JP2016223375A - Air turbine drive spindle - Google Patents

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JP2015111266A
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Japanese (ja)
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照悦 堀内
Teruyoshi Horiuchi
照悦 堀内
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NTN Corp
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air turbine drive spindle in which the lowering of the rotation efficiency of a rotating shaft is suppressed.SOLUTION: An air turbine drive spindle comprises: a rotating shaft 1 which includes a shaft part 1A, and a thrust plate part 1B that is formed so as to extend in a radial direction with respect to the shaft part 1A, and that has a first face, and has a plurality of rotating blades 15 which are formed so as to extend in a thrust direction on the first face; and a box body (a cover 5 and a nozzle plate 6) which rotatably accommodates the rotating shaft 1. The rotating shaft 1 includes a detected part 24 for detecting a rotation number of the rotating shaft 1 on the first face. An opening part 35 which communicates with the outside is formed at a portion opposing the detected part 24 at the box body (the cover 5 and he nozzle plate 6). The air turbine drive spindle further comprises a partitioning part which partitions a space contacting with the detected part 24 and the opening part 35.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エアタービンにより回転駆動されるエアタービン駆動スピンドルに関する。   The present invention relates to an air turbine drive spindle that is rotationally driven by an air turbine.

従来のエアタービン駆動スピンドルが、特開2000−121653号公報に開示されている。   A conventional air turbine drive spindle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-121653.

特開2000−121653号公報には、主軸の回転数を検出するための反射型光学式回転センサを備える回転センサ付スピンドルが開示されている。回転センサは、回転軸を収容している筐体に固定されている。主軸には回転検出部(被検出部)が形成されており、回転検出部は光学式回転センサの検出光が反射する高反射部を有している。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-121653 discloses a spindle with a rotation sensor provided with a reflective optical rotation sensor for detecting the number of rotations of a main shaft. The rotation sensor is fixed to a housing that houses the rotation shaft. A rotation detector (detected part) is formed on the main shaft, and the rotation detector has a high reflection part that reflects the detection light of the optical rotation sensor.

また、エアタービン駆動スピンドル自体は回転センサを備えておらず、該スピンドルが取り付けられる外部装置(たとえば静電塗装機)が回転センサを備えている構成も知られている。   There is also known a configuration in which the air turbine drive spindle itself does not include a rotation sensor, and an external device (for example, an electrostatic coating machine) to which the spindle is mounted includes a rotation sensor.

いずれの場合も、回転センサを回転軸の近傍に導くため、エアタービン駆動スピンドルにおいて回転軸を収容している筐体には回転センサを挿入するための挿入孔が設けられている。   In any case, in order to guide the rotation sensor to the vicinity of the rotation shaft, an insertion hole for inserting the rotation sensor is provided in the casing that accommodates the rotation shaft in the air turbine drive spindle.

特開2000−121653号公報JP 2000-121653 A

しかしながら、従来のエアタービン駆動スピンドルにおいて、回転センサを挿入するための挿入孔は回転検出部が接する空間に面しており、かつ、当該挿入孔の孔径は回転センサの外径と同等以上に設けられている。回転検出部が接する空間は、回転軸を回転させるために回転翼に供給される駆動用気体の一部が流通するように設けられている。そのため、挿入孔によって駆動用気体の流れに乱れが生じ、回転軸の回転効率が低下するという問題があった。   However, in the conventional air turbine drive spindle, the insertion hole for inserting the rotation sensor faces the space where the rotation detector is in contact, and the hole diameter of the insertion hole is equal to or greater than the outer diameter of the rotation sensor. It has been. The space in contact with the rotation detector is provided so that a part of the driving gas supplied to the rotor blades in order to rotate the rotating shaft flows. Therefore, the flow of the driving gas is disturbed by the insertion hole, and there is a problem that the rotation efficiency of the rotating shaft is lowered.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、回転軸の回転効率の低下が抑制されているエアタービン駆動スピンドルを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems. A main object of the present invention is to provide an air turbine drive spindle in which a decrease in rotational efficiency of a rotating shaft is suppressed.

本発明に係るエアタービン駆動スピンドルは、軸部と、軸部に対しラジアル方向に延びるように形成されており第1の面を有するスラスト板部とを含み、第1の面上にスラスト方向に延びるように形成されている複数の回転翼を有する回転軸と、回転軸を回転可能に収容している筐体とを備える。回転軸は、第1の面上に回転軸の回転数を検出するための被検出部を含む。筐体において被検出部に対向する部分には、外部と通ずる開口部が形成されている。被検出部に接する空間と開口部との間を仕切る仕切部を備える。本明細書において、「被検出部に接する空間と開口部との間を仕切る」とは、被検出部に接する空間と開口部とが貫通孔を介して接続されていない状態と、駆動用気体の流れに乱れが生じない程度の貫通孔を介して被検出部に接する空間と開口部とが接続されている状態とを含んでいる。   An air turbine drive spindle according to the present invention includes a shaft portion and a thrust plate portion that is formed to extend in a radial direction with respect to the shaft portion and has a first surface. A rotating shaft having a plurality of rotating blades formed to extend, and a casing that rotatably accommodates the rotating shaft. The rotating shaft includes a detected portion for detecting the number of rotations of the rotating shaft on the first surface. An opening that communicates with the outside is formed in a portion of the housing that faces the detected portion. A partition part is provided for partitioning the space between the detected part and the opening. In this specification, “partition between the space in contact with the detected portion and the opening” means that the space in contact with the detected portion and the opening are not connected via the through-hole, and the driving gas. And a state in which the space in contact with the detected portion and the opening are connected via a through-hole that does not disturb the flow.

本発明に依れば、回転軸の回転効率の低下が抑制されているエアタービン駆動スピンドルを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air turbine drive spindle with which the fall of the rotation efficiency of a rotating shaft is suppressed can be provided.

実施の形態1におけるエアタービン駆動スピンドルおよびスピンドルホルダを説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining an air turbine drive spindle and a spindle holder in the first embodiment. 実施の形態1におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an enlarged partition of the air turbine drive spindle in the first embodiment. 図2に示す仕切部の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the modification of the partition part shown in FIG. 実施の形態2におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing an enlarged partition of an air turbine drive spindle in a second embodiment. 実施の形態3におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing an enlarged partition portion of an air turbine drive spindle in a third embodiment. 図5に示す仕切部の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the modification of the partition part shown in FIG. 図5に示す仕切部の他の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the other modification of the partition part shown in FIG. 図5に示す仕切部のさらに他の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the other modification of the partition part shown in FIG. 実施の形態4におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing an enlarged partition portion of an air turbine drive spindle in a fourth embodiment. 図9に示す仕切部の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the modification of the partition part shown in FIG. 実施の形態5におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing an enlarged partition portion of an air turbine drive spindle in a fifth embodiment. 図11に示す仕切部の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the modification of the partition part shown in FIG. 図11に示す仕切部の他の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the other modification of the partition part shown in FIG. 図11に示す仕切部のさらに他の変形例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the other modification of the partition part shown in FIG. 実施の形態6におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing an enlarged partition portion of an air turbine drive spindle in a sixth embodiment. 実施の形態4におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部に形成されている貫通孔を説明するため断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining through holes formed in a partition portion of an air turbine drive spindle in a fourth embodiment. 実施の形態4におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部に形成されている貫通孔の変形例を説明するため断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a modified example of a through hole formed in a partition portion of an air turbine drive spindle in a fourth embodiment. 実施の形態6におけるエアタービン駆動スピンドルの仕切部に形成されている貫通孔を説明するため断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a through hole formed in a partition portion of an air turbine drive spindle in a sixth embodiment. 実施の形態1および実施の形態3〜5における仕切部の固定方法の変形例を説明するため断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the modification of the fixing method of the partition part in Embodiment 1 and Embodiment 3-5. 実施の形態1および実施の形態3〜5における仕切部の固定方法の他の変形例を説明するため断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the other modification of the fixing method of the partition part in Embodiment 1 and Embodiment 3-5. 実施の形態4または実施の形態5における仕切部の他の変形例を説明するため断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the other modification of the partition part in Embodiment 4 or Embodiment 5. FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
図1および図2を参照して、実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100について説明する。図1(A)は、エアタービン駆動スピンドル100が取り付けられるスピンドルホルダ40を説明するための断面図である。図1(B)は、エアタービン駆動スピンドル100を説明するための断面図である。図2は、エアタービン駆動スピンドル100の仕切部33を拡大して示す部分断面図である。以下実施の形態1において、エアタービン駆動スピンドル100は静電塗装機用のエアタービン駆動スピンドルを例に説明するが、エアタービン駆動スピンドル100が適用される装置はこれに限られるものでは無い。
(Embodiment 1)
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the air turbine drive spindle 100 which concerns on Embodiment 1 is demonstrated. FIG. 1A is a cross-sectional view for explaining a spindle holder 40 to which an air turbine drive spindle 100 is attached. FIG. 1B is a cross-sectional view for explaining the air turbine drive spindle 100. FIG. 2 is an enlarged partial sectional view showing the partition portion 33 of the air turbine drive spindle 100. In the following Embodiment 1, the air turbine drive spindle 100 will be described by taking an air turbine drive spindle for an electrostatic coating machine as an example, but the apparatus to which the air turbine drive spindle 100 is applied is not limited to this.

図1(B)に示されるように、エアタービン駆動スピンドル100は、回転軸1と、回転軸1をラジアル方向に支持するジャーナル軸受7と、回転軸1をスラスト方向に支持するスラスト軸受8と、回転軸1に対し気体を噴出可能に設けられている給気部(駆動用給気路13および駆動用給気ノズル14)とを主に備える。ジャーナル軸受7およびスラスト軸受8は、たとえば静圧気体軸受として構成されている。   As shown in FIG. 1B, an air turbine drive spindle 100 includes a rotating shaft 1, a journal bearing 7 that supports the rotating shaft 1 in the radial direction, and a thrust bearing 8 that supports the rotating shaft 1 in the thrust direction. The air supply part (drive air supply path 13 and drive air supply nozzle 14) provided to be capable of jetting gas to the rotary shaft 1 is mainly provided. The journal bearing 7 and the thrust bearing 8 are configured as, for example, static pressure gas bearings.

回転軸1は、円筒形状を有する軸部1Aと、軸部1Aに対しラジアル方向に延びるように形成されているスラスト板部1Bとを含む。スラスト板部1Bは、軸部1Aのアキシャル方向における一方の端部に接続されている。以下、アキシャル方向においてスラスト板部1Bが設けられている軸部1Aの上記一方の端部側を後側、軸部1Aのアキシャル方向においてスラスト板部1Bと反対側に位置する軸部1Aの他方の端部側を前側という。軸部1Aおよびスラスト板部1Bには、スラスト方向に延びる第1貫通孔17が形成されている。エアタービン駆動スピンドル100が静電塗装機用に構成されている場合には、回転軸1の前側の端部には円錐形カップ(図示省略)が取り付けられ、第1貫通孔17の内部には円錐形カップに塗料を供給するための塗料供給管が配置される。スラスト板部1Bには、回転翼15、貫通孔(貫通孔部)16(図2参照)、および被検出部24が形成されている。   The rotating shaft 1 includes a shaft portion 1A having a cylindrical shape, and a thrust plate portion 1B formed so as to extend in the radial direction with respect to the shaft portion 1A. The thrust plate portion 1B is connected to one end portion in the axial direction of the shaft portion 1A. Hereinafter, the other end of the shaft portion 1A located on the rear side of the one end portion of the shaft portion 1A on which the thrust plate portion 1B is provided in the axial direction and on the opposite side of the thrust plate portion 1B in the axial direction of the shaft portion 1A. The end side is called the front side. A first through hole 17 extending in the thrust direction is formed in the shaft portion 1A and the thrust plate portion 1B. When the air turbine drive spindle 100 is configured for an electrostatic coating machine, a conical cup (not shown) is attached to the front end portion of the rotary shaft 1, and the first through hole 17 has an inside. A paint supply pipe is provided for supplying paint to the conical cup. The thrust plate portion 1B is formed with a rotary blade 15, a through hole (through hole portion) 16 (see FIG. 2), and a detected portion 24.

図2に示されるように、スラスト板部1Bは、ラジアル方向において外周側に位置する領域が中央側に位置する領域(厚肉部1C)よりもスラスト方向における厚みが薄い薄肉部1Dを有している。厚肉部1Cは上記第1貫通孔17(図1参照)を囲うように形成されており、薄肉部1Dは当該厚肉部1Cを囲うように形成されている。   As shown in FIG. 2, the thrust plate portion 1B has a thin portion 1D whose thickness in the thrust direction is thinner than the region (thick portion 1C) where the region located on the outer peripheral side in the radial direction is located on the center side. ing. The thick part 1C is formed so as to surround the first through hole 17 (see FIG. 1), and the thin part 1D is formed so as to surround the thick part 1C.

回転翼15は、スラスト板部1Bの当該薄肉部1D上において、後側に位置する面からスラスト方向に延びるように形成されている。回転軸1は、回転翼15が駆動用給気ノズル14(図1参照)から噴出された気体を受けることにより回転可能に設けられている。回転翼15は複数形成されている。複数の回転翼15は、回転軸1の回転方向に互いに間隔(隙間部)を隔てて設けられている。好ましくは、複数の回転翼15において隣り合う回転翼15は等間隔に設けられている。複数の回転翼15は、スラスト板部1Bの外周に沿って配置されている。複数の回転翼15のスラスト方向に垂直な断面形状は任意の形状であればよいが、たとえば、回転方向において前方に位置して回転方向に凸状に形成されている前方曲面部と、回転方向において後方に位置して回転方向に凸状に形成されている後方曲面部とを有している。   The rotary blade 15 is formed so as to extend in the thrust direction from the surface located on the rear side on the thin portion 1D of the thrust plate portion 1B. The rotary shaft 1 is rotatably provided when the rotary blade 15 receives the gas ejected from the driving air supply nozzle 14 (see FIG. 1). A plurality of rotor blades 15 are formed. The plurality of rotary blades 15 are provided at intervals (gap portions) in the rotation direction of the rotary shaft 1. Preferably, in the plurality of rotor blades 15, adjacent rotor blades 15 are provided at equal intervals. The plurality of rotor blades 15 are arranged along the outer periphery of the thrust plate portion 1B. The cross-sectional shape perpendicular to the thrust direction of the plurality of rotor blades 15 may be any shape. For example, the front curved surface portion that is positioned forward in the rotation direction and is formed in a convex shape in the rotation direction, and the rotation direction And a rear curved surface portion formed in a convex shape in the rotational direction.

図2に示されるように、スラスト板部1Bの上記薄肉部1D上には、スラスト方向に延びる第2貫通孔(貫通孔部)16が形成されている。第2貫通孔16は、スラスト板部1Bの上記前側に位置する平面から上記後側に位置する面(回転翼15が形成されている面)まで達している。第2貫通孔16は、スラスト方向から平面視したときに、任意の形状を有していればよいが、たとえば円形状である。   As shown in FIG. 2, a second through hole (through hole portion) 16 extending in the thrust direction is formed on the thin portion 1D of the thrust plate portion 1B. The second through hole 16 extends from the plane located on the front side of the thrust plate portion 1B to the face located on the rear side (the face on which the rotary blades 15 are formed). The second through-hole 16 only needs to have an arbitrary shape when viewed in plan from the thrust direction, and is, for example, a circular shape.

図1および図2に示されるように、厚肉部1Cにおいて後側に位置する面上には、被検出部24が形成されている。被検出部24は、回転方向において分割される複数の領域毎に異なる反射率となるように表面処理が施されている。たとえば厚肉部1Cにおいて後側に位置する面のうち、回転方向における半分の領域が他の半分の領域よりもレーザ光などの光が照射されたときに反射光の強度が高くなるように設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the detected portion 24 is formed on the surface located on the rear side in the thick portion 1 </ b> C. The to-be-detected part 24 is surface-treated so that it may become a different reflectance for every some area | region divided | segmented in a rotation direction. For example, in the surface located on the rear side in the thick portion 1C, a half region in the rotation direction is provided so that the intensity of the reflected light is higher when light such as laser light is irradiated than the other half region. It has been.

回転軸1は、軸部1Aの一部がハウジングアッシ2に収容されている。ハウジングアッシ2は、回転軸1の軸部1Aの外周面およびスラスト板部1Bの前側の平面の各一部に面しており軸部1Aの一部を囲むように形成されている軸受スリーブ4を含む。さらに、ハウジングアッシ2は、ラジアル方向において軸受スリーブ4よりも外周側に配置され軸受スリーブ4と固定されているハウジング3を含む。軸受スリーブ4とカバー5とは固定されている。ハウジングアッシ2は、たとえばハウジング3がOリングを介してカバー5と接続されている。   A part of the shaft portion 1 </ b> A of the rotating shaft 1 is accommodated in the housing assembly 2. The housing assembly 2 faces each part of the outer peripheral surface of the shaft portion 1A of the rotating shaft 1 and the front plane of the thrust plate portion 1B, and is formed so as to surround a part of the shaft portion 1A. including. Further, the housing assembly 2 includes a housing 3 that is disposed on the outer peripheral side of the bearing sleeve 4 in the radial direction and is fixed to the bearing sleeve 4. The bearing sleeve 4 and the cover 5 are fixed. For example, the housing 3 is connected to the cover 5 via an O-ring.

カバー5は、スラスト方向においてノズル板6と固定されている。ノズル板6は、回転軸1においてハウジング3、軸受スリーブ4、およびカバー5に収容されていない部分(スラスト板部1Bのラジアル方向における外周端面およびスラスト板部1Bの後側に位置する面)を囲むように形成されている。カバー5とノズル板6とは、回転軸1を収容する筐体を構成している。   The cover 5 is fixed to the nozzle plate 6 in the thrust direction. The nozzle plate 6 is a portion of the rotating shaft 1 that is not accommodated in the housing 3, the bearing sleeve 4 and the cover 5 (the outer peripheral end surface of the thrust plate portion 1B in the radial direction and the surface located on the rear side of the thrust plate portion 1B). It is formed to surround. The cover 5 and the nozzle plate 6 constitute a housing that accommodates the rotating shaft 1.

ノズル板6は、回転軸1よりも後側に配置されている。ノズル板6の内部には、スラスト板部1B上に形成されている回転翼15に駆動用気体が供給・排気される際に、駆動用気体が流通する流通路が形成されている。駆動用気体は、たとえば圧縮空気である。   The nozzle plate 6 is disposed on the rear side of the rotating shaft 1. Inside the nozzle plate 6, there is formed a flow passage through which the driving gas flows when the driving gas is supplied to and exhausted from the rotary blades 15 formed on the thrust plate portion 1B. The driving gas is, for example, compressed air.

ノズル板6には、回転翼15に駆動用気体を供給するための駆動用給気路13および駆動用給気ノズル14が形成されている。駆動用給気路13は、その一方端がノズル板6の外周面上の駆動用気体給気口12と接続されており、他方端が駆動用給気ノズル14に接続されている。駆動用給気ノズル14は、回転翼15に対し、ラジアル方向において回転軸1の外側から内側に向かって駆動用気体を噴出可能に設けられている。駆動用給気路13および駆動用給気ノズル14は、回転方向において互いに間隔を隔てて複数形成されていてもよい。つまり、駆動用給気路13および駆動用給気ノズル14は、回転方向に任意の間隔を隔てて設けられている回転翼15に対して、同一の回転方向に同時に駆動用気体を供給可能に設けられていてもよい。   In the nozzle plate 6, a driving air supply path 13 and a driving air supply nozzle 14 for supplying a driving gas to the rotary blades 15 are formed. One end of the drive air supply path 13 is connected to the drive gas supply port 12 on the outer peripheral surface of the nozzle plate 6, and the other end is connected to the drive air supply nozzle 14. The drive air supply nozzle 14 is provided so as to be able to eject drive gas from the outer side to the inner side of the rotary shaft 1 in the radial direction with respect to the rotary blade 15. A plurality of the drive air supply passages 13 and the drive air supply nozzles 14 may be formed at intervals in the rotational direction. That is, the drive air supply path 13 and the drive air supply nozzle 14 can simultaneously supply the drive gas in the same rotation direction to the rotor blades 15 provided at an arbitrary interval in the rotation direction. It may be provided.

ノズル板6は、スラスト板部1Bよりも後側に位置し、スラスト板部1Bとスラスト方向において対向する隔壁22と、隔壁22よりも後側に位置し、スラスト板部1Bとスラスト方向において対向する後方壁部28を含む。隔壁22は、ノズル板6において、駆動用給気ノズル14よりもラジアル方向の中央側であって排気孔11よりもスラスト方向の前側に位置する部分に、スラスト板部1Bの後側の面と対向するように設けられている。異なる観点から言えば、隔壁22は、ノズル板6において後述する仕切部材34と接続されている接続部分として構成されており、仕切部33の表面部分33Aに連なる面を有している。後方壁部28は、ノズル板6において後述する仕切部材34と接続されている接続部分として構成されており、仕切部材34の後側の端部34Bに連なる面を有している。ノズル板6(隔壁22および後方壁部28)には、駆動用給気ノズル14から回転翼15に供給された駆動用気体をエアタービン駆動スピンドル100の外部に排気可能に設けられている駆動用気体排気ポート19、駆動用気体排気空間20、および排気孔11が形成されている。   The nozzle plate 6 is located on the rear side of the thrust plate portion 1B, is opposed to the thrust plate portion 1B in the thrust direction, is located on the rear side of the partition plate 22, and is opposed to the thrust plate portion 1B in the thrust direction. A rear wall portion 28. The partition wall 22 is formed on the nozzle plate 6 on the rear side surface of the thrust plate portion 1 </ b> B at a portion located in the radial direction center side of the driving air supply nozzle 14 and in front of the exhaust hole 11 in the thrust direction. It is provided so as to face each other. If it says from a different viewpoint, the partition 22 is comprised as a connection part connected with the partition member 34 mentioned later in the nozzle plate 6, and has a surface which continues to 33 A of surface parts of the partition part 33. As shown in FIG. The rear wall portion 28 is configured as a connection portion that is connected to a partition member 34 described later in the nozzle plate 6, and has a surface that continues to an end portion 34 </ b> B on the rear side of the partition member 34. The nozzle plate 6 (the partition wall 22 and the rear wall portion 28) is provided with a driving gas supplied to the rotary blade 15 from the driving air supply nozzle 14 so as to be discharged to the outside of the air turbine driving spindle 100. A gas exhaust port 19, a driving gas exhaust space 20, and an exhaust hole 11 are formed.

駆動用気体排気ポート19は隔壁22に第3貫通孔として形成されており、駆動用気体排気空間20はノズル板6において後方壁部28と隔壁22との間に形成されている。   The driving gas exhaust port 19 is formed as a third through hole in the partition wall 22, and the driving gas exhaust space 20 is formed between the rear wall portion 28 and the partition wall 22 in the nozzle plate 6.

駆動用気体排気ポート19は、スラスト方向において回転翼15と重ならない位置に形成されているのが好ましく、ラジアル方向において回転翼15よりも中央側に形成されているのが好ましい。駆動用気体排気ポート19は、スラスト板部1Bの薄肉部1Dと厚肉部1Cとの境界領域とスラスト方向に重なる位置に形成されているのが好ましい。隔壁22において駆動用気体排気ポート19よりもラジアル方向において外周側に位置する部分は、回転翼15および第2貫通孔16とスラスト方向において対向するように形成されている。言い換えると、スラスト板部1B(の薄肉部1D)と隔壁22とに挟まれており、かつ隣り合う回転翼15に挟まれている空間21は、駆動用給気ノズル14および駆動用気体排気ポート19とそれぞれ接続されている。空間21は、駆動用給気ノズル14から回転翼15に向けて供給された気体を効率的に回転翼15に当て、かつ当該気体を駆動用気体排気ポート19へ効率的に流通させるための流通路(駆動用気体排気路)を構成している。空間21は、貫通孔部16を介してスラスト板部1Bと軸受スリーブ4との軸受隙間に接続されている。空間21は、駆動用気体排気空間20よりも体積が小さい。   The driving gas exhaust port 19 is preferably formed at a position that does not overlap the rotor blade 15 in the thrust direction, and is preferably formed at the center side of the rotor blade 15 in the radial direction. The driving gas exhaust port 19 is preferably formed at a position overlapping the boundary region between the thin portion 1D and the thick portion 1C of the thrust plate portion 1B in the thrust direction. A portion of the partition wall 22 located on the outer peripheral side in the radial direction from the driving gas exhaust port 19 is formed so as to face the rotary blade 15 and the second through hole 16 in the thrust direction. In other words, the space 21 sandwiched between the thrust plate portion 1B (the thin portion 1D thereof) and the partition wall 22 and sandwiched between the adjacent rotary blades 15 includes the driving air supply nozzle 14 and the driving gas exhaust port. 19 are connected to each other. The space 21 is a flow for efficiently applying the gas supplied from the driving air supply nozzle 14 toward the rotary blade 15 to the rotary blade 15 and for efficiently circulating the gas to the drive gas exhaust port 19. A path (driving gas exhaust path) is formed. The space 21 is connected to the bearing gap between the thrust plate portion 1 </ b> B and the bearing sleeve 4 through the through-hole portion 16. The space 21 has a smaller volume than the driving gas exhaust space 20.

ノズル板6(隔壁22および後方壁部28)には、さらにそれぞれ2つの貫通孔が形成されている。ノズル板6の後方壁部28には、ラジアル方向の中央側に位置し第1貫通孔17とスラスト方向に連なるように第4貫通孔23が形成されている。隔壁22には、ラジアル方向の中央側に位置し第1貫通孔17および第4貫通孔23とスラスト方向に連なるように第6貫通孔26が形成されている。ノズル板6の後方壁部28には、第4貫通孔23よりもラジアル方向の外周側であって駆動用気体排気ポート19よりもラジアル方向の中央側に第5貫通孔25が形成されている。隔壁22には、第6貫通孔26よりもラジアル方向の外周側であって駆動用気体排気ポート19よりもラジアル方向の中央側に第7貫通孔27が形成されている。第5貫通孔25および第7貫通孔27は、スラスト板部1Bにおける被検出部24とスラスト方向において対向するように形成されている。第5貫通孔25および第7貫通孔27には、後述する仕切部材34が固定されている。第5貫通孔25は、スラスト方向において連なる複数の部分を有しており、1つの部分は他の部分よりも拡径に設けられていてもよい。言い換えると、ノズル板6の後方壁部28において第5貫通孔25に面している部分は段差部を有していてもよい。   The nozzle plate 6 (the partition wall 22 and the rear wall portion 28) is further formed with two through holes. A fourth through hole 23 is formed in the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6 so as to be located at the center side in the radial direction and to be continuous with the first through hole 17 in the thrust direction. A sixth through hole 26 is formed in the partition wall 22 so as to be located on the radial center side and to be continuous with the first through hole 17 and the fourth through hole 23 in the thrust direction. A fifth through hole 25 is formed in the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6 on the outer peripheral side in the radial direction with respect to the fourth through hole 23 and on the center side in the radial direction with respect to the driving gas exhaust port 19. . A seventh through hole 27 is formed in the partition wall 22 on the outer peripheral side in the radial direction with respect to the sixth through hole 26 and on the central side in the radial direction with respect to the driving gas exhaust port 19. The fifth through hole 25 and the seventh through hole 27 are formed so as to face the detected portion 24 in the thrust plate portion 1B in the thrust direction. A partition member 34 to be described later is fixed to the fifth through hole 25 and the seventh through hole 27. The fifth through hole 25 has a plurality of portions that are continuous in the thrust direction, and one portion may be provided with a larger diameter than the other portion. In other words, the part facing the fifth through hole 25 in the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6 may have a stepped portion.

排気孔11は、ノズル板6の後方壁部28において、駆動用給気路13および駆動用給気ノズル14よりもラジアル方向における中央側に形成されている。排気孔11は、駆動用気体排気ポート19とスラスト方向において少なくとも一部が重なるように形成されている。ノズル板6の後方壁部28において駆動用気体排気ポート19と排気孔11との間には排気空間20が形成されている。排気空間20は、スラスト板部1Bと隔壁22との間に形成される空間よりも体積が大きい。   The exhaust hole 11 is formed on the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6 on the center side in the radial direction with respect to the driving air supply path 13 and the driving air supply nozzle 14. The exhaust hole 11 is formed so as to at least partially overlap the driving gas exhaust port 19 in the thrust direction. An exhaust space 20 is formed between the driving gas exhaust port 19 and the exhaust hole 11 in the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6. The exhaust space 20 has a larger volume than the space formed between the thrust plate 1 </ b> B and the partition wall 22.

図2に示されるように、カバー5およびノズル板6で構成される筐体において被検出部24に対向する部分には、外部と通ずる開口部35が形成されている。つまり、開口部35は、スラスト方向の後側に開放端を有している。エアタービン駆動スピンドル100は、被検出部24に接する空間Sと開口部35との間を仕切る仕切部33を備える。ここで、被検出部24に接する空間Sとは、回転軸1と筐体との間に位置する空間を言い、具体的にはスラスト板部1Bと隔壁22との間に位置する空間をいう。仕切部33は、隔壁22と別体として設けられている仕切部材34においてスラスト方向における前側に位置する端部として構成されている。異なる観点から言えば、仕切部33は、仕切部材34において回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の先端部と対向する部分である。仕切部33は、被検出部24と対向する表面部分33Aを有している。仕切部材34は、スラスト方向において前側に位置する閉端部として構成されている仕切部33と、スラスト方向において後側に位置して開放端として構成されている端部34Bと、上記仕切部33と交差する方向において仕切部33から後側の端部34Bまで延びる側面部34Dとを含んでいる。   As shown in FIG. 2, an opening 35 that communicates with the outside is formed in a portion that faces the detected portion 24 in the casing constituted by the cover 5 and the nozzle plate 6. That is, the opening 35 has an open end on the rear side in the thrust direction. The air turbine drive spindle 100 includes a partition 33 that partitions the space S in contact with the detected portion 24 and the opening 35. Here, the space S in contact with the detected portion 24 refers to a space located between the rotating shaft 1 and the casing, and specifically refers to a space located between the thrust plate portion 1B and the partition wall 22. . The partition portion 33 is configured as an end portion located on the front side in the thrust direction in the partition member 34 provided separately from the partition wall 22. If it says from a different viewpoint, the partition part 33 is a part which opposes the front-end | tip part of a rotation detection apparatus (the optical sensor 46 and the sensor holder 47) in the partition member 34. FIG. The partition portion 33 has a surface portion 33 </ b> A that faces the detected portion 24. The partition member 34 includes a partition portion 33 configured as a closed end portion positioned on the front side in the thrust direction, an end portion 34B positioned on the rear side in the thrust direction and configured as an open end, and the partition portion 33. And a side surface portion 34D extending from the partition portion 33 to the rear end portion 34B.

仕切部材34のスラスト方向に沿った外形寸法(仕切部33の前側に位置する面と後側の端部34Bの後側に位置する面との間の距離)は、ノズル板6の隔壁22の前側に位置する面と後方壁部28の後側に位置する面との間の距離と同等に設けられている。仕切部材34のラジアル方向に沿った外形寸法は、第5貫通孔25および第7貫通孔27の孔径と同等に設けられている。仕切部材34は、後方壁部28に形成されている第5貫通孔25および隔壁22に形成されている第7貫通孔27内にはめ込まれて固定されている。なお、仕切部材34は、筐体(カバー5およびノズル板6)に対し、任意の方法に固定されていればよいが、たとえばねじ固定、はめ込み、圧入、接着、および溶着からなる群から選択される少なくとも1つの固定方法により筐体に固定されている。   The external dimension along the thrust direction of the partition member 34 (the distance between the surface located on the front side of the partition portion 33 and the surface located on the rear side of the rear end portion 34B) is the size of the partition wall 22 of the nozzle plate 6. The distance between the surface located on the front side and the surface located on the rear side of the rear wall portion 28 is set equal to the distance. The external dimension along the radial direction of the partition member 34 is set to be equal to the diameters of the fifth through hole 25 and the seventh through hole 27. The partition member 34 is fitted and fixed in the fifth through hole 25 formed in the rear wall portion 28 and the seventh through hole 27 formed in the partition wall 22. The partition member 34 is only required to be fixed to the casing (the cover 5 and the nozzle plate 6) by an arbitrary method. For example, the partition member 34 is selected from the group consisting of screw fixing, fitting, press-fitting, adhesion, and welding. It is fixed to the housing by at least one fixing method.

仕切部材34は、スラスト方向における前側に位置する端部が平坦に設けられている。言い換えると、仕切部33において前側に位置する表面部分33Aは、平面である。仕切部33の上記表面部分33Aは、隔壁22の前側に位置する平面と同一平面上となるように設けられている。仕切部材34においてスラスト方向の後側の端部34Bには、側面部34Dに対してラジアル方向に凸状に形成されている段差部34Eが形成されている。仕切部材34の当該段差部34Eとノズル板6の後方壁部28に設けられている上記段差部とは、互いに係合可能に設けられている。仕切部33(仕切部材34)を構成する材料は、透光性(光学式センサ46から照射される光を実質的に透過(透過率がたとえば50%以上)させる性質)を有していればよい。仕切部33(仕切部材34)を構成する材料は、たとえば透明材料または半透明材料である。仕切部33(仕切部材34)を構成する材料が透明材料の場合には、回転軸1の回転数の測定について高い検出感度を実現することができる。また、仕切部33(仕切部材34)を構成する材料が半透明材料の場合には、たとえば被検出部24に接する空間Sが霧状の気体が満たされたり満たされなかったり変化する場合であっても、このような環境の変化に伴う光学式センサ46の検出感度の変化を抑えることができ、光学式センサ46の検出不良の発生を抑制することができる。   The partition member 34 has a flat end portion located on the front side in the thrust direction. In other words, the surface portion 33A located on the front side in the partition portion 33 is a flat surface. The surface portion 33 </ b> A of the partition portion 33 is provided so as to be on the same plane as the plane located on the front side of the partition wall 22. In the partition member 34, a step 34E is formed at the rear end 34B in the thrust direction so as to be convex in the radial direction with respect to the side 34D. The stepped portion 34E of the partition member 34 and the stepped portion provided in the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6 are provided to be able to engage with each other. If the material which comprises the partition part 33 (partition member 34) has translucency (property which transmits substantially the light irradiated from the optical sensor 46 (permeability is 50% or more)). Good. The material which comprises the partition part 33 (partition member 34) is a transparent material or a translucent material, for example. When the material which comprises the partition part 33 (partition member 34) is a transparent material, a high detection sensitivity is realizable about the measurement of the rotation speed of the rotating shaft 1. FIG. Moreover, when the material which comprises the partition part 33 (partition member 34) is a translucent material, it is a case where the space S which contact | connects the to-be-detected part 24 is filled with mist-like gas, or it is not filled. However, the change in the detection sensitivity of the optical sensor 46 accompanying such a change in the environment can be suppressed, and the occurrence of detection failure of the optical sensor 46 can be suppressed.

仕切部33(仕切部材34)を構成する材料は、たとえばポリプロピレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、およびガラスからなる群から選択される少なくとも1つである。   The material which comprises the partition part 33 (partition member 34) is at least 1 selected from the group which consists of a polypropylene, a polyacetal, a polycarbonate, polyethylene, an acryl, and glass, for example.

開口部35は、仕切部33よりも後側に位置する空間として構成されている。具体的には、開口部35は、仕切部33、仕切部材34の後側に位置する端部および側面部34Dに囲まれている空間として構成されている。開口部35は回転検出装置(図2中の光学式センサ46,センサホルダ47)を挿入可能に設けられている。開口部35は、任意の形状を有していればよいが、たとえば多角柱または円柱と嵌合可能な形状を有している。   The opening 35 is configured as a space located on the rear side of the partition 33. Specifically, the opening 35 is configured as a space surrounded by the partition 33, the end located on the rear side of the partition member 34, and the side surface 34D. The opening 35 is provided so that a rotation detecting device (optical sensor 46 and sensor holder 47 in FIG. 2) can be inserted. Although the opening part 35 should just have arbitrary shapes, it has a shape which can be fitted with a polygonal column or a cylinder, for example.

図1(b)に示されるように、光学式センサ46およびセンサホルダ47は、スピンドルホルダ40に取り付けられている。スピンドルホルダ40は、エアタービン駆動スピンドル100の少なくとも後側に位置する一部分を収容可能に設けられている収容部48を有している。スピンドルホルダ40は、収容部48内に収容されたエアタービン駆動スピンドル100の軸受気体供給口9と接続可能に設けられている軸受気体供給部41を有している。スピンドルホルダ40は、収容部48内に収容されたエアタービン駆動スピンドル100の駆動用気体給気口12と接続可能に設けられている駆動用気体給気部42を有している。スピンドルホルダ40は、収容部48内に収容されたエアタービン駆動スピンドル100の排気孔11と接続可能に設けられている排気孔43を有している。スピンドルホルダ40は、収容部48内に収容されたエアタービン駆動スピンドル100の第1貫通孔17に挿入可能に設けられている塗料供給部44を有している。スピンドルホルダ40は、収容部48内に収容されたエアタービン駆動スピンドル100の仕切部材34に挿入された可能に設けられている回転検出装置としての光学式センサ46およびセンサホルダ47を有している。   As shown in FIG. 1B, the optical sensor 46 and the sensor holder 47 are attached to the spindle holder 40. The spindle holder 40 has an accommodating portion 48 provided so as to accommodate at least a portion located on the rear side of the air turbine drive spindle 100. The spindle holder 40 has a bearing gas supply part 41 provided so as to be connectable to the bearing gas supply port 9 of the air turbine drive spindle 100 housed in the housing part 48. The spindle holder 40 has a driving gas supply portion 42 provided so as to be connectable to the driving gas supply port 12 of the air turbine drive spindle 100 housed in the housing portion 48. The spindle holder 40 has an exhaust hole 43 provided so as to be connectable to the exhaust hole 11 of the air turbine drive spindle 100 housed in the housing portion 48. The spindle holder 40 has a paint supply part 44 provided so as to be insertable into the first through hole 17 of the air turbine drive spindle 100 housed in the housing part 48. The spindle holder 40 has an optical sensor 46 and a sensor holder 47 as a rotation detecting device provided so as to be inserted into the partition member 34 of the air turbine drive spindle 100 housed in the housing portion 48. .

光学式センサ46は、回転軸1に設けられている被検出部24から回転軸1の回転数を検出可能な任意の構成を有していればよいが、たとえば被検出部24に光を照射可能な発光部と、被検出部24からの反射光を検出可能な受光部とを有している。光学式センサ46の発光部は、仕切部材34を透過可能な任意の波長の光を照射可能であればよいが、たとえば半導体レーザを含む。光学式センサ46の受光部は、たとえばフォトダイオードなどの受光素子を含む。センサホルダ47は、光学式センサ46をスピンドルホルダ40およびエアタービン駆動スピンドル100に対して固定するためのものである。光学式センサ46およびセンサホルダ47は、エアタービン駆動スピンドル100が収容部48内に収容されたときに、少なくとも仕切部33と対向するように設けられており、たとえば仕切部33と近接するように設けられている。センサホルダ47は、たとえばスラスト方向の前側の端部が面取りされていてもよい。   The optical sensor 46 only needs to have an arbitrary configuration capable of detecting the number of rotations of the rotating shaft 1 from the detected portion 24 provided on the rotating shaft 1. For example, the optical sensor 46 irradiates the detected portion 24 with light. And a light receiving unit capable of detecting the reflected light from the detected portion 24. The light emitting unit of the optical sensor 46 only needs to be able to irradiate light having an arbitrary wavelength that can pass through the partition member 34. The light receiving unit of the optical sensor 46 includes a light receiving element such as a photodiode. The sensor holder 47 is for fixing the optical sensor 46 to the spindle holder 40 and the air turbine drive spindle 100. The optical sensor 46 and the sensor holder 47 are provided so as to face at least the partition portion 33 when the air turbine drive spindle 100 is housed in the housing portion 48, for example, close to the partition portion 33. Is provided. The sensor holder 47 may be chamfered at the front end in the thrust direction, for example.

ハウジング3、軸受スリーブ4、およびカバー5は、回転軸1の軸部1Aと軸受スリーブ4との間およびスラスト板部1Bと軸受スリーブ4との間にそれぞれ軸受隙間を形成可能に設けられており、かつ当該軸受隙間に気体を供給可能に設けられている。具体的には、ハウジング3、軸受スリーブ4、およびカバー5は、それぞれ軸受気体供給路10を有しており、それぞれの軸受気体供給路10は互いに接続されている。軸受気体供給路10は、その一方端がカバー5の外周面上の軸受気体供給口9と接続されており、他方端が軸部1Aと軸受スリーブ4との軸受隙間およびスラスト板部1Bと軸受スリーブ4との軸受隙間に接続されている。軸受気体供給路10において軸受隙間と接続されている部分の孔径は軸受気体供給口9の孔径よりも小さく、軸受気体供給路10において軸受隙間と接続されている部分にはいわゆる絞りが形成されている。ジャーナル軸受7は、軸受気体供給口9から軸受気体供給路10に供給された気体が軸部1Aと軸受スリーブ4との軸受隙間に供給されることにより構成される。スラスト軸受8は、軸受気体供給口9から軸受気体供給路10に供給された気体がスラスト板部1Bと軸受スリーブ4との軸受隙間に供給されることにより構成される。   The housing 3, the bearing sleeve 4, and the cover 5 are provided such that a bearing gap can be formed between the shaft portion 1 </ b> A of the rotary shaft 1 and the bearing sleeve 4 and between the thrust plate portion 1 </ b> B and the bearing sleeve 4. In addition, gas can be supplied to the bearing gap. Specifically, the housing 3, the bearing sleeve 4, and the cover 5 each have a bearing gas supply path 10, and the respective bearing gas supply paths 10 are connected to each other. The bearing gas supply path 10 has one end connected to a bearing gas supply port 9 on the outer peripheral surface of the cover 5 and the other end connected to the bearing gap between the shaft portion 1A and the bearing sleeve 4 and the thrust plate portion 1B and the bearing. It is connected to the bearing gap with the sleeve 4. The hole diameter of the portion connected to the bearing gap in the bearing gas supply passage 10 is smaller than the hole diameter of the bearing gas supply port 9, and a so-called restriction is formed in the portion connected to the bearing gap in the bearing gas supply passage 10. Yes. The journal bearing 7 is configured by supplying the gas supplied from the bearing gas supply port 9 to the bearing gas supply path 10 into the bearing gap between the shaft portion 1 </ b> A and the bearing sleeve 4. The thrust bearing 8 is configured by supplying the gas supplied from the bearing gas supply port 9 to the bearing gas supply path 10 into the bearing gap between the thrust plate portion 1 </ b> B and the bearing sleeve 4.

ハウジング3において、スラスト板部1Bとスラスト方向において対向する領域には磁石30が配置されている。磁石30はスラスト板部1Bに対して磁気力を付与可能に設けられている。磁石30は、たとえば永久磁石である。磁石30は、たとえば回転翼15および第2貫通孔16が形成されているスラスト板部1Bの薄肉部1Dとスラスト方向において対向するように設けられている。磁石30は、スラスト方向から見たときの平面形状がたとえば円環形状である。   In the housing 3, a magnet 30 is disposed in a region facing the thrust plate portion 1B in the thrust direction. The magnet 30 is provided so that a magnetic force can be applied to the thrust plate portion 1B. The magnet 30 is a permanent magnet, for example. The magnet 30 is provided, for example, so as to face the thin portion 1D of the thrust plate portion 1B in which the rotor blade 15 and the second through hole 16 are formed in the thrust direction. The magnet 30 has, for example, an annular shape when viewed from the thrust direction.

第2貫通孔16は、複数形成されているのが好ましい。複数の第2貫通孔16は、複数の回転翼15において隣り合う回転翼15の間にそれぞれ形成されている。複数の第2貫通孔16は、たとえば複数の回転翼15において隣り合う回転翼15間に形成されている隙間部の全てに1つずつ形成されている。言い換えると、複数の回転翼15において隣り合う2つの回転翼15は、1つの第2貫通孔16を挟むように設けられている。このとき、第2貫通孔16は、隙間部において任意の位置に形成されていればよいが、たとえば隙間部の中心に形成されている。   A plurality of second through holes 16 are preferably formed. The plurality of second through holes 16 are respectively formed between adjacent rotary blades 15 in the plurality of rotary blades 15. The plurality of second through holes 16 are formed one by one in all the gaps formed between the adjacent rotor blades 15 in the plurality of rotor blades 15, for example. In other words, two adjacent rotary blades 15 in the plurality of rotary blades 15 are provided so as to sandwich one second through hole 16. At this time, the second through hole 16 may be formed at an arbitrary position in the gap, but is formed at the center of the gap, for example.

第2貫通孔16の孔径は、当該第2貫通孔16を挟んで隣り合う回転翼15の間隔(たとえば隣り合う一方の回転翼15の前方曲面部と隣り合う他方の回転翼15の後方曲面部との距離)以下である。複数の第2貫通孔16は、孔径がそれぞれ異なるように形成されていてもよいが、好ましくは孔径がそれぞれ等しくなるように形成されている。第2貫通孔16は、任意の方法により形成され得るが、たとえばドリルによってスラスト板部1Bが穴開けされることにより形成される。   The hole diameter of the second through-hole 16 is the distance between adjacent rotary blades 15 across the second through-hole 16 (for example, the rear curved surface portion of the other rotary blade 15 adjacent to the front curved surface portion of one adjacent rotary blade 15). And the distance). The plurality of second through holes 16 may be formed to have different hole diameters, but are preferably formed to have the same hole diameter. Although the 2nd through-hole 16 can be formed by arbitrary methods, it is formed, for example by drilling the thrust board part 1B with a drill.

複数の第2貫通孔16において隣り合う第2貫通孔16は、互いに任意の間隔で形成されていればよいが、好ましくは互いに等間隔に設けられている。複数の第2貫通孔16は、回転軸1の回転中心に対して点対称となるように形成されているのが好ましい。   The second through holes 16 adjacent to each other in the plurality of second through holes 16 may be formed at arbitrary intervals, but are preferably provided at equal intervals. The plurality of second through holes 16 are preferably formed so as to be point-symmetric with respect to the rotation center of the rotation shaft 1.

図2に示されるように、スラスト板部1Bにおいて、薄肉部1Dと厚肉部1Cとの境界領域は、スラスト方向における厚みがゆるやかに変化するように設けられている。スラスト板部1Bの後側に位置する面は、薄肉部1Dと厚肉部1Cとの間に曲面を有している。回転翼15における後側に位置する部分と厚肉部1Cにおける後側に位置する部分とは、ラジアル方向に延びる同一面上に形成されている。   As shown in FIG. 2, in the thrust plate portion 1B, the boundary region between the thin portion 1D and the thick portion 1C is provided so that the thickness in the thrust direction changes gently. The surface located on the rear side of the thrust plate portion 1B has a curved surface between the thin portion 1D and the thick portion 1C. The portion located on the rear side of the rotary blade 15 and the portion located on the rear side in the thick portion 1C are formed on the same surface extending in the radial direction.

次に、実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100の動作について説明する。   Next, the operation of the air turbine drive spindle 100 according to the first embodiment will be described.

図示しないエアコンプレッサなどの駆動用気体供給源から供給された駆動用気体は、駆動用気体給気口12から駆動用給気路13を通じて駆動用給気ノズル14に供給される。駆動用給気ノズル14に供給された駆動用気体は、スラスト板部1Bの回転翼15に向けて、スラスト板部1Bの接線方向(回転方向)とほぼ平行な方向に沿って噴出される。回転翼15は噴出された駆動用気体を後方曲面部において受ける。このとき、回転翼15に噴出された駆動用気体は後方曲面部の外周側に到達し、後方曲面部に沿って流れることで向きを変えられ、駆動用気体排気ポート19から排気空間20に達して排気孔11から外部に排気される。回転翼15には駆動用気体に与えた力の反力が作用し、スラスト板部1Bは回転トルクを与えられる。これにより、回転軸1は回転方向に沿って回転する。回転軸1の回転数は、たとえば数万rpm以上とすることができる。つまり、エアタービン駆動スピンドル100は、たとえば静電塗装機用スピンドルに好適である。   A driving gas supplied from a driving gas supply source such as an air compressor (not shown) is supplied from the driving gas supply port 12 to the driving supply nozzle 14 through the driving supply passage 13. The driving gas supplied to the driving air supply nozzle 14 is ejected toward the rotor blade 15 of the thrust plate 1B along a direction substantially parallel to the tangential direction (rotation direction) of the thrust plate 1B. The rotary blade 15 receives the jetted driving gas at the rear curved surface portion. At this time, the driving gas ejected to the rotary blade 15 reaches the outer peripheral side of the rear curved surface portion and is changed in direction by flowing along the rear curved surface portion, and reaches the exhaust space 20 from the driving gas exhaust port 19. Then, the air is exhausted from the exhaust hole 11 to the outside. A reaction force of the force applied to the driving gas acts on the rotary blade 15, and the thrust plate portion 1B is given a rotational torque. Thereby, the rotating shaft 1 rotates along the rotation direction. The rotation speed of the rotating shaft 1 can be set to, for example, tens of thousands rpm or more. That is, the air turbine drive spindle 100 is suitable for a spindle for an electrostatic coating machine, for example.

次に、実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100の作用効果について説明する。エアタービン駆動スピンドル100は、軸部1Aと、軸部1Aに対しラジアル方向に延びるように形成されており第1の面を有するスラスト板部1Bとを含み、第1の面上にスラスト方向に延びるように形成されている複数の回転翼15を有する回転軸1と、回転軸1を回転可能に収容している筐体(カバー5およびノズル板6)とを備える。回転軸1は、第1の面上に回転軸1の回転数を検出するための被検出部24を含む。筐体(カバー5およびノズル板6)において被検出部24に対向する部分には、外部と通ずる開口部35が形成されている。被検出部24に接する空間Sと開口部35との間を仕切る仕切部材34を備える。   Next, functions and effects of the air turbine drive spindle 100 according to Embodiment 1 will be described. The air turbine drive spindle 100 includes a shaft portion 1A and a thrust plate portion 1B having a first surface and extending in the radial direction with respect to the shaft portion 1A, and in the thrust direction on the first surface. A rotating shaft 1 having a plurality of rotating blades 15 formed to extend, and a casing (cover 5 and nozzle plate 6) that rotatably accommodates the rotating shaft 1 are provided. The rotating shaft 1 includes a detected portion 24 for detecting the number of rotations of the rotating shaft 1 on the first surface. An opening 35 that communicates with the outside is formed in a portion of the housing (cover 5 and nozzle plate 6) that faces the detected portion 24. A partition member 34 that partitions the space S in contact with the detected portion 24 and the opening 35 is provided.

このようにすれば、回転軸1は回転翼15が駆動用給気ノズル14から噴出された駆動用気体を受けることにより回転駆動されるが、駆動用気体はスラスト板部1Bと隔壁22との間を流通し、被検出部24に接する空間Sにも流通する。同様に回転駆動される従来のエアタービン駆動スピンドルでは、被検出部とスラスト方向に対向する領域に回転検出装置の外径と同等以上の孔径を有する貫通孔が形成されていたため、当該貫通孔により被検出部に接する空間において駆動気体の流れに乱れが生じ、回転軸の回転効率が低下するという問題があった。具体的には、仕切部が無い場合、光学式センサが挿入される貫通穴(開口部)は回転軸側から見て凹形状となる。また、被検出部に接する空間(回転軸に近接した空間)と排気空間とが連通した状態となる。このとき、回転軸が高速回転すると、回転軸に近接した空間の空気もつられて高速回転する。高速回転する空気が凹部に落ち込むと、気流が乱れて回転抵抗となる。また、圧力の分布によっては、排気空間から回転軸に近接した空間へ空気が逆流することがあり、この場合にも気流が乱れ回転抵抗となる。   In this way, the rotary shaft 1 is rotationally driven when the rotor 15 receives the driving gas ejected from the driving air supply nozzle 14, and the driving gas flows between the thrust plate portion 1 </ b> B and the partition wall 22. It also circulates in the space S in contact with the detected part 24. Similarly, in a conventional air turbine driven spindle that is rotationally driven, a through hole having a hole diameter equal to or greater than the outer diameter of the rotation detecting device is formed in a region facing the detected portion in the thrust direction. There is a problem in that the flow of the driving gas is disturbed in the space in contact with the detected portion, and the rotation efficiency of the rotating shaft is lowered. Specifically, when there is no partition portion, the through hole (opening portion) into which the optical sensor is inserted has a concave shape when viewed from the rotating shaft side. In addition, the space in contact with the detected portion (the space close to the rotation axis) and the exhaust space are in communication with each other. At this time, when the rotating shaft rotates at high speed, the air in the space close to the rotating shaft is entangled and rotates at high speed. When air rotating at high speed falls into the recess, the airflow is disturbed and rotational resistance is generated. In addition, depending on the pressure distribution, air may flow backward from the exhaust space to a space close to the rotation axis, and in this case as well, the air flow is disturbed and rotational resistance is generated.

これに対し、エアタービン駆動スピンドル100は、仕切部33が被検出部24に接する空間Sと開口部35との間を仕切っているため、被検出部24に接する空間S、すなわち回転軸1のスラスト板部1Bとノズル板6の隔壁22との間に位置する空間Sにおいて駆動気体の流れに乱れが生じることが抑制されている。そのため、エアタービン駆動スピンドル100は、回転軸1の回転効率の低下が抑制されている。   On the other hand, in the air turbine drive spindle 100, the partition 33 partitions the space S in contact with the detected portion 24 and the opening 35, so that the space S in contact with the detected portion 24, that is, the rotation shaft 1. In the space S located between the thrust plate portion 1B and the partition wall 22 of the nozzle plate 6, the turbulence in the flow of the driving gas is suppressed. Therefore, in the air turbine drive spindle 100, a decrease in the rotation efficiency of the rotary shaft 1 is suppressed.

エアタービン駆動スピンドル100において、仕切部33は、被検出部24に対向する平坦な表面部分33Aを含み、筐体(カバー5およびノズル板6)は表面部分33Aに連なる面を有する接続部分(隔壁22)を含んでいてもよい。   In the air turbine drive spindle 100, the partition portion 33 includes a flat surface portion 33A facing the detected portion 24, and the housing (the cover 5 and the nozzle plate 6) has a connection portion (partition wall) having a surface continuous to the surface portion 33A. 22) may be included.

このようにすれば、エアタービン駆動スピンドル100は、被検出部24に接する空間Sと開口部35との間が仕切部33により仕切られており、かつ、被検出部24に接する空間Sにおいて上記凹部が形成されていないため、仕切部33により被検出部24に接する空間Sにおいて駆動気体の流れに乱れが生じることが十分に抑制されている。そのため、エアタービン駆動スピンドル100は、回転軸1の回転効率の低下が十分に抑制されている。   In this way, in the air turbine drive spindle 100, the space S in contact with the detected portion 24 and the opening 35 are partitioned by the partition portion 33, and the space S in contact with the detected portion 24 is Since no recess is formed, the partition 33 is sufficiently suppressed from causing disturbance in the flow of the driving gas in the space S in contact with the detected portion 24. Therefore, in the air turbine drive spindle 100, the reduction in the rotation efficiency of the rotary shaft 1 is sufficiently suppressed.

エアタービン駆動スピンドル100において、仕切部33を構成する材料は透光性を有している。このようにすれば、光学式センサ46を備えるスピンドルホルダ40をエアタービン駆動スピンドル100に取り付けることにより、該光学式センサ46によって回転軸1の回転数を容易に測定することができる。   In the air turbine drive spindle 100, the material constituting the partition portion 33 is translucent. In this way, by attaching the spindle holder 40 including the optical sensor 46 to the air turbine drive spindle 100, the optical sensor 46 can easily measure the rotational speed of the rotary shaft 1.

また、仕切部33を構成する材料は、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、およびガラスからなる群から選択される少なくとも1つであるのが好ましい。エアタービン駆動スピンドル100がたとえば静電塗装機用スピンドルとして構成されている場合であって有機溶剤系塗料が用いられる場合には、仕切部33は溶剤雰囲気下に置かれる。このような場合には、仕切部33の構成材料を耐溶剤性能を有した材料とするのが望ましい。具体的にはポリプロピレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ガラスを選択する。その結果、エアタービン駆動スピンドル100の寿命を延ばすことができる。耐溶剤性を問わない場合はポリエチレンやアクリルでもよい。   Moreover, it is preferable that the material which comprises the partition part 33 is at least 1 selected from the group which consists of a polypropylene, a polyacetal, a polycarbonate, polyethylene, an acryl, and glass. When the air turbine drive spindle 100 is configured as, for example, a spindle for an electrostatic coating machine and an organic solvent-based paint is used, the partition portion 33 is placed in a solvent atmosphere. In such a case, it is desirable that the constituent material of the partition portion 33 is a material having solvent resistance. Specifically, polypropylene, polyacetal, polycarbonate, and glass are selected. As a result, the life of the air turbine drive spindle 100 can be extended. When solvent resistance is not questioned, polyethylene or acrylic may be used.

エアタービン駆動スピンドル100において、筐体(カバー5およびノズル板6)の上記接続部分は、スラスト板部1Bとスラスト方向において対向するように設けられている隔壁22である。仕切部33は、隔壁22と別体として設けられており、隔壁22または後方壁部28に固定されていてもよい。つまり、仕切部33は、隔壁22と別体として設けられている仕切部材34の一部として設けられており、仕切部材34が隔壁22または後方壁部28に固定されていてもよい。   In the air turbine drive spindle 100, the connecting portion of the housing (the cover 5 and the nozzle plate 6) is a partition wall 22 provided so as to face the thrust plate portion 1B in the thrust direction. The partition portion 33 is provided as a separate body from the partition wall 22, and may be fixed to the partition wall 22 or the rear wall portion 28. That is, the partition portion 33 may be provided as a part of the partition member 34 provided separately from the partition wall 22, and the partition member 34 may be fixed to the partition wall 22 or the rear wall portion 28.

このようにすれば、仕切部33(仕切部材34)を交換する必要が生じた場合に、仕切部33(仕切部材34)のみを交換することができる。また、仕切部33に接する部材(たとえばノズル板6)の交換が必要になった場合は、仕切部33はそのまま再利用できる。また、仕切部33と仕切部33に接する部材とが異なる材料で構成され得るため、材料選択の自由度を高めることができる。   If it does in this way, when it becomes necessary to replace | exchange the partition part 33 (partition member 34), only the partition part 33 (partition member 34) can be replaced | exchanged. Moreover, when it is necessary to replace a member (for example, the nozzle plate 6) that contacts the partition portion 33, the partition portion 33 can be reused as it is. Moreover, since the partition part 33 and the member which touches the partition part 33 can be comprised with a different material, the freedom degree of material selection can be raised.

仕切部材34は、ねじ固定、はめ込み、圧入、接着、および溶着からなる群から選択される少なくとも1つの固定方法により筐体(カバー5およびノズル板6)に固定されていればよい。   The partition member 34 may be fixed to the housing (the cover 5 and the nozzle plate 6) by at least one fixing method selected from the group consisting of screw fixing, fitting, press-fitting, adhesion, and welding.

このようにすれば、仕切部材34は、圧縮空気などの駆動用気体に高速で衝突されても、ノズル板6に対する位置ズレや脱離などが抑制されている。   In this way, even if the partition member 34 collides with a driving gas such as compressed air at a high speed, positional deviation and detachment with respect to the nozzle plate 6 are suppressed.

図2に示される仕切部材34は、側面部34Dが隔壁22および後方壁部28に接するように形成されているがこれに限られるものでは無い。言い換えると、該仕切部材34の側面部34Dは、被検出部24が接する空間よりも隔壁22を隔てて後側に位置する排気空間20と開口部35との間を仕切るように形成されているが、これに限られるものでは無い。図3を参照して、仕切部材34は、側面部34Dが隔壁22に接するように形成されており、側面部34Dは排気空間20と開口部35とを仕切るように形成されていなくてもよい。この場合、側面部34Dは、隔壁22の第7貫通孔27内にのみ形成されており、段差部34Eが隔壁22の後側に位置する面上において側面部34Dに対してラジアル方向に凸状に形成されていてもよい。   The partition member 34 shown in FIG. 2 is formed so that the side surface portion 34D contacts the partition wall 22 and the rear wall portion 28, but is not limited thereto. In other words, the side surface portion 34 </ b> D of the partition member 34 is formed so as to partition the exhaust space 20 and the opening 35 located behind the partition wall 22 with respect to the space where the detected portion 24 contacts. However, it is not limited to this. Referring to FIG. 3, the partition member 34 is formed such that the side surface portion 34 </ b> D is in contact with the partition wall 22, and the side surface portion 34 </ b> D may not be formed so as to partition the exhaust space 20 and the opening 35. . In this case, the side surface portion 34D is formed only in the seventh through hole 27 of the partition wall 22, and the stepped portion 34E is convex in the radial direction with respect to the side surface portion 34D on the surface located on the rear side of the partition wall 22. It may be formed.

このようにしても、被検出部24に接する空間S、すなわち回転軸1のスラスト板部1Bと隔壁22との間に位置する空間Sと開口部35とが仕切部33により仕切られているため、当該空間Sにおいて駆動気体の流れに乱れが生じることが抑制されている。そのため、図3に示されるエアタービン駆動スピンドルは、実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様の作用効果を奏することができる。   Even in this case, the space S in contact with the detected portion 24, that is, the space S located between the thrust plate 1 </ b> B of the rotating shaft 1 and the partition wall 22 and the opening 35 are partitioned by the partition portion 33. In the space S, the flow of the driving gas is prevented from being disturbed. Therefore, the air turbine drive spindle shown in FIG. 3 can achieve the same effects as the air turbine drive spindle 100 according to the first embodiment.

(実施の形態2)
次に、図4を参照して、実施の形態2に係るエアタービン駆動スピンドル110について説明する。実施の形態2に係るエアタービン駆動スピンドル110は、基本的には実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様の構成を備えるが、仕切部33が隔壁22と一体として設けられている点で異なる。
(Embodiment 2)
Next, an air turbine drive spindle 110 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The air turbine drive spindle 110 according to the second embodiment basically has the same configuration as the air turbine drive spindle 100 according to the first embodiment, but the partition portion 33 is provided integrally with the partition wall 22. It is different.

隔壁22には、図2に示される第7貫通孔27が形成されておらず、前側に向かって凹んでいる凹部が形成されている。開口部35は、隔壁22に形成されている凹部と、該凹部よりも後側に位置する空間20の一部とノズル板6の後方壁部28に形成されている第5貫通孔25内に形成されている。仕切部33は、隔壁22に形成されている凹部(厚みが薄くなっている部分)として構成されている。異なる観点から言えば、仕切部33は、隔壁22において回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の先端部とスラスト方向において対向する部分である。   The seventh through hole 27 shown in FIG. 2 is not formed in the partition wall 22, but a recess that is recessed toward the front side is formed. The opening 35 is formed in the recessed portion formed in the partition wall 22, a part of the space 20 located behind the recessed portion, and the fifth through hole 25 formed in the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6. Is formed. The partition portion 33 is configured as a recess (a portion where the thickness is reduced) formed in the partition wall 22. If it says from a different viewpoint, the partition part 33 is a part which opposes the front-end | tip part of the rotation detection apparatus (the optical sensor 46 and the sensor holder 47) in the partition 22 in a thrust direction.

隔壁22を構成する材料は、透光性(光学式センサ46から照射される光を実質的に透過(透過率がたとえば50%以上)させる性質)を有していればよい。仕切部33を構成する材料は、たとえば透明材料または半透明材料である。隔壁22を構成する材料は、たとえばポリプロピレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、およびガラスからなる群から選択される少なくとも1つである。   The material constituting the partition wall 22 only needs to have a light-transmitting property (a property of substantially transmitting light irradiated from the optical sensor 46 (transmittance is 50% or more, for example)). The material which comprises the partition part 33 is a transparent material or a translucent material, for example. The material constituting the partition wall 22 is at least one selected from the group consisting of polypropylene, polyacetal, polycarbonate, polyethylene, acrylic, and glass, for example.

このようにしても、仕切部33により被検出部24に接する空間S、すなわち回転軸1のスラスト板部1Bと隔壁22との間に位置する空間Sにおいて駆動気体の流れに乱れが生じることが抑制されている。そのため、実施の形態2に係るエアタービン駆動スピンドル110は、実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様の作用効果を奏することができる。   Even in this case, the flow of the driving gas may be disturbed in the space S that is in contact with the detected portion 24 by the partition portion 33, that is, the space S that is located between the thrust plate portion 1 </ b> B of the rotating shaft 1 and the partition wall 22. It is suppressed. Therefore, the air turbine drive spindle 110 according to the second embodiment can achieve the same operational effects as the air turbine drive spindle 100 according to the first embodiment.

(実施の形態3)
次に、図5を参照して、実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドル120について説明する。実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドル120は、基本的には実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様の構成を備えるが、仕切部33が被検出部24に対向する表面部分33Aを含み、筐体(カバー5およびノズル板6)はラジアル方向において仕切部33と隣接するとともに、仕切部33の表面部分よりも被検出部24から離れている接続部分(隔壁22)を含む点で異なる。言い換えると、エアタービン駆動スピンドル120において、仕切部33の表面部分33Aの少なくとも一部は、仕切部33と隣接する隔壁22よりも被検出部24との距離が短く設けられている。
(Embodiment 3)
Next, an air turbine drive spindle 120 according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG. The air turbine drive spindle 120 according to the third embodiment basically has the same configuration as the air turbine drive spindle 100 according to the first embodiment, but the surface portion 33A where the partition portion 33 faces the detected portion 24. The housing (the cover 5 and the nozzle plate 6) includes a connecting portion (partition 22) that is adjacent to the partition portion 33 in the radial direction and that is farther from the detected portion 24 than the surface portion of the partition portion 33. It is different. In other words, in the air turbine drive spindle 120, at least a part of the surface portion 33 </ b> A of the partition portion 33 is provided with a distance from the detected portion 24 shorter than the partition wall 22 adjacent to the partition portion 33.

図5に示されるように、仕切部33が隔壁22と別体として設けられている場合には、仕切部33は、ラジアル方向において仕切部33と隣接する部分である隔壁22に対して被検出部24に向かって凸状に設けられている。仕切部33において表面部分33A全体が隔壁22に対する凸部として構成されている。仕切部33は、被検出部24とスラスト方向において対向する前側に位置する面(仕切部33の表面部分33Aの前側に位置する面)が上記第1の面と平行な面として構成されている。   As shown in FIG. 5, when the partition portion 33 is provided separately from the partition wall 22, the partition portion 33 is detected with respect to the partition wall 22 that is a portion adjacent to the partition portion 33 in the radial direction. Protruding toward the portion 24. In the partition portion 33, the entire surface portion 33 </ b> A is configured as a convex portion for the partition wall 22. The partition portion 33 is configured such that a front surface facing the detected portion 24 in the thrust direction (a surface positioned on the front side of the surface portion 33A of the partition portion 33) is parallel to the first surface. .

このようにしても、被検出部24に接する空間S、すなわち回転軸1のスラスト板部1Bと隔壁22との間に位置する空間Sと開口部35とが仕切部33により仕切られているため、当該空間Sにおいて駆動気体の流れに乱れが生じることが抑制されている。そのため、実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドル120は、実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様の作用効果を奏することができる。   Even in this case, the space S in contact with the detected portion 24, that is, the space S located between the thrust plate 1 </ b> B of the rotating shaft 1 and the partition wall 22 and the opening 35 are partitioned by the partition portion 33. In the space S, the flow of the driving gas is prevented from being disturbed. Therefore, the air turbine drive spindle 120 according to the third embodiment can achieve the same operational effects as the air turbine drive spindle 100 according to the first embodiment.

また、仕切部33(の凸部)と被検出部24との間の間隔は隔壁22と被検出部24との間隔よりも短い。そのため、被検出部24に接する空間が霧状の気体で満たされた場合であっても、仕切部33(の凸部)と被検出部24との間において当該霧状気体の層の厚みが薄いため、霧状気体が光学式センサ46の検出感度に及ぼす影響(検出感度の変化)を小さくすることができる。なお、被検出部24に接する空間が霧状の気体で満たされる場合とは、たとえば駆動用給気ノズル14から回転翼15に噴出された駆動用気体は、回転翼15から空間21に排気される際に断熱膨張して急激に低温となることで、気体中に溶け込んでいた水分が、微小な水の粒になり、つまりは霧状になる場合がある。   Further, the interval between the partition portion 33 (the convex portion thereof) and the detected portion 24 is shorter than the interval between the partition wall 22 and the detected portion 24. Therefore, even if the space in contact with the detected part 24 is filled with a mist-like gas, the thickness of the mist-like gas layer is between the partition part 33 (the convex part thereof) and the detected part 24. Since it is thin, the influence (change in detection sensitivity) of the atomized gas on the detection sensitivity of the optical sensor 46 can be reduced. The case where the space in contact with the detected portion 24 is filled with a mist-like gas means that, for example, the driving gas ejected from the driving air supply nozzle 14 to the rotary blade 15 is exhausted from the rotary blade 15 to the space 21. In this case, the water that has dissolved in the gas becomes minute water particles, that is, in the form of a mist.

さらにこのとき、図5に示される開口部35は、図2に示されるような仕切部33がスラスト方向において平坦に設けられているときの開口部35と比べて、被検出部24により近い位置まで延びるように設けられている。このようにすれば、光学式センサ46をより被検出部24に近い位置に配置することができる。そのため、光学式センサ46による回転軸1の回転数の検出感度を高めることができる。   Further, at this time, the opening 35 shown in FIG. 5 is closer to the detected part 24 than the opening 35 when the partition 33 as shown in FIG. 2 is provided flat in the thrust direction. It is provided so that it may extend. In this way, the optical sensor 46 can be disposed at a position closer to the detected portion 24. Therefore, the detection sensitivity of the rotational speed of the rotating shaft 1 by the optical sensor 46 can be increased.

図5に示される仕切部33は、被検出部24とスラスト方向において対向する上記前側の面が平面として構成されているが、これに限られるものでは無い。図6を参照して、仕切部33は、被検出部24とスラスト方向において対向する前側の面が曲面として構成されていてもよい。この場合、仕切部33の当該前側の面はたとえば球面状に形成されている。このとき、仕切部33の後側の面は、たとえば被検出部24が形成されている第1の面1Fと平行に設けられている。このようにしても、回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られており、かつ仕切部33と被検出部24との間の間隔は隔壁22と被検出部24との間隔よりも短い。さらに、開口部35は、図2に示されるような仕切部33がスラスト方向において平坦に設けられているときの開口部35と比べて、被検出部24により近い位置まで延びるように設けられている。そのため、図6に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドルは、図5に示される実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドル120と同様の作用効果を奏することができる。   The partition 33 shown in FIG. 5 is configured such that the front surface facing the detected portion 24 in the thrust direction is a flat surface, but is not limited thereto. Referring to FIG. 6, the partition 33 may be configured such that the front surface facing the detected portion 24 in the thrust direction is a curved surface. In this case, the front surface of the partition portion 33 is formed in a spherical shape, for example. At this time, the rear surface of the partition 33 is provided in parallel with, for example, the first surface 1F on which the detected portion 24 is formed. Even in this case, the space in contact with the thrust plate portion 1B of the rotating shaft 1 and the opening 35 are partitioned, and the interval between the partition portion 33 and the detected portion 24 is the partition wall 22 and the detected portion 24. Shorter than the interval. Further, the opening 35 is provided so as to extend to a position closer to the detected part 24 compared to the opening 35 when the partition 33 as shown in FIG. 2 is provided flat in the thrust direction. Yes. Therefore, the air turbine drive spindle including the partition portion 33 shown in FIG. 6 can achieve the same operational effects as the air turbine drive spindle 120 according to the third embodiment shown in FIG.

なお、仕切部33の後側の面は、たとえば仕切部33の前側の面と平行に設けられていてもよい。言い換えると、仕切部33は、厚みが一定となるように設けられていてもよい。このようにしても、仕切部33(の凸部)と被検出部24との間の間隔を隔壁22と被検出部24との間隔よりも短くすることができる。そのため、被検出部24に接する空間が霧状の気体で満たされた場合であっても、仕切部33(の凸部)と被検出部24との間において当該霧状気体の層の厚みが薄いため、霧状気体が光学式センサ46の検出感度に及ぼす影響(検出感度の変化)を小さくすることができる。   Note that the rear surface of the partition 33 may be provided in parallel with the front surface of the partition 33, for example. In other words, the partition part 33 may be provided so that thickness may become fixed. Even in this case, the interval between the partition portion 33 (the convex portion thereof) and the detected portion 24 can be made shorter than the interval between the partition wall 22 and the detected portion 24. Therefore, even if the space in contact with the detected part 24 is filled with a mist-like gas, the thickness of the mist-like gas layer is between the partition part 33 (the convex part thereof) and the detected part 24. Since it is thin, the influence (change in detection sensitivity) of the atomized gas on the detection sensitivity of the optical sensor 46 can be reduced.

また、図7を参照して、仕切部33は、その一部分が他の部分よりも被検出部24に向かって凸状に設けられていてもよい。言い換えると、仕切部33は、凸部34Cを有していてもよい。このようにしても、回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られており、かつ仕切部33の凸部34Cと被検出部24との間の間隔は隔壁22と被検出部24との間隔よりも短い。そのため、図7に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドルは、図5に示されるエアタービン駆動スピンドル120と同様の効果を奏することができる。   In addition, referring to FIG. 7, part of the partition 33 may be provided in a convex shape toward the detected part 24 rather than the other part. In other words, the partition part 33 may have the convex part 34C. Even in this case, the space in contact with the thrust plate portion 1B of the rotary shaft 1 and the opening 35 are partitioned, and the interval between the convex portion 34C of the partition portion 33 and the detected portion 24 is separated from the partition wall 22. It is shorter than the interval with the detected part 24. Therefore, the air turbine drive spindle including the partition 33 shown in FIG. 7 can achieve the same effect as the air turbine drive spindle 120 shown in FIG.

なお、凸部34Cの前側に位置する面は、被検出部24が形成されている第1の面と平行な面として構成されていてもよいし、曲面として構成されていてもよい。   The surface located on the front side of the convex portion 34C may be configured as a surface parallel to the first surface on which the detected portion 24 is formed, or may be configured as a curved surface.

また、図8を参照して、仕切部33は、図4に示される実施の形態2における仕切部33と同様に隔壁22と一体として設けられており、隔壁22において仕切部33として構成されている部分(被検出部24に対向する部分)の一部が他の部分よりも被検出部24に向かって凸状に形成されていてもよい。言い換えると、隔壁22は、仕切部33として構成されている部分において凸部34Cを有していてもよい。このようにしても、図8に示されるエアタービン駆動スピンドルは、回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られているため、図4に示される実施の形態2に係るエアタービン駆動スピンドル110と同様の作用効果を奏することができる。さらに、図8に示されるエアタービン駆動スピンドルは、仕切部33の凸部34Cと被検出部24との間の間隔が隔壁22と被検出部24との間隔よりも短いため、図5に示される実施の形態3に係るエアタービン駆動スピンドル120と同様の作用効果を奏することができる。   Further, referring to FIG. 8, partition portion 33 is provided integrally with partition wall 22 in the same manner as partition portion 33 in the second embodiment shown in FIG. 4, and is configured as partition portion 33 in partition wall 22. A part of the portion (a portion facing the detected portion 24) may be formed more convexly toward the detected portion 24 than the other portions. In other words, the partition wall 22 may have a convex portion 34 </ b> C in a portion configured as the partition portion 33. Even in this case, the air turbine drive spindle shown in FIG. 8 has the space in contact with the thrust plate portion 1B of the rotating shaft 1 and the opening 35 partitioned, so that the second embodiment shown in FIG. The same effects as the air turbine drive spindle 110 can be obtained. Further, the air turbine drive spindle shown in FIG. 8 is shown in FIG. 5 because the distance between the convex part 34C of the partition part 33 and the detected part 24 is shorter than the distance between the partition wall 22 and the detected part 24. The same effect as the air turbine drive spindle 120 according to the third embodiment can be obtained.

(実施の形態4)
次に、図9を参照して、実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル130について説明する。実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル130は、基本的には実施の形態1に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様の構成を備えるが、仕切部33に貫通孔36が形成されている点で異なる。
(Embodiment 4)
Next, an air turbine drive spindle 130 according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. The air turbine drive spindle 130 according to the fourth embodiment basically has the same configuration as the air turbine drive spindle 100 according to the first embodiment, except that a through hole 36 is formed in the partition portion 33. Different.

貫通孔36は、仕切部33に形成されている。貫通孔36は、仕切部33において開口部35に挿入された光学式センサ46から照射される光の光軸と重なる位置に形成されており、たとえば仕切部33の中央部に1つ形成されている。開口部35は、仕切部33の表面部分(異なる観点から言えば、貫通孔36)よりも後側に位置する領域に形成されている。   The through hole 36 is formed in the partition portion 33. The through hole 36 is formed at a position overlapping the optical axis of the light emitted from the optical sensor 46 inserted into the opening 35 in the partition 33, and is formed, for example, one at the center of the partition 33. Yes. The opening 35 is formed in a region located on the rear side of the surface portion of the partition portion 33 (in other words, the through hole 36 from a different point of view).

図9および図16を参照して、エアタービン駆動スピンドル130における貫通孔36の孔径Φdについて説明する。図16(A)は、図9に示されるエアタービン駆動スピンドル130の開口部35に挿入される回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の一例を説明するための断面図である。図16(B)は、図9に示されるエアタービン駆動スピンドル130の仕切部33に形成されている貫通孔36の孔径Φdを説明するための断面図である。図9に示されるように、貫通孔36の孔径は、駆動用気体の流れに乱れを生じさせない程度の大きさであればよく、たとえば開口部35のラジアル方向における内径寸法よりも小さい。つまり、貫通孔36の孔径は、隔壁22において仕切部材34を収容するため(光学式センサ46が挿入される開口部35を形成するため)に形成されている第7貫通孔27の孔径よりも小さい。言い換えると、図16(A)および図16(B)を参照して、貫通孔36の孔径Φdは、回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の最外径ΦD1よりも小さくなるように設けられている。図16〜18を参照して、貫通孔36の孔径Φdは、好ましくは、回転検出装置のセンサホルダ47の外径φD1以下であり、より好ましくは光学式センサ46の外径φD2以下である。好ましくは開口部35のラジアル方向における内径寸法の最大値の50%以下であり、より好ましくは30%以下であり、より好ましくは20%以下である。   The hole diameter Φd of the through hole 36 in the air turbine drive spindle 130 will be described with reference to FIGS. 9 and 16. FIG. 16A is a cross-sectional view for explaining an example of the rotation detection device (optical sensor 46 and sensor holder 47) inserted into the opening 35 of the air turbine drive spindle 130 shown in FIG. FIG. 16B is a cross-sectional view for explaining the hole diameter Φd of the through hole 36 formed in the partition portion 33 of the air turbine drive spindle 130 shown in FIG. 9. As shown in FIG. 9, the hole diameter of the through hole 36 may be a size that does not disturb the flow of the driving gas, and is smaller than the inner diameter dimension of the opening 35 in the radial direction, for example. That is, the hole diameter of the through hole 36 is larger than the hole diameter of the seventh through hole 27 formed to accommodate the partition member 34 in the partition wall 22 (to form the opening 35 into which the optical sensor 46 is inserted). small. In other words, with reference to FIGS. 16A and 16B, the hole diameter Φd of the through hole 36 is smaller than the outermost diameter ΦD1 of the rotation detection device (the optical sensor 46 and the sensor holder 47). Is provided. Referring to FIGS. 16 to 18, the hole diameter Φd of the through hole 36 is preferably not more than the outer diameter φD1 of the sensor holder 47 of the rotation detecting device, and more preferably not more than the outer diameter φD2 of the optical sensor 46. Preferably, it is 50% or less of the maximum value of the inner diameter dimension in the radial direction of the opening 35, more preferably 30% or less, and more preferably 20% or less.

このようにしても、仕切部33により回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られている。そのため、実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル130は、回転軸のスラスト板部に接する空間と回転検出装置が挿入される開口部とが回転検出装置の外径と同等以上の貫通孔を介して接続されていた従来のエアタービン駆動スピンドルと比べて、被検出部24に接する空間において駆動気体の流れに乱れが生じることが抑制されている。その結果、実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル130は、回転軸1の回転効率の低下が抑制されている。   Even in this way, the space that is in contact with the thrust plate 1 </ b> B of the rotating shaft 1 and the opening 35 are partitioned by the partition 33. For this reason, the air turbine drive spindle 130 according to the fourth embodiment has a space in contact with the thrust plate portion of the rotation shaft and an opening into which the rotation detection device is inserted through a through hole that is equal to or larger than the outer diameter of the rotation detection device. As compared with the conventional air turbine drive spindle connected in this manner, the flow of the drive gas is prevented from being disturbed in the space in contact with the detected portion 24. As a result, in the air turbine drive spindle 130 according to the fourth embodiment, a decrease in the rotation efficiency of the rotary shaft 1 is suppressed.

図22を参照して、貫通孔36は、複数形成されていてもよい。この場合、複数の貫通孔36は、仕切部33上において互いに一定の間隔を隔てて配列されていてもよい。複数の貫通孔36の孔径は、互いに等しく設けられていてもよいし、互いに異なっていてもよい。複数の貫通孔36の孔径は、光学式センサ46から照射される光の幅よりも小さくてもよい。複数の貫通孔36の孔径は、好ましくはφD2未満である。   Referring to FIG. 22, a plurality of through holes 36 may be formed. In this case, the plurality of through holes 36 may be arranged on the partition portion 33 at a predetermined interval. The plurality of through holes 36 may have the same diameter or may be different from each other. The diameters of the plurality of through holes 36 may be smaller than the width of light emitted from the optical sensor 46. The diameter of the plurality of through holes 36 is preferably less than φD2.

また、図10を参照して、仕切部33は、図4に示される実施の形態2における仕切部33と同様に隔壁22と一体として設けられており、隔壁22において仕切部33として構成されている部分に貫通孔36が形成されていてもよい。具体的には、隔壁22において仕切部33として構成されている部分が、隔壁22におけるその他の部分よりも厚みが薄い部分を有しており、当該薄い部分に貫通孔36が形成されていてもよい。このようにしても、図10に示されるエアタービン駆動スピンドルは、回転軸1のスラスト板部1Bと隔壁22との間に位置する空間と開口部35とが仕切部33(隔壁22)により仕切られているため、図9に示される実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル130と同様の作用効果を奏することができる。   Referring to FIG. 10, partition portion 33 is provided integrally with partition wall 22 in the same manner as partition portion 33 in the second embodiment shown in FIG. 4, and is configured as partition portion 33 in partition wall 22. The through-hole 36 may be formed in the part which exists. Specifically, even if the portion of the partition wall 22 that is configured as the partition portion 33 has a portion that is thinner than the other portions of the partition wall 22, and the through hole 36 is formed in the thin portion. Good. Even in such a case, the air turbine drive spindle shown in FIG. 10 has the space located between the thrust plate portion 1B of the rotary shaft 1 and the partition wall 22 and the opening 35 partitioned by the partition portion 33 (partition wall 22). Therefore, the same operational effects as the air turbine drive spindle 130 according to the fourth embodiment shown in FIG. 9 can be obtained.

なお、図10に示される仕切部33は、隔壁22に形成されている凹部(厚みが薄くなっている部分)として構成されているがこれに限られるものでは無い。仕切部33は、隔壁22において回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の先端部と対向する部分であって、隔壁22におけるその他の部分と同等の厚みを有していてもよい。この場合、この隔壁22において仕切部33として構成されている部分に貫通孔36が形成されていてもよい。図17を参照して、上記のような仕切部33に形成される貫通孔36の孔径Φdは以下のように形成されていればよい。   In addition, although the partition part 33 shown by FIG. 10 is comprised as a recessed part (part where thickness is thin) formed in the partition 22, it is not restricted to this. The partition portion 33 is a portion of the partition wall 22 that faces the tip of the rotation detection device (the optical sensor 46 and the sensor holder 47), and may have a thickness equivalent to that of other portions of the partition wall 22. In this case, a through hole 36 may be formed in a portion of the partition wall 22 that is configured as the partition portion 33. With reference to FIG. 17, the hole diameter Φd of the through hole 36 formed in the partition portion 33 as described above may be formed as follows.

図17(A)は、図10に示される隔壁22(仕切部33)の上記変形例において開口部35に挿入される回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の一例を説明するための断面図である。図17(B)は、図10に示されるエアタービン駆動スピンドル130の仕切部33に形成されている貫通孔36の孔径Φdを説明するための断面図である。図17(A)および図17(B)を参照して、貫通孔36の孔径Φdは、回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の外径ΦDよりも小さくなるように設けられていればよい。このようにしても、仕切部33により回転軸のスラスト板部に接する空間と開口部35とを仕切ることができる。そのため、図17(B)に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドルは、上述した従来のエアタービン駆動スピンドルと比べて、被検出部に接する空間、すなわち回転軸のスラスト板部に接する空間において駆動気体の流れに乱れが生じることが抑制されている。   FIG. 17A illustrates an example of a rotation detection device (an optical sensor 46 and a sensor holder 47) inserted into the opening 35 in the above-described modification of the partition wall 22 (partition portion 33) illustrated in FIG. FIG. FIG. 17B is a cross-sectional view for explaining the hole diameter Φd of the through hole 36 formed in the partition portion 33 of the air turbine drive spindle 130 shown in FIG. Referring to FIGS. 17A and 17B, the hole diameter Φd of the through hole 36 is provided to be smaller than the outer diameter ΦD of the rotation detection device (the optical sensor 46 and the sensor holder 47). Just do it. Even in this case, the partition portion 33 can partition the space in contact with the thrust plate portion of the rotating shaft and the opening 35. Therefore, the air turbine drive spindle provided with the partition portion 33 shown in FIG. 17B has a space in contact with the detected portion, that is, a space in contact with the thrust plate portion of the rotating shaft, as compared with the above-described conventional air turbine drive spindle. In this case, the disturbance of the flow of the driving gas is suppressed.

(実施の形態5)
次に、図11を参照して、実施の形態5に係るエアタービン駆動スピンドル140について説明する。実施の形態5に係るエアタービン駆動スピンドル140は、基本的には実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル130と同様の構成を備えるが、筐体(カバー5およびノズル板6)はラジアル方向において仕切部33と隣接するとともに、仕切部33において貫通孔36が形成されている部分よりも被検出部24から離れている接続部分(隔壁22)を含む点で異なる。言い換えると、エアタービン駆動スピンドル140において、仕切部33の少なくとも貫通孔36に隣接する部分は、仕切部33と隣接する隔壁22よりも被検出部24との距離が短く設けられている。このときの仕切部33に形成されている貫通孔36の孔径は、実施の形態4における仕切部33の貫通孔36と同様に、図16(A)および図16(B)に示されるように回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の外径よりも小さくなるように設けられていればよい。
(Embodiment 5)
Next, an air turbine drive spindle 140 according to Embodiment 5 will be described with reference to FIG. The air turbine drive spindle 140 according to the fifth embodiment basically has the same configuration as the air turbine drive spindle 130 according to the fourth embodiment, but the housing (the cover 5 and the nozzle plate 6) is in the radial direction. It is different in that it includes a connection part (partition 22) that is adjacent to the partition part 33 and is further away from the detected part 24 than the part in which the through hole 36 is formed in the partition part 33. In other words, in the air turbine drive spindle 140, at least a portion of the partition 33 adjacent to the through hole 36 is provided with a shorter distance from the detected portion 24 than the partition 22 adjacent to the partition 33. The hole diameter of the through-hole 36 formed in the partition 33 at this time is the same as that of the through-hole 36 of the partition 33 in the fourth embodiment as shown in FIGS. 16 (A) and 16 (B). What is necessary is just to be provided so that it may become smaller than the outer diameter of a rotation detection apparatus (the optical sensor 46 and the sensor holder 47).

このようにしても、被検出部24に接する空間、すなわち回転軸1のスラスト板部1Bと隔壁22との間に位置する空間と開口部35とが仕切部33により仕切られているため、スラスト板部1Bに接する空間において駆動気体の流れに乱れが生じることが抑制されている。そのため、実施の形態5に係るエアタービン駆動スピンドル140は、図9に示される実施の形態4に係るエアタービン駆動スピンドル130と同様の作用効果を奏することができる。   Even in this case, the space that is in contact with the detected portion 24, that is, the space located between the thrust plate portion 1 </ b> B of the rotating shaft 1 and the partition wall 22 and the opening 35 are partitioned by the partition portion 33, so the thrust Disturbances in the flow of the driving gas in the space in contact with the plate portion 1B are suppressed. Therefore, the air turbine drive spindle 140 according to the fifth embodiment can achieve the same operational effects as the air turbine drive spindle 130 according to the fourth embodiment shown in FIG.

さらに、仕切部33と被検出部24との間の間隔は隔壁22と被検出部24との間隔よりも短い。これにより、実施の形態5に係るエアタービン駆動スピンドル140は、被検出部24に接する空間が霧状の気体で満たされた場合であっても仕切部33(の凸部)と被検出部24との間において当該霧状気体の層の厚みを薄くすることができる。そのため、エアタービン駆動スピンドル140によれば、霧状気体が光学式センサ46の検出感度に及ぼす影響(検出感度の変化)を小さくすることができる。   Further, the interval between the partition portion 33 and the detected portion 24 is shorter than the interval between the partition wall 22 and the detected portion 24. As a result, the air turbine drive spindle 140 according to the fifth embodiment has the partition portion 33 (the convex portion thereof) and the detected portion 24 even when the space in contact with the detected portion 24 is filled with a mist-like gas. The thickness of the atomized gas layer can be reduced between the two. Therefore, according to the air turbine drive spindle 140, the influence (change in detection sensitivity) of the mist gas on the detection sensitivity of the optical sensor 46 can be reduced.

図12を参照して、仕切部33は、被検出部24とスラスト方向において対向する前側の面が曲面として構成されていてもよい。図12に示される仕切部33は、図6に示される仕切部33に貫通孔36が形成された構成を有している。この場合、仕切部33の当該前側の面はたとえば球面状に形成されており、貫通孔36は当該前側の面の頂部に形成されている。このようにしても、回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られており、かつ仕切部33(の凸部)と被検出部24との間の間隔は隔壁22と被検出部24との間隔よりも短い。そのため、図12に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドルは、図11に示される実施の形態5に係るエアタービン駆動スピンドル140と同様の効果を奏することができる。   Referring to FIG. 12, the partition 33 may be configured such that the front surface facing the detected portion 24 in the thrust direction is a curved surface. The partition 33 shown in FIG. 12 has a configuration in which a through hole 36 is formed in the partition 33 shown in FIG. In this case, the front surface of the partition 33 is formed in, for example, a spherical shape, and the through hole 36 is formed at the top of the front surface. Even in this case, the space in contact with the thrust plate portion 1B of the rotating shaft 1 and the opening 35 are partitioned, and the interval between the partition portion 33 (the convex portion thereof) and the detected portion 24 is the partition wall 22. And the interval between the detected portion 24 and the detected portion 24 is shorter. Therefore, the air turbine drive spindle provided with the partition portion 33 shown in FIG. 12 can achieve the same effect as the air turbine drive spindle 140 according to the fifth embodiment shown in FIG.

また、図13を参照して、仕切部33は、その一部分が他の部分よりも被検出部24に向かって凸状に設けられていてもよい。言い換えると、仕切部33は、凸部34Cを有していてもよい。このとき、凸部34C上に貫通孔36が形成されていてもよい。図13に示される仕切部33は、図7に示される仕切部33の凸部34Cに貫通孔36が形成された構成を有している。貫通孔36は、たとえば凸部34Cの中央部に形成されている。このようにしても、回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られており、かつ仕切部33の凸部34Cと被検出部24との間の間隔は隔壁22と被検出部24との間隔よりも短い。そのため、図12に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドルは、図11に示される実施の形態5に係るエアタービン駆動スピンドル140と同様の効果を奏することができる。   Referring to FIG. 13, part of the partition 33 may be provided in a convex shape toward the detected part 24 rather than the other part. In other words, the partition part 33 may have the convex part 34C. At this time, a through hole 36 may be formed on the convex portion 34C. The partition 33 shown in FIG. 13 has a configuration in which a through-hole 36 is formed in the convex portion 34C of the partition 33 shown in FIG. The through hole 36 is formed, for example, at the center of the convex portion 34C. Even in this case, the space in contact with the thrust plate portion 1B of the rotary shaft 1 and the opening 35 are partitioned, and the interval between the convex portion 34C of the partition portion 33 and the detected portion 24 is separated from the partition wall 22. It is shorter than the interval with the detected part 24. Therefore, the air turbine drive spindle provided with the partition portion 33 shown in FIG. 12 can achieve the same effect as the air turbine drive spindle 140 according to the fifth embodiment shown in FIG.

また、図14を参照して、仕切部33は、隔壁22と一体として設けられており、隔壁22において仕切部33として構成されている部分の一部が他の部分よりも被検出部24に向かって凸状に形成されており、当該一部に貫通孔36が形成されていてもよい。図14に示される仕切部33は、図8に示される仕切部33の凸部34Cに貫通孔36が形成されていてもよい。このようにしても、回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られており、かつ仕切部33(の凸部)と被検出部24との間の間隔は隔壁22と被検出部24との間隔よりも短い。そのため、図14に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドルは、図11に示される実施の形態5に係るエアタービン駆動スピンドル140と同様の効果を奏することができる。   Referring to FIG. 14, the partition 33 is provided integrally with the partition wall 22, and a part of the part configured as the partition part 33 in the partition wall 22 is more at the detected part 24 than the other part. It may be formed in a convex shape, and a through hole 36 may be formed in a part thereof. As for the partition part 33 shown by FIG. 14, the through-hole 36 may be formed in the convex part 34C of the partition part 33 shown by FIG. Even in this case, the space in contact with the thrust plate portion 1B of the rotating shaft 1 and the opening 35 are partitioned, and the interval between the partition portion 33 (the convex portion thereof) and the detected portion 24 is the partition wall 22. And the interval between the detected portion 24 and the detected portion 24 is shorter. Therefore, the air turbine drive spindle including the partition 33 shown in FIG. 14 can achieve the same effects as the air turbine drive spindle 140 according to the fifth embodiment shown in FIG.

なお、図22を参照して、図9〜図14に示される仕切部33において、貫通孔36は複数形成されていてもよい。この場合、複数の貫通孔36は、仕切部33上において互いに一定の間隔を隔てて配列されていてもよい。複数の貫通孔36の孔径は、互いに等しく設けられていてもよいし、互いに異なっていてもよい。複数の貫通孔36の孔径は、光学式センサ46から照射される光の幅よりも小さくてもよく、光学式センサ46の外径φD2未満であってもよい。また、図9〜図14に示される仕切部33は、光を透過する材質でなくてもよい。   In addition, with reference to FIG. 22, in the partition part 33 shown by FIGS. 9-14, the through-hole 36 may be formed with two or more. In this case, the plurality of through holes 36 may be arranged on the partition portion 33 at a predetermined interval. The plurality of through holes 36 may have the same diameter or may be different from each other. The hole diameters of the plurality of through holes 36 may be smaller than the width of the light emitted from the optical sensor 46 or may be less than the outer diameter φD2 of the optical sensor 46. Moreover, the partition part 33 shown by FIGS. 9-14 may not be the material which permeate | transmits light.

(実施の形態6)
次に、図15を参照して、実施の形態6に係るエアタービン駆動スピンドル150について説明する。実施の形態6に係るエアタービン駆動スピンドル150は、基本的には図10に示されるエアタービン駆動スピンドルと同様の構成を備えるが、図1(B)に示されるスピンドルホルダ40に取り付けられたときに光学式センサ46の先端部が仕切部33として構成されている隔壁22の前側に位置する面22aと同一平面上に位置するように設けられている点で異なる。
(Embodiment 6)
Next, an air turbine drive spindle 150 according to Embodiment 6 will be described with reference to FIG. The air turbine drive spindle 150 according to the sixth embodiment basically has the same configuration as that of the air turbine drive spindle shown in FIG. 10, but is attached to the spindle holder 40 shown in FIG. 1 (B). The optical sensor 46 is different in that the front end portion of the optical sensor 46 is provided on the same plane as the surface 22a located on the front side of the partition wall 22 configured as the partition portion 33.

回転検出装置の先端部の形状は、先細り形状を有している。たとえば光学式センサ46が柱状体として構成されており、光学式センサ46の周囲を囲むように設けられているセンサホルダ47の先端部が面取りされた形状を有している。センサホルダ47は、その先端部においてスラスト方向に交差する方向に延びる外周面47aを有している。隔壁22において仕切部33として構成されている部分に形成されている貫通孔36の内周面36aは、センサホルダ47の外周面47aと接触(たとえば面接触)、もしくは近接可能に設けられている。   The tip of the rotation detection device has a tapered shape. For example, the optical sensor 46 is configured as a columnar body, and the tip of a sensor holder 47 provided so as to surround the optical sensor 46 has a chamfered shape. The sensor holder 47 has an outer peripheral surface 47a that extends in a direction intersecting the thrust direction at the tip portion. An inner peripheral surface 36a of the through hole 36 formed in a portion of the partition wall 22 that is configured as the partition portion 33 is provided so as to be in contact with (for example, surface contact) or close to the outer peripheral surface 47a of the sensor holder 47. .

図15および図18を参照して、エアタービン駆動スピンドル150における貫通孔36の孔径Φdについて説明する。図18(A)は、図15に示されるエアタービン駆動スピンドル150の開口部35に挿入される回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の一例を説明するための断面図である。図18(B)は、図15に示されるエアタービン駆動スピンドル150の仕切部33に形成されている貫通孔36の孔径Φdを説明するための断面図である。図15,図18(A)および図18(B)に示されるように、隔壁22において前側に位置する面22a上での貫通孔36の孔径Φdは回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の最外径ΦD1よりも小さくなるように設けられている。一方で、隔壁22において後側に位置する面22b上での貫通孔36の孔径Φdは回転検出装置(光学式センサ46およびセンサホルダ47)の外径ΦD1よりも大きくなるように設けられていてもよい。つまり、貫通孔36は、少なくとも隔壁22において前側に位置する面22a上での孔径が、開口部35のラジアル方向における内径寸法(最大幅)よりも小さく設けられていればよい。言い換えると、貫通孔36の内周面36aはスラスト方向に対して傾斜していてもよい。   The hole diameter Φd of the through hole 36 in the air turbine drive spindle 150 will be described with reference to FIGS. 15 and 18. FIG. 18A is a cross-sectional view for explaining an example of a rotation detection device (optical sensor 46 and sensor holder 47) inserted into opening 35 of air turbine drive spindle 150 shown in FIG. FIG. 18B is a cross-sectional view for explaining the hole diameter Φd of the through hole 36 formed in the partition portion 33 of the air turbine drive spindle 150 shown in FIG. As shown in FIG. 15, FIG. 18 (A) and FIG. 18 (B), the hole diameter Φd of the through hole 36 on the front surface 22a of the partition wall 22 is determined by the rotation detection device (optical sensor 46 and sensor holder). 47) so as to be smaller than the outermost diameter ΦD1. On the other hand, the hole diameter Φd of the through hole 36 on the rear surface 22b in the partition wall 22 is provided to be larger than the outer diameter ΦD1 of the rotation detection device (optical sensor 46 and sensor holder 47). Also good. In other words, the through-hole 36 has only to be provided so that the hole diameter on at least the front surface 22a of the partition wall 22 is smaller than the inner diameter dimension (maximum width) of the opening 35 in the radial direction. In other words, the inner peripheral surface 36a of the through hole 36 may be inclined with respect to the thrust direction.

このようにしても、実施の形態6に係るエアタービン駆動スピンドル140は、隔壁22において仕切部33として構成されている部分により回転軸1のスラスト板部1Bに接する空間と開口部35とが仕切られているため、図10に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドル100と同様の作用効果を奏することができる。さらに、実施の形態6に係るエアタービン駆動スピンドル140は、図10に示される仕切部33を備えるエアタービン駆動スピンドルと比べて、光学式センサ46をより被検出部24に近い位置に配置することができる。そのため、実施の形態6に係るエアタービン駆動スピンドル140によれば、光学式センサ46による回転軸1の回転数の検出感度を高めることができる。   Even in this case, the air turbine drive spindle 140 according to the sixth embodiment is configured such that the space in contact with the thrust plate portion 1B of the rotating shaft 1 and the opening 35 are partitioned by the portion configured as the partition portion 33 in the partition wall 22. Therefore, the same operational effects as those of the air turbine drive spindle 100 including the partition 33 shown in FIG. 10 can be obtained. Furthermore, in the air turbine drive spindle 140 according to the sixth embodiment, the optical sensor 46 is disposed closer to the detected portion 24 than the air turbine drive spindle including the partition 33 shown in FIG. Can do. Therefore, according to the air turbine drive spindle 140 according to the sixth embodiment, the detection sensitivity of the rotational speed of the rotary shaft 1 by the optical sensor 46 can be increased.

また、実施の形態1および実施の形態3〜5に係るエアタービン駆動スピンドルにおいて仕切部33は隔壁22と別体として構成され得るが、このとき仕切部33は、上述のように、仕切部材34の一部として構成されており、該仕切部材34がねじ固定、はめ込み、圧入、接着、および溶着からなる群から選択される少なくとも1つの固定方法により隔壁22に固定されることにより、隔壁22に固定されていればよい。図19を参照して、仕切部材34(仕切部33)は、ねじ固定により隔壁22に固定されていてもよい。この場合には、たとえば隔壁22の第7貫通孔27および仕切部材34の側面部34Dにおいて隔壁22の第7貫通孔27と接する部分38が互いにねじ切りされている。このようにしても、エアタービン駆動スピンドル100を回転駆動させた状態において仕切部33と隔壁22とが分離することを抑制することができる。また、図20を参照して、仕切部材34(仕切部33)は、隔壁22に嵌め込まれることにより隔壁22に固定されていてもよい。この場合には、仕切部材34においてスラスト方向の側面部34Dには、側面部34Dに対してラジアル方向に凸状に形成されている突出部39が形成されている。突出部39と段差部34Eとは、スラスト方向においてノズル板6の後方壁部28を挟むように設けられている。このようにしても、エアタービン駆動スピンドル100を回転駆動させた状態において、仕切部33と隔壁22とが分離することを抑制することができる。   Further, in the air turbine drive spindle according to the first embodiment and the third to fifth embodiments, the partition portion 33 can be configured as a separate body from the partition wall 22, but at this time, the partition portion 33 is separated from the partition member 34 as described above. The partition member 34 is fixed to the partition wall 22 by being fixed to the partition wall 22 by at least one fixing method selected from the group consisting of screw fixing, fitting, press-fitting, adhesion, and welding. It only has to be fixed. Referring to FIG. 19, the partition member 34 (partition portion 33) may be fixed to the partition wall 22 by screw fixing. In this case, for example, portions of the seventh through hole 27 of the partition wall 22 and the side surface portion 34D of the partition member 34 that are in contact with the seventh through hole 27 of the partition wall 22 are threaded together. Even in this case, it is possible to suppress separation of the partition portion 33 and the partition wall 22 in a state where the air turbine drive spindle 100 is rotationally driven. Referring to FIG. 20, the partition member 34 (partition portion 33) may be fixed to the partition wall 22 by being fitted into the partition wall 22. In this case, in the partition member 34, the side surface portion 34D in the thrust direction is formed with a protruding portion 39 that is formed in a convex shape in the radial direction with respect to the side surface portion 34D. The protruding portion 39 and the stepped portion 34E are provided so as to sandwich the rear wall portion 28 of the nozzle plate 6 in the thrust direction. Even in this case, it is possible to suppress separation of the partition portion 33 and the partition wall 22 in a state where the air turbine drive spindle 100 is rotationally driven.

本実施の形態においてジャーナル軸受7およびスラスト軸受8は、いずれも静圧気体軸受として構成されていてもよい。このようなエアタービン駆動スピンドル100では、回転軸1はハウジングアッシ2に非接触支持されているので、常の使用条件では磨耗の進行が抑制されている。その結果、エアタービン駆動スピンドル100は長寿命である。また、潤滑剤が不要なため、潤滑剤によってエアタービン駆動スピンドル100の内部(たとえば第1貫通孔17内)が汚染されることがない。そのため、静圧気体軸受を備えるエアタービン駆動スピンドル100は、たとえば静電塗装機に好適である。   In the present embodiment, both the journal bearing 7 and the thrust bearing 8 may be configured as static pressure gas bearings. In such an air turbine drive spindle 100, since the rotary shaft 1 is supported in a non-contact manner on the housing assembly 2, the progress of wear is suppressed under normal use conditions. As a result, the air turbine drive spindle 100 has a long life. Further, since the lubricant is unnecessary, the inside of the air turbine drive spindle 100 (for example, the first through hole 17) is not contaminated by the lubricant. Therefore, the air turbine drive spindle 100 provided with a static pressure gas bearing is suitable for an electrostatic coating machine, for example.

また、本実施の形態においてジャーナル軸受7およびスラスト軸受8は、いずれも静圧気体軸受として構成されているが、これに限られるものでは無い。ジャーナル軸受7およびスラスト軸受8は、スラストころ軸受などの転がり軸受であってもよい。このようにしても、スラスト板部1Bにはスラスト方向に延びる貫通孔部16が複数形成されていることにより、スラスト板部、回転駆動時にスラスト板部1Bの前側の面に接する空間と後側の面に接する空間との間での圧力差を緩和することができる。   In the present embodiment, the journal bearing 7 and the thrust bearing 8 are both configured as static pressure gas bearings, but are not limited thereto. The journal bearing 7 and the thrust bearing 8 may be rolling bearings such as a thrust roller bearing. Even in this case, the thrust plate portion 1B is formed with a plurality of through-hole portions 16 extending in the thrust direction, so that the thrust plate portion, the space in contact with the front surface of the thrust plate portion 1B at the time of rotational driving, and the rear side The pressure difference with the space in contact with the surface can be reduced.

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。   Each embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、エアタービンにより回転駆動されるエアタービン駆動スピンドルに適用され、特に高速回転されるエアタービン駆動スピンドルに有利に適用される。   The present invention is applied to an air turbine drive spindle that is rotationally driven by an air turbine, and is particularly advantageously applied to an air turbine drive spindle that is rotated at a high speed.

1 回転軸、1A 軸部、1B スラスト板部、1E 外周端面、2 ハウジングアッシ、3 ハウジング、4 軸受スリーブ、5 カバー、6 ノズル板、7 ジャーナル軸受、8 スラスト軸受、9 軸受気体供給口、10 軸受気体供給路、11 排気孔、12 駆動用気体給気口、13 駆動用給気路、14 駆動用給気ノズル、15 回転翼、16 貫通孔部(第2貫通孔)、16A 開口部、17 第1貫通孔、18 隙間部、19 駆動用気体排気ポート、20 排気空間、21 空間、22 隔壁、23 第4貫通孔、24 被検出部、25 第5貫通孔、26 第6貫通孔、27 第7貫通孔、30 磁石、33 仕切部、33C 凸部、34 仕切部材、34D 側面部、34E 段差部、35 開口部、36 貫通孔、39 突出部、40 スピンドルホルダ、41 軸受気体供給部、42 駆動用気体給気部、44 塗料供給部、46 光学式センサ、47 センサホルダ、48 収容部、100,110,120,130,140,150 エアタービン駆動スピンドル。   1 rotating shaft, 1A shaft portion, 1B thrust plate portion, 1E outer peripheral end surface, 2 housing assembly, 3 housing, 4 bearing sleeve, 5 cover, 6 nozzle plate, 7 journal bearing, 8 thrust bearing, 9 bearing gas supply port, 10 Bearing gas supply path, 11 exhaust hole, 12 driving gas supply port, 13 driving air supply path, 14 driving air supply nozzle, 15 rotor blade, 16 through hole (second through hole), 16A opening, 17 1st through-hole, 18 clearance part, 19 drive gas exhaust port, 20 exhaust space, 21 space, 22 partition, 23 4th through-hole, 24 detected part, 25 5th through-hole, 26 6th through-hole, 27 7th through hole, 30 magnet, 33 partition, 33C convex, 34 partition member, 34D side, 34E step, 35 opening, 36 through hole, 39 protrusion, 40 spin Dollar holder, 41 Bearing gas supply unit, 42 Drive gas supply unit, 44 Paint supply unit, 46 Optical sensor, 47 Sensor holder, 48 Storage unit, 100, 110, 120, 130, 140, 150 Air turbine drive spindle.

Claims (11)

軸部と、前記軸部に対しラジアル方向に延びるように形成されており第1の面を有するスラスト板部とを含み、前記第1の面上にスラスト方向に延びるように形成されている複数の回転翼を有する回転軸と、
前記回転軸を回転可能に収容している筐体とを備え、
前記回転軸は、前記第1の面上に前記回転軸の回転数を検出するための被検出部を含み、
前記筐体において前記被検出部に対向する部分には、外部と通ずる開口部が形成されており、
前記被検出部に接する空間と前記開口部との間を仕切る仕切部を備える、エアタービン駆動スピンドル。
A plurality of shaft portions and a thrust plate portion having a first surface and extending in the radial direction with respect to the shaft portions, and a plurality of portions formed on the first surface so as to extend in the thrust direction. A rotating shaft having a rotating blade of
A housing that rotatably accommodates the rotating shaft,
The rotating shaft includes a detected portion for detecting the number of rotations of the rotating shaft on the first surface,
An opening that communicates with the outside is formed in a portion of the housing that faces the detected portion.
An air turbine drive spindle, comprising: a partition that partitions a space in contact with the detected portion and the opening.
前記仕切部は、前記被検出部に対向する平坦な表面部分を含み、
前記筐体は前記表面部分に連なる面を有する接続部分を含む、請求項1に記載のエアタービン駆動スピンドル。
The partition includes a flat surface portion facing the detected portion,
The air turbine drive spindle according to claim 1, wherein the housing includes a connection portion having a surface continuous with the surface portion.
前記仕切部は、前記被検出部に対向する表面部分を含み、
前記筐体は前記ラジアル方向において前記仕切部と隣接するとともに、前記仕切部の前記表面部分よりも前記被検出部から離れている接続部分を含む、請求項1に記載のエアタービン駆動スピンドル。
The partition portion includes a surface portion facing the detected portion,
2. The air turbine drive spindle according to claim 1, wherein the casing includes a connection portion that is adjacent to the partition portion in the radial direction and is farther from the detected portion than the surface portion of the partition portion.
前記筐体の前記接続部分は、前記スラスト板部と前記スラスト方向において対向するように設けられている隔壁であり、
前記仕切部は、前記隔壁と別体として設けられており、前記隔壁または後方壁部に固定されている、請求項2または請求項3に記載のエアタービン駆動スピンドル。
The connection portion of the housing is a partition wall provided to face the thrust plate portion in the thrust direction,
4. The air turbine drive spindle according to claim 2, wherein the partition portion is provided separately from the partition wall, and is fixed to the partition wall or the rear wall portion.
前記仕切部を構成する材料は透光性を有している、請求項4に記載にエアタービン駆動スピンドル。   The air turbine drive spindle according to claim 4, wherein a material constituting the partition portion is translucent. 前記仕切部を構成する材料は、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、およびガラスからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項5に記載のエアタービン駆動スピンドル。   The air turbine drive spindle according to claim 5, wherein the material constituting the partition is at least one selected from the group consisting of polypropylene, polyacetal, polycarbonate, polyethylene, acrylic, and glass. 前記仕切部は、ねじ固定、はめ込み、圧入、接着、および溶着からなる群から選択される少なくとも1つの固定方法により前記筐体に固定されている、請求項4〜請求項6のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。   The said partition part is fixed to the said housing | casing by the at least 1 fixing method selected from the group which consists of screw fixation, fitting, press fit, adhesion | attachment, and welding. The air turbine drive spindle as described in. 前記筐体の前記接続部分は、前記スラスト板部と前記スラスト方向において対向するように設けられている隔壁であり、
前記仕切部は前記隔壁と一体として設けられている、請求項2または請求項3に記載のエアタービン駆動スピンドル。
The connection portion of the housing is a partition wall provided to face the thrust plate portion in the thrust direction,
The air turbine drive spindle according to claim 2 or 3, wherein the partition portion is provided integrally with the partition wall.
前記隔壁を構成する材料は、透光性を有している、請求項8に記載のエアタービン駆動スピンドル。   The air turbine drive spindle according to claim 8, wherein the material constituting the partition wall has translucency. 前記隔壁を構成する材料は、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、およびガラスからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項9に記載のエアタービン駆動スピンドル。   10. The air turbine drive spindle according to claim 9, wherein the material constituting the partition wall is at least one selected from the group consisting of polypropylene, polyacetal, polycarbonate, polyethylene, acrylic, and glass. 前記仕切部には貫通孔が形成されており、
前記貫通孔の孔径は前記開口部の前記ラジアル方向における内径寸法よりも小さい、請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載にエアタービン駆動スピンドル。
A through hole is formed in the partition part,
The air turbine drive spindle according to any one of claims 1 to 10, wherein a diameter of the through hole is smaller than an inner diameter of the opening in the radial direction.
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