JP2017106373A - スピンドル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力によるタービン羽根車の変形を抑制して、高速回転可能なスピンドル装置を提供する。【解決手段】回転軸２０と共に一体に回転するタービン羽根車３０は、回転軸２０の外周面から径方向外方に設けられた回転基部２１と、回転基部２１の後側面２１ａからそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の後側タービン翼２２と、回転基部２１の前側面２１ｂからそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の前側タービン翼２３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、スピンドル装置に関し、より詳細には、ノズルから噴出する気体の運動エネルギにより回転駆動される複数のタービン翼を備えるスピンドル装置に関する。

従来、複数のタービン翼に向けてノズルから気体を吐出し、噴流の持つ運動エネルギにより回転軸を回転させるようにしたスピンドル装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、従来のスピンドル装置１００は、図８に示すように、略筒状のハウジング１０１と、ハウジング１０１に同軸に連結された略筒状の給気用部品１０３と、ハウジング１０１及び給気用部品１０３に挿通された回転軸１０２と、回転軸１０２に同心に取り付けられて回転軸１０２と一体に回転するタービン羽根車１０８と、回転軸１０２から径方向に延設されてタービン羽根車１０８の側面に配置されたフランジ部１０６と、を備えている。タービン羽根車１０８の両板面のうち、フランジ部１０６と対向する側とは反対側の板面１０８ａに複数のタービン翼１０９が設けられている。

これにより、タービン羽根車１０８が高速回転すると、タービン翼１０９にかかる遠心力により、タービン羽根車１０８には軸方向他方側に向かうモーメント力が負荷されるが、タービン羽根車１０８のタービン翼１０９が形成されていない側に配置されたフランジ部１０６が、タービン羽根車１０８の変形を抑制している。

特開２０１３−２４１８３９号公報

ところで、図８に示すようなスピンドル装置１００では、タービン羽根車１０８の変形を抑制できるようなフランジ部１０６を設けると、慣性モーメントが大きくなり、回転特性に悪影響を及ぼす可能性があり、改善が望まれていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、遠心力によるタービン羽根車の変形を抑制しつつ、高速回転可能なスピンドル装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 略筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通され、軸受を介して回転自在に支承される回転軸と、前記回転軸と共に一体に回転するタービン羽根車と、前記タービン羽根車のタービン翼に向けて気体を噴出するノズルと、を備えるスピンドル装置であって、
前記タービン羽根車は、
前記回転軸の外周面から径方向外方に設けられた回転基部と、
前記回転基部の軸方向一側面からそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の第１タービン翼と、
前記回転基部の軸方向他側面からそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の第２タービン翼と、
を備えることを特徴とするスピンドル装置。
（２） 前記複数の第１タービン翼と前記複数の第２タービン翼とは、互いに同一形状を有し、且つ、互いに同一の位相間隔で配置されていることを特徴とする（１）に記載のスピンドル装置。
（３） 前記各タービン翼は、円周方向一方に形成される凸面と、円周方向他方に形成される凹面と、をそれぞれ有し、
前記複数の第１タービン翼と前記複数の第２タービン翼とは、軸方向一方から見て、一致、又は所定の位相ずらすことで一致するように構成され、
前記ノズルは、
前記複数の第１タービン翼に前記気体を噴出する第１ノズルと、
前記複数の第２タービン翼に前記気体を噴出する第２ノズルと、
を有し、
前記第１ノズルは、前記第１タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第１正転ノズルを有し、
前記第２ノズルは、前記第２タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第２正転ノズルを有し、
前記第１正転ノズル及び前記第２正転ノズルは、互いに異なる給気口に接続されていることを特徴とする（２）に記載のスピンドル装置。
（４） 前記第１タービン翼は、円周方向一方に形成される凸面と、円周方向他方に形成される凹面と、を有し、
前記第２タービン翼は、前記円周方向他方に形成される凸面と、前記円周方向一方に形成される凹面と、を有し、
前記複数の第１タービン翼と前記複数の第２タービン翼とは、軸方向において互いに異なる方向から見て、一致、又は所定の位相ずらすことで一致するように構成され、
前記ノズルは、
前記複数の第１タービン翼に前記気体を噴出する第１ノズルと、
前記複数の第２タービン翼に前記気体を噴出する第２ノズルと、
を有し、
前記第１ノズルは、前記第１タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第１正転ノズルを有し、
前記第２ノズルは、前記第２タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第２逆転ノズルを有し、
前記第１正転ノズル及び前記第２逆転ノズルは、互いに異なる給気口に接続されていることを特徴とする（３）に記載のスピンドル装置。
（５） 前記軸受は、前記ハウジングの内周面と前記回転軸の外周面との間に配置されるラジアル軸受と、前記ハウジングの軸方向側面と前記回転基部の軸方向一側面との間、及び前記ハウジングの他の軸方向側面と前記回転基部の軸方向他側面との間に配置される１対のアキシャル軸受と、を備え、
前記ラジアル軸受及び前記１対のアキシャル軸受とは、静圧気体軸受であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のスピンドル装置。

本発明のスピンドル装置によれば、回転軸と共に一体に回転するタービン羽根車は、回転軸の外周面から径方向外方に設けられた回転基部と、回転基部の軸方向一側面からそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の第１タービン翼と、回転基部の軸方向他側面からそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の第２タービン翼と、を備えるので、２つのタービン翼を用いてタービン羽根車の回転性能の自由度を向上することができ、また、タービン羽根車の質量バランスがよく、遠心力によるタービン羽根車の軸方向変形が抑制されて、高速回転が可能となる。

本発明に係る第１実施形態のスピンドル装置の断面図であり、下部は、図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１に示すスピンドル装置の他の断面図であり、下部は、図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１に示すスピンドル装置の側面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係る第２実施形態のスピンドル装置の図５相当の断面図である。 本発明の変形例に係るタービン羽根車を示す部分断面図である。 従来のスピンドル装置の断面図である。

以下、本発明に係るスピンドル装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明においては、図１に示す左側を前側と称し、右側を後側と称する。

（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、本実施形態のスピンドル装置１０は、エアタービン駆動方式のスピンドル装置であって、前ハウジング１２、中間ハウジング１３、及び後ハウジング１４を有するハウジング１１と、ハウジング１１に内嵌固定されて回転軸２０を回転自在に支承するラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６と、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６により回転自在に支承される回転軸２０と、回転軸２０に一体に形成されたタービン羽根車３０と、を備える。

前ハウジング１２は、一端にフランジ１２ａを備え、略筒状に形成されている。中間ハウジング１３は、フランジ１２ａと略同じ直径を有するリング状に形成されて、内部にタービン羽根車３０を収納可能な空間を備える。後ハウジング１４は、フランジ１２ａと略同じ直径を有する円板状部材であり、スピンドル装置１０の後端面を構成する。前ハウジング１２、中間ハウジング１３、及び後ハウジング１４は、前側（左）からこの順で積層されて、ボルト１７で一体に固定されている。

ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６は、空気などの気体が通過可能な多孔質部材から形成された静圧気体軸受である。ラジアル軸受１５は、前ハウジング１２の内周面と回転軸２０の外周面との間に配置され、回転軸２０のラジアル荷重を支持する。一対のアキシャル軸受１６は、後ハウジング１４の軸方向側面と回転軸２０の回転基部２１の後側面（軸方向一側面）２１ａとの間、及び前ハウジング１２の軸方向側面と回転軸２０の回転基部２１の前側面（軸方向他側面）２１ｂとの間に配置されて回転軸２０の回転基部２１を軸方向から挟持し、回転軸２０のアキシャル荷重を支持する。

回転軸２０は、中空のパイプ状に形成されており、中間ハウジング１３に対応する外周部には、タービン羽根車３０が一体に形成されている。また、回転軸２０の前端には、塗料を霧状にして噴霧するための塗装用治具であるベルカップ１８が一体回転可能に取り付けられている。なお、スピンドル装置１０が静電塗装装置用途以外に用いられる場合には、ベルカップ１８は不要であり、また回転軸２０は中実軸とすることもできる。

図４及び図５も参照して、タービン羽根車３０は、回転軸２０の外周面から径方向外方に設けられた回転基部２１と、回転基部２１の後側面２１ａからそれぞれ軸方向後側に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の後側タービン翼（第１タービン翼）２２と、回転基部２１の前側面２１ｂからそれぞれ軸方向前側に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の前側タービン翼（第２タービン翼）２３と、を備える。

複数の後側タービン翼２２と、複数の前側タービン翼２３とは、互いに同一形状を有し、且つ、互いに同一の位相間隔で配置されて、タービン羽根車３０の回転基部２１の外周に沿って環状に並べられている。

後側タービン翼２２及び前側タービン翼２３は、タービン羽根車３０の正回転方向Ｃ（円周方向一方）に形成された凸面２４、２６と、タービン羽根車３０の回転方向の逆回転方向Ｄ（円周方向他方）に形成された凹面２５、２７と、をそれぞれ備える。

さらに、複数の後側タービン翼２２と複数の前側タービン翼２３とは、軸方向一方から見て、一致するように構成されている。即ち、複数の後側タービン翼２２と複数の前側タービン翼２３とは、鏡面対称となっている。なお、複数の後側タービン翼２２と複数の前側タービン翼２３とは、軸方向一方から見て、所定の位相ずらすことで一致するように構成されてもよい。
なお、図６（ａ）に示すように、タービン羽根車３０は、回転軸２０と別体で形成されて、焼き嵌めなどによって回転軸２０と一体に回転するように固定されてもよい。この場合、回転軸２０を鋼製とし、タービン羽根車３０をアルミ製とするなど、互いに別々の材料によって構成してもよい。また、図６（ｂ）に示すように、回転基部２１は、径方向に亘って一様な軸方向厚さであってもよい。

また、前ハウジング１２、中間ハウジング１３及び後ハウジング１４には、静圧気体軸受であるラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に軸受用空気を供給し、また排出するための通路、及びタービン羽根車３０に作動用の圧縮空気を供給し、また排出するための通路、後側タービン翼２２に気体を噴出する第１ノズル、前側タービン翼２３に気体を噴出する第２ノズルなどが形成されている。

具体的に、図３に示すように、後ハウジング１４には、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に軸受用空気を供給する軸受用空気供給孔４１、後側タービン翼２２に圧縮空気を供給する後側タービン空気供給孔４２、前側タービン翼２３に圧縮空気を供給する前側タービン空気供給孔４３、後側タービン翼２２にブレーキ用空気を供給するブレーキ用空気供給孔４４が、それぞれ軸方向に貫通して形成されている。軸受用空気供給孔４１は、径方向内側に分岐して一方のアキシャル軸受１６に連通する径方向孔４５が形成されている（図２参照）。

また、後ハウジング１４には、後側タービン翼２２を駆動した後の空気を排出するための略円弧状の４つの第１タービン空気排出穴４６、及び前側タービン翼２３を駆動した後の空気を排出するための略円弧状の３つの第２タービン空気排出穴４７が、軸方向に貫通して形成されている。

更に、後ハウジング１４には、タービン羽根車３０の回転速度を測定するための回転速度検出孔４８が、後側タービン翼２２に対応する径方向位置に貫通して設けられている。なお、３つの孔４９は、前ハウジング１２、中間ハウジング１３、及び後ハウジング１４を固定するボルト１７が螺合するねじ孔である。

図４に示すように、中間ハウジング１３の後ハウジング１４に対向する後面１３ａには、それぞれ軸受用空気供給孔４１及び前側タービン空気供給孔４３に連通する貫通孔５１，５３が形成されている。また、中間ハウジング１３の後面１３ａには、後側タービン空気供給孔４２に連通する凹部５２、ブレーキ用空気供給孔４４に連通する凹部５４、及び、第２タービン空気排出穴４７に対応した３つの略円弧状孔５６が形成されている。

後側タービン空気供給孔４２に連通する凹部５２には、円周方向に延びる第１タービン空気分配溝５７が連通して形成され、該第１タービン空気分配溝５７からは、後側タービン翼２２の凹面２５に向かって指向された３つの第１正転ノズル５８が、周方向に離間して形成されている。また、ブレーキ用空気供給孔４４に連通する凹部５４には、後側タービン翼２２の凸面２４に向かって指向された１つの第１逆転ノズル５９が形成されている。
なお、３つの第１正転ノズル５８及び第１逆転ノズル５９は、タービン羽根車３０の径方向に対して略垂直な方向に沿って形成されている。
また、本実施形態では、３つの第１正転ノズル５８及び第１逆転ノズル５９も溝によって形成され、後ハウジング１４の側面と共に、ノズル通路を構成する。

図５に示すように、中間ハウジング１３の前ハウジング１２に対向する前面１３ｂには、貫通孔５３に連通し、円周方向に延びる第２タービン空気分配溝６７が形成され、該第２タービン空気分配溝６７からは、前側タービン翼２３の凹面２７に向かって指向された３つの第２正転ノズル６８が周方向に離間して形成されている。３つの第２正転ノズル６８も、タービン羽根車３０の径方向に対して略垂直な方向に沿って形成されている。また、３つの第２正転ノズル６８も溝によって構成され、前ハウジング１２の側面と共に、ノズル通路を構成する。

前ハウジング１２には、図２に示すように、軸受用空気供給孔４１、及び中間ハウジング１３の貫通孔５１に連通して軸方向に形成された軸受用空気通路７１と、軸受用空気通路７１と他方のアキシャル軸受１６とを連通させる径方向孔７２、及び軸受用空気通路７１とラジアル軸受１５とを連通させる径方向孔７３が形成されている。軸受用空気通路７１及び径方向孔７２，７３と異なる位相には、ラジアル軸受１５と外部とを連通する軸受用排気通路７４が形成されている。また、前ハウジング１２には、中間ハウジング１３の３つの略円弧状孔５６と前側タービン翼２３とを連通させる排気通路７５が設けられている（図１参照）。

次に、本実施形態のスピンドル装置１０の作用について説明する。
不図示の空気供給源から軸受用空気供給孔４１に供給された軸受用空気は、図２に示すように、貫通孔５１、径方向孔４５，７２を介して一対のアキシャル軸受１６に供給される。また同時に、軸受用空気は、軸受用空気通路７１、及び径方向孔７３を介してラジアル軸受１５に供給される。

多孔質部材からなるラジアル軸受１５の外周面側に供給された軸受用空気は、多孔質部材を通過して回転軸２０の外周面に吐出し、静圧気体軸受を構成して回転軸２０のラジアル荷重を支持する。また、アキシャル軸受１６に供給された軸受用空気は、タービン羽根車３０の回転基部２１とアキシャル軸受１６との間に吐出し、静圧気体軸受を構成して回転軸２０のアキシャル荷重を支持する。そして、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に供給された軸受用空気は、軸受用排気通路７４を介して外部に排気される。これにより、回転軸２０は、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に接触することなく、小さな回転抵抗で回転自在に支持される。

一方、不図示の圧縮空気供給源から後側タービン空気供給孔４２にタービン駆動用の圧縮空気が供給されると、圧縮空気は、中間ハウジング１３の凹部５２及び第１タービン空気分配溝５７を介して３つの第１正転ノズル５８に導かれ、第１正転ノズル５８から後側タービン翼２２に向けて噴出して、タービン羽根車３０を正回転方向Ｃに回転させる。

また、ブレーキ用空気供給孔４４に供給された圧縮空気は、中間ハウジング１３の凹部５４、及び第１逆転ノズル５９を介して後側タービン翼２２に向けて、第１正転ノズル５８の噴射方向とは逆方向に噴出して、タービン羽根車３０を逆回転方向Ｄに回転させる駆動力を発生させる。
そして、後側タービン翼２２を駆動した圧縮空気は、後ハウジング１４の４つの第１タービン空気排出穴４６から外部に排気される。

前側タービン空気供給孔４３に噴出された圧縮空気は、中間ハウジング１３の貫通孔５３、及び第２タービン空気分配溝６７を介して３つの第２正転ノズル６８に導かれ、第２正転ノズル６８から前側タービン翼２３に向けて噴出して、タービン羽根車３０を正回転方向Ｃに回転させる。
そして、前側タービン翼２３に噴出された圧縮空気は、排気通路７５、中間ハウジング１３の略円弧状孔５６を介して後ハウジング１４の３つの第２タービン空気排出穴４７から外部に排気される。

即ち、第１正転ノズル５８、第１逆転ノズル５９及び第２正転ノズル６は、それぞれ独立した空気供給口から圧縮空気が別々に供給される。

そして、例えば、通常回転時には、第１正転ノズル５８から圧縮空気を第１タービン翼２２に噴出させてタービン羽根車３０を駆動する。そして、大きな加速度や高速回転が必要な場合、或いは、大きな駆動トルクを要する場合には、第１正転ノズル５８による第１タービン翼２２の駆動に加えて、第２正転ノズル６８から圧縮空気を第２タービン翼２３に噴出させてタービン羽根車３０を更に駆動する。

また、タービン羽根車３０を減速させる場合には、第１逆転ノズル５９から圧縮空気を第１タービン翼２２に逆方向から噴出させることで、タービン羽根車３０に減速トルクを作用させて、減速時間を短縮することが可能である。

タービン羽根車３０の回転に伴ってタービン羽根車３０には、回転速度に比例した遠心力が作用する。しかし、タービン羽根車３０は、回転基部２１に対して、質量バランスよく、前後対称形に形成されているので、遠心力も均等に作用し、遠心力によるタービン羽根車３０の軸方向変形を抑制することができ、これにより高速回転が可能となる。

なお、本実施形態のスピンドル装置１０を静電塗装用に用いる場合には、回転軸２０の前端にベルカップ１８を固定し、高速回転する回転軸２０の内部に塗料搬送用チューブを配置して、該塗料搬送用チューブからの塗料を遠心力により霧状にしてベルカップ１８から噴霧する。

以上説明したように、本実施形態のスピンドル装置１０によれば、回転軸２０と共に一体に回転するタービン羽根車３０は、回転軸２０の外周面から径方向外方に設けられた回転基部２１と、回転基部２１の後側面２１ａからそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の後側タービン翼２２と、回転基部２１の前側面２１ｂからそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の前側タービン翼２３と、を備えるので、２つのタービン翼２２，２３を用いてタービン羽根車３０の回転性能の自由度を向上することができ、また、タービン羽根車３０の質量バランスがよく、遠心力によるタービン羽根車３０の軸方向変形が抑制されて、高速回転が可能となる。

また、複数の後側タービン翼２２と複数の前側タービン翼２３とは、互いに同一形状を有し、且つ、互いに同一の位相間隔で配置されているので、タービン羽根車３０の質量バランスがより確実に向上し、遠心力によるタービン羽根車３０の軸方向変形が抑制される。

また、後側タービン翼２２と前側タービン翼２３とは、軸方向一方から見て、一致、又は所定の位相ずらすことで一致するように構成され、後側タービン翼２２に気体を噴出する第１ノズルは、後側タービン翼２２の凹面２５に向かって指向された３つの第１正転ノズル５８を有し、前側タービン翼２３に気体を噴出する第２ノズルは、前側タービン翼２３の凹面２７に向かって指向された３つの第２正転ノズル６８を有し、第１正転ノズル５８及び第２正転ノズル６８は、互いに異なる後側タービン空気供給孔４２及び前側タービン空気供給孔４３にそれぞれ接続されているので、タービン羽根車３０に高い加速性能や大きな駆動トルクが要求されるスピンドル装置１０として好適に用いられる。
また、本実施形態のように、第１ノズルが、後側タービン翼２２の凸面２４に向かって指向された第１逆転ノズル５９を有することで、タービン羽根車３０の減速性能を向上することができる。

また、回転軸２０を回転自在に支承するラジアル軸受１５及び１対のアキシャル軸受１６は、静圧気体軸受であるので、少ない回転抵抗で回転軸２０を回転自在に支承することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のスピンドル装置１０について説明する。本実施形態のスピンドル装置１０は、前側タービン翼及び第２ノズルの方向が第１実施形態のスピンドル装置１０と逆方向になっている。それ以外の部分は、第１実施形態のスピンドル装置１０と同様であるので、同一部分には、同一符号を付して説明を簡略化、又は省略する。また、本実施形態は、図２のＢ−Ｂ断面を、図５に代えて図７とし、それ以外の図（図１〜図４）は、第１実施形態のスピンドル装置１０の図を代用して説明する。

図７は、第２実施形態の中間ハウジングの前面、及び第２タービン翼を示す図である。本実施形態の中間ハウジング１３Ａには、前ハウジング１２に対向する前面１３ｂに、貫通孔５３に連通して円周方向に延びる他の第２タービン空気分配溝６７Ａが形成されている。該他の第２タービン空気分配溝６７Ａからは、他の前側タービン翼２３Ａの凹面２７に向かって指向された３つの第２逆転ノズル６８Ａが周方向に離間して形成されている。３つの第２逆転ノズル６８Ａは、タービン羽根車３０の径方向に対して略垂直な方向に沿って形成されている。

また、複数の後側タービン翼２２（図４参照）と、複数の他の前側タービン翼２３Ａとは、軸方向において互いに異なる方向から見て、一致するように構成されている。即ち、本実施形態の他の前側タービン翼２３Ａの凸面２６と凹面２７は、第１実施形態の前側タービン翼２３と逆方向を向いている。
このため、後側タービン翼２２は、タービン羽根車３０の正回転方向Ｃ（円周方向一方）に形成される凸面２４と、タービン羽根車３０の逆回転方向Ｄ（円周方向他方）に形成される凹面２５と、を有し、他の前側タービン翼２３Ａは、タービン羽根車３０の逆回転方向Ｄに形成される凸面２６と、タービン羽根車３０の正回転方向Ｃに形成される凹面２７と、を有する。
なお、本実施形態においても、複数の後側タービン翼２２と、複数の他の前側タービン翼２３Ａとは、軸方向において互いに異なる方向から見て、所定の位相ずらすことで一致するように構成されてもよい。

したがって、第１実施形態と同様に、後側タービン空気供給孔４２に供給され、３つの第１正転ノズル５８から噴出する圧縮空気は、タービン羽根車３０を正回転方向Ｃに回転させる。また、ブレーキ用空気供給孔４４に供給され、第１逆転ノズル５９から噴出する圧縮空気は、タービン羽根車３０を逆回転方向Ｄに回転させる。

一方、前側タービン空気供給孔４３に供給された圧縮空気は、中間ハウジング１３の貫通孔５３、及び他の第２タービン空気分配溝６７Ａを介して３つの第２逆転ノズル６８Ａに導かれ、第２逆転ノズル６８Ａから他の前側タービン翼２３Ａの凹面２７に向けて噴出して、タービン羽根車３０Ａを逆回転方向Ｄに回転させる。

以上説明したように、本実施形態のスピンドル装置１０によれば、複数の後側タービン翼２２と複数の他の前側タービン翼２３Ａとは、軸方向において互いに異なる方向から見て、一致、又は所定の位相ずらすことで一致するように構成され、後側タービン翼２２に気体を噴出する第１ノズルは、後側タービン翼２２の凹面２５に向かって指向された３つの第１正転ノズル５８を有し、他の前側タービン翼２３Ａに気体を噴出する第２ノズルは、他の前側タービン翼２３Ａの凹面２７に向かって指向された３つの第２逆転ノズル６８Ａを有し、第１正転ノズル５８及び第２逆転ノズル６８Ａは、互いに異なる給気口に接続されているので、高い加速性能及び減速性能の両方が要求されるスピンドル装置１０として好適である。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本発明のノズルは、本実施形態のものに限定されるものでなくタービン羽根車に要求される回転性能や、ハウジングに形成される空気通路やノズルのレイアウトに応じて、適宜設計することができる。

１０ スピンドル装置
１１ ハウジング
１５ ラジアル軸受
１６ アキシャル軸受
２０ 回転軸
２１ 回転基部
２１ａ 後側面（軸方向一側面）
２１ｂ 前側面（軸方向他側面）
２２ 後側タービン翼（第１タービン翼）
２３，２３Ａ 前側タービン翼（第２タービン翼）
３０，３０Ａ タービン羽根車
４１ 軸受用空気供給孔（給気口）
４２ 後側タービン空気供給孔（給気口）
４３ 前側タービン空気供給孔（給気口）
４４ ブレーキ用空気供給孔（給気口）
５８ 第１正転ノズル
５９ 第１逆転ノズル
６８ 第２正転ノズル
６８Ａ 第２逆転ノズル
Ｃ 正回転方向
Ｄ 逆回転方向

Claims (5)

1. 略筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通され、軸受を介して回転自在に支承される回転軸と、前記回転軸と共に一体に回転するタービン羽根車と、前記タービン羽根車のタービン翼に向けて気体を噴出するノズルと、を備えるスピンドル装置であって、
   前記タービン羽根車は、
   前記回転軸の外周面から径方向外方に設けられた回転基部と、
   前記回転基部の軸方向一側面からそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の第１タービン翼と、
   前記回転基部の軸方向他側面からそれぞれ軸方向に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の第２タービン翼と、
   を備えることを特徴とするスピンドル装置。
2. 前記複数の第１タービン翼と前記複数の第２タービン翼とは、互いに同一形状を有し、且つ、互いに同一の位相間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスピンドル装置。
3. 前記各タービン翼は、円周方向一方に形成される凸面と、円周方向他方に形成される凹面と、をそれぞれ有し、
   前記複数の第１タービン翼と前記複数の第２タービン翼とは、軸方向一方から見て、一致、又は所定の位相ずらすことで一致するように構成され、
   前記ノズルは、
   前記複数の第１タービン翼に前記気体を噴出する第１ノズルと、
   前記複数の第２タービン翼に前記気体を噴出する第２ノズルと、
   を有し、
   前記第１ノズルは、前記第１タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第１正転ノズルを有し、
   前記第２ノズルは、前記第２タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第２正転ノズルを有し、
   前記第１正転ノズル及び前記第２正転ノズルは、互いに異なる給気口に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のスピンドル装置。
4. 前記第１タービン翼は、円周方向一方に形成される凸面と、円周方向他方に形成される凹面と、を有し、
   前記第２タービン翼は、前記円周方向他方に形成される凸面と、前記円周方向一方に形成される凹面と、を有し、
   前記複数の第１タービン翼と前記複数の第２タービン翼とは、軸方向において互いに異なる方向から見て、一致、又は所定の位相ずらすことで一致するように構成され、
   前記ノズルは、
   前記複数の第１タービン翼に前記気体を噴出する第１ノズルと、
   前記複数の第２タービン翼に前記気体を噴出する第２ノズルと、
   を有し、
   前記第１ノズルは、前記第１タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第１正転ノズルを有し、
   前記第２ノズルは、前記第２タービン翼の凹面に向かって指向された少なくとも１つの第２逆転ノズルを有し、
   前記第１正転ノズル及び前記第２逆転ノズルは、互いに異なる給気口に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のスピンドル装置。
5. 前記軸受は、前記ハウジングの内周面と前記回転軸の外周面との間に配置されるラジアル軸受と、前記ハウジングの軸方向側面と前記回転基部の軸方向一側面との間、及び前記ハウジングの他の軸方向側面と前記回転基部の軸方向他側面との間に配置される１対のアキシャル軸受と、を備え、
   前記ラジアル軸受及び前記１対のアキシャル軸受とは、静圧気体軸受であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスピンドル装置。

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