JPH061846U - 気体静圧軸受および該軸受を用いたエアスピンドル並びにエアスピンドルモータ - Google Patents
気体静圧軸受および該軸受を用いたエアスピンドル並びにエアスピンドルモータInfo
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- JPH061846U JPH061846U JP4866392U JP4866392U JPH061846U JP H061846 U JPH061846 U JP H061846U JP 4866392 U JP4866392 U JP 4866392U JP 4866392 U JP4866392 U JP 4866392U JP H061846 U JPH061846 U JP H061846U
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- taper
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コニカル形の気体静圧軸受における軸受性能
の安定化を図る。 【構成】 回転軸3に軸方向Pに対して反対方向にそれ
ぞれ漸次径大となる対の円錐状のテーパ面6aを有する
テーパ軸部6を備える。モータハウジング2にテーパ軸
部6を回転自在に支持する対応する対の円錐状のテーパ
面10aを有するテーパ軸受部10を備える。ハウジン
グ2側に、テーパ軸部6外周面とテーパ軸受部10内周
面との微少間隙に圧縮空気を供給する給気路12を備え
る。テーパ軸受部10内周面の各テーパ面10aに周方
向の円周溝11がそれぞれ形成されると共に、各円周溝
11に給気路12と連通状とされる給気孔13が周方向
に離隔してそれぞれ複数形成される。テーパ面6a、1
0aの頂角Rは90度とされている。テーパ軸部6の対
のテーパ面6aの相互間の軸方向P距離はスペーサ7を
介して調整自在とされている。
の安定化を図る。 【構成】 回転軸3に軸方向Pに対して反対方向にそれ
ぞれ漸次径大となる対の円錐状のテーパ面6aを有する
テーパ軸部6を備える。モータハウジング2にテーパ軸
部6を回転自在に支持する対応する対の円錐状のテーパ
面10aを有するテーパ軸受部10を備える。ハウジン
グ2側に、テーパ軸部6外周面とテーパ軸受部10内周
面との微少間隙に圧縮空気を供給する給気路12を備え
る。テーパ軸受部10内周面の各テーパ面10aに周方
向の円周溝11がそれぞれ形成されると共に、各円周溝
11に給気路12と連通状とされる給気孔13が周方向
に離隔してそれぞれ複数形成される。テーパ面6a、1
0aの頂角Rは90度とされている。テーパ軸部6の対
のテーパ面6aの相互間の軸方向P距離はスペーサ7を
介して調整自在とされている。
Description
【0001】
本考案は、エアスピンドル、タービン、ポンプ等における気体静圧軸受の改良 および該軸受を用いたエアスピンドル並びにエアスピンドルモータに関するもの である。
【0002】
従来、高速回転する回転軸を支持する気体静圧軸受の構造として、例えば、特 開昭61ー290232号公報に示される如く、径方向および軸方向に作用する 外力をいわゆるコニカル形の単一の軸受構造で支持し、コンパクト化を図った構 造のものがある。
【0003】 そしてこの気体静圧軸受は、回転軸に、軸方向に対して反対方向にそれぞれ漸 次径大となる対の円錐状のテーパ面を有する軸受体(テーパ軸部)を備え、該軸 受体を、対応する対の円錐状のテーパ面を有する多孔質材よりなる軸受ブッシュ (テーパ軸受部)で回転自在に支持し、軸受体外周面と軸受ブッシュ内周面との 微少間隙に圧縮空気を供給する構造とされている。
【0004】 即ち、ケーシングに設けられた供給孔を通じて、圧縮空気がケーシング内に供 給され、さらに軸受ブッシュ自体の微小孔を通じて、軸受体外周面と軸受ブッシ ュ内周面との微少間隙に圧縮空気が供給され、回転軸の回転時における径方向や 軸方向に作用する外力は軸受ブッシュ側の円錐状のテーパ面と軸受体側の円錐状 のテーパ面との相互作用で支承する構造とされていた。
【0005】
しかしながら、多孔質材よりなる軸受ブッシュ自体の微小孔を通じて、軸受体 外周面と軸受ブッシュ内周面との微少間隙に圧縮空気を供給する構造によれば、 微小孔がミクロン単位の微小孔であるため、目詰まりするおそれが大であり、微 小孔の目詰まりによって、圧縮空気が軸受体外周面と軸受ブッシュ内周面との微 少間隙に円滑に供給されず、軸受性能の劣化を招くという欠点があった。
【0006】 そこで、本考案は上記問題点に鑑み、軸受性能の安定化を図った気体静圧軸受 を提供すると共に、該軸受を用いたエアスピンドルおよびエアスピンドルモータ を提供することを目的とする。
【0007】
上記目的を達成するための気体静圧軸受の技術的手段は、回転軸に軸方向に対 して反対方向にそれぞれ漸次径大もしくは漸次径小となる対の円錐状のテーパ面 を有するテーパ軸部が備えられ、該テーパ軸部を、対応する対の円錐状のテーパ 面を有するテーパ軸受部で回転自在に支持すると共に、テーパ軸受部を備えたハ ウジング側に、前記テーパ軸部外周面とテーパ軸受部内周面との微少間隙に圧力 気体を供給する給気路を備えてなる気体静圧軸受において、前記テーパ軸受部内 周面の各テーパ面に周方向の円周溝がそれぞれ形成されると共に、該各円周溝に 前記給気路と連通状とされる給気孔が周方向に離隔してそれぞれ複数形成されて なる点にある。
【0008】 また前記円錐状のテーパ面の頂角を90度としてもよい。
【0009】 さらに前記テーパ軸部外周面とテーパ軸受部内周面との微少間隙を調整自在と すべく、テーパ軸部の対のテーパ面もしくはテーパ軸受部の対のテーパ面の相互 間の前記軸方向距離をスペーサを介して調整自在としてもよい。
【0010】 またエアスピンドルにおいて、回転軸を回転自在に支持する軸受構造として、 上記気体静圧軸受を採用した点にある。
【0011】 さらにエアスピンドルモータにおいて、エアスピンドルの回転軸を回転駆動さ せる駆動装置をダイレクトドライブモータとした点にある。
【0012】
本考案の気体静圧軸受によれば、給気路と連通状に形成された複数の給気孔お よび円周溝を通じて、テーパ軸部外周面とテーパ軸受部内周面との微少間隙に圧 力気体を供給する構造であり、多孔質材よりなる軸受自体のミクロン単位の微小 孔を通じて圧力気体を微少間隙に供給する場合と比較して、比較的大きな開口面 積を有する給気孔を通じて圧力気体を供給する方式であるため、目詰まりの弊害 が防止でき、また各給気孔を通じて微少間隙に案内された圧力気体は、円周溝を 通じて微少間隙の周方向に適宜分散されて供給され、ここにテーパ軸部外周面と テーパ軸受部内周面との微少間隙に圧力気体が円滑に供給され、軸受性能が安定 する。
【0013】 また円錐状のテーパ面の頂角を90度とすれば、回転軸の軸方向長さのコンパ クト化が図れると共に、テーパ軸受部内周面に対する円周溝や給気孔の加工が容 易となる。
【0014】 さらにテーパ軸部外周面とテーパ軸受部内周面との微少間隙を調整自在とすべ く、テーパ軸部の対のテーパ面もしくはテーパ軸受部の対のテーパ面の相互間の 前記軸方向距離をスペーサを介して調整自在とすれば、スペーサの肉厚の調整に より、回転軸の支持剛性の調整が可能となる。
【0015】 そして上記気体静圧軸受を用いたエアスピンドルおよびエアスピンドルモータ においては、安定した軸受性能が発揮できる。
【0016】
以下、本考案に係る第1実施例を図面に基づいて説明すると、図1において、 1はエアスピンドルモータで、モータハウジング2と、モータハウジング2に回 転自在に支持された回転軸3と、回転軸3を回転駆動させる駆動装置としてのダ イレクトドライブモータ4とから主構成されている。
【0017】 回転軸3の軸方向P中間部には、軸方向Pに対して互いに反対方向にそれぞれ 漸次径大となる対の円錐状のテーパ面6aを有するテーパ軸部6が備えられてい る。
【0018】 そして回転軸3は前記テーパ面6aを一端側に備えた第1軸部3aと、対向す るテーパ面6aを有する第2軸部3bと、第1軸部3aと第2軸部3bとの間に 交換自在に介在されるスペーサ7と、他端側の第3軸部3cとに分割構成されて なり、第3軸部3cの一端側に突設された位置決めピン部で、第1軸部3a、ス ペーサ7、第2軸部3bがそれぞれ位置決め状とされてボルト等により分解自在 に連結一体化されている。この際、スペーサ7を肉厚の異なるスペーサ7に変更 することにより、前記両テーパ面6aの相互間の軸方向P距離が調整できるよう 構成されている。
【0019】 またモータハウジング2側には回転軸3のテーパ軸部6を回転自在に支持すべ く、テーパ軸部6の各テーパ面6aに対応する対のテーパ面10aを有するテー パ軸受部10が備えられており、両テーパ面10aでテーパ軸部6の各テーパ面 6aを回転自在に支持する軸受面を構成し、径方向および軸方向に作用する外力 を両テーパ面10aで支承する構造とされている。
【0020】 テーパ軸受部10内周面の各テーパ面10aには、軸方向P中間部に位置して 、図3にも示される如く、周方向の円周溝11がそれぞれ形成されている。
【0021】 そしてテーパ軸部6およびテーパ軸受部10の各テーパ面6a、10aの頂角 Rはそれぞれ90度とされている。
【0022】 またモータハウジング2側には圧力気体としての圧縮空気を供給するための給 気路12が設けられており、給気路12と前記各円周溝11とを互いに連通状と すべく、各円周溝11にその周方向に所定間隔離隔して複数(好ましくは3箇所 以上)の給気孔13が形成されている。
【0023】 そして図2に示される如く、例えば、円周溝11の溝幅mは1mm程度とされ 、その溝深さhは10ミクロン程度とされている。また各給気孔13の直径nは 0.2〜0.3mm程度とされている。そしてテーパ軸部6の各テーパ面6aと テーパ軸受部10の各テーパ面10aとの相互間の微少間隙sは10ミクロン程 度に調整されている。
【0024】 なお図1および図2において、15はリング溝、16は排気路である。
【0025】 そして給気路12、給気孔13、円周溝11を通じてテーパ軸部6外周面とテ ーパ軸受部10内周面との微少間隙sに圧縮空気が供給され、ここに気体静圧軸 受が構成される。
【0026】 前記回転軸3の第3軸部3c外周面には、モータロータ18が圧入等により固 着されており、モータロータ18と対応するモータハウジング2の内周面には、 モータステータ19が圧入等により固着されている。そして、これらモータロー タ18やモータステータ19によりダイレクトドライブモータ4が構成されてい る。
【0027】 またモータハウジング2はテーパ軸受部10を備えた第1ハウジング2aと、 モータステータ19が固着された第2ハウジング2bと、第1ハウジング2aと 第2ハウジング2bとの間に介在された中間ハウジング2cとからなり、ボルト 等により分解自在に連結一体化されている。
【0028】 第1実施例は以上のように構成されており、給気路12に供給された圧縮空気 は各給気孔13を通じて円周溝11に案内され、円周溝11に案内された圧縮空 気は、円周溝を通じて微少間隙sの周方向に適宜分散されて微少間隙sに供給さ れる。この際、給気孔13は多孔質材により構成される微小孔と比較して比較的 大きな開口面積を確保でき、目詰まりによる弊害が有効に防止でき、ここにテー パ軸部6外周面とテーパ軸受部10内周面との微少間隙sに圧縮空気が円滑に供 給でき、安定した軸受性能が得られる。
【0029】 またテーパ軸部6やテーパ軸受部10の各円錐状のテーパ面6a、10aの頂 角Rをそれぞれ90度として構成しているので、気体静圧軸受部分における軸方 向P長さが短縮化でき、軸方向P長さのコンパクト化が図れる。さらにテーパ軸 受部10内周面の各テーパ面10aに対して円周溝11や給気孔13を形成する 際のドリル等による加工が容易となる。
【0030】 またスペーサ7の交換によりスペーサ7の肉厚を調整することによって、テー パ軸部6外周面のテーパ面6aとテーパ軸受部10内周面のテーパ面10aとの 相互間の微少間隙sの調整を行うことができ、ここにテーパ軸受部10による回 転軸3の支持剛性を容易に調整することができる。
【0031】 なお第1実施例においてダイレクトドライブモータ4を使用したエアスピンド ルモータ1を示しているが、その他の駆動装置を備えたエアスピンドルであって もよい。
【0032】 図4はエアスピンドルモータ1の第2実施例を示しており、第1実施例と同様 、モータハウジング2と、モータハウジング2に回転自在に支持された回転軸3 と、回転軸3を回転駆動させる駆動装置としてのダイレクトドライブモータ4と から主構成されている。
【0033】 そして回転軸3の軸方向P中間部には、軸方向Pに対して互いに反対方向にそ れぞれ漸次径小となる対の円錐状のテーパ面6aを有するテーパ軸部6が一体的 に備えられている。
【0034】 またモータハウジング2側には回転軸3のテーパ軸部6を回転自在に支持すべ く、テーパ軸部6の各テーパ面6aに対応する対のテーパ面10aを有するテー パ軸受部10が備えられており、両テーパ面10aでテーパ軸部6の各テーパ面 6aを回転自在に支持する軸受面を構成している。
【0035】 そしてテーパ軸受部10はそれぞれ一端側に前記テーパ面10aを備え、他端 側にフランジ部10bを備えた対の軸受分割体21から構成され、モータハウジ ング2はテーパ軸受部10側の第1ハウジング22aとダイレクトドライブモー タ4側の第2ハウジング22bとからなり、第1ハウジング22aの両側から各 軸受分割体21のテーパ面10a側が嵌合状に装着される。この際、一方の軸受 分割体21のフランジ部10bと第1ハウジング22aの端面との間にスペーサ 7が交換自在に介在されている。そしてこの状態で第2ハウジング22bと着脱 自在に連結一体化されている。
【0036】 この連結状態において、給気路12は第1ハウジング22a、スペーサ7およ び第2ハウジング22bにわたって連続状となるよう構成されている。
【0037】 その他、図中において、第1実施例とほぼ同様の構成は同一符号を付し、その 説明を省略する。また図4において、24はシール材である。
【0038】 そしてこの第2実施例においても第1実施例と同様の効果が得られる。
【0039】 なお第1実施例や第2実施例において、テーパ軸受部10の各テーパ面10a にそれぞれ単一の円周溝11を形成した構造のものを示しているが、図5に示さ れる如く、2本等、複数の円周溝11を形成する構造であってもよい。また円周 溝11の形成される位置も軸方向P中央部に限られず、適宜位置に形成すればよ い。
【0040】
以上のように、本考案の気体静圧軸受によれば、回転軸に備えられたテーパ軸 部を回転自在に支持するテーパ軸受部内周面の各テーパ面に、周方向の円周溝が それぞれ形成されると共に、各円周溝に、テーパ軸部外周面とテーパ軸受部内周 面との微少間隙に圧力気体を供給する給気路と連通状とされる給気孔が周方向に 離隔してそれぞれ複数形成されてなるものであり、目詰まりの弊害が有効に防止 でき、前記微少間隙に圧力気体が円滑に供給できて軸受性能の安定化が図れる。
【0041】 また円錐状のテーパ面の頂角を90度とすれば、回転軸の軸方向長さのコンパ クト化が図れると共に、テーパ軸受部内周面に対する円周溝や給気孔の加工が容 易となる。
【0042】 さらにテーパ軸部の対のテーパ面もしくはテーパ軸受部の対のテーパ面の相互 間の前記軸方向距離をスペーサを介して調整自在とすれば、スペーサの肉厚の調 整により、テーパ軸部外周面とテーパ軸受部内周面との微少間隙が調整でき、回 転軸の支持剛性の調整が可能となる。
【0043】 そして上記気体静圧軸受を用いたエアスピンドルおよびエアスピンドルモータ においては、安定した軸受性能が発揮できる利点がある。
【図1】本考案に係る第1実施例を示す断面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】図1におけるテーパ軸受部のIII ーIII 線矢視
図である。
図である。
【図4】本考案に係る第2実施例を示す断面図である。
【図5】他の実施例を示す要部断面図である。
1 エアスピンドルモータ 2 モータハウジング 3 回転軸 4 ダイレクトドライブモータ 6 テーパ軸部 6a テーパ面 10 テーパ軸受部 10a テーパ面 11 円周溝 12 給気路 13 給気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中村 進作 兵庫県西宮市田近野町6番107号 新明和 工業株式会社開発技術本部内
Claims (5)
- 【請求項1】 回転軸に軸方向に対して反対方向にそれ
ぞれ漸次径大もしくは漸次径小となる対の円錐状のテー
パ面を有するテーパ軸部が備えられ、該テーパ軸部を、
対応する対の円錐状のテーパ面を有するテーパ軸受部で
回転自在に支持すると共に、テーパ軸受部を備えたハウ
ジング側に、前記テーパ軸部外周面とテーパ軸受部内周
面との微少間隙に圧力気体を供給する給気路を備えてな
る気体静圧軸受において、 前記テーパ軸受部内周面の各テーパ面に周方向の円周溝
がそれぞれ形成されると共に、該各円周溝に前記給気路
と連通状とされる給気孔が周方向に離隔してそれぞれ複
数形成されてなることを特徴とする気体静圧軸受。 - 【請求項2】 前記円錐状のテーパ面の頂角を90度と
したことを特徴とする請求項1記載の気体静圧軸受。 - 【請求項3】 前記テーパ軸部外周面とテーパ軸受部内
周面との微少間隙を調整自在とすべく、テーパ軸部の対
のテーパ面もしくはテーパ軸受部の対のテーパ面の相互
間の前記軸方向距離をスペーサを介して調整自在とされ
てなることを特徴とする請求項1記載の気体静圧軸受。 - 【請求項4】 エアスピンドルの回転軸を回転自在に支
持する軸受構造として、請求項1記載の気体静圧軸受を
採用してなることを特徴とするエアスピンドル。 - 【請求項5】 請求項4記載のエアスピンドルの回転軸
を回転駆動させる駆動装置がダイレクトドライブモータ
からなることを特徴とするエアスピンドルモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4866392U JPH061846U (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 気体静圧軸受および該軸受を用いたエアスピンドル並びにエアスピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4866392U JPH061846U (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 気体静圧軸受および該軸受を用いたエアスピンドル並びにエアスピンドルモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH061846U true JPH061846U (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=12809583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4866392U Pending JPH061846U (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 気体静圧軸受および該軸受を用いたエアスピンドル並びにエアスピンドルモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH061846U (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS518062B1 (ja) * | 1970-08-25 | 1976-03-13 | ||
JP2011229371A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Gebruder Klocker Gmbh | レノ耳を形成するための装置 |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP4866392U patent/JPH061846U/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS518062B1 (ja) * | 1970-08-25 | 1976-03-13 | ||
JP2011229371A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Gebruder Klocker Gmbh | レノ耳を形成するための装置 |
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