靜壓氣體軸承單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及兩端支承類型的靜壓氣體軸承單元的結(jié)構(gòu)，該靜壓氣體軸承單元簡單，能夠在非接觸的情況下更穩(wěn)定地支承部件，例如高速旋轉(zhuǎn)滑輪。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I介紹了一種在非接觸的情況下支承旋轉(zhuǎn)軸的空氣軸承單元(靜壓空氣軸承單元)。
[0003]這種空氣軸承單元分別在圓柱形殼體的內(nèi)周的兩端處設(shè)有空氣軸承(靜壓空氣軸承)，軸(旋轉(zhuǎn)軸)插入該圓柱形殼體中。各空氣軸承是多孔限制類型的空氣軸承(具有多孔本體，例如多孔石墨)，用于在相應(yīng)軸承表面(推力軸承表面和徑向軸承表面)處接收軸的推力負(fù)載和徑向負(fù)載。這里，徑向軸承表面面對(duì)軸的外周表面，且徑向軸承間隙形成于徑向軸承表面和外周表面之間。推力軸承表面面對(duì)在軸的外周上形成的凸緣，且推力軸承間隙形成于推力軸承表面和凸緣之間。
[0004]這里，對(duì)于各空氣軸承，排氣槽形成于殼體的內(nèi)周表面中，沿周向方向和橫過空氣軸承的徑向軸承表面在與推力軸承表面相對(duì)的一側(cè)(即更靠近殼體的內(nèi)周表面的中心)。在排氣槽的底部形成排氣孔，該排氣孔穿過殼體的外周表面。而且，在軸的外周表面中，排氣槽沿周向方向形成于更靠近空氣軸承的推力軸承表面的位置處，排氣孔形成于軸內(nèi)部，以便使得該排氣槽與形成于殼體的內(nèi)周表面中的排氣槽連接。
[0005]在這種結(jié)構(gòu)中，供給空氣軸承的空氣從空氣軸承的各推力軸承表面和徑向軸承表面噴射。從推力軸承表面噴射的空氣流過推力軸承間隙而流向凸緣的外周，并從推力軸承間隙逸出至外部。另一方面，從徑向軸承表面噴射的空氣流過徑向軸承間隙而流向更靠近推力軸承表面的排氣槽和流向與推力軸承表面相對(duì)的排氣槽，然后流入這些排氣槽中，并通過排氣孔而排出至殼體外部。
[0006]引用文獻(xiàn)列表
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本未審查專利申請(qǐng)公開N0.2008-57696。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]不過，在專利文獻(xiàn)I所述的空氣軸承單元中，對(duì)于各空氣軸承，需要在更靠近推力軸承表面的位置和橫過徑向軸承表面與該推力軸承表面相對(duì)的位置處各自形成用于排出供給徑向軸承間隙的空氣的排氣槽。還需要在殼體和軸中都形成排氣孔，用于將流入排氣槽中的空氣排出至殼體外部。而且，殼體的內(nèi)周需要單獨(dú)地設(shè)有推力軸承表面和徑向軸承表面，壓縮空氣從該推力軸承表面和徑向軸承表面噴射。這使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0011]而且，在軸中的排氣孔沿軸的軸線方向形成，以使得在軸的外周表面中的排氣槽與在殼體的內(nèi)周表面中的相應(yīng)排氣槽連接。因此，軸必須有稍微較大的厚度。因此，當(dāng)軸的重量變得較重時(shí)，軸可能由于例如它自身的重量而偏轉(zhuǎn)。因此，由于在空氣軸承(靜壓空氣軸承)的、在殼體的內(nèi)周中的徑向軸承表面和軸的外周表面之間形成的徑向軸承間隙非常窄，當(dāng)軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，軸可能與空氣軸承接觸，且不能穩(wěn)定地保持。
[0012]作為另一問題，在旋轉(zhuǎn)體(例如高速旋轉(zhuǎn)滑輪)由空氣軸承保持的情況下，在供給空氣時(shí)可能產(chǎn)生自激振動(dòng)。例如，當(dāng)系統(tǒng)共振時(shí)，將阻礙承載物體的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0013]本發(fā)明考慮到上述情況。本發(fā)明的目的是提供一種兩端支承類型的靜壓氣體軸承單元的結(jié)構(gòu)，該靜壓氣體軸承單元簡單，并能夠在沒有接觸的情況下更穩(wěn)定地支承高速旋轉(zhuǎn)體。
[0014]問題的解決方案
[0015]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，插入沿旋轉(zhuǎn)體的軸線方向形成于旋轉(zhuǎn)體中的軸插入孔內(nèi)和在非接觸的情況下支承該旋轉(zhuǎn)體的軸單元在沿軸向方向在兩側(cè)夾住旋轉(zhuǎn)體的軸插入孔的位置處進(jìn)行固定。而且，從徑向軸承表面噴射的氣體在徑向軸承表面和旋轉(zhuǎn)體的軸插入孔的內(nèi)周表面之間的徑向軸承間隙中形成氣膜，該徑向軸承表面形成于軸單元的外周表面上，以便與旋轉(zhuǎn)體的軸插入孔的內(nèi)周表面相對(duì)。氣體從徑向軸承間隙排出至在軸單元的相應(yīng)推力軸承表面和旋轉(zhuǎn)體的相應(yīng)端表面之間形成的各推力軸承間隙中。這樣排出的氣體也用于在各推力軸承間隙中形成氣膜。
[0016]例如，本發(fā)明提供了一種靜壓氣體軸承單元，該靜壓氣體軸承單元在非接觸的情況下通過介于徑向軸承間隙以及第一和第二推力軸承間隙中的氣膜來支承繞軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體，該靜壓氣體軸承單元包括:
[0017]軸單元，該軸單元插入軸插入孔內(nèi)，該軸插入孔穿過旋轉(zhuǎn)體的兩端表面；以及
[0018]軸保持裝置，該軸保持裝置在旋轉(zhuǎn)體的軸插入孔的兩端側(cè)的位置處保持軸單元；
[0019]軸單元包括:
[0020]徑向軸承表面，該徑向軸承表面與軸插入孔的內(nèi)周表面相對(duì)，以便在該徑向軸承表面和內(nèi)周表面之間形成徑向軸承間隙，且噴射氣體用于在該徑向軸承間隙中形成氣膜；
[0021]第一推力軸承表面，該第一推力軸承表面靠近徑向軸承表面，并與旋轉(zhuǎn)體的一端表面相對(duì)，以便在第一推力軸承表面和旋轉(zhuǎn)體的該一端表面之間形成第一推力軸承間隙，該第一推力軸承間隙與徑向軸承間隙的一端連通；以及
[0022]第二推力軸承表面，該第二推力軸承表面靠近徑向軸承表面，并與旋轉(zhuǎn)體的另一端表面相對(duì)，以便在第二推力軸承表面和旋轉(zhuǎn)體的該另一端表面之間形成第二推力軸承間隙，該第二推力軸承間隙與徑向軸承間隙的另一端連通；
[0023]其中，氣體在徑向軸承間隙中流向第一推力軸承間隙和第二推力軸承間隙，并從徑向軸承間隙排出至第一推力軸承間隙和第二推力軸承間隙，以便在該第一推力軸承間隙中和該第二推力軸承間隙中形成氣膜。
[0024]發(fā)明的有利效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，從在旋轉(zhuǎn)體的軸插入孔的內(nèi)周表面和在軸單元的外周表面上形成的徑向軸承表面之間形成的徑向軸承間隙排出的壓縮空氣供給在旋轉(zhuǎn)體的各端表面和軸單元的相應(yīng)推力軸承表面之間形成的推力軸承間隙，然后排出，因此壓縮空氣用于在各推力軸承間隙中形成氣膜。因此，不需要另外提供用于使得壓縮空氣從徑向軸承間隙排出的槽或孔，且不需要另外提供推力軸承表面，壓縮空氣向其外部噴射至各推力軸承間隙。而且，用于在非接觸的情況下支承旋轉(zhuǎn)體的軸單元在兩端處固定。因此，即使當(dāng)軸單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的尺寸制成為較長時(shí)，也能夠防止軸單元的偏轉(zhuǎn)，從而防止在旋轉(zhuǎn)體和軸單元之間的接觸。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單結(jié)構(gòu)的兩端支承類型靜壓氣體軸承單元，該靜壓氣體軸承單元能夠在非接觸的情況下更穩(wěn)定地支承高速旋轉(zhuǎn)體。
【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的兩端支承類型空氣軸承單元4(沒有滑輪2)的外部視圖；
[0027]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的兩端支承類型空氣軸承單元4的側(cè)視圖，其中裝配有滑輪2 ；
[0028]圖3 (A)是滑輪2的正視圖，圖3⑶是沿圖3 (A)中的A-A的剖視圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空氣軸單元I的分解圖；
[0030]圖5(A)是空氣軸11的正視圖，圖5(B)是沿圖5(A)中的B-B的剖視圖，圖5 (C)是空氣軸11的仰視圖，而圖5(D)是徑向軸承部件114的放大局部剖視圖；
[0031]圖6(A)是推力板12的正視圖，圖6(B)是沿圖6(A)中的C-C的剖視圖；以及
[0032]圖7是表示在空氣供給空氣軸11的過程中滑輪2的支承狀態(tài)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將參考附圖介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
[0034]首先將介紹根據(jù)本發(fā)明的兩端支承類型靜壓氣體軸承單元的總體結(jié)構(gòu)。這里，作為示例，采用兩端支承類型空氣軸承單元4，其適用于非接觸支承沿軸線O方向較長的旋轉(zhuǎn)體，例如滑輪2，用于向前發(fā)送線狀材料，例如光纖、碳纖維等。
[0035]圖1是本實(shí)施例的兩端支承類型空氣軸承單元4的外部視圖，圖2是兩端支承類型空氣軸承單元4的側(cè)視圖，其中裝配有滑輪2。
[0036]如圖中所示，本實(shí)施例的兩端支承類型空氣軸承4包括:空氣軸單元I，