JP2605638Y2 - 静圧主軸の軸受構造 - Google Patents
静圧主軸の軸受構造Info
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- JP2605638Y2 JP2605638Y2 JP1991107835U JP10783591U JP2605638Y2 JP 2605638 Y2 JP2605638 Y2 JP 2605638Y2 JP 1991107835 U JP1991107835 U JP 1991107835U JP 10783591 U JP10783591 U JP 10783591U JP 2605638 Y2 JP2605638 Y2 JP 2605638Y2
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- bearing
- thrust
- radial bearing
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、静圧主軸の軸受構造に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の静圧主軸の軸受構造は、図５に示
すように、スピンドル101を２個の軸受102・103で両側
より外嵌めして回動自在に支持し、その軸受102・103を
ハウジング104に内嵌め固着していた。この静圧主軸で
は、スピンドル101が２個の軸受102・103で径方向に支
持され、さらにスピンドル101の中央大径のスラスト部1
05はその両端面に対向する軸受102・103の端面から流体
を流出させて軸方向の支持を行っていた。
すように、スピンドル101を２個の軸受102・103で両側
より外嵌めして回動自在に支持し、その軸受102・103を
ハウジング104に内嵌め固着していた。この静圧主軸で
は、スピンドル101が２個の軸受102・103で径方向に支
持され、さらにスピンドル101の中央大径のスラスト部1
05はその両端面に対向する軸受102・103の端面から流体
を流出させて軸方向の支持を行っていた。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】ここで、軸受102・103
は共に内周面はスピンドル101の外周面と嵌合接触し、
外周面はハウジング104と嵌合固着するために、軸受102
・103の内周面と外周面とは同一軸芯上にあるように加
工せねばならず現実の加工では困難を伴う。また、スピ
ンドル101を２個の軸受102と軸受103とで行うため、両
者の内周面、外周面、軸芯の一致も実際の加工では困難
を伴う。
は共に内周面はスピンドル101の外周面と嵌合接触し、
外周面はハウジング104と嵌合固着するために、軸受102
・103の内周面と外周面とは同一軸芯上にあるように加
工せねばならず現実の加工では困難を伴う。また、スピ
ンドル101を２個の軸受102と軸受103とで行うため、両
者の内周面、外周面、軸芯の一致も実際の加工では困難
を伴う。
【０００４】これらの加工精度がスピンドル101の回転
精度に影響を与え、スピンドル101、軸受102、軸受10
3、ハウジング104の各単品の加工精度を厳しく管理せね
ばならない。また、この静圧主軸では、軸方向の支持は
スラスト部105に軸受102・103壁体内に穿設した軸方向
の流路106・107を端面に開口108・109して行っている
が、軸受102・103に軸方向の流路106・107を設けるため
に、軸受102・103は長くならざるを得ず、スピンドル10
1も長くなってしまう。
精度に影響を与え、スピンドル101、軸受102、軸受10
3、ハウジング104の各単品の加工精度を厳しく管理せね
ばならない。また、この静圧主軸では、軸方向の支持は
スラスト部105に軸受102・103壁体内に穿設した軸方向
の流路106・107を端面に開口108・109して行っている
が、軸受102・103に軸方向の流路106・107を設けるため
に、軸受102・103は長くならざるを得ず、スピンドル10
1も長くなってしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本考案は上記の
事情に鑑み、静圧主軸の回転精度がよく出て、コンパク
トで、かつ、スラスト剛性がある静圧主軸の軸受構造と
すべく、スピンドルとスピンドルに外嵌まりしてスピン
ドルを回転自在に支持する一体化したラジアル軸受ハウ
ジングと、ラジアル軸受ハウジングの両端部に当接し前
記スピンドルの両端部に固着したスラスト軸受とよりな
り、上記スピンドルに対向する流体の供給口を備えたラ
ジアル軸受ポケットを上記ラジアル軸受ハウジングに設
けてなる静圧主軸の軸受構造であって、上記軸受ポケッ
トの両側のランドであって、上記スラスト軸受に隣接す
るランドの長さをＬ2 、他方のランドの長さをＬ1 、上
記スラスト軸受の外方への突出長さをＬ3 、上記スピン
ドルの半径をｒ0 、上記スラスト軸受の半径をｒ1 とし
たときに、 Ｌ1 ≧Ｌ2 ＋Ｌ3 ・（ｒ1 ＋ｒ0 ）／２ｒ0 Ｌ1 ≠Ｌ2 である静圧主軸の軸受構造とした。
事情に鑑み、静圧主軸の回転精度がよく出て、コンパク
トで、かつ、スラスト剛性がある静圧主軸の軸受構造と
すべく、スピンドルとスピンドルに外嵌まりしてスピン
ドルを回転自在に支持する一体化したラジアル軸受ハウ
ジングと、ラジアル軸受ハウジングの両端部に当接し前
記スピンドルの両端部に固着したスラスト軸受とよりな
り、上記スピンドルに対向する流体の供給口を備えたラ
ジアル軸受ポケットを上記ラジアル軸受ハウジングに設
けてなる静圧主軸の軸受構造であって、上記軸受ポケッ
トの両側のランドであって、上記スラスト軸受に隣接す
るランドの長さをＬ2 、他方のランドの長さをＬ1 、上
記スラスト軸受の外方への突出長さをＬ3 、上記スピン
ドルの半径をｒ0 、上記スラスト軸受の半径をｒ1 とし
たときに、 Ｌ1 ≧Ｌ2 ＋Ｌ3 ・（ｒ1 ＋ｒ0 ）／２ｒ0 Ｌ1 ≠Ｌ2 である静圧主軸の軸受構造とした。
【０００６】
【作用】スピンドルのラジアル軸受は、１個のハウジン
グで構成したので、静圧主軸の回転精度がよく出て、コ
ンパクトであり、また、スピンドルの両端部に固着した
スラスト軸受とよりなる静圧主軸の軸受構造において、
前記スピンドル外周面とラジアル軸受ハウジング内周面
との間に介在するラジアル軸受用流体を、スラスト軸受
と軸受ハウジング端面間に流入させたのでスラスト剛性
がある。
グで構成したので、静圧主軸の回転精度がよく出て、コ
ンパクトであり、また、スピンドルの両端部に固着した
スラスト軸受とよりなる静圧主軸の軸受構造において、
前記スピンドル外周面とラジアル軸受ハウジング内周面
との間に介在するラジアル軸受用流体を、スラスト軸受
と軸受ハウジング端面間に流入させたのでスラスト剛性
がある。
【０００７】
【実施例】本考案を添付する図面に示す具体的な一実施
例に基づいて以下詳細に説明する。図１に、具体的な静
圧主軸の軸受構造を示す。スピンドル１に外嵌まりして
スピンドル１を回転自在に支持する一体化したラジアル
軸受ハウジング２がある。ラジアル軸受ハウジング２の
両端３・４に当接し、前記スピンドル１の両端部に固着
したスラスト軸受５・６が設けてある。
例に基づいて以下詳細に説明する。図１に、具体的な静
圧主軸の軸受構造を示す。スピンドル１に外嵌まりして
スピンドル１を回転自在に支持する一体化したラジアル
軸受ハウジング２がある。ラジアル軸受ハウジング２の
両端３・４に当接し、前記スピンドル１の両端部に固着
したスラスト軸受５・６が設けてある。
【０００８】ラジアル軸受ハウジング２のスピンドル１
外周面に対向する部位にラジアル軸受ポケット７・８を
刻設してある。このラジアル軸受ポケット７・８にはそ
れぞれ油圧調整弁９・10が連通させてあり、この油圧調
整弁９・10よりラジアル軸受ポケット７・８に流体が供
給される。図１では明確でないが、スピンドル１外周面
とラジアル軸受ハウジング２内周面との間には間隙が介
在し、そこに流体は流入する。この流体によりスピンド
ル１の径方向を支持する。油圧調整弁９・10よりラジア
ル軸受ポケット７・８に流入した流体は、ラジアル軸受
ポケット７・８よりスピンドル１外周面とラジアル軸受
ハウジング２内周面との間の間隙を経た流体は、ラジア
ル軸受ハウジング２の端面３・４とスラスト軸受５・６
との間の間隙のスラスト軸受ポケット11・12に流入し
て、スピンドル１の軸方向を支持する。
外周面に対向する部位にラジアル軸受ポケット７・８を
刻設してある。このラジアル軸受ポケット７・８にはそ
れぞれ油圧調整弁９・10が連通させてあり、この油圧調
整弁９・10よりラジアル軸受ポケット７・８に流体が供
給される。図１では明確でないが、スピンドル１外周面
とラジアル軸受ハウジング２内周面との間には間隙が介
在し、そこに流体は流入する。この流体によりスピンド
ル１の径方向を支持する。油圧調整弁９・10よりラジア
ル軸受ポケット７・８に流入した流体は、ラジアル軸受
ポケット７・８よりスピンドル１外周面とラジアル軸受
ハウジング２内周面との間の間隙を経た流体は、ラジア
ル軸受ハウジング２の端面３・４とスラスト軸受５・６
との間の間隙のスラスト軸受ポケット11・12に流入し
て、スピンドル１の軸方向を支持する。
【０００９】図１の静圧主軸の軸受構造を模式図で表し
たのが、図２である。スピンドル５１に外嵌まりしてス
ピンドル５１を回転自在に支持する一体化したラジアル
軸受ハウジング５２がある。ラジアル軸受ハウジング５
２の端面５３に対向し、前記スピンドル１に固着したス
ラスト軸受５６が設けてある。ここで、ラジアル軸受ポ
ケット５８には油圧調整弁６０から流体が供給され、そ
の流体はスピンドル５１外周面とラジアル軸受ハウジン
グ５２内周面との間の間隙を通り、スラスト軸受５６と
ラジアル軸受ハウジング５２の端面５３との間のスラス
ト軸受ポケット６２に流入する。ここで、ラジアル軸受
ポケット５８の両側の他方のランド５２ａと上記スラス
ト軸受５６に隣接するランド５２ｂとのそれぞれの長さ
をＬ1 ，Ｌ2 とし、スラスト軸受５６と端面５３との間
隙をＨ1 とし、スラスト軸受５６の外方へ突出長さをＬ
3 とする。
たのが、図２である。スピンドル５１に外嵌まりしてス
ピンドル５１を回転自在に支持する一体化したラジアル
軸受ハウジング５２がある。ラジアル軸受ハウジング５
２の端面５３に対向し、前記スピンドル１に固着したス
ラスト軸受５６が設けてある。ここで、ラジアル軸受ポ
ケット５８には油圧調整弁６０から流体が供給され、そ
の流体はスピンドル５１外周面とラジアル軸受ハウジン
グ５２内周面との間の間隙を通り、スラスト軸受５６と
ラジアル軸受ハウジング５２の端面５３との間のスラス
ト軸受ポケット６２に流入する。ここで、ラジアル軸受
ポケット５８の両側の他方のランド５２ａと上記スラス
ト軸受５６に隣接するランド５２ｂとのそれぞれの長さ
をＬ1 ，Ｌ2 とし、スラスト軸受５６と端面５３との間
隙をＨ1 とし、スラスト軸受５６の外方へ突出長さをＬ
3 とする。
【００１０】一方、図３に示すように、公知の静圧主軸
の軸受構造であると、ラジアル軸受ハウジング202とス
ピンドル201との間には、ランド 252ａ、 252ｂがあ
り、流体は両側方に流れようとする。また、図４に示す
ように、公知の静圧主軸の軸受構造では、図３のものに
スラスト軸受256が付加され、ラジアル軸受ハウジング2
02の端面にスラスト軸受256が当接したものである。こ
の場合は、流体が端面253とスラスト軸受256とでせき止
められ、ランド 252ａ部への流出せずにポケット258の
半径方向に流入し、流体は端面253とスラスト軸受256間
には介在せず、スラスト201の剛性は得られない。
の軸受構造であると、ラジアル軸受ハウジング202とス
ピンドル201との間には、ランド 252ａ、 252ｂがあ
り、流体は両側方に流れようとする。また、図４に示す
ように、公知の静圧主軸の軸受構造では、図３のものに
スラスト軸受256が付加され、ラジアル軸受ハウジング2
02の端面にスラスト軸受256が当接したものである。こ
の場合は、流体が端面253とスラスト軸受256とでせき止
められ、ランド 252ａ部への流出せずにポケット258の
半径方向に流入し、流体は端面253とスラスト軸受256間
には介在せず、スラスト201の剛性は得られない。
【００１１】これに対し、本考案は、図２に示すよう
に、スラスト軸受56と端面53との間に間隙を介在させス
ラスト軸受ポケット62を介在させたので、スピンドル51
にはスラスト剛性が得られる。スラスト剛性について実
際に実験を行った結果は次のとおりであった。
に、スラスト軸受56と端面53との間に間隙を介在させス
ラスト軸受ポケット62を介在させたので、スピンドル51
にはスラスト剛性が得られる。スラスト剛性について実
際に実験を行った結果は次のとおりであった。
【００１２】
【表１】
【００１３】したがって、スラスト軸受56と端面53との
間の間隙Ｈ1 に流れる流量に比例してスラスト剛性が高
まり、ランド52ａの長さＬ1 に対し、ランド52ｂの長さ
Ｌ2は非対称にし、
間の間隙Ｈ1 に流れる流量に比例してスラスト剛性が高
まり、ランド52ａの長さＬ1 に対し、ランド52ｂの長さ
Ｌ2は非対称にし、
【００１４】
【数１】
【００１５】になるように調整を行うとよい。ここで、
上記の数式１を、図６に基づいて説明する。軸受半径ｒ
0 、ランドＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 、各ランド面積Ｓ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 、スラスト幅ｒ1 とする。 Ｌ1 側の絞り面積は、Ｓ1 ＝２πｒ0 Ｌ1 … (1) Ｌ2 側の絞り面積は、Ｓ2 ＝２πｒ0 Ｌ2 … (2) Ｌ3 側の絞り面積は、Ｓ3 ＝π (ｒ1 2 −ｒ0 2) … (3) (1),(2),(3) よりＳ1 側の面積を大きくすることにより
スラスト剛性が出せるため、 Ｓ1 ≧Ｓ2 ＋Ｓ3 … (4) ２πｒ0 Ｌ1 ≧２πｒ0 Ｌ2 ＋π (ｒ1 2 −ｒ0 2)
上記の数式１を、図６に基づいて説明する。軸受半径ｒ
0 、ランドＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 、各ランド面積Ｓ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 、スラスト幅ｒ1 とする。 Ｌ1 側の絞り面積は、Ｓ1 ＝２πｒ0 Ｌ1 … (1) Ｌ2 側の絞り面積は、Ｓ2 ＝２πｒ0 Ｌ2 … (2) Ｌ3 側の絞り面積は、Ｓ3 ＝π (ｒ1 2 −ｒ0 2) … (3) (1),(2),(3) よりＳ1 側の面積を大きくすることにより
スラスト剛性が出せるため、 Ｓ1 ≧Ｓ2 ＋Ｓ3 … (4) ２πｒ0 Ｌ1 ≧２πｒ0 Ｌ2 ＋π (ｒ1 2 −ｒ0 2)
【００１６】
【数２】
【００１７】
【数３】
【００１８】ここで、ｒ1 −ｒ0 ＝Ｌ3 であるから、数
式１が成り立つ。
式１が成り立つ。
【００１９】
【考案の効果】本考案は、上述のように、スピンドルと
スピンドルに外嵌まりしてスピンドルを回転自在に支持
する一体化したラジアル軸受ハウジングと、ラジアル軸
受ハウジングの両端部に当接し前記スピンドルの両端部
に固着したスラスト軸受とよりなり、上記スピンドルに
対向する流体の供給口を備えたラジアル軸受ポケットを
上記軸受ハウジングに設けてなる静圧主軸の軸受構造で
あって、上記ラジアル軸受ポケットの両側のランドであ
って、上記スラスト軸受に隣接するランドの長さを
Ｌ2 、他方のランドの長さをＬ1 、上記スラスト軸受の
外方への突出長さをＬ3 、上記スピンドルの半径を
ｒ0 、上記スラスト軸受の半径をｒ1 としたときに、 Ｌ1 ≧Ｌ2 ＋Ｌ3 ・（ｒ1 ＋ｒ0 ）／２ｒ0 Ｌ1 ≠Ｌ2 である静圧主軸の軸受構造であるので、静圧主軸の回転
精度がよく出て、コンパクトで、かつ、スラスト剛性が
ある静圧主軸の軸受構造を提供できる。
スピンドルに外嵌まりしてスピンドルを回転自在に支持
する一体化したラジアル軸受ハウジングと、ラジアル軸
受ハウジングの両端部に当接し前記スピンドルの両端部
に固着したスラスト軸受とよりなり、上記スピンドルに
対向する流体の供給口を備えたラジアル軸受ポケットを
上記軸受ハウジングに設けてなる静圧主軸の軸受構造で
あって、上記ラジアル軸受ポケットの両側のランドであ
って、上記スラスト軸受に隣接するランドの長さを
Ｌ2 、他方のランドの長さをＬ1 、上記スラスト軸受の
外方への突出長さをＬ3 、上記スピンドルの半径を
ｒ0 、上記スラスト軸受の半径をｒ1 としたときに、 Ｌ1 ≧Ｌ2 ＋Ｌ3 ・（ｒ1 ＋ｒ0 ）／２ｒ0 Ｌ1 ≠Ｌ2 である静圧主軸の軸受構造であるので、静圧主軸の回転
精度がよく出て、コンパクトで、かつ、スラスト剛性が
ある静圧主軸の軸受構造を提供できる。
【図１】本考案の具体的な静圧主軸の軸受構造の半分を
断面した側面図である。
断面した側面図である。
【図２】図１の静圧主軸の軸受構造を模式的に表した側
面断面図である。
面断面図である。
【図３】従来の静圧主軸の軸受構造のラジアル軸受ハウ
ジングの断面図と、スラスト軸受にラジアル軸受ハウジ
ングに付けた状態の断面図との２面図である。
ジングの断面図と、スラスト軸受にラジアル軸受ハウジ
ングに付けた状態の断面図との２面図である。
【図４】従来の静圧主軸の軸受構造の縦断側面図であ
る。
る。
【図５】従来の静圧主軸の軸受構造の縦断側面図であ
る。
る。
【図６】表１の計算用参照図である。
51…スピンドル 52…ラジアル軸受ハウジング
Claims (1)
- 【請求項１】 スピンドルとスピンドルに外嵌まりして
スピンドルを回転自在に支持する一体化したラジアル軸
受ハウジングと、ラジアル軸受ハウジングの両端部に当
接し前記スピンドルの両端部に固着したスラスト軸受と
よりなり、上記スピンドルに対向する流体の供給口を備
えたラジアル軸受ポケットを上記軸受ハウジングに設け
てなる静圧主軸の軸受構造であって、上記ラジアル軸受
ポケットの両側のランドであって、上記スラスト軸受に
隣接するランドの長さをＬ2 、他方のランドの長さをＬ
1 、上記スラスト軸受の外方への突出長さをＬ3 、上記
スピンドルの半径をｒ0 、上記スラスト軸受の半径をｒ
1 としたときに、 Ｌ1 ≧Ｌ2 ＋Ｌ3 ・（ｒ1 ＋ｒ0 ）／２ｒ0 Ｌ1 ≠Ｌ2 であることを特徴とする静圧主軸の軸受構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991107835U JP2605638Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 静圧主軸の軸受構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991107835U JP2605638Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 静圧主軸の軸受構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0554820U JPH0554820U (ja) | 1993-07-23 |
| JP2605638Y2 true JP2605638Y2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=14469252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991107835U Expired - Lifetime JP2605638Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 静圧主軸の軸受構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605638Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1012894A3 (nl) * | 1999-09-14 | 2001-05-08 | Atlas Copco Airpower Nv | Gecombineerd radiaal-axiaal glijlager. |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP1991107835U patent/JP2605638Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0554820U (ja) | 1993-07-23 |
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