JPH0680023U - Variable bearing diameter air bearing - Google Patents

Variable bearing diameter air bearing

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JPH0680023U
JPH0680023U JP2112793U JP2112793U JPH0680023U JP H0680023 U JPH0680023 U JP H0680023U JP 2112793 U JP2112793 U JP 2112793U JP 2112793 U JP2112793 U JP 2112793U JP H0680023 U JPH0680023 U JP H0680023U
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bearing
rotary shaft
shaft
rotating shaft
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Inventor
基久 山村
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帝人製機株式会社
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  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、軸受径可変型空気軸受に関し、軸受
剛性を一定に保ちながら回転軸の回転中心位置が変化す
るのを防止するとともに、回転軸と軸受の焼き付け事故
が発生するのを防止することができる軸受径可変型空気
軸受を提供することを目的としている。 【構成】回転軸4の外周部に該回転軸4に対向するよう
に設けられ、回転軸4の円周上に沿って分割された複数
のパッド13と、該複数のパッド13にそれぞれ設けられ、
これらパッド13を回転軸4の半径方向に沿って移動させ
る駆動機構と、を設けたことを特徴としている。
(57) [Abstract] [Object] The present invention relates to a variable bearing diameter type air bearing, which prevents the rotational center position of the rotating shaft from changing while keeping the bearing rigidity constant, and prevents the rotating shaft and the bearing from being seized. An object of the present invention is to provide a variable bearing diameter type air bearing capable of preventing the occurrence of the above. [Structure] A plurality of pads 13 provided on the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 so as to face the rotary shaft 4 and divided along the circumference of the rotary shaft 4, and provided on the plurality of pads 13, respectively. ,
A drive mechanism for moving the pads 13 in the radial direction of the rotary shaft 4 is provided.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、軸受径可変型空気軸受に関し、詳しくは、軸受の直径を回転軸の回 転速度に応じて可変可能な軸受径可変型空気軸受に関する。 The present invention relates to a variable bearing diameter type air bearing, and more particularly to a variable bearing diameter type air bearing in which the diameter of the bearing can be varied according to the rotation speed of a rotating shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

一般に、空気軸受は、回転軸および回転軸を回転自在に支持する軸受の間に形 成される非常に狭い(20〜30μm)空間部に圧縮空気源から圧縮空気を供給するこ とにより、回転中の回転軸を該圧縮空気によって非接触で軸支するようにしてい る。 Generally, an air bearing rotates by supplying compressed air from a compressed air source to a very narrow (20 to 30 μm) space formed between the rotating shaft and a bearing that rotatably supports the rotating shaft. The rotating shaft therein is supported by the compressed air in a non-contact manner.

【0003】 ところで、この回転軸は高速回転時に発生する熱や遠心力の影響を受けて膨張 してしまうため、軸受との隙間が小さくなってしまい、軸受との接触によって焼 き付け事故等を起こすことがある。 このような不具合を解消するために、真円軸受にあっては、回転軸と軸受の隙 間を大きくすることが考えられるが、この隙間が大きいと性能が低下するばかり か、振れ回り現象によって安定回転限界が低下してしまい、より高速回転での使 用が困難になってしまう。By the way, since this rotating shaft expands under the influence of heat and centrifugal force generated during high-speed rotation, the gap between the bearing and the bearing becomes small, and a seizure accident or the like may occur due to contact with the bearing. It may happen. In order to eliminate such problems, it is possible to increase the clearance between the rotary shaft and the bearing in a perfect circular bearing, but if this clearance is large, not only the performance will decrease, but also due to whirling phenomenon. The stable rotation limit is reduced, making it difficult to use at higher speeds.

【0004】 このように振れ回り現象を回避してより高速での回転を可能にするものとして 、例えば、軸受を回転軸の半径方向に沿って3分割した部分円弧動圧軸受が提案 されている。この軸受は、分割された部分円弧軸受(以下、単にパッドという)を 傾斜可能に支持するとともに、回転軸の垂直方向に位置するパッドを回転軸の半 径方向に移動可能にばねで支持した構成となっている。As a means for avoiding the whirling phenomenon and enabling rotation at a higher speed in this way, for example, a partial arc dynamic pressure bearing in which the bearing is divided into three along the radial direction of the rotating shaft has been proposed. . This bearing supports a divided partial arc bearing (hereinafter simply referred to as a pad) so that it can be tilted, and a pad that is located in the vertical direction of the rotating shaft is supported by a spring so that it can move in the semi-radial direction of the rotating shaft. Has become.

【0005】 この軸受にあっては、回転軸が膨張する際に、各パッドが傾斜するとともに、 垂直方向のパッドがばねの付勢力に抗して移動して許容直径が大きくなることに より、回転軸と軸受の接触による焼き付けを防止することができる。In this bearing, when the rotating shaft expands, the pads incline and the pads in the vertical direction move against the biasing force of the spring to increase the allowable diameter. It is possible to prevent seizure due to contact between the rotating shaft and the bearing.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、このような従来の部分円弧動圧軸受にあっては、分割されたパ ッドを傾斜可能に支持するとともに、回転軸の垂直方向に位置するパッドを回転 軸の半径方向に移動可能にばねで支持していたため、回転軸の膨張を許容するこ とができるものの、その過程で回転軸の中心が変化してしまった。 However, in such a conventional partial circular arc dynamic pressure bearing, the divided pads are supported so as to be tiltable, and the pads located in the vertical direction of the rotary shaft can be moved in the radial direction of the rotary shaft. Since it was supported by springs, it was possible to allow the rotation shaft to expand, but in the process the center of the rotation shaft changed.

【0007】 このため、この方式を加工機械のスピンドルに応用する場合にはスピンドルに 取付けられる工具や砥石の回転中心位置が回転軸の膨張とともに変化してしまい 、ワークを所定の寸法に正確に加工することができないという問題があった。 そこで請求項1記載の発明は、軸受の直径を回転軸の膨張に応じて回転軸と軸 受との距離が一定となるように可変させることにより、軸受剛性を一定に保ちな がら回転軸の回転中心位置が変化するのを防止するとともに、回転軸と軸受の焼 き付け事故が発生するのを防止することができる軸受径可変型空気軸受を提供す ることを目的としている。Therefore, when this method is applied to a spindle of a processing machine, the rotational center position of a tool or a grindstone attached to the spindle changes with the expansion of the rotary shaft, and the workpiece is accurately machined to a predetermined size. There was a problem that I could not do it. Therefore, according to the invention of claim 1, the diameter of the bearing is varied so that the distance between the rotary shaft and the bearing becomes constant according to the expansion of the rotary shaft, so that the rigidity of the rotary shaft can be kept constant while keeping the bearing rigidity constant. It is an object of the present invention to provide a variable bearing diameter air bearing that can prevent the rotation center position from changing and also prevent the seizure accident of the rotating shaft and the bearing from occurring.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的達成のため、請求項1記載の考案は、固定ケースと、該固定ケース内 に回転自在に収納された回転軸と、回転軸の内周に取付けられた円筒状のモータ ロータと、一端部が固定ケースの端部に取付けられるとともに、他端部が回転軸 の内周部に挿通された固定軸と、モータロータに対向する固定軸の外周部に設け られ、モータロータと組合わされて回転軸を回転させる内蔵モータを構成するモ ータステータと、回転軸の外周部に該回転軸に対向するように設けられ、回転軸 の円周上に沿って分割された複数の軸受と、該複数の軸受にそれぞれ設けられ、 これら軸受を回転軸の半径方向に沿って移動させることにより、回転軸の外周部 と軸受の内周部の距離を可変させる駆動機構と、固定ケース、駆動機構および軸 受に形成され、所定の空気源からの圧縮空気を回転軸の外周部と軸受の内周部の 間の空間部に供給して回転中の回転軸を軸支可能な空気孔と、を備えたことを特 徴としている。 In order to achieve the above object, a device according to claim 1 has a fixed case, a rotary shaft rotatably housed in the fixed case, a cylindrical motor rotor mounted on an inner circumference of the rotary shaft, and one end. Part is attached to the end of the fixed case, and the other end is provided on the fixed shaft inserted through the inner circumference of the rotating shaft and the outer circumference of the fixed shaft facing the motor rotor. A motor stator that constitutes a built-in motor that rotates the rotating shaft, a plurality of bearings that are provided on the outer peripheral portion of the rotating shaft so as to face the rotating shaft, and that are divided along the circumference of the rotating shaft, and the plurality of bearings. Are installed on the fixed case, the drive mechanism, and the bearing by moving these bearings along the radial direction of the rotating shaft to change the distance between the outer peripheral part of the rotating shaft and the inner peripheral part of the bearing. Formed, A compressed air from a constant air source is supplied to the space between the outer peripheral portion of the rotating shaft and the inner peripheral portion of the bearing to provide an air hole capable of supporting the rotating rotating shaft. I am trying.

【0009】[0009]

【作用】[Action]

請求項1記載の考案では、回転軸の外周部に該回転軸に対向するように設けら れ、回転軸の円周上に沿って分割された複数の軸受と、該複数の軸受にそれぞれ 設けられ、これら軸受を回転軸の半径方向に沿って移動させることにより、回転 軸の外周部と軸受の内周部の距離を可変可能させる駆動機構と、が設けられる。 In the invention according to claim 1, a plurality of bearings, which are provided on the outer peripheral portion of the rotary shaft so as to face the rotary shaft and are divided along the circumference of the rotary shaft, and the plurality of bearings are provided respectively. Further, a drive mechanism is provided which can change the distance between the outer peripheral portion of the rotating shaft and the inner peripheral portion of the bearing by moving these bearings in the radial direction of the rotating shaft.

【0010】 したがって、高速回転時に回転軸が膨張したときに軸受を回転軸の半径方向外 方に移動させることで回転軸と軸受の間の距離が一定に維持される。このため、 膨張する過程で回転軸の中心位置が変化することがなく、安定して軸支されると ともに、回転軸と軸受の焼き付け事故が発生することがない。この結果、この軸 受を工作機械のスピンドルに適用した場合にはワークが所定の寸法に正確に加工 される。Therefore, when the rotating shaft expands during high-speed rotation, the bearing is moved outward in the radial direction of the rotating shaft, so that the distance between the rotating shaft and the bearing is kept constant. For this reason, the center position of the rotating shaft does not change during the expansion process, the shaft is supported stably, and no accidental seizure of the rotating shaft and bearing occurs. As a result, when this bearing is applied to the spindle of a machine tool, the work is accurately machined to a predetermined size.

【0011】 また、ワークの加工時には、軸受と回転軸の隙間を最適なものになるように制 御し、加工時以外には、風損を防止するために軸受と回転軸の隙間を若干広くし て回転軸が発熱しにくくなるように制御することができる。Further, during machining of the work, the gap between the bearing and the rotary shaft is controlled to be optimal, and the gap between the bearing and the rotary shaft is slightly widened to prevent wind loss except during machining. Then, the rotating shaft can be controlled so as not to easily generate heat.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図1、2は請求項1記載の考案に係る軸受径可変型空気軸受の一実施例を示す 図であり、本考案を工作機械のスピンドルに適用した例を示している。 まず、構成を説明する。図1、2において、1は円筒状の本体ケースであり、 該ケース1の前端および後端にはそれぞれ前側板2および後側板3が固定され、 本体ケース1の前後端はこれら前後側板2、3によって閉止されている。そして 、これら本体ケース1、前後側板2、3は固定ケースを構成している。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are views showing an embodiment of a variable bearing diameter type air bearing according to the invention described in claim 1, and showing an example in which the invention is applied to a spindle of a machine tool. First, the configuration will be described. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a cylindrical main body case, and a front side plate 2 and a rear side plate 3 are fixed to the front end and the rear end of the case 1, respectively. Closed by 3. The body case 1 and the front and rear side plates 2 and 3 form a fixed case.

【0013】 固定ケース1の内部には回転軸4が収納されており、この回転軸4の先端部に は研削工具5がねじ込み固定されており、この研削工具5は前側板2から外方に 突出するとともに、先端部には研削砥石6が取付けられている。 また、回転軸4の内部には凹部4aが形成されており、この凹部4a内、すな わち、回転軸4の内周部には円筒状のモータロータ7が取付けられている。この 凹部4a内には固定軸8の先端部(他端部)が挿通されており、この固定軸8は端 部(一端部)が後側板3に固定されている。A rotary shaft 4 is housed inside the fixed case 1, and a grinding tool 5 is screwed and fixed to a tip end portion of the rotary shaft 4, and the grinding tool 5 extends outward from the front plate 2. Along with protruding, a grinding wheel 6 is attached to the tip. A concave portion 4a is formed inside the rotary shaft 4, and a cylindrical motor rotor 7 is attached to the concave portion 4a, that is, on the inner peripheral portion of the rotary shaft 4. The tip (the other end) of the fixed shaft 8 is inserted into the recess 4a, and the end (one end) of the fixed shaft 8 is fixed to the rear side plate 3.

【0014】 また、固定軸8の先端部の外周にはモータロータ7に対向し該モータロータ7 と組合されて内蔵モータを構成するモータステータ9が取付けられており、この モータステータ9は図示しない通電部により配線10を介して通電されることによ り、モータロータ7との間に発生する電磁相互作用によって回転軸4を回転させ るようになっている。A motor stator 9 is attached to the outer periphery of the tip of the fixed shaft 8 so as to face the motor rotor 7 and form a built-in motor in combination with the motor rotor 7. The motor stator 9 is not shown in the drawings. As a result of being energized via the wiring 10, the rotating shaft 4 is rotated by the electromagnetic interaction generated with the motor rotor 7.

【0015】 また、前側板2側の回転軸4にはフランジ部4bが形成されており、このフラ ンジ部4bはスラスト軸受11内に挿通され、該軸受11とフランジ部4bの間には 狭い空間部12が形成されている。 このスラスト軸受11には供給孔11aが形成されており、この供給孔11aは本体 ケース1に形成された供給孔1aに連通している。この供給孔1aは図示しない 圧縮空気源に連通されており、供給孔11aにはこの供給孔1aを介して圧縮空気 が供給されるようになっている。Further, a flange portion 4b is formed on the rotary shaft 4 on the front side plate 2 side. The flange portion 4b is inserted into the thrust bearing 11, and a narrow space is provided between the bearing 11 and the flange portion 4b. A space 12 is formed. A supply hole 11a is formed in the thrust bearing 11, and the supply hole 11a communicates with the supply hole 1a formed in the main body case 1. The supply hole 1a communicates with a compressed air source (not shown), and compressed air is supplied to the supply hole 11a via the supply hole 1a.

【0016】 このため、フランジ部4bと軸受11の間の狭い空間部12には圧縮空気源からの 圧縮空気が供給され、回転中の回転軸4はこの圧縮空気によってスラスト軸受11 に非接触でスラスト方向に軸支される。 また、本体ケース1には空間部12に連通する排気孔1bが形成されており、こ の排気孔1bは空間部12に供給された圧縮空気を外部に排出するようになってい る。Therefore, compressed air from the compressed air source is supplied to the narrow space 12 between the flange portion 4b and the bearing 11, and the rotating shaft 4 in rotation does not contact the thrust bearing 11 by this compressed air. It is axially supported in the thrust direction. Further, an exhaust hole 1b communicating with the space 12 is formed in the main body case 1, and the exhaust hole 1b is adapted to discharge the compressed air supplied to the space 12 to the outside.

【0017】 一方、回転軸4の外周部には該回転軸4に対向して軸受としての複数のティル ティングパッド13が設けられており、該パッド13は回転軸4の円周上に沿って分 割されている。このパッド13には軸部材14の先端部が取付けられており、この軸 部材14は支持部材15およびナット16に螺合支持されている。 支持部材15は本体ケース1に形成された開口部1cに摺動自在に嵌挿されてお り、この支持部材15は本体ケース1に固定された板ばね17によって回転軸4の半 径方向外方に付勢されている。また、軸部材14の基端部には偏心カム18が当接し ており、この偏心カム18は本体ケース1に固定された収納ケース19に収納され、 この収納ケース19に固定された軸受20にカム軸18aが軸支されている。On the other hand, a plurality of tilting pads 13 as bearings are provided on the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 so as to face the rotary shaft 4, and the pads 13 extend along the circumference of the rotary shaft 4. It is divided. The tip of a shaft member 14 is attached to the pad 13, and the shaft member 14 is screwed and supported by a support member 15 and a nut 16. The support member 15 is slidably inserted into the opening 1c formed in the main body case 1, and the support member 15 is attached to the main body case 1 by a leaf spring 17 so as to be outside the radial direction of the rotary shaft 4. Is urged towards Further, an eccentric cam 18 is in contact with the base end of the shaft member 14, and the eccentric cam 18 is housed in a storage case 19 fixed to the main body case 1, and is mounted on a bearing 20 fixed to the storage case 19. A cam shaft 18a is pivotally supported.

【0018】 このカム軸18は図示しない制御手段に連結されており、この制御手段は回転軸 4の回転数に応じてカム軸18aを回動させ、偏心カム18を介して軸部材14を本体 ケース1に対して摺動させるようになっている。そして、パッド13はこの軸部材 14の摺動に伴って回転軸4の半径方向に沿って移動し、回転軸4の外周部とパッ ド13の内周部の距離を可変させるようになっている。これら軸部材14、支持部材 15、板ばね17、偏心カム18および制御手段は駆動機構を構成している。The cam shaft 18 is connected to a control means (not shown), and the control means rotates the cam shaft 18 a according to the number of rotations of the rotary shaft 4, and the shaft member 14 is main body via the eccentric cam 18. It is adapted to slide with respect to the case 1. The pad 13 moves along the radial direction of the rotary shaft 4 as the shaft member 14 slides, and the distance between the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 and the inner peripheral portion of the pad 13 is made variable. There is. The shaft member 14, the support member 15, the leaf spring 17, the eccentric cam 18 and the control means constitute a drive mechanism.

【0019】 また、パッド13には供給孔(空気孔)13aが形成されており、この供給孔13aは 回転軸4の外周部とパッド13の内周部の間に形成された狭い空間部21に連通して いる。また、軸部材14および支持部材15にもそれぞれ供給孔(空気孔)14a、15a が形成されており、これら供給孔14a、15aはパッド13の供給孔13aに連通して いる。A supply hole (air hole) 13 a is formed in the pad 13, and the supply hole 13 a is a narrow space portion 21 formed between the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 and the inner peripheral portion of the pad 13. Is in communication with. Further, the shaft member 14 and the support member 15 are also provided with supply holes (air holes) 14a and 15a, respectively, and these supply holes 14a and 15a communicate with the supply hole 13a of the pad 13.

【0020】 また、支持部材15の供給孔15aは本体ケース1に形成された供給孔1dに連通 しており、この供給孔1dは図示しない上述した圧縮空気源に連通している。し たがって、圧縮空気源からの圧縮空気は供給孔1d、15a、14aおよび13aを介 して空間部21に供給され、回転中の回転軸4はこの圧縮空気によって静圧軸受に よりパッド13に非接触でラジアル方向に軸支される。Further, the supply hole 15a of the support member 15 communicates with the supply hole 1d formed in the main body case 1, and the supply hole 1d communicates with the above-mentioned compressed air source not shown. Therefore, the compressed air from the compressed air source is supplied to the space portion 21 via the supply holes 1d, 15a, 14a and 13a, and the rotating shaft 4 in rotation is padded by the static pressure bearings by this compressed air. Is supported in the radial direction without contact.

【0021】 次に、作用を説明する。 モータステータ9を通電すると該ステータ9とロータモータ7との電磁相互作 用によって回転駆動力が回転軸4に与えられ、回転軸4が回転する。この時、研 削工具5の研削砥石6を図示しないワークに押し付けて該ワークに対して所定の 研削加工を行なう。Next, the operation will be described. When the motor stator 9 is energized, a rotational driving force is applied to the rotary shaft 4 by electromagnetic interaction between the stator 9 and the rotor motor 7, and the rotary shaft 4 rotates. At this time, the grinding wheel 6 of the polishing tool 5 is pressed against a work (not shown) to perform a predetermined grinding process on the work.

【0022】 このとき、圧縮空気源から供給孔1aおよび11aを介して空間部12に圧縮空気 を供給するとともに、供給孔1d、15a、14aおよび13aを介して空間部21に圧 縮空気を供給し、回転軸をこの圧縮空気によってスラスト軸受11およびパッド13 に非接触でスラスト方向およびラジアル方向に軸支することにより、回転軸4を 安定して回転させることができる。At this time, compressed air is supplied from the compressed air source to the space portion 12 through the supply holes 1a and 11a, and compressed air is supplied to the space portion 21 through the supply holes 1d, 15a, 14a and 13a. Then, the rotary shaft is supported by the compressed air in the thrust bearing 11 and the pad 13 in a non-contact manner in the thrust direction and the radial direction, so that the rotary shaft 4 can be stably rotated.

【0023】 また、回転軸4が低速回転を行なっている間は、回転軸4が低温であるととも に大きな遠心力が発生していないので、回転軸4の外周部とパッド13の内周部の 間の距離を約20〜30μmに維持するように制御手段を作動させる。すなわち、制 御手段は回転軸4の回転速度が所定回転速度よりも小さいことを検出すると、カ ム軸18aを所定方向に回動させる。Further, while the rotating shaft 4 is rotating at a low speed, since the rotating shaft 4 is at a low temperature and a large centrifugal force is not generated, the outer peripheral portion of the rotating shaft 4 and the inner peripheral portion of the pad 13 are. The control means are activated to maintain the distance between the parts at about 20-30 μm. That is, when the control means detects that the rotation speed of the rotation shaft 4 is lower than the predetermined rotation speed, the control means rotates the cam shaft 18a in the predetermined direction.

【0024】 このとき、偏心カム18が軸部材14および支持部材15を板ばね17の付勢力に抗し て回転軸4の半径方向内方に移動され、回転軸4の外周部とパッド13の内周部の 間の距離を約20〜30μmに維持される。このため、低速回転時に回転軸4の回転 中心位置が変化することがなく、安定して軸支されるとともに、回転軸4とパッ ド13の焼き付け事故が発生しない。At this time, the eccentric cam 18 moves the shaft member 14 and the support member 15 inward in the radial direction of the rotary shaft 4 against the biasing force of the leaf spring 17, and the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 and the pad 13 are moved. The distance between the inner circumference is maintained at about 20-30 μm. Therefore, the rotational center position of the rotary shaft 4 does not change during low-speed rotation, the shaft is stably supported, and the accidental burning of the rotary shaft 4 and the pad 13 does not occur.

【0025】 一方、回転軸4の回転速度が上昇するにつれて、回転軸4が高温になるととも に大きな遠心力が発生するので、回転軸4が膨張し、その遠心力膨張量が数十μ mに達し、これを上回ることもある。このとき、制御手段は回転軸4の回転速度 が所定回転速度よりも大きいことを検出すると、カム軸18aを回転軸4の膨張量 に応じて所定方向に回動させる。このとき、軸部材14および支持部材15を板ばね 17に付勢された回転軸4の半径方向外方に移動して回転軸4の外周部とパッド13 の内周部の間の距離が約20〜30μmに維持される。On the other hand, as the rotation speed of the rotating shaft 4 increases, the rotating shaft 4 becomes hot and a large centrifugal force is generated. Therefore, the rotating shaft 4 expands, and the amount of expansion of the centrifugal force is several tens μm. Can be reached and even exceeded. At this time, when the control means detects that the rotation speed of the rotation shaft 4 is higher than the predetermined rotation speed, the control means rotates the cam shaft 18a in the predetermined direction according to the expansion amount of the rotation shaft 4. At this time, the shaft member 14 and the support member 15 are moved outward in the radial direction of the rotary shaft 4 urged by the leaf springs 17 so that the distance between the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 and the inner peripheral portion of the pad 13 is reduced by about 10. It is maintained at 20-30 μm.

【0026】 このため、低回転時から高速回転時に移行する際に回転軸4の回転中心位置が 変化することがなく、安定して軸支されるとともに、回転軸4とパッド13の焼き 付け事故が発生することがない。この結果、ワークを所定の寸法に正確に加工す ることができる。 このように本実施例では、回転軸4の外周部に該回転軸4に対向するように設 けられ、回転軸4の円周上に沿って分割された複数のパッド13と、該複数のパッ ド13にそれぞれ設けられ、これらパッド13を回転軸4の半径方向に沿って移動さ せることにより、回転軸4の外周部とパッド13の内周部の距離を可変可能させる 駆動機構と、を設けているため、高速回転時に回転軸4が膨張したときにパッド 13を回転軸4の半径方向外方に移動させることで回転軸4とパッド13の間の距離 を一定に維持させることができる。Therefore, the rotation center position of the rotary shaft 4 does not change when shifting from the low rotation speed to the high speed rotation, and the rotation shaft 4 is stably supported, and the burning accident of the rotation shaft 4 and the pad 13 occurs. Does not occur. As a result, the work can be accurately machined to a predetermined size. As described above, in this embodiment, a plurality of pads 13 provided on the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 so as to face the rotary shaft 4 and divided along the circumference of the rotary shaft 4, and the plurality of pads 13 are provided. A drive mechanism that is provided in each pad 13, and that moves the pads 13 in the radial direction of the rotary shaft 4 to change the distance between the outer peripheral portion of the rotary shaft 4 and the inner peripheral portion of the pad 13, Since the pad 13 is provided, it is possible to maintain a constant distance between the rotary shaft 4 and the pad 13 by moving the pad 13 radially outward of the rotary shaft 4 when the rotary shaft 4 expands at high speed. it can.

【0027】 このため、回転軸4の中心位置が変化するのを防止して、軸受剛性を一定にす ることができ、安定して軸支することができるとともに、回転軸4とパッド13の 焼き付け事故が発生するのを防止することができる。この結果、ワークを所定の 寸法に正確に加工することができる。 また、ワークの加工時には、パッド13と回転軸4の隙間を最適なものになるよ うに制御し、加工時以外には、風損を防止するためにパッド13と回転軸4の隙間 を若干広くして回転軸4が発熱しにくくなるように制御することができる。Therefore, the center position of the rotary shaft 4 can be prevented from changing, the bearing rigidity can be made constant, and the shaft can be stably supported, and the rotary shaft 4 and the pad 13 can be stably supported. It is possible to prevent a burning accident from occurring. As a result, the work can be accurately machined to a predetermined size. Also, when machining the workpiece, the gap between the pad 13 and the rotary shaft 4 is controlled to be optimal, and the gap between the pad 13 and the rotary shaft 4 is slightly widened to prevent wind loss except during machining. Then, the rotating shaft 4 can be controlled so as not to easily generate heat.

【0028】 なお、本実施例では、駆動機構として偏心カム18等を設けているが、これに限 らず圧電アクチュエータを使用したり、あるいはクサビ機構を用いてパッド13を 移動させるようにしても良い。また、パッド13と回転軸4の隙間を計測する複数 のセンサーを設け、該センサーによって外力に対する回転軸の偏心を検出するこ とにより、これを打ち消すようにパッド13を移動させるように制御しても良い。 このようにすれば、回転軸4の見掛けの剛性を向上させることができる。Although the eccentric cam 18 and the like are provided as the drive mechanism in this embodiment, the invention is not limited to this, and the piezoelectric actuator may be used or the pad 13 may be moved by using the wedge mechanism. good. Further, a plurality of sensors for measuring the gap between the pad 13 and the rotary shaft 4 are provided, and by detecting the eccentricity of the rotary shaft with respect to an external force by the sensors, the pad 13 is controlled so as to cancel it. Is also good. By doing so, the apparent rigidity of the rotary shaft 4 can be improved.

【0029】[0029]

【考案の効果】 請求項1記載の考案によれば、高速回転時に回転軸が膨張したときに軸受を回 転軸の半径方向外方に移動させることで回転軸と軸受の間の距離を一定に維持さ せることができる。 このため、回転軸の中心位置が変化するのを防止して、軸受剛性を一定にする ことができ、安定して軸支することができるとともに、回転軸と軸受の焼き付け 事故が発生するのを防止することができる。この結果、この軸受を工作機械のス ピンドルに適用した場合にはワークを所定の寸法に正確に加工することができる 。 また、ワークの加工時には、軸受と回転軸の隙間を最適なものになるように 制御し、加工時以外には、風損を防止するために軸受と回転軸の隙間を若干広く して回転軸が発熱しにくくなるように制御することができる。According to the first aspect of the invention, when the rotating shaft expands at the time of high speed rotation, the bearing is moved outward in the radial direction of the rotating shaft so that the distance between the rotating shaft and the bearing is constant. Can be maintained at. Therefore, the center position of the rotating shaft can be prevented from changing, the bearing rigidity can be kept constant, the shaft can be stably supported, and the seizure accident of the rotating shaft and the bearing can be prevented. Can be prevented. As a result, when this bearing is applied to a spindle of a machine tool, a work can be accurately machined to a predetermined size. When machining a workpiece, the clearance between the bearing and the rotating shaft is controlled to be optimal, and when not machining, the clearance between the bearing and the rotating shaft is slightly widened to prevent wind loss. Can be controlled so as not to generate heat easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1記載の考案に係わる軸受径可変型空気
軸受を備えた工作機械本体のスピンドルの断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of a spindle of a machine tool body having a variable bearing diameter type air bearing according to a first aspect of the present invention.

【図2】図1の矢視AーA方向断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 本体ケース(固定ケース) 1d、13a、14a、15a 供給孔(空気孔) 2 前側板(固定ケース) 3 後側板(固定ケース) 4 回転軸 7 モータロータ 9 モータステータ 13 パッド(軸受) 14 軸部材(駆動機構) 15 支持部材(駆動機構) 17 板ばね(駆動機構) 18 偏心カム(駆動機構) 21 空間部 1 Body case (fixed case) 1d, 13a, 14a, 15a Supply hole (air hole) 2 Front plate (fixed case) 3 Rear plate (fixed case) 4 Rotating shaft 7 Motor rotor 9 Motor stator 13 Pad (bearing) 14 Shaft member (Drive mechanism) 15 Support member (Drive mechanism) 17 Leaf spring (Drive mechanism) 18 Eccentric cam (Drive mechanism) 21 Space

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】固定ケースと、 該固定ケース内に回転自在に収納された回転軸と、 回転軸の内周に取付けられた円筒状のモータロータと、 一端部が固定ケースの端部に取付けられるとともに、他
端部が回転軸の内周部に挿通された固定軸と、 モータロータに対向する固定軸の外周部に設けられ、モ
ータロータと組合わされて回転軸を回転させる内蔵モー
タを構成するモータステータと、 回転軸の外周部に該回転軸に対向するように設けられ、
回転軸の円周上に沿って分割された複数の軸受と、 該複数の軸受にそれぞれ設けられ、これら軸受を回転軸
の半径方向に沿って移動させることにより、回転軸の外
周部と軸受の内周部の距離を可変させる駆動機構と、 固定ケース、駆動機構および軸受に形成され、所定の空
気源からの圧縮空気を回転軸の外周部と軸受の内周部の
間の空間部に供給して回転中の回転軸を軸支可能な空気
孔と、を備えたことを特徴とする軸受径可変型空気軸
受。
1. A fixed case, a rotary shaft rotatably housed in the fixed case, a cylindrical motor rotor mounted on the inner circumference of the rotary shaft, and one end portion mounted on an end portion of the fixed case. At the same time, the other end of the fixed shaft is inserted into the inner peripheral portion of the rotating shaft, and the motor stator is provided on the outer peripheral portion of the fixed shaft facing the motor rotor and constitutes a built-in motor that is combined with the motor rotor to rotate the rotating shaft. And provided on the outer peripheral portion of the rotary shaft so as to face the rotary shaft,
A plurality of bearings divided along the circumference of the rotary shaft, and the plurality of bearings respectively provided on the plurality of bearings. By moving these bearings in the radial direction of the rotary shaft, the outer peripheral portion of the rotary shaft and the bearing A drive mechanism that changes the distance of the inner circumference, a fixed case, a drive mechanism, and a bearing that are formed to supply compressed air from a specified air source to the space between the outer circumference of the rotating shaft and the inner circumference of the bearing. And an air hole capable of supporting the rotating shaft during rotation, and a variable bearing diameter type air bearing.
JP2112793U 1993-04-23 1993-04-23 Variable bearing diameter air bearing Pending JPH0680023U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015175508A (en) * 2014-03-18 2015-10-05 日本精工株式会社 Hydrostatic gas bearing rotation guide device

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