(57)【要約】【課題】  スロット絞りを円周上のみならず軸方向にも配置することで角剛性を向上させて、偏荷重が大きく作用するような環境で使用することができる静圧流体軸受を提供する。軸方向にもスロット絞りを配置することが可能な静圧流体軸受の実用的且つ経済的な構造を提案し、更には高速回転時の接触による損傷を低減するための材料及びスロット絞り出口形状を提案する。【解決手段】  シャフト２とハウジングとの間に配置し、シャフトとの間に軸受隙間４を介して対向する軸受面５と、軸受面にそれぞれ開口しシャフトの回転軸線周りに複数設けられたスロット絞り６とを備え、スロット絞りを通して軸受隙間に加圧した流体を導くことにより、シャフトを非接触状態で回転支持する静圧流体軸受１において、全体が円筒形であり、シャフトの軸方向に延びた溝形状のスロット絞り６を配置した。【選択図】        図１
2015175484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトとハウジングとの間に配置し、シャフトとの間に軸受隙間を介して対向する軸受面と、該軸受面にそれぞれ開口し前記シャフトの回転軸線周りに複数設けられたスロット絞りとを備え、該スロット絞りを通して前記軸受隙間に加圧した流体を導くことにより、前記シャフトを非接触状態で回転支持する静圧流体軸受において、全体が円筒形であり、前記シャフトの軸方向に延びた溝形状のスロット絞りを配置したことを特徴とする静圧流体軸受。
【請求項２】
組み合わせて円筒形の軸受本体を形成する第１部材と第２部材とからなり、該第１部材と第２部材にはそれぞれ軸方向且つ半径方向に延びる流体面を有し、第１部材と第２部材を組み合わせた際に対向する流体面間にスロット状の前記スロット絞りを形成してなる請求項１記載の静圧流体軸受。
【請求項３】
前記第１部材と第２部材は軸方向から組み合わせ可能な形状を有し、該第１部材と第２部材の接合部分には、軸方向に突出した凸部と凹部を回転軸線周りに交互に形成し、第１部材の凸部と凹部が第２部材の凹部と凸部にそれぞれ噛合する構造とし、各凸部の軸方向に平行な両側面を前記流体面とするとともに、各凸部の頂面と各凹部の底面とを接合面としてなる請求項２記載の静圧流体軸受。
【請求項４】
前記第１部材と第２部材は半径方向から組み合わせ可能な形状を有し、第１部材は円筒形であり、その円筒部に略四角形の開口部を複数形成し、第２部材は前記開口部の数と同数個有し、第１部材の外周面を覆う円筒面部と前記開口部に嵌合する突出部とを有し、前記第１部材の各開口部の軸方向に平行な両内壁面と前記第２部材の突出部の軸方向に平行な両側壁面を前記流体面とするとともに、前記第１部材の各開口部の半径方向に平行な両内壁面と前記第２部材の突出部の半径方向に平行な側壁面を接合面としてなる請求項２記載の静圧流体軸受。
【請求項５】
前記軸受面に開口したスロット絞りの出口にポケットを設けてなる請求項１〜４いずれか１項に記載の静圧流体軸受。
【請求項６】
前記第１部材と第２部材は合成樹脂製の成形品である請求項１〜５いずれか１項に記載の静圧流体軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静圧流体軸受に係わり、更に詳しくはシャフトを流体静圧によって非接触状態で回転支持する静圧流体軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハウジング（図示せず）とシャフトとの間に配置され、シャフトを流体静圧により非接触状態で回転支持する静圧流体軸受は提供されてきた。例えば、特許文献１には、シャフトと、該シャフトとの間に軸受隙間を介して対向する軸受面を備えた軸受体とを具備し、前記軸受隙間に加圧した気体を、前記軸受面にそれぞれ開口し前記シャフトの回転軸線周りの円周方向に複数設けられ前記円周方向に沿って延在するスロット絞りを通して導くことにより、前記シャフトを回転可能に支持する静圧気体軸受が記載されている。
【０００３】
従来のスロット絞り式の静圧流体軸受１００を図１５及び図１６に示す。軸受１００とシャフト１０１との間には軸受隙間１０２が形成され、軸受面１０３の中央円周上に数十μｍの隙間のスロット絞り１０４を配置する構造である。流体供給用の前記スロット絞り１０４は、円環状である場合と、特許文献１のように等間隔に複数配置する場合もある。前記スロット絞り１０４から供給された流体は、軸受隙間１０２に流入した後、大気に開放される。前記スロット絞り１０４からの供給された流体圧力によって、軸受に剛性を与え、スロット絞り１０４の形状やその配置によって特性が変化する。この絞りから流出する流体の圧力で軸質量や回転中の遠心力等の負荷を支持するのである。この軸受で大負荷を支持する場合には、軸受直径や流体の供給圧力も増加させる必要があった。
【０００４】
更に、この静圧流体軸受は、図１６に示すように、回転中の負荷が軸受の軸方向に対し偏った場合（以下，偏荷重という）、軸受面端部で接触する可能性が高く、損傷する可能性も高かった。これは、従来の静圧流体軸受では，図１５に示すように、スロット絞り１０４が軸受面１０３の軸方向中央に配置されており、軸方向圧力の傾きが小さくなるとともに、端部での圧力が低くなるので、負荷が大きく発生する部分での負荷支持力が減少するためである。従来の静圧流体軸受は、外部から加圧された流体を軸受面に供給する方式で、動圧形と呼ばれる相対運動によって圧力を発生する方式に比べ、負荷支持能力は高い。しかしながら従来の流体軸受は、どちらの形式においても主として金属材料を使用しているので、高速回転時にシャフトと軸受が接触すると、焼き付き等の損傷を引き起こすことが問題であった。これを低減するために、軸受面に損傷低減のためのコーティングを施すことも行われているが、高価であることから軸受の単価が高くなってしまう。
【０００５】
尚、特許文献２には、軸方向の２箇所に円周方向に沿って延びたラジアルスロット絞りを設けた静圧流体軸受が開示されているが、複雑な多数の部品を組み合わせて構成しているためコスト高となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０９２１９６号公報
【特許文献２】特開２００３−０７４５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
静圧流体軸受の備えるべき特性として、シャフトの傾きを引き起こすような負荷に対して優れた性能を発揮すること、すなわち角剛性が高いことが挙げられる。従来のジャーナル流体軸受では、製作が容易なためスロット絞りを軸受面中央の円周上に設けていたが、この方式では，軸受中央部の圧力を高くできるが，端部では圧力が低いので，軸受にシャフトを傾けようとする負荷（偏荷重）が大きく作用すると、端部で接触して損傷する可能性が高かった。更に、高速回転時に接触すると、再使用できなくなるような焼き付き等の致命的な損傷が生じることが問題であった。静圧流体軸受では、スロット絞りの形状や配置によって性能が大きく変化することが知られている。
【０００８】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、スロット絞りを円周上のみならず軸方向にも配置することで角剛性を向上させて、偏荷重が大きく作用するような環境で使用することができる静圧流体軸受を提供する点にある。具体的には、軸方向にもスロット絞りを配置することが可能な静圧流体軸受の実用的且つ経済的な構造を提案し、更には高速回転時の接触による損傷を低減するための材料及びスロット絞り出口形状を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前述の課題解決のために、シャフトとハウジングとの間に配置し、シャフトとの間に軸受隙間を介して対向する軸受面と、該軸受面にそれぞれ開口し前記シャフトの回転軸線周りに複数設けられたスロット絞りとを備え、該スロット絞りを通して前記軸受隙間に加圧した流体を導くことにより、前記シャフトを非接触状態で回転支持する静圧流体軸受において、全体が円筒形であり、前記シャフトの軸方向に延びた溝形状のスロット絞りを配置したことを特徴とする静圧流体軸受を構成した（請求項１）。
【００１０】
ここで、組み合わせて円筒形の軸受本体を形成する第１部材と第２部材とからなり、該第１部材と第２部材にはそれぞれ軸方向且つ半径方向に延びる流体面を有し、第１部材と第２部材を組み合わせた際に対向する流体面間にスロット状の前記スロット絞りを形成してなることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
具体的には、前記第１部材と第２部材は軸方向から組み合わせ可能な形状を有し、該第１部材と第２部材の接合部分には、軸方向に突出した凸部と凹部を回転軸線周りに交互に形成し、第１部材の凸部と凹部が第２部材の凹部と凸部にそれぞれ噛合する構造とし、各凸部の軸方向に平行な両側面を前記流体面とするとともに、各凸部の頂面と各凹部の底面とを接合面としてなることがより好ましい（請求項３）。
【００１２】
あるいは、前記第１部材と第２部材は半径方向から組み合わせ可能な形状を有し、第１部材は円筒形であり、その円筒部に略四角形の開口部を複数形成し、第２部材は前記開口部の数と同数個有し、第１部材の外周面を覆う円筒面部と前記開口部に嵌合する突出部とを有し、前記第１部材の各開口部の軸方向に平行な両内壁面と前記第２部材の突出部の軸方向に平行な両側壁面を前記流体面とするとともに、前記第１部材の各開口部の半径方向に平行な両内壁面と前記第２部材の突出部の半径方向に平行な側壁面を接合面としてなることも好ましい（請求項４）。
【００１３】
そして、前記軸受面に開口したスロット絞りの出口にポケットを設けてなることも好ましい（請求項５）。
【００１４】
更に、前記第１部材と第２部材は合成樹脂製の成形品であることも好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１５】
以上にしてなる請求項１に係る発明の静圧流体軸受は、シャフトとハウジングとの間に配置し、シャフトとの間に軸受隙間を介して対向する軸受面と、該軸受面にそれぞれ開口し前記シャフトの回転軸線周りに複数設けられたスロット絞りとを備え、該スロット絞りを通して前記軸受隙間に加圧した流体を導くことにより、前記シャフトを非接触状態で回転支持する静圧流体軸受において、全体が円筒形であり、前記シャフトの軸方向に延びた溝形状のスロット絞りを配置したので、スロット絞りが軸受の端部近くまで配置されることによって、高い圧力が軸方向に広く作用するため、軸受への偏荷重に対して高い剛性を発揮する。更に、スロット絞りの数を増加させれば性能が増加する。従来は軸受長さＬと軸受直径Ｄの比（Ｌ/Ｄ）が１〜２のようなものに使用されてきたが、本発明では、Ｌ/Ｄ＝２〜４といったような長軸受となっても使用可能である。
【００１６】
請求項２によれば、組み合わせて円筒形の軸受本体を形成する第１部材と第２部材とからなり、該第１部材と第２部材にはそれぞれ軸方向且つ半径方向に延びる流体面を有し、第１部材と第２部材を組み合わせた際に対向する流体面間にスロット状の前記スロット絞りを形成してなるので、構造が単純であり、製作・組立てが用意である。そのため材質は金属に限らないが、合成樹脂で製作することによって、焼付きといった致命的な損傷も防止も可能である。したがって、使用する回転機械の安全性、信頼性が向上する。
【００１７】
請求項３によれば、前記第１部材と第２部材は軸方向から組み合わせ可能な形状を有し、該第１部材と第２部材の接合部分には、軸方向に突出した凸部と凹部を回転軸線周りに交互に形成し、第１部材の凸部と凹部が第２部材の凹部と凸部にそれぞれ噛合する構造とし、各凸部の軸方向に平行な両側面を前記流体面とするとともに、各凸部の頂面と各凹部の底面とを接合面としてなるので、第１部材と第２部材を軸方向から接合して組み合わせることにより、軸方向且つ半径方向に延びるスロット絞りがシャフトの回転軸線周りに自動的に複数形成され、凸部と凹部の周方向の寸法を一致させれば、スロット絞りがシャフトの回転軸線周りに等間隔で形成される。また、第１部材と第２部材のみで構成できるので、部品点数が少なくて済み、更に第１部材と第２部材を同一形状にすれば、一種類の成形品を成形するだけで良く、大幅なコストダウンが図れる。
【００１８】
請求項４によれば、前記第１部材と第２部材は半径方向から組み合わせ可能な形状を有し、第１部材は円筒形であり、その円筒部に略四角形の開口部を複数形成し、第２部材は前記開口部の数と同数個有し、第１部材の外周面を覆う円筒面部と前記開口部に嵌合する突出部とを有し、前記第１部材の各開口部の軸方向に平行な両内壁面と前記第２部材の突出部の軸方向に平行な両側壁面を前記流体面とするとともに、前記第１部材の各開口部の半径方向に平行な両内壁面と前記第２部材の突出部の半径方向に平行な側壁面を接合面としてなるので、第１部材に第２部材を半径方向から接合して組み合わせることにより、軸方向且つ半径方向に延びるスロット絞りがシャフトの回転軸線周りに自動的に複数形成される。また、第１部材と同一形状の複数の第２部材のみで構成できるので、部品点数が少なくて済み、大幅なコストダウンが図れる。
【００１９】
請求項５によれば、前記軸受面に開口したスロット絞りの出口にポケットを設けてなるので、発熱による溶融や軸受面の摩耗などによってストット絞りが狭まるのを防止でき、信頼性が向上する。
【００２０】
請求項６によれば、前記第１部材と第２部材は合成樹脂製の成形品であるので、合成樹脂材料の射出成形品を流体軸受として用いることができ、軸受製作に要する時間も削減できる。合成樹脂材料を使用するので、耐薬品性があり、電気絶縁が要求される環境下での使用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の静圧流体軸受の概念図を示し、（ａ）は軸方向に沿った断面図、（ｂ）は半径方向に沿った断面図、（ｃ）は軸受面圧力分布である。
【図２】スロット絞りの出口形状を示し、（ａ）は出口が平行な通常の形状のスロット絞りの部分断面図、（ｂ）は出口にポケットを設けたスロット絞りの部分断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の静圧流体軸受の全体斜視図である。
【図４】同じく分解斜視図である。
【図５】同じく軸方向に沿った断面図である。
【図６】同じく半径方向に沿った断面図である。
【図７】同じく使用状態の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の静圧流体軸受の一部省略分解斜視図である。
【図９】同じく半径方向に沿った断面図である。
【図１０】静圧流体軸受の特性測定装置の概念図である。
【図１１】給気圧力と気体流量の関係を示すグラフである。
【図１２】軸偏心率と負荷の関係を示すグラフである。
【図１３】軸受端部に偏荷重を与える配置に設定した特性測定装置の概念図である。
【図１４】角剛性測定結果を示すグラフである。
【図１５】従来の静圧流体軸受の概念図を示し、（ａ）は軸方向に沿った断面図、（ｂ）は半径方向に沿った断面図、（ｃ）は軸受面圧力分布である。
【図１６】同じくシャフトに偏荷重が加わった際のシャフトと静圧流体軸受との相対変位を示した説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、添付図面に示した実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。図１は本発明の静圧流体軸受の概念図を示し、図２はスロット絞り部分の拡大図であり、図３〜図７は本発明の第１実施形態、図８及び図９は本発明の第２実施形態を示し、図中符号１は静圧流体軸受、２はシャフト、３はハウジングを示している。
【００２３】
本発明の静圧流体軸受１は、シャフト２とハウジング３との間に配置し、シャフト２との間に軸受隙間４を介して対向する軸受面５と、該軸受面５にそれぞれ開口し前記シャフト２の回転軸線周りに複数設けられたスロット絞り６とを備え、該スロット絞り６を通して前記軸受隙間４に加圧した流体を導くことにより、前記シャフト２を非接触状態で回転支持するものであり、全体が円筒形であり、前記シャフト２の軸方向に延びた溝形状のスロット絞り６を配置している。前記スロット絞り６は、シャフト２の軸方向且つ半径方向に延びている。複数の前記スロット絞り６の位置は、シャフト２に等方的な静圧が作用するように回転対称な位置、特に円周方向に等間隔であることが好ましい。
【００２４】
図１に示すように、前記静圧流体軸受１は、全体が円筒形で、好ましくは軸受長さＬと軸受直径Ｄの比（Ｌ/Ｄ）が１〜４であり、軸方向に延びた前記スロット絞り６を円周方向に８本配置した構造（機械式でいうところのニードルベアリングと同様）である。前記スロット絞り６は前記軸受面５から円筒部内部まで半径方向に延び、円筒部の外周部に設けた供給路７に連通している。前記供給路７を通して給気された流体は、８本のスロット絞り６を通り軸受面５に流入した後大気開放される仕組みである。通常、作動流体として空気等の気体を用いる。前記供給路７は、円筒部の外周面に円周方向に形成した環状溝８で構成することが好ましい。つまり、環状溝８を各スロット絞り６に連通するように形成する。
【００２５】
前記静圧流体軸受１のスロット絞り６を前述のように配置することにより、図１（ｃ）に示すような軸受面圧力分布が得られる。前記スロット絞り６が軸受１の端部近くまで配置されることによって、高い圧力が軸方向に広く作用するため、軸受への偏荷重に対して高い剛性を発揮する。更に、スロット絞り６の数を増加させればその性能が増加する。
【００２６】
前述の構造の静圧流体軸受１を機械加工で作製することは困難であるので、摺動特性に優れる合成樹脂で成形した２個あるいは複数個の最小数の部品を組み合わせることによって実現する。合成樹脂材料として、ポリアセタールを始め、ＰＥＥＫ、（ＭＣ）ナイロンなどの一般的な軸受材料は全て使用することができる。このような合成樹脂材料で成形した静圧流体軸受１は、高速回転時にシャフトが接触しても損傷が少なくて済む。
【００２７】
図２は１個のスロット絞り６を拡大して示したものである。従来のスロット絞り６は図２（ａ）に示すように、入口から出口まで一様な幅の隙間を持った溝が使用されているが、合成樹脂材料で軸受を製作する場合、高速回転時にシャフト２と軸受１が接触した際の焼付きといった致命的な損傷は防止可能と考えられるが、摺動摩擦による発熱によって合成樹脂材料が溶けてスロット絞り６が閉塞する可能性がある。このため、図２（ｂ）に示すように、スロット絞り６の出口に溝が僅かに広くなるようなポケット９を設けることによって、軸受面５が溶けた場合でもスロット絞り６が閉塞せず機能が保持される。
【実施例１】
【００２８】
図３〜図７は、本発明の第１実施例を示し、合成樹脂材料を用いて、機械加工して製作した部品を組み合わせて、軸方向のスロット絞り６を半径方向に複数配置した軸受１Ａを作製したものである。本実施形態は、２部品を組み合わせることによって、スロット絞りが形成された１個の軸受１Ａを構成するものであり、図３は完成品の静圧流体軸受１Ａを示し、図４は各部品に分解した状態を示している。
【００２９】
つまり、本実施形態の静圧流体軸受１Ａは、組み合わせて円筒形の軸受本体を形成する第１部材１０と第２部材１１とからなり、該第１部材１０と第２部材１１にはそれぞれ軸方向且つ半径方向に延びる流体面１２を有し、第１部材１０と第２部材１１を組み合わせた際に対向する流体面１２，１２間にスロット状の前記スロット絞り６を形成する構造である。前記スロット絞り６の幅は、例えば１０〜２０μｍである。
【００３０】
具体的には、前記静圧流体軸受１Ａは、前記第１部材１０と第２部材１１は軸方向から組み合わせ可能な形状を有し、該第１部材１０と第２部材１１の接合部分には、軸方向に突出した凸部１３と凹部１４を回転軸線周りに交互に形成し、第１部材１０の凸部１３と凹部１４が第２部材１１の凹部１４と凸部１３にそれぞれ噛合する構造とし、各凸部１３の軸方向に平行な両側面を前記流体面１２，１２とするとともに、各凸部１３の頂面と各凹部１４の底面とを接合面１５とした構造である。
【００３１】
前記第１部材１０と第２部材１１は、同一形状の成形品であるので、第１部材１０の形状を更に詳しく説明する。前記第１部材１０は、環状部から軸方向に４つの凸部１３を突設し、隣接する凸部１３，１３の間が凹部１４となっている。前記凸部１３の頂面には同一円上に軸方向の螺孔１６とダボ１７を並べて形成するとともに、凹部１４の底面には同一円上に軸方向の貫通孔１８と前記ダボ１７を係合する係合穴１９を並べて形成している。前記第１部材１０と第２部材１１の互いの凸部１３と凹部１４を噛合させると、凸部１３のダボ１７が相手側の部材の凹部１４の係合穴１９に係合し、図５に示すように、軸方向から前記貫通孔１８に挿入したボルト２０を相手側の部材の螺孔１６に螺合し、両第１部材１０と第２部材１１を軸方向に引き付けて組み合わせる。
【００３２】
更に、第１部材１０と第２部材１１の環状部の外周面には、Ｏリング溝２１をそれぞれ形成するとともに、前記凸部１３の外周面には円周方向に溝２２を形成し、組み合わせた際には各溝２２が連続して流体の供給路となる環状溝を構成する。ここで、前記溝２２の底部は前記流体面１２に連続している。また、前記流体面１２は、前記溝２２を形成した凸部１３の外周部端面に対してスロット絞り６の幅の半分の寸法だけ段落ちした状態で形成している。これによって両部材を組み合わせた際に、所定のスロット絞り６の隙間となる。
【００３３】
図６は、前記静圧流体軸受１Ａの前記溝２２の中心位置で半径方向に平行な断面を示している。そして、本実施形態の静圧流体軸受１Ａの使用例を図７に示している。前記静圧流体軸受１Ａは、ハウジング３の円筒孔２３の内周面に、前記Ｏリング溝２１，２１にＯリング２４，２４を嵌合した状態で気密状態に装着する。そして、前記溝２２にはハウジング３に形成した流路２５が連通し、コンプレッサから供給された圧力流体を各スロット絞り６に供給する。
【実施例２】
【００３４】
図８及び図９は、本発明の第２実施形態を示し、前記同様に合成樹脂材料を用いて、機械加工して製作した部品を組み合わせて軸受１Ｂを作製したものである。本実施形態の静圧流体軸受１Ｂは、基本思想は第１実施形態と同様であるが、一つの第１部材３０と複数個の同一形状の第２部材３１を用いて組み合わせて製作する。具体的には、前記第１部材３０と第２部材３１は半径方向から組み合わせ可能な形状を有し、第１部材３０は円筒形であり、その円筒部３２に等間隔で略四角形の開口部３３を複数形成し、第２部材３１は前記開口部３３の数と同数個有し、第１部材３０の外周面を覆う円筒面部３４と前記開口部３３に嵌合する突出部３５とを有し、前記第１部材３０の各開口部３３の軸方向に平行な両内壁面と前記第２部材３１の突出部３５の軸方向に平行な両側壁面を前記流体面１２とするとともに、前記第１部材３０の各開口部３３の半径方向に平行な両内壁面と前記第２部材３１の突出部３５の半径方向に平行な側壁面を接合面３６とした構造である。本実施形態では、前記第１部材３０の開口部３３を４箇所に形成し、４個の第２部材３１を用いている。
【００３５】
そして、前記第１部材３０の各開口部３３に前記第２部材３１の突出部３５を係合させるとともに、第２部材３１の４つの円筒面部３４が連続して前記第１部材３０の外周面を覆い尽くすように固定する。前記第１部材３０と第２部材３１を組み合わせると、第１部材３０の開口部３３の両内壁面と前記第２部材３１の突出部３５の両側壁面との間に、合計８本のスロット絞り６が形成されるのである。また、前記第２部材３１の円筒面部３４の外周面には円周方向に溝３７が形成されているとともに、該溝３７から前記流体面１２、即ちスロット絞り６に連通する孔３８が形成されている。その他に、前記第２部材３１の４つの円筒面部３４には図示しないＯリング溝を適宜形成するか、ハウジング３に対する他の気密手段を設けるものとする。なお、第１部材３１と第２部材３１の係合面は、平面であってもかまわない。
【００３６】
＜特性測定＞
次に、本発明品の静圧流体軸受１Ａと図１５に示した従来品の特性測定を行い、本発明の有効性を確認した。特性測定に用いた実験装置を図１０に示す。実験装置は、軸受１を通したシャフト２を高剛性のフレーム４０に固定する。前記軸受１にはハウジング３を模した円筒４１を外装し、コンプレッサから圧力計、流量計を介して加圧流体を軸受１に供給できるように配管している。ロードスクリュー４２で下方向から軸受１に負荷を与え、負荷に対する変位を上方に配置した変位計４３で測定した。ロードスクリュー４２はロードセルに通してあり、負荷の値を検出した。軸受１を流れる気体は、レギュレータで調圧し、圧力計、流量計で測定した。
【００３７】
従来品と発明品の軸受の消費気体流量を測定した結果を図１１に示す。室温は２５℃、軸受半径隙間（軸受隙間４）は６０μｍである。従来品の給気圧力Ｐｓ＝０．６ＭＰａ(gauge)と発明品の給気圧力Ｐｓ＝０．２ＭＰａ(gauge)で流量が同じ値となった。発明品の軸受と従来品の軸受のスロット絞りは異なるので、隙間を合わせた軸受特性の比較は困難であるが、同じ気体流量となる条件（従来品のＰｓ＝０．６ＭＰａ(gauge)と発明品のＰｓ＝０．２ＭＰａ(gauge)で以下に述べる負荷容量の比較を行うことにした。試験軸受の長さはＬ＝４０ｍｍ、直径はＤ＝３０ｍｍである。
【００３８】
発明品の軸受と従来品の軸受の負荷容量を実験的に比較した。負荷容量とは、負荷に対するシャフトの変位を表したものである。上述した同じ流量となる給気圧力でそれぞれの負荷容量を測定した。荷重点は軸受の中央部である。図１２に測定結果を示す。同図の横軸は偏心率、縦軸は負荷である。負荷容量は、負荷をＬＤＰｓで除して無次元し、軸受寸法の影響を消去した。ここで、偏心率とは、軸受半径隙間に対するシャフトの変位率のことであり、軸受中心とシャフト中心が一致していれば偏心率は０、接触すると偏心率は１となる。そして、負荷容量の大きい良い軸受けというのは、同一負荷であれば偏心率が小さいことを意味する。この実験により、同じ流量となる給気圧力の条件では、発明品の軸受と従来品の軸受は同様の負荷容量となることが分かった。
【００３９】
図１３に示すように軸受端部に偏負荷を与え、負荷に対する軸受の変位（角剛性）を測定した。測定条件は前記同様である。図１４に測定結果を示す。同図の横軸は、変位を測定した軸受端部の偏心率（軸受半径すきまに対する軸の変位率）、縦軸は負荷である。この場合も、負荷をＬＤＰｓで除して無次元し、軸受寸法の影響を消去した。図１４では、偏心率０．２程度になる負荷までは発明品の軸受と従来品の軸受は同様の変化を示すが、更に負荷が大きくなると、発明品の軸受の偏心率は、同一負荷の場合、従来品の軸受よりも小さくなった。即ち、発明品の軸受の方が偏荷重に強い、角剛性が大きい軸受と言える。
【００４０】
以上の特性測定の結果、流量が同じになる条件で比較したところ、負荷容量は同じ結果となったが、角剛性は確かに発明品の方が大きくなることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の静圧流体軸受は、偏荷重に対して高い剛性を示すので、流体軸受を使用する回転機械の安全性、信頼性が向上する。更に、合成樹脂材料の射出成形品を流体軸受として用いることが可能であり、軸受製作に要する時間も削減できる。即ち、優れた性能を有する軸受が安価に得られるので、産業上の利用可能性はきわめて高い。更に、合成樹脂材料を使用するので、絶縁環境下での使用も期待できることから、使用分野も広いと思われる。
【符号の説明】
【００４２】
１，１Ａ，１Ｂ  静圧流体軸受
２  シャフト
３  ハウジング
４  軸受隙間
５  軸受面
６  スロット絞り
７  供給路
８  環状溝
９  ポケット
１０  第１部材
１１  第２部材
１２  流体面
１３  凸部
１４  凹部
１５  接合面
１６  螺孔
１７  ダボ
１８  貫通孔
１９  係合穴
２０  ボルト
２１  Ｏリング溝
２２  溝
２３  円筒孔
２４  Ｏリング
２５  流路
３０  第１部材
３１  第２部材
３２  円筒部
３３  開口部
３４  円筒面部
３５  突出部
３６  接合面
３７  溝
３８  孔
４０  フレーム
４１  円筒
４２  ロードスクリュー
４３  変位計
１００  静圧流体軸受
１０１  シャフト
１０２  軸受隙間
１０３  軸受面
１０４  スロット絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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