高速静圧スピンドルの設計

発明者：
出願人/特許権者：
代理人 (1件)：古谷馨 (外2名)
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平7-523344
公開番号（公開出願番号）：特表平10-500194
出願日： 1995年03月10日
公開日（公表日）： 1998年01月06日
要約：

【要約】静圧スピンドルのポケット、及び熱の発生の最小化と負荷容量の最大化を達成する超高速回転を可能にする流体供給、収集、及びポケット(15b)注入手段の設計に関する新しい手段である。更に、汚染物質に強く、それ故に水を用いた静圧流体に使用することができる設計を可能とするために自己補償の概念が用いられ、それによって補償領域の設計も高速での使用を容易にするための有利なものとなる。従って、本発明によって設計者は、静圧ベアリングの回転運動の許容速度と精度を向上させることができる。設計の方法論は、自己補償型静圧ベアリング・スピンドル・ポケットと、角の部分の剛性の変化による影響、ベアリング・ポケット内のキャビテーション、及び乱流による剪断力の生成を最小にする補償器に関して述べられる。効果には関係ないと思われるかもしれないが、設計上の解決策は実質上の重複を必要とし、ここで併せて説明される。設計上の進歩全てにおける最大の問題点は、流れが分離されるのを防ぐことであり、この分離はキャビテーションを引き起こすことになる。この分離は、ベアリングの損傷につながるベアリング表面の浸食、及び腐蝕を生じる。キャビテーションは、徐々に変化する形状を使用することによって防止され、及び、他に方法がなくて、流れが分離して低圧を生成し、低圧キャビテーション領域を生成する場合には、ベアリング内の位置での圧力を導入することによって防止される。

請求項（抜粋）：

円筒状のシャフトと同心円上にベアリングを取り囲むハウジングを含む静圧ベアリング・アセンブリであって、前記ハウジングは半径方向の力を、機械的な接触無しに前記シャフトと前記ハウジングの間に、その間の隙間を充填している、対向する一対の加圧されたベアリング・ポケットの流体によって移し、シャフトの、ある領域上の円筒状のベアリング・ポケットに流れる流体が、適用された負荷によって生じるベアリングの移動が前記ポケットの領域でベアリングの隙間を減少させ、次に流体の流れを補償するセクションの領域では、ベアリングの隙間を増大させるように、前記ポケットに対向するシャフトの、ある領域に配置された、ベアリングの円筒状の補償セクションによって調整され、前記補償セクションが、前記ポケットに接続され中央開口領域の周りの平坦領域と共通の面を有する、中央開口領域を含んでおり、前記ポケットが、なだらかに傾斜した側壁を有する溝によって取り囲まれ、かつ流体圧力源に接続されており、前記補償セクションから前記ポケットへの前記接続が、流れを前記シャフトに対して実質的に接線方向に、及び一般的には前記シャフトの表面速度ベクトルの方向に向ける角度に設定されていることを特徴とする、前記ベアリング・アセンブリ。

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