JPH02209621A - 給排気機構付気体軸受スピンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転中に回転部上の空圧機器への給気やバキュ
ームを可能とした給排気機構付気体軸受スピンドルに関
し、特に回転部内壁に非接触の回転継手を設けることに
より、気体軸受の剛性に悪影晋を与えることなく回転部
への給気あるいは排気を行えるようにした給排気機構付
気体軸受スピンドルに関する。

［従来の技術］ 従来、回転部上の空圧機器への給気や排気が行なえる気
体軸受スピンドルとしては、例えば第２図に示すように
、静圧気体軸受のハウジング２５と中空軸２６との間に
回転継手と同等の機構を備え、ハウジング２５に設けら
れた穴２７および回転部に設けられた穴２８を介して給
気または排気を行なうようにした構成のものが知られて
いる（特公昭６２−２１８８８９号公報等参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例においては、ラジアル軸受部
が継手となるために次のような欠点がある。

１）同一のハウジング形状では軸受面積が小さくなり剛
性が低下する。

２）１１手部に給気をした際に排気溝２９にもエアが回
り込み、排気溝の圧が高まって背圧の影皆で剛性が低下
する。

３）ハウジングの加工が複雑になる。

本発明の目的は、これら従来技術の問題点に鑑み、給排
気機構付気体軸受スピンドルにおいて、軸受の剛性を高
めるとともにハウジングの複雑な加工を不要とすること
にある。

［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では、スピンドル部およ
び該スピンドル部に固定されたスラストプレートを含む
回転部と、該スピンドル部およびスラストプレートをラ
ジアル方向およびスラス］・方向に支持する気体軸受と
を備えた気体軸受スピンドルにおいて、回転部内壁とこ
れに対向する部材との間で非接触回転継手を構成し、該
部材に設けられた外部に連絡する穴と、該回転継手ど、
回転部に設けられた穴とを介して回転部に給気または排
気を行なうようにしている。

［作用］ この構成において、回転部に対する給・排気は非接触回
転継手を介して行なわれるが、この継手はラジアル軸受
面より径の小さい回転部内壁面に設けられ継手のシール
部の径は小さく構成されているので、従来より継手部分
からの空気漏わが少ない状態で給・排気が行なわれる。

また、ラジアル軸受面に継手用の加工がないため、従来
より大きな軸受面によって高い剛性で回転部が支持され
る。さらに、軸受面と継手とが分館し独立しているため
、軸受部に対する背圧等の影響なく給・排気が行なわれ
る。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るモータ付エアスピンド
ルの断面図である。同図において、１は静圧気体軸受の
ハウジング、２ａ、２ｂはスラストプレート、３はロー
タ（スピンドル部）であり、スラストプレート２ａ、２
ｂはボルト等でロータ３に結合されて回転部２０を構成
している。

２２は円筒状のラジアル気体軸受、２３ａ。

２３ｂは円環状のスラスト気体軸受、２１は給気孔であ
り、給気孔２１から給気された加圧気体はラジアル軸受
２２とロータ３及びスラスト軸受２３ａ、２３ｈとスラ
ストプレート２ａ、２ｂとの各微小隙間に噴出し気体膜
を形成して回転部２０をラジアル方向及びスラスト方向
に静圧支持する。４はモータのハウジング、５はモータ
のロータ、６は干−夕のステータである。８はシリンダ
、９はエンコーダの測定ヘッド、１０はエンコーダのデ
ィスク、１１はスベーザ、１７は軸受中心にある給気用
タワーである。７ａ、７ｂはスラストプレート２ａ、２
ｂに設けられた給気穴、７ｃはロータに設けられた給気
穴、１２は給気用タワー１７に設けられた給気孔、１３
は給気用タワー１７に設けられた給気溝、１４ａ、１４
ｂはスラストプレート２ｂと給気用タワー１７とで形成
される微小隙間による非接触シール、１５は排気穴であ
る。給気孔１２に給気すると、圧力は給気溝１３へ伝わ
るが、給気溝１３は非接触シール１４ａ、１４ｂの微小
隙間によりシールされているので、その圧力はスラスト
プレート２ｂの給気穴７ｂ、ロータ３の給気穴７ｃおよ
びスラストプレーｈ２ａの給気穴７ａを介して回転部２
０上のシリンダ８へと伝えられる。したがって、非接触
シール１４ａおよび１４ｂにより回転部は摩擦なく回転
できるため、回転中も給気が可能である。

この構成によれば、軸受部は回転継手様の加工を施こさ
ないため軸受面積を広くとることができ、しかも回転部
上への給気による影響を受けないことから、剛性を向上
させた上でシリンダ８等への給気が可能である。また、
非接触シールの隙間面積は、（陣間量）×（シール部心
径）×πで近似されるので、従来例のように回転部（ロ
ータ）外周に非接触シールを設けるのに比較して本実施
例のように回転部内壁面に設けた方がエアの漏れ量は少
なくなる。

なお・、本実施例ではシリンダ８等へ給気する場合につ
いて述べたが、これとは逆にバキュームチャック等のた
めに真空ポンプ等により排気することもできる。

また、第１図では非接触シールをスラストブレー）−２
ｂに設けたが、この代わりに給気用タワー１７を伸ばし
てロータ３やスラストプレート２ａに設けるようにして
もよい。

また、第３図に示すように、スラストプレート２ｂの内
周部にみぞを設け、対向するタワー１７に給気用の孔を
設けるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ラジアル軸受面で
はなくスラストプレートやロータ（スピンドル部）の内
壁に非接触回転継手を設けることにより、軸受面に影響
を与えることなく、すなわち剛性を低下させることなく
回転部に給気もしくはバキュームによる排気を行うこと
ができる。

その上、エア漏れが必ずある非接触回転継手の非接触シ
ールにおいて、そのエア漏れの原因である隙間面積は（
隙間量）×（シール部直径）×πに近似されるので、回
転部内壁に非回転継手を設ける本発明は、ラジアル軸受
面に設けた従来技術に比較しシール部直径を小さくでき
隙間面積を小さくできることから、同一間隔の場合の隙
間エア漏れの量を少なくすることができる。

さらに回転部の径や軸受の径が大きくなっても、回転部
の内壁は小さくすることが可能であり、常に継手部から
のエア漏れの量を少なく維持することができる。

さらにまた、給・排気の必要がないときも通常の同サイ
ズの気体軸受として使用することができる上にハウジン
グ（軸受部）における給・排気用の加工が不要であり、
スラストプレートやロータへの穴加工が追加されるだけ
なので製造コストは従来のものとほとんど変らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施したモーター付エアスピンドル
の断面図、 第２図は、従来例に係る気体軸受スピンドルの断面図、
そして 第３図は、第１図の装置の変形例を示す部分断面図であ
る。 １：気体軸受ハウジング、 ２ａ、２ｂ　　；　　／／　　　スラストプレート、３
：　〃　　ロータ、 ４：モータハウジング、 ５；モータロータ、 ６：モータステータ、 ７ａ、７ｂ、７ｃ　：給気穴、 ８ニジリンダ、 ９：エンコーダ測定ヘッド、 ｌＯ：エンコーダディスク、 １１ニスペーサ、 １２：給気孔、 １３：給気溝、 １４ａ、１４ｂ　　：非接触シール、 １５：排気穴、 １７：給気用タワー ２０：回転部、 ２１：気体軸受給気孔、 ２２ニラシアル軸受、 ２３ａ、２３ｂ　：　スラスト軸受。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スピンドル部および該スピンドル部に固定された
   スラストプレートを含む回転部と、該スピンドル部およ
   びスラストプレートをラジアル方向およびスラスト方向
   に支持する気体軸受とを備えた気体軸受スピンドルにお
   いて、該スラストプレートまたは該スピンドル部の内壁
   で開口している第１の穴と、該内壁に微小隙間を介して
   対向するとともに、該第１の穴の開口部分と対向する位
   置に環状の溝が設けられかつ該環状溝と外部とを連絡す
   る第２の穴が設けられた部材とを備え、該第１および第
   ２の穴を介して該回転部に対して給気または排気が行な
   われることを特徴とする給排気機構付気体軸受スピンド
   ル。