JP2006153275A - 流体動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封効果に優れ且つ有効に抜け止めできる流体動圧軸受装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る流体動圧軸受装置は、軸線方向に軸孔が設けられた軸受及び前記軸受の軸孔内に回転自在に挿入した回転軸を含み、前記回転軸と軸受との間に微小隙間が形成されると共に、この微小隙間には潤滑剤が充填され、前記回転軸の周面に細径部が形成され、前記流体動圧軸受装置が軸受の端部に取り付けた密封カバーを更に含み、前記密封カバーは、前記回転軸の細径部が収容され且つ前記回転軸が前記軸孔から抜けるのを抑止する係合孔を有する環状基部を備え、前記軸受と前記密封カバーとの間にそれらが互いに係合するための係合構造が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体動圧軸受装置に係り、特に流体動圧軸受装置の密封及び抜け止め構造に関するものである。

現在、流体動圧軸受が例えばファンモータやスピンドルモータなどの小型のモータにますます応用されていて、この流体動圧軸受によれば、回転軸と軸受との磨耗や騒音の発生を防止でき、回転軸の回転に伴って発生する振動が小さくなるので回転の安定性が良くなり、高寿命が得られる。

一般に、流体動圧軸受は、相対回転する回転軸と、この軸が挿入される軸受とから成り、該回転軸の外周面と軸受の内周面との間には微小隙間が形成されると共に、該軸の外周面若しくは軸受の内周面には動圧発生用溝が形成され、この微小隙間に潤滑剤を充填することでラジアル軸受が形成されている。このような軸受では、回転軸が軸受に対して相対的に回転するのに伴って、動圧発生溝及び潤滑剤の配合作用により、ラジアル方向の動圧が発生する。従って、このラジアル方向で回転軸と軸受との非接触状態を保つことによって、該回転軸と軸受との磨耗や騒音の発生を防止でき、且つ回転軸の回転に伴って発生する振動が小さくなるので回転の安定性を向上させることができる。

前記流体動圧軸受を設計する時には、下記の要件が考慮されなければならない。先ず、軸受は良好な密封効果を持っていなければならない。さもないと、潤滑流体が軸受の開口側端面から漏洩すれば、潤滑流体が不足し、動圧軸受には十分な動圧が生じず、回転軸と軸受との磨耗が進行し、動圧軸受の信頼性をさらに損なう。また、外部の雑物が潤滑剤に浸入しそれを汚染して、動圧の作用効果が低下する。次に、軸受は抜け止め構造を含んでいなければならない。さもないと、回転軸が軸受に対して相対的に速く回転することに伴って、衝撃荷重等がモータに加わった場合、あるいはモータを倒立姿勢や横方向姿勢で使用した場合には、回転軸が軸線方向に沿ってスラストプレートと反対側へ移動して、軸受から抜けてしまう恐れがある。

従って、本発明は、密封効果に優れ且つ有効に抜け止めできる流体動圧軸受装置を提供することを目的とする。

前記目的を実現するために、本発明に係る流体動圧軸受装置は、軸線方向に軸孔が設けられた軸受及び前記軸受の軸孔に回転自在に挿入した回転軸を含み、前記回転軸と軸受との間に微小隙間が形成されると共に、この微小隙間には潤滑剤が充填され、前記回転軸の周面に細径部が形成され、前記流体動圧軸受装置が軸受の端部に取り付けた密封カバーを更に含み、前記密封カバーは、前記回転軸の細径部が収容され且つ前記回転軸が前記軸孔から抜けるのを抑止する係合孔を有する環状基部を備え、前記軸受と前記密封カバーとの間にそれらが互いに係合するための係合構造が形成されている。

本発明の流体動圧軸受装置は以下の利点を少なくとも含む。本発明の流体動圧軸受装置によって、前記密封カバーが前記係合構造により、前記軸受の端部に係合され、前記密封カバーの係合孔に前記回転軸の細径部が収容され、前記回転軸の抜け止めが可能となり、且つ軸受装置の潤滑剤の密封状態が効果的に保たれる。

以下、図面を参照して、本発明に係る流体動圧軸受装置の具体例の構成を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例による流体動圧軸受装置の断面図である。本発明の流体動圧軸受装置は、軸線方向に軸孔１１２が設けられた軸受１１０、前記軸受１１０の軸孔１１２内に回転自在に挿入した回転軸１２０、及び前記軸受１１０の端部に取り付けた密封カバー１４０を含んでいる。前記回転軸１２０と軸受１１０との間に微小隙間が形成されると共に、前記回転軸１２０の外周面若しくは前記軸受１１０の軸孔１１２の内周面（以下、二つの支持面という）に動圧発生用溝が形成され、この微小隙間に潤滑剤が充填されている。回転軸１２０が軸受１１０に対して相対的に回転するのに伴って、この潤滑剤にラジアル方向の動圧が発生する。従って、このラジアル方向で回転軸１２０と軸受１１０とが非接触状態となって相対的に回転できる。前記回転軸１２０の周面には、円環状の細径部１２２が形成されている。

前記軸受１１０の軸孔１１２の底端が密封されて“Ｕ”字形の断面が形成されている。前記軸孔１１２の底表面には滑らかなスラストプレート１１４を設けた。前記スラストプレート１１４は、高い耐摩耗性を有する材料（例えば、合成樹脂）から製造した。前記軸受１１０の上端には、直径が前記軸孔１１２よりも大きい円形孔１１５を設けた。前記円形孔１１５の下側には、直径が前記円形孔１１５よりも大きい環状溝部１１６を設けた。前記環状溝部１１６の下側にはテーパ部１１７を形成した。

前記密封カバー１４０は、ナイロンとゴムなどの適当な弾性を持つ材料から製造した。前記密封カバー１４０は、環状基部１４４と、前記軸受１１０の円形孔１１５の内側面に沿って上向きに延設される延設部１４６とから一体形成され、該環状基部１４４は前記回転軸１２０の細径部１２２の周りを囲むように構成され、且つその外周縁部が前記軸受１１０の環状溝部１１６内に収容される。前記環状基部１４４の中央部には係合孔１４２が設けられ、この内径は前記細径部１２２の直径よりも大きく、且つ前記回転軸１２０の直径よりも小さくなっている。前記延設部１４６の外面直径は前記円形孔１１５の直径と同じである。

前記流体動圧軸受装置を組み合わせる際には、前記密封カバー１４０が前記回転軸１２０の細径部１２２の周りを囲み且つ外周縁部が前記軸受１１０の環状溝部１１６内に収容されるように前記密封カバー１４０を回転軸１２０に対して同心に押す。前記密封カバー１４０は前記環状溝部１１６によって縦方向及び径方向に移動するのが防止され、即ち、前記密封カバー１４０は前記回転軸１２０の軸方向の抜け止めとなる。このとき、前記延設部１４６の外周面が前記円形孔１１５の内側面と緊密に隣接して、更に前記密封カバー１４０が径方向に移動することを防止できる。

本発明の軸受装置の密封カバー１４０の内端縁が前記回転軸１２０の細径部１２２と隣接して、軸受１１０の開口側の端面からの潤滑剤の流出が効果的に防止され、且つ外部の雑物が潤滑剤に浸入して、潤滑剤が汚染されるのを防止できる。

図２は、本発明の第２の実施例による流体動圧軸受装置の断面図である。本実施例が前記第１の実施例と比べて異なる点は、軸受２１０の上端部の中央に直径が軸孔２１２よりも大きい円形孔２１５が設けられ、該上端部の外径が軸受２１０の下端部の外径よりも小さく、且つ前記細径上端部の下側に環状の係合溝２１６が形成されたことである。密封カバー２４０は、前記回転軸１２０の細径部１２２の周りを囲む環状基部２４４と、前記環状基部２４４から前記軸受２１０の円形孔２１５の内側面に沿って上向きに延設される延設部２４６と、前記軸受２１０の細径上端部の外表面を含んだ環壁部２４３と、前記環壁部２４３の端縁を係合溝２１６内へと曲げることによって形成された係合部２４５とから一体形成されている。前記環壁部２４３の外径は前記軸受２１０の外径と同じである。

図３は、本発明の第３の実施例による流体動圧軸受装置の断面図である。本実施例が前記第２の実施例と比べて異なる点は、密封カバー３４０が、前記回転軸１２０の細径部１２２の周りを囲むワッシャ（環状基部）３４４と、キャップ３４２との二部品を含んでいることである。前記キャップ３４２は、前記軸受の円形孔２１５の内側面に沿って上向きに延設される延設部３４６と、前記軸受２１０の細径上端部の外表面を含んだ環壁部３４３と、前記環壁部３４３の端縁を係合溝２１６内へと曲げることによって形成された係合部３４５とから一体形成されている。

前記流体動圧軸受装置を組み合わせる際には、先に、前記密封カバー３４０のワッシャ３４４が前記回転軸１２０の細径部１２２の周りを囲むように押す。それから、前記キャップ３４２が軸受２１０の細径上端部に取付けられ、前記延設部３４６の端縁が前記ワッシャ３４４の上表面に圧接させられ、前記係合部３４５が前記軸受２１０の係合溝２１６と係合させられる。

本発明の第１の実施例における流体動圧軸受装置の断面図である。 本発明の第２の実施例における流体動圧軸受装置の断面図である。 本発明の第３の実施例における流体動圧軸受装置の断面図である。

符号の説明

１１０，２１０，３１０ 軸受
１１２，２１２ 軸孔
１１４ スラストプレート
１１５，２１５ 円形孔
１１６ 環状溝部
１１７ テーパ部
１２０ 回転軸
１２２ 細径部
１４０，２４０，３４０ 密封カバー
１４２ 係合孔
１４４，２４４ 環状基部
１４６，２４６，３４６ 延設部
２１６ 係合溝
２４３，３４３ 環壁部
２４５，３４５ 係合部
３４４ ワッシャ
３４２ キャップ

Claims (9)

1. 軸線方向に軸孔が設けられた軸受及び前記軸受の軸孔に回転自在に挿入した回転軸を含み、
   前記回転軸と軸受との間に微小隙間が形成されると共に、この微小隙間に潤滑剤が充填されている流体動圧軸受装置において、
   前記回転軸の周面に細径部が形成され、
   前記流体動圧軸受装置は、前記軸受の端部に取り付けた密封カバーを更に含み、前記密封カバーは、前記回転軸の細径部が収容され且つ前記回転軸が前記軸孔から抜けるのを抑止する係合孔を有する環状基部を備え、
   前記軸受と前記密封カバーとの間にそれらが互いに係合するための係合構造が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
2. 前記軸受の上端に、直径が前記軸孔よりも大きい円形孔が設けられ、前記密封カバーの前記環状基部が前記円形孔内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
3. 前記係合構造が、前記円形孔の下側に設けられた直径が前記円形孔よりも大きい環状溝部を有し、前記密封カバーが前記環状溝部内に収容されていることを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受装置。
4. 前記係合構造は、前記密封カバーの前記環状基部から前記軸受の円形孔の内側面に沿って上向きに延設される延設部を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の流体動圧軸受装置。
5. 前記係合構造は、前記軸受の周面に形成された環状の係合溝と、前記密封カバーの前記環状基部と一体に形成された、前記軸受の円形孔の内側面に沿って上向きに延設される延設部と、前記軸受の上端部の外表面を含んだ環壁部と、前記環壁部の端縁を係合溝内へと曲げることによって形成された係合部とを含んでいることを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受装置。
6. 前記軸受の上端部の外径を他の部分の外径よりも小さくすることで細径上端部が形成され、前記密封カバーの環壁部の外径は前記軸受の他の部分の外径と同じであることを特徴とする請求項５に記載の流体動圧軸受装置。
7. 前記密封カバーが前記軸受の上端部に取付けられたキャップを含んでおり、前記キャップが前記環状基部の上表面に圧接していることを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受装置。
8. 前記係合構造は、前記軸受の周面に形成された環状の係合溝と、前記キャップに一体形成された前記軸受の円形孔の内側面に沿って上向きに延設される延設部と、前記軸受の上端部の外表面を含んだ環壁部と、前記環壁部の端縁を係合溝内へと曲げることによって形成された係合部とを含んでいることを特徴とする請求項７に記載の流体動圧軸受装置。
9. 前記環状基部の係合孔の内径が、前記細径部の直径よりも大きく、且つ前記回転軸の直径よりも小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受装置。

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