JPS63149411A - 磁性流体を使用した静圧軸受装置 - Google Patents
磁性流体を使用した静圧軸受装置Info
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- JPS63149411A JPS63149411A JP29426286A JP29426286A JPS63149411A JP S63149411 A JPS63149411 A JP S63149411A JP 29426286 A JP29426286 A JP 29426286A JP 29426286 A JP29426286 A JP 29426286A JP S63149411 A JPS63149411 A JP S63149411A
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Landscapes
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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。
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〕
この発明は、軸とこれに嵌合される静圧軸受とが相対的
に移動即ち回転又は摺動可能な静圧軸受装置に係り、特
に作動流体として磁性流体を使用した磁性流体を使用す
る静圧軸受装置に関する。
に移動即ち回転又は摺動可能な静圧軸受装置に係り、特
に作動流体として磁性流体を使用した磁性流体を使用す
る静圧軸受装置に関する。
[従来の技術]
従来の静圧軸受装置としては、例えば第8図に示す構成
のものが提案されている。
のものが提案されている。
この従来例は、静圧軸受I内に回転軸2が内嵌されてい
る。静圧軸受1の内周面には、所定圧力の作動油が供給
される作動油溜り3と、その軸方向の両端位置に所定間
隔を保って形成された環状の回収溝4と、その外方位置
に形成された環状のシール溝5とが設けられている。そ
して、作動油溜り3には、透孔6を通じて外部の油圧ポ
ンプ7から作動油が供給され、この作動油溜り3から軸
方向に溢出する作動油が回収溝4で回収され、透孔8を
通じてタンク9に戻される。一方、シール溝5には、加
圧気体供給源10からの静圧シール気体が圧力調整弁1
1及び透孔12を介して供給され、回収溝4から溢出す
る作動油が外部に漏出することを防止する。
る。静圧軸受1の内周面には、所定圧力の作動油が供給
される作動油溜り3と、その軸方向の両端位置に所定間
隔を保って形成された環状の回収溝4と、その外方位置
に形成された環状のシール溝5とが設けられている。そ
して、作動油溜り3には、透孔6を通じて外部の油圧ポ
ンプ7から作動油が供給され、この作動油溜り3から軸
方向に溢出する作動油が回収溝4で回収され、透孔8を
通じてタンク9に戻される。一方、シール溝5には、加
圧気体供給源10からの静圧シール気体が圧力調整弁1
1及び透孔12を介して供給され、回収溝4から溢出す
る作動油が外部に漏出することを防止する。
しかしながら、上記従来の静圧軸受にあっては、作動油
の流出による周辺装置の汚染を防止するために、作動油
とシール気体との圧力バランスを保つことにより作動油
の漏出を防止するようにしているので、回収溝で回収し
た作動油をタンクに戻す際に空気が混入したり、回転軸
表面に付着した薄膜作動油の漏出を避けることができず
、外部雰囲気から静圧機構を確実に遮断することは不可
能であると共に、半導体製造装置、特に露光装置のよう
に真空中で使用する場合には、空気シールを通用するこ
とは全くできない等の問題点があった。
の流出による周辺装置の汚染を防止するために、作動油
とシール気体との圧力バランスを保つことにより作動油
の漏出を防止するようにしているので、回収溝で回収し
た作動油をタンクに戻す際に空気が混入したり、回転軸
表面に付着した薄膜作動油の漏出を避けることができず
、外部雰囲気から静圧機構を確実に遮断することは不可
能であると共に、半導体製造装置、特に露光装置のよう
に真空中で使用する場合には、空気シールを通用するこ
とは全くできない等の問題点があった。
このような問題点を解決するために、空気シールに代え
てメカニカルシールを使用することが考えられるが、こ
の場合にも、静圧軸受の起動時。
てメカニカルシールを使用することが考えられるが、こ
の場合にも、静圧軸受の起動時。
負荷変動、熱膨張等の問題からシール機能を維持するた
めに、作動油回収系のシール機構周辺部に緩衝材として
気体の介在が必要であり、この気体が外部に漏出するこ
とは避けられないものであった。
めに、作動油回収系のシール機構周辺部に緩衝材として
気体の介在が必要であり、この気体が外部に漏出するこ
とは避けられないものであった。
さらに、静圧軸受に代えて、ころがり軸受を通用するこ
とも考えられるが、この場合には、グリース潤滑が必要
となり、このグリースの油脂分の蒸発により外部雰囲気
を汚染する問題点がある。
とも考えられるが、この場合には、グリース潤滑が必要
となり、このグリースの油脂分の蒸発により外部雰囲気
を汚染する問題点がある。
そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、静圧軸受の流体として非圧縮性の磁
性流体を使用し、この磁性流体の外部への漏出を磁気シ
ールによって防止することにより、上記従来例の問題点
を解決することができる磁性流体を使用した静圧軸受を
提供することを目的としている。
されたものであり、静圧軸受の流体として非圧縮性の磁
性流体を使用し、この磁性流体の外部への漏出を磁気シ
ールによって防止することにより、上記従来例の問題点
を解決することができる磁性流体を使用した静圧軸受を
提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、この発明は、軸とこれに嵌
合する静圧軸受とが相対的に移動可能に構成された静圧
軸受装置において、前記静圧軸受は、ケース体を有し、
該ケース体の前記軸との対向面に形成され磁性流体を静
圧保持する流体溜りと、該流体溜りの軸方向端部に当該
流体溜りから溢出する磁性流体を回収する回収溝を形成
し、前記ケース体の磁性流体漏出部に磁気シールを形成
し、前記回収溝と前記流体溜りとの間に磁性流体を循環
する循環通路を形成し、該循環通路の途中に磁性流体を
前記流体溜りに圧送する圧送機構を設けたことを特徴と
している。
合する静圧軸受とが相対的に移動可能に構成された静圧
軸受装置において、前記静圧軸受は、ケース体を有し、
該ケース体の前記軸との対向面に形成され磁性流体を静
圧保持する流体溜りと、該流体溜りの軸方向端部に当該
流体溜りから溢出する磁性流体を回収する回収溝を形成
し、前記ケース体の磁性流体漏出部に磁気シールを形成
し、前記回収溝と前記流体溜りとの間に磁性流体を循環
する循環通路を形成し、該循環通路の途中に磁性流体を
前記流体溜りに圧送する圧送機構を設けたことを特徴と
している。
〔作用]
この発明においては、圧送機構によって所定圧力で圧送
される磁性流体が軸及びケース体間に形成された流体溜
りに供給されるので、この流体溜り内のEN性流体の静
圧によって軸受としての機能が得られる。また、流体溜
りの軸方向端部に形成された磁気シールによって磁性流
体の外部への漏出を確実に防止することができ、しかも
磁性流体の循環通路及び圧送機構がケース体内に設けら
れているので、磁性流体の通路長が短くなり、必要とす
る磁性流体の量は少なくしてよい。
される磁性流体が軸及びケース体間に形成された流体溜
りに供給されるので、この流体溜り内のEN性流体の静
圧によって軸受としての機能が得られる。また、流体溜
りの軸方向端部に形成された磁気シールによって磁性流
体の外部への漏出を確実に防止することができ、しかも
磁性流体の循環通路及び圧送機構がケース体内に設けら
れているので、磁性流体の通路長が短くなり、必要とす
る磁性流体の量は少なくしてよい。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図はこの発明の第1実施例を示す断面図である。
図中、1は静圧軸受、2は静圧軸受1に回転自在で且つ
摺動自在に内嵌された回転軸である。
摺動自在に内嵌された回転軸である。
静圧軸受1は、非鉄金属2合成樹脂等の非磁性体で成形
され回転軸2の外形より僅かに大きい内径を有する円筒
状のケース体21を備えている。
され回転軸2の外形より僅かに大きい内径を有する円筒
状のケース体21を備えている。
このケース体21の内周面の軸方向中央部には、作動流
体としての磁性流体を静圧保持する凹所である流体溜り
22がX方向X方向にそれぞれ対向するよう円周方向に
4ケ所形成されている。ここで、磁性流体としては、液
相中に微細なマグネタイト等の磁性粉末を極めて安定に
分散させたコロイド溶液で、重力あるいは磁場などによ
って凝集、沈降などの固液分離が起こらず、みかけ上液
体自身が磁性をもっているごとくふるまう性質を示すも
のを適用し得る。
体としての磁性流体を静圧保持する凹所である流体溜り
22がX方向X方向にそれぞれ対向するよう円周方向に
4ケ所形成されている。ここで、磁性流体としては、液
相中に微細なマグネタイト等の磁性粉末を極めて安定に
分散させたコロイド溶液で、重力あるいは磁場などによ
って凝集、沈降などの固液分離が起こらず、みかけ上液
体自身が磁性をもっているごとくふるまう性質を示すも
のを適用し得る。
一方、ケース体21の内周面における軸方向の両端部に
は、それぞれ磁気シール23L、23Rが配設されてい
る。これら磁気シール23L、23Rは、軸方向にNS
に着磁されたリング状の永久磁石24と、その軸方向両
端部に固着されたリング状の磁気ヨーク25a、25b
とから構成されている。ここで、磁気ヨーク25a、2
5bは、その内径が回転軸2の外径より僅かに大きく選
定され、これら磁気ヨーク25a、25b間に形成され
る磁界によって後述する磁性流体を吸着し、磁性流体の
外部への漏出を確実に防止する。
は、それぞれ磁気シール23L、23Rが配設されてい
る。これら磁気シール23L、23Rは、軸方向にNS
に着磁されたリング状の永久磁石24と、その軸方向両
端部に固着されたリング状の磁気ヨーク25a、25b
とから構成されている。ここで、磁気ヨーク25a、2
5bは、その内径が回転軸2の外径より僅かに大きく選
定され、これら磁気ヨーク25a、25b間に形成され
る磁界によって後述する磁性流体を吸着し、磁性流体の
外部への漏出を確実に防止する。
また、ケース体21の内周面における流体溜り22と磁
気シール23L及び23Rとの間に、流体溜り22にラ
ンド26及び回転軸2の外周面で形成される僅かな間隙
27を介して連通ずる円環状の回収溝28L、28Rが
形成され、ケース体21内に回収溝28L、28Rと流
体溜り22とを固定絞り0を介して連通ずる循環通路2
9が形成されている。
気シール23L及び23Rとの間に、流体溜り22にラ
ンド26及び回転軸2の外周面で形成される僅かな間隙
27を介して連通ずる円環状の回収溝28L、28Rが
形成され、ケース体21内に回収溝28L、28Rと流
体溜り22とを固定絞り0を介して連通ずる循環通路2
9が形成されている。
この循環路29には、磁性流体を流体溜り22に圧送し
て流体溜り22内の磁性流体の静圧を所定値に維持する
ための圧送機構30L、30Rが介装されている。
て流体溜り22内の磁性流体の静圧を所定値に維持する
ための圧送機構30L、30Rが介装されている。
圧送機構30L、30Rは、循環通路29に巻装された
3相励磁コイル31a〜31cで構成され、各励磁コイ
ル313〜31Cに駆動回路32から順次所定周波数の
三相交流を供給することによって移動磁界を形成し、こ
の移動磁界により磁性流体を吸引して流体溜り22の中
央部に例えば0、06 cc/see程度の流量で且つ
5kg/crA程度の吐出圧力で圧送する。
3相励磁コイル31a〜31cで構成され、各励磁コイ
ル313〜31Cに駆動回路32から順次所定周波数の
三相交流を供給することによって移動磁界を形成し、こ
の移動磁界により磁性流体を吸引して流体溜り22の中
央部に例えば0、06 cc/see程度の流量で且つ
5kg/crA程度の吐出圧力で圧送する。
なお、33L、33Rはそれぞれ磁気シール23L、2
3Rの外側に形成された外部からの塵埃の侵入を阻止す
るダストシールである。
3Rの外側に形成された外部からの塵埃の侵入を阻止す
るダストシールである。
次に、上記第1実施例の動作を説明する。
今、回転軸2が停止状態にあり、且つ静圧軸受1におけ
る圧送機構30L、30Rの駆動回路32から電流が出
力されていないものとすると、この状態では、圧送機構
30L、30Rで移動磁界が形成されず、磁性流体の圧
送を停止している状態であるので、流体溜り22内の磁
性流体の静圧は零となり、静圧軸受1のランド26と回
転軸2とが接触して、ランド26によって回転軸2を支
持している。このとき、磁性流体は、流体溜り22、回
収溝28L、28R及び循環通路29内に分散されてお
り、回収溝28L、28Rの外側には、磁気シール23
L、23Rが配置されているので、その磁力によって外
部に漏出しようとする磁性流体が吸着されることにより
磁性流体の外部への漏出が確実に防止されている。
る圧送機構30L、30Rの駆動回路32から電流が出
力されていないものとすると、この状態では、圧送機構
30L、30Rで移動磁界が形成されず、磁性流体の圧
送を停止している状態であるので、流体溜り22内の磁
性流体の静圧は零となり、静圧軸受1のランド26と回
転軸2とが接触して、ランド26によって回転軸2を支
持している。このとき、磁性流体は、流体溜り22、回
収溝28L、28R及び循環通路29内に分散されてお
り、回収溝28L、28Rの外側には、磁気シール23
L、23Rが配置されているので、その磁力によって外
部に漏出しようとする磁性流体が吸着されることにより
磁性流体の外部への漏出が確実に防止されている。
この停止状態から回転軸2を回転のため静圧支持させる
には、まず、駆動回路32を起動して、これから圧送機
構30L、30Rの励磁コイル31a〜31Cに所定サ
イクルで電流を供給して流体溜り22の中央部に向かう
移動磁界を形成することにより、磁性流体が流体溜り2
2に圧送され、この流体溜り22内の磁性流体の静圧が
所定圧力に維持される。このため、静圧軸受Iの内周面
と回転軸2の外周面との間に磁性流体の薄膜が形成され
半径方向における間隙が均一となって、回転軸2が静圧
軸受1内で浮上し、その回転を円滑に行うことができる
。このとき、流体溜り22から溢出する磁性流体は、回
収溝28L、28Rによって回収され、循環通路29を
介して圧送機構3QL、30Rに戻されて強制循環され
るが、回収溝28L、28Rから外方に漏出する磁性流
体は、ケース体21の軸方向端部に配設された磁気シー
ル23L、23Rによってケース体21外への漏出が確
実に阻止され、外部雰囲気の汚染を防止すると共に、磁
性流体の目減りを防止することができる。
には、まず、駆動回路32を起動して、これから圧送機
構30L、30Rの励磁コイル31a〜31Cに所定サ
イクルで電流を供給して流体溜り22の中央部に向かう
移動磁界を形成することにより、磁性流体が流体溜り2
2に圧送され、この流体溜り22内の磁性流体の静圧が
所定圧力に維持される。このため、静圧軸受Iの内周面
と回転軸2の外周面との間に磁性流体の薄膜が形成され
半径方向における間隙が均一となって、回転軸2が静圧
軸受1内で浮上し、その回転を円滑に行うことができる
。このとき、流体溜り22から溢出する磁性流体は、回
収溝28L、28Rによって回収され、循環通路29を
介して圧送機構3QL、30Rに戻されて強制循環され
るが、回収溝28L、28Rから外方に漏出する磁性流
体は、ケース体21の軸方向端部に配設された磁気シー
ル23L、23Rによってケース体21外への漏出が確
実に阻止され、外部雰囲気の汚染を防止すると共に、磁
性流体の目減りを防止することができる。
また、磁性流体の循環通路及び圧送機構がケース体21
内に設けられているので、磁性流体の循環路長を短縮す
ることができ、必要とする高価な磁性流体の量を少なく
することができ、製造コストを低減することができる。
内に設けられているので、磁性流体の循環路長を短縮す
ることができ、必要とする高価な磁性流体の量を少なく
することができ、製造コストを低減することができる。
なお、上記第1実施例においては、円筒状外周面を有す
る回転軸2を支持する場合について説明したが、回転軸
に代えて固定軸を適用し、これに静圧軸受1を軸方向に
摺動させる所謂スライダとして使用することもできる。
る回転軸2を支持する場合について説明したが、回転軸
に代えて固定軸を適用し、これに静圧軸受1を軸方向に
摺動させる所謂スライダとして使用することもできる。
この場合の第2の実施例を、第2図により説明する。固
定軸34が断面方形であるときには、ケース体21の中
心開口を断面方形とし、固定軸34の各面に対向する内
周面にそれぞれ互いに独立した流体溜り22a〜22d
を形成し、これら流体溜り22a〜22dの周囲にそれ
ぞれランド35a〜35dを形成し、これらランド35
a〜35d間に互いに連通ずる回収溝36a〜36dを
形成し、回収溝36a〜36dで回収した磁性流体を独
立した圧送機構37a〜37dによって循環通路を介し
て流体溜り22a〜22dに循環させるようにすればよ
い。
定軸34が断面方形であるときには、ケース体21の中
心開口を断面方形とし、固定軸34の各面に対向する内
周面にそれぞれ互いに独立した流体溜り22a〜22d
を形成し、これら流体溜り22a〜22dの周囲にそれ
ぞれランド35a〜35dを形成し、これらランド35
a〜35d間に互いに連通ずる回収溝36a〜36dを
形成し、回収溝36a〜36dで回収した磁性流体を独
立した圧送機構37a〜37dによって循環通路を介し
て流体溜り22a〜22dに循環させるようにすればよ
い。
ここで、静圧軸受1と固定軸34との間の軸方向と直交
する面内におけるXY方向の相対変位をそれぞれ第2図
で鎖線図示の変位検出器3日及び39で検出し、それら
の検出値に応じて各圧送機構37a〜37dの磁性流体
圧送量を制御することにより、固定軸34の外周面と静
圧軸受1の内周面との間隙を均一とした状態で静圧軸受
1を浮上させることができる。
する面内におけるXY方向の相対変位をそれぞれ第2図
で鎖線図示の変位検出器3日及び39で検出し、それら
の検出値に応じて各圧送機構37a〜37dの磁性流体
圧送量を制御することにより、固定軸34の外周面と静
圧軸受1の内周面との間隙を均一とした状態で静圧軸受
1を浮上させることができる。
また、上記実施例においては、静圧軸受lに回転軸2を
外嵌した場合について説明したが、これに限らず円筒状
の静圧軸受を固定の軸に外嵌させるようにしてもよいこ
とは勿論である。
外嵌した場合について説明したが、これに限らず円筒状
の静圧軸受を固定の軸に外嵌させるようにしてもよいこ
とは勿論である。
次に、この発明の第3実施例を第3図及び第4図につい
て説明する。
て説明する。
この第2実施例は、外圧軸受をラジアル及びスラスト軸
受に適用した場合の実施例であり、回転軸2の端部が外
方に行くに従い大径となるテーパー状部2aとその端縁
の軸方向と直交する平端面2bとを有し、これに応じて
静圧軸受1がテーパー状部2aを受けるラジアル軸受部
1aと平端面2bを受けるスラスト軸受部1bとが合体
されて構成されている。
受に適用した場合の実施例であり、回転軸2の端部が外
方に行くに従い大径となるテーパー状部2aとその端縁
の軸方向と直交する平端面2bとを有し、これに応じて
静圧軸受1がテーパー状部2aを受けるラジアル軸受部
1aと平端面2bを受けるスラスト軸受部1bとが合体
されて構成されている。
すなわち、ラジアル軸受部1aは、回転軸2の円筒外面
に対向する円筒内面41aと、これに連接して回転軸2
のテーパ一部2aに対向するテーパー内面41bとを有
する筒状ケース体42で構成されている。円筒内面41
aの上端側には、ダストシール43及び磁気シール44
が設けられ、テーパー内面41bには、円周方向に4等
分して配された流体溜り45.46が軸方向に所定の間
隔を保って2つ並列関係に形成され、流体溜り45及び
磁気シール44間と流体溜り45及び46間とにそれぞ
れに環状の回収溝47及び4日が形成され、且つ隣接す
る流体溜り45.46間には、第4図に示すように、そ
れぞれランド49を介して回収溝50が形成されている
。そして、筒状ケース体42の内部に、一端が各流体溜
り45及び46の軸方向中央部に固定絞り0を介して連
通し、他端が筒状ケース体42の下端面に開口する供給
通路51及び一端が回収溝47.48及び50に連通し
、他端が筒状ケース体42の下端面に開口する回収通路
52が設けられている。
に対向する円筒内面41aと、これに連接して回転軸2
のテーパ一部2aに対向するテーパー内面41bとを有
する筒状ケース体42で構成されている。円筒内面41
aの上端側には、ダストシール43及び磁気シール44
が設けられ、テーパー内面41bには、円周方向に4等
分して配された流体溜り45.46が軸方向に所定の間
隔を保って2つ並列関係に形成され、流体溜り45及び
磁気シール44間と流体溜り45及び46間とにそれぞ
れに環状の回収溝47及び4日が形成され、且つ隣接す
る流体溜り45.46間には、第4図に示すように、そ
れぞれランド49を介して回収溝50が形成されている
。そして、筒状ケース体42の内部に、一端が各流体溜
り45及び46の軸方向中央部に固定絞り0を介して連
通し、他端が筒状ケース体42の下端面に開口する供給
通路51及び一端が回収溝47.48及び50に連通し
、他端が筒状ケース体42の下端面に開口する回収通路
52が設けられている。
一方、スラスト軸受部1bは、軸受部1aと液密に嵌合
する円板状ケース体53を有し、その回転軸2の平端面
2bに対向する中央位置に磁性流体を静圧保持する円形
凹所でなる流体溜り54が形成されていると共に、回転
軸2の平端面2bの端縁に対向する位置に円環状の回収
溝55が形成されている。そして、ケース体53内に、
一端が流体溜り54に固定絞りOを介して連通ずる供給
通路56及び一端が回収溝55に連通ずる回収通路57
がそれぞれ形成されていると共に、供給通路56が前記
ラジアル軸受部1aの供給通路51に連通され、回収通
路57が回収通路52に連通され且つ両供給通路56及
び回収通路57の他端が互いに連接されて循環通路が構
成されている。
する円板状ケース体53を有し、その回転軸2の平端面
2bに対向する中央位置に磁性流体を静圧保持する円形
凹所でなる流体溜り54が形成されていると共に、回転
軸2の平端面2bの端縁に対向する位置に円環状の回収
溝55が形成されている。そして、ケース体53内に、
一端が流体溜り54に固定絞りOを介して連通ずる供給
通路56及び一端が回収溝55に連通ずる回収通路57
がそれぞれ形成されていると共に、供給通路56が前記
ラジアル軸受部1aの供給通路51に連通され、回収通
路57が回収通路52に連通され且つ両供給通路56及
び回収通路57の他端が互いに連接されて循環通路が構
成されている。
この循環通路の途中に移動磁界を形成する前記圧送機構
30L、30Rと同一構成を有する圧送機ti30が介
装されている。
30L、30Rと同一構成を有する圧送機ti30が介
装されている。
次に、上記第3実施例の動作を説明する。この第2実施
例によっても、圧送機構30によって磁性流体をラジア
ル軸受部1aの流体溜り45.46及びスラスト軸受部
1bの流体溜り54に圧送することにより、各流体溜り
45.46及び54内での磁性流体の静圧が所定値に保
持され、この静圧によって回転軸2が静圧軸受lにこれ
より僅かに浮上した状態で且つそのラジアル力が流体溜
り45.46の静圧により、スラスト力が流体溜り54
の静圧によりそれぞれ受けられて回転自在に支持される
。
例によっても、圧送機構30によって磁性流体をラジア
ル軸受部1aの流体溜り45.46及びスラスト軸受部
1bの流体溜り54に圧送することにより、各流体溜り
45.46及び54内での磁性流体の静圧が所定値に保
持され、この静圧によって回転軸2が静圧軸受lにこれ
より僅かに浮上した状態で且つそのラジアル力が流体溜
り45.46の静圧により、スラスト力が流体溜り54
の静圧によりそれぞれ受けられて回転自在に支持される
。
そして、各流体溜り45.46及び54から溢出する磁
性流体は、それぞれ回収溝47,48゜50及び55に
回収され、この回収された磁性流体が圧送機構30によ
って回収通路52及び57を通じて吸引され、供給通路
51及び56を介して各流体溜り45.46及び54に
圧送される。
性流体は、それぞれ回収溝47,48゜50及び55に
回収され、この回収された磁性流体が圧送機構30によ
って回収通路52及び57を通じて吸引され、供給通路
51及び56を介して各流体溜り45.46及び54に
圧送される。
このとき、ラジアル軸受部1aの上端には、磁気シール
44が設けられているので、この磁気シール44の磁力
によって磁性流体が吸着され、外部への漏出が確実に防
止され、且つラジアル軸受部1aとスラスト軸受部1b
とは液密に嵌合されているので、これら間から磁性流体
が漏出することもない。
44が設けられているので、この磁気シール44の磁力
によって磁性流体が吸着され、外部への漏出が確実に防
止され、且つラジアル軸受部1aとスラスト軸受部1b
とは液密に嵌合されているので、これら間から磁性流体
が漏出することもない。
また、上記第2実施例のように、回転軸2の軸端がテー
パー状に形成され、これに応じて静圧軸受1のラジアル
軸受部1aにテーパー内面を形成することにより、回転
軸2に対する流体溜り45゜46及び54により各静圧
軸受に相互い予圧を付加した状態とし静圧軸受の剛性を
高め、回転軸2をより確実に浮上させることができる。
パー状に形成され、これに応じて静圧軸受1のラジアル
軸受部1aにテーパー内面を形成することにより、回転
軸2に対する流体溜り45゜46及び54により各静圧
軸受に相互い予圧を付加した状態とし静圧軸受の剛性を
高め、回転軸2をより確実に浮上させることができる。
回転軸2の軸方向と直交する面内におけるxy力方向変
位を変位検出器58.59で検出し、それらの検出値に
基づき圧送機構30dの圧送力を制御することにより、
静圧軸受1及び回転軸2間の間隙を均一に維持するよう
にしてもよい。なお、上記第1乃至第3実施例において
は、ラジアル静圧軸受1の流体溜りとしてXY方向の対
向する2゛組の凹所を適用した場合について説明したが
、これに限定されるものではなく、対向する3つ以上の
流体溜りを形成するようにしてもよい。
位を変位検出器58.59で検出し、それらの検出値に
基づき圧送機構30dの圧送力を制御することにより、
静圧軸受1及び回転軸2間の間隙を均一に維持するよう
にしてもよい。なお、上記第1乃至第3実施例において
は、ラジアル静圧軸受1の流体溜りとしてXY方向の対
向する2゛組の凹所を適用した場合について説明したが
、これに限定されるものではなく、対向する3つ以上の
流体溜りを形成するようにしてもよい。
また、上記各実施例においては、圧送機構30として移
動磁界を形成する場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、第5図に示すように、循環通路7
1の一部に可撓性を有するダイアフラム72を設けたシ
リンダ室73を形成すると共に、このシリンダ室73の
前後に磁性流体の移動抵抗を変化させ見かけ上の粘性を
上げるようにする電磁石74.75を設け、且つダイア
フラム72に圧電素子、電磁ソレノイド等の押圧部材7
6を対向させ、この押圧部材76を制御回路によって所
定サイクルで上下に振動させると共に、その振動と同期
させて電磁石74.75をオン・オフ制御して、ダイア
フラム72の開放時に電磁石74をオフ状態、電磁石7
5をオン状態として回収溝に回収された磁性流体を吸引
し、次いで電磁石74をオン状態、電磁石75をオフ状
態としてから押圧部材76を伸長させてダイアフラム7
2を押圧すると電磁石74側の磁性流体は見かけ上粘土
が高くなり電磁石75側の磁性流体は粘度が低くなった
状態となり、ダイヤフラム72の押圧による圧力の上昇
における磁性流体の流れは電磁石74例の方が電磁石7
5側より抵抗が大きくなるので磁性流体は電磁石75側
の方へ多く流れることになり、シリンダ室73内の磁性
流体を流体溜り側に圧送するようにした構成の流体ポン
プを適用するようにしてもよい。ここで、押圧部材76
によるダイアフラム72の押圧周波数は、ダイアフラム
72の面積を2−としたとき例えば300Hz程度に選
定することにより、流ff10.06cc/sec、吐
出圧力5kg/cniを達成することができる。この場
合、ダイアフラム72及びシリンダ室73を省略して、
循環通路71の一部を可撓性を有するチューブで構成し
、これに直接圧電素子等の押圧部材を当接させるように
してもよい。また、第6図に示す如く電磁石74.75
に代えて弁座77にスプリング78によって当接された
弁としてのボール79を有する逆止弁80,81を適用
するようにしてもよく、さらに第7図に示す如く、圧電
素子で構成される3つのリング状押圧部材82a〜82
cを同心的に積層して循環通路830合流点に設け、各
押圧部材を第7図の状態から外周押圧部材82cを下降
させて6〃磁性流を閉じ込め、次いで中間押圧部材82
b及び内周押圧部材82aの順に下降させることにより
、順次磁性流体を流体溜り22側に圧送する圧送ポンプ
を構成するようにしてもよく、またさらに単に循環通路
の周囲にコイルを巻装し、これに励磁電流を供給して流
体溜り側に向かう磁束を発生させ、これによって磁性流
体を圧送するようにしてもよく、要は磁性流体を圧送可
能な構成を有しさえすればよいものである。
動磁界を形成する場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、第5図に示すように、循環通路7
1の一部に可撓性を有するダイアフラム72を設けたシ
リンダ室73を形成すると共に、このシリンダ室73の
前後に磁性流体の移動抵抗を変化させ見かけ上の粘性を
上げるようにする電磁石74.75を設け、且つダイア
フラム72に圧電素子、電磁ソレノイド等の押圧部材7
6を対向させ、この押圧部材76を制御回路によって所
定サイクルで上下に振動させると共に、その振動と同期
させて電磁石74.75をオン・オフ制御して、ダイア
フラム72の開放時に電磁石74をオフ状態、電磁石7
5をオン状態として回収溝に回収された磁性流体を吸引
し、次いで電磁石74をオン状態、電磁石75をオフ状
態としてから押圧部材76を伸長させてダイアフラム7
2を押圧すると電磁石74側の磁性流体は見かけ上粘土
が高くなり電磁石75側の磁性流体は粘度が低くなった
状態となり、ダイヤフラム72の押圧による圧力の上昇
における磁性流体の流れは電磁石74例の方が電磁石7
5側より抵抗が大きくなるので磁性流体は電磁石75側
の方へ多く流れることになり、シリンダ室73内の磁性
流体を流体溜り側に圧送するようにした構成の流体ポン
プを適用するようにしてもよい。ここで、押圧部材76
によるダイアフラム72の押圧周波数は、ダイアフラム
72の面積を2−としたとき例えば300Hz程度に選
定することにより、流ff10.06cc/sec、吐
出圧力5kg/cniを達成することができる。この場
合、ダイアフラム72及びシリンダ室73を省略して、
循環通路71の一部を可撓性を有するチューブで構成し
、これに直接圧電素子等の押圧部材を当接させるように
してもよい。また、第6図に示す如く電磁石74.75
に代えて弁座77にスプリング78によって当接された
弁としてのボール79を有する逆止弁80,81を適用
するようにしてもよく、さらに第7図に示す如く、圧電
素子で構成される3つのリング状押圧部材82a〜82
cを同心的に積層して循環通路830合流点に設け、各
押圧部材を第7図の状態から外周押圧部材82cを下降
させて6〃磁性流を閉じ込め、次いで中間押圧部材82
b及び内周押圧部材82aの順に下降させることにより
、順次磁性流体を流体溜り22側に圧送する圧送ポンプ
を構成するようにしてもよく、またさらに単に循環通路
の周囲にコイルを巻装し、これに励磁電流を供給して流
体溜り側に向かう磁束を発生させ、これによって磁性流
体を圧送するようにしてもよく、要は磁性流体を圧送可
能な構成を有しさえすればよいものである。
さらに、ケース体21.42としては、筒状に形成する
場合に限らず、一部を削除した開環状に形成してもよく
、この場合には、磁気シールを軸方向端部のみならず、
円周方向の両端部にも形成して磁性流体の外部への漏出
を防止するようにすればよい。
場合に限らず、一部を削除した開環状に形成してもよく
、この場合には、磁気シールを軸方向端部のみならず、
円周方向の両端部にも形成して磁性流体の外部への漏出
を防止するようにすればよい。
以上説明したように、この発明によれば、静圧軸受と軸
とを相対的に浮上させる静圧発生流体として磁性流体を
適用し、これを軸との対向面に形成した流体溜りに所定
の静圧を保持するように圧送することにより、軸を浮上
状態で支持し、且つ磁性流体の外部漏出部に磁気シール
を形成すると共に、ケース体に磁性流体の循環通路及び
圧送機構を内装した構成を有するので、磁気シールによ
って気体の存在を必要とすることなく確実に磁性流体の
漏出を防止することができ流体に気泡が混入することも
なく、また、磁性流体の漏出によって外部雰囲気を汚染
することがなく、真空中においても何ら不都合を生じる
ことなく適用することができ、しかもケース体に磁性流
体の循環通路及び圧送機構を内装したので、全体の磁性
流体を収容する容積を減少させることができ、全体の構
成を簡易小型化することができると共に、高価な磁性流
体の必要量を極力抑えることができ、安価に製造するこ
とができる等の効果が得られる。
とを相対的に浮上させる静圧発生流体として磁性流体を
適用し、これを軸との対向面に形成した流体溜りに所定
の静圧を保持するように圧送することにより、軸を浮上
状態で支持し、且つ磁性流体の外部漏出部に磁気シール
を形成すると共に、ケース体に磁性流体の循環通路及び
圧送機構を内装した構成を有するので、磁気シールによ
って気体の存在を必要とすることなく確実に磁性流体の
漏出を防止することができ流体に気泡が混入することも
なく、また、磁性流体の漏出によって外部雰囲気を汚染
することがなく、真空中においても何ら不都合を生じる
ことなく適用することができ、しかもケース体に磁性流
体の循環通路及び圧送機構を内装したので、全体の磁性
流体を収容する容積を減少させることができ、全体の構
成を簡易小型化することができると共に、高価な磁性流
体の必要量を極力抑えることができ、安価に製造するこ
とができる等の効果が得られる。
第1図はこの発明の第1実施例を示す縦断面図、第2図
はこの発明の第2実施例のを余す横断面図、第3図はこ
の発明の第3実施例を示す縦断面図、第4図は第2図の
I−1線における横断面図、第5図乃至第7図はそれぞ
れこの発明に適用し得る圧送機構の他の変形例を示す構
成図、第8図は従来例の構造説明図である。 図中、1は静圧軸受、1aはラジアル軸受部、1bはス
ラスト軸受部、2は回転軸、2aはテーパ一部、2bは
平端面、21はケース体、22゜22a〜22dは流体
溜り、23L、23Rは磁気シール、28L、28Rは
回収溝、29は循環通路、30L、30Rは圧送機構、
35a〜35dは回収溝、36a 〜36dは磁気シー
ル、37a〜37dは圧送機構、38.39は位置検出
器42はケース体、44は磁気シール、45.46及び
52は流体溜り、47.48及び53は回収溝、61a
〜61cは流体溜り、62a〜62Cは回収溝、64a
〜64cは循環通路、65a〜65cは圧送機構、72
はダイアフラム、73はシリンダ室、74.75は電磁
石、76は押圧部材、so、siは逆止弁、82a〜8
2cはリング状押圧部材である。 第5図 第6図
はこの発明の第2実施例のを余す横断面図、第3図はこ
の発明の第3実施例を示す縦断面図、第4図は第2図の
I−1線における横断面図、第5図乃至第7図はそれぞ
れこの発明に適用し得る圧送機構の他の変形例を示す構
成図、第8図は従来例の構造説明図である。 図中、1は静圧軸受、1aはラジアル軸受部、1bはス
ラスト軸受部、2は回転軸、2aはテーパ一部、2bは
平端面、21はケース体、22゜22a〜22dは流体
溜り、23L、23Rは磁気シール、28L、28Rは
回収溝、29は循環通路、30L、30Rは圧送機構、
35a〜35dは回収溝、36a 〜36dは磁気シー
ル、37a〜37dは圧送機構、38.39は位置検出
器42はケース体、44は磁気シール、45.46及び
52は流体溜り、47.48及び53は回収溝、61a
〜61cは流体溜り、62a〜62Cは回収溝、64a
〜64cは循環通路、65a〜65cは圧送機構、72
はダイアフラム、73はシリンダ室、74.75は電磁
石、76は押圧部材、so、siは逆止弁、82a〜8
2cはリング状押圧部材である。 第5図 第6図
Claims (4)
- (1)軸とこれに嵌合する静圧軸受とが相対的に移動可
能に構成された静圧軸受装置において、前記静圧軸受は
、ケース体を有し、該ケース体の前記軸との対向面に形
成され磁性流体を静圧保持する流体溜りと、該流体溜り
の軸方向端部に当該流体溜りから溢出する磁性流体を回
収する回収溝を形成し、前記ケース体の磁性流体漏出部
に磁気シールを形成し、前記回収溝と前記流体溜りとの
間に磁性流体を循環する循環通路を形成し、該循環通路
の途中に磁性流体を前記流体溜りに圧送する圧送機構を
設けたことを特徴とする磁性流体を使用した静圧軸受装
置。 - (2)圧送機構が移動磁界によって磁性流体を吸引圧送
するように構成されている特許請求の範囲第1項記載の
静圧軸受装置。 - (3)圧送機構が圧電素子製の多層リングで形成される
圧送ポンプで構成されている特許請求の範囲第1項記載
の静圧軸受装置。 - (4)圧送機構が可撓性の流体通路と、これに対して押
圧力を与える圧電素子と、前記流体通路の前後で磁性流
体の流れ抵抗を変化させる流れ抵抗変化機構とで構成さ
れている特許請求の範囲第1項記載の静圧軸受装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61294262A JPH07117103B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 磁性流体を使用した静圧軸受装置 |
DE19873741451 DE3741451A1 (de) | 1986-12-10 | 1987-12-08 | Hydrostatisches lagersystem |
US07/130,985 US4809354A (en) | 1986-12-10 | 1987-12-10 | Hydrostatic bearing utilizing a ferromagnetic fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61294262A JPH07117103B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 磁性流体を使用した静圧軸受装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63149411A true JPS63149411A (ja) | 1988-06-22 |
JPH07117103B2 JPH07117103B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=17805437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61294262A Expired - Lifetime JPH07117103B2 (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 磁性流体を使用した静圧軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07117103B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015530538A (ja) * | 2012-09-19 | 2015-10-15 | シーメンス インダストリー インコーポレイテッドSiemens Industry, Inc. | 油膜軸受け用ブッシュ |
CN113833750A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 武汉理工大学 | 一种挤压磁油膜水润滑智能减振轴承及减振方法 |
CN114412922A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 山东科技大学 | 一种主动调节式平面缝隙节流器 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106678177B (zh) * | 2017-01-05 | 2019-10-25 | 上海应用技术大学 | 一种可控复合阻尼主动减振磁流体轴承 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5530528A (en) * | 1978-08-22 | 1980-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bearing device |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP61294262A patent/JPH07117103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5530528A (en) * | 1978-08-22 | 1980-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bearing device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015530538A (ja) * | 2012-09-19 | 2015-10-15 | シーメンス インダストリー インコーポレイテッドSiemens Industry, Inc. | 油膜軸受け用ブッシュ |
CN113833750A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 武汉理工大学 | 一种挤压磁油膜水润滑智能减振轴承及减振方法 |
CN113833750B (zh) * | 2021-09-29 | 2023-08-15 | 武汉理工大学 | 一种挤压磁油膜水润滑智能减振轴承及减振方法 |
CN114412922A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 山东科技大学 | 一种主动调节式平面缝隙节流器 |
CN114412922B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-01-19 | 山东科技大学 | 一种主动调节式平面缝隙节流器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07117103B2 (ja) | 1995-12-18 |
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