JPS63280914A - 流体保持溝を有するラジアル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ラジアル軸受装置及びそ
の製法に係り、軸がわの回転周面、或いは、軸を受ける
軸受部材がわの内周受面のいずれか一方の面の適位置に
形成する流体保持溝を簡単な工程で短時間にて成形し、
安価なラジアル軸受装置の提供を可能にする流体保持溝
を有するラジアル軸受装置及びその製法に関する。

（従来の技術） 従来、軸のラジアル方向を受けるものとして、一般的に
は、ボールやローラー等の回転体を使用したラジアルベ
アリングで受ける軸受等がある。

一方、ラジアル方向を受ける流体軸受においても、軸が
わの回転周面、或いは、軸を受ける軸受部材がわの内周
受面のいずれか一方の面の適位置に、これらの周面間の
滑りを良好にすべく潤滑流体を保持しておく流体保持溝
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、前者のラジアルベアリングで受ける軸受の場
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
として後者にあげた流体軸受があるが、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、
が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
断面形状の流体保持溝を、簡単な工程で且つ短時間にて
、軸がわの回転周面、或いは、軸を受ける軸受部材がわ
の内周受面のいずれが一方の面の適位置に成形すること
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、軸に対してそのラジアル方向を受けるラジ
アル軸受装置において、軸がわの回転周面、或いは、軸
を受ける軸受部材がわの内周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流体保持溝を設け
たラジアル軸受装置により、又、軸に対してそのラジア
ル方向を受けるラジアル軸受装置において、軸がわの回
転周面、或いは、軸を受ける軸受部材がわの内周受面の
いずれか一方の面の適位置に、打圧或いは押圧加工によ
る流体保持溝を形成し、その後、この流体保持溝の周縁
の盛り上がった部分を削除するラジアル軸受装置の製法
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、軸に対してそのラジアル方向を受けるラジア
ル軸受装置において、軸がわの回転周面、或いは、軸を
受ける軸受部材がわの内周受面のいずれか一方の面の適
位置に、流体保持溝を打圧或いは押圧加工によって適宜
形状に成形し、その時に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、軸１がわの回転周面２、或いは、軸１を受け
る軸受部材３がわの内周受面４のいずれか一方の面、実
際には軸１の回転周面２が主であるが、その適位置に、
打圧或いは押圧加工により、軸ｌの周方向に略く字状の
溝を１列、或いは、図示のごとく　２列、或いは複数列
並設して、流体保持溝５を設ける。

そして、この流体保持溝５は、例えば、第１４図に示す
ような、軸１の回転周面２を受けてこの軸１を自在に回
転できるようにするラジアル軸受装置Ｂ１、或いは、こ
れとは逆に、第１５図に示すような、軸受部材３として
の回転部材８がわを回転させるようにするラジアル軸受
装置Ｂ２に設けである。

その流体保持溝５の成形は、第１実施例として、第１図
に示すように、転造ローラーとしての硬質回転体１１を
回転自在に軸架しておき、硬質回転体１１の外周面１１
ａには、軸１の外周面２に流体保持溝５を形成すべく、
略く字状の溝を並設する凹凸１１ｂが刻設されている。

一方、硬質回転体１１と同様に、凹凸１２ｂを刻設した
回転周面１２ａを有する抑圧硬質回転体１２を形成し、
この抑圧硬質回転体１２は、前記回転周面１２ａを硬質
回転体１１の外周面１１ａ゛＼ とをそれぞれの軸１４．１５同士が平行となるように対
峙させて回転可能に配しである。

そして、この押圧硬質回転体１２は圧接機構（図示せず
）の圧接部１３に回転自在に軸支されていて前記圧接機
構が硬質回転体１１側へ移動することで回転周面１２ａ
をもって軸１を硬質回転体１１の外周面１１ａへ圧接さ
せるように形成されているものである。

そして、この第１実施例においては、硬質回転体１１の
外周面１１ａと押圧硬質回転体１２の回転周面１２ａと
の間に、軸１を外周面１１ａの中心と抑圧硬質回転体１
２の中心との線上で且つ硬質回転体１１の軸１４押圧硬
質回転体１２の軸１５の両軸心と平行となるように載置
する支持台１６を設け、軸１を常に外周面１１ａと抑圧
硬質回転体１２との接触位置に配するようにするもので
ある。

そうすると、軸１は硬質回転体１１及び抑圧硬質回転体
１２の回転と同期回転しながらそれぞれの外周面１１ａ
及び回転周面１２ａに圧接されるので硬質回転体１１の
外周面１１ａの凹凸１１ｂ及び抑圧硬質回転体１２の回
転周面１２ａの凹凸１２ｂが軸１の周面に転写され流体
保持溝５となる。その時に、硬質回転体１１の幅を、形
成すべき流体保持溝５全体の幅に設定すれば、その幅の
みの流体保持溝５が軸１の回転周面２の所定位置に形成
することができる。

次に、第２実施例は、第２図に示すように、軸１の流体
保持溝５を軸線方向に複数条形成する場合であり、その
時には、硬質回転体１１及び抑圧硬質回転体１２をスペ
ーサー（図示せず）の如きものを介してそれぞれ複数枚
、図示にあっては２枚、適間隔をあけ重ね合せることで
行なうものであり、これらの外周面１１ａ及び回転周面
１２ａに軸１を前記第１実施例の如く圧接回転させるこ
とで複数条の流体保持溝５を軸１の回転周面２に容易に
形成することができる。

第３実施例は、第３図に示すように、第１実施例及び第
２実施例における硬質回転体１１は使用するが、抑圧硬
質回転体１２の代りに、硬質体にてなる　２本のガイド
ロール１７を用いて流体保持溝５の成形を行なうもので
ある。このガイドロール１７は、圧接アーム１８に回転
自在で且つ平行に軸支されている。

そして、この圧接アーム１８を押圧シリンダー（図示せ
ず）のシリンダーシャフト１９によって硬質回転体１１
の外周面１１ａ方向に押圧し、この圧接アーム１８によ
りガイドロール１２が硬質回転体１１の軸１４と平行と
なるようにしてこのガイドロール１７を硬質回転体１１
の外周面１１ａ方向へ押圧するようにする。

そこで、２本のガイドロール１７の間で且つこのガイド
ロール１７と前記外周面１１ａとの間に挿入し、このガ
イドロール１７によって軸１を硬質回転体１１の軸１４
と平行で且つ回転自在に保持しながら硬質回転体１１の
外周面１１ａへ圧接するように作動させるものである。

尚、この場合も、第２実施例と同様に、硬質回転体１１
を反数枚配しても良い。

又、この実施例の場合、実際には、第６図に示すように
、２本のガイドロール１７は、　１本の駆動ロール２３
によって駆動回転するように形成すると共に、その時に
、ガイドロール１７が側方へ逃げないように、押えロー
ル２４によって押えるべく形成することで、ガイドロー
ル１７を、強度的に優れた状態で回転可能に圧接アーム
１８に軸支しておくものである。

この場合に、駆動ロール２３を駆動回転させないで単に
回転自在に軸支しておき、硬質回転体１１の方を駆動回
転させても良く、この方が構造的に簡素化できる場合が
多い。

第４実施例は、第４図に示すように、硬質回転体１１の
外周面１１ａの周囲の適区間にこの外周面１１ａと軸１
の径寸法の間隔を有して平行に配された受座２１によっ
て行なうように圧接機構２０を形成したものである。前
述した第３実施例と同様に、軸１への流体保持溝５の成
形は硬質回転体１１によってのみ行なわれるものである
。そして、この圧接部２２はこの受座２１により硬質回
転体１１方向へ押圧されるように形成されている。

この場合、圧接機構２０の方を固定しておいて、硬質回
転体１１の方を圧接機構２０の方向へ押圧する方式でも
良く、この方が構造的に簡素化することができる。

この第４実施例においては、軸１を硬質回転体１１と圧
接部２２との間の間隙に硬質回転体１１の軸１４と平行
になるようにして送り込むと共に、硬質回転体１１を回
転させる。そうすると、硬質回転体１１の回転によって
軸１も回転させられながら受座２１の圧接部２２の表面
をころがって硬質回転体１１の外周面１１ａに沿って移
動する。

その時に、軸１の外周面２には、この軸１が圧接部２２
によって硬質回転体１１の外周面１１ａへ圧接させられ
ながら回転するので、硬質回転体１１における外周面１
１ａの凹凸１１ｂが転写される。

そして、軸１は、前述の如（硬質回転体１１と受座２１
の圧接部２２との間の間隙の一方から送り込まれ、他方
から送り出される時までに前記流体保持溝５の転写は完
了されているものである。

この場合、受座２１の圧接部２２の表面にも硬質回転体
１１の凹凸１１ｂと同様な凹凸を形成しても軸１の外周
面２に流体保持溝５を形成することができる。

又、前述の如く流体保持溝５を形成する時間も、軸１を
硬質回転体１１に圧接回転させて転写することで形成す
るため極めて短時間にて行なうことができ、実際には１
本の軸１に流体保持溝５を形成する時間は、１〜２秒か
ら数秒程度であれば十分である。

更に、硬質回転体１１が摩耗してきた時にはリグライン
ドすれば良く、消耗工具やその他消耗品をほとんど必要
としないので、非常に安価にて製造できるものである。

又、第５実施例は、第５図に示すように、第４実施例に
おける硬質回転体１１を複数枚にし、前述したような複
数条の流体保持溝５を形成するようにしたものであり、
第４実施例と同様な効果を奏する。

第６実施例乃至第９実施例は、第７図乃至第１０図に示
すように、前述したような、硬質回転体１１と押圧硬質
回転体１２との代りに、略直方体の硬質圧接体３１、押
圧硬質圧接体３２、或いは、ガイドロール１７の代りに
、略直方体の圧接体３３を形成する。

そして、第６実施例の場合は、第７図に示すように、硬
質圧接体３１と押圧硬質圧接体３２との成形面３１ａ、
３２ａのそれぞれの凹凸３１ｂ。

３２ｂを平行に対峙させ、その間に軸１を配し硬質圧接
体３１と押圧硬質圧接体３２とによって軸１を圧接挾持
する。そして、成形面３１ａと成形面３２ａとが互いに
行違うように押圧硬質圧接体３２の方を往復動させ軸１
に流体保持溝５を成形するものである。

第７実施例の場合は、第８図に示すように、第６実施例
の場合の硬質圧接体３１と押圧硬質圧接体３２とを両方
往復動させるようにしたものである。

第８実施例の場合は、第９図に示すように、硬質圧接体
３１と圧接体３３との組合せで、この圧接体３３の成形
面３３ａは、硬質圧接体３１や押圧硬質圧接体３２の成
形面３１ａ、３２ａのように凹凸３１ｂ、３２ｂとせず
通常の平面とし、その他は第７実施例と同様に、硬質圧
接体３１と圧接体３３とを共に往復動させるものである
。

第９実施例は、第１０図に示すように、硬質圧接体３１
と圧接体３３の組合せであり、第６実施例と同様に、圧
接体３３のみを往復動させたものである。

これらの第６実施例乃至ｆｆ１９実施例の場合にも、前
記第１実施例乃至第５実施例と同様に流体保持満５を成
形することができる。

又、この場合に、図示例にあっては、流体保持溝５を成
形する凹凸３１ｂ、３２’ｂは共に２条であるが、１条
であっても、その他複数条であっても良いことは言うま
でもない。

このようにして軸１の外周面２に流体保持溝５を成形す
ると、流体保持溝５の周縁が盛り上る。

そこで、その盛り上った部分を、例えば、第１１図に示
すように、芯無研削によって外周を研削して削除し、流
体保持溝５を外周面２に形成した軸１が完成する。

尚、図中の符号４１は研削砥石、４２は支持台、４３は
抑圧回転体である。

一方、軸１の外周面２に流体保持溝５を成形する以外に
、この外周面２を受ける軸受部材３の内周受面４に流体
保持溝５をロール転造加工によって形成してもよく、こ
の場合には、第１２図に示す第１０実施例のように加工
して成形する。

すなわち、軸受部材３の内周受面４内に挿入可能で且つ
その周面に流体保持溝５を成形する凹凸５２が形成され
た硬質回転体５１を予め形成しておき、この硬質回転体
５１を軸受部材３内に挿入し、その後、軸受部材３の外
周面６に押圧回転体５３を圧接する。そうすると、軸受
部材３の内周受面４に硬質回転体５１が圧接される。そ
の状態で硬質回転体５１を回転させると内周受面４に硬
質回転体５３の凹凸５２が転写され、流体保持溝５が形
成される。その後、流体保持溝５の周縁の盛り上った部
分を、第１３図に示すように、内面研削砥石５４による
内面研削にて削除することで軸受部材３の内周受面４へ
の流体保持溝５の成形が完了するものである。

このようにして形成された流体保持溝５は、軸１の回転
周面２、或いは、この回転周面２を受ける内周受面４の
、どちらに設けてもよく、その都度適宜選択すればよい
。

そうすると、軸１を回転させると、流体保持溝５は、潤
滑流体をＶ字の屈曲部分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３に
流れ、これが再び流体保持溝５によって前記屈曲部分に
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、軸１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。従って、軸１が回転しても、その回転
による遠心力で潤滑液体は外部に飛ばされることはなく
、常に軸１と軸受部材との間に保持されることになり、
流体軸受としての役目を果すのである。

尚、この場合、流体保持溝５の周面形状は、前記形状に
限定されるものではなく、軸１が回転している時に、潤
滑流体を軸１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ラジアル軸受装置は、例
えば、前述したように、第１４図に示す状態或いは第１
５図に示す状態で使用される。

すなわち、第１４図に示すラジアル軸受Ｂ１は、固定部
材７内で軸１が回転するようしてこの固定部材７内周面
で軸１を受けるようにし、回転部材８を軸１に固定し軸
１と共に回転するように形成されたものである。この場
合は、固定部材７が前記軸受部材３の役目を果すのであ
る。

又、第１５図に示すラジアル軸受Ｂ２は、上記とは逆に
固定部材７に軸１を固定し、軸１に対して回転部材８を
回転自在に形成し、輔１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。

この場合は、回転部材８が前記軸受部材３の役目を果す
のである。

一方、流体保持溝５の断面形状は、硬質回転体１１の凹
凸１１ｂの形状を適宜設定することで、例えば、図示は
しないが、三角形状、四角形状、Ｕ字状であっても、ど
のような形状でも成形することが可能であり、潤滑流体
の保持に適当な流体保持溝５の断面形状に形成する。

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、ローラー転造加工と盛り
上り部分を削除する工程とを行なうだけで流体保持溝５
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５の成形が可能になり、又、硬質回転体１１、抑圧硬
質回転体１２、硬質圧接体３１、押圧硬質圧接体３２の
それぞれの凹凸１１ｂ、１２ｂ、３１ｂ、３２ｂを適当
な形状にしておけば、流体保持溝５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
れた精度を有する流体軸受装置のコストダウンを容易に
図り得るものである。

このように形成された流体軸受装置は、例えば、第１６
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Ｈの軸１の回転周面２とこの回転周面２を受ける軸受
部材３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］ 上述の如く構成したこの発明は、軸１に対してそのラジ
アル方向を受けるラジアル軸受装置において、軸１がわ
の回転周面２、或いは、軸１を受ける軸受部材３がわの
内周受面４のいずれか一方の面の適位置に、打圧或いは
押圧加工による流体保持溝５を設けた流体軸受装置であ
るから、流体保持溝５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５の周面形状及び断面
形状を潤滑液体の保持に最適な形状に適宜設定すれば、
潤滑流体の保持が確実に行なわれ、精度の優れた流体軸
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１に対してそのラジアル方向を
受けるラジアル軸受装置において、軸１がわの回転周面
２、或いは、軸１を受ける軸受部材３がわの内周受面４
のいずれか一方の面の適位置に、打圧或いは押圧加工に
よる流体保持溝５を形成し、その後、この流体保持溝５
の周縁の盛り上がった部分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
工による流体保持溝５の成形であるから、前述したよう
に、硬質回転体１１の凹凸１１ｂ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５の成形が可能
となり、自動機等で連続的に成形すれば、一定の形状の
流体保持溝５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、軸の外周面に形成した
所望の断面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
施例の要部斜視図、第２図は第２実施例の要部斜視図、
第３図は第３実施例の要部斜視図、第４図は第４実施例
の要部斜視図、第５図は第５実施例の要部斜視図、第６
図は第３実施例の要部側断面図、第７図は第６実施例の
要部斜視図、第８図は第７実施例の要部斜視図、第９図
は第８実施例の要部斜視図、第１０図は第９実施例の要
部斜視図、第１１図は研削工程の要部正面図、第１２図
は第１０実施例の要部拡大断面図、第１３図は第１０実
施例の場合の研削工程を示す拡大正面図、第１４図及び
第１５図はそれぞれの使用状態を示す断面図、第１６図
は使用状態の具体例を示す断面図である。 １・・・軸、２・・・回転周面、３・・・軸受部材、４
・・・内周受面、５・・・流体保持溝、６・・・外周面
、７・・・固定部材、８・・・回転部材、 １１・・・硬質回転体、ｌ１ｇ・・・外周面、１１ｂ・
・・凹凸、１２・・・押圧硬質回転体、１２ａ・・・回
転周面、１２ｂ・・・凹凸、１３・・・圧接部、１４・
・・軸、１５・・・軸、１６・・・支持台、１７・・・
ガイドロール、１８・・・圧接アーム、１９・・・シリ
ンダーシャフト、２０・・・圧接機構、２１・・・受座
、２２・・・圧接部、２３・・・駆動ロール、２４・・
・押えロール、 ３１・・・硬質圧接体、３１ａ・・・成形面、３１ｂ・
・・凹凸、３２・・・押圧硬質圧接体、３２ａ・；・成
形面、３２ｂ・・・凹凸、３３・・・圧接体、３３ａ・
・・成形面、５１・・・硬質回転体、５２・・・凹凸、
５３・・・抑圧回転体、５４・・・内面研削砥石、 Ｂ・・・軸受部材、Ｂ　’１・・・ラジアル軸受装置、
Ｂ２・・・ラジアル軸受装置、Ｈ・・・回転ヘッド部。 第１０ 第４０ 第２図 第１２Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸に対してそのラジアル方向を受けるラジアル軸受
   装置において、軸がわの回転周面、或いは、軸を受ける
   軸受部材がわの内周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ラジアル軸受装置。 ２、軸に対してそのラジアル方向を受けるラジアル軸受
   装置において、軸がわの回転周面、或いは、軸を受ける
   軸受部材がわの内周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流体保持溝を形成し、その
   後、この流体保持溝の周縁の盛り上がった部分を削除す
   ることを特徴とした流体保持溝を有する流体軸受装置の
   製法。