JP6127563B2 - スピンドルシステム - Google Patents

Description

この発明は、スピンドルシステムに関し、さらに詳しくは、気体の供給あるいは回収のためのガス通路を有するスピンドルシステムに関する。

例えば、半導体製造装置では、相互に異なる雰囲気（例えば、外気と減圧環境）を有する第一室と第二室とが隔壁により区画され、この隔壁にスピンドルシステムが設置されて、パージやワークのチャックなどが行われている。

かかる構成では、（１）スピンドルシステムを介して、第一室側にある気体を出力側端部から第二室側に漏れなく供給すべき要請がある。逆に、（２）スピンドルシステムを介して、第二室側にある気体を第一室側に漏れなく回収すべき要請もある。

なお、かかる気体の供給あるいは回収のためのガス通路を有する従来のスピンドルシステムとして、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開平１１−７６９０４号公報

この発明は、気体の供給あるいは回収のためのガス通路を有するスピンドルシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるスピンドルシステムは、ハウジングと、シャフトと、前記シャフトを前記ハウジングに対して回転可能に支持する軸受とを備えるスピンドルシステムであって、前記ハウジングと前記シャフトとのクリアランスを封止して前記クリアランス内に密閉空間を形成するシール部材を備え、且つ、前記ハウジングが、前記ハウジングの外部と前記密閉空間とを連通する第一通気孔を有すると共に、前記シャフトが、前記シャフトの内部に形成された内部通路と、前記密閉空間と前記内部通路とを連通する第二通気孔とを有することを特徴とする。

また、この発明にかかるスピンドルシステムは、第一ハウジングと、スピンドルと、前記スピンドルを前記第一ハウジングに対して回転可能に支持する軸受とを有するスピンドルユニットと、第二ハウジングと、シャフトと、前記シャフトを前記第二ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、前記第二ハウジングおよび前記シャフトの間を封止するシール部材とを有するシールユニットと、前記スピンドルと前記シャフトとを連結するカップリングとを備え、且つ、前記第二ハウジングが、前記第二ハウジングの壁部を通って前記第一ハウジングに囲まれた密閉空間に連通する第一通気孔を有し、前記スピンドルが、前記スピンドルの内部に形成された内部通路と、前記スピンドルの内部を通って前記密閉空間および前記内部通路を連通させる第二通気孔とを有することを特徴とする。

また、この発明にかかるスピンドルシステムは、第一ハウジングと、スピンドルと、前記スピンドルを前記第一ハウジングに対して回転可能に支持する軸受とを有するスピンドルユニットと、第二ハウジングと、前記スピンドルに連結されるシャフトと、前記シャフトを前記第二ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、前記第二ハウジングおよび前記シャフトの間を封止するシール部材とを有するシールユニットと、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に介在して前記第二ハウジングを弾性変位可能に支持する弾性支持構造とを備え、且つ、前記第一ハウジングが、前記第一ハウジングの壁部を通って前記第一ハウジングに囲まれた密閉空間に連通する第一通気孔を有し、前記スピンドルが、前記スピンドルの内部に形成された内部通路と、前記スピンドルの内部を通って前記密閉空間および前記内部通路を連通させる第二通気孔とを有することを特徴とする。

この発明にかかるスピンドルシステムでは、ハウジングの外部から第一通気孔および密閉空間を通ってシャフトの第二通気孔に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）ハウジングの外部にある気体をシャフトの第二通気孔に供給できる利点がある。また、逆に、（２）シャフトの第二通気孔にある気体をハウジング側に回収できる利点がある。

また、この発明にかかるスピンドルシステムでは、第一ハウジングの外部から第二ハウジングの通気孔、スピンドルユニットの内部の密閉空間およびスピンドルの通気孔を通ってスピンドルの内部通路に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）第一ハウジングの外部にある気体をスピンドルの内部通路に供給できる利点がある。また、逆に、（２）スピンドルの内部通路にある気体を第一ハウジングの外部に回収できる利点がある。

また、この発明にかかるスピンドルシステムでは、第一ハウジングの外部から第一ハウジングの通気孔、スピンドルユニットの内部の密閉空間およびスピンドルの通気孔を通ってスピンドルの内部通路に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）第一ハウジングの外部にある気体をスピンドルの内部通路に供給できる利点がある。また、逆に、（２）スピンドルの内部通路にある気体を第一ハウジングの外部に回収できる利点がある。

図１は、この発明の実施の形態にかかるスピンドルシステムを示す構成図である。 図２は、図１に記載したスピンドルシステムの要部を示すＡ−Ａ視断面図である。 図３は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例１を示す説明図である。 図４は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例２を示す説明図である。 図５は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例２を示す説明図である。 図６は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例３を示す説明図である。 図７は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例３を示す説明図である。 図８は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例４を示す説明図である。 図９は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例４を示す説明図である。 図１０は、図８に記載したスピンドルシステムの変形例５を示す説明図である。 図１１は、図８に記載したスピンドルシステムの変形例６を示す説明図である。 図１２は、図８に記載したスピンドルシステムの変形例７を示す説明図である。 図１３は、図８に記載したスピンドルシステムの変形例８を示す説明図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［スピンドルシステム］
図１は、この発明の実施の形態にかかるスピンドルシステムを示す構成図である。同図は、スピンドルシステム１の軸方向断面図を示している。なお、図中の軸Ｘは、スピンドルシステム１の回転軸を示している。

スピンドルシステム１は、スピンドルを出力軸として備える機械要素であり、例えば、特殊環境内搬送装置、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置などに適用される。ここでは、一例として、スピンドルシステム１が、第一室１１０と第二室１２０とを区画する隔壁１００に設置された場合について説明する（図１参照）。なお、図１では、Ｖ軸が鉛直下方を示し、Ｈ軸が水平方向を示している。

このスピンドルシステム１は、スピンドルユニット２と、シールユニット３と、カップリング４とを備える（図１参照）。

スピンドルユニット２は、ハウジング２１と、スピンドル２２と、軸受２３とを有する。ハウジング２１は、スピンドル２２および軸受２３を収容する部材である。スピンドル２２は、スピンドルシステム１の出力軸を構成する。軸受２３は、ハウジング２１とスピンドル２２との間に介在してスピンドル２２を回転可能に支持する。

例えば、図１の構成では、ハウジング２１が、円筒形状を有し、また、一方の端部（スピンドル２２の駆動側の端部。シールユニット３側の端部。）に固定用のフランジ部２１１を有している。また、一対の軸受２３、２３が、ボールベアリングであり、ハウジング２１の内周面に嵌め込まれて固定されている。また、スピンドル２２が、ハウジング２１に対して軸方向に挿入されて、一対の軸受２３、２３により回転可能に支持されている。また、スピンドル２２が、出力側の端部にフランジ部２２１を有し、このフランジ部２２１をハウジング２１から突出させて配置されている。このフランジ部２２１には、例えば、ワークを扱うための作業テーブル（図示省略）などが取り付けられる。

シールユニット３は、ハウジング３１と、シャフト３２と、軸受３３とを有する。ハウジング３１は、シャフト３２および軸受３３を収容する部材である。シャフト３２は、スピンドルシステム１の入力軸であり、外部の駆動源（図示省略）に連結される。軸受３３は、ハウジング３１とシャフト３２との間に介在してシャフト３２を回転可能に支持する。

例えば、図１の構成では、ハウジング３１が、円筒形状を有し、また、一方の端部に幅広なフランジ部３１１を有している。また、このハウジング３１のフランジ部３１１と、スピンドルユニット２のハウジング２１のフランジ部２１１とが相互かつ同軸上で固定されて、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１とが軸方向に連通している。また、一対の軸受３３、３３が、ボールベアリングであり、ハウジング３１の内周面に嵌め込まれて固定されている。また、シャフト３２が、ハウジング３１に対して軸方向に挿入されて、一対の軸受３３、３３により回転可能に支持されている。また、シャフト３２が、スピンドル２２に対して同軸上に配置されている。また、シャフト３２が、一方の端部（スピンドルユニット２側の端部）にフランジ部３２１を有し、このフランジ部３２１をハウジング３１から突出させて配置されている。

カップリング４は、スピンドルユニット２のスピンドル２２とシールユニット３のシャフト３２とをトルク伝達可能に連結する部材である。このカップリング４は、偏心、偏角、エンドプレイ等の軸心のミスアライメントを許容可能なフレキシブルカップリングであることが好ましい。また、カップリング４は、金属製であることが好ましい。

例えば、図１の構成では、カップリング４が、ベローズ型のフレキシブルカップリングであり、中空部を有している。また、カップリング４が、一方の端部にてスピンドル２２の軸方向端部に連結され、他方の端部にてシャフト３２のフランジ部３２１に連結されている。

また、このスピンドルシステム１は、シールユニット３のシャフト３２にて、外部の動力源（図示省略）に連結される。この動力源は、特に限定がなく、例えば、サーボモータ、ダイレクトドライブモータなどが採用され得る。

例えば、図１の構成では、シールユニット３のシャフト３２に、プーリＰが取り付けられている。また、動力源として、ベルト駆動装置（図示省略）が用いられ、このベルト駆動装置とプーリＰとが、ベルト（図示省略）を介して動力伝達可能に連結されている。

このスピンドルシステム１では、外部の動力源からの駆動力により、シールユニット３のシャフト３２が回転し、駆動力がカップリング４を介してスピンドル２２に伝達されて、スピンドル２２が回転する。また、動力源がシャフト３２への駆動力の入力を調整することにより、スピンドル２２の回転速度、回転方向などが自在に制御される。

［シール構造］
図１の構成では、第一室１１０と第二室１２０とが、隔壁１００を介して区画されている。第一室１１０と第二室１２０とは、相互に異なる雰囲気を有する。例えば、半導体製造装置では、第一室１１０に外気が導入され、第二室１２０がチャンバで区画されて特殊環境（例えば、減圧環境、真空環境、プロセスガス充填環境など）が形成される。

また、スピンドルシステム１が、隔壁１００の開口部１０１に挿入されて固定されている。具体的には、スピンドルシステム１が、スピンドルユニット２を第二室１２０側に向け、また、シールユニット３を第一室１１０側に向けて配置されている。また、スピンドルユニット２が、スピンドル２２を第二室１２０に挿入して隔壁１００の壁面から室内に突出させている。また、シールユニット３が、シャフト３２を第一室１１０に有し、第一室１１０にて、シャフト３２と動力源とが連結されている。また、シールユニット３が、ハウジング３１のフランジ部３１１にて隔壁１００の開口部１０１の縁に取り付けられている。これにより、シールユニット３のハウジング３１およびスピンドルユニット２のハウジング２１が隔壁１００に固定されている。

ここで、図１の構成では、第一室１１０と第二室１２０とが相互に異なる雰囲気を有するため、スピンドルシステム１が、次のシール構造を有している。すなわち、（１）シールユニット３のハウジング３１のフランジ部３１１と、隔壁１００の壁面との接触面にＯリング３１２が配置されている。これにより、ハウジング３１と隔壁１００との接触面がシールされている。また、（２）スピンドルユニット２の軸受２３およびシールユニット３の軸受３３が、潤滑油として、真空グリースを採用している。

［ガス通路］
図１の構成では、上記のように、相互に異なる雰囲気を有する第一室１１０と第二室１２０とが隔壁１００により区画されている。また、スピンドルシステム１が隔壁１００を貫通してスピンドルユニット２を第二室１２０に挿入されている。かかる構成では、（１）スピンドルシステム１を介して、第一室１１０側にある気体を第二室１２０側に漏れなく供給すべき要請がある。逆に、（２）スピンドルシステム１を介して、第二室１２０側にある気体を第一室１１０側に漏れなく回収すべき要請もある。

そこで、このスピンドルシステム１では、かかる気体の供給あるいは回収のためのガス通路を実現するために、以下の構成を採用する。

図２は、図１に記載したスピンドルシステムの要部を示すＡ−Ａ視断面図である。同図は、シールユニット３の密閉空間Ｃにおける径方向断面図を示している。

このスピンドルユニット２では、図１および図２に示すように、シールユニット３が、ハウジング３１とシャフト３２とのクリアランス（ハウジング３１の内周面とシャフト３２の外周面との隙間）に、シール部材３４を有する。

このシール部材３４は、シールユニット３のハウジング３１とシャフト３２とのクリアランスを封止して、クリアランス内に密閉空間Ｃを形成する。したがって、密閉空間Ｃは、ハウジング３１の内周面と、シャフト３２の外周面と、少なくとも２つのシール部材３４とに区画された空間である。

また、シール部材３４は、シャフト３２の回転を許容しつつ、ハウジング３１とシャフト３２とのクリアランスを封止できることを要する。かかるシール部材３４としては、例えば、磁性流体シール、Ｏリング、ラビリンスシールなどを採用できる。

例えば、図１および図２の構成では、シール部材３４が環状の磁性流体シールから成り、ハウジング３１の内周面に固定されてシャフト３２の外周面を囲んで配置されている。また、一対のシール部材３４、３４が、シャフト３２の軸方向に所定間隔をあけて配置されることにより、一対のシール部材３４、３４の間に、密閉空間Ｃが形成されている。また、一対の軸受３３、３３が、シャフト３２の軸方向に所定間隔をあけて配置され、これらの軸受３３、３３の間に、一対のシール部材３４、３４が配置されている。

また、図１および図２に示すように、ハウジング３１が、ハウジング３１の外部と密閉空間Ｃとを連通する第一通気孔５１を有する。また、シャフト３２が、シャフト３２の内部に形成された内部通路５２を有する。この内部通路５２は、止まり穴であり、一方の端部にて、シャフト３２の出力側端部（スピンドル２２側の端部）に開口し、他方の端部にて、シャフト３２の内部に終端する。また、シャフト３２が、密閉空間Ｃと内部通路５２とを連通する第二通気孔５３とを有する。

また、図１に示すように、スピンドル２２が、スピンドル２２の内部に形成された内部通路５４を有する。この内部通路５４は、スピンドル２２を軸方向に貫通して、スピンドル２２の両端部に開口する。

また、図１に示すように、カップリング４が、カップリング４の内部に形成された内部通路５５を有する。この内部通路５５は、カップリング４を軸方向に貫通して、カップリング４の両端部に開口する。そして、シールユニット３のシャフト３２の内部通路５２と、スピンドル２２の内部通路５４とが、このカップリング４の内部通路５５を介して連結される。

例えば、図１および図２の構成では、ハウジング３１の第一通気孔５１が、ハウジング３１の側壁を径方向に貫通する孔であり、ハウジング３１の外周面と内周面とを連通している。また、ハウジング３１の外周面における第一通気孔５１の開口部には、ガス導入用のプラグ６が設置されている。第一通気孔５１へは、このプラグ６を介して、第一室１１０内の気体あるいは第一室１１０側に設置されたガスタンク（図示省略）の気体が供給される。

また、シャフト３２の内部通路５２が、シャフト３２の出力側端部から回転軸に沿って開けられた穴と、シャフト３２のフランジ部３２１の中心に開けられた孔とから構成されている。これにより、シャフト３２が、回転軸に沿って延在する１本の内部通路５２を有している。また、この内部通路５２が、一方の端部にて、シャフト３２の出力側端部に開口し、他方の端部にて、シャフト３２の内部に終端している。なお、内部通路５２は、円筒部材から成るシャフト３２の中空部の一方の端部を封止して構成されても良い。

また、シャフト３２の第二通気孔５３が、シャフト３２の側面から径方向に開けられた孔であり、シャフト３２の内部通路５２に開口している。また、シャフト３２が一対の第二通気孔５３を有し、これらの第二通気孔５３、５３が、シャフト３２の軸方向の同位置かつ周方向の対向する位置（１８０度ずれた位置）に配置されている。したがって、密閉空間Ｃと内部通路５２とが、２本の第二通気孔５３、５３により連通している。なお、シャフト３２は、さらに３本以上の第二通気孔５３を有しても良い（図示省略）。

また、スピンドル２２の内部通路５４が、スピンドル２２を軸方向に貫通する孔から構成されている。また、内部通路５４が、スピンドル２２の出力側端部および入力側端部の回転中心にそれぞれ開口している。なお、スピンドル２２の出力側端部における内部通路５４の開口径は、スピンドルシステム１の仕様により適宜設計される。

また、カップリング４の内部通路５５は、カップリング４がベローズ構造を有する管状部材から成るので、その中空部により構成されている。

上記の構成では、シールユニット３のハウジング３１の外部から第一通気孔５１、密閉空間Ｃ、シャフト３２の第二通気孔５３および内部通路５２、カップリング４の内部通路５５、ならびに、スピンドル２２の内部通路５４を通って、スピンドル２２の出力側端部に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）第一室１１０側にある気体をスピンドル２２の出力側端部から第二室１２０側に供給できる（図１参照）。また、逆に、（２）第二室１２０側にある気体をスピンドル２２の出力側端部から第一室１１０側に回収できる（図示省略）。

なお、上記のガス通路を介した気体の流通は、（ａ）第一室１１０と第二室１２０との気圧差、（ｂ）第一室１１０あるいは第二室１２０に設置された圧力ポンプの稼動などにより実現できる。

また、上記の構成では、ガス通路の気密性を高めることにより、中途でのガス漏れを低減できる。例えば、図１の構成では、ベローズ型のカップリング４を採用するので、スピンドル２２とシールユニット３のシャフト３２との軸方向および回転方向の変位差によりカップリング４が変形したときにも、カップリング４からのガス漏れが低減される。

さらに、図１の構成では、（ａ）スピンドル２２とカップリング４との接合面、（ｂ）カップリング４とシャフト３２のフランジ部３２１との接合面、および、（ｃ）シャフト３２の本体部とフランジ部３２１との接合面に研削加工が施されて、これらの接合面の密着性が確保されることにより、これらの接合面におけるガス漏れが低減される。さらに、これらの接合面に、それぞれＯリングなどのシール部材（図示省略）が配置されることにより、これらの接合面におけるガス漏れがより低減される。

［変形例１］
図３は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例１を示す説明図である。同図は、単体のシールユニット３の軸方向断面図を示している。

図１の構成では、一対の軸受３３、３３が、シャフト３２の軸方向に所定間隔をあけて配置され、これらの軸受３３、３３の間に、一対のシール部材３４、３４が配置されている。

しかし、これに限らず、図３に示すように、軸受３３が、一対のシール部材３４、３４に対してシャフト３２の軸方向の片側のみに配置されても良い。かかる構成では、一対のシール部材３４、３４が磁性流体シールから成るときに、これらのシール部材３４、３４に対して、軸受３３が配置されていない側から磁性流体を注ぎ得る。これにより、シール部材３４、３４への磁性流体の供給が容易となる。

例えば、図３の構成では、一対のシール部材３４、３４が相互に隣り合って配置され、これらのシール部材３４、３４の隣りに、一対の軸受３３、３３が相互に隣り合って配置されている。また、一対の軸受３３、３３が、一対のシール部材３４、３４よりもシールユニット３の開口部（第一室１１０側にあるハウジング３１の開口部。スピンドルユニット２に対して逆側にあるハウジング３１の開口部）側に配置されている。したがって、一対の軸受３３、３３としてＳＵＪ２材から成る軸受を採用できる。また、一対の軸受３３、３３に対して、第一室１１０に用いられているグリースを使用できる点で好ましい。

なお、図１および図３の構成では、シールユニット３が、一対の軸受３３、３３を有している。

しかし、これに限らず、シールユニット３が、単一の軸受３３のみを有しても良い（図示省略）。かかる場合には、単一の軸受３３が、一対のシール部材３４、３４に対してシャフト３２の軸方向のいずれの位置に配置されても良いし、一対のシール部材３４、３４の間に配置されても良い。

［変形例２］
図４および図５は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例２を示す説明図である。これらの図において、図４は、スピンドルシステム１の軸方向断面図を示し、図５は、図４に記載したスピンドルシステム１のＢ−Ｂ視断面図を示している。

図１および図２の構成では、スピンドルシステム１が、シールユニット３の第一通気孔５１、密閉空間Ｃ、シャフト３２の内部通路５２および第二通気孔５３、カップリング４の内部通路５５、ならびに、スピンドル２２の内部通路５４から成る１本のガス通路を備えている。

これに対して、スピンドルシステム１が、複数本のガス通路を備えても良い（図４および図５参照）。これにより、複数種類のガスを第一室１１０と第二室１２０との間で流通させ得る。

例えば、図４および図５の構成では、３つのシール部材３４がシャフト３２の軸方向に所定間隔をあけて配置され、これらのシール部材３４間に、２段の密閉空間Ｃ、Ｃが区画されている。また、シールユニット３のハウジング３１が相互に独立した２本の第一通気孔５１、５１を有し、これらの第一通気孔５１、５１が対応する密閉空間Ｃ、Ｃにそれぞれ開口している。また、シャフト３２が、相互に独立した２本の内部通路５２、５２と、相互に独立した２本の第二通気孔５３、５３とを有している。また、各第二通気孔５３、５３が、対応する密閉空間Ｃと内部通路５２とをそれぞれ連通している。また、スピンドル２２が、相互に独立した２本の内部通路５４、５４を有している。また、管材から成る２本の内部通路５５、５５がカップリング４の内部に配置され、これらの内部通路５５、５５を介して、対応するシャフト３２の内部通路５２とスピンドル２２の内部通路５４とがそれぞれ接続されている。また、各内部通路５５、５５からのガスの漏出を低減するために、各内部通路５５、５５が、シャフト３２の内部通路５２およびスピンドル２２の内部通路５４に対してＯリングを介して嵌め込まれている。

［変形例３］
図６および図７は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例３を示す説明図である。これらの図において、図６は、スピンドルシステム１の軸方向断面図を示し、図７は、スピンドルユニット２におけるラビリンス構造を示している。これらの図において、図１に記載した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１の構成では、上記のように、スピンドルシステム１における第一室１１０から第二室１２０へのガス通路が、シールユニット３の第一通気孔５１と、密閉空間Ｃと、シャフト３２の第二通気孔５３および内部通路５２と、カップリング４の内部通路５５と、スピンドル２２の内部通路５４とから構成されている。また、第一通気孔５１が、シールユニット３のハウジング３１の一方の側壁を径方向に貫通し、第二通気孔５３が、シャフト３２に対して径方向に穿設されてシャフト３２の内部通路５２に連通している（図２参照）。また、シャフト３２の内部通路５２が、シャフト３２の軸方向に穿設され、スピンドル２２の内部通路５４が、スピンドル２２の軸方向に穿設されている。かかる図１の構成では、ガス通路を構成する第一通気孔５１、第二通気孔５３、シャフト３２の内部通路５２およびスピンドル２２の内部通路５４の加工が容易な点で好ましい。

これに対して、図６の構成では、第一室１１０から第二室１２０へのガス通路が、次のように構成される。

まず、シールユニット３のハウジング３１が、ハウジング３１の壁部を通ってスピンドルユニット２のハウジング２１に囲まれた密閉空間Ｄに開口する通気孔５６を有する。また、スピンドル２２が、スピンドル２２の内部に形成された内部通路５４と、スピンドル２２の内部を通って密閉空間Ｄおよび内部通路５４を連通させる通気孔５７とを有する。そして、第一室１１０から第二室１２０へのガス通路が、これらの通気孔５６、５７および密閉空間Ｄを含んで構成される。

具体的には、上記のように、スピンドルユニット２のハウジング２１と、シールユニット３のハウジング３１とが、スピンドルシステム１の回転軸Ｘの軸方向に接続されて相互に固定されている。このとき、スピンドルユニット２のハウジング２１のフランジ部２１１が、シールユニット３のハウジング３１のフランジ部３１１に対してインロー構造で嵌め込まれてボルト締結（図示省略）により固定されている。また、シールユニット３のハウジング３１が、隔壁１００の開口部１０１の縁部にボルト締結（図示省略）により固定され、また、ハウジング３１と隔壁１００との接合部の隙間が、Ｏリング３１２により封止されている。また、シールユニット３では、ハウジング３１とシャフト３２とのクリアランスが、シール部材３４により封止されている。したがって、スピンドルユニット２のハウジング２１の内部にある密閉空間Ｄは、第一室１１０に対して密閉されている。

また、図７に示すように、スピンドルユニット２が、ハウジング２１とスピンドル２２とのクリアランスに、ラビリンス構造を有している。このラビリンス構造は、ハウジング２１と、スピンドル２２のフランジ部２２１との間に形成された隙間２５を含んで構成されている。この隙間２５が、回転軸Ｘの軸方向に微少な幅Ｗ１を有することによりラビリンス構造として機能して、密閉空間Ｄが、第二室１２０に対して略密封されている。なお、隙間２５の幅Ｗ１は、５［μｍ］≦Ｗ１≦３０［μｍ］の範囲にあることが好ましく、５［μｍ］≦Ｗ１≦１５［μｍ］の範囲にあることがより好ましい。また、幅Ｗ１は、回転軸Ｘの軸方向の幅として測定される。

また、シールユニット３のハウジング３１の通気孔５６が、ハウジング３１を貫通する孔であり、ハウジング３１の軸方向断面視にて、ハウジング３１の径方向および軸方向に延在するＬ字型の屈曲形状を有している。また、通気孔５６が、一方の開口部にてハウジング３１の側壁の外周面に開口し、他方の開口部にてハウジング３１の軸方向の端面に開口している。具体的には、通気孔５６が、ハウジング３１の側壁の外周面からハウジング３１の径方向に延在し、ハウジング３１の側壁の内部でＬ字状に屈曲してハウジング３１の軸方向に延在し、ハウジング３１の端面からスピンドルユニット２の内部の密閉空間Ｄに開口している。これにより、シールユニット３の外部（第一室１１０側）と、スピンドルユニット２の内部の密閉空間Ｄとが、通気孔５６を介して連通している。なお、かかる通気孔５６は、例えば、ハウジング３１に対するドリル加工により、容易に形成できる。

また、スピンドル２２の通気孔５７が、スピンドル２２に開けられた孔であり、一方の開口部にてスピンドル２２の軸方向の端面に開口し、他方の開口部にてスピンドル２２の内部通路５４に開口している。これにより、スピンドルユニット２のハウジング２１の密閉空間Ｄと、スピンドル２２の内部通路５４とが、通気孔５７を介して連通している。

なお、図６の構成では、通気孔５７が、スピンドル２２の軸方向断面視にて、スピンドル２２の径方向および軸方向に延在するＬ字型の屈曲形状を有している。しかし、これに限らず、通気孔５７が、スピンドル２２の密閉空間Ｄ側の端面からスピンドル２２の内部通路５４に向かって直線状に延在しても良い。かかる通気孔５７は、例えば、スピンドル２２に対するドリル加工により、容易に形成できる。

図６の構成では、第一室１１０からシールユニット３のハウジング３１の通気孔５６、スピンドルユニット２の内部の密閉空間Ｄ、スピンドル２２の通気孔５７およびスピンドル２２の内部通路５４を通って、スピンドル２２の第二室１２０側の端部に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）第一室１１０側にある気体をスピンドル２２の出力側端部から第二室１２０側に供給できる（図６参照）。また、逆に、（２）第二室１２０側にある気体をスピンドル２２の出力側端部から第一室１１０側に回収できる（図示省略）。このように、ガス通路が、シールユニット３におけるハウジング３１とシャフト３２とのクリアランスを迂回して形成されても良い。

また、図６の構成では、上記のように、スピンドルユニット２の内部の密閉空間Ｄが、第一室１１０側に対してシール部材３４により封止され、また、第二室１２０側に対してラビリンス構造（隙間２５）により封止される。これにより、シールユニット３側の通気孔５６から密閉空間Ｄを通ってスピンドル２２の通気孔５７に至るガス通路の気密性が適正に確保される。

特に、上記の構成では、（３）第一室１１０側から通気孔５６を介して密閉空間Ｄに高圧ガスを供給することにより、密閉空間Ｄにおける気体の圧力を高め得る。これにより、密閉空間Ｄから通気孔５７を通って内部通路５４に供給される気体の供給圧力を適正に確保できる。一方で、（４）第一室１１０側から通気孔５６を介して密閉空間Ｄの気体を吸引することにより、密閉空間Ｄにおける気体の圧力を低減できる。これにより、例えば、スピンドル２２が真空チャックとして使用される場合に、内部通路５４の圧力を適正に維持して、真空チャックの吸引力を適正に確保できる。

また、図１の構成では、スピンドル２２とシャフト３２とが、密閉された中空構造を有するベローズ型のカップリング４を介して連結されている。しかし、図６の構成のように、第一室１１０側と第二室１２０側とに連通するガス通路がカップリング４を迂回する構成では、カップリング４が密閉構造を有する必要がない。したがって、カップリング４の構造の選択肢が拡大する点で好ましい。

［変形例４］
図８および図９は、図１に記載したスピンドルシステムの変形例４を示す説明図である。これらの図において、図８は、スピンドルシステム１の軸方向断面図を示し、図９は、シールユニット３のハウジング３１の支持構造を示している。これらの図において、図１に記載した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１の構成では、上記のように、シールユニット３のハウジング３１が、フランジ部３１１を有し、このフランジ部３１１にて隔壁１００の開口部１０１の縁部にボルト締結（図示省略）により固定されている。また、スピンドルユニット２のハウジング２１が、シールユニット３のハウジング３１に対してボルト締結（図示省略）により固定されている。したがって、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との相対的な位置関係が固定されている。

ここで、スピンドルシステム１では、一般に、スピンドルユニット２のハウジング２１やシールユニット３のハウジング３１が加工精度や組み付け誤差を有することにより、スピンドル２２とシャフト３２との間に、偏心、偏角、エンドプレイなどのミスアライメントが生じ得る。このため、図１の構成では、スピンドルシステム１の稼働時におけるスピンドル２２とシャフト３２との間のミスアライメントを吸収するために、スピンドル２２とシャフト３２とが、ベローズ型のフレキシブルカップリング４を介して連結されている。

これに対して、図８の構成では、スピンドル２２とシャフト３２とが相互に固定して連結される。また、スピンドルシステム１が、弾性支持構造７を備え、この弾性支持構造７が、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との間に介在してシールユニット３のハウジング３１を弾性変位可能に支持する。

具体的には、スピンドル２２とシャフト３２とが、同軸上に配置され、ボルト締結（図示省略）により軸方向に連結されて相互に固定されている。また、スピンドルシステム１が、ベース部材２４を備えている。また、ベース部材２４が、プレート状部材から成り、隔壁１００の開口部１０１を第一室１１０側から塞いで配置されて、開口部１０１の縁にボルト締結（図示省略）により固定されている。また、ベース部材２４の第二室１２０側の面がざぐり部を有している。そして、スピンドルユニット２のハウジング２１が、フランジ部２１１をベース部材２４のざぐり部に嵌め込みつつ、ベース部材２４にボルト締結（図示省略）により固定されている。このため、スピンドルユニット２のハウジング２１が、ベース部材２４を介して隔壁１００の開口部１０１に固定されている。

また、シールユニット３のハウジング３１が、スピンドルユニット２のハウジング２１に挿入されて配置されている。また、ベース部材２４が、スピンドルユニット２のハウジング２１の第一室１１０側の開口部を覆うことにより、シールユニット３のハウジング３１が、スピンドルユニット２のハウジング２１およびベース部材２４から成る構造物の内部に収容されている。また、ベース部材２４が開口部２４１を有し、シールユニット３がシャフト３２をベース部材２４の開口部２４１から第一室１１０側に突出させて配置されている。

また、図９に示すように、弾性支持構造７が、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２から構成されている。

また、第一弾性部材７１が、ゴム製のＯリングであり、スピンドルユニット２のハウジング２１とシールユニット３のハウジング３１との間に挟み込まれて配置されている。具体的には、スピンドルユニット２のハウジング２１が、内径差により形成された段状の係止部７３を内壁面に有し、また、シールユニット３のハウジング３１が、第二室１２０側の軸方向端部の外周縁部に段状（あるいは溝状）の保持部７４を有している。そして、第一弾性部材７１が、シールユニット３のハウジング３１の保持部７４に嵌め合わされて保持され、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との間で軸方向から挟み込まれている。

また、第二弾性部材７２が、ゴム製のＯリングであり、ベース部材２４とシールユニット３のハウジング３１との間に挟み込まれて配置されている。具体的には、シールユニット３のハウジング３１が、第一室１１０側の軸方向端部の外周縁部に段状（あるいは溝状）の保持部７５を有している。そして、第二弾性部材７２が、シールユニット３のハウジング３１の保持部７４に嵌め合わされて保持され、シールユニット３のハウジング３１とベース部材２４の平面との間に軸方向から挟み込まれている。

したがって、一対の弾性部材７１、７２が、シールユニット３のハウジング３１と慣性系であるスピンドルユニット２のハウジング２１およびベース部材２４との間に介在して配置されて、シールユニット３のハウジング３１を軸方向から挟み込んで支持している。また、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１およびベース部材２４との間には、回転軸Ｘの軸方向および径方向に微少な隙間が設けられている。したがって、一対の弾性部材７１、７２が弾性変形することにより、シールユニット３のハウジング３１が軸方向および径方向に微少変位できる。

図８および図９の構成において、スピンドルユニット２では、上記のように、スピンドル２２が、シャフト３２に対して軸方向に連結されて固定される。このため、スピンドルシステム１の稼動時には、スピンドル２２とシャフト３２とが一体となって同位相で回転する。また、スピンドル２２が、軸受２３を介して慣性系であるハウジング２１に支持されて、回転軸Ｘ上にて安定的に回転でき、また、バネ要素であるカップリング４を有する構成（図１参照）と比較して、スピンドル２２のねじり剛性が向上する。

一方、シールユニット３では、上記のように、ハウジング３１が、慣性系であるスピンドルユニット２のハウジング２１およびベース部材２４との間に第一弾性部材７１および第二弾性部材７２を介して支持される。すると、スピンドルシステム１の稼動時にて、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が弾性変形することにより、ハウジング３１が回転軸Ｘの軸方向および径方向に弾性変位できる。これにより、スピンドル２２とシャフト３２との偏心および偏角、シャフト３２とのエンドプレイなどのミスアライメントが吸収される。また、熱膨張によるスピンドル２２およびシャフト３２の伸縮が吸収される。

また、図９の構成では、第一弾性部材７１が、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との隙間を封止するシール部材として機能し、また、第二弾性部材７２が、シールユニット３のハウジング３１とベース部材２４との隙間を封止するシール部材として機能する。また、Ｏリング３１２が、ベース部材２４と隔壁１００との接合面に配置されて、これらの隙間が封止される。また、上記のように、シール部材３４が、シールユニット３のハウジング３１とシャフト３２との間に配置されて、これらのクリアランスが封止される。これにより、第一室１１０と第二室１２０との気密性が確保される。

なお、図９の構成では、上記のように、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が、弾性変形可能な弾性シール部材（ここでは、ゴム製のＯリング）から構成されている。かかる構成では、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との隙間を封止するシール部材を兼ねるので、別個のシール部材が不要となり、部品点数を低減できる点で好ましい。

しかし、これに限らず、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が、例えば、コイルバネ、板バネ、空気バネなどから構成されても良い（図示省略）。かかる構成としても、スピンドル２２とシャフト３２との偏心、偏角、エンドプレイなどのミスアライメントを吸収できる。一方で、かかる構成では、例えば、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２の配置位置の隙間（図９におけるシールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との隙間、ならびに、シールユニット３のハウジング３１とベース部材２４との隙間）に、別途、シール部材を配置することにより、これらの隙間を封止できる。

また、図９の構成では、上記のように、スピンドルユニット２のハウジング２１が内壁に係止部７３を有し、第一弾性部材７１が、この係止部７３とシールユニット３のハウジング３１との間に挟み込まれて配置されている。かかる構成では、スピンドルユニット２のハウジング２１自身が係止部７３を有する（一体構造を有する）ことにより、係止部７３が別部品から成る構成と比較して、部品点数を低減できる点で好ましい。

しかし、これに限らず、例えば、係止部７３を有する別部材（例えば、筒状のホルダ）が、スピンドルユニット２のハウジング２１の内周面に嵌め込まれて配置されても良い（図示省略）。かかる構成としても、同様の機能を実現できる。

また、図８の構成では、第一室１１０から第二室１２０へのガス通路が、次のように構成される。

まず、ベース部材２４およびスピンドルユニット２のハウジング２１が、ベース部材２４を貫通し、スピンドルユニット２のハウジング２１に囲まれた密閉空間Ｅに連通する通気孔５８を有する。また、スピンドル２２が、スピンドル２２の内部に形成された内部通路５４を有し、また、スピンドル２２およびシャフト３２が、スピンドル２２およびシャフト３２の内部を通って密閉空間Ｅと内部通路５４とを連通させる通気孔５９を有する。そして、第一室１１０から第二室１２０へのガス通路が、これらの通気孔５８、５９および密閉空間Ｅを含んで構成される。

具体的には、上記のように、スピンドルユニット２のハウジング２１が、ベース部材２４の第二室１２０側の面にボルト締結（図示省略）により固定されている。また、スピンドル２２とシャフト３２とが、ボルト締結（図示省略）により一体化されている。また、シールユニット３のハウジング３１が、スピンドルユニット２のハウジング２１に収容されて、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２を介して弾性変位可能に支持されている。また、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との隙間ならびにシールユニット３のハウジング３１とベース部材２４との隙間が、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２により封止され、また、シールユニット３のハウジング３１とシャフト３２とのクリアランスが、シール部材３４により封止されている。したがって、スピンドルユニット２のハウジング２１の内部にある密閉空間Ｅは、第一室１１０に対して密閉されている。

また、図６および図７の構成と同様に、スピンドルユニット２が、ハウジング２１とスピンドル２２とのクリアランスに、ラビリンス構造（隙間２５。図７参照。）を有している。このラビリンス構造により、密閉空間Ｄが、第二室１２０に対して略密封されている。

また、ベース部材２４およびスピンドルユニット２のハウジング２１の通気孔５８が、回転軸Ｘの軸方向断面視にて、第一室１１０側からベース部材２４を軸方向に貫通し、ハウジング２１の側壁の内部を軸方向に延在してＬ字状に屈曲し、ハウジング２１の内部に開口して密閉空間Ｅに連通している。これにより、第一室１１０と、スピンドルユニット２の密閉空間Ｅとが、通気孔５８を介して連通している。なお、かかる通気孔５８は、例えば、ベース部材２４およびハウジング２１に対するドリル加工と埋め栓などにより、形成できる。

スピンドル２２およびシャフト３２の通気孔５９が、スピンドル２２およびシャフト３２に開けられた孔であり、一方の開口部にて、スピンドル２２およびシャフト３２の一体構造物の側面に開口し、他方の開口部にて、スピンドル２２の内部通路５４に開口している。これにより、スピンドルユニット２の密閉空間Ｅと、スピンドル２２の内部通路５４とが、通気孔５９を介して連通している。

図８の構成では、第一室１１０からベース部材２４およびスピンドルユニット２のハウジング２１の通気孔５８、スピンドルユニット２の密閉空間Ｅ、スピンドル２２およびシャフト３２の通気孔５９、ならびに、スピンドル２２の内部通路５４を通って、スピンドル２２の第二室１２０側の端部に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）第一室１１０側にある気体をスピンドル２２の出力側端部から第二室１２０側に供給できる（図８参照）。また、逆に、（２）第二室１２０側にある気体をスピンドル２２の出力側端部から第一室１１０側に回収できる（図示省略）。このように、ガス通路が、シールユニット３を迂回して形成されても良い。

また、図８の構成では、上記のように、スピンドルユニット２の内部の密閉空間Ｅが、第一室１１０側に対してシール部材３４により封止され、また、第二室１２０側に対してラビリンス構造（図７の隙間２５）により封止される。これにより、シールユニット３側の通気孔５８から密閉空間Ｅを通ってスピンドル２２の通気孔５９に至るガス通路の気密性が適正に確保される。

特に、上記の構成では、（３）第一室１１０側から通気孔５８を介して密閉空間Ｅに高圧ガスを供給することにより、密閉空間Ｅにおける気体の圧力を高め得る。これにより、密閉空間Ｅから通気孔５９を通って内部通路５４に供給される気体の供給圧力を適正に確保できる。一方で、（４）第一室１１０側から通気孔５８を介して密閉空間Ｅの気体を吸引することにより、密閉空間Ｅにおける気体の圧力を低減できる。これにより、例えば、スピンドル２２が真空チャックとして使用される場合に、内部通路５４の圧力を適正に維持して、真空チャックの吸引力を適正に確保できる。

図１０および図１１は、図８に記載したスピンドルシステムの変形例５および変形例６を示す説明図である。これらの図は、スピンドル２２およびシャフト３２における通気孔５９の変形例を示している。これらの図において、図８に記載した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図８の構成では、通気孔５９が、スピンドル２２の軸方向断面視にて、スピンドル２２の径方向および軸方向にステップ状に延在する屈曲形状を有している。

しかし、これに限らず、通気孔５９が、図１０および図１１に示すように、スピンドル２２もしくはシャフト３２の側面からスピンドル２２の内部通路５４に向かって直線状に延在しても良い。例えば、図１０の構成では、内部通路５４が、スピンドル２２を軸方向に貫通してシャフト３２まで延在している。また、直線状の通気孔５９が、シャフト３２の側面からシャフト３２の径方向に開けられて、シャフト３２にて内部通路５４に開口している。また、例えば、図１１の構成では、スピンドル２２が長尺構造を有することにより、スピンドル２２の第一室１１０側の端部が密閉空間Ｅに所定の軸方向長さをもって露出している。そして、直線状の通気孔５９が、この露出したスピンドル２２の端部に対して径方向から開けられて、スピンドル２２の内部通路５４に開口している。図１０および図１１の通気孔５９は、例えば、シャフト３２に対するドリル加工により、容易に形成できる。

図１２および図１３は、図８に記載したスピンドルシステムの変形例７および変形例８を示す説明図である。これらの図は、弾性支持構造７の変形例を示している。これらの図において、図８に記載した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図８の構成では、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が、シールユニット３のハウジング３１の軸方向端部の外周縁部に配置されている。

しかし、これに限らず、図１２に示すように、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が、シールユニット３のハウジング３１の側面に配置されても良い。例えば、図１２の構成では、一対の保持部７４、７５が、ハウジング３１の側面（径方向の周面）に形成された環状の周溝であり、相互にハウジング３１の軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。また、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が、ゴム製のＯリングであり、これらの保持部７４、７５に嵌め合わされて配置されている。そして、第一弾性部材７１および第二弾性部材７２が、シールユニット３のハウジング３１とスピンドルユニット２のハウジング２１との間に挟み込まれることにより、シールユニット３のハウジング３１が、径方向に弾性変位可能に保持されている。

さらに、図１３の構成では、図１２の構成において、ベース部材２４が省略され、また、スピンドルユニット２のハウジング２１が、幅広なフランジ部２１１を有している。そして、スピンドルユニット２のハウジング２１が、フランジ部２１１にて隔壁１００の開口部１０１の縁部に当接してボルト締結（図示省略）により固定されている。また、フランジ部２１１と隔壁１００との間にＯリング３１２が配置されて、これらの隙間が封止されている。このように、スピンドルユニット２のハウジング２１が直接的に隔壁１００に取り付けられる構造においても、上記したシールユニット３のハウジング３１の弾性支持構造７を実現でき、また、部品点数を低減できる。

なお、図１３の構成では、ベース部材２４が省略されるので、スピンドルユニット２のハウジング２１（のフランジ部２１１）が、第一室１１０に露出する。したがって、図８の構成におけるハウジング２１の通気孔５８が第一室１１０に直接的に開口し、プラグ６がこの通気孔５８の開口部に取り付けられている。

［効果］
以上説明したように、このスピンドルシステム１は、ハウジング３１と、シャフト３２と、シャフト３２をハウジング３１に対して回転可能に支持する軸受３３とを備える（図１参照）。また、スピンドルシステム１は、ハウジング３１とシャフト３２とのクリアランスを封止してクリアランス内に密閉空間Ｃを形成するシール部材３４を備える。また、ハウジング３１が、ハウジング３１の外部と密閉空間Ｃとを連通する第一通気孔５１を有する（図１および図２参照）。また、シャフト３２が、シャフト３２の内部に形成された内部通路５２と、密閉空間Ｃと内部通路５２とを連通する第二通気孔５３とを有する。

かかる構成では、ハウジング３１の外部から第一通気孔５１および密閉空間Ｃを通ってシャフト３２の内部通路５２に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）ハウジング３１の外部にある気体をシャフト３２の内部通路５２に供給できる利点がある（図１参照）。また、逆に、（２）シャフト３２の内部通路５２にある気体をハウジング３１の外部側に回収できる利点がある（図示省略）。

また、このスピンドルシステム１では、一対のシール部材３４、３４が、シャフト３２の軸方向に所定間隔をあけて配置されることにより、密閉空間Ｃが一対のシール部材３４、３４の間に形成される（図１参照）。かかる構成では、密閉空間Ｃが一対のシール部材３４、３４の間に形成されるので、密閉空間Ｃのシール性が向上する利点がある。

また、このスピンドルシステム１では、一対の軸受３３、３３が、シャフト３２の軸方向に所定間隔をあけて配置されると共に、一対のシール部材３４、３４が一対の軸受３３、３３の間に配置される（図１参照）。かかる構成では、シャフト３２が一対の軸受３３、３３により安定的に支持されるので、これらの軸受３３、３３間におけるクリアランスが安定する。これにより、一対のシール部材３４、３４のシール性が向上して、密閉空間Ｃが好適に確保される利点がある。

また、このスピンドルシステム１では、軸受３３が、一対のシール部材３４、３４に対してシャフト３２の軸方向の片側のみに配置される（図３参照）。かかる構成では、シール部材３４、３４に対して、軸受３３が配置されていない側から潤滑油を注ぎ得る。これにより、シール部材３４、３４への潤滑油の供給が容易となる利点があり、また、一対の軸受３３、３３としてＳＵＪ２材から成る軸受を採用できる利点がある。

また、このスピンドルシステム１では、スピンドル２２を有するスピンドルユニット２と、ハウジング３１とシャフト３２と軸受３３とを有するシールユニット３と、スピンドル２２とシャフト３２とを連結するカップリング４とを備える（図１参照）。これにより、スピンドルユニット２と、シールユニット３とを連結した構成が実現される利点がある。

また、このスピンドルシステム１では、スピンドル２２が、スピンドル２２の内部に形成された内部通路５４を有する（図１参照）。また、カップリング４が、カップリング４の内部に形成された内部通路５５を有する。また、シャフト３２の内部通路５２と、スピンドル２２の内部通路５４とが、カップリング４の内部通路５５を介して連結される。かかる構成では、シールユニット３のハウジング３１の外部から第一通気孔５１、密閉空間Ｃ、シャフト３２の第二通気孔５３および内部通路５２、ならびに、カップリング４の内部通路５５を通ってスピンドル２２の内部通路５４に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）ハウジング３１の外部にある気体をスピンドル２２の内部通路５４に供給できる利点がある（図１参照）。また、逆に、（２）スピンドル２２の内部通路５４にある気体をハウジング３１の外部側に回収できる利点がある（図示省略）。

また、このスピンドルシステム１は、第一ハウジング２１（図６では、ハウジング２１）と、スピンドル２２と、スピンドル２２を第一ハウジング２１に対して回転可能に支持する軸受２３とを有するスピンドルユニット２と、第二ハウジング３１（図６では、ハウジング３１）と、シャフト３２と、シャフト３２を第二ハウジング３１に対して回転可能に支持する軸受３３と、第二ハウジング３１およびシャフト３２の間を封止するシール部材３４とを有するシールユニット３と、スピンドル２２とシャフト３２とを連結するカップリング４とを備える（図６参照）。また、第一ハウジング２１が、第一ハウジング２１およびシール部材３４により区画された密閉空間Ｄを有する。また、第二ハウジング３１が、第二ハウジング３１の壁部を通って密閉空間Ｄに連通する第一通気孔５６を有する。また、スピンドル２２が、スピンドル２２の内部に形成された内部通路５４と、スピンドル２２の内部を通って密閉空間Ｄおよび内部通路５４を相互に連通させる第二通気孔５７とを有する。

かかる構成では、第二ハウジング３１の外部から第二ハウジング３１の通気孔５６、スピンドルユニット２の内部の密閉空間Ｄおよびスピンドル２２の通気孔５７を通ってスピンドル２２の内部通路５４に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）第二ハウジング３１の外部にある気体をスピンドル２２の内部通路５４に供給できる利点がある（図６参照）。また、逆に、（２）スピンドル２２の内部通路５４にある気体を第二ハウジング３１の外部に回収できる利点がある（図示省略）。

また、カップリング４が、フレキシブルカップリングである（図１、図４および図６参照）。これにより、スピンドルシステム１の稼働時におけるスピンドル２２とシャフト３２との間のミスアライメントがフレキシブルカップリング４により効果的に吸収される利点がある。

また、このスピンドルシステム１は、第一ハウジング２１（図８では、ハウジング２１）と、スピンドル２２と、スピンドル２２を第一ハウジング２１に対して回転可能に支持する軸受２３とを有するスピンドルユニット２と、第二ハウジング３１（図８では、ハウジング３１）と、スピンドル２２に連結されるシャフト３２と、シャフト３２を第二ハウジング３１に対して回転可能に支持する軸受３３と、第二ハウジング３１およびシャフト３２の間を封止するシール部材３４とを有するシールユニット３と、第一ハウジング２１と第二ハウジング３１との間に介在して第二ハウジング３１を弾性変位可能に支持する弾性支持構造７（図８では、弾性部材７１、７２）とを備える（図８参照）。また、第一ハウジング２１が、第一ハウジング２１およびシール部材３４により区画された密閉空間Ｅを有する。また、第一ハウジング２１が、第一ハウジング２１の壁部を通って密閉空間Ｅに連通する第一通気孔５８を有する。また、スピンドル２２が、スピンドル２２の内部に形成された内部通路５４と、スピンドル２２の内部を通って密閉空間Ｅおよび内部通路５４を相互に連通させる第二通気孔５９とを有する。

かかる構成では、外部（図８では、ベース部材２４を隔てた第一室１１０）から第一ハウジング２１の通気孔５８、スピンドルユニット２の内部の密閉空間Ｅおよびスピンドル２２の通気孔５９を通ってスピンドル２２の内部通路５４に至るガス通路が形成される。したがって、このガス通路を用いることにより、（１）外部にある気体をスピンドル２２の内部通路５４に供給できる利点がある（図８参照）。また、逆に、（２）スピンドル２２の内部通路５４にある気体を外部に回収できる利点がある（図示省略）。また、（３）第二ハウジング３１が、第一ハウジング２１に対して弾性変位可能に支持されるので、スピンドル２２とシャフト３２との偏心、偏角、エンドプレイなどのミスアライメントが吸収される利点があり、また、熱膨張によるスピンドル２２およびシャフト３２の伸縮を弾性支持構造により吸収できる利点がある。

また、このスピンドルシステム１では、第一ハウジング２１を支持するベース部材２４を備える（図８および図９参照）。また、弾性支持構造７が、第一ハウジング２１と第二ハウジング３１との間に介在して第二ハウジング３１を弾性変位可能に支持する第一弾性部材（第一弾性部材７１）と、第二ハウジング３１とベース部材２４との間に介在して第二ハウジング３１を弾性変位可能に支持する第二弾性部材（第二弾性部材７２）とを有する。これにより、第二ハウジング３１が弾性変位可能に安定的に支持される利点がある。

また、このスピンドルシステム１では、弾性支持構造７が、第一ハウジング２１と第二ハウジング３１との隙間を封止するシール構造を兼ねる（図９参照）。これにより、別個のシール部材が不要となり、部品点数を低減できる利点がある。

また、このスピンドルシステム１では、スピンドルユニット２が、第一ハウジング２１とスピンドル２２とのクリアランスを封止するクリアランスシール部２５（図６および図８では、ラビリンスシールを構成する隙間２５）を有する（図６および図８参照）。また、密閉空間Ｄ、Ｅが、スピンドルユニット２のシール部２５と、第一ハウジング２１と、シールユニット３のシール部材３４とに区画される。これにより、密閉空間Ｄ、Ｅを形成できる利点がある。

１：スピンドルシステム、２：スピンドルユニット、２１：ハウジング（第一ハウジング）、２１１：フランジ部、２２：スピンドル、２２１：フランジ部、２３：軸受、２４：ベース部材、２５：隙間（シール部）、３：シールユニット、３１：ハウジング（第二ハウジング）、３１１：フランジ部、３１２：Ｏリング、３２：シャフト、３２１：フランジ部、３３：軸受、３４：シール部材、４：カップリング、５１、５３、５６、５７：通気孔、５２、５４、５５：内部通路、６：プラグ、７：弾性支持構造、７１：第一弾性部材、７２：第二弾性部材、７３：係止部、７４：保持部、７５：保持部、１００：隔壁、１０１：開口部、１１０：第一室、１２０：第二室、Ｃ、Ｄ、Ｅ：密閉空間、Ｐ：プーリ

Claims (12)

1. ハウジングと、シャフトと、前記シャフトを前記ハウジングに対して回転可能に支持する軸受とを備えるスピンドルシステムであって、
   スピンドルを有するスピンドルユニットと、
   前記ハウジングと前記シャフトと前記軸受とを有するシールユニットと、
   前記スピンドルと前記シャフトとを連結するカップリングと、
   前記ハウジングと前記シャフトとのクリアランスを封止して前記クリアランス内に密閉空間を形成するシール部材を備え、且つ、
   前記ハウジングが、前記ハウジングの外部と前記密閉空間とを連通する第一通気孔を有すると共に、
   前記シャフトが、前記シャフトの内部に形成された内部通路と、前記密閉空間と前記内部通路とを連通する第二通気孔とを有することを特徴とするスピンドルシステム。
2. 一対の前記シール部材が、前記シャフトの軸方向に所定間隔をあけて配置されることにより、前記密閉空間が一対の前記シール部材の間に形成される請求項１に記載のスピンドルシステム。
3. 一対の前記軸受が、前記シャフトの軸方向に所定間隔をあけて配置されると共に、一対の前記シール部材が一対の前記軸受の間に配置される請求項２に記載のスピンドルシステム。
4. 前記軸受が、一対の前記シール部材に対して前記シャフトの軸方向の片側のみに配置される請求項１または２に記載のスピンドルシステム。
5. 前記スピンドルが、前記スピンドルの内部に形成された内部通路を有し、
   前記カップリングが、前記カップリングの内部に形成された内部通路を有し、且つ、
   前記シャフトの内部通路と、前記スピンドルの内部通路とが、前記カップリングの内部通路を介して連結される請求項１から４のいずれか１項に記載のスピンドルシステム。
6. 前記カップリングが、フレキシブルカップリングである請求項１〜５のいずれか一つに記載のスピンドルシステム。
7. 第一ハウジングと、スピンドルと、前記スピンドルを前記第一ハウジングに対して回転可能に支持する軸受とを有するスピンドルユニットと、
   第二ハウジングと、シャフトと、前記シャフトを前記第二ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、前記第二ハウジングおよび前記シャフトの間を封止するシール部材とを有するシールユニットと、
   前記スピンドルと前記シャフトとを連結するカップリングとを備え、且つ、
   前記第一ハウジングが、前記第一ハウジングおよび前記シール部材により区画された密閉空間を有し、
   前記第二ハウジングが、前記第二ハウジングの壁部を通って前記第二ハウジングの外部と前記密閉空間とを連通する第一通気孔を有し、
   前記スピンドルが、前記スピンドルの内部に形成された内部通路と、前記スピンドルの内部を通って前記密閉空間および前記内部通路を相互に連通させる第二通気孔とを有することを特徴とするスピンドルシステム。
8. 前記カップリングが、フレキシブルカップリングである請求項７に記載のスピンドルシステム。
9. 第一ハウジングと、スピンドルと、前記スピンドルを前記第一ハウジングに対して回転可能に支持する軸受とを有するスピンドルユニットと、
   第二ハウジングと、前記スピンドルに連結されるシャフトと、前記シャフトを前記第二ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、前記第二ハウジングおよび前記シャフトの間を封止するシール部材とを有するシールユニットと、
   前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に介在して前記第二ハウジングを弾性変位可能に支持する弾性支持構造とを備え、且つ、
   前記第一ハウジングが、前記第一ハウジングおよび前記シール部材により区画された密閉空間と、前記第一ハウジングの壁部を通って前記第一ハウジングの外部と前記密閉空間とを連通する第一通気孔とを有し、
   前記スピンドルが、前記スピンドルの内部に形成された内部通路と、前記スピンドルの内部を通って前記密閉空間および前記内部通路を相互に連通させる第二通気孔とを有することを特徴とするスピンドルシステム。
10. 前記第一ハウジングを支持するベース部材を備え、且つ、
    前記弾性支持構造が、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に介在して前記第二ハウジングを弾性変位可能に支持する第一弾性部材と、前記第二ハウジングと前記ベース部材との間に介在して前記第二ハウジングを弾性変位可能に支持する第二弾性部材とを有する請求項９に記載のスピンドルシステム。
11. 前記弾性支持構造が、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの隙間を封止するシール構造を兼ねる請求項９または１０に記載のスピンドルシステム。
12. 前記スピンドルユニットが、前記第一ハウジングと前記スピンドルとのクリアランスを封止するシール部を有すると共に、前記密閉空間が、前記スピンドルユニットのシール部と前記第一ハウジングと前記シールユニットのシール部材とに区画される請求項７〜１１のいずれか一つに記載のスピンドルシステム。
    
    

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