JP2001248644A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で、軸受装置の軸受性能及び生産
性の双方を同時に向上させることを可能とする。 【解決手段】 軸受ホルダー１１に軸受部材１２を圧入
するにあたって、軸受部材１２のうちの固定部１２Ｂの
みを圧入固定させて、本来的な軸受機能を有する軸受部
１２Ａを圧入固定させることがないように、当該軸受部
１２Ａを固定部１２Ｂから分離して配置し、軸受部１２
Ａの真円度や同軸度を、軸受ホルダー１１の寸法的な仕
上精度や圧入応力の影響をほとんど受けることなく高精
度に維持可能とするとともに、軸受部１２Ａ及び軸受ホ
ルダー１１の仕上精度を緩和し、軸受装置全体の加工性
を大幅に改善させるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸部材と軸受部材
とを相対的回転可能に支持するようにした軸受装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータ等の各種装置において、
多孔質の焼結金属材料からなる軸受部材を用いて、軸部
材を相対的回転可能に支持するようにした軸受装置が広
く用いられている。このような軸受装置では、例えば図
８に示されているように、中空円筒状の軸受ホルダー１
に形成された中空状の取付穴１ａの内部側に、一対の軸
受部材２，２が圧入により固定されているとともに、上
記各軸受部材２を貫通するように形成された軸受穴２ａ
内に、図示を省略した軸部材が相対回転可能な状態で挿
入されている。そして、上記各軸受部材２が、多孔質の
焼結金属材料からなる場合には、当該各軸受部材２の気
孔内部に含浸された潤滑油を介在するようにして、上記
軸部材が相対的回転可能に支持されるようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな一般の軸受装置では、軸受ホルダー１の内径寸法、
及び軸受部材２の内外径寸法の仕上精度を高精度に設定
する必要があることから、基本的な加工工程に手間がか
かっており、生産性がそもそも良好でないという問題が
ある。特に、長尺状の軸受部材を加工する場合には、加
工精度を維持することが困難になってしまうことから、
軸受装置の生産性は大幅に低下する。また、軸受ホルダ
ー１及び軸受部材２を、たとえ高精度で仕上げたとして
も、軸受ホルダー１の肉厚が軸方向及び円周方向に相違
したものに設計されていることが多いことから、上記両
部材１，２どうしを圧入固定させた際に、上記軸受ホル
ダー１の肉厚の大小に応じて軸受部材２の内径寸法に変
動を来し易く、その結果、軸受面の内径真円度や、上下
一対の軸受部材２，２どうしの同軸度にバラツキを生じ
ることが多い。

【０００４】このような問題点は、軸受部材２と軸部材
との間の潤滑流体に動圧を発生させるようにした動圧軸
受装置においては、動圧特性の観点から重大な影響を与
える。特に、テーパ動圧軸受装置、つまり、軸受部材に
設けられた動圧発生手段が潤滑流体を周方向に連続的に
加圧するテーパ状傾斜面からなる場合においては、良好
な動圧特性を得る上で極めて重要な要素となっているテ
ーパ状傾斜面のテーパ傾斜量が、上述した軸受部材と軸
部材との圧入の問題によって、致命的なバラツキを生じ
させることがある。

【０００５】そこで本発明は、簡易な構成で、良好な軸
受特性と加工性とを同時に備えることができるようにし
た軸受装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明では、中空円筒状の軸受ホルダー
と、この軸受ホルダー内に圧入により固定された多孔質
焼結金属材料からなる軸受部材と、該軸受部材を貫通す
るように形成された軸受穴内に相対回転可能な状態で挿
入された軸部材とを、含む軸受装置において、上記軸受
部材は、前記軸部材を相対回転可能に支承する軸受部
と、前記軸受ホルダー内に圧入固定された固定部とを、
軸方向に分離した状態で一体に備え、上記軸受部が、前
記固定部よりも外径寸法において小径の部分を有し、当
該軸受部の小径部分における外周壁面と、前記軸受ホル
ダーの内周壁面との間に、非圧入隙間が設けられている
とともに、前記固定部が、前記軸受部よりも内径寸法に
おいて大径の部分を有し、当該固定部の大径部分におけ
る内周壁面と、前記軸部材の外周壁面との間に、非軸受
隙間が設けられている一方、上記軸受部材の一対が、前
記軸受ホルダーの内部において軸方向に離間するように
配置され、かつ、それら両軸受部材における固定部どう
しが、前記軸受ホルダー内において軸方向に互いに対面
し合う配置関係になされている。

【０００７】また、請求項２記載の発明では、中空円筒
状の軸受ホルダーと、この軸受ホルダー内に圧入により
固定された多孔質の含油焼結金属材料からなる軸受部材
と、該軸受部材を貫通するように形成された軸受穴の内
部側に相対回転可能な状態で挿入された軸部材とを、備
えた軸受装置において、上記軸受部材は、前記軸部材を
相対回転可能に支承する軸受部と、前記軸受ホルダー内
に圧入固定された固定部とを、軸方向に分離した状態で
一体に備えているとともに、当該軸受部の一対が、一個
の固定部を軸方向両側から挟むようにして一体連続的に
設けられたものであって、上記軸受部が、前記固定部よ
りも外径寸法において小径の部分を有し、当該軸受部の
小径部分における外周壁面と、前記軸受ホルダーの内周
壁面との間に、非圧入隙間が設けられているとともに、
前記固定部が、前記軸受部よりも内径寸法において大径
の部分を有し、当該固定部の大径部分における内周壁面
と、前記軸部材の外周壁面との間に、非軸受隙間が設け
られている。

【０００８】さらに、請求項３記載の発明では、中空円
筒状の軸受ホルダーと、この軸受ホルダー内に圧入によ
り固定された多孔質焼結金属材料からなる軸受部材と、
該軸受部材を貫通するように形成された軸受穴内に相対
回転可能な状態で挿入された軸部材と、を含む軸受装置
において、上記軸受部材が、前記軸部材を相対回転可能
に支承する軸受部と、前記軸受ホルダー内に圧入固定さ
れた固定部とを、軸方向に分離した状態で一体に備えて
いるとともに、上記軸受部は、当該軸受部と前記軸部材
との間に注入された潤滑流体を周方向に向かって連続的
に加圧して動圧を得るテーパ状傾斜面からなる動圧発生
手段と、その動圧とともに発生する負圧を打ち消すよう
に上記動圧発生手段の周方向隣接部位に設けられた凹状
溝の分離給油溝と、を有し、その軸受部が、前記固定部
よりも外径寸法において小径の部分を有し、当該軸受部
の小径部分における外周壁面と、前記軸受ホルダーの内
周壁面との間に、非圧入隙間が設けられているととも
に、前記固定部が、前記軸受部よりも内径寸法において
大径の部分を有し、当該固定部の大径部分における内周
壁面と、前記軸部材の外周壁面との間に、非軸受隙間が
設けられている。

【０００９】さらにまた、請求項４記載の発明では、前
記請求項３記載の軸受部には、動圧とともに発生する負
圧を打ち消す凹状溝の分離給油溝が、前記テーパ状傾斜
面からなる動圧発生手段の周方向隣接部位に設けられて
いるとともに、前記固定部の外周壁面には、上記軸受部
の分離給油溝と軸方向に対応する部位に、前記軸受ホル
ダーへの圧入凸部が設けられ、かつ、当該固定部の外周
壁面の他の部位には、前記軸受ホルダーと非接触状態と
なるように窪ませられた非圧入凹部が設けられている。

【００１０】一方、請求項５記載の発明では、前記請求
項４記載の非圧入凹部が、円周方向に略等ピッチ間隔で
３箇所以上設けられている。

【００１１】また、請求項６記載の発明では、前記請求
項１又は２又は３記載の多孔質焼結金属材料からなる軸
受部材は、軸受部の焼成密度が、固定部の焼成密度より
大きくなるように成形されている。

【００１２】さらに、請求項７記載の発明では、前記請
求項１又は２又は３記載の前記軸受部における外周壁面
と、前記軸受ホルダーの内周壁面との間の非圧入隙間の
寸法が、上記軸受部を構成している多孔質焼結金属材料
が有する気孔の最大径より大きくなるように成形されて
いる。

【００１３】さらにまた、請求項８記載の発明では、前
記請求項１又は２又は３記載の軸受ホルダーの軸方向両
端部分に相当する各部位に、当該軸受ホルダー又は軸受
部材の少なくとも一方側を半径方向に突出させた圧入接
触部分が設けられている。

【００１４】このような構成を有する請求項１記載の発
明によれば、軸受ホルダーに対して軸受部材を圧入する
にあたって、軸受部材のうちの固定部のみが圧入固定さ
れることとなり、本来的な軸受機能を有する軸受部は圧
入固定されることがなく、当該軸受部が固定部から分離
して配置される。その結果、軸受部の真円度や同軸度
が、軸受ホルダーの寸法的な仕上精度や圧入応力の影響
をほとんど受けることなく高精度に維持される。また、
同様に軸受部が圧入されないことから、軸受部の外径寸
法の仕上精度を高める必要がなくなると同時に、軸受ホ
ルダー側の仕上精度は、固定部に対応する圧入部分のみ
を向上させればよくなる。その結果、軸受装置全体の加
工性が大幅に改善されることとなり、特に、長尺状の軸
受部を備えている場合の加工性は大幅に向上される。

【００１５】このとき、特に請求項２記載の発明のよう
に、固定部の軸方向両側に、一対の軸受部を一体連続的
に配置しておけば、一対の軸受部どうしの同軸度は更に
向上される。

【００１６】また、特に請求項３記載の発明のような、
所謂テーパ動圧軸受装置の場合には、動圧特性に大きな
影響を及ぼすテーパ状傾斜量が、圧入の影響を受けるこ
となく高精度な寸法関係に維持されることから、低コス
トで高性能な軸受装置が得られる。

【００１７】同様に、請求項４記載の発明のようなテー
パ動圧軸受装置において、動圧特性に比較的影響が小さ
い分離給油溝に対応して設けられた圧入凸部で、圧入固
定を行うように構成しておけば、動圧特性に大きな影響
を与える動圧発生用テーパ面等の寸法精度が圧入の影響
をうけることなく良好に維持されることとなって、より
一層の性能向上が図られるとともに、固定部の他の部位
に設けられた非圧入凹部によって圧入応力が分散される
こととなり、圧入応力の影響が低減されるようになって
いる。

【００１８】このとき、特に請求項５記載の発明のよう
なテーパ動圧軸受装置において、３箇所以上の非圧入凹
部を均等に設けておけば、圧入応力の影響が均質に分散
されることから、より一層良好に応力低減が行われる。

【００１９】さらにこのとき、特に請求項６記載の発明
のように、軸受部の焼成密度を大きくする一方、固定部
の焼成密度を小さくしておけば、軸受部の軸受機能が良
好に維持されつつ、固定部における応力吸収性が向上さ
れる。

【００２０】さらにまた、特に請求項７記載の発明のよ
うに、軸受部と軸受ホルダーとの間の非圧入隙間を、軸
受部を構成している多孔質の焼結金属材料における最大
気孔径より大きく成形しておけば、軸受部内の潤滑油が
上記隙間内に吸い取られることが防止され、良好な軸受
特性が維持されることとなる。

【００２１】また、請求項８記載の発明のように、軸受
装置全体の軸方向両端部分に相当する各部位に圧入接触
部分を設けて、軸方向両端部分における軸受剛性を高め
るようにしておけば、特に、偏心荷重性の高い用途に対
しても良好な軸受特性が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を動圧軸受装置に適
用した場合の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００２３】まず、図１に示されている実施形態におけ
る動圧軸受装置は、所謂テーパ動圧軸受装置に対して本
発明を適用したものであって、略中空円筒状に形成され
た軸受ホルダー１１の本体円筒部分１１ａには、当該軸
受ホルダー１１を軸方向（図示上下方向）に貫通する取
付穴１１ｂが設けられているとともに、その取付穴１１
ｂの内部側に、一対のテーパ軸受部材１２，１２が圧入
・固定されている。上記各テーパ軸受部材１２の各々
は、粉末冶金工法等により形成された多孔質の含油焼結
金属材料からなり、前記軸受ホルダー１１の軸方向両端
から軸方向中心側に向かって圧入されることによって、
軸方向に所定の間隔離した位置にそれぞれ配置されてい
る。また、上記軸受ホルダー１１における上記本体円筒
部分１１ａの図示下端側に設けられた基部には、図示を
省略した本体装置側への取付用の鍔部１１ｃが、半径方
向に厚肉状をなすようにして一体的に形成されている。

【００２４】上記両テーパ軸受部材１２，１２どうし
は、軸受ホルダー１１の内部に同心状に配置されてい
て、それらの各テーパ軸受部材１２に設けられた軸受穴
１２ａ内に、軸部材１３が相対回転可能に挿入され、そ
の軸部材１３の外周壁面と、上記テーパ軸受部材１２の
軸受穴１２ａの内周壁面とが、半径方向に所定の狭小隙
間を介して周状に対面配置されるようになっている。そ
して、それら両部材の両対向壁面に形成されたラジアル
動圧軸受面によって、後述するラジアル動圧軸受部が形
成されている。

【００２５】具体的には、上記各テーパ軸受部材１２
は、図１及び図２に示されているように、軸部材に対す
る軸受機能を備えたラジアル動圧軸受部１２Ａと、前記
軸受ホルダー１１に対して圧入固定される固定部１２Ｂ
とを備えていて、それらのラジアル動圧軸受部１２Ａ及
び固定部１２Ｂどうしは、軸方向（図示上下方向）に一
体的に並設されることによって互いに分離した配置関係
になされている。そして、上記固定部１２Ｂの外周壁面
１２Ｂ１が、前記軸受ホルダー１１の内周壁面に対して
適宜の公差で圧入されることによって、テーパ軸受部材
１２の全体が固定されるようになっている。

【００２６】このようにして、上述した両テーパ軸受部
材１２，１２が、軸受ホルダー１１内にそれぞれ装着・
固定された状態においては、上述した両固定部１２Ｂ，
１２Ｂのそれぞれが、前記ラジアル動圧軸受部１２Ａ，
１２Ａよりも軸方向（図示上下方向）内方側に配置され
ていて、当該両固定部１２Ｂ，１２Ｂどうしは、軸方向
中心側に向かって互いに対面する位置関係になされてい
る。一方、上記両ラジアル動圧軸受部１２Ａ，１２Ａの
それぞれは、軸受ホルダー１１の軸方向外端部分に位置
するように配置されていて、それらの両ラジアル動圧軸
受部１２Ａ，１２Ａどうしが、軸受外方側に向かって互
いに反対方向を向く配置関係になされている。

【００２７】このとき、上記軸受ホルダー１１の本体円
筒部分１１ａは、当該本体円筒部分１１ａの半径方向肉
厚Ｔ（図１参照）が、約１ｍｍ程度となるように形成さ
れているとともに、この軸受ホルダー１１の半径方向肉
厚Ｔに対応して、上述したラジアル動圧軸受部１２Ａと
固定部１２Ｂとの軸方向の離間距離Ｌ（図２参照）が、
上記軸受ホルダー１１の肉厚Ｔの約半分に相当する約
０．５ｍｍ程度となるように設定されている。このよう
に、ラジアル動圧軸受部１２Ａと固定部１２Ｂとの軸方
向の離間距離Ｌを、軸受ホルダー１１の肉厚Ｔの約半分
に程度に設定しておけば、上記離間距離Ｌによって、ラ
ジアル動圧軸受部１２Ａに対する圧入の影響を排除しつ
つ、固定部１２Ｂを過剰に短縮化することがなくなるの
で、当該固定部１２Ｂの圧入保持力を適正に維持するこ
とができる。

【００２８】また、上記ラジアル動圧軸受部１２Ａ及び
固定部１２Ｂをそれぞれ構成している各多孔質焼結金属
材料は、焼成密度が互いに相違するように成形されてい
る。より具体的には、まず上記ラジアル動圧軸受部１２
Ａに関しては、軸部材に対する軸支持機能を持たせるた
めに、より大きな焼成密度を備えるように形成されてお
り、気孔が存在しない場合の真密度の約７５％程度の焼
成密度となるように設定されている。一方、固定部１２
Ｂに関しては、圧入時における応力を吸収し易くするた
めに、より小さな焼成密度を備えるように形成されてお
り、上述したラジアル動圧軸受部１２Ａの焼成密度より
約１０％以上小さい焼成密度となるように設定されてい
る。

【００２９】さらにこのとき、特に図２に示されている
ように、上記ラジアル動圧軸受部１２Ａの外径寸法ＤＡ
１は、前記固定部１２Ｂの外径寸法ＤＢ１よりやや小さ
くなるように形成されており、そのような外径寸法の大
小関係によって、上記ラジアル動圧軸受部１２Ａの外周
壁面１２Ａ１と、前記軸受ホルダー１１の内周壁面１１
ｂとの間に、適宜の非圧入隙間Ｓ（図１参照）が形成さ
れるようになっている。この非圧入隙間Ｓの半径方向寸
法は、上記ラジアル動圧軸受部１２Ａを構成している多
孔質焼結金属材料が有する気孔の最大径よりやや大きい
寸法に設定されており、好ましくは１０倍以上となるよ
うに成形されている。例えば、テーパ軸受部材１２が４
０μｍの粉体を用いて形成されている場合には、気孔の
最大径も４０μｍとなることから、上記ラジアル動圧軸
受部１２Ａと軸受ホルダー１１との間の非圧入隙間Ｓ
は、０．４ｍｍ以上となるように設けられる。

【００３０】一方、上記固定部１２Ｂの内周壁面１２Ｂ
１は、略真円形状に形成されているが、当該固定部１２
Ｂの内径寸法ＤＢ２は、前記ラジアル動圧軸受部１２Ａ
の内径寸法ＤＡ２よりやや大きくなるように形成されて
いる。そして、そのような内径寸法の大小関係によっ
て、上記固定部１２Ｂの内周壁面１２Ｂ１と、軸部材１
３の外周壁面との間に比較的大きな非軸受隙間が形成さ
れ、その非軸受隙間内に潤滑油が存在しないように構成
されている。

【００３１】また、上述した各ラジアル動圧軸受部１２
Ａにおいては、当該ラジアル動圧軸受部１２Ａの内周壁
面１２Ａ２と、軸部材１３の外周壁面との間、すなわち
これら両対向ラジアル動圧面どうしの間には、軸受空間
を構成している狭小隙間が形成されており、その狭小隙
間内に、図示を省略したオイルや磁性流体等からなる所
定の潤滑油が注入・充填されている。そして、上記対向
両ラジアル動圧面の相対回転時におけるポンピング作用
によって、前記潤滑油が昇圧されて動圧が生じ、その潤
滑油に生じさせられた動圧によって、上記テーパ軸受部
材１２と軸部材とが相対的にラジアル方向に浮上した状
態に支持されるようになっている。

【００３２】具体的には、上記各ラジアル動圧軸受部１
２Ａにおいては、特に図３に示されているように、当該
ラジアル動圧軸受部１２Ａの内周壁面側に、加圧された
潤滑油によって軸部材を浮上状態に支持する３個の動圧
保持用フラット面１２１，１２１，１２１が、周方向に
沿って互いに適宜の間隔をあけて間欠的に設けられてい
る。これらの各動圧保持用フラット面１２１は、中心側
に向かって突出する凸状の円弧表面から形成されてい
て、当該各動圧保持用フラット面１２１が、図示を省略
した軸部材の外周表面に対して数μｍ〜数十μｍの狭小
隙間を介して周状に対面配置され、それによって上述し
たようなラジアル動圧軸受部１２Ａが構成されている。

【００３３】また、これら３個の各動圧保持用フラット
面１２１どうしの間の間欠部分には、動圧を発生させる
ための３個の動圧発生用テーパ面１２２，１２２，１２
２と、上記動圧とともに発生する負圧を打ち消すための
３個の分離給油溝１２３，１２３，１２３とが、上記動
圧保持用フラット面１２１と周方向に交互に配置されて
いる。すなわち、図３中に矢印で示されている潤滑油の
流動方向の上流側から下流側に向かって、動圧発生用テ
ーパ面１２２、動圧保持用フラット面１２１、分離給油
溝１２３が順に配列されており、各々の１個ずつが一組
となって全周では三組が並設されている。

【００３４】そして、上記各組における動圧発生用テー
パ面１２２は、潤滑油を徐々に集めるように、周方向に
向かって内径が連続的に変化するテーパ状傾斜面から形
成されていて、当該動圧発生用テーパ面１２２を構成し
ているテーパ状傾斜面によって、上記分離給油溝１２３
から動圧保持用フラット面１２１にかけての部位が連続
的に繋げられている。すなわち、この動圧発生用テーパ
面１２２のテーパ状傾斜面は、前記分離給油溝１２３の
端縁部から動圧保持用フラット面１２１側に向かって徐
々に中心側に突出する連続面になされている。

【００３５】また、前記分離給油溝１２３は、半径方向
外方側に向かって略コ字状に窪む凹状溝から形成されて
おり、当該分離給油溝１２３の底部が、前記動圧発生用
テーパ面１２１の凸状表面に対して適宜の段差を形成し
ている。なお、この分離給油溝１２３は、Ｖ字形状等の
他の種々の断面形状に形成することが可能である。

【００３６】このような構成を有する本実施形態では、
軸受ホルダー１１に対して両テーパ軸受部材１２，１２
を圧入するにあたって、各テーパ軸受部材１２のうちの
固定部１２Ｂのみが圧入固定されることとなり、本来的
な軸受機能を有するラジアル動圧軸受部１２Ａは圧入固
定されることがなく、当該ラジアル動圧軸受部１２Ａが
固定部１２Ｂから分離して配置される。その結果、ラジ
アル動圧軸受部１２Ａの真円度や同軸度が、軸受ホルダ
ー１１の寸法的な仕上精度や圧入応力の影響をほとんど
受けることなく高精度に維持される。

【００３７】また、同様にラジアル動圧軸受部１２Ａが
圧入されないことから、ラジアル動圧軸受部１２Ａの外
径寸法ＤＡ１の仕上精度を高める必要がなくなると同時
に、軸受ホルダー１１側の仕上精度は、固定部１２Ｂに
対応する圧入部分のみを向上させればよくなる。その結
果、軸受装置全体の加工性が大幅に改善されることとな
り、特に、長尺状の軸受部を備えている場合の加工性は
大幅に向上される。

【００３８】特に、本実施形態のような、所謂テーパ動
圧軸受装置の場合には、動圧特性に大きな影響を及ぼす
動圧発生用テーパ面１２２のテーパ状傾斜量が、圧入の
影響を受けることなく高精度な寸法関係に維持されるこ
とから、低コストで高性能なテーパ動圧軸受装置が得ら
れる。

【００３９】さらに、特に本実施形態のように、ラジア
ル動圧軸受部１２Ａの焼成密度を大きくする一方、固定
部１２Ｂの焼成密度を小さく成形しておけば、ラジアル
動圧軸受部１２Ａの軸受機能が良好に維持されつつ、固
定部１２Ｂにおける応力吸収性が向上される。

【００４０】さらにまた、特に本実施形態のように、ラ
ジアル動圧軸受部１２Ａと軸受ホルダー１１との間の非
圧入隙間Ｓを、ラジアル動圧軸受部１２Ａを構成してい
る多孔質の焼結金属材料における最大気孔径より大きく
成形しておけば、ラジアル動圧軸受部１２Ａ内の潤滑油
が上記非圧入隙間Ｓ内に吸い取られることが防止され、
良好な軸受特性が維持されることとなる。

【００４１】次に、図４に示されている実施形態におけ
るテーパ動圧軸受部材２２では、軸方向の中心部分に配
置された固定部２２Ｂの軸方向両側に、一対のラジアル
動圧軸受部２２Ａ，２２Ａが一体連続的に設けられてお
り、上記一対のラジアル動圧軸受部２２Ａ，２２Ａは、
前記固定部２２Ｂを中心にして軸方向両側に配置されて
いる。この実施形態のような構成を採用すれば、一対の
ラジアル動圧軸受部２２Ａ，２２Ａどうしの間の同軸度
が極めて高精度に維持される。

【００４２】一方、図５に示されている実施形態におけ
るテーパ動圧軸受部材３２も、軸方向の中心部分に配置
された固定部３２Ｂの軸方向両側に、一対のラジアル動
圧軸受部３２Ａ，３２Ａを一体連続的に設けて、一対の
ラジアル動圧軸受部３２Ａ，３２Ａどうしの同軸度を向
上させたものであるが、軸方向中央部分の固定部３２Ｂ
から、図示上側のラジアル動圧軸受部３２Ａにかけての
外周壁面は、段差を有しない円筒面に形成されている。
また、軸受ホルダー１１’の内周壁面に関しては、上記
一対のラジアル動圧軸受部３２Ａ，３２Ａに対応する両
部位において、半径方向に窪むように形成されている。
このような実施形態においても、上述した各実施形態と
同様な作用・効果を奏することができる。

【００４３】さらに、図６に示されている実施形態にか
かるテーパ動圧軸受部材４２においても、軸方向中心部
分に配置された固定部４２Ｂの軸方向両側に、一対のラ
ジアル動圧軸受部４２Ａ，４２Ａを一体連続的に設け
て、一対のラジアル動圧軸受部４２Ａ，４２Ａどうしの
同軸度を向上させているが、上記固定部４２Ｂの外周壁
面には、三箇所の圧入凸部４２Ｂ１が、円周方向に略等
ピッチ間隔で設けられているとともに、それら三箇所の
圧入凸部４２Ｂ１の間の部位に、三箇所の非圧入凹部４
２Ｂ２が、同じく円周方向に略等ピッチ間隔で設けられ
ている。それらのうちの各圧入凸部４２Ｂ１は、前述し
たテーパ動圧軸受装置を構成している分離給油溝（図３
中の符号１２３参照）に対応する部位にそれぞれ配置さ
れていて、それらの各圧入凸部４２Ｂ１が、図示を省略
した軸受ホルダーの内周壁面に対して所定の公差で圧入
され固定されるようになっている。また、上記三箇所の
非圧入凹部４２Ｂ２は、軸受ホルダーの内周壁面に対し
て非接触状態となるように挿入されるようになってい
る。

【００４４】このような実施形態にかかるテーパ動圧軸
受部材４２のように、動圧特性に比較的影響が小さい分
離給油溝１２３に対応して設けられた圧入凸部４２Ｂ１
において圧入固定を行う構成を採用すれば、動圧特性に
大きな影響を与える動圧発生用テーパ面（図３中の符号
１２２参照）や、動圧保持用フラット面（図３中の符号
１２１参照）の寸法精度が、圧入の影響をうけることな
く良好に維持されることとなり、より一層の性能向上が
図られるとともに、固定部４２Ｂの他の部位に設けられ
た非圧入凹部４２Ｂ２によって圧入の応力が分散される
こととなり、圧入応力の影響が更に低減される。

【００４５】そのとき、この図６に示された実施形態の
ように、三箇所の非圧入凹部４２Ｂ２を、等ピッチ間隔
で配置しておけば、圧入応力の分散が均一に行われるこ
ととなり、圧入の影響がより一層低減される。

【００４６】一方、図７に示された実施形態におけるテ
ーパ動圧軸受部材５２においても、軸方向中心部分に配
置された固定部５２Ｂの軸方向両側に、一対のラジアル
動圧軸受部５２Ａ，５２Ａを一体連続的に設けて、一対
のラジアル動圧軸受部５２Ａ，５２Ａどうしの同軸度を
向上させているが、このものでは、図示上方側に配置さ
れたラジアル動圧軸受部５２Ａの外周径が、上記固定部
５２Ｂの外周径と基本的に同一径に設定され、かつ、図
示下方側に配置されたラジアル動圧軸受部５２Ａの外周
径が、上記固定部５２Ｂの外周径よりも基本的に小さい
径に設定されているとともに、それら両ラジアル動圧軸
受部５２Ａ，５２Ａの軸方向外端部分５２Ａ１，５２Ａ
２が、軸受ホルダー１１”の内周壁面に当接されてい
る。

【００４７】より具体的には、図示上方側に配置された
ラジアル動圧軸受部５２Ａの外周壁面と、軸受ホルダー
１１”の内周壁面との間には、上記軸受ホルダー１１”
の内周壁面を半径方向に窪ませることによって適宜の非
圧入隙間Ｓ’が形成されているが、上記ラジアル動圧軸
受部５２Ａの外周壁面の上端部分は、半径方向外方側に
向かって凸形状をなす当接部５２Ａ１に形成されてい
て、その当接部５２Ａ１が、軸受ホルダー１１”の内周
壁面に対して圧入・接触されるように構成されている。
また、図示下方側に配置されたラジアル動圧軸受部５２
Ａの外周壁面と、軸受ホルダー１１”の内周壁面との間
には、上記ラジアル動圧軸受部５２Ａの外周壁面を半径
方向に窪ませることによって適宜の非圧入隙間Ｓ”が形
成されているが、上記軸受ホルダー１１”の内周壁面の
下端部分は、半径方向内方側に向かって凸状形状なすよ
うに形成されていて、その凸状部分が、それに対面する
ラジアル動圧軸受部５２Ａの外周壁面５２Ａ２に対して
圧入・接触されるように構成されている。

【００４８】本実施形態では、上述した各ラジアル動圧
軸受部５２Ａ，５２Ａの外周壁面の図示上下各端部分に
おける各圧入接触部分５２Ａ１，５２Ａ２が、ラジアル
動圧軸受部５２Ａ，５２Ａの軸方向長さの約１／４程度
の長さを備えるように形成されていて、それらの各圧入
接触部分５２Ａ１，５２Ａ２が、前記軸受ホルダー１
１”内にテーパ動圧軸受部材５２を圧入した際に、マン
ドレル等の圧入治具によって押し潰されるようになって
いる。そして、その押し潰し作用によって、ラジアル動
圧軸受部５２Ａにおける動圧発生用テーパ面（図３中の
符号１２２参照）の傾斜テーパ量が、その他の通常構成
部位よりも小さくなされ、あるいは無くなる。それによ
り、上記両圧入接触部分５２Ａ１，５２Ａ２の配置部位
である軸受装置全体における軸方向両端部分の各ラジア
ル動圧軸受部５２Ａのそれぞれが、真円形状に近いテー
パ形状に変形されることとなって、軸受装置全体の軸方
向両端部分における軸受剛性が、他の通常構成の部位よ
りも高められ、ラジアル動圧軸受部５２Ａの全体の剛性
も、通常構成のものより、例えば約９％程度にわたって
高められる。その結果、動圧軸受装置の性能が高めら
れ、例えば光学式ディスク駆動装置のような偏心荷重性
の高い用途に対しても、良好な軸受特性が得られる。

【００４９】さらに、このような圧入接触部分５２Ａ
１，５２Ａ２と同様な構成部分を、各ラジアル動圧軸受
部５２Ａの軸方向両端部分のそれぞれに設けることとす
れば、ラジアル動圧軸受部５２Ａの剛性が、通常構成の
ものよりも、例えば約１８％程度高められることとな
り、動圧軸受装置の性能が更に向上される。なお、この
場合において、圧入接触部分５２Ａ１，５２Ａ２の圧入
代を微調整することとすれば、動圧発生用テーパ面を押
し潰す領域の割合を僅かずつ増減させることができる。

【００５０】なお、図７に示した実施形態のように、軸
受装置全体における軸方向両端部分に圧入接触部分５２
Ａ１，５２Ａ２をそれぞれ設けることによって、軸方向
両端部分における軸受剛性を高めるようにした構成は、
前述した図１等の各実施形態に対しても同様に適用する
ことができるものであり、同様な作用・効果を得ること
ができる。

【００５１】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。

【００５２】例えば、本発明の適用範囲は、上述した実
施形態のような分離給油溝付きのテーパ軸受に限定され
るものではなく、分離給油溝を有しない軸受や、マルチ
ローブ型の軸受や、ステップ型の軸受、あるいは三円弧
型の軸受に対しても同様に適用することができる。また
同様に、動圧軸受装置以外の多種多様な軸受装置に対し
ても本発明は同様に適用することが可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように請求項１にかかる発明
は、軸受ホルダーに軸受部材を圧入するにあたって、軸
受部材のうちの固定部のみを圧入固定させて、本来的な
軸受機能を有する軸受部を圧入固定させることがないよ
うに、当該軸受部を固定部から分離して配置し、軸受部
の真円度や同軸度を、軸受ホルダーの寸法的な仕上精度
や圧入応力の影響をほとんど受けることなく高精度に維
持可能とするとともに、軸受部及び軸受ホルダーの仕上
精度を緩和し、軸受装置全体の加工性を大幅に改善させ
るようにしたものであるから、簡易な構成で、軸受装置
の軸受特性を高めつつ良好な加工性を得ることができ、
軸受性能及び生産性の双方を同時に向上させることがで
きる。

【００５４】加えて、請求項２記載の発明は、固定部の
軸方向両側に、一対の軸受部を一体連続的に配置するこ
とによって、一対の軸受部どうしの同軸度を更に向上さ
せたものであるから、上述した効果をさらに向上させる
ことができる。。

【００５５】加えて、請求項３記載の発明は、所謂テー
パ動圧軸受装置の場合において、動圧特性に大きな影響
を及ぼすテーパ状傾斜量を、圧入の影響を受けることな
く高精度な寸法関係に維持するように構成したものであ
るから、上述した効果をさらに高めることができる。

【００５６】加えて、請求項４記載の発明は、所謂テー
パ動圧軸受装置において、動圧特性に比較的影響が小さ
い分離給油溝に対応して設けた圧入凸部で圧入固定を行
うことにより、動圧特性に大きな影響を与える動圧発生
用テーパ面等の寸法精度を圧入の影響をうけることなく
良好に維持させ、より一層の性能向上が図るとともに、
固定部の他の部位に設けた非圧入凹部により圧入応力を
分散させて圧入応力の影響を低減させるように構成した
ものであるから、上述した効果をさらに向上させること
ができる。

【００５７】加えて、請求項５記載の発明は、所謂テー
パ動圧軸受装置において、３箇所以上の非圧入凹部を均
等に設けて、圧入応力の影響を均質に分散させたもので
あるから、より一層良好に応力低減を行わせることがで
き、上述した効果をさらに向上させることができる。

【００５８】加えて、請求項６記載の発明は、軸受部の
焼成密度を大きくする一方、固定部の焼成密度を小さく
して、軸受部の軸受機能を良好に維持させつつ、固定部
における応力吸収性を向上させるように構成したもので
あるから、上述した効果をさらに高めることができる。

【００５９】加えて、請求項７記載の発明は、軸受部と
軸受ホルダーとの間の非圧入隙間を、軸受部を構成して
いる多孔質の焼結金属材料における最大気孔径より大き
く成形することによって、軸受部内の潤滑油が上記隙間
内に吸い取られることを防止し、良好な軸受特性を維持
することができるようにしたものであるから、上述した
効果をさらに向上させることができる。

【００６０】加えて、請求項８記載の発明は、軸受装置
全体の軸方向両端部分に相当する部位に、軸方向両端部
分における軸受剛性を高める圧入接触部分をそれぞれ設
けたものであるから、特に、偏心荷重性の高い用途に対
しても良好な軸受特性を得ることが可能となり、上述し
た効果をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるテーパ動圧軸受部
材を用いた動圧軸受装置の全体構造を表した縦断面説明
図である。

【図２】図１に示されたテーパ動圧軸受部材の構造を表
した縦断面説明図である。

【図３】図２に表されたテーパ動圧軸受部材の平面説明
図である。

【図４】本発明の他の実施形態におけるテーパ軸受装置
の全体構造を表した縦断面説明図である。

【図５】本発明の更に他の実施形態におけるテーパ軸受
装置の全体構造を表した縦断面説明図である。

【図６】本発明の更に他の実施形態におけるテーパ軸受
部材を表した外観斜視説明図である。

【図７】本発明の更に他の実施形態におけるテーパ軸受
装置の全体構造を表した縦断面説明図である。

【図８】一般のテーパ軸受装置の全体構造を表した縦断
面説明図である。

【符号の説明】

１１，１１’，１１” 軸受ホルダー １１ａ 本体円筒部分 １１ｂ 取付穴 １２ テーパ軸受部材 １２ａ 軸受穴 １２Ａ ラジアル動圧軸受部 １２Ｂ 固定部 １２１ 動圧保持用フラット面 １２２ 動圧発生用テーパ面 １２３ 分離給油溝 ２２，３２，４２，５２ テーパ動圧軸受部材 ２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５２Ａ ラジアル動圧軸受部 ２２Ｂ，３２Ｂ，４２Ｂ，５２Ｂ 固定部 ４２Ｂ１ 圧入凸部 ４２Ｂ２ 非圧入凹部 ５２Ａ１，５２Ａ２ 圧入接触部分 Ｓ，Ｓ’，Ｓ” 非圧入隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 35/02 Ｆ１６Ｃ 35/02 Ｇ (72)発明者 早川 正通 長野県諏訪郡原村10801番地の２ 株式会 社三協精機製作所諏訪南工場内 Ｆターム(参考） 3J011 AA01 AA20 BA02 CA02 CA04 JA02 KA03 LA01 MA02 MA04 MA12 SB19 3J017 AA01 CA01 DB07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空円筒状の軸受ホルダーと、この軸受
   ホルダー内に圧入により固定された多孔質焼結金属材料
   からなる軸受部材と、該軸受部材を貫通するように形成
   された軸受穴内に相対回転可能な状態で挿入された軸部
   材とを、含む軸受装置において、 上記軸受部材は、前記軸部材を相対回転可能に支承する
   軸受部と、前記軸受ホルダー内に圧入固定された固定部
   とを、軸方向に分離した状態で一体に備え、 上記軸受部が、前記固定部よりも外径寸法において小径
   の部分を有し、当該軸受部の小径部分における外周壁面
   と、前記軸受ホルダーの内周壁面との間に、非圧入隙間
   が設けられているとともに、 前記固定部が、前記軸受部よりも内径寸法において大径
   の部分を有し、当該固定部の大径部分における内周壁面
   と、前記軸部材の外周壁面との間に、非軸受隙間が設け
   られている一方、 上記軸受部材の一対が、前記軸受ホルダーの内部におい
   て軸方向に離間するように配置され、かつ、 それら両軸受部材における固定部どうしが、前記軸受ホ
   ルダー内において軸方向に互いに対面し合う配置関係に
   なされていることを特徴とする軸受装置。
2. 【請求項２】 中空円筒状の軸受ホルダーと、この軸受
   ホルダー内に圧入により固定された多孔質の含油焼結金
   属材料からなる軸受部材と、該軸受部材を貫通するよう
   に形成された軸受穴の内部側に相対回転可能な状態で挿
   入された軸部材とを、備えた軸受装置において、 上記軸受部材は、前記軸部材を相対回転可能に支承する
   軸受部と、前記軸受ホルダー内に圧入固定された固定部
   とを、軸方向に分離した状態で一体に備えているととも
   に、 当該軸受部の一対が、一個の固定部を軸方向両側から挟
   むようにして一体連続的に設けられたものであって、 上記軸受部が、前記固定部よりも外径寸法において小径
   の部分を有し、当該軸受部の小径部分における外周壁面
   と、前記軸受ホルダーの内周壁面との間に、非圧入隙間
   が設けられているとともに、 前記固定部が、前記軸受部よりも内径寸法において大径
   の部分を有し、当該固定部の大径部分における内周壁面
   と、前記軸部材の外周壁面との間に、非軸受隙間が設け
   られていることを特徴とする軸受装置。
3. 【請求項３】 中空円筒状の軸受ホルダーと、この軸受
   ホルダー内に圧入により固定された多孔質焼結金属材料
   からなる軸受部材と、該軸受部材を貫通するように形成
   された軸受穴内に相対回転可能な状態で挿入された軸部
   材と、を含む軸受装置において、 上記軸受部材が、前記軸部材を相対回転可能に支承する
   軸受部と、前記軸受ホルダー内に圧入固定された固定部
   とを、軸方向に分離した状態で一体に備えているととも
   に、 上記軸受部は、当該軸受部と前記軸部材との間に注入さ
   れた潤滑流体を周方向に向かって連続的に加圧して動圧
   を得るテーパ状傾斜面からなる動圧発生手段と、その動
   圧とともに発生する負圧を打ち消すように上記動圧発生
   手段の周方向隣接部位に設けられた凹状溝の分離給油溝
   と、を有し、 その軸受部が、前記固定部よりも外径寸法において小径
   の部分を有し、当該軸受部の小径部分における外周壁面
   と、前記軸受ホルダーの内周壁面との間に、非圧入隙間
   が設けられているとともに、 前記固定部が、前記軸受部よりも内径寸法において大径
   の部分を有し、当該固定部の大径部分における内周壁面
   と、前記軸部材の外周壁面との間に、非軸受隙間が設け
   られていることを特徴とする軸受装置。
4. 【請求項４】 前記固定部の外周壁面には、上記軸受部
   の分離給油溝と軸方向に対応する部位に、前記軸受ホル
   ダーへの圧入凸部が設けられ、かつ、 当該固定部の外周壁面の他の部位には、前記軸受ホルダ
   ーと非接触状態となるように窪ませられた非圧入凹部が
   設けられていることを特徴とする請求項３記載の軸受装
   置。
5. 【請求項５】 前記非圧入凹部が、円周方向に略等ピッ
   チ間隔で３箇所以上設けられていることを特徴とする請
   求項４記載の軸受装置。
6. 【請求項６】 前記多孔質焼結金属材料からなる軸受部
   材は、軸受部の焼成密度が、固定部の焼成密度より大き
   くなるように成形されていることを特徴とする請求項１
   又は２又は３記載の軸受装置。
7. 【請求項７】 前記軸受部における外周壁面と、前記軸
   受ホルダーの内周壁面との間の非圧入隙間の寸法が、上
   記軸受部を構成している多孔質焼結金属材料が有する気
   孔の最大径より大きくなるように成形されていることを
   特徴とする請求項１又は２又は３記載の軸受装置。
8. 【請求項８】 前記軸受ホルダーの軸方向両端部分に相
   当する各部位に、当該軸受ホルダー又は軸受部材の少な
   くとも一方側を半径方向に突出させた圧入接触部分が設
   けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３記
   載の軸受装置。