JP2001020701A - エアタービン駆動スピンドル装置 - Google Patents
エアタービン駆動スピンドル装置Info
- Publication number
- JP2001020701A JP2001020701A JP11188076A JP18807699A JP2001020701A JP 2001020701 A JP2001020701 A JP 2001020701A JP 11188076 A JP11188076 A JP 11188076A JP 18807699 A JP18807699 A JP 18807699A JP 2001020701 A JP2001020701 A JP 2001020701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main shaft
- turbine
- nozzle
- air
- compressed air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮空気の流れをスムーズにし、エネルギ損
失の低減を図ることで、タービン効率の向上を図る。 【解決手段】 主軸３は軸受部、例えばジャーナル軸受
すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸をラジアル
方向で非接触支持するジャーナル軸受部４と、スラスト
軸受すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸をスラ
スト方向で非接触支持するスラスト軸受部5a、5bとで回
転自在に支持される。主軸３の外周部に設けられた複数
の凹部11にタービンノズル12から圧縮空気を吹き付け、
主軸に回転動力を与える。ここで、タービンノズル12
を、凹部11に対して軸方向にオフセットしておけば、凹
部11内での圧縮空気の流れが単一流れとなり、エネルギ
損失を少なくすることができる。
失の低減を図ることで、タービン効率の向上を図る。 【解決手段】 主軸３は軸受部、例えばジャーナル軸受
すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸をラジアル
方向で非接触支持するジャーナル軸受部４と、スラスト
軸受すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸をスラ
スト方向で非接触支持するスラスト軸受部5a、5bとで回
転自在に支持される。主軸３の外周部に設けられた複数
の凹部11にタービンノズル12から圧縮空気を吹き付け、
主軸に回転動力を与える。ここで、タービンノズル12
を、凹部11に対して軸方向にオフセットしておけば、凹
部11内での圧縮空気の流れが単一流れとなり、エネルギ
損失を少なくすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸に圧縮空気を
吹き付けて回転動力を与えるエアタービン駆動スピンド
ル装置に関し、穴加工機、精密加工機、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。
吹き付けて回転動力を与えるエアタービン駆動スピンド
ル装置に関し、穴加工機、精密加工機、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】図８および図９は、静圧空気軸受を用い
た従来の上記スピンドル装置を例示している。このスピ
ンドル装置は、エアータービン駆動方式、すなわち、主
軸30に設けられたスラスト板30ｂの外周に複数の凹部11
0 を設けると共に、凹部110 に対向する位置で接線方向
に開口した複数のタービンノズル120 を設け、タービン
給気口140 から円周方向のタービン給気通路150 を介し
て供給した圧縮空気を、タービンノズル120 から凹部11
0 の半径方向の壁面110bに吹き付けて主軸30を回転させ
る方式のものである。主軸30に回転動力を与えた空気
は、排気口160a、160bからハウジング20外に排出され
る。
た従来の上記スピンドル装置を例示している。このスピ
ンドル装置は、エアータービン駆動方式、すなわち、主
軸30に設けられたスラスト板30ｂの外周に複数の凹部11
0 を設けると共に、凹部110 に対向する位置で接線方向
に開口した複数のタービンノズル120 を設け、タービン
給気口140 から円周方向のタービン給気通路150 を介し
て供給した圧縮空気を、タービンノズル120 から凹部11
0 の半径方向の壁面110bに吹き付けて主軸30を回転させ
る方式のものである。主軸30に回転動力を与えた空気
は、排気口160a、160bからハウジング20外に排出され
る。
【０００３】主軸30は、ジャーナル軸受部40およびスラ
スト軸受部50ａ、50ｂにより、ラジアル方向およびスラ
スト方向の二方向でハウジング20等の静止側部材に対し
て回転自在に支持される。ここでの両軸受部40、50ａ・
50ｂは、微小なジャーナル軸受すきまおよびスラスト軸
受すきまに導入した圧縮空気の静圧で主軸30を非接触支
持する静圧空気軸受である。
スト軸受部50ａ、50ｂにより、ラジアル方向およびスラ
スト方向の二方向でハウジング20等の静止側部材に対し
て回転自在に支持される。ここでの両軸受部40、50ａ・
50ｂは、微小なジャーナル軸受すきまおよびスラスト軸
受すきまに導入した圧縮空気の静圧で主軸30を非接触支
持する静圧空気軸受である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１０は、従来におけ
る凹部110 内での空気の流れを模式的に示すもので、タ
ービンノズル120 から凹部110 に吹き付けられた空気
は、図中の破線で示すように半径方向の壁面110bにあた
り、主軸30に回転力を与えた上で軸方向両側に分かれて
排気される。
る凹部110 内での空気の流れを模式的に示すもので、タ
ービンノズル120 から凹部110 に吹き付けられた空気
は、図中の破線で示すように半径方向の壁面110bにあた
り、主軸30に回転力を与えた上で軸方向両側に分かれて
排気される。
【０００５】ところが、このように空気が凹部110 内で
左右に分かれて流れるため、分流部付近（図中Ｂ部付
近）では空気の流れに乱れを生じやすく、エネルギ損失
を生じる要因となる。
左右に分かれて流れるため、分流部付近（図中Ｂ部付
近）では空気の流れに乱れを生じやすく、エネルギ損失
を生じる要因となる。
【０００６】そこで、本発明は、圧縮空気の流れをスム
ーズにしてエネルギ損失の低減を図ることで、より高い
タービン効率を有するエアタービン駆動スピンドル装置
の提供を目的とする。
ーズにしてエネルギ損失の低減を図ることで、より高い
タービン効率を有するエアタービン駆動スピンドル装置
の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明では、主軸と、主軸を回転自在に支持する軸受部
と、主軸の外周部に設けられた複数の凹部と、凹部に圧
縮空気を吹き付けて主軸に回転動力を与えるタービンノ
ズルとを有するものにおいて、上記タービンノズルを、
凹部に対して軸方向にオフセットすることとした。オフ
セットにより、凹部内での圧縮空気の流れは単一流れと
なるので、従来のような分流に伴う流れの乱れ、および
これに伴うエネルギ損失を回避することができる。
本発明では、主軸と、主軸を回転自在に支持する軸受部
と、主軸の外周部に設けられた複数の凹部と、凹部に圧
縮空気を吹き付けて主軸に回転動力を与えるタービンノ
ズルとを有するものにおいて、上記タービンノズルを、
凹部に対して軸方向にオフセットすることとした。オフ
セットにより、凹部内での圧縮空気の流れは単一流れと
なるので、従来のような分流に伴う流れの乱れ、および
これに伴うエネルギ損失を回避することができる。
【０００８】この場合、複数のタービンノズルを、その
オフセット方向を軸方向一方側と他方側に異ならせて配
置してもよい。この時、軸方向一方側と他方側でオフセ
ット量を等しくし、かつ軸方向一方側と他方側のタービ
ンノズル数を同じにすれば、凹部に吹き付けられた圧縮
空気圧により主軸に作用する軸方向の分力を相殺するこ
とができ、主軸の軸方向荷重をバランスさせることがで
きる。
オフセット方向を軸方向一方側と他方側に異ならせて配
置してもよい。この時、軸方向一方側と他方側でオフセ
ット量を等しくし、かつ軸方向一方側と他方側のタービ
ンノズル数を同じにすれば、凹部に吹き付けられた圧縮
空気圧により主軸に作用する軸方向の分力を相殺するこ
とができ、主軸の軸方向荷重をバランスさせることがで
きる。
【０００９】また、凹部およびタービンノズルを複列に
配置し、タービンノズル列を隣接するタービンノズル列
との接近側にオフセットすれば、一方の凹部列に供給さ
れる空気流と他方の凹部列に供給される空気流との相互
干渉を回避し、空気流の乱れのさらなる抑制が可能とな
る。
配置し、タービンノズル列を隣接するタービンノズル列
との接近側にオフセットすれば、一方の凹部列に供給さ
れる空気流と他方の凹部列に供給される空気流との相互
干渉を回避し、空気流の乱れのさらなる抑制が可能とな
る。
【００１０】上記何れの場合においても、タービンノズ
ルの直径Ｄを凹部の軸方向幅Ｘの１／２以下とし、凹部
に対するノズルのオフセット量Ｌを、ノズル直径Ｄの１
／２以上で、かつ凹部の軸方向幅Ｘとノズル直径Ｄとの
差の１／２以下とすれば、凹部内での空気の流れの乱れ
をさらに小さくすることができる。
ルの直径Ｄを凹部の軸方向幅Ｘの１／２以下とし、凹部
に対するノズルのオフセット量Ｌを、ノズル直径Ｄの１
／２以上で、かつ凹部の軸方向幅Ｘとノズル直径Ｄとの
差の１／２以下とすれば、凹部内での空気の流れの乱れ
をさらに小さくすることができる。
【００１１】上記と同様の作用・効果は、主軸と、主軸
を回転自在に支持する軸受部と、主軸の外周部に設けら
れた複数の凹部と、凹部に圧縮空気を吹き付けて主軸に
回転動力を与えるタービンノズルとを有するものにおい
て、上記タービンノズルを、凹部の中心線に対して傾斜
させて配置することによっても達成できる。
を回転自在に支持する軸受部と、主軸の外周部に設けら
れた複数の凹部と、凹部に圧縮空気を吹き付けて主軸に
回転動力を与えるタービンノズルとを有するものにおい
て、上記タービンノズルを、凹部の中心線に対して傾斜
させて配置することによっても達成できる。
【００１２】上記各構成において、軸受部は、ジャーナ
ル軸受すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸をラ
ジアル方向で非接触支持するジャーナル軸受部と、スラ
スト軸受すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸を
スラスト方向で非接触支持するスラスト軸受部とで構成
することができる。
ル軸受すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸をラ
ジアル方向で非接触支持するジャーナル軸受部と、スラ
スト軸受すきまに導入した圧縮空気の静圧により主軸を
スラスト方向で非接触支持するスラスト軸受部とで構成
することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図７に基づいて説明する。
至図７に基づいて説明する。
【００１４】図１に示すように、本発明にかかるエアタ
ービン駆動スピンドル装置１は、ハウジング２の内周部
に、軸部3aおよびその先端に設けたスラスト板3bからな
る主軸３を挿入し、この主軸３を軸受部、例えば静圧空
気軸受からなるジャーナル軸受部４、およびスラスト軸
受部5a、5bでラジアル方向およびスラスト方向から回転
自在に非接触支持する構造である。軸受部４、5a・5b
は、静圧空気軸受以外の他の軸受構造であってもよい。
ービン駆動スピンドル装置１は、ハウジング２の内周部
に、軸部3aおよびその先端に設けたスラスト板3bからな
る主軸３を挿入し、この主軸３を軸受部、例えば静圧空
気軸受からなるジャーナル軸受部４、およびスラスト軸
受部5a、5bでラジアル方向およびスラスト方向から回転
自在に非接触支持する構造である。軸受部４、5a・5b
は、静圧空気軸受以外の他の軸受構造であってもよい。
【００１５】ハウジング２は、円筒状のハウジング本体
2aと、その一端開口部を閉塞する閉塞部材2bとで構成さ
れる。ハウジング本体2aは大径部２a1および小径部２a2
からなり、小径部２a2の内径側に主軸３の軸部3aが、大
径部２a1の内径側に主軸３のスラスト板3bがそれぞれ収
容される。閉塞部材2bは、スラスト板3bとの対向位置に
あり、この位置でハウジング本体2aの大径部２a1の開口
部を閉塞する。
2aと、その一端開口部を閉塞する閉塞部材2bとで構成さ
れる。ハウジング本体2aは大径部２a1および小径部２a2
からなり、小径部２a2の内径側に主軸３の軸部3aが、大
径部２a1の内径側に主軸３のスラスト板3bがそれぞれ収
容される。閉塞部材2bは、スラスト板3bとの対向位置に
あり、この位置でハウジング本体2aの大径部２a1の開口
部を閉塞する。
【００１６】ハウジング本体2aの内周面には軸受スリー
ブ６が固定される。この軸受スリーブ６の内周面に主軸
３の軸部3a外周面と微小なジャーナル軸受すきまを介し
て対向するジャーナル軸受面４a1が形成される。軸受ス
リーブ６の一端部には外径側に延びるフランジ部6aが形
成され、このフランジ部6aの端面にスラスト板3bの一方
の端面と微小なスラスト軸受すきまを介して対向する第
一スラスト軸受面５a1が形成される。また、閉塞部材2b
のスラスト板3bとの対向部には、軸受部材７が装着さ
れ、この軸受部材７の端面にスラスト板3bの他方の端面
と微小なスラスト軸受すきまを介して対向する第二スラ
スト軸受面５b1が形成される。上記ジャーナル軸受面４
a1と、第一および第二スラスト軸受面５a1、５b1とに
は、それぞれの複数箇所に微細な軸受ノズル9a、9bが開
口しており、図示しない給気通路を介して給気源（何れ
も図示省略）から各軸受ノズル9a、9bに圧縮空気を供給
すると、ジャーナル軸受すきまおよび両スラスト軸受す
きまに圧縮空気が導入され、それぞれの軸受すきまに、
主軸３の軸部3aをラジアル方向で非接触支持するジャー
ナル軸受部４、および主軸３のスラスト板3bをスラスト
両方向で非接触支持するスラスト軸受部5a、5bが構成さ
れる。
ブ６が固定される。この軸受スリーブ６の内周面に主軸
３の軸部3a外周面と微小なジャーナル軸受すきまを介し
て対向するジャーナル軸受面４a1が形成される。軸受ス
リーブ６の一端部には外径側に延びるフランジ部6aが形
成され、このフランジ部6aの端面にスラスト板3bの一方
の端面と微小なスラスト軸受すきまを介して対向する第
一スラスト軸受面５a1が形成される。また、閉塞部材2b
のスラスト板3bとの対向部には、軸受部材７が装着さ
れ、この軸受部材７の端面にスラスト板3bの他方の端面
と微小なスラスト軸受すきまを介して対向する第二スラ
スト軸受面５b1が形成される。上記ジャーナル軸受面４
a1と、第一および第二スラスト軸受面５a1、５b1とに
は、それぞれの複数箇所に微細な軸受ノズル9a、9bが開
口しており、図示しない給気通路を介して給気源（何れ
も図示省略）から各軸受ノズル9a、9bに圧縮空気を供給
すると、ジャーナル軸受すきまおよび両スラスト軸受す
きまに圧縮空気が導入され、それぞれの軸受すきまに、
主軸３の軸部3aをラジアル方向で非接触支持するジャー
ナル軸受部４、および主軸３のスラスト板3bをスラスト
両方向で非接触支持するスラスト軸受部5a、5bが構成さ
れる。
【００１７】主軸３の駆動方式は、図８および図９に示
す従来のスピンドル装置と同様のエアタービン駆動方式
であり、図２に示すように、主軸３のスラスト板3bの外
周に複数の凹部11を設けると共に、凹部11に対向する位
置に複数のタービンノズル12を配し、圧縮空気を各ター
ビンノズル12からスラスト板3bの凹部11に接線方向に吹
き付けて主軸３を回転させる。本実施形態において、タ
ービンノズル12は、ハウジング本体2aの大径部２a1内周
面に固定した環状のノズル部材13に、スラスト板3bの接
線方向へ向けて設けられる。各タービンノズル12への圧
縮空気の供給は、図示しない給気源に接続した給気口14
から、ノズル部材13と対向させて大径部２a1の内周面に
設けた環状溝15を介して行われる。環状溝15は、ノズル
部材13の外周面に設けてもよい。
す従来のスピンドル装置と同様のエアタービン駆動方式
であり、図２に示すように、主軸３のスラスト板3bの外
周に複数の凹部11を設けると共に、凹部11に対向する位
置に複数のタービンノズル12を配し、圧縮空気を各ター
ビンノズル12からスラスト板3bの凹部11に接線方向に吹
き付けて主軸３を回転させる。本実施形態において、タ
ービンノズル12は、ハウジング本体2aの大径部２a1内周
面に固定した環状のノズル部材13に、スラスト板3bの接
線方向へ向けて設けられる。各タービンノズル12への圧
縮空気の供給は、図示しない給気源に接続した給気口14
から、ノズル部材13と対向させて大径部２a1の内周面に
設けた環状溝15を介して行われる。環状溝15は、ノズル
部材13の外周面に設けてもよい。
【００１８】各凹部11は、軸方向両側の側面11ａと、そ
の円周方向一方側に設けられたほぼ半径方向に延びる壁
面（受圧面）11ｂとを有し、これらは円周方向の中心線
Ｏを挟んで軸方向両側で左右対称に形成される。受圧面
11ｂは、断面が凹状の曲面（例えば円弧面）である。凹
部11の底、すなわち受圧面11ｂの内径端からスラスト板
3bの外周面にかけての部分11ｃは、受圧面11ｂがタービ
ンノズル12と対向した際にタービンノズル12の向きと概
ね平行となる平坦面になっている。
の円周方向一方側に設けられたほぼ半径方向に延びる壁
面（受圧面）11ｂとを有し、これらは円周方向の中心線
Ｏを挟んで軸方向両側で左右対称に形成される。受圧面
11ｂは、断面が凹状の曲面（例えば円弧面）である。凹
部11の底、すなわち受圧面11ｂの内径端からスラスト板
3bの外周面にかけての部分11ｃは、受圧面11ｂがタービ
ンノズル12と対向した際にタービンノズル12の向きと概
ね平行となる平坦面になっている。
【００１９】図１および図３に示すように、本発明で
は、タービンノズル12が凹部11に対して軸方向にオフセ
ットした位置に設けられる。このようなオフセットによ
り、凹部11内での圧縮空気の流れは、図３に破線で示す
ように、Ｕ字状の単一流れとなる。従って、従来のよう
な分流に伴う流れの乱れ（エネルギ損失）を回避するこ
とができ、効率よく主軸３に回転動力を与えることが可
能となる。主軸３に回転動力を与えた空気流は、排気口
16ａ、16ｂ、特に上記単一流れの下流側にある排気口16
ａからハウジング２外へ排出される。
は、タービンノズル12が凹部11に対して軸方向にオフセ
ットした位置に設けられる。このようなオフセットによ
り、凹部11内での圧縮空気の流れは、図３に破線で示す
ように、Ｕ字状の単一流れとなる。従って、従来のよう
な分流に伴う流れの乱れ（エネルギ損失）を回避するこ
とができ、効率よく主軸３に回転動力を与えることが可
能となる。主軸３に回転動力を与えた空気流は、排気口
16ａ、16ｂ、特に上記単一流れの下流側にある排気口16
ａからハウジング２外へ排出される。
【００２０】凹部11内での流れの乱れをさらに小さくす
るため、タービンノズル12の直径Ｄは、凹部11の軸方
向幅Ｘの１／２以下とし［Ｄ≦Ｘ／２］、凹部11の中
心線Ｏとタービンノズル12のノズル中心線Ｐとのオフセ
ット量Ｌを、ノズル直径Ｄの１／２以上で、かつ凹部11
の軸方向幅Ｘとノズル直径Ｄとの差の１／２以下とする
［Ｄ／２≦Ｌ≦（Ｘ−Ｄ）／２］のがよい。また、ター
ビンノズル12のオフセット方向は、軸方向の何れの方向
でもよく、構造的に可能であれば、図示とは反対の方向
にオフセットしてもよい。この他、図４に示すように、
各タービンノズル12（破線で示す）のオフセット方向を
軸方向の一方側と他方側に異ならせることもでき、この
場合、軸方向一方側と他方側でタービンノズル12のオフ
セット量と数を同じにしておけば、受圧面11ｂに作用す
る軸方向の分力を相殺することができ、主軸３の軸方向
荷重をバランスさせることができる。
るため、タービンノズル12の直径Ｄは、凹部11の軸方
向幅Ｘの１／２以下とし［Ｄ≦Ｘ／２］、凹部11の中
心線Ｏとタービンノズル12のノズル中心線Ｐとのオフセ
ット量Ｌを、ノズル直径Ｄの１／２以上で、かつ凹部11
の軸方向幅Ｘとノズル直径Ｄとの差の１／２以下とする
［Ｄ／２≦Ｌ≦（Ｘ−Ｄ）／２］のがよい。また、ター
ビンノズル12のオフセット方向は、軸方向の何れの方向
でもよく、構造的に可能であれば、図示とは反対の方向
にオフセットしてもよい。この他、図４に示すように、
各タービンノズル12（破線で示す）のオフセット方向を
軸方向の一方側と他方側に異ならせることもでき、この
場合、軸方向一方側と他方側でタービンノズル12のオフ
セット量と数を同じにしておけば、受圧面11ｂに作用す
る軸方向の分力を相殺することができ、主軸３の軸方向
荷重をバランスさせることができる。
【００２１】図５および図６に本発明の他の実施形態を
示す。このエアタービン駆動スピンドル装置1'は、スラ
スト板3bの外周部に凹部11を軸方向に離隔して複列（本
実施形態では二列）形成すると共に、これに対応して凹
部11に圧縮空気を供給するタービンノズル12を複列配置
したもので、これ以外の構成は図１に示すものと基本的
に同様である（共通の部材には同じ参照番号を付し、重
複説明を省略する）。この実施形態においても図１およ
び図３と同様に、タービンノズル12の列を対応する凹部
11に対してそれぞれ軸方向にオフセットすることにより
（オフセット量Ｌは両列で等しくする）、凹部11内での
圧縮空気のエネルギ損失を軽減することができる。この
時、複列のタービンノズル12をそれぞれ軸方向の接近側
にオフセットさせれば、図７に示すように、一方の凹部
11を流れる空気流と他方の凹部11を流れる空気流との相
互干渉を抑制することができ、空気流の乱れを抑えてよ
り効率的に主軸３に回転動力を付与することができる。
この場合、両列のタービンノズル12の数が同じであれ
ば、図４の場合と同様に主軸３の軸方向荷重をバランス
させることもできる。
示す。このエアタービン駆動スピンドル装置1'は、スラ
スト板3bの外周部に凹部11を軸方向に離隔して複列（本
実施形態では二列）形成すると共に、これに対応して凹
部11に圧縮空気を供給するタービンノズル12を複列配置
したもので、これ以外の構成は図１に示すものと基本的
に同様である（共通の部材には同じ参照番号を付し、重
複説明を省略する）。この実施形態においても図１およ
び図３と同様に、タービンノズル12の列を対応する凹部
11に対してそれぞれ軸方向にオフセットすることにより
（オフセット量Ｌは両列で等しくする）、凹部11内での
圧縮空気のエネルギ損失を軽減することができる。この
時、複列のタービンノズル12をそれぞれ軸方向の接近側
にオフセットさせれば、図７に示すように、一方の凹部
11を流れる空気流と他方の凹部11を流れる空気流との相
互干渉を抑制することができ、空気流の乱れを抑えてよ
り効率的に主軸３に回転動力を付与することができる。
この場合、両列のタービンノズル12の数が同じであれ
ば、図４の場合と同様に主軸３の軸方向荷重をバランス
させることもできる。
【００２２】以上は、タービンノズル12からの圧縮空気
の供給方向（ノズル中心Ｐの方向）が凹部11の中心線Ｏ
と平行である場合のものであるが、図７に示すようにノ
ズル中心Ｐを凹部11の中心線Ｏに対して傾けて配置して
も凹部11内で単一の流れを実現することができ、上記と
同様の効果が奏される。この構成は図５に示す複列のエ
アタービン駆動スピンドル装置1'にも適用することがで
き、その場合、二つの空気流の相互干渉を防止するた
め、タービンノズル12の傾斜方向は、軸方向でのノズル
12間の間隔が内径側で縮小するような方向とするのが望
ましい。
の供給方向（ノズル中心Ｐの方向）が凹部11の中心線Ｏ
と平行である場合のものであるが、図７に示すようにノ
ズル中心Ｐを凹部11の中心線Ｏに対して傾けて配置して
も凹部11内で単一の流れを実現することができ、上記と
同様の効果が奏される。この構成は図５に示す複列のエ
アタービン駆動スピンドル装置1'にも適用することがで
き、その場合、二つの空気流の相互干渉を防止するた
め、タービンノズル12の傾斜方向は、軸方向でのノズル
12間の間隔が内径側で縮小するような方向とするのが望
ましい。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、凹部内での圧縮空気の
流れは単一流れとなる。従って、従来のような分流に伴
う流れの乱れ、およびこれに伴うエネルギ損失を回避す
ることができ、効率よく主軸に回転動力を与えることが
可能となる。
流れは単一流れとなる。従って、従来のような分流に伴
う流れの乱れ、およびこれに伴うエネルギ損失を回避す
ることができ、効率よく主軸に回転動力を与えることが
可能となる。
【００２４】軸受部を、静圧空気軸受からなるジャーナ
ル軸受部およびスラスト軸受部で構成する場合、軸受へ
の給気用に圧縮空気を使用することになる。従って、ス
ピンドルの駆動源としてエアタービンを使用する場合で
も、軸受給気用の圧縮空気を利用することによって、エ
アタービン用の圧縮空気を容易に確保することができ
る。また、エアタービン側の排気と軸受側の排気を共通
の排気口で行うことができ、ハウジング内のスペースを
有効利用することができる。エアタービンは発熱がほと
んどないため、上記のように軸受部に、軸受すきまが小
さく、熱変形の影響を受けやすい静圧空気軸受を使用す
る場合でも動力源として都合がよい。また、エアタービ
ンは電気モータ等に比べ、回転体に付加される質量が小
さいため、軸受損失の小さい静圧空気軸受との組合わせ
で容易に高速回転を実現することができる。
ル軸受部およびスラスト軸受部で構成する場合、軸受へ
の給気用に圧縮空気を使用することになる。従って、ス
ピンドルの駆動源としてエアタービンを使用する場合で
も、軸受給気用の圧縮空気を利用することによって、エ
アタービン用の圧縮空気を容易に確保することができ
る。また、エアタービン側の排気と軸受側の排気を共通
の排気口で行うことができ、ハウジング内のスペースを
有効利用することができる。エアタービンは発熱がほと
んどないため、上記のように軸受部に、軸受すきまが小
さく、熱変形の影響を受けやすい静圧空気軸受を使用す
る場合でも動力源として都合がよい。また、エアタービ
ンは電気モータ等に比べ、回転体に付加される質量が小
さいため、軸受損失の小さい静圧空気軸受との組合わせ
で容易に高速回転を実現することができる。
【図１】本発明にかかるエアタービン駆動スピンドル装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】本発明装置における凹部内での空気流の流れを
示す拡大断面図である。
示す拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す拡大平面図であ
る。
る。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】上記実施形態における凹部内での空気流の流れ
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す拡大断面図であ
る。
る。
【図８】従来のエアタービン駆動スピンドル装置の断面
図である。
図である。
【図９】図７中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図１０】従来装置における凹部内での空気流の流れを
示す拡大断面図である。
示す拡大断面図である。
１ エアタービン駆動スピンドル装置 1' エアタービン駆動スピンドル装置 ２ ハウジング ３ 主軸 3b スラスト板 ４ ジャーナル軸受部 5a スラスト軸受部 5b スラスト軸受部 11 凹部 12 タービンノズル Ｄ ノズル直径 Ｌ オフセット量 Ｏ 凹部の中心線 Ｐ ノズル中心 Ｘ 凹部の軸方向幅
Claims (6)
- 【請求項１】 主軸と、主軸を回転自在に支持する軸受
部と、主軸の外周部に設けられた複数の凹部と、凹部に
圧縮空気を吹き付けて主軸に回転動力を与えるタービン
ノズルとを有するものにおいて、 上記タービンノズルを、凹部に対して軸方向にオフセッ
トしたことを特徴とするエアタービン駆動スピンドル装
置。 - 【請求項２】 複数のタービンノズルを、そのオフセッ
ト方向を軸方向一方側と他方側に異ならせて配置した請
求項１記載のエアタービン駆動スピンドル装置。 - 【請求項３】 上記凹部およびタービンノズルを複列に
配置し、タービンノズル列を、隣接するタービンノズル
列との接近側にオフセットした請求項１記載のエアター
ビン駆動スピンドル装置。 - 【請求項４】 タービンノズルの直径が凹部の軸方向幅
の１／２以下であり、凹部に対するノズルのオフセット
量が、ノズル直径の１／２以上で、かつ凹部の軸方向幅
とノズル直径との差の１／２以下である請求項１乃至３
何れか記載のエアタービン駆動スピンドル装置。 - 【請求項５】 主軸と、主軸を回転自在に支持する軸受
部と、主軸の外周部に設けられた複数の凹部と、凹部に
圧縮空気を吹き付けて主軸に回転動力を与えるタービン
ノズルとを有するものにおいて、 上記タービンノズルを、凹部の中心線に対して傾斜させ
て配置したことを特徴とするエアタービン駆動スピンド
ル装置。 - 【請求項６】 上記軸受部が、ジャーナル軸受すきまに
導入した圧縮空気の静圧により主軸をラジアル方向で非
接触支持するジャーナル軸受部と、スラスト軸受すきま
に導入した圧縮空気の静圧により主軸をスラスト方向で
非接触支持するスラスト軸受部とからなる請求項１乃至
５何れか記載のエアタービン駆動スピンドル装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11188076A JP2001020701A (ja) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | エアタービン駆動スピンドル装置 |
| GB0015213A GB2351533B (en) | 1999-07-01 | 2000-06-21 | Air turbine spindle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11188076A JP2001020701A (ja) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | エアタービン駆動スピンドル装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007164228A Division JP4176814B2 (ja) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | エアタービン駆動スピンドル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001020701A true JP2001020701A (ja) | 2001-01-23 |
Family
ID=16217293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11188076A Pending JP2001020701A (ja) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | エアタービン駆動スピンドル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001020701A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300024A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Ntn Corp | 静圧気体軸受スピンドル |
| JP2009243461A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-10-22 | Nakanishi:Kk | スピンドル装置 |
| WO2009150811A1 (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | ダイキン工業株式会社 | タービン羽根車、タービン、タービン発電機及び冷凍装置 |
| CN110388437A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-10-29 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种可换向高刚度空气涡轮驱动回转轴系装置 |
| WO2020096033A3 (ja) * | 2018-11-09 | 2020-07-02 | グエン チー カンパニー リミテッド | タービン装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58122704U (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-20 | 広岡 秀夫 | 自家用発電装置 |
| JPS5951A (ja) * | 1982-06-21 | 1984-01-05 | 株式会社モリタ製作所 | 歯科用ハンドピ−スの駆動方法並びにその装置 |
| JPS60119378A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | Toshiba Corp | ペルトン水車 |
| JPS63206238A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | 株式会社 モリタ製作所 | 歯科用ハンドピ−スの空気軸受機構 |
| JPH0311126U (ja) * | 1989-06-16 | 1991-02-04 | ||
| JPH05245163A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-09-24 | Siemens Ag | 制御可能な歯科タービン |
| JP3005404U (ja) * | 1993-06-21 | 1994-12-20 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 歯科用タービン駆動装置 |
| JPH07180501A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-07-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 気体駆動モータ |
| JPH07328029A (ja) * | 1994-06-14 | 1995-12-19 | Morita Mfg Co Ltd | 小型流体駆動タービンハンドピース |
| JPH08121182A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-14 | Mazda Motor Corp | エンジンのターボ過給装置 |
| JPH09287401A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-11-04 | Joisten & Kettenbaum Gmbh & Co Joke Kg | タービン・ホイール |
-
1999
- 1999-07-01 JP JP11188076A patent/JP2001020701A/ja active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58122704U (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-20 | 広岡 秀夫 | 自家用発電装置 |
| JPS5951A (ja) * | 1982-06-21 | 1984-01-05 | 株式会社モリタ製作所 | 歯科用ハンドピ−スの駆動方法並びにその装置 |
| JPS60119378A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | Toshiba Corp | ペルトン水車 |
| JPS63206238A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | 株式会社 モリタ製作所 | 歯科用ハンドピ−スの空気軸受機構 |
| JPH0311126U (ja) * | 1989-06-16 | 1991-02-04 | ||
| JPH085373Y2 (ja) * | 1989-06-16 | 1996-02-14 | エヌティエヌ株式会社 | エアタービン駆動静圧気体軸受スピンドル |
| JPH05245163A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-09-24 | Siemens Ag | 制御可能な歯科タービン |
| JP3005404U (ja) * | 1993-06-21 | 1994-12-20 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 歯科用タービン駆動装置 |
| JPH07180501A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-07-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 気体駆動モータ |
| JPH07328029A (ja) * | 1994-06-14 | 1995-12-19 | Morita Mfg Co Ltd | 小型流体駆動タービンハンドピース |
| JPH08121182A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-14 | Mazda Motor Corp | エンジンのターボ過給装置 |
| JPH09287401A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-11-04 | Joisten & Kettenbaum Gmbh & Co Joke Kg | タービン・ホイール |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 田川龍文・川口 巌 共著, わかる蒸気工学, vol. 初版, JPN4006022840, 20 May 1992 (1992-05-20), JP, pages 166 - 167, ISSN: 0000794180 * |
| 田川龍文・川口 巌 共著, わかる蒸気工学, vol. 初版, JPN6008010644, 20 May 1992 (1992-05-20), JP, pages 166 - 167, ISSN: 0000994707 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300024A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Ntn Corp | 静圧気体軸受スピンドル |
| JP4712427B2 (ja) * | 2005-04-25 | 2011-06-29 | Ｎｔｎ株式会社 | 静圧気体軸受スピンドル |
| JP2009243461A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-10-22 | Nakanishi:Kk | スピンドル装置 |
| WO2009150811A1 (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | ダイキン工業株式会社 | タービン羽根車、タービン、タービン発電機及び冷凍装置 |
| JP2009299533A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Daikin Ind Ltd | タービン羽根車、タービン、タービン発電機及び冷凍装置 |
| WO2020096033A3 (ja) * | 2018-11-09 | 2020-07-02 | グエン チー カンパニー リミテッド | タービン装置 |
| CN110388437A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-10-29 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种可换向高刚度空气涡轮驱动回转轴系装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8038385B2 (en) | Spindle device with rotor jetting driving fluid | |
| CA2193518C (en) | Rotary atomizing electrostatic coating apparatus | |
| US6368052B2 (en) | Spindle device having turbine rotor | |
| JP4176814B2 (ja) | エアタービン駆動スピンドル装置 | |
| JP2001020701A (ja) | エアタービン駆動スピンドル装置 | |
| JP2002054643A (ja) | 転がり軸受のエアオイル潤滑構造 | |
| JP3762200B2 (ja) | エアタービンスピンドル | |
| GB2351533A (en) | Air-driven turbine | |
| JP3485595B2 (ja) | 静圧気体軸受スピンドル | |
| JPH085373Y2 (ja) | エアタービン駆動静圧気体軸受スピンドル | |
| JP3136687B2 (ja) | 浮動ブッシュ軸受 | |
| CN221482023U (zh) | 用于燃气轮机的消旋机构 | |
| JP2008020001A (ja) | スピンドル装置 | |
| JP2544876Y2 (ja) | 静圧気体軸受装置 | |
| JPH0571535A (ja) | 静圧流体軸受 | |
| JP2002153778A (ja) | 静電塗装機用スピンドル | |
| JPS6311390Y2 (ja) | ||
| JP2000304049A (ja) | エアスピンドル | |
| JP3123742B2 (ja) | 静圧気体軸受 | |
| JPH09168753A (ja) | 回転霧化静電塗装装置 | |
| JPH06312303A (ja) | 静圧気体軸受スピンドル | |
| JPH09287401A (ja) | タービン・ホイール | |
| JP2590866Y2 (ja) | 静圧気体軸受スピンドル | |
| WO2014054832A1 (ko) | 복합 베어링 시스템과 이를 이용한 발전기 회전축의 복합베어링 시스템 및 발전 장치 그리고 스러스트 베어링의 축하중 분담 방법 | |
| JPH0251621A (ja) | 給排気機構付き気体軸受スピンドル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040325 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060502 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061201 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070423 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080305 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080422 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080905 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081031 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090302 |