JPS6357914A - Dynamic pressure groove bearing and manufacture thereof - Google Patents
Dynamic pressure groove bearing and manufacture thereofInfo
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、ポンプやモーター等に好適な動圧グルーブ
軸受及びその製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a hydrodynamic groove bearing suitable for pumps, motors, etc., and a method for manufacturing the same.
（従来の技術）
動圧グルーブ軸受は、相対回転Ｊ！Ｉ！動を行なう軸受
とジャーナルの何れか一方の部材の面に対して、スパイ
ラル状であワて数ＩＬｍ〜百数十ルｍ程度の浅い動圧発
生用の溝を形成し、軸受とジャーナル両者の相対回転に
よってこの浅い溝に沿って空気や水のような粘度の小さ
い流体を引き込み、この負荷に応じた動圧を発生させて
負荷を支えるものであり、各種の軸受として利用されて
いる。(Prior art) Hydrodynamic groove bearings have a relative rotation J! I! A shallow spiral groove for generating dynamic pressure with a diameter of several ILm to 100-odd lm is formed on the surface of either the bearing or the journal that moves, so that both the bearing and the journal are heated. By relative rotation, a low-viscosity fluid such as air or water is drawn along this shallow groove, and dynamic pressure corresponding to the load is generated to support the load, and it is used in various types of bearings.
この動圧グルーブ軸受は潤滑液のシールや冷却方法に問
題かなく、その劣化か生ぜずに耐荷重か大で信頼性に富
むとともに高温流体の使用も１４７Ｅ、であった。This dynamic pressure groove bearing had no problems with the lubricant seal or cooling method, did not deteriorate, had a high load capacity, was highly reliable, and could be used with high temperature fluids.
従来のこのような動圧グルーブ軸受として、例えば特開
昭６０−１４６１５号公報に示されたようなスラスト軸
受がある。この公報に示されたスラスト軸受は、
「回転側および固定側の少なくとも一方の軸受かセラミ
ック酸であって、前記セラミック製軸受の回転側または
固定側の表面３〜５０Ｂｍの範囲内の深さのスパイラル
状の溝か形成されていることを特徴とするスラスト軸受
」
であるが、このスパイラル状の溝を有するスラスト軸受
は、連続運転中はその特性を充分に発揮することかでき
るが、運転が中１卜している時からの起動時、あるいは
運転中に何らかの影テで回転数が低ドしたり１回転数か
比較的小さい場合等のように、動圧を発生させて負荷を
支える流体の供給か少ないときには耐荷重性が著しく低
く、回転側と固定側の軸受が接触した状態となるため、
摩擦抵抗が非常に大きく、かつ回転側および固定側軸受
の摩耗が生じ易いものである。As such a conventional dynamic pressure groove bearing, there is a thrust bearing as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 14615/1983. The thrust bearing disclosed in this publication is characterized in that "at least one of the rotating and stationary bearings is made of ceramic acid, and the surface of the rotating or stationary side of the ceramic bearing has a depth within the range of 3 to 50 Bm. A thrust bearing with spiral grooves can fully demonstrate its characteristics during continuous operation; Fluid that generates dynamic pressure and supports the load, such as when starting from a medium-high temperature, or when the rotation speed is low due to some reason during operation, or when the rotation speed is relatively small. When the supply of
The frictional resistance is very large, and the rotating and stationary bearings are likely to wear out.
また、このスラスト軸受にあっては、その回転側と固定
側軸受とが接触している状態からいずれかが浮上するま
での間において、両者の摩擦抵抗か非常に大きいために
、停止状態から定常運転時まてに時間か掛ることになる
。In addition, with this thrust bearing, the frictional resistance between the rotating side and stationary side bearings is extremely large from the time they are in contact until one of them floats up, so it is difficult to move from a stopped state to a steady state. It will take some time to drive.
木発明者は、前述の如き問題点を解決すべく種々研究を
行った結果、相対回転運動を行なう軸受あるいはジャー
ナルのいずれか少なくとも一方一の部材をセラミック多
孔質体とし、このセラミック多孔質体の表面にスパイラ
ル状の溝が形成してあって、さらに、前記セラミック多
孔質体の開放気孔中に潤滑剤が充填されていることを特
徴とする動圧グルーブ軸受が、起動時の駆動トルクが極
めて小さく、しかも低速運転でも耐荷重性に優れ、超低
温域から高温域までの極めて過酷な条件下で使用するこ
ともできることに想到し本発明を完成した。As a result of various studies to solve the above-mentioned problems, the inventor of the tree made a porous ceramic material for at least one member of the bearing or the journal that performs relative rotational motion, and developed a method of making the ceramic porous material A hydrodynamic groove bearing is characterized in that spiral grooves are formed on the surface and the open pores of the ceramic porous body are filled with lubricant, and the drive torque at startup is extremely high. The present invention was completed based on the idea that it is small, has excellent load resistance even when operated at low speeds, and can be used under extremely harsh conditions from extremely low temperatures to high temperatures.
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的とするところは、起動特等、！ｈ圧か低い
状態における駆動トルクを低減して効率のよいセラミ・
ンク質動圧グルーブ軸受を提供するこ゛とにある。また
、本発明の他のＩＪ的は、このような特性を有するセラ
ミック賀動圧グルーブ軸受を簡単に製造することのでき
る製造方法を提案することにある。(Problems to be Solved by the Invention) The purpose of the present invention is to provide startup special features, etc. Efficient ceramic ceramic material that reduces drive torque under low pressure conditions.
Our objective is to provide a dynamic pressure groove bearing made of high quality fluid. Another object of the present invention is to propose a manufacturing method that can easily manufacture a ceramic dynamic pressure groove bearing having such characteristics.
（問題点を解決するための手段及び作用）上記の問題点
を解決するために第一の発明が採った手段は、
「相対回転運動を行なう軸受あるいはジャーナルのいず
れか少なくとも一方の部材がセラミック多孔質体であっ
て、このセラミック多孔質体からなる部材の表面にスパ
イラル状の溝が形成され、前記セラミック多孔質体の開
放気孔中に潤滑剤が充填されていることを特徴とする動
圧グルーブ軸受」
である。(Means and effects for solving the problems) The means taken by the first invention to solve the above problems are as follows. A dynamic pressure groove characterized in that a spiral groove is formed on the surface of the member made of the ceramic porous body, and a lubricant is filled in the open pores of the ceramic porous body. "Bearing".
すなわち、この第一の文明に係る動圧グルーブ軸受は、
相対回転運動を行なう軸受あるいはジャーナルの少なく
とも一方の部材かセラミックからなるものであることが
必要である。その理由は。In other words, the dynamic pressure groove bearing according to this first civilization is
At least one member of the bearing or journal that performs relative rotational motion must be made of ceramic. The reason is.
このセラミックは高い硬度と耐摩耗性に優れているため
耐荷重性に優れるからであり、ＡＭ、０゜、Ｓ ｉｏ２
、ＺｒＯ２、Ｓ ｉＣ，Ｔ ｉＣ，ＴａＣ１Ｂ４Ｃ，Ｗ
Ｃ，Ｃｒ＝ ｃ２．Ｓ ｉ□Ｎ４゜ＢＮ、ＴｉＮ、Ａｕ
Ｎ、ＴｉＢ２．ＣｒＢ２゜ＺｒＢ、コージェライト、ム
ライト、Ｔ ｉ Ｏ２あるいはこれらの複合物からなる
ことが好ましい。This is because this ceramic has high hardness and excellent wear resistance, so it has excellent load resistance.
, ZrO2, S iC, T iC, TaC1B4C, W
C, Cr=c2. S i□N4゜BN, TiN, Au
N, TiB2. It is preferably made of CrB2°ZrB, cordierite, mullite, T i O2 or a composite thereof.
なかても、ＡＭ２０：ｌ 、Ｚ ｒａ２．Ｓ ｉ：＋
Ｎ４ 。Among them, AM20:l, Z ra2. S i:+
N4.
ＳｉＣ、コージェライトがより高い強度を有していて主
として優れた熱衝撃性を有するため、より好適である。SiC and cordierite are more suitable because they have higher strength and mainly excellent thermal shock resistance.
そして、相対回転運動を行なう軸受とジャーナルの一方
の部材がセラミックから構成されてなり、他方の部材か
他の材料、例えば金属によって形成されている場合にも
、セラミックから構成されてなる部材は相手材に対する
耐摩耗性に優れるからである。Even if one member of a bearing and journal that performs relative rotational motion is made of ceramic, and the other member is made of another material, such as metal, the other member made of ceramic is This is because it has excellent wear resistance against materials.
また、このセラミックは多孔質であることが必要である
。これは、セラミックは自己潤滑性に乏しい性質を有し
ていて、それ自体では耐摩耗性に優れるが摩耗係数が比
較的大きい欠点を有しているのに対し、セラミックを多
孔質にすることにより、その開放気孔中に潤滑剤を充填
することによって自己潤滑性を付与することができるか
らである。この場合、このセラミ・ンク多孔質体の気孔
率は１０〜６０容琶％であることが好ましい。その理由
は、気孔率がｌＯ容縫％よりも小さいと、潤滑剤を充填
しても、それらの潤滑性を有する気孔面積よりもセラミ
ックの摺動面間の方が大きいため、潤滑剤の効果が充分
発揮できないためである。Also, this ceramic needs to be porous. This is because ceramic has poor self-lubricating properties, and although it has excellent wear resistance by itself, it has the disadvantage of a relatively large wear coefficient, but by making ceramic porous, This is because self-lubricating properties can be imparted by filling the open pores with a lubricant. In this case, the porosity of the ceramic porous body is preferably 10 to 60% by volume. The reason for this is that if the porosity is smaller than IO%, even if a lubricant is filled, the area between the sliding surfaces of the ceramic is larger than the area of the pores that have lubricating properties, so the lubricant's effectiveness This is because they cannot fully demonstrate their abilities.
一方、開放気孔の気孔率が６０容晴％よりも大きいと、
潤滑性の効果は充分であるが、逆にセラミック多孔質体
の強度が低下し、耐荷重性が低下するからであり、なか
でも気孔率は２０〜５０容晴％であることがより好適で
ある。On the other hand, if the porosity of open pores is greater than 60%,
Although the lubricity effect is sufficient, on the contrary, the strength of the porous ceramic body decreases and the load bearing capacity decreases. Among these, it is more preferable that the porosity is 20 to 50% by volume. be.
なお、他方の部材には、セラミックまたはセラミック多
孔質体あるいは金属等いずれも使用することができるが
、セラミック多孔質体製の部材に摩耗現象をほとんど生
じさせないような材質を使用するものである。The other member may be made of ceramic, porous ceramic material, metal, or the like, but a material that hardly causes wear on the porous ceramic member is used.
そして、Ｌ記のようなセラミック多孔質体の開放気孔中
に充填される潤滑剤としては、フッ素系オイル、シリコ
ン系オイル、鉱油、動植物油、パラフィン系オイル、ナ
フテン系オイルより選ばれるいずれか少なくとも１種で
あることが好ましい。これらは前記セラミックの気孔中
に含浸させ易く、起動時の若干の摩擦熱に対して敏感に
反応し、低粘度となって、前記軸受とジャーナルとの摺
接面にボンピング効果により供給され、起動トルクを著
しく低減させるためであり、なかでもフッ素系オイル、
シリコン系オイル、パラフィン系オイルあるいはナフテ
ン系オイルから選ばれるいずれか少なくとも１種である
ことかより効果的である。The lubricant to be filled into the open pores of the ceramic porous body as described in L is at least one selected from fluorine oil, silicone oil, mineral oil, animal and vegetable oil, paraffin oil, and naphthenic oil. It is preferable that it is one type. These materials are easily impregnated into the pores of the ceramic, react sensitively to slight frictional heat during startup, have a low viscosity, and are supplied to the sliding surface between the bearing and the journal by a bombing effect, and are This is to significantly reduce torque, especially fluorinated oil,
It is more effective to use at least one selected from silicone oil, paraffin oil, and naphthenic oil.
また、上記のようなセラミック多孔質体の開放気孔中に
充填される潤滑剤としては、ポリアセタール樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂
、ポリブチレンテレフタレート樹脂、スチレンアクリロ
ニトリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂
、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シリコーン樹脂、
あるいはフッ素樹脂から選択されるいずれか少なくとも
１種を使用できる。In addition, examples of the lubricant filled in the open pores of the ceramic porous body as described above include polyacetal resin, polyamide resin, polyethylene resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, styrene acrylonitrile resin, polypropylene resin, polyurethane resin, Polyphenylene sulfide resin, silicone resin,
Alternatively, at least one selected from fluororesins can be used.
これらの潤滑剤が使用できる理由は、これらの樹脂は自
己潤滑性に優れた固形状を呈する潤滑剤であり、前記セ
ラミック多孔質体の気孔中にあって損失が極めて少なく
、長期に亘って優れた摺動特性を維持するものである。The reason why these lubricants can be used is that these resins are solid lubricants with excellent self-lubricating properties, and because they are present in the pores of the ceramic porous body, there is extremely little loss, and they are excellent over a long period of time. This maintains the same sliding properties.
中でも、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリカーボネート樹脂あるいはフッ素樹脂
から選ばれるいずれか少なくとも１種であることがより
効果的である。Among these, at least one selected from polyacetal resin, polyamide resin, polyethylene resin, polycarbonate resin, or fluororesin is more effective.
なお、これらの樹脂とセラミックとの結合強度を増すた
めにセラミックの表面をシランカップリング剤等で処理
することができることは言うまでもない。It goes without saying that the surface of the ceramic can be treated with a silane coupling agent or the like in order to increase the bonding strength between these resins and the ceramic.
さらに、Ｌ記の潤滑剤としては、グラファイト、フ・ソ
化黒鉛、ＢＮ、二硫化モリブデン。Furthermore, the lubricants listed in L include graphite, fluorinated graphite, BN, and molybdenum disulfide.
二硫化タングステン、酸化鉛、フタロシアニン。Tungsten disulfide, lead oxide, phthalocyanine.
ＣｄＣＪｌ２、セレン化タングステン、セレン化モリブ
デン、セレン化ニオブ、グラファイト層間化合物、Ｃｄ
Ｉ２、金、銀、鉛、錫、インジウムから選ばれるいずれ
か少くとも１種であるものも使用できる。これらの潤滑
剤はいずれも極低温から高温域あるいは酸化、還元雰囲
気等、種々の静酷条件ドにおいて優れた潤滑性を有し、
セラミックの耐蝕性、耐熱性、耐酸化性等の優れた特性
を損うことなく、過酷な条件下で耐荷重性を付与せしめ
るために有効である。なかても、グラファイト、黒鉛、
ＢＮ、二硫化モリブデン、二硫化タングステンから選ば
れるいずれか少くとも１種を充填していることがより好
適である。なお、この潤滑剤を気孔に強固に固定するた
めに、低融点ガラスやフリットあるいは粘土等の無機結
合剤を用いる方法やフェノールレジン等熱硬化性樹脂、
熱可塑性樹脂を用いたり、フェノールレジン等を炭化せ
しめた不定形炭素笠を用いることもできる。CdCJl2, tungsten selenide, molybdenum selenide, niobium selenide, graphite intercalation compound, Cd
At least one selected from I2, gold, silver, lead, tin, and indium can also be used. All of these lubricants have excellent lubricity under various static conditions such as extremely low to high temperatures, oxidizing and reducing atmospheres, and
It is effective in imparting load resistance under harsh conditions without impairing ceramic's excellent properties such as corrosion resistance, heat resistance, and oxidation resistance. Among others, graphite, graphite,
It is more preferable that at least one selected from BN, molybdenum disulfide, and tungsten disulfide is filled. In order to firmly fix this lubricant in the pores, there are methods using low melting point glass, frit, or inorganic binders such as clay, thermosetting resins such as phenol resin, etc.
It is also possible to use a thermoplastic resin or an amorphous carbon shade made of carbonized phenol resin or the like.
なお、上記のいずれの潤滑剤も単独で使用することは勿
論、オイル、樹脂、固形潤滑剤を同昨にセラミックの気
孔中に共存せしめてもよい。It should be noted that any of the above lubricants may of course be used alone, or oil, resin, or solid lubricant may also be made to coexist in the pores of the ceramic.
前記潤滑剤は、前記セラミックの気孔中に少なくとも１
口容量％充填されていることか好ましい。The lubricant contains at least one lubricant in the pores of the ceramic.
It is preferable that the mouth volume is % filled.
この理由は、１０６９％よりも少ないと、その潤滑効果
を十分発揮することが困難となるためてあり、なかＣも
３０容星％以上であることかより効果的である。The reason for this is that if it is less than 1069%, it will be difficult to fully exhibit its lubricating effect, and it is more effective if the content of C is 30% or more.
なお、前記潤滑剤の気孔中への充填方法としては、前記
潤滑剤を加熱して溶融し含浸する方法、溶剤に溶解させ
て含浸する方法、千ツマ−あるいは反応原料を含浸した
後反応せしめる方法、微粒化した潤滑剤を分散媒中に懸
濁あるいは乳濁させた後乾燥して分散媒を除去する方法
があり、２種以上の方法を併用することができ、また数
回に分けて充填することもできる。The lubricant can be filled into the pores by heating the lubricant to melt it and impregnating it, by dissolving it in a solvent and impregnating it, or by impregnating it with the lubricant or a reaction raw material and then allowing it to react. There is a method in which the atomized lubricant is suspended or emulsified in a dispersion medium and then dried to remove the dispersion medium. Two or more methods can be used in combination, and filling can be done in several batches. You can also.
第一の発明に係る多孔質セラミック製動圧グルーブ軸受
のスパイラル状溝の深さは、３ＩＬｍからＳＯｐｍの範
囲内にすることが好ましい。The depth of the spiral groove of the porous ceramic dynamic pressure groove bearing according to the first invention is preferably within the range of 3ILm to SOpm.
即ち、スパイラル状溝の深さが３１Ｌｍ未満では、動圧
効果はあっても、使用中に摩耗粉によってスパイラル状
溝に１１づまりが生ずるため、その性能は劣化し、また
セラミック材の研削加工−ヒ経済的ではないなどの問題
が生ずるからである。−方、スパイラル状溝の深さが５
０１Ｌｍを越えると、十分な動圧効果を発揮させること
ができないからである。In other words, if the depth of the spiral groove is less than 31 Lm, even though there is a dynamic pressure effect, the performance deteriorates due to clogging of the spiral groove due to abrasion powder during use, and the grinding process of ceramic material is difficult. This is because problems such as being uneconomical arise. - side, the depth of the spiral groove is 5
This is because if it exceeds 0.01 Lm, a sufficient dynamic pressure effect cannot be exhibited.
次に、この第一の発明に係るグルーブ軸受について、図
面を参照して詳細に説明する。Next, the groove bearing according to the first invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第１図は、平面スパイラルグルーブ軸受（１０Ａ）の一
部破砕縦断面図であり、第２図は、この平面スパイラル
グルーブ軸受（１０Ａ）を構成している軸受板（１コ）
のスパイラルｙｔ（１４）の形状を示す平面図である。Fig. 1 is a partially fragmented vertical cross-sectional view of the planar spiral groove bearing (10A), and Fig. 2 shows the bearing plate (1 piece) constituting this planar spiral groove bearing (10A).
It is a top view which shows the shape of spiral yt (14).
この平面スパイラルグルーブ軸受（１０Ａ）の回転軸（
１１）の端部には、その軸芯と直角するジャーナルとし
ての平板（１２）が固定されてＳす。The rotating shaft of this plane spiral groove bearing (10A) (
A flat plate (12) serving as a journal is fixed to the end of the shaft (11) at right angles to its axis.
この平板（１２）に対向して固定側の軸受板（１３）が
配置されていて、軸受板（１３）のジャーナルに対向す
る面には複数本のスパイラル溝（【４）が形成されてい
る。この平面スパイラルグルーブ軸受（１ｒｌ八）にあ
っては１回転軸（１１）が矢印（１５）の方向すなわち
時計廻りと逆方向へ回転すると、平板（１２）に接して
いる流体が平板（１２）と共に回転し、この流体か同時
にスパイラル溝（１４）に沿って外周から外に向って流
れ込むこととなるために、平板（１２）と軸受板（１３
）との間に流体の動圧が発生し、回転軸（１１）の端部
に固定された平板（１２）は実質的に軸受板（１３）と
接触することなく回転するのである。A fixed side bearing plate (13) is arranged opposite to this flat plate (12), and a plurality of spiral grooves ([4) are formed on the surface of the bearing plate (13) facing the journal. . In this plane spiral groove bearing (1rl8), when the one-rotation shaft (11) rotates in the direction of the arrow (15), that is, in the counterclockwise direction, the fluid in contact with the flat plate (12) The flat plate (12) and the bearing plate (13) simultaneously rotate together and the fluid flows outward from the outer periphery along the spiral groove (14).
), and the flat plate (12) fixed to the end of the rotating shaft (11) rotates without substantially contacting the bearing plate (13).
第３図にはへリングボーン軸受と称される形式の動圧グ
ルーブ軸受（１０Ｂ）の一部破砕断面図が示してあり、
この場合回転軸（１１）は透視した状態で示しである。FIG. 3 shows a partially exploded cross-sectional view of a hydrodynamic groove bearing (10B) of a type called a herringbone bearing.
In this case, the rotation axis (11) is shown in a transparent manner.
このヘリングボーン軸受（ＪＯＢ）にあっては、その回
転軸（１１）の外周面であるジャーナルと固定側の軸受
（１６）との間でラジアル軸受を構成しており、軸受（
１６）の内周部にヘリングボーン（魚の骨）状の溝（１
４）が形成されている。このヘリングボーン軸受（１０
Ｂ）は１回転軸（１１）が矢印（１５）の方向へ回転す
ることによって流体が軸受（Ｘ６）の両側から中央部へ
引き込まれるのて１回転軸（１１）のジャーナルと軸受
（１６）との間に流体の潤滑膜が形成され、１径方向荷
重を支えるものである。In this herringbone bearing (JOB), a radial bearing is configured between the journal, which is the outer peripheral surface of the rotating shaft (11), and the fixed side bearing (16), and the bearing (
16) has a herringbone (fish bone) shaped groove (1
4) is formed. This herringbone bearing (10
In B), when the 1-rotation shaft (11) rotates in the direction of the arrow (15), fluid is drawn into the center from both sides of the bearing (X6), so the journal of the 1-rotation shaft (11) and the bearing (16) A fluid lubricating film is formed between the two and supports the load in one radial direction.
第４図に示したものは円錐スパイラルグルーブ軸受（ｌ
０Ｃ）であって、その回転軸（１１）の端部な円錐台形
のジャーナルとし、その表面にスパイラル溝（Ｉ４）を
形成し、この円錐と対応して軸受（１６）側に形成され
た四部（１６ａ）との間の相対回転運動によってスパイ
ラル溝（１４）が形成されたジャーナル面と軸受（Ｉ６
）の四部（＋５ａ）の底部に流体を引き込むものであり
、スラスト荷重ばかりでなくラジアル荷重をも支えるこ
とができるものである。The one shown in Figure 4 is a conical spiral groove bearing (l
0C), which has a truncated cone-shaped journal at the end of its rotating shaft (11), has a spiral groove (I4) formed on its surface, and has four parts formed on the bearing (16) side corresponding to this cone. (16a) and the journal surface in which a spiral groove (14) is formed by the relative rotational movement between
), which draws fluid into the bottom of the fourth part (+5a), and can support not only thrust loads but also radial loads.
第５１５４は球面スパイラルグルーブ軸受（１０Ｃ）で
あって、回転軸（１１）の端部な球面形状のジャーナル
とし、併せて軸受（１６）側にも回転軸（ｌりの端部の
球面に対応する球面状の四部（菖７）を形成して、回転
軸（１１〕側のジャーナル表面にスパイラル溝（１４）
を設けたものである。この球面スパイラルグルーブ軸受
（１００）もスラスト荷重とラジアル荷重とを同時に支
えることかできるものである。No. 5154 is a spherical spiral groove bearing (10C), which has a spherical journal at the end of the rotating shaft (11), and also corresponds to the spherical surface at the end of the rotating shaft (16) on the bearing (16) side. A spiral groove (14) is formed on the journal surface on the rotating shaft (11) side.
It has been established. This spherical spiral groove bearing (100) can also support thrust loads and radial loads at the same time.
なお、前述の如き動圧グルーブのいずれの場合であって
も、スパイラルグルーブを形成する而としては、ジャー
ナル側、軸受側のいずれの面でもよく、またスパイラル
グルーブあるいはへリングボーングルーブに同じく隣接
するランドは平滑な平面または曲面であることが必要で
、且つ、スパイラルグルーブあるいはへリングボーング
ルーブが形成されていない側の相対向する而も、ランド
と同じく平滑な平面または曲面でなければならない、こ
のような動圧グルーブ軸受は、グルーブが設けられてい
ない動圧すべり軸受（例えば、チルティングバッド軸受
）に比べて理論的には著しく大きな負荷を支えることか
できることが知られている。In any case of the above-mentioned dynamic pressure grooves, the spiral groove may be formed on either the journal side or the bearing side, and the spiral groove may be formed on either the journal side or the bearing side, and the spiral groove may be formed on the surface adjacent to the spiral groove or the herringbone groove. The land must be a smooth flat or curved surface, and the opposite side on the side where the spiral groove or herringbone groove is not formed must also be a smooth flat or curved surface like the land. It is known that such hydrodynamic groove bearings can theoretically support significantly larger loads than hydrodynamic sliding bearings without grooves (for example, tilting-bud bearings).
上述した構造の第一の発明に係る動圧グルーブ軸受と従
来の動圧グルーブ軸受における、回転数が低い場合の摩
擦係数の測定を、直径か４０−一のスラスト軸受の場合
について試験９２１を使用して行った。この場合に使用
した試験装置は、可変速モータ（回転数：ｌ（１−５０
（１０ｒｐｍ）、トルクメータ、油圧シリンダ（ｈｉ大
荷重−５０ロロに灯）、油圧ポンプ、ロードセル等を有
したものである。Test 921 was used to measure the coefficient of friction at low rotational speeds in the hydrodynamic groove bearing according to the first invention having the structure described above and the conventional hydrodynamic groove bearing for a thrust bearing with a diameter of 40-1. So I went. The test equipment used in this case was a variable speed motor (rotation speed: l (1-50
(10 rpm), torque meter, hydraulic cylinder (lit at hi large load - 50 roro), hydraulic pump, load cell, etc.
第６図はＬ−記のような試験機を使用して測定した試験
結果を示すグラフであり、図中の○印は本発明の動圧グ
ルーブ軸受を使用した場合であり、ｘ印は従来の動圧グ
ルーブ軸受を使用した場合である。Ｏ印で示す本発明の
軸受は１回転軸受として、その表面に深さ１５ＩＬｍの
スパイラル状の溝か形成された気孔率約２５容量％の多
孔質セラミック材（常圧焼結炭化珪素質）にフッ素オイ
ルを気孔の約６５容量％含浸した物を使用し、固定側軸
受として緻密質セラミック材を使用した。Figure 6 is a graph showing the test results measured using a testing machine such as L-. This is the case when a hydrodynamic groove bearing is used. The bearing of the present invention, indicated by O, is a one-rotation bearing made of a porous ceramic material (atmospheric pressure sintered silicon carbide material) with a porosity of about 25% by volume and a spiral groove with a depth of 15ILm formed on its surface. A material impregnated with fluorine oil in an amount of about 65% by volume of the pores was used, and a dense ceramic material was used as the fixed side bearing.
一方、Ｘ印で示す軸受け、ティルティングバット動圧グ
ルーブ軸受であって、回転側軸受として１３％Ｃｒステ
ンレス焼入鋼を使用し、固定軸受としてカーボン材を使
用した。また、潤滑液は用いなかった。On the other hand, the bearing indicated by the X mark is a tilting butt dynamic pressure groove bearing, in which 13% Cr stainless hardened steel was used as the rotating side bearing, and a carbon material was used as the stationary bearing. Furthermore, no lubricant was used.
この第６図かられかるように、従来の軸受の摩擦係数が
０．４曲後と高いのに対し、未発り１の軸受は０．１前
後である。これにより、未発１５１に係る動圧グルーブ
軸受は、従来の軸受のＪＪｊ！！！！係数の１／４程度
のＪ９！擦係数を有するものであって、起動トルクが極
めて小さい軸受であることがわかる。As can be seen from FIG. 6, the coefficient of friction of the conventional bearing is as high as 0.4 after bending, whereas the coefficient of friction of the bearing with undeveloped 1 is around 0.1. As a result, the dynamic pressure groove bearing related to unreleased 151 is JJj! of the conventional bearing. ! ! ! J9 is about 1/4 of the coefficient! It can be seen that the bearing has a friction coefficient and has an extremely small starting torque.
なお１本願９．１ＪＪにおいては、開放気孔中へ潤滑剤
を充填した多孔質セラミックを基材とした場合について
詳述したが、単に１＆密質セラミツクを基材とした場合
であっても、軽に化および起動あるいは仔１Ｆ時の摺動
特性が劣る点を除けば、各種熱媒雰囲気中、低温下ある
いは高温下等の通常の潤滑剤を使用し難い条件下で使用
される例えばエアコン用軸受、冷暖房機用軸受、冷凍機
用軸受あるいはコンプレッサー等の用途に対して１本願
明細書に記載された如き形状の動圧グルーブ軸受を適用
できることは当然である。Note that in 9.1JJ of the present application, the case where the base material is made of porous ceramic whose open pores are filled with a lubricant is described in detail, but even if the base material is simply 1 & dense ceramic, the light weight For example, bearings for air conditioners are used under conditions in which it is difficult to use normal lubricants, such as in various heat medium atmospheres, at low temperatures or high temperatures, except that the sliding characteristics are inferior during conversion, startup, or the first floor. It goes without saying that a hydrodynamic groove bearing having a shape as described in the present specification can be applied to applications such as bearings for air conditioners, bearings for refrigerators, compressors, and the like.
また、セラミックを基材とした動圧グルーブ軸受が、特
に高い温度かつ減圧下で使用される場合には流体として
溶融金属を使用することができ、さらに特殊な使用例と
しては、重連の如き流体に代えて粉末状態で潤滑性を与
える潤滑剤、例えばＭＯＳ２．ＢＮ、グラファイト等を
摺動面に介在させて使用することもできる。Furthermore, when ceramic-based hydrodynamic groove bearings are used at particularly high temperatures and reduced pressures, molten metal can be used as the fluid; A lubricant that provides lubricity in a powder state instead of a fluid, such as MOS2. It is also possible to use BN, graphite, etc., interposed on the sliding surface.
そして、このスパイラル動圧グルーブ軸受を形成する方
法としては、原理的には■放電加［法。The method for forming this spiral dynamic pressure groove bearing is, in principle, the electric discharge method.
■ショツトブラスト法、■１Ｂ、７ｇ波加工法など様々
な方法が適用できるか、動圧グルーブ軸受を製造するた
めの第二及び第三の発明にあっては、■のシＥｌットブ
ラスト法を採用したのである。すなわち、第二の発明は
、
「セラミック賀動圧グルーブ軸受の相対回転圧動を行な
う軸受あるいはジャーナルのいずれか一方の部材であっ
て、開放気孔中に潤滑剤が充填されたセラミック多孔質
複合体の被加工材の表面を、研削材を通過させるスパイ
ラル状のスクリーン部を有するマスクで遮蔽し、このマ
スクの上から前記被加工材の表面に微粉の研削材を噴射
するショツトブラスト加工を施すことにより、前記被加
工材の表面にスパイラル状の溝を形成することを特徴と
する動圧グルーブ軸受の製造方法」
であり、また第三の発明は、
「セラミック質動圧グルーブ軸受の相対回転運動を行な
う軸受あるいはジャーナルのいずれか一方の部材であっ
て、セラミック多孔質体からなる被加工材の表面を、研
削材を通過させるスパイラル状のスクリーン部を有する
マスクで遮蔽し、このマスクの上から前記被加工材の表
面に微粉の研削材を噴射するショツトブラスト加工を施
すことにより、前記被加工材の表面にスパイラル状の溝
を形成し、次いで、Ｐ４滑剤を充填することを特徴とす
る動圧グルーブ軸受の製造方法」
てあった。この第二の発明と第三の発明の違いは、ショ
ツトブラスト加工を施す被加工材が単なるセラミック多
孔質体（第三の発明）であるか、前述した潤滑材が充填
されたセラミック多孔質複合体（第二の発明）であるか
の違いてあり、根本的な差異があるも°のではない、し
かし、いずれの場合も、最終的にはセラミック多孔質体
は前述したようにして潤滑剤が充填され、セラミック多
孔質複合体とされる。■ Is it possible to apply various methods such as shot blasting method, ■ 1B, 7g wave processing method, etc.? In the second and third inventions for manufacturing dynamic pressure groove bearings, ■ shot blasting method is adopted. That's what I did. That is, the second invention is "a ceramic porous composite member for either a bearing or a journal that performs relative rotational pressure motion of a ceramic dynamic pressure groove bearing, the open pores of which are filled with a lubricant. A shot blasting process is performed in which the surface of the workpiece is shielded with a mask having a spiral screen portion through which the abrasive material passes, and fine powder abrasive material is injected onto the surface of the workpiece from above the mask. ``A method for manufacturing a hydrodynamic groove bearing, characterized in that a spiral groove is formed on the surface of the workpiece,'' and a third invention is ``A method for manufacturing a hydrodynamic groove bearing made of ceramic material, characterized in that a spiral groove is formed on the surface of the workpiece.'' The surface of a workpiece made of a ceramic porous body is shielded by a mask having a spiral screen portion through which the abrasive material passes, and the surface of the workpiece is a bearing or a journal that performs A spiral groove is formed on the surface of the workpiece by performing a shot blasting process in which fine powder abrasive is injected onto the surface of the workpiece, and the groove is then filled with P4 lubricant. "Manufacturing method for pressure groove bearings". The difference between the second invention and the third invention is that the workpiece to be shot blasted is either a simple ceramic porous body (third invention) or a ceramic porous composite filled with the aforementioned lubricant. However, in both cases, the ceramic porous body is ultimately a lubricant as described above. is filled to form a ceramic porous composite.
上記の第二及び第三の方法において使用されるマスク（
３０）としては二種類の形態のものが考えられる。すな
わち、セラミック多孔質体またはセラミック多孔質複合
体の表面に樹脂またはゴムを直接印刷してスクリーン部
（３１）を形成する形態のものと、これらセラミック多
孔質体またはセラミック多孔質複合体の表面に感光性樹
脂によってスクリーン部（３１）を形成するものとの二
種類である。Masks used in the second and third methods above (
30) can be considered in two types. Namely, there are those in which the screen portion (31) is formed by directly printing resin or rubber on the surface of the ceramic porous body or ceramic porous composite, and those in which the screen portion (31) is formed by directly printing resin or rubber on the surface of the ceramic porous body or ceramic porous composite. There are two types: one in which the screen portion (31) is formed of photosensitive resin;
マスク（３０）がセラミック多孔質体またはセラミック
多孔質複合体の表面に印刷によって形成する場合には、
第７図または第８図に示したようなスクリーン（３２）
が使用される。このスクリーン（３２）は溝対応模様（
ココ）を有するもので、この溝対応模様（３コ）は後述
の塗料を透過するものである。すなわち、このスクリー
ン（コ２）は、その溝対応模様（コ３）を通して、セラ
ミック多孔質体等の被加工材の表面上に、研削材をはじ
く塗料を印刷するものである。When the mask (30) is formed by printing on the surface of the ceramic porous body or ceramic porous composite,
Screen (32) as shown in Figure 7 or Figure 8
is used. This screen (32) has a pattern corresponding to the groove (
These groove-corresponding patterns (three) are transparent to the paint described below. That is, this screen (C2) prints a paint that repels abrasive materials on the surface of a workpiece such as a ceramic porous body through its groove-corresponding pattern (C3).
この場合に使用される塗料としては、樹脂あるいはゴム
を主成分とするものであり、エポキシ樹脂、ウレタン系
樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ケイ素系樹脂、フッ
素系樹脂、ポリイミド系樹脂などの樹脂、あるいはブタ
ジェンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、クロロブレン
ゴム、アクリロニトリル・ブタジェン共重合ゴム、アク
リロニトリル・クロロプレン共重合ゴム、アクリロニト
リル、イソプレン共重合ゴム、ウレタンゴム。The paint used in this case is one whose main component is resin or rubber, such as epoxy resin, urethane resin, unsaturated polyester resin, silicon resin, fluorine resin, polyimide resin, etc. Or butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-chloroprene copolymer rubber, acrylonitrile, isoprene copolymer rubber, urethane rubber.
ウレタン・エポキシ共重合ゴム、フッ素ゴム、ケイ未ゴ
ムなどのゴムを使用することが好適であり、印刷方法の
種類に応じて、所定の粘度に調整して使用される。It is preferable to use rubbers such as urethane-epoxy copolymer rubber, fluororubber, and silicone rubber, which are adjusted to a predetermined viscosity depending on the type of printing method.
このような樹脂またはゴムからなる塗料を被加工材上に
印刷するには、例えば第９図に示したような装置を使用
してドクターブレード法によって行なわれる。このよう
な方法によって塗料を被加工材トに印刷することにより
、塗料のない部分がスクリーン部（：ｌｌ）となるので
ある。このようにマスク（コ０）を形成した被加工材ト
に研削材を吹き付ければ、スクリーン部（３１）の部分
か研削され、所ｔ１１の溝か形成されるのである。In order to print such a paint made of resin or rubber on a workpiece, a doctor blade method is used, for example, using an apparatus as shown in FIG. By printing paint on the workpiece using this method, the area without paint becomes a screen portion (:ll). If an abrasive is sprayed onto the workpiece on which the mask (0) has been formed in this way, the screen portion (31) will be ground and a groove at location t11 will be formed.
マスク（３０）がセラミック多孔質体またはセラミック
多孔質複合体の表面に感光性樹脂によって形成されたも
のである場合には、まずセラミック多孔質体またはセラ
ミック多孔質複合体の表面に感光性樹脂層を形成する。When the mask (30) is formed of a photosensitive resin on the surface of a ceramic porous body or ceramic porous composite, first a photosensitive resin layer is applied to the surface of the ceramic porous body or ceramic porous composite. form.
そして、この感光性樹脂層の表面を、例えばスパイラル
状の溝に対応する模様が形成されたパターンフィルムに
よって被覆した後、露光する０次いで、この感光性樹脂
層の露光部分を現像して未露光部分の感光性樹脂を除去
してスパイラル状の溝に対応するパターンを形成するの
である。このようにマスク（３０）を形成した被加工材
上に研削材を吹き付ければ、スクリーン部（３１）の部
分が研削され、所望の溝が形成されるのである。Then, the surface of this photosensitive resin layer is covered with a pattern film in which a pattern corresponding to, for example, spiral grooves is formed, and then exposed to light.Next, the exposed portions of this photosensitive resin layer are developed and the unexposed areas are exposed. A pattern corresponding to the spiral grooves is formed by removing part of the photosensitive resin. By spraying an abrasive onto the workpiece on which the mask (30) has been formed in this way, the screen portion (31) is ground and a desired groove is formed.
次に１本発明な一実施例に基づいて詳細に説明する。Next, a detailed explanation will be given based on one embodiment of the present invention.
（実施例）
第１図及び第２図に示した平面スパイラルグルーブ軸受
（１０＾）を次のように製造した。(Example) The planar spiral groove bearing (10^) shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured as follows.
（１）成形工程
炭化珪素の微粉末（平均粒径０．１５μｍ）を円板状に
成形した後、得られた生成形体を常圧高温下で焼成し、
直径５０ ｍ ｍ、厚さ２ ｍ ｍの円板状の多孔質体
とした。また、この多孔質体の表面（動圧発生用の溝が
加工されるべき面）をラップ仕上げによって平滑でうね
りが少ない平面とした。(1) Molding process After molding silicon carbide fine powder (average particle size 0.15 μm) into a disk shape, the resulting formed body is fired at normal pressure and high temperature,
A disc-shaped porous body with a diameter of 50 mm and a thickness of 2 mm was prepared. Furthermore, the surface of this porous body (the surface on which the grooves for generating dynamic pressure are to be processed) was made into a smooth flat surface with few undulations by lapping.
（２）前処理工程
前記成形工程で得られた平滑な炭化珪素円板をトリクレ
ンによって洗浄し、９０〜１００℃の２０ｗｔ％ＮａＯ
Ｈ水溶液に５分間浸漬して脱脂した。(2) Pre-treatment step The smooth silicon carbide disk obtained in the above molding step was washed with trichloride and treated with 20 wt% NaO at 90-100°C.
It was degreased by immersing it in a H aqueous solution for 5 minutes.
脱脂後６０℃の温水で５分間洗浄し、次いで！ＯＷ【％
Ｈ２Ｓｏ、水溶液で中和し、さらに６０℃の温水で洗浄
しセラミックスの円盤の表面を正常な状態とした。After degreasing, wash with warm water at 60℃ for 5 minutes, then! OW [%
It was neutralized with H2So and an aqueous solution, and further washed with warm water at 60°C to bring the surface of the ceramic disc into a normal state.
（３）塗布工程
液状感光性樹脂としてケイ皮酸エステル系樹脂（東京応
化工業株式会社製ｒＯＦＲＲＪ ）を用い、これに溶剤
としてトルエンを適当量添加し粘度調節して清浄な円板
の表面に塗布した。尚、塗布する場合の粘度はｌＯ〜５
ａｐｓの範囲てあり１円板を侵清する場合には５〜２０
ＰＳの粘度が適していた。(3) Coating process A cinnamate ester resin (rOFRRJ manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is used as the liquid photosensitive resin, and an appropriate amount of toluene is added as a solvent to adjust the viscosity, and then coated on the surface of a clean disk. did. In addition, the viscosity when applying is 1O~5
APS range is 5 to 20 when infiltrating one disc.
The viscosity of PS was suitable.
（４）予備硬化工程
液状感光性樹脂が塗布された円板を１００℃で１５分間
保ち硬化させた。尚、感光性樹脂層の膜厚は塗布工程二
予備硬化工程を繰り返し行うことにより所望の膜厚とす
ることができる。本実施例においては塗布工程・予備硬
化工程を３回繰り返し行うことによって１５１Ｌｍの予
備的に硬化された感光性樹脂をセラミックの円板の表面
に形成した。(4) Precuring step The disk coated with the liquid photosensitive resin was kept at 100° C. for 15 minutes to cure it. The thickness of the photosensitive resin layer can be adjusted to a desired thickness by repeating the coating step and the preliminary curing step. In this example, the coating process and pre-curing process were repeated three times to form 151 Lm of pre-cured photosensitive resin on the surface of the ceramic disc.
（５）″Ａ光工程
予備硬化した感光性樹脂で覆われたセラミック多孔質体
からなる円板を露光部Ａ（後述）にセットし、パターン
フィルムをこの円板状にセットして超高圧水銀灯を使用
し、５０ｍＪ／ｃゴの光を３０秒間露光した。(5) ``A light process A disk made of a ceramic porous body covered with a pre-cured photosensitive resin is set in the exposure area A (described later), a pattern film is set in this disk shape, and an ultra-high pressure mercury lamp is used. was used and exposed to light of 50 mJ/c for 30 seconds.
このパターンフィルムには、予めスパイラル模様が形成
されているので超高圧水銀灯下で露光した場合、パター
ンフィルムの透明な部分の下にある感光性樹脂層に対し
て光が照射されることになる。This pattern film has a spiral pattern formed in advance, so when exposed under an ultra-high pressure mercury lamp, the photosensitive resin layer under the transparent part of the pattern film will be irradiated with light.
（６）パターン成形工程
露光後のセラミック多孔質体を２５°Ｃの現像液で２分
間処理し、露光された部分の感光性樹脂と反応させてス
パイラル模様のパターンを発現させ。(6) Pattern forming process The exposed ceramic porous body was treated with a developer at 25°C for 2 minutes to react with the photosensitive resin in the exposed areas to develop a spiral pattern.
次いで未露光の感光性樹脂層を除去した。Then, the unexposed photosensitive resin layer was removed.
（７）溝加工上程
セラミックの平滑な表面をスパイラル模様の樹脂層で覆
ってなるパターン形成工程後のセラミック多孔質体の表
面に、ＩＰ均粒径か７００メツシユの炭化珪素粒子を用
いて平均深さか約１１０１Ｌとなるようにシミ１ツトブ
ラストを行った。(7) Grooving process After the pattern forming step in which the smooth surface of the ceramic is covered with a spiral-patterned resin layer, silicon carbide particles with an IP average particle diameter or 700 mesh are used to form a groove with an average depth of 700 mesh. One spot was blasted to a size of about 1101L.
（８）剥脱工程
２５℃に維持した専用の剥膜液塩化メチレンに２分間浸
漬し、樹脂層を除去し、温水で洗浄して炭化珪素からな
る動圧グルーブ軸受の動圧発生用の溝が形成された面と
した。(8) Stripping process The resin layer is immersed in a special stripping solution of methylene chloride maintained at 25°C for 2 minutes, and the resin layer is washed with hot water to remove the grooves for generating dynamic pressure in the dynamic pressure groove bearing made of silicon carbide. It was a formed surface.
第１θ図は動圧発生用の溝が加工成形されたセラミック
の円板の表面における面粗度を計測したチャートである
。FIG. 1θ is a chart measuring the surface roughness of the surface of a ceramic disk on which grooves for generating dynamic pressure have been formed.
この第１Ｏ図から明らかなように、ランドに相当する部
分（４１）は樹脂層で被覆されていたためにショツトブ
ラストによっても何等損傷を受けておらず、平滑な面が
維持されてＳす、ランド（４１）及びグルーブ（４２）
の凹凸模様もシャープであった。As is clear from Fig. 1O, the part (41) corresponding to the land was not damaged by the shot blasting because it was covered with a resin layer, and the smooth surface was maintained. (41) and groove (42)
The uneven pattern was also sharp.
（９）潤滑剤の含浸工程
以上のように形成した円板状の多孔質体を、真空または
加圧下において、加熱により低粘度化したオイル（潤滑
剤である）中に浸漬することによって、多孔質体の開放
気孔中に当該オイルな含浸した。この場合に使用したオ
イルは、フルオロエチレン、フルオロエステル、フルオ
ロトリアジン、ペルフルオロポリエーテル、フルオロシ
リコーン、これらの誘導体あるいはこれらの重合体から
選択されるフッ素オイルであった。(9) Lubricant impregnation process The disk-shaped porous body formed as described above is immersed in oil (lubricant) whose viscosity has been reduced by heating under vacuum or pressure. The oil was impregnated into the open pores of the mass. The oil used in this case was a fluorinated oil selected from fluoroethylene, fluoroester, fluorotriazine, perfluoropolyether, fluorosilicone, derivatives thereof, or polymers thereof.
なお、前述の各工程についての実施態様をさらに詳述に
述べれば、先ず、成形工程において、軸受に用いるセラ
ミックは高強度で熱伝導性の良好なものが望ましく、炭
化珪素、５ｉ３Ｎ４が適している。また、焼結されたセ
ラミックは緻密な組織であることが望ましい、さらに動
圧発生用の溝が形成されるべき面は、その面のサイズ及
び使用条件にもよるか例えば平面の場合には１ｇｍ以下
の面粗度であるルつ面全体におけるうねりが±５１Ｌｍ
に仕上げたものを用いるべきである。In addition, to describe the embodiments of each of the above-mentioned steps in more detail, first, in the forming step, it is desirable that the ceramic used for the bearing has high strength and good thermal conductivity, and silicon carbide and 5i3N4 are suitable. . In addition, it is desirable that the sintered ceramic has a dense structure, and the surface on which the grooves for generating dynamic pressure are to be formed depends on the size of the surface and the conditions of use. The waviness on the entire surface with the following surface roughness is ±51Lm
You should use one that has been finished to the best of its ability.
前処理１程は、軸受面の汚染状況によって適宜変更でき
るものであり、前述の各操作に超音波洗浄を併用したり
、別途！Ｂ ｎ液洗浄操作を追加したりすることも効果
的である。感光性樹脂層を形成する工程について述べれ
ば１例えば液状の感光性樹脂を用いる場合にはその粘性
の好適範囲は塗布操作が塗布によって行われるのか或い
は浸漬によって行われるかで若干具り、前述の如く塗布
の場合にはｌＯ〜５ｏｐｓ、浸漬の場合には５〜２０Ｐ
Ｓの範囲が適当である。感光性樹脂層の膜厚は、その後
の溝加工工程におけるショツトブラストの条件を考慮し
て決定されるべきものであるがショツトブラストに用い
る粒子が小粒径（例えば１５００メツシユ）であれば膜
がか薄くてもよく、大粒径（例えば１０１００ＩＬの粒
子を用いるものてあれば０．１〜０．３程度と厚くなる
ので塗布工程を多数回に亘って繰り返し行うことが必要
となる。また、この塗布工程において用いられる感光性
樹脂としてはポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ある
いはエポキシ系樹脂等の感光性樹脂がある。Pretreatment step 1 can be changed as appropriate depending on the contamination status of the bearing surface, and ultrasonic cleaning may be used in combination with each of the above operations, or it may be used separately! It is also effective to add a Bn liquid cleaning operation. Regarding the process of forming a photosensitive resin layer, 1. For example, when using a liquid photosensitive resin, the preferred range of its viscosity varies somewhat depending on whether the coating operation is carried out by coating or by dipping, and is based on the above-mentioned method. 1O~5ops for coating, 5~20P for dipping
The range of S is appropriate. The thickness of the photosensitive resin layer should be determined by taking into account the conditions of shot blasting in the subsequent groove processing process, but if the particles used for shot blasting are small in size (for example, 1500 mesh), the film will be thicker. It may be thin or thin, and if particles with a large particle size (for example, 10,100 IL) are used, the coating will be as thick as 0.1 to 0.3, so the coating process will need to be repeated many times. The photosensitive resin used in this coating step includes photosensitive resins such as polyimide resin, urethane resin, and epoxy resin.
ここで用いる感光性樹脂の感光特性にもよるが、 ４０
００Ａ〜５０００Ａ程度の可視光領域においても感光性
がある場合には塗布工程、予備硬化工程、露光−［程、
パターン形成工程において光源に適切なフィルタを設け
て感光する領域の波長を除去したものを作！用の光源と
して用いることが好ましい、また、パターン形１＆Ｉ程
において用いられる現像液は塗布工程で用いた感光性樹
脂に合致したものを用いるべきであり、又、予備硬化さ
れた感光性樹脂層が厚い場合には露光時間、現像時間及
び定着時間が長くなる。Although it depends on the photosensitive characteristics of the photosensitive resin used here, 40
If there is photosensitivity even in the visible light range of about 00A to 5000A, the coating process, preliminary curing process, exposure process,
In the pattern formation process, a suitable filter is installed on the light source to remove the wavelength of the exposed area! It is preferable to use the developer as a light source for the pattern type 1 & I. Also, the developer used in pattern form 1 & I should be compatible with the photosensitive resin used in the coating process, and the pre-cured photosensitive resin layer should be used as a light source. If the film is thick, the exposure time, development time and fixing time will be longer.
また、溝加工工程においては、ショツトブラストに用い
る粒子は、炭化珪素、アルミナ、酸化珪素など様々な物
質を用いることができるが、溝深さが深い場合には大粒
径の粒子を用い、浅い溝を形成する場合には小粒径の粒
子を用いるのが望ましい、尚、溝の深さは相対向する面
の間に介在させる流体の粘性によって異り、低粘性の流
体程溝は浅くずべきであり、その場合ショツトブラスト
の時間を調整することで容易に溝深さを変えることがで
きる。In addition, in the groove processing process, the particles used for shot blasting can be made of various substances such as silicon carbide, alumina, and silicon oxide, but when the groove depth is deep, large particles are used, and shallow When forming grooves, it is desirable to use particles with a small diameter.The depth of the grooves varies depending on the viscosity of the fluid interposed between opposing surfaces, and the lower the viscosity of the fluid, the shallower the grooves will be. In that case, the groove depth can be easily changed by adjusting the shot blasting time.
（発明の効果）
以Ｅ詳述した通り、第一の発明にあっては、「相対回転
を行なう軸受あるいはジャーナルのいずれか少なくとも
一方の部材がセラミック多孔質体であって、このセラミ
ック多孔質体からなる部材の表面にスパイラル状の溝が
形成され、前記セラミックの開放気孔中に潤滑剤が充填
されていること」
にその特徴があり、これにより、起動時及び低速回転時
のＷ！動トルクを低減した作動効率の優れた動圧グルー
ブ軸受を提供することができるのである。(Effects of the Invention) As described in detail below, in the first invention, "at least one member of the bearing or the journal that performs relative rotation is a ceramic porous body, and the ceramic porous body Spiral grooves are formed on the surface of the ceramic member, and the open pores of the ceramic are filled with lubricant. This makes it possible to provide a dynamic pressure groove bearing with reduced dynamic torque and excellent operating efficiency.
また、このような効果のある動圧グルーブ軸受を、
「セラミック質動圧グルーブ軸受の相対回転運動を行な
う軸受あるいはジャーナルのいずれか一方の部材であっ
て、開放気孔中に潤滑剤が充填されたミック多孔質複合
体の被加工材の表面を、研削材を通過させるスパイラル
状のスクリーン部を有するマスクで遮蔽し、このマスク
のＬから前記被加工材の表面に微粉の研削材を噴射する
ショツトブラスト加工を施すことにより、前記被加工材
の表面にスパイラル状の溝を形成することを特徴とする
動圧グルーブ軸受の製造方法」
及び、
「セラミック質動圧グルーブ軸受の相対回転運動を行な
う軸受あるいはジャーナルのいずれか一方の部材であっ
て、セラミック多孔質体からなる被加工材の表面を、研
削材を通過させるスパイラル状のスクリーン部を有する
マスクで遮蔽し、このマスクの上からｒ′ｆＩ記被加上
被加工材に微粉の研削材を噴射するショツトブラスト加
工を施すことにより、前記被加工材の表面にスパイラル
状の溝を形成し１次いで、潤滑剤を充填することを＃徴
とする動圧グルーブ軸受の製造方法」
によつて製造すれば、極めて容易かつ確実に製造するこ
とができるのである。In addition, hydrodynamic groove bearings with such effects are defined as ``ceramic hydrodynamic groove bearings that perform relative rotational motion, either the bearing or the journal, and whose open pores are filled with lubricant.'' A shot in which the surface of a workpiece made of a microporous composite is shielded with a mask having a spiral screen portion through which the abrasive material passes, and fine powder abrasive material is injected onto the surface of the workpiece from the L of this mask. ``A method for manufacturing a hydrodynamic groove bearing, characterized in that a spiral groove is formed on the surface of the workpiece by blasting,'' and ``A bearing for performing relative rotational motion of a ceramic hydrodynamic groove bearing.'' Alternatively, the surface of the workpiece made of a ceramic porous body, which is one of the members of the journal, is shielded with a mask having a spiral screen portion through which the abrasive material passes, and from above this mask r'fI A spiral groove is formed on the surface of the workpiece by spraying fine powder abrasive material onto the workpiece, and then a lubricant is filled. Manufacturing method for dynamic pressure groove bearings can be extremely easily and reliably manufactured.
従ワて、本発明の動圧グルーブ軸受は、特に高速回転か
つ高い回転精度が要求されるＯＣＲレーザースキャナ、
ポリゴンミラー、ビデオディスクプレーヤ、その他の小
型モータの軸受として極めて好適である。Accordingly, the hydrodynamic groove bearing of the present invention is particularly applicable to OCR laser scanners, which require high speed rotation and high rotation accuracy.
It is extremely suitable as a bearing for polygon mirrors, video disk players, and other small motors.
また、本発明の動圧グルーブ軸受と同じ素材は、軸受以
外の動圧を利用できる用途、例えばメカニカルシール等
の部材に対しても、本発明と同様の動圧グルーブ溝を設
けることにより、極めて好適に使用することができる。In addition, the same material as the hydrodynamic groove bearing of the present invention can be used in applications other than bearings that can utilize dynamic pressure, such as mechanical seals and other members, by providing the same hydrodynamic groove groove as the present invention. It can be suitably used.
第１図は本発明に係る動圧グルーブ軸受の部分正面図、
第２図は軸受板の平面図、第３図はへリングボーン軸受
の部分拡大断面１′Ａ、第４図は円錐スパイラルグルー
ブ軸受の部分拡大断面図、第５図は球面スパイラルグル
ーブ軸受の部分拡大断面図、第６図はこの試験機によっ
て得られた結果な示すグラフ、第７図及び第８図はスク
リーンの例をそれぞれ示す平面図、第９図は印刷装置を
示す正面図、第１Ｏ図は動圧グルーブ軸受の表面の面粗
度を示すグラフである。FIG. 1 is a partial front view of a dynamic pressure groove bearing according to the present invention;
Fig. 2 is a plan view of the bearing plate, Fig. 3 is a partially enlarged cross-section 1'A of the herringbone bearing, Fig. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the conical spiral groove bearing, and Fig. 5 is a portion of the spherical spiral groove bearing. An enlarged sectional view, FIG. 6 is a graph showing the results obtained by this tester, FIGS. 7 and 8 are plan views showing examples of screens, and FIG. 9 is a front view showing the printing device. The figure is a graph showing the surface roughness of the surface of a hydrodynamic groove bearing.
Claims (9)
いずれか少なくとも一方の部材がセラミック多孔質体で
あって、このセラミック多孔質体からなる部材の表面に
スパイラル状の溝が形成され、前記セラミック多孔質体
の開放気孔中に潤滑剤が充填されていることを特徴とす
る動圧グルーブ軸受。(1) At least one of the bearing and the journal that performs relative rotational motion is a ceramic porous body, and a spiral groove is formed on the surface of the ceramic porous body, and the ceramic porous body has spiral grooves formed on the surface of the ceramic porous body. A dynamic pressure groove bearing characterized in that the open pores of the body are filled with lubricant.
Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２、ＳｉＣ、ＴｉＣ、Ｔ
ａＣ、Ｂ＿４Ｃ、ＷＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、Ｓｉ＿３Ｎ＿
４、ＢＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ、ＴｉＢ＿２、ＣｒＢ＿２、
ＺｒＢ＿２、コージェライト、ムライト、ＴｉＯ＿２、
あるいはこれらの複合物から選択されるいずれか少なく
とも１種である特許請求の範囲第１項記載の動圧グルー
ブ軸受。(2) The ceramic porous body mainly consists of Al_2
O_3, SiO_2, ZrO_2, SiC, TiC, T
aC, B_4C, WC, Cr_3C_2, Si_3N_
4, BN, TiN, AlN, TiB_2, CrB_2,
ZrB_2, cordierite, mullite, TiO_2,
Alternatively, the hydrodynamic groove bearing according to claim 1 is at least one selected from these composites.
、鉱油、動植物油、パラフィン系オイル、ナフテン系オ
イルより選ばれるいずれか少なくとも１種である特許請
求の範囲第１項あるいは第２項記載の動圧グルーブ軸受
。(3) The lubricant according to claim 1 or 2, wherein the lubricant is at least one selected from fluorine oil, silicone oil, mineral oil, animal and vegetable oil, paraffin oil, and naphthenic oil. Hydrodynamic groove bearing.
脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブ
チレンテレフタレート樹脂、スチレンアクリロニトリル
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂、シリコーン樹脂あるいはフ
ッ素樹脂から選択されるいずれか少なくとも１種である
特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の動圧グルー
ブ軸受。(4) The lubricant is at least one selected from polyacetal resin, polyamide resin, polyethylene resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, styrene acrylonitrile resin, polypropylene resin, polyurethane resin, polyphenylene sulfide resin, silicone resin, or fluororesin. The hydrodynamic groove bearing according to claim 1 or 2, which is one type.
、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、酸化鉛、フ
タロシアニン、ＣｄＣｌ＿２、セレン化タングステン、
セレン化モリブデン、セレン化ニオブ、グラファイト層
間化合物、ＣｄＩ＿２、金、銀、鉛、錫、インジウムか
ら選ばれるいずれか少なくとも１種である特許請求の範
囲第１項あるいは第２項記載の動圧グルーブ軸受。(5) The lubricant is graphite, fluorinated graphite, BN
, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, lead oxide, phthalocyanine, CdCl_2, tungsten selenide,
The dynamic pressure groove bearing according to claim 1 or 2, which is at least one selected from molybdenum selenide, niobium selenide, graphite intercalation compound, CdI_2, gold, silver, lead, tin, and indium. .
量％である特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに
記載の動圧グルーブ軸受。(6) The hydrodynamic groove bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the ceramic porous body has a porosity of 10 to 60% by volume.
なくとも１０容量％充填されてなる特許請求の範囲第１
項あるいは第２項記載の動圧グルーブ軸受。(7) The pores of the ceramic porous body are filled with at least 10% by volume of the lubricant.
The dynamic pressure groove bearing according to item 1 or 2.
行なう軸受あるいはジャーナルのいずれか一方の部材で
あって、開放気孔中に潤滑剤が充填されたセラミック多
孔質複合体からなる被加工材の表面を、研削材を通過さ
せるスパイラル状のスクリーン部を有するマスクで遮蔽
し、このマスクの上から前記被加工材の表面に微粉の研
削材を噴射するショットブラスト加工を施すことにより
、前記被加工材の表面にスパイラル状の溝を形成するこ
とを特徴とする動圧グルーブ軸受の製造方法。(8) The surface of a workpiece made of a ceramic porous composite whose open pores are filled with lubricant, which is either a bearing or a journal that performs relative rotational motion in a ceramic hydrodynamic groove bearing. is shielded with a mask having a spiral screen portion through which the abrasive material passes, and shot blasting is performed in which fine powder abrasive material is injected onto the surface of the work material from above the mask. A method for manufacturing a hydrodynamic groove bearing, characterized by forming spiral grooves on the surface of the bearing.
行なう軸受あるいはジャーナルのいずれか一方の部材で
あって、セラミック多孔質体からなる被加工材の表面を
、研削材を通過させるスパイラル状のスクリーン部を有
するマスクで遮蔽し、このマスクの上から前記被加工材
の表面に微粉の研削材を噴射するショットブラスト加工
を施すことにより、前記被加工材の表面にスパイラル状
の溝を形成し、次いで、前記セラミック多孔質体の開放
気孔中に潤滑剤を充填することを特徴とする動圧グルー
ブ軸受の製造方法。(9) A spiral screen that is a member of either the bearing or the journal that performs relative rotational motion of the ceramic hydrodynamic groove bearing, and that allows the abrasive material to pass through the surface of the workpiece made of a ceramic porous body. Forming spiral grooves on the surface of the workpiece by performing shot blasting in which fine powder abrasive is injected onto the surface of the workpiece from above the mask, A method for manufacturing a dynamic pressure groove bearing, characterized in that the open pores of the ceramic porous body are then filled with a lubricant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19967086A JPS6357914A (en) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | Dynamic pressure groove bearing and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19967086A JPS6357914A (en) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | Dynamic pressure groove bearing and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6357914A true JPS6357914A (en) | 1988-03-12 |
Family
ID=16411666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19967086A Pending JPS6357914A (en) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | Dynamic pressure groove bearing and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6357914A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01247568A (en) * | 1988-03-29 | 1989-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | Device for producing fluid bearing |
| US5108813A (en) * | 1989-07-07 | 1992-04-28 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Sliding member |
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| JPS6044620A (en) * | 1983-08-22 | 1985-03-09 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Dynamic pressure bearing device |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP19967086A patent/JPS6357914A/en active Pending
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