JP2000329140A - 液体動圧軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑流体として液体を用いた場合に、少量の潤
滑液を周囲に漏出させることなく循環させながら回転軸
の高速回転を支承することが可能であると共に、簡易な
構成で潤滑液の冷却を行うことができ、それによって高
速回転時における回転側部材と固定側部材の固体接触、
並びに回転軸の寸法精度の悪化を防止することが可能な
液体動圧軸受ユニットを提供する。 【解決手段】動圧軸受の軸受隙間で加圧された潤滑液が
直接排出される気液混合室４４を設けると共に、この気
液混合室４４から潤滑液を回収すると共に上記軸受隙間
に対して潤滑液を再供給する液供給手段を設け、潤滑液
を軸受隙間から霧状に微細かして気液混合室４４に噴出
させることによって該潤滑液の冷却を行う一方、この冷
却された潤滑液を軸受隙間に再供給することにより、剪
断摩擦熱による動圧軸受ひいては回転軸２１の温度上昇
を防止するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の回転に伴
って高圧の流体潤滑膜を発生させ、この流体潤滑膜によ
って上記回転軸の回転を支承する動圧軸受ユニットに係
り、特に、かかる動圧軸受の潤滑流体として水やクーラ
ント液等の液体を用いた液体動圧軸受ユニットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−２４１２２２号公報、特開平
６−２４９２３６号公報、特開平７−１９２３６号公報
等には動圧軸受によって主軸の回転を支承したスピンド
ル装置が開示されている。かかるスピンドル装置は、工
作機械の主軸頭等に固定されるハウジングと、駆動手段
に連結されて回転する主軸と、所定の軸受隙間を介して
対向する回転側部材及び固定側部材から構成されると共
に上記主軸をハウジングに対して回転自在に支承するラ
ジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受とを備えており、
各動圧軸受の回転側部材には深さ１０〜１５μｍ程度の
動圧発生用溝が所定のパターンで形成されている。

【０００３】このように構成されたスピンドル装置にお
いては、上記主軸の回転に伴って動圧軸受の軸受隙間に
介在する潤滑流体が加圧され、主軸は高圧の流体潤滑膜
によって浮揚状態となり、その状態のままで回転を支承
される。このため、主軸の回転に対しては極僅かな回転
抵抗しか作用せず、しかも回転時における振動も殆ど発
生しないことから、該主軸に対して毎分１万回転以上の
高速回転を与えて使用することも可能といった優れた特
質を有している。

【０００４】また、かかるスピンドル装置では主軸の回
転に伴って潤滑流体を加圧していることから、各動圧軸
受の回転側部材と固定側部材との軸受隙間が過大である
と、該軸受隙間において潤滑流体の圧力を十分に高める
ことができず、主軸の外部荷重に対する負荷能力及び剛
性が低下してしまう。このため、前述した従来のスピン
ドル装置では軸受隙間を数μｍ程度に設定し、主軸の低
速回転においても潤滑流体を十分に加圧できるようにし
ている。

【０００５】更に、各動圧軸受の軸受隙間で加圧される
潤滑流体としては、空気等の気体の他に水や工作機械用
のクーラント液等の液体を用いることが可能であるが、
気体の圧縮性に比較して液体のそれの方が小さいことか
ら、液体を潤滑流体として用いた場合の方が主軸の荷重
に対する負荷能力及び剛性は向上することとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、動圧軸受の軸
受隙間を数μｍに設定し、しかも潤滑流体として気体よ
りも圧縮性に劣る液体（以下、「潤滑液」という）を用
いた場合には、回転軸が高速で回転した際に、かかる潤
滑液に対してより大きな剪断摩擦力が作用し、潤滑液が
摩擦熱によって大きく昇温することになる。このため、
何ら潤滑液の冷却手段を設けないとすれば、潤滑液の有
する熱量が動圧軸受を構成する回転側部材や固定側部材
に流入し、これら両部材が熱膨張によって固体接触を生
じてしまう危険性が高い他、スピンドル主軸等の回転軸
が熱膨張してしまい、かかる回転軸の寸法精度が悪化し
てしまうといった問題点があった。

【０００７】一方、このような不具合を回避するために
は、固定側部材の周囲にウォータジャケットを設ける等
して動圧軸受を直接冷却するか、軸受隙間から排出され
た潤滑液をハウジング外で一旦冷却した後に再度軸受隙
間に供給することが必要とされ、動圧軸受の構造そのも
のが複雑且つ大型化せざるを得ないといった問題点があ
った。

【０００８】また、従来の動圧軸受では、上記主軸をハ
ウジングに対して非接触で支承している構造上、各動圧
軸受の軸受隙間がハウジング外の雰囲気と連通されてお
り、軸受隙間で加圧された潤滑液がハウジング外へ漏れ
出してしまい、かかる動圧軸受が組み込まれた装置、例
えば上記スピンドル装置の周辺を汚してしまうといった
問題点があった。このため、潤滑流体として液体を用い
た動圧軸受は、例えばクリーンルーム内における使用
等、潤滑液の漏出による汚染を嫌う環境下では使用する
ことができなかった。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、潤滑流体として
液体を用いた場合に、かかる潤滑液を周囲に漏出させる
ことなく、少量の潤滑液を自然循環させながら回転軸の
高速回転を支承することが可能であると共に、簡易な構
成で潤滑液の冷却を行うことができ、それによって高速
回転時における回転側部材と固定側部材の固体接触、並
びに回転軸の寸法精度の悪化を防止することが可能な液
体動圧軸受ユニットを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液体動圧スピンドル装置は、ハウジング
と、このハウジングに対して回転自在に設けられた回転
軸と、この回転軸に固定される回転側部材と、この回転
側部材と所定の軸受隙間を介して対向すると共に上記ハ
ウジングに固定された固定側部材とを備え、かかる回転
側部材の回転に応じて上記軸受隙間に介在する潤滑液を
加圧し、これにより生じた高圧の流体潤滑膜によって上
記回転軸の回転を支承するように構成され、更に、上記
ハウジング内には上記動圧軸受の軸受隙間から潤滑液が
直接噴出すると共にハウジング外から気体が導入される
気液混合室を設ける一方、この気液混合室から潤滑液を
回収すると共に上記軸受隙間に対して潤滑液を再供給す
る液供給手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１１】このような技術的手段によれば、上記回転
軸が回転を開始すると、回転側部材と固定側部材の軸受
隙間に介在する潤滑液が、かかる回転側部材の回転に伴
って加圧され、軸受隙間に高圧の流体潤滑膜が形成され
る。これによって回転軸はその回転を支承される。加圧
された潤滑液は軸受隙間内を流動した後にハウジング内
に設けられた気液混合室に直接噴出するが、この気液混
合室にはハウジング外から気体が導入されていることか
ら、大気圧に略等しい圧力に保たれている。このため、
軸受隙間で極めて高い圧力にまで加圧された潤滑液が大
気圧に略等しい気液混合室に噴出する際には、微細化さ
れた液滴となって霧状に噴出するので、潤滑液の有する
熱量が気化熱となって奪われ、軸受隙間内で高温になっ
た潤滑液を冷却することができる。そして、このように
して冷却された潤滑液を液供給手段によって気液混合室
より回収した後、これを軸受隙間に対して再供給するこ
とで、少量の潤滑液を冷却しながら循環させて使用する
ことが可能となる。

【００１２】このような本発明において、潤滑液を回転
側部材と固定側部材の軸受隙間から霧状に噴出させるた
めには、上記気液混合室が軸受隙間よりも大きな空間を
有していることが必要である。より効果的に潤滑液を噴
霧するためには、軸受隙間に面した気液混合室の開口断
面積を軸受隙間の断面積の２００倍以上とするのが好ま
しい。もっとも、軸受隙間は５μｍ〜十数μｍ程度なの
で、それでも気液混合室の開口断面積は１ｍｍ〜３ｍｍ
程度で足りることになり、かかる気液混合室を内蔵した
ハウジングが大型化することはない。

【００１３】また、気液混合室に噴霧された潤滑液は液
供給手段によって回収された後、固定側部材と回転側部
材の軸受隙間へ再供給されるのだが、かかる潤滑液を一
層効率的に液供給手段に回収するという観点からすれ
ば、気液混合室に加圧気体を導入し、この加圧気体の支
援の下で潤滑液を液供給手段に回収するのが好ましい。
加えて、ハウジングと回転側部材が形成する隙間から上
記気液混合室へ加圧気体を導入するように構成すれば、
気液混合室に噴霧された気体が上記隙間からハウジング
外へ流出するのを完全に防止することも可能となる。

【００１４】更に、上記液供給手段としては、気液混合
室から回収された潤滑液を一時的に貯留しておき、回転
軸の回転に応じて回転側部材と固定側部材の軸受隙間に
適宜供給し得るものであれば、貯留するためのタンクを
ハウジング内あるいはハウジング外に設ける等、その設
計を適宜変更して差し支えない。但し、装置のコンパク
ト化の観点からすれば、貯留タンクをハウジング外に設
けるのは好ましくなく、また、ハウジング内に安定的に
潤滑液を貯留するという観点からすれば、繊維交絡体等
から形成された潤滑液の吸蔵体を上記ハウジングに内蔵
させるのが好ましい。上記液供給手段がこのような吸蔵
体を具備すれば、加圧気体に乗って気液混合室から流動
してくる霧状の潤滑液を確実に吸蔵体に吸収させること
ができ、しかも吸蔵体の内部で潤滑液と気体とが自ずか
ら分離するので、潤滑液を軸受隙間に再供給する際にも
便利である。加えて、動圧軸受には回転軸の起動に併せ
て潤滑液を軸受隙間へ自己吸引する機能があるので、か
かる軸受隙間と吸蔵体とを輸液管で連結しておけば、吸
蔵体に貯留されている潤滑液が回転軸の起動に応じて軸
受隙間に吸い出され、ポンプ等によって強制的に潤滑液
を軸受隙間に供給してやる手間が軽減される。

【００１５】本発明では、前述のように、潤滑液が自ず
と霧状に変化しながら気液混合室に噴出するのだが、一
部の潤滑液は回転側部材の外周縁に付着して連れ回るう
ちに大きな液滴に成長してしまい、そのままでは十分な
冷却効果を期待することができない。従って、かかる観
点からすれば、気液混合室に面した回転側部材の端部に
はその円周方向に沿って放射状の溝を形成し、回転側部
材に連れ回る潤滑液の液滴をこの放射状の溝によって該
部材から分離するのが好ましい。このように構成すれ
ば、回転側部材から分離された大きな液滴が溝に叩かれ
ることにより、再度細かな液滴となって気液混合室に飛
散するので、軸受隙間から潤滑液を噴霧したのと同様、
潤滑液の冷却効果を高めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の液体動圧軸受ユニットを詳細に説明する。図１は工作
機械の主軸頭等に装着されるスピンドル装置を示すもの
であり、かかる装置のスピンドル主軸の回転を支承する
軸受として本発明の液体動圧軸受ユニットが適用されて
いる。同図において、符号２１は軸端にクイル軸（図示
せず）を介して砥石が装着される回転軸としてのスピン
ドル主軸、符号２２は上記スピンドル主軸２１を駆動す
るモータ、符号２３は上記スピンドル主軸の回転を支承
するラジアル動圧軸受、符号２４はスピンドル主軸２１
の軸方向への移動を規制するスラスト動圧軸受、符号２
５はこれらラジアル動圧軸受２３及びスラスト動圧軸受
２４に潤滑液を供給する吸蔵体、符号２６は上記スピン
ドル主軸２１、モータ２２、ラジアル動圧軸受２３、ス
ラスト動圧軸受２４及び吸蔵体２５を収容したハウジン
グであり、このハウジング２６に形成されたフランジ部
２７を介してスピンドル装置全体が工作機械の主軸頭等
に固定されるようになっている。

【００１７】上記スピンドル主軸２１は、ラジアル動圧
軸受２３及びスラスト動圧軸受２４によってその回転を
支承されており、かかるラジアル動圧軸受２３の内輪と
してのジャーナル部２８と、上記クイル軸の取付け孔
（図示せず）を有する先端部２９と、上記モータ２２を
貫通すると共に該モータ２２のロータ３１が固定される
連結部３０とから構成されている。

【００１８】スピンドル主軸２１を駆動するモータ２２
は、スピンドル主軸２１の連結部３０に固定されたロー
タ３１と、ハウジング２６に固定されたステータ３２と
から構成されており、ハウジング２６に取り付けられた
コネクタ３３を介してモータ２２駆動信号が外部から上
記ステータ３２に入力されるようになっている。また、
このモータ２２で発生した熱がスピンドル主軸２１に流
入して該スピンドル主軸２１が膨張するのを極力防止す
るため、上記ハウジング２６にはウォータジャケット３
４が設けられている。

【００１９】上記ハウジング２６に対してスピンドル主
軸２１の回転を支承しているラジアル動圧軸受２３は、
かかるスピンドル主軸２１のジャーナル部２８に固定さ
れた回転側部材としてのスリーブ３５と、このスリーブ
３５の外側に遊嵌すると共に上記ハウジング２６に固定
された固定側部材としての軸受リング３６とから構成さ
れており、上記スリーブ３５の外周面と軸受リング３６
の内周面との間には所定の軸受隙間（例えば５〜１５μ
ｍ）が形成されている。尚、ラジアル動圧軸受２３の内
輪としてのスリーブ３５をスピンドル主軸２１のジャー
ナル部２８に嵌合させたが、かかるジャーナル部２８を
そのまま内輪として機能させ、上記スリーブ３５を省略
してラジアル動圧軸受２３を構成することもできる。

【００２０】一方、上記スラスト動圧軸受２４はラジア
ル動圧軸受２３を挟むようにして一対設けられており、
これらスラスト動圧軸受２４，２４によってスピンドル
主軸２１の軸方向への移動が規制されている。このスラ
スト動圧軸軸受２４は、スピンドル主軸２１のジャーナ
ル部２８及び上記スリーブ３５を挟むようにして該スピ
ンドル主軸２１に固定された回転側部材としての一対の
スラスト板３７，３７と、前述の軸受リング３６とから
構成されており、これらスラスト板３７，３７と軸受リ
ング３６の軸方向の端面との間にはラジアル動圧軸受２
３の軸受隙間と連通する所定の軸受隙間が形成されてい
る。

【００２１】上記軸受リング３６の内周面と対向するス
リーブ３５の外周面には、図２に示すように、ヘリング
ボーン状の動圧発生用溝７が形成されており、スピンド
ル主軸２１が回転すると、かかる動圧発生用溝７によっ
て軸受リング３６とスリーブ３５の軸受隙間、すなわち
ラジアル動圧軸受２３の軸受隙間に介在する潤滑流体が
加圧され、かかる軸受隙間に高圧の流体潤滑膜が形成さ
れるようになっている。これにより、スピンドル主軸２
１は軸受リング３６に対して非接触の状態でその回転を
支承されることとなる。

【００２２】一方、上記軸受リング３６の軸方向端面と
対向するスラスト板３７の一面には、図３に示すよう
に、スパイラル状の動圧発生用溝８が形成されており、
上記スピンドル主軸２１が回転すると、かかる動圧発生
用溝８によって軸受リング３６とスラスト板３７の軸受
隙間、すなわちスラスト動圧軸受２４の軸受隙間に介在
する潤滑流体が加圧され、かかる軸受隙間に高圧の流体
潤滑膜が形成されるようになっている。その結果、スピ
ンドル主軸２１は上記軸受リング３６を挟んで設けられ
た一対のスラスト動圧軸受２４によってその軸方向の移
動が規制されることとなる。

【００２３】この液体動圧軸受ユニットではラジアル動
圧軸受２３及びスラスト動圧軸受２４の各潤滑流体とし
て、水や機械加工用クーラント液等の液体を使用してお
り、かかる潤滑液は軸受リング３６を半径方向に貫通す
るようにして形成された供給流路３８から上記ラジアル
動圧軸受２３の軸受隙間に供給されるようになってい
る。

【００２４】かかる潤滑液は上記吸蔵体２５に吸収され
た状態でハウジング２６内に貯蔵されている。この吸蔵
体２５は高吸水繊維から形成されており、挿入された輸
液管３９によって上記供給流路３８と連結されている。
従って、上記吸蔵体２５に貯蔵された潤滑液はこの輸液
管３９を介してラジアル動圧軸受２３の軸受隙間に供給
される。尚、吸蔵体２５に吸収された潤滑液は重力によ
って該吸蔵体２５に下方により多く貯蔵されることにな
るので、上記輸液管３９はその先端が吸蔵体２５の下部
に達するように挿入されている。

【００２５】ここで、上記スリーブ３５に形成されたヘ
リングボーン状の動圧発生用溝７は、図２中に矢線で示
す方向へスピンドル主軸２１が回転すると、かかる回転
に伴って軸受隙間の潤滑液をスリーブ３５の軸方向の両
端に向けて加圧する所謂ポンプアウト型に形成されてい
る。また、スラスト板３７に形成されたスパイラル状の
動圧発生用溝８は、図３中に矢線で示す方向へスピンド
ル主軸２１が回転すると、かかる回転に伴って軸受隙間
の潤滑液をスラスト板３７の内径から外径へ向けて加圧
する所謂ポンプアウト型に形成されている。

【００２６】従って、この動圧軸受ユニットでは上記ス
ピンドル主軸２１が回転を開始すると、ラジアル動圧軸
受２３の軸受隙間に存在する潤滑液が軸受リング３６の
両端に配置されたスラスト板３７に向けて自ずから流動
するので、これに伴ってかかる軸受隙間には上記吸蔵体
２５から供給流路３８を経て潤滑液が自然に流入してく
る。また、ラジアル動圧軸受２３の軸受隙間はスラスト
動圧軸受２４の軸受隙間と連通していることから、ラジ
アル動圧軸受２３の軸受隙間で加圧された潤滑液はスラ
スト動圧軸受２４の軸受隙間へと流れ込み、スピンドル
主軸２１の回転に伴ってスラスト板３７の内径から外径
へと流動する。つまり、この動圧軸受ユニットにおいて
は、スピンドル主軸２１が回転すると、吸蔵体２５に貯
蔵された潤滑液が供給流路３８からラジアル動圧軸受２
３の軸受隙間に吸引されると共にスラスト動圧軸受２４
の外径側から排出され、潤滑液を各動圧軸受２３，２４
の隅々にまで行き渡らせることができるようになってい
る。

【００２７】一方、スラスト動圧軸受２４の外径側から
排出された潤滑液を吸収して回収すべく、上記吸蔵体２
５は一対のスラスト板３７の外周側に対応してハウジン
グ２６内に収容されており、図４及び図５に示すよう
に、かかる軸受２４の外周側から排出された潤滑液が回
収流路４０を経て吸蔵体２５に吸収されるようになって
いる。

【００２８】その結果、この実施例のスピンドル装置で
は、スピンドル主軸２１がモータ２２の動力によって回
転を開始すると、吸蔵体２５に貯蔵されている潤滑液が
ラジアル動圧軸受２３の軸受隙間に供給される一方、ス
ラスト動圧軸受２４から排出された潤滑液が吸蔵体２５
に吸収され、かかる潤滑液をハウジング２６外へ殆ど漏
出させることなく循環させながら、スピンドル主軸２１
の高速回転を支承することができるものである。

【００２９】一方、図４および図５に示すように、上記
スラスト板３７の外周側には環状の気液混合室４４が形
成されており、スラスト動圧軸受２４の軸受隙間はこの
気液混合室４４に開口している。この気液混合室４４の
一部は上記スラスト板３７の外周縁に環状溝１０を切り
欠くことによって形成されている。従って、潤滑液はス
ラスト動圧軸受２４の軸受隙間から環状の気液混合室４
４に直接排出された後、上記回収流路４０を経て吸蔵体
２５に回収される。このような気液混合室４４を設けた
理由は以下の通りである。

【００３０】すなわち、ラジアル動圧軸受２３及びスラ
スト動圧軸受２４の軸受隙間は十数μｍと極めて小さ
く、スピンドル主軸２１が高速回転すると、各動圧軸受
２３，２４の軸受隙間を流動する潤滑液は剪断摩擦熱に
よって高温となってしまう。このため、高温となった潤
滑液を冷却することなくそのまま循環させて使用してい
ると、ラジアル動圧軸受２３を構成するスリーブ３５が
熱膨張を生じ、軸受隙間が消失して軸受リング３６と固
体接触を生じてしまったり、スピンドル主軸２１の熱膨
張によってワークの加工精度が悪化する等といったトラ
ブルが発生する。

【００３１】しかし、スラスト動圧軸受２４で加圧され
た高圧の潤滑液を該軸受隙間よりも大きな開口断面積を
有する気液混合室４４に噴出させるように構成した場
合、各動圧軸受２３，２４の軸受隙間が十数μｍである
ことからすれば、高さ３ｍｍ程度の気液混合室４４でも
スラスト動圧軸受２４の軸受隙間の約２００倍の広さを
有していることになる。スラスト動圧軸受２４において
発生している潤滑液の圧力は数十気圧にも達しているこ
とから、軸受隙間よりも十分に広い気液混合室４４に潤
滑液を噴出させると、潤滑液は気体中に噴霧されたのと
同じ状態になる。その結果、潤滑液はスラスト動圧軸受
２４から上記気液混合室４４へ噴出する際に気化熱を奪
われることとなり、動圧軸受２３，２４内で高温となっ
た潤滑液の温度を低下させることができるのである。

【００３２】このため、本実施例のスピンドル装置で
は、ラジアル動圧軸受２３及びスラスト動圧軸受２４の
軸受隙間において高温となった潤滑液を、気液混合室４
４で冷却しながら吸蔵体２５に回収することができ、ウ
ォータジャケットや潤滑液クーラ等の特別な冷却手段を
設けずとも、吸蔵体２５を介して軸受隙間を循環させて
いる潤滑液の温度が累積的に上昇するのを効果的に防止
することができるものである。また、常に冷却された潤
滑液を吸蔵体から各動圧軸受２３，２４の軸受隙間に供
給し得ることから、スリーブ３５やスピンドル主軸２１
が熱膨張するのも効果的に防止することができるもので
ある。

【００３３】また、本実施例ではスラスト動圧軸受２４
の軸受隙間から気液混合室４４に噴霧された潤滑液を一
層効果的に上記吸蔵体２５に回収するべく、上記気液混
合室４４に対して加圧気体を導入し、噴霧された潤滑液
をこの加圧気体に乗せて吸蔵体２５へと搬送している。
具体的には、図４に示すように、モータ２２が収容され
たハウジング２６内の空間４１を加圧することで、かか
る加圧空気をモータ２２側のスラスト板３７とハウジン
グ２６との隙間に流入させている。また、図５に示すよ
うに、ハウジング２６のクイル軸側にはスラスト板３７
の背面側に加圧空気を導入するための吸気流路４１を形
成し、やはり加圧空気をクイル軸側のスラスト板３７と
ハウジング２６との隙間に流入させている。

【００３４】このようにスラスト板３７の背面側から気
液混合室４４に対して加圧気体を作用させると、吸蔵体
２５に対する潤滑液の回収が促進される他、気液混合室
４４内の潤滑液はスラスト板３７の背面側に回り込むこ
とができないので、加圧空気と共に回収流路４０に流入
するしかなく、かかる加圧空気の支援の下、潤滑液を完
全に吸蔵体２５に吸収させることができるものである。
また、潤滑液は吸蔵体２５に吸収されることで加圧気体
と分離されるので、かかる潤滑液を確実に回収して再度
ラジアル動圧軸受２３に供給することができるものであ
る。尚、加圧気体を吸蔵体２５へと導くため、図１に示
すように、ハウジング２６には吸蔵体２５とハウジング
２６外を連結する脱気孔４３が形成されている。

【００３５】一方、前述の如く潤滑液をスラスト動圧軸
受２４の軸受隙間から気液混合室４４に噴霧したとして
も、その一部はスラスト板３７の外周縁に付着して該ス
ラスト板３７の回転に連れ回ることから、付着した状態
で徐々に大きな液滴を形成してしまい、噴霧による潤滑
液の冷却効果が低減してしまう懸念がある。このため、
本実施例ではスラスト板３７に形成した上記環状溝１０
の外周縁に対して一定の間隔で放射状の分断溝９を形成
し（図３参照）、スラスト板３７が回転した際にその外
周縁に付着した潤滑液をこの分断溝９によって該スラス
ト板３７から早期に分離するように構成した。また、ス
ラスト板３７から分断される潤滑液の液滴は上記分断溝
９の側壁に衝突して打ち砕かれるので、スラスト板３７
に連れ回って成長した液滴を再度微細化して飛散させる
ことができ、噴霧による潤滑液の冷却効果が低減するの
を効果的に防止することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の液体
動圧軸受ユニットによれば、動圧軸受の軸受隙間で加圧
された潤滑液を気体が導入された気液混合室に排出させ
るのみで、かかる軸受隙間内で高温になった潤滑液を冷
却することができるので、潤滑液を冷却するための特別
な装置が不要となり、高速でかつ長時間継続して運転可
能な液体動圧軸受ユニットを安価に且つコンパクトに製
作することが可能となる他、冷却された潤滑液を液供給
手段によって回収し、これを軸受隙間に対して再供給す
ることで、動圧軸受を構成する回転側部材、固定側部材
および回転軸の熱膨張を抑え、ひいては高速回転時にお
ける回転側部材と固定側部材の固体接触、並びに回転軸
の寸法精度の悪化を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液体動圧軸受ユニットをスピンドル
主軸の支承に適用したスピンドル装置の実施例を示す概
略図である。

【図２】 実施例に係るラジアル動圧軸受の動圧発生用
溝を示す図である。

【図３】 実施例に係るスラスト動圧軸受のスラスト板
を示す図である。

【図４】 実施例中におけるモータ側のスラスト板の周
辺を示す要部拡大図である。

【図５】 実施例中におけるクイル軸側のスラスト板の
周辺を示す要部拡大図である。

【符号の説明】

２１…スピンドル主軸（回転軸）、２５…吸蔵体、３５
…スリーブ（回転側部材）、３６…軸受リング（固定側
部材）、３７…スラスト板（回転側部材）、３９…輸液
管、４４…気液混合室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝渕 庄太郎 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754、テイエチ ケー株式会社甲府工場内 Ｆターム(参考） 3J011 AA09 BA02 CA01 CA02 JA02 KA04 MA03 MA23 3J017 EA01 GA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジングに対して
   回転自在に設けられた回転軸と、この回転軸に固定され
   る回転側部材と、この回転側部材と所定の軸受隙間を介
   して対向すると共に上記ハウジングに固定された固定側
   部材とを備え、かかる回転側部材の回転に応じて上記軸
   受隙間に介在する潤滑液を加圧し、これにより生じた高
   圧の流体潤滑膜によって上記回転軸の回転を支承するよ
   うに構成した液体動圧軸受ユニットにおいて、 上記ハウジング内には上記動圧軸受の軸受隙間から潤滑
   液が直接噴出すると共にハウジング外から気体が導入さ
   れる気液混合室を設ける一方、この気液混合室から潤滑
   液を回収すると共に上記軸受隙間に対して潤滑液を再供
   給する液供給手段を設けたことを特徴とする液体動圧軸
   受ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液体動圧軸受ユニットに
   おいて、上記気液混合室に対し、ハウジングと回転側部
   材が形成する隙間から加圧気体を導入し、かかる気液混
   合室に吐き出された潤滑液を加圧気体と共に上記液供給
   手段に回収するように構成したことを特徴とする液体動
   圧軸受ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の液体動圧軸受ユニ
   ットにおいて、上記液供給手段は、上記ハウジングに内
   蔵されると共に潤滑液を吸収して貯蔵する吸蔵体と、一
   端がこの吸蔵体に接続されると共に他端が上記軸受隙間
   に開口した輸液管とからなることを特徴とする液体動圧
   軸受ユニット。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の液体
   動圧軸受ユニットにおいて、上記気液混合室に面した回
   転側部材の端部には、その円周方向に沿って放射状の溝
   を形成したことを特徴とする液体動圧軸受ユニット。