JPH02146312A - 静荷重型軸受 - Google Patents

静荷重型軸受

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JPH02146312A
JPH02146312A JP1064023A JP6402389A JPH02146312A JP H02146312 A JPH02146312 A JP H02146312A JP 1064023 A JP1064023 A JP 1064023A JP 6402389 A JP6402389 A JP 6402389A JP H02146312 A JPH02146312 A JP H02146312A
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JP
Japan
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bearing
load type
supply
medium
static load
Prior art date
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Application number
JP1064023A
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Inventor
Johannes Andreas H M Jacobs
ヨハネス・アドレアス・ヘンリカス・マリア・ヤコブス
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0681—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
    • F16C32/0685—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for radial load only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • F16C32/0622—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via nozzles, restrictors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C32/0666—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load of bearing pads

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軸受媒体の供給用の開口を一個以上設けた固
定配置型軸受パーツに対して可動するよう支承された構
成部品をもった静荷重型軸受特に静圧ガス軸受に関する
ものである。
（従来技術） 前述した種類の軸受は技術的に既知であると共に、十分
に薄い軸受として構成されている。このような軸受は、
作動時において、支承される構成部品の面と軸受パーツ
の面とが、これら面の間に形成された隙間部内の軸受媒
体の層によって、お互いに常時離間している特徴をもっ
ている。この種の問題は軸受が比較的低い剛性をもつこ
とにある。すなわち、軸受の隙間部の寸法と負荷との間
に起こる変化の割合が比較的小さなものとなっている。
したがって、負荷が増加すると、軸受の隙間部の寸法が
減少し、このことは、精密機械においては特に不利とな
る。
軸受の剛性を改良したものとしては、ドイツ連邦共和国
特許公開第２５４４８７２号に開示されている。
この場合において、軸受ブツシュには円錐状に延在した
軸受パーツが設けられており、この軸受パーツの円錐部
分は軸受の隙間部内の圧力に適応することができる。
既知の円錐形可変型軸受は、不安定な空気圧（すなわち
エアーハンマ）に対して敏感であると共に、構造がかな
り複雑になる不利益をもっている。更に、既知の軸受は
低負荷で多量の軸受媒体を消費する不利益をもっている
。
軸受媒体用の供給部を制御して、軸受の隙間部内の圧力
を変えることにより剛性を増すよう構成した十分に薄型
の流体圧軸受は米国特許第３４４２５６０号により更に
既知である。既知の軸受において、軸受媒体の供給量は
かなり多く、しかも不安定な空気圧（すなわちエアーハ
ンマ）と関連性をもっているガス軸受に特に利用するこ
とができる。
圧力変化に伴って通路の直径が変化する弾性供給開口に
よって剛性が増すよう構成した軸受はＡＳＭＥ　Ｔｒａ
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ　９，３１１−３１’Ｌ１９６６よ
り既知である。
本発明の目的は、高い剛性をもち、スラスト方向とラジ
アル方向との両方向の負荷を支持する軸受を構成し、構
造が簡単でしかもガス状の軸受媒体と液体状の軸受媒体
との両方を利用することのできる静荷重型軸受を提供す
ることにある。
（発明の開示） 本発明に係る軸受は、前記各供給開口に対向して閉鎖部
材を弾発的に配置し、前記構成部品の面と軸受パーツと
の間の軸受隙間部内で媒体の圧力が増加した場合、前記
閉鎖部材が前記供給開口から離れるように移動して、前
記供給開口と媒体用供給部との間の流れ抵抗が減少する
ように構成したことを特徴としている。
各閉鎖部材が前記供給開口の直前に配置されることに起
因して、閉鎖部材と軸受隙間部との間に導かれる媒体の
供給量を最小にすることができ、したがってエアーハン
マの発生をほぼ完全に回避することができる。軸受隙間
部内の圧力が増加した場合、この圧力が閉鎖部材に直接
作用し、その後、ばね圧に抗して供給開口から離れるよ
うに閉鎖部材は移動させられる。その結果、供給部と供
給開口との間の抵抗が減少し、軸受隙間部内の媒体の圧
力が付加的に増加して、結果的に隙間部の減少に対して
反発するような力が加わる。したがって、軸受に高い剛
性をもたせることができる。
本発明に係る軸受の他の実施態様において、回転シャフ
トと、周方向に沿って規則的に配分された供給開口を複
数個具え且つ前記シャフトを支持する軸受ブツシュとを
もったラジアル軸受として構成された本発明に係る静荷
重型軸受は、前記軸受ブツシュの周方向に配置され且つ
径方向に弾発的に支持された環状ブツシュによって構成
された前記閉鎖部材を具えたことを特徴としている。
更に他の実施態様において、前記環状ブツシュは、前記
供給開口に対向して配置され且つ側部により両側を制限
された中央部を有し、前記側部の各々と前記中央部との
間において、環状ブツシュ又は前記環状ブツシュに、前
記軸受媒体用の供給部と連通ずる環状溝部を設けたこと
を特徴とじている。
したがって、一方において、軸受媒体を、環状溝を介し
、環状ブツシュの中央部と軸受ブツシュとの間の隙間部
を通して供給開口及び軸受隙間部内に送り込むことがで
きる。他方において、供給された媒体の一部が、側部と
軸受ブツシュとの間の隙間部を通って流れ出る。シャフ
トに加わる負荷が変化した場合、先ず最初に、シャフト
が軸受ブツシュの一方の側に移動させられる。この側に
おいて軸受の隙間部は狭くなり、この側と径方向に対向
する側の隙間部は広くなる。軸受隙間部の狭い側におい
て圧力は増加し、これに対して、広い側の圧力は増加す
る。供給開口を介して、環状ブツシュはこの圧力差を感
知し、この圧力差の方向にブツシュは移動させられ、そ
の結果、軸受の隙間部が狭くなった側の供給開口は広範
囲に渡って開放され、他方の側の供給開口は広範囲に渡
って閉鎖される。したがって、軸受の隙間部が狭くなっ
た側において軸受媒体が素早（供給され、他方の側にお
いてこの供給は遅く達成され、結果的に、シャフトは元
の中央の位置に押し戻される。
また、軸部と軸受ブツシュとの間の媒体の流れは、ばね
として作用している。
環状ブツシュの中心部と軸受ブツシュとの間を調整して
径方向に所望の間隔を得るために、前記供給開口を設け
た前記軸受ブツシュの一部分と、これに対向して配置さ
れた前記環状ブツシュの一部分とを円錐形状に形成し、
前記環状ブツシュに対して軸線方向に移動させる調整手
段を設けたことを特徴としている。
（実施例） 以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第１図において、参照数字１は固定配置型軸受パーツを
示している。この固定配置型軸受パーツ１上に軸受フッ
ト部２を具え、この軸受フット部２は、傾斜して延在す
る軸受面４．５をもったパーツ３から構成されている。
軸受フット部２は更にパーツ６を具え、このパーツ６内
には凹状のチャンバ７が形成されている。
ダイアフラム８はパーツ３とパーツ６との間で張られて
いる。加圧された軸受媒体を、供給ダクト９を介して供
給させることができ、ダイアフラム８と軸受パーツ３と
の間で前記媒体を供給開口１０まで流すことができ、そ
して、軸受フット部２と固定配置型軸受パーツｌとの間
の軸受隙間部内１と、供給開口１０との境界部分が軸受
面４と５との間に形成されている。軸受媒体内の圧力に
起因して、ダイアフラム８は僅かに上方へ離間するよう
に押され、その結果、媒体の圧力の影響を受けて、ダイ
アフラム８と軸受パーツ３との間で所定の供給隙間部を
形成することができる。軸受フット部２に加わる負荷が
増加した場合、先ず、軸受フット部２が軸受パーツｌに
向けて加圧される。その結果、隙間部１１は小さくなる
。したがって、隙間部１１内の軸受媒体の圧力は増加す
ることとなる。
また、増加した圧力が供給開口に加わり、ダイアフラム
８に作用すると、その結果、ダイアフラム８が更に上方
に離れるよう押され、結果的に、ダイアフラム８とパー
ツ３との間の隙間部が大き（なり、そして、多量の媒体
が供給ダクト９から供給開口１０及び軸受隙間部１１ま
で流れ込む。その結果、軸受フット部２が上方即ちスタ
ート位置へ戻るように押される。したがって、負荷の増
加による軸受フット部２の位置変化が再び除かれ、この
ことは、軸受フット部２が負荷変化を感じないことを意
味している。他言すれば、軸受フット部２に限りなく高
い剛性を持たせることができる。
変形例として、加圧制御された媒体をチャンバ７内に導
くところの供給ダクト１２を、軸受フット２のパーツ６
に設けることもできる。したがって、ダイアフラム８の
バネ特性に影響を与えることができる。また、軸受フッ
ト部２の感度を所望の状態にすることができる。
第２．３図はラジアル軸受を示すと共に、２個の直交断
面を示している。このラジアル軸受はシ、ヤフト２１を
具え、このシャフト２１は固定配置型軸受ブツシュ２２
内で支承されている。軸受ブツシュ２２には、２つの軸
受面２３．２４が設けられていると共に、軸受面２３と
２４との間で周方向にわたって配分された軸受媒体用供
給開口２５が多数設けられている。供給開口２５の他側
の口は軸受ブツシュ２２内のチャンバ２６に形成されて
おり、このチャンバ２６には加圧された軸受媒体用の供
給部２７が設けられている。供給開口２５に対向してチ
ャンバ２６内にルーズリング２８が配置されており、こ
のリング２８は周方向にわたって配分されたばね２９に
よって径方向に支持されている。
本発明に係る軸受の作動を以下説明する。供給部２７を
介して、加圧された軸受媒体を供給する。
この軸受媒体は、チャンバ２６を介して、リング２８と
軸受フット部との間の隙間部３０を通って軸受開口２５
へ流れ、その後、軸受フット部とシャフトとの間の隙間
部３１を通って外界へ流れ出る。したがって、シャフト
２１に負荷が加わっていないとき、このシャフト２１は
軸受ブツシュ２２の中心に延在することとなる。このこ
とは、隙間部３１が全周にわたって同じ寸法をもってい
ることを意味すると共に、隙間部３１内で全周にわたっ
て同じ圧力が加わっていることをも意味している。開口
２５を介して、この圧力はリング２８にも加わっており
、その結果として、隙間部３０内で全周にわたって同じ
圧力が加わり、そして、この隙間部３１が全周にわたっ
て同じ寸法をもつこととなる。
所定方向の新たな負荷がシャフト２１に加わった場合、
先ず最初に、軸受ブツシュに対してこの方向にシャフト
２１が加圧される。その結果、負荷の方へ隙間部３１の
寸法が減少し、その一方で、これと径方向に対向する側
の領域で隙間部３１の寸法が増加する。
隙間部３１が狭くなった領域で、軸受媒体内の圧力は増
加し、これに対して、これと径方向に対向する側の領域
で隙間部３１は広くなり、軸受媒体内の圧力は減少する
こととなる。供給開口を通って、圧力がリング２８に作
用すると、この領域で圧力が増加し、リング２８が前記
供給開口２５から離れるように押される。その一方で、
圧力の減少した領域で、リング２Ｂは供給開口２５を更
に密に閉鎖する。
したがって、負荷が作用する方向と反対方向に、リング
２８はばね２９の作用に抗して移動させられる。
その結果、隙間部３１が狭くなった領域で、隙間部３０
は大きくなって、多量の軸受媒体が供給開口２５を介し
て軸受隙間部３１へ供給される。径方向に対向する側に
おいて、広くなった軸受隙間部３１の部分へ小量の軸受
媒体が流れ込んで、全く反対の状況が起こる。その結果
、隙間部３１内の軸受媒体によって、負荷と反対の力が
シャフト２１に加えられて、シャフト２１の位置が変え
られ、結果的に、シャフト２１は、中心位置の方へ押し
返される。
したがって、シャフト２１に加わる負荷の変化に対して
、軸受ブツシュ内でのシャフト２１の位置の変化が実質
的に又は全く起こらないようなシフト２１の支承が再び
得られ、結果的に軸受に高い剛性を与えることができる
。
第４図はラジアル軸受の他の実施例を示す断面図である
。この軸受はシャフト４１を具え、このシャフト４１は
、固定配置型軸受ブツシュ４２内で支承されている。軸
受ブツシュ４２には２つの軸受面４３と４４が設けられ
ており、軸受面４３と４４との間には、周方向にわたっ
て配分された軸受媒体用の供給開口４５が形成されてい
る。環状ブツシュ４８は軸受ブツシュ４２の周囲に配置
されていると共に、中央部４９と２つの側部５０．５１
　とを具えている。中央部４９は供給間口４５に対向し
て配置されていると共に、円錐状をなしている。中央部
４９と協働する軸受ブツシュ４２の部分もまた円錐状を
なしている。側部５０と５１は、溝部５２と５３によっ
て中央部４９からそれぞれ分離させられている。溝部５
２と５３は軸受媒体用供給部５４とそれぞれ連通してい
る。図中の破線は、軸受媒体用の溝部と供給部とが軸受
ブツシュ内でいかに形成されているかを示したものであ
る。
軸受ブツシュ４２に対して、環状ブツシュ４８を軸線方
向に変位させるために、軸受ブツシュにはＬ字状パーツ
５５が設けられており、ブツシュ４８にはＬ字状パーツ
５６が設けられている。Ｌ字状パーツ５６には調整ねじ
５７が取付けられており、このねじ５７によって、パー
ツ５５と５６との間の距離を変えることができる。第４
図に示された軸受の作動は第２．３図に示された軸受の
作動と同じである。軸受内のばね２９０機能は環状ブツ
シュ４Ｂの側部５０，５１によって代行されて、静荷重
型軸受を構成している。軸受ブツシュ４２に対してブツ
シュ４日の位置が変化させられた場合、隙間部５８．６
０内の軸受媒体の圧力が、前述の変化に対抗するような
ばね作用を生ぜしめると共に、全周にわたって隙間部５
８．６０の寸法が同じになるような位置にブツシュ４８
を再び配置させるような力をブツシュ４８に加えること
となる。
調整ねじ５７により、軸受ブツシュ４２に対してブツシ
ュ４８を軸線方向に移動させて、円錐形の中央部と、こ
れと協働する軸受ブツシュの部分とにより、隙間部６１
の幅を調整することができる。したがって、利用される
べき様々な状況に応じて軸受の剛性を変えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る軸受のうちのスラスト軸受を示す
断面図、 第２図、３図は本発明に係る軸受のうちのラジアル軸受
を示す断面図、 第４図は本発明に係る軸受のうちのラジアル軸受の他の
実施例を示す断面図である。 １．２２．２４・・・軸受パーツ ２、２１．４１・・・構成部品 ４、　５　：２３．２４；４３，４４・・・軸受面８．
２８．４８・・・閉鎖部材 ９．２７．５４・・・供給部 １０．２５．４５・・・供給開口 ５７・・・調整手段（調整ねじ）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、軸受媒体の供給用の開口を一個以上設けた固定配置
    型軸受パーツに対して可動するよう支承された構成部品
    をもった静荷重型軸受特に静圧ガス軸受において、前記
    各供給開口に対向して閉鎖部材を弾発的に配置し、前記
    構成部品の面と軸受パーツとの間の軸受隙間部内で媒体
    の圧力が増加した場合、前記閉鎖部材が前記供給開口か
    ら離れるように移動して、前記供給開口と媒体用供給部
    との間の流れ抵抗が減少するように構成したことを特徴
    とする静荷重型軸受。 ２、回転シャフトと、周方向に沿って規則的に配分され
    た供給開口を複数個具え且つ前記シャフトを支持する軸
    受ブッシュとをもったラジアル軸受として構成された請
    求項１記載の静荷重型軸受において、前記軸受ブッシュ
    の周方向に配置され且つ径方向に弾発的に支持された環
    状ブッシュによって前記閉鎖部材を構成したことを特徴
    とする静荷重型軸受。 ３、請求項２記載の静荷重型軸受において、前記環状ブ
    ッシュは、前記供給開口に対向して配置され且つ側部に
    より両側を制限された中央部を有し、前記側部の各々と
    前記中央部との間において、環状ブッシュ又は前記環状
    ブッシュに、前記軸受媒体用の供給部と連通する環状溝
    部を設けたことを特徴とする静荷重型軸受。 ４、請求項２又は３記載の静荷重型軸受において、前記
    供給開口を設けた前記軸受ブッシュの一部分と、これに
    対向して配置された前記環状ブッシュの一部分とを円錐
    形状に形成し、前記環状ブッシュに対して軸線方向に移
    動させる調整手段を設けたことを特徴とする静荷重型軸
    受。
JP1064023A 1988-03-17 1989-03-17 静荷重型軸受 Pending JPH02146312A (ja)

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NL8800656A NL8800656A (nl) 1988-03-17 1988-03-17 Statisch lager.

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