JPH10318260A

JPH10318260A - 静圧軸受け

Info

Publication number: JPH10318260A
Application number: JP13136897A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Yashiro; 洋和八代; Takehiro Higuchi; 剛広樋口
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】動圧効果による負荷容量の向上が図れ、かつ
水及び油等の侵入に対する影響が少なくて信頼性にも優
れた静圧軸受けを提供すること。【解決手段】この静圧軸受けは、回転体２と、この回
転体２を回転可能に支持する包囲部材１と、包囲部材１
に形成された給気孔３とを備える。静圧発生用の加圧気
体は給気孔３を介して回転体２と包囲部材１間に導入さ
れ、両者１，２間に発生する動圧によって回転体２がラ
ジアル支持される。複数の給気孔３からなる給気孔列Ｇ
1 ，Ｇ2 を包囲部材１の２箇所に離間して形成する。回
転体２の外周面及び包囲部材１の内周面のうちの少なく
ともいずれかに、給気孔列Ｇ1 ，Ｇ2 の離間距離Ｗ1 以
上の幅を持った溝Ｗ2 を周方向に沿って配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静圧軸受けに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転体と、この回転体を回転可能
に支持する包囲部材と、包囲部材に形成された給気孔と
を備える静圧軸受けが一般的に知られている。この種の
軸受けでは、回転体と包囲部材との間に発生する動圧に
よって、回転体が非接触状態でラジアル支持されるよう
に構成されている。

【０００３】通常、静圧軸受けの回転体と包囲部材との
間には、２０〜５０μｍ程度の軸受け半径隙間が設けら
れている。このような軸受け隙間には、前記給気孔を介
して静圧発生用の加圧気体が導入される。なお、給気孔
は包囲部材の周面に沿って列をなすように設けられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来装置に
は以下のような問題がある。図４に示されるように、静
圧軸受けの負荷容量が最大となる最適な軸受け半径隙間
は、動圧軸受けに比べて相対的に大きい。２０μｍ以下
の軸受け半径隙間では軸受けとしての特性が低下する方
向にあり、一般的には静圧軸受けの最適軸受け半径隙間
は２５μｍ前後である。ただし、最適軸受け半径隙間で
あっても、負荷容量は軸径や軸長等によって変化する。
小径の静圧軸受けでは、負荷容量が小さいため、高速回
転時等に固体接触する場合がある。

【０００５】ここで、軸径、軸長、エア圧等の条件が規
制されている場合には、給気孔の吹き出し部にオリフィ
ス絞り等を設ければよいことが知られている。ところ
が、このような静圧軸受けでは、負荷容量の向上が図ら
れる一方、製作がかなり困難になる。

【０００６】そこで、軸受け半径隙間を１５μｍ以下に
設定し、回転体の回転によって得られる動圧効果を有効
に利用することにより、負荷容量及び剛性の双方を向上
せんとする方法もある。しかし、図５に示されるよう
に、回転数が低い場合には小さな負荷容量しか得られ
ず、軸受けの特性が低下するという問題がある。また、
このように軸受け半径隙間を小さく設定していくと、軸
受け半径隙間に水や油等が侵入した場合、粘性抵抗によ
る負荷の増加に起因して軸受け特性の低下が顕著にな
る。

【０００７】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、動圧効果による負荷容量の
向上が図れ、かつ水及び油等の侵入に対する影響が少な
くて信頼性にも優れた静圧軸受けを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、回転体と、この回転
体を回転可能に支持する包囲部材と、両者間に静圧発生
用の加圧気体を導入すべく前記包囲部材に形成された給
気孔とを備え、前記回転体と前記包囲部材との間に発生
する動圧によって同回転体がラジアル支持される静圧軸
受けであって、複数の給気孔からなる給気孔列を前記包
囲部材の２箇所に離間して形成し、かつ前記回転体の外
周面及び前記包囲部材の内周面のうちの少なくともいず
れかに、前記給気孔列の離間距離以上の幅を持った溝を
周方向に沿って配置したことを特徴とする静圧軸受けを
その要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記静圧軸受けの軸受け半径隙間は３μｍ〜１５
μｍであるとした。請求項３に記載の発明では、請求項
１または２において、前記溝の深さは軸受け半径隙間の
１倍〜１０倍であるとした。

【００１０】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１項において、前記溝は周面全体にわたっ
て延びる円周溝であるとした。請求項５に記載の発明で
は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記回転
体及び前記包囲部材のうちの少なくとも一方はセラミッ
クスであるとした。

【００１１】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１〜５に記載の発明によると、動圧効果を有効に利用
するために軸受け半径隙間を小さく（例えば１５μｍ以
下に）設定した場合でも、軸受け半径隙間への導入によ
り静圧を発生する加圧気体が、回転体の周面または包囲
部材の周面に設けられた溝によって迅速に案内される。
このため、加圧気体は回転体及び包囲部材の周方向全体
に行き渡る。その結果、回転体の周囲における静圧分布
が均一化され、回転体の偏心が防止される。

【００１２】また、この構成であると、回転数が低い場
合であっても充分な負荷容量が得られることから、軸受
けの特性が損なわれることもない。さらに、この構成で
は部分的に軸受け半径隙間が広くなっているため、水や
油等が侵入した場合の粘性抵抗による負荷の増加といっ
た不具合も起こらない。従って、この場合でも軸受け特
性の低下を来すことがなく、信頼性に優れたものとな
る。加えて、オリフィス絞りの形成が不要な構造である
ため、製作が困難になるということもない。

【００１３】ここで、前記溝は包囲部材内に配置される
回転体の外周面側のみに設けられていることが好まし
い。その理由は、部材の内周面に対して溝加工を施すよ
りも、部材の外周面に対して溝加工を施す方が簡単であ
って、しかも高い加工精度が得られるからである。

【００１４】また、前記溝の幅は給気孔列の離間距離以
上であればよい反面、過度にその幅を広げすぎると、動
圧の発生に供する対向面の面積が相対的に低下し、荷重
の負荷許容量が低下するおそれがある。従って、溝の幅
の値は給気孔列の離間距離よりも若干大きい程度である
ことが望ましい。

【００１５】請求項２に記載の発明によると、静圧軸受
けの軸受け半径隙間は３μｍ〜１５μｍに設定すること
によって、負荷容量が大きくて剛性の高いものとするこ
とができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によると、溝の深さ
が軸受け半径隙間の１倍〜１０倍という好適範囲に設定
されているため、静圧軸受けとして機能を有しかつ加圧
気体供給路として充分な大きさの溝とすることができ
る。即ち、この溝が浅すぎると加圧気体供給路として有
効に機能しなくなるおそれがあり、逆に深すぎると溝が
静圧軸受けとしての機能を有さなくなるからである。

【００１７】請求項４に記載の発明によると、回転体が
包囲部材に対してどのような位置に偏心した場合であっ
ても、偏心の結果軸受け半径隙間が最も狭くなる部位に
対し、周面全体にわたって延びる溝を介して常に加圧気
体が供給される。そのため、仮に回転体が偏心した場合
でも、その回転体は偏心位置から中心位置へと常に確実
に復帰することができる。また、静圧を発生する加圧気
体が、回転体の周面または包囲部材の周面に設けられた
円周溝によって、さらに迅速に案内される。このため、
加圧気体が回転体及び包囲部材の周方向全体に確実に行
き渡る。

【００１８】請求項５に記載の発明によると、セラミッ
クスであることから、摺動に強くなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を歯科用回転駆動
装置のラジアル用静圧軸受けに具体化した一実施形態を
図面を参照して説明する。

【００２０】まず、歯科用回転駆動装置の全体構成を説
明する。図３には、本実施形態の歯科用回転駆動装置が
示されている。略円筒状のケーシング２１の一端（同図
において右端）側の開口には、プレート１６が固定され
ている。このプレート１６の中央部には挿通孔２ａが透
設されている。このプレート１６の外周とケーシング２
１の内周面との間には、Ｏリング２６が介装されてい
る。そして、これらの部材２１，１６，２６によってケ
ーシング２１の右端部が閉塞されている。一方、ケーシ
ング２１の他端（同図において左端）側には、ケーシン
グ２１の内周面全体に延びる取付け環条２９が形成され
ている。また、その左側外方には、環状のパッキング６
を介してアタッチメント５が固定されている。このアタ
ッチメント５の中央部には挿通孔５ａが透設されてい
る。そして、これらの部材５，６によってケーシング２
１の左端部が閉塞されている。また、ケーシング２１内
においてプレート１６とアタッチメント５とにより閉塞
された領域には、モータ室７が区画形成されている。

【００２１】図３に示されるように、アタッチメント５
の外周面にはハンドピースＨが嵌挿されている。ハンド
ピースＨは、その先端部分が細く形成された円筒状の部
材である。アタッチメント５とハンドピースＨとの接合
部分には、係止部材Ｐが設けられている。この係止部材
ＰによってハンドピースＨがケーシング２１に着脱可能
に係止されている。ハンドピースＨの先端部分には、図
示しない歯科用切削用ドリルが設けられている。アタッ
チメント５の挿通孔５ａ内には、ハンドピース側シャフ
トＨＳが回転可能に挿通されている。同シャフトＨＳは
ベアリングＢによって支持されている。前記ドリルは、
このシャフトＨＳを回転させることにより回転駆動され
る。なお、ドリルの近傍には図示しない空気噴出口、水
噴出口及び光照射口が設けられている。

【００２２】アタッチメント５及びハンドピースＨの内
部には、先端に水噴出口を有する水用の配管と、先端に
空気噴出口を有する空気用の配管とが設けられている。
これらの配管は互いに連通する。歯科治療用の水は水用
の配管を介して水噴出口から供給され、空気は空気用の
配管を介して空気噴出口から供給される。図２に示され
るように、両者５，Ｈの内部には、照明用としての光フ
ァイバー９ｂが設けられている。この光ファイバー９ｂ
により前記照射口には光が伝送される。一方、ハンドピ
ースＨには、前記挿通孔５ａに連通する通路５ｂが形成
されている。モータ室７側から吐出される空気は、この
通路５ｂを介して空気噴出口に供給されるようになって
いる。

【００２３】図２に示されるように、前記プレート１６
には、複数のモータ配線用のコネクタピン２８と空気流
入孔８とが同心円状に透設されている。ケーシング２１
のモータ室７内には、歯科用回転駆動装置に接続された
外部のブロア（図示略）から加圧空気が送り込まれる。
プレート１６及び取付け環条２９には、それぞれ互いに
対向する位置に複数の透孔９が形成されている。水用の
配管９ａ及び光ファイバー９ｂは、プレート側透孔９を
介してモータ室７の空間部１０に挿通された後、環条側
透孔９に挿通されている。そして、これら９ａ，９ｂは
アタッチメント５側に接続されている。

【００２４】図３に示されるように、モータ室７内には
動力伝達用シャフト１１が回転可能に収容されている。
このシャフト１１は装置の長さ方向に延びている。シャ
フト１１の一端はプレート１６の挿通孔２ａに遊挿さ
れ、その他端はアタッチメント５の挿通孔５ａに遊挿さ
れている。シャフト１１の外周面と各々の挿通孔５ａ，
５ａの内周面との間は、一定の大きさの空間Ｓが存在す
る。

【００２５】動力伝達用シャフト１１においてモータ室
７内にある領域には、ロータＲが装着されている。以
下、ロータＲについて説明を加える。動力伝達用シャフ
ト１１の両端部には、それぞれ環状をなすブッシュ１２
が固定されている。これらのブッシュ１２の間には、界
磁マグネット１３が保持されている。界磁マグネット１
３は、ここでは４つの永久磁石１４によって構成されて
いる。４つの永久磁石１４は、シャフト１１の周囲にお
いて互いに隣接する磁極が異極となるように交互に、か
つ全体として円筒状となるように配置されている。

【００２６】図３に示されるように、各ブッシュ１２の
対向側端面の外周部には、それぞれ嵌着段部１５が環状
に切欠き形成されている。両ブッシュ１２間には、ロー
タＲの一部をなす筒状カバー２が嵌着されている。この
筒状カバー２によって界磁マグネット１３の外周面が包
囲されかつ保護されている。筒状カバー２は筒状に形成
された部材であって、セラミックス焼結材料製（本実施
形態では炭化珪素焼結材料製）である。

【００２７】両ブッシュ１２の非対向側端面には、磁性
部材としての環状マグネット１７ａ，１７ｂがそれぞれ
固着されている。プレート１６の嵌着段部１８の内周面
には、環状マグネット１７ａに対向して同じく磁性部材
としての環状マグネット１９ａが嵌装されている。また
同様に、アタッチメント５に突設された取付け環条２０
の内周面には、環状マグネット１７ｂに対向して同じく
磁性部材としての環状マグネット１９ｂが嵌装されてい
る。これらの２組の対向する環状マグネット１７ａ，１
９ａ及び１７ｂ，１９ｂは、同じ磁極同士が互いに向き
合うように配置されている。従って、対をなす環状マグ
ネット１７ａ，１９ａ同士は、磁気反発力により互いに
空間Ｓ1 を隔てて離間する。別の対をなす環状マグネッ
ト１７ｂ，１９ｂ同士についても同様である。これによ
り、動力伝達用シャフト１１のスラスト方向の移動が規
制される。

【００２８】この装置におけるロータＲは、上記のよう
に動力伝達用シャフト１１に対して、ブッシュ１２、界
磁マグネット１３、筒状カバー２及び環状マグネット１
７ａ，１７ｂを一体的に固定することにより構成されて
いる。また、環状マグネット１９ａ，１９ｂ及びそれら
に対向する環状マグネット１７ａ，１７ｂにより、スラ
スト磁気軸受けが構成されている。

【００２９】次に、この装置の備える静圧軸受けの具体
的構成について詳細に説明する。図１〜図３に示される
ように、この静圧軸受けは、回転体としての筒状カバー
２と、包囲部材１とを構成要素としている。包囲部材１
は筒状に形成された固定側部材（本実施形態では外径φ
１３mm）であって、セラミックス焼結材料製（本実施形
態では炭化珪素焼結材料製）である。包囲部材１の一端
部は、プレート１６の嵌着段部２２により支持されてい
る。包囲部材１の他端部は、ケーシング２１の取付け環
条２９に形成された嵌着段部２３により支持されてい
る。包囲部材１の内周面側には、前記ロータＲが全体的
にかつ回転可能に収容されている。従って、ロータＲの
一部である筒状カバー２の外周面と包囲部材１の内周面
とは所定間隔（即ち軸受け半径隙間）Ｃを隔てて対向す
る。なお、包囲部材１の内周面は、接触摺動性に優れた
周面となるように研磨加工されている。

【００３０】図１において示される軸受け半径隙間Ｃ
は、３μｍ〜１５μｍに設定されることがよく、さらに
は５μm 〜１４μm に設定されることがよく、特には８
μｍ〜１２μｍに設定されることがよい。前記のような
設定であると、負荷容量が大きくて剛性の高い静圧軸受
けとすることができるからである。従って、本実施形態
では前記隙間Ｃを８μｍ〜１２μｍに設定している。

【００３１】図１に示されるように、包囲部材１には複
数（本実施形態では合計６個）の給気孔３が形成されて
いる。給気孔３は、包囲部材１の内周面と外周面とを連
通させている。各給気孔３は図示しないエアコンプレッ
サに連結されている。エアコンプレッサを作動させる
と、各給気孔３を介して動圧発生用の加圧空気が隙間Ｃ
に導入される。この加圧空気は包囲部材１と筒状カバー
２との間に動圧を発生させる。

【００３２】本実施形態では、前記給気孔３のうち３個
が１つの第１の給気孔列Ｇ1 を構成し、他の３個がそれ
とは別に第２の給気孔列Ｇ2 を構成している。これらの
列Ｇ1 ，Ｇ2 は、いずれも包囲部材１の周方向に沿った
ものとなっている。第１の給気孔列Ｇ1 は包囲部材１の
先端側に位置し、第２の給気孔列Ｇ2 は包囲部材１の基
端側に位置している。即ち、２つの給気孔列Ｇ1 ，Ｇ2
は、包囲部材１の２箇所において離間距離Ｗ1 を隔てる
ように離間して形成されている。給気列Ｇ1 ，Ｇ2 を構
成する３個の給気孔３は、包囲部材１を軸線方向に対し
て垂直に切ったとったときの円において、０°，１２０
°，２４０°の各位置にある。

【００３３】図１に示されるように、筒状カバー２はそ
の外周面に溝４を備えている。この溝４は円周溝４であ
って、筒状カバー２の外周面全体にわたって円環状に延
びるように形成されている。

【００３４】円周溝４は、給気孔列Ｇ1 ，Ｇ2 の離間距
離Ｗ1 以上の幅Ｗ2 を持つように形成されている。円周
溝４の幅Ｗ2 の値は、離間距離Ｗ1 よりも若干大きい程
度（数mm大きい程度）であることが望ましい。円周溝４
の幅Ｗ1 を過度に広げすぎると、動圧の発生に供する対
向面の面積が相対的に低下し、荷重の負荷許容量が低下
するおそれがあるからである。そこで、給気孔列Ｇ1 ，
Ｇ2 の離間距離Ｗ1 が１４mmである本実施形態では、円
周溝４の幅Ｗ2 を１６mmに設定している。また、両給気
孔列Ｇ1 ，Ｇ2 はともに円周溝４に対向する位置に存在
している。

【００３５】ここで、円周溝４の深さは軸受け半径隙間
Ｃの０．５倍〜１５倍に、さらには１倍〜１０倍に、特
には１．５倍〜３倍に設定されていることがよい。円周
溝４が浅すぎると、加圧気体供給路として有効に機能し
なくなるおそれがあるからである。逆に、これが深すぎ
ると、円周溝４が静圧軸受けとしての機能を有さなくな
るからである。ちなみに、円周溝４の深さＷ2 の好適範
囲は、筒状カバー２及び包囲部材１の寸法等にもよる
が、一般には１μm 〜２０μm 程度がよく、さらには３
μm 〜１５μm 程度がよく、特には５μm 〜１０μm 程
度がよい。

【００３６】本実施形態では、上記の事項に鑑みて円周
溝４の深さを７μｍに設定することにより、円周溝４の
軸受け半径Ｃの値を約１．７倍にしている。この場合、
給気孔列Ｇ1 ，Ｇ2 がある領域については、本来の軸受
け半径隙間Ｃに比べて大きな軸受け半径Ｃ1 が見かけ上
確保される。部分的に広くなった領域の軸受け半径隙間
Ｃ1 は、本実施形態では１５μm 〜１９μm となる。

【００３７】次に、このように構成された装置の動作に
ついて説明する。上記の静圧軸受けにおいてエアコンプ
レッサが駆動されると、３kg／cm²〜５kg／cm²程度の
加圧空気が各給気孔３に供給される。この加圧空気は各
給気孔３を通過して包囲部材１の内周面側に供給され
る。すると、加圧空気は円周溝４を通って筒状カバー２
の外周面全体に迅速に行き渡るとともに、軸受け半径隙
間Ｃ，Ｃ1 に確実に供給される。その結果、筒状カバー
２は包囲部材１に対して軸受け半径隙間Ｃ，Ｃ1 を隔て
て浮上するとともに、非接触状態でラジアル方向に支持
される。

【００３８】ところで、前記シャフトＨＳを支持するベ
アリングＢには、メインテナンスとして定期的にオイル
が供給される。注油されたままのハンドピースＨＳを回
転駆動装置に接続すると、軸受け半径隙間Ｃ，Ｃ1 内に
オイルが侵入する場合がある。また、加圧空気と比較し
てオイルは粘性が大きいため、回転時に振動が発生する
などの不具合が起こりやすい。図６のグラフは、静圧軸
受けにオイルを注入したときの経過時間と振動値との関
係を示すものである。同グラフの横軸は経過時間（秒）
を表わし、縦軸は振動値（μｐ−ｐ）を表わしている。
同グラフ中の一方の曲線は、円周溝４を有する本実施形
態の静圧軸受けのデータである。他方の曲線は、かかる
溝を有しない比較例（従来例）の静圧軸受け（軸受け半
径隙間Ｃ＝１０μｍに設定したもの）のデータである。
そして、注油を行なった後に数時間放置したうえで、静
圧軸受けを起動させ、そのときの振動値を計測するとい
う試験を実施した。

【００３９】それによると、比較例では異常振動が発生
し、時間が経過しても正常状態には復帰しなかった。ま
た、振動値は２．５μｐ−ｐ以上と高い値を示した。一
方、本実施形態では、起動後２０秒程度で振動値が１．
０μｐ−ｐ以下に安定することが確認された。

【００４０】図５のグラフは、軸受けの回転数（ｒｐ
ｍ）と負荷容量（ｋｇ）との関係を示している。本実施
形態で用いた静圧軸受けと、溝４を有しない軸受け半径
隙間Ｃが２０μｍの静圧軸受けを比較すると、回転体
（筒状カバー）２にラジアル負荷を与えた場合、２００
００ｒｐｍでの負荷容量は約２倍になることが確認され
た。これは、軸受け半径隙間Ｃを小さくしたことにより
得られる動圧効果、及び加圧気体による静圧効果の両方
によるものである。

【００４１】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を列挙する。（イ）この装置の静圧軸受けでは、上記のような円周溝
４を配置したことを特徴とする。従って、動圧効果を有
効に利用するために軸受け半径隙間Ｃを１５μｍ以下に
設定した場合でも、その円周溝４によって加圧気体が迅
速に案内される。このため、加圧気体が筒状カバー２及
び包囲部材１の周方向全体に行き渡る。その結果、筒状
カバー２の周囲における静圧分布が均一化され、ロータ
Ｒの偏心が防止される。

【００４２】（ロ）この構成であると、回転数が低い場
合であっても充分な負荷容量が得られることから、軸受
けの特性が損なわれることもない。さらに、軸受け半径
Ｃ1が部分的に広くなった部分ができるため、水や油等
が侵入した場合の粘性抵抗による負荷の増加といった不
具合も起こらない。従って、この場合でも軸受け特性の
低下を来すことがなく、信頼性に優れたものとなる。な
お、加圧気体中に含まれる水や油等は加圧気体により軸
受け外部に放出されてしまう。

【００４３】（ハ）この静圧軸受けは、オリフィス絞り
の形成が不要な構造となっている。そのため、従来とは
異なり、製作が困難になるということもない。（ニ）本実施形態では、包囲部材１内に配置される筒状
カバー２の外周面側のみに円周溝４を設けている。従っ
て、簡単に溝加工を施すことにより精度の高い円周溝４
を加工形成することができ、製作の容易化を図ることが
できる。

【００４４】（ホ）この静圧軸受けでは、筒状カバー２
が包囲部材１に対してどのような位置に偏心した場合で
あっても次のようになる。即ち、偏心の結果軸受け半径
隙間Ｃが最も狭くなる部位に対し、周面全体にわたって
延びる円周溝４を介して常にかつ迅速に加圧気体が案内
供給される。そのため、仮に筒状カバー２が偏心した場
合でも、その筒状カバー２は偏心位置から中心位置へと
常に確実に復帰することができる。

【００４５】（ヘ）この静圧軸受けでは、包囲部材１及
び筒状カバー２がともに炭化珪素焼結材料からなる。従
って、一方のみがセラミックスである場合に比べて、摺
動に強くなるとともに機械的強度も高くなる。そのた
め、軸受け特性をよりいっそう向上することができる。

【００４６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく、例えば次のような形態に変更することが可
能である。 ◎ 回転体である筒状カバー２の外周面側のみに円周溝
４を設けた実施形態の構成に代え、包囲部材１の内周面
側のみに円周溝４を設けてもよい。また、包囲部材１及
び筒状カバー２の両方に円周溝４を設けてもよい。

【００４７】◎ 回転体である筒状カバー２の外周面に
円周溝４を円環状に（連続的）に形成した実施形態の構
成に代え、例えば所定長さで区切られた円弧状の溝４を
周方向に沿って延びるように１つまたは複数形成するよ
うにしてもよい。

【００４８】◎ 包囲部材１や筒状カバー２の材料とな
るセラミックス焼結材料は必ずしも炭化珪素焼結材料で
なくてもよい。例えば、窒化ほう素、アルミナ、窒化ア
ルミニウム、窒化珪素、窒化ほう素などの各種焼結材料
であってもよい。また、セラミックスの代わりに金属材
料を選択することも可能である。

【００４９】◎ 給気孔４は３個×２列に限定されるこ
とはない。例えば、１つの給気孔列Ｇ1 ，Ｇ2 に属する
給気孔４の数を２個としたり、逆に４個，５個，６個…
にしてもよい。また、給気孔列Ｇ1 ，Ｇ2 は２列に限ら
ず、３列以上にしてそれらを互いに離間配置してもよ
い。例えば、３列とした場合、回転体である筒状カバー
２の外周面及び包囲部材１の内周面のうちの少なくとも
いずれかには、給気孔列のうち両端に位置するもの同士
の離間距離以上の幅を持った溝４を周方向に沿って配置
すればよい。

【００５０】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。（１）回転体と、この回転体を回転可能に支持する包
囲部材と、両者間に静圧発生用の加圧気体を導入すべく
前記包囲部材に形成された給気孔とを備え、前記回転体
と前記包囲部材との間に発生する動圧によって同回転体
がラジアル支持される静圧軸受けであって、複数の給気
孔からなる給気孔列を前記包囲部材の複数箇所に互いに
離間して形成し、かつ前記回転体の外周面及び前記包囲
部材の内周面のうちの少なくともいずれかに、前記複数
の給気孔列のうち両端に位置するもの同士の離間距離以
上の幅を持った溝を周方向に沿って配置したことを特徴
とする静圧軸受け。この構成であると、動圧効果による
負荷容量の向上が図れ、かつ水及び油等の侵入に対する
影響が少なくて信頼性にも優れた静圧軸受けを提供する
ことができる。

【００５１】（２）請求項１乃至４，技術的思想１の
いずれか１項において、前記回転体及び前記包囲部材は
ともにセラミックスであることを特徴とする静圧軸受
け。この構成であると、一方のみがセラミックスである
場合に比べて摺動に強くなるため、軸受け特性をより向
上することができる。

【００５２】（３）請求項１乃至４，技術的思想１の
いずれか１項において、前記回転体及び前記包囲部材は
ともに炭化珪素焼結材料からなることを特徴とする静圧
軸受け。この構成であると、一方のみがセラミックスで
ある場合に比べて摺動に強くなるとともに機械的強度も
高くなるため、軸受け特性をよりいっそう向上すること
ができる。

【００５３】（４）請求項１乃至５，技術的思想１乃
至３のいずれか１項において、前記溝は前記回転体の外
周面側のみに配置されていることを特徴とする静圧軸受
け。この構成であると、簡単に溝加工を施すことにより
精度の高い溝を加工形成することができ、製作の容易化
を図ることができる。

【００５４】（５）ケーシングと、そのケーシングに
回転可能に収容されたシャフトと、同シャフトと一体回
転すべく前記ケーシング内に収容されたロータと、その
ロータをラジアル支持する請求項１乃至５，技術的思想
１乃至３のいずれか１項に記載の静圧軸受けとを備えた
歯科用回転駆動装置。

【００５５】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。「セラミックス焼結材料：
炭化珪素、窒化ほう素、アルミナ、窒化アルミニウム、
窒化珪素、窒化ほう素などの焼結材料をいう。」

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、動圧効果による負荷容量の向上が図
れ、かつ水及び油等の侵入に対する影響が少なくて信頼
性にも優れた静圧軸受けを提供することができる。

【００５７】請求項２に記載の発明によれば、負荷容量
が大きくて剛性の高いものとすることができる。請求項
３に記載の発明によれば、静圧軸受けとして機能を有し
かつ加圧気体供給路として充分な大きさの溝とすること
ができるため、軸受け特性のよりいっそうの向上が図ら
れる。

【００５８】請求項４に記載の発明によれば、偏心時に
回転体が中心位置へ常に確実に復帰することができ、か
つ加圧気体が回転体及び包囲部材の周方向全体に確実に
行き渡るため、軸受け特性のよりいっそうの向上を図る
ことができる。

【００５９】請求項５に記載の発明によれば、摺動に対
して強くなるため、軸受け特性のさらなる向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明を具体化した一実施形態の静圧
軸受け体の側断面、（ｂ）は同じくその正断面図。

【図２】実施形態の歯科用回転駆動装置を示す側面図。

【図３】実施形態の歯科用回転駆動装置を示す正断面
図。

【図４】静圧軸受けの軸受け半径隙間と負荷容量との関
係を示すグラフ。

【図５】静圧軸受けの回転数と負荷容量との関係を示す
グラフ。

【図６】静圧軸受けに対してオイルを注入した時の経過
時間と振値動との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１…包囲部材、２…回転体としての筒状カバー、３…給
気孔、４…溝としての円周溝、５…アタッチメント、５
ａ…挿通孔、５ｂ…通路、６…パッキング、７…モータ
室、８…空気流入孔、９…透孔、９ａ…水用配管、９ｂ
…照明用光ファイバー、１０…空間部、１１…動力伝達
用シャフト、１２…ブッシュ、１３…界磁マグネット、
１４…永久磁石、１５，１８，２２，２３…嵌着段部、
１６…プレート、１７ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂ…磁
性部材としての環状マグネット、２０，２９…取付け環
条、２１…ケーシング、２６…Ｏリング、２８…コネク
タピン、Ｃ…軸受け半径隙間、Ｃ1 …広くなった部分の
軸受け半径隙間、Ｈ…ハンドピース、ＨＳ…ハンドピー
ス側シャフト、Ｐ…係止部材、Ｒ…ロータ、Ｇ1 ，Ｇ2
…給気孔列、Ｗ1 …給気孔列の離間距離、Ｗ2 …溝の
幅。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体と、この回転体を回転可能に支持す
る包囲部材と、両者間に静圧発生用の加圧気体を導入す
べく前記包囲部材に形成された給気孔とを備え、前記回
転体と前記包囲部材との間に発生する動圧によって同回
転体がラジアル支持される静圧軸受けであって、複数の給気孔からなる給気孔列を前記包囲部材の２箇所
に離間して形成し、かつ前記回転体の外周面及び前記包
囲部材の内周面のうちの少なくともいずれかに、前記給
気孔列の離間距離以上の幅を持った溝を周方向に沿って
配置したことを特徴とする静圧軸受け。
【請求項２】前記静圧軸受けの軸受け半径隙間は３μｍ
〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の静
圧軸受け。
【請求項３】前記溝の深さは軸受け半径隙間の１倍〜１
０倍であることを特徴とする請求項１または２に記載の
静圧軸受け。
【請求項４】前記溝は周面全体にわたって延びる円周溝
であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
に記載の静圧軸受け。
【請求項５】前記回転体及び前記包囲部材のうちの少な
くとも一方はセラミックスであることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれか１項に記載の静圧軸受け。