JP3462730B2 - 静圧軸受装置 - Google Patents

静圧軸受装置

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JP3462730B2
JP3462730B2 JP23698697A JP23698697A JP3462730B2 JP 3462730 B2 JP3462730 B2 JP 3462730B2 JP 23698697 A JP23698697 A JP 23698697A JP 23698697 A JP23698697 A JP 23698697A JP 3462730 B2 JP3462730 B2 JP 3462730B2
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前川  和彦
真太郎 渡辺
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は揺動運動機構等に使
用される静圧すべり軸受に関し、特に内輪と外輪とが球
状面にて接触するようにした球面座付き静圧すべり軸受
に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は揺動運動機構に用いられる球面座
付き静圧すべり軸受の従来の1例を示す軸心に沿う断面
図である。
【0003】図5において、2は油圧ピストン(図示せ
ず)等により往復動せしめられる第2軸であり、同第2
軸には第2軸ハウジング15が固定され、また、同第2
軸ハウジング15の2又部にはピン5が固定され、さら
に同ピン5の外周には内輪4が固定されている。一方、
1は第1軸であり、同第1軸には第1軸ハウジング14
が固定され、さらに同第1軸ハウジング14の内側には
外輪3が固定されている。上記内輪4の外周面4aは凸
球面、外輪3の内周面3aは凹球面をなし、双方が摺接
することにより球面軸受を構成している。ここで、上記
内輪4の外周面4aと外輪3の内周面3aとすきま即ち
上部すきま12及び下部すきま13を有して配置されて
いるので、第1軸1は第2軸2に対して自由な方向に振
れることが可能となる。
【0004】上記内輪4の外周面4aには、円周方向に
沿って複数の給油溝7が設けられている。この給油溝7
に潤滑油を供給するため、上記ピン5中心部には給油
穴9が穿設され、さらに同給油穴9から半径方向に伸
びる給油穴10が穿設されている。また上記内輪4に
は、上記給油穴10と連通する給油穴11が設けられる
とともに、この給油穴11に上記給油溝7が連通されて
いる。また、上記給油穴11には絞り6が内装されてい
る。
【0005】上記静圧すべり軸受装置の使用時におい
て、ピン5内の供給油穴9には外部の油圧装置(図示省
略)より、加圧された潤滑油が供給され、潤滑油は給油
穴10、絞り6、給油穴11を通って給油溝7内に供給
される。同給油溝7内には、給油圧力Pと上記絞り6の
流動特性、内輪4と外輪3との間の上部すきま12ある
いは下部すきま13からの潤滑油の漏洩特性等から決ま
る油圧Piが生じ、内輪4の外周面4aと外輪3の内周
面3aとの間に球面静圧軸受機能を生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図5に示される従来の
球面座付き静圧すべり軸受にあっては、外部の油圧ピス
トン(図示省略)等の駆動源からの動力により第2軸2
が往復動し、上記球面静圧軸受を介して第1軸1を自由
な方向に駆動する一方、同第1軸1の外部には被駆動体
(図示省略)が装着されている。かかる被駆動体の慣性
力あるいは被駆動体に働く摩擦力等の力は、外輪3と内
輪4との間に作用する力となって現れる。
【0007】上記球面静圧軸受の静圧に基づく負荷能力
が、上記被駆動体の慣性力あるいは被駆動体に働く摩擦
力等の力よりも大であれば、外輪3と内輪4とが接触す
ることはない。しかしながら、上記慣性力あるいは摩擦
力等の力が、上記静圧に基づく負荷能力を超えると、図
6に示すように、上部すきま12または下部すきま13
がきわめて小さくなり、外輪3の内周面3aと内輪4の
外周面4aとが接触する。図6では、上部すきま12が
きわめて小さくなっている状態を示している。
【0008】然るに、上記のように、第1軸1は自由な
方向に揺動が可能であり、装置によっては、第1軸1の
第2軸2に対する振れ角度が大で、振れの周期も短かく
なることがある。かかる場合には、図7にて示されるよ
うに、給油溝7で囲まれたランド部17、特にその中央
部においては潤滑油不足が発生し、これによる異常摩耗
や焼付きの発生をみる。
【0009】かかる不具合の発生を防止するため、外輪
3と内輪4との静圧に基づく負荷能力を高める方法とし
て、ポケット圧力Piを高めることが提案されている
が、このためには給油圧力Pを高めることが必要にな
る。しかしながら、給油圧力Pを高めると消費油量が多
量となって、給油用の油圧装置の規模や駆動用動力が大
きくなるという弊害が生じる。
【0010】本発明の目的は、内輪と外輪とを球状面で
嵌合するようにした静圧軸受において、給油のための油
圧装置を大容量化することなく上記球状面のランド部に
おける潤滑油不足の発生、及びこれに伴なう球状面の摩
耗や焼付きの発生を防止して、軸受の耐久性を向上する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の静圧軸受装置
は、従来の静圧軸受装置の上記問題点を解決するもの
で、その要旨とする手段は、一方の軸にピン継手を介し
て連結された内輪と、他方の軸に連結された外輪とを、
同内輪の外周面及び外輪の内周面を球状面に形成して嵌
合し、上記球状面上に形成された給油溝に給油穴を通し
て潤滑油を供給するように構成された静圧軸受装置にお
いて、上記球状面上に連続した上記給油溝によって囲ま
れて形成されるランド部に開口し、上記ピン継手の軸心
方向に穿設された供給油穴から給油穴等に設けた絞りを
介して潤滑油が供給され、供給された潤滑油を上記ラン
ド部に供給するランド部給油孔を設ける構成にしたこと
にある。
【0012】上記手段によれば、内輪と外輪とが嵌合す
る球状面上に連続した給油溝によって囲まれて形成され
ランド部に開口するランド部給油孔に、給油穴を通し
て潤滑油が供給され、同給油孔からランド部に拡散され
て潤滑に供される。これによって、従来、潤滑油不足が
発生し易かったランド部に充分な量の潤滑油が供給され
ることとなり、潤滑油不足が回避され、これに伴なう球
状面の摩耗や焼付きの発生が防止される。
【0013】尚、上記ランド部給油孔はランド部の中央
部に開口するのが、ランド部における潤滑油の拡散面か
らみて好ましい形態である。
【0014】また、上記手段に加えて、上記ランド部
の、上記ランド部給油孔の開口部の周囲に同開口部に連
通されるランド部給油溝を設けてなることも本発明に含
まれる。
【0015】かかる手段によれば、ランド部給油孔から
ランド部に供給された潤滑油が上記ランド部給油溝を通
してランド部全体に拡散し易くなり、ランド部における
潤滑油不足の防止効果がさらに高められる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下図1〜図4を参照して本発明
の実施形態につき詳細に説明する。図1〜図3は本発明
の実施の第1形態を示し、図1は球面座付き静圧すべり
軸受の揺動中心線に沿う断面図、図2は図1に対応する
作動説明図、図3は図1のZ矢方向から透視した内輪の
平面図である。
【0017】図1において、2は油圧ピストン(図示せ
ず)等により往復動せしめられる第2軸であり、同第2
軸には第2軸ハウジング15が固定され、また、同第2
軸ハウジング15の2又部にはピン5が固定され、さら
に同ピン5の外周には内輪4が固定されている。一方、
1は第1軸であり、同第1軸には第1軸ハウジング14
が固定され、さらに同第1軸ハウジング14の内側には
外輪3が固定されている。上記内輪4の外周面4aは凸
球面、外輪3の内周面3aは凹球面をなし、双方が摺接
することにより球面静圧軸受を構成している。ここで、
上記内輪4の外周面4aと外輪3の内周面3aとはすき
ま即ち上部すきま12及び下部すきま13を有して配置
されているので、第1軸1は第2軸2に対して自由な方
向に振れることが可能となる。以上の基本構成は図5〜
図7に示される従来のものと同様である。
【0018】本発明の実施形態においては、球面静圧軸
受の、内輪と外輪とが当接する球面への潤滑油を供給す
る給油穴、給油溝等を改良している。
【0019】即ち図1において、7は上記内輪4の外周
面4aに刻設された給油溝であり、同給油溝7は、図3
に示されるように、上記外周面4a上を連続した溝とな
っている。17はこの連続した給油溝に囲まれたランド
部である。
【0020】9は上記ピン5の中心部に、軸心方向に穿
設された給油穴で、一方側(図1の左方)に潤滑油入
口が設けられるとともに、他方側は止め栓8により塞が
れている。上記ピン5には給油穴9から半径方向に2
個(2個以上でも可)の給油穴10が穿設され、また上
記内輪4には、上記ピン5の給油穴10に連通される半
径方向の給油穴11が穿設されている。そして上記給油
穴11の出口端は上記外周面4aの給油溝7に接続され
ている。6は上記内輪4の給油穴11に内装された絞り
である。
【0021】20はランド部給油孔である。同ランド部
給油孔20は上記内輪4の内部のほぼ中心位置に穿設さ
れ、上記内輪4の外周面4aの上記ランド部17の略中
央に開口されている。さらに、同ランド部給油孔20は
上記外周面4aへの開口部から上記内輪4の内部を貫通
し、さらに上記ピン5の内部を貫通して上記ピン5の
給油穴9に接続されている。上記ランド部給油孔20に
は給油穴11内と同様、絞り6が設けられている。
【0022】上記構成からなる球面座付き静圧すべり軸
受の使用時において、ピン5内の給油穴9には外部の
油圧装置(図示せず)より、加圧された潤滑油が供給さ
れ、潤滑油は給油穴10、絞り6、給油穴11を通って
給油溝7内に供給される。同給油溝7内には、給油圧力
Pと上記絞り6の流動特性、内輪4と外輪3との間の上
部すきま12あるいは下部すきま13からの潤滑油の漏
洩特性等から決まる油圧Piが生じ、内輪4の外周面4
aと外輪3の内周面3aとの間に球面静圧機能を生じ
る。
【0023】この実施形態に係る静圧軸受において、外
部の油圧ピストン(図示省略)等の駆動源からの動力に
より上記第2軸2が往復動せしめられると、上記球面静
圧軸受を介して上記第1軸1が自由な方向に駆動せしめ
られる一方、同第1軸1はこれに連結された被駆動体を
駆動する。
【0024】かかる駆動時において、被駆動体の慣性力
あるいは被駆動体に働く摩擦力等の力は、外輪3と内輪
4との間に作用する力となって現れる。上記球面静圧軸
受の静圧に基づく負荷能力が、上記被駆動体の慣性力あ
るいは被駆動体に働く摩擦力等の力よりも大であれば、
外輪3と内輪4とが接触することはない。しかしなが
ら、上記慣性力あるいは摩擦力等の力が、上記静圧に基
づく負荷能力を超えると、図6に示すように、上部すき
ま12または下部すきま13がきわめて小さくなり、外
輪3の内周面4aと内輪4の外周面4aは接触する。図
2には上部すきま12がきわめて小さくなっている状態
を示している。
【0025】然るに第1軸1は自由な方向に振れること
が可能であり、このため、装置によっては第1軸1の第
2軸2に対する振れ角度が大で、その周期も短いことが
あり、このような場合には外輪3と内輪4は厳しい摺動
条件で接触すべりを生じることになり、給油溝7で囲ま
れたランド部17、特に給油溝7から離れたランド中央
部で潤滑油不足が起り易い。
【0026】然るに本発明の実施形態においては、上記
ランド部17の中央にランド部給油孔20が開口してい
るので、上記給油穴9からの潤滑油は同ランド部給油
孔20を通ってランド部17の中央部に供給され、同部
近傍の球面の潤滑に供される。これによって、上記ラン
ド部17における潤滑油不足が回避され、これによる摩
耗や焼付きの発生が防止される。
【0027】図4は本発明の実施の第2形態を示す。こ
の実施形態においては、ランド部給油孔20のランド部
17への開口部に放射状にランド部給油溝21を設けて
いる。その他の構成は上記第1形態と同一であり、これ
と同一の部材は同一の符号で示す。この実施形態におい
ては、潤滑油がランド部給油溝21を通してランド部1
7全体に拡がり易くなり、油不足の防止効果をさらに高
めることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、内輪と外輪とが嵌合する球状面上に連
続した給油溝によって囲まれて形成されたランド部にラ
ンド部給油孔を開口したので、潤滑油が同ランド部給油
孔からランド部に拡散されてランド部の潤滑に供され、
同ランド部における潤滑油不足の発生が回避される。従
ってかかるランド部の潤滑油に伴なう球状面の摩耗や焼
付きの発生を防止することができ、軸受寿命を延長する
ことができる。
【0029】また、上記潤滑油不足を補なうための給油
圧力の上昇を必要としないので、油圧装置の大容量化、
大型化による製造コストの上昇を伴なうことなく、潤滑
性能を保持することができる。
【0030】また請求項2のように構成すれば、ランド
部給油孔からランド部に供給された潤滑油がランド部給
油溝を通してランド部に拡散し易くなり、ランド部にお
ける潤滑油不足の防止効果をさらに高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係る球面座付き静圧
すべり軸受の揺動中心線に沿う断面図。
【図2】図1に対応する作用説明図。
【図3】図1のZ矢方向から透視した内輪の平面図。
【図4】本発明の実施の第2形態を示す図3応当図。
【図5】従来の球面座付き静圧すべり軸受を示す図1応
当図。
【図6】図5に対応する作用説明図。
【図7】図5のY矢方向から透視した内輪の平面図。
【符号の説明】
1 第1軸 2 第2軸 3 外輪 3a 内周面(外輪) 4 内輪 4a 外周面(内輪) 5 ピン 6 絞り 7 給油溝 9 給油穴(ピン中心) 10 給油穴(ピン) 11 給油穴(内輪) 12 上部すきま 13 下部すきま 14 第1軸ハウジング 15 第2軸ハウジング 17 ランド部 20 ランド部給油孔 21 ランド部給油溝
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−177786(JP,A) 特開 平9−177787(JP,A) 実開 昭49−120942(JP,U) 実開 昭63−91719(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 23/04 F16C 32/06 F16D 3/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の軸にピン継手を介して連結された
    内輪と、他方の軸に連結された外輪とを、同内輪の外周
    面及び外輪の内周面を球状面に形成して嵌合し、上記球
    状面上に形成された給油溝に給油穴を通して潤滑油を供
    給するように構成された静圧軸受装置において、上記球
    状面上に連続した上記給油溝によって囲まれて形成され
    ランド部に開口し、上記ピン継手の軸心方向に穿設さ
    れた供給油穴から絞りを介して潤滑油が供給され、上記
    ランド部に供給するランド部給油孔を設けたことを特徴
    とする静圧軸受装置。
  2. 【請求項2】 上記ランド部の、上記ランド部給油孔の
    開口部の周囲に同開口部に連通されるランド部給油溝を
    設けてなる請求項1に記載の静圧軸受装置。
JP23698697A 1997-09-02 1997-09-02 静圧軸受装置 Expired - Lifetime JP3462730B2 (ja)

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