JP3793015B2

JP3793015B2 - 動圧軸受

Info

Publication number: JP3793015B2
Application number: JP2000326919A
Authority: JP
Inventors: 健治荻本; 高橋　　毅
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002130284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シャフトとスリーブとの間の開口部から潤滑剤が洩れることを防ぐ動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動圧軸受としては、図３に示すものがある。この動圧軸受は、ハウジング１０１にフランジ付シャフト１０２を収容しており、このシャフト１０２とハウジング１０１との間に潤滑剤(図示せず)が充填されている。上記シャフト１０２の軸方向の２箇所に所定間隔を隔てて２つのラジアル動圧溝１０３,１０５が形成されている。また、シャフト１０２のフランジ部１０６の両面にスラスト動圧溝１０７,１０８が形成されている。
【０００３】
この動圧軸受は、シャフト１０２の軸方向の両端とハウジング１０１との間が開口している。この開口は、軸端に向かって末広がりのハウジング内周面１１０とシャフト１０２の外周面とで構成されている。また、この動圧軸受は、上記開口にチャンバ(図示せず)などを設けて、開口から潤滑剤が漏れ出さないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の構造では、部品点数が多くなる上に、軸受構造が複雑であり、加工コストおよび組立コストを増大させるという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、構造が簡単で、加工コストと組立コストの増大を回避しつつ、潤滑剤の漏れを防止できる動圧軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の動圧軸受は、スリーブにシャフトが挿入され、上記スリーブはシャフトに対向する軸方向の両端が開口していて、上記スリーブとシャフトの間の軸方向の２箇所にラジアル動圧軸受部が形成され、上記シャフトは、一方のラジアル動圧軸受部と一方の開口との間にフランジを備え、上記フランジの両端面にはスラスト動圧溝が形成され、上記スリーブは上記フランジの両端面にそれぞれ対向する端面を備え、この２つのラジアル動圧軸受部の間において、上記スリーブとシャフトに径方向に窪んでいるぬすみが形成されている動圧軸受であって、
上記スリーブに形成されたぬすみの容積を、上記シャフトに形成されたぬすみの容積よりも大きくし、
上記スリーブに形成されたぬすみの容積と上記シャフトに形成されたぬすみの容積との和を上記２つのラジアル動圧軸受部の軸受すきまの容積の１６倍以下、かつ、４倍以上に設定し、
上記シャフトに形成されたぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の２倍以下に設定したことを特徴としている。
【０００７】
この請求項１の発明では、上記ぬすみの容積を上記２つのラジアル動圧軸受部の軸受すきまの容積の１６倍以下、かつ、４倍以上に設定したことによって、図２に示すように、潤滑剤のもれ量を極小値に抑制できることを実験で確認できた。
【０００８】
上記ぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の１６倍以下に設定することで、２つのラジアル動圧軸受部の間に存在する潤滑剤の絶対量を抑えて、ラジアル軸受部での潤滑剤の流れを抑制でき、サーキュレータホール,チャンバなど複雑な構造を設けなくても、開口から潤滑剤が漏れることを防止できる。
【０００９】
また、上記ぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の４倍以上に設定することで、２つのラジアル動圧軸受部がその動圧で干渉することを防ぎ、潤滑剤が軸方向外方へ押し出されることを抑制し、潤滑剤の漏れを防止できる。
【００１０】
また、請求項１の発明では、上記スリーブに形成されたぬすみの容積を、上記シャフトに形成されたぬすみの容積よりも大きくしたから、回転時の遠心力でもって、シャフトのぬすみから径方向外方に向かって押し出される潤滑剤の量を少なくすることができ、潤滑剤の流れを抑制でき、より安定した特性が得られる。
【００１１】
また、請求項１の発明では、上記シャフトに形成されたぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の２倍以下に設定したから、図２の実験特性図に示すように、潤滑剤の漏れを実質的になくすることができた。これに対し、上記シャフトに形成されたぬすみ容積が上記軸受すきま容積の２倍を上回ると、もれ量が急激に増大する。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１に、この発明の動圧軸受の実施の形態の断面を示す。この動圧軸受は、スリーブ１にシャフト２が収容されており、このシャフト２にはフランジ３が形成されている。上記スリーブ１とシャフト２との間に潤滑剤としてのオイル(図示せず)が充填されている。このフランジ３は、スリーブ１の軸方向の一端に形成された大径孔５に収容されていて、このフランジ３はスリーブ１の軸方向の一端に固定された蓋部材６に対して所定の動圧隙間を隔てて対向している。このフランジ３の両面には、スラスト動圧溝２０,２１が形成されている。
【００１４】
一方、このスリーブ１の小径孔８を形成する内周面１Ａの軸方向の両端部には、ラジアル動圧溝１１,１２が形成されている。このラジアル動圧溝１１,１２は、シャフト２の周面２Ａに対して所定の動圧隙間を隔てて対向している。この周面２Ａと上記ラジアル動圧溝１１,１２が２つのラジアル動圧軸受部１５,１６を構成している。なお、図１では、径方向のすきま寸法が誇張して描かれている。
【００１５】
図１に示すように、上記２つのラジアル動圧軸受部１５,１６の間において、シャフト２の周面２Ａに、径方向内方に窪み軸方向と周方向に延在している環状溝状ぬすみ２５が形成されている。また、上記２つのラジアル動圧軸受部１５,１６の間において、上記スリーブ１の内周面に、径方向外方に窪み軸方向と周方向に延在している環状溝状ぬすみ２６が形成されている。
【００１６】
上記シャフト２のぬすみ２５の容積Ｑ２は上記スリーブ１のぬすみ２６の容積Ｑ１よりも小さく設定されている。また、上記ぬすみ２５と２７の容積の和(Ｑ１＋Ｑ２)は、上記２つのラジアル動圧軸受部１５,１６におけるシャフト２の周面２Ａとスリーブ１の内周面との間の容積Ｑ３の１６倍以下、かつ、４倍以上に設定されている。
【００１７】
この実施形態では、上記ぬすみ２５と２６の容積の和(Ｑ１＋Ｑ２)を上記２つのラジアル動圧軸受部１５,１６の軸受すきまの容積Ｑ３の１６倍以下、かつ、４倍以上に設定したことによって、図２に示すように、潤滑剤としてのオイルのもれ量を極小値に抑制できることを実験で確認できた。
【００１８】
すなわち、上記ぬすみ２５と２６の容積の和(Ｑ１＋Ｑ２)を上記軸受すきまの容積Ｑ３の１６倍以下に設定することで、２つのラジアル動圧軸受部１５,１６の間に存在するオイルの絶対量を抑えて、軸方向両端の開口３１,３２からオイルが漏れることを防止できる。また、上記ぬすみ２５と２６の容積の和(Ｑ１＋Ｑ２)を上記軸受すきまの容積Ｑ３の４倍以上に設定することで、２つのラジアル動圧軸受部１５,１６がその動圧で干渉することを防ぎ、潤滑剤としてのオイルが軸方向外方へ押し出されることを抑制し、オイルの漏れを防止できる。
【００１９】
また、この実施形態では、スリーブ１に形成されたぬすみ２６の容積Ｑ１を、シャフト２に形成されたぬすみ２５の容積Ｑ２よりも大きくしたから、回転時の遠心力でもって、シャフト２のぬすみ２５から径方向外方に向かって押し出されるオイルの量を少なくすることができ、オイルの流れを抑制でき、より安定した特性が得られる。
【００２０】
さらに、この実施形態では、シャフト２に形成されたぬすみ２５の容積Ｑ２を軸受すきまの容積Ｑ３の２倍以下に設定した(ｔ＝(Ｑ２/Ｑ３)≦２)から、図２の特性曲線(ｔ＝２,１.５,０)に示すように、オイルの漏れを実質的に零にすることができた。
【００２１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の動圧軸受は、スリーブとシャフトの間の軸方向の２箇所にラジアル動圧軸受部が形成され、この２つのラジアル動圧軸受部の間において、少なくとも上記スリーブに径方向に窪んでいるぬすみが形成されていて、上記ぬすみの容積を上記２つのラジアル動圧軸受部の軸受すきまの容積の１６倍以下、かつ、４倍以上に設定した。これにより、図２に示すように、潤滑剤のもれ量を極小値に抑制できることを実験で確認できた。
【００２２】
上記ぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の１６倍以下に設定することで、２つのラジアル動圧軸受部の間に存在する潤滑剤の絶対量を抑えて、ラジアル軸受部での潤滑剤の流れを抑制し、開口から潤滑剤が漏れることを防止する。また、上記ぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の４倍以上に設定することで、２つのラジアル動圧軸受部がその動圧で干渉することを防ぎ、潤滑剤が軸方向外方へ押し出されることを抑制し、潤滑剤の漏れを防止する。
【００２３】
また、請求項１の発明の動圧軸受は、スリーブに形成されたぬすみの容積を、シャフトに形成されたぬすみの容積よりも大きくしたから、回転時の遠心力でもって、シャフトのぬすみから径方向外方に向かって押し出される潤滑剤の量を少なくすることができ、潤滑剤の流れを抑制でき、より安定した特性が得られる。
【００２４】
また、請求項１の発明の動圧軸受は、シャフトに形成されたぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の２倍以下に設定したから、図２の実験特性図に示すように、潤滑剤の漏れを実質的になくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の動圧軸受の実施の形態の断面図である。
【図２】シャフトに形成されたぬすみ容積Ｑ２とスリーブに形成されたぬすみ容積Ｑ１と軸受すきまの容積Ｑ３と潤滑剤の漏れ量との関係を示す実験特性図である。
【図３】従来の動圧軸受の断面図である。
【符号の説明】
１…スリーブ、１Ａ…内周面、２…シャフト、２Ａ…周面、
３…フランジ、５…大径孔、６…蓋部材、８…小径孔、
１１,１２…ラジアル動圧溝、１５,１６…ラジアル動圧軸受部、
２５,２６…ぬすみ、３１,３２…開口。

Claims

スリーブにシャフトが挿入され、上記スリーブはシャフトに対向する軸方向の両端が開口していて、上記スリーブとシャフトの間の軸方向の２箇所にラジアル動圧軸受部が形成され、上記シャフトは、一方のラジアル動圧軸受部と一方の開口との間にフランジを備え、上記フランジの両端面にはスラスト動圧溝が形成され、上記スリーブは上記フランジの両端面にそれぞれ対向する端面を備え、この２つのラジアル動圧軸受部の間において、上記スリーブとシャフトに径方向に窪んでいるぬすみが形成されている動圧軸受であって、
上記スリーブに形成されたぬすみの容積を、上記シャフトに形成されたぬすみの容積よりも大きくし、
上記スリーブに形成されたぬすみの容積と上記シャフトに形成されたぬすみの容積との和を上記２つのラジアル動圧軸受部の軸受すきまの容積の１６倍以下、かつ、４倍以上に設定し、
上記シャフトに形成されたぬすみの容積を上記軸受すきまの容積の２倍以下に設定したことを特徴とする動圧軸受。