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JP2007078181A - 流体軸受ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】潤滑流体の漏洩を有効に防止できる流体軸受ユニットを提供すること。
【解決手段】本発明による流体軸受ユニットは、ハウジング、前記ハウジング内に設置された軸受、潤滑流体、及び前記軸受の軸孔に回転自在に挿入された回転軸を含み、前記軸受の両端に潤滑流体を貯蔵するための第１及び第２の空間がそれぞれ画成され、前記回転軸の前記第１及び第２の空間に対応する外周面に、前記回転軸が回転する時にこの両端の潤滑流体を内向きに流動させることができ、且つ前記第１及び第２の空間とそれぞれ互いに連通する複数の第１及び第２の動圧発生用溝がそれぞれ形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体軸受ユニットに係り、特に潤滑流体の防漏洩効果に優れた流体軸受ユニットに関するものである。
一般に、流体軸受ユニットは、軸受と、軸受に挿入されて相対回転する回転軸と、を備えており、該回転軸の外周面と軸受の内周面との間に微小隙間が形成されると共に、該回転軸の外周面又は該軸受の内周面に動圧発生用溝が形成され、この微小隙間に潤滑流体が貯蔵されてラジアル軸受が構成されている。このような軸受では、回転軸が軸受と相対的に回転すると、動圧発生溝及び潤滑流体の協働作用により、ラジアル方向の動圧が生じる。従って、このラジアル方向で前記回転軸と前記軸受との非接触状態を保つことによって、該回転軸と該軸受との磨耗や騒音を発生することを防止でき、且つ該回転軸の回転に伴って発生する振動を小さくして、回転の安定を向上させることができる。
前記流体軸受を構成する時には、以下の要素を考慮しなければならない。先ず、軸受は優れた密封効果を有しなければならない。潤滑流体が軸受の開口側端面から漏洩して、潤滑流体が不足すれば、流体軸受は優れた動圧を生じなくなり、回転軸と軸受との磨耗が増大し、流体軸受全体の信頼性をさらに損ない；また、外部の雑物が潤滑流体に浸入して汚染すると、動圧の作用効果も下がる。次に、軸受は抜け止め構造を含んでいなければならない。回転軸が軸受と相対的に速く回転することに伴って、衝撃荷重等がモータに加わった場合、あるいはモータを倒立姿勢や横方向姿勢で使用する場合には、回転軸が軸線方向に沿ってスラストプレートの反対側へ移動し、軸受から抜けてしまう恐れがあるためである。
従って、本発明は、潤滑流体の漏洩を有効に防止できる流体軸受ユニットを提供することを目的とする。
前記目的を実現するために、本発明による流体軸受ユニットは、ハウジング、前記ハウジング内に設置された軸受、潤滑流体、及び前記軸受の軸孔に回転自在に挿入された回転軸を含み、前記軸受の両端に潤滑流体を貯蔵するための第１及び第２の空間がそれぞれ画成され、前記回転軸の前記第１及び第２の空間に対応する外周面に、前記回転軸が回転する時にこの両端の潤滑流体を内向きに流動させることができ、且つ前記第１及び第２の空間とそれぞれ互いに連通する複数の第１及び第２の動圧発生用溝がそれぞれ形成される。
本発明の流体軸受ユニットは、少なくとも以下の利点を含む。本発明の流体軸受ユニットによれば、前記前記軸受の両端側に潤滑流体を貯蔵するための第１及び第２の空間を画成することによって、前記回転軸が回転するときにこの両端の潤滑流体を内向きに流動させることができ、前記第１及び第２の空間とそれぞれ互いに連通する複数の第１及び第２の動圧発生用溝により、潤滑流体の漏洩を有効に防止できる。
以下、図面を参照して、本発明による流体軸受ユニットの具体例の構成を詳細に説明する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１、図２及び図３は本実施形態における流体軸受ユニットの構造を示す。図１に示すように、本実施形態の流体軸受ユニット１０は、ハウジング１１、該ハウジング１１内に設置された耐摩耗部材１２、抜け止め部材１３、間隔部材１４、陶磁軸受１５、及び密封カバー１６を含み、該ハウジング１１の中に潤滑流体が貯蔵されている。
図３に示すように、前記ハウジング１１の中に収納空間１１２が画成され、該ハウジング１１の第一端部には開口が形成され、前記第一端部と対向する第二端部は密封され、これによって潤滑流体が漏洩することを有効に防止できる。前記密封端部が前記ハウジング１１と一体に形成され、前記ハウジング１１の前記第二端部に密封カバーを設けてもよい。前記耐摩耗部材１２、抜け止め部材１３、間隔部材１４、陶磁軸受１５、及び密封カバー１６は、それぞれ前記ハウジング１１の前記第二端部から前記第一端部に順次に前記収納空間１１２に配置される。前記軸受１５の軸孔には回転軸１７が回転自在に挿入できる。
前記回転軸１７の両端部に近接する外周面には、それぞれ複数の第１の動圧発生用溝１７１と第２の動圧発生用溝１７２が形成される。前記第１の動圧発生用溝１７１と第２の動圧発生用溝１７２は、それぞれ異なる回転方向に沿って前記回転軸１７の中央部に向かって延在するように構成される。前記回転軸１７が回転するときに、この二つの動圧発生用溝１７１、１７２は前記回転軸１７の中央に向かって渦巻状に形成され、前記回転軸１７の両端の潤滑流体を中央に押さえつけるので、潤滑流体が漏洩する可能性を減少させると共に、動圧を増大させて前記回転軸１７が回転することを更に安定にした。また、前記回転軸１７の両端での外周面の二つの動圧発生用溝１７１、１７２の外側位置に、それぞれ細径部１７３、１７４が形成される。前記細径部１７３、１７４はそれぞれ二つの動圧発生用溝１７１、１７２と互いに連通する。なお、前記回転軸１７の細径部１７３が形成される端部に、前記耐摩耗部材１２と抵触するための抵触部１７５が形成され、前記回転軸１７の細径部１７４が形成される端部には前記回転軸１７を連動するための、例えば、ファンロータなどのロータを形成する。
前記耐摩耗部材１２は、前記収納空間１１２の底部に設けられ、上表面が前記回転軸１７の抵触部１７５と抵触し、且つ回転軸１７を収納空間１１２の中で回転自在であるように支える。前記耐摩耗部材１２は耐磨損に強い材料により製造され、これにより、回転軸１７の磨損を低減することができる。
前記抜け止め部材１３が弾性材料で製造され、その中央に前記回転軸１７を通過させるための円孔１３２が形成される。該円孔１３２の直径は前記抵触部１７５の直径より小さい。前記抜け止め部材１３の内縁が前記回転軸１７の細径部１７３に埋め込まれ、前記回転軸１７が速く回転する時に、該抜け止め部材１３の内縁が抵触部１７５の上表面と抵触するので、前記回転軸１７が抜けることを防止することができる。
前記間隔部材１４は、円環状に形成され、前記回転軸１７の第１の動圧発生用溝１７１の外周面を囲み、且つ下表面が前記抜け止め部材１３の上表面と接触する。前記間隔部材１４の孔径は前記回転軸１７の対応位置の直径より大きいので、前記回転軸１７、軸受１５及び間隔部材１４の間に前記潤滑流体を貯蔵するための第１の空間１４２が画成される。前記回転軸１７が回転するときに、前記第１の動圧発生用溝１７１は第１の空間１４２の中の前記潤滑流体を前記回転軸１７の中央に流動させる。これによって、前記回転軸１７と軸受１５との間に流体動圧を生じさせることができる。勿論、前記第１の動圧発生用溝１７１の長さを増加させ、或は前記間隔部材１４の厚さを小さくすることにより、前記潤滑流体の回転軸１７の中央への流量が多くなり、前記流体動圧に更に影響を与えることができる。
前記密封カバー１６は、前記軸受１５の前記第一端部の前記回転軸１７の第２の動圧発生用溝１７２に対応する位置に配置され、中央には前記回転軸１７を通過するための階段状孔１６２が形成される。該階段状孔１６２の直径が小さい部分の内縁が前記回転軸１７の外周面と小さい隙間を形成するので、これらの摩耗、及び外部の雑物が潤滑流体に浸入して汚染することを防止すると共に、潤滑流体が漏洩することを防止する。該階段状孔１６２の直径が比較的大きい部分は、前記回転軸１７の第２の動圧発生用溝１７２が形成される対応周面との間に、前記潤滑流体を貯蔵するための第２の空間１６４が画成される。前記回転軸１７が回転するときに、第２の動圧発生用溝１７２は前記回転軸１７の中央への渦巻を形成し、前記回転軸１７の端部の潤滑流体を内に押さえることにより、潤滑流体が漏洩する可能性を減少させることができる。
前記軸受１５の上表面及び下表面が、前記密封カバー１６の下表面及び前記間隔部材１４の上表面とそれぞれ接触する。前記軸受１５の軸孔１５２の直径は前記回転軸１７の直径より略大きい、この微小隙間に相対的に回転可能に担持される一定量の潤滑流体を介することができる。前記ハウジング１１内部の潤滑流体が前記軸受１５の上端部（第１の空間）と下端部（第２の空間）との間で循環するために、前記軸受１５の外壁表面に回流通路１５４が形成される。該回流通路１５４は前記ハウジング１１内部の気体を逃げさせる作用を兼備する。
前記流体軸受ユニット１０は、前記ハウジング１１の一端だけに開口が形成され、回転軸１７の両端の二つの動圧発生用溝１７１、１７２の渦巻き、前記密封カバー１６の密封作用、及び前記軸受１５の回流通道１５４の回流作用により、前記潤滑流体の漏洩を有効に防止できる。
本発明の流体軸受ユニットの分解図である。 本発明の流体軸受ユニットの組立図である。 本発明の流体軸受ユニットの局部断面図である。
符号の説明
１０ 流体軸受ユニット
１１ ハウジング
１１２ 収納空間
１２ 耐摩耗部材
１３ 抜け止め部材
１３２ 円孔
１４ 間隔部材
１４２ 第１の空間
１５ 軸受
１５２ 軸孔
１５４ 回流通路
１６ 密封カバー
１６２ 階段状孔
１６４ 第２の空間
１７ 回転軸
１７１ 第１の動圧発生用溝
１７２ 第２の動圧発生用溝
１７３、１７４ 細径部
１７５ 接触部

Claims (6)

  1. ハウジング、前記ハウジング内に設置された軸受、潤滑流体、及び前記軸受の軸孔に回転自在に挿入された回転軸を含む流体軸受ユニットにおいて、
    前記軸受の両端に潤滑流体を貯蔵するための第１及び第２の空間がそれぞれ画成され、
    前記回転軸の前記第１及び第２の空間に対応する外周面に、前記回転軸が回転する時にこの両端の潤滑流体を内向きに流動させることができ、且つ前記第１及び第２の空間とそれぞれ互いに連通する複数の第１及び第２の動圧発生用溝がそれぞれ形成されることを特徴とする流体軸受ユニット。
  2. 前記第１の動圧発生用溝と第２の動圧発生用溝は、前記回転軸の両端から異なる回転方向に沿って自身の中央部に向かって延在して形成されることを特徴とする、請求項１に記載の流体軸受ユニット。
  3. 前記回転軸の第１の動圧発生用溝が形成される外周面を囲むと共に、前記軸受の下端に配置される円環状の間隔部材を含み、
    該間隔部材の内径は回転軸の直径より大きく、前記軸受、前記回転軸及び前記間隔部材の間に前記第１の空間を画成することを特徴とする、請求項１に記載の流体軸受ユニット。
  4. 前記ハウジングの開口が形成される端部の前記回転軸の第２の動圧発生用溝に対応する位置に配置され、前記回転軸を通過する階段状孔を形成することを特徴とする、請求項３に記載の流体軸受ユニット。
  5. 前記階段状孔の直径が比較的大きい部分は前記回転軸の第２の動圧発生用溝が形成される対応周面との間に前記第２の空間が画成されることを特徴とする、請求項４に記載の流体軸受ユニット。
  6. 前記ハウジング内部の潤滑流体を前記軸受の両端の第１の空間と第２の空間との間に循環させるために、前記軸受の外壁表面に回流通路が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の流体軸受ユニット。
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