JP2001214936A - 空気力学または流体力学軸受を作り出す方法および該方法により作られた軸受 - Google Patents

空気力学または流体力学軸受を作り出す方法および該方法により作られた軸受

Info

Publication number
JP2001214936A
JP2001214936A JP2000376775A JP2000376775A JP2001214936A JP 2001214936 A JP2001214936 A JP 2001214936A JP 2000376775 A JP2000376775 A JP 2000376775A JP 2000376775 A JP2000376775 A JP 2000376775A JP 2001214936 A JP2001214936 A JP 2001214936A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
groove pattern
coating
housing
ridges
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000376775A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Sjoestroem
シェストレム ハンス
Byorue Anderson
アンダーソン ビョルエ
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.)
SKF Nova AB
Original Assignee
SKF Nova AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF Nova AB filed Critical SKF Nova AB
Publication of JP2001214936A publication Critical patent/JP2001214936A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/105Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one bearing surface providing angular contact, e.g. conical or spherical bearing surfaces
    • 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
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
    • 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
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/045Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高信頼性の流体力学軸受を提供することを目
的とする。 【解決手段】 第1の表面を持つ第1の構成要素および
第1の表面を持つ第2の構成要素を有し、該表面は、前
記第1の表面の間に与えられた小さな隙間により、互い
に他に対して移動可能、望ましくは、回転可能であり、
かつ、互いに他に対向する表面の少なくとも一つに、前
記構成要素の相互運動の際、表面の間に与えられたガス
または液体等の媒体内にポンピング効果を作り出して、
薄い媒体の膜を作り出し、それにより、表面同士がそれ
らの相互運動の際に物理的に接触することを妨げるよう
設けられた溝模様(12)を有しており、前記表面の溝
模様は、表面に、畝部(13)の形で薄い被膜を付着さ
せ、それらの間に前記溝部(12)を形成させることに
より作られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに他に対向
し、かつ、相互に回転する関係にある表面をもつ二つの
部材を有し、かつ、前記表面の少なくとも一つは、二つ
の相互に回転する表面の間に空圧を作り出すよう設計さ
れた表面構造部が付与されており、それにより、(空気
または液体の)薄い潤滑膜を形成して、表面に相対運動
が加えられた時、表面が物理的に接触するのを防ぐ種類
の空気力学または流体力学軸受に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】今ま
で、このような表面は、所望の溝模様を、切削機械加工
により、あるいは化学エッチング法により、基材に直接
作り出して作成してきた。問題の表面に、所要の浅く、
かつ、精密な溝模様を加工するのに使用される技法は、
機械的切削工具あるいは化学エッチング手順のいずれか
で加工するのが比較的容易な材料を使用することを要件
としてきた。これは、表面の間の回避できない起動およ
び停止時の接触で、すなわち、溝模様が、ある回転速度
に達して、溝部が、媒体を溝模様の中心に向けてポンピ
ングすることにより、十分な厚さの潤滑膜が、作り出さ
れる前に、あるいは溝模様を有する回転部材が、その速
度を大いに減らして、停止前に、ポンピング効果が終息
する時に、構造部も容易に摩耗することを意味する。
【0003】機械的な切削は、さらに、処理すべき軸受
表面の変形を引き起こす場合があり、また、切削中必然
的に金属の切粉が作り出される。他方、化学エッチング
は、基材に化学的な腐食あるいは劣化を引き起こす場合
があり、また、環境に対して脅威になる場合がある。
【0004】本発明の目的は、簡単、かつ、信頼できる
やり方で、高い耐摩耗性を有する軸受を提供することが
でき、かつ、製造は、従来使用されてきた方法につきも
のの欠点がない、上述の種類の軸受を作り出すための方
法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、軸受を作り
出す方法に関しては、表面の溝模様は、該表面に薄い被
膜を、畝部の形で付着させ、それらの間に前記溝部を形
成させる、ことにより達成され、又その軸受に関して
は、溝模様は、構成要素の基材の表面の上に突出した畝
部の間に配設されている、ことにより達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、付図に示した非限定の実施
例を参照して、本発明をさらに説明する。
【0007】図1は、従来技術による空気軸受の主要な
構成要素の概略側面部分断面図である。この既知の空気
軸受は、下側軌道輪1および上側軌道輪2を組み込んで
おり、上側軌道輪2は、下側軌道輪1に対して回動可能
であり、図示の実施例においては、平らで滑らかな表面
を持つ円筒軌道輪として設計されている。上側軌道輪2
に対して湾曲している静止下側軌道輪1は、わずかにク
ラウンが付き、また、多数の実質的に螺旋状の溝部3が
付いているが、これは、適当な機械的加工法または化学
エッチングにより、軌道輪の材料に作り込まれている。
溝部3の模様は、図2においてよりよく分かり、図2
は、下側軌道輪1を上から見た平面図であり、これらの
くぼんだ溝部3および溝部を隔てる残りの材料部分4
は、注意深く作られており、溝部は、幅が螺旋の方向に
連続的に変化して、二つの軌道輪が互いに他に対して回
転した時、適切なポンピング効果を発揮して、空気ある
いは(流体力学軸受の場合)液体の薄い膜を作り出す。
これは、溝模様の製作が、細かい仕事であることを意味
し、そのため、軌道輪の基材は、比較的容易に加工でき
る材料のグループから選択されるのが普通である。しか
しながら、これは、マイナスの効果ももたらし、溝部に
接する材料は、どちらかと言えば柔らかいため、相対回
転速度が不十分で支持膜が作れない軸受の始動および停
止の際に急速に摩耗する。
【0008】図3は、本発明による下側軌道輪10を示
すが、これは、図1に示したものと同じ種類の空気軸受
を意図したものであり、すなわち、軸受の上側は、わず
かにクラウンが付き、また、多数の螺旋状に伸張する溝
部12および中間畝部13が付いている。平面図に見ら
れるこの下側軌道輪の溝模様の構成は、図2に示した下
側軌道輪1と異なるものではないが、図3による横断面
図を見ると、溝部12は、軌道輪本来の基材14に切り
込まれたりエッチングされたりしたものではなく、硬質
で耐摩耗性の材料の被膜15を、軌道輪10の基材14
上に付着させて形成させたものであることが分かる。
【0009】これら被膜の形成に使用される材料は、さ
まざまでよいが、望ましくは、一般にビッカース硬さ10
00 HV以上の高硬度、一般に約0.1〜0.2の低摩擦係数、
良好な耐摩耗性、酸化およびフレッチング腐食に対する
良好な耐性および熱的安定性などの特性を備えている。
【0010】このような材料は、望ましくは、金属混合
ダイヤモンド様炭素(Me-DLC)であり、望ましくは、物
理的蒸着で、すなわち、真空チャンバー内で材料を蒸発
させ、蒸気を、マスクと共に用意した基材の表面に凝縮
させて、基材に付着させ、所望の溝模様を得るが、この
技法は、半導体の製造に用いられるのとほとんど同じで
ある。被膜の厚さは、1〜数ミクロンでよい。
【0011】図3に示した実施例は、スラスト空気軸受
を指し、溝模様は、静止軌道輪10に示したが、溝部を
回転軌道輪(図示せず)に設けてもよいことは、言うま
でもない。
【0012】図4〜7は、他の種類の軸受を概略的に示
し、この場合も、図3の実施例との関係で説明した方式
で軸受の構成要素の一方に作られた溝部により、同じ種
類の空気または液体ポンピング効果を得ることができ
る。
【0013】図4は、回転軸20および静止ハウジング
21を含むラジアル軸受を示す。説明の明快さのため、
軸20は、穴22の外に位置させてあるが、使用の際
は、もちろん穴の中である。ハウジングは、滑らかな壁
を持つ穴22を有しているが、軸は、被膜の付着畝部2
3の模様が付いた周辺部を有しており、それらの間に多
数のV形溝部24が形成されていて、軸20が穴22内
で回転すると、空気または液体の膜の形成が引き起され
る。
【0014】図5では、図4の軸受にほとんど同様のラ
ジアル軸受を示してあるが、この場合は、軸25は、滑
らかであり、一方、ハウジング27の穴26には、基材
に比較的薄い被膜を形成するために、穴の内側包絡面に
何か適当なやり方で付着された畝部29の間に形成され
た同様の溝模様28が付与されている。
【0015】図6は、別の種類の軸受で、この軸受で
は、軸31により支持された球体30が、球体30を受
け入れるよう設けられたほとんど半球の開口33を有す
るハウジング32内に入っている。球体の表面には、球
体30の表面に被膜として付着された畝部35の間に形
成された螺旋溝部34が付与されている。注目すべき
は、球体30とハウジング32の内面との間に示された
隙間は、関係をより明瞭に示すため誇張されており、実
際の隙間は、ほんの何ミクロンかであることである。
【0016】図7は、ハウジング41のテーパ穴43内
で回転するよう配設されたテーパ部42を持つ軸41を
有するテーパ軸受を示す。図示の実施例では、軸41の
テーパ部42には、溝部45の模様が付与されており、
これらは、軸のテーパ部42の滑らかな表面を、適当な
被覆技法により処理して作り出したものであり、それに
より、滑らかな表面には、被膜畝部46の模様が付与さ
れており、それらの間に前記溝部が形成されている。
【0017】図8には、図4の溝模様に似た溝付き表面
部の一部が示してある。この部分図は、軸受面の滑らか
な表面51に、被膜畝部52がどのようにして付与され
たかを誇張したやり方で示すものであり、畝部は、それ
らの間に所望の形状の溝部53を形成するために、間隔
を取られており、かつ、畝部は、望ましくは、半導体の
製造に用いられるのと同じ種類のマスキング技法により
作成する。
【0018】本発明は、静止した軸受の構成要素に螺旋
溝模様を持つスラスト軸受10、球状の構成要素に溝部
を持つ図6による部分球状軸受、および軸のテーパ部分
に溝部を持つ図7によるテーパ軸受との関連で説明した
が、同じ効果は、軸受の他の協動部分に、このような溝
部を、代わりに付与しても得られることは、言うまでも
ない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単、かつ、信頼できるやり方で、高い耐摩耗性を有す
る軸受を提供することができ、かつ、製造は、従来使用
されてきた方法につきものの欠点がない、上述の種類の
軸受を作り出すための方法を提供することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の空気軸受の上側および下側軌道輪を示す
部分断面側面図である。
【図2】図1による従来技術の軸受の下側軌道輪に設け
られた溝部を上から見た平面図である。
【図3】図1に対応する図で、本発明により製造された
図1による下側軌道輪を示すものである。
【図4】本発明の方法により製造された軸受構成要素が
使用できる他の種類の軸受を示す概略図である。
【図5】本発明の方法により製造された軸受構成要素が
使用できる他の種類の軸受を示す概略図である。
【図6】本発明の方法により製造された軸受構成要素が
使用できる他の種類の軸受を示す概略図である。
【図7】本発明の方法により製造された軸受構成要素が
使用できる他の種類の軸受を示す概略図である。
【図8】例えば、図4による溝模様の一部をより大きな
尺度で示す部分斜視図である。
【符号の説明】
10,20,27,30,41 第1の構成要素 2,21,25,32,44 第2の構成要素 12,23,28,34,45,53 溝模様(溝
部) 13,24,29,35,46,52 畝部 15 被膜 20,25,42 軸部 21,27,44 ハウジング 32 ハウジング 43 穴

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の表面をもつ第1の構成要素(1
    0,20,27,30,41,51)および第1の表面
    をもつ第2の構成要素(2,21,25,32,44)
    を有し、該表面は、前記第1の表面の間に与えられた小
    さな隙間により、互いに他に対して移動可能、望ましく
    は、回転可能であり、かつ、互いに他に対向する表面の
    少なくとも一つに、前記構成要素の相互運動の際、表面
    の間に与えられたガスまたは液体等の媒体内にポンピン
    グ効果を作り出して、薄い媒体の膜を作り出し、それに
    より、表面同士がそれらの相互運動の際に物理的に接触
    することを妨げるよう設けられた溝模様(12,23,
    28,34,45,53)を有している種類の空気力学
    あるいは流体力学軸受を作り出す方法において、 前記表面の溝模様(12,23,28,34,45,5
    3)は、該表面に薄い被膜(15)を、畝部(13,2
    4,29,35,46,52)の形で付着させ、それら
    の間に前記溝部(12,23,28,34,45,5
    3)を形成させることにより作られることを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項2】 被膜(15)は、本質的に既知である何
    らか適当な付着方法により表面に付けられることとする
    請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 被膜(15)用に、前記構成要素の基材
    よりも高い硬度および耐摩耗性を有する材料が使用され
    ていることとする請求項1または請求項2に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 被膜(15)用に使用される材料は、金
    属混合ダイヤモンド様炭素(Me-DLC)であることとする
    請求3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 互いに他に対向する二つの表面の少なく
    とも一つに設けられた溝模様(12,23,28,3
    4,45,53)をもち、互いに他に対して回転するよ
    う設計された二つの構成要素(2,14,20,21,
    25,26,30,32,41,44)を有し、前記回
    転で発生するポンピング効果により、媒体の被膜を作り
    出し、それにより、軸受の構成要素が回転中物理的な接
    触をしないようにする空気力学または流体力学軸受にお
    いて、 溝模様(12,23,28,34,45,53)は、前
    記構成要素の基材(14)の表面の上に突出した畝部
    (13,24,29,35,46,52)の間に配設さ
    れていることを特徴とする軸受。
  6. 【請求項6】 軸受は、互いに他に対向する第1および
    第2の円形軌道輪(2,14)を含み、軌道輪(10)
    の一つは、その表面に形成され、かつ、軌道輪の表面に
    固定的に付着された畝部(13)の間に形成された溝部
    (12)により構成されている螺旋溝模様(12)を有
    するスラスト軸受であることとする請求項5に記載の軸
    受。
  7. 【請求項7】 軸受は、外部包絡面をもつ軸(20,2
    5,42)、および内部包絡面を有する穴(22,2
    6,43)をもつハウジング(21,27,44)を有
    するラジアル軸受であり、前記包絡面の一つは、望まし
    くはV字形に配設された、多数の畝部(24,29,4
    6)を有し、かつ、それらの間に溝模様(23,28,
    45)が形成されていることとする請求項5に記載の軸
    受。
  8. 【請求項8】 軸(42)およびハウジングの穴(4
    3)の包絡面は、共にテーパ付きであることとする請求
    項7に記載の軸受。
  9. 【請求項9】 軸受は、軸(31)に嵌められ、かつ、
    カップ形のハウジング(32)内で軸の軸心を中心とし
    て回転する一部が球形の部材(30)を含み、球面およ
    びハウジングの内面の一方が、表面に、球およびハウジ
    ングの内面の前記一方の基材の表面と、被覆技法により
    前記表面に形成された畝部(35)の外方に突出する側
    壁との間に形成された溝模様(34)を有することとす
    る請求項5に記載の軸受。
  10. 【請求項10】 畝部(13,24,29,35,4
    6,52)は、高い耐摩耗性を有する硬い材料、望まし
    くは、金属混合ダイヤモンド様炭素(Me-DLC)から形成
    されていることとする請求項5ないし請求項9のいずれ
    か一つに記載の軸受。
JP2000376775A 1999-12-17 2000-12-12 空気力学または流体力学軸受を作り出す方法および該方法により作られた軸受 Pending JP2001214936A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9904638A SE9904638D0 (sv) 1999-12-17 1999-12-17 "Method for producing an aerodynamic or a hydrodynamic bearing and a bearing made in accordance with the method"
SE9904638-5 1999-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001214936A true JP2001214936A (ja) 2001-08-10

Family

ID=20418176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000376775A Pending JP2001214936A (ja) 1999-12-17 2000-12-12 空気力学または流体力学軸受を作り出す方法および該方法により作られた軸受

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2001214936A (ja)
CN (1) CN1307189A (ja)
SE (1) SE9904638D0 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103206447A (zh) * 2013-04-07 2013-07-17 安徽江淮汽车股份有限公司 一种垫片及采用此垫片的发动机和汽车
CN114738310A (zh) * 2022-06-13 2022-07-12 烟台东德实业有限公司 一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103322067A (zh) * 2013-06-21 2013-09-25 东南大学 一种含自润滑材料的锥形动压螺旋槽轴承
CN106271935B (zh) * 2015-06-26 2019-08-13 北京航天计量测试技术研究所 一种空气轴承止推端面与回转轴线垂直度的修研方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103206447A (zh) * 2013-04-07 2013-07-17 安徽江淮汽车股份有限公司 一种垫片及采用此垫片的发动机和汽车
CN114738310A (zh) * 2022-06-13 2022-07-12 烟台东德实业有限公司 一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机

Also Published As

Publication number Publication date
CN1307189A (zh) 2001-08-08
SE9904638D0 (sv) 1999-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5769544A (en) Dynamic pressure pneumatic bearing device and manufacturing method thereof
JP2728202B2 (ja) 半球型流体ベアリング
WO1998038434A1 (en) Dynamic pressure pneumatic bearing structure and optical deflection scanner employing the structure
GB2313633A (en) Conic fluid bearing
US20080261708A1 (en) Fdb motor with tapered shaft for improved pumping efficiency
WO1997019279A1 (fr) Piece mecanique
JP2001140870A5 (ja)
JP4520811B2 (ja) 改善されたころがり接触面の形成方法
KR0184722B1 (ko) 유체베어링의 제조장치
JP2001214936A (ja) 空気力学または流体力学軸受を作り出す方法および該方法により作られた軸受
JP5176378B2 (ja) 転がり摺動部材およびこれを用いた転動装置
US20020172438A1 (en) Bearing apparatus and method for manufacturing same
JP2001193742A (ja) 空気軸受における構成
JP2007327632A (ja) 転がり摺動部材及び転動装置
CN1072332C (zh) 半球形流体轴承
US6064130A (en) Motor having dynamic pressure bearing, and rotator device having the motor as driving source
JPH03121306A (ja) ティルティングパッド形動圧気体軸受
JP4539861B2 (ja) タッチダウン軸受
FR3087236A1 (fr) Procede de fabrication d’une cage monobloc massive de roulement a rotule, cage et roulement a rotule associes
JP2007064278A (ja) 流体軸受装置、それを用いたスピンドルモータおよび流体軸受装置の製造方法
KR100224811B1 (ko) 반구형 유체 베어링 및 그 제조방법
JP3887449B2 (ja) 回転機械の動圧発生溝付軸受構造の加工方法。
KR100213925B1 (ko) 유체 베어링 장치의 동압발생홈 형성방법
JP2008151264A (ja) 転がり軸受用保持器
JP7079099B2 (ja) 半割スラスト軸受、スラスト軸受、軸受装置および内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040203