JP3693749B2 - スラスト動圧軸受 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スラスト動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動圧軸受としては図３に示す軸部５１を備えたものがある。この軸部５１は軸方向の一端にフランジ５２を備えている。このフランジ５２の端面５３には、図４に示すようなアキシャル支持用の動圧溝５５が形成されている。この動圧溝５５はスパイラル状に周方向に並んでいる。一方、上記軸部５１の周面には、ラジアル支持用のヘリンボーンタイプの動圧溝５６が形成されている。
【０００３】
上記軸部５１が軸回りに矢印５０の方向に回転すると、上記アキシャル支持用の動圧溝５５が図示しないハウジングの軸受面との間に動圧を発生して、ハウジングに対して軸部５１を軸方向に支持する。一方、上記ラジアル支持用のヘリンボーンタイプの動圧溝５６は上記ハウジングの内周軸受面との間に動圧を発生して、ハウジングに対して軸部５１を径方向に支持する。
【０００４】
ところで、上記動圧軸受は図４に示すように上記動圧溝５５と上記フランジ５２の端面５３の外周縁５３Ａとの間に所定幅の環状平坦部５７が存在している。したがって、この環状平坦部５７が端面５３の外周縁５３Ａから溝５５への動圧発生流体の導入を妨げて、動圧不足を招くという問題がある。
【０００５】
そこで、図２に示すように、軸部６１の端面６２に、端面６２の外周縁６２Ａにまで達する動圧溝６３を形成すれば、動圧発生流体が動圧溝６３に導入され易くなる上に、軸受面積および負荷容量の増大を図れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この場合には、図２(Ａ）に示すように、上記外周縁６２Ａにおいて溝６３と平坦部６５との境界に、回転方向６０に尖ったエッジ６６が形成されるから、このエッジ６６が対向する軸受面を傷つけたり摩耗させたりして、焼き付き等の回転不具合が生じることがあるという問題がある。この問題は、特に、起動時などに軸部６１が径方向に振れながら回転する「すりこぎ」運動が顕著な場合に深刻になる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、動圧溝に動圧発生流体を円滑に導入でき、かつ、軸受面の損傷を防止できるスラスト動圧軸受を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のスラスト動圧軸受は、軸部の軸方向端面とこの軸方向端面に対向する軸受面とを有し、上記軸部の軸方向端面にアキシャル支持用の動圧溝が形成されているスラスト動圧軸受において、
上記軸方向端面の外周縁が湾曲面で構成されていて、上記外周面と上記動圧溝との間に、上記外周縁から上記動圧溝への動圧発生流体の流入を実質的に妨げないような狭い平坦部が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
この発明のスラスト動圧軸受は、軸部の軸方向端面の外周縁が湾曲しているから、この外周縁に動圧発生流体が導入され易い。その上に、この外周縁に隣接している平坦部は上記動圧溝への動圧発生流体の流入を実質的に妨げないように狭いから、上記外周縁から上記動圧溝への動圧発生流体の流入が円滑に行われて、所望の大きさの動圧が発生する。また、上記平坦部の存在によって、図２に示すような回転方向の逆向きに尖ったエッジが形成されない。したがって、軸受面の損傷を防止できる。このように、この発明によれば、動圧溝に動圧発生流体を円滑に導入でき、かつ、軸受面の損傷を防止できるスラスト動圧軸受を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１１】
図１に、この発明のスラスト動圧軸受の実施の形態が備えている軸部１の軸方向端面２の構造を示す。この端面２には、複数のアキシャル支持用の動圧溝３，３…が周方向にスパイラル状に並ぶように形成されている。そして、この端面２の外周縁５は、図１(Ｂ)に示すように湾曲形状になされている。そして、この外周縁５と上記動圧溝３との間には１ｍｍ以下好ましくは０．５ｍｍ以下の幅の平坦部６が設けられている。
【００１２】
このスラスト動圧軸受は、軸部１が軸回りに矢印１０の方向に回転すると、上記アキシャル支持用の動圧溝３が軸受面７との間の潤滑流体にアキシャル方向の動圧を発生させて、軸部１を軸方向に支持する。
【００１３】
ここで、このスラスト動圧軸受は、上記端面２の外周縁５が湾曲面で構成されているから、この外周縁５に動圧発生流体が導入され易い。その上、この外周縁５に隣接する０．５ｍｍ幅の狭い環状の平坦部６が形成されているから、図２に示すような回転方向に尖ったエッジが形成されない。したがって、振れ回り時に軸受面７や動圧溝３が損傷したり焼き付いたりすることを防止できる。しかも、上記平坦部６は、動圧溝３への動圧発生流体の流入を実質的に妨げないように狭いから、外周縁５から動圧溝３への動圧発生流体の導入が円滑に行われて、所望の大きさの動圧が発生する。したがって、この実施の形態によれば、軸部１を安定に支持でき、かつ、軸部１が振れ回りしたときにも軸受面７や動圧溝３が損傷することを防止できる。
【００１４】
尚、この実施の形態では、上記平坦部６の幅を０．５ｍｍとしたが、０．５ｍｍ以下としてもよい。ただし、上記平坦部６の幅が１ｍｍを越えると、平坦部６が動圧溝３への潤滑流体の導入を妨げる量が急増するから、上記平坦部６の幅は、１ｍｍ以下好ましくは０．５ｍｍ以下にする必要がある。
【００１５】
また、上記実施の形態では、ポンプインタイプの動圧軸受としたが、この発明はポンプアウトタイプの動圧軸受にも適用できる。また、上記実施の形態では、スパイラル状に配列された動圧溝３にしたが、この動圧溝３に替えてヘリンボーンタイプの動圧溝が周方向に配列されていてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のスラスト動圧軸受は、軸部の軸方向端面とこの軸方向端面に対向する軸受面とを有し、上記軸部の軸方向端面にアキシャル支持用の動圧溝が形成されているスラスト動圧軸受において、上記軸方向端面の外周縁が湾曲面で構成されており、上記外周縁と上記動圧溝との間に上記外周縁から上記動圧溝への動圧発生流体の流入を実質的に妨げないような狭い平坦部が形成されている。
【００１７】
この発明のスラスト動圧軸受は、軸部の軸方向端面の外周縁が湾曲しているから、この外周縁に動圧発生流体が供給され易くなる。その上、この外周縁に隣接している平坦部は上記動圧溝への動圧発生流体の流入を実質的に妨げないように狭いから、上記外周縁から上記動圧溝への動圧発生流体の流入が円滑に行われて所望の大きさの動圧を発生できる。また、上記平坦部の存在によって、図２に示すような回転方向に尖ったエッジが形成されない。したがって、軸受け面の損傷を防止できる。このように、この発明によれば、動圧溝に動圧発生流体を円滑に導入できて動圧による支持を安定化でき、かつ、軸受面の損傷を防止できるスラスト動圧軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１(Ａ)はこの発明のスラスト動圧軸受の実施の形態の軸部１の端面２の構造を示す斜視図であり、図１(Ｂ)は軸部１の軸方向端部の部分断面図である。
【図２】 図２(Ａ)は従来のスラスト動圧軸受の軸部の端面の構造を示す斜視図であり、図２(Ｂ)は上記軸部の軸方向端部の部分断面図である。
【図３】 今一つの従来のスラスト動圧軸受の軸部を径方向外方から見た様子を示す図である。
【図４】 上記スラスト動圧軸受の軸部の端面を示す図である。
【符号の説明】
１…軸部、２…端面、３…アキシャル支持用動圧溝、５…外周縁、
６…平坦部、７…軸受面。

Claims (1)

1. 軸部の軸方向端面とこの軸方向端面に対向する軸受面とを有し、上記軸部の軸方向端面にアキシャル支持用の動圧溝が形成されているスラスト動圧軸受において、
   上記軸方向端面の外周縁が湾曲面で構成されていて、上記外周縁と上記動圧溝との間に、上記外周縁から上記動圧溝への動圧発生流体の流入を実質的に妨げないような狭い平坦部が形成されていることを特徴とするスラスト動圧軸受。

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