(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部とこの軸部の一端に設けられたフランジ部とからなるシャフトと、上記シャフトが相対回転自在に嵌合され、一端が密閉された片側密閉ハウジングと、上記片側密閉ハウジングの密閉端側の上記フランジ部の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された密閉端側アキシャル用動圧発生溝と、上記フランジ部の上記軸部側の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された軸部側アキシャル用動圧発生溝とを備えた片側密閉型動圧軸受において、
上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝と上記軸部側アキシャル用動圧発生溝とにより、上記フランジ部を取り囲む潤滑流体全体を上記片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込めるべく、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きい一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいことを特徴とする片側密閉型動圧軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の片側密閉型動圧軸受において、
上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、径方向外側に位置する外側部と、この外側部より短くて径方向内側に位置する内側部とから成ってＶ字形状を呈し、
かつ、
上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、径方向外側に位置する外側部と、この外側部より長くて径方向内側に位置する内側部とから成ってＶ字形状を呈することを特徴とする片側密閉型動圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、片側密閉型動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、片側密閉型動圧軸受としては、図３に示すように、下端に開口３４ａが設けられ、上端が密閉された片側密閉ハウジング３４と、この片側密閉ハウジング３４内に相対回転自在に嵌合されたシャフト３１とを備えたものがある。上記片側密閉ハウジング３４とシャフト３１との間には、図示しない潤滑流体を充填している。上記シャフト３１は、軸部３２とこの軸部３２の一端に設けられたフランジ部３３とからなり、軸部３２の外周面にラジアル方向支持用のＶ字形状の動圧発生溝４５を形成している。また、上記フランジ部３３の上端面３３ａ,下端面３３ｂには、図４(ａ),(ｂ)に示すように、アキシャル方向支持用のＶ字形状の動圧発生溝３５,３６を形成している。上記動圧発生溝３５,３６の頂点３５ａ,３６ａは、軸部３２の外周面とフランジ部３３の外周縁との間の径方向中央に位置している。つまり、上記動圧発生溝３５,３６の径方向外側の外側部３５ｂ,３６ｂと、動圧発生溝３５,３６の径方向内側の内側部３５ｃ,３６ｃとは、略同じ長さになっている。
【０００３】
上記構成の片側密閉型動圧軸受は、図３に示すように、片側密閉ハウジング３４に対してシャフト３１が矢印Ｒ方向に回転すると、軸部３２の動圧発生溝４５が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング３４に対してシャフト３１を径方向に支持する。これと同時に、上記フランジ部３３の動圧発生溝３５,３６が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング３４に対してシャフト３１を軸方向に支持する。このとき、図４(ａ),(ｂ)に示す上記動圧発生溝３５,３６の外側部３５ｂ,３６ｂが潤滑流体を径方向内側に導く力と、動圧発生溝３５,３６の内側部３５ｃ,３６ｃが潤滑流体を径方向外側に導く力とは、略バランスしている。また、上記軸部３２の外周面とフランジ部３３の外周縁との間の径方向中央、つまり動圧発生溝３５,３６の頂部３５ａ,３６ａにおいて、動圧が最大になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記片側密閉型動圧軸受では、フランジ部３３の上端面３３ａ,下端面３３ｂにおいて潤滑流体を径方向外側に導く力と径方向内側に導く力とがバランスしているので、上記潤滑流体全体に対して片側密閉ハウジング３４の密閉端側に押し込めるような力が働かない。したがって、上記潤滑流体が自重や衝撃等によって開口３４ａから外部に流れ出す恐れがあり、信頼性に欠けるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、潤滑流体の開口部からの流出を防止できる片側密閉型動圧軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
【０００８】
請求項１の発明の片側密閉型動圧軸受は、軸部とこの軸部の一端に設けられたフランジ部とからなるシャフトと、上記シャフトが相対回転自在に嵌合され、一端が密閉された片側密閉ハウジングと、上記片側密閉ハウジングの密閉端側の上記フランジ部の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された密閉端側アキシャル用動圧発生溝と、上記フランジ部の上記軸部側の端面とこの端面に対向する上記片側密閉ハウジングの受け面とのうちの少なくとも一方に形成された軸部側アキシャル用動圧発生溝とを備えた片側密閉型動圧軸受において、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝と上記軸部側アキシャル用動圧発生溝とにより、上記フランジ部を取り囲む潤滑流体全体を上記片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込めるべく、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きい一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいことを特徴としている。
【０００９】
上記請求項１の片側密閉型動圧軸受によれば、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きいので、それらの力の相対的なアンバランスにより、動圧のピークの位置が従来例より径方向内側にシフトして、潤滑流体に対して径方向内側に案内する力が作用する。このように、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝が潤滑流を径方向内側に案内する力を発生するので、フランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。
【００１０】
一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体を上記フランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいので、それらの力の相対的なアンバランスにより、動圧のピークの位置が従来例より径方向外側にシフトして、潤滑流体に対して径方向外側に案内する力が作用する。したがって、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝が潤滑流体を径方向外側に案内する力を発生するので、軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。
【００１１】
このように、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝,軸部側アキシャル用動圧発生溝夫々おいて径方向外側の力と径方向内側の力とが相対的にアンバランスになって、密閉端側アキシャル用動圧発生溝によってフランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む一方、軸部側アキシャル用動圧発生溝によって軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込むので、潤滑流体全体としては片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込められる。したがって、片側密閉ハウジング内の潤滑流体が外部に漏れ出るのを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の片側密閉型動圧軸受を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の一形態の片側密閉型動圧軸受の断面図である。この片側密閉型動圧軸受は、図１に示すように、下端に開口４ａが設けられ、上端が密閉された片側密閉ハウジング４と、この片側密閉ハウジング４内に相対回転自在に嵌合されたシャフト１とを備える。上記片側密閉ハウジング４の内周面は、開口４ａから上方に向かって延びる小径円筒形状の小径穴９と、この小径穴９に連なる大径円筒形状の大径穴１０とで構成している。
【００１４】
上記シャフト１は、軸部２とこの軸部２の一端に設けられたフランジ部３とからなり、この軸部２が片側密閉ハウジング４の小径穴９に嵌合し、かつ、フランジ部３が片側密閉ハウジング４の大径穴１０に嵌合している。上記シャフト１の軸部２の外周面には、ラジアル用動圧発生溝１５を形成している。一方、上記シャフト１のフランジ部３の上端面３ａには、図２(ａ)に示すように、周方向に所定の間隔をあけてＶ字形状の密閉端側アキシャル用動圧発生溝５を複数個形成している。上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝５の頂部５ａが径方向内側に位置するように、密閉端側アキシャル用動圧発生溝５における径方向外側の外側部５ｂより径方向内側の内側部５ｃを短くしている。また、上記フランジ部３の下端面３ｂには、図２(ｂ)に示すように、周方向に所定の間隔をあけてＶ字形状の軸部側アキシャル用動圧発生溝６を複数個形成している。上記軸部側アキシャル用動圧発生溝６の頂部６ａが径方向外側に位置するように、軸部側アキシャル用動圧発生溝６における径方向外側の外側部６ｂより径方向内側の内側部６ｃを長くしている。なお、上記片側密閉ハウジング４とシャフト１との間に図示しない潤滑流体を充填している。
【００１５】
上記構成の片側密閉型動圧軸受は、図１に示すように、片側密閉ハウジング４に対してシャフト１を矢印Ｒ方向に回転させると、軸部２のラジアル用動圧発生溝１５が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング４に対して軸部２を径方向に支持する。これと同時に、上記フランジ部３の密閉端側アキシャル用動圧発生溝５,軸部側アキシャル用動圧発生溝６が潤滑流体に動圧を発生させて、片側密閉ハウジング４に対してフランジ部３を軸方向に支持する。このとき、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝５の外側部５ｂより内側部５ｃを短くしているので、潤滑流体を径方向外側に導く力より径方向内側に導く力の方が大きくなる。そうすると、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝５が発生する径方向内側の力と径方向外側の力とが相対的にアンバランスになることによって、動圧のピークの位置が従来例より径方向内側にシフトして、矢印Ｃ,Ｄに示すような力が潤滑流体に働く。また、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝６の外側部６ｂより内側部６ｃの方を長くしているので、潤滑流体を径方向内側に導く力より径方向外側に導く力の方が大きくなる。そうすると、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝５が発生する径方向内側の力と径方向外側の力とが相対的にアンバランスになることよって、動圧のピークの位置が従来例より径方向外側にシフトして、矢印Ｅ,Ｆに示すような力が潤滑流体に働く。
【００１６】
このように、上記片側密閉型動圧軸受では、密閉端側アキシャル用動圧発生溝５における径方向外側と径方向内側との相対的な力関係のアンバランスにより、矢印Ｃ,Ｄに示すような力が潤滑流体に働いて、フランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体に対して点線矢印Ｇ,Ｈに示すような力が働く。一方、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝６における径方向外側と径方向内側との相対的な力関係のアンバランスにより、矢印Ｅ,Ｆに示すような力が潤滑流体に働いて、軸部２の外周面を取り囲む潤滑流体に対して点線矢印Ｉ,Ｊに示すような力が働く。したがって、矢印Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆおよび点線矢印Ｇ,Ｈ,Ｉ,Ｊに示すような力が潤滑流体に働くことによって、潤滑流体全体としては片側密閉ハウジング４の密閉端側に押し込まれるので、片側密閉ハウジング４の開口４ａから潤滑流体が自重等によって外部に漏れ出るのを防止できる。
【００１７】
上記実施の形態では、シャフト１を片側密閉ハウジング４に対して回転させたが、片側密閉ハウジング４をシャフト１に対して回転させても上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【００１８】
また、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝５をフランジ部３の上端面３ａに形成したが、その上端面３ａに対向する片側密閉ハウジング４の受け面４ｂに密閉端側アキシャル用動圧発生溝を形成してもよい。また、上記軸部側アキシャル用動圧発生溝６をフランジ部３の下端面３ｂに形成したが、その下端面３ｂに対向する片側密閉ハウジング４の受け面４ｃに軸部側アキシャル用動圧発生溝を形成してもよい。
【００１９】
また、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝５および軸部側アキシャル用動圧発生溝６の形状はＶ字形状であったが、密閉端側アキシャル用動圧発生溝および軸部側アキシャル用動圧発生溝の形状は上記実施の形態に限定されないのは勿論である。
【００２０】
なお、本発明によれば、密閉端側アキシャル用動圧発生溝５と軸部側アキシャル用動圧発生溝６の何れか一方だけを、上述のように径方向内側と外側で動圧がアンバランスになるようにすることで、潤滑流体全体が片側密閉ハウジング４の密閉端側に押し込まれるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明の片側密閉型動圧軸受では、密閉端側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体をフランジ部の径方向外側に導く力よりも径方向内側に導く力が大きいことによって、それらの力が相対的にアンバランスになって、潤滑流体に対して径方向内側に案内する力が作用するので、フランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。一方、軸部側アキシャル用動圧発生溝は、潤滑流体をフランジ部の径方向内側に導く力よりも径方向外側に導く力が大きいことによって、それらの力が相対的なアンバランスになって、潤滑流体に対して径方向外側に案内する力が作用するので、軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む。このように、上記密閉端側アキシャル用動圧発生溝および軸部側アキシャル用動圧発生溝における径方向外側と径方向内側との相対的な力関係がアンバランスになって、密閉端側アキシャル用動圧発生溝がフランジ部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込む一方、軸部側アキシャル用動圧発生溝が軸部の外周面を取り囲む潤滑流体を片側密閉ハウジングの密閉端側に引き込んで、潤滑流体全体としては片側密閉ハウジングの密閉端側に押し込められるので、片側密閉ハウジング内の潤滑流体が外部に漏れ出るのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の実施の一形態の片側密閉型動圧軸受の断面図である。
【図２】  図２(ａ),(ｂ)は上記片側密閉型動圧軸受のシャフトの上面図,下面図である。
【図３】  図３は従来の片側密閉型動圧軸受の断面図である。
【図４】  図４(ａ),(ｂ)は上記片側密閉型同圧軸受のシャフトの上面図,下面図である。
【符号の説明】
１  シャフト、                  ２  軸部、
３  フランジ部、                ３ａ  上端面、
３ｂ  下端面、                  ４  片側密閉ハウジング、
４ｂ,４ｃ  受け面、             ５  密閉端側アキシャル用動圧発生溝、
６  軸部側アキシャル用動圧発生溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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