JP2009303379A - Spindle device and method of manufacturing spindle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スピンドル装置及びスピンドル装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a spindle device and a method for manufacturing the spindle device.
例えばシリコンウェハ、ガラス、セラミック等の脆性材の研削加工などには、一般的に工具を回転軸により回転させるスピンドル装置が用いられている。特にシリコンウェハ等の高精度の加工には、高回転精度、低振動等が要求され、このような加工には、モータを内蔵して直接駆動するモータビルトインのスピンドル装置が適している。 For example, a spindle device that rotates a tool around a rotating shaft is generally used for grinding a brittle material such as a silicon wafer, glass, or ceramic. In particular, high-precision processing such as silicon wafers requires high rotational accuracy, low vibration, and the like. For such processing, a motor built-in spindle device that incorporates a motor and is directly driven is suitable.
上記モータビルトインのスピンドル装置は、例えば前方側に工具を取り付け可能な回転軸を備えた本体ハウジングを有し、その本体ハウジングの後方側には、モータ部を内蔵するモータハウジングが固定されている。モータ部は、前記回転軸の後方部に固定されたモータ軸と、そのモータ軸の外周面に固定された環状のロータと、ロータの外周を囲むようにモータハウジングの内周面に固定された環状のステータを有している。モータ部は、給電によりロータとステータとの間に生じる電磁力を用いてモータ軸及び回転軸を回転させ、工具を回転させている(特許文献1参照)。 The motor built-in spindle device has, for example, a main body housing having a rotating shaft to which a tool can be attached on the front side, and a motor housing containing a motor unit is fixed on the rear side of the main body housing. The motor unit is fixed to the inner peripheral surface of the motor housing so as to surround the outer periphery of the rotor, the motor shaft fixed to the rear portion of the rotating shaft, the annular rotor fixed to the outer peripheral surface of the motor shaft It has an annular stator. The motor unit rotates the tool by rotating the motor shaft and the rotating shaft using electromagnetic force generated between the rotor and the stator by power feeding (see Patent Document 1).
しかしながら、上述のようなモータビルトインのスピンドル装置では、ロータとステータの回転中心がずれていると、例えばモータ部の電磁力や遠心力等の作用により振動が生じ、また所望のトルクが得られなくなる。このため、スピンドル装置の組み立て時には、ロータとステータの芯合わせが必要になる。 However, in the motor built-in spindle device as described above, if the rotation center of the rotor and the stator is deviated, for example, vibration is generated by the action of electromagnetic force or centrifugal force of the motor unit, and a desired torque cannot be obtained. . For this reason, when assembling the spindle device, it is necessary to align the rotor and the stator.
芯合わせを行う方法として、回転振れを検出するセンサを、芯合わせを行うステータの内周面に接触させてその回転振れを検出し、それを見ながら当該回転振れが無くなるように、ステータと一体のモータハウジングを本体ハウジングに固定することが考えられる。しかし、上述のスピンドル装置では、ロータとステータとの間隔が狭く、センサをロータとステータとの間に入れることができないため、上記方法を用いて正確な芯合わせを行うことはできない。 As a method of centering, a sensor that detects rotational runout is brought into contact with the inner peripheral surface of the stator that performs centering to detect the rotational runout, and it is integrated with the stator so that the rotational runout disappears while looking at it. It is conceivable to fix the motor housing to the main body housing. However, in the above-described spindle device, since the distance between the rotor and the stator is narrow and the sensor cannot be inserted between the rotor and the stator, accurate centering cannot be performed using the above method.
このため、例えばステータと一体のモータハウジングを本体ハウジングに取り付けるためのインローの隙間を可能な限り狭くして、ステータとロータの芯合わせを図ることが考えられる。しかしながら、この場合もインローの隙間分は回転中心がずれるので、十分に正確な芯合わせは難しい。また、特許文献1には、ステータをばねで支持してダンパーによって振動を抑制し、芯合わせを不要にしようとすることが提案されているが、この場合、構造が複雑になり高価な装置なる。
For this reason, for example, it is conceivable that the gap between the inlays for attaching the motor housing integral with the stator to the main body housing is made as narrow as possible so that the stator and the rotor are aligned. However, in this case as well, since the center of rotation is shifted in the gap of the spigot, it is difficult to sufficiently align the center. Further,
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上述のようなモータビルトインのスピンドル装置において、ロータとステータの芯合わせを正確かつ簡単に行えるようにすることをその目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to enable accurate and simple centering of a rotor and a stator in a motor built-in spindle device as described above.
上記目的を達成するための本発明は、スピンドル装置であって、前方側に回転具を取り付け可能な回転軸と、前記回転軸を中心軸上に収容し、当該回転軸を軸受を介して回転自在に支持する本体ハウジングと、前記回転軸の後方側に設けられ、前記回転軸を回転駆動するモータ部と、前記本体ハウジングの後方部に固定され、前記モータ部を収容するモータハウジングと、を有し、前記モータ部は、前記回転軸の後方部に当該回転軸と同軸上に固定されたモータ軸と、当該モータ軸の外周面に固定された環状のロータと、当該ロータに対向しモータハウジングの内周面に固定された環状のステータを有し、前記モータハウジングの内周面の前記ステータが固定されていない位置又は前記モータハウジングの外周面には、前記ステータの内周面と同心の環状の位置合わせ面が形成されていることを特徴とする。 The present invention for achieving the above object is a spindle device, wherein a rotary shaft to which a rotating tool can be attached on the front side, the rotary shaft is accommodated on a central axis, and the rotary shaft is rotated via a bearing. A body housing that is freely supported, a motor portion that is provided on the rear side of the rotating shaft and that rotationally drives the rotating shaft, and a motor housing that is fixed to the rear portion of the body housing and accommodates the motor portion. The motor unit includes a motor shaft fixed coaxially to the rotation shaft at a rear portion of the rotation shaft, an annular rotor fixed to the outer peripheral surface of the motor shaft, and a motor facing the rotor. An annular stator fixed to the inner peripheral surface of the housing, and the inner peripheral surface of the stator at a position where the stator is not fixed on the inner peripheral surface of the motor housing or the outer peripheral surface of the motor housing Wherein the positioning surface of the concentric annular are formed.
本発明によれば、モータハウジングの内周面又は外周面に、ステータの内周面と同心の環状の位置合わせ面が形成されているので、スピンドル装置の製造時に、モータハウジングの位置合わせ面を基準にして、例えば当該位置合わせ面に回転振れセンサを当てて、モータハウジングを本体ハウジングに対し軸が一致するように固定することができる。このため、モータハウジングの内周面に固定されたステータと、本体ハウジングの回転軸と同軸のモータ軸及びロータとの芯合わせを正確かつ簡単に行うことができる。 According to the present invention, since the annular alignment surface concentric with the inner peripheral surface of the stator is formed on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the motor housing, the alignment surface of the motor housing is used when the spindle device is manufactured. As a reference, for example, a rotation shake sensor can be applied to the alignment surface, and the motor housing can be fixed to the main body housing so that the axis coincides. For this reason, the stator fixed to the inner peripheral surface of the motor housing and the motor shaft and rotor coaxial with the rotation shaft of the main body housing can be accurately and easily aligned.
前記スピンドル装置において、前記ステータを前記モータハウジングに固定した状態で、モータハウジングを加工機に固定し、当該加工機により、前記モータハウジングの内周面又は外周面の少なくとも一部と、前記ステータの内周面とを同時加工することにより、前記位置合わせ面が形成されていてもよい。かかる場合、ステータの内周面と同心の環状の位置合わせ面を精度よく簡単に形成できる。 In the spindle device, in a state where the stator is fixed to the motor housing, the motor housing is fixed to a processing machine, and by the processing machine, at least a part of an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the motor housing, and the stator The alignment surface may be formed by simultaneously processing the inner peripheral surface. In this case, an annular alignment surface concentric with the inner peripheral surface of the stator can be easily formed with high accuracy.
また、前記スピンドル装置は、前記本体ハウジングの前方側に形成された開口部に設けられ、当該本体ハウジングの内周面との間に本体ハウジングの内部と外部を連通する隙間を形成し、前記回転軸により回転する回転体と、前記モータ部を冷却するための冷却用気体を前記モータハウジング内に導入するための気体導入部と、前記モータハウジング内に供給された前記冷却用気体を、前記本体ハウジングと前記回転体の前記隙間に供給し、当該隙間から前記本体ハウジングの外部に流出させるための気体流路と、をさらに有するようにしてもよい。かかる場合、モータ部の冷却用気体を、回転体と本体ハウジングの隙間に供給し、当該隙間から本体ハウジングの外部に流出できるので、回転体と本体ハウジングの隙間から異物が侵入することを抑制できる。また、モータ部の冷却用気体を用いて異物の侵入を抑制できるので、新たに気体供給装置などを設ける必要がなく、スピンドル装置の構造の複雑化や高コスト化を抑制できる。なお、上記「回転体」は、回転軸と一体であっても別体であってもよい。 The spindle device is provided in an opening formed on the front side of the main body housing, and forms a gap that communicates the inside and the outside of the main body housing between the inner peripheral surface of the main body housing and the rotation. A rotating body that rotates by a shaft; a gas introduction part for introducing a cooling gas for cooling the motor part into the motor housing; and the cooling gas supplied into the motor housing. You may make it further have a gas flow path for supplying to the said clearance gap between a housing and the said rotary body, and making it flow out of the said main body housing from the said clearance gap. In such a case, the cooling gas for the motor unit can be supplied to the gap between the rotating body and the main body housing and can flow out of the main body housing through the gap, so that foreign matter can be prevented from entering through the gap between the rotating body and the main body housing. . Further, since the intrusion of foreign matter can be suppressed using the cooling gas of the motor unit, it is not necessary to newly provide a gas supply device or the like, and the complexity and cost increase of the structure of the spindle device can be suppressed. The “rotating body” may be integrated with the rotating shaft or may be a separate body.
別の観点による本発明は、スピンドル装置の製造方法であって、本体ハウジング内の中心軸上に軸受を介して回転自在に支持された回転軸に対し、環状のロータが外周面に固定されたモータ軸を、軸が一致するように固定する工程と、環状のステータが内周面に固定されたモータハウジングに対し、当該モータハウジングの内周面の前記ステータが固定されていない位置又はモータハウジングの外周面に、前記ステータの内周面と同心の環状の位置合わせ面を形成する工程と、前記位置合わせ面を基準にして、前記モータハウジングを前記本体ハウジングに対し、軸が一致するように固定して、前記ロータと前記ステータを同心円状に対向配置する工程と、を有することを特徴とする。かかる場合、位置合わせ面を基準にして、モータハウジングが、本体ハウジングに対し軸が一致しロータとステータが同心円状になるように固定されるので、モータハウジングのステータと、本体ハウジングの回転軸に同軸のモータ軸及びロータとの芯合わせを正確かつ簡単に行うことができる。 Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a spindle device, wherein an annular rotor is fixed to an outer peripheral surface of a rotation shaft that is rotatably supported via a bearing on a central shaft in a main body housing. A step of fixing the motor shaft so that the shafts coincide with each other, and a position where the stator is not fixed on the inner peripheral surface of the motor housing relative to the motor housing in which the annular stator is fixed to the inner peripheral surface, or the motor housing Forming an annular alignment surface concentric with the inner peripheral surface of the stator on the outer peripheral surface of the stator, and the axis of the motor housing with respect to the main body housing so as to coincide with each other on the basis of the alignment surface And fixing and arranging the rotor and the stator concentrically facing each other. In such a case, the motor housing is fixed so that the axis coincides with the main body housing and the rotor and the stator are concentric with respect to the alignment surface, so that the stator of the motor housing and the rotation shaft of the main body housing are fixed. Centering with the coaxial motor shaft and rotor can be performed accurately and easily.
前記ステータを前記モータハウジングに固定した状態で、モータハウジングを加工機に固定し、当該加工機により、前記モータハウジングの内周面又は外周面の少なくとも一部と、前記ステータの内周面とを同時加工することにより、前記位置合わせ面を形成するようにしてもよい。かかる場合、ステータの内周面と同心の環状の位置合わせ面を精度よく簡単に形成できる。 In a state where the stator is fixed to the motor housing, the motor housing is fixed to a processing machine, and by the processing machine, at least a part of the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the motor housing and the inner peripheral surface of the stator are The alignment surface may be formed by simultaneous processing. In this case, an annular alignment surface concentric with the inner peripheral surface of the stator can be easily formed with high accuracy.
また、前記モータハウジングを前記本体ハウジングに仮止めし、当該モータハウジングを回転させて前記位置合わせ面の回転振れを検出し、当該回転振れが最小になるように、前記モータハウジングを前記本体ハウジングに固定するようにしてもよい。かかる場合、モータハウジングと本体ハウジングとの同軸性が向上し、モータハウジングのステータと、本体ハウジングの回転軸に同軸のモータ軸及びロータとの芯合わせをより正確に行うことができる。 In addition, the motor housing is temporarily fixed to the main body housing, the motor housing is rotated to detect the rotational shake of the alignment surface, and the motor housing is attached to the main body housing so that the rotational shake is minimized. It may be fixed. In this case, the coaxiality between the motor housing and the main body housing is improved, and the motor housing and the rotor coaxial with the rotation shaft of the main body housing can be aligned more accurately.
前記ロータの外周面は、前記モータ軸と同心になるように加工されていてもよい。かかる場合、ロータの外周面とモータ軸との同軸性を向上できる。 The outer peripheral surface of the rotor may be processed so as to be concentric with the motor shaft. In such a case, the coaxiality between the outer peripheral surface of the rotor and the motor shaft can be improved.
前記モータ軸を前記回転軸に仮止めし、当該モータ軸を回転させて前記ロータの外周面の回転振れを検出し、当該回転振れが最小になるように、前記モータ軸を前記回転軸に固定するようにしてもよい。かかる場合、ロータの外周面及びモータ軸と、回転軸及び本体ハウジングとの同軸性を向上できる。 Temporarily fix the motor shaft to the rotating shaft, rotate the motor shaft to detect rotational runout of the outer peripheral surface of the rotor, and fix the motor shaft to the rotary shaft so that the rotational runout is minimized You may make it do. In such a case, the coaxiality between the outer peripheral surface of the rotor and the motor shaft, the rotating shaft and the main body housing can be improved.
本発明によれば、ロータとステータの芯合わせを正確かつ簡単に行うことができるので、低振動で安価なスピンドル装置を実現できる。 According to the present invention, since the centering of the rotor and the stator can be performed accurately and easily, a low-vibration and inexpensive spindle device can be realized.
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係るスピンドル装置1の構成の概略を示す説明図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a
スピンドル装置1は、前方側に回転具としての工具Aを取り付け可能な回転軸10と、回転軸10の後方側に設けられ、回転軸10を回転駆動するモータ部11と、回転軸10をエア軸受12を介して回転自在に支持する本体ハウジング13と、本体ハウジング13の後方部に固定され、モータ部11を収容するモータハウジング14を有している。
The
本体ハウジング13は、例えば両端に開口部を有する円筒状に形成され、その中心軸P上に回転軸10を収容している。回転軸10は、前方端部に径の大きい回転体としての前方フランジ10aを有している。この前方フランジ10aは、本体ハウジング13の前方部を構成するシールリング部13aの開口部Bに位置し、シールリング部13aの内周面と前方フランジ10aの外周面との間には、隙間Dが形成されている。また、シールリング部13aの内周面には、前方フランジ10aの外周面に近づくように内側に突出した環状の突条部20が形成されている。この突条部20の内周面には、環状の凹部20aが形成されている。前方フランジ10aの前面側には、工具Aを取り付けることができる。
The
回転軸10は、後方端部にも径の大きい後方フランジ10bを有している。エア軸受12は、前方フランジ10aと後方フランジ10bとの間であって、本体ハウジング13の内周面と回転軸10の外周面との間に介在されている。エア軸受12は、回転軸10の軸方向に2つ並列して設けられている。本体ハウジング13の壁内には、外部からエア軸受12に軸受用エアを供給する軸受用エア供給流路30が形成されている。この軸受用エアの供給により、エア軸受12と回転軸10との間の隙間Cに軸受用エアが供給され、回転軸10が、本体ハウジング13の中心軸P上でエア軸受12に非接触で支持されて回転できる。また、本体ハウジング13には、空間Hからシールリング部13aの内周面に通じるエア流路31が形成されている。このエア流路31により、エア軸受12から排出された軸受用エアを前方フランジ10aとシールリング部13aとの隙間Dに供給できる。
The rotating
モータハウジング14は、両端が開口した円筒状の本体部14aと、本体部14aの後方の開口部を閉鎖する底部14bを有し、その内部にモータ部11が設けられている。
The
モータ部11は、例えば回転軸10の後方部に当該回転軸10と同軸上に固定されたモータ軸40と、モータ軸40の外周面に固定された環状のロータ41と、ロータ41に対向しモータハウジング14の内周面に固定された環状のステータ42を有している。
The motor unit 11 faces the
ロータ41は、モータ軸40に圧入固定され、そのモータ軸40は、例えばボルト等により、回転軸10の後方フランジ10bの後面に回転軸10と同軸になるように固定されている。ロータ41の外周面41aは、モータ軸40と一体で加工されており、モータ軸40と同心になっている。
The
ステータ42は、モータハウジング14の本体部14aの内周面であって、ロータ41と対向する位置に圧入固定されている。本体部14aの内周面の後方端部には、環状の位置合わせ面Eが形成されている。この位置合わせ面Eは、ステータ42の内周面42aを加工する際にそのステータ42の内周面42aと一体に加工されている。つまり、位置合わせ面Eは、本体部14aにステータ42を固定した状態で、当該本体部14aを加工機に固定し、当該加工機により、ステータ42の内周面42aと本体部14aの内周面の後方端部とを同時に一体に加工することにより形成されている。したがって、位置合わせ面Eは、ステータ42の内周面42aと同心になっている。
The
モータハウジング14の本体部14aは、例えばボルト等により、本体ハウジング13の後方端部に固定されている。また、本体部14aのステータ42と接触する内周面には、周方向に環状の溝50が形成されている。溝50には、モータハウジング14の外部に通じる冷却水流入孔51と、冷却水流出孔52が接続されている。これらの溝50、冷却水流入孔51及び冷却水流出孔52により、冷却水の流路が形成され、外部の冷却水を冷却水流入孔51から流入し、溝50を通過させてモータ部11を冷却し、冷却水流出孔52から排出することができる。
The
次に、以上のように構成されたスピンドル装置1の製造方法について説明する。まず、例えば図2に示すように回転軸10が、本体ハウジング13の中心軸P上にエア軸受12により支持された状態で固定される。このとき、回転軸10と本体ハウジング13の同軸性が確保されており、この同軸の回転軸10と本体ハウジング13が芯合わせの基準となる。一方、モータ軸40の外周面には、ロータ41が圧入固定され、その後ロータ41の外周面41aは、上述したようにモータ軸40の外周面と一体的に加工され、モータ軸40と同心になっている。
Next, a method for manufacturing the
そして、本体ハウジング13の回転軸10の後方部に、モータ軸40が固定される。このモータ軸40の固定作業は、図3に示すようにまず、モータ軸40がボルト等により回転軸10に仮止めされる。そして、次に、ロータ41の外周面41aに回転振れセンサFが当接され、モータ軸40が回転されてロータ41の外周面41aの回転振れが検出される。そして、当該回転振れが最小になるように、回転軸10に対するモータ軸40の固定位置が調整される。こうして、芯合わせの基準となる回転軸10に対し、モータ軸40が軸が一致するように固定される。
The
一方、図4に示すようにモータハウジング14の本体部14aには、ステータ42の内周面42aと同心の環状の位置合わせ面Eが形成される。この位置合わせ面Eは、上述のようにステータ42が固定された本体部14aを加工機に固定し、当該加工機により、ステータ42の内周面42aと本体部14aの内周面の後方端部とを一体で加工することにより形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 4, an annular alignment surface E concentric with the inner
そして、芯合わせの基準となる本体ハウジング13の後方端部に、モータハウジング14が固定される。このモータハウジング14の固定作業は、図5に示すようにまず、底部14bを取り外した状態のモータハウジング14(本体部14a)がボルト等により本体ハウジング13に仮止めされる。次に、本体部14aの位置合わせ面Eに回転振れセンサFが当接される。その後、回転振れセンサFが当接した状態で、モータ軸40及び回転軸10が固定され、本体ハウジング13と本体部14aが一体に回転され、位置合わせ面Eの回転振れが検出される。そして、当該回転振れが最小になるように、本体部14aが本体ハウジング13に固定される。こうして、本体部14aが本体ハウジング13に対し、軸が一致するように固定され、ロータ41とステータ42が同心円状に対向配置される。その後、図1に示したように位置合わせ面Eのある本体部14aの後方端部に、ボルト等により底部14bが固定される。
Then, the
以上の実施の形態によれば、モータハウジング14の内周面に、ステータ42の内周面42aと同心の環状の位置合わせ面Eが形成されているので、スピンドル装置の製造時に、モータハウジング14の位置合わせ面Eを基準にして、当該位置合わせ面Eに回転振れセンサFを当てて、モータハウジング14を本体ハウジング13に対し軸が一致するように固定することができる。こうすることにより、モータハウジング14に固定されたステータ42と、本体ハウジング13の回転軸10に同軸に固定されたモータ軸40及びロータ41との回転中心が一致するので、ステータ42とロータ41の芯合わせを正確かつ簡単に行うことができる。
According to the above embodiment, since the annular alignment surface E concentric with the inner
また、以上の実施の形態では、スピンドル装置1において、ステータ42をモータハウジング14に固定した状態で、モータハウジング14を加工機に固定し、当該加工機により、ステータ42の内周面42aと、モータハウジング14の内周面の一部とを同時加工することにより、位置合わせ面Eが形成されている。このため、ステータ42の内周面42aと同心の環状の位置合わせ面Eを精度よく簡単に形成できる。
In the above embodiment, in the
また、以上の実施の形態では、スピンドル装置1を製造する際に、モータハウジング14を本体ハウジング13に仮止めし、当該モータハウジング14を回転させて位置合わせ面Eの回転振れを検出し、当該回転振れが最小になるように、モータハウジング14を本体ハウジング13に固定するようにしている。このため、モータハウジング14と本体ハウジング13との同軸性が向上し、ステータ42とロータ41との芯合わせをより正確に行うことができる。
Further, in the above embodiment, when manufacturing the
ロータ41の外周面41aは、モータ軸40と同心になるように加工されているので、ロータ41の外周面41aとモータ軸40との同軸性が向上されている。また、モータ軸40を回転軸10に仮止めし、当該モータ軸40を回転させてロータ41の外周面41aの回転振れを検出し、当該回転振れが最小になるように、モータ軸40を回転軸10に固定するようにしている。このため、ロータ41の外周面41aと回転軸10との同軸性が向上されている。したがって、本体ハウジング13や回転軸10を基準に固定されているステータ42とロータ41との芯合わせをより正確に行うことができる。
Since the outer
以上の実施の形態で記載したスピンドル装置1は、モータ部11を冷却するための冷却用気体をモータハウジング14内に導入するための気体導入部と、モータハウジング14内に供給された冷却用気体を、本体ハウジング13のシールリング部13aと前方フランジ10aの隙間Dに供給し、当該隙間Dから本体ハウジング13の外部に流出させるための気体流路と、をさらに備えていてもよい。
The
図6は、かかる一例を示すものであり、例えば後方フランジ10bとモータ部11との間のモータハウジング14の内周面には、冷却用気体としての冷却用エアの導入を行う環状のエア導入リング60が設けられている。エア導入リング60の内部には、外周面から中心方向に延びてその後モータ部11のある後方側の側面に連通するエア導入流路61が形成されている。モータハウジング14の壁内には、エア導入流路61に通じるエア導入孔62が形成されている。これにより、外部からエア導入孔62とエア導入リング60のエア導入流路61を通じて、モータハウジング14の内部に冷却用エアを供給できる。また、冷却用エアをモータ部11の前方側から後方側に向けて供給できる。なお、本実施の形態では、例えばエア導入リング60とエア導入孔62により気体導入部が構成されている。
FIG. 6 shows such an example. For example, on the inner peripheral surface of the
さらにモータハウジング14の内周面のモータ部11よりも後方側には、エア流路70のエア流入口70aが形成されている。エア流路70は、モータハウジング14と本体ハウジング13の壁内を通って前方側のエア流路31に合流している。これにより、モータハウジング14内の冷却用エアをエア流入口70aから流入し、エア流路70とエア流路31を通ってシールリング部13aの内側に供給し、前方フランジ10aと突条部20との隙間Dから本体ハウジング13の外部に冷却用エアを流出できる。なお、本実施の形態では、エア流路70、31により、気体流路が形成されている。
Further, an
また、シールリング部13aには、突条部20の内周面の凹部20aから外周面に通じるドレイン抜き穴80が形成されている。これにより、何らかの原因で研削水等の異物がシールリング部13aの内部に侵入した場合には、ドレイン抜き穴80を通じて異物を除去できる。
Further, a drain hole 80 is formed in the
この例によれば、モータ部11の冷却用気体を、前方フランジ10aとシールリング部13aの隙間Dに供給し当該隙間Dから本体ハウジング13の外部に流出させるので、例えば工具Aによる研削加工で用いられる研削水等の異物が隙間Dを通じて本体ハウジング13の内部に侵入することを抑制できる。これにより、研削水に含まれる切粉が本体ハウジング13の内部に侵入しエア軸受12やモータ部11を破損することを防止できる。また、モータ部11の冷却用エアを用いて本体ハウジング13の内部への異物の侵入を抑制するので、新たにエアの供給装置等を設ける必要がなく、スピンドル装置1の構成の複雑化、高コスト化を抑制できる。
According to this example, the cooling gas for the motor part 11 is supplied to the gap D between the
なお、以上の実施の形態では、エア流路70がモータハウジング14の壁内や本体ハウジング13の壁内を通過していたが、モータハウジング14や本体ハウジング13の外部を通るようにしてもよい。
In the above embodiment, the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the ideas described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
例えば以上の実施の形態では、位置合わせ面Eがモータハウジング14の内周面の後端部に形成されていたが、ステータ42が固定されている位置以外であれば、モータハウジング14の内周面の他の位置に形成されていてもよいし、モータハウジング14の外周面に形成されていてもよい。
For example, in the above embodiment, the alignment surface E is formed at the rear end portion of the inner peripheral surface of the
1 スピンドル装置
10 回転軸
11 モータ部
12 エア軸受
13 本体ハウジング
14 モータハウジング
40 モータ軸
41 ロータ
42 ステータ
A 工具
D 隙間
E 位置合わせ面
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前方側に回転具を取り付け可能な回転軸と、
前記回転軸を中心軸上に収容し、当該回転軸を軸受を介して回転自在に支持する本体ハウジングと、
前記回転軸の後方側に設けられ、前記回転軸を回転駆動するモータ部と、
前記本体ハウジングの後方部に固定され、前記モータ部を収容するモータハウジングと、を有し、
前記モータ部は、前記回転軸の後方部に当該回転軸と同軸上に固定されたモータ軸と、当該モータ軸の外周面に固定された環状のロータと、当該ロータに対向しモータハウジングの内周面に固定された環状のステータを有し、
前記モータハウジングの内周面の前記ステータが固定されていない位置又は前記モータハウジングの外周面には、前記ステータの内周面と同心の環状の位置合わせ面が形成されていることを特徴とする、スピンドル装置。 A spindle device,
A rotating shaft to which a rotating tool can be attached on the front side;
A main body housing that houses the rotary shaft on a central axis and rotatably supports the rotary shaft via a bearing;
A motor unit that is provided on the rear side of the rotating shaft and that rotationally drives the rotating shaft;
A motor housing fixed to a rear portion of the main body housing and housing the motor portion;
The motor unit includes a motor shaft fixed coaxially to the rotary shaft at a rear portion of the rotary shaft, an annular rotor fixed to the outer peripheral surface of the motor shaft, an inner surface of the motor housing facing the rotor. Having an annular stator fixed to the peripheral surface;
An annular alignment surface concentric with the inner peripheral surface of the stator is formed at a position where the stator is not fixed on the inner peripheral surface of the motor housing or at the outer peripheral surface of the motor housing. Spindle device.
前記モータ部を冷却するための冷却用気体を前記モータハウジング内に導入するための気体導入部と、
前記モータハウジング内に供給された前記冷却用気体を、前記本体ハウジングと前記回転体の前記隙間に供給し、当該隙間から前記本体ハウジングの外部に流出させるための気体流路と、をさらに有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のスピンドル装置。 A rotating body that is provided in an opening formed on the front side of the main body housing, forms a gap that communicates the inside and the outside of the main body housing with an inner peripheral surface of the main body housing, and rotates around the rotating shaft; ,
A gas introduction part for introducing a cooling gas for cooling the motor part into the motor housing;
A gas flow path for supplying the cooling gas supplied into the motor housing to the gap between the main body housing and the rotating body and allowing the gas to flow out of the main body housing from the gap. The spindle device according to claim 1, wherein the spindle device is characterized in that:
本体ハウジング内の中心軸上に軸受を介して回転自在に支持された回転軸に対し、環状のロータが外周面に固定されたモータ軸を、軸が一致するように固定する工程と、
環状のステータが内周面に固定されたモータハウジングに対し、当該モータハウジングの内周面の前記ステータが固定されていない位置又はモータハウジングの外周面に、前記ステータの内周面と同心の環状の位置合わせ面を形成する工程と、
前記位置合わせ面を基準にして、前記モータハウジングを前記本体ハウジングに対し、軸が一致するように固定して、前記ロータと前記ステータを同心円状に対向配置する工程と、を有することを特徴とする、スピンドル装置の製造方法。 A method of manufacturing a spindle device,
A step of fixing a motor shaft having an annular rotor fixed to an outer peripheral surface to a rotating shaft rotatably supported via a bearing on a central axis in a main body housing so that the axes coincide;
For a motor housing in which an annular stator is fixed to the inner peripheral surface, an annular shape that is concentric with the inner peripheral surface of the stator at the position where the stator is not fixed on the inner peripheral surface of the motor housing or the outer peripheral surface of the motor housing Forming the alignment surface of
Fixing the motor housing with respect to the main body housing so that the axes coincide with each other on the basis of the alignment surface, and concentrically facing the rotor and the stator. A method of manufacturing a spindle device.
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