流体轴承制造技术

本发明专利技术要同时达成提升流体轴承的轴承刚性、及要抑制动态压力产生用轴支承部的发热情形这两种目的。本发明专利技术的解决手段为：流体轴承，在用来支承旋转轴的轴承面，是在旋转轴的滑动面的移动方向隔着适当的间隔来排列设置复数的静态压力凹槽（１４），而在静态压力凹槽以外的区域形成有动态压力产生用轴支承部（１５），连通到供油手段的供油孔（１７）是开口于轴承面的静态压力凹槽；且有一个以上的连通到排出手段的排油孔（１８）开口于动态压力产生用轴支承部，该排油孔会因应来自于：用来检测旋转轴的旋转速度的旋转速度检测手段、用来检测轴承内的流体压力的压力感应器、用来检测轴承面与旋转轴滑动面的轴承间隙的变位计、及用来测定轴承内的流体温度的温度感应器的检测讯号，而经由以控制手段所调整的可变节流阀（４１）来让润滑油流出。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及流体轴承，特别是像使用于工作机器的主轴等的流体轴承。传统的技术的用来支承工作机器的主轴等的旋转轴的径向流体轴承，如图20所示，在轴承面是隔着适当的间隔且在旋转方向并列地形成四边形(参照图20(A))或U字型(参照图20(B))的静态压力凹槽14，而静态压力凹槽14以外的轴承面区域则是设计成动态压力产生用轴支承部15。同样地，推力流体轴承，如图21所示，是形成有让形成于砂轮轴S等的旋转轴的中央部的凸缘的端面对向地相接着的推力轴承面，推力轴承面是保留了外周与内周区域而在中间区域形成了同轴心的连续圆环带状(参照图21(A))或不连续圆环带状(参照图21(B)(C))的静态压力凹槽34。而且在推力轴承面，静态压力凹槽34以外的区域则是设计成动态压力产生用轴支承部35a、b、c。(凸缘部F则是以附图说明图17的推力轴承面的中心轴线为中心旋转。)当静态压力凹槽34是不连续的圆环带状时，是把外周区域的动态压力产生用轴支承部35a与内周区域的动态压力产生用轴支承部35b之间的静态压力凹槽34均等分割(在图标的例子中是分割成四等份)，则让静态压力凹槽34形成为不连续圆环带状，而用来分割静态压力凹槽34的圆周四等份的放射状的半径方向动态压力产生用轴支承部35c，则是把外周区域动态压力产生用轴支承部35a与内周区域动态压力产生用轴支承部35b连结在一起。而在流体轴承中是有非分离型与分离型。在分离型中，在轴颈轴承的情况，如图20(C)所示在邻接的静态压力凹槽14、14之间在动态压力产生用轴支承部15是形成有穿过轴方向的分离沟槽19，动态压力产生用轴支承部15让每个静态压力凹槽都被分离开来，在推力轴承的情况，如图21(C)所示在半径方向动态压力产生用轴支承部35c是形成有穿过半径方向的分离沟槽19，半径方向动态压力产生用轴支承部35c则让每个静态压力凹槽都被分离开来。在非分离型中，在轴颈轴承的情况的动态压力产生用轴支承部15或在推力轴承的情况的半径方向动态压力产生用轴支承部35c就没有像分离型的分离沟槽19。(参照图20(A)(B)、图21(B))而且，不管在轴颈轴承或推力轴承，都有供油孔17开口于静态压力凹槽14、34的底面。而供油孔是连接到像连接到外部的泵浦等的压油供给源的磨床的砂轮主轴外壳的油供给孔等的供油通路。在上述的流体轴承，来自于供油孔17经过减压调整的润滑油会流出到静态压力凹槽14、34，会流满静态压力凹槽14、34与旋转轴的外周面或凸缘部的端面的空间，然后会在外侧的动态压力产生用轴支承部15、35a与旋转轴的外周面或凸缘部的端面之间被挤压而从两侧排出到外部。藉此，而会有静态压力流体轴承的机能，而流满静态压力凹槽14、34与旋转轴的外周面或凸缘部的端面的空间的润滑油，会存在于动态压力产生用轴支承部15、35a与旋转轴的外周面或凸缘部的端面之间的间隙，而在旋转轴旋转时，则藉由在动态压力产生用轴支承部15、35a与旋转轴的外周面或凸缘部的端面的间隙的被挤压的润滑油的楔紧作用而产生了动态压力，则在流体轴承加上了动态压力效果。在上述的传统技术的流体轴承，其中的非分离型，特别是动态压力产生用轴支承部是高效率形成，而提高动态压力效果的U字型的静态压力凹槽的轴颈流体轴承其刚性及衰减性都很高。可是，一旦旋转轴的旋转速度达到高速，在动态压力产生用轴支承部就会藉由流体摩擦而在润滑油产生大量的热量。其结果，就是外侧固定的轴承会被加热而膨胀，轴承间隙会缩小，动态压力产生用轴支承部的润滑油的发热量会增大。如此一来，就会产生轴承又会再热膨胀、轴承间隙也会缩小、且润滑油的发热量越来越大的恶性循环。这个动态压力产生用轴支承部的润滑油的发热情形的增大及轴承间隙的缩小的因果周期经过一段时间，会关系到轴承性能的恶化，最后就会让旋转轴与轴承构件烧毁。而为了解决非分离型的发热问题，虽然可以做成在动态压力产生用轴支承部形成分离沟槽的分离型，可是分离型跟非分离型比较起来其轴承负荷能力较低，也就是其刚性较低。而且在高速化的情形，会产生吸入空气的情形，因此所造成的气泡则会对轴承的性能造成影响。而且当旋转轴的旋转速度趋向高速时，要提高动态压力支承刚性的需求、与要抑制在动态压力产生用轴支承部的发热情形的需求，这两者是互相抵触的。本专利技术其目的就是要同时达成提升上述习知技术的流体轴承的轴承刚性、及要抑制动态压力产生用轴支承部的发热情形。传统的型式的流体轴承，涉及轴承间隙或润滑油的供给排出，在初期设置的条件轴承性能就固定了。因此一定要设计出能达到最大的要求性能的流体轴承。而在最大性能的状态使用虽然其刚性够高，而所散发的热量也变得很大。而由于旋转轴高速旋转时的热变形所造成的轴承间隙的变化、及伴随轴承润滑油的温度变化所造成的黏性的变化，在实际上使用的状态也常常会偏离最适当的节流比。即使可以推演出使用时的状况来设计，而如果旋转轴的旋转速度或轴成的润滑油的温度等改变的话，还是会偏离最适当的条件。本专利技术就是要做成可以在使用时设定上述的传统技术的流体轴承的轴承刚性与动态压力产生用轴支承部的发热的平衡的最适当的节流比，而希望在使用条件下发挥最高性能。本专利技术的流体轴承，在用来支承旋转轴的轴承面，是在旋转轴的滑动面的移动方向隔着适当的间隔来排列设置复数的静态压力凹槽，而在静态压力凹槽以外的区域形成有动态压力产生用轴支承部，连通到供油手段的供油孔是开口于轴承面的静态压力凹槽；且有一个以上的经由可变节流器而连通到排出手段的排油孔是开口于动态压力产生用轴支承部。可变节流器是因应旋转轴的旋转速度所调整的节流器，是根据轴承作动状态检测手段所检测的检测讯号且藉由控制手段来控制开关的可变节流阀。轴承作动状态检测手段是由用来检测出旋转轴的旋转速度的旋转速度检测手段、用来检测出轴承内的流体压力的压力感应器、用来检测轴承面与旋转轴的滑动面的轴承间隙的变位计、及用来测定轴承内的流体温度的温度感应器所构成。流体轴承是有供支承旋转轴的轴承面是用来支承旋转轴的滑动面也就是外周面的轴颈轴承面的形式的轴颈轴承的情况；供支承旋转轴的轴承面是用来形成旋转轴的滑动面也就是形成旋转轴的其中一部分的端面例如是用来支承凸缘的端面的推力轴承面的形式的推力轴承的情况；或是轴颈轴承面与推力轴承面并存的形式的轴承的情况。轴颈轴承面的静态压力凹槽，例如为四边形的凹槽、或具有在轴承面朝圆周方向延伸相对向平行的脚部的U字型的凹槽、或形成有独立于凹槽内的动态压力产生用轴支承部的四边形的框形的凹槽。轴颈轴承的构造是以形成于内周面的内套筒被嵌装于轴承外壳的内周面的两层一体的轴承构件构成了轴颈轴承面，在轴承外壳与内套筒的嵌合面是在圆周方向形成了供油通路，供油孔的其中一端侧是经由供油通路而连通到供油手段。推力轴承的静态压力凹槽，是形成于圆环带状的外周区域动态压力产生用轴支承部与内周区域动态压力产生用轴支承部之间，而藉由连结着外周区域动态压力产生用轴支承部与内周区域动态压力产生用轴支承部的复数的半径方向动态压力产生用轴支承部而被分割成复数个，且有一个以上的排油孔开口于各个半径方向动态压力产生用轴支承部。在流体轴承，从外部的压油供给源所供给的调整成适当压力的润滑油，会通过供油孔而流出到静态压力凹槽，会流满静态压力凹槽，然后流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体轴承，其特征为：在用来支承旋转轴的轴承面，是在旋转轴的滑动面的移动方向隔着适当的间隔来排列设置复数的静态压力凹槽，而在静态压力凹槽以外的区域形成有动态压力产生用轴支承部，连通到供油手段的供油孔是开口于轴承面的静态压力凹槽；且有一个以上的连通到排出手段的排油孔是开口于动态压力产生用轴支承部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：嶋稔彦，
申请(专利权)人：丰田工机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]