JPH06137320A - 動圧流体軸受装置 - Google Patents

動圧流体軸受装置

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JPH06137320A
JPH06137320A JP29160492A JP29160492A JPH06137320A JP H06137320 A JPH06137320 A JP H06137320A JP 29160492 A JP29160492 A JP 29160492A JP 29160492 A JP29160492 A JP 29160492A JP H06137320 A JPH06137320 A JP H06137320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lubricating fluid
radial
radial bearing
dynamic pressure
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP29160492A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Tanaka
克彦 田中
Ikunori Sakatani
郁紀 坂谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP29160492A priority Critical patent/JPH06137320A/ja
Publication of JPH06137320A publication Critical patent/JPH06137320A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】潤滑流体の保持能力を高め、かつ、ラジアル軸
受面へ補給する潤滑流体の引込み効果を高めて、耐久性
を大幅に改善できる動圧流体軸受装置を提供する。 【構成】ラジアル軸受面と、このラジアル軸受面に軸受
すきまを介して対向するラジアル受面との少なくとも一
方に非対称のヘリングボーン状の動圧発生用の溝を設
け、スリーブは軸受すきまに隣接するテーパ部を有し、
そのテーパ部のテーパ角度を10°よりも大きくて60
°より小さいものとした。これにより、テーパ部の潤滑
流体保持能力が高まり、動圧発生用の溝の潤滑流体の引
込み効果が高められた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報機器,事務機,測
定機器等に用いられる動圧流体軸受装置の耐久性の改良
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の動圧流体軸受装置は、例えば図2
に示すように、軸1が嵌合しているスリーブ2の内径面
に、円筒状のラジアル軸受面3が、軸方向に間隔をおい
て2ヵ所に設けられている。一方、スリーブ2に嵌合す
る軸1には、長手方向に間隔をおいて2ヵ所にラジアル
受面4が設けられている。ラジアル軸受面3とラジアル
受面4とは軸受すきま5を介して対向してラジアル軸受
Rを構成している。ラジアル軸受面3には、軸方向に対
称なやじり状の多数の溝からなるヘリングボーン状の動
圧発生用の溝6が設けられている。そして、軸1又はス
リーブ2のどちらかが回転すると、そのヘリングボーン
状の動圧発生用の溝6のポンピング作用でラジアル軸受
すきま5に保持される極めて少量の潤滑剤に圧力が発生
して、流体動力学的潤滑をおこなうようになされてい
る。二カ所の軸受すきま5,5の間の個所には、軸受す
きま5より大きなすきまの潤滑剤溜り7が設けてある。
潤滑剤溜り7から軸受すきま5に連なる箇所は、軸受す
きま5に向かってせまくなるテーパ部8となっている。
【0003】従来のテーパ部8にあっては、テーパ角度
θが、切削加工の標準面取りである90°または60°
に加工されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の動圧流体軸受装置は、テーパ部8のテーパ角度θが
60°又は90°と大きいため、毛細管現象による潤滑
流体の保持力が弱く、高速回転で遠心力が作用する場合
や、外部衝撃が作用する場合には、ラジアル軸受すきま
5に補給する役目を果たすテーパ部8の潤滑流体が飛散
して無くなってしまうという問題点があった。
【0005】また、高温環境で使用すると、ラジアル軸
受すきま5の潤滑流体が蒸発により徐々に失われるが、
ラジアル軸受面3の加工誤差および動圧発生用の溝6の
加工誤差によっては、潤滑流体を軸受面から押し出す力
が作用して、テーパ部8からラジアル軸受すきま5への
潤滑流体の補給が行われないという問題点があった。そ
こで、本発明は、テーパ部における潤滑流体の保持能力
を高め、かつラジアル軸受面3へ補給する潤滑流体の引
込み効果を高めて耐久性を大幅に改善できる動圧流体軸
受装置を提供して、上記従来の問題点を解決することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、スリーブに設
けた円筒状のラジアル軸受面が軸に設けたラジアル受面
と軸受すきまを介して対向し、前記ラジアル軸受面とラ
ジアル受面との少なくとも一方にヘリングボーン状の動
圧発生用の溝が設けられ、前記スリーブは軸受すきまに
隣接するテーパ部を有する動圧流体軸受装置において、
前記テーパ部のテーパ角度が10°よりも大きくて60
°より小さいことを特徴とする。
【0007】
【作用】この発明はテーパ部のテーパ角度を10°より
も大きくて60°より小さく形成しているので、毛細管
現象に基づくテーパ部における潤滑流体の保持能力が高
く、しかも潤滑流体を保持できるテーパ部の空間体積を
大きくとれる。また、ヘリングボーン状の溝は前記テー
パ部に連なる方の溝の軸方向長さが他方の溝に軸方向長
さより長くて非対称のヘリングボーン状の溝であると、
ラジアル軸受面への潤滑流体の引き込み作用が高くな
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来と同一または相当部分には同一符号を
付してある。図1は、本発明の一実施例の縦断面図であ
り、軸1が嵌合しているスリーブ2の内径面に、円筒状
のラジアル軸受面3が軸方向に間隔をおいて二カ所に設
けられている。一方、軸1には、長手方向に間隔をおい
て二カ所にラジアル受面4が設けられており、ラジアル
軸受面3とラジアル受面4とはラジアル軸受すきま5を
介して対向してラジアル軸受Rを構成している。ラジア
ル軸受面3には、ヘリングボーン状の動圧発生用の溝6
が設けられている。この動圧発生用の溝6は、屈曲部6
aより反軸端側の溝長さl1 の方が屈曲部6aより軸端
側の溝長さl2より長い非対称形のヘリングボーン状の
溝パターンになっている。
【0009】スリーブ2の内径面には、二カ所のラジア
ル軸受面3の間の個所に軸受すきま5より大きなすきま
の潤滑剤溜り7が設けてある。この潤滑剤溜り7から軸
受すきま5に連なる箇所は、軸受すきま5に向かってせ
まくなるテーパ部8となっている。前記テーパ部8のテ
ーパ角度θの大きさは、10°よりも大きくて60°よ
り小さい角度に形成されている。
【0010】なお、潤滑剤溜り7の中間部には、スリー
ブ2を半径方向に貫通する空気抜き孔15が設けられて
いる。この空気抜き孔15は、温度変化があってもスリ
ーブ2の内外の気圧を同一にして、ラジアル軸受すきま
5内の潤滑流体が外部へ洩れるのを防止するものであ
る。軸1の下面はスラスト受面9、スリーブ2の下面に
取りつけたスラスト板10にはスラスト受面9に対向す
るスラスト軸受面11が動圧発生用の溝12を有して設
けられ、平面型のスラスト軸受Sを構成している。
【0011】また、スラスト軸受Sの動圧発生用の溝1
2は、スラスト受面9に設けても、スラスト受面9に対
向するスラスト軸受面11にもうけても良く、あるいは
スラスト受面9とスラスト軸受面11との両方に設けて
も良い。なお、スラスト軸受Sは動圧発生用の溝のない
点接触式のピボット軸受にしても良い。そのスリーブ2
の下端部の内径面3に、下方のラジアル軸受面3より大
径の潤滑剤溜り16が設けられ、この潤滑剤溜り16か
らスリーブ2を半径方向に貫通する空気抜き孔17が設
けられている。
【0012】この動圧流体軸受装置は、ラジアル軸受す
きま5及びスラスト受面9とスラスト軸受面11との間
のスラスト軸受すきまに毛細管現象により保持される極
めて少量の潤滑剤で潤滑される。次に作用を説明する。
潤滑溜り7には、予め潤滑流体が充填されている。本発
明は、この潤滑剤溜り7の両端部を先細りのテーパ状に
してあるため、潤滑剤溜り7内の潤滑流体が軸1とスリ
ーブ2との間のすきまが狭くなる方に毛細管現象で引っ
張られ易くなっている。しかして、テーパ部8のテーパ
角度θが10°未満の場合は、潤滑流体を保持する体積
が少なくなり過ぎる。一方、テーパ角度θが60°以上
になると、毛細管現象による潤滑流体保持能力が弱くな
る。
【0013】特に、スリーブ2が回転する場合は、テー
パ角度θを小さくすることにより、テーパ部8に保持さ
れる潤滑流体に働く遠心力の影響が緩和され、潤滑流体
の飛散を少なくできる。いま、軸1が回転すると、ラジ
アル軸受Rの動圧発生用の溝6のポンピング作用によっ
てラジアル軸受すきま5の潤滑流体は、ヘリングボーン
状の溝の屈曲部6aへ流入する。そして溝の屈曲部6a
に充満した潤滑流体は、ラジアル軸受すきま5を通って
ラジアル軸受すきま5の軸方向両端部に移行して循環す
る。この実施例の場合、テーパ部8につながるヘリング
ボーン状の動圧発生用の溝6のパターンが非対称に構成
されているので、溝長さl1 の長い内側パターンの溝で
発生する圧力が、溝長さl2 の短い外側パターンの溝の
それより大きくなり、ラジアル軸受すきま5内の潤滑流
体がラジアル軸受Rの軸端側により多く流れる。その結
果、テーパ部8に保持されている潤滑流体をラジアル軸
受すきま5に引き込む作用が高まる。
【0014】従って、ラジアル軸受すきま5の潤滑流体
が蒸発により徐々に減少しても、テーパ部8からラジア
ル軸受すきま5に潤滑流体を円滑に補給できる。また、
この実施例のように、内側の溝が外側の溝より長い非対
称溝のヘリングボーン状の動圧発生用の溝にすると、軸
受スパン(上側の軸受すきま5の最大圧力発生箇所と、
下側の軸受すきま5の最大圧力発生箇所との間隔)が大
きくとれるから、外部モーメントに対して強い軸受装置
とすることができる利点がある。
【0015】こうしてラジアル軸受Rにおいては、動圧
発生用の溝6のポンピング作用による動圧が発生し、ラ
ジアル軸受すきま5内の潤滑流体の圧力が高くなり、軸
1はスリーブ2のラジアル軸受面3に非接触で半径方向
に支持される。一方、スラスト軸受Sにおいては、スラ
スト軸受面11の動圧発生用の溝12のポンピング作用
によって動圧が発生し、軸1はスラスト板10のスラス
ト軸受面11に非接触で支持される。
【0016】動圧流体軸受装置の起動・停止時並びに回
転中の潤滑流体の飛散による軸受外への流出、および潤
滑流体の蒸発により、ラジアル軸受すきま5内の潤滑流
体の減少が起こっても、潤滑剤溜り7からテーパ部8を
経て、テーパすきまのせまい方に向かって、潤滑流体が
毛細管現象で自動的に、且つ効果的に徐々に補給され
る。したがって、長期間にわたって軸受性能の劣化がな
く、優れた耐久性が得られる。
【0017】なお、上記実施例のラジアル軸受Rにおけ
る動圧発生用の溝6は、軸1のラジアル受面4に設けて
もスリーブ2のラジアル軸受面3に設けてもよく、ある
いはラジアル軸受面3とラジアル受面4との双方に設け
ても良い。また、軸1とスリーブ2のどちらが回転して
も良いが、動圧発生用の溝6によって潤滑流体が引き込
まれるので、潤滑流体の引き込み効果を有効にするため
に動圧発生用の溝6はテーパ部8側に設けることが好ま
しい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の動圧流体
軸受装置は、円筒状のラジアル軸受面と、そのラジアル
軸受面に軸受すきまを介して対向するラジアル受面との
少なくとも一方にヘリングボーン状の動圧発生用の溝が
設けられ、前記スリーブは軸受すきまに隣接するテーパ
部を有し、テーパ部のテーパ角度が10°よりも大きく
て60°より小さいものとした。そのため、テーパ部に
おける潤滑流体の保持能力が高まり、高速回転時および
外部衝撃が加わる使用条件でも、耐久性が延びるという
効果がある。
【0019】また、ヘリングボーン状の動圧発生用の溝
を非対称溝として、テーパ部からの潤滑流体をラジアル
軸受面に円滑に供給できるようにすると、高温中で使用
され潤滑流体の蒸発が無視できないような使用条件で
も、耐久性が延びるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動圧流体軸受装置の一実施例の縦断面
図である。
【図2】従来の動圧流体軸受装置の縦断面図である。
【符号の説明】 1 軸 2 スリーブ 3 ラジアル軸受面 4 ラジアル受面 5 軸受すきま 6 動圧発生用の溝 7 潤滑剤溜り 8 テーパ部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スリーブに設けた円筒状のラジアル軸受
    面が軸に設けたラジアル受面と軸受すきまを介して対向
    し、前記ラジアル軸受面とラジアル受面との少なくとも
    一方にヘリングボーン状の動圧発生用の溝が設けられ、
    前記スリーブは軸受すきまに隣接するテーパ部を有する
    動圧流体軸受装置において、 前記テーパ部のテーパ角度が10°よりも大きくて60
    °より小さいことを特徴とする動圧流体軸受装置。
JP29160492A 1992-10-29 1992-10-29 動圧流体軸受装置 Pending JPH06137320A (ja)

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