JPH0630326Y2 - 真空チャックスピンドルのシール継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、加圧または負圧源に連結される中空の回転軸
部をもつ中空スピンドルに関し、特に真空吸着機能を利
用したディスク検査用スピンドルあるいは精密施盤用主
軸等に利用される高速回転可能な真空チャック付きスピ
ンドルのシール継手装置に関する。

（従来技術） この種の真空チャック付きスピンドルは、例えば情報記
録用ディスクを真空吸着で保持して検査する高速回転ス
ピンドルやワークを真空吸着する精密施盤用主軸に用い
られている。従来の真空チャック付きスピンドルとして
は、ころがり軸受組込み形接触シールを用いたロータリ
ジョイント形スピンドル、あるいはラビリンス形ノズル
構造のシールをもつスピンドルがあり、後者は軸部と外
筒部とのラジアル隙間を利用してラビリンス隙間を形成
し、貫通孔を介して流体吸引を行う構造となっている。

（考案が解決しようとする問題点） 従来のロータリジョイント形スピンドルは、上述の如く
ころがり軸受組込み形接触シールを用いているので、高
速主軸に対しては不向きであり、ラビリンス形ノズル構
造のシール付きスピンドルは、ころがり軸受支持とする
場合、回転軸の振れ量に合せたラビリンス隙間を確保す
ることが困難であり、隙間部に焼付きを生じたり、ある
いは軸とシール部材の接触を防止すべく隙間を大とする
と真空度到達不足を招き易く、真空チャック部の気密性
を損う欠点があった。特に軸径の小さい高速回転主軸に
おいては、隙間部の焼付きとか、その逆の真空度到達不
足の問題が発生し易い。またラビリンス形ノズル構造で
ノズルをグルーブ軸受形状にしたものは、ノズルが摺動
性のある脆性材の場合は接触圧が過多となると折損し易
いという欠点がある。

本考案は上述の不具合をなくし、回転軸部の回転振れに
対しても溝付き中空部材（グルーブ軸受部）が追従して
微小隙間を確保するように動き、高速回転になる程、グ
ルーブ軸受部の動圧効果で回転軸部との接触が防止さ
れ、焼付きを生じさせずにきわめて高い気密性を確保で
き、また組み立ても容易で全体を小径、軽量に構成し得
る中空スピンドルの弾性体シール継手を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本考案によるスピンドル用弾性体シール継手は、軸中心
に貫通孔が形成された回転軸部の軸端内周面または外周
面に微小ラビリンス隙間を有して装着される溝付き中空
部材と、加圧または負圧気体発生源に連結される継手固
定部材と、前記溝付き中空部材と前記固定部材とを連結
する中空の弾性体とを有し、前記溝付き中空部材の前記
回転軸部に対面する外周面または内周面に、動圧効果を
発生させる溝加工を施したものである。

（作用） 本考案においては、回転軸部の軸端に微小ラビリンス隙
間で挿入される中空部材の外周面に、動圧発生溝を形成
するとともに、この溝付き中空部材の片端を弾性体を介
して継手固定部に連結したので、回転軸部の回転で発生
するラビリンス部分の動圧効果により前記中空部材は浮
上支持され、したがって回転軸部の振れ回りに対しても
微小隙間を保ちつつ追従し、焼付きを起すような接触は
生じない。スピンドルが高速回転となるほど動圧発生溝
の効果でラビリンス部分の圧力が高くなり、充分な気密
性が確保される。中空部材を回転軸部に挿入する代りに
該軸部の軸端外周部を包囲するように保持してもよく、
この場合は中空部材の内周面に形成した動圧発生溝によ
り同様の作用がなされる。

（実施例） 次に、本考案を図面を参照して実施例につき説明する。

第１図は本考案の実施例による弾性体シール継手を装着
した真空チャックスピンドルを、その半体部分を裁断し
た状態で示した側面図である。回転軸部１はその軸中心
部に貫通孔２を有し、その先端部１ａに部品（例えばデ
ィスク）吸着用真空チャック（図示省略）が取り付けら
れるようになっている。回転軸部１は固定側のハウジン
グ３に収納され、ころがり玉軸受４，５およびニードル
軸受６等により適宜箇所でハウジング３に軸支されてい
る。ハウジング内側にはモータの固定子７が、また軸部
外周部にはモータ回転子８がそれぞれ固着され、これに
よって軸部１がハウジング３に対して高速回転駆動され
る。

ハウジング３の後端部には、回転軸部１と同芯に、後述
する継手固定部材１２が止めねじ１０等で固着され、固
定部材１２の内端部には中空の弾性体１４を介して溝付
き中空部材１３が装着されている。溝付き中空部材１３
はその先端部分が回転軸部１の後端部１ｂの貫通孔２に
極小のラビリンス隙間を有して挿入されている。なお、
溝付き中空部材１３は、強度のある通常のノズル部材の
材質で形成してもよいが、好ましくは全体が摺動性のあ
るドライベアリング材（例えば銅、炭素合金材等）で形
成するのがよい。

第２図は第１図の実施例における弾性体シール継手の拡
大断面図である。溝付き中空部材１３は外周面に複数の
山形あるいは斜形の形状に配置された凹溝、スパイラル
溝、その他任意の凹形の動圧発生溝１１が形成され、回
転軸部１の内周面がこの凹形の溝にラビリンス隙間で対
面して高速回転することにより、回転軸部１と中空部材
１３との間に動圧効果が生じ、良好な密封作用がもたら
される。中空部材１３の後端部および継手固定部材１２
の内端面には円筒状の弾性体１４が圧入等の手段で嵌着
され、これによって溝付き中空部材１３と継手固定部材
１２とが連結され、かつこれらの中空部材１３、弾性体
１４および継手固定部材１２を貫通して流体通路が形成
される。継手固定部材１２の外端部には真空発生源につ
ながるホース等の連結口１７が形成されている。

溝付き中空部材１３は回転軸部１に対して同芯状に差し
込まれるが、その片端の弾性体１４の弾性により若干半
径方向に変位可能である。回転軸部１が高速回転になる
程、中空部材外周の動圧発生溝１１の効果で中空部材外
周に回転軸部１との接触を阻止する大きな圧力が生じ、
回転軸部１の回転振れに対しても中空部材１３が追従し
て動き、微小ラビリンス隙間が確保される。

第３図は本考案の他の実施例による弾性体シール継手の
縦断面図である。この実施例では溝付き中空部材１５は
貫通孔をもつカップ形に形成され、そのカップ形の凹部
に、同芯状に、回転軸部１の後端部が極小のラビリンス
隙を有して挿入されている。中空部材１５の凹部内周面
には第２図に関して説明したのと同様な動圧発生溝１６
が形成され、回転軸部１の回転でこの間に動圧効果がも
たらされる。この実施例でも中空部材１５は円筒状の弾
性体１４を介して継手固定部材１２に連結されているの
で、回転軸部１の振れ回りに対しても中空部材１５が追
従して半径方向に動き、微小ラビリンス隙間が確保され
る。

上述の実施例は真空チャック付きのスピンドルに適用し
た場合であるが、継手固定部材を高圧発生源に連結し、
高速回転軸での圧縮装置として利用することができる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、軸中心に貫通孔を
もつ回転軸部の後端部に動圧発生溝をもつ中空部材を微
小ラビリンス隙間で対面するように配置し、この中空部
材を弾性体を介して支持する構造としたので、回転軸部
の回転で生じる動圧効果と相まって中空部材が回転軸部
の振れ回りに追従し、焼付きや異音発生を起すような接
触が防止される。真空チャック付きスピンドルに適用し
た場合は充分な真空到達度が得られ、また軸径を小形化
でき、軽量かつ組み立ての簡易なスピンドル構造が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例による弾性体シール継手を用
いた真空チャック付きスピンドルの一部分裁断した側面
図、第２図は第１図における実施例の弾性体シール継手
の拡大縦断面図、第３図は本考案の他の実施例の拡大縦
断面図である。 １……回転軸部、３……ハウジング、 １１，１６……動圧発生溝、１２……継手固定部材、 １３，１５……溝付き中空部材、 １４……弾性体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸中心に貫通孔が形成された回転軸部の軸
   端内周面または外周面に微小ラビリンス隙間を有して装
   着される溝付き中空部材と、加圧または負圧気体発生源
   に連結される継手固定部材と、前記溝付き中空部材と前
   記固定部材とを連結する中空の弾性体とを有し、前記溝
   付き中空部材は前記回転軸部に対面する外周面または内
   周面に動圧効果を発生させる溝加工が施されることを特
   徴とする中空スピンドルのシール継手。