JP3494419B2 - モータビルトインスピンドル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、工作機械
の主軸として用いられるモータビルトインスピンドルに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸として用いられるモータ
ビルトインスピンドルは、内蔵したモータの発熱によ
り、ロータを固定しているスピンドルが熱変形を起こす
ため、とくに、精密スピンドルや高速回転スピンドルで
は軸受の寿命の低下や精度の低下が問題となりやすい。

【０００３】このようなモータの発熱によるスピンドル
の熱変形を防ぐ構造を有するモータビルトインスピンド
ルとしては、例えば、実開平２−１４３１０３号公報に
記載されたものがあり、その構成を図１０に示す。

【０００４】図示のモータビルトインスピンドル１００
は、ハウジング１０１内に、モータを構成するステータ
１０２と、このステータ１０２とともにモータを構成す
るロータ１０３を設けたスピンドル１０４を備えてい
る。スピンドル１０４は、先端側（図１０上で左側）お
よび基端側において軸受１０５，１０６で支持されてい
ると共に、その軸線上には基端側に開放された中空部１
０７が形成してあり、中空部１０７の開放部分にはノズ
ル部材１０８が設けてある。このノズル部材１０８に
は、回転継手などを介して冷却用流体の供給源が接続さ
れる。

【０００５】また、スピンドル１０４の外周には、ロー
タ１０３との嵌合部分において、線膨脹係数の小さい断
熱部材の溶着成形層１０９が形成してあると共に、さら
にその外周には、軸線方向にのびる多数の凹溝１１０が
全周にわたって所定間隔で形成してあり、凹溝１１０と
中空部１０７の間には双方を連通させる連通孔１１１が
形成してある。各凹溝１１０は、ロータ１０３の内周部
の軸長よりも長く形成され、その両端部がハウジング１
０１内に開放されている。

【０００６】上記のモータビルトインスピンドル１００
は、ロータ１０３とスピンドル１０４の間に溶着成形層
１０９を形成したことにより、ロータ１０３とスピンド
ル１０４との接触面積を小さくしており、また、スピン
ドル１０４の中空部１０７に冷却気体を送り込むことに
より、冷却気体を連通孔１１１から各凹溝１１０に流通
させ、さらに、各凹溝１１０の両端から冷却気体をハウ
ジング１０６内に流入させる。これにより、冷却気体が
各凹溝１１０を流通するときにロータ１０３の内周面を
直接冷却し、ロータ１０３からスピンドル１０４への熱
伝達を低減させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなモータビルトインスピンドル１００にあっては、冷
却効率をさらに向上させるために冷却媒体として液体を
使用することが考えられるが、この場合、スピンドル１
０４の凹溝１１０を通過した冷却液体がハウジング１０
１内に流出するため、軸受１０５，１０６に冷却液体が
流れ込み、これにより軸受１０５，１０６の回転抵抗が
増大してスピンドル１０４の回転機能が低下するという
問題があり、このような問題を解決することが課題であ
った。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に鑑みて成さ
れたものであり、冷却媒体に液体を使用してもこの液体
がスピンドルの回転支持部分に流れ込むようなことがな
く、液体の使用により冷却効率を高めることができると
共に、スピンドルの良好な回転機能を維持することがで
きるモータビルトインスピンドルを提供することを目的
としている。

【０００９】また、本発明は、上記目的のほかに、例え
ばメンテナンス上の便宜を図る構造として、スピンドル
からのロータの抜き取りを容易に行うことができる構造
のモータビルトインスピンドルを提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるモータビ
ルトインスピンドルは、請求項１として、ハウジング内
に、モータを構成するステータと、このステータととも
にモータを構成するロータを設けたスピンドルを備え、
スピンドルの軸線に沿って形成した中空部内から同スピ
ンドルの外周側に冷却用流体を流通させてロータを冷却
するようにしたモータビルトインスピンドルにおいて、
スピンドルの外周で且つロータ側との嵌合部分の範囲内
に、一端部が中空部に連通する螺旋溝を設け、螺旋溝の
他端部をハウジング外部に連通させた構成とし、請求項
２として、螺旋溝の一端部と中空部の間に、双方を連通
させる供給路を設けると共に、螺旋溝の他端部と中空部
の間に、双方を連通させる排出路を設け、中空部内に、
スピンドルとともに回転可能であり且つ中空部内周面と
の間に隙間を形成するパイプ状の冷却用流体ガイドを挿
設し、冷却用流体ガイドに、供給路と排出路の間で中空
部を気密的に仕切る支持部を設けて、中空部を供給路側
の第１空間と排出路側の第２空間に分割し、第１空間を
介して冷却用流体ガイド内と供給路を連通状態にすると
共に、第２空間を介して排出路とハウジング外部を連通
状態にした構成とし、請求項３として、螺旋溝の一端部
と中空部の間に、双方を連通させる供給路を設けると共
に、螺旋溝の他端部と中空部の間に、双方を連通させる
排出路を設け、中空部内に、スピンドルとともに回転可
能であり且つ中空部内周面との間に隙間を形成するパイ
プ状の冷却用流体ガイドを挿設し、冷却用流体ガイド
に、供給路の位置で全周にわたって中空部内周面に気密
的に接触する支持部を設け、支持部に、冷却用流体ガイ
ド内と供給路を連通させる流通路を設けると共に、中空
部を介して排出路とハウジング外部を連通状態にした構
成とし、請求項４として、螺旋溝の一端部と中空部の間
に、双方を連通させる供給路を設けると共に、螺旋溝の
他端部と中空部の間に、双方を連通させる排出路を設
け、且つ排出路の近傍に、中空部とスピンドルの外周側
を連通させる第２の排出路を設け、中空部内の２つの排
出路が開放している位置に、全周にわたって中空部内周
面に接触する鍔部を両端に備えたパイプ状の冷却用流体
ガイドを挿設して、両鍔部の間に排出用空間を形成し、
この排出用空間および第２の排出路を介して螺旋溝の排
出路とハウジング外部を連通状態にした構成とし、請求
項５として、スピンドルとロータ側との嵌合部分の範囲
内に、全周にわたって冷却用隙間を形成し、スピンドル
の外周で且つ冷却用隙間の軸線方向の長さ範囲内に螺旋
溝を設けた構成としており、上記の構成を課題を解決す
るための手段としている。

【００１１】また、本発明に係わるモータビルトインス
ピンドルは、請求項６として、スピンドル側とロータ側
の嵌合部分において、双方の全周にわたって段部を形成
して、スピンドル側の大外径部とロータ側の大内径部を
嵌合し且つスピンドル側の小外径部とロータ側の小内径
部を嵌合すると共に、双方の段部間に、螺旋溝に連通す
る油溜め空間を全周にわたって設けた構成とし、請求項
７として、スピンドルの外周およびロータの内周のいず
れか一方にスリーブを設け、相手側とスリーブの間に段
部および油溜め空間を設けた構成とし、請求項８とし
て、スピンドルの外周およびロータの内周に各々スリー
ブを設け、両スリーブの間に段部および油溜め空間を設
けた構成とし、請求項９として、ロータの内周にスリー
ブを設け、スピンドルの外周とスリーブの内周に段部を
設けると共に、スピンドルの軸線方向における螺旋溝の
形成範囲全体に対して油溜め空間を形成した構成とし、
上記の構成を、スピンドルからのロータの抜き取りを容
易に行うことができる構造を得る手段としている。

【００１２】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わるモータビルト
インスピンドルでは、スピンドルの外周に設けた螺旋溝
の開放部分がロータ側により閉じられた状態になってお
り、冷却液をスピンドルの中空部から螺旋溝の一端部に
導入して、螺旋溝に冷却液を流通させることによってロ
ータ側を冷却し、その冷却液を螺旋溝の他端部からハウ
ジング外部に排出する。したがって、上記モータビルト
インスピンドルでは、ハウジング内に冷却液が流出する
ことがないので、スピンドルの回転支持部分に冷却液が
流れ込んで回転機能が低下するようなこともなく、螺旋
溝に流れる冷却液によってロータ側が直接的に冷却さ
れ、冷却効率が向上することになる。

【００１３】本発明の請求項２に係わるモータビルトイ
ンスピンドルでは、冷却液が冷却用流体ガイドから中空
部の第１空間および供給路を経て螺旋溝に導入され、冷
却液を螺旋溝に流通させてロータ側を冷却し、その冷却
液を排出路から中空部の第２空間を介してハウジング外
部に排出する。上記のモータビルトインスピンドルで
は、中空部が冷却液の供給と排出の両方に使用されるこ
ととなり、また、中空部内において冷却用流体ガイドを
支持部で支持しているので、回転に伴う冷却用流体ガイ
ドの振動の発生を防止することとなる。

【００１４】本発明の請求項３に係わるモータビルトイ
ンスピンドルでは、請求項２と同様の作用が得られるほ
かに、冷却用流体ガイドの冷却液が支持部の流通路から
直接供給路に流れるので、中空部内で冷却前の冷却液が
揺動することがなく、回転に伴う振動の発生をより確実
に防止することとなる。

【００１５】本発明の請求項４に係わるモータビルトイ
ンスピンドルでは、冷却用流体ガイド、中空部および供
給路を経て冷却液が螺旋溝に供給され、その冷却液を排
出路から冷却用流体ガイドの両鍔部間の排出用空間およ
び第２の排出路を介してハウジング外部に排出する。上
記のモータビルトインスピンドルでは、冷却用流体ガイ
ドの構造を簡略化することが可能になり、また、冷却用
流体ガイドが中空部内で固定状態となることから、高速
回転時のアンバランスが発生しにくくなり、さらなる低
振動化を実現し得ることとなる。

【００１６】本発明の請求項５に係わるモータビルトイ
ンスピンドルでは、冷却液の大半は螺旋溝を通過するこ
ととなるが、冷却用隙間が設けてあるので冷却液とロー
タ側との接触面積が拡大され、これにより全体の温度分
布が平均化されてロータ側の冷却効率がより一層高めら
れることとなる。

【００１７】本発明の請求項６に係わるモータビルトイ
ンスピンドルでは、スピンドルからロータを抜き取る場
合において、スピンドルの中空部から螺旋溝を介して油
溜め空間に取外し用油を加圧充填すると、その取外し用
油がスピンドル側とロータ側の嵌合面に浸透する。そし
て、取外し用油が嵌合面全体に浸透すると、段部に油溜
め空間を拡張しようとする軸力が発生し、これによりス
ピンドルからロータが抜けることとなる。

【００１８】また、段部および油溜め空間は、スピンド
ルおよびロータに直接形成することが可能であるほか
に、請求項７のようにスピンドルの外周およびロータの
内周のいずれか一方に設けたスリーブとその相手側の間
に形成したり、請求項８のようにスピンドルの外周に設
けたスリーブとロータの内周に設けたスリーブの間に形
成したりすることが可能であり、いずれの場合も請求項
６と同様の作用が得られる。さらに、油溜め空間は、請
求項９のようにロータの内周に設けたスリーブとスピン
ドルの外周の間に形成し、且つスピンドルの軸線方向に
おける螺旋溝の形成範囲全体に対して形成することによ
り、請求項６と同様の作用が得られるほかに、当該モー
タビルトインスピンドルの作動時において、油溜め空間
が請求項５に記載の冷却用隙間として使用される。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明の請求項１および２に係わる
モータビルトインスピンドルの一実施例を説明する図で
ある。

【００２０】図示のモータビルトインスピンドルＳ１
は、ハウジング１内に、モータを構成するステータ２
と、このステータ２とともにモータを構成するロータ３
を設けたスピンドル４を備えている。この実施例におけ
るロータ３は、その内側に焼き嵌めによってロータスリ
ーブ５が固定してあり、ロータスリーブ５の内側にスピ
ンドル４が嵌合してある。

【００２１】スピンドル４は、先端側（図１上で左側）
および基端側において軸受６，７により回転自在に支持
してあると共に、その軸線上には基端側に開放された中
空部８が形成してあり、その外周で且つロータ側の嵌合
部分（ロータスリーブ５との嵌合部分）の範囲内に螺旋
溝９が形成してある。なお、当該モータビルトインスピ
ンドルＳ１を工作機械に用いた場合、図示を省略したス
ピンドル４の先端部には、ホルダなどを介して工具が取
付けられる。

【００２２】螺旋溝９は、ロータスリーブ５の一端側か
ら他端側にかけて条が一定の間隔になるように形成して
あって、ロータスリーブ５によってスピンドル外周側の
開放部分が閉じられた状態にあり、一端部と中空部８の
先端寄り部分の間に、双方を連通させる供給路１０が設
けてあると共に、他端部と中空部７の間に、同じく双方
を連通させる排出路１１が設けてある。

【００２３】また、ハウジング１の基端部には、中空部
８に連通する空間１２を形成する閉塞部材１３が固定し
てあり、この閉塞部材１３には、空間１２と外部を連通
させる排出孔１４が形成してある。さらに、中空部８内
には、スピンドル４とともに回転可能であり且つ中空部
８の内周面との間に隙間を形成するパイプ状の冷却用流
体ガイド１５が軸線上に挿設してある。

【００２４】冷却用流体ガイド１５は、その軸線上に両
端部で開放される流路１６を有すると共に、閉塞部材１
３の中心をを貫通する状態で取付けてあって、中空部先
端寄りに位置する先端部に、供給路１０と排出路１１の
間で中空部８を気密的に仕切る支持部１７が設けてあ
り、ハウジング外に位置する基端部に、回転継手１８を
介して冷却用流体の供給源１９からの供給パイプ２０が
接続してある。

【００２５】支持部１７は、供給路１０の近傍に位置
し、その外周部に中空部内周面に接触するＯリング２１
が嵌着してあって、中空部８を供給路１０側の第１空間
８ａと排出路１１側の第２空間８ｂに分割している。こ
の実施例において、排出路１１は、中空部８の第２空間
８ｂ、閉塞部材１３の空間１２および排出孔１４を介し
てハウジング１の外部と連通状態になっている。

【００２６】上記の構成を備えたモータビルトインスピ
ンドルＳ１では、スピンドル４が回転する作動中におい
て、図中矢印で示すように、冷却用流体である冷却液
（冷却油）を供給源１９から供給パイプ２０、回転継手
１８、冷却用流体ガイド１５の流路１６、中空部８の第
１空間８ａ、および供給路１０を経て、螺旋溝９の一端
部に導入し、この螺旋溝９に冷却液を流通させることに
よってロータスリーブ５およびロータ３を冷却する。ま
た、螺旋溝９を流れた冷却液は、排出路１１から中空部
８の第２空間８ｂ、閉塞部材１３の空間１２、および排
出孔１４を経てハウジング１の外部に排出され、図示し
ないタンクに回収される。

【００２７】このように、上記のモータビルトインスピ
ンドルＳ１では、冷却用流体として液体を使用すること
によって気体を使用した場合よりも高い冷却効率を得て
いると共に、ハウジング１内に冷却液が流出することが
ないので、スピンドル４の回転支持部分である軸受６，
７に冷却液が流れ込んで回転機能が低下するようなこと
もなく、螺旋溝９に流れる冷却液によってロータ側を直
接的に冷却する。

【００２８】また、上記のモータビルトインスピンドル
Ｓ１では、中空部８に冷却用流体ガイド１５を挿設し、
支持部１７によって中空部８を供給路１０側の第１空間
８ａと排出路１１側の第２空間８ｂに分割しているの
で、中空部８が冷却液の供給と排出の両方に使用され、
且つ冷却前の冷却液と冷却後の冷却液とが混合するよう
な不具合が生じることもなく、さらに、中空部８内にお
いて冷却用流体ガイド１５の先端部を支持部１７で支持
した状態となるので、高速回転に伴う冷却用流体ガイド
１５の振動の発生を防止することとなる。

【００２９】図２は、本発明の請求項３に係わるモータ
ビルトインスピンドルの一実施例を説明する図である。
なお、図２〜図９に示す各実施例において、先の実施例
と同一の構成部位は、同一の符号を付して詳細な説明を
省略する。

【００３０】図２に示すモータビルトインスピンドルＳ
２は、冷却用流体ガイド１５の先端部に、供給路１０の
位置で全周にわたって中空部８の内周面に気密的に接触
する支持部２７を設けている。支持部２７は、冷却用流
体ガイド１５の流路１６と供給路１０を連通させる流通
路２２を有しており、その両側に中空部内周面に接触す
るＯリング２１，２１が嵌着してある。排出路１１は、
中空部８、閉塞部材１３の空間１２および排出孔１４を
介してハウジング１の外部に連通している。

【００３１】上記のモータビルトインスピンドルＳ２で
は、冷却用流体ガイド１５から流通路２２および供給路
１０を経て螺旋溝９に冷却液が供給され、冷却後の冷却
液は排出路１１から中空部８、閉塞部材１３の空間１
２、および排出孔１４を経て排出されることとなり、先
の実施例と同様の作用および効果が得られるほかに、冷
却用流体ガイド１５からの冷却液が支持部２７の流通路
２２を経て直接供給路１０に流れるので、中空部８内で
冷却前の冷却液が揺動することがなく、回転に伴う振動
の発生がより確実に防止されることとなる。

【００３２】図３は、本発明の請求項４に係わるモータ
ビルトインスピンドルの一実施例を説明する図である。

【００３３】図示のモータビルトインスピンドルＳ３
は、先の実施例に比べてスピンドル４の基端部がハウジ
ング１外に大きく突出しており、排出路１１の近傍であ
る基端側の突出部分に、中空部８とスピンドル４の外周
側を連通させる第２の排出路２３が設けてある。この第
２の排出路２３は、閉塞部材１３の空間１２内に開放さ
れている。

【００３４】また、冷却用流体ガイド２５は、両端側に
開放された流路１６を有するパイプ状を成し、その両端
部に、全周にわたって中空部８の内周面に接触する鍔部
２５ａ，２５ａを有すると共に、両鍔部２５ａ，２５ａ
が２つの排出路１１，２３のスピンドル先端側および基
端側に位置するように挿設してあり、この状態で両鍔部
２５ａ，２５ａの間に排出用空間２４を形成している。

【００３５】したがって、中空部８における冷却液の流
路は、その中間が冷却用流体ガイド２５の流路１６によ
り形成され、螺旋溝９の排出路１１は、排出用空間２
４、第２の排出路２３、閉塞部材１３の空間１２、およ
び排出孔１４を介してハウジング１の外部に連通してい
る。

【００３６】上記のモータビルトインスピンドルＳ３で
は、中空部８に供給された冷却液がその途中の冷却用流
体ガイド２５の流路１６を経て供給路１０から螺旋溝９
に供給され、冷却後の冷却液は排出路１１から排出用空
間２４、第２の排出路２３、閉塞部材１３の空間１２、
および排出孔１４を経て排出されることとなり、先の実
施例と同様の作用および効果が得られるほかに、鍔部２
５ａを有する冷却用流体ガイド２５の採用によって構造
が簡略化されており、また、同冷却用流体ガイド２５が
中空部８内で固定状態となることから、高速回転時のア
ンバランスが発生しにくく、さらなる低振動化を実現し
得る。

【００３７】図４は、本発明の請求項５に係わるモータ
ビルトインスピンドルの一実施例を説明する図である。

【００３８】図示のモータビルトインスピンドルＳ４
は、図３に示す実施例と同様の冷却用流体ガイド２５を
備えており、スピンドル４の外周で且つロータ３側との
嵌合部分（ロータスリーブ５との嵌合部分）の範囲内に
小径部４ｄを設けてロータスリーブ５との間に全周にわ
たる冷却用隙間２８を形成し、スピンドル４の外周で且
つ冷却用隙間２８の軸線方向の長さ範囲内、つまり小径
部４ｄの範囲内に螺旋溝９を設けている。また、ロータ
スリーブ５の両端部内側にはＯリング２６，２６を嵌着
し、スピンドル４との間の気密性をより高めるようにし
てある。

【００３９】上記のモータビルトインスピンドルＳ４で
は、基本的には図３に示す実施例と同様に冷却液が流
れ、冷却液の大半は螺旋溝９を通過することとなるが、
冷却用隙間２８が設けてあるので冷却液とロータスリー
ブ５との接触面積が拡大され、これにより全体の温度分
布が平均化されてロータ側の冷却効率がより一層高めら
れることとなる。

【００４０】なお、上記実施例では、スピンドル４に小
径部４ｄを設けることによって冷却用隙間２８を形成す
るようにしたが、ロータスリーブ５の内側に凹部を設け
ることによって冷却用隙間を形成することも当然可能で
ある。

【００４１】図５は、本発明の請求項６および８に係わ
るモータビルトインスピンドルの一実施例を説明する図
である。なお、図５および図７〜図９においては、ハウ
ジングおよびステータを省略した状態で示している。

【００４２】図５に示すモータビルトインスピンドルＳ
５は、ロータ３の内周に焼き嵌めによってロータスリー
ブ５が固定してあると共に、スピンドル４の外周に同じ
く焼き嵌めによってスピンドルスリーブ２９が固定して
ある。螺旋溝９はスピンドルスリーブ２９によって閉じ
られている。

【００４３】ロータスリーブ５は、その内周側における
軸線方向のほぼ中心に、全周にわたって段部５ａを有
し、段部５ａのスピンドル先端側（図５上で左側）に大
内径部５ｂを形成し、基端側に小内径部５ｃを形成して
いる。これに対してスピンドルスリーブ２９は、その外
周側における軸線方向のほぼ中心に、全周にわたって段
部２９ａを有し、段部２９ａのスピンドル先端側（図５
上で左側）に大外径部２９ｂを形成し、基端側に小外径
部２９ｃを形成している。

【００４４】ロータ３は、スピンドル４に対して、ロー
タスリーブ５の大内径部５ｂとスピンドルスリーブ２９
の大外径部２９ｂとを嵌合し、且つロータスリーブ５の
小内径部５ｃとスピンドルスリーブ２９の小外径部２９
ｃとを嵌合することにより固定してある。また、双方の
段部５ａ、２９ａ間には、油溜め空間３０が全周にわた
って設けてあり、この油溜め空間３０は、単数または複
数の連通孔３１により螺旋溝９に連通している。

【００４５】上記のモータビルトインスピンドルＳ５
は、メンテナンスにおいてスピンドル４からロータ３を
抜き取る場合、中空部８に取外し用油の供給装置３２を
装着する。この供給装置３２は、取外し用油の供給源３
３、供給用パイプ３４および中空部８の内周面に気密的
に接触する閉塞体３５等で構成してある。

【００４６】モータビルトインスピンドルＳ５は、供給
装置３２から中空部８および供給路１０を経て螺旋溝９
内に取外し用油を加圧充填していくと、その取外し用油
が油溜め空間３０にも充填され、両スリーブ５，２９の
嵌合面に浸透する。そして、取外し用油が嵌合面全体に
浸透すると、段部５ａ，２９ａに油溜め空間３０を拡張
しようとする軸力が発生し、これによりスピンドル４の
スリーブ２９からロータ３のスリーブ５が抜け、結果的
にスピンドル４からロータ３を抜き取ることができる。

【００４７】ここで、螺旋溝９に取外し用油を充填しな
い場合には、図６（ａ）に示すように、取外し用油の圧
力によってスピンドルスリーブ２９が螺旋溝９内に向け
て変形し、螺旋溝９に沿って取外し用油が流出するため
に均等な油膜４０が得られず、ロータスリーブ５が抜け
にくくなるが、上記のモータビルトインスピンドルＳ５
では、螺旋溝９を介して取外し用油を加圧充填するので
スピンドルスリーブ２９の内外の圧力が等しくなり、図
６（ｂ）に示すように、均等な油膜４０が得られること
となってロータスリーブ５の抜き取りが容易になる。

【００４８】図７は、本発明の請求項７に係わるモータ
ビルトインスピンドルを説明する図である。

【００４９】図示のモータビルトインスピンドルＳ６
は、図１に示す実施例とほぼ同様の冷却用流体ガイド１
５を備えていると共に、ロータ３の内周にロータスリー
ブ５が設けてあって、ロータスリーブ５とスピンドル４
の嵌合部分において、スピンドル４の軸線方向の中央に
段部４ａを形成して、大外径部４ｂおよび小外径部４ｃ
を直接形成し、これらにロータスリーブ５の大内径部５
ｂおよび小内径部５ｃを嵌合し、双方の段部４ａ，５ａ
間に螺旋溝９に連通する油溜め空間３０を形成してい
る。なお、この実施例では、冷却用流体ガイド１５の支
持部１７が、排出路１１のスピンドル先端側に近接して
設けてある。

【００５０】上記のモータビルトインスピンドルＳ６に
あっても、先の各実施例と同様に冷却液の流通を行うこ
とができると共に、スピンドル４からロータ３を抜き取
る場合、図５に示す実施例と同様の作用および効果を得
ることができる。

【００５１】図８は、本発明の請求項９に係わるモータ
ビルトインスピンドルの一実施例を説明する図である。

【００５２】図示のモータビルトインスピンドルＳ７
は、図１に示す実施例とほぼ同様の冷却用流体ガイド１
５を備えていると共に、ロータ３の内周にロータスリー
ブ５が設けてあって、ロータスリーブ５とスピンドル４
の嵌合部分において、スピンドル４の先端寄りの部分に
段部４ａを形成すると共に、小外径部４ｃに螺旋溝９を
形成している。また、ロータスリーブ５は、スピンドル
先端側に大内径部５ｂを有すると共に、基端側に段部５
ａおよび小内径部５ｃを有し、段部５ａと大内径部５ｂ
の間には凹部５ｄが形成してある。これにより、両段部
４ａ，５ａの間には、スピンドル４の軸線方向における
螺旋溝９の形成範囲全体に対して油溜め空間３０が形成
してある。

【００５３】上記のモータビルトインスピンドルＳ７に
あっても、スピンドル４からロータ３を抜き取る場合、
図５および図７に示す実施例と同様の作用および効果を
得ることができ、また、上記のモータビルトインスピン
ドルＳ７では、スピンドル４の回転時において、油溜め
空間３０を図４に示す実施例中の冷却用隙間（２８）と
して使用することが可能である。

【００５４】図９は、本発明の請求項６に係わるモータ
ビルトインスピンドルの他の実施例を説明する図であ
る。

【００５５】図示のモータビルトインスピンドルＳ８
は、ロータ３とスピンドル４の嵌合部分において、スピ
ンドル４の外周における軸線方向の中央に段部４ａ、大
外径部４ｂおよび小外径部４ｃを直接形成すると共に、
ロータ３の内周における軸線方向の中央に段部３ａ、大
内径部３ｂおよび小内径部３ｃを直接形成し、双方の段
部３ａ，４ａ間に螺旋溝９に連通する油溜め空間３０を
形成している。

【００５６】上記のモータビルトインスピンドルＳ８に
あっても、先の各実施例と同様に冷却液の流通を行うこ
とができると共に、スピンドル４からロータ３を抜き取
る場合、図５、図７および図８に示す実施例と同様の作
用および効果を得ることができ、このほか、スリーブを
用いないのでその分構造が簡略化されると共に、螺旋溝
９に流通させた冷却液によってロータ３を直接冷却する
ので、これにより冷却効率が高められる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項１に係わるモータビルトインスピンドルによれば、冷
却媒体に液体を使用することが可能であって、ハウジン
グ内に冷却液が流出することがないので、スピンドルの
回転支持部分に冷却液が流れ込んで回転機能が低下する
ような不具合を解消することができ、スピンドルの良好
な回転機能を維持することができると共に、冷却効率を
大幅に向上させることができる。

【００５８】本発明の請求項２に係わるモータビルトイ
ンスピンドルによれば、中空部を冷却液の供給と排出の
両方に使用することができ、構造の簡略化を図ることが
できると共に、中空部内において冷却用流体ガイドを支
持部で支持しているので、回転に伴う冷却用流体ガイド
の振動の発生を防止することができ、ひいては、スピン
ドルに取付けた工具類の回転の安定化、ならびに加工精
度の向上などに貢献し得る。

【００５９】本発明の請求項３に係わるモータビルトイ
ンスピンドルによれば、請求項２と同様の効果を得るこ
とができるうえに、冷却用流体ガイドの冷却液が支持部
の流通路から直接供給路に流れるので、中空部内におけ
る冷却前の冷却液の揺動を抑制することができ、回転に
伴う振動の発生をより確実に防止し得る。

【００６０】本発明の請求項４に係わるモータビルトイ
ンスピンドルによれば、上記各請求項と同様の効果を得
ることができるうえに、冷却用流体ガイドの構造を簡略
化することができ、また、冷却用流体ガイドが中空部内
で固定状態となることから、高速回転時のアンバランス
が発生しにくくなり、さらなる低振動化を実現すること
ができる。

【００６１】本発明の請求項５に係わるモータビルトイ
ンスピンドルによれば、上記各請求項と同様の効果を得
ることができるうえに、冷却用隙間によって冷却液とロ
ータ側との接触面積を拡大して、全体の温度分布を平均
にすることができ、ロータ側の冷却効率をより一層高め
らることができる。

【００６２】本発明の請求項６〜９に係わるモータビル
トインスピンドルによれば、上記各請求項と同様の効果
を得ることができるうえに、取外し用油の加圧充填によ
ってスピンドルからロータを容易に抜き取ることがで
き、メンテナンス時の作業性などを大幅に高めることが
でき、とくに、請求項９のように、油溜め空間をスピン
ドルの軸線方向における螺旋溝の形成範囲全体に対して
形成することにより、当該モータビルトインスピンドル
の作動時において、油溜め空間を請求項５に記載の冷却
用隙間として使用して、冷却効率をより一層高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１および２に係わるモータビル
トインスピンドルの一実施例を説明する断面図である。

【図２】本発明の請求項３に係わるモータビルトインス
ピンドルの一実施例を説明する断面図である。

【図３】本発明の請求項４に係わるモータビルトインス
ピンドルの一実施例を説明する断面図である。

【図４】本発明の請求項５に係わるモータビルトインス
ピンドルの一実施例を説明する断面図である。

【図５】本発明の請求項６および８に係わるモータビル
トインスピンドルの一実施例においてハウジングおよび
ステータを省略して説明する断面図である。

【図６】螺旋溝に取外し油が充填されていない状態を説
明する断面図（ａ）および螺旋溝に取外し油が充填され
ている状態を説明する断面図（ｂ）である。

【図７】本発明の請求項７に係わるモータビルトインス
ピンドルの一実施例においてハウジングおよびステータ
を省略して説明する断面図である。

【図８】本発明の請求項９に係わるモータビルトインス
ピンドルの一実施例においてハウジングおよびステータ
を省略して説明する断面図である。

【図９】本発明の請求項６に係わるモータビルトインス
ピンドルの他の実施例においてハウジングおよびステー
タを省略して説明する断面図である。

【図１０】従来におけるモータビルトインスピンドルを
説明する断面図である。

【符号の説明】

Ｓ１〜Ｓ８ モータビルトインスピンド
ル １ ハウジング ２ ステータ ３ ロータ ３ａ ４ａ ５ａ ２９ａ 段部 ３ｂ ５ｂ 大内径部 ３ｃ ５ｃ 小内径部 ４ スピンドル ４ｂ ２９ｂ 大外径部 ４ｃ ２９ｃ 小外径部 ５ ロータスリーブ ８ 中空部 ８ａ 第１空間 ８ｂ 第２空間 ９ 螺旋溝 １０ 供給路 １１ 排出路 １５ ２５ 冷却用流体ガイド １７ ２７ 支持部 ２２ 流通路 ２４ 排出用空間 ２３ 第２の排出路 ２５ａ 鍔部 ２８ 冷却用隙間 ２９ スピンドルスリーブ ３０ 油溜め空間

フロントページの続き (72)発明者 中 山 達 臣 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (72)発明者 宮 原 克 敏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (72)発明者 太 田 稔 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (56)参考文献 特開 平２−197237（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−250456（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−71888（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−243878（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−88468（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−36149（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−53846（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 11/12 B23B 19/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に、モータを構成するステ
   ータと、このステータとともにモータを構成するロータ
   を設けたスピンドルを備え、スピンドルの軸線に沿って
   形成した中空部内から同スピンドルの外周側に冷却用流
   体を流通させてロータを冷却するようにしたモータビル
   トインスピンドルにおいて、スピンドルの外周で且つロ
   ータ側との嵌合部分の範囲内に、一端部が中空部に連通
   する螺旋溝を設け、螺旋溝の他端部をハウジング外部に
   連通させたことを特徴とするモータビルトインスピンド
   ル。
2. 【請求項２】 螺旋溝の一端部と中空部の間に、双方を
   連通させる供給路を設けると共に、螺旋溝の他端部と中
   空部の間に、双方を連通させる排出路を設け、中空部内
   に、スピンドルとともに回転可能であり且つ中空部内周
   面との間に隙間を形成するパイプ状の冷却用流体ガイド
   を挿設し、冷却用流体ガイドに、供給路と排出路の間で
   中空部を気密的に仕切る支持部を設けて、中空部を供給
   路側の第１空間と排出路側の第２空間に分割し、第１空
   間を介して冷却用流体ガイド内と供給路を連通状態にす
   ると共に、第２空間を介して排出路とハウジング外部を
   連通状態にしたことを特徴とする請求項１に記載のモー
   タビルトインスピンドル。
3. 【請求項３】 螺旋溝の一端部と中空部の間に、双方を
   連通させる供給路を設けると共に、螺旋溝の他端部と中
   空部の間に、双方を連通させる排出路を設け、中空部内
   に、スピンドルとともに回転可能であり且つ中空部内周
   面との間に隙間を形成するパイプ状の冷却用流体ガイド
   を挿設し、冷却用流体ガイドに、供給路の位置で全周に
   わたって中空部内周面に気密的に接触する支持部を設
   け、支持部に、冷却用流体ガイド内と供給路を連通させ
   る流通路を設けると共に、中空部を介して排出路とハウ
   ジング外部を連通状態にしたことを特徴とする請求項１
   に記載のモータビルトインスピンドル。
4. 【請求項４】 螺旋溝の一端部と中空部の間に、双方を
   連通させる供給路を設けると共に、螺旋溝の他端部と中
   空部の間に、双方を連通させる排出路を設け、且つ排出
   路の近傍に、中空部とスピンドルの外周側を連通させる
   第２の排出路を設け、中空部内の２つの排出路が開放し
   ている位置に、全周にわたって中空部内周面に接触する
   鍔部を両端に備えたパイプ状の冷却用流体ガイドを挿設
   して、両鍔部の間に排出用空間を形成し、この排出用空
   間および第２の排出路を介して螺旋溝の排出路とハウジ
   ング外部を連通状態にしたことを特徴とする請求項１に
   記載のモータビルトインスピンドル。
5. 【請求項５】 スピンドルとロータ側との嵌合部分の範
   囲内に、全周にわたって冷却用隙間を形成し、スピンド
   ルの外周で且つ冷却用隙間の軸線方向の長さ範囲内に螺
   旋溝を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載のモータビルトインスピンドル。
6. 【請求項６】 スピンドル側とロータ側の嵌合部分にお
   いて、双方の全周にわたって段部を形成して、スピンド
   ル側の大外径部とロータ側の大内径部を嵌合し且つスピ
   ンドル側の小外径部とロータ側の小内径部を嵌合すると
   共に、双方の段部間に、螺旋溝に連通する油溜め空間を
   全周にわたって設けたことを特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載のモータビルトインスピンドル。
7. 【請求項７】 スピンドルの外周およびロータの内周の
   いずれか一方にスリーブを設け、相手側とスリーブの間
   に段部および油溜め空間を設けたことを特徴とする請求
   項６に記載のモータビルトインスピンドル。
8. 【請求項８】 スピンドルの外周およびロータの内周に
   各々スリーブを設け、両スリーブの間に段部および油溜
   め空間を設けたことを特徴とする請求項６に記載のモー
   タビルトインスピンドル。
9. 【請求項９】 ロータの内周にスリーブを設け、スピン
   ドルの外周とスリーブの内周に段部を設けると共に、ス
   ピンドルの軸線方向における螺旋溝の形成範囲全体に対
   して油溜め空間を形成したことを特徴とする請求項６に
   記載のモータビルトインスピンドル。