JPS63259215A - 流体保持溝を有するスラスト軸受装置及びその製法 - 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】 ［発　　明　　の　　目　　的］ （産業上の利用分野） この発明は流体保持溝を有するスラスト軸受装置及びそ
の製法に係り、渦状曲線形状又は略Ｖ字状曲線を並列に
並べて環状に配した形状の流体保持溝を簡単な工程で短
時間にて成形し、安価なスラスト軸受装置の提供を可能
にする流体保持溝を有するスラスト軸受装置及びその製
法に関する。

（従来の技術） 従来、軸のスラスト方向を受けるものとして、一般的に
は、ローラーを使用したス°ラストベアリングや中間に
ボールを挾んで側面を受ける軸受や、軸の周面にフラン
ジを形成し、このフランジをボール等で受ける軸受等が
ある。

一方、スラスト方向を受ける流体軸受においても、軸が
わの摺動接面、或いは、軸を受ける固定部材がわ受面の
いずれか一方の面の適位置に、渦状曲線形状の流体保持
溝を形成したもの等が提供されている。その流体保持溝
の代表的な形成工程は次の通りである。

すなわち、流体保持溝を形成する素材を洗浄し、その後
、その表面に、レジスト剤を塗布し、流体保持溝の形状
のパターンを感光して素材を露出させ、その後、エツチ
ング剤を露出部分に浸潤させて腐蝕し、最後に、レジス
ト剤を剥離することで流体保持溝を形成している。

（発明が解決しようとする問題点） 〈従来の技術とその問題点〉 ところが、前者のスラストベアリングやボール等を介す
る軸受の場合には、どうしても軸と軸受部材との間に回
転体を介することによるガタが生じ、例えば、ミクロン
単位の高精度が要求される箇所への使用には不適である
。

又、上記高精度が要求される箇所への使用に最適なもの
として流体軸受があるが、その成形工程は、単なる切削
溝加工による流体保持溝成形よりは加工が確実に行なえ
ると共に、その加工時間も短かくできるが、溝の深さを
ある程度深くしなければならないから、その腐蝕を行な
う時間が長くなる。そして、この加工は、かなり工程数
が多く非常に大変な作業である。又、腐蝕による溝の場
合、その溝の断面形状を正確に作ることが困難で、例え
ば、角形や丸形等の所望の形状にすることが非常に難し
い。従って、実際には、はとんど不可能であった。そし
て、この溝断面形状は、流体軸受の性能に大きな影響を
及ぼすもので、流体軸受の構成要因の中で最も重要なも
のの一つであった。

く技術的課題〉 そこで、この発明は、上述した問題点等に鑑み、所望の
断面形状で且つ渦状曲線形状又は略Ｖ字状曲線を並列に
並べて環状に配した形状の流体保持溝を、簡単な工程で
且つ短時間にて成形することで、精度の優れた流体軸受
を安価にて提供することを課題として創出されたもので
ある。

［発　　明　　の　　構　　成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、軸に対してそのスラスト方向を受けるスラ
スト軸受装置において、軸がわの摺動接面、或いは、軸
を受ける固定部材がわ受面のいずれか一方の面の適位置
に、打圧或いは押圧加工による渦状曲線形状又は略Ｖ字
状曲線を並列に並べて環状に配した形状の流体保持溝を
設けた流体軸受装置により、又、軸に対してそのスラス
ト方向を受けるスラスト軸受装置において、軸がわの摺
動接面、或いは、軸を受ける固定部材がわ受面のいずれ
か一方の面の適位置に、打圧或いは抑圧加工にて渦状曲
線形状又は略Ｖ字状曲線を並列に並べて環状に配した形
状の流体保持溝を形成し、その後、前記溝の周縁の盛り
上った部分を削除する流体軸受装置の製法により、上述
した問題点を解決するものである。

（作用） この発明に係る流体保持溝を有する流体軸受装置及びそ
の製法は、軸に対してそのスラスト方向を受けるスラス
ト軸受装置において、軸がわの摺動接面、或いは、軸を
受ける固定部材がわ受面のいずれか一方の面の適位置に
、打圧或いは押圧加工によって渦状曲線形状又は略Ｖ字
状曲線を並列に並べて環状に配し゛た形状の流体保持溝
を成形し、その時に溝の周縁の盛り上った部分を削除す
ることで、所望の溝断面を有する渦状曲線形状又は略Ｖ
字状曲線を並列に並べて環状に配した形状の高精度な流
体保持溝を短時間にて成形する。

（実施例） 以下、図面を参照しながらこの発明の詳細な説明すると
次の通りである。

すなわち、第１実施例は、第１図に示すように、軸２の
摺動接面である端面を受ける軸受部材３の受面の中央に
流体保持溝１が形成されている。

そして、この流体保持溝１は、例えば、第１３図に示す
ような、軸２の端面を受けて自在に回転できるようにす
るスラスト軸受装置Ｂ１、或いは、これとは逆に、第１
４図に示すような、軸受部材３がわが回転するスラスト
軸受装置Ｂ２に設けである。

この流体保持溝１は、打圧或いは抑圧加工によって形成
され、例えば、第３図（Ａ）に示すように、複数本の渦
状曲線を組合せた形状を呈している。

又、流体保持溝１の断面形状は、例えば、第４図（Ａ）
に示すように、Ｖ字状、同（Ｂ）に示すように、コ字状
、同（Ｃ）に示すように、Ｕ字状であっても、どのよう
な形状であっても良く、潤滑流体の保持に適当な流体保
持溝１の断面形状に形成する。

このように形成した流体保持溝１は、軸２、或いは軸受
部材３が回転することで、軸２と軸受部材３との間に存
する潤滑油の如き潤滑流体を、その回転力により、回転
による遠心力に抗して回転中心に向って移動するように
する。そして、その力で回転中心に向った潤滑液体は、
その中心近傍で、流体保持溝１から溢れでる。そうする
と、今度は回転による遠心力で外がわに向う。ところが
、外がわに向った潤滑流体は、軸２、或いは軸受部材３
の回転で、再び、流体保持溝１内に入って回転中心に向
い、これを繰返す。従って、潤滑流体は、前記回転によ
り循環し、常に軸２と軸受部材３の間に保持されること
になる。

このような流体保持溝１の成形は、先ず、第２図（Ａ）
に示すように、予め、加工端面に前記流体保持溝１の形
状に打刻或いは圧刻可能な流体保持溝成形凸部１２を突
設した流体保持溝成形ポンチ１１を形成しておく。

そして、軸２に対してそのスラスト方向を受けるスラス
ト軸受装置において、軸２がわの摺動接面、或いは、軸
２を受ける軸受部材３がわ受面のいずれか一方の面の適
位置に、第２図（Ｂ）に示すように、流体保持溝成形ポ
ンチ１１による打圧或いは抑圧加工にて渦状曲線形状又
は略Ｖ字状曲線を並列に並べて環状に配した形状の流体
保持溝を刻設形成する。尚、図示にあっては渦状曲線形
状を示す。そうすると、第２図（Ｃ）に示すように、流
体保持溝１の周縁は、打圧或いは抑圧加工によって盛り
上り、盛り上り部１３が形成される。

その後、第２図（Ｄ）に示すように、この流体保持溝１
の周縁の盛り上り部１３を、例えば、研削砥石１４によ
り研削して削除することで、同（Ｅ）に示すように、流
体保持溝１を完全に成形し、流体軸受装置を完成する。

尚、前記盛り上り部１３の削除方法は一１前述した研削
に限定されるものではなく、どのような加工方法によっ
て行なっても良いことは言うまでもない。

従って、従来の流体保持溝の形成方法と比較すると、従
来の腐蝕による加工に対して、打圧或いは抑圧加工と盛
り上り部１３を削除する工程とを行なうだけで流体保持
溝１を成形することができるから、非常に短時間で流体
保持溝１の成形が可能になり、又、流体保持溝成形ポン
チ１１の流体保持溝成形凸部１２を適当な形状にしてお
けば、流体保持溝１の断面形状を所望の形状に容易に成
形することが可能となるものであり、優れた精度を有す
るスラスト軸受装置のコストダウンを容易に図り得るも
のである。

一方、第２実施例は、第５図に示すように、打圧或いは
抑圧加工によって流体保持溝１を軸２の平端面２ａに形
成したものである。この場合も、相対的に見れば第１実
施例と同様であるから、同様な作動を行なうものである
。

一方、第３実施例は、第６図に示すように、軸２の平端
面２ａはそのままの平滑面とし、第１実施例の場合の、
軸受部材３における軸受面に凹所３ａを形成し、この凹
所３ａに、第１実施例の流体保持溝の渦状曲線形状を逆
に突条３ｂにし、その高さを軸受面と同様にして形成し
たものである。

この場合には、突条３ｂによって規制された凹所３ａが
潤滑流体を保持する溝の役目を果すもので、第１実施例
と同様の作用効果を得ることができる。

第４実施例は、第７図に示すように、軸２の一端面を球
面にして球面軸受部２ｂを形成し、この球面軸受部２ｂ
に対応して、軸受部材３に球状内面の球状軸受面４を形
成し、この球状軸受面４に渦状曲線形状の流体保持溝ｌ
を形成したものである。この場合には、スラスト方向と
ラジアル方向とを同時に受けることができ、その他は、
第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。

第５実施例は、第８図に示すように、第４実施例の球面
軸受部２ｂと球状軸受面４との球面をテ−パー面にして
テーパー軸受部２Ｃとテーパー軸受面４ａとにし、この
テーパー軸受面４ａに渦状曲線形状の流体保持溝１を形
成してスラスト方向とラジアル方向とを同時に受けるこ
とができるようにしたものである。この場合も、第４実
施例と同様な作用効果を得ることができる。

第６実施例は、第９図に示すように、第３実施例の逆で
、軸２の平端面２ａに凹所２ｄを形成し、その中に、平
端面２ａと同じ高さの渦状曲線形状の突条２ｅを形成し
たものであり、又、第７実施例は、第１０図に示すよう
に、軸２の球面軸受部２ｂに渦状曲線形状の流体保持溝
１を形成したものであり、これらも、第４実施例や第５
実施例と同様の作用効果を得ることができる。

尚、第３実施例乃至第７実施例における流体保持溝１及
び凹所２ｄ、３ａ及び突条２ｅ、３ｂは、それぞれ打圧
或いは抑圧加工によって形成するものである。

又、軸２の端面ではなく、その中間部分でスラスト方向
を受ける場合には、第８実施例として、第１１図及び第
１２図に示すように、軸２に、例えば、圧入や一体成形
にてその中間部分にフランジ５を形成し、このフランジ
５の両面を摺動接面として、この両面に、例えば、第３
図（Ｂ）に示すような、渦曲線を複合して形成した略Ｖ
字状曲線を環状に配しである形状の流体保持溝１を形成
し、このフランジ５の両面に軸受部材３を配する。

そして、この場合の軸受部材３は、軸２が回転可能とな
るように外嵌され、この軸受部材３を軸受に内蔵するこ
とで軸２のスラスト方向を受けて回転自在に保持するも
のである。

このように形成した流体保持溝１は、軸２の回転と共に
フランジ５が回転すると、潤滑流体を、■字の屈曲部分
６に向って移動させる。この屈曲部分に集ってきた潤滑
流体は溝から溢れて軸受部材に流れ、これが再び流体保
持溝１によって前記屈曲部分６に移動し、これを繰返す
ことで潤滑流体を循環させると共に、フランジ５と軸受
部材３との間に常に潤滑流体が配されているようにする
。

又、この場合に、流体保持溝１は、フランジがわではな
く軸受部材３がわに設けてもよく、更には、前述した第
３実施例及び第６実施例に示す如く、凹所と突条とによ
って流体保持溝１の役目を果すようにしてもよい。

尚、流体保持溝の平面形状は前記形状に限定されるもの
ではなく、軸２が回転している時に、潤滑流体を軸２と
軸受部材３との間、或いは、フランジと軸受部材３との
間に保持しておく形状であればどのような形状であって
も良いことは言うまでもない。

そして、このように形成されたスラスト軸受装置は、例
えば、前述したように、第１３図に示す状態或いは第１
４図に示す状態で使用される。

すなわち、第１３図に示すスラスト軸受Ｂ１は、固定部
材７に軸受部材３を取付け、この固定部材内で軸２が回
転するようにすると共に軸２の端面を軸受部材３で受け
るようにし、回転部材８を軸２に固定し軸２と共に回転
するように形成されたものである。

又、第１４図に示すスラスト軸受Ｂ２は、上記とは逆に
固定部材７に軸２を固定し、回転部材８に軸受部材３を
取付け、軸２に対して回転部材８を回転自在にすると共
に軸２の端面を軸受部材３で受けるように形成し、軸２
を固定しておいて回転部材８の方を回転させるものであ
る。

そして、実際には、このようなスラスト軸受は、例えば
、第１５図に示すように、ビデオテープレコーダーの回
転ヘッド部２１のシャフト２２端面とシャフト押え２３
部分との摩擦抵抗を少なくする部位等に使用すると非常
に効果的である。

［発　　明　　の　　効　　果コ 上述の如く構成したこの発明は、軸に対してそのスラス
ト方向を受けるスラスト軸受装置において、軸２がわの
摺動接面、或いは、軸２を受ける軸受部材３がわ受面の
いずれか一方の面の適位置に、打圧或いは押圧加工によ
る渦状曲線形状又は略Ｖ字状曲線を並列に並べて環状に
配した形状の流体保持溝１を設けたスラスト軸受装置で
あるから、流体保持溝１の断面形状を所望の形状に成形
することが容易であると共に、成形工程の短縮を図るこ
とができる。

そのため、流体保持溝１の平面形状及び断面形状を潤滑
液体の保持に最適な形状に適宜設定すれば、前述の如く
潤滑流体を循環させるので、潤滑流体の循環保持が確実
に行なわれ、精度の優れた流体を用いるスラスト軸受装
置を安価にて提供することができるものである。

又、その成形方法も、軸２に対してそのスラスト方向を
受けるスラスト軸受装置において、軸２がわの摺動接面
、或いは、軸２を受ける軸受部材３がわ受面のいずれか
一方の面の適位置に、打圧或いは押圧加工にて渦状曲線
形状又は略Ｖ字状曲線を並列に並べて環状に配した形状
の流体保持溝１を形成し、その後、前記溝１の周縁の盛
り上った部分１３を削除することで行なうので、従来の
腐蝕による流体保持溝の加工に比べて、短時間で加工す
ることが可能となると共に、打圧或いは押圧加工による
渦状曲線形状又は略Ｖ字状曲線を並列に並べて環状に配
した形状の流体保持溝１の成形であるから、前述したよ
うに、流体保持溝成形凸部１２の形状を適宜形状に設定
すれば、所望の断面形状の流体保持溝１の成形が可能と
なり、その形状も、例えば、プレス加工等にて行なえば
、一定の形状の流体保持溝１を連続的に成形可能となり
、優れた精度の流体軸受装置のコストダウンを容易に図
ることができる。

このように、この発明によれば、所望の断面形状を有す
る渦状曲線形状又は略Ｖ字状曲線を並列に並べて環状に
配した形状の流体保持溝を、簡単な工程で且つ短時間に
て成形することができるので、精度の優れた流体軸受を
安価にて提供可能になる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は第１実
施例の要部分解斜視図、第２図は流体保持溝の成形工程
を示す工程図、第３図は流体保持溝の拡大平面図、第４
図は同じく拡大断面図、第５図は第２実施例の下方から
見た要部分解斜視図である。第６図は第３実施例の要部
分解斜視図、第７図は第４実施例の要部分解斜視図、第
８図は第５実施例の要部分解斜視図、第９図は第６実施
例の軸端面を示す要部斜視図、第１０図は第７実施例の
軸端面を示す要部斜視図、第１１図は第８実施例の要部
分解斜視図、第１２図は同じく下方から見た要部分解斜
視図、第１３図及び第１４図はそれぞれの使用態様を示
す断面図、第１５図は、使用状態の具体例を示す断面図
である。 Ｂｌ、Ｂ２・・・スラスト軸受、 １・・・流体保持溝、２・・・軸、２ａ・・・平端面、
２ｂ・・・球面軸受部、２Ｃ・・・テーパー軸受部、２
ｄ・・・凹所、２ｅ・・・突条、３・・・軸受部材、３
ａ・・・凹所、３ｂ・・・突条、４・・・球状軸受面、
４ａ・・・テーパー軸受面、５・・・フランジ、６・・
・屈曲部分、７・・・固定部材、８・・・回転部材、 １１・・・流体保持溝成形ポンチ、１２・・・流体保持
溝成形凸部、１３・・・盛り上り部、１４・・・研削砥
石、２１・・・回転ヘッド部。２２・・・シャフト、２
３・・・シャフト押え。 第１５図 第　１　図 第５図 第８図 第９図　　　　　　第１０図 第１１ ＠１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸に対してそのスラスト方向を受けるスラスト軸受
   装置において、軸がわの摺動接面、或いは、軸を受ける
   軸受部材がわ受面のいずれか一方の面の適位置に、打圧
   或いは押圧加工による渦状曲線形状又は略Ｖ字状曲線を
   並列に並べて環状に配した形状の流体保持溝を設けたこ
   とを特徴とする流体保持溝を有するスラスト軸受装置。 ２、軸に対してそのスラスト方向を受けるスラスト軸受
   装置において、軸がわの摺動接面、或いは、軸を受ける
   軸受部材がわ受面のいずれか一方の面の適位置に、打圧
   或いは押圧加工にて渦状曲線形状又は略Ｖ字状曲線を並
   列に並べて環状に配した形状の流体保持溝を形成し、そ
   の後、前記溝の周縁の盛り上った部分を削除することを
   特徴とした流体保持溝を有するスラスト軸受装置の製法
   。