JPH05328661A

JPH05328661A - 流体潤滑軸受及びその製造方法

Info

Publication number: JPH05328661A
Application number: JP14805792A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kuroda; 正幸黒田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】高速回転軸を常に高潤滑性を維持して軸支す
る流体回転軸受及び流体回転軸受製造方法を提供するこ
と。【構成】軸受本体１１の表面に溝部１４の形状のマス
クを施し、マスク上から気流中に均一に分散された微粒
子を高速噴射して、デポジションを施す。その後、マス
クを除去し、デポジション部にスパイラル状の突条部１
３を、マスク部分にスパイラル状の溝部１４を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸受本体の表面で軸を
回転自在に軸支する流体潤滑軸受及び流体潤滑軸受製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体潤滑軸受としては、本出願人
が先に出願した滑り軸受（特願平３−８６３９５号）が
ある。

【０００３】この滑り軸受１は、図６に示すように、軸
受本体２が四フッ素化エチレン樹脂等の潤滑材料で形成
されており、この軸受本体２の表面全体に、粒径μｍ以
下のＡｌ₂Ｏ₃等の耐摩耗材料の微粒子３が高速噴射によ
り堆積固定されている。

【０００４】そして、滑り軸受１は、この堆積固定した
各微粒子３の間隙にモリブデン入りグリース等の潤滑剤
４が封入されており、この軸受本体２の表面により、Ｖ
ＴＲ（ビデオテープレコーダ）やＤＡＴ（ディジタル
オーディオテープレコーダ）等のキャプスタン軸，
回転ドラム軸あるいはリール軸等の回転軸５の下端を回
転自在に軸支する。

【０００５】この従来の滑り軸受１によれば、軸受本体
２の表面に微粒子３が均一に分散化されるとともに、こ
の微粒子３の間隙に潤滑剤４が封入されているので、高
潤滑性を維持することができ、焼き付けを防止すること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の滑り軸受はキャプステン軸等のように低速回
転する軸の軸受としては、高潤滑性を常に維持して、焼
き付けを防止することができる。ところが、ＶＴＲやＤ
ＡＴ等の回転ヘッドドラム軸やモータ軸等の高速回転す
る軸を軸支する場合に適用すると、高潤滑性を維持して
焼き付け等を防いだり、長寿命化を充分に維持するうえ
で、なお、改良の余地があった。

【０００７】特に、近時のＶＴＲやＤＡＴ等の記録再生
ヘッド高さの経年変化は、３μｍ以下に設定されること
が望ましいが、回転ヘッドドラム軸に用いた場合は、軸
と滑り軸受との接触部の摩耗により、ヘッド高さが徐々
に降下するおそれがあるため、長寿命化が困難であると
いう問題があった。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、その第一の目的は、高速回転する軸に対して
も、常に高潤滑性を維持して、長寿命で高信頼性の流体
潤滑軸受を提供することにある。

【０００９】本発明の第二の目的は、高速回転する軸に
対しても、常に高潤滑性を維持して、長寿命の高信頼性
の流体潤滑軸受を効率よく、かつ容易に製造することの
できる流体潤滑軸受製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的は、本発
明によれば、軸受本体の表面で軸を回転自在に軸支する
流体潤滑軸受によれば、前記軸受本体表面に、微粒子で
形成された突条部と、これに対応した形状の溝部とが形
成された流体潤滑軸受により、達成される。

【００１１】また、前記軸受本体が、その表面中央部に
前記軸の進入する凹部または貫通孔を有し、前記軸が、
前記軸受本体の表面に延在する鍔部を有して、この鍔部
により前記軸受本体に回転自在に軸支されることにより
達成される。

【００１２】さらに、前記軸受本体を導電性及び熱伝導
性を有する材料で形成することができる。

【００１３】また、前記微粒子が耐摩耗性材料で構成で
きる。さらに、前記突条部及び前記溝部がスパイラル状
に形成してもよい。

【００１４】上記第二の目的は、本発明によれば、軸受
本体の表面で軸を回転自在に軸支する流体潤滑軸受の製
造方法によれば、前記軸受本体表面に所定形状のマスク
を施し、前記マスク上から微粒子を高圧噴射させて、デ
ポジションを施し、その後前記マスクを除去して、前記
デポジション部に突条部を形成し、前記マスク部に溝部
を形成する流体潤滑軸受の製造方法により、達成され
る。

【００１５】また、前記軸受本体が、その表面中央部に
前記軸の進入する凹部または貫通孔を有し、前記軸が、
前記軸受本体の表面に延在する鍔部を有して、前記鍔部
により前記軸受本体に回転自在に軸支されることによ
り、達成される。

【００１６】さらに、前記軸受本体が導電性及び熱伝導
性を有する材料で形成してもよい。

【００１７】また、前記微粒子が耐摩耗性材料で構成で
きる。さらに、前記マスクが、複数のスパイラル状の前
記突条部及び前記溝部を形成する形状としてもよい。

【００１８】

【作用】上記流体潤滑軸受の構成によれば、軸を回転可
能に軸支する軸受本体の表面に、突条部が微粒子で形成
されており、またこの凸状部に対応した形状の溝部が形
成されているので、潤滑流体が軸と突条部とを好適に潤
滑し、高速回転する軸を軸支する場合にも、常に高潤滑
性を維持して、焼き付け等を防止することができる。

【００１９】また、前記軸受本体が、その表面中央部に
前記軸の進入する凹部または貫通孔を有し、前記軸が、
前記軸受本体の表面に延在する鍔部を有して、この鍔部
により前記軸受本体に回転自在に軸支されるようにする
ことにより、軸を安定した状態で高速回転させることが
できるとともに、高速回転する軸を軸支する場合にも、
常に高潤滑性を維持して、焼き付け等を防止することが
できる。

【００２０】さらに、前記軸受本体を導電性及び熱伝導
性を有する材料で形成することにより、流体潤滑軸受を
ＶＴＲやＤＡＴ等の回転ヘッドドラム軸やモータ軸等の
高速回転する軸を軸支する場合に適用したときにも、ノ
イズの発生を好適に防止することができるとともに、常
に高潤滑性を維持して、焼き付け等を防止することがで
きる。

【００２１】また、前記微粒子を耐摩耗性材料で構成す
ることにより、より一層、軸を安定した状態で高速回転
させることができるとともに、高速回転する軸を軸支す
る場合にも、より一層高潤滑性を維持して、焼き付け等
を防止することができる。

【００２２】さらに、前記突条部及び前記溝部をスパイ
ラル状に形成することにより、さらにより一層、潤滑流
体が軸と突条部とを好適に潤滑し、軸を安定した状態で
高速回転させることができ、高速回転する軸を軸支する
場合にも、より一層高潤滑性を維持して、焼き付け等を
防止することができる。

【００２３】また、上記流体潤滑軸受製造方法によれ
ば、まず、軸受本体表面に所定形状のマスクを施し、こ
のマスク上から微粒子を高圧噴射させて、デポジション
を施す。その後前記マスクを除去して、前記デポジショ
ン部に突条部を形成し、前記マスク部に溝部を形成す
る。したがって、軸を支持する軸受本体の表面に、均一
に分散化された微粒子により所定形状の突条部を容易に
形成することができるとともに、所定形状の溝部を容易
に形成することができ、高速回転する軸を軸支する場合
にも、常に高潤滑性を維持して、焼き付け等を防止する
長寿命の流体潤滑軸受を容易に製造することができる。

【００２４】また、前記軸受本体が、その表面中央部に
前記軸の進入する凹部または貫通孔を有し、前記軸が、
前記軸受本体の表面に延在する鍔部を有して、前記鍔部
により前記軸受本体に回転自在に軸支されるようにする
ことにより、軸を安定した状態で高速回転させることが
できるとともに、高速回転する軸を軸支する場合にも、
常に高潤滑性を維持して、焼き付け等を防止する長寿命
の流体潤滑軸受を容易に製造することができる。

【００２５】さらに、前記軸受本体を導電性及び熱伝導
性を有する材料で形成することにより、流体潤滑軸受を
ＶＴＲやＤＡＴ等の回転ヘッドドラム軸やモータ軸等の
高速回転する軸を軸支する場合に適用したときにも、ノ
イズの発生を好適に防止することができるとともに、常
に高潤滑性を維持して、焼き付け等を防止する長寿命の
流体潤滑軸受を容易に製造することができる。

【００２６】また、前記微粒子を耐摩耗性材料で構成す
ることにより、より一層、軸を安定した状態で高速回転
させることができるとともに、高速回転する軸を軸支す
る場合にも、より一層高潤滑性を維持して、焼き付け等
を防止するより一層長寿命の流体潤滑軸受を容易に製造
することができる。

【００２７】さらに、前記マスクを、複数のスパイラル
状の前記突条部及び前記溝部を形成する形状とすること
により、高速回転する軸を軸支する場合にも、より一層
高潤滑性を維持して、焼き付け等を防止するさらにより
一層長寿命の流体潤滑軸受を容易に製造することができ
る。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。

【００２９】図１〜図５は、本発明の一実施例の流体潤
滑軸受及び流体潤滑軸受製造方法を示す図であり、図１
は流体潤滑軸受の平面図、図２から図４は、流体潤滑軸
受の製造過程を示す正面断面図、図５は、流体潤滑軸受
の軸支状態を示す正面断面図である。

【００３０】図１において、流体潤滑軸受１０は、その
軸受本体１１が中空部（貫通孔）１２の形成された肉厚
の円筒形に形成されており、軸受本体１１は、本実施例
の場合、その軸受外半径（Ｒ１）が１０ｍｍ、軸受内半
径（中空部１２の半径）（Ｒ２）が５ｍｍである。

【００３１】この軸受本体１１は、例えば、アルミニウ
ム、銅、鉄等の導電性、熱伝導性の良好な材料で形成さ
れている。

【００３２】軸受本体１１の表面には、本実施例では、
帯状の突条部（リッジ部）１３が所定間隔毎に多数形成
されており、この突条部１３は、軸受本体１１の外周部
から中空部１２に向かってスパイラル状に形成されてい
る。

【００３３】この突条部１３は、その中空部１２側の先
端が、軸受本体１１の中空部１２の外周縁から所定間隔
有した位置まで形成されている。

【００３４】各突条部１３と突条部１３との間には、溝
部（グルーブ部）１４が形成されており、溝部１４は、
突条部１３と突条部１３との間に形成されることから、
突条部１３と同様に、スパイラル状に多数形成されてい
る。

【００３５】また、溝部１４は、上述のように、突条部
１３が中空部１２の外周縁から所定間隔を有した位置ま
でしか形成されていないため、中空部１２の外周縁から
突条部１３の中空部１２側先端との間にも形成されてお
り、この中空部１２の外周部の周囲に形成された溝部１
４の内半径（Ｒ３）は、本実施例では、６．２５ｍｍで
ある。

【００３６】そして、上記溝部１４の幅（Ｗ１）と突条
部１３の幅（Ｗ２）の比（Ｗ１／Ｗ２）は、約１．５で
あり、溝部１４の深さ、すなわち、突条部１３の高さ
は、２μｍである。また、溝部１４の流入角（θ）は、
約１５度であり、溝部１４の本数は、１６本である。

【００３７】上記突条部１３は、後述するように、マス
キング法により微粒子を高圧噴射して、デポジションを
施すことにより、形成されている。

【００３８】次に、上記流体潤滑軸受１の製造方法を、
図２から図４に基づいて説明する。流体潤滑軸受１を製
造するには、まず、図２に示すように、流体潤滑軸受１
の軸受本体１１の表面に、所定形状、すなわち、上記溝
部１３の形状のマスク２０を施し、マスク２０を施した
軸受本体１１を所定の治具２１に載置固定する。

【００３９】このマスク２０としては、例えば、感光性
ポリウレタン樹脂が使用されており、マスク２０は、そ
の寸法が前記流体潤滑軸受１の各寸法に合せられてい
る。

【００４０】次に、図３に示すように、マスク２０を施
した軸受本体１１の上部から気流２２中に均一に分散し
た微粒子２３を高圧噴射し、軸受本体１１の表面に、デ
ポジションを施して、厚さＤの膜２４を形成する。この
微粒子２３としては、その粒形が１μｍ以下のＡｌ
₂Ｏ₃、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＴｉＣ、Ｂ₄Ｃ、
ＣＢＮ及びダイヤモンド等の耐摩耗材料を使用し、気流
２２としては、噴射圧力が１〜３Ｋｇ／ｃｍ²の空気あ
るいはドライ窒素等の高圧ガスを使用する。

【００４１】また、上記膜２４の厚さＤは、上述のよう
に、溝部１４の深さ、すなわち、突条部１３の高さであ
り、約２μｍである。なお、上記気流２２中に微粒子２
３を均一に分散した固気混合噴射流の噴射は、本出願人
が先に出願した、特願平２−２５２０１３号により容易
に行なうことができる。

【００４２】このように、微粒子２３を均一に分散した
気流２２を高圧噴射して、厚さＤの膜２４を軸受本体１
１の表面に形成すると、図４に示すように、軸受本体１
１を治具２１から取り外し、その後、マスク２０を軸受
本体１１の表面から除去する。マスク２０を軸受本体１
１の表面から除去すると、軸受本体１１の表面には、微
粒子２３の噴射されたデポジション部に図１に示したよ
うなスパイラル状の突条部１３と、マスク２０の施され
ていた部分に、溝部１４が形成される。そして、この溝
部１４の深さＤは、上記膜２４の厚さであり、約２μｍ
である。

【００４３】次に、本実施例の作用を説明する。上述の
ようにして製造した流体潤滑軸受１は、例えば、ＶＴＲ
やＤＡＴ等の記録再生装置の回転ヘッドドラム軸やモー
タ軸等の潤滑回転軸受として利用される。

【００４４】流体潤滑軸受１は、図５に示すように、そ
の中空部１２に回転軸３１が貫通し、回転軸３１は、回
転軸３１に対して直角方向に突出した鍔部３２を有して
いる。これら回転軸３１、鍔部３２及び流体潤滑軸受１
は、図示しない密封装置内に収納されており、固気密封
装置内には、オイル（例えば、グリース）が流体潤滑剤
として封入されている。

【００４５】上記鍔部３２は、流体潤滑軸受１の軸受本
体１１の表面上に位置し、この鍔部３２の軸受本体１１
側の面と、軸受本体１１の表面に形成された突条部１３
との隙間（軸受隙間）ｈは、１〜１．５μｍに設定され
ている。

【００４６】そして、この流体潤滑軸受１は、回転軸３
１を垂直方向に直立した状態で回転可能に軸支し、回転
軸３１は、図５中矢印で示す方向に回転する。この場
合、流体潤滑軸受１は、上述のように、その軸受本体１
１の表面に、微粒子２３が高速噴射されてスパイラル状
の突条部１３とスパイラル状の溝部１４が形成されてい
るので、ＶＴＲやＤＡＴ等の記録再生装置の回転ヘッド
ドラム軸やモータ軸等の回転軸の流体潤滑軸受として利
用した場合にも、常に高潤滑性を維持して、焼き付け等
を防止することができ、流体潤滑軸受１を長寿命化する
ことができる。その結果、回転ヘッドドラム軸等として
利用した場合にも、回転ヘッドの高さが経年変化を抑制
することができる。

【００４７】また、流体潤滑軸受１は、その軸受本体１
１が、上述のように、導電性、熱伝導性材料を使用して
形成されているので、ノイズの発生や焼き付けをより好
適に防止することができる。

【００４８】さらに、軸受本体１１の表面に耐摩耗性の
微粒子を高速噴射して突条部１３を形成しているので、
より一層高潤滑性を向上させることができ、より一層長
寿命化することができる。

【００４９】また、上記軸受隙間ｈを１〜１．５μｍと
しているので、回転軸３１の回転立ち上がり時における
浮上特性を良好なものとすることができ、ＡＶＣＣ（オ
ーディオ、ビジュアル、コンピュータ、コミュニケーシ
ョン）機器等の超精密軸受としても適用することができ
る。

【００５０】さらに、突条部１３及び溝部１４がスパイ
ラル状に形成されているので、流体潤滑剤であるオイル
が、好適に潤滑し、より一層高潤滑性を向上させること
ができる。その結果、流体潤滑軸受１をより一層長寿命
化させることができる。

【００５１】また、上述のように、流体潤滑軸受１を、
軸受本体１１の表面に所定形状のマスク２０を施して、
このマスク２０上から微粒子２３を高圧噴射させ、デポ
ジションを施した後、マスク２０を除去して、デポジシ
ョン部に突条部１３を、マスク２０の部分に溝部１４を
形成することにより、製造しているので、回転軸３１を
支持する軸受本体１１の表面に、均一に分散化された微
粒子２３により所定形状の突条部１３を容易に形成する
ことができるとともに、所定形状の溝部１４を容易に形
成することができる。

【００５２】なお、上記実施例では、軸受本体１１の表
面にスパイラル状の突条部１３と溝部１４を形成してい
るが、これら突条部１３と溝部１４は、スパイラル状の
ものに限るものではない。

【００５３】また、軸受本体１１に中空部（貫通孔）１
２を形成しているが、回転軸の下端が進入する凹部を形
成してもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る流体潤
滑軸受により、高速回転する軸を軸支する場合にも、常
に高潤滑性を維持して、焼き付け等を防止することがで
き、流体潤滑軸受を長寿命化することができる。また、
流体潤滑軸受製造方法により、高速回転する軸を軸支す
る場合にも、常に高潤滑性を維持して、焼き付け等を防
止し、長寿命の流体潤滑軸受を容易に製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流体潤滑軸受の平面図である。

【図２】表面にマスクを施した軸受本体を治具に取り付
けた状態の正面断面図である。

【図３】表面にマスクを施した軸受本体に微粒子が均一
に分散化された気流を高速噴射してデポジションを施し
成膜している状態の正面断面図である。

【図４】デポジションを施した後にマスクを除去した流
体軸受の正面断面図である。

【図５】回転軸を軸支している状態の流体潤滑軸受の正
面断面図である。

【図６】従来の流体潤滑軸受の正面図である。

【符号の説明】

１０流体潤滑軸受１１軸受本体１２中空部１３突条部１４溝部２０マスク２１治具２２気流２３微粒子２４膜３１回転軸３２鍔部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸受本体の表面で軸を回転自在に軸支す
る流体潤滑軸受であって、上記軸受本体表面に、微粒子で形成された突条部と、こ
れに対応した形状の溝部とが形成されたことを特徴とす
る、流体潤滑軸受。
【請求項２】前記軸受本体が、その表面中央部に前記
軸の進入する凹部または貫通孔を有し、前記軸が、前記
軸受本体の表面に延在する鍔部を有して、該鍔部により
前記軸受本体に回転自在に軸支されることを特徴とす
る、請求項１記載の流体潤滑軸受。
【請求項３】前記軸受本体が導電性及び熱伝導性を有
する材料で形成されていることを特徴とする、請求項１
または請求項２記載の流体潤滑軸受。
【請求項４】前記微粒子が耐摩耗性材料で構成されて
いることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれ
かに記載の流体潤滑軸受。
【請求項５】前記突条部及び前記溝部がスパイラル状
に形成されていることを特徴とする、請求項１から請求
項４のいずれかに記載の流体潤滑軸受。
【請求項６】軸受本体の表面で軸を回転自在に軸支す
る流体潤滑軸受の製造方法であって、前記軸受本体表面に所定形状のマスクを施し、該マスク上から微粒子を高圧噴射させて、デポジション
を施し、その後上記マスクを除去して、上記デポジション部に突
条部を形成し、マスク部に溝部を形成することを特徴と
する、流体潤滑軸受製造方法。
【請求項７】前記軸受本体が、その表面中央部に前記
軸の進入する凹部または貫通孔を有し、前記軸が、前記
軸受本体の表面に延在する鍔部を有して、この鍔部によ
り前記軸受本体に回転自在に軸支されることを特徴とす
る、請求項６記載の流体潤滑軸受製造方法。
【請求項８】前記軸受本体が導電性及び熱伝導性を有
する材料で形成されていることを特徴とする、請求項６
または請求項７記載の流体潤滑軸受製造方法。
【請求項９】前記微粒子が耐摩耗性材料で構成されて
いることを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれ
かに記載の流体潤滑軸受製造方法。
【請求項１０】前記マスクが、複数のスパイラル状の
前記突条部及び前記溝部を形成する形状であることを特
徴とする、請求項６から請求項９のいずれかに記載の流
体潤滑軸受製造方法。