JP2002174240A - Hydrostatic gas bearing - Google Patents

Hydrostatic gas bearing

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JP2002174240A
JP2002174240A JP2000374705A JP2000374705A JP2002174240A JP 2002174240 A JP2002174240 A JP 2002174240A JP 2000374705 A JP2000374705 A JP 2000374705A JP 2000374705 A JP2000374705 A JP 2000374705A JP 2002174240 A JP2002174240 A JP 2002174240A
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JP
Japan
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bearing sleeve
bearing
slot
housing
sleeve member
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Application number
JP2000374705A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Hirata
淳一 平田
Yoshio Fujikawa
芳夫 藤川
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the slot clearance 23 less prone to be affected by a temperature change by uniformly manufacturing the desired slot clearance 23 in a peripheral direction in a slot throttle hydrostatic gas bearing. SOLUTION: In the manufacturing of the slot clearance 23 of the slot throttle hydrostatic gas bearing, only one of a plurality of bearing sleeve members 11 and 12 is fixed to a housing 2, clearance 3 is provided between the other bearing sleeve member 12 and the housing 2, and end faces of the plurality of bearing sleeve members 11 and 12 are joined and fixed. As a result, the size of the slot clearance 23 is determined by only a level difference dimension of the end faces of the bearing sleeve members 11 and 12 and flatness of both the end faces without being affected by a squareness error of outside diameter surfaces and the end faces of the bearing sleeve members 11 and 12, the desired slot clearance 23 can be uniformly manufactured in the peripheral direction and the slot clearance 23 is not affected by heat expansion of the housing 2 due to a temperature rise. Working cost can be reduced because the squareness of the end faces of the bearing sleeve members 11 and 12 are not required to be finished with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】この発明は、主に精密加工、
精密検査等に使用される高精度のエアスピンドルまたは
エアスライドに組み込まれた静圧気体軸受に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention mainly relates to precision machining,
The present invention relates to a high-precision air bearing or a static pressure gas bearing incorporated in an air slide used for precision inspection or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、静圧気体軸受の絞り形式には、複
数の小径穴(以下、「給気孔」という。)により絞りを
働かせる自成絞り、給気孔にポケットや溝を設けること
で負荷能力を向上させる複合絞り、通気性のある多孔質
材料の流体抵抗により絞りを働かせる多孔質絞りなどが
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a throttle type of a static pressure gas bearing, a self-contained throttle in which a throttle is operated by a plurality of small diameter holes (hereinafter referred to as "supply holes"), and a load is provided by providing a pocket or a groove in the supply holes. There are a composite restrictor that improves the performance, a porous restrictor that operates the restrictor by the fluid resistance of a porous material having air permeability, and the like.

【0003】これらの絞り形式の一つとしてスロット絞
りがあり、図7には、スロット絞りを有する静圧気体ジ
ャーナル軸受の基本的な構造を示している。
One of these throttle types is a slot throttle. FIG. 7 shows a basic structure of a hydrostatic gas journal bearing having a slot throttle.

【0004】この静圧気体ジャーナル軸受は、端面に段
差を設けた軸受スリーブ部材11を、軸受スリーブ部材
12に対して端面を互いに接触させた状態でハウジング
2に焼嵌め等により固定し、軸受スリーブ部材11と軸
受スリーブ部材12の間に数μmから数十μmのスロッ
ト隙間23を形成した構造である。そして、圧縮気体を
給気通路21に供給し、圧縮気体を軸受スリーブ部材1
1内に設けた円周溝22に通し、その後スロット隙間2
3で絞り、軸受隙間5に導いて主軸1を非接触で支持す
るようになっている。上記軸受スリーブ部材11、12
は、黒鉛やセラミックスのような摺動特性に優れた脆性
材料で構成することにより、軸受面の仕上げ加工時のバ
リによるスロットの目詰まりを防止するとともに過負荷
などにより軸受面と軸が接触した場合の耐久性を高める
ことができる。
In this static pressure gas journal bearing, a bearing sleeve member 11 having a step on an end face is fixed to a housing 2 by shrink fitting or the like in a state where the end faces of the bearing sleeve member 12 are in contact with each other. This is a structure in which a slot gap 23 of several μm to several tens μm is formed between the member 11 and the bearing sleeve member 12. Then, the compressed gas is supplied to the air supply passage 21 and the compressed gas is supplied to the bearing sleeve member 1.
1 through a circumferential groove 22 provided therein and then a slot clearance 2
At 3, the diaphragm is guided to the bearing gap 5 to support the main shaft 1 in a non-contact manner. The bearing sleeve members 11 and 12
Is made of a brittle material with excellent sliding properties, such as graphite and ceramics, to prevent slot clogging due to burrs during finishing of the bearing surface, and to prevent the bearing surface from contacting the shaft due to overload etc. In this case, the durability can be increased.

【0005】ところが、上記構造のスロット絞り静圧気
体軸受は、自成絞りやオリフィス絞りに比べて負荷容量
が高く回転精度も高いという利点を持ちながら、現在ま
で製品として実用化された例は少ない。その理由として
は、スロット絞り軸受は、スロット隙間を精度よく製作
することが困難であり、また他の絞り形式に比べて軸受
温度による軸受性能の変化が生じやすいという問題が挙
げられる。
However, the slot throttle static pressure gas bearing having the above-described structure has the advantages of a higher load capacity and higher rotational accuracy than self-generated throttles and orifice throttles, but there have been few examples of practical use as a product up to now. . This is because slot throttle bearings have a problem that it is difficult to accurately produce a slot gap, and that the bearing performance tends to change due to the bearing temperature as compared with other throttle types.

【0006】即ち、従来、上記のように、スロット隙間
は、端面に段差を付けた軸受スリーブ部材11、12を
ハウジング2に固定することにより構成している。した
がって、ハウジング2の内径面で軸受スリーブ部材1
1、12の外径面を固定するため、図8に示すように、
軸受スリーブ部材11、12の外径面に対する端面の直
角度が悪い場合には、望んだ大きさのスロット隙間を周
方向に均一に製作することが困難である。また、軸受ス
リーブ部材11、12に比べハウジング2の線膨張係数
が大きい場合、例えばハウジング2がステンレスで軸受
スリーブ部材11、12が黒鉛の場合には、一般的にス
テンレスの線膨張係数は11×10-6〜18×10
-6〔/℃〕、黒鉛の線膨張係数は3×10-6〜7×10
-6〔/℃〕程度であるから、温度上昇によって軸受スリ
ーブ部材11、12に比べハウジング2が軸方向に大き
く膨張し、スロット隙間が大きくなる。このスロット隙
間の大きさが数μmである場合には、熱膨張によるスロ
ット隙間の変化により軸受性能は大きく変わることにな
る。
That is, conventionally, as described above, the slot gap is formed by fixing the bearing sleeve members 11 and 12 having steps on the end surfaces to the housing 2. Therefore, the bearing sleeve member 1
As shown in FIG. 8, in order to fix the outer diameter surfaces of 1 and 12,
When the perpendicularity of the end faces to the outer diameter surfaces of the bearing sleeve members 11 and 12 is poor, it is difficult to uniformly produce a slot gap having a desired size in the circumferential direction. When the linear expansion coefficient of the housing 2 is larger than that of the bearing sleeve members 11 and 12, for example, when the housing 2 is stainless steel and the bearing sleeve members 11 and 12 are graphite, the linear expansion coefficient of stainless steel is generally 11 ×. 10 -6 to 18 × 10
-6 [/ ° C], and the linear expansion coefficient of graphite is 3 × 10 -6 to 7 × 10
-6 [/ ° C.], the housing 2 expands more in the axial direction than the bearing sleeve members 11 and 12 due to the temperature rise, and the slot clearance becomes larger. When the size of the slot gap is several μm, the bearing performance changes greatly due to the change in the slot gap due to thermal expansion.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
スロット絞り静圧気体軸受において所望のスロット隙間
を周方向に均一に製作することを可能とし、温度変化に
影響されにくいスロット隙間を得ることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention
It is an object of the present invention to make it possible to uniformly produce a desired slot gap in a circumferential direction in a slot throttle static pressure gas bearing, and to obtain a slot gap which is hardly affected by a temperature change.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、スロット隙間を構成する軸
受スリーブ部材をハウジングによって固定するのではな
く、スロット隙間を構成する一方の軸受スリーブ部材の
みをハウジングに固定し、他方の軸受スリーブ部材にハ
ウジングとの間に隙間を持たせ、前記一方の軸受スリー
ブ部材の端面に固定するようにした。
In order to solve the above problems, according to the present invention, the bearing sleeve member forming the slot clearance is not fixed by the housing, but one of the bearing sleeve members forming the slot clearance. Only the bearing sleeve is fixed to the housing, the other bearing sleeve member is provided with a clearance between the housing and the other bearing sleeve member, and is fixed to the end face of the one bearing sleeve member.

【0009】また、軸受スリーブ部材を黒鉛などの脆性
材料で形成し、軸受スリーブ部材相互の固定にボルトを
使用する場合には、ボルトと脆性材料が接する面に金属
を配して軸受スリーブ部材を固定するようにした。これ
により、軸受スリーブ部材を破損から保護することがで
き、ボルトによる十分な締結力を得ることができる。
When the bearing sleeve member is made of a brittle material such as graphite and bolts are used for fixing the bearing sleeve members to each other, a metal is arranged on a surface where the bolt and the brittle material are in contact with each other to form the bearing sleeve member. I fixed it. Thereby, the bearing sleeve member can be protected from damage, and a sufficient fastening force by the bolt can be obtained.

【0010】以上の構成を採用することにより、軸受ス
リーブ部材の外径面と端面の直角度誤差の影響を受け
ず、軸受スリーブ部材の端面の段差寸法および両端面の
平面度のみでスロット隙間の大きさが決まる。また、軸
受スリーブ部材とハウジングとの間に隙間を設けること
で、線膨張係数の大きな材料で製作されたハウジングの
熱膨張がスロット隙間に影響を与えず、温度変化によっ
てもスロット隙間は変わらない。また、軸受スリーブ部
材が脆性材料である場合には、ボルトにより軸受スリー
ブ部材を固定する際にボルトと軸受スリーブ部材が接す
る面に金属を配することで、軸受スリーブ部材を破損か
ら保護しボルトによる十分な締結力を得ることができ
る。
[0010] By adopting the above configuration, the slot clearance is not affected by the squareness error between the outer diameter surface and the end surface of the bearing sleeve member, and only the step size of the end surface of the bearing sleeve member and the flatness of both end surfaces are used. The size is determined. Further, by providing a gap between the bearing sleeve member and the housing, the thermal expansion of the housing made of a material having a large linear expansion coefficient does not affect the slot gap, and the slot gap does not change even when the temperature changes. Further, when the bearing sleeve member is a brittle material, a metal is arranged on a surface where the bolt and the bearing sleeve member are in contact with each other when the bearing sleeve member is fixed by the bolt, so that the bearing sleeve member is protected from damage and the bolt is used. A sufficient fastening force can be obtained.

【0011】[0011]

【実施の形態】この発明に係る静圧気体軸受の実施形態
を以下に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a hydrostatic gas bearing according to the present invention will be described below.

【0012】図1は、この発明を、スロット絞りを有す
る1列給気静圧気体ジャーナル軸受に適用した例であ
り、次のように構成されている。
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a single-row air-pressure gas journal bearing having a slot restriction, and is configured as follows.

【0013】片側の端面に段差を設けた軸受スリーブ部
材11は、ハウジング2に焼嵌め、圧入または接着など
の手段により固定されている。軸受スリーブ部材12
は、その端面を軸受スリーブ部材11の段差を付けた側
の端面とあわせた状態でボルト4により軸受スリーブ部
材11に対して固定され、軸受スリーブ組立体15を構
成する。軸受スリーブ部材11の端面に設けた段差によ
り、スロット隙間23が形成される。
A bearing sleeve member 11 having a step on one end face is fixed to the housing 2 by shrink fitting, press fitting or bonding. Bearing sleeve member 12
Are fixed to the bearing sleeve member 11 with the bolts 4 in a state where the end surface thereof is aligned with the end surface of the bearing sleeve member 11 on which the step is provided, and the bearing sleeve assembly 15 is formed. A slot gap 23 is formed by a step provided on the end surface of the bearing sleeve member 11.

【0014】また、軸受スリーブ部材12の外径面とハ
ウジング2の間には隙間3が設けられており、軸受スリ
ーブ組立体15は軸受スリーブ部材11の外径面でのみ
ハウジング2に対して固定されている。外部圧縮気体供
給源(図省略)から給気通路21に導かれた圧縮気体
は、円周溝22を通りスロット隙間23で絞られた後、
軸受隙間5に供給され、主軸1が非接触で支持される。
A gap 3 is provided between the outer diameter surface of the bearing sleeve member 12 and the housing 2, and the bearing sleeve assembly 15 is fixed to the housing 2 only at the outer diameter surface of the bearing sleeve member 11. Have been. The compressed gas guided from the external compressed gas supply source (not shown) to the air supply passage 21 passes through the circumferential groove 22 and is throttled by the slot gap 23.
The main shaft 1 is supplied to the bearing gap 5 and supported in a non-contact manner.

【0015】上記の構成により、スロット隙間23は、
軸受スリーブ部材11、12の外径面と端面の直角度に
関係なく周方向に均一に形成され、良好な軸受性能を得
ることができる。また、温度上昇によるハウジングの熱
膨張は、軸受スリーブ部材11、12間に作用しないの
で、スロット隙間は温度変化によらず一定に保たれ、軸
受性能は温度変化に左右されない。
With the above configuration, the slot gap 23 is
The bearing sleeve members 11 and 12 are formed uniformly in the circumferential direction irrespective of the perpendicularity between the outer diameter surfaces and the end surfaces of the bearing sleeve members 11 and 12, so that good bearing performance can be obtained. Further, since the thermal expansion of the housing due to the temperature rise does not act between the bearing sleeve members 11 and 12, the slot gap is kept constant irrespective of the temperature change, and the bearing performance is not affected by the temperature change.

【0016】軸受面に黒鉛やセラミックス等の摺動特性
の優れた脆性材料を用いると、過負荷等により軸と軸受
が接触した場合の耐久性に優れ、また、仕上げ加工時の
バリによるスロットの目詰まりを防止できる。
If a brittle material having excellent sliding properties such as graphite or ceramics is used for the bearing surface, the durability in the case where the shaft and the bearing come into contact with each other due to overload or the like is excellent. Clogging can be prevented.

【0017】次に、図2は、軸受スリーブ部材11、1
2に黒鉛等の弾性係数の小さい脆性材料を用いた場合
に、軸受スリーブ部材11、12よりも弾性係数の大き
な材料を補強材として用いた静圧気体ジャーナル軸受を
示している。
Next, FIG. 2 shows the bearing sleeve members 11, 1
2 shows a hydrostatic gas journal bearing using a material having a larger elastic coefficient than the bearing sleeve members 11 and 12 as a reinforcing material when using a brittle material having a small elastic coefficient such as graphite.

【0018】この図2に示す実施形態において、黒鉛な
どの脆性材料で作られた軸受スリーブ部材11、12
は、補強材13、14に焼嵌めや圧入などにより固定さ
れている。補強材13、14に固定された軸受スリーブ
部材11、12は、ボルト4により補強材13、14の
端面同士で固定されている。
In the embodiment shown in FIG. 2, bearing sleeve members 11 and 12 made of a brittle material such as graphite are used.
Are fixed to the reinforcing members 13 and 14 by shrink fitting or press fitting. The bearing sleeve members 11, 12 fixed to the reinforcing members 13, 14 are fixed by bolts 4 at the end surfaces of the reinforcing members 13, 14.

【0019】この図2に示す実施形態においては、軸受
面は黒鉛などの脆性材料で構成されている。黒鉛などの
脆性材料でのみ軸受スリーブ部材を製作した場合、圧縮
気体の圧力により軸受スリーブ部材11、12が変形す
る。スロット絞りの場合には、軸受スリーブ部材の変形
によるスロット隙間の変化率は無視できない大きさであ
り、安定した軸受性能を得るためには軸受スリーブ部材
11、12の変形を抑える必要がある。図2の実施形態
のように、軸受スリーブ部材11、12に用いた脆性材
料よりも弾性係数の大きな材料を補強材13、14とし
て用いることにより、圧縮気体の圧力による軸受スリー
ブ部材の変形を抑えることができる構造となる。また、
補強材を脆性材料と同じか若しくはハウジングと脆性材
料との中間の線膨張係数を持った弾性係数の大きな材料
とすることで、温度変化によるスロット隙間の大きさの
変化を抑えることが可能となる。このような補強材とし
ては低熱膨張鋳鉄やインバー合金等が考えられる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the bearing surface is made of a brittle material such as graphite. When the bearing sleeve member is made only of a brittle material such as graphite, the pressure of the compressed gas deforms the bearing sleeve members 11 and 12. In the case of the slot throttle, the rate of change of the slot gap due to the deformation of the bearing sleeve member is not negligible, and it is necessary to suppress the deformation of the bearing sleeve members 11 and 12 in order to obtain stable bearing performance. As in the embodiment of FIG. 2, by using a material having a larger elastic modulus than the brittle material used for the bearing sleeve members 11 and 12 as the reinforcing members 13 and 14, deformation of the bearing sleeve member due to the pressure of the compressed gas is suppressed. It becomes a structure that can be. Also,
By making the reinforcing material the same as the brittle material or a material having a large coefficient of linear expansion having an intermediate linear expansion coefficient between the housing and the brittle material, it is possible to suppress a change in the size of the slot gap due to a temperature change. . As such a reinforcing material, a low thermal expansion cast iron, an invar alloy, or the like can be considered.

【0020】図3は、この発明を、スロット絞りを有す
る2列給気ジャーナル静圧気体軸受に適用した例であ
り、次のように構成されている。
FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to a two-row air-supply journal static pressure gas bearing having a slot restriction, and is configured as follows.

【0021】両側の端面に段差を設けた軸受スリーブ部
材11は、ハウジング2に焼嵌め、圧入または接着など
の手段により固定されている。軸受スリーブ部材11の
両端面に二つの軸受スリーブ部材12をそれぞれあわせ
た状態でボルト4により固定し、軸受スリーブ組立体1
5を構成している。軸受スリーブ部材11の両端面に設
けた段差により、軸受スリーブ部材11の両端面と二つ
の軸受スリーブ部材12の端面間にスロット隙間23が
形成され、軸受スリーブ組立体15は二列のスロット隙
間23を有する。
The bearing sleeve member 11 having a step on both end surfaces is fixed to the housing 2 by shrink fitting, press-fitting or bonding. The two bearing sleeve members 12 are fixed to the both end surfaces of the bearing sleeve member 11 with the bolts 4 in a state where the two bearing sleeve members 12 are aligned with each other.
5. Due to the steps provided on both end faces of the bearing sleeve member 11, a slot gap 23 is formed between both end faces of the bearing sleeve member 11 and the end faces of the two bearing sleeve members 12, and the bearing sleeve assembly 15 is provided with two rows of slot gaps 23. Having.

【0022】二つの軸受スリーブ部材12の外径面とハ
ウジング2の間にはそれぞれに隙間3が設けられてお
り、軸受スリーブ組立体15は軸受スリーブ部材11の
外径面でのみハウジングに対して固定される。
A gap 3 is provided between the outer diameter surface of each of the two bearing sleeve members 12 and the housing 2, and the bearing sleeve assembly 15 is provided only on the outer diameter surface of the bearing sleeve member 11 with respect to the housing. Fixed.

【0023】この図3の実施形態においては、スロット
隙間23は、軸受スリーブ部材11、12の外径面と端
面の直角度に関係なく1列給気の場合と同様に周方向に
均一な軸受性能を得ることができる。また、温度上昇に
よるハウジングの熱膨張は軸受スリーブ部材11、12
間に作用しないので、スロット隙間は温度変化によらず
一定に保たれ、軸受性能は温度変化に左右されない。
In the embodiment shown in FIG. 3, the slot clearance 23 has a uniform bearing in the circumferential direction as in the case of single-row air supply, regardless of the perpendicularity between the outer diameter surfaces and the end surfaces of the bearing sleeve members 11 and 12. Performance can be obtained. Further, the thermal expansion of the housing due to the temperature rise is caused by the bearing sleeve members 11
Since there is no action between them, the slot clearance is kept constant irrespective of the temperature change, and the bearing performance is not affected by the temperature change.

【0024】この図3の実施形態においては、ボルト4
により3つの軸受スリーブ部材11、12を一体に固定
し、軸受スリーブ組立体15を構成しているが、軸受ス
リーブ部材11に軸受スリーブ部材12を片側ずつボル
トで固定する構造にしても良い。
In the embodiment shown in FIG.
Thus, the three bearing sleeve members 11 and 12 are integrally fixed to form the bearing sleeve assembly 15. However, the bearing sleeve member 12 may be fixed to the bearing sleeve member 11 by bolts one by one.

【0025】図4は、軸受スリーブ部材11、12を脆
性材料によって形成し、軸受スリーブ部材11、12を
ボルトで固定した実施形態を示している。
FIG. 4 shows an embodiment in which the bearing sleeve members 11, 12 are formed of a brittle material, and the bearing sleeve members 11, 12 are fixed with bolts.

【0026】この実施形態では、黒鉛などの脆性材料に
よって形成した軸受スリーブ部材11、12は、金属製
のリング31、32を介してボルト4で固定するように
している。これは、軸受スリーブ部材11、12を黒鉛
などの脆性材料によって形成した場合、軸受スリーブ部
材11、12に直接雌ねじ加工を施すと、ボルト4によ
り軸受スリーブ部材11、12を破損させる可能性が高
く、ボルト4による十分な締結力が得られないからであ
る。また、ボルト4の軸力により軸受スリーブ部材1
1、12は、ボルト4と接する箇所で局所的な変形が生
じ、周方向に均一なスロット隙間23を得ることができ
なくなるためである。
In this embodiment, the bearing sleeve members 11 and 12 made of a brittle material such as graphite are fixed by bolts 4 through metal rings 31 and 32. This is because, when the bearing sleeve members 11 and 12 are formed of a brittle material such as graphite, when the bearing sleeve members 11 and 12 are directly subjected to internal thread processing, there is a high possibility that the bearing sleeve members 11 and 12 will be damaged by the bolt 4. This is because a sufficient fastening force by the bolt 4 cannot be obtained. Further, the bearing sleeve member 1 is driven by the axial force of the bolt 4.
The reasons 1 and 12 are that local deformation occurs at a position in contact with the bolt 4, and it becomes impossible to obtain a uniform slot clearance 23 in the circumferential direction.

【0027】図4のようにボルト4と脆性材料を用いた
軸受スリーブ部材11、12の接する面に金属製リング
31、32を配し、ボルト4で軸受スリーブ部材11、
12を固定することにより、軸受スリーブ部材11、1
2を破損することなくボルト4による十分な締結力を得
ることができる。また、ボルト4の締め付けによる局所
的な変形を避けることもでき、周方向に均一なスロット
隙間23を形成することができる。
As shown in FIG. 4, metal rings 31 and 32 are arranged on the surfaces of the bolts 4 and the bearing sleeve members 11 and 12 using a brittle material.
12, the bearing sleeve members 11, 1
A sufficient fastening force by the bolt 4 can be obtained without damaging the bolt 2. Further, local deformation due to the tightening of the bolt 4 can be avoided, and a uniform slot gap 23 can be formed in the circumferential direction.

【0028】図5は、この発明を、スロット絞りを有す
る静圧気体スラスト軸受に適用した例であり、次のよう
に構成されている。
FIG. 5 shows an example in which the present invention is applied to a hydrostatic gas thrust bearing having a slot throttle, and is configured as follows.

【0029】内径側に段差を設けた軸受スリーブ部材1
1は、前記内径面を軸受スリーブ部材12の外径面とあ
わせた状態で焼嵌め等により軸受スリーブ部材12に対
して固定され、軸受スリーブ組立体15を構成してい
る。
Bearing sleeve member 1 having a step on the inner diameter side
Reference numeral 1 denotes a bearing sleeve assembly 15 which is fixed to the bearing sleeve member 12 by shrink fitting or the like in a state where the inner diameter surface is aligned with the outer diameter surface of the bearing sleeve member 12.

【0030】軸受スリーブ組立体15は、ハウジング2
に対して軸受スリーブ部材12を焼嵌め、圧入、接着ま
たはボルト締め等により固定されている。軸受スリーブ
部材11の内径面に設けた段差により、軸受スリーブ部
材11と軸受スリーブ部材12の間にスロット隙間23
が形成される。また、軸受スリーブ部材11とハウジン
グ2の間には隙間3が設けられており、軸受スリーブ組
立体15は軸受スリーブ部材12の端面または外径面で
のみハウジング2に対して固定される。
The bearing sleeve assembly 15 includes the housing 2
The bearing sleeve member 12 is fixed by shrink-fitting, press-fitting, bonding or bolting. Due to a step provided on the inner diameter surface of the bearing sleeve member 11, a slot clearance 23 is formed between the bearing sleeve member 11 and the bearing sleeve member 12.
Is formed. A gap 3 is provided between the bearing sleeve member 11 and the housing 2, and the bearing sleeve assembly 15 is fixed to the housing 2 only at the end face or the outer diameter surface of the bearing sleeve member 12.

【0031】外部圧縮気体供給源(図省略)から給気通
路(図示略)に導かれた圧縮気体は、円周溝22を通り
スロット隙間23で絞られた後、軸受隙間5に供給され
主軸1を非接触で支持する。温度上昇によるハウジング
2の熱膨張は軸受スリーブ部材11、12間に作用しな
いので、スロット隙間は温度変化によらず一定に保た
れ、軸受性能は温度変化に左右されない。
The compressed gas introduced from an external compressed gas supply source (not shown) to an air supply passage (not shown) passes through a circumferential groove 22 and is throttled by a slot clearance 23, and then supplied to the bearing clearance 5 to be supplied to the main shaft. 1 is supported in a non-contact manner. Since the thermal expansion of the housing 2 due to the temperature rise does not act between the bearing sleeve members 11 and 12, the slot gap is kept constant irrespective of the temperature change, and the bearing performance is not affected by the temperature change.

【0032】軸受面に黒鉛やセラミックス等の摺動特性
の優れた脆性材料を用いると、過負荷等により軸と軸受
が接触した場合の耐久性に優れ、また、仕上げ加工時の
バリによるスロットの目詰まりを防止できる。
If a brittle material having excellent sliding characteristics such as graphite or ceramics is used for the bearing surface, the durability in the case where the shaft and the bearing come into contact due to overload or the like is excellent, and the slot is formed by burrs during finishing. Clogging can be prevented.

【0033】次に、図6は、軸受スリーブ部材11、1
2に脆性材料を用いた場合に、軸受スリーブ部材11、
12よりも弾性係数の大きな材料を補強材13、14と
して用いた静圧気体スラスト軸受の例である。
Next, FIG. 6 shows the bearing sleeve members 11, 1
2, when a brittle material is used, the bearing sleeve member 11,
This is an example of a hydrostatic gas thrust bearing in which a material having a larger elastic modulus than 12 is used as the reinforcing members 13 and 14.

【0034】黒鉛などの脆性材料で作られた軸受スリー
ブ部材11、12は、補強材13、14に焼嵌めや圧入
などにより固定されている。黒鉛などの脆性材料でのみ
軸受スリーブ部材11、12を製作した場合、圧縮気体
の圧力により軸受スリーブ部材11、12が変形する。
スロット絞りの場合には、軸受スリーブ部材11、12
の変形によるスロット隙間23の変化率は無視できない
大きさであり、安定した軸受性能を得るためには軸受ス
リーブ部材11、12の変形を抑える必要がある。
The bearing sleeve members 11 and 12 made of a brittle material such as graphite are fixed to the reinforcing members 13 and 14 by shrink fitting or press fitting. When the bearing sleeve members 11, 12 are made only of a brittle material such as graphite, the bearing sleeve members 11, 12 are deformed by the pressure of the compressed gas.
In the case of slot drawing, the bearing sleeve members 11, 12
The rate of change of the slot gap 23 due to the deformation is not negligible, and it is necessary to suppress the deformation of the bearing sleeve members 11 and 12 in order to obtain stable bearing performance.

【0035】図6のように、軸受スリーブ部材11、1
2に用いた脆性材料よりも弾性係数の大きな材料を補強
材13、14として用いることにより、圧縮気体の圧力
による軸受スリーブ部材11、12の変形を抑えること
ができる構造となる。また、補強材13、14を脆性材
料と同じか若しくはハウジング2と脆性材料との間の線
膨張係数を持った弾性係数の大きな材料とすることで、
温度変化によるスロット隙間23の大きさの変化を抑え
ることができる。
As shown in FIG. 6, the bearing sleeve members 11, 1
By using a material having a larger elastic modulus than the brittle material used in 2 as the reinforcing members 13 and 14, the structure in which the deformation of the bearing sleeve members 11 and 12 due to the pressure of the compressed gas can be suppressed. In addition, by making the reinforcing members 13 and 14 the same as the brittle material or a material having a large coefficient of linear expansion between the housing 2 and the brittle material,
A change in the size of the slot gap 23 due to a temperature change can be suppressed.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、従来
困難であったスロット絞り静圧気体軸受のスロット隙間
の製作において、複数の軸受スリーブ部材のうち1個の
みをハウジングに固定し、他の軸受スリーブ部材とハウ
ジングとの間には隙間を設け、複数の軸受スリーブ部材
の端面をあわせて固定したことにより、軸受スリーブ部
材の外径面と端面の直角度誤差の影響を受けず軸受スリ
ーブ部材の端面の段差寸法および両端面の平面度のみで
スロット隙間の大きさが決まり、所望のスロット隙間が
周方向に均一に製作可能となる。また、軸受スリーブ部
材とハウジングとの間に隙間を設けたことで、温度上昇
によるハウジングの熱膨張がスロット隙間に影響を与え
ることなく、温度変化に安定したスロット隙間を得るこ
とができる。また、軸受スリーブ部材の端面の直角度を
高精度に仕上る必要がないので、加工コストを低減でき
るといった効果を奏する。
As described above, according to the present invention, only one of a plurality of bearing sleeve members is fixed to a housing in manufacturing a slot clearance of a slot throttle static pressure gas bearing, which has been difficult in the past. A gap is provided between the other bearing sleeve member and the housing, and the end surfaces of the plurality of bearing sleeve members are fixed together so that the bearing is not affected by the squareness error between the outer diameter surface and the end surface of the bearing sleeve member. The size of the slot gap is determined only by the step size of the end face of the sleeve member and the flatness of both end faces, so that a desired slot gap can be manufactured uniformly in the circumferential direction. Further, by providing a gap between the bearing sleeve member and the housing, a slot gap that is stable against a temperature change can be obtained without the thermal expansion of the housing due to a rise in temperature affecting the slot gap. Further, since it is not necessary to finish the squareness of the end surface of the bearing sleeve member with high accuracy, there is an effect that the processing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施形態を示す部分断面図で
ある。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施形態を示す部分断面図で
ある。
FIG. 2 is a partial sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施形態を示す部分断面図で
ある。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第4の実施形態を示す部分断面図で
ある。
FIG. 4 is a partial sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第5の実施形態を示す部分断面図で
ある。
FIG. 5 is a partial sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第6の実施形態を示す部分断面図で
ある。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a sixth embodiment of the present invention.

【図7】従来のスロット絞り静圧気体軸受を示す部分断
面図である。
FIG. 7 is a partial sectional view showing a conventional slot throttle static pressure gas bearing.

【図8】従来の構造の問題点を示す部分断面図である。FIG. 8 is a partial sectional view showing a problem of a conventional structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主軸 2 ハウジング 3 隙間 4 ボルト 5 軸受隙間 11、12 軸受スリーブ部材 13、14 補強材 15 軸受スリーブ組立体 21 給気通路 22 円周溝 23 スロット隙間 31、32 リング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft 2 Housing 3 Clearance 4 Bolt 5 Bearing clearance 11, 12 Bearing sleeve member 13, 14 Reinforcement material 15 Bearing sleeve assembly 21 Air supply passage 22 Circular groove 23 Slot clearance 31, 32 Ring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C048 BC01 CC07 DD12 DD13 EE01 3J102 AA02 BA03 BA17 CA16 CA17 EA02 EA06 EA14 EA15 EA17 FA01 GA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3C048 BC01 CC07 DD12 DD13 EE01 3J102 AA02 BA03 BA17 CA16 CA17 EA02 EA06 EA14 EA15 EA17 FA01 GA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の軸受スリーブ部材の端面を合わせ
て固定し、軸受スリーブ部材の端面に設けた段差により
ジャーナル軸受面にスロットを形成するスロット絞り静
圧気体軸受において、前記複数の軸受スリーブ部材のう
ち1個のみをハウジングに固定し、他の軸受スリーブ部
材は前記ハウジングに固定された軸受スリーブ部材に対
して固定され、ハウジングとの間には隙間を設けたこと
を特徴とするスロット絞り静圧気体軸受。
1. A slot throttle hydrostatic gas bearing wherein end surfaces of a plurality of bearing sleeve members are aligned and fixed, and a slot is formed in a journal bearing surface by a step provided on an end surface of the bearing sleeve member. Characterized in that only one of them is fixed to the housing, the other bearing sleeve member is fixed to the bearing sleeve member fixed to the housing, and a gap is provided between the slot and the housing. Pressurized gas bearing.
【請求項2】 複数の軸受スリーブ部材の内径面と外径
面をあわせて固定し、軸受スリーブ部材の内径面若しく
は外径面に設けた段差によりスラスト軸受面にスロット
を形成するスロット絞り静圧気体軸受において、前記複
数の軸受スリーブ部材のうち1個のみをハウジングに固
定し、他の軸受スリーブ部材は前記ハウジングに固定さ
れた軸受スリーブ部材に対して固定され、ハウジングと
の間には隙間を設けたことを特徴とするスロット絞り静
圧気体軸受。
2. A static throttle pressure in which a plurality of bearing sleeve members have their inner and outer diameter surfaces fixed together and form a slot in a thrust bearing surface by a step provided on the inner or outer diameter surface of the bearing sleeve member. In the gas bearing, only one of the plurality of bearing sleeve members is fixed to the housing, the other bearing sleeve members are fixed to the bearing sleeve member fixed to the housing, and a gap is formed between the bearing sleeve member and the housing. A slot throttle static pressure gas bearing characterized by being provided.
【請求項3】 軸受スリーブ部材の少なくとも軸受表面
が脆性材料であることを特徴とする請求項1又は2に記
載のスロット絞り静圧気体軸受。
3. The slot throttle static pressure gas bearing according to claim 1, wherein at least a bearing surface of the bearing sleeve member is made of a brittle material.
【請求項4】 軸受スリーブ部材の前記脆性材料の軸受
表面とは反対側に脆性材料よりも弾性係数が大きい材料
を有することを特徴とする請求項3に記載のスロット絞
り静圧気体軸受。
4. The gas throttle bearing according to claim 3, wherein a material having a larger elastic modulus than the brittle material is provided on a side of the bearing sleeve member opposite to the brittle material bearing surface.
【請求項5】 前記の弾性係数が大きい材料の熱膨張係
数が脆性材料と同等若しくは脆性材料よりも大きく、ハ
ウジングの熱膨張係数より小さいことを特徴とする請求
項4に記載のスロット絞り静圧気体軸受。
5. The slot throttle static pressure according to claim 4, wherein the material having a large elastic coefficient has a thermal expansion coefficient equal to or larger than that of the brittle material and smaller than a thermal expansion coefficient of the housing. Gas bearing.
【請求項6】 複数の軸受スリーブ部材をボルト締結し
たことを特徴とする請求項1乃至5に記載のスロット絞
り静圧気体軸受。
6. The gas throttle bearing of claim 1, wherein a plurality of bearing sleeve members are bolted together.
【請求項7】 複数の軸受スリーブ部材を雌ねじおよび
ボルト座面を設けた金属製リングを介して締結したこと
を特徴とする請求項6に記載のスロット絞り静圧気体軸
受。
7. The slot throttle static pressure gas bearing according to claim 6, wherein a plurality of bearing sleeve members are fastened via a metal ring provided with a female screw and a bolt seat surface.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009092196A (en) * 2007-10-11 2009-04-30 Daiya Seiki Co Ltd Static pressure gas bearing
JP2009092195A (en) * 2007-10-11 2009-04-30 Daiya Seiki Co Ltd Static pressure fluid bearing

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