JPS5973620A - 動液圧すべり軸受 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、可動部分を支持する支持面をもっ動液圧すべ
り軸受に関する。

動液圧すべり軸受において耐摩耗性を高めながら摩擦状
態を改善するために、支持面をただ１つの軸受材料の一
貫した層として構成せず、硬い軸受金属層へ軟らかい軸
受材料を埋込んで、可動部分の運動方向において硬い軸
受材料の区域と軟らかい軸受材料の区域とが交互に生ず
るようにすることは、既に提案された（ドイツ連邦共和
国特許出願公開第２２５１６３７号明細書）。

ここでは硬い軸受金属がある程度荷重負担骨格を形成し
、軟らかい軸受材料が摩擦面へ過度に移されるのをこの
骨格が防止し、荷重負担骨格が可動部分の運動方向に対
して直角に延びてい（３） るため、この骨格の突出する隆起が軟らかい軸受材料の
薄い層で覆われるようにすることができる。しかしこの
ようなすべり軸受は、すりつぶしのおそれを著しく少な
くすることができないため、それに課された期待を果た
すことができない。このすべり軸受を改善するために、
硬い軸受材料の溝状凹所と可動部分の運動方向とのなす
角が１５°よりかさく、凹所の相互間隔が特定の寸法を
越えないという条件で、軟らかい軸受材料を硬い軸受材
料の凹所へ埋込んで、支持面の幅にわたって軟らかい軸
受材料を微細に分布させることは公知である（オースト
リア国特許第３６９１４５号明細書）。驚くべきことに
、この特徴をもつすべり軸受はすべての要求に応するこ
とができた。なぜならば軟らかい軸受材料の微細な分布
により、局部範囲でも組合わせ効果が保証されて、両方
の材料の一方の性質が有効になるだけでなく、凹所がほ
ぼ運動方向に延びていることによって、異物が軟らかい
材料中に取込まれたままで、局部的な過負荷のおそ（４
） れがある障害個所を形成する硬い材料へ押込まれること
がないからである。

この公知の軸受はその要求によく応するけれども、軸受
金属層へ軟らかい軸受材料を埋込むため、特定の費用を
要する。

したがって本発明の基硼になっている課題は、軸受金属
層へ軟らかい軸受材料を埋込むことなく、簡単な手段で
このような軸受の摩擦状態を著しく改善する動液圧すべ
り軸受を提供することである。

本発明はこの与えられた課題を、支持面が支持面の幅に
わたって分布する溝状凹所をもち、これらの凹所が可動
部分の運動方向に対して最高２０°の角をなして傾斜し
、可動部分と共に最小動液圧の形成を保証する潤滑剤用
通路を形成しているようにすることによって、解決する
。

まずこの手段により摩擦状態の改善が行なわれるという
ことは驚くべきことと思われる。なぜならば支持面にあ
る溝状凹所により、均一な潤滑膜したがってその動液圧
荷重負担能力が疑（５） いなくそこなわれるからである。しかし支持面にある溝
状凹所は潤滑剤に対して大きい通過断面を形成するので
、最も狭い潤滑間隙の範囲にも多量の潤滑剤が流れるこ
とができ、それにより放熱したがって冷却の改善という
有利な効果が生ずる。溝状凹所によって潤滑膜の動液圧
荷重負担能力が低下するという欠点は、発生する摩擦熱
の放出を改善できることによって充分補われるので、予
期しなかった良好な摩擦状態をもつ動液圧すベリ軸受が
実際に得られる。これに関し、混合摩擦が生じても局部
的に生ずる熱の少なくとも大部分を、支持面にある凹所
を通して供給される潤滑剤を介して導出できるので、潤
滑剤温度は混合摩擦の範囲で比較的低く、シたがって潤
滑剤の粘度も高いままであり、それが潤滑剤層の荷重負
担骨格にとって有利である。

もちろん支持面にある溝状凹所とその上を動く可動部分
との間に生ずる通路によって動液圧の形成が妨げられな
いことが必要である。したがって凹所の断面形駄および
大きさを、潤滑剤の（６） 性質、支持荷重および潤滑間隙の形状または大きさに関
係して選んで、支持面とそれにより支持される可動部分
との間に潤滑剤の最小動液圧を形成できるようにせねば
ならない。支持面の溝状凹所と運動方向との所定の限界
角によって、運動方向に対して直角な稜によって潤滑膜
の構成が乱されるのを回避される。大体において運動方
向へ向けられる溝状凹所は、さらに異物が凹所から出な
いようにしている。

支持面にある溝状凹所により可能となる冷却効果によっ
て、溝状凹所を支持面の幅にわたってできるだけ微細に
分布して、放熱に役だっ大きい潤滑剤流を大きい摩擦の
おこり得る個所のすぐ近くに確保するという要求が導き
出される。

溝状凹所の中心から隣接する溝状凹所の中心へ測った軸
線方向間隔ａが、１０ｍ＋ｎの最大値に至るまで、ＩＩ
ｍで測った軸受直径ｄを使用して１ＩＩＮで与えられる
上限値 ａｏ　＝２００　＋０．５ｄ　＋０．００６６”より小
さいかこれに等しいと、凹所断面を適当（７） に選べば、常に充分な冷却条件が得られる。放熱を改善
するために、凹所の軸線方向間隔ａを、ｍｍで測った軸
受直径ｄを使用してｐｍで与えられる上限値 ａｏ＝＝　１５０　＋ｏ、ａｄ＋０．００１ｄ２より小
さく選ぶことができる。

２つの凹所の軸線方向間隔が下眼値以下であると、溝状
凹所の幅したがってその断面積が小さくされて、冷却作
用が甚だしく減少する。この理由から、凹所の軸線方向
間＠ａが、ｍｌ１１で測った軸受直径ｄを使用してμｍ
で与えられる下限値 ａｕ＝　１０　十〇、ｌｄ より大きいかこれに等しいようにする。凹所の軸線方向
間隔に対するこれらの限界を維持すると、放熱を大きく
補償して動液圧荷重負担能力を減少することができ、そ
れが−貫してなめらかな支持面をもつ対比可能な軸受に
比較して本発明による軸受の利点となる。

支持面にある溝状凹所により潤滑剤の充分な（８） 供給を保証し、潤滑剤の特定の最小動液圧の形成を保証
するために、凹所の深さｔと凹所綿りとの特定の比を越
えないようにする。凹所の深さｔとＦＡｂとの比が ｔ／ｂ≦　（１５００−ｄ）／１５００ただしｄはｍｍ
で測った軸受直径の数値であると、すべての要求を満た
す条件を維持することができる。さらに溝状凹所の有利
な断面形状のために、この凹所の幅をその軸線方向間隔
に関係させることができる。隣接する２つの凹所の間の
隆起幅（ａ−ｂ）と凹所の軸線方向間隔ａとの比が、 （ａ　−ｂ）／ａ　−ｔｏｏ　−６ｖ−・６　＜％）た
だしｂは凹所の幅、九は可動部分のｍ／ｓで測った周速
の数値であると、凹所間にある荷重貴担隆起部分と軸線
方向間隔との有利な比が得られる。

図面には本発明の実施例が示されている。

第１図および第２図によれば、動液圧すべり軸受は鋼製
支持殻１上に例えばアルミニウム等（９） を母材とする軸受金属層２が設けられている。

この軸受金属層２は、鎖すで示す可動部分４の支持面３
を形成している。この可動部分４は支持面３上を第２図
の矢印５の方向に駆動される。

この種の普通のすべり軸受とは異なり、支持面３は一貫
してなめらかに構成されておらず、可動部分の運動方向
５に対し最大２０°の傾斜角αをなす溝状凹所６をもっ
ている。溝状凹所６は１つあるいはそれ以上の一貫する
溝によって形成することができ、それにより製造にとっ
て利点が生ずる。しかし運動方向５からそれることなく
したがってα＝θ°で延びる閉じた環として凹所６を構
成することも直ちに可能である。

αはθ°ないし５°であるのがよい。

本発明による効果を確実にするために、最大傾斜角αを
規定するだけでなく、溝状凹所６と可動部分４との間の
通路７に、潤滑剤により最小動液圧が形成されるように
せねばならず、それにより支持面３にある溝状凹所６の
断面の大きさに上限が与えられる。溝状凹所６を設ける
（ｌＯ） ため支持面３と可動部分４との間にある潤滑剤層の動液
圧荷重負担能力がそこなわれるにもかかわらず、このよ
うなすべり軸受では有利な摩擦状態が確保される。なぜ
ならば、溝状凹所６により多量の潤滑剤の供給が可能と
なるため、有利な放熱が可能となって、局部的な範囲で
も温度が許容できない高い値に上昇するのを防止される
からである。支持面３の範囲で軟らかい軸受材料が軸受
金属層２に埋込まれていないので、この軟らかい軸受材
料により軸受の耐摩耗性がそこなわれず、したがって耐
摩耗性についても摩擦状態についても有利な条件が得ら
れる。

軸受拐料が比較的硬いにもかかわらす、まさに大きい局
部摩擦力の範囲において、生ずる熱をいっそうよく導出
することができるので、このような軸受のなじみ運転特
性も良好なものということができる。摩擦または摩耗を
少なくする材料で支持面を被覆することによりなじみ運
転条件を改善できるということは、特に強調する必要が
ない。

（１１） 第３図には、ラジアル軸受において溝状凹所６により生
ずる状態が断面で概略的に示されている。これかられか
るように、最も狭い潤滑間隙の範囲で可動部分４と凹所
６との間の通路７により、多量の潤滑剤を供給でき、そ
れにより所望の冷却効果が生ずることがわかる。

本発明による効果は、付加的に凹所６を通して供給可能
な潤滑剤を使用して放熱が可能なことに関係しているの
で、支持面３の幅全体にわたる溝状凹所６の分布が特に
重要である。この分布は、凹所６の中心から隣接する凹
所の中心まで測った軸線方向間隔ａによって示すことが
でき、この軸線方向間隔ａの上限値を軸受直径に関係し
て規定することによって、放熱にとって充分な条件を定
めることができる。

第４図ないし第６図による実施例が示すように、支持面
３にある溝状凹所６に対して非常に異なる断面形状を与
えることができる。重要なことは、支持面の凹所の深さ
ｔとｌｚｂとの比が同様に直径に関係する特定の限界内
にあって、支持面の荷重負担能力を許容できないほど低
減（１２） させず、他方充分な冷却に考慮を払うことである。この
点で溝状凹所６の間に生ずる隆起８の幅も当然重要な役
割を果たす。なぜならば熱をこの隆起８を介して、凹所
６を通して供給される潤滑剤へ伝達せねばならないから
である。したがって溝状凹所６の軸線方向間隔ａと幅す
から（ａ−ｂ）として与えられる隆起幅と、凹所６の軸
線方向間隔ａとの比も、上限を設けられて、不利な摩擦
状態でも局部的な範囲における支持面の熱による過偵荷
を防止できるようにする。

したがってこの比の上限は、可動部分４の周速にも関係
している。

一般にアキシアル軸受では、潤滑剤の動液圧はラジアル
軸受におけるほど重要ではないので、通路７を通してな
お供給すべき最小圧力は、個々の種類の軸受の特殊な状
態に応じて興なる大きさに選ぶことができ、それにより
当然冷却作用が影響を受ける。したがって溝状凹所６の
幾何学的寸法と支持面の幅にわたるその分布とによって
、特別な荷重状態に合わせた動液圧すべり（１３） 軸受が設計される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるすべり軸受の軸線に沿う拡大断面
図、第２図は第１図によるすべり軸受の支持面の展開平
面図、第３図は本発明によるラジアル軸受の一部の軸線
に対して直角な断面図、第４図ないし第６図は支持面の
異なる断面形状をもつ溝状凹所の拡大断面図である。 ２・・・軸受金属層、３・・・支持面、４・・・可動部
分、５・・・運動方向、６・・・溝状凹所、７・・・通
路 （１４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　可動部分を支持する支持面（３）が、支持面の幅に
   わたって分布する溝状凹所（６）をもち、これらの凹所
   （６）が可動部分の運動方向（５）に対して最高２０°
   の角（α）をなして傾斜し、可動部分（４）と共に最小
   動液圧の形成を保証する潤滑剤用通路（７）を形成して
   いることを特徴とする、動液圧すべり軸受。 ２　溝状凹Ｍ（６）の中心から隣接する溝状凹所の中心
   へ測った軸線方向間隔（ａ）が、ｌ０ｍｍ＋の最大値に
   至るまで、ｌｎｌ＋で測った軸受直径ｄを使用してμｍ
   で与えられる上限値 ａｏ−２００＋〇、５ｄ　＋０．００６ｄ２より小さい
   かこれに等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の動液圧すべり軸受。 ３　四項（６）の軸線方向間隔（ａ）が、ｌｌｆｆ１で
   測つ（１） た軸受直径ｄを使用してμｍで与えられる上限値 ａ（）　：ｌ：　１５０　＋ｏ、ａｄ＋０．００１６”
   より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の動液圧すべり軸受。 ４　凹所（６）の軸線方向間隔（ａ）が、ｌＩｍで測っ
   た軸受直径ｄを使用してｐｍで与えられる下限値 ａｕ＝　１０　＋０．１６ より大きいかこれに等しいことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれか１つに記載の動液圧
   すべり軸受。 ５　凹所（６）の深さく１）と幅（ｂ）との比がｔ／ｂ
   ≦（＋５００−　ｄ）／１５００ただしｄはｍｕで測っ
   た軸受直径の数値であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第４項のいずれか１つに記載の動液圧す
   べり軸受。 ６　隣接する２つの凹所（６）の間の隆起幅（ａ　−−
   ｂ）と凹所（６）の軸線方向間隔（ａ）との比が、（２
   ） （ａ　−ｂ）／ａ　：＝　１００−６ＶｕＯ・６（％）
   ただしｂは凹所（６）の幅、■ｏは可動部分（４）のｍ
   ／Ｓで測った周速の数値であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１つに記載の動
   液圧すべり軸受。