JP2008039109A

JP2008039109A - 回転軸付き軸受装置

Info

Publication number: JP2008039109A
Application number: JP2006215930A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Aizawa; 浩志相沢; Atsushi Takahashi; 淳高橋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】フランジ部を有する回転軸を非接触で支持することのできる回転軸付き軸受装置を提供することにある。
【解決手段】フランジ部１ａを有する回転軸１と、回転軸１の径方向荷重を支持するラジアル静圧気体軸受２，３と、フランジ部１ａを介して回転軸１の軸方向荷重を支持するスラスト静圧気体軸受４，５と、ラジアル静圧気体軸受２，３及びスラスト静圧気体軸受４，５を収容する軸受ハウジング６とを備えてなる回転軸付き軸受装置において、スラスト静圧気体軸受４，５に加圧気体を供給する給気ポケット４ａ，５ａをスラスト静圧気体軸受４，５の外周面に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば精密工作機械などに用いられる回転軸付き軸受装置に関する。

精密工作機械に用いられる従来の回転軸付き軸受装置の一例を図２に示す。同図に示される回転軸付き軸受装置は、フランジ部１ａを有する回転軸１と、回転軸１の径方向荷重を支持するラジアル軸受としてのラジアル静圧気体軸受２，３と、回転軸１のフランジ部１ａを介して回転軸１の軸方向荷重を支持するスラスト静圧気体軸受４，５とを備えており、ラジアル静圧気体軸受２，３及びスラスト静圧気体軸受４，５は、多孔質グラファイトなどの多孔質材を円筒状に成形して形成されている。

また、図２に示される回転軸付き軸受装置はラジアル静圧気体軸受２，３及びスラスト静圧気体軸受４，５を収容する軸受ハウジング６を備えており、この軸受ハウジング６内には、静圧気体軸受２〜５の環状の給気ポケット２ａ〜５ａに加圧気体を供給する給気孔７が形成されているとともに、ラジアル静圧気体軸受２，３のラジアル軸受面２ｂ，３ｂ及びスラスト静圧気体軸受４，５のスラスト軸受面４ｂ，５ｂから噴出した加圧気体を排気する排気孔８〜１０が形成されている。

このような回転軸付き軸受装置は、回転軸１を非接触で支持できるため、パーティクルの発生を抑制することができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、図２に示した回転軸付き軸受装置では、スラスト静圧気体軸受４，５の給気ポケット４ａ，５ａがスラスト軸受面４ｂ，５ｂと反対側の端面部に形成されている。このため、給気ポケット４ａ，５ａに作用する気体圧によってスラスト静圧気体軸受４，５が回転軸１の軸方向に位置ずれを起こしたり、図３に示すような変形がスラスト静圧気体軸受４，５のスラスト軸受面４ｂ，５ｂに生じたりすることによってスラスト静圧気体軸受４，５のスラスト軸受面４ｂ，５ｂが回転軸１のフランジ部端面に接触し、回転軸１を非接触で支持することが困難になるという問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、フランジ部を有する回転軸を非接触で支持することのできる回転軸付き軸受装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、フランジ部を有する回転軸と、該回転軸の径方向荷重を支持するラジアル軸受と、前記フランジ部を介して前記回転軸の軸方向荷重を支持する円筒状のスラスト静圧気体軸受と、前記ラジアル軸受及びスラスト静圧気体軸受を収容する軸受ハウジングとを備えてなる回転軸付き軸受装置において、前記スラスト静圧気体軸受に加圧気体を供給する給気ポケットを前記スラスト静圧気体軸受の外周面に設けたことを特徴とする。

本発明に係る回転軸付き軸受装置によれば、スラスト静圧気体軸受の給気ポケットに作用する気体圧によってスラスト静圧気体軸受が回転軸の軸方向に位置ずれを起こしたりすることがないので、フランジ部を有する回転軸を非接触で支持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態に係る回転軸付き軸受装置の断面図を図１に示す。同図に示される回転軸付き軸受装置は、フランジ部１ａを有する回転軸１と、回転軸１の径方向荷重を支持するラジアル軸受としてのラジアル静圧気体軸受２，３と、回転軸１のフランジ部１ａを介して回転軸１の軸方向荷重を支持するスラスト静圧気体軸受４，５とを備えており、ラジアル静圧気体軸受２，３及びスラスト静圧気体軸受４，５は、多孔質グラファイトなどの多孔質材を円筒状に成形して形成されている。

また、図１に示される回転軸付き軸受装置はラジアル静圧気体軸受２，３及びスラスト静圧気体軸受４，５を収容する軸受ハウジング６を備えており、この軸受ハウジング６内には、静圧気体軸受２〜５の環状の給気ポケット２ａ〜５ａに加圧気体を供給する給気孔７が形成されているとともに、ラジアル静圧気体軸受２，３のラジアル軸受面２ｂ，３ｂ及びスラスト静圧気体軸受４，５のスラスト軸受面４ｂ，５ｂから噴出した加圧気体を排気する排気孔８〜１０が形成されている。

ラジアル静圧気体軸受２，３の給気ポケット２ａ，３ａはラジアル静圧気体軸受２，３の外周面に形成され、スラスト静圧気体軸受４，５の給気ポケット４ａ，５ａはスラスト静圧気体軸受４，５の外周面に形成されている。
なお、ラジアル静圧気体軸受２，３及びスラスト静圧気体軸受４，５は、接着剤を用いない方法（例えば焼嵌めや圧入等）で軸受ハウジング６に固定されている。また、ラジアル静圧気体軸受２，３及びスラスト静圧気体軸受４，５の軸受ハウジング６への固定に先立ち、給気ポケット２ａ〜５ａ及びラジアル軸受面２ｂ，３ｂ、スラスト軸受面４ｂ，５ｂを除いた静圧気体軸受２〜５の表面部に接着剤等の適宜のコーティング剤を含浸させて目詰りを施すことが好ましい。

このような構成において、スラスト静圧気体軸受４，５の給気ポケット４ａ，５ａに加圧気体が供給されると、給気ポケット４ａ，５ａに供給された加圧気体は回転軸１のフランジ部端面と対向するスラスト軸受面４ｂ，５ｂから噴出する。このとき、スラスト静圧気体軸受４，５の給気ポケット４ａ，５ａに作用する気体圧の方向は、スラスト静圧気体軸受４，５の径方向に沿った方向となる。したがって、給気ポケット４ａ，５ａに作用する気体圧によってスラスト静圧気体軸受４，５が回転軸１の軸方向に位置ずれを起こしたり、図３に示すような変形がスラスト静圧気体軸受４，５のスラスト軸受面４ｂ，５ｂに生じたりすることがないので、フランジ部１ａを有する回転軸１を非接触で支持することができる。さらに、給気ポケット２ａ〜５ａ及び軸受面２ｂ〜５ｂを除いた静圧気体軸受２〜５の表面部をコーティング剤により目詰りさせたことにより、不要な箇所からの空気の漏れを防ぐことができる。これにより、軸受の効率化を図れるとともに、軸受ハウジング６と静圧気体軸受２〜５が密着している箇所において互いに離間しようとする力が作用することもない。

上述した第１の実施形態では接着剤を用いない方法で静圧気体軸受２〜５を軸受ハウジング６に固定したので、軸受ハウジング６への固定の作業を容易に行うことができる。しかし、接着剤を用いた方法で静圧気体軸受２〜５を軸受ハウジング６に固定してもよい。また、第１の実施形態では回転軸１の径方向荷重を支持するラジアル軸受としてラジアル静圧気体軸受を例示したが、静圧気体軸受に限定されるものではなく、静圧気体軸受の代わりに磁気軸受を使用してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る回転軸付き軸受装置の断面図である。従来の回転軸付き軸受装置の一例を示す断面図である。スラスト静圧気体軸受のスラスト軸受面に発生する変形を説明するための説明図である。

符号の説明

１回転軸
１ａフランジ部
２，３ラジアル静圧気体軸受
４，５スラスト静圧気体軸受
６軸受ハウジング
２ａ，３ａ，４ａ，５ａ給気ポケット

Claims

フランジ部を有する回転軸と、該回転軸の径方向荷重を支持するラジアル軸受と、前記フランジ部を介して前記回転軸の軸方向荷重を支持する円筒状のスラスト静圧気体軸受と、前記ラジアル軸受及びスラスト静圧気体軸受を収容する軸受ハウジングとを備えてなる回転軸付き軸受装置において、
前記スラスト静圧気体軸受に加圧気体を供給する給気ポケットを前記スラスト静圧気体軸受の外周面に設けたことを特徴とする回転軸付き軸受装置。