(57)【要約】【課題】静圧気体軸受のラジアル軸受性能やスラスト軸受性能を低下させることなく軸受剛性や負荷容量の増大を図ることのできる静圧気体軸受装置を提供する。【解決手段】第１の静圧気体軸受３のスラスト軸受面寄りの回転軸１の外周面に第３の排気用環状溝１７を設けるとともに、第２の静圧気体軸受５のスラスト軸受面寄りの回転軸１の外周面に第４の排気用環状溝１８を設けた。【選択図】図１
2008057696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、該回転軸の一端に装着された第１のフランジと、該第１のフランジの内側フランジ面と対向する円環状のスラスト軸受面を有すると共に前記回転軸の外周面と対向する円筒状のラジアル軸受面を有する第１の静圧気体軸受と、前記回転軸の他端に装着された第２のフランジと、該第２のフランジの内側フランジ面と対向する円環状のスラスト軸受面を有すると共に前記回転軸の外周面と対向する円筒状のラジアル軸受面を有する第２の静圧気体軸受と、前記第１の静圧気体軸受及び前記第２の静圧気体軸受を収容する円筒状の軸受ハウジングとを備えてなり、該軸受ハウジングが前記第１の静圧気体軸受のラジアル軸受面から噴出した加圧気体を排気する第１の排気用環状溝と前記第２の静圧気体軸受のラジアル軸受面から噴出した加圧気体を排気する第２の排気用環状溝とを前記第１の静圧気体軸受と前記第２の静圧気体軸受との間の内周面に有する静圧気体軸受装置において、
前記第１の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りの回転軸の外周面または前記第１の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りのラジアル軸受面に第３の排気用環状溝を設けるとともに、前記第２の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りの回転軸の外周面または前記第２の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りのラジアル軸受面に第４の排気用環状溝を設けたことを特徴とする静圧気体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気ディスクを検査する精密検査装置などに用いられる静圧気体軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密検査装置に用いられる静圧気体軸受装置として、従来、図３に示すものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。 同図に示される回転軸付き静圧気体軸受装置は、中空の回転軸１と、この回転軸１の一端に装着された第１のフランジ２と、このフランジ２の内側フランジ面２ａと対向する円環状のスラスト軸受面３ａを有すると共に回転軸１の外周面と対向する円筒状のラジアル軸受面３ｂを有する第１の静圧気体軸受３と、回転軸１の他端に装着された第２のフランジとしての回転軸接合用フランジ４と、このフランジ４の内側フランジ面４ａと対向する円環状のスラスト軸受面５ａを有すると共に回転軸１の外周面と対向する円筒状のラジアル軸受面５ｂを有する第２の静圧気体軸受５と、第１の静圧気体軸受３及び第２の静圧気体軸受５を収容する軸受ハウジング６とを備えており、回転軸１の内周面中央部には、複数（例えば四つ）の真空排気孔７が回転軸１の周方向にほぼ一定ピッチで形成されている。これらの真空排気孔７は軸受ハウジング６の内周面中央部に形成された真空排気用環状溝８に向けて開口しており、軸受ハウジング６の外周面には、回転軸１内の空気を真空排気孔７及び真空排気用環状溝８を通じて真空排気する真空排気口９が形成されているとともに、静圧気体軸受３，５の外周面中央部に加圧気体を軸受ハウジング６内に形成された加圧気体供給路１１を通じて供給する加圧気体供給口１０が形成されている。
【０００３】
静圧気体軸受３，５としては、例えば多孔質材でなるものが挙げられ、多孔質材としては、例えば多孔質グラファイト等が挙げられる。
加圧気体供給口１０から静圧気体軸受３，５に供給された加圧気体は、スラスト軸受面３ａ，５ａ及びラジアル軸受面３ｂ，５ｂから噴出するようになっている。そして、スラスト軸受面３ａ，５ａから噴出した加圧気体はフランジ２，４の内側フランジ面２ａ，４ａと静圧気体軸受３，５との間に形成されたスラスト軸受すき間をフランジ２，４の外径方向に流れて排気され、ラジアル軸受面３ｂ，５ｂから噴出した加圧気体は回転軸外周面と静圧気体軸受３，５との間に形成されたラジアル軸受すき間を回転軸１の中央部方向に流れた後、第１の静圧気体軸受３と第２の静圧気体軸受５との間の軸受ハウジング６の内周面に形成された第１の排気用環状溝１２及び第２の排気用環状溝１３に流入し、これら排気用環状溝１２，１３の溝底部に開口する排気孔１４，１５を通って軸受ハウジング６の外部に排気されるようになっている。
【０００４】
このような静圧気体軸受装置は、軸受剛性や負荷容量を大きくするために、静圧気体軸受３，５の軸方向長さを長くすると、ラジアル軸受面から噴出した加圧気体の流れが円周方向流れになり易く、静圧気体軸受３，５のラジアル軸受性能を低下させる原因となる。そこで、ラジアル軸受面から噴出した加圧気体の流れを改善する方策として、静圧気体軸受３，５のスラスト軸受面３ａ，５ａとラジアル軸受面３ｂ，５ｂとの境界部に、図４に示すような排気孔１６を設けることが検討されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−３０３３９７号公報
【特許文献２】特開平７−３１７７６８号公報
【特許文献３】特開平５−０７１５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、静圧気体軸受３，５のスラスト軸受面３ａ，５ａとラジアル軸受面３ｂ，５ｂとの境界部に排気孔１６を設けると、スラスト軸受面３ａ，５ａから噴出した加圧気体の一部が排気孔１６に流入する。このため、フランジ２，４の内側フランジ面２ａ，４ａと静圧気体軸受３，５との間に形成されたスラスト軸受すき間の圧力が低下してしまい、静圧気体軸受３，５のスラスト軸受性能を低下させるという問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、静圧気体軸受のラジアル軸受性能やスラスト軸受性能を低下させることなく軸受剛性や負荷容量の増大を図ることのできる静圧気体軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、回転軸と、該回転軸の一端に装着された第１のフランジと、該第１のフランジの内側フランジ面と対向する円環状のスラスト軸受面を有すると共に前記回転軸の外周面と対向する円筒状のラジアル軸受面を有する第１の静圧気体軸受と、前記回転軸の他端に装着された第２のフランジと、該第２のフランジの内側フランジ面と対向する円環状のスラスト軸受面を有すると共に前記回転軸の外周面と対向する円筒状のラジアル軸受面を有する第２の静圧気体軸受と、前記第１の静圧気体軸受及び前記第２の静圧気体軸受を収容する円筒状の軸受ハウジングとを備えてなり、該軸受ハウジングが前記第１の静圧気体軸受のラジアル軸受面から噴出した加圧気体を排気する第１の排気用環状溝と前記第２の静圧気体軸受のラジアル軸受面から噴出した加圧気体を排気する第２の排気用環状溝とを前記第１の静圧気体軸受と前記第２の静圧気体軸受との間の内周面に有する静圧気体軸受装置において、前記第１の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りの回転軸の外周面または前記第１の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りのラジアル軸受面に第３の排気用環状溝を設けるとともに、前記第２の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りの回転軸の外周面または前記第２の静圧気体軸受のスラスト軸受面寄りのラジアル軸受面に第４の排気用環状溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る静圧気体軸受装置によれば、静圧気体軸受の軸方向長さを長く設計してもスラスト軸受面寄りのラジアル軸受面から噴出した加圧気体の流れが悪くなったり、スラスト軸受すき間の圧力が低下したりすることがないので、静圧気体軸受のラジアル軸受性能やスラスト軸受性能を低下させることなく軸受剛性や負荷容量の増大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図３に示したものと同一の部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は割愛する。
本発明の第１の実施形態に係る静圧気体軸受装置の断面図を図１に示す。同図に示される静圧気体軸受装置が図３に示したものと異なる点は、第１の静圧気体軸受３のスラスト軸受面寄りの回転軸１の外周面に第３の排気用環状溝１７を設けるとともに、第２の静圧気体軸受５のスラスト軸受面寄りの回転軸１の外周面に第４の排気用環状溝１８を設けた点である。
【０００９】
このような構成において、加圧気体供給口１０から静圧気体軸受３，５に供給された加圧気体は、静圧気体軸受３，５のスラスト軸受面３ａ，５ａ及びラジアル軸受面３ｂ，５ｂから噴出する。このとき、静圧気体軸受３，５のスラスト軸受面３ａ，５ａから噴出した加圧気体は、フランジ２，４の内側フランジ面２ａ，４ａと静圧気体軸受３，５との間に形成されたスラスト軸受すき間をフランジ２，４の外径方向に流れて排気される。
【００１０】
また、静圧気体軸受３，５のラジアル軸受面３ｂ，５ｂから噴出した加圧気体は、軸受ハウジング６の内周面に形成された排気用環状溝１２，１３に流入すると共に回転軸１の外周面に形成された排気用環状溝１７，１８に流入し、これら排気用環状溝１２，１３，１７，１８の溝底部に開口する排気孔１４，１５，１９，２０を通って軸受ハウジング６の外部に排気される。これにより、静圧気体軸受３，５の軸方向長さを長く設計してもスラスト軸受面寄りのラジアル軸受面３ｂ，５ｂから噴出した加圧気体の流れが悪くなったり、フランジ２，４の内側フランジ面２ａ，４ａと静圧気体軸受３，５との間に形成されたスラスト軸受すき間の圧力が低下したりすることがない。したがって、静圧気体軸受３，５のラジアル軸受性能やスラスト軸受性能を低下させることなく軸受剛性や負荷容量の増大を図ることができる。
【００１１】
図３に示した従来のものと同一条件で比較したところ、スラスト軸受の軸受剛性は同等であったが、ラジアル軸受の軸受剛性をほぼ２倍に高めることができた。
上述した第１の実施形態では第３の排気用環状溝１７と第４の排気用環状溝１８を静圧気体軸受３，５のスラスト軸受面寄りの回転軸１の外周面に設けた場合を例示したが、図２に示す第２の実施形態のように、排気用環状溝１７，１８を静圧気体軸受３，５のスラスト軸受面寄りのラジアル軸受面３ｂ，５ｂに設けても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００１２】
また、静圧気体軸受３，５の軸方向長さをＬ、スラスト軸受面３ａ，５ａから排気用環状溝１７，１８までの距離をｘとすると、スラスト軸受面３ａ，５ａからの距離ｘがＬ／１０≦ｘ≦Ｌ／２を満たす位置に排気用環状溝１７，１８を設けることが好ましい。
スラスト軸受面３ａ，５ａからの距離ｘがＬ／１０を下回ると、スラスト軸受の支持剛性が低下する。また、スラスト軸受面３ａ，５ａからの距離ｘがＬ／２を上回ると、ラジアル軸受の支持剛性が低下する。
また、第１及び第２の実施形態では回転軸として中空のものを示したが、これに限定されるものではなく、回転軸が中実の回転軸付き静圧気体軸受装置についても本発明を適用できることは勿論である。
【００１３】
なお、上記各実施形態では、静圧気体軸受として多孔質絞りを使用した多孔質軸受を用いたが、他の静圧気体軸受にも本発明は適用可能である。すなわち、本発明は多孔質軸受の場合に適用すると特に有効であるが、例えば自成絞り等、給気ノズルを使用した静圧気体軸受の場合にも適用できる。さらに、上記各実施形態では、中空の回転軸とし、回転軸内の空気を真空排気する機構を設けるようにしたが、本発明はこのような機構のない回転軸（中実の回転軸を含む）の場合にも適用できる。この場合、真空排気用環状溝８、真空排気孔９が不要となることに加え、第１の排気用環状溝１２と第２の排気用環状溝１３とを連続させ、１つの真空排気用環状溝にするとともに、これに合わせて排気孔１４と１５とを集約するようにしてもよい。
さらにまた、第１及び第２の排気用環状溝１２，１３及び真空排気用環状溝８をハウジング内周面に設ける代わりに回転軸の外周面に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る静圧気体軸受装置の軸方向断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る静圧気体軸受装置の軸方向断面図である。
【図３】従来の静圧気体軸受装置の一例を示す軸方向断面図である。
【図４】従来の静圧気体軸受装置の他の例を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  回転軸
２  第１のフランジ
３  第１の静圧気体軸受
３ａ  スラスト軸受面
３ｂ  ラジアル軸受面
４  第２のフランジ
５  第２の静圧気体軸受
５ａ  スラスト軸受面
５ｂ  ラジアル軸受面
６  軸受ハウジング
１２  第１の排気用環状溝
１３  第２の排気用環状溝
１４，１５  排気孔
１７  第３の排気用環状溝
１８  第４の排気用環状溝
１９，２０  排気孔
【図１】
2008057696.tif 000003
【図２】
2008057696.tif 000004
【図３】
2008057696.tif 000005
【図４】
2008057696.tif 000006