(57)【要約】一方の部品はスピンドルシャフトからなり、他方の部品は軸受面を有し且つ気体を軸受ギャップへ導くことができる材料からなる相対的に回転する２つの部品を有する気体軸受に対して、上記軸受面にガスを導く孔を形成する方法であって、（ａ）上記軸受面に向けて照射される高エネルギビームにより、経験から計算された最終的な数の孔よりも少ない所定数の第１の孔を上記軸受面に形成して上記軸受面の上記第１の孔を通る一次的な空気の流れを形成し、（ｂ）上記予備的な空気の流れを計測し、（ｃ）上記計測された空気の流れに基づいて、所望の必要な空気の流れを得るために形成すべき追加の第２の孔の必要な正確な数を計算し、（ｄ）上記計算された数の追加の第２の孔を上記軸受面に形成することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の部品はスピンドルシャフトからなり、他方の部品は軸受面を有し且つ気体を軸受ギャップへ導くことができる材料からなる相対的に回転する２つの部品を有する気体軸受に対して、上記軸受面にガスを導く孔を形成する方法であって、
（ａ）上記軸受面に向けて照射される高エネルギビームにより、経験から計算された最終的な数の孔よりも少ない所定数の第１の孔を上記軸受面に形成して上記軸受面の上記第１の孔を通る一次的な空気の流れを形成し、
（ｂ）上記予備的な空気の流れを計測し、
（ｃ）上記計測された空気の流れに基づいて、所望の必要な空気の流れを得るために形成すべき追加の第２の孔の必要な正確な数を計算し、
（ｄ）上記計算された数の追加の第２の孔を上記軸受面に形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
上記第１の孔の数は、上記計算された数のほぼ半分であることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
上記少ない数の第１の孔は上記軸受面に一つ又は複数の環状ラインに沿って３６０度に亘って均等に分配して形成され、同じ特性を有する上記追加の数の第２の孔は上記第１の孔に対して軸方向に移動した一つ又は複数の環状ラインに沿って同様に配置して形成されることを特徴する請求項１又は２の方法。
【請求項４】
上記ガス透過路が形成される上記軸受面の部分は、固定の高エネルギビームに対して、回転され、また軸方向に移動されることを特徴とする請求項３の方法。
【請求項５】
上記高エネルギビームは上記軸受面に向けて照射される焦点合わせされたレーザビームであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの方法。
【請求項６】
上記高エネルギビームは、例えばプリズムで偏光されて上記軸受面に照射される焦点合わせされたレーザビームであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に係る気体軸受方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体軸受は、当業界内で周知のものであり、例えば、ドイツ特許公報ＤＥ  ４４  ３６  １５６、欧州特許公報ＥＰ  ０  ２３７  ６２７に記載されている。気体軸受は、軸受部品の間、例えばスピンドルシャフトとこれを支持する軸受面との間で、高速回転時に利用される。気体軸受の良好な機能を得るために、相対的に回転する部品間において、回転中に相互に接触しても部品を損傷させず、接触に伴う摩擦熱によって部分的に溶融することがないように、材料を組み合わせることが望ましい。このような問題を解消するために、例えばグラファイトなどの非金属材料が軸受面に使用される。これに関連して、軸受面に多孔質のグラファイトを使用することが知られており、それにより良好なガス透過性およびそれによる良好な機能が得られる。しかし、多孔質のグラファイトは耐摩耗性に欠け、シャフトと軸受面との接触により急速に気体軸受が変形するという弱点がある。
【０００３】
この弱点を克服するために、例えば硬質グラファイトからなり、耐摩耗性軸受面を備えたグラファイト軸受が設計されており、そこでは気体透過孔が硬質グラファイトの軸受面に形成され、軸受面の外側に配置されたグラファイト軸受部を介して気体発生源に連通される。
【０００４】
この種の軸受の製造に際して、孔はドリルや高エネルギビーム（例えば、焦点合わせされたレーザビーム）等の適当な方法によって形成される。高エネルギビームを使用すれば、外側に配置されるシャフト軸受の場合でも、軸受面に直接孔を開けることができる。しかし、孔をあける方法で難しいことは、必要な要件を満足するためには、どれだけの数の孔を所定の軸受面に形成するかを決めることである。孔の数の計算は、まったく経験に基づいており、当然ながら孔の径と長さ及び繰り返し形成される数に大幅に影響されることから、軸受に形成される孔の数がある場合には過少となり、またある場合には過多となる。いずれの場合でも、軸受は適正に機能し得ない。所望の流れを得るためにはどれだけの数の孔が問題の軸受に必要であるかを正確に決める方法は依然として不明である。
【０００５】
しかしながら、このことは、本願の特許請求の範囲に示した特徴を備えた本発明によって可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明を、添付図面を参照して、実施例を通じて詳細に説明する。なお、図１と図２は、高エネルギビームを用いて軸受面に孔を形成する別々の方法を示す。
【０００７】
図面において、符号１は、軸受２が収容される軸受ハウジングを示す。軸受２は、例えばグラファイトなどの、気体軸受に適した素材（例えば、グラファイト）からなり、そこでは軸受面は硬質グラファイトを用いて耐摩耗性としてある。軸受２は、軸受の周囲に複数の軸方向孔（アキシャルボア）３を有する。軸方向孔３は、軸受拡大部（大径部）５の肩部４から反対側の符号６で示す部分まで伸びている。周方向の空洞７は、耐摩耗性軸受表面の内側に気体軸受材料の薄い領域を形成しており、孔３から伸びている。
【０００８】
圧力気体（符号Ｇで示す。）は連結部８を経由して、孔３に通じる円形の周方向空洞９に供給される。図１は、例えば高エネルギビーム（本実施例では、焦点合わせされたレーザビーム１０）を用いて、どのようにして孔１５が気体軸受に又硬質グラファイトからなる耐摩耗性軸受面を貫通して形成されるかを示している。レーザビーム１０は、保護パイプ１２内のレンズ１１で屈折される。このときレンズに微粒子が到達するのを防止するために、保護空気が通路１３を介して供給される。孔を形成する際に気化した材料を吹き飛ばすために、空気が符号１４で示す位置から供給される。図面において、孔は符号１５で示してある。この方法の場合、孔１５は軸受の軸方向の外側部分以外には形成することができない。
【０００９】
図２は他の実施例を示し、そこでは高エネルギビームが、例えばプリズム１６によって偏光されて軸受面に向けられる。この方法によれば、軸受の中央領域にもガス透過孔が形成できる。
【００１０】
図示する方法により、軸受の任意に選択された箇所に所望の数の孔を自由自在に形成することができる。これにより、軸受け面に向けられた高エネルギビームにより、経験から計算された最終的な数の孔よりも少ない所定数の第１の孔が軸受面の所望箇所に形成される。これにより、軸受面を通る一次的な空気の流れが得られる。この予備的な空気の流れが測定され、そしてこの連通によって得られた値を基礎として、軸受のために必要な空気の流れが得られるように、同一の特性を有する追加の第２の孔の正確な数が計算される。所望の空気の流れが得られるように、第２の孔の追加数が計算される。
【００１１】
実施にあたって、経験に基づいて最初に孔の数の半分が予測される。少ない数の第１の孔は、軸受面の一つ又はそれ以上の環状ラインに沿って３６０度の範囲に均等に分配された状態で適正に配置される。その後、計算された数の追加の第２の孔が、第１の孔に対して軸方向に移動した一つ又は複数の環状線に沿って、対応する箇所に形成される。これを実行するための簡便な方法は、固定された高エネルギビームに対して、ガス透過路が形成される軸受面を段階的に回転させるとともに軸方向に移動させることである。
【００１２】
本発明に係る軸受がラジアル軸受とアキシャル軸受を組み合わせたものである場合、孔３とアキシャル軸受面１９の間を貫通するチャンネル１８が形成され、孔３を介して「ラジアル軸受空気」が供給される。「ラジアル軸受空気」と「アキシャル軸受空気」は共に、アキシャル軸受面に形成された皿孔１７の位置で、ラジアル軸受面とアキシャル軸受面の間の領域から排出される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】高エネルギービームにより軸受面に孔を形成する方法を示す図。
【図２】高エネルギービームにより軸受面に孔を形成する別の方法を示す図。
【符号の説明】
【００１４】
１：軸受ハウジング、２：軸受、３：孔、４：肩部、５：軸受拡大部、７：空洞、８：連結部、１０：レーザービーム、１１：レンズ、１２：保護パイプ、１５：孔、１６：プリズム、１７：皿穴、１８：チャンネル、１９：軸受面。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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