JPH09291933A - 動圧型流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸の正転、逆転に対応できる動圧型流体軸受
装置の信頼性を高める。 【解決手段】 複数の動圧発生溝３の両端の溝を短く
し、かつこの溝の外側に対応する位置の軸２にテーパ５
を設け、更にこのテーパ５にたいする位置のスリーブ１
側に油溜まり６を設ける。軸が正転、逆転を繰り返して
も、軸とスリーブが極めて焼き付きにくくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正転、逆転するモ
ータなどに適応可能な動圧型流体軸受装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】以下図面を参照しながら、従来の正転、
逆転に対応可能な動圧型流体軸受装置について説明す
る。従来正転、逆転に対応可能な動圧型流体軸受装置と
して、ＵＳＰ３６０２５５５号公報やＵＳＰ４１４１６
０３号公報等に記載の構成のものがあり、これを第１、
第２の従来例として図９、図１０に示す。なお、同一機
能部品には同一名称、同一番号を付して説明する。第１
の従来例を示す図９、第２の従来例を示す図１０におい
て、１はスリーブ、２は軸、３は軸２に設けた複数の動
圧発生溝、４はスリーブ１と軸２の隙間に注油された潤
滑油である。図９と図１０の構成上の差は、複数の動圧
発生溝３が図９のように溝Ｃ、溝Ｅ、溝Ｆ、溝Ｄ部で構
成されているか、図１０のように溝Ｃ、溝Ｅ、溝Ｄ部で
構成されているかの違いである。

【０００３】以上のように構成された図９、図１０に示
す第１、第２従来例の動圧型流体軸受装置について、以
下その動作について説明する。まず図９においては、軸
２が図示しない手段で矢印Ａ方向へ回転する時、潤滑油
４は、軸２に設けた複数の動圧発生溝３の溝Ｃと溝Ｄ、
溝Ｅと溝Ｆにより、それぞれ溝Ｃと溝Ｅの交差部、およ
び溝Ｄと溝Ｆの交差部へ集められようとするので、この
２箇所の交差部の潤滑油４の圧力が高まり、軸２がスリ
ーブ１と非接触で回転できることになる。

【０００４】一方図９で、軸２が矢印Ｂ方向へ回転する
時、潤滑油４は、軸２に設けた複数の動圧発生溝３の溝
Ｅと溝Ｆにより、溝Ｅと溝Ｆの交差部へ集められようと
するので、この交差部の潤滑油４の圧力が高まり、軸２
とスリーブ１が非接触で回転する事となる。同様に図１
０で軸２が矢印Ａ方向へ回転する時は、潤滑油４は溝Ｃ
と溝Ｅにより溝Ｃと溝Ｅの交差部へ集められようとする
ので、この交差部の潤滑油４の圧力が高まり、軸２はス
リーブ１に対して非接触で回転することとなる。

【０００５】また、図１０で軸２が矢印Ｂ方向へ回転す
る時も、潤滑油４は溝Ｄと溝Ｅにより溝Ｄと溝Ｅの交差
部へ集められようとするので、この交差部の潤滑油４の
圧力が高まり、軸２とスリーブ１が非接触で回転する事
となる。以上の説明から、図９に示す第１の従来例、図
１０に示す第２の従来例共に、軸２が矢印Ａ方向、Ｂ方
向いずれの方向へ回転しても、軸２とスリーブ１は非接
触で回転できることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成で実際に動圧型流体軸受を試作、試験する
と、初期的には軸２とスリーブ１は非接触で回転する
が、数百時間程度矢印Ａ方向回転、矢印Ｂ方向回転を繰
り返すと、軸２とスリーブ１が焼き付くという問題点が
ある。この理由は以下のように推定できる。

【０００７】まず図９では溝Ｃ、溝Ｅ、溝Ｆ、溝Ｄは同
じ長さ、同じ溝角度で構成している。このため、軸２が
矢印Ａ方向へ回転する場合、潤滑油４を各溝Ｃ〜Ｄに沿
って集めようとする力は等しくなる。すなわち溝Ｃと溝
Ｅ、溝Ｆと溝Ｄで発生する力はそれぞれ釣り合うことに
なり、結果として潤滑油４をスリーブ１の外部へ押し出
す力は働かない。

【０００８】しかしながら軸２が矢印Ｂ方向へ回転する
場合、溝Ｅと溝Ｆの潤滑油４を動かす力は釣り合うので
問題ないが、溝Ｃ、溝Ｄでは潤滑油４をスリーブ１から
外部へ押しだそうとする力が働く。この状態で軸２を回
転させ続けると、溝Ｃ、溝Ｄに充満していた潤滑油４は
スリーブ１の外部へ流出し、結果、潤滑油４は溝Ｅと溝
Ｆ部のみに充満した状態となる。なお、この状態のまま
引き続き軸２が矢印Ｂ方向へ回転し続ける場合、軸２は
溝Ｅ、溝Ｆ部にある潤滑油４で支持され続けるので、軸
２とスリーブ１の焼き付けは発生しない。

【０００９】問題はこの状態から軸２の回転を一旦止
め、再度矢印Ｂ方向へ回転させた場合や、この矢印Ｂ方
向の回転、停止を繰り返し行うときに発生する。すなわ
ち軸２の矢印Ｂ方向の回転を、潤滑材４が溝Ｅと溝Ｆだ
けに充満した状態で停止すると、潤滑材４を溝Ｅと溝Ｆ
間に保持する力は当然無くなる。逆にこの時、潤滑油４
には重力や外部からの振動、軸２とスリーブ１の部品精
度に起因する隙間のアンバランスで発生する表面張力等
の力等が働き、溝Ｅと溝Ｆに充満していた潤滑油４の一
部は、溝Ｃ部、溝Ｄ部に入り込む可能性が高いこの状態
で再度軸２を矢印Ｂ方向へ回転させると、溝Ｃ部、溝Ｄ
部に入り込んだ潤滑油４は、既に示した理由でスリーブ
１の外部へ流出し、結果、流出した分だけ溝Ｅ、溝Ｆ部
の潤滑油４は減少する事になる。よって軸２の矢印Ｂ方
向の回転と停止を繰り返し行えば行うほど、序々に潤滑
油４が減少することは明白で、やがて軸２を浮上させる
に十分な潤滑油４が無くなり、軸２とスリーブ１は焼き
付くことになる。

【００１０】なお上記した、潤滑材４が溝Ｅと溝Ｆに充
満した状態から軸２を一旦停止後、逆に矢印Ａ方向へ回
転させた場合も、軸２とスリーブ１は焼き付く。理由
は、溝Ｅ、溝Ｆに充満していた潤滑油４は、矢印Ａ方向
の回転で、溝Ｅ、溝Ｆにより溝Ｃ、溝Ｄ側へ押す力が発
生し、結果、溝Ｃと溝Ｅの交差部、溝Ｆと溝Ｄの交差部
を中心に分割される。ここで更に軸２の停止、軸２の矢
印Ｂ方向の回転が加わると溝Ｃ、溝Ｄ部の潤滑油４は確
実にスリーブ１の外へ排出される。以上からこのような
使用状況を繰り返すなら、短時間で軸２とスリーブ１が
焼き付くことは明白でる。

【００１１】次に図１０の場合について説明する。図１
０においても、溝Ｃ、溝Ｅ、溝Ｄは同じ長さ、同じ溝角
度で構成している。このため軸２が矢印Ａ方向へ回転す
る場合、溝Ｃと溝Ｅが潤滑油４へ与える力は釣り合うの
で問題無いが、溝Ｄでは潤滑油４をスリーブ１の外側へ
押しだそうとする力が発生し、時間経過と共に潤滑油４
は溝Ｃと溝Ｅ間のみを充満する様になる。なお、矢印Ａ
方向回転がこのまま継続する場合は焼き付けは起こらな
い。

【００１２】問題はこの状態から軸２の回転を一旦止
め、再度矢印Ａ方向へ回転させた場合や、停止、Ａ方向
回転を繰り返し行うときに発生する。すなわち潤滑材４
が溝Ｃと溝Ｅだけに充満した状態で軸２の矢印Ａ方向回
転が停止すると、潤滑材４を溝Ｃ、溝Ｅ部に保持する力
は無くなる。逆にこの時、潤滑油４には重力や外部から
の振動、軸２とスリーブ１の部品精度に起因する隙間の
アンバランスで発生する表面張力等の力が働き、溝Ｃと
溝Ｅに充満していた潤滑油４の一部は溝Ｄ部へ入り込む
可能性が高い。この状態で再度軸２を矢印Ａ方向へ回転
させると、溝Ｄに入り込んだ潤滑油４は、既に示した理
由でスリーブ１の外部へ流出し、結果、流出した分だけ
溝Ｃ、溝Ｅ部の潤滑油４は減少する事になる。よって軸
２の矢印Ａ方向の回転と停止を繰り返し行えば行うほ
ど、序々に潤滑油４が減少することは明白で、やがて軸
２を浮上させるに十分な潤滑油４が無くなり、軸２とス
リーブ１は焼き付くことになる。

【００１３】なお上記した様に、潤滑材４が溝Ｃと溝Ｅ
に充満した状態から軸２を一旦停止し、次に矢印Ｂ方向
へ回転させても、軸２とスリーブ１は焼き付く。理由
は、溝Ｃ、溝Ｅに充満していた潤滑油４の中の溝Ｃ部の
潤滑油４は、矢印Ｂ方向回転で、スリーブ１の外部へ流
出させる力を発生するので、このような使用状況を繰り
返すなら序々に潤滑油４が減少し、軸２とスリーブ１が
焼き付くのは明白である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本願発明の第１の発明の動圧型流体軸受装置では、
軸またはスリーブの一方に設けた複数の動圧発生溝の片
端または両端に位置する溝の長さを、中央部の溝の長さ
より短くしたものである。また上記問題点を解決するた
めの本発明の第２の発明の動圧型流体軸受装置では、軸
またはスリーブの片側に設けた複数の動圧発生溝の片端
または両端に位置する動圧発生溝の溝角度を、中央部溝
角度より大きくしたものである。

【００１５】また上記問題点を解決するための本発明の
第３の発明の動圧型流体軸受装置では、軸またはスリー
ブの一方に設けた複数の動圧発生溝の片端または両端の
外側に対応する軸にテーパ部を設けたものである。また
上記問題点を解決するための本発明の第４の発明の動圧
型流体軸受装置では、軸またはスリーブの一方に設けた
複数の動圧発生溝の片端または両端に位置する溝を、上
記第１の発明同様短くするか、上記第２の発明同様溝角
度を大きくし、かつこの片端または両端に位置する溝の
外側に対応する位置の軸にテーパ部を設けたものであ
る。

【００１６】また上記問題点を解決するための本発明の
第５の発明の動圧型流体軸受装置では、軸またはスリー
ブの一方に設けた複数の動圧発生溝の片端または両端に
位置する溝の外側に対応した軸側にテーパを設け、この
テーパに対応してスリーブ側に油溜まりを設けたもので
ある。本発明の第１の発明では、軸またはスリーブに設
けた複数の動圧発生溝の片端または両端に位置する溝の
長さを中央部の溝の長さより短くすることで、短い溝に
保持される潤滑油と、隣接する長い溝に保持される潤滑
油とがそれらの境界部において引合う力の差により潤滑
油をスリーブ外部へ押し出す力が小さくでき、軸とスリ
ーブの焼き付きを改善できる。

【００１７】また本発明の第３の発明では、軸に設けた
テーパ部にある潤滑油に軸の回転に伴う遠心力が発生
し、この力が軸またはスリーブに設けた複数の動圧発生
溝の片端もしくは両端の溝で発生する潤滑油をスリーブ
外へ押し出す力を低減できるので、潤滑材の流出が防止
でき、軸とスリーブの焼き付けを改善できる。また本発
明の第４の発明では、軸またはスリーブに設けた複数の
動圧発生溝の片端または両端の溝で発生する潤滑油をス
リーブ外へ押し出す力を低減でき、更にこの力を軸に設
けたテーパ部の遠心力で低減できるので、軸と軸受の焼
き付きを大幅に改善できる。

【００１８】また本発明の第５の発明では、軸に設けた
テーパ部にある潤滑油に発生する遠心力を、油溜まりで
有効に複数の動圧発生溝の片端または両端の溝方向へ伝
えることがてきるので潤滑油が流出しにくい。また潤滑
油が動圧発生溝から押し出されてきても、潤滑油は表面
張力で油溜まり部に保持できるので、潤滑油が長期間保
持でき、軸とスリーブの焼き付きを極めて大幅に改善で
きる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の好ましい実施の形態について図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施
例を示す動圧型流体軸受装置である。なお、従来例と同
機能部品に付いては同一名称、同一番号を付している。
１はスリーブ、２は軸、３は軸２に設けた複数の動圧発
生溝で、溝Ｃ、溝Ｅ、溝Ｆ、溝Ｄで構成され、かつ溝
Ｃ、溝Ｄの軸方向長さは中央部の溝Ｅ、溝Ｆより短く構
成してある。４は潤滑油である。

【００２０】以上のように構成された第１の実施例の動
圧型流体軸受装置について、図１を用いてその動作を説
明する。図１において、まず軸２が矢印Ａ方向へ回転す
るときは従来例と全く同じであり、かつ潤滑油４をスリ
ーブ１の外部への流出させる力も働かないので説明は省
略する。次に軸２が矢印Ｂ方向へ回転する場合、従来例
と同様溝Ｃ、溝Ｄでは潤滑油４をスリーブ２の外部へ押
しだそうとする力が働く。この力は一般に溝Ｃ、溝Ｄ
の、軸方向長さ、角度、深さ、およびスリーブ１との隙
間の大きさに大きく支配される。本実施例では、溝Ｃ、
溝Ｄの長さを溝Ｅ、溝Ｆより短く設けているので、溝
Ｃ、Ｄにそれぞれ保持される潤滑油４と、溝Ｅ、Ｆのそ
れぞれ保持される潤滑油４とが、軸２の回転に伴ない溝
Ｃ、Ｅ間の境界部および溝下、Ｄ間の境界部においてそ
れぞれ引き合う力の差により潤滑油４をスリーブ１の外
部へ押しだそうとする力は従来例より低減し、潤滑油４
がより長時間保持できるので、軸２とスリーブ１の焼き
付きまでの時間が改善できることとなる。

【００２１】なお、溝Ｃ、溝Ｄを溝Ｅ、溝Ｆに対しどの
程度短くすると効果が得られるかについては、本軸受に
加わる軸受荷重や、軸２の回転数、潤滑油４の粘度、及
び軸２の矢印Ａ方向とＢ方向の使用頻度等により一概に
言えない。しかしながらより具体的な実験結果として、
溝Ｃ、溝Ｄを溝Ｅ、溝Ｆに対して１ｍｍだけ短く構成
し、かつ軸２の回転数が１８００回転／分、軸受負荷５
００ｇｆ、矢印Ａと矢印Ｂの回転頻度が同じ場合、従来
数百時間で軸２とスリーブ１が焼き付いていた動圧型流
体軸受が、約２０００時間程度まで焼き付かなくなると
いう効果を確認している。

【００２２】図２は、本発明の第２の実施例を示す動圧
型流体軸受装置である。１はスリーブ、２は軸、３は軸
２に設けた複数の動圧発生溝で、溝Ｃ、溝Ｅ、溝Ｆ、溝
Ｄで構成され、かつ溝Ｃ、溝Ｄの溝角度は溝Ｅ、溝Ｆよ
り大きく構成してある。４は潤滑油である。以上のよう
に構成された第２の実施例の動圧型流体軸受装置につい
て、図２を用いてその動作を説明する。図２において、
まず軸２が矢印Ａ方向へ回転するときは、従来例と全く
同じく潤滑油４をスリーブ１の外部への流出させる力が
働かないので説明は省略する。次に軸２が矢印Ｂ方向へ
回転する場合、従来例と同様に溝Ｃ、溝Ｄでは潤滑油４
をスリーブ２の外部へ押しだそうとする力が働く。この
力は既に説明したように、溝Ｃ、溝Ｄの、軸方向長さ、
角度、深さ、および軸２とスリーブ１との隙間の大きさ
に大きく支配される。本実施例では、溝Ｃ、溝Ｄの溝角
度を溝Ｅ、溝Ｆの溝角度より大きくしているので、潤滑
油４をスリーブ１の外部へ押しだす力が低減し、潤滑油
４がより長時間保持できるので、軸２とスリーブ１の焼
き付きまでの時間が改善できることとなる。

【００２３】なお、溝Ｃ、溝Ｄの角度を溝Ｅ、溝Ｆに対
しどの程度大きくすると効果が得られるかについては、
本軸受に加わる軸受荷重や、軸２の回転数、潤滑油４の
粘度、及び軸２の矢印Ａ方向とＢ方向使用頻度等により
一概に言えない。しかしながらより具体的な実験結果と
して、溝Ｅ、溝Ｆの溝角度１５度に対し、溝Ｃ、溝Ｄの
角度を６０度とし、かつ軸２の回転数が１８００回転／
分、軸受負荷５００ｇｆ、矢印Ａと矢印Ｂの回転頻度が
同じ場合では、従来数百時間で軸２とスリーブ１が焼き
付いていた動圧型流体軸受が、約２０００時間程度まで
焼き付かなくなるという効果を確認している。

【００２４】図３は本発明の第３の実施例を示す動圧型
流体軸受装置である。１はスリーブ、２は軸、３は複数
の動圧発生溝で、溝Ｃ、溝Ｅ、溝Ｆ、溝Ｄで構成され、
かつ溝Ｃ、溝Ｄの外側に対応する軸３にテーパ５を設け
ている。４は潤滑油である。以上のように構成された第
３の実施例の動圧型流体軸受装置について、図３を用い
てその動作を説明する。図３において、まず軸２が矢印
Ａ方向へ回転するときは従来例と全く同じであり、かつ
潤滑油４をスリーブ１の外部へ流出させる力も働かない
ので説明は省略する。次に軸２が矢印Ｂ方向へ回転する
場合、従来例と同様に溝Ｃ、溝Ｄでは潤滑油４をスリー
ブ２の外部へ押しだそうとする力が働く。この力を相殺
するために、本実施例では軸２が回転する時に、テーパ
５にある潤滑油４に発生する遠心力を用いる。なおこの
遠心力は、本来図４に示す矢印Ｇのように軸２と直角方
向へ働くが、この力のテーパ５の斜面方向の分力として
潤滑油４をスリーブ１の内部へ押し込もうとする力が発
生するので、潤滑油４はより長時間スリーブ１内に保持
でき、軸２とスリーブ１の焼き付きまでの時間が改善で
きることとなる。

【００２５】なお、テーパ５の角度をどの程度にすると
効果が得られるかについては、本軸受に加わる軸受荷重
や、軸２の回転数、潤滑油４の粘度、及び軸２の矢印Ａ
方向とＢ方向の使用頻度等により一概に言えない。しか
しながらより具体的な実験結果として、テーパ５の角度
が３０度、軸の回転数が１８００回転／分、軸受負荷５
００ｇｆ、矢印Ａと矢印Ｂの回転頻度が同じである場
合、従来数百時間で軸２とスリーブ１が焼き付いていた
動圧型流体軸受が、２０００時間程度まで焼き付かなく
なるという効果を確認している。

【００２６】なお図３におけるスリーブ１の長さは、テ
ーパ５で発生する潤滑油４をスリーブ１内に押し込もう
とする力を有効に利用するために、テーパ５と重なるよ
うスリーブ１内に押し込もうとする力を有効に利用する
ために、テーパ５と重なるようスリーブ１を延長して設
けているが、これに限定するものではない。更に図３の
変形例として、スリーブ１に動圧発生溝３を設けるとき
の構成を図５に示す。一般にスリーブ１に動圧発生溝３
を加工する場合、溝の加工法の制約からスリーブ１の端
から端まで動圧発生溝３が加工されてしまう場合が多
い。このため図５では見かけ上溝Ｃ、溝Ｄが溝Ｅ、溝Ｆ
より長いので、図３とは異なる構成とも考えられる。し
かしながら、軸２とスリーブ１間の隙間はテーパ５部で
極めて大きくなるので動圧の発生効果は極めて小さくな
る。よって、動圧を発生させる実質的な溝Ｃ、溝Ｄの長
さは図５に示すＣ、Ｄの範囲と言えるので基本的には図
３、すなわち第３の発明の単純な変形といえる。

【００２７】図６、図７は本発明の第４の実施例を示す
動圧型流体軸受装置である。図６において、１はスリー
ブ、２は軸、３は軸２に設けた複数の動圧発生溝で、溝
Ｃ、溝Ｅ、溝Ｆ、溝Ｄで構成され、かつ溝Ｃ、溝Ｄの長
さは溝Ｅ、溝Ｆより短く構成されている。また溝Ｃ、溝
Ｄの外側の軸２にはテーパ５を設けている。４は潤滑油
である。また図７の構成は、図６の溝Ｃ、溝Ｄの長さを
短くする代わりに溝Ｃ、溝Ｄの溝角度を溝Ｅ、溝Ｆより
大きく構成したもので、他の構成は同じである。

【００２８】以上のように構成された第４の実施例の動
圧型流体軸受装置について、図６、図７を用いてその動
作を説明する。まず軸２が矢印Ａ方向へ回転するときは
従来例と全く同じであり、かつ潤滑油４をスリーブ１の
外部へ流出させる力も働かないので説明は省略する。次
に軸２が矢印Ｂ方向へ回転する場合、従来例と同様に溝
Ｃ、溝Ｄでは潤滑油４をスリーブ２の外部へ押しだそう
とする力が働く。この力は、図６では溝Ｃ、溝Ｄの長さ
を短く構成することで、図７では溝Ｃ、溝Ｄの溝角度を
大きく構成することで従来例に比べ低減できるよう構成
している。更にテーパ５にある潤滑油４には遠心力の分
力として潤滑油４をスリーブ１の内部へ押し込もうとす
る力が発生する。よって本発明の第１の実施例、第２の
実施例、第３の実施例それぞれ単独の場合より、より効
果的に潤滑油４の流出が長時間防止できるので、軸２と
スリーブ１の焼き付きまでの時間が大幅に改善できるこ
ととなる。

【００２９】なお、テーパ５の角度や溝Ｃ、溝Ｄの溝角
度または溝長さと焼き付き改善効果との関係は、本軸受
に加わる軸受荷重や、軸２の回転数、潤滑油４の粘度、
及び軸２の矢印Ａ方向とＢ方向の使用頻度等により一概
に言えない。しかしながらより具体的な実験結果とし
て、既に第１の実施例、第２の実施例、第３の実施例で
示した溝Ｃ、溝Ｄの長さや溝角度で、回転数が１８００
回転／分、軸受負荷５００ｇｆ、矢印Ａと矢印Ｂの回転
頻度が同じ場合、従来数百時間で軸２とスリーブ１が焼
き付いていた動圧型流体軸受が、約４０００時間程度ま
で焼き付かなくなるという効果を確認している。

【００３０】図８は本発明の第５の実施例を示す動圧型
流体軸受装置である。図８において、１はスリーブ、２
は軸、３は軸２に設けた複数の動圧発生溝で、溝Ｃ、溝
Ｄは溝Ｅ、溝Ｆより短く構成され、かつ溝Ｃ、溝Ｄの外
側にテーパ５が設けてある。一方テーパ５に対応するス
リーブ１には油溜まり６が設けてある。４は潤滑油であ
る。

【００３１】以上のように構成された第５の実施例の動
圧型流体軸受装置について、図８を用いてその動作を説
明する。まず軸２が矢印Ａ方向へ回転するときは従来例
と全く同じであり、かつ潤滑油４をスリーブ１の外部へ
流出させる力も働かないので説明は省略する。次に軸２
が矢印Ｂ方向へ回転する場合、従来例と同様に溝Ｃ、溝
Ｄでは潤滑油４をスリーブ１の外部へ押しだそうとする
力が働くが、この力は溝Ｃ、溝Ｄの長さを短く構成する
ことで従来例に比べ低減する。一方テーパ５にある潤滑
油４には、遠心力の分力として油溜まり６へ押し込もう
とするテーパ５の斜面方向の力が発生する。これらの結
果、スリーブ１から潤滑油４が流出するのを防ぐためよ
り長時間潤滑油４が保持できることは既に第４の実施例
で説明した。本第５実施例と第４実施例との差異は、油
溜まり６の有無にあり、この点を図６との比較で説明す
る。図６でも潤滑油４は軸２の回転とテーパ５による効
果で遠心力が働き、一方溝Ｃ、溝Ｄでは潤滑油４をスリ
ーブ１の外へ押しだそうとする力が働いている。この
時、２つの力が共に小さい場合は、第４実施例で示した
ように潤滑油４の流出はある程度押さえられ、焼き付き
防止効果が得られる。しかしながら２つの力が比較的強
い時、例えば軸受負荷が大きくて溝Ｃ、溝Ｄの長さがあ
まり短くできない時は必然的にこの２つの力が大きくな
り、かつその方向もテーパ５の角度だけずれているの
で、潤滑油４は２つの力の合成方向すなわちスリーブ１
の端面７方向へ押し出されてしまう現象が発生する。こ
の結果、潤滑油４はスリーブ１の端面７方向へ流出する
ので、軸２とスリーブ１の焼き付き防止の改善効果は小
さくなってしまう。第５の実施例は、このような状況で
も潤滑油４に流出を防止するためのもので、図８に戻っ
て説明する。図８でも、潤滑油４に上記した２つの比較
的大きな力は働くが、油溜まり６での軸２とスリーブ１
との隙間は通常３０〜２００μｍ程度と極めて狭い隙間
のため、テーパ５で発生する力は油溜まり６でスリーブ
１の端面７方向へ逆流する事無く複数の動圧発生溝３方
向へ変換されるので、例え２つの力が大きい場合でも、
２つの力が釣り合っていれば潤滑油４はスリーブ１から
流出することはない。また潤滑油４が多少逆流しても、
油溜まり６と軸２との隙間による表面張力で潤滑油４の
流出はある程度防止できることになる。

【００３２】以上のように、本発明の第１の実施例によ
れば、複数の動圧発生溝３の両端に位置する溝Ｃ、溝Ｄ
の長さを、溝Ｅ、溝Ｆの長さより短く構成しているの
で、潤滑油４のスリーブ１の外部への流出が低減でき、
軸１とスリーブ２の焼き付きを改善できる。なお、図１
において、複数の動圧発生溝３は軸２に設けたがスリー
ブ１に設けても良く、またスリーブ１の軸２方向の長さ
は複数の動圧発生溝３の長さより長く構成したが、同じ
長さでも良い。更に図１は第１の従来例の形状に対応し
て示したが、第２の従来例の形状に対応して構成しても
良い。かつ溝の長さは溝Ｃ、溝Ｄ共に短くしたが、改善
の効果程度や軸１の回転方向頻度によっては、溝Ｃもし
くは溝Ｄの片側のみに設けても良い。

【００３３】また本発明の第２の実施例では、複数の動
圧発生溝３の溝Ｃ、溝Ｄの溝角度を中央部溝角度より大
きく構成しているので、潤滑油４のスリーブ１の外部へ
の流出が低減でき、軸２とスリーブ１の焼き付きを改善
できる。なお、図２において、複数の動圧発生溝３は軸
２に設けたスリーブ１に設けても良く、またスリーブ１
の軸２方向の長さは複数の動圧発生溝３の長さと等しく
構成したが、図１のように長く構成してもよい。更に図
２を、第２の従来例の形状に対応して構成しても良い。
当然改善の効果程度や軸１の回転方向頻度によっては、
溝Ｃ、溝Ｄの一方のみに設けても良い。

【００３４】また本発明の第３の実施例では、溝Ｃ、溝
Ｄの外側に設けたテーパ５により、軸２の回転の効果で
発生する遠心力で潤滑油４の流出を低減できるので、軸
２とスリーブ１との焼き付きを改善できる。なお図３に
おいて、複数の動圧発生溝３は軸２に設けたがスリーブ
１に設けても良く、またスリーブ１の長さはテーパ５の
中間位置としたが、複数の動圧発生溝３の長さと同じ長
さ、もしくはテーパ５を完全に覆う長さとしても良い。
更に図３を、第２の従来例の形状に対応して構成しても
良い。かつ改善の効果程度や軸１の回転方向頻度によっ
ては、溝Ｃ、溝Ｄの一方のみ対応してテーパ５を設けて
も良い。

【００３５】また本発明の第４の実施例では、軸２に設
けた溝Ｃ、溝Ｄを、第１の実施例のように短くするか、
もしくは第２の実施例のように溝角度を大きくすること
で潤滑油４のスリーブ１から流出しようとする力をまず
弱め、かつ軸２の回転とテーパ５の効果で発生する潤滑
油４をスリーブ１内へ押し戻す力を発生させることで潤
滑油４の流出を大きく低減できるので、軸２とスリーブ
１との焼き付きを大幅に改善できる。なお、図６におい
て、複数の動圧発生溝３は軸２に設けたがスリーブ１に
設けても良く、またスリーブ１の長さは軸２のテーパ５
の終点位置に相当する長さとしたが、複数の動圧発生溝
３と同じ長さ、もしくはテーパ５を完全に覆う長さとし
ても良い。さらに図７において、複数の動圧発生溝３は
軸２に設けたがスリーブ１に設けても良く、またスリー
ブ１の長さは軸２のテーパ５の終点位置に相当する長さ
としたが、テーパ５の中間位置に相当する長さ、もしく
はテーパ５を完全に覆う長さとしても良い。更に図６、
図７を、従来例の第２の形状に対応して構成しても良
い。かつ改善の効果程度や軸１の回転方向頻度によって
は、溝Ｃ、溝Ｄの一方のみを本実施例の構成としても良
い。

【００３６】また本発明の第５の実施例では、溝Ｃ、溝
Ｄを溝Ｅ、溝Ｆより短くすることで潤滑油４をスリーブ
１から流出させる力が弱められ、かつ軸２の回転とテー
パ５の効果で発生するテーパ５の斜面方向の力を油溜ま
り６で効果的に軸２方向へ変換できるので、潤滑油４の
スリーブ１からの流出が効果的に防止でき、極めて高い
軸２とスリーブ１間の焼き付き防止効果が得られる。な
お、図８では潤滑油４がスリーブ１から流出しようとす
る力を弱めるために溝Ｃ、溝Ｄを短く構成したが、第２
の実施例で示すように溝Ｃ、溝Ｄの溝角度を大きくして
も良い。また上記以外のこの力を支配する要因として、
第１の発明の実施例の中で溝Ｃ、溝Ｄの深さや溝Ｃ、溝
Ｄとスリーブ１との隙間を挙げたが、これを具現化する
ために、溝Ｃ、溝Ｄの軸２やスリーブ１に対応する位置
に、十μｍ程度ごく僅かな段差やテーパを設けても可能
である。更に図８を、従来例の第２の形状に対応して構
成しても良い。かつ改善の効果程度や軸１の回転方向頻
度によっては、溝Ｃ、溝Ｄの一方のみを本実施例の構成
としても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明の第１発明では、複
数の動圧発生溝の片端もしくは両端に位置する溝の長さ
を短く構成することで、潤滑油のスリーブ外部への流出
が低減でき、軸とスリーブの焼き付きを改善できる。ま
た本発明の第２の発明では、複数の動圧発生溝の片端も
しくは両端の溝の角度を大きくすことで、潤滑油のスリ
ーブ外部への流出が低減でき、軸とスリーブの焼き付き
を改善できる。

【００３８】また本発明の第３発明では、複数の動圧発
生溝の片端もしくは両端の溝の外側に対応した軸にテー
パを設けることで、潤滑油４の流出を低減でき、軸とス
リーブとの焼き付きを改善できる。また本発明の第４の
発明では、複数の動圧発生溝の片端もしくは両端に位置
する溝の長さを短くするか、または溝角度を大きくし、
かつこう溝の外側に対応する位置の軸にテーパを設けて
いるので、潤滑油のスリーブからの流出をより効果的に
低減でき、軸とスリーブとの焼き付きを大幅に改善でき
る。

【００３９】また本発明の第５の発明では、複数の動圧
発生溝の片端もしくは両端に位置する溝の長さを短くす
るか、または溝角度を大きくし、かつこの溝の外側に対
応する位置の軸にテーパを設け、更にこのテーパに対応
する位置のスリーブ側に油溜まりを設けているので、潤
滑油のスリーブからの流出が一層効果的に防止でき、軸
とスリーブの焼き付きを極めて効果的に改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における動圧型流体軸受
装置の断面図

【図２】本発明の第２の実施例における動圧型流体軸受
装置の断面図

【図３】本発明の第３の実施例における動圧型流体軸受
装置の断面図

【図４】図３において潤滑油に作用する遠心力を説明す
るための拡大図

【図５】本発明の第３の実施例を変形した構成の動圧型
流体軸受装置の断面図

【図６】本発明の第４の実施例における動圧型流体軸受
装置の断面図

【図７】本発明の第４の実施例における動圧型流体軸受
装置の断面図

【図８】本発明の第５の実施例における動圧型流体軸受
装置の断面図

【図９】第１の従来例における動圧型流体軸受装置の断
面図

【図１０】第２の従来例における動圧型流体軸受装置の
断面図

【符号の説明】

１ スリーブ ２ 軸 ３ 複数の動圧発生溝 ４ 潤滑油 ５ テーパ ６ 油溜まり ７ スリーブ端面部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸と、スリーブと、前記軸またはスリー
   ブの一方に設けられた複数の動圧発生溝と、前記軸と前
   記スリーブとの間に注入された潤滑油とで構成された動
   圧型流体軸受装置において、前記複数の動圧発生溝の片
   端部もしくは両端部の溝長さを、中央部溝長さより短く
   した動圧型流体軸受装置。
2. 【請求項２】 軸と、スリーブと、前記軸またはスリー
   ブの一方に設けられた複数の動圧発生溝と、前記軸と前
   記スリーブとの間に注入された潤滑油で構成された動圧
   型流体軸受装置において、前記複数の動圧発生溝の片端
   部もしくは両端部の溝角度を、中央部溝角度より大きく
   した動圧型流体軸受装置。
3. 【請求項３】 軸と、スリーブと、前記軸またはスリー
   ブの一方に設けられた複数の動圧発生溝と、前記軸と前
   記スリーブとの間に注入された潤滑油で構成された動圧
   型流体軸受装置において、前記軸の、前記複数の動圧発
   生溝の片端部もしくは両端部の外側と対応する位置にテ
   ーパ部を設けた動圧型流体軸受装置。
4. 【請求項４】 軸と、スリーブと、前記軸またはスリー
   ブの一方に設けられた複数の動圧発生溝と、前記軸と前
   記スリーブとの間に注入された潤滑油で構成された動圧
   型流体軸受装置において、前記軸の、前記複数の動圧発
   生溝の片端部もしくは両端部の外側と対応する位置にテ
   ーパ部を設けた請求項１および請求項２記載の動圧型流
   体軸受装置。
5. 【請求項５】 軸と、スリーブと、前記軸またはスリー
   ブの一方に設けられた複数の動圧発生溝と、前記軸と前
   記スリーブとの間に注入された潤滑油で構成された動圧
   型流体軸受装置において、前記スリーブの、前記複数の
   動圧発生溝の片端部もしくは両端部の外側と対応する位
   置に油溜まりを設け、かつ前記軸の、前記油溜まりに対
   応する位置にテーパ部を設けた請求項３および請求項４
   記載の動圧型流体軸受装置。