JPH11223214A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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JPH11223214A
JPH11223214A JP10024419A JP2441998A JPH11223214A JP H11223214 A JPH11223214 A JP H11223214A JP 10024419 A JP10024419 A JP 10024419A JP 2441998 A JP2441998 A JP 2441998A JP H11223214 A JPH11223214 A JP H11223214A
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JP
Japan
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thermal expansion
main body
bearing device
coefficient
shaft
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JP10024419A
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Takeshi Takahashi
高橋　　毅
Yasuo Takamura
康雄 高村
Yasuhiro Kobayashi
康裕 小林
Shinji Matsue
慎二 松榮
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化があっても軸受性能の低下しない軸
受装置を提供する。 【解決手段】 軸受装置は、シャフト１とスリーブ２と
を備える。シャフト１はステンレス合金鋼からなってい
て、ヘリングボーン形状の動圧発生溝４を有する。スリ
ーブ２は、銅合金製の本体５と、その本体５の表面全体
を覆う無電解ニッケルメッキ層６とからなる。上記無電
解ニッケルメッキ層６の熱膨張係数は、銅合金製の本体
５の熱膨張係数よりも小さい。上記ステンレス合金製の
シャフト１の熱膨張係数は、スリーブ２の銅合金製本体
５の熱膨張係数よりも小さい。温度上昇時に無電解ニッ
ケルメッキ層６は上記本体５の熱膨張の量を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化の大きい
環境で使用すれば好適な軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、軸受装置としては、銅合金からな
るスリーブに、動圧溝を有するシャフトを嵌合してなる
ものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の軸受装置では、スリーブとシャフトが異種材料であ
って熱膨張係数が互いに異なるため、温度変化がある
と、スリーブとシャフトの隙間が大きく変化して、動圧
による支持性能が低下するという問題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、温度変化があっ
ても軸受性能の低下しない軸受装置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の発明の軸受装置は、支持部と被支持部が
回転自在に嵌合している軸受装置において、上記支持部
と上記被支持部のうちの一方は、その一方の本体の表面
にその本体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有す
る表面層を設けてなり、上記本体の熱膨張係数は、上記
支持部または上記被支持部のうちの他方の熱膨張係数よ
りも大きいことを特徴としている。
【０００６】請求項１の発明の軸受装置において、上記
支持部または上記被支持部のうちの一方の本体の熱膨張
係数は、他方の熱膨張係数よりも大きく、上記一方の本
体の表面にその本体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係
数を有する表面層を設けている。したがって、上記軸受
装置の温度が変化しても、熱膨張係数の大きな上記本体
の熱膨張の影響は、熱膨張係数の小さい表面層によって
抑制あるいは緩和される。このため、上記支持部と上記
被支持部の間の隙間の熱による変動を小さくすることが
できる。したがって、温度変化があっても、軸受性能が
低下しない。
【０００７】請求項２の発明の軸受装置は、請求項１に
記載の軸受装置において、上記支持部または上記被支持
部のうちの少なくとも一方の軸受面に動圧発生溝を有し
ていることを特徴としている。
【０００８】請求項２の発明の軸受装置は、動圧軸受装
置である。この動圧軸受装置は、支持部と被支持部との
間の隙間が発生する動圧に大きく影響する。しかし、上
記支持部と被支持部との間の隙間の熱膨張による変動が
上記表面層により抑制される。したがって、動圧軸受装
置の動圧による支持性能が温度変化によって変化するこ
とが少ない。
【０００９】請求項３の発明の軸受装置は、請求項１ま
たは２に記載の軸受装置において、上記被支持部はステ
ンレス合金鋼からなる一方、上記支持部の本体は銅合金
からなり、上記表面層はニッケルメッキ層であることを
特徴としている。
【００１０】請求項３の発明の軸受装置において、上記
軸受装置の温度が変化しても、熱膨張係数の大きな銅合
金からなる上記支持部の本体の熱膨張の影響は、熱膨張
係数の小さいニッケルメッキ層によって抑制または緩和
される。このため、上記支持部と上記被支持部の間の隙
間の温度変化による変動を小さくできる。したがって、
この軸受装置の性能は温度が変化しても、安定である。
【００１１】請求項４の発明の軸受装置は、請求項１乃
至３のいずれか１つに記載の軸受装置において、上記表
面層は上記本体の表面全体を覆っていることを特徴とし
ている。
【００１２】請求項４の発明の軸受装置においては、熱
膨張係数の大きい上記本体の表面全体を熱膨張係数の小
さい表面で覆っているので、上記本体の熱膨張は上記表
面層で抑えこまれ、あるいは低減される。したがって、
この軸受装置は温度が変化しても支持部と被支持部の隙
間が極めて変動しにくい。したがって、温度変化に強い
軸受装置が得られる。
【００１３】
【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。
【００１４】図１に示すように、この軸受装置は、被支
持部材としてのシャフト１と、支持部材としてのスリー
ブ２とを備える。このシャフト１はステンレス合金鋼か
らなっていて、ヘリングボーン形状の動圧発生溝４を有
する。一方、上記スリーブ２は、銅合金製の本体５と、
その本体５の表面全体を覆う表面層としての無電解ニッ
ケル(Ｎｉ)メッキ層６とからなる。上記無電解ニッケル
メッキ層６の熱膨張係数は、銅合金製の本体５の熱膨張
係数よりも小さい。また、上記ステンレス合金製のシャ
フト１の熱膨張係数は、スリーブ２の本体５の熱膨張係
数よりも小さい。
【００１５】上記構成の動圧軸受装置において、温度が
上昇すると、銅合金製のスリーブ２の本体５の熱膨張係
数が、ステンレス合金鋼製のシャフト１の熱膨張係数よ
りも大きいので、スリーブ２の内周面７とシャフト１の
外周面３との間の隙間が大きくなろうとする。しかし、
上記スリーブ２の本体５の全表面上に無電解ニッケルメ
ッキ層６を設けていて、この無電解ニッケルメッキ層６
の熱膨張係数がスリーブ２の本体５の熱膨張係数よりも
小さいから、本体５の熱膨張の量は、その本体５の全表
面を覆う無電解ニッケルメッキ層６によって強力に抑制
されて、スリーブ２の内周面７の拡大量は低減される。
したがって、温度が上昇しても、上記シャフト１の外周
面３とスリーブ２の内周面７の間の隙間が増大するのを
効果的に抑制できる。したがって、温度が上昇しても、
この軸受装置は所期の動圧を発生することができ、剛性
やトルクの変化つまり性能の変化が少ない。
【００１６】図２は他の実施の形態を示す。上記に説明
したが、図２に示す動圧軸受装置は、一端が円錐台形に
なったシャフト１１と、このシャフト１１の一端と嵌合
するシャフト受部１２とを備える。このシャフト１１は
ステンレス合金鋼からなっていて、シャフト１１の円錐
台形部１３の表面には螺旋形状の動圧発生溝１４を有す
る。一方、上記シャフト受部１２は、銅合金製の本体１
５と、この本体１５に設けた円錐台形の凹部の内面を覆
う表面層としての無電解ニッケルメッキ層１６とからな
る。上記無電解ニッケルメッキ層１６の熱膨張係数は、
銅合金製の本体１５の熱膨張係数よりも小さい。また、
上記ステンレス合金製のシャフト１１の熱膨張係数は、
シャフト受部１２の本体１５の熱膨張係数よりも小さ
い。
【００１７】上記構成の動圧軸受装置において、温度が
上昇すると、銅合金製のシャフト受部１２の本体１５の
熱膨張係数が、ステンレス合金鋼製のシャフト１１の熱
膨張係数よりも大きいので、シャフト受部１２の内周面
１７とシャフト１１の外周面１３との間の隙間が大きく
なろうとする。しかし、上記シャフト受部１２の本体１
５の凹部の内面上に無電解ニッケルメッキ層１６を設け
ていて、この無電解ニッケルメッキ層１６の熱膨張係数
がシャフト受部１２の本体１５の熱膨張係数よりも小さ
いから、本体１５の熱膨張の量は、無電解ニッケルメッ
キ層１６によって抑制されて、シャフト受部１２の内周
面１７の拡大量は低減される。したがって、温度が上昇
しても、上記シャフト１１の円錐台形部の形外周面１３
とシャフト受部１２の内周面１７の間の隙間が増大する
のを抑制できる。したがって、温度が上昇しても、この
軸受装置は所期の動圧を発生することができ、剛性やト
ルクの変化つまり性能の変化が少ない。
【００１８】また、上記無電解ニッケルメッキ層１６
は、強度が強く、耐摩耗性が有るから、軸受面に傷が付
きにくい。
【００１９】上記本実施の形態では、熱膨張係数の大き
い銅合金製のスリーブの本体の全面またはシャフト受部
の本体の凹部の内面に、熱膨張係数が小さい表面層とし
ての無電解ニッケルメッキ層を設けたが、この表面層に
は上記本体の熱膨張係数よりも熱膨張係数の小さい層で
あれば、ニッケルメッキ以外の材質の層を用いてもよ
い。また、スリーブ、シャフト、スリーブ受部の材質
は、上述の例に限らないことは言うまでもない。
【００２０】また、上記本実施の形態では、軸受装置は
ヘリングボーン形状または螺旋形状の動圧発生溝を有す
る動圧軸受装置としたが、被支持部と支持部の熱膨張係
数が異なるものであれば、如何なるタイプの動圧軸受装
置であってもよい。また、シャフト側がスリーブ側より
も熱膨張係数が大きいときは、シャフトの本体にその本
体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する表面層
を設ける。
【００２１】また、上記実施の形態では、軸受装置は動
圧軸受であるとしたが、支持部側と被支持部側との熱膨
張係数が異なるものであれば、本発明は、すべり軸受装
置や転がり軸受装置にも適用できる。
【００２２】また、熱膨張係数を抑制する表面層は、軸
受面のみに設けてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明の軸受装置は、支持部または被支持部のうちの
一方の本体の熱膨張係数は、他方の熱膨張係数よりも大
きく、上記一方の本体の表面にその本体の熱膨張係数よ
りも小さい熱膨張係数を有する層を設けているので、上
記軸受装置の温度が変化しても、熱膨張係数の大きな上
記本体の熱膨張の影響は、熱膨張係数の小さい表面層に
よって抑制あるいは緩和されて、上記支持部と上記被支
持部の間の隙間の熱による変動を小さくすることがで
き、軸受の熱による性能の変化を小さくすることができ
る。
【００２４】請求項２の発明の軸受装置は、支持部と被
支持部との間の隙間の熱膨張による変動が表面層によっ
て抑制されるので、動圧軸受装置の動圧による支持性能
が温度変化によって変化するのを少なくすることができ
る。
【００２５】請求項３の発明の軸受装置は、上記軸受装
置の温度が変化しても、熱膨張係数の大きな銅合金から
なる上記支持部の本体の熱膨張の影響は、熱膨張係数の
小さいニッケルメッキ層によって抑制または緩和される
ので、上記支持部と上記被支持部の間の隙間の温度変化
による変動を小さくでき、この軸受装置の性能を安定化
することができる。
【００２６】請求項４の発明の軸受装置は、熱膨張係数
の大きい上記本体の表面全体を熱膨張係数の小さい表面
層で覆っていて、上記本体の熱膨張は上記表面層で強力
に抑えこまれ、あるいは低減されるので、この軸受装置
は温度が変化しても支持部と被支持部の隙間が極めて変
動しにくくすることができる。このため、温度変化に強
い軸受装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態の動圧軸受装置の断面
図である。
【図２】 本発明の他の実施の形態の動圧軸受装置の断
面図である。
【符号の説明】
１,１１…シャフト、 ２…スリーブ、 ４…ヘリングボ
ーン形動圧発生溝、 ６,１６…無電解ニッケルメッキ層、 １２…シャフト
受部、 １４…螺旋形動圧発生溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松榮 慎二 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持部と被支持部が回転自在に嵌合し
    ている軸受装置において、 上記支持部と上記被支持部のうちの一方は、その一方の
    本体の表面にその本体の熱膨張係数よりも小さい熱膨張
    係数を有する表面層を設けてなり、上記本体の熱膨張係
    数は、上記支持部または上記被支持部のうちの他方の熱
    膨張係数よりも大きいことを特徴とする軸受装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の軸受装置において、上
    記支持部または上記被支持部のうちの少なくとも一方の
    軸受面に動圧発生溝を有することを特徴とする軸受装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の軸受装置にお
    いて、上記被支持部はステンレス合金鋼からなる一方、
    上記支持部の本体は銅合金からなり、上記表面層はニッ
    ケルメッキ層であることを特徴とする軸受装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
    軸受装置において、上記表面層は上記本体の表面全体を
    覆っていることを特徴とする軸受装置。
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