(57)【要約】【課題】回転軸の軽量化及び設計自由度の確保が可能なスピンドル装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係るスピンドル装置は、ハウジングと、回転軸とを備える。回転軸は、ハウジングの内部に配置され、かつハウジングに対して非接触で中心軸周りに回転可能に軸支される。回転軸は、ジャーナル軸受部と、スラスト軸受部とを有する。ジャーナル軸受部は、円筒形状である。スラスト軸受部は、ジャーナル軸受部とは別体であり、かつジャーナル軸受部に取り付けられる。【選択図】図１
2018179130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置され、かつ前記ハウジングに対して非接触で中心軸周りに回転可能に軸支される回転軸とを備え、
前記回転軸は、円筒形状のジャーナル軸受部と、前記ジャーナル軸受部とは別体であり、かつ前記ジャーナル軸受部に取り付けられるスラスト軸受部とを有する、スピンドル装置。
【請求項２】
前記ジャーナル軸受部を構成する材料は、前記スラスト軸受部を構成する材料と異なる、請求項１に記載のスピンドル装置。
【請求項３】
前記ジャーナル軸受部を構成する材料は、前記スラスト軸受部を構成する材料と同一である、請求項１に記載のスピンドル装置。
【請求項４】
前記スラスト軸受部は、前記ジャーナル軸受部の内周面に取り付けられる、請求項１に記載のスピンドル装置。
【請求項５】
前記スラスト軸受部は、前記ジャーナル軸受部に取り付けられる取付部と、前記中心軸と直交する方向に前記ジャーナル軸受部の外周面から突出するフランジ部を含み、
前記フランジ部は、第１部材により構成され、
前記取付部は、第２部材により構成され、
前記第１部材を構成する材料は、前記第２部材を構成する材料と異なる、請求項１に記載のスピンドル装置。
【請求項６】
前記フランジ部と前記取付部とは別体とである、請求項５に記載のスピンドル装置。
【請求項７】
前記スラスト軸受部は、前記ジャーナル軸受部に、ねじ込み、接着又はねじ込み及び接着の双方により取り付けられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスピンドル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特開２００７−５７０６９号公報（特許文献１）に記載のスピンドル装置が知られている。特許文献１に記載のスピンドル装置は、回転軸と、ハウジングとを有している。回転軸は、ハウジングとの間で、静圧気体軸受により非接触に軸支されている。回転軸は、ジャーナル軸受部と、スラスト板部とを含んでいる。スラスト板部は、ジャーナル軸受部の端面に、摩擦圧接により一体に接合されている。ジャーナル軸受部は、鉄系合金からなり、スラスト板部は、軽合金からなっている。スラスト板部の外周面には、タービン翼が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５７０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転軸を中心軸周りに回転させながらスピンドル装置を移動させる際、回転軸には、ジャイロモーメントが生じる。ジャイロモーメントが大きくなるほど、静圧気体軸受への負担が大きくなる。ジャイロモーメントは、回転軸の重量が重くなるにしたがって大きくなる。そのため、スピンドル装置においては、回転軸を軽量化することが望まれる。
【０００５】
特許文献１に記載のスピンドル装置において軽量化を図るためには、回転軸の内径を拡大する（回転軸の肉厚を薄くする）必要がある。特許文献１に記載のスピンドル装置においては、スラスト板部は、ジャーナル軸受部の端面に摩擦圧接により一体に接合されているため、ジャーナル軸受部の内径を拡大する（ジャーナル軸受部の肉厚を薄くする）には、圧接部の肉厚も薄くする必要がある。これは、圧接部の肉厚を残してジャーナル軸受部の肉厚を薄くするには、内径加工用の細いバイトで深く掘り込む必要があり、加工が難しく現実的ではないためである。圧接部の肉厚が小さい場合、スラスト板部とジャーナル軸受部との間の接合強度が不足するおそれがある。そのため、特許文献１に記載のスピンドル装置においては、内径の拡大（薄肉化）による回転軸の軽量化は、容易ではない。
【０００６】
ジャーナル軸受部とスラスト板部とが摩擦圧接により一体に接合されている場合、スラスト板部をジャーナル軸受部に摩擦圧接した後に、タービン翼をスラスト板部に形成する加工を行う必要がある。タービン翼の形状によっては、加工工具がジャーナル軸受部に接触してしまうため、タービン翼を形成するための加工が困難となる場合がある。その結果、特許文献１に記載のスピンドル装置においては、回転軸の設計自由度が制約される。
【０００７】
摩擦圧接では、接合される部材同士を接合界面で溶着させることにより接合が達成される。そのため、接合される部材を構成する材料の種類によっては、接合界面に脆い化合物が形成される等の理由により、強固な接合を行うことが難しい場合がある。したがって、特許文献１に記載のスピンドル装置においては、スラスト板部及びジャーナル軸受部が摩擦圧接により一体に接合されるため、スラスト板部を構成する材料及びジャーナル軸受部を構成する材料の組み合わせに制限が存する。その結果、特許文献１に記載のスピンドル装置においては、回転軸の設計自由度が制約される。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、回転軸の軽量化及び設計自由度の確保が可能なスピンドル装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係るスピンドル装置は、ハウジングと、回転軸とを備える。回転軸は、ハウジングの内部に配置され、かつハウジングに対して非接触で中心軸周りに回転可能に軸支される。回転軸は、ジャーナル軸受部と、スラスト軸受部とを有する。ジャーナル軸受部は、円筒形状である。スラスト軸受部は、ジャーナル軸受部とは別体であり、かつジャーナル軸受部に取り付けられる。
【００１０】
ここで、スラスト軸受部がジャーナル軸受部とは別体であり、かつジャーナル軸受部に取り付けられるとは、スラスト軸受部とジャーナル軸受部との間に直接的な材質的結合が生じさせずに（すなわち、スラスト軸受部を構成する材料とジャーナル軸受部を構成する材料との間に共有結合、イオン結合、金属結合等の強い結合力を生じさせずに）、スラスト軸受部がジャーナル軸受部に固定されることをいう。例えば、スラスト軸受部がジャーナル軸受部に摩擦圧接されている場合、溶接されている場合及びロウ付けされている場合は、スラスト軸受部がジャーナル軸受部とは別体であり、かつジャーナル軸受部に取り付けられている場合に含まれない。
【００１１】
本発明の一態様に係るスピンドル装置においては、スラスト軸受部がジャーナル軸受部とは別体であり、かつジャーナル軸受部に取り付けられるため、容易にジャーナル軸受部の内径を拡大（ジャーナル軸受部を薄肉化）することができ、スラスト軸受部をジャーナル軸受部に強固に固定することができる。本発明の一態様に係るスピンドル装置においては、スラスト軸受部がジャーナル軸受部とは別体であり、かつ、ジャーナル軸受部に取り付けられるため、フランジ部にタービン翼を形成した後にスラスト軸受部をジャーナル軸受部に固定することができる。本発明の一態様に係るスピンドル装置においては、スラスト軸受部がジャーナル軸受部とは別体であり、かつジャーナル軸受部に取り付けられるため、スラスト軸受部を構成する材料及びジャーナル軸受部を構成する材料の組み合わせに制約は存しない。そのため、本発明の一態様に係るスピンドル装置によると、回転軸の軽量化及び設計自由度の確保が可能となる。
【００１２】
上記のスピンドル装置において、ジャーナル軸受部を構成する材料は、スラスト軸受部を構成する材料と異なっていてもよく、同一であってもよい。この場合には、回転軸の性能の観点から、ジャーナル軸受部及びスラスト軸受部を構成する材料を最適化することができる。
【００１３】
上記のスピンドル装置において、スラスト軸受部は、ジャーナル軸受部の内周面に取り付けられてもよい。
【００１４】
上記のスピンドル装置において、スラスト軸受部は、ジャーナル軸受部に取り付けられる取付部と、中心軸と直交する方向にジャーナル軸受部の外周面から突出するフランジ部とを含んでいてもよい。フランジ部は、第１部材により構成される。取付部は、第２部材により構成される。第１部材を構成する材料は、第２部材を構成する材料と異なる。上記のスピンドル装置において、取付部とフランジ部とは、別体であってもよい。これらの場合には、回転軸の性能の観点から、スラスト軸受部を構成する材料を最適化することができる。
【００１５】
上記のスピンドル装置において、スラスト軸受部は、ジャーナル軸受部に、ねじ込み、接着又はねじ込み及び接着の双方により取り付けられてもよい。スラスト軸受部がジャーナル軸受部にねじ込みで取り付けられる場合、ねじ込みのトルクを管理することで、スラスト軸受部をジャーナル軸受部に確実に取り付けることができる。スラスト軸受部のジャーナル軸受部の取り付けに際して接着を併用する場合、スラスト軸受部をジャーナル軸受部により確実に取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様に係るスピンドル装置によると、回転軸の軽量化及び設計自由度の確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るスピンドル装置１００の概略断面図である。
【図２】第１実施形態に係るスピンドル装置１００が有する回転軸２の詳細断面図である。
【図３】第１実施形態に係るスピンドル装置１００を有する塗装装置２００の概略断面図である。
【図４】第２実施形態に係るスピンドル装置１１０の概略断面図である。
【図５】第２実施形態に係るスピンドル装置１１０に用いられる回転軸２の詳細断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さないものとする。
【００１９】
（第１実施形態）
以下に、第１実施形態に係るスピンドル装置の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２０】
図１は、第１実施形態に係るスピンドル装置１００の概略断面図である。図１に示すように、第１実施形態に係るスピンドル装置１００は、ハウジング１と、回転軸２とを有している。
【００２１】
ハウジング１は、ハウジング本体１１と、ハウジングアッシ１２と、第１軸受スリーブ１３と、ノズル板１４と、第２軸受スリーブ１５とを有している。ハウジング１は、第１端１ａと、第２端１ｂとを有している。第２端１ｂは、第１端１ａの反対側の端である。
【００２２】
ハウジング本体１１には、貫通穴１１ａが設けられている。貫通穴１１ａは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向にハウジング本体１１を貫通している。すなわち、ハウジング本体１１は、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に延在する中空筒形状を有している。
【００２３】
ハウジングアッシ１２には、貫通穴１２ａが設けられ、貫通穴１２ａは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向にハウジングアッシ１２を貫通している。すなわち、ハウジングアッシ１２は、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に延在する中空筒形状を有している。ハウジングアッシ１２は、ハウジングアッシ１２の外周面が貫通穴１１ａの内壁面に対向するように、ハウジング本体１１の内部に配置されている。
【００２４】
第１軸受スリーブ１３には、貫通穴１３ａが設けられ、貫通穴１３ａは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に第１軸受スリーブ１３を貫通している。なお、貫通穴１３ａは、断面視において（第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に垂直な断面において）、円形である。すなわち、第１軸受スリーブ１３は、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に延在する中空筒形状を有している。第１軸受スリーブ１３は、第１軸受スリーブ１３の外周面が貫通穴１２ａの内壁面と対向するように、ハウジングアッシ１２の内部に配置されている。
【００２５】
ノズル板１４には、貫通穴１４ａが設けられている。貫通穴１４ａは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向にノズル板１４を貫通している。ノズル板１４は、第１端１ａに配置されている。ノズル板１４には、凸部１４ｂが設けられている。凸部１４ｂは、第１端１ａから第２端１ｂ側に向かう方向に、突出している。凸部１４ｂは、ノズル板１４のハウジング本体１１側の面の端に配置されている。これにより、ノズル板１４とハウジング本体１１との間に、空間１４ｃが形成される。
【００２６】
第２軸受スリーブ１５には、貫通穴１５ａが設けられ、貫通穴１５ａは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に第２軸受スリーブ１５を貫通している。第２軸受スリーブ１５は、第２軸受スリーブ１５の外周面が貫通穴１４ａの内壁面と対向するように、ノズル板１４の内部に配置されている。貫通穴１５ａの中心位置と貫通穴１４ａの中心位置とは、互いに一致している。
【００２７】
図２は、第１実施形態に係るスピンドル装置１００が有する回転軸２の詳細断面図である。図２に示すように、回転軸２は、ジャーナル軸受部２１と、スラスト軸受部２２とを有している。ジャーナル軸受部２１には、貫通穴２１ａが設けられている。貫通穴２１ａは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に、ジャーナル軸受部２１を貫通している。すなわち、ジャーナル軸受部２１は、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に延在する円筒形状を有している。
【００２８】
スラスト軸受部２２は、ジャーナル軸受部２１と別体となっている。スラスト軸受部２２を構成する材料は、ジャーナル軸受部２１を構成する材料と異なっていてもよい。この場合、ジャーナル軸受部２１を構成する材料は、鉄系合金であり、スラスト軸受部２２を構成する材料は、軽合金である。
【００２９】
鉄系合金とは、鉄を主たる構成元素とする合金である。鉄系合金には、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼、特殊鋼、機械構造用炭素鋼等が含まれる。具体的には、鉄系合金には、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ６３０、ＳＮＣ材、ＳＮＣＭ材、ＳＣ材等が含まれる。
【００３０】
軽合金とは、鉄よりも比重が小さい合金である。軽合金には、アルミニウム系合金、チタン系合金等が含まれる。具体的には、軽合金には、ＪＩＳ規格Ａ２０００系、Ａ５０００系、Ａ６０００系、Ａ７０００系のアルミニウム合金、１〜４種、６０種、６１種のチタン系合金が含まれる。
【００３１】
スラスト軸受部２２を構成する材料は、ジャーナル軸受部２１を構成する材料と同一であってもよい。
【００３２】
スラスト軸受部２２には、貫通穴２２ａが設けられている。貫通穴２２ａは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向にスラスト軸受部２２を貫通している。スラスト軸受部２２は、取付部２２ｂと、フランジ部２２ｃとを有している。スラスト軸受部２２は、取付部２２ｂにおいて、ジャーナル軸受部２１に取り付けられている。
【００３３】
具体的には、取付部２２ｂの外周面には、ネジ山が設けられており、貫通穴２１ａの内壁面には、ネジ溝が設けられている。このネジ山とネジ溝とを螺合することにより、スラスト軸受部２２が、貫通穴２１ａの内壁面（すなわち、ジャーナル軸受部２１の内周面）に取り付けられる。このネジ山及びネジ溝は、タービン翼２２ｄが回転する力を受けた際に、このネジ山及びネジ溝の螺合がさらに強まる方向に形成されている。なお、上記においては、スラスト軸受部２２をねじ込みによりジャーナル軸受部２１に取り付ける例について説明したが、スラスト軸受部２２は、接着、又はねじ込みと接着との併用により、ジャーナル軸受部２１に取り付けられてもよい。
【００３４】
フランジ部２２ｃは、ジャーナル軸受部２１の外周面から突出するように、回転軸２の中心軸に直交する方向に延在している。フランジ部２２ｃには、タービン翼２２ｄが設けられている。タービン翼２２ｄは、例えばフランジ部２２ｃの第２端１ｂ側の面に設けられている。タービン翼２２ｄがフランジ部２２ｃの第２端１ｂ側の面に設けられている場合には、タービン翼２２ｄは、第２端１ｂに向かってフランジ部２２ｃから延在している。タービン翼２２ｄは、フランジ部２２ｃの第１端１ａ側の面に設けられてもよい。この場合には、タービン翼２２ｄは、第１端１ａに向かってフランジ部２２ｃから延在する。なお、タービン翼２２ｄは、平面視において（タービン翼２２ｄが設けられるフランジ部２２ｃの面に直交する方向からみて）、弧状に設けられている。
【００３５】
図１に示すように、回転軸２は、ハウジング１の内部に配置されている。回転軸２は、ハウジング１に対して中心軸周りに、非接触で回転可能に軸支されている。より具体的には、ジャーナル軸受部２１は、ジャーナル軸受部２１の外周面と貫通穴１３ａの内壁面（第１軸受スリーブ１３の内周面）と対向するように配置されている。ジャーナル軸受部２１は、ジャーナル軸受部２１の外周面と貫通穴１３ａの内壁面とが離間するように配置されている。すなわち、回転軸２は、ジャーナル軸受部２１がハウジング１と接触しないように、ハウジング１の内部に配置されている。
【００３６】
ハウジング本体１１には、軸受気体給気口１ｃが設けられている。軸受気体給気口１ｃは、ジャーナル軸受部２１の外周面と第１軸受スリーブ１３の内周面との間の空間と、ハウジング１の外部とを接続している。第１軸受スリーブ１３の内周面側において、軸受気体給気口１ｃは、気体の圧力を上昇させるため、開口部で径が細くなっている。
【００３７】
そのため、軸受気体給気口１ｃから、ジャーナル軸受部２１の外周面と第１軸受スリーブ１３の内周面との間の空間に、気体が供給される。この気体の静圧により、回転軸２は、ハウジング１に対して、中心軸周りに非接触で回転可能に軸支される。すなわち、第１軸受スリーブ１３は、回転軸２に対する静圧気体によるジャーナル軸受を構成している。
【００３８】
回転軸２は、フランジ部２２ｃが、空間１４ｃに位置するように配置されている。スラスト軸受部２２は、ノズル板１４の第２端１ｂ側の面、第２軸受スリーブ１５の第２端１ｂ側の面及び第１軸受スリーブ１３の第１端１ａ側の面から離間して配置されている。すなわち、回転軸２は、スラスト軸受部２２がハウジング１と接触しないように、ハウジング１の内部に配置されている。
【００３９】
ハウジング１には、軸受気体給気口１ｄが設けられている。軸受気体給気口１ｄは、スラスト軸受部２２と第２軸受スリーブ１５の第２端１ｂ側の面との間の空間と、ハウジング１の外部とを接続している。軸受気体給気口１ｃは、スラスト軸受部２２と第１軸受スリーブ１３の第１端１ａ側の面との間の空間と、ハウジング１の外部とを接続している。軸受気体給気口１ｄは、気体の圧力を上昇させるため、第２軸受スリーブ１５の第２端１ｂ側の開口部において、径が細くなっている。
【００４０】
そのため、軸受気体給気口１ｃ及び軸受気体給気口１ｄから、スラスト軸受部２２と第１軸受スリーブ１３の第１端１ａ側の面及び第２軸受スリーブ１５の第２端１ｂ側の面との間の空間に、気体が供給される。
【００４１】
この気体の静圧により、回転軸２は、ハウジング１に対して、中心軸方向に非接触で軸支される。すなわち、第１軸受スリーブ１３及び第２軸受スリーブ１５は、回転軸２に対する静圧気体によるスラスト軸受を構成している。
【００４２】
ハウジング１には、タービン気体給気口１ｅが設けられている。タービン気体給気口１ｅは、空間１４ｃと、ハウジング１の外部とを接続している。ハウジング１には、タービン気体排気口１ｆが設けられている。タービン気体排気口１ｆは、空間１４ｃと、ハウジング１の外部とを接続している。
【００４３】
タービン気体給気口１ｅから供給される気体は、空間１４ｃに供給されるとともに、タービン気体排気口１ｆを介してハウジング１の外部に排出されるように流れる。この気体の流れにより、空間１４内に配置されているタービン翼２２ｄが回転する。
【００４４】
ノズル板１４には、回転センサ挿入口１４ｄが設けられている。回転センサ挿入口１４ｄは、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に、ノズル板１４を貫通している。回転センサ挿入口１４ｄからは、フランジ部２２ｃの第１端１ａ側の面が露出している。
【００４５】
図３は、第１実施形態に係るスピンドル装置１００を有する塗装装置２００の概略断面図である。塗装装置２００は、スピンドル装置１００と、カップ３と、スピンドルホルダ４とを有している。
【００４６】
カップ３は、回転軸２の先端（回転軸２の第１端１ａ側の端の反対側の端）に取り付けられている。
【００４７】
スピンドルホルダ４は、第１端４ａと、第２端４ｂとを有している。第２端４ｂは、第１端４ａの反対側の端である。スピンドルホルダ４には、凹部４１が設けられている。凹部４１が設けられている部分において、スピンドルホルダ４の第２端４ｂ側の面は、第１端４ａ側に向かって窪んでいる。凹部４１は、側壁４１ｂと、底壁４１ａとを有している。スピンドル装置１００は、ノズル板１４の第１端１ａ側の面が底壁４１ａと対向するように、スピンドルホルダ４に取り付けられる。
【００４８】
スピンドルホルダ４には、軸受気体給気口４ｃと、軸受気体給気口４ｄと、タービン気体給気口４ｅと、タービン気体排気口４ｆと、塗料供給口４ｇと、回転センサ挿入口４ｈとが設けられている。軸受気体給気口４ｃ、軸受気体給気口４ｄ、タービン気体給気口４ｅ、タービン気体排気口４ｆ及び回転センサ挿入口４ｈは、それぞれ、スピンドル装置１００がスピンドルホルダ４に取り付けられた状態で、軸受気体給気口１ｃ、軸受気体給気口１ｄ、タービン気体給気口１ｅ、タービン気体排気口１ｆ及び回転センサ挿入口１４ｄに対応する位置に設けられている。
【００４９】
塗料供給口４ｇには、底壁４１ａから突出するように、塗料噴射ノズル４２が取り付けられている。回転センサ４３は、先端が底壁４１ａから突出するように回転センサ挿入口４ｈに挿入されている。塗料噴射ノズル４２は、スピンドル装置１００がスピンドルホルダ４に取り付けられた状態で、先端がカップ３内に配置される。回転センサ４３は、スピンドル装置１００がスピンドルホルダ４に取り付けられた状態で、回転センサ４３の先端がフランジ部２２ｃの第１端１ａ側の面と対向する。
【００５０】
タービン気体給気口４ｅから気体が導入されることにより、回転軸２は中心軸周りに回転する。その結果、回転軸２に取り付けられたカップ３も、この回転に合せて回転する。この際の回転軸２の回転は、回転センサ４３によりモニタリングされる。回転軸２が中心軸周りに回転している際、軸受気体給気口４ｃ及び軸受気体給気口４ｄから供給される気体により、回転軸２は、ハウジング１に対して、非接触で軸支される。塗料噴射ノズル４２の先端からは、塗料がカップ３内に供給される。カップ内に供給された塗料は、カップ３の回転による遠心力で噴霧化する。以上により、塗装装置２００を用いた塗装が行われる。
【００５１】
以下に、第１実施形態に係るスピンドル装置１００の効果について説明する。
スピンドル装置１００においては、スラスト軸受部２２は、ジャーナル軸受部２１とは別体であり、かつジャーナル軸受部２１に取り付けられる。そのため、回転軸２の内径を拡大（回転軸２を薄肉化）したとしても、スラスト軸受部２２をジャーナル軸受部２１に強固に固定することができる。
【００５２】
スピンドル装置１００においては、フランジ部２２ｃにタービン翼２２ｄを形成した後に、スラスト軸受部２２をジャーナル軸受部２１に固定することができる。そのため、タービン翼２２ｄを加工する際の制約が小さい。スピンドル装置１００においては、スラスト軸受部２２は、ジャーナル軸受部２１とは別体であり、かつジャーナル軸受部２１に取り付けられる。この取り付けは、ねじ込み、接着により行われる。そのため、スラスト軸受部２２を構成する材料及びジャーナル軸受部２１を構成する材料の組み合わせに制約は存しない。このように、スピンドル装置１００においては、回転軸２の軽量化及び設計自由度の確保が可能となる。なお、この取り付けにねじ込み及び接着を併用した場合、スラスト軸受部２２をジャーナル軸受部２１に、さらに強固に取り付けることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
以下に、第２実施形態について説明する。なお、以下においては、第１実施形態と異なる点について主に説明し、同様の説明は繰り返さない。
【００５４】
以下に、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０の構成について、図４及び図５を参照して説明する。
【００５５】
図４は、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０の概略断面図である。図４に示すように、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０は、ハウジング１と、回転軸２とを有している。回転軸２は、ハウジング１の内部において、ハウジング１に対して非接触で中心軸周りに回転可能に軸支されている。
【００５６】
回転軸２は、ジャーナル軸受部２１と、スラスト軸受部２２とを有している。スラスト軸受部２２は、ジャーナル軸受部２１と別体であり、かつジャーナル軸受部２１に取り付けられている。スラスト軸受部２２は、取付部２２ｂと、フランジ部２２ｃとを有している。これらの点について、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０の構成は、第１実施形態に係るスピンドル装置１００の構成と共通している。
【００５７】
図５は、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０に用いられる回転軸２の詳細断面図である。図５に示すように、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０においては、取付部２２ｂが第１部材により形成され、フランジ部２２ｃが第２部材により形成されている。すなわち、取付部２２ｂ及びフランジ部２２ｃは、それぞれ別部材となっている。この点において、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０は、第１実施形態に係るスピンドル装置１００と異なっている。
【００５８】
タービン翼２２ｄが設けられたフランジ部２２ｃを構成する材料は、取付部２２ｂを構成する材料及びジャーナル軸受部２１を構成する材料と異なっている。取付部２２ｂとフランジ部２２ｃとは、別体であってもよい。すなわち、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０においては、回転軸２は、ジャーナル軸受部２１と、タービン翼２２ｄが設けられたフランジ部２２ｃと、取付部２２ｂとの３ピース構造となっている。なお、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０においては、取付部２２ｂの第１端１ａ側の面が、スラスト軸受面となっている。
【００５９】
好ましくは、取付部２２ｂ及びジャーナル軸受部２１を構成する材料は、フランジ部２２ｃを構成する材料よりも強度及び剛性が高い。好ましくは、フランジ部２２ｃを構成する材料は、取付部２２ｂを構成する材料及びジャーナル軸受部２１を構成する材料よりも比重が小さい。好ましくは、フランジ部２２ｃを構成する材料は、取付部２２ｂを構成する材料よりも反射率が高い。
【００６０】
例えば、スラスト軸受を構成する取付部２２ｂ及びジャーナル軸受を構成するジャーナル軸受部２１には、強度の高い材料を用いることができる。タービン翼２２ｄが設けられたフランジ部２２ｃには、軽合金を用いることができる。
【００６１】
具体的には、例えば、取付部２２ｂを構成する材料として、ＳＵＳ４２０等の磁性体の鉄系合金を用いることができ、ジャーナル軸受部２１を構成する材料として、オーステナイト系ステンレス鋼等の鉄系合金を用いることができる。取付部２２ｂ、ジャーナル軸受部２１及びタービン翼２２ｄが設けられたフランジ部２２ｃにこのような材料を用いることにより、軸受が接触した場合の強度（耐久性）を確保しつつ、軽量化を実現することができる。
【００６２】
ジャーナル軸受部２１は、突き当て部２１ｂを有していてもよい。突き当て部２１ｂは、ジャーナル軸受部２１の第１端１ａ側の端に設けられている。突き当て部２１ｂは、ジャーナル軸受部２１の外周面から、ジャーナル軸受部２１の中心軸に直交する方向に突出している。突き当て部２１ｂは、フランジ部２２ｃの第２端１ｂ側の面に当接している。
【００６３】
以下に、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０の効果について説明する。
第２実施形態に係るスピンドル装置１１０においては、取付部２２ｂは、第１部材により構成され、フランジ部２２ｃは、第２部材により構成される。第１部材を構成する材料は、第２部材を構成する材料と異なる。そのため、第２実施形態に係るスピンドル装置１１０によると、回転軸２の性能の観点から、スラスト軸受部２２を構成する材料を最適化することができる。
【００６４】
例えば、第１部材にのみ強度及び剛性の高い材料を用い、かつ第２部材に第１部材よりは強度及び剛性は低いが、軽量の材料を用いることで、取付部２２ｂの内径を大きくして回転軸２の軽量化を図ったとしても、取付部２２ｂとジャーナル軸受部２１との取り付け強度を維持することができる。
【００６５】
ジャーナル軸受部２１が突き当て部２１ｂを有している場合、スラスト軸受部２２をジャーナル軸受部２１に取り付ける際に、突き当て部２１ｂがスラスト軸受部２２の第２端１ｂ側の面に当接することで、スラスト軸受部２２をジャーナル軸受部２１の中心軸に対してより直角に近い角度で取り付けることができる。
【００６６】
以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
上記の実施形態は、スピンドル装置に有利に適用され、より特定的には、塗装装置に用いられるスピンドル装置に特に有利に適用される。
【符号の説明】
【００６８】
１００，１１０  スピンドル装置、２００  塗装装置、１  ハウジング、１ａ  第１端、１ｂ  第２端、１ｃ  軸受気体給気口、１ｄ  軸受気体給気口、１ｅ  タービン気体給気口、１ｆ  タービン気体排気口、１１  ハウジング本体、１１ａ  貫通穴、１２  ハウジングアッシ、１２ａ  貫通穴、１３  第１軸受スリーブ、１３ａ  貫通穴、１４  ノズル板、１４ａ  貫通穴、１４ｂ  凸部、１４ｃ  空間、１４ｄ  回転センサ挿入口、１５  第２軸受スリーブ、１５ａ  貫通穴、２  回転軸、２１  ジャーナル軸受部、２１ａ  貫通穴、２２  スラスト軸受部、２１ａ  貫通穴、２２ｂ  取付部、２２ｃ  フランジ部、２２ｄ  タービン翼、３  カップ、４  スピンドルホルダ、４ａ  第１端、４ｂ  第２端、４ｃ  軸受気体給気口、４ｄ  軸受気体給気口、４ｅ  タービン気体給気口、４ｆ  タービン気体排気口、４ｇ  塗料供給口、４ｈ  回転センサ挿入口、４１  凹部、４１ａ  底壁、４１ｂ  側壁、４２  塗料噴射ノズル、４３  回転センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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