JPH0938839A - スピンドル装置 - Google Patents

スピンドル装置

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Publication number
JPH0938839A
JPH0938839A JP19026395A JP19026395A JPH0938839A JP H0938839 A JPH0938839 A JP H0938839A JP 19026395 A JP19026395 A JP 19026395A JP 19026395 A JP19026395 A JP 19026395A JP H0938839 A JPH0938839 A JP H0938839A
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JP
Japan
Prior art keywords
input shaft
generator
spindle
output shaft
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP19026395A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotomo Kamiyama
拓知 上山
Kiyao Naitou
甲矢雄 内藤
Shinji Yasuhara
伸二 安原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電機やモータの極数を変えることなく増速
比を高めることができるスピンドル装置を提供する。 【解決手段】 駆動源に連結される入力軸1(円筒部1
2を含む)と、入力軸1に対して同軸かつ相対的に回転
自在に設けられた出力軸3と、入力軸1の周りに配設さ
れた固定部材2とを有する。固定部材2と入力軸1との
間に、固定部材2に対する入力軸1の相対的な回転運動
により発電する発電機4が設けられている。また、入力
軸1と出力軸3との間に、発電機4により得られた電気
により駆動され、入力軸1に対して出力軸3を相対的に
回転させるモータ5が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、入力軸の回転運
動を、この入力軸と同軸に設けられた出力軸に伝達する
スピンドル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のスピンドル装置として
は、図2に示すように、駆動源に連結される入力軸とし
てのスピンドル101の回転運動を、工具130が取り
付けられた出力軸としての回転部材103に対して、発
電機104と、モータ105とを介して伝達する速度増
減装置が知られている(特開平5−177485号公
報)。上記回転部材103は、スピンドル101の円筒
部112の内周面にベアリング115a,115bを介
して同軸かつ回転自在に設けられている。スピンドル1
01の円筒部112の外側には、ベアリング114a,
114bを介して、円筒状のカバー部材102が回転自
在に設けられている。上記発電機104は、カバー部材
102の内周面に固定されたコイル141と、スピンド
ル101の円筒部112の外周面に固定された多極磁石
142とを備えている。また、上記モータ105は、カ
バー部材102の内周面に固定されたステータコイル1
51と、回転部材103に固定された回転子152とを
備えている。発電機4のコイル141とモータ5のコイ
ル151とは図示しないリード線で接続されている。動
作時には、カバー部材102は、位置決めピン110に
よって図示しない静止部材に係止され、固定される。駆
動源によってスピンドル101がカバー部材102に対
して相対的に回転されると、発電機104が発電を行
う。この発電機104により得られた電気によりモータ
105が駆動されて、このモータ105によって回転部
材103がカバー部材102に対して相対的に回転され
る。
【0003】ここで、発電機104の極対数をpG
し、スピンドル101の回転速度をr1(rpm)とす
ると、発電機104の周波数f(Hz)は f=pG・r1/120 …(1) と表される。また、モータ105の極対数をpMとする
と、回転部材103の回転速度r2(rpm)は r2=120・f/pM …(2) と表される。したがって、式(1)(2)より、このス
ピンドル装置の増速比(r2/r1)は (r2/r1)=(pG/pM) …(3) と表される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スピンドル
装置として、増速比(r2/r1)の高いものが要求され
る場合がある。このような場合、上記従来のスピンドル
装置では、式(3)から、極対数の比(pG/pM)を大
きくすれば良いことが分かる。しかしながら、単に発電
機4の極対数pGを増やすと、発電機104の構造が複
雑になり、コストアップにつながるという問題がある。
一方、モータ5の極対数pMを減らすと、モータ105
の回転、すなわち回転部材103の回転が滑らかでなく
なるという問題がある。
【0005】そこで、この発明の目的は、発電機やモー
タの極数を変えることなく増速比を高めることができる
スピンドル装置を提供することにある。さらに、簡単な
構造を持ち、低コストで製造できるスピンドル装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載のスピンドル装置は、駆動源に連結
される入力軸と、上記入力軸に対して同軸かつ相対的に
回転自在に設けられた出力軸と、上記入力軸の周りに配
設された固定部材とを有し、上記固定部材と上記入力軸
との間に、上記固定部材に対する上記入力軸の相対的な
回転運動により発電する発電機が設けられるとともに、
上記入力軸と上記出力軸との間に、上記発電機により得
られた電気により駆動され、上記入力軸に対して上記出
力軸を相対的に回転させるモータが設けられていること
を特徴とする。
【0007】この請求項1のスピンドル装置では、動作
時に、固定部材は外部の静止部材に係止され、固定され
る。駆動源によって入力軸が固定部材に対して相対的に
回転されると、発電機が発電を行う。この発電機により
得られた電気によりモータが駆動されて、このモータに
よって出力軸が上記入力軸に対して相対的に回転され
る。固定部材に対する入力軸の回転の向きと、入力軸に
対する出力軸の回転の向きは同じであるものとする。
【0008】ここで、発電機の極対数をpGとし、固定
部材に対する入力軸の回転速度をr1(rpm)とする
と、発電機の周波数f(Hz)は f=pG・r1/120 …(4) と表される。また、モータの極対数をpMとすると、固
定部材に対する出力軸の回転速度r2(rpm)は r2=120・f/pM+r1 …(5) と表される。この式(5)の右辺第1項は入力軸に対す
る出力軸の相対的な回転速度に相当し、右辺第2項は固
定部材に対する入力軸の回転速度に相当する。式(4)
(5)より、このスピンドル装置の増速比(r2/r1
は (r2/r1)=(pG/pM)+1 …(6) と表される。
【0009】式(6)から分かるように、このスピンド
ル装置によれば、上記従来のスピンドル装置の増速比
(式(3)参照)に比して、右辺第2項の「1」の分だ
け増速比が高められる。しかも、この増速比の増加分
「1」は、発電機の極対数pGやモータの極対数pMには
依存せず、それらを変化させなくても得られる。
【0010】請求項2に記載のスピンドル装置は、請求
項1に記載のスピンドル装置において、上記発電機は、
上記入力軸の先端部に設けられた略円筒形状の発電用コ
イルと、上記固定部材の内周に上記発電用コイルと対向
して設けられた磁石とを備え、上記モータは、上記発電
用コイルの内周に設けられたステータコイルと、上記出
力軸の上記ステータコイルと対向する部分に設けられた
ロータ部とを備えていることを特徴とする。
【0011】この請求項2のスピンドル装置では、入力
軸の先端部で、発電用コイルとステータコイルとが近接
して配置される。したがって、発電用コイルとステータ
コイルとを接続する配線の長さが短縮され、装置の構造
が簡略化される。この結果、断線等の不具合が防止され
て信頼性が向上するとともに、製造コストが低減され
る。さらに、上記発電用コイルのコアとステータコイル
のコアとを一体化して、両者に共用のものとすると、装
置の構造がなお一層簡略化される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明のスピンドル装置
の実施の形態を詳細に説明する。
【0013】図1は、この発明を具体化したスピンドル
装置を示している。
【0014】このスピンドル装置は、入力軸としてのス
ピンドル1と、出力軸3とを有している。スピンドル1
は、工作機械の駆動源に連結される円錐状のテーパ部1
1と、このテーパ部11の先端側(図1において下側)
に一体に形成された円筒部12とを有している。この円
筒部12の内周面の軸方向両端近傍に、それぞれ中心へ
向かって突出する一対の環状のフランジ13a,13b
が固定して取り付けられている。図1において出力軸3
の上端部3a,下端部3bは、それぞれベアリング15
a,15bを介して上記フランジ13a,13bに取り
付けられている。この結果、出力軸3は、スピンドル1
に対して同軸かつ相対的に回転自在に支持されている。
【0015】上記スピンドル1の円筒部12の周りに、
固定部材としてのカバー部材2が配設されている。この
カバー部材2は、スピンドル1の円筒部12の径よりも
大きい径を持つ円筒部21と、この円筒部21の上端に
設けられた環状の端面部22と、この円筒部21の下端
側を封じる封止板23とを備えている。端面部22は円
筒部21と一体に形成されており、端面部22の内縁は
スピンドル1の円筒部12の上端に若干の隙間をもって
面している。封止板23は略円板状をなし、封止板23
の中央には、出力軸3の下端部3bを通すための、出力
軸3の下端部3bの径よりも若干大きい径を持つ穴25
が形成されている。この円筒部21の内周面の軸方向両
端近傍、より正確にはスピンドル1の円筒部12のフラ
ンジ13a,13bと対応する位置に、それぞれ中心へ
向かって突出する一対の環状のフランジ24a,24b
が固定して取り付けられている。スピンドル1の円筒部
12は、それぞれベアリング14a,14bを介して上
記フランジ24a,24bに取り付けられている。この
結果、スピンドル1の円筒部12は、カバー部材2の円
筒部21に対して同軸かつ相対的に回転自在に支持され
ている。
【0016】上記出力軸3の下端部3bのうち封止板2
3の外に突出している部分に、ソケット30aを介して
工具30が取り付けられている。この工具30は出力軸
3と一体に回転するようになっている。
【0017】カバー部材2の円筒部21の外周面の上端
には、上方へ向かって突出する位置決めピン10が設け
られている。この位置決めピン10は、このスピンドル
装置の動作時に、工作機械のハウジング等の静止部材に
係止されるようになっている。この結果、カバー部材2
は回転が禁止され、固定される。
【0018】上記カバー部材2の円筒部21と上記スピ
ンドル1の円筒部12との間に、カバー部材2に対する
スピンドル1の相対的な回転運動により発電する。発電
機4が設けられている。この発電機4は、上記スピンド
ル1の円筒部12の外周面に設けられた略円筒形状のコ
イル41と、上記カバー部材2の円筒部21の内周面に
上記コイル41と対向して設けられた多極磁石42とを
備えている。詳しくは、コイル41は、スピンドル1の
円筒部12の外周面に形成されたコア61に巻回されて
いる。なお、多極磁石42は、場合によっては直流電源
に接続されたコイルであっても良い。
【0019】また、上記スピンドル1の円筒部12と上
記出力軸3との間に、モータ5が設けられている。この
モータ5は、上記スピンドル1の円筒部12の内周面に
設けられたステータコイル51と、上記出力軸3の上記
ステータコイル51と対向する部分に設けられたロータ
コイル52とを備えている。詳しくは、ステータコイル
51は、スピンドル1の円筒部12の内周面に形成され
たコア62に巻回されており、上記発電用コイル41と
図示しない配線で接続されている。また、ロータコイル
52は、出力軸3に巻回されてロータ部を構成してい
る。このモータ5は、発電機4により得られた電気によ
り駆動され、スピンドル1に対して出力軸3を相対的に
回転させる。カバー部材2に対するスピンドル1の回転
の向きと、スピンドル1に対する出力軸3の回転の向き
は同じであるものとする。
【0020】動作時に、スピンドル1のテーパ部11を
工作機械の駆動源に連結するのに伴って、カバー部材2
は例えば工作機械のハウジング等の静止部材に係止さ
れ、固定される。上記駆動源によってスピンドル1がカ
バー部材2に対して相対的に回転されると、発電機4が
発電を行う。この発電機4により得られた電気によりモ
ータ5が駆動されて、モータ5によって出力軸3が上記
スピンドル1に対して相対的に回転される。
【0021】ここで、発電機の極対数をpG、モータの
極対数をpMとし、カバー部材2に対するスピンドル1
の回転速度をr1(rpm)、カバー部材2に対する出
力軸の回転速度r2(rpm)とすると、既に式(6)
で示したように、このスピンドル装置の増速比(r2
1)は (r2/r1)=(pG/pM)+1 と表される。
【0022】この式から分かるように、このスピンドル
装置によれば、図2に示した従来のスピンドル装置の増
速比(式(3)参照)に比して、右辺第2項の「1」の
分だけ増速比を高めることができる。しかも、この増速
比の増加分「1」は、発電機4の極対数pGやモータ5
の極対数pMには依存せず、それらを変化させなくても
得ることができる。
【0023】また、スピンドル1の円筒部12の外周面
と内周面に、発電用コイル41とステータコイル51と
を近接して配置しているので、発電用コイル41とステ
ータコイル51とを接続する配線の長さを短縮でき、装
置の構造を簡略化することができる。この結果、断線等
の不具合を防止でき信頼性を向上できるとともに、製造
コストを低減できる。
【0024】さらに、上記発電用コイル41のコア61
とステータコイル51のコア62とを一体化して、両者
に共用のものとすると、装置の構造をなお一層簡略化す
ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1のス
ピンドル装置は、発電機やモータの極数を変えることな
く増速比を高めることができる。
【0026】また、請求項2のスピンドル装置は、入力
軸の先端部で、発電用コイルとステータコイルとが近接
して配置されるので、発電用コイルとステータコイルと
を接続する配線の長さを短縮でき、装置の構造を簡略化
することができる。この結果、断線等の不具合を防止で
き信頼性を向上できるとともに、製造コストを低減でき
る。さらに、上記発電用コイルのコアとステータコイル
のコアとを一体化して、両者に共用のものとすると、装
置の構造をなお一層簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明を具体化したスピンドル装置を示す
図である。
【図2】 従来のスピンドル装置を示す図である。
【符号の説明】
1 スピンドル 2 カバー部
材 3 出力軸 4 発電機 5 モータ 12 スピン
ドルの円筒部 41 発電用コイル 42 多極磁
石 51 ステータコイル 52 ロータ
コイル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動源に連結される入力軸と、 上記入力軸に対して同軸かつ相対的に回転自在に設けら
    れた出力軸と、 上記入力軸の周りに配設された固定部材とを有し、 上記固定部材と上記入力軸との間に、上記固定部材に対
    する上記入力軸の相対的な回転運動により発電する発電
    機が設けられるとともに、 上記入力軸と上記出力軸との間に、上記発電機により得
    られた電気により駆動され、上記入力軸に対して上記出
    力軸を相対的に回転させるモータが設けられていること
    を特徴とするスピンドル装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のスピンドル装置におい
    て、 上記発電機は、上記入力軸の先端部に設けられた略円筒
    形状の発電用コイルと、上記固定部材の内周に上記発電
    用コイルと対向して設けられた磁石とを備え、上記モー
    タは、上記発電用コイルの内周に設けられたステータコ
    イルと、上記出力軸の上記ステータコイルと対向する部
    分に設けられたロータ部とを備えていることを特徴とす
    るスピンドル装置。
JP19026395A 1995-07-26 1995-07-26 スピンドル装置 Pending JPH0938839A (ja)

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JP19026395A JPH0938839A (ja) 1995-07-26 1995-07-26 スピンドル装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100745933B1 (ko) * 2001-11-30 2007-08-02 도시바 기카이 가부시키가이샤 공구와 공구홀더 및 공작기계

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100745933B1 (ko) * 2001-11-30 2007-08-02 도시바 기카이 가부시키가이샤 공구와 공구홀더 및 공작기계

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