JPS5811939Y2 - 防振型気体軸受 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧縮空気などの気体を回転軸と軸受の隙間に
圧送し回転軸を軸受内に浮遊させるように支持する気体
軸受の防振機構の改良に関する。

高速回転機械などに採用されている気体軸受の一例とし
て従来から広く用いられている静圧形自戒絞り気体軸受
を第１図に示す。

この気体軸受は、円周に複数個の給気孔０６を穿孔しゴ
ム製Ｏリング０５を外周面に嵌着した気体軸受本体０３
を供給孔０７が穿設されたケーシング０１内に収め軸受
押え０４で外れないように設けられたもので、Ｏリング
０５のダンピング効果を期待した防振機構が備えられて
いる。

自戒絞り気体軸受では、軸０２のクノチカルスピード（
危険速度）を越えて高速で運転するとふれ回り振動を惹
起するので、Ｏリング０５の材料内部ダンピングを利用
してふれ回りの発生回転数を引き上げ、常用回転数域に
前述のふれ回り発生点がこないようにするのである。

このＯリング式の防振軸受は、簡単で効果が大きいので
広く利用されているが、取付時の隙間や潰し代が少し変
わるとＯリングのばね定数やダンピング係数が大きく変
化するので設計する上において性能を正しく予測するこ
とが難しい欠点がある。

また、ばね定数が比較的大きくこれを小さくすることが
困難であるために、回転軸の固有振動数等に対応した適
宜なばね定数を設定することが難しいなどの欠点がある
。

本考案は上述のＯリング式防振型気体軸受が有する欠点
を除去する弾性材利用の防振構造すなわち、取付誤差や
潰し代などに左右されることなく一定のばね定数・ダン
ピング係数を呈すると共に広範囲にわたってばね定数を
大きくしたり小さくしうる防振構造を提供し、防振型気
体軸受の設計を容易にすると共に防振効果を向上させる
ことを目的とする。

斯かる目的を達成する本考案の構成は、回転軸が貫通す
る気体軸受本体と、この気体軸受本体が差し込まれるケ
ーシングと、このケーシングに取り付けられて前記気体
軸受本体を保持する軸受押えとを具え、前記回転軸の外
周面と前記気体軸受本体の内周面との隙間に送給される
加圧気体によって前記回転軸を回転自在に支持する気体
軸受において、前記ケーシングの内周面との間に隙間が
形成されるように外径が前記ケーシングの内径よりも小
径のリング状をなし且つ前記気体軸受本体の両端部と前
記ケーシングの内壁及び前記軸受押えとの間にそれぞれ
前記回転軸の軸心と平行な方向の締め代をもって固定さ
れて前記気体軸受本体を前記ケーシングに連結する一対
のダンパを具え、これらダンパは芯板と前記気体軸受本
体の径方向振動を前記回転軸の径方向の剪断変形によっ
て減衰させる弾性部材とを交互に重ねて接着あるいは一
体成形して成ることを特徴とする。

以下本考案の構成を第２図に示す一具体例に基づいて詳
細に説明する。

ケーシング１と気体軸受本体３との間に介在され、気体
軸受本体３の半径方向振動（つまりふれ回り振動）を減
衰させるダンパ１０は、両端に位置するリング状の端板
１１，１２と、ゴムなどでつくられたリング状の弾性部
材１３およびこの弾性部材１３０間に挾まれ弾性部材１
３の過大な変形を防止するリング状の芯板１４とから構
成されており、接着あるいは焼付成形により一体的に製
作されている。

通常、上述のダンパ１０と同厚のリング状弾性部材を厚
さ方向（軸方向）に締付ければ、押し潰され薄くなると
共にこの薄くなった容積分が外径寸法を大きく内径寸法
を小さくするように変形しようとするが、弾性部材１３
と芯板１４とを交互に重ねて一体化させることにより、
厚さ方向の剛性は高められる反面、幅方向（径方向）の
剪断力に対しては、剪断変形した場合においても内径と
外径の差（幅）はほとんど変化しないために変位量に関
係なくばね定数をほぼ一定とすることができる。

しかも、そのばね定数が弾性部材１３の枚数あるいは厚
さ若しくは外径寸法と内径寸法の差などによって決定さ
れることより、所望のばね定数が広範囲にわたって設定
でき、回転軸２の固有振動数等に合わせて容易に設計で
きる。

このように構成されたダンパ１０は、ケーシング１と気
体軸受本体３との間に、気体軸受本体３のふれ回り振動
を減衰させるための剪断変形を許容するだけの隙間を外
周面側および内周面側にあけるようにしつつ、一方の端
板１２が気体軸受本体３側に他方の端板１１がケーシン
グ１側に固定されるようにして供給孔７並びに給気孔６
を囲むように夫々取付けられている。

しかして、気体軸受本体３のふれ回り振動がダンパ１０
の弾性部材１３に対して径方向（すなわち弾性部材１３
の幅方向）の剪断荷重として作用するように設けられて
いる。

また、気体軸受本体３の両側に取付けられた前記ダンパ
１０によって、気体軸受本体３とケーシング１との間の
空間は密閉され、供給孔７と給気孔６を連通させて供給
孔７から導入される圧力空気を外部に洩らすことなく気
体軸受本体３へ供給しうるように設けられている。

ケーシング１および気体軸受本体３へのダンパ１０の固
定は、溶接などによる永久固定ではなく、気体軸受本体
３の両側のダンパ１０をケーシング１とこれにポル１へ
止めされる軸受押え４とで両方から挾みつけるようにし
て締めつけ固定させる。

永久的固定では、経年変化によって弾性部材１３の弾性
が低下した場合にダンパ１０だけを取換えることができ
ない。

固定のための締付力は、ダンパ１０が幅の割に厚さが薄
い弾性部材１３と芯板とを交互に重ねたサンドイッチ状
に成形されているために厚さ方向に加えられる圧縮力に
対しては抵抗が大きく剛性があるので、比較的小さな締
め代で大きな締付面圧を得ることができることより、弾
性部材１３が大きく押し潰されるほどの大きな力で締付
けなくとも良い。

比較的小さな締め代でケーシング１（軸受押え４を含む
）とダン・パ１０および気体軸受本体３は一体化され、
気密性も損なわれないし、弾性部材１３の剪断変形を妨
げてダンピング効果を低下させることもない。

斯様に本考案は、リング状の弾性部材１３と芯板１４と
を交互に重ねて成るダンパ１０を、気体軸受本体３のふ
れ回り振動が前記弾性部材１３に対して芯板１４に平行
な剪断荷重として働くように、ケーシング１と気体軸受
本体３との間に介在させたので、気体軸受本体３のふれ
回り振動が弾性部材１３の剪断変形によって減衰される
。

ところが、剪断変形しても弾性部材１３の断面積は変化
しないので、ばね定数が常時はぼ一定であ”る。

したがって、取付時の隙間や潰し代の存在によって接触
面積が変化するためにばね定数が大きく変わるＯリング
式防振型気体軸受とは異なり、潰し代や取付時に発生す
る隙間などに左右されずに一定のばね定数・ダンピング
係数を呈する。

依って、設計が容易となる。

また、弾性部材１３の枚数や厚さあるいは外径寸法と内
径寸法との差（すなわち幅）を変えることにより容易に
ばね定数を変えうるので、回転軸の固有振動数などに合
ったばね定数を広い範囲にわたって設定できる。

しかも、弾性部材１３の間の芯板１４が弾性部材１３よ
りも剛性が大きくこれが外圧を受は持つためにばね定数
を低くしても高い外圧に耐えうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の防振型気体軸受を示す中央縦断面図、第
２図は本考案に係る防振型気体軸受を示す中央縦断面図
である。 図面中、１はケーシング、２は回転軸、３は気体軸受本
体、４は軸受押え、６は給気孔、７は供給孔、１０はダ
ンパ、１１．１２は端板、１３は弾性部材、１４は芯板
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸が貫通する気体軸受本体と、この気体軸受本体が
   差し込まれるケーシングと、このケーシングに取り付け
   られて前記気体軸受本体を保持する軸受押えとを具え、
   前記回転軸の外周面と前記気体軸受本体の内周面との隙
   間に送給される加圧気体によって前記回転軸を回転自在
   に支持する気体軸受において、前記ケーシングの内周面
   との間に隙間が形成されるように外径が前記ケーシング
   の内径よりも小径のリング状をなし且つ前記気体軸受本
   体の両端部と前記ケーシングの内壁及び前記軸受押えと
   の間にそれぞれ前記回転軸の軸心と平行な方向の締め代
   をもって固定されて前記気体軸受本体を前記ケーシング
   に連結する一対のダンパを具え、これらダンパは芯板と
   前記気体軸受本体の径方向振動を前記回転軸の径方向の
   剪断変形によって減衰させる弾性部材とを交互に重ねて
   接着あるいは一体成形して戊ることを特徴とする防振型
   気体軸受。