JPH01501410A - 流体ベアリングを潤滑するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流体ベアリングを潤滑するための装置 技術分野 本発明は、機械工業に係り、より詳細には流体ベアリングを潤滑するための装置 に関する。

本発明は、タービン発電機に使用することができ、グラインダ、及び、その他の 切削工具に使用することができ、さらに、シャフト又はスピンドルををし、この シャフトが流体ベアリングの内部で回転し、このスピンドルが流体ベアリングの 内部に回転し得る状態で支持されている構造の各種の機械に広く使用することが できるものである。

本発明は、より具体的には、遠心力で駆動される装置に使用することができる。

背景技術 流体ベアリングが、この流体ベアリングに対して、回転するシャフトの芯をよく 合わせることができるという性質を有するだけでなく、自己潤滑能力を有するも のであることは公知である。

流体ベアリングを潤滑するための装置を設計する場合には、その潤滑装置の電源 装置又は構造部材に何らかの故障が発生した場合でも、その潤滑装置が潤滑油の 供給を停止しない状態になるのを防止するという問題を解決することが最も重要 である。

その理由は、ベアリングに対する潤滑油の供給が妨げられた場合には、その潤滑 油の供給の阻害が例えば極めて短時間であろうとも、それが原因となって、ベア リングに故障が発生し、また、多くの応用の場合において、このようなベアリン グに内蔵されている装置に故障が発生するからである。

この問題は、一般的には、冗長性を付与することによって解決することができる 。しかしながら、このような方法を採用した場合には、通常、はぼ確実に、その 装置が大型になり、その重量が増大するという欠点があった。

しかも、このような装置は、実用という観点から見れば構造が複雑であり、合理 的な形状ではなく、そのうえに、高価であった。

流体ベアリングを潤滑するための公知の装置においては、潤滑油タンクが設けら れ、この潤滑油タンクにポンプが取り付けられ、この潤滑油タンクが吐出ライン を介してベアリングに接続されている（例えば、米国特許第４．１９４，７９６ 号、国際分類番号Ｆ１６Ｃ３９１０４，１９７８年９月５日参照）。

この従来の装置においては、特殊なアキュミュレータが設けられており、このア キュミュレータには２つのチャンバが設けられており、その一方のチャンバに加 圧ガスが充填され、その加圧ガスが補助容器から供給され、また、このアキュミ ュレータの他方のチャンバには潤滑油が充填されている。ポンプが故障した時に は、潤滑油の圧力が低下するために、ベアリングの金属面が相互に接触する恐れ がある。この不具合は、アキニミニレータを用いれば、除去することが可能では ある。しかしながら、そのためには、この装置の２つのポンプを、従来の目的に 使用せず、冗長性を持たせるために使用し、さらに、補助バイブライン、多数の 弁、及び、圧搾カス供給装置を設けるので、構造が複雑になっている。

そのために、この従来の装置は大型になり、価格が高くなった。

冗長度を確保し、しかも小型な補助装置を開発するための努力が行わており、こ のような補助装置を備えた流体ベアリングを潤滑するための装置が公知にされて いる（例えば、米国特許第３，５６３，３４４号、国際分類番号Ｆ１６Ｎ７／４ ０．１９６８年１１月１９日参照）。

この従来の装置は、潤滑油タンクが設けられており、この潤滑油タンクにポンプ が取り付けられ、この潤滑油タンクが吐出ラインを介してベアリングに接続され ている。

この装置は分配装置を内蔵している。この分配装置はベアリングに対して潤滑油 を供給するために取り付けられいるものである。この従来の装置は、ポンプが正 常に作動している時にも、また、ポンプが故障している時にも、ベアリングに対 して潤滑油を供給する。この装置にも、冗長度を確保するための多くの補助装置 を設ける必要がある。この補助装置は、例えば、ポンプ、補助タンク、及び補助 弁である。さらに、この装置は特殊な形状の流体ベアリングにしか使用すること ができない。この特殊な形状の流体ベアリングというのは、補助通路を有する流 体ベアリングだけに限定されている。そのために、この装置は、構造が非常に複 雑になり、従って、価格も高くなっている。

発明の開示 本発明は、基本的に、分配装置を有し、この分配装置がポンプを有し、このポン プが作動している時にも、また、このポンプが作動していない時にも、ベアリン グに対して潤滑油を連続的に供給することができる流体ベアリングを潤滑するた めの装置を提供することを目的としている。

本発明は、潤滑油タンク及びポンプを有し、この潤滑油タンク及びポンプが吐出 ライン及び分配装置を介してベアリングに接続され、この分配装置がベアリング に対して潤滑油を供給するために設けられたものであり、この分配装置がポンプ が正常に作動している時にも、そのポンプが作動していない時にも、ベアリング に対して潤滑油を供給する構造の流体ベアリングを潤滑するための装置において 、分配装置に弁とケーシングとが設けられ、この弁が潤滑油タンクの油面より下 になる位置に取り付けられ、ケーシングにインレットボートとアウトレットボー トと可動部材とが設けられ、この可動部材が軸線方向の通路を有し、この軸線方 向の通路がケーシングのインレットボートとアウトレットボートとを恒久的に接 続し、ケーシングに１つ以上の補助ボートが設けられ、潤滑油タンクと可動部材 とがこの補助ボートを介して接続され、この可動部材が２つの位置に移動するこ とが可能であり、ポンプが作動している時に、可動部材が第一の位置にあって補 助ボートを閉じると共にケーシングのアウトレットボートを可動部材の軸線方向 の通路を介してインレットボートに接続させ、ポンプが作動していない時に、可 動部材が第二の位置に移動して補助ボートを開くと共に、ケーシングのアウトレ ットボートを補助ボートを介して潤滑油タンクに接続させる構造を基本的な構造 としている流体ベアリングを潤滑するための装置を提供することにある。

この構造的に問題を解決する方法によって、電源装置に何等かの故障が発生した 時に備え、または、何等かの機械的な故障、例えばポンプの故障が発生した時に 備えるための冗長性を持たせるための装置又は補助装置を設ける必要を完全に排 除することができ、ベアリングに対して潤滑油を連続的に供給することができ、 従って、この装置を非常に簡単なものとし、最低の価格にすることができる。

何等かの故障が発生した時には、この流体ベアリングを潤滑するだめの装置は、 自動的に流体静力学的モードから流体動力学的モードに変わって、所要の油圧を 維持することができる。

可動部材をばねの力でケーシングに対して第二の位置の方向に偏位させることは 好ましいことであり、また、軸線方向の通路を絞られた形状にすることも好まし いことである。

この構造を採用すれば、潤滑油を可動部材の軸線方向の通路を通すだけで、作動 中のポンプを用いて所要の圧力を確保するための条件を最適化し、ベアリングに 潤滑油を供給することができる。

弁をタンクの内部に取り付け、この補助ボートを潤滑油の中に浸漬し、この補助 ボートに濾過装置を設けである構造とするのは好ましいことである。

この構造を採用すれば、結合部分の緊結度が低下した場合にパイプラインに空気 が入り込むことを防止することができ、この装置の信頼性を向上させることがで き、さらに、この流体ベアリングを潤滑するための装置の寸法を小さくすること ができる。

従って、本発明に基く流体ベアリングを潤滑するための装置は、任意のタイプの 流体ベアリングを潤滑することができ、また、流体静力学的モードから流体動力 学的モードに自動的に切り替わることによって、所要の油圧を維持することがで きる。そのために、冗長性を持たせるための装置、又は、補助部材を全く必要と しないことは注目すべきことである。

図面の簡単な説明 次に、本発明に基く流体ベアリングを潤滑するための装置の全体を示す図を参照 して、本発明の詳細な説明する。

発明を実施するための最良の形態 流体ベアリングを潤滑するための装置はポンプ１を有する。このポンプ１は潤滑 油タンク２の内部に配設されている。

ポンプ１は公知の任意のタイプのポンプを使用することができる。但し、この使 用するポンプは、所要の装置に対して所要の圧力を充分に供給し得るものでなけ ればならない。

ポンプ１には濾過部材３が設けられており、この形態においては、この濾過部材 ３はポンプ１に同軸になるように取り付けである。このポンプ１はバイブライン ４によって濾過部材３に接続されている。潤滑油は、タンク２から、アウトレッ トボート５を通して、流体ベアリング８の楔形の溝６，７に供給される。本発明 においては、ベアリング８に対する潤滑油の供給は、分配装置を用いて行う。こ の分配装置には弁９と可動部材１２とが設けられている。この弁９はケーシング を有し、ケーシングはインレットボート１０とアウトレットボート１１とを有し 、可動部材１２は軸線方向の通路１３を有し、この通路１３はインレットボート １０とアウトレットボート１１とを恒久的に接続している。弁９には１つ以上の 補助口１４が設けられている。

可動部材１２は２つの位置の間を移動することができる。この可動部材は、ポン プが作動している時に、第一の位置にあり、この可動部材が補助ボート１４を閉 じ、アウトレットボート１１を補助通路１３を介してインレットボート１０に接 続させる。この可動部材は、ポンプが作動していない時には、第二の位置に移動 して、アウトレットボート１１を補助ボート１４を介してタンク２に接続させる 。ばね１５が可動部材１２を弁９の方向に押して偏位させ、この弁９を第二の位 置の方向に移動させる。この形態においては、補助通路１３は絞られた形状であ る。

この形態においては、弁９がタンク２の内部に取り付けられており、その取付け は、補助ボート１４がタンク２に入っている使用される潤滑油の中に浸されるよ うに行われる。補助ボート１４には濾過装置１６が取り付けられている。

ポンプ１は電動モータ１７を用いて駆動することができる。このモータ１７は公 知の任意の適当なモータである。

シャフト１８はスラストジャーナル１９を有し、このスラストジャーナル１９は ベアリング８のスラスト面２０を支持している。ドレーン装置２１は濾過部材３ より上流の位置に接続されており、このドレーン装置２１を用いてベアリング８ に対する潤滑油の供給量を制御することができる。

バイブライン２２．２３は潤滑油をタンク２に戻し得る形状である。

この流体ベアリングを潤滑するための装置は、次のように作用する。電源装置の スイッチを入れるとモータ１７が作動を開始し、このモータ１がポンプ１を駆動 する。このポンプ１は潤滑油を、バイブ４を経由して濾過部材３に供給する。こ の潤滑油はアウトレットボート５を通り、弁９のインレットポート１０を通って この弁９の中に入る。この弁９の中で、潤滑油が可動部材１２の作用によって加 圧される。この潤滑油の圧力はばね１５を押し、このばねの作用で可動部材１２ をアウトレットボート１２の方向に移動させ、この可動部材１２にアウトレット ボート１１を閉じる作用をさせる。

二の潤滑油は、軸線方向に延びている補助通路１３を通り、アウトレットポート 管２４に入り、さらに、ベアリング８の溝６，７に入り、このベアリング８を潤 滑する。その後に、この潤滑油はバイブライン２２，２３を経由してタンク２に 戻される。シャフト１８が回転を開始すれば、ベアリング８の溝６．７が流体動 力学的な作用を行う。潤滑の条件を選択することにより、流体ベアリングを潤滑 するための装置を、自動的に、静力学的モードから動力学的モードに変化させる ことができ、また、その他の変化をさせることもできる。ポンプ１に対する給電 が停止された時には、この流体動力学的モードが終了し、この装置の内部の潤滑 油の圧力が低下する。この状態の下では、潤滑油の圧力は、潤滑油がばね１５を 充分の押圧することができず、可動部材１２をその第一の位置に充分に保持し得 ない状態になるまで低下する。その結果、可動部材１２が第二の位置に移動し、 この状態で、アウトレットボート１１が補助ボート１４を介してタンク２に結合 される。潤滑油はタンク２がら、補助ボート１４を介して、ベアリング８に吸込 まれる。この形態においては、補助ボート１４は濾過装置１６によって取り囲ま れており、潤滑油はこの濾過装置１６を通して補助ボート１４に送られる。

既に説明したように、ポンプ１は流体動力学的モードの下で所要量の潤滑油をベ アリング８に圧送し、この潤滑油はバイブライン２２．２３を経由してタンク２ に戻される。ポンプ１の電源回路に故障が発生した場答、シャフト１８の駆動装 置（図示せず）に故障が発生した場合、或いは、この流体ベアリングを潤滑する ための装置に対して構造的に有害な程度の故障、例えばポンプ１が故障が発生し た場合には、潤滑油の圧力が可動部材１２を第一の位置に保持することができず 、この可動部材１２が重力の作用で第二の位置まで移動する。そのために、補助 ボート１４が開き、潤滑油がタンク２がらアウトレットボート１１に流れ、さら に、既に説明したと同様に、吐出管２４に沿ってベアリング８の溝６，７の中に 流入する。従って、この流体ベアリングを潤滑するための装置は、上に挙げた故 障の内の何れが発生した場合でも、ベアリングの金属面が相互に接触する状態に なることを防止し、従って、ベアリングに非常に有害な損害を与えることのない 状態に維持し得るように、潤滑油の圧力を維持することができる。

この本発明に基く流体ベアリングを潤滑するための装置は、潤滑油を所要の圧力 に維持するための問題点を解決することができるものであり、しがち、この問題 点を解決する方法が、冗長度を持たせるための装置、又は補助的な構造部材を全 （必要としないという最も経済な方法である。本発明によって、流体ベアリング を潤滑するための、構造が簡単で、かつ、安価な装置を提供することができる。

この装置は、モータの電源回路に故障が発生した場合、又は、ポンプが機械的に 損傷した場合に備えて冗長度を持たせるための部材を取り付ける必要が全くなく 、予め定められた要求仕様を満足させ得るレベルの潤滑油の供給及び圧力を維持 することができる。

産業上の利用可能性 本発明は流体ベアリングの潤滑を行うためのものであり、そのベアリングが如何 なる条件の下で作動しているる場合でも、潤滑油を所要の条件に維持することが できるものである。本発明を採用することにより、モータの電源回路に故障が発 生した場合、又はポンプが機械的に損傷した場合に備えて、冗長度を持たせるた めの部材を取り付ける必要を完全に除去することができる。本発明は、機械工業 の分野、特にタービン発電機に使用することができ、また、グラインダその他の 切削加工を行う機械的加工装置に使用することができ、さらに、各種の形状又は 各種の構造の駆動装置の分野に広く使用することができる。

国際調査輻失

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．潤滑油タンク（２）とポンプ（１）とを有し、この潤滑油タンク（２）とポ ンプ（１）とが吐出ライン（５）と分配装置とを介してベアリング（８）に接続 され、この分配装置がベアリング（８）に潤滑油を供給するために取り付けられ るものであり、ポンプ（１）が正常に作動している時、及び、このポンプ（１） が作動し得ない時に、この分配装置がベアリング（８）に対して潤滑油を供給す る作用をする構造である流体ベアリングを潤滑するための装置において、分配装 置が弁（９）とケーシングとを有し、この弁（９）がタンク（２）の油面より下 になる位置に取り付けられ、ケーシングがインレットポート（１０）とアウトレ ットポート（１１）と可動部材（１２）とを有し、可動部材（１２）が軸線方向 の通路（１３）を有し、この軸線方向の通路（１３）がケーシングのインレット ポート（１０）とアウトレットポート（１１）とを恒久的に接続し、ケーシング が１つ以上の補助ポート（１４）を有し、この補助ポート（１４）を介して、タ ンク（２）と可動部材（１２）とが接続され、この可動部材（１２）が２つの位 置に移動することができ、ポンプが作動している時に、可動部材（１２）が第一 の位置にあって、補助ポート（１４）を閉じ、ケーシングのアウトレットポート （１１）を可動部材の軸線方向の通路（１３）を介してインレットポート（１０ ）に接続させ、ポンプが作動不能の時に、可動部材が第二の位置に移動して補助 ポートを開き、ケーシングのアウトレットポート（１１）を補助ポート（１４） を介してタンク（２）に接続させることを特徴とする流体ベアリングを潤滑する ための装置。 ２．可動部材（１２）がばねの作用によってケーシングに対して第二の位置の方 向に偏位し、軸線方向の通路（１３）が絞られた形状であることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載の流体ベアリングを潤滑するための装置。 ３．弁（９）がタンク（２）の内部に取り付けられ、この補助ポート（１４）が 潤滑油の中に浸潰され、この補助ポート（１４）が濾過装置（１６）を有するこ とを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の流体ベアリングを潤滑する ための装置。