JPH0155685B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転軸をハウジング内へラジアル静
圧軸受及びスラスト静圧軸受を介して回転自在に
支持する静圧軸受装置に関するものである。

イ 従来技術 従来の静圧軸受装置は、第１図に示す様に、ハ
ウジング１内に回転軸２を貫通させ、当該回転軸
２の中央部にロータ３とステータ４とから成るモ
ータ５を設け、且つ前記回転軸２の両側をラジア
ル静圧軸受６及びスラスト静圧軸受７にて回転自
在に支持させた構造となつている。

前記ラジアル静圧軸受６は、ハウジング１に圧
入されたスリーブ８の軸方向数箇所に放射状に伸
びるノズル孔９，９…を多数形成し、ハウジング
１の内径面に前記ノズル孔９，９…に対応させて
環状溝１０，１０…を形成し、さらにハウジング
１に形成した給気通路１１から半径方向に分岐さ
れた給気孔１２，１２…を環状溝１０，１０…に
夫々連通させた構造となつており、コネクタ１３
から供給される圧縮空気を給気通路１１及び給気
孔１２、環状溝１０、ノズル孔９を介してスリー
ブ８の内径面に噴出させて回転軸２に生ずるラジ
アル荷重を支える。

またスラスト静圧軸受７は、回転軸２に設けら
れたフランジ２ａの前後に配されたスラスト板１
４，１６に夫々軸方向に伸びるノズル孔１５，１
７を形成し、当該ノズル孔１５，１７の背面に周
方向に環状溝１８，１９を形成し、ハウジング１
に設けられた給気通路１１と環状溝１８，１９と
を給気孔２０，２１にて連通させた構造となつて
おり、給気通路１１に供給された圧縮空気を給気
孔２０，２１及び環状溝１８，１９、ノズル孔１
５，１７を介してスラスト板１４，１６の内側か
ら回転軸２のフランジ２ａに向けて噴出させて回
転軸２に生ずるスラスト荷重を支える。

上記構造の静圧軸受装置では、ラジアル静圧軸
受６をモータ５の両側に配置した構造となつてい
るので、回転軸２の長さが長くなり、装置全体が
大型となつていた。またモータ５が高速回転する
と、内部が高温となる為、モータ５を冷却する機
構が別途必要で構造も復雑となつていた。

ロ 発明の目的 この発明は回転軸を回転させるモータに軸受機
能と冷却機能を持たせることにより小型で且つ構
造の簡単な静圧軸受装置を提供せんとするもので
ある。

ハ 発明の構成 この発明はハウジング内に回転軸を貫通させ、
当該回転軸にロータを設け、前記ハウジングにス
テータを設けると共に回転軸をラジアル静圧軸受
及びスラスト静圧軸受を介してハウジングに回転
自在に支持させた静圧軸受装置において、前記ロ
ータとステータとよりなるモータ部にラジアル静
圧軸受を設けるとともに、ステータを構成する薄
いステータコアに打ち抜いたコイル孔を流体通路
としたものである。

ニ 実施例 第２図は本発明の一実施例を示す図面で、同図
において、２５はハウジング、２６はハウジング
２５内に貫通された回転軸、２７は回転軸２６を
回転させるモータ、２８はラジアル静圧軸受、２
９はスラスト静圧軸受である。

前記ハウジング２５は軸方向に給気通路３０を
形成し、且つ給気通路３０と連結させて軸方向数
箇所に半径方向に伸びる給気孔３１，３１…を形
成してある。またハウジング２５の先端面には半
径方向に給気通路３０と連通する分岐通路３２を
形成してある。このハウジング２５は先端面に、
中央部に円筒部３３ａを有する軸受スリーブ３３
を取付け、さらに軸受スリーブ３３の外側面にド
ーナツ盤状のスペーサ３４及びスラスト板３５、
スラスト押え３６を取付けてある。３７は給気通
路３０に接続したコネクタでコンプレツサ（図示
せず）から圧縮空気を給気通路３０へ供給する。

回転軸２６は先端部近傍に大径のフランジ３８
を形成してあり、両端部を夫々ハウジング２５及
び軸受スリーブ３３、スペーサ３４、スラスト板
３５、スラスト押え３６を貫通させて突出させ、
且つフランジ３８の前後面を軸受スリーブ３３と
スラスト板３５とに対応させてある。

モータ２７はステータ３９とロータ４０とで構
成され、ステータ３９はハウジング２５の内径面
に固定され、ロータ４０は回転軸２６に固定され
ている。前記ステータ３９は多数のステータコア
を軸方向に積重ね、その円周等配置に全長に亘つ
てコイル４１を装着させたものである。そしてこ
のステータ３９はハウジング２５に形成された給
気孔３１，３１…と対応させて外周面全周に亘つ
て環状溝４２，４２…を形成し、且つ各環状溝４
２，４２…の底部からステータ３９の内径面に向
つて内側にノズル孔４３ａ，４３ａを有する流通
路４３，４３…を多数放射状に形成して、ロータ
４０の外表面へ圧縮空気を噴出することによりラ
ジアル静圧軸受を構成するようにしてある。また
ステータ３９の内径面側には前記ノズル孔４３
ａ，４３ａ…と位置をずらさせて排気孔４４，４
４…を形成してある。前記ステータ３９は、例え
ば第３図乃至第６図に示す如き４種類のステータ
コア４５，４６，４７，４８を適宜組合わせて形
成してある。即ち、第１のステータコア４５は第
３図に示す如く、ドーナツ盤状で、その内径近傍
に扇形のコイル孔４９を円周等配置に復数形成し
たものである。第２のステータコア４６は第４図
に示す如く、ドーナツ盤状で、その内径を前記第
１のコア４５の内径よりも大形にし、前記コイル
孔４９を内径側に開口する、扇形のコイル孔５０
を形成したものである。第３のステータコア４７
は第５図に示す如く、ドーナツ盤状で、第１のコ
ア４５と同様その内径面近傍に扇形のノズル孔５
１を円周等配置に複数形成し、更に各ノズル孔５
１，５１…間に長尺なスリツト５２，５２…を放
射状に形成したものである。第４のステータコア
４８は第６図に示す如く、ドーナツ盤状で、第３
のステータコア４７と同様その内径面近傍に扇形
のコイル孔５３を円周等配置に複数形成し、各コ
イル孔５３，５３…の間に長尺なスリツト５４，
５４…を放射状に形成し、更に当該スリツト５
４，５４…の内端側を細くして絞り、内径面に開
口させたものである。尚、前記コイル孔４９，５
０，５１，５３は全て同一形状に形成し、且つス
リツト５２，５４も同一形状に形成する。

而してステータ３９の組立て時、ノズル孔４３
ａを有する流通路４３の形成部分では、第４のス
テータコア４８を中心にその前後に第３のステー
タコア４７を数枚重ねてスリツト５２，５４にて
内径側が絞られた角形ノズル孔４３ａを有する流
通路４３を形成し、排気孔４４の形成部分では第
２のステータコア４６を数枚重ね合せてコイル孔
５０の内径部で排気孔４４を形成し、他の部分で
は第１のステータコア４５を数枚重ねて配置させ
る。そして各ステータコア４５，４６，４７，４
８を接着剤等で接着して円筒形になし、その後、
流通路４３の外周面を給気孔の巾より大きな幅寸
法で研削して環状溝４２を形成し、最後に連続し
て連なつたコイル孔４９，５０，５１，５３にコ
イル４１を装着してステータ３９を組立て、同時
にラジアル静圧軸受２８を形成する。

スラスト静圧軸受２９は軸受スリーブ３３及び
スラスト板３５に、回転軸２６のフランジ３８に
対向させて回転軸２６の回りの円周等配置に複数
のノズル孔５５，５６を軸方向に形成し、一方の
ノズル孔５５，５５…を連通すべくハウジング２
５の端部に環状溝５７を形成し、且つ他方のノズ
ル孔５６，５６…を連通すべくスラスト板３５の
前面側に環状溝５８を成形してある。そして前記
環状溝５７をハウジング２５に形成された分岐通
路３２に連通させ、他方の環状溝５８を軸受スリ
ーブ３３及びスペーサ３４、スラスト板３５に形
成された連通孔５９を介して前記分岐通路３２に
連通させてある。６０はスペーサ３４に穿設した
排気孔である。６１は軸受スリーブ３３の円筒部
３３ａの円周等配置に半径方向に沿つて形成した
ノズル孔で、その外周側開口部を前記環状溝５７
に連通させてあり、ラジアル静圧軸受を形成して
いる。

上記構造の静圧軸受装置は、使用時、モータ２
７のステータ３９に装着したコイル４１に電流を
印加してロータ４０及び回転軸２６を回転させる
と共にコンプレツサからコネクタ３７を介して給
気通路３０へ圧縮空気を供給する。すると給気通
路３０に供給された圧縮空気は各給気孔３１，３
１…及び分岐通路３２、連通孔５９へ流れ込み、
各給気孔３１，３１…よりステータ３９の環状溝
４２，４２…を介して、流通路４３，４３…のノ
ズル孔４３ａ，４３ａからロータ４０の表面に噴
出してステータ３９とロータ４０との間にラジア
ル静圧軸受２８を構成して回転軸２６に生ずるラ
ジアル荷重を支える。他方分岐通路３２及び連通
孔５９より夫々環状溝５７，５８を介してノズル
孔５５，５５…、５６，５６…から回転軸２６の
フランジ３８の前後面に噴出してフランジ３８の
前後部にスラスト静圧軸受２９を構成し、回転軸
２６に生ずるスラスト荷重を支える。また環状溝
５７内の圧縮空気はノズル孔６１，６１…から回
転軸２６の表面に噴出し、当該部分でラジアル静
圧軸受を構成し、回転軸２６に生じるラジアル荷
重を支える。

ラジアル静圧軸受及びスラスト静圧軸受に供さ
れた圧縮空気は、一部は各部の隙間から外部へ排
出され、他の一部はステータ３９に形成された排
気孔４４からコイル孔４９，５０，５１，５３を
経て外部へ排出され、さらに他の一部はスペーサ
３４に形成された排気孔６０を介して外部へ排出
される。

第７図は他の実施例を示す図面で、この実施例
では、ステータ６２の内径側にコイル孔６３と内
径面とを連通するノズル孔６４を軸方向数箇所に
放射状に形成し、ハウジング２５の端部に給気通
路３０と連通する給気孔６５を形成し、給気通路
３０へ供給された圧縮空気を給気孔６５からコイ
ル孔６３及びノズル孔６４，６４…を経てロータ
４０の表面に噴出させてラジアル静圧軸受を構成
するようにしたものである。尚、同図において第
２図と同一符号は同一構成物を示す。

第８図はさらに他の実施例を示す図面で、この
実施例は回転軸２６内に軸方向に給気通路６６を
形成し、且つ軸方向数箇所に給気通路６６と連通
するノズル孔６７を放射状に形成し、さらにフラ
ンジ３８に軸方向にノズル孔６８を円周等配置に
形成してあり、前記回転軸２６の給気通路６６に
供給された圧縮空気をノズル孔６７からステータ
３９の内径面に噴出させてラジアル静圧軸受を構
成し、同時に他のノズル孔６８から軸受スリーブ
３３及びスラスト板３５へ噴出させてスラスト静
圧軸受を構成するようにしたものである。

ホ 発明の効果 この発明は回転軸を回転させるモータ部にラジ
アル静圧軸受を構成したので、回転軸の長さを短
かくすることができ、装着全体を小さくできる。
またモータ部にはラジアル静圧軸受を構成する為
の新鮮な空気が常時供給され、この空気がモータ
部の冷却をも同時に行うので、他の特別な冷却機
構が不要となり、構造が簡単になり、これらによ
り装置全体を非常にコンパクトにできる。さらに
回転軸の軸長が短くなる為、剛性が向上し、且つ
内部の冷却効果も高く温度上昇を抑えられるので
高速回転化が可能となる。

また、ステータを構成する薄いステータコアに
打ち抜いたコイル孔を流体通路としたから、コイ
ル孔を利用してコイルの冷却を直接積極的に行う
ことができ、軸受すきまにおける給気と相まつ
て、高い冷却効果を挙げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の静圧軸受装置を示す断面図、第
２図は本発明に係る静圧軸受装置を示す断面図、
第３図乃至第６図は各種ステータコアを示す正面
図、第７図及び第８図は他の実施例を示す断面図
である。 ２５……ハウジング、２６……回転軸、２７…
…モータ、２８……ラジアル静圧軸受、２９……
スラスト静圧軸受、３０……給気通路、３９……
ステータ、４０……ロータ、４３ａ……ノズル
孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸にロータを設け、ハウジングにステー
   タを設け、且つハウジング内へ回転軸を貫通させ
   ると共に、当該回転軸をラジアル静圧軸受及びス
   ラスト静圧軸受を介してハウジングに回転自在に
   支持させた静圧軸受装置において、前記ロータと
   ステータとよりなるモータ部にラジアル静圧軸受
   を設けるとともに、ステータを構成する薄いステ
   ータコアに打ち抜いたコイル孔を流体通路とした
   ことを特徴とする静圧軸受装置。 ２ コイル孔を、ロータとステータとの間のすき
   まに開口した排気孔と連通する排気側の流体通路
   としたことを特徴とする特許請求の範囲の記載１
   の静圧軸受装置。 ３ 前記ステータコアに打ち抜いたスリツトによ
   り、内径側が絞られたノズル孔を有する流通路を
   形成させたことを特徴とする特許請求の範囲の記
   載２の静圧軸受装置。 ４ 回転軸の内部に給気通路を設け、この給気通
   路と連通させてロータにノズル孔を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲の記載２の静圧軸受装
   置。 ５ コイル孔を、給気孔とノズル孔との間に位置
   する給気側の流体通路としたことを特徴とする特
   許請求の範囲の記載１の静圧軸受装置。