JP6276810B2 - エアタービン駆動スピンドル - Google Patents
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Description
<エアタービン駆動スピンドルの構成>
図1および図2を参照しながら、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200の断面模式図である。図2は、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200における部分断面模式図である。
ダンパリング50は、ラジアル方向における軸受部2の外周側において軸受部2を取り囲むように、ハウジング3の外周面3aに沿って周方向に設けられている。エアタービン駆動スピンドル200は、ダンパリング50を備えることにより、ラジアル方向に複数段階に分けてOリング24を配置させることができる。なお、ダンパリング50は、「支持部材」の一実施形態に対応する。
<溝の形状>
次に、図4および図5を参照しながら、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200が有する各溝31〜34の形状について具体的に説明する。図4は、本実施の形態に係る第1の溝31および第2の溝32を示す断面模式図である。図5は、図4に示す本実施の形態に係る第2の溝32の拡大断面模式図である。なお、図4および図5は、第1の溝31および第2の溝32の形状を説明するための模式図であり、説明を簡略化するためダンパリング50の基礎部分55の厚みおよび溝間の距離は、実際と異なる。
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。
以下、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200が奏する作用効果を説明することを前提として、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル900の構成について説明する。図20は、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル900の断面模式図である。なお、以下では、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル900について、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200と異なる構成および動作のみ説明する。
図1および図2に示すように、上記のような構成を備える本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200においては、軸受部2を介して伝わる回転軸1からの振動は、まずハウジング3の外周側の面とダンパリング50の内周側の面との間に位置する空隙44に配置されたOリング24の弾力性によって減衰し、次に、ダンパリング50を伝わることで減衰し、さらに、ダンパリング50の外周側の面とカバー部材5の内周側の面との間に位置する空隙43に配置されたOリング24の弾力性によって減衰する。このように、回転軸1からの振動が複数段階に亘って減衰するため、エアタービン駆動スピンドル200は、回転軸1を安定して高速回転させることができる。
以上、本発明における主な実施の形態を説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記の実施の形態の変形例について説明する。
図10および図11を参照しながら、第1の変形例に係るエアタービン駆動スピンドル300について説明する。図10は、第1の変形例に係るダンパリング150を備えたエアタービン駆動スピンドル300における部分断面模式図である。図11は、第1の変形例に係るダンパリング150の全体構成を示す概略図である。なお、第1の変形例に係るエアタービン駆動スピンドル300は、以下で説明する構成以外の構成について、本実施の形態に係るエアタービン駆動スピンドル200が備える構成と同様の構成を備える。
連通穴部25に近い側に形成された溝35〜38のそれぞれに係合するOリング24と、連通穴部25に遠い側に形成された溝31〜34のそれぞれに係合するOリング24とで、材料が異なるようにしてもよい。これにより、材料の選択の自由度が向上する。
Oリング24のつぶし代の設計について説明する。つぶし代とは、Oリング24を溝に装着させた状態で圧縮させた場合におけるOリング24の圧縮距離のことである。たとえば、非圧縮状態におけるOリング24の断面の直径をD、圧縮状態におけるOリング24の断面の直径(たとえば、図5に示すH3)をHとすると、つぶし代Xは、DからHを減算した値で表される。
図12および図13を参照しながら、第2の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルについて説明する。図12は、第2の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルが有する第1の溝331および第2の溝341を示す断面模式図である。図13は、図12に示す第2の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルが有する第2の溝341の拡大断面模式図である。なお、ここでは、図12および図13を参照しながら、第2の溝341について説明するが、第1の溝331も同様の形状を有し、同様の作用効果を生じる。また、第3の溝33および第4の溝34も、第2の変形例に係る第1の溝331および第2の溝341と同様の形状を有し、同様の作用効果を生じてもよい。なお、第2の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルは、以下で説明する構成以外の構成について、本実施の形態係るエアタービン駆動スピンドル200が備える構成と同様の構成を備える。
図14および図15を参照しながら、第3の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルについて説明する。図14は、第3の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルが有する第1の溝332および第2の溝342を示す断面模式図である。図15は、図14に示す第3の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルが有する第2の溝342の拡大断面模式図である。なお、ここでは、図14および図15を参照しながら、第2の溝342について説明するが、第1の溝332も同様の形状を有し、同様の作用効果を生じる。また、第3の溝33および第4の溝34も、第3の変形例に係る第1の溝332および第2の溝342と同様の形状を有し、同様の作用効果を生じてもよい。なお、第3の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルは、以下で説明する構成以外の構成について、本実施の形態係るエアタービン駆動スピンドル200が備える構成と同様の構成を備える。
図16および図17を参照しながら、第4の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルについて説明する。図16は、第4の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルが有する第1の溝333および第2の溝343を示す断面模式図である。図17は、図16に示す第4の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルが有する第2の溝343の拡大断面模式図である。なお、ここでは、図16および図17を参照しながら、第2の溝343について説明するが、第1の溝333も同様の形状を有し、同様の作用効果を生じる。また、第3の溝33および第4の溝34も、第4の変形例に係る第1の溝333および第2の溝343と同様の形状を有し、同様の作用効果を生じてもよい。なお、第4の変形例に係るエアタービン駆動スピンドルは、以下で説明する構成以外の構成について、本実施の形態係るエアタービン駆動スピンドル200が備える構成と同様の構成を備える。
次に、図5、図13、図15、および図17に示した距離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。
上述した実施例においては、ハウジング3の外周側に配置されたダンパリング50,150において、ラジアル方向に複数段階に分けてOリング24を配置させる複数の溝が形成されていた。しかし、図18および図19に示すように、ラジアル方向に複数段階に分けてOリング24を配置させる複数の溝は、ダンパリングに形成されているものに限らない。
上述した実施例においては、ダンパリング150におけるスラスト方向の両側の端部に切れ込み53,54が形成されていた。しかし、ダンパリングにおけるスラスト方向の一方の端部のみに切れ込みが形成されていてもよい。あるいは、切れ込みが形成されていないものであってもよい。なお、ダンパリングにおける外力に対する変形量を大きくすることができる点からすると、ダンパリングにおけるスラスト方向の両側の端部に切れ込み53,54が形成されている方が好ましい。
Claims (10)
- 回転軸と、
前記回転軸の外周面の少なくとも一部を取り囲む軸受部と、
前記軸受部の外周側に第1の空隙を介して配置された支持部材と、
前記支持部材の外周側に第2の空隙を介して配置されるとともに、前記回転軸、前記軸受部、および前記支持部材を収容するカバー部材と、
前記第1の空隙および前記第2の空隙のそれぞれに配置された少なくとも1つ以上のOリングとを備える、エアタービン駆動スピンドル。 - 前記軸受部、前記支持部材、および前記カバー部材の少なくともいずれか1つにおいて前記第1の空隙または前記第2の空隙に面する表面には、前記Oリングを係合させる少なくとも1つ以上の溝が形成されている、請求項1に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記軸受部は、前記回転軸側に配置された軸受部材と、前記支持部材側に配置されたハウジング部材とを含む、請求項1または請求項2に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記カバー部材および前記支持部材の少なくともいずれか一方に、前記第1の空隙および前記第2の空隙に連なる連通穴部が形成され、
前記連通穴部に気体を供給する供給部をさらに備え、
前記1つ以上のOリングは、前記回転軸のスラスト方向において前記連通穴部を挟むように前記第1の空隙および前記第2の空隙に配置された複数のシール用Oリングを含む、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。 - 前記1つ以上のOリングは、前記回転軸のスラスト方向において前記複数のシール用Oリングを挟むように配置された複数のダンパ用Oリングを含む、請求項4に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記複数のシール用Oリングを構成する材料は、前記複数のダンパ用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。
- 前記複数のダンパ用Oリングのつぶし代は0.3mm未満である、請求項5または請求項6に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記支持部材を構成する材料には、金属が含まれる、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記支持部材を構成する材料には、樹脂が含まれる、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記支持部材は前記軸受部を取り囲むように形成された環状部材であり、
前記支持部材における前記回転軸のスラスト方向での端部には、切れ込みが形成されている、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
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