(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と軸受部との間に潤滑流体が充填され、前記軸部と軸受部との対向面の一方の面に中間屈曲部を有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝が形成されており、前記軸部と軸受部とが相対的に回転移動すると、前記動圧発生溝により誘起される潤滑流体の動圧によって回転が保持される一方向回転の動圧軸受であって、
前記動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の前記動圧発生溝の前記中間屈曲部に対向する位置に、潤滑流体中の異物が前記動圧発生溝上の前記中間屈曲部に堆積した状態でも前記潤滑流体と前記異物とがその内部を流れるように前記動圧発生溝よりも深く、前記動圧発生溝の溝幅よりも広い環状の溝を形成した動圧軸受。
【請求項２】
軸部とスラスト軸受部との間に潤滑流体が充填され、前記軸部のスラスト受面とスラスト軸受部との一方の面に中間屈曲部を有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝が形成されており、前記軸部とスラスト軸受部とが相対的に回転移動すると、前記動圧発生溝により誘起される潤滑流体の動圧によって回転が保持される一方向回転のスラスト動圧軸受であって、
前記動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の前記動圧発生溝の前記中間屈曲部に対向する位置に、潤滑流体中の異物が前記動圧発生溝上の前記中間屈曲部に堆積した状態でも前記潤滑流体と前記異物とがその内部を流れるように前記動圧発生溝よりも深く、前記動圧発生溝の溝幅よりも広い環状の溝を形成したスラスト動圧軸受。
【請求項３】
スリーブとその内側に配置された軸部との間に潤滑流体が充填され、前記軸部とスリーブとの対向面の一方の面に中間屈曲部を有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝が形成されており、前記軸部とスリーブとが相対的に回転移動すると、前記動圧発生溝により誘起される潤滑流体の動圧によって回転が保持される一方向回転のラジアル動圧軸受であって、
前記動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の前記動圧発生溝の前記中間屈曲部に対向する位置に、潤滑流体中の異物が前記動圧発生溝上の前記中間屈曲部に堆積した状態でも前記潤滑流体と前記異物とがその内部を流れるように前記動圧発生溝よりも深く、前記動圧発生溝の溝幅よりも広い環状の溝を形成したラジアル動圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転を行う回転機械の動圧軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
動圧軸受は、相対的に回転移動する回転面と固定面との間に潤滑油などの潤滑流体を充填するとともに、前記回転面と前記固定面の一方に複数の動圧発生用溝を所定のピッチで形成し、前記動圧発生用溝により誘起される潤滑流体の動圧によって回転保持を行うようにしたものである。
【０００３】
図８〜図１０は、従来の動圧軸受を示す。
図８は、従来のスラスト動圧軸受を示す。
スラスト動圧軸受は、矢印Ａ方向に回転する軸１と軸１の端部に設けられたスラストフランジ２とからなる軸部８と、スラスト軸受部６とから構成され、スラストフランジ２のスラスト受面４と、スラスト軸受部６のスラスト軸受面５との間には潤滑流体３が充填されている。
【０００４】
スラスト受面４には、図９に示すように、中間屈曲部１０ａを有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝１０が周方向に配列されており、軸部８とスラスト軸受部６とが相対的に回転移動すると、動圧発生溝１０により誘起される潤滑流体３の動圧によって回転が保持される。
詳しくは、動圧発生溝１０は、潤滑流体３を矢印Ｂで示すように動圧発生溝１０の両端部１０ｂ，１０ｃから導き入れて中間屈曲部１０ａに向かって案内し、そうすることにより動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａには動圧ｐが発生する。
【０００５】
この軸方向の動圧によって、軸部８がスラスト軸受部６に対して軸方向に支持される。
図１０は、従来のラジアル動圧軸受を示す。
ラジアル動圧軸受は、矢印Ｄ方向に回転可能な軸１と、その外周部に配置されたスリーブ７とから構成され、軸１とスリーブ７との間には潤滑流体３が充填されている。
【０００６】
軸１の外周円筒面には、中間屈曲部１０ａを有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝１０が周方向に配列されており、軸１とスリーブ７とが相対的に回転移動すると、動圧発生溝１０により誘起される潤滑流体３の動圧によって回転が保持される。
詳しくは、軸１が矢印Ｄ方向に回転すると、動圧発生溝１０は潤滑流体３を動圧発生溝１０の両端部１０ｂ、１０ｃから導き入れて中間屈曲部１０ａに向かって案内し、そうすることによって動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａには動圧が発生し、軸１がスリーブ７に対してラジアル方向に支持される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の動圧軸受では、上述のように動圧を発生させるために潤滑流体３を動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａに集めるようにして流しているため、潤滑流体３に含まれる塵埃や動圧軸受の回転の起動あるいは停止時に発生する摩耗粉などの異物が、動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａに集められて堆積するという現象が起きる。
【０００８】
このような塵埃や磨耗粉などの異物の堆積が進行すると、この異物が動圧発生溝１０の形成された面と対向する側の面に接触して焼き付きなどが発生し、動圧軸受に回転不良が発生するという問題がある。
本発明は前記問題点を解決し、潤滑流体中の塵埃や摩耗粉などの異物が動圧発生溝に堆積しても、前記堆積物が前記動圧発生溝が形成された面と対向する側の面と接触して焼き付きなどの回転不良を起こすことのない信頼性の高い動圧軸受を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の動圧軸受は、動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の構成を特殊な構成としたことを特徴とする。
この本発明によると、潤滑流体中の塵埃や摩耗粉などの異物が動圧発生溝の中間屈曲部に集められて堆積しても、堆積物が前記動圧発生溝の形成された面と対向する側の面に接触することがなくなり、焼き付きなどの回転不良の発生を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の動圧軸受は、軸部と軸受部との間に潤滑流体が充填され、前記軸部と軸受部との対向面の一方の面に中間屈曲部を有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝が形成されており、前記軸部と軸受部とが相対的に回転移動すると、前記動圧発生溝により誘起される潤滑流体の動圧によって回転が保持される一方向回転の動圧軸受であって、前記動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の前記動圧発生溝の前記中間屈曲部に対向する位置に、潤滑流体中の異物が前記動圧発生溝上の前記中間屈曲部に堆積した状態でも前記潤滑流体と前記異物とがその内部を流れるように前記動圧発生溝よりも深く、前記動圧発生溝の溝幅よりも広い環状の溝を形成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２記載のスラスト動圧軸受は、軸部とスラスト軸受部との間に潤滑流体が充填され、前記軸部のスラスト受面とスラスト軸受部との一方の面に中間屈曲部を有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝が形成されており、前記軸部とスラスト軸受部とが相対的に回転移動すると、前記動圧発生溝により誘起される潤滑流体の動圧によって回転が保持される一方向回転のスラスト動圧軸受であって、前記動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の前記動圧発生溝の前記中間屈曲部に対向する位置に、潤滑流体中の異物が前記動圧発生溝上の前記中間屈曲部に堆積した状態でも前記潤滑流体と前記異物とがその内部を流れるように前記動圧発生溝よりも深く、前記動圧発生溝の溝幅よりも広い環状の溝を形成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３記載のラジアル動圧軸受は、スリーブとその内側に配置された軸部との間に潤滑流体が充填され、前記軸部とスリーブとの対向面の一方の面に中間屈曲部を有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝が形成されており、前記軸部とスリーブとが相対的に回転移動すると、前記動圧発生溝により誘起される潤滑流体の動圧によって回転が保持される一方向回転のラジアル動圧軸受であって、前記動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の前記動圧発生溝の前記中間屈曲部に対向する位置に、潤滑流体中の異物が前記動圧発生溝上の前記中間屈曲部に堆積した状態でも前記潤滑流体と前記異物とがその内部を流れるように前記動圧発生溝よりも深く、前記動圧発生溝の溝幅よりも広い環状の溝を形成したことを特徴とする。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図７を用いて説明する。
なお、上記従来例を示す図８〜図１０と同様をなすものについては、同一の符号を付けて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の（実施の形態１）を示す。
【００１４】
この（実施の形態１）では、動圧発生溝１０の形成されたスラスト受面４と対向するスラスト軸受面５の構成を特殊にした点で異なるが、それ以外の基本的な構成は上記従来例を示す図８，図９と同様である。
詳しくは、図１（ａ）に示すように、矢印Ａ方向に回転する軸１と軸１の端部に設けられたスラストフランジ２とからなる軸部８のスラスト受面４と、スラスト軸受部６のスラスト軸受面５とが対向して配置され、その間には潤滑流体３が充填される。
【００１５】
スラスト受面４には、動圧発生溝１０が形成されており、その形状は図２（ａ）に示すように、中間屈曲部１０ａを有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝１０が周方向に配列されている。
また、スラスト軸受面５には溝１１が形成されており、その形状は図２（ｂ）に示すように動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａと対向する位置に配置される円環状となっている。
【００１６】
このように構成されたスラスト動圧軸受では、軸１が矢印Ａ方向に回転すると、図３に示すように、潤滑流体３は矢印Ｂで示すように動圧発生溝１０の両端部１０ｂ、１０ｃから中間屈曲部１０ａに向かって動圧発生溝１０に流れ込む。
このとき潤滑流体３の流れに伴なって潤滑流体３中に存在する異物も同様に動圧発生溝１０に沿って流れるが、この（実施の形態１）では、上述のように動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａの対向位置に円環状の溝１１が形成されている。
【００１７】
従って、図４（ａ）に示すように、深さＤ２の動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａの先端部に異物１２が集まって堆積しても、あるものは中間屈曲部１０ａの対向面側に設けられた深さＤ１の溝１１に流れ出て矢印Ｃ方向に流れ続ける。
また、異物１２が堆積してその高さが動圧発生溝１０の深さＤ２を超え、さらにスラストフランジ２とスラスト軸受部６との隙間Ｓを超えても、対向する面には円環状の溝１１があるので、この異物１２は溝１１を流れて異物１２がスラスト受面４と接触して熱を発生することがなくなり、焼き付きなどの回転不良を解消できる。
【００１８】
また、中間屈曲部１０ａの先端に堆積せずに流れ続ける異物１２は、潤滑流体３が中間屈曲部１０ａに集まり溝１１に流れ込むため、円環状の溝１１の中を周回するように流れ、接触などの問題は起こらない。
このように動圧発生溝が設けられた面と対向する側の面の前記動圧発生溝と対向する位置に環状の溝を形成することで、潤滑流体中に塵埃や摩耗粉などの異物が存在しても焼き付きを起こさない信頼性の高いスラスト動圧軸受が得られる。
【００１９】
なお、上記説明では、スラスト受面４に動圧発生溝１０を形成しスラスト軸受面５に円環状の溝１１を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スラスト受面４に円環状の溝１１を形成しスラスト軸受面５に動圧発生溝１０を形成しても良い。
また、上記説明では、軸１とスラストフランジ２とからなる軸部８とスラスト軸受部６との間に潤滑流体３が充填されたスラスト軸受について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１（ｂ）に示すように、軸１とスラスト軸受部６との間に潤滑流体３が充填されたスラスト軸受についても同様の効果が得られる。
【００２０】
（実施の形態２）
図５〜図７は、本発明の（実施の形態２）を示す。
この（実施の形態１）では、動圧発生溝１０の形成された軸１と対向するスリーブ７の構成を特殊にした点で異なるが、それ以外の基本的な構成は上記従来例を示す図１０と同様である。
【００２１】
詳しくは、図５（ａ）に示すように、スリーブ７の内側に挿入された軸１の外表面には、中間屈曲部１０ａを有するヘリングボーン形状の複数の動圧発生溝１０が周方向に配列されている。
また、スリーブ７の内周面には、動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａと対向する位置に円環状の溝１１が形成されている。
【００２２】
そして、スリーブ７と軸１との間には、潤滑流体３が充填されている。
このように構成されたラジアル動圧軸受では、軸１が矢印Ｄ方向に回転すると、図６に示すように、潤滑流体３は動圧発生溝１０の両端部１０ｂ、１０ｃから溝へ流入し、矢印Ｄで示すように動圧発生溝１０に沿って中間屈曲部１０ａに向かって流れる。
【００２３】
それに伴なって潤滑流体３中に存在する異物も同様に動圧発生溝１０に沿って流れ中間屈曲部１０ａの先端部に集まる。
しかし、この（実施の形態２）では、上述のように動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａの対向位置に円環状の溝１１が形成されているため、図７（ａ）に示すように、深さＤ２の動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａの先端部に異物１２が集まって堆積しても、あるものは中間屈曲部１０ａの上部に設けられた深さＤ１の溝１１から出て矢印Ｃ方向に流れ続ける。
【００２４】
また、異物１２が堆積してその高さが動圧発生溝１０の深さＤ２を超え、さらに軸１とスリーブ７との隙間Ｓを超えても、対向する面には円環状の溝１１があるので、この異物１２は溝１１を流れて異物１２がスリーブ７と接触して熱を発生することがなくなり、焼き付きなどの回転不良を解消できる。
また、中間屈曲部１０ａの先端に堆積せずに流れ続ける異物１２は、潤滑流体３が中間屈曲部１０ａに集まり、円環状の溝１１に流れ込んで円環状の溝１１の中を周回するように流れるため、異物１２とスリーブ７の内周面とが接触することがなくなる。
【００２５】
このように動圧発生用の中間屈曲部１０ａを有する動圧発生溝１０が設けられた面と対向する面の、動圧発生溝１０の中間屈曲部１０ａに対向する位置に円環状の溝１１を設けることにより、潤滑流体中に塵埃や摩耗粉などの異物１２が存在しても焼き付きを起こさない信頼性の高いラジアル動圧軸受が得られる。
なお、上記説明では、軸１の外表面に動圧発生溝１０を形成し、スリーブ７の内周面に円環状の溝１１を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなかく、図５（ｂ）に示すように、スリーブ７の内表面に中間屈曲部１０ａを有する複数の動圧発生溝１０を形成し、中間屈曲部１０ａと対向する位置の軸１の外表面に円環状の溝１１を形成しても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明の動圧軸受によれば、動圧発生溝が形成された面と対向する側の面の前記動圧発生溝の前記中間屈曲部に対向する位置に、潤滑流体中の異物が前記動圧発生溝上の前記中間屈曲部に堆積した状態でも前記潤滑流体と前記異物とがその内部を流れるように前記動圧発生溝よりも深く、前記動圧発生溝の溝幅よりも広い環状の溝を形成することで、環状の溝の深さの分だけ軸部と軸受部との隙間が大きくなり、潤滑流体中の塵埃や摩耗粉などの異物が前記動圧発生溝の中間屈曲部に集められて堆積しても、堆積物が対向する面に接触することはなくなり、焼き付きなどの回転不良の発生を防ぐことができ、信頼性の高い動圧軸受が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の（実施の形態１）におけるスラスト軸受の部分断面図
【図２】本発明の（実施の形態１）におけるスラスト軸受面とスラスト受面の平面図
【図３】本発明の（実施の形態１）における潤滑流体の流れを示す図
【図４】本発明の（実施の形態１）におけるスラスト軸受の要部拡大図
【図５】本発明の（実施の形態２）におけるラジアル軸受の断面図
【図６】本発明の（実施の形態２）における潤滑流体の流れを示す図
【図７】本発明の（実施の形態２）におけるラジアル軸受の要部拡大図
【図８】従来のスラスト軸受の断面図
【図９】従来のスラスト受面の平面図
【図１０】従来のラジアル軸受の断面図
【符号の説明】
１    軸
３    潤滑流体
４    スラスト受面
５    スラスト軸受面
６    スラスト軸受部
７    スリーブ
８    軸部
１０    動圧発生溝
１０ａ    中間屈曲部
１１    円環状の溝
【図１】
0003859407.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003859407.tif 000008
【図８】
0003859407.tif 000009
【図９】
0003859407.tif 000010
【図１０】
0003859407.tif 000011