WO2004007982A1

WO2004007982A1 - 磁気軸受スピンドル

Info

Publication number: WO2004007982A1
Application number: PCT/JP2002/007109
Authority: WO
Inventors: Akihiro Shimada
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-01-22
Also published as: JP4176075B2; JPWO2004007982A1; EP1522749A1; DE60225725D1; US7224094B2; EP1522749A4; EP1522749B1; DE60225725T2; US20060175920A1

Abstract

回転軸（１）に電磁鋼板で製作したリング状抜板を積層して形成したラジアル磁気軸受ロータ（２）と磁性材で形成したアキシャル磁気軸受ロータ（３）と主軸モータロータ（４）とを固着し、当該回転軸（１）の回りに複数個の電磁石を微小間隔を設けて配置した磁気軸受スピンドルであり、反負荷側ブラケット（１７）に冷却空気供給口（２４）を設け、フレーム（１５）内部に空気通過路（２５）を設けた。また、アキシャル磁気軸受ロータ（３）の外径部に三角形状部（１１）を設け、アキシャル磁気軸受ステータ（６）の軸方向位置決め用のカラー（１２）の外径部には、半径方向の貫通穴（１３）を等ピッチで設け、当該貫通穴（１３）から冷却空気を供給するようにした。これにより、冷却空気通過時の管路抵抗の変化率を小さくでき、回転軸（１）およびアキシャル磁気軸受ステータ（６）等を効率良く冷却できる。

Description

明細書磁気軸受スピンドル技術分野

この発明は、工作機械スピンドル用として使用される磁気軸受スピンドルに関し、さらに詳しくは、冷却空気通過時の管路抵抗の変化率を小さくでき、回転軸およびアキシャル磁気軸受ステータ等の発熱源を効率良く冷却できる磁気軸受スピンドルに関する。背景技術

磁気軸受は、従来から広く用いられている転がり軸受では実現困難な超高速回転を実現することを主目的として一般に使用される。工作機械スピンドル用として使用される磁気軸受の主目的も同様である。しかし、磁気軸受スピンドルは転がりスピンドルと比較して超高速ィ匕が可能である反面、電気部品点数が多いため、スピンドル本体の発熱も大きくなるのが一般的である。従来の対策としては、スピンドルュニット外部から回転軸内部へ冷却用流体を流通させ、回転軸を内部から直接冷却している。このような冷却装置は、たとえば特開平 9— 1 5 0 3 4 5 号公報に開示されている。

しかしながら、上述の冷却装置は、比較的低い回転速度域で使用されるスピンドルュニットでは採用できるが、超高速回転域で使用されるスピンドルュニットでは、スピンドルュニット外部から回転軸内部へ冷却流体を流通させる機構部の高速性能や寿命等の限界により使用困難であり、 .磁気軸受スピンドルにてこのような冷却装置を適用すると、冷却流体を流通させる機構部が破損するという課題があつに。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成にて発熱源を効率良く冷却でき、超高速回転域で使用されるスピンドルュニットに適用できる磁気軸受スピンドルを提供することを目的とする。発明の開示

この発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、かつ、前記アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成したことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から流入する冷却空気が、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過する際、管路抵抗の変化率を小さくすることができ、流路抵抗の急変による損失を軽減することができるため、回転軸およびアキシャル磁気軸受ステータを効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドノレは、筐体は外部と連通す'る冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ァキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャノレ磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から流入する冷却空気の管路抵抗が軽減され、ュニット内部への空気の拡散が促されるため、回転軸のみならず、前記各ステータもさら効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記ァキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から流入する冷却空気の管路抵抗が軽減され、ュニット內部への空気の拡散が促されるため、回転軸のみならず、前記各ステータもさらに効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャノレ磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成したことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から流入する冷却空気の管路抵抗が軽減されるとともに、アキシャノレ磁気軸受ロータの外径部の三角形状またはそれに相当する形状により管路抵抗の変化率を小さくすることができるため、回転軸および各ステータもさらに効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記ァキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記アキシャノレ磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成したことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から流入する冷却空気の管路抵抗が軽減されるとともに、アキシャル磁気軸受ロータの外径部の三角形状またはそれに相当する形状により管路抵抗の変化率を小さくすることができるため、回転軸および各ステータもさらに効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドノレは、寶体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、かつ、前記アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、力、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルユニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却し後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドノレは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、'前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却し後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドノレは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複.数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシ 'ャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニッ卜の前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却し後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転、した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路から.の冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備え、アキシャノレ磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない ¾5分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備え、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアノレ磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアノレ磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータ口ータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受口一 '. ャノレ磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却し後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシヤル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、かつ、前記アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、力つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニッ卜の前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィンと螺旋形状の空気通過の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアノレ磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィンと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータ口ータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特敷とする。したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィンと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受口一タの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備え、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記ァキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、.アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロー：ャノレ磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィンと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備え、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、ラジァル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャ /レ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステ一タの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フインと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、かつ、前記アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受口一タと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、力つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする。したがって、この発明によれば、アキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドノレは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記ァキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形' 成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特 ί敷とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャノレ磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受ロータを形成し、力つ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受口ータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備え、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアノレ磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル碟気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フインリングを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャノレ磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドノレは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記アキシャノレ磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記ァキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モ一タステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備え、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モ一タロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、力つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、ァキシャル磁気軸受ロー：ャノレ磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた軸方向に延びる空気通過路と螺旋フィンの効果により、当該回転軸が回転した際、当該空気通過路に空気が取り込まれ、発熱源である各ロータを内外部より効率良く冷却することができる。

つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、かつ、前記アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアノレ磁気軸受ロータと前記アキシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なぐとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィンと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯.部分であって、前記アキシャノレ磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、力つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする。 ·

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、. アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィ： /と螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記ァキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のない部分に.は、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備えた磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、力つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィンと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱 ¾!であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備え、アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を, 当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、力つ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする。

したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フィンと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環でぎるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。つぎの発明にかかる磁気軸受スピンドルは、筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記アキシャル磁気軸受ロータの近傍に配置されたアキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコアバック部分と、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モ一タステータのコアバック部分とであって、磁気回路上必要のなレ、部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備え、ァキシャノレ磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成した磁気軸受スピンドルにおいて、内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フインリングを備えたことを特徴とする。したがって、この発明によれば、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の貫通穴から供給された冷却空気は、アキシャル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ステータの間の空隙を通過して、スピンドルュニットの前方側と後方側に分離し、各ロータの外径表面と各ステータの表面を冷却する。その後、回転軸に設けた螺旋フインと螺旋形状の空気通過路の効果により、回転軸が回転した際、冷却空気は回転軸内部を軸方向に移動するとともに周方向にも循環できるため、発熱源であるロータをさらに効率良く内外部より冷却することができる。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の実施の形態 1にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図、第 2図は、アキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め用のカラーのみを示す正面図（1 ) および正面図（1 ) における A— A断面を示す断面図（2 ) 、第 3図は、この発明の実施の形態 2にかかる磁気軸受スピンドルユニットの全体構成を示す断面図、第 4図は、アキシャル磁気軸受ステータを示す正面図（1 ) およびこの正面図（1 ) における B— B断面を示す断面図（2 ) 、第 5図は、この発明の実施の形態 3にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図、第 6図は、この発明の実施の形態 4にかかる磁気軸受スピンドルユニットの全体構成を示す断面図、第 7図は、この発明の実施の形態 5 にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図、第 8図は、第 7 図に示した回転軸をフロントラジアル磁気軸受ロータの前方側より見た斜視図、第 9図は、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータおよび主軸モータロータを嵌合させる前の回転軸の状態を示す斜視図、第 1 0図は、 .各ロータが嵌合する部分で切断した回転軸を示す断面図、第 1 1図は、この発明の実施の形態 6にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図、第 1 2図は、ラジアノレ磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータおょぴ主軸モ一タロータを嵌合させる前の回転軸の状態を示す斜視図、第 1 3図は、この発明の実施の形態 7にかかる磁気軸受スピンドルュニットの要部の構成を示す断面図、第 1 4図は、内径部に切欠き部を備えたリング状抜板を示す正面図、第 1 5図は、内径部に軸方向の切欠き溝を形成したラジアル磁気軸受ロータを示す斜視図、第 1 6図は、この発明の実施の形態 8にかかる磁気軸受スピンドルュニットの要部の構成を示す断面図、第 1 7図は、内径部に螺旋溝を形成したラジアル磁気軸受ロータを示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態 , 本発明をより詳細に説述するために、添付の図面にしたがつてこれを説明する _c 実施の形態 1 .

まず、本発明にかかる実施の形態 1について説明する。第 1図は、この発明の実施の形態 1にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図である。同図に示すように、磁気軸受スピンドルは、回転軸 1に、リング状の電磁鋼板を積層して形成したラジアル磁気軸受ロータ 2と、磁性材からなるアキシャル磁気軸受ロータ 3と、主軸モータロータ 4とを嵌合して製作されている。ラジアノレ磁気軸受ロータ 2は、フロントラジァノレ磁気軸受ロータ 2 aと、リアラジアル磁気軸受ロータ 2 bと力ら構成されており、以下の図中には当該各ロータ 2 a , 2 bの符号のみを表示してある。

アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部は、三角形状部 1 1として形成している c これは、後述するように外部から流入した冷却空気が、アキシャル磁気軸受ロータ 3と、後述するアキシャル磁気軸受ステータ 6との間の空隙を通過する際に、その管路抵抗の変化率を小さくし、かつ、渦流の発生を抑制するために、冷却空気がスムーズに当該空隙部を通過することができるようにするとともに、冷却空気が負荷側方向と反負荷側方向に均等に分力れて通過することができるように設けたものである。したがって、このような効果を奏するものであれば、アキシャノレ磁気軸受ロータ 3の外径部の形状は三角形状に限定されず、三角形状に相当する形状（たとえば、三角形状部 1 1の頂部を尖らせずに若干の平坦部や丸みをもたせた形状等）であってもよい。ラジアノレ磁気軸受ロータ 2の外径部の半径方向には、適当な微小間隔（通常 0 5〜1 . O mm程度）をあけて、 4個の電磁石からなるラジアノレ磁気軸受ステ一タ 5が配置されている。このラジアル磁気軸受ステータ 5は、フロントラジアル磁気軸受ステータ 5 aとリアラジアル磁気軸受ステータ 5 bとから構成され、それぞれフロントラジアル磁気軸受ロータ 2 aとリアラジアル磁気軸受ロータ 2 b に対応するように配置されている。

また、アキシャル磁気軸受ロータ 3の近傍においては、 1対のリング状電磁石からなり外側磁極歯 1 0およびコイル 2 7を有するアキシャル磁気軸受ステータ 6 (負荷側アキシャル磁気軸受ステータ 6 a , 反負荷側アキシャル磁気軸受ステータ 6 b ) 力 S、軸方向に適当な微小間隔（通常 5〜1 . 0 mm程度）をあけて、アキシャノレ磁気軸受ロータ 3を挟み込むように配置されている。このアキシャル磁気軸受ステータ 6 a , 6 bは、リング状のカラー 1 2によって軸方向の位置決めがなされている。

また、主軸モータロータ 4の近傍においては、回転軸 1を回転駆動するための主軸モータステータ 7が、主軸モータロータ 4の外径部から半径方向に適当な微小間隔を設けて配置されている。ラジアル磁気軸受ステータ 5と主軸モータステータ 7の外径部には、ステータ冷却用のオイルジャケット 8 , 9が取り付けられている。なお、オイルジャケット 8は、フロントラジアノレ磁気軸受ステータ 5 a 冷却用のオイルジャケット 8 aと、リァラジアル磁気軸受ステータ 5 b冷却用のオイルジャケット 8 bとから構成されている。

回転軸 1とラジアル磁気軸受ステータ 5とアキシャル磁気軸受ステータ 6と主軸モータステータ 7とは、フレーム 1 5に収められている。また、このフレーム 1 5には、負荷側ブラケット 1 6と反負荷側ブラケット 1 7とが取り付けられている。負荷側ブラケット 1 6および反負荷側ブラケット 1 7には、それぞれ磁気軸受制御用の非接触変位センサ 2 0力回転軸 1とある適当な微小間隔（通常 0 5 mm程度）をあけて取り付けられている。また、緊急時のユニット破損回避のための保護ベアリング（タツチダウンベアリングとも言う） 1 9が、回転軸 1とある適当な微小間隔（通常 2 mm程度）をあけて取り付けられている。この保護ベアリング 1 9は、負荷側保護ベアリング 1 9 aと反負荷側保護ベアリング 1 9 bとから構成されている。負荷側保護ベアリング 1 9 aは、取付蓋 1 8および特殊ナツト 2 1によって負荷側ブラケット 1 6に固定されている。

回転軸 1の径方向および軸方向位置は、非接触変位センサ 2 0によって測定されるようになっており、回転軸 1の前後部にそれぞれフロント変位センサ 2 0 a とリア変位センサ 2 0 bが配設されている。そして、この非接触変位センサ 2 0 の出力信号に基づいて、ラジアル磁気軸受ステータ 5とラジアル磁気軸受ロータ 2との空隙部、およびアキシャル磁気軸受ステータ 6とアキシャル磁気軸受ロータ 3との空隙部に適当な磁気吸引力を発生させ、回転軸 1を各ステータ 5 , 6 , 7と離隔した目標位置に非接触で支承し、この非接触状態で主軸モータステータ 7に適当な電圧を印加することにより、回転軸 1の超高速回転（7 0 0 0 0 r Z m i n程度以上）を実現している。なお、回転軸 1の回転数は、エンコーダ用歯車 2 2およびエンコーダへッド 2 3により検出するようになっている。

また、第 2図は、アキシャル磁気軸受ステータ 6 a , 6 bの軸方向位置決め用のリング状カラー 1 2のみを取り出して示したものであり、正面図（1 ) および正面図（1 ) における A _ A断面を示す断面図（2 ) である。同図に示すように当該カラー 1 2の外径部には、半径方向に向かって均等に複数の貫通穴 1 3が設けられている。また、この貫通穴 1 3から冷却空気を流入するために、第 1図に示すように、フレーム 1 5に空気通過路 2 5が設けられているとともに、反負荷側ブラケット 1 7に冷却空気供給口 2 4が設けられている。なお、第 1図中に示した矢印は、冷却空気の流れを示す空気通過方向 1 4である。

この構造によれば、反負荷側ブラケット 1 7の冷却空気供給口 2 4から供給された冷却空気は、フレーム 1 5内部の空気通過路 2 5を通過し、カラー 1 2部分力らスピンドルユニット内部へ流入する。このカラ一 1 2には、その外径部に半径方向に向かって均等に複数の貫通穴 1 3が設けられているため、アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部の複数箇所から均等に冷却空気が流入する。さらに、アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部は三角形状部 1 1となっているため、流入した冷却空気がアキシャル磁気軸受ロータ 3とアキシャル磁気軸受ステータ 6の間の空隙を通過する際に、その管路抵抗の変化率を小さくすることができ、かつ、渦流の発生を抑制できるため、冷却空気がスムーズに当該空隙部を通過することができるとともに、冷却空気が負荷側方向と反負荷側方向に均等に分かれて通過することができる。

また、アキシャノレ磁気軸受ステータ 6は、軸方向の厚み寸法が比較的小さいため（通常 1 0〜 2 0 mm程度）、当該アキシャル磁気軸受ステータ 6の外径部に従来のような冷却用ジャケットを設けて冷却することは困難であるが、本発明によれば、当該空隙を冷却空気が通過することにより当該アキシャノレ磁気軸受ステータ 6を容易に冷却することができる。

負荷側方向へ流れる冷却空気は、フロント.ラジアル磁気軸受ロータ 2 aとフロントラジアル磁気軸受ステータ 5 aの間の空隙を通り、当該フロントラジァノレ磁気軸受ロータ 2 aと当該フロントラジアル磁気軸受ステータ 5 aとを直接冷却した後、回転軸 1と負荷側保護ベアリング 1 9 aの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。

また、反負荷側方向へ流れる冷却空気は、主軸モータロータ 4と主軸モータステータ 7の間の空隙、およびリアラジアノレ磁気軸受ロータ 2 bとリアラジアノレ磁気軸受ステータ 5 bの間の空隙を通り、当該ロータ 4 , 2 bおよび当該ステータ 7 , 5 bを直接冷却した後、回転軸 1と反負荷側保護ベアリング 1 9 bの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。

したがって、この実施の形態 1にかかる磁気軸受スピンドルによれば、冷却媒体を別の機械的機構により取り込む必要がなく、空冷にて回転軸 1および各ステータ 5 , 6 , 7を冷却することがでぎ、さらにステータ 5 , 7は、オイルジャケット 8， 9による液冷も併用できるため、超高速駆動回転する磁気軸受スピンドルに適用可能であり、構成も簡易化できる。

実施の形態 2 . つぎに、本発明にかかる実施の形態 2について説明する。第 3図は、この発明の実施の形態 2にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図、第 4図は、アキシャル磁気軸受ステータを示す正面図（1 ) およびこの正面図（ 1 ) における B— B断面を示す断面図（2 ) である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。

第 3図において、アキシャル磁気軸受ステータ 6のカラー 1 2の外径部には、半径方向に向かって均等に複数の貫通穴 1 3が設けられているとともに、当該貫通穴 1 3から冷却空気が流入できるように、フレーム 1 5に空気通過路 2 5が設けられ、反負荷側ブラケット 1 7に冷却空気供給口 2 4が設けられている。さらに、第 4図に示すように、アキシャル磁気軸受ステータ 6の外側磁極歯 1 0部分であって、アキシャル磁気軸受ロータ 3と対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、軸方向の貫通穴 2 6が複数箇所に等ピッチで設けられている。

この構造によれば、反負荷側ブラケット 1 7の冷却空気供給口 2 4から供給された冷却空気は、フレーム 1 5内部の空気通過路 2 5を通過し、アキシャル磁気軸受ステータ 6のカラー 1 2部分からスピンドルュニット内部へ流入する。当該カラー 1 2には、外径部に半径方向に向かって複数箇の貫通穴 1 3が設けられているため、アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部の複数箇所から均等に冷却空気が流入する。

さらに、アキシャル磁気軸受ステータ 6の外側磁極歯 1 0部に複数個の貫通穴 2 6が設けられているため、管路抵抗が低減され、冷却空気は負荷側方向と反負荷側方向にほぼ均等に当該貫通穴 2 6を通過するとともに、一部の冷却空気はァキシャル磁気軸受ロータ 3とアキシャノレ磁気軸受ステータ 6の間の空隙を通過する。これにより、アキシャル磁気軸受ステータ 6は、冷却空気によって軸方向の両面から効率良く冷却される。

また、負荷側方向へ流れる冷却空気は、フロントラジアル磁気軸受ロータ 2 a とフロントラジアル磁気軸受ステータ 5 aの間の空隙を通り、当該ロータ 2 aと当該ステータ 5 aを直接冷却した後、回転軸 1と負荷側保護ベアリング 1 9 aの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。一方、反負荷側方向へ流れる冷却空気は、主軸モータロータ 4と主軸モータステータ 7の間の空隙およびリアラジァノレ磁気軸受ロータ 2 bとリァラジアル磁気軸受ステータ 5 bの間の空隙を通過し、当該ロータ 4 , 2 bおよび当該ステータ 7 , 5 bを直接冷却した後、回転軸 1と反負荷側保護ベアリング 1 9 bの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。

したがって、この実施の形態 2にかかる磁気軸受スピンドルによれば、冷却媒 ' 体を別の機械的機構により取り込む必要がなく、空冷にて回転軸 1および各ステータ 5， 6 , 7を冷却することができ、さらにステータ 5 , 7は、オイルジャケット 8 , 9による液冷も併用できるため、超高速駆動回転する磁気軸受スピンドルに適用可能であり、構成も簡易化できる。

実施の形態 3 .

つぎに、本発明にかかる実施の形態 3について説明する。第 5図は、この発明の実施の形態 3にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図である。第 5図において、アキシャノレ磁気軸受ステータ 6のカラー 1 2の外径部には、半径方向に向かって均等に複数の貫通穴 1 3が設けられているとともに、当該貫通穴 1 3から冷却空気が流入できるように、フレーム 1 5に空気通過路 2 5 が設けられ、反負荷側ブラケット 1 7に冷却空気供給口 2 4が設けられている。さらに、ラジアノレ磁気軸受ステータ 5のコアパック 2 8、アキシャノレ磁気軸受 'ステータ 6の外側磁極歯 1 0および主軸モータステータ 7のコアバック 2 9であつて、磁気回路上必要のない部分には、軸方向の貫通穴 3 0 , 2 6， 3 1が複数箇所に等ピッチで設け,られている。なお、第 5図では、上記コアバック 2 8は、フロントラジアル磁気軸受ステータ 5 aのコアバック 2 8 a、およびリアラジアル磁気軸受ステータ 5 bのコアバック 2 8 bとして表示してある。また、貫通穴 3〇は、コアバック 2 8 aの軸方向に設けた貫通穴 3 0 a、およびコアバック 2 8 bの軸方向に設けた貫通穴 3 0 bとして表示してある。この構造によれば、反負荷側ブラケット 1 7の冷却空気供給口 2 4から供給された冷却空気は、フレーム 1 5内部の空気通過路 2 5を通過し、アキシャノレ磁気軸受ステータ 6のカラー 1 2部分からスピンドルユニット内部へ流入する。当該カラー 1 2には、外径部に半径方向に向かって複数箇の貫通穴 1 3が設けられているため、アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部の複数箇所から均等に冷却空気が流入する。

さらに、アキシャル磁気軸受ステータ 6の外側磁極歯 1 0部に複数個の貫通穴 2 6が設けられているため、管路抵抗が低減され、冷却空気は負荷側方向と反負荷側方向にほぼ均等に当該貫通穴 2 6を通過するとともに、一部の冷却空気はァキシャル磁気軸受ロータ 3とアキシャル磁気軸受ステータ 6の間の空隙を通過する。これにより、アキシャノレ磁気軸受ステータ 6は、冷却空気によって軸方向の両面から効率良く冷却される。

また、負荷側方向へ流れる冷却空気は、フロントラジアル磁気軸受ステータ 5 _aのコアバック 2 8 aに設けられた草通穴 3 0 a、およびフロントラジアル磁気軸受ロータ 2 aとフロントラジアル磁気軸受ステータ 5 aの間の空隙を通り、当該ロータ 2 aと当該ステータ 5 aを直接冷却した後、回転軸 1と負荷側保護ベアリング 1 9 aの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。

一方、反負荷側方向へ流れる冷却空気は、主軸モータステータ 7のコアバック 2 9とリアラジアノレ磁気軸受ステータ 5 bのコアバック 2 8 bに設けられた貫通穴 3 1 , 3 0 b、および主軸モータロータ 4と主軸モータステータ 7の間の空隙、ならびにリアラジアル磁気軸受ロータ 2 bとリァラジアル磁気軸受ステータ 5 b の間の空隙を通過し、当該ロータ 4， 2 b、および当該ステータ 7 , 5 bを直接冷却した後、回転軸 1と反負荷側保護ベアリング 1 9 bの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。

したがって、この実施の形態 3にかかる磁気軸受スピンドルによれば、冷却媒体を別の機械的機構により取り込む必要がなく、空冷にて回転軸 1および各ステータ 5 , 6 , 7を冷却することができ、さらにステータ 5 , 7は、オイルジャケット 8， 9による液冷も併用できるため、超高速駆動回転する磁気軸受スピンドルに適用可能であり、構成も簡易化できる。

実施の形態 4 .

つぎに、本発明にかかる実施の形態 4について説明する。第 6図は、この発明の実施の形態 4にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図である。第 6図において、アキシャノレ磁気軸受ステータ 6のカラー 1 2の外径部には、半径方向に向かって均等に複数の貫通穴 1 3が設けられているとともに、当該貫通穴 1 3から冷却空気が流入できるように、フレーム 1 5に空気通過路 2 5 が設けられ、反負荷側ブラケット 1 7に冷却空気供給口 2 4が設けられている。また、アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部は、三角形状部 1 1となっておりラジアル磁気軸受ステータ 5のコアバック 2 8、アキシャル磁気軸受ステータ 6 の外側磁極歯 1 0および主軸モータステータ 7のコアバック 2 9であって、磁気回路上必要のない部分には、軸方向の貫通穴.3 0， 2 6 , 3 1が複数箇所に等ピツチで設けられている。

この構造によれば、反負荷側ブラケット 1 7の冷却空気供給口 2 4から供給された冷却空気は、フレーム 1 5内部の空気通過路 2 5を通過し、アキシャル磁気軸受ステータ 6のカラー 1 2部分からスピンドルユニット内部へ流入する。当該カラー 1 2には、外径部に半径方向に向かって複数箇の貫通穴 1 3が設けられているため、アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部の複数箇所から均等に冷却空気が流入する。

さらに、アキシャル磁気軸受ロータ 3の外径部が三角形状部 1 1として形成されているため、流入した空気はスムーズに負荷側方向と反負荷側方向に分かれて通過することができるとともに、渦流の発生を抑制でき、アキシャル磁気軸受ロータ 3とアキシャノレ磁気軸受ステータ 6の間の空隙を通過する一部の冷却空気に対して、管路抵抗の変化率を小さくすることができる。

負荷側方向と反負荷側方向へ分かれた冷却空気の一部は、アキシャル磁気軸受ステータ 6のコアパック側に流れるため、アキシャル磁気軸受ステータ 6は、冷却空気によって軸方向の両面から効率良く冷却される。

また、負荷側方向へ流れる冷却空気は、フロントラジアル磁気軸受ステータ 5 _aのコアバック 2 8 aに設けられた貫通穴 3 0 a、およびフロントラジアノレ磁気軸受ロータ 2 aとフロントラジアル磁気軸受ステータ 5 aの間の空隙を通り、当該フロントラジアル磁気軸受ロータ 2 aと当該フロントラジアル磁気軸受ステ一タ 5 aを直接冷却した後、回転軸 1と負荷側保護ベアリング 1 9 aの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。

一方、反負荷側方向へ流れる冷却空気は、主軸モータステータ 7のコアバック 2 9とリアラジアノレ磁気軸受ステータ 5 bのコアバック 2 8 bに設けられた貫通穴 3 1 , 3 0 b、および主軸モータロータ 4と主軸モータステータ 7の間の空隙、ならびにリアラジアル磁気軸受ロータ 2 bとリアラジアル磁気軸受ステータ 5 b の間の空隙を通過し、当該ロータ 4， 2 b、および当該ステータ 7 , 5 bを直接冷却した後、回転軸 1と反負荷側保護ベアリング 1 9 bの間の空隙を通過し、外界雰囲気中へ流出する。

したがって、この実施の形態 4にかかる磁気軸受スピンドルによれば、冷却媒体を別の機械的機構により取り込む必要がなく、空冷にて回転軸 1および各ステータ 5， 6 , 7を冷却することができ、さらにステータ 5， 7は、オイノレジャケット 8 , 9による液冷も併用できるため、超高速駆動回転する磁気軸受スピンドルに適用可能であり、構成も簡易化できる。

実施の形態 5 .

つぎに、本発明にかかる実施の形態 5について説明する。第 7図は、この発明の実施の形態 5にかかる磁気軸受スピンドルュニットの全体構成を示す断面図であり、この第 7図に示した回転軸 1は、上記実施の形態 1における第 1図に示した回転軸 1と形状が異なっている。第 8図は、第 7図に示した回転軸 1をフロントラジアル磁気軸受ロータ 2 aの前方側より見た斜視図である。第 9図は、第 8 図におい'て、ラジアル磁気軸受ロータ 2、アキシャル磁気軸受ロータ 3および主軸モータロータ 4を嵌合させる前の回転軸 1の状態を示す斜視図である。第 1 0 図は、各ロータ 2， 3 , 4が嵌合する部分で切断した回転軸 1を示す断面図であ ' る。

第 8図に示すように、回転軸 1の外径部において、ラジアノレ磁気軸受ロータ 2、アキシャル磁気軸受ロータ 3および主軸モータロータ 4が嵌合する嵌合部 3 6に. 軸方向に延びる溝 3 2が数箇所に形成されている。この回転軸 1に、ラジアル磁気軸受ロータ 2、アキシャル磁気軸受ロータ 3および主軸モータロータ 4を、軸方向にそれぞれ隣同士が密着するように嵌合することにより、回転軸 1内部に空気通過路 3 3を形成している（第 7図参照）。

また、空気通過路 3 3のスピンドル前方側に当該空気通過路 3 3と同個数の螺旋フィン 3 4を回転軸 1と一体で形成し、主軸モータロータ 4が正転方向 3 5に回転した際に、空気通過路 3 3の入口に空気を取り込む方向に螺旋フィン 3 4の螺旋方向を決め、かつ、それぞれの螺旋フイン 3 4の回転軸 1側の終端部を溝 3 2の凸部に合わせて構成している。

この構造によれば、反負荷側ブラケット 1 7の冷却空気供給口 2 4から供給された冷却空気は、フレーム 1 5内部の空気通過路 2 5を通過し、アキシャル磁気軸受ステータ 6のカラー 1 2部分からスピンドルユニット内部へ流入する。流入した冷却空気は、負荷側方向と反負荷側方向にほぼ均等に分かれる。

回転軸 1の静止時には、負荷側方向に流れる冷却空気は、フロント変位センサ 2 0 a部の空隙および負荷側保護ベアリング 1 9 a部の空隙を経て、外界雰囲気中へ流出する。反負荷側方向へ流れる冷却空気も同様に、リア変位センサ 2 O b 部の空隙および反負荷側保護保護ベアリング 1 9 b部の空隙を経て、外界雰囲気中へ流出する。

回転軸 1が主軸モータロータ 4により正転方向 3 5に回転駆動した場合には、負荷側方向へ流れる冷却空気は、螺旋フイン 3 4により回転軸 1内部の空気通過路 3 3に取り込まれ、通過路 3 3に流入した空気は、回転軸 1内部を冷却した後、スピンドルュニット後方へ排出され、外界雰囲気中へ流出する。

したがって、この実施の形態 5にかかる磁気軸受スピンドルによれば、冷却媒体を別の機械的機構により、回転駆動する回転軸 1内部に取り込む必要がなく、空冷にて回転軸 1を内部より冷却することができるため、超高速駆動回転する磁気軸受スピンドルに適用可能であり、構成も簡易化できる。

実施の形態 6 .

つぎに、本発明にかかる実施の形態 6について説明する。第 1 1図は、この発明の実施の形態 6にかかる磁気軸受スピンドルュニッ卜の全体構成を示す断面図であり、この第 1 1図に示した回転軸 1は、上記実施の形態 5における第 7図に示した回転軸 1と形状が異なっている。第 1 2図は、第 1 1図において、ラジアノレ磁気軸受ロータ 2、アキシャル磁気軸受ロータ 3および主軸モータロータ 4を嵌合させる前の回転軸 1の状態を示す斜視図である。

上記実施の形態 5において示した第 9図では、空気通過路 3 3の形態は、軸方向に延びる長溝状の溝 3 2であったが、本実施の形態 6において示す第 1 2図では、多条の螺旋溝 3 7を形成してある。

回転軸 1が主軸モータロータ 4により正転方向 3 5に回転駆動した場合には、負荷側方向へ流れる冷却空気は、螺旋フイン 3 4により回転軸 1内部の空気通過路 3 3に取り込まれる。回転軸 1内部に取り込まれた冷却空気は、回転軸 1内部を軸方向に移動するとともに、周方向にも循環して、回転軸 1内部を冷却した後、スピンドルュニット後方へ排出され、外界雰囲気中へ流出する。したがって、この実施の形態 6'にかかる磁気軸受スピンドルによれば、冷却媒体を別の機械的機構により、回転駆動する回転軸 1内部に取り込む必要がなく、空冷にて回転軸 1を内部より冷却することができるため、超高速駆動回転する磁気軸受スピンドルに適用可能であり、構成も簡易化できる。

実施の形態 7 .

つぎに、本発明にかかる実施の形態 7について説明する。第 1 3図は、この発明の実施の形態 7にかかる磁気軸受スピンドルュニットの要部の構成を示す断面図、第 1 4図は、内径部に切欠き部を備えたリング状抜板を示す正面図、第 1 5 図は、内径部に軸方向の切欠き溝を形成したラジアル磁気軸受ロータを示す斜視図である。

本実施の形態 7においては、上記実施の形態 5 (第 7図参照）に対して回転軸 1の構成のみが異なっている。このため、第 1 3図においては、回転体のみを取り出して図示している。回転体以外の構成については、上記実施の形態 5に示した第 7図の構成と同様である。

すなわち、上記実施の形態 5における第 7図では、回転軸 1の外径部に予め軸方向に延びる溝 3 2を形成し、嵌合部 3 6にラジアル磁気軸受ロータ 2、アキシャノレ磁気軸受ロータ 3および主軸モータロータ 4を軸方向にそれぞれが隣り合わせに密着するように嵌合させることにより、空気逋過路 3 3を形成していた。これに対し、本実施の形態 7における第 1 3図では、第 1 4図に示すように、内径部に複数個の切欠き部 3 8を備えたリング状抜板 3 9を製作し、当該リング状抜板 3 9を切欠き部 3 8が回転軸 1と平行になるように積層することで、第 1 5図に示すようなラジアル磁気軸受ロータ 2を形成する。そしてさらに、アキシャノレ磁気軸受ロータ 3と主軸モータロータ 4の内径部にも同様な手法で切欠き溝 4 0を形成して、それぞれのロータ 3， 4内径部の切欠き溝 4 0が軸方向に揃うように回転軸 1に嵌合させることにより、空気通過路 3 3を形成している。また螺旋フィン 3 4を有する螺旋フィンリング 4 1を、空気通過路 3 3の入口付近に嵌合させている。その結果、空気通過路 3 3の形状としては、第 7図に示したものと同等となる。

この構造によれば、上記実施の形態 5 (第 7図参照）の場合と同様な効果が得 ¾れるとともに、回転軸 1の複雑な溝力卩ェを省くことができるため、製作工程が簡易化される。

実施の形態 8 .

つぎに、本発明にかかる実施の形態 8について説明する。第 1 6図は、この発明の実施の形態 8にかかる磁気軸受スピンドルュニットの要部の構成を示す断面図、第 1 7図は、内径部に螺旋溝を形成したラジアル磁気軸受ロータを示す斜視図である。 '本実施の形態 8においては、上記実施の形態 6 (第 1 1図参照）に対して回転軸 1の構成のみが異なっている。このため、第 1 6図においては、回転体のみを取り出して図示している。回転体以外の構成については、上記実施の形態 6に示した第 1 1図の構成と同様である。

すなわち、上記実施の形態 6における第 1 1図では、回転軸 1の外径部に予め軸方向に延びる螺旋溝 3 7を形成し、嵌合部 3 6にラジアル磁気軸受ロータ 2、アキシャノレ磁気軸受ロータ 3および主軸モータロータ 4を軸方向にそれぞれが隣り合わせに密着するように嵌合させることにより、空気通過路 3 3を形成していた。

これに対し、本実施の形態 8における第 1 6図では、第 1 7図に示すように、内径部に複数個の切欠き部 3 8を備えたリング状抜板 3 9を製作し、当該リング状抜板 3 9を切欠き部 3 8が軸方向に螺旋溝 4 2を形成するように積層してラジァノレ磁気軸受ロータ 2を形成する。そしてさらに、アキシャル磁気軸受ロータ 3 と主軸モータロータ 4の内径部にも同様な手法で螺旋溝 4 2を形成し、ラジアル磁気軸受ロータ 2、アキシャル磁気軸受ロータ 3および主軸モータロータ 4それぞれの内径部の螺旋溝 4 2が軸方向に連続するように回転軸 1に嵌合させることにより空気通過路 3 3を形成している。また、螺旋フィン 3 4を有する螺旋フィンリング 4 1を、空気通過路 3 3の入口付近に嵌合させている。その結果、空気通過路 3 3の形状としては、第 1 1図に示したものと向等となる。この構造によれば、上記実施の形態 6 (第.1 1図参照）の場合と同様な効果が得られるとともに、回転軸 1の複雑な溝加工を省くことができるため、製作工程が簡易化される。

以上のように、本発明の実施の形態として、実施の形態 1〜 8を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば上記各実施の形態を任意に組み合わせて実施することもできる。 . 産業上の利用可能性

以上のように、この発明にかかる磁気軸受スピンドルは、簡易な構成にて発熱源を効率良く冷却できるので、超高速回転域で使用される工作機械のスピンドルユニットに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 少なくとも、ラジァノレ磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが固着され回転自在に保持された回転軸と、当該回転軸の回りに微小間隔をあけて配置された複数の電磁石と、これらを収納する筐体とを備えた磁気軸受スピンドルにおいて、 '

前記筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記アキシャル磁気軸受口ータの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、かつ、前記アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成したことを特徴とする磁気軸受スピンドル。

2 . ラジァノレ磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、力つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

3 . ラジァノレ磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

4 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアノレ磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記ァキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の磁気軸受ス

5 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記ァキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、力、つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

6 . 少なくとも、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが固着され回転自在に保持された回転軸と、当該回転軸の回りに微小間隔をあけて配置された複数の電磁石と、これらを収納する筐体とを備えた磁気軸受スピンドルにおいて、

前記筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記アキシャル磁気軸受口一タの近傍に配置されたアキシャル磁気軸受ステータの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分であって、前記アキシャル磁気軸受ロータと対向せず、かつ、磁気回路上必要のない部分には、前記貫通穴と連通する軸方向の貫通穴を複数備えたことを特徴とする磁気軸受スピンドル。

7 . ラジァノレ磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の磁気軸受スピンドル。

8 . ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の磁気軸受スピンドル。

9 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受口一タを形成し、かつ、アキシャノレ磁気軸受口一タと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記ァキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の.範囲第 6項に記載の磁気軸受スピンドル。

1 0 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、力つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の磁気軸受スピンドル。

1 1 . アキシャル磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成したことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の磁気軸受スピンドル。

1 2 . ラジアル磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

1 3 . ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路 'への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の磁気軸受ス

1 4 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受口ータを形成し、かつ、アキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

1 5 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、力、つ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に違続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

1 6 . 少なくとも、ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが固着され回転自在に保持された回転軸と、当該回転軸の回りに微小間隔をぁけて配置された複数の電磁石と、これらを収納する筐体とを備えた磁気軸受スピンドルにおいて、

前記筐体は外部と連通する冷却空気通過路を備え、前記アキシャル磁気軸受口 —タの近傍に配置されたアキシャノレ磁気軸受ステ一タの軸方向位置決め部材の外径部には、前記冷却空気通過路からの冷却空気を導入する複数の貫通穴を備え、前記ラジアル磁気軸受ロータの近傍に配置されたラジアル磁気軸受ステータのコァバック部分と、前記アキシャル磁気軸受ステータの外側磁極歯部分と、前記主軸モータロータの近傍に配置された主軸モータステータのコアバック部分とであつて、磁気回路上必要のない部分には、それぞれ軸方向の貫通穴を複数備えたことを特徴とする磁気軸受スピンドル。

1 7 . ラジアノレ磁気軸受ロータとアキシャノレ磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させるごとにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の磁気軸受スピンドル。.

1 8 . ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受口一タと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の磁気軸受ス

1 9 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受ロータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記了キシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の磁気軸受スピンドル。

2 0 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、力、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、つ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の磁気軸受スピンドル。

2 1 . アキシャノレ磁気軸受ロータの外径部を三角形状またはそれに相当する形状に形成したことを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の磁気軸受ス

2 2 . ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる溝を複数箇所に備え、当該溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接し'て密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

2 3 . ラジアル磁気軸受ロータとアキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータとが嵌合する回転軸の外径部には、軸方向に延びる螺旋溝を複数箇所に備え、当該螺旋溝の嵌合部に前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータとを軸方向に隣接して密着するように嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを備えたことを特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載の磁気軸受スピンドル。

2 4 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が回転軸と平行になるように積層することにより切欠き溝を有したラジアル磁気軸受口ータを形成し、かつ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記切欠き溝と同様な切欠き溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記了キシャノレ磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各切欠き溝が軸方向に揃うように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載の磁気軸受」

2 5 . 内径部に複数個の切欠き部を備えたリング状抜板を、当該切欠き部が螺旋溝を形成するように積層してラジアル磁気軸受ロータを形成し、力つ、アキシャル磁気軸受ロータと主軸モータロータの内径部にも前記螺旋溝と同様な螺旋溝を形成し、前記ラジアル磁気軸受ロータと前記アキシャル磁気軸受ロータと前記主軸モータロータの前記各螺旋溝が軸方向に連続するように前記回転軸に嵌合させることにより空気通過路を形成し、かつ、当該空気通過路の出入口部の少なくとも一方に当該空気通過路への冷却空気の取り込み効率を向上させる螺旋フィンを有する螺旋フィンリングを備えたことを特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載の磁気軸受スピンドル。