JP2557733Y2 - Hydrostatic gas bearing - Google Patents

Hydrostatic gas bearing

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JP2557733Y2
JP2557733Y2 JP60292U JP60292U JP2557733Y2 JP 2557733 Y2 JP2557733 Y2 JP 2557733Y2 JP 60292 U JP60292 U JP 60292U JP 60292 U JP60292 U JP 60292U JP 2557733 Y2 JP2557733 Y2 JP 2557733Y2
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thrust
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rotating shaft
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耕一 川上
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この考案は、ハウジングと回転軸
との間の隙間に加圧気体を供給して、ハウジングに回転
軸を回転自在に支持する静圧気体軸受の改良に関し、特
に、スラスト方向の軸受面で大きなモーメント剛性が得
られるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a hydrostatic gas bearing in which a pressurized gas is supplied to a gap between a housing and a rotary shaft to rotatably support the rotary shaft in the housing. A large moment rigidity is obtained on the bearing surface in the direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハウジングと回転軸との間の空間に供給
される加圧気体によって、ハウジングに回転軸を非接触
で回転自在に支持する従来の静圧気体軸受としては、例
えば、特公昭46−12682号公報に記載されたもの
がある。この従来の静圧気体軸受は、ハウジング内に回
転軸を隙間をもって挿入するとともに、その回転軸の両
端部にスラスト板を固定することにより、ハウジングの
内周面と回転軸の外周面とで形成されたラジアル方向隙
間と、ハウジングの端面とスラスト板とで形成されたス
ラスト方向隙間とを有していて、ラジアル方向隙間は、
回転軸の軸方向中央部外面に周方向に連続した凸部によ
って二つに分割され、スラスト方向隙間の径方向外側に
は絞りが形成されている。
2. Description of the Related Art As a conventional static pressure gas bearing in which a rotary shaft is rotatably supported in a non-contact manner on a housing by a pressurized gas supplied to a space between a housing and a rotary shaft, there is, for example, Japanese Patent Publication No. Sho-46. There is one described in JP-A-12682. This conventional hydrostatic gas bearing is formed by the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the rotating shaft by inserting the rotating shaft into the housing with a gap and fixing thrust plates to both ends of the rotating shaft. Radial gap, and a thrust gap formed by the end face of the housing and the thrust plate, the radial gap,
The rotary shaft is divided into two parts by a circumferentially continuous convex part on the outer surface in the central part in the axial direction of the rotating shaft, and a diaphragm is formed radially outside the gap in the thrust direction.

【0003】そして、ハウジングには、二つに分割され
たラジアル方向隙間の軸方向端部に加圧空気を供給する
供給通路と、回転軸に形成された上記凸部に対向する位
置で開口する排気通路とが穿孔されている。従って、供
給通路から供給された加圧空気がラジアル方向隙間及び
スラスト方向隙間に供給され、回転軸に形成された上記
凸部の絞り作用と、スラスト方向隙間の径方向端部に形
成されたステップ絞りとによって、軸受剛性が得られ
る。
The housing has a supply passage for supplying pressurized air to an axial end of a radial gap divided into two parts, and an opening at a position opposed to the convex part formed on the rotating shaft. An exhaust passage is perforated. Therefore, the pressurized air supplied from the supply passage is supplied to the radial gap and the thrust gap, and the throttle action of the convex portion formed on the rotating shaft and the step formed at the radial end of the thrust gap are provided. The diaphragm provides the bearing rigidity.

【0004】そして、回転軸がハウジングに対してラジ
アル方向又はスラスト方向に相対変位すると、ラジアル
方向隙間又はスラスト方向隙間内の圧力が、回転軸とハ
ウジングとが近づく部分では上昇し、離れる部分では低
下するから、その差圧による復元力が発生し、ラジアル
方向及びスラスト方向の剛性が確保される。また、ハウ
ジングに対して回転軸が傾く方向に相対変位が生じた場
合にも、上記公報での説明では、十分な復元力が得られ
るから、モーメント方向の剛性も確保されるとの説明が
なされている。
When the rotating shaft is displaced relative to the housing in the radial direction or the thrust direction, the pressure in the radial gap or the thrust gap increases in a portion where the rotating shaft approaches the housing and decreases in a portion away from the rotating shaft. Therefore, a restoring force is generated by the differential pressure, and rigidity in the radial and thrust directions is secured. Further, even in the case where a relative displacement occurs in the direction in which the rotation axis is inclined with respect to the housing, the description in the above-mentioned publication describes that sufficient rigidity in the moment direction is secured because a sufficient restoring force is obtained. ing.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の静圧気体軸受にあっては、ハウジングに対して回転
軸が傾いた場合に、確かにハウジングと回転軸とが近づ
く部分の圧力が上昇して復元力は発生するが、スラスト
方向隙間がスラスト板表面の全体に渡って形成されてい
るため、同じスラスト方向隙間にあるハウジングと回転
軸とが離れる部分から加圧空気が大量に逃げてしまい、
従って、上記近づく部分の圧力はそれほど上昇せず、実
際に得られる復元力が小さいという欠点があった。
However, in the above-described conventional hydrostatic gas bearing, when the rotating shaft is inclined with respect to the housing, the pressure at the portion where the housing and the rotating shaft approach each other surely increases. Although a restoring force is generated, a large amount of pressurized air escapes from the part in the same thrust direction gap where the housing and the rotating shaft separate from each other because the thrust direction gap is formed over the entire thrust plate surface. ,
Therefore, there is a disadvantage that the pressure in the approaching portion does not rise so much and the actually obtained restoring force is small.

【0006】このため、ラジアル方向隙間によってもモ
ーメント力を受ける必要があるので、ラジアル方向の剛
性が高くなるようにラジアル方向を複列軸受構造とする
から、静圧気体軸受全体の軸方向寸法が大きくなってし
まう。本考案は、このような従来の技術が有する未解決
の課題に着目してなされたものであって、スラスト方向
の剛性を確保したまま、スラスト方向の軸受面によって
大きなモーメント剛性が得られる静圧気体軸受を提供す
ることを目的としている。
For this reason, since it is necessary to receive a moment force also by the radial gap, the radial direction has a double row bearing structure so as to increase the rigidity in the radial direction. It gets bigger. The present invention focuses on the unsolved problems of the conventional technology, and a static pressure in which a large moment rigidity is obtained by a thrust direction bearing surface while securing the thrust direction rigidity. It is intended to provide a gas bearing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、ハウジングと回転軸との間の隙間に加圧
気体を供給して前記ハウジングに前記回転軸を回転自在
に支持する静圧気体軸受において、前記ハウジングと前
記回転軸との間のスラスト方向の相対変位に応じて拡縮
する第1のスラスト方向隙間を形成する前記ハウジング
側の面と、前記スラスト方向の相対変位に応じて前記第
1のスラスト方向隙間とは逆方向に拡縮する第2のスラ
スト方向隙間を形成する前記ハウジング側の面とのそれ
ぞれに、前記加圧気体が供給される空間を、それらハウ
ジング側の面同士で周方向位置が一致するように周方向
の三箇所に形成するとともに、一方のハウジング側の面
に形成された前記三つの空間と、他方のハウジング側の
面に形成された前記三つの空間とを、周方向位置が一致
する同士で対とし、そして、前記対となった空間を、そ
れら空間と空間との差圧に応じて圧力が大きい方の空間
に大量の前記加圧気体を供給する制御絞り弁を介して、
加圧気体供給源に接続した。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a pressurized gas is supplied to a gap between a housing and a rotating shaft to rotatably support the rotating shaft on the housing. In the hydrostatic gas bearing, a surface on the housing side that forms a first thrust direction gap that expands and contracts in accordance with a relative displacement in the thrust direction between the housing and the rotating shaft, and in accordance with the relative displacement in the thrust direction. The space where the pressurized gas is supplied to the housing-side surface forming a second thrust-direction gap that expands and contracts in a direction opposite to the first thrust-direction gap. The three spaces formed in the circumferential direction so that the circumferential positions coincide with each other, the three spaces formed in the surface on one housing side, and the front spaces formed on the surface on the other housing side. The three spaces are paired with each other at the same circumferential position, and the paired spaces are pressurized in a large amount in a space having a large pressure according to a pressure difference between the spaces and the space. Via a control throttle valve that supplies gas
Connected to a pressurized gas supply.

【0008】[0008]

【作用】本考案にあっては、第1及び第2のスラスト方
向隙間のそれぞれのハウジング側の面に、加圧気体が供
給される空間を周方向の三箇所に形成しているため、ハ
ウジングに対して回転軸が傾くことにより、同一のハウ
ジング側の面に形成された三つの空間の内、圧力が上昇
する空間と低下する空間とが混在しても、それらの間で
は相互に影響を与え合うことがない。
According to the present invention, since the space for supplying the pressurized gas is formed at three circumferential positions on the respective housing-side surfaces of the first and second thrust gaps, Due to the inclination of the rotation axis, even if the space where the pressure rises and the space where the pressure drops are mixed among the three spaces formed on the same housing-side surface, they will not affect each other. I will not give each other.

【0009】そして、空間内の圧力が上昇すると、制御
絞り弁の作用により、その空間に更に多量の加圧気体が
供給されて圧力が上昇する一方、これと対となった空間
に供給される加圧気体が減少してその空間内の圧力が低
下するが、そのような対となった空間は、周方向の同じ
位置に形成されているので、その対となった空間と空間
との差圧により、回転軸の傾きに対する大きな復元力が
発生する。
When the pressure in the space rises, a large amount of pressurized gas is supplied to the space by the action of the control throttle valve to increase the pressure, while being supplied to the space paired with the gas. The pressurized gas decreases and the pressure in the space decreases, but such a paired space is formed at the same position in the circumferential direction, so the difference between the paired space and the space The pressure generates a large restoring force against the inclination of the rotating shaft.

【0010】また、スラスト方向の荷重を支持する空間
を、第1及び第2のスラスト方向隙間のそれぞれに三箇
所形成しているので、三点で一平面が特定されることか
ら、二箇所若しくは四箇所以上に空間を形成してスラス
ト荷重を支持する場合に比較して、安定した支持が行え
る。
Further, since three spaces for supporting the load in the thrust direction are formed in each of the first and second gaps in the thrust direction, since one plane is specified by three points, two spaces or three spaces are provided. Stable support can be performed as compared with a case where a space is formed in four or more places to support a thrust load.

【0011】[0011]

【実施例】以下、この考案の実施例を図面に基づいて説
明する。図1乃至図6は、本考案の一実施例を示す図で
あり、これは、回転軸のラジアル方向及びスラスト方向
の両方を加圧空気によって支持する静圧気体軸受1に本
考案を適用したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show an embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a hydrostatic gas bearing 1 that supports both the radial and thrust directions of a rotating shaft by pressurized air. Things.

【0012】先ず、構成を説明すると、この静圧気体軸
受1は、図1に示すように、水平に支持された円筒形状
のハウジング2と、このハウジング2に回転自在に支持
される回転軸3とから構成されており、回転軸3は、ハ
ウジング2に僅かな隙間をもって挿入された軸部4と、
この軸部4の両端部に同軸に固定された円板状のスラス
ト板5,6とから構成されている。
First, the structure will be described. As shown in FIG. 1, a hydrostatic gas bearing 1 includes a cylindrical housing 2 supported horizontally and a rotating shaft 3 rotatably supported by the housing 2. The rotating shaft 3 includes a shaft portion 4 inserted into the housing 2 with a small gap,
Disc-shaped thrust plates 5 and 6 are coaxially fixed to both ends of the shaft portion 4.

【0013】ハウジング2の内周面には、図1のA−A
線断面図である図2に示すように、互いに周方向に等間
隔に離隔して上下方向及び水平方向から軸部4を挟み込
むように、図3に示すような平面「田」字状に凹陥した
ラジアル方向溝10A,10B,10C及び10Dが四
箇所に形成され、それらラジアル方向溝10A〜10D
の中央部には、ハウジング2内を通じた供給通路11A
〜11Dが開口している。
The inner peripheral surface of the housing 2 is indicated by AA in FIG.
As shown in FIG. 2 which is a line cross-sectional view, the shaft portion 4 is sandwiched from the vertical direction and the horizontal direction at equal intervals in the circumferential direction so as to sandwich the shaft portion 4, and is recessed in a flat “field” shape as shown in FIG. Radial grooves 10A, 10B, 10C and 10D are formed at four locations, and these radial grooves 10A to 10D
The supply passage 11A through the housing 2
To 11D are open.

【0014】そして、供給通路11A〜11Dの内、回
転軸4を水平方向から挟み込むように形成されたラジア
ル方向溝10A,10Bに通じる供給通路11A,11
Bは、制御絞り弁12Aの出力ポート12a,12aに
接続され、回転軸4を上下方向から挟み込むように形成
されたラジアル方向溝10C,10Dに通じる供給通路
11C,11Dは、制御絞り弁12Bの出力ポート12
a,12aに接続されている。
The supply passages 11A, 11B communicate with the radial grooves 10A, 10B formed so as to sandwich the rotary shaft 4 from the horizontal direction.
B is connected to the output ports 12a, 12a of the control throttle valve 12A, and the supply passages 11C, 11D communicating with the radial grooves 10C, 10D formed so as to sandwich the rotary shaft 4 from above and below are provided at the control throttle valve 12B. Output port 12
a, 12a.

【0015】ここで、本実施例では、ハウジング2の一
方の端面2Aとスラスト板5とによって第1のスラスト
方向隙間13Aが形成され、ハウジング2の他方の端面
2Bとスラスト板6とによって第2のスラスト方向隙間
13Bが形成されていて、それら端面2A及び端面2B
とのそれぞれには、端面2A,2Bを正面から見た図4
に示すように、周方向の三箇所に、周方向に延びる複数
(本実施例では3本)の周方向溝15a〜15cを径方
向に延びる径方向溝16で通じさせた空間としてのスラ
スト方向溝17A,17B,17C及び18A,18
B,18Cが形成されている。ただし、端面2Aに形成
されたスラスト方向溝17A,17B及び17Cと、端
面2Bに形成されたスラスト方向溝18A,18B及び
18Cとは、それらの間で、回転軸3の軸を中心とした
周方向位置が一致するように形成されている。
Here, in this embodiment, a first thrust gap 13A is formed by one end surface 2A of the housing 2 and the thrust plate 5, and a second thrust plate 13 is formed by the other end surface 2B of the housing 2 and the thrust plate 6. Are formed in the thrust direction gap 13B, and the end faces 2A and 2B
FIG. 4 shows the end faces 2A and 2B viewed from the front.
As shown in the figure, a thrust direction as a space in which a plurality of (three in this embodiment) circumferential grooves 15a to 15c extending in the circumferential direction are communicated with the radial grooves 16 extending in the radial direction at three positions in the circumferential direction. Grooves 17A, 17B, 17C and 18A, 18
B, 18C are formed. However, the thrust direction grooves 17A, 17B, and 17C formed on the end face 2A and the thrust direction grooves 18A, 18B, and 18C formed on the end face 2B are located around the rotation axis 3 between them. It is formed so that the direction positions match.

【0016】そして、各スラスト方向溝17A〜17
C,18A〜18Cの周方向溝15bと径方向溝16と
の交差部分に、ハウジング2内を通じて供給通路19A
〜19C,20A〜20Cが連通していて、同じ周方向
位置に形成されたスラスト方向溝17A,18Aに連通
する供給通路19A,20Aが、制御絞り弁12Cの出
力ポート12a,12aに接続され、同じ周方向位置に
形成されたスラスト方向溝17B,18Bに連通する供
給通路19B,20Bが、制御絞り弁12Dの出力ポー
ト12a,12aに接続され、同じ周方向位置に形成さ
れたスラスト方向溝17C,18Cに連通する供給通路
19C,20Cが、制御絞り弁12Eの出力ポート12
a,12aに接続されている。
Each of the thrust direction grooves 17A to 17A
C, the supply passage 19A through the inside of the housing 2 at the intersection of the circumferential groove 15b and the radial groove 16 of 18A to 18C.
To 19C, 20A to 20C, and supply passages 19A, 20A communicating with thrust grooves 17A, 18A formed at the same circumferential position are connected to output ports 12a, 12a of the control throttle valve 12C, The supply passages 19B and 20B communicating with the thrust grooves 17B and 18B formed at the same circumferential position are connected to the output ports 12a and 12a of the control throttle valve 12D, and the thrust grooves 17C formed at the same circumferential position. , 18C communicate with the output port 12 of the control throttle valve 12E.
a, 12a.

【0017】さらに、端面2A及び2Bの内周側縁部に
は、その縁部を切り欠くように周方向に連続した円周溝
2C及び2Dが形成されていて、それら円周溝2C及び
2Dのそれぞれが、図1に示すように、ハウジング2内
に形成された排気通路2E及び2Fに通じている。一
方、各制御絞り弁12A〜12Eは、その断面図である
図5に示すように、中空のハウジング12bの内側を板
バネ12cで分割して形成された二つの空気室12d,
12eを有していて、それら空気室12d,12eが、
入力ポート12f,12gを介して図示しない加圧空気
供給源の吐出側に接続されている。
Further, circumferential grooves 2C and 2D are formed in the inner peripheral edges of the end faces 2A and 2B so as to cut out the edges, and the circumferential grooves 2C and 2D are formed. Are connected to exhaust passages 2E and 2F formed in the housing 2 as shown in FIG. On the other hand, each of the control throttle valves 12A to 12E has two air chambers 12d, 12d formed by dividing the inside of a hollow housing 12b by a leaf spring 12c, as shown in FIG.
12e, and the air chambers 12d and 12e
It is connected to the discharge side of a pressurized air supply source (not shown) via input ports 12f and 12g.

【0018】そして、各空気室12d,12e内には、
板バネ12cに対向するように凸部12h,12iが形
成され、この凸部12h,12iの板バネ12c側の面
に、出力ポート12a,12aが開口している。次に、
本実施例の動作を説明する。即ち、加圧空気供給源から
供給された加圧空気は、入力ポート12f,12gから
各空気室12d,12eに供給され、板バネ12cと凸
部12h,12iとの間の隙間12j,12kから入力
ポート12a,12aに至り、そこから、ラジアル方向
溝10A〜10D,スラスト方向溝17A〜17C,1
8A〜18Cに供給されるが、空気室12d,12e内
の圧力に差がなければ、板バネ12cに変形は生じない
から、同じ制御絞り弁12A〜12Eに接続された各ラ
ジアル方向溝並びにスラスト方向溝には、同量の加圧空
気が供給されている。なお、各ラジアル方向溝10A〜
10D,スラスト方向溝17A〜17C,18A〜18
Cに供給された加圧空気は、ハウジング2及び回転軸3
間の隙間から直接外部に、また、円周溝2C,2D及び
排気通路2E,2Fを通じて外部に排出される。
In each of the air chambers 12d and 12e,
Protrusions 12h and 12i are formed so as to face the leaf spring 12c, and output ports 12a and 12a are opened on the surfaces of the protrusions 12h and 12i on the leaf spring 12c side. next,
The operation of this embodiment will be described. That is, the pressurized air supplied from the pressurized air supply source is supplied from the input ports 12f, 12g to the respective air chambers 12d, 12e, and from the gaps 12j, 12k between the leaf spring 12c and the protrusions 12h, 12i. It reaches the input ports 12a, 12a, from which radial grooves 10A to 10D and thrust grooves 17A to 17C, 1
8A to 18C, but if there is no difference between the pressures in the air chambers 12d and 12e, no deformation occurs in the leaf spring 12c. Therefore, each radial groove and thrust connected to the same control throttle valve 12A to 12E. The same amount of pressurized air is supplied to the direction grooves. In addition, each radial groove 10A ~
10D, thrust direction grooves 17A-17C, 18A-18
C is supplied to the housing 2 and the rotating shaft 3
The air is discharged directly to the outside from the gap between the holes and to the outside through the circumferential grooves 2C and 2D and the exhaust passages 2E and 2F.

【0019】従って、回転軸3は、ラジアル方向は二対
のラジアル方向溝10A〜10D内の加圧空気によって
非接触に支持され、スラスト方向は三対のスラスト方向
溝17A〜17C,18A〜18C内の加圧空気によっ
て非接触に支持される。ここで、ハウジング2及び回転
軸3間に、ハウジング2に対して回転軸3が下降する方
向(図1,図2に示すY軸方向下向き)の相対変位が生
じたものとすると、ハウジング2の内周面と軸部4の外
周面との間の隙間は、ラジアル方向溝10C側では拡大
し、ラジアル方向溝10D側では縮小するため、ラジア
ル方向溝10D内の圧力は、ラジアル方向溝10C内の
圧力に比べて高くなる。
Therefore, the rotating shaft 3 is supported in a non-contact manner by the pressurized air in the two pairs of radial grooves 10A to 10D in the radial direction, and has three pairs of thrust grooves 17A to 17C, 18A to 18C in the thrust direction. Non-contact is supported by the pressurized air inside. Here, assuming that a relative displacement occurs between the housing 2 and the rotating shaft 3 in a direction in which the rotating shaft 3 descends with respect to the housing 2 (downward in the Y-axis direction shown in FIGS. 1 and 2). Since the gap between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the shaft portion 4 increases on the side of the radial groove 10C and decreases on the side of the radial groove 10D, the pressure in the radial groove 10D increases within the radial groove 10C. Higher than the pressure.

【0020】すると、ラジアル方向溝10Cが制御絞り
弁12B内の空気室12dに通じ、ラジアル方向溝10
Dが制御絞り弁12B内の空気室12eに通じるものと
すれば、隙間12j及び12k間の差圧が隙間12kの
方が大きくなる方向に変化し、板バネ12cが凸部12
hに近づく方向に変形するから、隙間12jが縮小し、
隙間12kが拡大する。
Then, the radial groove 10C communicates with the air chamber 12d in the control throttle valve 12B, and the radial groove 10C
Assuming that D communicates with the air chamber 12e in the control throttle valve 12B, the differential pressure between the gaps 12j and 12k changes in the direction in which the gap 12k becomes larger, and the leaf spring 12c
h, the gap 12j is reduced,
The gap 12k expands.

【0021】この結果、ラジアル方向溝10Cに比べて
ラジアル方向溝10D側に多量の加圧空気が供給され、
そのラジアル方向溝10D内の圧力がさらに上昇し、ラ
ジアル方向溝10C内の圧力がさらに低下するから、軸
部4を持ち上げる方向の力が発生し、これによって、軸
部4が中立位置に向けて付勢される。そして、Y軸方向
以外の他のラジアル方向に対しても、同様のラジアル方
向溝10A〜10Dの圧力変化によって、軸部4には常
に中立位置に向けて付勢する力が作用している。つま
り、ラジアル方向溝10A〜10Dによって、回転軸3
のラジアル方向の支持剛性が得られている。
As a result, a larger amount of pressurized air is supplied to the radial groove 10D side than to the radial groove 10C,
Since the pressure in the radial groove 10D further increases and the pressure in the radial groove 10C further decreases, a force in the direction of lifting the shaft portion 4 is generated, whereby the shaft portion 4 moves toward the neutral position. Be energized. In the radial direction other than the Y-axis direction, a force that constantly urges the shaft portion 4 toward the neutral position is applied to the shaft portion 4 by the same pressure change in the radial grooves 10A to 10D. That is, the rotary shaft 3 is formed by the radial grooves 10A to 10D.
In the radial direction.

【0022】次に、ハウジング2及び回転軸3間に、ハ
ウジング2に対して回転軸3が図1のZ軸方向に相対変
位が生じたものとすると、第1のスラスト方向隙間13
Aは縮小し、第2のスラスト方向隙間13Bは拡大す
る。すると、端面2A側に形成されたスラスト方向溝1
7A〜17C内の圧力は上昇し、端面2B側に形成され
たスラスト方向溝18A〜18C内の圧力は下降するか
ら、制御絞り弁12C〜12Eの作用により、スラスト
方向溝17A〜17Cの内圧がさらに上昇し、スラスト
方向溝18A〜18C内の圧力はさらに下降するので、
回転軸3を図1左方に付勢する力が発生する。
Next, assuming that the rotation shaft 3 is displaced relative to the housing 2 in the Z-axis direction in FIG. 1 between the housing 2 and the rotation shaft 3, the first thrust gap 13
A decreases and the second thrust gap 13B increases. Then, the thrust direction groove 1 formed on the end face 2A side
Since the pressure in the thrust grooves 17A to 17C decreases and the pressure in the thrust grooves 18A to 18C formed on the end face 2B side decreases, the internal pressure of the thrust grooves 17A to 17C is reduced by the action of the control throttle valves 12C to 12E. Since it further rises and the pressure in the thrust direction grooves 18A to 18C further falls,
A force for urging the rotating shaft 3 to the left in FIG. 1 is generated.

【0023】そして、ハウジング2に対して回転軸3が
図1のZ軸方向とは逆側に相対変位した場合にも、同様
の作用により、回転軸3を図1右方に向けて付勢する力
が発生する。つまり、スラスト方向溝17A〜17C及
び18A〜18Cによって、回転軸3のスラスト方向の
支持剛性が得られている。次に、ハウジング2及び回転
軸3間に、ハウジング2に対して回転軸3が傾斜する方
向の相対変位が生じた場合について説明する。
When the rotary shaft 3 is displaced relative to the housing 2 in the direction opposite to the Z-axis direction in FIG. 1, the rotary shaft 3 is urged rightward in FIG. A force is generated. In other words, the thrust direction supporting stiffness of the rotating shaft 3 is obtained by the thrust direction grooves 17A to 17C and 18A to 18C. Next, a case where a relative displacement occurs between the housing 2 and the rotating shaft 3 in a direction in which the rotating shaft 3 is inclined with respect to the housing 2 will be described.

【0024】例えば、図1において、スラスト板6が下
方に移動する方向に回転軸3が傾斜する相対変位が生じ
たものとすると、第1のスラスト方向隙間13Aは、Z
軸よりも上側の部分では縮小し、Z軸よりも下側の部分
では拡大する。逆に、第2のスラスト方向隙間13B
は、Z軸よりも上側の部分では拡大し、Z軸よりも下側
の部分では縮小する。
For example, in FIG. 1, assuming that a relative displacement occurs in which the rotating shaft 3 is inclined in the direction in which the thrust plate 6 moves downward, the first thrust gap 13A is Z
It contracts in a portion above the axis and enlarges in a portion below the Z axis. Conversely, the second thrust direction gap 13B
Expands in a portion above the Z axis and contracts in a portion below the Z axis.

【0025】すると、制御絞り弁12C〜12Eの作用
により、スラスト方向溝17A及び18A間では、スラ
スト方向溝17A側の圧力がさらに上昇し、スラスト方
向溝17B及び18B間では、スラスト方向溝18B側
の圧力がさらに上昇し、スラスト方向溝17C及び18
C間では、スラスト方向溝18C側の圧力がさらに上昇
する。
Then, by the action of the control throttle valves 12C to 12E, the pressure on the thrust direction groove 17A side further increases between the thrust direction grooves 17A and 18A, and between the thrust direction grooves 17B and 18B, the thrust direction groove 18B side. Of the thrust direction grooves 17C and 18
Between C, the pressure on the thrust direction groove 18C side further increases.

【0026】この際、同じスラスト方向隙間13A,1
3B内に、圧力がさらに上昇するスラスト方向溝17
A,18B,18Cと、圧力がさらに低下するスラスト
方向溝18A,17B,17Cとが混在することになる
が、本実施例の構成では、各スラスト方向溝17A〜1
7C,18A〜18Cが互いに独立し、対となった同士
が一つの制御絞り弁12C〜12Eに接続されているか
ら、圧力が上昇する溝と下降する溝との間が相互に影響
し合うことがない。
At this time, the same thrust direction gaps 13A, 13A
3B, the thrust direction groove 17 in which the pressure is further increased
A, 18B, and 18C and thrust grooves 18A, 17B, and 17C in which the pressure is further reduced are mixed. In the configuration of the present embodiment, each of the thrust grooves 17A to 17C.
7C, 18A to 18C are independent of each other, and the paired ones are connected to one control throttle valve 12C to 12E, so that the groove where the pressure rises and the groove where the pressure descends interact. There is no.

【0027】この結果、Z軸よりも上側の部分では、ス
ラスト板6を端面2Bに近づける方向に力が発生し、Z
軸よりも下側の部分では、スラスト板5を端面2Aに近
づける方向の力が発生する。同様に、他の傾斜方向の相
対変位に対しても、スラスト方向溝17A〜17C,1
8A〜18Cによって、その傾斜に対して抗する方向に
力が発生する。
As a result, in a portion above the Z axis, a force is generated in a direction to bring the thrust plate 6 closer to the end face 2B, and Z
In a portion below the axis, a force is generated in a direction in which the thrust plate 5 approaches the end face 2A. Similarly, the thrust direction grooves 17A to 17C, 1 are also provided for other relative displacements in the inclination direction.
8A to 18C generate a force in a direction against the inclination.

【0028】以上の動作説明をまとめると、図6に示す
ように、X軸方向及びY軸方向の剛性は、ラジアル方向
溝10A〜10Dによって確保され、θX 方向及びθY
方向のモーメント剛性は、スラスト方向溝17A〜17
C,18A〜18Cによって確保され、θZ 方向のモー
メントに対しては、ラジアル方向溝10A〜10D,ス
ラスト方向溝17A〜17C,18A〜18Cによっ
て、スムーズな回転が確保されている。
To summarize the above operation, as shown in FIG. 6, the rigidity in the X-axis direction and the Y-axis direction is ensured by the radial grooves 10A to 10D, and the θ X direction and θ Y
The moment rigidity in the direction is the thrust direction grooves 17A-17.
C, is ensured by 18A to 18C, with respect to the theta Z direction moment, radial grooves 10A to 10D, the thrust grooves 17A-17C, the 18A to 18C, smooth rotation is ensured.

【0029】即ち、本実施例の構成であれば、θX 方向
及びθY 方向のモーメントに対する剛性を、スラスト方
向溝17A〜17C,18A〜18Cによって得ること
ができ、その剛性は、軸受面となる端面2A,2B及び
スラスト板5,6の径を大きくすることにより容易に高
めることができるので、ラジアル方向溝10A〜10D
では、それらθX 方向及びθY 方向のモーメントを受け
る必要がない。
That is, according to the structure of this embodiment, the rigidity against the moments in the θ X direction and the θ Y direction can be obtained by the thrust grooves 17A to 17C and 18A to 18C. The diameter can be easily increased by increasing the diameter of the end surfaces 2A, 2B and the thrust plates 5, 6, so that the radial grooves 10A to 10D can be increased.
Then, it is not necessary to receive the moments in the θ X direction and the θ Y direction.

【0030】従って、ラジアル方向溝10A〜10D
は、ラジアル方向の剛性を確保できれば十分であるか
ら、例えば、ラジアル方向溝10A〜10DのθX 方向
及びθY方向のモーメントに対する剛性を高めるため
に、ラジアル方向の軸受面を複列構造とする必要がない
ため、軸方向寸法を小さくでき、静圧気体軸受1を薄型
にする上で非常に好適である。
Therefore, the radial grooves 10A to 10D
Is sufficient if sufficient rigidity in the radial direction can be ensured. For example, in order to increase the rigidity of the radial grooves 10A to 10D with respect to the moments in the θ X direction and the θ Y direction, the radial bearing surface has a double-row structure. Since there is no need, the axial dimension can be reduced, which is very suitable for making the hydrostatic gas bearing 1 thin.

【0031】また、本実施例の静圧気体軸受1は、特に
スラスト方向の剛性が高いので、回転軸3を立てて使用
する場合に適している。さらに、本実施例では、スラス
ト方向の剛性を確保するスラスト方向溝17A〜17
C,18A〜18Cを三対構成しているが、これは、三
点で一平面が特定された結果、安定した支持が行えるか
らである。
The hydrostatic gas bearing 1 of this embodiment has high rigidity particularly in the thrust direction, and is suitable for use with the rotating shaft 3 standing upright. Further, in this embodiment, the thrust direction grooves 17A to 17A to secure the rigidity in the thrust direction are provided.
C, 18A to 18C are formed in three pairs, because one plane is specified at three points and stable support can be performed.

【0032】即ち、スラスト方向溝を二対構成若しくは
四対上構成しても、本実施例のように互いに独立してい
れば、確かにθX 方向及びθY 方向のモーメントに対し
て大きな剛性は得られるが、これでは、同じスラスト方
向隙間13A,13B側にあるスラスト方向溝で一つの
平面が定まらないのである。
That is, even when the thrust direction grooves are formed in two pairs or four pairs, if they are independent from each other as in this embodiment, it is certain that the thrust grooves have high rigidity against the moments in the θ X direction and the θ Y direction. Is obtained, but in this case, one plane cannot be determined by the thrust direction grooves on the same thrust direction gaps 13A and 13B side.

【0033】[0033]

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
スラスト方向の剛性を、制御絞り弁を介して加圧流体供
給源に接続された三対のスラスト方向溝で確保する構成
としたため、大きなスラスト方向剛性が得られるととも
に、そのスラスト方向溝でモーメントに対する剛性をも
確保できるから、静圧気体軸受の薄型化が図られるし、
三対とした結果、安定した支持が行える、という効果が
得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention,
Since the rigidity in the thrust direction is secured by three pairs of thrust grooves connected to the pressurized fluid supply source via the control throttle valve, a large thrust rigidity is obtained, and the thrust direction grooves provide the Since rigidity can be secured, the thickness of the static pressure gas bearing can be reduced.
As a result, the effect that stable support can be obtained is obtained.

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

【図1】本考案の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】ラジアル方向溝の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a radial groove.

【図4】ハウジングの側面図である。FIG. 4 is a side view of the housing.

【図5】制御絞り弁の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a control throttle valve.

【図6】各方向の支持剛性を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating support rigidity in each direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 静圧気体軸受 2 ハウジング 2A,2B 端面 3 回転軸 4 軸部 5,6 スラスト板 10A〜10D ラジアル方向溝 12A〜12E 制御絞り弁 13A 第1のスラスト方向隙間 13B 第2のスラスト方向隙間 17A〜17C スラスト方向溝 18A〜18C スラスト方向溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Static pressure gas bearing 2 Housing 2A, 2B End surface 3 Rotation shaft 4 Shaft part 5, 6 Thrust plate 10A-10D Radial groove 12A-12E Control throttle valve 13A 1st thrust gap 13B 2nd thrust gap 17A- 17C Thrust direction groove 18A-18C Thrust direction groove

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 ハウジングと回転軸との間の隙間に加圧
気体を供給して前記ハウジングに前記回転軸を回転自在
に支持する静圧気体軸受において、前記ハウジングと前
記回転軸との間のスラスト方向の相対変位に応じて拡縮
する第1のスラスト方向隙間を形成する前記ハウジング
側の面と、前記スラスト方向の相対変位に応じて前記第
1のスラスト方向隙間とは逆方向に拡縮する第2のスラ
スト方向隙間を形成する前記ハウジング側の面とのそれ
ぞれに、前記加圧気体が供給される空間を、それらハウ
ジング側の面同士で周方向位置が一致するように周方向
の三箇所に形成するとともに、一方のハウジング側の面
に形成された前記三つの空間と、他方のハウジング側の
面に形成された前記三つの空間とを、周方向位置が一致
する同士で対とし、そして、前記対となった空間を、そ
れら空間と空間との差圧に応じて圧力が大きい方の空間
に大量の前記加圧気体を供給する制御絞り弁を介して、
加圧気体供給源に接続したことを特徴とする静圧気体軸
受。
1. A static pressure gas bearing for supplying a pressurized gas to a gap between a housing and a rotating shaft to rotatably support the rotating shaft in the housing, wherein a static pressure gas bearing is provided between the housing and the rotating shaft. A surface on the housing side that forms a first thrust direction gap that expands and contracts in accordance with the relative displacement in the thrust direction, and a first thrust direction gap that expands and contracts in a direction opposite to the first thrust direction gap in accordance with the relative displacement in the thrust direction. The space where the pressurized gas is supplied to each of the surfaces on the housing side forming the thrust direction gap 2 is provided at three places in the circumferential direction such that the circumferential positions of the surfaces on the housing side coincide with each other. While forming, the three spaces formed on one housing-side surface and the three spaces formed on the other housing-side surface are paired with each other when their circumferential positions match, Then, the paired spaces are controlled via a control throttle valve that supplies a large amount of the pressurized gas to a space having a larger pressure according to a differential pressure between the spaces and the space.
A hydrostatic gas bearing connected to a pressurized gas supply source.
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