JP3382089B2 - 主軸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸をすべり軸受
により非接触状態でラジアル方向に支持した主軸装置、
例えば、工作機械に用いられる主軸装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記した主軸装置としては、例え
ば、図６に示すものがあり、図６に示すように、この主
軸装置１０１は、主軸１０２と、この主軸１０２を収容
するハウジング１０３と、ハウジング１０３に設けられ
て主軸１０２を非接触状態でラジアル方向に支持するす
べり軸受１０４を備えている。

【０００３】この主軸装置１０１では、ハウジング１０
３における主軸１０２の一端側（図示左端側）に位置す
る小径部１０２ａと対向する部位に、複数の環状溝１０
３ａを設けて、複数の環状溝１０３ａと主軸１０２との
間でラビリンスシール１０５を形成すると共に、ハウジ
ング１０３にラビリンスシール１０５と外部との連通孔
１０３ｂを設けることにより、このラビリンスシール１
０５に入り込んだすべり軸受１０４からの潤滑油や主軸
１０２の一端側からの異物をハウジング１０３の外部に
設けた図外の回収部に連通孔１０３ｂを介して流出させ
るようにしている。この場合、複数の環状溝１０３ａと
ともにラビリンスシール１０５を形成する主軸１０２の
連通孔１０３ｂと対向する部位には、主軸１０２の一端
側から他端側に向けて直径が漸次大きくなる第１テーパ
部１０２ｂおよびこの第１テーパ部１０２ｂと傾斜方向
を逆にした第２テーパ１０２ｃが設けてあり、遠心力を
受ける潤滑油や異物が連通孔１０３ｂに移動しやすくし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の主軸装置１０１では、すべり軸受１０４の潤滑油が
装置外部に漏洩したり、主軸１０２の一端側から異物が
装置内部に侵入したりするのを確実に阻止しようとする
と、主軸１０２およびハウジング１０３のラビリンスシ
ール構成部分をいずれも複雑な形状にする必要があり、
その分だけ製作コストが高くなってしまうという問題が
ある。

【０００５】加えて、主軸１０２およびハウジング１０
３のラビリンスシール構成部分を複雑化した場合には、
主軸１０２の軸端部としての小径部１０２ａの長さ（す
べり軸受１０４から軸端までの距離）を設計の都合上長
くせざるを得ないことから、主軸の剛性が低下してしま
うという問題を有しており、これらの問題を解決するこ
とが従来の課題であった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題に着目し
てなされたもので、すべり軸受から漏洩する流体（すべ
り軸受が油軸受である場合には油）の装置外部への流出
および異物の装置内部への侵入を確実に防止したうえ
で、製作コストの低減および主軸の剛性向上を実現する
主軸装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る発明は、主軸と、前記主軸を収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられて前記主軸を非接触状態でラ
ジアル方向に支持するすべり軸受を備えた主軸装置にお
いて、前記主軸のすべり軸受と相対する部位よりも軸端
寄りの部位に、前記主軸の軸端側を向いて主軸に対して
直交する軸端側受圧面および前記すべり軸受側を向いて
主軸に対して直交する軸受側受圧面を両端面とした環状
をなす突起部を主軸と同心状に設けると共に、前記ハウ
ジングに、圧縮気体供給源から供給される圧縮気体を前
記突起部の軸端側受圧面および軸受側受圧面に対して軸
方向に吹き付ける軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射
口を設けて、前記主軸を圧縮気体により非接触状態でス
ラスト方向に支持する気体スラスト軸受を形成し、前記
主軸とハウジングとの間には、前記気体スラスト軸受か
ら主軸の軸端および前記すべり軸受に向けて圧縮気体を
それぞれ流出させる軸端側流出路およびすべり軸受側流
出路を設け、ハウジングの軸端側噴射口およびすべり軸
受側噴射口よりも主軸に近い部位には、突起部の軸端側
受圧面および軸受側受圧面に対して圧縮気体供給源から
供給される圧縮気体を軸方向に吹き付ける軸端側補助噴
射口およびすべり軸受側補助噴射口を設けて、前記軸端
側補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口から噴出す
る圧縮気体の圧力を前記軸端側噴射口およびすべり軸受
側噴射口から噴出する圧縮気体の圧力よりも低くしたこ
とを特徴としており、この主軸装置の構成を従来の課題
を解決するための手段としている。

【０００８】また、本発明の請求項２に係わる発明は、
すべり軸受側流出路をハウジングに設けた圧縮気体回収
路と連通させた構成とし、本発明の請求項３に係わる発
明は、 ハウジングに気体スラスト軸受から圧縮気体を
外部に排出する排出路を設けた構成とし、本発明の請求
項４に係わる発明は、ハウジングの前記軸端側受圧面お
よび軸受側受圧面と相対する対向面に、軸端側噴射口お
よびすべり軸受側噴射口から噴出する圧縮気体を主軸の
円周方向に流す環状溝をそれぞれ設けた構成としてい
る。

【０００９】さらに、本発明の請求項５に係わる発明
は、軸端側補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口の
各々の口径を軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射口の
各々の口径よりも小さくして、前記軸端側補助噴射口お
よびすべり軸受側補助噴射口から噴出する圧縮気体の圧
力を前記軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射口から噴
出する圧縮気体の圧力よりも低くした構成としている。

【００１０】さらにまた、本発明の請求項６に係わる発
明は、ハウジングの前記軸端側受圧面および軸受側受圧
面と相対する対向面に、軸端側補助噴射口およびすべり
軸受側補助噴射口から噴出する圧縮気体を円周方向に流
す環状補助溝をそれぞれ設け、前記環状補助溝と突起部
との間の空間容積を、軸端側噴射口およびすべり軸受側
噴射口から噴出する圧縮気体を主軸の円周方向に流す環
状溝と突起部との間の空間容積よりも広くして、前記軸
端側補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口から噴出
する圧縮気体の圧力を前記軸端側噴射口およびすべり軸
受側噴射口から噴出する圧縮気体の圧力よりも低くした
構成としている。

【００１１】さらにまた、本発明の請求項７に係わる発
明は、ハウジングの前記軸端側受圧面および軸受側受圧
面と相対する対向面に、環状溝および環状補助溝の間に
それぞれ位置して気体スラスト軸受の外部に圧縮気体を
排出する環状排出溝を設けた構成としている。

【００１２】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる主軸装置にお
いて、圧縮気体供給源から供給された圧縮気体は、気体
スラスト軸受の軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射口
を介して突起部の主軸と直交する軸端側受圧面および軸
受側受圧面に対して軸方向（軸方向の成分をもっていれ
ば、斜めでも可）にそれぞれ吹き付けられ、主軸をスラ
スト方向に支持しつつ軸受側流出路およびすべり軸端側
流出路を通して主軸の軸端およびすべり軸受に向けて流
れるので、すべり軸受から漏洩する流体（すべり軸受が
油軸受である場合には油）が主軸の軸端側へ流れるのを
妨げる一方で、主軸の軸端から異物が侵入するのを妨げ
ることとなり、したがって、すべり軸受から漏洩する流
体の装置外部への流出および異物の装置内部への侵入が
確実に阻止されることとなる。

【００１３】つまり、気体スラスト軸受がシール機能を
合せ持つことから、シール構造が簡単なものとなるう
え、スラスト軸受およびラビリンスシールなどのシール
機構を個々に設ける場合と比較して、すべり軸受から軸
端までの距離が短くなり、したがって、製作コストの低
減および主軸剛性の向上が図られることとなる。

【００１４】また、この主軸装置では、主軸と直交する
突起部の軸端側受圧面および軸受側受圧面に対して、軸
端側噴射口およびすべり軸受側噴射口から圧縮気体が軸
方向に吹き付けられると、突起部において方向が逆向き
で大きさが同じ軸方向速度成分が効率よく生じることと
なり、その結果、主軸は軸方向にがたつきなく支持され
ることとなり、さらに、この主軸装置では、軸端側噴射
口およびすべり軸受側噴射口から圧縮気体を突起部の軸
端側受圧面および軸受側受圧面に吹き付けて主軸をスラ
スト方向に支持した状態において、軸端側補助噴射口お
よびすべり軸受側補助噴射口から上記圧縮気体よりも低
圧の圧縮気体を突起部の軸端側受圧面および軸受側受圧
面に吹き付けると、軸端側補助噴射口およびすべり軸受
側補助噴射口が軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射口
よりも主軸に近い部位に位置している関係上、低圧の圧
縮気体は、軸受側流出路およびすべり軸端側流出路を通
して主軸の軸端およびすべり軸受に向けて流れて、すべ
り軸受から漏洩する流体の装置外部への流出および異物
の装置内部への侵入を阻止することとなり、このよう
に、軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射口から噴出す
る圧縮気体を軸受用として用い、軸端側補助噴射口およ
びすべり軸受側補助噴射口から噴出する圧縮気体をシー
ル用として用いることにより、スラスト軸受機能および
シール機能がいずれも充実したものとなる。

【００１５】本発明の請求項２に係わる主軸装置におい
て、気体スラスト軸受からすべり軸受側流出路を通して
すべり軸受に向けて流れる圧縮気体は、すべり軸受から
漏洩する流体が主軸の軸端側へ流れるのを妨げつつ、こ
のすべり軸受から漏洩した流体とともに圧縮気体回収路
に流れ込むので、すべり軸受から漏洩する流体が主軸と
ハウジングとの間から装置外部へ流出することがより一
層確実に阻止されることとなり、本発明の請求項３に係
わる主軸装置では、軸端側噴射口およびすべり軸受側噴
射口を介して供給された圧縮気体が、排出路を通して気
体スラスト軸受から外部（遠心方向）に排出されるの
で、軸受機能に支障を来さずに気体スラスト軸受におけ
る圧力の上昇のし過ぎが回避されることとなる。

【００１６】本発明の請求項４に係わる主軸装置におい
て、 軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射口から噴出
した圧縮気体は、環状溝に沿って主軸の円周方向に流れ
ることから、突起部の軸端側受圧面および軸受側受圧面
と、ハウジングにおける軸端側受圧面および軸受側受圧
面に相対する対向面との間の圧力分布が円周方向に均一
となり、その結果、主軸は気体スラスト軸受に対して傾
くことなく支持されることとなる。

【００１７】本発明の請求項５に係わる主軸装置では、
軸端側補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口から噴
出する圧縮気体の圧力が簡単に下がることとなる。

【００１８】本発明の請求項６に係わる主軸装置では、
軸端側補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口から噴
出する圧縮気体の圧力が簡単に下がるうえ、環状補助溝
と突起部との間の空間容積が環状溝と突起部との間の空
間容積よりも広い分だけ、圧縮気体の流量が増すことと
なり、シール機能がさらに向上することとなる。

【００１９】本発明の請求項７に係わる主軸装置では、
環状排出溝で仕切られた環状溝側の圧力および環状補助
溝側の圧力が互いに影響を及ぼし合わないため、スラス
ト軸受機能およびシール機能がいずれも向上することと
なる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる主軸装置で
は、上記した構成としたため、シール構造を複雑にしな
くても、また、すべり軸受から軸端までの距離を長くし
なくても、すべり軸受から漏洩する流体の装置外部への
流出および異物の装置内部への侵入を確実に防ぐことが
できるので、製作コストの低減および主軸剛性の向上を
実現することが可能であると共に、突起部に大きさな軸
方向速度成分を付与することができるので、主軸を軸方
向にがたつきなく支持することが可能であり、加えて、
軸端側噴射口およびすべり軸受側噴射口から噴出する圧
縮気体が主軸をスラスト方向に支持し、そして、軸端側
補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口から噴出する
圧縮気体がすべり軸受から漏洩する流体の装置外部への
流出および異物の装置内部への侵入を防ぐので、スラス
ト軸受機能およびシール機能をいずれも向上させること
が可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

【００２１】また、本発明の請求項２に係わる主軸装置
では、請求項１に係わる主軸装置と同様の効果が得られ
るのに加えて、気体スラスト軸受からすべり軸受に向け
て流れる圧縮気体が、このすべり軸受から漏洩する流体
とともに圧縮気体回収路に流れ込むので、すべり軸受か
ら漏洩する流体の装置外部への流出をより一層確実に防
ぐことが可能であり、本発明の請求項３に係わる主軸装
置では、圧縮気体が排出路を通して気体スラスト軸受か
ら外部に排出されるため、スラスト軸受機能に影響を及
ぼすことなく気体スラスト軸受の圧力が必要以上に高く
なるのを抑えることができるという非常に優れた効果が
もたらされる。

【００２２】さらに、本発明の請求項４に係わる主軸装
置では、突起部の軸端側受圧面および軸受側受圧面と、
ハウジングにおける軸端側受圧面および軸受側受圧面に
相対する対向面との間の圧力分布を円周方向に均一にす
ることができるため、主軸を気体スラスト軸受に対して
傾くことなく支持することが可能であるという非常に優
れた効果がもたらされる。

【００２３】さらにまた、本発明の請求項５に係わる主
軸装置では、簡単な構造で軸端側補助噴射口およびすべ
り軸受側補助噴射口から噴出する圧縮気体の圧力を下げ
ることができ、本発明の請求項６に係わる主軸装置で
は、請求項５に係わる主軸装置と同じ効果が得られるう
え、すべり軸受から漏洩する流体の装置外部への流出お
よび異物の装置内部への侵入を防ぐ圧縮気体の流量を増
やせることから、シール機能のより一層の向上を実現す
ることができるという非常に優れた効果がもたらされ
る。

【００２４】本発明の請求項７に係わる主軸装置では、
環状排出溝で仕切られた環状溝側の圧力および環状補助
溝側の圧力が互いに干渉し合うのを防ぐことができるの
で、スラスト軸受機能およびシール機能をいずれも向上
させることが可能であるという非常に優れた効果がもた
らされる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。

【００２６】［参考例］ 図１は本発明を明確にするための参考例を示している。

【００２７】図１に示すように、この主軸装置１は、主
軸２と、この主軸２を収容するハウジング３と、ハウジ
ング３に設けられて主軸２を非接触状態でラジアル方向
に支持する油軸受（すべり軸受）４を備えていると共
に、主軸２の油軸受４と相対する部位よりも軸端２ａ寄
りの部位（図示左端寄りの部位）に、空気スラスト軸受
（気体スラスト軸受）１０を備えている。

【００２８】この空気スラスト軸受１０は、主軸２に同
心状に設けられて軸端側受圧面および軸受側受圧面とし
ての端面１１ａ，１１ｂを当該主軸２に直交させた環状
突起部１１と、ハウジング３に設けられて圧縮気体供給
源Ｐと供給路５Ａ，５Ｂを介して各々連通しかつ環状突
起部１１の両端面１１ａ，１１ｂとそれぞれ対向する軸
端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴射口１２Ｂと、ハウ
ジング３における環状突起部１１の両端面１１ａ，１１
ｂに相対する対向面３ａ，３ｂに円周方向に沿ってそれ
ぞれ設けられかつ軸端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴
射口１２Ｂと連通する環状溝１３Ａ，１３Ｂを具備して
おり、供給路５Ａ，５Ｂを介して供給される圧縮空気
（圧縮気体）を軸端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴射
口１２Ｂから環状突起部１１の両端面１１ａ，１１ｂに
対して軸方向に吹き付けると共に、環状溝１３Ａ，１３
Ｂに沿って主軸２の円周方向に流して、主軸２を圧縮空
気により非接触状態でスラスト方向に支持するようにな
っている。

【００２９】この場合、主軸２とハウジング３との間に
は、空気スラスト軸受１０から主軸２の軸端２ａおよび
油軸受４に向けて圧縮空気をそれぞれ流出させる軸端側
流出路６Ａおよび油軸受側流出路６Ｂが設けてあると共
に、油軸受４と空気スラスト軸受１０との間には、油軸
受側流出路６Ｂおよび図外の圧縮空気回収部の双方と連
通しかつ油軸受４の潤滑油および空気スラスト軸受１０
の圧縮空気よりも低圧に保たれた圧縮空気回収路７が設
けてあり、一方、ハウジング３における空気スラスト軸
受１０の遠心方向に位置する部位には、空気スラスト軸
受１０に供給された圧縮空気を装置外部に排出する排出
路８が設けてある。

【００３０】この主軸装置１において、圧縮気体供給源
Ｐから供給路５Ａ，５Ｂを介して供給された圧縮空気
が、空気スラスト軸受１０の軸端側噴射口１２Ａおよび
油軸受側噴射口１２Ｂから環状突起部１１の両端面１１
ａ，１１ｂに対して軸方向に吹き付けられると共に、環
状溝１３Ａ，１３Ｂに沿って主軸２の円周方向に流れる
と、環状突起部１１において方向が逆向きで大きさが同
じ軸方向速度成分が生じるので、すなわち、環状突起部
１１が両側から押圧されるので、主軸２はこの空気スラ
スト軸受１０によりスラスト方向に支持されることとな
る。

【００３１】このとき、環状突起部１１の両端面１１
ａ，１１ｂは、主軸２に対して直交しているので、環状
突起部１１に圧縮空気が軸方向に吹き付けられると、大
きな軸方向速度成分が効率よく生じることとなって、主
軸２は軸方向にがたつきなく支持されることとなり、ま
た、軸端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴射口１２Ｂか
ら噴出した圧縮空気は、環状溝１３Ａ，１３Ｂに沿って
主軸２の円周方向に流れるため、環状突起部１１の両端
面１１ａ，１１ｂと、ハウジング３におけるこれらの端
面１１ａ，１１ｂに相対する対向面３ａ，３ｂとの間の
圧力分布が円周方向に均一となることから、主軸２は空
気スラスト軸受１０に対して傾くことなく支持されるこ
ととなる。

【００３２】そして、環状溝１３Ａ，１３Ｂに沿って主
軸２の円周方向に流れた圧縮空気は、ハウジング３と環
状突起部１１との間の僅かな隙間を通って空気スラスト
軸受１０の遠心方向および中心方向に流れ、遠心方向に
流れた圧縮空気は、排出路８を通して装置外部に排出さ
れるので、軸受機能に支障を来さずに空気スラスト軸受
１０の圧力が必要以上に高くなるのが抑えられることと
なる。

【００３３】一方、中心方向に流れた圧縮空気は、軸端
側流出路６Ａおよび油軸受側流出路６Ｂを通して主軸２
の軸端２ａおよび油軸受４に向けて流れ、主軸２の軸端
２ａに向けて流れた圧縮空気が異物の装置内部への侵入
を妨げ、油軸受４に向けて流れた圧縮空気が油軸受４か
ら漏洩する潤滑油の装置外部への流出を妨げることか
ら、異物の装置内部への侵入および油軸受４から漏洩す
る潤滑油の装置外部への流出が確実に阻止されることと
なり、この際、空気スラスト軸受１０から油軸受側流出
路６Ｂを通して油軸受４に向けて流れる圧縮空気は、油
軸受４からの潤滑油が主軸２の軸端２ａ側へ流れるのを
妨げつつ、この潤滑油とともに圧縮空気回収路７に流れ
込むので、潤滑油の装置外部への流出がより一層確実に
阻止されることとなる。

【００３４】したがって、上記主軸装置１では、空気ス
ラスト軸受１０が軸受機能とともにシール機能を合せ持
っているため、シール構造が極めて簡単なものとなるう
え、従来のようにスラスト軸受およびラビリンスシール
などのシール機構を個別に設ける場合と比べて、油軸受
４から主軸２の軸端２ａまでの距離が短くなり、その結
果、製作コストの低減および主軸剛性の大幅な向上が図
られることとなる。

【００３５】［第１実施例］ 図２は本発明に係わる主軸装置の一実施例を示してい
る。

【００３６】図２に示すように、この実施例に係わる主
軸装置２１において、ハウジング３の軸端側噴射口１２
Ａおよび油軸受側噴射口１２Ｂよりも主軸２に近い部位
に、圧縮気体供給源Ｐと供給路２５Ａ，２５Ｂを介して
各々連通して環状突起部１１の両端面１１ａ，１１ｂに
対して圧縮気体供給源Ｐから供給される圧縮空気を軸方
向に吹き付ける軸端側補助噴射口２２Ａおよび油軸受側
補助噴射口２２Ｂを設けると共に、ハウジング３の対向
面３ａ，３ｂに、軸端側補助噴射口２２Ａおよび油軸受
側補助噴射口２２Ｂから噴出する圧縮空気を円周方向に
流す環状補助溝２３Ａ，２３Ｂをそれぞれ設けて、空気
スラスト軸受２０を構成し、軸端側補助噴射口２２Ａお
よび油軸受側補助噴射口２２Ｂから噴出する圧縮空気の
圧力を軸端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴射口１２Ｂ
から噴出する圧縮空気の圧力よりも低く設定しており、
他の構成は上記参考例の主軸装置１と同じである。

【００３７】この主軸装置２１では、圧縮気体供給源Ｐ
から供給路５Ａ，５Ｂを介して供給された圧縮空気が、
空気スラスト軸受２０の軸端側噴射口１２Ａおよび油軸
受側噴射口１２Ｂから環状突起部１１の両端面１１ａ，
１１ｂに対して軸方向に吹き付けられると共に、環状溝
１３Ａ，１３Ｂに沿って主軸２の円周方向に流れると、
主軸２は空気スラスト軸受２０によりスラスト方向に支
持されることとなる。

【００３８】この間、軸端側補助噴射口２２Ａおよび油
軸受側補助噴射口２２Ｂから上記圧縮空気よりも低圧と
した圧縮空気が、環状突起部１１の両端面１１ａ，１１
ｂに対して軸方向に吹き付けられると共に、環状補助溝
２３Ａ，２３Ｂに沿って主軸２の円周方向に流れると、
軸端側補助噴射口２２Ａおよび油軸受側補助噴射口２２
Ｂが軸端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴射口１２Ｂよ
りも主軸２に近い部位に位置しているため、低圧の圧縮
空気は、ハウジング３と環状突起部１１との間の僅かな
隙間を通って空気スラスト軸受２０の中心方向に流れ
て、軸端側流出路６Ａおよび油軸受側流出路６Ｂを通し
て主軸２の軸端２ａおよび油軸受４に向けて流れること
から、異物の装置内部への侵入および油軸受４から漏洩
する潤滑油の装置外部への流出が確実に阻止されること
となる。

【００３９】つまり、この主軸装置２１では、上記した
参考例における主軸装置１と同様に、空気スラスト軸受
２０が軸受機能とともにシール機能を合せ持っているこ
とから、製作コストの低減および主軸剛性の飛躍的な向
上が図られることとなるうえ、上記のように、軸端側噴
射口１２Ａおよび油軸受側噴射口１２Ｂから噴出する圧
縮空気を軸受用として用い、軸端側補助噴射口２２Ａお
よび油軸受側補助噴射口２２Ｂから噴出する圧縮気体を
シール用として用いるので、参考例の主軸装置１と比較
してスラスト軸受機能およびシール機能がいずれも効率
のよいものとなる。

【００４０】［第２実施例］ 図３は本発明に係わる他の実施例を示している。

【００４１】図３に示すように、この実施例に係わる主
軸装置３１では、空気スラスト軸受３０を構成する軸端
側補助噴射口３２Ａおよび油軸受側補助噴射口３２Ｂの
各々の口径を軸端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴射口
１２Ｂの各々の口径よりも小さくして、軸端側補助噴射
口３２Ａおよび油軸受側補助噴射口３２Ｂから噴出する
圧縮空気の圧力を軸端側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴
射口１２Ｂから噴出する圧縮空気の圧力よりも低くする
ようにしており、他の構成は第１実施例における主軸装
置２１と同じである。

【００４２】つまり、この主軸装置３１では、第１実施
例における主軸装置２１と同じく、製作コストの上昇お
よび主軸２の剛性低下を招くことなく、異物の装置内部
への侵入および油軸受４から漏洩する潤滑油の装置外部
への流出が確実に阻止されるうえ、簡単な構造で軸端側
補助噴射口３２Ａおよび油軸受側補助噴射口３２Ｂから
噴出する圧縮空気の圧力を下げることが可能となる。

【００４３】［第３実施例］ 図４は本発明に係わる主軸装置のさらに他の実施例を示
しており、図４に示すように、この主軸装置４１では、
空気スラスト軸受４０を構成する環状補助溝２３Ａ，２
３Ｂと環状突起部１１との間の空間容積Ｓ２を、環状溝
１３Ａ，１３Ｂと環状突起部１１との間の空間容積Ｓ１
よりも広くして、軸端側補助噴射口２２Ａおよび油軸受
側補助噴射口２２Ｂから噴出する圧縮空気の圧力を軸端
側噴射口１２Ａおよび油軸受側噴射口１２Ｂから噴出す
る圧縮空気の圧力よりも低くしており、他の構成は、第
１実施例による主軸装置２１と同じである。

【００４４】したがって、この主軸装置４１では、第１
実施例における主軸装置２１と同じく、異物の装置内部
への侵入および油軸受４から漏洩する潤滑油の装置外部
への流出を確実に阻止したうえで、製作コストの低減お
よび主軸剛性の著しい向上が図られるうえ、環状補助溝
２３Ａ，２３Ｂと環状突起部１１との間の空間容積Ｓ２
が環状溝１３Ａ，１３Ｂと環状突起部１１との間の空間
容積Ｓ１よりも広い分、圧縮空気の流量が増すこととな
り、シール機能がさらに向上することとなる。

【００４５】［第４実施例］ 図５は本発明に係わる主軸装置のさらに他の実施例を示
しており、図５に示すように、この主軸装置５１が第１
実施例における主軸装置２１と異なるところは、空気ス
ラスト軸受５０を構成するハウジング３の対向面３ａ，
３ｂに、環状溝１３Ａ，１３Ｂおよび環状補助溝２３
Ａ，２３Ｂの間にそれぞれ位置してハウジング３の外部
と連通する環状排出溝９Ａ，９Ｂを設けた点にあり、他
の構成は、第１実施例による主軸装置２１と同じであ
る。

【００４６】この主軸装置５１において、第１実施例に
おける主軸装置２１と同様に、製作コストの上昇および
主軸２の剛性低下を招かずに、異物の装置内部への侵入
および油軸受４から漏洩する潤滑油の装置外部への流出
が確実に阻止され、加えて、環状排出溝９Ａ，９Ｂで仕
切られた環状溝１３Ａ，１３Ｂ側の圧力および環状補助
溝２３Ａ，２３Ｂ側の圧力が互いに影響を及ぼし合わな
いことから、スラスト軸受機能およびシール機能がいず
れも格段に向上することとなる。

【００４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を明確にするための参考例に係わる主軸
装置を示す断面説明図（ａ）および図１（ａ）における
Ａ−Ａ線位置での断面説明図（ｂ）である。

【図２】本発明に係わる主軸装置の第１実施例を示す断
面説明図である。

【図３】本発明に係わる主軸装置の第２実施例を示す断
面説明図である。

【図４】本発明に係わる主軸装置の第３実施例を示す断
面説明図である。

【図５】本発明に係わる主軸装置の第４実施例を示す断
面説明図である。

【図６】従来の主軸装置を示す断面説明図である。

【符号の説明】

２１，３１，４１，５１， 主軸装置 ２ 主軸 ２ａ 軸端 ３ ハウジング ３ａ，３ｂ 対向面 ４ 油軸受（すべり軸受） ６Ａ 軸端側流出路 ６Ｂ 油軸受側流出路（すべり軸受側流出路） ７ 圧縮気体回収路 ８ 排出路 ９Ａ，９Ｂ 環状排出溝 ２０，３０，４０，５０ 空気スラスト軸受（気体スラ
スト軸受） １１ 環状突起部 １１ａ 端面（軸端側受圧面） １１ｂ 端面（軸受側受圧面） １２Ａ 軸端側噴射口 １２Ｂ 油軸受側噴射口（すべり軸受側噴射口） １３Ａ，１３Ｂ 環状溝 ２２Ａ 軸端側補助噴射口 ２２Ｂ 油軸受側補助噴射口（すべり軸受側補助噴射
口） ２３Ａ，２３Ｂ環状補助溝 Ｐ 圧縮気体供給源 Ｓ１，Ｓ２ 空間容積

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大和田 優 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (72)発明者 大 谷 利 一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (72)発明者 宮 原 克 敏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (72)発明者 太 田 稔 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (72)発明者 和久田 学 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (56)参考文献 特開 平４−183502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−37119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−163031（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−61369（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−39302（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−52185（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−43541（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 32/06 B32B 19/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と、前記主軸を収容するハウジング
   と、前記ハウジングに設けられて前記主軸を非接触状態
   でラジアル方向に支持するすべり軸受を備えた主軸装置
   において、前記主軸のすべり軸受と相対する部位よりも
   軸端寄りの部位に、前記主軸の軸端側を向いて主軸に対
   して直交する軸端側受圧面および前記すべり軸受側を向
   いて主軸に対して直交する軸受側受圧面を両端面とした
   環状をなす突起部を主軸と同心状に設けると共に、前記
   ハウジングに、圧縮気体供給源から供給される圧縮気体
   を前記突起部の軸端側受圧面および軸受側受圧面に対し
   て軸方向に吹き付ける軸端側噴射口およびすべり軸受側
   噴射口を設けて、前記主軸を圧縮気体により非接触状態
   でスラスト方向に支持する気体スラスト軸受を形成し、
   前記主軸とハウジングとの間には、前記気体スラスト軸
   受から主軸の軸端および前記すべり軸受に向けて圧縮気
   体をそれぞれ流出させる軸端側流出路およびすべり軸受
   側流出路を設け、ハウジングの軸端側噴射口およびすべ
   り軸受側噴射口よりも主軸に近い部位には、突起部の軸
   端側受圧面および軸受側受圧面に対して圧縮気体供給源
   から供給される圧縮気体を軸方向に吹き付ける軸端側補
   助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口を設けて、前記
   軸端側補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口から噴
   出する圧縮気体の圧力を前記軸端側噴射口およびすべり
   軸受側噴射口から噴出する圧縮気体の圧力よりも低くし
   たことを特徴とする主軸装置。
2. 【請求項２】 すべり軸受側流出路をハウジングに設け
   た圧縮気体回収路と連通させた請求項１に記載の主軸装
   置。
3. 【請求項３】 ハウジングに気体スラスト軸受から圧縮
   気体を外部に排出する排出路を設けた請求項１または２
   に記載の主軸装置。
4. 【請求項４】 ハウジングの前記軸端側受圧面および軸
   受側受圧面と相対する対向面に、軸端側噴射口およびす
   べり軸受側噴射口から噴出する圧縮気体を主軸の円周方
   向に流す環状溝をそれぞれ設けた請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の主軸装置。
5. 【請求項５】 軸端側補助噴射口およびすべり軸受側補
   助噴射口の各々の口径を軸端側噴射口およびすべり軸受
   側噴射口の各々の口径よりも小さくして、前記軸端側補
   助噴射口およびすべり軸受側補助噴射口から噴出する圧
   縮気体の圧力を前記軸端側噴射口およびすべり軸受側噴
   射口から噴出する圧縮気体の圧力よりも低くした請求項
   １に記載の主軸装置。
6. 【請求項６】 ハウジングの前記軸端側受圧面および軸
   受側受圧面と相対する対向面に、軸端側補助噴射口およ
   びすべり軸受側補助噴射口から噴出する圧縮気体を円周
   方向に流す環状補助溝をそれぞれ設け、前記環状補助溝
   と突起部との間の空間容積を、軸端側噴射口およびすべ
   り軸受側噴射口から噴出する圧縮気体を主軸の円周方向
   に流す環状溝と突起部との間の空間容積よりも広くし
   て、前記軸端側補助噴射口およびすべり軸受側補助噴射
   口から噴出する圧縮気体の圧力を前記軸端側噴射口およ
   びすべり軸受側噴射口から噴出する圧縮気体の圧力より
   も低くした請求項１に記載の主軸装置。
7. 【請求項７】 ハウジングの前記軸端側受圧面および軸
   受側受圧面と相対する対向面に、環状溝および環状補助
   溝の間にそれぞれ位置して気体スラスト軸受の外部に圧
   縮気体を排出する環状排出溝を設けた請求項６に記載の
   主軸装置。