JPH06511534A - 静圧軸受装置 - 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】 静圧軸受装置 この発明は、一般に二つの部材間のほとんど摩擦のない相対運動を可能にするた めの静圧軸受に関し、なかでも球状静圧軸受に関する。

米国特許第４，９５６，９９０号には、缶の胴体を成形するための装置が開示さ れている。この特許の装置においては、歯車の回転が、各歯車に締結された取り 付は部材を回転させる。貫通して延びる中心孔を有する球状軸受が各取り付は部 材に取り付けられ、連結部材の遠端部が前記中心孔の中で滑動するように取り付 けられている。もう一方の遠端部はピストンに連結されている。各歯車が回転す ると、球状軸受は取り付は手段の中で動き、前記遠端部は中心孔の中で滑動して 、ピストンに往復運動させる力を働かせる。このような運転は球状軸受に大きな 負荷をかけるため、球状軸受と取り付は手段の間の運動と遠端部と中心孔の間の 運動が、非常に高い負荷を支える一方で、はぼ摩擦のない状態であることが非常 に重要である。本発明は、このようなほとんど摩擦のない運動を得るための静圧 軸受手段を提供するものである。

本発明は、ソケットの中に取り付けられたボールがほとんど摩擦なく運動でき、 またそのボールが、ボール内でほとんど摩擦なくロッドが滑動できる線状静圧軸 受を有している、改良された球状静圧軸受を提供するものである。

本発明はまた、ソケットの縦軸に対するボールの回転運動を制限するための制限 手段をも提供するものである。

本発明の望ましい実施例においては、球錘台状に形成された内面を有するととも に所定の位置に取り付けられたソケットより成る球状静圧軸受が備えられている 。ウィリアムス特許の装置に用いられる場合、前記ソケットは回転取り付は部材 の所定の位置に取り付けられる。毬錘台状に形成された外面を有するボールが、 前記ソケット内に取り付けられる結果、前記ソケットと前記ボールは互いに一致 する縦軸を有することになる。前記ソケット内において前記ボールをほとんど摩 擦なく運動させるための、静圧軸受手段が備えられている。前記ソケットは、少 なくとも二つの係合ソケット部であって各々が球錘台状に形成された内面を有す る係合ソケット部から成る。前記少なくとも二つの係合ソケット部を互いに締結 するための連結手段が備えられている。前記静圧軸受手段は加圧液を受け入れる ために前記ボールに設けられた液体流入手段を備える。

前記ソケットの内面と前記ボールの外面との間に一定の間隔を離して多数の空洞 を形成するための、多数空洞形成手段が備えられている。前記加圧液を前記液体 流入手段から各前記空洞に導くため、前記ソケットに導管手段が設けられている 。前記ソケットの中からの液体の流出を可能にするため、前記ソケットに流出手 段が設けられている。前記多数の空洞は、前記ソケットの内面に形成されるとと もに、円周状に一定の間隔を離して配置された第一組の空洞と、円周状に一定の 間隔を離して配置された少なくとも第２粗目の空洞とから成る。前記円周状に一 定の間隔を離して配置された第一組の空洞は、前記少なくとも二つの係合ソケッ ト部のうちの一つの内面に設けられ、前記円周状に一定の間隔を離して配置され た第２組の空洞は、前記少なくとも二つの係合ソケット部のうちの他方の内面に 設けられている。前記導管手段は、ソケット内に設けられるとともに前記液体流 出手段と液体連通した環状流路と、円周状に一定の間隔を離して設けられた多数 の半径方向流路であって各々が前記環状流路および前記多数の空洞のうちの一つ と液体連通した半径方向流路とから成る。前記静圧軸受は、貫通して延びる中心 孔であって、内面を有するとともに前記ボールの前記縦軸に一致する縦軸を有す る中心孔から成る。

外面を有するロッドが前記中心孔を貫通している。前記中心孔内において前記ロ ッドをほとんど摩擦なく滑動させるための静圧軸受手段が備えられている。前記 静圧軸受手段は、加圧液を受け入れるため前記ボールに設けられた液体流入手段 と、前記内面と前記外面との間に円周状に一定の間隔を離して多数の空洞を形成 するための多数空洞形成手段と、前記加圧液を前記液体流入手段から各前記空洞 に導くために前記ボールに設けられた導管手段と、前記ボールの中からの液体の 流出を可能にするため前記ボールに設けられた流出手段とから成る。前記ソケッ トはまた、前記加圧液と液体連通した加圧液流出手段をも有している。前記加圧 液が前記ソケットから前記ボールへ流れることを可能にするために、導管手段が 前記加圧液流出手段と前記ボールの液体流入手段の間に延びている。前記空洞形 成手段は、軸方向に一定間隔を置いて配置された少なくとも二つのスリーブであ って、各々が前記内面と外面の間に設けられるとともに内部に円周状に一定の間 隔を離して形成された多数の開口を有することによって前記内面と協働して前記 一定の間隔を離して設けられた多数の空洞を効果的に形成するスリーブから成る 。回転制限手段は前記ボールの縦軸回りの回転を防ぐためのものであり、前記ソ ケットから外向きに突出する一定の間隔を離した少なくとも二つの支柱であって 、各々が前記ソケットの前記縦軸と平行な縦軸を有する支柱と、前記ボールから 半径方向外向きに突出する少なくとも一つの支柱であって、前記一定の間隔を離 した少なくとも二つの支柱の部分間に位置する部分を有する支柱とから成る。

選択された本発明の実施例が、以下のような添付図面に示されている。

図１は、本発明にかかる軸受の断面図である。

図ＩＡは、図１の部分拡大図である。

図２は、本発明にかかる軸受の環状部材の正面図である。

図３は、図１の部品を取り外した状態の図１の部分左側面図である。

図４は、本発明にかかる軸受けのスリーブの端面図である。

図５は、図４の５−５線断面図である。

図６は、図１の６−６線方向正面図である。

図７は、図６の７−７線断面図である。

図８は、図１の８−８線方向正面図である。

図９は、図８の９−９線断面図である。

本発明をより詳細に説述するために、以下添付図面に従ってこれを説明する。

図１において、分離ソケット４とボール６とから成る球状静圧軸受２が示されて いる。図１に示す断面は、図８にボール６を描いた場合にその９−９線方向から 見た断面図になる。分離ソケット４は、ソケット部８とソケット部１０を有して いる。球状静圧軸受２は様々な適用範囲を有するが、比較的低速、高負荷でほと んど摩擦の無い条件が要求される前述のウィリアムス特許の装置に好適である。

ソケット部８は、さら穴部を有する穴１４が円周状に一定の間隔を離して多数設 けられているフランジ部１２を有しているので、球状静圧軸受２はウィリアムス 特許の装置の取り付は部材４８または５６の開口（図示せず）に、穴１４を貫通 して取り付は部材４８または５６のねじ穴（図示せず）にねじ込まれる頭付きね じ切ボルト（図示せず）を用いてり取り付けることができる。この場合、ソケッ ト部材８．１０の外面１８は開口の中に入ることになる。

ソケット部８は、加圧液の洪給部に連結した取り付は部（図示せず）を受け入れ るための、ねじ付き流入口２０（図１）を有する。ソケット４が固定されている 場合、加圧液をねじ付き流入口２０に導入するには、公知のどのような配管でも 用いることができる。ソケット４がウィリアムス特許装置の回転部材４８または ５６の上に取り付けられている場合、加圧液はウィリアムス特許の装置のシャフ ト４６を通って、ねじ付き流入口２０とシャフト４６の間の連結管の中に流出す ることができる。

前記液は、例えば３０ＷＴモーターオイルのようなオイルであることが望ましく 、ねじ付き流入口２０に１０００ｐｓ　ｉ〜１５００ｐｓ　ｉ　（望ましくは１ ２００ｐｓｉ）の圧力で供給されることが望ましい。ソケット部８は環状突部２ ２を有し、ソケット部１０は環状凹部２４を有するので、組み立てたときに環状 突部２２が環状凹部２４にはめ込まれる。フランジ部１０は、さら穴部２８を有 する穴２６を円周状に一定間隔を離して多数有し、フランジ部８はねじ穴を円周 状に一定の間隔を離して多数有しているため、頭付きねじ切ボルト（図示せず） を用いてソケット部８と１０を締結することができる。ソケット部８および１０ は、それらを半径方向に一致させるために設けられたたば（図示せず）を受け入 れるだめの穴３２（図６および８）を有している。ソケット部８は環状四部３４ を、ソケット部１０は環状凹部３６を有する。このため、ソケット部８および１ ０が締結された場合に、それらの環状凹部どうしで加圧液を流すための流路３８ （図１）を形成する。ソケット部８および１０はそれぞれ球錘台と一致するよう な形状の内面４０を有するため、ソケット部８および１０が締結された場合、そ れらはボール６の球状外面部４４と係合する、球面の一部をなす表面を形成する 。

円周状に一定の間隔を離して配置された多数の空洞４６が内面４０に形成され、 円周状に一定の間隔を離して配置された多数の空洞４８が内面４２に形成されて いる。円周状に一定の間隔を離して配置された多数のＬ字型流路がソケット部８ の中に形成されており、各流路は半径方向延長部５０と軸線方向延長部５２を有 している。

環状肩部５４か軸線方向延長部５２の中に形成されているため、ソケット部８お よび１０が締結される前に、液流調整オリフィス５６が軸線方向延長部５２の中 に挿入され、環状肩部５４に当接するまで移動されることが可能となる。円周状 に一定の間隔を離して配置された多数のＬ字型流路がソケット部１０の中に形成 されており、各流路は半径方向延長部５８と軸線方向延長部６０を有している。

環状肩部６２が軸線方向延長部６０の中に形成されているため、ソケット部８お よび１０が締結される前に、液流：Ａ整オリフィス６４が軸線方向延長部６０の 中に挿入され、環状肩部６２に当接するまで移動されることが可能となる。少な くとも２つの同心の環状溝６６がソケット部８に形成され、０リング・ガスケッ ト６８がそれぞれの溝の中に設置される。この結果、ソケット部８と１０の間に 液体密封シールが形成される。液流調整オリフィス５６および６４は環状流路３ ８に対して露出されているため、環状流路３８の中の加圧液は液流調整オリフィ ス５６および６４と半径方向延長部５０および５８を通って、空洞４６および４ ８の中に流れ込むことができる。環状四部７０がソケット部８に環状凹部７２が ソケット部１０に形成されているため、ソケット部８および１０が締結された場 合に、それらの環状凹部どうしで液を流すための流路７４（図１）を形成するこ とができる。ソケット部１０を貫通して延びる穴７６（図９）が環状流路７４に 液体連通して、流路７４からの液の流出を可能にしている。ねじ付き流出ロア８ がソケット部８に形成され、環状凹部３４に液体連通している。

ボール６は球錘台の形に形成され、球状外面部４４とほぼ平坦な端部９０および ９２とを有している。線状静圧軸受が球状静圧軸受軸受２を貫通して延びている 。線状静圧軸受はボール６を貫通するとともにその両端に環状凹部９６および９ ８を有する中心孔９４を備えている。

中心孔９４には環状溝１００が形成されている。一対のスリーブ１０２が設けら れ、各スリーブ１０２は中心孔の両端から中心孔９４の中に挿入される。スリー ブ１０２は、環状溝９６および９８と係合するフランジ１０４を有するため、そ れらの端部が環状溝１００の近くにくるように位置決めされる。それぞれのスリ ーブ１０２は、円周状に一定の間隔を離して配置された複数（望ましくは６個） の開口１０６を有する。開口１０６は中心孔９４の内面と協働して、第一組の空 洞１０８と第二組の空洞１１０を効果的に形成する。

多数の比較的短いＬ字型流路と比較的長いＬ字型流路がボール６の中に形成され ている。各々の比較的短いＬ字型流路は、半径方向延長部１１２と軸線方向延長 部１１４を有している。各々の半径方向延長部１１２は、空洞１０８のうちの一 つと液体連通している。軸線方向延長部１１４の末端部は拡張されているため、 液流調整オリフィス５６および６４と同様の液流調整オリフィス１１６をその中 に設置することができ、これにより軸線方向延長部１１４の中に流れ込む液を調 節することができる。各々の比較的長いＬ字型流路は、半径方向延長部１１８と 、液流調整オリフィス１１６を受け入れるために末端が拡張した軸線方向延長部 １２０とを有している。

それぞれの半径方向延長部１１８は、空洞１１０のうちの一つと液体連通してい る。

環状部材１３０（図１および２）が設けられ、環状部材１３０は縦方向の軸を有 している。環状部材１３０は、平面端部９０の縦軸方向に延びるねじ穴１３４と 一直線に並ぶ、縦軸方向に延長する穴１３２を多数有している。

このため、頭部付きねじ切りボルト１３６を穴１３２に貫通させ、ねじ穴１３４ にねじ込むことによって、環状部材１３０をほぼ平坦な面９０に締結することが できる。

環状部材１３０は、それが平面端部９０に締結されたときに液流調整オリフィス １１６と液体連通する環状凹部１３８を有する。軸方向延長流路１４０が環状部 材１３０の中に形成され、この流路１４０は環状凹部１３８と液体連通している 。軸方向延長流路１４０は流体取付具１４４を受け入れるための拡張流入口を有 する。

たわみ管１４６がねじ付き流出ロア８（図７）と流入部１４２との間に連結され ている。これによって、加圧液はソケット４の中の環状流路３８から流出して、 流入部１４２、流路１４０、環状凹部１３８、液流調整オリフィス１１６を通っ た後、軸方向延長部１１４と半径方向延長部１１２を通って空洞１０８に流れ込 むか、または軸方向延長部１２０と半径方向延長部１１８を通って空洞１１０に 流れ込むことができる。ロッド１４８がスリーブ１０２の中で往復自在に設けら れ、これにより、空ｅｒ　１０８および１１０の中の液体が静圧軸受を形成する 。

加圧液をねじ付き流出ロア８から流入部１４２に導くためには、たわみ管１４６ 以外に摺動するトロンポーン・ジヨイントのような構造を用いることもできる。

穴１５０がボール６の中に形成され、それは環状溝１００と液体連通して、環状 溝１００からの液体の流出を可能にしている。

回転制限手段１６０が、ボール６の縦軸回りの回転を防ぐために設けられている 。２つの軸方向延長ロッド１６２および１６４が、ソケット部１０に締結された 取り付は板１６６の上に取り付けられている。少なくとも一つの半径方向延長ロ ッド１６８が、ボール６のほぼ平坦な面９２に締結された取り付は板１７０の上 に取り付けられている。図１に示すように、半径方向延長ロッド１６８の一部が 縦軸方向延長ロッド１６２および１６４の一部の間を通って、ボール６の縦軸回 りに可能な全ての回転を制限しているため、ボール６は矢印１７２で示される方 向に揺動することになる。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．球状静圧軸受と、前記球状静圧軸受を貫通して延びる線状静圧軸受とから成 る装置。
2. ２．球錘台状に形成された内面と縦軸とを有するソケットと、 球錘台状に形成された外面と、前記ソケットの縦軸に一致する縦軸とを有し、前 記ソケット内に配置されたボールと、 前記ソケットを前記ボールに対して所定の位置に取り付けるための取り付け手段 と、 前記ソケットの中に取り付けられた前記ボールと、前記ソケット内において前記 ボールをほとんど摩擦なく運動させるための静圧軸受手段と、 前記ボールを貫通して延びるとともに、前記ボールの前記縦軸と一致する縦軸を 有する線状静圧軸受とを備えたことを特徴とする静圧軸受。
3. ３．前記ソケットは、 少なくとも二つの互いに締結された係合ソケット部であって、各々が球錘台状に 形成　された内面を有する係合ソケット部と、 前記ソケットから外向きに突出する、一定の間隔を離した少なくとも二つの支柱 であって、各々が前記ソケットの前記縦軸と平行な縦軸を有する支柱と、前記ボ ールから半径方向外向きに突出するとともに、少なくとも、前記一定の間隔を離 した少なくとも二つの支柱の部分間に位置する部分を有する少なくとも一つの支 柱とから成ることを特徴とする、請求項２記載の軸受。
4. ４．前記線状静圧軸受は、 貫通して延びる中心孔を有する前記ボールであって、前記中心孔が前記ボールの 前記縦軸と一致する縦軸を有するボールと、 前記中心孔を貫通して延びるロッドと、前記中心孔内において前記ロッドをほと んど摩擦なく滑動させるための静圧軸受手段とから成ることを特徴とする、請求 項２記載の軸受。
5. ５．前記線状静圧軸受は、 加圧液を受け入れるため前記ボールに設けられた液体流入手段と、 内面を有する前記中心孔と、 外面を有する前記ロッドと、 前記内面と前記外面との間に円周状に一定の間隔を離して多数の空洞を形成する ための、多数空洞形成手段と、前記加圧液を前記液体流入手段から各前記円周状 に一定の間隔を離して設けられた多数の空洞に導くため、前記ボールに設けられ た導管手段と、 前記ボールの中からの液体の流出を可能にするため前記ボールに設けられた流出 手段とから成ることを特徴とする、請求項２または４のいずれか一つに記載の軸 受。
6. ６．加圧液を受け入れるため前記ソケットに設けられた液体流入手段と、 前記ソケットからの前記加圧液の流れを可能にするための加圧液流出手段と、 内部に形成されるとともに、前記円周状に一定の間隔を離して設けられた多数の 開口と液体連通した多数の縦軸方向延長流路を有する前記ボールであって、内部 に形成されるとともに前記縦軸方向延長流路のうちの一つおよび前記円周状に一 定の間隔を離して配置された空洞のうちの一つと液体連通した多数の半径方向延 長流路を有する、前記ボールと、 内部に前記液体流入手段を有する環状部材であって、縦軸と、内部に形成される とともに前記多数の縦軸方向延長流路に液体連通した環状凹部と、内部に形成さ れるとともに前記液体流入手段および前記環状凹部と液体連通した少なくとも一 つの縦軸方向延長流路とを有する環状部材と、 前記環状凹部と液体連通した、円周状に一定の間隔を離して設けられた多数の開 口とを更に備えたことを特徴とする、請求項５記載の軸受。
7. ７．前記ソケット内において前記ボールをほとんど摩擦なく運動させるための前 記静圧軸受手段は、加圧液を受け入れるため前記ソケットに設けられた液体流入 手段と、 前記内面と前記外面との間に円周状に一定の間隔を離して多数の空洞を形成する ための、多数空洞形成手段と、前記加圧液を前記液体流入手段から各前記円周状 に一定の間隔を離して設けられた多数の空洞に導くため前記ボールに設けられた 導管手段と、 前記ソケットの中からの液体の流出を可能にするための、前記ソケットの中の流 出手段とから成ることを特徴とする、請求項５記載の軸受。
8. ８．多数の空洞は、 円周状に一定の間隔を離して配置された第一組の空洞と、 前記円周状に一定の間隔を離して配置された第一組の空洞から軸方向に一定の間 隔を置いて配置された、少なくとも第２組目の円周状に一定の間隔を離して配置 された空洞とから成ることを特徴とする、請求項７記載の軸受。
9. ９．前記ソケットは、 少なくとも二つの係合ソケット部であって、各々が球錘台状に形成された内面を 有する係合ソケット部と、前記少なくとも二つの係合ソケット部を互いに連結す る連結手段と、 前記少なくとも二つの係合ソケット部のうちの一つの前記内面に設けられた、前 記円周状に一定の間隔を離して配置された第一組の空洞と、 前記少なくとも二つの係合ソケット部のうちの他方の前記内面に設けられた、前 記円周状に一定の間隔を離して配置された第二組の空洞とから成ることを特徴と する、請求項８記載の軸受。
10. １０．互いに一致した縦軸を有する前記ソケットおよび前記ボールと、 前記ボールの縦軸回りの回転を防ぐための回転制限手段とを更に備えたことを特 徴とする、請求項９記載の軸受。