JPH0732978Y2 - スラスト動圧流体軸受 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案はスラスト動圧流体軸受に関する。

〈従来の技術〉 従来、スラスト動圧流体軸受は、軸方向に対向する可動
部材の軸受面と固定部材の軸受面の間にグリースを充填
し、上記可動部材の回転により上記グリースに動圧を発
生させて、上記可動部材に作用するスラスト荷重を上記
固定部材により上記グリースを介して支えるようにして
いる。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来のスラスト動圧流体軸受は、た
だ単に、軸方向に対向する軸受面の間にグリースを充填
するようにしているだけであるので、可動部材の静止時
や可動部材に大きなスラスト負荷がかかったとき、軸受
面の間のグリースが軸受面の周縁の開口より上記軸受間
以外の周囲に押し出されてしまい、その一旦押し出され
たグリースは、軸受の回転により常に遠心力が作用する
ため、上記軸受面の間に完全には戻りきらず、軸受面の
間がグリース不足状態になり易いという問題があった。
このことは、軸受面の損傷や極端な場合軸受の破壊を引
き起こしてしまう。

そこで、この考案の目的は、過負荷等により万が一にも
グリースが軸受面の間から押し出されても、このグリー
スを再び軸受面の間に押し戻すことができ、したがって
常に安定して軸受面の間にグリースを確保することので
きるスラスト動圧流体軸受を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、請求項１に記載の考案は、軸
方向に対向する可動部材と固定部材とを備え、上記固定
部材の軸方向一端面内の一部に上記可動部材の軸方向一
端面と対向するスラスト軸受面部を形成し、上記可動部
材の一端面と上記スラスト軸受面部の間にグリースを充
填し、上記可動部材の回転により上記グリースに動圧を
発生させるようにしたスラスト動圧流体軸受において、 上記固定部材は、スラスト軸受面部の外側に配置され軸
方向に突出して形成された柱状のグリース押し戻し手段
を備え、上記押し戻し手段は、径方向に対して上記可動
部材の回転方向とは逆方向に傾いた押し戻し面を有する
ことを特徴としている。

また、請求項２の考案は、請求項１に記載のスラスト動
圧流体軸受において、上記押し戻し面は固定部材の軸方
向に対して傾いていることを特徴としている。

〈作用〉 請求項１の考案のスラスト動圧流体軸受は、可動部材が
回転すると、可動部材とそれに軸方向に対向する固定部
材の間に充填されたグリースは、動圧が発生する。この
動圧により、上記可動部材は、上記固定部材に対して、
上記グリースを介して滑らかに回転するように支持され
ると共に、それに作用するスラスト荷重を上記固定部材
により上記グリースを介して支えられる。可動部材の回
転が止められたときあるいは可動部材に過負荷がかかっ
たとき、上記可動部材と固定部材の間のグリースは可動
部材と固定部材の間から外部に排出される。しかし、上
記排出されたグリースは、このスラスト動圧流体軸受
が、可動部材の回転と共に上記グリースを上記可動部材
と固定部材の間に押し戻す押し戻し手段を備えているた
め、上記可動部材が再び回転を始めたときあるいは過負
荷が取り除かれたとき、この押し戻し手段自身によりせ
き止められて確実にスムーズに上記可動部材と固定部材
の間に押し戻される。

すなわち、請求項１の考案は、グリース押し戻し手段
が、固定部材のスラスト軸受面部の外側に配置され軸方
向に突出して形成された柱状であるから、固定部材と可
動部材の間から出てきたグリースを、シール手段を含ま
ない簡単な構成によって、上記グリース押し戻し手段で
せき止めて押し戻すことができ、動圧を用いる場合に比
べて、より確実にグリースの飛散を防止できる。

また、請求項１の考案は、上記グリース押し戻し手段
は、二つの部材間の動圧を利用するものでないから、可
動部材と対向する必要はない。したがって、構成上の自
由度が大きくなる利点がある。

また、使用するグリースの量も動圧を発生するのに必要
な最低限の量で済むので、グリースの飛散を嫌うHDD等
の精密機器に適用できる。さらに、シール手段が不要な
ので、簡単、小型、低回転トルク、高速回転可能といっ
た動圧軸受本来のメリットを維持できる。

また、請求項１の考案は、上記押し戻し手段が、径方向
に対して上記可動部材の回転方向とは逆方向に傾いた押
し戻し面を有しているから、固定部材と可動部材の間か
ら出てきたグリースを、上記傾いた押し戻し面に沿って
滑らかにせき止めて効率よく押し戻すことができる。

また、請求項２の考案は、請求項１の径方向に対して傾
いた上記押し戻し面が、さらに、固定部材の軸方向に対
して傾いているから、上記グリースをより効率的に押し
戻すことができる。

〈実施例〉 以下、この考案を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの考案のスラスト動圧流体の第１実施例の側
面図であり、１は固定部材、２は可動部材である。上記
固定部材１と可動部材２とは軸方向に同軸に対向して配
置してある。上記固定部材１は所定の径を有する円柱形
をしており、上記可動部材２側の端面に滑らかな平面で
形成される軸受面1aを有している。一方、上記可動部材
２は、上記固定部材１よりも小さな径を有し、軸方向に
所定の厚みを有する円板状で、上記固定部材１側の端面
に上記固定部材の軸受面1aに対向する滑らかな平面で形
成され、第３図に示すように、周方向に一定間隔を有す
る螺旋状の７本の動圧発生用の溝3b,3b,…を有する軸受
面3aを有する円板部３と、この円板部３の上記軸受面3a
と反対側の端面の中心に軸方向上記固定部材１と反対側
に向かって突設され、所定の径を有する軸部４とからな
っている。

上記対向する固定部材１の軸受面1aと可動部材２の円板
部３の軸受面3aとの間には、適当な粘性を有するグリー
ス５を充填している。そして、上記可動部材２の回転に
より上記軸受面3aの動圧発生用の溝3b,3b,…が上記グリ
ース５に発生する動圧により、上記可動部材２を上記グ
リース５を介して滑らかに固定部材１に対して回転する
ように支持すると共に、上記可動部材２に作用するスラ
スト荷重を上記固定部材１により、上記グリース５を介
して支えるようにしている。

上記固定部材１は、第２図に示すように、可動部材と軸
方向に対向して配置された状態で、径方向に長さＬだけ
可動部材の外周面よりも径方向外側に張り出した環状の
ステージ部1bを有する。この環状のステージ部1bの軸心
に対して対称な180°隔った径方向所定の位置には、グ
リース押し戻し手段としての突出部6,6を軸方向に、か
つ、軸心に対して対称形となるように突設している。こ
の突出部６は略三角柱状で、軸方向に所定の寸法突出し
ており、軸に平行な曲面で形成される径方向内側の側面
により、上記径方向に対して傾いた押し戻し面７を形成
している。この押し戻し面７の傾きは、上記可動部材２
の円板部３の外周面3dとの径方向の間隔が図中矢印Ａで
示す可動部材２の回転方向の周方向に向かうにつれて狭
くなるように上記径方向に対して傾いている。この突出
部６の押し戻し面７と径方向外側の側面6aとで形成され
る稜線、つまり先端部８と上記可動部材２の円板部３の
外周面3dとの間は僅かな間隙を設けて、上記可動部２の
回転をこの突出部６が妨げないようにしている。

上記構成のスラスト動圧流体軸受において、可動部材２
が静止したときあるいは回転中の可動部材２に大きなス
ラスト荷重、つまり過負荷がかかったとき、上記固定部
材１の軸受面1aと可動部材２の軸受面3aの間に充填され
ているグリース５は、その軸受面1a,3aの間より外部の
環状のステージ部1bに押し出される。この押し出された
グリース５は、可動部材２の回転と共に、可動部材２の
円板部３の外周面3dに付着したりこの外周面3dから図示
の矢印Ａ方向の周方向の粘性摩擦力を受けて、上記ステ
ージ1b上を相対的に上記矢印Ａ方向の周方向に移動す
る。このとき、上記固定部材１のステージ部1bの軸心に
対して対称な180°隔たった径方向２箇所には、前述の
ように、グリース押し戻し手段としての突出部6,6を軸
方向に突設しており、かつ、その突出部6,6が径方向に
対して、図示の矢印Ａ方向の周方向に向かうにつれて可
動部材２の外周面3dとの径方向の間隔が狭くなるように
傾いた押し戻し面7,7を有するため、上記押し出された
グリース５は、上記可動部材２の回転と共に上記突出部
6,6の押し戻し面7,7と可動部材２の外周面3dとで形成さ
れるくさび状の隙間内に開口側から入り込み、周方向に
移動しつつ上記押し戻し面7,7に沿って径方向内側に押
し戻され、最終的に、上記可動部材２の外周面3dと突出
部6,6の先端部8,8の間に導かれる。このとき、この先端
部８と上記外周面3dとの間は僅かな間隙を有しているだ
けであるので、この狭い部分に入り込んだグリース５は
軸受面1aと軸受面3aの間に押し戻される。

このように、この第一実施例のスラスト動圧流体軸受
は、固定部材１の軸受面1aの外縁部である環状のステー
ジ部1bの軸心に対して対称な180°隔った位置に、軸心
に対して対称形となるように断面略三角柱状で径方向内
側の側面に径方向に対して可動部材２の回転方向Ａに向
かうにつれて可動部材２の円板部３の外周面3dとの径方
向の距離が狭くなるように傾いた押し戻し面７を有する
と共に、先端部８が可動部材２の上記外周面3dと僅かな
間隙を有する押し戻し手段としての突出部6,6を軸方向
に突設しているので、過負荷等により、互いに対向する
固定部材１の軸受面1aと可動部材２の軸受面3aの間から
押し出され、可動部材２の回転と共に周方向に移動する
グリース５を、突出部６の上記径方向に対して傾いた押
し戻し面７に沿って径方向内側に押し戻して、軸受面1
a,3aの間にスムーズに効率よく押し戻すことができ、軸
受面1a,3a内に常に安定してグリース５を確保すること
ができる。

したがって、この実施例によれば、シール手段を含まな
い簡単な構成によって、グリース５が軸受外部に漏出す
ることを防止することができ、かつ、可動部材２の回転
中も常に軸受にグリースを補給することができる。ま
た、使用するグリースの量も動圧を発生するのに必要な
最低限の量で済むので、グリースの飛散を嫌うHDD等の
精密機器に適用できる。さらに、シール手段が不要なの
で、簡単、小型、低回転トルク、高速回転可能といった
動圧軸受本来のメリットを維持できる。

上記実施例では、グリース押戻し手段を、固定部材１の
ステージ部1bの軸心に対称な180°隔った２箇所の位置
に、かつ、軸心に対して対称形となるように軸方向に突
設された略三角柱状で径方向に対して傾いた押し戻し面
７を有する突出部６により構成したが、第4,5図に示す
ように、固定部材１のステージ部1bに外周面を一致させ
て固定され、所定の径方向の肉厚寸法を有する円筒形の
リング部11とこのリング部11の軸心に対称な径方向２箇
所から内側に向けて径方向に対して所定の角度傾いて突
設され、図中矢印Ａで示す可動部材２の回転方向Ａに向
かうにつれて上記可動部材２の円板部３の外周面3dとの
距離が狭くなるように径方向に対して傾いた押戻し面17
を有すると共に先端部18が可動部材の外周面に弾性的に
摺接する押し戻し部12とからなるプラスチック等ででき
た押し戻し部材13により構成するようにしてもよい。

この押し戻し部材13の押し戻し部12,12は上記突出部6,6
と同じ作用をする。それに代えて、第４図に示すよう
に、この押し戻し部材13のリング部11の内周面11aと軸
受面1aの外縁部であるステージ1bと可動部材２の円板部
３の外周面3dとにより環状凹部Ｂが形成されるため、軸
受面1a,3aの間から押し出されたグリース５が上記凹部
Ｂから外部に流れ出たりすることがない。また、リング
部11の内周面11aと上記押し戻し面17,17とは夫々鈍角を
なして連続しているため、リング部11の内周面11aまで
押し出されて広がったグリース５も可動部材２の回転と
ともに、まず上記内周面11aに案内され次いで上記押し
戻し面17,17に案内され径方向内側に向けて押し戻され
て、軸受面1a,3aの間に押し戻される。

また、上記実施例では、固定部材１のステージ部1bに、
軸心に対して対称な180°隔った位置に軸心に対して対
称形となるように径方向に対して前述のように傾いた軸
に平行な面で形成される押し戻し面7,7を有する突出部
6,6を突設したが、第6,7図に示すように、同じく軸心に
対して180°隔った位置に軸心に対して対称形となるよ
うに径方向に対して傾くと同時に軸方向に対しても傾く
押し戻し面27,27を有する略斜方形状の突出部26,26を設
けるようにしてもよい。

この場合、固定部材１の軸受面1aと可動部材２の軸受面
3bの間から押し出され、可動部材の回転と共に図示の矢
印の周方向に移動するグリース５は、上記押し戻し面2
7,27により径方向内側に向けて押し戻されると同時に、
軸方向上記固定部材１の軸受面1aに向けて押し戻されス
ムーズにより効率よく軸受面1a,3aの間に押し戻され
る。

上記第１実施例の突出部6,6およびその変形例の押し戻
し部材13の押し戻し部12,12は、軸心に対称に２箇所に
設けるようにしたが、２箇所に限らず、たとえば第8,9
図に示す四角柱の突出部30のように、所定の径方向１箇
所に設けるようにしてもよい。また周方向一定間隔とな
るように２箇所以上設けてもよいのはもちろんである。

また、上記第１実施例のスラスト動圧流体軸受は、円柱
形で一方の端面に滑らかな平面で形成される軸受面1aを
有する固定部材１と、円柱状で固定部材１側の端面に上
記軸受面1aに対向すると共に、渦巻状の７本の動圧発生
用の溝3b,3b,…を有する滑らかな平面で形成される軸受
面3aを有する円板部３とこの円板部３と軸方向反対側の
端面の中心に軸方向上記固定部材１と反対側に向かって
突設された軸部４とからなる可動部材２とを用いるよう
にし、上記固定部材１の環状のステージ部1bに押し戻し
手段としての２つの突起部6,6あるいは押し戻し部材13
を設けるようにしたが、第10図に示すように、所定の径
の滑らかな内周面41bを有する円筒状で一方の端面に環
状の滑らかな平面で形成される軸受面41aを有する固定
部材41と、この固定部材41の内周面41bと径方向に所定
の間隙を保って挿通され、滑らかな外周面44aを有する
軸部44とこの軸部44の端面に固定され、円板状で上記固
定部材41の軸受面41aに対向する滑らかな平面で形成さ
れると共に、第11図に示すように周方向に一定間隔を有
するヘリンボーン形の動圧発生用の溝43b,43b,…を有す
る軸受面43aを有する円板部43とからなる可動部材42と
を用い、上記固定部材41の環状のステージ部1bに押戻し
手段としての２つの突起部あるいは押し戻し部材を設け
るようにしてもよい（第10図の固定部材は第１図と同じ
突起部6,6を有している）。上記固定部材41の滑らかな
内周面41bと可動部材42の軸部44の外周面44aとで、ラジ
アル動圧流体軸受の互いに対向する軸受面41b,44aが形
成される。

〈考案の効果〉 以上より明らかなように、請求項１の考案は、軸方向に
対向する可動部材と固定部材とを備え、上記固定部材の
軸方向一端面内の一部に上記可動部材の軸方向一端面と
対向するスラスト軸受面部を形成し、上記可動部材の一
端面と上記スラスト軸受面部の間にグリースを充填し、
上記可動部材の回転により上記グリースに動圧を発生さ
せるようにしたスラスト動圧流体軸受において、上記固
定部材は、スラスト軸受面部の外側に配置され軸方向に
突出して形成された柱状のグリース押し戻し手段を備え
ているので、可動部材と固定部材の間から排出されるグ
リースを、上記グリース押し戻し手段自身で直接にせき
止めて可動部材の回転と共に上記間にスムースに押し戻
すことができる。したがって、回転中の可動部材と固定
部材の間に常に安定して必要な量のグリースを確保する
ことができる。

すなわち、請求項１の考案は、グリース押し戻し手段
が、固定部材のスラスト軸受面部の外側に配置され軸方
向に突出して形成された柱状であるから、固定部材と可
動部材の間から出てきたグリースを、シール手段を含ま
ない簡単な構成によって、上記グリース押し戻し手段で
せき止めて押し戻すことができ、動圧を用いる場合に比
べて、より確実にグリースの飛散を防止できる。

また、請求項１の考案は、上記グリース押し戻し手段
は、二つの部材間の動圧を利用するものでないから、可
動部材と対向する必要はない。したがって、構成上の自
由度が大きくなる利点がある。

また、使用するグリースの量も動圧を発生するのに必要
な最低限の量でで済むので、グリースの飛散を嫌うHDD
等の精密機器に適用できる。さらに、シール手段が不要
なので、簡単、小型、低回転トルク、高速回転可能とい
った動圧軸受本来のメリットを維持できる。

また、請求項１の考案は、上記スラスト押し戻し手段
が、径方向に対して上記可動部材の回転方向とは逆方向
に傾いた押し戻し面を有しているから、固定部材と可動
部材の間から出てきたグリースを、上記傾いた押し戻し
面に沿って滑らかにせき止めて効率よく押し戻すことが
できる。

また、請求項２の考案は、請求項１の径方向に対して傾
いた上記押し戻し面が、さらに、固定部材の軸方向に対
して傾いているから、上記グリースをより効率的に押し
戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のスラスト動圧流体軸受の第一実施例
の側面図、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図の
可動部材のIII−III線矢視図、第4,5図は変形例の側面
図および平面図、第６、７図は他の変形例の側面図およ
び平面図、第8,9図は他の変形例の側面図および平面
図、第10図は変形例の縦断面図、第11図は第10図の可動
部材のXI−XI線矢視図である。 1,41……固定部材、2,42……可動部材、５……グリー
ス、6,26,30……突起部、13……押し戻し部材、7,17,27
……押し戻し面。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に対向する可動部材と固定部材とを
   備え、上記固定部材の軸方向一端面内の一部に上記可動
   部材の軸方向一端面と対向するスラスト軸受面部を形成
   し、上記可動部材の一端面と上記スラスト軸受面部の間
   にグリースを充填し、上記可動部材の回転により上記グ
   リースに動圧を発生させるようにしたスラスト動圧流体
   軸受において、 上記固定部材は、スラスト軸受面部の外側に配置され軸
   方向に突出して形成された柱状のグリース押し戻し手段
   を備え、上記押し戻し手段は、径方向に対して上記可動
   部材の回転方向とは逆方向に傾いた押し戻し面を有する
   ことを特徴とするスラスト動圧流体軸受。
2. 【請求項２】請求項１に記載のスラスト動圧流体軸受に
   おいて、 上記押し戻し面は固定部材の軸方向に対して傾いている
   スラスト動圧流体軸受。