないし図３を参照する。直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造は、スピンドル２０と、制動装置３０と、軸受部材４０と、直接駆動式トルクモータ５０と、本体６０と、位置検知子７０と、調整ナット８０とを含む。

前記スピンドル２０の外周には、一端から他端へ徐々に縮径する、第一階層２１と、第二階層２２と、第三階層２３と、第四階層２４と、外ねじ段２５とが設けてあり、前記外ねじ段２５が前記スピンドル２０の端部の近傍の周面に設けられる。

前記制動装置３０は、制動台３３と、若干のＯリング３２とを含み、前記制動台３３は、Ｌ字形ブロック３３４と、密封カバー３３６とから構成されるものであり、前記Ｌ字形ブロック３３４と前記密封カバー３３６との間はＯリング３２にて密封するようになり、これにより、前記環状制動油チェンバー３３２が形成され、前記制動台３３の中央にはスピンドル２０を挿通するための軸穴３３１が開設してあり、前記制動台３３の内周がスピンドル２０の第一階層２１に対応し、且つ前記制動台３３の外周には位置決め部３１が設けてあり、前記制動台３３の前記軸穴３３１の壁面に沿って環状制動油チェンバー３３２が設けてあり、前記環状制動油チェンバー３３２と前記スピンドル２０との間にはより薄い制動変形壁３３３が設けてあり、前記制動台３３は、Ｌ字形ブロック３３４と密封カバー３３６との間に、前記スピンドル２０に寄る箇所で、前記位置決め部３１に寄る箇所で、若干のＯリング３２が嵌めてあり、また、前記環状制動油チェンバー３３２には外部と連通するオイル穴３３５が開設してあり、前記オイル穴３３５は圧力源（油圧力の方向は矢印で示した）と連通している。

前記軸受部材４０は、第一オイルシール４１と、メーン軸受４２と、第二オイルシール４３と、補助ローラ軸受４４とを含み、前記第一オイルシール４１が前記制動装置３０と前記スピンドル２０との間に取付けられ、前記メーン軸受４２が前記スピンドル２０の第二階層２２に位置決められ、且つ前記メーン軸受４２が前記制動装置３０に押付けており、前記第二オイルシール４３が前記スピンドル２０の第三階層２３に位置決められ、前記補助ローラ軸受４４は、テーパローラ軸受であり、前記第四階層２４に位置決められ、且つ前記補助ローラ軸受４４が前記第二オイルシール４３に押付けている。

前記直接駆動式トルクモータ５０は、回転子固定台５１と、回転子オイルシール５２と、モータ回転子５３と、モータ固定子５４と、モータ冷却台５５とから構成されるものであり、前記回転子固定台５１が前記軸受部材４０のメーン軸受４２の近傍に位置決められ、且つ前記回転子オイルシール５２とモータ回転子５３とが前記回転子固定台５１の外周面に固定され、前記モータ固定子５４が前記モータ冷却台５５の内部に取付けられ、且つモータ回転子５３がモータ固定子５４に嵌められる。

前記本体６０は、ケース６１と、後カバー６２と、後カバーオイルシール６３とを含み、前記後カバー６２が前記ケース６１に連接され、前記本体６０の一端が前記制動装置３０の位置決め部３１に固定され、且つ前記本体６０と前記スピンドル２０との間に前記軸受部材４０のメーン軸受４２が位置決められ、前記軸受部材４０の第二オイルシール４３と前記補助ローラ軸受４４との外に前記後カバー６２が位置決められ、前記後カバー６２の末端の内周に前記後カバーオイルシール６３が設けられ、前記ケース６１が上記の部品を収容し、且つ前記ケース６１には前記直接駆動式トルクモータ５０のモータ冷却台５５が固定している。

前記位置検知子７０は、前記本体６０の後カバー６２に固定され、前記位置検知子７０にて前記スピンドル２０の回動位置の変化が検知される。

前記調整ナット８０は、前記スピンドル２０の末端にある外ねじ段２５にねじ込まれて、本体６０の後カバーオイルシール６３内に位置決められ、且つ前記調整ナット８０を更にねじ込むと、前記軸受部材４０の前記補助ローラ軸受４４が緊迫され、前記調整ナット８０は緩め止構造を有し、緩め止構造は周知の技術であるので説明を省略する。

次に、図３と図４を参照しながら本発明の使用状態を詳細に説明する。

本発明の制動装置３０の中央にはスピンドル２０を挿通するための軸穴３３１が開設してあり、且つ前記制動台３３の前記軸穴３３１の壁面に沿って環状制動油チェンバー３３２が設けてあり、特に、前記環状制動油チェンバー３３２と前記スピンドル２０との間にはより薄い制動変形壁３３３が設けてあり、前記環状制動油チェンバー３３２がオイル穴３３５からの油圧を受けると、制動変形壁３３３が膨らむようになり、これにより、スピンドル２０が即時に停止され、だから、本発明は、構造が簡単であり、組付作業が容易である制動装置３０を利用することにより、スピンドル２０を快速に制動可能である。

また、オイル穴３３５からの油圧の圧力が降下するときに、本発明の環状制動油チェンバー３３２の制動変形壁３３３は、元の形状に回復して、スピンドル２０に押付けなくなり、このとき、制動されないスピンドル２０は何時でも回転可能な状態になる。

特に、図４に示すように、本発明の制動方式は、制動台３３の環状制動油チェンバー３３２の制動変形壁３３３が内側へ膨らむように変形することを利用し、且つ環状を呈する制動変形壁３３３が四周からスピンドル２０を押付けるので、スピンドル２０を即時に停止可能であり、そして制動変形壁３３３が四周からスピンドル２０を押付けるので、締付力が充分であり、前記スピンドル２０に組付けられるワークや刃具などが強力に支持され、制動状態では、前記スピンドル２０に組付けられるワークや刃具などが大きい切削力を受け可能である。

本発明の実施例の外観図本発明の実施例の組合状態の断面図本発明の実施例の制動装置の拡大断面図本発明の実施例の制動装置の運転を示す概略図

符号の説明

２０スピンドル
２１第一階層
２２第二階層
２３第三階層
２４第四階層
２５外ねじ段
３０制動装置
３１位置決め部
３２Ｏリング
３３制動台
４０軸受部材
４１第一オイルシール
４２メーン軸受
４３第二オイルシール
４４補助ローラ軸受
５０直接駆動式トルクモータ
５１回転子固定台
５２回転子オイルシール
５３モータ回転子
５４モータ固定子
５５モータ冷却台
６０本体
６１ケース
６２後カバー
６３後カバーオイルシール
７０位置検知子
８０調整ナット
３３１軸穴
３３２制動油チェンバー
３３３制動変形壁
３３４Ｌ字形ブロック
３３５オイル穴
３３６密封カバー

Claims

本体と、前記本体の内部に取り付けられる直接駆動式トルクモータと、前記直接駆動式トルクモータ内部に取り付けられるスピンドルと、前記本体と前記スピンドルとの間に組み付けられ、内部に制動油チェンバーが設けてあり、前記制動油チェンバーには前記スピンドルに応じてより薄い制動変形壁が設けてあり、前記制動油チェンバーの高圧により前記制動変形壁が変形されて、膨らんだ前記制動変形壁が前記スピンドルに押付けて前記スピンドルを制動する制動装置とを含むことを特徴とする、直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造。
前記制動装置の前記制動油チェンバーはスピンドルの形状に応じて環状を呈することを特徴とする、請求項１に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造。
前記制動装置は、制動台と、若干のＯリングとを含み、前記制動台の中央にはスピンドルを挿通するための軸穴が開設してあり、前記制動台の外周には前記本体を位置決めるための位置決め部が設けてあり、前記制動台の前記軸穴の壁面に沿って環状制動油チェンバーが設けてあり、前記環状制動油チェンバーと前記スピンドルとの間にはより薄い制動変形壁が設けてあり、前記制動台の前記スピンドルと前記位置決め部とに対応する箇所では若干のＯリングが嵌めてあり、また、前記環状制動油チェンバーには外部と連通するオイル穴が開設してあることを特徴とする、請求項２に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造。
前記制動台は、Ｌ字形ブロックと、密封カバーとから構成されるものであり、前記Ｌ字形ブロックと前記密封カバーとの間はＯリングにて密封するようになり、これにより、前記環状制動油チェンバーが形成されることを特徴とする、請求項３に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造。
前記スピンドルの外周には、一端から他端へ徐々に縮径する、第一階層と、第二階層と、第三階層と、第四階層と、外ねじ段とが設けてあり、前記軸受部材は、更に、第一オイルシールと、メーン軸受と、第二オイルシールとを含み、前記第一オイルシールが前記制動装置と前記スピンドルとの間に取付けられ、前記メーン軸受が前記スピンドルの第二階層に位置決められ、且つ前記メーン軸受が前記制動装置に押付けており、前記第二オイルシールが前記スピンドルの第三階層に位置決められ、前記補助ローラ軸受が前記第四階層に位置決められ、且つ前記補助ローラ軸受が前記第二オイルシールに押付けており、前記直接駆動式トルクモータは、回転子固定台と、回転子オイルシールと、モータ回転子と、モータ固定子と、モータ冷却台とから構成されるものであり、前記回転子固定台が前記軸受部材のメーン軸受の近傍に位置決められ前記メーン軸受に押付けており、且つ前記回転子オイルシールとモータ回転子とが前記回転子固定台の外周面に固定され、前記モータ固定子が前記モータ冷却台の内部に取付けられ、前記モータ固定子が前記モータ回転子を嵌めており、前記本体は、ケースと、後カバーと、後カバーオイルシールとを含み、前記後カバーが前記ケースに連接され、前記本体の一端が前記制動装置の位置決め部に固定され、且つ前記本体と前記スピンドルとの間には前記軸受部材のメーン軸受が取付けてあり、前記軸受部材の第二オイルシールと前記補助ローラ軸受との外に前記後カバーが位置決められ、前記後カバーの末端の内周に前記後カバーオイルシールが設けられ、前記ケースが上記の部品を収容し、且つ前記ケースには前記直接駆動式トルクモータのモータ冷却台が固定してあり、更に、前記本体の後カバーに固定される位置検知子が設けてあり、前記位置検知子にて前記スピンドルの回動位置の変化が検知されることを特徴とする、請求項３に記載の直接駆動式トルクモータ装置用スピンドル制動構造。