JP2512020B2 - 軸受装置 - Google Patents
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２つの軸線方向に離間した流体動力学的軸
受によって、相互に協働する軸受面を有し、これら軸受
面の間に潤滑剤が充填された２つの部材が回動軸線を中
心として相対回動しうるように支持された軸受装置に関
し、特に、各軸受の少なくとも１つの軸受面に螺旋溝の
内側および外側パターンが形成され、軸受装置における
予定された方向へ回動に際して螺旋溝の前記２つのパタ
ーンが相互に逆方向の作用を軸受面の間の潤滑剤に及ぼ
して圧力を生成し、さらに、流体動力学的軸受の間に、
前記２つの部材の各円筒壁部分の間に限定され、かつ、
所定量の潤滑剤のリザーバとして機能する室が配置され
た軸受装置に係るものである。
受によって、相互に協働する軸受面を有し、これら軸受
面の間に潤滑剤が充填された２つの部材が回動軸線を中
心として相対回動しうるように支持された軸受装置に関
し、特に、各軸受の少なくとも１つの軸受面に螺旋溝の
内側および外側パターンが形成され、軸受装置における
予定された方向へ回動に際して螺旋溝の前記２つのパタ
ーンが相互に逆方向の作用を軸受面の間の潤滑剤に及ぼ
して圧力を生成し、さらに、流体動力学的軸受の間に、
前記２つの部材の各円筒壁部分の間に限定され、かつ、
所定量の潤滑剤のリザーバとして機能する室が配置され
た軸受装置に係るものである。
このような軸受装置は、特開昭61−2914号公報に開示
されており、既知である。この既知の軸受装置は、回動
可能な円筒軸と、固定した軸受ハウジングとを有する構
造において使用されるものである。２つの流体動力学的
軸受の間には所定量の潤滑剤のリザーバとして機能する
間隙が形成される。この間隙は２つの同心壁部分の間に
配置され、これら壁部分の一方は軸の一部であり、他方
は軸受ハウジング内の環状内凹部によって限定されるも
のである。同心壁部分の一方には、潤滑剤を作動時に軸
受に供給する供給溝の２つのパターンが形成されてい
る。
されており、既知である。この既知の軸受装置は、回動
可能な円筒軸と、固定した軸受ハウジングとを有する構
造において使用されるものである。２つの流体動力学的
軸受の間には所定量の潤滑剤のリザーバとして機能する
間隙が形成される。この間隙は２つの同心壁部分の間に
配置され、これら壁部分の一方は軸の一部であり、他方
は軸受ハウジング内の環状内凹部によって限定されるも
のである。同心壁部分の一方には、潤滑剤を作動時に軸
受に供給する供給溝の２つのパターンが形成されてい
る。
既知の軸受装置によれば、装置の予定された方向への
回動に際し、軸受内の潤滑剤がフィッシュボーン・パタ
ーンとして協働する内側および外側パターンによって圧
送され、満足すべき流体動力学的潤滑を実現するに足る
圧力が生成される。この流体動力学的作用を遺憾なく発
揮させるため、軸受には常に適当な量の潤滑剤、例えば
油またはグリースを供給する必要がある。そのために既
知の軸受装置においては所定量の潤滑剤を軸受の間の間
隙に充填しておき、この間隙から潤滑剤を作動時に軸受
に向けて圧送する。
回動に際し、軸受内の潤滑剤がフィッシュボーン・パタ
ーンとして協働する内側および外側パターンによって圧
送され、満足すべき流体動力学的潤滑を実現するに足る
圧力が生成される。この流体動力学的作用を遺憾なく発
揮させるため、軸受には常に適当な量の潤滑剤、例えば
油またはグリースを供給する必要がある。そのために既
知の軸受装置においては所定量の潤滑剤を軸受の間の間
隙に充填しておき、この間隙から潤滑剤を作動時に軸受
に向けて圧送する。
既知の軸受装置においては２つの流体動力学的軸受の
間の軸線方向の間隙を非常に小さく設定することは不可
能であり、その理由は供給溝パターンの適正な機能を発
現させるためには供給溝が特定の長さを有する必要があ
るからである。その欠点は、例えば構造的に限定された
長さのスペース内に軸受を密接に離間させて配置すべき
場合、この既知の軸受装置を使用することができないこ
とである。
間の軸線方向の間隙を非常に小さく設定することは不可
能であり、その理由は供給溝パターンの適正な機能を発
現させるためには供給溝が特定の長さを有する必要があ
るからである。その欠点は、例えば構造的に限定された
長さのスペース内に軸受を密接に離間させて配置すべき
場合、この既知の軸受装置を使用することができないこ
とである。
本発明の目的は、冒頭に記載した形式の軸受装置にお
いて、軸受を相互に非常に僅かな距離を隔てて配置可能
とすることにある。
いて、軸受を相互に非常に僅かな距離を隔てて配置可能
とすることにある。
この目的を達成するため、本発明による軸受装置は、
前記室を限定する２つの円筒壁部分を相互に偏心させ
て、軸受装置における予定された方向への回動に際して
該室内における潤滑剤に圧力を生成させ、前記２つの部
材の一方に通気用ベントを形成し、このベントを、前記
室内における円筒壁部分の半径方向の間隙が大であって
回動に際して圧力が生成されない領域において終止させ
ることを特徴とするものである。
前記室を限定する２つの円筒壁部分を相互に偏心させ
て、軸受装置における予定された方向への回動に際して
該室内における潤滑剤に圧力を生成させ、前記２つの部
材の一方に通気用ベントを形成し、このベントを、前記
室内における円筒壁部分の半径方向の間隙が大であって
回動に際して圧力が生成されない領域において終止させ
ることを特徴とするものである。
本発明の軸受装置によれば、作動時に前記室内に楔作
用が生じるので、室内における潤滑剤に圧力が生成され
る。この圧力生成は軸受の間の軸線方向間隔の全長に亙
って得られるものであり、したがって潤滑剤は軸受に向
けて圧送され、軸受には常に潤滑剤が供給される。また
前記２つの部材の一方に通気用ベントを設けたことによ
り、温度変化に際しても室内の気圧を所望の一定値に保
持することができ、軸受内の潤滑油が外部に漏洩するの
を防止することが可能となる。その結果、リザーバが非
常に狭い場合であっても有効で信頼性の高い軸受装置を
実現することが可能となるものである。
用が生じるので、室内における潤滑剤に圧力が生成され
る。この圧力生成は軸受の間の軸線方向間隔の全長に亙
って得られるものであり、したがって潤滑剤は軸受に向
けて圧送され、軸受には常に潤滑剤が供給される。また
前記２つの部材の一方に通気用ベントを設けたことによ
り、温度変化に際しても室内の気圧を所望の一定値に保
持することができ、軸受内の潤滑油が外部に漏洩するの
を防止することが可能となる。その結果、リザーバが非
常に狭い場合であっても有効で信頼性の高い軸受装置を
実現することが可能となるものである。
本発明による軸受装置の作動時に、リザーバ内での圧
力は、室内の半径方向寸法が最小となる領域に存在する
潤滑剤に主として生じる。その結果、軸受装置全体に潤
滑剤を強制的に循環させることができる。さらに、潤滑
剤が常時補給されるので、特に潤滑剤がグリースである
場合にその経時劣化を遅延させうるものである。
力は、室内の半径方向寸法が最小となる領域に存在する
潤滑剤に主として生じる。その結果、軸受装置全体に潤
滑剤を強制的に循環させることができる。さらに、潤滑
剤が常時補給されるので、特に潤滑剤がグリースである
場合にその経時劣化を遅延させうるものである。
本発明による軸受装置において、軸受に向けての潤滑
剤の移動は、前述の特開昭61−2914号公報に記載された
既知の装置におけるよりも低い摩擦損失した伴わないも
のである。すなわち、本発明の軸受装置は既知のものと
対比して効率が優れている。
剤の移動は、前述の特開昭61−2914号公報に記載された
既知の装置におけるよりも低い摩擦損失した伴わないも
のである。すなわち、本発明の軸受装置は既知のものと
対比して効率が優れている。
本発明は、上述の構成に係る軸受装置を設けた電気機
械に関するものでもあり、軸受装置における前記２つの
部材を、電気機械における軸受ブッシュ、および該軸受
ブッシュと係合する機構軸により構成するものである。
械に関するものでもあり、軸受装置における前記２つの
部材を、電気機械における軸受ブッシュ、および該軸受
ブッシュと係合する機構軸により構成するものである。
以下、本発明を図示の実施例について詳述する。
本発明による軸受装置は、第１〜３図に示すとおり、
軸受ハウジング１としての固定部材と、回動軸線２を中
心として回動可能な円筒状の軸３としての回転部材とを
具えている。軸受ハウジング１を青銅製とし、かつ、第
４図に示す電気モータの一部として構成する。軸３は鋼
製とし、軸受ハウジング１内で一直線上に配置された２
つの流体動力学的ラジアル軸受5,7によって支承する。
各軸受は、グリースまたは油などの、図示しない潤滑剤
を含んでいる。
軸受ハウジング１としての固定部材と、回動軸線２を中
心として回動可能な円筒状の軸３としての回転部材とを
具えている。軸受ハウジング１を青銅製とし、かつ、第
４図に示す電気モータの一部として構成する。軸３は鋼
製とし、軸受ハウジング１内で一直線上に配置された２
つの流体動力学的ラジアル軸受5,7によって支承する。
各軸受は、グリースまたは油などの、図示しない潤滑剤
を含んでいる。
軸受ハウジング１に２つの円筒状軸受面９を設け、こ
れら軸受面は軸３における２つの円筒状軸受面11と対向
させて配置する。軸受ハウジング１の軸受面９は、軸受
5,7に相当する領域に深さを例えば12μｍとすることの
できる浅い螺旋溝よりなる２つのパターン13,15を形成
したものとする。軸受5,7において溝のパターン13はパ
ターン15に対して逆向きとし、軸３が矢Ｒ方向に回動す
るに際してパターン13,15の各対が潤滑剤を相互に逆方
向に圧送して軸受5,7内に流体動力学的圧力を生じさせ
る配置する。
れら軸受面は軸３における２つの円筒状軸受面11と対向
させて配置する。軸受ハウジング１の軸受面９は、軸受
5,7に相当する領域に深さを例えば12μｍとすることの
できる浅い螺旋溝よりなる２つのパターン13,15を形成
したものとする。軸受5,7において溝のパターン13はパ
ターン15に対して逆向きとし、軸３が矢Ｒ方向に回動す
るに際してパターン13,15の各対が潤滑剤を相互に逆方
向に圧送して軸受5,7内に流体動力学的圧力を生じさせ
る配置する。
本発明による軸受装置は、さらに、所定量の潤滑剤の
リザーバとして機能する室17を具えている。この室17
は、軸線方向に見て軸受5,7の間の領域まで延在させる
と共に２つの偏心壁部分、すなわち軸受ハウジングにお
ける円筒壁部分19と、軸３における円筒壁部分21との間
に限定するものである。円筒壁部分19の中心軸線19A
は、回動軸線２に対して平行に、しかも所定量ｅだけ僅
かに偏心させて配置し、他方、円筒壁部分21は壁部分19
よりも周長を短くすると共にその中心軸線を回動軸線２
と一致させるものである。その結果、この室17は半径方
向の高さｈが変化する環状間隙の形態を呈するので、矢
Ｒ方向への軸３の回動に際して室17内における潤滑剤領
域に圧力が生じることになる。
リザーバとして機能する室17を具えている。この室17
は、軸線方向に見て軸受5,7の間の領域まで延在させる
と共に２つの偏心壁部分、すなわち軸受ハウジングにお
ける円筒壁部分19と、軸３における円筒壁部分21との間
に限定するものである。円筒壁部分19の中心軸線19A
は、回動軸線２に対して平行に、しかも所定量ｅだけ僅
かに偏心させて配置し、他方、円筒壁部分21は壁部分19
よりも周長を短くすると共にその中心軸線を回動軸線２
と一致させるものである。その結果、この室17は半径方
向の高さｈが変化する環状間隙の形態を呈するので、矢
Ｒ方向への軸３の回動に際して室17内における潤滑剤領
域に圧力が生じることになる。
好適な機能を発揮する実用的な実施例において、前記
間隙の最小高さは50μｍ、最大高さは0.5mmである。さ
らに、実験によれば、軸受を相互に僅かに離間させて配
置し、その軸線方向の間隔を約1mmとしうることが判明
した。
間隙の最小高さは50μｍ、最大高さは0.5mmである。さ
らに、実験によれば、軸受を相互に僅かに離間させて配
置し、その軸線方向の間隔を約1mmとしうることが判明
した。
軸受ハウジング１には、室17内において終止するベン
ト23を形成する。このベント23は、その開口部23Aが圧
力の形成されない領域に位置するように配置すべきこと
は勿論である。ベント23は室17内に潤滑剤を充填するた
めにも使用しうるものである。
ト23を形成する。このベント23は、その開口部23Aが圧
力の形成されない領域に位置するように配置すべきこと
は勿論である。ベント23は室17内に潤滑剤を充填するた
めにも使用しうるものである。
軸受5,7におけるパターン13,15は、外側のパターン15
が発生する圧力の最大値が、リザーバおよびパターン13
において生じる圧力よりも大となるように、相対的な及
び室17に対する寸法を設定する。これは、潤滑剤が軸受
装置の外部に漏洩するのを防止するためである。
が発生する圧力の最大値が、リザーバおよびパターン13
において生じる圧力よりも大となるように、相対的な及
び室17に対する寸法を設定する。これは、潤滑剤が軸受
装置の外部に漏洩するのを防止するためである。
第４図は、本発明による電気機械を示しており、この
電気機械は第１〜３図について説明したと同一形式の軸
受装置を具えるものである。この電気機械はブラシレス
直流モータとして構成し、図示しない光ディスクプレー
ヤ、例えば携帯型コンパクトディスクプレーヤにおける
ターンテーブル25の駆動用として配置する。このモータ
のフレーム27にステータ29を取付け、ステータ29に積層
コア29aおよびコイル29bを設ける。モータ軸33は、回動
軸線32を中心として回動可能とし、かつ、フレーム27に
対して適当な締りばめ状態で取付けた軸受ブッシュ31を
貫通する配置とする。
電気機械は第１〜３図について説明したと同一形式の軸
受装置を具えるものである。この電気機械はブラシレス
直流モータとして構成し、図示しない光ディスクプレー
ヤ、例えば携帯型コンパクトディスクプレーヤにおける
ターンテーブル25の駆動用として配置する。このモータ
のフレーム27にステータ29を取付け、ステータ29に積層
コア29aおよびコイル29bを設ける。モータ軸33は、回動
軸線32を中心として回動可能とし、かつ、フレーム27に
対して適当な締りばめ状態で取付けた軸受ブッシュ31を
貫通する配置とする。
モータ軸33は軸受ブッシュ31内において２つの流体動
力学的ラジアル軸受5,7により支承する。所定量の潤滑
剤を収めた室17を軸受5,7の間に配置し、この室にベン
ト23を形成する。これら軸受5,7および室17の構造・機
能は、第１〜３図について説明したとおりである。な
お、第４図における軸受ブッシュ31およびモータ軸33
は、それぞれ第１〜３図におるけ軸受ハウジング１およ
び円筒状の軸３に対応するものである。
力学的ラジアル軸受5,7により支承する。所定量の潤滑
剤を収めた室17を軸受5,7の間に配置し、この室にベン
ト23を形成する。これら軸受5,7および室17の構造・機
能は、第１〜３図について説明したとおりである。な
お、第４図における軸受ブッシュ31およびモータ軸33
は、それぞれ第１〜３図におるけ軸受ハウジング１およ
び円筒状の軸３に対応するものである。
円筒状のロータ35および前記ターンテーブル25はモー
タ軸33に対して相対回動不能に取付け、本例ではロータ
35を、ターンテーブル25を介してモータ軸33に取付ける
ものとする。ロータ35の内部には、半径方向に磁化され
た円筒状の永久磁石35aを配置する。
タ軸33に対して相対回動不能に取付け、本例ではロータ
35を、ターンテーブル25を介してモータ軸33に取付ける
ものとする。ロータ35の内部には、半径方向に磁化され
た円筒状の永久磁石35aを配置する。
モータ軸33は、耐摩耗性プラスチック材料よりなる軸
受素子37aを有するスラスト軸受37aによって軸線方向に
支承する。モータ軸33との対向側で軸受素子37aにプラ
スチック材料層を設け、このプラスチック材料層をモー
タ軸33の軸受部分33aと協働させる。軸受37にねじを形
成して金属製フレーム27の内ねじ付きの円筒部分27aに
対してねじ結合可能とする。モータ軸33はスラスト軸受
37に対し磁力によって押圧する。この磁力は、軸線方向
に磁化された永久磁石よりなる軸受素子37aと、モータ
軸33上にクランプされたフェロ磁性材料製のリング39と
の間に作用するものである。
受素子37aを有するスラスト軸受37aによって軸線方向に
支承する。モータ軸33との対向側で軸受素子37aにプラ
スチック材料層を設け、このプラスチック材料層をモー
タ軸33の軸受部分33aと協働させる。軸受37にねじを形
成して金属製フレーム27の内ねじ付きの円筒部分27aに
対してねじ結合可能とする。モータ軸33はスラスト軸受
37に対し磁力によって押圧する。この磁力は、軸線方向
に磁化された永久磁石よりなる軸受素子37aと、モータ
軸33上にクランプされたフェロ磁性材料製のリング39と
の間に作用するものである。
フレーム27により、所要の電気的接続およびモータの
制御に供する印刷回路パターンおよび電子部品が設けら
れた印刷回路基板41を支持する。さらに、係止ピン43を
設け、この係止ピンは印刷回路基板を貫通させると共に
印刷回路パターンおよびコイル29bに電気的に接続す
る。
制御に供する印刷回路パターンおよび電子部品が設けら
れた印刷回路基板41を支持する。さらに、係止ピン43を
設け、この係止ピンは印刷回路基板を貫通させると共に
印刷回路パターンおよびコイル29bに電気的に接続す
る。
本発明が上述の実施例のみに限定されるものでなく、
その範囲内で多くの態様をもって実施しうることは勿論
である。例えば、２つの異なる寸法の軸受を用い、また
は軸を固定軸とすると共に軸受ハウジングを回動可能に
配置することもできる。
その範囲内で多くの態様をもって実施しうることは勿論
である。例えば、２つの異なる寸法の軸受を用い、また
は軸を固定軸とすると共に軸受ハウジングを回動可能に
配置することもできる。
第１図は本発明による軸受装置の一実施例の縦断面図、 第２図は第１図の軸受装置の軸受ハウジングにおける軸
受面を示す縦断面図、 第３図は第１図のIII−III線に沿う横断面図、 第４図は第１図の軸受装置を設けた電気モータの縦断面
図である。 １……軸受ハウジング、２……回動軸線 ３……軸、5,7……ラジウル軸受 9,11……軸受面、13,15……螺旋溝パターン 17……室、19,21……円筒壁部分 19A……中心軸線、23……ベント 23A……同開口部、25……ターンテーブル 27……フレーム、27a……円筒部分 29……ステータ、29a……積層コア 29b……コイル、31……軸受ブッシュ 32……回動軸線、33……モータ 33a……軸受部分、35……ロータ 35a……永久磁石、37……スラスト軸受 37a……軸受素子、39……リング 41……印刷回路基板、43……係止ピン
受面を示す縦断面図、 第３図は第１図のIII−III線に沿う横断面図、 第４図は第１図の軸受装置を設けた電気モータの縦断面
図である。 １……軸受ハウジング、２……回動軸線 ３……軸、5,7……ラジウル軸受 9,11……軸受面、13,15……螺旋溝パターン 17……室、19,21……円筒壁部分 19A……中心軸線、23……ベント 23A……同開口部、25……ターンテーブル 27……フレーム、27a……円筒部分 29……ステータ、29a……積層コア 29b……コイル、31……軸受ブッシュ 32……回動軸線、33……モータ 33a……軸受部分、35……ロータ 35a……永久磁石、37……スラスト軸受 37a……軸受素子、39……リング 41……印刷回路基板、43……係止ピン
Claims (3)
- 【請求項１】２つの軸線方向に離間にした流体動力学的
軸受によって、相互に協働する軸受面を有し、これら軸
受面の間に潤滑剤が充填された２つの部材が回動軸線を
中心として相対回動しうるように支持された軸受装置で
あって、各軸受の少なくとも１つの軸受面に螺旋溝の内
側および外側パターンが形成され、軸受装置における予
定された方向への回動に際して螺旋溝の前記２つのパタ
ーンが相互に逆方向の作用を軸受面の間の潤滑剤に及ぼ
して圧力を生成し、さらに、流体動力学的軸受の間に、
前記２つの部材の各円筒壁部分の間に限定され、かつ、
所定量の潤滑剤のリザーバとして機能する室が配置さ
れ、前記室を限定する２つの円筒壁部分を相互に偏心さ
せて、軸受装置における予定された方向への回動に際し
て該室内における潤滑剤に圧力を生成させ、 前記２つの部材の一方に通気用ベントを形成した軸受装
置において、 前記ベントを、前記室内における円筒壁部分の半径方向
の間隙が大であって回動に際して圧力が生成されない領
域において終止させることを特徴とする軸受装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の軸受装置にお
いて、前記２つの部材の一方は軸受ハウジングであり、
部材の他方は前記軸受ハウジング内で回動軸線を中心に
回動可能な軸であり、前記室は前記回動軸線に対してそ
の中心軸線が一致する軸の円筒壁部分と、前記回動軸線
に対して偏心させて配置された軸受ハウジングの円筒壁
部分との間限定され、且つ前記ベントが前記軸受ハウジ
ング内に配置されていることを特徴とする軸受装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
軸受装置において、前記２つの部材を、該軸受装置が設
けられる電気機械における軸受ブッシュ、および該軸受
ブッシュと係合する機械軸により構成することを特徴と
する軸受装置。
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