JP2009068543A - Spindle device - Google Patents

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JP2009068543A JP2007235435A JP2007235435A JP2009068543A JP 2009068543 A JP2009068543 A JP 2009068543A JP 2007235435 A JP2007235435 A JP 2007235435A JP 2007235435 A JP2007235435 A JP 2007235435A JP 2009068543 A JP2009068543 A JP 2009068543A
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Hiroshi Aizawa
浩志 相沢
Atsushi Takahashi
淳 高橋
Naoya Kobayashi
直也 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely restrain the generation of an air hammer caused by the compressibility of air. <P>SOLUTION: A spindle 14 is rotatably supported to a housing 12 via porous air bearings 26-29. The spindle 14 is connected to a motor rotary shaft 44 of an electric motor 38. The housing 12 has air passages 30-33 exhausting air introduced from an air supply port 34 from an exhaust port 36 via the porous air bearings 26-29. The porous air bearings 26 and 27 are constituted as radial berings. The porous air bearings 28 and 29 are constituted as thrust bearings. A flange 16 of the spindle 12 has pockets 50 and 51 introducing and storing air flowing in a bearing clearance and air passing through the porous air bearings 28 and 29, an air exhaust passage 52 introducing air stored in the pockets 50 and 51 to the outside of the bearings, and orifices 54 and 55 adjusting flow rates of air passing through the air exhaust passage 52. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、静圧気体軸受によって回転自在に支持されたスピンドルを電動モータによって回転駆動し、スピンドルの回転力を精密な計測器や加工機などに伝達するのに好適なスピンドル装置に関する。   The present invention relates to a spindle device suitable for rotating a spindle rotatably supported by a static pressure gas bearing by an electric motor and transmitting the rotational force of the spindle to a precision measuring instrument or processing machine.

スピンドル装置は、切削、研削などの工具を回転駆動する工作機械の一要素として、あるいは磁気ディスクなどを回転駆動する検査機械の一要素として用いられている。この種のスピンドル装置は、円筒状のハウジングに、回転軸であるスピンドル(スピンドルシャフト)が静圧気体軸受を介して支持され、スピンドルには電動モータのモータ回転軸が連結され、電動モータの駆動によってスピンドルが回転駆動されるようになっている。この際、静圧気体軸受は、エアの供給を受けてスピンドルとの間に隙間を形成し、スピンドルを非接触で回転自在に支持し、スピンドルが高速で回転できるようになっている。   The spindle device is used as an element of a machine tool that rotationally drives a tool such as cutting and grinding, or as an element of an inspection machine that rotationally drives a magnetic disk or the like. In this type of spindle device, a spindle (spindle shaft), which is a rotating shaft, is supported by a cylindrical housing via a static pressure gas bearing, and a motor rotating shaft of an electric motor is connected to the spindle to drive the electric motor. Thus, the spindle is driven to rotate. At this time, the static pressure gas bearing is supplied with air to form a gap with the spindle, and supports the spindle in a non-contact manner so that the spindle can rotate at high speed.

一方、精密加工機、精密測定器等に使用されるスピンドル装置は、高い剛性が要求される。そのため、スピンドル装置の静圧気体軸受として、空気軸受の中で最も剛性の高い多孔質空気軸受が採用されている。   On the other hand, high rigidity is required for a spindle device used for precision processing machines, precision measuring instruments, and the like. Therefore, the most rigid porous air bearing among the air bearings is adopted as the static pressure gas bearing of the spindle device.

しかし、静圧気体軸受として、空気軸受を用いた場合、空気の圧縮性に起因するエアハンマーと呼ばれる自励振動が発生することがある。特に、空気軸受に多孔質空気軸受を用いた場合、多孔質自体が空気溜りとなり、エアハンマーがより発生し易くなる。   However, when an air bearing is used as the static pressure gas bearing, self-excited vibration called an air hammer may occur due to air compressibility. In particular, when a porous air bearing is used as the air bearing, the porous itself becomes an air reservoir, and an air hammer is more easily generated.

そこで、この発明の目的は、空気の圧縮性に起因するエアハンマーの発生を確実に抑制することができるスピンドル装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spindle device that can reliably suppress the generation of an air hammer due to the compressibility of air.

前記目的を達成するために、本発明は、筒状のハウジングに、スピンドルが静圧スラスト気体軸受を介して回転自在に支持され、前記ハウジングに電動モータが並設され、前記スピンドルの長手方向一端側に、前記電動モータのモータ回転軸が連結され、前記ハウジングには、給気口から導入したエアを前記静圧気体軸受を介して排気口から排出するエア通路が形成されてなるスピンドル装置において、前記静圧気体軸受は、前記スピンドルからラジアル方向の荷重を受けるラジアル軸受と、前記スピンドルのフランジからスラスト方向の荷重を受けるスラスト軸受とから構成され、前記スピンドルには、スラスト軸受隙間を流れるエアや前記静圧スラスト気体軸受を通過したエアを導入して貯留するポケットと、前記ポケットに貯留したエアをスピンドル外に導くエア排出路と、前記エア排出路を通過するエアの流量を調整する絞りが形成されてなることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a spindle is rotatably supported by a cylindrical housing via a static pressure thrust gas bearing, and an electric motor is juxtaposed with the housing, and one end of the spindle in the longitudinal direction is provided. A spindle device in which a motor rotating shaft of the electric motor is connected to the side, and an air passage is formed in the housing to discharge air introduced from an air supply port from an exhaust port through the static pressure gas bearing; The hydrostatic gas bearing is composed of a radial bearing that receives a radial load from the spindle and a thrust bearing that receives a thrust load from a flange of the spindle, and the spindle has air flowing through a thrust bearing gap. And a pocket for introducing and storing the air that has passed through the static pressure thrust gas bearing, and an energy stored in the pocket. The in which it characterized the air discharge channel leading to the outside spindle, that the aperture to adjust the flow rate of air passing through the air discharge channel is formed.

係る構成によれば、スラスト軸受隙間を流れるエアや静圧スラスト気体軸受を通過したエアがポケットに導入されると、ポケットは、導入したエアを貯留し、貯留したエアをエア排出路に排出するバッファとして機能し、軸受隙間のエアの圧力を高めることができ、結果として、剛性を高めることができる。また、ポケットに導入されたエアがエア排出路を流れる過程で、絞りによってその流量が制御される。その際、絞りによるエアの減衰作用が高まり、エアの圧縮性に起因するエアハンマー(自励振動)が発生するのを確実に抑制することができる。   According to this configuration, when air flowing through the thrust bearing gap or air passing through the static pressure thrust gas bearing is introduced into the pocket, the pocket stores the introduced air and discharges the stored air to the air discharge path. It functions as a buffer, and the pressure of the air in the bearing gap can be increased. As a result, the rigidity can be increased. Further, the flow rate is controlled by the throttle in the process in which the air introduced into the pocket flows through the air discharge path. At that time, the air attenuation action by the throttle is enhanced, and the occurrence of an air hammer (self-excited vibration) due to the compressibility of the air can be reliably suppressed.

前記スピンドル装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。好適には、前記ポケットとエア排出路及び絞りは、前記スピンドルのフランジに形成され、前記フランジのポケットは、前記静圧気体軸受のうちスラスト軸受のスラスト受面に相対向して形成されてなる。   In configuring the spindle device, the following elements can be added. Preferably, the pocket, the air discharge path, and the throttle are formed in a flange of the spindle, and the pocket of the flange is formed opposite to a thrust receiving surface of a thrust bearing of the hydrostatic gas bearing. .

係る構成によれば、ポケットとエア排出路及び絞りは、回転部材としてのフランジに形成されているので、ポケットとエア排出路及び絞りを容易に形成することができる。フランジのポケットは、静圧気体軸受のスラスト受面に相対向して形成されているので、軸受隙間を流れるエアや静圧気体軸受を通過したエアのうち静圧気体軸受のスラスト受面を流れるエアをポケットに円滑に導くことができる。   According to such a configuration, the pocket, the air discharge path, and the throttle are formed on the flange as the rotating member, so that the pocket, the air discharge path, and the throttle can be easily formed. Since the pocket of the flange is formed opposite to the thrust receiving surface of the hydrostatic gas bearing, it flows on the thrust receiving surface of the hydrostatic gas bearing among the air flowing through the bearing gap and the air passing through the hydrostatic gas bearing. Air can be smoothly guided to the pocket.

好適には、前記スピンドルの長手方向中程にはフランジが形成され、前記フランジを間にして、前記スピンドル外周には、前記フランジに隣接して静圧気体軸受のうちスラスト軸受がそれぞれ配設されてなる。   Preferably, a flange is formed in the middle in the longitudinal direction of the spindle, and a thrust bearing among the hydrostatic gas bearings is disposed on the outer periphery of the spindle adjacent to the flange with the flange in between. It becomes.

係る構成によれば、フランジに隣接してスラスト軸受をそれぞれ配設することで、各スラスト軸受でスピンドルを円滑に支持することができる。   According to this configuration, the thrust bearings are disposed adjacent to the flanges, so that the spindle can be smoothly supported by each thrust bearing.

好適には、前記フランジのうち前記各スラスト軸受のスラスト受面に相対向した面にポケットがそれぞれ形成され、前記各ポケットは前記エア排出路に接続されてなる。   Preferably, a pocket is formed on a surface of the flange facing the thrust receiving surface of each thrust bearing, and each pocket is connected to the air discharge path.

係る構成によれば、ポケットとエア排出路及び絞りは、回転部材としてのフランジに形成されているので、ポケットとエア排出路及び絞りを容易に形成することができる。各ポケットは、各スラスト軸受のスラスト受面に相対向して形成されているので、軸受隙間を流れるエアや各スラスト軸受を通過したエアのうちスラスト軸受のスラスト受面を流れるエアをポケットに円滑に導くことができる。   According to such a configuration, the pocket, the air discharge path, and the throttle are formed on the flange as the rotating member, so that the pocket, the air discharge path, and the throttle can be easily formed. Since each pocket is formed opposite to the thrust receiving surface of each thrust bearing, the air flowing through the thrust bearing surface of the thrust bearing out of the air flowing through the bearing gap and the air passing through each thrust bearing is smooth in the pocket. Can lead to.

好適には、前記静圧気体軸受は、多孔質空気軸受で構成されてなる。   Suitably, the said static pressure gas bearing is comprised with the porous air bearing.

係る構成によれば、エアの通気性を高めることができる。   According to such a configuration, air permeability can be improved.

本発明によれば、エアハンマーの発生を確実に抑制することができ、高剛性なスピンドル装置を実現できる。   According to the present invention, generation of an air hammer can be reliably suppressed, and a highly rigid spindle device can be realized.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施例を示すスピンドル装置の断面図である。図1において、スピンドル装置10は、ほぼ円筒状に形成された金属製(ステンレス製)ハウジング12、13を備えており、ハウジング12、13内には円柱状のスピンドル(スピンドルシャフト)14が回転軸として回転自在に収納されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle apparatus showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a spindle apparatus 10 includes metal (stainless steel) housings 12 and 13 formed in a substantially cylindrical shape, and a cylindrical spindle (spindle shaft) 14 is a rotating shaft in the housings 12 and 13. It is stored in a freely rotatable manner.

スピンドル14の長手方向(軸方向)の途中には円環状のフランジ16が一体に形成されており、スピンドル14の長手方向端部には、切削、研磨などの工具、あるいは磁気ディスクなどが連結されるようになっている。   An annular flange 16 is integrally formed in the middle of the spindle 14 in the longitudinal direction (axial direction), and a tool for cutting and polishing, a magnetic disk, or the like is connected to the longitudinal end of the spindle 14. It has become so.

ハウジング12とスピンドル14との間には、静圧気体軸受として、一対の多孔質空気軸受26、27がスピンドル14の長手方向(軸方向)に沿って配置されている。多孔質空気軸受26、27は、スピンドル14からラジアル荷重(ラジアル方向の荷重)を受けるラジアル軸受として機能し、多孔質空気軸受26、27のうちスピンドル14外周との対向面は、ラジアル荷重を受けるラジアル受面26a、27aとして構成されている。   A pair of porous air bearings 26 and 27 are disposed between the housing 12 and the spindle 14 along the longitudinal direction (axial direction) of the spindle 14 as a static pressure gas bearing. The porous air bearings 26 and 27 function as a radial bearing that receives a radial load (a load in the radial direction) from the spindle 14, and the surface of the porous air bearings 26 and 27 that faces the outer periphery of the spindle 14 receives the radial load. It is comprised as radial receiving surface 26a, 27a.

ハウジング13とスピンドル14との間には、静圧気体軸受として、一対の多孔質空気軸受28、29がスピンドル14の長手方向(軸方向)に沿って配置されているとともに、各多孔質空気軸受28、29がフランジ16を間にして、フランジ16に隣接して配置されている。多孔質空気軸受28、29は、スピンドル14のフランジ16からスラスト荷重(スラスト方向の荷重)を受けるスラスト軸受として機能し、多孔質空気軸受28、29のうちフランジ16との対向面は、スラスト荷重を受けるスラスト受面28a、29aとして構成されている。   Between the housing 13 and the spindle 14, a pair of porous air bearings 28, 29 are arranged along the longitudinal direction (axial direction) of the spindle 14 as static pressure gas bearings. 28 and 29 are arranged adjacent to the flange 16 with the flange 16 in between. The porous air bearings 28 and 29 function as a thrust bearing that receives a thrust load (a load in the thrust direction) from the flange 16 of the spindle 14, and a surface facing the flange 16 of the porous air bearings 28 and 29 has a thrust load. The thrust receiving surfaces 28a and 29a are configured to receive.

またハウジング12、13には、多孔質空気軸受26、27、28、29にエアを供給するためのエア通路30、31、32、33が形成されており、エア通路30の給気口34にはエア供給源からのエアが供給されるようになっている。給気口34に導入されたエアは、エア通路30を介して多孔質空気軸受26、27、28、29に供給され、多孔質空気軸受26、27、28、29を通過したエアは、エア通路31、32、33を介して排気口35、36、37から排出されるようになっている。エア供給源からのエアがエア通路30と多孔質空気軸受26〜29およびエア通路31〜33を介して排気口35〜37から排気される過程では、エアの一部がスピンドル14外周と各多孔質空気軸受26〜29との間の軸受隙間から排出されるとともに、多孔質空気軸受28とフランジ16との軸受隙間および多孔質空気軸受29とフランジ16との間の軸受隙間から排出される。   The housings 12 and 13 are formed with air passages 30, 31, 32 and 33 for supplying air to the porous air bearings 26, 27, 28 and 29. The air is supplied from an air supply source. The air introduced into the air supply port 34 is supplied to the porous air bearings 26, 27, 28, and 29 through the air passage 30, and the air that has passed through the porous air bearings 26, 27, 28, and 29 is air The gas is discharged from the exhaust ports 35, 36, and 37 through the passages 31, 32, and 33. In the process in which the air from the air supply source is exhausted from the exhaust ports 35 to 37 through the air passage 30, the porous air bearings 26 to 29 and the air passages 31 to 33, a part of the air is outside the spindle 14 and each porous portion. The air is discharged from the bearing gap between the porous air bearings 26 to 29, and is discharged from the bearing gap between the porous air bearing 28 and the flange 16 and the bearing gap between the porous air bearing 29 and the flange 16.

この際、多孔質空気軸受26〜29は、ハウジング12、13に支持された状態で、スピンドル14との対向面が、ラジアル荷重を受けるラジアル受面26a、27aとして機能し、フランジ16との対向面が、スラスト荷重を受けるスラスト受面28a、29aとして機能し、スピンドル14とフランジ16を非接触状態で回転自在に支持することができる。   At this time, in the state in which the porous air bearings 26 to 29 are supported by the housings 12 and 13, the surfaces facing the spindle 14 function as radial receiving surfaces 26 a and 27 a that receive a radial load, and face the flange 16. The surfaces function as thrust receiving surfaces 28a and 29a for receiving a thrust load, and the spindle 14 and the flange 16 can be rotatably supported in a non-contact state.

一方、ハウジング13には、ハウジング13に隣接して電動モータ38が並設されており、電動モータ38は円筒状のモータブラケット40内に収納されて固定されている。モータブラケット40は、その長手方向一端部がハウジング13に連結され、長手方向他端部がカバー42によって閉塞されている。   On the other hand, an electric motor 38 is juxtaposed to the housing 13 adjacent to the housing 13, and the electric motor 38 is housed and fixed in a cylindrical motor bracket 40. The motor bracket 40 has one longitudinal end connected to the housing 13 and the other longitudinal end closed by a cover 42.

電動モータ38は、モータ回転軸44、ロータ46、ステータ48を備え、モータ回転軸44の長手方向(軸方向)一端側がスピンドル14の長手方向端部にボルト(図示せず)を介して連結され、モータ回転軸44の外周にはロータ46が圧入されて固定されている。ロータ46の外側には回転磁界を発生するステータ48が配置されており、ステータ48は、モータブラケット40内壁面に固定されている。この電動モータ38は、ロータ46の回転に伴う回転力をモータ回転軸44を介してスピンドル14に伝達し、スピンドル14を回転駆動するようになっている。   The electric motor 38 includes a motor rotating shaft 44, a rotor 46, and a stator 48, and one end in the longitudinal direction (axial direction) of the motor rotating shaft 44 is connected to the longitudinal end of the spindle 14 via a bolt (not shown). A rotor 46 is press-fitted and fixed to the outer periphery of the motor rotating shaft 44. A stator 48 that generates a rotating magnetic field is disposed outside the rotor 46, and the stator 48 is fixed to the inner wall surface of the motor bracket 40. The electric motor 38 transmits the rotational force associated with the rotation of the rotor 46 to the spindle 14 via the motor rotation shaft 44 to drive the spindle 14 to rotate.

上記構成によるスピンドル装置10において、エア供給源からのエアを多孔質空気軸受26〜29に供給し、多孔質空気軸受26〜29でスピンドル14とフランジ16を非接触状態で回転自在に支持するとともに、電動モータ38でスピンドル14を回転駆動するに際して、多孔質スラスト軸受の表面の絞りが弱い場合は、エアの圧縮性に起因するエアハンマー(自励振動)が発生することがある。エアハンマーが発生すると、高い給気圧力では使用できず、高い剛性が得られなくなる。   In the spindle device 10 configured as described above, air from an air supply source is supplied to the porous air bearings 26 to 29, and the spindle 14 and the flange 16 are rotatably supported in a non-contact state by the porous air bearings 26 to 29. When the spindle 14 is rotationally driven by the electric motor 38, an air hammer (self-excited vibration) may be generated due to the compressibility of the air if the aperture of the porous thrust bearing is weak. If an air hammer is generated, it cannot be used at a high supply pressure and high rigidity cannot be obtained.

そこで、本実施例においては、軸受隙間に排出されたエアや多孔質空気軸受28、29を通過したエアを外部に速やかに排出するために、スピンドル装置10を構成する回転部材、例えば、スピドル14やフランジ16のうちフランジ16に、図2に示すように、軸受隙間に排出されたエアや多孔質空気軸受28、29を通過したエアを導入して貯留するポケット50、51と、ポケット50、51に貯留したエアを軸受外部に導くエア排出路52と、エア排出路52を通過するエアの流量を調整する絞り54、55を設けることとしている。   Therefore, in this embodiment, in order to quickly exhaust the air exhausted into the bearing gap and the air that has passed through the porous air bearings 28 and 29 to the outside, a rotating member that constitutes the spindle device 10, for example, the spider 14. As shown in FIG. 2, pockets 50 and 51 for introducing and storing the air discharged into the bearing gap and the air that has passed through the porous air bearings 28 and 29, as shown in FIG. An air discharge path 52 that guides the air stored in 51 to the outside of the bearing, and throttles 54 and 55 that adjust the flow rate of the air passing through the air discharge path 52 are provided.

この際、各ポケット50、51は、多孔質空気軸受28、29のスラスト受面28a、29aに相対向して形成されている。すなわち、フランジ16のうちスラスト受面28a、29aに相対向した面に形成されたポケット50、51は、軸受隙間を流れるエアや多孔質空気軸受28、29を通過したエアのうち多孔質空気軸受28、29のスラスト受面28a、29aを流れるエアを導入して貯留し、貯留したエアをエア排出路52からエア通路33に排出するバッファとして機能し、剛性を高めることができる。   At this time, the pockets 50 and 51 are formed opposite to the thrust receiving surfaces 28a and 29a of the porous air bearings 28 and 29, respectively. That is, the pockets 50 and 51 formed on the surfaces of the flange 16 opposite to the thrust receiving surfaces 28a and 29a are porous air bearings out of the air flowing through the bearing gap and the air passing through the porous air bearings 28 and 29. The air flowing through the thrust receiving surfaces 28a and 29a of the 28 and 29 is introduced and stored, and functions as a buffer for discharging the stored air from the air discharge path 52 to the air passage 33, thereby increasing rigidity.

一方、軸受隙間を流れるエアや多孔質空気軸受28、29を通過したエアのうちスラスト受面28a、29aを流れるエアがポケット50、51に導入されると、このエアは、ポケット50、51を介してエア排出路52を流れる過程で、絞り54、55によってその流量が制御される。その際、絞り54、55によるエアの減衰作用が高まり、エアの圧縮性に起因するエアハンマー(自励振動)が発生するのを確実に抑制することができる。   On the other hand, when the air flowing through the bearing clearance and the air passing through the porous air bearings 28 and 29 and flowing through the thrust receiving surfaces 28a and 29a are introduced into the pockets 50 and 51, the air passes through the pockets 50 and 51. The flow rate is controlled by the throttles 54 and 55 in the process of flowing through the air discharge path 52 via At this time, the air attenuation action by the throttles 54 and 55 is enhanced, and the occurrence of an air hammer (self-excited vibration) due to the air compressibility can be reliably suppressed.

本実施例によれば、軸受隙間を流れるエアや多孔質空気軸受28、29を通過したエアのうちスラスト受面28a、29aを流れるエアをポケット50、51に導入して貯留し、貯留したエアをエア排出路52からエア通路33に排出するようにしたため、軸受隙間のエアの圧力を高めることができ、結果として、剛性を高めることができる。   According to the present embodiment, the air flowing through the thrust gaps 28a and 29a out of the air flowing through the bearing gap and the porous air bearings 28 and 29 is introduced and stored in the pockets 50 and 51, and the stored air. Since the air is discharged from the air discharge passage 52 to the air passage 33, the air pressure in the bearing gap can be increased, and as a result, the rigidity can be increased.

また、本実施例によれば、ポケット50、51に導入されたエアがエア排出路52を流れる過程で、絞り54、55によってその流量を制御するようにしたため、絞り54、55によるエアの減衰作用が高まり、エアの圧縮性に起因するエアハンマー(自励振動)が発生するのを確実に抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, the flow rate is controlled by the throttles 54 and 55 in the process in which the air introduced into the pockets 50 and 51 flows through the air discharge path 52, so that the air is attenuated by the throttles 54 and 55. The action is enhanced and the occurrence of an air hammer (self-excited vibration) due to air compressibility can be reliably suppressed.

さらに、本実施例によれば、ポケット50、51とエア排出路52及び絞り54、55を、回転部材としてのフランジ16に形成したため、固定部材にポケット50、51とエア排出路52及び絞り54、55を形成するときよりも、ポケット50、51とエア排出路52及び絞り54、55を容易に形成することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the pockets 50 and 51 and the air discharge path 52 and the throttles 54 and 55 are formed in the flange 16 as the rotating member. , 55 can be formed more easily than the pockets 50, 51, the air discharge path 52, and the throttles 54, 55.

本発明の一実施例を示すスピンドル装置の断面図である。It is sectional drawing of the spindle apparatus which shows one Example of this invention. エア排出路の断面図である。It is sectional drawing of an air discharge path.

符号の説明Explanation of symbols

10 スピンドル装置、12、13 ハウジング、14 スピンドル、16 フランジ、26、27、28、29 多孔質空気軸受、30、31、32、33 エア通路、38 電動モータ、44 モータ回転軸、46 ロータ、48 ステータ、50、51 ポケット、52 エア排出路、54、55 絞り   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spindle apparatus, 12, 13 Housing, 14 Spindle, 16 Flange, 26, 27, 28, 29 Porous air bearing, 30, 31, 32, 33 Air passage, 38 Electric motor, 44 Motor rotating shaft, 46 Rotor, 48 Stator, 50, 51 pocket, 52 Air discharge path, 54, 55 Aperture

Claims (5)

筒状のハウジングに、スピンドルが静圧気体軸受を介して回転自在に支持され、前記ハウジングに電動モータが並設され、前記スピンドルの長手方向一端側に、前記電動モータのモータ回転軸が連結され、前記ハウジングには、給気口から導入したエアを前記静圧気体軸受を介して排気口から排出するエア通路が形成されてなるスピンドル装置において、
前記静圧気体軸受は、前記スピンドルからラジアル方向の荷重を受けるラジアル軸受と、前記スピンドルのフランジからスラスト方向の荷重を受けるスラスト軸受とから構成され、前記スピンドルには、軸受隙間を流れるエアや前記静圧気体軸受を通過したエアを導入して貯留するポケットと、前記ポケットに貯留したエアをスピンドル外に導くエア排出路と、前記エア排出路を通過するエアの流量を調整する絞りが形成されてなる、ことを特徴とするスピンドル装置。
A spindle is rotatably supported by a cylindrical housing via a static pressure gas bearing, an electric motor is arranged in parallel with the housing, and a motor rotation shaft of the electric motor is connected to one end side in the longitudinal direction of the spindle. In the spindle device in which the housing is formed with an air passage for discharging air introduced from the air supply port from the exhaust port through the static pressure gas bearing,
The static pressure gas bearing is composed of a radial bearing that receives a radial load from the spindle and a thrust bearing that receives a thrust load from a flange of the spindle. A pocket that introduces and stores air that has passed through the static pressure gas bearing, an air discharge path that guides the air stored in the pocket to the outside of the spindle, and a throttle that adjusts the flow rate of air that passes through the air discharge path are formed. A spindle device characterized by comprising:
前記ポケットとエア排出路及び絞りは、前記スピンドルのフランジに形成され、前記フランジのポケットは、前記静圧気体軸受のうちスラスト軸受のスラスト受面に相対向して形成されてなる、ことを特徴とする請求項1に記載のスピンドル装置。   The pocket, the air discharge path, and the throttle are formed in a flange of the spindle, and the pocket of the flange is formed opposite to a thrust receiving surface of a thrust bearing of the static pressure gas bearing. The spindle device according to claim 1. 前記スピンドルの長手方向中程にはフランジが形成され、前記フランジを間にして、前記スピンドル外周には、前記フランジに隣接して静圧気体軸受のうちスラスト軸受がそれぞれ配設されてなる、ことを特徴とする請求項1に記載のスピンドル装置。   A flange is formed in the middle in the longitudinal direction of the spindle, and a thrust bearing among the hydrostatic gas bearings is disposed on the outer periphery of the spindle adjacent to the flange with the flange in between. The spindle device according to claim 1. 前記フランジのうち前記各スラスト軸受のスラスト受面に相対向した面にポケットがそれぞれ形成され、前記各ポケットは前記エア排出路に接続されてなる、ことを特徴とする請求項3に記載のスピンドル装置。   4. The spindle according to claim 3, wherein pockets are respectively formed on surfaces of the flanges opposite to the thrust receiving surfaces of the thrust bearings, and the pockets are connected to the air discharge path. apparatus. 前記静圧気体軸受は、多孔質空気軸受で構成されてなる、ことを特徴とする請求項1、2、3または4のうちいずれか1項に記載のスピンドル装置。   5. The spindle device according to claim 1, wherein the static pressure gas bearing is formed of a porous air bearing. 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111305912A (en) * 2020-02-26 2020-06-19 华电电力科学研究院有限公司 Single-stage radial turbine power generation system utilizing air bearing to balance axial force

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