JPS63266209A - 動圧型流体軸受装置 - Google Patents
動圧型流体軸受装置Info
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- JPS63266209A JPS63266209A JP9540687A JP9540687A JPS63266209A JP S63266209 A JPS63266209 A JP S63266209A JP 9540687 A JP9540687 A JP 9540687A JP 9540687 A JP9540687 A JP 9540687A JP S63266209 A JPS63266209 A JP S63266209A
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、動圧型流体軸受装置に関する。
動圧型流体軸受装置としては、流体軸受にヘリングボー
ン(harringbona )と呼ばれる溝を形成し
たヘリングボーン溝軸受(herringbone −
grooved bearing )が知られている。
ン(harringbona )と呼ばれる溝を形成し
たヘリングボーン溝軸受(herringbone −
grooved bearing )が知られている。
この種の軸受装置における流体軸受形状は1例えば、′
フィリップス・リサーチ・レポート・サブリメント(P
HILIPS RESEARCHREPORTS SU
PPLEMENTS) ”1975年、Na’lのP
88からP91およびP2O3からP2O3に開示され
ている。ヘリングボーン溝軸受は、v”形状あるいは“
\/”形状に形成された溝に沿って流体を内部に集めて
動圧力を発生させ、この動圧力により回転体を支持する
ものである。
フィリップス・リサーチ・レポート・サブリメント(P
HILIPS RESEARCHREPORTS SU
PPLEMENTS) ”1975年、Na’lのP
88からP91およびP2O3からP2O3に開示され
ている。ヘリングボーン溝軸受は、v”形状あるいは“
\/”形状に形成された溝に沿って流体を内部に集めて
動圧力を発生させ、この動圧力により回転体を支持する
ものである。
軸受部に上述した如き溝を形成した軸受装置は、軸受部
に溝を形成しない軸受装置に比して、軸受支持荷重が大
きく、安定した支持を実現できる。
に溝を形成しない軸受装置に比して、軸受支持荷重が大
きく、安定した支持を実現できる。
しかし、上述した如き従来の動圧型流体軸受装置は、次
に述べる点について、更に改良されることが期待される
。
に述べる点について、更に改良されることが期待される
。
まず、′v”形状の溝(以下、■溝という、)を有する
軸受部ぼは、静止側部材と回転側部材との対向面間に供
゛給された潤滑用の流体がそのV溝に沿って、■の中央
部に集まることによって動圧力が発生するので、溝無し
軸受よりも許容軸受支持荷重は高まるが、“\/”形状
の溝(以下、パーシャル溝という。)と比較すると許容
軸受支持荷重がかなり小さい。
軸受部ぼは、静止側部材と回転側部材との対向面間に供
゛給された潤滑用の流体がそのV溝に沿って、■の中央
部に集まることによって動圧力が発生するので、溝無し
軸受よりも許容軸受支持荷重は高まるが、“\/”形状
の溝(以下、パーシャル溝という。)と比較すると許容
軸受支持荷重がかなり小さい。
次に、パーシャル溝を有する軸受装置は、先に述べたよ
うに、■溝よりも軸受支持荷重は高い。
うに、■溝よりも軸受支持荷重は高い。
しかし、この軸受装置は、潤滑用の流体の保持性能が悪
く、軸と軸受部の相対回転運動が低下した場合には軸と
軸受部の対向面における接触面積が大きくなる。したが
って、その対向面間に潤滑流体が入り込むことが不十分
となり、軸と軸受部とが接触し、軸受面を損焼させたり
、振動や異常音の発生が生じる危険性を含む、特に、起
動時や停止時には、潤滑流体が軸と軸受部との隙間に入
り込みに<<、上記した問題が生じ易い、起動停止を頻
繁に行うような用途1例えば磁気テープ式画像記録装置
(VTR)のヘッド回転機構部にパーシャル溝タイプの
動圧型流体軸受装置を採用した場合、上述した問題は無
視し難い。
く、軸と軸受部の相対回転運動が低下した場合には軸と
軸受部の対向面における接触面積が大きくなる。したが
って、その対向面間に潤滑流体が入り込むことが不十分
となり、軸と軸受部とが接触し、軸受面を損焼させたり
、振動や異常音の発生が生じる危険性を含む、特に、起
動時や停止時には、潤滑流体が軸と軸受部との隙間に入
り込みに<<、上記した問題が生じ易い、起動停止を頻
繁に行うような用途1例えば磁気テープ式画像記録装置
(VTR)のヘッド回転機構部にパーシャル溝タイプの
動圧型流体軸受装置を採用した場合、上述した問題は無
視し難い。
本発明の目的は、軸受支持荷重が大きく、安定した支持
を実現することのできる動圧型流体軸受装置を提供する
ことである。
を実現することのできる動圧型流体軸受装置を提供する
ことである。
本発明は、回転部材あるいはこの回転部材に対向配置さ
れる静止部材のいずれか一方の部材に動圧発生用の溝を
形成し1回転部材と静止部材との対向面間に流体を介在
させ1回転部材の回転によって動圧を発生させ、回転部
材を支持する動圧型流体軸受装置にあって、上記した動
圧発生用の溝は1回転部材と静止部材との相対運動方向
に対して、進行側が開いており後方にいくに従い狭くな
っている増圧用の溝部と、この増圧用の溝部間のすち狭
くなっている部分間を連絡する蓄圧用の溝部とで構成し
たことを特徴とする。
れる静止部材のいずれか一方の部材に動圧発生用の溝を
形成し1回転部材と静止部材との対向面間に流体を介在
させ1回転部材の回転によって動圧を発生させ、回転部
材を支持する動圧型流体軸受装置にあって、上記した動
圧発生用の溝は1回転部材と静止部材との相対運動方向
に対して、進行側が開いており後方にいくに従い狭くな
っている増圧用の溝部と、この増圧用の溝部間のすち狭
くなっている部分間を連絡する蓄圧用の溝部とで構成し
たことを特徴とする。
また1本発明は、軸部材とハウジング部材とを嵌合し、
この軸部材の面とハウジング部材との対向面間に流体を
介在させ、軸部材あるいはハウジング部材とのいずれか
一方に動圧発生用の溝が形成されており、軸部材とハウ
ジング部材との相対的回転運動によって回転側の部材を
支持する動圧型流体軸受装置であって、動圧発生用の溝
は、軸部材とハウジング部材との相対的回転運動による
流体の流れの方向に対して上流側が開いており下流側で
徐々に狭くなる2つの傾斜溝部と、この2つの傾斜溝部
が最も狭くなる部分間を相対的回転運動と直交する方向
に連絡する溝部とで構成したことを特徴とする。
この軸部材の面とハウジング部材との対向面間に流体を
介在させ、軸部材あるいはハウジング部材とのいずれか
一方に動圧発生用の溝が形成されており、軸部材とハウ
ジング部材との相対的回転運動によって回転側の部材を
支持する動圧型流体軸受装置であって、動圧発生用の溝
は、軸部材とハウジング部材との相対的回転運動による
流体の流れの方向に対して上流側が開いており下流側で
徐々に狭くなる2つの傾斜溝部と、この2つの傾斜溝部
が最も狭くなる部分間を相対的回転運動と直交する方向
に連絡する溝部とで構成したことを特徴とする。
軸受装置の溝あるいは突起部は、回転部材の回転運動に
より、流体が溝または突起部に沿って増圧し動圧力を発
生する。そして、2つの傾斜溝部間を連絡する溝部ある
いは突起部によって、増圧した流体を保持する。これに
より高い軸受支持荷重を得ることができると共に、起動
停止時にも回転部材と静止部材との対向面間に流体を侵
入させ易くなり接触による不具合がなくなる。
より、流体が溝または突起部に沿って増圧し動圧力を発
生する。そして、2つの傾斜溝部間を連絡する溝部ある
いは突起部によって、増圧した流体を保持する。これに
より高い軸受支持荷重を得ることができると共に、起動
停止時にも回転部材と静止部材との対向面間に流体を侵
入させ易くなり接触による不具合がなくなる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳しく説明する
。
。
第1図は、本発明の一実施例を示すものであり、本発明
をVTRの回転記録機構部に応用した場合の一実施例で
ある。
をVTRの回転記録機構部に応用した場合の一実施例で
ある。
第1図における回転記録機構は、回転シリンダ1と、そ
の回転シリンダ1の外周端に設置された信号の書込みあ
るいは図示しないテープに記録された信号の読出しに用
いられるヘッド2(このヘッド2は、通常2以上設けら
れる。)と、固定シリンダ3と、固定シリンダ3から立
設され回転シリンダ1と嵌合する軸4と、回転駆動力を
発生するモータ(ステータ13とロータ12)と、ヘッ
ド1と図示しない信号処理部との間での信号の送受信を
行うための非接触式の信号伝達部(固定子15と回転子
14が相当する。)とを含む、軸4の一端は、固定シリ
ンダ3の中央部に設けた穴に圧入、焼ばめ等により固定
されている。軸4の他端は1回転シリンダ1の中央部に
設けられた軸受部である軸受ハウジング6゜の穴に微小
な隙間を有して挿入されている。この結果、回転シリン
ダ1は、軸4の周りを回転可能となり、軸4との間でラ
ジアル軸受が形成される。軸受ハウジング6の一端(図
においては、上@)には、軸4の端面7との間でスラス
ト軸受を形成するためのスラスト軸受板5がねじにより
取付けられている。これにより、回転シリンダの上下方
向の位置が規制される0回転シリンダ1には、ヘッドベ
ース9を介してヘッド2が取付けられており、このヘッ
ド2は回転シリンダ1の外周面10よりわずかに突出す
る様装置される。また1回転シリンダ1には、ヘッド2
によって読取られた信号を静止部材側に伝送するため、
あるいは静止部材側から送られてきた信号をヘッド2に
伝送するための回転側送受信コイル14が設けられる。
の回転シリンダ1の外周端に設置された信号の書込みあ
るいは図示しないテープに記録された信号の読出しに用
いられるヘッド2(このヘッド2は、通常2以上設けら
れる。)と、固定シリンダ3と、固定シリンダ3から立
設され回転シリンダ1と嵌合する軸4と、回転駆動力を
発生するモータ(ステータ13とロータ12)と、ヘッ
ド1と図示しない信号処理部との間での信号の送受信を
行うための非接触式の信号伝達部(固定子15と回転子
14が相当する。)とを含む、軸4の一端は、固定シリ
ンダ3の中央部に設けた穴に圧入、焼ばめ等により固定
されている。軸4の他端は1回転シリンダ1の中央部に
設けられた軸受部である軸受ハウジング6゜の穴に微小
な隙間を有して挿入されている。この結果、回転シリン
ダ1は、軸4の周りを回転可能となり、軸4との間でラ
ジアル軸受が形成される。軸受ハウジング6の一端(図
においては、上@)には、軸4の端面7との間でスラス
ト軸受を形成するためのスラスト軸受板5がねじにより
取付けられている。これにより、回転シリンダの上下方
向の位置が規制される0回転シリンダ1には、ヘッドベ
ース9を介してヘッド2が取付けられており、このヘッ
ド2は回転シリンダ1の外周面10よりわずかに突出す
る様装置される。また1回転シリンダ1には、ヘッド2
によって読取られた信号を静止部材側に伝送するため、
あるいは静止部材側から送られてきた信号をヘッド2に
伝送するための回転側送受信コイル14が設けられる。
固定シリンダ3には、このコイル14と対向して静止側
送受信コイル15が設けられている。更に1回転シリン
ダ1と固定シリンダ3には、モータの回転子12と固定
子13とが夫々対向して設置されている。
送受信コイル15が設けられている。更に1回転シリン
ダ1と固定シリンダ3には、モータの回転子12と固定
子13とが夫々対向して設置されている。
第1図の装置は、モータ(12,13)により回転シリ
ンダ1を回転させ、回転シリンダ1の外周面10および
固定シリンダ3の外周面11にヘリカルに巻付けられて
いる磁気テープ(図示せず)にヘッド2によって信号を
書込んだり、磁気テープに記録されている信号を読出す
機能を有する。
ンダ1を回転させ、回転シリンダ1の外周面10および
固定シリンダ3の外周面11にヘリカルに巻付けられて
いる磁気テープ(図示せず)にヘッド2によって信号を
書込んだり、磁気テープに記録されている信号を読出す
機能を有する。
ヘッド2による記録に際して、磁気テープのトラック幅
は、高密度の記録を実現するため、非常に狭く(通常数
10μm程度)なっている、このため、回転シリンダ1
は、極力小さな振れ回りにすることが要求される。一般
には%10μm以下の振れ回り量に制御しないと、良好
な記録、再生が得られないことが、実験等で明らかにさ
れている。
は、高密度の記録を実現するため、非常に狭く(通常数
10μm程度)なっている、このため、回転シリンダ1
は、極力小さな振れ回りにすることが要求される。一般
には%10μm以下の振れ回り量に制御しないと、良好
な記録、再生が得られないことが、実験等で明らかにさ
れている。
回転部の振れ回りを小さく押えるには1回転部の重量及
、び不釣合重量に対して、十分大きな軸受支持力を有す
ることが有効である。そこで、第1図の装置では、軸受
ハウジング6の穴部の内周面に動圧発生用の溝群16,
16’ を設けている。
、び不釣合重量に対して、十分大きな軸受支持力を有す
ることが有効である。そこで、第1図の装置では、軸受
ハウジング6の穴部の内周面に動圧発生用の溝群16,
16’ を設けている。
この軸受ハウジング6の部分を詳細に示すのが第2図で
ある。溝群16(あるいは16′)を形成する夫々の溝
形状は、軸受ハウジング6の運動方向(図中矢印Xの方
向)に対して、運動方向側(進行側)が上下に開き、後
方に行くに従い徐々に狭くなっている2つの溝部16A
、16Bと、この2つの溝部16A、16Bの最も狭く
なった部分間を連続させる軸4方向と平行な溝部16C
とで構成されている。16A、16Bおよび16Cで構
成される溝は、運動方向Xに、いいかえればハウジング
6の内周面の周方向に複数個並設されて、溝群16(あ
るいは16′)を形成している。
ある。溝群16(あるいは16′)を形成する夫々の溝
形状は、軸受ハウジング6の運動方向(図中矢印Xの方
向)に対して、運動方向側(進行側)が上下に開き、後
方に行くに従い徐々に狭くなっている2つの溝部16A
、16Bと、この2つの溝部16A、16Bの最も狭く
なった部分間を連続させる軸4方向と平行な溝部16C
とで構成されている。16A、16Bおよび16Cで構
成される溝は、運動方向Xに、いいかえればハウジング
6の内周面の周方向に複数個並設されて、溝群16(あ
るいは16′)を形成している。
第2図に示す如き動圧発生用の溝を用いた場合、回転シ
リンダ1の回転にともなう軸受ハウジング6の回転運動
により、軸4とハウジング6の内周面との間に介在する
流体(この例の場合、空気であるが、他の気体あるいは
、潤滑油等の液体でも良い、)を溝部16A、16Bに
沿って流入させ動圧力を発生させ、しかもこの流入した
流体を溝部16Cにより保持させることができる。すな
わち、溝群16は、傾斜溝部である16Aおよび16B
によって軸受支持荷重を増大させる増圧機能と、増圧さ
れた支持荷重を溝部16Cによって保持する蓄圧的機能
とを備えており、支持荷重の増大を実現している。この
“υ”形状の溝は、従来のV溝に比し、高い許容軸受支
持背型を実現している。この結果、回転シリンダ1の振
れ回りは非常に小さくなり、良好な記録、再生を達成す
る上で大きな役割を果たしている。また、第2図に示す
溝を用いた場合、軸と軸受ハウジング内周面との触接面
積小さく、かつ流体の保持性能は極めて高く、回転運動
が低下した場合の軸と軸受ハウジング内周面との接触に
よる不具合はなくなる。
リンダ1の回転にともなう軸受ハウジング6の回転運動
により、軸4とハウジング6の内周面との間に介在する
流体(この例の場合、空気であるが、他の気体あるいは
、潤滑油等の液体でも良い、)を溝部16A、16Bに
沿って流入させ動圧力を発生させ、しかもこの流入した
流体を溝部16Cにより保持させることができる。すな
わち、溝群16は、傾斜溝部である16Aおよび16B
によって軸受支持荷重を増大させる増圧機能と、増圧さ
れた支持荷重を溝部16Cによって保持する蓄圧的機能
とを備えており、支持荷重の増大を実現している。この
“υ”形状の溝は、従来のV溝に比し、高い許容軸受支
持背型を実現している。この結果、回転シリンダ1の振
れ回りは非常に小さくなり、良好な記録、再生を達成す
る上で大きな役割を果たしている。また、第2図に示す
溝を用いた場合、軸と軸受ハウジング内周面との触接面
積小さく、かつ流体の保持性能は極めて高く、回転運動
が低下した場合の軸と軸受ハウジング内周面との接触に
よる不具合はなくなる。
上述した第1図および第2図に示した実施例では、軸受
ハウジング6の内周面に動圧発生用の溝群16,16’
を形成した場合を示したが、本発明はこれに限定して
考えるべきでない、すなわち。
ハウジング6の内周面に動圧発生用の溝群16,16’
を形成した場合を示したが、本発明はこれに限定して
考えるべきでない、すなわち。
軸に動圧発生用の溝群を形成した場合でも良いのは当然
である。また、上述した実施例では、軸を静止部材とし
て軸受部を回転部材としたが1本発明はこれに限定すべ
きでなく、軸が回転部材となり軸受部が静止部材となっ
ても良いのは当然である。また、軸が回転部材となった
場合においても。
である。また、上述した実施例では、軸を静止部材とし
て軸受部を回転部材としたが1本発明はこれに限定すべ
きでなく、軸が回転部材となり軸受部が静止部材となっ
ても良いのは当然である。また、軸が回転部材となった
場合においても。
動圧発生用の溝は、軸表面あるいは軸受面のいずれかに
形成されても良く、それらは本発明の思想の範躊にある
と考えるべきである。
形成されても良く、それらは本発明の思想の範躊にある
と考えるべきである。
次に1本発明の他の実施例である第3図および第4図に
おいて説明する。第3図は実施例装置の全体構成を示し
、第4図は第3図における軸4の部分拡大図を示す、第
3図において、回転シリンダ1は、その中央部に軸4を
有している。したがって、軸4は1回転シリンダ1と共
に回転運動をする。固定シリンダ3は、その中央部に軸
受ハウジング60を有しており、軸受ハウジング60の
穴には軸4が回転可能な若干の隙間を有して挿入されて
いる。ヘッド2がへラドベース9を介して回転シリンダ
に設置される点1回転子12と固定子13とでモータが
構成される点、図示しない磁気テープが外周面10およ
び11にヘリカルに巻付けられ、ヘッド2により信号の
記録、再生が行なわれる点については、第1図の実施例
の場合と同様である。なお、第3図においては、非接触
式の信号伝達部は図面の記載から省略した。
おいて説明する。第3図は実施例装置の全体構成を示し
、第4図は第3図における軸4の部分拡大図を示す、第
3図において、回転シリンダ1は、その中央部に軸4を
有している。したがって、軸4は1回転シリンダ1と共
に回転運動をする。固定シリンダ3は、その中央部に軸
受ハウジング60を有しており、軸受ハウジング60の
穴には軸4が回転可能な若干の隙間を有して挿入されて
いる。ヘッド2がへラドベース9を介して回転シリンダ
に設置される点1回転子12と固定子13とでモータが
構成される点、図示しない磁気テープが外周面10およ
び11にヘリカルに巻付けられ、ヘッド2により信号の
記録、再生が行なわれる点については、第1図の実施例
の場合と同様である。なお、第3図においては、非接触
式の信号伝達部は図面の記載から省略した。
第3図における軸4には、上下に動圧発生用の溝群16
0.160’が形成されている。すなわち、第4図に示
すように溝は、2つの傾斜溝部160Aと160B (
160A’ と160B’)とで構成される増圧用の溝
部と、それらの最狭部を連絡する蓄圧用の溝部160C
(160G’ )とで構成され、この溝を回転運動方向
Xに複数個はぼ等ピッチで並設して溝群が形成されてい
る。
0.160’が形成されている。すなわち、第4図に示
すように溝は、2つの傾斜溝部160Aと160B (
160A’ と160B’)とで構成される増圧用の溝
部と、それらの最狭部を連絡する蓄圧用の溝部160C
(160G’ )とで構成され、この溝を回転運動方向
Xに複数個はぼ等ピッチで並設して溝群が形成されてい
る。
回転シリンダ1の回転による軸4の回転により、軸4と
軸受ハウジング60の内周面との間に外部から供給され
あるいは存在している流体を動圧発生用の溝の昇圧用溝
部160A、160Bに沿って流入昇圧させ、この昇圧
された流体を蓄圧用の溝部160Cによって保持する。
軸受ハウジング60の内周面との間に外部から供給され
あるいは存在している流体を動圧発生用の溝の昇圧用溝
部160A、160Bに沿って流入昇圧させ、この昇圧
された流体を蓄圧用の溝部160Cによって保持する。
これによって、回転シリンダ1の振れ回りを非常に小さ
く押えることができる。なお、本実施例で用いている流
体は、空気であるが、他の気体、あるいは潤滑油等の液
体であっても良い、ただし、潤滑油等の液体を用いる場
合、液体のリーク防止のための配慮並びに外部から軸受
部への液体の補充のための通路の形成等の配慮をすべき
である。したがって、例えば潤滑油を使用すると、若干
構造が複雑となる。
く押えることができる。なお、本実施例で用いている流
体は、空気であるが、他の気体、あるいは潤滑油等の液
体であっても良い、ただし、潤滑油等の液体を用いる場
合、液体のリーク防止のための配慮並びに外部から軸受
部への液体の補充のための通路の形成等の配慮をすべき
である。したがって、例えば潤滑油を使用すると、若干
構造が複雑となる。
次に、第3図を用いて、上記した本発明の実施例に用い
た溝形状の動圧軸受装置と従来のV溝を用いた動圧軸受
装置との許容軸受支持荷重Wの比較結果を説明する。第
3図において、縦軸はWであり、横軸は軸と軸受ハウジ
ングとの偏心率Exを示し、これらの関係を有限要素法
により解析し求めた結果である。第3図に示す特性は、
各溝形状とも軸受サイズ等の条件を同一として比較した
ものである。第1表に、第3図の計算に用いたパラメー
タの代表的な値を示す。
た溝形状の動圧軸受装置と従来のV溝を用いた動圧軸受
装置との許容軸受支持荷重Wの比較結果を説明する。第
3図において、縦軸はWであり、横軸は軸と軸受ハウジ
ングとの偏心率Exを示し、これらの関係を有限要素法
により解析し求めた結果である。第3図に示す特性は、
各溝形状とも軸受サイズ等の条件を同一として比較した
ものである。第1表に、第3図の計算に用いたパラメー
タの代表的な値を示す。
第1表
第3図から明らかなように、偏心率Exが大になるに従
い、夫々許容軸受支持荷重Wは太きくなつているが、上
述した本発明の実施例に示した溝形状を有する軸受の方
が従来のV溝を有する軸受よりも常にその支持荷重Wの
値が大となっている。
い、夫々許容軸受支持荷重Wは太きくなつているが、上
述した本発明の実施例に示した溝形状を有する軸受の方
が従来のV溝を有する軸受よりも常にその支持荷重Wの
値が大となっている。
これは、上述したように回転部の振れまわりを小さくす
る上で極めて有用である。
る上で極めて有用である。
第6図は、連絡溝16Gの長さく2Ω1)と傾斜溝16
A、16G間の軸方向の最大間隔(2l2)との比(こ
の比を溝長さ比と呼ぶ、)を横軸にとり、その溝長さ比
(Q 1/ Q 2)に対する本発明の軸受による許容
支持荷重WuとV溝軸量による許容支持荷重Wvとの比
(この比を支持荷重比と呼ぶ、)の値を縦軸に示してい
る。支持荷重比Q1/Qz=Oのときは、いわゆるV溝
であり、このときの支持荷重比Wυ/Wvは1.0 と
なる0図から判るように、溝長さ比Qx/Ω皇が0.1
を越えた付近から急激に支持荷重比Wu/Wvが増
大し、0.2から0.3の間で支持荷重比Wu/Wvは
1.1(すなわち、■溝軸量の許容支持荷重Wvに比較
して10%)を超えるようになり、また(At/Qx=
0.25 付近で変曲点を有する。そして、a1/fl
x=0.6 近付でWu/Wvは約1.23 となり、
最大値を示す、すなわち、fix/nz=o、6近付で
、許容軸受支持荷重Wυは最大となり、■溝軸量のWv
に比較し約23%増加する。また、 、jlt/Atが
約0.81 よりも大となるとW u / W vの値
が1.1 より小さくなり、急激に低下する。
A、16G間の軸方向の最大間隔(2l2)との比(こ
の比を溝長さ比と呼ぶ、)を横軸にとり、その溝長さ比
(Q 1/ Q 2)に対する本発明の軸受による許容
支持荷重WuとV溝軸量による許容支持荷重Wvとの比
(この比を支持荷重比と呼ぶ、)の値を縦軸に示してい
る。支持荷重比Q1/Qz=Oのときは、いわゆるV溝
であり、このときの支持荷重比Wυ/Wvは1.0 と
なる0図から判るように、溝長さ比Qx/Ω皇が0.1
を越えた付近から急激に支持荷重比Wu/Wvが増
大し、0.2から0.3の間で支持荷重比Wu/Wvは
1.1(すなわち、■溝軸量の許容支持荷重Wvに比較
して10%)を超えるようになり、また(At/Qx=
0.25 付近で変曲点を有する。そして、a1/fl
x=0.6 近付でWu/Wvは約1.23 となり、
最大値を示す、すなわち、fix/nz=o、6近付で
、許容軸受支持荷重Wυは最大となり、■溝軸量のWv
に比較し約23%増加する。また、 、jlt/Atが
約0.81 よりも大となるとW u / W vの値
が1.1 より小さくなり、急激に低下する。
これは、傾斜溝16A、16Bの作用が減少するためと
考えられる。第6図から溝長さ比at/Qtの値を 0.25<Qt/ at<0.81 とすることにより、少なくとも10%の許容軸受支持荷
重Wの増大を実現することができる。したがって、Ωh
/Qxの値を0.25<Qz/Qt<0.81 とする
のが好ましく、更に好ましくはas/n*の値を0.3
<jlz/fix<0.8とすルノが良い、Ωx/Fi
mの値を0.4〜0.7に選択すると、約20%の許容
軸受支持荷重の増大が期待できる。
考えられる。第6図から溝長さ比at/Qtの値を 0.25<Qt/ at<0.81 とすることにより、少なくとも10%の許容軸受支持荷
重Wの増大を実現することができる。したがって、Ωh
/Qxの値を0.25<Qz/Qt<0.81 とする
のが好ましく、更に好ましくはas/n*の値を0.3
<jlz/fix<0.8とすルノが良い、Ωx/Fi
mの値を0.4〜0.7に選択すると、約20%の許容
軸受支持荷重の増大が期待できる。
次に、蓄圧用の溝部16Cに関し、その中央部の角度2
θを第7図に示すように変化させた場合の支持荷重比の
様子を第9図に実線Aで示す、θ=30°のときがV溝
と同一形状である。第9図から判るように、θ=451
のときにV溝に較べ約10%高い許容軸受支持荷重が得
られる。そして、その角度θが90°になるまで、つま
り溝部16Cが軸方向に平行となるまで許容支持荷重が
θの増加に見合って増加していることが判る。この結果
から、上記した第1図〜第4図に示した実施例における
動圧発生用の溝形状は、最良のものと考えることができ
る。また、第8図に示すように、蓄圧用の溝部16Cを
2段階に変化させて実験を行った。この場合の傾斜角O
と支持荷重比との関係は、第9図の破線Bで示す曲線で
示される。
θを第7図に示すように変化させた場合の支持荷重比の
様子を第9図に実線Aで示す、θ=30°のときがV溝
と同一形状である。第9図から判るように、θ=451
のときにV溝に較べ約10%高い許容軸受支持荷重が得
られる。そして、その角度θが90°になるまで、つま
り溝部16Cが軸方向に平行となるまで許容支持荷重が
θの増加に見合って増加していることが判る。この結果
から、上記した第1図〜第4図に示した実施例における
動圧発生用の溝形状は、最良のものと考えることができ
る。また、第8図に示すように、蓄圧用の溝部16Cを
2段階に変化させて実験を行った。この場合の傾斜角O
と支持荷重比との関係は、第9図の破線Bで示す曲線で
示される。
なお、第8図に示しであるように、溝部16Gにおける
軸方向と平行な部分と傾斜部との交点での角度−90°
をθとしており、その交点と軸回転運動方向とのなす角
度が15°となる直線上に沿ってθの増加を行った。第
9図の破線Bの曲線はその結果を示している。第9図の
破NIABで示していることから判るように、θが増加
するに従い許容支持荷重が増加しており、θ=90°
(溝部16Cが軸方向と平行となる形状)で最大となっ
ている。破線Bに従えば、θ=39@のときV溝軸量に
較べて約10%の許容軸受支持荷重の増加となる。
軸方向と平行な部分と傾斜部との交点での角度−90°
をθとしており、その交点と軸回転運動方向とのなす角
度が15°となる直線上に沿ってθの増加を行った。第
9図の破線Bの曲線はその結果を示している。第9図の
破NIABで示していることから判るように、θが増加
するに従い許容支持荷重が増加しており、θ=90°
(溝部16Cが軸方向と平行となる形状)で最大となっ
ている。破線Bに従えば、θ=39@のときV溝軸量に
較べて約10%の許容軸受支持荷重の増加となる。
なお、本発明における動圧発生用の溝形状は。
上述したものに限られず、例えば、第10図や第11図
に示すように、2つの傾斜溝部16A。
に示すように、2つの傾斜溝部16A。
16Bと、中央部の連絡溝部16Cとの接合点において
いくぶん丸みをもたせても良く、また16A。
いくぶん丸みをもたせても良く、また16A。
16B、16Gのいずれかがいくぶん曲線であっても良
い、このような丸みを設けると、機械加工により溝を形
成する場合に加工性が向上し、また加工精度も向上する
。溝全体を半円状、楕円状。
い、このような丸みを設けると、機械加工により溝を形
成する場合に加工性が向上し、また加工精度も向上する
。溝全体を半円状、楕円状。
その他の曲線状としても、溝の傾斜角を中央に行くに従
い大きくなるようにすれば、■溝の場合よりも高い許容
軸受支持荷重が得られる。
い大きくなるようにすれば、■溝の場合よりも高い許容
軸受支持荷重が得られる。
以上では、主として溝部16Gを形成した点に関して述
べたが、次に、2つの傾斜溝部16A。
べたが、次に、2つの傾斜溝部16A。
16Bの傾斜角による許容軸受支持荷重の変化について
説明する。この関係を示すのが第12図である。この図
では、傾斜溝部16Aあるいは16Bの回転運動方向に
対する角度βを横軸とし、縦軸には最大支持荷重を1.
0 とした場合の支持荷重(支持荷重/最大支持荷重)
を示している1図から判るように、傾斜角度βには最適
値が存在し、約8”〜42°の範囲であれば最大支持荷
重の90%以上となることが判る。
説明する。この関係を示すのが第12図である。この図
では、傾斜溝部16Aあるいは16Bの回転運動方向に
対する角度βを横軸とし、縦軸には最大支持荷重を1.
0 とした場合の支持荷重(支持荷重/最大支持荷重)
を示している1図から判るように、傾斜角度βには最適
値が存在し、約8”〜42°の範囲であれば最大支持荷
重の90%以上となることが判る。
なお、動圧発生用の溝に関し、傾斜溝16A。
16Bの溝幅と蓄圧用の溝部16Gの溝幅は、同じとし
ても良いし、異ならせても良い、16Aあるいは16B
の溝幅と16Gの溝幅に差をもたせて、性能をコントロ
ールし、これによって適用する装置に最適なものとする
ことができる。また。
ても良いし、異ならせても良い、16Aあるいは16B
の溝幅と16Gの溝幅に差をもたせて、性能をコントロ
ールし、これによって適用する装置に最適なものとする
ことができる。また。
溝の形成は、エツチング切削等のような方法でも良い0
例えば、溝に相当する部分以外の部分を溶着、蒸着等に
より肉盛りし、結果的に溝を形成するものでも良い。
例えば、溝に相当する部分以外の部分を溶着、蒸着等に
より肉盛りし、結果的に溝を形成するものでも良い。
次に、上記した実施例では、主にラジアル軸受の場合に
ついて説明したが、本発明はスラスト軸受についても適
用できる。すなわち1例えば、第1図における軸4の端
面7とスラスト軸受板5とで形成される如きスラスト軸
受において、上記した本発明の実施例と同様の動圧発生
用の溝を、@面7あるいは板5に形成することで良い、
この場合1回転運動方向に対して設けられる溝形状の具
体的な例は、第13図である。第13図において、軸4
の端面7に、動圧発生用の溝16を設けた例を示してい
る。各溝は、増圧用の2つの傾斜溝部16A、16Bと
、回転方向又と直交する蓄圧用の溝部16Gとで構成さ
れている。このようなスラスト軸受においても、従来の
■溝軸受に比し。
ついて説明したが、本発明はスラスト軸受についても適
用できる。すなわち1例えば、第1図における軸4の端
面7とスラスト軸受板5とで形成される如きスラスト軸
受において、上記した本発明の実施例と同様の動圧発生
用の溝を、@面7あるいは板5に形成することで良い、
この場合1回転運動方向に対して設けられる溝形状の具
体的な例は、第13図である。第13図において、軸4
の端面7に、動圧発生用の溝16を設けた例を示してい
る。各溝は、増圧用の2つの傾斜溝部16A、16Bと
、回転方向又と直交する蓄圧用の溝部16Gとで構成さ
れている。このようなスラスト軸受においても、従来の
■溝軸受に比し。
許容軸受支持荷重が増大し、安定した支持を実現するこ
とができる。
とができる。
上述した説明では、動圧を発生するための手段として溝
の場合を説明したが、本発明はこれに限定されない、第
14図に示すように、溝のかわりに上述した実施例と同
様の形状を有する突起部を設けても良い、この場合、突
起部の形成は、どのような加工方法によっても良い、突
起部は、やはり2つの傾斜部と、それらを連絡する連絡
突起部とで構成される。そして1回転部材の回転により
流体は、2つの傾斜部に沿って増圧し、連絡突起部にて
蓄圧保持される。したがって、突起部の場合も、溝の場
合と同様の作用となり、同様の効果を達成できる。
の場合を説明したが、本発明はこれに限定されない、第
14図に示すように、溝のかわりに上述した実施例と同
様の形状を有する突起部を設けても良い、この場合、突
起部の形成は、どのような加工方法によっても良い、突
起部は、やはり2つの傾斜部と、それらを連絡する連絡
突起部とで構成される。そして1回転部材の回転により
流体は、2つの傾斜部に沿って増圧し、連絡突起部にて
蓄圧保持される。したがって、突起部の場合も、溝の場
合と同様の作用となり、同様の効果を達成できる。
以上詳細に説明したように、本発明によれば。
軸受支持荷重が大きく、安定した支持をすることのでき
る軸受装置を実現できる。
る軸受装置を実現できる。
第1図と第2図は本発明の一実施例を示す図。
第3図と第4図は本発明の他の一実施例を示す図、第5
図から第9図までの図は本発明に係る軸受の性能を説明
するための図、第10図と第11図は本発明に係る動圧
発生用の溝形状の他の例を示す図、第12図は動圧発生
用の溝の形状変化による性能の変化を示す図、第13図
と第14図は本発明の他の実施例を示す図である。 1・・・回転シリンダ、2・・・ヘッド、3・・・固定
シリンダ、4・・・軸、5・・・スラスト軸受板、6・
・・軸受ハウソング、7・・・軸の端面、16,16’
・・・動圧発生用の溝群、16A、16B、16C−・
・溝部、16o。 160′・・・動圧発生用の溝群、160A、160B
。
図から第9図までの図は本発明に係る軸受の性能を説明
するための図、第10図と第11図は本発明に係る動圧
発生用の溝形状の他の例を示す図、第12図は動圧発生
用の溝の形状変化による性能の変化を示す図、第13図
と第14図は本発明の他の実施例を示す図である。 1・・・回転シリンダ、2・・・ヘッド、3・・・固定
シリンダ、4・・・軸、5・・・スラスト軸受板、6・
・・軸受ハウソング、7・・・軸の端面、16,16’
・・・動圧発生用の溝群、16A、16B、16C−・
・溝部、16o。 160′・・・動圧発生用の溝群、160A、160B
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、回転部材あるいは該回転部材に対向配置される静止
部材の少なくともいずれか一方の部材に動圧発生用の溝
を形成し、該回転部材と該静止部材との対向面間に流体
を介在させ、該回転部材の回転によつて動圧を発生させ
、該回転部材を支持する動圧型流体軸受装置において、 前記溝は、前記回転部材と前記静止部材との相対運動方
向に対して、進行側が開いており後方にいくに従い狭く
なつている増圧用の溝部と、該増圧用の溝部間のうち狭
くなつている部分間を連絡する蓄圧用の溝部とで構成し
たことを特徴とする動圧型流体軸受装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の動圧型流体軸受装置に
おいて、前記動圧発生用の溝は、前記回転部材あるいは
前記静止部材の少なくともいずれか一方に前記相対運動
方向に複数個形成すると共に、それらの溝の形成ピッチ
はほぼ等間隔となつていることを特徴とする動圧型流体
軸受装置。 3、特許請求の範囲第1項あるいは第2項記載の動圧型
流体軸受装置において、前記動圧発生用の溝は、前記回
転部材あるいは前記静止部材の少なくともいずれか一方
に前記相対運動方向と直交する方向に複数組形成してい
ることを特徴とする動圧型流体軸受装置。 4、特許請求の範囲第1項記載の動圧型流体軸受装置に
おいて、前記蓄圧用の溝部が回転軸に平行な溝として形
成されていることを特徴とする動圧型流体軸受装置。 5、特許請求の範囲第1項記載の動圧型流体軸受装置に
おいて、前記増圧用の溝部間の回転軸方向の最小ピッチ
(2l_1)と最大ピッチ(2l_2)との比は、0.
3から0.8の間となつていることを特徴とする動圧型
流体軸受装置。 6、特許請求の範囲第1項記載の動圧型流体軸受装置に
おいて、前記流体は液体であることを特徴とする動圧型
流体軸受装置。 7、特許請求の範囲第1項記載の動圧型流体軸受装置に
おいて、前記流体は気体であることを特徴とする動圧型
流体軸受装置。 8、軸部材とハウジング部材とを嵌合し、該軸部材の面
と該ハウジング部材の受面との対向面間に流体を介在さ
せ、該軸部材あるいは該ハウジング部材の受面の少なく
ともいずれか一方に動圧発生用の溝が形成されており、
該軸部材と該ハウジング部材との相対的回転運動によつ
て回転側の部材を支持する動圧型流体軸受装置において
、 前記動圧発生用の溝は、前記軸部材と前記ハウジング部
材の相対的回転運動による前記流体の流れの方向に対し
て上流側が開いており、下流側に行くに従い徐々に狭く
なる2つの傾斜溝部と、該2つの傾斜溝が最狭部となる
位置間を前記相対的回転運動と直交する方向に連絡する
溝部とで構成したことを特徴とする動圧型流体軸受装置
。 9、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置に
おいて、前記軸部材を前記回転側の部材とし、前記動圧
発生用の溝を前記軸部材の面に形成したことを特徴とす
る動圧型流体軸受装置。 10、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置
において、前記軸部材を前記回転側の部材とし、前記動
圧発生用の溝は前記ハウジング部材の受面に形成したこ
とを特徴とする動圧型流体軸受装置。 11、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置
において、前記ハウジング部材を前記回転側の部材とし
、前記動圧発生用の溝を前記ハウジング部材の受面に形
成したことを特徴とする動圧型流体軸受装置。 12、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置
において、前記ハウジング部材を前記回転部材とし、前
記動圧発生用の溝を前記軸部材に形成したことを特徴と
する動圧型流体軸受装置。 13、特許請求の範囲第8項から第12項のいずれかに
記載の動圧型流体軸受装置において、前記動圧発生用の
溝は、前記相対的回転運動の方向に複数個形成すると共
に、それらの間のピッチはほぼ等間隔となつていること
を特徴とする動圧型流体軸受装置。 14、特許請求の範囲第8項から第13項のいずれかに
記載の動圧型流体軸受装置において、前記動圧発生用の
溝を、回転軸方向に複数組形成したことを特徴とする動
圧型流体軸受装置。 15、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置
において、前記2つの傾斜溝部間の距離の最小値と最大
値との比は、0.3〜0.8の間となつていることを特
徴とする動圧型流体軸受装置。 16、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置
において、前記流体は気体であることを特徴とする動圧
型流体軸受装置。 17、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置
において、前記流体は液体であることを特徴とする動圧
型流体軸受装置。 18、特許請求の範囲第8項記載の動圧型流体軸受装置
において、前記動圧発生用の溝は、前記軸部材の長手方
向端部の面あるいは該軸部材の長手方向端部の面と対向
する前記ハウジング部材の受面に形成したことを特徴と
する動圧型流体軸受装置。 19、少なくとも二つの相対する面を有し、これらの面
を近接して配し、これらの面間に潤滑体を充たし、これ
らの面の相対運動により潤滑体がこれらの面のすき間に
入り込み、もつて圧力を発生し、この圧力により相対運
動する対向面同志を非接触状態となる様に支持する動圧
型流体軸受装置において、相対運動する対向面の少なく
ともいずれか一面に、相対運動方向に対して、進行側が
開いており、かつ、後方側が閉じており、さらに後方側
に行くに従い相対運動方向からの角度が大きくなる一連
の溝ないしは突起部を設け、これらを相対運動対向面に
複数個並設したことを特徴とする動圧型流体軸受装置。 20、特許請求の範囲第19項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記一連の溝ないし突起部は、前記相対運
動方向に複数個しかもほぼ等間隔に形成していることを
特徴とする動圧型流体軸受装置。 21、特許請求の範囲第19項あるいは第20項記載の
動圧型流体軸受装置において、前記一連の溝ないし突起
部は、前記相対運動方向と直交する方向に複数組形成し
ていることを特徴とする動圧型流体軸受装置。 22、特許請求の範囲第19項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記一連の溝ないし突起部の前記角度が大
きくなる部分は、前記相対運動方向と直交するようにな
つていることを特徴とする動圧型流体軸受装置。 23、特許請求の範囲第19項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記一連の溝ないし突起部における前記角
度が大きくなる部分の長さと前記相対運動方向に対して
最も進行側の部分間の間隔との比は、0.3から0.8
の間となつていることを特徴とする動圧型流体軸受装置
。 24、特許請求の範囲第19項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記潤滑体は液状の潤滑体であることを特
徴とする動圧型流体軸受装置。 25、特許請求の範囲第19項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記潤滑体はガス状の潤滑体であることを
特徴とする動圧型流体軸受装置。 26、特許請求の範囲第19項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記一連の溝ないし突起部の前記角度が大
きくなる部分は、前記相対運動方向と略直角な直線状も
しくは曲線状部分を含むことを特徴とする動圧型流体軸
受装置。 27、回転部と、該回転部を支える固定部とを有する動
圧型流体軸受装置において、前記固定部に対する回転部
に回転方向に対して傾斜しており、流体の流れの方向に
対して上流側が開いており、下流側に行くに従い徐々に
狭くなる2つの傾斜溝もしくは突起部と、回転方向に垂
直な直線溝もしくは突起部とを接続して設け、これらを
相対運動対向面に複数個並設した軸受部を備えたことを
特徴とする動圧型流体軸受装置。 28、特許請求の範囲第27項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記軸受部は前記回転部のラジアル面に設
けたことを特徴とする動圧型流体軸受装置。 29、特許請求の範囲第27項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記軸受部は前記回転部のスラスト面に設
けたことを特徴とする動圧型流体軸受装置。 30、特許請求の範囲第27項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記2つの傾斜溝もしくは突起部の該溝間
の間隔の最小値と最大値との比は、0.3から0.8と
なつていることを特徴とする動圧型流体軸受装置。 31、特許請求の範囲第27項記載の動圧型流体軸受装
置において、前記流体は液状あるいはガス状の潤滑体で
あることを特徴とする動圧型流体軸受装置。 32、磁気ヘッドを有する回転部と、この回転部を支え
る固定部とを有し、該回転部に磁気テープを巻き付けて
磁気記録再生を行う装置に用いられる動圧型流体軸受装
置において、前記回転部あるいは前記回転部と対向する
前記固定部の面に動圧発生用の溝を形成し、該回転部と
該固定部との間の対向面間に流体を介在させ、前記回転
部の回転により動圧を発生させて前記回転部を支持し、
前記動圧発生用の溝は、前記回転部の回転による前記回
転部と前記固定部との相対運動方向に対して、進行側が
開いており後方にいくに従い狭くなつている2つの溝部
と、該溝部の狭くなつている部分間を連絡する溝部とで
構成したことを特徴とする動圧型流体軸受装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9540687A JPS63266209A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 動圧型流体軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9540687A JPS63266209A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 動圧型流体軸受装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63266209A true JPS63266209A (ja) | 1988-11-02 |
Family
ID=14136791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9540687A Pending JPS63266209A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 動圧型流体軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63266209A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02159412A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-19 | Hitachi Ltd | 軸受装置の製法 |
KR100224604B1 (ko) * | 1996-12-13 | 1999-10-15 | 윤종용 | 저어널 베어링장치 |
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1987
- 1987-04-20 JP JP9540687A patent/JPS63266209A/ja active Pending
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