(57)【要約】      （修正有）【課題】長期間の使用によっても軸受部材がハウジングに対して軸方向に位置ズレしない静圧気体軸受スピンドルを提供すること。【解決手段】内面に気体が通流可能な溝１１が設けられたハウジング１０と、ハウジング１０に内嵌固定され、溝１１に連通する通気孔が外面から内面まで貫通して設けられた筒形の軸受部材２０と、軸受部材２０の内部に配置された回転軸３０と、を備え、軸受部材２０のハウジング１０に接触している領域とハウジング１０の軸受部材２０に接触している領域との少なくとも一方が、凹パターンを有しており、前記凹パターンは、少なくとも一部の断面が開放側の表面と共にエッジ部を形成するような凹パターンであることを特徴とする静圧気体軸受スピンドルである。【選択図】図１
2017044267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に気体が通流可能な溝が設けられたハウジングと、
前記ハウジングに内嵌固定され、前記溝に連通する通気孔が外面から内面まで貫通して設けられた筒形の軸受部材と、
前記軸受部材の内部に配置された回転軸と、
を備え、
前記軸受部材の前記ハウジングに接触している領域と前記ハウジングの前記軸受部材に接触している領域との少なくとも一方が、凹パターンを有しており、
前記凹パターンは、少なくとも一部の断面が開放側の表面と共にエッジ部を形成するような凹パターンである
ことを特徴とする静圧気体軸受スピンドル。
【請求項２】
前記凹パターンの最大深さは、２０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
【請求項３】
前記凹パターンは、軸方向に垂直な方向に周回する複数の環状の単位凹パターンが互いに平行に配置されて構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の静圧気体軸受スピンドル。
【請求項４】
前記複数の環状の単位凹パターンは、互いに等間隔で配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の静圧気体軸受スピンドル。
【請求項５】
前記回転軸は、円筒状の軸部と、当該軸部の軸方向の少なくとも一部に設けられた径方向外側に張り出したフランジ部と、を有しており、
前記軸受部材は、前記フランジ部を軸方向の両側から挟むスラスト軸受面を有するスラスト軸受部と、前記軸部の外周面を取り囲むジャーナル軸受面を有するジャーナル軸受部と、を有しており、
前記凹パターンは、前記スラスト軸受部の前記ハウジングに接触している領域、前記ジャーナル軸受部の前記ハウジングに接触している領域、前記ハウジングの前記スラスト軸受部に接触している領域、及び、前記ハウジングの前記ジャーナル軸受部に接触している領域、のうちの少なくとも１つに設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の静圧気体軸受スピンドル。
【請求項６】
前記軸受部材は、黒鉛を有する材料から構成されており、焼嵌めによって前記ハウジングに内嵌固定されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の静圧気体軸受スピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受に設けられた通気孔を介して当該軸受と回転軸との隙間に高圧気体を供給することにより、回転軸を非接触状態で回転可能に支持する静圧気体軸受スピンドルに関する。
【背景技術】
【０００２】
静圧気体軸受は、回転軸（スピンドル）を高圧気体の圧力により非接触状態で回転可能に支持するタイプの軸受であり、他の方式の軸受と比較して、摩擦損失が少なく、回転精度が高い。このため、静圧気体軸受は、高速回転させるスピンドルの支持に適しており、従来より、精密加工機の工具用のスピンドル、精密検査装置のワーク用のスピンドル、静電塗装機用のスピンドルなどの支持に用いられてきた。このような静圧気体軸受を利用したスピンドルの一例が、特開平６−３１２３０３号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
前述の通り、静圧気体軸受を利用したスピンドル（静圧気体軸受スピンドル）においては、スピンドルが静圧気体軸受に対して高速で回転される。このため、例えば停電によって、スピンドルと軸受との隙間への高圧気体（例えば圧縮空気）の供給が不所望に遮断されてしまうと、スピンドルが高速回転している状態のままで軸受に接触し、両者が焼き付いてしまう場合があった。
【０００４】
このような焼き付きの問題を回避するために、特開２００２−３９１８１号公報（特許文献２）では、図７に示すように、静圧気体軸受のハウジング内に黒鉛などの自己潤滑性に優れた材料から構成された軸受部材（軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１）を、焼嵌め、圧入または接着などの適宜の手段により嵌合固定することが、提案されている。
【０００５】
図７に示すように、特許文献２のスピンドルは、円筒状の軸部（主軸２０１）と、主軸２０１に連設されたフランジ部（スラスト板２０２）と、を有している。また、軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１は、スラスト板２０２をわずかな隙間をあけて軸方向の両側から挟むように配置されている。このような静圧気体軸受スピンドルにおいては、軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１に設けられた複数の通気孔を介して当該軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１とスピンドルとの隙間に高圧気体が供給されるようになっている。具体的には、ハウジング２０５、２０６の内面に、通気路２１６、２１７、２１８を介して給気孔２１５に連通する円周溝２１９、２２０、２２１が設けられており、給気孔２１５に供給される高圧気体がこれらの円周溝２１９、２２０、２２１に導入されるようになっている。更に、軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１には、円周溝２１９、２２０、２２１に連通する複数の通気孔（ジャーナル軸受ノズル２１２及びスラスト軸受ノズル２１３、２１４）が設けられていて、これらの通気孔を介して、主軸２０１及びスラスト板２１２と軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１との間に高圧気体が供給される（吹き付けられる）ようになっている。
【０００６】
この時、スラスト軸受ノズル２１３、２１４と各々連通する円周溝２１９、２２１に存在する高圧気体によって、軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１がスラスト板２０２に近接する方向に力を受ける。この力は、軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１とハウジング２０５、２０６との間に生じる摩擦力によって打ち消される。一般に、この摩擦力は、軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１とハウジング２０５、２０６との接触面の径方向の面圧に依存する。そして、この面圧は、例えば軸受スリーブ２１０及び軸受板２１１をハウジング２０５、２０６内に焼嵌めによって固定する場合には、嵌め代の大きさに依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３１２３０３号公報
【特許文献２】特開２００２−３９１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の通り、軸受部材は、黒鉛などの自己潤滑性を有する材料から構成されることが好ましい。しかしながら、黒鉛は金属よりも靱性が低い（脆性破壊し易い）ため、軸受部材をハウジングに焼嵌めによって固定する際に大きな嵌め代をとることができない。このため、軸受部材とハウジングとの接触領域に作用する軸方向の静止摩擦力が、円周溝に存在する高圧気体によって軸受部材に加えられる力に対抗するには十分でない場合があった。この場合、静圧気体軸受スピンドルの使用中に軸受部材がフランジ部に近接する方向に位置ズレしてしまい、軸受部材とフランジ部とが接触して、正常な運転が妨げられてしまう虞がある。
【０００９】
本発明は、以上のような問題に鑑みて創案されたものである。本発明の目的は、軸受部材をハウジングに焼嵌めによって固定する際に、大きな嵌め代をとらなくても、軸受部材とハウジングとの間に作用する軸方向の静止摩擦力を高め、長期間の使用によっても軸受部材がハウジングに対して軸方向に位置ズレしない静圧気体軸受スピンドルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、内面に気体が通流可能な溝が設けられたハウジングと、前記ハウジングに内嵌固定され、前記溝に連通する通気孔が外面から内面まで貫通して設けられた筒形の軸受部材と、前記軸受部材の内部に配置された回転軸と、を備え、前記軸受部材の前記ハウジングに接触している領域と前記ハウジングの前記軸受部材に接触している領域との少なくとも一方が、他方に対する軸方向の静止摩擦力を高めるための凹パターンを有しており、前記凹パターンは、少なくとも一部の断面が開放側の表面と共にエッジ部を形成するような凹パターンであることを特徴とする静圧気体軸受スピンドルである。
【００１１】
本発明によれば、軸受部材のハウジングに接触している領域とハウジングの軸受部材に接触している領域との少なくとも一方が凹パターンを有しており、この凹パターンは、断面が開放側の表面と共にエッジ部を形成するような凹パターンであるため、当該エッジ部がハウジングの内面に対して相対移動することに対する抵抗（静止摩擦力）が高められている。このことにより、例えば軸受部材をハウジングに焼嵌めによって固定する場合において、大きな嵌め代をとらなくても、軸受部材とハウジングとの間に作用する軸方向の静止摩擦力を高めることができ、長期間の使用によっても軸受部材がハウジングに対して軸方向に位置ズレしない静圧気体軸受スピンドルを提供することができる。
【００１２】
例えば、前記凹パターンの最大深さは、２０μｍ以下である。
【００１３】
また、好ましくは、前記凹パターンは、軸方向に垂直な方向に周回する複数の環状の単位凹パターンが互いに平行に配置されて構成されている。
【００１４】
この場合、複数の単位凹パターンのエッジ部により、当該エッジ部がハウジングの内面に対して軸方向に相対移動することに対する抵抗（静止摩擦力）が一層高められる。
【００１５】
このような複数の環状の単位凹パターンは、例えば、互いに等間隔で配置されている。
【００１６】
以上のような静圧気体軸受スピンドルは、例えば、前記回転軸が、円筒状の軸部と、当該軸部の軸方向の少なくとも一部に設けられた径方向外側に張り出したフランジ部と、を有しており、前記軸受部材が、前記フランジ部を軸方向の両側から挟むスラスト軸受面を有するスラスト軸受部と、前記軸部の外周面を取り囲むジャーナル軸受面を有するジャーナル軸受部と、を有しており、前記凹パターンが、前記スラスト軸受部の前記ハウジングに接触している領域、前記ジャーナル軸受部の前記ハウジングに接触している領域、前記ハウジングの前記スラスト軸受部に接触している領域、及び、前記ハウジングの前記ジャーナル軸受部に接触している領域、のうちの少なくとも１つに設けられている。
【００１７】
また、好ましくは、前記軸受部材は、黒鉛を有する材料から構成されており、焼嵌めによって前記ハウジングに内嵌固定されている。この場合、軸受部材が自己潤滑性を有し耐焼き付き性に優れているため、回転軸が高速回転している状態のままで軸受部材に接触しても、回転軸と軸受部材との焼き付きを回避することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、軸受部材のハウジングに接触している領域とハウジングの軸受部材に接触している領域との少なくとも一方が凹パターンを有しており、この凹パターンは、断面が開放側の表面と共にエッジ部を形成するような凹パターンであるため、当該エッジ部がハウジングの内面に対して相対移動することに対する抵抗（静止摩擦力）が高められている。このことにより、例えば軸受部材をハウジングに焼嵌めによって固定する場合において、大きな嵌め代をとらなくても、軸受部材とハウジングとの間に作用する軸方向の静止摩擦力を高めることができ、長期間の使用によっても軸受部材がハウジングに対して軸方向に位置ズレしない静圧気体軸受スピンドルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態の静圧気体軸受スピンドルの概略的な斜視断面図である。
【図２】図１の静圧気体軸受スピンドルのジャーナル軸受部に採用される凹パターンの一例を示しており、図２（ａ）は、図１のＡ部に採用される凹パターンの例であり、図２（ｂ）は、図１のＡ’部に採用される凹パターンの例である。
【図３】図１の静圧気体軸受スピンドルのスラスト軸受部に採用される凹パターンの一例を示しており、図３（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの例であり、図３（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの例である。
【図４】図１の静圧気体軸受スピンドルのスラスト軸受部に採用される凹パターンの他の例を示しており、図４（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの例であり、図４（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの例である。
【図５】図１の静圧気体軸受スピンドルのスラスト軸受部に採用される凹パターンの他の例を示しており、図５（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの例であり、図５（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの例である。
【図６】図１の静圧気体軸受スピンドルのスラスト軸受部に採用される凹パターンの他の例を示しており、図６（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの例であり、図６（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの例である。
【図７】特許文献２の静圧気体軸受スピンドルの概略的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、添付の図面を参照して本発明の一実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態の静圧気体軸受スピンドル１００の概略的な斜視断面図である。本実施の形態の静圧気体軸受スピンドル１００は、内面に気体が通流可能な複数の円周溝１１が設けられたハウジング１０と、ハウジング１０に内嵌固定され、円周溝１１に連通する不図示の通気孔が外面から内面まで貫通して設けられた筒形の軸受部材２０と、軸受部材２０の内部に配置された回転軸３０と、を備えている。
【００２２】
本実施の形態の回転軸３０は、図１に示すように、円筒状の軸部３１と、軸部３１の軸方向の一部に設けられた径方向外側に張り出したフランジ部３２と、を有しており、一方の端部（図１における左方端部）に回転対象物が取付可能となっている。また、図示されていないが、回転軸３０の他方の端部（図１における右方端部）は、モータの駆動軸に接続されている。
【００２３】
また、本実施の形態の軸受部材２０は、黒鉛から構成されており、フランジ部３２の軸方向の一方の側（図１における左側）に配置された第１軸受部材２１と、フランジ部３２の軸方向の他方の側（図１における右側）に配置された第２軸受部材２２と、を有している。第１軸受部材２１は、円筒状の第１ジャーナル軸受部２３と、この第１ジャーナル軸受部２３の他方の端部に設けられた径方向外側に張り出した第１スラスト軸受部２４と、を有している。また、第２軸受部材２２は、円筒状の第２ジャーナル軸受部２５と、この第２ジャーナル軸受部２５の一方の端部に設けられた径方向外側に張り出した第２スラスト軸受部２６と、を有している。第１スラスト軸受部２４及び第２スラスト軸受部２６は、フランジ部３２を挟んで対向しており、それらの間の離間距離がフランジ部３２の軸方向の幅よりもわずかに大きくなるように配置されている。
【００２４】
軸受部材２０に設けられた通気孔は、第１ジャーナル軸受部２３、第１スラスト軸受部２４、第２ジャーナル軸受部２５及び第２スラスト軸受部２６のそれぞれに周方向に等間隔で配置されており、ハウジング１０の円周溝１１に供給される高圧気体（圧縮空気）が軸受部材２０と回転軸３０との隙間、すなわち、第１及び第２ジャーナル軸受部２３、２５と軸部３１との隙間、並びに、第１及び第２スラスト軸受部２４、２６とフランジ部３２との隙間、に満遍なく吹き付けられるようになっている。このような第１軸受部材２１及び第２軸受部材２２は、例えば焼嵌めによってハウジング１０内に固定されている。
【００２５】
本実施の形態では、軸受部材２０のハウジング１０に接触している領域に、ハウジング１０の軸受部材２０に接触している領域に対する軸方向の摩擦力を高めるための凹パターンが設けられている。本実施の形態の静圧気体軸受スピンドル１００の第１及び第２ジャーナル軸受部２３、２５に採用される凹パターンの一例が図２に示されており、図２（ａ）は、図１のＡ部に採用される凹パターンの例であり、図２（ｂ）は、図１のＡ’部に採用される凹パターンの例である。また、第１及び第２スラスト軸受部２４、２６に採用される凹パターンの一例が図３に示されており、図３（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの例であり、図３（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの例である。なお、図２及び図３において、ハウジング１０の図示は省略されている。
【００２６】
本実施の形態の軸受部材２０は、図２（ａ）に示すように、第１ジャーナル軸受部２３のハウジング１０に接触している領域（図１のＡ部）に、軸方向に垂直な方向に周回する深さ１５〜２０μｍ、幅０．５ｍｍの２本の単位凹パターン２７ａが、幅１ｍｍの間隔をあけて設けられている。第１ジャーナル軸受部２３の一方の端部（図２（ａ）における左端部）側の単位凹パターン２７ａは、幅の中心が当該端部から１．２５ｍｍの距離に位置している。
【００２７】
本実施の形態では、２本の単位凹パターン２７ａは、図２（ａ）に示すように、共に矩形断面を有しており、開放側の表面と共に略直角のエッジ部２８ａを形成している。すなわち、本実施の形態の第１ジャーナル軸受部２３は、ハウジング１０に面する領域内の軸方向の４箇所に略直角のエッジ部２８ａを有している。
【００２８】
また、本実施の形態の軸受部材２０は、図２（ｂ）に示すように、第２ジャーナル軸受部２５のハウジング１０に接触している領域（図１のＡ’部）にも、同様の凹パターンが設けられている。すなわち、当該領域に、軸方向に垂直な方向に周回する深さ１５〜２０μｍ、幅０．５ｍｍの２本の単位凹パターン２７ａ’が、幅１ｍｍの間隔をあけて設けられており、第２ジャーナル軸受部２５の他方の端部（図２（ｂ）における右端部）側の単位凹パターン２７ａ’が、幅の中心が当該他方の端部から１．２５ｍｍの距離に位置している。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、２本の単位凹パターン２７ａ’も、共に矩形断面を有しており、開放側の表面と共に略直角のエッジ部２８ａ’を形成している。すなわち、第２ジャーナル軸受部２５も、ハウジング１０に面する領域内の軸方向の４箇所に略直角のエッジ部２８ａ’を有している。
【００３０】
更に、本実施の形態の軸受部材２０は、図３（ａ）に示すように、第１スラスト軸受部２４のハウジング１０に接触している領域（図１のＢ部）に、軸方向に垂直な方向に周回する深さ１５〜２０μｍ、幅０．５ｍｍの３本の単位凹パターン２７ｂが、幅１ｍｍの間隔をあけて等間隔で設けられており、一方の端部（図３（ａ）における左端部）側の単位凹パターン２７ｂが、幅の中心が当該端部から０．７５ｍｍの距離に位置している。本実施の形態の第１スラスト軸受部２４の軸方向の幅は５ｍｍであるため、第１スラスト軸受部２４の他方の端部（図３（ａ）における右端部）側の単位凹パターン２７ｂは、幅の中心が当該端部から１．２５ｍｍの距離に位置している。
【００３１】
本実施の形態では、３本の単位凹パターン２７ｂは、図３（ａ）に示すように、共に矩形断面を有しており、開放側の表面と共に略直角のエッジ部２８ｂを形成している。すなわち、本実施の形態の第１スラスト軸受部２４は、ハウジング１０に面する領域内の軸方向の６箇所にエッジ部２８ｂを有している。
【００３２】
また、本実施の形態の軸受部材２０は、図３（ｂ）に示すように、第２スラスト軸受部２６のハウジング１０に接触している領域（図１のＢ’部）にも、同様の凹パターンが設けられている。すなわち、当該領域に、軸方向に垂直な方向に周回する深さ１５〜２０μｍ、幅０．５ｍｍの３本の単位凹パターン２７ｂ’が、幅１ｍｍの間隔をあけて等間隔で設けられている。第２スラスト軸受部２６の一方の端部（図３（ｂ）における左端部）側の単位凹パターン２７ｂ’は、幅の中心が当該端部から１．２５ｍｍの距離に位置しており、他方の端部（図３（ｂ）における右端部）側の単位凹パターン２７ｂ’は、幅の中心が当該端部から０．７５ｍｍの距離に位置している。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように、３本の単位凹パターン２７ｂ’も、共に矩形断面を有しており、開放側の表面と共に略直角のエッジ部２８ｂ’を形成している。すなわち、第２スラスト軸受部２６も、ハウジング１０に面する領域内の軸方向の６箇所にエッジ部２８ｂ’を有している。
【００３４】
本実施の形態では、以上のような各単位凹パターン２７ａ、２７ａ’、２７ｂ、２７ｂ’の各エッジ部２８ａ、２８ａ’、２８ｂ、２８ｂ’が、ハウジング１０の内面に引っ掛かることにより、軸受部材２０がハウジング１０に対して軸方向に相対移動することに対する抵抗（静止摩擦力）が高められるようになっている。
【００３５】
次に、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドル１００の作用について説明する。
【００３６】
まず、静圧気体軸受スピンドル１００のハウジング１０が適宜の支持体によって所望の位置に支持され、この状態で、回転軸３０の一方の端部（図１の左端部）に回転対象物が取り付けられる。この時点では、回転軸３０は軸受部材２０の内面の一部に当接して支持されている。
【００３７】
そして、適宜の高圧気体の供給装置によって、高圧気体がハウジング１０に設けられた給気孔及び通気路を介して円周溝１１に供給される。この高圧気体は、軸受部材２０の外面から内面まで貫通して設けられた、円周溝１１に連通する通気孔を介して、軸受部材２０と回転軸３０との隙間に供給される（吹き付けられる）。前述の通り、この通気孔は、第１及び第２ジャーナル軸受部２３、２５並びに第１及び第２スラスト軸受部２４、２６のそれぞれに周方向に等間隔で設けられているため、高圧気体は、回転軸３０の軸部３１及びフランジ部３２の両方に、満遍なく吹き付けられる。回転軸３０は、この高圧気体の圧力によって浮上され、軸受部材２０との間にわずかな隙間があけられた状態で支持される。
【００３８】
この時、第１軸受部材２１は、第１スラスト軸受部２４に設けられた通気孔と連通する円周溝１１に存在する高圧気体によって、フランジ部３２に近接する方向（図１における左方から右方に向かう方向）に力を受ける。この時、第１ジャーナル軸受部２３及び第１スラスト軸受部２４のハウジング１０に接触しているそれぞれの領域（図１のＡ部及びＢ部）に設けられた各単位凹パターン２７ａ、２７ｂの各エッジ部２８ａ、２８ｂが、例えばハウジング１０の内面の微小な凸部に引っ掛かり、第１軸受部材２１とハウジング１０との接触面に作用する軸方向の静止摩擦力が高められる。このことにより、第１軸受部材２１が高圧気体の圧力によってハウジング１０に対して軸方向に位置ズレしてしまう（抜けてしまう）ことが確実に回避される。
【００３９】
同様に、第２軸受部材２２は、第２スラスト軸受部２６に設けられた通気孔と連通する円周溝１１に存在する高圧気体によって、フランジ部３２に近接する方向（図１における右方から左方に向かう方向）に力を受ける。この時、第２ジャーナル軸受部２５及び第２スラスト軸受部２６のハウジング１０に接触しているそれぞれの領域（図１のＡ’部及びＢ’部）に設けられた各単位凹パターン２７ａ’、２７ｂ’の各エッジ部２８ａ’、２８ｂ’が、例えばハウジング１０の内面の微小な凸部に引っ掛かり、第２軸受部材２２とハウジング１０との接触面に作用する軸方向の静止摩擦力が高められる。このことにより、第２軸受部材２２が高圧気体の圧力によってハウジング１０に対して軸方向に位置ズレしてしまう（抜けてしまう）ことが回避される。
【００４０】
そして、モータによって回転軸３０が回転されることにより、回転対象物が回転され、所望の処理ないし加工が行われる。静圧気体軸受スピンドル１００の回転軸３０は、高圧気体を介して非接触で支持されていることにより、例えば１０，０００〜１００，０００ｒｐｍという回転速度で高速回転され得る。
【００４１】
所望の処理ないし加工が完了すると、モータが停止され、回転軸３０の回転が停止される。そして、回転対象物が回転軸３０から取り外される。
【００４２】
以上のような本実施の形態によれば、軸受部材２０のハウジング１０に接触している領域が凹パターンを有しており、この凹パターンは、断面が開放側の表面と共にエッジ部２８ａ、２８ａ’、２８ｂ、２８ｂ’を形成するような凹パターンであるため、当該エッジ部２８ａ、２８ａ’、２８ｂ、２８ｂ’がハウジング１０の内面に対して相対移動することに対する抵抗（静止摩擦力）が高められている。このことにより、例えば軸受部材２０をハウジング１０に焼嵌めによって固定する場合において、大きな嵌め代をとらなくても、軸受部材２０とハウジング１０との間に作用する軸方向の静止摩擦力を高めることができ、長期間の使用によっても軸受部材２０がハウジング１０に対して軸方向に位置ズレしない静圧気体軸受スピンドル１００を提供することができる。
【００４３】
本実施の形態の凹パターンは、軸方向に垂直な方向に周回する複数の環状の単位凹パターン２７ａ、２７ａ’、２７ｂ、２７ｂ’が等間隔で互いに平行に配置されて構成されているため、複数の単位凹パターン２７ａ、２７ａ’、２７ｂ、２７ｂ’のエッジ部２８ａ、２８ａ’、２８ｂ、２８ｂ’により、当該エッジ部２８ａ、２８ａ’、２８ｂ、２８ｂ’がハウジング１０の内面に対して軸方向に相対移動することに対する抵抗（静止摩擦力）が一層高められている。
【００４４】
また、本実施の形態の軸受部材２０は、自己潤滑性を有し耐焼き付き性に優れている黒鉛から構成されており、焼嵌めによってハウジング１０に内嵌固定されている。このため、軸受部材２０が自己潤滑性を有し耐焼き付き性に優れているため、回転軸３０が高速回転している状態のままで軸受部材２０に接触しても、回転軸３０と軸受部材２０との焼き付きを回避することができる。
【００４５】
以上の実施の形態では、矩形断面を有する単位凹パターン２７ａ、２７ａ’、２７ｂ、２７ｂ’が採用されているが、他の断面形状を有する単位凹パターンも採用可能である。図４乃至図６は、図１の静圧気体軸受スピンドル１００の第１及び第２スラスト軸受部２４、２６に採用される凹パターンの他の例を示しており、図４（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの例であり、図４（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの例である。また、図５（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの他の例であり、図５（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの他の例である。また、図６（ａ）は、図１のＢ部に採用される凹パターンの更に他の例であり、図６（ｂ）は、図１のＢ’部に採用される凹パターンの更に他の例である。なお、図４乃至図６において、ハウジング１０の図示は省略されている。
【００４６】
図４及び図５に示すように、凹パターンは、例えば、第１及び第２スラスト軸受部２４、２６のハウジング１０に接触する領域に設けられた、軸方向に垂直な方向に周回する、Ｖ字状の断面を有する凹パターンであっても良い。このＶ字状の断面は、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、底部の角度が６０°であり、Ｖ字を構成する２つの壁面のうち、第１軸受部材２１においては一方の側（図４（ａ）における左側）の壁面が、第２軸受部材２２においては他方の側（図４（ｂ）における右側）の壁面が、それぞれ軸方向に対して垂直に設けられている。すなわち、各凹パターンは、断面が開放側の表面と共に、各単位凹パターンのフランジ部３２の近位側においては１５０°のエッジ部を、各単位凹パターンのフランジ部３２の遠位側においては略直角のエッジ部を、それぞれ３つずつ形成している。
【００４７】
あるいは、Ｖ字状の断面は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、例えば、底部の角度が９０°の直角二等辺三角形状であっても良い。各凹パターンは、断面が開放側の表面と共に１３５°のエッジ部を６つ形成している。
【００４８】
あるいは、図６に示すように、凹パターンは、例えば、第１及び第２スラスト軸受部２４、２６のハウジング１０に接触する領域に設けられた、軸方向に垂直な方向に周回する、半円状の断面を有する凹パターンであっても良い。すなわち、各凹パターンは、各単位凹パターンと開放側の表面とが接する位置の近傍において、断面が当該開放側の表面と共に略直角のエッジ部を形成している。
【００４９】
以上のような図４乃至図６に示されているそれぞれの凹パターンによっても、各単位凹パターンの各エッジ部がハウジング１０の内面に対して軸方向に相対移動することに対する抵抗（静止摩擦力）が高められるため、例えば軸受部材２０をハウジング１０に焼嵌めによって固定する場合において、大きな嵌め代をとらなくても、軸受部材２０とハウジング１０との間に作用する軸方向の静止摩擦力を高めることができる。
【００５０】
なお、図４乃至図６には、第１及び第２スラスト軸受部２４、２６に採用される凹パターンのみが示されているが、同様の凹パターンが第１及び／または第２ジャーナル軸受部２３、２５に設けられても良い。
【００５１】
また、図２乃至図６においては、複数の単位凹パターンが互いに１ｍｍの間隔をあけて等間隔で配置されているが、このような配置に限定されず、複数の単位凹パターンが互いに異なる間隔をあけて配置されていても良い。
【００５２】
また、凹パターンは、ハウジング１０と軸受部材２０とが接触している領域に設けられていれば良い。具体的には、凹パターンは、第１スラスト軸受部２４のハウジング１０に接触している領域、第１ジャーナル軸受部２３のハウジング１０に接触している領域、ハウジング１０の第１スラスト軸受部２４に接触している領域、ハウジング１０の第１ジャーナル軸受部２３に接触している領域、第２スラスト軸受部２６のハウジング１０に接触している領域、第２ジャーナル軸受部２５のハウジング１０に接触している領域、ハウジング１０の第２スラスト軸受部２６に接触している領域、ハウジング１０の第２ジャーナル軸受部２５に接触している領域、のうちの少なくとも１つに設けられていれば良い。
【符号の説明】
【００５３】
１０  ハウジング
２０  軸受部材
２１  第１軸受部材
２２  第２軸受部材
２３  第１ジャーナル軸受部
２４  第１スラスト軸受部
２５  第２ジャーナル軸受部
２６  第２スラスト軸受部
２７ａ  単位凹パターン
２７ａ’  単位凹パターン
２７ｂ  単位凹パターン
２７ｂ’  単位凹パターン
２８ａ  エッジ部
２８ａ’  エッジ部
２８ｂ  エッジ部
２８ｂ’  エッジ部
３０  回転軸
３１  軸部
３２  フランジ部
１００  静圧気体軸受スピンドル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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