JPH09222119A - Rotary bearing device and rotational driving method using it - Google Patents
Rotary bearing device and rotational driving method using itInfo
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- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、精密測定機用回転
テーブルの軸受及び工作機械用高精度回転軸受等に好適
な回転軸受装置及びこれを用いた回転駆動方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary bearing device suitable for bearings of rotary tables for precision measuring machines, high precision rotary bearings for machine tools and the like, and a rotary drive method using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回転テーブル等を高い回転精度で軸支す
るための回転軸受装置として、従来から真円度測定機な
どで使用されている静圧エアーベアリングが知られてい
る。この静圧エアーベアリングは、高い回転精度が得ら
れる反面、エアーを常時供給するためのエアー供給源や
配管等を必要とするため、装置が大掛かりとなり、コス
トアップにつながるという問題がある。2. Description of the Related Art As a rotary bearing device for pivotally supporting a rotary table or the like with high rotational accuracy, a static pressure air bearing conventionally used in a roundness measuring machine or the like is known. Although this static pressure air bearing can obtain high rotation accuracy, it requires an air supply source and a pipe for constantly supplying air, and therefore has a problem that the device becomes large in size and the cost increases.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するためになされたもので、低コストでし
かも静圧エアーベアリング並の高い回転精度が得られる
回転軸受装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a rotary bearing device at a low cost and capable of obtaining a high rotation accuracy comparable to that of a static pressure air bearing. The purpose is to
【０００４】本発明は、また、そのような回転軸受装置
を用いて回転体を短時間で高い回転精度で駆動するのに
適した回転駆動方法を提供することを他の目的とする。Another object of the present invention is to provide a rotary drive method suitable for driving a rotary body in a short time with high rotational accuracy by using such a rotary bearing device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の回転軸受装置
は、回転軸に固定された円筒状の回転部材と、この回転
部材を微少ギャップを介して取り囲むように配置された
固定部材と、前記回転部材と前記固定部材との間の微少
ギャップに充填された油と、前記固定部材と前記回転軸
との間に装着されて前記微少ギャップに充填された油の
外部への漏れ出しを防止するシール部材とを備え、前記
円筒状の回転部材は、その側面及び両端面に側面溝及び
端面溝を周方向の全域にわたってそれぞれ複数形成した
ものであり、前記各側面溝は、前記回転部材の回転に伴
ってその側面の軸方向の所定箇所に前記油を誘導して動
圧を発生させるパターンを形成し、前記各端面溝は、前
記回転部材の回転に伴ってその端面の外周縁の近傍箇所
に内側から外側へと前記油を誘導して動圧を発生させる
パターンを形成していることを特徴とする。A rotary bearing device of the present invention comprises a cylindrical rotary member fixed to a rotary shaft, a fixed member arranged so as to surround the rotary member via a minute gap, and The oil filled in the minute gap between the rotating member and the fixed member and the oil filled in the minute gap mounted between the fixed member and the rotating shaft are prevented from leaking to the outside. The cylindrical rotary member is provided with a plurality of side surface grooves and end surface grooves on the side surfaces and both end surfaces thereof in the circumferential direction, and each side surface groove is a rotation member of the rotary member. Along with that, a pattern for inducing the oil to generate a dynamic pressure is formed at a predetermined position in the axial direction of the side surface, and each of the end face grooves is a part near the outer peripheral edge of the end face with the rotation of the rotating member. From inside to outside By inducing serial oil characterized in that it forms a pattern for generating a dynamic pressure.
【０００６】なお、前記側面溝は、例えば前記回転部材
の側面を前記軸方向の所定箇所から軸方向に離れるに従
って回転方向前方に向かうようなパターンの溝である。
また、前記端面溝は、例えば前記回転部材の端面を前記
外周縁の近傍箇所から内周側に向かうに従って回転方向
前方に向かうようなパターンの溝である。また、前記側
面溝及び端面溝は、回転方向後方側の側壁が開放側に向
くように傾斜していることが望ましい。The side surface groove is, for example, a groove having a pattern in which the side surface of the rotary member moves forward in the rotational direction as the axial surface is separated from a predetermined position in the axial direction.
In addition, the end surface groove is, for example, a groove having a pattern in which the end surface of the rotating member moves forward in the rotation direction from an area near the outer peripheral edge toward the inner peripheral side. Further, it is preferable that the side surface groove and the end surface groove are inclined such that the side wall on the rear side in the rotation direction faces the open side.
【０００７】また、本発明に係る回転軸受装置の回転駆
動方法は、上述した回転軸受装置を使用して、回転駆動
開始時に回転体を定格回転数を超える回転数で回転させ
て軸受剛性を安定化させたのち、前記回転体を前記定格
回転数で回転させるようにしたことを特徴とする。Further, in the rotary driving method of the rotary bearing device according to the present invention, the above-mentioned rotary bearing device is used to rotate the rotating body at a rotational speed exceeding the rated rotational speed at the start of the rotational driving to stabilize the bearing rigidity. After this, the rotating body is rotated at the rated rotation speed.
【０００８】本発明の回転軸受装置によれば、回転部材
が回転すると、その側面に形成された複数の側面溝を伝
わって、周方向の全域にわたり、油が側面の軸方向所定
箇所に集中すると共に、両端面にそれぞれ形成された複
数の端面溝を伝わって、周方向の全域にわたり、油が両
端面の外周縁近傍位置に集中する。これらの部分に発生
した動圧が回転部材をラジアル方向及びスラスト方向に
支持する。回転が安定すると、回転部材と固定部材との
間の油膜が均一化され、回転部材が固定部材に対して微
小膜厚の油膜を介して高い回転精度で保持されると共
に、局部的に発生した油圧の高まりによって軸受剛性が
増大する。このように、この発明によれば、側面溝及び
両端面の端面溝を介して油が移動することによって発生
した局部的な油圧の高まりによって、回転部材がラジア
ル方向及びスラスト方向に高い剛性で安定に保持され、
この結果、静圧エアーベアリング並の高い回転精度を実
現することができる。According to the rotary bearing device of the present invention, when the rotary member is rotated, the oil is transmitted through the plurality of side surface grooves formed on the side surface thereof, and the oil is concentrated at a predetermined axial position on the side surface over the entire area in the circumferential direction. At the same time, the oil is transmitted through the plurality of end surface grooves formed on both end surfaces, and the oil is concentrated in the vicinity of the outer peripheral edge of both end surfaces over the entire area in the circumferential direction. The dynamic pressure generated in these portions supports the rotating member in the radial direction and the thrust direction. When the rotation is stable, the oil film between the rotating member and the fixed member is made uniform, and the rotating member is retained with high rotation accuracy via the oil film having a small film thickness with respect to the fixed member, and locally generated. Bearing rigidity increases with increasing hydraulic pressure. As described above, according to the present invention, the local hydraulic pressure generated by the movement of the oil through the side surface groove and the end surface grooves on both end surfaces causes the rotating member to have high rigidity and stability in the radial direction and the thrust direction. Is held in
As a result, it is possible to achieve high rotation accuracy comparable to that of a static pressure air bearing.
【０００９】しかも、この発明によれば、固定部材と回
転部材との間の微少ギャップに充填された油は、固定部
材と回転軸との間に装着されたシール部材によってほぼ
完全にシールされるので、油の補給が不要になる。この
ため、油供給用の装置や配管等が不要となり、回転軸受
装置全体を小型化及び簡略化することができる。これに
よって、回転軸受装置のコスト低減を図ることができ
る。Further, according to the present invention, the oil filled in the minute gap between the fixed member and the rotary member is almost completely sealed by the seal member mounted between the fixed member and the rotary shaft. Therefore, oil supply is unnecessary. Therefore, a device for supplying oil, piping, and the like are not required, and the entire rotary bearing device can be downsized and simplified. As a result, the cost of the rotary bearing device can be reduced.
【００１０】なお、溝の数が増えると、耐荷重性能は向
上するが、溝以外の微小膜厚の油膜の形成される面積が
少なくなるため回転精度が低下するため、両者のバラン
スを考慮して適切な本数に設定することが望ましい。ま
た、側面溝及び端面溝の回転方向後方側の側壁を開放側
に向くように傾斜させると、回転部材と固定部材との間
のラジアル方向及びスラスト方向の圧力が更に高まっ
て、軸受剛性を格段に向上させることができると共に、
油の流れをスムーズにして回転効率も向上させることが
できる。When the number of grooves is increased, the load bearing performance is improved, but since the area where the oil film having a small film thickness other than the grooves is formed is reduced, the rotation accuracy is deteriorated. Therefore, it is desirable to set an appropriate number. Also, if the side walls and the end face grooves are inclined so that the side walls on the rear side in the rotational direction face the open side, the radial and thrust pressures between the rotating member and the fixed member are further increased, and the bearing rigidity is significantly improved. Can be improved to
The oil flow can be made smooth and the rotation efficiency can be improved.
【００１１】この回転軸受装置によって軸支される回転
体の定格回転数が比較的低速である場合には、動圧発生
から軸受剛性が安定化するまでに時間がかかることが考
えられるが、本発明の回転駆動方法によれば、回転駆動
開始時に回転体を定格回転数を超える回転数、好ましく
は２〜３倍の回転数で回転させたのち、回転体の回転数
を定格回転数まで落とすようにしているので、軸受剛性
を短時間で安定化させることができる。When the rated rotation speed of the rotating body pivotally supported by this rotary bearing device is relatively low, it may take some time from the generation of dynamic pressure to the stabilization of the bearing rigidity. According to the rotation driving method of the invention, the rotation body is rotated at a rotation speed exceeding the rated rotation speed at the start of rotation drive, preferably 2 to 3 times, and then the rotation speed of the rotation body is reduced to the rated rotation speed. Therefore, the bearing rigidity can be stabilized in a short time.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本
発明の回転軸受装置が適用される真円度測定機を示す図
である。この真円度測定機は、本体部１、演算指示部２
及びこれらを接続するケーブル３により構成されてい
る。本体部１のベース１１の一端側には、本発明に係る
回転軸受装置１２が内蔵され、この回転軸受装置１２
に、ワーク１３を保持する求心テーブル１４が設置され
ている。求心テーブル１４は、つまみ１５の操作によっ
てワーク１３の心出し、水平出しが行えるようになって
いる。一方、ベース１１の他端側には、コラム１６が立
設され、このコラム１６にスライダ１７が図中Ｚ軸方向
に移動可能に装着されている。スライダ１７には、図中
Ｒ軸方向に進退するアーム１８が設けられている。アー
ム１８の先端には検出器ユニット１９が装着され、この
検出器ユニット１９のスタイラス２０がワーク１３の測
定位置に接触するようにスライダ１７及びアーム１８が
Ｚ軸及びＲ軸方向にそれぞれ駆動されて検出器ユニット
１９が位置決めされる。演算指示部２は、ケーブル３を
介して本体部１の回転駆動制御、Ｒ軸駆動制御及びＺ軸
駆動制御を実行するほか、検出器ユニット１９から取り
込まれたデータを処理及び記録する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a roundness measuring machine to which the rotary bearing device of the present invention is applied. This roundness measuring machine includes a main body unit 1 and a calculation instruction unit 2.
And a cable 3 connecting them. The rotary bearing device 12 according to the present invention is built in one end side of the base 11 of the main body portion 1.
In addition, a centripetal table 14 for holding the work 13 is installed. The centripetal table 14 allows the work 13 to be centered and leveled by operating the knob 15. On the other hand, a column 16 is erected on the other end side of the base 11, and a slider 17 is mounted on the column 16 so as to be movable in the Z-axis direction in the figure. The slider 17 is provided with an arm 18 that advances and retracts in the R-axis direction in the figure. A detector unit 19 is attached to the tip of the arm 18, and the slider 17 and the arm 18 are respectively driven in the Z-axis and R-axis directions so that the stylus 20 of the detector unit 19 contacts the measurement position of the workpiece 13. The detector unit 19 is positioned. The calculation instructing unit 2 executes rotation drive control, R-axis drive control and Z-axis drive control of the main body 1 via the cable 3, and also processes and records the data taken in from the detector unit 19.
【００１３】次に、この真円度測定機の回転軸受装置１
２について説明する。図２は、回転軸受装置１２の一部
切欠した側面図、図３は、図２のＸ−Ｘ矢視断面図であ
る。モータ、電磁クラッチ、ロータリエンコーダ等によ
って構成される回転駆動部２１の駆動軸２２とカップリ
ングジョイント２３を介して連結された回転軸２４に
は、回転部材として円筒状のロータ２５が図示しないボ
ルト等によって固定されている。回転軸２４の上端に
は、前述した心出しテーブル１４を載置するための載物
テーブル２６がボルト２７によって固定されている。Next, the rotary bearing device 1 of this roundness measuring machine
2 will be described. 2 is a partially cutaway side view of the rotary bearing device 12, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line XX of FIG. A rotary shaft 24 connected to a drive shaft 22 of a rotary drive unit 21 including a motor, an electromagnetic clutch, a rotary encoder, etc. via a coupling joint 23 has a cylindrical rotor 25 as a rotary member such as a bolt (not shown). Is fixed by. A mount table 26 for mounting the above-mentioned centering table 14 is fixed to the upper end of the rotary shaft 24 by bolts 27.
【００１４】一方、回転駆動部２１から延びるハウジン
グ２８には、円板状の回転ユニット保持板２９が固定さ
れ、更にこの回転ユニット保持板２９の上に下板３０、
ステータ３１及び上板３２がこの順に配置されている。
下板３０は円板状で、その上面がロータ２５の下端面と
微少ギャップを介して対向するように配置されている。
ステータ３１は円筒状で、その内周面がロータ２５の側
面と微少ギャップを介して対向するように配置されてい
る。上板３２は円板状で、その下面がロータ２５の上端
面と微少キャップを介して対向するように配置されてい
る。これら下板３０、ステータ３１及び上板３２は、回
転ユニット保持板２９と共にボルト３３，３４によって
固定され、ロータ２５を取り囲む固定部材３５を形成し
ている。On the other hand, a disc-shaped rotary unit holding plate 29 is fixed to the housing 28 extending from the rotary drive unit 21, and a lower plate 30 is provided on the rotary unit holding plate 29.
The stator 31 and the upper plate 32 are arranged in this order.
The lower plate 30 has a disc shape, and is arranged such that the upper surface thereof faces the lower end surface of the rotor 25 via a minute gap.
The stator 31 has a cylindrical shape, and is arranged such that the inner peripheral surface thereof faces the side surface of the rotor 25 via a minute gap. The upper plate 32 has a disk shape, and is arranged such that the lower surface thereof faces the upper end surface of the rotor 25 via a microcap. The lower plate 30, the stator 31, and the upper plate 32 are fixed together with the rotary unit holding plate 29 by bolts 33 and 34 to form a fixing member 35 that surrounds the rotor 25.
【００１５】固定部材３５とロータ２５及び回転軸２４
によって形成される空間には、オイル３６が充填されて
いる。また、下板３０の回転軸２４が貫挿される孔３７
の内面下端部と回転軸２４との間、及び上板３２の回転
軸２４が貫挿される孔３８の内面上端部と回転軸２４と
の間には、それぞれオイルシール３９，４０が装着さ
れ、オイル３６の外部への漏れ出しを防止している。The fixing member 35, the rotor 25 and the rotary shaft 24
The space formed by is filled with oil 36. In addition, a hole 37 through which the rotary shaft 24 of the lower plate 30 is inserted.
Oil seals 39 and 40 are mounted between the lower end of the inner surface of the rotary shaft 24 and the upper end of the inner surface of the hole 38 through which the rotary shaft 24 of the upper plate 32 is inserted, and the rotary shaft 24, respectively. The oil 36 is prevented from leaking to the outside.
【００１６】ロータ２５は、この例では上面からみて時
計方向に回転する。ロータ２５の側面には、周方向に複
数の側面溝４１が形成されている。これらの側面溝４１
は、ロータ２５の側面の軸方向中央部から回転方向前方
に、中心軸に対してほぼ４５°の角度をなして開くＶ型
パターンを形成している。また、ロータ２５の上下端面
には、図３に示すように、放射状に配置された複数の端
面溝４２が形成されている。これらの端面溝４２は、ロ
ータ２５の両端面の外周端縁部の近傍から回転方向前方
側の回転軸２５への接線方向に沿って内径側に延びるパ
ターンとなっている。各溝４１，４２の断面形状は、例
えば図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、回転方向に対
して後ろ側の壁面４９が外側（開放側）側に向くように
傾斜していることが望ましい。In this example, the rotor 25 rotates clockwise as viewed from above. A plurality of side surface grooves 41 are formed on the side surface of the rotor 25 in the circumferential direction. These side grooves 41
Forms a V-shaped pattern that opens forward from the central portion of the side surface of the rotor 25 in the rotational direction at an angle of approximately 45 ° with respect to the central axis. Further, as shown in FIG. 3, a plurality of end face grooves 42 arranged radially are formed on the upper and lower end faces of the rotor 25. These end surface grooves 42 have a pattern extending from the vicinity of the outer peripheral edge portions of both end surfaces of the rotor 25 toward the inner diameter side along the tangential direction to the rotation shaft 25 on the front side in the rotation direction. The cross-sectional shape of each groove 41, 42 is, for example, as shown in FIG. 4A or 4B, inclined so that the wall surface 49 on the rear side faces the outer side (open side) with respect to the rotation direction. Is desirable.
【００１７】次に、このように構成された回転軸受装置
１２の動作について説明する。回転駆動部２１の回転駆
動力がカップリングジョイント２３を介して回転軸２４
に伝達されると、ロータ２５が図中矢印方向に回転す
る。このロータ２５の回転に伴って、ロータ２５の側面
とステータ３１との間の微少ギャップに充填されたオイ
ル３６は、側面溝４１の両端から中央に向けて移動し、
オイル３６は側面溝４１の中央部分、即ちＶ型の頂点部
分に集中する。このため、この部分の油圧が高まり、ロ
ータ２５がステータ３１に対してラジアル方向に支持さ
れる。Next, the operation of the rotary bearing device 12 thus constructed will be described. The rotation driving force of the rotation driving unit 21 is applied to the rotation shaft 24 via the coupling joint 23.
Is transmitted to the rotor 25, the rotor 25 rotates in the direction of the arrow in the figure. With the rotation of the rotor 25, the oil 36 filled in the minute gap between the side surface of the rotor 25 and the stator 31 moves from both ends of the side surface groove 41 toward the center,
The oil 36 concentrates on the central portion of the side surface groove 41, that is, the apex portion of the V-shape. Therefore, the hydraulic pressure in this portion increases, and the rotor 25 is supported in the radial direction with respect to the stator 31.
【００１８】一方、ロータ２５の回転に伴って、ロータ
２５の上下の端面と上板３２及び下板３０との間の微少
ギャップに充填されたオイル３６は、端面溝４２を端面
の内周側から外周側に向けて移動し、オイル３６は端面
溝４２の外周縁部側の端部に集中する。このため、この
部分の油圧が高まり、ロータ２５が上板３２及び下板３
０に対してスラスト方向に支持されることになる。On the other hand, with the rotation of the rotor 25, the oil 36 filled in the minute gap between the upper and lower end faces of the rotor 25 and the upper plate 32 and the lower plate 30 has the end face groove 42 on the inner peripheral side of the end face. The oil 36 concentrates on the outer peripheral edge side end of the end surface groove 42. For this reason, the hydraulic pressure in this portion increases, and the rotor 25 moves the upper plate 32 and the lower plate 3
It is supported in the thrust direction with respect to 0.
【００１９】ロータ２５の回転が安定すると、ロータ２
５と下板３０、ステータ３１及び上板３２との間に存在
する微小膜厚の油膜が均一化され、ロータ２５が固定部
材３５に対して高い回転精度で保持される。また、各溝
４１，４２の断面形状を、図４（ａ）又は（ｂ）に示す
ような後方壁４９が傾斜する形状としているため、溝４
１，４２全体でも高い動圧が発生し、軸受剛性を高める
ことができる。When the rotation of the rotor 25 becomes stable, the rotor 2
5, the oil film having a small film thickness existing between the lower plate 30, the stator 31, and the upper plate 32 is made uniform, and the rotor 25 is held with high rotation accuracy with respect to the fixed member 35. Moreover, since the cross-sectional shape of each groove 41, 42 is such that the rear wall 49 is inclined as shown in FIG.
A high dynamic pressure is generated even in the entirety of 1, 42, and the bearing rigidity can be increased.
【００２０】また、この実施例では、オイルシール３
９，４０によって、オイル３６の外部への漏れ出しを防
止しているので、オイル３６を補給する必要が殆どな
く、オイルの循環系が不要である分、装置の小型化を図
ることができる。この種のオイルシール３９，４０とし
ては、例えば図５に示すようなものを使用することがで
きる。このオイルシール４０は、上板３２の孔３８の上
端に形成された段部４３に嵌合されボルト４４等によっ
て上板３２に固定されるもので、環状のリング４５と、
このリング４５の内側に接着、アウトサート成型等の方
法で固着されて回転軸２４の外周面に摺接するゴム等か
らなる摺動シール体４６と、この摺動シール体４６と回
転軸２４との間の密着性を高めるために摺動シール体４
６に装着される圧縮性を有するリング状スプリング４７
（Ｏリングでも良い）とにより構成されている。なお、
回転軸２４の摺動シール体４６の摺動部には、焼き付け
防止用の特殊メッキ処理などを施しておくのが望まし
い。オイルシール３９もこれと同様の構成のものを用い
ることができる。Further, in this embodiment, the oil seal 3
Since the oil 36 is prevented from leaking to the outside by means of 9, 40, there is almost no need to replenish the oil 36, and the oil circulation system is unnecessary, so that the device can be downsized. As this type of oil seal 39, 40, for example, one as shown in FIG. 5 can be used. The oil seal 40 is fitted to a step portion 43 formed at the upper end of the hole 38 of the upper plate 32 and fixed to the upper plate 32 by a bolt 44 or the like.
A sliding seal body 46 made of rubber or the like, which is fixed to the inside of the ring 45 by a method such as bonding or outsert molding and is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 24, and the sliding seal body 46 and the rotating shaft 24. Sliding seal body 4 to improve the adhesion between
6 has a compressible ring-shaped spring 47
(It may be an O-ring). In addition,
It is desirable that the sliding portion of the sliding seal body 46 of the rotary shaft 24 be subjected to a special plating treatment or the like to prevent seizure. The oil seal 39 may have the same structure as this.
【００２１】本発明者は、この実施例の回転軸受装置を
試作して真円度測定機に組み込んだところ、以下のよう
な結果を得ることができた。即ち、オイル３６として
は、機械潤滑用オイル、摺動用オイル等の利用が考えら
れるが、本発明者の実験によれば、自動車用エンジンオ
イル７．５Ｗ−３０を使用したときのデータが最良であ
った。ロータ２５と固定部材３５との間の回転時の微少
ギャップ（油膜）は、５〜１０μｍが適切であった。そ
して、この回転軸受装置１２によって真円度測定機用回
転テーブルに要求される規格値、即ち無荷重時の回転精
度０．０４μｍ、２０ｋｇ荷重時０．１０μｍをクリア
することが確認できた。The inventor of the present invention produced the rotary bearing device of this embodiment as a prototype and built it into a roundness measuring machine, and was able to obtain the following results. That is, it is conceivable to use mechanical lubricating oil, sliding oil, etc. as the oil 36, but according to the experiments conducted by the present inventor, the data obtained when using the automobile engine oil 7.5W-30 is the best. there were. The minute gap (oil film) during rotation between the rotor 25 and the fixing member 35 was appropriately 5 to 10 μm. It was confirmed that the rotary bearing device 12 cleared the standard value required for the roundness measuring machine rotary table, that is, the rotation accuracy of 0.04 μm under no load and 0.10 μm under load of 20 kg.
【００２２】一方、オイルの動圧を利用した本実施例の
回転軸受装置を利用した場合、真円度測定機では、テー
ブルの回転数が４〜６ｒｐｍと低速であるため、動圧の
発生から所望の軸受剛性が得られるまでに時間がかかっ
たが、回転起動時にロータ２５の回転数を、例えば２０
ｒｐｍ程度と高めにし、軸受剛性が安定化したところで
ロータ２５の回転数を定格回転数４〜６ｒｐｍに落とす
ことにより、短時間で高い回転精度を得ることができ
た。On the other hand, when the rotary bearing device of this embodiment using the dynamic pressure of oil is used, in the roundness measuring machine, the rotation speed of the table is as low as 4 to 6 rpm, so that the dynamic pressure is generated. It took some time to obtain the desired bearing rigidity, but at the time of starting the rotation, the rotation speed of the rotor 25 is set to, for example, 20.
By increasing the rotation speed to about rpm and lowering the rotation speed of the rotor 25 to the rated rotation speed of 4 to 6 rpm when the bearing rigidity becomes stable, high rotation accuracy could be obtained in a short time.
【００２３】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではない。上記実施例では、端面溝４２を回転
軸２４への接線方向に延びる直線パターンとしたが、例
えば図６に示すように、端面溝５１を回転軸２４に接す
る円弧状パターンとしてもよい。この場合、端面溝５１
に沿ったオイル３６の移動は、先の実施例よりもスムー
ズになされる。The present invention is not limited to the above embodiment. In the above embodiment, the end surface groove 42 has a linear pattern extending in the tangential direction to the rotary shaft 24, but the end surface groove 51 may have an arcuate pattern in contact with the rotary shaft 24 as shown in FIG. 6, for example. In this case, the end surface groove 51
The movement of the oil 36 along is smoother than in the previous embodiment.
【００２４】また、側面溝４１についても、種々の変形
例が考えられる。図７の側面溝５２は、先の実施例にお
けるＶ字形の頂点部分を上下に切り離したパターンであ
る。このパターンによれば、溝の長さが先の実施例より
も短い分だけ油圧は低下するが、ロータ２５のラジアル
方向の支点が２カ所になる分だけ軸受としての安定性が
増す。同様の観点から、図８に示すように、側面溝５３
をＷ字型のパターンとすることも考えられる。更に、図
９に示す側面溝５４は、Ｖ字型の頂点部分が円弧状に形
成されており、ラジアル方向の支点となる軸方向範囲が
先の実施例よりも拡大されるという利点がある。Various modifications of the side groove 41 can be considered. The side surface groove 52 in FIG. 7 is a pattern in which the apex portion of the V-shape in the previous embodiment is separated vertically. According to this pattern, the hydraulic pressure is reduced by the length of the groove shorter than that in the previous embodiment, but the stability as a bearing is increased by the number of radial fulcrums of the rotor 25. From the same point of view, as shown in FIG.
It is also conceivable to use a W-shaped pattern. Further, in the side surface groove 54 shown in FIG. 9, the apex portion of the V-shape is formed in an arc shape, and there is an advantage that the axial range serving as a fulcrum in the radial direction is expanded as compared with the previous embodiment.
【００２５】また、前記実施例では、真円度測定機に本
発明を適用した場合について説明したが、本発明の回転
軸受装置は、精密測定機の分野のみならず、工作機械の
高精度下回転軸受にも適用可能である。特に本発明を研
削盤用高精度主軸に適用した場合、高い回転精度と軸受
剛性とにより、振動（いわゆるビビリ）の発生を防止し
て、研削精度を格段に向上させることができる。Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the roundness measuring machine has been described. However, the rotary bearing device of the present invention is applicable not only to the field of precision measuring machines but also to high precision machine tools. It can also be applied to rotary bearings. In particular, when the present invention is applied to a high-precision spindle for a grinding machine, vibration (so-called chattering) can be prevented from occurring due to high rotation accuracy and bearing rigidity, and the grinding accuracy can be significantly improved.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、回
転部材に形成された特殊形状の側面溝及び端面溝を介し
て油が移動することにより発生する局部的な油圧の高ま
りと、微小膜厚の油膜の均一化とによって、回転部材を
ラジアル方向及びスラスト方向に高い剛性で保持するこ
とができると共に、静圧エアーベアリング並の高い回転
精度を実現することができる。As described above, according to the present invention, the local increase in hydraulic pressure caused by the movement of oil through the specially shaped side surface groove and end surface groove formed in the rotating member, By making the oil film having a small film thickness uniform, the rotating member can be held with high rigidity in the radial direction and the thrust direction, and at the same time, high rotational accuracy as static pressure air bearing can be realized.
【０００１０】しかも、この発明によれば、固定部材と
回転部材との間の微少ギャップに充填された油は、固定
部材と回転軸との間に装着されたシール部材によってほ
ぼ完全にシールされるので、オイルレベルゲージに基づ
く極めて頻度の少ない油の補給や数年（３年位）に一度
程度の油交換の他は、油供給用の装置や配管等による油
の補給が不要となり、回転軸受装置全体を小型化及び簡
略化することができる。これによって、回転軸受装置の
コスト低減を図ることができる。Moreover, according to the present invention, the oil filled in the minute gap between the fixed member and the rotary member is almost completely sealed by the seal member mounted between the fixed member and the rotary shaft. Therefore, in addition to replenishing the oil based on the oil level gauge, which is extremely infrequent, and changing the oil once every few years (about three years), there is no need to replenish the oil through the oil supply device or piping. The entire device can be downsized and simplified. As a result, the cost of the rotary bearing device can be reduced.
【図１】 本発明の一実施例に係る回転軸受装置を適用
した真円度測定機を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a roundness measuring machine to which a rotary bearing device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図２】 同回転軸受装置の一部切欠した側面図であ
る。FIG. 2 is a partially cutaway side view of the rotary bearing device.
【図３】 図３のＸ−Ｘ矢視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line XX of FIG.
【図４】 同回転軸受装置における側面溝及び端面溝の
断面形状を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a sectional shape of a side surface groove and an end surface groove in the rotary bearing device.
【図５】 同回転軸受装置のオイルシールの一例を示す
部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of an oil seal of the rotary bearing device.
【図６】 本発明に係る回転軸受装置の端面溝の他の例
を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing another example of the end surface groove of the rotary bearing device according to the present invention.
【図７】 本発明に係る回転軸受装置の側面溝の他の例
を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing another example of the side surface groove of the rotary bearing device according to the present invention.
【図８】 本発明に係る回転軸受装置の側面溝の更に他
の例を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing still another example of the side surface groove of the rotary bearing device according to the present invention.
【図９】 本発明に係る回転軸受装置の側面溝の更に他
の例を示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing still another example of the side surface groove of the rotary bearing device according to the present invention.
１…本体部、２…演算指示装置、１２…回転軸受装置、
２１…回転駆動部、２４…回転軸、２５…ロータ、２６
…載置テーブル、３０…下板、３１…ステータ、３２…
上板、３５…固定部材、３６…オイル、３９，４０…オ
イルシール、４１，５２，５３，５４…側面溝、４２，
５１…端面溝DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body part, 2 ... Calculation instruction device, 12 ... Rotary bearing device,
21 ... Rotation drive part, 24 ... Rotation shaft, 25 ... Rotor, 26
... Mounting table, 30 ... Lower plate, 31 ... Stator, 32 ...
Upper plate, 35 ... Fixing member, 36 ... Oil, 39, 40 ... Oil seal, 41, 52, 53, 54 ... Side groove, 42,
51 ... End face groove
Claims (5)
と、 この回転部材を微少ギャップを介して取り囲むように配
置された固定部材と、 前記回転部材と前記固定部材との間の微少ギャップに充
填された油と、 前記固定部材と前記回転軸との間に装着されて前記微少
ギャップに充填された油の外部への漏れ出しを防止する
シール部材とを備え、 前記円筒状の回転部材は、その側面及び両端面に側面溝
及び端面溝を周方向の全域にわたってそれぞれ複数形成
したものであり、 前記各側面溝は、前記回転部材の回転に伴ってその側面
の軸方向の所定箇所に前記油を誘導して動圧を発生させ
るパターンを形成し、 前記各端面溝は、前記回転部材の回転に伴ってその端面
の外周縁の近傍箇所に内側から外側へと前記油を誘導し
て動圧を発生させるパターンを形成していることを特徴
とする回転軸受装置。1. A cylindrical rotating member fixed to a rotating shaft, a fixing member arranged so as to surround the rotating member via a minute gap, and a minute gap between the rotating member and the fixing member. And a seal member that is mounted between the fixed member and the rotating shaft to prevent the oil filled in the minute gap from leaking to the outside, the cylindrical rotating member A plurality of side surface grooves and end surface grooves are formed on the side surfaces and both end surfaces of the side surface and both end surfaces, respectively, and each side surface groove is formed at a predetermined position in the axial direction of the side surface as the rotary member rotates. Forming a pattern for inducing the oil to generate a dynamic pressure, each of the end surface grooves guides the oil from the inside to the outside in the vicinity of the outer peripheral edge of the end surface as the rotating member rotates. A pattern that generates dynamic pressure A rotary bearing device, characterized in that the rotary bearing device is formed.
記軸方向の所定箇所から軸方向に離れるに従って回転方
向前方に向かう溝であることを特徴とする請求項１記載
の回転軸受装置。2. The rotary bearing device according to claim 1, wherein the side surface groove is a groove that extends forward in the rotation direction as the side surface of the rotary member is separated from a predetermined position in the axial direction in the axial direction.
記外周縁の近傍箇所から内周側に向かうに従って回転方
向前方に向かう溝であることを特徴とする請求項１又は
２記載の回転軸受装置。3. The rotation according to claim 1, wherein the end surface groove is a groove that extends forward in the rotation direction from the position near the outer peripheral edge toward the inner peripheral side of the end surface of the rotating member. Bearing device.
側の側壁が開放側に向くように傾斜していることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１項記載の回転軸受装
置。4. The rotary bearing device according to claim 1, wherein the side surface groove and the end surface groove are inclined such that a side wall on a rear side in the rotation direction faces an open side. .
転軸受装置を使用して回転体を回転させるための回転駆
動方法であって、 回転駆動開始時に前記回転体を定格回転数を超える回転
数で回転させて軸受剛性を安定化させたのち、前記回転
体を前記定格回転数で回転させるようにしたことを特徴
とする回転駆動方法。5. A rotary drive method for rotating a rotary body using the rotary bearing device according to claim 1, wherein the rotary body is rotated at a rated rotational speed at the start of rotary drive. A rotation driving method comprising rotating the rotating body at the rated rotation speed after rotating the rotation body at a rotation speed exceeding 0.1 to stabilize the bearing rigidity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2973296A JPH09222119A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Rotary bearing device and rotational driving method using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2973296A JPH09222119A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Rotary bearing device and rotational driving method using it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222119A true JPH09222119A (en) | 1997-08-26 |
Family
ID=12284288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2973296A Pending JPH09222119A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Rotary bearing device and rotational driving method using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09222119A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000068586A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dynamic pressure bearing and spindle motor with the bearing |
| CN100343541C (en) * | 2002-08-27 | 2007-10-17 | 株式会社小松制作所 | Bearing device |
| CN102581961A (en) * | 2012-03-21 | 2012-07-18 | 无锡跃联机械有限公司 | Double-bearing four-way positioning hydrostatic guideway pair structure |
| CN116642445A (en) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 山东轴研精密轴承有限公司 | Bearing outer ring detection equipment |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP2973296A patent/JPH09222119A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000068586A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dynamic pressure bearing and spindle motor with the bearing |
| US6502989B1 (en) | 1999-05-07 | 2003-01-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dynamic pressure bearing and spindle motor with the bearing |
| CN100343541C (en) * | 2002-08-27 | 2007-10-17 | 株式会社小松制作所 | Bearing device |
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| CN116642445A (en) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 山东轴研精密轴承有限公司 | Bearing outer ring detection equipment |
| CN116642445B (en) * | 2023-07-27 | 2023-10-17 | 山东轴研精密轴承有限公司 | Bearing outer ring detection equipment |
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