JPS5846254Y2 - 動圧形球面軸受 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は液体、気体などの流体内で回転動作する動圧
湿球面軸受に関するものである。

従来より知られているこの種の軸受は、例えば第１図に
示すように表面にスパイラル溝１を設けた球面状の凸形
受面２を先端に有する回転軸３と、凸形受面２と共働す
る凹形受面４を有する支承部材５とからなっており、回
転軸３が回転すると凸形受面２表面に形成したスパイラ
ル溝１によって支承部材５上方の油溜６内の油７が凸形
受面２と凹形受面４との間に吸込まれ、この両者の間に
油膜を形成して回転軸３を支承するようになっている。

ところが上記構造では回転軸が高速回転すると回転軸先
端に装着した凸形受面２の赤道（最大径部）付近の油は
遠心力の作用により放射方向の外方に飛ばされてしまい
、受面側への流体の吸い込みが大きく阻害され、その結
果キャビテーション等が発生して軸受性能すなわちスラ
スト負荷能力とラジアル負荷能力が減少すると同時に、
この負荷能力の減少に伴って発熱が大きくなり油の劣化
を早めるといった欠点があった。

この考案は上記従来の欠点に鑑みこれを赤道付近の雰囲
気圧力（油圧）を高めると共に、支承部材の製作、組立
てを容易にし、しかも、油を循環させるようにして油の
劣化を防止し、軸受寿命を向上させ得るようにしたもの
で、以下この考案の詳細な説明を図面に示す実施列に従
って行うと次の通りである。

第２図において１０は支承部材、１１は支承部材１０の
中央部に穿設した凹形受面、１２は支承部材１０の上部
に設けられた油溜まりである。

１３は表面にスパイラル溝１４を刻設した球面状の凸形
受面１５を先端に有する回転軸、１６は回転軸１３上の
凸形受面１５とは分離した位置に形成した円筒部であり
、この円筒部１６の表面には凸形受面１５同様スパイラ
ル溝１７を刻設しておき、円筒部１６と支承部材１０の
円筒状周壁１１ａとで粘性スクリューポンプ１８を形成
するようにしておく。

尚、この円筒部１６に刻設する溝の形状は第３図に示す
ようなヘリングボーン形状としてもよく、又溝は円筒部
１６ではなく支承部材１００円筒状周壁１１ａの方に設
けてもよい。

１９は粘性スフＩ）ｘ−ポンプ１８と、凸形受面１５と
の間（赤道部）に設げられた蓄圧用環状凹所、２０は一
端が円筒状周壁１１ａの一部に形成された環状凹室２３
内に開口し、他端が油溜まり１２内に開口している余剰
流体排出用の絞り孔であり、油溜まり１２内から粘性ス
クリューポンプ１８によって環状凹所１９内に送られて
来た油２１０余剰分は絞り孔２０を通って再び油溜まり
１２内に戻るようにしておく。

尚、この粘性スクリューポン１８の能力と絞り孔２０の
流れの抵抗値とは実際の運転条件に合せて適切に決定し
、環状凹所１９内の圧力が所定値に保たれるようにして
おき、又粘性スクリューポンプ１８の円筒状周壁１１ａ
と円筒部１６との間隙りは、凸形受面１５と凹形受面１
１との間隙ｔの数倍以上となるようにしておき、粘性ス
クリューポンプ部で発生する摩擦熱を最小限に押えると
同時に球面軸受の調心性が失なわれないようにしておく
。

尚、スクリューポンプ１８部のスプライン溝１７又はヘ
リングボーン溝１７は、第２図第３図に図示する如く、
凸形受面１５部のスプライン溝１４より、若干広くして
おく。

上記構成において、回転軸１３を回転さすと、油溜まり
１２内の油２１は粘性スクリューポンプ１８のスパイラ
ル溝１７によって環状凹所１９内に圧送され、蓄圧され
る。

そしてこの蓄圧された油は、回転軸先端の凸形受面１５
と凹形受面１１との間に作用し、凸形受面１５のスパイ
ラル溝１４によるポンプ作用を助長し、両者間に確実に
油膜を形成して凸形受面１５を支承する。

この場合、余剰の油は絞り孔２０を通って再び油溜まり
１２内に戻って行く。

このように粘性スクリューポンプ１８によって環状凹所
１９内に蓄圧された油を凸形受面１５と凹形受面１１と
の間に常時作用させておけば回転軸１３が高速回転をし
、凸形受面１５の赤道付近に強い遠心力が作用しても、
この蓄圧圧力が加わっているため油が遠心力により飛ば
され油の吸込みが阻害されるようなことはなく、軸受は
スラスト負荷能力及びラジアル負荷能力を十分発揮する
。

又この粘性スクリューポンプ１８で送り込んだ油は絞り
孔２０により循環するため、球面軸受部が冷却さ几、更
に環状凹所１９には高圧が発生するため、受面に発生す
る圧力も高くなり球面軸受のスラスト負荷容量も増大す
る。

以上説明したようにこの考案は表面にスパイラル溝をも
つ半球状の凸形受面を軸端に有し、かつ、これより上部
の位置に上記凸形受面の最大直径と同径で、かつ、その
外周面にスパイラル溝又はヘリングボーン溝をもつ円筒
部を備え、これら凸形受面と円筒部との境界部に環状凹
溝を有する同転軸と、回転軸の軸端の半球状凸形受面に
対応する半球状の凹形受面を有し、かつ、回転軸の前記
円筒部に対応し、しかも、上記凹凸形管面間の間隙より
若干大きい間隙を持たせ、上記半球状の凹形受面から一
連一体に連続させて形成した円筒状周壁を備え、この円
筒状周壁と凹形受面との境界部に環状凹室を形成し、さ
らに、この環状凹室に連通ずる余剰流体排出用の絞り孔
を上記円筒状周壁の肉質部内に形成した支承部材とで動
圧湿球面軸受を構成したから、回転軸の回転中、回転軸
の円筒部と支承部材の円筒状周壁とでスクリューポンプ
作用が得られ、作動流体が凹凸形管面の最大径付近に形
成された支承部材の環状凹室内に連続的に圧送蓄圧され
、特に余剰のものを絞り孔から排出していることによっ
て、凹凸形管面間に常に新しい流体を確実に供給でき、
油膜切れ並びに焼付きを防止し、円滑な動圧軸受作用を
保持させることができる。

また、支持部材は一体に形成でき、その製作、組立てを
容易とできる。

特に、回転軸の円筒部は、凸形受面の最大径部と同径と
しであるため、凸形受面のスパイラル溝加工時における
溝切り工具に対して円筒部が干渉することがなく、従っ
て、円筒部を凸形受面に近接して形成させることができ
、動圧軸受全体を小型コンパクト化することができる。

また、回転軸の円筒部と支承部材の円筒状周壁との間隙
を凹凸受面の間隙より若干太き（しであるため、円筒部
と円筒状周壁との接触による摩耗を防止することができ
る。

さらに、余剰流体排出用絞り孔を設けたから、作動流体
を循環させて動圧軸受面に常に新しい作動流体を送り込
むことができ、これによって軸受面の冷却を促進できる
と共に、油の劣化を防止し、発熱、焼付きを防止できて
軸受寿命を向上させることができ、また、絞り孔の大き
さを適当に設定して環状凹所内の流体の蓄勢圧力を適度
に保持させることができる。

（３） 実装 昭５８−４６２５４ 、

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の動圧湿球面軸受を示す断面図、第２図は
この考案に係る動圧湿球面軸受を示す断面図、第３図は
この考案に係る他の実施例を示す断面図である。 １０・・・・・・支承部材、１１・・・・・・凹形受面
、１２・・・・・・油溜まり、１３・・・・・・回転軸
、１４・・・・・・スパイラル溝、１５・・・・・・凸
形受面、１６・・・・・・円筒部、１７・・・・・・ス
パイラル溝、１８・・・・・・粘性スクリューポンプ、
１９・・・・・・環状凹所、２０・・・・・較り孔、２
１・・・５ ・・・油。 第１図 第２図 第３図 ６１−

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 表面にスパイラル溝をもつ半球状の凸形受面を軸端に有
   し、かつ、これより上部の位置に上記凸形受面の最大直
   径と同径で、かつ、その外周面にスパイラル溝又はヘリ
   ングボーン溝をもつ円筒部を備え、これら凸形受面と円
   筒部との境界部に環状凹溝を有する回転軸と、回転軸の
   軸端の半球状凸形受面に対応する半球状の凹形受面を有
   し、かつ、回転軸の前記円筒部に対応し、しかも、上記
   凹凸形受百間の間隙より若干大きい間隙を持たせ、上記
   半球状の凹形受面から＝連一体に連続させて形成した円
   筒状周壁を備え、この円筒状周壁と凹形受面との境界部
   に環状凹室を形成し、さらに、この環状凹室に連通ずる
   余剰流体排出用の絞り孔を上記円筒状周壁の肉質部内に
   形成した支承部材とで構成したことを特徴とする動圧湿
   球面軸受。