JP3301670B2 - スラスト軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中モータや水中ポン
プ、その他一般の推力軸受に使用される動圧型スラスト
軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６２−２０９１１号公報には、回
転軸の正逆両方向の回転について、当該回転軸に作用す
る軸力（スラスト荷重）を負荷することのできるスラス
ト軸受が開示されている。具体的には、表裏両面に夫々
の面側から見て互いに逆方向のスパイラル溝を有するス
ラスト板と、作動流体を介してこのスラスト板の一方の
面と対向する固定受板と、回転軸に取り付けられると共
に作動流体を介して上記スラスト板の他方の面と対向す
る回転受板とから構成されており、上記回転軸を正逆い
ずれの方向に回転させても、上記スラスト板と回転受板
との間、あるいは上記スラスト板と固定受板との間に動
圧が発生するようになっている。

【０００３】すなわち、上記回転軸が正方向へ回転する
と、スラスト板と回転受板との間の作動流体は上記スパ
イラル溝の働きによって中心側へ移動させられ、スラス
ト板と回転受板との間には動圧が発生して作動流体の潤
滑膜が形成される。これにより、回転軸に作用するスラ
スト荷重に抗しながら、回転受板とスラスト板とを非接
触の状態に保持することができる。一方、スラスト板と
固定受板との間の作動流体は上記スパイラル溝の働きに
よって外周側へ排除され、スラスト板と固定受板との間
には負圧が生じるので、スラスト板は固定受板に吸着固
定される。

【０００４】また、上記回転軸が逆方向へ回転すると、
スラスト板と固定受板との間の作動流体が上記スパイラ
ル溝の働きによって中心側へ移動させられ、スラスト板
と固定受板との間には動圧が発生して作動流体の潤滑膜
が形成され、固定受板とスラスト板とを非接触の状態に
保持することができる。一方、スラスト板と回転受板と
の間の作動流体は上記スパイラル溝の働きによって外周
側へ排除され、スラスト板は回転受板に吸着固定されて
回転受板と共に回転する。従って、同公報所載のスラス
ト軸受では回転受板がいずれの方向に回転した場合であ
っも、スラスト板と回転受板あるいはスラスト板と固定
受板との間に高圧の流体潤滑膜が形成され、最小限の動
力損失で回転受板に作用するスラスト荷重を負荷できる
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報所載のスラスト軸受はスラスト板と一対の受板との相
対的な回転によって作動流体に動圧を発生させ、これに
より生じる高圧の流体潤滑膜でスラスト板と受板とを非
接触な状態に保持するので、未だ動圧が発生してない起
動時や動圧の発生が少ない低速回転時にはスラスト板と
受板とが固体接触を生じ、スラスト板あるいは受板の回
転に大きな起動トルクが必要となる他、スラスト板と受
板とがかじりを起こして損傷するという問題点があっ
た。

【０００６】このような問題点に対して、従来はスラス
ト板や受板の材質として耐磨耗性に優れたセラミクスを
利用する等して対処してきたが、加工精度が出し辛く、
製造コストも高くなる傾向があった。

【０００７】また、回転時にスラスト板あるいは受板に
半径方向の振れ周りが発生し、スラスト板が受板に対し
て正対しないことから動圧が十分に発生せず、やはりス
ラスト板と受板との固体接触が増加するという問題点も
あった。特に回転軸の正逆両方向の回転についてスラス
ト荷重を負荷する特開昭６２−２０９１１号公報所載の
スラスト軸受では、回転軸の回転方向が逆転する際にス
ラスト板が半径方向に飛び出してしまうこともあった。

【０００８】このような問題に対処するため、前述の特
開昭６２−２０９１１号公報のスラスト軸受では、スラ
スト板と受け板の夫々に凹部を形成してそこに小球を収
容しているが、このような構造ではスラスト板の飛び出
しを防止することはできるものの、スラスト板あるいは
受板の振れ周りを完全に防止することはできなかった。
また、セラミクスからなるスラスト板に上記凹部を精度
良く加工することができず、製造コストが高くなる傾向
もあった。

【０００９】また、前述の特開昭６２−２０９１１号公
報所載のスラスト軸受は水中ポンプに利用されるもので
あるが、水中ポンプではスラリーを含む揚水がスラスト
軸受を覆ってしまうので、スラリーがスラスト板と受板
との間に吸い込まれて、スラスト板や受板を損傷すると
いう問題点があった。

【００１０】このような問題点に対して、従来は作動流
体を密封したケーシングでスラスト軸受を覆い、あるい
はスラスト板に耐磨耗性の高い材質を用いる等の手段で
対応していたが、装置の大型化やコスト高といった問題
点を生じていた。

【００１１】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、起動時あるいは
低速回転時におけるスラスト板と受け板との固体接触を
防止して、スラスト板及び受け板の損傷を防止し、更に
スラスト板あるいは受け板の半径方向の振れ周りを防止
して、振動のない円滑な回転運動を得ることが可能なス
ラスト軸受を提供することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、簡易な構成で
作動流体をスラスト軸受内に密封することができ、しか
も外部からスラリーを吸い込むことのないスラスト軸受
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスラスト軸受は、表裏両面に夫々の面側か
ら見て互いに逆方向のスパイラル溝を有するスラスト板
と、作動流体を介してこのスラスト板を挟み込む一対の
受板とから構成され、上記スラスト板の中心に球体を収
容すると共に、この球体を上記一対の受板で挟み込んだ
ことを特徴とするものである。

【００１４】このように構成されるスラスト軸受は、特
開昭６２−２０９１１号公報の如く、一対の受け板の一
方を固定受板とすると共に他方を回転受板とし、回転受
板の正逆両方向の回転についてスラスト荷重を負荷させ
るように使用しても良いし、スラスト板あるいは一対の
受板の一方向の回転についてのみスラスト荷重を負荷さ
せるように使用しても良い。

【００１５】本発明においては、スラスト板の中心に収
容された球体を一対の受板で挟み込むと、スラスト板と
受板との間にはスラスト板の厚さや球体の直径に応じた
隙間が形成される。この隙間はスラスト板と受板との間
に発生させる動圧の大きさと密接に関連しているため、
このスラスト軸受に要求されるスラスト荷重の負荷能力
に応じて適宜設計変更して差し支えない。

【００１６】但し、この隙間が小さいとスラスト板及び
受板に著しく高い平面度及び平行度が要求され、その加
工が困難になる一方、上記隙間が大きいと動圧の発生が
少なくなって固体接触を生じる懸念がある。従って、ス
ラスト板の厚さは上記球体で形成される一対の受板間の
隙間よりも２〜２０μｍ小さいことが好ましい。

【００１７】また、上記一対の受板の夫々には凹状の球
面座を形成し、上記球体をこの球面座に点接触させるの
が好ましい。スラスト板と受板との間に動圧が発生する
と上記球体の周囲は高圧域となるので、球面座を形成す
れば、球面座と球体との隙間に高圧の作動流体が滞留
し、球体を球面座の中心に安定して保持することが可能
となる。このため、スラスト板は球体を中心として自動
的に調心され、スラスト板の振れ周りを積極的に防止す
ることができる。

【００１８】本発明において、上記球体はスラスト板に
接合されたものであっても、あるいは隙間を介してスラ
スト板に遊嵌したものであっても差し支えないが、好ま
しくはスラスト板の中心に貫通孔を形成し、この貫通孔
に上記球体を遊嵌させるのが良い。

【００１９】このように球体をスラスト板の貫通孔に遊
嵌させると、スラスト板の一方の面では作動流体が中心
に向かって付勢され、他方の面では作動流体が外周側に
向かって付勢されていることから、スラスト板の貫通孔
と球体との隙間は作動流体の循環路として機能する。す
なわち、スラスト板の一方の面においてスラスト板と受
板との間に吸い込まれた作動流体は、スラスト板と球体
との隙間を介してスラスト板の他方の面に至り、当該面
を伝わってスラスト板の外周側に排出されるのである。
これにより、作動流体を満たしたケーシング内で本発明
のスラスト軸受を使用する際には、スラスト板と受板と
の隙間に対する作動流体の補給を円滑に行うことがで
き、負荷能力の向上を図ることができる。

【００２０】また、スラスト板の貫通孔と球体との隙間
は２〜５０μｍであることが好ましい。これ以上の大き
さの隙間を形成すると作動流体の循環量が多くなり過ぎ
るので、スラスト板と受板との間に発生する動圧が小さ
くなって、スラスト荷重の負荷容量が減少するからであ
る。また、下限値は前述のように加工精度から決定され
る。

【００２１】また、双方向回転型において球体をスラス
ト板の貫通孔に遊嵌させるのであれば、上記スラスト板
の表裏両面にはそこに形成されたスパライラル溝の外周
側に平面域を形成し、且つ、上記スパイラル溝と平面域
との境界にはスラスト板を貫通する循環流路を穿設する
のが好ましい。

【００２２】このような構成によれば、スラスト板と受
け板との間に介在する作動流体はスパイラル溝の外周側
に形成された平面域によってシールされるので、作動流
体がスラスト板と受け板との間から漏れだすことがな
い。また、上記平面域によって軸受内に密封された作動
流体はスパイラル溝と平面域との境界部分に形成された
循環流路に流れ込むので、スラスト板を挟んで動圧の発
生しいない側から動圧の発生している側へ作動流体を循
環させることができる。

【００２３】すなわち、請求項４に係る構成では、スラ
スト板の回転に伴い、作動流体はスラスト板と球体との
隙間を介して動圧の発生している側から発生していない
側へ循環し、更に、上記循環流路を介して動圧の発生し
ていない側から発生している側へ循環し、しかも軸受外
部に対する作動流体の漏れを防止することもできる。従
って、予めスラスト板の表裏両面と各受板との間に作動
流体を満たしておけば、作動流体はスラスト軸受の内部
で自己循環するので、例えば水中ポンプのスラスト軸受
のように軸受周辺がスラリーで満たされている場合であ
っても、スラリーがスラスト軸受と受板との隙間に進入
することがない。

【００２４】更に、作動流体を自己循環させる場合に
は、作動流体をスラスト板と受板との隙間に供給する供
給路を固定された一方の受板（固定受板）に形成し、作
動流体を満たしたリザーブタンクをこの供給路に接続す
るのが好ましい。この構成によれば、スラスト板と受板
との間から軸受外部に漏れ出したとしても、その分の作
動流体を上記リザーブタンクから補給することができ、
自己循環している作動流体の量が減少してスラスト板と
受板とが固体接触を生じる危険性を回避することができ
る。

【００２５】

【作用】本発明によれば、スラスト板の中心に球体を収
容すると共に、この球体を上記一対の受板で挟み込んで
いるので、スラスト板と受板との間に十分な動圧が発生
していない起動時や低速回転時でも、スラスト荷重は球
体によって支承され、スラスト板と受板とが固体接触を
生じることがない。しかも球体は球面で一対の受板に当
接しているので、小さな起動トルクでスラスト板あるい
は受板を回転させることができる。また、スラスト板あ
るいは受板の回転数が増加してスラスト板と受板との間
に十分な動圧が発生すれば、スラスト荷重はスラスト板
と受板との間に形成される作動流体の潤滑膜で支承され
る。

【００２６】更に、スラスト板と受板との間に動圧が発
生すれば、球体の球面と受け板とが形成する隙間に高圧
の作動流体が滞留するので、球体を一定の位置に安定し
て保持することができ、スラスト板は球体を中心として
調心される。従って、受け板に対するスラスト板の振れ
周りを防止することができる。

【００２７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明のスラスト
軸受を詳細に説明する。 ◎第一実施例 図１は本発明を適用したスラスト軸受の第一実施例を示
すものである。同図において、符号１は表裏両面に溝加
工のなされたスラスト板を、符号２及び符号３はこのス
ラスト板１と所定の間隙を有して対向する一対の受板を
夫々示している。

【００２８】上記受板２はモータ等の動力が伝達される
回転軸４に取り付けられた回転受板であり、キー（図示
せず）を介して上記回転軸４の先端に圧入固定されてい
る。一方、上記受板３はケーシング５に固定された固定
受板であり、その裏面側に形成された球面座６にはケー
シング５に立設されたアジャストピン７の先端球面が当
接している。また、この固定受板３の外周縁の近傍には
軸方向に沿って孔８が形成され、やはりケーシング５に
立設された回り止めピン９が緩く嵌入している。すなわ
ち、上記固定受板３はアジャストピン７を中心として揺
動自在に、且つ、回転不能に配設されている。

【００２９】一方、スラスト板１の中心には貫通孔１０
が形成されており、この貫通孔１０には球体１１が遊嵌
している。ここで、貫通孔１０の直径は球体１１の直径
よりも２〜５０μｍ大きく形成され、貫通孔１０の内径
と球体１１との間に隙間が形成されるようになってい
る。この球体１１は回転軸４に作用する軸力によって上
記回転受板２及び固定受板３に挟み込まれており、回転
受板２と固定受板３との間隙を規制している。上記スラ
スト板１の厚さは、球体１１によって形成される回転受
板２と固定受板３との間隙よりも２〜２０μｍ小さくし
てあり、スラスト板１と回転受板２、スラスト板１と固
定受板３との間に間隙が夫々形成されるようになってい
る。

【００３０】図２に示すように、上記回転受板２及び固
定受板３のスラスト板１と対抗する面の中心には凹状の
球面座１２，１３が夫々形成されており、上記球体１１
はこの球面座１２，１３に当接するようになっている。
この球面座１２，１３は各受板２，３に球体をあてが
い、プレス加工によって形成した。受板の材質硬さがＨ
Ｂ３００の場合では、１３／３２インチの球体を用いて
５トンのプレス荷重を加えることで、深さ５００μｍの
球面座１２が形成された。プレス加工に使用する球体は
スラスト板１に遊嵌させる球体１１よりも直径の大きな
球を用いた。これにより、スラスト板１に収容された球
体１１は極少の面積で球面座１２，１３に接触する他、
夫々の球面座１２，１３と球体１１との間に隙間が形成
される。尚、プレス加工によって球面座１２の周囲が盛
り上がる場合があるが、軸受の組立て上には何ら支障は
なかった。

【００３１】上記スラスト円板１の回転受板２との対向
面には、図３に示すようなスパイラル溝１４が等配して
形成されている。このスパイラル溝１４はスラスト板１
の外周に開放される一方、球体１１が遊嵌している貫通
孔１０に対しては閉じている。また、図４に示すよう
に、スラスト板１の固定受板３との対向面には、スパイ
ラル溝１４と同様なスパイラル溝１５が捩じれ方向を異
ならせて形成されている。従って、図３に示すように、
回転受板２の側からスラスト板を見ると、スパイラル溝
１５の捩じれ方向はスパイラル溝１４のそれと同一であ
る。

【００３２】この実施例において上記スパイラル溝１
４，１５の深さは３０μｍとしたが、スラスト荷重の負
荷容量及び潤滑液の循環流量に応じ３〜１００μｍの範
囲で適宜調整される。

【００３３】スラスト板１の材質はＡｌ₂Ｏ₃であり、上
記スパイラル溝１４，１５はショットブラスト加工によ
って形成した。当該加工では３２０メッシュのＡｌ₂Ｏ₃
粒を用い、１００ｍｍの距離からショット加工を行っ
た。加工時間は６０ｓｅｃである。スラスト板１の材質
としては、この外にＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＺｒＯ₂等の硬
質セラミクスを使用することができる。また、回転受板
２及び固定受板３の材質としてはステンレス、普通鋳鉄
あるいは硬質セラミクスが用いられる一方、球体１１の
材質としては軸受鋼、超硬材料あるいは硬質セラミクス
が用いられる。

【００３４】そして、このように構成されたスラスト板
１、回転受板２及び固定受板３は潤滑液１６を満たした
ケーシング５に収納され、互いに隣接する板の隙間には
潤滑液が介在している。

【００３５】本実施例のスラスト軸受において、回転受
板２が接続された回転軸４を図３において矢線Ａ方向へ
回転させると、回転受板２とスラスト板１との間の潤滑
液１６はスラスト板に形成されたスパイラル溝１４の働
きによって中心方向に付勢され、スラスト板１と回転受
板２との間に動圧が発生する。その結果、スラスト板１
と回転受板２との間には回転軸４に作用するスラスト荷
重に対抗した液膜が形成され、これら板１，２の間の流
体潤滑が行われる。一方、スラスト板１は潤滑液１６の
粘性によって回転受板２と同方向に回転しようとするの
で、スラスト板１と固定受板３との間の潤滑液１６はス
ラスト板１に形成されたスパイラル溝１５の働きによっ
て外周方向へ付勢され、スラスト板１と固定受板３との
間には負圧が発生する。このため、スラスト板１は固定
受板３側に引っ張られ、スラスト板１と固定受板３との
間の潤滑液１６の粘性によって回転受板２よりも遅い速
度で回転する。

【００３６】また、回転軸４を図３において矢線Ｂ方向
へ回転させると、スラスト板１と回転受板２との間の潤
滑液１６はスラスト板１に形成されたスパイラル溝１４
の働きによって外周方向へ付勢され、スラスト板１と回
転受板２との間には負圧が発生する。このため、スラス
ト板１は回転受板２側に吸着され、潤滑液１６の粘性に
よって回転受板２よりも遅い速度でやはり矢線Ｂ方向へ
回転する。スラスト板１が矢線Ｂ方向へ回転すると、固
定受板３とスラスト板１との間の潤滑液１６はスラスト
板に形成されたスパイラル溝１５の働きによって中心方
向に付勢され、スラスト板１と固定受板３との間に動圧
が発生する。その結果、スラスト板１と回転受板３との
間では液膜が形成され、回転軸４に作用するスラスト荷
重に対抗した流体潤滑が行われる。

【００３７】このとき、本実施例ではスラスト板１の中
心に収容した球体１１を回転受板２と固定受板３とで挟
み込んでいるので、回転軸４の起動時や低速回転時等、
動圧の発生が未だ小さく、スラスト板１と回転受板２あ
るいは固定受板３との間の流体潤滑が十分に行われてい
ない場合でも、スラスト荷重は球体によって支承され、
スラスト板１とこれに隣接する回転受板２あるいは固定
受板３との固体接触を防止することができる。

【００３８】また、回転受板２と固定受板３とで挟み込
まれた球体１１の周囲には高圧の潤滑液１６が滞留する
ので、球体を一定の位置に安定して保持することがで
き、この球体１１を中心として回転するスラスト板の振
れ回りを防止することができる。特に、本実施例では球
体１１の球面よりも大きな球面座１２，１３を回転受板
２及び固定受板３に夫々形成しているので、球体１１の
球面と上記球面座１２，１３とが形成する微小隙間に高
圧液が入り込み、球体の安定性は著しく高いものになっ
ている。

【００３９】更に、本実施例ではスラスト板１の中心に
貫通孔１０が形成されているので、潤滑液１６は回転軸
４の回転に伴い、スラスト板１の表裏を循環することに
なる。すなわち、回転軸４が図３の矢印Ａ方向へ回転し
ているとすると、スラスト板１と回転受板２との間の高
圧液は貫通孔１０と球体１１との隙間を介して、負圧が
発生しているスラスト板１と固定受板３との間隙に流れ
込む。また、スラスト板１に形成されたスパイラル溝１
４，１５はスラススト板１の外周に開放されているの
で、スラスト板１が矢印Ａ方向へ回転すると、ケーシン
グ５内の潤滑液１６はスラスト板１と回転受板２との間
に吸引される一方、スラスト板１と固定受板３との潤滑
液はケーシング５内に排出される。その結果、回転軸４
の回転に伴って潤滑液１６はスラスト板１の表裏を循環
するのである。

【００４０】一方、回転軸４が図３の矢印Ｂ方向へ回転
すると、スラスト板１と固定受板３との間の高圧液は貫
通孔１０と球体１１との隙間を介して、負圧が発生して
いるスラスト板１と回転受板２との間隙に流れ込み、潤
滑液１６は回転軸４が矢印Ａ方向へ回転した場合と逆方
向にスラスト板１の表裏を循環する。

【００４１】従って、本実施例では動圧が発生している
領域に潤滑液を円滑に供給することができ、スラスト荷
重に対する負荷能力の向上が図られている。

【００４２】尚、本実施例では球体１１をスラスト板１
に形成した貫通孔１０に遊嵌させているが、球体をスラ
スト板に固接しても差し支えない。その場合、図５に示
すように、球体１１の周囲にスラスト板１を貫通する複
数の絞り流路１７を形成し、この絞り流路１７を介して
潤滑液１６の循環が行われるようにする。また、球体１
１はスラスト板１と共に回転することとなるが、前述の
通り球体１１は球面座１２，１３に極少面積で接触して
いるので、回転軸の起動に必要な回転トルクは小さく抑
えることができる。

【００４３】◎第二実施例 図６は本発明を適用したスラスト軸受の第二実施例を示
すものである。同図において、符号２１は表裏両面に溝
加工のなされたスラスト板を、符号２２及び符号２３は
このスラスト板１と所定の間隙を有して対向する一対の
受板を夫々示している。

【００４４】上記受板２２はモータ等の動力が伝達され
る回転軸２４に取り付けられた回転受板であり、キー
（図示せず）を介して上記回転軸２４の先端に圧入固定
されている。一方、上記受板２３は固定部２５に固定さ
れた固定受板であり、その裏面側に形成された球面座２
６には固定部２５に立設されたアジャストピン２７の先
端球面が当接している。また、この固定受板２３の外周
縁の近傍には軸方向に沿って孔２８が形成され、やはり
固定部２５に立設された回り止めピン２９が緩く嵌入し
ている。

【００４５】第一実施例と同様に、スラスト板２１の中
心には貫通孔３０が形成されると共に、この貫通孔３０
には球体３１が遊嵌しており、この球体３１は上記回転
受板２２と固定受板２３との間に挟み込まれている。こ
こで、貫通孔３０の直径やスラスト板１の厚さについて
は上記第一実施例と同じなので、その説明は省略する。

【００４６】また、上記回転受板２２及び固定受板２３
のスラスト板２１と対抗する面の中心には凹状の球面座
３２，３３が夫々形成されており、上記球体３１はこの
球面座３２，３３に当接するようになっている。これら
球面座３２，３３の形状及びその具体的形成方法は上記
第一実施例と同じなので、ここではその説明を省略す
る。

【００４７】上記スラスト円板２１の回転受板２２との
対向面には、図７に示すように、その外周縁から若干内
径側に環状溝３４が形成されると共に、この環状溝３４
より内径側には第一実施例と同様なスパイラル溝３５が
等配して形成されている。このスパイラル溝３５は上記
環状溝３４と連通する一方、球体３１が遊嵌している貫
通孔３０に対しては閉じている。また、図８に示すよう
に、スラスト板１の固定受板３との対向面には、環状溝
３４と同様な環状溝３６が形成され、更にスパイラル溝
３５と同様なスパイラル溝３７が捩じれ方向を異ならせ
て形成されている。従って、回転受板２２の側からスラ
スト板２１を見ると、スパイラル溝３７の捩じれ方向は
スパイラル溝３５のそれと同一である。

【００４８】各環状溝３４，３６とスパイラル溝３５，
３７の深さは同一であり、本実施例では３０μｍとし
た。しかし、これら環状溝３４，３６及びスパイラル溝
３５，３７の深さは、第一実施例の記載に倣い適宜変更
して差し支えない。尚、スラスト板２１、球体３１の材
質、環状溝３４，３６及びスパイラル溝３５，３７の加
工については上記第一実施例と同じなので、ここではそ
の説明を省略する。

【００４９】また、上記スラスト板２１には、その表裏
に形成された環状溝３４，３６を連通するようにして、
循環流路３８が穿設されている。本実施例ではスラスト
板２１に作用する圧力バランスを考慮し、円周方向に沿
った三か所に等配して上記循環流路３８を形成した。

【００５０】更に、上記回転受板２２にはスラスト板２
１の環状溝３４と対抗する位置に環状の液溜溝３９が形
成される一方、固定受板２３にはスラスト板２１の環状
溝３６と対抗する位置にやはり環状の液溜溝４０が形成
されている。また、スラスト板２１から離間した固定受
板２３上には潤滑液のリザーブタンク４１が設けられ、
固定受板２３に形成した供給路４２が上記液溜溝４０と
リザーブタンク４１とを連通している。

【００５１】このように構成された本実施例のスラスト
軸受は、予め上記スラスト板２１の表裏両面に高粘性の
潤滑液を塗布しておくと共に、スラスト板２１に穿設さ
れた循環流路３８及び固定受板２３に形成された供給路
４２に上記潤滑液を満たして使用される。

【００５２】そして、本実施例でも前述の第一実施例と
同様にして、回転受板２２が接続された回転軸２４を図
７において矢線Ｃ方向へ回転させると、スラスト板２１
と回転受板２２との間の潤滑液に動圧が発生して、スラ
スト板２１と回転受板２２との間で流体潤滑が行われ
る。また、回転軸２４を図７において矢線Ｄ方向へ回転
させると、スラスト板２１と固定受板２３との間の潤滑
液に動圧が発生して、スラスト板２１と固定受板２３と
の間で流体潤滑が行われる。

【００５３】図９は本実施例における潤滑液の循環の様
子を示すものであり、図９（ａ）は回転軸２４の矢線Ｃ
方向の回転に、図９（ｂ）は回転軸２４の矢線Ｄ方向の
回転に対応している。図９（ａ）に示すように、回転軸
２４が矢線Ｃ方向に回転すると、スラスト板２１と回転
受板２２との間の潤滑液はスラスト板２１に形成された
スパイラル溝３５の働きによって中心方向へ付勢され、
スラスト板２１と球体３１との隙間を介してスラスト板
２１と固定受板２３との隙間に流れ込む。一方、スラス
ト板２１と固定受板２３との間の潤滑液はスパイラル溝
３７の働きによって外周方向へ付勢されるのだが、スパ
イラル溝３７は環状溝３６と連通しているので、潤滑液
はこの環状溝３６とこれに対向する液溜溝４０に流れ込
んで外周方向への移動をせき止められ、スラスト板２１
に穿設された循環流路３８を介してスラスト板２１と回
転受板２２との隙間に流れ込む。このとき、上記スパイ
ラル溝３７は環状溝３６よりも内周側に形成されてお
り、環状溝３６よりも外周側は平面域となっているの
で、外周方向へ付勢された潤滑液がスラスト板２１と固
定受板２３との隙間から漏れ出すことはない。すなわ
ち、潤滑液はスラスト板２１と固定受板２３との隙間か
ら外部に排出されることなく、スラスト板２１の表裏を
循環するのである。

【００５４】また、図９（ｂ）に示すように、回転軸２
４が矢線Ｄ方向に回転すると、スラスト板２１と固定受
板２３との間の潤滑液はスラスト板２１に形成されたス
パイラル溝３７の働きによって中心方向へ付勢され、ス
ラスト板２１と球体３１との隙間を介してスラスト板２
１と回転受板２２との隙間に流れ込む。一方、スラスト
板２１と回転受板２２との間の潤滑液はスパイラル溝３
５の働きによって外周方向へ付勢されるのだが、スパイ
ラル溝３５は環状溝３４と連通しているので、潤滑液は
この環状溝３４とこれに対向する液溜溝３９に流れ込ん
で外周方向への移動をせき止められ、スラスト板２１に
穿設された循環流路３８を介してスラスト板２１と固定
受板２３との隙間に流れ込む。このとき、上記スパイラ
ル溝３５は環状溝３４よりも内周側に形成されており、
環状溝３５よりも外周側は平面域となっているので、外
周方向へ付勢された潤滑液がスラスト板２１と固定受板
２３との隙間から漏れ出すことはない。つまり、この場
合も潤滑液はスラスト板２１と回転受板２２との隙間か
ら外部に排出されることなく、スラスト板２１の表裏を
循環する。

【００５５】従って、本実施例のスラスト軸受ではスラ
スト板２１と各受板２２，２３との間に予め塗布された
潤滑液が軸受内部で循環し、その循環に伴ってスラスト
板２１と各受板２２，２３との間の流体潤滑が行われる
ので、第一実施例のように潤滑液が封入されたケーシン
グにスラスト板２１や回転受板２２等を収容する必要が
なく、ドライ運転が可能である。このため、小型で且つ
軽量なスラスト軸受を構成することができる。

【００５６】また、このスラスト軸受では前述のように
スパイラル溝３５，３７がスラスト板２１の外周に開放
されていないので、停止状態においても潤滑液がスラス
ト板２１と各受板２２，２３との間から漏れだすことは
殆どなく、しかも、軸受外からスラスト板２１と各受板
２２，２３との間に流体や異物が侵入することはなかっ
た。

【００５７】従って、水中ポンプの如くスラリーを含む
揚水中で使用しても、スラリーを軸受内に巻き込むこと
がなく、スラスト板２１や受け板２２，２３の損傷を防
止することができる。

【００５８】更に、この実施例では潤滑液のリザーブタ
ンク４１を設け、リザーブタンク４１と液溜溝４０とを
供給路４２で連通しているので、液溜溝４０に負圧が作
用すると、リザーブタンク４１内の潤滑液がスラスト板
２１と固定受板２３との隙間に供給される。従って、僅
かずつではあるがスラスト板２１と各受板２２，２３と
の隙間から漏れ出した分の潤滑液を随時補給することが
でき、潤滑液の不足によるスラスト板２１と各受板２
２，２３との固体接触を防止することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のスラ
スト軸受によれば、スラスト板と受板との間に十分な動
圧が発生していない起動時や低速回転時でも、スラスト
荷重は一対の受板に挟み込まれた球体によって支承さ
れ、スラスト板と受板とが固体接触を生じることがない
ので、スラスト板や受板の損傷を防止することができ、
半永久的にこれを使用することが可能となる。

【００６０】また、球体は一対の受板に対して球面で当
接しているので、小さな起動トルクでスラスト板あるい
は受板を回転させることができ、十分な動圧が発生して
いない起動時や低速回転時でも円滑な回転運動が得られ
る。

【００６１】更に、スラスト板あるいは受板の回転によ
って発生した動圧が球体を一定の位置に安定して保持す
るように作用し、スラスト板は球体を中心として調心さ
れるので、使用時におけるスラスト板の振れ回りを防止
することができ、振動のない円滑な回転運動を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスラスト軸受の第一実施例を示す断
面図である。

【図２】 第一実施例に係るスラスト軸受の要部拡大図
である。

【図３】 第一実施例に係るスラスト板の平面図であ
る。

【図４】 第一実施例に係るスラスト板の底面図であ
る。

【図５】 スラスト板と球体とを固接した他の実施例を
示す要部拡大図である。

【図６】 本発明のスラスト軸受の第二実施例を示す断
面図である。

【図７】 第二実施例に係るスラスト板の平面図であ
る。

【図８】 第二実施例に係るスラスト板の底面図であ
る。

【図９】 第二実施例における潤滑液の循環の様子を示
す拡大断面図である

【符号の説明】

１…スラスト板、２…回転受板、３…固定受板、４…回
転軸、１０…貫通孔、１１…球体、１２，１３…球面
座、１４，１５…スパイラル溝、１６…潤滑液（作動流
体）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 17/04,32/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏両面に夫々の面側から見て互いに逆
   方向のスパイラル溝を有するスラスト板と、作動流体を
   介してこのスラスト板を挟み込む一対の受板とから構成
   され、上記スラスト板と受板とを相対的に回転させて、
   上記スラスト板と受板との間に動圧を発生させるスラス
   ト軸受において、上記スラスト板の中心に球体を収容し、この球体を上記
   一対の受板で挟み込むと共に、この球体の周囲にはスラ
   スト板の表裏を貫通する絞り流路を設けた ことを特徴と
   するスラスト軸受。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスラスト軸受において、
   スラスト板の中心に貫通孔を形成し、上記球体をこの貫
   通孔に遊嵌させると共に、この貫通孔と球体との隙間を
   上記絞り流路としたことを特徴とするスラスト軸受。
3. 【請求項３】 請求項２記載のスラスト軸受において、
   上記一対の受板のうち、一方の受板を回転軸に取り付け
   られた回転受板とし、他方の受板を固定受板とし、上記
   スラスト板の表裏両面にはそこに形成されたスパライラ
   ル溝の外周側に平面域を形成し、且つ、上記スパイラル
   溝と平面域との境界にはスラスト板を貫通する循環流路
   を穿設したことを特徴とするスラスト軸受。
4. 【請求項４】 請求項３記載のスラスト軸受において、
   上記固定受板には、当該固定受板とスラスト板とが形成
   する間隙に作動流体を供給する供給路を形成し、作動流
   体を満たしたリザーブタンクをこの供給路に接続したこ
   とを特徴とするスラスト軸受。