JP3767701B2 - Hydrodynamic bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、動圧軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の動圧軸受では、図2(B)に示す動圧発生用の溝21が形成された軸20の軸受面22に対向し、かつ、動圧発生用の溝が形成されていない筒25の軸受面23は、図2(A)に示すように鏡面仕上げがなされていた。その理由は、上記溝が形成されていない軸受面23の平坦度を向上させて、上記溝21が形成された軸受面22と上記溝が形成されていない軸受面23との間に動圧を有効に発生させるためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、鏡面仕上げ加工は、加工コストが高価である上に、上記鏡面仕上げをするためには、鏡面仕上げの前に上記軸受面23に焼き入れを施しておく必要があるから、上記軸受面23を構成する材質に制約が生じるという問題がある。
【0004】
また、動圧軸受の構造が複雑な場合には、上記軸受面に鏡面仕上げを施すことが困難であるという問題もある。
【0005】
そこで、この発明の目的は、材質上の制約や構造上の制約を生じさせることなく、溝が形成されていない軸受面の平坦度を比較的低コストで向上させることが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、この発明の動圧軸受は、回転部材と、この回転部材を支持する固定部材とを有し、上記回転部材もしくは固定部材の一方の軸受面に、動圧発生用の溝が形成されており、上記回転部材の軸受面と上記固定部材の軸受面との間に動圧発生用の流体が充填されている動圧軸受において、
上記回転部材もしくは固定部材の他方の軸受面を含む表層は、
台形状の山とV字形状の谷とが交互に並んだ形状になっており、上記台形状の山の頂上の面が上記軸受面を構成しており、
上記他方の軸受面には動圧発生用の溝が形成されておらず、
上記他方の軸受面を含む表層の上記V字形状の谷に動圧発生用の液体を溜めるようになっていて、
上記他方の軸受面を含む表層は、
旋削加工後のV字形状の山とV字形状の谷とが交互に連なった形状の表層に対して、上記V字形状の山の先端部を削ることによって、上記V字形状の谷が略一定の間隔で形成されていることを特徴としている。
【0007】
【作用】
上記構成の動圧軸受は、上記回転部材もしくは固定部材の他方の動圧発生用の溝が形成されていない軸受面を含む表層が、台形状の山とV字形状の谷とが交互に並んだ形状になっている。そして、上記台形状の山の頂上の面が上記軸受面を構成している。
【0008】
したがって、この発明の上記軸受面は、旋削加工後のV字形状の山と谷が交互に連なった形状の表層に対して、上記V字形状の山の頂上を削ることによって形成することができる。そして、このV字形状の山を削ることによって平坦になった山の頂上の面が軸受面を構成している。
【0009】
したがって、この発明によれば、鏡面仕上げを行うことなく、上記軸受面の平坦度を上げることができるから、材質上の制約や構造上の制約を生じさせることなく、溝が形成されていない軸受面の平坦度を比較的低コストで向上させることができ、動圧を有効に発生させることができる。
【0010】
また、動圧発生用の流体として液体を用いた場合、上記台形状の山と山との間のV字形状の谷に動圧発生用の液体を溜めることができるから、潤滑性能を向上させることができる。
【0011】
【実施例】
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
【0012】
図1に、この発明の動圧軸受の実施例を示す。図1(B)に示すように、この実施例は、回転部材としての軸1と、この軸1に対向している固定部材としての円筒形の筒2を備えている。上記軸1の周面1aには、動圧発生用の溝3が形成されている一方、上記筒2の内周面2aには、動圧発生用の溝は形成されていない。溝3の深さは、数μm程度である。そして、上記軸1と上記筒2との間には、動圧発生用の流体としての油(図示せず)が充填されている。
【0013】
図1(A)に示すように、上記筒2の内周面2aを含む表層S1は、略台形状の山5と、略V字形状の谷6とが交互に並んだ形状になっており、上記略台形状の山5の頂上の面5aが軸受面を構成している。
【0014】
上記構成の動圧軸受は、筒2に対して軸1が回転すると、軸1に形成されている動圧発生用の溝3が、軸1の周面1aと筒2の内周面2aとの間の油に動圧を発生させて、筒2に対して軸1を支持し、軸1と筒2との間隔を所定の寸法に維持する。
【0015】
上記筒2の表層S1は、略台形状の山5と、略V字形状の谷6とが、軸受面2aに沿って、交互に並んだ形状になっている。そして、上記略台形状の山5の頂上の面5aが上記軸受面2aを構成している。
【0016】
したがって、上記実施例の上記軸受面2aは、旋削加工後のV字形状の山50とV字形状の谷60とが交互に連なった形状の表層に対して、上記V字形状の山50の先端部50aを削ることによって形成することができる。この先端部50aを削る方法としては、ラップ加工やバレル加工を用いればよい。
【0017】
したがって、この実施例によれば、鏡面仕上げを行うことなく、上記軸受面2aの平坦度を上げることができるから、材質上の制約や構造上の制約を生じさせることなく、軸受面2aの平坦度を向上させることができ、動圧を有効に発生させることができる。また、鏡面加工が不必要であるから、コストダウンを図ることができる。
【0018】
また、上記山5と山5との間の谷6に油を溜めることができるから、潤滑性能を向上させることができる。
【0019】
ここで、動圧軸受の直径が2.5mmである場合において、上記実施例の動圧軸受と、図2に示した従来の鏡面仕上げの動圧軸受との性能比較結果を次の表に示す。
【0020】
〔軸の振れ〕 〔回転トルク〕
本実施例 1μm以下 1.8gcm
従来例(鏡面仕上げ) 1μm以下 1.8gcm
【0021】
尚、上記実施例では、軸1の周面1aに動圧発生用の溝3を形成し、筒2の内周面2aを動圧発生溝が形成されていない軸受面としたが、筒2の内周面に動圧発生用の溝を形成する一方、軸1の周面1aを動圧発生溝が形成されていない軸受面としてもよい。
【0022】
さらに、上記実施例では、ラジアル軸受に適用した例を示したが、本発明はアキシアル動圧軸受や、ラジアル、アキシアル両方向に回転体を支持する動圧軸受にも適用できる。
【0023】
また、上記実施例では、軸1を回転部材とし、筒2を固定部材としたが、軸1を固定部材とし、筒2を回転部材としてもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の動圧軸受は、回転部材もしくは固定部材のうちの動圧発生用の溝が形成されていない方の軸受面を含んでいる表層は、台形状の山とV字形状の谷とが交互に並んだ形状になっており、上記V字形状の谷が略一定の間隔で形成されており、上記台形状の山の頂上の面が上記軸受面を構成しているものである。
【0025】
したがって、この発明の動圧軸受によれば、上記軸受面は、切削加工後のV字形状の山と谷が交互に連なった形状の表層に対して、上記V字形状の山の頂上を削ることによって形成することができる。そして、このV字形状の山を削ることによって平坦になった山の頂上の面が軸受面を構成している。
【0026】
したがって、この発明によれば、鏡面仕上げを行うことなく、切削加工後の軸受面の平坦度を上げることができるから、材質上の制約や構造上の制約を生じさせることなく、溝が形成されていない軸受面の平坦度を比較的低コストで向上させることができ、動圧を有効に発生させることができる。
【0027】
また、動圧発生用の流体として液体を用いた場合、上記略台形状の山と山との間の略V字形状の谷に動圧発生用の液体を溜めることができるから、潤滑性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(A)はこの発明の動圧軸受の実施例の要部断面図であり、図1(B)は上記実施例の一部切り欠き断面図である。
【図2】 図2(A)は従来の動圧軸受の要部断面図であり、図2(B)は上記従来例の一部切り欠き断面図である。
【符号の説明】
1…軸、1a…周面、2…筒、3…動圧発生用の溝、5…山、
5a…頂上の面、6…谷、S1…表層。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a dynamic pressure bearing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of dynamic pressure bearing, a dynamic pressure generating groove is formed opposite to the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the mirror surface finishing process is expensive, and in order to perform the mirror surface finishing, it is necessary to quench the
[0004]
Further, when the structure of the hydrodynamic bearing is complicated, there is also a problem that it is difficult to give a mirror finish to the bearing surface.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing capable of improving the flatness of a bearing surface in which grooves are not formed at a relatively low cost without causing restrictions on materials and structures. There is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a dynamic pressure bearing according to the present invention has a rotating member and a fixing member that supports the rotating member, and generates dynamic pressure on one bearing surface of the rotating member or the fixing member. In the dynamic pressure bearing in which a groove is formed and a fluid for generating dynamic pressure is filled between the bearing surface of the rotating member and the bearing surface of the fixed member,
The surface layer including the other bearing surface of the rotating member or the fixed member is
Trapezoidal peaks and V-shaped valleys are alternately arranged, and the top surface of the trapezoidal mountain constitutes the bearing surface,
No groove for generating dynamic pressure is formed on the other bearing surface,
A fluid for generating dynamic pressure is stored in the V-shaped valley in the surface layer including the other bearing surface,
The surface layer including the other bearing surface is
By cutting the tip of the V-shaped peak on the surface layer in which the V-shaped peaks and the V-shaped valleys are alternately connected after turning, the V-shaped valleys are substantially It is characterized by being formed at regular intervals .
[0007]
[Action]
Dynamic pressure bearing of the above construction, the surface layer containing the rotary member or bearing surface and the other of the grooves for generating dynamic pressure is not formed in the fixing member, and the valleys of mountains and V-shaped trapezoidal alternating It has a shape. Then, the top surface of the mountain above Symbol trapezoidal constitutes the bearing surface.
[0008]
Therefore, the bearing surface of the present invention can be formed by cutting the top of the V-shaped ridges on the surface layer in which the V-shaped ridges and valleys are alternately connected after turning. . And the surface of the peak of the peak which became flat by cutting this V-shaped peak constitutes the bearing surface.
[0009]
Therefore, according to the present invention, since the flatness of the bearing surface can be increased without performing mirror finish, a bearing in which no groove is formed without causing restrictions on materials and structures. The flatness of the surface can be improved at a relatively low cost, and the dynamic pressure can be generated effectively.
[0010]
In the case of using a liquid as the fluid for generating dynamic pressure, because it is possible to store the liquid for generating dynamic pressure in the valley of the V-shape between the crests of the upper Symbol trapezoidal, improved lubricating performance Can be made.
[0011]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0012]
FIG. 1 shows an embodiment of the hydrodynamic bearing of the present invention. As shown in FIG. 1B, this embodiment includes a
[0013]
As shown in FIG. 1A, the surface layer S1 including the inner peripheral surface 2a of the
[0014]
When the
[0015]
The surface layer S1 of the
[0016]
Therefore, the bearing surface 2a of the above embodiment has the V-
[0017]
Therefore, according to this embodiment, the flatness of the bearing surface 2a can be increased without performing a mirror finish, so that the flatness of the bearing surface 2a can be achieved without causing restrictions on materials or structures. The degree of pressure can be improved, and dynamic pressure can be generated effectively. Moreover, since mirror surface processing is unnecessary, cost reduction can be achieved.
[0018]
In addition, since oil can be stored in the valley 6 between the peaks 5, the lubricating performance can be improved.
[0019]
Here, when the diameter of the hydrodynamic bearing is 2.5 mm, the performance comparison results between the hydrodynamic bearing of the above example and the conventional mirror-finished hydrodynamic bearing shown in FIG. 2 are shown in the following table. .
[0020]
[Shaft runout] [Rotational torque]
Example 1 1 μm or less 1.8 gcm
Conventional example (mirror finish) 1 μm or less 1.8 gcm
[0021]
In the above embodiment, the dynamic
[0022]
Furthermore, although the example applied to the radial bearing is shown in the above embodiment, the present invention can also be applied to an axial dynamic pressure bearing and a dynamic pressure bearing that supports a rotating body in both radial and axial directions.
[0023]
In the above embodiment, the
[0024]
【The invention's effect】
As is clear from the above, the hydrodynamic bearing of the present invention has a surface layer including a bearing surface on which the dynamic pressure generating groove of the rotating member or the fixed member is not formed as a trapezoidal peak. V-shaped valleys are alternately arranged, the V-shaped valleys are formed at substantially constant intervals, and the top surface of the trapezoidal mountain forms the bearing surface. It is what.
[0025]
Therefore, according to the hydrodynamic bearing of the present invention, the bearing surface cuts the top of the V-shaped peak with respect to the surface layer in which the V-shaped peaks and valleys are alternately connected after cutting. Can be formed. And the surface of the peak of the peak which became flat by cutting this V-shaped peak constitutes a bearing surface.
[0026]
Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the flatness of the bearing surface after cutting without performing mirror finish, so that the groove is formed without causing restrictions on materials or structures. It is possible to improve the flatness of the non-bearing surface at a relatively low cost, and to effectively generate dynamic pressure.
[0027]
In addition, when a liquid is used as the fluid for generating dynamic pressure, the fluid for generating dynamic pressure can be stored in a substantially V-shaped valley between the substantially trapezoidal peaks. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) is a cross-sectional view of an essential part of an embodiment of a hydrodynamic bearing according to the present invention, and FIG. 1 (B) is a partially cutaway cross-sectional view of the embodiment.
FIG. 2 (A) is a cross-sectional view of a main part of a conventional dynamic pressure bearing, and FIG. 2 (B) is a partially cut-away cross-sectional view of the conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5a ... top surface, 6 ... valley, S1 ... surface layer.
Claims (1)
上記回転部材もしくは固定部材の他方の軸受面を含む表層は、
台形状の山とV字形状の谷とが交互に並んだ形状になっており、上記台形状の山の頂上の面が上記軸受面を構成しており、
上記他方の軸受面には動圧発生用の溝が形成されておらず、
上記他方の軸受面を含む表層の上記V字形状の谷に動圧発生用の液体を溜めるようになっていて、
上記他方の軸受面を含む表層は、
旋削加工後のV字形状の山とV字形状の谷とが交互に連なった形状の表層に対して、上記V字形状の山の先端部を削ることによって、上記V字形状の谷が略一定の間隔で形成されていることを特徴とする動圧軸受。A rotating member and a fixing member that supports the rotating member, and a groove for generating dynamic pressure is formed on one of the bearing surfaces of the rotating member or the fixing member. In the dynamic pressure bearing in which the fluid for generating dynamic pressure is filled between the bearing surface of the fixed member,
The surface layer including the other bearing surface of the rotating member or the fixed member is
Trapezoidal peaks and V-shaped valleys are alternately arranged, and the top surface of the trapezoidal mountain constitutes the bearing surface,
No groove for generating dynamic pressure is formed on the other bearing surface,
A fluid for generating dynamic pressure is stored in the V-shaped valley in the surface layer including the other bearing surface,
The surface layer including the other bearing surface is
By cutting the tip of the V-shaped peak on the surface layer in which the V-shaped peaks and the V-shaped valleys are alternately connected after turning , the V-shaped valleys are substantially A hydrodynamic bearing characterized by being formed at regular intervals .
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