JP3592713B2 - 空気軸受 - Google Patents

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Description

この発明は空気軸受に関係しており、より詳細には改良された空力学軸受に関係している。
自己作動式空力学軸受は1940年から知られており、２つの間に微小な半径方向隙間を介して滑らかな表面の円筒形状をした軸受に回転自在に支持された滑らかな表面の円筒形状をした水平軸を備えている。軸受中の圧力分布は気体薄層が収斂／発散通路を通過する際の剪断の様子によって変化する。なお収斂／発散通路は軸の重さにより自動的に創出される。
軸の速度が増大するにつれて軸は真の同心状態に向かい移行するが、真の同心状態には決して到達しない。そして或る速度では、回転している軸の中心が軸の回転速度の半分の回転速度で軸受の中心の回りを回転し始めるという重大な不安定現象が突発するという欠点を従来の空気軸受は有している。これにより、軸の回りの圧力分布の歪みを創出していた機構が破壊され、その結果として負荷容量が全体として失われて非常に急速な膠着が生じる。
この発明の目的は、上述した如き従来の欠点を軽減し克服する改良された空気軸受を提供することである。
この発明に従った空気軸受は、非円筒形状の軸受中で回転自在な滑らかな表面の円筒形状の水平軸を備えており、軸受表面が少なくとも３つの頂点を有している浅いシヌソイド波形状であり、この中の１つの波の頂点のみが軸受の中心線に対して平行状態で長手方向に延出している溝を有している。
好ましくは、軸受は３つまたは５つの波を有している。さらには、複数の波の間の軸受表面は軸受の小さい方の直径上に位置し、複数の波の頂点は軸受の大きな方の直径上に位置している、ことが好ましい。
空気軸受の好ましい構造では、複数の波の頂点が軸受の中心線の回りで隣接する頂点に対し略120度毎に配置されている。
実施例
この発明に従った空気軸受の一実施例を例示の為だけに添付の図面を参照しながらこれから記載するが、添付の図面は上記一実施例の概略的な横断面である。
改良された空力学軸受１は非円形状をしており、軸受表面２は垂直平坦面において３つの頂点３を有した浅いシヌソイド波形状の輪郭をしている。３つの頂点３は破線で示されている大きな方の直径の円上に位置しており、３つの頂点３の間の軸受表面２は破線で示されている小さな方の直径の円上に位置している。
円筒形状の軸６は軸受１の中心を通過する中心線７の回りに回転する。３つの頂点３は隣接する頂点に対して略120度毎に配置されている。最上位置の頂点３には軸受１の中心線７に対して平行状態で長手方向に延出している溝８が形成されている。
この改良された軸受１は、空力学軸受システムの操作速度領域の範囲内での軸の回転速度の半分の速度での軸の円運動の不安定を無くしている。この軸受１は、軸の回転速度の半分の速度での軸の円運動の設定を阻止しているとともに、軸と軸受の両者が真円形状をしている通常の空気潤滑軸受と比較すると軸受の剛性が高いという重大な利点を有している。長手方向の溝は軸受の動的な安定性をさらに高めている。
図示の軸受１は、軸受表面に３つの波を有しているが、波の数は例えば５つへも増大することが出来る。

Claims (4)

  1. 非円筒形状軸受中で回転自在な滑らかな表面の円筒形状の水平軸を備えており、
    軸受表面（２）が少なくとも３つの頂点（３）を有している浅いシヌソイド波形状であり、この中の１つの波の頂点（３）のみが軸受の中心線（７）に対して平行状態で長手方向に延出している溝（８）を有している、
    ことを特徴としている空気軸受（１）。
  2. 軸受（１）が３つまたは５つの波の頂点（３）を有している、ことを特徴としている請求項１に 記載の空気軸受。
  3. 複数の波の間の軸受表面（２）が軸受（１）の小さい方の直径（５）上に位置しており、複数の波の頂点（３）が軸受の大きな方の直径（４）上に位置している、ことを特徴としている請求項１または２に 記載の空気軸受。
  4. 複数の波の頂点（３）が軸受の中心線（７）の回りで隣接する頂点（３）に対し略120度毎に配置されている、ことを特徴としている請求項１乃至３ のいずれか１項に記載の空気軸受。
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