JPH10196643A - 密閉形スラスト動圧軸受 - Google Patents

密閉形スラスト動圧軸受

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JPH10196643A
JPH10196643A JP9000180A JP18097A JPH10196643A JP H10196643 A JPH10196643 A JP H10196643A JP 9000180 A JP9000180 A JP 9000180A JP 18097 A JP18097 A JP 18097A JP H10196643 A JPH10196643 A JP H10196643A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動時に軸方向に支持する動圧を十分に発生
することができ、端面等を損傷することがない密閉形ス
ラスト動圧軸受を提供する。 【解決手段】 ハウジング２内に回転体３のフランジ１
を密封状態で収納する。上記フランジ１の上下両端面
５,６にＶ字形の動圧発生溝８を設けると共に、上記フ
ランジ１には動圧発生溝８より径方向内側に軸方向に貫
通する複数の孔１１を設ける。また、上記孔１１の断面
積の総和が環状領域７面積の少なくとも１／３０とす
る。さらに、上記フランジ１の下側の端面６に対向する
ハウジング２の受面１２には油溜まり１３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉形スラスト動
圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、密閉形スラスト動圧軸受として
は、軸体とこの軸体の一端に設けられたフランジとから
成る回転体と、この回転体のフランジを密閉状態で収納
するハウジングとを備え、上記フランジの軸方向両端面
に動圧発生溝を設けたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
密閉形スラスト動圧軸受では、上記回転体が鉛直方向に
設置された場合、起動前に上記回転体が重力によって降
下し、フランジの下側の端面とそれに対向するハウジン
グの受面は接触した状態あるいは極めて薄い作動流体の
膜しか存在しない状態になっている。この状態で、回転
体を起動させると、フランジの軸方向両端面で同時にた
とえばＶ字形の動圧発生溝が作動流体をこの溝の半径方
向中央に引き込もうとするが、ハウジングがフランジを
密閉状態で収納しているため、フランジの上側の端面と
ハウジングとの間に負圧が発生し、もともと極めて少量
しか作動流体が存在しないハウジングの受面とフランジ
の下側の端面との間に、特に半径方向内側の部分に十分
に作動流体を導くことができないという問題があった。
そのため、回転体の起動時に、フランジの下側の端面と
受面との間に作動流体が不足した状態となって、フラン
ジを支持する動圧を十分に発生させることが出来ず、ス
ラスト動圧軸受としての機能が果たせず、また、フラン
ジの端面等を損傷するという問題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、起動時に軸方向
に支持する動圧を十分に発生することができ、端面等を
損傷することがない密閉形スラスト動圧軸受を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の密閉形スラスト動圧軸受は、軸体とこの
軸体の一端に設けられたフランジとから成る回転体と、
この回転体のフランジを密閉状態で収納するハウジング
とを備え、上記フランジの端面またはこの端面に対向す
る上記ハウジングの受面に動圧発生溝が設けられている
密閉形スラスト動圧軸受において、上記フランジは、上
記動圧発生溝が設けられた環状領域よりも径方向内側に
軸方向に貫通する少なくとも１つの孔を備えているを特
徴としている。
【０００６】請求項１の密閉形スラスト動圧軸受によれ
ば、回転体の軸が鉛直状態で回転体が回転すると、上記
フランジの上側の端面とハウジングの受面との間の作動
流体が、上記フランジを貫通する孔を通ってフランジの
下側の端面とハウジングの受面との間に補給されるの
で、動圧発生溝に十分な作動流体を供給できる。したが
って、フランジの軸方向の支持を行う動圧が十分に発生
して、スラスト動圧軸受としての機能を果たすことがで
き、また、フランジの下側の端面とそれに対向するハウ
ジングの受面とが損傷することがない。
【０００７】請求項２の密閉形スラスト動圧軸受は、請
求項１に記載の密閉形スラスト動圧軸受において、上記
孔の断面積の総和が上記環状領域の少なくとも１／３０
であることを特徴としている。
【０００８】請求項２の密閉形スラスト動圧軸受では、
上記孔の断面積の総和が上記環状領域の少なくとも１／
３０あるから、所定回転数で十分な作動流体がフランジ
の下側の端面に供給されて、十分な動圧が生じる。この
ことは、実験により確かめられた。
【０００９】請求項３の密閉形スラスト動圧軸受は、請
求項１または２に記載の密閉形スラスト動圧軸受におい
て、上記フランジの端面に対向するハウジングの受面
に、上記環状領域に少なくとも部分的に対向あるいは重
なる油溜まりを備えていることを特徴としている。
【００１０】請求項３の密閉形スラスト動圧軸受によれ
ば、上記フランジの端面に対向するハウジングの受面
に、上記環状領域に少なくとも部分的に対向あるいは重
なる油溜まりを備えているから、回転体起動時における
フランジの下側の端面への作動流体の供給はこの油溜ま
りからも行なわれ、動圧発生溝による動圧の発生がより
確実に行なわれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。
【００１２】図１(a)は、本発明の一実施の形態の断面
図である。但し、ハウジング２については、見やすくす
るために、ハッチングを省略している。
【００１３】図１(a)に示すように、回転体３は軸体４
とその端に固定したフランジ１から成る。上記軸体４お
よびフランジ１はハウジング２によってラジアルおよび
アキシャル方向に支持している。上記フランジ１はハウ
ジング２内に密封状態に収容している。上記フランジ１
の上下両側の端面５,６には、図１(a),(b)に示すよう
に、環状領域７にＶ字形の動圧発生溝８を設けている。
この環状領域７は、図１(b)では、円９と円１０との間
の領域である。
【００１４】また、上記フランジ１の環状領域７よりも
半径方向内側には、８個の貫通孔１１を円周上に等間隔
で設けている。この貫通孔１１の断面積の総和は、環状
領域７の面積の１／３０以上になっている。
【００１５】一方、上記フランジ１の下側の端面６と対
向する受面１２には、上記環状領域７に部分的に対向す
る複数の油溜まり１３を設けている。この油溜まり１３
は作動流体１４が動圧発生溝側８に出て行きやすいよう
に、半径方向内側が滑らかに湾曲している。
【００１６】一方、上記軸体４には動圧発生溝１５を設
けて、軸体４を動圧によってラジアル方向に支持してい
る。
【００１７】上記構成の密閉形スラスト動圧軸受の回転
体３が鉛直方向に設置された場合、起動前には上記フラ
ンジ１は自重によって降下し、フランジ１の下側の端面
６とそれに対向するハウジング２の受面１２は接触した
状態あるいは極めて薄い作動流体１４の膜しか存在しな
い状態になる。この状態で、回転体３を起動させると、
Ｖ字形の動圧発生溝８が作動流体１４をこの溝８の半径
方向中央に引き込もうとする。このとき、環状領域７よ
りも径方向内側においてフランジ１を貫通する孔１１に
よって、フランジ１の上側の端面５とハウジング２の受
面１２との間の空間と、フランジ１の下側の端面６とハ
ウジング２の受面１２との間の空間とが連通している。
そのため、作動流体１４が、上記孔１１を通って図１
(a)の矢印Ｅ,Ｆが示すように流れて、フランジ１の下側
の端面６とハウジング２の受面１２との間に作動流体１
４が補給される。このため、ハウジング２がフランジ１
を密閉状態で収納していても、フランジ１の上側の端面
８とハウジング２との間に負圧が発生しない。このた
め、ハウジング２の受面１２とフランジ１の下側の端面
６との間に、矢印Ｄ,Ｅ,Ｆに示すように、特に半径方向
内側の部分に十分に作動流体１４を補給して、起動時か
ら動圧を発生させることができる。
【００１８】このように、回転体３の起動時に、フラン
ジ１の下側の端面６の環状領域７に作動流体１４が十分
に補給されるので、動圧発生溝８の設けらた環状領域７
にフランジ１を軸方向に支持する動圧を十分に発生させ
ることができ、スラスト動圧軸受としての機能を果たす
ことができる。
【００１９】また、上記油溜まり１３から、フランジ１
の動圧発生溝６は、作動流体１４を引っ張り込む。すな
わち、フランジ１の回転時に、上記動圧発生溝８が動圧
発生溝８直下の油溜まり１３から作動流体１４を引っ張
り込むので、上記油溜まり１３がない場合に比較して、
作動流体１４はフランジ１の下側の端面６とハウジング
２の受面１２との間に一層容易に補給される。
【００２０】図２は作動流体１４を循環させるための全
ての孔１１の面積の総和と環状領域７の面積との比に対
する回転体３の浮上量の関係を示す。詳しくは、図２は
回転体３の回転数を１０００r.p.m.、３０００r.p.m.、
５０００r.p.m.と変化させた場合に、作動流体１４用の
全ての孔１１の総面積と環状領域７の面積との比に対す
る回転体３の浮上量の関係を示す図である。上記孔１１
の総面積と環状領域７の面積との比が１／３０以上であ
れば、回転体３の回転数が１０００r.p.m.、３０００r.
p.m.、５０００r.p.m.と変化した場合、回転体３の浮上
量は、それぞれ約５μm、５.５μm、６μmとなって設定
浮上量５μm以上になる。したがって、フランジ１を貫
通する作動流体１４用の孔１１の面積の総和と環状領域
７の面積に対する比が１／３０以上であり、回転体３の
回転数が１０００r.p.m.以上であると、回転体３は設定
浮上量である５μm以上を確保することができる。
【００２１】なお、上記実施の形態では、動圧発生溝８
はフランジ１の上下側の端面５,６に設けられている
が、動圧発生溝を上記端面に対向するハウジングの受面
に設けてもよい。
【００２２】また、油溜まりは、図示しないが、このフ
ランジの端面に設けてもよい。この油溜まりは、動圧発
生溝のある環状領域に対向するようにしてもよいし、あ
るいは、この環状領域に部分的に重なってもよい。ま
た、実施の形態では、油溜まり１３はハウジング２の受
面１２の外周部分に複数設けられているが、ハウジング
受面の内周部分に設けてもよい。また、油溜まりの形状
は、丸穴、円弧形あるいはリング形であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の動
圧軸受は、軸体とこの軸体の一端に設けられたフランジ
とから成る回転体と、この回転体のフランジを密閉状態
で収納するハウジングとを備え、上記フランジの端面ま
たはこの端面に対向する上記ハウジングの受面に動圧発
生溝が設けられている密閉形スラスト動圧軸受におい
て、上記フランジは、上記動圧発生溝が設けられた環状
領域よりも径方向内側に軸方向に貫通する少なくとも１
つの孔を備えているので、この孔を通して上記フランジ
の下側の端面とこの面に対向する上記ハウジングの面と
の間に作動流体を十分に補給できる。したがって、フラ
ンジの軸方向の支持を行う動圧を十分に発生させて、起
動時にスラスト動圧軸受としての機能を果たすことがで
き、フランジの端面とハウジングの受面の損傷を防止で
きる。
【００２４】また、請求項２の動圧軸受は、請求項１に
記載の動圧軸受において、上記孔の断面積の総和が環状
領域の面積の少なくとも１／３０であるので、フランジ
の下側の端面とこの面に対向する上記ハウジングの面と
の間に作動流体を十分に補給でき、設定浮上量を確保す
ることができる。
【００２５】また、請求項３の動圧軸受は、請求項１に
記載の動圧軸受において、上記フランジの端面に対向す
るハウジングの受面に、上記環状領域に少なくとも部分
的に対向あるいは重なる油溜まりを備えているので、上
記フランジの下側の端面とこの面に対向する上記ハウジ
ングの面との間に作動流体をより確実に補給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１(a)は本発明の一実施の形態に係る動圧
軸受の断面図である。図１(b)は、フランジの上側の端
面の平面図である。
【図２】 図２は孔の総面積と環状領域との比に対する
回転体の浮上量を示す。
【符号の説明】
１…フランジ、 ２…ハウジング、 ３…回転体、 ４
…軸体、５…フランジの上側の端面、 ６…フランジの
下側の端面、 ７…環状領域、 ８…動圧発生溝、 １１…孔、 １２…ハウジングの受
面、１３…油溜まり。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸体とこの軸体の一端に設けられたフラ
    ンジとから成る回転体と、この回転体のフランジを密閉
    状態で収納するハウジングとを備え、上記フランジの端
    面またはこの端面に対向する上記ハウジングの受面に動
    圧発生溝が設けられている密閉形スラスト動圧軸受にお
    いて、 上記フランジは、上記動圧発生溝が設けられた環状領域
    よりも径方向内側に軸方向に貫通する少なくとも１つの
    孔を備えていることを特徴とする密閉形スラスト動圧軸
    受。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の密閉形スラスト動圧軸
    受において、上記孔の断面積の総和が上記環状領域の少
    なくとも１／３０であることを特徴とする密閉形スラス
    ト動圧軸受。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の密閉形スラス
    ト動圧軸受において、上記フランジの端面に対向するハ
    ウジングの受面に、上記環状領域に少なくとも部分的に
    対向あるいは重なる油溜まりを備えていることを特徴と
    する密閉形スラスト動圧軸受。
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