JP3793015B2 - 動圧軸受 - Google Patents
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Description
【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 (1)
- 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。
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