JP5350682B2 - Spindle motor and drilling device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spindle motor enabling a very small feed load generated when a fine hole is formed to be stably measured. <P>SOLUTION: The spindle motor 100 includes: a cylindrical casing 110; a motor 120; a drilling tool gripping section 150, a rotating body 130 rotatable integrally with the rotating shaft of the motor 120 in the cylindrical casing 110, transmitting the rotational force of the motor 210 to the drilling tool gripping section 150, and having a flange section 134 with a front end bearing surface and a rear end bearing surface which is formed on the outer peripheral section; a static air pressure bearing 220 which is fixed to the cylindrical casing 110 in such a manner as to be fine-movable through an elastic member 240 in the feeding direction and which receives the feed load from the drilling tool griping section 150 by pinching the front end bearing surface and the rear end bearing surface of the flange section 134; and a feed load measuring device 140 for measuring the feed load according to the displacement of the static air pressure bearing 220 in the feeding direction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、スピンドルモータ及び穿孔加工装置に関する。   The present invention relates to a spindle motor and a drilling apparatus.

図１８は、従来のスピンドルモータ９００を説明するために示す図である。
従来のスピンドルモータ９００は、図１８に示すように、筒状筐体９１０と、筒状筐体９１０の内側で筒状筐体９１０に固定されたモータ９２０（図示せず。）と、モータ９２０の先端側に配設されモータにより回転駆動される穿孔工具把持部９５０と、筒状筐体９１０内でモータ９２０の回転軸と一体になって回転可能で、かつ、モータ９２０の回転力を穿孔工具把持部９５０に伝達するための中空のスピンドル軸９３０と、スピンドル軸９３０と一体になって回転する回転体９３２とを有する。筒状筐体９１０には、回転方向軸受部９１２及び送り方向軸受部９１４，９１６が形成され、回転体９３２には、回転方向軸受部９３４及び送り方向軸受部９３６，９３８が形成されている。これらの軸受部には、バルブ９１２ｘを介して外部から空気が供給されるとともに開口９３０ｘ及びスピンドル軸９３０の内部を介して空気が排出され、空気静圧軸受構造が構成されている。なお、図１７中、符号９６０，９６２，９６４は固定部材を示し、符号９６６はシールド部材を示し、符号９６８はケース部材を示す。 FIG. 18 is a view for explaining a conventional spindle motor 900.
As shown in FIG. 18, the conventional spindle motor 900 includes a cylindrical housing 910, a motor 920 (not shown) fixed to the cylindrical housing 910 inside the cylindrical housing 910, and a motor 920. A drilling tool gripping portion 950 that is disposed on the distal end side of the motor and is rotated by a motor, and can rotate integrally with the rotating shaft of the motor 920 in the cylindrical housing 910, and the rotational force of the motor 920 is drilled. It has a hollow spindle shaft 930 for transmitting to the tool grip 950 and a rotating body 932 that rotates integrally with the spindle shaft 930. The cylindrical housing 910 is formed with a rotation direction bearing portion 912 and feed direction bearing portions 914 and 916, and the rotating body 932 is formed with a rotation direction bearing portion 934 and feed direction bearing portions 936 and 938. Air is supplied to these bearing portions from the outside through a valve 912x and air is discharged through the opening 930x and the inside of the spindle shaft 930, thereby forming an aerostatic bearing structure. In FIG. 17, reference numerals 960, 962, and 964 indicate fixing members, reference numeral 966 indicates a shield member, and reference numeral 968 indicates a case member.

従来のスピンドルモータ９００は、筒状筐体９１０に対するスピンドル軸９３０の送り方向の変位に基づいて送り負荷を測定する、静電容量測定方式の送り負荷測定装置９４０をさらに有する。この送り負荷測定装置９４０は、互いに絶縁されている一対の固定電極９４２Ａ及び９４２Ｂと、スピンドル軸９３０に固定された検出電極９４４と、固定電極９４２Ａと検出電極９４４との間に形成される第１コンデンサ及び固定電極９４２Ｂと検出電極９４４との間に形成される第２コンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定する静電容量測定回路９４６とを有する。 The conventional spindle motor 900 further includes an electrostatic capacity measuring type feed load measuring device 940 that measures the feed load based on the displacement of the spindle shaft 930 in the feed direction with respect to the cylindrical housing 910. The feed load measuring device 940 includes a pair of fixed electrodes 942A and 942B that are insulated from each other, a detection electrode 944 fixed to the spindle shaft 930, and a first electrode formed between the fixed electrode 942A and the detection electrode 944. And a capacitance measuring circuit 946 for measuring a combined capacitance of an electric circuit constituted by a series connection of a second capacitor formed between the capacitor and the fixed electrode 942B and the detection electrode 944.

このため、従来のスピンドルモータ９００によれば、送り負荷測定装置９４０が、固定電極９４２Ａと検出電極９４４との間に形成される第１コンデンサ及び固定電極９４２Ｂと検出電極９４４との間に形成される第２コンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定することにより非接触で送り負荷を測定するため、送り負荷を高精度で検出することが可能である。   Therefore, according to the conventional spindle motor 900, the feed load measuring device 940 is formed between the first capacitor and the fixed electrode 942B formed between the fixed electrode 942A and the detection electrode 944 and the detection electrode 944. Since the feed load is measured in a non-contact manner by measuring the combined capacitance of the electric circuit configured by connecting the second capacitors in series, the feed load can be detected with high accuracy.

特開２００６−３５３７６号公報JP 2006-35376 A

ところで、近年、穿孔加工においては、無痛針の針穴形成加工などの種々の用途において従来よりも微細な穴（例えば、内径１００μｍ以下。）を形成することが求められている。しかしながら、このように微細な穴を形成しようとすると、穿孔加工中に所定の送り負荷よりも少し大きい送り負荷がかかっただけでも穿孔工具が破損することがあるため、それを防止するには、極めて小さい送り負荷（微小な送り負荷）を前もって検出することが必要となる。しかしながら、従来のスピンドルモータ９００においては、そのような微小な送り負荷を安定して測定することが困難であるという問題があった。   By the way, in recent years, in the drilling process, it is required to form a finer hole (for example, an inner diameter of 100 μm or less) than the conventional ones in various uses such as a painless needle hole forming process. However, when trying to form such a fine hole, the drilling tool may be damaged even if a slightly higher feed load than the predetermined feed load is applied during drilling. It is necessary to detect an extremely small feed load (a minute feed load) in advance. However, the conventional spindle motor 900 has a problem that it is difficult to stably measure such a minute feed load.

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、従来よりも微細な穴を形成する際に発生する微小な送り負荷を安定して測定することが可能なスピンドルモータを提供することを目的とする。また、上記した優れたスピンドルモータを備える穿孔加工装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a spindle motor capable of stably measuring a minute feed load generated when forming a finer hole than before. The purpose is to do. It is another object of the present invention to provide a drilling apparatus provided with the above-described excellent spindle motor.

本発明者は、上記の目的を達成するため、「従来のスピンドルモータ９００において、従来よりも微細な穴を形成する際に発生する微小な送り負荷を安定して測定することが困難となる」原因を徹底的に調査した。その結果、その原因は、「送り方向に沿った回転体の変位を用いて送り負荷を測定していたこと」にあるという知見を得た。すなわち、従来のスピンドルモータ９００を用いて微小な送り負荷を測定しようとすると、空気静圧軸受の剛性を低くして、送り方向に沿って回転体をより動き易くする必要が生じる。しかしながら、空気静圧軸受の剛性を低くすると、送り負荷のない状態であっても空気の圧力変動や空気の流れなどに起因して送り方向に沿って回転体が前後にふらつき易くなるため、微小な送り負荷を安定して測定することが困難となるのである。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has made it difficult for the conventional spindle motor 900 to stably measure a minute feed load generated when forming a finer hole than before. The cause was thoroughly investigated. As a result, it was found that the cause is that “the feed load was measured using the displacement of the rotating body along the feed direction”. In other words, when trying to measure a minute feed load using the conventional spindle motor 900, it is necessary to reduce the rigidity of the aerostatic bearing so that the rotating body can move more easily along the feed direction. However, if the rigidity of the aerostatic bearing is lowered, the rotating body easily fluctuates back and forth along the feed direction due to air pressure fluctuations and air flow even in the absence of feed load. Therefore, it is difficult to measure a stable feed load stably.

本発明者は、以上の知見に基づいてさらなる研究を重ねた結果、筒状筐体に弾性部材を介してかつ送り方向に微動可能に固定された空気静圧軸受によって回転体を受けるようにするとともに、送り方向に沿った空気静圧軸受の変位に基づいて送り負荷を測定するようにすれば、従来よりも微細な穴を形成する際に発生する微小な送り負荷を安定して測定することが可能となることに想到し、本発明を完成させるに至った。すなわち、このようにすれば、空気静圧軸受の剛性を低くしなくても、送り方向に沿って回転体をより動き易くすることが可能となる。このため、空気静圧軸受の剛性を低くする必要がなくなるため、空気の圧力変動や空気の流れなどに起因して送り方向に沿って回転体が前後にふらつき易くなるということがなくなるのである。また、仮に送り負荷のない状態で回転体が前後にふらつくことがあったとしても、このことが空気静圧軸受の変位に影響を及ぼすことがなくなるのである。 As a result of further research based on the above knowledge, the present inventor is configured to receive a rotating body by an air hydrostatic bearing fixed to a cylindrical housing through an elastic member and finely movable in a feeding direction. At the same time, if the feed load is measured based on the displacement of the aerostatic bearing along the feed direction, it is possible to stably measure the minute feed load generated when forming finer holes than before. As a result, the present invention has been completed. In other words, this makes it possible to make the rotating body easier to move along the feed direction without reducing the rigidity of the aerostatic bearing. For this reason, since it is not necessary to reduce the rigidity of the aerostatic bearing, the rotating body does not easily fluctuate back and forth along the feed direction due to air pressure fluctuations or air flow. Further, even if the rotating body fluctuates back and forth in a state where there is no feed load, this does not affect the displacement of the aerostatic bearing.

（１）本発明のスピンドルモータは、筒状筐体と、前記筒状筐体の内側で前記筒状筐体に固定されたモータと、前記モータの先端側に配設され、前記モータにより回転駆動される穿孔工具把持部と、前記筒状筐体内で前記モータの回転軸と一体になって回転可能で、かつ、前記モータの回転力を前記穿孔工具把持部に伝達するための回転体であって、先端側軸受面及び基端側軸受面を有する鍔部が外周部に形成された回転体と、前記筒状筐体に弾性部材を介してかつ送り方向に沿って微動可能に固定され、前記鍔部における前記先端側軸受面及び前記基端側軸受面を挟み込んで前記穿孔工具把持部からの送り負荷を受ける空気静圧軸受と、送り方向に沿った前記空気静圧軸受の変位に基づいて送り負荷を測定する送り負荷測定装置とを有することを特徴とする。 (1) A spindle motor according to the present invention is provided on a cylindrical casing, a motor fixed to the cylindrical casing on the inner side of the cylindrical casing, and disposed at a front end side of the motor, and is rotated by the motor. A drilling tool gripper to be driven; and a rotating body that can rotate integrally with the rotating shaft of the motor in the cylindrical housing and transmits the rotational force of the motor to the drilling tool gripper. A flange having a distal end side bearing surface and a proximal end side bearing surface formed on the outer periphery, and is fixed to the cylindrical housing via an elastic member and finely movable along the feed direction. An aerostatic bearing that receives a feed load from the drilling tool gripping portion sandwiching the distal end side bearing surface and the proximal end side bearing surface in the flange, and displacement of the aerostatic bearing along the feed direction. A feed load measuring device for measuring the feed load based on And wherein the door.

このため、上記（１）に記載のスピンドルモータによれば、筒状筐体に弾性部材を介してかつ送り方向に沿って微動可能に固定された空気静圧軸受によって回転体を受けるようにするとともに、送り方向に沿った空気静圧軸受の変位に基づいて送り負荷を測定するようにしているため、空気静圧軸受の剛性を低くしなくても、送り方向に沿って回転体をより動き易くすることが可能となる。その結果、空気静圧軸受の剛性を低くする必要がなくなるため、空気の圧力変動や空気の流れなどに起因して送り方向に沿って回転体が前後にふらつき易くなるということがなくなる。また、仮に送り負荷のない状態で回転体が前後にふらつくことがあったとしても、このことが空気静圧軸受の変位に影響を及ぼすことがなくなる。従って、上記（１）に記載のスピンドルモータによれば、従来よりも微細な穴を形成する際に発生する微小な送り負荷を安定して測定することが可能となる。 For this reason, according to the spindle motor described in the above (1), the rotating body is received by the aerostatic bearing fixed to the cylindrical housing via the elastic member and finely movable along the feed direction. At the same time, since the feed load is measured based on the displacement of the aerostatic bearing along the feed direction, the rotating body moves more along the feed direction without reducing the rigidity of the aerostatic bearing. This can be facilitated. As a result, it is not necessary to reduce the rigidity of the aerostatic bearing, so that the rotating body does not easily fluctuate back and forth along the feed direction due to air pressure fluctuations or air flow. Further, even if the rotating body fluctuates back and forth in a state where there is no feed load, this does not affect the displacement of the aerostatic bearing. Therefore, according to the spindle motor described in the above (1), it is possible to stably measure a minute feed load generated when forming a finer hole than before.

（２）上記（１）に記載のスピンドルモータにおいては、前記弾性部材は、前記筒状筐体に固定された外周側環状部材と、前記空気静圧軸受に固定された内周側環状部材と、前記外周側環状部材と前記内周側環状部材とを径方向に連結する薄板状弾性部材とが一体化された構造を有することが好ましい。 (2) In the spindle motor according to (1), the elastic member includes an outer peripheral side annular member fixed to the cylindrical housing, and an inner peripheral side annular member fixed to the aerostatic bearing. It is preferable to have a structure in which a thin plate-like elastic member that connects the outer peripheral side annular member and the inner peripheral side annular member in the radial direction is integrated.

このように構成することにより、薄板状弾性部材により所定の弾性力が付与された弾性部材を、外周側環状部材及び内周側環状部材を用いて、筒状筐体及び空気静圧軸受に容易に取り付けることが可能となる。 With this configuration, the elastic member to which a predetermined elastic force is applied by the thin plate-like elastic member can be easily used as the cylindrical housing and the aerostatic bearing by using the outer peripheral side annular member and the inner peripheral side annular member. It becomes possible to attach to.

（３）上記（２）に記載のスピンドルモータにおいては、前記薄板状弾性部材は、前記外周側環状部材との結合部位にある外周側結合部と、前記内周側環状部材との結合部位にある内周側結合部と、前記外周側結合部から内周側に突出する外周側連結部と、前記内周側結合部から外周側に突出する内周側連結部と、前記外周側突出部と前記内周側突出部とを周方向に沿って連結する周方向連結部とを有することが好ましい。 (3) In the spindle motor according to the above (2), the thin plate-like elastic member is formed at an outer peripheral side coupling portion at a coupling site with the outer circumferential ring member and a coupling site with the inner circumferential ring member. A certain inner circumferential side coupling portion, an outer circumferential side coupling portion projecting from the outer circumferential side coupling portion to the inner circumferential side, an inner circumferential side coupling portion projecting from the inner circumferential side coupling portion to the outer circumferential side, and the outer circumferential side projecting portion It is preferable to have the circumferential direction connection part which connects the said inner peripheral side protrusion part and the said circumferential direction.

このように構成することにより、周方向連結部の周方向に沿った長さを長くすることが可能となるため、弾性部材の径方向の大きさを大きくすることなく弾性部材に所定の弾性力を付与することが可能となる。   By configuring in this way, it is possible to increase the length of the circumferential connecting portion along the circumferential direction. Therefore, a predetermined elastic force is applied to the elastic member without increasing the radial size of the elastic member. Can be given.

（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のスピンドルモータにおいては、前記送り負荷測定装置は、前記筒状筐体に配設された固定電極と、前記空気静圧軸受に配設され、前記固定電極に対向配置された測定電極と、前記固定電極と前記測定電極との間の静電容量を測定する静電容量測定回路とを有する静電容量測定方式の送り負荷測定装置であることが好ましい。 (4) In the spindle motor according to any one of (1) to (3), the feed load measuring device is disposed on a fixed electrode disposed on the cylindrical housing and the static air bearing. A capacitance measuring type feed load measuring device having a measuring electrode disposed opposite to the fixed electrode and a capacitance measuring circuit for measuring a capacitance between the fixed electrode and the measuring electrode It is preferable that

このように構成することにより、送り負荷を非接触で測定することが可能となり、送り負荷を高精度で測定することが可能となる。   By configuring in this way, the feed load can be measured in a non-contact manner, and the feed load can be measured with high accuracy.

（５）上記（４）のいずれかに記載のスピンドルモータにおいては、前記固定電極は、第１固定電極及び第２固定電極からなり、前記測定電極は、前記第１固定電極及び前記第２固定電極の両方に対向配置されており、前記静電容量測定回路は、前記第１固定電極と前記測定電極との間に形成される第１コンデンサ及び前記第２固定電極と前記測定電極との間に形成される第２コンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定することが好ましい。 (5) In the spindle motor according to any one of (4), the fixed electrode includes a first fixed electrode and a second fixed electrode, and the measurement electrode includes the first fixed electrode and the second fixed electrode. The capacitance measurement circuit is disposed between the first fixed electrode and the measurement electrode, and is disposed between the first capacitor and the second fixed electrode and the measurement electrode. It is preferable to measure the combined capacitance of the electric circuit configured by connecting the second capacitors formed in series.

このように構成することにより、２つのコンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定することにより送り負荷を測定することで、送り負荷をさらに高精度で測定することが可能となる。   By configuring in this way, it is possible to measure the feed load with higher accuracy by measuring the feed load by measuring the combined capacitance of the electric circuit composed of two capacitors connected in series. It becomes.

（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のスピンドルモータにおいては、前記送り負荷によって前記回転体が所定量を超えて後退しないように前記回転体又は前記空気静圧軸受を基端側から支持するストッパ部材をさらに有することが好ましい。 (6) In the spindle motor according to any one of the above (1) to (5), the rotating body or the hydrostatic bearing is based on the feed load so that the rotating body does not move backward beyond a predetermined amount. It is preferable to further have a stopper member supported from the end side.

本発明のスピンドルモータにおいては、回転体を受ける空気静圧軸受が送り方向に沿って微動可動であるため、従来のスピンドルモータに比較すると回転体が送り負荷を受けて後退し易い構成となっている。しかしながら、上記のように構成することにより、過度の送り負荷や事故による衝撃から、スピンドルモータを保護することが可能となる。   In the spindle motor of the present invention, since the aerostatic bearing that receives the rotating body is finely movable along the feeding direction, the rotating body is easily retracted by receiving a feeding load as compared with the conventional spindle motor. Yes. However, by configuring as described above, the spindle motor can be protected from an excessive feed load and an impact caused by an accident.

（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載のスピンドルモータにおいては、前記回転体は、前記筒状筐体内で前記モータの回転軸と一体になって回転可能な基端側回転体と、前記筒状筐体内で前記基端側回転体とともに回転可能で、かつ、前記穿孔工具把持部と一体となって回転可能な先端側回転体と、前記基端側回転体と前記先端側回転体との間の回転力伝達経路中に配設され、回転方向に沿って捩れ変形可能な回転力伝達部材とを有する回転体であり、前記回転力伝達部材の捩れ変形に基づいて前記基端側回転体に対する前記先端側回転体の回転負荷を測定する回転負荷測定装置をさらに有することが好ましい。 (7) In the spindle motor according to any one of the above (1) to (6), the rotating body is a base end side rotation that can rotate integrally with the rotation shaft of the motor in the cylindrical housing. A body, a distal-side rotating body that is rotatable with the proximal-side rotating body within the cylindrical housing and that is rotatable integrally with the drilling tool gripping portion, and the proximal-side rotating body and the distal end A rotating body that is disposed in a rotating force transmission path between the rotating body and that is capable of being torsionally deformed along a rotating direction, and is based on the torsional deformation of the rotating force transmitting member. It is preferable that the apparatus further includes a rotational load measuring device that measures a rotational load of the distal end side rotating body with respect to the proximal end side rotating body.

このように構成することにより、上記（７）に記載のスピンドルモータを用いて穿孔加工装置を構成する場合に、外付けの回転負荷測定装置を別途設ける必要がなくなるため、穿孔加工装置の構成を簡易なものにして穿孔加工装置を小型化することが可能となる。また、穿孔加工装置を使用する際の作業性やメンテナンス性が向上する。   With this configuration, when the drilling device is configured using the spindle motor described in (7) above, it is not necessary to separately provide an external rotational load measuring device. It becomes possible to reduce the size of the drilling device by simplifying it. In addition, workability and maintainability when using the drilling apparatus are improved.

（８）上記（７）に記載のスピンドルモータにおいては、前記回転負荷測定装置は、前記基端側回転体の先端側に固定され、外周部に第１外周電極面を有する円筒状の第１回転電極体と、前記第１回転電極体から先端側に向けて突出し、第１対向電極面を有する第１突起部と、前記第１回転電極体の外周側に配置され、前記第１外周電極面に対向する第１内周電極面を有する第１固定電極体と、前記先端側回転体の基端側に固定され、外周部に第２外周電極面を有する円筒状の第２回転電極体と、前記第２回転電極体から基端側に突出し、前記第１対向電極面に対向する第２対向電極面を有する第２突起部と、前記第２電極体の外周側に配置され、前記第２外周電極面に対向する第２内周電極面を有する第２固定電極体と、前記第１内周電極面と前記第１外周電極面との間に形成される第３コンデンサ、前記第１対向電極面と前記第２対向電極面との間に形成される第４コンデンサ及び前記第２外周電極面と前記第２内周電極面との間に形成される第５コンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定する第２静電容量測定装置とを有する静電容量測定方式の回転負荷測定装置であることが好ましい。 (8) In the spindle motor described in (7) above, the rotational load measuring device is fixed to the distal end side of the base end side rotating body, and has a first cylindrical shape having a first outer peripheral electrode surface on an outer peripheral portion. A rotating electrode body; a first protrusion projecting from the first rotating electrode body toward the distal end side and having a first counter electrode surface; and an outer peripheral side of the first rotating electrode body; A first fixed electrode body having a first inner peripheral electrode surface facing the surface, and a cylindrical second rotary electrode body fixed on the proximal end side of the distal end side rotary body and having a second outer peripheral electrode surface on the outer peripheral portion And a second protrusion having a second counter electrode surface protruding from the second rotating electrode body to the base end side and facing the first counter electrode surface, and disposed on the outer peripheral side of the second electrode body, A second fixed electrode body having a second inner peripheral electrode surface facing the second outer peripheral electrode surface; and the first inner peripheral electrode And a third capacitor formed between the first outer peripheral electrode surface, a fourth capacitor formed between the first counter electrode surface and the second counter electrode surface, and the second outer electrode surface, Rotation of a capacitance measuring system having a second capacitance measuring device for measuring a synthetic capacitance of an electric circuit formed by serial connection of a fifth capacitor formed between the second inner peripheral electrode surface A load measuring device is preferable.

このため、上記（８）のスピンドルモータによれば、３つのコンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定するだけで回転負荷を測定することが可能となり、また、その際、当該電気回路の合成静電容量を、前記第１回転電極体及び前記第２回転電極体に接触することなく測定することが可能となるため、回転負荷測定装置の構造を単純にして信頼性を高くすることが可能となる。   For this reason, according to the spindle motor of the above (8), it is possible to measure the rotational load only by measuring the combined capacitance of the electric circuit constituted by the series connection of the three capacitors. Since the synthetic capacitance of the electric circuit can be measured without contacting the first rotating electrode body and the second rotating electrode body, the structure of the rotating load measuring device is simplified and reliable. Can be increased.

なお、上記（８）に記載のスピンドルモータにおいて、３つのコンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定するだけで回転負荷を測定することが可能となる理由は以下のとおりである。
すなわち、上記（８）に記載のスピンドルモータにおいては、回転負荷が変化すると、基端側回転体と先端側回転体との間の回転方向に沿った位相差が発生するため、第１対向電極面と第２対向電極面との間隔が変化して、第２コンデンサの静電容量が変化する。その結果、３つのコンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量も変化するからである。 In the spindle motor described in (8) above, the reason why the rotational load can be measured only by measuring the combined capacitance of an electric circuit formed by connecting three capacitors in series is as follows. It is.
That is, in the spindle motor described in (8) above, when the rotational load changes, a phase difference along the rotational direction between the proximal end side rotating body and the distal end side rotating body is generated, and thus the first counter electrode The distance between the surface and the second counter electrode surface changes, and the capacitance of the second capacitor changes. As a result, the combined capacitance of the electric circuit configured by connecting the three capacitors in series also changes.

（９）上記（８）に記載のスピンドルモータにおいては、前記第１内周電極面と前記第１外周電極面とが対向する部分の面積をＳ１とし、前記第１対向電極面と前記第２対向電極面とが対向する部分の面積をＳ２とし、前記第２内周電極面と前記第２外周電極面とが対向する部分の面積をＳ３としたとき、Ｓ１はＳ２の１０倍よりも大きく、Ｓ３はＳ２の１０倍よりも大きいことが好ましい。 (9) In the spindle motor according to (8), an area of a portion where the first inner peripheral electrode surface and the first outer peripheral electrode surface face each other is defined as S1, and the first counter electrode surface and the second counter electrode surface. When the area of the part facing the counter electrode surface is S2 and the area of the part facing the second inner peripheral electrode surface and the second outer peripheral electrode surface is S3, S1 is larger than 10 times S2. , S3 is preferably larger than 10 times S2.

このように構成することにより、３つのコンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量は、最も静電容量の小さい第４コンデンサの静電容量が支配的になる。このため、３つのコンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定すれば、実質的には第３コンデンサの静電容量及び第５コンデンサの静電容量の影響を受けずに第４コンデンサの静電容量を測定することとなり、基端側回転体と先端側回転体との間の回転方向に沿った位相差を高精度に測定することが可能となる。その結果、回転負荷を高精度で測定することが可能となり、 従来の穿孔加工装置よりも微細な穴を形成することが可能となる。   With this configuration, the combined capacitance of the electric circuit configured by connecting the three capacitors in series is dominated by the capacitance of the fourth capacitor having the smallest capacitance. For this reason, if the combined capacitance of an electric circuit composed of three capacitors connected in series is measured, it is substantially unaffected by the capacitance of the third capacitor and the capacitance of the fifth capacitor. The capacitance of the fourth capacitor is measured, and the phase difference along the rotation direction between the proximal end side rotating body and the distal end side rotating body can be measured with high accuracy. As a result, it is possible to measure the rotational load with high accuracy, and it is possible to form finer holes than the conventional drilling apparatus.

（１０）上記（８）又は（９）に記載のスピンドルモータにおいては、前記第１突起部として、ｎ個（但し、ｎは２以上の整数。）の第１突起部が前記第１固定電極体から突出し、前記第２突起部として、ｎ個の第２突起部が前記第２固定電極体から突出し、前記ｎ個の第１固定電極体及び前記ｎ個の第２固定電極体は、それぞれ回転方向に沿って（３６０／ｎ）°おきに配置されていることが好ましい。 (10) In the spindle motor according to (8) or (9), n first protrusions (where n is an integer of 2 or more) are the first fixed electrodes as the first protrusions. N second protrusions protrude from the second fixed electrode body as the second protrusions, and the n first fixed electrode bodies and the n second fixed electrode bodies are respectively It is preferable that they are arranged every (360 / n) ° along the rotation direction.

このように構成することにより、第１回転電極体や第２回転電極体にごくわずかな軸ぶれが存在していたとしても、この軸ぶれが静電容量に与える影響を少なくすることが可能となる。このため、基端側回転体と先端側回転体との間の回転方向に沿った位相差をさらに高精度に測定することが可能となり、ひいては回転負荷をさらに高精度で測定することが可能となる。   With this configuration, even if there is a slight amount of axial shake in the first rotating electrode body and the second rotating electrode body, it is possible to reduce the influence of this axial fluctuation on the capacitance. Become. For this reason, it becomes possible to measure the phase difference along the rotation direction between the proximal end side rotating body and the distal end side rotating body with higher accuracy, and as a result, it is possible to measure the rotational load with higher accuracy. Become.

（１１）上記（７）〜（１０）のいずれかに記載のスピンドルモータにおいては、前記筒状筐体における前記基端側回転体との対向面及び前記筒状筐体における前記先端側回転体との対向面には、空気静圧軸受が配設されていることが好ましい。 (11) (7) In the spindle motor according to any one of the - (10), the distal-side rotary member in the opposite surface and the tubular housing of the proximal-side rotating member in the tubular casing It is preferable that an aerostatic bearing is disposed on the surface facing the surface.

このように構成することにより、筒状筐体に対する基端側回転体の回転抵抗及び筒状筐体に対する先端側回転体の回転抵抗をともに極めて小さなレベルにまで低減することが可能となり、回転負荷が変化するのに応じて基端側回転体と先端側回転体との間の回転位相差が変化し易くなる。このため、回転負荷をさらに高精度で測定することが可能となる。   With this configuration, it becomes possible to reduce both the rotational resistance of the proximal-side rotator relative to the cylindrical housing and the rotational resistance of the distal-side rotator relative to the cylindrical housing to an extremely small level. As the angle changes, the rotational phase difference between the proximal end side rotating body and the distal end side rotating body is likely to change. For this reason, it becomes possible to measure the rotational load with higher accuracy.

空気静圧軸受としては、多孔質絞り、オリフィス絞り、自成絞り、表面絞りなどからなる空気静圧軸受を用いることができるが、軸受内部に空気を均一に供給することができ剛性が高く負荷容量の高い多孔質絞りからなる空気静圧軸受を特に好適に用いることができる。   As an aerostatic bearing, an aerostatic bearing consisting of a porous restriction, an orifice restriction, a self-contained restriction, a surface restriction, etc. can be used, but it can supply air uniformly inside the bearing and has high rigidity and load. An aerostatic bearing comprising a porous diaphragm having a high capacity can be used particularly preferably.

（１２）上記（７）〜（１１）のいずれかに記載のスピンドルモータにおいては、前記回転力伝達部材は、前記基端側回転体と前記先端側回転体との間に機械的遊びの無い状態で配設されている回転力伝達棒であることが好ましい。 (12) In the spindle motor according to any one of (7) to (11), the rotational force transmitting member has no mechanical play between the proximal end side rotating body and the distal end side rotating body. It is preferable that the rotational force transmission rod is disposed in a state.

このため、上記（１２）に記載のスピンドルモータによれば、基端側回転体の回転力を先端側回転体に伝達するのに回転力伝達棒を用いているため、回転負荷を従来よりも高精度で測定するために回転力伝達棒の太さを比較的細くしたとしても、従来のように帯状片の厚さを薄くする場合（特開２００１−３４１０１４参照。）と比べれば、回転力伝達棒の剛性の低下を十分に抑制することが可能となる。その結果、上記（１２）に記載のスピンドルモータによれば、微細な穴から比較的大きな穴までの比較的広い範囲（例えば、３０μｍ〜５００μｍ。）の穴を形成することが可能となる。   For this reason, according to the spindle motor described in the above (12), since the rotational force transmission rod is used to transmit the rotational force of the proximal end side rotational body to the distal end side rotational body, the rotational load is more than conventional. Even if the thickness of the rotational force transmitting rod is made relatively thin in order to measure with high accuracy, the rotational force is smaller than that in the case where the thickness of the strip is reduced as in the prior art (see JP 2001-341014 A). It is possible to sufficiently suppress the decrease in rigidity of the transmission rod. As a result, according to the spindle motor described in (12) above, it is possible to form a hole in a relatively wide range (for example, 30 μm to 500 μm) from a fine hole to a relatively large hole.

また、上記（１２）に記載のスピンドルモータによれば、上記したように、回転力伝達棒の太さを比較的細くしたとしても、回転力伝達棒の剛性の低下を十分に抑制することが可能となるため、穴を高速かつ高精度で形成することが可能となる。   Further, according to the spindle motor described in (12) above, as described above, even if the thickness of the rotational force transmission rod is made relatively thin, the decrease in the rigidity of the rotational force transmission rod can be sufficiently suppressed. Therefore, the hole can be formed at high speed and with high accuracy.

上記（１２）に記載のスピンドルモータにおいては、回転力伝達棒の断面形状は、円又は正多角形（正三角形、正方形、正五角形、正六角形、正八角形等）であることが好ましい。回転力伝達棒の断面形状がこれらの形状である場合には、回転力伝達棒の太さを比較的細くしても剛性が低下しにくいからである。   In the spindle motor described in (12) above, the rotational force transmission rod preferably has a cross-sectional shape of a circle or a regular polygon (regular triangle, square, regular pentagon, regular hexagon, regular octagon, etc.). This is because, when the cross-sectional shape of the rotational force transmitting rod is such a shape, the rigidity is not easily lowered even if the rotational force transmitting rod is relatively thin.

（１３）本発明の穿孔加工装置は、上記（１）〜（１２）のいずれかに記載のスピンドルモータと、所定の送り動作によって前記スピンドルモータを送り方向に沿って移動させる送り駆動装置と、穿孔加工対象物品を把持する穿孔加工対象物品把持部とを有することを特徴とする。 (13) A drilling device according to the present invention includes the spindle motor according to any one of (1) to (12) above, a feed driving device that moves the spindle motor along a feed direction by a predetermined feed operation, And a punching target article gripping part for gripping the punching target article.

このため、上記（１３）に記載の穿孔加工装置によれば、上記（１）〜（１２）のいずれかに記載のスピンドルモータを有するため、従来よりも微細な穴を形成する際に発生する微小な送り負荷を安定して測定することが可能となる。   For this reason, according to the drilling apparatus described in (13) above, since the spindle motor described in any of (1) to (12) above is provided, it is generated when a finer hole is formed than in the prior art. A minute feed load can be stably measured.

（１４）本発明の穿孔加工装置は、上記（７）〜（１２）のいずれかに記載のスピンドルモータと、所定の送り動作によって前記スピンドルモータを送り方向に沿って移動させる送り駆動装置と、穿孔加工対象物品を把持する穿孔加工対象物品把持部とを有し、前記送り負荷測定装置により測定された送り負荷と、前記回転負荷測定装置により測定された回転負荷とによって表される負荷データとが、送り負荷と回転負荷とを変数とする所定の負荷限界値を超えた場合に、前記所定の送り動作を中断するように構成されていることを特徴とする。 (14) A drilling apparatus according to the present invention includes the spindle motor according to any one of (7) to (12) above, a feed driving device that moves the spindle motor along a feed direction by a predetermined feed operation, Load data represented by the feed load measured by the feed load measuring device and the rotational load measured by the rotational load measuring device. Is configured to interrupt the predetermined feed operation when a predetermined load limit value having the feed load and the rotational load as variables is exceeded.

このため、上記（１４）に記載の穿孔加工装置によれば、上記（１３）に記載の穿孔加工装置が有する効果に加えて、以下の効果を有する。
すなわち、外付けの回転負荷測定装置を別途設ける必要がなくなるため、穿孔加工装置の構成を簡易なものにして穿孔加工装置を小型化することが可能となる。また、穿孔加工装置を使用する際の作業性やメンテナンス性が向上する。 For this reason, according to the punching apparatus described in (14), in addition to the effects of the drilling apparatus described in (13), the following effects are provided.
That is, since it is not necessary to separately provide an external rotational load measuring device, the configuration of the drilling device can be simplified and the drilling device can be downsized. In addition, workability and maintainability when using the drilling apparatus are improved.

また、送り負荷測定装置の測定結果と回転負荷測定装置の測定結果とに基づいて送り負荷と回転負荷とを精度良く測定することが可能となるため、穿孔工具の破損を的確に予測することにより穿孔工具の折損をより確実に防止することが可能となり、信頼性が高く、かつ、効率的な穿孔加工を実現することが可能となる。   In addition, since it is possible to accurately measure the feed load and the rotational load based on the measurement result of the feed load measuring device and the measurement result of the rotary load measuring device, it is possible to accurately predict the breakage of the drilling tool. It becomes possible to prevent breakage of the drilling tool more reliably, and it is possible to realize highly reliable and efficient drilling.

上記（１４）に記載の穿孔加工装置においては、負荷データが負荷限界値を超えた場合に、所定の送り動作を中断するとともに所定の送り動作についての送り方向とは逆方向に所定量だけスピンドルモータを戻し、その後、所定の送り動作を中断したときの送り位置よりも所定量手前の位置までスピンドルモータを高速で送り、さらにその後、所定の送り動作を行うように構成されていることが好ましい。   In the drilling apparatus described in (14) above, when the load data exceeds the load limit value, the predetermined feed operation is interrupted and the spindle is moved by a predetermined amount in the direction opposite to the feed direction for the predetermined feed operation. It is preferable that the spindle motor is fed at a high speed to a position a predetermined amount before the feed position when the motor is returned and the predetermined feed operation is interrupted, and then the predetermined feed operation is performed. .

このように構成することにより、穿孔加工再開までにおける穿孔工具の破損事故を防止しながら、穿孔作業の中断時間を短縮化して穿孔加工の生産性を向上することが可能となる。   With this configuration, it is possible to improve the productivity of the drilling process by shortening the interruption time of the drilling operation while preventing the drilling tool from being damaged until the drilling process is resumed.

以下、本発明のスピンドルモータ及び穿孔加工装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   Hereinafter, a spindle motor and a drilling apparatus of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

［実施形態１］
実施形態１は、本発明のスピンドルモータを説明するための実施形態である。 [Embodiment 1]
Embodiment 1 is an embodiment for explaining a spindle motor of the present invention.

図１は、実施形態１に係るスピンドルモータ１００を説明するために示す縦断面図である。図２は、弾性部材２４０を説明するために示す図である。図２（ａ）は弾性部材２４０の斜視図であり、図２（ｂ）は弾性部材２４０の正面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＡ１―Ａ１断面図であり、図２（ｄ）は薄板状弾性部材２４６の正面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a spindle motor 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a view for explaining the elastic member 240. 2A is a perspective view of the elastic member 240, FIG. 2B is a front view of the elastic member 240, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line A 1 -A 1 of FIG. 2B. FIG. 2 (d) is a front view of the thin plate-like elastic member 246.

図３は、送り負荷測定装置１４０を説明するために示す図である。図３（ａ）は固定電極２６０及び測定電極２３０を図３（ｃ）の左方向から見た拡大断面図であり、図３（ｂ）は固定電極２６０及び測定電極２３０を図３（ｃ）の上方向から見た拡大断面図であり、図３（ｃ）は固定電極２６０及び測定電極２３０をモータ１２０側から見た拡大断面図であり、図３（ｄ）は第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２が直列接続されている様子を示す図である。図４は、送り負荷が変化したときに弾性部材２４０が弾性変形し、固定電極２６０と測定電極２３０との間隔が変化する様子を示す図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the feed load measuring device 140. 3A is an enlarged cross-sectional view of the fixed electrode 260 and the measurement electrode 230 as viewed from the left direction of FIG. 3C, and FIG. 3B is a diagram illustrating the fixed electrode 260 and the measurement electrode 230 shown in FIG. is an enlarged sectional view seen from the upper direction of FIG. 3 (c) is an enlarged sectional view of the fixed electrode 260 and the measuring electrode 230 from the motor 120 side, FIG. 3 (d) C 1 and the first capacitor the second capacitor C 2 is a diagram showing a state in which are connected in series. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the elastic member 240 is elastically deformed when the feed load is changed, and the interval between the fixed electrode 260 and the measurement electrode 230 is changed.

図５は、実施形態１に係るスピンドルモータ１００における送り負荷と合成静電容量との関係を示す図である。図６は、電気回路５０における第１電極Ｅ１―第２電極Ｅ２間の合成静電容量の時間変化を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between the feed load and the combined capacitance in the spindle motor 100 according to the first embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating a temporal change in the combined capacitance between the first electrode E 1 and the second electrode E 2 in the electric circuit 50.

図７及び図８は、回転負荷測定装置１７０を説明するために示す図である。図７（ａ）は回転負荷測定装置１７０の縦断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の符号Ｂ１で示す部分の拡大図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）の符号Ｂ２で示す部分の拡大図である。図８（ａ）は回転負荷測定装置１７０の横断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の符号Ｂ３で示す部分の拡大図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）の符号Ｂ４で示す部分の拡大図である。なお、図８（ａ）は図７（ａ）のＡ２―Ａ２断面を示している。 7 and 8 are diagrams for explaining the rotational load measuring device 170. FIG. 7 (a) is a longitudinal sectional view of the rotary load measuring apparatus 170, FIG. 7 (b) is an enlarged view of a portion indicated by reference sign B 1 of FIG. 7 (a), FIG. 7 (c) 7 is an enlarged view of a portion indicated by reference sign B 2 of (a). 8 (a) is a cross-sectional view of the rotary load measuring apparatus 170, FIG. 8 (b) is an enlarged view of a portion indicated by reference sign B 3 in FIG. 8 (a), FIG. 8 (c) Figure 8 is an enlarged view of a portion indicated by reference sign B 4 of (a). FIG. 8A shows a cross section along line A 2 -A 2 of FIG.

図９は、第３コンデンサＣ３、第４コンデンサＣ４及び第５コンデンサＣ５が直列接続されている様子を示す図である。図１０は、回転負荷が変化したときに第１突起部１７６の第１対向電極面１７６ａと第２突起部１７７の第２対向電極面１７７ａとの間隔が変化する様子を示す図である。図１１は、実施形態１に係るスピンドルモータ１００における回転負荷と合成静電容量との関係を示す図である。図１２は、電気回路５２における第３電極Ｅ３―第４電極Ｅ４間の合成静電容量の時間変化を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the third capacitor C 3 , the fourth capacitor C 4, and the fifth capacitor C 5 are connected in series. FIG. 10 is a diagram illustrating how the distance between the first counter electrode surface 176a of the first protrusion 176 and the second counter electrode surface 177a of the second protrusion 177 changes when the rotational load changes. FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the rotational load and the combined capacitance in the spindle motor 100 according to the first embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating a change over time in the combined capacitance between the third electrode E 3 and the fourth electrode E 4 in the electric circuit 52.

なお、以下の説明においては、特に説明のない限り、「基端側」とは図１の右側（モータ１２０側）のことをいい、「先端側」とは図１の左側（穿孔工具把持部１５０側）のことをいう。   In the following description, unless otherwise specified, the “base end side” refers to the right side (motor 120 side) in FIG. 1, and the “tip end side” refers to the left side in FIG. 150 side).

実施形態１に係るスピンドルモータ１００は、図１に示すように、穿孔加工装置（後述する実施形態２及び図１３参照。）に用いるためのスピンドルモータである。   As shown in FIG. 1, the spindle motor 100 according to the first embodiment is a spindle motor for use in a drilling apparatus (see a second embodiment and FIG. 13 described later).

実施形態１に係るスピンドルモータ１００は、図１に示すように、筒状筐体１１０と、筒状筐体１１０の内側で筒状筐体１１０に固定されたモータ１２０と、モータ１２０の先端側に配設され、モータ１２０により回転駆動される穿孔工具把持部１５０と、筒状筐体１１０内でモータ１２０の回転軸と一体になって回転可能で、かつ、モータ１２０の回転力を穿孔工具把持部１５０に伝達するための回転体であって、先端側軸受面及び基端側軸受面を有する鍔部１３４が外周部に形成された回転体１３０（基端側回転体１３２）と、筒状筐体１１０に弾性部材２４０を介してかつ送り方向に沿って微動可能に固定され、鍔部１３４における先端側軸受面及び基端側軸受面を挟み込んで穿孔工具把持部１５０からの送り負荷を受ける空気静圧軸受２２０と、送り方向に沿った空気静圧軸受２２０の変位に基づいて送り負荷を測定する送り負荷測定装置１４０と、回転力伝達部材１６０の捩れ変形に基づいて基端側回転体１３２に対する先端側回転体１３６の回転負荷を測定する回転負荷測定装置１７０と、送り負荷によって回転体１３０が所定量を超えて後退しないように空気静圧軸受２２０を基端側から支持するストッパ部材２６６を有する。 As shown in FIG. 1, the spindle motor 100 according to the first embodiment includes a cylindrical casing 110, a motor 120 fixed to the cylindrical casing 110 inside the cylindrical casing 110, and a front end side of the motor 120. And a drilling tool gripping part 150 that is rotationally driven by the motor 120 and can be rotated integrally with the rotating shaft of the motor 120 in the cylindrical housing 110, and the rotational force of the motor 120 can be rotated. a rotating member for transmitting to the grip portion 150, a rotor 130 that the flange portion 134 is formed on an outer peripheral portion having a tip side bearing surface and the proximal side bearing surface (base end side rotating member 132), the cylinder Is fixed to the cylindrical housing 110 through the elastic member 240 so as to be finely movable along the feed direction, and the feed load from the drilling tool gripping portion 150 is sandwiched between the distal end side bearing surface and the proximal end side bearing surface of the flange 134. Air static pressure shaft 220, a feed load measuring device 140 that measures the feed load based on the displacement of the aerostatic bearing 220 along the feed direction, and a distal end side with respect to the proximal-side rotating body 132 based on the torsional deformation of the rotational force transmitting member 160 A rotation load measuring device 170 that measures the rotation load of the rotating body 136 and a stopper member 266 that supports the aerostatic bearing 220 from the base end side so that the rotating body 130 does not move backward beyond a predetermined amount by a feed load.

空気静圧軸受２２０は、図１に示すように、鍔部１３４と対向する面に軸受面（第３空気静圧軸受）２２４を有する基端側軸受部材２２２と、鍔部１３４と対向する面に軸受面２２８（第４空気静圧軸受）を有する先端側軸受部材２２６とを有し、基端側軸受部材２２２と先端側軸受部材２２６とで弾性部材２４０の内周部分を挟み込んだ構造を有する。   As shown in FIG. 1, the aerostatic bearing 220 includes a base end side bearing member 222 having a bearing surface (third aerostatic bearing) 224 on a surface facing the flange 134, and a surface facing the flange 134. And a distal end side bearing member 226 having a bearing surface 228 (fourth aerostatic bearing), and a structure in which the inner peripheral portion of the elastic member 240 is sandwiched between the proximal end side bearing member 222 and the distal end side bearing member 226. Have.

弾性部材２４０は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、筒状筐体１１０に固定される外周側環状部材２４２と、空気静圧軸受２２０に固定される内周側環状部材２４４と、外周側環状部材２４２と内周側環状部材２４４とを径方向に連結する薄板状弾性部材２４６とが一体化された構造を有する。   As shown in FIGS. 2A to 2C, the elastic member 240 includes an outer peripheral side annular member 242 fixed to the cylindrical housing 110 and an inner peripheral side annular shape fixed to the aerostatic bearing 220. The member 244 has a structure in which a thin plate-like elastic member 246 that connects the outer circumferential side annular member 242 and the inner circumferential side annular member 244 in the radial direction is integrated.

薄板状弾性部材２４６は、図２（ｄ）に示すように、外周側環状部材２４２との結合部位にある外周側結合部２４８と、内周側環状部材２４４との結合部位にある内周側結合部２５６と、外周側結合部から内周側に突出する外周側連結部２５０と、内周側結合部２５６から外周側に突出する内周側連結部２５４と、外周側突出部２５０と内周側突出部２５４とを周方向に沿って連結する周方向連結部２５２とを有する。   As shown in FIG. 2 (d), the thin plate-like elastic member 246 is formed on the inner peripheral side at the coupling portion between the outer peripheral side annular member 242 and the inner peripheral side annular member 244. The coupling portion 256, the outer peripheral side coupling portion 250 projecting from the outer circumferential side coupling portion to the inner circumferential side, the inner circumferential side coupling portion 254 projecting from the inner circumferential side coupling portion 256 to the outer circumferential side, and the outer circumferential side projection portion 250 It has the circumferential direction connection part 252 which connects the circumferential side protrusion part 254 along the circumferential direction.

送り負荷測定装置１４０は、図１及び図３に示すように、筒状筐体１１０に配設された固定電極２６０（第１固定電極２６２及び第２固定電極２６４）と、空気静圧軸受２２０に配設され、固定電極２６０に対向配置された検出電極２３０と、固定電極２６０と検出電極２３０との間の静電容量を測定する静電容量測定回路（図示せず。）とを有する静電容量測定方式の送り負荷測定装置である。 As shown in FIGS. 1 and 3, the feed load measuring device 140 includes a fixed electrode 260 (first fixed electrode 262 and second fixed electrode 264) disposed in the cylindrical housing 110, and an aerostatic bearing 220. And a static electricity measuring circuit (not shown) that measures the electrostatic capacitance between the fixed electrode 260 and the detection electrode 230. It is a feeding load measuring device of a capacitance measuring method.

静電容量測定回路は、第１固定電極２６２と測定電極２３０との間に形成される第１コンデンサＣ１（図３（ｂ）参照。）及び第２固定電極２６４と測定電極２３０との間に形成される第２コンデンサＣ２（図３（ｂ）参照。）の直列接続により構成される電気回路５０（図３（ｄ）参照。）における第１電極Ｅ１−第２電極Ｅ２間の合成静電容量を測定する。 The capacitance measurement circuit includes a first capacitor C 1 (see FIG. 3B) formed between the first fixed electrode 262 and the measurement electrode 230, and between the second fixed electrode 264 and the measurement electrode 230. Between the first electrode E 1 and the second electrode E 2 in the electric circuit 50 (see FIG. 3 (d)) formed by serial connection of the second capacitor C 2 (see FIG. 3 (b)) formed in Measure the combined capacitance.

第１固定電極２６２と固定電極２３０との間隔及び第２固定電極２６４と固定電極２３０との間隔はともに、例えば、送り負荷がないときに１０μｍとなり、送り負荷が大きくなったときに１０μｍよりも小さくなるように設定する。   The distance between the first fixed electrode 262 and the fixed electrode 230 and the distance between the second fixed electrode 264 and the fixed electrode 230 are both, for example, 10 μm when there is no feed load, and more than 10 μm when the feed load increases. Set to be smaller.

実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、図４に示すように、送り負荷が大きくなると電極間隔が小さくなる。その結果、図５に示すように、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２の合成静電容量が大きくなる。従って、実施形態１に係るスピンドルモータ１００を用いて穿孔作業中に「送り負荷１」がかかった場合には、図６に示すように、電気回路５０の合成静電容量が大きくなるため、これに対応して即座に穿孔工具を後退させることにより穿孔工具の破損を免れることが可能となる。なお、実施形態１に係るスピンドルモータ１００を用いて穿孔作業中に「送り負荷２」がかかった場合にも、電気回路５０の合成静電容量が大きくなるが、これに対応して即座に穿孔工具を後退させないと、穿孔工具の破損を招来することとなる。 In the spindle motor 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 4, the electrode spacing decreases as the feed load increases. As a result, as shown in FIG. 5, the first composite electrostatic capacitance of the capacitor C 1 and the second capacitor C 2 is increased. Therefore, when the “feed load 1” is applied during the drilling operation using the spindle motor 100 according to the first embodiment, the combined capacitance of the electric circuit 50 increases as shown in FIG. In response to this, it is possible to avoid breakage of the drilling tool by immediately retracting the drilling tool. It should be noted that, even when “feed load 2” is applied during the drilling operation using the spindle motor 100 according to the first embodiment, the combined capacitance of the electric circuit 50 is increased. Failure to retract the tool will result in damage to the drilling tool.

回転体１３０は、図１に示すように、筒状筐体１１０内でモータ１２０の回転軸と一体になって回転可能な基端側回転体１３２と、筒状筐体１１０内で基端側回転体１３２とともに回転可能で、かつ、穿孔工具把持部１５０と一体となって回転可能な先端側回転体１３６と、基端側回転体１３２と先端側回転体１３６との間の回転力伝達経路中に配設され、回転方向に沿って捩れ変形可能な回転力伝達部材１６０とを有する。   As shown in FIG. 1, the rotating body 130 includes a proximal-side rotating body 132 that can rotate integrally with the rotation shaft of the motor 120 in the cylindrical housing 110, and a proximal-end side in the cylindrical housing 110. A distal end-side rotating body 136 that can rotate together with the rotating body 132 and that can rotate integrally with the drilling tool gripping part 150, and a rotational force transmission path between the proximal-side rotating body 132 and the distal-end-side rotating body 136. And a rotational force transmission member 160 that is disposed inside and capable of being twisted and deformed along the rotational direction.

回転負荷測定装置１７０は、図７〜１０に示すように、基端側回転体１３２の先端側に固定され、外周部に第１外周電極面１７４ａ（図７（ｃ）参照。）を有する円筒状の第１回転電極体１７４と、第１回転電極体１７４から先端側に向けて突出し、第１対向電極面１７６ａ（図８（ｂ）参照。）を有する第１突起部１７６と、第１回転電極体１７４の外周側に配置され、第１外周電極面１７４ａに対向する第１内周電極面１７２ａ（図７（ｃ）参照。）を有する第１固定電極体１７２と、先端側回転体１３６の基端側に固定され、外周部に第２外周電極面１７５ａ（図７（ｂ）参照。）を有する円筒状の第２回転電極体１７５と、第２回転電極体１７５から基端側に突出し、第１対向電極面１７６ａに対向する第２対向電極面１７７ａ（図８（ｂ）参照。）を有する第２突起部１７７と、第２回転電極体１７５の外周側に配置され、第２外周電極面１７５ａに対向する第２内周電極面１７３ａ（図７（ｂ）参照。）を有する第２固定電極体１７３と、静電容量測定回路（図示せず。）とを有する静電容量方式の回転負荷測定装置である。   As shown in FIGS. 7 to 10, the rotational load measuring device 170 is fixed to the distal end side of the base end side rotating body 132 and has a first outer peripheral electrode surface 174 a (see FIG. 7C) on the outer peripheral portion. A first rotating electrode body 174 having a shape, a first projecting portion 176 that protrudes from the first rotating electrode body 174 toward the distal end side and has a first counter electrode surface 176a (see FIG. 8B), and a first A first fixed electrode body 172 having a first inner circumference electrode surface 172a (see FIG. 7C) disposed on the outer circumference side of the rotary electrode body 174 and facing the first outer circumference electrode surface 174a; A cylindrical second rotating electrode body 175 fixed to the proximal end side of 136 and having a second outer peripheral electrode surface 175a (see FIG. 7B) on the outer peripheral portion, and a proximal end side from the second rotating electrode body 175 The second counter electrode surface 177a (see FIG. The second protrusion 177 having (see (b)) and the second inner peripheral electrode surface 173a (see FIG. 7B) disposed on the outer peripheral side of the second rotating electrode body 175 and facing the second outer peripheral electrode surface 175a. 2) a second fixed electrode body 173 having a reference and a capacitance measuring circuit (not shown).

静電容量測定回路は、第１内周電極面１７２ａと第１外周電極面１７４ａとの間に形成される第３コンデンサＣ３（図７（ｃ）参照。）、第１対向電極面１７６ａと第２対向電極面１７７ａとの間に形成される第４コンデンサＣ４（図８（ｂ）参照。）及び第２外周電極面１７５ａと第２内周電極面１７３ａとの間に形成される第５コンデンサＣ５（図７（ｂ）及び図８（ｃ）参照。）の直列接続により構成される電気回路５２（図９参照。）における電極Ｅ３−電極Ｅ４間の合成静電容量を測定する静電容量測定回路（第２静電容量測定回路）である。 The capacitance measuring circuit includes a third capacitor C 3 (see FIG. 7C) formed between the first inner peripheral electrode surface 172a and the first outer peripheral electrode surface 174a, and the first counter electrode surface 176a. A fourth capacitor C 4 (see FIG. 8B) formed between the second counter electrode surface 177a and a second capacitor formed between the second outer peripheral electrode surface 175a and the second inner peripheral electrode surface 173a. The combined capacitance between the electrode E 3 and the electrode E 4 in the electric circuit 52 (see FIG. 9) configured by serial connection of five capacitors C 5 (see FIG. 7B and FIG. 8C). It is the electrostatic capacitance measurement circuit (2nd electrostatic capacitance measurement circuit) to measure.

実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、第１内周電極面１７２ａと第１外周電極面１７４ａとが対向する部分の面積をＳ１とし、第１対向電極面１７６ａと第２対向電極面１７７ａとが対向する部分の面積をＳ２とし、第２内周電極面１７３ａと第２外周電極面１７５ａとが対向する部分の面積をＳ３としたとき、Ｓ１はＳ２の１０倍よりも大きく、Ｓ３はＳ２の１０倍よりも大きく形成されている。   In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the area of the portion where the first inner peripheral electrode surface 172a and the first outer peripheral electrode surface 174a face each other is S1, and the first counter electrode surface 176a and the second counter electrode surface 177a are Where S2 is the area of the portion facing each other, and S3 is the area of the portion where the second inner circumferential electrode surface 173a and the second outer circumferential electrode surface 175a are opposed, S1 is larger than 10 times S2, and S3 is S2 It is formed larger than 10 times.

実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、第１突起部として２個の第１突起部１７６が第１固定電極体１７４から突出し、第２突起部として２個の第２突起部１７７が第２固定電極体１７５から突出し、２個の第１固定電極体１７６及び２個の第２固定電極体１７７は、それぞれ回転方向に沿って１８０°おきに配置されている。   In the spindle motor 100 according to the first embodiment, as shown in FIGS. 7A and 8A, two first protrusions 176 project from the first fixed electrode body 174 as first protrusions, Two second protrusions 177 protrude from the second fixed electrode body 175 as the second protrusions, and the two first fixed electrode bodies 176 and the two second fixed electrode bodies 177 are respectively along the rotation direction. They are arranged every 180 °.

第１外周電極面１７４ａ及び第２外周電極面１７５ａは、それぞれ適正な公差管理が行われている加工工程で成形加工がなされており、また、第１内周電極面１７２ａ及び第２内周電極面１７３ａも、それぞれ適正な公差管理が行われている加工工程で成形加工がなされている。   The first outer peripheral electrode surface 174a and the second outer peripheral electrode surface 175a are each formed by a processing step in which appropriate tolerance management is performed, and the first inner peripheral electrode surface 172a and the second inner peripheral electrode surface 172a are processed. The surface 173a is also formed by a processing process in which appropriate tolerance management is performed.

第１対向電極面１７６ａと第２対向電極面１７７ａとの間隔は、例えば、回転負荷がなくて位相差がないときに１０μｍとなり、回転負荷が大きくなって位相差が大きくなったときに１０μｍよりも大きくなるように設定する。   The distance between the first counter electrode surface 176a and the second counter electrode surface 177a is, for example, 10 μm when there is no rotational load and there is no phase difference, and from 10 μm when the rotational load increases and the phase difference increases. Is set to be larger.

実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、図１０に示すように、回転負荷が大きくなると、第１対向電極面１７６ａと第２対向電極面１７７ａとの間隔ｄが大きくなる。その結果、図１１に示すように、第２コンデンサＣ２の静電容量が小さくなるため、電気回路５２の合成静電容量も小さくなる。従って、実施形態１に係るスピンドルモータ１００を用いて穿孔作業中に「回転負荷１」がかかった場合には、図１２に示すように、電気回路５２の合成静電容量が小さくなるため、これに対応して即座に穿孔工具を後退させることにより穿孔工具の破損を免れることが可能となる。なお、実施形態１に係るスピンドルモータ１００を用いて穿孔作業中に「回転負荷２」がかかった場合にも、電気回路５２の合成静電容量が小さくなるが、これに対応して即座に穿孔工具を後退させないと穿孔工具の破損を招来することとなる。 In the spindle motor 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 10, when the rotational load increases, the distance d between the first counter electrode surface 176a and the second counter electrode surface 177a increases. As a result, as shown in FIG. 11, since the second capacitance of the capacitor C 2 is small, even smaller combined capacitance of the electrical circuit 52. Therefore, when the “rotational load 1” is applied during the drilling operation using the spindle motor 100 according to the first embodiment, the combined capacitance of the electric circuit 52 becomes small as shown in FIG. In response to this, it is possible to avoid breakage of the drilling tool by immediately retracting the drilling tool. It should be noted that even when “rotational load 2” is applied during the drilling operation using the spindle motor 100 according to the first embodiment, the combined capacitance of the electric circuit 52 is reduced, but in response to this, the drilling is immediately performed. Failure to retract the tool will result in damage to the drilling tool.

筒状筐体１１０の内周面における基端側回転体１３２との対向面には、図１に示すように、多孔質絞りからなる第１空気静圧軸受１１２が配設されており、筒状筐体１１０の内周面における先端側回転体側１３６との対向面には、多孔質絞りからなる第２空気静圧軸受１１４が配設されている。基端側回転体１３２は鍔部１３４を有し、空気静圧軸受２２０における鍔部１３４との対向面には、多孔質絞りからなる軸受面（第３空気静圧軸受）２２４及び軸受面（第４空気静圧軸受）２２８が配設されている。   As shown in FIG. 1, a first aerostatic bearing 112 made of a porous throttle is disposed on a surface of the inner peripheral surface of the cylindrical casing 110 that faces the proximal-side rotator 132. A second aerostatic bearing 114 formed of a porous throttle is disposed on the inner peripheral surface of the cylindrical casing 110 on the surface facing the distal end side rotating body side 136. The proximal-side rotator 132 has a flange 134, and a bearing surface (third air static pressure bearing) 224 made of a porous restriction and a bearing surface ( A fourth aerostatic bearing) 228 is provided.

回転力伝達部材１６０は、図１に示すように、円柱状の細径部１６２と、細径部１６２の両端に一体化された基端側太径部１６４及び先端側太径部１６６とを有し、基端側回転体１３２と先端側回転体１３４との間に機械的遊びの無い状態で配設されている。   As shown in FIG. 1, the rotational force transmission member 160 includes a cylindrical small diameter portion 162, and a proximal side large diameter portion 164 and a distal end side large diameter portion 166 integrated at both ends of the small diameter portion 162. And disposed between the proximal end rotating body 132 and the distal end rotating body 134 without any mechanical play.

回転力伝達部材１６０は、回転方向に沿って捩れ変形可能な部材、例えば、金属（例えば、ステンレス鋼、各種工具鋼その他の比較的剛性が高く、弾性降伏点の高い金属。）製の丸棒（例えば外径１．０ｍｍ。）からなる。   The rotational force transmitting member 160 is a member that can be twisted and deformed in the rotational direction, for example, a round bar made of metal (for example, stainless steel, various tool steels, or other metals having relatively high rigidity and high elastic yield point). (For example, an outer diameter of 1.0 mm).

なお、筒状筐体１１０、モータ１２０、回転体１３０、穿孔工具把持部１５０、回転力伝達部材１６０、単一の部材からなっていてもよいし、複数の部材からなってもよい。   In addition, the cylindrical housing 110, the motor 120, the rotating body 130, the drilling tool gripping portion 150, the rotational force transmission member 160, and a single member or a plurality of members may be included.

以上のように構成された実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、筒状筐体１１０に弾性部材２４０を介してかつ送り方向に沿って微動可能に固定された空気静圧軸受２２０によって回転体１３０を受けるようにするとともに、送り方向に沿った空気静圧軸受２２０の変位に基づいて送り負荷を測定するようにしているため、空気静圧軸受の剛性を低くしなくても、送り方向に沿って回転体をより動き易くすることが可能となる。その結果、空気静圧軸受の剛性を低くする必要がなくなるため、空気の圧力変動や空気の流れなどに起因して送り方向に沿って回転体が前後にふらつき易くなるということがなくなる。また、仮に送り負荷のない状態で回転体が前後にふらつくことがあったとしても、このことが空気静圧軸受の変位に影響を及ぼすことがなくなる。従って、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、従来よりも微細な穴を形成する際に発生する微小な送り負荷を安定して測定することが可能となる。 According to the spindle motor 100 according to the first embodiment configured as described above, it is rotated by the aerostatic bearing 220 fixed to the cylindrical housing 110 through the elastic member 240 and finely movable along the feed direction. Since the feed load is measured based on the displacement of the aerostatic bearing 220 along the feed direction, the feed direction can be obtained without reducing the rigidity of the aerostatic bearing. It becomes possible to make the rotating body easier to move along As a result, it is not necessary to reduce the rigidity of the aerostatic bearing, so that the rotating body does not easily fluctuate back and forth along the feed direction due to air pressure fluctuations or air flow. Further, even if the rotating body fluctuates back and forth in a state where there is no feed load, this does not affect the displacement of the aerostatic bearing. Therefore, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, it is possible to stably measure a minute feed load generated when forming a finer hole than the conventional one.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、弾性部材２４０が外周側環状部材２４２と内周側環状部材２４４と薄板状弾性部材２４６とが一体化された構造を有するため、薄板状弾性部材２４６により所定の弾性力が付与された弾性部材２４０を、外周側環状部材２４２及び内周側環状部材２４４を用いて、筒状筐体１１０及び空気静圧軸受２２０に容易に取り付けることが可能となる。 Further, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, the elastic member 240 has a structure in which the outer peripheral side annular member 242, the inner peripheral side annular member 244, and the thin plate-like elastic member 246 are integrated. The elastic member 240 to which a predetermined elastic force is applied by the member 246 can be easily attached to the cylindrical housing 110 and the aerostatic bearing 220 using the outer peripheral side annular member 242 and the inner peripheral side annular member 244. It becomes.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、薄板状弾性部材２４６が、周方向連結部２５２を有するため、周方向連結部２５２の周方向に沿った長さを長くすることが可能となる。このため、弾性部材２４０の径方向の大きさを大きくすることなく弾性部材２４０に所定の弾性力を付与することが可能となる。   Further, in the spindle motor 100 according to the first embodiment, since the thin plate-like elastic member 246 includes the circumferential connecting portion 252, the length of the circumferential connecting portion 252 along the circumferential direction can be increased. . For this reason, it is possible to apply a predetermined elastic force to the elastic member 240 without increasing the size of the elastic member 240 in the radial direction.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、送り負荷測定装置１４０が、固定電極２６０と測定電極２３０との間の静電容量を測定する静電容量測定方式の送り負荷測定装置であるため、送り負荷を非接触で測定することが可能となり、送り負荷を高精度で測定することが可能となる。   Further, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, the feed load measuring device 140 is a feed load measuring device of a capacitance measuring system that measures the capacitance between the fixed electrode 260 and the measurement electrode 230. Therefore, the feed load can be measured without contact, and the feed load can be measured with high accuracy.

実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、上記したように、２つのコンデンサ（第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２）の直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定するだけで送り負荷を測定することが可能となり、また、その際、当該電気回路５０の合成静電容量を非接触で測定することが可能となるため、送り負荷をさらに高精度で測定することが可能となる。 According to the spindle motor 100 according to the first embodiment, as described above, to measure the combined capacitance of the electrical circuit formed by the series connection of two capacitors (first capacitor C 1 and the second capacitor C 2) It is possible to measure the feed load only by this, and at that time, it becomes possible to measure the combined capacitance of the electric circuit 50 in a non-contact manner, so that the feed load can be measured with higher accuracy. It becomes possible.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、空気静圧軸受２２０を基端側から支持するストッパ部材２６６を有するため、過度の送り負荷や事故による衝撃からスピンドルモータを保護することが可能となる。   Further, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, since the stopper member 266 that supports the aerostatic bearing 220 from the base end side is provided, it is possible to protect the spindle motor from an excessive feeding load and an impact caused by an accident. It becomes.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、上記した回転力伝達部材１６０の捩れ変形に基づいて基端側回転体１３２に対する先端側回転体１３４の回転負荷を測定する回転負荷測定装置１７０を有するため、スピンドルモータ１００を用いて穿孔加工装置を構成する場合に外付けの回転負荷測定装置を別途設ける必要がなくなる。このため、穿孔加工装置の構成を簡易なものにして穿孔加工装置を小型化することが可能となる。また、穿孔加工装置を使用する際の作業性やメンテナンス性が向上する。   Further, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, the rotational load measuring device 170 that measures the rotational load of the distal end side rotating body 134 relative to the proximal end side rotating body 132 based on the torsional deformation of the rotational force transmitting member 160 described above. Therefore, when the drilling device is configured using the spindle motor 100, it is not necessary to separately provide an external rotational load measuring device. For this reason, it is possible to simplify the configuration of the drilling device and reduce the size of the drilling device. In addition, workability and maintainability when using the drilling apparatus are improved.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、上記したように、３つのコンデンサ（第３コンデンサＣ３、第４コンデンサＣ４及び第５コンデンサＣ５）の直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定するだけで回転負荷を測定することが可能となり、また、その際、当該電気回路５２の合成静電容量を、第１回転電極体１７４及び第２回転電極体１７５に接触することなく測定することが可能となるため、回転負荷測定装置の構成を単純にして信頼性を高くするとともに製造コストを低減することが可能となる。 Moreover, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, as described above, an electric circuit configured by connecting in series three capacitors (third capacitor C 3 , fourth capacitor C 4, and fifth capacitor C 5 ). It is possible to measure the rotational load simply by measuring the combined electrostatic capacity of the first rotating electrode body 174 and the second rotating electrode body 175. Since it is possible to perform measurement without contact, it is possible to simplify the configuration of the rotational load measuring device to increase the reliability and reduce the manufacturing cost.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、第４コンデンサＣ４の静電容量が第３コンデンサＣ３の静電容量又は第５コンデンサＣ５の静電容量よりも極めて小さいため、３つのコンデンサの直列接続により構成される電気回路５２の合成静電容量は、第４コンデンサＣ４の静電容量が支配的になる。このため、電気回路５２の合成静電容量を測定すれば、実質的には第３コンデンサＣ３の静電容量及び第５コンデンサＣ５の静電容量の影響を受けずに第４コンデンサＣ４の静電容量を測定することとなり、基端側回転体１３２と先端側回転体１３６との間の回転方向に沿った位相差を高精度に測定することが可能となる。その結果、回転負荷を高精度で測定することが可能となり、従来の穿孔加工装置よりも微細な穴（例えば、内径３０μｍ以下。）を形成することが可能となる。 Further, embodiments according to the spindle motor 100 according to Embodiment 1, since the capacitance of the fourth capacitor C 4 is extremely smaller than the capacitance of the capacitance or the fifth capacitor C 5 of the third capacitor C 3, 3 One of the combined capacitance of the electrical circuit 52 formed by a series connection of capacitors, the capacitance of the fourth capacitor C 4 is dominant. Therefore, if the combined capacitance of the electric circuit 52 is measured, the fourth capacitor C 4 is substantially unaffected by the capacitance of the third capacitor C 3 and the capacitance of the fifth capacitor C 5. Therefore, the phase difference along the rotation direction between the proximal end side rotating body 132 and the distal end side rotating body 136 can be measured with high accuracy. As a result, it is possible to measure the rotational load with high accuracy, and it is possible to form finer holes (for example, an inner diameter of 30 μm or less) than the conventional drilling apparatus.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、２個の第１突起部１７６及び２個の第２突起部１７７は、それぞれ回転方向に沿って１８０°おきに配置されているため、第１回転電極体１７４や第２回転電極体１７５にごくわずかの軸ぶれが存在していたとしても、この軸ぶれが静電容量に与える影響を少なくすることが可能となる。このため、基端側回転体１３２と先端側回転体１３６との間の回転方向に沿った位相差をさらに高精度に測定することが可能となり、ひいては回転負荷をさらに高精度で測定することが可能となる。   Further, in the spindle motor 100 according to the first embodiment, the two first protrusions 176 and the two second protrusions 177 are arranged at intervals of 180 ° along the rotation direction. Even if there is a slight axial shake in the rotating electrode body 174 or the second rotating electrode body 175, it is possible to reduce the influence of the axial shake on the capacitance. For this reason, it becomes possible to measure the phase difference along the rotation direction between the base end side rotating body 132 and the distal end side rotating body 136 with higher accuracy, and consequently, to measure the rotational load with higher accuracy. It becomes possible.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、第１外周電極面１７４ａ及び第２外周電極面１７５はそれぞれ適正な公差管理が行われている加工工程で成形加工がなされており、また、第１内周電極面１７２ａ及び第２内周電極面１７３ａもそれぞれ適正な公差管理が行われている加工工程で成形加工がなされているため、電気回路５０の合成静電容量を安定して測定することが可能となる。このため、基端側回転体１３２と先端側回転体１３６との間の回転方向に沿った位相差をさらに高精度に測定することが可能となり、ひいては回転負荷をさらに高精度で測定することが可能となる。   Further, in the spindle motor 100 according to the first embodiment, the first outer peripheral electrode surface 174a and the second outer peripheral electrode surface 175 are each formed by a processing process in which proper tolerance management is performed. Since the first inner peripheral electrode surface 172a and the second inner peripheral electrode surface 173a are also formed in a processing step in which appropriate tolerance management is performed, the combined capacitance of the electric circuit 50 is stably measured. It becomes possible. For this reason, it becomes possible to measure the phase difference along the rotation direction between the base end side rotating body 132 and the distal end side rotating body 136 with higher accuracy, and consequently, to measure the rotational load with higher accuracy. It becomes possible.

実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、筒状筐体１１０における基端側回転体１３２との対向面には第１空気静圧軸受１１２が配設されており、筒状筐体１１０における先端側回転体１３６との対向面には第２空気静圧軸受１１４が配設されているため、筒状筐体１１０に対する基端側回転体１３２の回転抵抗及び筒状筐体１１０に対する先端側回転体１３６の回転抵抗をともに極めて小さなレベルにまで低減することが可能となり、回転負荷の値が変化するのに応じて基端側回転体１３２と先端側回転体１３６との間の回転位相差が変化し易くなる。このため、回転負荷をさらに高精度で測定することが可能となる。   In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the first aerostatic bearing 112 is disposed on the surface of the cylindrical housing 110 that faces the proximal-side rotating body 132, and the distal end of the cylindrical housing 110 is the front end. Since the second aerostatic bearing 114 is disposed on the surface facing the side rotator 136, the rotational resistance of the proximal-side rotator 132 with respect to the cylindrical housing 110 and the distal-side rotation with respect to the cylindrical housing 110. Both of the rotational resistances of the body 136 can be reduced to an extremely small level, and the rotational phase difference between the proximal-side rotator 132 and the distal-side rotator 136 varies as the rotational load value changes. It becomes easy to change. For this reason, it becomes possible to measure the rotational load with higher accuracy.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、回転力伝達部材１６０は、基端側回転体１３２と先端側回転体１３６との間に機械的遊びの無い状態で配設されている回転力伝達棒であるため、回転力伝達棒の太さを比較的細くしたとしても、従来のように帯状片の厚さを薄くする場合（特開２００１−３４１０１４参照。）と比べれば、回転力伝達棒の剛性の低下を十分に抑制することが可能となる。その結果、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、微細な穴から比較的大きな穴までの比較的広い範囲（例えば、３０μｍ〜５００μｍ。）の穴を形成することが可能となる。   In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the rotational force transmission member 160 is disposed between the proximal-side rotating body 132 and the distal-side rotating body 136 without any mechanical play. Since it is a transmission rod, even if the thickness of the rotational force transmission rod is made relatively thin, the rotational force transmission is compared with the case where the thickness of the strip is reduced as in the prior art (see JP 2001-341014 A). It becomes possible to sufficiently suppress the decrease in the rigidity of the rod. As a result, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, it is possible to form a hole in a relatively wide range (for example, 30 μm to 500 μm) from a fine hole to a relatively large hole.

また、実施形態１に係るスピンドルモータ１００によれば、上記したように、回転力伝達部部材１６０の太さを比較的細くしたとしても、回転力伝達棒の剛性の低下を十分に抑制することが可能となるため、穴を高速かつ高精度で形成することが可能となる。   Further, according to the spindle motor 100 according to the first embodiment, as described above, even if the thickness of the rotational force transmission member 160 is relatively thin, a reduction in rigidity of the rotational force transmission rod is sufficiently suppressed. Therefore, the hole can be formed at high speed and with high accuracy.

［実施形態２］
実施形態２は、本発明の穿孔加工装置を説明するための実施形態である。 [Embodiment 2]
Embodiment 2 is an embodiment for explaining a perforating apparatus of the present invention.

図１３は、実施形態２に係る穿孔加工装置１０を説明するために示す図である。図１４は、実施形態２に係る穿孔加工装置１０における負荷限界直線Ｆに基づいて制御された負荷データを示すグラフである。図１５は、実施形態２に係る穿孔加工装置１０における制御系の構成を示すブロック図である。図１６は、実施形態２に係る穿孔加工装置１０における送り動作を説明するために示す図である。   FIG. 13 is a view for explaining the drilling device 10 according to the second embodiment. FIG. 14 is a graph showing load data controlled based on the load limit straight line F in the drilling device 10 according to the second embodiment. FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a control system in the drilling apparatus 10 according to the second embodiment. FIG. 16 is a view for explaining a feeding operation in the drilling apparatus 10 according to the second embodiment.

実施形態２に係る穿孔加工装置１０は、図１３に示すように、スピンドルモータ１００と、所定の送り動作によってスピンドルモータ１００を送り方向（図１３の左右方向。）に沿って移動させる送り駆動装置２０と、穿孔加工対象物品Ｗを把持する穿孔加工対象物品把持装置４０とを有する穿孔加工装置である。   As shown in FIG. 13, the drilling device 10 according to the second embodiment includes a spindle motor 100 and a feed driving device that moves the spindle motor 100 along a feed direction (left and right direction in FIG. 13) by a predetermined feed operation. 20 is a punching device including a punching target article gripping device 40 that grips the punching target target article W.

スピンドルモータ１００は、実施形態１で説明したとおりのスピンドルモータである。   The spindle motor 100 is a spindle motor as described in the first embodiment.

送り駆動装置２０は、ベース２２と、送り駆動モータ２４と、送り駆動モータ２４によって回転可能な送りねじ２６と、送りねじ２６と螺合して送り方向に移動可能な移動台２８と、移動台２８に固定されているスピンドルモータ固定部３０とを有する。   The feed drive device 20 includes a base 22, a feed drive motor 24, a feed screw 26 that can be rotated by the feed drive motor 24, a moving table 28 that can be screwed into the feed screw 26 and moved in the feeding direction, and a moving table. And a spindle motor fixing part 30 fixed to 28.

穿孔加工対象物品把持装置４０は、基台部４２と、穿孔加工対象物品把持部４４とを有し、穿孔加工対象物品把持部４４には穿孔加工対象物品Ｗが取り付けられる。ここで、穿孔加工対象物品把持部４４は、基台部４２に内蔵された図示しない回転駆動モータによって回転駆動されるように構成されている。なお、穿孔加工対象物品把持部４４の位置を上下、左右、前後方向に調整可能に構成してもよい。   The punching target article gripping device 40 includes a base part 42 and a punching target target gripping part 44, and the punching target target article W is attached to the punching target target gripping part 44. Here, the punching object target gripping portion 44 is configured to be rotated by a rotation driving motor (not shown) built in the base portion 42. It should be noted that the position of the punching object target gripping portion 44 may be configured to be adjustable in the up / down, left / right, and front / back directions.

スピンドルモータ１００の穿孔工具把持部１５０には、穿孔工具Ｄが取り付けられている。   A drilling tool D is attached to the drilling tool grip 150 of the spindle motor 100.

実施形態２に係る穿孔加工装置１０は、スピンドルモータ１００における送り負荷測定装置１４０により測定された送り負荷と、スピンドルモータ１００における回転負荷測定装置１７０により測定された回転負荷とによって表される負荷データが、回転負荷と送り負荷とを変数とする負荷限界直線Ｆを超えた場合に、所定の送り動作を中断するように構成されている（図１４参照。）。   The punching device 10 according to the second embodiment is load data represented by the feed load measured by the feed load measuring device 140 in the spindle motor 100 and the rotational load measured by the rotational load measuring device 170 in the spindle motor 100. However, when the load limit straight line F having the rotational load and the feed load as variables is exceeded, the predetermined feed operation is interrupted (see FIG. 14).

以上のように構成された実施形態２に係る穿孔加工装置１０によれば、実施形態１に係るスピンドルモータ１００を有するため、従来よりも微細な穴を形成する際に発生する微小な送り負荷を安定して測定することが可能な穿孔加工装置となる。   According to the drilling device 10 according to the second embodiment configured as described above, since the spindle motor 100 according to the first embodiment is included, a minute feed load generated when forming a finer hole than the conventional one is reduced. A drilling apparatus capable of measuring stably.

また、実施形態２に係る穿孔加工装置１０によれば、送り負荷測定装置１４０の測定結果と回転負荷測定装置１７０の測定結果とに基づいて送り負荷と回転負荷とを精度良く測定することが可能となるため、穿孔工具Ｄの破損を的確に予測することにより穿孔工具Ｄの折損をより確実に防止することが可能となり、信頼性が高く、かつ、効率的な穿孔加工を実現することが可能となる。   Further, according to the drilling device 10 according to the second embodiment, it is possible to accurately measure the feed load and the rotational load based on the measurement result of the feed load measuring device 140 and the measurement result of the rotational load measuring device 170. Therefore, it is possible to more reliably prevent breakage of the drilling tool D by accurately predicting the breakage of the drilling tool D, and to achieve highly reliable and efficient drilling. It becomes.

実施形態２に係る穿孔加工装置１０においては、図１５に示すように、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）などからなる制御装置２１０が設けられ、制御装置２１０は、送り負荷測定装置１４０からの測定信号及び回転負荷測定装置１７０からの測定信号を受け、これらの測定信号の値に応じて上記の送り負荷（スラスト方向負荷）及び回転負荷（ラジアル方向負荷）を求め、これらの負荷値に応じて送り駆動モータ２４を駆動制御するように構成されている。この場合に、負荷値に応じた制御態様として、送り駆動モータ２４に加えてスピンドルモータ１００におけるモータ１２０の回転量を制御するようにしてもよい。例えば、送り駆動モータ２４による送り動作を中断し、若しくは、逆方向に送る際には、スピンドルモータ１００におけるモータ１２０の回転量を低下させたり、或いは、回転方向を逆転させたりすることができる。   In the drilling device 10 according to the second embodiment, as shown in FIG. 15, a control device 210 composed of an MPU (microprocessor unit) or the like is provided, and the control device 210 receives measurement signals from the feed load measuring device 140 and The measurement signals from the rotational load measuring device 170 are received, the feed load (thrust direction load) and the rotational load (radial direction load) are obtained according to the values of these measurement signals, and the feed drive is performed according to these load values. The motor 24 is configured to be driven and controlled. In this case, as a control mode corresponding to the load value, the rotation amount of the motor 120 in the spindle motor 100 may be controlled in addition to the feed drive motor 24. For example, when the feed operation by the feed drive motor 24 is interrupted or sent in the reverse direction, the rotation amount of the motor 120 in the spindle motor 100 can be reduced, or the rotation direction can be reversed.

実施形態２に係る穿孔加工装置１０においては、制御装置２１０は、穿孔加工対象物品Ｗに穿孔工具Ｄが近接するまで図１６に示す高速送りモードＨで穿孔工具Ｄを送り、その後、低速送りモードＩで穿孔加工対象物品Ｗに対して接触し穿孔加工を行いながら送り続ける。この低速送りモードＩは、図１４に示す負荷限界直線Ｆを越えない負荷データが得られている間は継続される。その後、図１４中の負荷限界直線Ｆを超えた負荷データが得られた時点で、穿孔工具Ｄの送り動作を中断し、高速戻しモードＪで穿孔工具Ｄを穿孔加工対象物品Ｗ内から脱出するまで引き戻す。さらにその後、再び高速送りモードＨで穿孔加工対象物品Ｗ内に入るように送り、先ほど加工した最先端位置（加工穴の最深部）よりも少し手前で低速送りモードＩに移行し、加工を再開する。以後、上記と同様の送り動作の中断、戻り、再加工の繰り返し動作を、負荷限界直線Ｆを超えた負荷データが発生する都度同様に実施して、断続的な加工を行っていく。   In the drilling device 10 according to the second embodiment, the control device 210 feeds the drilling tool D in the high-speed feed mode H shown in FIG. 16 until the drilling tool D comes close to the drilling object W, and then the low-speed feed mode. The feed is continued while making contact with the object W to be punched at I and performing punching. The low-speed feed mode I is continued while load data that does not exceed the load limit straight line F shown in FIG. Thereafter, when load data exceeding the load limit straight line F in FIG. 14 is obtained, the feed operation of the drilling tool D is interrupted, and the drilling tool D is escaped from the drilling object W in the high speed return mode J. Pull back to. After that, it is again fed in the high-speed feed mode H so as to enter the article W to be drilled, and the processing shifts to the low-speed feed mode I slightly before the most advanced position (deepest part of the machined hole) processed earlier, and the machining is resumed. To do. Thereafter, the same operation of interruption, return, and re-machining as described above is repeated every time load data exceeding the load limit straight line F is generated, and intermittent machining is performed.

最終的に目的の穿孔深さが得られると送り動作は停止され、高速戻しモードＪで穿孔工具Ｄは穿孔加工対象物品Ｗから離反される。また、目的の穿孔深さが得られない時点でも、異常な状況が生じた場合、すなわち、穿孔工具Ｄの寿命が尽きたと考えられる場合及び加工状態に異常が発生したと考えられる場合には、加工を終了して、高速戻しモードＪで穿孔加工対象物品Ｗから穿孔工具Ｄを離反させる。   When the target drilling depth is finally obtained, the feeding operation is stopped, and the drilling tool D is separated from the drilling object W in the high speed return mode J. In addition, even when the target drilling depth cannot be obtained, if an abnormal situation occurs, that is, if it is considered that the life of the drilling tool D has been exhausted or if an abnormality has occurred in the machining state, Finishing the machining, the drilling tool D is moved away from the drilling object W in the high speed return mode J.

上記の穿孔工具Ｄの寿命が尽きたと考えられる場合とは、図１４に示す負荷限界直線Ｆを超える負荷データが得られたときになされる送り動作の中断が頻繁になり、加工がほとんど進まなくなった場合である。また、加工状態に異常が発生したと考えられる場合とは、穿孔時に穿孔工具Ｄに切りくずなどが絡み、切りくずが排出されない状態が何らかの理由で解消されず、良好な穿孔加工ができなくなった場合である。いずれの場合にも、そのまま穿孔加工を継続しても穿孔加工が進まないか、或いは、穿孔工具Ｄが破損する可能性が極めて高いため、穿孔加工を終了させるのである。   The case where the life of the above-mentioned drilling tool D is considered to be exhausted means that the feeding operation which is performed when load data exceeding the load limit straight line F shown in FIG. 14 is obtained frequently, and the machining hardly progresses. This is the case. In addition, when it is considered that an abnormality has occurred in the machining state, a chip or the like is entangled with the drilling tool D during drilling, and the state in which the chip is not discharged is not solved for some reason, and good drilling cannot be performed. Is the case. In any case, the drilling process is terminated because the drilling process does not proceed even if the drilling process is continued as it is, or the drilling tool D is very likely to be damaged.

以上、本発明のスピンドルモータ及び穿孔加工装置を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As mentioned above, although the spindle motor and the drilling apparatus of the present invention have been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to this, and can be implemented without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

（１）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、送り負荷が大きくなると合成静電容量が大きくなる構成の送り負荷測定装置１４０を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、送り負荷が大きくなると合成静電容量が小さくなる構成の送り負荷測定装置を有していてもよい。 (1) The spindle motor 100 according to the first embodiment includes the feed load measuring device 140 configured to increase the combined capacitance when the feed load increases. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, you may have the feed load measuring apparatus of a structure with which a synthetic | combination electrostatic capacitance becomes small when a feed load becomes large.

（２）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、回転負荷が大きくなると合成静電容量が小さくなる構成の回転負荷測定装置１７０を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、回転負荷が大きくなると合成静電容量が大きくなる構成の回転負荷装置を有していてもよい。 (2) The spindle motor 100 according to the first embodiment includes the rotational load measuring device 170 having a configuration in which the combined capacitance decreases as the rotational load increases. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, you may have the rotation load apparatus of a structure with which a synthetic | combination electrostatic capacitance becomes large when a rotation load becomes large.

（３）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、第１固定電極２６２と固定電極２３０との間隔及び第２固定電極２６４と固定電極２３０との間隔をともに、送り負荷がないときに１０μｍになるように設定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。１０μｍよりも広く設定してもよいし、１０μｍよりも狭く設定してもよい。 (3) In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the distance between the first fixed electrode 262 and the fixed electrode 230 and the distance between the second fixed electrode 264 and the fixed electrode 230 are both 10 μm when there is no feed load. However, the present invention is not limited to this. It may be set wider than 10 μm or may be set narrower than 10 μm.

（４）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、第１対向電極面１７６ａと第２対向電極面１７７ａとの間隔を、回転負荷がなくて位相差がないときに１０μｍになるように設定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。１０μｍよりも広く設定してもよいし、１０μｍよりも狭く設定してもよい。 (4) In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the interval between the first counter electrode surface 176a and the second counter electrode surface 177a is set to 10 μm when there is no rotational load and there is no phase difference. However, the present invention is not limited to this. It may be set wider than 10 μm or may be set narrower than 10 μm.

（５）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、図２（ｄ）に示すように、周方向連結部２５２が周方向に分断された構造を有する薄板状弾性部材２４６を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。図１７は、変形例に係る薄板状弾性部材２４６ａの正面図である。例えば、図１７に示すように、周方向連結部２５２ａが周方向に分断されていない構造を有する薄板状弾性部材２４６ａを用いてもよい。 (5) In the spindle motor 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 2D, the thin plate-like elastic member 246 having a structure in which the circumferential connecting portion 252 is divided in the circumferential direction is used. The present invention is not limited to this. FIG. 17 is a front view of a thin elastic plate member 246a according to a modification. For example, as shown in FIG. 17, a thin plate-like elastic member 246a having a structure in which the circumferential connecting portion 252a is not divided in the circumferential direction may be used.

（６）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、第１空気静圧軸受１１２、第２空気静圧軸受１１４、軸受面（第３空気静圧軸受）２２４及び軸受面（第４空気静圧軸受）２２８として多孔質絞りからなる空気静圧軸受を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、オリフィス絞り、自成絞り、表面絞りなどからなる空気静圧軸受を用いることもできる。 (6) In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the first aerostatic bearing 112, the second aerostatic bearing 114, the bearing surface (third aerostatic bearing) 224, and the bearing surface (fourth aerostatic pressure). Although an aerostatic bearing made of a porous restriction is used as the bearing 228, the present invention is not limited to this. For example, an aerostatic bearing comprising an orifice restriction, a self-contained restriction, a surface restriction, or the like can be used.

（７）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、基端側回転体１３２が鍔部１３４を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、先端側回転体１３６が鍔部を有していてもよい。 (7) In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the proximal-side rotator 132 has the flange 134, but the present invention is not limited to this. For example, the distal end side rotating body 136 may have a collar portion.

（８）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、空気静圧軸受２２０を基端側から支持するストッパ部材２６６を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、回転体１３０を基端側から支持するストッパ部材を有していてもよい。 (8) The spindle motor 100 according to the first embodiment includes the stopper member 266 that supports the aerostatic bearing 220 from the base end side, but the present invention is not limited to this. For example, you may have the stopper member which supports the rotary body 130 from a base end side.

（９）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、回転力伝達部材１６０として、円柱状（断面が円形状）の細径部を有する回転力伝達棒を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、断面が正多角形（正三角形、正方形、正五角形、正六角形、正八角形等）の形状の細径部を有する回転力伝達棒を用いることもできる。 (9) In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the rotational force transmission member 160 is a rotational force transmission rod having a cylindrical portion (circular cross section), but the present invention is limited to this. Is not to be done. For example, it is possible to use a rotational force transmission rod having a small diameter portion whose cross section is a regular polygon (regular triangle, square, regular pentagon, regular hexagon, regular octagon, etc.).

（１０）実施形態１に係るスピンドルモータ１００においては、第１外周電極面１７４ａ及び第２外周電極面１７５ａは、それぞれ適正な公差管理が行われている加工工程で成形加工がなされており、また、第１内周電極面１７２ａ及び第２内周電極面１７３ａは、それぞれ適正な公差管理が行われている加工工程で成形加工がなされているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１外周電極面１７４ａ及び第２外周電極面１７５ａは、同一加工工程で成形加工がなされていてもよい。また、第１内周電極面１７２ａ及び第２内周電極面１７３ａも、同一加工工程で成形加工がなされていてもよい。 (10) In the spindle motor 100 according to the first embodiment, the first outer peripheral electrode surface 174a and the second outer peripheral electrode surface 175a are each formed by a processing process in which appropriate tolerance management is performed, and The first inner peripheral electrode surface 172a and the second inner peripheral electrode surface 173a are each formed by a processing step in which appropriate tolerance management is performed, but the present invention is not limited to this. . For example, the first outer peripheral electrode surface 174a and the second outer peripheral electrode surface 175a may be molded in the same processing step. Further, the first inner peripheral electrode surface 172a and the second inner peripheral electrode surface 173a may be molded in the same processing step.

（１１）実施形態２に係る穿孔加工装置１０においては、回転負荷測定装置１７０を有するスピンドルモータ１００を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外付けの回転負荷測定装置を用いる場合には、回転負荷測定装置を有しないスピンドルモータを用いることもできる。 (11) In the drilling device 10 according to the second embodiment, the spindle motor 100 having the rotational load measuring device 170 is used, but the present invention is not limited to this. For example, when an external rotational load measuring device is used, a spindle motor that does not have the rotational load measuring device can also be used.

（１２）実施形態２に係る穿孔加工装置１０においては、スピンドルモータ１００を横置きにした場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スピンドルモータ１００を縦置きにすることもできる。 (12) In the drilling apparatus 10 according to the second embodiment, the present invention has been described by taking the case where the spindle motor 100 is placed horizontally as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the spindle motor 100 can be placed vertically.

実施形態１に係るスピンドルモータ１００を説明するために示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view shown in order to demonstrate the spindle motor 100 which concerns on Embodiment 1. FIG. 弾性部材２４０を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the elastic member 240. FIG. 送り負荷測定装置１４０を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the feed load measuring apparatus 140. FIG. 送り負荷が変化したときに弾性部材２４０が弾性変形し、固定電極２６０と測定電極２３０との間隔が変化する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the elastic member 240 elastically deforms and the space | interval of the fixed electrode 260 and the measurement electrode 230 changes when a feed load changes. 実施形態１に係るスピンドルモータ１００における送り負荷と合成静電容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the feed load in the spindle motor 100 which concerns on Embodiment 1, and synthetic | combination electrostatic capacitance. 電気回路５０における第１電極Ｅ１―第２電極Ｅ２間の合成静電容量の時間変化を示す図である。The first electrode in an electric circuit 50 E 1 - is a graph showing a temporal change in the total capacitance between the second electrode E 2. 回転負荷測定装置１７０を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the rotational load measuring apparatus 170. FIG. 回転負荷測定装置１７０を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the rotational load measuring apparatus 170. FIG. 第３コンデンサＣ３、第４コンデンサＣ４及び第５コンデンサＣ５が直列接続されている様子を示す図である。The third capacitor C 3, the fourth capacitor C 4 and the fifth capacitor C 5 is a diagram showing a state in which are connected in series. 回転負荷が変化したときに第１突起部１７６の第１対向電極面１７６ａと第２突起部１７７の第２対向電極面１７７ａとの間隔が変化する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the space | interval of the 1st opposing electrode surface 176a of the 1st projection part 176 and the 2nd opposing electrode surface 177a of the 2nd projection part 177 changes when a rotational load changes. 実施形態１に係るスピンドルモータ１００における回転負荷と合成静電容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotational load in the spindle motor 100 which concerns on Embodiment 1, and a synthetic capacitance. 電気回路５２における第３電極Ｅ３―第４電極Ｅ４間の合成静電容量の時間変化を示す図である。The third electrode E in the electric circuit 52 3 - is a graph showing a temporal change in the combined capacitance between the fourth electrodes E 4. 実施形態２に係る穿孔加工装置１０を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the punching apparatus 10 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る穿孔加工装置１０における負荷限界直線Ｆに基づいて制御された負荷データを示すグラフである。It is a graph which shows the load data controlled based on the load limit straight line F in the punching apparatus 10 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る穿孔加工装置１０における制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system in the punching apparatus 10 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る穿孔加工装置１０における送り動作を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the feed operation in the punching apparatus 10 which concerns on Embodiment 2. FIG. 変形例に係る薄板状弾性部材２４６ａの正面図である。It is a front view of the thin-plate shaped elastic member 246a which concerns on a modification. 従来の穿孔加工装置９００を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional drilling apparatus 900. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０…穿孔加工装置、２０…送り駆動装置、２２…ベース、２４…送り駆動モータ、２６…送りねじ、２８…移動台、３０…スピンドルモータ固定部、４０…穿孔加工対象把持装置、４２…基台部、４４…穿孔加工対象物品把持部、５０，５２…電気回路、１００，９００…スピンドルモータ、１１０，９１０…筒状筐体、１１２…第１空気静圧軸受、１１４…第２空気静圧軸受、１２０…モータ、１２２…ステータ、１２４…ロータ、１３０，９３０…回転体、１３２…基端側回転体、１３４…鍔部、１３６…先端側回転体、１４０…送り負荷測定装置、１５０，９５０…穿孔工具把持部、１６０…回転力伝達部材、１６２…細径部、１６４…基端側太径部、１６６…先端側太径部、１７０…回転負荷測定装置、１７１…回転負荷測定装置支持体、１７２…第１固定電極体、１７２ａ…第１内周電極面、１７３…第２固定電極体、１７３ａ…第２内周電極面、１７４…第１回転電極体、１７４ａ…第１外周電極面、１７５…第２回転電極体、１７５ａ…第２外周電極面、１７６…第１突起部、１７６ａ…第１対向電極面、１７７…第２突起部、１７７ａ…第２対向電極面、２００…圧縮空気供給装置、２０２…圧縮空気供給路、２１０…制御装置、２２０…空気静圧軸受、２２２…基端側軸受部材、２２４…軸受面、２２６…先端側軸受部材、２２８…軸受面、２３０，９４４…測定電極、２４０…弾性部材、２４２…外周側環状部材、２４４…内周側環状部材、２４６，２４６ａ…薄板状弾性部材、２４８，２４８ａ…外周側結合部、２５０，２５０ａ…外周側連結部、２５２，２５２ａ…周方向連結部、２５４，２５４ａ…内周側連結部、２５６，２５６ａ…内周側結合部、２６０…固定電極、２６２，９４０Ａ…第１固定電極、２６４，９４０Ｂ…第２固定電極、２６６…端子部、２６８…ストッパ部材、９１２ｘ…バルブ、９３０…スピンドル軸、９３０ｘ…開口、９６０，９６２，９６４…、９６６…シールド部材、９６８…ケース部材、Ｃ１…第１コンデンサ、Ｃ２…第２コンデンサ、Ｃ３…第３コンデンサ、Ｃ４…第４コンデンサ、Ｃ５…第５コンデンサ、Ｄ…穿孔工具、Ｅ１…第１電極、Ｅ２…第２電極、Ｅ３…第３電極、Ｅ４…第４電極、Ｆ…負荷限界直線、Ｗ…穿孔加工対象物品 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Drilling apparatus, 20 ... Feed drive device, 22 ... Base, 24 ... Feed drive motor, 26 ... Feed screw, 28 ... Moving stand, 30 ... Spindle motor fixing | fixed part, 40 ... Drilling object object gripping device, 42 ... Base Pedestal part 44 ... Article gripping object gripping part, 50, 52 ... Electric circuit, 100, 900 ... Spindle motor, 110, 910 ... Cylindrical housing, 112 ... First aerostatic bearing, 114 ... Second aerostatic Pressure bearing, 120 ... motor, 122 ... stator, 124 ... rotor, 130, 930 ... rotating body, 132 ... proximal end side rotating body, 134 ... collar part, 136 ... distal end side rotating body, 140 ... feed load measuring device, 150 , 950 ... Drilling tool gripping part, 160 ... Rotational force transmission member, 162 ... Small diameter part, 164 ... Base end side large diameter part, 166 ... Tip side large diameter part, 170 ... Rotational load measuring device, 171 ... Rotational load measurement apparatus Holding body, 172 ... first fixed electrode body, 172a ... first inner peripheral electrode surface, 173 ... second fixed electrode body, 173a ... second inner peripheral electrode surface, 174 ... first rotating electrode body, 174a ... first outer periphery Electrode surface, 175 ... second rotating electrode body, 175a ... second outer peripheral electrode surface, 176 ... first protrusion, 176a ... first counter electrode surface, 177 ... second protrusion, 177a ... second counter electrode surface, 200 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Compressed air supply apparatus, 202 ... Compressed air supply path, 210 ... Control apparatus, 220 ... Aerostatic bearing, 222 ... Base end side bearing member, 224 ... Bearing surface, 226 ... Front end side bearing member, 228 ... Bearing surface, 230, 944 ... measuring electrode, 240 ... elastic member, 242 ... outer peripheral side annular member, 244 ... inner peripheral side annular member, 246, 246a ... thin plate-like elastic member, 248, 248a ... outer peripheral side coupling part, 250, 250a ... outer periphery Side connection part, 252 252a ... circumferential connecting portion, 254,254a ... inner peripheral side connecting portion, 256, 256a ... inner peripheral side connecting portion, 260 ... fixed electrode, 262,940A ... first fixed electrode, 264,940B ... second fixed electrode, 266 ... terminal portion, 268 ... stopper member, 912X ... valve, 930 ... spindle, 930X ... opening, 960,962,964 ..., 966 ... shield member, 968 ... case member, C 1 ... first capacitor, C 2 ... the second capacitor, C 3 ... third capacitor, C 4 ... fourth capacitor, C 5 ... fifth capacitor, D ... drilling tool, E 1 ... first electrode, E 2 ... second electrode, E 3 ... third electrode , E 4 ... 4th electrode, F ... Load limit straight line, W ... Article to be drilled

Claims (11)

筒状筐体と、
前記筒状筐体の内側で前記筒状筐体に固定されたモータと、
前記モータの先端側に配設され、前記モータにより回転駆動される穿孔工具把持部と、
前記筒状筐体内で前記モータの回転軸と一体になって回転可能で、かつ、前記モータの回転力を前記穿孔工具把持部に伝達するための回転体であって、先端側軸受面及び基端側軸受面を有する鍔部が外周部に形成された回転体と、
前記筒状筐体に弾性部材を介してかつ送り方向に沿って微動可能に固定され、前記鍔部における前記先端側軸受面及び前記基端側軸受面を挟み込んで前記穿孔工具把持部からの送り負荷を受ける空気静圧軸受と、
送り方向に沿った前記空気静圧軸受の変位に基づいて送り負荷を測定する送り負荷測定装置とを有するスピンドルモータであって、
前記弾性部材は、
前記筒状筐体に固定される外周側環状部材と、
前記空気静圧軸受に固定される内周側環状部材と、
前記外周側環状部材と前記内周側環状部材とを径方向に連結する薄板状弾性部材とが一体化された構造を有し、
前記回転体は、
前記筒状筐体内で前記モータの回転軸と一体になって回転可能な基端側回転体と、
前記筒状筐体内で前記基端側回転体とともに回転可能で、かつ、前記穿孔工具把持部と一体となって回転可能な先端側回転体と、
前記基端側回転体と前記先端側回転体との間の回転力伝達経路中に配設され、回転方向に沿って捩れ変形可能な回転力伝達部材とを有する回転体であり
前記スピンドルモータは、
前記回転力伝達部材の捩れ変形に基づいて前記基端側回転体に対する前記先端側回転体の回転負荷を測定する回転負荷測定装置をさらに有し、
前記回転負荷測定装置は、
前記基端側回転体の先端側に固定され、外周部に第１外周電極面を有する円筒状の第１回転電極体と、
前記第１回転電極体から先端側に向けて突出し、第１対向電極面を有する第１突起部と、
前記第１回転電極体の外周側に配置され、前記第１外周電極面に対向する第１内周電極面を有する第１固定電極体と、
前記先端側回転体の基端側に固定され、外周部に第２外周電極面を有する円筒状の第２回転電極体と、
前記第２回転電極体から基端側に突出し、前記第１対向電極面に対向する第２対向電極面を有する第２突起部と、
前記第２回転電極体の外周側に配置され、前記第２外周電極面に対向する第２内周電極面を有する第２固定電極体と、
前記第１内周電極面と前記第１外周電極面との間に形成される第３コンデンサ、前記第１対向電極面と前記第２対向電極面との間に形成される第４コンデンサ及び前記第２外周電極面と前記第２内周電極面との間に形成される第５コンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定する第２静電容量測定装置とを有する静電容量測定方式の回転負荷測定装置であることを特徴とするスピンドルモータ。 A cylindrical housing;
A motor fixed to the cylindrical casing inside the cylindrical casing;
A drilling tool gripper disposed on the tip side of the motor and driven to rotate by the motor;
A rotating body capable of rotating integrally with the rotating shaft of the motor in the cylindrical housing and transmitting the rotational force of the motor to the drilling tool gripping portion, comprising a front end side bearing surface and a base A rotating body having a flange having an end bearing surface formed on the outer periphery;
It is fixed to the cylindrical housing through an elastic member so as to be finely movable along the feed direction, and the feed from the drilling tool gripping part is sandwiched between the front end side bearing surface and the base end side bearing surface in the flange part. An aerostatic bearing under load, and
A spindle motor for chromatic and transportation load measuring device for measuring the feed load on the basis of the displacement of the aerostatic bearing along the feed direction,
The elastic member is
An outer peripheral annular member fixed to the cylindrical housing;
An inner peripheral annular member fixed to the aerostatic bearing;
A thin plate-like elastic member that connects the outer peripheral side annular member and the inner peripheral side annular member in the radial direction is integrated,
The rotating body is
A proximal-side rotating body that can rotate integrally with the rotating shaft of the motor in the cylindrical housing;
A distal-side rotator that is rotatable with the proximal-side rotator within the cylindrical housing, and is rotatable integrally with the drilling tool gripping portion;
A rotating body having a rotational force transmitting member disposed in a rotational force transmission path between the proximal end side rotating body and the distal end side rotating body and capable of being torsionally deformed along a rotational direction;
The spindle motor is
A rotation load measuring device for measuring a rotation load of the distal end side rotating body with respect to the proximal end side rotating body based on torsional deformation of the rotational force transmitting member;
The rotational load measuring device is
A cylindrical first rotating electrode body fixed to the distal end side of the proximal end rotating body and having a first outer peripheral electrode surface on the outer peripheral portion;
A first protrusion protruding from the first rotating electrode body toward the distal end side and having a first counter electrode surface;
A first fixed electrode body disposed on an outer peripheral side of the first rotating electrode body and having a first inner peripheral electrode surface facing the first outer peripheral electrode surface;
A cylindrical second rotating electrode body fixed to the base end side of the distal end side rotating body and having a second outer peripheral electrode surface on the outer peripheral portion;
A second protrusion having a second counter electrode surface protruding from the second rotating electrode body to the base end side and facing the first counter electrode surface;
A second fixed electrode body disposed on the outer peripheral side of the second rotating electrode body and having a second inner peripheral electrode surface facing the second outer peripheral electrode surface;
A third capacitor formed between the first inner peripheral electrode surface and the first outer peripheral electrode surface; a fourth capacitor formed between the first counter electrode surface and the second counter electrode surface; A second capacitance measuring device for measuring a combined capacitance of an electric circuit configured by connecting in series a fifth capacitor formed between the second outer peripheral electrode surface and the second inner peripheral electrode surface; A spindle motor characterized by being a capacitance measuring type rotational load measuring device. 請求項１に記載のスピンドルモータにおいて、
前記薄板状弾性部材は、
前記外周側環状部材との結合部位にある外周側結合部と、
前記内周側環状部材との結合部位にある内周側結合部と、
前記外周側結合部から内周側に突出する外周側連結部と、
前記内周側結合部から外周側に突出する内周側連結部と、
前記外周側連結部と前記内周側連結部とを周方向に沿って連結する周方向連結部とを有することを特徴とするスピンドルモータ。 The spindle motor according to claim 1 ,
The thin plate-like elastic member is
An outer peripheral side coupling portion at a coupling site with the outer circumferential side annular member;
An inner peripheral side coupling portion at a coupling site with the inner circumferential side annular member;
An outer peripheral side connecting portion protruding from the outer peripheral side coupling portion to the inner peripheral side;
An inner peripheral side connecting portion protruding from the inner peripheral side coupling portion to the outer peripheral side;
A spindle motor comprising a circumferential direction coupling portion that couples the outer circumferential side coupling portion and the inner circumferential side coupling portion along a circumferential direction. 請求項１又は２に記載のスピンドルモータにおいて、
前記送り負荷測定装置は、
前記筒状筐体に配設された固定電極と、
前記空気静圧軸受に配設され、前記固定電極に対向配置された測定電極と、
前記固定電極と前記測定電極との間の静電容量を測定する静電容量測定回路とを有する静電容量測定方式の送り負荷測定装置であることを特徴とするスピンドルモータ。 The spindle motor according to claim 1 or 2 ,
The feeding load measuring device is:
A fixed electrode disposed in the cylindrical housing;
A measurement electrode disposed in the aerostatic bearing and disposed opposite to the fixed electrode;
A spindle motor characterized by being a capacitance measuring type feed load measuring device having a capacitance measuring circuit for measuring a capacitance between the fixed electrode and the measuring electrode. 請求項３に記載のスピンドルモータにおいて、
前記固定電極は、第１固定電極及び第２固定電極からなり、
前記測定電極は、前記第１固定電極及び前記第２固定電極の両方に対向配置されており、
前記静電容量測定回路は、前記第１固定電極と前記測定電極との間に形成される第１コンデンサ及び前記第２固定電極と前記測定電極との間に形成される第２コンデンサの直列接続により構成される電気回路の合成静電容量を測定することを特徴とするスピンドルモータ。 The spindle motor according to claim 3 , wherein
The fixed electrode includes a first fixed electrode and a second fixed electrode,
The measurement electrode is disposed opposite to both the first fixed electrode and the second fixed electrode,
The capacitance measuring circuit includes a first capacitor formed between the first fixed electrode and the measurement electrode, and a second capacitor formed in series between the second fixed electrode and the measurement electrode. A spindle motor characterized by measuring a synthetic capacitance of an electric circuit constituted by: 請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記送り負荷によって前記回転体が所定量を超えて後退しないように前記回転体又は前記空気静圧軸受を基端側から支持するストッパ部材をさらに有することを特徴とするスピンドルモータ。 In the spindle motor according to any one of claims 1 to 4 ,
A spindle motor further comprising a stopper member that supports the rotating body or the aerostatic bearing from the base end side so that the rotating body does not move backward beyond a predetermined amount by the feed load. 請求項１〜５のいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記第１内周電極面と前記第１外周電極面とが対向する部分の面積をＳ１とし、
前記第１対向電極面と前記第２対向電極面とが対向する部分の面積をＳ２とし、
前記第２内周電極面と前記第２外周電極面とが対向する部分の面積をＳ３としたとき、
Ｓ１はＳ２の１０倍よりも大きく、Ｓ３はＳ２の１０倍よりも大きいことを特徴とするスピンドルモータ。 In the spindle motor according to any one of claims 1 to 5 ,
The area of the portion where the first inner peripheral electrode surface and the first outer peripheral electrode surface face each other is S1,
The area of the portion where the first counter electrode surface and the second counter electrode surface face each other is S2,
When the area of the portion where the second inner peripheral electrode surface and the second outer peripheral electrode surface face each other is S3,
A spindle motor characterized in that S1 is greater than 10 times S2, and S3 is greater than 10 times S2. 請求項１〜６のいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記第１突起部として、ｎ個（但し、ｎは２以上の整数。）の第１突起部が前記第１固定電極体から突出し、前記第２突起部として、ｎ個の第２突起部が前記第２固定電極体から突出し、前記ｎ個の第１固定電極体及び前記ｎ個の第２固定電極体は、それぞれ回転方向に沿って（３６０／ｎ）°おきに配置されていることを特徴とするスピンドルモータ。 In the spindle motor according to any one of claims 1 to 6 ,
As the first protrusions, n (where n is an integer greater than or equal to 2) first protrusions protrude from the first fixed electrode body, and n second protrusions as the second protrusions. The n first fixed electrode bodies and the n second fixed electrode bodies protrude from the second fixed electrode body, and are arranged at intervals of (360 / n) degrees along the rotation direction, respectively. Features spindle motor. 請求項１〜７のいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記筒状筐体における前記基端側回転体との対向面及び前記筒状筐体における前記基端側回転体との対向面には、空気静圧軸受が配設されていることを特徴とするスピンドルモータ。 The spindle motor according to any one of claims 1 to 7 ,
The opposing surfaces of the base end side rotating member at the opposing surface and the cylindrical housing of the proximal-side rotating member in the tubular housing, and characterized in that the aerostatic bearing is arranged Spindle motor. 請求項１〜８のいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記回転力伝達部材は、前記基端側回転体と前記先端側回転体との間に機械的遊びの無い状態で配設されている回転力伝達棒であることを特徴とするスピンドルモータ。 The spindle motor according to any one of claims 1 to 8 ,
The spindle motor according to claim 1, wherein the rotational force transmitting member is a rotational force transmitting rod disposed without mechanical play between the proximal end side rotating body and the distal end side rotating body. 請求項１〜９のいずれかに記載のスピンドルモータと、
所定の送り動作によって前記スピンドルモータを送り方向に沿って移動させる送り駆動装置と、
穿孔加工対象物品を把持する穿孔加工対象物品把持部とを有することを特徴とする穿孔加工装置。 A spindle motor according to any one of claims 1 to 9 ,
A feed driving device for moving the spindle motor along a feed direction by a predetermined feed operation;
A punching apparatus having a punching target article gripping part for gripping a punching target article. 請求項１〜１０のいずれかに記載のスピンドルモータと、
所定の送り動作によって前記スピンドルモータを送り方向に沿って移動させる送り駆動装置と、
穿孔加工対象物品を把持する穿孔加工対象物品把持部とを有し、
前記送り負荷測定装置により測定された送り負荷と、前記回転負荷測定装置により測定された回転負荷とによって表される負荷データとが、送り負荷と回転負荷とを変数とする所定の負荷限界値を超えた場合に、前記所定の送り動作を中断するように構成されていることを特徴とする穿孔加工装置。 A spindle motor according to any one of claims 1 to 10 ,
A feed driving device for moving the spindle motor along a feed direction by a predetermined feed operation;
A punching target article gripping part for gripping the punching target article;
The load data represented by the feed load measured by the feed load measuring device and the rotational load measured by the rotational load measuring device has a predetermined load limit value with the feed load and the rotational load as variables. A punching apparatus configured to interrupt the predetermined feeding operation when exceeding the predetermined feeding operation.
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