JPH0413562B2 - - Google Patents

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JPH0413562B2
JPH0413562B2 JP59248374A JP24837484A JPH0413562B2 JP H0413562 B2 JPH0413562 B2 JP H0413562B2 JP 59248374 A JP59248374 A JP 59248374A JP 24837484 A JP24837484 A JP 24837484A JP H0413562 B2 JPH0413562 B2 JP H0413562B2
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JP
Japan
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groove
pitch
length
shaft
die
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59248374A
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English (en)
Other versions
JPS61127918A (ja
Inventor
Masahiro Kamii
Masanori Kaneko
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107Grooves for generating pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、音響機器や情報機器などに用いら
れる動圧軸受及びこの動圧軸受の軸の外周面に動
圧発生用の溝を形成する転造装置に関するもので
ある。
従来の技術 従来より音響機器や情報機器など高回転精度が
要求される回転部に用いられる軸受として、第7
図乃至第9図に示すような動圧軸受が知られてい
る。図中、1は軸、2は受、3はヘリングボーン
溝、4はスパイラル溝、5は円周溝付ヘリングボ
ーン溝である。
これらの動圧発生用の溝は、回転中、安定して
潤滑流体膜を形成するために、その形状、深さ、
面粗度などが高精度であることが必要とされてい
る。
従来、この溝の加工は主にフオトエツチングに
よつて行なわれてきたが、フオトエツチングによ
る加工は、工程が複雑であり、又、加工能率が極
めて低いなどの理由により、大量生産に対しては
不向きであつた。
この欠点を補う加工法として、塑性加工の一種
である転造加工による方法がある。
この転造加工による方法は、素材の両側に配置
した所望の溝形状と逆パターンの刻印部を持つ1
対のダイスの間で加圧創成するものである。
発明が解決しようとする問題点 この転造加工により製造される動圧溝付軸は、
現状では、量産性が高く、又、溝の面粗度も良い
のであるが、溝の形状及び深さについては、第1
0図に示す如く不均一となり易く、このため、動
圧の発生が不安定となり易かつた。
問題点を解決するための手段 この発明は、転造装置を用いて、転造加工によ
り動圧発生溝を加工する場合、1ピツチに相当す
る円周長さにおいて、任意に分割した軸方向面に
おける溝部長さの和の変動率即ち 1ピツチ内での最大溝長さ−1ピツチ内での最小
溝長さ/1ピツチ内での平均溝長さ×100 が0〜10%となるような溝諸元を与えるものであ
る。
作 用 第1図は、動圧溝を加工した軸外周部の一部を
平面展開したものである。図中、10は背部、1
1は溝部である。
転造装置によつて溝の加工を行つた場合、同一
時間中に加工される面は、A−A′,B−B′,C
−C′,…N−N′といつた軸方向面である。つま
り、ある時間では、A−A′面にダイスの背部が
くい込んで溝を成形し、押しのけられた材料が半
径方向に盛り上がつて背を成形している。次の時
間では、B−B′面で同様の加工が起つている。
ここで、任意の加工面における加工面圧は、転
造力が常に一定である処から、同一時間中に加工
される面の大きさ、つまり同一時間中に加工され
る溝の大きさがその代用値となる。例えば、A−
A′面加工時の面圧はA−A′面においてダイス背
部がくい込む大きさ、つまり、A−A′面におけ
る溝部長さの和 {(a1〜a′1)+(a2〜a′2)}が代用値となる。同
様にB−B′面では {(b1〜b′1)+(b2〜b′2)+(b3〜b′3)}がC

C′面では(c1〜c′1)が、以下、 N−N′面では{(n1〜n′1)+(n1〜n′2)}が、
夫々の加工面における加工面圧の代用値となる。
このため、1ピツチに相当する円周長さ、例え
ば1つの溝の始まりから次の溝の始まりまでの長
さにおいて、任意に分割された軸方向面夫々の溝
部長さの和が等しくない場合、例えば{(a1
a′1)+(a2〜a′2)}≠ {(b1〜b′1)+(b2〜b′2)+(b3〜b′3)}≠(c1
〜c′1
≠…なつた場合には、加工面毎に加工面圧が変化
することとなり、加工された溝の形状及び深さは
夫々の軸方向面で異なるために均一となりえな
い。
しかし、1ピツチに相当する円周長さにおい
て、任意に分割された軸方向面夫々の溝部長さの
和が等しい場合、加工面毎の加工面圧も等しくな
るため、加工された溝の形状及び深さはどの位置
においても均一となることになる。
ここで、1ピツチに相当する円周長さにおい
て、任意に分割された軸方向面夫々の溝部長さの
和を等しくとるためには、溝諸元である、ピツ
チ:P(軸径:d及び溝本数:nで決まる)、溝角
度:α、(溝幅:1)/(背幅:2):γ、軸受
幅:Lを適当に選定すれば良いのみであるが、従
来の動圧溝諸元は上記に示したような転造加工に
おける加工面圧は何ら考慮されてはおらず、主に
純粋に軸受の要求特性・仕様或いは経験上から概
略を決め、その後、計算や実験によつて性能を確
認して決定されている。
これに対し、前記に示したように転造加工にお
ける加工面圧が等しくなるように溝諸元を求める
方法は以下のようになる。
前述の溝諸元の中で、一般的には軸径:dは即
に決定されているとして除外すると、残り4項目
のうち任意に項目を従来通りに求め、他の項目に
ついて前記の条件を満足するよう選択した後、計
算等により軸受性能を確認して決定すればよい。
なお、実験によれば、任意に分割された軸方向
面における溝部長さの和は、1ピツチに相当する
円周長全面にわたつて等しくとる必要はなく、1
ピツチに相当する円周長さにおいて、任意に分割
された軸方向面における溝部長さの和の変動率即
ち、 1ピツチ内での最大溝長さ−1ピツチ内での最小
溝長さ/1ピツチ内での平均溝長さ×100 が0〜10%であれば、加工される溝の形状及び深
さは、ほぼ均一となる、 第2図はダイスの変動率と加工される溝の溝深
さ変化率、即ち。
1ピツチ内での最大溝深さ−1ピツチ内での最小溝
深さ/1ピツチ内での平均溝深さ×100 の関係を示すグラフで、このグラフは種々の変動
率を有するダイスで転造加工を行い、それによつ
て加工される溝の溝深さ変化率を求める実験によ
り得たもので、このグラフより変動率が0〜10%
では加工される溝の溝深さ変化率が小さく、加工
される溝の形状が深さに与える影響は少ないが、
変動率が10%を超えると溝の溝深さ変化率は急激
に大きくなり、加工される溝の形状が深さに与え
る影響が大きくなることが考察される。尚、実験
値が点線で示す理想値と若千異なるのは、ワーク
のスプリングバツクや転造装置の剛性等によるも
のである。
実施例 第3図はこの発明の動圧軸受の軸部材に動圧溝
を転造形成する転造装置の実施例で、この転造装
置はベース20上に支持ダイス21を固定して設
け、この支持ダイス21と対向配置して適宣の駆
動手段によつて摺動可能な摺動ダイス22を設
け、この支持ダイス21と摺動ダイス22との間
に転造形成する軸部材の素材23を一方のダイス
で押圧して挟み込み、次に摺動ダイス22を摺動
して素材23の外周面に動圧溝を転造形成するも
のである。そしてこの発明では、ダイス21,2
2に1ピツチに相当する円周長さ内の任意の位置
における軸方向の溝部長さの和の変動率即ち、 1ピツチ内での最大溝長さ−1ピツチ内での最小溝
長さ/1ピツチ内での平均溝長さ×100 が0〜10%を満たす溝形状(例えば、素材23の
軸径10mm、溝本数12本、溝角度30°、(溝幅)/
(背幅)1のとき、軸受幅は9.42mm〜11.52mmにす
ればよい。)と逆パターンの刻印部を備えている。
第1図はダイス21,22の変動率が0の状
態、即ち、溝11を中心線を境界に夫々両側に軸
方向に幾何学的平行移動を行なわせると一本の溝
となる状態を示しており、1ピツチに相当する円
周長さにおいて任意に分割された軸方向面夫々の
溝部長さの和は全て等しい。
この発明による転造装置にあたつては、加工さ
れる動圧溝の形状及び深さが均一高精度で、か
つ、溝面精度の良いものが得られる。
尚、使用する転造装置は、ダイスの数が1対以
上で、かつ、いずれのダイスにも所望する溝形状
と逆パターンの刻印部を持つものであれば良い。
例えば、第4図及び第5図はその一例で、第4図
は上部ダイス31と下部ダイス32との間に素材
33を一方のダイスで加圧して挟み込み、上部ダ
イス31と下部ダイス32とをそれぞれ反対する
方向に摺動させて素材30の外周面に動圧溝を転
造加工するものであり、また、第5図は、定位置
で回転する支持ロールダイス41とこの支持ロー
ルダイス41に対して移動し回転できる摺動ロー
ルダイス42との中間位置に固定したワークレス
ト43があり、素材44はまずワークレスト43
上に置かれ、次に摺動ロールダイス42が支持ロ
ールダイス41側に接近し、素材44を支持ロー
ルダイス41と摺動ロールダイス42との間に挟
み込んで押圧回転して素材44の外周面に動圧溝
を転造形成し、溝が一定深さに達すると摺動ロー
ルダイス42が後退して転造加工を完了する。ま
た上記説明ではヘリングボーン溝について述べた
が、スパイラル溝、円周溝付ヘリングボーン溝に
も適用が可能であり、円周溝付ヘリングボーン溝
の場合、第6図に示すように、ヘリングボーン溝
における軸受幅:Lの代わりに中央幅:L1、円
周溝幅:L2、外幅:L3を考えることになる。ま
た、溝部は1列だけでなく複数列であつても良
い。
発明の効果 この発明は、1ピツチに相当する円周長さにお
いて、任意に分割した軸方向面における溝部長さ
の和の変動率が0〜10%となるように溝諸元を選
定することにより、溝の形状及び深さが均一高精
度で、かつ、溝面精度の良いものが量産加工でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は動圧溝を加工した軸外周部の一部を平
面展開した図面、第2図はダイスの変動率と加工
される溝の溝深さ変化率との関係を示すグラフで
ある。第3図はこの発明の動圧軸受の軸の転造加
工及び転造装置を示す説明図、第4図及び第5図
は他の転造装置の図面、第6図は円周溝付ヘリン
グボーン溝を加工した軸外周部の一部を平面展開
した図面、第7図乃至第9図は各種の動圧軸受の
図面、第10図は従来の転造加工の溝断面を示す
図面である。 10……背部、11……溝部、21,22,3
1,32,41,42……ダイス、23,33,
44……素材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 軸と受とからなり、軸の外周面に転造によつ
    て創成した少なくとも1個以上の動圧発生用のヘ
    リングボーン溝を有する動圧軸受に於いて、前記
    軸の溝を、1ピツチに相当する円周長さ内の任意
    の位置における軸方向の溝部長さの和の変動率、
    即ち 1ピツチ内での最大溝長さ−1ピツチ内での最小
    溝長さ/1ピツチ内での平均溝長さ×100 が0〜10%となるように溝諸元を選定させたこと
    を特徴とする動圧軸受。 2 軸と受とからなり、軸の外周面に少なくとも
    1以上の動圧発生用のヘリングボーン溝を有する
    動圧軸受の製造装置であつて、ダイスの数が1対
    以上で、かつ、いずれのダイスにも所望する溝形
    状と逆パターンの刻印部を持つものにおいて、前
    記ダイスに1ピツチに相当する円周長さ内の任意
    の位置に於ける軸方向の加工部長さの和の変動、
    即ち 1ピツチ内での最大加工部長さ−1ピツチ内での最
    小加工部長さ/1ピツチ内での平均加工部長さ×100 が、0〜10%となる刻印部を備えたことを特徴と
    する動圧軸受の製造装置。
JP24837484A 1984-11-24 1984-11-24 動圧軸受及びその製造装置 Granted JPS61127918A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6263416U (ja) * 1985-10-11 1987-04-20
JPS6263415U (ja) * 1985-10-11 1987-04-20
JP5155705B2 (ja) * 2008-03-18 2013-03-06 ミネベア株式会社 流体動圧軸受装置、スピンドルモータおよび流体動圧軸受装置の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5332252A (en) * 1976-09-03 1978-03-27 Philips Nv Bearing

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JPS5332252A (en) * 1976-09-03 1978-03-27 Philips Nv Bearing

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