JPH0682432U - スラスト軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転リング３０と静止リング５０との滑接面
にセラミック材質を用いて荷重負担力の強化と摩擦損失
の低下を図るため、衝撃，振動を緩和する。 【構成】 回転リング３０と静止リング５０との滑接面
の少なくとも一方をセラミック材質とし、スラストカラ
ー２０と回転リング３０との間及び静止支持部材６０と
静止リング５０との間の少なくとも一方に複数のばね７
１を介装し、少なくとも一方に隘路を有する空間８０を
形成してこの空間８０内に粘性流体８１を介在させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、スラスト軸受の改良に係り、特に、大荷重，高速回転に有利なよ うに滑接面にセラミック材質を用いるスラスト軸受について衝撃，振動を緩和す る手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来のスラスト軸受の縦断面図である。回転軸１０にカラー締着ナット １５によりスラストカラー２０が取り付けられ、スラストカラー２０の下面には ボルト２３及び回転リング抑え２５で回転リング３０が取り付けられている。ま た、ケーシング６５から内径側へ突出した静止支持部材６０の上面にはボルト５ ３及び静止リング抑え５６で静止リング５０が取り付けられている。回転軸１０ と共に回転する回転リング３０の下面と静止している静止リング５０の上面とが 滑接して回転軸１０にかかる軸方向の荷重、すなわちスラストを支承する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来のスラスト軸受は上記のようであるが、大荷重，高速回転のスラスト軸受 について荷重負担力の強化と摩擦損失の低下を図るため、回転リング３０と静止 リング５０との滑接面にセラミック材質を用いたいが、セラミック材質は靱性が 低いので、衝撃，振動に弱くて損傷しやすいというような課題があった。

【０００４】 この考案は上記課題を解消するためになされたもので、回転リング３０と静止 リング５０との滑接面にセラミック材質を用いて荷重負担力の強化と摩擦損失の 低下を図り、前記セラミック材質を保護するように衝撃，振動を緩和したスラス ト軸受を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係るスラスト軸受は、回転リングと静止リングとの滑接面の少なく とも一方をセラミック材質とし、スラストカラーと前記回転リングとの間及び静 止支持部材と前記静止リングとの間の少なくとも一方に複数のばねを介装し、前 記スラストカラーと前記回転リングとの間及び前記静止支持部材と前記静止リン グとの間の少なくとも一方に隘路を有する空間を形成してこの空間内に粘性流体 を介在させたものである。

【０００６】

【作用】

この考案におけるスラスト軸受の静止リングは、回転軸と共に回転する回転リ ングに滑接して軸方向の荷重を支承するが、回転リングと静止リングとの滑接面 の少なくとも一方はセラミック材質であるので、硬度の高いセラミック材質は大 荷重に耐え、かつ、低い摩擦抵抗で支承する。運転中に衝撃，振動が発生したと き、スラストカラーと回転リングとの間及び静止支持部材と静止リングとの間の 少なくとも一方に介装された複数のばねは、弾性変形して衝撃を緩和し、粘性流 体は、隘路を流通する流体の粘性抵抗により、振動エネルギーを吸収して振動を 減衰させる。すなわち、上記ばね及び粘性流体は、運転中にこのスラスト軸受の 滑接面にかかる衝撃，振動を小さくして、靱性が低くて衝撃振動に弱いセラミッ ク材質に損傷等が生じないように保護し、セラミック材質の滑接面の高負荷能力 と低摩擦性能とを支障なく発揮させる。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１はこの考案の一実施例 による水車，ポンプ等のスラスト軸受の縦断面図である。図１において、１０は 回転軸であり、回転軸１０の図の下方には図示しない羽根等が装着され、回転軸 １０の上方には図示しない発電機，電動機等が連結されている。回転軸１０には カラー締着ナット１５で締め付けてスラストカラー２０が固着されている。スラ ストカラー２０の下面には円環状に空間８０を形成して回転リング３０を挿嵌す るように深い溝が形成され、その溝に回転リング３０が挿嵌されている。回転リ ング３０の外周面，内周面が接する溝の側壁にはＯリング用溝が形成されてＯリ ング８５，８６が挿嵌されている。回転リング３０の図の上面から上のこの溝内 の空間８０にはグリース８１が充填されており、栓８８で密封されている。

【０００８】 図１において、６０はケーシング６５にボルト６３で固着された静止支持部材 であり、静止支持部材６０の内径側近くの上面には所定間隔で配設された複数個 のばね７１で支持させて静止リング受け５５が設けられ、静止リング受け５５の 上面には静止リング５０が嵌着されている。静止リング受け５５の外周面が接す る静止支持部材６０の側壁にはＯリング用溝が形成されてＯリング６４が挿嵌さ れている。回転リング３０の下面と静止リング５０の上面とは相対面して滑接す るように形成されている。

【０００９】 図１に示すスラスト軸受は、回転リング３０の下面及び／又は静止リング５０ の上面の滑接面がセラミック材質となっている。このセラミック材質は、回転リ ング３０及び／又は静止リング５０をセラミック材質のみのいわゆるむくで形成 してもよく、金属材料で形成した回転リング３０及び／又は静止リング５０の滑 接面にセラミック材質を付着させて形成してもよい。

【００１０】 次に、図１に示す実施例の動作について説明する。回転軸１０が回転すると、 回転軸１０に固着されたスラストカラー２０も回転し、スラストカラー２０の下 面の溝に挿嵌された回転リング３０も回転する。一方、静止支持部材６０に複数 個のばね７１を介して支持された静止リング受け５５に嵌着された静止リング５ ０は静止しており、静止リング５０の上面と回転リング３０の下面とが滑接する ことにより、静止リング５０は回転する回転軸１０の軸方向荷重を支承する。図 １に示す実施例のスラスト軸受では、回転リング３０及び／又は静止リング５０ の滑接面がセラミック材質となっているので、硬度が高いセラミック材質の滑接 面は、大荷重に耐える負荷能力を有し、かつ、低い摩擦損失で支承する。

【００１１】 しかし、一般に、回転機械は運転中に種々の原因により振れ回りや偏荷重など が生じることがあり、衝撃や振動が発生することも避けられない。これに対して 、セラミック材質は、硬度は高いが靱性が低く脆い性質があり、衝撃や振動に弱 いという欠点があるので、万一、スラスト軸受のセラミック材質を用いた滑接面 に破損等が生じたときは、この回転機械やプラント全体に重大な損害が生じるの で、従来、スラスト軸受の滑接面にセラミック材質を採用することが困難であっ た。そこで、その対策として、図１に示す実施例では、回転リング３０とスラス トカラー２０との取付部に空間８０を形成してグリース８１を介在させ、静止リ ング５０を静止支持部材６０にばね７１を介して支持させる構成として、このス ラスト軸受の滑接面にかかる衝撃，振動を緩和軽減してセラミック材質に破損等 が生じないように保護し、このスラスト軸受の滑接面におけるセラミック材質の 高負荷性能と低摩擦性能を支障なく発揮させるものである。

【００１２】 図３は図１に示す実施例の動作を示し、（Ａ）はスラストカラー２０と回転リ ング３０との間に介在させたグリース８１の動作を示す図、（Ｂ）は静止支持部 材６０と静止リング５０との間に設けたばね７１の動作を示す図である。図３（ Ａ）の左半分は衝撃等のない状態を示し、これに偏荷重や衝撃等がかかると、右 側に示すように、スラストカラー２０が下がるか回転リング３０が上がるかして 、グリース８１が圧縮され、グリース８１の一部は回転リング３０とスラストカ ラー２０との隙間の隘路を流通して、Ｏリング８５を圧縮させる。また、偏荷重 がかかったときは荷重の大きい箇所から小さい箇所へグリース８１が流れる。こ のようにして、グリース８１は、このスラスト軸受の滑接面にかかる衝撃振動の エネルギーを流動粘性抵抗により吸収して、衝撃を緩和し振動を減衰させる。ま た、図３（Ｂ）の左側は衝撃等のない状態を示し、これに偏荷重や衝撃等がかか ると、右側に示すように、静止リング５０が下がるか静止支持部材６０が上がる かして、ばね７１が弾性変形して圧縮され、ばね７１は、このスラスト軸受の滑 接面にかかる衝撃等を吸収して緩和する。

【００１３】 次に、図２に示す実施例について説明する。この実施例にによるスラスト軸受 においても、回転リング３０の下面及び／又は静止リング５０の上面の滑接面が セラミック材質となっていることは図１に示す実施例と同様であるが、図２に示 す実施例では、静止リング５０と静止支持部材６０との間に、ばね７１を介装し 、かつ、空間８０を形成してグリース８１を充填介在させている。すなわち、静 止支持部材６０に空間８０を介在させながら静止リング５０を挿嵌する溝を形成 し、複数個のばね７１を介装するための凹部を溝底部及び静止リング５０の下面 に形成し、溝の側面にＯリング挿嵌用の溝を形成してＯリング８５，８６を挿嵌 し、ばね７１を入れて静止リング５０を昇降可能に挿嵌している。空間８０には 連通する隘路８３及び油溜め８２が設けられ、油溜め８２にはふた８９が設けら れている。また、空間８０には図示しないグリース注入口及び空気抜きが設けら れており、このグリース注入口からグリース８１を充填した後、図示しないグリ ース注入口及び空気抜きは密閉されている。

【００１４】 次に、図２に示す実施例の動作について説明する。このスラスト軸受に衝撃， 振動等がかかったとき、ばね７１が弾性変形して静止リング５０が昇降すること により、セラミック材質の滑接面にかかる衝撃振動を吸収し緩和する。また、グ リース８１が弾性変形し空間８０内や隘路８３を流動することにより、静止リン グ５０が昇降して衝撃等を吸収し緩和する。また、グリース８１の流動にともな う粘性抵抗により振動エネルギーが吸収され、振動を減衰させる。

【００１５】 なお、図１乃至図３に示す実施例では、ばね７１としてコイルスプリングを示 したが、板ばね等を用いてもよく、力を受けて弾性変形するものであればよい。 また、グリース８１も他の適当な粘性流体を用いてもよい。また、空気等をばね 及び粘性流体の機能を発揮させるように用いることもできる。

【００１６】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、回転リングと静止リングとの滑接面の少な くとも一方にセラミック材質を用い、回転リング及び静止リングの少なくとも一 方をばね及び粘性流体を介して支持させたので、衝撃振動を吸収緩和してセラミ ック材質の脆性弱点を保護し、セラミック材質の高負荷性能及び低摩擦損失性能 を支障なく発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例によるスラスト軸受の縦断
面図である。

【図２】この考案の他の実施例によるスラスト軸受の要
部を示す縦断面図である。

【図３】図１に示すスラスト軸受の動作を示し、（Ａ）
はグリースの動作を示す図、（Ｂ）はばねの動作を示す
図である。

【図４】従来のスラスト軸受の縦断面図である。

【符号の説明】

１０：回転軸、２０：スラストカラー、３０：回転リン
グ、５０：静止リング、 ５５：静止リング受け、６
０：静止支持部材、 ６５：ケーシング、７１：ばね、
８０：空間、 ８１：グリース、 ８３：隘路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に取り付けられたスラストカラー
   に支持された回転リングを静止支持部材に支持された静
   止リングで支承するスラスト軸受において、前記回転リ
   ングと前記静止リングとの滑接面の少なくとも一方をセ
   ラミック材質とし、前記スラストカラーと前記回転リン
   グとの間及び前記静止支持部材と前記静止リングとの間
   の少なくとも一方に複数のばねを介装し、前記スラスト
   カラーと前記回転リングとの間及び前記静止支持部材と
   前記静止リングとの間の少なくとも一方に隘路を有する
   空間を形成してこの空間内に粘性流体を介在させたこと
   を特徴とするスラスト軸受。