JP3980788B2 - 片側密閉型動圧軸受 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、片側密閉型動圧軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、片側密閉型動圧軸受としては、図3に示すように、下端に開口34aが設けられ、上端が密閉された片側密閉ハウジング34と、この片側密閉ハウジング34内に相対回転自在に嵌合されたシャフト31とを備えたものがある。上記片側密閉ハウジング34とシャフト31との間には、図示しない潤滑流体を充填している。上記シャフト31は、軸部32とこの軸部32の一端に設けられたフランジ部33とからなり、軸部32の外周面にラジアル方向支持用のV字形状の動圧発生溝45を形成している。また、上記フランジ部33の上端面33a,下端面33bには、図4(a),(b)に示すように、アキシャル方向支持用のV字形状の動圧発生溝35,36を形成している。上記動圧発生溝35,36の頂点35a,36aは、軸部32の外周面とフランジ部33の外周縁との間の径方向中央に位置している。つまり、上記動圧発生溝35,36の径方向外側の外側部35b,36bと、動圧発生溝35,36の径方向内側の内側部35c,36cとは、略同じ長さになっている。
【0003】
上記構成の片側密閉型動圧軸受は、図3に示すように、片側密閉ハウジング34に対してシャフト31が矢印R方向に回転すると、軸部32の動圧発生溝45が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング34に対してシャフト31を径方向に支持する。これと同時に、上記フランジ部33の動圧発生溝35,36が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング34に対してシャフト31を軸方向に支持する。このとき、図4(a),(b)に示す上記動圧発生溝35,36の外側部35b,36bが潤滑流体を径方向内側に導く力と、動圧発生溝35,36の内側部35c,36cが潤滑流体を径方向外側に導く力とは、略バランスしている。また、上記軸部32の外周面とフランジ部33の外周縁との間の径方向中央、つまり動圧発生溝35,36の頂部35a,36aにおいて、動圧が最大になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記片側密閉型動圧軸受では、フランジ部33の上端面33a,下端面33bにおいて潤滑流体を径方向外側に導く力と径方向内側に導く力とがバランスしているので、上記潤滑流体全体に対して片側密閉ハウジング34の密閉端側に押し込めるような力が働かない。したがって、上記潤滑流体が自重や衝撃等によって開口34aから外部に流れ出す恐れがあり、信頼性に欠けるという問題がある。
【0005】
そこで、本発明の目的は、潤滑流体の開口部からの流出を防止できる片側密閉型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】
【0007】
【0008】
請求項1の発明の片側密閉型動圧軸受は、軸部とこの軸部の一端に設けられたフランジ部とからなるシャフトと、上記シャフトが相対回転自在に嵌合され、一端が密閉された片側密閉ハウジングと、上記片側密閉ハウジングの密閉端側の上記フランジ部の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された密閉端側アキシャル用動圧発生溝と、上記フランジ部の上記軸部側の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された軸部側アキシャル用動圧発生溝とを備えた片側密閉型動圧軸受において、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝と上記軸部側アキシャル用動圧発生溝とにより、上記フランジ部を取り囲む潤滑流体全体を上記片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込めるべく、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きい一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいことを特徴としている。
【0009】
上記請求項1の片側密閉型動圧軸受によれば、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きいので、それらの力の相対的なアンバランスにより、動圧のピークの位置が従来例より径方向内側にシフトして、潤滑流体に対して径方向内側に案内する力が作用する。このように、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝が潤滑流を径方向内側に案内する力を発生するので、フランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。
【0010】
一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいので、それらの力の相対的なアンバランスにより、動圧のピークの位置が従来例より径方向外側にシフトして、潤滑流体に対して径方向外側に案内する力が作用する。したがって、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝が潤滑流体を径方向外側に案内する力を発生するので、軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。
【0011】
このように、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝,軸部側アキシャル用動圧発生溝夫々おいて径方向外側の力と径方向内側の力とが相対的にアンバランスになって、密閉端側アキシャル用動圧発生溝によってフランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む一方、軸部側アキシャル用動圧発生溝によって軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込むので、潤滑流体全体としては片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込められる。したがって、片側密閉ハウジング内の潤滑流体が外部に漏れ出るのを防止できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の片側密閉型動圧軸受を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の一形態の片側密閉型動圧軸受の断面図である。この片側密閉型動圧軸受は、図1に示すように、下端に開口4aが設けられ、上端が密閉された片側密閉ハウジング4と、この片側密閉ハウジング4内に相対回転自在に嵌合されたシャフト1とを備える。上記片側密閉ハウジング4の内周面は、開口4aから上方に向かって延びる小径円筒形状の小径穴9と、この小径穴9に連なる大径円筒形状の大径穴10とで構成している。
【0014】
上記シャフト1は、軸部2とこの軸部2の一端に設けられたフランジ部3とからなり、この軸部2が片側密閉ハウジング4の小径穴9に嵌合し、かつ、フランジ部3が片側密閉ハウジング4の大径穴10に嵌合している。上記シャフト1の軸部2の外周面には、ラジアル用動圧発生溝15を形成している。一方、上記シャフト1のフランジ部3の上端面3aには、図2(a)に示すように、周方向に所定の間隔をあけてV字形状の密閉端側アキシャル用動圧発生溝5を複数個形成している。上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝5の頂部5aが径方向内側に位置するように、密閉端側アキシャル用動圧発生溝5における径方向外側の外側部5bより径方向内側の内側部5cを短くしている。また、上記フランジ部3の下端面3bには、図2(b)に示すように、周方向に所定の間隔をあけてV字形状の軸部側アキシャル用動圧発生溝6を複数個形成している。上記軸部側アキシャル用動圧発生溝6の頂部6aが径方向外側に位置するように、軸部側アキシャル用動圧発生溝6における径方向外側の外側部6bより径方向内側の内側部6cを長くしている。なお、上記片側密閉ハウジング4とシャフト1との間に図示しない潤滑流体を充填している。
【0015】
上記構成の片側密閉型動圧軸受は、図1に示すように、片側密閉ハウジング4に対してシャフト1を矢印R方向に回転させると、軸部2のラジアル用動圧発生溝15が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング4に対して軸部2を径方向に支持する。これと同時に、上記フランジ部3の密閉端側アキシャル用動圧発生溝5,軸部側アキシャル用動圧発生溝6が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング4に対してフランジ部3を軸方向に支持する。このとき、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝5の外側部5bより内側部5cを短くしているので、潤滑流体を径方向外側に導く力より径方向内側に導く力の方が大きくなる。そうすると、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝5が発生する径方向内側の力と径方向外側の力とが相対的にアンバランスになることによって、動圧のピークの位置が従来例より径方向内側にシフトして、矢印C,Dに示すような力が潤滑流体に働く。また、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝6の外側部6bより内側部6cの方を長くしているので、潤滑流体を径方向内側に導く力より径方向外側に導く力の方が大きくなる。そうすると、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝5が発生する径方向内側の力と径方向外側の力とが相対的にアンバランスになることよって、動圧のピークの位置が従来例より径方向外側にシフトして、矢印E,Fに示すような力が潤滑流体に働く。
【0016】
このように、上記片側密閉型動圧軸受では、密閉端側アキシャル用動圧発生溝5における径方向外側と径方向内側との相対的な力関係のアンバランスにより、矢印C,Dに示すような力が潤滑流体に働いて、フランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体に対して点線矢印G,Hに示すような力が働く。一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝6における径方向外側と径方向内側との相対的な力関係のアンバランスにより、矢印E,Fに示すような力が潤滑流体に働いて、軸部2の外周面を取り囲む潤滑流体に対して点線矢印I,Jに示すような力が働く。したがって、矢印C,D,E,Fおよび点線矢印G,H,I,Jに示すような力が潤滑流体に働くことによって、潤滑流体全体としては片側密閉ハウジング4の密閉端側に押し込まれるので、片側密閉ハウジング4の開口4aから潤滑流体が自重等によって外部に漏れ出るのを防止できる。
【0017】
上記実施の形態では、シャフト1を片側密閉ハウジング4に対して回転させたが、片側密閉ハウジング4をシャフト1に対して回転させても上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【0018】
また、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝5をフランジ部3の上端面3aに形成したが、その上端面3aに対向する片側密閉ハウジング4の受け面4bに密閉端側アキシャル用動圧発生溝を形成してもよい。また、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝6をフランジ部3の下端面3bに形成したが、その下端面3bに対向する片側密閉ハウジング4の受け面4cに軸部側アキシャル用動圧発生溝を形成してもよい。
【0019】
また、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝5および軸部側アキシャル用動圧発生溝6の形状はV字形状であったが、密閉端側アキシャル用動圧発生溝および軸部側アキシャル用動圧発生溝の形状は上記実施の形態に限定されないのは勿論である。
【0020】
なお、本発明によれば、密閉端側アキシャル用動圧発生溝5と軸部側アキシャル用動圧発生溝6の何れか一方だけを、上述のように径方向内側と外側で動圧がアンバランスになるようにすることで、潤滑流体全体が片側密閉ハウジング4の密閉端側に押し込まれるようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】
【0022】
請求項1の発明の片側密閉型動圧軸受では、密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体をフランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きいことによって、それらの力が相対的にアンバランスになって、潤滑流体に対して径方向内側に案内する力が作用するので、フランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。一方、軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体をフランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいことによって、それらの力が相対的なアンバランスになって、潤滑流体に対して径方向外側に案内する力が作用するので、軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。このように、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝および軸部側アキシャル用動圧発生溝における径方向外側と径方向内側との相対的な力関係がアンバランスになって、密閉端側アキシャル用動圧発生溝がフランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む一方、軸部側アキシャル用動圧発生溝が軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込んで、潤滑流体全体としては片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込められるので、片側密閉ハウジング内の潤滑流体が外部に漏れ出るのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の一形態の片側密閉型動圧軸受の断面図である。
【図2】 図2(a),(b)は上記片側密閉型動圧軸受のシャフトの上面図,下面図である。
【図3】 図3は従来の片側密閉型動圧軸受の断面図である。
【図4】 図4(a),(b)は上記片側密閉型同圧軸受のシャフトの上面図,下面図である。
【符号の説明】
1 シャフト、 2 軸部、
3 フランジ部、 3a 上端面、
3b 下端面、 4 片側密閉ハウジング、
4b,4c 受け面、 5 密閉端側アキシャル用動圧発生溝、
6 軸部側アキシャル用動圧発生溝
Claims (2)
- 軸部とこの軸部の一端に設けられたフランジ部とからなるシャフトと、上記シャフトが相対回転自在に嵌合され、一端が密閉された片側密閉ハウジングと、上記片側密閉ハウジングの密閉端側の上記フランジ部の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された密閉端側アキシャル用動圧発生溝と、上記フランジ部の上記軸部側の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された軸部側アキシャル用動圧発生溝とを備えた片側密閉型動圧軸受において、
上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝と上記軸部側アキシャル用動圧発生溝とにより、上記フランジ部を取り囲む潤滑流体全体を上記片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込めるべく、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きい一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいことを特徴とする片側密閉型動圧軸受。 - 請求項1に記載の片側密閉型動圧軸受において、
上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、径方向外側に位置する外側部と、この外側部より短くて径方向内側に位置する内側部とから成ってV字形状を呈し、
かつ、
上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、径方向外側に位置する外側部と、この外側部より長くて径方向内側に位置する内側部とから成ってV字形状を呈することを特徴とする片側密閉型動圧軸受。
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