(57)【要約】  金属基複合材料のシャフト（１）、及び、シャフト（１）における巻線の保持力を助けるための複数の複数列(multi-fluted)の溝（１ａ）にめっきされた銅巻線（３３）を備えたマシニングスピンドル。
2008514176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記シャフトを前記スリーブに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記シャフトの一部は、使用中に該シャフトの一部を通り抜ける磁束を生じるように前記モータドライブの一部を形成し、少なくとも前記シャフトの一部は、金属基複合材料からなるマシニングスピンドル。
【請求項２】
前記金属基複合材料は、フェロチタン（Ｆｅｒｒｏ−Ｔｉｔａｎｉｔ）である請求項１に記載のマシニングスピンドル。
【請求項３】
前記シャフトは、前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備える請求項１または請求項２に記載のマシニングスピンドル。
【請求項４】
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含む請求項３に記載のマシニングスピンドル。
【請求項５】
前記巻線は、前記本体にめっきされた第２材料を含む請求項４に記載のマシニングスピンドル。
【請求項６】
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体に設けられた複数列の(multi-fluted)溝に設けられうる請求項３〜請求項５の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項７】
前記巻線は、前記シャフトの一部に設けられており、
前記シャフトの一部は、金属基複合材料からなり、且つ、使用中には該一部を通り抜ける磁束を生じる請求項３〜請求項６の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項８】
前記本体は、複数列の(multi-fluted)溝を複数備え、
前記複数列の(multi-fluted)溝のそれぞれには、前記本体とは異なる材料が設けられる請求項３〜請求項７の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項９】
前記複数列の（multi-fluted）溝、または、複数列の（multi-fluted）溝のそれぞれは、開口されている請求項６または請求項８に記載のマシニングスピンドル。
【請求項１０】
前記複数列の（multi-fluted）溝、または、複数列の（multi-fluted）溝のそれぞれにおける各列は、開口されている請求項６または請求項９の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１１】
当該スピンドルは、該スピンドルの駆動部が、毎分２００，０００回転を超えて駆動可能に構成された請求項１〜請求項１０の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１２】
当該スピンドルは、前記シャフトと前記スリーブとの間の相対的な回転を可能とする少なくとも１つのエアーベアリングを含むエアーベアリングスピンドルである請求項１〜請求項１１の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１３】
当該マシニングスピンドルは、ドリルスピンドルである請求項１〜請求項１２の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１４】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記スリーブを前記シャフトに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記スリーブの一部は、使用中に該スリーブの一部を通り抜ける磁束を生じるように前記モータドライブの一部を形成し、少なくとも前記スリーブの一部は、金属基複合材料からなるマシニングスピンドル。
【請求項１５】
マシニングスピンドルのためのシャフトであって、
金属基複合材料からなる少なくとも一部を備えたシャフト。
【請求項１６】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記シャフトを前記スリーブに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記シャフトは、前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含み、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体における複数列の（multi-fluted）溝に成膜されたマシニングスピンドル。
【請求項１７】
マシニングスピンドルのためのシャフトであって、
前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含み、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体における複数列の（multi-fluted）溝に成膜されたシャフト。
【請求項１８】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記スリーブを前記シャフトに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記スリーブは、前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含み、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体における複数列の（multi-fluted）溝に成膜されたマシニングスピンドル。
【請求項１９】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間で互いに相対的に回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
当該スピンドルは、該スピンドルの駆動部が、毎分２００，０００回転を超えて駆動可能に構成されたマシニングスピンドル。
【請求項２０】
エアーベアリングマシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記シャフトを前記スリーブに対して毎分２００，０００回転を超えて回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記シャフトは、前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する金属基複合材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体に成膜された第２の異なる材料を有し、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体に設けられた複数列の（multi-fluted）溝に成膜されたエアーベアリングマシニングスピンドル。
【請求項２１】
エアーベアリングマシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記シャフトを前記スリーブに対して毎分２００，０００回転を超えて回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記シャフトは、前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する金属基複合材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体にめっきされた第２の異なる材料を有し、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体における複数列の（multi-fluted）溝にめっきされたエアーベアリングマシニングスピンドル。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、マシニングスピンドル、及び、マシニングスピンドルにおいて用いるためのシャフトに関するものである。
本案は、特に、ドリルスピンドル(drilling spindle)及びシャフトにおける使用、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）の孔開けのような、高速孔開けの用途における使用に適している。
【０００２】
電子機器の小型化が続き、そのような機器の精巧さが継続的に増している傾向に沿って、製造工程全体を補助するために、プリント回路基板上に、より小さな孔を、より速く、また、より近接させて開けることを可能にしようという要望がある。一般論として、これらの要望によれば、良好な孔開け特性を達成するために、ドリルスピンドルを一層高速回転で運転することが好ましいということになる。また、プリント回路基板またはその他のワークピースに対するスピンドルの高速動作を促進するように、ドリルスピンドルを、可能な限り軽量におさえる必要性がある。
【０００３】
プリント回路基板や他の部品の孔開けに用いるための既存のスピンドルは、通常は、必須のスムーズな運転を実現するために、エアーベアリング技術を使用する。同じことが、いくつかの他のマシニングスピンドルにも当てはまる。
【０００４】
一般論として、そのようなスピンドルに用いられうる２つの補完的な駆動技術が存在する。直流モータドライブ及び交流モータドライブである。
交流モータは一般的に単純な構成を有しており、設置及び修理が容易であり、さらに、より信頼性を有しうるので、一般的に、直流モータドライブよりも交流モータドライブの使用が好まれる。交流ドライブにて用いられる部品、及び、高効率の交流ドライブ全体は、一般的に容易に入手でき、安価であることは確かである。
【０００５】
当然ながら、交流モータ駆動においては、ある種の巻線が、スピンドルの駆動部、つまり、通常はシャフトに設けられる必要がある。これを実現するための１つの従来型の方法は、シャフト上で好ましい巻線パターンを実現するために、鋼製のシャフトにスロットを加工し、さらに、これらのスロットに銅めっきすることである。このようなドライブは、一般的には、ブラシレス誘導モータドライブとして機能するように構成される。
【０００６】
このようなモータドライブ技術は、略毎分１８０，０００回転で運転するスピンドルにおいて、従来的に用いられている。しかしながら、より高速な回転速度でそのようなスピンドルの運転を試みた場合に、困難に直面する。
【０００７】
これはある程度は、モータドライブの運転がシャフト（通常は鋼製）の磁気特性に依存しているためである。鋼製のシャフトの使用は、高速な回転速度において、好ましくないものとなりうる。さらに、このような高速な回転速度においては、非常に高い遠心力が発生することにより、シャフトのスロットに設けられた銅めっきが剥がれ飛んでしまう危険性がある。
【０００８】
本発明の少なくともいくつかの実施形態の目的は、これらの問題の１つまたはそれ以上を解決することである。
本発明の第１の側面によれば、シャフトと、スピンドルスリーブと、シャフトをスリーブに対して回転運動させるための交流モータドライブと、を備え、シャフトの一部は、使用中にこのシャフトの一部を通り抜ける磁束を生じるようにモータドライブの一部を形成し、少なくともシャフトの一部は、金属基複合材料からなるマシニングスピンドルが提供される。
【０００９】
本発明の第２の側面によれば、シャフトと、スピンドルスリーブと、スリーブをシャフトに対して回転運動させるための交流モータドライブと、を備え、スリーブの一部は、使用中にこのスリーブの一部を通り抜ける磁束を生じるようにモータドライブの一部を形成し、少なくともスリーブの一部は、金属基複合材料からなるマシニングスピンドルが提供される。
【００１０】
本発明の第３の側面によれば、マシニングスピンドルのためのシャフトが提供され、このシャフトは、その少なくとも一部が金属基複合材料からなる。
金属基複合材料は、モータドライブが機能できるために適切な磁気特性を有するように選択される必要があることは言うまでもない。金属基複合材料は、フェロチタン（Ｆｅｒｒｏ−Ｔｉｔａｎｉｔ）としてもよい。
【００１１】
好ましくは、シャフトは、モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備えているとよい。巻線は、本体に成膜された第２材料を含んでいてもよい。巻線の少なくとも一部は、本体に設けられた複数列の(multi-fluted)溝に成膜されていてもよい。成膜の好ましい形態は、めっきである。本明細書において、めっきとは、電気化学的な析出の工程を指して用いられる。他の可能な成膜技術としては、溶銑(hot-metal)、または、焼き入れ（flame）、吹き付け(spraying)がある。好ましくは、巻線は、本体にめっきされた第２材料を含むとよい。
【００１２】
巻線は、シャフトの一部に設けられていてもよい。この場合、シャフトの一部は、金属基複合材料からなり、且つ、使用中にシャフトの一部を通り抜ける磁束を生じる。
本発明の第４の側面によれば、シャフトと、スピンドルスリーブと、シャフトをスリーブに対して回転運動させるための交流モータドライブと、を備え、シャフトは、モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、巻線は、本体に成膜された第２材料を含み、巻線の少なくとも一部は、本体における複数列の(multi-fluted)溝に成膜されたマシニングスピンドルが提供される。
【００１３】
本発明の第５の側面によれば、マシニングスピンドルのためのシャフトが提供されており、シャフトは、モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、巻線は、本体に成膜された第２材料を含み、巻線の少なくとも一部は、本体の複数列の(multi-fluted)溝に成膜されている。
【００１４】
モータドライブのロータを形成するために、めっきにより鋼製のシャフトに巻線を成膜する技術は、エアーベアリングスピンドルの分野においては確立されている。しかし、例えば速度が毎分２００，０００回転に到達するような非常に速い速度でシャフトが回転される場合には、問題が生じる。まず、シャフトの強度や剛性に問題が生じ、この問題により、鋼製のシャフトを用いることを好ましくなくする。一方、交流モータドライブの使用が望まれており、このことは、シャフトが適切な磁気特性を有することを要求する。めっきされた巻線を有する通常のシャフトが備える他の問題は、スピンドルの故障を引き起こすシャフトからのめっきの剥離が起こりうるような、シャフト本体と巻線との間の不十分な接着が起こりうることである。この問題は、回転速度が増加するにつれて悪化する。シャフト本体に複数列の(multi-fluted)溝が設けられることは、接着のためのより広い表面積を設けることによりこの問題の解決を助ける。めっきのためのリエントラント(re-entrant)型のスロットまたは溝を設けることにより、また、他の“隆起(bulge)”型の凹部を設けることで、このような問題を解決しうると考えられうる。しかしながら、そのような形状は、一般的に空隙が巻線に残りやすいことから適切にめっきされず、機能を低下させることが明らかであった。
【００１５】
シャフト本体に成膜される第２材料は、銅としてもよい。
本体は、複数列の(multi-fluted)溝を複数備え、その複数列の(multi-fluted)溝のそれぞれには、本体とは異なる材料が設けられていてもよい。
【００１６】
複数列の(multi-fluted)溝、または、複数列の(multi-fluted)溝のそれぞれは、開口されていてもよい。複数列の(multi-fluted)溝、または、複数列の(multi-fluted)溝のそれぞれにおける各列は、開口されていてもよい。ここで、開口されているという表現は、各溝または列が、リエントラント型を有しておらず、また、換言すれば、シャフトに成膜された材料の一部が、その形状によりシャフト内に保持されるのではなく、むしろ、成膜された材料とシャフトの残りの部分の材料との間の接着により適当な位置に保持されるように、各溝または列が形成されているということである。
【００１７】
本発明の第６の側面によれば、シャフトと、スピンドルスリーブと、スリーブをシャフトに対して回転運動させるための交流モータドライブと、を備え、スリーブは、モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、巻線は、本体に成膜された第２材料を含み、巻線の少なくとも一部は、本体における複数列の(multi-fluted)溝に成膜されたマシニングスピンドルが提供される。
【００１８】
好ましくは、スピンドルは、当該スピンドルの駆動部（シャフトまたはスリーブ）が、毎分２００，０００回転を超えて駆動可能に構成されているとよい。
本発明の第７の側面によれば、シャフトと、スピンドルスリーブと、シャフトとスリーブとの間で互いに相対的に回転運動させるための交流モータドライブと、を備え、スピ
ンドルは、当該スピンドルの駆動部が、毎分２００，０００回転を超えて駆動可能に構成されたマシニングスピンドルが提供される。
【００１９】
好ましくは、スピンドルは、シャフトとスリーブとの間の相対的な回転を可能とする少なくとも１つのエアーベアリングを含むエアーベアリングスピンドルとするとよい。ほとんどの実施形態において、スピンドルスリーブは、エアーベアリングを備えている。
【００２０】
本発明の他の１つの側面によれば、シャフトと、スピンドルスリーブと、シャフトをスリーブに対して毎分２００，０００回転を超えて回転運動させるための交流モータドライブと、を備え、シャフトは、モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する金属基複合材料からなる本体を備え、巻線は、本体に成膜された第２の異なる材料を有し、巻線の少なくとも一部は、本体に設けられた複数列の(multi-fluted)溝に成膜されたエアーベアリングマシニングスピンドルが提供される。
【００２１】
上述したそれぞれの場合において、マシニングスピンドルはドリルスピンドルとしてもよく、さらには、シャフトはドリルスピンドルのためのものとしてもよい。
本発明の他の１つの側面によれば、シャフトと、スピンドルスリーブと、シャフトをスリーブに対して毎分２００，０００回転を超えて回転運動させるための交流モータドライブと、を備え、シャフトは、モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する金属基複合材料からなる本体を備え、巻線は、本体にめっきされた第２の異なる材料を有し、巻線の少なくとも一部は、本体における複数列の(multi-fluted)溝にめっきされたエアーベアリングマシニングスピンドルが提供されている。
【００２２】
本発明の実施形態を、ほんの一例として、図面を参照しつつ以下に説明する。
図１は、本発明を具体化したＰＣＢドリルスピンドルの一部の断面図を示す。ＰＣＢドリルスピンドルは、概して、スピンドルスリーブ２内に支持されると共に、ドリル用のビット（図示なし）を保持するためのコレット（図示なし）を備えたシャフト１を備えている。運転中においては、ドリル用のビットが、プリント回路基板（または、孔開けされる他のワークピース）に穿設するために用いられうるように、シャフト１がスピンドルスリーブ２に対して高速で運転される。一部が図１に示されたドリルスピンドルについては、多くの部分が標準的なものである。さらに、それらの標準的な部分が提供されうる多くの方法があり、それゆえに、それらの部品の図面や説明は、本明細書を簡略化するために本明細書には含まれていない。本明細書においては、標準的でなく、それゆえに関心の対象であるドリルスピンドルの部品はシャフトに用いられた材料であり、そして、これらの部品は、シャフト１のスリーブ２に対する運動に用いられるモータドライブにおける様々な側面の特性を備えている。これらの側面は、図１〜図４を参照しつつ、以下にさらに詳細に説明される。
【００２３】
スピンドルは、スピンドルスリーブ２に設けられた一連の駆動コイル３１、駆動コイル３１に近接して配置されたシャフト１の部分３２、及び、シャフト１に銅めっきの形で設けられた巻線３３、を通常備えるモータドライブ３を備えている。
【００２４】
駆動コイル３１は、概して標準的なものであり、磁性材コアと適切な電気巻線とを備えている。
図２に明示されているように、銅めっき巻線３３は、略軸方向に方向付けられた複数のストリップ部３３ａと、一対の周状のバンド部３３ｂと、を備えている。バンド部の１つは、これらのストリップ部３３ａの端部を互いに連結するように、ストリップ部３３ａの第１端部に設けられ、また、他方のバンド部３３ｂは、これらのストリップ部３３ａの他方の端部を互いに連結するように、ストリップ部３３ａの他方の端部に設けられている。それゆえに、銅めっき巻線３３は、シャフト１の周囲を覆うようにはしご状に形成されている。図１において、銅めっき巻線３３は、黒一色で示されている。図１においては、シャフトの一方の側には、ストリップ部３３ａ及び２つの周状のバンド部３３ｂが断面で示されており、一方、シャフトの他方側には、２つの周状のバンド部３３ｂのみが見られることに留意してほしい。
【００２５】
使用中には、スリーブ２に設けられた駆動コイル３１の電気巻線に、適切な電流が供給される。シャフト１がスリーブ２に対して回転運動されることを引き起こすように、結果として、電流は標準的、且つ、よく知られた方法で、銅めっき巻線３３に誘導される。シャフト１は、モータドライブ３において、銅めっきロータとして作用する。
【００２６】
この段階では本発明のドリルスピンドルは標準的である。銅めっきロータ巻線を含むこのようなモータドライブシステムは、シャフト１のスリーブ２に対する回転を実現するために必要な電流駆動設計として知られている。適切な駆動コイル３１、電源供給、及び、電子機器制御等を実現することは、この分野における当業者にとって、直接的な問題であることが理解されうる。
【００２７】
図２に示すタイプの銅めっきロータシャフト１の製造において、適切なスロットや溝は、シャフト１の本体に最初に加工され、これらのスロットや溝には、その後、巻線３３を作り出すためにめっきが施される。
【００２８】
図２に示されたものに類似した標準的なシャフトにおいては、めっきのためにシャフトに加工されたスロットは、図３に示す型の単純な略半円形状を有している。しかしながら、本実施形態においては、より複合的(complex)、または、より複雑な(convoluted)スロット形状が用いられる。本実施形態においては、このより複合的またはより複雑な孔形状が、シャフト１に対して加工され、銅によりめっきされる全てのスロット１ａに使用されている。換言すると、より複合的またはより複雑なスロット形状が、銅めっき巻線のそれぞれのストリップ部３３ａ、及び、それぞれの周状のバンド部３３ｂを形成するために、（シャフト１に対して）加工された孔１ａに用いられている。しかしながら、別のものにおいては、加工されたスロットのうち選択されたもののみが、より複合的またはより複雑なスロット形状を有するように加工されていてもよい。具体的には、バンド部３３ｂのためのスロット１ａは、単純な形状を有していてもよい。
【００２９】
図４は、ストリップ部３３ａの１つを形成するために、めっき前にシャフト１に加工されたスロット１ａの任意の１つの断面図を示している。本実施形態において、スロット形状は、ベイビーボトム形状（Baby's bottom profile）と呼ばれうる形状を有していることが分かる。それゆえに、このスロット１ａは、２列の溝(double fluted groove)である。その有効性や加工の容易性からこの特有の形状が好まれる一方、他の形状も用いられうる。そのような適切な形状は、複数列(multi-fluted)のスロットまたは溝を提供するような既存の形状として、より一般的に言及されてもよい。
【００３０】
複数列(multi-fluted)の溝を提供する、より複合的、または、より複雑なスロット形状を設ける効果は、シャフト１の本体の材料と、この場合は、めっき巻線３３を形成するために用いられた銅である成膜される材料との間の接着のための表面積を増加することである。シャフト１の本体と、成膜される材料との間の接着のための表面積を増加することは、成膜部とシャフト１の本体との間の全体的な接着力を向上し、シャフト１全体として、毎分２００，０００回転、または、それ以上の回転のような非常に高速の回転に良好に耐えうることを可能とする。
【００３１】
図４に示されるように、シャフト１に設けられた複数列(multi-fluted)の溝のそれぞれは、開口されている(open-mouthed)ことも注目すべき点である。換言すると、シャフトの表面における溝の全体的な幅は、溝における他の何れの箇所における幅とも等しいか、または、何れの箇所における幅よりも広く、別の言い方をするならば、この溝は、リエントラント型(re-entrant shape)を有しない溝である。（めっき材料を適当な位置に保持しやすい）リエントラント型の溝が用いられた場合には、溝の十分なめっきが達成されないので、リエントラント型でないことは、溝形状の好適な特徴である。リエントラント型の溝へのめっきを行ったとき、運転中に性能劣化を引き起こしたり、さらに／または、シャフトの不具合のリスクを増加しうる空隙をめっきされた本体に残したままで、めっき面は溝の外表面を覆いうる。それゆえに、当初は、シャフト内にめっき材料を保持する考えは魅力的なようであったが、実際には、これは最適な方法ではない。
【００３２】
図４に示すような複数列(multi-fluted)の溝の溝形状を用いて設けられたシャフト１の表面におけるスロットの幅は、図３に示す単純な半円形状を用いて達成されるものと略同じである。このスロットの幅は、運転中のシャフトの電気特性及び磁気特性のために重要である。
【００３３】
シャフト１の本体とめっき材料との間の接着力の向上のために用いるスロット１ａの最適形状の決定においては、スロットを形成するために行われる必要がある機械加工工程に関して熟慮を必要とする。それゆえに、ベイビーボトム形状、または、他の形状は、例えば、多数の溝列(a larger number of flutes)が設けられたもの、また、スロットの表面に粗面処理(a small scale roughening) 、または、ローレット処理(knurling)されたものよりも好ましい。ここで、ベイビーボトム形状、または、他の形状は、本体における溝、または、本体における溝のそれぞれが２つの列（２フルート(two flutes)）を有する形状である。
【００３４】
本実施形態においては、上述したように毎分２００，０００回転を上回る非常に高速な回転を容易とするため、シャフト１は、金属基複合材料にて製造されており、具体的に本実施形態においては、シャフト１は、フェロチタン（Ｆｅｒｒｏ−Ｔｉｔａｎｉｔ）金属基複合材料にて製造されている。この材料は、非常に高速で回転するシャフトに用いるのに適するように特に強度及び剛性があるものである。しかしながら、さらに、この材料は、上述したような型のスピンドルにおけるめっきされたシャフトに用いられうるように、適度な磁気特性を有している。
【００３５】
当然のことながら、図１及び図２に関連して上述したモータドライブが機能するために、磁束がシャフト１の材料を通して発生可能でなければならない。これは、鋼製のシャフトが用いられている場合には問題とはならない。しかし、回転速度が増加するにつれて、鋼製のシャフトの使用は好ましくなく、または、非実用的である。シャフトを製造可能な材料から適切な材料を見つけることは非常に困難である。
【００３６】
例えば、シャフトに永久磁石が設けられた直流モータドライブ技術を用いた他の用途においては、非常に高速な回転速度を達成するためにセラミック材料が用いられてきた。しかしながら、そのような材料は、シャフト自体の材料を通して磁束を生じさせる必要がある場合には、使用することができない。
【００３７】
それゆえに、磁性材料として機能しうる金属基複合材料が、少なくともシャフトに適切な材料として選択されるべきである。
上述したタイプのドリルスピンドルは、最高、毎分略２２０，０００回転の速度で運転可能であるべきである。
【００３８】
上述した説明は、ドリルスピンドルに関して記載されており、本発明は特にドリルスピンドル及びドリルスピンドルのためのシャフトにおいて用いることが適している一方、本発明が、より広く適用され、例えば、浅彫り(light engraving)／ルータ(routing)スピンドル、及び、孔研磨(bore grinding)スピンドルのような他のマシニングスピンドルに用いられうることは言うまでもない。
【００３９】
さらに、上述した説明ではシャフトへの材料のめっきに言及している一方、十分な接着力を達成するように提供された、例えば、溶銑(hot-metal)、または、焼き入れ（flame）、吹き付け(spraying)のような他の型の成膜技術が用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ＰＣＢ孔開けエアーベアリングドリルスピンドルの一部の断面図を示す。
【図２】図１に示すドリルスピンドルのシャフトの等角図を示す。
【図３】図２に示されたものと同種の従来のシャフトに加工されたスロットの形状を概略的に示す。
【図４】銅めっきをするために、図２に示すシャフトに加工されたスロットの形状を概略的に示す。
【図１】
2008514176.tif 000003
【図２】
2008514176.tif 000004
【図３】
2008514176.tif 000005
【図４】
2008514176.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月16日(2007.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記シャフトを前記スリーブに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記シャフトは、金属基複合材料からなる本体を備え、
前記シャフトの本体の一部は、使用中に該シャフトの本体の一部を通り抜ける磁束を生じるように前記モータドライブの一部を形成するマシニングスピンドル。
【請求項２】
前記金属基複合材料は、高速で回転可能な強度及び剛性のあるシャフトを作成するために適している請求項１に記載のマシニングスピンドル。
【請求項３】
前記金属基複合材料は、一般の鋼よりも強度及び剛性がある請求項１または請求項２に記載のマシニングスピンドル。
【請求項４】
前記金属基複合材料は、フェロチタン（Ｆｅｒｒｏ−Ｔｉｔａｎｉｔ）である請求項１〜請求項３の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項５】
前記本体は、前記モータドライブの一部を形成するために巻線を有する請求項１〜請求項４の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項６】
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含む請求項５に記載のマシニングスピンドル。
【請求項７】
前記巻線は、前記本体にめっきされた第２材料を含む請求項６に記載のマシニングスピンドル。
【請求項８】
前記巻線の少なくとも一部は、溝またはスロットに設けられる請求項５〜請求項７の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項９】
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体に設けられた複数列の（multi-fluted）溝に設けられうる請求項５〜請求項８の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１０】
前記本体は、複数列の（multi-fluted）溝を複数備え、
前記複数列の（multi-fluted）溝のそれぞれには、前記本体とは異なる材料が設けられる請求項１〜請求項９の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１１】
前記複数列の（multi-fluted）溝、または、複数列の（multi-fluted）溝のそれぞれは、開口されている請求項９または請求項１０に記載のマシニングスピンドル。
【請求項１２】
前記複数列の（multi-fluted）溝、または、複数列の（multi-fluted）溝のそれぞれにおける各列は、開口されている請求項９〜請求項１１の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１３】
当該スピンドルは、該スピンドルの駆動部が、毎分２００，０００回転を超えて駆動可能に構成された請求項１〜請求項１２の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１４】
当該スピンドルは、前記シャフトと前記スリーブとの間の相対的な回転を可能とする少なくとも１つのエアーベアリングを含むエアーベアリングスピンドルである請求項１〜請求項１３の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１５】
当該マシニングスピンドルは、ドリルスピンドルである請求項１〜請求項１４の何れかに記載のマシニングスピンドル。
【請求項１６】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記スリーブを前記シャフトに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記スリーブは、金属基複合材料からなる本体を備え、
前記スリーブの本体の一部は、使用中に該スリーブの本体の一部を通り抜ける磁束を生じるように前記モータドライブの一部を形成するマシニングスピンドル。
【請求項１７】
マシニングスピンドルのためのシャフトであって、
金属基複合材料からなる本体を備えたシャフト。
【請求項１８】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記シャフトを前記スリーブに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記シャフトは、前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含み、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体における複数列の（multi-fluted）溝に成膜されたマシニングスピンドル。
【請求項１９】
マシニングスピンドルのためのシャフトであって、
モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含み、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体における複数列の（multi-fluted）溝に成膜されたシャフト。
【請求項２０】
マシニングスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドルスリーブと、
前記スリーブを前記シャフトに対して回転運動させるための交流モータドライブと、
を備え、
前記スリーブは、前記モータドライブの一部を形成するために、巻線を有する第１材料からなる本体を備え、
前記巻線は、前記本体に成膜された第２材料を含み、
前記巻線の少なくとも一部は、前記本体における複数列の（multi-fluted）溝に成膜されたマシニングスピンドル。
【国際調査報告】
2008514176.tif 000007
2008514176.tif 000008
2008514176.tif 000009