JP6175801B2 - スピンドル装置 - Google Patents

Description

本発明は、スピンドル装置に関し、より詳細には、防水機能を有し、工作機械に適用するのに好適なスピンドル装置に関する。

工作機械等に適用されるスピンドル装置の回転軸は、高速回転して被加工物の切削加工や研削加工を行っている。加工に際して、一般的に、刃具や砥石等の加工工具および加工部位の潤滑や冷却を目的として多量の加工液が加工部に供給される。即ち、潤滑により、被削特性の向上、加工刃先の摩耗抑制、工具寿命の延長などが図られる。また、冷却により、加工工具及び被加工物の熱膨張が抑制されて加工精度の向上、加工部位の熱溶着を防止して加工効率の向上や加工面の表面性状の向上が図られる。スピンドル装置と加工部との距離が近いこともあり、加工液がスピンドル装置の前面にも多量にかかる。この多量に供給される加工液が回転軸を支持する軸受内部に浸入しやすく、加工液が軸受内部に浸入すると、軸受の潤滑不良や焼付きなどの原因となるため軸受の防水性能が重要となる。特に、グリース封入潤滑やグリース補給潤滑される軸受においては、エアと共に潤滑油が供給されるオイル・エア潤滑やオイルミスト潤滑の軸受と比較して軸受内部が低圧であるため、加工液が軸受内部に浸入し易く、より高い防水性能が必要となる。

一般的な防水機構としては、オイルシールやＶリングなどの接触式シールが知られている。しかしながら、この接触式シールを、使用する軸受のｄｍｎ値が４０万以上（より好適には、５０万以上）の高速回転で使用されるスピンドル装置に適用した場合、接触式シールの接触部からの発熱が大きく、シール部材が摩耗して防水性能を長期間に亘って維持し難い問題がある。このため、工作機械では、スピンドル装置の前端部（工具側）に、回転軸と一体回転可能にフリンガーを固定し、該フリンガーとハウジングとの間の隙間を小さくした非接触シールである、所謂ラビリンスシールを構成して防水を図っている。高速で回転するフリンガーは、ラビリンス効果と共に、フリンガーに降りかかった加工液を遠心力で径方向外方に振り飛ばして、加工液の軸受内部への浸入を防止している。

フリンガーによる遠心力及びラビリンス効果を利用した防水効果は、回転の高速化や大径のフリンガーを用いることで遠心力を大きくすると共に、フリンガーとハウジングとの間の隙間を極力小さく、且つ、長く設けることが効果的である。しかし、高速回転したり、フリンガーの直径を大きくすると、フリンガーに作用する遠心力及びフープ応力もこれに比例して大きくなる。

遠心力による影響を抑制する従来の技術としては、工具に装着されたコレットを工具保持部のテーパ孔に挿入し、工具保持部に螺合するナットを締め付けて工具を工具保持部に固定するようにした工具ホルダにおいて、ナットの外周面に炭素繊維層を巻き付け、遠心力によるナットの膨張抑制を図ったものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、特許文献２に記載の工作機械用主軸装置におけるシール装置においては、主軸の先端部と一体的に回転する遮蔽版を、ハウジングの先端面に対して隙間を隔てて対向するように配置し、遮蔽版とハウジングの先端面との間にラビリンス部を設けている。このように構成することによって、ワークなどに当たって跳ね返ったクーラントがハウジングの内部に浸入することを防止している。

また、特許文献３に記載の工作機械用主軸装置においては、主軸キャップと端面カバーとで形成するラビリンスシールを備え、当該ラビリンスシールがラビリンス室を備えるように構成されており、ラビリンス室の容積を大きく設定することで、主軸キャップと端面カバーとの隙間からラビリンス室にクーラント液が浸入した場合、ラビリンス室内のクーラント液の圧力が低下しクーラント液の流動を減衰させることを図っている。そして、主軸と主軸ヘッドの主軸ハウジングとの隙間から主軸の先端側に向かって大量の圧縮エアを供給することなく、主軸の軸受部にクーラント液が浸入するのを防止している。

また、特許文献４に記載のスピンドルユニットは、ハウジングと、該ハウジングにベアリングを介して回転自在に装着される回転軸と、該回転軸に螺着され該ベアリングの内輪を押える内輪押え部材と、該ハウジングに固着され該ベアリングの外輪を押える外輪押え部材と、を含み、内輪押え部材には、外輪押え部材を非接触で覆う防水カバーが形成されることが開示されている。そして、上記防水カバーによって、外輪押え部材と内輪押え部材との間、即ちベアリング部位への切削水の浸入を防止し、錆の発生等を解消させることを図っている。

特開平６−２２６５１６号公報 特開２００２−２６３９８２号公報 特開２０１０−７６０４５号公報 特開平１１−７７５２９号公報

ところで、一般的にフリンガーは、ＳＣ材、ＳＣＭ材、ＳＵＳ材、ＣＵ材などの比較的比重が大きな金属材料で製作されている。従って、フリンガーに降りかかる加工液に大きな遠心力を作用させるために、フリンガーの直径を大きくすると、フリンガー自身、特に外径側に大きな遠心力が作用する。工作機械の回転軸のように使用する軸受のｄｍｎ値が１００万以上となる高速回転においては、遠心力によってフリンガーが変形し、場合によってはフリンガー本来の防水機能が低下する虞があった。このため、遠心力による影響が許容される程度に、フリンガーの直径や回転軸の回転速度を制限する必要がある。

従来の使用する軸受のｄｍｎ値が１００万以上となる環境下で使用されるスピンドル装置では、遠心力の大きさを考慮してフリンガーの寸法を制限していたために、防水性能の点で改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用する軸受のｄｍｎ値が１００万以上の高速回転可能、且つ、良好な防水機能を維持しながら、遠心力によるフリンガーの変形を防止することができるスピンドル装置を提供することにある。

前記課題を解決するための発明は、軸方向一端側に加工工具が取り付けられる回転軸と、前記回転軸を軸受を介して回転自在に支持するハウジングと、前記回転軸に一体回転可能に固定され、前記軸受への液体の浸入を抑制する防水機能を有するフリンガーと、を備えたスピンドル装置であって、前記ハウジングは、前記軸受の外輪の一部分を内嵌して固定する円筒部材と、円環状に形成され、前記円筒部材の軸方向一端面にその端面で接合して配置され、前記外輪の他部分を押えて、前記外輪を前記円筒部材に軸方向で位置決め固定する外輪押えと、を備え、前記円筒部材及び前記外輪押えの外周面同士は、軸方向で滑らかに連続し、前記フリンガーは、前記回転軸に外嵌される円筒状の基部と、前記基部の軸方向一端部から径方向外側に向かって傾斜を以って延設されて、前記外輪押えの軸方向一端面に対して隙間を介して対向配置される円盤部と、前記円盤部の径方向外側端部から軸方向他端側に延設されて、前記円筒部材の前記外周面及び前記外輪押えの前記外周面に対して隙間を介して対向配置される円環部と、を有する金属材料からなるフリンガー本体と、前記円環部の外周面に外嵌され、アラミド繊維複合材料からなるリング部材と、を有し、前記円環部の軸方向一端部には、径方向外側に延出し、前記リング部材と軸方向に当接する鍔部が設けられることを特徴とする。

本発明のスピンドル装置によれば、ハウジングは、軸受の外輪の一部分を内嵌して固定する円筒部材と、円環状に形成され、円筒部材の軸方向一端面にその端面で接合して配置され、外輪の他部分を押えて、外輪を円筒部材に軸方向で位置決め固定する外輪押えと、を備え、円筒部材及び外輪押えの外周面同士は、軸方向で滑らかに連続し、フリンガーは、回転軸に外嵌される円筒状の基部と、基部の軸方向一端部から径方向外側に向かって傾斜を以って延設されて、外輪押えの軸方向一端面に対して隙間を介して対向配置される円盤部と、円盤部の径方向外側端部から軸方向他端側に延設されて、円筒部材の外周面及び外輪押えの外周面に対して隙間を介して対向配置される円環部と、を有し、金属材料からなるフリンガー本体と、円環部の外周面に外嵌され、アラミド繊維複合材料からなるリング部材と、を有する。このように、フリンガーは、遠心力が大きい径方向外側のリング部材が、一般的な金属より比強度（引張強さ／比重）が高いアラミド繊維複合材料からなるので、当該リング部材が補強材としてはたらき、フリンガー（フリンガー本体）の径方向膨張を小さくできると共に、遠心力による変形を抑制することが可能である。また、リング部材にアラミド繊維複合材を用いるので、通常の強度向上策として用いる炭素繊維複合材とほぼ同等の強度が確保できるうえに、アラミド繊維の材料密度が炭素繊維複合材より低い為、フリンガーとしてのイナーシャが少なくできる。このため、フリンガーの高速回転から、反転、停止の切り替え動作が素早く行え、加工時間の短縮化とともに駆動エネルギーのロスを抑制することが可能となる。さらには、フリンガーは、遠心力が小さい径方向内側に金属材料からなるフリンガー本体を有するので、フリンガー本体に作用する応力を小さくすることができる。また、通常、金属からなる回転軸に、金属材料からなるフリンガー本体が外嵌されるので、回転軸とフリンガーとの径方向接続関係が金属部材同士の嵌合となり、フリンガーの回転軸への取付けあるいは取外しが容易であると共に、これら取付け、取外しを繰り返しても嵌合部に問題が生じない。以上のように、スピンドル装置は、使用する軸受のｄｍｎ値が１００万以上の高速回転可能、且つ、良好な防水機能を維持しながら、遠心力によるフリンガーの変形を防止することができると共に、従来の金属材料からなるフリンガーと同様、フリンガーの取り付け、取り外しを嵌め合い面の損傷なく容易に行なうことができる。さらに、フリンガー本体の円環部の軸方向一端部には、径方向外側に延出し、リング部材と軸方向に当接する鍔部が設けられるので、フリンガー本体が遠心力によって変形した場合であっても、リング部材が軸方向一端側に移動することを防ぐことが可能である。
また、フリンガーは、基部の軸方向一端部から径方向外側に向かって傾斜を以って延設されて、外輪押えの軸方向一端面に対して隙間を介して対向配置される円盤部と、円盤部の径方向外側端部から軸方向他端側に延設されて、円筒部材の外周面及び外輪押えの外周面に対して隙間を介して対向配置される円環部と、を有するので、フリンガーは所謂ラビリンスシールを構成することになる。特に、円環部の内周面と、円筒部材及び外輪押えの外周面と、の間にはその周速度の差によってエアカーテンが形成され、被加工物を加工する際など、スピンドル装置に降りかかる加工液が軸受側に入ることを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るスピンドル装置の断面図である。 図１のスピンドル装置の要部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るスピンドル装置について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、スピンドル装置１０は、工作機械用のモータビルトイン式スピンドル装置であり、回転軸１１が、その工具側（軸方向前側、軸方向一端側）を支承する２列の前側軸受５０，５０と、反工具側（軸方向後側、軸方向他端側）を支承する２列の後側軸受６０，６０を介して、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、前側軸受外輪押え１２（外輪押え部材）、外筒１３（円筒部材）、後側ハウジング１４、後蓋５によって構成されている。

回転軸１１の工具側には、軸中心を通り軸方向に形成された工具取付孔２４及び雌ねじ２５が設けられている。工具取付孔２４及び雌ねじ２５は、不図示の加工工具を回転軸１１に取付けるために使用される。例えば、工具取付孔２４及び雌ねじ２５には、不図示の砥石クイルが取り付けられることで、研削加工が可能となる。なお、回転軸１１の構成は、一端側に加工工具が取り付けられるものであればよく、工具取付孔２４及び雌ねじ２５の代わりに、回転軸１１の軸芯にドローバーを摺動自在に挿嵌するようにしてもよい。ドローバーは、工具ホルダを固定する不図示のコレット部を備え、皿ばねの力によってコレット部を反工具側方向に付勢する。

回転軸１１の前側軸受５０，５０と後側軸受６０，６０間の略軸方向中央には、回転軸１１と一体回転可能に配置されるロータ２６と、ロータ２６の周囲に配置されるステータ２７と、を備える。ステータ２７は、その外周面に焼き嵌めされた冷却ジャケット２８を、ハウジングＨを構成する外筒１３に内嵌することで、外筒１３に固定される。ロータ２６とステータ２７とはモータＭを構成し、ステータ２７に電力を供給することでロータ２６に回転力を発生させて回転軸１１を回転させる。

各前側軸受５０は、外輪５１と、内輪５２と、接触角を持って配置される転動体としての玉５３と、図示しない保持器と、をそれぞれ有するアンギュラ玉軸受であり、各後側軸受６０は、外輪６１と、内輪６２と、転動体としての玉６３と、図示しない保持器と、を有するアンギュラ玉軸受である。前側軸受５０，５０（並列組合せ）と後側軸受６０，６０（並列組合せ）とは、互いに協働して背面組み合わせとなるように配置されている。

前側軸受５０，５０の外輪５１，５１は、外筒１３に内嵌されており、外筒１３の軸方向前面にボルト（不図示）で締結された前側軸受外輪押え１２によって外輪間座５４を介して外筒１３に軸方向に位置決め固定されている。前側軸受５０，５０の内輪５２，５２は、回転軸１１に外嵌されており、回転軸１１に締結されたナット１６によって、内輪間座５５及び後述のフリンガー４０を介して回転軸１１に対し軸方向に位置決め固定されている。

後側軸受６０，６０の外輪６１，６１は、後側ハウジング１４に対して軸方向に摺動自在に内嵌するスリーブ１８に内嵌すると共に、このスリーブ１８にボルト６６で一体的に固定された後側軸受外輪押え１９によって、外輪間座６４を介してスリーブ１８に対し軸方向に位置決め固定されている。

後側軸受６０，６０の内輪６２，６２は、回転軸１１に外嵌されており、回転軸１１に締結された他のナット２１によって、内輪間座６５を介して回転軸１１に対し軸方向に位置決め固定されている。後側ハウジング１４と後側軸受外輪押え１９との間にはコイルばね２３が配設され、このコイルばね２３のばね力が、後側軸受外輪押え１９をスリーブ１８と共に後方に押圧する。これにより、前側軸受５０，５０及び後側軸受６０，６０に予圧が付与される。

ここで、本実施形態のようなスピンドル装置１０を用いた研削加工では、一般的に研削液を多量に加工部に供給し、加工部の冷却及び加工粉の除去を行なっている。この加工液が前側軸受５０，５０に浸入しないように、本実施形態のスピンドル装置１０では、フリンガー４０（スピンドル装置用フリンガー）が、前側軸受５０，５０より工具側（図２中左側）において回転軸１１に外嵌されて一体回転可能とされている。このように、フリンガー４０は、ハウジングＨ（前側軸受外輪押え１２及び外筒１３）との間にラビリンスシールを構成して、外部からかかる研削液を回転軸１１の回転と共に振り切り、前側軸受５０，５０への液体の浸入を抑制する防水機能が与えられる。

図２も参照し、フリンガー４０は、回転軸１１に外嵌されて金属材料からなるフリンガー本体４１と、フリンガー本体４１の外周面に巻き付けられることによって外嵌されてアラミド繊維複合材料（ＡＦＲＰ）からなるリング部材７０と、を有する。

フリンガー本体４１は、回転軸１１に外嵌された基部としての円筒状のボス部４２と、該ボス部４２の軸方向前端部から径方向外側に向かって傾斜を以って延設される円盤部４３と、円盤部の径方向外側端部から軸方向後側に延設される円環部４４と、を有する。

ここで、フリンガー本体４１のハウジングＨ側の面における、ボス部４２と円盤部４３との接続部Ｒ１、及び円盤部４３と円環部４４との接続部Ｒ２は断面曲線形状とされており、遠心力膨張によるスラスト方向への応力を大きく抑制する。なお、これら接続部Ｒ１，Ｒ２の曲率半径は、好ましくは０．３ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上に設定することが望ましい。

ボス部４２は、前側軸受外輪押え１２の内周面１２ｃに対して僅かな隙間を介して径方向に対向配置されると共に、ナット１６及び前側軸受５０の内輪５２と当接することによって軸方向に位置決めされる。このように、ナット１６によるフリンガー４０の内輪５２への軸方向締め付けが、金属材料からなるフリンガー本体４１のボス部４２を介して行われるので、金属部材同士の締め付けとなり、軸方向の位置決めが確実である。なお、仮に、この軸方向締め付けを、アラミド繊維複合材料（ＡＦＲＰ）を直接介して行った場合、弾性変形が大きく、密着力が弱くなってしまう。特に、昇温によって金属からなる回転軸１１との熱膨張差の違いから、軸方向の密着力が低下してナット１６の締結力が低下し、クリープ等の不具合が生じる虞がある。

円盤部４３は、前側軸受外輪押え１２の軸方向前面１２ａ（ハウジングＨの軸方向前面）に対して僅かな隙間を介して対向配置されている。

円環部４４は、前側軸受外輪押え１２の外周面１２ｂ及び当該外周面１２ｂに滑らかに接続する外筒１３の外周面１３ａ（ハウジングＨの外周面）に対して僅かな隙間を介して径方向に対向配置される円筒状の円筒部４４ａと、円筒部４４ａの軸方向前端部から、径方向外側に延出する鍔部４４ｂと、を有している。円筒部４４ａの外周面には、補強材としてのリング部材７０が外嵌されている。

リング部材７０と鍔部４４ｂとは、互いに軸方向に当接するとともに、その外径が等しくなるように設定されることによって、これらの外周面７０ａ、４４ｃが滑らかに接続するように構成されている。また、リング部材７０と円筒部４４ａとは、互いの軸方向後面７０ｂ、４４ｄが滑らかに接続するように、軸方向幅がそれぞれ設定されている。このように、リング部材７０及び円環部４４は、全体として円環形状を形成する。

なお、フリンガー本体４１（ボス部４２）と回転軸１１との嵌合は、すきま嵌合としてもよいし、しめしろ嵌合としてもよい。また、フリンガー本体４１（円環部４４）とリング部材７０との嵌合は、適度なすきまを持ったすきま嵌合として接着接合してもよく、或は、しめしろ嵌合としてもよい。なお、組み込み性を向上するため、嵌め合いすきまを大きくしすぎると、嵌合精度が悪化し、組み込み後、円環部４４とリング部材７０との軸芯がずれたり、適正な嵌め合い嵌合ができなくなる。

このように、フリンガー４０は、ハウジングＨを構成する前側軸受外輪押え１２及び外筒１３と僅かな軸方向隙間及び径方向隙間、例えば半径で０．１〜１．０ｍｍ程度の隙間を介して対向配置され、所謂ラビリンスシールを構成する。

特に、円環部４４の内周面と、前側軸受外輪押え１２及び外筒１３の外周面１２ｂ、１３ａと、の間にはその周速度の差によってエアカーテンが形成され、被加工物を加工する際、スピンドル装置１０に降りかかる加工液が前側軸受５０，５０側に入ることを抑制するための防水機構を構成する。

さらに、外筒１３の外周面１３ａには、円環部４４の内周面と径方向に対向しない軸方向後方位置において、径方向内方に向かう円環溝８０が凹設されている。当該円環溝８０の軸方向前側端部と、リング部材７０及び円筒部４４ａの軸方向後面７０ｂ、４４ｄと、は回転軸１１と直交する同一平面上に位置している。したがって、スピンドル停止時においても、加工液は円環溝８０によって案内されて外部に排出されるので、加工液がラビリンス隙間に浸入することを防止することが可能である。

また、本発明のリング部材７０は、金属と比較して、引張強度が高く、比重が小さいアラミド繊維で補強したアラミド繊維複合材料（ＡＦＲＰ）から形成されており、アラミド繊維からなる糸を平行に引きそろえたものや、アラミド繊維からなる糸で形成した織物（シート状）に、硬化剤を含むエポキシ樹脂などの熱硬化樹脂を含浸させてなるシートを多数層重ね合わせて、芯金などに巻きつけ、加熱硬化させることで製造される。アラミド繊維複合材料は、炭素繊維複合材同様、纖維方向・角度を最適化することで、引張強度、引張弾性率、線膨張係数などの物性値を用途に合わせて最適化することができる。

アラミド繊維強化複合材料の特性としては、例えば、引張強度が２７５０ＭＰａ、引張弾性率が１２４ＧＰａ、密度が１４５０ｋｇ／ｍ３の物性値を持った材料を主原料としたアラミド繊維を用いると、炭素繊維複合材と比べても、引張強度は同等でありながら、密度は４／５程度である。

このように、フリンガー４０は、遠心力が大きい径方向外側のリング部材７０に一般的な炭素繊維複合材と比較して引張強度が同等で、密度が低いアラミド繊維複合材料を用いることで、直径が同じであればフリンガー４０に作用する遠心力を大幅に小さくすることができる。従って、回転軸１１の回転速度に対する制約や、フリンガー４０の大きさ（径方向）に対する制限を大幅に緩和することができる。

これにより、従来達成することが困難であった更なる高速回転化、或いはフリンガー４
０の大型化が可能となり、加工液に作用する遠心力を高めて、降りかかる加工液を確実に径方向外方に振り飛ばして前側軸受５０内部への浸入を防止することができる。また、フリンガー４０の径方向外側部（円環部４４、リング部材７０）に作用する遠心力が小さくなることで、比較的強度が弱い片持ち構造となる径方向外側部の開口側（図中右側）が径方向外方へ拡径することを抑制することができる。これにより、径方向外側部の径方向長さ及び軸方向長さを長く設定して、ラビリンスシールの長さが長くなり防水効果が向上する。

以上説明したように、本実施形態のスピンドル装置１０は、回転軸１１に外嵌される円筒状のボス部４２と、ボス部４２の軸方向前端部から径方向外側に向かって傾斜を以って延設されて、ハウジングＨの軸方向前面（前側軸受外輪押え１２の軸方向前面１２ａ）に対して隙間を介して対向配置される円盤部４３と、円盤部４３の径方向外側端部から軸方向他端側に延設されて、ハウジングＨの外周面（前側軸受外輪押えの外周面１２ｂ及び外筒１３の外周面１３ａ）に対して隙間を介して対向配置される円環部４４と、を有し、金属材料からなるフリンガー本体４１と、円環部４４の外周面に外嵌され、アラミド繊維複合材料からなるリング部材７０と、を有する。このように、フリンガー４０は、遠心力が大きい径方向外側のリング部材７０が、一般的な金属材料より引張強度が高く、比重が小さいアラミド繊維で補強したアラミド繊維複合材料からなるので、当該リング部材７０が補強材としてはたらき、フリンガー４０（フリンガー本体４１）の径方向膨張を小さくできると共に、遠心力による変形を抑制することが可能である。 また、フリンガー４０は、遠心力が小さい径方向内側に金属材料からなるフリンガー本体４１を有するので、フリンガー本体４１に作用する応力を小さくすることができる。また、通常、金属からなる回転軸１１に、金属材料からなるフリンガー本体４１が外嵌されるので、回転軸１１とフリンガー４０との径方向接続関係が金属部材同士の嵌合となり、フリンガー４０の回転軸１１への取付けあるいは取外しが容易であると共に、これら取付け、取外しを繰り返しても嵌合部に問題が生じない。

以上のように、スピンドル装置１０は、主軸に使用される軸受５０，６０のｄｍｎ値（特に、フリンガー４０が前方に配置される前側軸受５０のｄｍｎ値）が１００万以上の高速回転可能、且つ、良好な防水機能を維持しながら、遠心力によるフリンガー４０の変形を防止することができると共に、従来の金属材料からなるフリンガー４０と同様、フリンガー４０の取り付け、取り外しを嵌め合い面の損傷なく容易に行なうことができる。さらに、フリンガー本体４１の円環部４４の軸方向前端部には、径方向外側に延出し、リング部材７０と軸方向に当接する鍔部４４ｂが設けられるので、フリンガー本体４１が遠心力によって変形した場合であっても、リング部材７０が軸方向前端側に移動することを防ぐことが可能である。

また、本発明のスピンドル装置用フリンガー４０によれば、円筒状のボス部４２と、ボス部４２の軸方向前端部から径方向外側に向かって傾斜を以って延設されて、ハウジング
Ｈの軸方向前面（前側軸受外輪押え１２の軸方向前面１２ａ）に対して隙間を介して対向配置される円盤部４３と、円盤部４３の径方向外側端部から軸方向他端側に延設されて、ハウジングＨの外周面（前側軸受外輪押えの外周面１２ｂ及び外筒１３の外周面１３ａ）に対して隙間を介して対向配置される円環部４４と、を有し、金属材料からなるフリンガー本体４１と、円環部４４の外周面に外嵌され、アラミド繊維複合材料からなるリング部材７０と、を有する。これにより、主軸に使用される軸受５０，６０のｄｍｎ値（特に、フリンガー４０が前方に配置される前側軸受５０のｄｍｎ値）が１００万以上の高速回転可能、且つ、良好な防水機能を維持しながら、遠心力によるフリンガー４０の変形を防止することができると共に、従来の金属材料からなるフリンガー４０と同様、フリンガー４０の取り付け、取り外しを嵌め合い面の損傷なく容易に行なうことができる。さらに、フリンガー本体４１の円環部４４の軸方向前端部には、径方向外側に延出し、リング部材７０と軸方向に当接する鍔部４４ｂが設けられるので、フリンガー本体４１が遠心力によって変形した場合であっても、リング部材７０が軸方向前端側に移動することを防ぐことが可能である。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等
が可能である。

例えば、モータビルトイン式スピンドル装置として説明したが、これに限定されず、ベルト駆動方式スピンドル装置、モータの回転軸とカップリング連結されたモータ直結駆動方式スピンドル装置にも同様に適用可能である。更に、工作機械用のスピンドル装置に限定されず、防水機能が要望される、他の高速回転機器のスピンドル装置にも適用することができる。

また、本発明の実施の形態では、リング部材にアラミド繊維複合材を用いることを説明したが、具体的なアラミド繊維としては、ポリパラフェニレンテレフタラミドとポリパラフェニレンテレフタラミドにジアミンを共重合させて延伸性等を改善したコポリパラフェニレン−３，４´−オキシジフェニレンテレフタラミドなどを適宜使用しても良い。

１０ スピンドル装置
１１ 回転軸
１２ 前側軸受外輪押え
１２ａ 軸方向前面（軸方向一端面）
１２ｂ 外周面
１２ｃ 内周面
１３ 外筒
１３ａ 外周面
１６ ナット
４０ フリンガー（スピンドル装置用フリンガー）
４１ フリンガー本体
４２ ボス部（基部）
４３ 円盤部
４４ 円環部
４４ａ 円筒部
４４ｂ 鍔部
４４ｃ 外周面
４４ｄ 軸方向後面
５０ 前側軸受（軸受）
５１ 外輪
５２ 内輪
５３ 玉
５４ 外輪間座
５５ 内輪間座
７０ リング部材
７０ａ 外周面
７０ｂ 軸方向後面
８０ 円環溝
Ｈ ハウジング
Ｍ モータ

Claims (1)

1. 軸方向一端側に加工工具が取り付けられる回転軸と、前記回転軸を軸受を介して回転自在に支持するハウジングと、前記回転軸に一体回転可能に固定され、前記軸受への液体の浸入を抑制する防水機能を有するフリンガーと、を備えたスピンドル装置であって、
   前記ハウジングは、前記軸受の外輪の一部分を内嵌して固定する円筒部材と、円環状に形成され、前記円筒部材の軸方向一端面にその端面で接合して配置され、前記外輪の他部分を押えて、前記外輪を前記円筒部材に軸方向で位置決め固定する外輪押えと、を備え、
   前記円筒部材及び前記外輪押えの外周面同士は、軸方向で滑らかに連続し、
   前記フリンガーは、前記回転軸に外嵌される円筒状の基部と、前記基部の軸方向一端部から径方向外側に向かって傾斜を以って延設されて、前記外輪押えの軸方向一端面に対して隙間を介して対向配置される円盤部と、前記円盤部の径方向外側端部から軸方向他端側に延設されて、前記円筒部材の前記外周面及び前記外輪押えの前記外周面に対して隙間を介して対向配置される円環部とを有し、金属材料からなるフリンガー本体と、前記円環部の外周面に外嵌され、アラミド繊維複合材料からなるリング部材とを有し、前記円環部の軸方向一端部には、径方向外側に延出し、前記リング部材と軸方向に当接する鍔部が設けられることを特徴とするスピンドル装置。

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