JPH04366013A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸受の内部に発生する
動圧によって回転軸を支承するようにした動圧軸受装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に軸受装置は、軸受の内部に回転軸
を回転自在に支承するものであるが、近年、軸受の内周
面と、この軸受の内部に挿入された回転軸の外周面との
間に空気等による動圧を形成し、当該動圧の支持力によ
って回転軸を支承するようにした動圧軸受装置の開発が
進められている。

【０００３】この動圧軸受装置を構成する軸受は、真鍮
あるいは鉄系の材料からなるスリーブを例えば真円の中
空筒状に形成してなるものであり、該軸受の内周部に僅
かの隙間をもって回転軸が回転自在に嵌挿されている。 そして回転軸あるいは軸受には、エッチング、転造、切
削等によって環状の溝が形成されており、動圧の安定化
を図ることによって回転軸あるいは軸受の振れ回りを防
止するようにしている。

【０００４】またこの動圧軸受装置では、起動時及び停
止時には所定の動圧が得られないため、軸受の内周面と
回転軸の外周面とが接触することがある。そこで回転軸
及び軸受の双方または一方に、耐摩耗性材料やメッキを
施すことによって損傷を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の動
圧軸受装置では、上述のように溝加工を施したり、耐摩
耗性材料等を施す必要があるため、生産性に問題がある
。さらに動圧を発生させるために回転軸あるいは軸受を
高速で回転させなければならず、したがって駆動モータ
は、高剛性かつ高精度のものを用いなければならず、こ
れによってもコスト高になっている。

【０００６】そこで本発明は、回転軸支承用の動圧を低
コストで良好に得ることができ、生産性及び信頼性を向
上させることができるようにした動圧軸受装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、軸受の内周面と、この軸受の内部に挿入され
た回転軸との間に動圧を形成することによって、回転軸
を回転自在に支承するようにした動圧軸受装置において
、上記軸受の内周面または回転軸の外周面のいずれか一
方に、プラスチックまたは含油プラスチックからなる被
膜を形成してなる構成を有している。

【０００８】

【作用】このような構成の手段においては、回転軸ある
いは軸受の回転によって、面の微小凹凸に基づく動圧が
発生するとともに、この動圧によってプラスチックまた
は含油プラスチックに変形を生じ、鋸歯波状の膨出部が
全周にわたって多数形成される。そしてこのプラスチッ
クまたは含油プラスチックの膨出部にしたがって形成さ
れる動圧により、軸受と回転軸との間に半径方向の復元
力が作用することとなり、その結果、静かな回転運動が
継続されるようになっている。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず図１（ａ）及び（ｂ）に示されている
軸受１は、真鍮あるいは鉄系の材料からなるスリーブを
、真円の中空筒状に形成してなるものである。この軸受
１の内周面には、プラスチックまたは含油プラスチック
からなる被膜２が全周にわたって成形されている。被膜
２をプラスチックで構成する場合には、テフロン、ポリ
アセタール、ナイロン等が採用される。一方含油プラス
チックは、プラスチック素材に潤滑油を数％混練してな
るものであり、当該含油プラスチックによって被膜２を
構成する場合には、プラスチック素材として、ポリアセ
タール、ポリエチレン等が採用される。このような被膜
２を構成するプラスチックまたは含油プラスチックには
、ガラスビーズ、カーボン、二硫化モリブデン、ＢＮ（
ボロンナイトライド）等の微粒子を混入することができ
る。

【００１０】また上記被膜２の成形厚さは、数十〜数百
μｍ程度に設定されているが、金属軸受基体の内周面に
プラスチックまたは含油プラスチックからなる被膜を成
形する方法としては、例えばエポキシ系樹脂を用いて軸
受基体とプラスチックまたは含油プラスチックとを接着
しこれに穴あけ加工を施す方法や、軸受基体にインジェ
クションモールドを施す方法、さらには板状あるいは円
筒状に成形した素材を軸受基体の内周面に貼り付ける方
法や、塗料状態とした素材を軸受基体の内周面に塗り付
ける方法等もある。

【００１１】そしてこのような軸受１の内周部に対し、
上記被膜２と僅かの隙間をもって図示を省略した回転軸
が回転自在に嵌挿されている。このとき回転軸及び軸受
１は、それぞれ高精度に加工されており、静止状態にお
いて、軸受１の内周部と回転軸の外周部とが一部接触す
る程度に両者のクリアランスは設定されている。

【００１２】また図２（ａ）及び（ｂ）に示されている
第２実施例では、図示を省略した軸受に嵌挿される回転
軸３の外周部に、プラスチックまたは含油プラスチック
からなる被膜４が成形されている。この被膜４は、軸受
嵌挿部分に対してのみ成形されており、その厚さは、上
記第１実施例と同様に数十〜数百μｍ程度に設定されて
いる。

【００１３】この第２実施例における回転軸を成形する
方法としては、例えばエポキシ系樹脂を用いて回転軸と
プラスチックまたは含油プラスチックとを接着し、これ
にセンターレス研磨を施す方法や、回転軸に直接アウト
サートモールドを施す方法等がある。

【００１４】そしてこのような回転軸３は、図示を省略
した軸受内に嵌挿されるが、そのとき回転軸３の被膜４
と軸受の内周部とが僅かの隙間を備えるように嵌挿され
る。すなわち回転軸３及び軸受は、それぞれ高精度に加
工されており、静止状態において、軸受の内周部と回転
軸３の外周部とが一部接触する程度に両者のクリアラン
スは設定されている。

【００１５】このような図１及び図２に示された各実施
例においては、回転軸３あるいは軸受１の相対回転によ
って、回転軸３の外周面と軸受１の内周面との間に、空
気圧または空気圧及び油圧による動圧が発生する。そし
てこの動圧によって、例えば第１実施例に関する図３破
線で示されているように、プラスチックまたは含油プラ
スチックからなる被膜２に変形が生じ、鋸歯波状の膨出
部５が全周にわたって多数形成される。そしてこのプラ
スチックまたは含油プラスチックの膨出部５にしたがっ
て更に動圧が付加される。この付加動圧は、図４に示さ
れているような平面軸受における動圧と類似のものであ
る。

【００１６】このようにして付加された動圧は、半径方
向の復元力として軸受１と回転軸３との間に作用し、従
来の軸受装置において生じていた、いわゆるスリコギ運
動が回避されることとなり、静かな回転運動が行なわれ
る。このとき各実施例においては、軸受１と回転軸３と
のクリアランスが小さく設定されているため、本来の動
圧が大きく形成される上に、プラスチックまたは含油プ
ラスチックの変形が良好に生じ、これによって付加動圧
も大きく形成されるようになっている。

【００１７】上述したように発生される動圧は、空気圧
のみ（プラスチック）または空気圧と油圧との双方（含
油プラスチック）であり、回転の起動・停止時において
、上記動圧が補助的な軸支持力となる。

【００１８】なお軸受１の内周面や回転軸３の外周面に
プラスチックまたは含油プラスチックを薄く被着するの
は、温度変化によるクリアランスの変化を小さくするた
めである。またプラスチック及び含油プラスチックは放
熱性が良好ではないが、上述のように薄い被膜を成形し
ていること、及び金属軸受基体に被膜を成形しているこ
とから、回転軸の摺動により生じた熱は良好に発散され
る。したがって被膜の寸法及び形状が熱によって変化す
ることはなく、安定した回転が得られるようになってい
る。さらに上記各実施例では、軸受基体が金属から形成
されているため、良好な機械的強度が得られるようにな
っている。

【００１９】次に図５に示されている実施例では、軸受
１の内周面に複数の係止溝６が形成されており、これら
の各係止溝６内にプラスチックまたは含油プラスチック
が充填されることによって、プラスチックまたは含油プ
ラスチックが軸受１に対して確実に係止されるようにな
っている。またプラスチックまたは含油プラスチックの
表面にヘリングボーン状の溝を形成することとしても良
い。

【００２０】本発明は、上記各実施例におけるようなジ
ャーナル軸受のみならず、スラスト軸受に対しても同様
に適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明による軸受装置
は、回転軸あるいは軸受の回転によって、従来と同様の
動圧に加えて、プラスチックまたは含油プラスチックの
変形による付加動圧を生じさせ、軸受と回転軸との間に
半径方向の復元力を作用させることとしたものであるか
ら、溝加工を施したり、耐摩耗性材料等を施すことなく
簡易な構成で、安定した軸支承力を得ることができ、軸
受装置の生産性及び信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における軸受装置を表わした
正面図及び側面図である。

【図２】本発明の他の実施例における軸受装置を表わし
た正面図及び側面図である。

【図３】動圧の発生状態を原理的に表わした部分拡大横
断面図である。

【図４】平面動圧軸受装置を原理的に表わした側面図で
ある。

【図５】本発明のさらに他の実施例における軸受装置を
表わした正面図である。

【符号の説明】

１　　軸受 ２，４　　被膜 ３　　回転軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　軸受の内周面と、当該軸受に挿入され
   た回転軸の外周面との間に動圧を形成しつつ、上記回転
   軸を回転自在に支承するようにした動圧軸受装置におい
   て、上記軸受の内周面または回転軸の外周面のいずれか
   一方に、プラスチックまたは含油プラスチックからなる
   被膜を成形してなることを特徴とする動圧軸受装置。