JP2008215576A - すべり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】回転中に発生する軸の傾きに追従して、軸受と軸の損傷などの問題を解決することができる可撓面すべり軸受を得る。
【解決手段】軸受１の内周面に弾性材料を円筒状にした可撓性部材１１を接合し、かつ軸３と対向する可撓性部材１１の内周面における直径寸法を軸受１の両端部間において同一とし、軸受１の内周面と接合される可撓性部材１１の外周面の直径寸法は、軸受１の端部のうち軸３の外周面との隙間の狭い軸受１の端部側に向かって徐々に大きくなるように形成し、隙間の狭い軸受の端部側の摺動面が、軸受１とこの軸受１を支持する軸受台６との間に形成される潤滑膜に発生する圧力によって圧縮変形し易く構成したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばバルブ水車発電機に使用され、すべり軸受の内周面或いはすべり軸受の内周面側に可撓面を有するすべり軸受に関する。

従来、回転機械に使用されるすべり軸受は、図１８に示すように軸受台６に支承される軸受１における軸受中心２と、軸３の中心４が平行になるように組み立てられる。

しかしながら、回転時には荷重の方向や軸の変形などによって、図１９のように軸受１と軸３との間にミスアライメントが生じたり、さらに回転荷重が作用すると、例えば図２０のように交点５を頂点とする円錐状の振れ回りを生ずることがある。

このような運転状態になると、軸受端部に片当りによる損傷（焼付き）が発生する可能性がある。このような問題点を改善するための公知例が種々があるが、図２１から図２３は、このうちの実用性の高いものの例を示している。

図２１は、非特許文献１に示されるすべり軸受であって、軸受台６に支承される軸受１の外周面(背面)の軸方向断面を凸型の球面とし、軸受台６の内周面(表面)を凹型の球面としたものである。このように構成することで、運転中に軸３が傾いたときにこの面を滑らせて、軸３に追従して軸受１が軸方向に自動調芯されるものである。

図２２は、特許文献１に示されるすべり軸受であって、軸内周面(軸受表面)７に摺動性に優れた樹脂系の薄膜摺動材(摺動材)８を接合し、片当りが生じても軸側の摩耗を防ぐとともに、金属同士のような焼付を防止することを目的とした軸受であり、これは小形軸受のみならず大形軸受としても使用されている。

図２３は特許文献２に示されるすべり軸受であって、従来から自動調芯性に優れる軸受として一般的に使用されているティルティングパッド軸受である。具体的には、ティルティングパッド９は、軸受６の周方向および軸方向に傾斜可能となるように、ピボット１０などで支持されており、軸３の傾きに容易に追従できるようになっている。
旧・日本潤滑学会（現・日本トライボロジー学会）編 「潤滑ハンドブック」養賢堂 ５９１頁 特開２００３−２７８７６７ 特開２００４−１９７８９０

以上述べた図２１〜図２３に示すすべり軸受のいずれかにあっては、運転時の軸３の傾きに追従して軸受の損傷を防止する策が提案されているが以下のような課題を残している。

図２１に示すすべり軸受では、軸受１に負荷される荷重が大きい場合に球面間の摩擦力が過大となり、軸受１が傾き難くなる傾向にあり追従性が悪くなることがある。このためミスアライメント量が増加すると片当りが発生し、軸３と軸受内周面(軸受表面)が損傷（焼付）する可能性がある。

図２２に示すすべり軸受では、経年的に軸受１側の摩耗が進展し、軸受１の特性が徐々に低下して潤滑膜の形成が困難となる。潤滑膜が形成されなくなると摩擦熱による異常な温度上昇を生じ、樹脂からなる薄膜摺動材８は、この耐熱温度を超えて損傷に至ることがある。

図２３に示すすべり軸受では、摺動面が複数に分割されるため、円筒型軸受に比べて負荷性能が悪く、このため特許文献２に対して負荷性能の向上策を目的として給油方法の改善などの提案がなされている。また、特許文献２は、例えば大容量バルブ水車発電機のような高荷重・低回転用の軸受として使用する場合など、十分な潤滑膜の形成が困難であること、また軸受寸法がかなり大きくなるなどの課題を残している。

本発明では、回転中に発生する軸の傾きに追従して、軸受と軸の損傷などの問題を解決することができるすべり軸受を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側にあるすべり軸受において、
前記軸受の内周面に、弾性材料を円筒状にした可撓性部材、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材を接合し、かつ前記軸と対向する前記可撓性部材の内周面における直径寸法を前記軸受の両端部間において同一とし、前記軸受の内周面と接合される前記可撓性部材の外周面の直径寸法は、前記軸受の端部のうち前記軸の外周面との隙間の狭い前記軸受の端部側に向かって徐々に大きくなるように形成し、前記隙間の狭い軸受の端部側の摺動面が、前記軸受とこの軸受を支持する軸受台との間に形成される潤滑膜に発生する圧力によって圧縮変形し易く構成したことを特徴とするすべり軸受である。

前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
前記軸受の内周面に、弾性材料を円筒状にした可撓性部材、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材を接合し、かつ前記軸と対向する前記可撓性部材の内周面における直径寸法を前記軸受の両端部間において同一とし、前記軸と対向する前記可撓性部材の外周面における直径寸法は、前記交点又は前記頂点近傍で最も小さくなるようにし、かつ前記可撓性部材の外周面における直径寸法は前記交点又は前記頂点近傍から前記軸受の両端部に向かって徐々に大きく形成して、前記軸受の両端部の片当りを回避することを特徴としたすべり軸受である。

前記目的を達成するため、請求項４に対応する発明は、軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側にあるすべり軸受において、
弾性材料を円筒状にした可撓性部材部、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部の軸方向の一端部に直交するように一体に形成され、かつ前記軸受の一側面又は前記軸受の内周面に固定するための固定部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
前記可撓性部材の可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存するように、前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材の可撓性部材部を前記軸受の一側面に片持ち状に固定し、前記可撓性部材の可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受である。

前記目的を達成するため、請求項７に対応する発明は、軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側にあるすべり軸受において、
弾性部材を円筒状にした可撓性部材部、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部であって、軸方向の長さが異なる複数組の可撓性部材部と、この各組の可撓性部材部を軸方向の長さの短いものから順次重ねた状態で、前記各可撓性部材部の一端部に直交し、一体に形成され、かつ前記軸受の一側面に固定するための固定部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
前記各組の可撓性部材の可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存すると共に、前記隙間の狭い軸受端部側に向かって前記各円筒部の枚数が少なくなるように前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材の可撓性部材部を前記軸受の一側面に片持ち状に固定し、前記可撓性部材の可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受である。

前記目的を達成するため、請求項８に対応する発明は、軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部の外周面であって、軸方向の一端部近くに一体に形成され、かつ前記軸受の内周面に支持するための支持部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
前記可撓性部材の可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存するように、前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材の支持部を前記軸受の内周面に片持ち状態に近い状態に支持し、前記可撓性部材の可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受である。

前記目的を達成するため、請求項１１に対応する発明は、軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
弾性材料を円筒状にしかつ軸方向の長さの異なる複数個の可撓性部材部と、この各可撓性部材部を軸方向の長さの短いものから順次重ねた状態で、前記各可撓性部材部の一端部よりに直交し、一体に形成され、かつ前記軸受の内周面に固定するための固定部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
前記可撓性部材の各可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存すると共に、前記隙間の狭い軸受端部側に向かって前記各可撓性部材部の枚数が少なくなるように前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材の可撓性部材部を前記軸受の内周面に片持ち状態に近い状態で固定し、前記可撓性部材の可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受である。

前記目的を達成するため、請求項１２に対応する発明は、軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側又は前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
円筒部を軸方向に沿って分割した分割円筒部を複数個組合わせてなる円筒部と、前記円筒部の両端部に直交するように一体的に形成され前記軸受の側面に支持するための支持部からなる円筒体を準備し、前記円筒体の支持部を貫通するように回り止めピンを設け、この回り止めピンを前記軸受の両側面にそれぞれ形成された回り止め穴に挿入して、前記軸受の側面に前記円筒体の支持部を摺動可能に支持し、前記円筒体の円筒部の外周面と前記軸受の内周面との間に、軸方向に剛性の異なる可撓性部材を設けたことを特徴するすべり軸受である。

本発明によれば、回転中に発生する軸の傾きに追従して、軸受と軸の損傷などの問題を解決することができるすべり軸受を提供することができる。

以下、本発明によるすべり軸受の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１に示す実施形態は、軸受１の内周面と、この内周面側に配設される軸３の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、軸受１の内周面の軸受中心２と、この軸受中心２に対して傾斜した状態の軸３の軸中心４とが交わる交点５(又は軸３の円錐状振れ回りの頂点)が軸受１の外側にあるすべり軸受が前提で以下のように構成されている。

すなわち、軸受１の内周面に弾性材料を円筒状にした可撓性部材１１を接合し、かつ軸３と対向する可撓性部材１１の内周面における直径寸法を軸受１の両端部間において同一とし、軸受１の内周面と接合される可撓性部材１１の外周面の直径寸法は、軸受１の端部のうち軸３の外周面との隙間の狭い軸受１の端部側に向かって徐々に大きくなるように形成し、隙間の狭い軸受の端部側の摺動面が、軸受１とこの軸受１を支持する軸受台６との間に形成される潤滑膜に発生する圧力によって圧縮変形し易く構成したものである。

可撓性部材１１としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の工業系材料の摩擦係数の小さい摺動性に優れた材質のものを使用する。

このようにするのは、軸受中心２と傾斜した軸中心４の交点５(または前述した軸の円錐状振れ回りの頂点）が軸受１の外側にある場合は、前述したように図１９や図２０に示す右端部側が片当りし易くなる。

そこで、前述した摺動性に優れた可撓性部材１１を軸受１の表面(軸受の内周面)に接合し、且つ隙間の狭い軸受端部側が圧縮変形し易いように、可撓性部材１１の厚さを図１のように分布させる。

ここで、図２を参照して図１の可撓性部材１１の具体的構成について説明する。軸受１の平均面圧をPm、軸３の傾斜高さをδ、可撓性部材１１の弾性率をEとすれば、軸受１の両端部の可撓性部材１１の肉厚の薄側及び肉の厚い側の厚さt0及びt1とすると、おおよそ以下の範囲に設定することにより、適正な変形を得ることができる。
1／4 ＜ Pm／E×(t1-t0)／δ ＜ 1 （t0は０〜数ｍｍを基準とする）
このように可撓性部材１１を接合することにより軸受摺動面は、変形前の潤滑膜の圧力分布１２aによって図３の１３に示すような形状（１２ｂは変形後の圧力分布）となり、片当りを回避できる。前述した特許文献１に示す軸受（例えば図２２の摺動材８に弾性率の低い樹脂を接合）は可撓性部材が一様な厚さのため、図４に示すような圧力分布１２ｃとなり、薄膜摺動材８に軸受端部近傍が十分に変形できず、軸と接触する可能性があったが、本実施形態によりこれを改善することができる。

以上述べた第１実施形態は、可撓性部材１１としては弾性材料を円筒状にしたものをあげたが、これを次のように構成してもよい。すなわち、弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材１１であっても、前述の実施形態と同様な作用効果が得られる。

図５は本発明の第２実施形態を説明するための図である。本実施形態は、第１実施形態における可撓性部材１１を断面形状を階段状に変化させた可撓性部材１４を用いたものである。具体的には、可撓性部材１４は、軸受１の内周面と接合される可撓性部材の接合面を軸方向と直交するように階段状に形成し、接合面に作用するせん断力を小さくするようにしたものである。

このように構成することで、第１実施形態で可能性のある点を改善できる。第１実施形態の可撓性部材１１では軸受幅方向に傾斜させて接合面を設けたが、これでは潤滑膜圧力によってこの傾斜した接合面間（軸受表面と可撓性部材裏面間）にせん断力が発生するため、経年的に剥離する可能性がある。

そこで、本実施形態に示すように接合面を階段状にして、可撓性部材１４を形成する（厚さは前述の式に順ずる）。これにより圧力の作用方向と接合面が垂直になるので、せん断力が顕著に低下して接着安定性を向上することができる。また、可撓性部材１４を高温例えば１２００℃で高圧力下で成形できるので、製作が容易である。

図６は本発明の第３実施形態を説明するための図である。本実施形態の前提は、第１実施形態とは異なる。すなわち、軸３の外周面に配設される軸受１の内周面と、軸３の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、軸受中心２と、この軸受中心２に対して傾斜した状態の軸中心４とが交わる交点５(又は軸３の円錐状振れ回りの頂点)が軸受１の内部にあるすべり軸受である。

この前提で、次のようにしたものである。軸受１の内周面に円筒状の可撓性部材１５を接合し、かつ軸３と対向する可撓性部材１５の内周面における直径寸法を軸受１の両端部間において同一とし、軸３と対向する可撓性部材１５の外周面における直径寸法は、交点５又は前記頂点近傍で最も小さくなるようにし、かつ可撓性部材１５の外周面における直径寸法は交点５又は頂点近傍から軸受１の両端部に向かって徐々に大きく形成して、軸受１の両端部の片当りを回避するようにしたものである。

第３実施形態のように構成することで、次のような作用効果が得られる。すなわち、第１及び第２実施形態では、前記交点５が軸受外部にある場合の可撓性部材の厚さ分布と接合面形状を与えるものであるが、荷重条件や軸の変形によってはこの交点が軸受内部に存在することがある。このような場合、図６に示すように交点５の近傍に可撓性部材１５の最も薄い箇所を配置することによって、両軸受端部側を変形し易くし片当りを防止することができる。また、第２実施形態と同様に、接合面を階段状に設けることによって、接着安定性を向上することができる。なお、可撓性部材１５の厚さは前述の式に順ずる。

以上述べた第３実施形態は、可撓性部材１５としては弾性材料をほぼ円筒状にしたものをあげたが、これを次のように構成してもよい。すなわち、弾性材料をほぼ円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材１５であっても、前述の第３実施形態と同様な作用効果が得られる。

図７及び図８は、本発明の第４実施形態を説明するための図である。第４実施形態の前提は、軸３の外周面に配設される軸受１の内周面と、軸３の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、軸受１の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の軸３の中心とが交わる交点５又は軸の円錐状振れ回りの頂点が軸受１の外側にあるすべり軸受である。

この前提において、次のように構成したものである。弾性材料を円筒状にした可撓性部材部１６ａと、可撓性部材部１６ａの軸方向の一端部に直交するように一体に形成され、かつ軸受１の一側面又は軸受１の内周面に固定するための固定部１６ｂとを備えた可撓性部材(薄肉円筒)１６を予め準備し、可撓性部材部１６ａが軸受１の内周面に対して所望の隙間を存するように、可撓性部材１６を配置し、可撓性部材部１６ａを軸受１の一側面に片持ち状に固定し、可撓性部材部１６ａに軸３によって発生する弾性変形により、軸３と軸受１との片当りを防ぐようにしたすべり軸受である。

第４実施形態のように構成することにより、次のような作用効果が得られる。すなわち、図７及び図８に示すように可撓性部材１６を軸受１の内周面と隙間を介して方持ち状に取り付け、この可撓性部材部１６ａの圧力による弾性変形を利用するものである。この弾性変形により第１実施形態と同様の効果が得られ、図８のように片当りを防止することができる。

以上述べた第４実施形態は、可撓性部材１６は弾性材料を円筒状にした可撓性部材部１６ａと、可撓性部材部１６ａの軸方向の一端部に直交するように一体に形成され、かつ軸受１の一側面又は軸受１の内周面に固定するための固定部１６ｂとを備えたものを説明したが、これを次のようにしてもよい。すなわち、弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部の軸方向の一端部に直交するように一体に形成され、かつ軸受１の一側面又は前記軸受の内周面に固定するための固定部とを備えた可撓性部材であってもよい。この場合であっても、可撓性部材部が軸受１の内周面に対して所望の隙間を存するように、可撓性部材を配置し、可撓性部材部を軸受１の一側面に片持ち状に固定し、可撓性部材部に軸３によって発生する弾性変形により、軸３と軸受１との片当りを防ぐことができる。

図９は本発明の第５実施形態を説明するための図である。図７及び図８の実施形態において、可撓性部材１６の可撓性部材部１６ａと軸受１の内周面との間の隙間に、弾性材料からなる第２の可撓性部材１７を挿入させ、可撓性部材部１６ａの変形を微調整できるようにしたすべり軸受である。

図９に示すように構成することにより、次のような作用効果が得られる。第２の可撓性部材１７の剛性は全面に亘って均一でもよいが、軸３の傾斜角あるいは振れ回りの振幅などに対応して、可撓性部材部(薄肉円筒表面又は摺動面)１６ａ各部の変形量を制御するために軸方向あるいは周方向に剛性を変化させ、軸受１の負荷特性を更に向上させることができる。

図１０は本発明の第６実施形態を説明するための図である。本実施形態のすべり軸受は、図７、図８に示す可撓性部材１６の可撓性部材部１６ａの肉厚が同一であったものを、隙間の狭い軸受端部に向かって薄くなるように形成した可撓性部材部１８ａを備えた可撓性部材(薄肉円筒)１８を使用したものである。なお、可撓性部材部１８ａの軸方向の一端部に直交するように一体に形成され、かつ軸受の一側面又は軸受１の内周面に固定するための固定部１８ｂを備えている。このように構成した可撓性部材１８を使用することで、図７、図８に示す実施形態に比べて軸受１の端部側をより変形し易くなり、片当りを防止することができる。

図１１は本発明の第７実施形態を説明するための図である。第７実施形態の前提は、軸の外周面に配設される軸受１の内周面と、軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、軸受１の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の軸の中心とが交わる交点又は軸の円錐状振れ回りの頂点が軸受１の外側にあるすべり軸受であって、以下のように構成された可撓性部材１９を備えている。

すなわち、可撓性部材１９は、弾性材料を円筒状にした可撓性部材部１９ａを複数個備え、各可撓性部材部１９ａは、軸方向の長さが異なる複数組(ここでは３組)あり、この各組の可撓性部材部１９ａを軸方向の長さの短いものから順次重ねた状態で、各可撓性部材部１９ａの一端部に直交し、溶接等により一体に形成され、かつ軸受１の一側面に固定するための固定部１９ｂとを備えたものである。この場合、各組の可撓性部材部１９ａが軸受１の内周面に対して所望の隙間を存すると共に、隙間の狭い軸受端部側に向かって各可撓性部材部１９ａの枚数が少なくなるように配置し、可撓性部材部１９ａを軸受１の一側面に片持ち状に固定部１９ｂを固定したものである。

このように、可撓性部材部１９ａの軸方向の長さの異なるものを組合わせることで、軸方向の剛性が変化することにより、可撓性部材部１９ａに軸によって発生する弾性変形により、軸と軸受１との片当りを防ぐことができる。

なお、図１１の実施形態では、可撓性部材１９の可撓性部材部１９ａとして円筒状に形成したものを複数組組合わせたものを説明したが、各組の可撓性部材部１９ａは弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなるものであってもよい。

図１２、図１３は本発明の第８実施形態を説明するための図である。第８実施形態の前提は、軸の外周面に配設される軸受１の内周面と、軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、軸受１の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の内部にあるすべり軸受である。第８実施形態では、前述の前提において、可撓性部材３２を次のように構成したものである。すなわち、可撓性部材３２は、図１２に示すように弾性材料を円筒状にした可撓性部材部３１と、可撓性部材部３１の外周面であって、軸方向の一端部近くに一体に形成され、かつ軸受１の内周面に支持するための例えば断面台形状の支持部２０とを備えたものである。この可撓性部材３２を予め準備し、可撓性部材部３１が軸受１の内周面に対して所望の隙間を存するように、可撓性部材３２を配置し、可撓性部材３２の支持部を前記軸受の内周面に片持ち状態に近い状態に支持するため、図１３に示すように断面台形状の円周溝２１を形成し、この円周溝２１に支持部２０を嵌めるようにしたものである。

このように構成することにより、可撓性部材３２の可撓性部材部３１に軸によって発生する弾性変形により、軸と軸受１との片当りを防ぐことができる。

なお、前述した可撓性部材３２は、弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って２分割以上とした分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部３１とする。図１２及び図１３の構成を、図９、図１０、図１１に組合わせることもでき、このようにすることにより変形量を制御することができる。

図１４は第９実施形態を説明するための図である。第９実施形態の前提は、軸の外周面に配設される軸受１の内周面と、軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、軸受１の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側又は前記軸受の内部にあるすべり軸受である。

このような前提において、円筒部を軸方向に沿って分割した分割円筒部を複数個組合わせてなる円筒部と、円筒部２２ａの両端部に直交するように一体的に形成され軸受１の側面に支持するための支持部２２ｂからなる円筒体(薄肉円筒)２２を準備し、円筒体２２の支持部２２ｂを貫通するようにＴ字状の回り止めピン２３を設け、この回り止めピン２３を軸受１の両側面にそれぞれ形成された回り止め穴２４に挿入して、軸受１の側面に円筒体２２の支持部２２ｂを摺動可能に支持し、円筒体２２の円筒部２２ａの外周面と軸受１の内周面との間に、軸方向に剛性の異なる可撓性部材２５を設けものである。

可撓性部材２５は、軸方向に剛性が変化しており、軸受１と傾斜した軸の中心の交点または軸の円錐状振れ回りの頂点近傍で剛性が非常に高く、軸受両端部（交点が軸受外部の場合は隙間の狭い端部）へ向かって剛性が低下している。これにより前述の交点近傍ではほとんど変形せず、両軸受端部側（交点が軸受外部の場合は隙間の狭い端部側）に向かって変形し易い薄肉円筒が構成され、片当りを防止することができる。

図１５及び図１６は本発明の第１０実施形態を説明するための図である。第１０実施形態は、前述の第１〜第９実施形態において、前述の隙間の狭い軸受端部側又は軸受の両端部に円周方向溝２７を設け、この溝２７内に潤滑剤を導入するように構成した例である。このように構成することにより、軸受端部の潤滑不良を防止することができる。

具体的には、図１５に示すように軸３が傾斜すると、潤滑剤２６が隙間の広い方に流れ易くなり、隙間の狭い方に潤滑剤が十分に流れず潤滑不良から膜破断して圧力が生じ難くなることがある。このような場合、圧力によって可撓面が変形する前に接触する可能性がある。そこで、図１５および図１６に示すように隙間が狭くなる軸受端部側（交点が軸受内部の場合は両端部側）の摺動面に、円周方向溝２７を設けて溝内に潤滑剤２８を導入し、隙間の狭い端部側の潤滑不良を防止して圧力を発生させ、可撓面を変形させて片当りを回避することができる。

図１７は本発明の第１１実施形態を説明するための図である。第１１実施形態は、前述の第１〜第９実施形態において、軸受中央部側から隙間の狭い前記軸受の端部側に向かうダム状（レーリーステップ型）の溝２９を設け、このダム状の溝２９内に潤滑剤３０を導入し、該軸受端部の潤滑不良を防止するようにしたすべり軸受である。具体的には、隙間の狭い端部側（交点が軸受内部の場合は両端部側）の潤滑不良を防止でき、第１０実施形態と同様の効果を得ることができる。

<変形例>
本発明は、以上述べた実施形態に限らず、例えば次のように変形して実施できる。

図７、図８、図９、図１０における可撓性部材(薄肉円筒)１６又は１８は、次のようにしてもよい。すなわち、可撓性部材部１６ａ(１８ａ)と固定部１６ｂ(１８ｂ)を別々に製作し、この両者１６ａ(１８ａ)、１６ｂ(１８ｂ)を溶接接合したり、又は可撓性部材部１６ａ(１８ａ)と固定部１６ｂ(１８ｂ)を一体に形成し、後に可撓性部材部１６ａ(１８ａ)に対して固定部１６ｂ(１８ｂ)を直交するように折り曲げてもよく、さらに可撓性部材(薄肉円筒)１６又は１８は軸方向に沿って切断し、２分割又は３分割以上の構成としてもよい。

図１２の実施形態における、弾性材料を円筒状にした可撓性部材部３１と、軸受１の内周面との隙間に第２の可撓性部材を挿入させ、可撓性部材３２の可撓性部材部３１の変形を微調整できるようにしてもよい。

また、図１２の実施形態における、可撓性部材３２の可撓性部材部３１の肉厚を前記隙間の狭い軸受端部に向かって薄くなるように変化させ、軸受１の端部側をより変形し易くするようにしてもよい。

本発明の可撓面すべり軸受の第１実施形態を説明するための断面図。 図１の可撓面すべり軸受における、可撓性部材の断面形状を説明するための下半部分断面図。 図１の可撓面すべり軸受における、可撓性部材が潤滑膜圧力によって変形した状態を説明するための下半部分断面図。 図２２に示す特許文献１における可撓面軸受における問題点を説明するための下半部分断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第２実施形態を説明するための断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第３実施形態を説明するための断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第４実施形態を説明するための断面図。 図７の実施形態の作用効果を説明するための下半部分断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第５実施形態を説明するための下半部分断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第６実施形態を説明するための下半部分断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第７実施形態を説明するための下半部分断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第８実施形態を説明するための下半部分断面図。 図１２の実施形態の軸受の構成を説明するための断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第９実施形態を説明するための下半部分断面図。 本発明の可撓面すべり軸受の第１０実施形態を説明するための断面図。 図１５の軸受を説明するための図。 本発明の可撓面すべり軸受の第１１実施形態を説明するための図。 従来のすべり軸受の一例を示す断面図。 図１８のすべり軸受の問題点を説明するための断面図。 図１８のすべり軸受の問題点を説明するための断面図。 非特許文献１に示す公知のすべり軸受を示す断面図。 特許文献１に示す公知のすべり軸受の他の例を示す断面図。 特許文献２に示す公知のすべり軸受の更に異なる他の例を示す断面図。

符号の説明

１…軸受(軸受台金)、２…軸受中心、３…軸、４…軸中心、５…軸受と軸の中心の交点または軸の円錐状振回りの頂点、６…軸受台、７…軸受内周面(軸受表面)、８…薄膜摺動材(摺動材)、９…ティルティングパッド、１０…ピボット、１１…可撓性部材、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…圧力分布、１３…変形後の軸受摺動面、１４…可撓性部材、
１５…可撓性部材、１６…可撓性部材、１６ａ…可撓性部材部、１６ｂ…固定部、１７…可撓性部材、１８…可撓性部材、１８ａ…可撓性部材部、１８ｂ…固定部、１９…可撓性部材、１９ａ…可撓性部材部、１９ｂ…固定部、２０…支持部、２１…円周溝、２２…円筒体、２２ａ…円筒部、２２ｂ…支持部、２３…回り止めピン、２４…回り止め穴、２５…可撓性部材、２６…潤滑剤の流れ、２７…円周方向溝、２８…潤滑剤、２９…ダム状の溝、３０…潤滑剤、３１…可撓性部材部、３２…可撓性部材。

Claims (14)

1. 軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側にあるすべり軸受において、
   前記軸受の内周面に、弾性材料を円筒状にした可撓性部材、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材を接合し、かつ前記軸と対向する前記可撓性部材の内周面における直径寸法を前記軸受の両端部間において同一とし、前記軸受の内周面と接合される前記可撓性部材の外周面の直径寸法は、前記軸受の端部のうち前記軸の外周面との隙間の狭い前記軸受の端部側に向かって徐々に大きくなるように形成し、前記隙間の狭い軸受の端部側の摺動面が、前記軸受とこの軸受を支持する軸受台との間に形成される潤滑膜に発生する圧力によって圧縮変形し易く構成したことを特徴とするすべり軸受。
2. 前記軸受の内周面と接合される前記可撓性部材の接合面を軸方向と直交するように階段状に形成し、前記接合面に作用するせん断力を小さくするようにしたことを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。
3. 軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
   前記軸受の内周面に、弾性材料を円筒状にした可撓性部材、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材を接合し、かつ前記軸と対向する前記可撓性部材の内周面における直径寸法を前記軸受の両端部間において同一とし、前記軸と対向する前記可撓性部材の外周面における直径寸法は、前記交点又は前記頂点近傍で最も小さくなるようにし、かつ前記可撓性部材の外周面における直径寸法は前記交点又は前記頂点近傍から前記軸受の両端部に向かって徐々に大きく形成して、前記軸受の両端部の片当りを回避することを特徴としたすべり軸受。
4. 軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側にあるすべり軸受において、
   弾性材料を円筒状にした可撓性部材部、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部の軸方向の一端部に直交するように一体に形成され、かつ前記軸受の一側面又は前記軸受の内周面に固定するための固定部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
   前記可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存するように、前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材部を前記軸受の一側面に片持ち状に固定し、前記可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受。
5. 前記可撓性部材の可撓性部材部と前記軸受の内周面との間の隙間に、第２の可撓性部材を挿入させ、前記可撓性部材の可撓性部材部の変形を微調整できるようにしたことを特徴とした請求項４に記載のすべり軸受。
6. 前記可撓性部材の可撓性部材部の肉厚を前記隙間の狭い軸受端部に向かって薄くなるように変化させ、前記軸受の端部側をより変形し易くすることを特徴とした請求項４に記載のすべり軸受。
7. 軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側にあるすべり軸受において、
   弾性材料を円筒状にした可撓性部材部、又は弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部であって、軸方向の長さが異なる複数組の可撓性部材部と、この各組の可撓性部材部を軸方向の長さの短いものから順次重ねた状態で、前記各可撓性部材部の一端部に直交し、一体に形成され、かつ前記軸受の一側面に固定するための固定部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
   前記各組の可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存すると共に、前記隙間の狭い軸受端部側に向かって前記各可撓性部材部の枚数が少なくなるように前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材部を前記軸受の一側面に片持ち状に固定し、前記可撓性部材の可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受。
8. 軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
   弾性材料を円筒状にしたものを軸方向に沿って分割した分割円筒状部を複数個組合わせてなる可撓性部材部の外周面であって、軸方向の一端部近くに一体に形成され、かつ前記軸受の内周面に支持するための支持部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
   前記可撓性部材の可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存するように、前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材の支持部を前記軸受の内周面に片持ち状態に近い状態に支持し、前記可撓性部材の可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受。
9. 前記可撓性部材の可撓性部材部と前記軸受の内周面との間の隙間に、第２の可撓性部材を挿入させ、前記可撓性部材の可撓性部材部の変形を微調整できるようにしたことを特徴とした請求項８に記載のすべり軸受。
10. 前記可撓性部材の可撓性部材部の肉厚を前記隙間の狭い軸受端部に向かって薄くなるように変化させ、前記軸受の端部側をより変形し易くすることを特徴とした請求項８に記載のすべり軸受。
11. 軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
    弾性材料を円筒状にしかつ軸方向の長さの異なる複数個の可撓性部材部と、この各可撓性部材部を軸方向の長さの短いものから順次重ねた状態で、前記各可撓性部材部の一端部よりに直交し、一体に形成され、かつ前記軸受の内周面に固定するための固定部とを備えた可撓性部材を予め準備し、
    前記可撓性部材の各可撓性部材部が前記軸受の内周面に対して所望の隙間を存すると共に、前記隙間の狭い軸受端部側に向かって前記各可撓性部材部の枚数が少なくなるように前記可撓性部材を配置し、前記可撓性部材の可撓性部材部を前記軸受の内周面に片持ち状態に近い状態で固定し、前記可撓性部材の可撓性部材部に前記軸によって発生する弾性変形により、前記軸と前記軸受との片当りを防ぐことを特徴としたすべり軸受。
12. 軸の外周面に配設される軸受の内周面と、前記軸の外周面との間にミスアライメントが存在するものであって、前記軸受の内周面の中心と、この中心に対して傾斜した状態の前記軸の中心とが交わる交点又は前記軸の円錐状振れ回りの頂点が前記軸受の外側又は前記軸受の内部にあるすべり軸受において、
    円筒部を軸方向に沿って分割した分割円筒部を複数個組合わせてなる円筒部と、前記円筒部の両端部に直交するように一体的に形成され前記軸受の側面に支持するための支持部からなる円筒体を準備し、前記円筒体の支持部を貫通するように回り止めピンを設け、この回り止めピンを前記軸受の両側面にそれぞれ形成された回り止め穴に挿入して、前記軸受の側面に前記円筒体の支持部を摺動可能に支持し、前記円筒体の円筒部の外周面と前記軸受の内周面との間に、軸方向に剛性の異なる可撓性部材を設けたことを特徴するすべり軸受。
13. 隙間の狭い前記軸受端部側又は前記軸受の両端部に円周方向溝を設け、この溝内に潤滑剤を導入し、該軸受端部の潤滑不良を防止することを特徴とした請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載のすべり軸受。
14. 前記軸受中央部側から隙間の狭い前記軸受の端部側に向かうダム状の溝を設け、このダム状の溝内に潤滑剤を導入し、該軸受端部の潤滑不良を防止することを特徴とした請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載のすべり軸受。

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