JP2512489B2 - 主軸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主軸装置に関し、特に主軸の回転速度や回転
位置を検出する検出器を主軸の軸受間に配設した主軸装
置に関する。本主軸装置は３次元プロットマシン（プロ
ファイラーマシン）にも適用可能である。

〔従来の技術〕

工作機械の主軸には、一般に主軸の回転速度を検出す
る速度検出器が取り付けられており、また本出願人によ
る特願昭61−160858号に開示しているように特殊な場合
には回転位置を検出する回転位置検出器を取り付ける場
合もある。従来、こうした検出器は主軸の端部位置に取
り付けられており、主軸の軸受部の外側に位置してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しながら、上述の如く２の軸受の外側位置に検出器
が取り付けられていると、主軸を高速回転させた場合に
共振現象を生起するようになる。特に、主軸を回転駆動
させるモータが主軸に対してビルトイン形のモータであ
って、検出器がこのビルトインモータの後端部に設けら
れた場合には軸受部に支持された主軸の片持ち領域が長
くなり、更にモータの重量が加わるため共振が生起され
やすい。

依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、主軸の
高速回転に伴なう共振を防止することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的に鑑みて本発明は長手方向の二箇所に設けら
れた第１及び第２の軸受によって回転可能に軸支された
主軸をモータによって回転駆動する主軸装置において、
前記主軸の回転速度や回転位置の回転状態量を検出する
検出器を前記第１の軸受と第２の軸受との間に配設した
ことを特徴とする主軸装置を提供する。

〔作 用〕

上記の如く検出器を第１と第２の軸受の間に配設する
と、これら２つの軸受の外側位置であって主軸の端部位
置に取り付けられている場合と比較して共振を生起する
危険速度値が上昇し、延いてはより高速の主軸装置を提
供することができる。

〔実施例〕

以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳
細に説明する。第１図は本発明に係る主軸装置の縦断面
図であり、プロファイラマシンの主軸装置例として図示
している。主軸10の先端部（図の左端）には工具を保持
するためのテーパ孔12が形成されており、一方後端には
テーパ部20を設けており、ロータ26を固定したモータの
出力軸18に連結されている。出力軸18には前記テーパ部
20に対応したテーパ孔22が設けられており、この出力軸
18の後部から中心軸線９と軸線が一致するようボルト24
によって主軸10と出力軸18とを一体固定化している。上
記ロータ26と対向させて、プロファイラマシンの主軸装
置ハウジング30にはコイル34を有したステータ28が固定
されている。

このビルトイン形式のスピンドルモータによって主軸
10が回転駆動される。この主軸10の軸受としては、上記
主軸装置ハウジング30に対して固定された主軸ケーシン
グ32と主軸10との間に、主軸10の前方部と後方部に前部
軸受14と後部軸受16とが配設されている。これら２箇所
の軸受14,16の中間位置には主軸10の回転速度を検出す
る速度検出器が配設されている。

主軸10上には歯車状の歯付環状板42が主軸10に対して
焼ばめ等により締まり嵌め結合されている。一方、ケー
シング32には速度検出素子44を挿入する孔を設けたブラ
ケット46がねじ50によって固定されている。このブラケ
ット46は中に挿入した速度検出素子44が上記歯付環状板
42と対向する位置に取り付けられており、速度検出素子
44は歯付環状板42との対向隙間が適切となるようスパン
リング52によって位置決めされ、その位置にねじ48によ
って横方向から保持固定されている。

歯付環状板42と前部軸受14及び後部軸受16との間には
夫々間座36,38が延設されており、更にその外周には他
の間座40が２つの軸受14と16との間に延設されている。
これらの間座36,38,40はつの軸受14と16の位置決めを行
っている。なお外周側の間座40には速度検出素子44用の
孔54が設けられている。

以上の様に本発明主軸装置では速度検出器をモータの
後部に配設するのではなく、軸受ユニット内に組み込む
方式を採用している。この様な構成にすると、主軸が共
振を起こさないで超高速回転可能となり、例えば60,000
rpm以上の回転をも可能となる。プロファイラーマシン
は、３次元プログラムのチェック用として平面写像プロ
ットではなく、３次元形状そのままにアルミ材、ナイロ
ン材、及び木材の様な柔らかなワークを削るための工作
機械である。この様なプロファイラーマシンの主軸は超
高速回転することが要求される。その主軸の回転速度の
検出器をモータの出力軸18を後方へ延設した部分に取り
付けると、その検出器の位置は主軸10の後部軸受16の位
置から相当オーバハングしており、このため危険速度が
低下する。実際に計算モデルによって回転軸（主軸10と
出力軸18）の危険速度を計算すると、検出器をモータの
後部に取り付けた場合は30,000rpm、本発明による場合
には80,000rpmという結果が得られている。

以上では検出器として速度検出器を例示しているが、
位置検出器でもよく、又両検出器を併設した場合でも同
様である。更にはモータがビルトイン形式のものでない
場合であっても、主軸の回転を検出する検出器を軸受の
外側でなく２つの軸受間に配設することは同様に危険速
度を上昇させる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、検出
器を軸受間に配設するため、軸受部からオーバハングす
る片持ち領域を可及的に短くすることができ、回転軸の
危険速度を上昇させることが可能となる。従って主軸を
超高速回転させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る主軸装置の縦断面図。 10……主軸、14……前部軸受、 16……後部軸受、26……ロータ、 28……ステータ、32……ケーシング、 36,38,40……間座、42……歯付環状板、 44……速度検出素子。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向の二箇所に設けられた第１及び第
   ２の軸受によって回転可能に軸支された主軸をモータに
   よって回転駆動する主軸装置において、前記主軸の回転
   速度や回転位置の回転状態量を検出する検出器を前記第
   １の軸受と第２の軸受との間に配設したことを特徴とす
   る主軸装置。
2. 【請求項２】前記モータが前記主軸に組み込まれたビル
   トイン形式のスピンドルモータである特許請求の範囲第
   １項記載の主軸装置。
3. 【請求項３】前記検出器が前記主軸の回転速度を検出す
   る歯付環状板と、該歯付円板と協働して作動する速度検
   出素子とを具備して成る特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の主軸装置。