(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐状の外周面を有する軸部材と、この軸部材の外周面と対向する円錐状の内周面を有する軸受部材とを備え、上記軸部材の外周面，上記軸受部材の内周面の少なくともいずれか一方に動圧発生用の溝が形成された動圧軸受において、
上記軸部材の円錐状の外周面または上記軸受部材の円錐状の内周面のうちの一方は、上記動圧発生用の溝に対して軸方向に隣接していて溝が形成されていないと共に軸方向に所定の間隔を隔てた複数の第１の溝なし部分を有し、
上記軸部材の円錐状の外周面または上記軸受部材の円錐状の内周面のうちの他方は、上記複数の第１の溝なし部分に対向すると共に溝が形成されていない第２の溝なし部分を有し、
上記動圧発生用の溝は、
上記軸部材と軸受部材とが対向する面のうち円錐状の面のみに形成されており、かつ、上記軸部材の少なくとも一方向への回転時に、軸方向に所定の間隔を隔てた上記複数の第１の溝なし部分と第２の溝なし部分とが対向する軸方向の複数の箇所で動圧のピ−クを発生させるように形成されており、
上記動圧発生用の溝は、
上記円錐状の外周面もしくは円錐状の内周面の少なくとも一方の大径側に形成される第１動圧溝と、
上記円錐状の外周面もしくは円錐状の内周面の少なくとも一方の小径側に形成される第２動圧溝とを含み、
上記第２動圧溝の軸方向寸法を上記第１動圧溝の軸方向寸法よりも大きくしたことを特徴とする動圧軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の動圧軸受において、
上記第１動圧溝は、
周方向に屈曲した第１屈曲動圧溝であり、
上記第２動圧溝は、
周方向に屈曲した第２屈曲動圧溝であることを特徴とする動圧軸受。
【請求項３】
請求項１に記載の動圧軸受において、
上記第１動圧溝は、
小径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって上り勾配に傾斜した第１傾斜動圧溝であり、
上記第２動圧溝は、
小径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって上り勾配に傾斜した第２傾斜動圧溝であることを特徴とする動圧軸受。
【請求項４】
請求項１に記載の動圧軸受において、
上記第１動圧溝は、
大径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって下り勾配に傾斜した第１傾斜動圧溝であり、
上記第２動圧溝は、
小径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって上り勾配に傾斜した第２傾斜動圧溝であることを特徴とする動圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、略円錐形状の面に形成された動圧溝でもって軸部材を軸方向と径方向に支持する動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動圧軸受としては、図４に示すように、円錐状の外周面５１を有する先端部５２を備えた軸部材５３と、この軸部材５３の外周面５１に対向する円錐形状の内周面５５を有する軸受部材５６とを備え、上記軸部材５３の外周面５１にＶ字形状に屈曲した複数の動圧溝５７，５７…が周方向に一列に形成されたものがある。
【０００３】
この動圧軸受は、軸部材５３が矢印５８の方向に回転することによって、動圧溝５７が潤滑流体を動圧溝５７の頂点５７Ａに向かって圧送して、動圧を発生する。したがって、この動圧のピ−クは動圧溝５７の頂点付近に発生する。この動圧でもって、軸部材５３が軸受部材５６に対して回転自在に支持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の動圧軸受では、動圧のピ−クが動圧溝５７の頂点５７Ａの一点で発生するから、モーメント荷重に対する抵抗力が小さくて、外乱による軸部材５３の揺動が起りやすいという問題がある。特に、高速回転では、揺動で軸部材５３と軸受部材５６との接触，焼き付きを招くという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、モーメント荷重に対して抵抗力が大きくて、略円錐面に形成された動圧溝でもって軸部材を軸方向と径方向に安定に支持できる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】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の動圧軸受は、円錐状の外周面を有する軸部材と、この軸部材の外周面と対向する円錐状の内周面を有する軸受部材とを備え、上記軸部材の外周面，上記軸受部材の内周面の少なくともいずれか一方に動圧発生用の溝が形成された動圧軸受において、
上記軸部材の円錐状の外周面または上記軸受部材の円錐状の内周面のうちの一方は、上記動圧発生用の溝に対して軸方向に隣接していて溝が形成されていないと共に軸方向に所定の間隔を隔てた複数の第１の溝なし部分を有し、
上記軸部材の円錐状の外周面または上記軸受部材の円錐状の内周面のうちの他方は、上記複数の第１の溝なし部分に対向すると共に溝が形成されていない第２の溝なし部分を有し、
上記動圧発生用の溝は、
上記軸部材と軸受部材とが対向する面のうち円錐状の面のみに形成されており、かつ、上記軸部材の少なくとも一方向への回転時に、軸方向に所定の間隔を隔てた上記複数の第１の溝なし部分と第２の溝なし部分とが対向する軸方向の複数の箇所で動圧のピ−クを発生させるように形成されており、
上記動圧発生用の溝は、
上記円錐状の外周面もしくは円錐状の内周面の少なくとも一方の大径側に形成される第１動圧溝と、
上記円錐状の外周面もしくは円錐状の内周面の少なくとも一方の小径側に形成される第２動圧溝とを含み、
上記第２動圧溝の軸方向寸法を上記第１動圧溝の軸方向寸法よりも大きくしたことを特徴としている。
【０００７】
この請求項１の発明は、上記動圧発生用の溝が軸方向の複数の箇所で動圧のピ−クを発生させるから、軸部材は上記複数の動圧ピ−クでもって軸受部材に対して少なくとも２点支持される。したがって、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて軸部材の支持を安定化でき、回転中の外乱による軸部材の揺動を防止して、接触や焼き付きを未然に防止できる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の動圧軸受において、上記第１動圧溝は、周方向に屈曲した第１屈曲動圧溝であり、上記第２動圧溝は、周方向に屈曲した第２屈曲動圧溝であることを特徴としている。
【０００９】
この請求項２の発明は、上記第１屈曲動圧溝がその屈曲の角付近に動圧のピ−クを発生させ、上記第２屈曲動圧溝がその屈曲の角付近に動圧のピ−クを発生させる。したがって、軸部材を軸方向に離れた２つの動圧ピ−クでもって支持することができるから、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて、軸部材の支持を安定化できる。
【００１０】
また、この請求項２の発明は、小径側の第２動圧発生溝の軸方向寸法を大径側の第１動圧発生溝の軸方向寸法よりも大きくしたから、２つの動圧ピ−クを均等化でき、軸部材の揺動を一層確実に防止できる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の動圧軸受において、
上記第１動圧溝は、小径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって上り勾配に傾斜した第１傾斜動圧溝であり、
上記第２動圧溝は、小径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって上り勾配に傾斜した第２傾斜動圧溝であることを特徴としている。
【００１２】
この請求項３の発明は、大径側の第１傾斜動圧溝がその小径端付近に動圧のピ−クを発生し、小径側の第２傾斜動圧溝がその小径端付近に動圧のピ−クを発生する。したがって、軸部材を軸方向に離れた２つの動圧ピ−クでもって支持することができるから、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて、軸部材の支持を安定化できる。
【００１３】
また、この請求項３の発明は、小径側の第２傾斜動圧溝の軸方向寸法を大径側の第１傾斜動圧溝の軸方向寸法よりも大きくしたから、２つの動圧ピ−クを均等化でき、軸部材の揺動を一層確実に防止できる。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の動圧軸受において、上記第１動圧溝は、大径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって下り勾配に傾斜した第１傾斜動圧溝であり、上記第２動圧溝は、小径側に向かって潤滑流体を圧送するように回転方向に向かって上り勾配に傾斜した第２傾斜動圧溝であることを特徴としている。
【００１５】
この請求項４の発明は、大径側の第１傾斜動圧溝がその大径端付近に動圧のピ−クを発生し、小径側の第２傾斜動圧溝がその小径端付近に動圧のピ−クを発生する。したがって、軸部材を略円錐状の内周面もしくは外周面の軸方向の両端に大きく離れた２つの動圧ピ−クでもって支持することができるから、モーメント荷重に対して特に大きな抵抗力を有して、軸部材の支持を特に安定化できる。
【００１６】
また、この請求項４の発明は、小径側の第２傾斜動圧溝の軸方向寸法を大径側の第１傾斜動圧溝の軸方向寸法よりも大きくしたから、２つの動圧ピ−クを均等化でき、軸部材の揺動を一層確実に防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１８】
〔第１の実施の形態〕
図１に、この発明の動圧軸受の第１の実施の形態を示す。この第１の実施の形態は、逆円錐形状で小径側底端１ａを有する円錐部１とこの円錐部１の大径側上面１ｂの中心から軸方向に延在している軸２とからなる軸部材３を備える。また、この実施形態は、上記円錐部１の外周面１ｃに対向する略円錐状内周面５ｃを有する軸受部材５を備える。この軸受部材５は、大径の上開口５ｂと小径の下開口５ａとを備える。
【００１９】
上記軸部材３の円錐部１は、その外周面１ｃの大径側に周方向に屈曲した第１屈曲動圧溝６，６，６…を有する。また、円錐部１の外周面１ｃの小径側には周方向に屈曲した第２屈曲動圧溝７，７，７…を有する。この第１屈曲動圧溝６および第２屈曲動圧溝７は、軸方向に所定の寸法を隔てて２列に並べられており、周方向に複数個配列されている。そして、上記大径側の第１屈曲動圧溝６の軸方向寸法よりも小径側の第２屈曲動圧溝７の軸方向寸法を大きくした。
【００２０】
この第１の実施の形態は、軸部材３が矢印１０の方向に回転すると、軸部材３の円錐部１の外周面１ｃに形成された第１屈曲動圧溝６および第２屈曲動圧溝７が円錐部１と軸受部材５との間の潤滑流体に動圧を発生させる。この動圧は、第１屈曲動圧溝６の屈曲の角６ａ付近と第２屈曲動圧溝７の屈曲の角７ａ付近にピ−クを持つ。したがって、軸方向に所定の距離だけ離れた箇所に２つの動圧ピ−クが発生するので、動圧ピ−クを軸方向の一箇所だけに発生させる場合に比べて、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて、軸部材３を安定に支持できる。したがって、回転中の外乱による軸部材３の揺動を防止して、接触や焼き付きを未然に防止できる。
【００２１】
また、小径側の第２屈曲動圧溝７の軸方向寸法を大径側の第１屈曲動圧溝６の軸方向寸法よりも大きくして、小径側に発生する動圧ピ−クと大径側に発生する動圧ピ−クとをバランスさせるようにしたから、軸部材３の揺動を一層確実に防止できる。
【００２２】
〔第２の実施の形態〕
次に、図２にこの発明の動圧軸受の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、軸部材３の円錐部１に形成された動圧溝の形状が上記第１の実施の形態と異なるだけである。したがって、動圧溝の形状を重点的に説明する。
【００２３】
この動圧軸受は、軸部材３の円錐部１の外周面１ｃの大径側に、回転方向に向かって上り勾配に傾斜した複数の第１傾斜動圧溝２１，２１…が形成されている。また、円錐部１の外周面１ｃの小径側に、回転方向に向かって上り勾配に傾斜した複数の第２傾斜動圧溝２２，２２，…が形成されている。上記第１傾斜動圧溝２１と第２傾斜動圧溝２２とは軸方向に所定の距離だけ離れて２列に形成されている。また、上記小径側の第２傾斜動圧溝２２の軸方向寸法を大径側の第１傾斜動圧溝２１の軸方向寸法よりも大きくした。
【００２４】
この動圧軸受は、軸部材３が矢印２５で示す回転方向に回転すると、大径側の第１傾斜動圧溝２１がその小径端２１ａ付近に動圧のピ−クを発生し、小径側の第２傾斜動圧溝２２がその小径端２２ａ付近に動圧のピ−クを発生する。したがって、軸方向に離れた２つの動圧ピ−クでもって軸部材３を支持できるから、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて、軸部材３を安定に支持でき、軸部材３の揺動を防いで、軸部材３と軸受部材５との接触や焼き付きを防止できる。
【００２５】
〔第３の実施の形態〕
次に、図３にこの発明の動圧軸受の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態は、軸部材３の円錐部１に形成された動圧溝の形状と、軸受部材の構造とが上記第１の実施の形態と異なる。したがって、第１実施形態と異なる点を重点的に説明する。
【００２６】
この動圧軸受は、軸部材３の円錐部１の外周面１ｃの大径側に、回転方向に向かって下り勾配に傾斜した複数の第１傾斜動圧溝３１，３１…が形成されている。また、円錐部１の外周面１ｃの小径側に、回転方向に向かって上り勾配に傾斜した複数の第２傾斜動圧溝３２，３２，…が形成されている。上記第１傾斜動圧溝３１と第２傾斜動圧溝３２とは軸方向に所定の距離だけ離れて２列に形成されている。また、上記小径側の第２傾斜動圧溝３２の軸方向寸法を大径側の第１傾斜動圧溝３１の軸方向寸法よりも大きくした。
【００２７】
また、この動圧軸受の軸受部材３６は、略円錐状内周面３６ｃの軸方向略中央に環状凹部３７を有し、この凹部３７から径方向外方に延在して外周面３６ｄで大気に連通している連通孔３８を有する。上記凹部３７は、第１傾斜動圧溝３１と第２傾斜動圧溝３２の間の平坦面３９に対向している。
【００２８】
この動圧軸受は、軸部材３６が矢印３４で示す回転方向に回転すると、大径側の第１傾斜動圧溝３１がその大径端３１ａ付近に動圧のピ−クを発生し、小径側の第２傾斜動圧溝３２がその小径端３２ａ付近に動圧のピ−クを発生する。したがって、軸方向に離れた２つの動圧ピ−クでもって軸部材３を支持できるから、軸部材３を安定に支持でき、軸部材３の揺動を防いで、軸部材３と軸受部材３６との接触や焼き付きを防止できる。
【００２９】
また、この動圧軸受は、円錐部１の外周面１ｃの軸方向の両端（大径端３１ａと小径端３２ａ）に動圧のピ−クを発生させることができるから、２つの動圧ピ−クを軸方向に最大限に離すことができる。したがって、モーメント荷重に対して特に大きな抵抗力を有して、軸部材３を最も安定に支持できる。なお、上記平坦面３９の付近で潤滑流体が希薄化すると、上記連通孔３８から上記平坦面３９付近に潤滑流体が供給される。
【００３０】
尚、上記第１〜第３の実施の形態では、軸部材３の円錐部１の外周面１ｃに動圧溝６，７、２１，２２、３１，３２を形成したが、軸受部材５，３６の内周面５ｃ，３６ｃに動圧溝を形成してもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、軸方向の２列に動圧溝６，７、２１，２２、３１，３２を形成したが、軸方向の３列以上に動圧溝を形成して動圧のピ−クを軸方向の３箇所以上に発生させるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の動圧軸受は、動圧発生用の溝が軸方向の複数の箇所で動圧のピ−クを発生させるから、軸部材を複数の動圧ピ−クでもって軸受部材に対して少なくとも２点支持できる。したがって、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて、軸部材の支持を安定化でき、回転中の外乱による軸部材の揺動を防止して、接触や焼き付きを未然に防止できる。
【００３２】
また、請求項２の発明は、大径側の第１屈曲動圧溝がその屈曲の角付近に動圧のピ−クを発生させ、小径側の第２屈曲動圧溝がその屈曲の角付近に動圧のピ−クを発生させる。したがって、軸部材を軸方向に離れた２つの動圧ピ−クでもって支持することができるから、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて、軸部材の支持を安定化できる。また、この請求項２の発明は、小径側の第２動圧発生溝の軸方向寸法を大径側の第１動圧発生溝の軸方向寸法よりも大きくしたから、２つの動圧ピ−クを均等化でき、軸部材の揺動を一層確実に防止できる。
【００３３】
また、請求項３の発明は、大径側の第１傾斜動圧溝がその小径端付近に動圧のピ−クを発生し、小径側の第２傾斜動圧溝がその小径端付近に動圧のピ−クを発生する。したがって、軸部材を軸方向に離れた２つの動圧ピ−クでもって支持することができるから、モーメント荷重に対する抵抗力が大きくて、軸部材の径方向の支持を安定化できる。また、この請求項３の発明は、小径側の第２傾斜動圧溝の軸方向寸法を大径側の第１傾斜動圧溝の軸方向寸法よりも大きくしたから、２つの動圧ピ−クを均等化でき、軸部材の揺動を一層確実に防止できる。
【００３４】
また、請求項４の発明は、大径側の第１傾斜動圧溝がその大径端付近に動圧のピ−クを発生し、小径側の第２傾斜動圧溝がその小径端付近に動圧のピ−クを発生する。したがって、軸部材を略円錐状の内周面もしくは外周面の軸方向の両端に離れた２つの動圧ピ−クでもって支持することができるから、モーメント荷重に対して特に大きな抵抗力を有して、軸部材の支持を特に安定化できる。また、この請求項４の発明は、小径側の第２傾斜動圧溝の軸方向寸法を大径側の第１傾斜動圧溝の軸方向寸法よりも大きくしたから、２つの動圧ピ−クを均等化でき、軸部材の揺動を一層確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の動圧軸受の第１の実施の形態の部分断面図である。
【図２】  この発明の動圧軸受の第２の実施の形態の部分断面図である。
【図３】  この発明の動圧軸受の第３の実施の形態の部分断面図である。
【図４】  従来の動圧軸受の部分断面図である。
【符号の説明】
１…円錐部、１ａ…小径側底端、１ｂ…大径側上面、１ｃ…外周面、
２…軸、３…軸部材、５，３６…軸受部材、５ａ…下開口、５ｂ…上開口、
６…第１屈曲動圧溝、６ａ…角、７…第２屈曲動圧溝、７ａ…角、
１０，２５…矢印、２１，３１…第１傾斜動圧溝、２１ａ…小径端、
２２，３２…第２傾斜動圧溝、２２ａ…小径端、３１ａ…大径端、
３２ａ…小径端。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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