JP3610396B2 - Hydrodynamic bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸端部を球面接触構造とし且つ表面に動圧溝を形成して回転させる動圧軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
軸端部に凸球面を設けると共に該凸球面部を凹球面で受ける球面接触構造の動圧軸受では、凸球面或いは凹球面のいずれか一方の表面に動圧溝を形成して回転させる。このような球面接触構造とした動圧軸受の支持構造は、図5に示すように、軸1の端部の球部10の表面に動圧溝3を形成し、受部材2に該球部10を嵌め入れる凹球面21を形成してA、A点(実際はこの二点を含む円状の線)で接触させて支持する構造か、或いは、図6(A)に示すように、軸1の端部の球部10の表面に動圧溝3を形成し且つ該球部10を嵌め入れる受部材2の凹球面21にはその曲率半径を該球部10の半径よりわずかに大きくして形成しB点で支持する構造か、のいずれかである場合が多い。また、これらの球部10の表面及び凹球面21の表面は、通常、動圧溝3を除いてラップ仕上げにより鏡面状に仕上げ加工し、図6(B)に示すように、一定の粗さRmax ≦0.4の範囲内に収められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
球面接触構造の動圧軸受は、上記するように図5に示すようなA、A点での接触支持か或いは図6(A)に示すようなB点のみでの接触支持とすると、軸1自体に垂直或いは水平方向に荷重がかかっているため起動時及び停止時接触部の圧力が高くなり、これらの部分が摩耗しやすい状態にある。従って、このような球面接触部では潤滑剤による潤滑状態が悪いと焼付やすくなり軸受寿命が低下するという問題がある。また、前記球部10或いは凹球面21の表面は鏡面状に加工するが、このような鏡面状の軸受面には磨耗粉等により疵が付きやすいという問題があった。
【0004】
この発明は上記する課題に着目してなされたものであり、起動或いは停止時摩耗が生じにくく、また、潤滑剤の保持能力も高く軸受寿命を長く維持することのできる球面接触構造の動圧軸受を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は上記する課題を解決するために、▲1▼軸の一部を凸球面に形成し、受部材に該凸球面を嵌め入れる凹球面を形成し、これら凸球面若しくは凹球面のいずれか一方に動圧溝を形成してなる球面接触構造の動圧軸受において、前記軸端部に形成した凸球面及び該凸球面を嵌め入れる受部材に形成した凹球面に鏡面仕上げを施し、更に、いずれか一方の表面にアルミナ粉末やダイヤモンド粉末等の硬質の微粉末により梨地を形成したことを特徴とする。
また、▲2▼前記鏡面仕上げ面がRmax ≦0.4の粗さに形成されていることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1(A)は従来の動圧軸受の縦断面図であり、図1(B)はこの発明の動圧軸受部分の縦断面図を示す。尚、重複記載を避けるため同一要素部分には従来技術で説明した符号と同一の符号を使用して説明する。
軸1の端部は凸球面11が形成してあり、該軸1は該凸球面11を受部材2に形成された凹球面21に嵌合させて支持するようにしてある。通常、これらの凸球面11及び凹球面21は鏡面状に加工してある。更に、該凸球面11には動圧溝3が形成され、軸1或いは受部材2の回転時のポンピング作用による動圧で該軸1は受部材2に球面支持される。尚、前記動圧溝3は凹球面21側に形成してもよい。
【0007】
図2は、前記軸1の端部の凸球面11を鏡面仕上げした状態の表面粗さを示す表面の模式図であるが、粗さは表面の凹凸が一定の範囲となるようにラップ仕上げ等により鏡面研磨加工が施されている。
【0008】
次に、前記軸1に形成した凸球面11の動圧溝3以外の部分の鏡面には、図1(B)に示すように、梨地状態の加工が施される。即ち、該凸球面11は鏡面仕上げ加工し動圧溝3を形成した後(或いは加工前)の残りの鏡面部分に、アルミナ粉末やガラスの微粉末或いは粉末ダイヤモンド等の硬質の微粉末により微細な孔の梨地11aが形成されるようにバレル加工を施す。即ち、前記軸1の凸球面11には、鏡面としての精度は維持し且つその鏡面状表面に微細な凹凸の梨地11aが形成されることになる。従って、この場合の梨地とは、一般的に言われる鏡面状態(一定面積当たりの凹凸が少なく乱反射の少ない状態)とは逆の『一定面積当たりの凹凸が多く、そのため乱反射が多く曇って見える状態のことをいう。但し、粗さ的には上記するように鏡面仕上げと同程度である。
【0009】
図3は、前記軸1の端部の凸球面11を鏡面仕上げし且つ該鏡面に梨地11aとなるように加工を施した状態の表面粗さを示す表面の模式図である。前記軸1の端部の凸球面11を鏡面状にラップ仕上げを施し、更に、硬質の微粉末によりバレル加工を施すと粗さは表面の凹凸が一定の範囲に維持され且つその粗さ範囲でその表面に微細な凹凸が形成される。かかる凹凸には潤滑剤Gが良く保持されるようになるので潤滑性能が向上し摩耗も少なくなる。
【0010】
図4は前記受部材2の凹球面21に梨地加工を施した場合の斜視図を示す。即ち、上記実施例では軸1の端部に形成した凸球面11を鏡面仕上げして動圧溝3と梨地11aとを形成したが、前記軸1に形成する凸球面11は鏡面仕上げに動圧溝3を形成した状態とし、且つ受部材2に形成した凹球面21をラップ仕上げによる鏡面状とし、更に該鏡面状の凹球面21に硬質の微粉末によりバレル加工を施し梨地21aを形成する。この場合でも凹球面21は鏡面状の粗さを維持しながら梨地21aが形成されることになる。
【0011】
以上詳述するように、この発明では球面接触構造の動圧軸受において、軸1端部の端部の動圧溝3を設けた凸球面11に鏡面仕上げを施し、更に、アルミナ粉末や微細なダイヤモンド粉末等の硬質の微粉末によるバレル加工により梨地11aを形成するか、或いは該軸1を受ける受部材2の前記凸球面11を嵌合する凹球面21に鏡面仕上げを施し、梨地21aを形成するものである。従来においても、例えば特公昭60−18850号で開示されるように、光沢面のある冷間圧延鋼板から取り出した帯鋼に薬剤やショットピ−ニング或いはショットブラスト等により表面を梨地とするもの、或いは特開平3−86458号で開示されているような回転体若しくは該回転体をスラスト支持する支持体の一方の面に対し荒加工を施し面粗度を3〜5Sとした後、ラップ加工を施して面粗度を2〜3Sとする発明等が知られているが、この発明の球面接触構造の動圧軸受はこれらの先行例とも異なるものである。
【0012】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明の動圧軸受によれば、動圧軸受を構成する凸球面或いは凹球面における梨地での潤滑剤の保持能力が向上し、起動時或いは停止時圧力が高くなる部分があっても微小摩耗が少なくなる。そして発生する微小な摩耗粉も極めて少なくなり軸受面に与える影響も小さくなる。また、軸受寿命も長くなり部品交換のための停止や整備の必要性も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は従来の動圧軸受の縦断面図であり、図1(B)はこの発明の動圧軸受部分の縦断面図を示す図である。
【図2】従来の動圧軸受を構成する軸の端部の凸球面を鏡面仕上げした状態の表面粗さを示す表面の模式図である。
【図3】この発明の動圧軸受を構成する軸の端部の凸球面を鏡面仕上げし、更にバレル加工した梨地状態の表面粗さを示す表面の模式図である。
【図4】この発明の動圧軸受の変形実施例を示すものであって、受部材の凹球面に鏡面仕上げして梨地加工を施した場合の斜視図である。
【図5】従来の動圧軸受の凸球面を凹球面が所定の線上で支持する場合の縦断面図である。
【図6】図6(A)は従来の動圧軸受の凸球面を凹球面の一点で支持する場合の縦断面図であり、図6(B)はその場合の表面粗さを示す表面の模式図である。
【符号の説明】
1 軸
11 凸球面
11a 梨地
2 受部材
21 凹球面
21a 梨地
3 動圧溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrodynamic bearing that has a shaft contact portion having a spherical contact structure and a hydrodynamic groove formed on the surface thereof for rotation.
[0002]
[Prior art]
In a hydrodynamic bearing having a spherical contact structure in which a convex spherical surface is provided at the shaft end and the convex spherical surface is received by a concave spherical surface, a dynamic pressure groove is formed on one surface of the convex spherical surface or the concave spherical surface and rotated. As shown in FIG. 5, the dynamic pressure bearing support structure having such a spherical contact structure has a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the hydrodynamic bearing having the spherical contact structure has a
[0004]
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and is a hydrodynamic bearing having a spherical contact structure that is less likely to be worn during starting or stopping, has a high ability to retain a lubricant, and can maintain a long bearing life. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention forms a part of the shaft (1) into a convex spherical surface, and forms a concave spherical surface into which the convex spherical surface is fitted into the receiving member. In a hydrodynamic bearing having a spherical contact structure formed with a dynamic pressure groove on either one, a mirror surface finish is applied to the convex spherical surface formed on the shaft end and the concave spherical surface formed on the receiving member into which the convex spherical surface is fitted, Furthermore, it is characterized in that a satin finish is formed on one of the surfaces with hard fine powder such as alumina powder or diamond powder.
(2) The mirror-finished surface is formed to have a roughness of R max ≦ 0.4.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a conventional dynamic pressure bearing, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view of a fluid dynamic bearing portion of the present invention. In addition, in order to avoid duplication description, it demonstrates using the same code | symbol as the code | symbol demonstrated by the prior art for the same element part.
A convex
[0007]
FIG. 2 is a schematic diagram of the surface showing the surface roughness in a state in which the convex
[0008]
Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the convex surface of the convex
[0009]
FIG. 3 is a schematic diagram of the surface showing the surface roughness in a state in which the convex
[0010]
FIG. 4 shows a perspective view when the concave
[0011]
As described in detail above, according to the present invention, in the hydrodynamic bearing having a spherical contact structure, the convex
[0012]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the hydrodynamic bearing of the present invention, the holding capacity of the lubricant in the matte surface on the convex spherical surface or concave spherical surface constituting the hydrodynamic bearing is improved, and the pressure at the time of starting or stopping is increased. Even if there is, there is less micro-abrasion. Further, the generated minute wear powder is extremely reduced and the influence on the bearing surface is reduced. In addition, the life of the bearing is increased, and the necessity for stopping or maintaining the parts is reduced.
[Brief description of the drawings]
1A is a longitudinal sectional view of a conventional hydrodynamic bearing, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view of a hydrodynamic bearing portion of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of the surface showing the surface roughness in a state where the convex spherical surface at the end of the shaft constituting the conventional hydrodynamic bearing is mirror-finished.
FIG. 3 is a schematic view of the surface showing the surface roughness in a matte state in which the convex spherical surface at the end of the shaft constituting the hydrodynamic bearing of the present invention is mirror-finished and further barrel processed.
FIG. 4 shows a modified embodiment of the hydrodynamic bearing according to the present invention, and is a perspective view in the case where the concave surface of the receiving member is mirror-finished and subjected to a satin finish.
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view when a concave spherical surface of a conventional hydrodynamic bearing supports a convex spherical surface on a predetermined line.
FIG. 6 (A) is a longitudinal sectional view when a convex spherical surface of a conventional dynamic pressure bearing is supported at one point of a concave spherical surface, and FIG. 6 (B) is a surface surface showing the surface roughness in that case. It is a schematic diagram.
[Explanation of symbols]
1
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP26088595A JP3610396B2 (en) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Hydrodynamic bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP26088595A JP3610396B2 (en) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Hydrodynamic bearing |
Publications (2)
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JPH0979251A JPH0979251A (en) | 1997-03-25 |
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1995
- 1995-09-12 JP JP26088595A patent/JP3610396B2/en not_active Expired - Fee Related
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