JP5397810B2 - 流体軸受及びそれを備えた非対称流体供給式流体軸受装置 - Google Patents
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Description
図2(a)に示すように、本発明の実施形態に係る流体軸受装置1は、非対称流体供給式となっており、この方式を実現するための流体軸受として略円筒形状の軸受本体2を備えている。軸受本体2は金属材料から成形されるが、その材料は特に限定されない。軸受本体2は、軸線方向一側(図2(a)左側)の第1軸受半体3と、軸線方向他側(図2(a)右側)の第2軸受半体4とを組み付けてなる。より具体的には、第1軸受半体3の軸線方向他側の端面(以下「第1端面5」という)が、第2軸受半体4の軸線方向一側の端面(以下「第2端面6」という)に軸線方向に突き合わされた後、第1軸受半体3が第2軸受半体4にボルト(図示せず)で結合される。
次に、この作用を具体的に実現するための構成について説明する。図2(a)に示すように、前述した軸受本体2を備える流体軸受装置1には、第1圧力調整器31及び第2圧力調整器32と、制御装置33と、偏心量検出器34と、流体供給源35とが更に備えられる。
図3は流体軸受装置における負荷側及び反負荷側それぞれの軸方向圧力分布の模式図であり、(a)には本実施形態に係る分布、(b)には一般的な従来型に係る分布をそれぞれ模式的に示している。
図6は、本発明に係る流体軸受装置において、反負荷側の供給圧を変化した場合における偏心率に対する負荷容量の数値計算結果を示している。なお、計算法及び作動流体は図4に示したものと同様であり、計算緒元についても反負荷側の供給圧を除いて図4に示したものと同様である。負荷側の供給圧は0.8MPa(gauge)で固定し、反負荷側の供給圧は0.8MPa(gauge)から0.2MPa(gauge)までの範囲内で0.2MPa(gauge)間隔で変化させる。図6に示すように、反負荷側の供給圧が小さくなるほど、すなわち、負荷側と反負荷側とで供給圧の非対称性が大きくなるほど、負荷容量が増加することがわかる。
ここで、図6を参照すると、偏心率が0から所定値(0.6程度)に至るまでの間は負荷容量が略線形で変化するが、偏心率がこの所定値を超えて大きくなると、負荷容量の変化率が低下する。このため、一般に流体軸受においては、高偏心率領域での安定的な負荷支持が難しく、軸受が損傷するおそれが高まるという技術的課題がある。他方、本実施形態では、負荷側の圧力と反負荷側の圧力との非対称性を自在に変化させることができるため、これに対応することが可能である。
2 軸受本体(流体軸受)
7 軸受孔
8 軸受隙間
9,10 流体流入孔
11 流体流路
12,13 分割流体流路
14,15 流体絞り
31,32 圧力調整器
33 制御装置
34 偏心量検出器
35 流体供給源
50 回転軸
Claims (4)
- 軸受隙間に供給する流体の圧力で軸の負荷を支持する流体軸受であって、
軸受本体と、
前記軸受本体に形成され、前記軸が挿通される軸受孔と、
前記軸受本体の外周面に開口し、外部から流体が流入する流体流入孔と、
前記軸受本体内で前記軸受孔を外囲し、前記流体流入孔に連通する流体流路と、
前記流体流路を前記軸受孔に連通させる流体絞りと、を有し、
前記軸受本体は、軸線方向一側の第1軸受半体と、軸線方向他側の第2軸受半体とを組付けてなり、前記第1軸受半体の軸線方向他側の端面である第1端面が前記第2軸受半体の軸線方向一側の端面である第2端面と軸線方向に突き合わされ、前記第1端面に形成された溝が前記第2端面で閉鎖されることで、前記流体流入孔、前記流体流路及び前記流体絞りが形成され、
前記流体流入孔が2つ設けられ、前記第1端面及び前記第2端面のうちの一方に設けられて負荷側と反負荷側との境界部分に位置する仕切り部が前記溝のうち前記流体流路を構成する部分を分割することで前記流体流路が前記流体流入孔に対応して負荷側と反負荷側の2つの分割流体流路に仕切られ、前記分割流体流路にはそれぞれ少なくとも1つの前記流体絞りが連通していることを特徴とする流体軸受。 - 前記溝のうち、前記流体絞りを構成する部分の深さが、前記流体流路を構成する部分の深さよりも浅い、請求項1に記載の流体軸受。
- 軸受隙間に供給する流体の圧力で軸の負荷を支持する流体軸受と、
前記流体軸受に流体を供給する流体供給源と、
前記流体供給源から供給される流体の圧力を制御する制御装置と、を備え、
前記流体軸受が、
前記軸が挿通される軸受孔と、
前記流体軸受の外周面に開口し、外部から流体が流入する流体流入孔と、
前記流体軸受内で前記軸受孔を外囲し、前記流体流入孔に連通する流体流路と、
前記流体流路を前記軸受孔に連通させる流体絞りと、を有し、
前記流体流入孔が複数設けられ、前記流体流路が前記流体流入孔に対応して複数の分割流体流路に仕切られ、前記分割流体流路にはそれぞれ少なくとも1つの前記流体絞りが連通しており、
前記流体供給源が、負荷側の軸受隙間に供給される流体の圧力が反負荷側の軸受隙間に供給される流体の圧力よりも大きくなるように、前記流体軸受に設けられた複数の流体流入孔に互いに異なる圧力の流体を供給可能に構成され、
前記制御装置は、前記軸の軸線の前記軸受孔の軸線に対する偏心量に対する負荷容量を線形に変化させるべく、偏心量が大きくなるにしたがって負荷側と反負荷側との圧力差が大きくなるように且つ偏心量が所定の閾値を超える高偏心率領域においては偏心量に対する圧力差の変化率がより大きくなるようにして、前記複数の流体流入孔のそれぞれに供給する流体の圧力を制御することを特徴とする非対称流体供給式流体軸受装置。 - 前記流体軸受が、前記軸受孔が形成される軸受本体を有し、
前記軸受本体は、軸線方向一側の第1軸受半体と、軸線方向他側の第2軸受半体とを組付けてなり、前記第1軸受半体の軸線方向他側の端面である第1端面が前記第2軸受半体の軸線方向一側の端面である第2端面と軸線方向に突き合わされ、前記第1端面に形成された溝が前記第2端面で閉鎖されることで、前記流体流入孔、前記流体流路及び前記流体絞りが形成され、
前記流体流入孔が2つ設けられ、前記第1端面及び前記第2端面のうちの一方に設けられて負荷側と反負荷側との境界部分に位置する仕切り部が前記溝のうち前記流体流路を構成する部分を分割することで前記流体流路が前記流体流入孔に対応して負荷側と反負荷側の2つの分割流体流路に仕切られる、請求項3に記載の非対称流体供給式流体軸受装置。
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