(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸をハウジングに静圧空気軸受により支持し、前記主軸に回転検出部を設けるとともに、前記回転検出部に対向して光学式回転センサを配置してなり、前記光学式回転センサにより主軸の回転数を検出する回転センサ付きスピンドルにおいて、
前記回転検出部を、前記光学式回転センサの検出光が反射する反射部と検出光が透過する透過部とで形成し、
前記回転検出部を挟んで前記光学式回転センサと対向するハウジング部位に、前記回転検出部の透過部を透過してきた光学式回転センサの検出光を逃がすための逃げ部を形成し、 前記逃げ部は通路穴状をなし、かつ、前記静圧空気軸受の排気通路を兼ねていることを特徴とする回転センサ付きスピンドル。
【請求項２】
前記透過部が、前記回転検出部の所要部位を除去したものであることを特徴とする請求項１記載の回転センサ付きスピンドル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型の光学式回転センサで主軸の回転数を検出する回転センサ付きスピンドルに関するもので、例えば静電塗装機等のスピンドル装置として利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
例えば静電塗装機等のスピンドル装置として利用されるスピンドルでは、主軸の回転数を検出することができるように、回転センサを備えたものが多い。
【０００３】
このような回転センサ付きスピンドルの従来例を図３および図４に示す。
【０００４】
この回転センサ付きスピンドルは、主軸１を、ハウジング２に形成された静圧空気ジャーナル軸受２１と、主軸１に設けられたスラスト板１１を両面から挟み込む形でハウジング２，３に形成された一対の静圧空気スラスト軸受２２，３１とにより支持し、スラスト板１１の外周に回転検出体１２を一体的に形成するとともに、回転検出体１２と対向してハウジング３に形成された回転センサ挿入口３２内に例えば反射型光学式回転センサ４を挿入配置して構成される。回転検出体１２は、円周上１８０°づつの反射率の高い面１３と低い面１４とから成っている。反射型光学式回転センサ４は、目的の部分と目的外の部分の反射光量の差から得られる明暗のコントラストから回転数を検出するように成っている。
【０００５】
このような構成により、主軸１の回転時、反射型光学式回転センサ４の検出光を回転検出体１２に照射すると、回転検出体１２の高反射面１３と低反射面１４との反射光量の差から得られる明暗のコントラストにより、反射型光学式回転センサ４は主軸１の１回転につき１周期の矩形波出力を得ることができ、これによって主軸１の回転数を検出する。
【０００６】
上記構造の回転センサ付きスピンドルでは、反射型光学式回転センサ４を用いて主軸１の回転数が検出されるため、回転検出体１２に高いコントラストが要求される。そのため、回転検出体１２は、高反射面１３を研削により磨き面に形成し、低反射面１４を金属エッチングにより腐食面に形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の前記回転センサ付きスピンドルでは、回転検出体１２に十分なコントラストを得るため、低反射面１４には前述した金属エッチング、或いは黒色塗料塗装、メッキ等といった機械加工以外の工程が必要で、製作工数の増加を招いてコストアップに繋がるという問題がある。また、これらの工程では有害な薬液が用いられることが多く、その廃液処理の点においても問題がある。更に、静電塗装機のスピンドル装置として利用する場合、塗装作業で溶剤を使用するため、溶剤に金属エッチング、或いは黒色塗料塗装、メッキ等が侵されて十分なコントラストが得られないという問題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、機械加工のみで回転検出部を形成でき、しかも、十分なコントラストが得られる回転センサ付きスピンドルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、主軸をハウジングに静圧空気軸受により支持し、前記主軸に回転検出部を設けるとともに、前記回転検出部に対向して光学式回転センサを配置してなり、前記光学式回転センサにより主軸の回転数を検出する回転センサ付きスピンドルにおいて、前記回転検出部を、前記光学式回転センサの検出光が反射する反射部と検出光が透過する透過部とで形成し、前記回転検出部を挟んで前記光学式回転センサと対向するハウジング部位に、前記回転検出部の透過部を透過してきた光学式回転センサの検出光を逃がすための逃げ部を形成し、前記逃げ部は通路穴状をなし、かつ、前記静圧空気軸受の排気通路を兼ねていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記透過部が、前記回転検出部の所要部位を除去したものであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転センサ付きスピンドルを、図１および図２に示す実施の形態に基いて説明する。
【００１４】
本発明の回転センサ付きスピンドルは、図１に示すように、従来例と同様に、主軸１を、ハウジング２に形成された静圧空気ジャーナル軸受２１と、主軸１に設けられたスラスト板１１を両面から挟み込む形でハウジング２，３に形成された一対の静圧空気スラスト軸受２２，３１とにより支持し、スラスト板１１の外周に回転検出体１２を一体的に形成するとともに、回転検出部１２と対向してハウジング３に形成された回転センサ挿入口３２内に例えば反射型光学式回転センサ４を挿入配置して構成される。尚、図１に例示している回転センサ付スピンドルは、エアタービン駆動方式、即ち、スラスト板１１の外周に複数の凹状の翼１７を円周方向に設けるとともに、ハウジング２に翼１７と対向する位置で接線方向に開口するタービンノズル２５を設け、図示されていない供給源から供給した圧縮空気を、タービンノズル２５からスラスト板１１の翼１７に接線方向に吹き付けて主軸１を回転させる方式のものである。
【００１５】
本発明では、回転検出体１２が、反射型光学式回転センサ４の検出光が反射する高反射部１５と、透過する透過部１６とから成っている。従って、回転検出体１２には、図２に示すように、高反射部１５が形成されており、高反射部１５以外の同一円周部は機械加工により除去されて透過部１６となっている。ところで、回転検出体１２は、高反射部１５以外を除去したことによる主軸１に生じる不釣合の影響をなくすために、高反射部１５と透過部１６のそれぞれの占有角度を９０°として２組の高反射部１５および透過部１６を円周上等配させて設ける。高反射部１５の表面は、従来品と同様に研削加工によって例えばＲａ≦０．８程度の磨き面に仕上げられている。
【００１６】
また、本発明では、回転検出体１２を挟んで反射型光学式回転センサ４と対向するハウジング２の面２４に穴２３を形成している。これは、反射型光学式回転センサ４の検出光が回転検出体１２の透過部１６を透過したときにハウジング２の面２４で反射して反射型光学式回転センサ４の受光部に戻るのを防止するためである。即ち、穴２３は、反射型光学式回転センサ４の回転検出体１２を透過した検出光を逃がすための逃げ部である。また、穴２３は、静圧空気スラスト軸受２２，３１およびエアタービン駆動の排気通路を兼ねており、静圧空気スラスト軸受２２，３１およびエアタービン駆動の余分な圧縮空気を排気させるために有効に機能する。
【００１７】
このような構成により、主軸１の回転時、反射型光学式回転センサ４の検出光を回転検出体１２に照射すると、回転検出体１２の高反射部１５と透過部１６とによる反射光の有無から得られる明暗のコントラストにより、反射型光学式回転センサ４は主軸１の１回転につき２周期の矩形波出力を得ることができ、これによって主軸１の回転数を検出する。
【００１８】
本発明では、回転検出体１２を反射型光学式回転センサ４の検出光が反射する高反射部１５と、反射型光学式回転センサ４の検出光が透過する透過部１６とで形成し、高反射部１５以外の同一円周部を機械加工により除去した形状としたから、機械加工のみで回転検出体１２を形成することができる。これにより、従来の金属エッチング、或いは黒色塗料塗装、メッキ等の機械加工以外の工程が不要で、製作工程を削減できるとともに、有害物質の排出も回避できる。
【００１９】
また、本発明では、回転検出体１２を挟んで反射型光学式回転センサ４と対向するハウジング２の面２４に穴２３を形成し、反射型光学式回転センサ４の回転検出体１２の透過部１６を透過した検出光を反射型光学式回転センサ４の受光部に戻りにくくしたから、反射型光学式回転センサ４は高いコントラストが得られて良好な回転検出ができる。
【００２０】
尚、以上の実施の形態は、本発明の実施に好ましい一例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の知識に基いて種々なる変形・改良を加えた形態で実施し得るものである。例えば、回転検出体１２の高反射部１５と透過部１６のそれぞれの占有角度は９０°でなくても構わない。要するに、主軸１の回転時の不釣合にならないように高反射部１５と透過部１６の組が円周上等配されていればよい。
【００２１】
また、回転検出体１２の高反射部１５は研削加工による仕上げ面でなくても構わない。要するに、使用する反射型光学式回転センサ４の使用に合わせた面に最も効率の良い方法で仕上げればよい。
【００２２】
また、主軸１を支持する軸受は静圧空気軸受に限らない。
【００２３】
更に、主軸１を駆動する方式は、エアタービン駆動方式に限らず、誘導モータや各種サーボモータ等の電動機による駆動方式でも構わない。
【００２４】
尚、実施の形態では、反射型の回転検出体１２を用いているが、透過型のものでも構わない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、主軸の回転検出部を検出光が反射する反射部と検出光が透過する透過部とで形成したので、機械加工のみで回転検出部を形成することができ、製作工程を削減してコストダウンできるとともに、有害物質の排出も回避できる。特に、静電塗装機のスピンドル装置として利用する場合、塗装作業で使用する溶剤に回転検出部が侵されないため、永久的に十分なコントラストを得ることが可能である。
【００２６】
また、主軸の回転検出部を挟んで光学式回転センサと対向するハウジング部位に、回転検出部の透過部を透過してきた光学式回転センサの検出光を逃がすための逃げ部を形成したので、高いコントラストを得ることができ、良好な回転検出ができる。
【００２７】
更に、主軸を静圧軸受で支持する場合やエアタービン駆動で回転する場合、回転検出部を挟んで光学式回転センサと対向するハウジング部位に設けた逃げ部に前記静圧空気軸受やエアタービン駆動の排気通路を兼ねさせたので、静圧空気軸受の余分な圧縮空気を排気させることができ、主軸は安定した回転性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すハウジング３を外した状態での側面図である。
【図３】従来例を示す縦断面図である。
【図４】従来例を示すハウジング３を外した状態での側面図である。
【符号の説明】
１    主軸
１１  スラスト板
１２  回転検出体
１５  高反射部
１６  透過部
１７  翼
２    ハウジング
２１  静圧空気ジャーナル軸受
２２  静圧空気スラスト軸受
２３  穴
２４  ハウジング面
２５  タービンノズル
３    ハウジング
３１  静圧空気スラスト軸受
３２  回転センサ挿入口
４    反射型光学式回転センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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