JPS59131025A - 軸受装置 - Google Patents
軸受装置Info
- Publication number
- JPS59131025A JPS59131025A JP24260983A JP24260983A JPS59131025A JP S59131025 A JPS59131025 A JP S59131025A JP 24260983 A JP24260983 A JP 24260983A JP 24260983 A JP24260983 A JP 24260983A JP S59131025 A JPS59131025 A JP S59131025A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- journal
- rotation
- shaft
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- 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
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/105—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one bearing surface providing angular contact, e.g. conical or spherical bearing surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はジャーナルの表面もしくは軸受面に回転中心
に向かう複数の横断面矩形の螺旋状溝を刻設した軸受装
置の改良に関する。
に向かう複数の横断面矩形の螺旋状溝を刻設した軸受装
置の改良に関する。
従来、軸受装置の耐摩耗性を同上させる手段としては種
々考えられている。ジャーナルの表面あるいは軸受面に
回転中心に向かう複数の螺旋状溝を刻設し、この溝の作
用でジャーナルの表面と軸受面とを非接触状態に保つ手
段もその ゛一つである。
々考えられている。ジャーナルの表面あるいは軸受面に
回転中心に向かう複数の螺旋状溝を刻設し、この溝の作
用でジャーナルの表面と軸受面とを非接触状態に保つ手
段もその ゛一つである。
ところで、螺旋状の溝を設けた軸受装置、たとえば−例
として球面軸受装置は通常第１図に示すように構成され
ている。すなわち、軸１の先端に半球状のジャーナル２
を取り付け、このジャーナル２を半球凹面状の軸受面３
を有した軸受４に支承させるようにしている。上記ジャ
ーナル２の前記軸受面３に対向する表面には回転中心に
向かいかつ回転方向に対する傾き角が一定でしかも深さ
も一定の横断面矩形の螺旋状の１ＩＩ５が複数本刻設し
である。上記溝５は軸１の回転方向との関連において設
けられ、軸１が回転したときジャーナル２と軸受４との
間に介在する油、空気等の媒体を外周側から中心側に向
けて圧送し、この圧送によってジャーナル２と軸受面３
との間の圧力を高め、ジャーナル２に推力を作用させる
ようにしている。したがつて、ジャーナル２と軸受面３
との間に僅かの間隙が形成されることになシ、この間隙
によって耐摩耗性を向上させるようにしている。
として球面軸受装置は通常第１図に示すように構成され
ている。すなわち、軸１の先端に半球状のジャーナル２
を取り付け、このジャーナル２を半球凹面状の軸受面３
を有した軸受４に支承させるようにしている。上記ジャ
ーナル２の前記軸受面３に対向する表面には回転中心に
向かいかつ回転方向に対する傾き角が一定でしかも深さ
も一定の横断面矩形の螺旋状の１ＩＩ５が複数本刻設し
である。上記溝５は軸１の回転方向との関連において設
けられ、軸１が回転したときジャーナル２と軸受４との
間に介在する油、空気等の媒体を外周側から中心側に向
けて圧送し、この圧送によってジャーナル２と軸受面３
との間の圧力を高め、ジャーナル２に推力を作用させる
ようにしている。したがつて、ジャーナル２と軸受面３
との間に僅かの間隙が形成されることになシ、この間隙
によって耐摩耗性を向上させるようにしている。
しかしながら、上記のように構成された従来の螺旋状溝
付き軸受装置にあっては次のような問題点があった。す
なわち、従来装置にあっては、深さが溝全域に亘って一
定で、しかも回転方向に対する傾き角も溝全域に亘って
一定の螺旋状ｍを設けるようにしている。このような手
段であると、大きなバネ定数と中立点での大きな負荷容
量と耐久性の向上とを同時に図ることができない欠点が
あった。すなわち、今、第１図に示すように軸受の中心
Ｔと溝５の中心側終端とを結ぶ線が軸心線ｐと交わる角
度をφ１とし、同じく中心Ｔと溝５の外周側終端とを結
ぶ線が軸心Ｍｐと交わる角度をφ鵞とし、回転方向に対
する溝５の傾き角度をαとし、さらにジャーナル２と軸
受面３との間の基準間隙をＣとし、ｙ方向の変位量をｙ
′とし、また、第２図に示すように溝５の幅に＆ｔ、堰
の幅をａ！、溝５の深さｉｄとして、スラスト負荷容量
ｆと偏心率εとの関係を種々の条件について求めてみる
と第３図のようになる。なお、負荷容ｔｆは発生するス
ラスト力ｋ Ｗ ％媒体の粘性係数をη、回転角速度を
ω、ジャーナル２の半径をＲとしたとき、ｆ＝Ｗｃ／１
２ηωＲで示され、また、偏心率εはε＝ｙ′／ｃで示
される値である。第３図中０）で示す曲線は螺旋状溝を
有した球面軸受のスラスト負荷容量最大の条件（ミジャ
ーマン提案φ１＝０、φ！ ＝２ ％溝数ω、ｒ ＝
＆ ＊／ａ １ ＝１、α＝１５．’７’、δ＝ ｃ／
ｄ ＝ ０．３８ ）の特性を示し、←）で示す曲線は
螺旋状溝を有した球面軸受のラジアル負荷容量最大の条
件（ラインホー提案φｘ＝０．２ｒａｄ、 φ鵞＝２
％溝数ω、ｒ ＝ １．０、α＝３７°１δ＝０．９
１）のスラスト特性を示している。（／ｉ）（ロ）の曲
線を比較してみると、（イ）曲線の方が中立点（偏心率
ε＝０）における負荷容量が大きい。しかし、曲線の傾
斜が緩やかであるからバネ定数が小さく（バネ定数は図
示曲線の変化率に比例したものとなる）この点において
は（ロ）曲線の方が勝れている。しかし、←）曲線はα
＝３７＠、δ＝０．９１の条件であるので外周部におい
てキャビテーションが発生し易く、軸受め耐久性が悪い
、有限要素法による計算ではα＝１５’、１５＝２．０
でキャビテーションは発生しない、つまり、今、キャビ
テーションだけに注目すると、αを小さくした方がよい
。そこでφ１＝ ２４＠、φｓ ＝８７”％ γ＝ １
．０ 、α＝１５ｔδ＝１．０に設定すると図中（ハ）
曲線で示すように中立点における負荷容量ｆが極めて小
さくなる。
付き軸受装置にあっては次のような問題点があった。す
なわち、従来装置にあっては、深さが溝全域に亘って一
定で、しかも回転方向に対する傾き角も溝全域に亘って
一定の螺旋状ｍを設けるようにしている。このような手
段であると、大きなバネ定数と中立点での大きな負荷容
量と耐久性の向上とを同時に図ることができない欠点が
あった。すなわち、今、第１図に示すように軸受の中心
Ｔと溝５の中心側終端とを結ぶ線が軸心線ｐと交わる角
度をφ１とし、同じく中心Ｔと溝５の外周側終端とを結
ぶ線が軸心Ｍｐと交わる角度をφ鵞とし、回転方向に対
する溝５の傾き角度をαとし、さらにジャーナル２と軸
受面３との間の基準間隙をＣとし、ｙ方向の変位量をｙ
′とし、また、第２図に示すように溝５の幅に＆ｔ、堰
の幅をａ！、溝５の深さｉｄとして、スラスト負荷容量
ｆと偏心率εとの関係を種々の条件について求めてみる
と第３図のようになる。なお、負荷容ｔｆは発生するス
ラスト力ｋ Ｗ ％媒体の粘性係数をη、回転角速度を
ω、ジャーナル２の半径をＲとしたとき、ｆ＝Ｗｃ／１
２ηωＲで示され、また、偏心率εはε＝ｙ′／ｃで示
される値である。第３図中０）で示す曲線は螺旋状溝を
有した球面軸受のスラスト負荷容量最大の条件（ミジャ
ーマン提案φ１＝０、φ！ ＝２ ％溝数ω、ｒ ＝
＆ ＊／ａ １ ＝１、α＝１５．’７’、δ＝ ｃ／
ｄ ＝ ０．３８ ）の特性を示し、←）で示す曲線は
螺旋状溝を有した球面軸受のラジアル負荷容量最大の条
件（ラインホー提案φｘ＝０．２ｒａｄ、 φ鵞＝２
％溝数ω、ｒ ＝ １．０、α＝３７°１δ＝０．９
１）のスラスト特性を示している。（／ｉ）（ロ）の曲
線を比較してみると、（イ）曲線の方が中立点（偏心率
ε＝０）における負荷容量が大きい。しかし、曲線の傾
斜が緩やかであるからバネ定数が小さく（バネ定数は図
示曲線の変化率に比例したものとなる）この点において
は（ロ）曲線の方が勝れている。しかし、←）曲線はα
＝３７＠、δ＝０．９１の条件であるので外周部におい
てキャビテーションが発生し易く、軸受め耐久性が悪い
、有限要素法による計算ではα＝１５’、１５＝２．０
でキャビテーションは発生しない、つまり、今、キャビ
テーションだけに注目すると、αを小さくした方がよい
。そこでφ１＝ ２４＠、φｓ ＝８７”％ γ＝ １
．０ 、α＝１５ｔδ＝１．０に設定すると図中（ハ）
曲線で示すように中立点における負荷容量ｆが極めて小
さくなる。
また、φ１＝２４°、φ鵞；８７４、γ＝１．０α＝３
５１一定にし、δ全１．０に設定するとに）曲線が得ら
れ、δを２．０に設定すると（ホ）曲線が得られ、δ全
３．０に設定すると（へ）曲線が得られる。
５１一定にし、δ全１．０に設定するとに）曲線が得ら
れ、δを２．０に設定すると（ホ）曲線が得られ、δ全
３．０に設定すると（へ）曲線が得られる。
これら各曲線から明らかなようにキャビテーションを防
止しようとすると、中立点における負荷容量が小さくな
り、またバネ定数が偏心率の大きいところで大き過ぎた
シ逆に小さ過ぎたシし、さらに中立点の負荷容量を大き
くしようとするとバネ定数が小さくなったりキャピテー
シ５− 璽ンが発生したりし、結局、バネ定数の増大化、中立点
における負荷容量の増大化およびキャビテーションの防
止化の３つの希望条件を満足させることができず、軸受
に要求される理想的形態を作シ出せない欠点があった。
止しようとすると、中立点における負荷容量が小さくな
り、またバネ定数が偏心率の大きいところで大き過ぎた
シ逆に小さ過ぎたシし、さらに中立点の負荷容量を大き
くしようとするとバネ定数が小さくなったりキャピテー
シ５− 璽ンが発生したりし、結局、バネ定数の増大化、中立点
における負荷容量の増大化およびキャビテーションの防
止化の３つの希望条件を満足させることができず、軸受
に要求される理想的形態を作シ出せない欠点があった。
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、中立点における負荷容量の増大
化と、バネ定数の増大化と、キャビテーションの発生防
止化とを同時に図ることができる螺旋状溝付きの軸受装
置を提供することにある。
の目的とするところは、中立点における負荷容量の増大
化と、バネ定数の増大化と、キャビテーションの発生防
止化とを同時に図ることができる螺旋状溝付きの軸受装
置を提供することにある。
以下、この発明の詳細を図示の実施例によって説明する
。
。
第４図はこの発明を球面軸受に適用した何を示すもので
、第１図と同一部分は同一符号で示しである。したがっ
て重複する部分の説明は省略する。
、第１図と同一部分は同一符号で示しである。したがっ
て重複する部分の説明は省略する。
この発明に係る装置が従来装置と異なる点はジャーナル
２０表面に形成される横断面矩形の螺旋状溝１１の設は
方にある。すなわち、各螺６− 旋状溝１１は、中心側から中間までの部分１１ｍと中間
から外周に至るまでの部分１１ｂとが形態の異なる複合
螺旋状溝に形成されている。たとえば、−例として部分
１１ｈの回転方向に対する傾き角α′は小さく、かつ深
溝に、また部分１１ｂの回転方向に対する傾き角α″は
大きくかつ浅溝に形成されているのである。
２０表面に形成される横断面矩形の螺旋状溝１１の設は
方にある。すなわち、各螺６− 旋状溝１１は、中心側から中間までの部分１１ｍと中間
から外周に至るまでの部分１１ｂとが形態の異なる複合
螺旋状溝に形成されている。たとえば、−例として部分
１１ｈの回転方向に対する傾き角α′は小さく、かつ深
溝に、また部分１１ｂの回転方向に対する傾き角α″は
大きくかつ浅溝に形成されているのである。
このような構成であればα′、α′および溝の深さを所
望に選択することによって任意の特性を得ることができ
、中立点における大きな負荷容量と、大きなバネ定数と
を得ることができ同時にキャビテーションの発生も防止
できる。たとえば−例としてφ１＝２４’、φ雪＝８６
．７°、φ３ ＝５５°、α’＝１５．０’、α”＝
３５．０°とし、部分１１ｈのδをδ＝２．０、部分１
１ｂのδをδ＝１．０に設定したときのスラスト負荷容
器ｆと偏心率εとの関係は第５図に（ト）曲線で示すよ
うになる。この（ト）曲線から明らかなように中立点′
における負荷容１ｆを十分大きな値に保持できる。また
、この場合には曲線の変化率が太きいことからしてバネ
定数も大きくなる。さらに部分１１ａのα′をα’＝１
５．０’、δをδ＝２．０に設定していることからして
キャビテーションは発生しない。したがって、従来要望
されていた点が全て満足されることになる。なお、第５
図中（１）曲線は前記条件で部分１１ａ、１１ｂのδを
δ＝１．０に設定したときの特性であり、また００曲線
は前記条件で部分１１ａのδをδ＝１．０とし、部分１
１ｂのδをδ＝２．Ｏに設定したときの特性を参考とし
て示すものであり、各条件を変更することによって従来
装置に較べて自由に特性を変えることができる。
望に選択することによって任意の特性を得ることができ
、中立点における大きな負荷容量と、大きなバネ定数と
を得ることができ同時にキャビテーションの発生も防止
できる。たとえば−例としてφ１＝２４’、φ雪＝８６
．７°、φ３ ＝５５°、α’＝１５．０’、α”＝
３５．０°とし、部分１１ｈのδをδ＝２．０、部分１
１ｂのδをδ＝１．０に設定したときのスラスト負荷容
器ｆと偏心率εとの関係は第５図に（ト）曲線で示すよ
うになる。この（ト）曲線から明らかなように中立点′
における負荷容１ｆを十分大きな値に保持できる。また
、この場合には曲線の変化率が太きいことからしてバネ
定数も大きくなる。さらに部分１１ａのα′をα’＝１
５．０’、δをδ＝２．０に設定していることからして
キャビテーションは発生しない。したがって、従来要望
されていた点が全て満足されることになる。なお、第５
図中（１）曲線は前記条件で部分１１ａ、１１ｂのδを
δ＝１．０に設定したときの特性であり、また００曲線
は前記条件で部分１１ａのδをδ＝１．０とし、部分１
１ｂのδをδ＝２．Ｏに設定したときの特性を参考とし
て示すものであり、各条件を変更することによって従来
装置に較べて自由に特性を変えることができる。
なお、上述した実施例においては各螺旋状溝１１を部分
１１ｍと部分１１ｂとに分け、これらのα′、α”、ｄ
’ｉ段階的に変化させるようにしているが連続的に変化
させるようにしてもよい。
１１ｍと部分１１ｂとに分け、これらのα′、α”、ｄ
’ｉ段階的に変化させるようにしているが連続的に変化
させるようにしてもよい。
また、この発明は球面軸受ばかゆではなく平面軸受にも
適用できる。さらに、ジャーナル側はそのままの面とし
、軸受面側に前記形態の溝を刻設するようにしてもよい
。
適用できる。さらに、ジャーナル側はそのままの面とし
、軸受面側に前記形態の溝を刻設するようにしてもよい
。
以上詳述したようにこの発明によれば、複合螺旋状溝を
設けるようにしているので中立点における負荷容量の増
大化、バネ定数の増大化およびキャビテーションの発生
防止化を同時に図ることが容易に行なえ長期に亘って安
定した機能を発揮し得る軸受装置を提供できる。
設けるようにしているので中立点における負荷容量の増
大化、バネ定数の増大化およびキャビテーションの発生
防止化を同時に図ることが容易に行なえ長期に亘って安
定した機能を発揮し得る軸受装置を提供できる。
第１図はこの種従来装置の縦断面図、第２図および第３
図は同装置の特性を説明するための図、第４図はこの発
明の一実施例の縦断面図、第５図は同実施例の特性を説
明するための図である。 １・・・軸、２・・・ジャーナル、３・・・軸受面、４
・・・軸受、１１・・・螺旋状溝、Ｉ Ｊ ｍ ＋ １
ｌ ｂ・・・部分。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武・ 彦９− 第１図 第４図 第５図 ４１じ毛（ε）
図は同装置の特性を説明するための図、第４図はこの発
明の一実施例の縦断面図、第５図は同実施例の特性を説
明するための図である。 １・・・軸、２・・・ジャーナル、３・・・軸受面、４
・・・軸受、１１・・・螺旋状溝、Ｉ Ｊ ｍ ＋ １
ｌ ｂ・・・部分。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武・ 彦９− 第１図 第４図 第５図 ４１じ毛（ε）
Claims (1)
- 軸のジャーナル表面もしくは上記軸を支承する軸受の軸
受面に回転中心に向かう複数の横断面矩形の螺旋状溝全
刻設し、回転時に上記螺旋状溝の輸送作用で媒体を外周
側から中心側に圧送して前記ジャーナル表面と軸受面と
の間に間ｐｉｔ形成させる軸受装置において、前記各横
断面矩形の螺旋状溝は回転方図に対する溝の頑き角と配
役方向に沿った溝の深さとを変化せしめた複合螺旋状溝
に形成されていることを特徴とする軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24260983A JPS59131025A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24260983A JPS59131025A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59131025A true JPS59131025A (ja) | 1984-07-27 |
Family
ID=17091594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24260983A Pending JPS59131025A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59131025A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157520U (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-17 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4971343A (ja) * | 1972-09-29 | 1974-07-10 |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP24260983A patent/JPS59131025A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4971343A (ja) * | 1972-09-29 | 1974-07-10 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157520U (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-17 |
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