JP2005221002A - 気体絞り層の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップ等を招くことなく多孔質静圧気体軸受の表層部に所定深さの気体絞り層を容易に形成することのできる気体絞り層の形成方法を提供する。
【解決手段】多孔質静圧気体軸受の表層部に気体絞り層を形成するに際して、空孔率の異なる二つの多孔質体１４Ａ，１４Ｂを組合せて多孔質静圧気体軸受２２を形成し、これらの多孔質体１４Ａ，１４Ｂのうち空孔率の小さいほうの多孔質体１４Ｂを所定厚さに機械加工して気体絞り層を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、多孔質静圧気体軸受の気体絞り層を形成する方法に関する。

回転あるいは直線運動する軸体を支持する軸受には、一般に、接触型と非接触型とがあり、非接触型の軸受としては、軸受素材としてカーボン、グラファイト等の多孔質材を使用した多孔質静圧気体軸受が知られている。この多孔質静圧気体軸受は、オリフィス型気体軸受のように、多数の気体噴出孔を軸受面に孔明け加工しないで済むため、比較的容易に製造可能で且つ比較的大きな負荷を支持可能であるが、軸受隙間に噴出される気体の圧縮性に起因して自励振動（ニューマティックハンマ現象）が発生しやすい。

多孔質静圧気体軸受の自励振動を抑制する対策としては、多孔質静圧気体軸受に樹脂等の封孔材を含浸させ、この封孔材で多孔質静圧気体軸受の表層部に所定深さの気体絞り層を形成して自励振動を抑制する方法が知られている（特許文献１参照）。
しかし、多孔質静圧気体軸受の表層部に所定の空孔率で所定深さの気体絞り層を樹脂等の封孔材によって形成するためには、熟練した技術を要することから、通常はテストピースで予備含浸を行い、予備含浸後のテストピースから封孔材の含浸状況などを調査してから本含浸を行っている。このため、下記文献１に開示された方法では、自励振動の発生を抑制できるものの封孔材の含浸作業に手間を要し、コストアップを招くなどの問題点を有していた。
特開平２−２５６９１５号公報

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、コストアップ等を招くことなく多孔質静圧気体軸受の表層部に所定深さの気体絞り層を容易に形成することのできる気体絞り層の形成方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る気体絞り層の形成方法は、多孔質静圧気体軸受の表層部に気体絞り層を形成するに際して、空孔率の異なる二つの多孔質体を組合せて前記多孔質静圧気体軸受を形成し、これらの多孔質体のうち空孔率の小さいほうの多孔質体を所定厚さに機械加工して前記気体絞り層を形成することを特徴とする。

本発明に係る気体絞り層の形成方法では、樹脂等の封孔材を使用せずに気体絞り層を形成することが可能となるので、コストアップ等を招くことなく多孔質静圧気体軸受の表層部に狙いとする気体絞り層を容易に形成することができる。

以下、図１及び図２を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１において、符号１１はラジアル型の多孔質静圧気体軸受であり、この多孔質静圧気体軸受１１の内周部には、自励振動を抑制するために、気体絞り層１２が形成されている。なお、多孔質静圧気体軸受１１の外周部には、凹状の給気ポケット１３が多孔質静圧気体軸受１１の全周に亘って形成されている。

多孔質静圧気体軸受１１の内周部に気体絞り層１２を形成する場合の手順としては、図２に示すように、先ず、空孔率が比較的大きい大径の円筒状多孔質体１４Ａと空孔率が比較的小さい小径の円筒状多孔質体１４Ｂとを用意する。次に、多孔質体１４Ａの内径部に多孔質体１４Ｂの外径部を圧入した後、多孔質体１４Ｂの内周面を所定厚さまで機械加工（削り加工）することにより、多孔質静圧気体軸受１１が形成される。なお、多孔質体１４Ａの内径部に多孔質体１４Ｂの外径部を圧入した後は、給気ポケット１３から流入した気体の漏洩を防ぐために、多孔質体１４Ａ，１４Ｂの端面に樹脂等の封孔材を含浸させて目詰まりさせておくことが好ましい。

このように、空孔率が比較的大きい多孔質体１４Ａの内径部に空孔率が比較的小さい多孔質体１４Ｂの外径部を圧入した後、多孔質体１４Ｂの内周面を所定厚さまで機械加工すると、多孔質体１４Ｂからなる気体絞り層１２が多孔質静圧気体軸受１１の内周部に形成される。これにより、樹脂等の封孔材を使用せずに気体絞り層１２を形成することが可能となるので、コストアップ等を招くことなく多孔質静圧気体軸受の表層部に狙いとする気体絞り層を容易に且つ歩留りよく形成することができる。
これは、気体絞り層の空孔率を所望の値にすることは多孔質体１４Ｂとしてその空孔率のものを用意すればよいこと、気体絞り層の深さを所望の値とすることは削り加工量を所定量とすればよいことであり、いずれも容易なことによる。

次に、図３及び図４を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
図３において、符号２１は軸受ケース、２２は軸受ケース２１内に収容されたスラスト型の多孔質静圧気体軸受であり、この多孔質静圧気体軸受２２の図中上面部と側面部には、自励振動を抑制するために、所定厚さの気体絞り層２３が形成されている。なお、多孔質静圧気体軸受２２の図中下面部には、軸受ケース２１の給気孔２４と連通する給気ポケット（凹部）２５が形成されている。

多孔質静圧気体軸受２２の図中上面部と側面部に気体絞り層２３を形成する場合は、図４に示すように、先ず、図４に示すように、先ず、空孔率が比較的大きい円柱状多孔質体２６Ａと空孔率が比較的小さいカップ状、すなわち断面コ字形の多孔質体２６Ｂとを用意する。次に、多孔質体２６Ｂの下面部に形成された凹部２７に多孔質体２６Ａを嵌め入れた後、多孔質体２６Ｂの上面部を所定厚さまで機械加工（削り加工）することにより、多孔質静圧気体軸受２２が形成される。

このように、多孔質体２６Ｂの下面部に形成された凹部２７に多孔質体２６Ａを嵌め入れた後、多孔質体２６Ｂの上面部を所定厚さまで機械加工すると、多孔質体２６Ｂからなる気体絞り層２３が多孔質静圧気体軸受２２の上面部と側面部に形成される。これにより、樹脂等の封孔材を使用せずに気体絞り層２３を形成することが可能となるので、コストアップ等を招くことなく多孔質静圧気体軸受の表層部に所定深さの気体絞り層を容易に形成することができる。但し、実際に軸受として機能するのは、このうち上面部のほうである。また、本実施の形態では軸受面が円形となるが、これに限定されるものではなく、軸受面の形状が例えばプレート状等の適宜の形状であってもよい。

なお、上述した各実施の形態においては、空孔率の異なる二部材（１４Ａと１４Ｂ、２６Ａと２６Ｂ）の嵌合時に、外側の部材（１４Ａ，２６Ｂ）を加熱して熱膨張させたり、内側の部材（１４Ｂ，２６Ａ）を冷却して収縮させたりすることによって、嵌合をスムーズに行なえるようにしてもよい。また、上述した各実施の形態においては、内側の部材（１４Ｂ，２６Ａ）を外側の部材（１４Ａ，２６Ｂ）に圧入して内側の部材と外側の部材とを固定するようにしたが、圧入に代えて接着剤による接着で内側の部材（１４Ｂ，２６Ａ）と外側の部材（１４Ａ，２６Ｂ）とを固定するようにしてもよい。この場合、接着剤としては、例えば二液混合型（エポキシ）等の接着剤が使用可能であり、接着後に焼成を行なうことにより、接着剤層がカーボン化し、通気可能となる。

また、上述した実施形態では多孔質静圧気体軸受２２の上面部と側面部に気体絞り層２３を形成したが、図５に示すように、多孔質静圧気体軸受２２の上面部のみに気体絞り層２３を形成する場合にも本発明を適用することができる。この場合、多孔質体２６Ａと多孔質体２６Ｂとの接合は接着剤による接合となるので、接着剤の部分をカーボン化するために、必要に応じて焼成を施すことが好ましい。また、図５に示す多孔質静圧気体軸受２２の側面は、封孔材により目詰まりが施されるのが好ましい。

さらに、上述した各実施形態においては、多孔質体としてカーボンやグラファイトを用いている。これは、カーボンやグラファイトからなる多孔質体を用いると加工による目詰まりがほとんど生じないので、気体絞り層の空孔率を所定の大きさに維持する上で好ましいからである。但し、本発明では多孔質体の素材がカーボンやグラファイトに限定されるものではなく、カーボンやグラファイト以外の材料を多孔質体の素材として用いてもよい。

ラジアル型多孔質静圧気体軸受の一例を示す断面図である。 図１の多孔質静圧気体軸受に本発明に係る気体絞り層の形成方法を適用した場合の実施形態を説明するための図である。 スラスト型多孔質静圧気体軸受の一例を示す断面図である。 図３の多孔質静圧気体軸受に本発明に係る気体絞り層の形成方法を適用した場合の実施形態を説明するための図である。 スラスト型多孔質静圧気体軸受の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１１ ラジアル型多孔質静圧気体軸受
１２ 気体絞り層
１３ 給気ポケット
１４Ａ，１４Ｂ 円筒状多孔質体
２１ 軸受ケース
２２ スラスト型多孔質静圧気体軸受
２３ 気体絞り層
２４ 給気孔
２５ 給気ポケット
２６Ａ，２６Ｂ 多孔質体

Claims (1)

1. 多孔質静圧気体軸受の表層部に気体絞り層を形成するに際して、空孔率の異なる二つの多孔質体を組合せて前記多孔質静圧気体軸受を形成し、これらの多孔質体のうち空孔率の小さいほうの多孔質体を所定厚さに機械加工して前記気体絞り層を形成することを特徴とする気体絞り層の形成方法。
   

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