JP2014092196A - 自己潤滑式軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーキュレータと、潤滑油貯留溝とが強接触して焼付きが発生することを回避する。
【解決手段】回転主軸３と、回転主軸３に一体に設けられ、回転主軸３の径方向外側に張り出すスラストカラー４と、回転主軸３の外周面を支持するジャーナル軸受６と、スラストカラー４を外周側から囲むように配置されるサーキュレータ９と、サーキュレータ９の一部が浸漬されて、サーキュレータ９が吸い込む潤滑油を収容する軸受箱２と、を備え、軸受箱２におけるサーキュレータ９に対して回転主軸３の軸線方向に対向する対向面２２が軸線方向に相対移動可能とされている自己潤滑式軸受装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自己潤滑式軸受装置に関する。

横軸回転機械、例えば遠心ポンプの回転主軸を支持するスラスト軸受及びジャーナル軸受を潤滑油で潤滑し、かつ、その潤滑油を自己潤滑させる自己潤滑式軸受装置が種々使用されている。また、潤滑油を自己潤滑させるためにサーキュレータによるポンプ効果を応用するものが、例えば、特許文献１に開示されている。
上記自己潤滑式軸受装置において、サーキュレータは、スラスト軸受によって支持される回転主軸のスラストカラーの周囲に配置されており、軸受箱に形成された潤滑油貯留溝にその一部が浸漬されている。

特許第３６３７２６９号明細書

ところで、遠心ポンプを構成する回転要素、例えばポンプ羽根車が大型化し重量大となると、回転要素が取り付けられた回転主軸がたわみ、軸受、軸受箱に対して相対傾斜が大きくなる。このように、回転主軸と軸受、軸受箱の相対傾斜が大きくなると、サーキュレータと潤滑油貯留溝とが片当たりして、強接触となり固着される。このとき、静止体であるサーキュレータと、回転体である回転主軸のスラストカラーとの隙間が消失して、回転体と静止体の一部が強接触して焼付きが発生してしまう。

潤滑油貯留溝の溝幅を大きくすることによって、この問題を回避する方法もあるが、溝幅を大きくすると、サーキュレータと潤滑油貯留溝との軸線方向の隙間が大きくなり、本来サーキュレータから吐出する潤滑油の漏れが多くなる。これにより、軸受への潤滑油が減少して潤滑不良となり、軸受損傷に繋がる可能性がある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、回転機械の回転主軸がたわんだ場合においてもサーキュレータと、サーキュレータの対向面である潤滑油貯留溝とが強接触してしまうことを回避することができる自己潤滑式軸受装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の自己潤滑式軸受装置は、回転主軸と、前記回転主軸に一体に設けられ、前記回転主軸の径方向外側に張り出すスラストカラーと、前記回転主軸の外周面を支持するジャーナル軸受と、前記スラストカラーを外周側から囲むように配置されるサーキュレータと、前記サーキュレータの一部が浸漬されて、該サーキュレータが吸い込む潤滑油を収容する軸受箱と、を備え、前記軸受箱における前記サーキュレータに対して前記回転主軸の軸線方向に対向する対向面が前記軸線方向に相対移動可能とされていることを特徴とする。

上記構成によれば、回転主軸がたわんだ場合においても、サーキュレータの対向面が相対移動することによって、サーキュレータとサーキュレータの対向面である潤滑油貯留溝とが強接触してしまうことを回避することができる。

上記自己潤滑式軸受装置において、前記スラストカラーに対する前記サーキュレータの前記スラストカラーの軸線方向回りの相対回転を許容しつつ、前記スラストカラーの軸線方向に対する前記サーキュレータの軸線方向の相対傾斜を規制するガイド部が設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、回転主軸が傾斜する一方で、サーキュレータが自重により直立する方向に戻ろうとしてサーキュレータがスラストカラーに対して傾斜しようとした場合においても、ガイド部によってサーキュレータがスラストカラーに対して傾斜しない。これにより、スラストカラーの軸線方向に対するサーキュレータの軸線方向の相対傾斜が規制され、スラストカラーとサーキュレータとの間の隙間が軸線方向に均一となり、サーキュレータの凹部から潤滑油が軸線方向に漏ることを防止することができる。

上記自己潤滑式軸受装置において、前記ガイド部は、前記サーキュレータの内周面と前記スラストカラーの外周面のうち一方に形成された凹状の溝であるガイド溝と、前記サーキュレータの内周面と前記スラストカラーの外周面のうち他方に形成され、前記ガイド溝の内部に所定の隙間を介して挿入されるガイド突起とから構成されていることが好ましい。

上記構成によれば、潤滑油は、直線的に漏れることがなく、曲がった漏れ経路となるため、漏れ量を低減させることができる。

上記自己潤滑式軸受装置において、前記ガイド部は、前記サーキュレータと前記スラストカラーのうち一方の前記軸線方向に向く両面に取り付けられた一対のガイド板であり、前記一対のガイド板の対向する面同士の間に所定の隙間を介して前記サーキュレータと前記スラストカラーのうち他方が配置されている構成としてもよい。

上記構成によれば、スラストカラーとサーキュレータの既存の構成を変更することなくガイド部を追加することができる。
また、潤滑油は、直線的に漏れることがなく、曲がった漏れ経路となるため、漏れ量を低減させることができる。

上記自己潤滑式軸受装置において、前記回転主軸と前記スラストカラーとを、前記回転主軸の軸線方向が前記スラストカラーの軸線方向に対して傾斜可能に接続する球面座と、前記球面座において、前記傾斜を許容しつつ、前記回転主軸に対する前記スラストカラーの前記回転主軸の軸線回りの相対回転を規制する結合機構と、を有する構成としてもよい。

上記構成によれば、回転主軸が傾斜した場合においても、回転主軸の傾斜は、球面座によって吸収されるため、スラストカラーとサーキュレータとの正対が確保される。換言すれば、回転主軸がたわんだ場合においても、スラストカラー及びサーキュレータの軸線方向の水平が維持されるため、サーキュレータとの位置関係も維持され、自己潤滑式軸受装置の自己給油機能が阻害されることを防止することができる。

本発明によれば、回転主軸がたわんだ場合においても、サーキュレータの対向面が相対移動することによって、サーキュレータとサーキュレータの対向面である潤滑油貯留溝とが強接触してしまうことを回避することができる。

本発明の第一実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の概略側面図である。 本発明の第一実施形態に係る自己潤滑式軸受装置に使用されるサーキュレータの断面図である。 本発明の第一実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の軸受箱の拡大図である。 本発明の第一実施形態に係る自己潤滑式軸受装置に使用されるサーキュレータの断面図である。 本発明の第一実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の軸受箱の拡大図である。 本発明の第二実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の回転主軸の概略側面図である。 本発明の第二実施形態に係る自己潤滑式軸受装置のスラストカラーとサーキュレータの接続部の拡大図である。 本発明の第三実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の回転主軸の概略側面図である。 本発明の第三実施形態に係る自己潤滑式軸受装置のスラストカラーとサーキュレータの接続部の拡大図である。 本発明の第四実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の回転主軸の概略側面図である。 本発明の第四実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の回転主軸とスラストカラーとの接続部の拡大図である。 図１１のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第四実施形態に係る自己潤滑式軸受装置の回転主軸とスラストカラーとの接続部の拡大図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の自己潤滑式軸受装置１は、例えば遠心ポンプのような横軸回転機械に組み込まれたものであり、軸受箱２と、回転主軸３の大径部分であるスラストカラー４と、スラストカラー４をスラスト方向に支持するスラスト軸受５と、スラスト軸受５と軸線方向に離間して配置され、回転主軸３を外周面から支持するジャーナル軸受６と、を有している。スラストカラー４は回転主軸３に一体に設けられており、回転主軸３の径方向外側に張り出すように形成されている。

なお、以下の説明においては、回転主軸３の軸線に沿う方向を軸線方向と呼び、図１の右方を軸線方向一方側、図１の左方を軸線方向他方側と呼ぶ。図示しないが、同様のジャーナル軸受６が軸線方向他方側にも設けられており、一対のジャーナル軸受６の間にインペラ（ポンプ羽根車）が取り付けられている。

軸受箱２におけるスラスト軸受５の下方には潤滑油貯留溝８が設けられており、軸受箱２の下方に設けられた油槽（図示せず）から潤滑油が供給されるようになっている。スラストカラー４の周囲には、サーキュレータ９が設けられている。サーキュレータ９はスラストカラー４を外周側から囲むように設けられている。また、サーキュレータ９の一部は潤滑油貯留溝８の潤滑油に浸漬されている。

図２に示すように、サーキュレータ９の内径は、スラストカラー４の外形よりも大きく、サーキュレータ９の内径とスラストカラー４の外径との間の隙間は、下方に向かって大きくなっている。サーキュレータ９の上端には廻止め突起１０が設けられている。
廻止め突起１０は、自己潤滑式軸受装置１の軸受箱２の上部に設けられた凹部１１内に配置され、サーキュレータ９は廻止め突起１０が凹部１１内を移動できる範囲内でスラストカラー４の周りを回転可能とされている。

また、サーキュレータ９の下部には、潤滑油用突起１２が設けられている。再び図１を参照して、潤滑油用突起１２は、軸線方向一方側に面する第一平面１３と、軸線方向他方側に面する第二平面１４と、サーキュレータ９の半径方向に面する弧状面１５とを有している。
潤滑油用突起１２には、円周方向に間隔をおいて潤滑油貯留溝８から潤滑油を吸い上げる第一孔１７と、潤滑油貯留溝８に潤滑油を戻す第二孔１８とが設けられている。第一孔１７と第二孔１８とは、第一平面１３から第二平面１４に貫通するように形成されている。

サーキュレータ９の内面には循環用溝１９がサーキュレータ９の略全周に亘って形成されている。循環用溝１９の一端は、第一孔１７と接続されているとともに、循環用溝１９の他端は第二孔１８と接続されている。即ち、第一孔１７から吸い上げられた潤滑油が、サーキュレータ９を略一周して第二孔１８から排出されるように構成されている。

自己潤滑式軸受装置１には、サーキュレータ９によって吸い込まれた潤滑油をジャーナル軸受６に下方から供給するための供給管２０が設けられている。ジャーナル軸受６は、回転主軸３を径方向から回転可能に支持するラジアル軸受であって、複数のパッドから構成されており、パッドと回転主軸３との間にノズルなどを用いて潤滑油が供給される構成となっている。

軸受箱２は、本体部２１と、本体部２１の一端に、本体部２１に対して相対移動可能に設けられた止板部２２と、本体部２１に固定され、止板部２２の移動を案内するレール部２３とを有している。即ち、レール部２３は本体部２１に対して移動不可であり、止板部２２は、本体部２１とレール部２３に対して相対移動可能である。そして、本体部２１と止板部２２とで、潤滑油貯留溝８が形成されている。
図３に示すように、本体部２１には、サーキュレータ９の潤滑油用突起１２の弧状面１５に面する潤滑油貯留溝８の底面２５及び、潤滑油用突起１２の第二平面１４に面する潤滑油貯留溝８の他方の側面２６が形成されている。止板部２２は、本体部２１に取り付けられることで、潤滑油貯留溝８の一方の側面２６、即ち、サーキュレータ９の対向面をなすように構成されている。

また、レール部２３は、止板部２２の軸線方向の移動をガイドする部材であり、本体部２１の一端に固定されているとともに、止板部２２を軸線方向に移動可能に保持している。レール部２３は、本体部２１の底面２５に固定された水平部２８と、水平部２８の一端に立ち上げられ、止板部２２と平行に設けられた垂直部２９とからなる。

止板部２２とレール部２３の垂直部２９との間には、止板部２２の延在方向に沿って延びる弾性部材３０が介在している。弾性部材３０は、レール部２３の垂直部２９に設けられ、止板部２２の延在方向に向かって延びる弾性部材用凹溝３１に嵌め込まれている。即ち、止板部２２は、弾性部材３０によって軸線方向他方側に付勢されており、これにより、止板部２２は、通常状態において本体部２１の一端に接触状態とされている。

弾性部材３０は、例えば、長尺の合成ゴムによって形成することができる。弾性部材３０としては、止板部２２と垂直部２９との間に配置されることで、止板部２２を軸線方向他方側に付勢できる部材であればよく、この他、複数の圧縮コイルばねや、板ばねを採用することもできる。

軸受箱２の本体部２１の止板部２２との接触面には、止板部２２の延在方向に延びるシール溝３３が形成されている。シール溝３３の内部には、弾性材料によって形成されたシール部材３４が配置されている。シール部材３４は、本体部２１と止板部２２によって形成された潤滑油貯留溝８に貯留された潤滑油が、本体部２１と止板部２２との間から漏洩しないように、本体部２１と止板部２２とに接着されている。

シール部材３４は、高い伸縮性（弾性）を有するシーリング材であり、本実施形態のシール部材３４は、シリコンシーラントによって形成されている。即ち、シール部材３４は、本体部２１と止板部２２との距離が変化する場合においても、止板部２２の動きに対して追従する性能を有している。

次に、本実施形態の自己潤滑式軸受装置１の動作を説明する。
図２に示すように、回転主軸３、即ち、スラストカラー４が回転軸線Ｓを中心に反時計方向に回転すると、サーキュレータ９下部の循環用溝１９の中にある潤滑油が、潤滑油の粘性のためスラストカラー４に引きずられて移動し、ポンプ効果を発生させる。このポンプ効果は、スラストカラー４の外面とサーキュレータ９の内面の隙間がスラストカラー４の回転方向に沿って狭くなる部分、即ち、図２におけるサーキュレータ９の右半部で生じる。

一方、スラストカラー４が回転すると、サーキュレータ９は、潤滑油の粘性のためスラストカラー４の周りをスラストカラー４と同じ反時計方向に回転し、サーキュレータ９上端の廻止め突起１０が軸受箱２の凹部１１の一方の側面２６に当接して止まる。このとき、サーキュレータ９下部の第一孔１７が鉛直軸線Ｖ上に、第二孔１８が、鉛直軸線Ｖよりも図２における右方に位置するようになっている。その結果、サーキュレータ９は第一孔１７から潤滑油を吸い上げ、吸い上げられた潤滑油は循環用溝１９の中を移動する。

スラストカラー４が高速回転になればなるほど、ポンプ効果は増大し、吸い上げられた潤滑油のうち循環用溝１９の中を移動できる量を超えた分は、サーキュレータ９とスラストカラー４との間の隙間から軸線方向に流出して、スラスト軸受５を潤滑し、潤滑油貯留溝８に戻る。サーキュレータ９の循環用溝１９内を移動した潤滑油は第二孔１８から潤滑油貯留溝８に戻る。
また、潤滑油は、供給管２０を介してジャーナル軸受６に供給され、ジャーナル軸受６と回転主軸３との間を潤滑する。

図４に示すように、スラストカラー４が時計方向に回転するとき、サーキュレータ９は図２の場合と逆方向に回転し、潤滑油は図２と同様の作用によって第二孔１８から吸い上げられ第一孔１７から流出する。即ち、回転主軸３の回転方向を切換えると、サーキュレータ９が回転し、潤滑油を吸込む孔と排出する孔とが切換わる。

ここで、インペラが大型化しの重量大となり、回転主軸３がたわんだ場合、図５に示すように、サーキュレータ９と止板部２２とが接触する。即ち、回転主軸３が傾斜することによって、スラストカラー４の周囲に設けられているサーキュレータ９も傾き、サーキュレータ９の潤滑油用突起１２と潤滑油貯留溝８を構成する止板部２２とが接触する。

サーキュレータ９と止板部２２とが接触すると、サーキュレータ９によって止板部２２が軸線方向一方側に押圧される。止板部２２が軸線方向一方側に押圧されることによって、止板部２２がレール部２３に案内されつつ軸線方向一方側に移動する。

この際、弾性部材３０が軸線方向に収縮する方向に弾性変形する。また、止板部２２の軸線方向一方側への移動によって、止板部２２と本体部２１とが離間する。止板部２２の移動に伴い、シール部材３４は、軸受箱２の本体部２１と止板部２２との接着を保持したまま、軸線方向に伸びる。
そして、回転主軸３の傾きが解消され、サーキュレータ９と潤滑油貯留溝８との接触が回避されると、止板部２２はレール部２３に案内されつつ弾性部材３０の弾性力により軸線方向他方側に戻され、止板部２２と本体部２１とが一体化する。

上記実施形態によれば、回転主軸３がたわんでサーキュレータ９が軸受箱２の潤滑油貯留溝８に接触した場合においても、サーキュレータ９と、潤滑油貯留溝８を構成する止板部２２が軸線方向一方側に移動することによって、サーキュレータ９と潤滑油貯留溝８とが強接触して焼付きが発生することを回避することができる。

また、止板部２２が軸線方向一方側に移動して本体部２１と止板部２２との間に隙間が生じた場合においても、シール部材３４が隙間を封止するため、潤滑油貯留溝８内に貯留された潤滑油が漏洩することがない。潤滑油の漏洩が防止されることによって、自己潤滑式軸受装置１の潤滑不良の発生を防ぐことができる。

さらに、サーキュレータ９と軸受箱２との相対傾斜が大きくなった場合にサーキュレータ９と軸受箱２（潤滑油貯留溝８）との接触を回避するために、潤滑油貯留溝８の溝幅を大きくする必要がないため、サーキュレータ９から吐出される潤滑油が無駄に漏洩することを防ぐことができる。

（第二実施形態）
以下、本発明に係る自己潤滑式軸受装置の第二実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。

本実施形態の自己潤滑式軸受装置は、第一実施形態の軸線方向に移動可能な止板部２２を有する機構に加え、図６に示すように、スラストカラー４とサーキュレータ９の間にガイド部３６を設けることによって、サーキュレータ９がスラストカラー４に対して傾斜しない構造となっていることを特徴としている。

具体的には、ガイド部３６は、サーキュレータ９に形成された一対のガイド溝３７と、スラストカラー４に形成された一対のガイド突起３８とから構成されている。
ガイド溝３７は、サーキュレータ９の循環用溝１９の軸線方向両側に形成された一対の突条１９ａの内周面に形成されている凹形状の溝である。ガイド突起３８は、スラストカラー４の外周面上に形成されており、ガイド溝３７に対応する凸形状の突条である。

図７に示すように、ガイド溝３７の軸線方向の幅は、ガイド突起３８の軸線方向の幅よりもやや大きく形成されているとともに、ガイド溝３７の内径は、ガイド突起３８の外径よりもやや大きく形成されている。即ち、ガイド突起３８とガイド溝３７との間に、所定の隙間が生じるような寸法となっている。

ガイド突起３８とガイド溝３７とをこのような形状とすることによって、ガイド突起３８がガイド溝３７内を案内されて、サーキュレータ９のスラストカラー４に対する回転軸線Ｓ回りの相対回転が許容される。一方、ガイド突起３８の軸線方向両側の面がガイド溝３７の側面に当接することにより、スラストカラー４の軸線方向に対するサーキュレータ９の軸線方向の相対傾斜が規制される。

上記実施形態によれば、回転主軸３が傾斜する一方で、サーキュレータ９が自重により直立する方向に戻ろうとしてサーキュレータ９がスラストカラー４に対して傾斜しようとした場合においても、ガイド溝３７とガイド突起３８とからなるガイド部３６によってサーキュレータ９がスラストカラー４に対して傾斜しない。即ち、サーキュレータ９が傾斜しようとした場合に、ガイド突起３８とガイド溝３７とが干渉することによって、スラストカラー４の軸線方向に対するサーキュレータ９の軸線方向の相対傾斜が規制される。

これにより、スラストカラー４とサーキュレータ９との間の隙間が軸線方向に均一となり、サーキュレータ９の凹部１１から潤滑油が軸線方向に漏ることを防止することができる。
また、図７に矢印で示すように、潤滑油は、直線的に漏れることがなく、曲がった漏れ経路となるため、漏れ量を低減させることができる。

なお、上記実施形態においては、ガイド部３６として、サーキュレータ９にガイド溝３７を形成し、スラストカラー４にガイド突起３８を形成する構成としたが、これに限ることはなく、サーキュレータ９にガイド突起３８を形成し、このガイド突起３８と組み合わされるガイド溝３７をスラストカラー４に形成する構成としてもよい。

（第三実施形態）
以下、本発明に係る自己潤滑式軸受装置の第三実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態の自己潤滑式軸受装置のガイド部３６は、サーキュレータ９の軸線方向に向く両面に取り付けられた一対のガイド板３９である。
ガイド板３９は、外形が円形をなし、外周と同心円状の穴が形成された板状部材である。ガイド板３９の直径は、サーキュレータ９の廻止め突起１０及び潤滑油用突起１２を除く部位の外径と略同一とされており、ガイド板３９の穴部の内径は、スラストカラー４の外径よりも小さく、かつ、回転主軸３の直径よりも大きく形成されている。
ガイド板３９は、所定の締結ボルト５０によってサーキュレータ９に固定されている。また、ガイド板３９とサーキュレータ９との間に、適宜シム板５１を挿入することによって、スラストカラー４とガイド板３９との隙間を調整できるようになっている。

このようなガイド板３９を設けることによって、サーキュレータ９がガイド板３９を介してスラストカラー４の軸線方向を向く面に案内されて、サーキュレータ９のスラストカラー４に対する回転軸線Ｓ回りの相対回転が許容される。一方、ガイド板３９の対向する面がスラストカラー４の軸線方向を向く面に当接することにより、スラストカラー４の軸線方向に対するサーキュレータ９の軸線方向の相対傾斜が規制される。

上記実施形態によれば、回転主軸３が傾斜する一方で、サーキュレータ９が自重により直立する方向に戻ろうとしてサーキュレータ９がスラストカラー４に対して傾斜しようとした場合においても、ガイド部３６であるガイド板３９によってサーキュレータ９がスラストカラー４に対して傾斜しない。即ち、サーキュレータ９が傾斜しようとした場合に、ガイド板３９がスラストカラー４に干渉することによって、スラストカラー４の軸線方向に対するサーキュレータ９の軸線方向の相対傾斜が規制される。

これにより、スラストカラー４とサーキュレータ９との間の隙間が軸線方向に均一となり、サーキュレータ９の凹部１１から潤滑油が軸線方向に漏ることを防止することができる。
また、図９に矢印で示すように、潤滑油は、直線的に漏れることがなく、曲がった漏れ経路となるため、漏れ量を低減させることができる。
さらに、スラストカラー４とサーキュレータ９の既存の構成を変更することなくガイド部３６を追加することができる。

なお、上記実施形態においては、ガイド部３６として、サーキュレータ９にガイド板３９を取り付ける構成としたが、これに限ることはなく、スラストカラー４にガイド板３９を取り付ける構成としてもよい。

（第四実施形態）
以下、本発明に係る自己潤滑式軸受装置の第四実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態の回転主軸３とスラストカラー４とは、球面座部４１によって接続されており、回転主軸３に対してスラストカラー４が相対傾斜可能な構造となっていることを特徴としている。

球面座部４１は、回転主軸３と、スラストカラー４との間に設けられている。球面座部４１は、凸状部４２と凹状部４３とに分割されており、凸状部４２と凹状部４３との間に球面座４４を形成している。
球面座部４１の凹状部４３とスラストカラー４との間は、球面座部４１とスラストカラー４との相対回転を規制するための、所定のキー４５が使用されている。具体的には、スラストカラー４と凹状部４３とにキー溝が形成されており、キー溝に対応するキー４５によって、球面座部４１とスラストカラー４との相対回転を規制するようになっている。
同様に、球面座部４１の凸状部４２と回転主軸３との間も、キー４５とキー溝により相対回転不可とされている。

図１１、及び図１２に示すように、球面座４４には、回転主軸３のスラストカラー４に対する傾斜、即ち回転主軸３のたわみを許容し、かつ、スラストカラー４と回転主軸３との相対回転を規制する結合機構４７が設けられている。結合機構４７は、回転主軸３と球面座部４１の凸状部４２とを貫通する貫通軸部４８と、貫通軸部４８の両端が挿入される一対の結合溝部４９とから構成されている。

貫通軸部４８は、凸状部４２の最大外径よりもやや長く形成された断面円形の軸部材であり、その軸線方向が回転主軸３の軸線方向と直交するように回転主軸３と凸状部４２に固定されている。また、貫通軸部４８は、その両端が略同じ寸法だけ凸条部の球面座４４から突出するように固定されている。

結合溝部４９は、凹状部４３に形成され、凸状部４２から突出される貫通軸部４８の端部が挿入される一対の溝である。結合溝部４９は、周方向の幅が貫通軸部４８の直径と略同じとされている。即ち、スラストカラー４の回転主軸３に対する周方向の相対回転を規制するような溝幅とされている。一方、結合溝部４９の軸線方向の溝幅は、貫通軸部４８の直径よりもやや大きい溝幅とされている。即ち、回転主軸３のスラストカラー４に対する傾斜を許容するような溝幅とされている。

上記実施形態によれば、図１３に示すように、回転主軸３が傾斜した場合においても、回転主軸３の傾斜は、球面座４４によって吸収されるため、スラストカラー４とサーキュレータ９との正対が確保される。換言すれば、回転主軸３がたわんだ場合においても、スラストカラー４及びサーキュレータ９の軸線方向の水平が維持されるため、サーキュレータ９と軸受箱２の潤滑油貯留溝８との位置関係も維持され、自己潤滑式軸受装置１の自己給油機能が阻害されることを防止することができる。

なお、本実施形態においては、回転主軸３側が凸、スラストカラー４側が凹の球面座４４となっているが、スラストカラー４側が凸、回転主軸３側が凹の球面座４４としてもよい。
また、本実施形態においては、スラストカラー４とサーキュレータ９との間に、球面座部４１を設ける構成としたが、スラストカラー４と球面座部４１の一方、及びサーキュレータ９と球面座部４１の他方をそれぞれ一体加工してもよい。

なお、本発明の技術範囲は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態のジャーナル軸受６は、ジャーナル軸受６を構成するパッドに供給管２０に接続されたノズルなどを用いて潤滑油を供給する構成としたがこれに限ることはない。例えば、ジャーナル軸受６の回転軸線方向中央部にオイルリング用開口部を設けるとともに、このオイルリング用開口部に、下部が油槽内に浸漬されるオイルリングを配置する構成としてもよい。

１ 自己潤滑式軸受装置
２ 軸受箱
３ 回転主軸
４ スラストカラー
５ スラスト軸受
６ ジャーナル軸受
８ 潤滑油貯留溝
９ サーキュレータ
２２ 止板部（対抗面）
３６ ガイド部
３７ ガイド溝
３８ ガイド突起
３９ ガイド板
４４ 球面座
４７ 結合機構
４８ 貫通軸部
４９ 結合溝部

Claims (5)

1. 回転主軸と、
   前記回転主軸に一体に設けられ、前記回転主軸の径方向外側に張り出すスラストカラーと、
   前記回転主軸の外周面を支持するジャーナル軸受と、
   前記スラストカラーを外周側から囲むように配置されるサーキュレータと、
   前記サーキュレータの一部が浸漬されて、該サーキュレータが吸い込む潤滑油を収容する軸受箱と、を備え、
   前記軸受箱における前記サーキュレータに対して前記回転主軸の軸線方向に対向する対向面が前記軸線方向に相対移動可能とされていることを特徴とする自己潤滑式軸受装置。
2. 前記スラストカラーに対する前記サーキュレータの前記スラストカラーの軸線方向回りの相対回転を許容しつつ、前記スラストカラーの軸線方向に対する前記サーキュレータの軸線方向の相対傾斜を規制するガイド部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自己潤滑式軸受装置。
3. 前記ガイド部は、前記サーキュレータの内周面と前記スラストカラーの外周面のうち一方に形成された凹状の溝であるガイド溝と、前記サーキュレータの内周面と前記スラストカラーの外周面のうち他方に形成され、前記ガイド溝の内部に所定の隙間を介して挿入されるガイド突起とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の自己潤滑式軸受装置。
4. 前記ガイド部は、前記サーキュレータと前記スラストカラーのうち一方の前記軸線方向に向く両面に取り付けられた一対のガイド板であり、前記一対のガイド板の対向する面同士の間に所定の隙間を介して前記サーキュレータと前記スラストカラーのうち他方が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の自己潤滑式軸受装置。
5. 前記回転主軸と前記スラストカラーとを、前記回転主軸の軸線方向が前記スラストカラーの軸線方向に対して傾斜可能に接続する球面座と、
   前記球面座において、前記傾斜を許容しつつ、前記回転主軸に対する前記スラストカラーの前記回転主軸の軸線回りの相対回転を規制する結合機構と、を有することを特徴とする請求項１に記載の自己潤滑式軸受装置。

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