JPH0331929B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は動圧型流体軸受、とくにスリーブ内径
に異形断面形状の加工具によつて動圧発生溝を形
成したジヤーナル式の動圧型流体軸受に関する。

従来の技術 近年、ビデオテープレコーダー等、民生機器の
小型薄型化が進む中、回転機構部を有する商品の
軸受部においては、短かいラジアル軸受スパンで
の回転性能を飛躍的に向上させる手段として、従
来の玉軸受や、真円すべり軸受に代わつて動圧型
流体軸受を採用する動きがある。

以下、図面を参照しながら従来の動圧型流体軸
受の一例について説明する。第６図は従来の動圧
型流体軸受のスリーブの形成方法と断面図を示す
ものである。第６図において左半分は、軸材料に
比べて比較的軟かい黄銅等の材料からなり、内径
D₁を有するスリーブ１に、例えば、先願である
特願昭59−126012号（特開昭61−6427号）に示さ
れているような異形断面形状の加工具によつて動
圧発生溝２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを深さｈ１に塑
性加工し、この動圧発生溝に隣接して隆起部３
Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ
が形成された状態の断面図である。この隆起部３
Ａ〜３Ｈが形成される高さδ1は動圧発生溝深さｈ
と同程度の高さを有し、これは通常設計する軸受
半径隙間３〜15ミクロンメータより大きい。そこ
で同図右半分に示すように施盤加工等によりスリ
ーブ１の内径をD2まで削り、隆起部３Ａ〜３Ｈ
を完全に除去し、深さｈの動圧発生溝を有するス
リーブ１を形成し、第７図に示すように軸４と組
合せて動圧型流体軸受を構成していた。

以上のように構成された動圧型流体軸受の動作
について説明する。軸４またはスリーブ１のいず
れか一方が図示しないモーター等により回転を始
めると、動圧発生溝２Ａ，２Ｂのポンピング作用
により潤滑流体または空気の圧力が高められ、
ΔRに示す半径隙間を保ちつつ無接触で高精度に
回転し、民生機器等の所定の性能を満たすもので
ある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では通常の運転
を行なう場合、軸受の起動停止時に軸４とスリー
ブ１が強い力で接触するのであるが、スリーブ１
の円筒面に隆起部３Ａ〜３Ｈが完全に除去され、
真円度良く仕上がつているので、軸４とスリーブ
１が面接触したときに両方の金属が凝着し合い、
カジリ現象を発生し、軸受をロツクさせる確率が
高いという欠点があつた。尚、ここで言う軸受の
ロツクとは、このように強い面接触が行なわれた
ときに接触面に強い応力と、摩擦熱が加わり両材
料が凝着して軸受半径隙間より厚い粒子が生成
し、これが軸受隙間をうめて回転を重くし、ロツ
クに至らしめるものである。また第６図において
スリーブ１の内径をD2まで旋削等により仕上げ
るので加工時間が長くかかるという欠点もあつ
た。

本発明は上記問題点に軸受面のカジリと軸受の
ロツクが少なく加工時間の短かい動圧型流体軸受
の構成を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の動圧型
流体軸受は、軸とスリーブからなり、スリーブの
内周面に動圧発生溝とそれに隣接して隆起部を形
成し、この隆起部の高さを動圧発生溝深さの10％
〜30％に構成したものである。

作 用 本発明は上記の構成によつてスリーブ内径に設
けた動圧発生溝の周囲にある隆起部がスリーブと
軸との間の面接触と凝着現象を軽減し、カジリと
軸受のロツクを防止し、しかもスリーブに塑性加
工により発生した隆起部を完全に除去しないの
で、加工時間が短かくてすむ。

実施例 以下、本発明の一実施例の動圧型流体軸受につ
いて図面を参照しながら説明する。第１図は本発
明の第１の実施例における動圧型流体軸受の断面
図である。第１図において５はスリーブ、６Ａ，
６Ｂは動圧発生溝、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは隆
起部、８は軸である。第２図に示すように、この
隆起部７Ａ〜７Ｄの寸法δ2は溝の深さｈの10〜30
パーセント（以下％と記す。）の高さを有し、少
なくとも軸受半径隙間ΔRより小さくなつてい
る。第３図に動圧発生溝６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ
と隆起部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，
７Ｇ，７Ｈの形成方法の一例を示している。内径
D1を有するスリーブに従来例と同様に図示しな
い異形断面形状を有する加工具によつて動圧発生
溝６Ａ〜６Ｄを深さh1になるように塑性加工す
る。この時、余肉が加工された動圧発生溝の周辺
に集まり隆起し、隆起部７Ａ〜７Ｈが形成され
る。しかしこのときの隆起部７Ａ〜７Ｈは動圧発
生溝の深さh1と同程度の高さδ1を有しているの
でこれを切削加工または、再度塑性加工等の図示
しない加工方法により隆起部をδ2になるまで隆起
部７Ａ〜７Ｈの先端部を除去してスリーブ１の形
成を完了する。尚、一般に、このように塑性加工
されるスリーブ５は軸８よりも軟質な例えば銅系
の金属材料等により構成される。

以上のように構成された動圧型流体軸受につい
てその動作を説明する。第１図において図示しな
いモーター等により軸８またはスリーブ５のいず
れか一方が回転を始めると、動圧発生溝６Ａ，６
Ｂのポンピング作用により軸８とスリーブ５の間
の潤滑流体または空気が加圧され無接触で回転す
る。この起動時に軸８とスリーブ５が強く接触す
ることにより発生する摩耗粉の発生量は、第４図
のごとくなる。図中記号ｘに示するのｘ＝δ2／
h1であり隆起部高さと動圧発生溝深さの隆起高
さ比率である。このように隆起部は小さいほど摩
耗粉の発生は少なく、この値が大きくなり、とく
に隆起部がｘ＝50％になると摩耗発生量はかなり
増加する。こ摩耗粉の発生は少量であれば正常と
言えるが、あまり量が多い場合には摩耗粉が原因
となつて軸受をロツクさせることがある。このこ
とからしてｘの値はおよそ30％以下であれば良い
といえる。

次に軸受がロツクするまでの時間、即ち寿命を
第５図は軸受負荷を規定の約５倍にした加速試験
結果である。このように隆起が全くないｘ＝０％
では従来例と同じ理由により軸８とスリーブ５の
間で強い面接触によるカジリ現象が生じ比較的短
時間で軸受のロツクが発生してしまう。また隆起
部７Ａ〜７Ｈが大き過ぎてｘ＝50％の場合は前記
のとおり発生摩耗粉が多いので、これにより軸受
のロツクが早く発生してしまう。同図においてｘ
＝10〜30％の場合はカジリ現象もなく軸受のロツ
クが最も発生し難いことがわかつた。

このように軸８より軟かい材料からなるスリー
ブ５に動圧発生溝６Ａ〜６Ｄとその周辺に隆起部
７Ａ〜７Ｈを形成することにより軸受面間のカジ
リ現象を防止でき、また従来例に比べ隆起部を完
全には除去しないので短時間で加工が完了する。

尚、動圧発生溝は４本の場合について説明した
が何本でもかまわない。

尚、動圧発生溝の断面形状は、円弧の場合につ
いて説明したが略四角形でも略三角形でも同様で
ある。

尚、スリーブ５は軸８より軟らかい材料の場合
について述べたが、同程度の硬度を有する場合に
も同様である。しかし、この隆起部を有するスリ
ーブ５の材料が軸８の材料より硬い場合にはこの
隆起部が軸８を切削し、多量の摩耗を発生する場
合がある。

発明の効果 以上のように本発明は、スリーブ内径に動圧発
生溝とその周辺に動圧発生溝の深さの10％〜30％
の隆起部を形成することにより、カジリ現象が少
なく、信頼性が高く、加工が短時間が行なえる動
圧型流体軸受の構成を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における動圧型流体
軸受の断面図、第２図は第１図の動圧発生溝の詳
細図、第３図は第１図のスリーブの形成方法解説
図、第４図は本発明動圧型流体軸受の摩耗特性解
説図、第５図は動圧型流体軸受のロツク発生時間
の図、第６図は従来の動圧型流体軸受のスリーブ
形成方法解説図、第７図は同従来の動圧軸受の断
面図である。 ５……スリーブ、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ……
動圧発生溝、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７
Ｆ，７Ｇ，７Ｈ……隆起部、８……軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸とスリーブからなり、前記スリーブの内周
   面には動圧発生溝と、その動圧発生溝に隣接する
   隆起部を有し、前記隆起部の高さが前記動圧発生
   溝深さの10％〜30％とした動圧型流体軸受。 ２ スリーブは、軸に比べて同等あるいは軟かい
   材料であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の動圧型流体軸受。