JPH06280876A - 静圧気体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、組付性および加工性を向
上できる静圧気体軸受装置を提供することにある。 【構成】 この静圧気体軸受装置は、外周の一部にター
ビン翼７を設けた回転軸１と軸受体２を備える。軸受体
２はタービン翼用ノズル部材１７と、その軸方向の両側
に位置し、回転軸６が挿入される軸受孔１８ｅを有する
軸受用ノズル部材１８とを含む。軸受用ノズル部材１８
の内端面を段部１８ａの段差面１８ｂとし、この段差面
１８ｂと軸受体２の軸方向の外端面１８ｃに開口する軸
方向の排気孔２０を形成した。軸受体２の外周面に連通
する孔を少なくできる。排気孔２０を平面に形成でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、組付性に優れ、製作
が容易な静圧気体軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の静圧気体軸受装置として
は、図３に示すものがある。この軸受装置は、外周にタ
ービン翼３１を設けた回転軸３２と、上記回転軸３２が
挿入される軸受体３３とを有している。上記軸受体３３
は、上記タービン翼３１に対向するタービン翼用ノズル
３５と、上記回転軸３２にわずかな隙間を隔てて対向し
ている軸受用ノズル３６とを有している。また、上記軸
受体３３には、上記タービン翼用ノズル３５の軸方向両
側に位置し、かつ、上記軸受用ノズル３６に隣接し、径
方向に延びて外部に連通する排気孔３７が形成されてい
る。

【０００３】上記静圧気体軸受装置は、タービン翼用ノ
ズル３５のノズル孔３５ａからタービン翼３１に気体を
吹き付けて、回転軸３２を回転させる。また、軸受用ノ
ズル３６のノズル孔３６ａから回転軸３２の軸部に気体
を吹き付けて、回転軸３２を径方向に支持する。そし
て、上記タービン翼用ノズル３５および上記軸受用ノズ
ル３６が吹き出す気体は、上記排気孔３７から外部に排
気される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記静圧気
体軸受装置は、一般に、軸受体３３の外周面が取り付け
部になる。ところが、上記従来の静圧気体軸受装置は、
ノズル孔３５ａ,３６ａだけでなく、排気孔３７も径方
向に延びて軸受体３３の外周面に開口しているので、軸
受体３３の外周面には、塞いではならない孔が多く存在
し、組付性が悪いという問題がある。

【０００５】また、上記静圧気体軸受装置は、一般に、
穴明け加工が難しい円筒面である軸受体３３の外周面
に、多くの貫通孔を形成する必要があるので、加工性が
悪いという問題もある。

【０００６】そこで、この発明の目的は、組付性に優
れ、製作が容易な静圧気体軸受装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明の静圧気体軸受装置は、固定
部材の貫通穴に挿通された回転軸と、上記固定部材の内
周面に軸方向に離隔配置され、上記回転軸との間に微小
間隙を形成する軸受孔を有する複数の略円筒状軸受部材
とを備え、上記各軸受部材にそれぞれ上記軸受孔の内周
面に開口し上記回転軸に向けて気体を噴出する軸受用ノ
ズルを円周上複数個設けるとともに、各軸受部材間の空
間と外部空間との間に各空間を連通する排気手段を軸受
部材側に設けてなることを特徴としている。また、請求
項２に記載の発明は、請求項１に記載の静圧気体軸受装
置において、上記排気手段を軸受部材に形成した軸方向
貫通孔により構成したことを特徴としている。また、請
求項３に記載の発明は、請求項２に記載の静圧気体軸受
装置において、上記軸方向貫通孔を上記軸受用ノズル間
に形成した事を特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成の静圧気体軸受装置は、上記軸受用ノ
ズルから回転軸の外周面に気体を噴出して、上記回転軸
を径方向に支持する。そして、複数の軸受部材の軸受用
ノズルから噴出した気体は、排気手段として上記軸受部
材の軸方向に設けられた軸受孔から外部へ排気される。

【０００９】このように、上記静圧気体軸受装置は、排
気手段として上記軸受部材に、軸方向に貫通する貫通孔
を形成したので、貫通孔が径方向に貫通する従来例に比
べて、軸部材の外周面に開口する孔が少なくなる。した
がって、軸受部材の外周面の塞いではならない孔を、従
来例に比べて少なくでき、組付性の制約を少なくするこ
とができる。

【００１０】また、貫通孔が軸方向に延びて軸受部材を
貫通するので、一般に平面である軸受部材の軸方向の外
端面に穴明け加工することによって、上記貫通孔を形成
することができ、貫通孔を曲面である外周面に形成しな
ければならない従来例に比べて加工性が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。

【００１２】図１に、この発明の静圧気体軸受装置の実
施例を示す。図１に示すように、この実施例は、回転軸
１と軸受体２を有している。上記回転軸１は、鍔部３，
３に挟まれたタービン部５と、このタービン部５から軸
方向両側に延びる軸部６を含んでいる。上記タービン部
５の外周には、複数のタービン翼７，７…が設けられて
いる。

【００１３】上記軸受体２は、ハウジング１０と、その
ハウジング１０内に挿入されたタービン翼用ノズル部材
１７と、そのタービン翼用ノズル部材１７の両側に位置
するようにハウジング１０に嵌合された軸受部材として
の軸受用ノズル部材１８とからなる。タービン翼用ノズ
ル部材１７は軸受体２と別体でもよい。このハウジング
１０には、径方向に貫通する給気孔１０ａ,１０ａおよ
び１０ｂが形成されている。また、上記タービン翼用ノ
ズル部材１７は、ハウジング１０の給気孔１０ｂに連通
するタービン翼用ノズル１１を含んでいる。上記タービ
ン翼用ノズル部材１７と、上記ハウジング１０の内周面
８との間にＯリング１３,１３を介設して、給気孔１０
ｂからノズル１１への空気が外に漏れないようにしてい
る。また、このタービン翼用ノズル１１は、気体吹出口
１１ａを有する。

【００１４】また、上記軸受用ノズル部材１８，１８
は、上記タービン翼用ノズル部材１７の軸方向両側に隣
接すると共に、上記回転軸１の軸部６に僅かの隙間ｔを
隔てて対向している。

【００１５】上記軸受用ノズル部材１８は略円筒形をし
ており、中心の孔が軸受孔１８ｅとなっている。

【００１６】さらに、上記軸受用ノズル部材１８は、ハ
ウジング１０の給気孔１０ａに連通する軸受用ノズル１
２を有する。この軸受用ノズル１２は周方向に複数個均
等配置されており、上記軸受孔１８ｅに開口した気体吹
出口１２ａを有する。上記軸受用ノズル部材１８,１８
と、上記ハウジング１０の内周面８との間にＯリング１
５,１５を介設して、給気孔１０ａから軸受用ノズル１
２への空気が外に漏れないようにしている。

【００１７】上記軸受用ノズル部材１８は、その軸方向
内端部が段部１８ａを形成している。そして、上記軸受
用ノズル部材１８は、上記段部１８ａの段差面１８ｂ
と、軸方向の外端面１８ｃとに開口する軸方向に延びる
排気孔２０を有する。排気孔２０は少なくとも１箇所,
軸受用ノズル１２間に設けられる。排気孔２０によりタ
ービン翼用ノズル１１が存在する軸受用ノズル部材１
８,１８の間の空間と外部とが連通することになる。本
実施例では、排気孔２０を両方の軸受用ノズル部材１
８,１８に設けたが、排気性能に問題がなければ、いず
れか一方の軸受用ノズル部材１８にのみ、排気孔２０を
設けるようにしてもよい。

【００１８】上記構成の静圧気体軸受装置は、上記ター
ビン翼用ノズル１１が、上記ハウジング１０の給気孔１
０ｂから供給された空気を気体吹出口１１ａからタービ
ン翼７に向かって吹き出して、回転軸１を回転させる。

【００１９】また、上記軸受用ノズル１２は、上記ハウ
ジング１０の給気孔１０ａから供給された気体を、気体
吹出口１２ａから軸部６に向けて吹き出して、回転軸１
を静圧によって径方向に支持する。また、上記軸受用ノ
ズル１２のノズル孔１２ａから吹き出した空気は、上記
軸部６に沿って流れ、上記鍔部３に静圧を与え、回転軸
１を軸方向に支持する。

【００２０】上記タービン翼用ノズル１１から吹き出し
た空気および、上記軸受用ノズル１２から吹き出した空
気は、上記軸受用ノズル部材１８を貫通する排気孔２０
から外部に排気される。

【００２１】上記静圧気体軸受装置は、上記軸受用ノズ
ル部材１８に、段差面１８ｂから軸方向に延びて軸方向
の外端面１８ｃに開口する排気孔２０を形成したので、
排気孔が径方向に貫通する従来例に比べて、ハウジング
１０に排気孔を設ける必要がなく、ハウジング１０の外
周面に開口する孔を少なくできる。したがって、軸受体
２の外周面の塞いではならない孔を、従来例に比べて少
なくでき、また、排気孔２０とハウジング１０に設けた
排気孔との位置合わせの必要性がなくなる。したがっ
て、上記実施例によれば、組付性の制約を少なくするこ
とができ、組付性を向上できる。

【００２２】また、ハウジング１０の内周面８に貫通す
る孔を従来例に比べて少なくできるので、ハウジング１
０にタービン翼用ノズル部材１７および軸受用ノズル部
材１８,１８を挿入するときに、Ｏリング１３,１５がハ
ウジング１０の内周面８に貫通する孔の縁で損傷する確
率を小さくすることができる。

【００２３】また、上記排気孔２０が軸方向に延びて軸
受用ノズル部材１８を貫通するので、平面である軸受用
ノズル部材１８の端面１８ｂ，ｃに穴明け加工すること
によって、上記排気孔２０を形成することができる。即
ち、上記実施例によれば、排気孔２０を平面に形成でき
るので、排気孔を軸受体に径方向に貫通させて排気孔を
曲面に形成しなければならない従来例に比べて、加工性
を向上できる。また、排気孔２０を平面に形成できるの
で、孔加工時のバリ取りが容易になる。

【００２４】尚、上記実施例では、タービン部５とター
ビン翼７と鍔部３とを、軸部６と一体に設けたが、図２
に示すように、上記タービン部５とタービン翼７と鍔部
３とを一体成形の樹脂製部材にし、かつ軸部６と別体に
して、この樹脂製部材を軸部６に圧入もしくは接着固定
するようにしてもよい。この場合には、タービン部５の
両側の軸部６，６を一回で連続加工することができ、軸
部６，６の同芯度を向上させることができる。また、複
雑な形状のタービン翼７を樹脂成形によって形成できる
ので、タービン翼７の加工が容易になって、コストダウ
ンを計ることができる。また、上記タービン部５，ター
ビン翼７等が樹脂製であるので、軽量化が可能になり、
重心のアンバランスを小さくできる。

【００２５】また、上記実施例では、軸受体２を、別体
であるハウジング１０とタービン翼用ノズル部材１７と
軸受用ノズル部材１８によって形成したが、これら３種
の構成物を一体物にしてもよい。さらにまた、上記実施
例ではタービン翼用ノズル部材１７を軸受部材としての
軸受用ノズル部材１８,１８間に設けているが、これは
なくてもよく、上部空間が単に軸受用ノズル部材１８,
１８だけで構成されていてもよい。さらにまた、３個以
上の軸受用ノズル部材１８を軸受体２内の軸方向に離隔
配置した場合には、すべての軸受用ノズル部材１８に排
気孔２０を設けるか、または、両端に位置する軸受用ノ
ズル部材１８のどちらか一方を除く全ての軸受用ノズル
部材１８に排気孔２０を設けて、各軸受用部材１８間の
空間と外部を連通してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の静
圧気体軸受装置は、回転軸との間に微小空間を形成する
軸受孔を有する複数の略円筒状軸受部材に、上記軸受孔
の内周面に開口し上記回転軸に向けて気体を噴出する軸
受用ノズルを円周上複数個設けるとともに、各軸受部材
間の空間と外部空間との間に各空間を連通する排気手段
を設けたので、排気手段としての貫通孔が径方向に貫通
する従来例に比べて、軸受部材の外周面に開口する孔を
少なくできる。したがって、軸受部材の外周面の塞いで
はならない孔を、従来例に比べて少なくでき、組付性の
制約を少なくすることができる。したがって、本発明に
よれば、組付性を向上させることができる。

【００２７】また、上記排気手段を、上記軸受部材に形
成した軸方向貫通孔により構成した場合には、貫通孔が
軸方向に延びて軸受部材を貫通するので、一般に平面で
ある軸受部材の軸方向の外端面に穴明け加工することに
よって、貫通孔を形成することができ、貫通孔を曲面に
形成しなければならない従来例に比べて加工性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の静圧気体軸受装置の実施例の半断
面図である。

【図２】 上記実施例の変形例の断面図である。

【図３】 従来の静圧気体軸受装置の半断面図である。

【符号の説明】

１…回転軸、２…軸受体、３…鍔部、５…タービン部、
６…軸部 ７…タービン翼、８…内周面、１０…ハウジング、１０
ａ,１０ｂ…給気孔、１１…タービン翼用ノズル、１１
ａ…ノズル孔、１２…軸受用ノズル、１２ａ…ノズル
孔、２０…排気孔、１７…タービン翼用ノズル部材、１
８…軸受用ノズル部材、１８ａ…段部、１８ｂ…段差
面、１８ｃ…外端面、１８ｅ…軸受孔、１３,１５…Ｏ
リング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部材の貫通穴に挿通された回転軸
   と、 上記固定部材の内周面に軸方向に離隔配置され、上記回
   転軸との間に微小間隙を形成する軸受孔を有する複数の
   略円筒状軸受部材とを備え、 上記各軸受部材にそれぞれ上記軸受孔の内周面に開口し
   上記回転軸に向けて気体を噴出する軸受用ノズルを円周
   上複数個設けるとともに、各軸受部材間の空間と外部空
   間との間に各空間を連通する排気手段を軸受部材側に設
   けてなることを特徴とする静圧気体軸受装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の静圧気体軸受装置にお
   いて、 上記排気手段を軸受部材に形成した軸方向貫通孔により
   構成したことを特徴とする静圧気体軸受装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の静圧気体軸受装置にお
   いて、 上記軸方向貫通孔を上記軸受用ノズル間に形成したこと
   を特徴とする静圧気体軸受装置。