JPH11300576A - 静圧空気軸受スピンドル装置 - Google Patents
静圧空気軸受スピンドル装置Info
- Publication number
- JPH11300576A JPH11300576A JP11637998A JP11637998A JPH11300576A JP H11300576 A JPH11300576 A JP H11300576A JP 11637998 A JP11637998 A JP 11637998A JP 11637998 A JP11637998 A JP 11637998A JP H11300576 A JPH11300576 A JP H11300576A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating shaft
- temperature
- bearing
- air bearing
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0402—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means combined with other supporting means, e.g. hybrid bearings with both magnetic and fluid supporting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
- F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工用液の温度と雰囲気温度とに差があって
も、軸受性能に影響することを防ぐことができ、かつ低
コスト化が可能なものとする。 【解決手段】 中空軸からなる回転軸２を静圧空気軸受
３，４で支持する。回転軸２の孔１２内に、加工用液を
流す断熱性のある材質の流体配管１３を挿通する。回転
軸２の孔１２の内径面と流体配管１３との間には熱伝導
を遮断する空間を設けても良い。
も、軸受性能に影響することを防ぐことができ、かつ低
コスト化が可能なものとする。 【解決手段】 中空軸からなる回転軸２を静圧空気軸受
３，４で支持する。回転軸２の孔１２内に、加工用液を
流す断熱性のある材質の流体配管１３を挿通する。回転
軸２の孔１２の内径面と流体配管１３との間には熱伝導
を遮断する空間を設けても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、旋削、研削、ポ
リシング等の加工装置に装備される静圧空気軸受スピン
ドル装置に関する。
リシング等の加工装置に装備される静圧空気軸受スピン
ドル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】旋削や研
削を行う加工用のスピンドル装置では、回転軸を中空軸
とし、その孔内にクーラント等の加工用液を直接に流す
形式としたものが多い。一方、加工用スピンドル装置に
おいて、回転精度の向上等のために、静圧空気軸受が用
いられることがある。しかし、回転軸内に加工用液を流
すようにすると、加工用液の温度と雰囲気温度との差に
より、回転軸とハウジングの温度差が生まれ、これら回
転軸とハウジングとに熱膨張の差が生じる。このため、
静圧空気軸受で支持する場合、前記温度差により、軸受
隙間が変化し、静圧空気軸受の性能を低下させてしま
う。
削を行う加工用のスピンドル装置では、回転軸を中空軸
とし、その孔内にクーラント等の加工用液を直接に流す
形式としたものが多い。一方、加工用スピンドル装置に
おいて、回転精度の向上等のために、静圧空気軸受が用
いられることがある。しかし、回転軸内に加工用液を流
すようにすると、加工用液の温度と雰囲気温度との差に
より、回転軸とハウジングの温度差が生まれ、これら回
転軸とハウジングとに熱膨張の差が生じる。このため、
静圧空気軸受で支持する場合、前記温度差により、軸受
隙間が変化し、静圧空気軸受の性能を低下させてしま
う。
【０００３】従来、このような温度差による問題を解決
するために、回転軸やハウジングの材質に、熱膨張係数
の小さい材質、例えばインバー材（商品名）を使用する
ことにより、温度変化があっても、軸受隙間が大きく変
化しないようにしたものがある。しかし、回転軸やハウ
ジングに使用可能で、かつ熱膨張係数が小さいという条
件を満たす材質は限られていて、高価なものしかなく、
また回転軸やハウジングは、材料使用量も多くなるた
め、コスト増になる。
するために、回転軸やハウジングの材質に、熱膨張係数
の小さい材質、例えばインバー材（商品名）を使用する
ことにより、温度変化があっても、軸受隙間が大きく変
化しないようにしたものがある。しかし、回転軸やハウ
ジングに使用可能で、かつ熱膨張係数が小さいという条
件を満たす材質は限られていて、高価なものしかなく、
また回転軸やハウジングは、材料使用量も多くなるた
め、コスト増になる。
【０００４】この発明の目的は、加工用液の温度と雰囲
気温度とに差があっても、軸受性能に影響することを防
ぐことができ、かつ低コスト化が可能な静圧空気軸受ス
ピンドル装置を提供することである。
気温度とに差があっても、軸受性能に影響することを防
ぐことができ、かつ低コスト化が可能な静圧空気軸受ス
ピンドル装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
のスピンドル装置は、中空軸からなる回転軸を静圧空気
軸受で支持し、前記回転軸の孔内に加工用液を流す静圧
空気軸受スピンドル装置において、前記回転軸の孔内
に、前記加工用液を流す断熱性のある材質の流体配管を
挿通したものである。このように流体配管を断熱性のあ
る材質を使用したため、加工用液の温度と雰囲気温度と
に差があっても、クーラント等の加工用液の熱が回転軸
に伝わり難く、回転軸とハウジング間の熱膨張差による
軸受隙間の変動が少なくなる。このため、前記温度差が
軸受性能に影響することが防止される。また、断熱性の
ある材質の流体配管を用いるだけで良いため、コスト増
加が少ない。
のスピンドル装置は、中空軸からなる回転軸を静圧空気
軸受で支持し、前記回転軸の孔内に加工用液を流す静圧
空気軸受スピンドル装置において、前記回転軸の孔内
に、前記加工用液を流す断熱性のある材質の流体配管を
挿通したものである。このように流体配管を断熱性のあ
る材質を使用したため、加工用液の温度と雰囲気温度と
に差があっても、クーラント等の加工用液の熱が回転軸
に伝わり難く、回転軸とハウジング間の熱膨張差による
軸受隙間の変動が少なくなる。このため、前記温度差が
軸受性能に影響することが防止される。また、断熱性の
ある材質の流体配管を用いるだけで良いため、コスト増
加が少ない。
【０００６】この発明において、回転軸の孔の内径面と
流体配管との間に空間を設けても良い。このように、断
熱性のある流体配管と回転軸の孔の内径面との間に、空
間、つまりエアギャップを設けることで、より断熱性が
高められ、加工用液の温度と雰囲気温度との差による軸
受性能の低下が一層確実に防止される。
流体配管との間に空間を設けても良い。このように、断
熱性のある流体配管と回転軸の孔の内径面との間に、空
間、つまりエアギャップを設けることで、より断熱性が
高められ、加工用液の温度と雰囲気温度との差による軸
受性能の低下が一層確実に防止される。
【０００７】この発明の請求項３記載のスピンドル装置
は、中空軸からなる回転軸を静圧空気軸受で支持し、前
記回転軸の孔内に加工用液を流す静圧空気軸受スピンド
ル装置において、前記静圧空気軸受の設置されたハウジ
ングおよび前記回転軸の温度を検出する温度検出手段を
設け、前記ハウジングおよび回転軸のうち、少なくとも
回転軸に発熱体を設け、これらハウジングおよび回転軸
の温度検出手段から得られる温度検出値に基づいて、前
記ハウジングおよび回転軸の発熱体の温度を制御する温
度制御手段を設けたものである。このように、温度検出
手段および発熱体を設けることにより、回転軸とハウジ
ングに温度差が生じないように制御することができ、こ
れによっても、加工用液の温度と雰囲気温度との差によ
る軸受性能の低下が防止される。
は、中空軸からなる回転軸を静圧空気軸受で支持し、前
記回転軸の孔内に加工用液を流す静圧空気軸受スピンド
ル装置において、前記静圧空気軸受の設置されたハウジ
ングおよび前記回転軸の温度を検出する温度検出手段を
設け、前記ハウジングおよび回転軸のうち、少なくとも
回転軸に発熱体を設け、これらハウジングおよび回転軸
の温度検出手段から得られる温度検出値に基づいて、前
記ハウジングおよび回転軸の発熱体の温度を制御する温
度制御手段を設けたものである。このように、温度検出
手段および発熱体を設けることにより、回転軸とハウジ
ングに温度差が生じないように制御することができ、こ
れによっても、加工用液の温度と雰囲気温度との差によ
る軸受性能の低下が防止される。
【０００８】この温度検出手段および発熱体を設ける構
成は、前記の断熱性のある材質の流体配管を用いる構成
や、この流体配管と回転軸の孔の内径面とに空間を介在
させる構成と併用することができる。これにより、断熱
性の流体配管から加工用液の低い熱が回転軸に伝わった
としても、回転軸とハウジングとに温度差が生じないよ
うに、両者の温度を、発熱体の温度で制御できる。この
温度検出手段および発熱体を設ける構成は、流体配管の
材質やその外周の空間だけでは解決できない場合に効果
的である。
成は、前記の断熱性のある材質の流体配管を用いる構成
や、この流体配管と回転軸の孔の内径面とに空間を介在
させる構成と併用することができる。これにより、断熱
性の流体配管から加工用液の低い熱が回転軸に伝わった
としても、回転軸とハウジングとに温度差が生じないよ
うに、両者の温度を、発熱体の温度で制御できる。この
温度検出手段および発熱体を設ける構成は、流体配管の
材質やその外周の空間だけでは解決できない場合に効果
的である。
【０００９】上記各構成の静圧空気軸受スピンドル装置
において、静圧空気軸受は、磁気軸受と一体化されたも
のであっても良い。このように両形式の軸受を併用した
場合、静圧空気軸受の優れた動剛性および回転精度と、
磁気軸受の優れた静剛性とを併せ持つことができる。こ
の併用した軸受の場合にも、前記の加工用液の温度と雰
囲気温度とに差がある場合に、断熱性の流体配管や発熱
体の温度制御により、静圧空気軸受の性能低下を防止す
ることができる。
において、静圧空気軸受は、磁気軸受と一体化されたも
のであっても良い。このように両形式の軸受を併用した
場合、静圧空気軸受の優れた動剛性および回転精度と、
磁気軸受の優れた静剛性とを併せ持つことができる。こ
の併用した軸受の場合にも、前記の加工用液の温度と雰
囲気温度とに差がある場合に、断熱性の流体配管や発熱
体の温度制御により、静圧空気軸受の性能低下を防止す
ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１と共
に説明する。この静圧空気軸受スピンドル装置は、ハウ
ジング１に回転軸２を、ラジアル形式の静圧空気軸受３
およびアキシャル形式の静圧空気軸受４を介して回転自
在に支持したものである。回転軸２は、工具５が着脱可
能に取付けられる工具把持部６を先端に有し、モータ７
により回転駆動される。モータ７は、ハウジング１内に
設けられて回転軸２の一部がロータとなるビルトイン形
式のものであっても、ハウジング１の外部に設けられて
ベルトやギヤ列等の伝達機構を介して回転軸２に回転を
伝えるものであっても良い。
に説明する。この静圧空気軸受スピンドル装置は、ハウ
ジング１に回転軸２を、ラジアル形式の静圧空気軸受３
およびアキシャル形式の静圧空気軸受４を介して回転自
在に支持したものである。回転軸２は、工具５が着脱可
能に取付けられる工具把持部６を先端に有し、モータ７
により回転駆動される。モータ７は、ハウジング１内に
設けられて回転軸２の一部がロータとなるビルトイン形
式のものであっても、ハウジング１の外部に設けられて
ベルトやギヤ列等の伝達機構を介して回転軸２に回転を
伝えるものであっても良い。
【００１１】ラジアル形式の静圧空気軸受３は、ハウジ
ング１に設けられて回転軸２の外径面との間に軸受隙間
ｄ１を形成する円筒面状の軸受面３ａと、この軸受面３
ａに開口してハウジング１に設けられた給気用絞り８と
で構成される。給気用絞り８は、軸方向に離れた複数個
所に設けられている。これら給気用絞り８は、各々独立
した複数の静圧空気軸受３を構成するものであっても、
一つの静圧空気軸受３を構成するものであってもよい。
アキシャル形式の静圧空気軸受４は、ハウジング１に設
けられて回転軸２の鍔状の軸受ロータ部２ａとの間に軸
受隙間ｄ２を形成する平面状の軸受面４ａと、この軸受
面４ａに開口する給気用絞り９とで構成される。回転軸
２の軸受ロータ部２ａは、互いに軸方向に離れた２か所
に設けられ、アキシャル形式の静圧空気軸受４は、各々
が各軸受ロータ部２ａと対向するように、また互いに静
圧の作用方向が反対側に向くように２個所に設けられて
いる。各静圧空気軸受３，４の給気用絞り８，９には、
ハウジング１に設けられた給気路１０、およびその給気
入口１１を介して、圧縮空気の供給手段（図示せず）か
ら給気される。
ング１に設けられて回転軸２の外径面との間に軸受隙間
ｄ１を形成する円筒面状の軸受面３ａと、この軸受面３
ａに開口してハウジング１に設けられた給気用絞り８と
で構成される。給気用絞り８は、軸方向に離れた複数個
所に設けられている。これら給気用絞り８は、各々独立
した複数の静圧空気軸受３を構成するものであっても、
一つの静圧空気軸受３を構成するものであってもよい。
アキシャル形式の静圧空気軸受４は、ハウジング１に設
けられて回転軸２の鍔状の軸受ロータ部２ａとの間に軸
受隙間ｄ２を形成する平面状の軸受面４ａと、この軸受
面４ａに開口する給気用絞り９とで構成される。回転軸
２の軸受ロータ部２ａは、互いに軸方向に離れた２か所
に設けられ、アキシャル形式の静圧空気軸受４は、各々
が各軸受ロータ部２ａと対向するように、また互いに静
圧の作用方向が反対側に向くように２個所に設けられて
いる。各静圧空気軸受３，４の給気用絞り８，９には、
ハウジング１に設けられた給気路１０、およびその給気
入口１１を介して、圧縮空気の供給手段（図示せず）か
ら給気される。
【００１２】回転軸２は中空軸からなり、その軸心部を
貫通した孔１２内に、加工用液を流す流体配管１３が挿
通されている。加工用液は、流体配管１３の基端（図の
右端）から供給され、先端の工具把持部６から工具５や
非加工物に供給される。流体配管１３は、断熱性のある
材質のものであり、例えば合成樹脂、セラミックス、ま
たはゴム等の材質の管が使用される。
貫通した孔１２内に、加工用液を流す流体配管１３が挿
通されている。加工用液は、流体配管１３の基端（図の
右端）から供給され、先端の工具把持部６から工具５や
非加工物に供給される。流体配管１３は、断熱性のある
材質のものであり、例えば合成樹脂、セラミックス、ま
たはゴム等の材質の管が使用される。
【００１３】この静圧空気軸受スピンドル装置による
と、モータ７の駆動により回転軸２が回転させられ、回
転軸２の先端の工具５で切削または研削等の加工が行わ
れる。この加工中に、回転軸２内の流体配管１３を通し
て、クーラント等の加工用液が工具５等に供給される。
加工用液は、雰囲気温度よりも温度が低く、そのため回
転軸２が加工用液に熱を奪われて温度低下する。しか
し、回転軸２に断熱性の流体配管１３を設けて加工用液
を流すようにしたため、加工用液の温度が回転軸２に伝
わり難く、回転軸２の温度低下が少ない。そのため、回
転軸２とハウジング３間の熱膨張差による軸受隙間ｄ
１，ｄ２の変動が少なくなり、軸受性能の低下が防止さ
れる。また、断熱性のある材質の流体配管１２を用いる
だけで良いため、従来のように回転軸やハウジングに特
殊な材質を使用する場合に比べて、コストが大幅に低下
する。
と、モータ７の駆動により回転軸２が回転させられ、回
転軸２の先端の工具５で切削または研削等の加工が行わ
れる。この加工中に、回転軸２内の流体配管１３を通し
て、クーラント等の加工用液が工具５等に供給される。
加工用液は、雰囲気温度よりも温度が低く、そのため回
転軸２が加工用液に熱を奪われて温度低下する。しか
し、回転軸２に断熱性の流体配管１３を設けて加工用液
を流すようにしたため、加工用液の温度が回転軸２に伝
わり難く、回転軸２の温度低下が少ない。そのため、回
転軸２とハウジング３間の熱膨張差による軸受隙間ｄ
１，ｄ２の変動が少なくなり、軸受性能の低下が防止さ
れる。また、断熱性のある材質の流体配管１２を用いる
だけで良いため、従来のように回転軸やハウジングに特
殊な材質を使用する場合に比べて、コストが大幅に低下
する。
【００１４】流体配管１３は、図２に示すように、回転
軸２の内径よりも小径とし、流体配管１３と回転軸２の
孔１２の内径面との間に、熱的なエアギャップとなる空
間１４を設けても良い。このように空間を介在させるこ
とで、より断熱性の高い構造となり、温度差による軸受
性能の低下をより一層確実に防止することができる。
軸２の内径よりも小径とし、流体配管１３と回転軸２の
孔１２の内径面との間に、熱的なエアギャップとなる空
間１４を設けても良い。このように空間を介在させるこ
とで、より断熱性の高い構造となり、温度差による軸受
性能の低下をより一層確実に防止することができる。
【００１５】図３は、この発明の他の実施形態を示す。
この実施形態は、図２の例において、ハウジング１に温
度検出手段である温度センサ１６および発熱体１８を設
け、回転軸２にも温度センサ１７および発熱体１９を設
け、温度センサ１６，１７から得られる温度検出値を比
較して、発熱体１８，１９の温度を制御することによ
り、ハウジング１および回転軸２の温度を制御する温度
制御手段２０を設けたものである。回転軸２の温度セン
サ１７および発熱体１９の電気配線は、ロータリジョイ
ント２１を介して温度制御手段２０に接続される。温度
センサ１６，１７には、例えば熱電対等が使用される。
発熱体１８，１９には、電気ヒータ等が使用される。温
度制御手段２０は、静圧空気軸受スピンドル装置の全体
を制御するコンピュータ式の制御装置の一部に設けられ
たものであっても、単独の半導体集積回路等で構成され
たものであっても良い。温度制御手段２０は、例えば、
ハウジング１と回転軸２の温度が等しくなるように、あ
るいは所定の温度差となるように、発熱体１８，１９を
制御するものとされる。
この実施形態は、図２の例において、ハウジング１に温
度検出手段である温度センサ１６および発熱体１８を設
け、回転軸２にも温度センサ１７および発熱体１９を設
け、温度センサ１６，１７から得られる温度検出値を比
較して、発熱体１８，１９の温度を制御することによ
り、ハウジング１および回転軸２の温度を制御する温度
制御手段２０を設けたものである。回転軸２の温度セン
サ１７および発熱体１９の電気配線は、ロータリジョイ
ント２１を介して温度制御手段２０に接続される。温度
センサ１６，１７には、例えば熱電対等が使用される。
発熱体１８，１９には、電気ヒータ等が使用される。温
度制御手段２０は、静圧空気軸受スピンドル装置の全体
を制御するコンピュータ式の制御装置の一部に設けられ
たものであっても、単独の半導体集積回路等で構成され
たものであっても良い。温度制御手段２０は、例えば、
ハウジング１と回転軸２の温度が等しくなるように、あ
るいは所定の温度差となるように、発熱体１８，１９を
制御するものとされる。
【００１６】このように、温度センサ１６，１７および
発熱体１８，１９を設けた場合、断熱性の流体配管１３
から加工用液の低い温度が回転軸２に伝わったとして
も、回転軸２とハウジング１とに温度差が生じないよう
に、両者の温度を、発熱体１８，１９の温度で制御でき
る。そのため、加工用液の温度が雰囲気温度と著しく違
う場合や、断熱性の流体配管１３および空間１４の形成
だけでは対処できない場合に有効である。なお、図３の
実施形態において、空間１４を形成せずに、流体配管１
３を図１の実施形態と同様に、回転軸２の孔１２の内径
面に接するように設けても良く、また流体配管１３を設
けずに、回転軸２の孔１２に直接に加工用液を流すよう
にしても良い。また、温度検出手段として、温度を直接
に検出する温度センサ１６，１７の代わりに、回転軸２
の回転数や、負荷、あるいは加工用液の温度等により、
間接的にハウジング１や回転軸２の温度を検出する手段
を設けても良い。
発熱体１８，１９を設けた場合、断熱性の流体配管１３
から加工用液の低い温度が回転軸２に伝わったとして
も、回転軸２とハウジング１とに温度差が生じないよう
に、両者の温度を、発熱体１８，１９の温度で制御でき
る。そのため、加工用液の温度が雰囲気温度と著しく違
う場合や、断熱性の流体配管１３および空間１４の形成
だけでは対処できない場合に有効である。なお、図３の
実施形態において、空間１４を形成せずに、流体配管１
３を図１の実施形態と同様に、回転軸２の孔１２の内径
面に接するように設けても良く、また流体配管１３を設
けずに、回転軸２の孔１２に直接に加工用液を流すよう
にしても良い。また、温度検出手段として、温度を直接
に検出する温度センサ１６，１７の代わりに、回転軸２
の回転数や、負荷、あるいは加工用液の温度等により、
間接的にハウジング１や回転軸２の温度を検出する手段
を設けても良い。
【００１７】図４はこの発明のさらに他の実施形態を示
す。この実施形態は、回転軸２を支持するラジアル形式
の静圧空気軸受３Ａを、磁気軸受３Ｂと一体の複合軸受
としたものである。磁気軸受３Ｂは、コア２２およびコ
イル２３で構成される電磁石からなり、回転軸２に作用
する電磁力を制御して回転軸２を浮上支持するものであ
る。コイル２３は樹脂材等の非磁性体２４により覆われ
ている。このコア２２に静圧空気軸受３Ｂの給気用絞り
８を設け、コア２２の表面により、静圧空気軸受３Ｂの
軸受面３ａを構成している。各コア２２は、ハウジング
１Ａに設置されている。回転軸２は、図１の実施形態と
同様に中空軸からなり、その孔１２内に、加工用液を通
す断熱性の流体配管１３が挿通されている。このよう
に、静圧空気軸受３Ａを磁気軸受３Ｂと一体化させたも
のとした場合にも、加工用液と雰囲気温度との温度差に
よる静圧空気軸受３Ａの軸受性能の低下を、流体配管１
３の断熱性で防止することができる。
す。この実施形態は、回転軸２を支持するラジアル形式
の静圧空気軸受３Ａを、磁気軸受３Ｂと一体の複合軸受
としたものである。磁気軸受３Ｂは、コア２２およびコ
イル２３で構成される電磁石からなり、回転軸２に作用
する電磁力を制御して回転軸２を浮上支持するものであ
る。コイル２３は樹脂材等の非磁性体２４により覆われ
ている。このコア２２に静圧空気軸受３Ｂの給気用絞り
８を設け、コア２２の表面により、静圧空気軸受３Ｂの
軸受面３ａを構成している。各コア２２は、ハウジング
１Ａに設置されている。回転軸２は、図１の実施形態と
同様に中空軸からなり、その孔１２内に、加工用液を通
す断熱性の流体配管１３が挿通されている。このよう
に、静圧空気軸受３Ａを磁気軸受３Ｂと一体化させたも
のとした場合にも、加工用液と雰囲気温度との温度差に
よる静圧空気軸受３Ａの軸受性能の低下を、流体配管１
３の断熱性で防止することができる。
【００１８】なお、図４では、アキシャル軸受の図示を
省略したが、回転軸２とハウジング１Ａとの間には適宜
のアキシャル軸受を設ける。このアキシャル軸受は、図
１の例に示したような静圧空気軸受であっても、また磁
気軸受であっても、さらに静圧磁気複合軸受であっても
良い。また、図４の例において、図２の例と同様に、回
転軸２の孔１２の内径面と流体配管１３との間に熱的な
エアギャップとなる空間を介在させても良く、また図３
の例と同様に温度センサおよび発熱体を設けて温度制御
手段により温度制御するようにしても良い。
省略したが、回転軸２とハウジング１Ａとの間には適宜
のアキシャル軸受を設ける。このアキシャル軸受は、図
１の例に示したような静圧空気軸受であっても、また磁
気軸受であっても、さらに静圧磁気複合軸受であっても
良い。また、図４の例において、図２の例と同様に、回
転軸２の孔１２の内径面と流体配管１３との間に熱的な
エアギャップとなる空間を介在させても良く、また図３
の例と同様に温度センサおよび発熱体を設けて温度制御
手段により温度制御するようにしても良い。
【００１９】
【発明の効果】この発明の請求項１記載の静圧空気軸受
スピンドル装置は、断熱性のある材質の流体配管を主軸
の孔内に挿通し、この流体配管内に加工用液を流すよう
にしたため、加工用液の温度と雰囲気温度とに差があっ
ても、軸受性能に影響することを防ぐことができ、しか
も低コストのものとできる。回転軸の前記孔の内径面と
流体配管との間に空間を設けた場合は、より断熱作用を
高めることができ、前記温度差による軸受性能の低下を
一層確実に防止できる。この発明の請求項３記載の静圧
空気軸受スピンドル装置は、ハウジングおよび回転軸の
温度を検出する温度検出手段を設け、かつハウジングお
よび回転軸のうえち少なくとも回転軸に発熱体を設け、
その温度検出値に基づいて発熱体の温度を制御する温度
制御手段を設けたため、回転軸とハウジングに温度差が
生じないように制御することができ、加工用液の温度と
雰囲気温度との差による軸受性能の低下を防止すること
ができる。また、回転軸およびハウジングに低熱膨張係
数の材質を使用する場合に比べて、低コストとすること
ができる。この温度制御と断熱性の流体配管とを併用し
た場合は、加工用液の低温度による軸受性能の低下を一
層確実に防止することができる。
スピンドル装置は、断熱性のある材質の流体配管を主軸
の孔内に挿通し、この流体配管内に加工用液を流すよう
にしたため、加工用液の温度と雰囲気温度とに差があっ
ても、軸受性能に影響することを防ぐことができ、しか
も低コストのものとできる。回転軸の前記孔の内径面と
流体配管との間に空間を設けた場合は、より断熱作用を
高めることができ、前記温度差による軸受性能の低下を
一層確実に防止できる。この発明の請求項３記載の静圧
空気軸受スピンドル装置は、ハウジングおよび回転軸の
温度を検出する温度検出手段を設け、かつハウジングお
よび回転軸のうえち少なくとも回転軸に発熱体を設け、
その温度検出値に基づいて発熱体の温度を制御する温度
制御手段を設けたため、回転軸とハウジングに温度差が
生じないように制御することができ、加工用液の温度と
雰囲気温度との差による軸受性能の低下を防止すること
ができる。また、回転軸およびハウジングに低熱膨張係
数の材質を使用する場合に比べて、低コストとすること
ができる。この温度制御と断熱性の流体配管とを併用し
た場合は、加工用液の低温度による軸受性能の低下を一
層確実に防止することができる。
【図１】この発明の一実施形態にかかる静圧空気軸受ス
ピンドル装置を模式的に示す断面図である。
ピンドル装置を模式的に示す断面図である。
【図２】この発明の他の実施形態にかかる静圧空気軸受
スピンドル装置を模式的に示す断面図である。
スピンドル装置を模式的に示す断面図である。
【図３】この発明のさらに他の実施形態にかかる静圧空
気軸受スピンドル装置を模式的に示す断面図である。
気軸受スピンドル装置を模式的に示す断面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施形態にかかる静圧空
気軸受スピンドル装置を模式的に示す断面図である。
気軸受スピンドル装置を模式的に示す断面図である。
１…ハウジング ８，９…給気
用絞り ２…回転軸 １２…孔 ３…ラジアル形式の静圧空気軸受 １３…流体配
管 ４…アキシャル形式の静圧空気軸受 １４…空間 ５…工具 ３Ｂ…磁気軸
受 ７…モータ
用絞り ２…回転軸 １２…孔 ３…ラジアル形式の静圧空気軸受 １３…流体配
管 ４…アキシャル形式の静圧空気軸受 １４…空間 ５…工具 ３Ｂ…磁気軸
受 ７…モータ
Claims (5)
- 【請求項１】 中空軸からなる回転軸を静圧空気軸受で
支持し、前記回転軸の孔内に加工用液を流す静圧空気軸
受スピンドル装置において、前記回転軸の孔内に、前記
加工用液を流す断熱性のある材質の流体配管を挿通した
ことを特徴とする静圧空気軸受スピンドル装置。 - 【請求項２】 回転軸の前記孔の内径面と流体配管との
間に空間を設けた請求項１記載の静圧空気軸受スピンド
ル装置。 - 【請求項３】 中空軸からなる回転軸を静圧空気軸受で
支持し、前記回転軸の孔内に加工用液を流す静圧空気軸
受スピンドル装置において、前記静圧空気軸受の設置さ
れたハウジングおよび前記回転軸の温度を検出する温度
検出手段を設け、前記ハウジングおよび回転軸のうち、
少なくとも回転軸に発熱体を設け、これらハウジングお
よび回転軸の温度検出手段から得られる温度検出値に基
づいて、前記ハウジングおよび回転軸の発熱体の温度を
制御する温度制御手段を設けた静圧空気軸受スピンドル
装置。 - 【請求項４】 前記静圧空気軸受の設置されたハウジン
グおよび前記回転軸の温度を検出する温度検出手段を設
け、前記ハウジングおよび回転軸のうち、少なくとも回
転軸に発熱体を設け、これらハウジングおよび回転軸の
温度検出手段から得られる温度検出値に基づいて、前記
ハウジングおよび回転軸の発熱体の温度を制御する温度
制御手段を設けた請求項１または請求項２記載の静圧空
気軸受スピンドル装置。 - 【請求項５】 静圧空気軸受が、磁気軸受と一体化され
たものである請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
の静圧空気軸受スピンドル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11637998A JP3751439B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 静圧空気軸受スピンドル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11637998A JP3751439B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 静圧空気軸受スピンドル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11300576A true JPH11300576A (ja) | 1999-11-02 |
| JP3751439B2 JP3751439B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=14685552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11637998A Expired - Lifetime JP3751439B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 静圧空気軸受スピンドル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3751439B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100422976B1 (ko) * | 2001-09-11 | 2004-03-16 | 위아 주식회사 | 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조 |
| JP2010017772A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Yamatake Corp | 空気軸受けを備えた加工機械 |
| JP2014140906A (ja) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Disco Abrasive Syst Ltd | スピンドル |
| CN105436530A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-03-30 | 东莞市科隆电机有限公司 | 气浮高速高铣削高光二合一电主轴 |
| CN111457010A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-28 | 北京科技大学 | 一种磁气混合轴承 |
| CN112648291A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-13 | 上海嵘熵动力科技有限公司 | 一种稳定性好的动压空气悬浮轴承 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP11637998A patent/JP3751439B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100422976B1 (ko) * | 2001-09-11 | 2004-03-16 | 위아 주식회사 | 수직형 머시닝센터의 베어링 설치구조 |
| JP2010017772A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Yamatake Corp | 空気軸受けを備えた加工機械 |
| JP2014140906A (ja) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Disco Abrasive Syst Ltd | スピンドル |
| CN105436530A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-03-30 | 东莞市科隆电机有限公司 | 气浮高速高铣削高光二合一电主轴 |
| CN111457010A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-28 | 北京科技大学 | 一种磁气混合轴承 |
| CN112648291A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-13 | 上海嵘熵动力科技有限公司 | 一种稳定性好的动压空气悬浮轴承 |
| CN112648291B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-04-29 | 上海嵘熵动力科技有限公司 | 一种稳定性好的动压空气悬浮轴承 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3751439B2 (ja) | 2006-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5935049B2 (ja) | 工作物を加工するための工具タレット及びこの種の工具タレットを備えた加工装置 | |
| JP3751439B2 (ja) | 静圧空気軸受スピンドル装置 | |
| US20220037956A1 (en) | Shaft arrangement for a vehicle | |
| US8072104B2 (en) | Cooling of a magnetic bearing | |
| JP3636746B2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| US7271370B2 (en) | Yarn guiding godet with magnetic bearings | |
| JP3100916B2 (ja) | 回転型静圧軸受装置 | |
| JP4845114B2 (ja) | スピンドル装置 | |
| US11525449B2 (en) | Compressor with thermal expansion reducing structure | |
| JP2021027719A (ja) | ファン付きモータ | |
| JPS59161201A (ja) | 工作機械の主軸構造 | |
| KR100618032B1 (ko) | 압력조절장치가 내장된 공기정압 스핀들 | |
| JP2003191142A (ja) | スピンドル装置 | |
| JP4529129B2 (ja) | 静圧空気軸受スピンドル | |
| JPH0582907B2 (ja) | ||
| JP2001336527A (ja) | 静圧磁気複合軸受スピンドル装置 | |
| JP4811657B2 (ja) | スピンドル装置 | |
| JPH084766A (ja) | エアベアリング装置 | |
| JP3056495B2 (ja) | 回転装置 | |
| JP7489763B2 (ja) | 軸受装置および工作機械 | |
| JP3593374B2 (ja) | モータ | |
| JPH05292700A (ja) | エアスピンドルユニット | |
| JP2898416B2 (ja) | 回転ローラ | |
| JP2002039176A (ja) | 静圧磁気複合軸受スピンドル装置 | |
| JPH0929583A (ja) | 冷却装置及びスピンドルヘッドの冷却装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050427 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050906 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051104 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051207 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081216 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091216 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101216 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101216 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111216 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111216 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131216 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |