(57)【要約】【課題】作用する外力が小さくなった時に、即時に消費動力を低減できる流体軸受装置を提供する。【解決手段】回転軸６の軸方向に、少なくとも２つの常用流体軸受３、５と少なくとも１つの補助流体軸受４を備える。補助流体軸受４のリセス４２に連通する気体供給流路に電磁弁１６を備え、リセス４２に連通する液体供給流路に電磁弁１２を備える。  回転軸６に作用する外力が小さい時は、電磁弁１２を閉として補助流体軸受４への液体供給を停止した以後に、電磁弁１６を開として気体を補助流体軸受４のリセス４２に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸の外周と所定の隙間を備えて対向する軸受作用面を備え前記隙間に流体１を供給して前記回転軸を支持する流体軸受本体により流体軸受部を構成し、前記回転軸の軸方向に、少なくとも２つの前記流体軸受部を常用流体軸受として備え、少なくとも１つの前記流体軸受部を補助流体軸受として備え、
前記回転軸に作用する外力が小さい時は、前記補助流体軸受への流体１の供給を停止する流体１停止手段を備える流体軸受装置において、
前記補助流体軸受の前記軸受作用面の前記隙間に連通する流体供給流路と、
前記流体供給流路に流体２を供給する流体２供給手段と、
前記流体１停止手段により前記補助流体軸受への流体１供給を停止した以後に、前記流体２供給手段により前記流体２を前記補助流体軸受へ供給するように制御する制御手段を備え、
前記流体２の粘度が前記流体１の粘度より低い流体軸受装置。
【請求項２】
前記流体２が空気である請求項１に記載の流体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の軸方向に複数の流体軸受部を備えた流体軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受装置における低負荷作動時の消費動力を低減させるため、回転軸の軸方向に３個以上の流体軸受部を形成した構造とし、回転軸に作用する外力が大きい時はすべての流体軸受部に流体を供給し、外力が小さい時には一部の流体軸受部への流体供給を停止して流体の粘性抵抗による動力損失を低減する流体軸受装置がある。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８９５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体軸受の作動流体として油等の液体を用いた場合、液体の粘度が大きいため、液体の供給を停止した後に流体軸受から完全に液体が排除されるまでに時間を要する。このため、作用する外力が短時間で変動する場合には、外力が小さい時に液体の供給を停止しても流体軸受内に残留する液体の粘性抵抗により動力が消費され、消費動力が十分に低下しない場合がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、作用する外力が小さくなった時に、即時に消費動力を低減できる流体軸受装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、回転軸と、前記回転軸の外周と所定の隙間を備えて対向する軸受作用面を備え前記隙間に流体１を供給して前記回転軸を支持する流体軸受本体により流体軸受部を構成し、前記回転軸の軸方向に、少なくとも２つの前記流体軸受部を常用流体軸受として備え、少なくとも１つの前記流体軸受部を補助流体軸受として備え、
前記回転軸に作用する外力が小さい時は、前記補助流体軸受への流体１の供給を停止する流体１停止手段を備える流体軸受装置において、
前記補助流体軸受の前記軸受作用面の前記隙間に連通する流体供給流路と、
前記流体供給流路に流体２を供給する流体２供給手段と、
前記流体１停止手段により前記補助流体軸受への流体１供給を停止した以後に、前記流体２供給手段により前記流体２を前記補助流体軸受へ供給するように制御する制御手段を備え、
前記流体２の粘度が前記流体１の粘度より低いことである。
【０００６】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１の発明において、前記流体２が空気であることである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、補助流体軸受への流体１供給を停止した後に、補助流体軸受の軸受作用面に流体２を供給することで、軸受作用面から流体１を速やかに排除できる。流体１より流体２の粘度が低いので流体の粘性抵抗による補助流体軸受の回転抵抗を速やかに低減できるので、短時間で高負荷と低負荷を繰り返す場合にも、確実に低負荷作用時の消費動力を低減できる。
【０００８】
請求項２に係る発明によれば、流体２として空気を用いるので、粘度が極めて低い流体２の供給手段を容易に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の流体軸受装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】研削加工の形態を示す図である。
【図４】研削サイクルを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態として、研削盤の砥石軸に応用した、流体１として軸受油を用いた流体軸受装置の例で説明する。
図１に示すように、流体軸受装置１において、砥石８を保持する回転軸６が、軸受けハウジング２に固定されている常用流体軸受本体３、５と補助流体軸受本体４により回転自在に支持され、モータ７により回転駆動される。常用流体軸受本体３、５は軸受けハウジング２の両端部に配置され、ポンプ１０から管路１１と絞り１４を経由して軸受油（流体１）が供給される。補助流体軸受本体４には、ポンプ１０から管路１１と電磁弁１２（流体１停止手段）と管路１３と絞り１４を経由して軸受油が供給され、さらに、空気圧源１５（流体２供給手段）から電磁弁１６（流体２供給手段）と管路１７（気体供給流路）と逆止弁１８を経由して空気（流体２）が供給される。電磁弁１２と電磁弁１６は制御装置２０（制御手段）によりその開閉が制御される。
【００１１】
補助流体軸受４の詳細を図２で説明する。
補助流体軸受４の内周面４１と回転軸５は所定の隙間を備え、内周面４１には所定の深さを備えた窪みであるリセス４２が円周方向に４等分に配置されている。リセス４２は、絞り１４を経由して管路１３に連通し、逆止弁１８を経由して管路１７に連通している。
常用流体軸受３、５は通常の流体軸受であり、上記の補助流体軸受４から逆止弁１８を含む空気供給管路を除いた構造をしている。
【００１２】
流体軸受装置１の作動について説明する。
はじめに、本実施例の流体軸受装置１を用いた研削盤による研削加工の例を図３に基づき説明する。
図３に示すような工作物Ｗのａ，ｂ部を研削する場合に、ａ部は研削幅が広いため法線研削抵抗が大きくなり、砥石８を介して回転軸６に作用する力が大きく、ｂ部は研削幅が狭いため回転軸６に作用する力が小さい。ａ部の研削時は常用流体軸受３、５と補助流体軸受４の両方を作動させ、ｂ部の研削時は常用流体軸受３、５のみを作動させることにより、工作物Ｗの研削中に補助流体軸受４で消費される動力を削減できる。
【００１３】
以下に図４に示す研削サイクルのフロ-チャートに基づき詳細な作動の説明をする。
はじめに、ポンプ１０と空気圧源１５を起動し、砥石８を回転させた状態で、工作物を搬入する（Ｓ１）。制御装置２０の指令により、電磁弁１６を閉に切り替え、電磁弁１２を開に切り替える。これにより、補助流体軸受４のリセス４２へ供給されていた空気が遮断され、軸受油が絞り１４を経由してリセス４２へ充満し、リセス４２において回転軸６を支持する作用が働く（Ｓ２）。ａ部研削工程を実施して工作物Ｗのａ部を研削する（Ｓ３）。制御装置２０の指令により、電磁弁１２を閉に切り替え、電磁弁１６を開に切り替える。これにより、補助流体軸受４のリセス４２へ供給されていた軸受油が遮断され、空気が逆止弁１８を経由してリセス４２へ流入して、リセス４２と周辺の隙間から軸受油を排除する。結果として、補助流体軸受４において軸受油の粘性抵抗による動力損失が無くなる（Ｓ４）。ｂ部研削工程を実施して工作物Ｗのｂ部を研削する（Ｓ５）。工作物を搬出する（Ｓ６）。
【００１４】
以上のように、本実施例の流体軸受装置１によれば、補助流体軸受４の作動を中止する場合に補助流体軸受４へ空気を供給することで、軸受油を即時に排除でき、速やかに補助流体軸受４の消費動力を低減できる。
【００１５】
以上の説明では、補助流体軸受を１個としたが複数備えても良い、またその場合、回転軸６に作用する力の大きさに対応して、補助流体軸受の使用数を２段階以上に切り替えても良い。
リセス４２内に空気の供給流路を設けたが、ランド部（内周面４１）に設けても良い。
【符号の説明】
【００１６】
３、５：常用流体軸受  ４：補助流体軸受  ６：回転軸  ７：モータ  ８：砥石  １０：ポンプ  １２、１６：電磁弁  １４：絞り  １５：空気圧源  １８：逆止弁  ２０：制御装置  ４２：リセス  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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