JPH03292414A - 高速回転用エアーベアリング - Google Patents

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］ 本発明は高速回転、高精度回転が必要とされる機器（例
えばポリゴンミラー回転軸、繊維巻き取り装置、高速切
削、研削機器）等のスピンドルユニット部分に使用され
るエアーベアリングに関するものである。

［従来の技術］ 従来の高速回転用エアーベアリングを第３図に示す。遠
心力によるロータ２０２の膨張を考慮してハウジング２
０１との間隙２０９の軸受隙間り、を大きめ（２０μｍ
程度）に設定している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来例に於ては以下のような欠点があっ
た。

静圧軸受の場合、軸とハウジングの軸受部材との間隙が
数ミクロンであるため、高速回転による遠心力で軸が膨
張した時に接触する。このため、あらかじめ間隙２０９
を大きめ（数十ミクロン）に設ける方法がとられている
が、この場合は静止時、あるいは低速回転域での剛性が
大きく低下してしまう。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、低速時、高速時ともに同様に大きな剛性の得られる
エアーベアリングの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段および作用コ木発明によれ
ば、遠心力の作用により間隙が広くなる部分と狭くなる
部分の双方に空気軸受としての機能を持たせることによ
り、高回転時に於ける接触、低回転時に於ける剛性の低
下を防ぐ構造としたものである。

［実施例］ 第１図は本発明によるエアーベアリング機構であり、同
図に於て、１はハウジング、２は回転軸、３は前記回転
軸２に直結されたスラストプレートである。４は多孔質
絞り５との間でラジアル静圧軸受の作用をしている円筒
状のフランジで、前記スラストプレート３と一体化され
ている。多孔質絞り６は前記回転軸２との間でラジアル
静圧軸受の作用をする。多孔質絞り７は前記スラストプ
レート３との間でスラスト方向の静圧軸受作用をする。

８は前記円筒状フランジ４と前記多孔質絞り５とにより
形成されるラジアル静圧軸受部の間隙である。

９は前記回転軸２と前記多孔質絞り６とにより形成され
るラジアル静圧軸受部の間隙である。

１０は前記多孔質絞り５〜７に給気するための給気路、
１１は排気路である。

上記構成において、前記回転軸２が停止時あるいは低回
転時に於いては前記間１！！８　（ｈ２　）と間隙９　
（ｈ、　）との大小関係はｈ＋＞ｈ２となっている。例
えばり、＝２０μｍ程度に対してｈ２＝５μｍ位に設定
される。このため、エアーベアリングの剛性は間隙８の
部分が間５！９の部分に対して支配的に作用している。

高回転になるに従い遠心力によって回転軸２およびスラ
ストプレート３は半径方向に膨張するため、ｈｌは減少
し、ｈ２は増加する。このため高速回転下に於てエアー
ベアリングの剛性は間隙９の方か間隙８に対し支配的に
なる。

このように前記ハウジング１の内周面、外周面双方にエ
アーベアリングの作用を設けることによって高速回転時
も低速回転時も同レベルの剛性を持つエアーベアリング
が可能となる。

前記実施例に於いては、ラジアル軸受部分は、内側（隙
間９）も外側（隙間８）も静圧方式となっているが、第
２図に示すように内側（隙間１０９）は動圧、外側（隙
間１０８）は静圧方式にしても良い。

この場合は回転軸１０２にヘリングボーン溝１１２を加
工する。この方式の場合は高速回転時回転軸の膨張によ
り間隙１０９が減少することと、動圧の効果による剛性
が回転数に比例することから高速回転時に特に高剛性を
必要とする場合に通している。

また、第１図、第２図の実施例において静圧エアーベア
リングは多孔質絞り方式になっているが自戒絞り、オリ
フィス絞り、表面絞り等化の絞り方式でも可能である。

［発明の効果コ 以上説明したように遠心力による膨張で間隙が増大する
部分と減少する部分の双方にエアーベアリングの効果を
持たせることによって高速回転時、低速回転時それぞれ
において各々のエアーベアリングの剛性に必然的に重み
付けされるため、状態に関係なく同じレベルの剛性を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高速回転用エアーヘアリングの断
面図、 第２図は本発明の他の実施例の断面図、第３図は従来例
によるエアーベアリングの断面図である。 １．１０１，２０１：ハウジング、 ２．１０２，２０２：回転軸、 ３．１０３．２０３ニスラストプレート、５，１０５，
６，２０６，７，１０７，２０７：多孔質パッド、 １０．１１０，２１０：給気通路、 １１．１１１，２１１：排気通路、 １１２：へリングボーン溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸と、該回転軸を保持するハウジングからな
   り、該回転軸とハウジングの内一方の部材が他方の部材
   を貫通して該一方の部材の外周面と他方の部材の内周面
   間に第１のラジアル軸受面を構成し、さらに該一方の部
   材のスラスト側端部にスラスト板を一体的に設け、該ス
   ラスト板の外周縁に前記他方の部材との間に第２のラジ
   アル軸受面を構成するフランジを設け、前記第１および
   第２のラジアル軸受面に気体軸受機構を設けたことを特
   徴とする高速回転用エアーベアリング。
2. （２）回転軸がハウジングを貫通し、該回転軸の両端に
   スラスト板を設け、各スラスト板にハウジングの外周を
   覆うフランジを設け、前記回転軸とハウジング間の第１
   のラジアル軸受面と、各スラスト板とハウジング間のス
   ラスト軸受面と、各フランジとハウジング間の第２のラ
   ジアル軸受面のハウジング側に気体軸受を構成するエア
   ー噴出手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の高速回転用エアーベアリング。