JPH01250614A - ガスベアリング要素 - Google Patents

ガスベアリング要素

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JPH01250614A
JPH01250614A JP1040469A JP4046989A JPH01250614A JP H01250614 A JPH01250614 A JP H01250614A JP 1040469 A JP1040469 A JP 1040469A JP 4046989 A JP4046989 A JP 4046989A JP H01250614 A JPH01250614 A JP H01250614A
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JP
Japan
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gas bearing
bearing element
gas
gas supply
element according
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JP1040469A
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English (en)
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Carel W J Hooykaas
カーレル・ウイレム・ヤーン・ホーイカース
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Pelt and Hooykaas BV
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Pelt and Hooykaas BV
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Publication date
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    • F16C32/0614Bearings 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

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、ガス供給手段を備えたガスベアリング要素、
即ちガス供給手段がガスベアリング要素の凹んだ作動面
内に出口を開いており、該作動面を支持面と対面配置す
ることにより該支持面に対するガスベアリングを形成し
得るようにしたガスベアリング要素に関するものである
【従来の技術】 前述の形式のガスベアリング要素は一般に知られており
、前述の凹みは種々の異なった形状とされる。 この既知のガスベアリング要素は、ガスの流量が少なく
てもガスベアリング要素と支持面との間の摩擦の無い動
きを可能とし、従ってガスベアリングの作用上必要とさ
れるガスの量は僅かで済むが、変動荷重に対するベアリ
ングの対抗力、すなわち、ガスベアリングが支持体と接
触することなく荷重下において耐える圧力については、
非常に高いガス圧が必要となることが知見されている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のガスベアリングでは、前記ガス圧を
高くすると比較的早期にガスベアリングが不安定となり
、それに伴って振動が発生するようになる。 勿論これはガスベアリング要素が非常に高い精度を必要
とする動きについて使用される場合には許容されないこ
とである。 従って本発明の目的は、これらの欠点がなく、ガスベア
リングの不安定さを招くことなしに、従って振動の発生
なしに、比較的高いガス圧力を適用して使用することが
でき、変動荷重に対する耐力に高い冒頭に述べた形式の
ガスベアリング要素を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明のガスベアリング要素では、付属のガス供給手段
がガスベアリング要素の凹んだ作動面に出口を開いてい
ると共に、前記作動面を支持面に対面配置することで支
持面に対するガスベアリングを形成し得るようにしたも
ので、特に前記作動面の粗さを10ruよりも小とした
ことによって特徴付けられるものである。 前記作動面の粗さは、好ましくは4ruより小とし、更
に特別にはほぼ2ruに等しくする。 本発明のガスベアリング要素の作動面は基本的に円錐形
の凹みであるように適宜設計され、この凹みの円錐形の
内奥尖端は前記作動面のほぼ中央にあるようにする。
【作用および効果】
このようなガスベアリング要素によれば、ガス供給圧が
高い場合にも良好な作用を示すガスベアリングを構成す
ることが可能となる。すなわち、例えばわずか4bar
のガス供給圧力において、45ONの荷重で浮上高さ4
.0μmが得られ、これによって全く無振動で作動する
非常に安定なガスベアリングが得られる。3barより
も高いガス供給圧力においても、後述の表A、Bに示し
た測定データから明らかなように、本発明によるガスベ
アリング要素によって安定なガスベアリングが形成され
る。 従って、本発明によるガスベアリング要素は、既知のガ
スベアリング要素と比較して、比較的高い圧力の下にも
安定な作動を保証するガスベアリングを提供する。 ガス供給手段が少なくとも、そして好ましくはぎざぎざ
の無い出口で、円錐形の凹みの内奥尖端に開口している
ことが望ましい。このようにしてガスベアリングを非常
に安定に作り付けることができる。前記出口にぎざぎざ
が存在すると空気の渦流が発生し易く、それによって振
動が促進されてしまう。 ガスベアリングの最も理想的な構成は、作動面中央部に
配された少なくとも1つの出口開口によって可能となる
。複数の出口開口を設けてもよいが、排出ガス流が互い
に干渉することになり、その結果振動発生を招いてしま
う。このような振動は、ガス供給圧力を下げることによ
って抑制しなければならない。 円錐形の凹みの深さは好ましくは8〜12μmとし、特
にほぼ10μmとするのがよい。ベアリング装置の直径
は、通常、約6cm〜約20cmが実際的である。 出口からの流出ガス流の乱流をさけるために、ガス供給
手段のほぼ円錐形に凹んだ表面の出口開口は放電加工に
よって形成する。これによってぎざぎざのない出口開口
が得られると共に、ダクトの正しい方向が実現される。 本発明によるガスベアリング要素は、有利には軽金属、
好ましくはアルミニウム又はアルミニウム合金から作製
する。 好ましくは、このガスベアリング要素は表面の硬さを改
善するために後処理を施されたものである。この処置に
よって、全く摩耗を受けないか又は少なくともわずかな
程度にしか摩耗を受けないガスベアリング要素が得られ
るので、本発明によるガスベアリング要素の特別の形状
が保たれる。 これは表面硬さの低い金属例えばアルミニウムの場合に
は特に大切である。 但しこの処理によってガスベアリング要素に余分の表面
層が付加されるのではなく、単に表面が「扁平化」され
るにすぎない。 本発明はガス供給手段付きのガスベアリング要素を備え
た装置をも提供するものであり、ここで前記ガス供給手
段はガスベアリング要素の相対的な運動を可能とするガ
スベアリングを形成するために支持面と対面配置された
該ガスベアリング要素の表面に対して開口しており、ガ
スベアリング要素としては前述本発明によるガスベアリ
ング要素を備えている。 次に本発明の好ましい一実施例を図面に基づいて一層詳
細に説明する。
【実施例】
第1図は、支持面1と対面配置された本発明による空気
ベアリング部材2を含む空気ベアリングを示している。 支持面1は、セラミック材料又は天然石特に花崗岩など
の任意の材料からできていてもよい。空気ベアリング部
材2は、支持面1に対して運動できるように、穆動すべ
き装置ユニットの一部分に連結するための止めボルト3
を備えている。空気ベアリング部材2は、空気供給口8
を経て圧縮空気源(図示しない)に連結することのでき
るダクト4も備えている。 支持面1に対面配置された空気ベアリング部材2の作動
面は、基本的に円錐形に凹んでおり、この円錐形の凹み
の尖端は、この作動面の中央部に位置している。この円
錐形に凹んだ表面の粗さは10ruより小さく、好まし
くは4ruよりも小さい。この例では粗さは4ruであ
る。 この空気ベアリングは以下の通りに作動する。 ガス供給口8がら空気が或る圧力の下に送入され、円錐
形の凹み6の内奥尖端にある出口間口5に向フてダクト
4を経て流れる。出口間口5は、放電加工により作動面
6内に形成され、ぎざぎざが生じないようになっている
。これらの処置を施した組合せによって、比較的高いガ
ス供給圧力の下でも非常に安定な空気ベアリングを形成
する可能性が実際に得られる。 第2図には、第1図による空気ベアリング部材2の凹ん
だ作動面6の中央部分が拡大して示されている。実際に
は、円錐形の凹み6の内奥尖端の出口開口5と外周部に
よって形成されたフェース9との間の距離は僅か8〜1
2μmであり、好ましくは約10umである。 以下の表A、Bは、直径60mm、作動面の粗さ4ru
の本発明による空気ベアリング部材を用いて特定のガス
供給圧力及び荷重について得られたいくつかのパラメー
ターを示すものである。 表A aoo    −o、o       機械接触750
   −    0.0       機械接触900
   −    0.0       機械接触!os
o         o、o       JIIJj
l接触4  150 10.0   G、0  安定3
00 6.0  0.0  安定 750   1.7    0.0   安 定 機械
接触900、   −    0.0       機
械接触1050   −    0.0       
機械接触5  150 10.9  0.0  安定3
00 7.1  0.0  安定 450 5.2  0.0  安定 600   3.8    0.0   安 定 臨界
高さ750   2.7    0.0   安 定 
臨界高さ900   1.9    0.0   安 
定 機械接触1050        0.0    
   機械接触6  150 11.8  0.0  
安定300    B、0    0.0   不安定
450   6.0    0.0   不安定600
 4.7  0.0  安定 750   3.8    0.0   安 定 臨界
高さ900   3.0    0.0   安 定 
臨界高さ1050   2.3    0.0   安
 定 臨界高さ表  B り 3 15G  7,7 35.2 181i  6.7 36.8 204     6.2    38.5      
 1222 5.8 40.3 240 5.4 42.4 258 5.0 44.ll 276 4.6 47.2 294 4.2 50.0 312 3.9 53.2 204 8.1 32.6 258 6.8 44.8 458 3.9 87.[1 5824,0114,5 ε 【 以上の測定に基づいて得たベアリング力特性は63図に
示されており、図において横軸は浮上高ぎ(μm)を、
また縦軸は荷重(N)をそれぞれ(している。 従って本発明による空気ベアリング要素を用い〔得られ
る空気ベアリングの平均絶対剛性は、3barでは−・
・・−43,1N/μm4barでは・・・・・・ 6
0.6N/μm5barでは−・−・ 79.ON/u
m6barでは−−−−−−106,2N/am以上の
数字は、本発明による空気ベアリング部才の特に有用な
挙動を実証している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による空気ベアリング部材を備えた空気
ベアリングの模式断面図、第2図は本発明による空気ベ
アリング部材の円錐形に凹んだ作す面の中央部分を示す
拡大断面図、第3図は本発明の一実施例におけるベアリ
ング力特性を示す線冴である。 (主要部分の符号の説明) 1・・・支持面、2・・・空気ベアリング要素、4・・
・ダクト、5・・・出口開口、6・・・凹んだ作動面、
7・・・空気ベアリング、8・・・ガス供給口。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 S、+、2’。 ノーGE−Z。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ガス供給手段(8、4)を備えたガスベアリング要
    素(2)であって、前記ガス供給手段が前記ガスベアリ
    ング要素の凹んだ作動面(6)内に出口を開いており、
    前記作動面を支持面(1)と対面配置して該支持面に対
    するガスベアリング(7)を形成するようにしたガスベ
    アリング要素(2)において、前記作動面の粗さが10
    ru未満であることを特徴とするガスベアリング要素。 2、作動面の粗さが4ru未満であることを特徴とする
    請求項1に記載のガスベアリング要素。 3、作動面の粗さがほぼ約2ruであることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載のガスベアリング要素。 4、作動面(6)がほぼ円錐形の凹みとされ、この凹み
    の円錐形の尖端が作動面(6)のほぼ中央に位置されて
    いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
    載のガスベアリング要素。 5、ガス供給手段が、少なくとも前記凹みの中にぎざぎ
    ざの無い出口で開口されていることを特徴とする請求項
    1〜4のいずれか1項に記載のガスベアリング要素。 6、前記凹みの深さが8〜12μmであることを特徴と
    する請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスベアリン
    グ要素。 7、前記凹みの深さがほぼ10μmであることを特徴と
    する請求項6に記載のガスベアリング要素。 8、ガス供給手段の出口開口(5)が放電加工によって
    形成されたものであることを特徴とする請求項1〜7の
    いずれか1項に記載のガスベアリング要素。 9、アルミニウム又はアルミニウム合金などの軽金属材
    料からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1
    項に記載のガスベアリング要素。 10、表面の硬度を改善するための後処理に付されたも
    のであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項
    に記載のガスベアリング要素。 11、ガス供給手段(8、4)付きのガスベアリング要
    素(2)を備えた装置であって、前記ガス供給手段(8
    、4)がガスベアリング要素の或る表面内に出口を開か
    れており、前記表面がガスベアリング7を形成するため
    に支持面1と対面配置されて前記ガスベアリング要素の
    相対的な運動を許容するようになされたものにおいて、
    請求項1〜10のいずれか1項に記載のガスベアリング
    要素を備えていることを特徴とする装置。
JP1040469A 1988-02-22 1989-02-22 ガスベアリング要素 Pending JPH01250614A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8800440A NL8800440A (nl) 1988-02-22 1988-02-22 Gaslegerdeel alsmede inrichting voorzien van een dergelijk gaslegerdeel.
NL8800440 1988-02-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01250614A true JPH01250614A (ja) 1989-10-05

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ID=19851829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1040469A Pending JPH01250614A (ja) 1988-02-22 1989-02-22 ガスベアリング要素

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US (1) US4953989A (ja)
EP (1) EP0330251A1 (ja)
JP (1) JPH01250614A (ja)
KR (1) KR890013370A (ja)
NL (1) NL8800440A (ja)

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NL8800440A (nl) 1989-09-18
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