JPH02209623A - 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、特に回転部中心の空間に接続する非接触の回転継手
を設けることにより、気体軸受の剛性に悪影響を与える
ことなく回転部上の空圧機器に対して給気あるいは排気
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）ｌ１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響で剛性が低下
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、該回転部の回転軸
上に存在する空間の内壁に対し微小隙間を介して対向す
るとともに、該空間と外部とを連絡する連通穴が設けら
れた部材を備え、該連通穴および空間を介して、該回転
部上に設けられた空圧機器に対し給気または排気を行な
えるようにしている。すなわち、該回転部中心の空間内
壁と連通穴が設けられた部材とでいわゆる非接触の回転
継手を構成しているのであり、該回転継手および該空間
を介して回転部上の空圧機器に給気または排気を行なう
のである。

［作用］ この構成において、回転部上の空圧機器に対する給・排
気は非接触回転継手を介し回転部中心の空間を経て行な
われるが、この継手はラジアル軸受面より径の小さい該
空間に設けられ、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れが少ない
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
手とが分離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。

さらにまた、装置の製造にあたっては、スラストプレー
トやロータ（スピンドル部）等に給排気用の穴を加工す
る必要がない。

［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、２３ａ２３ｂは円環
状のスラスト気体軸受、２１は給気孔であり、給気孔２
１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、２３ｂ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
はモータのステータである。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
はスペーサ、１７は軸受中心にある給気用タワーである
。１２は給気用タワー１７に設けられた給気孔、１３は
回転部２０の中心部の穴、１４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、圧力は回転部中心の穴１３へ
伝わるが、穴１３は非接触シール１４の微小隙間により
シールされているので、その圧力は直接、あらかじめ回
転部２０上で給気口２４を穴１３に対して開口している
シリンダ８へと伝えられる。したがって、非接触シール
１４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、
非接触シールの陣開面積は、（隙間量）×（シール部直
径）Ｘπ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プレート２ｂ
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。

［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、すなわち剛性を砥下させることなく
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
内壁の径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、スラストプレートやロータあるいはハウジ
ング（軸受部）の加工が不要であるため、給・排気の必
要がない場合には、通常の気体軸受として使用すること
ができる。

【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、そして第２図は、従来例に係る気体軸受スピ
ンドルの断面図である。 １　： ２ａ、２ｂ　　： ３　： ４　： ５　： ６　： ８　： ９　； ｌＯ： ｌｌ： １２： １３： １４＝ １５＝ １７＝ ２０： ２１： ２２＝ ２３ａ、２３ｂ　　： 気体軸受ハウジング、 〃　　スラストプレート、 〃　　ロータ、 モータハウジング、 モータロータ、 モータステータ、 シリンダ、 エンコーダ測定ヘッド、 エンコーダディスク、 スペーサ、 給気孔、 回転部中心の穴、 非接触シール、 排気穴、 給気用タワー 回転部、 気体軸受給気孔、 ラジアル軸受、 スラスト軸受。 第　＋ＦｉＡ

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、該回転部の回転軸上に存在する空間の内壁に対し
   微小隙間を介して対向するとともに、該空間と外部とを
   連絡する連通穴が設けられた部材を備え、該連通穴およ
   び空間を介して、該回転部上に設けられた空圧機器に対
   し給気または排気を行なえるようにしたことを特徴とす
   る給排気機構付気体軸受スピンドル。