JPH1078034A - 焼結含油ベアリング - Google Patents

焼結含油ベアリング

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JPH1078034A
JPH1078034A JP9119164A JP11916497A JPH1078034A JP H1078034 A JPH1078034 A JP H1078034A JP 9119164 A JP9119164 A JP 9119164A JP 11916497 A JP11916497 A JP 11916497A JP H1078034 A JPH1078034 A JP H1078034A
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peripheral surface
groove
grooves
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Daigen Tei
大鉉 鄭
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼結含油ベアリングの内周面に多数の凹溝を
形成して動圧を発生させ、レーノルド方程式によりその
凹溝と内周面部との比率を適切に維持して初期摩耗を減
らし、耐久性を高めることにより寿命を延長させ、内周
面の全体に亘った圧力発生を誘導して、外部の大きい力
や荷重に耐える剛性係数を持ち、回転の安定性を高める
ことができるようにする。 【解決手段】 円筒形の焼結含油ベアリングであって、
その内周面に軸方向に多数の凹溝２１を形成し、その凹
溝間はそれぞれの内周面部２２になるようにし、上記凹
溝と内周面部は側面２３で区画されるようにして、上記
凹溝の角度範囲を“α”、凹溝間の内周面部の角度範囲
を“β”とした時、αとβが一定の比率を持つようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オイルを含油する
焼結含油ベアリングにおいて、内周面に多数の凹溝を形
成して動圧を発生される動圧ベアリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、焼結含油ベアリングは、図１に
示す通り、オイルを含油する金属粉末を圧縮成形した
後、オイルを含浸させてなる。回転軸ａがそのベアリン
グｂの内周で回転すれば、初期摩耗によるベアリングｂ
の温度上昇と、隙間ｃに発生する圧力とに因って、ベア
リングの気孔内に含まれているオイルが隙間ｃに吸出さ
れて回転軸ａとベアリングｂの内面間に油膜ｄが形成さ
れ、これにより滑り回転が生じるようになっている。
【０００３】しかし、このような普通の焼結含油ベアリ
ングは、最初の回転時にはオイルが十分まわっていない
ので、初期摩耗がひどく、偏心隙間部分で圧力が発生す
るため、圧力の不均衡が激しくて回転軸の振動が大き
く、外部の力に耐える剛性係数が低いという問題があ
る。
【０００４】従って、近年は、焼結含油ベアリングの内
周面に多数の凹溝を反復的に形成することにより、動圧
を発生させて耐久性及び回転の安定性を向上させるよう
になっている。
【０００５】しかし、上記のような近年の動圧発生焼結
含油ベアリングにおいては、凹溝の間隔すなわち、突出
部と凹溝との幅について最も効果的な比率が得られなか
ったため、初期摩耗率の低減や、耐久性及び剛性係数を
高めるという意味では十分な効果が得られなかった。米
国特許第５，１２９，７３８号はそのような従来の実施
例を開示している。
【０００６】すなわち、上記米国特許は、図２に示すよ
うに、オイル動圧効果を発生させるために、内周面に少
なくとも３０°〜５０°、３０°〜７０°の角度範囲を
有する突出部ｅを形成してなるものであるが、このよう
な突出部ｅの角度範囲とその間の溝ｆの角度範囲をレー
ノルド方程式により解析すれば、望ましい比率を有する
ものではないことが分かる。
【０００７】なぜならば、突出部ｅとその間の溝ｆとの
比率を考慮せずに突出部ｅの角度を限定しているため、
ベアリングの内径寸法及び溝の個数の設定によっては、
図２に示す通り、場合によっては、突出部が溝より極端
に広くなったり、またその逆に、溝が突出部より極端に
広くなることがあり、その結果、望ましい動圧効果を得
ることができないのである。実際内径が約数ｍｍにしか
ならないベアリングの場合も、ほとんどの場合、６個乃
至それ以上の溝を有するように動作しているのが現状で
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記のような従来の種々の問題点を解決するために案出し
たものであって、その主たる目的は、焼結含油ベアリン
グの内周面に多数の凹溝を形成して動圧を発生させ、レ
ーノルド方程式によりその凹溝と内周面部との比率を適
切に維持して初期摩耗を減らし、耐久性を高めることに
より、寿命を延長し、内周面の全体に亘って圧力の発生
を誘導し、大きな外力や大荷重に耐える剛性係数を持つ
ようにし、回転の安定性を高めることができるようにす
る点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る焼結含油ベアリングは、円筒形であっ
て、その内周面に軸方向に多数の凹溝を形成し、その凹
溝と凹溝との間はそれぞれの内周面部になるようにし、
上記凹溝と内周面部は側面で区画されるようにして、上
記凹溝の角度範囲を“α”、凹溝間の内周面部の角度範
囲を“β”としたとき、αとβが一定の比率を持つよう
にしたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】図３は、本発明の望ましい１実施
例の焼結含油ベアリングを示す平断面図であって、円筒
形ベアリング２とその内部に嵌め込んだ回転軸１を示し
ている。上記ベアリング２の内周面には軸方向に沿って
多数の凹溝２１を形成している。これらの凹溝２１間に
は相対的に突出した内周面部２２が形成される。
【００１１】また、上記凹溝２１は、底部２４と、底部
の両側の側面２３とからなる。上記円筒形ベアリング２
の中心Ｏを基準としたとき、凹溝２１の幅が有する角度
の範囲は“α”、内周面部２２が有する角度範囲は
“β”とする。これらの個数は互いに同じ“ｎ”個とし
ている。
【００１２】したがって、α＋β＝３６０°／ｎにな
り、例えば図３のように凹溝２１の数を６個としたと
き、α＋β＝６０°になる。
【００１３】本発明では、上記のようなα＋β＝３６０
°／ｎにおいて、αとβの比率を適切にするように形成
することを最も重要視し、その値を、α／（α＋β）＝
０．５６〜０．７８の式を満足するようにしている。
【００１４】上記のような比例式とｎ値によるαとβの
実施例は次の通りである。
【表１】 例えば、回転軸の直径が４ｍｍで、その回転速度が約１
０，０００〜１５，０００ｒｐｍである製品に使用する
とき、凹溝の個数を６個とすれば、α＋β＝ｎ／３６０
°であるので、α＋βは上記表１に示されるように６０
°になる。
【００１５】そして、α／（α＋β）の値を０．５６〜
０．７８の間である０．６とすれば、αの角度範囲は、
６０°× ０．６であるので、３６°になり、また、β
の角度範囲はその残りである２４°になり、従って、凹
溝２１と内周面部２２との角度範囲は３６°：２４°と
なる。
【００１６】なお、このような角度範囲では、凹溝２１
の深さは約２．５μｍが適切であり、ベアリングの内径
と回転軸の外径との間の隙間は２μｍ〜３．５μｍが適
切である。
【００１７】一方、凹溝２１の形状は、図４（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、異なる形状で実施するこ
とができる。
【００１８】すなわち、図４（Ａ）の形状は底２１を有
するＶ型凹溝であり、図４（Ｂ）の形状は、中央が深い
半円形底２４とした凹溝であり、また、図４（Ｃ）の形
状は、両側面２３が底２４と内周面にそれぞれ鈍角で会
合した台形溝に形成したものである。
【００１９】前記構成の本発明の作用効果について以下
に説明する。
【００２０】まず、上記のような値を得るためになした
出願人の実験結果は表２の通りである。
【表２】 上記表２のように、３種のモデルを比較すると、モデル
２が負荷容量と剛性係数がすべて他のモデルに比べて優
れており、また、温度上昇はかえって低いため、卓越し
たベアリング性能を有していることが判る。
【００２１】凹溝２１の形状は、図４（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）の通り、金型の形状により、あるいはサイジング
のためのサイジングバーの形状によって種々形成するこ
とができるが、これは、生産性向上のために又は動圧を
最も効果的に生じさせるためである。図４（Ａ）と図４
（Ｂ）の場合は、動作が容易であり、図４（Ｃ）の場合
は、効果が優れた長所がある。このような形状は設計段
階で考慮される問題である。
【００２２】本発明は、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示すように他の形状にすることもできる。これは、ベア
リング２を円筒形に形成し、その中央部２５を拡張し、
凹溝２１と内周面部２２が上半部２ａと下半部２ｂにだ
け限定的に形成されるようにすることに特徴がある。
【００２３】これは、軸受けベアリングの使用におい
て、上、下分離形の動圧ベアリングに代わるものとし
て、一体形で使用して上、下分離形と同じ効果を得るた
めのものである。この場合、上半部２ａの凹溝位置と下
半部２ｂとの凹溝２１位置を互い違いになるようにする
のが最も効果的であり、凹溝の数は５個程度以上にする
ことが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明
は、焼結動圧ベアリングにおいて、動圧を発生させる凹
溝２１と、回転軸に接触する内周面部２２との角度範囲
を凹溝２１の個数が変化しても、常にレーノルド方程式
に適合する比率、すなわち、安定的な比率を維持するよ
うに成形しているため、負荷容量及び剛性係数が優れ、
温度上昇が減少するなど、ベアリングとして優れた作用
効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の焼結含油ベアリングを示す平面断面
図。
【図２】 先発明の焼結動圧ベアリングを示す断面図。
【図３】 本発明の焼結動圧ベアリングを示す平面断面
図。
【図４】 （Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は、本発明の凹溝の種
々他の成形例を示す断面図。
【図５】 本発明の他の実施例を示し、（Ａ）は縦断面
図、（Ｂ）,（Ｃ）はそれぞれ（Ａ）のＡ−Ａ線断面
図、Ｂ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１ 回転軸 ２ ベアリング ２ａ 上半部 ２ｂ 下半部 ２１ 凹溝 ２２ 内周面部 ２３ 側面 ２４ 底 ２５ 中央部 ａ 回転軸 ｂ ベアリング ｃ 隙間 ｄ 油膜 ｅ 突出部 ｆ 溝 Ｏ 中心 α 角度範囲 β 角度範囲

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円筒形の焼結含油ベアリング（２）であ
    って、 その内周面に軸方向に多数の凹溝（２１）を形成し、そ
    の凹溝と凹溝との間はそれぞれの内周面部（２２）にな
    るようにし、上記凹溝（２１）と内周面部（２２）は側
    面（２３）で区画されるようにして、 上記凹溝（２１）の角度範囲を“α”、上記凹溝間の内
    周面部（２２）の角度範囲を“β”、上記“α”（又は
    “β”）の数をｎとしたとき、 α／（α＋β）＝０．５６〜０．７８の式を満足するよ
    うにしたことを特徴とする焼結含油ベアリング。
  2. 【請求項２】 上記凹溝（２１）の底（２４）は、円筒
    形ベアリングの中心（Ｏ）と同一の中心を有する円弧形
    で形成し、上記凹溝（２１）と内周面部（２２）との間
    の側面（２３）は、これらの凹溝底と内周面に対して垂
    直に会合するようにしたことを特徴とする請求項１記載
    の焼結含油ベアリング。
  3. 【請求項３】 上記凹溝（２１）の底は中央が深いＶ形
    の底（２４）として形成したことを特徴とする請求項１
    記載の焼結含油ベアリング。
  4. 【請求項４】 上記凹溝（２１）の底は中央が深い半円
    形底２４として形成したことを特徴とする請求項１記載
    の焼結含油ベアリング。
  5. 【請求項５】 上記凹溝（２１）は、その側面（２３）
    が凹溝（２１）の底と内周面に対してそれぞれ鈍角に会
    合して、台形状に形成したことを特徴とする請求項１記
    載の焼結含油ベアリング。
  6. 【請求項６】 上記ｎは、ｎ＞６であることを特徴とす
    る請求項１記載の焼結含油ベアリング。
  7. 【請求項７】 円筒形の焼結含油ベアリング（２）であ
    って、 その内周面に軸方向に多数の凹溝（２１）を形成し、上
    記凹溝（２１）の角度範囲を“α”、凹溝間の内周面部
    （２２）の角度範囲を“β”としたとき、 α／（α＋β）＝０．５６〜０．７８の式を満足すると
    ともに、 上記内周面の中間部分を凹溝（２１）の底より拡張し
    て、上半部（２ａ）と下半部（２ｂ）にだけ凹溝（２
    １）と内面部（２２）が形成されるようにしたことを特
    徴とする焼結含油ベアリング。
  8. 【請求項８】 上記上半部（２ａ）の凹溝（２１）と下
    半部（２ｂ）との凹溝（２１）は互い違いの位置にある
    ようにしたことを特徴とする請求項７記載の焼結含油ベ
    アリング。
  9. 【請求項９】 上記上半部及び下半部の凹溝はそれぞれ
    ６個以上としたことを特徴とする請求項７記載の焼結含
    油ベアリング。
JP9119164A 1996-08-19 1997-05-09 焼結含油ベアリング Pending JPH1078034A (ja)

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