JP4636824B2

JP4636824B2 - 回転軸装置

Info

Publication number: JP4636824B2
Application number: JP2004207266A
Authority: JP
Inventors: 郷平野
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: JP2006026774A

Description

本発明は、工作機械の主軸装置又は回転テーブル装置などを含むモータ内蔵式の回転軸装置に関し、特に内蔵されたモータの冷却構造を備えた回転軸装置に関する。

工作機械の主軸装置で、モータが内蔵された主軸装置のビルトインモータを冷却する構造が特許文献１に開示されている。この主軸装置は、ビルトインモータのステータが装着されているハウジングの内周面に螺旋溝を形成し、その螺旋溝に冷却液を流してステータ及びハウジングを冷却する構造を備えたものである。
また、工作機械の回転テーブル装置で、モータが内蔵された回転テーブル装置のケーシングを冷却する構造が特許文献２に記載されている。この回転テーブル装置は、ビルトインモータのステータが装着されているケーシング２の外周面にジャケット溝２０が形成され、冷却液を循環供給する構造を備えたものである。

特公平８−１０９７５号公報特開平４−２８９０４２号公報

前述の特許文献１及び特許文献２に記載のビルトインモータの冷却構造は、冷却液を流す螺旋溝が一重であるので、冷却液が一方通行に流れ、冷却液入口付近のハウジングの温度が低く、冷却液出口付近のハウジングの温度が高くなる。この温度差によるハウジングの熱変形が発生し、装置の精度に悪影響を及ぼすという問題点があった。
本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、冷却液を流通する螺旋溝を二重にして、冷却液を往路、復路として往復に流して、ステータ及びハウジングを冷却することにより、ハウジング各部の温度差を少なくして、熱変形が小さい精度の良い回転軸装置を提供することである。

前述の目的を達成するために、本発明によれば、モータが内蔵された回転軸装置であって、枠体であるハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支承された回転軸と、前記ハウジングに取付けられたステータと前記回転軸に取付けられたロータとからなるモータと、前記ステータと前記ハウジングとの間に嵌着された円筒状のスリーブと、を具備し、前記ステータの外周面又は前記スリーブの内周面に第１の螺旋溝を設けると共に、前記ハウジングの内周面又は前記スリーブの外周面に第２の螺旋溝を設け、前記第１の螺旋溝を往路とし、前記第２の螺旋溝を復路として冷却液を流通させると共に、前記第１の螺旋溝の冷却液と前記第２の螺旋溝の冷却液とが互いに逆方向に流通するように、前記第１の螺旋溝の冷却液出口側後端と前記第２の螺旋溝の冷却液入口側始端とを連通する連通路を設け、二重の冷却液流通路構造にした回転軸装置が提供される。
前述のように、ビルトインモータのステータの外周面とハウジングの内周面に円筒状のスリーブを挟んで二重の螺旋溝を設け、二重の冷却液流通路構造に構成されている。このような構成であるから、二重の螺旋溝に冷却液を往路、復路として往復に流通させて、ハウジング各部の温度差を少なくすることができる。円筒状のスリーブの内周面と外周面に二重の螺旋溝を設ければ、螺旋溝の加工が容易に行える。

本発明によれば、内蔵されたモータのステータの外周面とハウジングの内周面に、円筒状のスリーブを挟んで二重の螺旋溝を設けた。そして、冷却液を往路、復路として往復に流通させたので、ハウジング各部の温度差が少なくなり、熱変形が小さくなり、装置の精度が良くなった。また、円筒状のスリーブの内周面と該スリーブの外周面に螺旋溝を設け、二重の冷却液流通路構造にして、冷却液を往路、復路として往復に流通させたので、前述と同様に熱変形が小さくなり、装置の精度が良くなった。しかも、円筒状のスリーブに二重の螺旋溝を設けたので、螺旋溝の加工が容易で、装置が安価になった。

以下、本発明による回転軸装置の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態を示す工作機械の主軸装置の断面図である。図２は、本発明の好ましい他の実施の形態を示す工作機械の回転テーブル装置の一部断面図である。
図１において、工作機械の主軸装置の枠体であるハウジング１は、図示しない工作機械本体に取付けられている。主軸３は軸受５、７を介してハウジング１に回転可能に支承されている。主軸３の先端部は、工具ホルダ装着のためのテーパ穴９が設けられている。この主軸装置はモータが内蔵されており、主軸３にロータ１１が取付けられ、ハウジング１の内周面にステータ１３が取付けられている。ハウジング１の内周面でステータ１３が取付けられている部位に円筒状のスリーブ１５が嵌着されている。スリーブ１５が抜け出さないように、カラー１７を介して押え板１９がスリーブ１５を押えている。装置の発熱部を冷却する冷却液は、図示していない公知の液温調整装置により温度調整されている。

ステータ１３の外周面には、ステータ１３を冷却するための冷却液を流す螺旋溝２１が設けられている。この螺旋溝２１は、始端２１ａから終端２１ｂに向って連続した螺旋に形成されている。ハウジング１の内周面には、ハウジング１を冷却するための冷却液を流す螺旋溝２３が設けられている。この螺旋溝２３は、始端２３ａから終端２３ｂに向って連続した螺旋に形成されている。螺旋溝２１と螺旋溝２３は、円筒状のスリーブ１５を挟んで二重の螺旋溝を形成している。螺旋溝２１の始端２１ａに冷却液を流入するための流入口２５が接続されている。螺旋溝２１の終端２１ｂと螺旋溝２３の始端２３ａは連通路２７で連通されている。螺旋溝２３の終端２３ｂに冷却液を回収するための回収口２９が接続されている。なお、別の実施の形態として、円筒状のスリーブ１５の内周面に螺旋溝２１を設け、該スリーブ１５の外周面に螺旋溝２３を設けても良い。

図１に示す実施の形態では、冷却液を流入口２５から流入すると、冷却液は螺旋溝２１を流通し、連通路２７を通り、螺旋溝２３を逆方向に流通し、冷却液は回収口２９から回収される。冷却液は螺旋溝２１と螺旋溝２３の中を逆方向に流れるので、ステータ１３及びハウジング１の冷却効果が平均化され、ハウジング各部の温度差が小さくなり、装置の熱変形が小さくなった。従来の装置は、螺旋溝が一重であるので、冷却液流入付近は温度が低く、冷却液出口付近は温度が高くなり、定常的に温度勾配が発生していた。

図示していない別の実施の形態は、連通路２７を設けず、螺旋溝２１の終端２１ｂに冷却液の回収口を接続し、更に、螺旋溝２３の始端２３ａに冷却液の流入口を接続する。そして、冷却液を螺旋溝２１の始端２１ａから流入し、終端２１ｂから外に回収する。別経路で冷却液を螺旋溝２３の始端２３ａから流入し、終端２３ｂから外に回収する。このように二重の螺旋溝に冷却液を往路、復路として別経路で流すようにしても良い。

図２は、他の実施の形態を示したものであり、工作機械の回転テーブル装置である。図２において、回転テーブル装置の枠体であるハウジング４１は、図示しない工作機械本体に取付けられている。回転テーブル４３は軸受４５を介してハウジング４１に回転可能に支承されている。この回転テーブル装置はモータが内蔵されており、回転テーブル４３の下部位にロータ４７が取付けられ、ハウジング４１の内周面にステータ４９が取付けられている。ハウジング１の内周面でステータ４９が取付けられている部位に、円筒状のスリーブ５１が取付けられている。

図２に示す実施の形態では、円筒状のスリーブ５１の内周面に螺旋溝５３が設けられ、スリーブ５１の外周面に螺旋溝５５が設けられている。螺旋溝５３の始端５３ａに冷却液を流入するための流入口５７が接続され、螺旋溝５３の終端５３ｂと螺旋溝５５の始端５５ａが連通路５９で連通されている。螺旋溝５５の終端５５ｂに冷却液を回収するための回収口６１が接続されている。この実施の形態では、冷却液を流入口５７から流入すると、冷却液は螺旋溝５３を流通し、連通路５９を通り、螺旋溝５５を逆方向に流通し、冷却液は回収口６１から回収される。作用効果は前述の主軸装置の場合と同様である。また、円筒状のスリーブ５１に螺旋溝５３、５５を設けたので、螺旋溝の加工が容易で、装置が安価に製作できる。

図示していないが、連通路５９を設けず、螺旋溝５３の終端５３ｂに回収口を接続し、螺旋溝５５の始端５５ａに流入口を接続して、別々に冷却液を往路、復路として流入するようにしてもよい。要は、二重の螺旋溝に冷却液を逆方向に流すことによって、ハウジング各部の温度差を少なくして、熱変形が小さい装置を得ることができる。なお、別の実施の形態として、ステータ４９の外周面に螺旋溝５３を設け、ハウジング４１の内周面に螺旋溝５５を設けても良い。

本発明の好ましい実施の形態を示す工作機械の主軸装置の断面図である。本発明の好ましい他の実施の形態を示す工作機械の回転テーブル装置の一部断面図である。

符号の説明

１ハウジング
３主軸
１１ロータ
１３ステータ
１５スリーブ
２１、２３螺旋溝
４１ハウジング
４３回転テーブル
４７ロータ
４９ステータ
５１スリーブ
５３、５５螺旋溝

Claims

モータが内蔵された回転軸装置であって、
枠体であるハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に支承された回転軸と、
前記ハウジングに取付けられたステータと前記回転軸に取付けられたロータとからなるモータと、
前記ステータと前記ハウジングとの間に嵌着された円筒状のスリーブと、を具備し、
前記ステータの外周面又は前記スリーブの内周面に第１の螺旋溝を設けると共に、前記ハウジングの内周面又は前記スリーブの外周面に第２の螺旋溝を設け、前記第１の螺旋溝を往路とし、前記第２の螺旋溝を復路として冷却液を流通させると共に、前記第１の螺旋溝の冷却液と前記第２の螺旋溝の冷却液とが互いに逆方向に流通するように、前記第１の螺旋溝の冷却液出口側後端と前記第２の螺旋溝の冷却液入口側始端とを連通する連通路を設け、二重の冷却液流通路構造にしたことを特徴とする回転軸装置。