JP2019018152A - エアタービン駆動スピンドル - Google Patents
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Abstract
【課題】回転軸における回転の検出エラーの発生を極力防止することができるエアタービン駆動スピンドルを提供する。【解決手段】エアタービン駆動スピンドル100は、回転軸1と、回転軸1をスラスト方向に支持する軸受を形成するための気体を回転軸1の端部に面する軸受空間35に供給する第1供給路9と、回転軸1を回転させるための気体を回転軸1に供給する第2供給路13と、回転軸1に設けられた被回転検出部18と、被回転検出部18による反射光を検出することで回転軸1の回転を検出する光センサ27が配置される配置部17と、配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体を供給する第3供給路32とを備える。【選択図】図1
Description
この発明は、塗装装置などに適用されるエアタービン駆動スピンドルに関する。
従来から、エアタービン駆動スピンドルが適用される塗装装置が知られている。たとえば、特開平11−90279号公報は、回転軸に固定されたエアタービンにエアを供給することによって回転軸の先端に取り付けられた回転霧化頭を高速回転する塗装装置を開示している。この塗装装置は、エアタービンの近傍に位置するように光ファイバを備え、投光用の光ファイバによってエアタービンに向けて光を出射する一方で、受光用の光ファイバによってエアタービンによる反射光を検出することで、回転軸の回転を検出している。
上述したような構成を備える塗装装置では、エアタービンに供給されたエアが断熱膨張することで温度が低下することがある。エアタービンに作用するエネルギーの消費によって、エアの温度はさらに急激に低下する。エアの温度が露点温度を下回ると、エアに含まれる水蒸気が凝結することで小さな水粒が空気中に浮んで霧が発生する。このような霧がエアタービンの近傍に発生すると、光ファイバがエアタービンによる反射光を検出できないという事態が起こり、検出エラーが発生する虞がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、回転軸における回転の検出エラーの発生を極力防止することができるエアタービン駆動スピンドルを提供することである。
本発明に係るエアタービン駆動スピンドルは、回転軸と、第1供給路と、第2供給路と、回転軸に設けられた被回転検出部と、配置部と、第3供給路とを備える。第1供給路は、回転軸をスラスト方向に支持する軸受を形成するための気体を回転軸の端部に面する軸受空間に供給する。第2供給路は、回転軸を回転させるための気体を回転軸に供給する。配置部には、被回転検出部による反射光を検出することで回転軸の回転を検出する光センサが配置される。第3供給路は、配置部と被回転検出部との間の検出空間に圧縮気体を供給する。
本発明によれば、回転軸における回転の検出エラーの発生を極力防止することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。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り返さない。
(第1実施形態)
<エアタービン駆動スピンドルの構成>
図1および図2を参照しながら、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100の構成について説明する。図1は、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が塗装装置150に保持された状態におけるエアタービン駆動スピンドル100および塗装装置150の断面模式図である。図2は、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100および塗装装置150の断面模式図である。
<エアタービン駆動スピンドルの構成>
図1および図2を参照しながら、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100の構成について説明する。図1は、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が塗装装置150に保持された状態におけるエアタービン駆動スピンドル100および塗装装置150の断面模式図である。図2は、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100および塗装装置150の断面模式図である。
エアタービン駆動スピンドル100は、回転軸1と、回転軸1を回転可能に支持するハウジングアッシ2と、ハウジングアッシ2の外周側に位置するカバー5とを主に備える。
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(径方向)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のスラスト方向(軸方向)における一方の端部に形成されている。以下、スラスト方向において、スラスト板部1bが設けられている軸部1aの一方の端部側を後側、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称する。
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貫通孔16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の前側の端部に円錐形のカップ30が取り付けられる。貫通孔16の内部には、カップ30に塗料を供給するための塗料噴射ノズル29が配置される。
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回転中心軸側(中央側)に位置する領域(厚肉部)よりもスラスト方向における厚みが薄い領域(薄肉部)を有している。厚肉部は、貫通孔16を囲むように形成されている。薄肉部は、厚肉部を囲むように形成されている。
スラスト板部1bの薄肉部上において、後側に位置する面からスラスト方向において前側へ延びるように、回転翼15が複数形成されている。回転軸1は、後述する駆動用気体供給口12を介して駆動用気体供給部(図示せず)から噴出された気体(駆動用気体という)を回転翼15が受けることで回転可能である。駆動用気体は、たとえば圧縮空気である。
複数の回転翼15は、回転軸1の回転方向に互いに間隔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。たとえば、断面形状は、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。
スラスト板部1bにおいて、薄肉部と厚肉部との境界領域は、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。つまり、スラスト板部1bの前側に位置する面は、薄肉部と厚肉部との間に曲面を有している。
スラスト板部1bの薄肉部において後側の面上には、被回転検出部18が形成されている。被回転検出部18は、回転軸1の回転を光学的に検出するための任意の構成を採用できるが、たとえば、回転方向において分割される複数の領域ごとに異なる反射率となるように表面処理が施されていてもよい。具体的には、薄肉部において後側に位置する面のうち、回転軸1の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。
ハウジングアッシ2は、回転軸1の少なくとも一部を収容する。ハウジングアッシ2は、ハウジング3と、軸受スリーブ4とを含む。軸受スリーブ4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。ハウジング3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に固定されている。ハウジング3は、軸受スリーブ4の外周側から、軸部1aの外周面の少なくとも一部を取り囲む。
カバー5は、スラスト方向においてノズル板6に固定されている。ノズル板6は、回転軸1においてハウジングアッシ2およびカバー5に収容されていない部分(回転軸1の後側の端部、およびスラスト板部1bのラジアル方向における外周端面)を囲むように形成されている。
ノズル板6の内部には、第1供給路9が形成されている。第1供給路9は、その一方端がノズル板6の軸受用気体供給口9aに連通し、他方端が軸受スリーブ38を介して軸受空間35に連通している。軸受空間35は、回転軸1の後端部に面する空間であって、軸受スリーブ38とスラスト板部1bとの隙間を含む空間である。軸受用気体供給口9aには、軸受用気体供給部(図示せず)から軸受を形成するための気体(軸受用気体という)が供給される。軸受用気体は、たとえば圧縮空気である。
軸受用気体供給部によって軸受用気体供給口9aから供給された軸受用気体は、軸受空間35へと流入する。軸受空間35においては、軸受用気体による静圧作用によって軸受(スラスト軸受34)が形成される。スラスト軸受34は、静圧気体軸受であり、軸受空間35において、回転軸1をスラスト方向に支持する。
ノズル板6の内部には、第2供給路13が形成されている。第2供給路13は、その一方端がノズル板6の駆動用気体供給口12に連通し、他方端が駆動用給気ノズル14に接続されている。駆動用気体供給口12には、駆動用気体供給部から噴射された駆動用気体が供給される。第2供給路13は、駆動用給気ノズル14を介して回転翼15に駆動用気体を供給するための供給路である。
駆動用給気ノズル14は、ラジアル方向において回転軸1の外周側から内周側に向かって、駆動用気体を回転翼15に噴出可能である。第2供給路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、第2供給路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であってもよい。
駆動用気体供給口12は、カバー5に形成された排気孔11に連通している。駆動用気体供給口12から供給された駆動用気体は、排気孔11から外部に排気される。
ノズル板6には、貫通孔16よりもラジアル方向の外周側に配置部17が形成されている。配置部17は、スラスト板部1bに設置された被回転検出部18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。配置部17には、後述する塗装装置150が備える光センサ27が配置される。
カバー5の内部には、軸受用気体供給路10が形成されている。軸受用気体供給路10は、その一方端がカバー5の外周面上の軸受用気体供給口9bに連通し、他方端がカバー5とハウジング3との間の軸受空間、回転軸1の軸部1aと軸受スリーブ4との間の軸受空間、およびスラスト板部1bと軸受スリーブ4との間の軸受空間にそれぞれ連通している。軸受用気体供給路10において軸受空間と連通している部分の孔径は軸受用気体供給口9bの孔径よりも小さく、軸受用気体供給路10において軸受空間と連通している部分にはいわゆる絞りが形成されている。軸受用気体供給口9bには、軸受用気体供給部(図示せず)から噴出された気体(軸受用気体という)が供給される。軸受用気体は、たとえば圧縮空気である。
カバー5とハウジング3との間の軸受空間には、Oリング19が係合している。Oリング19は、弾力性を有する部材である。Oリング19の材料としては、たとえば溶剤に対する耐性が高い材料を用いることが好適であり、たとえば材料として、フッ素系のゴムであるパーフロロエラストマーを用いることができる。
軸受用気体供給部によって軸受用気体供給口9bから供給された軸受用気体は、軸受用気体供給路10を介してカバー5とハウジング3との間の軸受空間へと流入する。そして、軸受用気体は、Oリング19を圧力の低い方向(軸受用気体供給路10から離れる方向)に押し出す。Oリング19は、軸受用気体によって押し出されることで、カバー5の内周面とハウジング3の外周面とに密着し、軸受用気体の流路を遮断する。
これにより、軸受用気体供給部から供給された軸受用気体は、Oリング19の存在によってカバー5とハウジング3との隙間で滞留するため、外部に漏れない。このように、Oリング19は、シール(密封)性能を有する。
エアタービン駆動スピンドル100が作動すると、カップ30が装着された回転軸1の先端部側での振れ回りにより振動が発生する場合がある。Oリング19に振動が伝わると、その弾力性から、Oリング19が変形する。Oリング19は、変形することで振動を吸収することができる。このように、Oリング19は、減衰性能を有する。
軸受用気体供給部によって軸受用気体供給口9bから供給された軸受用気体は、軸受用気体供給路10を介して回転軸1の軸部1aと軸受スリーブ4との間の軸受空間へと流入する。そして、軸受用気体による静圧作用によって軸受(ジャーナル軸受7)が形成される。ジャーナル軸受7は、静圧気体軸受であり、回転軸1の軸部1aと軸受スリーブ4との間の軸受空間において、回転軸1をラジアル方向に支持する。
軸受用気体供給部によって軸受用気体供給口9bから供給された軸受用気体は、軸受用気体供給路10を介して回転軸1のスラスト板部1bと軸受スリーブ4との間の軸受空間へと流入する。そして、軸受用気体による静圧作用によって軸受(スラスト軸受8)が形成される。スラスト軸受8は、静圧気体軸受であり、スラスト板部1bと軸受スリーブ4との間の軸受空間において、回転軸1をスラスト方向に支持する。
ノズル板6の内部には、第3供給路32が形成されている。第3供給路32は、その一方端がノズル板6の圧縮気体供給口31に連通し、他方端が噴射ノズル33に接続されている。第3供給路32には、圧縮気体供給口31を介して圧縮気体供給部42およびレギュレータ45が接続される。
レギュレータ45は、圧縮気体供給部42から噴出された圧縮気体の流量を調整するバルブなどで構成されている。レギュレータ45は、圧縮気体の流量を機械的に調整する機械式バルブで構成されてもよいし、圧縮気体の流量を電気的に調整する電動式バルブで構成されてもよい。圧縮気体供給部42からレギュレータ45を介して噴出された圧縮気体は、圧縮気体供給口31を介して第3供給路32に供給される。
噴射ノズル33は、その一方端が第3供給路32に接続され、他方端が配置部17に接続されている。噴射ノズル33は、第3供給路32から供給された圧縮気体の流量を調整し、ラジアル方向において回転軸1の内周側から外周側に向かって、圧縮気体を配置部17に噴出可能である。
<塗装装置の構成>
図1および図2を参照しながら、塗装装置150の構成について説明する。
図1および図2を参照しながら、塗装装置150の構成について説明する。
塗装装置150は、塗料噴射ノズル29と、スピンドルホルダ22とを主に備える。
スピンドルホルダ22には、エアタービン駆動スピンドル100を挿入固定するための凹部150aが形成されている。塗料噴射ノズル29は、凹部150aの底部から当該凹部150aの開口部へと突出するように、当該凹部150aの底部に設けられている。
スピンドルホルダ22には、エアタービン駆動スピンドル100を挿入固定するための凹部150aが形成されている。塗料噴射ノズル29は、凹部150aの底部から当該凹部150aの開口部へと突出するように、当該凹部150aの底部に設けられている。
スピンドルホルダ22の凹部150aの底面側には、駆動用気体供給孔24と、軸受用気体供給孔39と、塗料供給孔26と、圧縮気体供給孔37とが形成されている。
駆動用気体供給孔24は、駆動用気体供給部から噴出された駆動用気体をエアタービン駆動スピンドル100の第2供給路13に供給するための供給孔である。軸受用気体供給孔39は、軸受用気体供給部から噴出された軸受用気体をエアタービン駆動スピンドル100の第1供給路9に供給するための供給孔である。塗料供給孔26は、塗料噴射ノズル29が設けられた凹部150aの底部と連通しており、塗料噴射ノズル29に塗料を供給するための供給孔である。圧縮気体供給孔37は、圧縮気体供給部42から噴出された圧縮気体をエアタービン駆動スピンドル100の第3供給路32に供給するための供給路である。
スピンドルホルダ22の凹部150aの底面側には、筒状のセンサホルダ28が設けられている。センサホルダ28は、凹部150aの底部から当該凹部150aの開口部へと突出しており、光センサ27を内部に収容する。光センサ27は、検出対象に対してレーザ光などの光を照射し、検出対象による反射光を検出するセンサである。
スピンドルホルダ22の凹部150aの側面側には、軸受用気体供給孔23と、排気孔25とが形成されている。軸受用気体供給孔23は、軸受用気体供給部から噴出された軸受用気体をエアタービン駆動スピンドル100の軸受用気体供給路10に供給するための供給孔である。排気孔25は、エアタービン駆動スピンドル100の排気孔11から排気された駆動用気体を外部に排気するための排気孔である。
<塗装装置によるエアタービン駆動スピンドルの保持状態>
図1を参照しながら、塗装装置150によるエアタービン駆動スピンドル100の保持状態について説明する。
図1を参照しながら、塗装装置150によるエアタービン駆動スピンドル100の保持状態について説明する。
エアタービン駆動スピンドル100は、後端部側からスピンドルホルダ22の凹部150aに挿入された状態で塗装装置150に保持される。エアタービン駆動スピンドル100が塗装装置150によって保持された状態では、駆動用気体供給孔24と第2供給路13、軸受用気体供給孔39と第1供給路9、圧縮気体供給孔37と第3供給路32、軸受用気体供給孔23と軸受用気体供給路10、および排気孔25と排気孔11が、それぞれ対向するように接続される。エアタービン駆動スピンドル100の貫通孔16には、塗料噴射ノズル29が挿入される。
エアタービン駆動スピンドル100の配置部17には、センサホルダ28によって収容された光センサ27が配置される。配置部17に光センサ27が配置された状態では、光センサ27の先端部と、スラスト板部1bに形成された被回転検出部18とが、検出空間21を隔てて対向する。検出空間21は、配置部17と被回転検出部18との間の空間である。
光センサ27によって出射された光は、検出空間21を介して被回転検出部18に到達し、当該被回転検出部18による反射光が検出空間21を介して光センサ27によって検出される。光センサ27は、反射光の強度を検出することで、回転軸1の回転を検出する。
<エアタービン駆動スピンドルの動作>
図1を参照しながら、第1実施形態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。
図1を参照しながら、第1実施形態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。
エアタービン駆動スピンドル100が動作すると、駆動用気体供給部から噴出された駆動用気体は、駆動用気体供給孔24から供給される。駆動用気体供給孔24から供給された駆動用気体は、駆動用気体供給口12からエアタービン駆動スピンドル100の内部に流入し、第2供給路13を介し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、回転軸1のスラスト板部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、排気孔11を介して排気孔25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、回転軸1のスラスト板部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。このため、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。
回転軸1の回転に伴って、スラスト板部1bに形成された被回転検出部18も回転する。回転軸1の回転中、配置部17に配置された光センサ27から被回転検出部18に向けて光が出射される。光センサ27から出射された光は、検出空間21を介して被回転検出部18に到達し、当該被回転検出部18によって光が反射する。被回転検出部18による反射光は、検出空間21を介して光センサ27によって検出される。光センサ27によって反射光の強度が検出されることで、回転軸1の回転が検出される。
<作用効果>
第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が奏する作用効果を説明する。まず、図8を参照しながら、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200の構成について説明する。図8は、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200の断面模式図である。なお、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200は、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える、圧縮気体供給口31、第3供給路32、および噴射ノズル33を備えていない点で、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100と異なり、その他の点ではエアタービン駆動スピンドル100と同様に構成されている。また、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200は、図1に示す塗装装置150に保持されて使用される。
第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が奏する作用効果を説明する。まず、図8を参照しながら、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200の構成について説明する。図8は、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200の断面模式図である。なお、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200は、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える、圧縮気体供給口31、第3供給路32、および噴射ノズル33を備えていない点で、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100と異なり、その他の点ではエアタービン駆動スピンドル100と同様に構成されている。また、参考例に係るエアタービン駆動スピンドル200は、図1に示す塗装装置150に保持されて使用される。
エアタービン駆動スピンドル200では、第2供給路13によって供給された駆動用気体が、回転軸1のスラスト板部1bに形成された回転翼15に向けて駆動用給気ノズル14によって噴出される。回転翼15に対して駆動用気体が供給されることで回転軸1が回転する。回転軸1の回転は、配置部17に配置された光センサ27によって検出される。
ここで、第2供給路13によって供給された駆動用気体は、途中経路において断熱膨張することで温度が低下することがある。回転翼15に対して駆動用気体が供給されると、回転翼15に作用するエネルギーの消費によって、駆動用気体の温度はさらに急激に低下する。駆動用気体の温度が露点温度を下回ると、駆動用気体に含まれる水蒸気が凝結することで小さな水粒が空気中に浮かんで霧が発生する。このような現象が繰り返し起こると、回転翼15の周辺は霧で満たされ、やがてその霧が検出空間21に侵入する。
検出空間21では、光センサ27からの出射光や被回転検出部18による反射光が通過する。しかし、上述したような霧が検出空間21で発生すると、検出空間21における光の進行が霧によって妨げられ、光センサ27で検出エラーが発生する虞がある。
そこで、図1および図2に示す第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100は、配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体を供給する第3供給路32を備える。第3供給路32は、第1供給路9に軸受用気体を供給する軸受用気体供給口9a、および第2供給路13に駆動用気体を供給する駆動用気体供給口12とは異なる圧縮気体専用の圧縮気体供給口31に接続されている。
エアタービン駆動スピンドル100においては、圧縮気体供給部42から噴出された圧縮気体がレギュレータ45を介して圧縮気体供給口31から第3供給路32に供給される。第3供給路32に供給された圧縮気体は、噴射ノズル33によって配置部17に噴射される。配置部17に噴射された圧縮気体は、検出空間21に流入する。
このようにして光センサ27が配置される配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体が供給されることで、検出空間21が他の空間よりも陽圧に保たれる。これにより、第2供給路13から回転軸1に供給された駆動用気体が断熱膨張することで霧が発生しても、その霧が陽圧に保たれた検出空間21に侵入し難くなる。したがって、検出空間21における光の進行が霧によって妨げられ難くなり、霧の発生によって光センサ27が被回転検出部18による反射光を検出できないという事態が起こりにくい。したがって、回転軸1における回転の検出エラーの発生を極力防止することができる。
また、第3供給路32は、圧縮気体の流量を調整する噴射ノズル33を介して検出空間21に接続されている。さらに、第3供給路32は、圧縮気体の流量を調整するレギュレータ45に接続されている。このため、エアタービン駆動スピンドル100は、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整することができる。
(第2実施形態)
以上、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100を説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
以上、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100を説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
図3を参照しながら、第2実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100aについて説明する。図3は、第2実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100aの断面模式図である。なお、第2実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100aは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
第2実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100aにおいては、ノズル板6の内部に第3供給路32aが形成されている。第3供給路32aは、その一方端がノズル板6の圧縮気体供給口31aに連通し、他方端が噴射ノズル33aに接続されている。
第3供給路32aには、圧縮気体供給口31aを介して圧縮気体供給部42およびレギュレータ45が接続される。このように、第3供給路32aは、第1供給路9に軸受用気体を供給する軸受用気体供給口9a、および第2供給路13に駆動用気体を供給する駆動用気体供給口12とは異なる圧縮気体専用の圧縮気体供給口31aに接続されている。
ここで、噴射ノズル33aは、その一方端が第3供給路32aに接続されるが、他方端は配置部17ではなく後端空間20に接続されている。後端空間20は、回転軸1の後端部に面する空間であり、回転軸1のスラスト板部1bとノズル板6との間の空間である。後端空間20は、スラスト軸受34が形成された軸受空間35に連通するとともに、検出空間21にも連通している。
エアタービン駆動スピンドル100aにおいては、圧縮気体供給部42から噴出された圧縮気体がレギュレータ45を介して圧縮気体供給口31aから第3供給路32aに供給される。第3供給路32aに供給された圧縮気体は、噴射ノズル33aによって後端空間20に噴射される。スラスト軸受34が形成された軸受空間35は静圧作用が働いているため、後端空間20に噴射された圧縮気体は、軸受空間35には流入せずに、検出空間21に流入する。
このようにして、第2実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100aにおいては、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様に、光センサ27が配置される配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体が供給される。したがって、第2実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100aは、第1実施形態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で、回転軸1における回転の検出エラーの発生を極力防止することができる。
また、第3供給路32aは、圧縮気体の流量を調整する噴射ノズル33aを介して検出空間21に接続されている。さらに、第3供給路32aは、圧縮気体の流量を調整するレギュレータ45に接続されている。このため、エアタービン駆動スピンドル100aは、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整することができる。
(第3実施形態)
図4を参照しながら、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bについて説明する。図4は、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bの断面模式図である。なお、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
図4を参照しながら、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bについて説明する。図4は、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bの断面模式図である。なお、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bにおいては、ノズル板6の内部に第3供給路32bが形成されている。第3供給路32bは、第1供給路9と周方向で接続されており、その一方端が噴射ノズル33bに接続されている。噴射ノズル33bは、その一方端が第3供給路32bに接続され、他方端が配置部17に接続されている。
エアタービン駆動スピンドル100bにおいては、第1供給路9に供給された圧縮気体(軸受用気体)が周方向に回り込んで第3供給路32bに供給される。第3供給路32bに供給された圧縮気体は、噴射ノズル33bによって配置部17に噴射される。配置部17に噴射された圧縮気体は、検出空間21に流入する。
このようにして、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bにおいては、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様に、光センサ27が配置される配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体が供給される。したがって、第3実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100bは、第1実施形態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で、回転軸1における回転の検出エラーの発生を極力防止することができる。
また、第3供給路32bは、第1供給路9と周方向で接続されているため、エアタービン駆動スピンドル100bは、第1供給路9によって供給された圧縮気体(軸受用気体)を利用して、検出空間21に圧縮気体を供給することができる。
さらに、第3供給路32bは、圧縮気体の流量を調整する噴射ノズル33bを介して検出空間21に接続されている。このため、エアタービン駆動スピンドル100bは、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整することができる。
(第4実施形態)
図5を参照しながら、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cについて説明する。図5は、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cの断面模式図である。なお、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
図5を参照しながら、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cについて説明する。図5は、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cの断面模式図である。なお、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cにおいては、ノズル板6の内部に第3供給路32cが形成されている。第3供給路32cは、第1供給路9と周方向で接続されており、その一方端が噴射ノズル33cに接続されている。
ここで、噴射ノズル33cは、その一方端が第3供給路32cに接続されるが、他方端は配置部17ではなく後端空間20に接続されている。後端空間20は、回転軸1の後端部に面する空間であり、回転軸1のスラスト板部1bとノズル板6との間の空間である。後端空間20は、スラスト軸受34が形成された軸受空間35に連通するとともに、検出空間21にも連通している。
エアタービン駆動スピンドル100cにおいては、第1供給路9に供給された圧縮気体(軸受用気体)が周方向に回り込んで第3供給路32cに供給される。第3供給路32cに供給された圧縮気体は、噴射ノズル33cによって後端空間20に噴射される。スラスト軸受34が形成された軸受空間35は静圧作用が働いているため、後端空間20に噴射された圧縮気体は、軸受空間35には流入せずに、検出空間21に流入する。
このようにして、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cにおいては、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様に、光センサ27が配置される配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体が供給される。したがって、第4実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100cは、第1実施形態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で、回転軸1における回転の検出エラーの発生を極力防止することができる。
また、第3供給路32cは、第1供給路9と周方向で接続されているため、エアタービン駆動スピンドル100cは、第1供給路9によって供給された圧縮気体(軸受用気体)を利用して、検出空間21に圧縮気体を供給することができる。
さらに、第3供給路32cは、圧縮気体の流量を調整する噴射ノズル33cを介して検出空間21に接続されている。このため、エアタービン駆動スピンドル100cは、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整することができる。
(第5実施形態)
図6を参照しながら、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dについて説明する。図6は、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dの断面模式図である。なお、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
図6を参照しながら、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dについて説明する。図6は、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dの断面模式図である。なお、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dにおいては、ノズル板6の内部に第3供給路32dが形成されている。第3供給路32dは、その一方端が第2供給路13に接続され、他方端が噴射ノズル33dに接続されている。噴射ノズル33dは、その一方端が第3供給路32dに接続され、他方端が配置部17に接続されている。
エアタービン駆動スピンドル100dにおいては、第2供給路13に供給された圧縮気体(駆動用気体)が第3供給路32dに供給される。第3供給路32dに供給された圧縮気体は、噴射ノズル33dによって配置部17に噴射される。配置部17に噴射された圧縮気体は、検出空間21に流入する。
このようにして、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dにおいては、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様に、光センサ27が配置される配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体が供給される。したがって、第5実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100dは、第1実施形態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で、回転軸1における回転の検出エラーの発生を極力防止することができる。
また、第3供給路32dは、第2供給路13に接続されているため、エアタービン駆動スピンドル100dは、第2供給路13によって供給された圧縮気体(駆動用気体)を利用して、検出空間21に圧縮気体を供給することができる。
また、エアタービン駆動スピンドル100dは、第2供給路13によって供給された圧縮気体(駆動用気体)を利用して検出空間21に圧縮気体を供給しているため、第2供給路13に供給された圧縮気体の流量が変化すると、それに伴って検出空間21に供給される圧縮気体の流量も変化する。たとえば、第2供給路13に供給された圧縮気体の流量が大きくなると、第2供給路13における圧力が大きくなる。それに伴って、検出空間21に供給される圧縮気体の流量も大きくなる。このように、第2供給路13に供給された圧縮気体の流量の変化に応じて検出空間21に供給される圧縮気体の流量も変化することで、検出空間21を他の空間よりも陽圧に保つことができる。
さらに、第3供給路32dは、圧縮気体の流量を調整する噴射ノズル33dを介して検出空間21に接続されている。このため、エアタービン駆動スピンドル100dは、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整することができる。
(第6実施形態)
図7を参照しながら、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eについて説明する。図7は、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eの断面模式図である。なお、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
図7を参照しながら、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eについて説明する。図7は、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eの断面模式図である。なお、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eは、以下で説明する構成以外の構成について、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100が備える構成と同様の構成を備える。
第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eにおいては、ノズル板6の内部に第3供給路32eが形成されている。第3供給路32eは、その一方端が第2供給路13に接続され、他方端が噴射ノズル33eに接続されている。
ここで、噴射ノズル33eは、その一方端が第3供給路32eに接続されるが、他方端は配置部17ではなく後端空間20に接続されている。後端空間20は、回転軸1の後端部に面する空間であり、回転軸1のスラスト板部1bとノズル板6との間の空間である。後端空間20は、スラスト軸受34が形成された軸受空間35に連通するとともに、検出空間21にも連通している。
エアタービン駆動スピンドル100eにおいては、第2供給路13に供給された圧縮気体(駆動用気体)が第3供給路32eに供給される。第3供給路32eに供給された圧縮気体は、噴射ノズル33eによって後端空間20に噴射される。スラスト軸受34が形成された軸受空間35は静圧作用が働いているため、後端空間20に噴射された圧縮気体は、軸受空間35には流入せずに、検出空間21に流入する。
このようにして、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eにおいては、第1実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100と同様に、光センサ27が配置される配置部17と被回転検出部18との間の検出空間21に圧縮気体が供給される。したがって、第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドル100eは、第1実施形態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で、回転軸1における回転の検出エラーの発生を極力防止することができる。
また、第3供給路32eは、第2供給路13に接続されているため、エアタービン駆動スピンドル100eは、第2供給路13によって供給された圧縮気体(駆動用気体)を利用して、検出空間21に圧縮気体を供給することができる。
また、エアタービン駆動スピンドル100eは、第2供給路13によって供給された圧縮気体(駆動用気体)を利用して検出空間21に圧縮気体を供給しているため、第2供給路13に供給された圧縮気体の流量の変化に応じて検出空間21に供給される圧縮気体の流量も変化する。これにより、検出空間21を他の空間よりも陽圧に保つことができる。
さらに、第3供給路32eは、圧縮気体の流量を調整する噴射ノズル33eを介して検出空間21に接続されている。このため、エアタービン駆動スピンドル100eは、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整することができる。
(その他の変形例)
上述した第1〜第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルは、それぞれ第3供給路が噴射ノズルを介して検出空間21に接続されているが、噴射ノズルは必ずしも設けなくてもよい。なお、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整する点においては、噴射ノズルを設けることは好ましい。
上述した第1〜第6実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルは、それぞれ第3供給路が噴射ノズルを介して検出空間21に接続されているが、噴射ノズルは必ずしも設けなくてもよい。なお、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整する点においては、噴射ノズルを設けることは好ましい。
上述した第1,第2実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルは、それぞれ第3供給路がレギュレータに接続されているが、必ずしも第3供給路がレギュレータに接続されなくてもよい。なお、検出空間21に供給する圧縮気体の流量を調整する点においては、第3供給路がレギュレータに接続されることは好ましい。
以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、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を含むことが意図される。
本発明は、静電塗装装置などに用いられるエアタービン駆動スピンドルに特に有利に適用される。
1 回転軸、1a 軸部 1b スラスト板部、2 ハウジングアッシ、3 ハウジング、4,38 軸受スリーブ、5 カバー、6 ノズル板、7 ジャーナル軸受、8,34 スラスト軸受、9 第1供給路、9a,9b 軸受用気体供給口、10 軸受用気体供給路、11,25 排気孔、12 駆動用気体供給口、13 第2供給路、14 駆動用給気ノズル、15 回転翼、16 貫通孔、17 配置部、18 被回転検出部、19 Oリング、20 後端空間、21 検出空間、22 スピンドルホルダ、23,39 軸受用気体供給孔、24 駆動用気体供給孔、26 塗料供給孔、27 光センサ、28 センサホルダ、29 塗料噴射ノズル、30 カップ、31,31a 圧縮気体供給口、32,32a,32b,32c,32d,32e 第3供給路、33,33a,33b,33c,33d,33e 噴射ノズル、35 軸受空間、37 圧縮気体供給孔、42 圧縮気体供給部、45 レギュレータ、100,100a,100b,100c,100d,100e,200 エアタービン駆動スピンドル、150 塗装装置、150a 凹部。
Claims (8)
- 回転軸と、
前記回転軸をスラスト方向に支持する軸受を形成するための気体を前記回転軸の端部に面する軸受空間に供給する第1供給路と、
前記回転軸を回転させるための気体を前記回転軸に供給する第2供給路と、
前記回転軸に設けられた被回転検出部と、
前記被回転検出部による反射光を検出することで前記回転軸の回転を検出する光センサが配置される配置部と、
前記配置部と前記被回転検出部との間の検出空間に圧縮気体を供給する第3供給路とを備える、エアタービン駆動スピンドル。 - 前記第3供給路は、前記配置部を介して前記検出空間に接続されている、請求項1に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記第3供給路は、前記回転軸の端部に面する空間であって前記軸受空間に繋がる後端空間を介して前記検出空間に接続されている、請求項1に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記第3供給路は、前記第1供給路および前記第2供給路が接続される供給口とは異なる供給口に接続されている、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記第3供給路は、前記第1供給路に接続されている、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記第3供給路は、前記第2供給路に接続されている、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記第3供給路は、圧縮気体の流量を調整する噴射ノズルを介して前記検出空間に接続されている、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
- 前記第3供給路は、圧縮気体の流量を調整するレギュレータに接続されている、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のエアタービン駆動スピンドル。
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CN115501993A (zh) * | 2021-06-23 | 2022-12-23 | Abb瑞士股份有限公司 | 静电涂装装置 |
-
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- 2017-07-18 JP JP2017138863A patent/JP2019018152A/ja active Pending
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