(57)【要約】【課題】開放側から潤滑剤が漏れ出るのを防いで、耐久性を向上できる動圧軸受を提供する。【解決手段】軸部５とフランジ部６とからなるシャフト２を、相対回転自在にハウジング１に嵌合させる。ハウジング１は、一方の端部に開口７が形成されたスリーブ４と、スリーブ４の他方の端部に取り付けられたプレート３とを有する。開口７側のフランジ部６の端面６ｂには動圧溝８を形成する。この動圧溝８は、径方向外側よりも径方向内側の方が深くなっている。つまり動圧溝８において、開口７に近い位置における溝の深さの方が、開口７から離れた位置における溝の深さよりも深くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングにシャフトが相対回転自在に嵌合され、
上記シャフトは、
フランジ部と、
該フランジ部と同心かつ小径で上記フランジ部の軸方向一方側の端面より軸方向一方側に延在する軸部と
を備え、
上記ハウジングは、
上記フランジ部の軸方向他方側の端面に対向する軸方向他方側軸受面と、
該軸方向他方側軸受面に隣接し、上記フランジ部の周面に対向する第一の内周面と、
該第一の内周面に隣接し、上記フランジ部の軸方向一方側の端面に対向する軸方向一方側軸受面と、
該軸方向一方側軸受面の径方向中央に形成され、軸方向に開口する開口と、
該開口に接続し、上記軸部の周面に対向する第二の内周面と
を備え、
上記軸方向他方側軸受面と上記第一の内周面と上記軸方向一方側軸受面とで囲まれた空間が、上記第二の内周面で囲まれた空間のみを介して上記ハウジングの外部の空間と連通するものであって、
上記フランジ部の軸方向他方側の端面と上記ハウジングの上記軸方向他方側軸受面とのうちの少なくとも一方には、径方向外方に位置する溝の深さを、径方向内方に位置する溝の深さよりも深くした動圧溝が形成され、
上記フランジ部の軸方向一方側の端面と上記ハウジングの上記軸方向一方側軸受面とのうちの少なくとも一方には、径方向内方に位置する溝の深さを、径方向外方に位置する溝の深さよりも深くした動圧溝が形成されていることを特徴とする動圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動圧軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動圧軸受としては、軸部とフランジ部とからなるシャフトと、このシャフトが相対回転自在に嵌合されたハウジングとを備え、そのハウジングとシャフトとの間の潤滑剤に対して動圧を発生する動圧溝をフランジ部の軸方向の両端面に一定の深さで形成したものがある。
【０００３】
ところで、上記動圧軸受では、ハウジングからシャフトの端部が外部に突出していて、このシャフトの突出している側、つまり開放側からハウジングとシャフトとの間の潤滑剤が外部に漏れ出してしまうという問題がある。このように、潤滑剤が外部に漏れると動圧が発生しなくなって、ハウジングとシャフトの摩擦が増大して、耐久性が低下するという問題がある。
【特許文献１】特開平９−２１７７３６号公報
【特許文献２】特開平８−３３５３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、開放側から潤滑剤が漏れ出るのを防いで、耐久性を向上できる動圧軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の動圧軸受は、
ハウジングにシャフトが相対回転自在に嵌合され、
上記シャフトは、
フランジ部と、
該フランジ部と同心かつ小径で上記フランジ部の軸方向一方側の端面より軸方向一方側に延在する軸部と
を備え、
上記ハウジングは、
上記フランジ部の軸方向他方側の端面に対向する軸方向他方側軸受面と、
該軸方向他方側軸受面に隣接し、上記フランジ部の周面に対向する第一の内周面と、
該第一の内周面に隣接し、上記フランジ部の軸方向一方側の端面に対向する軸方向一方側軸受面と、
該軸方向一方側軸受面の径方向中央に形成され、軸方向に開口する開口と、
該開口に接続し、上記軸部の周面に対向する第二の内周面と
を備え、
上記軸方向他方側軸受面と上記第一の内周面と上記軸方向一方側軸受面とで囲まれた空間が、上記第二の内周面で囲まれた空間のみを介して上記ハウジングの外部の空間と連通するものであって、
上記フランジ部の軸方向他方側の端面と上記ハウジングの上記軸方向他方側軸受面とのうちの少なくとも一方には、径方向外方に位置する溝の深さを、径方向内方に位置する溝の深さよりも深くした動圧溝が形成され、
上記フランジ部の軸方向一方側の端面と上記ハウジングの上記軸方向一方側軸受面とのうちの少なくとも一方には、径方向内方に位置する溝の深さを、径方向外方に位置する溝の深さよりも深くした動圧溝が形成されていることを特徴としている。
【０００６】
上記構成の動圧軸受によれば、上記ハウジングとシャフトとの間に潤滑剤を充填し、ハウジングに対してシャフトを回転させると、動圧溝のポンピング作用で潤滑剤に動圧が発生する。このとき、開放側の動圧溝の深さを密閉側の動圧溝よりも深くし、深い溝のポンピング作用が大きく、浅い溝のポンピング作用が小さいから、開放側から密閉側へつまりハウジングの内部方向に潤滑剤を引き込むような力が作用して、潤滑剤が開放端から流出するのが防止される。その結果、常に、十分な動圧を発生させることができて、ハウジングとシャフトとの摩耗が増大せず、耐久性を向上させることができる。なお、上記シャフトに対してハウジングが回転する場合も同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の動圧軸受によれば、フランジ部の軸方向他方側の端面とハウジングの軸方向他方側軸受面とのうちの少なくとも一方には、径方向外方に位置する溝の深さを、径方向内方に位置する溝の深さよりも深くした動圧溝が形成されていると共に、フランジ部の軸方向一方側の端面とハウジングの軸方向一方側軸受面とのうちの少なくとも一方には、径方向外方に位置する溝の深さを、径方向内方に位置する溝の深さよりも深くした動圧溝が形成されていることによって、開放側の動圧溝の深さが密閉側の動圧溝よりも深くなるから、開放側から密閉側へ潤滑剤を引き込むような力、つまり、ハウジングの内部方向に潤滑剤を引き込むような力が作用して、潤滑剤が開放端から流出するのが防止されて、耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の動圧軸受を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【０００９】
(第１実施形態)
図１は本発明の第１実施形態の動圧軸受の模式断面図である。この動圧軸受は、図１に示すように、軸部５とフランジ部６とからなるシャフト２と、このシャフト２が相対回転自在に嵌合されたハウジング１とを備えている。また、上記ハウジング１は、軸方向の一端の開口７をなすスリーブ４と、このスリーブ４の軸方向の他端の開口を塞ぐプレート３とを有する。
【００１０】
また、上記シャフト２のフランジ部６は、開口７側の端面６ｂに形成されたアキシャル方向支持用の動圧溝８を有している。なお、図面において、動圧溝８の深さは１０００倍以上に誇張して描かれている。この動圧溝８のうち開放側(径方向内側)に位置する溝８ａの深さは、密閉端側(径方向外側)に位置する溝８ｂの深さよりも深くなっている。つまり、径方向内側の溝８ａから径方向外側の溝８ｂに向かって漸次浅くなるように動圧溝８を形成して、開口７に近い位置の溝８ａを、開口７から離れた位置の溝８ｂよりも深くしている。また、上記プレート３側のフランジ部６の端面６ａには、図示しないが、径方向外側の方が径方向内側よりも深いアキシャル方向支持用の動圧溝を形成している。
【００１１】
上記構成の動圧軸受において、ハウジング１とシャフト２との間に潤滑剤を充填し、ハウジング１に対してシャフト２を回転させると、動圧溝８のポンピング作用で潤滑剤に動圧が発生し、この動圧によりシャフト２が軸方向に支持される。このとき、深い溝の方が浅い溝よりもポンピング作用が大きいため、潤滑剤が深い溝８ａから浅い溝８ｂに向って移動する。したがって、上記動圧溝８において、開口７に近い位置の溝８ａの深さを、開口７から離れた位置の溝８ｂよりも深くしたことで、開放側から密閉側へつまり内部方向に潤滑剤を引き込むような力が作用して、潤滑剤が開口７から流出するのが防止される。その結果、常に、十分な動圧を発生させることができて、ハウジング１とシャフト２との摩耗が増大せず、耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また、上記動圧溝８は次のようにして形成するのが好ましい。
【００１３】
まず、図２に示すように、動圧溝を形成すべき箇所すなわちフランジ部２６の端面２６ａに電極が対向するように、絶縁体２１,２１を有する電極工具２２を配置する。そして、上記フランジ部２６に連なる軸部２５側から端面２６ａと絶縁体２１,２１間の電極との間に電解液を流しながら電極工具２２に通電すると、フランジ部２６の一部が電解作用により溶出して動圧溝が形成される。このとき、上流側(径方向内側)で溶出した不純物および水素が電解液に混じって下流側(径方向外側)に流れるため、径方向内側に比べて径方向外側では電解液の清浄度および電導度が低くなってしまう。そのため、上記フランジ部２６において、径方向内側の電解作用の方が径方向外側よりも高くなり、径方向内側の溝の方が径方向外側よりも深くなる。このようにして、上記端面２６ａの径方向内側に位置する溝の深さが深く、端面２６ａの径方向外側に位置する溝の深さが浅い、潤滑剤の漏れが発生しにくい動圧軸受を簡単に製造できる。
【００１４】
上記実施形態では、ハウジング１に対してシャフト２が回転してる場合について説明したが、シャフト２に対してハウジング１が回転する場合も同様の効果を奏する。
【００１５】
また、上記実施形態では、アキシャル方向支持用の動圧溝８をフランジ部６の端面６ａ,６ｂに形成していたが、その端面６ａ,６ｂが対向するプレート３の軸受面３ａおよびスリーブ４の軸受面４ａにアキシャル方向支持用の動圧溝を形成してもよい。
【００１６】
また、上記実施形態では、スリーブ４の軸方向の他端の開口をプレート３で塞いでいたが、図３に示すように、貫通穴３１を有するプレート３３をスリーブ４の軸方向の他端に取り付けてもよい。この場合に用いるシャフト３２は、貫通穴３１,開口７に挿通される軸部３５と、この軸部３５に嵌合して固定したフランジ部３６とからなる。また、上記プレート３３側のフランジ部３６の端面３６ａには、径方向内側の溝３８ａの方が径方向外側の溝３８ｂよりも深くなっている動圧溝３８を形成すると共に、スリーブ４側のフランジ部３６の端面３６ｂにも、径方向内側の溝３８ａの方が径方向外側の溝３８ｂよりも深くなっている動圧溝３８を形成している。より詳しくは、径方向内側の溝３８ａから径方向外側の溝３８ｂに向って漸次深さが浅くなるように、動圧溝３８,３８を端面３６ａ,３６ｂに形成している。
【００１７】
このように、径方向内側に位置する溝３８ａが径方向外側に位置する溝３８ｂの深さよりも深くなっていることによって、開口７および貫通穴３１からの潤滑剤の流出が防止されて、本実施形態と同様の効果を奏する。なお、上記動圧溝３８をフランジ部３６の端面３６ａ,３６ｂに形成する代わりに、その端面３６ａ,３６ｂが対向するプレート３３の軸受面３３ａおよびスリーブ４の軸受面４ａにアキシャル方向支持用の動圧溝を形成してもよいのは言うまでもない。
【００１８】
また、上記実施形態では、軸部５とフランジ部６とからなるシャフト２を用いたが、単なる棒状のシャフトを用いてもよい。
【００１９】
(第２実施形態)
図４は本発明の第２実施形態の動圧軸受の模式断面図である。この動圧軸受は、図４に示すように、シャフト４２と、このシャフト４２が相対回転自在に嵌合されたハウジング４１とを備えている。また、上記ハウジング４１は、軸方向の一端の開口４７をなすスリーブ４４と、このスリーブ４４の軸方向の他端に取り付けられ、貫通穴５１が形成されたプレート４３とを有している。
【００２０】
上記シャフト４２は、開口４７,貫通穴５１に挿通される軸部４５と、この軸部４５に嵌合させて固定したフランジ部４６とからなる。上記軸部４５の周面４５ａとスリーブ４４の内周面４４ｂとは対向し、ラジアル方向支持用の動圧溝４８,４８を内周面４４ｂに形成している。この動圧溝４８のうち開放側(軸方向外側)に位置する溝４８ａの深さは、密閉端側(軸方向内側)に位置する溝４８ｂの深さよりも深くなっている。つまり、軸方向外側の溝４８ａから軸方向内側の溝４８ｂに向かって漸次浅くなるように動圧溝４８を形成して、開口４７に近い位置の溝４８ａを、開口４７から離れた位置の溝４８ｂよりも深くしている。また、上記フランジ部４６には、図示しないが、図３の動圧溝３８,３８と同様のアキシャル方向支持用の動圧溝を端面４６ａ,４６ｂに形成している。
【００２１】
上記構成の動圧軸受は、第１実施形態の動圧軸受と同様の効果を奏すると共に、上記動圧溝４８,４８において、開口４７から離れた位置に形成された溝の深さより、開口４７に近い位置に形成された溝の深さの方が深いことで、開口４７近傍の潤滑剤により大きな内部方向への力が作用し、開口４７からの液漏れがより確実に防止される、したがって、耐久性をより向上させることができる。
【００２２】
また、上記動圧溝４８の形成は次のようにして行うのが好ましい。
【００２３】
まず、図５に示すように、絶縁体６１,６１がスリーブ５４の内周面５４ａに対向するように、その絶縁体６１,６１間に電極を有する棒状の電極工具６２を配置する。そして、上記内周面５４ａと電極の間に電解液を流しながら、電極工具６２に通電すると、スリーブ５４の一部が電解作用により溶出する。このとき、上流側つまり軸方向外側で溶出した不純物および水素が電解液に混じって下流側(軸方向内側)に流れて行くため、軸方向外側に比べて軸方向内側では電解液の清浄度および電導度が低くなってしまう。そのため、上記スリーブ５４において、軸方向外側の電解作用の方が軸方向内側よりも高くなり、軸方向外側の溝の方が径方向内側よりも深くなる。このようにして、上記内周面５４ａの軸方向外側(開放側)で溝の深さが深く、内周面５４ａの軸方向内側(密閉側)で溝の深さが浅い、潤滑剤の漏れが発生しにくい動圧軸受を簡単に製造できる。
【００２４】
上記実施形態では、上記スリーブ４４の内周面４４ｂにラジアル方向支持用の動圧溝４８,４８を形成したが、軸部４５の周面４５ａにラジアル方向支持用の動圧溝を形成してもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、アキシャル方向支持用の動圧溝をフランジ部４６の端面４６ａ,４６ｂに形成したが、その端面４６ａ,４６ｂが対向するプレート４３の軸受面４３ａおよびスリーブ４４の軸受面４４ａに動圧溝を形成してもよい。
【００２６】
また、上記実施形態では、軸部４５とフランジ部４６とからなるシャフト４２を用いたが、単なる棒状のシャフトを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の動圧軸受の模式断面図である。
【図２】図２は上記第１実施形態の動圧軸受の製造方法を説明するための図である。
【図３】図３は上記第１実施形態の動圧軸受の変形例を示す図である。
【図４】図４は本発明の第２実施形態の動圧軸受の模式断面図である。
【図５】図５は上記第２実施形態の動圧軸受の製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
１,４１  ハウジング
２,４２  シャフト
３,３３,４３  プレート
３ａ,４ａ,３３ａ,４３ａ,４４ａ  軸受面
４,４４,５４  スリーブ
５,２５,３５,４５  軸部
６,２６,３６,４６  フランジ部
６ａ,６ｂ,２６ａ,３６ａ,３６ｂ,４６ａ,４６ｂ  フランジ部の端面
７,４７  開口
８,３８,４８  動圧溝
２１,６１  絶縁体
２２,６２  電極工具
３１,５１  貫通穴
４４ｂ,５４ａ  スリーブの内周面
４５ａ  軸部の周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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