JP3731726B2 - 動圧軸受 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸に形成されているフランジでもって軸方向の支持を行う動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動圧軸受としては、図２に示すものがある。この動圧軸受は、軸部材２３の軸端に半径方向に延びるフランジ２４が形成されている。またハウジング２０は端部内径２６が他の部分の内径２５より大径とされた筒部材２２と端部に装着された蓋部材２１とから形成されている。そして、上記ハウジング２０の筒部材２２内に上記軸部材２３が収容されるとともに上記大径部２６空間内に上記フランジ２４が収容され、フランジ２４の両端面２４ａ，２４ｂが、このフランジ２４の軸方向の両端面２４ａ，２４ｂと対向する筒部材２２の軸受面２２ａおよび蓋部材２１の軸受面２１ａにて支持される。
【０００３】
さらに、上記フランジ２４の両端面２４ａ，２４ｂにはスラスト支持用の動圧発生溝２７，２８が形成されるとともに、軸部材２３には、ラジアル支持用の動圧発生溝２９が形成されている。なお、上記スラスト支持用の動圧発生溝２７，２８は、蓋部材２１および筒部材２２の軸受面２１ａ，２２ａ側に形成してもよいし、同様にラジアル支持用の動圧発生溝２９も筒部材２２の内径面２５側に形成してもよく、要するに、フランジ２４の端面２４ａ，２４ｂと筒部材２２および蓋部材２１間にスラスト支持用の動圧発生部Ｔ１，Ｔ２が、軸部材２３と筒部材２２間にラジアル支持用の動圧発生部Ｒが形成されればよい。
【０００４】
また、上記フランジ２４には、軸部材２３との接合部３０に隣接して、軸方向に貫通する貫通孔３１が形成されている。従って、この動圧軸受の回転時にフランジ２４の上側あるいは下側に潤滑流体が偏在した場合に、上記貫通孔３１を通して上側から下側にあるいは下側から上側に潤滑流体が流され、フランジ２４の偏りが解消される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の動圧軸受においては、通常、スラスト負荷は主に蓋部材２１側のスラスト支持用の動圧発生部Ｔ１にのみ作用し、筒部材２２側のスラスト支持用の動圧発生部Ｔ２にはほとんど作用しない。従って、上記両動圧発生部Ｔ１，Ｔ２では期待される軸受特性が相違する。すなわち、蓋部材２１側の動圧発生部Ｔ１では、動圧軸受の起動および停止時のフランジ２４と蓋部材２１の接触に対する耐摩耗性が重要であるが、筒部材２２側の動圧発生部Ｔ２では、ほとんどスラスト負荷が作用しないため、軸受隙間が大きくなったときの動圧流体保持が重要とされている。しかしながら、現状では膨張係数の関係等から、両動圧発生部Ｔ１，Ｔ２は同じ材料の組み合わせ、すなわち、筒部材２２と蓋部材２１とが同一の材料で形成されている。例えば、フランジ２４付き軸部材２３は鉄系材料で形成され、筒部材２２および蓋部材２１は同一の銅系材料で形成されている。このような構成では、スラスト支持用の両動圧発生部Ｔ１，Ｔ２が同じ特性しか有しておらず、蓋部材２１側の動圧発生部Ｔ１での耐摩耗性と筒部材２２側の動圧発生部Ｔ２での動圧流体保持性がどちらつかずとなりやすい問題がある。
なお、上記鉄系材料としては、構造用鋼、軸受鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼等が挙げられ、上記銅系材料としては、黄銅、青銅、りん青銅、ベリリウム銅等が挙げられる。
【０００６】
本発明は、軸部材のフランジと、このフランジを挟む状態のハウジングの筒部材および蓋部材とでそれぞれ形成されるスラスト支持用の両動圧発生部の特性を、筒部材と蓋部材の材料に関係なく変えることのできる動圧軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、本発明では、端部内径が大径とされた筒部材と端部に装着された蓋部材とから形成されたハウジングと、上記ハウジングの筒部材内に配置されるとともに端部に上記大径部空間に収容されるフランジが形成された軸部材と、上記フランジの軸方向の両端面とこの両端面に対向するハウジングの筒部材および蓋部材間にそれぞれ動圧発生部が設けられた動圧軸受において、上記ハウジングの筒部材と蓋部材とが同一材料である銅系材料で形成されるとともに、上記フランジが鉄系材料で形成され、上記フランジの軸方向の両端面に動圧発生溝が形成されるとともに、上記蓋部材の軸受面のみが無電解ニッケルめっきによる表面処理にてフランジと同等以上の硬度を施されたことを特徴とする。なお、上記フランジには軸部材との接合部に隣接して軸方向に貫通する貫通孔が形成されていることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。この動圧軸受は、軸部材４の軸端に半径方向に延びる円盤状のフランジ５が形成されている。また、ハウジング１は、端部内径７が他の部分の内径６より大径とされた筒部材３と、この筒部材３の大径部７側の端部に圧入嵌合等にて装着された蓋部材２とから形成されている。そして、上記ハウジング１の筒部材３内に上記軸部材４が嵌挿されるとともに上記大径部７空間内にフランジ５が収容されている。また、筒部材３には大径部７が形成されることにより半径方向面３ａが形成されてこの半径方向面３ａが軸受面とされ、蓋部材２の半径方向内面２ａにも軸受面が形成されている。この筒部材３の軸受面３ａと蓋部材２の軸受面２ａとはフランジ５の端面５ａ，５ｂにそれぞれ対向してこのフランジ５を軸受支持している。
【０００９】
さらに、上記フランジ５の両端面５ａ，５ｂにはスラスト支持用の動圧発生溝８，９が形成されるとともに、軸部材４にはラジアル支持用の動圧発生溝１０が形成されている。なお、上記スラスト支持用の動圧発生溝５ａ，５ｂは、蓋部材２および筒部材３の軸受面２ａ，３ａに形成してもよいし、同様にラジアル支持用の動圧発生溝１０も筒部材３の内径面６側に形成してもよい。要するに、フランジ５の両端面５ａ，５ｂと筒部材３および蓋部材２間にスラスト支持用の動圧発生部Ｔ１，Ｔ２が、軸部材４と筒部材３間にラジアル支持用の動圧発生部Ｒが形成されればよい。
【００１０】
また、上記フランジ５には、軸部材４との接合部１１に隣接して、軸方向に貫通する貫通孔１２が形成されている。従って、この動圧軸受の回転時にフランジ５の上側あるいは下側に潤滑流体が偏在した場合に、上記貫通孔１２を通して上側から下側へあるいは下側から上側に潤滑流体が流され、フランジ５の偏りが解消される。
【００１１】
さらにまた、フランジ５が鉄系材料、例えば構造用鋼、軸受鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼等にて形成され、上記筒部材３と蓋部材２は膨張係数の関係等から同一の材料、例えば銅系材料である黄銅、青銅、りん青銅、ベリリウム銅等から形成されている。さらに、上記蓋部材２の軸受面２ａにはフランジ５の硬度と同等あるいはそれ以上の硬度を有するように表面処理１３が施されている。この表面処理１３は例えば、フランジ５がステンレス鋼で形成されており、上記蓋部材２および筒部材３が黄銅で形成されている場合、無電解ニッケルめっきが一例として施される。ここで、無電解ニッケルめっきとは、次亜りん酸還元による自己触媒型ニッケル・りんめっきで、析出物はニッケルを主としてりんを２〜１５％含むものをいう（これは、別名で商品名「カニゼンめっき」として知られている）。上記一例としての構成によれば、フランジ５の硬度は３００Ｈｖ程度であり、蓋部材２の軸受面２ａの表面処理硬度は３００Ｈｖ以上となる。これにより、蓋部材２とフランジ５間の動圧発生部Ｔ１の耐摩耗性が向上させられる。
【００１２】
また、筒部材３のフランジ５に対する軸受面３ａは、上記のような表面処理は施されず当初に形成された軸受面のままの状態とされている。これにより筒部材３の軸受面３ａの表面が、表面処理を施した状態に比べて界面張力が低い状態で維持されるため、潤滑流体のぬれ性がよく、フランジ５と筒部材３間の動圧発生部Ｔ２での潤滑保持性能が向上させることができる。
【００１３】
従って、筒部材３と蓋部材２の材料を別々に選定することなく同一材料で選定して熱膨張の歪みをなくしかつフランジ５に対する材料選定だけで、従来技術において説明したように、上記蓋部材２側の動圧発生部Ｔ１では、動圧軸受の起動および停止時のフランジ５と蓋部材２の接触に対する耐摩耗性が重要であるが、筒部材３側の動圧発生部Ｔ２では、ほとんどスラスト負荷が作用しないため、軸受隙間が大きくなったときの動圧流体保持が重要とされているということに対し、対応できることになる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明においては、請求項１に記載の構成とすることにより、筒部材と蓋部材の熱膨張による歪みをなくし、蓋部材とフランジ間の動圧発生部での耐摩耗性を向上させるとともに、フランジと筒部材間の動圧発生部での潤滑流体保持性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である動圧軸受の断面図である。
【図２】従来の動圧軸受の断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 蓋部材
３ 筒部材
４ 軸部材
５ フランジ
７ 大径部
８ 動圧発生溝
９ 動圧発生溝
１０ 動圧発生溝
１３ 表面処理
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸に形成されているフランジでもって軸方向の支持を行う動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動圧軸受としては、図２に示すものがある。この動圧軸受は、軸部材２３の軸端に半径方向に延びるフランジ２４が形成されている。またハウジング２０は端部内径２６が他の部分の内径２５より大径とされた筒部材２２と端部に装着された蓋部材２１とから形成されている。そして、上記ハウジング２０の筒部材２２内に上記軸部材２３が収容されるとともに上記大径部２６空間内に上記フランジ２４が収容され、フランジ２４の両端面２４ａ，２４ｂが、このフランジ２４の軸方向の両端面２４ａ，２４ｂと対向する筒部材２２の軸受面２２ａおよび蓋部材２１の軸受面２１ａにて支持される。
【０００３】
さらに、上記フランジ２４の両端面２４ａ，２４ｂにはスラスト支持用の動圧発生溝２７，２８が形成されるとともに、軸部材２３には、ラジアル支持用の動圧発生溝２９が形成されている。なお、上記スラスト支持用の動圧発生溝２７，２８は、蓋部材２１および筒部材２２の軸受面２１ａ，２２ａ側に形成してもよいし、同様にラジアル支持用の動圧発生溝２９も筒部材２２の内径面２５側に形成してもよく、要するに、フランジ２４の端面２４ａ，２４ｂと筒部材２２および蓋部材２１間にスラスト支持用の動圧発生部Ｔ１，Ｔ２が、軸部材２３と筒部材２２間にラジアル支持用の動圧発生部Ｒが形成されればよい。
【０００４】
また、上記フランジ２４には、軸部材２３との接合部３０に隣接して、軸方向に貫通する貫通孔３１が形成されている。従って、この動圧軸受の回転時にフランジ２４の上側あるいは下側に潤滑流体が偏在した場合に、上記貫通孔３１を通して上側から下側にあるいは下側から上側に潤滑流体が流され、フランジ２４の偏りが解消される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の動圧軸受においては、通常、スラスト負荷は主に蓋部材２１側のスラスト支持用の動圧発生部Ｔ１にのみ作用し、筒部材２２側のスラスト支持用の動圧発生部Ｔ２にはほとんど作用しない。従って、上記両動圧発生部Ｔ１，Ｔ２では期待される軸受特性が相違する。すなわち、蓋部材２１側の動圧発生部Ｔ１では、動圧軸受の起動および停止時のフランジ２４と蓋部材２１の接触に対する耐摩耗性が重要であるが、筒部材２２側の動圧発生部Ｔ２では、ほとんどスラスト負荷が作用しないため、軸受隙間が大きくなったときの動圧流体保持が重要とされている。しかしながら、現状では膨張係数の関係等から、両動圧発生部Ｔ１，Ｔ２は同じ材料の組み合わせ、すなわち、筒部材２２と蓋部材２１とが同一の材料で形成されている。例えば、フランジ２４付き軸部材２３は鉄系材料で形成され、筒部材２２および蓋部材２１は同一の銅系材料で形成されている。このような構成では、スラスト支持用の両動圧発生部Ｔ１，Ｔ２が同じ特性しか有しておらず、蓋部材２１側の動圧発生部Ｔ１での耐摩耗性と筒部材２２側の動圧発生部Ｔ２での動圧流体保持性がどちらつかずとなりやすい問題がある。
なお、上記鉄系材料としては、構造用鋼、軸受鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼等が挙げられ、上記銅系材料としては、黄銅、青銅、りん青銅、ベリリウム銅等が挙げられる。
【０００６】
本発明は、軸部材のフランジと、このフランジを挟む状態のハウジングの筒部材および蓋部材とでそれぞれ形成されるスラスト支持用の両動圧発生部の特性を、筒部材と蓋部材の材料に関係なく変えることのできる動圧軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、本発明では、端部内径が大径とされた筒部材と端部に装着された蓋部材とから形成されたハウジングと、上記ハウジングの筒部材内に配置されるとともに端部に上記大径部空間に収容されるフランジが形成された軸部材と、上記フランジの軸方向の両端面とこの両端面に対向するハウジングの筒部材および蓋部材間にそれぞれ動圧発生部が設けられた動圧軸受において、上記ハウジングの筒部材と蓋部材とが同一材料である銅系材料で形成されるとともに、上記フランジが鉄系材料で形成され、上記フランジの軸方向の両端面に動圧発生溝が形成されるとともに、上記蓋部材の軸受面のみが無電解ニッケルめっきによる表面処理にてフランジと同等以上の硬度を施されたことを特徴とする。なお、上記フランジには軸部材との接合部に隣接して軸方向に貫通する貫通孔が形成されていることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。この動圧軸受は、軸部材４の軸端に半径方向に延びる円盤状のフランジ５が形成されている。また、ハウジング１は、端部内径７が他の部分の内径６より大径とされた筒部材３と、この筒部材３の大径部７側の端部に圧入嵌合等にて装着された蓋部材２とから形成されている。そして、上記ハウジング１の筒部材３内に上記軸部材４が嵌挿されるとともに上記大径部７空間内にフランジ５が収容されている。また、筒部材３には大径部７が形成されることにより半径方向面３ａが形成されてこの半径方向面３ａが軸受面とされ、蓋部材２の半径方向内面２ａにも軸受面が形成されている。この筒部材３の軸受面３ａと蓋部材２の軸受面２ａとはフランジ５の端面５ａ，５ｂにそれぞれ対向してこのフランジ５を軸受支持している。
【０００９】
さらに、上記フランジ５の両端面５ａ，５ｂにはスラスト支持用の動圧発生溝８，９が形成されるとともに、軸部材４にはラジアル支持用の動圧発生溝１０が形成されている。なお、上記スラスト支持用の動圧発生溝５ａ，５ｂは、蓋部材２および筒部材３の軸受面２ａ，３ａに形成してもよいし、同様にラジアル支持用の動圧発生溝１０も筒部材３の内径面６側に形成してもよい。要するに、フランジ５の両端面５ａ，５ｂと筒部材３および蓋部材２間にスラスト支持用の動圧発生部Ｔ１，Ｔ２が、軸部材４と筒部材３間にラジアル支持用の動圧発生部Ｒが形成されればよい。
【００１０】
また、上記フランジ５には、軸部材４との接合部１１に隣接して、軸方向に貫通する貫通孔１２が形成されている。従って、この動圧軸受の回転時にフランジ５の上側あるいは下側に潤滑流体が偏在した場合に、上記貫通孔１２を通して上側から下側へあるいは下側から上側に潤滑流体が流され、フランジ５の偏りが解消される。
【００１１】
さらにまた、フランジ５が鉄系材料、例えば構造用鋼、軸受鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼等にて形成され、上記筒部材３と蓋部材２は膨張係数の関係等から同一の材料、例えば銅系材料である黄銅、青銅、りん青銅、ベリリウム銅等から形成されている。さらに、上記蓋部材２の軸受面２ａにはフランジ５の硬度と同等あるいはそれ以上の硬度を有するように表面処理１３が施されている。この表面処理１３は例えば、フランジ５がステンレス鋼で形成されており、上記蓋部材２および筒部材３が黄銅で形成されている場合、無電解ニッケルめっきが一例として施される。ここで、無電解ニッケルめっきとは、次亜りん酸還元による自己触媒型ニッケル・りんめっきで、析出物はニッケルを主としてりんを２〜１５％含むものをいう（これは、別名で商品名「カニゼンめっき」として知られている）。上記一例としての構成によれば、フランジ５の硬度は３００Ｈｖ程度であり、蓋部材２の軸受面２ａの表面処理硬度は３００Ｈｖ以上となる。これにより、蓋部材２とフランジ５間の動圧発生部Ｔ１の耐摩耗性が向上させられる。
【００１２】
また、筒部材３のフランジ５に対する軸受面３ａは、上記のような表面処理は施されず当初に形成された軸受面のままの状態とされている。これにより筒部材３の軸受面３ａの表面が、表面処理を施した状態に比べて界面張力が低い状態で維持されるため、潤滑流体のぬれ性がよく、フランジ５と筒部材３間の動圧発生部Ｔ２での潤滑保持性能が向上させることができる。
【００１３】
従って、筒部材３と蓋部材２の材料を別々に選定することなく同一材料で選定して熱膨張の歪みをなくしかつフランジ５に対する材料選定だけで、従来技術において説明したように、上記蓋部材２側の動圧発生部Ｔ１では、動圧軸受の起動および停止時のフランジ５と蓋部材２の接触に対する耐摩耗性が重要であるが、筒部材３側の動圧発生部Ｔ２では、ほとんどスラスト負荷が作用しないため、軸受隙間が大きくなったときの動圧流体保持が重要とされているということに対し、対応できることになる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明においては、請求項１に記載の構成とすることにより、筒部材と蓋部材の熱膨張による歪みをなくし、蓋部材とフランジ間の動圧発生部での耐摩耗性を向上させるとともに、フランジと筒部材間の動圧発生部での潤滑流体保持性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である動圧軸受の断面図である。
【図２】従来の動圧軸受の断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 蓋部材
３ 筒部材
４ 軸部材
５ フランジ
７ 大径部
８ 動圧発生溝
９ 動圧発生溝
１０ 動圧発生溝
１３ 表面処理
Claims (2)
- 端部内径が大径とされた筒部材と端部に装着された蓋部材とから形成されたハウジングと、上記ハウジングの筒部材内に配置されるとともに端部に上記大径部空間に収容されるフランジが形成された軸部材と、上記フランジの軸方向の両端面とこの両端面に対向するハウジングの筒部材および蓋部材間にそれぞれ動圧発生部が設けられた動圧軸受において、上記ハウジングの筒部材と蓋部材とが同一材料である銅系材料で形成されるとともに、上記フランジが鉄系材料で形成され、上記フランジの軸方向の両端面に動圧発生溝が形成されるとともに、上記蓋部材の軸受面のみが無電解ニッケルめっきによる表面処理にてフランジと同等以上の硬度を施されたことを特徴とする動圧軸受。
- 上記フランジには軸部材との接合部に隣接して軸方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受。
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|---|---|---|---|
| JP2000295870A JP3731726B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 動圧軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000295870A JP3731726B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 動圧軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002106553A JP2002106553A (ja) | 2002-04-10 |
| JP3731726B2 true JP3731726B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=18778231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000295870A Expired - Fee Related JP3731726B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 動圧軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3731726B2 (ja) |
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2000
- 2000-09-28 JP JP2000295870A patent/JP3731726B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002106553A (ja) | 2002-04-10 |
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