JPH0223851Y2 - - Google Patents

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JPH0223851Y2
JPH0223851Y2 JP10381486U JP10381486U JPH0223851Y2 JP H0223851 Y2 JPH0223851 Y2 JP H0223851Y2 JP 10381486 U JP10381486 U JP 10381486U JP 10381486 U JP10381486 U JP 10381486U JP H0223851 Y2 JPH0223851 Y2 JP H0223851Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、ラジアル荷重とスラスト荷重との両
荷重を受ける流体軸受に関する。
[従来の技術] 本考案は軸受は、米国特許第3930691号に開示
された軸受の動作原理を利用したものであり、こ
の開示は以下に具体的に記載されている。
上記米国特許は潤滑油の中で、相対的に可動な
荷重付加即ち支持部材に近接した可動な面部分を
具備した流体力学的軸受パツドを開示しており、
軸受パツドの面部分は、外側に位置する基部要素
に対して揺動軸を中心として回動し、支持部材に
接離可能に設けられ支持部材との間で潤滑油くさ
びを形成する。動作状態で、支持部材に対して面
部分が相対的に動くことにより荷重と摩擦力の合
成力によつて支持部材に対して僅かに傾斜した位
置に面部分は揺動し、くさび型のギヤツプが生じ
る。このギヤツプは、軸受パツドの面部分に対す
る支持部材の移動方向に狭くなる。このような軸
受パツドは、相対的に運動する支持部材を支持す
るための代表的な軸受装置には通常複数個設けら
れている。軸受表面間の相対運動と、流体力学的
作用の結果として複数のギヤツプ内に導入される
潤滑油は、相対運動の開始に際し、かつ軸受の動
作の間で、同時に軸受パツドの面部分とその近接
した相対的に動く支持部材の表面とを互いに接触
しないように維持する。
各々の軸受パツドの所に形成される潤滑油くさ
びの形状は、軸受が動作している間、荷重及び速
度の変化に応じて自己調整される。軸受パツドの
面部分は、その外側に設けられた基部要素の弓形
の界面に、これに沿つて順次配設されており、そ
して、この界面の曲率中心は、実質的に面部分の
揺動運動の所望の中心に相当する。湾曲し、エラ
ストマー層と非エラストマー層とからなるラミネ
ート部材は、面部分と基部要素との間に配設され
ており、かつ両側でこれらに結合されている。ラ
ミネート材は、面部分と基部要素との間の弓形界
面に平行な剪断方向には曲りやすいが、弓形界面
に垂直な半径方向には実質的に堅くなつている。
従つて、軸受アセンブリは基本的な位置を維持し
ながら、各軸受パツドの面部分が、支持部材によ
つてその面に付加される摩擦及び荷重力によつて
揺動軸を中心としてわずかに傾斜した位置まで揺
動させられる。
従来、ラジアル荷重とスラスト荷重との両方を
受ける複合軸受として、支持部材である回転軸に
設けられたボールを受けるように軸受球面を有す
るソケツトを使用することが、例えば実公昭52−
30415号公報に開示されている。
[考案が解決しようとする課題] しかし、上記従来の複合軸受においては回転軸
に過度の荷重もしくは斜め方向からの荷重がかか
つた場合に、ボールが軸受球面に接触し、これら
が摩耗すると云う恐れがあつた。また、ボールと
軸受球面とは、ミスアラインメントが生じないよ
うに、精度良く形成する必要があつた。
[課題を解決するための手段] 本考案に係る流体軸受は、球状の支持部材を備
えた軸を支持部材の所でスラスト方向並びにラジ
アル方向に支持するように、回転軸心回りに円環
状に配設された複数の軸受パツドと、軸受パツド
の外周側にこれらを囲繞するように位置し、複数
の支持面が内周面に周方向に沿つて設けられた環
状リングとを有する流体軸受において、各軸受パ
ツドは、回転軸心に対面して設けられた球状の内
方軸受面及び反対側に設けられた球状の外方面を
有する面部分を備え、外方面は回転軸心と内方軸
受面との間に位置する曲率中心を備え、各軸受パ
ツドの内方軸受面は回転軸心上に位置する共通の
曲率中心を備え、さらに前記環状リングの各支持
面と各外方面との間には弾性体及び非弾性体が交
互に積層された中間ラミネート部材が設けられ、
この中間ラミネート部材は支持面に外面で固着さ
れ、内面が面部分を回転軸心に平行な軸心並びに
この軸心に直行する軸心を中心として傾動可能に
支持していることを特徴とする。
[作用] 上記構成の流体軸受は、支持部材と面部分との
間に潤滑剤の膜が形成されるように潤滑剤中に浸
される。軸が回転されると、軸受パツドの面部分
は、潤滑剤との間の摩擦によつて傾動し、軸の支
持部材との間にくさび形の潤滑剤膜を形成する。
この潤滑剤膜をくさび形は、軸の回転方向に向う
のに従つて徐々に狭くなり、ラジアル軸受として
の機能を米国特許No.3930691号公報の第4図に従
つて記載されているように果す。
また、上記軸受パツドの面部分の内方軸受面は
球状に形成されているので、軸のスラスト方向の
荷重によつても、前記くさび状の潤滑剤膜はスラ
スト方向にもくさび形となる。このスラスト方向
のくさび形は荷重方向に従つて広くなる。
上記のように、軸の支持部材と面部分との間に
形成される潤滑剤の膜は、軸の回転方向と、スラ
スト方向との両方向に広くなつた3次元的くさび
形となり、これは、荷重に対して安定となるよう
に傾動するので、ラジアル方向とスラスト方向と
の両方向からの荷重に対して復帰力を与えること
ができる。また、軸に対して斜め方向から加わる
荷重は、水平成分と垂直成分とに分けられ、上記
と同様にして受けられる。
従つてラジアル方向スラスト方向及び斜め方向
に対して、くさび形の潤滑剤膜の機能によりアラ
インメント作用が働く。
[実施例] 以下、添付図面を参照して本考案の実施例を詳
述する。
軸受アセンブリ10は、荷重付加体、即ち支持
部材12を支承するようにして、第1図に示され
ている。この支持部材12は長手方向軸14に沿
つて延出している。軸受アセンブリ10は、外側
ケーシング16と1セツトの互いに連結された基
部要素18とを備えている。そして、この基部要
素18は長手方向軸14のまわりに一定の間隔を
保つて設置された軸受アセンブリの円筒状に整列
した面部分20を内側に位置させている。基部要
素18は、荷重付加体、即ち支持部材12のまわ
りに軸受アセンブリを設置するために線22に沿
つて連結された一対のスプリツト・スリーブとし
て構成されることが好ましい。各々の面部分20
は、第3図に示されたような好ましい方法、すな
わちエラストマー・金属・エラストマーのラミネ
ート層からなる中間ラミネート部材を介して各々
の基部要素18に連設されている。第3図におい
て、符号24は金属層を、そして符号26はゴム
のようなエラストマー層を示している。面部分2
0と、基部要素18と中間ラミネート部材とで軸
受パツドを構成している。
中間ラミネート部材は互いに周方向に離間して
設けられ、外周面が基部要素18の内周面に、か
つ内周面が面部分20に、夫々結合されている。
面部分20は、夫々部分球状にへこんだ軸受表面
30を備えている。この球状に湾曲した軸受表面
30の曲率は、支持部材12(第1図)の球状部
分32の表面の曲率に一致している。これら軸受
表面30は、軸14上に曲率の共通の中心33を
備え、そして中心33は、支持部材12の球状部
分32の表面の曲率の中心に相当する。ケーシン
グ16と軸受パツドは、回転しないように常に固
定維持されており、そして軸14とほぼ一致した
軸を中心として回転するように支持部材12を支
持している。この場合部材12は、荷重付加体と
して機能する。しかしながら、本考案は、このよ
うな配置に制限されるものではない。逆に支持部
材12を固定し、軸14を中心に回転するように
荷重担持軸受パツドを支持部材12が支持するよ
うに固定しても良い。
各々の面部分20側に位置する基部要素18の
表面34、及び各面部分20の外側表面35は、
界面表面であり、かつ曲率中心40のまわりに球
状に湾曲している。この曲率中心40は、面部分
20が静止位置にある時、前記中心33から軸受
パツドの各々の面部分20の軸受表面30のほぼ
中心まで延出している半径線R1上に位置してい
る。かくして、例えば、表面35の半径線R2は、
表面30の半径線R1より短かい、軸受パツドの
界面34と35の夫々の曲率中心40は、軸14
から等距離にある軌跡上に位置し、例えば各表面
35の半径線R2は全ての軸受パツドについて同
一である。しかし、このことは必ずしも必要では
ない。図示したように、表面34と35は、共通
曲率中心40を有する曲率を有する。この曲率中
心40は軸受パツドの各々の面部分20の揺動中
心軸を示す。図示したように、金属層24は、そ
れらが表面34と35に平行になるように同様に
湾曲している。
支持部材12と面部分20との相対運動の際
に、面部分20は、摩擦力のために、第4図に示
されるように球状部分32の外表面と基部要素1
8に対して傾斜した位置に曲率中心40を中心と
して揺動しようとする。剪断方向には曲げられる
が半径方向には実質的に堅い中間ラミネートは、
各パツドの面部分20の揺動運動に容易に適応す
る。実際、揺動運動は、支持部材12と軸受パツ
ドとの間の空間が、各々の面部分20の非常にわ
ずかな揺動運動にもかかわらず維持されるよう
に、小さい。加えて、面部分20に偏心荷重(表
面34,35に対して非半径方向の荷重)がかか
つた場合、荷重ベクトルが界面曲率に対して半径
方向にアラインメントするような方向へ面部分2
0は揺動する。全揺動運動は小さく、かつ揺動運
動の方向は、隣りの軸受表面へ近ずくような方向
である。揺動運動は、面部分に作用する真の力が
USP第3930691号に説明されているように連続的
に平衡になるように該面部分を安定化させる。
第4図において、流体潤滑剤は、流体力学的潤
滑剤くさびが、流体力学的流体膜軸受けのように
面部分20と球状部分32との間に維持されるよ
うに、流体潤滑剤が球状部分32と軸受パツドと
の間に介在されている。面部分20は、外側が部
分球形の表面に支持されているから、各面部分2
0は摩擦及び負荷力の半径方向と推力方向とを組
合せた成分のもとで安定したバランスのとれた位
置に揺動させる。支持部材12の球状部分32と
各々の軸受パツドとはボール結合のようになつて
いるので、軸受には、スラスト荷重に対しても軸
受となり、また円環状に配列された軸受パツドの
中心軸と支持部材12の長手方向の軸との間の角
度上のミスアラインメントが調節される。この結
果、前記支持部材12の中心軸は、もちろん、点
33を通るようになる。
第4図では、くさび形ギヤツプ42と、中間ラ
ミネート層(金属層24とエラストマー層26)
との厚さの相対的サイズは、理解し易いように、
誇張されて示されている。
本考案の軸受パツドは、安定位置まで自動的に
揺動傾動してラジアル方向及びスラスト方向の荷
重力に対応する潤滑油のくさび膜を生じる。ラジ
アル荷重により、面部分は、これらの揺動点を中
心として、支持部材に近接の軸受表面の運動方向
に平行となる方向へ回動される。一方、スラスト
荷重は、運動表面間の流体膜圧力が平衡になるよ
うにスラスト荷重の源へ面部分を回動させる。こ
こでも最も重要なことは、スラスト荷重は軸受け
の能力を妨げることなく望ましい潤滑油くさびを
生じることである。
本考案の図示された実施例の種々の変更は可能
であり、そして唯一の典型な好ましい構造が以下
に開示されている。例えば、揺動するパツド軸受
けに関しては、前記米国特許において記載したよ
うに、面部分20と基部要素18との間の界面
は、面部分が揺動点を中心とした揺動に厳しく限
定されるかぎり、低摩擦膜によつて分離された複
数の面により形成されても良い。この場合でも軸
受パツドの動作原理は、前述した実施例と同じで
ある。同様に、支持部材12の構造は、円環状に
配設された軸受パツドに近接して球状部分32を
維持しながら、種々変更が可能である。さらに、
多数の軸受パツドを複数の環状列に設けること
も、また単一の環状列を球状支持部分32の周囲
に、これの直径方向からそれた位置に設けること
も可能である。さらに、ラミネート層は界面域内
に設けることができる。しかしながら、これらの
変更は、本明細書に開示された本考案の範囲内で
あればよく、本考案は、実用新案登録請求の範囲
にのみ限定されない。
[効果] 本考案の流体軸受においては、円環状に配設さ
れた複数の軸受パツドをラジアル方向はもとより
スラスト方向に対しても揺動(傾動)可能とし、
その内方軸受面を球状としたので、各方向からの
荷重を受けるような3次元的なくさび形の潤滑剤
膜が形成される。このくさび形は、荷重の大き
さ、方向に応じて変化し、常時軸を安定な位置に
持たらすことができる。このため種々の方向から
の過度の荷重に対して、軸の支持部材が内方軸受
面に接触し、これらが摩耗するのを防止できる。
同様に、形成時、組立て時のミスアラインメント
に対しても、これを補償することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案に係る軸受アセンブリの一部
の略図的な縦断面図、第2図は、簡単化するた
め、中央の負荷支持部材を取除いた状態の第1図
の2′−2線に沿う横断図面、第3図は軸受アセ
ンブリの一部の拡大横断面図、そして第4図は該
軸受の作用を図的に説明する図である。 10……軸受アセンブリ、12……支持部材、
18……基部要素、24……金属層、26……エ
ラストマー層、20……面部分、30……軸受表
面。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 球状の支持部材を備えた軸を支持部材の所で
    スラスト方向並びにラジアル方向に支持するよ
    うに、回転軸心回りに円環状に配設された複数
    の軸受パツドと、軸受パツドの外周側にこれら
    を囲繞するように位置し、複数の支持面が内周
    面に周方向に沿つて設けられた環状リングとを
    有する流体軸受において、各軸受パツドは、回
    転軸心に対面して設けられた球状の内方軸受面
    及び反対側に設けられた球状の外方面を有する
    面部分を備え、外方面は回転軸心と内方軸受面
    との間に位置する曲率中心を備え、各軸受パツ
    ドの内方軸受面は回転軸心上に位置する共通の
    曲率中心を備え、さらに前記環状リングの各支
    持面と各外方面との間には弾性体及び非弾性体
    が交互に積層された中間ラミネート部材が設け
    られ、この中間ラミネート部材は支持面に外面
    で固着され、内面が面部分を回転軸心に平行な
    軸心並びにこの軸心に直行する軸心を中心とし
    て傾動可能に支持していることを特徴とする流
    体軸受。 (2) 前記内方軸受は、これら面の曲率中心が回転
    軸から等距離に位置するように設定されている
    ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1
    項記載の流体軸受。
JP10381486U 1986-07-08 1986-07-08 Expired JPH0223851Y2 (ja)

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JP6482858B2 (ja) * 2014-12-24 2019-03-13 キヤノン電子株式会社 球面軸受及び回転駆動装置並びに可変ノズル装置

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