(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転する回転部材と固定部材とを備え、上記固定部材に対向する回転部材の軸受部と上記回転部材の軸受部に対向する固定部材の軸受部のうち少なくとも一方に動圧溝が形成されており、上記回転部材の軸受部と固定部材の軸受部との間に真空用潤滑剤が充填されている真空用動圧軸受において、上記回転部材の軸受部の少なくとも縁部は、上記真空用潤滑剤に対する濡れ性が上記固定部材の軸受部に比べて低い部材で構成されていることを特徴とする真空用動圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、真空もしくは真空に近い状態で使用される真空用動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の真空用動圧軸受としては、図３に示すように、軸３０を含む回転部材３２と固定部材３１とを備え、上記固定部材３１の軸受部３１ａと上記回転部材３２の軸受部３２ａとの間に真空用潤滑剤としてのガリウム合金３３が充填されているものがある。そして、上記固定部材３１の軸受部３１ａには動圧発生用の動圧溝３５が形成されている。この真空用動圧軸受は、固定部材３１に対して回転部材３２が回転すると、固定部材３１の軸受部３１ａに形成された動圧溝３５がガリウム合金３３に動圧を発生させて、固定部材３１に対して回転部材３２を軸方向に支持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の真空用動圧軸受は、上記回転部材３２の回転によって、回転部材３２の軸受部３２ａに接しているガリウム合金３３に遠心力が働いて、上記軸受部３２ａの縁部３６よりも径方向外方にガリウム合金３３が洩れ出すことがあるという問題がある。
【０００４】
そこで、上記問題を解決するために、図４に示すように、回転部材４１および固定部材４２の軸受部４１ａおよび４２ａから延長された延長部４６および４５を備え、この延長部４６および４５に潤滑剤を撥く部材４７および４８を設けて、回転部材４１と固定部材４２の間に充填された潤滑剤が軸受部の外に流出することを防止するようにしたものがある（特開昭５８−５０３２１号公報）。
【０００５】
しかしながら、この場合には、軸受部４１ａおよび４２ａから延長された延長部４６および４５を設ける必要があるので、構造が複雑になるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、簡単な構造で潤滑剤の洩れを防ぐことができる真空用動圧軸受を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の真空用動圧軸受は、相対回転する回転部材と固定部材とを備え、上記固定部材に対向する回転部材の軸受部と上記回転部材の軸受部に対向する固定部材の軸受部のうち少なくとも一方に動圧溝が形成されており、上記回転部材の軸受部と固定部材の軸受部との間に真空用潤滑剤が充填されている真空用動圧軸受において、
上記回転部材の軸受部の少なくとも縁部は、上記真空用潤滑剤に対する濡れ性が上記固定部材の軸受部に比べて低い部材で構成されていることを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上記構成の真空用動圧軸受は、回転部材の軸受部の少なくとも縁部が固定部材の軸受部に比べて真空用潤滑剤に対して濡れ性が低い部材で構成されている。したがって、上記回転部材の軸受部と上記固定部材の軸受部との間に充填された真空用潤滑剤は、少なくとも上記縁部で撥かれて、上記真空用潤滑剤が回転部材の軸受部から外へ漏れ出すことが防がれる。
【０００９】
また、回転部材の回転による遠心力が上記真空用潤滑剤を上記回転部材の軸受部から外へ向かわせる力として働く場合にも、上記真空用潤滑剤は上記縁部で撥かれて、外へ漏れ出すことが防がれる。
【００１０】
また、この発明によれば、軸受部の縁部が濡れ性が低い部材を含んでいるから、従来例と異なり軸受部に延長部を設ける必要がない。したがって、この発明によれば、従来例に比べて構造を簡単にすることができる。
【００１１】
すなわち、この発明によれば、簡単な構造で潤滑剤の洩れを防ぐことができる真空用動圧軸受を提供することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
【００１３】
図１に、この発明の真空用動圧軸受の第１実施例を示す。この第１実施例は、主にタンタルで作製された固定部材１と、この固定部材１に対して回転する回転部材２を備えている。この回転部材２も主にタンタルで作製されている。そして、上記回転部材２には回転軸３が固定されている。また、上記固定部材１に対向する回転部材２の軸受部５と、この軸受部５に対向する固定部材１の軸受部６との間には、真空用潤滑剤としてのガリウム合金７が充填されている。また、上記固定部材１の軸受部６には動圧溝８が形成されている。
【００１４】
そして、回転部材２の軸受部５の表層は、酸化層１０によって構成されている。また、この酸化層１０は、大気中において軸受部５を高温処理することによって作製してもよいし、酸化チタンによる表面処理によって作製してもよい。軸受部５の表層は、上記酸化層１０の存在によって、上記酸化層１０が存在しない場合に比べて、上記ガリウム合金７に対して濡れ難くなる。
【００１５】
一方、固定部材１の軸受部６の表面６ａに、水素（Ｈ２）還元等による還元処理を施して、ガリウム合金７に対する濡れ性を向上させるようにしている。
【００１６】
したがって、上記酸化層１０は、固定部材１の軸受部６の表面６ａよりもガリウム合金７に対する濡れ性が低い。
【００１７】
上記構成の真空用動圧軸受は、固定部材１に対して回転部材２が回転すると、固定部材１の軸受部６に形成された動圧溝８はガリウム合金７に対して動圧を発生させて、回転部材２を固定部材１に対して軸方向に支持する。
【００１８】
ここで、酸化層１０は、固定部材１の軸受部６に比べて、ガリウム合金７に対して濡れ難くて、図１に示すように、酸化層１０に対するガリウム合金７の接触角αは鋭角になる。すなわち、回転部材２の軸受部５の表層の縁部１２ではガリウム合金７が撥かれている。
【００１９】
したがって、回転部材２の軸受部５の表層の酸化層１０に接しているガリウム合金７は、上記回転部材２の回転によって遠心力を受けても、縁部１２を越えて軸受部５の径方向外方へ洩れ出し難い。
【００２０】
一方、固定部材１の軸受部６の表面６ａは、ガリウム合金７に対する濡れ性が向上させられており、回転部材２の軸受部５に比べてガリウム合金７に対する濡れ性が良いから、図１に示すように、軸受部６の表面６ａに対するガリウム合金７の接触角βは鈍角になる。したがって、ガリウム合金７は、固定部材１の軸受部６の表面６ａの略全面に接触できる。なお、この固定部材１の軸受部６は回転しないから、この固定部材１の軸受部６に接しているガリウム合金７には遠心力は作用せず、遠心力によってガリウム合金７が軸受部６の外に洩れ出すことはない。
【００２１】
このように、この第１実施例によれば、回転部材２の軸受部５の表層がガリウム合金７を撥く酸化層１０で構成されているから、軸受部の延長部に潤滑剤を撥く部材を設ける従来例に比べて簡単な構造で、軸受部からの潤滑剤の漏れ出しを防止することができる。
【００２２】
つぎに、図２に、この発明の真空用動圧軸受の第２実施例を示す。この第２実施例は、ジャーナルタイプの真空用動圧軸受であり、固定部材としてのシャフト２１と、回転部材としてのスリーブ２２とを備えている。上記シャフト２１とスリーブ２２は、主としてタンタルで作製されている。また、上記スリーブ２２とシャフト２１との間には、真空用潤滑剤としてのガリウム２３が充填されている。
【００２３】
そして、上記シャフト２１に対向するスリーブ２２の軸受部２５の表層は、酸化層２６で構成されている。この酸化層２６は、たとえば軸受部２５の表層を大気中で高温にさらしたり、軸受部２５の表層を酸化チタンで表面処理することによって形成することができる。上記軸受部２５の表層は、上記酸化層２６の存在によって、上記酸化層２６が存在しない場合に比べて、上記ガリウム２３に対して濡れ難くなる。
【００２４】
一方、上記スリーブ２２の軸受部２５に対向するシャフト２１の軸受部２７には、動圧溝２８，２８が形成されている。さらに、上記軸受部２７の表面２７ａは、Ｈ２還元されており、ガリウム２３に対して濡れ易くなっている。
【００２５】
したがって、上記スリーブ２２の軸受部２５の酸化層２６は、シャフト２１の軸受部２７の表面２７ａに比べて、ガリウム２３に対する濡れ性が低い。
【００２６】
上記構成の真空用動圧軸受は、固定部材としてのシャフト２１に対して回転部材としてのスリーブ２２が回転すると、上記シャフト２１の軸受部２７に形成された動圧溝２８がガリウム２３に動圧を発生させて、スリーブ２２をシャフト２１に対して径方向に支持する。
【００２７】
ここで、酸化層２６はガリウム２３に対して濡れ難いから、図２に示すように、酸化層２６に対するガリウム２３の接触角Ａは鋭角になる。すなわち、回転部材としてのスリーブ２２の軸受部２５の表層の縁部３０ではガリウム２３が撥かれている。
【００２８】
したがって、回転部材としてのスリーブ２２の軸受部２５の表層の酸化層２６に接しているガリウム２３は、上記スリーブ２２の回転によって遠心力を受けても、縁部３０を越えて軸受部２５の軸方向外方へ漏れ出さない。
【００２９】
一方、固定部材としてのシャフト２１の軸受部２７の表面２７ａは、ガリウム２３に対する濡れ性が向上させられているから、図２に示すように、軸受部２７の表面２７ａに対するガリウム２３の接触角Ｂは鈍角になる。したがって、ガリウム２３は、シャフト２１の軸受部２７の表面２７ａの略全面に接触できる。なお、このシャフト２１の軸受部２７は回転しないから、このシャフト２１の軸受部２７に接しているガリウム２３には遠心力は作用せず、遠心力によってガリウム２３が軸受部２７の外に漏れ出すことはない。
【００３０】
このように、この第２実施例によれば、スリーブ２２の軸受部２５の表層がガリウム２３を撥く酸化層２６で構成されているから、軸受部の延長部に潤滑剤を撥く部材を設ける従来例に比べて簡単な構造で、軸受部からの潤滑剤の漏れ出しを防止することができる。
【００３１】
尚、上記第１および第２実施例では、回転部材２の軸受部５の表層およびスリーブ２２の軸受部２５の表層の全部を酸化層１０および２６で構成したが、上記回転部材２の軸受部５の表層およびスリーブ２２の軸受部２５の表層の縁部１２，３０だけを、酸化層で構成してもよい。また、軸受部５，２５の縁部１２，３０を含む所定の部分を酸化層で構成してもよい。
【００３２】
また、第１および第２実施例において、酸化層１０および２６を、窒化ホウ素のコーティングによって作製してもよい。また、第１，第２実施例において、酸化層１０，２６を作製する代わりに、軸受部５，２５全体を窒化ホウ素（ＢＮ）で作製してもよい。また、第１，第２実施例において、固定部材１，シャフト２１と回転部材２，スリーブ２２をタンタルで作製したが、モリブデンで作製してもよく、タングステンで作製してもよい。また、真空用潤滑剤をガリウム合金としたが、ガリウムとしてもよい。更には、上記真空用潤滑剤は、フッ素系グリースなどの他の真空用潤滑剤であってもよい。また、上記第１および第２実施例では、固定部材１の軸受部６およびシャフト２１の軸受部６および２７に動圧溝８および２８を形成したが、回転部材２の軸受部５およびスリーブ２２の軸受部２５に動圧溝を形成してもよい。また、固定部材の軸受部と回転部材の軸受部の両方およびシャフトの軸受部とスリーブの軸受部の両方に動圧溝を形成してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の真空用動圧軸受は、回転部材の軸受部と固定部材の軸受部との間に真空用潤滑剤が充填されており、上記回転部材の軸受部の少なくとも縁部が、上記固定部材の軸受部に比べて上記真空用潤滑剤に対する濡れ性が低い部材で構成されているものである。
【００３４】
したがって、この発明によれば、回転部材の軸受部と固定部材の軸受部との間に充填された真空用潤滑剤は、少なくとも上記縁部で撥かれて、真空用潤滑剤が回転部材の軸受部から外へ漏れ出すことを防ぐことができる。
【００３５】
また、回転部材の回転による遠心力が上記真空用潤滑剤を上記回転部材の軸受部から外へ向かわせる力として働く場合にも、上記真空用潤滑剤は上記縁部で撥かれるから、真空用潤滑剤が軸受部の外へ漏れ出すことを防ぐことができる。
【００３６】
また、この発明によれば、軸受部の縁部が濡れ性が低い部材を含んでいるから、従来例と異なり軸受部に延長部を設ける必要がない。したがって、この発明によれば、従来例に比べて構造を簡単にすることができる。
【００３７】
すなわち、この発明によれば、簡単な構造で潤滑剤の漏れを防ぐことができる真空用動圧軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の真空用動圧軸受の第１実施例の断面図である。
【図２】この発明の第２実施例の断面図である。
【図３】従来の真空用動圧軸受の断面図である。
【図４】従来の真空用動圧軸受の断面図である。
【符号の説明】
１…固定部材、２…回転部材、３…回転軸、５，６…軸受部、６ａ…表面、
７…ガリウム合金、８…動圧溝、１０…酸化層、１２…縁部、
２１…シャフト、２２…スリーブ、２３…ガリウム、２５，２７…軸受部、
２６…酸化層、２８…動圧溝、３０…縁部。
【図１】
0003614464.tif 000002
【図２】
0003614464.tif 000003
【図３】
0003614464.tif 000004
【図４】
0003614464.tif 000005