特許 6618757 流体動圧軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618757

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】流体動圧軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/02 20060101AFI20191202BHJP

【ＦＩ】

   F16C17/02 A

【請求項の数】15

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-203977(P2015-203977)

(22)【出願日】2015年10月15日

(65)【公開番号】特開2017-75658(P2017-75658A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2018年6月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】390006585

【氏名又は名称】株式会社三共製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】勝又 一久

(72)【発明者】

【氏名】安達 健郎

【審査官】 中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０３４０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３５１３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０６５５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１３８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５７３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２２１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２４５４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １７／００− １７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００− ３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カムリブを有する回転可能なカムと、回転可能な回転部材とを備えるカム機構、又は回転可能な平面カムと、動作可能な部材とを備えるカム機構のための流体動圧軸受であって、
前記流体動圧軸受は、軸部材と、前記軸部材の外周面に沿って回転可能な外輪部とを備え、前記軸部材の外周面と前記外輪部の内周面との間にラジアル隙間が設けられ、
前記軸部材の外周面は、第１の表面領域、第２の表面領域、及び、前記第１の表面領域と前記第２の表面領域との間に配置された第１の流体動圧保持領域を含み、
前記外輪部が、前記軸部材の外周面に沿って前記第１の表面領域から前記第１の流体動圧保持領域を通って前記第２の表面領域に向かうように回転している場合に、前記ラジアル隙間のうちの前記第１の流体動圧保持領域上に位置する第１の荷重負荷領域において、前記外輪部の回転に従って前記第１の表面領域から前記第１の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、前記第１の表面領域に動圧溝が形成され、
前記回転可能な回転部材が前記流体動圧軸受を備える場合には、前記カムリブが前記流体動圧軸受に接触するときに、前記第１の流体動圧保持領域が前記カムリブに対面するように、前記軸部材が前記回転可能な回転部材に固定され、
前記動作可能な部材が前記流体動圧軸受を備える場合には、前記平面カムが前記流体動圧軸受に接触するときに、前記第１の流体動圧保持領域が前記平面カムに対面するように、前記軸部材が前記動作可能な部材に固定されることを特徴とする流体動圧軸受。

【請求項2】

前記外輪部が、前記軸部材の外周面に沿って前記第２の表面領域から前記第１の流体動圧保持領域を通って前記第１の表面領域に向かうように回転している場合に、前記第１の荷重負荷領域において、前記外輪部の回転に従って前記第２の表面領域から前記第１の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、前記第２の表面領域に動圧溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受。

【請求項3】

前記第１の表面領域の動圧溝が、複数の略Ｖ字形状を有する溝から形成され、前記略Ｖ字形状の頂点部が前記第２の表面領域に対向するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受。

【請求項4】

前記第２の表面領域の動圧溝が、複数の略Ｖ字形状を有する溝から形成され、前記略Ｖ字形状の頂点部が前記第１の表面領域に対向するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受。

【請求項5】

前記第１の流体動圧保持領域において、前記軸部材の外周面に複数のディンプルが形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の流体動圧軸受。

【請求項6】

前記軸部材の外周面に、その円周方向に沿って円弧溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の流体動圧軸受。

【請求項7】

前記外輪部に、その外周面から内周面に通ずる油路孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の流体動圧軸受。

【請求項8】

前記軸部材の外周面が、更に、第３の表面領域、第４の表面領域、及び、前記第３の表面領域と前記第４の表面領域との間に配置された第２の流体動圧保持領域を含み、
前記外輪部が、前記軸部材の外周面に沿って前記第１の表面領域から前記第１の流体動圧保持領域を通って前記第２の表面領域に向かうように回転している場合に、前記ラジアル隙間のうちの前記第２の流体動圧保持領域上に位置する第２の荷重負荷領域において、前記外輪部の回転に従って前記第３の表面領域から前記第２の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、前記第３の表面領域に動圧溝が形成され、
前記外輪部が、前記軸部材の外周面に沿って前記第２の表面領域から前記第１の流体動圧保持領域を通って前記第１の表面領域に向かうように回転している場合に、前記第２の荷重負荷領域において、前記外輪部の回転に従って前記第４の表面領域から前記第２の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、前記第４の表面領域に動圧溝が形成されていることを特徴とする請求項２〜７の何れか一項の記載の流体動圧軸受。

【請求項9】

前記軸部材の外周面が、前記第１の表面領域及び前記第２の表面領域の前記軸部材の軸線に対する反対側にそれぞれ前記第３の表面領域及び前記第４の表面領域を含むことを特徴とする請求項８に記載の流体動圧軸受。

【請求項10】

前記軸部材の外周面の外径が、前記軸部材の挿入部の外径より大きいことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の流体動圧軸受。

【請求項11】

カムフォロア又はローラフォロアであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の流体動圧軸受。

【請求項12】

カムリブを有する回転可能なカムと、回転可能な回転部材とを備えるカム機構であって、
前記回転部材が、請求項１〜１１の何れか一項に記載の流体動圧軸受を複数備え、前記カムリブが前記複数の流体動圧軸受の少なくとも１つに接触することによって前記回転部材及び前記カムが回転するようになっていることを特徴とするカム機構。

【請求項13】

前記カムリブが前記複数の流体動圧軸受の各々に接触するときに、前記複数の流体動圧軸受の各々の前記第１の流体動圧保持領域が前記カムリブに対面するように、前記複数の流体動圧軸受の各々の前記軸部材が前記回転部材に固定されていることを特徴とする請求項１２に記載のカム機構。

【請求項14】

回転可能な平面カムと、動作可能な部材とを備えるカム機構であって、
前記部材が、その先端に請求項１〜１１の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備え、前記平面カムが前記流体動圧軸受に接触することによって前記部材が動作し且つ前記平面カムが回転するようになっていることを特徴とするカム機構。

【請求項15】

前記平面カムが前記流体動圧軸受に接触するときに、前記流体動圧軸受の前記第１の流体動圧保持領域が前記平面カムに対面するように、前記流体動圧軸受の前記軸部材が前記部材に固定されていることを特徴とする請求項１４に記載のカム機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高い回転精度と負荷容量を有し、低トルク性に優れる流体動圧軸受に関するものである。

【背景技術】

【0002】

円筒状の外輪と、外輪に軸心方向に挿入されたスタッドと、外輪とスタッド間に外輪の回転に伴って転動されるころとを備えた転がり軸受のカムフォロアが知られており、その中には、転動されるころを保持するための保持器を備えたカムフォロア、保持器を用いない総ころ形のカムフォロアがある。このような転がり軸受のカムフォロアは、カム機構、例えば、ローラギヤカム機構、バレルカム機構、等に使用されるが、カムとの位置関係により外輪の外径が制約されるため、剛性不足や負荷容量が不足する傾向にある。そこで、転がり軸受のカムフォロアの代替として、すべり軸受のカムフォロアを使用することで、スタッド径を太くしたり、外輪の肉厚を厚くしたりすることができる。

【0003】

特許文献１には、一端部を片持ち支持される軸部材と、軸部材の他端部外周に装着されたすべり軸受とを備えたカムフォロアが開示されている。すべり軸受は、Ｆｅの含有量が９０ｗｔ％以上のＦｅ系の焼結金属材からなる円筒状の母体と、母体の内周面から両端面にかけて形成された摺動層とで構成され、摺動層は、例えばポリエチレン樹脂等のベース材料に、シリコーン油等の潤滑剤およびこの潤滑剤を含浸させた球状多孔質シリカを配合した摺動材組成物で形成されている。

【0004】

特許文献２には、内周に、複数の動圧溝を円周方向に配列した動圧溝領域を有する軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材とを備え、軸部材の外周と軸受スリーブ内周の動圧溝領域との間のラジアル軸受隙間に生じた流体の動圧作用で軸部材を正逆回転方向でラジアル方向に非接触支持する動圧軸受が開示されている。軸受スリーブは、焼結金属製で、内周に、軸方向一方側の第１の正回転用の動圧溝領域と軸方向他方側の第１の逆回転用の動圧溝領域とを有し、第１の正回転用の動圧溝領域と第１の逆回転用の動圧溝領域とが、それぞれ軸方向に対して傾斜する動圧溝と、これとは逆向きに傾斜する動圧溝とを軸方向の別位置に備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−２４０９４号公報

【特許文献2】特開２００５−３５１３７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１によるカムフォロアは、すべり軸受の母体をＦｅ系の焼結金属材で形成しているので、高い寸法精度及び回転精度を得ることができ、また、摺動層をベース材料としてポリエチレン樹脂を使用して形成しているので、低摩擦性を有することができる。しかし、軸部材とすべり軸受との間の摩擦係数は、０．０８であって、転動されるころを備えた転がり軸受のカムフォロアの外輪とスタッドとの間の摩擦係数に比べても大きいために、すべり軸受を軸部材に対して回転させるには大きいトルクが必要であって、負荷容量が小さいという問題がある。

【0007】

特許文献２による動圧軸受は、軸受スリーブの内周に軸方向に対して傾斜する動圧溝と、これとは逆向きに傾斜する動圧溝とを軸方向の別位置に備えることにより、正逆回転時においても、軸部材と軸受スリーブとの間のラジアル軸受隙間に流体の動圧作用を生じさせている。しかし、軸方向一方側の正回転用の動圧溝領域を有し、軸方向他方側の逆回転用の動圧溝領域を有していることから、流体が、それぞれの領域で逆向きに流動するため、軸受装置の外部に漏洩し、軸部材と軸受スリーブの間の摩擦を充分に小さくすることができないという問題がある。

【0008】

従って、本発明の目的は、上記問題点を解決して、高い回転精度を有し、大きな負荷にも支障なく使用が可能であるとともに、トルクを低減することができる流体動圧軸受を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明によれば、上記目的は、軸部材と、軸部材の外周面に沿って回転可能な外輪部とを備え、軸部材の外周面と外輪部の内周面との間にラジアル隙間が設けられた流体動圧軸受であって、軸部材の外周面は、第１の表面領域、第２の表面領域、及び、第１の表面領域と第２の表面領域との間に配置された第１の流体動圧保持領域を含み、外輪部が、軸部材の外周面に沿って第１の表面領域から第１の流体動圧保持領域を通って第２の表面領域に向かうように回転している場合に、ラジアル隙間のうちの第１の流体動圧保持領域上に位置する第１の荷重負荷領域において、外輪部の回転に従って第１の表面領域から第１の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、第１の表面領域に動圧溝が形成されている流体動圧軸受によって達成される。

【0010】

また、上記目的の別の一つは、外輪部が、軸部材の外周面に沿って第２の表面領域から第１の流体動圧保持領域を通って第１の表面領域に向かうように回転している場合に、第１の荷重負荷領域において、外輪部の回転に従って第２の表面領域から第１の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、第２の表面領域に動圧溝が形成されている流体動圧軸受によって達成される。

【0011】

また、上記目的の別の一つは、第１の表面領域の動圧溝が、複数の略Ｖ字形状を有する溝から形成され、略Ｖ字形状の頂点部が第２の表面領域に対向するように形成されている流体動圧軸受によって達成される。

【0012】

また、上記目的の別の一つは、第２の表面領域の動圧溝が、複数の略Ｖ字形状を有する溝から形成され、略Ｖ字形状の頂点部が第１の表面領域に対向するように形成されている流体動圧軸受によって達成される。

【0013】

また、上記目的の別の一つは、第１の流体動圧保持領域において、軸部材の外周面に複数のディンプルが形成されている流体動圧軸受によって達成される。

【0014】

また、上記目的の別の一つは、軸部材の外周面に、その円周方向に沿って円弧溝が形成されている流体動圧軸受によって達成される。

【0015】

また、上記目的の別の一つは、外輪部に、その外周面から内周面に通ずる油路孔が設けられている流体動圧軸受によって達成される。

【0016】

また、上記目的の別の一つは、軸部材の外周面が、更に、第３の表面領域、第４の表面領域、及び、第３の表面領域と第４の表面領域との間に配置された第２の流体動圧保持領域を含み、外輪部が、軸部材の外周面に沿って第１の表面領域から第１の流体動圧保持領域を通って第２の表面領域に向かうように回転している場合に、ラジアル隙間のうちの第２の流体動圧保持領域上に位置する第２の荷重負荷領域において、外輪部の回転に従って第３の表面領域から第２の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、第３の表面領域に動圧溝が形成され、外輪部が、軸部材の外周面に沿って第２の表面領域から第１の流体動圧保持領域を通って第１の表面領域に向かうように回転している場合に、第２の荷重負荷領域において、外輪部の回転に従って第４の表面領域から第２の流体動圧保持領域に流動する流体によって動圧を発生させることができるように、第４の表面領域に動圧溝が形成されている流体動圧軸受によって達成される。

【0017】

また、上記目的の別の一つは、軸部材の外周面が、第１の表面領域及び第２の表面領域の軸部材の軸線に対する反対側にそれぞれ第３の表面領域及び第４の表面領域を含む流体動圧軸受によって達成される。

【0018】

また、上記目的の別の一つは、軸部材の外周面の外径が、軸部材の挿入部の外径より大きい流体動圧軸受によって達成される。

【0019】

また、上記目的の別の一つは、カムフォロア又はローラフォロアである流体動圧軸受によって達成される。

【0020】

更に、上記目的の別の一つは、スクリュー形状のカムリブを有する回転可能なカムと、カムの回転に伴って回転可能な回転部材とを備えるカム機構であって、回転部材が、上記の流体動圧軸受を複数備え、カムリブが複数の流体動圧軸受の少なくとも１つに接触することによって回転部材が回転するようになっているカム機構によって達成される。

【0021】

また、上記目的の別の一つは、カムリブが複数の流体動圧軸受の各々に接触するときに、複数の流体動圧軸受の各々の第１の流体動圧保持領域がカムリブに対面するように、複数の流体動圧軸受の各々の軸部材が回転部材に固定されているカム機構によって達成される。

【0022】

更に、上記目的の別の一つは、回転可能な平面カムと、平面カムの回転に伴って動作可能な部材とを備えるカム機構であって、部材が、その先端に上記の流体動圧軸受を備え、平面カムが流体動圧軸受に接触することによって部材が動作するようになっているカム機構によって達成される。

【0023】

また、上記目的の別の一つは、平面カムが流体動圧軸受に接触するときに、流体動圧軸受の第１の流体動圧保持領域が平面カムに対面するように、流体動圧軸受の軸部材が部材に固定されているカム機構によって達成される。

【発明の効果】

【0024】

上記のように、軸部材の外周面の第１の表面領域に動圧溝を形成することにより、ラジアル隙間のうちの第１の荷重負荷領域に流体による動圧を発生させて軸部材と外輪部との摩擦を小さくすることができるので、トルクを低減することができ、高い回転精度を有し、大きな負荷にも支障なく使用が可能である軸受を実現することができる、という効果を奏する。また、軸部材の外周面の第２の表面領域にも動圧溝を形成することにより、外輪部が軸部材に対して正回転・逆回転どちらの場合においてもラジアル隙間のうちの第１の荷重負荷領域に流体による動圧を発生させて軸部材と外輪部との摩擦を小さくすることができる、という効果を奏する。また、動圧溝を略Ｖ字形状とすることにより、更に効率的に動圧を発生させることができる、という効果を奏する。また、ディンプル、円弧溝を形成することにより、更に効率的に動圧を発生させることができる、という効果を奏する。
また、本発明の流体動圧軸受をカム機構に使用することにより、高い回転精度と負荷容量を有し、長寿命化に適し、更に、本発明の流体動圧軸受にはころが無いので静粛性が向上するカム機構を実現することができる、という効果を奏する。

【0025】

なお、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の流体動圧軸受を側面から見た断面図である。

【図2】軸部材の一方の側面から見た第一の実施例の概略図である。

【図3】軸部材の一方の側面から見た第二の実施例の概略図である。

【図4】軸部材の一方の側面から見た第三の実施例の概略図である。

【図5】軸部材の一方の側面から見た第四の実施例の概略図である。

【図6】軸部材の一方の側面から見た第五の実施例の概略図である。

【図7】軸部材の一方の側面から見た第六の実施例の概略図である。

【図8】軸部材の一方の側面から見た第七の実施例の概略図である。

【図9】軸部材の一方の側面から見た第八の実施例の概略図である。

【図10】軸部材の一方の側面から見た第九の実施例の概略図である。

【図11】軸部材の一方の側面から見た第十の実施例の概略図である。

【図12】軸部材の一方の側面から見た第十一の実施例の概略図である。

【図13】軸部材の反対の側面から見た第一の実施例の概略図である。

【図14】軸部材の反対の側面から見た第二の実施例の概略図である。

【図15】外輪部の正面から見た断面図である。

【図16】外輪部の側面から見た一部透視図である。

【図17】本発明の流体動圧軸受を使用したカム機構の正面から見た概略図である。

【図18】本発明の流体動圧軸受とカム面の接触を下面から見た断面概略図である。

【図19】本発明の流体動圧軸受を使用した別のカム機構の正面から見た概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0028】

図１〜１９を参照して、本発明の流体動圧軸受の実施例及び本発明の流体動圧軸受を使用したカム機構の実施例を説明する。

【0029】

図１に、流体動圧軸受１０１の断面図を示す。流体動圧軸受１０１は、軸部材１０４と、軸部材１０４の外周面１０７に沿って回転可能な外輪部１０２とを備え、軸部材１０４の外周面１０７と外輪部１０２の内周面１２０との間にはラジアル隙間１０３が設けられている。図１においては、流体動圧軸受１０１は、更に、カム機構のタレット等の回転部材に流体動圧軸受１０１を嵌合するための挿入部１０５、挿入部１０５を介してタレットに軸部材１０４を固定するためのボルト等の固定部材を受容する固定部材受孔１０６を備えているが、これらの挿入部１０５、固定部材受孔１０６は備えていなくてもよい。

【0030】

図２に、図１の流体動圧軸受１０１の軸部材１０４について、側面から見た第一の実施例の概略図を示す。軸部材１０４の外周面１０７は、第１の正転用動圧生成領域１０８である第１の表面領域、第１の逆転用動圧生成領域１０９である第２の表面領域、第１の正転用動圧生成領域１０８と第１の逆転用動圧生成領域１０９との間に配置された第１の流体動圧保持領域１１０を含む。なお、図２〜１４で記載された点線は各領域を説明するための便宜上のものである。外輪部１０２が、軸部材１０４の外周面１０７に沿って第１の正転用動圧生成領域１０８から第１の流体動圧保持領域１１０を通って第１の逆転用動圧生成領域１０９に向かうように回転している場合に（正回転）、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域（図１８参照）において、外輪部１０２の回転に従って第１の正転用動圧生成領域１０８から第１の流体動圧保持領域１１０に流動する油等の流体によって動圧を発生させることができるように、第１の正転用動圧生成領域１０８に外周面１０７に対して窪んでいる動圧溝１１１が形成されている。このように、第１の正転用動圧生成領域１０８に動圧溝１１１が形成されていると、外輪部１０２の正回転に応じて、油等の流体が、第１の正転用動圧生成領域１０８の動圧溝１１１に沿って第１の流体動圧保持領域１１０に向かってその動圧溝１１１の尖端部に集約されるように流動し、その集約された流体がその尖端部で堰き止められることによって、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域において圧力の高い流体による膜が形成されて、流体による動圧が発生する。この流体による動圧によって、外輪部１０２は、第１の流体動圧保持領域１１０において軸部材１０４に接触することなく、低摩擦且つ低トルクで回転することができる。

【0031】

また、外輪部１０２が、軸部材１０４の外周面１０７に沿って第１の逆転用動圧生成領域１０９から第１の流体動圧保持領域１１０を通って第１の正転用動圧生成領域１０８に向かうように回転している場合に（逆回転）、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域（図１８参照）において、外輪部１０２の回転に従って第１の逆転用動圧生成領域１０９から第１の流体動圧保持領域１１０に流動する油等の流体によって動圧を発生させることができるように、第１の逆転用動圧生成領域１０９に外周面１０７に対して窪んでいる動圧溝１１１が形成されていてもよい。このように、第１の逆転用動圧生成領域１０９に動圧溝１１１が形成されていると、外輪部１０２の逆回転に応じて、油等の流体が、第１の逆転用動圧生成領域１０９の動圧溝１１１に沿って第１の流体動圧保持領域１１０に向かってその動圧溝１１１の尖端部に集約されるように流動し、その集約された流体がその尖端部で堰き止められることによって、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域において圧力の高い流体による膜が形成され、流体による動圧が発生する。この流体による動圧によって、外輪部１０２は、第１の流体動圧保持領域１１０において軸部材１０４に接触することなく、低摩擦且つ低トルクで回転することができる。

【0032】

第１の正転用動圧生成領域１０８である第１の表面領域の動圧溝１１１は複数の略Ｖ字形状を有する溝から形成されていてもよく、その略Ｖ字形状の頂点部が第１の逆転用動圧生成領域１０９に対向するように形成されていてもよい。また、第１の逆転用動圧生成領域１０９である第２の表面領域の動圧溝１１１は複数の略Ｖ字形状を有する溝から形成されていてもよく、その略Ｖ字形状の頂点部が第１の正転用動圧生成領域１０８に対向するように形成されていてもよい。動圧溝１１１を略Ｖ字形状を有する溝とすることにより、流体が略Ｖ字形状の尖端部である頂点部１１２に集約されるように流動し、その集約された流体がその頂点部１１２で堰き止められることによって、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域において圧力の高い流体による膜が形成され、流体による動圧が発生する。

【0033】

そして、第１の正転用動圧生成領域１０８の動圧溝１１１である略Ｖ字形状の頂点部１１２、及び、第１の逆転用動圧生成領域１０９の動圧溝１１１である略Ｖ字形状の頂点部１１２が互いに対向するように形成されることによって、外輪部１０２が正回転する場合であっても逆回転する場合であっても、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域において圧力の高い流体による膜を形成することができる。

【0034】

図３に示すように、軸部材１０４の外周面１０７には、外周面１０７の円周方向に沿って１つ以上の円弧溝１１４が形成されていてもよい。また、動圧溝１１１の尖端部である略Ｖ字形状の頂点部１１２を連結するように円弧溝１１４を形成してもよく、このように形成すると、第１の正転用動圧生成領域１０８と第１の逆転用動圧生成領域１０９の動圧溝１１１には、互いに対向するヘリングボーン形状の溝が形成される。軸部材１０４の外周面１０７に円弧溝１１４を形成することにより、更に効率的に流体が集約されて、第１の荷重負荷領域において圧力の高い流体による膜が形成され、流体による動圧が発生する。

【0035】

図４に示すように、軸部材１０４の外周面１０７には、第１の正転用動圧生成領域１０８と第１の逆転用動圧生成領域１０９との間の第１の流体動圧保持領域１１０において、複数の凹部形状のディンプル１１３が形成されていてもよい。ディンプル１１３の外径は、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下であることが好ましい。第１の流体動圧保持領域１１０に複数のディンプル１１３を形成することにより、外輪部１０２が軸部材１０４に対して正回転又は逆回転している場合に、複数のディンプル１１３が、第１の正転用動圧生成領域１０８又は第１の逆転用動圧生成領域１０９から第１の流体動圧保持領域１１０に向かって流入してくる流体の溜まりとして作用して、流体の膜形成能力を向上させることができる。このために、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域において、更に圧力の高い流体による膜が形成されて、流体による動圧が発生する。この流体による動圧によって、外輪部１０２は、第１の流体動圧保持領域１１０において軸部材１０４に接触することなく、低摩擦且つ低トルクで回転することができる。なお、ディンプル１１３は、図４に示すように、第１の正転用動圧生成領域１０８、第１の逆転用動圧生成領域１０９において形成されていてもよいし、軸部材１０４の外周面１０７全体に形成されていてもよい。

【0036】

図５〜１０に、第四〜九の実施例を示す。図５は、図３の実施例に対してディンプル１１３が形成された実施例であり、図６は、図３の実施例に対して形成される動圧溝１１１、円弧溝の数を増やした実施例であり、図７は、図６の実施例に対してディンプル１１３が形成された実施例であり、図８は、図６の実施例の円弧溝１１４が円環状に形成された実施例であり、図９は、図８の実施例に対してディンプル１１３が形成された実施例であり、図１０は、動圧溝のその他の形状を示す実施例である。このように、あらゆる形状の動圧溝、円弧溝、ディンプルを組み合わせることによって、動圧を発生させることができ、モーメント荷重の大きさ等、流体動圧軸受が使用される環境に応じていろいろな形状を選択することができる。なお、外周部１０７に形成される動圧溝、円弧溝、ディンプルの形状は、これらの実施例に限定されるものではない。

【0037】

図２〜１０においては、第１の正転用動圧生成領域１０８の動圧溝１１１及び第１の逆転用動圧生成領域１０９の動圧溝１１１は、図１に示す軸部材１０４の軸線１０４ａに対して、対称の形状になるように形成されているが、図１１、１２に示すように、第１の正転用動圧生成領域１０８、第１の逆転用動圧生成領域１０９、第１の流体動圧保持領域１１０は、軸部材１０４の軸線１０４ａに対して角度αを有するように軸部材１０４の外周面１０７に含まれていてもよい。また、ディンプル１１３が軸線１０４ａに対して大よそ角度αを有するように分布するように形成されてもよい。なお、角度αは、後述するように流体動圧軸受１０１がカム機構に使用される場合において、流体動圧軸受１０１の外輪部１０２が最も押圧される部分に、流体による動圧を発生させることができるように決定される。このように角度αを有することにより、流体動圧軸受１０１が使用されるカム機構に応じて、軸部材１０４と外輪部１０２との摩擦を小さくすることができる、という効果を奏する。

【0038】

図１３、１４に示すように、軸部材１０４の外周面１０７は、更に、第３の表面領域である第２の正転用動圧生成領域１１５、第４の表面領域である第２の逆転用動圧生成領域１１６、第２の正転用動圧生成領域１１５と第２の逆転用動圧生成領域１１５との間に配置された第２の流体動圧保持領域１１７を含んでいてもよい。外輪部１０２が、軸部材１０４の外周面１０７に沿って第２の正転用動圧生成領域１１５から第２の流体動圧保持領域１１７を通って第２の逆転用動圧生成領域１１６に向かうように回転している場合、すなわち、軸部材１０４の外周面１０７に沿って第１の正転用動圧生成領域１０８から第１の流体動圧保持領域１１０を通って第１の逆転用動圧生成領域１０９に向かうように回転している場合に（正回転）、ラジアル隙間１０３のうちの、第２の流体動圧保持領域１１７上に位置する第２の荷重負荷領域（図１８参照）において、外輪部１０２の回転に従って第２の正転用動圧生成領域１１５から第２の流体動圧保持領域１１７に流動する油等の流体によって動圧を発生させることができるように、第２の正転用動圧生成領域１１５に外周面１０７に対して窪んでいる動圧溝１１１が形成されていてもよい。また、外輪部１０２が、軸部材１０４の外周面１０７に沿って第２の逆転用動圧生成領域１１６から第２の流体動圧保持領域１１７を通って第２の正転用動圧生成領域１１５に向かうように回転している場合、すなわち、軸部材１０４の外周面１０７に沿って第１の逆転用動圧生成領域１０９から第１の流体動圧保持領域１１０を通って第１の正転用動圧生成領域１０８に向かうように回転している場合に（逆回転）、ラジアル隙間１０３のうちの、第２の流体動圧保持領域１１７上に位置する第２の荷重負荷領域（図１８参照）において、外輪部１０２の回転に従って第２の逆転用動圧生成領域１１６から第２の流体動圧保持領域１１７に流動する油等の流体によって動圧を発生させることができるように、第２の逆転用動圧生成領域１１６に外周面１０７に対して窪んでいる動圧溝１１１が形成されていてもよい。このように、第２の正転用動圧生成領域１１５に動圧溝１１１が、そして、第２の逆転用動圧生成領域１１６に動圧溝１１１がそれぞれ形成されると、外輪部１０２の正回転又は逆回転に応じて、流体が、第２の正転用動圧生成領域１１５又は第２の逆転用動圧生成領域１１６の動圧溝１１１に沿って第２の流体動圧保持領域１１７に向かってその動圧溝１１１の尖端部に集約されるように流動し、その集約された流体がその尖端部で堰き止められることによって、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０とは異なる位置に配置された第２の流体動圧保持領域１１７上に位置する第２の荷重負荷領域（図１８参照）においても、圧力の高い流体による膜が形成され、流体による動圧が発生する。この流体による動圧によって、外輪部１０２は、第２の流体動圧保持領域１１７においても軸部材１０４に接触することなく、低摩擦且つ低トルクで回転することができる。

【0039】

なお、第２の正転用動圧生成領域１１５は、図１に示す軸部材１０４の軸線１０４ａに対して、第１の正転用動圧生成領域１０８の反対側に配置されていてもよい。また、第２の逆転用動圧生成領域１１６は、図１に示す軸部材１０４の軸線１０４ａに対して第１の逆転用動圧生成領域１０９の反対側に配置されていてもよい。

【0040】

また、図１に示すように、挿入部１０５を備える場合には、軸部材１０４の外周面１０７の外径が、軸部材１０４の挿入部１０５の外径より大きくてもよい。外周面１０７の外径を挿入部１０５の外径より大きくすることにより、流体動圧軸受１０１をカム機構のタレット等の回転部材に嵌合する場合に、外周面１０７が回転部材に入り込みすぎないようにストッパーとして作用することができ、これによって、軸部材１０４の軸線１０４ａの方向に対する外周面１０７の長さを確保し、軸部材１０４の外周面１０７に沿って外輪部１０２がスムーズに回転できるようにしている。

【0041】

図１５、１６に示すように、外輪部１０２には、外輪部１０２の外周面１１９から内周面１２０に通ずる油路孔１１８が設けられていてもよい。油路孔１１８を設けることにより、外輪部１０２の外周面１１９から軸部材１０４の外周面１０７と外輪部１０２の内周面１２０との間にあるラジアル隙間１０３に、油等の流体をスムーズに流出入できるようになる。

【0042】

流体動圧軸受１０１としては、カムフォロア又はローラフォロアであってもよい。

【0043】

図１７、１８に、流体動圧軸受１０１が使用されたカム機構２０１を示す。図１７に示すように、カム機構２０１は、カム軸の全部又は一部にスクリュー形状のカムリブ２０４を有するカム軸線２０３を中心に回転可能なカム２０２と、カム２０２の回転に伴って回転部材軸線２０８を中心に回転可能なタレット等の回転部材２０７とを備える。なお、図１７では、カム機構としてローラギヤ（グロボイダル）カムを用いた減速機構を示しているが、ローラギヤカムを用いたインデックス機構、円筒カム、バレルカムを用いた減速機構やインデックス機構、板カムや溝カム等の平面カムを用いた直動機構や揺動機構、等、その他のカム機構であってもよい。回転部材２０７には、その外周方向に沿って複数の流体動圧軸受１０１が備えられている。カム機構２０１の回転部材２０７に流体動圧軸受１０１を取り付ける方法には、例えば、軸部材１０４の挿入部１０５を介して流体動圧軸受１０１を回転部材２０７に挿入し、固定部材受孔１０６にボルト等の固定部材を挿入して回転部材２０７に締め付けて、軸部材１０４を回転部材２０７に固定する方法、流体動圧軸受１０１の挿入部１０５を回転部材２０７に挿入し、回転部材２０７の挿入部１０５が挿入された箇所に設けられた雌ねじに止めねじを挿入して、軸部材１０４を回転部材２０７に固定する方法（この場合、挿入部１０５には、底が平面状である窪み、Ｖ字状の窪み、等が設けられていてもよい）、流体動圧軸受１０１の挿入部１０５を回転部材２０７に対して圧入（しまりばめ）して嵌め合うことによって固定する方法、流体動圧軸受１０１の挿入部１０５を回転部材２０７に対してすきまばめし、隙間にねじ緩み止め接着剤を導入して固定する方法、等、これらには限定されない様々な方法がある。カム２０２が回転すると、カムリブ２０４の第１のカム面２０５又は第２のカム面２０６と流体動圧軸受１０１の外輪部１０２の外周面１１９との接触によって流体動圧軸受１０１の外周面１１９が押圧されて、回転部材２０７は回転するが、その際、流体動圧軸受１０１の外輪部１０２は、軸部材１０４に支持されて回転可能であるために、カムリブ２０４に対して転がり接触している。

【0044】

図１８は、カム機構の、あるタイミングにおける、流体動圧軸受１０１の外輪部１０２の外周面１１９とカムリブ２０４の第１及び第２のカム面２０５、２０６の接触状態を示す断面概略図である。カム２０２の回転に伴ってカムリブ２０４が矢印の方向に沿って回転すると、カム２０２に転がり接触している流体動圧軸受１０１ａ、１０１ｃの外輪部１０２は、軸部材１０４に対して矢印の方向（時計回り或いは反時計回り）に回転し、外輪部１０２の回転に従いラジアル隙間にある流体も回転する。

【0045】

より詳細には、カムリブ２０４の第１のカム面２０５と流体動圧軸受１０１ａの外輪部１０２との接触によって外輪部１０２は押圧され、外輪部１０２の中心軸線が軸部材１０４の中心軸線に対して傾心した状態で、外輪部１０２は、軸部材１０４に支持されながら第１の正転用動圧生成領域１０８から第１の流体動圧保持領域１１０を通って第１の逆転用動圧生成領域１０９に向かうように時計回りに回転する。ラジアル隙間１０３にある流体も、外輪部１０２の回転に従って第１の正転用動圧生成領域１０８から第１の流体動圧保持領域１１０に流動する。ここで、第１のカム面２０５から外輪部１０２への押圧によって、軸部材１０４の外周面１０７において負荷を受けるのは、第１のカム面２０５に対面している部分に限定される。従って、この第１のカム面２０５に対面される軸部材１０４の外周面１０７の部分に、圧力の高い流体による膜を形成させ、流体による動圧を発生させて、軸部材１０４と外輪部１０２との摩擦を小さくする必要がある。そこで、軸部材１０４を、その外周面１０７に含まれる第１の正転用動圧生成領域１０８と第１の逆転用動圧生成領域１０９との間に配置された第１の流体動圧保持領域１１０が第１のカム面２０５に対面するように回転部材２０７に固定すれば、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域１２１において、流体による動圧を発生させることができ、軸部材１０４と外輪部１０２との摩擦を小さくすることができる。また、カム２０２が逆回転し、外輪部１０２が軸部材１０４に支持されながら第１の逆転用動圧生成領域１０９から第１の流体動圧保持領域１１０を通って第１の正転用動圧生成領域１０８に向かうように反時計回りに回転した場合でも、同様に、第１の荷重負荷領域１２１において、流体による動圧を発生させることができる。

【0046】

図１７、１８のように、流体動圧軸受１０１ａの外輪部１０２の回転方向と流体動圧軸受１０１ｃの外輪部１０２の回転方向とが異なる場合には、流体動圧軸受１０１ｂは、カムリブ２０４に接触しないようにしてもよい。

【0047】

流体動圧軸受１０１ｃは、第１のカム面２０５とは反対側の第２のカム面２０６に接触、すなわち、流体動圧軸受１０１ａが接触するカム面とは反対側のカム面に接触している。ここで、流体動圧軸受１０１ａと同様に、第２のカム面２０６から外輪部１０２への押圧によって、軸部材１０４の外周面１０７において負荷を受けるのは、第２のカム面２０６に対面している部分に限定される。従って、この第２のカム面２０６に対面される軸部材１０４の外周面１０７の部分に、圧力の高い流体による膜を形成させ、流体による動圧を発生させるために、外周面１０７が、更に第２の正転用動圧生成領域１１５、第２の逆転用動圧生成領域１１６、第２の正転用動圧生成領域１１５と第２の逆転用動圧生成領域１１６との間に配置された第２の流動動圧保持領域１１７を含むようにしてもよい。そして、軸部材１０４を、その外周面１０７に含まれる第２の正転用動圧生成領域１１５と第２の逆転用動圧生成領域１１６との間に配置された第２の流体動圧保持領域１１７が第２のカム面２０６に対面するように回転部材２０７に固定すれば、外輪部１０２が軸部材１０４に支持されながら第２の逆転用動圧生成領域１１６から第２の流体動圧保持領域１１７を通って第２の正転用動圧生成領域１１５に向かうように反時計回りに回転した場合でも、またカム２０２が逆回転し、外輪部１０２が軸部材１０４に支持されながら第２の正転用動圧生成領域１１５から第２の流体動圧保持領域１１７を通って第２の逆転用動圧生成領域１１６に向かうように時計回りに回転した場合でも、ラジアル隙間１０３のうちの、第２の流体動圧保持領域１１７上に位置する第２の荷重負荷領域１２２において、流体による動圧を発生させることができ、軸部材１０４と外輪部１０２との摩擦を小さくすることができる。

【0048】

図１９に、流体動圧軸受１０１が使用された別のカム機構３０１を示す。図１９に示すように、カム機構３０１は、平面カム軸線３０３を中心に回転可能な平面カム３０２と、平面カム３０２の回転に伴って動作可能な部材３０４とを備える。平面カム３０２は、板カム、溝カム、等であってもよい。部材３０４には、その先端に流体動圧軸受１０１が備えられている。平面カム３０２が流体動圧軸受１０１に接触することによって、部材３０４が動作するようになっている。例えば、図１９のように、平面カム３０２が、平面カム軸線３０３を中心に回転すると、平面カム３０２の端部や溝に部材３０４の先端に備えられた流体動圧軸受１０１が接触し、その回転による接触に伴って部材３０４が上下に直動する。平面カム３０２と流体動圧軸受１０１とが接触している場合において、部材３０４の先端に固定された流体動圧軸受１０１の軸部材１０４に対して、流体動圧軸受１０１の外輪部１０２が回転している。

【0049】

また、平面カム３０２と流体動圧軸受１０１とが接触している場合において、平面カム３０２から外輪部１０２への押圧によって、軸部材１０４の外周面１０７において負荷を受けるのは、平面カム３０２の端部、溝に対面している部分である。従って、平面カム３０２が流体動圧軸受１０１に接触しているときに、その軸部材１０４の外周面１０７に含まれる第１の正転用動圧生成領域１０８と第１の逆転用動圧生成領域１０９との間に配置された第１の流体動圧保持領域１１０が平面カム３０２の端部、溝に対面するように、流体動圧軸受１０１の軸部材１０４を部材３０４に固定してもよい。このように軸部材１０４を固定することにより、ラジアル隙間１０３のうちの、第１の流体動圧保持領域１１０上に位置する第１の荷重負荷領域において、流体による動圧を発生させることができ、軸部材１０４と外輪部１０２との摩擦を小さくすることができる。

【0050】

上記記載は特定の実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の原理と添付の特許請求の範囲の範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者に明らかである。

【符号の説明】

【0051】

１０１ 流体動圧軸受
１０２ 外輪部
１０３ ラジアル隙間
１０４ 軸部材
１０５ 挿入部
１０６ 固定部材受孔
１０７ 軸部材の外周面
１０８ 第１の正転用動圧生成領域（第１の表面領域）
１０９ 第１の逆転用動圧生成領域（第２の表面領域）
１１０ 第１の流体動圧保持領域
１１１ 動圧溝
１１２ 動圧溝頂点部
１１３ ディンプル
１１４ 円弧溝
１１５ 第２の正転用動圧生成領域（第３の表面領域）
１１６ 第２の逆転用動圧生成領域（第４の表面領域）
１１７ 第２の流体動圧保持領域
１１８ 油路孔
１１９ 外輪の外周面
１２０ 外輪の内周面
１２１ 第１の荷重負荷領域
１２２ 第２の荷重負荷領域
２０１ カム機構
２０２ カム
２０３ カム軸線
２０４ カムリブ
２０５ 第１のカム面
２０６ 第２のカム面
２０７ 回転部材
２０８ 回転部材軸線
３０１ カム機構
３０２ 平面カム
３０３ 平面カム軸線
３０４ 部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】