JP2003314552A

JP2003314552A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2003314552A
Application number: JP2002123168A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Itabashi; 聖一板橋; Yasuhiro Ito; 康弘伊藤; Norio Sato; 紀夫佐藤
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】加圧流体の圧力が急峻に低下した場合であっ
ても、軸受面と回転中の回転部材の表面との接触を回避
することができること。【解決手段】絞り部４６が、ラジアルパッド２６の軸
受面２６ａの一部を形成する多孔質部２６Ｐの表面にの
み開口する空孔４２Ｃｉの開口部分に形成されたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質材料で形成
される軸受面を有し、軸受面に多孔質材料を介して供給
される加圧流体の圧力により回転部材を支持する軸受装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静圧軸受装置において、軸受部材を多孔
質材料で作られたものが実用に供されている。このよう
な静圧軸受装置は、例えば、特許第３１８０９９２号公
報、および、図８にも示されるように、回転軸部材２を
回動可能に支持する軸受部材６および８を備えるベアリ
ングハウジング４と、ベアリングハウジング４の内部に
形成され軸受部材６および８にそれぞれ加圧流体を供給
する内部導入路１４と、を含んで構成されている。

【０００３】回転軸部材２の一端には、従動側連結部２
Ｃが設けられている。従動側連結部２Ｃには、例えば、
斯かる軸受装置が工作機械に用いられる場合、工具とし
ての砥石が固定され、あるいは、斯かる軸受装置が測定
機械に用いられる場合にあっては被測定物が載置される
テーブルが固定されるものとされる。

【０００４】回転軸部材２の他端には、回転軸部材２を
回動させるモータ１０の出力軸に連結される駆動側連結
部２Ｄが設けられている。

【０００５】回転軸部材２における従動側連結部２Ｃと
駆動側連結部２Ｄとの間には、回転軸部材２の軸線に対
し直交するように相対向して形成されるフランジ部２Ｆ
Ａおよび２ＦＢが所定の間隔で設けられている。回転軸
部材２の外周面におけるフランジ部２ＦＡとフランジ部
２ＦＢとの間の部分は、ベアリングハウジング４の内周
面４ａに対し所定の隙間をもって挿入されている。

【０００６】ベアリングハウジング４の内周面４ａに連
通する開口端部には、それぞれ、軸受部材６および８が
設けられている。環状の軸受部材６および８は、それぞ
れ、所定の空孔径および空孔率を有する多孔質材料で作
られている。軸受部材６および８における互いに直交す
る二つの外周面は、それぞれ、フランジ部２ＦＡおよび
フランジ部２ＦＢの表面に対し、また、回転軸部材２の
外周面におけるフランジ部２ＦＡとフランジ部２ＦＢと
の間の部分に対し所定の隙間をもって対向している。ま
た、軸受部材６および８の内部は、内部導入路１４の分
岐路にそれぞれ連通している。内部導入路１４の一端
は、加圧流体供給源に接続される供給路１２に連通して
いる。

【０００７】斯かる構成において、加圧流体供給源から
の加圧流体が供給路１２および内部導入路１４を通じて
軸受部材６および８に圧送されるとともに、モータ１０
が作動状態とされる場合、回転軸部材２におけるフラン
ジ部２ＦＡおよびフランジ部２ＦＢ、または、回転軸部
材２の外周面におけるフランジ部２ＦＡとフランジ部２
ＦＢとの間の部分が各隙間に流入される加圧流体により
半径方向および軸線方向に対し浮揚され支持されること
となる。従って、このモータ１０の回転力が回転軸部材
２を介して従動側連結部２Ｃ側に伝達されることによ
り、砥石あるいはテーブルが回転されることとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、上述のような
軸受部材６および８に用いられる多孔質材料の空孔径
は、例えば、少なくとも約１００μｍ以上程度とされ、
多孔質材料のコンダクタンス（流量を二つの断面におけ
る圧力差で除した値）が大となるので必要とされる加圧
流体の流量も比較的大となることが要求される。

【０００９】しかし、上述のような加圧流体供給源から
供給される加圧流体の圧力が何らかの原因により急峻に
減少した場合、あるいは、加圧流体供給源の故障により
加圧流体の供給が停止せしめられた場合、加圧流体の十
分な量が確保されないこととなる。その結果として、回
転軸部材２の外周面、フランジ部２ＦＡおよびフランジ
部２ＦＢの表面と軸受部材６および８の外周面との間の
隙間内の圧力が所定値以下に急激に減少するので回転軸
部材２の外周面と軸受部材６および８の外周面とが接触
し、軸受部材６および８の軸受面および回転軸部材２の
外周面が損傷する虞がある。

【００１０】以上の問題点を考慮し、本発明は、多孔質
材料で形成される軸受面を有し軸受面に多孔質材料を介
して供給される加圧流体の圧力により回転部材を支持す
る軸受装置であって、加圧流体の圧力が急峻に低下した
場合であっても、軸受面と回転中の回転部材の表面との
接触を回避することができる軸受装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る軸受装置は、回転軸の外周面に対し
所定の隙間を介して配され、多孔質材料で形成される軸
受面を有する軸受部材と、軸受部材の空孔を含んで形成
され、隙間に回転軸の外周面を支持する加圧流体を供給
する加圧流体供給路と、を備え、軸受部材の軸受面にお
ける表層部近傍に開口する各空孔の開口端に、絞り部が
それぞれ形成されることを特徴とする。

【００１２】また、軸受面がセラミック材料で形成さ
れ、かつ、隙間が比較的狭く形成されてもよい。隙間の
容積に比して大なる容積を有し加圧流体を蓄圧する蓄圧
器が、加圧流体供給路に設けられてもよい。

【００１３】さらに、加圧流体を加圧流体供給路を通じ
て供給する加圧流体供給源と軸受部材の軸受面との間
に、加圧流体供給源側からの加圧流体を軸受部材の軸受
面側への方向にのみ加圧流体を通過させる逆流防止手段
が設けられてもよい。

【００１４】さらにまた、加圧流体供給路内の加圧流体
の圧力を検出し検出出力を送出する圧力検出器と、回転
軸を回動させる駆動手段に、回動動作を行なわせるとと
もに、圧力検出器からの検出出力に基づいて加圧流体の
圧力が所定値以下となるとき、駆動手段に、回動動作を
禁止させる制御手段とを備えるものであってもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る軸受装置の
第１実施例の全体構成を、それに支持される磁気記録媒
体とともに概略的に示す。

【００１６】図１に示される軸受装置は、例えば、円盤
状の磁気記録媒体の特性を検査する検査装置内に静圧軸
受装置として内蔵されている。

【００１７】軸受装置は、後述するラジアルパッドおよ
びスラストパッドを収容するベアリングハウジング２０
と、金属製のベアリングハウジング２０の一端に結合さ
れ後述する駆動用モータを支持する金属製のモータハウ
ジング２２と、ベアリングハウジング２０内における小
径部２０ａに焼きばめにより固定され回転軸２４を回動
可能に支持すべくその半径方向側から後述する加圧流体
を回転軸２４に向けて噴出するラジアルパッド２６と、
ラジアルパッド２６に隣接して大径部２０ｂに配され回
転軸２４を回動可能に支持すべく、その軸線方向側から
加圧流体を回転軸２４に向けて噴出する一対のスラスト
パッド２８および３０と、スラストパッド２８とスラス
トパッド３０との間に配されスラストパッド２８とスラ
ストパッド３０との間の相互間距離を所定の値に設定す
るスペーサ３２と、を主な要素として構成されている。
回転軸２４は、加圧流体が供給されるとき、加圧流体の
圧力により回動可能に支持され吸着盤３１を介して磁気
記録媒体ＤＩを保持するものとされる。

【００１８】回転軸２４は、一端に吸着盤３１が固定さ
れる長軸部２４ａと、一端に駆動用モータ３４の出力軸
に連結される短軸部２４ｓと、長軸部２４ａの他端と短
軸部２４ｓの他端との間の同一軸線上に形成されるフラ
ンジ部２４ｆとからなる。

【００１９】磁気記録媒体ＤＩを軸心が一致するように
その平坦面を保持する吸着盤３１は、軸心が互いに一致
するように長軸部２４ａの一端に固定されている。

【００２０】フランジ部２４ｆは、その両端面が長軸部
２４ａおよび短軸部２４ｓの軸線に対し略直交するよう
に形成されている。フランジ部２４ｆの両端面は、それ
ぞれ、互いに平行な平坦面を有している。

【００２１】モータハウジング２２は、内部に駆動用モ
ータ３４を収容する収容部を内側に有している。モータ
ハウジング２２の開口端は、ベアリングハウジング２０
の一端に結合されている。

【００２２】駆動用モータ３４の出力軸は、その軸心を
回転軸２４の中心軸線に一致させるように短軸部２４ｓ
に連結されている。駆動用モータ３４は、図示が省略さ
れる駆動回路部からの駆動制御信号に基づいて制御され
る。駆動用モータ３４の出力軸の回転は、例えば、その
回転軸２４の回転数が一分間あたり１００００〜２００
００回転の領域となるように制御される。

【００２３】ベアリングハウジング２０は、一方の端部
に開口する小径部２０ａと、小径部２０ａに連通し他方
の端部に開口する大径部２０ｂとを内部に有している。
大径部２０ｂの直径は、小径部２０ａの直径に比して大
に設定されている。

【００２４】小径部２０ａの周縁には、ラジアルパッド
２６の各分岐路に連通する共通通路２０Ｒａがラジアル
パッド２６に対応して形成されている。共通通路２０Ｒ
ａの一方の端部は、加圧流体供給源としてのコンプレッ
サ４０からの調圧された加圧流体を導く供給路３８の一
端に接続されている。コンプレッサ４０は、例えば、所
定の調圧された空気を加圧流体として供給路３８を通じ
て供給する。

【００２５】共通通路２０Ｒａには、供給される空気の
一部をスラストパッド２８に供給する分岐路２０Ｒｂの
一端が接続されている。

【００２６】ラジアルパッド２６は、図３（Ａ）および
（Ｂ）に示されるように、セラミック材料で円筒状に形
成されており、回転軸２４の長軸部２４ａが挿入される
内側に軸受面２６ａを有している。軸受面２６ａの直径
は、回転軸２４の長軸部２４ａの外周面との間に約１０
μｍ以下の隙間が生じるように設定されている。ラジア
ルパッド２６の両端部近傍における軸受面２６ａには、
それぞれ、環状に多孔質材料でスポンジ状に形成された
多孔質部２６Ｐが形成されている。多孔質部２６Ｐを形
成するにあたっては、例えば、特開昭６−１１６０５８
号公報にも示されるような方法により形成されてもよ
い。また、ラジアルパッド２６における多孔質部２６Ｐ
に対応する部分には、それぞれ、多孔質部２６Ｐに開口
する貫通孔２６ｈが複数個、均等に円周方向に沿って配
されている。これにより、上述の共通通路２０Ｒａに供
給された加圧流体が複数の貫通孔２６ｈおよび多孔質部
２６Ｐを通じて軸受面２６ａに供給されることとなる。

【００２７】さらに、軸受面２６ａの一部を形成する多
孔質部２６Ｐの表層部は、図４に拡大されて示されるよ
うに、所定の隙間ＣＬをもって長軸部２４ａの外周面に
対向している。表層部近傍には、所定の空孔率をもって
多孔質部２６Ｐの内部に形成される複数の空孔４２ｃｉ
（ｉ＝１〜ｎ、ｎは正の整数）が開口している。空孔４
２ｃｉが開口する表面だけには、所定の表面処理が施さ
れ、比較的薄い膜厚の層４４が形成されている。層４４
には、各空孔４２ｃｉに対応して絞り部４６がそれぞれ
形成されている。

【００２８】各々の絞り部４６を形成する方法として
は、例えば、特許第３１８０９９２号公報にも示される
方法が適用されてもよい。即ち、その表面の空孔４２ｃ
ｉだけに微細な粒をすりこんで焼き固める刷り込み方
法、または、その表面の空孔４２ｃｉ周辺のみにメッキ
処理が行なわれることにより、空孔４２ｃｉ周辺にのみ
絞り部４６を形成する方法などが採用されてもよい。

【００２９】スラストパッド２８および３０は、互いに
同一の構造とされるのでスラストパッド２８のみについ
て説明し、スラストパッド３０についての説明は省略す
る。

【００３０】スラストパッド２８は、セラミック材料で
円盤状に作られ、その中央部に長軸部２４ａが挿入され
る貫通孔２８ｄを有している。貫通孔２８ｄの周囲にお
ける所定の位置には、図２（Ｃ）に示されるように、半
径方向に延びる導入通路２８Ｒｂが内部に形成されてい
る。各導入通路２８Ｒｂの一端は、貫通孔２８ｄを包囲
するように形成される環状の通路(図示は省略される）
に連通している。その共通の通路は、他の導入通路２８
Ｒｂの一端に連通している。

【００３１】各導入通路２８Ｒｂの他端は、プラグ２８
ｓにより閉塞されている。また、各導入通路２８Ｒｂの
他端近傍には、スラストパッド２８の厚さ方向に沿って
直交する連通路２８Ｒａが複数形成されている。その複
数の連通路２８Ｒａのうちのひとつの連通路２８Ｒａの
一端は、上述の分岐路２０Ｒｂに連通している。スラス
トパッド２８において円周方向に沿った連通路２８Ｒａ
の相互間には、それぞれ、締結用のボルトＢｏが挿入さ
れる貫通孔２８ｂが設けられている。

【００３２】スラストパッド２８における回転軸２４の
フランジ部２４ｆに対向する軸受面２８ａの一部には、
上述の共通の通路に対応して環状の多孔質部２８Ｐが多
孔質材料でスポンジ状に形成されている。

【００３３】多孔質部２８Ｐにおける軸受面２８ａの一
部を形成する表層部には、図４に拡大して示されるよう
な、上述したような所定の隙間ＣＬをもって長軸部２４
ａの外周面に対向している。表層部近傍には、所定の空
孔率をもって多孔質部２６Ｐの内部に形成される複数の
空孔４２ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）が開口してい
る。空孔４２ｃｉが開口する表面だけには、所定の表面
処理が施され、比較的薄い膜厚の層４４が形成されてい
る。層４４には、各空孔４２ｃｉに対応して絞り部４６
がそれぞれ形成されている。

【００３４】従って、加圧流体の一部が分岐路２０Ｒｂ
を通じて供給されるとき、図２（Ｃ）に示される矢印の
示す方向に沿って加圧空気が、連通路２８Ｒａおよび導
入通路２８Ｒｂ、共通の通路、多孔質部２８Ｐを通じて
軸受面２８ａの近傍に形成される隙間内に供給されるこ
ととなる。

【００３５】その際、加圧空気の一部は、連通路２８Ｒ
ａを通じて図示が省略されるスペーサ３２の連通孔を介
してスラストパッド３０の連通路２８Ｒａに供給される
こととなる。

【００３６】円筒状のスペーサ３２は、フランジ部２４
ｆを所定の隙間をもって包囲するような内周面を有する
とともに、スラストパッド２８および３０の貫通孔２８
ｂに対応してボルトＢｏが挿入される孔を内周面に沿っ
て複数有している。

【００３７】スペーサ３２の厚さは、スラストパッド２
８および３０相互間とフランジ部２４ｆとの間に所定の
隙間が形成されるように、フランジ部２４ｆの厚さに比
して約数１０μｍ程度大に設定されている。

【００３８】従って、スラストパッド２８および３０に
より挟持されるスペーサ３２は、複数のボルトＢｏが上
述の各孔を介してベアリングハウジング２０に設けられ
る雌孔にねじ込まれることにより、ベアリングハウジン
グ２０にスラストパッド２８および３０とともに固定さ
れることとなる。その際、スラストパッド３０の端面と
モータハウジング２２の内面との間に空間３６が形成さ
れる。

【００３９】このような構成において、磁気記録媒体Ｄ
Ｉを吸着盤３１を介して保持する回転軸２４が駆動用モ
ータ３４が作動状態とされるとき、回転せしめられる。

【００４０】その際、コンプレッサ４０が作動状態とさ
れるので所定の圧力の加圧空気が供給路３８、共通通路
２０Ｒａ、分岐路２０Ｒｂを通じてラジアルパッド２６
の多孔質部２６Ｐ、スラストパッド２８および３０の多
孔質部２８Ｐおよび３０Ｐにそれぞれ、供給されること
となる。従って、調圧された空気が軸受面２６ａと長軸
部２４ａの外周面との隙間，および、軸受面２８ａ，３
０ａとフランジ部２４ｆの表面との間の隙間に供給され
るので回転軸２４が軸受面２８ａ，３０ａに接触するこ
となく回動可能に加圧空気により支持されることとな
る。スラストパッド２８および３０における各隙間に供
給された空気は、図示が省略される排気通路を介して外
部に排出され、また、ラジアルパッド２６の隙間に供給
された空気は、開口端を通じて外部に排出される。

【００４１】仮に、例えば、何らかの原因によりコンプ
レッサ４０から所定の圧力の空気の供給が停止した場合
であっても、多孔質部２６Ｐ、多孔質部２８Ｐおよび３
０Ｐにおいて、絞り部４６が形成されているので急峻に
各隙間内の圧力が急激に減少する事態が回避されること
となる。

【００４２】さらに、従来の装置では、軸受面に開口し
た空孔を、絞りを設けることなく開放したままの状態で
使用していたため、空孔を通過する流量が多く、圧力差
が生じにくいため軸受剛性（負荷容量および軸受隙間の
関数に基づいて算出される値）が上がらなかった。

【００４３】一方、本発明においては、軸受面の表面に
開口した空孔の孔径を紋ることにより、コンダクタンス
が小さくなり、空孔を通過する流量が減少し、空孔の内
側と外側との間で圧力差が形成されやすくなる。また、
表面絞りを施したセラミックの軸受面と回転軸２４の外
周面との間の隙間に高い圧力差を発生することが可能に
なるので軸受剛性（負荷容量および軸受隙間の関数に基
づいて算出される値）が向上される。

【００４４】軸受けとして機能するためには、回転軸２
４の外周面と軸受面との隙間に、一定の圧力を保った加
圧流体が充填されている必要がある。本発明では、回転
軸の外周面と軸受面との片側隙間が10μｍ以下と狭く、
また、軸受面に開口する空孔の孔径を絞った多孔質セラ
ミックが使用されているので狭い軸受け面積でも上述の
軸受剛性があがることとなる。その結果、軸受けとして
機能するための必要な加圧流体が非常に少ない。

【００４５】例えば、10μｍの隙間で、直径および軸方
向の長さがそれぞれ15ｍｍ、4０ｍｍの回転軸をのセラ
ミック軸受けで支持する場合、軸受けとして機能するた
めに必要な加圧流体の体積は、π×15×0・01×40＝18
・85｛ｍｍ^３｝と非常に小さい。従って、この空間に加
圧流体を供給するのは、容易である。

【００４６】仮に、加圧流体の供給源からの供給量が減
少あるいは停止した場合であっても、上述の供給路内に
蓄積された量が軸受け隙間に比較して多いので軸受けと
して機能できなくなるまで隙間の圧力が低下するまでに
は、数10秒から数分の時間を要することとなる。その結
果、その低下するまでの間に、回転軸の回転数を安全な
回転数まで低下させることにより、高速回転する回転軸
と軸受けとの接触に起因した破損の危険性を下げること
ができることとなる。

【００４７】図５は、本発明に係る軸受装置の第２実施
例の全体構成を、それに支持される磁気記録媒体ととも
に概略的に示す。

【００４８】図５に示される例は、図１に示される例で
はコンプレッサ４０からの調圧された空気が供給路３８
を通じて直接的に共通通路２０Ｒａに供給される構成と
されるが、加えて、空気を蓄圧する蓄圧器５０が供給路
３８に設けられるものとされる。なお、図５に示される
例および後述する他の実施例においては、図１に示され
る例において同一とされる構成要素について同一の符号
を付して示しその重複説明を省略する。

【００４９】図５において、蓄圧器５０の内容量は、例
えば、約１０ｃｍ^３に設定されている。従って、コンプ
レッサ４０からの調圧された空気が一時的に蓄圧される
こととなる。軸受けとして機能するために必要な空気
量、約19［ｍｍ³］の約5万倍以上の容積を有しているの
で充分な補給機能を発揮することとなる。

【００５０】その結果、コンプレッサ４０が何らかの原
因で、連続して新たな空気を供給できない場合でも、上
述の軸受面と回転軸の外周面との隙間に、蓄圧器５０か
ら徐々に軸受けとして機能するために必要な量の空気が
供給されることとなるので回転軸の外周面と軸受面とが
接触するまでに数分の期間が確保される。

【００５１】例えば、その期間に回転軸２４の回転を停
止させることにより、回転軸２４の破損が回避される。

【００５２】図６は、本発明に係る軸受装置の第３実施
例の全体構成を、それに支持される磁気記録媒体ととも
に概略的に示す。

【００５３】図６に示される例は、図１に示される例で
はコンプレッサ４０からの調圧された空気が供給路３８
を通じて直接的に共通通路２０Ｒａに供給される構成と
されるが、加えて、空気を蓄圧する蓄圧器５０、およ
び、上流側から下流側への一方向のみ空気を通過させる
逆止弁５２が供給路３８に設けられるものとされる。

【００５４】図６に示される例において、逆止弁５２が
設けられることにより、コンプレッサ４０の圧力が何ら
かの原因で低下した場合でも、蓄圧器５０から空気がコ
ンプレッサ４０側に逆流する事態が回避される。従っ
て、上述の回転軸２４の外周面と軸受面との間の隙間の
圧力が低下し、回転軸２４と軸受面とが急激に接触する
事態が回避されることとなる。

【００５５】図７は、本発明に係る軸受装置の第４実施
例の全体構成を、それに支持される磁気記録媒体ととも
に概略的に示す。

【００５６】図７に示される例は、図１に示される例で
はコンプレッサ４０からの調圧された空気が供給路３８
を通じて直接的に共通通路２０Ｒａに供給される構成と
されるが、加えて、空気を蓄圧する蓄圧器５０および、
上述の逆止弁５２と、蓄圧器５０内の圧力を検出し検出
出力信号Ｓｐを送出する圧力センサ５８とが供給路３８
に設けられるものとされる。

【００５７】図７に示される例においては、さらに、制
御ユニット５４を備えている。制御ユニット５４には、
圧力センサ５８からの検出出力信号Ｓｐが供給される。

【００５８】制御ユニット５４は、検出出力信号Ｓｐに
基づいて蓄圧器５０内の圧力が所定の許容範囲内にある
場合、制御信号Ｃｄを形成しそれをモータ駆動回路部５
６に供給する。モータ駆動回路部５６は、制御信号Ｃｄ
に基づいて駆動信号Ｃｄｓを形成しそれを駆動用モータ
３４に供給する。これにより、駆動用モータ３４が作動
状態とされる。

【００５９】一方、制御ユニット５４は、検出出力信号
Ｓｐに基づいて蓄圧器５０内の圧力が、所定の許容範囲
内の最小値未満となる場合、即ち、何らかの原因でコン
プレッサ４０からの空気の圧力が低下した場合、回転軸
２４の回転を緊急停止させるべく、制御信号Ｃｓを形成
しそれをモータ駆動回路部５６に供給する。これによ
り、モータ駆動回路部５６は、制御信号Ｃｓに基づいて
駆動信号Ｃｄｓの供給を停止する。その結果、回転軸２
４は、上述したような回転軸の外周面と軸受面とが接触
するまでの期間内に停止せしめられることとなる。

【００６０】従って、隙間に供給される空気の供給圧力
が低下しても、高速回転する回転軸２４の外周面が、ラ
ジアルパッド２６、スラストパッド２８、および３０の
軸受面２６ａ，２８ａ，３０ａに急激に接触し、破損す
ることを回避することができる。

【００６１】なお、上述の例においては、制御ユニット
５４は、蓄圧器５０内の圧力に基づいて駆動用モータ３
４の作動を制御しているが、かかる例に限られることな
く、例えば、制御ユニット５４は、供給路３８内の圧
力、または、ベアリングハウジング２０内の共通通路２
０Ｒａ内の圧力に基づいて駆動用モータ３４の作動を制
御してもよいことは勿論である。また、加圧流体は、空
気のような気体に限られることなく、オイル等の他の加
圧流体であってもよい。

【００６２】上述の各実施例によれば、軸受けとして使
用するセラミックの多孔体部分の表面に開口した空孔が
絞られ、回転軸の外周面と軸受面との隙間が狭められる
ことにより、軸受けとして機能するために必要とされる
空気量が少なくされるので、空気の供給が減少しても、
高速回転する回転軸の外周面と軸受面が接触するまでの
期間に、数10秒から数分の時間が要される。

【００６３】従って、この期間に回転軸（以下、スピン
ドルともいう）を停止させることにより、スピンドルの
破損を防止することができる。しかも、スピンドルに給
気するための設備を小さくしたエアスピンドルユニット
を構成することができる。

【００６４】さらに、回転軸の外周面と軸受面との間の
隙間の容積に比して大きな容積を有する蓄圧器５０が供
給路３８に備えられるので、回転軸の外周面と軸受面と
の間の隙間への空気の供給量が低下しても回転軸の外周
面と軸受面との間の狭い隙間に供給される気体量が急激
に減少しない。従って、回転軸の外周面と軸受面とが急
激に接触して回転軸の外周面が破損することを防止する
ことができる。

【００６５】空気の供給圧力が低下しても、逆止弁５２
により、蓄圧器５０および供給ライン内に残存する空気
が空気供給源側には逆流せずに、空気が上述の隙間の緩
やかな圧力低下に応じて排出される。

【００６６】これによって、スピンドルの外周面と軸受
面と間の狭い隙間の圧力が急激に低下しないのでスピン
ドルの外周面と軸受面とが急激に接触し、スピンドルの
外周面が破損することを防止することができる。

【００６７】隙間への空気の供給圧力が低下しても、蓄
圧器５０内の圧力低下が始まると同時に、制御ユニット
５４が制御信号を駆動回路に発し、スピンドルの駆動装
置である駆動用モータを停止させることができるのでス
ピンドルの回転が抑制される。その結果、スピンドルが
高速回転しつつ、その外周面が軸受面に接触して破損す
ることを防止することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る軸受装置によれば、軸受部材の軸受面における表
層部近傍に開口する各空孔の開口端に、絞り部がそれぞ
れ形成されるので隙間内の圧力の低下が抑制され、従っ
て、隙間に供給される加圧流体の圧力が急峻に低下した
場合であっても、軸受面と回転中の回転部材の表面との
接触を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軸受装置の第１実施例の全体構成
を概略的に示す構成図である。

【図２】（Ａ）は、図１に示される例において用いられ
るスラストパッドを示す正面図であり、（Ｂ）は、
（Ａ）に示されるスラストパッドの側面図であり、
（Ｃ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿って示される部
分断面図である。

【図３】（Ａ）は、図１に示される例において用いられ
るラジアルパッドを一部を破断して示す正面図であり、
（Ｂ）は、（Ａ）に示されるラジアルパッドの側面図で
ある。

【図４】図１に示される例において用いられる回転軸の
外周面と軸受面との間の部分を拡大して示す部分断面図
である。

【図５】本発明に係る軸受装置の第２実施例の全体構成
を概略的に示す構成図である。

【図６】本発明に係る軸受装置の第３実施例の全体構成
を概略的に示す構成図である。

【図７】本発明に係る軸受装置の第４実施例の全体構成
を概略的に示す構成図である。

【図８】従来の軸受装置の要部の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２０Ｒａ共通通路２０Ｒｂ分岐路２４回転軸２６ラジアルパッド２６ａ軸受面２６Ｐ多孔質部２８スラストパッド２８ａ軸受面２８Ｐ多孔質部３０スラストパッド３４駆動用モータ３８供給路４０コンプレッサ５０蓄圧器５２逆止弁５４制御ユニット５８圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤康弘東京都新宿区西新宿二丁目１番１号エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社内 (72)発明者佐藤紀夫東京都新宿区西新宿二丁目１番１号エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社内Ｆターム(参考） 3J102 AA02 BA03 BA17 BA18 CA13 EA02 EA06 EA09 EA18 EB02 EB14 FA06 FA08 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸の外周面に対し所定の隙間を介し
て配され、多孔質材料で形成される軸受面を有する軸受
部材と、前記軸受部材の空孔を含んで形成され、前記隙間に前記
回転軸の外周面を支持する加圧流体を供給する加圧流体
供給路と、を備え、前記軸受部材の軸受面における表層部近傍に開口する各
空孔の開口端に、絞り部がそれぞれ形成されることを特
徴とする軸受装置。
【請求項２】前記軸受面がセラミック材料で形成さ
れ、かつ、前記隙間が比較的狭く形成されることを特徴
とする請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】前記隙間の容積に比して大なる容積を有
し前記加圧流体を蓄圧する蓄圧器が前記加圧流体供給路
に設けられることを特徴とする請求項１記載の軸受装
置。
【請求項４】前記加圧流体を前記加圧流体供給路を通
じて供給する加圧流体供給源と前記軸受部材の軸受面と
の間に、該加圧流体供給源からの前記加圧流体を前記軸
受部材の軸受面側への方向にのみ該加圧流体を通過させ
る逆流防止手段が設けられることを特徴とする請求項１
記載の軸受装置。
【請求項５】前記加圧流体供給路内の加圧流体の圧力
を検出し検出出力を送出する圧力検出器と、前記回転軸を回動させる駆動手段に、回動動作を行なわ
せるとともに、前記圧力検出器からの検出出力に基づい
て前記加圧流体の圧力が所定値以下となるとき、該駆動
手段に、回動動作を禁止させる制御手段とを備えること
を特徴とする請求項３記載の軸受装置。