(57)【要約】【課題】  廉価で簡単に且つ速やかに製造することができる封孔処理が施された多孔質静圧気体軸受及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  ラジアル軸受用の多孔質静圧気体軸受１は、軸受面２から噴出されるべき圧縮気体３が送り込まれる内部空間４を有した多孔質体としての多孔質金属焼結体５と、多孔質金属焼結体５よりも融点が低いと共に多孔質金属焼結体５の軸受面２を除く外面７から多孔質金属焼結体５の複数の細孔１２や複数の凹所１３に部分的に入り込んで多孔質金属焼結体５に固着されている金属製のハウジング８と、多孔質金属焼結体５の内部空間４を画している内面９とハウジング８の外部露出面１０とで開口していると共に内部空間４に圧縮気体３を供給する給気孔１１とを具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受面から噴出されるべき圧縮気体が送り込まれる内部空間を有した多孔質体と、この多孔質体よりも融点が低いと共に多孔質体の軸受面を除く外面から多孔質体の複数の細孔又は凹所に部分的に入り込んで多孔質体に固着されているハウジングとを具備している多孔質静圧気体軸受。
【請求項２】
ハウジングは、多孔質体よりも融点の低いハウジング形成用の液状素体が多孔質体の軸受面を除く外面を覆うように配されて冷却固化されてなる請求項１に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項３】
ハウジングは、多孔質体の軸受面を除く外面全体を囲繞している請求項１又は２に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項４】
ハウジングは、金属製又は樹脂製である請求項１から３のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項５】
ハウジングは、アルミ製又は合成樹脂製である請求項１から４のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項６】
多孔質体は、軸受面としての内周面及び複数の細孔を有した円筒状本体と、円筒状本体の内部に形成された環状又は円筒状の内部空間とを具備しており、ハウジングは、円筒状本体の外周面に固着されている請求項１から５のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項７】
ハウジングは、円筒状本体の外周面及び両端面に固着されている請求項６に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項８】
多孔質体には、金属成分が含まれている請求項１から７のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項９】
多孔質体には、金属成分に加えて無機質成分が含まれている請求項８に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項１０】
金属成分には、少なくとも錫、燐及び銅が含まれており、無機質成分には、黒鉛、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び炭化ケイ素のうちの少なくとも一つが含まれている請求項９に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項１１】
金属成分には、更にニッケル又はマンガンが含まれている請求項１０に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項１２】
多孔質体は、ハウジングよりも融点が高い多孔質金属焼結体からなる請求項１から１１のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項１３】
多孔質体の内部空間を画している内面とハウジングの外部露出面とで開口していると共に内部空間に圧縮気体を供給する給気孔を具備している請求項１から１２のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受。
【請求項１４】
ハウジング形成用の型体とこの型体内に配されていると共に軸受面から噴出されるべき圧縮気体が送り込まれる内部空間を有した多孔質体とを準備する準備工程と、準備した多孔質体よりも融点の低いハウジング形成用の液状素体が多孔質体の軸受面を除く外面から多孔質体の複数の細孔又は凹所に部分的に入り込むように当該液状素体を準備した型体と多孔質体との間に配して冷却固化して、前記外面から複数の細孔又は凹所に部分的に入り込んで多孔質体に固着されたハウジングを形成するハウジング形成工程とを具備している多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【請求項１５】
ハウジング形成工程は、型体と多孔質体との間で液状素体を成形し、成形後、液状素体を冷却固化するようになっている請求項１４に記載の多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【請求項１６】
準備工程は、軸受面としての内周面及び複数の細孔を有した円筒状本体と、円筒状本体の内部に形成された環状又は円筒状の内部空間とを具備している多孔質体を準備するようになっており、ハウジング形成工程は、型体と円筒状本体の外周面との間で液状素体を成形するようになっている請求項１４又は１５に記載の多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【請求項１７】
ハウジング形成工程は、型体と円筒状本体の外周面及び両端面との間で液状素体を成形するようになっている請求項１６に記載の多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【請求項１８】
準備工程は、軸受面で中子を介して型体に仮固定されることにより型体内に配されている多孔質体を準備するようになっている請求項１６又は１７に記載の多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【請求項１９】
ハウジング形成工程後、多孔質体の内部空間を画している内面とハウジングの外部露出面とで開口すると共に内部空間に圧縮気体を供給する給気孔を形成する給気孔形成工程を更に具備している請求項１４から１８のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【請求項２０】
液状素体は、溶融された金属又は樹脂からなる請求項１４から１９のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【請求項２１】
液状素体は、溶融されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる請求項１４から２０のいずれか一項に記載の多孔質静圧気体軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸等からなる被軸受部材を圧縮気体により静圧軸受する多孔質静圧気体軸受及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−７０８６０号公報
【０００３】
例えば特許文献１においては、軸受面から噴出されるべき圧縮気体が送り込まれる内部空間を有した多孔質金属焼結体と、この多孔質金属焼結体が嵌装されるように予め形成されたハウジングとを具備しており、ハウジングは、多孔質金属焼結体の軸受面を除く外面における細孔の開口を封止するように、多孔質金属焼結体の外面にぴったりと接触して当該外面に装着されているか又はシリコン樹脂等からなる接着剤等を介在して当該外面に装着されている多孔質静圧気体軸受が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、斯かる多孔質静圧気体軸受では、ハウジングが予め形成されているために、ハウジングが多孔質金属焼結体の外面にぴったりと接触するように当該ハウジングの形状を加工調整する手間や接着剤によりハウジングを多孔質金属焼結体に接着する手間を要することとなる結果、換言すれば、多孔質金属焼結体の封孔処理（多孔質金属焼結体の軸受面を除く外面からの圧縮気体の漏出を防止する処理）を施すのに手間を要することとなる結果、封孔処理が施された多孔質静圧気体軸受を廉価で簡単に且つ速やかに製造することが困難である。
【０００５】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、廉価で簡単に且つ速やかに製造することができる封孔処理が施された多孔質静圧気体軸受及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様の多孔質静圧気体軸受は、軸受面から噴出されるべき圧縮気体が送り込まれる内部空間を有した多孔質体と、この多孔質体よりも融点が低いと共に多孔質体の軸受面を除く外面から多孔質体の複数の細孔又は凹所に部分的に入り込んで多孔質体に固着されているハウジングとを具備している。
【０００７】
第一の態様の多孔質静圧気体軸受によれば、特にハウジングが多孔質体よりも融点が低いと共に多孔質体の軸受面を除く外面から多孔質体の複数の細孔又は凹所に部分的に入り込んで多孔質体に固着されているために、多孔質体の封孔処理を施すのに手間を要することなくハウジング自体の形成と同時に当該ハウジングを多孔質体に固着することができ、従って、簡単に且つ速やかに製造することができ、ひいては廉価な製造コストをも実現し得る。
【０００８】
本発明においては、その第二の態様の多孔質静圧気体軸受のように、ハウジングは、多孔質体よりも融点の低いハウジング形成用の液状素体（液状素材）が多孔質体の軸受面を除く外面を覆うように配されて冷却固化されてなっていてもよい。
【０００９】
本発明においては、その第三の態様の多孔質静圧気体軸受のように、ハウジングは、多孔質体の軸受面を除く外面全体を囲繞していてもよい。
【００１０】
本発明においては、その第四の態様の多孔質静圧気体軸受のように、ハウジングは、金属製又は樹脂製であってもよい。
【００１１】
本発明においては、その第五の態様の多孔質静圧気体軸受のように、ハウジングは、アルミ製又は合成樹脂製であってもよい。
【００１２】
本発明においては、その第六の態様の多孔質静圧気体軸受のように、多孔質体は、軸受面としての内周面及び複数の細孔を有した円筒状本体と、円筒状本体の内部に形成された環状又は円筒状の内部空間とを具備していてもよく、ハウジングは、円筒状本体の外周面に固着されていてもよい。
【００１３】
本発明においては、その第七の態様の多孔質静圧気体軸受のように、ハウジングは、円筒状本体の外周面及び両端面に固着されていてもよい。
【００１４】
本発明においては、その第八の態様の多孔質静圧気体軸受のように、多孔質体には、金属成分が含まれていてもよい。
【００１５】
本発明においては、その第九の態様の多孔質静圧気体軸受のように、多孔質体には、金属成分に加えて無機質成分が含まれていてもよい。
【００１６】
本発明においては、その第十の態様の多孔質静圧気体軸受のように、金属成分には、少なくとも錫、燐及び銅が含まれていてもよく、無機質成分には、黒鉛、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び炭化ケイ素のうちの少なくとも一つが含まれていてもよい。
【００１７】
本発明においては、その第十一の態様の多孔質静圧気体軸受のように、金属成分には、更にニッケル又はマンガンが含まれていてもよい。
【００１８】
本発明においては、その第十二の態様の多孔質静圧気体軸受のように、多孔質体は、ハウジングよりも融点が高い多孔質金属焼結体からなっていてもよい。
【００１９】
本発明においては、その第十三の態様の多孔質静圧気体軸受のように、多孔質体の内部空間を画している内面とハウジングの外部露出面とで開口していると共に内部空間に圧縮気体を供給する給気孔を具備していてもよい。
【００２０】
本発明の第一の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法は、ハウジング形成用の型体とこの型体内に配されていると共に軸受面から噴出されるべき圧縮気体が送り込まれる内部空間を有した多孔質体とを準備する準備工程と、準備した多孔質体よりも融点の低いハウジング形成用の液状素体が多孔質体の軸受面を除く外面から多孔質体の複数の細孔又は凹所に部分的に入り込むように当該液状素体を準備した型体と多孔質体との間に配して冷却固化して、前記外面から複数の細孔又は凹所に部分的に入り込んで多孔質体に固着されたハウジングを形成するハウジング形成工程とを具備している。
【００２１】
第一の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法によれば、特にハウジング工程において、多孔質体よりも融点の低い液状素体が多孔質体の軸受面を除く外面から多孔質体の複数の細孔又は凹所に部分的に入り込むように配して冷却固化して多孔質体に固着されたハウジングを形成するために、多孔質体の封孔処理を施すのに手間を要することなくハウジング自体の形成と同時に当該ハウジングを多孔質体に固着することができ、従って、簡単に且つ速やかに製造することができ、ひいては廉価な製造コストをも実現し得る。
【００２２】
本発明においては、その第二の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法のように、ハウジング形成工程は、型体と多孔質体との間で液状素体を成形し、成形後、液状素体を冷却固化するようになっていてもよい。
【００２３】
本発明においては、その第三の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法のように、準備工程は、軸受面としての内周面及び複数の細孔を有した円筒状本体と、円筒状本体の内部に形成された環状又は円筒状の内部空間とを具備している多孔質体を準備するようになっていてもよく、ハウジング形成工程は、型体と円筒状本体の外周面との間で液状素体を成形するようになっていてもよい。
【００２４】
本発明においては、その第四の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法のように、ハウジング形成工程は、型体と円筒状本体の外周面及び両端面との間で液状素体を成形するようになっていてもよい。
【００２５】
本発明においては、その第五の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法のように、準備工程は、軸受面で中子を介して型体に仮固定されることにより型体内に配されている多孔質体を準備するようになっていてもよい。
【００２６】
本発明においては、その第六の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法のように、ハウジング形成工程後、多孔質体の内部空間を画している内面とハウジングの外部露出面とで開口すると共に内部空間に圧縮気体を供給する給気孔を形成する給気孔形成工程を更に具備していてもよい。
【００２７】
本発明においては、その第七の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法のように、液状素体は、溶融された金属又は樹脂からなっていてもよい。
【００２８】
本発明においては、その第八の態様の多孔質静圧気体軸受の製造方法のように、液状素体は、溶融されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなっていてもよい。
【００２９】
尚、本発明においては、回転軸等からなる被軸受部材をラジアル軸受若しくはスラスト軸受又はラジアル軸受及びスラスト軸受する多孔質静圧気体軸受が構成されるようになっていてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、廉価で簡単に且つ速やかに製造することができる封孔処理が施された多孔質静圧気体軸受及びその製造方法を提供し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【実施例】
【００３２】
図１から図５において、本例のラジアル軸受用の多孔質静圧気体軸受１は、軸受面２から噴出されるべき圧縮気体３が送り込まれる内部空間４を有した多孔質体としての多孔質金属焼結体５と、多孔質金属焼結体５よりも融点が低いと共に多孔質金属焼結体５の軸受面２を除く外面７から多孔質金属焼結体５の複数の細孔１２や複数の凹所１３に部分的に入り込んで多孔質金属焼結体５に固着されている金属製のハウジング８と、多孔質金属焼結体５の内部空間４を画している内面９とハウジング８の外部露出面１０とで開口していると共に内部空間４に圧縮気体３を供給する給気孔１１とを具備している。
【００３３】
多孔質金属焼結体５は、軸受面２としての内周面及び複数の細孔１２を有した円筒状本体１５と、円筒状本体１５の内部に形成された環状又は円筒状の上記の内部空間４とを具備している。
【００３４】
円筒状本体１５には、金属成分と無機質成分とが含まれている。金属成分は、少なくとも錫、燐及び銅を含んでいてもよく、また、これらに加えてニッケル又はマンガンをも含んでいてもよい。無機質成分は、黒鉛、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、フッ化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素のうちの少なくとも一つを含んでいる。円筒状本体１５は、例えば錫、燐、ニッケル、銅及び黒鉛からなっていてもよい。
【００３５】
円筒状本体１５は、図３及び図４に示すような円筒状の内側圧粉体２１と円筒状の外側圧粉体２２とが径方向において夫々互いに組み合わされて一体的に焼結されてなる。
【００３６】
内側圧粉体２１の外周面２３及び外側圧粉体２２の内周面２４のいずれか一方、本例では内側圧粉体２１の外周面２３には、一個の凹溝２５が形成されている。凹溝２５は、内周面２４と協動して内部空間４を画している。
【００３７】
内側外側圧粉体２１及び外側圧粉体２２は、例えば、重量比で錫４〜１０％、ニッケル１０〜４０％、燐０．５〜４％、黒鉛３〜１０％及び残部銅からなる混合粉を、２〜７トン／ｃｍ２の圧力を加えて成形することにより夫々形成されている。
【００３８】
以上の多孔質金属焼結体５は、ハウジング形成用の液状素体（液状素材）６よりも融点が高くなるように構成されている。
【００３９】
ハウジング８は、多孔質金属焼結体５よりも融点の低い図６に示すハウジング形成用の液状素体６が多孔質金属焼結体５の軸受面２を除く外面７を覆うように配されて冷却固化されることにより多孔質金属焼結体５に固着されている。
【００４０】
ハウジング８は、円筒状の本体部３１と、円筒状本体１５の軸方向Ｘにおける両端面３２を夫々覆うように本体部３１の軸方向Ｘにおける両端部３３に夫々一体的に設けられた環状の端覆部３４とを具備している。斯かるハウジング８は、本体部３１で円筒状本体１５の外周面１７に、端覆部３４で円筒状本体１５の両端面３２に夫々固着されており、このように多孔質金属焼結体５の外面７の全体を囲繞している。斯かるハウジング８は、アルミニウム合金から構成されているが、例えばアルミニウムのみから構成してもよい。尚、ハウジング８は、本例では金属製であるが、多孔質金属焼結体５よりも融点が低ければ、他の材質により構成されていてもよく、例えば樹脂製であってもよい。
【００４１】
給気孔１１は、本体部３１の外周面３５から内部空間４に向かって穿設されてなる。給気孔１１は、圧縮気体供給源から供給される圧縮気体３を内部空間４に送り込むことができるように、外周面３５と内周面２４とで開口している。
【００４２】
本例の多孔質静圧気体軸受１は、例えば後述の工程を経て製造することができる。
【００４３】
まず、準備工程において、図６に示すように、ハウジング形成用の鋳型等からなる型体４１と軸受面２で中子４２を介して型体４１に仮固定されることにより型体４１内に配されている多孔質金属焼結体５とを準備する。中子４２、型体４１の内壁４５及び多孔質金属焼結体５の外面７は、形成されるべきハウジング８と同形状の空間４６を夫々互いに協働して画している。尚、内壁４５では、液状素体６を注入（成形）するための注入孔４７が開口している。また、中子４２は、型体４１に一体的に形成されていてもよく、また、液状素体６が漏れないように型体４１にぴったりと当接する部位を有して型体４１と別体として形成されていてもよい。
【００４４】
次に、ハウジング形成工程において、準備工程で準備した多孔質金属焼結体５よりも融点の低いハウジング形成用の液状素体６が多孔質金属焼結体５の軸受面２を除く外面７から多孔質金属焼結体５の複数の細孔１２や凹所１３に部分的に入り込むように当該液状素体６を準備した型体４１と多孔質金属焼結体５との間に配して冷却固化して、前記外面７から複数の細孔１２又は凹所１３に部分的に入り込んで多孔質金属焼結体５に固着されたハウジング８を形成する。ここで、液状素体（素材）６は、本例ではアルミニウム合金が溶融されてなる。
【００４５】
ハウジング形成工程は、図６に示すように、多孔質金属焼結体５の融点よりも低い温度の液状素体（素材）６を注入孔４７を介して空間４６に注入し、斯かる注入により型体４１と多孔質金属焼結体５との間に液状素体６を充填する。充填された液状素体６は、多孔質金属焼結体５の複数の細孔１２や凹所１３に部分的に入り込んでいる。
【００４６】
ハウジング形成工程は、型体４１の周りの温度を自然的に又は強制的に当該型体４１及び液状素体６よりも低い温度にすることにより型体４１と多孔質金属焼結体５との間に充填された液状素体６をその融点よりも低い温度まで冷却して固化させる。固化された液状素体６からなるハウジング８は、図５に示すように、外面７から複数の細孔１２又は凹所１３に部分的に入り込んだ入り込み部３６を有しており、斯かる入り込み部３６が細孔１２や凹所１３に入り込んでいるために、多孔質金属焼結体５に強固に固着される。
【００４７】
次に、給気孔形成工程において、ハウジング形成工程終了後、本体部３１の外周面３５から内部空間４に向かって孔を穿つことにより多孔質金属焼結体５の内部空間４を画している内面９とハウジング８の外部露出面１０とで開口する給気孔１１を形成する。
【００４８】
尚、ハウジング形成工程又は給気孔形成工程の終了後、仕上げ加工として、軸受面２を研削加工してもよく、斯かる研削加工における加工代は、概ね０．２ｍｍ以下の範囲で行ってもよい。
【００４９】
以上の多孔質静圧気体軸受１によれば、軸受面２から噴出されるべき圧縮気体３が送り込まれる内部空間４を有した多孔質金属焼結体５と、多孔質金属焼結体５よりも融点が低いと共に多孔質金属焼結体５の軸受面２を除く外面７から多孔質金属焼結体５の複数の細孔１２又は凹所１３に部分的に入り込んで多孔質金属焼結体５に固着されているハウジング８とを具備しているために、多孔質金属焼結体５の封孔処理を施すのに手間を要することなくハウジング８自体の形成と同時に当該ハウジング８を多孔質金属焼結体５に強固に固着することができ、従って、簡単に且つ速やかに製造することができ、ひいては廉価な製造コストをも実現し得る。
【００５０】
多孔質静圧気体軸受１によれば、ハウジング８が円筒状本体１５の外周面１７及び両端面３２に固着されて多孔質金属焼結体５の軸受面２を除く外面７の全体を囲繞しているために、より好適な封孔処理を簡単に且つ速やかに施すことができる。
【００５１】
本例の多孔質静圧気体軸受１の製造方法によれば、ハウジング形成用の型体４１と型体４１内に配されていると共に軸受面２から噴出されるべき圧縮気体３が送り込まれる内部空間４を有した多孔質金属焼結体５とを準備する準備工程と、準備した多孔質金属焼結体５よりも融点の低いハウジング形成用の液状素体６が多孔質金属焼結体５の軸受面２を除く外面７から多孔質金属焼結体５の複数の細孔１２又は凹所１３に部分的に入り込むように当該液状素体６を準備した型体４１と多孔質金属焼結体５との間に配して冷却固化して、前記外面７から複数の細孔１２又は凹所１３に部分的に入り込んで多孔質金属焼結体５に固着されたハウジング８を形成するハウジング形成工程とを具備しているために、多孔質金属焼結体５の封孔処理を施すのに手間を要することなくハウジング８自体の形成と同時に当該ハウジング８を多孔質金属焼結体５に固着することができ、従って、簡単に且つ速やかに製造することができ、ひいては廉価な製造コストをも実現し得る。
【００５２】
尚、多孔質静圧気体軸受１は、多孔質金属焼結体５の両端面３２をも軸受面２として構成する場合には、ハウジング８に代えて、本体部３１のみを有するハウジングを具備していてもよく、斯かるハウジングは、型体４１の内壁４５と多孔質金属焼結体５の外周面１７とのみによって画されてなる円筒状の空間４６に充填された液状素体６から形成される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態の例の斜視説明図である。
【図２】図１に示す例の断面説明図である。
【図３】図１に示す例の主に多孔質体の断面説明図である。
【図４】図１に示す例の主に多孔質体の断面説明図である。
【図５】図１に示す例の一部拡大説明図である。
【図６】図１に示す例の製造に関する説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  多孔質静圧気体軸受
２  軸受面
３  圧縮気体
４  内部空間
５  多孔質金属焼結体
６  液状素体
７  外面
８  ハウジング
９  内面
１０  外部露出面
１１  給気孔
【図１】
2005282710.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005282710.tif 000006
【図５】
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【図６】
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