JPS6293514A - 軸受装置 - 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】 本発明は回転軸軸受装置に関し、特に軸受部材の摩耗に
よる軸受部の遊隙を自動的に調整して回転軸の安定回転
等を図った軸受装置に関する。

化学プラント水処理設備における攪拌装置。

沈澱装置（タラリファイア、シソフナ等）、スクリュー
コンベア等の駆動装置によって回転駆動される回転軸を
有する機器では、反駆動装置側の軸端部を軸受によって
支持するようにしている。

特に攪拌装置における撹拌軸、タラリファイア。

シソフナ等の沈澱装置におけるヌクレーパ回転軸のよう
なオーバハング軸における軸端部の軸受は、軸端の撓み
防止即ち、軸振れ防止用として重要なものである。又、
上記軸受は機器容器内に内装される場合が多い。これは
、軸受を機器容器外に設けた場合、どうしても回転軸の
軸封部が必要となるが、該軸封部を設けても機器容器内
部液中の微細固体粒子等の影習により完全なシールが困
難であり、特に内部液漏洩によって危険が生じたり、軸
封部の設置位置によっては軸封部が上記の様に液相と接
するのではなく気相と接する場合もあり、内部気体漏洩
により危険が生ずることもあるため軸受を内装すること
により極力軸封部をなくして内部液又は内部気体の漏洩
を防止する必要があるからである。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は上記攪拌装置、沈澱装置。

スクリューコンベアの各構造を示す図で、各図において
、Ａはモータ等の駆動装置、Ｂはカップリング、Ｃは回
転軸、Ｄは駆動装置側の軸受、Ｅは軸封部、Ｆ又はＦｏ
は反駆動装置側の軸受である。

上記軸受Ｆ又はＦｏの構造を攪拌装置におけるフートベ
アリングを例にとって第２図に基づき説明する。

即ち、第２図において、１は回転軸、２はその軸端部外
周に嵌着固定されたスリーブ、３は該スリーブ２外周面
に摺接して該スリーブ２を回転自由に支持する軸受部材
としての軸受ブツシュで、円筒形状の軸受ハウジング４
内周に嵌合固定されている。５は該軸受ハウジング４を
攪拌装置本体底部６に固定支持するための軸受マウント
である。

かかる軸受装置においては、スリーブ２外周面と軸受ブ
ッシュ３内周面との摺接面に攪拌装置本体の内部液中に
含まれる微細固体粒子等の異物が入り込んで、該軸受ブ
ッシュ３内周面が次第に摩耗し、前記摺接面に遊隙が生
じることになり・次のような諸問題が生じる。

即ち、上述のような軸端部での遊隙及び軸に掛かるアン
バランス荷重によって生ずる軸端部の撓みは軸系の危険
速度と関係し、その結果、軸は激しく振動することにな
る。

その振動が原因で駆動装置部の歯車の損傷、軸封部のパ
ツキン、ラビリンスパツキン、メカニカルシール等を損
傷することになる。

特に、攪拌装置等の化学プラントにおける機器において
は、回転軸及び軸受部の破損の原因となり、又、軸封部
からの危険な内部液又は内部気体の漏洩等の思わぬ事故
が発生する虞がある。

このような問題点を解消すべく、従来、特公昭４５−３
７０８３号公！１４ご示す技術が知られている。

かかる技術は、ベアリング装置を担持しかつ支持するス
リーブ端部との間にばねを介装し、該ばねの弾性力によ
り該ベアリング装置を軸端部表面のテーパ面に押し付け
ることにより、軸とスリーブとの接触面の摩損を自動的
に補整するようにしたものである。

しかしながら、このような従来のものでは、軸と軸受と
の摺接面に異物が入り込んで、該軸受が次第に摩耗し、
前記摺接面に遊隙が生じた場合の解決策にはなるが、そ
の時の摩耗量を知ることはできず、軸受寿命と保守点検
時期を事前に知ることはできない。

そこで、本発明は以上のような従来の実情に鑑み、軸受
部材と回転軸に設けたスリーブとの軸受部摺接面う円錐
台の外周面形状をなすテーパ面に形成すると共に、前記
スリーブ又は軸受部材の少な（ともいずれか一方の部材
を相手側と摺接する方向に常時押圧付勢する構成により
、軸受部材の摩耗による軸受部の遊隙をなくし、該遊隙
が生じることにより派生する諸々の欠点を悉く解消し、
しかも、軸受若しくはスリーブの押圧移動量を利用して
摩耗量の検出を行う構成を備え、もって軸受部材の保守
・点検性の向上並びに軸受部材の寿命向上を図った軸受
装置を提供するものである。

以下、本発明の実施例を第３図〜第７図に基づいて説明
する。

第３図において、１２は図示しない回転軸下端部に軸着
された円筒状のスリーブであり、該スリーブ１２は回転
軸下端部外周に設けられた小径部外周に嵌合されかつ後
端壁から図示しないナツト部材を介して回転軸にねじ込
んだ図示しないボルトにより固定されている。４０はス
リーブ１２内周面に摺接して該スリーブ１２を回転自由
に支持する軸受部材である。スリーブ１２内周面と軸受
部材４０外周面との摺接面は上方に向かってすぼまる円
錐台外周面形状をなすテーバ面１２ａ、４０ａに形成さ
れている。

尚、本実施例においては、上記スリーブ１２の材質は主
として摺接するテーパ面１２ａを表面硬化処理した金属
材料であり、軸受部材４０の材質は銅合金、アルミ合金
３舎成樹脂材料であるが、特に限定されるものではない
。

そして、軸受部材４０を、軸方向移動可能に支持しかつ
常時スリーブ１２に摺接する方向に押圧付勢する加圧装
置が設けられている。即ち、４１は軸受部材４０外周に
設けられ該軸受部材４０を支持する支持部材としての有
底円筒状の軸受ハウジングである。軸受部材４０は、こ
の軸受ハウジング４１内周部に軸方向摺動可能に嵌入さ
れている。

尚、軸受部材４０外周面には縦方向に図示しないキー溝
が形成され、該キー溝内に軸受ハウジング４１周壁にね
じ込み固定された図示しない棒先止めねじの頭部が突入
されて該軸受部材４０の回転を止めている。又、図示し
ていないが棒先止めねじの代わりにスベリキーを使用し
ても良い。１３は軸受ハウジング４Ｉ上端部内周面と軸
受部材４０外周面との摺接面に介装されたシール部材と
してのＯリングである。

そして、軸受部材４０下端面と軸受ハウジング４１内空
間との間に密閉された圧力室Ｆ（が形成され、この圧力
室■１に、先端加圧流体供給口４２ａが軸受ハウジング
４１周壁を貫通して接続された加圧空気供給管４２を介
して第４図に示すような加圧空気供給回路５７からの加
圧空気を供給して、該圧力室トＩを加圧し、軸受部材４
０をスリーブＩ２方向に押し付けるように構成されてい
る。

上記加圧空気供給回路５７において、５７ａはニアコン
プレッサー等を備えた加圧空気源、５７ｂは圧力調整弁
、５７ｃはチェック弁、５７ｄはリリーフ弁、５７ｅは
圧力計であり、このような加圧空気供給回路５７によっ
て圧力室Ｉ（に常時圧力調整された加圧空気が供給され
る。

尚、上記実施例における加圧空気源は、機器に付随する
空気系統から取り出せば良く、又、空気の他Ｎ、ガス等
の不活性ガス等を使用しても良い。

上記実施例では、圧力室Ｈの加圧流体として空気を用い
たが、機器本体内部液と共通の液を加圧流体として用い
ても良く。この場合は、第５図に示すように加圧流体供
給回路と圧力室Ｈとの間に機器本体内部液と共通の液を
入れたタンク５８を介装し、加圧空気圧を液圧に変換し
て気密空間Ｋに液圧を加えるようにする。加圧流体とし
て共通の液がスラリー等の内部液中に微細固体粒子が多
くある場合ζ該微細固体粒子を取り除いたものを使用す
る。

かかる構成において、回転軸に図示しないモータ等の駆
動装置から回転駆動力が伝達されると、該回転軸はスリ
ーブ１２を介して軸受部材４０に軸受されて回転する。

ここで、機器本体の内部に含まれる微細固体粒子等の異
物はスリーブ１２下端面と軸受部材４０外周面との境部
に噛み込まれて該スリーブ１２と軸受部材４０との摺接
面に侵入することになり・、このため、軸受部材４０外
周のテーパ面４０ａは次第に摩耗する。

しかし、上記構成の軸受装置によれば、軸受部材４０が
加圧空気によって上方向に付勢されているため、前記軸
受部材４０外周のテーパ面４０ａの摩耗が生じてもこの
摩耗の分だけ軸受部材４０が軸受ハウジング４１内を上
方向に摺動して該テーパ面４０ａがスリーブ１２内周の
テーパ面１２ａに押し付けられて両テーパ面１２ａ、４
０ａの状態を維持するから両テーパ面１２ａ、４５ａの
間には遊隙が生しない。

以上の軸受装置において、本発明は更に、押圧移動され
る軸受部材４０の移動量を検出して、該軸受部材４０の
外周のテーパ面４０ａの摩耗量を検出する摩耗量検出装
置４３を設ける。

この摩耗量検出装置４３は押圧移動される軸受部材４０
が摩耗に伴って所定量移動したことを電気的に検出して
警報回路によめ報知する構成である。

即ち、図中、４４．４５は軸受ハウジング４１内壁の凹
部４７に締付具４６を用いて夫々固定した第６図に示す
ような警報回路の一対の接点で、先端部が軸受部材４０
外周に設けられた溝４８内に突入配設されている。４９
は接点４４．４５夫々に接続された電源リード線で機器
容器外部から軸受ハウジング４１外部に至り、更に、軸
受ハウジング４１壁内を通って凹部４７内に突入してい
る。

５０は前記接点４４．４５同士を接続して第６図に示す
検出回路を閉にするための、即ち、接点用の通電路を構
成する金属リングで、前記軸受部材４０外周の溝４８に
嵌め込まれ、該金属リング５０外周面は軸受部材４０外
周面と同一面に露呈するように取り付けられている。

従って、軸受部材４０の摩耗に伴い該軸受部材４０が所
定距離上方向に移動すると、金属リング５０が両接点４
４．４５に接触し、これにより第６図に示す警報回路が
閉となり、ブザー若しくはランプ等の警報器５１が作動
し、軸受部材４０が所定量摩耗したことを表示する。

そして、予め知りたい摩耗量に対応して、金属リング５
０と接点４４．４５の取付位置を設定しておけば、軸受
部材４０の交換時期を自動的に知らせることができるわ
けである。

上記の構成における接点用の通電路は、実施例のように
金属リング５０に限定されず、例えば、軸受部材４０内
を直線的に結ぶような棒状部材により構成しても良い。

又、軸受部材４０が銅合金等の導電性の場合は、当然該
軸受部材４０を接点用の通電路とすることができるが、
その場合、第３図の接点４４の如く該軸受部材４０に溝
を掘る等してその接点が予め知りたい摩耗量に対応する
位置まで該軸受部材４ｏと接しないようにしなければな
らない。

上記に示した実施例は、本発明をスリーブ内周面と軸受
部材外周面とが摺接する構造の軸受装置に適用した例を
示したが、スリーブ外周面と軸受部材内周面とが摺接す
る構造の軸受装置に適用しても良い。

この実施例を第７図（Ａ）、ＣＢ）に示すと、同図（Ａ
）の場合は、回転軸１１先端外周に嵌着固定したスリー
ブ６０が円筒状に形成された軸受部材６１内周部に嵌入
され、該スリーブ６０外周面と軸受部材６１内周面との
摺接面は上方に向けて拡がる円錐体外周面形状をなすテ
ーパ面となる。

そして、加圧装置としては、圧縮スプリング６３の弾性
力を利用して軸受ハウジング６２に摺動自由に支持した
軸受部材を常時スリーブ６０に摺接させる方向に押し付
ける構成にする。

尚、この実施例では、摺接面に入り込んだスラリー等は
、軸受部材６１の空間Ｃに入り、ここからスラリー排出
口６４を介して軸受ハウジング６２内空間りに至り、更
に、スラリー排出口６５を介して機器本体内空間Ｅに効
率良く排出される。

第７図（Ｂ）に示した実施例は、スリーブ側を軸受部材
側に押し付ける構造であり、スリーブ７０は先端が閉塞
された円筒状に形成されて、回転軸１１先端外周に摺動
自由に嵌挿されている。そして、スリーブ７０はこれの
先端部内面と回転軸１１先端面との間に介装された圧縮
スプリング７３により常時外周のテーパ面が軸受部材７
１内周のテーパ面に押し付けられて摺接する方向に付勢
される。この場合、軸受部材７１は軸受ハウジング７２
内に固定される。尚、この実施例において、スリーブ７
０先端に形成された流体移動用孔７４はスリーブ７０を
回転軸１１に組み付ける場合のスリーブ７０内空間Ｆの
エア抜き並びに回転軸１１の回転時の軽い軸振動に伴う
スリーブ７０の上下エキスバンドを許容するため前記空
間Ｆの流体移動を行なわせるものである。

尚、第７図（Ａ）、　（Ｂ）に示した実施例において、
第３図の実施例の様に、支持部材２４″、軸受マウント
２１゛及び機器本体底部２２°によって空間Ｋを気密に
形成し、機器本体底部２２゛　に溜まったスラリー等を
該空間にの機器本体底部２２゛　に設けられたドレーン
弁（図示せず）により排出させても良く、又、該空間Ｋ
に空気、不活性ガス等の流体を送り、機器本体内部圧力
より僅かに高い圧力に保持してもさしつかえない。

以上のような軸受装置において、本発明では第３図に示
したような摩耗量検出装置を夫々適用すれば良い。

以上説明したように、本発明によれば、回転軸側のスリ
ーブと軸受部材との摺接面を円錐台外周面形状をなすテ
ーパ面に形成し、該スリーブ又は軸受部材の少なくとも
いずれか一方の部材を相手側と摺接する方向に押し付け
て、テーパ面相互を常時摺接させる加圧装置を設けた構
成により、軸受部材が摩耗を生じても、該軸受部材とス
リーブ間に遊隙が生じることがなく、回転軸の軸振れを
防止して該軸の安定回転を図れると共に、該軸振れが原
因で生じる軸封部からの機器内部液の漏洩を効果的に防
止でき、特に、内部液に危険なものを使用したものでは
、安全性を高めることができる。又、以上のような効果
により、軸受部材が摩耗してもその機能は持続すること
ができるので軸受部材の寿命向上を図れる。

特に、本発明では、摩耗に伴って押圧移動されるスリー
ブ若しくは軸受部材の移動量を検出して、該軸受部材の
摩耗量を検出するように構成したので、摩耗量を容易に
確認でき、軸受寿命と保守・点検時期を事前に知ること
ができ、ひいては軸受寿命の向上と保守・点検作業性が
良くなり、保守・点検の面倒な内装形軸受装置に最適で
あり、この場合には、回転軸の軸封部を不用とすること
ができるので、軸封部があることによる機器内部液漏洩
の危険性を極力防止できるという利点がある。

又、本発明による摩耗量検出装置は、押圧移動される部
材を移動可能に支持する支持部材に固定された警報回路
の少なくとも一対の接点と、該一対の接点夫々に接続さ
れた警報回路の電源リード線と、押圧移動される部材に
取り付けられた前記接点用の通電路と、から構成され、
軸受部材の摩耗に伴う移動時に、前記一対の接点が接点
用の通電路に接触することにより前記警報回路を作動さ
せるようにした構成であるから、例えば、機器本体内に
配設される軸受装置では、機器本体外部に設置された警
報回路からの警報により軸受部材の摩耗量を容易に知る
ことができる。因みに部材の移動に応じて変化する、光
源からの光の映像を目視して、移動量を知る構成のもの
では、機器本体外部から目視によって移動量を知ること
ができない。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は夫々攪拌装置、沈澱装置。 スクリューコンベアを示す概略図、第２図は第１図（Ａ
）の攪拌装置における軸受装置の従来例を示す縦断面図
、第３図　　　　、、−１は本発明に係わる軸受装置の
構造を示す縦断面図、第４図及び第５図は加圧装置とし
て加圧流体圧を利用した例を示す加圧流体供給回路図、
第６図は第３図に示した摩耗量検出装置の一例である表
示回路を示す図、第７図は他の実施例を示す縦断面図で
ある。 １２、６０．．７０・・・スリーブ　　１５．４０．６
１．７１・・・軸受部材　　１２ａ　、　４０ａ　＝−
テーパ面　　４１．６２．７２・・・軸受ハウジング　
　６３．７３・・・圧縮スプリング４２・・・加圧空気
供給管　　４３・・・摩耗量検出装置５１・・・警報回
路　　５７・・・加圧空気供給回路　　Ｈ・・・圧力室 特許出願人　株式会社　新潟鉄工所 代理人　弁理士　　笹島　　冨二雄 （Ａ） （Ｂ） ＣＣ） 第２図 す 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に設けられたスリーブと該スリーブをその
   内周面又は外周面に摺接して回転自由に軸受する軸受部
   材との摺接面をテーパ面に形成する一方、前記スリーブ
   又は軸受部材の少なくともいずれか一方の部材を軸方向
   に移動可能に構成し、該部材を軸方向に常時押圧付勢し
   て他方の部材に摺接させる加圧装置を設ける一方、押圧
   移動される部材を移動可能に支持する支持部材に固定さ
   れた警報回路の少なくとも一対の接点と、該一対の接点
   夫々に接続された警報回路の電源リード線と、押圧移動
   される部材に取り付けられた前記接点用の通電路と、か
   ら構成され、軸受部材の摩耗に伴う一方の部材の移動時
   に、前記一対の接点が接点用の通電路に接触することに
   より前記警報回路を作動させるようにした摩耗量検出装
   置を設けたことを特徴とする軸受装置。
2. （２）スリーブ外周面と軸受部材内周面とが摺接する構
   成で、該スリーブ外周形状が先細り形状に、該軸受部材
   内周形状が先端に向かって径が大となる形状に形成され
   てなる特許請求の範囲第１項記載の軸受装置。
3. （３）スリーブ内周面と軸受部材外周面とが摺接する構
   成で、該スリーブ内周形状が先端に向かって径が大とな
   る形状に、該軸受部材外周形状が先細り形状に形成され
   てなる特許請求の範囲第１項記載の軸受装置。
4. （４）加圧装置はスプリング力によって押圧力を作用さ
   せる構成である特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれ
   かに記載の軸受装置。
5. （５）加圧装置は加圧流体によって押圧力を作用させる
   構成である特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
   記載の軸受装置。