(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022170782
(43)【公開日】2022-11-11
(54)【発明の名称】モータスピンドル
(51)【国際特許分類】
B23B 47/00 20060101AFI20221104BHJP
B23Q 11/10 20060101ALI20221104BHJP
B23B 51/06 20060101ALI20221104BHJP
【ＦＩ】
B23B47/00 B
B23Q11/10 E
B23B51/06 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021076974
(22)【出願日】2021-04-30
(71)【出願人】
【識別番号】000150327
【氏名又は名称】株式会社ナカニシ
(72)【発明者】
【氏名】山口 光明
(72)【発明者】
【氏名】大塚 健太
【テーマコード（参考）】
3C011
3C036
3C037
【Ｆターム（参考）】
3C011EE03
3C036LL05
3C037DD06
(57)【要約】
【課題】ベアリングに作用する負荷を低減したモータスピンドルを提供すること。
【解決手段】課題を解決するには、クーラント供給部を備えたモータスピンドルにおいて、モータスピンドルは、ケースと、ベアリングにより支持されたスピンドルと、スピンドルを回転させるモータと、ドリルと、ドリルをスピンドルに対して固定するコレットチャックとチャックナットを備え、スピンドルには、クーラントが流れるクーラント室が形成され、チャックナットには、クーラントを導入するクーラント導入口が形成され、ドリルには、加工対象物を切削する刃を備え、クーラントが流れる内部流路が形成され、内部流路にクーラントを供給することで刃の部分にクーラントを供給可能であり、クーラント導入口とクーラント室と内部流路は連通しており、クーラント供給部は、クーラント導入口にクーラントを供給するように構成すれば良い。
【選択図】図１
【解決手段】課題を解決するには、クーラント供給部を備えたモータスピンドルにおいて、モータスピンドルは、ケースと、ベアリングにより支持されたスピンドルと、スピンドルを回転させるモータと、ドリルと、ドリルをスピンドルに対して固定するコレットチャックとチャックナットを備え、スピンドルには、クーラントが流れるクーラント室が形成され、チャックナットには、クーラントを導入するクーラント導入口が形成され、ドリルには、加工対象物を切削する刃を備え、クーラントが流れる内部流路が形成され、内部流路にクーラントを供給することで刃の部分にクーラントを供給可能であり、クーラント導入口とクーラント室と内部流路は連通しており、クーラント供給部は、クーラント導入口にクーラントを供給するように構成すれば良い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
クーラント供給部を備えたモータスピンドルにおいて、
前記モータスピンドルは、外郭を構成するケースと、ベアリングにより回転可能に支持されたスピンドルと、前記スピンドルを回転させるモータと、加工対象を切削するドリルと、前記ドリルを前記スピンドルに対して固定するコレットチャックとチャックナットを備え、
前記スピンドルには、外部から供給されたクーラントが流れるクーラント室が形成されており、
前記チャックナットには、内部へとクーラントを導入するクーラント導入口が形成されており、
前記ドリルは、先端に加工対象物を切削する刃を備え、クーラントが流れる内部流路が形成されており、前記内部流路にクーラントを供給することで前記刃の部分にクーラントを供給可能であり、
前記クーラント導入口と前記クーラント室と前記内部流路は連通しており、
前記クーラント供給部は、前記クーラント導入口にクーラントを供給することを特徴とするモータスピンドル。
前記モータスピンドルは、外郭を構成するケースと、ベアリングにより回転可能に支持されたスピンドルと、前記スピンドルを回転させるモータと、加工対象を切削するドリルと、前記ドリルを前記スピンドルに対して固定するコレットチャックとチャックナットを備え、
前記スピンドルには、外部から供給されたクーラントが流れるクーラント室が形成されており、
前記チャックナットには、内部へとクーラントを導入するクーラント導入口が形成されており、
前記ドリルは、先端に加工対象物を切削する刃を備え、クーラントが流れる内部流路が形成されており、前記内部流路にクーラントを供給することで前記刃の部分にクーラントを供給可能であり、
前記クーラント導入口と前記クーラント室と前記内部流路は連通しており、
前記クーラント供給部は、前記クーラント導入口にクーラントを供給することを特徴とするモータスピンドル。
【請求項2】
前記クーラント供給部はホルダを備え、前記ホルダに対して前記モータスピンドルが固定されることで、前記クーラント供給部と前記モータスピンドルが固定されることを特徴とする請求項１に記載のモータスピンドル。
【請求項3】
前記クーラント供給部は、前記クーラント供給部から流れてくるクーラントを、前記スピンドルと共に回転する前記チャックの前記クーラント導入口に導くクーラントガイドを備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータスピンドル。
【請求項4】
前記クーラントガイドは、前記スピンドルと共に回転する前記チャックナットの周囲を囲むクーラント供給室を備えたことを特徴とする請求項３に記載のモータスピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドリル内部を経由して、切削位置に対して切削油等のクーラントを供給するモータスピンドルに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ドリル内部を経由して、切削位置に対してクーラントを供給するクーラント供給構造を備えたモータスピンドル（又は、スピンドルモータとも言う）がある。例えば、特許文献１には、ドリルユニットとして、モータスピンドルが開示されている（特許文献１）。
【0003】
この様なモータスピンドルは、スピンドルにドリルを装着した状態において、回転継手を介してスピンドル後端から内部に形成された油穴に切削油を取り込み、スピンドルの油穴からドリルの油穴へと切削油を流し、ドリルの先端から吐出することで、切削位置に切削油を供給するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１－２３９４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載のモータスピンドルは、回転継手（ロータリージョイント）を介してスピンドル後端からスラスト方向に内部に形成された油穴に切削油を取り込む構造なので、切削油をスピンドル内に流し込む際のスラスト方向の圧力がスピンドルに作用する。
これにより、スピンドルを回転自在に支持するベアリングに、スラスト方向の荷重が作用するという課題がある。
特に、ベアリングの外径が小さいものほど、このスラスト方向の荷重の影響を受けやすく、より小さなモータスピンドルほど、特許文献１に記載の切削油の供給構造を採用することが困難になる。
これにより、スピンドルを回転自在に支持するベアリングに、スラスト方向の荷重が作用するという課題がある。
特に、ベアリングの外径が小さいものほど、このスラスト方向の荷重の影響を受けやすく、より小さなモータスピンドルほど、特許文献１に記載の切削油の供給構造を採用することが困難になる。
【0006】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、ドリル内部を通り先端から切削油を切削位置に供給するモータスピンドルにおいて、切削油をスピンドル内部に取り込む際のスピンドルに作用するスラスト方向の荷重を低減したスピンドルモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
課題を解決するためには、クーラント供給部を備えたモータスピンドルにおいて、モータスピンドルは、外郭を構成するケースと、ベアリングにより回転可能に支持されたスピンドルと、スピンドルを回転させるモータと、加工対象を切削するドリルと、ドリルをスピンドルに対して固定するコレットチャックとチャックナットを備え、スピンドルには、外部から供給されたクーラントが流れるクーラント室が形成されており、チャックナットには、内部へとクーラントを導入するクーラント導入口が形成されており、ドリルは、先端に加工対象物を切削する刃を備え、クーラントが流れる内部流路が形成されており、内部流路にクーラントを供給することで刃の部分にクーラントを供給可能であり、クーラント導入口とクーラント室と内部流路は連通しており、クーラント供給部は、クーラント導入口にクーラントを供給するように構成すれば良い。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ドリルの内部を通り先端から切削油を切削位置に供給するモータスピンドルにおいて、切削油をスピンドル内部に取り込む際のスピンドルに作用するスラスト方向の荷重を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】クーラント供給部を備えたモータスピンドルの斜視図
【図2】（ａ）クーラント供給部を備えたモータスピンドルの正面図 （ｂ）クーラント供給部を備えたモータスピンドルの左側面図
【図4】モータスピンドルの分解斜視図
【図8】（ａ）コレットチャックの左側面図 （ｂ）コレットチャックの斜視図 （ｃ）（ｂ）に示すＣ－Ｃ断面図（Ｃ－Ｃ断面図はコレットチャックの左右中心を通る位置で切断し左側から見た図）
【図9】（ａ）チャックナットの左側面図 （ｂ）チャックナットの斜視図 （ｃ）（ｂ）に示すＤ－Ｄ断面図（Ｄ－Ｄ断面図はチャックナットの左右中心を通る位置で切断し左側から見た図）
【図10】（ａ）クーラントガイドの左側面図 （ｂ）クーラントガイドの斜視図 （ｃ）（ｂ）に示すＥ－Ｅ断面図（Ｅ－Ｅ断面図はクーラントガイドの左右中心を通る位置で切断し左側から見た図）
【発明を実施するための形態】
【0010】
（実施の形態）
以下、図１～図１０を用いて実施の形態を説明する。尚、本実施の形態において、モータスピンドル１００において、スピンドル１２０の回転軸を基準に軸方向及び径方向を定めている。つまり、軸方向とは、スピンドル１２０の回転軸と平行な方向である。径方向とは、回転軸と直行する方向である。また、モータスピンドル１００において、ドリル１５０が位置する側を前、モータ１４０が位置する側を後としている。更に、上下方向及び左右方向は、モータスピンドル１００を後方から見た状態を規準とする。参考までに、図１及び図２に上下左右の向きを記載する。
以下、図１～図１０を用いて実施の形態を説明する。尚、本実施の形態において、モータスピンドル１００において、スピンドル１２０の回転軸を基準に軸方向及び径方向を定めている。つまり、軸方向とは、スピンドル１２０の回転軸と平行な方向である。径方向とは、回転軸と直行する方向である。また、モータスピンドル１００において、ドリル１５０が位置する側を前、モータ１４０が位置する側を後としている。更に、上下方向及び左右方向は、モータスピンドル１００を後方から見た状態を規準とする。参考までに、図１及び図２に上下左右の向きを記載する。
【0011】
図１～図３を参照すると、モータスピンドル１００は、工作機械に取り付けて動作させることで、被加工物に対して穴あけ等の切削加工を行うものであり、このモータスピンドル１００にクーラントを供給するクーラント供給部２００を備えている。尚、モータスピンドル１００とクーラント供給部２００を総称して切削工具Ｓとする。
図４～図６を参照すると、モータスピンドル１００は、ケース１１０とスピンドル１２０とベアリング１３０とモータ１４０とドリル１５０とコレットチャック１６０とチャックナット１７０を備える。
図４～図６を参照すると、モータスピンドル１００は、ケース１１０とスピンドル１２０とベアリング１３０とモータ１４０とドリル１５０とコレットチャック１６０とチャックナット１７０を備える。
【0012】
ケース１１０は、モータスピンドル１００の外殻を成すものであり、ステンレスなどの金属で構成された円筒形状の部材である。また、ケース１１０の外周面には、径方向に突出する突出部１１１が形成されている。
モータ１４０は、スピンドル１２０を回転させる駆動源であり、ケース１１０の内部に位置し、ロータ１４１とステータ１４２を備える。
モータ１４０は、スピンドル１２０を回転させる駆動源であり、ケース１１０の内部に位置し、ロータ１４１とステータ１４２を備える。
【0013】
スピンドル１２０は、回転軸方向に長い軸状の部材である。スピンドル１２０は、前方を向く開口１２１をケース１１０の外部に向けた状態で、ケース１１０の内部にベアリング１３０により回転自在に支持される。
スピンドル１２０は、チャック保持部１２２を備える。チャック保持部１２２は、開口１２１からコレットチャック１６０を受入れて保持する部位である。チャック保持部１２２は、開口１２１に近い位置ほど広く、後端に近いほど狭まるテーパ形状の部位である。つまり、チャック保持部１２２は、前方に向けて広がるテーパ形状の部位である。
スピンドル１２０は、チャック保持部１２２を備える。チャック保持部１２２は、開口１２１からコレットチャック１６０を受入れて保持する部位である。チャック保持部１２２は、開口１２１に近い位置ほど広く、後端に近いほど狭まるテーパ形状の部位である。つまり、チャック保持部１２２は、前方に向けて広がるテーパ形状の部位である。
【0014】
スピンドル１２０の内部であってチャック保持部１２２の後ろ側には、モータスピンドル１００の外部から供給されるクーラント（切削油）が流れるクーラント室１２３を備える。クーラント室１２３は、チャック保持部１２２の後ろ側から、モータ１４０の手前の位置に至るスピンドル１２０内部の空間である。
クーラント室１２３とチャック保持部１２２は、前後に隣接している。つまり、チャック保持部１２２に囲まれた空間とクーラント室１２３は、前後に繋がっている。また、クーラント室１２３の径方向には、ベアリング１３０（フロントベアリング１３１）が位置する。
クーラント室１２３とチャック保持部１２２は、前後に隣接している。つまり、チャック保持部１２２に囲まれた空間とクーラント室１２３は、前後に繋がっている。また、クーラント室１２３の径方向には、ベアリング１３０（フロントベアリング１３１）が位置する。
【0015】
次に、スピンドル１２０の外周面には、開口側１２１から雄螺子１２４が形成されている。この雄螺子１２４は、チャックナット１７０の雌螺子１７２をねじ込むことで、チャックナット１７０をスピンドル１２０にねじ止めするためのものである。
さらに、クーラント室１２３より後ろ側の位置でスピンドル１２０の外周には、ロータ１４１が設けられている。そして、ロータ１４１の径方向外側であってケース１１０の内側には、ステータ１４２が位置している。ロータ１４１とステータ１４２は空隙を空けて向かい合い、モータ１４０を構成する。
さらに、クーラント室１２３より後ろ側の位置でスピンドル１２０の外周には、ロータ１４１が設けられている。そして、ロータ１４１の径方向外側であってケース１１０の内側には、ステータ１４２が位置している。ロータ１４１とステータ１４２は空隙を空けて向かい合い、モータ１４０を構成する。
【0016】
ベアリング１３０は、スピンドル１２０をケース１１０の前側で保持するフロントベアリング１３１と、スピンドル１２０をケース１１０の後側で保持するリアベアリング１３２である。フロントベアリング１３１は、スピンドル１２０のクーラント室１２３の径方向に位置する。リアベアリング１３２は、モータ１４０より後ろ側に位置する。
【0017】
ドリル１５０は、モータスピンドル１００に取り付けられ回転することで加工対象物の切削を行うものである。ドリル１５０は、後端から先端にかけて連通するクーラントが流れる内部流路１５１を備える。内部流路１５１は、後端側はクーラント室１２３に向けて開口し、前端側は前方向に向けて開口する。ドリル１５０の先端は、加工対象物を切削する刃１５２が位置する。ドリル１５０の後端から内部流路１５１にクーラントを供給することで、切削位置となる刃１５２の部分にクーラントを供給することができる。
【0018】
コレットチャック１６０はドリル１５０を挟み込むことで、ドリル１５０をモータスピンドル１００に対して固定するものである。図８を参照すると、コレットチャック１６０は、筒状の胴部１６１を備える。胴部１６１は、内部を軸方向に貫く保持開口１６２と、外周面１６３から保持開口１６２まで連通し軸方向に延びるすり割り１６４と、胴部１６１の前面に形成されたナット受面１６５と、胴部１６１の後端に近づくにつれて外径が小さく形成されたテーパ形状となる被保持部１６６を備える。
【0019】
保持開口１６２は、ドリル１５０を内部に通して、径方向から挟み込み保持する部位である。
すり割り１６４は、チャックナット１７０がスピンドル１２０に締めこまれた際に、コレットチャック１６０がチャックナット１７０に押圧されて、ドリル１５０を保持する方向に変形しやすくする為の隙間である。すり割り１６４は、複数形成されており、すり割り１６４の隙間は、コレットチャック１６０の外周面１６３から後端に連通している。
ナット受面１６５は、チャックナット１７０がスピンドル１２０に締めこまれた際に、チャックナット１７０と軸方向に接する面である。特に、ナット受面１６５は、前方に向けて窄む傾斜した面にすることで、チャックナット１７０から受けた軸方向の力を、径方向の内側に向くように構成されている。
すり割り１６４は、チャックナット１７０がスピンドル１２０に締めこまれた際に、コレットチャック１６０がチャックナット１７０に押圧されて、ドリル１５０を保持する方向に変形しやすくする為の隙間である。すり割り１６４は、複数形成されており、すり割り１６４の隙間は、コレットチャック１６０の外周面１６３から後端に連通している。
ナット受面１６５は、チャックナット１７０がスピンドル１２０に締めこまれた際に、チャックナット１７０と軸方向に接する面である。特に、ナット受面１６５は、前方に向けて窄む傾斜した面にすることで、チャックナット１７０から受けた軸方向の力を、径方向の内側に向くように構成されている。
【0020】
被保持部１６６は、コレットチャック１６０がスピンドル１２０に取り付けられた時に、チャック保持部１２２に保持される部位である。
被保持部１６６は、胴部１６１の後端に近づくにつれて外径が小さくなるように形成されたテーパ形状である。被保持部１６６は、開口１２１に近い位置ほど広く後端に近いほど狭まるチャック保持部１２２に、前側から挿入されることで保持される。
被保持部１６６は、胴部１６１の後端に近づくにつれて外径が小さくなるように形成されたテーパ形状である。被保持部１６６は、開口１２１に近い位置ほど広く後端に近いほど狭まるチャック保持部１２２に、前側から挿入されることで保持される。
【0021】
チャックナット１７０は、スピンドル１２０にねじ締めする過程で、コレットチャック１６０を押圧して、ドリル１５０をスピンドル１２０に対して固定するものである。
図９を参照すると、チャックナット１７０は、回転中心となる位置に軸方向に貫通するドリル開口１７１を備えた筒形状の部材である。チャックナット１７０の内壁には、後端側から雌螺子１７２が形成されている。
図９を参照すると、チャックナット１７０は、回転中心となる位置に軸方向に貫通するドリル開口１７１を備えた筒形状の部材である。チャックナット１７０の内壁には、後端側から雌螺子１７２が形成されている。
【0022】
また、チャックナット１７０の内部のドリル開口１７１の開口縁には、ドリル開口１７１を囲むようにナット側テーパ部１７３が形成されている。ナット側テーパ部１７３は、後ろ側ほど径方向外側に広がる形状である。つまり、ナット側テーパ部１７３は後方に向けて広がる形状である。
ナット側テーパ部１７３は、チャックナット１７０をスピンドル１２０にねじ締めした際に、コレットチャック１６０のナット受面１６５に軸方向から接する部位である。
ナット側テーパ部１７３は、チャックナット１７０をスピンドル１２０にねじ締めした際に、コレットチャック１６０のナット受面１６５に軸方向から接する部位である。
【0023】
更に、チャックナット１７０には、径方向外側から内側に貫通するクーラント導入口１７４が形成されている。このクーラント導入口１７４は、チャックナット１７０の外部から内部へとクーラントを導入する開口である。 クーラント導入口１７４は複数個形成されており、これらはスピンドル１２０の回転軸を囲むようにスピンドル１２０の回転方向に並んでいる。尚、本実施の形態においては、クーラント導入口１７４は２つ設けられている。
【0024】
このように構成されたモータスピンドル１００は、次にようにドリル１５０を固定する。
図４～図６を参照すると、チャック保持部１２２にコレットチャック１６０の被保持部１６６が保持された状態において、保持開口１６２にドリル１５０が挿入される。
コレットチャック１６０とチャックナット１７０が、ドリル開口１７１にドリル１５０を通した状態で組み合わされる。そして、チャックナット１７０の雌螺子１７２をスピンドル１２０の雄螺子１２４に螺子締めすることで、チャックナット１７０がスピンドル１２０に螺子締め固定される。
図４～図６を参照すると、チャック保持部１２２にコレットチャック１６０の被保持部１６６が保持された状態において、保持開口１６２にドリル１５０が挿入される。
コレットチャック１６０とチャックナット１７０が、ドリル開口１７１にドリル１５０を通した状態で組み合わされる。そして、チャックナット１７０の雌螺子１７２をスピンドル１２０の雄螺子１２４に螺子締めすることで、チャックナット１７０がスピンドル１２０に螺子締め固定される。
【0025】
このチャックナット１７０がスピンドル１２０に螺子固定される過程で、チャックナット１７０のナット側テーパ部１７３が、コレットチャック１６０のナット受面１６５に軸方向から接触して押圧する。
このとき、ナット受面１６５が前方に窄む傾斜した面なので、ナット側テーパ部１７３から受けた軸方向の力が径方向の内側に向きを変え、コレットチャック１６０がドリル１５０を保持するように変形する。この作用により、コレットチャック１６０がドリル１５０を径方向から掴み固定する。
このとき、ナット受面１６５が前方に窄む傾斜した面なので、ナット側テーパ部１７３から受けた軸方向の力が径方向の内側に向きを変え、コレットチャック１６０がドリル１５０を保持するように変形する。この作用により、コレットチャック１６０がドリル１５０を径方向から掴み固定する。
【0026】
そして、スピンドル１２０にドリル１５０が固定された状態において、クーラント導入口１７４とすり割り１６４の隙間とクーラント室１２３は連通している。つまり、クーラント導入口１７４からチャックナット１７０の内部へとクーラントが入り、クーラントがすり割り１６４の隙間を通ってコレットチャック１６０を通り抜け、クーラント室１２３の内部へと流れ込むことが可能な状態となる。
【0027】
次に、図１～図３、図５を参照して、クーラント供給部２００について説明する。
クーラント供給部２００は、モータスピンドル１００に対してクーラントを供給する部位である。クーラント供給部２００は、ホルダ２１０と接続パイプ２２０とクーラントガイド２３０を備える。
ホルダ２１０は、クーラントガイド２３０や接続パイプ２２０等のクーラント供給部２００の各部を固定するものである。そして、ホルダ２１０がモータスピンドル１００と接続する部位となる。
ホルダ２１０は、概ね直方体形状をなし、モータスピンドル１００やクーラントガイド２３０が設けられる接続部２１１と、接続パイプ２２０と接続してクーラントをスピンドル１２０方向へと導くクーラント流路２１５を備える。
クーラント供給部２００は、モータスピンドル１００に対してクーラントを供給する部位である。クーラント供給部２００は、ホルダ２１０と接続パイプ２２０とクーラントガイド２３０を備える。
ホルダ２１０は、クーラントガイド２３０や接続パイプ２２０等のクーラント供給部２００の各部を固定するものである。そして、ホルダ２１０がモータスピンドル１００と接続する部位となる。
ホルダ２１０は、概ね直方体形状をなし、モータスピンドル１００やクーラントガイド２３０が設けられる接続部２１１と、接続パイプ２２０と接続してクーラントをスピンドル１２０方向へと導くクーラント流路２１５を備える。
【0028】
接続部２１１は、ホルダ２１０を前後方向に貫き前後方向に開口する内部空間である。この接続部２１１の前側には前開口２１７が開口し、後ろ側には後開口２１８が開口する。本実施の形態の接続部２１１は、概ね円柱形状である。接続部２１１内には、クーラント流路２１５が開口しており、接続部２１１の内部空間とクーラント流路２１５が連通している。
【0029】
接続部２１１の内部には、内側に突出するように段２１２が形成されている。更に、接続部２１１の内部からホルダ２１０の外へと連通する余剰クーラント排出路２１３が形成されている。
余剰クーラント排出路２１３は、スピンドル１２０に向けて供給されたクーラントのうち、スピンドル１２０の内部へ流れずにあまったクーラントの一部をホルダ２１０の外部へと排出する為のクーラントの流路である。従って、余剰クーラント排出路２１３は、一端は接続部２１１の内部に向けて開口し、他端はホルダ２１０の外部に向けて開口している。
接続パイプ２２０は、一端はクーラント流路２１５に接続し、他端はクーラントの供給元へと繋がるホース等のクーラント外部流路３００と接続している。
余剰クーラント排出路２１３は、スピンドル１２０に向けて供給されたクーラントのうち、スピンドル１２０の内部へ流れずにあまったクーラントの一部をホルダ２１０の外部へと排出する為のクーラントの流路である。従って、余剰クーラント排出路２１３は、一端は接続部２１１の内部に向けて開口し、他端はホルダ２１０の外部に向けて開口している。
接続パイプ２２０は、一端はクーラント流路２１５に接続し、他端はクーラントの供給元へと繋がるホース等のクーラント外部流路３００と接続している。
【0030】
次に、図５～図７、図１０を参照してクーラントガイド２３０を説明する。
クーラントガイド２３０は、ホルダ２１０の内部から流れてくるクーラントを、スピンドル１２０と共に回転するチャックナット１７０のクーラント導入口１７４に導く部位である。
クーラントガイド２３０は、前後方向に開口する筒状の筒体２３１に各部が構成される。筒体２３１の外周部２３５には、外周面を一周するように外凹溝２３２が形成されている。この外凹溝２３２の開口は、径方向の外側を向いて開口している。つまり、外凹溝２３２の開口は、スピンドル１２０の回転中心とは反対方向を向いている。
クーラントガイド２３０は、ホルダ２１０の内部から流れてくるクーラントを、スピンドル１２０と共に回転するチャックナット１７０のクーラント導入口１７４に導く部位である。
クーラントガイド２３０は、前後方向に開口する筒状の筒体２３１に各部が構成される。筒体２３１の外周部２３５には、外周面を一周するように外凹溝２３２が形成されている。この外凹溝２３２の開口は、径方向の外側を向いて開口している。つまり、外凹溝２３２の開口は、スピンドル１２０の回転中心とは反対方向を向いている。
【0031】
筒体２３１の内周部分には、内周面を一周するように内凹溝２３３が形成されている。この内凹溝２３３の開口は、径方向の内側を向いて開口している。つまり、内凹溝２３３の開口は、スピンドル１２０の回転中心方向を向いている。
また、筒体２３１には、内凹溝２３３の内部空間と外凹溝２３２の内部空間を繋ぐ連通開口２３４が形成されている。この連通開口２３４は、筒体２３１の円周方向に適度な間隔を空けて複数個形成されている。本実施の形態の場合、連通開口２３４は４個形成されている。これら暖簾通開口は、互いに等しい距離を開けて設けられている。
また、筒体２３１には、内凹溝２３３の内部空間と外凹溝２３２の内部空間を繋ぐ連通開口２３４が形成されている。この連通開口２３４は、筒体２３１の円周方向に適度な間隔を空けて複数個形成されている。本実施の形態の場合、連通開口２３４は４個形成されている。これら暖簾通開口は、互いに等しい距離を開けて設けられている。
【0032】
このように構成されたクーラントガイド２３０は、筒体２３１の２つの開口がそれぞれ前方向と後ろ方向を向くように、ホルダ２１０の接続部２１１の前開口２１７を塞ぐように、ホルダ２１０に取り付けられる。つまり、クーラントガイド２３０は、接続部２１１の前開口側２１７に取り付けられて固定される。
尚、クーラントガイド２３０がホルダ２１０に取り付けられた状態では、外凹溝２３２の開口方向にクーラント流路２１５が位置する。
尚、クーラントガイド２３０がホルダ２１０に取り付けられた状態では、外凹溝２３２の開口方向にクーラント流路２１５が位置する。
【0033】
そして、ホルダ２１０にクーラントガイド２３０が取り付けられることで、外凹溝２３２と接続部２１１の内壁に囲まれた空間が形成される。この空間は、クーラント配分室２４０である。クーラント配分室２４０は、外凹溝２３４の開口方向にクーラント流路２１５が位置することから、クーラント流路２１５と連通している。
つまり、クーラント配分室２４０は、クーラント流路２１５を流れてきたクーラントが、スピンドル１２０へと向かう過程で流れ込む空間となる。また、クーラント配分室２４０は、内凹溝２３３の外側を囲むように位置するリング状の空間である。
つまり、クーラント配分室２４０は、クーラント流路２１５を流れてきたクーラントが、スピンドル１２０へと向かう過程で流れ込む空間となる。また、クーラント配分室２４０は、内凹溝２３３の外側を囲むように位置するリング状の空間である。
【0034】
次に、内凹溝２３３の内部空間は、スピンドル１２０にクーラントを流し込む手前の空間であるクーラント供給室２５０となる。また、内凹溝２３３の内部空間と外凹溝２３４の内部空間を繋ぐ連通開口２３４が形成されているので、内凹溝２３３の内部空間であるクーラント供給室２５０と外凹溝２３４の内部空間であるクーラント配分室２４０は、外周部２３５で仕切られる共に、連通開口２３４により繋がった空間となる。
従って、クーラント流路２１５を流れてきたクーラントは、クーラント供給室２５０に流れ込んだ後、連通開口２３４を通ってクーラント配分室２４０に流れ込むように構成されている。
従って、クーラント流路２１５を流れてきたクーラントは、クーラント供給室２５０に流れ込んだ後、連通開口２３４を通ってクーラント配分室２４０に流れ込むように構成されている。
【0035】
以上のクーラント供給部２００とモータスピンドル１００は、次のように接続する。
図３、図５～図７を参照すると、モータスピンドル１００は、ドリル１５０側からホルダ２１０の後開口２１８に挿入されて、接続部２１１の内部へと至る。
モータスピンドル１００の突出部１１１が、ホルダ２１０の段２１２に後方から突き当たることで、クーラント供給部２００に対するモータスピンドル１００の位置がきまる。この状態で、後開口２１８の内側に形成された螺子に後方より固定螺子２６０を螺子固定する。固定螺子２６０はリング形状であり、リングの外周部分に螺子溝が形成されている。
固定螺子２６０が後開口２１８に螺子固定された状態において、リングの内部開口にモータスピンドル１００を通した状態で、固定螺子２６０と段２１２の間に突出部１１１が挟み込まれることで、ホルダ２１０に対してモータスピンドル１００が固定される。つまり、クーラント供給部２００にモータスピンドル１００が固定される。
図３、図５～図７を参照すると、モータスピンドル１００は、ドリル１５０側からホルダ２１０の後開口２１８に挿入されて、接続部２１１の内部へと至る。
モータスピンドル１００の突出部１１１が、ホルダ２１０の段２１２に後方から突き当たることで、クーラント供給部２００に対するモータスピンドル１００の位置がきまる。この状態で、後開口２１８の内側に形成された螺子に後方より固定螺子２６０を螺子固定する。固定螺子２６０はリング形状であり、リングの外周部分に螺子溝が形成されている。
固定螺子２６０が後開口２１８に螺子固定された状態において、リングの内部開口にモータスピンドル１００を通した状態で、固定螺子２６０と段２１２の間に突出部１１１が挟み込まれることで、ホルダ２１０に対してモータスピンドル１００が固定される。つまり、クーラント供給部２００にモータスピンドル１００が固定される。
【0036】
クーラント供給部２００とモータスピンドル１００が接続した状態において、チャックナット１７０は、クーラントガイド２３０の開口を前後方向に貫いて位置する。この状態において、チャックナット１７０とクーラントガイド２３０の間は、スピンドル１２０と共に回転するチャックナット１７０の回転を妨げない程度の隙間が形成されている。
【0037】
また、チャックナット１７０の径方向には、クーラントガイド２３０の内凹溝２３３の開口が位置する。つまり、チャックナット１７０の径方向には、チャックナット１７０の周囲を取り囲むようにクーラント供給室２５０が位置する。
従って、クーラント供給室２５０とクーラント導入口１７４が径方向に向かい合った位置関係となる。つまり、クーラント供給室２５０とクーラント導入口１７４が連通した状態となっている。
従って、クーラント供給室２５０とクーラント導入口１７４が径方向に向かい合った位置関係となる。つまり、クーラント供給室２５０とクーラント導入口１７４が連通した状態となっている。
【0038】
また、チャックナット１７０の前端部１７５は、前開口２１７からホルダ２１０の外部へと突出した状態となる。前端部１７５は、レンチ等の締め付け工具がかかるように構成されている。このように、前端部１７５がホルダ２１０から外側に突出しているので、チャックナット１７０をスピンドル１２０に螺子締め固定する際に、チャックナット１７０に締め付け工具をかけることができる。
また、コレットチャック１６０に保持されたドリル１５０も、刃１５２の部分を含め前側の部分がホルダ２１０の前方に突出した状態となる。
また、コレットチャック１６０に保持されたドリル１５０も、刃１５２の部分を含め前側の部分がホルダ２１０の前方に突出した状態となる。
【0039】
尚、ドリル１５０が保持された状態のモータスピンドル１００をクーラント供給部２００に取り付ける形態で説明したが、モータスピンドル１００とクーラント供給部２００が接続した状態で、チャックナット１７０をスピンドル１２０から緩めることができる。従って、モータスピンドル１００とクーラント供給部２００が接続した状態で、ドリル１５０のみを着脱することができる。
【0040】
以上のように、クーラント供給部２００とモータスピンドル１００が接続しているので、切削対象物を切削する際に次のように動作する。尚、各図面において、供給されるクーラントの流れＦを点線の矢印線で示している。
モータスピンドル１００は、取り付けられた工作機械から供給された電力でモータ１４０が回転駆動する。これにより、スピンドル１２０が回転し、ドリル１５０が切削対象物を切削可能な状態となる。尚、クーラント供給部２００は、ケース１１０に対して固定されているので、スピンドル１２０が回転することにより、ケース１１０に対して動くことは無い。
モータスピンドル１００は、取り付けられた工作機械から供給された電力でモータ１４０が回転駆動する。これにより、スピンドル１２０が回転し、ドリル１５０が切削対象物を切削可能な状態となる。尚、クーラント供給部２００は、ケース１１０に対して固定されているので、スピンドル１２０が回転することにより、ケース１１０に対して動くことは無い。
【0041】
また、モータ１４０が回転駆動した状態において、取り付けられた工作機械等の供給源からクーラント供給部２００にクーラントが供給される。クーラントは、スピンドル１２０の内部へ流れ込むように、圧力を高めて供給される。
クーラントの供給圧力について、ある仕様のモータスピンドルの例を挙げると、直径が３０～５０ｍｍで動作時の回転数が毎分２００００～３００００回転の場合、クーラントの供給圧力は１５～３０Ｍｐａ程度である。
尚、この数値はモータスピンドルの仕様やクーラントの性質、使用状況等により変わるが、モータスピンドルの直径が小さくなるほど、また、回転数を高めて使用する程、高い圧力でクーラントを供給する必要がある。
クーラントの供給圧力について、ある仕様のモータスピンドルの例を挙げると、直径が３０～５０ｍｍで動作時の回転数が毎分２００００～３００００回転の場合、クーラントの供給圧力は１５～３０Ｍｐａ程度である。
尚、この数値はモータスピンドルの仕様やクーラントの性質、使用状況等により変わるが、モータスピンドルの直径が小さくなるほど、また、回転数を高めて使用する程、高い圧力でクーラントを供給する必要がある。
【0042】
図５～図７を参照すると、供給されるクーラントは、供給源と接続するクーラント外部流路３００から接続パイプ２２０に流れ込み、クーラント流路２１５を経てクーラント配分室２４０に至る。クーラント配分室２４０に流れ込んだクーラントは、リング状のクーラント配分室２４０の内部を満たす。
クーラント配分室２４０は、クーラント供給室２５０の内部に流れるクーラントの圧力や量を、全体的に均等となるように分けるクーラントの流路である。
クーラント配分室２４０は、クーラント供給室２５０の内部に流れるクーラントの圧力や量を、全体的に均等となるように分けるクーラントの流路である。
【0043】
次に、クーラント配分室２４０のクーラントは、連通開口２３４を通りクーラント供給室２５０へと流れる。ここで、クーラント供給室２５０はリング状であり、リング状のクーラント配分室２４０に周囲を囲まれている。また、クーラント供給室２５０とクーラント配分室２４０は、適度な間隔で配置された複数の連通開口２３４で接続されている。
従って、クーラント配分室２４０の内部のクーラントは、複数の連通開口２３４のいずれかを通り、クーラント供給室２５０の内部へと流れ込む。
従って、クーラント配分室２４０の内部のクーラントは、複数の連通開口２３４のいずれかを通り、クーラント供給室２５０の内部へと流れ込む。
【0044】
次に、クーラント供給室２５０はリング状であることから、スピンドル１２０と共に回転するチャックナット１７０の周囲を囲んでいる。つまり、チャックナット１７０に設けられた複数のクーラント導入口１７４は、クーラント供給室２５０を向いて開口している。
そして、クーラント供給室２５０の内部のクーラントは、クーラント導入口１７４から回転するチャックナット１７０の内側に入り込む。チャックナット１７０内側に入り込んだクーラントは、コレットチャック１６０のすり割り１６４の内部に入り込み、クーラント室１２３へと流れる。このように、クーラント供給室２５０の内部のクーラントは、スピンドル１２０の内部へと流れる。
そして、クーラント供給室２５０の内部のクーラントは、クーラント導入口１７４から回転するチャックナット１７０の内側に入り込む。チャックナット１７０内側に入り込んだクーラントは、コレットチャック１６０のすり割り１６４の内部に入り込み、クーラント室１２３へと流れる。このように、クーラント供給室２５０の内部のクーラントは、スピンドル１２０の内部へと流れる。
【0045】
そして、クーラント室１２３の内部のクーラントは、コレットチャックに保持されたドリル１５０の後端からドリル１５０の内部の内部流路１５１に流れ込み、前方に向けて流れて刃１５２の近傍に設けられた内部流路１５１の前開口からドリル１５０の外部へと吹き出る。
尚、クーラント導入口１７４に入りきれずあふれたクーラントは、クーラントガイド２３０とチャックナット１７０の隙間からクーラント供給室２５０の外部に流れ、排出路２１３を通ってクーラント供給部２００の外部に排出されるか、クーラント供給部２００の前方側に排出される。
尚、クーラント導入口１７４に入りきれずあふれたクーラントは、クーラントガイド２３０とチャックナット１７０の隙間からクーラント供給室２５０の外部に流れ、排出路２１３を通ってクーラント供給部２００の外部に排出されるか、クーラント供給部２００の前方側に排出される。
【0046】
以上のように、クーラント供給部２００を備えたモータスピンドル１００において、チャックナット１７０にクーラント導入口１７４を設け、このクーラント導入口１７４からコレットチャック１６０のすり割り１６４を通り、スピンドルの内部のクーラント室１２３と至るクーラントの取り込み流路が形成されている。クーラント供給部２００は、クーラント導入口１７４にクーラントを供給する。
【0047】
これにより、クーラントを径方向からスピンドル１２０の内部に供給することができるので、クーラント供給時の軸方向の圧力を低減することができる。これにより、ベアリング１３０に作用する軸方向の負荷を低減することができる。
特に、この効果により、スピンドル１２０に対して、より高い圧力でクーラントを供給することが可能なので、より小さなモータスピンドル１００に効率よくクーラントを供給することが可能となる。また、より高い圧力でクーラントを供給することが可能なので、クーラントの供給量を増やすことができ、より高回転でモータスピンドル１００を回転駆動して用いることが可能となる。
特に、この効果により、スピンドル１２０に対して、より高い圧力でクーラントを供給することが可能なので、より小さなモータスピンドル１００に効率よくクーラントを供給することが可能となる。また、より高い圧力でクーラントを供給することが可能なので、クーラントの供給量を増やすことができ、より高回転でモータスピンドル１００を回転駆動して用いることが可能となる。
【0048】
また、モータスピンドル側のクーラントの入口であるチャックナット１７０のクーラント導入口１７４の周囲を、リング状のクーラント供給室２５０で囲み、チャックナット１７０の周囲にクーラントを満たしてクーラントの圧力を高めて、クーラント導入口１７４の内部へとクーラントを流し込む構成である。
これにより、スピンドル１２０に設けられて共に回転するチャックナット１７０の周囲に、クーラントが満たされた状態となり、回転するチャックナット１７０をクーラントが径方向から支持する流体軸受の効果を得ることができる。
これにより、スピンドル１２０に設けられて共に回転するチャックナット１７０の周囲に、クーラントが満たされた状態となり、回転するチャックナット１７０をクーラントが径方向から支持する流体軸受の効果を得ることができる。
【0049】
特に、クーラント供給室２５０は、連通開口２３４でクーラント配分室２４０と連通しつつも、それぞれ外周部２３５で仕切られることで、独立した領域に構成されている。
つまり、クーラント供給室２５０が独立した領域なので、回転するチャックナット１７０を径方向から保持することができるクーラントの圧力を高めることができ、より効果的に流体軸受の効果を生じさせることができる。
また、流体軸受効果が生じる位置は、チャックナット１７０の周囲であり、動作時において切削物に近い位置となる。これにより、切削物を切削する際の負荷に対して、スピンドルの回転軸のブレを抑える効果がある。
つまり、クーラント供給室２５０が独立した領域なので、回転するチャックナット１７０を径方向から保持することができるクーラントの圧力を高めることができ、より効果的に流体軸受の効果を生じさせることができる。
また、流体軸受効果が生じる位置は、チャックナット１７０の周囲であり、動作時において切削物に近い位置となる。これにより、切削物を切削する際の負荷に対して、スピンドルの回転軸のブレを抑える効果がある。
【0050】
また、クーラント供給部２００とモータスピンドル１００は、螺子止めにより固定されて接続しているので、高い圧力で供給するクーラントをクーラント供給部２００に流しても、クーラント供給部２００はモータスピンドル１００に対して動くこと無く安定した状態に維持することができる。
また、ベアリング１３０の径方向の内側に、スピンドル１２０内のクーラント室１２３が位置しているので、ベアリング１３０で発生する熱をクーラントが冷却することができる。
また、ベアリング１３０の径方向の内側に、スピンドル１２０内のクーラント室１２３が位置しているので、ベアリング１３０で発生する熱をクーラントが冷却することができる。
【符号の説明】
【0051】
１００ モータスピンドル
１１０ ケース
１１１ 突出部
１２０ スピンドル
１２１ 開口
１２２ チャック保持部
１２３ クーラント室
１２４ 雄螺子
１３０ ベアリング
１３１ フロントベアリング
１３２ リアベアリング
１４０ モータ
１４１ ロータ
１４２ ステータ
１５０ ドリル
１５１ 内部流路
１５２ 刃
１６０ コレットチャック
１６１ 胴部
１６２ 保持開口
１６３ 外周面
１６４ すり割り
１６５ ナット受面
１６６ 被保持部
１７０ チャックナット
１７１ ドリル開口
１７２ 雌螺子
１７３ ナット側テーパ部
１７４ クーラント導入口
１７５ 前端部
２００ クーラント供給部
２１０ ホルダ
２１１ 接続部
２１２ 段
２１３ クーラント排出路
２１５ クーラント流路
２１７ 前開口
２１８ 後開口
２２０ 接続パイプ
２３０ クーラントガイド
２３１ 筒体
２３２ 外凹溝
２３３ 内凹溝
２３４ 連通開口
２３５ 外周部
２４０ クーラント配分室
２５０ クーラント供給室
２６０ 固定螺子
３００ クーラント外部流路
Ｆ クーラントの流れ
１１０ ケース
１１１ 突出部
１２０ スピンドル
１２１ 開口
１２２ チャック保持部
１２３ クーラント室
１２４ 雄螺子
１３０ ベアリング
１３１ フロントベアリング
１３２ リアベアリング
１４０ モータ
１４１ ロータ
１４２ ステータ
１５０ ドリル
１５１ 内部流路
１５２ 刃
１６０ コレットチャック
１６１ 胴部
１６２ 保持開口
１６３ 外周面
１６４ すり割り
１６５ ナット受面
１６６ 被保持部
１７０ チャックナット
１７１ ドリル開口
１７２ 雌螺子
１７３ ナット側テーパ部
１７４ クーラント導入口
１７５ 前端部
２００ クーラント供給部
２１０ ホルダ
２１１ 接続部
２１２ 段
２１３ クーラント排出路
２１５ クーラント流路
２１７ 前開口
２１８ 後開口
２２０ 接続パイプ
２３０ クーラントガイド
２３１ 筒体
２３２ 外凹溝
２３３ 内凹溝
２３４ 連通開口
２３５ 外周部
２４０ クーラント配分室
２５０ クーラント供給室
２６０ 固定螺子
３００ クーラント外部流路
Ｆ クーラントの流れ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】