JPH09166143A - 静圧空気軸受スピンドル - Google Patents
静圧空気軸受スピンドルInfo
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- JPH09166143A JPH09166143A JP7329189A JP32918995A JPH09166143A JP H09166143 A JPH09166143 A JP H09166143A JP 7329189 A JP7329189 A JP 7329189A JP 32918995 A JP32918995 A JP 32918995A JP H09166143 A JPH09166143 A JP H09166143A
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- Japan
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- bearing
- air supply
- turbine
- housing
- main shaft
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
- F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0681—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
- F16C32/0696—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for both radial and axial load
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量、コンパクト化、低コスト化
【解決手段】 軸受ノズル（２ｅ、２ｆ、２ｇ）への給
気は、相手ハウジングＺに設けた軸受給気口９、相手ハ
ウジングＺの内径壁に形成した円周溝１０、および、軸
受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）を介してなされる。す
べての軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）は円周溝１０
に連通している。図示されていない圧縮空気源から相手
ハウジングＺの軸受給気口９に供給された圧縮空気は、
円周溝１０から各軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）に
流入して、各軸受ノズル（２ｅ、２ｆ、２ｇ）に供給さ
れる。
気は、相手ハウジングＺに設けた軸受給気口９、相手ハ
ウジングＺの内径壁に形成した円周溝１０、および、軸
受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）を介してなされる。す
べての軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）は円周溝１０
に連通している。図示されていない圧縮空気源から相手
ハウジングＺの軸受給気口９に供給された圧縮空気は、
円周溝１０から各軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）に
流入して、各軸受ノズル（２ｅ、２ｆ、２ｇ）に供給さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸を静圧空気軸
受で非接触支持する静圧空気軸受スピンドル装置に関
し、穴加工機、精密加工機、静電塗装機等のスピンドル
装置として利用することができる。
受で非接触支持する静圧空気軸受スピンドル装置に関
し、穴加工機、精密加工機、静電塗装機等のスピンドル
装置として利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】静圧空気軸受は、主軸を非接触で支持す
るので、摩擦損失が小さく、また、運動の案内精度が非
常に良いという特徴がある。そのため、穴加工機、精密
加工機、静電塗装機等の高速スピンドルあるいは精密ス
ピンドルの主軸軸受として用いられている。
るので、摩擦損失が小さく、また、運動の案内精度が非
常に良いという特徴がある。そのため、穴加工機、精密
加工機、静電塗装機等の高速スピンドルあるいは精密ス
ピンドルの主軸軸受として用いられている。
【０００３】図６は、静圧空気軸受を用いた従来の静圧
空気軸受スピンドルを例示している。この静圧空気軸受
スピンドルはエアータービン駆動方式、すなわち、主軸
２１のスラスト板２１ａの外周に複数の凹部２１ａ１を
設けると共に、凹部２１ａ１に対向する位置で接線方向
に開口した複数のタービンノズル２２ｃを設け、タービ
ン給気口２２ａからタービン給気通路２２ｂおよび２２
ｄを介して供給した圧縮空気を、タービンノズル２２ｃ
からスラスト板２１ａの凹部２１ａ１に接線方向に吹き
付けて主軸２１を回転させる方式のものである。そし
て、このようにして回転駆動させた主軸２１を、第１軸
受部Ｘ’および第２軸受部Ｙ’で非接触支持する。尚、
タービンノズル２２ｃおよび円周方向のタービン給気通
路２２ｄはタービンノズル部材２２に形成され、タービ
ンノズル部材２２は第２軸受部Ｙ’の軸受ハウジング２
５の内径に固定される。
空気軸受スピンドルを例示している。この静圧空気軸受
スピンドルはエアータービン駆動方式、すなわち、主軸
２１のスラスト板２１ａの外周に複数の凹部２１ａ１を
設けると共に、凹部２１ａ１に対向する位置で接線方向
に開口した複数のタービンノズル２２ｃを設け、タービ
ン給気口２２ａからタービン給気通路２２ｂおよび２２
ｄを介して供給した圧縮空気を、タービンノズル２２ｃ
からスラスト板２１ａの凹部２１ａ１に接線方向に吹き
付けて主軸２１を回転させる方式のものである。そし
て、このようにして回転駆動させた主軸２１を、第１軸
受部Ｘ’および第２軸受部Ｙ’で非接触支持する。尚、
タービンノズル２２ｃおよび円周方向のタービン給気通
路２２ｄはタービンノズル部材２２に形成され、タービ
ンノズル部材２２は第２軸受部Ｙ’の軸受ハウジング２
５の内径に固定される。
【０００４】第１軸受部Ｘ’は、その外径壁を構成する
円筒状の軸受ハウジング２３と、軸受ハウジング２３の
内径に焼嵌、圧入または接着等の適宜の手段で固定され
た軸受スリーブ２４とで構成される。軸受スリーブ２４
の内径には、主軸２１の外径面と微小なジャーナル軸受
隙間を介して対向するジャーナル軸受面２４ａが設けら
れ、軸受スリーブ２４の後端には、主軸２１のスラスト
板２１ａの先端面と微小なスラスト軸受隙間を介して対
向するスラスト軸受面２４ｂが設けられている。また、
軸受スリーブ２４には、ジャーナル軸受面２４ａに開口
した複数の微細な軸受ノズル２４ｃ、２４ｄ、および、
スラスト軸受面２４ｂに開口した複数の微細な軸受ノズ
ル２４ｅが設けられている。軸受ノズル２４ｃ、２４
ｄ、２４ｅは、それぞれ、軸受スリーブ２４の軸線と直
交する同一横断面内に配列されている。
円筒状の軸受ハウジング２３と、軸受ハウジング２３の
内径に焼嵌、圧入または接着等の適宜の手段で固定され
た軸受スリーブ２４とで構成される。軸受スリーブ２４
の内径には、主軸２１の外径面と微小なジャーナル軸受
隙間を介して対向するジャーナル軸受面２４ａが設けら
れ、軸受スリーブ２４の後端には、主軸２１のスラスト
板２１ａの先端面と微小なスラスト軸受隙間を介して対
向するスラスト軸受面２４ｂが設けられている。また、
軸受スリーブ２４には、ジャーナル軸受面２４ａに開口
した複数の微細な軸受ノズル２４ｃ、２４ｄ、および、
スラスト軸受面２４ｂに開口した複数の微細な軸受ノズ
ル２４ｅが設けられている。軸受ノズル２４ｃ、２４
ｄ、２４ｅは、それぞれ、軸受スリーブ２４の軸線と直
交する同一横断面内に配列されている。
【０００５】第２軸受部Ｙ’は、軸受ハウジング２３の
後端に同軸一体に結合された円筒状の軸受ハウジング２
５と、軸受ハウジング２５の内径に焼嵌、圧入または接
着等の適宜の手段で固定された軸受スリーブ２６とで構
成される。軸受スリーブ２６の先端には、主軸２１のス
ラスト板２１ａの後端面と微小なスラスト軸受隙間を介
して対向するスラスト軸受面２６ｂが設けられている。
また、軸受スリーブ２６には、スラスト軸受面２６ｂに
開口した複数の微細な軸受ノズル２６ｃが設けられてい
る。軸受ノズル２６ｃは、軸受スリーブ２６の軸線と直
交する横断面内に配列されている。
後端に同軸一体に結合された円筒状の軸受ハウジング２
５と、軸受ハウジング２５の内径に焼嵌、圧入または接
着等の適宜の手段で固定された軸受スリーブ２６とで構
成される。軸受スリーブ２６の先端には、主軸２１のス
ラスト板２１ａの後端面と微小なスラスト軸受隙間を介
して対向するスラスト軸受面２６ｂが設けられている。
また、軸受スリーブ２６には、スラスト軸受面２６ｂに
開口した複数の微細な軸受ノズル２６ｃが設けられてい
る。軸受ノズル２６ｃは、軸受スリーブ２６の軸線と直
交する横断面内に配列されている。
【０００６】図６（ｂ）に示すように、第１軸受部Ｘ’
の軸受ハウジング２３と第２軸受部Ｙ’の軸受ハウジン
グ２５との結合は、それぞれに設けた固定部２３ａ、２
５ａの合せ面を互いに合せ、固定部２５ａの側から挿通
した結合用ボルト２７を、固定部２３ａに設けた雌ねじ
２３ａ１に螺合させて、締め付けることにより行なう。
の軸受ハウジング２３と第２軸受部Ｙ’の軸受ハウジン
グ２５との結合は、それぞれに設けた固定部２３ａ、２
５ａの合せ面を互いに合せ、固定部２５ａの側から挿通
した結合用ボルト２７を、固定部２３ａに設けた雌ねじ
２３ａ１に螺合させて、締め付けることにより行なう。
【０００７】軸受スリーブ２４および軸受スリーブ２６
の各軸受ノズル（２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２６ｃ）か
ら各軸受隙間に流入する圧縮空気によって、主軸２１の
ラジアル方向およびスラスト方向の変位が規制される。
この軸受用の圧縮空気は、軸受給気口２８から供給さ
れ、半径方向給気通路２９、３０、および、軸方向給気
通路３１、３２を通って、各軸受ノズル（２４ｃ、２４
ｄ、２４ｅ、２６ｃ）を円周方向に連通させる円周方向
給気通路３３、３４、３５に入り、各軸受ノズル（２４
ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２６ｃ）から軸受隙間に流入す
る。軸受隙間に流入した圧縮空気は、軸受隙間を通って
軸受端に至り、そこから直接または排気通路３６、３７
を経由してスピンドル外部に排出される。この時の、軸
受隙間に生じる圧縮空気の圧力分布によって、主軸２１
がジャーナル軸受面２４ａ、スラスト軸受面２４ｂ、２
６ｂに対して非接触支持される。
の各軸受ノズル（２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２６ｃ）か
ら各軸受隙間に流入する圧縮空気によって、主軸２１の
ラジアル方向およびスラスト方向の変位が規制される。
この軸受用の圧縮空気は、軸受給気口２８から供給さ
れ、半径方向給気通路２９、３０、および、軸方向給気
通路３１、３２を通って、各軸受ノズル（２４ｃ、２４
ｄ、２４ｅ、２６ｃ）を円周方向に連通させる円周方向
給気通路３３、３４、３５に入り、各軸受ノズル（２４
ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２６ｃ）から軸受隙間に流入す
る。軸受隙間に流入した圧縮空気は、軸受隙間を通って
軸受端に至り、そこから直接または排気通路３６、３７
を経由してスピンドル外部に排出される。この時の、軸
受隙間に生じる圧縮空気の圧力分布によって、主軸２１
がジャーナル軸受面２４ａ、スラスト軸受面２４ｂ、２
６ｂに対して非接触支持される。
【０００８】上記のように、従来スピンドルにおいて
は、主軸２１を非接触支持する第１軸受部Ｘ’および第
２軸受部Ｙ’を、それぞれ、軸受ハウジング（２３、２
５）と軸受スリーブ（２４、２６）との嵌合一体構造に
してあるが、これは、軸受部を単一円筒構造にすると、
各軸受ノズル（２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２６ｃ）を円
周方向に連通させる円周方向給気通路（３３、３４、３
５）の加工ができなくなるというのが主な理由である。
タービンノズル部材２２を具備させているのも同様の理
由である。
は、主軸２１を非接触支持する第１軸受部Ｘ’および第
２軸受部Ｙ’を、それぞれ、軸受ハウジング（２３、２
５）と軸受スリーブ（２４、２６）との嵌合一体構造に
してあるが、これは、軸受部を単一円筒構造にすると、
各軸受ノズル（２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２６ｃ）を円
周方向に連通させる円周方向給気通路（３３、３４、３
５）の加工ができなくなるというのが主な理由である。
タービンノズル部材２２を具備させているのも同様の理
由である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した加
工機等の分野では、近時、加工能率の向上等を目的とし
て、スピンドルの位置決めをより多次元化し、あるい
は、高速化しようとする傾向にあり、そのための一つの
要素として、スピンドルの重量軽減が重要な課題になっ
てきている。例えば、静電塗装機では、塗装作業をより
柔軟にきめ細かく行なうために、従来、往復動テーブル
に搭載していたスピンドルを多関節ロボットに取り付け
たいという要求が増えているが、ロボットの可搬重量の
制限等から、スピンドルのより一層の軽量化は大きなメ
リットになる。
工機等の分野では、近時、加工能率の向上等を目的とし
て、スピンドルの位置決めをより多次元化し、あるい
は、高速化しようとする傾向にあり、そのための一つの
要素として、スピンドルの重量軽減が重要な課題になっ
てきている。例えば、静電塗装機では、塗装作業をより
柔軟にきめ細かく行なうために、従来、往復動テーブル
に搭載していたスピンドルを多関節ロボットに取り付け
たいという要求が増えているが、ロボットの可搬重量の
制限等から、スピンドルのより一層の軽量化は大きなメ
リットになる。
【００１０】一方、この種のスピンドルにおいて、主軸
の寸法形状および材質は、スピンドルの負荷容量、剛
性、熱変形による伸び、耐摩耗性等の機能上の必要から
決まる場合が多いので、スピンドルの軽量化は軸受部の
軽量化が中心になる。そのための手段として、軸受部と
くに軸受ハウジングを比重の小さい低比重材料、例え
ば、アルミ合金等の軽金属材料やセラミックス、合成樹
脂、黒鉛等の非金属材料で形成したり（一般に、軸受ハ
ウジングはステンレス鋼、軸受スリーブは青銅系合金で
形成する場合が多い。）、あるいは、軸受ハウジングや
軸受スリーブを薄肉にすることが考えられる。
の寸法形状および材質は、スピンドルの負荷容量、剛
性、熱変形による伸び、耐摩耗性等の機能上の必要から
決まる場合が多いので、スピンドルの軽量化は軸受部の
軽量化が中心になる。そのための手段として、軸受部と
くに軸受ハウジングを比重の小さい低比重材料、例え
ば、アルミ合金等の軽金属材料やセラミックス、合成樹
脂、黒鉛等の非金属材料で形成したり（一般に、軸受ハ
ウジングはステンレス鋼、軸受スリーブは青銅系合金で
形成する場合が多い。）、あるいは、軸受ハウジングや
軸受スリーブを薄肉にすることが考えられる。
【００１１】しかし、図６に示すような従来スピンドル
において、軸受部は軸受ハウジングと軸受スリーブとの
嵌合一体構造であり、同一肉厚の単一円筒構造に比べる
と、構造的に剛性は小さい。そのため、従来スピンドル
に上記軽量化のための諸手段をそのまま適用すると、軸
受部の剛性低下により、運転時、主軸の不釣り合いによ
る加振力でスピンドル全体が振動して主軸の振れ回りが
拡大され、その結果、充分な回転精度が得られない可能
性がある。
において、軸受部は軸受ハウジングと軸受スリーブとの
嵌合一体構造であり、同一肉厚の単一円筒構造に比べる
と、構造的に剛性は小さい。そのため、従来スピンドル
に上記軽量化のための諸手段をそのまま適用すると、軸
受部の剛性低下により、運転時、主軸の不釣り合いによ
る加振力でスピンドル全体が振動して主軸の振れ回りが
拡大され、その結果、充分な回転精度が得られない可能
性がある。
【００１２】また、従来スピンドルは、軸受部の構造が
複雑であり、軸受ハウジングや軸受スリーブの製造に多
くの工数を必要としていたため、一般に、高価なものに
なっていた。
複雑であり、軸受ハウジングや軸受スリーブの製造に多
くの工数を必要としていたため、一般に、高価なものに
なっていた。
【００１３】本発明は、上記のような問題点を解決し、
軽量、コンパクト、安価でしかも精度の高い静圧空気軸
受スピンドルを提供しようとするものである。
軽量、コンパクト、安価でしかも精度の高い静圧空気軸
受スピンドルを提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明では、第１軸受部
および第２軸受部のうち少なくとも一方の軸受部の外径
壁とこれら軸受部が収容される相手ハウジングの内径壁
との間に円周溝を形成すると共に、相手ハウジングに設
けた軸受給気口から、円周溝を介して軸受ノズルに圧縮
空気を供給する構成とした。このような構成により、軸
受部の軸受給気通路を簡素化することができる。
および第２軸受部のうち少なくとも一方の軸受部の外径
壁とこれら軸受部が収容される相手ハウジングの内径壁
との間に円周溝を形成すると共に、相手ハウジングに設
けた軸受給気口から、円周溝を介して軸受ノズルに圧縮
空気を供給する構成とした。このような構成により、軸
受部の軸受給気通路を簡素化することができる。
【００１５】また、第１軸受部および第２軸受部のうち
一方の軸受部の外径壁とこれら軸受部が収容される相手
ハウジングの内径壁との間に第２の円周溝を形成すると
共に、上記一方の軸受部に、円周溝と各タービンノズル
とを各断面内において個別に連通させるタービン給気通
路を形成し、相手ハウジングに設けたタービン給気口か
ら、円周溝およびタービン給気通路を介してタービンノ
ズルに圧縮空気を供給する構成とした。このような構成
により、タービン駆動方式のスピンドルにおいて、ター
ビン給気通路を簡素化し、タービンノズル部材を不要に
することができる。
一方の軸受部の外径壁とこれら軸受部が収容される相手
ハウジングの内径壁との間に第２の円周溝を形成すると
共に、上記一方の軸受部に、円周溝と各タービンノズル
とを各断面内において個別に連通させるタービン給気通
路を形成し、相手ハウジングに設けたタービン給気口か
ら、円周溝およびタービン給気通路を介してタービンノ
ズルに圧縮空気を供給する構成とした。このような構成
により、タービン駆動方式のスピンドルにおいて、ター
ビン給気通路を簡素化し、タービンノズル部材を不要に
することができる。
【００１６】上記２つの構成において、少なくとも第１
軸受部の外径壁を構成する部材を低比重材料で形成する
ことができる。このような構成により、スピンドルの軽
量化を図ることができる。
軸受部の外径壁を構成する部材を低比重材料で形成する
ことができる。このような構成により、スピンドルの軽
量化を図ることができる。
【００１７】ここで、「少なくとも外径壁を構成する部
材」とは、例えば、軸受ハウジングの内径に軸受スリー
ブを固定する構造の軸受部では、軸受ハウジングのみを
上記低比重材で形成した構成、および、軸受ハウジング
と軸受スリーブの双方を上記低比重材料で形成した構成
を含む意である。軸受ハウジングにジャーナル軸受面や
スラスト軸受面を直接形成する構造の軸受部（軸受ハウ
ジングのみの単一円筒構造の軸受部）では、軸受ハウジ
ングを上記低比重材料で形成する。尚、第１軸受部のみ
ならず、第２軸受部の外径壁を構成する部材も低比重材
料で形成することができる。
材」とは、例えば、軸受ハウジングの内径に軸受スリー
ブを固定する構造の軸受部では、軸受ハウジングのみを
上記低比重材で形成した構成、および、軸受ハウジング
と軸受スリーブの双方を上記低比重材料で形成した構成
を含む意である。軸受ハウジングにジャーナル軸受面や
スラスト軸受面を直接形成する構造の軸受部（軸受ハウ
ジングのみの単一円筒構造の軸受部）では、軸受ハウジ
ングを上記低比重材料で形成する。尚、第１軸受部のみ
ならず、第２軸受部の外径壁を構成する部材も低比重材
料で形成することができる。
【００１８】また、「低比重材料」とは、軸受ハウジン
グや軸受スリーブの一般的形成材料であるステンレス
鋼、青銅系合金等よりも比重の小さい材料の意であり、
アルミニウム合金等の軽金属材料、セラミックス、合成
樹脂、黒鉛等の非金属材料が含まれる。
グや軸受スリーブの一般的形成材料であるステンレス
鋼、青銅系合金等よりも比重の小さい材料の意であり、
アルミニウム合金等の軽金属材料、セラミックス、合成
樹脂、黒鉛等の非金属材料が含まれる。
【００１９】第１軸受部を単一円筒構造とし、さらに
は、第２軸受部も単一円筒構造とすることができる。こ
のような構成により、シンプルで軽量なスピンドルを実
現することができると同時に、軸受部の剛性を確保し、
必要とされる回転精度を維持することができる。
は、第２軸受部も単一円筒構造とすることができる。こ
のような構成により、シンプルで軽量なスピンドルを実
現することができると同時に、軸受部の剛性を確保し、
必要とされる回転精度を維持することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に従
って説明する。
って説明する。
【００２１】図１は、この実施例に係わる静圧空気軸受
スピンドルの軸線に沿った縦断面を示している。この実
施例の静圧空気軸受スピンドルは、回転運動を行なう主
軸１と、主軸１を非接触で支持する第１軸受部Ｘおよび
第２軸受部Ｙとを主要な構成要素とする。第１軸受部Ｘ
は軸受ハウジング２からなる単一円筒構造、第２軸受部
Ｙは軸受ハウジング３からなる単一円筒構造であり、い
ずれも、図６に示す従来スピンドルの軸受スリーブ（２
４、２６）は備えていない。この実施形態において、軸
受ハウジング２はセラミックス、合成樹脂、黒鉛等の非
金属材料で形成され、軸受ハウジング３はアルミニウム
合金等の軽金属材料で形成されている。このような第１
軸受部Ｘおよび第２軸受部Ｙは、相手ハウジングＺの内
径部に適合収容され、両者の間に一対のＯリング４、５
が介装される。
スピンドルの軸線に沿った縦断面を示している。この実
施例の静圧空気軸受スピンドルは、回転運動を行なう主
軸１と、主軸１を非接触で支持する第１軸受部Ｘおよび
第２軸受部Ｙとを主要な構成要素とする。第１軸受部Ｘ
は軸受ハウジング２からなる単一円筒構造、第２軸受部
Ｙは軸受ハウジング３からなる単一円筒構造であり、い
ずれも、図６に示す従来スピンドルの軸受スリーブ（２
４、２６）は備えていない。この実施形態において、軸
受ハウジング２はセラミックス、合成樹脂、黒鉛等の非
金属材料で形成され、軸受ハウジング３はアルミニウム
合金等の軽金属材料で形成されている。このような第１
軸受部Ｘおよび第２軸受部Ｙは、相手ハウジングＺの内
径部に適合収容され、両者の間に一対のＯリング４、５
が介装される。
【００２２】主軸１の駆動方式は、図６に示す従来スピ
ンドルと同じエアータービン駆動方式、すなわち、主軸
１のスラスト板１ａの外周に複数の凹部１ａ１を設ける
と共に、凹部１ａ１に対向する位置で接線方向に開口し
た複数のタービンノズル２ａを設け、圧縮空気を各ター
ビンノズル２ａからスラスト板１ａの凹部１ａ１に接線
方向に吹き付けて主軸１を回転させる。ただし、この実
施形態においては、タービンノズル２ａは軸受ハウジン
グ２に直接形成され、また、タービンノズル２ａへの給
気は、相手ハウジングＺに形成したタービン給気口６、
相手ハウジングＺの内径壁に形成した円周溝７（この円
周溝は軸受ハウジング２の外径壁に形成しても良
い。）、および、軸受ハウジング２に形成した複数のタ
ービン給気通路２ｂを介してなされる。各タービンノズ
ル２ａは各タービン給気通路２ｂに個別に連通し、すべ
てのタービン給気通路２ｂは円周溝７に連通している。
図示されていない圧縮空気源から相手ハウジングＺのタ
ーンビン給気口６に供給された圧縮空気は、円周溝７か
ら各タービン給気通路２ｂに流入して、各タービンノズ
ル２ａに供給される。このような構成とすることによ
り、従来スピンドルにおける別部材としてのタービンノ
ズル部材を不要とし、また、タービン給気通路を簡素化
することができる。そして、上記のようにして回転駆動
させた主軸１を、第１軸受部Ｘとしての軸受ハウジング
２、および、第２軸受部Ｙとしての軸受ハウジング３で
非接触支持する。
ンドルと同じエアータービン駆動方式、すなわち、主軸
１のスラスト板１ａの外周に複数の凹部１ａ１を設ける
と共に、凹部１ａ１に対向する位置で接線方向に開口し
た複数のタービンノズル２ａを設け、圧縮空気を各ター
ビンノズル２ａからスラスト板１ａの凹部１ａ１に接線
方向に吹き付けて主軸１を回転させる。ただし、この実
施形態においては、タービンノズル２ａは軸受ハウジン
グ２に直接形成され、また、タービンノズル２ａへの給
気は、相手ハウジングＺに形成したタービン給気口６、
相手ハウジングＺの内径壁に形成した円周溝７（この円
周溝は軸受ハウジング２の外径壁に形成しても良
い。）、および、軸受ハウジング２に形成した複数のタ
ービン給気通路２ｂを介してなされる。各タービンノズ
ル２ａは各タービン給気通路２ｂに個別に連通し、すべ
てのタービン給気通路２ｂは円周溝７に連通している。
図示されていない圧縮空気源から相手ハウジングＺのタ
ーンビン給気口６に供給された圧縮空気は、円周溝７か
ら各タービン給気通路２ｂに流入して、各タービンノズ
ル２ａに供給される。このような構成とすることによ
り、従来スピンドルにおける別部材としてのタービンノ
ズル部材を不要とし、また、タービン給気通路を簡素化
することができる。そして、上記のようにして回転駆動
させた主軸１を、第１軸受部Ｘとしての軸受ハウジング
２、および、第２軸受部Ｙとしての軸受ハウジング３で
非接触支持する。
【００２３】軸受ハウジング２の内径には、主軸１の外
径面と微小なジャーナル軸受隙間を介して対向するジャ
ーナル軸受面２ｃが直接形成され、その後端には、主軸
１のスラスト板１ａの先端面と微小なスラスト軸受隙間
を介して対向するスラスト軸受面２ｄが直接形成されて
いる。ジャーナル軸受面２ａには複数の微細な軸受ノズ
ル２ｅおよび２ｆが開口し、スラスト軸受面２ｂには複
数の微細な軸受ノズル２ｇが開口している。軸受ノズル
２ｅ、２ｆ、２ｇは同数で（この実施例では各６個づ
つ）、それぞれ、ハウジング２の軸線と直交する同一横
断面内に配列されている（図２参照：図１のＡ−Ａ横断
面）。また、軸受ハウジング２には、軸線に沿った同一
縦断面内の軸受ノズル２ｅ、２ｆ、２ｇを相互に連通さ
せる軸受給気通路（半径方向給気通路２ｈ、２ｉおよび
軸方向給気通路２ｊ）が形成されている。
径面と微小なジャーナル軸受隙間を介して対向するジャ
ーナル軸受面２ｃが直接形成され、その後端には、主軸
１のスラスト板１ａの先端面と微小なスラスト軸受隙間
を介して対向するスラスト軸受面２ｄが直接形成されて
いる。ジャーナル軸受面２ａには複数の微細な軸受ノズ
ル２ｅおよび２ｆが開口し、スラスト軸受面２ｂには複
数の微細な軸受ノズル２ｇが開口している。軸受ノズル
２ｅ、２ｆ、２ｇは同数で（この実施例では各６個づ
つ）、それぞれ、ハウジング２の軸線と直交する同一横
断面内に配列されている（図２参照：図１のＡ−Ａ横断
面）。また、軸受ハウジング２には、軸線に沿った同一
縦断面内の軸受ノズル２ｅ、２ｆ、２ｇを相互に連通さ
せる軸受給気通路（半径方向給気通路２ｈ、２ｉおよび
軸方向給気通路２ｊ）が形成されている。
【００２４】半径方向給気通路２ｈ、２ｉおよび軸方向
給気通路２ｊは、いずれも、ハウジング２の外径からそ
れぞれの方向に向けて所定位置まで加工工具（ドリル
等）を送り制御して穴加工を行なうことにより形成する
ことができる。このように、軸受給気通路は単一円筒部
材からなる軸受ハウジング２に対して穴加工を行い、必
要に応じて、埋め栓または樹脂モールド等の封止手段８
で外径側又は端面側の開口を閉塞することにより形成さ
れる。
給気通路２ｊは、いずれも、ハウジング２の外径からそ
れぞれの方向に向けて所定位置まで加工工具（ドリル
等）を送り制御して穴加工を行なうことにより形成する
ことができる。このように、軸受給気通路は単一円筒部
材からなる軸受ハウジング２に対して穴加工を行い、必
要に応じて、埋め栓または樹脂モールド等の封止手段８
で外径側又は端面側の開口を閉塞することにより形成さ
れる。
【００２５】軸受ノズル（２ｅ、２ｆ、２ｇ）への給気
は、相手ハウジングＺに設けた軸受給気口９、相手ハウ
ジングＺの内径壁に形成した円周溝１０（この円周溝は
軸受ハウジング２の外径壁に形成しても良い。）、およ
び、軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）を介してなされ
る。すべての軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）は円周
溝１０に連通している。図示されていない圧縮空気源か
ら相手ハウジングＺの軸受給気口９に供給された圧縮空
気は、円周溝１０から各軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２
ｊ）に流入して、各軸受ノズル（２ｅ、２ｆ、２ｇ）に
供給される。尚、円周溝７と円周溝１０との間はＯリン
グ４によってシールされ、軸受給気とタービン給気とが
独立してなされるよう配慮されている。
は、相手ハウジングＺに設けた軸受給気口９、相手ハウ
ジングＺの内径壁に形成した円周溝１０（この円周溝は
軸受ハウジング２の外径壁に形成しても良い。）、およ
び、軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）を介してなされ
る。すべての軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２ｊ）は円周
溝１０に連通している。図示されていない圧縮空気源か
ら相手ハウジングＺの軸受給気口９に供給された圧縮空
気は、円周溝１０から各軸受給気通路（２ｈ、２ｉ、２
ｊ）に流入して、各軸受ノズル（２ｅ、２ｆ、２ｇ）に
供給される。尚、円周溝７と円周溝１０との間はＯリン
グ４によってシールされ、軸受給気とタービン給気とが
独立してなされるよう配慮されている。
【００２６】軸受ハウジング３の先端には、スラスト板
１ａの後端面と微小なスラスト軸受隙間を介して対向す
るスラスト軸受面３ｂが設けられている。スラスト軸受
面３ｂには、複数の微細な軸受ノズル３ｃが開口してい
る。軸受ノズル３ｃは、軸受ハウジング３の軸線と直交
する横断面内に配列されている。また、軸受ハウジング
３には、図３（図１におけるＢ−Ｂ横断面）に示すよう
に、全体として略多角形状をなし、各軸受ノズル３ｃを
円周方向に連通させる一連の多角給気通路３ｆが設けら
れている。この実施形態において、多角形給気通路３ｆ
は略三角形状をなし、各辺を構成する３つの直線状の通
路部分３ｆ１、３ｆ２、３ｆ３が、それぞれ、２つの軸
受ノズル３ｃに対応し、全体として６つの（この実施形
態においては全ての）軸受ノズル３ｃを円周方向に連通
させている。この多角給気通路３ｆは、軸方向給気通路
３ｅを介して軸受ハウジング２の半径方向給気通路２ｈ
に連通している。
１ａの後端面と微小なスラスト軸受隙間を介して対向す
るスラスト軸受面３ｂが設けられている。スラスト軸受
面３ｂには、複数の微細な軸受ノズル３ｃが開口してい
る。軸受ノズル３ｃは、軸受ハウジング３の軸線と直交
する横断面内に配列されている。また、軸受ハウジング
３には、図３（図１におけるＢ−Ｂ横断面）に示すよう
に、全体として略多角形状をなし、各軸受ノズル３ｃを
円周方向に連通させる一連の多角給気通路３ｆが設けら
れている。この実施形態において、多角形給気通路３ｆ
は略三角形状をなし、各辺を構成する３つの直線状の通
路部分３ｆ１、３ｆ２、３ｆ３が、それぞれ、２つの軸
受ノズル３ｃに対応し、全体として６つの（この実施形
態においては全ての）軸受ノズル３ｃを円周方向に連通
させている。この多角給気通路３ｆは、軸方向給気通路
３ｅを介して軸受ハウジング２の半径方向給気通路２ｈ
に連通している。
【００２７】多角給気通路３ｆは、ハウジング３の外径
から各通路部分３ｆ１、３ｆ２、３ｆ３の方向に向けて
所定位置まで加工工具を送り制御して穴加工を行なうこ
とにより形成することができる。同様に、軸方向給気通
路３ｅは、ハウジング３の端面から軸方向に向けて所定
位置まで穴加工することにより形成することができる。
このように、各給気通路は単一円筒部材からなる軸受ハ
ウジング３に対して穴加工を行い、必要に応じて、埋め
栓または樹脂モールド等の封止手段８で外径側の開口を
閉塞することにより形成される。
から各通路部分３ｆ１、３ｆ２、３ｆ３の方向に向けて
所定位置まで加工工具を送り制御して穴加工を行なうこ
とにより形成することができる。同様に、軸方向給気通
路３ｅは、ハウジング３の端面から軸方向に向けて所定
位置まで穴加工することにより形成することができる。
このように、各給気通路は単一円筒部材からなる軸受ハ
ウジング３に対して穴加工を行い、必要に応じて、埋め
栓または樹脂モールド等の封止手段８で外径側の開口を
閉塞することにより形成される。
【００２８】相手ハウジングＺの軸受給気口９に供給さ
れた圧縮空気は、円周溝１０から半径方向給気通路２ｈ
および軸方向給気通路３ｅを介して多角給気通路３ｆに
流入して、各軸受ノズル３ｃに供給される。
れた圧縮空気は、円周溝１０から半径方向給気通路２ｈ
および軸方向給気通路３ｅを介して多角給気通路３ｆに
流入して、各軸受ノズル３ｃに供給される。
【００２９】以上のように、この実施形態の静圧空気軸
受スピンドルは、第１軸受部Ｘおよび第２軸受部Ｙを単
一円筒構造にしてあるので、従来スピンドルに比べ軸受
部の剛性が向上し、その結果、スピンドルの回転精度が
向上するばかりでなく、スピンドルの回転精度を維持し
つつ、軸受部を低比重材料で形成したり、あるいは、薄
肉にするといった軽量化のための諸手段を施すことが可
能となる。また、軸受給気通路およびタービン給気通路
が非常に簡素化されているので、通路加工の工数が削減
されると同時に、特に、軸受ハウジング２においては、
外部から各軸受ノズルおよび各タービンノズルを目視す
ることができるため、製作過程やメインテナンス時のノ
ズル清掃を容易に行なうことができる。
受スピンドルは、第１軸受部Ｘおよび第２軸受部Ｙを単
一円筒構造にしてあるので、従来スピンドルに比べ軸受
部の剛性が向上し、その結果、スピンドルの回転精度が
向上するばかりでなく、スピンドルの回転精度を維持し
つつ、軸受部を低比重材料で形成したり、あるいは、薄
肉にするといった軽量化のための諸手段を施すことが可
能となる。また、軸受給気通路およびタービン給気通路
が非常に簡素化されているので、通路加工の工数が削減
されると同時に、特に、軸受ハウジング２においては、
外部から各軸受ノズルおよび各タービンノズルを目視す
ることができるため、製作過程やメインテナンス時のノ
ズル清掃を容易に行なうことができる。
【００３０】上記のような第１軸受部Ｘとしての軸受ハ
ウジング２と第２軸受部Ｙとしての軸受ハウジング３
は、主軸１を組み込んだ後、図４に示すように、それぞ
れの端面に設けられた合せ面２ｋ、３ｋを互いに合わせ
て結合用ボルト１２等の固定手段により同軸一体に固定
される。
ウジング２と第２軸受部Ｙとしての軸受ハウジング３
は、主軸１を組み込んだ後、図４に示すように、それぞ
れの端面に設けられた合せ面２ｋ、３ｋを互いに合わせ
て結合用ボルト１２等の固定手段により同軸一体に固定
される。
【００３１】軸受ハウジング２の外径に段部２ｍが設け
られ、段部２ｍに環状部材１１が圧入または接着等の適
宜の手段で固定されている。環状部材１１は例えば金属
材料からなり、結合用ボルト１２の数（６本程度）に対
応した数の雌ねじ１１ａを備えている。また、軸受ハウ
ジング２には、環状部材１１の雌ねじ１１ａと位相を同
じくする複数のボルト穴２ｎが貫通形成されている。
られ、段部２ｍに環状部材１１が圧入または接着等の適
宜の手段で固定されている。環状部材１１は例えば金属
材料からなり、結合用ボルト１２の数（６本程度）に対
応した数の雌ねじ１１ａを備えている。また、軸受ハウ
ジング２には、環状部材１１の雌ねじ１１ａと位相を同
じくする複数のボルト穴２ｎが貫通形成されている。
【００３２】軸受ハウジング３には、雌ねじ１１ａおよ
びボルト穴２ｎと位相を同じくして複数のボルト穴３ｍ
が貫通形成され、また、結合用ボルト１２の頭部１２ａ
が着座する座面３ｎが形成されている。
びボルト穴２ｎと位相を同じくして複数のボルト穴３ｍ
が貫通形成され、また、結合用ボルト１２の頭部１２ａ
が着座する座面３ｎが形成されている。
【００３３】軸受ハウジング２と軸受ハウジング３との
結合は、合せ面２ｋ、３ｋを相互に合せた後、結合用ボ
ルト１２を軸受ハウジング３の側からボルト穴３ｍ、２
ｎに挿通し、これを、環状部材１１の雌ねじ１１ａに螺
合させて締め付けることにより行なう。雌ねじ１１ａが
金属製の環状部材１１に設けられているので、軸受ハウ
ジング２を上述した非金属材料で形成し、軸受部の軽量
化を図った場合でも、雌ねじ１１ａ部分の損傷の心配は
ない。また、結合用ボルト１２の頭部１２ａが着座する
座面３ｎは軽金属材料からなる軸受ハウジング３に設け
られている。そのため、結合用ボルト１２を十分なトル
クで締め付けることができ、これにより、軸受部に必要
な剛性を確保することができる。さらに、金属製の環状
部材１１を予め（ジャーナル軸受面２ｃの加工を行なう
前に）軸受ハウジング２の外径に固定しておき、環状部
材１１の外径をチャックしながらジャーナル軸受面２ｃ
の加工を行なうことにより、チャック力による軸受ハウ
ジング２の変形が防止できるので、ジャーナル軸受面２
ｃを精度良く加工することができる。
結合は、合せ面２ｋ、３ｋを相互に合せた後、結合用ボ
ルト１２を軸受ハウジング３の側からボルト穴３ｍ、２
ｎに挿通し、これを、環状部材１１の雌ねじ１１ａに螺
合させて締め付けることにより行なう。雌ねじ１１ａが
金属製の環状部材１１に設けられているので、軸受ハウ
ジング２を上述した非金属材料で形成し、軸受部の軽量
化を図った場合でも、雌ねじ１１ａ部分の損傷の心配は
ない。また、結合用ボルト１２の頭部１２ａが着座する
座面３ｎは軽金属材料からなる軸受ハウジング３に設け
られている。そのため、結合用ボルト１２を十分なトル
クで締め付けることができ、これにより、軸受部に必要
な剛性を確保することができる。さらに、金属製の環状
部材１１を予め（ジャーナル軸受面２ｃの加工を行なう
前に）軸受ハウジング２の外径に固定しておき、環状部
材１１の外径をチャックしながらジャーナル軸受面２ｃ
の加工を行なうことにより、チャック力による軸受ハウ
ジング２の変形が防止できるので、ジャーナル軸受面２
ｃを精度良く加工することができる。
【００３４】図５に示す実施例は、結合用ボルト１２の
頭部１２ａが着座する座面１１ｂを環状部材１１に形成
すると共に、結合用ボルト１２が螺合する雌ねじ３ｐを
軸受ハウジング３に形成したものである。
頭部１２ａが着座する座面１１ｂを環状部材１１に形成
すると共に、結合用ボルト１２が螺合する雌ねじ３ｐを
軸受ハウジング３に形成したものである。
【００３５】上述のように、軸受ハウジング（２、３）
を低比重材料で形成して軽量化を図る場合は、低比重材
料としてアルミニウム合金等の軽金属材料、セラミック
ス、合成樹脂、黒鉛等の非金属材料を用いることができ
る。その中でも、過負荷等で主軸１と軸受面とが接触し
た場合の耐久性を考慮すると、自己潤滑性を有する合成
樹脂、黒鉛等を用いるのが良い。自己潤滑性を有する合
成樹脂としては、例えば、フッ素系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン
等のケトン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂
等を用いることができる。あるいは、軸受ハウジング
（特に、低比重の金属材料で軸受ハウジング形成する場
合）の軸受面に、フッ素系樹脂、二硫化モリブデン、六
方晶窒化ホウ素等の固体潤滑剤、さらには、Ｓｉ、Ｓｉ
Ｃ、ＴｉＣ等の耐摩耗性の良い物質を含む被膜を樹脂コ
ーティング、分散メッキ、蒸着等の方法で形成しても良
い。
を低比重材料で形成して軽量化を図る場合は、低比重材
料としてアルミニウム合金等の軽金属材料、セラミック
ス、合成樹脂、黒鉛等の非金属材料を用いることができ
る。その中でも、過負荷等で主軸１と軸受面とが接触し
た場合の耐久性を考慮すると、自己潤滑性を有する合成
樹脂、黒鉛等を用いるのが良い。自己潤滑性を有する合
成樹脂としては、例えば、フッ素系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン
等のケトン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂
等を用いることができる。あるいは、軸受ハウジング
（特に、低比重の金属材料で軸受ハウジング形成する場
合）の軸受面に、フッ素系樹脂、二硫化モリブデン、六
方晶窒化ホウ素等の固体潤滑剤、さらには、Ｓｉ、Ｓｉ
Ｃ、ＴｉＣ等の耐摩耗性の良い物質を含む被膜を樹脂コ
ーティング、分散メッキ、蒸着等の方法で形成しても良
い。
【００３６】尚、上述した実施形態では、軸受ハウジン
グ３において、軸受ノズル３ｃへの給気を図３に示す多
角給気通路３ｆを経由して行なう構成にしてあるが、軸
受ハウジング２と同様に、相手ハウジングＺの軸受給気
口および円周溝（この円周溝は円周溝７、１０とは別に
形成する。）に直接連通した軸受給気通路を形成して、
軸受ノズル３ｃに給気しても良い。また、タービン給気
通路およびタービンノズルは軸受ハウジング３に形成し
ても良い。さらに、本発明は、軸受部を軸受ハウジング
の単一円筒構造とした構成に限らず、軸受部を軸受ハウ
ジングと軸受スリーブの嵌合一体構造とした構成にも適
用することができる。また、本発明は、エアータービン
駆動方式の静圧空気軸受スピンドルに限らず、誘導モー
タや各種サーボモータ等の電動機による駆動方式の静圧
空気軸受スピンドルにも適用することができる。
グ３において、軸受ノズル３ｃへの給気を図３に示す多
角給気通路３ｆを経由して行なう構成にしてあるが、軸
受ハウジング２と同様に、相手ハウジングＺの軸受給気
口および円周溝（この円周溝は円周溝７、１０とは別に
形成する。）に直接連通した軸受給気通路を形成して、
軸受ノズル３ｃに給気しても良い。また、タービン給気
通路およびタービンノズルは軸受ハウジング３に形成し
ても良い。さらに、本発明は、軸受部を軸受ハウジング
の単一円筒構造とした構成に限らず、軸受部を軸受ハウ
ジングと軸受スリーブの嵌合一体構造とした構成にも適
用することができる。また、本発明は、エアータービン
駆動方式の静圧空気軸受スピンドルに限らず、誘導モー
タや各種サーボモータ等の電動機による駆動方式の静圧
空気軸受スピンドルにも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、軸受部の外径壁と相手
ハウジングの内径壁との間に形成した円周溝を経由して
相手ハウジング側から軸受給気、タービン給気を行なう
構成としたので、軸受部の給気通路を簡素化することが
でき、加工工数の削減および軸受部の剛性向上を図るこ
とができる。その結果、スピンドルのコンパクト化、低
コスト化ならびに回転精度の向上を達成することができ
ると同時に、スピンドルの回転精度を維持しつつ、軸受
部を低比重材料で形成したり、単一円筒構造にしたり、
あるいは、薄肉にするといった軽量化のための諸手段を
施すことが可能となる。
ハウジングの内径壁との間に形成した円周溝を経由して
相手ハウジング側から軸受給気、タービン給気を行なう
構成としたので、軸受部の給気通路を簡素化することが
でき、加工工数の削減および軸受部の剛性向上を図るこ
とができる。その結果、スピンドルのコンパクト化、低
コスト化ならびに回転精度の向上を達成することができ
ると同時に、スピンドルの回転精度を維持しつつ、軸受
部を低比重材料で形成したり、単一円筒構造にしたり、
あるいは、薄肉にするといった軽量化のための諸手段を
施すことが可能となる。
【図１】本発明の実施形態に係わるスピンドルを示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ横断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ横断面図である。
【図４】図１の異なる縦断面を示す縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係わるスピンドルを示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図６】従来スピンドルを示す縦断面図である。
１ 主軸 １ａ スラスト板 １ａ１ 凹部 Ｘ 第１軸受部 ２ 軸受ハウジング ２ａ タービンノズル ２ｂ タービン給気通路 ２ｃ ジャーナル軸受面 ２ｄ スラスト軸受面 ２ｅ、２ｆ、２ｇ 軸受ノズル ２ｈ、２ｉ、２ｊ 軸受給気通路 Ｙ 第２軸受部 ３ 軸受ハウジング ３ｂ スラスト軸受面 ３ｃ 軸受ノズル Ｚ 相手ハウジング ６ タービン給気口 ７ 円周溝 ９ 軸受給気口 １０ 円周溝
Claims (4)
- 【請求項１】 主軸の外径面と微小なジャーナル軸受隙
間をもって対向するジャーナル軸受面、主軸に設けたス
ラスト板の一方の端面に微小なスラスト軸受隙間をもっ
て対向するスラスト軸受面、および、軸線と直交する横
断面内に配列され、前記ジャーナル軸受面およびスラス
ト軸受面に開口した複数の軸受ノズルを有する筒状の第
１軸受部と、主軸のスラスト板の他方の端面に微小なス
ラスト軸受隙間をもって対向するスラスト軸受面、およ
び、軸線と直交する横断面内に配列され、前記スラスト
軸受面に開口した複数の軸受ノズルを有する筒状の第２
軸受部とを備え、前記各軸受ノズルから前記各軸受隙間
に圧縮空気を流入させて、主軸を前記各軸受面に対して
非接触支持する静圧空気軸受スピンドルにおいて、 前記第１軸受部および第２軸受部のうち少なくとも一方
の軸受部の外径壁とこれら軸受部が収容される相手ハウ
ジングの内径壁との間に円周溝を形成すると共に、前記
相手ハウジングに形成した軸受給気口から、前記円周溝
を介して前記軸受ノズルに圧縮空気を供給することを特
徴とする静圧空気軸受スピンドル。 - 【請求項２】 主軸のスラスト板の外周に複数の凹部を
設けると共に、前記第１軸受部および第２軸受部のうち
一方に、前記凹部に対向する位置で接線方向に開口した
複数のタービンノズルを設け、前記タービンノズルから
前記凹部に圧縮空気を接線方向に吹き付けて主軸を回転
させる請求項１の静圧空気軸受スピンドルであって、 前記一方の軸受部の外径壁とこれら軸受部が収容される
相手ハウジングの内径壁との間に第２の円周溝を形成す
ると共に、前記一方の軸受部に、前記第２の円周溝と前
記各タービンノズルとを各断面内において個別に連通さ
せるタービン給気通路を形成し、前記相手ハウジングに
形成したタービン給気口から、前記第２の円周溝および
前記タービン給気通路を介して前記タービンノズルに圧
縮空気を供給することを特徴とする静圧空気軸受スピン
ドル。 - 【請求項３】 少なくとも前記第１軸受部の外径壁を構
成する部材を低比重材料で形成したことを特徴とする請
求項１又は２の静圧空気軸受スピンドル。 - 【請求項４】 少なくとも前記第１軸受部を単一円筒構
造としたことを特徴とする請求項１、２又は３の静圧空
気軸受スピンドル。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329189A JPH09166143A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 静圧空気軸受スピンドル |
| GB9616167A GB2308411B (en) | 1995-12-18 | 1996-08-01 | Externally pressurized bearing spindle |
| US08/690,976 US5660480A (en) | 1995-12-18 | 1996-08-01 | Externally pressurized bearing spindle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329189A JPH09166143A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 静圧空気軸受スピンドル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166143A true JPH09166143A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18218655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7329189A Pending JPH09166143A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 静圧空気軸受スピンドル |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5660480A (ja) |
| JP (1) | JPH09166143A (ja) |
| GB (1) | GB2308411B (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155938A (ja) * | 2000-02-01 | 2002-05-31 | Toto Ltd | 静圧気体軸受 |
| JP2006102841A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Ntn Corp | エアタービンスピンドル装置 |
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