JPH0643347U - スピンドルユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】モータ１の回転軸１１を、動力伝達手段２を介
して遊星ローラ増速機３の入力軸３１に接続した。上記
遊星ローラ増速機３の出力軸３２を、磁気軸受５によっ
て支持された主軸４に連結した。 【効果】モータ１として、汎用モータを使用することが
できるので、コストを安くすることができる。遊星ロー
ラ増速機３の軸受３９に加工負荷が直接作用しないの
で、当該軸受３９の寿命を長くすることができる。さら
に、主軸４の軸径を太くすることができるので、主軸４
に大型工具等を容易に取付けることができる。しかも、
主軸４の軸長が短く、固有振動数を大きくすることがで
きるので、共振による加工精度の低下を防止することが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、工作機械等に装備されるスピンドルユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、マシニングセンタ等の工作機械に装備されるスピンドルユニットについ ては、生産効率を上げたり、仕上げ面精度を高めたりするために、主軸を高速回 転させることが行われている。そして、この主軸の高速回転を達成するために、 例えば、 主軸を磁気軸受によって支持し、この磁気軸受の内部に、高速高出力のいわ ゆるビルトインモータを構成したり、 主軸の先端に、遊星ローラによる増速機構を構成し、この増速機構の出力軸 に工具を取り付けるようにしたり（例えば特開昭６４−８７１２５号公報参照） することが行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記の磁気軸受にビルトインモータを構成したものについては、当該モータ が非常に高価であるために、製品コストが高く付くという問題があった。また、 主軸の長さがビルトインモータ分だけ長くなり、主軸の固有振動数が小さくなる ために、共振を生じて加工精度が低下するという問題もあった。

【０００４】 上記の遊星ローラ増速機構を構成したものについては、スペース的に増速機 構の出力軸の軸径を太くし難いために、大型の工具を取付け難いとともに、出力 軸を支持する軸受として負荷容量の大きい大型のものを使用し難く、当該軸受に 対して加工負荷が直接作用する点と相まって、軸受寿命が短くなるという問題が あった。

【０００５】 この考案は上記問題点に鑑みてなされたものであり、固有振動数が大きく、大 型工具等の取付けが容易であるとともに、価格が安く長寿命化を達成することが できるスピンドルユニットを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための、この考案のスピンドルユニットは、モータの回転 軸を動力伝達手段を介して遊星ローラ増速機の入力軸に接続し、遊星ローラ増速 機の出力軸を主軸に連結しているとともに、上記主軸を磁気軸受によって回転自 在に支持していることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

上記の構成のスピンドルユニットによれば、モータの回転を遊星ローラ増速機 によって増速させて、磁気軸受によって支持された主軸に伝達することができる 。 ここに、上記モータとして、汎用モータを使用することができるので、製品コ ストを安くすることができる。また、主軸を磁気軸受によって支持するので、当 該主軸の軸径を太くすることができる。さらに、遊星ローラ増速機の出力軸を支 持する軸受に加工負荷が直接作用しないので、当該軸受の長寿命化を達成するこ とができる。しかも、ビルトインモータを構成する場合に較べて、主軸の軸長を 短くすることができるので、その固有振動数を大きくすることができる。

【０００８】

【実施例】

以下、実施例を示す添付図面により詳細に説明する。 図１は、この考案のスピンドルユニットを示す概略断面図である。このスピン ドルユニットは、モータ１と、動力伝達手段２を介して上記モータ１によって回 転駆動される遊星ローラ増速機３と、遊星ローラ増速機３の出力軸３２に連結さ れた主軸４と、この主軸４を回転自在に支持する磁気軸受５とにより、主要部が 構成されている。

【０００９】 上記モータ１は、汎用モータによって構成されている。また、動力伝達手段２ は、上記モータ１の回転軸１１に一体回転可能に取付けられた第１のプーリ２１ と、遊星ローラ増速機３の入力軸３１に一体回転可能に取付けられた第２のプー リ２２と、両プーリ２１，２２間に巻き掛けられたベルト２３とによって構成さ れている。

【００１０】 遊星ローラ増速機３は、太陽輪３３の回りに、例えば３個の遊星ローラ３４を 等配に配置し、この遊星ローラ３４を、それぞれ固定輪３５に内接させたもので あり、上記各遊星ローラ３４は、入力軸３１と一体回転可能に設けられた軸ピン ３６、及びこの軸ピン３６の回りに設けられたニードルローラ等による軸受３６ ａによって回転自在に支持されている。また、上記入力軸３１は、玉軸受等の軸 受３８を介してハウジング３７に回転自在に支持されている。さらに、上記太陽 輪３３には、出力軸３２が連設されており、この出力軸３２は、玉軸受等の軸受 ３９を介してハウジング３７に回転自在に支持されている。

【００１１】 上記主軸４は、遊星ローラ増速機３の出力軸３２に対して、カップリング６を 介して一体回転可能に連結されており、その先端部（下端部）４１は、磁気軸受 ５のハウジング５７の一端面から露出されており、当該先端部４１には、工具を 嵌合取着するためのテーパ穴４１ａが形成されている。 磁気軸受５は、主軸４の回転停止時に当該主軸４を受け止めるタッチダウン軸 受５１、主軸４を非接触状態で径方向に支持する一対のラジアル磁気軸受５２、 主軸４の先端部４１側に固定されたディスク５３を、非接触状態で軸方向に支持 する一対のアキシャル磁気軸受５４、主軸４のラジアル方向の変位を検知するラ ジアルセンサ５５、及び主軸４のアキシャル方向の変位を検知するアキシャルセ ンサ（図示せず）等を備えているものである。

【００１２】 以上の構成であれば、モータ１の駆動力を動力伝達手段２を介して、遊星ロー ラ増速機３の入力軸３１に伝達し、モータ１の回転軸１１の回転を遊星ローラ増 速機３によって増速して、主軸４に伝達することができる。このように、上記ス ピンドルユニットによれば、モータ１として汎用モータを使用することができる ので、製品コストを安くすることができる。また、主軸４を磁気軸受５によって 支持しているので、当該主軸４の軸径を太くすることができ、大型工具を容易に 取付けることができる。さらに、主軸４の軸長をビルトインモータを構成したも のよりも短くすることができるので、その固有振動数を大きくすることができる 。このため、共振によって加工精度が低下するのを防止することができる。しか も、主軸４に作用する加工負荷を磁気軸受５によって受け止めて、加工負荷が遊 星ローラ増速機３の出力軸３２に直接作用するのを防止しているので、出力軸３ ２を支持する軸受３９の寿命が低下するのを防止することができる。

【００１３】 図３は、他の実施例を示す要部断面図であり、この実施例においては、遊星ロ ーラ増速機３の出力軸３２を支持する軸受３９として、アンギュラ玉軸受３９ａ を使用し、このアンギュラ玉軸受３９ａによって、主軸４の同図上方への移動を 規制することによって、ディスク５３に作用する一方（下方）のアキシャル磁気 軸受を省略している。この実施例によれば、上記一方のアキシャル磁気軸受が不 要であるので、その分構造を簡素にすることができるとともに、他方のアキシャ ル磁気軸受５４によって、アンギュラ玉軸受３９ａに対して、予圧を簡単に付加 することもできる。

【００１４】 なお、この考案のスピンドルユニットは上記実施例に限定されるものでなく、 例えば主軸４の先端４１に、工具でなくワークを取付けるように構成すること、 動力伝達手段２をギヤによって構成すること等、種々設計変更を施すことができ る。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、この考案のスピンドルユニットによれば、駆動源として、価格 の安い汎用モータを使用することができるので、製品コストを安くすることがで きるとともに、主軸を磁気軸受によって支持しているので、その軸径を太くする ことができ、大型工具や大型ワーク等を容易に取付けることができる。また、主 軸の軸長が短くて済み、固有振動数を大きくすることができる結果、共振によっ て加工精度が低下するという不都合が発生するのを防止することができる。さら に、遊星ローラ増速機の出力軸を支持する軸受に、加工負荷が直接作用するのを 防止することができるので、当該軸受の長寿命化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のスピンドルユニットの一実施例を示
す要部断面図である。

【図２】図１のII-II 線断面図である。

【図３】他の実施例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ モータ １１ 回転軸 ２ 動力伝達手段 ３ 遊星ローラ増速機 ３１ 入力軸 ３２ 出力軸 ４ 主軸 ５ 磁気軸受

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転軸を動力伝達手段を介して遊
   星ローラ増速機の入力軸に接続し、遊星ローラ増速機の
   出力軸を主軸に連結しているとともに、上記主軸を磁気
   軸受によって回転自在に支持していることを特徴とする
   スピンドルユニット。