JP2002188636A - すべり軸受 - Google Patents

すべり軸受

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JP2002188636A
JP2002188636A JP2000392681A JP2000392681A JP2002188636A JP 2002188636 A JP2002188636 A JP 2002188636A JP 2000392681 A JP2000392681 A JP 2000392681A JP 2000392681 A JP2000392681 A JP 2000392681A JP 2002188636 A JP2002188636 A JP 2002188636A
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JP
Japan
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bearing
peripheral
rotating shaft
sliding bearing
oil film
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Application number
JP2000392681A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Katagiri
Kei Nakayama
Takayuki Shibayama
圭 中山
隆之 柴山
武司 片桐
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
大同メタル工業株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静荷重軸用のすべり軸受において、回転軸の
回転時における最高油膜圧力を低減できて、軸受性能に
余裕を持たせるようにする。 【解決手段】 すべり軸受12の中心O1と回転軸11
の中心O2とを一致させた状態で、すべり軸受12の内
周面13a,14aと回転軸11の外周面11aとの間
に形成される隙間16に、回転軸11の回転時にその荷
重がかかる下側において漸次減少する先細り領域17が
形成され、その先細り領域17の先端部17a側に、回
転軸11の回転時に最小油膜厚さとなる部位Cが位置さ
れるように、当該すべり軸受12の内周面14aを形成
する。これによれば、回転軸11の回転時において先細
り領域となる部分を多く形成することができ、油膜圧力
を発生させる領域を増加させ、最高油膜圧力を低減でき
るようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転時の荷重の方
向および大きさがほぼ一定となる回転軸を受ける静荷重
軸受用のすべり軸受に関する。

【0002】

【発明が解決しようとする課題】一般にすべり軸受は円
筒形をなしていて、その内周面と回転軸との間に潤滑油
を供給して油膜を形成するようにしている。従来、図8
に示すように、回転軸1の外周面1aはほぼ真円に形成
され、また、この回転軸1を受けるすべり軸受2の内周
面2aも、クラッシュリリーフを無視すると、ほぼ真円
に形成されている。従って、すべり軸受2の中心O1
と、回転軸1の中心O2とを一致させた状態では、すべ
り軸受2の内周面2aと回転軸1の外周面1aとの間に
形成される隙間3の間隔A1は、全周にわたってほぼ同
一である。なお、図8においては、すべり軸受2は、半
円筒形をなす2個の半割軸受4を円筒形に組み合わせて
構成されている。

【0003】ここで、上記回転軸1が、例えばタービン
におけるロータの回転軸のように回転時の荷重の方向お
よび大きさがほぼ一定となるものである場合、このよう
な回転軸1を受けるすべり軸受2は、静荷重軸受と呼ば
れる。このようなすべり軸受2においては、回転軸1の
回転時(回転方向B)に、図9に実線で示すように、当
該すべり軸受2の内周面2aに油膜圧力5が発生する。
この油膜圧力5は、くさび油膜圧力と呼ばれるもので、
最小油膜厚さとなる部位C付近において最高油膜圧力5
aとなる。

【0004】上記最高油膜圧力5aが大きいと、すべり
軸受2が受ける負荷が大きくなるため、すべり軸受2に
は、それに耐え得る軸受性能が要求される。軸受性能を
高くするには、軸受材料の強度や、軸方向の幅、或いは
軸受の厚さを大きくすることが必要となる。そこで、図
9に点線で示すように、油膜圧力6の最高油膜圧力6a
を小さくすることが要望されている。

【0005】本発明は上記した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、静荷重軸受用のものにおいて、
回転軸の回転時における最高油膜圧力を低減できること
によって、耐疲労性の向上および長寿命化が得られ、軸
受性能に余裕を持たせることができるすべり軸受を提供
するにある。

【0006】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1の発明は、回転時の荷重の方向および
大きさがほぼ一定となる回転軸を受ける静荷重軸受用の
すべり軸受において、当該すべり軸受の中心と前記回転
軸の中心とを一致させた状態で、当該すべり軸受の内周
面と前記回転軸の外周面との間に形成される隙間に、前
記回転軸の回転時にその荷重がかかる荷重側において漸
次減少する先細り領域が形成され、その先細り領域の先
端部側に、前記回転軸の回転時に最小油膜厚さとなる部
位が位置されるように、当該すべり軸受の内周面を形成
したことを特徴とする。

【0007】上記した手段によれば、すべり軸受の中心
と回転軸の中心とを一致させた状態で、当該すべり軸受
の内周面と回転軸の外周面との間に形成される隙間に、
回転軸の回転時にその荷重がかかる荷重側において漸次
減少する先細り領域が形成される構成とすることで、回
転軸の回転時において、すべり軸受の内周面と回転軸の
外周面との間に形成される隙間に先細り領域となる部分
を多く形成することができるようになる。先細り領域と
なる部分が多くなると、回転軸の回転時に油膜圧力を発
生させる領域が増加するので、最高油膜圧力を低減させ
ることができるようになり、これにより耐疲労性の向上
および軸受の長寿命化が得られ、軸受性能に余裕を持た
せることが可能となる。

【0008】請求項2の発明は、前記先細り領域は、回
転軸の回転方向にしたがって漸次減少する形状であるこ
とを特徴とする。これによれば、回転軸の回転時に油膜
圧力を発生させる領域を良好に増加させることができ、
最高油膜圧力を良好に低減させることができる。

【0009】請求項3の発明は、当該すべり軸受の内周
面において、前記先細り領域を形成する部分は、回転軸
の回転方向にしたがって曲率半径が徐々に小さくなるよ
うに形成されていることを特徴とする。これによれば、
先細り領域を良好に形成することができる。

【0010】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施例につい
て、図1ないし図5を参照して説明する。まず、図1に
おいて、回転軸11は、例えばタービンにおけるロータ
の回転軸のように回転時の荷重の方向および大きさがほ
ぼ一定となるもので、その外周面11aはほぼ真円とな
るように形成されている。この回転軸11を受けるすべ
り軸受12は、それぞれほぼ半円筒形をなす上側の第1
の半割軸受13と、下側の第2の半割軸受14とを組み
合わせてほぼ円筒形に構成されていて、上下のハウジン
グ15a,15bの内面に沿って配設されている。

【0011】ここで、すべり軸受12の中心O1と回転
軸11の中心O2とを一致させた状態で、すべり軸受1
2のうち上側の第1の半割軸受13の内周面13aは、
半径r1の半円状に形成されている。これに対して、下
側の第2の半割軸受14の内周面14aは、回転軸11
の回転方向Bにしたがって半径r2が徐々に小さくなる
ように形成され、従って回転軸11の回転方向Bにした
がって曲率半径が徐々に小さくなるように形成されてい
る。具体的には、すべり軸受12の半径rは、第1の半
割軸受13の図1中右端部を基準とし、ここから反時計
回り方向にθとした場合、次のように形成されている。

【0012】

【数1】 なお、上記の直径クリアランスCdとは、半径r1と回
転軸11の半径Rとの差の2倍、すなわち第1の半割軸
受13の内周面13aと回転軸11の外周面11aとの
間の隙間の2倍である。

【0013】従ってこの場合、図1に示すように、すべ
り軸受12の中心O1と回転軸11の中心O2とを一致
させた状態で、すべり軸受12における内周面13a,
14aと回転軸11の外周面11aとの間に形成される
隙間16には、回転軸11の回転時にその荷重がかかる
荷重側、すなわち下側の第2の半割軸受14側において
漸次減少する先細り領域17が形成されるように、当該
すべり軸受12における第2の半割軸受14の内周面1
4aが形成されている。この場合、先細り領域17とし
ては、第2の半割軸受14側において180度の範囲で
形成されていて、その先端部17a側に、後述するよう
に、回転軸11の回転時に最小油膜厚さとなる部位Cが
位置されるようになっている。

【0014】さて、上記した構成において、回転軸11
が矢印B方向(反時計回り方向)に回転する回転時に
は、当該回転軸11は下側にずれ、例えば図2に二点鎖
線で示す位置で回転することになる。このとき、すべり
軸受12における内周面13a,14aと回転軸11の
外周面11aとの間に形成される隙間16には、回転軸
11の回転方向Bにしたがって漸次減少する先細り領域
18が形成され、この先細り領域18の先端部18a側
に、回転軸11の回転時に最小油膜厚さとなる部位Cが
位置するようになる。この場合、この先細り領域18と
なる部分としては、すべり軸受12のほぼ2/3周に渡
って形成されることになる。

【0015】従って、回転軸11の回転時において、す
べり軸受12における内周面13a,14aと回転軸1
1の外周面11aとの間に形成される先細り領域18と
なる部分を従来の1/2周に比べて増加させることがで
きる。このため、回転軸11の回転時に油膜圧力を発生
させる領域が増加するので、最高油膜圧力を低減させる
ことができるようになり、これにより、耐疲労性の向上
および軸受の長寿命化が得られ、軸受性能に余裕を持た
せることが可能となる。

【0016】図3ないし図5には、本発明の特性と、比
較例の特性とを対比して示している。比較例とは、回転
軸の外周面およびすべり軸受の内周面が真円となる例で
ある(図8参照)。図3は回転軸の回転速度と最高油膜
圧力との関係を示す特性図、図4は回転軸の回転速度と
最小油膜厚さとの関係を示す特性図、図5は回転軸の回
転速度と馬力損失との関係を示す特性図である。本発明
の場合と比較例とを比較すると、最高油膜圧力(図3参
照)については、本発明の場合、どの回転速度において
も、比較例に比べて低くなっていることがわかる。ま
た、最小油膜厚さ(図4参照)と馬力損失(図5参照)
については、本発明と比較例とはほとんど差がないこと
がわかる。

【0017】上記した第1実施例においては、すべり軸
受12における内周面13a,14aの図1および図2
中右側に段差19が形成されていて、すべり軸受12と
回転軸11との間の隙間16において、その段差19を
境にして急激に広くなっている。このような段差19が
あると、回転軸11の回転時には、すべり軸受12と回
転軸11との間の潤滑油がその段差19側に排出されや
すくなり、潤滑油の流れが促進されるようになるため、
潤滑油の温度上昇を抑えられる利点も期待できる。

【0018】なお、上記した第1実施例において、第2
の半割軸受14を例えば裏金と軸受合金の2層構造とし
た場合、そのうちの軸受合金の厚さは円周方向に一定と
し、裏金の厚さを、上記内周面14aに沿うように変化
させる構成としたり、逆に、裏金の厚さは円周方向に一
定とし、軸受合金の厚さを、上記内周面14aに沿うよ
うに変化させる構成とすることもできる。半割軸受1
3,14は、上側、下側ともに、あるいはいずれか一方
を軸受合金のみの一層構造で構成することもできる。

【0019】図6は本発明の第2実施例を示したもので
あり、この第2実施例は、上記した第1実施例とは次の
点が異なっている。すなわち、すべり軸受20は、一つ
の部材をほぼ円筒状に形成したブシュにより構成してい
て、当該すべり軸受20の内周面20aを、上記第1実
施例のすべり軸受12の内周面13a,14aと同様な
形状となるように形成している。このすべり軸受20の
厚さは円周方向に一定となっていて、このすべり軸受2
0が取り付けられるハウジング21は、そのすべり軸受
20の外形形状に沿った形状の取付孔22が形成されて
いる。すべり軸受20は、その取付孔22に圧入状態で
取り付けられている。このような構成とした場合でも、
第1実施例と同様な作用効果を得ることができる。

【0020】図7は本発明の第3実施例を示したもので
あり、この第3実施例は、上記した第1実施例とは次の
点が異なっている。すなわち、すべり軸受25は、上側
の第1の半割軸受26と、第1実施例と同じ下側の第2
の半割軸受14とから構成されている。上側の第1の半
割軸受26は、第2の半割軸受14をこれらの合わせ面
27で上方へ折り返したように、左右方向の合わせ面2
7を中心に対称となる形状に形成されている。従って、
すべり軸受25において、上側の第1の半割軸受26の
内周面26aと、下側の第2の半割軸受14の内周面1
4aとの間には、第1実施例のような段差19は形成さ
れてはおらず、上側の第1の半割軸受26の内周面26
a側の隙間16に、回転軸11の回転方向にしたがって
漸次広くなる先広がり領域27が形成された形態となっ
ている。

【0021】上記したすべり軸受は、2個の半割軸受を
円筒形に組み合わせた構成を示したが、多数個の軸受を
円筒形に組み合わせたものであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の第1実施例を示すもので、回転軸の中
心とすべり軸受の中心とを一致させた状態での縦断正面

【図2】回転軸を回転させた際の回転軸の位置を示す縦
断正面図

【図3】回転軸の回転速度と最高油膜圧力との関係を示
す特性図

【図4】回転軸の回転速度と最小油膜厚さとの関係を示
す特性図

【図5】回転軸の回転速度と馬力損失との関係を示す特
性図

【図6】本発明の第2実施例を示す図1相当図

【図7】本発明の第3実施例を示す図1相当図

【図8】従来例を示す図1相当図

【図9】回転軸の回転時における油膜圧力を示す図

【符号の説明】

図面中、11は回転軸、11aは外周面、12はすべり
軸受、13は第1の半割軸受、13aは内周面、14は
第2の半割軸受、14aは内周面、16は隙間、17は
先細り領域、17aは先端部、18は先細り領域、18
aは先端部、20はすべり軸受(ブシュ)、20aは内
周面、25はすべり軸受、26は第1の半割軸受,26
aは内周面、Cは最小油膜厚さとなる部位を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴山 隆之 名古屋市北区猿投町2番地 大同メタル工 業株式会社内 Fターム(参考) 3J011 AA06 BA02 BA13 CA04 JA02 KA02 MA02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転時の荷重の方向および大きさがほぼ
    一定となる回転軸を受ける静荷重軸受用のすべり軸受に
    おいて、当該すべり軸受の中心と前記回転軸の中心とを
    一致させた状態で、当該すべり軸受の内周面と前記回転
    軸の外周面との間に形成される隙間に、前記回転軸の回
    転時にその荷重がかかる荷重側において漸次減少する先
    細り領域が形成され、その先細り領域の先端部側に、前
    記回転軸の回転時に最小油膜厚さとなる部位が位置され
    るように、当該すべり軸受の内周面を形成したことを特
    徴とするすべり軸受。
  2. 【請求項2】 前記先細り領域は、回転軸の回転方向に
    したがって漸次減少する形状であることを特徴とする請
    求項1記載のすべり軸受。
  3. 【請求項3】 当該すべり軸受の内周面において、前記
    先細り領域を形成する部分は、回転軸の回転方向にした
    がって曲率半径が徐々に小さくなるように形成されてい
    ることを特徴とする請求項2記載のすべり軸受。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283352A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Your Business:Kk 軸受構造及び該構造を有するプレス成形装置
WO2009128538A1 (ja) 2008-04-18 2009-10-22 大豊工業株式会社 すべり軸受

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