(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過する加圧気体の流量を調整するための表面絞り層が表層部に設けられた静圧多孔質軸受の製造方法において、
ベース部材に多孔質体が装着される凹部を設け、
この凹部に多孔質体を装着し、
前記多孔質体の表面が、その周囲の前記ベース部材から所定量だけ突出した状態となるように、前記多孔質体の表面に機械加工を施し、
前記多孔質体の表面及び前記ベース部材の表面の上に、骨材、バインダ材及び有機溶剤を含有する混合液を塗布し、
前記混合液を硬化させて、多孔質の表面絞り層を形成し、
その後、前記ベース部材の表面の上にも前記表面絞り層が残されるように、前記表面絞り層の表面に機械加工を施して軸受面を形成すること、
を特徴とする静圧多孔質軸受の製造方法。
【請求項２】
前記多孔質体はブロンズの焼結体からなり、
前記ベース部材はステンレス鋼からなること、
を特徴とする請求項１に記載の静圧多孔質軸受の製造方法。
【請求項３】
前記多孔質体の表面に機械加工を施す際、その周囲の前記ベース部材からの前記多孔質体の表面の突出量の目標値を、５μｍ以上、５０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の静圧多孔質軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通過する加圧気体の流量を調整するための表面絞り層が表層部に設けられた静圧多孔質軸受の製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
静圧多孔質軸受を用いた支持機構には、スピンドル・タイプ、ロータリーテーブル・タイプ及びリニアテーブル・タイプなど様々なものがある。
【０００３】
その一例として、図３にリニアテーブルの概要を示す。スライダ３は、ベッド１を跨るように、ベッド１の上に支持されている。ベッド１の両側面からは矩形断面のレール２が張り出している。各レール２の上面はベッド１の上端面から僅かに突出している。スライダ３の裏面の両側には、左右のレール２を周囲からそれぞれ取り囲む様に、溝４が設けられている。溝４の内側の各面は、レール２の上下の面及び一方の側面に僅かな隙間を介してそれぞれ対向している。溝４の内側の各面には、それぞれ静圧多孔質軸受５が埋め込まれている。
【０００４】
図４に、静圧多孔質軸受５の部分の拡大断面図を示す。スライダ３の裏面に設けられた上記溝４の内側の各面には、凹部１２が形成され、その中に多孔質体１５が埋め込まれている。以下、スライダ３の一部分であって、凹部１２の周囲に当たる部分をベース部材１１と呼ぶ。凹部１２の底には、加圧空気を導入するための加圧空気供給孔１３が開口している。多孔質体１５の表面（図４では上面）には表面絞り層１６が設けられている。多孔質体１５の表面は、ベース部材１１の表面と同一の平面上にあり、表面絞り層１６は、ベース部材１１の上にも連続して設けられている。
【０００５】
図５（ａ）〜（ｆ）に、従来の静圧多孔質軸受の製造方法を示す。
【０００６】
先ず、図５（ａ）に示すように、ベース部材１１に凹部１２及び加圧空気供給孔１３を加工する。図５（ｂ）に示すように、ベース部材１１の表面に機械加工を施し、粗仕上げを行う。図５（ｃ）に示すように、凹部１２の中に多孔質体１５を装着する。
【０００７】
次に、図５（ｄ）に示すように、多孔質体１５及びその周囲のベース部材１１の表面（図では上面）に機械加工を施し、多孔質体１５及びベース部材１１の表面を同一の平面に仕上げる。なお、多孔質体１５の表面を加工する際には、多孔質体１５に目詰まりが生じないような加工方法を採用する。
【０００８】
次に、多孔質体１５及びベース部材１１の表面に、骨材、バインダ材及び有機溶剤を含有する混合液を塗布し、これを硬化させて、図５（ｅ）に示すように、多孔質の表面絞り層１６ａを形成する。最後に、図５（ｆ）に示すように、表面絞り層１６の表面を切削して（または研削して）、軸受面を仕上げる。好ましくは、表面絞り層１６の表面を切削する（または研削する）際、表面絞り層１６を通過する加圧空気の流量を測定し、その流量が所定の値になるように調整する。
【０００９】
（従来の製造方法の問題点）
従来の静圧多孔質軸受の製造方法では、上記の様に、上記混合液を塗布する前に多孔質体１５の表面及びその周囲のベース部材１１の表面を機械加工によって同時に仕上げているため、多孔質体１５とベース部材１１に、互いに切削性が類似する材料を使用する必要がある。例えば、多孔質体１５にブロンズの焼結体が使用される場合、ベース部材１１には、銅、アルミニウムまたはジュラルミン等が使用される。
【００１０】
ところで、高い案内精度が要求される摺動部材では、可動体と支持部材の間の隙間（軸受間隙）が数μｍ〜数十μｍ程度と、非常に狭くなる。この様に小さな軸受間隙を安定的に確保するためには、多孔質体１５、ベース部材１１及びその相手方部材の相互の間で熱膨張率の差が小さいことが要求される。しかし、ブロンズ系の焼結体と、上記の銅、アルミニウム、ジュラルミン等とは、熱膨張率の差が大きいので、軸受間隙を狭くすることには限界がある。
【００１１】
なお、前述の様に、静圧多孔質軸受を用いた支持機構には、スピンドル・タイプ、ロータリーテーブル・タイプ及びリニアテーブル・タイプなどがある。この内、リニアテーブル・タイプの場合には高い剛性が要求されることが多く、その様な場合には、レール及びスライダ（ベース部材）にステンレス鋼系の材料が使用される。また、ロータリーテーブル・タイプの場合には、回転位置決め後に加圧空気の供給を停止し、可動テーブルと支持台（ベース部材）を密着させてクランプすることがある。そのような場合にも、面圧強度を確保するためにステンレス鋼系の材料が使用される。しかし、ステンレス鋼とブロンズ系の焼結体からなる多孔質体とは切削性が大幅に異なっているので、先に示したような静圧多孔質軸受の製造方法を採用することができない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の静圧多孔質軸受の製造方法についての問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、多孔質体とそれが装着されるベース部材との間で切削性が大幅に異なる場合にも適用することができる静圧多孔質軸受の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の静圧多孔質軸受の製造方法は、
通過する加圧気体の流量を調整するための表面絞り層が表層部に設けられた静圧多孔質軸受の製造方法において、
ベース部材に多孔質体が装着される凹部を設け、
この凹部に多孔質体を装着し、
前記多孔質体の表面が、その周囲の前記ベース部材から所定量だけ突出した状態となるように、前記多孔質体の表面に機械加工を施し、
前記多孔質体の表面及び前記ベース部材の表面の上に、骨材、バインダ材及び有機溶剤を含有する混合液を塗布し、
前記混合液を硬化させて、多孔質の表面絞り層を形成し、
その後、前記表面絞り層の表面に機械加工を施して軸受面を形成すること、
を特徴とする。
【００１４】
本発明の静圧多孔質軸受の製造方法によれば、前記混合液の塗布に先立って前記多孔質体の表層部分に機械加工を施す際、同時に前記ベース部材の表面にも機械加工を施す必要がない。従って、前記ベース部材の表面を、予め他の機械加工方法を用いて仕上げておくことができるので、前記多孔質体と前記ベース部材に切削性が互いに類似する材料を使用する必要が無い。このように、本発明の方法によれば、材料の組み合わせに関する制約が緩和されるので、従来の方法と比べて容易に、高い剛性を備え且つ高い案内精度を備えた静圧多孔質軸受を製造することができる。
【００１５】
例えば、前記多孔質体がブロンズの焼結体からなり、前記ベース部材がステンレス鋼からなる場合にも、本発明の製造方法を適用すれば、高い案内精度を備えた静圧多孔質軸受を製造することができる。
【００１６】
なお、上記の機械加工を施した後における前記多孔質体の表面の、その周囲の前記ベース部材からの突出量の目標値は、前記多孔質体の表面に機械加工を施す際の条件、即ち前記多孔質体及び前記ベース部材の形状及び採用される機械加工方法に依るが、例えば、５μｍ以上、５０μｍ以下程度が適当である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の方法に基づいて製造される静圧多孔質軸受の概要を示す。図中、１１はベース部材、１２は凹部、１５は多孔質体、１６は表面絞り層を表す。
【００１８】
ベース部材１１には、凹部１２が形成され、その中に多孔質体１５が埋め込まれている。凹部１２の底には、加圧空気を導入するための加圧空気供給孔１３が開口している。多孔質体１５の表面（図１では上面）には、表面絞り層１６が設けられている。多孔質体１５の表面（表面絞り層１６との境界面）は、ベース部材１１の表面よりも所定量だけ突出した位置にある。表面絞り層１６は、ベース部材１１の上にも連続して設けられている。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｆ）に、本発明の静圧多孔質軸受の製造方法を示す。
【００２０】
先ず、図２（ａ）に示すように、ステンレス鋼製（ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２０Ｊ２等）のベース部材１１に凹部１２及び加圧空気供給孔１３を加工する。図２（ｂ）に示すように、ベース部材１１の表面を切削して、表面を仕上げる。図２（ｃ）に示すように、凹部１２の中に青銅鋳物３種（Ｃｕ：８８ｗｔ％、Ｓｎ：１０ｗｔ％、Ｐｂ：２ｗｔ％）の焼結体からなる多孔質体１５を装着する。
【００２１】
次に、図２（ｄ）に示すように、多孔質体１５の表面（図では上面）を単結晶ダイヤモンドバイトを用いて切削する。このとき、多孔質体１５の表面の高さが、その周囲のベース部材１１の表面から僅かに突出した位置になるように仕上げる。なお、上記のように単結晶ダイヤモンドバイトを用いて切削すれば、ブロンズの焼結体からなる多孔質体１５の表面を、目詰まりを生じさせることなく加工することができる。また、上記の突出量ｈは、例えば２０μｍ程度である。
【００２２】
次に、多孔質体１５及びベース部材１１の表面に、二硫化モリブデンからなる骨材、エポキシ樹脂系のバインダ材、及び混合有機溶剤を含有する混合液を塗布し、これを硬化させて、図２（ｅ）に示すように、多孔質の表面絞り層１６ａを形成する。
【００２３】
最後に、図２（ｆ）に示すように、表面絞り層１６の表面を単結晶ダイヤモンドバイトを用いて切削して、軸受面を仕上げる。なお、単結晶ダイヤモンドバイトを用いて切削すれば、上記の表面絞り層１６の表面を、目詰まりを生じさせることなく加工することができる。好ましくは、表面絞り層１６の表面を切削する際、表面絞り層１６を通過する加圧空気の流量を測定し、その流量が所定の値になるように調整する。
【００２４】
なお、以上では、リニアテーブルで使用される静圧多孔質軸受を製造する場合を例にして説明しているが、スピンドル・タイプやロータリーテーブル・タイプなどの他の支持機構で使用される静圧多孔質軸受を製造する際にも、同様に本発明の製造方法を適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の静圧多孔質軸受の製造方法によれば、多孔質体とベース部材に切削性が互いに類似する材料を使用する必要が無い。従って、本発明の方法によれば、材料の組み合わせに関する制約が緩和されるので、従来の方法と比べて容易に、高い剛性を備え且つ高い案内精度を備えた静圧多孔質軸受を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法により製造された静圧多孔質軸受の概要を示す断面図。
【図２】本発明の静圧多孔質軸受の製造方法について説明する図、（ａ）〜（ｆ）は各工程を示す図。
【図３】静圧多孔質軸受が使用されたリニアテーブルの例を示す断面図。
【図４】従来の方法により製造された静圧多孔質軸受の概要を示す断面図。
【図５】従来の静圧多孔質軸受の製造方法の一例について説明する図、（ａ）〜（ｆ）は各工程を示す図。
【符号の説明】
１・・・ベッド、
２・・・レール、
３・・・スライダ、
４・・・溝、
５・・・静圧多孔質軸受、
１１・・・ベース部材、
１２・・・凹部、
１３・・・加圧空気供給孔、
１５・・・多孔質体、
１６ａ・・・表面絞り層（機械加工前）、
１６・・・表面絞り層。
【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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