KR20140114861A

KR20140114861A - 정압 기체 베어링 장치

Info

Publication number: KR20140114861A
Application number: KR1020147022027A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 히라야마
Original assignee: 오일레스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-09-29
Also published as: JP5868709B2; WO2013105412A1; CN104024668A; CN104024668B; JP2013142431A

Abstract

지지 대상의 크기에 좌우되지 않고, 지지 대상의 축심 맞춤이 용이한 정압 기체 베어링 장치를 제공한다. 정압 기체 베어링 장치(1)는, 도시하지 않고 있는 원기둥 형상의 지지 대상을 비접촉으로 지지하는 지지면(20)을 구비한 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)와, 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)를 유지하는 원통 형상의 하우징(3)과, 하우징(3)을 지지하는 한 쌍의 브라켓(4)을 구비하고 있다. 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)는, 이들의 지지면(20)이 하우징(3)의 내주면(30)에 있어서 지지 대상의 외주면을 따라서 배치되도록, 지지 대상의 외주 방향(α) 혹은 축방향(β)으로 배열되어서 하우징(3)의 내주면(30)에 장착되어 있다.

Description

정압 기체 베어링 장치{HYDROSTATIC GAS BEARING DEVICE}

본 발명은, 지지 대상을 비접촉으로 지지하는 정압 기체 베어링 장치에 관한 것으로, 특히 대형의 지지 대상을 비접촉으로 지지하는데 적합한 정압 기체 베어링 장치에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 고정밀의 회전 성능을 가지는 정압 베어링 패드식 회전 장치가 개시되어 있다. 이 정압 베어링 패드식 회전 장치에 이용되고 있는 정압 기체 베어링 장치는, 지지 대상인 회전체가 축심 회전 방향으로 회전 가능해지도록, 이 회전체를 래디얼 방향에서 비접촉으로 지지하는 복수의 정압 기체 베어링 패드(래디얼 패드)와, 이들 정압 기체 베어링 패드를 고정하기 위한 브라켓(고정체)을 구비하고 있다. 여기서, 브라켓에는 볼 스터드 지지 부재가 장착되어 있고, 정압 기체 베어링 패드는, 이 볼 스터드 지지 부재에 끼워진 볼 스터드를 개재하여 브라켓에 고정되어 있다.

일본 공개 특허 공보 2010-124565호

특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링 장치에 있어서, 지지 대상인 회전체가 대형화한 경우, 회전체의 외주 방향(래디얼 방향) 혹은 축방향(스러스트 방향)에 배치하는 정압 기체 베어링 패드의 수를 늘릴 필요가 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링 장치에서는, 정압 기체 베어링 패드의 수가 증가하면, 다음과 같은 문제가 생긴다.

즉, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링 장치에 있어서는, 상술한 바와 같이, 볼 스터드를 개재하여 브라켓에 각 정압 기체 베어링 패드가 고정되어 있으므로, 브라켓에 대한 정압 기체 베어링 패드의 장착 각도가 자동 조절된다. 그러나, 각 정압 기체 베어링 패드의 래디얼 방향의 위치 결정은, 볼 스터드 지지 부재로의 볼 스터드의 끼워진 상태를 개별적으로 미세 조정하는 것에 의해 행해진다. 지지 대상인 회전체가 대형화하면, 이러한 귀찮은 미세 조정 작업의 대상이 되는 정압 기체 베어링 패드의 수가 증가하기 때문에, 지지 대상인 회전체의 축심 맞춤의 작업 부담이 증가한다. 따라서, 특허 문헌 1에 기재된 정압 기체 베어링 장치는, 복수 배치된 정압 기체 베어링 패드의 위치 결정이 매우 번잡하고, 대형의 지지 대상에 적절하지 않았다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 지지 대상의 크기에 좌우되지 않고, 지지 대상의 축심 맞춤이 용이한 정압 기체 베어링 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 정압 기체 베어링 장치에서는, 세그먼트화된 복수의 정압 기체 베어링을, 이들 정압 기체 베어링의 지지면이 지지 대상의 외주 방향 혹은 축심 방향으로 배열되도록, 하우징의 내주면에 장착했다.

예를 들면, 본 발명은, 지지 대상을 비접촉으로 지지하는 정압 기체 베어링 장치로서,

상기 지지 대상을 비접촉으로 지지하는 지지면을 구비한 복수의 정압 기체 베어링과,

상기 복수의 정압 기체 베어링을 유지하는 하우징을 가지고,

상기 복수의 정압 기체 베어링은,

상기 지지 대상의 외주 방향 혹은 축방향으로 배열되고, 상기 하우징의 내주면에 대한 상기 지지면의 위치가 고정되도록 상기 하우징의 내주면에 장착되어 있다.

본 발명에서는, 복수의 세그먼트화된 정압 기체 베어링을, 지지 대상의 외주 방향 혹은 축심 방향으로 배열하고, 하우징의 내주면에 대한 지지면의 위치가 고정되도록 하우징의 내주면에 장착하고 있다. 이 때문에, 이들 정압 기체 베어링의 지지면을 한꺼번에 기계 가공으로 높은 정밀도로 완성할 수 있고, 이것에 의해, 각각의 정압 기체 베어링마다의 귀찮은 미세 조정 작업을 행하지 않아도, 이들 정압 기체 베어링과 지지 대상과의 축심 맞춤을 용이하게 행하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 지지 대상의 크기에 좌우되지 않고, 지지 대상의 축심 맞춤이 용이한 정압 기체 베어링 장치를 제공할 수 있다.

도 1의 (A)는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 정압 기체 베어링 장치(1)의 외관도이며, 도 1의 (B)는, 도 1의 (A)에 나타내는 정압 기체 베어링 장치(1)의 단면도이다.
도 2의 (A), (B), (C)는, 정압 기체 베어링 패드(2)의 정면도, 우측면도, 저면도이며, 도 2의 (D)는, 도 2의 (C)의 A-A 단면도이다.
도 3의 (A), (B)는, 하우징(3)의 정면도, 우측면도이며, 도 3의 (C), (D)는, 도 3의 (A)의 B-B 단면도이다.
도 4의 (A)는, 브라켓(4)의 정면도이며, 도 4의 (B)는, 도 4의 (A)의 C-C 단면도이다.
도 5는, 도 1의 (A)에 나타내는 정압 기체 베어링 장치(1)의 D부 확대도이다.

이하에, 본 발명의 일실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1의 (A)는, 본 실시 형태에 따른 정압 기체 베어링 장치(1)의 외관도이며, 도 1의 (B)는, 도 1의 (A)에 나타내는 정압 기체 베어링 장치(1)의 단면도이다.

본 실시 형태에 따른 정압 기체 베어링 장치(1)는, 예를 들면 대형의 축 등의, 도시하지 않고 있는 원기둥 형상의 지지 대상을, 세그먼트화된 복수의 정압 기체 베어링 패드에 의해 비접촉으로 지지한다. 도시하는 바와 같이, 정압 기체 베어링 장치(1)는, 지지 대상을 비접촉으로 지지하는 지지면(20)을 가지는 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)와, 이들 정압 기체 베어링 패드(2)를 유지하는 원통 형상의 하우징(3)과, 하우징(3)을 지지하는 한 쌍의 브라켓(4)과, 브라켓(4)마다 마련되고, 브라켓(4)에 대한 하우징(3)의 위치(상하 방향(Z 방향)에 있어서의 높이)를 조절하는 지지 위치 조정 기구(5)를 구비하고 있다.

여기서, 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)는, 이들의 지지면(20)이 하우징(3)의 내주면(30)에 있어서 지지 대상의 외주면을 따라서 배치되도록, 지지 대상의 외주 방향(α) 및 축방향(β)으로 배열되어서 하우징(3)의 내주면(30)에 장착되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 지지 대상의 외주 방향(α)으로 3매의 정압 기체 베어링 패드(2)를 배열하고, 이를 지지 대상의 축방향(β)으로 2열 마련하고 있지만(합계 6매의 정압 기체 베어링 패드(2)), 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 지지 대상의 크기, 중량 등에 대응한 매수의 정압 기체 베어링 패드(2)를, 지지 대상의 외주 방향(α) 및 축방향(β)의 적어도 일방향으로 배열하면 좋다.

도 2의 (A), (B), (C)는, 정압 기체 베어링 패드(2)의 정면도, 우측면도, 저면도이며, 도 2의 (D)는, 도 2의 (C)의 A-A 단면도이다.

정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)은, 지지 대상의 외주면과 지지면(20)의 사이에 두께가 균일한 기체층이 형성되도록, 지지 대상의 외경보다 약간 큰 직경을 가지는 원호 형상으로 형성되어 있다. 도시하는 바와 같이, 이 정압 기체 베어링 패드(2)는, 원호 형상의 백 메탈(back metal)(21)과, 백 메탈(21)의 내주면(23)(지지면(20)측의 면) 상에 형성된 다공질 소결층(22)을 구비하고 있다.

백 메탈(21)은, 외주면(24)(지지면(20)과 반대측의 면)이 하우징(3)의 내주면(30)을 따르도록, 하우징(3)의 내경과 거의 동일 지름의 외경을 가지고 있다. 백 메탈(21)의 외주면(24)에는, 정압 기체 베어링 패드(2)를 하우징(3)에 고정하기 위한, 도시하지 않은 볼트가 체결되는 나사 구멍(25)이 형성되어 있다. 또한, 백 메탈(21)의 내주면(23)에는, 예를 들면 둘레 방향을 따르는 홈(26A)이 1개 이상 형성되어 있고, 백 메탈(21)의 내부에는, 이들 홈(26A)에 압축 기체를 공급하기 위한 통기로(26)가 형성되어 있다. 그리고, 백 메탈(21)의 한 쪽의 측면(27)(정압 기체 베어링 패드(2)를 하우징(3)의 내주면(30)에 조립한 경우에, 하우징(3)의 개구로부터 외측에 향하는 면)에는, 도시하지 않은 압축 기체 공급용 펌프의 급기관(給氣管)을 이 통기로(26)에 연결하기 위한 급기구(給氣口)(28)가 형성되어 있다. 또한, 백 메탈(21)의 한 쪽의 측면(27)에는, 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)에 절삭, 연삭 등의 기계 가공을 실시할 때에, 도시하지 않은 고정용 지그에 정압 기체 베어링 패드(2)를 고정하기 위하여 볼트 삽입용 볼트 구멍(29)이 형성되어 있다.

압축 기체 공급용 펌프의 급기가 개시되면, 압축 기체 공급용 펌프로부터의 압축 기체가, 급기구(28)에 연결된 급기관 및 통기로(26)를 통하여 다공질 소결층(22) 뒤측의 홈(26A)에 공급된다. 이것에 의해, 압축 기체 공급용 펌프로부터의 압축 공기가, 다공질 소결층(22)내의 세공(細孔)을 통과하여, 지지면(20)으로서 기능하는 다공질 소결층(22)의 표면(20)으로부터 토출된다.

도 3의 (A), (B)는, 하우징(3)의 정면도, 우측면도이며, 도 3의 (C), (D)는, 도 3의 (A)의 B-B 단면도이다.

도시하는 바와 같이, 하우징(3)은, 외경(外經)면 양단측에 소경부(小經部)(33)가 형성된 단차가 부가된 원통 형상을 가지고 있다. 구체적으로는, 하우징(3)은, 원통 형상의 하우징 본체(31)와, 하우징 본체(31)의 양단면(32)에 일체적으로 형성되고, 하우징 본체(31)의 외경보다 소경(小經)인 원통 형상의 삽입부(33)를 구비하고 있다. 각 삽입부(33)는, 각각, 브라켓(4)의 후술하는 삽입 구멍(40)에 삽입된다.

하우징 본체(31)의 외주면(34)에는, 하우징(3)의 내주면(30)의 소정 위치에 배열된 각 정압 기체 베어링 패드(2)의 나사 구멍(25)과 대응하는 위치에, 하우징(3)의 내주면(30)까지 관통한 볼트 구멍(35)가 형성되어 있다. 도시되지 않은 볼트를, 이들의 볼트 구멍(35)에 외주면(34)측으로부터 삽입하여, 하우징(3)내의 정압 기체 베어링 패드(2)의 나사 구멍(25)에 나사 결합시키는 것에 의해, 하우징(3)의 내주면(30)의 소정 위치에 정압 기체 베어링 패드(2)가 고정된다.

또한, 하우징 본체(31)의 양단면(32)에는, 하우징(3)을 브라켓(4)에 고정하기 위한 볼트(39)(도 1 참조)와 나사 결합하는 나사 구멍(36)이 형성되어 있다. 또한, 하우징 본체(31)의 외주면(34)의, 양단면(32) 근방의 상부 위치에는, 지지 위치 조정 기구(5)의 후술하는 위치 조정 볼트(50)와 나사 결합하는 나사 구멍(37)이 Z 방향으로 형성되어 있다.

한편, 삽입부(33)는, 하우징 본체(31)와 축심이 일치하고, 또한 하우징 본체(31)와 동일한 내경을 가지고 있다. 또한, 삽입부(33)는, 하우징 본체(31)의 외경(r2)보다 작은 외경(r1)를 가지고 있다. 이들 삽입부(33)는, 하우징(3)의 양측에 설치된 2개의 후술하는 브라켓(4)의 한 쪽의 측면(44)에 하우징 본체(31)의 양단면(32)이 접촉할 때까지, 이들 2개의 브라켓(4)의 후술하는 삽입 구멍(40)내에 삽입된다.

도 4의 (A)는, 브라켓(4)의 정면도이며, 도 4의 (B)는, 도 4의 (A)의 C-C 단면도이다.

도시하는 바와 같이, 브라켓(4)은, 판 형상의 브라켓 본체(41)와, 브라켓 본체(41)의 하단부에 일체로 형성되고, 브라켓 본체(41)의 옆으로 쓰러짐을 방지하는 받침대(42)와, 브라켓 본체(41)의 상단부에 형성되고, 지지 위치 조정 기구(5)를 유지하는 유지부(43)를 구비하고 있다.

브라켓 본체(41)에는, 하우징(3)의 삽입부(33)가 삽입되는 삽입 구멍(40)이, 브라켓 본체(41)의 양측면(44, 45)을 관통하도록 형성되어 있다. 지지 위치 조정 기구(5)에 의한 브라켓(4)에 대한 하우징(3)의 위치 조정을 가능하게 하기 위해, 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)과 하우징(3)의 삽입부(33)는 소정의 간극을 가지고 있고, 예를 들면, 삽입 구멍(40)과 하우징(3)의 삽입부(33)의 감합(嵌合)은, 삽입 구멍(40)의 내주면과 하우징(3)의 삽입부(33)의 외주면의 사이에 하우징(3)의 위치 조정 마진만큼의 간극이 열리는 헐거운 간극을 가진 감합으로 되어 있다. 즉, 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)에 삽입부(33)가 삽입된 하우징(3)은, 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)의 지름 방향으로 하우징(3)의 위치 조정 마진만큼의 거리의 이동이 가능하다. 단, 하우징(3)의 삽입부(33)가 삽입 구멍(40)내에 삽입된 경우에, 하우징 본체(31)의 단면(32)이 브라켓 본체(41)의 한 쪽의 측면(44)과 접촉하도록, 삽입 구멍(40)의 구멍 지름(r3)은, 하우징(3)의 하우징 본체(31)의 외경(r2)보다 작게 형성되어 있다.

또한, 브라켓 본체(41)의 삽입 구멍(40)의 주위(브라켓 본체(41) 및 받침대(42))에는, 이 삽입 구멍(40)에 삽입부(33)가 삽입되는 하우징(3)의 하우징 본체(31)의 단면(32)의 나사 구멍(36)에 대응하는 위치에 볼트 구멍(46)이 형성되어 있다. 브라켓(4)의 한 쪽의 측면(44)측으로부터 삽입 구멍(40)에 하우징(3)의 삽입부(33)를 삽입한 상태에서, 볼트(39)(도 1 참조)를, 브라켓 본체(41)의 다른 쪽의 측면(45)측으로부터 볼트 구멍(46)에 삽입하여 하우징(3)의 나사 구멍(36)에 나사 결합시키는 것에 의해, 하우징(3)이 브라켓(4)에 고정된다. 지지 위치 조정 기구(5)에 의한 브라켓(4)에 대한 하우징(3)의 위치 조정을 가능하게 하기 위해, 볼트 구멍(46)은, 삽입된 볼트(39)가, 적어도 하우징(3)의 위치 조정 마진만큼, Z 방향으로 이동 가능한 크기로 형성되어 있다.

받침대(42)는, 브라켓 본체(41)의 옆으로 쓰러짐을 방지하기 위하여, 브라켓 본체(41)의 하단부에 있어서 브라켓 본체(41)의 적어도 어느 한 쪽측의 측면으로부터 돌출(張出)되고, 브라켓 본체(41)의 판 두께보다도 폭이 넓은 저면(49)을 형성하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 받침대(42)는, 브라켓 본체(41)의, 하우징(3)과는 반대측의 다른 쪽의 측면(45)으로부터 돌출된 형상으로 형성되어 있다.

유지부(43)는, 브라켓 본체(41)의 상단부에 있어서 브라켓 본체(41)의 다른 쪽의 측면(45)으로부터 돌출되어 있고, 그 상면(43A)에, 지지 위치 조정 기구(5)를 유지하기 위한 오목부(47)가 형성되어 있다. 도시하지는 않지만, 이 오목부(47)의 저면(48)에는, 지지 위치 조정 기구(5)를 고정하기 위한 고정 볼트가 체결되는 나사 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 하우징(3)의 삽입부(33)를 브라켓 본체(41)의 삽입 구멍(40)에 삽입한 경우에, 오목부(47)의 저면(48)은, 하우징 본체(31)의 외주면(34)보다도 높은 위치에 위치 결정된다(도 5 참조).

도 5는, 도 1의 (A)에 나타내는 정압 기체 베어링 장치(1)의 D부 확대도이다.

도시하는 바와 같이, 지지 위치 조정 기구(5)는, 위치 조정 볼트(50)와, 도시하지 않고 있는 고정 볼트로 브라켓(4)의 유지부(43)의 오목부(47)에 고정된 플레이트(51)를 구비하고 있다.

도시하지는 않지만, 플레이트(51)에는, 브라켓(4)의 유지부(43)의 오목부(47)의 저면(48)의 나사 구멍에 대응하는 위치에 볼트 구멍이 형성되어 있다. 고정 볼트를, 이 볼트 구멍에 삽입하여 브라켓(4)의 유지부(43)의 오목부(47)의 저면(48)의 나사 구멍에 체결하는 것에 의해, 플레이트(51)는 브라켓(4)의 유지부(43)에 고정된다. 또한, 플레이트(51)에는, 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)에 삽입부(33)가 삽입된 하우징(3)의 하우징 본체(31)에 형성되어 있는 나사 구멍(37)에 대응하는 위치에, 위치 조정 볼트(50) 삽입용의 볼트 구멍(52)이 형성되어 있다.

상술한 바와 같이, 하우징(3)의 삽입부(33)를 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)에 삽입한 경우, 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)과 하우징(3)의 삽입부(33)가 헐거운 간극을 가진 감합으로 되어 있기 때문에, 삽입부(33)의 외주면과 삽입 구멍(40)의 내주면의 사이에 적어도 하우징(3)의 위치 조정 마진만큼의 간극(d1)이 형성된다. 또한, 브라켓(4)의 유지부(43)에 형성되어 있는 오목부(47)의 저면(48)이 하우징 본체(31)의 외주면(34)보다도 높은 위치에 오도록 형성되어 있기 때문에, 플레이트(51)의 하면(53)과 하우징 본체(31)의 외주면(34)의 사이에도, 적어도 하우징(3)의 위치 조정 마진만큼의 간극(d2)이 형성된다. 이 때문에, 위치 조정 볼트(50)를, 플레이트(51)의 볼트 구멍(52)에 삽입하여 하우징(3)의 나사 구멍(37)에 나사 결합시키고, 그 조임량을 조정하는 것에 의해, 하우징(3)이, 플레이트(51) 측에 접근되고, 또는, 플레이트(51)로부터 이격되므로, 브라켓(4)에 대한 하우징(3)의 위치를 조정할 수 있다.

다음에, 상기 구성의 정압 기체 베어링 장치(1)의 조립 방법을 설명한다.

우선, 하우징(3)내에 정압 기체 베어링 패드(2)를 위치 결정하고, 볼트를, 하우징(3)의 볼트 구멍(35)에 삽입하고, 하우징(3)내에 위치 결정한 정압 기체 베어링 패드(2)의 나사 구멍(25)에 나사 결합시키는 것에 의해, 하우징(3)의 내주면(30)의 소정 위치에 정압 기체 베어링 패드(2)를 고정한다. 이 때, 정압 기대 베어링 패드(2)는, 볼트 구멍(29)이 형성되어 있는 백 메탈(21)의 한 쪽의 측면(27)이 하우징(3)의 삽입부(33)의 단면에 정렬되도록 배치되어 있다(도 1 참조). 모든 정압 기체 베어링 패드(2)에 대해서 동일한 작업을 행하는 것에 의해, 원하는 수의 지지면(20)을, 지지 대상의 외주 방향(α) 및 축방향(β)으로, 원하는 패턴으로 배열한다.

다음에, 정압 기체 베어링 패드(2)의 측면(백 메탈(21)의 한 쪽의 측면(27))에 형성되어 있는 볼트 구멍(29)를 이용하여, 하우징(3)의 내주면(30)에 고정된 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)에, 도시하지 않고 있는 고정용 지그를 볼트로 고정한다. 그리고, 도 1의 (A)에 나타내는 바와 같이, 하우징(3)의 내주면(30)에 고정된 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)을, 한꺼번에 기계 가공(연삭 가공, 절삭 가공 등)한다. 이것에 의해, 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)이, 동일의 원주상의 원호면이 되도록, 높은 정밀도로 완성된다.

다음에, 하우징(3)의 양측의 삽입부(33)를, 한 쌍의 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)에 한 쪽의 측면(44)측에서 각각 삽입한다. 이것에 의해, 하우징(3)을, 대향하여 배치되는 한 쌍의 브라켓(4)에 지지시킨다. 그리고, 위치 조정 볼트(50)를, 각각의 브라켓(4)에 고정된 플레이트(51)의 볼트 구멍(52)에 삽입하고, 하우징(3)의 하우징 본체(31)의 외주면(34)에 형성된 나사 구멍(37)과 나사 결합시킨다. 위치 조정 볼트(50)의 조임량을 조절하는 것에 의해, 하우징(3)의 삽입 구멍(30)내에서 복수의 정압 기체 베어링(3)에 의해 비접촉 지지되는 지지 대상의 축심(O)이 수평이 되도록, 각 브라켓(4)에 대한 하우징(3)의 위치(높이)를 조정한다.

그리고, 하우징(3)의 위치 조정이 종료되었으면, 볼트를, 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)의 주위에 형성된 볼트 구멍(46)에 삽입하여 하우징(3)의 나사 구멍(36)에 나사 결합시키는 것에 의해, 하우징(3)을 브라켓(4)에 고정한다. 이상에 의해, 상기 구성의 정압 기체 베어링 장치(1)가 완성된다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했다.

본 실시 형태에서는, 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)를, 이들 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)이 지지 대상의 외주 방향(α) 혹은 축방향(β)으로 배열되도록, 하우징(3)의 내주면(30)에 장착하고, 이들 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)을, 한꺼번에 기계 가공한다. 이것에 의해, 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)을, 이들 지지면(20)이 동일한 원주상의 원호면이 되도록 높은 정밀도로 완성할 수 있기 때문에, 지지 대상의 축심 맞춤을 위한 번잡한 미세 조정 작업을 행하지 않아도, 이들 정압 기체 베어링 패드(2)의 축심(O)과 지지 대상의 축심을 용이하게 일치시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 지지 대상의 크기에 좌우되지 않고, 지지 대상의 축심 맞춤이 용이한 정압 기체 베어링 장치(1)를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 동시 가공에 의해, 복수의 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)을, 원기둥 형상의 지지 대상의 외주면보다 약간 큰 직경을 가지는 원호 형상으로 높은 정밀도로 성형할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 하우징(3)의 내경이 고정밀도로 완성되어 있지 않아도, 지지 대상의 외주면과 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)의 사이에 균일한 두께의 기체층을 형성하는 것이 가능해지고, 이것에 의해, 지지 대상을 비접촉으로 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 브라켓(4)의 삽입 구멍(40)과 하우징(3)의 삽입부(33)과의 감합을 헐거운 간극을 가진 감합으로 함과 함께, 하우징(3)의 나사 구멍(37)에 대응하는 브라켓(4)의 볼트 구멍(46)의 내경을, 적어도 하우징(3)의 위치 조정 마진만큼, 볼트(39)의 호칭 지름보다 크게 형성하고 있다. 그리고, 브라켓(4)에 고정된 플레이트(51)의 볼트 구멍(52)을 통하여 하우징(3)의 나사 구멍(37)과 나사 결합하는 위치 조정 볼트(50)의 조임 상태를 조절하는 것에 의해, 브라켓(4)에 대한 하우징(3)의 위치를 조정한다. 이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 각각의 정압 기체 베어링 패드(2)의 위치를 변경하지 않아도, 지지 대상을 유지하는 하우징(3)의 양단의 위치를, 위치 조정 볼트(50)의 조임 상태의 조절이라는 간단한 조작으로 조정하는 것에 의해, 지지 대상의 경사 등을 조정할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 그 요지의 범위 내에 있어서 여러 가지 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 축심(O)을 포함한 수평면에 대해서 비대칭으로 지지면(20)이 나열되도록, 지지 대상의 외주 방향(α)으로 정압 기체 베어링 패드(2)를 복수 배치하고 있다. 구체적으로는, 하우징(3)의 내주면(30) 한바퀴에 있어서, 축심(O)을 포함하는 수평면보다도 상측에 1매, 하측에 2매의 정압 기체 베어링 패드(2)를 배치하고 있다. 이러한 배치에 의해, 상측에 배치된 1매의 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)으로부터 토출되는 압축 기체의 압력 및 지지 대상의 자체 무게(自重)와, 하측에 배치된 2매의 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)으로부터 토출되는 압축 기체의 압력의 밸런스를 맞추고 있다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 지지 대상의 축심(O)이 수직이 되도록 지지 대상을 지지하는 경우에는, 축심(O) 주위에 거의 등각도 피치로 지지면(20)이 나열되도록, 지지 대상의 외주면을 따라서 정압 기체 베어링 패드(2)를 복수 배치해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 원기둥 형상의 지지 대상의 외주면에 맞춰서, 정압 기체 베어링 패드(2)의 지지면(20)을 원호 형상으로 형성하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 지지면(20)은, 이 지지면(20)과 비접촉으로 대면하는 지지 대상의 부위와 동일 형상으로 형성된 것이면 좋다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 브라켓(4)의 유지부(43)에 고정된 플레이트(51), 및, 이 플레이트(51)의 볼트 구멍(52)을 통하여 하우징(3)의 나사 구멍(37)과 나사 결합하는 위치 조정 볼트(50)에 의해 지지 위치 조정 기구(5)를 구성하고 있다. 그러나, 지지 위치 조정 기구(5)는, 브라켓(4)에 대한 하우징(3)의 위치를 조정할 수 있는 것이라면, 어떠한 구조의 것이라도 좋다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 지지 위치 조정 기구(5)를 브라켓(4)의 상부에 장착하고 있지만, 지지 위치 조정 기구를 하우징(3)의 외주면에 대면하는 브라켓(4)의 측면에 더 장착해도 좋다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 하우징 형상을 원통 형상으로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 복수의 세그먼트화된 정압 기체 베어링을 유지하고, 불필요한 기체의 누락 등을 일으키지 않도록 하는 형상이면, 다른 형상으로 해도 상관없다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 정압 기체 베어링 패드(2)로서 지지면(20)이 다공질 소결층로 형성된 타입의 것을 이용하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 자성 보상 방식, 오리피스 보상 방식, 표면 보상 방식 등에 의한 압축 기체 토출구가 지지면(20)에 형성된 타입의 정압 기체 베어링 패드를 이용해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 하우징(3)을 원통 형상으로 하고 있지만, 하우징(3)은 통 형상이면 좋다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 한 쌍의 브라켓(4)에 의해 하우징(3)의 양단부를 지지하고 있지만, 하우징(3)은, 적어도 하나의 브라켓(4)에 의해 지지되고 있으면 좋다.

본 발명은, 지지 대상을 비접촉으로 지지하는 정압 기체 베어링 장치에 있어서, 지지 대상의 축심 맞춤을 용이화하는 용도로 넓게 적용 가능하다.

1: 정압 기체 베어링 장치, 2: 정압 기체 베어링 패드, 3: 하우징, 4: 브라켓, 5: 지지 위치 조정 기구, 20: 지지면, 21: 백 메탈, 22: 다공질 소결층, 23: 백 메탈의 내주면, 24: 백 메탈의 외주면, 25: 백 메탈의 나사 구멍, 26: 백 메탈의 통기로, 26A: 백 메탈의 홈, 27: 백 메탈의 측면, 28: 백 메탈의 급기구, 29: 백 메탈의 볼트 구멍, 30: 하우징의 내주면, 31: 하우징 본체, 32: 하우징 본체의 단면, 33: 삽입부, 34: 하우징 본체의 외주면, 35: 하우징 본체의 볼트 구멍, 36, 37: 하우징 본체의 나사 구멍, 39: 볼트, 40: 브라켓의 삽입 구멍, 41: 브라켓 본체, 42: 받침대, 43: 유지부, 43A: 유지부의 상면, 44, 45: 브라켓 본체의 측면, 46: 브라켓(4)의 볼트 구멍, 47: 유지부의 오목부, 48: 오목부의 저면, 49: 브라켓(4)의 저면, 50: 위치 조정 볼트, 51: 플레이트, 52: 플레이트의 볼트 구멍, 53: 플레이트의 하면

Claims

지지 대상을 비접촉으로 지지하는 정압 기체 베어링 장치로서,
상기 지지 대상을 비접촉으로 지지하는 지지면을 구비한 복수의 정압 기체 베어링과,
상기 복수의 정압 기체 베어링을 유지하는 하우징을 가지고,
상기 복수의 정압 기체 베어링은,
상기 지지 대상의 외주 방향 혹은 축방향으로 배열되고, 상기 하우징의 내주면에 대한 상기 지지면의 위치가 고정되도록 상기 하우징의 내주면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 정압 기체 베어링 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지면은,
상기 지지면과 대면하는 상기 지지 대상의 부위를 따르는 형상으로 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 정압 기체 베어링 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 지지 대상은, 원기둥 형상이고,
상기 지지면은, 원호 형상으로 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 정압 기체 베어링 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징을 지지하는 적어도 하나의 브라켓을 더 가지고,
상기 브라켓은,
상기 브라켓에 대한 상기 하우징의 위치를 조절하는 지지 위치 조정 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 정압 기체 베어링 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 브라켓은, 상기 하우징이 소정 간극을 두고 삽입되는 관통 구멍을 구비하고,
상기 하우징에는, 상기 브라켓의 상기 관통 구멍의 지름 방향에 나사 구멍이 형성되고,
상기 지지 위치 조정 기구는,
상기 하우징에 형성된 상기 나사 구멍과 나사 결합하고, 상기 브라켓에 대해서 상기 관통 구멍의 지름 방향에 상기 소정의 간극만큼 상기 하우징을 이동시키는 볼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 정압 기체 베어링 장치.