JPH08109923A - 磁性流体供給多孔質含油軸受ユニット - Google Patents
磁性流体供給多孔質含油軸受ユニットInfo
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- JPH08109923A JPH08109923A JP24749594A JP24749594A JPH08109923A JP H08109923 A JPH08109923 A JP H08109923A JP 24749594 A JP24749594 A JP 24749594A JP 24749594 A JP24749594 A JP 24749594A JP H08109923 A JPH08109923 A JP H08109923A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】軸受ユニットからの油漏れがない磁性流体供給
多孔質含油軸受ユニットを提供する。 【構成】非磁性のハウジング３に多孔質含油軸受７が固
着され、回転軸２とこの軸受との間に磁性流体４を介在
させて回転自在に回転軸を支持する多孔質含油軸受ユニ
ットにおいて、透磁性の回転軸に固着されたリング状の
永久磁石６が前記ハウジングの開放端側に配置され、リ
ング状の永久磁石と磁性流体を含浸した多孔質含油軸受
が間隔を置いて隣接する位置に設けられ、リング状の永
久磁石の外周面ないしは永久磁石の外周面と対向するハ
ウジングの内周面に動圧発生用の螺旋溝を設ける磁性流
体供給多孔質含油軸受ユニット。
多孔質含油軸受ユニットを提供する。 【構成】非磁性のハウジング３に多孔質含油軸受７が固
着され、回転軸２とこの軸受との間に磁性流体４を介在
させて回転自在に回転軸を支持する多孔質含油軸受ユニ
ットにおいて、透磁性の回転軸に固着されたリング状の
永久磁石６が前記ハウジングの開放端側に配置され、リ
ング状の永久磁石と磁性流体を含浸した多孔質含油軸受
が間隔を置いて隣接する位置に設けられ、リング状の永
久磁石の外周面ないしは永久磁石の外周面と対向するハ
ウジングの内周面に動圧発生用の螺旋溝を設ける磁性流
体供給多孔質含油軸受ユニット。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁性流体を潤滑剤とし
て使用する軸受ユニットに係り、特に軸受ユニットから
の油漏れ等による汚染がなく、静音で高速性や精度の高
い回転を必要とする音響，映像機器用のモータ，レーザ
走査用のポリゴンミラーモータ，空調用のフアンモー
タ，磁気ディスクドライブ用のスピンドルモータ等に好
適な多孔質含油軸受ユニットに関する。
て使用する軸受ユニットに係り、特に軸受ユニットから
の油漏れ等による汚染がなく、静音で高速性や精度の高
い回転を必要とする音響，映像機器用のモータ，レーザ
走査用のポリゴンミラーモータ，空調用のフアンモー
タ，磁気ディスクドライブ用のスピンドルモータ等に好
適な多孔質含油軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】前記した小型モータの軸受としては、従
来からボールベアリングおよび空気や油を潤滑剤とした
すべり軸受が用いられている。また、前記したモータを
搭載した装置は、最近品質の向上や多機能化に伴い、そ
れらに使用されるモータには高速性や精度の高い回転が
必要とされている。高速性については、例えばＶＴＲ用
シリンダモータでは、回転数が従来の毎分１８００回転
から１万回転に、レーザ走査用のポリゴンミラーモータ
では毎分数千回転から３万回転に、ディスクドライブ用
スピンドルモータでは毎分３６００回転から１万回転と
いった高速化が進められており、いずれのモータも精度
の高い回転が要求されている。このような高速回転では
回転精度の点でボールベアリングは適用が困難で流体潤
滑のすべり軸受が推奨されている。一方、この種の装置
では軸受からの油漏れが許されず、シールに対しては厳
しい性能が要求されている。したがって、上記した軸受
の中で油潤滑軸受は軸受剛性やダンピング特性に優れて
いるので精度の高い回転が期待できるが、油漏れやオイ
ルミストによる汚染が避けられず、これを解決するため
に磁性流体を軸受の潤滑剤とシールに利用した磁性流体
軸受が提案されている。
来からボールベアリングおよび空気や油を潤滑剤とした
すべり軸受が用いられている。また、前記したモータを
搭載した装置は、最近品質の向上や多機能化に伴い、そ
れらに使用されるモータには高速性や精度の高い回転が
必要とされている。高速性については、例えばＶＴＲ用
シリンダモータでは、回転数が従来の毎分１８００回転
から１万回転に、レーザ走査用のポリゴンミラーモータ
では毎分数千回転から３万回転に、ディスクドライブ用
スピンドルモータでは毎分３６００回転から１万回転と
いった高速化が進められており、いずれのモータも精度
の高い回転が要求されている。このような高速回転では
回転精度の点でボールベアリングは適用が困難で流体潤
滑のすべり軸受が推奨されている。一方、この種の装置
では軸受からの油漏れが許されず、シールに対しては厳
しい性能が要求されている。したがって、上記した軸受
の中で油潤滑軸受は軸受剛性やダンピング特性に優れて
いるので精度の高い回転が期待できるが、油漏れやオイ
ルミストによる汚染が避けられず、これを解決するため
に磁性流体を軸受の潤滑剤とシールに利用した磁性流体
軸受が提案されている。
【０００３】特開昭59−126114号公報は、多孔質含油軸
受に磁性流体を含浸させるとともに永久磁石を用いて磁
性流体を摺動面に保持させ、流体潤滑の維持と同時にシ
ール機能を持たせている。
受に磁性流体を含浸させるとともに永久磁石を用いて磁
性流体を摺動面に保持させ、流体潤滑の維持と同時にシ
ール機能を持たせている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、永久磁石を用いて磁気回路を構成し、多孔質含
油軸受に含浸させた磁性流体を保持させている。しか
し、この軸受機構では高速回転になるほど軸受の温度上
昇によって含浸した磁性流体が体積膨張し、軸受から溢
れでた磁性流体に作用する遠心力が増大するので、軸受
部やシール部から磁性流体が飛散するおそれがある。ま
た、軸受部の温度上昇によって磁性流体や軸受ユニット
内の空気等が膨張して軸受ユニット内の圧力が上昇する
ので、この圧力に耐えられるシールを使用しないと磁性
流体が溢れでたり、通常の磁性流体シールでは高速回転
時にシール部から飛散するおそれがある。また、通常の
多孔質含油軸受は軸受に含浸した潤滑剤で潤滑している
が、含浸のみでは摺動面に十分な潤滑剤が供給できず、
精度の高い回転が維持できない。
いては、永久磁石を用いて磁気回路を構成し、多孔質含
油軸受に含浸させた磁性流体を保持させている。しか
し、この軸受機構では高速回転になるほど軸受の温度上
昇によって含浸した磁性流体が体積膨張し、軸受から溢
れでた磁性流体に作用する遠心力が増大するので、軸受
部やシール部から磁性流体が飛散するおそれがある。ま
た、軸受部の温度上昇によって磁性流体や軸受ユニット
内の空気等が膨張して軸受ユニット内の圧力が上昇する
ので、この圧力に耐えられるシールを使用しないと磁性
流体が溢れでたり、通常の磁性流体シールでは高速回転
時にシール部から飛散するおそれがある。また、通常の
多孔質含油軸受は軸受に含浸した潤滑剤で潤滑している
が、含浸のみでは摺動面に十分な潤滑剤が供給できず、
精度の高い回転が維持できない。
【０００５】したがって、上記したモータに磁性流体軸
受ユニットを使用するには高速回転に対応できるシール
と確実な給油機構が必要である。また、この種のモータ
は小型化と量産性や低コスト化が要求されており、軸受
及びシール性能と同時に量産性やコスト等の課題を解決
する必要がある。
受ユニットを使用するには高速回転に対応できるシール
と確実な給油機構が必要である。また、この種のモータ
は小型化と量産性や低コスト化が要求されており、軸受
及びシール性能と同時に量産性やコスト等の課題を解決
する必要がある。
【０００６】本発明は、上記した事実に鑑み、従来技術
の問題点の解決を図ったもので、高速回転領域まで高精
度の回転が維持でき、確実な磁性流体のシールができる
量産性に優れた小型モータ用の軸受ユニットを提供する
ことを目的とする。
の問題点の解決を図ったもので、高速回転領域まで高精
度の回転が維持でき、確実な磁性流体のシールができる
量産性に優れた小型モータ用の軸受ユニットを提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性のハウ
ジングに多孔質含油軸受が嵌合され、回転軸とこの多孔
質含油軸受との間に磁性流体を介在させて回転自在に回
転軸を支持する多孔質含油軸受ユニットにおいて、透磁
性の回転軸に固定されたリング状の永久磁石が前記ハウ
ジングの開放端側に配置され、前記リング状の永久磁石
と磁性流体を含浸した前記多孔質含油軸受が間隔を置い
て隣接する位置に設けられ、前記永久磁石の外周面と対
向する前記ハウジングの内周面ないしは前記リング状の
永久磁石の外周面に動圧発生用の螺旋溝を設け、軸の回
転を利用して透磁性の回転軸に固定されたリング状の永
久磁石と前記した動圧発生用の螺旋溝によって磁性流体
を多孔質含油軸受に供給させると同時に軸受ユニットか
らの磁性流体の漏れを防止する。さらに、両端が開放さ
れた非磁性のハウジングに多孔質含油軸受が嵌合され、
回転軸とこの多孔質含油軸受との間に磁性流体を介在さ
せて回転自在に回転軸を支持する多孔質含油軸受ユニッ
トにおいては、透磁性の回転軸に固定したリング状の永
久磁石が前記ハウジングの開放端側の一端に配置され、
ハウジングの他方の開放端には前記磁性流体を含有した
多孔質含油軸受よりも気孔径の大きい多孔質のリング状
の板を前記多孔質含油軸受に密着させ、前記永久磁石の
外周面と対向する前記ハウジングの内周面ないしは前記
リング状の永久磁石の外周面に動圧発生用の螺旋溝を設
けて、軸の回転を利用して透磁性の回転軸に固定された
リング状の永久磁石と前記した動圧発生用の螺旋溝およ
び前記した多孔質のリング状の板によって多孔質含油軸
受に磁性流体供給させると同時に軸受ユニットからの磁
性流体の漏れを防止している。また、量産性やコストに
ついては、量産性に優れる多孔質含油軸受の適用と構造
の簡単化によって解決した。
ジングに多孔質含油軸受が嵌合され、回転軸とこの多孔
質含油軸受との間に磁性流体を介在させて回転自在に回
転軸を支持する多孔質含油軸受ユニットにおいて、透磁
性の回転軸に固定されたリング状の永久磁石が前記ハウ
ジングの開放端側に配置され、前記リング状の永久磁石
と磁性流体を含浸した前記多孔質含油軸受が間隔を置い
て隣接する位置に設けられ、前記永久磁石の外周面と対
向する前記ハウジングの内周面ないしは前記リング状の
永久磁石の外周面に動圧発生用の螺旋溝を設け、軸の回
転を利用して透磁性の回転軸に固定されたリング状の永
久磁石と前記した動圧発生用の螺旋溝によって磁性流体
を多孔質含油軸受に供給させると同時に軸受ユニットか
らの磁性流体の漏れを防止する。さらに、両端が開放さ
れた非磁性のハウジングに多孔質含油軸受が嵌合され、
回転軸とこの多孔質含油軸受との間に磁性流体を介在さ
せて回転自在に回転軸を支持する多孔質含油軸受ユニッ
トにおいては、透磁性の回転軸に固定したリング状の永
久磁石が前記ハウジングの開放端側の一端に配置され、
ハウジングの他方の開放端には前記磁性流体を含有した
多孔質含油軸受よりも気孔径の大きい多孔質のリング状
の板を前記多孔質含油軸受に密着させ、前記永久磁石の
外周面と対向する前記ハウジングの内周面ないしは前記
リング状の永久磁石の外周面に動圧発生用の螺旋溝を設
けて、軸の回転を利用して透磁性の回転軸に固定された
リング状の永久磁石と前記した動圧発生用の螺旋溝およ
び前記した多孔質のリング状の板によって多孔質含油軸
受に磁性流体供給させると同時に軸受ユニットからの磁
性流体の漏れを防止している。また、量産性やコストに
ついては、量産性に優れる多孔質含油軸受の適用と構造
の簡単化によって解決した。
【０００８】
【作用】本発明における多孔質含油軸受ユニットは、透
磁性の回転軸が永久磁石によって磁化されるので、回転
軸の表面には確実に磁性流体が吸着される。したがっ
て、軸と軸受の摺動面は常に磁性流体で潤されるととも
に静止時や螺旋溝の動圧作用が期待できない低速回転時
は永久磁石の吸引力によって磁性流体の漏れを防止され
る。また、軸の回転によって多孔質含油軸受に含浸され
た磁性流体が軸受の自己発熱によって体積膨張して滲み
出すが、軸受から滲みでた磁性流体は永久磁石に吸引さ
れる。そして、永久磁石に吸引された磁性流体は前記し
た動圧発生用の螺旋溝の作用によって多孔質含油軸受に
移送される。移送された磁性流体は、多孔質含油軸受固
有のポンプ作用によって軸受内に吸収される。この螺旋
溝の動圧作用は、磁性流体の軸受部への供給と同時にハ
ウジングからの漏れを防止するので、シールの役目もす
る。さらに、本軸受ユニットの構成においては、軸受と
リング状の永久磁石は間隔を置いて配置されているの
で、上記した多孔質含油軸受のポンプ作用で吸収できな
い磁性流体は軸受とリング状の永久磁石で形成された空
間部に保油されるので、密封性をより確実にしている。
したがって、本軸受ユニットでは永久磁石と動圧発生用
の螺旋溝及び多孔質含油軸受の組合せによって構造が簡
単で確実な自己循環給油による軸受の潤滑とシールを可
能にしている。また、本軸受ユニットの構成において
は、前記したようにリング状の永久磁石の外周面ないし
は前記永久磁石の外周面と対向する前記ハウジングの内
周面に動圧発生用の螺旋溝を設けているので、高速回転
ほど上記した作用によって磁性流体のシール性能が増大
するので高速回転時においても十分な流体潤滑が維持さ
れる。本発明による軸受ユニットの特徴の一つになって
いる自己循環給油による軸受の潤滑とシール機構は、上
記した永久磁石と螺旋溝の組合せのほかに、多孔質含油
軸受よりも気孔径の大きい多孔質のリング状の板を前記
多孔質含油軸受に密着させることによって可能にしてい
る。本構成では軸の回転によって軸受の発熱によって含
浸した磁性流体が多孔質含油軸受の摺動面から滲み出
し、この滲み出した磁性流体は多孔質のリング状の板に
吸収される。そして、多孔質のリング状の板に吸収され
た磁性流体は多孔質含油軸受に吸収される。これは、異
なる気孔径の多孔質の材料を密着させて気孔径の大きい
材料に含油させると、毛細管現象の性質から気孔径の大
きいほうから小さい方に油が移送されるが、小さい気孔
径の材料に含油すると大きい気孔径の材料の方に油が移
送されない現象を利用したものである。本構成のよう
に、気孔径の小さい多孔質含油軸受に気孔径の大きい多
孔質部材を密着させると軸受への自己循環給油とシール
が同時に行われる。
磁性の回転軸が永久磁石によって磁化されるので、回転
軸の表面には確実に磁性流体が吸着される。したがっ
て、軸と軸受の摺動面は常に磁性流体で潤されるととも
に静止時や螺旋溝の動圧作用が期待できない低速回転時
は永久磁石の吸引力によって磁性流体の漏れを防止され
る。また、軸の回転によって多孔質含油軸受に含浸され
た磁性流体が軸受の自己発熱によって体積膨張して滲み
出すが、軸受から滲みでた磁性流体は永久磁石に吸引さ
れる。そして、永久磁石に吸引された磁性流体は前記し
た動圧発生用の螺旋溝の作用によって多孔質含油軸受に
移送される。移送された磁性流体は、多孔質含油軸受固
有のポンプ作用によって軸受内に吸収される。この螺旋
溝の動圧作用は、磁性流体の軸受部への供給と同時にハ
ウジングからの漏れを防止するので、シールの役目もす
る。さらに、本軸受ユニットの構成においては、軸受と
リング状の永久磁石は間隔を置いて配置されているの
で、上記した多孔質含油軸受のポンプ作用で吸収できな
い磁性流体は軸受とリング状の永久磁石で形成された空
間部に保油されるので、密封性をより確実にしている。
したがって、本軸受ユニットでは永久磁石と動圧発生用
の螺旋溝及び多孔質含油軸受の組合せによって構造が簡
単で確実な自己循環給油による軸受の潤滑とシールを可
能にしている。また、本軸受ユニットの構成において
は、前記したようにリング状の永久磁石の外周面ないし
は前記永久磁石の外周面と対向する前記ハウジングの内
周面に動圧発生用の螺旋溝を設けているので、高速回転
ほど上記した作用によって磁性流体のシール性能が増大
するので高速回転時においても十分な流体潤滑が維持さ
れる。本発明による軸受ユニットの特徴の一つになって
いる自己循環給油による軸受の潤滑とシール機構は、上
記した永久磁石と螺旋溝の組合せのほかに、多孔質含油
軸受よりも気孔径の大きい多孔質のリング状の板を前記
多孔質含油軸受に密着させることによって可能にしてい
る。本構成では軸の回転によって軸受の発熱によって含
浸した磁性流体が多孔質含油軸受の摺動面から滲み出
し、この滲み出した磁性流体は多孔質のリング状の板に
吸収される。そして、多孔質のリング状の板に吸収され
た磁性流体は多孔質含油軸受に吸収される。これは、異
なる気孔径の多孔質の材料を密着させて気孔径の大きい
材料に含油させると、毛細管現象の性質から気孔径の大
きいほうから小さい方に油が移送されるが、小さい気孔
径の材料に含油すると大きい気孔径の材料の方に油が移
送されない現象を利用したものである。本構成のよう
に、気孔径の小さい多孔質含油軸受に気孔径の大きい多
孔質部材を密着させると軸受への自己循環給油とシール
が同時に行われる。
【０００９】本発明による軸受ユニットでは、従来の多
孔質含油軸受と異なり上記した作用効果によって常に摺
動面が磁性流体で潤され、流体潤滑が維持されるので精
度の高い回転が得られる。さらに、磁性流体の密封性に
対しては低速回転から高速回転領域まで永久磁石の磁気
作用と螺旋溝による動圧シールの作用によって磁性流体
の漏れや飛散を防止できるので高速回転での使用を可能
にしている。
孔質含油軸受と異なり上記した作用効果によって常に摺
動面が磁性流体で潤され、流体潤滑が維持されるので精
度の高い回転が得られる。さらに、磁性流体の密封性に
対しては低速回転から高速回転領域まで永久磁石の磁気
作用と螺旋溝による動圧シールの作用によって磁性流体
の漏れや飛散を防止できるので高速回転での使用を可能
にしている。
【００１０】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００１１】図１は、本発明の軸受ユニットの一実施例
を示す断面図である。一端が閉じられ他端が開放された
非磁性のハウジング３には、磁性流体を含浸した多孔質
含油軸受７とスペーサ８とリングワッシャ１０とスラス
ト受け９とが嵌合されていて、ハウジングの開放端側に
は螺旋溝５が設けられている。また、回転軸２は多孔質
含油軸受７によって回転自在に支持され、前記した螺旋
溝５を施した面に対向した位置にリング状の永久磁石６
が回転軸２に固定され、回転軸２の先端でスラスト荷重
を受けている。このような部材で構成された軸受ユニッ
ト１においては、あらかじめ適量の磁性流体４を永久磁
石６に供給しておく。また、多孔質含油軸受７に含浸し
ている磁性流体や永久磁石６の部分に供給した磁性流体
４は、図２に示すように永久磁石６によって回転軸２と
ともに磁化され、磁性流体４は軸受７及びスラスト受け
９の摺動面と螺旋溝５の部分に保持される。したがっ
て、本軸受ユニット１においては静止時や螺旋溝５の動
圧作用の小さい低速回転時は、永久磁石６の磁気吸引力
によって磁性流体４は軸受ユニット内に保持されるので
確実にシールできる。また、高速回転すると多孔質含油
軸受では軸受７の自己発熱によって含浸された磁性流体
が体積膨張して多孔質含油軸受７から滲み出し、図の矢
印方向に向かって永久磁石６に吸引される。ところが、
ハウジング３に設けた螺旋溝５は回転軸２の回転によっ
て図に示す矢印方向に磁性流体４を押し戻すように設け
ているので、螺旋溝５の磁性流体４は多孔質含油軸受７
の端面を潤し、多孔質含油軸受７から滲みだした量に見
合う磁性流体が毛細管現象によって多孔質含油軸受７に
吸収され、滲みだしと吸収がバランスし、多孔質含油軸
受７に対してこの自己循環による磁性流体の供給が繰り
返えされる。したがって、本発明による軸受ユニット１
においては、静止時及び高速回転時いずれの場合も多孔
質含油軸受７の摺動面は磁性流体４で常に潤されるので
流体潤滑で作動し、低速から高速回転領域まで精度の高
い回転が得られる。また、スラスト受け９の摺動面では
回転軸２が磁化されているので軸先端のピボット部分で
は磁性流体４が常に吸引され流体潤滑で作動する。この
ハウジング３に設けた動圧発生用の螺旋溝５はハウジン
グ３に設けないで永久磁石６の外周面に設けても同様の
作用効果が得られる。さらに、本軸受ユニットにおいて
は、多孔質含油軸受７と永久磁石６は磁性流体４の体積
膨張を考慮して間隔を置いて配置しているのでハウジン
グ３から磁性流体４が溢れ出ることがない。
を示す断面図である。一端が閉じられ他端が開放された
非磁性のハウジング３には、磁性流体を含浸した多孔質
含油軸受７とスペーサ８とリングワッシャ１０とスラス
ト受け９とが嵌合されていて、ハウジングの開放端側に
は螺旋溝５が設けられている。また、回転軸２は多孔質
含油軸受７によって回転自在に支持され、前記した螺旋
溝５を施した面に対向した位置にリング状の永久磁石６
が回転軸２に固定され、回転軸２の先端でスラスト荷重
を受けている。このような部材で構成された軸受ユニッ
ト１においては、あらかじめ適量の磁性流体４を永久磁
石６に供給しておく。また、多孔質含油軸受７に含浸し
ている磁性流体や永久磁石６の部分に供給した磁性流体
４は、図２に示すように永久磁石６によって回転軸２と
ともに磁化され、磁性流体４は軸受７及びスラスト受け
９の摺動面と螺旋溝５の部分に保持される。したがっ
て、本軸受ユニット１においては静止時や螺旋溝５の動
圧作用の小さい低速回転時は、永久磁石６の磁気吸引力
によって磁性流体４は軸受ユニット内に保持されるので
確実にシールできる。また、高速回転すると多孔質含油
軸受では軸受７の自己発熱によって含浸された磁性流体
が体積膨張して多孔質含油軸受７から滲み出し、図の矢
印方向に向かって永久磁石６に吸引される。ところが、
ハウジング３に設けた螺旋溝５は回転軸２の回転によっ
て図に示す矢印方向に磁性流体４を押し戻すように設け
ているので、螺旋溝５の磁性流体４は多孔質含油軸受７
の端面を潤し、多孔質含油軸受７から滲みだした量に見
合う磁性流体が毛細管現象によって多孔質含油軸受７に
吸収され、滲みだしと吸収がバランスし、多孔質含油軸
受７に対してこの自己循環による磁性流体の供給が繰り
返えされる。したがって、本発明による軸受ユニット１
においては、静止時及び高速回転時いずれの場合も多孔
質含油軸受７の摺動面は磁性流体４で常に潤されるので
流体潤滑で作動し、低速から高速回転領域まで精度の高
い回転が得られる。また、スラスト受け９の摺動面では
回転軸２が磁化されているので軸先端のピボット部分で
は磁性流体４が常に吸引され流体潤滑で作動する。この
ハウジング３に設けた動圧発生用の螺旋溝５はハウジン
グ３に設けないで永久磁石６の外周面に設けても同様の
作用効果が得られる。さらに、本軸受ユニットにおいて
は、多孔質含油軸受７と永久磁石６は磁性流体４の体積
膨張を考慮して間隔を置いて配置しているのでハウジン
グ３から磁性流体４が溢れ出ることがない。
【００１２】図３は、本発明による非磁性のハウジング
３の両端が開放された軸貫通型の軸受ユニットの実施例
を示したものである。多孔質含油軸受等の配置は図１に
示した軸受ユニットと同じであるが、本軸受ユニット１
ではハウジング３の両端部に上記した作用効果を有する
螺旋溝５を設けている。本構成では、上記した作用効果
によって上下のシール部から磁性流体４が漏れることが
ないので、スラスト受け９をハウジング３の外に設けた
り、回転軸２の一端にＶＴＲのシリンダーや磁気ディス
ク等の負荷を取付け、多端にモータの回転子やプーリを
取付けて駆動する場合に対応できる構成になっている。
３の両端が開放された軸貫通型の軸受ユニットの実施例
を示したものである。多孔質含油軸受等の配置は図１に
示した軸受ユニットと同じであるが、本軸受ユニット１
ではハウジング３の両端部に上記した作用効果を有する
螺旋溝５を設けている。本構成では、上記した作用効果
によって上下のシール部から磁性流体４が漏れることが
ないので、スラスト受け９をハウジング３の外に設けた
り、回転軸２の一端にＶＴＲのシリンダーや磁気ディス
ク等の負荷を取付け、多端にモータの回転子やプーリを
取付けて駆動する場合に対応できる構成になっている。
【００１３】図４は、本発明による軸受ユニットの他の
実施例を示したものである。本構成ではハウジング３の
一端に多孔質含油軸受７に密接して前記多孔質含油軸受
７よりも気孔径の大きい多孔質のフェルトメタル１１を
配置し、前記ハウジング３の他端には回転軸２にリング
状の永久磁石６を多孔質含油軸受７と間隔を置いて固定
し、永久磁石６の外周面に対向する位置に螺旋溝５をハ
ウジングに設けている。本構成では、高速回転になるに
つれ、多孔質含油軸受７の温度上昇によって多孔質含油
軸受７に含浸した磁性流体が滲みだしてくる。この滲み
だした磁性流体４は図５のように気孔径の大きい多孔質
のフェルトメタル１１に毛細管現象により吸収される。
そして、多孔質のフェルトメタル１１に吸収された磁性
流体は、多孔質含油軸受７の気孔径が多孔質のフェルト
メタル１１よりも小さい上、フェルトメタル１１が多孔
質含油軸受７に密着しているので、図の矢印で示すよう
に多孔質含油軸受７に吸収される。
実施例を示したものである。本構成ではハウジング３の
一端に多孔質含油軸受７に密接して前記多孔質含油軸受
７よりも気孔径の大きい多孔質のフェルトメタル１１を
配置し、前記ハウジング３の他端には回転軸２にリング
状の永久磁石６を多孔質含油軸受７と間隔を置いて固定
し、永久磁石６の外周面に対向する位置に螺旋溝５をハ
ウジングに設けている。本構成では、高速回転になるに
つれ、多孔質含油軸受７の温度上昇によって多孔質含油
軸受７に含浸した磁性流体が滲みだしてくる。この滲み
だした磁性流体４は図５のように気孔径の大きい多孔質
のフェルトメタル１１に毛細管現象により吸収される。
そして、多孔質のフェルトメタル１１に吸収された磁性
流体は、多孔質含油軸受７の気孔径が多孔質のフェルト
メタル１１よりも小さい上、フェルトメタル１１が多孔
質含油軸受７に密着しているので、図の矢印で示すよう
に多孔質含油軸受７に吸収される。
【００１４】これは、前記したように異なる気孔径の多
孔質の材料に流体を含浸して密着させると、毛細管現象
の性質から気孔径の大きいほうから小さい方に流体が移
送されるが、気孔径の小さい材料から気孔径の大きい材
料の方に流体が移送されない現象を利用したものであ
る。したがって、本構成のように気孔径の小さい多孔質
含油軸受に気孔径の大きい多孔質部材を密着させると軸
受への自己循環給油が行われ、軸受ユニットの漏れが防
止できる利点がある。また、磁性流体４の蒸発に対して
はいずれの実施例においてもワッシャ１０を設けること
により大幅な軽減を図っている。特に図４の実施例で
は、フェルトメタル１１の端面の面積が蒸発面積になっ
ているので、ワッシャ１０を設けることにより蒸発によ
る寿命，信頼性が向上する。
孔質の材料に流体を含浸して密着させると、毛細管現象
の性質から気孔径の大きいほうから小さい方に流体が移
送されるが、気孔径の小さい材料から気孔径の大きい材
料の方に流体が移送されない現象を利用したものであ
る。したがって、本構成のように気孔径の小さい多孔質
含油軸受に気孔径の大きい多孔質部材を密着させると軸
受への自己循環給油が行われ、軸受ユニットの漏れが防
止できる利点がある。また、磁性流体４の蒸発に対して
はいずれの実施例においてもワッシャ１０を設けること
により大幅な軽減を図っている。特に図４の実施例で
は、フェルトメタル１１の端面の面積が蒸発面積になっ
ているので、ワッシャ１０を設けることにより蒸発によ
る寿命，信頼性が向上する。
【００１５】以上の作用効果については、直径３mmの回
転軸２を用いて実験により毎分１万回転の高速回転領域
まで確実なシール性と精度の高い回転で使用できること
を確認した。また、本発明による軸受ユニットは構造が
簡単であることから自動組立てができるので量産性に優
れた安価な軸受ユニットとして提供できる。
転軸２を用いて実験により毎分１万回転の高速回転領域
まで確実なシール性と精度の高い回転で使用できること
を確認した。また、本発明による軸受ユニットは構造が
簡単であることから自動組立てができるので量産性に優
れた安価な軸受ユニットとして提供できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、上記したように回転軸
に固定した永久磁石と動圧発生用の螺旋溝の作用によっ
て潤滑剤として用いた磁性流体を回転軸の回転によって
軸受への供給と循環を行わせることができるので、流体
潤滑効果によって円滑な回転と精度の高い回転が得られ
る。また、本発明の構成においては、静止時から高速回
転領域まで永久磁石の磁気吸引作用と螺旋溝の動圧作用
によって確実なシールができる。さらに、別の実施例で
は気孔径の異なるフェルトメタルを軸受に密着させるこ
とに上記と同様の作用効果が得られる、したがって、本
発明の軸受ユニットは低速回転から高速回転領域まで油
漏れがなく、流体潤滑が維持できるので、ＶＴＲのシリ
ンダモータ等に適用すると装置の高性能化や高機能化が
図れる。また、本発明の軸受ユニットは構造簡単にして
上記した効果を奏する上量産性にも優れているので安価
な小型モータの軸受ユニットが提供できる。
に固定した永久磁石と動圧発生用の螺旋溝の作用によっ
て潤滑剤として用いた磁性流体を回転軸の回転によって
軸受への供給と循環を行わせることができるので、流体
潤滑効果によって円滑な回転と精度の高い回転が得られ
る。また、本発明の構成においては、静止時から高速回
転領域まで永久磁石の磁気吸引作用と螺旋溝の動圧作用
によって確実なシールができる。さらに、別の実施例で
は気孔径の異なるフェルトメタルを軸受に密着させるこ
とに上記と同様の作用効果が得られる、したがって、本
発明の軸受ユニットは低速回転から高速回転領域まで油
漏れがなく、流体潤滑が維持できるので、ＶＴＲのシリ
ンダモータ等に適用すると装置の高性能化や高機能化が
図れる。また、本発明の軸受ユニットは構造簡単にして
上記した効果を奏する上量産性にも優れているので安価
な小型モータの軸受ユニットが提供できる。
【図１】本発明の実施例を示す軸受ユニットの縦断面
図。
図。
【図２】図１の軸受ユニットの部分断面図。
【図３】本発明の他の実施例を示す軸受ユニットの縦断
面図。
面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す軸受ユニットの縦断
面図。
面図。
【図５】図４の軸受ユニットの部分断面図。
１…軸受ユニット、２…回転軸、３…ハウジング、４…
磁性流体、５…螺旋溝、６…永久磁石、７…多孔質含油
軸受、８…スペーサ、９…スラスト受け、１０…ワッシ
ャ、１１…フェルトメタル。
磁性流体、５…螺旋溝、６…永久磁石、７…多孔質含油
軸受、８…スペーサ、９…スラスト受け、１０…ワッシ
ャ、１１…フェルトメタル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相澤 道浩 千葉県松戸市稔台520番地 日立粉末冶金 株式会社内 (72)発明者 四方 英雄 千葉県松戸市稔台520番地 日立粉末冶金 株式会社内 (72)発明者 新居 勝敏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】非磁性のハウジングに多孔質含油軸受が嵌
合され、回転軸とこの多孔質含油軸受との間に磁性流体
を介在させて回転自在に回転軸を支持する多孔質含油軸
受ユニットにおいて、透磁性の回転軸に固定されたリン
グ状の永久磁石が前記ハウジングの開放端側に配置さ
れ、前記リング状の永久磁石と磁性流体を含浸した前記
多孔質含油軸受が間隔を置いて隣接する位置に設けら
れ、前記永久磁石の外周面と対向する前記ハウジングの
内周面ないしは前記リング状の永久磁石の外周面に動圧
発生用の螺旋溝を設けたことを特徴とする磁性流体供給
多孔質含油軸受ユニット。 - 【請求項２】一端が閉じられ他端が開放された非磁性の
ハウジングに多孔質含油軸受が嵌合され、回転軸とこの
多孔質含油軸受との間に磁性流体を介在させて回転自在
に回転軸を支持する多孔質含油軸受ユニットにおいて、
透磁性の回転軸に固定されたリング状の永久磁石が前記
ハウジングの開放端側に配置され、前記リング状の永久
磁石と磁性流体を含浸した前記多孔質含油軸受が間隔を
置いて隣接する位置に設けられ、前記永久磁石の外周面
と対向する前記ハウジングの内周面ないしは前記リング
状の永久磁石の外周面に動圧発生用の螺旋溝を設けたこ
とを特徴とする磁性流体供給多孔質含油軸受ユニット。 - 【請求項３】両端が開放された非磁性のハウジングに多
孔質含油軸受が嵌合され、回転軸とこの多孔質含油軸受
との間に磁性流体を介在させて回転自在に回転軸を支持
する多孔質含油軸受ユニットにおいて、透磁性の回転軸
に固定されたリング状の永久磁石が前記ハウジングの両
端側に配置され、前記リング状の永久磁石と磁性流体を
含浸した前記多孔質含油軸受が間隔を置いて隣接する位
置に設けられ、前記永久磁石の外周面と対向する前記ハ
ウジングの内周面ないしは前記リング状の永久磁石の外
周面に動圧発生用の螺旋溝を設けたことを特徴とする磁
性流体供給多孔質含油軸受ユニット。 - 【請求項４】両端が開放された非磁性のハウジングに多
孔質含油軸受が嵌合され、回転軸とこの多孔質含油軸受
との間に磁性流体を介在させて回転自在に回転軸を支持
する多孔質含油軸受ユニットにおいて、ハウジングの開
放端の一端には前記磁性流体を含有した多孔質含油軸受
よりも気孔径の大きい多孔質材のリング状の板を前記多
孔質含油軸受に密着させるとともに、前記ハウジングの
開放端側の他端には透磁性の回転軸に固定されたリング
状の永久磁石を磁性流体を含浸した多孔質含油軸受と間
隔を置いて隣接する位置に配置され、前記永久磁石の外
周面と対向する前記ハウジングの内周面ないしは前記リ
ング状の永久磁石の外周面に動圧発生用の螺旋溝を設け
たことを特徴とする磁性流体供給多孔質含油軸受ユニッ
ト。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24749594A JPH08109923A (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 磁性流体供給多孔質含油軸受ユニット |
| US08/858,347 US5834870A (en) | 1994-04-28 | 1997-05-19 | Oil impregnated porous bearing units and motors provided with same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24749594A JPH08109923A (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 磁性流体供給多孔質含油軸受ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109923A true JPH08109923A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17164320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24749594A Withdrawn JPH08109923A (ja) | 1994-04-28 | 1994-10-13 | 磁性流体供給多孔質含油軸受ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08109923A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065443A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Nok Corp | 密封装置 |
| WO2005001300A1 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Ferrotec Corporation | 動圧軸受装置及びそれを用いた回転装置 |
| JP2006214452A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Shicoh Eng Co Ltd | モータの軸受け及びモータ |
| JP2008298282A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Taida Electronic Ind Co Ltd | モーター及びその磁性オイルシール構造 |
| JPWO2012105301A1 (ja) * | 2011-02-03 | 2014-07-03 | イーグル工業株式会社 | 磁性流体シール |
| CN111120512A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-08 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种节流气浮轴承以及基于该轴承的快轴伺服系统 |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP24749594A patent/JPH08109923A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065443A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Nok Corp | 密封装置 |
| WO2005001300A1 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Ferrotec Corporation | 動圧軸受装置及びそれを用いた回転装置 |
| US8007176B2 (en) | 2003-06-27 | 2011-08-30 | Ferrotec Corporation | Dynamic pressure bearing and rotation machine employing same |
| JP2006214452A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Shicoh Eng Co Ltd | モータの軸受け及びモータ |
| JP4654379B2 (ja) * | 2005-02-01 | 2011-03-16 | シコー株式会社 | モータの軸受け及びモータ |
| JP2008298282A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Taida Electronic Ind Co Ltd | モーター及びその磁性オイルシール構造 |
| JPWO2012105301A1 (ja) * | 2011-02-03 | 2014-07-03 | イーグル工業株式会社 | 磁性流体シール |
| CN111120512A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-08 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种节流气浮轴承以及基于该轴承的快轴伺服系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040325 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040817 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041018 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041124 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20050120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |