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JP6804231B2 - Air turbine drive spindle - Google Patents
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Description

この発明は、精密加工機や静電塗装装置などに適用されるエアタービン駆動スピンドルに関する。 The present invention relates to an air turbine drive spindle applied to precision processing machines, electrostatic coating devices and the like.

従来、精密加工機や静電塗装装置に用いられるエアタービン駆動スピンドルが知られている。たとえば、特開平9−72338号公報は、回転軸を回転可能に支持するスリーブがハウジング内に保持されているエアタービン駆動スピンドルを開示している。特開平9−72338号公報では、ハウジングに対してスリーブがOリングを介して支持されている。このようなOリングは、通常ゴムなどの弾性体によって構成されている。当該Oリングは、エアタービン駆動スピンドルの回転軸が高速回転することにより発生する振動を吸収し、エアタービン駆動スピンドルの動作を安定させるといった機能を有する。 Conventionally, an air turbine drive spindle used in a precision processing machine or an electrostatic coating device is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-72338 discloses an air turbine drive spindle in which a sleeve that rotatably supports a rotating shaft is held in a housing. In JP-A-9-72338, the sleeve is supported by an O-ring with respect to the housing. Such an O-ring is usually made of an elastic body such as rubber. The O-ring has a function of absorbing vibration generated by high-speed rotation of the rotating shaft of the air turbine drive spindle and stabilizing the operation of the air turbine drive spindle.

特開平9−72338号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-72338

ここで、エアタービン駆動スピンドルが使用される静電塗装装置などは、溶剤雰囲気中で使用されるため、上述したOリングについて耐溶剤性に優れた材料を用いる必要がある。このような耐溶剤性に優れた材料としては、パーフロロエラストマーが知られている。パーフロロエラストマーは耐溶剤性に優れているが、一般的にOリングに用いられるゴム材料に比べて硬度が高い。その結果、当該パーフロロエラストマー製のOリングは外力に対する変形量が一般的なOリングに比べて小さい。このため、回転軸の回転に起因する振動を当該Oリングにより十分に吸収することができず、結果的にスピンドルの回転軸を安定して高速回転させることができない場合があった。 Here, since the electrostatic coating device or the like in which the air turbine drive spindle is used is used in a solvent atmosphere, it is necessary to use a material having excellent solvent resistance for the above-mentioned O-ring. As such a material having excellent solvent resistance, a perfluoroelastomer is known. The perfluoroelastomer has excellent solvent resistance, but has a higher hardness than the rubber material generally used for O-rings. As a result, the perfluoroelastomer O-ring has a smaller amount of deformation with respect to an external force than a general O-ring. Therefore, the vibration caused by the rotation of the rotating shaft cannot be sufficiently absorbed by the O-ring, and as a result, the rotating shaft of the spindle may not be stably rotated at high speed.

また、上述のようなパーフロロエラストマーに限らず、スピンドルの使用環境に応じてOリングの材質を適宜選択することが考えられる。このような場合に、当該材質の選択の自由度を高める観点から、一般的なOリングの材料より高硬度の材料からなるOリングを用いた場合でも十分に回転軸の回転による振動を吸収でき、回転軸を安定して高速回転させることができるエアタービン駆動スピンドルが求められている。 Further, the material of the O-ring may be appropriately selected according to the usage environment of the spindle, not limited to the perfluoroelastomer as described above. In such a case, from the viewpoint of increasing the degree of freedom in selecting the material, even when an O-ring made of a material having a higher hardness than a general O-ring material is used, the vibration due to the rotation of the rotating shaft can be sufficiently absorbed. , There is a demand for an air turbine drive spindle capable of stably rotating the rotating shaft at high speed.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、回転軸を安定して高速回転させることができるエアタービン駆動スピンドルを提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an air turbine drive spindle capable of stably rotating a rotating shaft at a high speed.

本発明に係るエアタービン駆動スピンドルは、外周面を有する回転軸と、回転軸の外周面の少なくとも一部を取り囲む内側カバー部材と、内側カバー部材の外周面の少なくとも一部を取り囲む外側カバー部材とを備え、外側カバー部材には、内側カバー部材と外側カバー部材との間で形成される空隙に連なる連通穴部が形成され、内側カバー部材の外周面および外側カバー部材の内側カバー部材と対向する内周面のうちのいずれか一方に、回転軸の中心軸に沿った方向において、連通穴部を挟むように配置された第1の溝および第2の溝が形成され、空隙は、第1の溝および第2の溝それぞれに連通し、連通穴部を介して空隙に気体を供給する供給部と、第1の溝に係合され、弾力性を有し、かつ内側カバー部
材の外周面および外側カバー部材の内側カバー部材と対向する内周面のうちのいずれか他方と接触する第1のOリングと、第2の溝に係合され、弾力性を有し、かつ内側カバー部材の外周面および外側カバー部材の内周面のうちのいずれか他方と接触する第2のOリングとをさらに備え、第1の溝および第2の溝のそれぞれは、第1の側壁、第2の側壁、および第1の側壁と第2の側壁とをつなぐ底部を有し、第1の溝および第2の溝のそれぞれにおいて、第1の側壁から連通穴部までの距離は、第2の側壁から連通穴部までの距離よりも長く、第1の溝および第2の溝のそれぞれにおいて、底部から第1の側壁の上端までの距離は、底部から第2の側壁の上端までの距離よりも短い
The air turbine drive spindle according to the present invention includes a rotating shaft having an outer peripheral surface, an inner cover member that surrounds at least a part of the outer peripheral surface of the rotating shaft, and an outer cover member that surrounds at least a part of the outer peripheral surface of the inner cover member. The outer cover member is formed with a communication hole portion connected to a gap formed between the inner cover member and the outer cover member, and faces the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner cover member of the outer cover member. A first groove and a second groove arranged so as to sandwich the communication hole portion are formed on one of the inner peripheral surfaces in the direction along the central axis of the rotation axis, and the gap is the first. The outer peripheral surface of the inner cover member, which has elasticity and is engaged with the first groove and the supply part which communicates with each of the groove and the second groove and supplies gas to the gap through the communication hole part. And the first O-ring in contact with any one of the inner peripheral surfaces of the outer cover member facing the inner cover member, and the second groove, which has elasticity and is of the inner cover member. The outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the outer cover member are further provided with a second O-ring in contact with the other, and the first groove and the second groove are respectively a first side wall and a second side wall. It has a side wall and a bottom connecting the first side wall and the second side wall, and in each of the first groove and the second groove, the distance from the first side wall to the communication hole is determined by the second side wall. The distance from the bottom to the top of the first side wall in each of the first groove and the second groove is longer than the distance from the bottom to the top of the second side wall. It's short .

本発明によれば、回転軸を安定して高速回転させることができる。 According to the present invention, the rotating shaft can be stably rotated at high speed.

実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。It is sectional drawing of the cross-section of the air turbine drive spindle which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の第1の溝部および第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 1st groove part and 2nd groove part of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 2nd groove part of Embodiment 1. FIG. 供給部から気体が供給されていないときの参考例の第1の溝部および第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 1st groove part and the 2nd groove part of the reference example when the gas is not supplied from the supply part. 供給部から気体が供給されていないときの参考例の第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 2nd groove part of the reference example when the gas is not supplied from the supply part. 供給部から気体が供給されているときの参考例の第1の溝部および第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 1st groove part and the 2nd groove part of the reference example when a gas is supplied from a supply part. 供給部から気体が供給されているときの参考例の第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 2nd groove part of the reference example when a gas is supplied from a supply part. 第1の変形例の第1の溝部および第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 1st groove part and the 2nd groove part of the 1st modification. 第1の変形例の第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 2nd groove part of the 1st modification. 第2の変形例の第1の溝部および第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 1st groove part and the 2nd groove part of the 2nd modification. 第2の変形例の第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 2nd groove part of the 2nd modification. 第3の変形例の第1の溝部および第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 1st groove part and the 2nd groove part of the 3rd modification. 第3の変形例の第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 2nd groove part of the 3rd modification. 実施の形態2に係るエアタービン駆動スピンドルの部分断面模式図である。It is a partial cross-sectional schematic diagram of the air turbine drive spindle which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の第1の溝部および第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 1st groove part and 2nd groove part of Embodiment 2. 実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。It is sectional drawing of the cross-section of the air turbine drive spindle which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態3の第2の溝部を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the 2nd groove part of Embodiment 3. FIG. 実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドルの部分断面模式図である。It is a partial cross-sectional schematic diagram of the air turbine drive spindle which concerns on Embodiment 4. FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are given the same reference numbers, and the explanations are not repeated.

(実施の形態1)
<エアタービン駆動スピンドル200の構成>
図1を参照して、実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル200を説明する。図1は、エアタービン駆動スピンドル200を説明するための断面模式図である。
(Embodiment 1)
<Structure of Air Turbine Drive Spindle 200>
The air turbine drive spindle 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the air turbine drive spindle 200.

エアタービン駆動スピンドル200は、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をジャーナル軸受7およびスラスト軸受8を介して回転可能に支持するハウジングアッシ2と、ハウジングアッシ2の外周側に位置する外側カバー部材5と、外側カバー部材5とハウジングアッシ2との間に配置された第1のOリング23および第2のOリング24などを含む。 The air turbine drive spindle 200 includes a rotating shaft 1, a journal bearing 7 that supports the rotating shaft 1 in the radial direction, a thrust bearing 8 that supports the rotating shaft 1 in the thrust direction, and a journal bearing 7 and a thrust bearing that support the rotating shaft 1. A first O-ring 23 arranged between the housing assembly 2 rotatably supported via the eighth, the outer cover member 5 located on the outer peripheral side of the housing assembly 2, and the outer cover member 5 and the housing assembly 2. And a second O-ring 24 and the like.

外側カバー部材5には、スラスト方向において回転軸1を覆うようにノズル板6が固定して設けられている。外側カバー部材5は、内側カバー部材3の外周面3aの少なくとも一部を取り囲む。ノズル板6には、駆動用気体供給部が設けられている。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。 A nozzle plate 6 is fixedly provided on the outer cover member 5 so as to cover the rotation shaft 1 in the thrust direction. The outer cover member 5 surrounds at least a part of the outer peripheral surface 3a of the inner cover member 3. The nozzle plate 6 is provided with a driving gas supply unit. The journal bearing 7 and the thrust bearing 8 are configured as, for example, a hydrostatic gas bearing.

回転軸1は、円筒形状を有する軸部1bと、当該軸部1b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1cとを含む。スラスト板部1cは、軸部1bのスラスト方向における一方の端部に結合されている。以下、スラスト方向においてスラスト板部1cが設けられている側を後側、軸部1bのスラスト方向において後側と反対側を前側という。軸部1bおよびスラスト板部1cには、スラスト方向に延びる貫通孔17が形成されている。スピンドルが静電塗装機用に構成されている場合には、図1に示すように、回転軸1の前側の端部に円錐形のカップ37が取り付けられる。貫通孔17の内部にはカップ37に塗料を供給するための塗料供給管45が配置される。スラスト板部1cには、回転翼15および当該回転翼15の内周側に配置される被回転検出部(図示せず)が形成されている。 The rotating shaft 1 includes a shaft portion 1b having a cylindrical shape and a thrust plate portion 1c formed so as to extend in the radial direction with respect to the shaft portion 1b. The thrust plate portion 1c is coupled to one end of the shaft portion 1b in the thrust direction. Hereinafter, the side in which the thrust plate portion 1c is provided in the thrust direction is referred to as a rear side, and the side opposite to the rear side in the thrust direction of the shaft portion 1b is referred to as a front side. A through hole 17 extending in the thrust direction is formed in the shaft portion 1b and the thrust plate portion 1c. When the spindle is configured for an electrostatic coating machine, a conical cup 37 is attached to the front end of the rotating shaft 1 as shown in FIG. A paint supply pipe 45 for supplying paint to the cup 37 is arranged inside the through hole 17. The thrust plate portion 1c is formed with a rotary blade 15 and a rotated detection portion (not shown) arranged on the inner peripheral side of the rotary blade 15.

回転軸1は、軸部1b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、内側カバー部材3と軸受スリーブ4とを含む。軸受スリーブ4は、回転軸1の軸部1bの外周面1aおよびスラスト板部1cの前側の平面の各一部に面しており軸部1bの一部を囲むように形成されている。内側カバー部材3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。内側カバー部材3は、軸受スリーブ4の外周側から、軸部1bの外周面1aの少なくとも一部を取り囲む。 A part of the shaft portion 1b of the rotating shaft 1 is housed in the housing assembly 2. The housing assembly 2 includes an inner cover member 3 and a bearing sleeve 4. The bearing sleeve 4 faces each part of the outer peripheral surface 1a of the shaft portion 1b of the rotating shaft 1 and the front plane of the thrust plate portion 1c, and is formed so as to surround a part of the shaft portion 1b. The inner cover member 3 is arranged on the outer peripheral side of the bearing sleeve 4 in the radial direction and is fixed to the bearing sleeve 4. The inner cover member 3 surrounds at least a part of the outer peripheral surface 1a of the shaft portion 1b from the outer peripheral side of the bearing sleeve 4.

内側カバー部材3の外周面3aには、第1の溝33と、第2の溝34とが形成される。第1の溝33および第2の溝34は、回転軸1の回転中心軸周りに周回するように内側カバー部材3の外周面3aに形成された環状溝である。第1のOリング23は、第1の溝33に係合される。第2のOリング24は、第2の溝34に係合される。第1のOリング23は、回転軸1のスラスト方向において、軸受スリーブ4の中央より後端側に位置する。第2のOリング24は、回転軸1のスラスト方向において、軸受スリーブ4の中央より前端側に位置する。第1のOリング23および第2のOリング24は、外側カバー部材5の内周面5aと接触する。これにより、第1のOリング23および第2のOリング24は、軸受ユニット(回転軸1およびハウジングアッシ2など)を、外側カバー部材5に対して保持する。第1のOリング23および第2のOリング24により、内側カバー部材3と、外側カバー部材5とが直接接触しない構造とすることができる。 A first groove 33 and a second groove 34 are formed on the outer peripheral surface 3a of the inner cover member 3. The first groove 33 and the second groove 34 are annular grooves formed on the outer peripheral surface 3a of the inner cover member 3 so as to orbit around the rotation center axis of the rotation shaft 1. The first O-ring 23 is engaged with the first groove 33. The second O-ring 24 is engaged with the second groove 34. The first O-ring 23 is located on the rear end side of the center of the bearing sleeve 4 in the thrust direction of the rotating shaft 1. The second O-ring 24 is located on the front end side of the center of the bearing sleeve 4 in the thrust direction of the rotating shaft 1. The first O-ring 23 and the second O-ring 24 come into contact with the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5. As a result, the first O-ring 23 and the second O-ring 24 hold the bearing unit (rotating shaft 1, housing assembly 2, etc.) against the outer cover member 5. The structure is such that the inner cover member 3 and the outer cover member 5 do not come into direct contact with each other by the first O-ring 23 and the second O-ring 24.

第1のOリング23および第2のOリング24は、共に、弾力性を有する部材である。また、第1のOリング23および第2のOリング24の材料としては、たとえば溶剤に対する耐性が高い材料を用いることが好適である。たとえば当該材料として、パーフロロエラストマーを用いることができる。また、当該材料としては、フッ素ゴムまたはニトリルゴムなど他の材料としてもよい。 Both the first O-ring 23 and the second O-ring 24 are elastic members. Further, as the material of the first O-ring 23 and the second O-ring 24, for example, it is preferable to use a material having high resistance to a solvent. For example, a perfluoroelastomer can be used as the material. Further, the material may be another material such as fluororubber or nitrile rubber.

図1に示されるように、回転軸1のスラスト板部1cは、ラジアル方向において回転中心軸側(中央側)に位置する領域(厚肉部)と、該厚肉部よりラジアル方向において外側に位置しており、かつスラスト方向における厚みが薄い薄肉部とを有している。厚肉部は貫通孔17を囲むように形成されている。薄肉部は当該厚肉部を囲むように形成されている。 As shown in FIG. 1, the thrust plate portion 1c of the rotating shaft 1 has a region (thick portion) located on the rotation center axis side (center side) in the radial direction and outward in the radial direction from the thick portion. It is located and has a thin portion that is thin in the thrust direction. The thick portion is formed so as to surround the through hole 17. The thin-walled portion is formed so as to surround the thick-walled portion.

回転翼15は、スラスト板部1cの薄肉部上において、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が駆動用気体供給部(図示せず)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。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1c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。たとえば、当該断面形状は、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。 The rotary blade 15 is formed so as to extend in the thrust direction from the surface located on the rear side on the thin-walled portion of the thrust plate portion 1c. The rotary shaft 1 is provided so that the rotary blade 15 can rotate by receiving the gas ejected from the driving gas supply unit (not shown). The plurality of rotary blades 15 are provided so as to be spaced apart from each other in the rotation direction of the rotation shaft 1. Preferably, in the plurality of rotary blades 15, adjacent rotary blades 15 are provided at equal intervals. The plurality of rotary blades 15 are arranged along the outer circumference of the thrust plate portion 1c. The cross-sectional shape of the plurality of rotary blades 15 perpendicular to the thrust direction may be any shape. For example, the cross-sectional shape is a front curved surface portion located forward in the rotation direction and formed convex in the rotation direction, and a rear curved surface portion located rearward in the rotation direction and formed convex in the rotation direction. It has a part.

スラスト板部1cの厚肉部において後側の面上には、被回転検出部(図示せず)が形成されている。被回転検出部は、回転軸1の回転を光学的に検出するための任意の構成を採用できるが、たとえば回転方向において分割される複数の領域毎に異なる反射率となるように表面処理が施されていてもよい。具体的には、厚肉部において後側に位置する面のうち、回転軸1の回転方向における半分の領域が他の半分の領域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。 A rotation-detected portion (not shown) is formed on the rear surface of the thick portion of the thrust plate portion 1c. The rotation detection unit can adopt an arbitrary configuration for optically detecting the rotation of the rotation shaft 1, but for example, surface treatment is applied so that the reflectance is different for each of a plurality of regions divided in the rotation direction. It may have been. Specifically, of the surfaces located on the rear side of the thick portion, when half of the area of the rotation axis 1 in the rotation direction is irradiated with light such as laser light, the reflected light is more than the other half. It is provided so that the strength is high.

供給部(エアコンプレッサ)100は、軸受気体供給口9から軸受用気体を供給(噴出)する。外側カバー部材5、内側カバー部材3、および軸受スリーブ4には、軸受気体供給路10が形成される。また、外側カバー部材5と内側カバー部材3との間に、空隙43が形成される。軸受気体供給路10と空隙43とは、連通穴部25を通じて、互いに連通している。軸受気体供給路10および空隙43には供給部100から気体が供給される。軸受気体供給路10は、回転軸1のラジアル方向に沿って設けられた部分と、軸受スリーブ4の内部でジャーナル軸受7およびスラスト軸受8に気体を供給するため、回転軸1のスラスト方向およびラジアル方向に沿って設けられた部分とを含む。空隙43は、回転軸1のスラスト方向と平行な方向に設けられる。また、第1の溝33と第2の溝34は、スラスト方向において、連通穴部25を挟むように配置される。 The supply unit (air compressor) 100 supplies (spouts) bearing gas from the bearing gas supply port 9. A bearing gas supply path 10 is formed in the outer cover member 5, the inner cover member 3, and the bearing sleeve 4. Further, a gap 43 is formed between the outer cover member 5 and the inner cover member 3. The bearing gas supply path 10 and the gap 43 communicate with each other through the communication hole portion 25. Gas is supplied from the supply unit 100 to the bearing gas supply path 10 and the gap 43. The bearing gas supply path 10 supplies gas to the journal bearing 7 and the thrust bearing 8 inside the bearing sleeve 4 and the portion provided along the radial direction of the rotating shaft 1, so that the thrust direction and the radial of the rotating shaft 1 are supplied. Includes a portion provided along the direction. The gap 43 is provided in a direction parallel to the thrust direction of the rotation shaft 1. Further, the first groove 33 and the second groove 34 are arranged so as to sandwich the communication hole portion 25 in the thrust direction.

軸部1bと軸受スリーブ4との間には、軸受隙間41が設けられる。スラスト板部1cと軸受スリーブ4との間にも軸受隙間42が設けられる。軸受気体供給路10は、その一方端が外側カバー部材5の外周面上の軸受気体供給口9と連通されており、他方端が軸受隙間41および軸受隙間42に連通されている。軸受気体供給路10において軸受隙間41および軸受隙間42と連通されている部分の孔径は軸受気体供給口9の孔径よりも小さいことによりいわゆる絞りが形成されている。供給部100から気体が供給されると、軸受気体供給路10、空隙43、軸受隙間41、および軸受隙間42に軸受用気体を充填させることができる。なお、軸受気体供給路10に供給された軸受用気体は、連通穴部25を通じて空隙43に供給される。軸受用気体は、たとえば、圧縮空気である。 A bearing gap 41 is provided between the shaft portion 1b and the bearing sleeve 4. A bearing gap 42 is also provided between the thrust plate portion 1c and the bearing sleeve 4. One end of the bearing gas supply path 10 communicates with the bearing gas supply port 9 on the outer peripheral surface of the outer cover member 5, and the other end communicates with the bearing gap 41 and the bearing gap 42. In the bearing gas supply path 10, the hole diameter of the portion communicating with the bearing gap 41 and the bearing gap 42 is smaller than the hole diameter of the bearing gas supply port 9, so that a so-called throttle is formed. When the gas is supplied from the supply unit 100, the bearing gas supply path 10, the gap 43, the bearing gap 41, and the bearing gap 42 can be filled with the bearing gas. The bearing gas supplied to the bearing gas supply path 10 is supplied to the gap 43 through the communication hole 25. The bearing gas is, for example, compressed air.

ジャーナル軸受7は、供給部100から軸受気体供給路10に供給された気体が軸受隙間41に供給されることにより構成される。スラスト軸受8は、供給部100から軸受気体供給路10に供給された気体が軸受隙間42に供給されることによる押圧力と磁石16の吸引力により構成される。 The journal bearing 7 is configured by supplying the gas supplied from the supply unit 100 to the bearing gas supply path 10 to the bearing gap 41. The thrust bearing 8 is composed of a pressing force and an attractive force of the magnet 16 due to the gas supplied from the supply unit 100 to the bearing gas supply path 10 being supplied to the bearing gap 42.

内側カバー部材3には、スラスト板部1cとスラスト方向において対向する領域に磁石16が配置されている。磁石16はスラスト板部1cに対して磁気力を印加する。磁石16は、たとえば永久磁石である。磁石16はスラスト板部1cを磁気力により吸引する。磁石16は、たとえば回転翼15が形成されているスラスト板部1cの薄肉部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16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。 On the inner cover member 3, a magnet 16 is arranged in a region facing the thrust plate portion 1c in the thrust direction. The magnet 16 applies a magnetic force to the thrust plate portion 1c. The magnet 16 is, for example, a permanent magnet. The magnet 16 attracts the thrust plate portion 1c by magnetic force. The magnet 16 is provided so as to face, for example, the thin portion of the thrust plate portion 1c on which the rotary blade 15 is formed in the thrust direction. The plane shape of the magnet 16 when viewed from the thrust direction is, for example, an annular shape.

外側カバー部材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アッシ2および外側カバー部材5に収容されていない部分(スラスト板部1cのラジアル方向における外周端面およびスラスト板部1cの後側に位置する面)を囲むように形成されている。 The outer cover member 5 is fixed to the nozzle plate 6 in the thrust direction. The nozzle plate 6 surrounds a portion of the rotating shaft 1 that is not housed in the housing assembly 2 and the outer cover member 5 (the outer peripheral end surface of the thrust plate portion 1c in the radial direction and the surface located behind the thrust plate portion 1c). Is formed in.

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、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および駆動用給気ノズル14は、回転翼15に駆動用気体を供給するための流通路である。駆動用気体は、たとえば圧縮空気である。駆動用気体給気口12から駆動用気体を供給する駆動用気体供給部は、供給部100と兼用するようにしてもよいし、供給部100とは異なるものであってもよい。 The nozzle plate 6 is arranged on the rear side of the rotation shaft 1. A drive air supply path 13 and a drive air supply nozzle 14 are formed inside the nozzle plate 6. The drive air supply passage 13 and the drive air supply nozzle 14 are flow passages for supplying the drive gas to the rotary blade 15. The driving gas is, for example, compressed air. The drive gas supply unit that supplies the drive gas from the drive gas air supply port 12 may also be used as the supply unit 100, or may be different from the supply unit 100.

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。 The drive air supply nozzle 14 is provided on the rotary blade 15 so as to be able to eject the drive gas from the outside to the inside of the rotary shaft 1 in the radial direction. A plurality of drive air supply passages 13 and drive air supply nozzles 14 may be formed at intervals in the rotation direction. That is, the drive air supply passage 13 and the drive air supply nozzle 14 can simultaneously supply the drive gas in the same rotation direction to the rotary blades 15 provided at arbitrary intervals in the rotation direction. It may be provided.

ノズル板6には、貫通孔17よりもラジアル方向の外周側に回転センサ挿入口18が形成されている。回転センサ挿入口18は、スラスト板部1cに設置された被回転検出部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。回転センサ挿入口18は、被回転検出部に対してレーザ光などの光を照射し、反射光を得るための回転センサを配置するために形成されている。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200は、回転軸1の回転数を光学的に測定することができる。 The nozzle plate 6 is formed with a rotation sensor insertion port 18 on the outer peripheral side in the radial direction with respect to the through hole 17. The rotation sensor insertion port 18 is formed so as to face the rotated detection unit installed in the thrust plate portion 1c in the thrust direction. The rotation sensor insertion port 18 is formed to irradiate the rotation detection unit with light such as a laser beam and arrange a rotation sensor for obtaining reflected light. By providing such a configuration, the air turbine drive spindle 200 can optically measure the rotation speed of the rotating shaft 1.

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、排気空間20からノズル板6の外部に連通するように形成されている。 The exhaust hole 11 is formed in the nozzle plate 6 on the central side in the radial direction with respect to the drive air supply passage 13 and the drive air supply nozzle 14. The exhaust hole 11 is formed so as to communicate with the outside of the nozzle plate 6 from the exhaust space 20.

次に、図2を参照して、第1の溝33、および第2の溝34を説明する。図2は、第1の溝33、および第2の溝34を説明するための断面模式図である。図2は、第1の溝33、および第2の溝34の拡大図である。図2に示すように、第1の溝33、および第2の溝34は、空隙43と連通している。 Next, the first groove 33 and the second groove 34 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the first groove 33 and the second groove 34. FIG. 2 is an enlarged view of the first groove 33 and the second groove 34. As shown in FIG. 2, the first groove 33 and the second groove 34 communicate with the gap 43.

図2に示すように、弾力性を有する第1のOリング23、および弾力性を有する第2のOリング24は、外側カバー部材5の内周面5aと接触している。内周面5aは、内側カバー部材3と対向している。エアタービン駆動スピンドル200が作動することにより、回転軸1の先端側にカップ37などが装着されて回転したときに当該先端側での振れ回りにより振動が発生する。該振動は、回転軸1が1回転することにより、1回発生する。該振動が発生したときであっても、第1のOリング23および第2のOリング24が変形することにより、第1のOリング23および第2のOリング24が該振動を吸収できる。このように、第1のOリング23および第2のOリング24は減衰性能を有する。 As shown in FIG. 2, the elastic first O-ring 23 and the elastic second O-ring 24 are in contact with the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5. The inner peripheral surface 5a faces the inner cover member 3. By operating the air turbine drive spindle 200, when a cup 37 or the like is mounted on the tip end side of the rotating shaft 1 and rotates, vibration is generated due to the swinging on the tip end side. The vibration is generated once by one rotation of the rotating shaft 1. Even when the vibration is generated, the first O-ring 23 and the second O-ring 24 can absorb the vibration by deforming the first O-ring 23 and the second O-ring 24. As described above, the first O-ring 23 and the second O-ring 24 have damping performance.

第1のOリング23および第2のOリング24の双方は、外側カバー部材5の内周面5aに押し当てられて変形するように、設置される。これにより、供給部100から供給された軸受用気体を空隙43内で密封できることから、軸受用気体を当該空隙43から外部に漏らさないようにすることができる。また、第1のOリング23および第2のOリング24の双方は、軸受用気体を外部に漏らさないようにすることから、シール(密封)性能も有する。 Both the first O-ring 23 and the second O-ring 24 are installed so as to be pressed against the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 and deformed. As a result, the bearing gas supplied from the supply unit 100 can be sealed in the gap 43, so that the bearing gas can be prevented from leaking to the outside from the gap 43. Further, both the first O-ring 23 and the second O-ring 24 also have a sealing performance because they prevent the bearing gas from leaking to the outside.

次に、図3を参照して、第2のOリング24および第2の溝34を説明する。図3は、第2のOリング24および第2の溝34を説明するための断面模式図であり、図2の第2のOリング24および第2の溝34の箇所を拡大した図である。第2の溝34は、第1の側壁34a、第2の側壁34b、底部34c(底面)、面取部34dおよび頂部34eを含む。図2に示すように、連通穴部25から第1の側壁34aまでの距離L1は、連通穴部25から第2の側壁までの距離L2よりも長い。換言すれば、供給部100により気体が供給されたときにおいて、該気体の流れ(図3の矢印α参照)の下流側の側壁が、第1の側壁34aとなり、該気体の流れの上流側の側壁が、第2の側壁34bとなる。 Next, the second O-ring 24 and the second groove 34 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the second O-ring 24 and the second groove 34, and is an enlarged view of the locations of the second O-ring 24 and the second groove 34 in FIG. .. The second groove 34 includes a first side wall 34a, a second side wall 34b, a bottom 34c (bottom surface), a chamfered portion 34d and a top 34e. As shown in FIG. 2, the distance L1 from the communication hole portion 25 to the first side wall 34a is longer than the distance L2 from the communication hole portion 25 to the second side wall. In other words, when the gas is supplied by the supply unit 100, the side wall on the downstream side of the gas flow (see arrow α in FIG. 3) becomes the first side wall 34a, which is on the upstream side of the gas flow. The side wall becomes the second side wall 34b.

底部34cから第1の側壁34aの上端(頂部34e)までの高さH5は、底部34cから第2の側壁34bの上端までの高さH4よりも低い。このように、高さH5を高さH4よりも低くするために、本実施形態では、第1の側壁34aの上端に連なる面取部34dが形成される。図3の例では、面取部34dはテーパ面である。該テーパ面が形成されることにより、空間Aが形成される。 The height H5 from the bottom 34c to the upper end (top 34e) of the first side wall 34a is lower than the height H4 from the bottom 34c to the upper end of the second side wall 34b. As described above, in order to make the height H5 lower than the height H4, in this embodiment, the chamfered portion 34d connected to the upper end of the first side wall 34a is formed. In the example of FIG. 3, the chamfered portion 34d is a tapered surface. The space A is formed by forming the tapered surface.

図3の距離H2は、ラジアル方向において、第2のOリング122が他部品(内側カバー部材3)と接触していない範囲(距離)を示す。換言すると、距離H2は、第1の側壁34aのうち外側カバー部材5の内周面5aと最も近い箇所(つまり、頂部34e)から外側カバー部材5の内周面5aまでの距離でもある。距離H3は、底部34cから外側カバー部材5の内周面5aまでの距離を示す。図2に示すように、第1の溝33についても、第2の溝34と同様の構造を有する。 The distance H2 in FIG. 3 indicates a range (distance) in which the second O-ring 122 is not in contact with another component (inner cover member 3) in the radial direction. In other words, the distance H2 is also the distance from the portion of the first side wall 34a closest to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 (that is, the top 34e) to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5. The distance H3 indicates the distance from the bottom portion 34c to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5. As shown in FIG. 2, the first groove 33 also has the same structure as the second groove 34.

<エアタービン駆動スピンドル200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200の動作について説明する。
<Operation of air turbine drive spindle 200>
Next, the operation of the air turbine drive spindle 200 according to the present embodiment will be described.

エアタービン駆動スピンドル200が動作するときには、駆動用気体供給部は、駆動用気体を供給する。駆動用気体供給部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、回転軸1のスラスト板部1cの回転翼15に向けて、スラスト板部1c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、排気空間20を経由して排気孔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、回転軸1のスラスト板部1c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、上述したエアタービン駆動スピンドル200は、たとえば静電塗装機用スピンドルに好適である。 When the air turbine drive spindle 200 operates, the drive gas supply unit supplies the drive gas. The drive gas supplied from the drive gas supply unit is supplied to the drive air supply nozzle 14 from the drive gas air supply port 12 through the drive air supply path 13. The driving gas supplied to the driving air supply nozzle 14 is directed toward the rotary blade 15 of the thrust plate portion 1c of the rotating shaft 1 along a direction substantially parallel to the tangential direction (rotation direction) of the thrust plate portion 1c. It is spouted. The rotary blade 15 receives the ejected driving gas at the rear curved surface portion. At this time, the driving gas ejected to the rotary blade 15 reaches the outer peripheral side of the rear curved surface portion, is changed in direction by flowing along the rear curved surface portion, and is external from the exhaust hole 11 via the exhaust space 20. Is exhausted to. The reaction force of the force applied to the driving gas acts on the rotary blade 15, and the thrust plate portion 1c of the rotary shaft 1 is given a rotational torque. As a result, the rotation shaft 1 rotates along the rotation direction. The rotation speed of the rotating shaft 1 can be, for example, tens of thousands of rpm or more. That is, the above-mentioned air turbine drive spindle 200 is suitable for, for example, a spindle for an electrostatic coating machine.

エアタービン駆動スピンドル200が動作するときには、供給部100が軸受用気体を軸受気体供給口9から供給する。該軸受用気体は、軸受気体供給路10、および連通穴部25を介して、矢印αの向き(図3参照)で空隙43に供給される。空隙43に軸受用気体が供給されると、図2および図3に示すように、第2のOリング24は、該軸受用気体(圧縮空気)の影響により圧力の低い側(連通穴部25から離れる方向)に押し出される。第2のOリング24が、上記圧力の低い側に押し出されると、第2のOリング24は、第1の側壁34aに押しつけられる(圧接される)ことにより変形する。そうすると、第2のOリング24の一部分24aが、該一部分24aの表面が拘束されず弾性力を有した状態で空間Aに移動する。 When the air turbine drive spindle 200 operates, the supply unit 100 supplies the bearing gas from the bearing gas supply port 9. The bearing gas is supplied to the gap 43 in the direction of arrow α (see FIG. 3) via the bearing gas supply path 10 and the communication hole portion 25. When the bearing gas is supplied to the gap 43, as shown in FIGS. 2 and 3, the second O-ring 24 has a lower pressure side (communication hole portion 25) due to the influence of the bearing gas (compressed air). It is pushed away from). When the second O-ring 24 is pushed out to the side where the pressure is low, the second O-ring 24 is deformed by being pressed (pressed) against the first side wall 34a. Then, a part 24a of the second O-ring 24 moves to the space A in a state where the surface of the part 24a is not restrained and has an elastic force.

つまり、第2のOリング24が第1の側壁34aに圧接された状態であっても、第1の側壁34aの高さH5が高さH4よりも相対的に低くなっているので、表面が拘束されておらず比較的自由に変形できる一部分24aの体積を十分に大きくできる。したがって、軸受用気体が、空隙43に供給されても一部分24aの存在により第2のOリング24の弾性ストロークが確保されることで、第2のOリング24の減衰性能が確保される。 That is, even when the second O-ring 24 is pressed against the first side wall 34a, the height H5 of the first side wall 34a is relatively lower than the height H4, so that the surface surface is The volume of the part 24a that is not constrained and can be deformed relatively freely can be sufficiently increased. Therefore, even if the bearing gas is supplied to the gap 43, the elastic stroke of the second O-ring 24 is ensured by the presence of a part 24a, so that the damping performance of the second O-ring 24 is ensured.

<作用効果>
図4〜図7を参照して、エアタービン駆動スピンドルの参考例を説明する。図4〜図7は、エアタービン駆動スピンドルの参考例の第1の溝131、および第2の溝132などを説明するための断面模式図である。第1のOリング121は、第1の溝131に係合され、第2のOリング122は、第2の溝132に係合される。なお、参考例に係るエアタービン駆動スピンドルの構成は、第1の溝131および第2の溝132の断面形状以外は、図1で説明したエアタービン駆動スピンドル200と同様である。
<Effect>
A reference example of the air turbine drive spindle will be described with reference to FIGS. 4 to 7. 4 to 7 are schematic cross-sectional views for explaining the first groove 131, the second groove 132, and the like of the reference example of the air turbine drive spindle. The first O-ring 121 is engaged with the first groove 131 and the second O-ring 122 is engaged with the second groove 132. The configuration of the air turbine drive spindle according to the reference example is the same as that of the air turbine drive spindle 200 described with reference to FIG. 1, except for the cross-sectional shapes of the first groove 131 and the second groove 132.

図4は、供給部100から空隙43に軸受用気体が供給されていない状態を示したものであり、図5は、第2のOリング122などの拡大図を示すものである。図6は、供給部100から空隙43に軸受用気体が供給されている状態を示したものであり、図7は、第2のOリング122などの拡大図を示すものである。図5および図7の距離H1は、第2のOリング122において外側カバー部材5と内側カバー部材3との間において、他部品(内側カバー部材3)と接触していない範囲のラジアル方向での長さを示す。この範囲は、表面が他部品に拘束されず、比較的自由に変形できることから、第2のOリング122の弾性力を有する範囲である。 FIG. 4 shows a state in which the bearing gas is not supplied from the supply unit 100 to the gap 43, and FIG. 5 shows an enlarged view of the second O-ring 122 and the like. FIG. 6 shows a state in which the bearing gas is supplied from the supply unit 100 to the gap 43, and FIG. 7 shows an enlarged view of the second O-ring 122 and the like. The distance H1 in FIGS. 5 and 7 is a radial direction within a range in which the outer cover member 5 and the inner cover member 3 in the second O-ring 122 are not in contact with other parts (inner cover member 3). Indicates the length. This range is a range having the elastic force of the second O-ring 122 because the surface is not constrained by other parts and can be deformed relatively freely.

図5に示すように、第2のOリング122が係合されている第2の溝132の双方の側壁132a、132bの高さは同じである。したがって、供給部100から空隙43に軸受用気体が供給されたときには、本実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル200と比較して、図5および図7に示すように、距離H1の減少量が大きい。距離H1の減少量は、「空隙43に軸受用気体が供給されていないときの距離H1の値(図5参照)」から、「空隙43に軸受用気体が供給されたときの距離H1の値(図7参照)」を差し引いた値である。このように、距離H1の減少量が大きいことから、図7に示す軸受用気体が供給されたときでの距離H1は小さくなっているので、第2のOリング122の弾性ストロークが小さくなる。したがって、参考例のエアタービン駆動スピンドルでは、供給部100から軸受用気体が供給されると、エアタービン駆動スピンドルの減衰性能は、軸受用気体が供給されない場合より劣化する。 As shown in FIG. 5, the heights of the side walls 132a and 132b of both side walls 132 of the second groove 132 in which the second O-ring 122 is engaged are the same. Therefore, when the bearing gas is supplied from the supply unit 100 to the gap 43, the amount of decrease in the distance H1 is large as shown in FIGS. 5 and 7 as compared with the air turbine drive spindle 200 according to the present embodiment. .. The amount of decrease in the distance H1 is the value of the distance H1 when the bearing gas is supplied to the gap 43 from the “value of the distance H1 when the bearing gas is not supplied to the gap 43 (see FIG. 5)”. (See FIG. 7) ”is subtracted. As described above, since the amount of decrease in the distance H1 is large, the distance H1 when the bearing gas shown in FIG. 7 is supplied is small, so that the elastic stroke of the second O-ring 122 is small. Therefore, in the air turbine drive spindle of the reference example, when the bearing gas is supplied from the supply unit 100, the damping performance of the air turbine drive spindle is deteriorated as compared with the case where the bearing gas is not supplied.

これに対し、本実施形態のエアタービン駆動スピンドル200では、図3に示すように、第1の側壁34aの高さH5は、第2の側壁34bの高さH4よりも低い。したがって、供給部100から軸受用気体が空隙43に供給されたときには、図3に示すように、参考例のエアタービン駆動スピンドルと比較して、第2のOリング24の弾性ストロークを構成する一部分24aの大きさに対応する距離H2を距離H1(図7参照)よりも大きい状態とすることができる。つまり、距離H2の減少量を低減させることができる。ここで、距離H2の減少量とは、「空隙43に軸受用気体が供給されていないときの距離H2」から「空隙43に軸受用気体が供給されたときの距離H2」の差分である。これにより、第2のOリング24の弾性ストロークの低減量を削減できることから、軸受用気体が供給された場合において、エアタービン駆動スピンドルの減衰性能の劣化を抑制できる。 On the other hand, in the air turbine drive spindle 200 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the height H5 of the first side wall 34a is lower than the height H4 of the second side wall 34b. Therefore, when the bearing gas is supplied from the supply unit 100 to the gap 43, as shown in FIG. 3, a part constituting the elastic stroke of the second O-ring 24 as compared with the air turbine drive spindle of the reference example. The distance H2 corresponding to the size of 24a can be set to be larger than the distance H1 (see FIG. 7). That is, the amount of decrease in the distance H2 can be reduced. Here, the amount of decrease in the distance H2 is the difference between the "distance H2 when the bearing gas is not supplied to the gap 43" and the "distance H2 when the bearing gas is supplied to the gap 43". As a result, the amount of reduction in the elastic stroke of the second O-ring 24 can be reduced, so that deterioration of the damping performance of the air turbine drive spindle can be suppressed when the bearing gas is supplied.

<第1の変形例>
次に、図8および図9を参照して、図1に示した第1の溝33および第2の溝34の第1の変形例である第1の溝331、および第2の溝341を説明する。図8は、第1の溝331、および第2の溝341を説明するための断面模式図である。図9は、第2の溝341の拡大図を示すものである。第2の溝341は、第1の側壁341a、第2の側壁341b、底部341c(底面)、切欠部341d、および頂部341eを含む。
<First modification>
Next, with reference to FIGS. 8 and 9, the first groove 331 and the second groove 341 which are the first modifications of the first groove 33 and the second groove 34 shown in FIG. 1 are formed. explain. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the first groove 331 and the second groove 341. FIG. 9 shows an enlarged view of the second groove 341. The second groove 341 includes a first side wall 341a, a second side wall 341b, a bottom 341c (bottom surface), a notch 341d, and a top 341e.

図8および図9に示した第1の溝331および第2の溝341を有する本実施形態の第1の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルは、上記以外の構成については、図1〜図3に示したエアタービン駆動スピンドルと同様である。 The air turbine drive spindle according to the first modification of the present embodiment having the first groove 331 and the second groove 341 shown in FIGS. 8 and 9 has a configuration other than the above with respect to FIGS. 1 to 3. It is the same as the air turbine drive spindle shown in.

図8および図9に示した第2の溝341と、図1〜図3に示した第2の溝34とが異なる点は、第2の溝34は面取部34dを含むのに対し、第2の溝341は切欠部(段部)341dを含む点である。このように、第2の溝341は、第1の側壁341aの上端に連なる切欠部341dを含む。この切欠部341dが形成されることにより、第1の側壁341aの高さH5は、第2の側壁341bの高さH4よりも低くなる。また、切欠部341dが形成されることにより、頂部341eが形成される。頂部341eから外側カバー部材5の内周面5aまでの距離を距離H2とする。このような構成であっても、空隙43に軸受用気体が供給されたときに、第2のOリング24の一部分24aが、該一部分24aの表面を拘束されず弾性力を有した状態で移動する空間Bを形成できる。したがって、図8および図9に示したエアタービン駆動スピンドルは、図1〜図3に示した本実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルと同様の効果を奏する。 The difference between the second groove 341 shown in FIGS. 8 and 9 and the second groove 34 shown in FIGS. 1 to 3 is that the second groove 34 includes the chamfered portion 34d. The second groove 341 is a point including a notch (step portion) 341d. As described above, the second groove 341 includes a notch 341d connected to the upper end of the first side wall 341a. By forming the notch portion 341d, the height H5 of the first side wall 341a becomes lower than the height H4 of the second side wall 341b. Further, the top portion 341e is formed by forming the notch portion 341d. The distance from the top portion 341e to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 is defined as the distance H2. Even with such a configuration, when the bearing gas is supplied to the gap 43, a part 24a of the second O-ring 24 moves in a state of having elastic force without restraining the surface of the part 24a. Space B can be formed. Therefore, the air turbine drive spindle shown in FIGS. 8 and 9 has the same effect as the air turbine drive spindle according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3.

<第2の変形例>
次に、図10および図11を参照して、第1の溝33および第2の溝34の第2の変形例である第1の溝332および第2の溝342を説明する。図10は、第1の溝332、および第2の溝342を説明するための断面模式図である。図11は、第2の溝342の拡大図を示すものである。第2の溝342は、第1の側壁342a、第2の側壁342b、底部342c(底面)、および頂部342eを含む。
<Second modification>
Next, with reference to FIGS. 10 and 11, the first groove 332 and the second groove 342 which are the second modification of the first groove 33 and the second groove 34 will be described. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining the first groove 332 and the second groove 342. FIG. 11 shows an enlarged view of the second groove 342. The second groove 342 includes a first side wall 342a, a second side wall 342b, a bottom 342c (bottom surface), and a top 342e.

図10および図11に示した第1の溝332および第2の溝342を有する本実施形態の第2の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルは、上記以外の構成については、図1〜図3に示したエアタービン駆動スピンドルと同様である。 The air turbine drive spindle according to the second modification of the present embodiment having the first groove 332 and the second groove 342 shown in FIGS. 10 and 11 has a configuration other than the above with respect to FIGS. 1 to 3. It is the same as the air turbine drive spindle shown in.

第2の変形例の第1の溝332および第2の溝342は、以下のような構造を有する。以下では、内側カバー部材3の外周面のうち、第1の側壁342a近傍の領域を第1領域3bとし、第2の側壁342b近傍の領域を第2領域3cとする。第2の変形例では、第1領域3bと底部342cとのラジアル方向での最短距離P1は、第2領域3cと底部342cとのラジアル方向での最短距離P2よりも短い。また、P1=H5であり、P2=H4となる。また、頂部342eから外側カバー部材5の内周面5aまでの距離を距離H2とする。第1の側壁341aの高さH5は、第2の側壁341bの高さH4よりも低くなる。このような構成であっても、空隙43に軸受用気体が供給されたときに、第2のOリング24の一部分24aが、該一部分24aの表面が拘束されず弾性力を有した状態で移動する空間Cを形成できる。したがって、図10および図11に示したエアタービン駆動スピンドルは、図1〜図3に示した本実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルと同様の効果を奏する。 The first groove 332 and the second groove 342 of the second modification have the following structure. In the following, among the outer peripheral surfaces of the inner cover member 3, the region near the first side wall 342a is referred to as the first region 3b, and the region near the second side wall 342b is referred to as the second region 3c. In the second modification, the shortest distance P1 in the radial direction between the first region 3b and the bottom portion 342c is shorter than the shortest distance P2 in the radial direction between the second region 3c and the bottom portion 342c. Further, P1 = H5 and P2 = H4. Further, the distance from the top portion 342e to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 is defined as the distance H2. The height H5 of the first side wall 341a is lower than the height H4 of the second side wall 341b. Even with such a configuration, when the bearing gas is supplied to the gap 43, a part 24a of the second O-ring 24 moves in a state where the surface of the part 24a is not restrained and has an elastic force. Space C can be formed. Therefore, the air turbine drive spindle shown in FIGS. 10 and 11 has the same effect as the air turbine drive spindle according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3.

<第3の変形例>
次に、図12および図13を参照して、第1の溝33および第2の溝34の第3の変形例である第1の溝333、および第2の溝343を説明する。図12は、第1の溝333、および第2の溝343を説明するための断面模式図である。図13は、第2の溝343の拡大図を示すものである。第2の溝343は、第1の側壁343a、第2の側壁343b、底部343c(底面)、面取部343d、および頂部343eを含む。
<Third variant>
Next, the first groove 333 and the second groove 343, which are third modifications of the first groove 33 and the second groove 34, will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining the first groove 333 and the second groove 343. FIG. 13 shows an enlarged view of the second groove 343. The second groove 343 includes a first side wall 343a, a second side wall 343b, a bottom 343c (bottom surface), a chamfered portion 343d, and a top 343e.

図12および図13に示した第1の溝333、および第2の溝343を有する本実施形態の第2の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルは、上記以外の構成については、図1〜図3に示したエアタービン駆動スピンドルと同様である。 The air turbine drive spindle according to the second modification of the present embodiment having the first groove 333 and the second groove 343 shown in FIGS. 12 and 13 is shown in FIGS. 1 to 1 for configurations other than the above. This is the same as the air turbine drive spindle shown in 3.

図3に示した本実施形態の面取部34dは、テーパ面(平面)であるとしたが、第3の変形例の面取部343dは、図13に示すように曲面状の形状を有する。図13に示すように、面取部343dは、外側に膨らんだ形状であることが好ましい。面取部343dが形成されることにより、頂部343eが形成される。頂部343eから外側カバー部材5の内周面5aまでの距離を距離H2とする。このような構成であっても、空隙43に軸受用気体が供給されたときに、第2のOリング24の一部分24aが、該一部分24aの表面が拘束されず弾性力を有した状態で移動する空間Dを形成できる。したがって、図12および図13に示したエアタービン駆動スピンドルは、図1〜図3に示した本実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルと同様の効果を奏する。なお、面取部343dのさらなる変形例として、面取部343dは、回転軸1方向にへこんだ形状であってもよい。 The chamfered portion 34d of the present embodiment shown in FIG. 3 is assumed to be a tapered surface (flat surface), but the chamfered portion 343d of the third modification has a curved surface shape as shown in FIG. .. As shown in FIG. 13, the chamfered portion 343d preferably has a shape bulging outward. By forming the chamfered portion 343d, the top portion 343e is formed. The distance from the top portion 343e to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 is defined as the distance H2. Even with such a configuration, when the bearing gas is supplied to the gap 43, a part 24a of the second O-ring 24 moves in a state where the surface of the part 24a is not restrained and has an elastic force. Space D can be formed. Therefore, the air turbine drive spindle shown in FIGS. 12 and 13 has the same effect as the air turbine drive spindle according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3. As a further modification of the chamfered portion 343d, the chamfered portion 343d may have a shape dented in one direction of the rotation axis.

<距離H2の範囲などについて>
次に、本実施形態、および第1〜第3の変形例で説明した距離H2の好ましい範囲について説明する。エアタービン駆動スピンドル200が、たとえば、静電塗装機用に用いられるサイズである場合には、距離H2は、0.5mm≦H2≦(H3)/2という条件を満足することが好ましい。距離H2の値をこのような範囲内の値とすることで、エアタービン駆動スピンドル200を安定して作動させることができる。
<About the range of distance H2>
Next, a preferable range of the distance H2 described in the present embodiment and the first to third modifications will be described. When the air turbine drive spindle 200 is of a size used for, for example, an electrostatic coating machine, the distance H2 preferably satisfies the condition of 0.5 mm ≦ H2 ≦ (H3) / 2. By setting the value of the distance H2 to a value within such a range, the air turbine drive spindle 200 can be operated stably.

また、第1の側壁34aの高さH5は、第2のOリング24の断面の半径以上としてもよい。これにより、供給部100から軸受用気体が供給されたときに、エアタービン駆動スピンドルの減衰性能の劣化を抑制できるとともに、第2のOリング24が第2の溝34から逸脱しないようにすることができる。 Further, the height H5 of the first side wall 34a may be equal to or larger than the radius of the cross section of the second O-ring 24. As a result, when the bearing gas is supplied from the supply unit 100, deterioration of the damping performance of the air turbine drive spindle can be suppressed, and the second O-ring 24 does not deviate from the second groove 34. Can be done.

(実施の形態2)
<エアタービン駆動スピンドルの構成>
次に、図14および図15を参照して、実施の形態2に係るエアタービン駆動スピンドル300を説明する。図14は、エアタービン駆動スピンドル300を説明するための断面模式図であり、エアタービン駆動スピンドル300の上半分を示したものである。
(Embodiment 2)
<Structure of air turbine drive spindle>
Next, the air turbine drive spindle 300 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining the air turbine drive spindle 300, and shows the upper half of the air turbine drive spindle 300.

実施の形態1では、2本のOリング(第1のOリング23および第2のOリング24)を用いているが、実施の形態2では、該2本のOリングの他に、さらに2本のOリングを用いる。 In the first embodiment, two O-rings (the first O-ring 23 and the second O-ring 24) are used, but in the second embodiment, in addition to the two O-rings, two more are used. Use a book O-ring.

実施の形態2では、内側カバー部材3の外周面3aに、第1の溝33および第2の溝34の他に、第3の溝133および第4の溝134が形成される。第3の溝133および第4の溝134は、スラスト方向において、第1の溝33および第2の溝34を挟むように形成される。第3の溝133および第4の溝134は、回転軸1の回転中心軸周りに周回するように内側カバー部材3の外周面3aに形成された環状溝である。第3の溝133には、第3のOリング123が係合される。第4の溝134には、第4のOリング124が係合される。 In the second embodiment, a third groove 133 and a fourth groove 134 are formed on the outer peripheral surface 3a of the inner cover member 3 in addition to the first groove 33 and the second groove 34. The third groove 133 and the fourth groove 134 are formed so as to sandwich the first groove 33 and the second groove 34 in the thrust direction. The third groove 133 and the fourth groove 134 are annular grooves formed on the outer peripheral surface 3a of the inner cover member 3 so as to orbit around the rotation center axis of the rotation shaft 1. A third O-ring 123 is engaged with the third groove 133. A fourth O-ring 124 is engaged with the fourth groove 134.

図14および図15に示した実施の形態2に係るエアタービン駆動スピンドルは、上記以外の構成については、図1〜図3に示したエアタービン駆動スピンドルと同様である。 The air turbine drive spindle according to the second embodiment shown in FIGS. 14 and 15 is the same as the air turbine drive spindle shown in FIGS. 1 to 3 except for the above configuration.

実施の形態1の第1のOリング23および第2のOリング24は、減衰性能とシール性能を持たせるものであった。実施の形態2では、第1のOリング23および第2のOリング24には、シール性能および減衰性能を持たせる一方、第3のOリング123および第4のOリング124には、シール性能ではなく、減衰性能を主な特性として持たせる。 The first O-ring 23 and the second O-ring 24 of the first embodiment have damping performance and sealing performance. In the second embodiment, the first O-ring 23 and the second O-ring 24 are provided with sealing performance and damping performance, while the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are provided with sealing performance. Instead, it has damping performance as its main characteristic.

第1の溝33および第2の溝34の形状としては、本実施形態、および第1〜第3の変形例で説明した形状のうちのいずれかが採用される。これにより、第1のOリング23および第2のOリング24のシール性能および減衰性能を担保できる。また、第3の溝133および第4の溝134については、本実施形態、および第1〜第3の変形例で説明した形状のうちのいずれを採用するようにしてもよく、参考例で説明した形状でもよい。参考例で説明した形状とは、溝の双方の側壁の高さが同じ形状である。 As the shape of the first groove 33 and the second groove 34, any one of the shapes described in the present embodiment and the first to third modifications is adopted. Thereby, the sealing performance and the damping performance of the first O-ring 23 and the second O-ring 24 can be guaranteed. Further, for the third groove 133 and the fourth groove 134, any of the shapes described in the present embodiment and the first to third modified examples may be adopted, which will be described in the reference example. It may have a shaped shape. The shape described in the reference example is a shape in which the heights of both side walls of the groove are the same.

第1のOリング23および第2のOリング24は、シール性能を有することから、供給部100が空隙43に気体を供給したとしても、第3の溝133および第4の溝134までは、この気体は供給されない(届かない)。したがって、第3のOリング123および第4のOリング124が当該気体に押圧されて溝の側壁に押しつけられることはない。よって、第3のOリング123および第4のOリング124の減衰性能が低下されることはない。 Since the first O-ring 23 and the second O-ring 24 have sealing performance, even if the supply unit 100 supplies gas to the gap 43, the third groove 133 and the fourth groove 134 can be reached. This gas is not supplied (not reachable). Therefore, the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are not pressed by the gas and pressed against the side wall of the groove. Therefore, the damping performance of the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 is not deteriorated.

回転軸1が回転すると、第1のOリング23および第2のOリング24が回転軸1の重心29付近に設置されていることから、第1のOリング23および第2のOリング24を中心としたすりこぎ運動により振動が発生し得る。また、第3のOリング123は、エアタービン駆動スピンドル300の後方に設置され、第4のOリング124は、エアタービン駆動スピンドル300の前方に設置される。したがって、第3のOリング123および第4のOリング124の設置個所では、このすりこぎ運動の運動エネルギーが大きくなる。上述のように、供給部100が気体を供給したとしても、第3のOリング123および第4のOリング124の減衰性能は低下しないことから、このすりこぎ運動による振動を第3のOリング123および第4のOリング124により十分に吸収することができる。 When the rotating shaft 1 rotates, the first O-ring 23 and the second O-ring 24 are installed near the center of gravity 29 of the rotating shaft 1, so that the first O-ring 23 and the second O-ring 24 are moved. Vibration can occur due to the centered rubbing motion. Further, the third O-ring 123 is installed behind the air turbine drive spindle 300, and the fourth O-ring 124 is installed in front of the air turbine drive spindle 300. Therefore, the kinetic energy of this precession increases at the location where the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are installed. As described above, even if the supply unit 100 supplies the gas, the damping performance of the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 does not deteriorate. Therefore, the vibration due to this precession is applied to the third O-ring. It can be sufficiently absorbed by the 123 and the fourth O-ring 124.

このように、第1のOリング23と第2のOリング24、および第3のOリング123と第4のOリング124で、役割を分けることで、それぞれの性能を十分に発揮させることができる。 In this way, by dividing the roles of the first O-ring 23 and the second O-ring 24, and the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124, the respective performances can be fully exhibited. it can.

(実施の形態3)
<エアタービン駆動スピンドルの構成>
次に、図16を参照して、実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドル500を説明する。図16は、エアタービン駆動スピンドル500を説明するための断面模式図である。
(Embodiment 3)
<Structure of air turbine drive spindle>
Next, the air turbine drive spindle 500 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the air turbine drive spindle 500.

実施の形態1(図1参照)では、内側カバー部材3に、第1の溝33と、第2の溝34とが形成される。実施の形態3では、外側カバー部材505の内周面505aに第1の溝533と、第2の溝534とが形成され、内側カバー部材503には、溝は形成されない。 In the first embodiment (see FIG. 1), the inner cover member 3 is formed with a first groove 33 and a second groove 34. In the third embodiment, the first groove 533 and the second groove 534 are formed on the inner peripheral surface 505a of the outer cover member 505, and the groove is not formed on the inner cover member 503.

図17は、第1の溝533、および第2の溝534を説明するための断面模式図である。図17は、第1の溝533、および第2の溝534の拡大図である。 FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the first groove 533 and the second groove 534. FIG. 17 is an enlarged view of the first groove 533 and the second groove 534.

第1のOリング23は、第1の溝533に係合される。第2のOリング24は、第2の溝534に係合される。第1の溝533、および第2の溝534は、空隙43と連通している。第1のOリング23は、内側カバー部材503の外周面503aと接触する。第2のOリング24は、内側カバー部材503の外周面503aと接触する。図17の第1の溝533、および第2の溝534の形状は、図2および図3に示した第1の溝33、および第2の溝34の形状と同一である。 The first O-ring 23 is engaged with the first groove 533. The second O-ring 24 is engaged with the second groove 534. The first groove 533 and the second groove 534 communicate with the void 43. The first O-ring 23 comes into contact with the outer peripheral surface 503a of the inner cover member 503. The second O-ring 24 comes into contact with the outer peripheral surface 503a of the inner cover member 503. The shapes of the first groove 533 and the second groove 534 of FIG. 17 are the same as the shapes of the first groove 33 and the second groove 34 shown in FIGS. 2 and 3.

また、第1の溝533、および第2の溝534の形状は、第1〜第3の変形例で説明した溝の形状のうちのいずれかが採用されるようにしてもよい。図16および図17に示した実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドル500は、上記以外の構成については、図1〜図3に示したエアタービン駆動スピンドル200と同様である。エアタービン駆動スピンドル500は、エアタービン駆動スピンドル200と同様の効果を奏する。 Further, as the shape of the first groove 533 and the second groove 534, any one of the groove shapes described in the first to third modification may be adopted. The air turbine drive spindle 500 according to the third embodiment shown in FIGS. 16 and 17 is the same as the air turbine drive spindle 200 shown in FIGS. 1 to 3 except for the above configuration. The air turbine drive spindle 500 has the same effect as the air turbine drive spindle 200.

(実施の形態4)
次に、図18を参照して、実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル600を説明する。図18は、エアタービン駆動スピンドル600を説明するための断面模式図であり、エアタービン駆動スピンドル600の上半分を示したものである。
(Embodiment 4)
Next, the air turbine drive spindle 600 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the air turbine drive spindle 600, and shows the upper half of the air turbine drive spindle 600.

実施の形態3では、2本のOリング(第1のOリング23および第2のOリング24)を用いているが、実施の形態4では、該2本のOリングの他に、さらに2本のOリングを用いる。 In the third embodiment, two O-rings (first O-ring 23 and second O-ring 24) are used, but in the fourth embodiment, in addition to the two O-rings, two more are used. Use a book O-ring.

実施の形態4では、外側カバー部材605に、第1の溝533および第2の溝534の他に、第3の溝633および第4の溝634が形成される。第3の溝633および第4の溝634は、スラスト方向において、第1の溝533および第2の溝534を挟むように形成される。第3の溝633および第4の溝634は、回転軸1の回転中心軸周りに周回するように外側カバー部材605に形成された環状溝である。第3の溝633には、第3のOリング123が係合される。第4の溝634には、第4のOリング124が係合される。また、第1の溝533、および第2の溝534の形状は、第1〜第3の変形例で説明した形状のうちのいずれかが採用されるようにしてもよい。図18に示した実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドルは、上記以外の構成については、図1〜図3に示したエアタービン駆動スピンドルと同様である。エアタービン駆動スピンドル600は、エアタービン駆動スピンドル300と同様の効果を奏する。 In the fourth embodiment, the outer cover member 605 is formed with a third groove 633 and a fourth groove 634 in addition to the first groove 533 and the second groove 534. The third groove 633 and the fourth groove 634 are formed so as to sandwich the first groove 533 and the second groove 534 in the thrust direction. The third groove 633 and the fourth groove 634 are annular grooves formed in the outer cover member 605 so as to orbit around the rotation center axis of the rotation shaft 1. A third O-ring 123 is engaged with the third groove 633. A fourth O-ring 124 is engaged with the fourth groove 634. Further, as the shape of the first groove 533 and the second groove 534, any of the shapes described in the first to third modification may be adopted. The air turbine drive spindle according to the fourth embodiment shown in FIG. 18 is the same as the air turbine drive spindle shown in FIGS. 1 to 3 except for the above configurations. The air turbine drive spindle 600 has the same effect as the air turbine drive spindle 300.

また、実施の形態4において、第1の溝533および第2の溝534を、内側カバー部材603の外周面および外側カバー部材605の内周面のうちのいずれか一方に形成する一方、第3の溝633および第4の溝634を、内側カバー部材603の外周面および外側カバー部材605の内周面のうちのいずれか他方に形成するようにしてもよい。 Further, in the fourth embodiment, the first groove 533 and the second groove 534 are formed on either the outer peripheral surface of the inner cover member 603 or the inner peripheral surface of the outer cover member 605, while the third groove is formed. The groove 633 and the fourth groove 634 may be formed on either the outer peripheral surface of the inner cover member 603 or the inner peripheral surface of the outer cover member 605.

<Oリングの材質>
第1のOリング23および第2のOリング24と、第3のOリング123および第4のOリング124とは、それぞれ材質が異なるようにしてもよい。これにより、材質の選択の自由度が向上する。第3のOリング123および第4のOリング124が設置されていることから、第1のOリング23および第2のOリング24を極力、外気に触れさせないようにすることができる。したがって、第1のOリング23および第2のOリング24については、外気に含まれる溶剤を考慮した耐溶剤性を持たせる必要はない。よって、第1のOリング23および第2のOリング24については、たとえば、耐溶剤性にとらわれず、第3のOリング123および第4のOリング124よりも減衰性能の高い材料を用いたOリングとすることが好ましい。減衰性能の高い材料とは、たとえば、ニトリルゴムまたはフッ素ゴムなどである。なお、第3のOリング123および第4のOリング124は、外気と触れることから、第1のOリング23および第2のOリング24よりも耐溶剤性の高い材料からなるOリングであることが好ましい。
<O-ring material>
The materials of the first O-ring 23 and the second O-ring 24 and the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 may be different from each other. As a result, the degree of freedom in selecting the material is improved. Since the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are installed, the first O-ring 23 and the second O-ring 24 can be kept out of contact with the outside air as much as possible. Therefore, it is not necessary for the first O-ring 23 and the second O-ring 24 to have solvent resistance in consideration of the solvent contained in the outside air. Therefore, for the first O-ring 23 and the second O-ring 24, for example, materials having higher damping performance than the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are used regardless of the solvent resistance. It is preferable to use an O-ring. The material having high damping performance is, for example, nitrile rubber or fluororubber. Since the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 come into contact with the outside air, they are O-rings made of a material having higher solvent resistance than the first O-ring 23 and the second O-ring 24. Is preferable.

<つぶし代>
次に、第3のOリング123のつぶし代x3および第4のOリング124のつぶし代x4の好ましい値について説明する。第3のOリング123の無負荷状態、つまり、第3の溝133に係合されていない状態(第3のOリング123が変形していない状態)での第3のOリング123の断面の直径をd3とする。第4のOリング124の無負荷状態、つまり、第4の溝134に係合されていない状態(第4のOリング124が変形していない状態)での第4のOリング124の断面の直径をd4とする。
<Crushing allowance>
Next, preferable values of the crushing allowance x3 of the third O-ring 123 and the crushing allowance x4 of the fourth O-ring 124 will be described. A cross section of the third O-ring 123 in a no-load state of the third O-ring 123, that is, in a state of not being engaged with the third groove 133 (a state in which the third O-ring 123 is not deformed). Let the diameter be d3. A cross section of the fourth O-ring 124 in a no-load state of the fourth O-ring 124, that is, in a state of not being engaged with the fourth groove 134 (a state in which the fourth O-ring 124 is not deformed). Let the diameter be d4.

また、第3の溝133の底部から外側カバー部材5の内周面5aまでの距離m3とし、第4の溝134の底部から外側カバー部材5の内周面5aまでの距離m4とする。第3の溝133の形状を、たとえば図3に示す溝の形状とした場合には、m3=H3となる。同様に第4の溝134の形状を、たとえば図3に示す溝の形状とした場合には、m4=H3となる。 Further, the distance m3 from the bottom of the third groove 133 to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 is set, and the distance m4 from the bottom of the fourth groove 134 to the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 is set. When the shape of the third groove 133 is, for example, the shape of the groove shown in FIG. 3, m3 = H3. Similarly, when the shape of the fourth groove 134 is, for example, the shape of the groove shown in FIG. 3, m4 = H3.

このような場合において、第3のOリング123のつぶし代x3は、たとえば、x3=d3−m3と表される。第4のOリング124のつぶし代x4は、たとえば、x4=d4−m4と表される。 In such a case, the crushing allowance x3 of the third O-ring 123 is expressed as, for example, x3 = d3-m3. The crushing allowance x4 of the fourth O-ring 124 is represented by, for example, x4 = d4-m4.

つぶし代については、JIS規格やメーカの仕様などにより規定されている規定値が存在する。たとえば、Oリングの断面の直径が2mmである場合には、つぶし代の規定値の下限は0.3mmであると規定されている。 Regarding the crushing allowance, there are specified values specified by JIS standards, manufacturer's specifications, and the like. For example, when the diameter of the cross section of the O-ring is 2 mm, the lower limit of the specified value of the crushing allowance is specified to be 0.3 mm.

ここで、第3のOリング123および第4のOリング124は、シール性能を持たせることが必須でないことから、つぶし代は、規定値よりも小さくなるようにしてもよい。たとえば、つぶし代x3およびつぶし代x4は、0.3mm未満としてもよい。 Here, since it is not essential that the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 have sealing performance, the crushing allowance may be smaller than the specified value. For example, the crushing allowance x3 and the crushing allowance x4 may be less than 0.3 mm.

また、「0.3mm未満」とは、「0」としてもよく、「−(マイナス)」としてもよいことをいう。つまり、x3およびx4は、0としてもよく、「−(マイナス)」としてもよい。x3およびx4が0であるとは、第3のOリング123および第4のOリング124が、それぞれ、第3の溝133、および第4の溝134に係合されたときに、第3のOリング123および第4のOリング124が変形することなく、外側カバー部材5の内周面5aに丁度、接触することをいう。つまり、x3およびx4が0であるとは、d3=m3であり、d4=m4であることをいう。 Further, "less than 0.3 mm" means that it may be "0" or "-(minus)". That is, x3 and x4 may be 0 or “− (minus)”. The fact that x3 and x4 are 0 means that the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are engaged with the third groove 133 and the fourth groove 134, respectively. It means that the O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are just in contact with the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5 without being deformed. That is, when x3 and x4 are 0, it means that d3 = m3 and d4 = m4.

また、「x3およびx4がマイナスである」とは、第3のOリング123および第4のOリング124が、それぞれ、第3の溝133、および第4の溝134に係合されたときに、第3のOリング123および第4のOリング124が外側カバー部材5の内周面5aに接触しないことをいう。x3およびx4がマイナスであるとは、d3<m3であり、d4<m4であることをいう。ただし、「x3およびx4がマイナスである」とした場合において、第3のOリング123および第4のOリング124が、第3の溝133、および第4の溝134に係合されたときには、第3のOリング123が第3の溝133から突出し、第4のOリング124が第4の溝134から突出されることが好ましい。このように突出しないと、外側カバー部材5と、内側カバー部材3とが接触するため、第3のOリング123および第4のOリング124に最低限の減衰性能を持たせることができないからである。 Further, "x3 and x4 are negative" means that when the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are engaged with the third groove 133 and the fourth groove 134, respectively. , The third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 do not come into contact with the inner peripheral surface 5a of the outer cover member 5. When x3 and x4 are negative, it means that d3 <m3 and d4 <m4. However, in the case where "x3 and x4 are negative", when the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are engaged with the third groove 133 and the fourth groove 134, It is preferred that the third O-ring 123 protrudes from the third groove 133 and the fourth O-ring 124 protrudes from the fourth groove 134. If it does not protrude in this way, the outer cover member 5 and the inner cover member 3 come into contact with each other, so that the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 cannot have the minimum damping performance. is there.

このように、つぶし代を規定値よりも小さくすることにより、第3のOリング123および第4のOリング124について、内側カバー部材3が外側カバー部材5に対して変位した場合での弾性変形量を大きくできる。したがって、第3のOリング123および第4のOリング124により、回転軸1の回転に起因する振動を吸収することができる。 By making the crushing allowance smaller than the specified value in this way, the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 are elastically deformed when the inner cover member 3 is displaced with respect to the outer cover member 5. The amount can be increased. Therefore, the third O-ring 123 and the fourth O-ring 124 can absorb the vibration caused by the rotation of the rotating shaft 1.

また、距離m3、距離m4、直径d3、および直径d4についての関係式は、たとえば、距離m3は、直径d3から0.3mmを差し引いた値より大きい値としてもよい。また、距離m4は、直径d4から0.3mmを差し引いた値より大きい値としてもよい。 Further, the relational expressions for the distance m3, the distance m4, the diameter d3, and the diameter d4 may be, for example, the distance m3 may be a value larger than the value obtained by subtracting 0.3 mm from the diameter d3. Further, the distance m4 may be a value larger than the value obtained by subtracting 0.3 mm from the diameter d4.

また、上記の説明では、Oリングの数は2個、または4個である例を説明した。しかしながら、Oリングの数は3個以上としてもよい。 Further, in the above description, an example in which the number of O-rings is 2 or 4 has been described. However, the number of O-rings may be 3 or more.

以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の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の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および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described above, it is possible to modify the above-described embodiment in various ways. Moreover, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

本発明は、静電塗装装置などに用いられるエアタービン駆動スピンドルに特に有利に適用される。 The present invention is particularly advantageously applied to an air turbine drive spindle used in electrostatic coating equipment and the like.

1 回転軸、1a,3a 外周面、1b 軸部、1c スラスト板部、2 ハウジングアッシ、3 内側カバー部材、3b 第1領域、3c 第2領域、4 軸受スリーブ、5 外側カバー部材、5a 内周面、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 磁石、17 貫通孔、18 回転センサ挿入口、20 排気空間。 1 Rotating shaft, 1a, 3a outer peripheral surface, 1b shaft part, 1c thrust plate part, 2 housing assembly, 3 inner cover member, 3b first area, 3c second area, 4 bearing sleeve, 5 outer cover member, 5a inner circumference Surface, 6 Nozzle plate, 7 Journal bearing, 8 Thrust bearing, 9 Bearing gas supply port, 10 Bearing gas supply path, 11 Exhaust hole, 12 Drive gas air supply port, 13 Drive air supply path, 14 Drive air supply Nozzle, 15 thrust bearing, 16 magnet, 17 through hole, 18 thrust sensor insertion slot, 20 exhaust space.

Claims (9)

外周面を有する回転軸と、
前記回転軸の前記外周面の少なくとも一部を取り囲む内側カバー部材と、
前記内側カバー部材の外周面の少なくとも一部を取り囲む外側カバー部材とを備え、
前記外側カバー部材には、前記内側カバー部材と前記外側カバー部材との間で形成される空隙に連なる連通穴部が形成され、
前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内側カバー部材と対向する内周面のうちのいずれか一方に、前記回転軸の中心軸に沿った方向において、前記連通穴部を挟むように配置された第1の溝および第2の溝が形成され、
前記空隙は、前記第1の溝および前記第2の溝それぞれに連通し、
前記連通穴部を介して前記空隙に気体を供給する供給部と、
前記第1の溝に係合され、弾力性を有し、かつ前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内周面のうちのいずれか他方と接触する第1のOリングと、
前記第2の溝に係合され、弾力性を有し、かつ前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内周面のうちのいずれか他方と接触する第2のOリングとをさらに備え、
前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれは、第1の側壁、第2の側壁、および前記第1の側壁と前記第2の側壁とをつなぐ底部を有し、
前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれにおいて、前記第1の側壁から前記連通穴部までの距離は、前記第2の側壁から前記連通穴部までの距離よりも長く、
前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれにおいて、前記底部から前記第1の側壁の上端までの距離は、前記底部から前記第2の側壁の上端までの距離よりも短い、エアタービン駆動スピンドル。
A rotating shaft with an outer peripheral surface,
An inner cover member that surrounds at least a part of the outer peripheral surface of the rotating shaft, and
An outer cover member that surrounds at least a part of the outer peripheral surface of the inner cover member is provided.
The outer cover member is formed with a communication hole portion connected to a gap formed between the inner cover member and the outer cover member.
The communication hole portion is sandwiched between the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner peripheral surface of the outer cover member facing the inner cover member in a direction along the central axis of the rotation axis. A first groove and a second groove arranged so as to be formed,
The void communicates with each of the first groove and the second groove.
A supply unit that supplies gas to the void through the communication hole portion,
With a first O-ring that is engaged with the first groove, has elasticity, and is in contact with any one of the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner peripheral surface of the outer cover member. ,
With a second O-ring that is engaged with the second groove, has elasticity, and is in contact with any one of the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner peripheral surface of the outer cover member. With more
Each of the first groove and the second groove has a first side wall, a second side wall, and a bottom portion connecting the first side wall and the second side wall.
In each of the first groove and the second groove, the distance from the first side wall to the communication hole is longer than the distance from the second side wall to the communication hole.
In each of the first groove and the second groove, the distance from the bottom to the upper end of the first side wall is shorter than the distance from the bottom to the upper end of the second side wall. spindle.
前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれは、前記第1の側壁の前記上端に連なる面取部を含む、請求項1記載のエアタービン駆動スピンドル。 The air turbine drive spindle according to claim 1, wherein each of the first groove and the second groove includes a chamfered portion connected to the upper end of the first side wall. 前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれは、前記第1の側壁の前記上端に連なる切欠部を含む、請求項1記載のエアタービン駆動スピンドル。 The air turbine drive spindle according to claim 1, wherein each of the first groove and the second groove includes a notch extending to the upper end of the first side wall. 前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれの前記第1の側壁の前記上端から、前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内周面のうちのいずれか他方までの距離は、
0.5mm以上であり、前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれの前記底部から前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内周面のうちのいずれか他方までの距離の半分以下である、請求項1〜3いずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
From the upper end of the first side wall of each of the first groove and the second groove to any one of the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner peripheral surface of the outer cover member. The distance is
0.5 mm or more, from the bottom of each of the first groove and the second groove to any one of the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner peripheral surface of the outer cover member. The air turbine drive spindle according to any one of claims 1 to 3, which is not more than half the distance.
前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内周面のうちのいずれか一方に、前記回転軸の中心軸に沿った方向において、前記第1の溝および前記第2の溝を挟むように配置された第3の溝および第4の溝が形成され、
前記第3の溝に係合され、かつ前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内周面のうちのいずれか他方と接触する第3のOリングと、
前記第4の溝に係合され、かつ前記内側カバー部材の前記外周面および前記外側カバー部材の前記内周面のうちのいずれか他方と接触する第4のOリングとをさらに備える、請求項1〜4いずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
To either one of the pre-Symbol inner peripheral surface of the outer peripheral surface and the outer cover member of the inner cover member, in the direction along the central axis of the rotary shaft, said first groove and said second groove A third groove and a fourth groove are formed so as to sandwich the
A third O-ring that is engaged in the third groove and is in contact with any one of the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner peripheral surface of the outer cover member.
A fourth O-ring that is engaged in the fourth groove and is in contact with any one of the outer peripheral surface of the inner cover member and the inner peripheral surface of the outer cover member. The air turbine drive spindle according to any one of 1 to 4.
前記第1のOリングおよび前記第2のOリングを構成する材料は、前記第3のOリングおよび前記第4のOリングを構成する材料と異なる、請求項5に記載のエアタービン駆動スピンドル。 The air turbine drive spindle according to claim 5, wherein the material constituting the first O-ring and the second O-ring is different from the material constituting the third O-ring and the fourth O-ring. 前記第3のOリングの無負荷状態での直径から、前記第3の溝の前記底部から前記外側カバー部材の表面までの距離を引いた値は0.3mm未満であり、
前記第4のOリングの無負荷状態での直径から、前記第4の溝の前記底部から前記外側カバー部材の表面までの距離を引いた値は0.3mm未満である、請求項5または6に記載のエアタービン駆動スピンドル。
The value obtained by subtracting the distance from the bottom of the third groove to the surface of the outer cover member from the diameter of the third O-ring in the unloaded state is less than 0.3 mm.
The value obtained by subtracting the distance from the bottom of the fourth groove to the surface of the outer cover member from the diameter of the fourth O-ring in the unloaded state is less than 0.3 mm, claim 5 or 6. The air turbine drive spindle described in.
前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれは、前記内側カバー部材の前記外周面に形成され、
前記第1のOリングおよび前記第2のOリングのそれぞれは、前記外側カバー部材の前記内周面と接触する、請求項1〜7いずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
Each of the first groove and the second groove is formed on the outer peripheral surface of the inner cover member.
The air turbine drive spindle according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the first O-ring and the second O-ring comes into contact with the inner peripheral surface of the outer cover member.
前記第1の溝および前記第2の溝のそれぞれは、前記外側カバー部材の前記内周面に形成され、
前記第1のOリングおよび前記第2のOリングのそれぞれは、前記内側カバー部材の前記外周面と接触する、請求項1〜7いずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
Each of the first groove and the second groove is formed on the inner peripheral surface of the outer cover member.
The air turbine drive spindle according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the first O-ring and the second O-ring comes into contact with the outer peripheral surface of the inner cover member.
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