JPH0348016A - 静圧流体軸受 - Google Patents

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】

この発明は、軸と軸受金との間に油供給路に設けたノズ
ルから潤滑油を供給する静圧流体軸受に関するものであ
る。

【従来の技術】

従来、静圧流体軸受として第４図に示すものがあった。 この静圧流体軸受は、回転軸１とこの回転軸１を支持す
る軸受金（軸受メタル）２との間に軸受隙間３を設け、
軸受金２の内周面に円周方向に等間隔て４つの軸受ポケ
ット４を設け、ボレプ５を駆動することで潤滑油を油供
給路６から前記軸受ポケッ１〜４を経て軸受隙間３に供
給している。また、油供給路６は各々の軸受ポケット４
に向って分岐させ、分岐させた部分６ａにはそれぞれの
ノズル７が設けてあり、これらの−ノズ／Ｌ、　７は回
転軸１が最適な剛性で回転自在に支持されるノズル孔径
に設定されている。

【発明が解決しようとずろ課題】

従来の静圧流体軸受は、前述のように構成され、油供給
路に設けたノズルはノズル孔の断面積が一定であるため
、例えば軸の回転などによって軸受ポケット部、ノズル
部の温度が変化し、潤滑油の流量が変化したり、あるい
はノズル孔や軸受隙間の加工精度のばらつきによって潤
滑油の最適な絞りができず、軸が所定の剛性を維持でき
ないという問題点があった。 この発明は、前述した問題点を解決しようとするもので
あって、ノズル孔の断面積を可変とし、これを制御する
ことにより、種々の条件に応じて軸が剛性を最適に維持
できるようにした静圧流体軸受を提供することを目的と
している。

【課題を解決するための手段】

乙の発明の静圧流体軸受は、油供給路に設けたノズルに
ノズル孔の断面積を変化させる電歪素子を設け、軸が所
定の剛性を維持するように前記電歪素子を作動させる制
御装置に前記電歪素子を接続させたものである。

【作用】

この発明による静圧流体軸受は、例えば軸受ポケット部
の温度を検出し、制御装置によって検出した温度の変化
に応じ、電歪素子を伸縮作動させろことにより、ノズル
孔の断面積を温度変化に応じて変化させ、あるいはノズ
ル孔、軸受隙間などの加工誤差を補償するように制御装
置によって電歪素子を伸縮させることにより、ノズル孔
の断面積を変化させるなど、ノズル孔の断面積を吏用状
況に合わせて適正な油量の潤滑油が軸受隙間に流れるよ
うに調整することができ、この調整によって軸が常に所
要の剛性を維持するように制御できる。

【実施例】

以下、この発明の実施例を図について説明する。 第１図はこの発明の第１実施例を示し、第１図において
、第４図と同符号は対応する部分を示す。 この実施例は、油供給路６の下流端部に設けたノズル７
が軸受金２に固定され、前記ノズル７に電歪（ピエゾ）
素子８がそれぞれ保持され、電歪素子８はノズル孔８ａ
内にある部分が電圧の変化で伸縮することによりノズル
孔８ａの断面積を変化させるように構成されている。軸
受金２の２ノズノ［７に近い位置には温度セッサ９が固
定され、温度センサ９は先端が軸受ポケット４に対面さ
れている。温度センサ９は制御装置１０の入力側に接続
され、制御装置１０の出力側は増幅器１１を介して電歪
素子８が接続されている。また、軸受金２の内周面には
軸受ポケット４が円周方向に４つずつ設けられ、軸受隙
間の両端部に３及び軸受ポケット４は油排出路１２によ
って油り、り１３に接続されている。油タンク１３はポ
ンプ５の吸込側と接続され、ボンゴ５の吐出側に潤滑油
を一定圧力に設定するための減圧弁１４を接続されて、
油供給路６が構成されている。なお、この実施例の前述
した以外の構成は第４図に示す従来の静圧流体軸受と同
様である。 次に、この実施例の作動について説明する。ポンプ５の
駆動によって油タンク１３から油供給路６に潤滑油が導
かれ、この潤滑油は減圧弁１４を経て各々のノズル７に
分流され、ノズル孔７ａで絞られ、軸受ボッｒノド４か
ら回転軸１と軸受金２との間に供給され、これらの間に
所要の軸受隙間３を有して回転軸１が軸受金２にフロー
ティング支持される。回転軸１と軸受金２との間に供給
された潤滑油は油排出＃１１２を経て油タンク１３に戻
され、このタンク１３からポンプ５に吸い込まれること
により、潤滑油が油タンク１３と軸受隙間３との間で循
環される。そして、回転軸１の回転によって軸受ボケッ
１−４、ノズル孔７ａ部の温度が変化すると、ノズル孔
７ａの断面積が変化するなど１こより、ノズル孔７ａを
通って軸受ボケッ）・４に供給される潤滑油の油量が変
化する。この場合に、軸受ポケット４部の温度と潤滑油
量の変化には一定の関係があるので、この関係を制御装
置１０に予め記憶させておき、温度センサ９によって検
出した温度信号を制御装置１０に入力させ、制御装置１
０に設けたメモリによって入力させた温度の時の潤滑油
量に応じた電圧になるように制御装置１０から電気信号
を出力させる。これを増幅器１１を介して電歪素子８に
入力させ、これらを伸縮作動させろことにより、各々の
、ノズル７のノズル孔７ａの断面積を変化させ、軸受ポ
ケν１・４部、ノズル７部の；温度に最適な油量に潤滑
油の供給量を修正する。 前述の作動を軸受ポケット４部の温度変化に応じて行い
、電歪素子８を伸縮させてノズル孔７ａの断面積を変化
させろことにより、回転軸１が常に所要の剛性を維持す
るように過不足のない４１１量の潤滑油を軸受隙間３に
供給できろ。 前述したように、第１実施例では、各々のノズル７のノ
ズル孔７ａの断面積を変化させる電歪素子８、軸受ポケ
ット４部の温度を測定する温度セッサ９及び軸受ポケッ
ト４部の潤滑油の温度と、ノズル孔７ａの断面積（、ノ
ズル径）を変又る指令値とを対応させたメモリ　（テー
ブル）をもつ制御装置１０とを備えていることにより、
７ノズル７部、軸受ポケット４部の温度変化が生じて潤
滑油の流量変化が生じても、これに応じてノズル孔７ａ
の断面積を変化させることができるので、静圧流体軸受
の諸特性を安定させることができる。 第２図は、この発明の第２実施例を示し、第２図におい
て、第１図、第４図と同符号は対応する部分を示す。第
２実施例では、第１実施例の温度センサに代えて圧力セ
ンサ１５を用い、圧力センサ１５は油供給＃Ｓ５のポツ
プ５と減圧弁１４との間に配設されている。前記圧力セ
ンサ１５は、ポンプ５から吐出される潤滑油の脈動を検
出した信号を制御装置１０に入力するようにこの制御装
置１０に接続されている。また、制御装置１０は圧力セ
ンサ１５設置部分におけるポンプ５の脈動に潤滑油の圧
力変動と、各々のノズル７における前記脈動による圧力
変動との位相関係を求めてメモリ　（テーブル）に記憶
させておき、前記圧カセ。 す１５からの入力信号に同期させて各々のノズル７に設
けた電歪素子８に所定の周期と位相の指令信号を出力し
、これを入力させるように構成されている。なお、第２
実施例の前述した以外の構成、および基本作動は、第１
実施例の静圧流体軸受と同様である。 第２実施例の静圧流体軸受は、ポンプ５の吐出側に設け
た圧力センサ１５によ−って、前記ボ、プ５の脈動によ
る圧力変動を検出し、この検出圧力信号を制御装置１０
に入力させる。入力させた圧力信号に同期させて制御装
置１０から指令信号を出力させて電歪素子８に入力させ
、これらを伸縮作動させることにより、各々のノズル７
のノズル孔７ａの断面積を変化させ、ノズル孔７ａから
軸受ポケット４に供給される潤滑油の’ｔＴＦ、　Ｎを
一定になるようにする。そして、複数の、ノズル７の、
ノズル孔７ａ相互間の圧力変動の位相のずれは、ポンプ
５の吐出口の圧力変動との関係として測定し、測定結果
を制御装置１０のメモリに予め記憶させておくことによ
り、各々のノズル７のノズル孔７ａの断面積をポンプ５
の脈動による圧力変動と格別に同期させて変化させるこ
とができる。 前述したように、第２実施例では、各々のノズル７の断
面積を変化させる電歪素子８、ポンプ５の吐出口部でポ
ンプ５の脈動による圧力変動を測定する圧力センサ１５
、及び複数のノズル７相互の圧力変動の位相のずれとポ
ンプ５の吐出口部における圧力変動との関係を各々のノ
ズル７ごとに対応させたメモリをもつ制御装置１０を備
えていることにより、ポツプの脈動に起因する軸受ポケ
ット部の微小振動を防止することができ、前記軸受の特
性を安定させることができる。 第３図はこの発明の第３実施例を示し、第３図こおいて
第１図、第２図、第４図と同符号は対応する部分を示す
。第３実施例では、第１．第２実施例の温度、圧力セン
サを用いることなく制御装置１０のメモリに加工誤差な
どによって所定の剛性が得られない場合に、予め補正信
号を記憶させておく。すなわち、制御装置１０はパラ、
ノークとして潤滑油の供給圧力、絞り比に対する流量特
性、形状に関する流出係数、軸受隙間を記憶させたメモ
リと、実際の供給圧力、流出係数、軸受隙間を入力させ
ると、剛性最大条件を加味して、ノズル孔の最適絞り比
を計算し、次にこの最適絞り比を達成させる変形量を計
算させるコノビュークをもち、前記計算に基づく指令信
号を複数の電歪素子８にそれぞれ入力させるように構成
されている。、なお、第３実施例の前述した以外の構成
及び基本動ｒ「は第１実施例の静圧流体軸受と同様であ
る、１第３実施例の静圧流体軸受は、制御装置１０に実
際の流量特性、流出係数、軸受隙間３を入力させると、
制御装置１０からの指令信号によって複数の電歪素子８
を格別にＩＩ縮作動させることにより、各々のノズル７
の、ノズル孔７ａの断面積を変化させ、これら最適絞り
比が達成される断面積にすることができる。従って、前
述した実施例では、ノズル孔７ａの加工精度のばらつき
によって生ずるノズル孔７ａ、軸受隙間３のばらつきを
補償し、軸剛性を最大にすることができ、また潤滑油の
供給圧力を変更しても、ノズル７を交換することなく、
軸剛性を最大に設定できる。 なお、前述した第３実施例のものは、軸変位検出センサ
によって、回転軸の変位を検出し、この検出信号を制御
装置に入力させ、この制御装置からの指令信号によって
電歪素子を伸縮作動させて、ノズルの７ノズル孔の断面
積をフィードバックＩＩＪｍすることにより、前記ノズ
ル孔を可変絞りとして用いる静圧流体軸受が得られる。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば油供給路に汐け
たノズルにＴｉ歪素子を設け、この電歪素子を制御装置
を接続したことにより、との刷部装置からの指令信号に
よって前記電歪素子を１１１１縮作動させ、前記ノズル
の、ノズル孔の断面積を変化させ、軸の回転などによる
軸受隙間などの温度変化を補償し、或いはポンプの脈動
による微小振動を防止し、さらにノズル孔、軸受隙間の
加工精度のばらつきを補償するなど、種々の条件に応じ
て軸が最適の剛性を維持するようにでき、特性が安定し
た静圧流体軸受を提供する乙とができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図はこの発明による静圧流体
軸受の第１．第２及び第３実施例をそれぞれ示す一部を
断面した側面構成図、第４図は従来の静圧流体軸受を示
す一部を断面した正面構成図である。 １　回転軸、ｚ　軸受金、３　軸受隙間、４軸受ポケッ
ト、５　ポンプ、６　油供給路、７ノズル、７ａ　　ノ
ズル孔、８　電歪素子、９　温度センサ、１０　制御装
置、」３　油クック、１５　圧力センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸と軸受金との間に油供給路に設けたノズルから潤滑油
   を供給する静圧流体軸受において、前記ノズルにノズル
   孔の断面積を変化させる電歪素子を設け、前記軸が所定
   の剛性を維持するように前記電歪素子を作動させる制御
   装置に前記電歪素子を接続したことを特徴とする静圧流
   体軸受。