JP2020069605A - モータビルトイン方式のスピンドル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 回転軸と、
前記回転軸をハウジングに対して回転自在にそれぞれ支持する前側軸受及び後側軸受と、
該前側軸受及び後側軸受との間で前記回転軸と一体回転可能に配置されるロータと、該ロータの周囲に配置されるステータと、を有するモータと、
を備えるモータビルトイン方式のスピンドル装置であって、
前記回転軸の前端部側に固定されて、前記ハウジングとの間にラビリンスシールを形成するフリンガーを備え、
前記ハウジングは、前記後側軸受より後方に形成された後方空間に、前記スピンドル装置の外部からのエアを流入させる開口孔を有する、モータビルトイン方式のスピンドル装置。
図1は本発明の第1実施形態のモータビルトイン方式のスピンドル装置の断面図である。
図1に示すように、工作機械主軸用のモータビルトイン方式のスピンドル装置10(以下、単に「スピンドル装置10」とも言う)では、回転軸11が、その工具側(図1において左側)に配置される2列の前側軸受50,50と、反工具側(図1において右側)に配置される2列の後側軸受60,60とによって、ハウジングHに回転自在に支持されている。ハウジングHは、工具側から順に、前側ハウジング12、外筒13、後側ハウジング14、及び後蓋15によって主に構成されており、不図示のボルトによってそれぞれ締結固定されている。
なお、電線35が挿通される、後側ハウジング14の配索孔36aを介して、開口孔71から導入された外部の空気がモータ室34に流通してもよい。
また、本実施形態の第2変形例として、図3に示すように、この雌ねじ72には、サイレンサなどのフィルタ部材73が取り付けられて、スピンドル装置10内にゴミやミストなどの異物の侵入が防止されてもよい。
次に、スピンドル装置の第2実施形態について図5を参照して説明する。図5に示すように、本実施形態のスピンドル装置10Aは、第1実施形態のスピンドル装置10の構成に加えて、後側ハウジング14に、モータ室34と後方空間45とを連通する連通孔24が設けられている。したがって、フリンガー40の回転によりラビリンスシール44に発生する圧力低下によって、より多くの外部エアをモータ室34に供給することができ、効率的にモータ室34を冷却できる。
なお、本実施形態、及び図6及び図7に示す変形例では、図示しない位相に、後側ハウジング14と後側外輪押さえ19との間のコイルばね23が配設されている。
その他の構成及び作用については、本発明の第1実施形態と同様である。
なお、連通孔24は、円周方向に複数形成されてもよい。
評価方法としては、研削液をフリンガー40とハウジングHとのすきまに直接振り掛けて、スピンドル装置10の内部への研削液の浸入の有無を確認した。フリンガー40とハウジングHとのすきまに振り掛ける研削液の量は、3L/min、5L/min、10L/minの3種類とした。実施例と比較例の結果を比較して表1に示す。ラビリンスシール及び軸受内に研削液が浸入した場合を×とし、ラビリンスシール及び軸受内に研削液が浸入しない場合を〇としている。
例えば、本発明のモータビルトイン方式のスピンドル装置は、研削盤主軸用としても好適に使用できる。
(1) 回転軸と、
前記回転軸をハウジングに対して回転自在にそれぞれ支持する前側軸受及び後側軸受と、
該前側軸受及び後側軸受との間で前記回転軸と一体回転可能に配置されるロータと、該ロータの周囲に配置されるステータと、を有するモータと、
を備えるモータビルトイン方式のスピンドル装置であって、
前記回転軸の前端部側に固定されて、前記ハウジングとの間にラビリンスシールを形成するフリンガーを備え、
前記ハウジングは、前記後側軸受より後方に形成された後方空間に、前記スピンドル装置の外部からのエアを流入させる開口孔を有する、モータビルトイン方式のスピンドル装置。
この構成によれば、後側軸受より後方の後方空間に、スピンドル装置の外部からスピンドル装置の内部よりも低い温度の外部エアを流入させてラビリンスシールから吐出させる空気循環を形成することができ、スピンドル装置の内部の温度を低下させて、スピンドル装置の寿命を向上させることができる。また、これにより、加工精度の安定化や、モータの熱損失を低減させることができる。さらに、エアシール経路を設置することが難しい、比較的小型のスピンドル装置においても、専用のエアシール経路やエア供給装置を必要としない空気循環を形成することができ、安価に信頼性の高いスピンドル装置が得られる。
この構成によれば、スピンドル装置の外部から流入する温度の低い外部エアを積極的にモータ室に供給することができ、モータ室の温度を効果的に低下させることができる。
前記フリンガーは、前記前側ハウジングの外周面又は前記前側外輪押さえの外周面との間にラビリンスシールを形成する円環部を有する、(1)又は(2)に記載のモータビルトイン方式のスピンドル装置。
この構成によれば、フリンガーの外径を大きくすることでフリンガー近傍の圧力をより低下させて、多量の外部エアをスピンドル装置の内部に循環させることができる。またこれによって、スピンドル装置の内部温度を低下させることができる。
この構成によれば、工作機械主軸用として好適に使用できる。
この構成によれば、研削盤主軸用として好適に使用できる。
11 回転軸
12 前側ハウジング
16 前側外輪押さえ
24,25,26 連通孔
30 モータ
31 ロータ
32 ステータ
34 モータ室
40 フリンガー
41 ボス部
42 円盤部
43 円環部
44 ラビリンスシール
45 後方空間
50 前側軸受
51 外輪
52 内輪
53 玉
60 後側軸受
61 外輪
62 内輪
63 玉
71 開口孔
H ハウジング
Claims (5)
- 回転軸と、
前記回転軸をハウジングに対して回転自在にそれぞれ支持する前側軸受及び後側軸受と、
該前側軸受及び後側軸受との間で前記回転軸と一体回転可能に配置されるロータと、該ロータの周囲に配置されるステータと、を有するモータと、
を備えるモータビルトイン方式のスピンドル装置であって、
前記回転軸の前端部側に固定されて、前記ハウジングとの間にラビリンスシールを形成するフリンガーを備え、
前記ハウジングは、前記後側軸受より後方に形成された後方空間に、前記スピンドル装置の外部からのエアを流入させる開口孔を有する、モータビルトイン方式のスピンドル装置。 - 前記ハウジングは、前記モータが配置されるモータ室と、前記後方空間とを連通する連通孔をさらに備える、請求項1に記載のモータビルトイン方式のスピンドル装置。
- 前記ハウジングは、前記前側軸受の外輪が内嵌される前側ハウジングと、前記前側ハウジングに固定されて前記外輪を軸方向に位置決めする前側外輪押さえと、を有し、
前記フリンガーは、前記前側ハウジングの外周面又は前記前側外輪押さえの外周面との間にラビリンスシールを形成する円環部を有する、請求項1又は2に記載のモータビルトイン方式のスピンドル装置。 - 工作機械主軸用である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータビルトイン方式のスピンドル装置。
- 研削盤主軸用である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータビルトイン方式のスピンドル装置。
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