JP2010151236A - Method for manufacturing bearing member of fluid bearing device, and bearing member of fluid bearing device manufacturing by the method - Google Patents
Method for manufacturing bearing member of fluid bearing device, and bearing member of fluid bearing device manufacturing by the method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010151236A JP2010151236A JP2008330130A JP2008330130A JP2010151236A JP 2010151236 A JP2010151236 A JP 2010151236A JP 2008330130 A JP2008330130 A JP 2008330130A JP 2008330130 A JP2008330130 A JP 2008330130A JP 2010151236 A JP2010151236 A JP 2010151236A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- static pressure
- forming
- bearing
- grooves
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
Description
本発明は、流体圧により回転軸を軸承する流体軸受装置の軸受部材の製造方法およびその方法により製造された流体軸受装置の軸受部材に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a bearing member of a hydrodynamic bearing device in which a rotating shaft is supported by fluid pressure, and a bearing member of a hydrodynamic bearing device manufactured by the method.
例えば研削盤の砥石軸(回転軸)には、流体軸受装置として動圧流体軸受装置もしくは静圧流体軸受装置が使用されている。しかし、動圧流体軸受装置は、回転軸が回転しているときは高い軸受剛性を発生するが、回転軸が回転していないときは軸受剛性が発生しない。一方、静圧流体軸受装置は、回転軸が回転していないときでも高い軸受剛性を発生するが、軸受部材の静圧発生溝部の形状や供給油圧によって軸受剛性が規定されてしまう。そのため、より高い軸受剛性を常に発生させる必要がある場合は、動圧流体軸受装置と静圧流体軸受装置の両方の特性を持つ複合型の流体軸受装置が使用されている。 For example, a hydrodynamic bearing device or a hydrostatic fluid bearing device is used as a hydrodynamic bearing device for a grindstone shaft (rotary shaft) of a grinding machine. However, the hydrodynamic bearing device generates high bearing rigidity when the rotating shaft rotates, but does not generate bearing rigidity when the rotating shaft does not rotate. On the other hand, the hydrostatic bearing device generates high bearing rigidity even when the rotating shaft is not rotating, but the bearing rigidity is defined by the shape of the static pressure generating groove of the bearing member and the supply hydraulic pressure. Therefore, when it is necessary to constantly generate higher bearing rigidity, a composite fluid bearing device having characteristics of both a hydrodynamic fluid bearing device and a hydrostatic fluid bearing device is used.
かかる複合型の流体軸受装置としては、例えば、特許文献1に記載されているように、軸受部材の内周面には、絞りノズルを備えた油供給孔が溝底に開口したU字形溝(静圧発生溝部)が形成されている。このU字形溝は脚部が軸回転方向又はその逆方向を向いて形成されている。U字形溝の両側には、脚部と平行した排油溝が形成されている。U字形溝に囲われた四辺形の軸受面域は動圧発生用ランド(動圧発生部)となっている。油供給孔からは絞りノズルで減圧調整された潤滑油がU字形溝に流出し、U字形溝と回転軸の外周面とによる空間を満して静圧を発生した後、軸受部材の内周面と回転軸の外周面との間で絞られて排油溝に流出し、外部に排出される。それにより静圧流体軸受として機能すると共に、U字形溝と回転軸の外周面とによる空間を満した潤滑油は、動圧発生用ランドと回転軸の外周面との間の隙間に流入して回転軸の回転において、動圧発生用ランドの軸受面とその半径より軸受隙間分だけ小径となる回転軸の外周面との間における潤滑油の楔作用により動圧が発生して、流体軸受に動圧効果も加わる。 As such a composite hydrodynamic bearing device, for example, as described in Patent Document 1, a U-shaped groove (with an oil supply hole provided with a throttle nozzle opened at the groove bottom) is formed on the inner peripheral surface of the bearing member. (Static pressure generating groove) is formed. The U-shaped groove is formed so that the leg portion faces the axial rotation direction or the opposite direction. Oil drainage grooves parallel to the leg portions are formed on both sides of the U-shaped groove. The quadrilateral bearing surface area surrounded by the U-shaped groove is a dynamic pressure generating land (dynamic pressure generating portion). From the oil supply hole, the lubricating oil pressure-reduced by the squeezing nozzle flows into the U-shaped groove, fills the space defined by the U-shaped groove and the outer peripheral surface of the rotating shaft, and generates static pressure. The oil is squeezed between the surface and the outer peripheral surface of the rotating shaft, flows into the oil drain groove, and is discharged to the outside. As a result, the lubricating oil that functions as a hydrostatic bearing and fills the space defined by the U-shaped groove and the outer peripheral surface of the rotating shaft flows into the gap between the dynamic pressure generating land and the outer peripheral surface of the rotating shaft. During the rotation of the rotating shaft, dynamic pressure is generated by the wedge action of the lubricating oil between the bearing surface of the dynamic pressure generating land and the outer peripheral surface of the rotating shaft whose diameter is smaller than the radius by the bearing clearance, and the fluid bearing A dynamic pressure effect is also added.
さらに、例えば、特許文献2に記載されているように、動圧発生用ランドの軸受面と回転軸の外周面との間の軸受隙間を軸回転方向に対して徐々に小さくなるような楔状となるように動圧発生用ランドの軸受面を加工しておくことにより、回転軸の回転において上記軸受隙間に存在する潤滑油の楔作用による動圧をより効果的に発生させることができる。
楔状の軸受隙間を有する軸受部材を製造する際には、軸受部材の素材である基材に形成した動圧ランドに例えば円弧長さ30mm〜40mmに対し最大隙間10μm〜20μmの楔状の軸受隙間を高精度に形成する必要がある。このため、研削工具の送りと基材の位相を同時制御する内径研削加工により軸受隙間を動圧ランドに形成しているが、設計仕様通りの軸受剛性を得るために高精度の軸受隙間を動圧ランドに形成する場合は研削加工時間が長くなる傾向にある。 When manufacturing a bearing member having a wedge-shaped bearing gap, a wedge-shaped bearing gap having a maximum gap of 10 μm to 20 μm with respect to an arc length of 30 mm to 40 mm, for example, is formed on a dynamic pressure land formed on a base material that is a material of the bearing member. It is necessary to form with high precision. For this reason, the bearing gap is formed in the dynamic pressure land by inner diameter grinding that simultaneously controls the feed of the grinding tool and the phase of the base material, but in order to obtain the bearing rigidity as designed, the high-precision bearing gap is moved. When forming on the pressure land, the grinding time tends to be longer.
本発明は、高精度の軸受隙間を動圧発生部に簡易に形成することができる流体軸受装置の軸受部材の製造方法およびその方法により製造された流体軸受装置の軸受部材を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a bearing member of a fluid dynamic bearing device that can easily form a highly accurate bearing gap in a dynamic pressure generating portion, and a bearing member of a fluid dynamic bearing device manufactured by the method. .
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、流体圧により回転軸を軸承する流体軸受装置の軸受部材の製造方法において、前記軸受部材の素材である基材に前記軸受部材の内周面および外周面をを形成する周面形成ステップと、前記基材の内周面に溝を複数形成して静圧発生溝部を周方向に複数形成すると共に、前記静圧発生溝部で囲まれた動圧発生部に楔状の軸受隙間を形成するために、前記静圧発生溝部に対応する前記基材の外周面に溝を複数形成して軸受隙間形成用溝部を形成する溝形成ステップと、前記基材の内部を密閉し、前記静圧発生溝部と前記軸受隙間形成用溝部との間の最薄肉部分が塑性変形する圧力を前記基材の内周面に加え、前記動圧発生部に前記軸受隙間を形成する加圧ステップと、を含むことである。 In order to solve the above-mentioned problems, the structural feature of the invention according to claim 1 is that in a method of manufacturing a bearing member of a hydrodynamic bearing device that supports a rotating shaft by fluid pressure, a base material that is a material of the bearing member is provided. A peripheral surface forming step for forming an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the bearing member, a plurality of grooves on the inner peripheral surface of the base material to form a plurality of static pressure generating groove portions in the circumferential direction, and the static pressure In order to form a wedge-shaped bearing gap in the dynamic pressure generating portion surrounded by the generating groove, a plurality of grooves are formed on the outer peripheral surface of the base material corresponding to the static pressure generating groove to form a bearing gap forming groove. A groove forming step, sealing the inside of the base material, and applying a pressure at which the thinnest portion between the static pressure generating groove portion and the bearing gap forming groove portion plastically deforms to the inner peripheral surface of the base material, And a pressurizing step for forming the bearing gap in the dynamic pressure generating portion. It is.
請求項2に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記溝形成ステップは、前記基材の内周面に、軸方向に延びる第1静圧溝および該第1静圧溝の両端から周方向に延びる第2、第3静圧溝でなる静圧発生溝部を周方向に複数形成すると共に、前記基材の外周面に、前記第1静圧溝と対向する軸方向に延びる第1形成用溝および前記第2、第3静圧溝と対向する周方向に延びる第2、第3形成用溝並びに該第2、第3形成用溝の先端間を接続する軸方向に延びる第4形成用溝でなる軸受隙間形成用溝部を形成するステップであることである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the groove forming step includes a first static pressure groove extending in an axial direction on the inner peripheral surface of the base material and the first static pressure groove. A plurality of static pressure generating groove portions each including a second and a third static pressure groove extending in the circumferential direction from both ends of the substrate are formed in the circumferential direction, and an axial direction opposite to the first static pressure groove is formed on the outer peripheral surface of the base material. A first forming groove that extends, a second and third forming groove that extends in the circumferential direction opposite to the second and third hydrostatic grooves, and an axial direction that connects the tips of the second and third forming grooves. This is a step of forming a bearing gap forming groove portion which is a fourth forming groove extending.
請求項3に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記溝形成ステップは、前記基材の内周面に、軸方向に延びる第1静圧溝および該第1静圧溝の両端から周方向に延びる第2、第3静圧溝並びに該第2、第3静圧溝の先端間を接続する軸方向に延びる第4静圧溝でなる静圧発生溝部を周方向に複数形成すると共に、前記基材の外周面に、前記第1静圧溝と対向する軸方向に延びる第1形成用溝および前記第2、第3静圧溝と対向する周方向に延びる第2、第3形成用溝でなる軸受隙間形成用溝部を形成するステップであることである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the groove forming step includes a first static pressure groove extending in the axial direction and the first static pressure groove on the inner peripheral surface of the base material. The second and third static pressure grooves extending in the circumferential direction from both ends of the first and third static pressure grooves and the fourth static pressure groove extending in the axial direction connecting the tips of the second and third static pressure grooves are provided in the circumferential direction. A plurality of first forming grooves extending in the axial direction facing the first static pressure groove and a second extending in the circumferential direction facing the second and third static pressure grooves are formed on the outer peripheral surface of the base material. This is a step of forming a bearing gap forming groove portion formed of a third forming groove.
請求項4に記載の発明の構成上の特徴は、流体軸受装置の軸受部材が、請求項1〜3の何れか一項に記載の流体軸受装置の軸受部材の製造方法により製造されたことである。 The structural feature of the invention according to claim 4 is that the bearing member of the hydrodynamic bearing device is manufactured by the method for manufacturing a bearing member of the hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 3. is there.
請求項1に係る発明によれば、軸受部材の素材である基材の内周面に溝を複数形成して静圧発生溝部を周方向に複数形成すると共に、静圧発生溝部で囲まれた動圧発生部に楔状の軸受隙間を形成するために、静圧発生溝部に対応する基材の外周面に溝を複数形成して軸受隙間形成用溝部を形成し、静圧発生溝部と軸受隙間形成用溝部との間の最薄肉部分が塑性変形する圧力を基材の内周面に加えて軸受隙間を形成している。これにより、動圧発生部の変位量を測定管理しながら基材内周面への加圧力を調整管理して楔状の軸受隙間を形成することができるため、従来の内径研削加工による場合と比較して高精度の楔状の軸受隙間を簡易に形成でき、製造効率を大幅に向上させることができる。よって、軸受剛性および軸受能力が高い流体軸受装置を低コストで製造することができる。このように動圧発生部の軸受面と回転軸の外周面との間の軸受隙間を軸回転方向に対して徐々に小さくなるような楔状となるように動圧発生部の軸受面を塑性変形させているので、回転軸の回転において上記軸受隙間に存在する潤滑油の楔作用による動圧をより効果的に発生させることができる。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of grooves are formed on the inner peripheral surface of the base material that is the material of the bearing member to form a plurality of static pressure generating grooves in the circumferential direction, and the grooves are surrounded by the static pressure generating grooves. In order to form a wedge-shaped bearing gap in the dynamic pressure generating portion, a plurality of grooves are formed on the outer peripheral surface of the base material corresponding to the static pressure generating groove portion to form a bearing gap forming groove portion, and the static pressure generating groove portion and the bearing gap are formed. The bearing gap is formed by applying a pressure at which the thinnest portion between the forming groove and the inner wall of the base material is plastically deformed. As a result, a wedge-shaped bearing gap can be formed by adjusting and managing the pressure applied to the inner peripheral surface of the substrate while measuring and managing the amount of displacement of the dynamic pressure generating part. Thus, a highly accurate wedge-shaped bearing gap can be easily formed, and the manufacturing efficiency can be greatly improved. Therefore, a hydrodynamic bearing device with high bearing rigidity and bearing capacity can be manufactured at low cost. In this way, the bearing surface of the dynamic pressure generating portion is plastically deformed so that the bearing gap between the bearing surface of the dynamic pressure generating portion and the outer peripheral surface of the rotating shaft becomes a wedge shape that gradually decreases in the axial rotation direction. Therefore, the dynamic pressure due to the wedge action of the lubricating oil existing in the bearing gap can be generated more effectively during the rotation of the rotating shaft.
請求項2に係る発明によれば、軸方向に延びる第1静圧溝および該第1静圧溝の両端から周方向に延びる第2、第3静圧溝でなる静圧発生溝部、即ち略Uの字形状でなる静圧発生溝部を基材の内周面に周方向に複数形成すると共に、第1静圧溝と対向する軸方向に延びる第1形成用溝および第2、第3静圧溝と対向する周方向に延びる第2、第3形成用溝並びに該第2、第3形成用溝の先端間を接続する軸方向に延びる第4形成用溝でなる軸受隙間形成用溝部、即ちロの字形状でなる軸受隙間形成用溝部を基材の外周面に形成している。これにより、第1、第2、第3静圧溝の底部と第1、第2、第3形成用溝の底部との間の部分が最も薄肉の部分となり、第4形成用溝の底部と内周面との間の部分が次に薄肉の部分となるので、上記最薄肉部分が塑性変形する圧力を基材内周面に加えるのみにより、動圧発生部に楔状の軸受隙間を高精度に形成することができる。 According to the second aspect of the present invention, the static pressure generating groove portion including the first static pressure groove extending in the axial direction and the second and third static pressure grooves extending in the circumferential direction from both ends of the first static pressure groove, that is, substantially A plurality of U-shaped static pressure generating grooves are formed in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the base material, and the first forming groove and the second and third static grooves extending in the axial direction facing the first static pressure groove. A bearing gap forming groove portion comprising: second and third forming grooves extending in the circumferential direction facing the pressure groove; and a fourth forming groove extending in the axial direction connecting the tips of the second and third forming grooves; That is, a groove portion for forming a bearing gap having a square shape is formed on the outer peripheral surface of the base material. As a result, the portion between the bottom of the first, second, and third hydrostatic grooves and the bottom of the first, second, and third forming grooves becomes the thinnest part, and the bottom of the fourth forming groove and Since the portion between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface becomes the next thin wall portion, the wedge-shaped bearing gap can be accurately formed in the dynamic pressure generating portion only by applying a pressure to the inner peripheral surface of the base material to plastically deform the thinnest portion. Can be formed.
請求項3に係る発明によれば、軸方向に延びる第1静圧溝および該第1静圧溝の両端から周方向に延びる第2、第3静圧溝並びに該第2、第3静圧溝の先端間を接続する軸方向に延びる第4静圧溝でなる静圧発生溝部、即ちロの字形状でなる静圧発生溝部を基材の内周面に周方向に複数形成すると共に、第1静圧溝と対向する軸方向に延びる第1形成用溝および前記第2、第3静圧溝と対向する周方向に延びる第2、第3形成用溝でなる軸受隙間形成用溝部、即ち略Uの字形状でなる軸受隙間形成用溝部を基材の外周面に形成している。これによっても、第1、第2、第3静圧溝の底部と第1、第2、第3形成用溝の底部との間の部分が最も薄肉の部分となり、外周面と第4静圧溝の底部との間の部分が次に薄肉の部分となるので、上記最薄肉部分が塑性変形する圧力を基材内周面に加えるのみにより、動圧発生部に楔状の軸受隙間を高精度に形成することができる。 According to the invention of claim 3, the first static pressure groove extending in the axial direction, the second and third static pressure grooves extending in the circumferential direction from both ends of the first static pressure groove, and the second and third static pressures. Forming a plurality of static pressure generating groove portions formed by fourth static pressure grooves extending in the axial direction connecting the tips of the grooves, i.e., a static pressure generating groove portion having a B shape in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the base material; A bearing gap forming groove portion including a first forming groove extending in the axial direction facing the first static pressure groove and second and third forming grooves extending in the circumferential direction facing the second and third static pressure grooves; That is, a groove portion for forming a bearing gap having a substantially U shape is formed on the outer peripheral surface of the base material. Also by this, the part between the bottom part of the 1st, 2nd, 3rd static pressure groove and the bottom part of the 1st, 2nd, 3rd formation groove becomes the thinnest part, and the outer peripheral surface and the 4th static pressure Since the portion between the bottom of the groove is the next thinned portion, the wedge-shaped bearing gap is highly accurate in the dynamic pressure generating portion only by applying pressure to the inner peripheral surface of the base material to plastically deform the thinnest portion. Can be formed.
請求項4に係る発明によれば、流体軸受装置の軸受部材を請求項1〜3の何れか一項に記載の流体軸受装置の軸受部材の製造方法により製造しているので、軸受剛性および軸受能力が高い低コストな流体軸受装置を得ることができる。 According to the invention which concerns on Claim 4, since the bearing member of a fluid dynamic bearing apparatus is manufactured with the manufacturing method of the bearing member of the fluid dynamic bearing apparatus as described in any one of Claims 1-3, bearing rigidity and a bearing A low-cost hydrodynamic bearing device with high capacity can be obtained.
以下、本発明の第1の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、流体軸受装置の円筒状の軸受部材10は、例えば研削盤の砥石台に設けられている軸受ハウジング1内に嵌着されている。この軸受部材10には、砥石軸(回転軸)20が油圧により回転可能に軸承されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a cylindrical bearing
図2(A),(B)に示すように、軸受部材10の内周面10aには、軸方向に延びる第1静圧溝11aおよび該第1静圧溝11aの両端から周方向に延びる第2、第3静圧溝11b,11cが周方向に複数凹設されている。即ち、一対の第2、第3静圧溝11b,11cは軸方向に離間しており、第1静圧溝11aは第2、第3静圧溝11b,11cの周方向の一端側を接続している。第1、第2、第3静圧溝11a,11b,11cは、静圧を発生させる略Uの字形状(コの字等を含む形状)の静圧ポケット(静圧発生溝部)11であり、略Uの字状の静圧ポケット11に囲まれた部分は、動圧を発生させる動圧ランド(動圧発生部)12である。このような静圧ポケット11と動圧ランド12を1組として複数組が軸受部材10の内周面10aに周方向に一定間隔で形成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, on the inner
中心軸に位置しているときの回転軸20と動圧ランド12との軸受隙間16は、回転方向に対して徐々に小さくなるような楔状、即ち静圧ポケット11の第1静圧溝11aから第2、第3静圧溝11b,11cの周方向の他端側に向かって隙間が徐々に小さくなるような楔状に形成されている。また、静圧ポケット11の軸方向両側には、第2、第3静圧溝11b,11cと平行な環状溝13a,13bが全周にわたって凹設され、各静圧ポケット11の周方向間には、第1静圧溝11aと平行であり2つの環状溝13a,13bを接続して各静圧ポケット11を分離する分離溝13cが周方向に複数凹設されている。環状溝13a,13bおよび分離溝13cは、油を排出するドレン溝13である。
The
図3に示すように、軸受部材10の外周面10bには、第1静圧溝11aと対向する軸方向に延びる第1形成用溝14aおよび第2、第3静圧溝11b,11cと対向する周方向に延びる第2、第3形成用溝14b,14c並びに該第2、第3形成用溝14b,14cの先端間を接続する軸方向に延びる第4形成用溝14dが周方向に複数凹設されている。第1、第2、第3、第4形成用溝14a,14b,14c,14dは、詳細は後述するが、動圧ランド12の内周側に楔状の軸受隙間16を形成するためのロの字形状の軸受隙間形成用溝14である。軸受隙間形成用溝14には、静圧ポケット11の第1静圧溝11aに開口されている供給口11dに連通する連通孔14eが穿孔されている。このような軸受隙間形成用溝14は、軸受部材10の外周面10bに静圧ポケット11に対向して形成されている。そして、各軸受隙間形成用溝14は、周方向に延びる連結溝14fにより連結されている。
As shown in FIG. 3, the outer
図1に示すように、軸受ハウジング1には、軸受隙間形成用溝14に対応する上部位置に油の供給路1aが設けられ、ドレン溝13の環状溝13a,13bに対応する下部位置に油の排出路1b、1cが設けられている。油供給ポンプPは軸受ハウジング1の供給路1aに接続されている。また、油槽Tは軸受ハウジング1の排出路1b、1cに接続されている。
As shown in FIG. 1, the bearing housing 1 is provided with an
以上のような構成の流体軸受装置の作用を説明する。油供給ポンプPから軸受ハウジング1の供給路1aに潤滑油が供給されると、軸受部材10の外周面10bに形成された軸受隙間形成用溝14から絞り作用をなす連通孔14eで減圧調整されて供給口11dに潤滑油が供給される。そして、この供給口11dから軸受部材10の内周面10aに形成された静圧ポケット11(第1静圧溝11aから第2、第3静圧溝11b,11c)に潤滑油が流出し、静圧ポケット11(第1、第2、第3静圧溝11a,11b,11c)と回転軸20の外周面とによる空間を満して静圧を発生した後、軸受部材10の内周面10aと回転軸20の外周面との間で絞られてドレン溝13(環状溝13a,13bおよび分離溝13c)に流出して外部に排出される。それにより静圧流体軸受として機能する。
The operation of the hydrodynamic bearing device configured as described above will be described. When the lubricating oil is supplied from the oil supply pump P to the
さらに、静圧ポケット11(第1、第2、第3静圧溝11a,11b,11c)と回転軸20の外周面とによる空間を満した潤滑油は、動圧ランド12の軸受面と回転軸20の外周面との間の軸受隙間16にも流入しているので、回転軸20の回転において、軸回転方向に対して徐々に小さくなるような楔状となるように形成された軸受隙間16における潤滑油の楔作用により動圧が発生して、流体軸受に動圧効果も加わる。
Further, the lubricating oil that fills the space defined by the static pressure pocket 11 (first, second, and third
このように動圧ランド12の内周側の軸受隙間16を楔状に形成しているので、該軸受隙間16に潤滑油が導入され易くなり、軸受剛性の安定性や負荷能力をより一層向上させることが可能となる。また、動圧ランド12の回転方向にドレン溝13(分離溝13c)を形成しているので、回転軸20の回転が高速であっても動圧ランド12において流体摩擦により発熱する潤滑油をドレン溝13(分離溝13c)にて回収することができ、軸受部材10の熱膨張による悪影響を抑制することができる。
Thus, since the
次に、流体軸受装置の軸受部材10の製造方法について説明する。図4に示すように、内周面10aおよび外周面10bを形成して軸受部材10の素材である基材10Aを製作し、この基材10Aに静圧ポケット11(第1、第2、第3静圧溝11a,11b,11c)、供給口11d、ドレン溝13(環状溝13a,13bおよび分離溝13c)、軸受隙間形成用溝14(第1、第2、第3、第4形成用溝14a,14b,14c,14d)、連通孔14eを形成する。この時点での基材10Aには、動圧ランド12の内周側に楔状の軸受隙間16はまだ形成されていない。なお、軸受隙間形成用溝14に囲まれた部分、即ち動圧ランド12の外径は、楔状の軸受隙間16を形成する際の逃げとなるように基材10Aの外径よりも若干小径に形成する。なお、供給口11dおよび連通孔14eは、軸受隙間16を形成した後に加工するようにしても良い。
Next, a method for manufacturing the bearing
そして、基材10Aの内周面10aに油圧を掛けるためのジグ30を用意する。このジグ30は、基材10Aの内径よりも若干小径の円筒部31と基材10Aの両端面10c,10dと密着して基材10Aの内部を密閉するフランジ部32,33を備えている。フランジ部32は円筒部31の左端面と一体化されており、フランジ部33は円筒部31の右端面にネジ等により固定されている。そして、フランジ部32の端面略中央から円筒部31の軸方向の略中央に至り、そこから直角に2方向に折れて円筒部31の外周面31aに貫通する油路34が穿設されている。フランジ部32の端面略中央の油路34の供給口34aには、油圧ポンプOPがチューブTUにより接続されている。
And the
そして、基材10Aの連通孔14eを詰栓等により塞ぎ、フランジ部33が外された円筒部31を基材10Aの内部に挿入し、円筒部31の右端面にフランジ部33をネジ等により固定する。このとき、フランジ部32,33の内端面と基材10Aの両端面10c,10dとの間にはシール部材が介在される。これにより、基材10Aの内部は密閉されることになる。なお、供給口11dおよび連通孔14eを後加工する場合は上記詰栓は不要となる。続いて、動圧ランド12の外周面のうち、回転軸20の回転方向に対し第4形成用溝14dよりも前方側にある第1形成用溝14aの縁部の外周面に例えばダイアルゲージGのプローブ先端を接触させる。
Then, the
そして、このダイアルゲージGにより第1形成用溝14aの縁部の外周面の変位量を測定管理しながら、油圧ポンプOPを作動させて基材10Aの内周面10aに掛ける加圧力を調整管理していく。この油圧は、基材10Aの最も薄肉部分となる静圧ポケット11の第1、第2、第3静圧溝11a,11b,11cの底面とこれらの底面に対向する軸受隙間形成用溝14の第1、第2、第3形成用溝14a,14b,14cの底面との間の部分(最薄肉部分)15aを塑性変形させる圧力であり、流体軸受装置に供給される圧力(例えば数MPa)よりも遥かに高い圧力(例えば数十MPa)である。
Then, while measuring and managing the displacement amount of the outer peripheral surface of the edge portion of the first forming
これにより、図5に示す上記最薄肉部分15aの次に薄肉部分となる軸受隙間形成用溝14の第4形成用溝14dの底面と該底面に対向する内周面10aとの間の部分(薄肉部分)15bを支点として、動圧ランド12が外側に迫り出すように変形していく。なお、最薄肉部分15aを塑性変形させるとき、そのスプリングバックで戻る分を勘案して変形させるようにする。そして、ダイアルゲージGにより第1形成用溝14aの縁部の外周面の変位が所定量に達したとき、油圧ポンプOPの作動を停止して油圧を除去する。これにより、動圧ランド12の内周側には、回転軸20の回転方向に対して徐々に小さくなるような楔状、即ち静圧ポケット11の第1静圧溝11aから第2、第3静圧溝11b,11cの周方向の他端側に向かって隙間が徐々に小さくなるような楔状、例えば円弧長さwが30mm〜40mmのとき最大隙間hが10μm〜20μmとなる楔状の軸受隙間16が形成される。以上により、流体軸受装置の軸受部材10の製造が完了する。
As a result, the portion between the bottom surface of the fourth forming
次に、本発明の第2の実施の形態を、第1の実施の形態を示す図2および図3に対応させた図6および図7に基づいて説明する。なお、第1の実施の形態と同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。
図6(A),(B)に示すように、軸受部材40の内周面40aには、軸方向に延びる第1静圧溝41aおよび該第1静圧溝41aの両端から周方向に延びる第2、第3静圧溝41b,41c並びに該第2、第3静圧溝41b,41cの先端間を接続する軸方向に延びる第4静圧溝41dが周方向に複数凹設されている。即ち、一対の第2、第3静圧溝41b,41cは軸方向に離間しており、第1静圧溝41aは第2、第3静圧溝41b,41cの周方向の一端側を接続し、第4静圧溝41aは第2、第3静圧溝41b,41cの周方向の他端側を接続している。第1、第2、第3、第4静圧溝41a,41b,41c,41dは、静圧を発生させるロの字形状の静圧ポケット(静圧発生溝部)41であり、ロの字状の静圧ポケット41に囲まれた部分は、動圧を発生させる動圧ランド(動圧発生部)42である。このような静圧ポケット41と動圧ランド42を1組として複数組が軸受部材40の内周面40aに周方向に一定間隔で形成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. 6 and FIG. 7 corresponding to FIG. 2 and FIG. 3 showing the first embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 6A and 6B, on the inner
中心軸に位置しているときの回転軸20と動圧ランド42との軸受隙間46は、回転方向に対して徐々に小さくなるような楔状、即ち静圧ポケット41の第1静圧溝41aから第4静圧溝41dに向かって隙間が徐々に小さくなるような楔状に形成されている。また、静圧ポケット41の軸方向両側には、第2、第3静圧溝41b,41cと平行な環状溝13a,13bが全周にわたって凹設され、各静圧ポケット41の周方向間には、第1静圧溝41aと平行であり2つの環状溝13a,13bを接続して各静圧ポケット41を分離する分離溝13cが周方向に複数凹設されている。環状溝13a,13bおよび分離溝13cは、油を排出するドレン溝13である。
The bearing
図7に示すように、軸受部材40の外周面40bには、第1静圧溝41aと対向する軸方向に延びる第1形成用溝44aおよび第2、第3静圧溝41b,41cと対向する周方向に延びる第2、第3形成用溝44b,44cが周方向に複数凹設されている。第1、第2、第3形成用溝44a,44b,44cは、動圧ランド42の内周側に楔状の軸受隙間46を形成するための略Uの字形状(コの字等を含む形状)の軸受隙間形成用溝44である。軸受隙間形成用溝44には、静圧ポケット41の第1静圧溝41aに開口されている供給口11dに連通する連通孔14eが穿孔されている。このような軸受隙間形成用溝44は、軸受部材40の外周面40bに静圧ポケット41に対向して形成されている。そして、各軸受隙間形成用溝44は、周方向に延びる連結溝14fにより連結されている。以上のように静圧ポケット41(第1、第2、第3、第4静圧溝41a,41b,41c,41d)をロの字形状に形成し、軸受隙間形成用溝(第1、第2、第3形成用溝44a,44b,44c)を略Uの字形状に形成することによっても、第1の実施の形態の軸受部材10と同様の製造方法により動圧ランド42の内周側に楔状の軸受隙間46を形成することができる。
As shown in FIG. 7, the outer
図8(A)は、第1の実施の形態の流体軸受装置の動圧ランド12にて周方向に発生する動圧Paのみの変化を示す図、同図(B)は、第2の実施の形態の流体軸受装置の動圧ランド42にて周方向に発生する動圧Pbのみの変化を示す図である。同図(A)に示すように、第1の実施の形態の流体軸受装置の静圧ポケット11(第1、第2、第3静圧溝11a,11b,11c)を略Uの字形状に形成し、軸受隙間形成用溝14(第1、第2、第3、第4形成用溝14a,14b,14c,14d)をロの字形状に形成することにより動圧ランド12の内周側に形成した楔状の軸受隙間16によれば、動圧ランド12にて第2、第3静圧溝11b,11cの先端付近で最大となって第2、第3静圧溝11b,11cの先端から第1静圧溝11aに向かうに従って低下する動圧Paを発生させることができる。
FIG. 8A is a diagram showing a change in only the dynamic pressure Pa generated in the circumferential direction in the
一方、同図(B)に示すように、第2の実施の形態の流体軸受装置の静圧ポケット41(第1、第2、第3、第4静圧溝41a,41b,41c,41d)をロの字形状に形成し、軸受隙間形成用溝(第1、第2、第3形成用溝44a,44b,44c)を略Uの字形状に形成することにより動圧ランド42の内周側に形成した楔状の軸受隙間46によれば、動圧ランド42にて第4静圧溝41d付近で最大となって第4静圧溝41dから第1静圧溝41aに向かうに従って低下する動圧Pbを発生させることができる。このように、ロの字形状に形成した静圧ポケット41の第4静圧溝41dの影響により、第2の実施の形態の流体軸受装置の動圧ランド42は、第1の実施の形態の流体軸受装置の動圧ランド12よりも円周方向長さが短くなるため動圧発生能力が若干低下する(Paの最大値>Pbの最大値)が、実用には十分耐える能力を備えている。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the static pressure pocket 41 (first, second, third, and fourth
なお、上述した実施形態では、静圧ポケット11を略Uの字形状もしくはロの字形状に形成し、軸受隙間形成用溝14をロの字形状もしくは略Uの字形状に形成した場合を説明した。しかし、静圧ポケット11は略Uの字形状(第1、第2、第3静圧溝11a,11b,11c)に形成し、軸受隙間形成用溝14を第1静圧溝11aと対向する第1形成用溝14aおよび第2、第3静圧溝11b,11cの先端を結ぶ部分と対向する第4形成用溝14dのニの字形状に形成しても、最薄肉部分15aと薄肉部分15bを形成できるので、動圧ランド12の内周側に楔状の軸受隙間16を形成することができる。
In the above-described embodiment, the case where the static pressure pocket 11 is formed in a substantially U shape or a B shape and the bearing
さらに、静圧ポケット11はロの字形状(第1、第2、第3、第4静圧溝11a,11b,11c,11d)に形成し、軸受隙間形成用溝14を第1静圧溝11aと対向する第1形成用溝14aのみを形成しても、最薄肉部分15aと薄肉部分15bを形成できるので、動圧ランド12の内周側に楔状の軸受隙間16を形成することができる。
また、上述した実施形態では、静圧ポケット11を分離するドレン溝13の分離溝13cを形成した分離型の流体軸受装置について説明したが、分離溝13cを形成しない非分離型の流体軸受装置としてもよい。この非分離型の流体軸受装置では、動圧ランドの面積が大きくなって発生する動圧も大きくなるため、軸受剛性および減衰性が高くなる。また、流体軸受装置を研削盤の砥石軸に適用する場合について説明したが、回転軸を有する装置であれば適用可能である。
Furthermore, the static pressure pocket 11 is formed in a square shape (first, second, third, and fourth
In the above-described embodiment, the separation type hydrodynamic bearing device in which the
1…軸受ハウジング、1a…供給路、1b、1c…排出路、10A…基材、10,40…軸受部材、10a,40a…内周面、10b,40b…外周面、11,41…静圧ポケット、11a,11b,11c…第1、第2、第3静圧溝、41a,41b,41c,41d…第1、第2、第3、第4静圧溝、11d…供給口、12,42…動圧ランド、13…ドレン溝、13a,13b…環状溝、13c…分離溝、14.44…軸受隙間形成用溝、14a,14b,14c,14d…第1、第2、第3、第4形成用溝、44a,44b,44c…第1、第2、第3形成用溝、14e…連通孔、15a…最薄肉部分、15b…薄肉部分、16.46…軸受隙間、20…回転軸、30…ジグ、31…円筒部、32,33…フランジ部、P…油供給ポンプ、T…油槽、G…ダイアルゲージ、OP…油圧ポンプ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bearing housing, 1a ... Supply path, 1b, 1c ... Discharge path, 10A ... Base material, 10, 40 ... Bearing member, 10a, 40a ... Inner peripheral surface, 10b, 40b ... Outer peripheral surface, 11, 41 ... Static pressure Pocket, 11a, 11b, 11c ... 1st, 2nd, 3rd static pressure groove, 41a, 41b, 41c, 41d ... 1st, 2nd, 3rd, 4th static pressure groove, 11d ... Supply port, 12, 42 ... dynamic pressure land, 13 ... drain groove, 13a, 13b ... annular groove, 13c ... separation groove, 14.44 ... bearing clearance forming groove, 14a, 14b, 14c, 14d ... first, second, third, 4th forming groove, 44a, 44b, 44c ... 1st, 2nd, 3rd forming groove, 14e ... communicating hole, 15a ... thinnest part, 15b ... thin part, 16.46 ... bearing gap, 20 ... rotation Shaft, 30 ... Jig, 31 ... Cylindrical part, 32, 33 ... Flange part, P ... Oil supply port -Flops, T ... oil tank, G ... dial gauge, OP ... hydraulic pump.
Claims (4)
前記軸受部材の素材である基材に前記軸受部材の内周面および外周面を形成する周面形成ステップと、
前記基材の内周面に溝を複数形成して静圧発生溝部を周方向に複数形成すると共に、前記静圧発生溝部で囲まれた動圧発生部に楔状の軸受隙間を形成するために、前記静圧発生溝部に対応する前記基材の外周面に溝を複数形成して軸受隙間形成用溝部を形成する溝形成ステップと、
前記基材の内部を密閉し、前記静圧発生溝部と前記軸受隙間形成用溝部との間の最薄肉部分が塑性変形する圧力を前記基材の内周面に加え、前記動圧発生部に前記軸受隙間を形成する加圧ステップと、を含むことを特徴とする流体軸受装置の軸受部材の製造方法。 In the manufacturing method of the bearing member of the hydrodynamic bearing device for bearing the rotating shaft by fluid pressure,
A peripheral surface forming step for forming an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the bearing member on a base material that is a material of the bearing member;
In order to form a plurality of grooves on the inner peripheral surface of the base material to form a plurality of static pressure generating groove portions in the circumferential direction, and to form a wedge-shaped bearing gap in the dynamic pressure generating portion surrounded by the static pressure generating groove portions Forming a bearing gap forming groove by forming a plurality of grooves on the outer peripheral surface of the base material corresponding to the static pressure generating groove, and
The inside of the base material is hermetically sealed, and a pressure at which the thinnest wall portion between the static pressure generating groove and the bearing gap forming groove is plastically deformed is applied to the inner peripheral surface of the base, and the dynamic pressure generating portion is applied. And a pressurizing step for forming the bearing gap. A method for manufacturing a bearing member for a hydrodynamic bearing device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008330130A JP5228895B2 (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Method of manufacturing bearing member of hydrodynamic bearing device and bearing member of hydrodynamic bearing device manufactured by the method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008330130A JP5228895B2 (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Method of manufacturing bearing member of hydrodynamic bearing device and bearing member of hydrodynamic bearing device manufactured by the method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010151236A true JP2010151236A (en) | 2010-07-08 |
JP5228895B2 JP5228895B2 (en) | 2013-07-03 |
Family
ID=42570555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008330130A Expired - Fee Related JP5228895B2 (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Method of manufacturing bearing member of hydrodynamic bearing device and bearing member of hydrodynamic bearing device manufactured by the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5228895B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103909469A (en) * | 2014-04-25 | 2014-07-09 | 湖大海捷(湖南)工程技术研究有限公司 | Thin-film restrictor hybrid bearing for roll grinder grinding wheel spindle |
CN103939467A (en) * | 2014-05-04 | 2014-07-23 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | Air hydrostatic bearing of machine making free piston type reciprocating motion |
CN111842942A (en) * | 2020-06-05 | 2020-10-30 | 广州市昊志机电股份有限公司 | Air supporting main shaft and lathe |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63235723A (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Toyoda Mach Works Ltd | Fluid bearing |
JPH10227312A (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-25 | Toyoda Mach Works Ltd | Fluid bearing device |
JP2002357222A (en) * | 2000-09-25 | 2002-12-13 | Toyoda Mach Works Ltd | Fluid bearing |
-
2008
- 2008-12-25 JP JP2008330130A patent/JP5228895B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63235723A (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Toyoda Mach Works Ltd | Fluid bearing |
JPH10227312A (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-25 | Toyoda Mach Works Ltd | Fluid bearing device |
JP2002357222A (en) * | 2000-09-25 | 2002-12-13 | Toyoda Mach Works Ltd | Fluid bearing |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103909469A (en) * | 2014-04-25 | 2014-07-09 | 湖大海捷(湖南)工程技术研究有限公司 | Thin-film restrictor hybrid bearing for roll grinder grinding wheel spindle |
CN103939467A (en) * | 2014-05-04 | 2014-07-23 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | Air hydrostatic bearing of machine making free piston type reciprocating motion |
CN111842942A (en) * | 2020-06-05 | 2020-10-30 | 广州市昊志机电股份有限公司 | Air supporting main shaft and lathe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5228895B2 (en) | 2013-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101576121B (en) | Static-dynamic mixed oil film bearing | |
CN106015571B (en) | A kind of mechanical seal ring with imitative maple leaf shape groove | |
CN110081173A (en) | Sealing ring | |
JP5228895B2 (en) | Method of manufacturing bearing member of hydrodynamic bearing device and bearing member of hydrodynamic bearing device manufactured by the method | |
JP2010159752A (en) | Monitoring of sealing structure of especially gas compressor, or gas expander | |
CN103339393B (en) | Fluid dynamic-pressure bearing device | |
CN103917785B (en) | Vehicle inside engaged gear formula oil pump | |
CN104285088B (en) | Slide unit | |
JP2009257445A (en) | Tilting pad thrust bearing | |
CN107218396B (en) | A kind of end face has the mechanical seal structure of vein shape shape slot | |
JP2005127514A (en) | Fluid hydrodynamic bearing | |
JP5936602B2 (en) | Sealing device | |
US1770496A (en) | Shaft packing | |
JP6941479B2 (en) | Seal structure and mechanical seal | |
JP2002039166A (en) | Dynamic pressure type thrust bearing device and its manufacturing method | |
CN105065675B (en) | Seal ring with streamline groove end face and mechanical seal device | |
JP2021027799A (en) | Rotor and rotor manufacturing method | |
JP2007211960A (en) | Bearing unit and its manufacturing method | |
US11125227B2 (en) | Pressure compensated external gear machine | |
JP6145040B2 (en) | Bearing device and rotating machine | |
CN107869512B (en) | Shaft member for fluid bearing device, method for manufacturing same, and fluid bearing device | |
JP4611232B2 (en) | Fluid machine and its valve plate | |
JP2016180427A (en) | Bearing member of fluid dynamic pressure bearing device and manufacturing method thereof | |
JP2010175008A (en) | Bearing | |
JPWO2020071274A1 (en) | Sliding member |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110928 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120725 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130304 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |