JP2001254727A - スラスト動圧軸受 - Google Patents
スラスト動圧軸受Info
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
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- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な小孔等を設けずコストアップとなら
ず、且つ回転起動時に生じる負圧吸着を防止し、スラス
ト動圧軸受として正常に機能させることのできるスラス
ト動圧軸受を提供する。 【解決手段】 端面にスラスト動圧溝を形成した回転体
１と、該回転体１を僅かの隙間３，４をおいて密封状態
に収納するハウジング２との間の隙間に動圧発生用の作
動流体Ｌを封入し、回転体１の端面１ａと、この端面１
ａと対向するハウジング２の端面２ａに、それぞれ作動
流体を溜めるための空間となるポケット（１Ｐ，２Ｐ）
を形成し、これらのポケットの容積の合計が、回転体１
の端面とハウジング２の端面との間の軸受隙間３の容積
の５０倍以上とする。また、この軸受隙間３は、径方向
外側へ向かうにつれて傾斜的に減少させる。
ず、且つ回転起動時に生じる負圧吸着を防止し、スラス
ト動圧軸受として正常に機能させることのできるスラス
ト動圧軸受を提供する。 【解決手段】 端面にスラスト動圧溝を形成した回転体
１と、該回転体１を僅かの隙間３，４をおいて密封状態
に収納するハウジング２との間の隙間に動圧発生用の作
動流体Ｌを封入し、回転体１の端面１ａと、この端面１
ａと対向するハウジング２の端面２ａに、それぞれ作動
流体を溜めるための空間となるポケット（１Ｐ，２Ｐ）
を形成し、これらのポケットの容積の合計が、回転体１
の端面とハウジング２の端面との間の軸受隙間３の容積
の５０倍以上とする。また、この軸受隙間３は、径方向
外側へ向かうにつれて傾斜的に減少させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スラスト動圧軸
受、特に密閉形スラスト動圧軸受の回転開始時の作動流
体の負圧吸着をなくすることのできるスラスト動圧軸受
に関する。
受、特に密閉形スラスト動圧軸受の回転開始時の作動流
体の負圧吸着をなくすることのできるスラスト動圧軸受
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の密閉形スラスト動圧軸受は、図８
（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、軸体３１と、この
軸体３１の一端に設けられたフランジ部３２と、から成
る回転体３０と、これら軸体３１及びフランジ部３２を
密閉状態で収納するハウジング４０と、から構成され
る。この場合、軸体３１の表面にはラジアル動圧発生用
のＶ字状或いはヘリングボ−ン状の動圧溝３３が形成さ
れ、或いはフランジ部３２の両端面３２ａ，３２ｂには
スラスト動圧発生用のＶ字状或いはヘリングボ−ン状の
動圧溝３４等が形成される。そしてこれら回転体３０と
ハウジング４０との間の微小空間３５、３６には動圧発
生用の作動流体Ｌが封入される。
（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、軸体３１と、この
軸体３１の一端に設けられたフランジ部３２と、から成
る回転体３０と、これら軸体３１及びフランジ部３２を
密閉状態で収納するハウジング４０と、から構成され
る。この場合、軸体３１の表面にはラジアル動圧発生用
のＶ字状或いはヘリングボ−ン状の動圧溝３３が形成さ
れ、或いはフランジ部３２の両端面３２ａ，３２ｂには
スラスト動圧発生用のＶ字状或いはヘリングボ−ン状の
動圧溝３４等が形成される。そしてこれら回転体３０と
ハウジング４０との間の微小空間３５、３６には動圧発
生用の作動流体Ｌが封入される。
【０００３】上記構成の密封形スラスト動圧軸受では、
回転体３０が起動する際、フランジ部３２に形成された
軸方向両端面のスラスト動圧溝３４が同時に作動流体Ｌ
を半径方向中央部に引き込もうとするが、ハウジング４
０がフランジ部３２を密閉状態で収納しているため、フ
ランジ部３２の上・下の端面とハウジング４０との間に
負圧が発生し、もともと極めて少量しか作動流体が存在
しないハウジング４０の受面とフランジ部３２の下側の
端面との間に、特に半径方向内側の部分に十分に作動流
体を導くことができない、という問題があった。このた
めフランジ部３２の付け根に小孔３７を設けたりしてい
た（特開平１０ー１９６６４３号）。
回転体３０が起動する際、フランジ部３２に形成された
軸方向両端面のスラスト動圧溝３４が同時に作動流体Ｌ
を半径方向中央部に引き込もうとするが、ハウジング４
０がフランジ部３２を密閉状態で収納しているため、フ
ランジ部３２の上・下の端面とハウジング４０との間に
負圧が発生し、もともと極めて少量しか作動流体が存在
しないハウジング４０の受面とフランジ部３２の下側の
端面との間に、特に半径方向内側の部分に十分に作動流
体を導くことができない、という問題があった。このた
めフランジ部３２の付け根に小孔３７を設けたりしてい
た（特開平１０ー１９６６４３号）。
【０００４】また、図９に示すように、回転時に、軸体
３１に設けたラジアル動圧発生用のＶ字状或いはヘリン
グボ−ン状の動圧溝３３とフランジ部３２の両端面に設
けるスラスト動圧発生用のＶ字状或いはヘリングボ−ン
状の動圧溝３４とに、同時に作動流体が移動するので、
軸体３１とフランジ部３２との付け根には負圧が発生し
やすい。このため、少ない作動流体が不足しないよう、
付け根部分に凹部３８を設けて作動流体の溜まり部とし
ている。更に、凹部３８を形成する代わりにフランジ部
３２の上側端或いは下側端と付け根部との間に、作動流
体循環用の斜方向の小孔や付け根部に縦方向の小孔とフ
ランジ部３２の端部との間に径方向孔を設けることも提
案されている（特開平７−２４３４３８号）。
３１に設けたラジアル動圧発生用のＶ字状或いはヘリン
グボ−ン状の動圧溝３３とフランジ部３２の両端面に設
けるスラスト動圧発生用のＶ字状或いはヘリングボ−ン
状の動圧溝３４とに、同時に作動流体が移動するので、
軸体３１とフランジ部３２との付け根には負圧が発生し
やすい。このため、少ない作動流体が不足しないよう、
付け根部分に凹部３８を設けて作動流体の溜まり部とし
ている。更に、凹部３８を形成する代わりにフランジ部
３２の上側端或いは下側端と付け根部との間に、作動流
体循環用の斜方向の小孔や付け根部に縦方向の小孔とフ
ランジ部３２の端部との間に径方向孔を設けることも提
案されている（特開平７−２４３４３８号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記するように、密閉
形スラスト動圧軸受を構成する回転体３０のフランジ部
３２の上・下面（特に下側面）とハウジング４０との受
面との間に作動流体が不足すると、スラスト動圧軸受と
しての機能を果たせなくなり、且つ損傷が生じる。そこ
でこのような不具合を防止するため、上記するように、
フランジ部３２の軸寄りに作動流体を導くための小孔３
７を設けることが提案されているが、小孔３７を正確に
加工することは難しくコストアップとなり、且つ小孔用
のスペ−スが必要となるという問題があった。更に、軸
受面積が広くなるためトルク損失を生じるという問題が
あった。また、図９に示すように、軸体３１とフランジ
部３２との付け根に作動流体用の凹部３８を設けても、
作動流体が十分循環しないので負圧による作動流体の不
足傾向は解消せず、負圧吸着が発生しスラスト動圧軸受
が機能しない場合が生じるという問題があった。
形スラスト動圧軸受を構成する回転体３０のフランジ部
３２の上・下面（特に下側面）とハウジング４０との受
面との間に作動流体が不足すると、スラスト動圧軸受と
しての機能を果たせなくなり、且つ損傷が生じる。そこ
でこのような不具合を防止するため、上記するように、
フランジ部３２の軸寄りに作動流体を導くための小孔３
７を設けることが提案されているが、小孔３７を正確に
加工することは難しくコストアップとなり、且つ小孔用
のスペ−スが必要となるという問題があった。更に、軸
受面積が広くなるためトルク損失を生じるという問題が
あった。また、図９に示すように、軸体３１とフランジ
部３２との付け根に作動流体用の凹部３８を設けても、
作動流体が十分循環しないので負圧による作動流体の不
足傾向は解消せず、負圧吸着が発生しスラスト動圧軸受
が機能しない場合が生じるという問題があった。
【０００６】この発明は上記する課題に対処するために
なされたものであり、複雑な小孔等を設けずコストアッ
プとならず、且つ回転起動時に生じる負圧吸着を防止
し、スラスト動圧軸受として正常に機能させることので
きるスラスト動圧軸受を提供することを目的としてい
る。
なされたものであり、複雑な小孔等を設けずコストアッ
プとならず、且つ回転起動時に生じる負圧吸着を防止
し、スラスト動圧軸受として正常に機能させることので
きるスラスト動圧軸受を提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回
転体（１）と、該回転体（１）と僅かの隙間（３，４）
をおいて密封状態に収納するハウジング（２）と、前記
回転体端面又はハウジングの該回転体端面の対向面のい
ずれかにスラスト動圧溝を形成し、これらの隙間に動圧
発生用の作動流体（Ｌ）を封入してなるスラスト動圧軸
受において、前記回転体（１）の端面（１ａ）と、該端
面（１ａ）と対向するハウジング（２）の端面（２ａ）
に、それぞれ作動流体を溜めるための空間となるポケッ
ト（１Ｐ，２Ｐ）を形成すると共に、これらのポケット
（１Ｐ，２Ｐ）の容積の合計が、前記回転体（１）の端
面とハウジング（２）の端面との間の軸受隙間（３）の
容積の５０倍以上であることを特徴としている。
る課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回
転体（１）と、該回転体（１）と僅かの隙間（３，４）
をおいて密封状態に収納するハウジング（２）と、前記
回転体端面又はハウジングの該回転体端面の対向面のい
ずれかにスラスト動圧溝を形成し、これらの隙間に動圧
発生用の作動流体（Ｌ）を封入してなるスラスト動圧軸
受において、前記回転体（１）の端面（１ａ）と、該端
面（１ａ）と対向するハウジング（２）の端面（２ａ）
に、それぞれ作動流体を溜めるための空間となるポケッ
ト（１Ｐ，２Ｐ）を形成すると共に、これらのポケット
（１Ｐ，２Ｐ）の容積の合計が、前記回転体（１）の端
面とハウジング（２）の端面との間の軸受隙間（３）の
容積の５０倍以上であることを特徴としている。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、前記回転
体（１）とハウジング（２）との間の軸受隙間（３）
は、径方向外側へ向かうにつれて傾斜的に減少させたこ
とを特徴としている。
体（１）とハウジング（２）との間の軸受隙間（３）
は、径方向外側へ向かうにつれて傾斜的に減少させたこ
とを特徴としている。
【０００９】また、請求項３に記載の発明は、前記スラ
スト動圧溝（１１）の深さは、径方向内側から径方向外
側へ向かうにつれて傾斜的に深くしたことを特徴として
いる。
スト動圧溝（１１）の深さは、径方向内側から径方向外
側へ向かうにつれて傾斜的に深くしたことを特徴として
いる。
【００１０】或いはまた、請求項４に記載の発明は、ラ
ジアル動圧溝（１２）を設けた回転軸（１０ｓ）とスラ
スト動圧溝（１３）を設けたフランジ部（１０ｆ）とを
有し且つこれら回転軸（１０ｓ）とフランジ部（１０
ｆ）との付け根に凹部（１６）を形成し、前記回転体
（１０）とハウジング（２０）との軸受隙間（１４）に
作動流体（Ｌ）を密封してなるスラスト動圧軸受におい
て、前記フランジ部（１０ｆ）とハウジング（２０）の
間の軸受隙間（１４）は、径方向外側に向かうにつれて
小さくなるように形成してあることを特徴としている。
ジアル動圧溝（１２）を設けた回転軸（１０ｓ）とスラ
スト動圧溝（１３）を設けたフランジ部（１０ｆ）とを
有し且つこれら回転軸（１０ｓ）とフランジ部（１０
ｆ）との付け根に凹部（１６）を形成し、前記回転体
（１０）とハウジング（２０）との軸受隙間（１４）に
作動流体（Ｌ）を密封してなるスラスト動圧軸受におい
て、前記フランジ部（１０ｆ）とハウジング（２０）の
間の軸受隙間（１４）は、径方向外側に向かうにつれて
小さくなるように形成してあることを特徴としている。
【００１１】そして請求項５に記載の発明は、スラスト
動圧溝（１３）深さは、径方向内側から径方向外側へ向
かうにつれて傾斜的に深くしたことを特徴としている。
動圧溝（１３）深さは、径方向内側から径方向外側へ向
かうにつれて傾斜的に深くしたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図１（Ａ）
は、この発明の第１の実施の形態のスラスト動圧軸受の
一部断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ
矢視平面図である。
態について図面を参照しながら説明する。図１（Ａ）
は、この発明の第１の実施の形態のスラスト動圧軸受の
一部断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ
矢視平面図である。
【００１３】このスラスト動圧軸受は、回転体１と、ハ
ウジング２とから成り、該回転体１は、ハウジング２の
周囲との間で僅かの隙間３，４をおいて密封状態に収納
されている。この場合、隙間３は軸受隙間となるが、隙
間４も回転体１またはハウジング４の側面に動圧溝を形
成して軸受隙間としてもよい。そしてこれらの隙間３，
４には、動圧発生用の作動流体Ｌが封入されている。前
記回転体１の上端面１ａには、Ｖ字状或いはヘリングボ
−ン状のスラスト動圧溝１１が形成されている。また、
回転体１の上端面１ａと、該上端面１ａと対向する面２
ａには、それぞれ作動流体Ｌを溜めるための空間となる
ポケット１Ｐ，２Ｐが設けられている。
ウジング２とから成り、該回転体１は、ハウジング２の
周囲との間で僅かの隙間３，４をおいて密封状態に収納
されている。この場合、隙間３は軸受隙間となるが、隙
間４も回転体１またはハウジング４の側面に動圧溝を形
成して軸受隙間としてもよい。そしてこれらの隙間３，
４には、動圧発生用の作動流体Ｌが封入されている。前
記回転体１の上端面１ａには、Ｖ字状或いはヘリングボ
−ン状のスラスト動圧溝１１が形成されている。また、
回転体１の上端面１ａと、該上端面１ａと対向する面２
ａには、それぞれ作動流体Ｌを溜めるための空間となる
ポケット１Ｐ，２Ｐが設けられている。
【００１４】一般的に、動圧軸受の回転起動時（即ち、
低速回転時）には、従来の動圧軸受構造の場合、回転中
心部においては動圧による浮上量は負圧吸着が発生しや
すいため極めて小さくなり、スラスト動圧として機能し
なくなることが多い。しかし、動圧軸受部の容積（図１
（Ａ）の軸受隙間３の容積）の他に、ポケット１Ｐ，２
Ｐを設けると、負圧吸着が生じないため、低速回転時に
おいても十分なスラスト動圧が生じることが判明した。
実験結果によれば、図２に示すように、容積比率が２０
倍までは低速回転時には浮揚力は生じないが、この２０
倍を越すと、徐々に大きくなり約１００倍程度で一定と
なることが判明した。特に、５０倍程度以上であれば低
速回転時でも損傷が生じない。この場合の浮揚量ｄは、
３〜５μｍ程度となる。従って、ポケット以外の回転体
１とハウジング２との間の軸受隙間３と、各ポケット１
Ｐ，２Ｐの容積をそれぞれ３v 、１ＰV 、２Ｐv とする
と、との容積の比率〔（１ＰV ＋２Ｐv ）／３v 〕は、
５０倍以上とすることが好ましい。なお、図１におい
て、ポケット１Ｐの上部には、径の大きな段差部１ｂを
設けてあるが、この部分の容積は、１ＰV に含める（以
下、他の実施の形態でも同様である）。
低速回転時）には、従来の動圧軸受構造の場合、回転中
心部においては動圧による浮上量は負圧吸着が発生しや
すいため極めて小さくなり、スラスト動圧として機能し
なくなることが多い。しかし、動圧軸受部の容積（図１
（Ａ）の軸受隙間３の容積）の他に、ポケット１Ｐ，２
Ｐを設けると、負圧吸着が生じないため、低速回転時に
おいても十分なスラスト動圧が生じることが判明した。
実験結果によれば、図２に示すように、容積比率が２０
倍までは低速回転時には浮揚力は生じないが、この２０
倍を越すと、徐々に大きくなり約１００倍程度で一定と
なることが判明した。特に、５０倍程度以上であれば低
速回転時でも損傷が生じない。この場合の浮揚量ｄは、
３〜５μｍ程度となる。従って、ポケット以外の回転体
１とハウジング２との間の軸受隙間３と、各ポケット１
Ｐ，２Ｐの容積をそれぞれ３v 、１ＰV 、２Ｐv とする
と、との容積の比率〔（１ＰV ＋２Ｐv ）／３v 〕は、
５０倍以上とすることが好ましい。なお、図１におい
て、ポケット１Ｐの上部には、径の大きな段差部１ｂを
設けてあるが、この部分の容積は、１ＰV に含める（以
下、他の実施の形態でも同様である）。
【００１５】図３は、この発明の第２の実施の形態のス
ラスト動圧軸受の一部断面図である。このスラスト動圧
軸受も、回転体１と、ハウジング２とから成り、該回転
体１は、僅かの隙間３，４をおいてハウジング２に、密
封状態に収納されている。そしてこれらの隙間３，４に
は、動圧発生用の作動流体Ｌが封入されている。前記回
転体１の上端面１ａには、Ｖ字状或いはヘリングボ−ン
状のスラスト動圧溝１１が形成されている。また、回転
体１の上端面１ａと、該上端面１ａと対向する面２ａに
は、それぞれ作動流体Ｌを溜めるための空間となるポケ
ット１Ｐ，２Ｐが設けられている。この場合、回転体１
と、ハウジング２との間の隙間３は、半径方向の外側方
向へ向かうにつれて傾斜的に小さく（減少）させてあ
る。
ラスト動圧軸受の一部断面図である。このスラスト動圧
軸受も、回転体１と、ハウジング２とから成り、該回転
体１は、僅かの隙間３，４をおいてハウジング２に、密
封状態に収納されている。そしてこれらの隙間３，４に
は、動圧発生用の作動流体Ｌが封入されている。前記回
転体１の上端面１ａには、Ｖ字状或いはヘリングボ−ン
状のスラスト動圧溝１１が形成されている。また、回転
体１の上端面１ａと、該上端面１ａと対向する面２ａに
は、それぞれ作動流体Ｌを溜めるための空間となるポケ
ット１Ｐ，２Ｐが設けられている。この場合、回転体１
と、ハウジング２との間の隙間３は、半径方向の外側方
向へ向かうにつれて傾斜的に小さく（減少）させてあ
る。
【００１６】動圧流体軸受においては、低速回転時にお
いても、スラスト動圧溝１１の内側の軸受隙間３に負圧
吸着が生じやすい。しかし、この実施の形態において
は、軸受隙間３の中央部やポケット１Ｐ、２Ｐには流体
が多いので、これらの中央部分から径方向の外側方向へ
作動流体が流れやすくなる。即ち、負圧吸着が発生する
間もなく、遠心力により、半径方向の外側部分へ作動流
体が流れやすくなり、それだけスラスト動圧溝１１で動
圧も発生しやすくなり浮揚力が大きくなる。この第２の
実施形態においても、軸受隙間３の容積３v と各ポケッ
トの容積１ＰV ，２Ｐv の合計との容積比、即ち、
〔（１ＰV ＋２Ｐv ）／３v 〕は５０倍以上とすること
が好ましい。
いても、スラスト動圧溝１１の内側の軸受隙間３に負圧
吸着が生じやすい。しかし、この実施の形態において
は、軸受隙間３の中央部やポケット１Ｐ、２Ｐには流体
が多いので、これらの中央部分から径方向の外側方向へ
作動流体が流れやすくなる。即ち、負圧吸着が発生する
間もなく、遠心力により、半径方向の外側部分へ作動流
体が流れやすくなり、それだけスラスト動圧溝１１で動
圧も発生しやすくなり浮揚力が大きくなる。この第２の
実施形態においても、軸受隙間３の容積３v と各ポケッ
トの容積１ＰV ，２Ｐv の合計との容積比、即ち、
〔（１ＰV ＋２Ｐv ）／３v 〕は５０倍以上とすること
が好ましい。
【００１７】図４（Ａ）は、この発明の第３の実施の形
態のスラスト動圧軸受の一部断面図である。このスラス
ト動圧軸受も、回転体１と、ハウジング２とから成り、
該回転体１は、僅かの隙間３，４をおいてハウジング２
に、密封状態に収納されている。前記回転体１の上端面
１ａには、Ｖ字状或いはヘリングボ−ン状のスラスト動
圧溝１１が形成されている。また、回転体１の上端面１
ａと、該上端面１ａと対向する面２ａには、それぞれ作
動流体Ｌを溜めるための空間となるポケット１Ｐ、２Ｐ
が設けられている。この場合、回転体１の表面に形成す
るスラスト動圧溝１１の溝深さｈは、図４（Ｂ）の一部
拡大図に示すように、径方向外側へ向かうにつれて深く
（ｈi ＜ｈo ）してある。
態のスラスト動圧軸受の一部断面図である。このスラス
ト動圧軸受も、回転体１と、ハウジング２とから成り、
該回転体１は、僅かの隙間３，４をおいてハウジング２
に、密封状態に収納されている。前記回転体１の上端面
１ａには、Ｖ字状或いはヘリングボ−ン状のスラスト動
圧溝１１が形成されている。また、回転体１の上端面１
ａと、該上端面１ａと対向する面２ａには、それぞれ作
動流体Ｌを溜めるための空間となるポケット１Ｐ、２Ｐ
が設けられている。この場合、回転体１の表面に形成す
るスラスト動圧溝１１の溝深さｈは、図４（Ｂ）の一部
拡大図に示すように、径方向外側へ向かうにつれて深く
（ｈi ＜ｈo ）してある。
【００１８】動圧軸受では、低速回転時でも内部に負圧
吸着が発生することが多いが、この第３の実施形態にお
いては、軸受隙間３が狭くなる半径方向外側へ向かうに
つれて動圧溝１１が深いので、作動流体の量も外側に多
く確保することができる。そして隙間の内部側やポケッ
ト１Ｐ、２Ｐには作動流体か多くあり、この径方向内側
から径方向外側方向へ作動流体が流れやすく（供給され
やすく）なる。従って、スラスト動圧溝１１の中央部へ
作動流体が集まり、動圧も発生しやすくなり浮揚力も発
生しやすくなる。この場合も、軸受隙間３の容積３
v と、各ポケットの容積１ＰV 、２Ｐv の合計の容積
比、即ち、〔（１ＰV ＋２Ｐv ）／３v 〕は、５０倍以
上とすることが好ましい。また、回転体１とハウジング
２との間の軸受隙間３は、図５に示すように、径方向の
外側方向へ向かうにつれて傾斜的に軸受隙間を減少させ
てもよい。
吸着が発生することが多いが、この第３の実施形態にお
いては、軸受隙間３が狭くなる半径方向外側へ向かうに
つれて動圧溝１１が深いので、作動流体の量も外側に多
く確保することができる。そして隙間の内部側やポケッ
ト１Ｐ、２Ｐには作動流体か多くあり、この径方向内側
から径方向外側方向へ作動流体が流れやすく（供給され
やすく）なる。従って、スラスト動圧溝１１の中央部へ
作動流体が集まり、動圧も発生しやすくなり浮揚力も発
生しやすくなる。この場合も、軸受隙間３の容積３
v と、各ポケットの容積１ＰV 、２Ｐv の合計の容積
比、即ち、〔（１ＰV ＋２Ｐv ）／３v 〕は、５０倍以
上とすることが好ましい。また、回転体１とハウジング
２との間の軸受隙間３は、図５に示すように、径方向の
外側方向へ向かうにつれて傾斜的に軸受隙間を減少させ
てもよい。
【００１９】次に、図６は、この発明の第４の実施の形
態を示す図である。この実施の形態の動圧軸受は、ラジ
アル動圧溝１２を設けた回転軸１０ｓとスラスト動圧溝
１３を設けたフランジ部１０ｆとを有する回転体１０
と、ハウジング２０と、ハウジング２０と回転体１０と
の間の隙間１４、１５に密封した作動流体Ｌと、から構
成される。回転軸１０ｓとフランジ部１０ｆとの付け根
には、作動流体Ｌを溜めるための凹部１６が形成される
と共に、フランジ部１Ｆの端面１０ａとハウジング２０
の受面２０ａとの間の隙間１４は、径方向外側に向かう
につれて小さく（狭く）なるように形成してある。この
場合、回転起動時、隙間の狭い外側方向程ほど負圧吸着
か大きいので、凹部１６からの作動流体が流れ込みやす
くなり、作動流体不足によるトラブルも発生しにくくな
る。尚、スラスト動圧溝１３の内側の位置Ｐi と、外側
の位置Ｐo との勾配の高さの差Ｘは、１μｍ〜５μｍ程
度が好ましい。
態を示す図である。この実施の形態の動圧軸受は、ラジ
アル動圧溝１２を設けた回転軸１０ｓとスラスト動圧溝
１３を設けたフランジ部１０ｆとを有する回転体１０
と、ハウジング２０と、ハウジング２０と回転体１０と
の間の隙間１４、１５に密封した作動流体Ｌと、から構
成される。回転軸１０ｓとフランジ部１０ｆとの付け根
には、作動流体Ｌを溜めるための凹部１６が形成される
と共に、フランジ部１Ｆの端面１０ａとハウジング２０
の受面２０ａとの間の隙間１４は、径方向外側に向かう
につれて小さく（狭く）なるように形成してある。この
場合、回転起動時、隙間の狭い外側方向程ほど負圧吸着
か大きいので、凹部１６からの作動流体が流れ込みやす
くなり、作動流体不足によるトラブルも発生しにくくな
る。尚、スラスト動圧溝１３の内側の位置Ｐi と、外側
の位置Ｐo との勾配の高さの差Ｘは、１μｍ〜５μｍ程
度が好ましい。
【００２０】図７（Ａ）は、この発明の第５の実施の形
態を示す図である。この実施の形態の動圧軸受も、ラジ
アル動圧溝１２を設けた回転軸１０ｓとスラスト動圧溝
１３を設けたフランジ部１０ｆとを有する回転体１０
と、ハウジング２０と、回転体１０と、ハウジング２０
との間の隙間１４、１５に密封した作動流体Ｌと、から
構成される。回転軸１０ｓとフランジ部１０ｆとの付け
根には、作動流体Ｌを溜めるための凹部１６が形成され
ると共に、フランジ部１０ｆとの受面２０ａとの間の隙
間１４は、半径方向外方に向かう程に隙間１４が小さく
（狭く）形成してある。この実施の形態では、図７
（Ｂ）に示すように、スラスト動圧溝１３の深さｈが、
半径方向外方向へ行くほ深く（ｈi ＜ｈo ）してある。
この場合、回転起動時、隙間の狭い外側方向ほど負圧吸
着か大きくなるが、スラスト動圧溝１３の溝深さｈを深
くすることによって、外側の作動流体を確保し、スラス
ト動圧溝１３の中心部へ作動流体を移動しやすくして動
圧を生じやすく（浮揚力を生じやすく）してある。ま
た、凹部１６を設けた径方向内側から径方向外側へ一層
作動流体Ｌが流れ込みやすくなり、作動流体不足による
損傷等のトラブルも発生しにくくなる。なお、スラスト
動圧溝１３の外側の深さと内側の深さの差（ｈo −ｈi
）は、１μｍ〜５μｍ程度が好ましい。
態を示す図である。この実施の形態の動圧軸受も、ラジ
アル動圧溝１２を設けた回転軸１０ｓとスラスト動圧溝
１３を設けたフランジ部１０ｆとを有する回転体１０
と、ハウジング２０と、回転体１０と、ハウジング２０
との間の隙間１４、１５に密封した作動流体Ｌと、から
構成される。回転軸１０ｓとフランジ部１０ｆとの付け
根には、作動流体Ｌを溜めるための凹部１６が形成され
ると共に、フランジ部１０ｆとの受面２０ａとの間の隙
間１４は、半径方向外方に向かう程に隙間１４が小さく
（狭く）形成してある。この実施の形態では、図７
（Ｂ）に示すように、スラスト動圧溝１３の深さｈが、
半径方向外方向へ行くほ深く（ｈi ＜ｈo ）してある。
この場合、回転起動時、隙間の狭い外側方向ほど負圧吸
着か大きくなるが、スラスト動圧溝１３の溝深さｈを深
くすることによって、外側の作動流体を確保し、スラス
ト動圧溝１３の中心部へ作動流体を移動しやすくして動
圧を生じやすく（浮揚力を生じやすく）してある。ま
た、凹部１６を設けた径方向内側から径方向外側へ一層
作動流体Ｌが流れ込みやすくなり、作動流体不足による
損傷等のトラブルも発生しにくくなる。なお、スラスト
動圧溝１３の外側の深さと内側の深さの差（ｈo −ｈi
）は、１μｍ〜５μｍ程度が好ましい。
【００２１】なお、上記各実施の形態において、スラス
ト動圧溝（１１、１３）は、回転体１或いはフランジ部
１０Ｆの表面に設けた場合について説明したが、ハウジ
ング２或いは２０の端面や受面に設けても良い。
ト動圧溝（１１、１３）は、回転体１或いはフランジ部
１０Ｆの表面に設けた場合について説明したが、ハウジ
ング２或いは２０の端面や受面に設けても良い。
【００２２】
【発明の効果】以上、詳述したように、この発明のスラ
スト動圧軸受によれば、製作コストをアップ及び軸受部
を大きくしたり、加工の難しい小孔を穿設することな
く、回転始動時の負圧吸着をなくすることができる。ま
た、作動流体が不足する部分がなくなり、回転始動時の
損傷等のトラブルを無くして動圧軸受としての長期信頼
を確保することができる。
スト動圧軸受によれば、製作コストをアップ及び軸受部
を大きくしたり、加工の難しい小孔を穿設することな
く、回転始動時の負圧吸着をなくすることができる。ま
た、作動流体が不足する部分がなくなり、回転始動時の
損傷等のトラブルを無くして動圧軸受としての長期信頼
を確保することができる。
【図１】図１（Ａ）は、この発明の第１の実施の形態の
スラスト動圧軸受の一部断面図であり、図１（Ｂ）は、
図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視平面図である。
スラスト動圧軸受の一部断面図であり、図１（Ｂ）は、
図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視平面図である。
【図２】軸受隙間とポケットの合計容積比と、低速回転
時（始動時）の浮上料（ｍμ）との関係を示す図であ
る。
時（始動時）の浮上料（ｍμ）との関係を示す図であ
る。
【図３】この発明の第２の実施の形態のスラスト動圧軸
受の一部断面図である。
受の一部断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、この発明の第３の実施の形態の
スラスト動圧軸受の一部断面図であり、図４（Ｂ）は、
図４（Ａ）の動圧部の一部拡大図である。
スラスト動圧軸受の一部断面図であり、図４（Ｂ）は、
図４（Ａ）の動圧部の一部拡大図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態のスラスト動圧軸
受の一部断面図であって、軸受隙間を、半径方向外側へ
向かうにつれて狭くした場合の実施の形態を示す図であ
る。
受の一部断面図であって、軸受隙間を、半径方向外側へ
向かうにつれて狭くした場合の実施の形態を示す図であ
る。
【図６】この発明の第４の実施の形態のスラスト動圧軸
受の一部断面図である。
受の一部断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、この発明の第５の実施の形態を
示す図であり、図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の動圧部の一
部拡大図である。
示す図であり、図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の動圧部の一
部拡大図である。
【図８】図８（Ａ）は、従来のスラスト動圧軸受の一例
を示す一部断面図であって、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）
のＢ−Ｂ矢視平面図である。
を示す一部断面図であって、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）
のＢ−Ｂ矢視平面図である。
【図９】ラジアル動圧溝を回転軸表面に形成すると共
に、フランジ部にスラスト動圧溝を形成した従来のスラ
スト動圧軸受の一例を示す一部断面図である。
に、フランジ部にスラスト動圧溝を形成した従来のスラ
スト動圧軸受の一例を示す一部断面図である。
１ 回転体 １Ｐ ポケット ２ ハウジング ２Ｐ ポケット ３ 隙間 １１ スラスト動圧溝 １０ 回転体 １０Ｓ 回転軸 １０Ｆ フランジ部 １３ スラスト動圧溝 １４ 隙間 Ｌ 作動流体
Claims (5)
- 【請求項１】 回転体と、該回転体と僅かの隙間をおい
て密封状態に収納するハウジングと、前記回転体端面又
はハウジングの該回転体端面の対向面のいずれかにスラ
スト動圧溝を形成し、これらの隙間に動圧発生用の作動
流体を封入してなるスラスト動圧軸受において、 前記回転体の端面と、該端面と対向するハウジングの端
面に、それぞれ作動流体を溜めるためのポケットを形成
すると共に、これらのポケットの容積の合計が、前記回
転体端面とハウジング端面との間の軸受隙間の容積の５
０倍以上であることを特徴とするスラスト動圧軸受。 - 【請求項２】 回転体とハウジングとの間の軸受隙間
は、径方向外側へ向かうにつれて傾斜的に減少させたこ
とを特徴とする請求項１に記載のスラスト動圧軸受。 - 【請求項３】 スラスト動圧溝の深さは、径方向内側か
ら径方向外側へ向かうにつれて傾斜的に深くしたことを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスラスト動圧
軸受。 - 【請求項４】 ラジアル動圧溝を設けた回転軸とスラス
ト動圧溝を設けたフランジ部とを有し且つこれら回転軸
とフランジ部との付け根に凹部を形成し、前記回転体と
ハウジングとの軸受隙間に作動流体を密封してなるスラ
スト動圧軸受において、 前記フランジ部とハウジングの間の軸受隙間は、径方向
外側に向かうにつれて小さくなるように形成してあるこ
とを特徴とするスラスト動圧軸受。 - 【請求項５】 スラスト動圧溝深さは、径方向内側から
径方向外側へ向かうにつれて傾斜的に深くしたことを特
徴とする請求項４に記載のスラスト動圧軸受。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000066234A JP3907031B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | スラスト動圧軸受 |
| US09/777,794 US6505970B2 (en) | 2000-03-10 | 2001-02-06 | Thrust dynamic pressure bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000066234A JP3907031B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | スラスト動圧軸受 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001254727A true JP2001254727A (ja) | 2001-09-21 |
| JP3907031B2 JP3907031B2 (ja) | 2007-04-18 |
Family
ID=18585620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000066234A Expired - Fee Related JP3907031B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | スラスト動圧軸受 |
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| JP (1) | JP3907031B2 (ja) |
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| WO2004081399A1 (ja) * | 2003-03-14 | 2004-09-23 | Seiko Instruments Inc. | 流体動圧軸受、モータ、および記録媒体駆動装置 |
| JP2005048951A (ja) * | 2004-07-28 | 2005-02-24 | Ntn Corp | 動圧型軸受ユニット |
| WO2005098250A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Ntn Corporation | 動圧軸受装置 |
| CN102392851A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-03-28 | 武汉理工大学 | 可控磁流润滑推力轴承 |
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| EP1664561A4 (en) * | 2003-09-12 | 2007-01-10 | Minebea Co Ltd | DYNAMIC FLUID BEARING UNIT |
| JP2006046540A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧流体軸受装置 |
| JP2006300147A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧流体軸受部材及びその製造方法 |
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| JP2007107622A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧軸受装置およびそれを用いたスピンドルモータ |
| US7976221B2 (en) * | 2007-04-17 | 2011-07-12 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands B.V. | System and method for improving lubrication in a fluid dynamic bearing near the contact region |
| JP5693599B2 (ja) | 2010-10-06 | 2015-04-01 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
| US9790990B2 (en) * | 2013-06-17 | 2017-10-17 | Seagate Technology Llc | Bearing gap determined depth and width |
| US10113586B2 (en) * | 2015-10-16 | 2018-10-30 | Ford Global Technologies, Llc | Hydrodynamic axial plain bearing |
| US10830252B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-11-10 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
| US10865794B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-12-15 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
| US10731653B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-08-04 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
| US10584739B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-03-10 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
| US10605245B2 (en) | 2017-09-14 | 2020-03-31 | Regal Beloit America, Inc. | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
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| DE4222225A1 (de) * | 1992-07-07 | 1994-01-13 | Philips Patentverwaltung | Gleitlager für eine Drehanoden-Röntgenröhre |
| JP3737140B2 (ja) | 1994-03-02 | 2006-01-18 | 光洋精工株式会社 | 動圧軸受装置および回転陽極ｘ線管装置 |
| US5956204A (en) * | 1995-02-13 | 1999-09-21 | Seagate Technology, Inc. | Magnetic disc drive having magnetic particle trap for hydrodynamic bearing |
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-
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