JP2019018152A - エアタービン駆動スピンドル - Google Patents

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。

特開平１１−９０２７９号公報

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。

第１実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルが塗装装置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および塗装装置の断面模式図である。 第１実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルおよび塗装装置の断面模式図である。 第２実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。 第３実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。 第４実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。 第５実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。 第６実施形態に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。 参考例に係るエアタービン駆動スピンドルの断面模式図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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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