JPH04249614A - 流体軸受 - Google Patents
流体軸受Info
- Publication number
- JPH04249614A JPH04249614A JP10991A JP10991A JPH04249614A JP H04249614 A JPH04249614 A JP H04249614A JP 10991 A JP10991 A JP 10991A JP 10991 A JP10991 A JP 10991A JP H04249614 A JPH04249614 A JP H04249614A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable body
- bearing
- movement
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポケット内に供給され
る圧力流体の静圧力により可動体を静圧支持する流体軸
受に関するものである。
る圧力流体の静圧力により可動体を静圧支持する流体軸
受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に流体軸受においては、大きな負荷
能力を必要とする場合には、軸受隙間に比べて数十倍の
深さを一様に有するポケットを設けている。
能力を必要とする場合には、軸受隙間に比べて数十倍の
深さを一様に有するポケットを設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の流体軸受にお
いては、図６に示すようにポケット１を形成した流体軸
受にて支持された可動体２の静止状態ないしは低速運動
状態においては、図６の■に示すようにポケット１内の
全域にわたって一定の静圧力が発生するが、可動体２が
高速で運動するようになると、ポケット１の上流側１Ａ
では拡がり効果により圧力降下が生じ、下流側１Ｂでは
ステップ効果により圧力上昇が生ずる。その結果、ポケ
ット１内の圧力は図６の■に示すようにポケット１の上
流側１Ａと下流側１Ｂとで圧力勾配をもつ圧力分布に変
化し、それによって下流側１Ｂから上流側１Ａに向かう
圧力流れ（ポアズイユ流れ）が生ずる。このポアズイユ
流れに、流体軸受と可動体２との相対回転に起因する剪
断流れが重畳する流れとなる。このとき可動体２の境界
の剪断力を積分して得られる摩擦損失は、純粋な剪断流
れだけによるものよりも大きくなり、そのため可動体２
を運動させるための動力が多く必要となる上、流体軸受
での発熱量が増加する問題がある。
いては、図６に示すようにポケット１を形成した流体軸
受にて支持された可動体２の静止状態ないしは低速運動
状態においては、図６の■に示すようにポケット１内の
全域にわたって一定の静圧力が発生するが、可動体２が
高速で運動するようになると、ポケット１の上流側１Ａ
では拡がり効果により圧力降下が生じ、下流側１Ｂでは
ステップ効果により圧力上昇が生ずる。その結果、ポケ
ット１内の圧力は図６の■に示すようにポケット１の上
流側１Ａと下流側１Ｂとで圧力勾配をもつ圧力分布に変
化し、それによって下流側１Ｂから上流側１Ａに向かう
圧力流れ（ポアズイユ流れ）が生ずる。このポアズイユ
流れに、流体軸受と可動体２との相対回転に起因する剪
断流れが重畳する流れとなる。このとき可動体２の境界
の剪断力を積分して得られる摩擦損失は、純粋な剪断流
れだけによるものよりも大きくなり、そのため可動体２
を運動させるための動力が多く必要となる上、流体軸受
での発熱量が増加する問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来
の問題点に鑑みてなされたもので、軸受面に一定深さの
ポケットを有し、このポケット内に供給される圧力流体
の静圧力により可動体を静圧支持する流体軸受において
、前記ポケット内に、可動体の運動方向に沿ってポケッ
トよりも深い溝を複数形成したこと、ならびに、軸受面
に一定深さのポケットを有し、このポケット内に供給さ
れる圧力流体の静圧力により可動体を静圧支持する流体
軸受において、前記ポケット内に、可動体の運動方向に
沿ってポケットよりも深い第１溝を複数形成するととも
に、前記ポケットの上流側と下流側とに前記第１溝と直
交する方向にポケットよりも深い第２溝をそれぞれ形成
したことを特徴とするものである。
の問題点に鑑みてなされたもので、軸受面に一定深さの
ポケットを有し、このポケット内に供給される圧力流体
の静圧力により可動体を静圧支持する流体軸受において
、前記ポケット内に、可動体の運動方向に沿ってポケッ
トよりも深い溝を複数形成したこと、ならびに、軸受面
に一定深さのポケットを有し、このポケット内に供給さ
れる圧力流体の静圧力により可動体を静圧支持する流体
軸受において、前記ポケット内に、可動体の運動方向に
沿ってポケットよりも深い第１溝を複数形成するととも
に、前記ポケットの上流側と下流側とに前記第１溝と直
交する方向にポケットよりも深い第２溝をそれぞれ形成
したことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】上記の構成によると、ポケット内の上流側と下
流側での圧力差は、運動方向に沿った複数の溝により減
少し、ポケット内の圧力分布は運動時でも静止時に近い
ものとなり、それによるポケット内の流れは、剪断流れ
に近いものとなり、摩擦損失を低減できるようになる。
流側での圧力差は、運動方向に沿った複数の溝により減
少し、ポケット内の圧力分布は運動時でも静止時に近い
ものとなり、それによるポケット内の流れは、剪断流れ
に近いものとなり、摩擦損失を低減できるようになる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１および図２において、１０は流体軸受の軸受面
を示し、１１はその軸受面１０によって静圧支持される
可動体を示す。軸受面１０は矩形状を呈し、この軸受面
１０にはその周囲に一定巾のライド部１２を存して軸受
隙間より数十倍の深さの一定深さの矩形状のポケット１
３が形成されている。ポケット１３内には可動体１１の
運動方向（矢印方向）に沿ってポケット１３よりも深い
溝１４が複数形成されている。ポケット１３には絞り１
５を介して圧力流体が供給され、軸受面１０のランド部
１２と可動体１１との軸受隙間１６より流出する圧力流
体の流出抵抗に応じた静圧力がポケット１３内に発生さ
れるようになっている。
る。図１および図２において、１０は流体軸受の軸受面
を示し、１１はその軸受面１０によって静圧支持される
可動体を示す。軸受面１０は矩形状を呈し、この軸受面
１０にはその周囲に一定巾のライド部１２を存して軸受
隙間より数十倍の深さの一定深さの矩形状のポケット１
３が形成されている。ポケット１３内には可動体１１の
運動方向（矢印方向）に沿ってポケット１３よりも深い
溝１４が複数形成されている。ポケット１３には絞り１
５を介して圧力流体が供給され、軸受面１０のランド部
１２と可動体１１との軸受隙間１６より流出する圧力流
体の流出抵抗に応じた静圧力がポケット１３内に発生さ
れるようになっている。
【０００７】かかる軸受面１０は回転軸を支持する場合
には、円弧状に形成され、回転軸の運動方向（円周方向
）に沿って円周上等角度間隔に複数配列され、回転軸を
半径方向に静圧支持するように構成される。上記した構
成において、ポケット１３内に絞り１５を介して圧力流
体が供給されると、供給された圧力流体は軸受面１０の
ランド部１２と可動体１１との軸受隙間１６より流出し
、その流出抵抗に応じた静圧力がポケット１３内に発生
し、この静圧力によって可動体１１を静圧支持する。
には、円弧状に形成され、回転軸の運動方向（円周方向
）に沿って円周上等角度間隔に複数配列され、回転軸を
半径方向に静圧支持するように構成される。上記した構
成において、ポケット１３内に絞り１５を介して圧力流
体が供給されると、供給された圧力流体は軸受面１０の
ランド部１２と可動体１１との軸受隙間１６より流出し
、その流出抵抗に応じた静圧力がポケット１３内に発生
し、この静圧力によって可動体１１を静圧支持する。
【０００８】ここで可動体１１が高速で運動するように
なると、ポケット１３の上流側１３Ａでは拡がり効果に
より圧力降下が生じ、ポケット１３の下流側１３Ｂでは
ステップ効果により圧力上昇が生じて上流側１３Ａと下
流側１３Ｂとで圧力差が発生せんとするが、上流側１３
Ａと下流側１３Ｂはポケット１３よりも深い溝１４によ
って連通されているため、上流側１３Ａと下流側１３Ｂ
との圧力差が減少され、ポアズイユ流れを防止できるよ
うになる。その結果、摩擦損失は図５の■に示すように
、溝１４を持たない従来の流体軸受（図５の■）に比べ
て低減できるようになる。
なると、ポケット１３の上流側１３Ａでは拡がり効果に
より圧力降下が生じ、ポケット１３の下流側１３Ｂでは
ステップ効果により圧力上昇が生じて上流側１３Ａと下
流側１３Ｂとで圧力差が発生せんとするが、上流側１３
Ａと下流側１３Ｂはポケット１３よりも深い溝１４によ
って連通されているため、上流側１３Ａと下流側１３Ｂ
との圧力差が減少され、ポアズイユ流れを防止できるよ
うになる。その結果、摩擦損失は図５の■に示すように
、溝１４を持たない従来の流体軸受（図５の■）に比べ
て低減できるようになる。
【０００９】図３および図４は、本発明の他の実施例を
示すもので、上記した実施例の運動方向に沿う溝（第１
溝）１４に加えてそれと直交する方向にポケット１３よ
りも深い第２溝２４をポケット１３の上流側１３Ａと下
流側１３Ｂとの各端部にそれぞれ形成したものであり、
この実施例によれば、第２溝２４によって複数の第１溝
１４が上流側１３Ａと下流側１３Ｂとで互いに連通され
るため、図５の■に示すように先の実施例のものよりも
さらに摩擦損失を低減できる作用効果が期待できる。
示すもので、上記した実施例の運動方向に沿う溝（第１
溝）１４に加えてそれと直交する方向にポケット１３よ
りも深い第２溝２４をポケット１３の上流側１３Ａと下
流側１３Ｂとの各端部にそれぞれ形成したものであり、
この実施例によれば、第２溝２４によって複数の第１溝
１４が上流側１３Ａと下流側１３Ｂとで互いに連通され
るため、図５の■に示すように先の実施例のものよりも
さらに摩擦損失を低減できる作用効果が期待できる。
【００１０】なお、図５は有限要素法による数値解析結
果であり、横軸に無次元ポケット深さ（ポケット深さ／
軸受隙間）を、縦軸に無次元摩擦損失量を示したもので
、摩擦損失量は■＞■＞■の関係となる。
果であり、横軸に無次元ポケット深さ（ポケット深さ／
軸受隙間）を、縦軸に無次元摩擦損失量を示したもので
、摩擦損失量は■＞■＞■の関係となる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、流体
軸受のポケット内に、可動体の運動方向に沿ってポケッ
トよりも深い第１溝を複数形成した構成であるので、ポ
ケット内の上流側と下流側での圧力差を第１溝によって
減少することができ、流体軸受で支持された可動体の運
動に要する動力および可動体の運動時に生ずる熱量を低
減できる効果がある。
軸受のポケット内に、可動体の運動方向に沿ってポケッ
トよりも深い第１溝を複数形成した構成であるので、ポ
ケット内の上流側と下流側での圧力差を第１溝によって
減少することができ、流体軸受で支持された可動体の運
動に要する動力および可動体の運動時に生ずる熱量を低
減できる効果がある。
【００１２】また本発明によれば、上記した第１溝に加
えて、流体軸受のポケットの上流側と下流側との各端部
に、第１溝と直交する方向にポケットよりも深い第２溝
をそれぞれ形成した構成であるので、流体軸受で支持さ
れた可動体の運動に要する動力および可動体の運動時に
生ずる熱量をさらに低減できる効果がある。
えて、流体軸受のポケットの上流側と下流側との各端部
に、第１溝と直交する方向にポケットよりも深い第２溝
をそれぞれ形成した構成であるので、流体軸受で支持さ
れた可動体の運動に要する動力および可動体の運動時に
生ずる熱量をさらに低減できる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示す軸受面の断面図で
ある。
ある。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す軸受面の断面図で
ある。
ある。
【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図５】無次元ポケット深さに対する無次元摩擦損失量
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図６】本発明と従来技術とのポケット内の圧力分布を
示す比較図である。
示す比較図である。
１０ 軸受面
１１ 可動体
１３ ポケット
１４ 第１溝
１５ 絞り
２４ 第２溝
Claims (2)
- 【請求項１】 軸受面に一定深さのポケットを有し、
このポケット内に供給される圧力流体の静圧力により可
動体を静圧支持する流体軸受において、前記ポケット内
に、可動体の運動方向に沿ってポケットよりも深い溝を
複数形成したことを特徴とする流体軸受。 - 【請求項２】 軸受面に一定深さのポケットを有し、
このポケット内に供給される圧力流体の静圧力により可
動体を静圧支持する流体軸受において、前記ポケット内
に、可動体の運動方向に沿ってポケットよりも深い第１
溝を複数形成するとともに、前記ポケットの上流側と下
流側とに前記第１溝と直交する方向にポケットよりも深
い第２溝をそれぞれ形成したことを特徴とする流体軸受
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10991A JPH04249614A (ja) | 1991-01-07 | 1991-01-07 | 流体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10991A JPH04249614A (ja) | 1991-01-07 | 1991-01-07 | 流体軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04249614A true JPH04249614A (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=11464910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10991A Pending JPH04249614A (ja) | 1991-01-07 | 1991-01-07 | 流体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04249614A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449236A (en) * | 1993-03-25 | 1995-09-12 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Fluid bearing device |
| JP2016136047A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社ジェイテクト | 静圧流体軸受装置、静圧流体軸受装置を用いた工作機械用主軸装置 |
-
1991
- 1991-01-07 JP JP10991A patent/JPH04249614A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449236A (en) * | 1993-03-25 | 1995-09-12 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Fluid bearing device |
| JP2016136047A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社ジェイテクト | 静圧流体軸受装置、静圧流体軸受装置を用いた工作機械用主軸装置 |
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