JP2000087958A - 動圧気体軸受構造 - Google Patents
動圧気体軸受構造Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1005—Construction relative to lubrication with gas, e.g. air, as lubricant
- F16C33/101—Details of the bearing surface, e.g. means to generate pressure such as lobes or wedges
- F16C33/1015—Pressure generating grooves
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転の起動に要するトルクを小さくすること
ができるとともに、浮上回転数を低くすることが可能な
動圧気体軸受構造を提供する。 【解決手段】 動圧気体軸受構造は、固定軸１０１と、
固定軸１０１に半径方向に間隙を保って対向する中空円
筒状のスリーブ１０３と、スリーブ１０３の軸線方向の
端面に対向する対向面を有するスラスト板１０２とを備
える。スラスト板１０２の対向面は、スリーブ１０３と
スラスト板１０２との間で動圧を発生させるための溝１
０２ａと、内周部に形成された凸部１０２ｂと、その凸
部１０２ｂから外周部に向かって延在するように溝１０
２ａよりも浅く形成された凹部１０２ｃとを有する。凸
部１０２ｂの頂面は凹部１０２ｃの底から第１の高さの
位置にあり、対向面の外周部は凹部１０２ｃの底から第
１の高さよりも低い第２の高さの位置にある部分を含
む。
ができるとともに、浮上回転数を低くすることが可能な
動圧気体軸受構造を提供する。 【解決手段】 動圧気体軸受構造は、固定軸１０１と、
固定軸１０１に半径方向に間隙を保って対向する中空円
筒状のスリーブ１０３と、スリーブ１０３の軸線方向の
端面に対向する対向面を有するスラスト板１０２とを備
える。スラスト板１０２の対向面は、スリーブ１０３と
スラスト板１０２との間で動圧を発生させるための溝１
０２ａと、内周部に形成された凸部１０２ｂと、その凸
部１０２ｂから外周部に向かって延在するように溝１０
２ａよりも浅く形成された凹部１０２ｃとを有する。凸
部１０２ｂの頂面は凹部１０２ｃの底から第１の高さの
位置にあり、対向面の外周部は凹部１０２ｃの底から第
１の高さよりも低い第２の高さの位置にある部分を含
む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般的に動圧気
体軸受構造に関し、より特定的には、ハードディスクな
どの磁気記録装置や光磁気記録装置のモータに用いられ
る動圧気体軸受構造に関するものである。
体軸受構造に関し、より特定的には、ハードディスクな
どの磁気記録装置や光磁気記録装置のモータに用いられ
る動圧気体軸受構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記録装置などの回転駆動部に
は高い回転速度とともに回転精度が要求されるようにな
ってきている。このような高い回転速度と高い回転精度
が要求される精密モータをより高速度で回転させるため
に、動圧気体軸受を回転駆動部に用いることが提案され
ている。この動圧気体軸受を用いる回転駆動部において
は、回転体が回転すると、少なくともラジアル式気体軸
受体と回転体との間の空隙へ空気が強制的に導入され
る。これにより、その空隙内の空気圧が高められ、動圧
気体軸受を介して回転体が高速度で回転する。このよう
にして、動圧気体軸受を用いることにより、高速回転中
においても、回転精度の維持を期待することができる。
は高い回転速度とともに回転精度が要求されるようにな
ってきている。このような高い回転速度と高い回転精度
が要求される精密モータをより高速度で回転させるため
に、動圧気体軸受を回転駆動部に用いることが提案され
ている。この動圧気体軸受を用いる回転駆動部において
は、回転体が回転すると、少なくともラジアル式気体軸
受体と回転体との間の空隙へ空気が強制的に導入され
る。これにより、その空隙内の空気圧が高められ、動圧
気体軸受を介して回転体が高速度で回転する。このよう
にして、動圧気体軸受を用いることにより、高速回転中
においても、回転精度の維持を期待することができる。
【０００３】従来、この種の動圧気体軸受構造において
は、回転体のスラスト方向の位置を制御するために種々
の方法が提案されている。
は、回転体のスラスト方向の位置を制御するために種々
の方法が提案されている。
【０００４】スラスト方向の回転体の位置を制御する１
つの方法として、回転体の上下に２対の対向するスラス
ト板を設けることにより、回転体の上下方向からその位
置を規制する方法が提案されている。
つの方法として、回転体の上下に２対の対向するスラス
ト板を設けることにより、回転体の上下方向からその位
置を規制する方法が提案されている。
【０００５】また、モータのマグネットとヨークとの間
の引力を利用して、回転体を１対のスラスト板に押し付
けることにより回転体のスラスト方向の位置を制御する
方法も提案されている。
の引力を利用して、回転体を１対のスラスト板に押し付
けることにより回転体のスラスト方向の位置を制御する
方法も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような動圧気体
軸受を回転駆動部に用いた装置では、その消費電力を低
減するために頻繁に回転の起動と停止を繰返すことが可
能な設計が望まれている。
軸受を回転駆動部に用いた装置では、その消費電力を低
減するために頻繁に回転の起動と停止を繰返すことが可
能な設計が望まれている。
【０００７】しかしながら、スラスト方向の位置を制御
するために設けられたスラスト板の全面が回転体に密着
した状態から回転の起動が行なわれると、その起動に要
するモータの回転トルクが大きくなり、消費電力が増大
するという問題がある。また、その大きな回転トルクに
対応するためには、モータのマグネットコイルのサイズ
を大きくする必要があり、装置の小型化という要求を満
足することができないという問題がある。
するために設けられたスラスト板の全面が回転体に密着
した状態から回転の起動が行なわれると、その起動に要
するモータの回転トルクが大きくなり、消費電力が増大
するという問題がある。また、その大きな回転トルクに
対応するためには、モータのマグネットコイルのサイズ
を大きくする必要があり、装置の小型化という要求を満
足することができないという問題がある。
【０００８】この問題を解決するために、動圧気体軸受
を構成する回転体とラジアル軸受、回転体とスラスト軸
受の各々の接触部分の表面粗さを大きくすることによっ
て回転の起動を円滑に行ない、起動に要する時間を低減
する方法が特開平９−１２６２２９号公報で提案されて
いる。しかしながら、この方法を採用しても、回転の起
動に要する回転トルクを十分に小さくすることができな
いという問題があった。
を構成する回転体とラジアル軸受、回転体とスラスト軸
受の各々の接触部分の表面粗さを大きくすることによっ
て回転の起動を円滑に行ない、起動に要する時間を低減
する方法が特開平９−１２６２２９号公報で提案されて
いる。しかしながら、この方法を採用しても、回転の起
動に要する回転トルクを十分に小さくすることができな
いという問題があった。
【０００９】一方、スラスト方向の軸受体として動圧軸
受の代わりにピボット式の軸受部を採用した動圧軸受装
置の構造が実開平５−７３３１３号公報で提案されてい
る。この方法によれば、回転体の静止時には回転体が点
接触で支持されているので、回転の起動に要する回転ト
ルクは極めて小さい。
受の代わりにピボット式の軸受部を採用した動圧軸受装
置の構造が実開平５−７３３１３号公報で提案されてい
る。この方法によれば、回転体の静止時には回転体が点
接触で支持されているので、回転の起動に要する回転ト
ルクは極めて小さい。
【００１０】ところが、ピボット式の軸受部を採用する
と、回転中においても回転体が軸受部に接触した状態で
あるので、高速回転によって軸受部の摩耗が発生する。
ピボット式の軸受部を採用したオイル軸受装置の場合で
も、オイルの温度が上昇することによって軸受部が劣化
したり、オイルが飛散するので、この軸受装置も高速回
転には適さない。
と、回転中においても回転体が軸受部に接触した状態で
あるので、高速回転によって軸受部の摩耗が発生する。
ピボット式の軸受部を採用したオイル軸受装置の場合で
も、オイルの温度が上昇することによって軸受部が劣化
したり、オイルが飛散するので、この軸受装置も高速回
転には適さない。
【００１１】また、スラスト方向の回転体の位置を制御
するために、モータのマグネットとヨークとの間の引力
を利用した動圧気体軸受装置の場合には、その対称性が
悪いため、常に軸受部に対して倒れのモーメントが生じ
ていることがある。その結果、回転の起動時のトルクが
大きくなり、動圧軸受の寿命が短くなるという問題点が
あった。
するために、モータのマグネットとヨークとの間の引力
を利用した動圧気体軸受装置の場合には、その対称性が
悪いため、常に軸受部に対して倒れのモーメントが生じ
ていることがある。その結果、回転の起動時のトルクが
大きくなり、動圧軸受の寿命が短くなるという問題点が
あった。
【００１２】さらに、スラスト板の内周部に凸部を形成
することにより回転の起動トルクを低下させることがで
きる。この場合、回転数の上昇とともに動圧が発生し、
スラスト板の凸部と回転体との間に斥力が生ずる。しか
し、凸部の高さが大きいと、その発生する動圧が小さ
く、高速度で回転体を回転させた状態においてもスラス
ト板の凸部と回転体とが接触したままである。そのた
め、接触部分において局所的に摩擦熱が発生して温度が
高くなり、接触部分が摩耗しやすくなる。
することにより回転の起動トルクを低下させることがで
きる。この場合、回転数の上昇とともに動圧が発生し、
スラスト板の凸部と回転体との間に斥力が生ずる。しか
し、凸部の高さが大きいと、その発生する動圧が小さ
く、高速度で回転体を回転させた状態においてもスラス
ト板の凸部と回転体とが接触したままである。そのた
め、接触部分において局所的に摩擦熱が発生して温度が
高くなり、接触部分が摩耗しやすくなる。
【００１３】そこで、凸部の高さをできるだけ小さくす
ることが望ましい。スラスト動圧空気軸受を形成する回
転体の一端面とこの一端面に対向するハウジングの内面
とのいずれか一方の面に微小な凸部を形成することによ
り、小さな駆動力で回転体を容易に起動させることがで
きることは、特開平９−３１８９００号公報で提案され
ている。
ることが望ましい。スラスト動圧空気軸受を形成する回
転体の一端面とこの一端面に対向するハウジングの内面
とのいずれか一方の面に微小な凸部を形成することによ
り、小さな駆動力で回転体を容易に起動させることがで
きることは、特開平９−３１８９００号公報で提案され
ている。
【００１４】しかしながら、凸部の高さを小さくする場
合、スラスト板の表面に存在する凹凸の範囲内に埋もれ
る程度に凸部の高さが小さくなれば、スラスト板の表面
に存在する不規則な凸部が回転体に接触することにな
る。したがって、このようなスラスト板を製造する場合
には、内周部の微小な凸部以外の領域の表面を平滑に加
工する必要があり、製造コストが高くなるという問題が
あった。また、スラスト板とは別の部材で凸部を形成す
ることも可能である。この場合、製造工程が多くなり、
製造コストの上昇につながるという問題があった。
合、スラスト板の表面に存在する凹凸の範囲内に埋もれ
る程度に凸部の高さが小さくなれば、スラスト板の表面
に存在する不規則な凸部が回転体に接触することにな
る。したがって、このようなスラスト板を製造する場合
には、内周部の微小な凸部以外の領域の表面を平滑に加
工する必要があり、製造コストが高くなるという問題が
あった。また、スラスト板とは別の部材で凸部を形成す
ることも可能である。この場合、製造工程が多くなり、
製造コストの上昇につながるという問題があった。
【００１５】そこで、この発明の目的は、回転の起動ト
ルクを小さくすることができるとともに、起動時に接触
する部分の摩耗を防止することができるように浮上回転
数を低くすることが可能なスラスト動圧軸受構造を提供
することである。
ルクを小さくすることができるとともに、起動時に接触
する部分の摩耗を防止することができるように浮上回転
数を低くすることが可能なスラスト動圧軸受構造を提供
することである。
【００１６】また、回転の起動トルクを小さくすること
ができ、かつ起動時に接触する部分の摩耗を防止するこ
とができるとともに、安価で製造することができ、容易
に製造することが可能なスラスト動圧気体軸受構造を提
供することである。
ができ、かつ起動時に接触する部分の摩耗を防止するこ
とができるとともに、安価で製造することができ、容易
に製造することが可能なスラスト動圧気体軸受構造を提
供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明に従った動圧気
体軸受構造は、軸体と、この軸体に半径方向に間隙を保
って対向する中空円筒状の軸受体と、軸体または軸受体
の一方の軸線方向の端面に対向する対向面を有する板状
部材とを備える。板状部材の対向面は、軸体または軸受
体の一方と板状部材との間で動圧を発生させるための溝
と、内周部に形成された凸部と、その凸部から外周部に
向かって延在するように溝よりも浅く形成された凹部と
を有する。凸部の頂面は凹部の底から第１の高さの位置
にある。対向面の外周部は凹部の底から第１の高さより
も低い第２の高さの位置にある部分を含む。
体軸受構造は、軸体と、この軸体に半径方向に間隙を保
って対向する中空円筒状の軸受体と、軸体または軸受体
の一方の軸線方向の端面に対向する対向面を有する板状
部材とを備える。板状部材の対向面は、軸体または軸受
体の一方と板状部材との間で動圧を発生させるための溝
と、内周部に形成された凸部と、その凸部から外周部に
向かって延在するように溝よりも浅く形成された凹部と
を有する。凸部の頂面は凹部の底から第１の高さの位置
にある。対向面の外周部は凹部の底から第１の高さより
も低い第２の高さの位置にある部分を含む。
【００１８】上記のように板状部材の対向面を形成する
ことにより、回転体の静止状態においては内周部に形成
された凸部のみが、軸体または軸受体の一方に接触す
る。板状部材の対向面の外周部に向かって延在する凹部
は、回転体の静止時には軸体または軸受体の一方に接触
しない。このため、回転の起動時には、起動に要する回
転トルクを小さくすることができるとともに、板状部材
の対向面の外周部に位置する凹部と軸体または軸受体の
一方との間に形成される間隙が小さいので、溝以外の部
分で動圧が発生する。その結果、回転の起動時において
低い回転数で板状部材が、その対向する軸体または軸受
体の一方から浮上する。これにより、板状部材の内周部
に形成された凸部の摩耗を防止することができる。
ことにより、回転体の静止状態においては内周部に形成
された凸部のみが、軸体または軸受体の一方に接触す
る。板状部材の対向面の外周部に向かって延在する凹部
は、回転体の静止時には軸体または軸受体の一方に接触
しない。このため、回転の起動時には、起動に要する回
転トルクを小さくすることができるとともに、板状部材
の対向面の外周部に位置する凹部と軸体または軸受体の
一方との間に形成される間隙が小さいので、溝以外の部
分で動圧が発生する。その結果、回転の起動時において
低い回転数で板状部材が、その対向する軸体または軸受
体の一方から浮上する。これにより、板状部材の内周部
に形成された凸部の摩耗を防止することができる。
【００１９】また、板状部材の内周部に位置する凸部
と、その凸部から外周部に向かって延在しかつ溝よりも
浅い凹部とは、動圧を発生させるための溝を形成する工
程において、レーザ加工、ブラスト加工、またはエッチ
ング加工を採用することによって溝と同様に形成するこ
とができる。リアクティブイオンエッチングの場合に
は、溝を形成するために用いられるマスクを板状部材の
表面から離隔した位置に設けた状態で、マスクの開口部
に腐食性のガスを導入することにより、動圧発生溝と同
時に上記の凸部と凹部を高い精度で形成することができ
る。このように動圧発生溝と同じ方法で、回転の起動ト
ルクを小さくしかつ回転中の摩耗の発生を防止すること
が可能な上記の凹部と凸部を形成することができる。し
たがって、本発明の動圧気体軸受構造は安価で容易に製
造することが可能である。
と、その凸部から外周部に向かって延在しかつ溝よりも
浅い凹部とは、動圧を発生させるための溝を形成する工
程において、レーザ加工、ブラスト加工、またはエッチ
ング加工を採用することによって溝と同様に形成するこ
とができる。リアクティブイオンエッチングの場合に
は、溝を形成するために用いられるマスクを板状部材の
表面から離隔した位置に設けた状態で、マスクの開口部
に腐食性のガスを導入することにより、動圧発生溝と同
時に上記の凸部と凹部を高い精度で形成することができ
る。このように動圧発生溝と同じ方法で、回転の起動ト
ルクを小さくしかつ回転中の摩耗の発生を防止すること
が可能な上記の凹部と凸部を形成することができる。し
たがって、本発明の動圧気体軸受構造は安価で容易に製
造することが可能である。
【００２０】この発明の動圧気体軸受構造においては、
軸受体の軸線方向の端面は板状部材の外周部に位置する
対向面に対向し、軸体の軸線方向の端面は対向面よりも
内周側に位置する面で板状部材に取付けられていてもよ
い。
軸受体の軸線方向の端面は板状部材の外周部に位置する
対向面に対向し、軸体の軸線方向の端面は対向面よりも
内周側に位置する面で板状部材に取付けられていてもよ
い。
【００２１】また、軸体の軸線方向の端面が板状部材の
内周部に位置する対向面に対向し、軸受体の軸線方向の
端面が対向面よりも外周側に位置する面で板状部材に取
付けられていてもよい。
内周部に位置する対向面に対向し、軸受体の軸線方向の
端面が対向面よりも外周側に位置する面で板状部材に取
付けられていてもよい。
【００２２】この発明の動圧気体軸受構造は、軸体また
は軸受体のいずれが回転する構造にも適用可能である
が、軸体は固定され、軸受体が回転するのが好ましい。
は軸受体のいずれが回転する構造にも適用可能である
が、軸体は固定され、軸受体が回転するのが好ましい。
【００２３】動圧を発生させるための溝は円周方向に複
数個並んで板状部材の対向面に形成され、その複数個の
溝の間に上記の凹部が形成されているのが好ましい。
数個並んで板状部材の対向面に形成され、その複数個の
溝の間に上記の凹部が形成されているのが好ましい。
【００２４】本発明の動圧気体軸受構造において板状部
材はセラミックスから形成されているのが好ましい。特
に、そのセラミックスとして窒化ケイ素またはアルミナ
を用いるのがより好ましい。
材はセラミックスから形成されているのが好ましい。特
に、そのセラミックスとして窒化ケイ素またはアルミナ
を用いるのがより好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１はこの発明
の動圧気体軸受構造の概略的な構成を示す縦断面図であ
る。
の動圧気体軸受構造の概略的な構成を示す縦断面図であ
る。
【００２６】図１に示すように、動圧気体軸受構造は、
軸体として固定軸１０１と、その固定軸１０１に対して
半径方向に間隙を保って対向するように配置された中空
円筒状の軸受体としてスリーブ１０３とを備える。板状
部材としてスラスト板１０２は固定軸１０１に取付けら
れている。スリーブ１０３には、その外周面に回転部材
１０４が取付けられている。また、回転部材１０４には
回転負荷１０５が設けられている。スリーブ１０３は軸
線Ｒを中心として固定軸１０１のまわりを回転する。ス
リーブ１０３の一方端面は、スラスト板１０２の外周部
に位置する端面と対向している。スラスト板１０２の外
周部に位置する端面には、動圧を発生させるための溝１
０２ａと、凸部１０２ｂと、凹部１０２ｃとが形成され
ている。
軸体として固定軸１０１と、その固定軸１０１に対して
半径方向に間隙を保って対向するように配置された中空
円筒状の軸受体としてスリーブ１０３とを備える。板状
部材としてスラスト板１０２は固定軸１０１に取付けら
れている。スリーブ１０３には、その外周面に回転部材
１０４が取付けられている。また、回転部材１０４には
回転負荷１０５が設けられている。スリーブ１０３は軸
線Ｒを中心として固定軸１０１のまわりを回転する。ス
リーブ１０３の一方端面は、スラスト板１０２の外周部
に位置する端面と対向している。スラスト板１０２の外
周部に位置する端面には、動圧を発生させるための溝１
０２ａと、凸部１０２ｂと、凹部１０２ｃとが形成され
ている。
【００２７】図３は、スリーブ１０３の一方端面が対向
する側のスラスト板１０２の面を示す平面図である。
する側のスラスト板１０２の面を示す平面図である。
【００２８】図３に示すように、スリーブ１０３が対向
するスラスト板１０２の領域は破線でドーナツ状に図示
されている。スラスト板１０２のスリーブ１０３に対向
する領域の表面、すなわち対向面には、スラスト動圧を
発生させるための溝１０２ａが円周方向に複数個並んで
形成されている。複数個の溝１０２ａの間には、溝より
も浅い凹部が形成されている。
するスラスト板１０２の領域は破線でドーナツ状に図示
されている。スラスト板１０２のスリーブ１０３に対向
する領域の表面、すなわち対向面には、スラスト動圧を
発生させるための溝１０２ａが円周方向に複数個並んで
形成されている。複数個の溝１０２ａの間には、溝より
も浅い凹部が形成されている。
【００２９】図４の（Ａ）は図３のＡ−Ａ′線に沿った
断面を示し、図４の（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線に沿った
断面を示す。
断面を示し、図４の（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線に沿った
断面を示す。
【００３０】図４の（Ａ）に示すように、スリーブ１０
３が対向するスラスト板１０２の表面に溝１０２ａが形
成されている。スラスト板１０２の中央部（内周部）の
表面は高くなるように形成されている。
３が対向するスラスト板１０２の表面に溝１０２ａが形
成されている。スラスト板１０２の中央部（内周部）の
表面は高くなるように形成されている。
【００３１】図４の（Ｂ）に示すように、動圧発生溝が
形成されていないスラスト板１０２の領域には凸部１０
２ｂと凹部１０２ｃが形成されている。凸部１０２ｂは
スラスト板１０２の内周部に位置し、凹部１０２ｃは外
周部に位置する。スリーブ１０３が対向するスラスト板
１０２の表面、すなわち対向面は、内周部に形成された
凸部１０２ｂと、その凸部１０２ｂから外周部に向かっ
て延在する凹部１０２ｃとを有する。凹部１０２ｃは動
圧発生溝１０２ａよりも浅く形成されている。凸部１０
２ｂの頂面は凹部１０２ｃの底から第１の高さｈ0 の位
置にある。対向面の外周部には、凹部１０２ｃの底から
第１の高さｈ0 よりも低い第２の高さｈ 1 の位置にある
部分が形成されている。
形成されていないスラスト板１０２の領域には凸部１０
２ｂと凹部１０２ｃが形成されている。凸部１０２ｂは
スラスト板１０２の内周部に位置し、凹部１０２ｃは外
周部に位置する。スリーブ１０３が対向するスラスト板
１０２の表面、すなわち対向面は、内周部に形成された
凸部１０２ｂと、その凸部１０２ｂから外周部に向かっ
て延在する凹部１０２ｃとを有する。凹部１０２ｃは動
圧発生溝１０２ａよりも浅く形成されている。凸部１０
２ｂの頂面は凹部１０２ｃの底から第１の高さｈ0 の位
置にある。対向面の外周部には、凹部１０２ｃの底から
第１の高さｈ0 よりも低い第２の高さｈ 1 の位置にある
部分が形成されている。
【００３２】上記のように凸部１０２ｂと凹部１０２ｃ
を形成することにより、静止時においてスラスト板１０
２の凸部１０２ｂのみがスリーブ１０３に接触する。回
転の起動時には、スラスト板１０２の外周部において第
２の高さｈ1 の部分とスリーブ１０３との間の間隙が小
さいために、動圧が発生し、低い回転数でスリーブ１０
３がスラスト板１０２から浮上する。この場合、回転の
起動に要するトルクは、凸部１０２ｂによって小さくす
ることができる。このように低い回転数でスリーブ１０
３をスラスト板１０２に対して浮上させることができる
ので、中央部（内周部）の凸部１０２ｂの摩耗を防止す
ることができる。
を形成することにより、静止時においてスラスト板１０
２の凸部１０２ｂのみがスリーブ１０３に接触する。回
転の起動時には、スラスト板１０２の外周部において第
２の高さｈ1 の部分とスリーブ１０３との間の間隙が小
さいために、動圧が発生し、低い回転数でスリーブ１０
３がスラスト板１０２から浮上する。この場合、回転の
起動に要するトルクは、凸部１０２ｂによって小さくす
ることができる。このように低い回転数でスリーブ１０
３をスラスト板１０２に対して浮上させることができる
ので、中央部（内周部）の凸部１０２ｂの摩耗を防止す
ることができる。
【００３３】なお、上記の実施の形態では、スラスト板
１０２にスラスト動圧を発生させるための溝としてスパ
イラル形状の溝を形成しているが、少なくともスラスト
動圧を発生させるための溝であれば、それ以外の形状を
有するものでもよい。また、ラジアル方向の動圧を発生
させるために、固定軸１０１の外周面またはスリーブ１
０３の内周面の少なくとも一方に動圧発生用の溝を形成
してもよい。
１０２にスラスト動圧を発生させるための溝としてスパ
イラル形状の溝を形成しているが、少なくともスラスト
動圧を発生させるための溝であれば、それ以外の形状を
有するものでもよい。また、ラジアル方向の動圧を発生
させるために、固定軸１０１の外周面またはスリーブ１
０３の内周面の少なくとも一方に動圧発生用の溝を形成
してもよい。
【００３４】（実施の形態２）図２は、この発明に従っ
た動圧気体軸受構造のもう１つの実施の形態として概略
的な縦断面を示す図である。
た動圧気体軸受構造のもう１つの実施の形態として概略
的な縦断面を示す図である。
【００３５】図２に示すように、動圧気体軸受構造は、
軸体として固定軸２０１と、この固定軸２０１に半径方
向に間隙を保って対向する中空円筒状の軸受体としてス
リーブ２０３とを備える。スリーブ２０３の一方端面に
は板状部材としてスラスト板２０２の外周部が取付けら
れている。スリーブ２０３の外周面には回転負荷２０４
が設けられている。スリーブ２０３が軸線Ｒを中心とし
て固定軸２０１のまわりを回転するように配置されてい
る。固定軸２０１の一方端面に対向するスラスト板２０
２の内周部に位置する端面、すなわち対向面には、スラ
スト動圧を発生させるための溝２０２ａと、内周部に位
置する凸部２０２ｂと、その凸部２０２ｂから外周部に
向かって延在しかつ溝よりも浅い凹部２０２ｃとが形成
されている。
軸体として固定軸２０１と、この固定軸２０１に半径方
向に間隙を保って対向する中空円筒状の軸受体としてス
リーブ２０３とを備える。スリーブ２０３の一方端面に
は板状部材としてスラスト板２０２の外周部が取付けら
れている。スリーブ２０３の外周面には回転負荷２０４
が設けられている。スリーブ２０３が軸線Ｒを中心とし
て固定軸２０１のまわりを回転するように配置されてい
る。固定軸２０１の一方端面に対向するスラスト板２０
２の内周部に位置する端面、すなわち対向面には、スラ
スト動圧を発生させるための溝２０２ａと、内周部に位
置する凸部２０２ｂと、その凸部２０２ｂから外周部に
向かって延在しかつ溝よりも浅い凹部２０２ｃとが形成
されている。
【００３６】図５は、固定軸２０１の一方端面に対向す
る側のスラスト板２０２の面を示す平面図である。
る側のスラスト板２０２の面を示す平面図である。
【００３７】図５に示すように、固定軸２０１が対向す
るスラスト板２０２の領域は破線の円で示されている。
スラスト板２０２の対向面の領域には、スラスト動圧を
発生させるための溝２０２ａが円周方向に複数個並んで
形成されている。その複数個の溝２０２ａの間に凹部が
形成されている。
るスラスト板２０２の領域は破線の円で示されている。
スラスト板２０２の対向面の領域には、スラスト動圧を
発生させるための溝２０２ａが円周方向に複数個並んで
形成されている。その複数個の溝２０２ａの間に凹部が
形成されている。
【００３８】図６の（Ａ）は図５のＡ−Ａ′線に沿った
断面を示し、図６の（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線に沿った
断面を示す。
断面を示し、図６の（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線に沿った
断面を示す。
【００３９】図６の（Ａ）に示すように、固定軸２０１
が対向するスラスト板２０２の表面、すなわち対向面に
は溝２０２ａが形成されている。対向面の内周部には凸
部２０２ｂが形成されている。
が対向するスラスト板２０２の表面、すなわち対向面に
は溝２０２ａが形成されている。対向面の内周部には凸
部２０２ｂが形成されている。
【００４０】図６の（Ｂ）に示すように、対向面の内周
部には凸部２０２ｂが形成され、その凸部２０２ｂが外
周部に向かって延在するように凹部２０２ｃが形成され
ている。凹部２０２ｃは溝２０２ａよりも浅く形成され
ている。凸部２０２ｂの頂面は凹部２０２ｃの底から第
１の高さｈ0 の位置にある。対向面の外周部には、凹部
２０２ｃの底から第１の高さｈ0 よりも低い第２の高さ
ｈ1 にある部分が形成されている。
部には凸部２０２ｂが形成され、その凸部２０２ｂが外
周部に向かって延在するように凹部２０２ｃが形成され
ている。凹部２０２ｃは溝２０２ａよりも浅く形成され
ている。凸部２０２ｂの頂面は凹部２０２ｃの底から第
１の高さｈ0 の位置にある。対向面の外周部には、凹部
２０２ｃの底から第１の高さｈ0 よりも低い第２の高さ
ｈ1 にある部分が形成されている。
【００４１】上記のようにスラスト板２０２の対向面に
凸部と凹部とが形成されることにより、静止時には凸部
２０２ｂのみが固定軸２０１の一方端面に接触する。回
転の起動時には、対向面の外周部において第２の高さｈ
1 にある部分でスラスト板２０２と固定軸２０１との間
の間隙が小さいために動圧が発生し、低い回転数でスラ
スト板２０２が固定軸２０１から浮上する。このため、
回転の起動に要するトルクを小さくすることができると
ともに、内周部に位置する凸部２０２ｂの摩耗の発生を
防止することができる。
凸部と凹部とが形成されることにより、静止時には凸部
２０２ｂのみが固定軸２０１の一方端面に接触する。回
転の起動時には、対向面の外周部において第２の高さｈ
1 にある部分でスラスト板２０２と固定軸２０１との間
の間隙が小さいために動圧が発生し、低い回転数でスラ
スト板２０２が固定軸２０１から浮上する。このため、
回転の起動に要するトルクを小さくすることができると
ともに、内周部に位置する凸部２０２ｂの摩耗の発生を
防止することができる。
【００４２】なお、上記の実施の形態ではスラスト板２
０２の対向面にスラスト動圧を発生させるためにスパイ
ラル状の溝を形成しているが、スラスト動圧を発生させ
るための溝であれば、それ以外の形状の溝を形成しても
よい。また、ラジアル動圧を発生させるために固定軸２
０１の外周面またはスリーブ２０３の内周面の少なくと
も一方に溝を形成してもよい。
０２の対向面にスラスト動圧を発生させるためにスパイ
ラル状の溝を形成しているが、スラスト動圧を発生させ
るための溝であれば、それ以外の形状の溝を形成しても
よい。また、ラジアル動圧を発生させるために固定軸２
０１の外周面またはスリーブ２０３の内周面の少なくと
も一方に溝を形成してもよい。
【００４３】
【実施例】（実施例１）図１、図３および図４で示すよ
うに実施の形態１に従った動圧気体軸受構造を作製し
た。図１においてスリーブ１０３の外径を１８ｍｍ、内
径を１０ｍｍとした。図３において、スラスト板１０２
に形成されるスラスト動圧発生溝１０２ａのそれぞれの
外周端が接する円の直径を１７．８ｍｍ、スラスト動圧
発生溝１０２ａの内周端が接する円の直径を１２ｍｍと
した。図４の（Ａ）において、スラスト板１０２に形成
されるスラスト動圧発生溝１０２ａの深さＨを５μｍと
した。固定軸１０１とスリーブ１０３の材質として窒化
ケイ素焼結体を採用した。また、スラスト板１０２も窒
化ケイ素焼結体から形成した。
うに実施の形態１に従った動圧気体軸受構造を作製し
た。図１においてスリーブ１０３の外径を１８ｍｍ、内
径を１０ｍｍとした。図３において、スラスト板１０２
に形成されるスラスト動圧発生溝１０２ａのそれぞれの
外周端が接する円の直径を１７．８ｍｍ、スラスト動圧
発生溝１０２ａの内周端が接する円の直径を１２ｍｍと
した。図４の（Ａ）において、スラスト板１０２に形成
されるスラスト動圧発生溝１０２ａの深さＨを５μｍと
した。固定軸１０１とスリーブ１０３の材質として窒化
ケイ素焼結体を採用した。また、スラスト板１０２も窒
化ケイ素焼結体から形成した。
【００４４】図４で示されるような動圧発生溝１０２
ａ、凸部１０２ｂおよび凹部１０２ｃの形成は反応性イ
オンエッチングを用いて行なった。図７は反応性イオン
エッチング装置の概略的な構成を示す模式図である。
ａ、凸部１０２ｂおよび凹部１０２ｃの形成は反応性イ
オンエッチングを用いて行なった。図７は反応性イオン
エッチング装置の概略的な構成を示す模式図である。
【００４５】図７に示すように、反応性イオンエッチン
グ装置５０は、チャンバ５１内に互いに対向する２つの
電極５２と５３が配置されている。一方の電極５３の上
にスラスト板１０２を設置する。スラスト板１０２の上
にはスラスト板１０２の表面から所定の間隔を有するよ
うにステンレス鋼からなるマスク３００を配置する。マ
スク３００には、図３に示すような溝１０２ａを形成す
る領域のみに開口が設けられている。チャンバ５１の排
気口５５からガスを矢印Ｑで示す方向に排出させること
により、チャンバ５１内を減圧状態にする。そして、反
応ガス導入口５４から矢印Ｐで示す方向に反応ガス、こ
の例ではフレオンガスと酸素をチャンバ５１内に導入す
る。この状態で対向する２つの電極５２と５３の間に高
周波電界を加えることにより、チャンバ５１内にプラズ
マを発生させ、フッ素ラジカルを生成する。このフッ素
ラジカルによって窒化ケイ素焼結体からなるスラスト板
１０２をエッチングする。
グ装置５０は、チャンバ５１内に互いに対向する２つの
電極５２と５３が配置されている。一方の電極５３の上
にスラスト板１０２を設置する。スラスト板１０２の上
にはスラスト板１０２の表面から所定の間隔を有するよ
うにステンレス鋼からなるマスク３００を配置する。マ
スク３００には、図３に示すような溝１０２ａを形成す
る領域のみに開口が設けられている。チャンバ５１の排
気口５５からガスを矢印Ｑで示す方向に排出させること
により、チャンバ５１内を減圧状態にする。そして、反
応ガス導入口５４から矢印Ｐで示す方向に反応ガス、こ
の例ではフレオンガスと酸素をチャンバ５１内に導入す
る。この状態で対向する２つの電極５２と５３の間に高
周波電界を加えることにより、チャンバ５１内にプラズ
マを発生させ、フッ素ラジカルを生成する。このフッ素
ラジカルによって窒化ケイ素焼結体からなるスラスト板
１０２をエッチングする。
【００４６】この場合、マスク３００とスラスト板１０
２との間の隙間を調整することにより、溝１０２ａの形
成領域以外のスラスト板１０２の領域をもエッチングす
ることができる。これにより、図４の（Ａ）で示すよう
にスラスト動圧発生溝１０２ａを形成すると同時に、図
４の（Ｂ）で示すようにカルデラ形状の凸部１０２ｂと
凹部１０２ｃを形成することができる。
２との間の隙間を調整することにより、溝１０２ａの形
成領域以外のスラスト板１０２の領域をもエッチングす
ることができる。これにより、図４の（Ａ）で示すよう
にスラスト動圧発生溝１０２ａを形成すると同時に、図
４の（Ｂ）で示すようにカルデラ形状の凸部１０２ｂと
凹部１０２ｃを形成することができる。
【００４７】上記の反応性イオンエッチング法を用いた
エッチングをスラスト板１０２に施すことにより、深さ
Ｈが５μｍの動圧発生溝１０２ａを形成するとともに、
以下の表１で示すような凸部１０２ｂの第１の高さｈ0
と凹部１０２ｃの外周部において第２の高さｈ1 を有す
る部分を形成した。
エッチングをスラスト板１０２に施すことにより、深さ
Ｈが５μｍの動圧発生溝１０２ａを形成するとともに、
以下の表１で示すような凸部１０２ｂの第１の高さｈ0
と凹部１０２ｃの外周部において第２の高さｈ1 を有す
る部分を形成した。
【００４８】この実施例の場合、スラスト板の材料とし
て窒化ケイ素焼結体を用いているので、窒化ケイ素の粒
界部分を上記のエッチングによっては除去することがで
きないので、エッチング後の粒界部分の残渣がスラスト
板の表面に堆積しないように、粒界層の含有率が低い
（１．５〜５体積％）の窒化ケイ素焼結体をスラスト板
の材料に用いた。
て窒化ケイ素焼結体を用いているので、窒化ケイ素の粒
界部分を上記のエッチングによっては除去することがで
きないので、エッチング後の粒界部分の残渣がスラスト
板の表面に堆積しないように、粒界層の含有率が低い
（１．５〜５体積％）の窒化ケイ素焼結体をスラスト板
の材料に用いた。
【００４９】上述のようにして作製した凸部と凹部の寸
法が異なるいくつかのスラスト板１０２を用いて図１で
示されるような動圧気体軸受構造を構成した。スリーブ
１０３、回転部材１０４および回転負荷１０５を含む回
転体全体の重量は５０ｇとした。このように構成された
動圧気体軸受構造のそれぞれについて回転の起動に要す
るトルクとスラスト板１０２からスリーブ１０３が浮上
するときの回転数（浮上回転数）を測定した。その測定
結果を表１に示す。
法が異なるいくつかのスラスト板１０２を用いて図１で
示されるような動圧気体軸受構造を構成した。スリーブ
１０３、回転部材１０４および回転負荷１０５を含む回
転体全体の重量は５０ｇとした。このように構成された
動圧気体軸受構造のそれぞれについて回転の起動に要す
るトルクとスラスト板１０２からスリーブ１０３が浮上
するときの回転数（浮上回転数）を測定した。その測定
結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】表１から明らかなように、凸部１０２ｂの
高さｈ0 を２μｍとした場合、外周部の高さｈ1 が１．
５μｍのとき（Ｎｏ．４）、回転の起動に要するトルク
を小さくすることができるとともに、浮上回転数も低く
することができた。これに対して、凸部の高さｈ0 と外
周部の高さｈ1 を同じ高さ（２μｍ）とした場合（Ｎ
ｏ．５）、起動に要するトルクが大きくなった。また、
図４の（Ｂ）で示すような凸部１０２ｂと凹部１０２ｃ
を形成しない場合（Ｎｏ．６）、すなわち凸部の高さｈ
0 と外周部の高さｈ1 が０μｍの場合にも、浮上回転数
は低くなるが、回転の起動に要するトルクは大きくなっ
た。
高さｈ0 を２μｍとした場合、外周部の高さｈ1 が１．
５μｍのとき（Ｎｏ．４）、回転の起動に要するトルク
を小さくすることができるとともに、浮上回転数も低く
することができた。これに対して、凸部の高さｈ0 と外
周部の高さｈ1 を同じ高さ（２μｍ）とした場合（Ｎ
ｏ．５）、起動に要するトルクが大きくなった。また、
図４の（Ｂ）で示すような凸部１０２ｂと凹部１０２ｃ
を形成しない場合（Ｎｏ．６）、すなわち凸部の高さｈ
0 と外周部の高さｈ1 が０μｍの場合にも、浮上回転数
は低くなるが、回転の起動に要するトルクは大きくなっ
た。
【００５２】表１のＮｏ．１〜３では回転の起動と停止
を頻繁に繰返すと、スラスト板の凸部の領域で摩耗が発
生する可能性がある。また、表１のＮｏ．５，６では、
回転の起動に要するトルクが大きく、起動させるのが困
難である。Ｎｏ．４が最も好ましい結果を示した。
を頻繁に繰返すと、スラスト板の凸部の領域で摩耗が発
生する可能性がある。また、表１のＮｏ．５，６では、
回転の起動に要するトルクが大きく、起動させるのが困
難である。Ｎｏ．４が最も好ましい結果を示した。
【００５３】（実施例２）図２、図５および図６で示さ
れる実施の形態２に従った動圧気体軸受構造を作製し
た。図２においてスリーブ２０３の外径を１８ｍｍ、内
径を１３ｍｍとした。図６の（Ａ）において、スラスト
板２０２に形成されるスラスト動圧発生溝２０２ａの深
さＨは５μｍとした。図５において、スラスト板２０２
で動圧発生溝２０２ａの外周端がそれぞれ接する円の直
径を１３．２ｍｍ、スラスト動圧発生溝２０ａの内周端
のそれぞれが接する円の直径を９ｍｍとした。固定軸２
０１、スラスト板２０２およびスリーブ２０３の材質と
しては窒化ケイ素焼結体を用いた。スラスト板２０２に
は、図６（Ａ）と（Ｂ）に示すようにスラスト動圧発生
溝２０２ａと凸部２０２ｂと凹部２０２ｃを、実施例１
と同様にして反応性イオンエッチング法を用いて形成し
た。
れる実施の形態２に従った動圧気体軸受構造を作製し
た。図２においてスリーブ２０３の外径を１８ｍｍ、内
径を１３ｍｍとした。図６の（Ａ）において、スラスト
板２０２に形成されるスラスト動圧発生溝２０２ａの深
さＨは５μｍとした。図５において、スラスト板２０２
で動圧発生溝２０２ａの外周端がそれぞれ接する円の直
径を１３．２ｍｍ、スラスト動圧発生溝２０ａの内周端
のそれぞれが接する円の直径を９ｍｍとした。固定軸２
０１、スラスト板２０２およびスリーブ２０３の材質と
しては窒化ケイ素焼結体を用いた。スラスト板２０２に
は、図６（Ａ）と（Ｂ）に示すようにスラスト動圧発生
溝２０２ａと凸部２０２ｂと凹部２０２ｃを、実施例１
と同様にして反応性イオンエッチング法を用いて形成し
た。
【００５４】図２においてスラスト板２０２、スリーブ
２０３および回転負荷２０４を含む回転体全体の重量を
５０ｇとした。凸部と凹部の寸法が異なるいくつかのス
ラスト板２０２を用いて図２で示されるような動圧気体
軸受構造を構成した。このようにして構成された動圧気
体軸受構造のそれぞれについて実施例１と同様にして、
回転の起動に要するトルクと浮上回転数を測定した。そ
の測定結果を表２に示す。
２０３および回転負荷２０４を含む回転体全体の重量を
５０ｇとした。凸部と凹部の寸法が異なるいくつかのス
ラスト板２０２を用いて図２で示されるような動圧気体
軸受構造を構成した。このようにして構成された動圧気
体軸受構造のそれぞれについて実施例１と同様にして、
回転の起動に要するトルクと浮上回転数を測定した。そ
の測定結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】表２に示すように、実施例１と同様の結果
が得られた。
が得られた。
【００５７】（実施例３）実施例２と同様にして動圧気
体軸受構造を作製した。ただし、この実施例では固定軸
２０１、スラスト板２０２およびスリーブ２０３の材質
をアルミナとした。このため、スラスト板２０２に動圧
発生溝２０２ａ、凸部２０２ｂおよび凹部２０２ｃを形
成するために、反応性イオンエッチング法において反応
ガスとして塩素ガスを用いた。
体軸受構造を作製した。ただし、この実施例では固定軸
２０１、スラスト板２０２およびスリーブ２０３の材質
をアルミナとした。このため、スラスト板２０２に動圧
発生溝２０２ａ、凸部２０２ｂおよび凹部２０２ｃを形
成するために、反応性イオンエッチング法において反応
ガスとして塩素ガスを用いた。
【００５８】動圧気体軸受構造のそれぞれについて回転
の起動に要するトルクと浮上回転数を測定した。その測
定結果を表３に示す。
の起動に要するトルクと浮上回転数を測定した。その測
定結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
【００６０】表３に示すように、実施例２と同様の結果
が得られた。ただし、スラスト板２０２の材質としてア
ルミナを採用したため、スラスト板の表面が少し粗く形
成されるので、浮上回転数の測定値は実施例２よりも少
し大きい値を示した。
が得られた。ただし、スラスト板２０２の材質としてア
ルミナを採用したため、スラスト板の表面が少し粗く形
成されるので、浮上回転数の測定値は実施例２よりも少
し大きい値を示した。
【００６１】（実施例４）実施例３と同様にして動圧気
体軸受構造を作製した。この実施例においては、スラス
ト板２０２に動圧発生溝２０２ａ、凸部２０２ｂおよび
凹部２０２ｃを形成するために、アルミナからなるスラ
スト板２０２にショットブラスト加工を施して研磨する
ことによって所定の形状の溝、凸部および凹部を形成し
た。
体軸受構造を作製した。この実施例においては、スラス
ト板２０２に動圧発生溝２０２ａ、凸部２０２ｂおよび
凹部２０２ｃを形成するために、アルミナからなるスラ
スト板２０２にショットブラスト加工を施して研磨する
ことによって所定の形状の溝、凸部および凹部を形成し
た。
【００６２】実施例３と同様にして動圧気体軸受構造の
それぞれについて回転の起動に要するトルクと浮上回転
数を測定した。その測定結果を表４に示す。
それぞれについて回転の起動に要するトルクと浮上回転
数を測定した。その測定結果を表４に示す。
【００６３】
【表４】
【００６４】表４に示すように、実施例２と同様の結果
が得られた。
が得られた。
【００６５】上記の実施例では、スラスト板の材質とし
て窒化ケイ素焼結体やアルミナ焼結体を用いた例を示し
ているが、それ以外のセラミックス材料、硬質材料等を
用いてもよい。また、上記の実施例では、スラスト板に
形成される動圧発生溝の形状としてスパイラル形状を採
用しているが、それ以外の動圧を発生させる溝形状を採
用してもよい。
て窒化ケイ素焼結体やアルミナ焼結体を用いた例を示し
ているが、それ以外のセラミックス材料、硬質材料等を
用いてもよい。また、上記の実施例では、スラスト板に
形成される動圧発生溝の形状としてスパイラル形状を採
用しているが、それ以外の動圧を発生させる溝形状を採
用してもよい。
【００６６】以上に開示された実施の形態と実施例はす
べての点で例示であって制限的なものではないと考慮さ
れるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や
実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許
請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正
や変形を含むものであると解釈されるべきである。
べての点で例示であって制限的なものではないと考慮さ
れるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や
実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許
請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正
や変形を含むものであると解釈されるべきである。
【００６７】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、スラス
ト動圧を発生させるための溝とは別に、軸体または軸受
体の一方の端面に対向する板状部材に限定された形状の
凸部と凹部を形成することにより、回転の起動に要する
トルクを小さくすることができるとともに、浮上回転数
を低くすることができる。これにより、起動時に接触す
る板状部材の対向面の摩耗の発生を防止することができ
る。
ト動圧を発生させるための溝とは別に、軸体または軸受
体の一方の端面に対向する板状部材に限定された形状の
凸部と凹部を形成することにより、回転の起動に要する
トルクを小さくすることができるとともに、浮上回転数
を低くすることができる。これにより、起動時に接触す
る板状部材の対向面の摩耗の発生を防止することができ
る。
【００６８】また、板状部材の対向面の形成において
は、動圧発生溝の形成と同時に凸部や凹部の形成を行な
うことができるので、本発明の動圧気体軸受構造を安価
で容易に製造することができる。
は、動圧発生溝の形成と同時に凸部や凹部の形成を行な
うことができるので、本発明の動圧気体軸受構造を安価
で容易に製造することができる。
【００６９】さらに、板状部材を窒化ケイ素やアルミナ
等のセラミックスから形成することにより、回転の起動
時の摩擦に耐え得る構造を提供することができる。
等のセラミックスから形成することにより、回転の起動
時の摩擦に耐え得る構造を提供することができる。
【図１】この発明の実施の形態１に従った動圧気体軸受
構造の概略的な縦断面を示す図である。
構造の概略的な縦断面を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に従った動圧気体軸受
構造の概略的な縦断面を示す図である。
構造の概略的な縦断面を示す図である。
【図３】図１に示された動圧気体軸受構造においてスリ
ーブに対向する側のスラスト板の面を示す平面図であ
る。
ーブに対向する側のスラスト板の面を示す平面図であ
る。
【図４】（Ａ）は図３のＡ−Ａ′線に沿った断面を示す
図、（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線に沿った断面を示す図で
ある。
図、（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線に沿った断面を示す図で
ある。
【図５】図２に示す動圧気体軸受構造において固定軸に
対向する側のスラスト板の面を示す平面図てある。
対向する側のスラスト板の面を示す平面図てある。
【図６】（Ａ）は図５のＡ−Ａ′線に沿った断面を示す
図、（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線に沿った断面を示す図で
ある。
図、（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線に沿った断面を示す図で
ある。
【図７】本発明の実施例においてスラスト板に動圧発生
溝と凸部と凹部を形成するために用いられる反応性イオ
ンエッチング装置の概略的な構成を示す図である。
溝と凸部と凹部を形成するために用いられる反応性イオ
ンエッチング装置の概略的な構成を示す図である。
１０１，２０１ 固定軸 １０２，２０２ スラスト板 １０３，２０３ スリーブ １０２ａ，２０２ａ 動圧発生溝 １０２ｂ，２０２ｂ 凸部 １０２ｃ，２０２ｃ 凹部 ｈ0 第１の高さ ｈ1 第２の高さ
Claims (8)
- 【請求項１】 軸体と、 この軸体に半径方向に間隙を保って対向する中空円筒状
の軸受体と、 前記軸体または前記軸受体の一方の軸線方向の端面に対
向する対向面を有する板状部材とを備え、 前記板状部材の対向面は、前記軸体または前記軸受体の
一方と前記板状部材との間で動圧を発生させるための溝
と、内周部に形成された凸部と、その凸部から外周部に
向かって延在するように前記溝よりも浅く形成された凹
部とを有し、 前記凸部の頂面は前記凹部の底から第１の高さの位置に
あり、前記対向面の外周部は前記凹部の底から前記第１
の高さよりも低い第２の高さの位置にある部分を含む、
動圧気体軸受構造。 - 【請求項２】 前記軸受体の軸線方向の端面は前記板状
部材の外周部に位置する前記対向面に対向しており、前
記軸体の軸線方向の端面は前記対向面よりも内周側に位
置する面で前記板状部材に取付けられている、請求項１
に記載の動圧気体軸受構造。 - 【請求項３】 前記軸体の軸線方向の端面は前記板状部
材の内周部に位置する前記対向面に対向しており、前記
軸受体の軸線方向の端面は前記対向面よりも外周側に位
置する面で前記板状部材に取付けられている、請求項１
に記載の動圧気体軸受構造。 - 【請求項４】 前記軸体は固定されており、前記軸受体
が回転する、請求項１から請求項３までのいずれかに記
載の動圧気体軸受構造。 - 【請求項５】 前記溝は円周方向に複数個並んで前記対
向面に形成され、その複数個の溝の間に前記凹部が形成
されている、請求項１から請求項４までのいずれかに記
載の動圧気体軸受構造。 - 【請求項６】 前記板状部材はセラミックスから形成さ
れている、請求項１から請求項５までのいずれかに記載
の動圧気体軸受構造。 - 【請求項７】 前記セラミックスは窒化ケイ素である、
請求項６に記載の動圧気体軸受構造。 - 【請求項８】 前記セラミックスはアルミナである、請
求項６に記載の動圧気体軸受構造。
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|---|---|---|---|
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| EP99307138A EP0985839A3 (en) | 1998-09-10 | 1999-09-09 | Hydrodynamic gas bearing structure |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10256222A JP2000087958A (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | 動圧気体軸受構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000087958A true JP2000087958A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17289639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10256222A Withdrawn JP2000087958A (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | 動圧気体軸受構造 |
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|---|---|
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-
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-
1999
- 1999-09-08 US US09/392,092 patent/US6200035B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-09 EP EP99307138A patent/EP0985839A3/en not_active Withdrawn
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