JPH0768973B2 - 静圧エア−スピンドル - Google Patents
静圧エア−スピンドルInfo
- Publication number
- JPH0768973B2 JPH0768973B2 JP61081505A JP8150586A JPH0768973B2 JP H0768973 B2 JPH0768973 B2 JP H0768973B2 JP 61081505 A JP61081505 A JP 61081505A JP 8150586 A JP8150586 A JP 8150586A JP H0768973 B2 JPH0768973 B2 JP H0768973B2
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- Japan
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- thrust
- air
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims description 15
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Turning (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば0.1μｍ以下という様な厳しい回転精
度、または例えば10000rpm以上という様な超高速回転を
要求される超精密工作機械や検査機等に主要な機械要素
として用いられる静圧エアースピンドルに関する。
度、または例えば10000rpm以上という様な超高速回転を
要求される超精密工作機械や検査機等に主要な機械要素
として用いられる静圧エアースピンドルに関する。
従来の静圧エアースピンドルは第４図にその基本的断面
形状が、第５図にスラスト、ジヤーナル両軸受の給気孔
断面図が示される様に、給気孔とその周辺には、本発明
に該当する溝は無かつた。また同溝は、静圧エアースラ
イドにしか適用されていなかつた。
形状が、第５図にスラスト、ジヤーナル両軸受の給気孔
断面図が示される様に、給気孔とその周辺には、本発明
に該当する溝は無かつた。また同溝は、静圧エアースラ
イドにしか適用されていなかつた。
しかし前述の従来技術による静圧エアースピンドルは空
気が圧縮性流体であることから軸受剛性が低く、用途が
制限され、更に高速回転時の過負荷に対しては、焼き付
けという重大な軸受損傷を招く、という問題点があつ
た。
気が圧縮性流体であることから軸受剛性が低く、用途が
制限され、更に高速回転時の過負荷に対しては、焼き付
けという重大な軸受損傷を招く、という問題点があつ
た。
そこで、本発明はこの様な問題点を解決しようとするも
ので、その目的とするところは、軸受剛性を増大させる
ことで、用途を広げ、余裕のある負荷容量を持つ静圧エ
アースピンドルを提供するところにある。
ので、その目的とするところは、軸受剛性を増大させる
ことで、用途を広げ、余裕のある負荷容量を持つ静圧エ
アースピンドルを提供するところにある。
本発明の静圧エアースピンドルは、円柱内面であるジャ
ーナル軸受面とお互いに向かい合って配置されてなる第
１のスラスト軸受面と第２の軸受面とを有する軸受、ス
ピンドル軸と該スピンドル軸に対してスラスト面が直角
であり、円形のスラスト板の中心と該スピンドル軸の中
心が一致するようにスピンドル軸に勘合してなるスラス
ト板からなり、該スピンドル軸と該ジャーナル軸受面間
及び第１及び第２のスラスト軸受面とスラスト板の上、
下側スラスト面間が間隙を有して配置されてなり、該間
隙にエアーを送り込んで作動する静圧エアースピンドル
において、該スラスト軸受面上には該円形のスラスト板
の中心点を中心とする円周状の等間隔で４×Ｎ（Ｎは整
数）個のスラスト面用溝が複数形成されてなり、該複数
のスラスト面用溝は同形状であり、該スラスト面用溝の
形状は円溝と該円溝の中心点を中心とする十字溝からな
り該円溝と該十字は連結されてなり、該円溝及び十字溝
の中心点には該スラスト面用溝と連結されてなる給気孔
と該給気孔と連結されてなる給気用導気穴が形成されて
なり、かつ、ジャーナル軸受面の円柱内面上には円形で
ある円周上に等間隔で４×Ｎ（Ｎは整数）個のジャーナ
ル面用溝が複数形成されてなり、該複数のジャーナル面
用溝は同形状であり、該ジャーナル面用溝の形状は四角
溝と該四角溝の中心点を中心とする十字溝からなり該四
角溝と該十字溝は連結されてなり、該四角溝と該十字溝
の中心点には該ジャーナル面用溝と連結されてなる給気
孔と該給気孔と連結されてなる給気用導気穴が形成され
てなり、該給気用導気穴と該給気孔を通して該溝から空
気を送り込んで作動するようにしたことを特徴とする。
ーナル軸受面とお互いに向かい合って配置されてなる第
１のスラスト軸受面と第２の軸受面とを有する軸受、ス
ピンドル軸と該スピンドル軸に対してスラスト面が直角
であり、円形のスラスト板の中心と該スピンドル軸の中
心が一致するようにスピンドル軸に勘合してなるスラス
ト板からなり、該スピンドル軸と該ジャーナル軸受面間
及び第１及び第２のスラスト軸受面とスラスト板の上、
下側スラスト面間が間隙を有して配置されてなり、該間
隙にエアーを送り込んで作動する静圧エアースピンドル
において、該スラスト軸受面上には該円形のスラスト板
の中心点を中心とする円周状の等間隔で４×Ｎ（Ｎは整
数）個のスラスト面用溝が複数形成されてなり、該複数
のスラスト面用溝は同形状であり、該スラスト面用溝の
形状は円溝と該円溝の中心点を中心とする十字溝からな
り該円溝と該十字は連結されてなり、該円溝及び十字溝
の中心点には該スラスト面用溝と連結されてなる給気孔
と該給気孔と連結されてなる給気用導気穴が形成されて
なり、かつ、ジャーナル軸受面の円柱内面上には円形で
ある円周上に等間隔で４×Ｎ（Ｎは整数）個のジャーナ
ル面用溝が複数形成されてなり、該複数のジャーナル面
用溝は同形状であり、該ジャーナル面用溝の形状は四角
溝と該四角溝の中心点を中心とする十字溝からなり該四
角溝と該十字溝は連結されてなり、該四角溝と該十字溝
の中心点には該ジャーナル面用溝と連結されてなる給気
孔と該給気孔と連結されてなる給気用導気穴が形成され
てなり、該給気用導気穴と該給気孔を通して該溝から空
気を送り込んで作動するようにしたことを特徴とする。
第２図に、一給気孔に於ける気体の圧力分布を示す。図
中２は給気用導気穴、３は本発明に該当する溝、４は溝
を付加した時の圧力分布、５は溝が無い時の圧力分布、
６の斜線部は４と５の差、７は軸受側、８は軸側を示
す。グラフの縦軸は圧力を示し、Poは給気孔出口圧力、
Paは大気圧を示す。またグラフの横軸は軸方向の長さを
表わし、aa′は軸受端を示す。この図から、本発明の溝
を付加すると、６の斜線部の圧力上昇分だけ、一給気孔
当たりの許容荷重が増加する。従つて、この許容荷重増
加量に給気孔数を掛けた量だけ負荷容量が増加し、負荷
容量の増加に伴つて軸受剛性も増加する。
中２は給気用導気穴、３は本発明に該当する溝、４は溝
を付加した時の圧力分布、５は溝が無い時の圧力分布、
６の斜線部は４と５の差、７は軸受側、８は軸側を示
す。グラフの縦軸は圧力を示し、Poは給気孔出口圧力、
Paは大気圧を示す。またグラフの横軸は軸方向の長さを
表わし、aa′は軸受端を示す。この図から、本発明の溝
を付加すると、６の斜線部の圧力上昇分だけ、一給気孔
当たりの許容荷重が増加する。従つて、この許容荷重増
加量に給気孔数を掛けた量だけ負荷容量が増加し、負荷
容量の増加に伴つて軸受剛性も増加する。
第１図に本発明のジヤーナル軸受に於ける実施例とし
て、（ａ）（ｂ）それぞれに、ジヤーナル軸受の正面、
側面の断面図を、（ｃ）に給気孔とその周辺に付加した
溝形状を示す。図中1Jは給気孔、2Jは給気用導気穴、3J
はジャーナル軸受用溝を示す（第１図（ｃ）の如く、ジ
ャーナル軸受用溝は四角溝と該四角溝の中心点を中心と
する十字溝からなり、該四角溝と十字溝は連結されてい
る）。尚、添字Ｊはジヤーナル軸受を示す。また、第３
図に本発明のスラスト軸受に於ける実施例として、
（ａ）にスラスト軸受面の形状を、（ｂ）に給気孔とそ
の周辺に付加した溝形状を示す。図中1Tは給気孔、2Tは
給気用導気穴、3Tスラスト軸受用溝を示す（第３図
（ｂ）の如く、スラスト軸受用溝は円溝と該円溝の中心
点とする十字溝からなり、該円溝と十字溝は連結されて
いる）。尚、添字Ｔはスラスト軸受を示す。給気孔１を
出た高圧気体は３の溝を通り軸側へ流れ、軸受端で大気
圧に開放される。この際、溝内部の圧力は、第２図中４
の実線で示される様に給気孔出口圧力とあまり変わらな
いため６の斜線部に示す圧力上昇が得られる。溝を適当
な形状、深さにすることにより、数十％もの負荷容量、
軸受剛性増加が得られる。
て、（ａ）（ｂ）それぞれに、ジヤーナル軸受の正面、
側面の断面図を、（ｃ）に給気孔とその周辺に付加した
溝形状を示す。図中1Jは給気孔、2Jは給気用導気穴、3J
はジャーナル軸受用溝を示す（第１図（ｃ）の如く、ジ
ャーナル軸受用溝は四角溝と該四角溝の中心点を中心と
する十字溝からなり、該四角溝と十字溝は連結されてい
る）。尚、添字Ｊはジヤーナル軸受を示す。また、第３
図に本発明のスラスト軸受に於ける実施例として、
（ａ）にスラスト軸受面の形状を、（ｂ）に給気孔とそ
の周辺に付加した溝形状を示す。図中1Tは給気孔、2Tは
給気用導気穴、3Tスラスト軸受用溝を示す（第３図
（ｂ）の如く、スラスト軸受用溝は円溝と該円溝の中心
点とする十字溝からなり、該円溝と十字溝は連結されて
いる）。尚、添字Ｔはスラスト軸受を示す。給気孔１を
出た高圧気体は３の溝を通り軸側へ流れ、軸受端で大気
圧に開放される。この際、溝内部の圧力は、第２図中４
の実線で示される様に給気孔出口圧力とあまり変わらな
いため６の斜線部に示す圧力上昇が得られる。溝を適当
な形状、深さにすることにより、数十％もの負荷容量、
軸受剛性増加が得られる。
以上の如く、本発明の静圧エアースピンドルは、円柱内
面であるジャーナル軸受面とお互いに向かい合って配置
されてなる第１のスラスト軸受面と第２の軸受面とを有
する軸受、スピンドル軸と該スピンドル軸に対してスラ
スト面が直角であり、円形のスラスト板の中心と該スピ
ンドル軸の中心が一致するようにスピンドル軸に勘合し
てなるスラスト板からなり、該スピンドル軸と該ジャー
ナル軸受面間及び第１及び第２のスラスト軸受面とスラ
スト板の上、下側スラスト面間が間隙を有して配置され
てなり、該間隙にエアーを送り込んで作動する静圧エア
ースピンドルにおいて、該スラスト軸受面上には該円形
のスラスト板の中心点を中心とする円周状に等間隔で４
×Ｎ（Ｎは整数）個のスラスト面用溝が複数形成されて
なり、該複数のスラスト面用溝は同形状であり、該スラ
スト面用溝の形状は円溝と該円溝の中心点を中心とする
十字溝からなり該円溝と該十字溝は連結されてなり、該
円溝及び十字溝の中心点には該スラスト面用溝と連結さ
れてなる給気孔と該給気孔と連結されてなる給気用導気
穴が形成されてなり、かつ、ジャーナル軸受面の円柱内
面上には円形である円周上に等間隔で４×Ｎ（Ｎは整
数）個のジャーナル面用溝が複数形成されてなり、該複
数のジャーナル面用溝は同形状であり、該ジャーナル面
用溝の形状は四角溝と該四角溝の中心点を中心とする十
字溝からなり該四角溝と該十字溝は連結されてなり、該
四角溝と該十字溝の中心点には該ジャーナル面用溝と連
結されてなる給気孔と該給気孔と連結されてなる給気用
導気穴が形成されてなり、該給気用導気穴と該給気孔を
通して該溝から空気を送り込んで作動するようにしたか
ら、スラスト方向及びジャーナル方向の双方での負荷容
量、剛性の増加をバランスよく達成することができ、静
圧エアースピンドルの用途を広げるばかりでなく、静圧
エアースピンドルの軸受の安全性が向上するという効果
を有する。
面であるジャーナル軸受面とお互いに向かい合って配置
されてなる第１のスラスト軸受面と第２の軸受面とを有
する軸受、スピンドル軸と該スピンドル軸に対してスラ
スト面が直角であり、円形のスラスト板の中心と該スピ
ンドル軸の中心が一致するようにスピンドル軸に勘合し
てなるスラスト板からなり、該スピンドル軸と該ジャー
ナル軸受面間及び第１及び第２のスラスト軸受面とスラ
スト板の上、下側スラスト面間が間隙を有して配置され
てなり、該間隙にエアーを送り込んで作動する静圧エア
ースピンドルにおいて、該スラスト軸受面上には該円形
のスラスト板の中心点を中心とする円周状に等間隔で４
×Ｎ（Ｎは整数）個のスラスト面用溝が複数形成されて
なり、該複数のスラスト面用溝は同形状であり、該スラ
スト面用溝の形状は円溝と該円溝の中心点を中心とする
十字溝からなり該円溝と該十字溝は連結されてなり、該
円溝及び十字溝の中心点には該スラスト面用溝と連結さ
れてなる給気孔と該給気孔と連結されてなる給気用導気
穴が形成されてなり、かつ、ジャーナル軸受面の円柱内
面上には円形である円周上に等間隔で４×Ｎ（Ｎは整
数）個のジャーナル面用溝が複数形成されてなり、該複
数のジャーナル面用溝は同形状であり、該ジャーナル面
用溝の形状は四角溝と該四角溝の中心点を中心とする十
字溝からなり該四角溝と該十字溝は連結されてなり、該
四角溝と該十字溝の中心点には該ジャーナル面用溝と連
結されてなる給気孔と該給気孔と連結されてなる給気用
導気穴が形成されてなり、該給気用導気穴と該給気孔を
通して該溝から空気を送り込んで作動するようにしたか
ら、スラスト方向及びジャーナル方向の双方での負荷容
量、剛性の増加をバランスよく達成することができ、静
圧エアースピンドルの用途を広げるばかりでなく、静圧
エアースピンドルの軸受の安全性が向上するという効果
を有する。
第１図（ａ）は、本発明の静圧エアースピンドルの一実
施例を示すジヤーナル軸受正面断面図。 第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の側面断面図。 第１図（ｃ）は、第１図（ａ）（ｂ）中の給気孔拡大
図。 第２図は、本発明の静圧エアースピンドルの給気孔に施
した溝の効果を示す圧力分布図。 第３図（ａ）は、本発明の静圧エアースピンドルの他の
一実施例を示すスラスト軸受面図。 第３図（ｂ）は、第３図（ａ）中の給気孔拡大図。 第４図は、従来の静圧エアースピンドルを示す側面断面
図。 第５図は、第４図中の給気孔拡大図。 １……給気孔 ２……給気用導気穴 ３……溝 但し添字Ｊはジヤーナル軸受を示す 添字Ｔはスラスト軸受を示す ４……溝を付加した字の圧力分布（実線） ５……溝が無い時の圧力分布（破線） ６……４と５の差 ７……軸受側 ８……軸側 ９……スピンドル軸 10……スラスト板 11……スラスト軸受給気孔 12……ジヤーナル軸受給気孔 13……スラスト軸受（軸受面） 14……ジヤーナル軸受（軸受面） Po……給気孔出口圧力 Pa……大気圧
施例を示すジヤーナル軸受正面断面図。 第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の側面断面図。 第１図（ｃ）は、第１図（ａ）（ｂ）中の給気孔拡大
図。 第２図は、本発明の静圧エアースピンドルの給気孔に施
した溝の効果を示す圧力分布図。 第３図（ａ）は、本発明の静圧エアースピンドルの他の
一実施例を示すスラスト軸受面図。 第３図（ｂ）は、第３図（ａ）中の給気孔拡大図。 第４図は、従来の静圧エアースピンドルを示す側面断面
図。 第５図は、第４図中の給気孔拡大図。 １……給気孔 ２……給気用導気穴 ３……溝 但し添字Ｊはジヤーナル軸受を示す 添字Ｔはスラスト軸受を示す ４……溝を付加した字の圧力分布（実線） ５……溝が無い時の圧力分布（破線） ６……４と５の差 ７……軸受側 ８……軸側 ９……スピンドル軸 10……スラスト板 11……スラスト軸受給気孔 12……ジヤーナル軸受給気孔 13……スラスト軸受（軸受面） 14……ジヤーナル軸受（軸受面） Po……給気孔出口圧力 Pa……大気圧
Claims (1)
- 【請求項１】円柱内面であるジャーナル軸受面とお互い
に向かい合って配置されてなる第１のスラスト軸受面と
第２の軸受面とを有する軸受、スピンドル軸と該スピン
ドル軸に対してスラスト面が直角であり、円形のスラス
ト板の中心と該スピンドル軸の中心が一致するようにス
ピンドル軸に勘合してなるスラスト板からなり、該スピ
ンドル軸と該ジャーナル軸受面間及び第１及び第２のス
ラスト軸受面とスラスト板の上、下側スラスト面間が間
隙を有して配置されてなり、該間隙にエアーを送り込ん
で作動する静圧エアースピンドルにおいて、 該スラスト軸受面上には該円形のスラスト板の中心点を
中心とする円周状の等間隔で４×Ｎ（Ｎは整数）個のス
ラスト面用溝が複数形成されてなり、該複数のスラスト
面用溝は同形状であり、該スラスト面用溝の形状は円溝
と該円溝の中心点を中心とする十字溝からなり該円溝と
該十字は連結されてなり、該円溝及び十字溝の中心点に
は該スラスト面用溝と連結されてなる給気孔と該給気孔
と連結されてなる給気用導気穴が形成されてなり、かつ
ジャーナル軸受面の円柱内面上には円形である円周上に
等間隔で４×Ｎ（Ｎは整数）個のジャーナル面用溝が複
数形成されてなり、該複数のジャーナル面用溝は同形状
であり、該ジャーナル面用溝の形状は四角溝と該四角溝
の中心点を中心とする十字溝からなり該四角溝と該十字
溝は連結されてなり、該四角溝と該十字溝の中心点には
該ジャーナル面用溝と連結されてなる給気孔と該給気孔
と連結されてなる給気用導気穴が形成されてなり、該給
気用導気穴と該給気孔を通して該溝から空気を送り込ん
で作動するようにしたことを特徴とする静圧エアースピ
ンドル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081505A JPH0768973B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 静圧エア−スピンドル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081505A JPH0768973B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 静圧エア−スピンドル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62242128A JPS62242128A (ja) | 1987-10-22 |
| JPH0768973B2 true JPH0768973B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=13748214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61081505A Expired - Lifetime JPH0768973B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 静圧エア−スピンドル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0768973B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5546306B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2014-07-09 | キヤノン株式会社 | 静圧気体軸受 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56134623A (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-21 | Nippon Seiko Kk | Orifice type gas static pressure bearing |
| JPS59232740A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-27 | Miyoutoku:Kk | エア−スライドシステム |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP61081505A patent/JPH0768973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62242128A (ja) | 1987-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |