JPH04296219A - 静圧空気軸受 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば超精密加工機や
回転テーブル等の諸種の精密機器に使用される流体ダン
パ付の静圧空気軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来において、静圧空気軸受の剛性及び
安定性を高め、或いは適正な減衰係数が得られるように
するため、固定部と可動部との間の微小隙間に非圧縮流
体を介在させ、この非圧縮流体の粘性による減衰用ダン
パ機構を構成した流体ダンパ付の静圧空気軸受が本発明
者によって開発され、既に特願平２−２２２７２８号と
して出願されている。

【０００３】この種の静圧空気軸受は、流体ダンパの形
状や微小隙間の大きさ及びこの微小隙間に供給される非
圧縮流体の粘度によって、軸受全体の減衰係数を適切な
値に設定できるという優れた長所を有し、静圧空気軸受
の高剛性化に伴う減衰係数の低下及び不安定振動の発生
を防止することが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、回転軸受にな
るとスラスト軸受部とジャーナル軸受部とが互いに直角
方向に存在するため、その何れかが重力の影響を受ける
ことになり、流体ダンパの構成が困難になる。また、減
衰特性の効果上から静圧空気軸受の近傍に流体ダンパを
設置すると、流体が静圧空気軸受内に流入する可能性が
あり、その流入を防止するための機構が複雑になるとい
う問題もある。

【０００５】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
減衰特性を改善して静圧空気軸受の安定性を高めると共
に、減衰特性を制御して実機搭載時の軸受の最適減衰値
を設定できるようにし、かつ比較的簡易な構造により静
圧空気軸受部への流体の流入を防止できるようにした静
圧空気軸受を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る静圧空気軸受は、非圧縮流体の粘性に
よる減衰用流体ダンパを、静圧空気軸受部の一端の外側
部に同軸に設けたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】上述の構成を有する静圧空気軸受は、流体ダン
パの軸部と軸受部との間の微小隙間及び流体ダンパの軸
部のスラスト面と軸受部のスラスト面との間の微小隙間
の大きさと、それらの微小隙間に注入する非圧縮流体の
粘度によって軸の減衰係数が決定される。

【０００８】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明を回転型静圧空気軸受に適用した一
実施例を示し、静圧空気軸受の軸と直列に流体ダンパを
接続した構造を有している。図１において、線分Ａ−Ａ
の右側が静圧空気軸受部Ｂ、左側が流体ダンパ部Ｄであ
り、両部は線分Ａ−Ａ部分で堅固に接続され一体化され
ている。静圧空気軸受部Ｂはジャーナル軸受部とスラス
ト軸受部とから構成されており、回転軸１は軸受本体２
にジャーナル軸受部３、スラスト軸受部４を介して嵌入
されている。軸受本体２には空気供給部５が設けられ、
ジャーナル軸受部３、スラスト軸受部４に面してオリフ
ィス６、ポケット部７が形成されている。

【０００９】一方、流体ダンパ部Ｄはジャーナル面ダン
パ部１０とスラスト用ダンパ部１１とから成り、ジャー
ナル面ダンパ部１０では回転軸１に延長して形成された
軸部１ａと、軸受本体２に延長して形成された軸受部２
ａとの間に適切な微小隙間１３が設けられ、ここに注入
口１４から注入された非圧縮流体が満たされ、この流体
は流出口１５、１５’から流出するようになっている。 ここでは、微小隙間１３の大きさ及び流体粘度によって
減衰係数が決定されるから、ジャーナル軸全体の減衰特
性を調整することができる。

【００１０】スラスト用ダンパ部１１においては、軸の
スラスト面２０と軸受のスラスト面２１との間に適切な
微小隙間２２が設けられている。そして、この微小隙間
２２に通ずる注入口２３、２４、流出口２５が設けられ
ている。

【００１１】注入口２３又は２４から非圧縮流体が注入
されると、流体は流出口２５及び一部は流出口１５’か
ら流出する。即ち、回転軸１の回転時には注入口２３か
ら流入した非圧縮流体が遠心力によって微小隙間２２を
満たして流出口２５及び１５’から流出する。一方、非
回転時には注入口２４から流入した非圧縮流体が、スラ
スト面の外周部から流入して微小隙間２２を満たし、流
出口２５及び１５’から流出する。軸の減衰係数は微小
隙間２２の大きさと流体粘度によって決定され、スラス
ト軸全体の減衰特性を調整することができる。以上の実
施例では次のような機能上の利点が得られる。

【００１２】（１）　一般に、静圧空気軸受はばね定数
を大きくすると、減衰係数が低下して不安定現象を発生
する虞れがあるが、本実施例では減衰係数の大きい流体
ダンパ部Ｄを付加することにより、軸全体の減衰係数を
大きくすることができる。従って、不安定現象の発生を
抑制できるため、十分にばね定数の大きい軸受を実現す
ることが可能になる。

【００１３】（２）　減衰係数を流体粘度や微小隙間１
３、２２の大きさを変えることによって、任意の値に設
定することができる。例えば、精密加工機における軸受
の減衰特性は、ワークの加工精度に大きな影響を及ぼす
ので、流体ダンパ部Ｄの流体粘度や微小隙間１３、２２
を適切な値に選択して、軸受全体の減衰係数を最適な値
に設定すれば、ワークの加工精度を大きく向上すること
ができる。

【００１４】（３）　流体ダンパＤ部を静圧空気軸受部
の一端外側部に同軸に設けてあるため、例えば工作機械
において、刃物又は砥石と静圧空気軸受部Ｂとの中間に
流体ダンパ部Ｄ部を介在させるように配置すれば、外力
による影響を効果的に減衰させることが可能となる。ま
た、上述の実施例において流体ダンパＤ部に減衰係数を
能動的に制御する減衰係数制御手段を付加することも可
能である。

【００１５】（４）　種々の流体の粘性特性の差異を利
用して多種のダンパ機能を用いる場合において、非圧縮
流体の注入口１４、２３、２３が静圧空気軸受部Ｂと隔
離されているため、流体の交換作業を容易に行える。更
に、実施例はポケット付きオリフィス絞り方式について
説明したが、他の絞り方式例えば表面絞り方式等にも同
様に適用できる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る静圧空
気軸受は、非圧縮流体の粘性により軸受全体の減衰係数
を増加させることによって、高剛性かつ安定的な静圧空
気軸受を実現することが可能となる。また、ジャーナル
用ダンパ部とスラスト用ダンパ部とを重力の影響を受け
ずに共に設置することができ、しかも軸の用途に応じた
最適の減衰特性を任意に設定することが可能である。更
に、静圧空気軸受部の一端の外側部に流体ダンパ部を付
加した機構になっているため、比較的簡易な機構で非圧
縮流体の静圧空気軸受部への流入を防止できると共に、
同一軸受に多種の特性のダンパ機能を付加して諸種の用
途に供することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る静圧空気軸受の一実施例の断面図
である。

【符号の説明】

Ｂ　　静圧空気軸受部 Ｄ　　流体ダンパ部 １　　回転軸 １ａ　　軸部 ２　　軸受本体 ２ａ　　軸受部 ３　　ジャーナル軸受部 ４　　スラスト軸受部 ５　　空気供給部 １０　　ジャーナル用ダンパ部 １１　　スラスト用ダンパ部 １３、２２　　微小隙間 １４、２３、２４　　注入口 １５、２５　　流出口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非圧縮流体の粘性による減衰用流体ダ
   ンパを、静圧空気軸受部の一端の外側部に同軸に設けた
   ことを特徴とする静圧空気軸受。
2. 【請求項２】　　前記静圧空気軸受部をスラスト軸受部
   とジャーナル軸受部とから構成した請求項１に記載の静
   圧空気軸受。
3. 【請求項３】　　前記流体ダンパをスラスト用ダンパ部
   とジャーナル用ダンパ部とから構成した請求項１に記載
   の静圧空気軸受。
4. 【請求項４】　　前記流体ダンパは、静圧空気軸受部の
   一端外側部において、回転軸に延長して設けた軸部と、
   軸受本体に延長して設けた軸受部との間に微小隙間を形
   成し、その微小隙間に非圧縮流体を介在させた請求項１
   に記載の静圧空気軸受。
5. 【請求項５】　　前記流体ダンパに減衰係数を能動的に
   制御する減衰係数制御手段を付加した請求項１に記載の
   静圧空気軸受。