ヘリンボーン溝を形成したセラミックス製極小流体動圧軸受を開発 シチズンファインデバイス

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シチズンファインデバイスは2021年8月18日、円筒内部にヘリンボーン溝を形成した極小流体動圧軸受を開発したと発表した。セラミックス製としては世界初となる。2021年9月より、サンプル出荷を開始する。

流体動圧軸受は金属製が主流だが、小型化が難しいという欠点があった。そこで小型加工が容易で、変形や摩擦に強いセラミックスを採用した極小流体動圧軸受を開発。セラミックスの特徴を生かす高精度加工技術を用い、軸受内部にオイルを充填させるくさび形状のヘリンボーン溝を形成した。

セラミックス製極小流体動圧軸受は、静音性と耐久性を向上。同社独自形状(特許出願中)を採用したヘリンボーン溝により、回転時に動圧を発生させ、軸と軸受の接触を無くしてノイズの発生を抑えた。セラミックス素材を使用しているため、変形や摩耗に強く、回転不良の発生を抑制できると説明している。

ファンの軸と軸受の間にオイルが介在することで、軸の回転時にヘリンボーン溝に沿ってオイルが集中。溝の先端で動圧が発生する。
さらに、スラスト動圧板を軸受の上下(もしくは片側)に配置して軸と共回りさせることで、スラスト動圧板から上下方向に動圧が発生し、軸を完全(径方向および軸方向)に浮遊させる機構となっている

また、これまでの軸受と比べて表面粗さを向上し、穴径精度も向上。高精度なセラミックス研磨によってバリをなくし、表面も滑らかになっている。高い強度のセラミックスを用いて小型化したことで、金属製の軸受で実現が難しかった小型/薄型のファンやモーターを作製できるようになる見通しだ。

標準寸法は内径2.0mm、外径4.0mm、厚さ1.5mm。軸受製品はノートパソコンの需要が拡大したことで、薄型ファンやHDD用の軸受において需要が高まっており、静音で小型のものが求められている。セラミックス製極小流体動圧軸受は、こうした市場のニーズに対応するものだとうたっている。

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