(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスリーブの一端部を蓋体で閉塞し、上記スリーブの内部に軸を相対回転可能に導入しているとともに、上記軸とスリーブ及び蓋体との間の隙間に、潤滑用の液体金属を充填しているすべり軸受装置において、
上記蓋体の軸の端面に対向する部位に、上記液体金属を溜める凹部を形成し、この凹部に連通させて、余剰の液体金属をスリーブの外部に漏出させる貫通孔を形成しているとともに、上記貫通孔を栓により閉塞しており、上記凹部が、上記貫通孔に向かって漸次縮径し、且つ上記凹部及び貫通孔が軸と同心に設けられていることを特徴とするすべり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スリーブと軸とを微小隙間を有して相対回転可能に嵌合しているすべり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、すべり軸受装置の一種である動圧軸受装置は、例えば、Ｘ線管の回転陽極を回転自在に支持する軸受装置として使用されている。
図４は従来の動圧軸受装置の一例を示す要部断面図である。この動圧軸受装置は、一端部が蓋体９３によって閉塞された筒状のスリーブ９１に、軸９２を回転自在に導入し、このスリーブ９１と軸９２との間及び軸９２と蓋体９３との間の隙間に、液体ガリウム等の潤滑用の液体金属９４を充填したものである。
上記蓋体９３は、平坦な円盤状のものであり、スリーブ９１に軸９２を導入し、両者間の隙間に液体金属９４を充填した後、ネジ等を用いてスリーブ９１に取り付けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記動圧軸受装置においては、蓋体９３をスリーブ９１に取り付ける際に、軸９２の端面９２ａと蓋体９３との間の隙間に、空気等の雰囲気ガスが残留すると、当該隙間において液体金属９４による潤滑膜が形成され難くなるとともに、液体金属９４が酸化されて固化し易くなる。この結果、スリーブ９１と軸９２との円滑な相対回転が阻害されるという問題が生じる。
そこで、上記液体金属９４の充填に際して、当該液体金属９４を、その表面張力を利用して、スリーブ９１の端面から円弧状に盛り上がるまで充填し（図５参照）、この液体金属９４の盛り上がった部分９４ａを蓋体９３によって押さえつけて、余剰の液体金属９４をスリーブ９１の端面９１ａと蓋体９３との間から溢れさせながら、蓋体９３をスリーブ９１に取り付けることにより、軸９２の端面９２ａと蓋体９３との間の隙間に空気が残留するのを防止している。
しかし、この場合、スリーブ９１の端面９１ａと蓋体９３との合わせ面に、スリーブ９１から溢れた液体金属９４が挟み込まれて残留し、この残留した液体金属９４が、軸９２等の回転中に上記合わせ面から漏洩して、軸受装置の周囲の雰囲気が汚染されることになる。この雰囲気の汚染は、上記Ｘ線管等、動圧軸受装置を真空中で使用する場合に特に重大な問題となっていた。
【０００４】
また、上記液体金属９４を充填したり蓋体９３を取り付けたりする作業は、液体金属９４が酸化するのを防止するために、窒素ガス又はアルゴンガスを含む雰囲気中で行われている。このため、これら酸化防止用のガスの一部が液体金属９４に混入又は溶け込み、この混入又は溶け込んだガスが、軸９２等の回転中に軸９２の端面９２ａと蓋体９３との間（スラスト部）に移動して、液体金属９４による潤滑膜が形成され難くなる。この結果、スラスト部の潤滑不良を生じ、回転性能が低下するという問題があった。
この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、雰囲気が汚染されたり、回転性能が低下したりするのを防止することができるすべり軸受装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明のすべり軸受装置は、筒状のスリーブの一端部を蓋体で閉塞し、上記スリーブの内部に軸を相対回転可能に導入しているとともに、上記軸とスリーブ及び蓋体との間の隙間に、潤滑用の液体金属を充填しているすべり軸受装置において、上記蓋体の軸の端面に対向する部位に、上記液体金属を溜める凹部を形成し、この凹部に連通させて、余剰の液体金属をスリーブの外部に漏出させる貫通孔を形成しているとともに、上記貫通孔を栓により閉塞しており、上記凹部が、上記貫通孔に向かって漸次縮径し、且つ上記凹部及び貫通孔が軸と同心に設けられていることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００６】
上記の構成のすべり軸受装置によれば、スリーブに蓋体を取り付ける際に、余剰の液体金属が、スリーブと蓋体との合わせ面でなく、当該蓋体の貫通孔を通して外部へ溢れることになる。このため、スリーブと蓋体との合わせ面に液体金属が残留するのを防止することができる。
また、液体金属に混入又は溶け込んだ酸化防止用のガスが、軸と蓋体との間に移行した場合でも、この酸化防止用のガスを上記凹部内に液体金属とともに溜めておくことができる。このため、当該酸化防止用のガスによって潤滑性能が低下するのを防止することができる。
さらに、上記すべり軸受装置を加熱することにより、液体金属に混入又は溶け込んだガスを、貫通孔と栓との間に生じる微小隙間を通して排気することもできる。
【０００７】
上記凹部は、貫通孔に向かって漸次縮径しているので、スリーブに蓋体を取り付ける際に、蓋体と液体金属との間に介在される雰囲気ガスを、上記凹部によって貫通孔へ全て導いて排気することができる。この結果、雰囲気ガスが凹部に残留するのを防止することができる。
【０００８】
さらに、上記凹部及び貫通孔は、軸と同心に設けられているので、スリーブに蓋体を取り付ける際に、余剰の液体金属を凹部の周囲から貫通孔へ均等に導くことができる。この結果、蓋体によって押さえつけられた余剰の液体金属が、スリーブと蓋体との合わせ面に向かって流動するのを効果的に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の一つの実施の形態にかかる動圧軸受装置を示す要部断面図である。同図において、上記動圧軸受装置は、筒状のスリーブ１と、このスリーブ１の一端部を閉塞する蓋体２と、上記スリーブ１の内部に微少隙間を有して導入された軸３と、この軸３とスリーブ１及び蓋体２との間に充填された潤滑用の液体金属４とによって主要部が構成されている。
【００１０】
上記蓋体２は、円盤状のものであり、スリーブ１内に液体金属４を充填した後、スリーブ１の端面１ａにネジ止めされている。この蓋体２の軸３の端面３ｂに対向する部位には、上記液体金属４を溜める凹部５及びこの凹部５の底部から軸受外部に通じる貫通孔６が形成されており、この貫通孔６は、栓７によって閉塞されている。
上記凹部５及び貫通孔６は、軸３の軸線と同心に設けられている。また、凹部５の内壁は、貫通孔６に向かって漸次縮径する円錐面で構成されている。
上記栓７は、樹脂又は金属からなるものであり、貫通孔６に対して螺合されている。なお、上記液体金属４としては、ガリウム、水銀、ナトリウム等が使用される。
【００１１】
上記軸３の外周面には、ラジアル動圧発生用の溝３ａが形成されており、スリーブ１と軸３との相対回転による上記溝３ａのポンプ作用によって、ラジアル方向に軸３を支持することができる。また、上記軸３の端面３ｂと蓋体２との間に介在された液体金属４の流体圧によって、スラスト方向に軸３を支持することができる。
【００１２】
以上の構成であれば、動圧軸受装置の組み立てに際して、液体金属４をスリーブ１の端面１ａから円弧状に盛り上がるまで充填した状態で（図２参照）、栓７を装着することなく貫通孔６を開放した蓋体２を、スリーブ１に取り付けると、液体金属４のうちのスリーブ１の端面１ａから円弧状に盛り上がった部分４ａを、蓋体２の凹部５に導入することができるとともに、余剰の液体金属４を、蓋体２の貫通孔６を通して軸受外部に溢れさせることができる。このため、スリーブ１の端面１ａと蓋体２との合わせ面に、余剰の液体金属４が入り込んで残留するのを防止することができる。したがって、スリーブ１と軸３との相対回転中に上記合わせ面に残留した液体金属４が漏出して周囲の雰囲気が汚染されるという従来の不都合が生じるのを防止することができる。
【００１３】
また、液体金属４に混入又は溶け込んだ酸化防止用のガスが、軸３と蓋体２との間に移行した場合でも、この酸化防止用のガスを上記凹部５内に液体金属４とともに溜めておくことができる。このため、当該酸化防止用のガスによって潤滑性能が低下するのを防止することができる。
さらに、上記蓋体２の凹部５の内壁が、貫通孔６に向かって漸次縮径する円錐面であるので、スリーブ１に蓋体２を取り付ける際に液体金属４と蓋体２との間に介在される雰囲気ガスを、上記円錐面によって貫通孔６へ全て導いて排気することができる。このため、上記雰囲気ガスが凹部５に残留するのを防止することができ、ひいては、上記凹部５に多量の雰囲気ガスが残留することにより、スラスト部の潤滑性能が低下するのを防止することができる。これ対して、凹部５の内壁が、母線が軸３の軸線と平行に延びる円周面である場合には、スリーブ１に蓋体２を取り付ける際に、凹部５の内奥角部５ａと液体金属４との間に、雰囲気ガスが溜まり易くなる（図３参照）。
【００１４】
また、上記凹部５及び貫通孔６が、軸２と同心に設けられているので、余剰の液体金属４を、凹部５の周囲から貫通孔へ均等に導入して効率よく漏出させることができる。このため、蓋体２によって押さえつけられた余剰の液体金属４が、スリーブ１と蓋体２との合わせ面に向かって流動するのを効果的に防止することができ、スリーブ１と蓋体２との合わせ面に、余剰の液体金属４が入り込んで残留するのをより確実に防止することができる。また、スリーブ１を回転側として使用する場合に、スリーブ１の回転バランスを確保することもできる。
なお、上記動圧軸受装置は、その使用温度（例えば２５０°Ｃ）よりも高い温度（例えば３００°Ｃ）に加熱することにより、液体金属４に混入又は溶け込んだ酸化防止用のガスを、貫通孔６と栓７との間に生じる微小隙間を通して排気することもできる。
【００１５】
上記蓋体２の貫通孔６は、凹部５に連通していれば、必ずしも軸３と同心に設ける必要はなく、例えば蓋体２の径方向に延びて周面に開口するものであってもよい。
また、この発明は、上記動圧軸受装置だけでなく、軸３がラジアル動圧発生用の溝３ａを有しないすべり滑り軸受にも適用して実施することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、この発明のすべり軸受装置によれば、スリーブに蓋体を取り付ける際に、余剰の液体金属を、当該蓋体の貫通孔を通して外部へ漏出させることができるので、スリーブと蓋体との合わせ面に液体金属が残留するのを防止することができる。このため、軸又はスリーブの回転中に、上記合わせ面に残留した液体金属が漏出して周囲の雰囲気が汚染されるという不都合が生じるのを防止することができる。
また、液体金属に混入又は溶け込んだ酸化防止用のガスが、軸と蓋体との間に移行した場合でも、この酸化防止用のガスを上記凹部内に液体金属とともに溜めておくことができる。このため、当該酸化防止用のガスによって潤滑性能が低下するのを防止することができる。
【００１７】
さらに、上記凹部が、貫通孔に向かって漸次縮径していることにより、雰囲気ガスが凹部に残留するのを防止することができるので、当該雰囲気ガスが残留することにより、スラスト部の潤滑性能が低下するのを防止することができる。
また、上記凹部及び貫通孔が、軸と同心に設けられていることにより、スリーブに蓋体を取り付ける際に蓋体によって押さえつけられた余剰の液体金属を、凹部の周囲から貫通孔へ均等に導入して、当該液体金属がスリーブと蓋体との合わせ面に向かって流動するのを効果的に防止することができるので、スリーブと蓋体との合わせ面に、余剰の液体金属が入り込んで残留するのをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態にかかる動圧軸受装置を示す要部断面図である。
【図２】組み立て工程を示す要部断面図である。
【図３】他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図４】従来例を示す要部断面図である。
【図５】従来例の組み立て工程を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１      スリーブ
２      蓋体
３      軸
４      液体金属
５      凹部
６      貫通孔
７      栓
【図１】
0003788860.tif 000002
【図２】
0003788860.tif 000003
【図３】
0003788860.tif 000004
【図４】
0003788860.tif 000005
【図５】
0003788860.tif 000006