JP3961151B2 - 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、シャフト部とフランジ部とからなるフランジ付シャフトを備える動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、動圧軸受としては、スリーブにフランジ付シャフトを回転自在に嵌合したものがある。このフランジ付シャフトは、図３に示すように、シャフト部３２と、このシャフト部３２に嵌合して固定したフランジ部３３とからなり、シャフト部３２の外周面またはスリーブ内周面にラジアル支持用の動圧発生溝４６を設け、フランジ部３３の端面３３ａ,３３ｂにアキシャル支持用の動圧発生溝３５,３６を設けている。
【０００３】
上記シャフト部３２の外周面には、フランジ部３３の厚さより極く小さい幅で断面矩形の環状溝３４を設け、上記フランジ付シャフト３１のシャフト部３２とフランジ部３３との結合は次のように行っている。すなわち、図４に示すように、その環状溝３４がフランジ部３３の穴の内周面における幅方向の中央に位置するように、シャフト部３２にフランジ部３３を外嵌する。そして、上記フランジ部３３を上金型３７と下金型３８とで挟みこんでプレス加工して、フランジ部３３の端面３３ａ,３３ｂに図３に示す動圧発生溝３５,３６を設ける。そうすると、図３に示すように、上記シャフト部３２の環状溝３４に対向するフランジ部３３の内周面が半径方向内側に向かって膨出して、膨出変形部３９が、環状溝３４に部分的に食い込んで、環状溝３４のエッジ部３４ａに係合して、フランジ部３３をシャフト部３２に対して固定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の動圧軸受のシャフト部３２とフランジ部３３との結合構造では、フランジ部３３の極一部が環状溝３４のエッジ部３４ａに係合しているだけであるから、フランジ部３３とシャフト部３２との結合が弱いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、シャフト部にフランジ部を簡単に強固に固定できるフランジ付シャフトを有す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の動圧軸受は、シャフト部と、上記シャフト部にプレス加工によって嵌合して固定したフランジ部とからなるフランジ付シャフトを備える動圧軸受において、上記フランジ部の内周面は軸方向に垂直な断面で円形であり、上記シャフト部の外周面に、上記フランジ部の厚さに略等しい幅で断面円弧状の環状溝を設け、上記断面円弧状の環状溝の周面と、上記フランジ部の厚み方向の全幅に形成された断面つつみ形状の内周面とが、上記フランジ部の厚み方向の略全幅かつ周方向の全周にわたって互いに押圧し、かつ、係合していることにより、上記フランジ部が上記シャフト部に強固に固定され、上記断面つつみ形状の内周面が周方向において連続していて、上記断面つつみ形状の内周面に切れ目がないことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の動圧軸受によれば、上記シャフト部の外周面に、上記フランジ部の厚さに略等しい幅で断面円弧状の環状溝が設けられ、断面円弧状の環状溝とフランジ部の内周面とがフランジ部の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合している。したがって、上記シャフト部とフランジ部との連結は強固であって、フランジ部に対してシャフト部が空回りすることはない。
【０００８】
また、請求項２の動圧軸受は、請求項１の動圧軸受において、上記環状溝の深さが５〜３０μｍに設定されていることを特徴としている。
【０００９】
上記請求項２の動圧軸受によれば、フランジ部の端面に動圧発生溝を設けるためにフランジ部にプレス加工を施した場合に、断面円弧状の環状溝の深さが５〜３０μｍに設定されているから、フランジ部の内周面は、半径方向内側に向かって膨出して、シャフト部の断面円弧状の環状溝に全面わたって強く押圧する。したがって、上記シャフト部の環状溝とフランジ部の内周面とがフランジ部の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合しているので、シャフト部とフランジ部との連結は強固で、それらが相対回転することはない。
【００１０】
また、上記環状溝の深さが５μｍ未満に設定された場合、プレス加工されたフランジ部の内周面が断面円弧状の環状溝の深さより遥かにつまり過度に半径方向内側に向かって膨出する。その結果、上記フランジ部の内周面と環状溝との押圧力が過度になって、フランジ部およびシャフト部に歪みが生じることが分かった。
【００１１】
また、上記環状溝の深さが３０μｍを越えるように設定された場合、フランジ部の内周面と環状溝との間に隙間が生じるから、あるいはそれらの押圧力が小さくなって、フランジ部をシャフト部に対して確実に固定できないことが分かった。
【００１２】
また、請求項３の動圧軸受は、請求項１または２の動圧軸受において、上記フランジ部の端面にプレスにより動圧発生溝が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
上記請求項３の動圧軸受よれば、請求項１または２の動圧軸受において、上記フランジ部の端面にプレスにより動圧発生溝を形成すると、フランジ部の内周面が半径方向内側に向かって膨出して、断面円弧状の環状溝とフランジ部の内周面とがフランジ部の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合する。したがって、上記シャフト部にフランジ部を簡単に強固に固定できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動圧軸受を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１,２は本発明の実施の一形態の動圧軸受が有するフランジ付シャフトの断面図である。このフランジ付シャフトは、図１に示すように、シャフト部２と、このシャフト部２に嵌合して固定したフランジ部３とからなる。なお、上記シャフト部２はステンレス鋼で製作し、フランジ部３は鋼合金で製作したものである。
【００１６】
また、上記シャフト部２の外周面には、ラジアル方向支持用の動圧発生溝１６を形成すると共に、フランジ部３の厚さに等しい幅で断面円弧状の環状溝４を形成している。この環状溝４の深さｄを５〜３０μｍ例えば１５μｍに設定している。また、上記フランジ部３の中心の断面つつみ形状の穴２０を上記シャフト部２の断面円弧状の環状溝４に密に嵌合している。つまり、上記断面円弧状の環状溝４の周面と上記穴２０の内周面とが略全面にわたって互いに押圧し、かつ、係合して、上記シャフト部２とフランジ部４とを強固に固定している。また、上記フランジ部３の端面３ａ,３ｂにアキシャル方向支持用の動圧発生溝５,６を形成している。
【００１７】
上記フランジ付シャフトのシャフト部２とフランジ部３との結合は以下のように行っている。まず、図２に示すように、フランジ部３の素材である円板２５の中心の円形穴２６の内周面と断面円弧状の環状溝４とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって対向するように、シャフト部２に円板２５を外嵌する。そして、上記円板２５を図４に示す上金型３７および下金型３８と同じ上金型,下金型(図示せず)で挟んでプレス加工して、円板２５を図１に示すフランジ部３に加工する。このフランジ部３の端面３ａ,３ｂには、動圧発生溝５,６が形成されると共に、上記シャフト部２の断面円弧状の環状溝４に対向するフランジ部３の内周面が半径方向内側に向かって膨出して、フランジ部３の膨出変形部７とシャフト部２の環状溝４とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧している。
【００１８】
このように、上記フランジ部３の端面３ａ,３ｂにプレス加工により動圧発生溝５,６を形成することによって、フランジ部３の膨出変形部７とシャフト部２の環状溝４とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって食い込み、つまり、全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合するので、フランジ部３をシャフト部２に対してしっかり連結できる。したがって、上記フランジ部３に対してシャフト部２が空回りすることもない。また、このように、上記フランジ部３のアキシャル支持用の動圧発生溝５,６をプレス加工で形成するだけで、フランジ部３の内周面が膨出して断面円弧状の溝４の全幅にわたって食い込むので、フランジ部３をシャフト部２に簡単に強固に固定できる。
【００１９】
また、上記環状溝４の深さｄを５〜３０μｍに設定しているので、シャフト部２の環状溝４とフランジ部３の変形膨出部７とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって互いに強く押圧し、かつ、係合し、しかも、フランジ部３の端面３ａ,３ｂが反ったり、湾曲したりすることがない。
【００２０】
もし、上記環状溝４の深さｄを５μｍ未満に設定すると、プレス加工されたフランジ部３の内周面が断面円弧状の環状溝４の深さｄより過度に半径方向内側に向かって膨出するため、上記フランジ部３の内周面と環状溝４との押圧力が過度になって、フランジ部３およびシャフト部２に反りや湾曲が生じることが分かった。
【００２１】
また、もし、上記環状溝の深さを３０μｍを越えるように設定すると、フランジ部３の内周面と環状溝４との間に隙間が生じるか、あるいはそれらの押圧力が小さくなって、フランジ部３をシャフト部２に対して確実に固定できないことが分かった。
【００２２】
上記実施の形態では、シャフト部４をステンレス鋼で製作したが、工具鋼で製作してもよい。
【００２３】
【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、シャフト部の外周面に、フランジ部の厚さに略等しい幅で断面円弧状の環状溝を設けて、断面円弧状の環状溝とフランジ部の内周面とをフランジ部の厚み方向の略全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合しているので、シャフト部とフランジ部との連結を強固にできる。
【００２４】
また、請求項２の発明の動圧軸受は、請求項１の動圧軸受において、上記環状溝の深さを５〜３０μｍに設定しているので、フランジ部の内周面は、シャフト部の断面円弧状の環状溝に全面にわたって食い込み、シャフト部にフランジ部を確実に強固に固定でき、しかも、フランジ部の端面に反りや湾曲が生じることはない。
【００２５】
また、請求項３の発明の動圧軸受は、請求項１または２の動圧軸受において、上記フランジ部の端面にプレスにより動圧発生溝を形成しているので、
フランジ部の端面に動圧発生溝を形成する加工を行うと同時にシャフト部の断面円弧状の溝にフランジ部の内周面を膨出させて食い込ませる加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の一形態の動圧軸受のフランジ付シャフトの断面図である。
【図２】 図２は上記フランジ付シャフトのフランジ部にアキシャル方向支持用の動圧発生溝を形成する前の状態を示す図である。
【図３】 図３は従来の動圧軸受のフランジ付シャフトの断面図である。
【図４】 図４は上記フランジ付シャフトのフランジ部にアキシャル方向支持用の動圧発生環状溝を形成する前の状態を示す図である。
【符号の説明】
２ シャフト部 ３ フランジ部
４ 環状溝 ５,６ 動圧発生溝
ｄ 環状溝の深さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフト部とフランジ部とからなるフランジ付シャフトを備える動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、動圧軸受としては、スリーブにフランジ付シャフトを回転自在に嵌合したものがある。このフランジ付シャフトは、図３に示すように、シャフト部３２と、このシャフト部３２に嵌合して固定したフランジ部３３とからなり、シャフト部３２の外周面またはスリーブ内周面にラジアル支持用の動圧発生溝４６を設け、フランジ部３３の端面３３ａ,３３ｂにアキシャル支持用の動圧発生溝３５,３６を設けている。
【０００３】
上記シャフト部３２の外周面には、フランジ部３３の厚さより極く小さい幅で断面矩形の環状溝３４を設け、上記フランジ付シャフト３１のシャフト部３２とフランジ部３３との結合は次のように行っている。すなわち、図４に示すように、その環状溝３４がフランジ部３３の穴の内周面における幅方向の中央に位置するように、シャフト部３２にフランジ部３３を外嵌する。そして、上記フランジ部３３を上金型３７と下金型３８とで挟みこんでプレス加工して、フランジ部３３の端面３３ａ,３３ｂに図３に示す動圧発生溝３５,３６を設ける。そうすると、図３に示すように、上記シャフト部３２の環状溝３４に対向するフランジ部３３の内周面が半径方向内側に向かって膨出して、膨出変形部３９が、環状溝３４に部分的に食い込んで、環状溝３４のエッジ部３４ａに係合して、フランジ部３３をシャフト部３２に対して固定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の動圧軸受のシャフト部３２とフランジ部３３との結合構造では、フランジ部３３の極一部が環状溝３４のエッジ部３４ａに係合しているだけであるから、フランジ部３３とシャフト部３２との結合が弱いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、シャフト部にフランジ部を簡単に強固に固定できるフランジ付シャフトを有す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の動圧軸受は、シャフト部と、上記シャフト部にプレス加工によって嵌合して固定したフランジ部とからなるフランジ付シャフトを備える動圧軸受において、上記フランジ部の内周面は軸方向に垂直な断面で円形であり、上記シャフト部の外周面に、上記フランジ部の厚さに略等しい幅で断面円弧状の環状溝を設け、上記断面円弧状の環状溝の周面と、上記フランジ部の厚み方向の全幅に形成された断面つつみ形状の内周面とが、上記フランジ部の厚み方向の略全幅かつ周方向の全周にわたって互いに押圧し、かつ、係合していることにより、上記フランジ部が上記シャフト部に強固に固定され、上記断面つつみ形状の内周面が周方向において連続していて、上記断面つつみ形状の内周面に切れ目がないことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の動圧軸受によれば、上記シャフト部の外周面に、上記フランジ部の厚さに略等しい幅で断面円弧状の環状溝が設けられ、断面円弧状の環状溝とフランジ部の内周面とがフランジ部の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合している。したがって、上記シャフト部とフランジ部との連結は強固であって、フランジ部に対してシャフト部が空回りすることはない。
【０００８】
また、請求項２の動圧軸受は、請求項１の動圧軸受において、上記環状溝の深さが５〜３０μｍに設定されていることを特徴としている。
【０００９】
上記請求項２の動圧軸受によれば、フランジ部の端面に動圧発生溝を設けるためにフランジ部にプレス加工を施した場合に、断面円弧状の環状溝の深さが５〜３０μｍに設定されているから、フランジ部の内周面は、半径方向内側に向かって膨出して、シャフト部の断面円弧状の環状溝に全面わたって強く押圧する。したがって、上記シャフト部の環状溝とフランジ部の内周面とがフランジ部の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合しているので、シャフト部とフランジ部との連結は強固で、それらが相対回転することはない。
【００１０】
また、上記環状溝の深さが５μｍ未満に設定された場合、プレス加工されたフランジ部の内周面が断面円弧状の環状溝の深さより遥かにつまり過度に半径方向内側に向かって膨出する。その結果、上記フランジ部の内周面と環状溝との押圧力が過度になって、フランジ部およびシャフト部に歪みが生じることが分かった。
【００１１】
また、上記環状溝の深さが３０μｍを越えるように設定された場合、フランジ部の内周面と環状溝との間に隙間が生じるから、あるいはそれらの押圧力が小さくなって、フランジ部をシャフト部に対して確実に固定できないことが分かった。
【００１２】
また、請求項３の動圧軸受は、請求項１または２の動圧軸受において、上記フランジ部の端面にプレスにより動圧発生溝が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
上記請求項３の動圧軸受よれば、請求項１または２の動圧軸受において、上記フランジ部の端面にプレスにより動圧発生溝を形成すると、フランジ部の内周面が半径方向内側に向かって膨出して、断面円弧状の環状溝とフランジ部の内周面とがフランジ部の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合する。したがって、上記シャフト部にフランジ部を簡単に強固に固定できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動圧軸受を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１,２は本発明の実施の一形態の動圧軸受が有するフランジ付シャフトの断面図である。このフランジ付シャフトは、図１に示すように、シャフト部２と、このシャフト部２に嵌合して固定したフランジ部３とからなる。なお、上記シャフト部２はステンレス鋼で製作し、フランジ部３は鋼合金で製作したものである。
【００１６】
また、上記シャフト部２の外周面には、ラジアル方向支持用の動圧発生溝１６を形成すると共に、フランジ部３の厚さに等しい幅で断面円弧状の環状溝４を形成している。この環状溝４の深さｄを５〜３０μｍ例えば１５μｍに設定している。また、上記フランジ部３の中心の断面つつみ形状の穴２０を上記シャフト部２の断面円弧状の環状溝４に密に嵌合している。つまり、上記断面円弧状の環状溝４の周面と上記穴２０の内周面とが略全面にわたって互いに押圧し、かつ、係合して、上記シャフト部２とフランジ部４とを強固に固定している。また、上記フランジ部３の端面３ａ,３ｂにアキシャル方向支持用の動圧発生溝５,６を形成している。
【００１７】
上記フランジ付シャフトのシャフト部２とフランジ部３との結合は以下のように行っている。まず、図２に示すように、フランジ部３の素材である円板２５の中心の円形穴２６の内周面と断面円弧状の環状溝４とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって対向するように、シャフト部２に円板２５を外嵌する。そして、上記円板２５を図４に示す上金型３７および下金型３８と同じ上金型,下金型(図示せず)で挟んでプレス加工して、円板２５を図１に示すフランジ部３に加工する。このフランジ部３の端面３ａ,３ｂには、動圧発生溝５,６が形成されると共に、上記シャフト部２の断面円弧状の環状溝４に対向するフランジ部３の内周面が半径方向内側に向かって膨出して、フランジ部３の膨出変形部７とシャフト部２の環状溝４とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって互いに押圧している。
【００１８】
このように、上記フランジ部３の端面３ａ,３ｂにプレス加工により動圧発生溝５,６を形成することによって、フランジ部３の膨出変形部７とシャフト部２の環状溝４とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって食い込み、つまり、全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合するので、フランジ部３をシャフト部２に対してしっかり連結できる。したがって、上記フランジ部３に対してシャフト部２が空回りすることもない。また、このように、上記フランジ部３のアキシャル支持用の動圧発生溝５,６をプレス加工で形成するだけで、フランジ部３の内周面が膨出して断面円弧状の溝４の全幅にわたって食い込むので、フランジ部３をシャフト部２に簡単に強固に固定できる。
【００１９】
また、上記環状溝４の深さｄを５〜３０μｍに設定しているので、シャフト部２の環状溝４とフランジ部３の変形膨出部７とがフランジ部３の厚み方向の全幅にわたって互いに強く押圧し、かつ、係合し、しかも、フランジ部３の端面３ａ,３ｂが反ったり、湾曲したりすることがない。
【００２０】
もし、上記環状溝４の深さｄを５μｍ未満に設定すると、プレス加工されたフランジ部３の内周面が断面円弧状の環状溝４の深さｄより過度に半径方向内側に向かって膨出するため、上記フランジ部３の内周面と環状溝４との押圧力が過度になって、フランジ部３およびシャフト部２に反りや湾曲が生じることが分かった。
【００２１】
また、もし、上記環状溝の深さを３０μｍを越えるように設定すると、フランジ部３の内周面と環状溝４との間に隙間が生じるか、あるいはそれらの押圧力が小さくなって、フランジ部３をシャフト部２に対して確実に固定できないことが分かった。
【００２２】
上記実施の形態では、シャフト部４をステンレス鋼で製作したが、工具鋼で製作してもよい。
【００２３】
【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、シャフト部の外周面に、フランジ部の厚さに略等しい幅で断面円弧状の環状溝を設けて、断面円弧状の環状溝とフランジ部の内周面とをフランジ部の厚み方向の略全幅にわたって互いに押圧し、かつ、係合しているので、シャフト部とフランジ部との連結を強固にできる。
【００２４】
また、請求項２の発明の動圧軸受は、請求項１の動圧軸受において、上記環状溝の深さを５〜３０μｍに設定しているので、フランジ部の内周面は、シャフト部の断面円弧状の環状溝に全面にわたって食い込み、シャフト部にフランジ部を確実に強固に固定でき、しかも、フランジ部の端面に反りや湾曲が生じることはない。
【００２５】
また、請求項３の発明の動圧軸受は、請求項１または２の動圧軸受において、上記フランジ部の端面にプレスにより動圧発生溝を形成しているので、
フランジ部の端面に動圧発生溝を形成する加工を行うと同時にシャフト部の断面円弧状の溝にフランジ部の内周面を膨出させて食い込ませる加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の一形態の動圧軸受のフランジ付シャフトの断面図である。
【図２】 図２は上記フランジ付シャフトのフランジ部にアキシャル方向支持用の動圧発生溝を形成する前の状態を示す図である。
【図３】 図３は従来の動圧軸受のフランジ付シャフトの断面図である。
【図４】 図４は上記フランジ付シャフトのフランジ部にアキシャル方向支持用の動圧発生環状溝を形成する前の状態を示す図である。
【符号の説明】
２ シャフト部 ３ フランジ部
４ 環状溝 ５,６ 動圧発生溝
ｄ 環状溝の深さ
Claims (3)
- シャフト部と、上記シャフト部にプレス加工によって嵌合して固定したフランジ部とからなるフランジ付シャフトを備える動圧軸受において、
上記フランジ部の内周面は軸方向に垂直な断面で円形であり、
上記シャフト部の外周面に、上記フランジ部の厚さに略等しい幅で断面円弧状の環状溝を設け、
上記断面円弧状の環状溝の周面と、上記フランジ部の厚み方向の全幅に形成された断面つつみ形状の内周面とが、上記フランジ部の厚み方向の略全幅かつ周方向の全周にわたって互いに押圧し、かつ、係合していることにより、上記フランジ部が上記シャフト部に強固に固定され、
上記断面つつみ形状の内周面が周方向において連続していて、上記断面つつみ形状の内周面に切れ目がないことを特徴とする動圧軸受。 - 請求項１に記載の動圧軸受において、
上記環状溝の深さが５〜３０μｍに設定されていることを特徴とする動圧軸受。 - 請求項１または２に記載の動圧軸受において、
上記フランジ部の端面にプレスにより動圧発生溝が形成されていることを特徴とする動圧軸受。
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