(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、前記軸部に対しラジアル方向に延びるように形成されているスラスト板部とを含む回転軸と、
気体を噴出可能に設けられている給気部とを備え、
前記回転軸は、前記回転軸をスラスト方向に支持するスラスト軸受と前記回転軸を前記ラジアル方向に支持するジャーナル軸受とによりハウジング部内に回転自在に設けられ、
前記スラスト板部は、前記ラジアル方向において中央側に位置する厚肉部と、前記厚肉部よりも前記スラスト方向における厚みが薄い薄肉部とを有し、
前記薄肉部と前記厚肉部との境界領域は、前記スラスト方向における厚みがゆるやかに変化するように設けられており、
前記回転軸は、前記スラスト板部の前記薄肉部上に前記スラスト方向に延びるように形成されている複数の回転翼を有し、かつ、複数の前記回転翼が前記給気部から噴出された気体を受けることにより回転可能に設けられており、
複数の前記回転翼に供給された気体を排気する排気部をさらに備え、
前記スラスト板部の前記薄肉部には前記スラスト方向に延びる貫通孔部が複数形成されており、
複数の前記回転翼は、前記回転軸の回転方向に沿って互いに隙間部を隔てて設けられており、
前記貫通孔部は、前記隙間部に形成されている、エアタービン駆動スピンドル。
【請求項２】
前記貫通孔部は、複数の前記回転翼において隣り合う前記回転翼の間に形成されている、請求項１に記載のエアタービン駆動スピンドル。
【請求項３】
前記貫通孔部は、複数の前記回転翼に対して前記回転方向において隣り合う前記回転翼の間に位置する複数の前記隙間部に間欠的に形成されている、請求項１に記載のエアタービン駆動スピンドル。
【請求項４】
前記貫通孔部は、前記ラジアル方向における前記スラスト板部の外周端面に連なる開口部を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
【請求項５】
前記貫通孔部は、前記スラスト方向から平面視したときに、前記回転翼の形状に沿って形成されている、請求項４に記載のエアタービン駆動スピンドル。
【請求項６】
前記スラスト軸受および前記ジャーナル軸受は、静圧気体軸受である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアタービンにより回転駆動されるエアタービン駆動スピンドルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエアタービン駆動スピンドルが、特開２００１−２０７０１号公報、特開２００６−３０００２４号公報、および特開２０１３−２４５６０７号公報に開示されている。
【０００３】
特開２００１−２０７０１号公報には、エアタービンの回転翼が主軸の外周部に形成された凹部により構成されているエアタービン駆動スピンドル装置が開示されている。
【０００４】
特開２００６−３０００２４号公報には、エアタービンの回転翼が主軸のスラスト板部に形成された凸部により構成されているエアタービン駆動スピンドル装置が開示されている。
【０００５】
特開２０１３−２４５６０７号公報には、タービン翼がフランジ部の平面から突出するように形成されており、タービン翼の突出方向に沿う平面で切断した境界部分の側面の断面形状が曲線であるスピンドル装置が開示されている。また、フランジ部の平面に気体が吹き付けられることにより生じる反力と釣り合う磁気力を発生させるための磁石が、アキシャル方向においてハウジングの後端側にフランジ部の平面に対向するように設けられていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０７０１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０００２４号公報
【特許文献３】特開２０１３−２４５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２００６−３０００２４号公報および特開２０１３−２４５６０７号公報に記載の従来のエアタービン駆動スピンドルでは、スラスト方向におけるフランジ部（スラスト板部）の前後に圧力差が生じる。たとえば、従来のエアタービン駆動スピンドルでは、アキシャル方向におけるフランジ部（スラスト板部）の一方の表面上に形成されている回転翼に向かって圧縮空気などの気体が吹付けられることにより、回転軸（主軸）が回転駆動される。回転軸を回転駆動させた気体はエアタービン駆動スピンドルの外部に排気されるが、これによりフランジ部（スラスト板部）の一方の側の空間においては気体の膨張に伴う負圧が生じ、当該空間とフランジ部（スラスト板部）の他方の側の空間との間で圧力差が生じる。その結果、磁石による磁気力を上回る反力が生じて、回転軸のスラスト位置が移動してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、回転軸のスラスト位置の移動が十分に抑制されているエアタービン駆動スピンドルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエアタービン駆動スピンドルは、軸部と、軸部に対しラジアル方向に延びるように形成されているスラスト板部とを含む回転軸と、気体を噴出可能に設けられている給気部とを備える。回転軸は、回転軸をスラスト方向に支持するスラスト軸受と回転軸をラジアル方向に支持するジャーナル軸受とによりハウジング部内に回転自在に設けられている。回転軸は、スラスト板部上に形成されている複数の回転翼を有し、かつ、複数の回転翼が給気部から噴出された気体を受けることにより回転可能に設けられている。エアタービン駆動スピンドルは、複数の回転翼に供給された気体を排気する排気部をさらに備える。スラスト板部にはスラスト方向に延びる貫通孔部が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に依れば、スラスト板部の両側の空間の圧力差の発生を防止して、回転軸のスラスト位置の移動が十分に抑制されているエアタービン駆動スピンドルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態におけるエアタービン駆動スピンドルを説明するための断面図である。
【図２】本実施の形態におけるエアタービン駆動スピンドルのスラスト板部を拡大して示す部分断面図である。
【図３】本実施の形態における回転軸を説明するための図である。
【図４】図３に示す回転軸の変形例である。
【図５】図３に示す回転軸の他の変形例である。
【図６】図３に示す回転軸のさらに他の変形例である。
【図７】従来のエアタービン駆動スピンドルのスラスト板部を拡大して示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１３】
＜エアタービン駆動スピンドルの構成＞
図１〜図３を参照して、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル１００について説明する。図１は、エアタービン駆動スピンドル１００を説明するための断面図である。図２は、エアタービン駆動スピンドル１００のスラスト板部１Ｂを拡大して示す部分断面図である。図３（ａ）は、回転軸１をスラスト方向から見た平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の線分ＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）における回転軸の断面図である。
【００１４】
エアタービン駆動スピンドル１００は、図１に示すように、回転軸１と、回転軸１をラジアル方向に支持するジャーナル軸受７と、回転軸１をスラスト方向に支持するスラスト軸受８と、回転軸１に対し気体を噴出可能に設けられている給気部（駆動用給気路１３および駆動用給気ノズル１４）とを主に備える。ジャーナル軸受７およびスラスト軸受８は、たとえば静圧気体軸受として構成されている。
【００１５】
回転軸１は、円筒形状を有する軸部１Ａと、軸部１Ａに対しラジアル方向に延びるように形成されているスラスト板部１Ｂとを含む。スラスト板部１Ｂは、軸部１Ａのアキシャル方向における一方の端部に接続されている。以下、アキシャル方向においてスラスト板部１Ｂが設けられている軸部１Ａの一方の端部側を後側、軸部１Ａのアキシャル方向においてスラスト板部１Ｂと反対側に位置する軸部１Ａの他方の端部側を前側という。軸部１Ａおよびスラスト板部１Ｂには、スラスト方向に延びる第１貫通孔１７が形成されている。エアタービン駆動スピンドル１００が静電塗装機用に構成されている場合には、回転軸１の前側の端部には円錐形カップが取り付けられ、第１貫通孔１７の内部には円錐形カップに塗料を供給するための塗料供給管が配置される。スラスト板部１Ｂには、回転翼１５、第２貫通孔（貫通孔部）１６、および被検出部２４（図３参照）が形成されている。
【００１６】
図３に示されるように、スラスト板部１Ｂは、ラジアル方向において外周側に位置する領域が中央側に位置する領域（厚肉部１Ｃ）よりもスラスト方向における厚みが薄い薄肉部１Ｄを有している。厚肉部１Ｃは上記第１貫通孔１７を囲うように形成されている。薄肉部１Ｄは当該厚肉部１Ｃを囲うように形成されている。
【００１７】
回転翼１５は、スラスト板部１Ｂの当該薄肉部１Ｄ上において、後側に位置する面からスラスト方向に延びるように形成されている。回転軸１は、回転翼１５が給気部から噴出された気体を受けることにより回転可能に設けられている。図３（ａ）に示されるように、回転翼１５は複数形成されている。複数の回転翼１５は、回転軸１の回転方向に互いに間隔（隙間部１８）を隔てて設けられている。好ましくは、複数の回転翼１５において隣り合う回転翼１５は等間隔に設けられている。複数の回転翼１５は、スラスト板部１Ｂの外周に沿って配置されている。複数の回転翼１５のスラスト方向に垂直な断面形状は任意の形状であればよいが、たとえば、回転方向において前方に位置して回転方向に凸状に形成されている前方曲面部と、回転方向において後方に位置して回転方向に凸状に形成されている後方曲面部とを有している。
【００１８】
図１および図２に示されるように、スラスト板部１Ｂの上記薄肉部１Ｄ上には、スラスト方向に延びる第２貫通孔（貫通孔部）１６が形成されている。第２貫通孔１６は、スラスト板部１Ｂの上記前側に位置する平面から上記後側に位置する面（回転翼１５が形成されている面）まで達している。第２貫通孔１６は、スラスト方向から平面視したときに、任意の形状を有していればよいが、図３に示されるようにたとえば円形状である。
【００１９】
第２貫通孔１６は、複数形成されているのが好ましい。複数の第２貫通孔１６は、複数の回転翼１５において隣り合う回転翼１５の間にそれぞれ形成されている。図３に示されるように、複数の第２貫通孔１６は、たとえば複数の回転翼１５において隣り合う回転翼１５間に形成されている隙間部１８の全てに１つずつ形成されている。言い換えると、複数の回転翼１５において隣り合う２つの回転翼１５は、１つの第２貫通孔１６を挟むように設けられている。このとき、第２貫通孔１６は、隙間部１８において任意の位置に形成されていればよいが、たとえば隙間部１８の中心に形成されている。
【００２０】
第２貫通孔１６の孔径は、当該第２貫通孔１６を挟んで隣り合う回転翼１５の間隔（たとえば隣り合う一方の回転翼１５の前方曲面部と隣り合う他方の回転翼１５の後方曲面部との距離）以下である。複数の第２貫通孔１６は、孔径がそれぞれ異なるように形成されていてもよいが、好ましくは孔径がそれぞれ等しくなるように形成されている。第２貫通孔１６は、任意の方法により形成され得るが、たとえばドリルによってスラスト板部１Ｂが穴開けされることにより形成される。
【００２１】
複数の第２貫通孔１６において隣り合う第２貫通孔１６は、互いに任意の間隔で形成されていればよいが、好ましくは互いに等間隔に設けられている。複数の第２貫通孔１６は、回転軸１の回転中心に対して点対称となるように形成されているのが好ましい。
【００２２】
図３に示されるように、スラスト板部１Ｂにおいて、薄肉部１Ｄと厚肉部１Ｃとの境界領域は、スラスト方向における厚みがゆるやかに変化するように設けられている。スラスト板部１Ｂの後側に位置する面は、薄肉部１Ｄと厚肉部１Ｃとの間に曲面を有している。回転翼１５における後側に位置する部分と厚肉部１Ｃにおける後側に位置する部分とは、それぞれ任意の寸法で形成されていればよいが、たとえばラジアル方向に延びる同一面上に形成されている。
【００２３】
図３に示されるように、厚肉部１Ｃにおいて後側に位置する面上には、被検出部２４が形成されている。被検出部２４は、回転方向において分割される複数の領域毎に光の反射率が異なるように設けられている。図３に示されるように、たとえば厚肉部１Ｃにおいて後側に位置する面のうち、回転方向における半分の領域２４ａが他の半分の領域２４ｂよりもレーザ光などの光が照射されたときに反射光の強度が高くなるように設けられている。
【００２４】
回転軸１は、図１に示すように、軸部１Ａの一部がハウジングアッシ２に収容されている。ハウジングアッシ２は、回転軸１の軸部１Ａの外周面およびスラスト板部１Ｂの前側の平面の各一部に面しており軸部１Ａの一部を囲むように形成されている軸受スリーブ４を含む。さらに、ハウジングアッシ２は、ラジアル方向において軸受スリーブ４よりも外周側に配置され軸受スリーブ４と固定されているハウジング３を含む。ハウジングアッシ２は、たとえばハウジング３がＯリングを介してカバー５と接続されている。
【００２５】
ハウジング３、軸受スリーブ４、およびカバー５は、回転軸１の軸部１Ａと軸受スリーブ４との間およびスラスト板部１Ｂと軸受スリーブ４との間にそれぞれ軸受隙間を形成可能に設けられており、かつ当該軸受隙間に気体を供給可能に設けられている。具体的には、ハウジング３、軸受スリーブ４、およびカバー５は、それぞれ軸受気体供給路１０を有しており、それぞれの軸受気体供給路１０は互いに接続されている。軸受気体供給路１０は、その一方端がカバー５の外周面上の軸受気体供給口９と接続されており、他方端が軸部１Ａと軸受スリーブ４との軸受隙間およびスラスト板部１Ｂと軸受スリーブ４との軸受隙間に接続されている。軸受気体供給路１０において軸受隙間と接続されている部分の孔径は軸受気体供給口９の孔径よりも小さく、軸受気体供給路１０において軸受隙間と接続されている部分にはいわゆる絞りが形成されている。ジャーナル軸受７は、軸受気体供給口９から軸受気体供給路１０に供給された気体が軸部１Ａと軸受スリーブ４との軸受隙間に供給されることにより構成される。スラスト軸受８は、軸受気体供給口９から軸受気体供給路１０に供給された気体がスラスト板部１Ｂと軸受スリーブ４との軸受隙間に供給されることにより構成される。
【００２６】
ハウジング３には、スラスト板部１Ｂとスラスト方向において対向する領域には磁石３０が配置されている。磁石３０はスラスト板部１Ｂに対して磁気力を印加可能に設けられている。磁石３０は、たとえば永久磁石である。磁石３０は、たとえば回転翼１５および第２貫通孔１６が形成されているスラスト板部１Ｂの薄肉部１Ｄとスラスト方向において対向するように設けられている。磁石３０は、スラスト方向から見たときの平面形状がたとえば円環形状である。
【００２７】
カバー５は、スラスト方向においてノズル板６と固定されている。ノズル板６は、回転軸１においてハウジング３、軸受スリーブ４、およびカバー５に収容されていない部分（スラスト板部１Ｂのラジアル方向における外周端面およびスラスト板部１Ｂの後側に位置する面）を囲むように形成されている。ノズル板６、ハウジング３、軸受スリーブ４、およびカバー５を総称してハウジング部としている。
【００２８】
ノズル板６は、回転軸１よりも後側に配置されている。ノズル板６の内部には、スラスト板部１Ｂ上に形成されている回転翼１５に駆動用気体が供給・排気される際に、駆動用気体が流通する流通路が形成されている。駆動用気体は、たとえば圧縮空気である。
【００２９】
ノズル板６には、回転翼１５に駆動用気体を供給するための駆動用給気路１３および駆動用給気ノズル１４が形成されている。駆動用給気路１３は、その一方端がノズル板６の外周面上の駆動用気体給気口１２と接続されており、他方端が駆動用給気ノズル１４に接続されている。駆動用給気ノズル１４は、回転翼１５に対し、ラジアル方向において回転軸１の外側から内側に向かって駆動用気体を噴出可能に設けられている。駆動用給気路１３および駆動用給気ノズル１４は、回転方向において互いに間隔を隔てて複数形成されていてもよい。つまり、駆動用給気路１３および駆動用給気ノズル１４は、回転方向に任意の間隔を隔てて設けられている回転翼１５に対して、同一の回転方向に同時に駆動用気体を供給可能に設けられていてもよい。
【００３０】
ノズル板６の内部には、スラスト板部１Ｂよりも後側に位置し、スラスト板部１Ｂとスラスト方向において対向する隔壁２２が設けられている。隔壁２２は、ノズル板６において、駆動用給気ノズル１４よりもラジアル方向の中央側であって排気孔１１よりもスラスト方向の前側に位置する部分に、スラスト板部１Ｂの後側の面と対向するように設けられている。ノズル板６および隔壁２２には、駆動用給気ノズル１４から回転翼１５に供給された駆動用気体をエアタービン駆動スピンドル１００の外部に排気可能に設けられている駆動用気体排気ポート１９、駆動用気体排気空間２０、および排気孔１１が形成されている。
【００３１】
駆動用気体排気ポート１９は隔壁２２に第３貫通孔として形成されており、駆動用気体排気空間２０はノズル板６の底壁と隔壁２２との間に形成されている。
【００３２】
駆動用気体排気ポート１９は、スラスト方向において回転翼１５と重ならない位置に形成されているのが好ましく、ラジアル方向において回転翼１５よりも中央側に形成されているのが好ましい。駆動用気体排気ポート１９は、スラスト板部１Ｂの薄肉部１Ｄと厚肉部１Ｃとの境界領域とスラスト方向に重なる位置に形成されているのが好ましい。隔壁２２において駆動用気体排気ポート１９よりもラジアル方向において外周側に位置する部分は、回転翼１５および第２貫通孔１６とスラスト方向において対向するように形成されている。言い換えると、スラスト板部１Ｂ（の薄肉部１Ｄ）と隔壁２２とに挟まれており、かつ隣り合う回転翼１５に挟まれている空間２１は、駆動用給気ノズル１４および駆動用気体排気ポート１９とそれぞれ接続されている。空間２１は、駆動用給気ノズル１４から回転翼１５に向けて供給された気体を効率的に回転翼１５に当て、かつ当該気体を駆動用気体排気ポート１９へ効率的に流通させるための流通路（駆動用気体排気路）を構成している。空間２１は、第２貫通孔１６（貫通孔部）を介してスラスト板部１Ｂと軸受スリーブ４との軸受隙間に接続されている。
【００３３】
ノズル板６および隔壁２２には、さらにそれぞれ２つの貫通孔が形成されている。ノズル板６には、図１に示すように、ラジアル方向の中央側に位置し第１貫通孔１７とスラスト方向に連なるように第４貫通孔２３が形成されている。隔壁２２には、ラジアル方向の中央側に位置し第１貫通孔１７および第４貫通孔２３とスラスト方向に連なるように第６貫通孔２６が形成されている。ノズル板６には、第４貫通孔２３よりもラジアル方向の外周側であって駆動用気体排気ポート１９よりもラジアル方向の中央側に第５貫通孔２５が形成されている。隔壁２２には、第６貫通孔２６よりもラジアル方向の外周側であって駆動用気体排気ポート１９よりもラジアル方向の中央側に第７貫通孔２７が形成されている。第５貫通孔２５および第７貫通孔２７は、スラスト板部１Ｂにおける被検出部２４とスラスト方向において対向するように形成されている。第５貫通孔２５および第７貫通孔２７は、被検出部２４に対してレーザ光などの光を照射し、反射光を得る回転検出センサ（図示省略）を挿入し、信号線を配線するために設けられている。回転検出センサは、被検出部２４と対向するようにエアタービン駆動スピンドル１００の外部から第５貫通孔２５および第７貫通孔２７内に挿入され、固定される。このような構成を備えることにより、エアタービン駆動スピンドル１００では回転軸１の回転数を光学的に測定することができる。
【００３４】
排気孔１１は、ノズル板６において、駆動用給気路１３および駆動用給気ノズル１４よりもラジアル方向における中央側に形成されている。排気孔１１は、駆動用気体排気ポート１９とスラスト方向において少なくとも一部が重なるように形成されている。ノズル板６において駆動用気体排気ポート１９と排気孔１１との間には排気空間２０が形成されている。排気空間２０は、スラスト板部１Ｂと隔壁２２との間に形成される空間よりも体積が大きい。
【００３５】
＜エアタービン駆動スピンドルの動作＞
次に、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル１００の動作について説明する。
【００３６】
図示しないエアコンプレッサなどの駆動用気体供給源から供給された駆動用気体は、駆動用気体給気口１２から駆動用給気路１３を通じて駆動用給気ノズル１４に供給される。駆動用給気ノズル１４に供給された駆動用気体は、スラスト板部１Ｂの回転翼１５に向けて、スラスト板部１Ｂの接線方向（回転方向）とほぼ平行な方向に沿って噴出される。回転翼１５は噴出された駆動用気体を後方曲面部において受ける。このとき、回転翼１５に噴出された駆動用気体は後方曲面部の外周側に到達し、後方曲面部に沿って流れることで向きを変えられ、駆動用気体排気ポート１９から排気空間２０に達して排気孔１１から外部に排気される。回転翼１５には駆動用気体に与えた力の反力が作用し、スラスト板部１Ｂは回転トルクを与えられる。これにより、回転軸１は回転方向に沿って回転する。回転軸１の回転数は、たとえば数万ｒｐｍ以上とすることができる。つまり、エアタービン駆動スピンドル１００は、たとえば静電塗装機用スピンドルに好適である。
【００３７】
＜エアタービン駆動スピンドルの作用効果＞
次に、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル１００の作用効果について説明する。エアタービン駆動スピンドル１００は、軸部１Ａと、軸部１Ａに対しラジアル方向に延びるように形成されているスラスト板部１Ｂとを含む回転軸１と、気体を噴出可能に設けられている給気部（駆動用給気路１３および駆動用給気ノズル１４）とを備える。回転軸１は、回転軸１をスラスト方向に支持するスラスト軸受８と、回転軸１をラジアル方向に支持するジャーナル軸受７とによりハウジング部内（ハウジング３、軸受スリーブ４、カバー５、およびノズル板６）に回転自在に設けられている。回転軸１は、スラスト板部１Ｂ上にスラスト方向に延びるように形成されている複数の回転翼１５を有している。複数の回転翼１５が給気部（駆動用給気路１３および駆動用給気ノズル１４）から噴出された気体を受けることにより回転可能に設けられている。エアタービン駆動スピンドル１００は、複数の回転翼に供給された気体を排気する排気部（駆動用気体排気ポート１９および排気孔１１）をさらに備える。スラスト板部１Ｂにはスラスト方向に延びる貫通孔部１６（第２貫通孔）が複数形成されている。
【００３８】
このようにすれば、回転軸１は回転翼１５が駆動用給気ノズル１４から噴出された気体を受けることにより回転駆動される。図７を参照して、同様に回転駆動される従来のエアタービン駆動スピンドルでは、回転翼１５０に噴出された気体Ｇは回転翼１５０よりもスラスト方向において後側に位置する隔壁２２０に設けられた貫通孔から外部に排気される。このとき、気体の流動に伴い回転翼１５０が形成されているスラスト板部１１０の後側の面に接している空間Ｓ２に負圧が生じ、スラスト板部１１０の前側の面に接している空間Ｓ１と後側の上記空間Ｓ２との間で圧力差が生じる。そのため、回転軸が当該圧力差を解消しようとする力を受けてスラスト方向に移動してしまうことがあった。図７に示されるように、磁石３００によってスラスト方向における回転軸の位置が制限されている場合であっても、当該圧力差を緩和しようとする力が磁石３００により回転軸に加えられる力（磁力による吸着力）を上回る結果、回転軸がスラスト方向に移動してしまうことがあった。
【００３９】
これに対し、エアタービン駆動スピンドル１００では、スラスト板部１Ｂの前側の面から後側の面まで達する貫通孔部１６（第２貫通孔）が形成されているため、回転駆動時にスラスト板部１Ｂの前側の面に接する空間と後側の面に接する空間との間での圧力差を緩和することができる。具体的には、スラスト板部１Ｂの前側の空間（隔壁との間との空間）は、貫通孔部１６を介してスラスト板部１Ｂの後側の面に接する空間に流入することにより、上記圧力差が緩和される。その結果、エアタービン駆動スピンドル１００は、スラスト板部に貫通孔が形成されていない従来のエアタービン駆動スピンドルと比べて、圧力差を解消するために回転軸１に対してスラスト方向へ加えられる力が弱く、回転軸１のスラスト位置の移動が十分に抑制されている。
【００４０】
エアタービン駆動スピンドル１００において、複数の回転翼１５は、回転軸１の回転方向に互いに間隔を隔てて設けられており、貫通孔部１６（第２貫通孔）は、複数の回転翼１５において隣り合う回転翼１５の間に形成されているのが好ましい。
【００４１】
このようにすれば、貫通孔部１６が複数の隙間部１８のそれぞれに形成されていることにより、スラスト板部１Ｂの後側の面に接している空間であって隣り合う回転翼１５に挟まれている複数の空間と、スラスト板部１Ｂの前側の面に接している空間との圧力差を効果的に緩和することができる。その結果、このようなエアタービン駆動スピンドル１００は、回転軸１のスラスト位置の移動が十分に抑制されている。
【００４２】
＜変形例の説明＞
図４を参照して、上記エアタービン駆動スピンドル１００において、複数の回転翼１５は、回転軸１の回転方向に互いに隙間部１８を隔てて設けられており、貫通孔部１６は、複数の回転翼１５に対して回転方向において隣り合う回転翼１５の間に位置する複数の隙間部１８に間欠的に形成されていてもよい。
【００４３】
このようにしても、貫通孔部１６が複数の隙間部１８に間欠的に形成されていることにより、スラスト板部１Ｂの後側の面に接している空間であって隣り合う回転翼１５に挟まれている複数の空間と、スラスト板部１Ｂの前側の面に接している空間との圧力差を効果的に緩和することができる。その結果、このようなエアタービン駆動スピンドル１００は、回転軸１のスラスト位置の移動が十分に抑制されている。
【００４４】
図５を参照して、上記エアタービン駆動スピンドル１００において、貫通孔部１６は、ラジアル方向におけるスラスト板部１Ｂの外周端面１Ｅに連なる開口部１６Ａを含んでいてもよい。
【００４５】
このような外周端面１Ｅに対する切り込み部として形成されている貫通孔部１６は、任意の方法により形成されていればよいが、たとえば外周端面１Ｅからラジアル方向における中央側に向かってスラスト板部１Ｂを切削することにより形成される。このようにしても、貫通孔部１６はスラスト板部１Ｂの前側の面に接する空間と後側の面に接する空間との間を接続しているため、図３に示されるような第２貫通孔１６と同様にこれらの空間の間で生じる圧力差を緩和することができる。また、図５に示されるように、貫通孔部１６は複数の隙間部１８に間欠に形成されていてもよいが、複数の隙間部１８の全てに形成されていてもよい。図４および図５の間欠に形成された貫通孔部１６の数や間隔は試験等で適宜選択して採用すればよい。
【００４６】
図６を参照して、上記エアタービン駆動スピンドル１００において貫通孔部１６は、スラスト方向から平面視したときに、回転翼１５の形状に沿って形成されていてもよい。図６に示されるように、回転翼１５が回転方向において前方に位置して回転方向に凸状に形成されている前方曲面部と回転方向において後方に位置して回転方向に凸状に形成されている後方曲面部とを有している場合には、貫通孔部１６は外周端面１Ｅの近傍に位置する前方曲面部の一部に沿うとともに後方曲面部の全体に沿って形成されていてもよい。このようにしても、貫通孔部１６はスラスト板部１Ｂの前側の面に接する空間と後側の面に接する空間との間を接続しているため、図３に示されるような第２貫通孔１６と同様にこれらの空間の間で生じる圧力差を緩和することができる。また、図６に示されるように、貫通孔部１６は複数の隙間部１８に間欠に形成されていてもよいが、複数の隙間部１８の全てに形成されていてもよい。
【００４７】
なお、図３〜図６に示される貫通孔部１６は、たとえば複数の回転翼１５において隣り合う回転翼１５間の隙間部１８の全てに複数個ずつ形成されていてもよい。
【００４８】
本実施の形態においてジャーナル軸受７およびスラスト軸受８は、いずれも静圧気体軸受として構成されていてもよい。このようなエアタービン駆動スピンドル１００では、回転軸１はハウジングアッシ２に非接触支持されているので、常の使用条件では磨耗の進行が抑制されている。その結果、エアタービン駆動スピンドル１００は長寿命である。また、潤滑剤が不要なため、潤滑剤によってエアタービン駆動スピンドル１００の内部（たとえば第１貫通孔１７内）が汚染されることがない。そのため、静圧気体軸受を備えるエアタービン駆動スピンドル１００は、たとえば静電塗装機に好適である。
【００４９】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、エアタービンにより回転駆動されるエアタービン駆動スピンドルに適用され、特に高速回転されるエアタービン駆動スピンドルに有利に適用される。
【符号の説明】
【００５１】
１  回転軸、１Ａ  軸部、１Ｂ  スラスト板部、１Ｅ  外周端面、２  ハウジングアッシ、３  ハウジング、４  軸受スリーブ、５  カバー、６  ノズル板、７  ジャーナル軸受、８  スラスト軸受、９  軸受気体供給口、１０  軸受気体供給路、１１  排気孔、１２  駆動用気体給気口、１３  駆動用給気路、１４  駆動用給気ノズル、１５  回転翼、１６  貫通孔部（第２貫通孔）、１６Ａ  開口部、１７  第１貫通孔、１８  隙間部、１９  駆動用気体排気ポート、２０  排気空間、２１  空間、２２  隔壁、２３  第４貫通孔、２４  回転検出部、２５  第５貫通孔、２６  第６貫通孔、２７  第７貫通孔、３０  磁石、１００  エアタービン駆動スピンドル。
【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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【図６】
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【図７】
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