JPH102324A - 流体軸受 - Google Patents

流体軸受

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JPH102324A
JPH102324A JP8150954A JP15095496A JPH102324A JP H102324 A JPH102324 A JP H102324A JP 8150954 A JP8150954 A JP 8150954A JP 15095496 A JP15095496 A JP 15095496A JP H102324 A JPH102324 A JP H102324A
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JP
Japan
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groove
shaft
fluid
bearing
fluid film
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Application number
JP8150954A
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Inventor
Toshinori Hichiya
利法 比知屋
Hiroyuki Shintani
裕之 新谷
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Nidec Precision Corp
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Nidec Copal Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107Grooves for generating pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1675Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor

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Abstract

(57)【要約】 【課題】軸と回転体の組立て、結合等の加工性を向上さ
せ、コスト及び品質に優れた流体軸受を提供する。 【解決手段】回転軸10と、回転軸を回転可能に支持す
る軸受部材と、回転軸10の長手方向の中央部近傍に設
けられた第1及び第2の流体膜形成機構12,14,16
であって、回転軸10が第1の方向に回転するときに軸
受部材との間に流体膜を形成する第1の流体膜形成機構
12,14と、回転体が第1の方向とは反対の第2の方
向に回転するときに軸受部材との間に流体膜を形成する
第2の流体膜形成機構12,16とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸流ファンモー
タ、スピンドルモータ等に用いられる流体軸受に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の流体軸受としては、例えば、特開
昭58−109715号公報に開示されている様に、回
転方向を一方向に規制した上で、必要な位置に2ヶ所の
ラジアル軸受を形成したものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の軸受においては、以下のような問題点があった。 (1)流体膜を形成するための螺旋状の溝部が軸の中央
部に近い位置と片方の端部に近い位置に配置されている
ため、軸を支持する軸受部材への挿入方向は一方向に限
定される。 (2)軸の一方向の回転には十分な軸受機能を発揮する
が、反対方向の回転時にはその機能はほとんど失われ
る。
【0004】特に、(1)については、ロータなどの回
転体と軸の結合をインサート成形で行う場合、回転体を
固定する軸の向きが一方向に限定されるため、言い換え
れば、間違えて軸を回転体に逆向きに取り付けてしまう
と使用不能となるため、軸を正しい向きで取り付ける配
慮が必要となり、作業性が極めて悪くなるという問題点
がある。
【0005】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、軸と回転
体の組立て、結合等の加工性を向上させ、コスト及び品
質に優れた流体軸受を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し目
的を達成するために、本発明に係わる流体軸受は、回転
軸と、該回転軸を回転可能に支持する軸受部材と、前記
回転軸の長手方向の中央部近傍に設けられた第1及び第
2の流体膜形成手段であって、前記回転軸が第1の方向
に回転するときに前記軸受部材との間に流体膜を形成す
る第1の流体膜形成手段と、前記回転体が前記第1の方
向とは反対の第2の方向に回転するときに前記軸受部材
との間に流体膜を形成する第2の流体膜形成手段とを具
備することを特徴としている。
【0007】また、この発明に係わる流体軸受におい
て、前記第1の流体膜形成手段は、前記回転軸の長手方
向の略中央部に形成された螺旋状の第1の溝部と、該第
1の溝部の一方側に形成された所の該第1の溝部の向き
とは反対向きの螺旋状に形成された第2の溝部とから構
成され、前記第2の流体膜形成手段は、前記第1の溝部
と、該第1の溝部の他方側に形成された所の該第1の溝
部の向きとは反対向きの螺旋状に形成された第3の溝部
とから構成されていることを特徴としている。
【0008】また、この発明に係わる流体軸受におい
て、前記第2の溝部と第3の溝部は、前記第1の溝部を
挟んで略対称に形成されていることを特徴としている。
【0009】また、この発明に係わる流体軸受におい
て、前記回転軸の端部は、略球面状に形成され、該端部
を支持面に当接させることにより、スラスト方向の位置
規制を行うことを特徴としている。
【0010】また、この発明に係わる流体軸受におい
て、前記軸の両端部を該軸の中央部に対して略対称形状
とし、該軸の一端部に回転体を取り付け、他端部をスラ
スト方向の位置規制に用いることを特徴としている。
【0011】また、この発明に係わる流体軸受におい
て、前記軸が前記第1の方向に回転するときには、前記
第1の溝部と前記第2の溝部とで流体膜を形成し、前記
第3の溝部は、前記軸の端部に流体を供給する役目を果
たすことを特徴としている。
【0012】また、この発明に係わる流体軸受におい
て、前記軸が前記第2の方向に回転するときには、前記
第1の溝部と前記第3の溝部とで流体膜を形成し、前記
第2の溝部は、前記軸の端部に流体を供給する役目を果
たすことを特徴としている。
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は、一実施形態の流体軸受に用いられ
る軸10の構造を示した図である。
【0014】図1において、全長Lの軸10の長手方向
の中央部(端からL/2の位置)には、軸10とこの軸
を支持する軸受部材32(図2参照)の間に流体膜を形
成するための螺旋状の第1の溝部12が形成されてい
る。また、第1の溝部12の図中上方の隣接した位置に
は、螺旋状の第2の溝部14が形成されており、第1の
溝部12の図中下方の隣接した位置には、螺旋状の第3
の溝部16が形成されている。第2及び第3の溝部の螺
旋の向きは第1の溝部12の螺旋の向きとは反対向きに
設定されており、第2の溝部14と第3の溝部16の位
置は、第1の溝部12を中心に略対称な位置に設定され
ている。また、軸10の両端部18,20は、略球面状
に形成されており、これらの端面を支持面37(図2参
照)で受けることにより、スラスト軸受としても機能す
る様になされている。なお、軸10の両端部のやや内側
には、この軸10にロータ等の回転体をインサート成形
する場合に、その結合性を良くする様に溝22,24が
形成されている。
【0015】このように構成される軸10を用いた軸受
の作用について以下説明する。
【0016】まず、軸10が矢印P方向から見て時計回
転方向に回転する場合には、第1の溝部12と第2の溝
部14の作用により、軸10と軸受部材32の間に供給
された潤滑流体はR1の位置に集められ、この位置に流
体膜を形成する。この流体膜が軸10を軸受部材32か
ら浮かせて、軸受として作用する。また、軸10が矢印
P方向から見て反時計回転方向に回転する場合には、第
1の溝部12と第3の溝部16の作用により、軸10と
軸受部材32の間に供給された潤滑流体はR2の位置に
集められ、この位置に流体膜を形成する。この流体膜が
やはり、軸10を軸受部材32から浮かせて、軸受とし
て作用する。このとき、軸10の端部18,20からR
1及びR2までの距離は全く同じではないが、略等しい
距離であり、軸10が時計回転方向及び反時計回転方向
のどちらに回転した場合でも、略同等の軸受性能が得ら
れる。従って、上記のような構造をとることにより、両
方向に回転する回転機械に対応した軸受が提供されるこ
ととなる。これが、本実施形態の第1の効果である。
【0017】次に、軸10の回転方向を一方向に限定し
た場合の効果について説明する。
【0018】まず、軸10の端部18側に回転体を取り
付け、端部20側を支持面37で受けてラジアル及びス
ラスト軸受として動作させる場合について考える。この
とき、軸10を矢印P方向から見て時計回転方向に回転
させれば、軸10と軸受部材32との間に供給された流
体は、R1の位置に集められ、この位置にラジアル方向
の流体軸受が形成される。また、第3の溝部16の作用
により、潤滑流体は、軸10の端部20にも供給され、
端部20と支持面37とのスラスト方向の接触部にも潤
滑流体が行き渡ることになり、ラジアル方向及びスラス
ト方向の両方の潤滑を行うことができる。
【0019】また、軸10を上下逆にして、軸10の端
部20側に回転体を取り付け、端部18側を下から支持
面37で受けた場合についても、軸10を上方から見て
時計回転方向に回転させれば、上記と全く同様の作用が
得られる。即ち、第1及び第3の溝部12,16の作用
により、ラジアル方向の流体軸受がR2の位置に形成さ
れ、第2の溝部14の作用により、端部18と支持面3
7の接触点に流体が供給される。従って、やはりラジア
ル方向及びスラスト方向の両方の潤滑を行うことができ
る。
【0020】このように、軸10の回転方向を一方向に
限定すれば、軸10の上下どちらに回転体を取り付けて
も、ラジアル方向及びスラスト方向の両方の潤滑を行う
ことができる。即ち、回転体を軸10にインサート成形
する場合、軸10をどちら向きにインサートしても良い
ので、生産上の手間が省け、製品のローコスト化を図る
ことができる。これが、本実施形態の第2の効果であ
る。
【0021】なお、上記の説明では、軸10を時計回転
方向に回転させる場合について説明したが、第1乃至第
3の溝部の螺旋の向きを図1とは全く逆にすれば、反時
計回転方向に回転させる場合にも対応できることは言う
までもない。
【0022】次に、図2は、上記の流体軸受を軸流ファ
ンモータに適用した例を示した図である。
【0023】図2において、10は既に説明した流体軸
受用の軸、32は軸10と協働して流体軸受を形成する
軸受部材、33は回転体で、マグネット35を接着等で
固定したファンの回転羽根、34は回転羽根33に回転
力を付与するトルクを発生するためのコイルで、固定子
であるハウジング36に固定されている。また、軸10
と回転羽根33は、回転羽根33の材料であるプラスチ
ックの特徴を生かし、インサート成形により結合されて
いる。また、軸10の下端は支持面37に当接し、スラ
スト方向に支持されている。
【0024】このように、図2に示す軸流ファンモータ
に図1に示す軸10を用いることにより、軸10の回転
羽根33へのインサート方向がいずれの方向であって
も、ラジアル軸受を形成する溝部の位置は、軸支位置に
対して同じ位置になり、同じ回転方向では、個々の溝部
の働きも同一となる。
【0025】従って、インサート方向が限定されないた
め、成形加工が容易で、かつ加工ミスを避けられる。ま
た、ラジアル軸受に寄与しない軸の下端部に近い溝部
は、支持面37との接触点に潤滑流体を導く作用をする
ので、スラスト方向の支持部の摩擦抵抗を低減すること
ができる。
【0026】なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で、上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能
である。
【0027】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、軸
が両方向に回転する場合、どちらの方向に回転しても略
同等の軸受性能を発揮する流体軸受が提供される。
【0028】また、軸の回転方向を一方向に限定する場
合には、回転体に対する軸のインサート方向がどちらで
もよくなり、生産性を向上させることができる。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の軸受に使用される軸の構造を示す
図である。
【図2】図1に示した軸を使用した軸流ファンモータの
構成を示した図である。
【符号の説明】
10 軸 12 第1の溝部 14 第2の溝部 16 第3の溝部 18,20 端部 22,24 溝 32 軸受部材 33 回転羽根 34 コイル 35 マグネット 36 ハウジング 37 支持面

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸と、 該回転軸を回転可能に支持する軸受部材と、 前記回転軸の長手方向の中央部近傍に設けられた第1及
    び第2の流体膜形成手段であって、前記回転軸が第1の
    方向に回転するときに前記軸受部材との間に流体膜を形
    成する第1の流体膜形成手段と、前記回転体が前記第1
    の方向とは反対の第2の方向に回転するときに前記軸受
    部材との間に流体膜を形成する第2の流体膜形成手段と
    を具備することを特徴とする流体軸受。
  2. 【請求項2】 前記第1の流体膜形成手段は、前記回転
    軸の長手方向の略中央部に形成された螺旋状の第1の溝
    部と、該第1の溝部の一方側に形成された所の該第1の
    溝部の向きとは反対向きの螺旋状に形成された第2の溝
    部とから構成され、 前記第2の流体膜形成手段は、前記第1の溝部と、該第
    1の溝部の他方側に形成された所の該第1の溝部の向き
    とは反対向きの螺旋状に形成された第3の溝部とから構
    成されていることを特徴とする請求項1に記載の流体軸
    受。
  3. 【請求項3】 前記第2の溝部と第3の溝部は、前記第
    1の溝部を挟んで略対称に形成されていることを特徴と
    する請求項2に記載の流体軸受。
  4. 【請求項4】 前記回転軸の端部は、略球面状に形成さ
    れ、該端部を支持面に当接させることにより、スラスト
    方向の位置規制を行うことを特徴とする請求項2に記載
    の流体軸受。
  5. 【請求項5】 前記軸の両端部を該軸の中央部に対して
    略対称形状とし、該軸の一端部に回転体を取り付け、他
    端部をスラスト方向の位置規制に用いることを特徴とす
    る請求項4に記載の流体軸受。
  6. 【請求項6】 前記軸が前記第1の方向に回転するとき
    には、前記第1の溝部と前記第2の溝部とで流体膜を形
    成し、前記第3の溝部は、前記軸の端部に流体を供給す
    る役目を果たすことを特徴とする請求項4に記載の流体
    軸受。
  7. 【請求項7】 前記軸が前記第2の方向に回転するとき
    には、前記第1の溝部と前記第3の溝部とで流体膜を形
    成し、前記第2の溝部は、前記軸の端部に流体を供給す
    る役目を果たすことを特徴とする請求項4に記載の流体
    軸受。
JP8150954A 1996-06-12 1996-06-12 流体軸受 Pending JPH102324A (ja)

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