JPH0289812A - 静圧気体軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ａ貫■二の利用分野） 本発明は静圧気体軸受に関し、特に多孔質炭化珪素焼結
体によって構成される静圧気体軸受に関する。

（従来の技術） 静圧気体軸受は、圧力気体源から送られた圧縮気体によ
って回転部材を回転自在に浮揚支持してなる軸受であり
、その形式は主として給気絞りで分類されており、例え
ば、多数給気孔、多孔質絞り、スロット絞り１表面絞り
などが知られている。

前記形式のうち、多孔質絞りは、軸受をブロンズ、アル
ミニウム、ステンレス、チタニウム等を主体にした金属
系材料や、黒鉛、アルミナ、炭化珪素などを主体とした
非金属系材料で１作しその流体抵抗によって絞りの効果
を（するものであり、微細な給気孔か軸受面全体に一様
に分布しているので負荷能力、剛性が高く高速安定性に
優れた軸受として最近実用化されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記静圧気体軸受の軸受面は１ミクロンオー
ダーの精度を必要とするため、前記多孔質材料は、一般
に機械前玉か施されるが、このうち金属系材料は機械加
工すると表面目詰りが生ずるため、目的とする浸透率に
制御することか困難であるという欠点を有しており、一
方非金属材料は比較的強度か低くしかも脆いため、軸受
の肉厚を余り薄くすることができず、コンパクトな軸受
を製造することか困難であった。

そこで、本発明者は前記の如き従来知られた静圧気体軸
受に比較して、製造が容易でしかもコンパクトな軸受を
提供することを目的として１種々研究を８！重ねた結果
、特に高強度の多孔質炭化珪素焼結体を得るに至り、こ
の多孔質炭化珪素焼結体を静圧気体軸受の軸受面として
適用したところ、極めて負荷能力、剛性か高く、高速安
定性に優れ、しかもコンパクトな軸受を新規に知見する
に至り、本発明を完成した。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明は、多
孔質セラミックを基材とする静圧気体軸受であって、ボ
１記基材は少なくとも５０％かβ型結晶からなる多孔質
炭化珪素焼結体であり、平均気孔径か０．１〜ｉｏｐｍ
、気孔率か７〜５０％であることを特徴とする静圧気体
軸受である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の静圧気体軸受は、基材の少なくとも５０％がβ
型結晶からなる多孔質炭化珪素焼結体であることが必要
である。その理由は、前記多孔質体は結晶粒相〃の結合
が強固な三次元網！１構造を有する多孔質体であること
が重要であり２β型結晶の含有量を少なくとも５０％と
することにより、前記結晶粒相互の結合が強固な三次元
網１−１　ｍ造を有する多孔質体を得ることかできるか
らであり、なかでも７０％以上であることが有利である
。前記β型結晶の含有量を少なくとも５０％とすること
により、前記結晶粒相互の結合か強固な三次元窮目構造
を有する多孔質体を得ることかできる理由は、炭化珪素
のβ型結晶は等方性であるため熱膨畳係数が全ての方向
に均一であり、焼結時に内部応力が残存しないためと考
えられる。

なお、多孔質炭化珪素焼結体としては、従来α型結晶か
らなるものが知られているか、α型結晶の炭化珪素は異
方性であり、高強度で良好な多孔質体を製造することは
困難であった。

本発明の多孔質体は、平均曲げ強度が５Ｋｇｆ／ｍｒｒ
ｒ’以１−であることが有利である。その理由は、前記
多孔質体の平均曲げ強度か５にｇ　ｆ　／　ｍゴよりも
低いと、コンパクトな静圧気体軸受を製造することが困
難だからである。

本発明の多孔質体は平均気孔径が０．１−１０ｇｍであ
ることが必要である。その理由は、平均気孔径がＯ，ｌ
ＩＬｍより小さいと気体の浸透率が低く、実用的でない
からであり、一方１１０１Ｌより大きいと浸透率が高く
、静圧効果かなくなるからである。

本発明の多孔質体は、気孔率が７〜５０％であることか
必要である。その理由は、気孔率か７％より低いと静圧
効果がなく、一方５０％より高いと多孔質体の強度が著
しく低くなるため実用的でないからである。

次に、本発明の多孔質体を製造する方法について説明す
る。

本発明の多孔質体は、出発原料であるβ型結晶を１体と
する炭化珪素粉末を所望の形状の生成形体に成形し、前
記生成形体を耐熱性の容器に挿入して外気の侵入を遮断
しつつ焼結せしめることにより、生成形体中に存在する
気孔を閉塞させることなく製造することかできる。

前記β型結晶を主体とする炭化珪素粉末は、平均粒径が
１１０７ｔ以下であることが有利である。

その理由は、平均粒径がＩＯｐｍより大きい粉末を使用
すると粒と粒との結合箇所が少なくなるため、高強度の
多孔質体を製造することが困難になりばかりでなく、表
面の面精度が劣化するため静圧気体軸受としての使用が
困難になるからである。

（発明の実施例） 次に、本発明を実施例及び比較例によって詳細に説明す
る。

実施例１ 出発原料として使用した炭化珪素粉末は約９７％がβ型
結晶からなり、０．５重量％の遊離炭素、０．２＠量％
の酸素、０．０３＠量％の鉄。

０．０３１量％のアルミニウムを↑とじて含有し、０．
２８ｕｍの平均粒径な有していた。

前記炭化珪素粉末１００重琶部に対し、炭化はう素粉末
１重縫部、ポリビニルアルコール５重量部、水３００重
Ｊｉ部を配合し、ボールミル中で５時間混合したｔ＆噴
霧乾燥した。

この乾燥物を適量採取して、成形型に入れ、３０００に
ｇ　／　ｃ　ｒｎ’の圧力で加圧成形し生成形体を得た
。

次いで、この生成形体を最高温度１９００℃のアルゴン
ガス雰囲気中で焼結し、密度が２．８５ｇ　／　ｃ　ｒ
ｒｒ’、平均気孔径が３＃Ｌｍ、結晶のアスペクト比が
約２．２１強度が４６にｇ　ｆ　／　ｍ　ｒｎ’で、三
次元方向に開放気孔が均一に分散している多孔質炭化珪
素焼結体を得た。前記開放気孔率は約８容植％であった
。またこの焼結体を肉厚５■に加工し、その通気特性を
測定したところ９ｘｌＯ”’ｃゴであった。

以上のようにして、製造された多孔質炭化珪素焼結体を
内径６５ｍｍ、外径８５　ａｍ、長さ５０ｇｍの円筒状
に加工して静圧気体軸受を作成した。

得られた軸受の性能は、その負荷能力が８２Ｋｇ／ｉ１
１．軸受は剛性２゜５ｘｌＯ’　Ｋｇ／Ｃｍ／個であフ
た。

実施例２〜３、比較例１ 実施例１と同様であるが１表に示した出発原料および焼
結条件で得られた焼結体を使用して静圧気体軸受を作成
した。得られた静圧気体軸受の性能は表に示した。

（この行余白） ム 表に示した結果より明らかなように本発明の静圧気体軸
受は極めて優れた性能を有していることが明らかである
。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の静圧気体軸受は多孔質セラ
ミックを基材とする静圧気体軸受であって、前記基材は
、少なくとも５０％かβ型結晶からなる多孔質炭化珪素
焼結体であり、平均気孔・径か０．１〜ｌＯ終ｍ、気孔
率が７〜５０％であることを特徴とする静圧気体軸受で
あって、負荷能力および剛性か極めて高く、高速安定性
に優れ、しかもコンパクトな軸受を実現できるものであ
って、産業上寄手する効果は極めて大きい。

以　　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多孔質セラミックを基材とする静圧気体軸受であって、
   前記基材は、少なくとも５０％がβ形結晶からなる多孔
   質炭化珪素焼結体であり、平均気孔径が、０．１〜１０
   μｍ気孔率が７〜５０％であることを特徴とする静圧気
   体軸受。