JP2002235741A - ハイブリッド軸受装置 - Google Patents
ハイブリッド軸受装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動側と固定側との間に必要な磁気吸引力が
保持されると共に、低コストでコンパクトな簡単な構成
の受動型ハイブリッド軸受を提供すること。 【解決手段】 軸受ハウジング１に支持された軸受パッ
ド２と、この軸受パッド２の軸受面２ａにて所定間隔で
対向することにより空気軸受を形成する平面体５と、か
ら成るハイブリッド軸受であって、前記軸受面２ａに
は、前記所定間隔を形成するための複数の空気噴出孔２
ｃと、複数の永久磁石３が配置されており、前記空気噴
出孔２ｃは、前記軸受面２ａの中央を中心とする円周上
に等間隔で配置され、前記永久磁石３は、前記円周の内
側領域に設けた複数の凹部２ｅに、その底部を除いて非
磁性材料の固定体４を介して磁気的に非接触となるよう
に埋め込まれていること。
保持されると共に、低コストでコンパクトな簡単な構成
の受動型ハイブリッド軸受を提供すること。 【解決手段】 軸受ハウジング１に支持された軸受パッ
ド２と、この軸受パッド２の軸受面２ａにて所定間隔で
対向することにより空気軸受を形成する平面体５と、か
ら成るハイブリッド軸受であって、前記軸受面２ａに
は、前記所定間隔を形成するための複数の空気噴出孔２
ｃと、複数の永久磁石３が配置されており、前記空気噴
出孔２ｃは、前記軸受面２ａの中央を中心とする円周上
に等間隔で配置され、前記永久磁石３は、前記円周の内
側領域に設けた複数の凹部２ｅに、その底部を除いて非
磁性材料の固定体４を介して磁気的に非接触となるよう
に埋め込まれていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静圧気体軸受と永
久磁石を有する受動型ハイブリッド軸受と、これに対し
て精密な平面運動または回転運動する平面体とを備えた
ハイブリッド軸受装置に関するものである。
久磁石を有する受動型ハイブリッド軸受と、これに対し
て精密な平面運動または回転運動する平面体とを備えた
ハイブリッド軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】静圧気体軸受と永久磁石を用いた受動型
ハイブリッド軸受に関わる従来の技術として、特開２０
００−１２０６８５号公報に開示されている静圧空気軸
受直線案内装置を図７に示している。同案内装置は、基
台２０上を案内方向に移動可能な可動体の構成要素であ
るテーブル３０と、テーブル３０を支持案内する空気軸
受部１６ａ、１６ｂと、テーブル３０の側面側に配置さ
れ、水平方向を支持する空気軸受部１５と、テ−ブル３
０を基台２０に対して吸引する吸引力付与部１７,１８
とを備えた構成である。
ハイブリッド軸受に関わる従来の技術として、特開２０
００−１２０６８５号公報に開示されている静圧空気軸
受直線案内装置を図７に示している。同案内装置は、基
台２０上を案内方向に移動可能な可動体の構成要素であ
るテーブル３０と、テーブル３０を支持案内する空気軸
受部１６ａ、１６ｂと、テーブル３０の側面側に配置さ
れ、水平方向を支持する空気軸受部１５と、テ−ブル３
０を基台２０に対して吸引する吸引力付与部１７,１８
とを備えた構成である。
【０００３】このように、可動側であるテーブル３０に
空気軸受１５、１６ａ、１６ｂが設けられ、可動側であ
るテーブル３０と固定側（静止側）である基台２０にそ
れぞれ磁石１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂが設けられ
ている。この可動側と固定側の磁石の吸引力と空気軸受
部の浮上力とが釣り合って、可動側と固定側との間に所
定間隔が保持されるようになっている。尚、１７ｃ、１
８ｃはスペーサ、２１はテ−ブル３０の駆動装置であ
る。
空気軸受１５、１６ａ、１６ｂが設けられ、可動側であ
るテーブル３０と固定側（静止側）である基台２０にそ
れぞれ磁石１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂが設けられ
ている。この可動側と固定側の磁石の吸引力と空気軸受
部の浮上力とが釣り合って、可動側と固定側との間に所
定間隔が保持されるようになっている。尚、１７ｃ、１
８ｃはスペーサ、２１はテ−ブル３０の駆動装置であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記静圧空気軸受直線案内装置においては、磁石１７,
１８の発生する磁界が磁石対向面を除いて開放されてい
て、磁気回路を形成しないため、可動側と固定側の吸引
力に大きな損失が生じるという問題点があった。また、
上記従来の装置は、磁石１７,１８の分量をある程度大
きくする必要があるため、その分だけスペースを取るこ
とになり、コスト高になるという問題点もあった。
上記静圧空気軸受直線案内装置においては、磁石１７,
１８の発生する磁界が磁石対向面を除いて開放されてい
て、磁気回路を形成しないため、可動側と固定側の吸引
力に大きな損失が生じるという問題点があった。また、
上記従来の装置は、磁石１７,１８の分量をある程度大
きくする必要があるため、その分だけスペースを取るこ
とになり、コスト高になるという問題点もあった。
【０００５】そこで、本発明は、かかる従来例の有する
不都合を改善し、可動側と固定側との間に必要な磁気吸
引力が保持されると共に、低コストでコンパクトな簡単
な構成のハイブリッド軸受装置を提供することを課題と
している。
不都合を改善し、可動側と固定側との間に必要な磁気吸
引力が保持されると共に、低コストでコンパクトな簡単
な構成のハイブリッド軸受装置を提供することを課題と
している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１に記載のハイブリッド軸受装置は、軸受ハ
ウジングに支持された軸受パッドと、この軸受パッドの
軸受面にて所定間隔で対向することにより空気軸受を形
成する平面体と、から成るハイブリッド軸受装置であっ
て、前記軸受面には、前記所定間隔を形成するための複
数の空気噴出孔と、複数の永久磁石が配置されており、
前記空気噴出孔は、前記軸受面の中央を中心とする円周
上に等間隔で配置され、前記永久磁石は、前記円周の内
側領域に設けた複数の凹部に、その底部を除いて非磁性
材料の固定体を介して磁気的に非接触となるように埋め
込まれていることを特徴としている。
に、請求項１に記載のハイブリッド軸受装置は、軸受ハ
ウジングに支持された軸受パッドと、この軸受パッドの
軸受面にて所定間隔で対向することにより空気軸受を形
成する平面体と、から成るハイブリッド軸受装置であっ
て、前記軸受面には、前記所定間隔を形成するための複
数の空気噴出孔と、複数の永久磁石が配置されており、
前記空気噴出孔は、前記軸受面の中央を中心とする円周
上に等間隔で配置され、前記永久磁石は、前記円周の内
側領域に設けた複数の凹部に、その底部を除いて非磁性
材料の固定体を介して磁気的に非接触となるように埋め
込まれていることを特徴としている。
【０００７】また、請求項２に記載のハイブリッド軸受
装置は、前記軸受パッドが固定側で、前記平面体が浮上
可動側であることを特徴としている。さらにまた、請求
項３に記載のハイブリッド軸受装置は、前記軸受パッド
が浮上可動側で、前記平面体が固定側であることを特徴
としている。
装置は、前記軸受パッドが固定側で、前記平面体が浮上
可動側であることを特徴としている。さらにまた、請求
項３に記載のハイブリッド軸受装置は、前記軸受パッド
が浮上可動側で、前記平面体が固定側であることを特徴
としている。
【０００８】また、請求項４に記載のハイブリッド軸受
装置は、前記軸受面の、前記空気噴出孔、前記固定体、
前記永久磁石を除いた領域、およびこれに対向する前記
平面体の表面には、軸受面の中央を中心とした同心円形
状の複数の円形環状溝が設けられると共に、この円形環
状溝に非磁性物質が嵌合または充填されていることを特
徴としている。また、好ましくは、前記永久磁石は、前
記軸受面の中央を中心とした円環状の永久磁石とするこ
とができる。
装置は、前記軸受面の、前記空気噴出孔、前記固定体、
前記永久磁石を除いた領域、およびこれに対向する前記
平面体の表面には、軸受面の中央を中心とした同心円形
状の複数の円形環状溝が設けられると共に、この円形環
状溝に非磁性物質が嵌合または充填されていることを特
徴としている。また、好ましくは、前記永久磁石は、前
記軸受面の中央を中心とした円環状の永久磁石とするこ
とができる。
【０００９】さらに、請求項５に記載のハイブリッド軸
受装置は、前記軸受パッドが前記軸受ハウジングと共に
固定側とされ、前記軸受面の中心部に、軸受面と直交す
る方向の軸孔が設けられていて、前記平面体の中心部に
固定した軸部が、前記軸孔に、前記軸受面と平面体が対
向するように回転自在に軸支されていることを特徴とし
ている。さらに、請求項６に記載のハイブリッド軸受装
置は、前記軸受ハウジングは、前記軸部および前記平面
体をも保持するように形成されており、前記軸部の端部
近傍にモータロータが外嵌固定され、このモータロータ
に所定間隔を置いて対向するようにモータステータが前
記軸受ハウジングの内周面に取り付けられていることを
特徴としている。
受装置は、前記軸受パッドが前記軸受ハウジングと共に
固定側とされ、前記軸受面の中心部に、軸受面と直交す
る方向の軸孔が設けられていて、前記平面体の中心部に
固定した軸部が、前記軸孔に、前記軸受面と平面体が対
向するように回転自在に軸支されていることを特徴とし
ている。さらに、請求項６に記載のハイブリッド軸受装
置は、前記軸受ハウジングは、前記軸部および前記平面
体をも保持するように形成されており、前記軸部の端部
近傍にモータロータが外嵌固定され、このモータロータ
に所定間隔を置いて対向するようにモータステータが前
記軸受ハウジングの内周面に取り付けられていることを
特徴としている。
【００１０】以上のように構成されたことで、本発明の
ハイブリッド軸受装置は、永久磁石の磁界で磁気回路が
形成されるため、軸受パッドと平面体間の磁気吸引力が
最大限に有効に発揮され、間隔の微小な変化に対して
も、磁気吸引力はほとんど変化しない。したがって、永
久磁石の分量を減少させることができる。
ハイブリッド軸受装置は、永久磁石の磁界で磁気回路が
形成されるため、軸受パッドと平面体間の磁気吸引力が
最大限に有効に発揮され、間隔の微小な変化に対して
も、磁気吸引力はほとんど変化しない。したがって、永
久磁石の分量を減少させることができる。
【００１１】また、本発明のハイブリッド軸受装置は、
軸受パッドと平面体の対向面に円形溝を設け平面体の軸
を軸受パッドで回転自在に軸支したことにより、対向面
の非溝部に複数の磁気回路網が形成されるため、平面体
が回転中心に対して相対的にずれようとしても磁気回路
網の復元力により平面体の回転中心位置が保持される。
軸受パッドと平面体の対向面に円形溝を設け平面体の軸
を軸受パッドで回転自在に軸支したことにより、対向面
の非溝部に複数の磁気回路網が形成されるため、平面体
が回転中心に対して相対的にずれようとしても磁気回路
網の復元力により平面体の回転中心位置が保持される。
【００１２】また、本発明のハイブリッド軸受装置は、
軸受面の中心部に軸受面と直交する方向の軸孔が設けら
れていて、平面体の中心部に固定した軸部が軸孔に軸受
面と平面体が対向するように回転自在に軸支され、軸部
の端部近傍にモータロータが外嵌固定され、このモータ
ロータに所定間隔を置いて対向するようにモータステー
タが軸受ハウジングの内周面に取り付けられて、軸部が
非接触で支持される軸受を構成することができる。
軸受面の中心部に軸受面と直交する方向の軸孔が設けら
れていて、平面体の中心部に固定した軸部が軸孔に軸受
面と平面体が対向するように回転自在に軸支され、軸部
の端部近傍にモータロータが外嵌固定され、このモータ
ロータに所定間隔を置いて対向するようにモータステー
タが軸受ハウジングの内周面に取り付けられて、軸部が
非接触で支持される軸受を構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示すハイ
ブリッド軸受装置の断面図（図２のＡ−Ａ断面図)、図
２は軸受パッドの一端面を示す図１のＣ−Ｃ断面図、図
３はハイブリッド軸受装置の磁気回路網を示す図２のＢ
−Ｂ断面図、図４は第２の実施形態を示すハイブリッド
軸受装置の断面図、図５は磁気回路網の復元力を示す説
明図、図６は第３の実施形態を示すハイブリッド軸受装
置の断面図である。
て説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示すハイ
ブリッド軸受装置の断面図（図２のＡ−Ａ断面図)、図
２は軸受パッドの一端面を示す図１のＣ−Ｃ断面図、図
３はハイブリッド軸受装置の磁気回路網を示す図２のＢ
−Ｂ断面図、図４は第２の実施形態を示すハイブリッド
軸受装置の断面図、図５は磁気回路網の復元力を示す説
明図、図６は第３の実施形態を示すハイブリッド軸受装
置の断面図である。
【００１４】図１において、受動型ハイブリッド軸受装
置（静圧空気軸受装置）は、円筒状で非磁性体の軸受ハ
ウジング１と、この軸受ハウジング１の内周面に内嵌・
固定された円柱状の磁性材料の軸受パッド２と、軸受パ
ッド２の平らな軸受面２ｂに対向して所定間隔を空け
て、当該面２ｂに平行に保持されている磁性材料の平面
体５とから成っている。ハイブリッド軸受は軸受ハウジ
ング１と軸受パッド２から成っている。この実施形態で
は軸受パッド２を固定側、平面体５を浮上可動側として
説明する。
置（静圧空気軸受装置）は、円筒状で非磁性体の軸受ハ
ウジング１と、この軸受ハウジング１の内周面に内嵌・
固定された円柱状の磁性材料の軸受パッド２と、軸受パ
ッド２の平らな軸受面２ｂに対向して所定間隔を空け
て、当該面２ｂに平行に保持されている磁性材料の平面
体５とから成っている。ハイブリッド軸受は軸受ハウジ
ング１と軸受パッド２から成っている。この実施形態で
は軸受パッド２を固定側、平面体５を浮上可動側として
説明する。
【００１５】軸受ハウジング１の図中上端面の中心部に
は、空気を導入するための給気口１ａが形成されてい
る。図２（軸受ハウジング１は省略）に示すように、軸
受パッド２の、軸受ハウジング１の給気口１ａ側に当接
する面の円柱中心部および円周方向には、それぞれ円筒
状およびドーナツ形状の凹部が設けられている。これら
は給気口１ａからの空気を溜めるための給気キャビティ
２ａとして機能する。この給気キャビティ２ａは軸受面
２ｂ側に開口した空気噴出孔である空気軸受給気孔２ｃ
（図１参照）に連通している。この空気噴出孔２ｃは、
給気キャビティ２ａに沿って円周方向に複数個等間隔で
配置されている。前記円柱中心部と円周方向の給気キャ
ビティ２ａは連絡給気路２ｄにて連通されている。
は、空気を導入するための給気口１ａが形成されてい
る。図２（軸受ハウジング１は省略）に示すように、軸
受パッド２の、軸受ハウジング１の給気口１ａ側に当接
する面の円柱中心部および円周方向には、それぞれ円筒
状およびドーナツ形状の凹部が設けられている。これら
は給気口１ａからの空気を溜めるための給気キャビティ
２ａとして機能する。この給気キャビティ２ａは軸受面
２ｂ側に開口した空気噴出孔である空気軸受給気孔２ｃ
（図１参照）に連通している。この空気噴出孔２ｃは、
給気キャビティ２ａに沿って円周方向に複数個等間隔で
配置されている。前記円柱中心部と円周方向の給気キャ
ビティ２ａは連絡給気路２ｄにて連通されている。
【００１６】軸受パッド２には、軸受面２ｂの空気軸受
給気孔２ｃに沿った円周の内側において、軸受面２ｂの
中央を中心とする同心円状に軸受面２ｂ側に開口する円
環状の凹部２ｅが複数設けられている。この円環状の凹
部２ｅに、円環状の永久磁石３が、その底部を除いて、
非磁性材料の固定体４を介して埋め込まれている。これ
は、永久磁石３の外周面が凹部２ｅの内周面に接するこ
とがなく、磁気的に非接触となるようにするためであ
る。この固定体４として、銅、アルミニウム、ステンレ
ス、あるいは樹脂等を用いることができる。
給気孔２ｃに沿った円周の内側において、軸受面２ｂの
中央を中心とする同心円状に軸受面２ｂ側に開口する円
環状の凹部２ｅが複数設けられている。この円環状の凹
部２ｅに、円環状の永久磁石３が、その底部を除いて、
非磁性材料の固定体４を介して埋め込まれている。これ
は、永久磁石３の外周面が凹部２ｅの内周面に接するこ
とがなく、磁気的に非接触となるようにするためであ
る。この固定体４として、銅、アルミニウム、ステンレ
ス、あるいは樹脂等を用いることができる。
【００１７】この構成において、軸受ハウジング１の給
気口１ａより導入された空気は、連絡給気路２ｄを介し
てドーナツ形状の給気キャビティ２ａの方へ流れ込み、
これを回周するようになる。これによって給気キャビテ
ィ２ａ内の空気圧が高まってくると、圧縮空気が各空気
軸受給気孔２ｃから均等な圧力で平面体５表面へ噴出さ
れ、平面体５が軸受面２ｂに対して所定間隔を保つよう
にする。それと同時に、永久磁石３の発生する磁界は、
図３に示すように、磁性材料の軸受パッド２と磁性材料
の平面体５との間で磁気回路を形成し、強力な磁気吸引
力を両者の間で形成する。したがって、噴出空気圧と磁
気吸引力という互いに逆方向の力が釣り合うことにより
平面体５が軸受面２ｂに対して適度に浮上して、空気軸
受が形成される。
気口１ａより導入された空気は、連絡給気路２ｄを介し
てドーナツ形状の給気キャビティ２ａの方へ流れ込み、
これを回周するようになる。これによって給気キャビテ
ィ２ａ内の空気圧が高まってくると、圧縮空気が各空気
軸受給気孔２ｃから均等な圧力で平面体５表面へ噴出さ
れ、平面体５が軸受面２ｂに対して所定間隔を保つよう
にする。それと同時に、永久磁石３の発生する磁界は、
図３に示すように、磁性材料の軸受パッド２と磁性材料
の平面体５との間で磁気回路を形成し、強力な磁気吸引
力を両者の間で形成する。したがって、噴出空気圧と磁
気吸引力という互いに逆方向の力が釣り合うことにより
平面体５が軸受面２ｂに対して適度に浮上して、空気軸
受が形成される。
【００１８】図１において、軸受パッド２の空気軸受給
気孔１ａが永久磁石３の外側に配設されているので、平
面体５がモーメント力を受けて傾いた時、軸受パッド２
の軸受面２ｂと平面体５との隙間が小さくなった平面体
５の部分は空気軸受給気孔１ａに接近するので、その浮
上力が増大する。一方、前記モーメント力により隙間が
大きくなった平面体５の部分は空気軸受給気孔１ａから
離れるので、その浮上力は急減する。一般に、固定側と
浮上可動側との隙間が小さくなると浮上力が増大し、隙
間が大きくなると浮上力が減少するため、空気軸受の間
隔は一定に保たれる。また、永久磁石３による磁気吸引
力については、空気軸受のμｍオーダの間隔変化に対し
てはほとんど変化しない。したがって、本発明のハイブ
リット軸受装置は大きなモーメント復元力を持ってい
る。
気孔１ａが永久磁石３の外側に配設されているので、平
面体５がモーメント力を受けて傾いた時、軸受パッド２
の軸受面２ｂと平面体５との隙間が小さくなった平面体
５の部分は空気軸受給気孔１ａに接近するので、その浮
上力が増大する。一方、前記モーメント力により隙間が
大きくなった平面体５の部分は空気軸受給気孔１ａから
離れるので、その浮上力は急減する。一般に、固定側と
浮上可動側との隙間が小さくなると浮上力が増大し、隙
間が大きくなると浮上力が減少するため、空気軸受の間
隔は一定に保たれる。また、永久磁石３による磁気吸引
力については、空気軸受のμｍオーダの間隔変化に対し
てはほとんど変化しない。したがって、本発明のハイブ
リット軸受装置は大きなモーメント復元力を持ってい
る。
【００１９】なお、上記実施形態において、円環状の永
久磁石３の代わりに円柱状の永久磁石３が軸受面２ｂの
中央を中心とする同心円状に設けてあっても同様の効果
を奏することは言うまでも無い。尚、この実施形態で
は、軸受パッド２が固定側、平面体５を浮上可動側とし
ているが、軸受パッド２側を浮上可動側とする場合は平
面体５が固定側になる。
久磁石３の代わりに円柱状の永久磁石３が軸受面２ｂの
中央を中心とする同心円状に設けてあっても同様の効果
を奏することは言うまでも無い。尚、この実施形態で
は、軸受パッド２が固定側、平面体５を浮上可動側とし
ているが、軸受パッド２側を浮上可動側とする場合は平
面体５が固定側になる。
【００２０】次に、第２の実施形態のハイブリッド軸受
装置の場合について図４を参照して説明する。図４で
は、軸受装置部のみを示し、回転機構等は省略してい
る。また、第２の実施形態のハイブリッド軸受装置は、
第１の実施形態を変形したものであり、したがって、違
いのみを説明し、第１の実施形態と同等の部材等は、同
じ符号を付してその説明を省略する。同図において、磁
性材料である軸受パッド２と平面体５０の対向する各面
には、軸受面２ｂの中央を中心とする回転中心に対して
同心円環状の径の異なる複数の円形環状溝２ｆ、５０ａ
を設け、この各円形環状溝２ｆ、５０ａに非磁性体６を
嵌合または充填して円形環状にして、表面に凹凸がない
平滑面を形成している。しかも、この円形環状溝２ｆ
は、軸受面２ｂの、空気軸受給気孔２ｃ、固定体４、永
久磁石３を除いた領域に設け、この円形環状溝２ｆに対
向する平面体５０の表面には、各々円形環状溝５０ａを
設けている。
装置の場合について図４を参照して説明する。図４で
は、軸受装置部のみを示し、回転機構等は省略してい
る。また、第２の実施形態のハイブリッド軸受装置は、
第１の実施形態を変形したものであり、したがって、違
いのみを説明し、第１の実施形態と同等の部材等は、同
じ符号を付してその説明を省略する。同図において、磁
性材料である軸受パッド２と平面体５０の対向する各面
には、軸受面２ｂの中央を中心とする回転中心に対して
同心円環状の径の異なる複数の円形環状溝２ｆ、５０ａ
を設け、この各円形環状溝２ｆ、５０ａに非磁性体６を
嵌合または充填して円形環状にして、表面に凹凸がない
平滑面を形成している。しかも、この円形環状溝２ｆ
は、軸受面２ｂの、空気軸受給気孔２ｃ、固定体４、永
久磁石３を除いた領域に設け、この円形環状溝２ｆに対
向する平面体５０の表面には、各々円形環状溝５０ａを
設けている。
【００２１】図４に示した永久磁石３の磁力線の磁気回
路は、軸受パッド２の磁性材質の円形環状溝２ｆを形成
していない部分に集中する形で、複数の磁気回路網とし
て形成される。図５に示すように、軸受パッド２または
平面体５０が回転中心に対して相対的にずれようとする
と、前記磁気回路網による磁力線の復元力（矢印）によ
って求心力が生じるため、回転中心位置が保持される。
このように、磁気回路網による求心力は、ラジアル方向
の負荷に対する抵抗力を生じさせ、空気軸受に剛性を生
じさせる。
路は、軸受パッド２の磁性材質の円形環状溝２ｆを形成
していない部分に集中する形で、複数の磁気回路網とし
て形成される。図５に示すように、軸受パッド２または
平面体５０が回転中心に対して相対的にずれようとする
と、前記磁気回路網による磁力線の復元力（矢印）によ
って求心力が生じるため、回転中心位置が保持される。
このように、磁気回路網による求心力は、ラジアル方向
の負荷に対する抵抗力を生じさせ、空気軸受に剛性を生
じさせる。
【００２２】なお、上記実施形態では、軸受パッド２と
平面体５０の対向する各面に形成されている複数の非磁
性体６から成る溝を円環状とした。一方、溝および永久
磁石３はそれぞれ互いに平行な直線状に配設することも
できる。この場合、この溝に直交する方向の負荷に対す
る抵抗力が、磁気回路網による磁力線の復元力により生
じるため、溝に直交する方向の位置が保持できる。
平面体５０の対向する各面に形成されている複数の非磁
性体６から成る溝を円環状とした。一方、溝および永久
磁石３はそれぞれ互いに平行な直線状に配設することも
できる。この場合、この溝に直交する方向の負荷に対す
る抵抗力が、磁気回路網による磁力線の復元力により生
じるため、溝に直交する方向の位置が保持できる。
【００２３】次に、第３の実施形態のハイブリッド軸受
装置について、図６を参照して説明する。この実施形態
は、図４の平面体５０の中心部に軸部７ａを固定して回
転体７とし、この回転体７を、図４に示した軸受パッド
２０で軸支した構成である。図６において、スピンドル
型ハイブリッド軸受装置は、軸受パッド２０と、非磁性
材料の軸受ハウジング１０およびハウジング１１と、回
転体７とから成っている。軸受パッド２０の軸受面２０
ｂの中心部に、軸受面２０ｂと直交する方向の軸孔２０
ｇが設けられている。この軸孔２０ｇに、回転体７の軸
部７ａが、平面体５０と軸受面２０ｂが対向するように
回転自在に軸支されている。回転体７は、軸受ハウジン
グ１０、および軸受ハウジング１０と一体的に形成され
たハウジング１１に保持されている。
装置について、図６を参照して説明する。この実施形態
は、図４の平面体５０の中心部に軸部７ａを固定して回
転体７とし、この回転体７を、図４に示した軸受パッド
２０で軸支した構成である。図６において、スピンドル
型ハイブリッド軸受装置は、軸受パッド２０と、非磁性
材料の軸受ハウジング１０およびハウジング１１と、回
転体７とから成っている。軸受パッド２０の軸受面２０
ｂの中心部に、軸受面２０ｂと直交する方向の軸孔２０
ｇが設けられている。この軸孔２０ｇに、回転体７の軸
部７ａが、平面体５０と軸受面２０ｂが対向するように
回転自在に軸支されている。回転体７は、軸受ハウジン
グ１０、および軸受ハウジング１０と一体的に形成され
たハウジング１１に保持されている。
【００２４】軸部７ａの端部近傍にはモータロータ１２
が外嵌・固定され、このモータロータ１２に所定間隔を
置いて対向するようにモータステータ１３がハウジング
１１の内壁面に内嵌・固定されている。ハウジング１１
には数個所、空気軸受給気孔２０ｃから噴出された空気
を外部に排出するための排気孔１１ａが設けられてい
る。軸受パッド２０と平面体５０の構成は、第２の実施
形態と同様であって同一部材には同一番号を付してお
り、説明は省略する。
が外嵌・固定され、このモータロータ１２に所定間隔を
置いて対向するようにモータステータ１３がハウジング
１１の内壁面に内嵌・固定されている。ハウジング１１
には数個所、空気軸受給気孔２０ｃから噴出された空気
を外部に排出するための排気孔１１ａが設けられてい
る。軸受パッド２０と平面体５０の構成は、第２の実施
形態と同様であって同一部材には同一番号を付してお
り、説明は省略する。
【００２５】上記構成において、回転体７はハイブリッ
ド軸受のみで支えられており、第２の実施形態と同様
に、軸部７ａは、形成される磁気回路網の作用によって
常に回転中心位置に維持される。空気軸受の作用につい
ては、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
ド軸受のみで支えられており、第２の実施形態と同様
に、軸部７ａは、形成される磁気回路網の作用によって
常に回転中心位置に維持される。空気軸受の作用につい
ては、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のハイブリ
ッド軸受装置は、軸受パッドの軸受面には、所定間隔を
形成するための複数の空気噴出孔と、複数の永久磁石が
配置されており、空気噴出孔は、軸受面の中央を中心と
する円周上に等間隔で配置され、永久磁石は、前記軸受
面の空気噴出孔に沿った円周の内側に設けた凹部に、そ
の底部を除いて非磁性材料の固定体を介して磁気的に非
接触となるように埋め込まれているので、永久磁石の磁
界で磁気回路が形成されて、軸受パッドと平面体間の磁
気吸引力を最大限に有効に発揮することができ、間隔の
微小な変化に影響されることなく、必要な磁気吸引力を
維持することができるため、永久磁石の分量を減少させ
ることができ、低コスト化、コンパクト化を達成するこ
とができる。
ッド軸受装置は、軸受パッドの軸受面には、所定間隔を
形成するための複数の空気噴出孔と、複数の永久磁石が
配置されており、空気噴出孔は、軸受面の中央を中心と
する円周上に等間隔で配置され、永久磁石は、前記軸受
面の空気噴出孔に沿った円周の内側に設けた凹部に、そ
の底部を除いて非磁性材料の固定体を介して磁気的に非
接触となるように埋め込まれているので、永久磁石の磁
界で磁気回路が形成されて、軸受パッドと平面体間の磁
気吸引力を最大限に有効に発揮することができ、間隔の
微小な変化に影響されることなく、必要な磁気吸引力を
維持することができるため、永久磁石の分量を減少させ
ることができ、低コスト化、コンパクト化を達成するこ
とができる。
【００２７】また、本発明のハイブリッド軸受装置は、
軸受パッドと平面体の対向面に円形溝を設け、平面体の
軸を軸受パッドで回転自在に軸支した構成とすることに
より、対向面の非溝部に複数の磁気回路網が形成される
ため、平面体が回転中心に対して相対的にずれようとし
ても、磁気回路網の復元力により平面体の回転中心位置
が保持することができ、ラジアル方向の負荷に対する抵
抗力を持たせることができる。
軸受パッドと平面体の対向面に円形溝を設け、平面体の
軸を軸受パッドで回転自在に軸支した構成とすることに
より、対向面の非溝部に複数の磁気回路網が形成される
ため、平面体が回転中心に対して相対的にずれようとし
ても、磁気回路網の復元力により平面体の回転中心位置
が保持することができ、ラジアル方向の負荷に対する抵
抗力を持たせることができる。
【００２８】また、本発明のハイブリッド軸受装置は、
軸受パッドが軸受ハウジングと共に固定側とされ、軸受
面の中心部に軸受面と直交する方向の軸孔が設けられて
いて平面体の中心部に固定した軸部が、軸孔に軸受面と
平面体が対向するように回転自在に軸支され、軸部の端
部近傍にモータロータが外嵌固定され、このモータロー
タに所定間隔を置いて対向するようにモータステータが
軸受ハウジングの内周面に取り付けられて、軸部が非接
触で支持される軸受を構成することができる。
軸受パッドが軸受ハウジングと共に固定側とされ、軸受
面の中心部に軸受面と直交する方向の軸孔が設けられて
いて平面体の中心部に固定した軸部が、軸孔に軸受面と
平面体が対向するように回転自在に軸支され、軸部の端
部近傍にモータロータが外嵌固定され、このモータロー
タに所定間隔を置いて対向するようにモータステータが
軸受ハウジングの内周面に取り付けられて、軸部が非接
触で支持される軸受を構成することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示すハイブリッド軸
受装置の断面図（図２のＡ−Ａ断面図)。
受装置の断面図（図２のＡ−Ａ断面図)。
【図２】軸受パッドを示す図１のＣ−Ｃ断面図。
【図３】ハイブリッド軸受装置の磁気回路網を示す図２
のＢ−Ｂ断面図）。
のＢ−Ｂ断面図）。
【図４】第２の実施形態を示すハイブリッド軸受装置の
断面図。
断面図。
【図５】磁気回路網の復元力を示す説明図。
【図６】第３の実施形態を示すハイブリッド軸受装置の
断面図。
断面図。
【図７】従来の静圧空気軸受直線案内装置を示す正面
図。
図。
１ 軸受ハウジング １ａ 給気口 ２、２０ 軸受パッド ２ａ 給気キャビティ ２ｂ、２０ｂ 軸受面 ２ｃ 空気噴出孔 ２ｄ 連絡給気路 ２ｅ 凹部 ２ｆ、５０ａ 円形環状溝 ３ 永久磁石 ４ 固定体 ５、５０ 平面体 ６ 非磁性体 ７ 回転体 ７ａ 軸部 １０ 軸受ハウジング １１ ハウジング １１ａ 排気口 １２ モータロータ １３ ステータ ２０ｇ 軸孔
Claims (6)
- 【請求項１】 軸受ハウジングに支持された軸受パッド
と、この軸受パッドの軸受面にて所定間隔で対向するこ
とにより空気軸受を形成する平面体と、から成るハイブ
リッド軸受装置であって、 前記軸受面には、前記所定間隔を形成するための複数の
空気噴出孔と、複数の永久磁石が配置されており、前記
空気噴出孔は、前記軸受面の中央を中心とする円周上に
等間隔で配置され、前記永久磁石は、前記円周の内側領
域に設けた複数の凹部に、その底部を除いて非磁性材料
の固定体を介して磁気的に非接触となるように埋め込ま
れていることを特徴とするハイブリッド軸受装置。 - 【請求項２】前記軸受パッドが固定側で、前記平面体が
浮上可動側であることを特徴とする請求項１に記載のハ
イブリッド軸受装置。 - 【請求項３】前記軸受パッドが浮上可動側で、前記平面
体が固定側であることを特徴とする請求項１に記載のハ
イブリッド軸受装置。 - 【請求項４】 前記軸受面の、前記空気噴出孔、前記固
定体、前記永久磁石を除いた領域、およびこれに対向す
る前記平面体の表面には、軸受面の中央を中心とした同
心円形状の複数の円形環状溝が設けられると共に、この
円形環状溝に非磁性物質が嵌合または充填されているこ
とを特徴とする請求項１または２または３に記載のハイ
ブリッド軸受装置。 - 【請求項５】 前記軸受パッドが前記軸受ハウジングと
共に固定側とされ、前記軸受面の中心部に、軸受面と直
交する方向の軸孔が設けられていて、前記平面体の中心
部に固定された軸部が、前記軸孔に、前記軸受面と平面
体が対向するように回転自在に軸支されていることを特
徴とする請求項１または４に記載のハイブリッド軸受装
置。 - 【請求項６】前記軸受ハウジングは、前記軸部および前
記平面体をも保持するように形成されており、前記軸部
の端部近傍にモータロータが外嵌固定され、このモータ
ロータに所定間隔を置いて対向するようにモータステー
タが前記軸受ハウジングの内周面に取り付けられている
ことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド軸受装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033910A JP2002235741A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | ハイブリッド軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033910A JP2002235741A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | ハイブリッド軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235741A true JP2002235741A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18897594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001033910A Withdrawn JP2002235741A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | ハイブリッド軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002235741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102878203A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-01-16 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种气浮导轨 |
| WO2013077175A1 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | オイレス工業株式会社 | エアスライド装置 |
| CN104053917A (zh) * | 2012-01-13 | 2014-09-17 | 奥依列斯工业株式会社 | 空气滑动设备 |
-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001033910A patent/JP2002235741A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013077175A1 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | オイレス工業株式会社 | エアスライド装置 |
| JP2013113345A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Oiles Corp | エアスライド装置 |
| CN103946568A (zh) * | 2011-11-25 | 2014-07-23 | 奥依列斯工业株式会社 | 空气滑动装置 |
| TWI570334B (zh) * | 2011-11-25 | 2017-02-11 | Oiles Industry Co Ltd | Pneumatic chute device |
| CN104053917A (zh) * | 2012-01-13 | 2014-09-17 | 奥依列斯工业株式会社 | 空气滑动设备 |
| CN102878203A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-01-16 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种气浮导轨 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |