JP2007100958A - 流体軸受組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑流体の漏洩を有効に防止できる流体軸受ユニットの提供。
【解決手段】本発明による流体軸受ユニットは、収納空間が画成され且つ第一端部に開口が形成されたハウジングと、該ハウジング内に収納された軸受と、潤滑流体と、前記ハウジングの第一端部の前記軸受より上部に収納された密封カバーと、及び前記軸受の軸孔に回転自在に挿入された回転軸と、を含む、前記軸受の端部と前記密封カバーとの間に潤滑流体を貯蔵するための第１の空間が画成され、前記回転軸と前記密封カバーとの間に抜け止め構造が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体軸受ユニットに係り、特に潤滑流体の防漏洩効果に優れた流体軸受ユニットに関するものである。

一般に、流体軸受ユニットは、軸受と、軸受に挿入されて相対回転する回転軸と、を備えており、該回転軸の外周面と軸受の内周面との間に微小隙間が形成されると共に、該回転軸の外周面又は該軸受の内周面に動圧発生用溝が形成され、この微小隙間に潤滑流体が収容されてラジアル軸受が構成されている。このような軸受では、回転軸が軸受と相対的に回転すると、動圧発生溝及び潤滑流体の協働作用により、ラジアル方向の動圧が生じる。従って、このラジアル方向で前記回転軸と前記軸受との非接触状態を保つことによって、該回転軸と該軸受との磨耗や騒音を発生することを防止でき、且つ該回転軸の回転に伴って発生する振動を小さくして、回転の安定を向上させることができる。

前記流体軸受を構成する時には、以下の要素を考慮しなければならない。先ず、軸受は優れた密封効果を有しなければならない。潤滑流体が軸受の開口側端面から漏洩して、潤滑流体が不足すれば、流体軸受は優れた動圧を生じなくなり、回転軸と軸受との磨耗が増大し、流体軸受全体の信頼性をさらに損ない、また、外部の雑物が潤滑流体に浸入して汚染すると、動圧の作用効果も下がる。次に、軸受は抜け止め構造を含んでいなければならない。回転軸が軸受と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する場合には、回転軸が軸線方向に沿ってスラストプレートの反対側へ移動し、軸受から抜けてしまう恐れがあるためである。

従って、本発明は、潤滑流体の漏洩を有効に防止できる流体軸受ユニット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、本発明による流体軸受ユニットは、収納空間が画成され且つ第一端部に開口が形成されたハウジングと、該ハウジング内に収納された軸受と、潤滑流体と、前記ハウジングの第一端部の前記軸受より上部に収納された密封カバーと、及び前記軸受の軸孔に回転自在に挿入された回転軸と、を含む、前記軸受の端部と前記密封カバーとの間に潤滑流体を貯蔵するための第１の空間が画成され、前記回転軸と前記密封カバーとの間に抜け止め構造が形成される。

本発明の流体軸受ユニットは、少なくとも以下の利点を含む。本発明の流体軸受ユニットによれば、前記軸受の端部の潤滑流体を貯蔵するための第１の空間及び、前記回転軸と前記密封カバーとの間に形成された抜け止め構造により、潤滑流体の漏洩を有効に防止できる。

以下、図面を参照して、本発明による流体軸受ユニットの具体例の構成を詳細に説明する。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１、図２及び図３は本実施形態における流体軸受ユニットの構造を示す。本実施形態の流体軸受ユニット１０は、ハウジング１１と、該ハウジング１１内に設置された耐摩耗部材１２と、陶磁軸受１３と、該軸受１３の軸孔１３２に回転自在に挿入した回転軸１４と、該ハウジング１１の開口側端面に設置された密封カバー１５と、を含み、該ハウジング１１の中に潤滑流体が収容されている。

図３に示すように、前記ハウジング１１の中部に階段状の収納空間１１２が画成され、該ハウジング１１の第一端部には開口が形成され、前記第一端部と対向する第二端部は密封され、これによって潤滑流体が漏洩することを有効に防止できる。前記第二端部が前記ハウジング１１と一体に形成され、前記ハウジング１１の前記第二端部に密封カバーを設けてもよい。前記ハウジング１１の収納空間１１２の第一端部側の直径が第二端部側の直径より大きいことによって、前記収納空間１１２の中には前記軸受１３を支えるための階段面１１３が形成される。前記耐摩耗部材１２、陶磁軸受１３、及び密封カバー１５は、前記ハウジング１１の前記第二端部から前記第一端部へ順次に前記収納空間１１２に配置される。前記回転軸１４は、端部が前記軸受１３の軸孔１３２を貫通し、且つ前記耐摩耗部材１２と抵触するように構成される。

前記耐摩耗部材１２は、回転軸１４が該耐摩耗部材１２の支えにより収納空間１１２の中で回転自在であるように、前記ハウジング１１の収納空間１１２の底部に設けられる。前記耐摩耗部材１２は耐磨耗性が強い材料により製造され、これにより、回転軸１４の磨耗を低減することができる。

前記回転軸１４の両端部に近接する外周面には、複数の第１の動圧発生用溝１４１と、第２の動圧発生用溝１４２と、が形成される。前記第１の動圧発生用溝１４１と、第２の動圧発生用溝１４２と、は、それぞれ、異なる回転方向に沿って前記回転軸１４の中央部に向かって延在するように構成される。前記回転軸１４が回転するときに、この二つの動圧発生用溝１４１、１４２には前記回転軸１４の中央への渦巻が形成され、前記回転軸１４の両端の潤滑流体を中央に押さえつけるので、潤滑流体が漏洩する可能性を減少させると共に、動圧を増大させて前記回転軸１４が回転することを更に安定にする。また、前記回転軸１４の前記第一端部での動圧発生用溝１４２の近くに細径部１４３が形成される。前記細径部１４３は動圧発生用溝１４２と互いに連通する。なお、前記回転軸１４の動圧発生用溝１４１が形成される端部に、前記耐摩耗部材１２と抵触するための抵触部１４４が形成される。該抵触部１４４を有る前記回転軸１４の端部は前記軸受１３の軸孔１３２を貫通し、且つ前記収納空間１１２に収納される。該端部の直径が前記収納空間１１２の直径より小さいので、該端部と収納空間１１２との間に前記潤滑流体を貯蔵するための第２の空間１１４が画成される。前記回転軸１４の動圧発生用溝１４２が形成される端部には前記回転軸１４を連動するための、例えば、ファンロータなどのロータを形成する。

前記密封カバー１５は、弾性材料で円環状に形成され、前記回転軸１４の外周面を囲むように、前記ハウジング１１の開口側端部の前記軸受１３より上部に収納される。密封カバー１５の外周面が前記ハウジング１１の内面と緊密的に接触する。前記密封カバー１５の中央には前記回転軸１４が貫通するための階段状孔１５１が設けられる。該階段状孔１５１は、内径が小から大までの第１の階段１５２、第２の階段１５３、第３の階段１５４を有する。前記第１の階段１５２の内径が前記回転軸１４の直径より小さく且つ前記細径部１４３の直径より大きくて、第１の階段１５２の内縁が前記回転軸１４の細径部１４３に埋め込まれ、これにより、前記回転軸１４が速く回転する時に、抜け止め構造となる第１の階段１５２は前記回転軸１４が抜けることを防止することができると共に、外部の雑物が潤滑流体に浸入して汚染することを防止し、潤滑流体が漏洩することを防止することができる。また、第１の階段１５２と前記回転軸１４の細径部１４３とがより小さい隙間を形成するので、これらの摩耗を低減することができる。前記第２の階段１５３は、前記回転軸１４の第一端部の前記第２の動圧発生用溝１４２に対応する位置に配置され、内縁が前記回転軸１４の外周面とより小さい隙間を形成する。より大きな内径を有する該第３の階段１５４と、前記回転軸１４の第２の動圧発生用溝１４２が形成される対応外周面との間に、前記潤滑流体を貯蔵するための第１の空間１１５が画成され、これによって、前記ハウジング１１の開口側端部での潤滑流体が多過ぎることを防止する。前記回転軸１４が回転するときに、第２の動圧発生用溝１４２により前記回転軸１４の中央への渦巻を形成し、前記第１の空間１１５の中の前記潤滑流体を前記回転軸１４の中央に流動させることにより、潤滑流体が漏洩する可能性を減少させることができる。これによって、前記回転軸１４と軸受１３との間に流体動圧を生じることができる。勿論、前記第２の動圧発生用溝１４２の長さを増加させ、或は前記第３の階段１５４の厚さを小さくすることにより、前記潤滑流体の回転軸１４の中央への流量が多くなり、前記流体動圧に更に影響を与えることができる。

前記軸受１３が前記ハウジング１１の収納空間１１２に収納され、該軸受１３の上表面及び下表面が、前記密封カバー１５の下表面及び前記ハウジング１１の階段面１１３とそれぞれ接触される。前記軸受１３の軸孔１３２の直径は前記回転軸１４の直径より略大きく、軸受１３と前記回転軸１４との間の微小隙間に相対的に回転可能に担持される一定量の潤滑流体を介することができる。前記ハウジング１１内部の潤滑流体が前記軸受１３の下端部（第２の空間）と上端部（第１の空間）との間で循環するために、前記軸受１３の外壁表面にそれぞれ前記回転軸１４の二つの動圧発生用溝１４１、１４２と、前記第１の空間１１５及び前記第２の空間１１４と連通する回流通路１３４が形成される。該回流通路１３４は前記ハウジング１１内部の気体を逃げさせる作用を兼備する。

前記流体軸受ユニット１０は、前記ハウジング１１の一端だけに開口が形成され、回転軸１４の両端の二つの動圧発生用溝１４１、１４２の渦巻き、前記密封カバー１５の密封作用、及び前記軸受１３の回流通道１３４の回流作用により、前記潤滑流体の漏洩を有効に防止できる。

本発明の流体軸受ユニットの分解図である。 本発明の流体軸受ユニットの組立図である。 本発明の流体軸受ユニットの局部断面図である。

符号の説明

１０ 流体軸受ユニット
１１ ハウジング
１１２ 収納空間
１１３ 階段面
１１４ 第２の空間
１１５ 第１の空間
１２ 耐摩耗部材
１３ 軸受
１３２ 軸孔
１３４ 回流通路
１４ 回転軸
１４１ 第１の動圧発生用溝
１４２ 第２の動圧発生用溝
１４３ 細径部
１４４ 接触部
１５ 密封カバー
１５１ 階段状孔
１５２ 第１の階段
１５３ 第２の階段
１５４ 第３の階段

Claims (6)

1. 収納空間が画成され且つ第一端部に開口が形成されたハウジングと、該ハウジング内に収納された軸受と、潤滑流体と、前記ハウジングの第一端部の前記軸受より上部に収納された密封カバーと、前記軸受の軸孔に回転自在に挿入された回転軸と、を含む流体軸受ユニットにおいて、
   前記軸受の端部と前記密封カバーとの間に潤滑流体を貯蔵するための第１の空間が画成され、
   前記回転軸と前記密封カバーとの間に抜け止め構造が形成されることを特徴とする流体軸受ユニット。
2. 前記密封カバーは外周面が前記ハウジングの内面と緊密的に接触されるように前記回転軸の外周面を囲み、
   前記密封カバーの中央には前記回転軸を貫通するための階段状孔が設けられ、
   該階段状孔は内径が小から大までの第１の階段、第２の階段、第３の階段を有し、
   前記回転軸の前記密封カバーに対応する外周面に細径部が形成され、
   前記第１の階段は、内径が前記回転軸の直径より小さく且つ前記細径部の直径より大きくて、内縁が抜け止め構造として前記回転軸の細径部に埋め込まれ、
   前記第３の階段は、内径が前記回転軸の直径より大きくて、前記回転軸の対応する周面との間に前記第１の空間が画成されることを特徴とする、請求項１に記載の流体軸受ユニット。
3. 前記ハウジングの収納空間の第一端部側の直径は第二端部側の直径より大きくて、前記収納空間の中に前記軸受を支えるための階段面が形成され、
   前記回転軸の端部は前記軸受の軸孔を貫通し且つ前記収納空間に収納され、
   該端部は、直径が前記収納空間の直径より小さくて、該収納空間との間に前記潤滑流体を貯蔵するための第２の空間が画成されることを特徴とする、請求項２に記載の流体軸受ユニット。
4. 前記回転軸の前記第１の空間及び前記第２の空間に対応する外周面に、前記回転軸が回転する時にこの端部の潤滑流体を内向きに流動させることができ、且つ前記二つの空間とそれぞれ連通する複数の第１及び第２の動圧発生用溝がそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項３に記載の流体軸受ユニット。
5. 前記第１の動圧発生用溝と第２の動圧発生用溝は、前記回転軸の両端から異なる回転方向に沿って中央部に向かって延在して形成されることを特徴とする、請求項４に記載の流体軸受ユニット。
6. 前記ハウジング内部の潤滑流体を前記軸受の両端の第１の空間と第２の空間との間に循環させるために、前記軸受の外壁表面に回流通路が形成されることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の流体軸受ユニット。

Images