JP7057313B2 - Machine tools with motors, including coolers - Google Patents
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本発明は、冷却機を含む電動機を備える工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool including an electric motor including a cooler.
電動機は、ロータと、ロータの周りに配置されたステータとを含む。例えば、ロータには磁石が配置され、ステータにはコイルが配置されている。電動機は駆動すると発熱することが知られている。例えば、電動機が駆動するとステータが発熱することが知られている。このために、電動機は、電動機を冷却するための機構を備えることが好ましい。 The motor includes a rotor and a stator disposed around the rotor. For example, a magnet is arranged in the rotor and a coil is arranged in the stator. It is known that an electric motor generates heat when driven. For example, it is known that when an electric motor is driven, the stator generates heat. For this reason, it is preferable that the electric motor is provided with a mechanism for cooling the electric motor.
従来の技術においては、冷却空気を供給するために、羽根およびファンモータを含む冷却機を電動機の端部に配置することが知られている。冷却機が駆動することにより、電動機本体の外周面に沿って空気が流れる。この空気の流れにより、電動機本体を冷却することが知られている(例えば、特開2015-144539号公報、特開2005-94949号公報、および特開2007-336721号公報)。 In the prior art, it is known to place a cooler, including blades and a fan motor, at the end of the motor to supply cooling air. By driving the cooler, air flows along the outer peripheral surface of the motor body. It is known that the main body of the motor is cooled by this air flow (for example, JP-A-2015-144539, JP-A-2005-94949, and JP-A-2007-337621).
電動機は、ロータおよびステータを支持するケーシングを含む。電動機は、ケーシングが他の装置に固定される。ところで、ケーシングが固定される装置が振動する場合がある。例えば、工作機械においては、ワークおよび工具のうち少なくとも一方が回転しながらワークが加工される。工作機械には、工具又はワークを回転するために電動機が配置される。電動機のシャフトは、工具又はワークを支持する主軸に連結される。そして、電動機は、主軸を支持する筐体に固定される。 The motor includes a casing that supports the rotor and stator. In the motor, the casing is fixed to another device. By the way, the device to which the casing is fixed may vibrate. For example, in a machine tool, the work is machined while at least one of the work and the tool is rotating. A motor is arranged in the machine tool to rotate a tool or workpiece. The shaft of the motor is connected to a spindle that supports the tool or workpiece. Then, the motor is fixed to the housing that supports the spindle.
工作機械にてワークを加工することにより、工具又はワークには振動が生じる。従来の技術の電動機においては、電動機本体のケーシングに冷却機が固定されている。ワークを加工することにより生じる振動は、主軸および主軸を支持する筐体を介して電動機本体に伝達される。電動機本体に伝達された振動は、電動機本体のケーシングに固定された冷却機に伝達される。このように、電動機が振動の生じる装置に取り付けられると、冷却機に振動が伝達される場合がある。 By machining a work with a machine tool, vibration occurs in the tool or work. In the motor of the conventional technique, the cooler is fixed to the casing of the motor body. The vibration generated by processing the work is transmitted to the motor body via the spindle and the housing that supports the spindle. The vibration transmitted to the motor body is transmitted to the cooler fixed to the casing of the motor body. In this way, when the motor is attached to a device that generates vibration, the vibration may be transmitted to the cooler.
冷却機が振動すると、冷却機の羽根、または羽根を回転させるファンモータのベアリング等が破損する場合があった。または、ファンモータに電気を供給する動力線同士が擦れて動力線が断線される場合があった。このように、電動機本体の振動により、冷却機が故障する場合があった。 When the cooler vibrates, the blades of the cooler or the bearings of the fan motor that rotates the blades may be damaged. Alternatively, the power lines that supply electricity to the fan motor may rub against each other and the power lines may be disconnected. In this way, the vibration of the motor body may cause the cooler to fail.
本開示の一態様の工作機械は、電動機と、電動機の回転力にて回転し、工具またはワークを支持する主軸と、主軸を回転可能に支持する主軸支持部材とを含む主軸頭を備える。工作機械は、主軸頭を囲むように形成され、加工室を構成する壁部材を備える。電動機は、ロータおよびステータを含む電動機本体と、羽根および羽根を回転するファンモータを含む冷却機とを含む。電動機は、冷却機と電動機本体とを接続する管状部材を含む。電動機本体は、空気が流れる流路を有する。冷却機は、電動機本体から離れて配置されている。管状部材は、柔軟性を有する材料にて形成されている。管状部材は、一方の開口端部が電動機本体に固定され、他方の開口端部が冷却機に固定されている。ロータは、主軸に連結されている。電動機本体は、主軸支持部材に固定され、ワークの加工に伴って移動する。壁部材は、壁部材の外側から空気を取り込む穴部を有する。冷却機は、穴部を通じて空気が流通するように壁部材に固定されている。冷却機が駆動することにより、管状部材を通った空気が流路に流れて電動機本体が冷却される。 The machine tool of one aspect of the present disclosure includes a motor, a spindle head that is rotated by the rotational force of the motor and supports a tool or a workpiece, and a spindle support member that rotatably supports the spindle. The machine tool is formed so as to surround the spindle head and includes wall members constituting the processing chamber. The motor includes a motor body that includes a rotor and a stator, and a cooler that includes blades and a fan motor that rotates the blades. The motor includes a tubular member that connects the cooler and the motor body. The motor body has a flow path through which air flows. The cooler is located away from the motor body. The tubular member is made of a flexible material. In the tubular member, one open end is fixed to the motor body and the other open end is fixed to the cooler. The rotor is connected to the spindle. The motor body is fixed to the spindle support member and moves as the work is machined. The wall member has a hole that takes in air from the outside of the wall member. The cooler is fixed to the wall member so that air can flow through the holes. When the cooler is driven, the air that has passed through the tubular member flows into the flow path to cool the motor body.
本開示の他の態様の工作機械は、電動機と、電動機の回転力にて回転し、工具またはワークを支持する主軸と、主軸を回転可能に支持する主軸支持部材と、主軸支持部材を支持し、基台から立設する部材とを備える。電動機は、ロータおよびステータを含む電動機本体と、羽根および羽根を回転するファンモータを含む冷却機と、冷却機と電動機本体とを接続する管状部材とを含む。電動機本体は、空気が流れる流路を有する。冷却機は、電動機本体から離れて配置されている。管状部材は、柔軟性を有する材料にて形成されている。管状部材は、一方の開口端部が電動機本体に固定され、他方の開口端部が冷却機に固定されている。ロータは、主軸に連結されている。電動機本体は、主軸支持部材に固定され、ワークの加工に伴って移動する。冷却機は、基台から立設する部材に固定されている。冷却機が駆動することにより、管状部材を通った空気が流路に流れて電動機本体が冷却される。 A machine tool of another aspect of the present disclosure supports an electric motor , a spindle that rotates by the rotational force of the electric motor to support a tool or a workpiece, a spindle support member that rotatably supports the spindle, and a spindle support member. , A member to be erected from the base . The motor includes a motor body including a rotor and a stator, a cooler including blades and a fan motor that rotates the blades, and a tubular member connecting the cooler and the motor body. The motor body has a flow path through which air flows. The cooler is located away from the motor body. The tubular member is made of a flexible material. In the tubular member, one open end is fixed to the motor body and the other open end is fixed to the cooler. The rotor is connected to the spindle. The motor body is fixed to the spindle support member and moves as the work is machined. The cooler is fixed to a member erected from the base. When the cooler is driven, the air that has passed through the tubular member flows into the flow path to cool the motor body.
本開示の態様によれば、電動機の冷却機の故障を抑制する工作機械を提供することができる。 According to the aspect of the present disclosure, it is possible to provide a machine tool that suppresses a failure of a cooler of an electric motor .
図1から図12を参照して、実施の形態における電動機および電動機を備える工作機械について説明する。本実施の形態における電動機としてのモータは、電動機本体としてのモータ本体と、モータ本体に冷却空気を供給する冷却機とを備える。 The electric motor and the machine tool including the electric motor in the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12. The motor as an electric motor in the present embodiment includes a motor main body as an electric motor main body and a cooler that supplies cooling air to the motor main body.
図1に、本実施の形態の第1のモータの斜視図を示す。図2に、本実施の形態の第1のモータの部分断面図を示す。図3に、本実施の形態のモータの冷却機の平面図を示す。図1から図3を参照して、本実施の形態の第1のモータ1は、モータ本体10と、モータ本体10を冷却するために空気の流れを生成する冷却機41を備える。また、モータ1は、冷却機41とモータ本体10とを接続する管状部材31を備える。管状部材31の内部の空間は、冷却機41が駆動することにより空気が流れる流路を構成する。
FIG. 1 shows a perspective view of the first motor of the present embodiment. FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of the first motor of the present embodiment. FIG. 3 shows a plan view of the cooler of the motor of the present embodiment. With reference to FIGS. 1 to 3, the
モータ本体10は、ロータ11およびステータ12を含む。ステータ12は、例えば、軸方向に積層された複数の磁性鋼板にて形成されているステータコア18を含む。ステータコア18には、コイル16が巻回されている。ロータ11は、棒状に形成されたシャフト13と、シャフト13の外周面に固定されたロータコア17と、ロータコア17の内部に配置された磁石とを含む。シャフト13は、ロータ11の回転軸99に沿って延びている。シャフト13は、回転力を伝達するために他の部材に連結される。本実施の形態では、シャフト13の回転軸99の延びる方向において、シャフト13が他の部材に連結される側を前側と称する。また、前側と反対側を後側と称する。図1および図2に示す例では、矢印90に示す方向がモータ1の前側に相当する。
The
モータ本体10は、前側のハウジング21および後側のハウジング22を含む。ハウジング21,22は、筒状に形成されている。ステータ12は、ボルト等の締結部材により、ハウジング21,22に固定されている。ハウジング21,22は、ベアリング14,15を介してシャフト13を回転可能に支持する。ハウジング22には、ベアリング15を支持するベアリング支持部材26が固定されている。ベアリング14の前側には、モータ本体10の内部に異物が侵入しないように、覆い部材27が配置されている。シャフト13の後側の端部には、シャフト13の回転位置または回転数を検出するためのエンコーダ19が配置されている。
The
モータ本体10は、ハウジング22の後側の端部に固定されたハウジングカバー23を含む。ハウジングカバー23は、ハウジング21,22に囲まれる空間を閉止する。ロータ11およびベアリング14,15は、ハウジング21,22およびハウジングカバー23に囲まれる空間の内部に配置される。モータ本体10は、ハウジング22の後側の開口端部に固定されたリアカバー25を含む。リアカバー25は、ハウジングカバー23を囲むように筒状に形成されている。モータ本体10のリアカバー25の端部は開口している。ハウジング22の外側には、モータ1を駆動するための動力線および通信線が接続される端子箱29が配置されている。
The
冷却機41は、羽根42と、羽根42を回転させるファンモータ43とを含む。冷却機41は、ファンモータ43が固定されているケース44を含む。ケース44の管状部材31が接続されている側と反対側の端面には、穴部44aが形成されている。穴部44aは、空気が流通する吸入口として機能する。
The cooler 41 includes a
本実施の形態のモータ本体10には、空気が流れる流路が形成されている。リアカバー25とハウジングカバー23との間の空間は、空気が流れる流路を構成する。また、後側のハウジング22には、シャフト13の軸方向に沿って延びる穴部22aが形成されている。ステータコア18には、シャフト13の軸方向に沿って延びる穴部18aが形成されている。穴部18aは、ステータコア18の一方の端面から、他方の端面まで貫通するように形成されている。前側のハウジング21には、シャフト13の軸方向に沿って延びる穴部21aが形成されている。ハウジング22の穴部22a、ステータコア18の穴部18a、およびハウジング21の穴部21aは、互いに連通するように形成されている。このように、穴部22a、穴部18a、および穴部21aが連通する空間により、空気が流れる流路が形成されている。このような流路は、モータ本体10の周方向に沿って複数の箇所に形成されている。
The
管状部材31は、複数のスライド部材31aを有する。スライド部材31aは、両側の端部が開口するように筒状に形成されている。互いに隣り合うスライド部材31a同士は接触するように形成されている。スライド部材31a同士が摺動することにより、管状部材31は、矢印95に示すように、管状部材31の延びる方向に沿って伸びたり縮んだりする。
The
本実施の形態における管状部材は、柔軟性を有する材料にて形成されている。また、管状部材は、変形する材料にて形成されている。管状部材は、例えば、弾性を有する部材、または、可撓性を有する部材にて形成されることができる。第1のモータ1の管状部材31は、ゴムにて形成されている。管状部材は、空気の流路を構成するために、空気を挿通しない材質であることが好ましい。管状部材31の材質としては、ゴムの他に樹脂等を採用することができる。
The tubular member in this embodiment is made of a flexible material. Further, the tubular member is made of a deformable material. The tubular member can be formed of, for example, an elastic member or a flexible member. The
管状部材31は、両側の端部が開口している。管状部材31は、一方の開口端部31bがモータ本体10に固定され、他方の開口端部31cが冷却機41に固定されている。管状部材31は、モータ本体10の内部に空気を供給するように、モータ本体10に接続されている。管状部材31の開口端部31bは、リアカバー25の開口端部に連結されている。管状部材31の開口端部31cは、冷却機41のケース44の開口端部に連結されている。管状部材31は、冷却機41の駆動により流れる空気が管状部材31とモータ本体10との接続部から漏れないように、モータ本体10に接続されている。また、管状部材31は、冷却機41の駆動により流れる空気が管状部材31とケース44との接続部から漏れないように、ケース44に接続されている。
The
本実施の形態における冷却機41は、モータ本体10に向かって空気を供給する。ファンモータ43が駆動することにより、羽根42が回転して、矢印91に示すように空気の流れが生じる。空気は、管状部材31の内部の空間を通って、モータ本体10の内部に流入する。モータ本体10の内部に流入した空気は、矢印92に示すように、モータ本体に形成された空気の流路を流れる。そして、空気は、前側のハウジング21に形成された穴部21aから外部に放出される。第1のモータ1の空気の流路は、ステータコア18を貫通しているために、ステータ12を効果的に冷却することができる。
The cooler 41 in the present embodiment supplies air toward the
なお、本実施の形態における冷却機41は、管状部材31の内部に向かって空気を噴き出すように形成されているが、この形態に限られない。冷却機は、管状部材と反対側に向かって空気を噴き出すように形成されていても構わない。この構成では、モータ本体において、矢印92に示す方向と反対の方向に空気が流れる。
The cooler 41 in the present embodiment is formed so as to blow out air toward the inside of the
本実施の形態のモータ1では、前側のハウジング21が他の装置に固定される。ここで、モータ1は、振動が生じる装置に固定されて、モータ本体10に振動が伝達される場合がある。本実施の形態における冷却機41は、モータ本体10から離れて配置されている。冷却機41は、柔軟性を有する管状部材31を介してモータ本体10に接続されている。この構成により、モータ本体10の振動は、管状部材31にて減衰される。管状部材31により、モータ本体10の振動が冷却機41に伝達されることを抑制できる。このために、モータ本体10の振動により冷却機41の羽根42が破損することを抑制できる。また、ファンモータ43の内部に配置されたベアリングの破損を抑制することができる。更に、振動により冷却機41の配線同士が擦れて断線が生じることを抑制できる。このように、モータ本体10の振動が冷却機41に伝達して冷却機41が故障することを抑制できる。
In the
また、管状部材31にて空気の流路が形成されているために、冷却機41にて供給する空気が拡散することを抑制することができる。冷却機41にて供給される全ての空気をモータ本体10に供給することができる。この結果、モータ本体10を効果的に冷却することができる。また、本実施の形態における管状部材は、構造が簡易であり、容易に交換を行うことができる。
Further, since the air flow path is formed by the
第1のモータ1の管状部材31は、管状部材31の延びる方向に沿って伸びたり縮んだりするように形成されている。この構成を採用することにより、管状部材31の延びる方向の長さを容易に調整することができる。本実施の形態のモータ1を様々な装置に固定することができる。または、後述するように、管状部材31の長さが変化するために、モータ本体10をシャフト13の軸方向に移動する装置に固定することができる。
The
図4に、本実施の形態における第1の工作機械の概略部分断面図を示す。本実施の形態の第1の工作機械5の主軸頭55には、本実施の形態の第1のモータ1が配置されている。
FIG. 4 shows a schematic partial cross-sectional view of the first machine tool according to the present embodiment. The
工作機械5は、基台としてのベッド51と、ベッド51から立設するコラム52とを備える。ベッド51の上面には、Y軸方向に延びるY軸ガイドレール56が配置されている。Y軸ガイドレール56の上にはサドル53が配置されている。サドル53は、矢印93に示すようにY軸ガイドレール56に沿って移動するように形成されている。サドル53の上面には、X軸方向に延びるX軸ガイドレール57が配置されている。X軸ガイドレール57の上にはテーブル54が配置されている。テーブル54は、X軸ガイドレールに沿って移動するように形成されている。テーブル54には、ワーク89が固定される。
The
工作機械5は、工具66を保持ながら工具66を回転する主軸頭55を備える。コラム52の前面には、Z軸方向に延びるZ軸ガイドレール58が配置されている。主軸頭55は、Z軸ガイドレール58に係合している。主軸頭55は、矢印94に示すように、Z軸ガイドレール58に沿って移動するように形成されている。
The
本実施の形態の工作機械5は、数値制御式である。工作機械5は、送り軸に沿ってワークまたは工具を移動する移動装置を備える。移動装置は、それぞれの送り軸に対応して配置された送り軸モータを含む。移動装置は、動作プログラムに基づいて送り軸モータを駆動する。本実施の形態の工作機械5では、主軸頭55、サドル53、およびテーブル54が移動する。このために、ワーク89を加工しながら、ワーク89に対する工具66の相対位置を変更することができる。このように、ワーク89に対して工具66を相対的に移動することにより、様々な形状にワーク89を加工することができる。
The
本実施の形態の工作機械5の送り軸は、3つの直動軸(X軸、Y軸、およびZ軸)により構成されている。工作機械5の送り軸としては、この形態に限られず、任意の直動軸や回転送り軸から構成することができる。
The feed shaft of the
ワーク89を加工すると、切粉が発生する。また、ワーク89を加工する時には、ワーク89を冷却したりワーク89と工具66との間の摩擦を減少したりするために切削液が供給される。工作機械5は、切粉および切削液の飛散を防止するために、スプラッシュガード61にて囲まれた加工室を有する。スプラッシュガード61は、主軸頭55、サドル53、およびテーブル54を囲むように形成された壁部材である。主軸頭55は、工作機械5の加工室の内部に配置される。
When the
図5に、本実施の形態における主軸頭の概略部分断面図を示す。図4および図5を参照して、主軸頭55は、工具66を支持する主軸64と、主軸64を回転するモータ1とを含む。主軸頭55は、主軸64を回転可能に支持する主軸支持部材としての筐体67を含む。
FIG. 5 shows a schematic partial cross-sectional view of the spindle head in the present embodiment. With reference to FIGS. 4 and 5, the
工具66は、工具ホルダ65および工具支持部材69を介して主軸64に支持されている。工具支持部材69は、主軸64に挿入されることにより、主軸64に支持されている。主軸64は、連結部材63を介してモータ1のシャフト13に連結されている。主軸頭55は、主軸64を支持するベアリング71を有する。ベアリング71は、筐体67に支持されている。主軸64は、モータ1の回転力にて回転する。モータ1が駆動することにより、工具66が主軸64の軸線の周りに回転する。
The
本実施の形態における第1のモータ1は、筐体67に固定されている。モータ1は、シャフト13の回転軸99が鉛直方向に延びるように配置されている。冷却機41は、モータ本体10が固定される部材とは異なる部材に固定されることが好ましい。本実施の形態のモータ1の冷却機41は、スプラッシュガード61に固定されている。スプラッシュガード61には、空気が流通するための穴部61aが形成されている。空気は、スプラッシュガード61の穴部61aおよびケース44の穴部44aを通して流通する。
The
ワーク89を加工する時には、工具66に振動が生じる。工具66に生じる振動は、工具支持部材69を介して、主軸64および筐体67に伝達される。更に、振動は、主軸64および筐体67からモータ本体10に伝達される。この結果、モータ本体10に振動が生じる。しかしながら、モータ本体10の振動は、柔軟性を有する管状部材31において減衰する。このために、モータ本体10の振動が冷却機41に伝達されて、冷却機41が故障することを抑制できる。
When machining the
また、第1の工作機械5においては、冷却機41が加工室の外部の空気を供給することができる。このために、塵または切削液の液滴などの異物を含まない空気をモータ本体10に供給することができる。なお、冷却機は、加工室の内部の空気をモータ本体に供給するように配置されていても構わない。
Further, in the
更に、モータ1の管状部材31は、管状部材31が延びる方向に沿って伸びたり縮んだりする。主軸頭55の筐体67は、矢印94に示すように鉛直方向に移動する。モータ本体10も、鉛直方向に移動する。管状部材31は、モータ本体10の移動に伴って伸びたり縮んだりする。管状部材31は、空気の流路を確保しながら長さが変化する。このために、加工期間中に筐体67およびモータ本体10が移動しても、モータ本体10に安定して空気を供給することができる。
Further, the
第1のモータ1の管状部材31は、管状部材31の軸方向の長さが変化する機構を有するが、この形態に限られない。管状部材は、形状が変化する機構を有していなくても構わない。この場合には、冷却機とスプラッシュガードとの間に、主軸頭の筐体が移動する方向に冷却機を移動する機構を配置することができる。例えば、冷却機とスプラッシュガードとの間に、伸びたり縮んだりするダクトを配置することができる。
The
更には、主軸頭がX軸方向またはY軸方向などの水平方向に移動する場合がある。この場合には、例えば、冷却機とスプラッシュガードとの間に、冷却機が水平方向に移動する装置を配置することができる。主軸頭55がY軸方向に移動する場合には、スプラッシュガードにY軸方向に延びるレールを配置することができる。そして、冷却機をレールに吊り下げてY軸方向に移動することができる。この場合には、冷却機は、スプラッシュガードに固定されずに、加工室の内部の空気をモータ本体に供給することができる。
Further, the spindle head may move in the horizontal direction such as the X-axis direction or the Y-axis direction. In this case, for example, a device for moving the cooler in the horizontal direction can be arranged between the cooler and the splash guard. When the
図6に、本実施の形態における第2のモータの斜視図を示す。図7に、本実施の形態における第2のモータの部分断面図を示す。第2のモータ2のモータ本体10および冷却機41の構成は、第1のモータ1のモータ本体10および冷却機41と同様である。第2のモータ2では、管状部材の構成が第1のモータ1と異なる。
FIG. 6 shows a perspective view of the second motor according to the present embodiment. FIG. 7 shows a partial cross-sectional view of the second motor according to the present embodiment. The configuration of the
第2のモータ2の管状部材32は、任意の形状に変形する材料にて形成されている。管状部材32は、任意の方向に湾曲する。管状部材32は、例えば、樹脂の糸にて織られたシート、ビニール等にて形成された樹脂シート、または布等にて形成することができる。このように、管状部材32では、簡易な構成にて形状を変化させることができる。なお、管状部材32を布にて形成する場合には、空気が挿通しないように表面に樹脂を塗布する等の処理が行われることが好ましい。
The
第2のモータ2においても、モータ本体10に振動が伝達された場合に、管状部材32によって振動を減衰することができる。モータ本体10から冷却機41への振動の伝達を抑制することができるために、冷却機41の故障を抑制することができる。
Also in the
また、管状部材32は、任意の形状に変化するために、モータ本体10に対する冷却機41の位置の自由度が増加する。冷却機41を様々な部分に固定することができる。また、冷却機41を様々な方向に向けることができる。更に、管状部材32が変形可能な範囲内において、冷却機41に対するモータ本体10の相対位置を変更することができる。
Further, since the
図8に、本実施の形態における第2の工作機械の概略部分断面図を示す。第2の工作機械6の主軸頭55には、第2のモータ2が配置されている。第2の工作機械6のコラム52は、延長部52aを有する。延長部52aは、主軸頭55が配置されている側に飛び出している。モータ2の冷却機41は、延長部52aに固定されている。管状部材32は、冷却機41の位置に対応して変形している。第2の工作機械6においては、冷却機41の吸入口が水平方向を向くように配置されている。このように、管状部材32が冷却機41の位置およびモータ本体10の位置に応じて変形するために、冷却機41を様々な位置に固定することができる。また、主軸頭55の筐体67が矢印94に示すように移動した場合には、管状部材32が変形して、空気の流路を確保することができる。
FIG. 8 shows a schematic partial cross-sectional view of the second machine tool according to the present embodiment. A
図4および図8を参照して、第1の工作機械5および第2の工作機械6では、冷却機41は、工作機械5,6の構成部材のうち、主軸支持部材としての筐体67以外の部材に固定されている。筐体67には、主軸64の振動が伝達される。このために、筐体67に冷却機41を固定しても、工具66の振動は筐体67を介して冷却機41に伝達される。しかしながら、冷却機41を主軸支持部材以外の部材に固定することにより、冷却機41に振動が伝達することを抑制することができる。この結果、冷却機41の故障を効果的に抑制することができる。
With reference to FIGS. 4 and 8, in the
上記の工作機械5,6においては、冷却機41は、静止している工作機械5,6の構成部材に固定されているが、この形態に限られない。冷却機は、移動する構成部材に固定されても構わない。または、冷却機は、工作機械の構成部材に固定されずに、工作機械の構成部材の上に載置されていても構わない。すなわち、冷却機は、工作機械の構成部材に支持されていれば構わない。更には、冷却機は床面に固定されたり載置されたりしても構わない。
In the above-mentioned
第2の工作機械6では、冷却機41は、ケース44の穴部44aが側方を向くように配置されている。このように、第2のモータ2は、冷却機41を任意の方向に向けて配置することができる。例えば、ファンモータの動力線を挿通するための穴がファンモータのケーシングに形成される場合がある。この穴から異物が侵入してファンモータが故障する場合がある。第2のモータでは、動力線が挿通する穴が下側に向くように、冷却機の向きを定めることができる。この構成により、ファンモータの動力線が挿通する穴から異物が侵入してファンモータが故障することを抑制できる。
In the
図9に、本実施の形態における第3の工作機械の概略部分断面図を示す。第3の工作機械7では、主軸頭55に第3のモータ3が配置されている。第3のモータ3は、管状部材の構成が第1のモータ1と異なる。第3のモータ3は、管状部材33を有する。第3の工作機械7においては、冷却機41は、工作機械7を構成する構成部材に固定されずに、管状部材33に支持されている。
FIG. 9 shows a schematic partial cross-sectional view of the third machine tool according to the present embodiment. In the third machine tool 7, the
冷却機41は、モータ本体10から離れて配置されている。管状部材33は、弾性を有する硬質の材料にて形成されている。例えば、管状部材33は、硬質のゴムにて形成されている。管状部材33は、断面形状が円錐状である。冷却機41は、管状部材33のみにて支持されている。この構成を採用することにより、管状部材33は、モータ本体10と共に移動する。所定の方向および所定の移動量にて移動する主軸頭55に配置されるモータの構成を簡易にすることができる。例えば、図9に示す例においては、任意の移動量にてモータ本体10をZ軸方向に移動することができる。
The cooler 41 is arranged away from the
上記の実施の形態の主軸頭においては、モータのシャフトに工具を支持する主軸が連結されているが、この形態に限られない。モータのシャフトが主軸の機能を有する主軸頭にも本実施の形態の管状部材を適用することができる。例えば、モータのシャフトに相当する主軸の外周面にロータコアを配置することができる。ロータコアに対向するようにステータを配置することができる。このようなビルトインタイプのモータにも、本実施の形態の管状部材を配置することができる。 In the spindle head of the above embodiment, the spindle that supports the tool is connected to the shaft of the motor, but the present invention is not limited to this embodiment. The tubular member of the present embodiment can also be applied to a spindle head in which the shaft of the motor has the function of a spindle. For example, the rotor core can be arranged on the outer peripheral surface of the spindle corresponding to the shaft of the motor. The stator can be arranged so as to face the rotor core. The tubular member of the present embodiment can also be arranged in such a built-in type motor.
図10に、本実施の形態における第4のモータの部分断面図を示す。第4のモータ4は、管状部材の構成が第1のモータ1と異なる。第4のモータ4は、蛇腹構造を有する管状部材34を含む。管状部材34は、例えば、ゴムにより形成されている。管状部材34は、任意の方向に曲がるように形成されている。更に、管状部材34は、管状部材34の延びる方向に弾性を有するように形成されている。管状部材34は、冷却機41をモータ本体10から離したときに、冷却機41がモータ本体10に向かって戻る力が作用するように形成されている。すなわち、管状部材34は、矢印96に示すように縮むように弾性を有する。第4のモータ4においても、モータ本体10の振動を管状部材34にて減衰することができて、冷却機41の故障を抑制することができる。
FIG. 10 shows a partial cross-sectional view of the fourth motor according to the present embodiment. The fourth motor 4 has a tubular member configuration different from that of the
図11に、本実施の形態における第4の工作機械の側面図を示す。第4の工作機械8は、旋盤である。図11には、旋盤のうち、ワーク89を保持して回転させる部分が示されている。工作機械8は、第4のモータ4を備える。第4の工作機械8においては、モータ4のモータ本体10が出力する回転力は、ベルト86を介して主軸87に伝達される。
FIG. 11 shows a side view of the fourth machine tool according to the present embodiment. The
工作機械8は、基台81と、基台81に固定された主軸装置82とを有する。主軸装置82の内部には、主軸87が挿通している。主軸装置82は、主軸87を回転可能に支持する主軸支持部材としての筐体88を含む。主軸87の一方の端部には、ワーク89を把持するチャック83が連結されている。このように、主軸は、ワークを支持するように形成されていても構わない。
The
また、主軸87の他方の端部には、プーリ85が固定されている。モータ4は、主軸装置82から離れて配置されている。特に、モータ本体10は、主軸装置82の筐体88から離れて配置されている。モータ4のシャフト13には、プーリ84が固定されている。そして、プーリ84の回転力をプーリ85に伝達するように、ベルト86が配置されている。
A
工作機械8においては、ワーク89に対してバイトまたはドリル等の工具を接触させることにより、ワーク89が加工される。ワーク89に生じる振動は、主軸装置82の主軸87および筐体88に伝達される。主軸87の振動は、ベルト86を介してモータ本体10に伝達される場合がある。このような、モータ本体のシャフトの回転力をベルトにて主軸に伝達するモータにおいても、本実施の形態の管状部材31,32,33,34を採用することができる。
In the
第4の工作機械8のモータ4には、管状部材34が配置されている。管状部材34は、モータ本体10に固定されている。冷却機41は、工作機械8の構成部材に固定されずに、管状部材34に支持されている。冷却機41は、管状部材34に吊り下げられている。工作機械8においては、モータ本体10に振動が伝達された場合に、管状部材34にて振動を減衰することができる。このために、冷却機41の故障を抑制することができる。
A
工作機械8においては、冷却機41のケース44の穴部44aは、下側に向いている。このために、ケース44の穴部44aから異物が進入することを抑制することができる。例えば、埃または塵の侵入を抑制することができる。または、管状部材34に侵入した異物を重力の影響により穴部44aから排出することができる。
In the
図12に、本実施の形態における第5のモータの部分断面図を示す。前述のモータ1,2,3,4においては、空気が流れる流路がステータコア18の内部に形成されている。空気が流れる流路は、この形態に限られず、モータ本体を冷却することができる任意の構成を採用することができる。
FIG. 12 shows a partial cross-sectional view of the fifth motor according to the present embodiment. In the
第5のモータ9は、電送機本体としてのモータ本体20を備える。リアカバー25の端部は開口しておらずに閉止されている。モータ本体20は、ハウジング21の一部、ステータ12、ハウジング22、およびリアカバー25を覆うように形成された流路構成部材35を含む。流路構成部材35の内部には、空気が流れる流路が形成されている。流路構成部材35は、ハウジング21の一部、ステータ12、ハウジング22、およびリアカバー25に接触している。
The fifth motor 9 includes a
冷却機41が駆動することにより、矢印92に示すように、管状部材32から流路構成部材35の内部の流路に空気が流れる。流路構成部材35は、ハウジング21,22、ステータ12、およびリアカバー25に接触しているために、モータ本体20を冷却することができる。特に、流路構成部材35は、ステータ12の外周面に接触しているために、ステータ12を効果的に冷却することができる。
When the cooler 41 is driven, air flows from the
本実施の形態におけるモータは、工作機械に配置されているが、この形態に限られず、振動が生じる任意の機械に配置することができる。 The motor in the present embodiment is arranged in a machine tool, but is not limited to this embodiment, and can be arranged in any machine in which vibration occurs.
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。 The above embodiments can be combined as appropriate. In each of the above figures, the same or equal parts are designated by the same reference numerals. It should be noted that the above embodiment is an example and does not limit the invention. Further, in the embodiment, the modification of the embodiment shown in the claims is included.
1,2,3,4,9 モータ
5,6,7,8 工作機械
10,20 モータ本体
11 ロータ
12 ステータ
13 シャフト
18 ステータコア
18a 穴部
21,22 ハウジング
22a 穴部
23 ハウジングカバー
25 リアカバー
31,32,33,34 管状部材
31b,31c 開口端部
35 流路構成部材
41 冷却機
42 羽根
43 ファンモータ
52 コラム
52a 延長部
55 主軸頭
61 スプラッシュガード
64 主軸
66 工具
67 筐体
87 主軸
88 筐体
89 ワーク
1,2,3,4,9
Claims (5)
前記主軸頭を囲むように形成され、加工室を構成する壁部材とを備え、
前記電動機は、ロータおよびステータを含む電動機本体と、羽根および前記羽根を回転するファンモータを含む冷却機と、前記冷却機と前記電動機本体とを接続する管状部材とを含み、
前記電動機本体は、空気が流れる流路を有し、
前記冷却機は、前記電動機本体から離れて配置されており、
前記管状部材は、柔軟性を有する材料にて形成されており、一方の開口端部が前記電動機本体に固定され、他方の開口端部が前記冷却機に固定されており、
前記ロータは、前記主軸に連結されており、
前記電動機本体は、前記主軸支持部材に固定され、ワークの加工に伴って移動し、
前記壁部材は、前記壁部材の外側から空気を取り込む穴部を有し、
前記冷却機は、前記穴部を通じて空気が流通するように前記壁部材に固定されており、
前記冷却機が駆動することにより、前記管状部材を通った空気が前記流路に流れて前記電動機本体が冷却される、工作機械。 A spindle head including a motor, a spindle that is rotated by the rotational force of the motor to support a tool or a workpiece, and a spindle support member that rotatably supports the spindle.
It is provided with a wall member that is formed so as to surround the spindle head and constitutes a processing chamber.
The motor includes a motor body including a rotor and a stator, a cooler including blades and a fan motor that rotates the blades, and a tubular member connecting the cooler and the motor body.
The motor body has a flow path through which air flows.
The cooler is arranged away from the motor body and
The tubular member is made of a flexible material, one end of which is fixed to the motor body and the other end of which is fixed to the cooler.
The rotor is connected to the spindle and
The motor body is fixed to the spindle support member and moves as the work is machined.
The wall member has a hole for taking in air from the outside of the wall member.
The cooler is fixed to the wall member so that air can flow through the hole.
A machine tool in which, when the cooler is driven, air that has passed through the tubular member flows into the flow path to cool the motor body.
前記電動機の回転力にて回転し、工具またはワークを支持する主軸と、
前記主軸を回転可能に支持する主軸支持部材と、
前記主軸支持部材を支持し、基台から立設する部材とを備え、
前記電動機は、ロータおよびステータを含む電動機本体と、羽根および前記羽根を回転するファンモータを含む冷却機と、前記冷却機と前記電動機本体とを接続する管状部材とを含み、
前記電動機本体は、空気が流れる流路を有し、
前記冷却機は、前記電動機本体から離れて配置されており、
前記管状部材は、柔軟性を有する材料にて形成されており、一方の開口端部が前記電動機本体に固定され、他方の開口端部が前記冷却機に固定されており、
前記ロータは、前記主軸に連結されており、
前記電動機本体は、前記主軸支持部材に固定され、ワークの加工に伴って移動し、
前記冷却機は、前記基台から立設する部材に固定されており、
前記冷却機が駆動することにより、前記管状部材を通った空気が前記流路に流れて前記電動機本体が冷却される、工作機械。 With an electric motor
A spindle that rotates by the rotational force of the motor and supports the tool or workpiece,
A spindle support member that rotatably supports the spindle and
A member that supports the spindle support member and is erected from the base is provided.
The motor includes a motor body including a rotor and a stator, a cooler including blades and a fan motor that rotates the blades, and a tubular member connecting the cooler and the motor body.
The motor body has a flow path through which air flows.
The cooler is arranged away from the motor body and
The tubular member is made of a flexible material, one end of which is fixed to the motor body and the other end of which is fixed to the cooler.
The rotor is connected to the spindle and
The motor body is fixed to the spindle support member and moves as the work is machined.
The cooler is fixed to a member erected from the base, and is fixed to the member.
A machine tool in which, when the cooler is driven, air that has passed through the tubular member flows into the flow path to cool the motor body .
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008160986A (en) | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Toshiba Corp | Controller for electric vehicle |
JP4503099B2 (en) | 2007-09-10 | 2010-07-14 | 三菱電機株式会社 | Vehicle drive device |
JP2010172179A (en) | 2008-12-24 | 2010-08-05 | Toshiba Corp | Vehicle-driving unit |
JP2013074646A (en) | 2011-09-26 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | Motor integrated with controller |
JP2016014357A (en) | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 日精樹脂工業株式会社 | Motor pump device |
JP2016215329A (en) | 2015-05-21 | 2016-12-22 | ファナック株式会社 | Spindle structure including through hole for flowing fluid, electric motor, and machine tool |
US20170225559A1 (en) | 2014-12-08 | 2017-08-10 | Renault S.A.S. | Air-cooled electric propulsion unit |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53104069U (en) * | 1977-01-25 | 1978-08-22 | ||
JPS62203736A (en) * | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Okuma Mach Works Ltd | Device for regulating temperature in cover of machine tool |
JP2706035B2 (en) * | 1993-06-28 | 1998-01-28 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | Driving bogie of railway vehicle |
-
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-
2020
- 2020-04-08 CN CN202020501864.2U patent/CN212115068U/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008160986A (en) | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Toshiba Corp | Controller for electric vehicle |
JP4503099B2 (en) | 2007-09-10 | 2010-07-14 | 三菱電機株式会社 | Vehicle drive device |
JP2010172179A (en) | 2008-12-24 | 2010-08-05 | Toshiba Corp | Vehicle-driving unit |
JP2013074646A (en) | 2011-09-26 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | Motor integrated with controller |
JP2016014357A (en) | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 日精樹脂工業株式会社 | Motor pump device |
US20170225559A1 (en) | 2014-12-08 | 2017-08-10 | Renault S.A.S. | Air-cooled electric propulsion unit |
JP2016215329A (en) | 2015-05-21 | 2016-12-22 | ファナック株式会社 | Spindle structure including through hole for flowing fluid, electric motor, and machine tool |
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