JP3782878B2 - Slide bearing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スリーブと軸とを微小隙間を有して相対回転可能に嵌合しているすべり軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、すべり軸受装置の一種である動圧軸受装置は、例えば、X線管の回転陽極を回転自在に支持する軸受装置として使用されている。
図5は従来の動圧軸受装置の一例を示す要部断面図である。この動圧軸受装置は、一端部が蓋体93によって閉塞された筒状のスリーブ91に、軸92を回転自在に導入し、このスリーブ91と軸92との間及び軸92と蓋体93との間の隙間に、液体ガリウム等の潤滑用の液体金属94を充填したものである。
上記蓋体93には、液体金属94を充填するための小孔95が形成されており、この小孔95は、液体金属94を充填した後、ボルトによる栓96をねじ込むことによって閉塞されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記動圧軸受装置においては、小孔95を栓96により閉塞しているものの、両者間に微小隙間が生じることから、当該隙間を通して液体金属94が漏洩して、軸受装置の周囲の雰囲気が汚染されるという問題があった。この雰囲気の汚染は、上記X線管等、動圧軸受装置を真空中で使用する場合に特に重大な問題となっていた。
この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、小孔を通して液体金属が漏洩するのを防止することができるすべり軸受装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明のすべり軸受装置は、一端部が蓋体で閉塞された筒状のスリーブに軸を相対回転可能に導入し、上記軸とスリーブ及び蓋体との間の隙間に、潤滑用の液体金属を充填しているとともに、上記蓋体に液体金属充填用の小孔を形成し、この小孔を栓により閉塞しているすべり軸受装置において、上記栓と、小孔又は蓋体との間の隙間を、上記液体金属と反応させて生成した反応膜により密封していることを特徴とするものである(請求項1)。
上記の構成のすべり軸受装置によれば、上記栓と小孔との間の隙間を、上記液体金属と反応させて生成した反応膜により密封しているので、上記隙間を通して液体金属が漏洩するのを防止することができる。
【0005】
上記反応膜は、栓の素材を液体金属と反応させて生成したものであってもよく(請求項2)、この場合には、栓に特別な処理を施すことなく上記反応膜を形成することができる。
上記すべり軸受装置は、栓がボルトとワッシャとからなり、上記反応膜を上記ボルト及びワッシャの少なくとも一方に生成したものであってもよい(請求項3)。この場合には、上記反応膜によって、上記ボルトと小孔との隙間又はワッシャと蓋体との隙間を通して液体金属が漏洩するのを防止することができる。
【0006】
上記すべり軸受装置は、栓がボルトとワッシャとからなり、このボルト及びワッシャの少なくとも一方がステンレス鋼からなり、上記蓋体がモリブデン合金からなり、液体金属がガリウム又はガリウム合金からなるものであってもよい(請求項4)。この場合には、装置を所定温度に加熱するだけで、上記反応膜を生成することができる。
上記反応膜は、栓及び小孔の少なくとも一方に塗布したコーティング剤と液体金属とを反応させて生成したものであってもよく(請求項5)、この場合には、栓が液体金属と過剰に反応するのを防止することができるとともに、栓の素材とかかわりなく、上記反応膜を生成することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図2はこの発明のすべり軸受装置の一つの実施の形態にかかる動圧軸受装置を示す要部断面図である。同図において、上記動圧軸受装置は、筒状のスリーブ1の一端部を、蓋体2によって閉塞し、上記スリーブ1の内部に微小隙間を有して軸3を導入しているとともに、この軸3とスリーブ1及び蓋体2との間に、ガリウム又はガリウム合金からなる潤滑用の液体金属4を充填している。
【0009】
上記蓋体2は、モリブデン合金からなる円盤状のものであり、スリーブ1の端面にネジ止めされている。この蓋体2の軸3の端面3bに対向する部位には、上記液体金属4を充填するための小孔6が形成されており、この小孔6は栓7によって閉塞されている。
図1も参照して、上記栓7は、小孔6にねじ込まれたボルト7aと、このボルト7aの頭部と蓋体2との間に介在したワッシャ7bとからなる。上記ボルト7aは、全体がステンレス鋼によって形成されており、そのねじ部の表面は反応膜8によって覆われている。上記栓7を形成する上記ステンレス鋼としては、鉄系、ニッケル系、又はクロム系のものが使用される。
【0010】
上記反応膜8は、動圧軸受装置を例えば200°Cに加熱して、ボルト7aの素材としてのステンレス鋼を、当該ボルト7aと小孔6との間の微小隙間に浸透した液体金属4と反応させて腐食させることにより生成されたものであり、この反応膜8によって、ボルト7aと小孔6との間の微小隙間が密封されている。このため、軸3とスリーブ1及び蓋体2との間に充填された液体金属4が、ボルト7aと小孔6との間の微小隙間を通して漏洩するのを防止することができ、ひいては雰囲気が汚染されるのを防止することができる。なお、上記反応膜8は、具体的には、ステンレス中の鉄(Fe)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)が、ガリウム(Ga)と反応してできたFeGa3 、Fe8 Ga11、Cr3 Ga、NiGa4 等の反応物からなる。
特に、この実施の形態においては、ボルト7aの素材を液体金属4と反応させて上記反応膜8を生成しているので、ボルト7aにコーティング剤の塗布等、酸化のための特別な処理を施すことなく上記反応膜8を生成することができる。したがって、反応膜8を容易に生成することができる。
【0011】
上記軸3の外周面には、ラジアル動圧発生用の溝3aが形成されており、スリーブ1と軸3との相対回転による上記溝3aのポンプ作用によって、ラジアル方向に軸3を支持することができる。また、上記軸3の端面3bと蓋体2との間に介在された液体金属4の流体圧によって、スラスト方向に軸3を支持することができる。
【0012】
上記実施の形態においては、反応膜8をボルト7aに生成しているが、これをワッシャ7bに生成してもよい(図3参照)。この場合、上記ボルト7aを、液体金属4と反応しない例えばモリブデン合金で形成し、ワッシャ7bをステンレス鋼で形成して、ワッシャ7bと蓋体2との間の隙間及びワッシャ7bとボルト7aの頭部7cとの間の隙間に浸透した液体金属4によりワッシャ7bを腐食させることにより、当該各隙間を生成された反応膜8によって密封する。なお、上記ボルト7aとワッシャ7bの双方をステンレス鋼で形成し、上記反応膜8を、ボルト7aとワッシャ7bの双方に形成してもよい。また、ボルト7aの頭部7cとワッシャ7bとの間の密封性は、例えば両者の接触面を精度よく仕上げることにより確保するようにしてもよい。
【0013】
上記反応膜8は、栓7及び小孔6の少なくとも一方にコーティング剤を塗布し、このコーティング剤を液体金属4と反応させて生成したものであってもよく、この場合には、栓7が液体金属4と過剰に反応して、反応膜8が過剰に生成されるのを防止することができるとともに、栓7の素材として任意の素材を選択することができる。上記コーティング剤としては、栓7及び蓋体2が例えばモリブデン合金からなる場合には鉄系のものが用いられる。また、栓7がステンレス鋼からなる場合には、モリブデンが用いられる。
なお、液体金属と反応させるボルト、ワッシャ及びコーティング剤の材質としては、上記実施の形態に挙げたものの他に、軸受本体に使われている材質よりも低い温度で液体金属と反応し、なお且つ、軸受の使用温度で液体金属と反応しないものであれば、強度その他の条件を満たすかぎり種々のものを使用することができる。
【0014】
図4は他の実施の形態を示す要部断面図である。この実施の形態においては、上記ボルト7aを、蓋体2よりも軟質の金属で形成し、当該ボルト7aを小孔6にねじ込んでそのネジ山を変形させることにより、当該ボルト7aを小孔6の雌ネジに密着させ、これにより、小孔6を通して液体金属4が漏洩するのを防止している。
上記蓋体2を、モリブデン合金で形成した場合、ボルト7aの材質としては、モリブデン、ニオブ、及びタングステンから選択される。これにより、ボルト7aが液体金属と反応するのを防止して、その耐久性を確保することができる。
【0015】
図4に示す実施の形態において、蓋体2及びボルト7aをモリブデン合金で形成し、ワッシャ7bをこれら蓋体2及びボルト7aよりも軟質のモリブデン、ニオブ、及びタングステンから選択してもよい。この場合、小孔6にボルト7aをねじ込むことにより、ワッシャ7bを変形させて蓋体2及びボルト7aの頭部7cに密着させることができ、これにより、小孔6を通して液体金属4が漏洩するのを防止することができる。また、蓋体2をモリブデン合金で形成し、ボルト7a及びワッシャ7bの双方を、蓋体2軟質のモリブデン、ニオブ、及びタングステンから選択してもよく、この場合には、ボルト7aを小孔6に、ワッシャ7bを蓋体2にそれぞれ密着させて、小孔6を通して液体金属4が漏洩するのを防止することができる。
【0016】
【発明の効果】
以上のように、この発明のすべり軸受装置によれば、上記栓と小孔との間の隙間を、上記液体金属と反応させて生成した反応膜により密封して、上記隙間を通して液体金属が漏洩するのを防止しているので、すべり軸受装置の周囲の雰囲気が汚染されるのを防止することができる。
【0017】
請求項2記載のすべり軸受装置によれば、上記反応膜が、栓の素材を液体金属と反応させて生成したものであるので、栓に特別な処理を施す必要がなく、上記反応膜を容易に形成することができる。
請求項3記載のすべり軸受装置によれば、栓を構成するボルト及びワッシャの少なくとも一方に生成した反応膜によって、小孔部分から液体金属が漏洩するのを防止することができるので、すべり軸受装置の周囲の雰囲気が汚染されるのを防止することができる。
請求項4記載のすべり軸受装置によれば、栓を構成するボルト及びワッシャの少なくとも一方がステンレス鋼からなり、蓋体がモリブデン合金からなり、液体金属がガリウム又はガリウム合金からなるので、装置を所定温度に加熱するだけで、上記反応膜を簡単に生成することができる。
【0018】
請求項5記載のすべり軸受装置によれば、反応膜が、栓及び小孔の少なくとも一方に塗布したコーティング剤と液体金属とを反応させて生成したものであるので、栓が液体金属と過剰に反応するのを防止することができ、その耐久性を確保することができるとともに、栓の素材とかかわりなく、上記反応膜を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一つの実施の形態にかかる動圧軸受装置を示す要部拡大断面図である。
【図2】 同じく要部断面図である。
【図3】 他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図4】 さらに他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図5】 従来例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 スリーブ
2 蓋体
3 軸
4 液体金属
6 小孔
7 栓
7a ボルト
7b ワッシャ
8 反応膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plain bearing device in which a sleeve and a shaft are fitted with a minute gap so as to be relatively rotatable.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a hydrodynamic bearing device which is a kind of a sliding bearing device is used as a bearing device that rotatably supports a rotating anode of an X-ray tube, for example.
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of a conventional hydrodynamic bearing device. In this hydrodynamic bearing device, a
A
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above hydrodynamic bearing device, although the
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a plain bearing device capable of preventing liquid metal from leaking through a small hole.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a sliding bearing device according to the present invention introduces a shaft into a cylindrical sleeve whose one end is closed with a lid so as to be relatively rotatable, and a gap between the shaft and the sleeve and the lid. Further, in the sliding bearing device which is filled with the liquid metal for lubrication and has a small hole for filling the liquid metal in the lid, and the small hole is closed by the plug, the plug and the small hole Alternatively, the gap between the lid and the lid is sealed with a reaction film formed by reacting with the liquid metal (claim 1).
According to the slide bearing device having the above configuration, the gap between the stopper and the small hole is sealed by the reaction film generated by reacting with the liquid metal, so that the liquid metal leaks through the gap. Can be prevented.
[0005]
The reaction membrane may be produced by reacting a plug material with a liquid metal (Claim 2), and in this case, the reaction membrane is formed without applying any special treatment to the plug. Can do.
In the slide bearing device, the stopper may be a bolt and a washer, and the reaction film may be generated on at least one of the bolt and the washer. In this case, the reaction film can prevent the liquid metal from leaking through the gap between the bolt and the small hole or the gap between the washer and the lid.
[0006]
In the slide bearing device, the stopper is made of a bolt and a washer, at least one of the bolt and the washer is made of stainless steel, the lid is made of a molybdenum alloy, and the liquid metal is made of gallium or a gallium alloy. (Claim 4). In this case, the reaction film can be generated only by heating the apparatus to a predetermined temperature.
The reaction film may be formed by reacting a coating agent applied to at least one of the stopper and the small hole with a liquid metal (Claim 5). In this case, the stopper is excessive with the liquid metal. It is possible to prevent the reaction film from reacting and to produce the reaction film regardless of the material of the stopper.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing a hydrodynamic bearing device according to one embodiment of the plain bearing device of the present invention. In the figure, the hydrodynamic bearing device has one end of a cylindrical sleeve 1 closed with a
[0009]
The
Referring also to FIG. 1, the
[0010]
The
In particular, in this embodiment, since the
[0011]
A
[0012]
In the above embodiment, the
[0013]
The
In addition, the materials of the bolt, washer and coating agent to be reacted with the liquid metal react with the liquid metal at a temperature lower than the material used for the bearing body in addition to those mentioned in the above embodiment, and As long as it does not react with the liquid metal at the service temperature of the bearing, various materials can be used as long as the strength and other conditions are satisfied.
[0014]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment. In this embodiment, the
When the
[0015]
In the embodiment shown in FIG. 4, the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the slide bearing device of the present invention, the gap between the stopper and the small hole is sealed with the reaction film generated by reacting with the liquid metal, and the liquid metal leaks through the gap. Therefore, it is possible to prevent the atmosphere around the slide bearing device from being contaminated.
[0017]
According to the slide bearing device of the second aspect, since the reaction film is formed by reacting the plug material with a liquid metal, it is not necessary to perform special treatment on the plug, and the reaction film can be easily formed. Can be formed.
According to the slide bearing device according to
According to the sliding bearing device of
[0018]
According to the slide bearing device of claim 5, since the reaction film is formed by reacting the coating agent applied to at least one of the stopper and the small hole with the liquid metal, the stopper is excessive with the liquid metal. it is possible to prevent the reaction, it is possible to ensure the durability, regardless the plug material, Ru can generate the reaction layer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a fluid dynamic bearing device according to one embodiment of the present invention.
2 is the same KuKaname sectional view.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another embodiment.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing still another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1
Claims (5)
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