JPS6213812A - 動圧型流体軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は動圧型流体軸受、とくにスリーブ内径に異形断
面形状の加工具によって動圧発生溝を形成したジャーナ
ル式の動圧型流体軸受に関する◇従来の技術 近年、ビデオテープレコーダー等、民生機器の小型薄型
化が進む中、回転機構部を有する商品の軸受部において
は、短かいラジアル軸受スパンでの回転性能を飛躍的に
向上させる手段として、従来の玉軸受や、真円すべり軸
受に代わって動圧型流体軸受を採用する動きがある。

以下、図面を参照しながら従来の動圧型流体軸のである
。第６図において左半分は、軸材料に比べて比較約款か
い黄銅等の材料からなり、内径Ｄ１を有するスリーブ１
に、例えば、先願である特出昭６９−　　　　　に示さ
れているような異形断面形状の加工具によって動圧発生
溝２Ａ、２Ｂ。

２Ｃ，２Ｄを深さｈｌに塑性加工し、この動圧発生溝に
隣接して隆起部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ。

３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈが形成された状態の断面図であ
る。この隆起部３Ａ〜３Ｈが形成される高さδ１は動圧
発生溝深さｈと同程度の高さを有し、これは通常設計す
る軸受半径隙間３〜１５ミクロンメータより大きい。そ
こで同図右半分に示すように旋盤加工等によりスリーブ
１の内径をＤ２まで削シ、隆起部３Ａ〜３Ｈを完全に除
去し、深さｈの動圧発生溝を有するスリーブ１を形成し
、第７図に示すように軸４と組合せて動圧型流体軸受を
構成していた。

以上のように構成された動圧型流体軸受の動作について
説明する。軸４またはスリーブ１のいずれか一方が図示
しないモーター等により回転を始めると、動圧発生溝２
Ａ、２Ｂのポンピング作用によシ潤滑流体まだは空気の
圧力が高められ、ΔＲに示す半径隙間を保ちつつ無接触
で高精度に回転し、民生機器等の所定の性能を満たすも
のである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では通常の運転を行なう
場合、軸受の起動停止時に軸４とスリーブ１が強い力で
接触するのであるが、スリーブ１０円筒面に隆起部３Ａ
〜３Ｈが完全に除去され、真円度良く仕上がっているの
で、軸４とスリーブ１が面接触したときに両方の金属が
凝着し合い、カジリ現象を発生し、軸受をロックさせる
確率が高いという欠点があった。尚、ここで言う軸受の
ロックとは、このように強い面接触が行なわれたときに
接触面に強い応力と、摩擦熱が加わり両材料が凝着して
軸受半径隙間よシ厚い粒子が生成し、これが軸受隙間を
うめて回転を重くし、ロックに至らしめるものである。

また第６図においてスリーブ１の内径をＤ２まで旋削等
によシ仕上げるので加工時間が長くかかるという欠点も
あっだＯ本発明は上記問題点に軸受面のカジリと軸受の
ロックが少なく加工時間の短かい動圧型流体軸受の構成
を提供するものである・ 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の動圧型流体軸受
は、軸とスリーブからなり、スリーブの内周面に動圧発
生溝とそれに隣接して隆起部を形成し、この隆起部の高
さを動圧発生溝深さの１０チ〜３０チに構成したもので
ある。

作　　用 本発明は上記の構成によってスリーブ内径に設けた動圧
発生溝の周囲にある隆起部がスリーブと軸との間の面接
触と凝着現象を軽減し、カジリと軸受のロックを防止し
、しかもスリーブに塑性加工により発生した隆起部を完
全に除去しないので、加工時間が短かくてすむ。

実施例 以下、本発明の一実施例の動圧型流体軸受について図面
を参照しながら説明する。第１図は本発明の第１の実施
例における動圧型流体軸受の断面図である。第１図にお
いて６はスリーブ、６Ａ。

６Ｂは動圧発生溝、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ，７Ｄは隆起部、
８は軸である。第２図に示すように、この隆起部７Ａ〜
７Ｄの寸法δ２は溝の深さｈの１０〜３０パーセント（
以下チと記す０）の高さを有し、少なくとも軸受半径隙
間ΔＲより小さくなっている。第３図に動圧発生溝ｅＡ
、ｅＢ、ａｃ。

６Ｄと隆起部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ，７Ｄ、７Ｅ。

７Ｆ、７Ｇ、７Ｈの形成方法の一例を示している。

内径Ｄ１を有するスリーブに従来例と同様に図示しない
異形断面形状を有する加工具によって動圧発生溝６Ａ〜
６Ｄを深さｈｌになるように塑性加工する。この時、余
肉が加工された動圧発生溝の周辺に集まり隆起し、隆起
部７Ａ〜７Ｈが形成される。しかしこのときの隆起部７
Ａ〜７Ｈは動圧発生溝の深さｈｌと同程度の高さδ１を
有しているのでこれを切削加工または、再度塑性加工等
の図示しない加工方法により隆起部をδ２になるまで隆
起部７八〜７Ｈの先端部を除去してスリーブ１の形成を
完了する０尚、一般に、このように塑性加工されるスリ
ーブ５は軸８よりも軟質な例えば銅系の金属材料等によ
シ構成される。

以上のように構成された動圧型流体軸受についてその動
作を説明する。第１図において図示しないモーター等に
より軸８ｔたはスリーブ６のいずれか一方が回転を始め
ると、動圧発生溝６Ａ、６Ｂのボンピング作用により軸
８とスリーブ５の間の潤滑流体または空気が加圧され無
接触で回転する。

この起動時に軸８とスリーブ５が強く接触することによ
り発生する摩耗粉の発生量は、第４図のごとくなる。図
中記号Ｉに示するのＸ＝δ２／ｈ１であり隆起部高さと
動圧発生溝深さの隆起高さ比率である。このように隆起
部は小さいほど摩耗粉の発生は少なく、この値が大きく
なり、とくに隆起部がｘ＝ｓｏ％になると摩耗発生量は
かなり増加する。この摩耗粉の発生は少量であれば正常
と言えるが、あまり量が多い場合には摩耗粉が原因とな
って軸受をロックさせることがある。このことからして
Ｉの値はおよそ３Ｃ％以下であれば良いといえる。

次に軸受がロックするまでの時間、即ち寿命を第５図は
軸受負荷を規定の約６倍にした加速試験結果である。こ
のように隆起が全くないｘ　＝　Ｏ％では従来例と同じ
理由により軸８とスリーブ５の間で強い面接触によるカ
ジリ現象が生じ比較的短時間で軸受のロックが発生して
しまう。また隆起部７Ａ〜７Ｈが大き過ぎてＸ＝６０％
の場合は前記のとおり発生摩耗粉が多いので、これによ
り軸受のロックが早く発生してしまう。同図においてｘ
＝１０〜３０％の場合はカジリ現象もなく軸受のロック
が最も発生し難いことがわかった。

このように軸８より軟かい材料からなるスリーブ６に動
圧発生溝ａＡ−ｅＤとその周辺に隆起部７Ａ〜７Ｈを形
成することにより軸受面間のカジリ現象を防止でき、ま
た従来例に比べ隆起部を完全には除去しないので短時間
で加工が完了する。

尚、動圧発生溝は４本の場合について説明しだが何本で
もかまわない。

尚、動圧発生溝の断面形状は、円弧の場合について説明
したが略四角形でも略三角形でも同様である。

尚、スリーブ５は軸８より軟らかい材料の場合について
述べたが、同程度の硬度を有する場合にも同様である。

しかし、この隆起部を有するスリーブ６の材料が軸８の
材料より硬い場合にはこの隆起部が軸８を切削し、多量
の摩耗を発生する場合がある。

発明の効果 以上のように本発明は、スリーブ内径に動圧発生溝とそ
の周辺に動圧発生溝の深さの１０％〜３Ｑ％の隆起部を
形成することにより、カジリ現象が少なく、信頼性が高
く、加工が短時間が行なえる動圧型流体軸受の構成を提
供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における動圧製流体軸受の断
面図、第２図は第１図の動圧発生溝の詳細図、第３図は
第１図のスリーブの形成方法解説図、第４図は本発明動
圧型流体軸受の摩耗特性解説図、第６図は動圧型流体軸
受のロック発生時間の図、第６図は従来の動圧型流体軸
受のスリーブ形成方法解説図、第７図は同従来の動圧軸
受の断面図である。 ５・・・・・・スリーブ、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄ・・
・・・・動圧発生溝、７Ａ、７Ｂ、７Ｇ、７Ｄ、７Ｅ、
７Ｆ、７Ｇ。 ７Ｈ・・・・・・隆起部、８・・・・・・軸。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 ５゛−スリーブ δ 第３図 ｐｒｌ 第４図 ７ｖ粍＃す汰 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸とスリーブからなり、前記スリーブの内周面に
   は動圧発生溝と、その動圧発生溝に隣接する隆起部を有
   し、前記隆起部の高さが前記動圧発生溝深さの１０％〜
   ３０％とした動圧型流体軸受。
2. （２）スリーブは、軸に比べて同等あるいは軟かい材料
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動
   圧型流体軸受。