JPH1122724A - スラスト軸受及びスラスト軸受を用いた減速機 - Google Patents

スラスト軸受及びスラスト軸受を用いた減速機

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JPH1122724A
JPH1122724A JP17678997A JP17678997A JPH1122724A JP H1122724 A JPH1122724 A JP H1122724A JP 17678997 A JP17678997 A JP 17678997A JP 17678997 A JP17678997 A JP 17678997A JP H1122724 A JPH1122724 A JP H1122724A
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thrust bearing
pad
bearing
thrust
shaft
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JP17678997A
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Hiroshi Agata
寛志 阿片
Kiyoshi Kogure
清 木暮
Yoichi Murai
洋一 村井
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】偏荷重を受け軸が傾いても、軸受隙間を所定隙
間とすることが可能なスラストすべり軸受及びそれを用
いた減速機を実現する。 【解決手段】回転軸4に働くスラスト力を支持するスラ
ストすべり軸受において、その各々のパッド23a,2
3bを点支持し、パッド23a,23bのケース12側
の受面のパッド支持部24をケース12に対し移動可能
に構成する。また、パッド23a,23bの背面間を油
配管25で連結して、1個の閉回路を構成する。各パッ
ドの背面には均一の油圧が作用し、回転軸に形成したス
ラスト受け部とパッドの軸受面との間の軸受隙間を均一
化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラスト軸受及び
スラスト軸受を用いた減速機に関する。
【0002】
【従来の技術】減速機を介して原動機の回転動力を減速
する装置においては、減速機の入力軸に伝達される回転
動力の回転数を制御可能にするため、従来流体継手が多
く用いられている。流体継手は、作動流体として油を用
いており、この油を介して速度制御できるように、イン
ペラとランナーが向かい合って入力軸または出力軸の先
端に取り付けられている。したがって、各軸はオーバー
ハング構造となっている。そのため、減速機のランナー
側では、例えばランナーとその中に充填された油の重量
が原因で回転軸が傾く。
【0003】回転軸が傾くと、スラスト荷重を受けるス
ラスト軸受においては、スラスト軸受けを構成する複数
のパッドと回転軸に形成したスラスト受け面とのすきま
が周方向及び半径方向に不均一になる。その結果、スラ
スト軸受は全面で荷重を均等に受けることができず、部
分的に高い面圧の部分が生じ、焼き付き等の不具合をを
起こす原因となっている。そこで、このようなスラスト
軸受の不具合を解消するために、スラスト軸受の各パッ
ドの支持を改善する方法が特開昭61ー21417号公
報に、パッドを弾性体で支持することが特開昭61ー8
8014号公報に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】スラスト軸受の片当た
り等の不具合を解消するための特開昭61ー21417
号公報に記載のものは、各スラスト軸受のパッドの背面
に油ポンプから高圧油を導いている。しかしながら、こ
の従来技術においては、装置が複雑になること、途中の
配管系の抵抗等により必ずしも各パッドの油膜面の圧力
が均一にはならないこと等の不具合を生じる恐れがあっ
た。
【0005】さらに、特開昭61ー88014号公報に
記載のものは、スラスト軸受の各パッドの背面に球を配
置し、この球の回りに傾動自在となるようにバネを配置
している。しかしながら、この従来技術においては、ス
ラストパッド自体を軸方向に変位させることが考慮され
ていないので、軸が傾きスラスト受け部が傾いてパッド
の軸方向隙間が大きくなることには十分には対処できな
かった。
【0006】本発明の目的は、上記従来の技術の不具合
に鑑みなされたものであり、軸が傾いた場合であって
も、スラスト軸受の受ける荷重を均一化することにあ
る。そして、部分的な面圧の上昇によるスラスト軸受の
焼き付きを防止することにある。すなわち、軸が傾いた
場合でも傾かない場合と同じように各パッドで荷重を等
しく分担できるスラスト軸受及びそれを用いた減速機を
実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、回転軸に作
用するスラスト力を支持するスラスト軸受において、周
方向に間隔を置いて配設され前記回転軸に対向する複数
のパッドと、その各パッドにパッドの背面側でほぼ点接
触で当接する軸方向に移動可能な支持部材と、この支持
部材を保持する保持部が形成された静止部材と、この保
持部間を連通し油が流通する油流通路とを設けることに
より達成される。そして、好ましくは、油流通路を流通
する油を加圧する加圧手段を設けるものである。
【0008】また、上記目的は、回転軸に作用するスラ
スト力を支持するスラスト軸受において、周方向に間隔
を置いて配設され前記回転軸に対向する複数のパッド
と、その各パッドにパッドの背面側でほぼ点接触で当接
する軸方向に移動可能な支持部材と、この支持部材を保
持する保持部が形成された静止部材と、前記保持部に保
持され前記支持部材に当接するばねとを設けることによ
り達成される。
【0009】さらにまた、上記目的は流体継手やかさ歯
車式減速機等の各種減速機において、上記各スラスト軸
受を備えることにより達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施例
について図面を参照して説明する。歯車を内蔵した流体
継手の場合について、図1から図7を用いて説明する。
図1は、本発明にかかる歯車を内蔵した流体継手の縦断
面図であり、出力軸のスラスト軸受部の詳細を示す図で
ある。図4は、歯車を内蔵した流体継手において、上ケ
ースを外した平面図である。
【0011】初めに、図4を用いて説明する。増速歯車
を内蔵した流体継手は、入力軸1、インペラ軸2、イン
ペラ2a、ランナー3、出力軸4、油ポンプ5、すくい
管6およびすくい管操作機7等により構成される。すく
い管6は、すくい管操作機7にリンク17を介して接続
されており、ピン18によりすくい管操作機7に固定さ
れている。また、図7に示すように、出力軸4はラジア
ル軸受20、21、及びスラスト軸受22により支持さ
れている。
【0012】出力軸4の先端にはランナー3がオーバー
ハングして固定されている。ランナー3及びインペラ2
aとの間に充填された油の重量が大きいため、軸は傾い
て回転する。スラスト軸受22の構造は、図1、図2に
示すように複数のパッド23(23a,23b)で構成
されている。各々のパッド23はパッド支持部24側が
球面となっており、ケース12側のパッド支持部24を
介してケース12に点支持される。点支持の形態は、図
3に示したようにパッド支持部24のパッド23側が球
面となっていてもよい。図1に示すように、パッド支持
部24とケース12との間は、油圧シリンダのようにパ
ッド支持部24がケース12に対し油圧で支持され、自
由に動ける構造となっている。各パッド支持部24の油
配管25は、図2に示すように、全体が一つの閉回路を
構成しており、各パッド支持部24に均等な圧力が加え
られる。
【0013】流体継手の油系統としては、図6に示すよ
うに、軸受、歯車に潤滑をするための潤滑油系統8と流
体継手により動力を伝達するための作動油系統9とがあ
る。各油系統には、潤滑油用ポンプ10、作動油用ポン
プ11があり、各油ポンプは流体継手ケース12に内蔵
されている。潤滑油用ポンプ13と作動油用ポンプ14
は、図5に示すように直列に配置されており、1本の駆
動軸15で両方の油ポンプを駆動している。
【0014】次に、このように構成した実施例の動作に
ついて説明する。入力軸1はカップリングを介して駆動
機により駆動される。入力軸1の回転は、増速歯車対に
より増速され、インペラ軸2に伝達される。インペラ軸
2の先端に固定されたインペラ2aと出力軸4の先端に
固定されたランナー3との間には流体(主に油)が封入
されている。すくい管操作機7によりすくい管6の位置
を変えることにより流体継手内の流体の量が調整され、
出力軸4に伝わる回転数が制御される。
【0015】入力軸1の軸端に形成された溝にローラカ
ップリング16を嵌合し、油ポンプの駆動軸15を入力
軸に連結する。1個の吸込口から吸込まれた油を、油ポ
ンプ13、14が潤滑油および作動油として各吐出口か
ら吐出して各油系統に供給する。作動油系統9には、作
動油流量を制御する流量制御弁が設けられておらず、図
6に示す圧力調整弁19により、系統圧力が調整され
る。
【0016】上記実施例では、スラストすべり軸受22
は出力軸4のスラスト力を支持している。したがって、
ランナー3のように偏荷重が加わって回転軸が傾いて
も、スラスト軸受22の各パッド23は点支持であるか
ら、パッドの表面は自由にその位置及び姿勢を変えるこ
とができる。その結果、出力軸側に設けた荷重受け面と
パッド表面を平行に保つことができる。また、ケース側
受面の各パッド支持部24を油配管25で連結したの
で、荷重受け面と各パッド23間の隙間を均一にでき、
各パッドが均等に荷重を分担できる。その結果、軸が傾
いた場合でも、軸が傾かない場合と同じ許容荷重を有す
る。そして、局部的な面圧の上昇を防止でき、焼き付き
が起こりにくい。
【0017】本発明の第2の実施例を図8、図9を用い
て説明する。この第2の実施例が第1の実施例と異なる
点は、図8に示すように、パッド支持部24がばね26
により支持されている点である。パッド23を点支持す
る方法としては、図8に示したようにパッド23のパッ
ド支持部24側を球面とする方法、図9に示したように
パッド支持部24のパッド23側を球面とする方法等が
ある。
【0018】次に、このように構成した本実施例の作用
について説明する。偏荷重が加わって回転軸が傾いて
も、スラスト軸受22の各パッド23は点支持であるか
ら、回転軸に設けた荷重受け面と各パッド23の軸受面
側を平行にすることができる。また、スラスト軸受22
のパッド支持部24をばね26で支持したので、各パッ
ド23に加わる荷重の差を少なくすることができる。こ
れは、出力軸4が傾いたときのばね26の変位は、傾か
ないときに比べてサブミリメータしか差が生じないの
で、この差によるバネ力の差は無視できるオーダーとな
るからである。これにより、各パッド23の面圧はほぼ
均等になり、局部的な面圧の上昇及びそれに起因する焼
き付きを防止できる。
【0019】次に、ポンプ用かさ歯車減速機の一実施例
について、図12から図11を用いて説明する。図12
は、ポンプ用かさ歯車減速機の入力軸軸受部の縦断面図
であり、荷重方向から見た図である。また図11は、1
段減速機の縦断面図である。先端にかさ小歯車29が一
体加工または嵌合された入力軸27は、図12に示すよ
うに、ラジアル軸受37、38およびスラストすべり軸
受39で支持されている。ここで、入力軸27と出力軸
28とは直交しているので、かさ小歯車29を両端で軸
受支持することはできない。したがって、ラジアル軸受
37、38の外側にオーバーハングしている。ラジアル
軸受37、38に支持された入力軸27に固定されたか
さ小歯車29と、出力軸28に嵌合または固定されたか
さ大歯車30とが噛み合っている。かさ大歯車30は、
かさ小歯車29より歯数が多いから、入力軸27の動力
は減速されて出力軸28に伝達される。このとき、動力
の伝達方向は、かさ歯車列により水平から垂直方向に転
換される。
【0020】出力軸28は、ラジアル軸受32、33お
よびスラスト軸受34により支持されている。出力軸、
入力軸及び各軸受は、ケース31に収納されている。ケ
ース31内部には油ポンプ36が設置されており、ケー
ス31下部に貯められた潤滑油35を、歯車の噛み合い
部と軸受部に給油している。
【0021】次に、本実施例の動作について説明する。
ガスタービン等の原動機の回転が、カップリングを介し
入力軸27に伝達され、減速機が駆動される。入力軸2
7に伝達された回転動力は、かさ歯車列により減速され
るとともに、その軸の方向が水平から垂直に変換されて
出力軸28に伝達される。出力軸28に伝達された動力
は、カップリングを介しポンプ軸等の被動機に伝達され
る。ケース31内部の油ポンプ36は、ケース31下部
に貯められた潤滑油35を歯車の噛み合い部と軸受部に
供給し、歯車や軸受の焼き付きや損傷を防いでいる。
【0022】かさ小歯車29には、図10に示すような
複雑な荷重が働く。また、かさ歯車を使用した減速機で
はかさ小歯車軸とかさ大歯車軸が直交するため、かさ小
歯車軸またはかさ大歯車軸のうち少なくとも一方の軸
は、2個の軸受の外側に歯車を有するオーバーハング構
造となる。すなわち、本実施例の減速機においては、か
さ小歯車29はラジアル軸受37とラジアル軸受38の
間にはなく、両軸受からオーバーハングしている。この
ようにオーバーハングした構造では、歯車の噛み合いに
よる荷重の加わる方向が、軸受37と軸受38ではほぼ
反対方向になる。そのため、従来のスラストすべり軸受
39をそのまま使用すると、荷重方向に軸が傾き、スラ
スト軸受の各パッドにかかる荷重が不均一になる。この
結果、軸受の許容荷重が下がるとともに局部的に面圧が
上昇し、焼き付きを生じるおそれがある。
【0023】しかし、本発明においては、スラストすべ
り軸受39が上記各実施例に示した構造をしているの
で、各々のパッド23の支持は点支持でありっている。
さらに、パッド23のケース側受面のパッド支持部24
はケースに対し自由に動ける構造であり、その背面は油
圧で支えられ、複数ある各パッド支持部背面の油配管2
5は1つの閉回路を構成している。従って、回転軸に偏
荷重が加わり、回転軸が傾いたても、スラスト軸受39
の各パッド23を点支持しているので回転軸に設けた荷
重受け面とスラストパッドの軸受面とは平行状態を保つ
ことができる。また、ケース側受面の各パッド支持部2
4を油配管25で連結しているので、回転軸に設けた荷
重受け面と各パッド23間の隙間を均一にすることが可
能となり、各パッドは均等な荷重を支持可能である。そ
の結果、偏荷重が加わって回転軸が傾いても、軸が傾か
ない場合と同等の荷重を支持できる。さらに、局部的な
面圧の上昇を防止でき、焼き付きの発生を防止できる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、回転軸に働くスラスト
力を支持するスラストすべり軸受の各パッドを点支持と
し、パッドのケース側受面のパッド支持部をケースに対
し移動可能にしたので、回転軸に偏加重が加わっても、
軸受隙間を適正に保つことができる。その結果、各パッ
ドに荷重を均等に負担させることが可能になり、スラス
ト軸受の焼き付けを防止でき、信頼性の高いスラスト軸
受及びそれを用いた減速機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る出力軸スラスト軸受の一実施例の
縦断面図である。
【図2】図1に示した出力軸スラスト軸受の軸直角断面
図である。
【図3】図1に示した出力軸スラスト軸受の詳細縦断面
図である。
【図4】本発明に係る流体継手の一実施例の上カバーを
外した平面図である。
【図5】図4に示した流体継手に用いられる油ポンプと
入力軸との結合部の縦断面図である。
【図6】図4に示した流体継手のスラスト軸受支持部へ
の作動油及び潤滑油の供給系統を詳細に示す油配管図で
ある。
【図7】図4に示した流体継手に用いられるランナー部
の詳細を示す縦断面図ある。
【図8】本発明に係る出力軸スラスト軸受の第2の実施
例の縦断面図である。
【図9】図8に示した出力軸スラスト軸受の詳細縦断面
図である。
【図10】本発明に係るかさ歯車式減速機の一実施例の
縦断面図である。
【図11】図10に示したかさ歯車式減速機の主要部の
詳細縦断面図である。
【符号の説明】
1…入力軸、2…インペラ軸、2a…インペラ、3…ラ
ンナー、4…出力軸、5…油ポンプ、6…すくい管、7
…すくい管操作機、8…潤滑油用系統、9…作動油用系
統、10…潤滑油ポンプ、11…作動油ポンプ、12…
ケース、13…潤滑油用ポンプ、14…作動油用ポン
プ、15…油ポンプ駆動軸、16…ローラ形カップリン
グ、17…リンク、18…ピン、19…圧力調整弁、2
0…ラジアル軸受、21…ラジアル軸受、22…スラス
ト軸受、23、23a,23b…パッド、24…パッド
支持部、25…油配管、26…ばね、27…入力軸、2
8…出力軸、29…かさ小歯車、30…かさ大歯車、3
1…ケース、32…ラジアル軸受、33…ラジアル軸
受、34…スラスト軸受、35…潤滑油、36…油ポン
プ、37…ラジアル軸受、38…ラジアル軸受、39…
スラスト軸受。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸に作用するスラスト力を支持するス
    ラスト軸受において、 周方向に間隔を置いて配設され前記回転軸に対向する複
    数のパッドと、その各パッドにパッドの背面側でほぼ点
    接触で当接する軸方向に移動可能な支持部材と、この支
    持部材を保持する保持部が形成された静止部材と、この
    保持部間を連通し油が流通する油流通路とを設けたこと
    を特徴とするスラスト軸受。
  2. 【請求項2】前記油流通路を流通する油を加圧する加圧
    手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載のスラス
    ト軸受。
  3. 【請求項3】回転軸に作用するスラスト力を支持するス
    ラスト軸受において、 周方向に間隔を置いて配設され前記回転軸に対向する複
    数のパッドと、その各パッドにパッドの背面側でほぼ点
    接触で当接する軸方向に移動可能な支持部材と、この支
    持部材を保持する保持部が形成された静止部材と、前記
    保持部に保持され前記支持部材に当接するばねと、を設
    けたことを特徴とするスラスト軸受。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のいずれか1項に記載の
    スラスト軸受を備えたことを特徴とする減速機。
JP17678997A 1997-07-02 1997-07-02 スラスト軸受及びスラスト軸受を用いた減速機 Pending JPH1122724A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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