JPH0694884B2 - 水中スラスト軸受装置 - Google Patents
水中スラスト軸受装置Info
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- JPH0694884B2 JPH0694884B2 JP62249148A JP24914887A JPH0694884B2 JP H0694884 B2 JPH0694884 B2 JP H0694884B2 JP 62249148 A JP62249148 A JP 62249148A JP 24914887 A JP24914887 A JP 24914887A JP H0694884 B2 JPH0694884 B2 JP H0694884B2
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- thrust
- thrust bearing
- bearing
- load
- ribs
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
- F16C17/14—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load specially adapted for operating in water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中スラスト軸受装置に係わり、特に水中ポン
プに使用される立形水中モートルのスラスト軸受に関す
る。
プに使用される立形水中モートルのスラスト軸受に関す
る。
水中ポンプに使用される立形水中モートルは、一般的に
第９図に示すように、回転軸１をラジアル軸受2,3で軸
持し、回転軸１に担持された回転子４の周囲に固定子５
を配置し、この固定子５をモートル本体６に設けて構成
されている。回転軸１の下端にはスラスト軸受装置７が
設けられている。回転子１の上端には図示しないポンプ
が連結され、ポンプ駆動により生じる全スラスト荷重
は、スラスト軸受装置７によって吸収される。モートル
本体６の内部には、スラスト軸受装置７の位置する部分
も含め水が充満され、回転軸１の上端近傍にはその水の
流出を阻止するためのシール８が設けられている。スラ
スト軸受装置７はこの水を潤滑水として軸受機能を果た
す。この種のスラスト軸受装置は一般的に水中スラスト
軸受圧装置と呼ばれている。
第９図に示すように、回転軸１をラジアル軸受2,3で軸
持し、回転軸１に担持された回転子４の周囲に固定子５
を配置し、この固定子５をモートル本体６に設けて構成
されている。回転軸１の下端にはスラスト軸受装置７が
設けられている。回転子１の上端には図示しないポンプ
が連結され、ポンプ駆動により生じる全スラスト荷重
は、スラスト軸受装置７によって吸収される。モートル
本体６の内部には、スラスト軸受装置７の位置する部分
も含め水が充満され、回転軸１の上端近傍にはその水の
流出を阻止するためのシール８が設けられている。スラ
スト軸受装置７はこの水を潤滑水として軸受機能を果た
す。この種のスラスト軸受装置は一般的に水中スラスト
軸受圧装置と呼ばれている。
従来この水中スラスト軸受装置７はとしては、特開昭62
−4920号または「機械設計便覧」1108頁に記載のよう
に、ティルティングパッド型のスラスト軸受装置が使用
されている。このティルティングパッド型のスラスト軸
受装置は、第10図に示すように、回転軸１に六角ナット
10で固定されたシャフトカラー11にリング状のスラスト
ランナ12が嵌着され、このスラストランナ12に対向し
て、ピボット受け13に支持され、回り止め14に回転しな
いように係合された軸受フレーム15にスラスト軸受16を
取付けて構成されている。
−4920号または「機械設計便覧」1108頁に記載のよう
に、ティルティングパッド型のスラスト軸受装置が使用
されている。このティルティングパッド型のスラスト軸
受装置は、第10図に示すように、回転軸１に六角ナット
10で固定されたシャフトカラー11にリング状のスラスト
ランナ12が嵌着され、このスラストランナ12に対向し
て、ピボット受け13に支持され、回り止め14に回転しな
いように係合された軸受フレーム15にスラスト軸受16を
取付けて構成されている。
スラスト軸受16は、第11図に示すような扇形をしたパッ
ド17を円周方向に複数個配置して構成されており、各パ
ッド17はその中央底面にピン18を有し、このピンが軸受
フレーム15の孔19に入り込み、軸受フレーム15に対して
傾転可能となっている。
ド17を円周方向に複数個配置して構成されており、各パ
ッド17はその中央底面にピン18を有し、このピンが軸受
フレーム15の孔19に入り込み、軸受フレーム15に対して
傾転可能となっている。
回転軸１が回転すると、スラストランナ12も回転し、そ
の回転により水の流れが生じ、この水の流れによりスラ
スト軸受16のパッド17は円周方向に傾く。この傾きは、
スラストランナ12の回転方向に先高となる傾きであり、
その結果スラストランナ12と各パッド18との摺動面の間
に回転方向に先細のくさび形状をした隙間が形成され
る。このくさび形状の隙間はくさび効果により動圧を発
生して水膜を形成し、この水膜によりスラスト荷重が支
持される。
の回転により水の流れが生じ、この水の流れによりスラ
スト軸受16のパッド17は円周方向に傾く。この傾きは、
スラストランナ12の回転方向に先高となる傾きであり、
その結果スラストランナ12と各パッド18との摺動面の間
に回転方向に先細のくさび形状をした隙間が形成され
る。このくさび形状の隙間はくさび効果により動圧を発
生して水膜を形成し、この水膜によりスラスト荷重が支
持される。
しかしながら、この従来の水中スラスト軸受装置におい
ては、パッド17の傾きを利用して動圧を発生し水膜を形
成するものであるので、スラスト荷重が高荷重になると
パッド17の傾きが小さくなり、摺動面が密着されること
となる。このためくさび形状の隙間が狭くなり、くさび
効果による動圧の発生も小さくなり、摺動面の間に水膜
が形成されにくくなる。このことはまた、摺動面の温度
上昇を大きくし、パッド17の摺動面はパッド底面との温
度差により凸型に変形する。さらにパッド17は、スラス
ト荷重自体によってもその摺動面が凸型に変形する。こ
のパッド17の摺動面の凸型の変形は、上記くさび形状の
隙間をさらに狭くし、水膜の形成をさらに困難とする。
その結果、スラスト荷重を支持できなくなる。
ては、パッド17の傾きを利用して動圧を発生し水膜を形
成するものであるので、スラスト荷重が高荷重になると
パッド17の傾きが小さくなり、摺動面が密着されること
となる。このためくさび形状の隙間が狭くなり、くさび
効果による動圧の発生も小さくなり、摺動面の間に水膜
が形成されにくくなる。このことはまた、摺動面の温度
上昇を大きくし、パッド17の摺動面はパッド底面との温
度差により凸型に変形する。さらにパッド17は、スラス
ト荷重自体によってもその摺動面が凸型に変形する。こ
のパッド17の摺動面の凸型の変形は、上記くさび形状の
隙間をさらに狭くし、水膜の形成をさらに困難とする。
その結果、スラスト荷重を支持できなくなる。
従って高荷重を支持するためには軸受全体を大型にする
必要があるが、この場合にはコスト高となる。
必要があるが、この場合にはコスト高となる。
このように従来の水中スラスト軸受装置は、高荷重に対
するくさび形状の隙間の減少、軸受の熱変形及び荷重変
形に対して十分な配慮がなされておらず、軸受の負荷容
量が十分に得られないという問題があった。
するくさび形状の隙間の減少、軸受の熱変形及び荷重変
形に対して十分な配慮がなされておらず、軸受の負荷容
量が十分に得られないという問題があった。
本発明の目的は、上記した従来の問題を解決しようとす
るもので、負荷容量の向上が図れ、高荷重で使用するこ
とのできる水中スラスト軸受を提供することである。
るもので、負荷容量の向上が図れ、高荷重で使用するこ
とのできる水中スラスト軸受を提供することである。
上記目的は、水中スラスト軸受装置において、スラスト
軸受をリング状の円板体で構成し、このスラスト軸受の
円板体のスラストランナ側の摺動面を平坦にするととも
に、軸受フレーム側に半径方向に伸びる複数個のリブを
円周方向に間隔をおいて配置し、前記スラスト軸受の円
板体に前記リブの隣接するものの間に位置するように半
径方向に伸びかつ内径端部が円板体の内周端に開放した
複数個のスリットを形成し、このリブとスリットの組合
わせで円板体のスラストランナ側の平坦な摺動面をスラ
スト荷重に応じて変形させ、円板体とスラストランナと
の間に円周方向にくさび形状の隙間を生成することによ
って達成される。
軸受をリング状の円板体で構成し、このスラスト軸受の
円板体のスラストランナ側の摺動面を平坦にするととも
に、軸受フレーム側に半径方向に伸びる複数個のリブを
円周方向に間隔をおいて配置し、前記スラスト軸受の円
板体に前記リブの隣接するものの間に位置するように半
径方向に伸びかつ内径端部が円板体の内周端に開放した
複数個のスリットを形成し、このリブとスリットの組合
わせで円板体のスラストランナ側の平坦な摺動面をスラ
スト荷重に応じて変形させ、円板体とスラストランナと
の間に円周方向にくさび形状の隙間を生成することによ
って達成される。
以上のように構成において、スラスト軸受の円板体のス
ラストランナ側の摺動面は最初は（スラスト荷重がかか
る前は）平坦であったものが、スラスト荷重が作用する
と、リブのある部分とリブのない部分とでは厚みが異な
ること、またリブのない部分にはリブの間の位置にスリ
ットが形成されていることから、円板体は剛性が高くて
もスリット近傍が確実に変形し、円板体とスラストラン
ナとの間に円周方向にくさび形状の隙間が生じる。この
くさび形状の隙間は、荷重変形を利用して形成している
ので、スラスト荷重が高荷重になっても狭くならない。
このためくさび効果による動圧の発生及び水膜の形成が
確保され、摺動面の温度上昇も抑制される。また、リブ
とスリットの組合わせで変形させるので、円板体の剛性
が高くても確実に変形させることができる。従って高荷
重で使用することができ、大きな負荷容量を得ることが
できる。さらに、荷重が変動しても荷重の大きさに応じ
た隙間が形成されるので、広い荷重範囲にわたって安定
して支持することができる。
ラストランナ側の摺動面は最初は（スラスト荷重がかか
る前は）平坦であったものが、スラスト荷重が作用する
と、リブのある部分とリブのない部分とでは厚みが異な
ること、またリブのない部分にはリブの間の位置にスリ
ットが形成されていることから、円板体は剛性が高くて
もスリット近傍が確実に変形し、円板体とスラストラン
ナとの間に円周方向にくさび形状の隙間が生じる。この
くさび形状の隙間は、荷重変形を利用して形成している
ので、スラスト荷重が高荷重になっても狭くならない。
このためくさび効果による動圧の発生及び水膜の形成が
確保され、摺動面の温度上昇も抑制される。また、リブ
とスリットの組合わせで変形させるので、円板体の剛性
が高くても確実に変形させることができる。従って高荷
重で使用することができ、大きな負荷容量を得ることが
できる。さらに、荷重が変動しても荷重の大きさに応じ
た隙間が形成されるので、広い荷重範囲にわたって安定
して支持することができる。
また、スラストランナのポンプ作用により吸い込まれた
水がスリットを通り、強制的に流出するので、スラスト
軸受の円板体が冷却され、その結果、スラスト軸受の摺
動面の温度上昇がさらに効果的に抑制され、凸型の熱変
形が実質的に解消され、このことがさらに高荷重の支持
を可能にし、また高速、高荷重で安定した軸受性能を得
ることを可能とする。
水がスリットを通り、強制的に流出するので、スラスト
軸受の円板体が冷却され、その結果、スラスト軸受の摺
動面の温度上昇がさらに効果的に抑制され、凸型の熱変
形が実質的に解消され、このことがさらに高荷重の支持
を可能にし、また高速、高荷重で安定した軸受性能を得
ることを可能とする。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例による水中スラスト軸受装置
を示すもので、図中第12図に示す部材と同じ部材には同
じ符号を付してある。
を示すもので、図中第12図に示す部材と同じ部材には同
じ符号を付してある。
即ち全体的に符号20で表わされる軸受装置は、回転軸１
に六角ナット10で固定されたシャフトカラー11と、この
シャフトカラー11に嵌着されたリング状のスラストラン
ナ12とを有し、モートル本体６の底部及び側部にはピボ
ット受13及び回り止め14とが設けられている。
に六角ナット10で固定されたシャフトカラー11と、この
シャフトカラー11に嵌着されたリング状のスラストラン
ナ12とを有し、モートル本体６の底部及び側部にはピボ
ット受13及び回り止め14とが設けられている。
軸受装置20はまた、ピボット受け13に支持され、回り止
め14に回転しないように係合された軸受フレーム21と、
この軸受フレーム21にスラストランナ12に対向して取り
付けられ、スラストランナ12を摺動支持するスラスト軸
受22とを備え、このスラスト軸受22は以下のような特徴
的構成を有している。
め14に回転しないように係合された軸受フレーム21と、
この軸受フレーム21にスラストランナ12に対向して取り
付けられ、スラストランナ12を摺動支持するスラスト軸
受22とを備え、このスラスト軸受22は以下のような特徴
的構成を有している。
即ち、スラスト軸受22は、第２図に示すようにリング状
の円板体で構成され、この円板体のスラストランナ12側
の摺動面を平坦に形成するとともに、軸受フレーム21に
面する側には半径方向に伸びる複数個のリブ23が円周方
向に間隔をおいて設けられ、円板体のスラストランナ12
側の面にはリブ23の隣接するもののほぼ中間に位置する
ように半径方向に伸びかつ内径端部が円板体の内周端に
開放した複数個の通路即ちスリット24が形成されてい
る。また、この実施例ではスリット24の外径端部は閉じ
られている。即ちスラスト軸受22の円板体はスリット24
の存在しない外周部分で繋がっている。またスリット24
の外径端部はスラストランナ12の外径面25よりも外側ま
で伸び、その外形端部と外径面25との間の外径部分26が
開放されている。
の円板体で構成され、この円板体のスラストランナ12側
の摺動面を平坦に形成するとともに、軸受フレーム21に
面する側には半径方向に伸びる複数個のリブ23が円周方
向に間隔をおいて設けられ、円板体のスラストランナ12
側の面にはリブ23の隣接するもののほぼ中間に位置する
ように半径方向に伸びかつ内径端部が円板体の内周端に
開放した複数個の通路即ちスリット24が形成されてい
る。また、この実施例ではスリット24の外径端部は閉じ
られている。即ちスラスト軸受22の円板体はスリット24
の存在しない外周部分で繋がっている。またスリット24
の外径端部はスラストランナ12の外径面25よりも外側ま
で伸び、その外形端部と外径面25との間の外径部分26が
開放されている。
軸受フレーム21にはスラスト軸受22の円板体の中央空間
に開口する給水孔27が形成されている。
に開口する給水孔27が形成されている。
このような構造において、スラスト軸受22のスラストラ
ンナ12側の摺動面は最初は（スラスト荷重がかかる前
は）平坦であったものが、スラスト軸受22にスラスト荷
重が作用すると、リブ23のある部分とない部分とでは厚
みが異なるため円周方向に変形量の差を生じる。即ちリ
ブ23近傍の摺動面は荷重変形が小さくなり、その他の部
分の摺動面は荷重変形が大きくなる。特にスリット24近
傍の摺動面はリブ23よりは厚みが薄いことに加えてスリ
ット24の存在により荷重変形が大きくなる。このためス
ラストランナ12とスラスト軸受22の摺動面の間に円周方
向にくさび形状の隙間が生じる。即ちリブ23は、スラス
ト荷重により円周方向に変形量の差を生じさせ、摺動面
の間に円周方向にくさび形状の隙間を生成するリブ手段
として機能する。このため回転中はこの隙間部分で動圧
が発生する。
ンナ12側の摺動面は最初は（スラスト荷重がかかる前
は）平坦であったものが、スラスト軸受22にスラスト荷
重が作用すると、リブ23のある部分とない部分とでは厚
みが異なるため円周方向に変形量の差を生じる。即ちリ
ブ23近傍の摺動面は荷重変形が小さくなり、その他の部
分の摺動面は荷重変形が大きくなる。特にスリット24近
傍の摺動面はリブ23よりは厚みが薄いことに加えてスリ
ット24の存在により荷重変形が大きくなる。このためス
ラストランナ12とスラスト軸受22の摺動面の間に円周方
向にくさび形状の隙間が生じる。即ちリブ23は、スラス
ト荷重により円周方向に変形量の差を生じさせ、摺動面
の間に円周方向にくさび形状の隙間を生成するリブ手段
として機能する。このため回転中はこの隙間部分で動圧
が発生する。
今このことを第３図を参照して説明する。第３図は第２
図のIII−III線に沿った断面の展開図である。リブ23の
上部摺動面A1の部分は変形がほとんどなく、その他のA
0、A2の部分は荷重に応じた変形をする。A0部分ではス
ラストランナ12の摺動面との間に回転方向Ｒに先細とな
ったくさび形状の隙間が形成される。このため回転中は
この部分で動圧が発生する。
図のIII−III線に沿った断面の展開図である。リブ23の
上部摺動面A1の部分は変形がほとんどなく、その他のA
0、A2の部分は荷重に応じた変形をする。A0部分ではス
ラストランナ12の摺動面との間に回転方向Ｒに先細とな
ったくさび形状の隙間が形成される。このため回転中は
この部分で動圧が発生する。
一方、スラスト軸受22の内主部分と外周部分とを比べた
場合では、外周部分の方がリブ23間の距離が長いので変
形しやすいが、この外周部分はスリット24がなく繋がっ
ているので、必要以上の荷重変形が防止され、結果とし
て半径方向の変形量がほぼ同一になる。このため外周部
分の変形過大に伴う半径方向外側への動圧の逃げが防止
される。
場合では、外周部分の方がリブ23間の距離が長いので変
形しやすいが、この外周部分はスリット24がなく繋がっ
ているので、必要以上の荷重変形が防止され、結果とし
て半径方向の変形量がほぼ同一になる。このため外周部
分の変形過大に伴う半径方向外側への動圧の逃げが防止
される。
従って、摺動面の部分A0に形成されたくさび形状の隙間
に発生した動圧は、スラスト荷重の支持する水膜の形成
に有効に活用される。
に発生した動圧は、スラスト荷重の支持する水膜の形成
に有効に活用される。
このくさび形状の隙間A0は荷重変形を利用して作られて
いる。従って、スラスト荷重が高荷重になってもその隙
間が狭くなることはなく、くさび効果による動圧の発生
及び水膜形成の作用は確保される。またこれにより摺動
面の温度上昇も抑制される。更に、リブ23とスリット24
の組合わせで変形させるので、円板体の剛性が高くても
確実に変形させることができる。従って高荷重でも使用
することができ、大きな負荷容量を得ることができる。
いる。従って、スラスト荷重が高荷重になってもその隙
間が狭くなることはなく、くさび効果による動圧の発生
及び水膜形成の作用は確保される。またこれにより摺動
面の温度上昇も抑制される。更に、リブ23とスリット24
の組合わせで変形させるので、円板体の剛性が高くても
確実に変形させることができる。従って高荷重でも使用
することができ、大きな負荷容量を得ることができる。
さらに、荷重が変動しても荷重の大きさに応じた隙間が
形成されるので、広い荷重範囲にわたって安定してスラ
スト荷重を支持することができる。
形成されるので、広い荷重範囲にわたって安定してスラ
スト荷重を支持することができる。
また本実施例では、上述したようにスラスト軸受22にス
リット24を設けている。その結果、スラストランナ12の
ポンプ作用により、第１図に矢印で示すように、軸受フ
レーム21の給水孔27から吸い込まれた潤滑水がスリット
24を通り、その外径部分26から強制的に流出する水の流
れが生じる。即ちスリット24は潤滑水に対する通路手段
として機能する。このため外径部分26より流出する潤滑
水によりスラスト軸受22の外側が冷却され、摺動面の外
周部分における放熱が改善される。その結果、スラスト
軸受22の摺動面の温度上昇がさらに効果的に抑制され、
凸型の熱変形が実質的に解消され、このことがさらに高
荷重の支持を可能にし、また高速、高荷重で安定した軸
受性能を得ることができる。
リット24を設けている。その結果、スラストランナ12の
ポンプ作用により、第１図に矢印で示すように、軸受フ
レーム21の給水孔27から吸い込まれた潤滑水がスリット
24を通り、その外径部分26から強制的に流出する水の流
れが生じる。即ちスリット24は潤滑水に対する通路手段
として機能する。このため外径部分26より流出する潤滑
水によりスラスト軸受22の外側が冷却され、摺動面の外
周部分における放熱が改善される。その結果、スラスト
軸受22の摺動面の温度上昇がさらに効果的に抑制され、
凸型の熱変形が実質的に解消され、このことがさらに高
荷重の支持を可能にし、また高速、高荷重で安定した軸
受性能を得ることができる。
第４図は、ほぼ同一寸法の軸受に対して、第１図に示す
実施例と従来装置との摩擦トルクを比較したものであ
る。軸受性能は摩擦トルクの安定性により評価すること
ができる。この図に示すように、従来装置では中荷重程
度で摩擦トルクが急増している。これに対して、本実施
例では高荷重領域まで安定した摩擦トルクを示してお
り、軸受性能に優れた特性を備えていることが、実験的
に確認された。
実施例と従来装置との摩擦トルクを比較したものであ
る。軸受性能は摩擦トルクの安定性により評価すること
ができる。この図に示すように、従来装置では中荷重程
度で摩擦トルクが急増している。これに対して、本実施
例では高荷重領域まで安定した摩擦トルクを示してお
り、軸受性能に優れた特性を備えていることが、実験的
に確認された。
以上のように本実施例の水中スラスト軸受装置によれ
ば、広い荷重範囲にわたって高荷重を安定して支持する
ことができ、負荷容量を大きく向上させることができ
る。
ば、広い荷重範囲にわたって高荷重を安定して支持する
ことができ、負荷容量を大きく向上させることができ
る。
また本実施例によれば、単位面積当りの負荷荷重を大き
くとれるので、スラスト荷重が同一の場合は従来装置に
比べてより小形にすることができる。またこの小形化に
伴い、材料及び加工コストが節約できると共に、軸受部
の攪拌損失の低減が図れるので、水中モートルの小形、
軽量化が達成できる効果がある。
くとれるので、スラスト荷重が同一の場合は従来装置に
比べてより小形にすることができる。またこの小形化に
伴い、材料及び加工コストが節約できると共に、軸受部
の攪拌損失の低減が図れるので、水中モートルの小形、
軽量化が達成できる効果がある。
またスラスト軸受22は一体構造であるため、複数個のパ
ッドからなる従来装置に比べて表裏面の加工を一度で行
うことができ、高さ方向の寸法精度が出し易くなる。こ
のため回転中の局部的な当りがなくなり、初期から安定
した軸受性能を得ることができ、信頼性が向上する。局
部的な当りがないので、軸受の損傷が防止でき、長寿命
化が期待できる。
ッドからなる従来装置に比べて表裏面の加工を一度で行
うことができ、高さ方向の寸法精度が出し易くなる。こ
のため回転中の局部的な当りがなくなり、初期から安定
した軸受性能を得ることができ、信頼性が向上する。局
部的な当りがないので、軸受の損傷が防止でき、長寿命
化が期待できる。
本実施例では、スリット24の外径部分26をスラストラン
ナ12の外径面25の外側に位置させている。このようにし
たのは、スリット24の外径端部をスラストランナの外径
面と同じ位置、もしくは内側にすると、スラストランナ
12のポンプ作用による潤滑水の流出量が減少して、摺動
面外周近傍の冷却が十分行えないと考えられるからであ
る。しかし、スリット24の外径部分26はスラストランナ
12の外径部分25より内側にあっても冷却水はスラストラ
ンナ12のポンプ作用により強制的に流出するので、冷却
効果を得ることができる。また本実施例では回転軸１の
可逆回転を考え、スリット24の位置はリブ23の中間にな
っているが、これは回転方向によって決めることがで
き、特にその中間の位置に限定されるものではない。さ
らに、スリット24は内径端部が解放した形状になってい
るが、外径端部が解放して、内径端部が閉じていてもよ
い。また本実施例では、リブ23の幅形状を半径方向に同
一としているが、これは荷重条件により決めることがで
き、同一の幅形状に限定するものではない。
ナ12の外径面25の外側に位置させている。このようにし
たのは、スリット24の外径端部をスラストランナの外径
面と同じ位置、もしくは内側にすると、スラストランナ
12のポンプ作用による潤滑水の流出量が減少して、摺動
面外周近傍の冷却が十分行えないと考えられるからであ
る。しかし、スリット24の外径部分26はスラストランナ
12の外径部分25より内側にあっても冷却水はスラストラ
ンナ12のポンプ作用により強制的に流出するので、冷却
効果を得ることができる。また本実施例では回転軸１の
可逆回転を考え、スリット24の位置はリブ23の中間にな
っているが、これは回転方向によって決めることがで
き、特にその中間の位置に限定されるものではない。さ
らに、スリット24は内径端部が解放した形状になってい
るが、外径端部が解放して、内径端部が閉じていてもよ
い。また本実施例では、リブ23の幅形状を半径方向に同
一としているが、これは荷重条件により決めることがで
き、同一の幅形状に限定するものではない。
第５図は、円周方向だけでなく半径方向にも荷重変形さ
せて、負荷容量の一段の向上を図った実施例を示す。即
ち第１図に示した実施例においてはスラスト軸受22の板
厚を半径方向に同一としたが、この実施例ではスラスト
軸受30の板厚を半径方向に変え、第６図に示すように、
リブ23のない部分で板厚の薄い内周部分31と板厚の厚い
外周部分32とで構成している。
せて、負荷容量の一段の向上を図った実施例を示す。即
ち第１図に示した実施例においてはスラスト軸受22の板
厚を半径方向に同一としたが、この実施例ではスラスト
軸受30の板厚を半径方向に変え、第６図に示すように、
リブ23のない部分で板厚の薄い内周部分31と板厚の厚い
外周部分32とで構成している。
このように構成することにより、スラスト荷重が作用す
ると第３図に示すような変形と同様な変形が半径方向に
もでき、この場合のくさび形状の隙間は半径方向外方に
先細となる。このため半径方向のくさび効果によっても
動圧が発生し、この動圧がさらに付加されるので、負荷
容量の一段の向上が期待される。
ると第３図に示すような変形と同様な変形が半径方向に
もでき、この場合のくさび形状の隙間は半径方向外方に
先細となる。このため半径方向のくさび効果によっても
動圧が発生し、この動圧がさらに付加されるので、負荷
容量の一段の向上が期待される。
以上の実施例ではリブ23をスラスト軸受に設けたが、こ
のリブは軸受フレームの側に設けることもできる。第７
図はこのような実施例を示すものであり、スラスト軸受
36にはリブは設けられておらず、軸受フレーム37にリブ
38が設けられている。またスラスト軸受36には位置決め
のためのつば39を設け、スリット40はそのつば39の部分
を除いてスラスト軸受36の外周面まで伸ばされている。
のリブは軸受フレームの側に設けることもできる。第７
図はこのような実施例を示すものであり、スラスト軸受
36にはリブは設けられておらず、軸受フレーム37にリブ
38が設けられている。またスラスト軸受36には位置決め
のためのつば39を設け、スリット40はそのつば39の部分
を除いてスラスト軸受36の外周面まで伸ばされている。
この実施例においても、スラスト軸受36はリブ38のある
ところとないところ及びスリット40のあるところとない
ところでは変形量に差を生じ、円周方向にくさび形状を
した隙間を形成する。即ちリブ38は、スラスト荷重によ
り円周方向に変形量の差を生じさせ、摺動面の間にくさ
び形状の隙間を生成するリブ手段を構成する。また、ス
リット40により潤滑水の流れが生じ、その潤滑水の流れ
による冷却効果が期待できる。従って第１図に示した実
施例と同様、高荷重を支持することができ、負荷容量を
向上させることができる。
ところとないところ及びスリット40のあるところとない
ところでは変形量に差を生じ、円周方向にくさび形状を
した隙間を形成する。即ちリブ38は、スラスト荷重によ
り円周方向に変形量の差を生じさせ、摺動面の間にくさ
び形状の隙間を生成するリブ手段を構成する。また、ス
リット40により潤滑水の流れが生じ、その潤滑水の流れ
による冷却効果が期待できる。従って第１図に示した実
施例と同様、高荷重を支持することができ、負荷容量を
向上させることができる。
またこの実施例では、軸受フレーム37は例えば精密鋳造
の型によって製造できるので、多量生産が可能であり、
リブ38を設けても今までの実施例のものと同様、安価に
製作することができる。またスラスト軸受36の外周につ
ば39を設けているので、位置決めが容易となり、組立て
が簡単となる。
の型によって製造できるので、多量生産が可能であり、
リブ38を設けても今までの実施例のものと同様、安価に
製作することができる。またスラスト軸受36の外周につ
ば39を設けているので、位置決めが容易となり、組立て
が簡単となる。
第８図は本発明によるさらに他の実施例を示すもので、
第７図に示す実施例と類似した構成であるが、異なるの
はスラスト軸受41につばは設けず、軸受フレーム42のリ
ブ43をその外周部分で段付形状とし、その段部44でスラ
スト軸受41を位置決めできるようにしたものである。こ
の構成においても、同等の作用効果を得ることができる
ことは明らかであろう。またスラスト軸受41は円板体に
スリット24を付けただけの簡単な形状となるので、加工
コストの低減が期待できる。
第７図に示す実施例と類似した構成であるが、異なるの
はスラスト軸受41につばは設けず、軸受フレーム42のリ
ブ43をその外周部分で段付形状とし、その段部44でスラ
スト軸受41を位置決めできるようにしたものである。こ
の構成においても、同等の作用効果を得ることができる
ことは明らかであろう。またスラスト軸受41は円板体に
スリット24を付けただけの簡単な形状となるので、加工
コストの低減が期待できる。
以上の実施例では全て、スラスト軸受に関してリブ手段
を設け、スラスト軸受を荷重変形させてくさび形状の隙
間を作るようにしたが、スラストランナに関してリブ手
段を設け、スラストランナを荷重変形させることもで
き、このようにしても両者の摺動面の間にくさび形状の
隙間を形成することができ、同様の作用効果を得ること
ができることは明らかであろう。
を設け、スラスト軸受を荷重変形させてくさび形状の隙
間を作るようにしたが、スラストランナに関してリブ手
段を設け、スラストランナを荷重変形させることもで
き、このようにしても両者の摺動面の間にくさび形状の
隙間を形成することができ、同様の作用効果を得ること
ができることは明らかであろう。
なお本発明では、スラストランナとスラスト軸受の摺動
面の間にくさび形状の隙間を形成するのにリブとスリッ
トの組合わせを用いて荷重変形させる構成を採用した。
一方、スラストランナの摺動面に、ある荷重点における
たわみを想定し、予めレリービング加工等によりくさび
形状を加工することにより、同様なくさび形状の隙間を
得ることも考えられる。本発明の荷重変形による手法
は、この予めくさび形状を加工する手法に比べても、ス
ラスト荷重が大きくなってもその荷重に応じた変形が発
生して、くさび効果による十分な動圧の発生が期待でき
ること、摺動面のくさび形状の加工が不要なので、低コ
ストかが達成されること、及び摺動面は一様に摩耗する
ので、摺動面の摩耗に影響されず、安定したくさび効果
が得られることなどの利点がある。
面の間にくさび形状の隙間を形成するのにリブとスリッ
トの組合わせを用いて荷重変形させる構成を採用した。
一方、スラストランナの摺動面に、ある荷重点における
たわみを想定し、予めレリービング加工等によりくさび
形状を加工することにより、同様なくさび形状の隙間を
得ることも考えられる。本発明の荷重変形による手法
は、この予めくさび形状を加工する手法に比べても、ス
ラスト荷重が大きくなってもその荷重に応じた変形が発
生して、くさび効果による十分な動圧の発生が期待でき
ること、摺動面のくさび形状の加工が不要なので、低コ
ストかが達成されること、及び摺動面は一様に摩耗する
ので、摺動面の摩耗に影響されず、安定したくさび効果
が得られることなどの利点がある。
以上明らかなように本発明の水中スラスト軸受装置によ
れば、広い荷重範囲にわたって高荷重を安定して支持す
ることができ、負荷容量の増加が図れる。また同じ負荷
容量とした場合には、軸受の小形化が図れ、製作コスト
を低減することができる。さらにスラスト軸受は一体構
造なので、高さ方向の寸法精度が出し易く、局部的な当
りがなくなり、安定した軸受性能を得ることができると
共に、摩擦による損傷を低減でき、軸受の長寿命化を達
成することができる。
れば、広い荷重範囲にわたって高荷重を安定して支持す
ることができ、負荷容量の増加が図れる。また同じ負荷
容量とした場合には、軸受の小形化が図れ、製作コスト
を低減することができる。さらにスラスト軸受は一体構
造なので、高さ方向の寸法精度が出し易く、局部的な当
りがなくなり、安定した軸受性能を得ることができると
共に、摩擦による損傷を低減でき、軸受の長寿命化を達
成することができる。
第１図は本発明の一実施例による水中スラスト軸受装置
を示す断面図であり、第２図はその要部の斜視図であ
り、第３図は第２図のIII−III線に沿った断面の展開図
であり、第４図はそのスラスト軸受装置と従来装置との
軸受性能を比較して示す特性図であり、第５図は本発明
の他の実施例によるスラスト軸受の平面図であり、第６
図はそのスラスト軸受のVI−VI線に沿った断面図であ
り、第７図は本発明のさらに他の実施例による軸受装置
のスラストランナ、スラスト軸受及び軸受フレームを示
す斜視図であり、第８図は本発明のさらに他の実施例に
よる軸受装置の同様な斜視図であり、第９図は水中スラ
スト軸受装置が使用される水中モートルの縦断面図であ
り、第10図は従来の水中スラスト軸受装置の断面図であ
り、第11図はその軸受装置のスラスト軸受を構成するパ
ッドの斜視図である。 符号の説明 １…回転軸、11…シャフトカラー 12…スラストランナ 20…水中スラスト軸受装置 21…軸受フレーム、22…スラスト軸受 23…リブ 24…スリット
を示す断面図であり、第２図はその要部の斜視図であ
り、第３図は第２図のIII−III線に沿った断面の展開図
であり、第４図はそのスラスト軸受装置と従来装置との
軸受性能を比較して示す特性図であり、第５図は本発明
の他の実施例によるスラスト軸受の平面図であり、第６
図はそのスラスト軸受のVI−VI線に沿った断面図であ
り、第７図は本発明のさらに他の実施例による軸受装置
のスラストランナ、スラスト軸受及び軸受フレームを示
す斜視図であり、第８図は本発明のさらに他の実施例に
よる軸受装置の同様な斜視図であり、第９図は水中スラ
スト軸受装置が使用される水中モートルの縦断面図であ
り、第10図は従来の水中スラスト軸受装置の断面図であ
り、第11図はその軸受装置のスラスト軸受を構成するパ
ッドの斜視図である。 符号の説明 １…回転軸、11…シャフトカラー 12…スラストランナ 20…水中スラスト軸受装置 21…軸受フレーム、22…スラスト軸受 23…リブ 24…スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 健吾 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 猿田 彰 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 中島 良一 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭61−84416（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−190922（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】回転軸と、この回転軸に固定されたシャフ
トカラーと、このシャフトカラーに装着されたリング状
のスラストランナと、このスラストランナを摺動支持す
るスラスト軸受と、このスラスト軸受が装着された軸受
フレームとを備えた水中スラスト軸受装置において、 スラスト軸受をリング状の円板体で構成し、このスラス
ト軸受の円板体のスラストランナ側の摺動面を平坦にす
るとともに、軸受フレーム側に半径方向に伸びる複数個
のリブを円周方向に間隔をおいて配置し、前記スラスト
軸受の円板体に前記リブの隣接するものの間に位置する
ように半径方向に伸びかつ内径端部が円板体の内周端に
開放した複数個のスリットを形成し、このリブとスリッ
トの組合わせで円板体のスラストランナ側の平坦な摺動
面をスラスト荷重に応じて変形させ、円板体とスラスト
ランナとの間に円周方向にくさび形状の隙間を生成する
ことを特徴とする水中スラスト軸受装置。 - 【請求項２】上記複数個のリブがスラスト軸受の円板体
に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の水中スラスト軸受。 - 【請求項３】上記複数個のリブが軸受フレームに設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
水中スラスト軸受装置。 - 【請求項４】上記スラスト軸受の円板体の板厚を外周部
分が内周部分よりも厚くなるように半径方向に変化させ
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水中ス
ラスト軸受装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62249148A JPH0694884B2 (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | 水中スラスト軸受装置 |
| KR1019880012829A KR950005839B1 (ko) | 1987-10-02 | 1988-09-30 | 수중트러스트베어링장치 |
| US07/488,948 US5035519A (en) | 1987-02-02 | 1990-03-05 | Submersible thrust bearing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62249148A JPH0694884B2 (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | 水中スラスト軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193614A JPH0193614A (ja) | 1989-04-12 |
| JPH0694884B2 true JPH0694884B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17188626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62249148A Expired - Lifetime JPH0694884B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-10-02 | 水中スラスト軸受装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5035519A (ja) |
| JP (1) | JPH0694884B2 (ja) |
| KR (1) | KR950005839B1 (ja) |
Families Citing this family (17)
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| US5408155A (en) * | 1993-10-08 | 1995-04-18 | Westinghouse Electric Corporation | Bearing assembly for an integral motor/propeller unit |
| US5593231A (en) * | 1995-01-17 | 1997-01-14 | Dresser Industries, Inc. | Hydrodynamic bearing |
| US5588171A (en) * | 1995-03-24 | 1996-12-31 | Pettibone Corporation | Drain line cleaning apparatus |
| US5765950A (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-16 | Goulds Pumps, Incorporated | Thrust bearing assembly |
| US5820271A (en) * | 1997-01-29 | 1998-10-13 | Hackett, Jr.; William F. | Thrust bearing assembly |
| US5947610A (en) * | 1997-11-19 | 1999-09-07 | Danieli Wean | Hydrodynamic thrust bearing assembly |
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| US20060171616A1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-03 | Kalsi Engineering, Inc. | Hydrodynamic thrust bearing assembly |
| JP4644697B2 (ja) * | 2007-06-06 | 2011-03-02 | 日本ピラー工業株式会社 | 往復動ポンプ |
| DE102009012339A1 (de) * | 2008-03-18 | 2009-09-24 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Stanzbare Druckscheibe mit ausgeschnittenen Durchflussöffnungen |
| US9074597B2 (en) | 2011-04-11 | 2015-07-07 | Baker Hughes Incorporated | Runner with integral impellor pump |
| TW201321119A (zh) * | 2011-11-24 | 2013-06-01 | Alex Tech Machinery Ind Co Ltd | 工具機的迴轉工作台 |
| CN103016388B (zh) * | 2012-12-29 | 2015-05-13 | 山东星源矿山设备集团有限公司 | 一种大功率高电压干式系列电动机用止推轴承 |
| DE102013104129B3 (de) * | 2013-04-24 | 2014-07-03 | E. Winkemann Gmbh | Anlaufscheibe mit Schmiermitteltaschen |
| RU2693541C2 (ru) | 2014-10-01 | 2019-07-03 | ДжиИ ОЙЛ ЭНД ГЭС ЭСП, ИНК. | Приводная коническая втулка для упорного подшипника |
| US10145377B2 (en) * | 2015-04-02 | 2018-12-04 | Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation | Canned motor pump thrust shoe heat shield |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1457081A (en) * | 1921-03-24 | 1923-05-29 | Allis Chalmers Mfg Co | Thrust bearing |
| US1684693A (en) * | 1923-09-10 | 1928-09-18 | Fried Krupp Germaniawerft Ag | Thrust bearing with fluid friction |
| US2126688A (en) * | 1935-04-16 | 1938-08-09 | Skf Svenska Kullagerfab Ab | Plain bearing |
| US2306048A (en) * | 1939-11-17 | 1942-12-22 | Fast Bearing Company | Combined radial and thrust bearing unit |
| US2424028A (en) * | 1943-07-01 | 1947-07-15 | Worthington Pump & Mach Corp | Bearing |
| US2380179A (en) * | 1943-08-13 | 1945-07-10 | New York Air Brake Co | Thrust bearing |
| US2577798A (en) * | 1947-05-23 | 1951-12-11 | Allis Chalmers Mfg Co | Bearing construction with segmental shoes on flexible resilient supports |
| GB1243183A (en) * | 1967-10-16 | 1971-08-18 | Glacier Co Ltd | Improvements in or relating to thrust or journal bearings |
| JPS6136808Y2 (ja) * | 1981-05-30 | 1986-10-25 | ||
| JPS59194124A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-11-02 | Hitachi Ltd | スラスト軸受 |
| JPS6023315U (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-18 | 石川島播磨重工業株式会社 | スラストガス軸受構造 |
| JPS6049768A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-19 | Q P Corp | 調理食品用鮭肉 |
| US4624583A (en) * | 1984-10-01 | 1986-11-25 | The Garrett Corporation | Foil thrust bearing |
-
1987
- 1987-10-02 JP JP62249148A patent/JPH0694884B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-09-30 KR KR1019880012829A patent/KR950005839B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-03-05 US US07/488,948 patent/US5035519A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0193614A (ja) | 1989-04-12 |
| KR950005839B1 (ko) | 1995-05-31 |
| KR890006990A (ko) | 1989-06-17 |
| US5035519A (en) | 1991-07-30 |
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