JPH02195017A - 静圧気体軸受スピンドル - Google Patents

静圧気体軸受スピンドル

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JPH02195017A
JPH02195017A JP1012875A JP1287589A JPH02195017A JP H02195017 A JPH02195017 A JP H02195017A JP 1012875 A JP1012875 A JP 1012875A JP 1287589 A JP1287589 A JP 1287589A JP H02195017 A JPH02195017 A JP H02195017A
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grooves
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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〕 この発明は、静圧気体軸受により主軸を非接触で支持す
る静圧気体軸受スピンドルに関する。
〔従来の技術〕
静圧気体軸受スピンドルは、各種工作機械、工業用ロボ
ットの腕等に用いられ、非接触式で高速回転が可能であ
り、また潤滑油による汚染が無い等種々の利点を有する
。
第５図に示すように、か−る従来の静圧気体軸受スピン
ドル１００は、一般に半径方向の荷重及びモーメント荷
重を支持するために２つ以上のジャーナル軸受が静圧気
体軸受として用いられる。
第５図は上記ジャーナル軸受として４つの軸受スリーブ
２０′が主軸２０に対して嵌合され、ハウジング３０に
設けられている。圧縮気体としての給気は、入口１１０
から分流１１１．１１２．１１３．１１４に分流され図
示のそれぞれの部位に供給される。このとき分流１１３
は給気通路５０、円周方向環状溝７０、絞り孔７１を介
してジャーナル軸受の隙間８０間にそれぞれ供給される
。軸受スリーブ２０′のそれぞれの両端から流出する排
気は、排気孔９０から外部へ排出されるか、あるいは主
軸２０の両端から直接排出される。４０はハウジング円
筒部、１２０は分流１１４のための環状溝、１３０は主
軸フランジ、１４０は主軸２０のスラストを支持するた
め、駆動部側のハウジング３０＃を主ハウジング３０へ
連結するためのボルトである。主軸フランジ１３０は分
流１１２と１１４の対向する給気圧で同様に静圧軸受と
して支持されている。なお、給気通路５０及び排気孔９
０は通常ドリル等により機械加工により穿設される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、か−る従来の静圧気体軸受スピンドルを
、例えば工作機械等の移動台に取付けて高速で精密な位
置決めをする場合などでは、軸受スピンドルは極力小型
、軽量でなければならない。
ところが、圧縮気体源からの給気は、入口１１０から絞
り孔７１までの途中経路における圧力損失を極力小さく
することによって良好な軸受性能を得るため、絞り孔７
１までの給気流路断面積を十分な大きさのものとして確
保する必要がある。
これは、絞り孔７１からの静圧気体として一定の圧力と
一定給気盪が必要なためである。第６図は第５図の線■
〜■から見た断面である。
従って、第５図に示したような従来の給気通路の形式で
は、ハウジング内での給気通路５０に対して一定以上の
断面積のものが必要となり、このためハウジング３０の
ジャーナル軸受部分の肉厚が大きくなって、小形・軽量
化が困難である。
さらに、上記形式〇給排気構造では、特に排気孔９０等
から異物、金属破片等が侵入し易く、この場合は軸受の
焼付き等の原因となる。これは、排気孔からの排気を大
気圧に近づけて排気させるため周方向に相当数の排気孔
を設ける必要があるからである。
二の発明は、か−る従来の静圧軸受スピンドルの問題点
を解決し、ハウジング内に設けられた大径の給気流路、
排気路を小断面積で数条のものに置き代え、環状溝を省
略することによってノ飄つジング径を極力小さく、全体
をコンパクト化した静圧気体軸受スピンドルを提供する
ことを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、この発明では上記課題を解決するための手段と
して、工作機械等の回転軸などに用いられる主軸と、静
圧気体軸受としてこれを非接触で支持する少なくとも１
つの軸受スリーブと、主軸と軸受スリーブの内面間に形
成される複数のジャーナル軸受面と、前記軸受スリーブ
を収納するノ１ウジングとを備え、前記軸受スリーブは
圧縮気体供給源からの圧縮給気を円周方向へ導く環状溝
、この環状溝へ導通し軸受スリーブの外周面に設けられ
各ジャーナル軸受面へ給気絞り孔を介して圧縮給気を導
く少なくとも３以上の軸方向給気溝、及び各ジャーナル
軸受面からの排気を外部へ導く軸方向排気溝とから成り
、前記軸方向給気溝及び排気溝に対してはそれぞれ適宜
間隔て給気絞り孔、排気孔を複数個設けて成る静圧気体
軸受スピンドルの構成を採用したのである。
前記軸方向給気溝及び排気溝は、その列数を互に隣接し
て対応する数段け、また環状溝は軸受スリーブの一端に
形成するようにしてもよい。
〔作用〕
上記のように構成したこの発明では、給気導入口から送
り込まれる圧縮給気は給気通路内で分流されて少なくと
も３以上の軸方向給気溝に分流され、さらに給気溝に設
けられた複数個の給気絞り孔からジャーナル軸受面に噴
出される。ジャーナル軸受面は軸受スリーブと主軸の間
に形成されたわずかな隙間を有し、これに送り込まれる
圧縮給気により主軸はその回転中軸受スリーブに対して
非接触で支持される。従って回転時の金属間の摩擦損失
が最小限になる。
ジャーナル軸受面に送り込まれた給気はその軸受面を通
り排気孔の方へ移動し、軸方向排気溝に集められてほり
主軸の軸方向に沿って排出される。
このため排気口から反対方向に異物が逆流することがな
くなる。
上記のように給排気が送られるように構成されているた
め、軸方向溝はその断面形状をほり長方形とすることが
でき、このため断面積の大きな給排気路が確保され、し
かもこれら給排気孔は従来のようにハウジングに設けら
れているのではな（、軸受スリーブ自体に設けられてい
るから）ｚＱリジング断面積も小さくなり、従って静圧
気体軸受スピンドル全体が小型・軽量化されることにな
る。
〔実施例〕
以下この発明の好ましい実施例について添付図を参照し
て説明する。
第１図に示すように、この実施例の静圧気体軸受スピン
ドル１は、工作機械等の回転軸に用し）られる主軸２を
ハウジング３内に挿通軸支してむ）る。
主軸２はハウジング３の主）ｚ？）ソング４内に設けら
れた軸受スリーブ６に嵌挿されており、この軸受スリー
ブ６の外周面上には後述する軸方向給気溝５、軸方向排
気溝１０等が設けられている。１１は給気導入口である
。
第２図は第１図の線■−■から見た断面図であり、主ハ
ウジング４内に軸受スリーブ６、主軸２の大径部２′が
嵌合しているのが分る。
第３図は上記第１図、第２図に示した軸受スリーブ６の
拡大斜視図である。その軸方向に沿って前記軸方向給気
溝５、同排気溝１０がそれぞれ互に隣接して複数個設け
られている。そしてこれらの溝５．１０には圧縮給気、
排気をするための給気絞り孔７、排気孔９が適当数（図
示ではそれぞれ４ケ所ずつ）設けられている。給気絞り
孔７から供給される圧縮給気は、第１図に示すように主
軸２の大径部２′と軸受スリーブ６との間にわずかな隙
間を形成されているジャーナル軸受８に送り込まれ、こ
れにより静圧軸受の役目を果たしている。このジャーナ
ル軸受８は通常は複数ケ所主軸の必要幅に応じて設けら
れる。
この実施例では、軸受スリーブ６の右端付近には圧縮気
体供給源からの圧縮給気を円周方向へ導く環状溝１２が
設けられている。従って、この環状溝１２によって各列
の軸方向給気溝５へバランスしてそれぞれ給気が分配さ
れる。なお、給気絞り孔は自戒絞り、オリフィス絞り、
毛細管絞り、多孔絞りなどのいずれの形式のものであっ
てもよい。
上記のように、軸方向給気溝へ送られた圧縮給気は、給
気絞り孔７からジャーナル軸受面８へ送られ、排気孔９
を介して軸方向排気溝１０より排気される。
また、軸受スリーブ６の右端に接してフランジ部１３が
設けられている。このフランジ部１３は主軸２に固定さ
れ、主軸２のスラスト支持をするために設けられている
。
フランジ部１３によるスラスト支持のため、主ハウジン
グ４に対してスラスト受は部材３ａを内装しているカプ
ラー３′がボルト１４により接合されている。このカプ
ラー３′内には、第１図に示すように、圧縮給気をフラ
ンジ部１３の右側へ導くための給気通路が設けられてお
り、フランジ部１３の左側の給気絞り孔７′とこれに対
向して設けたちのスラスト受は部材３ａの給気絞り孔７
“によりスラスト方向の静圧気体軸受の役目を行なって
いる。
上記のように構成したこの実施例の作用について次に説
明する。
給気導入口１１から送り込まれる圧縮給気は給気通路を
介して分流１１．．１１□、１１．．１１４に分流され
てそれぞれの給気絞り孔７．７′７“へ導かれる。この
時軸方向給気溝５は軸受スリーブ６の外周面に形成され
ているから、従来のようにこの軸受スリーブ６の外側主
ハウジングに給気通路を設ける必要がない、従って主ハ
ウジング４の断面積が小さ（なり、このため静圧気体軸
受スピンドルが小型・軽量化される。
軸受スリーブ６の給気絞り孔７から送り込まれた圧縮給
気により主軸２は、回転中軸受スリーブ６とは非接触で
回転され、その排気は軸方向排気溝１０から排出される
ことは前述した通りである。
第４図は前記第１実施例と若干構成の異なるもう１つの
実施例の縦断面図である。この実施例では、圧縮給気の
給気導入口１１を主軸に平行に設けたこと、主軸の大径
部２′の右側端がや一離れていること、従って軸方向給
気溝５が若干長くなり、又排気路が左側の短い部分と右
上部に独立に設けたもの（排気口１３″）から成ること
等の点で構成が異なるが、作用については第一実施例と
ぼり同じである。
〔効果〕
以上詳細に説明したように、この発明では圧縮給気、排
気のための通路として軸方向給気溝、軸方向排気溝、及
び環状溝を円筒状の軸受スリーブにそれぞれ設けるよう
にしたから、従来のように給・排気路を主ハウジングに
設ける必要がない。
又、軸方向溝は複数個設けられ、かつ断面形状をは＼゛
長方形とすることができるから、断面積の大きな給気通
路を容易に確保できる。又、円周方向の環状溝よりも左
側の主ハウジングは給・排気溝をシールできれば十分で
あるから肉厚を薄くできる。従って、小型、軽量でかつ
良好な軸受性能を有する静圧気体軸受スピンドルが得ら
れる。
また、排気溝は主としてスピンドル端がら軸方向へ流出
させるように構成したから、軸受ごとに排気孔を周方向
に多数個設ける従来の形式のものに比較して軸受隙間に
異物が侵入し難い、さらに、軸受スリーブが一体である
ため、加工、組立が容易で時間の短縮化、コストの低下
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による静圧気体軸受スピンドルの第
一実施例の縦断面図、第２図は第１図の線■−■から見
た断面図、第３図は軸受スリーブの拡大斜視図、第４図
は第二実施例の縦断面図、第５図は従来例の縦断面図、
第６図は第５図の線ｖｙ−ｖ＋から見た断面図である。 １・・・・・・静圧気体軸受スピンドル、２・・・・・
・主軸、　　　　　２′・・・・・・大径部、３・・・
・・・ハウジング、　　　４・・・・・・主ハウジング
、５・・・・・・軸方向給気溝、　６・・・・・・軸受
スリーブ、７．７′、７＃・・・・・・給気絞り孔、８
・・・・・・ジャーナル軸受、 １０・・・・・・軸方向排気溝、 １１１．１１ｔ、１１３ １２・・・・・・環状溝、 １４・・・・・・ボルト。 ９・・・・・・排気孔、 １１・・・・・・給気導入口１ ．１１．・・・・・・分流、 １３・・・・・・フランジ部、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）工作機械等の回転軸に用いられる主軸と、静圧気
    体軸受としてこれを非接触で支持する少なくとも１つの
    軸受スリーブと、主軸と軸受スリーブの内面間に形成さ
    れる複数のジャーナル軸受面と、前記スリーブを収納す
    るハウジングとを備え、前記軸受スリーブは圧縮気体供
    給源からの圧縮給気を円周方向へ導く環状溝、この環状
    溝へ導通し軸受スリーブの外周面に設けられ各ジャーナ
    ル軸受面へ給気絞り孔を介して圧縮給気を導く少なくと
    も３以上の軸方向給気溝、及び各ジャーナル軸受面から
    の排気を外部へ導く少なくとも１以上の軸方向排気溝と
    から成り、前記軸方向給気溝及び排気溝に対してはそれ
    ぞれ適宜間隔で給気絞り孔、排気孔を複数個設けて成る
    静圧気体軸受スピンドル。
  2. （２）前記軸方向給気溝及び排気溝の列数を互に隣接し
    て対応する数段け、前記環状溝を前記軸受スリーブの一
    端に形成したことを特徴とする請求項１に記載の静圧気
    体軸受スピンドル。
JP1012875A 1989-01-20 1989-01-20 静圧気体軸受スピンドル Expired - Lifetime JPH0726650B2 (ja)

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