JP2023079465A - Bearing member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受け部材に関する。 The present invention relates to bearing members.
高い回転精度が要求されるモータ等の軸受け装置として、軸受けの相対すべり運動によって、潤滑流体膜に動圧を発生させ、これによって負荷を支持する動圧軸受が知られている(例えば、特許文献1)。 As a bearing device for a motor or the like that requires high rotational accuracy, there is known a dynamic pressure bearing that supports a load by generating dynamic pressure in a lubricating fluid film through relative sliding motion of the bearing (see, for example, Patent Documents 1).
特許文献1に記載の流体動圧軸受装置においては、モータの駆動時において、上ラジアル動圧溝列および下ラジアル動圧溝列によって、スリーブ(軸受け)の第1内周面とシャフト本体部(軸)の外周面との間に介在する潤滑オイルに動圧が誘起され、スリーブに対するシャフトの径方向の支持力が発生する。 In the fluid dynamic pressure bearing device disclosed in Patent Document 1, when the motor is driven, the first inner peripheral surface of the sleeve (bearing) and the shaft main body ( A dynamic pressure is induced in the lubricating oil interposed between the sleeve and the outer peripheral surface of the shaft), and a force supporting the sleeve in the radial direction of the shaft is generated.
しかしながら、軸受けの内周面と軸の外周面との間に介在する潤滑オイルは、モータの駆動時における遠心力の作用や振れによるポンピング作用等によって、軸受けの内周面と軸の外周面との間から外部へと漏れ出ることがある。潤滑オイルが漏れた場合には、流体動圧軸受装置に動圧が十分に発生せず、軸の内周面と軸受けの外周面との間で接触が増加し、振動の発生や接触面での焼き付けが発生するという問題がある。 However, the lubricating oil interposed between the inner peripheral surface of the bearing and the outer peripheral surface of the shaft may cause the inner peripheral surface of the bearing and the outer peripheral surface of the shaft to deteriorate due to the action of centrifugal force when the motor is driven and the pumping action due to vibration. It may leak to the outside from between If lubricating oil leaks, sufficient dynamic pressure will not be generated in the fluid dynamic bearing device, and contact between the inner peripheral surface of the shaft and the outer peripheral surface of the bearing will increase, causing vibration and damage to the contact surface. There is a problem that burn-in occurs.
本開示の一実施形態に係る軸受け部材は、潤滑オイルの漏れを抑制した軸受け部材を提供することを目的とする。 An object of a bearing member according to an embodiment of the present disclosure is to provide a bearing member that suppresses leakage of lubricating oil.
本開示の一実施形態に係る軸受け部材は、軸の外周面と間隙を設けて対向する内周面を備え、間隙に潤滑流体を保持し、軸を所定の回転方向に相対回転自在に支持する軸受け部材であって、内周面の少なくとも一端は、軸受け部材の軸方向の端面に開口し、端面と内周面とは、内周面に接続され端面に向かうにしたがって拡径する第1傾斜部と、第1傾斜部と接続され軸方向と直交する平面を有するステップ部とステップ部および端面と接続され端面に向かうにしたがって拡径する第2傾斜部と、を備えたことを特徴とする。ステップ部と第2傾斜部とのなす角は135°以上180°未満であることが好ましい。また、第1傾斜部は、曲面を備えたR面取り部を有していることが好ましい。さらにまた、内周面は、周方向に対して傾斜した傾斜溝を有する動圧生成部を備えていてもよく、傾斜溝は第1傾斜部に開口していてもよい。第1傾斜部の表面には、傾斜溝と接続される溝が形成されていてもよい。 A bearing member according to an embodiment of the present disclosure includes an inner peripheral surface facing an outer peripheral surface of a shaft with a gap therebetween, holds lubricating fluid in the gap, and supports the shaft so as to be relatively rotatable in a predetermined rotation direction. At least one end of the inner peripheral surface of the bearing member is open to an end face in the axial direction of the bearing member, and the end face and the inner peripheral surface are connected to the inner peripheral surface and form a first slope that increases in diameter toward the end face. a stepped portion connected to the first inclined portion and having a plane orthogonal to the axial direction; and a second inclined portion connected to the stepped portion and the end surface and having a diameter increasing toward the end surface. . The angle formed by the step portion and the second inclined portion is preferably 135° or more and less than 180°. Moreover, it is preferable that the first inclined portion has an R-chamfered portion having a curved surface. Furthermore, the inner peripheral surface may include a dynamic pressure generating portion having an inclined groove inclined with respect to the circumferential direction, and the inclined groove may open to the first inclined portion. A groove connected to the inclined groove may be formed on the surface of the first inclined portion.
本開示の一実施形態に係る軸受け部材によれば、潤滑流体の漏れを抑制することができる。 According to the bearing member according to the embodiment of the present disclosure, leakage of lubricating fluid can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明に係る軸受け部材について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 A bearing member according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図1に、本開示の一実施形態に係る軸受け部材10の斜視図を示す。図2に、本開示の一実施形態に係る軸受け部材10に軸20を挿入した場合の断面図を示す。図3に本開示の一実施形態に係る軸受け部材10に軸20を挿入した場合の断面図のA部部分拡大図を示す。図4に、図1のA-A線における断面図を示す。なお、図4において、内周面11は湾曲しているため、実際には第1動圧生成部17及び第2動圧生成部18は歪んで見えるが、便宜上、歪みを省略している。
FIG. 1 shows a perspective view of a bearing
軸受け部材(以下、単に「軸受け」ともいう。)10は、中空部16を有する筒状部材であり、中空部16を形成する内周面11と、中空部16の開放端に内周面11と接続された端面15とを備える。軸受け装置では、軸受け10の中空部16には軸20が挿入され、軸20の外周面21と軸受け10の内周面11とは間隙dを設けて対向し、この間隙dに潤滑流体30を保持する。なお、軸受け装置では軸受け10の軸方向(軸20の軸方向)の下部を密閉し、上部を外部に開放した開放型とすることができ、軸受け10は軸20を所定の回転方向に相対回転自在に支持する。ここで、軸受け装置は、軸20を回転させ、軸受け10を固定することができる。ただし、このような例には限られず、軸20を固定し、軸受け10を回転させるようにしてもよい。
A bearing member (hereinafter also simply referred to as “bearing”) 10 is a cylindrical member having a
潤滑流体30として、例えば、ポリ-α-オレフィン系合成潤滑油や、エステル系合成潤滑油を用いることができるが、このような例には限られず、他の潤滑油を用いるようにしてもよい。
As the lubricating
軸受け10の内周面11と端面15とは、内周面11の端部から端面15側に向かい順に形成された、第1傾斜部13、ステップ部12及び第2傾斜部14を介して接続される。第1傾斜部13は、内周面11の周方向にわたって形成され、その一端が内周面11に接続され、端面15に向かうにしたがって内周面11から拡径する曲率面を有した部位である。また、第1傾斜部13の他端はステップ部12に接続され、第1傾斜部13の曲率面は、内周面11とステップ部12との間をR面取りしたR面取り部となっている。ステップ部12は、一端が第1傾斜部13に接続され、周方向にわたって軸受け10の軸方向と直交する平面を有する部位であり、他端が第2傾斜部14と接続されている。第2傾斜部14は、一端がステップ部12と接続され、周方向にわたって端面15に向かうにしたがってステップ部12との接続部から拡径する部位であり、他端は端面15に接続されている。
The inner
また、軸受け10の内周面11には、軸20に対して動圧を発生させる第1動圧生成部17及び第2動圧生成部18と、第1動圧生成部17と第2動圧生成部18との間に配置された帯状溝部19とが形成されている。第1動圧生成部17及び第2動圧生成部18は、内周面11の表面にそれぞれ動圧溝51を備え、動圧溝51は第1動圧生成部17及び第2動圧生成部18においてそれぞれ周方向に複数形成されている。動圧溝51は、屈曲形状、即ち、頂点を備えた略くの字状のいわゆるヘリングボーン状の溝であり、内周面11の周方向に対し傾斜した傾斜溝からなる。動圧溝51の軸方向における一方の端部が帯状溝部19と接続され、他方の端部が第1傾斜部13に開口して接続されている。ただし、動圧溝51は屈曲形状に限られず、例えば、周方向に対して所定の角度で傾斜し、頂点を備えない傾斜溝としてもよい。
In addition, on the inner
軸20と軸受け10とが相対回転する際に、第1動圧生成部17及び第2動圧生成部18によって、軸受け10の内周面11と軸20の外周面21との間に介在する潤滑流体30が動圧溝51に流入して動圧が発生し、軸受け10が軸20を径方向に支持することができる。また、動圧溝51が第1傾斜部13に開口し接続されることで、動圧溝51への潤滑流体30の端面15側からの供給を効果的に行うことができる。
When the
帯状溝部19は、内周面11の周方向にわたって形成された環状の溝からなる。帯状溝部19は、第1動圧生成部17及び第2動圧生成部18に形成された動圧溝51に接続し、潤滑流体30を供給する。
The band-
軸受け10は、例えば、セラミックにより構成することができる。また、軸受け10をセラミックで成形する場合は、コアに凸部を設け、セラミックを凸部に押し付けることにより、軸受け10の内周面11に溝を形成することができる。また、成形した軸受け部材を焼結した後に、切削加工やレーザ加工等の手段により内周面11に溝を形成してもよい。
The
本開示の一実施形態に係る軸受け部材10では、軸受け10の内周面11と端面15との間に第1傾斜部13、ステップ部12及び第2傾斜部14を備えた構成としている。軸受け10と軸20との間に介在する潤滑流体30が間隙dから漏れ出した場合、潤滑流体30は、第1傾斜部13を経由しステップ部12へと流れるが、ステップ部12に漏れ出た潤滑流体30は、一端、ステップ部12上を周方向に流れる(濡れ広がる)。潤滑流体30が間隙dから漏れ出た後、間隙dが潤滑流体30で満たされていない場合、間隙dが微小であることより、毛細管現象により間隙dへ戻る(流れ込む)ように動作する。また、間隙dから漏れ出した潤滑流体30の量が多く、第2傾斜部14に到達した場合でも、潤滑流体30の表面張力によって潤滑流体30はステップ部12と第2傾斜部14との間の稜部(接続部)に留まろうとし、第2傾斜部14の表面を伝って軸受け10の外部へは直ちに流出しない。なお、軸受け10においては、ステップ部12を軸方向に直交する平面であり、第2傾斜部14はステップ部12から端面15に向かうにしたがって拡径する面により構成しているが、これは軸受け10と軸20との間の空間をより大きく確保し、その空間内で漏出する潤滑流体30を保持するためであり、本開示の一実施形態に係る軸受け部材10では、ステップ部12と第2傾斜部14とのなす角θは135°である。なお、ステップ部12と第2傾斜部14とのなす角θは、軸受け10の大きさ、具体的には軸方向長さ及び内周面11の軸方向長さの制約をもってその角度が決定されるが、135°以上180°未満とすることが好ましい。以上より、本開示の一実施形態に係る軸受け部材10では、潤滑流体30の軸受け10外への漏出を抑制できることとなり、潤滑流体30の漏出に起因する軸受け装置の振動発生や焼き付けを抑制し、軸受け10と軸20との間の相対回転をスムーズに維持することが可能となる。
A
なお、上記の説明においては、第1傾斜部13の断面形状をR面取り形状とした例を示したが、このような例には限られず、C面取り形状としてもよい。また、第2傾斜部14の断面形状は直線的な傾斜には限られず、湾曲した曲率を備えた傾斜でもよい。また、第1傾斜部13の表面に、動圧溝51の開口と接続された溝を形成した構成としてもよい。この場合、動圧溝51への端面15側からの潤滑流体30の供給をより効果的に行うことができる。
In the above description, an example in which the cross-sectional shape of the first
また、上記の説明においては、軸受け10の内周面11に第1動圧生成部17、第2動圧生成部18及び帯状溝部19を備えた例を示したが、このような例には限られず、第1動圧生成部17、第2動圧生成部18及び帯状溝部19のいずれか、またはすべてを備えない構成であってもよく、それらの数をさらに増加させた構成であってもよい。
Further, in the above description, an example in which the inner
10 軸受け
11 内周面
12 ステップ部
13 第1傾斜部
14 第2傾斜部
15 端面
16 中空部
17 第1動圧生成部
18 第2動圧生成部
19 帯状溝部
20 軸
21 外周面
30 潤滑流体
51 動圧溝
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記内周面の少なくとも一端は、前記軸受け部材の軸方向の端面に開口し、
前記端面と前記内周面とは、前記内周面と接続され前記端面に向かうにしたがって拡径する第1傾斜部と、当該第1傾斜部と接続され前記軸方向と直交する平面を有するステップ部と、前記ステップ部および前記端面と接続され前記端面に向かうにしたがって拡径する第2傾斜部と、を備えたことを特徴とする軸受け部材。 A bearing member comprising an inner peripheral surface facing an outer peripheral surface of a shaft with a gap therebetween, holding a lubricating fluid in the gap, and supporting the shaft so as to be relatively rotatable in a predetermined rotation direction,
At least one end of the inner peripheral surface is open to an axial end surface of the bearing member,
The end surface and the inner peripheral surface have a first inclined portion connected to the inner peripheral surface and increasing in diameter toward the end surface, and a plane connected to the first inclined portion and perpendicular to the axial direction. and a second inclined portion connected to the stepped portion and the end surface and having a diameter increasing toward the end surface.
6. The bearing member according to claim 5, wherein a groove connected to said inclined groove is formed on the surface of said first inclined portion.
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