JPH04128525U - 軸受支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取付け時や製作時の誤差による偏心や片当た
りによって生じる軸受荷重を緩和した軸受支持機構を提
供する。 【構成】 回転軸１とセラミック軸受３との間に衝撃緩
衝や片当りを防止するための弾性部材を有する軸受支持
機構において、弾性部材を複数の弾性リング９でなり、
この弾性リング９に軸方向の切り欠き１０を有するか又
は弾性リング９を支持しているリテーナ７又は軸受ハウ
ジング５の対向面の一部に凹部１２を設けて弾性力を複
数段に変化させるようにしたもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば河川水ポンプ、海水ポンプ、水車等の主軸軸受や攪拌機等の 回転機械の主軸軸受に適用して好適な回転機械の主軸を支承する軸受の支持機構 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

回転機械の回転軸を支承する軸受は耐摩擦、耐摩耗性向上のために近年では、 軸受材にセラミック等の新素材が多く使用され始めている。

【０００３】 図１０及び図１１はこの様なセラミック軸受の従来例を示すもので、図１０は その縦断面図、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。これらの図において、１ は回転軸、２は回転軸１が挿入された回転軸スリーブ、３はスリーブ２を隙間Ｓ を有して支承するほぼ円筒状のセラミック軸受、４はセラミック軸受３と軸受ハ ウシング５との間に挿入された円筒状のゴムでなる弾性部材、そして、６は軸受 ハウシング５が取り付けられるポンプ等のケーシングである。なお、図では省略 するが回転軸１の下部にはインペラ（回転羽根）が取り付けられている。

【０００４】 上記の構成において、主軸１の回転によりインペラが回転すると、水等の流体 Ｗの一部が回転軸スリーブ２とセラミック軸受３との間の隙間Ｓを通って回転軸 １の上方の吐出口（図示せず）に向かって流れる。これにより、セラミック軸受 ３の耐摩擦、耐摩耗性を保つと共に冷却を行っている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記の構成によれば、セラミック軸受３は弾性部材４を介して軸受ハウジング ５に挿入されており、この弾性部材４が取付偏心によってセラミック軸受３に作 用する片当たりや衝撃力を緩和している。

【０００６】 しかしながら、弾性部材４は全長に渡って軸受荷重を支承するために必要な高 い剛性の均一な弾性力を有しているために、わずかな取り付け誤差や製作誤差に よる偏心や片当たりでも軸受に高い面圧が作用するという問題があり、これらの 十分な面圧緩和が必要であった。

【０００７】 本考案は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、取り付け時 や製作時の誤差による偏心や片当たりによって生じる軸受荷重を緩和した軸受支 持機構を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案は、回転軸と軸受の間に衝撃緩衝や片当 りを防止するための弾性部材を有する軸受支持機構において、前記弾性部材の弾 性が複数段に変化するように構成したものである。

【０００９】

【作用】

軸受荷重による弾性部材の変形量が小さい範囲では弾性部材の変形量と軸受荷 重の比、すなわち、ばね定数が小さく作用し、軸受荷重による弾性部材の変形量 が大きい範囲では弾性部材のばね定数が大きく作用して、わずかな軸受変位によ って生じる軸受面圧を軽減するようにしている。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の軸受支持機構の第１実施例を示す縦断面図、図２は図１のＢ− Ｂ断面図である。これらの図において、図１０及び図１１に示したものと同一の 要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。また、回転軸は図示してい ない。

【００１１】 セラミック軸受３はリテーナ７に焼ばめ等によって固定されており、軸受ハウ ジング５の内周には複数（図示の例では４個）のリング溝８が形成されている。 そして、このリング溝８には、リテーナ７の外周に巻き付けた４個の弾性リング ９が挿入される。弾性リング９はここでは断面矩形のものに、リング溝８とリテ ーナ７の非接触面の軸方向面の一方に切り欠き１０を形成して、軸受変位がない 場合は弾性力を小にしている。なお、図示の例においては、上方の２つの弾性リ ングの切り欠き１０は上向きに、下方の弾性リングの切り欠き１０は下向きに配 置されている。

【００１２】 図３は弾性リング９の作用を示す拡大断面図を示すものである。図において、 上下に弾性リング９が軸受荷重を受ける前後の状態を示している。切り欠き１０ を有する弾性リング９において、軸受変位量Ｘに到達するまでの軸受変位量にお いては、軸受荷重Ｆを切り欠き１０の小さな断面Ｃで支持することになるので弾 性力Ｋ₁は弱い。これに対し、軸受変位量がＸ以上になると、切り欠き１０が密 着し、あたかも切り欠きがない弾性リングと同様に強い弾性力Ｋ₂を示すことに なる。この場合、最初の弾性力Ｋ₁を変化させるには、切り欠き１０の深さを変 化させるか、又は切り欠き幅Ｄを変化させることにより任意に変更可能である。

【００１３】 図４は従来の弾性部材を用いた場合及び本考案の弾性リング９を用いた場合の 軸受面圧と軸受変位量との関係を示している。この図によれば、従来の弾性部材 は、軸受荷重を支承する弾性力Ｋは一定であり、そのため、わずかな取付偏心量 δ₀でも軸受面圧が高く、焼付限界面圧を越えているのに対し、本実施例では、 軸受変位量の小さい範囲では、小さい弾性力Ｋ₁を示しており、取付偏心量δ₀に おいても初期の軸受面圧を低くすることができ、ドライ運転条件でも軸受を焼付 かせることなく使用することが出来る。

【００１４】 図５は本考案の第２実施例を示すもので、弾性リング９のリテーナ７側の一端 に弾性力Ｋ₁を有する突起１１ａを設けたものであり、軸受変位量がＸ以上にな ると、突起部１１ａが軸受ハウジング５に密着し、図３で説明した場合と同様に 強い弾性力Ｋ₂を示すことになる。

【００１５】 図６は本考案の第３実施例を示すもので、リテーナ７側の弾性リング９の両端 に弾性力Ｋ₁を有する突起１１ａ，１１ｂを設けたものであり、軸受変位量がＸ 以上になると、突起部１１ａ，１１ｂが軸受ハウジング５に密着し、図３と同様 に強い弾性力Ｋ₂を示すことになる。

【００１６】 図７は本考案の第４実施例を示すもので、リテーナ７側およびリング溝８側の 弾性リング９の両端に弾性力Ｋ₁を有する突起１１ａ〜１１ｄを設けたものであ り、軸受変位量がＸ以上になると、突起部１１ａ〜１１ｄが軸受ハウジング５に 密着し、図３と同様に強い弾性力Ｋ₂を示すことになる。

【００１７】 図８は本考案の第５実施例を示すもので、本実施例においては、リテーナ７の 外周の一部に凹部１２を設け、軸受ハウジング５に設けたリング溝８にはＯリン グの形の弾性リング９が装着されている。このため、上述の実施例のように、弾 性リング９の形状で弾性力を変化させるのではなく、軸受変位量によってリテー ナ７と軸受ハウジング５との間で当接する弾性リングの個数を変え、これによっ て、弾性力を変化させるものである。

【００１８】 軸受荷重を受けない初期状態において、図示の例では、４個の弾性リング９の うち、上下端の２つがリテーナ７に当接させており、中程の２つは隙間Ｙを有す る状態となっている。そのため弾性力は弱いものである。次に、軸受荷重を受け た場合には、４つの弾性リング９が当接するようになり、強い弾性力となる。

【００１９】 図９は本考案の第６実施例を示すもので、本実施例においては、図８の実施例 とは逆に、リテーナ７側にリング溝８を設け、軸受ハウジング５側に凹部１２を 形成している。この実施例においても、軸受変位量が少ない場合は中程の２つの 弾性リング９に隙間Ｙがある状態となって弱い弾性力を示し、変位量が大きくな った場合は、４つの弾性リング９が当接して強い弾性力となる。

【００２０】 なお、図８及び図９においては、リテーナ７又は軸受ハウジング５に凹部を設 けて初期状態で隙間Ｙを有するようにしたが、これら凹部を形成せず、軸受ハウ ジング５又はリテーナ７に設けたリング溝８の深さを変えて隙間Ｙを作るように しても、同様の効果が得られる。また、弾性リング９の弾性力を２段階に変化さ せるようにしたが、弾性リングの形状の異なるものを複数個用い、又は凹部の深 さやリング溝の深さ（すなわち隙間Ｙ）を変えて弾性力を多段階に変化させても よい。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、弾性部材の弾性が複数段に変化するよう に構成したので、軸受変位量が小さな範囲の弾性支持力では取付偏心量による軸 受面圧を低減させることができ、ドライ運転条件でも軸受を焼付かせることのな い軸受支持機構を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の軸受支持機構の第１実施例を示す断面
図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】弾性リングの作用を示す説明図である。

【図４】軸受面圧と軸受変位量との関係を示す図であ
る。

【図５】本考案の第２実施例の弾性リング及びその作用
説明図である。

【図６】本考案の第３実施例の弾性リング及びその作用
説明図である。

【図７】本考案の第４実施例の弾性リング及びその作用
説明図である。

【図８】本考案の軸受支持機構の第５実施例を示す断面
図である。

【図９】本考案の軸受支持機構の第６実施例を示す断面
図である。

【図１０】従来の軸受支持機構を示す断面図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ３ セラミック軸受 ４ 弾性部材 ５ 軸受ハウジング ６ ケーシング ７ リテーナ ８ リング溝 ９ 弾性リング １０ 切り欠き １１ 突起

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸と軸受の間に衝撃緩衝や片当りを防
   止するための弾性部材を有する軸受支持機構において、
   前記弾性部材の弾性力が複数段に変化するように構成し
   たことを特徴とする軸受支持機構。