JPH0550149U - 回転機械用軸受の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受の高面圧化を防止して支持の安定化を図
る。 【構成】 回転軸を支持する軸受の支持構造において、
軸受１３を筒状のハウジング１５の内周部に装着された
複数の小弾性力リング１６によって支持すると共にその
ハウジング１５の外周部をケーシング１８に装着された
複数の大弾性力リング１７によって支持し、軸受１３と
ハウジング１５との間に小弾性力リング１６の弾性変位
が軸受１３の取付偏心量δ_S と同等となる隙間δ₀ を設
け、強制変位に伴う軸受１３の取付時及び製作時の静的
偏心量を小弾性力リング１６によって吸収し、回転軸駆
動時の軸受１３の動的変動荷重・変位を大弾性力リング
１７によって吸収する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はポンプや攪拌機などの回転機械に用いられる回転軸等を回転自在に支 持する回転機械用軸受の支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

回転機械の回転軸を支持する軸受は耐摩擦性及び耐摩耗性を向上させるために 、近年では、素材にセラミックス等の新素材を多く使用するようになってきてい る。図１０に従来の軸受構造を表す断面、図１１に図１０のＡ−Ａ断面を示す。

【０００３】 図１０及び図１１に示すように、ポンプなどの回転機械において、回転軸１０ １は外周部にスリーブ１０２が装着され、このスリーブ１０２は外周部が所定の 隙間Ｓをあけてセラミックス性の軸受１０３によって回転自在に支持されている 。そして、軸受１０３は外周部が衝撃緩衝作用を有する片当たり防止用のゴムリ ング１０４を介してハウジング１０５によって支持されている。更に、ハウジン グ１０５はケーシング１０６に取付けられている。なお、回転軸１０１の下端部 には図示しない回転羽根が装着されている。

【０００４】 而して、回転軸１０１が回転すると、軸受１０３はこれを支持し、このとき、 回転羽根によって水などの流体Ｗの一部がスリーブ１０２と軸受１０３との間の 隙間Ｓに流入し、回転軸１０１の上部に設けられた図示しない吐出口から排出さ れる。従って、この流体によって軸受１０３の耐摩擦性及び耐摩耗性が維持され 、且つ、冷却作用効果も奏することができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来のセラミックス性の軸受の支持構造にあっては、以下に示すよう な問題がある。即ち、セラミックス性の軸受１０３は弾性体であるゴムリング１ ０４によって外周部を巻かれることで、取付時や製作時の誤差等で生じる偏心片 当たりによって軸受１０３に作用する片当たり力を緩和している。

【０００６】 ところが、ゴムリング１０４は全長にわたって軸受１０３の荷重を支承するた めに必要な高い剛性の均一な弾性力をもっている。そのため、取付時の僅かな片 当たり偏心が発生したときも、軸受１０３の上部及び下部においては主にこの片 当たり力を支承している。しかし、このとき、ゴムリング１０４は取付時の僅か な片当たり偏心によって軸受１０３に高い軸受面圧を作用させてしまい、取付時 の偏心片当たり力を十分に緩和することができないという問題があった。

【０００７】 本考案はこのような問題を解決するものであって、軸受の高面圧化を防止して 支持の安定化を図った回転機械用軸受の支持構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するための本考案の回転機械用軸受の支持構造は、回転軸を 支持する軸受の支持構造において、前記軸受の外周部を筒状のハウジングの内周 部に装着された複数の小弾性力リングによって支持すると共に該ハウジングの外 周部を複数の大弾性力リングによって支持し、前記軸受とハウジングとの間に前 記小弾性力リングの弾性変位が前記軸受の取付偏心量と同等となる隙間を設けた ことを特徴とするものである。

【０００９】 また、本考案の回転機械用軸受の支持構造は、回転軸を支持する軸受の支持構 造において、前記軸受の外周部を筒状のハウジングの内周部に装着された複数の 小弾性力リング及び該ハウジングの内周部に前記小弾性力リングと並設された複 数の大弾性力リングによって支持し、前記小弾性力リングと大弾性力リングとに 取付内径差を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

軸受をハウジング内周部の小弾性力リングによって支持すると共にハウジング を大弾性力リングによって支持して軸受とハウジングとの間に隙間を設けるか、 あるいは軸受をハウジング内周部の小弾性力リングと取付内径差を設けた大弾性 力リングによって支持するようにしたことで、強制変位に伴う軸受取付時及び製 作時の静的偏心量は小弾性力リングによって吸収され、回転軸駆動時の軸受の動 的変動荷重・変位は大弾性力リングによって吸収される。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案を実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１２】 図１に本考案の一実施例に係る回転機械用軸受の支持構造を表す断面、図２に 軸受取付時の平行偏心変位状態を表す断面、図３に軸受取付時の傾斜偏心変位状 態を表す断面、図４に弾性リングによる偏心変位に対する軸受面圧を表すグラフ 、図５及び図６に変形例に係る回転機械用軸受の支持構造を表す断面を示す。

【００１３】 図１に示すように、回転軸１１は外周部にスリーブ１２が装着される一方、セ ラミックス性の軸受１３はリテーナ１４の内周面に嵌装し、スリーブ１２の外周 部を回転自在に支持している。そして、リテーナ１４は外周部が筒状のハウジン グ１５の内周部に上下に並んで装着された複数の小弾性力リング１６によって支 持されている。更に、このハウジング１５の外周部は上下に並んで装着された複 数の大弾性力リング１７によって支持され、この複数の大弾性力リング１７はケ ーシング１８の内周部に支持されている。

【００１４】 大弾性力リング１７は小弾性力リング１６に比べて高弾性力を有するゴム材で 製造され、リテーナ１４とハウジング１５との間には弾性変位の隙間δ₀ が、ハ ウジング１５とケーシング１８との間には弾性変位の隙間δ₁ がそれぞれ形成さ れている。そして、ばね定数の低い小弾性力リング１６の弾性変位の隙間δ₀ は 大弾性力リング１７の弾性変位の隙間δ₁ よりも小さく設定され、その値は軸受 １３の取付時の偏心量とほぼ同等の値となっている。

【００１５】 また、小弾性力リング１６は大弾性力リング１７よりも弾性力を小さく設定し ており、この弾性力Ｆは、リング線径をａ、ゴム硬度をＨ_S 、リング数をＮとす ると、 Ｆ∝ａ^1.2 ・Ｈ_S ^4.5 ・Ｎ で求めることができ、本実施例ではリング線径ａを変えることで小弾性力リング １６と大弾性力リング１７との弾性力を相違させている。

【００１６】 而して、図２に示すように、軸受１３が取付時に平行偏心変位たとき、その取 付偏心量をδ_S をする。また、図３に示すように、軸受１３が取付時に角度θ傾 斜偏心変位したとき、その取付偏心量をδ_S をする。この場合、図４に示すよう に、従来の弾性力リングのばね定数をＫとすると、軸受は高い弾性力のみによる 支持となり、取付初期よりこの軸受に高面圧が作用して焼付の原因となってしま う。

【００１７】 一方、小弾性力リング１６のばね定数をＫ₁ 、大弾性力リング１７のばね定数 をＫ₂ とすると、この小弾性力リング１６によって強制変位に伴う軸受１３の取 付時及び製作時の静的偏心量δ_S が吸収され、その後、従来の弾性力リングのば ね定数Ｋと同様のばね定数を有する大弾性力リング１７によって回転軸駆動時の 軸受１３の動的変動荷重・変位が高剛性で支持、吸収される。従って、軸受とし ての性能を失わずに偏心による軸受１３の高面圧化を防止できる。

【００１８】 なお、上述の実施例において、小弾性力リング１６は大弾性力リング１７より も弾性力が小さく設定されており、リング線径ａを変えることで小弾性力リング １６と大弾性力リング１７との弾性力を相違させているが、これに限定されるも のではない。即ち、図５に示すように、小弾性力リング１６ａを２つ設けてリン グ数Ｎを２とする一方、大弾性力リング１７ａを４つ設けてリング数Ｎを４とす ることで総合的な両者の弾性力を相違させてもよい、また、図６に示すように、 小弾性力リング１６ｂの断面形状を円形とする一方、大弾性力リング１７ｂの断 面形状を四角形とし、この各弾性力リングの形状を変えることで両者の弾性力を 相違させている。

【００１９】 図７に本考案の他の実施例に係る回転機械用軸受の支持構造を表す断面、図８ に軸受取付時の平行偏心変位状態を表す断面、図９に弾性リングによる偏心変位 に対する軸受面圧を表すグラフを示す。なお、上述の実施例と同様の機能を有す る部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【００２０】 図７に示すように、回転軸１１のスリーブ１２を回転自在に支持する複数の小 弾性力リング２１と複数の大弾性力リング２２が回転軸１１の軸方向に交互に並 んで位置し、この状態で筒状のハウジング２３の内周部に装着されている。そし て、小弾性力リング２１と大弾性力リング２２とは取付内径差が設けられている 。即ち、小弾性力リング２１の内周面はリテーナ１４に接触しているが、大弾性 力リング２２の内周面とリテーナ１４との間には弾性変位の隙間δ₃ が形成され ている。

【００２１】 而して、図８に示すように、軸受１３が取付時に隙間δ₃ だけ平行偏心変位す ると、図９に示すように、従来の弾性力リングのばね定数Ｋとすると、軸受は、 前述したように、高い弾性力のみによる支持となり、取付初期よりこの軸受に高 面圧が作用して焼付の原因となる。

【００２２】 一方、小弾性力リング２１のばね定数をＫ₁ 、大弾性力リング２２のばね定数 をＫ₂ とすると、この小弾性力リング２１によって強制変位に伴う軸受１３の取 付時及び製作時の静的偏心量が吸収され、大弾性力リング２２の内周面がリテー ナ１４に接触したときに、大弾性力リング２１によって回転軸駆動時の軸受１３ の動的変動荷重・変位が高剛性で支持、吸収される。

【００２３】

【考案の効果】

以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本考案の回転機械用軸受の支持構 造によれば、軸受を筒状のハウジングの内周部に装着された複数の小弾性力リン グによって支持すると共にハウジングの外周部を複数の大弾性力リングによって 支持し、軸受とハウジングとの間に小弾性力リングの弾性変位が軸受の取付偏心 量と同等となる隙間を設けたので、強制変位に伴う軸受取付時及び製作時の静的 偏心量を小弾性力リングによって吸収し、回転軸駆動時の軸受の動的変動荷重・ 変位を大弾性力リングによって吸収することができる。

【００２４】 また、軸受を筒状のハウジングの内周部に装着された複数の小弾性力リング及 び小弾性力リングと並設された複数の大弾性力リングによって支持し、小弾性力 リングと大弾性力リングとに取付内径差を設けたので、前述と同様に軸受の静的 偏心量を小弾性力リングで、動的変動荷重・変位を大弾性力リングによって吸収 することができる。その結果、軸受の高面圧化を防止してこの軸受の支持の安定 化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る回転機械用軸受の支持
構造を表す断面図である。

【図２】軸受取付時の平行偏心変位状態を表す断面図で
ある。

【図３】軸受取付時の傾斜偏心変位状態を表す断面図で
ある。

【図４】弾性リングによる偏心変位に対する軸受面圧を
表す関係図である。

【図５】本考案の一実施例の変形例に係る回転機械用軸
受の支持構造を表す断面図である。

【図６】本考案の一実施例の変形例に係る回転機械用軸
受の支持構造を表す断面図である。

【図７】本考案の他の実施例に係る回転機械用軸受の支
持構造を表す断面図である。

【図８】軸受取付時の変位状態を表す断面図である。

【図９】弾性リングによる偏心変位に対する軸受面圧を
表す関係図である。

【図１０】従来の回転機械用軸受の支持構造を表す断面
図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１１ 回転軸 １３ 軸受 １４ リテーナ １５ ハウジング １６，２１ 小弾性力リング １７，２２ 大弾性力リング １８ ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 松山 繁 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を支持する軸受の支持構造におい
   て、前記軸受の外周部を筒状のハウジングの内周部に装
   着された複数の小弾性力リングによって支持すると共に
   該ハウジングの外周部を複数の大弾性力リングによって
   支持し、前記軸受とハウジングとの間に前記小弾性力リ
   ングの弾性変位が前記軸受の取付偏心量と同等となる隙
   間を設けたことを特徴とする回転機械用軸受の支持構
   造。
2. 【請求項２】 回転軸を支持する軸受の支持構造におい
   て、前記軸受の外周部を筒状のハウジングの内周部に装
   着された複数の小弾性力リング及び該ハウジングの内周
   部に前記小弾性力リングと並設された複数の大弾性力リ
   ングによって支持し、前記小弾性力リングと大弾性力リ
   ングとに取付内径差を設けたことを特徴とする回転機械
   用軸受の支持構造。