JPS62107903A - モ−タ内蔵形スピンドル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドリル機の主軸頭（スピンドル）に関するも
ので、特にドリルの前後進を軽快に行い得るように改良
した、駆動用モータ内蔵形のスピンドルに関するもので
ある。

〔従来技術〕

第３図は従来のスピンドル装置を示す概要的な垂直断面
図である。

スピンドル１０１はドリル３０９をチャックして保持し
、キャレッジ１０２によって支承されている。

ドリル３０９はスピンドル１０１に内蔵された電動機（
図示せず）によって回転駆動される。このドリル３０９
を上下させるため、前記のキャレツジ１０２はがイドベ
アリング１０４を介してガイドバー１０３によって上下
摺動を案内され、かつ、サー？モータ９によＦ）、Ｍ−
ルスクリエー１０５．＆−ルナット１０６を介して上下
に駆動される。

こうした構造から明らかなように、従来例のスピンドル
装置においてドリル３０９を上下動させる場合、該ドリ
ル３０９の他にスピンドル１０１　、　キャレッジ１０
２．ガイｒベアリング１０４およびゲールナット１０６
が移動重量である。ドリル３０９を上下に移動させて穿
孔作業を行う為に、これらの部材の慣性に打ち勝って上
下動させなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のスピンドル装置においては、上述の如く上下移動
重量が大きいので、高能率で穿孔作業を行なおうとする
と大きい上下駆動力を必要とし、エネルギー消費が大き
い。その上、大・ぐワーに見合って各部の剛性を大きく
する必要があり、装置を大形大重量化させ、ますます多
大の・母ワーを必要とするといった悪循環が見られる。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、ドリルを
上下動せしめる際の移動重量を格段に減小せしめ得るス
ピンドル装置を提供しようとするも・のでろる。上下移
動重量の減小によってスピンドルの上下操作が軽快とな
り、ドリル機全体が小形、軽量化されて製造コストが低
下すること、及び、作業速度が増加して生産性が向上す
ることを当然に期待し得る。

〔問題点を解決するだめの手段〕 本発明者は、ドリル作業におけるスピンドルの上下動に
ついて、その必要なストロークがいくらであるかを考求
してみた。第４図はその説明図である０ 図示の２レベルは、ドリルが被加工物５を貫通したとき
のスピンドル１のレベルを表わし、Ｒレベルは作業サイ
クル毎にスピンドル１が上昇する高さを表わしている。

例えばプリント基板の穿孔を行う場合、上記２゜Ｒ間の
ストローク寸法り、は、一般に約１０ｍ、最大限１５■
程度に過ぎない。

図示の原点レベルはスピンドル１の上昇ストローク限度
を表わしている。原点レベルとＲレベルとの間のストロ
ーク寸法り、は、一般に５０〜１００飄であシ、このス
トローク限度（原点レベル）まで上昇せしめる必要性は
絶対的ではない。

即ち、従来装置において原点レベルまでスピンドル１を
上昇させるのは、ドリル交換作業や整備のときだけであ
るが、原点レベルまで上昇させないとドリル交換や点検
整備が不可能な訳ではない。

また、原点レベルまで上昇できるようにしたければ、第
３図に示したゲールスクリ一一、ポールナツトといった
高価で複雑な部材を用いるには及ばない（例えばシリン
ダ等で足りる）。

上述の考察に基づいて前述の目的（上下移動部材の重量
軽減）を達成する為、本発明の装置は、電動機の回転軸
に回転子を固定すると共にドリルチャックを固着し、上
記の回転子をノ・ウジングに対して回転自在に支承し、
かつ、上記のノ１ウゾングに対して前記電動機の固定子
を設置したモータ内蔵形のスピンドル装置において、前
記回転子の軸心方向の長さ寸法を固定子の軸心方向長さ
寸法よりも大きく構成し、かつ、前記の回転軸をハウジ
ングに対して軸心方向の摺動自在に支承すると共に、該
回転軸を軸心方向に往復駆動する手段を設けたことを特
徴とする。

〔作用〕

以上のように構成すると、回転軸が軸心方向に摺動（使
用状態においては上下動）し、ハウジングや固定子を静
止させたままで回転軸と回転子とドリルチャックとドリ
ルのみが上下移動重量部材として機能する。このため上
下移動重量が著しく小さくなる。

〔実施例〕

第１図は本発明のスピンドル装置の１例を示す断面図で
ある。

ハウジング３０１にフロントベアリング３０４．リアベ
アリング３０５を装着して回転軸３０２を回転自在に、
かつ軸心方向（上下方向）の摺動自在に支承する。３０
６は、上記回転軸３０２の上下方向位置を定めるスラス
トベアリングである。本実施例においてはフロント、リ
ア、スラストの各ベアリング３０４　、　３０５　、　
３０６　Ｋ空気軸受を用いている。

３１１はマグネット、３１２は鉄心である。この鉄心３
１２と同心状にムービングコイル３１３を配設し、該ム
ービングコイル３１３を前記のスラストベアリング３０
６に固着する。これによシ、ムービングコイル３１３に
よりスラストベアリング３０６を介して回転軸３０２を
上下に駆動することができる。

キー３１４は、スラストベアリング３０６の上下摺動を
許容してその回転を係止している。

前記回転軸３０２の上下方向の位置は、スラストベアリ
ング３０６に固着したリニアケース３１６、及び、リア
ベアリング３０５に固着した位置センサ３１７によって
検出される。

ドリル３０９はコレットチャック３０７に挾持される。

このコレットチャック３０７は、ドローバ３０８を介し
てスゲリング３１５によって上方に付勢されドリル３０
９を把持する。シリンダ３１０のピストンロッド３１０
ｍが前記のドロー・ぐ−３０８を圧下するとコレクトチ
ャック３０７はドリル３０９の把持を解放する。

ハウジング３０１の内周面に、電動機Ｍの固定子３０３
を固着する。Ｌ、はその軸心方向の長さ寸法である。

前述の回転軸３０２の、図示寸法Ｌ４の区間に電動機Ｍ
の回転子３０２ａを構成し、Ｌ、　）　Ｌ、となるよう
設定する。

以上のように構成したスピンドル装置においては、電動
機Ｍの固定子３０３に通電して回転軸３０２を回転させ
、コレクトチャックに把持したドリル３０９を回転駆動
することができる。更に該ドリル３０９ヲ回転させつつ
ムービングコイル３１３に通電して回転軸３０２を上下
動させ、ドリル３０９を上下方向に前後進させることが
できる。

しかも、上記の前後進作動において上下方向に移動する
部材はドリル３０９と、コレットチャック３０７と、ド
ローノぐ−３０８と、スゲリング３１５と、スラストベ
アリング３０６ト、ムービングコイル３１３と、リニア
スケール３１６とのみであり、大重量部材であるハウジ
ング３０１．固定子３０３．　　フロントベアリング３
０４．及びリアベアリング３０５は上下方向に静止して
いる。このため、ドリル３０９の上下作動が軽快に行わ
れ、小さい駆動力で、迅速。

確実に遂行できる。

第２図は、前記のムービングコイル３１３を作動せしめ
るＶＣＭ駆動回路の１例を示すブロック図で、指令値に
対して最適の速度サーがか与えられるようにムービング
コイル３１３の通電を制御する。

本発明を実施する際、スラストベアリング３０６を介し
て回転軸３０２を軸心方向に往復駆動する手段は、ＶＣ
Ｍを用いず（公知技術を適用して行うこともできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明の装置によれば、）１　リ
ルを上下動せしめる際の移動重量を格段に減小せしめる
ことができ、上下移動重量の減小によってスピンドルの
上下操作が軽快となシ、ドリル機全体が小形、軽量化さ
れて製造コストが低下するという優れた実用的効果を奏
し、作業速度の増加によりて生産性向上に貢献するとと
る多大である０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモータ内蔵形スピンドル装置の断面図
であシ、第２図は上記実施例における駆動回路のブロッ
ク図である。 第３図は従来のスピンドル装置を説明する為の概要的な
垂直断面図、第４図は穿孔操作におけるスピンドルの上
下動ストロークの説明図である。 ３０１・・・ハウジング、３０２・・・回転軸、　３０
２ａ・・・回転子、３０３・・・固定子、３０４・・・
フロントベアリング、３０５・・リアベアリング、３０
６・・・スラストベアリング、３０７・・・コレットチ
ャック、３１１・・・マグネット、３１２・・・鉄心、
３１３・・・ムービングコイル。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第　１　図 躬２図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機の回転軸に回転子を固定すると共にドリルチャッ
   クを固着し、上記の回転子をハウジングに対して回転自
   在に支承し、かつ、上記のハウジングに対して前記電動
   機の固定子を設置したモータ内蔵形のスピンドル装置に
   おいて、前記回転子の軸心方向の長さ寸法を固定子の軸
   心方向長さ寸法よりも大きく構成し、かつ、前記の回転
   軸をハウジングに対して軸心方向の摺動自在に支承する
   と共に、該回転軸を軸心方向に往復駆動する手段を設け
   たことを特徴とするモータ内蔵形のスピンドル装置。