JPH0340519Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は精密旋盤等に使用する、高速及び低速
の２個の駆動モータを備えた主軸駆動装置に関す
る。

〔従来技術〕

この種の主軸駆動装置は、主軸頭に軸承された
主軸を高速駆動用の交流モータと低速駆動用の直
流サーボモータにより選択的に回転駆動するよう
構成されており、例えばVTRシリンダの加工に
おいては、外径や端面等の通常の旋削加工の際は
高速の交流モータにより主軸を回転駆動し、リー
ド溝の如く高精度を要する旋削加工の際は低速で
回転変動の少ない直流サーボモータにより主軸を
駆動している。しかして、各モータの回転は主軸
上に設けた２個の電磁クラツチにそれぞれベルト
伝動装置等を介して伝達され、電磁クラツチによ
り各モータを選択的に主軸に連結するようにして
いた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

かゝる従来技術は、それぞれ２個の電磁クラツ
チと伝動装置を備え、此等を介して交流モータま
たは直流サーボモータの回転を主軸に伝達するよ
うにしているため、動力伝達機構が複雑になると
いう問題があつた。本考案は動力伝達機構を改良
してこのような問題を解決し、更に加工精度を高
めると共に加工時間を短縮することを目的とする
ものである。

〔問題を解決するための手段〕

このために本考案による主軸駆動装置は、図面
に示す如く、主軸頭１０に軸承された主軸２０を
高速駆動用の交流モータ３０と低速駆動用の直流
サーボモータ４０により選択的に回転駆動する主
軸駆動装置において、前記主軸頭１０の後側に固
定され前記主軸２０に固定したロータ３２を有す
る前記交流モータ３０のステータ３１を同主軸２
０と同軸的に支持する主軸モータケーシング１２
と、この主軸モータケーシング１２に取り付けら
れて前記主軸２０と同軸的に後方に突出する中空
軸部１３ａを有する保持ケース１３と、前記中空
部１３ａに前記主軸２０と同軸的に軸承された回
転体６５と、前記交流モータ３０と回転体６５の
間で前記保持ケース１３の内部空間に設けられ前
記主軸２０の回転数を検出する回転検出器３５
と、前記交流モータ３０と平行に配置された直流
サーボモータ４０と、この直流サーボモータ４０
の出力軸に固定された駆動プーリ６１と前記回転
体６５に設けられた被動プーリ６３とこの両プー
リの間に張設された伝動ベルト６２よりなる伝動
装置６０と、前記主軸２０の前記中空軸部１３ａ
より方向に突出する部分に固定されたボス６６
と、前記回転体６５とボス６６の間に設けられて
この両者を結合・離脱する電磁クラツチ５０より
なることを特徴とするものである。

〔作用〕

高速回転状態においては、電磁クラツチ５０は
離脱され、主軸２０は直流サーボモータ４０より
切り離されて交流モータ３０により直接高速回転
駆動される。この場合の主軸２０の回転は回転検
出器３５により検出されて回転数が制御される。
低速回転状態においては、電磁クラツチ５０が結
合され、主軸２０は伝動装置６０を介して直流サ
ーボモータ４０により低速回転駆動される。この
状態においては、交流モータ３０のロータ３２は
主軸と共に低速で回転するが、ステータ３１との
間の反作用は殆んど生ぜず、また伝動装置６０の
被動プーリ６３は中空軸部１３ａに軸承されてい
るので伝動ベルト６２の張力が主軸２０に加わる
ことはない。

〔考案の効果〕

かゝる本考案によれば、交流モータのロータは
直接主軸に固定されて主軸を駆動するので電磁ク
ラツチ及び伝動装置は直流サーボモータに使用す
る１組のみとなり、動力伝達機構が簡単となり、
コストを低減させることができ、また高速伝達部
の慣性重量が小さくなるので主軸を短時間で高速
回転させることができ、加工時間を短縮できる。

また高速回転の場合には回転検出器により主軸
回転を検出しているので主軸の回転変動を少なく
するように制御することができ、一方低速回転の
場合は主軸に伝動ベルトの張力が加わらないので
主軸の回転精度がよくなり、何れの場合にも加工
精度を向上させることができる。

更に交流モータと回転体の間で保持ケースの内
部空間に回転検出器を設けたことにより、保持ケ
ースを主軸モータケーシングから取り外すのみで
交流モータ及び回転検出器の保守点検を容易に行
うことができると共にこの部分の構造がコンパク
トになる。また直流サーボモータを交流モータと
平行に配置したことにより主軸の長さを短くで
き、全体として主軸駆動装置をコンパクトにする
ことができる。

〔実施例〕

以下に、図面により実施例の説明をする。主軸
頭１０は主軸頭本体１１、交流モータケーシング
１２、保持ケース１３及びカバー１４よりなり、
主軸頭本体１１に固定された軸受金２１，２２及
びスラスト軸受金２３は主軸２０を回転自在に軸
承している。主軸２０と接合する各軸受金２１，
２２の内周面には静圧ポケツト２１ａ，２２ａが
形成され、各静圧ポケツト２１ａ，２２ａにはそ
れぞれ絞り６１，６１及び油路６０を介してポン
プＰより加圧された潤滑油が供給されて主軸２０
を静圧支持している。また、主軸２０のフランジ
部２０ａと接合する軸受金２２とスラスト軸受金
２３の側面にも静圧ポケツト２２ｃ，２３ａが形
成され、それぞれ絞り６１，６１及び油路６０を
介してポンプＰより加圧された潤滑油が供給され
て主軸２０を軸方向に静圧支持している。各静圧
ポケツト２１ａ，２２ａ，２２ｃ，２３ａからの
潤滑油は回収溝２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを経て油
路６２よりリザーバ６３に戻される。

主軸頭本体１１の後側に固定された交流モータ
ケーシング１２内には、主軸２０と同軸に高速駆
動用の交流モータ３０が組み込まれている。交流
モータ３０は、保持ケース１３と主軸２０の間に
設けられた一種の回転検出器であるレゾルバ３５
によりフイードバツク制御が与えられて回転数が
制御されるものであり、交流モータ３０のステー
タ３１は交流モータケーシング１２内に固定さ
れ、ロータ３２は主軸１２に固定されている。

主軸２０の後端部は保持ケース１３の後部に形
成された中空軸部１３ａより突出し、中空軸部１
３ａには主軸２０と同軸に回転体６５が軸支さ
れ、これと軸方向に対向して主軸２０の後端部に
はボス６６が固定され、回転体６５とボス６６の
間には電磁クラツチ５０が設けられている。電磁
クラツチ５０は、ボス６６に固定された固定摩擦
板５１と、板ばね５３を介して回転体６５に対し
軸方向移動可能であるが共に回転するように取り
付けられた可動摩擦板５２と、ボス６６に設けた
ソレノイド５４よりなる。可動摩擦板５２は通常
は板ばね５３により固定摩擦板５１より離れて回
転体６５とボス６６は離脱しているが、ソレノイ
ド５４に通電すれば磁性体よりなる可動摩擦板５
２は吸引されて固定摩擦板５１と摩擦係合し、回
転体６５とボス６６を連結するものである。

主軸頭１０のカバー１４より突出して設けられ
たブラケツト１９には、主軸２０と平行に、低速
駆動用の直流サーボモータ４０が設けられてい
る。回転数変動をなくすようにタコジエネレータ
４１によりフイードバツク制御が与えられた直流
サーボモータ４０の回転は、伝動装置６０を介し
て回転体６５に伝達される。伝動装置６０は直流
サーボモータ４０の出力軸に固定された駆動プー
リ６１と、回転体６５の外周に形成された被動プ
ーリ６３と、両プーリ６１，６１の間に張設され
た伝動ベルト６２より構成されている。

通常の旋削加工の際は、交流モータ３０に給電
し、直流サーボモータ４０と電磁クラツチ５０へ
の給電は停止する。この状態では、主軸２０は交
流モータ３０により直接高速で回転駆動され、主
軸２０の回転はレゾルバ３５により検出されて所
定の回転数となるようにフイードバツク制御され
る。また、直流サーボモータ４０及び伝動装置６
０は電磁クラツチ５０により切り離されており、
伝動ベルト６２が駆動されることはないので高速
伝動部の慣性重量が小さくなり、従つて主軸２０
は短時間で高速回転に達するので加工時間を短縮
させることができる。高精度を要する旋削加工の
際は、直流サーボモータ４０と電磁クラツチ５０
に給電し、交流モータ３０への給電は停止する。
この状態では、主軸２０は一対のプーリ６１，６
３と伝動ベルト６２よりなる伝動装置６０及び被
動プーリ６３が形成された回転体６５とボス６６
の間に設けた電磁クラツチ５０を介して回転変動
の少ない直流サーボモータ４０により低速で回転
駆動される。伝動ベルト６２の張力を受ける被動
プーリ６３は主軸頭１０に固定された保持ケース
１３の中空軸部１３ａに軸承されており、従つて
伝動ベルト６２の張力は保持ケース１３を介して
主軸頭１０により受け止められて主軸２０に加わ
ることはないので、主軸２０の回転精度が向上
し、加工精度は一層向上する。このように電磁ク
ラツチ５０及び伝動装置６０は直流サーボモータ
４０による駆動に使用する１組のみであるので動
力伝達機構は簡単である。なお、低速回転状態に
おいては、交流モータ３０のロータ３２は主軸２
０と共に回転するが、回転数が低いのでステータ
３１との間の反作用は殆ど生ぜず、また速度が小
さいので伝動ベルト６２の振動が生ずることもな
い。

また、交流モータ３０と回転体６５の間で保持
ケース１３の内部空間にレゾルバ３５を設けてい
るので、この部分の構造がコンパクトになると共
に保持ケース１３を主軸モータケーシング１２か
ら取り外せば交流モータ３０及びレゾルバ３５の
保守点検を容易に行うことができる。更に直流サ
ーボモータ４０を交流モータ３０と平行に配置し
たので主軸２０の軸方向長さが短くなり、これに
より主軸駆動装置が全体としてコンパクトにな
る。

なお本実施例においては電磁クラツチ５０の固
定摩擦板５１とソレノイド５４をボス６６側に設
けたが、此等５１，５４を回転体６５側に設け、
可動摩擦板５１をボス６６側に設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案による主軸駆動装置の一実施例を
示す長手方向断面図である。 符号の説明、１０…主軸頭、１２…主軸モータ
ケーシング、１３…保持ケース、１３ａ…中空軸
部、２０…主軸、３０…交流モータ、３１…ステ
ータ、３２…ロータ、３５…回転検出器（レゾル
バ）、４０…直流サーボモータ、５０…電磁クラ
ツチ、６０…伝動装置、６１…駆動プーリ、６２
…伝動ベルト、６３…被動プーリ、６５…回転
体、６６…ボス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸頭に軸承された主軸を高速駆動用を交流モ
   ータと低速駆動用の直流サーボモータにより選択
   的に回転駆動する主軸駆動装置において、前記主
   軸頭の後側に固定され前記主軸に固定したロータ
   を有する前記交流モータのステータを同主軸と同
   軸的に支持する主軸モータケーシングと、この主
   軸モータケーシングに取り付けられて前記主軸と
   同軸的に後方に突出する中空軸部を有する保持ケ
   ースと、前記中空軸部に前記主軸と同軸的に軸承
   された回転体と、前記交流モータと回転体の間で
   前記保持ケースの内部空間に設けられて前記主軸
   の回転数を検出する回転検出器と、前記交流モー
   タと平行に配置された直流サーボモータと、この
   直流サーボモータの出力軸に固定された駆動プー
   リと前記回転体に設けられた被動プーリとこの両
   プーリの間に張設された伝動ベルトよりなる伝動
   装置と、前記主軸の前記中空軸部より後方に突出
   する部分に固定されたボスと、前記回転体とボス
   の間に設けられてこの両者を結合・離脱する電磁
   クラツチよりなることを特徴とする主軸駆動装
   置。