JP2004286109A - 多孔質静圧気体軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】多孔質静圧気体軸受において、可動部材の動きの安定性を損なうことなく、軸受隙間内への異物の侵入を阻止し、カジリを防止する。
【解決手段】軸受面は第一の多孔質体１により作られ、第一の多孔質体１と回転軸２０の間に軸受隙間１１が設けられる。静圧軸受用の加圧空気は、第一の給気経路３を介して第一の多孔質体１の背面側に供給され、多孔質体１の内部を通って、軸受隙間１１に吹出される。軸受のハウジング１０の端部には、回転軸２０の周囲を取り囲むように第二の多孔質体２が埋め込まれている。第二の多孔質体２と回転軸２０の間には、軸受隙間１１よりも大きめの隙間が設けられている。エアカーテン用の加圧空気は、別個に設けられた第二の給気経路４を介して第二の多孔質体２の背面側に供給され、第二の多孔質体２の内部を通って、回転軸２０の外周面に向けて吹出され、ハウジング１０の端部から外部に放出される。
【選択図】 図１
【解決手段】軸受面は第一の多孔質体１により作られ、第一の多孔質体１と回転軸２０の間に軸受隙間１１が設けられる。静圧軸受用の加圧空気は、第一の給気経路３を介して第一の多孔質体１の背面側に供給され、多孔質体１の内部を通って、軸受隙間１１に吹出される。軸受のハウジング１０の端部には、回転軸２０の周囲を取り囲むように第二の多孔質体２が埋め込まれている。第二の多孔質体２と回転軸２０の間には、軸受隙間１１よりも大きめの隙間が設けられている。エアカーテン用の加圧空気は、別個に設けられた第二の給気経路４を介して第二の多孔質体２の背面側に供給され、第二の多孔質体２の内部を通って、回転軸２０の外周面に向けて吹出され、ハウジング１０の端部から外部に放出される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静圧気体軸受において、軸受隙間内に供給される加圧気体の流量を絞るための手段として多孔質体を用いた多孔質静圧気体軸受に係り、特に、切削液や研削屑など異物が軸受の端部から軸受隙間内へ侵入することを防止するためのガス・カーテンを備えた多孔質静圧気体軸受の構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
多孔質静圧空気軸受では、軸受面を多孔質体で構成し、この多孔質体を介して軸受隙間内に加圧空気を吹出すことによって回転軸を支持している。多孔質静圧空気軸受は、自成絞り式、面絞り方式などの他の方式による静圧空気軸受と比べて、高い剛性及び大きな負荷容量を備えている。また、多孔質静圧空気軸受は、他の方式による静圧空気軸受と比べると加圧空気の絞り度が高いので、空気の消費量が少なく経済的である。その反面、多孔質静圧空気軸受は、空気流量が少ないことから、他の方式による静圧空気軸受と比べると、切削液や研削屑など異物が軸受の端部から軸受隙間内へ侵入し易い。異物が軸受隙間内に侵入すると、カジリの原因となる。
【０００３】
図４に、従来の多孔質静圧空気軸受の一例を示す。図中、１は軸受面を構成する多孔質体である。この装置では、軸受隙間１１内への異物の侵入を防止するため、軸受のハウジング１０の端部に加圧空気の吐出口７を配列し、そこから回転軸２０の外周面に向けて加圧空気を吹出すことによってエアカーテンを形成している（特許文献１）。しかしながら、この装置では、離散的に配置された吐出口７から加圧空気を吹出させているので、回転軸２０に作用する力が局所的で不均一である。このことは、軸受の動きに悪影響を及ぼし、振動の発生や位置精度低下の要因となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２６３３５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の多孔質静圧気体軸受の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、精度が高く且つ異物が軸受隙間内へ侵入しにくい構造を備えた多孔質静圧気体軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の多孔質静圧気体軸受は、
軸受面が第一の多孔質体で構成され、この第一の多孔質体を介して軸受隙間内に加圧気体を吹出すことによって、可動部材を支持する静圧軸受部と、
この静圧軸受部の端部に沿って配置され、可動部材の表面に僅かな間隙を介して向かい合うように第二の多孔質体が埋め込まれ、この第二の多孔質体を介して加圧気体を吹出すことによって、前記軸受隙間内への異物の侵入を阻止するガス・カーテン部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の多孔質静圧気体軸受装置によれば、ガス・カーテン部の加圧気体の吹出し部が第二の多孔質体によって構成されているので、この第二の多孔質体を介して、静圧軸受部の端部に沿って連続的かつ均一に気体を吹出すことができる。これによって、ガス・カーテンから可動部材に加えられる力の分布が均一化されるので、可動部材の動きが安定し、高い位置精度が得られる。
【０００８】
好ましくは、前記第二の多孔質体の表面を、多孔質の固体潤滑材で被覆する。これによって、異物がガス・カーテン部の隙間に侵入した場合にも、ガス・カーテン部でのカジリの発生を抑制することができる。
【０００９】
なお、前記第二の多孔質体自体を多孔質の固体潤滑材で作ることもできる。
【００１０】
好ましくは、前記ガス・カーテン部を別個の部品としてユニット化し、前記静圧軸受部に対して着脱可能にする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に基づく多孔質静圧空気軸受（多孔質静圧気体軸受）の一例を示す。図中、１０は軸受のハウジング、２０は回転軸（可動部材）、１は第一の多孔質体、２は第二の多孔質体、１１は軸受隙間である。
【００１２】
軸受面は、第一の多孔質体１により作られている。第一の多孔質体１と回転軸２０の間には、０．００５〜０．０２ｍｍ程度の軸受隙間１１が設けられている。静圧軸受用の加圧空気は、第一の給気経路３を介して多孔質体１の背面側に供給され、多孔質体１の内部を通って、軸受隙間１１内に吹出される。回転軸２０は、軸受隙間１１内の加圧空気の圧力によって外周から支持される。
【００１３】
ハウジング１０の端部には、回転軸２０の周囲を取り囲むようにエアカーテン用の第二の多孔質体２が埋め込まれている。第二の多孔質体２と回転軸２０の間には、軸受隙間１１よりも大きめの隙間が（０．１〜０．２ｍｍ程度）が設けられている。エアカーテン用の加圧空気は、別個に設けられた第二の給気経路４を介して第二の多孔質体２の背面側に供給され、多孔質体１の内部を通って、回転軸２０の外周面に向けて吹出され、次いで、ハウジング１０の端部から外部に放出される。
【００１４】
ここで、第二の多孔質体２を通って、ハウジング１０の端部から放出される加圧空気の流速を適切な値に設定することによって、切削液や研削屑など異物がハウジング１０の端部から軸受隙間１１内へ侵入することを防止することができる。例えば、第二の多孔質体２の気孔率を選び、エアカーテン用の加圧空気の流量が、静圧軸受用の加圧空気の流量の２倍またはそれ以上となるように設定することによって、軸受隙間１１内への異物の侵入を防止することができる。
【００１５】
なお、エアカーテン用の第二の多孔質体２の材料として、例えば、銅合金、ステンレス鋼、セラミックス、カーボン等を用いることができる。
【００１６】
図２に、本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す。この例では、エアカーテン用の第二の多孔質体２の表面が、多孔質の固体潤滑材からなる被覆層５によって覆われている。これによって、異物がエアカーテン部の隙間に侵入した場合にも、エアカーテン部の隙間でのカジリの発生を抑制することができる。
【００１７】
なお、固体潤滑性を有する被覆層として、二流化モリブデン、カーボンなどの多孔質材を用いることができる。これらの固体潤滑性を有する被覆層は、第二の多孔質体２の表面を目詰まりが生じない機械加工方法によって仕上げた後、その上に接合される。
【００１８】
また、このように多孔質の固体潤滑材による被覆相を設ける代わりに、第二の多孔質体２自体を多孔質の固体潤滑材で構成してもよい。
【００１９】
図３に、本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す。この例では、エアカーテン部１６を、別個の部品としてユニット化し、静圧軸受部１５に対して着脱可能にしている。このようにすれば、エアカーテン部１６のみを取り外してメンテナンスすることが可能になる。
【００２０】
なお、以上において、本発明による多孔質静圧気体軸受について、可動部材が回転軸である場合を例に挙げて説明をしたが、可動部材が回転式のディスクや直動式のスライダーなど他の形式の場合にも、同様に本発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の多孔質静圧気体軸受によれば、多孔質静圧気体軸受の一般的な特徴である高い剛性及び大きな負荷容量に加えて、耐カジリ性を確保することができる。また、本発明の多孔質静圧気体軸受によれば、第二の多孔質体を介して、連続的かつ均一にガス・カーテン用の加圧気体を吹出すことができる。これによって、ガス・カーテンから可動部材に加えられる力の分布が均一化されるので、可動部材の動きが安定し、高い位置精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す概略構成図。
【図３】本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す概略構成図。
【図４】従来の多孔質静圧空気軸受の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…第一の多孔質体、
２…第二の多孔質体、
３…第一の給気経路、
４…第二の給気経路、
５…多孔質の固体潤滑材による被覆層、
９…吐出口、
１０…軸受のハウジング、
１１…軸受隙間、
１５…静圧軸受部、
１６…エアカーテン部（ガス・カーテン部）、
２０…回転軸（可動部材）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、静圧気体軸受において、軸受隙間内に供給される加圧気体の流量を絞るための手段として多孔質体を用いた多孔質静圧気体軸受に係り、特に、切削液や研削屑など異物が軸受の端部から軸受隙間内へ侵入することを防止するためのガス・カーテンを備えた多孔質静圧気体軸受の構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
多孔質静圧空気軸受では、軸受面を多孔質体で構成し、この多孔質体を介して軸受隙間内に加圧空気を吹出すことによって回転軸を支持している。多孔質静圧空気軸受は、自成絞り式、面絞り方式などの他の方式による静圧空気軸受と比べて、高い剛性及び大きな負荷容量を備えている。また、多孔質静圧空気軸受は、他の方式による静圧空気軸受と比べると加圧空気の絞り度が高いので、空気の消費量が少なく経済的である。その反面、多孔質静圧空気軸受は、空気流量が少ないことから、他の方式による静圧空気軸受と比べると、切削液や研削屑など異物が軸受の端部から軸受隙間内へ侵入し易い。異物が軸受隙間内に侵入すると、カジリの原因となる。
【０００３】
図４に、従来の多孔質静圧空気軸受の一例を示す。図中、１は軸受面を構成する多孔質体である。この装置では、軸受隙間１１内への異物の侵入を防止するため、軸受のハウジング１０の端部に加圧空気の吐出口７を配列し、そこから回転軸２０の外周面に向けて加圧空気を吹出すことによってエアカーテンを形成している（特許文献１）。しかしながら、この装置では、離散的に配置された吐出口７から加圧空気を吹出させているので、回転軸２０に作用する力が局所的で不均一である。このことは、軸受の動きに悪影響を及ぼし、振動の発生や位置精度低下の要因となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２６３３５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の多孔質静圧気体軸受の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、精度が高く且つ異物が軸受隙間内へ侵入しにくい構造を備えた多孔質静圧気体軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の多孔質静圧気体軸受は、
軸受面が第一の多孔質体で構成され、この第一の多孔質体を介して軸受隙間内に加圧気体を吹出すことによって、可動部材を支持する静圧軸受部と、
この静圧軸受部の端部に沿って配置され、可動部材の表面に僅かな間隙を介して向かい合うように第二の多孔質体が埋め込まれ、この第二の多孔質体を介して加圧気体を吹出すことによって、前記軸受隙間内への異物の侵入を阻止するガス・カーテン部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の多孔質静圧気体軸受装置によれば、ガス・カーテン部の加圧気体の吹出し部が第二の多孔質体によって構成されているので、この第二の多孔質体を介して、静圧軸受部の端部に沿って連続的かつ均一に気体を吹出すことができる。これによって、ガス・カーテンから可動部材に加えられる力の分布が均一化されるので、可動部材の動きが安定し、高い位置精度が得られる。
【０００８】
好ましくは、前記第二の多孔質体の表面を、多孔質の固体潤滑材で被覆する。これによって、異物がガス・カーテン部の隙間に侵入した場合にも、ガス・カーテン部でのカジリの発生を抑制することができる。
【０００９】
なお、前記第二の多孔質体自体を多孔質の固体潤滑材で作ることもできる。
【００１０】
好ましくは、前記ガス・カーテン部を別個の部品としてユニット化し、前記静圧軸受部に対して着脱可能にする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に基づく多孔質静圧空気軸受（多孔質静圧気体軸受）の一例を示す。図中、１０は軸受のハウジング、２０は回転軸（可動部材）、１は第一の多孔質体、２は第二の多孔質体、１１は軸受隙間である。
【００１２】
軸受面は、第一の多孔質体１により作られている。第一の多孔質体１と回転軸２０の間には、０．００５〜０．０２ｍｍ程度の軸受隙間１１が設けられている。静圧軸受用の加圧空気は、第一の給気経路３を介して多孔質体１の背面側に供給され、多孔質体１の内部を通って、軸受隙間１１内に吹出される。回転軸２０は、軸受隙間１１内の加圧空気の圧力によって外周から支持される。
【００１３】
ハウジング１０の端部には、回転軸２０の周囲を取り囲むようにエアカーテン用の第二の多孔質体２が埋め込まれている。第二の多孔質体２と回転軸２０の間には、軸受隙間１１よりも大きめの隙間が（０．１〜０．２ｍｍ程度）が設けられている。エアカーテン用の加圧空気は、別個に設けられた第二の給気経路４を介して第二の多孔質体２の背面側に供給され、多孔質体１の内部を通って、回転軸２０の外周面に向けて吹出され、次いで、ハウジング１０の端部から外部に放出される。
【００１４】
ここで、第二の多孔質体２を通って、ハウジング１０の端部から放出される加圧空気の流速を適切な値に設定することによって、切削液や研削屑など異物がハウジング１０の端部から軸受隙間１１内へ侵入することを防止することができる。例えば、第二の多孔質体２の気孔率を選び、エアカーテン用の加圧空気の流量が、静圧軸受用の加圧空気の流量の２倍またはそれ以上となるように設定することによって、軸受隙間１１内への異物の侵入を防止することができる。
【００１５】
なお、エアカーテン用の第二の多孔質体２の材料として、例えば、銅合金、ステンレス鋼、セラミックス、カーボン等を用いることができる。
【００１６】
図２に、本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す。この例では、エアカーテン用の第二の多孔質体２の表面が、多孔質の固体潤滑材からなる被覆層５によって覆われている。これによって、異物がエアカーテン部の隙間に侵入した場合にも、エアカーテン部の隙間でのカジリの発生を抑制することができる。
【００１７】
なお、固体潤滑性を有する被覆層として、二流化モリブデン、カーボンなどの多孔質材を用いることができる。これらの固体潤滑性を有する被覆層は、第二の多孔質体２の表面を目詰まりが生じない機械加工方法によって仕上げた後、その上に接合される。
【００１８】
また、このように多孔質の固体潤滑材による被覆相を設ける代わりに、第二の多孔質体２自体を多孔質の固体潤滑材で構成してもよい。
【００１９】
図３に、本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す。この例では、エアカーテン部１６を、別個の部品としてユニット化し、静圧軸受部１５に対して着脱可能にしている。このようにすれば、エアカーテン部１６のみを取り外してメンテナンスすることが可能になる。
【００２０】
なお、以上において、本発明による多孔質静圧気体軸受について、可動部材が回転軸である場合を例に挙げて説明をしたが、可動部材が回転式のディスクや直動式のスライダーなど他の形式の場合にも、同様に本発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の多孔質静圧気体軸受によれば、多孔質静圧気体軸受の一般的な特徴である高い剛性及び大きな負荷容量に加えて、耐カジリ性を確保することができる。また、本発明の多孔質静圧気体軸受によれば、第二の多孔質体を介して、連続的かつ均一にガス・カーテン用の加圧気体を吹出すことができる。これによって、ガス・カーテンから可動部材に加えられる力の分布が均一化されるので、可動部材の動きが安定し、高い位置精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す概略構成図。
【図３】本発明に基づく多孔質静圧空気軸受の他の例を示す概略構成図。
【図４】従来の多孔質静圧空気軸受の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…第一の多孔質体、
２…第二の多孔質体、
３…第一の給気経路、
４…第二の給気経路、
５…多孔質の固体潤滑材による被覆層、
９…吐出口、
１０…軸受のハウジング、
１１…軸受隙間、
１５…静圧軸受部、
１６…エアカーテン部（ガス・カーテン部）、
２０…回転軸（可動部材）。
Claims (4)
- 軸受面が第一の多孔質体で構成され、この第一の多孔質体を介して軸受隙間内に加圧気体を吹出すことによって、可動部材を支持する静圧軸受部と、
この静圧軸受部の端部に沿って配置され、可動部材の表面に僅かな間隙を介して向かい合うように第二の多孔質体が埋め込まれ、この第二の多孔質体を介して加圧気体を吹出すことによって、前記軸受隙間内への異物の侵入を阻止するガス・カーテン部と、
を備えたことを特徴とする多孔質静圧気体軸受。 - 前記第二の多孔質体の表面に、多孔質の固体潤滑材からなる被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質静圧気体軸受。
- 前記第二の多孔質体が、多孔質の固体潤滑材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質静圧気体軸受。
- 前記ガス・カーテン部が、前記静圧軸受部に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質静圧気体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003078075A JP2004286109A (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 多孔質静圧気体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003078075A JP2004286109A (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 多孔質静圧気体軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004286109A true JP2004286109A (ja) | 2004-10-14 |
Family
ID=33292665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003078075A Pending JP2004286109A (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 多孔質静圧気体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004286109A (ja) |
Cited By (6)
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-
2003
- 2003-03-20 JP JP2003078075A patent/JP2004286109A/ja active Pending
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