JPS63225723A - 流体力学的溝付軸受の製造装置 - 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〕 この発明は、軸と軸受ブシュを有し、双方の対応する表
面のうち少なくともいづれか一方に、少なくとも一つの
パターンの潤滑剤のポンプ送υ作用をする浅い溝が形成
された流体力学的溝付軸受の製造装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、溝付軸受として、第９図に示すものがある。軸ｌ
が軸受ブシュ２の内径部に回転自在に挿入され、軸受ブ
シュ２の内径部には動圧発生溝２ａが設けられている。

なお、との動圧発生溝２ａは、軸受ブシュ２の内径部と
軸ｌの外径部のうち。

少なくとも一方に設けられる。軸１と軸受ブシュ２の対
応面間には潤滑剤が注入されており、そのいづれか一方
が回転することに、動圧発生＃２ａのポンプ作用により
軸受の潤滑作用に必要な圧力が発生するものである。

このような軸受ブシュ又は軸に潤滑剤の動圧発生溝をら
旋状に形成する従来の製造装置として。

例えば特開１＠　５４−８４１５５号公報及び特開昭６
１−６４２６号公報に示されたものがあり、これを、第
１０図及び＠ｌ１図に示す。− 第１０図において、加工される軸受ブシュ２と同心にガ
イドピン３を回転自在に支持し、この軸受ブシュ２とガ
イドピン３との間にケージ６を同心に回転自在に支持し
ている。このケージ５には円周方向に対し等間隔に複数
の穴５ａを設けてあり。

これらの穴には硬質のボール４を転動自在にはめている
。

固定保持された上記軸受ブシュ２に対し、ガイドピン３
にＷｐの回転速度とＶ、の送り速度を与えると共に、こ
の回転によりガイドピン３と軸受ブシュ２との間を転動
するボール４に、ケージ５が追従するかのようにケージ
５にｗｋの回転速度と−の送り速度を与え、ボール４に
より軸受ブシュ２の内径部２ｂに塑性加工をし、潤滑剤
のポンプ作用をなす動圧発生＃４２ａが形成される０ま
た。第１１図に示す製造装置り、第１０図のガイドピン
３とケージ６を一体にした形式である。

ガイドピン６には軸中心に対し対称に放射方向に複数の
ガイド穴６ａが配設され、中心穴６ｂがあけられている
。この中心穴６１１１には硬質の固定ビン８が圧入され
、各ガイド穴６ａｌＣは硬質のボール４が挿入、又は軽
く圧入されている。固定ビン８の直径とボール４の２個
分の直径との合計が、軸受ブシュ２の内径よシもわずか
に大きくなるように。

固定ビン８の直径が選定されている。

この状態で、ガイドピン６に回転運動Ｗと送り速度Ｖを
与え、各ボール４により軸受ブシュ２の内径部２ｂに動
力発生溝２ａが塑性加工で形成される。

〔発明が解決しようとする間唾点〕

上記のような従来の流体力学的溝付軸受の製造装置では
、いづれも、ボール４とガイドピン３又は固定ビン８と
が圧接するので、ヘルツ（Ｈｅｒｔｚ　）氏の応力式で
いう１球と円柱の接触応力式からもわかるように、接触
面圧が多大となる。このため、製漸装置の使用でボール
とガイドピン又は固定ビンが短期間で摩耗し、流体力学
的溝を形成するのに、長期間安定して使用できなく、寿
命が短期であるという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、軸と軸受ブシュの対応する表面のうち少なく
とも一方に、流体力学的溝が高精度に安定して形成され
、ボール及びガイドビン又はガイドスリーブの摩耗を低
減し、長期間使用できる流体力学的溝付軸受の製造装置
を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる流体力学的溝付軸受の製造装置は、ガ
イドビンの外径部又はガイドスリーブの内径部に、少な
くとも】条の円弧形環状溝を設け。

ガイドビンと軸受ブシュとの間、又はガイドスリーブと
軸との間に、円筒状のケージを介在させ、このケージに
軸中心に対し放射状に複数のガイド穴を配設し、上記環
状溝とガイド穴の空間内に。

ケージの肉厚より大きい直径で、環状溝の円弧面の半径
に等しいかわずか小さい半径のボールをそれぞれ挿入し
、ボールが円弧形環状溝に円弧面で接触して受けるよう
にしたものである。

〔作用〕

軸受ブシュにガイドビン及びケージを相対的に回転しな
がら送ることにより、軸受ブシュ内径部にら旋状に流体
力学的溝が形成され、又は軸にガイドスリーブ及びケー
ジを相対的に回転しながら送ることにより、軸外径部に
ら旋状に流体力学的溝が形成される。ボールはガイドビ
ン又はガイドスリーブの１円弧形環状溝の円弧面で受け
られており、接触面圧が大幅に低下され、相互の摩耗が
低減される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例を示す。図において、２
は加工される軸受ブシュで、固定治具（図示は略す）に
固定されている。、】０は軸受ブシュ２と同心に、支持
手段（図示は略す）により回転自在に支持された硬質の
ガイドピンである。このガイドビン１ｏには、硬質のボ
ール４の半径に等しいかわずか大きくした半径の円弧面
をもつ円弧形環状溝１】が設けられている。軸受ブシュ
２とガイドピン１０との間に同心に支持手段（図示は略
す）により回転自在に支持されたケージ５が介在されて
いる。このケージ５には、軸中心に対し対称に放射方向
に複数のガイド穴５ａが配設され、上記ボール４が転動
自在にはめられている。

上記のように構成された製造装置において、ガイドピン
１０及びケージ５をも動手段（図示は略す）により回転
させながら、同一速度で送る０こうして、ボール４によ
り軸受ブシュ２の内径部２ｂＫ塑性加工し、流体力学的
溝をなす助出発生＃１２ａをら旋状に形成することは、
上記従来装置と同様である。

しかし、ボール４はガイドビンｌＯの環状溝１１の円弧
面で接触支持されており、接触面圧が大幅に低下さａ、
相互間の摩耗が低減される。

ボール４と環状溝１１の接触面圧の低下を１次に説明す
る。

従来の装置では、ボール４とガイドピン３又は固定ビン
８は１球と円柱の接触となる０しかし。

この発明では、ボール４と対応するガイドピン１０の環
状溝１１は球と円弧面接触となっている。これらの接触
モデルがそれぞれ半径方向ではともに円柱と円柱、軸方
向では従来のものは円柱と平面。

発明のものは円柱と内接円柱に置暎することができる。

ここで半径方向については、従来例とこの発明のものと
も等価であるので、軸方向の接触面圧を比較する。

円柱と平面の接触応力は 円柱と内接円柱の接触応力は で表される。ここで。

ＰＯＪ　　　：円柱と平面の最大接触面圧ＰＯ２：円柱
と内接円柱の最大接触面圧ｒｏｏｒｌ　　ｌｊ球の半径
（ボールの半径）ｒ２：内接円柱の半径（円弧形環状溝
の円弧面の半径） シｌ、Ｅｌ二円柱（ボール）のポアソン比、縦弾性係数 ν２１に２　　：平面又は内接円柱Ｃガイドビン）のポ
アソン比、縦弾性係数 Φ　　：線荷重 （１）　、　ｆ２）式より ＰＯ２／ＰＯＩ　＝　　Ｃｒｚ−ｒｌ＞　ｒｏフ（ｒｌ
ｒ２）　−−一（３）が得られる。今、　ｒ（１＝ｒｌ
　＝１ｍａｌ、　ｒ２　＝ｌ、　０１ｍｍ　　とすると
、ＰＩ）２／Ｐ０１　＃　０，１　　となり、この発明
のものの接触面圧は、従来に比して１／１０となる。

また、ボール４の半径と１円弧形環状溝１１の円弧面の
半径が等しくなるにつれ、相互の接触面圧がさらに小さ
くなることは、自明である。

このように、この発明によれば、接触面圧を従来に比し
て大幅に低下することができる。

第２図はこの発明の第２の実施例を示し、上記第１図の
装置のケージをガイドピンに固着したものである口硬質
のガイドピン１２の小さくされた外径部に円弧形状環状
溝１１が設けられている。１３はこのガイドピン１２の
小径の外径部にはめ込み固着されたケージで、環状＄１
１に対応する位置に。

軸中心に対し対称に放射方向に複数のガイド穴１３ａが
設けられている。これらのガイド穴１３ａには硬質のボ
ール４が転動自在にはめられている。

第３図はこの発明の第３の実施例を示し、軸の外径部に
動圧発生溝を形成する場合の装置である。

１４は加工される軸で、固定治具（図示は略す）に固定
されている。１５は軸１４に同心に支持手段により回転
自在忙支持された硬質のガイドスリーブである。このガ
イドスリーブ１５には、内径部１５ａＫ硬質のボール４
０半径に等しいわずか大きくした半径の円弧面をもつ円
弧形環状溝１６が設けられている。上記軸１４とガイド
スリーブ１５の間に同心に支持手段（図示は略す）によ
り回転自在に支持されたケージ５が介在されている。こ
のケージ５には軸中心に対し対称に放射方向に複数のガ
イド穴５ａが配設され、上記ボール４が転動自在にはめ
られている。このように構成された装置のボール４によ
り、軸１４の外径部に動圧発生溝１４ａが形成される。

ｗＥ４図はこの発明の第４の実施例を示し、上記第３図
の装置のケージをガイドスリーブに固着したものである
。硬質のガイドスリーブ１７の内径部には円孤形環状＄
１６が設けられている。１８はこのガイドスリーブ１り
にはめ込み固着されたケージで、軸中心に対し対称で放
射方向く複数のガイド穴１８ａが設けられている。これ
らのガイド穴１８ａには硬質のボール４が転動自在には
められている。

第５図はこの発明の第５の実施例を示し、第１図の装置
のケージ５の外径部の、各ガイド穴５−外部位置の座ぐ
りに１弾性材からなる保持体２ｏを固着している。これ
らの保持体２０にはガイド穴５ａより小径の穴２０ａが
設けられており、ボール４を一部露出させ転動自在に保
持し、軸受ブシユ２にはめられてないとき脱落防止する
ようにしている。

＠６図はこの発明の＠６の実施例を示し、上記第２図の
装置のケージ１３に、各ガイド穴１３ａの外部位置の座
ぐりに、保持体２０が固着されており。

第５図の場合と同様に、各ボール４を転動自在に。

かつ、脱落防止して保持するようにしている。

第７図はこの発明の第７の実施例を示し、上記ＷＫ３図
の装置のケージ５の内径部に、各ガイド穴５ａの外部位
置の座ぐりに、保持体２０が固着され、各ボール４を回
動自在に、かつ、脱落防止保持するようにしている。

＠８図はこの発明の第８の実施例を示し、上記＠４図の
装置のケージ１８の内径部に、各ガイド穴１８ａの外部
位置の座ぐりに、保持体２ｏが固着され。

各ボール番を回動自在ＩＣ１かつ、脱落防止保持するよ
うにしている。

なお、ガイドピン又はガイドスリーブ及びケージを一方
向の回転で軸方向に所定距離になった後。

逆回転させることにより、ら旋方向の異なった動圧発生
溝が形成されるように、駆動手段（図示は略す）を配設
しである。

また、上記実施例では、ガイドピン及びケージ又はガイ
ドスリーブ及びケージを回転と送りをすることにより１
円弧形環状溝を形成したが、逆にこれらを固定し、軸受
ブシュ又は軸を回転と送りをするようにしてもよい口 さらに、上記実施例では、ケージのガイド穴は。

円周方向に対し等間隔に設けたが、不等間隔に設け、各
ボール４による多重ら旋状の動圧発生溝の相互間ピッチ
が不等になるようにしてもより０なおまた。上記実施例
では、ガイドピン又はガイドスリーブに環状溝を１条設
けたが、軸方向に対し複数条設けるようにしてもよいＯ
この場合。

さらに、前進方向に対し前側の環状溝を深くシ。

動圧発生溝が浅く加工され、後側の環状溝を浅くし、前
に形成された動圧発生溝に、さらに深さを増す加工をす
るようにしてもよい。

またさらに、ガイドビン又はガイドスリーブに軸方向に
対し環状溝を複数条設け、前進方向に対し前側の環状溝
に配置したボールに対し、後側の環状溝に配置したボー
ルの直径を大きくシ、前に形成された動圧発生溝にさら
に円弧半径を大きくし、又はそのうえ％深さも増す加工
をするようにしてもよい。

さらにまた、上記実施例ではケージの各ガイド穴５ａ　
、　１３ａ　、　１８ａ外部位置にそれぞれ保持体２ｏ
を固着したが、ケージの外径部又は内径部に各ガイド穴
を通る環状の座ぐりを設け、この環状座ぐりに弾性をも
つ環状の保持体をはめて固着し、この保持体に上記各ガ
イド穴に対応する位置に各ボールの一部をそれぞれ露出
される穴を設け、ボールを転動自在に、かつ、脱落防止
保持するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ガイドビンの外径部
又はガイドスリーブの内径部に少なくとも１条の円弧形
環状溝を設け、ガイドビンと軸受との間、又はガイドス
リーブと軸との間に円筒状のケージを介在させ、このケ
ージに円周方向に対し複数のガイド穴を配設し、これら
のガイド穴に硬質のボールを配置し、ボールが円弧形環
状溝に円弧面接触で受けられるようにしたので、接触面
圧が従来の装置に比して大幅に低下され、ボール及びガ
イドビン又はガイドスリーブの摩耗が低減し、長時間の
使用に耐え、軸又は軸受ブシュに高精度に動圧発生溝を
安定して形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す流体力学的溝付
軸受の製造装置の断面図、第２図ないし第８図はこの発
明の第２ないし第８の実施例による軸受の製造装置を示
す断面図、第９図は流体力学的溝付軸受を示す断面図、
第１０図及び第１１図は従来の軸受の製造装置の各例を
示す断面図である。　　・ ２・・・軸受ブシュ、　２ａ・・・動圧発生溝、　２ｔ
）・・・内径部、４・・・ボール、５・・・ケージ、　
　５ａ・・・ガイド穴、１０・・・ガイドビン、１１・
・・円孤形環状＃１１２・・・ガイドビン、１３・・・
ケージ、１３ａ・・・ガイド穴、１４・・・軸。 １４ａ・・・動圧発生溝、１５・・・ガイドスリーブ、
１６・・・円弧形環状溝、１７・・・ガイドスリーブ、
１８・・・ケージ、　　１８ａ・・・ガイド穴、２０・
・・保持体なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示
す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸と軸受ブシュの対応する表面のうち、少なくと
   もその一方の表面に、潤滑剤のポンプ送り作用をする少
   なくとも一つのパターンの浅い動力発生溝が形成された
   流体力学的溝付軸受の製造装置において、上記軸受ブシ
   ュにこのブシュより硬質のガイドピンが同心的に配置さ
   れるか、又は上記軸にこの軸より硬質のガイドスリーブ
   が同心的に配置されており、上記ガイドピンの外径部又
   は上記ガイドスリーブの内径部に少なくとも一条の円弧
   形環状溝を設けており、上記ガイドピンと上記軸受ブシ
   ュ間又は上記ガイドスリーブと上記軸間にケージを介在
   させ、このケージには軸中心に対し放射方向に複数のガ
   イド穴が配設されてあり、ケージの壁厚より大きい直径
   で、上記環状溝の円弧面の半径と等しいか、わずか小さ
   い半径の硬質のボールを上記各ガイド穴に挿入してあり
   、上記ガイドピンとケージを上記軸受ブシュに、又は上
   記ガイドスリーブとケージを上記軸に、それぞれ相対的
   同時的に回転運動及び軸方向送りを与える手段を備えた
   ことを特徴とする流体力学的溝付軸受の製造装置。
2. （２）円弧形環状溝のら旋の進み方向が軸方向の中央を
   基準とし両側に、互いに逆にしたパターンを得るため、
   ガイドピン及びケージと軸受ブシュ又はガイドスリーブ
   及びケージと軸との間の相対的回転運動の方向が、軸方
   向に所定の距離にわたつて上記ガイドピン及びケージ又
   はガイドスリーブ及びケージが移動された後、逆転され
   るようにする駆動手段を備えたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の流体力学的溝付軸受の製造装置。
3. （３）ガイドピン又はガイドスリーブの環状溝を軸方向
   に対し複数条設け、前進方向側の分の溝深さを深くした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の流体力学的溝付軸受の製造装置。
4. （４）ガイドピン又はガイドスリーブに環状溝が軸方向
   に対し複数条設けられ、双方の環状溝に異なる直径のボ
   ールが配置され、形成される動圧発生溝が順次所定深さ
   に加工されるようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の流体力学的溝付軸受の製造装
   置。
5. （５）ケージをガイドピンの外径部又はガイドスリーブ
   の内径部に固着したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第４項記載の流体力学的溝付軸受の製造装置
   。
6. （６）ケージの外径部又は内径部に、ガイド穴の外方位
   置に固着され、ボールの一部を露出させ転動自在にして
   保持する保持体を備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいづれかに記載の流体力学的溝
   付軸受の製造装置。