JP2017009122A - 軸受装置およびポンプならびに軸受装置の組立方法および排油溝位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用条件により変化する回転軸に加わる荷重の方向に応じて、給油溝と排油溝との位置を調整できると共に、簡便な構成で安価な軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受部材１１が軸受ハウジング１２内に設けられ、回転軸５が軸受部材１１に挿通され、軸受部材１１に、潤滑油１８を回転軸５と軸受部材１１との間に供給する給油孔１９ａ，１９ｂと、潤滑油１８を回転軸５と軸受部材１１との間から排出する排油孔２１とが設けられ、軸受部材１１に、給油孔１９ａ，１９ｂに連通する給油溝２３と、排油孔２１に連通する排油溝２４とが形成され、軸受部材１１は、軸受ハウジング１２に対して、回転軸５の周方向へ回動自在であり、軸受部材１１を周方向において軸受ハウジング１２に位置決めする位置決め手段３２が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプ等に用いられる軸受装置、および、軸受装置を備えたポンプ、ならびに、軸受装置の組立方法および排油溝位置調整方法に関する。

従来、この種の軸受装置としては、例えば図１８に示すように、荷重点の垂直面からの偏位量に応じて、軸受１０１の分割面１０２を水平面に対して偏位方向と同方向に傾斜させたジャーナル軸受１０３が開示されている。これにより、給油溝１０４と排油溝１０５とを最適な位置に設けることができる。尚、このようなジャーナル軸受１０３は例えば下記特許文献１に記載されている。

特開平２−１５９４１１ 特開平８−１２８４４１

しかしながら上記の従来形式では、回転軸１０６に加わる荷重Ｆが特定の方向Ｓである場合を想定しており、従って、同じポンプを異なる回転数で使用する場合や配管の圧損の変化又は水槽の水位の変化等のポンプの使用条件の変化によって荷重Ｆが特定の方向Ｓとは異なった他の方向に加わる場合、上記の従来例では十分に対応し切れないといった問題がある。

これに対し、上記特許文献２には、図１９に示すように、軸受メタル１１１をピニオン１１２により回動して、給油ポケット１１３の位置を調節可能とする構成が開示されている。この場合、軸受メタル１１１を回動自在に支持するための支持部材（ベアリング等：図示無し）やピニオン１１２を回転駆動するためのモータ１１４等が必要となり、さらには、軸受メタル１１１の外周に、ピニオン１１２に歯合する複数の歯を形成する必要があるため、構成が非常に複雑になりコストアップするといった問題がある。

本発明は、使用条件により変化する回転軸に加わる荷重の方向に応じて、給油溝と排油溝との位置を調整できると共に、簡便な構成で安価な軸受装置およびポンプならびに軸受装置の組立方法および排油溝位置調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、軸孔を有する軸受部材が軸受ハウジング内に設けられ、
回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持される軸受装置であって、
軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間に供給する給油孔と、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油孔とが設けられ、
軸受部材の内周面に、給油孔に連通する給油溝と、排油孔に連通する排油溝とが形成され、
軸受部材は、軸受ハウジングに対して、回転軸の周方向へ回動自在であり、
軸受部材を周方向において軸受ハウジングに位置決めする位置決め手段が設けられているものである。

これによると、回転軸に加わる荷重の方向を予め想定し、この荷重の方向に応じて、軸受部材を回転軸の周方向へ回動することにより、容易に、給油溝と排油溝とを最適な位置にすることができる。また、その後、給油溝と排油溝との位置を容易に変更することも可能となる。
この際、位置決め手段で軸受部材を軸受ハウジングに位置決めすることにより、軸受部材が不用意に回動することはなく、給油溝と排油溝との位置が最適な位置からずれることはない。

本第２発明における軸受装置は、位置決め手段は、排油溝を、周方向において、使用条件に応じた最適な位置に位置決めするものである。

本第３発明における軸受装置は、排油溝は、位置決め手段によって、回転軸と軸受部材との間に形成される油膜を寸断しない位置に位置決めされているものである。

本第４発明における軸受装置は、位置決め手段は、回転自在な軸受部材に後付けされることにより、軸受部材の回動を防止して軸受部材を最適な位置に固定するものである。

本第５発明における軸受装置は、軸受部材の外周面と軸受ハウジングの内周面との間には、供給用周溝が全周にわたり形成され、
給油孔が供給用周溝に連通しているものである。

本第６発明における軸受装置は、軸受部材の外周面と軸受ハウジングの内周面との間には、排出用周溝が全周にわたり形成され、
排油孔が排出用周溝に連通しているものである。

本第７発明における軸受装置は、位置決め手段はピンであり、
ピンが、回転軸の周方向において、軸受部材と軸受ハウジングとに係合するものである。

これによると、ピンで軸受部材を軸受ハウジングに位置決めすることができるため、軸受装置の構成が簡便化され、安価になる。

本第８発明における軸受装置は、ピンの一端部が係合可能な第１係合部を、軸受部材の周方向における複数箇所に設け、
ピンの他端部が係合可能な第２係合部を、軸受ハウジングに設け、
ピンの一端部が第１係合部のいずれかに係合するとともに他端部が第２係合部に係合するものである。

これによると、ピンの一端部を第１係合部に係合し、ピンの他端部を第２係合部に係合することにより、ピンを介して軸受部材を軸受ハウジングに位置決めすることができる。この際、回転軸に加わる荷重の方向に応じて、複数の第１係合部のうちから最適な位置にある第１係合部を選択することにより、荷重の方向が異なった場合でも、給油溝と排油溝とを最適な位置に調整することができる。

本第９発明における軸受装置は、位置決め手段は軸受部材の軸受ハウジングによる締り嵌めであるものである。

これによると、軸受部材を軸受ハウジングによって締り嵌めすることで、軸受部材が軸受ハウジング内に位置決めされるため、例えばピン等で位置決めする場合よりも細かく軸受部材の角度調整を行うことができ、また、軸受装置の構成が簡便化され、安価になる。

本第１０発明は、上記第１発明から第９発明のいずれか１項に記載の軸受装置によって回転軸が支持されていることを特徴とするポンプである。

本第１１発明は、軸孔を有する分割可能な軸受部材が分割可能な軸受ハウジング内の嵌込部に設けられ、
回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持され、
軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間に供給する給油孔と、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油孔とが設けられ、
軸受部材の内周面に、給油孔に連通する給油溝と、排油孔に連通する排油溝とが形成された軸受装置の組立方法であって、
軸受ハウジングを一方および他方のハウジング部に分割し、
軸受部材を一方および他方の軸受片に分割し、
一方の軸受片を、回転軸の周方向へ回動して、回転軸と一方のハウジング部内の嵌込部との間に嵌め込み、
他方の軸受片を一方の軸受片に接合して軸受部材を組立てることにより、軸受部材を回転軸に外嵌し、
排油溝が使用条件に応じた最適な位置になるように、軸受部材を回転軸の周方向へ回動して位置決め手段により位置決めし、
他方のハウジング部を一方のハウジング部に接合して軸受ハウジングを組立てるものである。

これによると、軸受装置を組み立てる際、予め想定された回転軸に加わる荷重の方向に応じて、容易に、給油溝と排油溝とを最適な位置に調整することができる。

本第１２発明は、軸孔を有する軸受部材が軸受ハウジング内に設けられ、
回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持され、
軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油溝が設けられ、
軸受部材は、軸受ハウジングに対して、回転軸の周方向へ回動自在であり、
軸受部材を周方向において軸受ハウジングに位置決めする位置決め手段が設けられている軸受装置を有するポンプにおける排油溝位置調整方法であって、
回転軸を有する回転体の重量から求められる鉛直方向の荷重と、ポンプの計画運転点から求められる吐出反力とを合成して、運転時に回転体に作用する運転荷重の方向を求め、
回転軸の軸心を通る鉛直方向の直線から運転荷重の方向までの運転荷重角度と、運転荷重の方向から回転軸と軸受部材との間の油膜厚さが最小となる最小油膜厚さの位置までの最小油膜角度と、吐出反力変動角度とを求め、
軸受部材を回転軸の周方向へ回動して、回転軸の回転方向における鉛直方向の直線から排油溝までの角度が運転荷重角度と最小油膜角度と吐出反力変動角度とを足し合わせた角度になるように排油溝を位置させ、
この位置で軸受部材を位置決め手段により固定するものである。

これによると、鉛直方向の直線から排油溝までの角度が運転荷重角度と最小油膜角度と吐出反力変動角度とを足し合わせた角度になることにより、回転軸と軸受部材との間に形成される油膜の圧力分布が軸受部材の排油溝で寸断されるのを防止することができる。これにより、油膜の最高圧力を低く抑えて油膜の厚さを十分に確保し、油膜を軸受部材と回転軸との間に確実に介在させることができ、薄くなった油膜が排油溝などにより途切れて回転軸が軸受部材に直接接触してしまうのを防止することができる。

以上のように本発明によると、回転軸に加わる荷重の方向に応じて、軸受装置の給油溝と排油溝との位置を調整できると共に、軸受装置を簡便な構成で且つ安価にすることができる。

本発明の第１の実施の形態における軸受装置を備えたポンプの図である。 同、軸受装置の断面図である。 図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、軸受装置の軸受部材の一部切欠き正面図である。 図４におけるＸ−Ｘ矢視図である。 図４におけるＹ−Ｙ矢視図である。 図４におけるＺ−Ｚ矢視図である。 同、軸受装置の軸受ハウジングの一部切欠き正面図である。 図８におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、軸受装置の組立方法を示す図である。 同、軸受装置の組立方法を示す図である。 同、軸受装置の組立方法を示す図である。 同、軸受装置の組立方法を示す図である。 同、軸受装置の組立方法を示す図である。 同、ポンプの吐出量を１００％にしたときの軸受装置の油溝の最適な位置を示す概略図である。 同、ポンプの吐出量を１００％より減らしたときの軸受装置の油溝の最適な位置を示す概略図である。 参考例として、ポンプの吐出量を１００％にしたときの軸受装置の油溝の不適切な位置を示す概略図である。 従来の軸受装置の図である。 別の従来の軸受装置の図である。

本発明は、軸孔を有する軸受部材が軸受ハウジング内に設けられ、回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持される軸受装置であって、軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間に供給する給油孔と、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油孔とが設けられ、軸受部材の内周面に、給油孔に連通する給油溝と、排油孔に連通する排油溝とが形成され、軸受部材は、軸受ハウジングに対して、回転軸の周方向へ回動自在であり、
軸受部材を周方向において軸受ハウジングに位置決めする位置決め手段が設けられているものである。

これによると、回転軸に加わる荷重の方向を予め想定し、この荷重の方向に応じて、軸受部材を回転軸の周方向へ回動することにより、容易に、給油溝と排油溝とを最適な位置にすることができる。また、その後、給油溝と排油溝との位置を容易に変更することも可能となる。

この際、位置決め手段で軸受部材を軸受ハウジングに位置決めすることにより、軸受部材が不用意に回動することはなく、給油溝と排油溝との位置が最適な位置からずれることはない。
また、本発明の軸受装置は、位置決め手段はピンであり、ピンが、回転軸の周方向において、軸受部材と軸受ハウジングとに係合するものである。
これによると、ピンで軸受部材を軸受ハウジングに位置決めすることができるため、軸受装置の構成が簡便化され、安価になる。

また、本発明の軸受装置は、ピンの一端部が係合可能な第１係合部を、軸受部材の周方向における複数箇所に設け、ピンの他端部が係合可能な第２係合部を、軸受ハウジングに設けたものである。

これによると、ピンの一端部を第１係合部に係合し、ピンの他端部を第２係合部に係合することにより、ピンを介して軸受部材を軸受ハウジングに位置決めすることができる。この際、回転軸に加わる荷重の方向に応じて、複数の第１係合部のうちから最適な位置にある第１係合部を選択することにより、荷重の方向が異なった場合でも、給油溝と排油溝とを最適な位置に調整することができる。
また、本発明の軸受装置は、位置決め手段は軸受部材の軸受ハウジングによる締り嵌めであるものである。

これによると、軸受部材を軸受ハウジングによって締り嵌めすることで、軸受部材が軸受ハウジング内に位置決めされるため、例えばピン等で位置決めする場合よりも細かく軸受部材の角度調整を行うことができ、また、軸受装置の構成が簡便化され、安価になる。

また、本発明の軸受装置は、軸受部材は、回転軸を縦断する切断面によって、一方および他方の軸受片に二分割され、軸受ハウジングは、回転軸を縦断する切断面によって、一方および他方のハウジング部に二分割されているものである。
また、本発明は、上記発明のいずれかの軸受装置によって回転軸が支持されていることを特徴とするポンプである。

また、本発明は、軸孔を有する分割可能な軸受部材が分割可能な軸受ハウジング内の嵌込部に設けられ、回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持され、軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間に供給する給油孔と、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油孔とが設けられ、軸受部材の内周面に、給油孔に連通する給油溝と、排油孔に連通する排油溝とが形成された軸受装置の組立方法であって、軸受ハウジングを一方および他方のハウジング部に分割し、軸受部材を一方および他方の軸受片に分割し、一方の軸受片を、回転軸の周方向へ回動して、回転軸と一方のハウジング部内の嵌込部との間に嵌め込み、他方の軸受片を一方の軸受片に接合して軸受部材を組立てることにより、軸受部材を回転軸に外嵌し、軸受部材を回転軸の周方向へ回動して位置決め手段により位置決めし、他方のハウジング部を一方のハウジング部に接合して軸受ハウジングを組立てるものである。

これによると、軸受装置を組み立てる際、予め想定された回転軸に加わる荷重の方向に応じて、容易に、給油溝と排油溝とを最適な位置に調整することができる。

本発明は、上記発明に記載されたポンプにおける軸受装置の排油溝位置調整方法であって、回転軸を有する回転体の重量から求められる鉛直方向の荷重と、ポンプの計画運転点から求められる吐出反力とを合成して、運転時に回転体に作用する運転荷重の方向を求め、回転軸の軸心を通る鉛直方向の直線から運転荷重の方向までの運転荷重角度と、運転荷重の方向から回転軸と軸受部材との間の油膜厚さが最小となる最小油膜厚さの位置までの最小油膜角度と、吐出反力変動角度とを求め、軸受部材を回転軸の周方向へ回動して、回転軸の回転方向における鉛直方向の直線から排油溝までの角度が運転荷重角度と最小油膜角度と吐出反力変動角度とを足し合わせた角度になるように排油溝を位置させ、この位置で軸受部材を位置決め手段により固定するものである。

これによると、鉛直方向の直線から排油溝までの角度が運転荷重角度と最小油膜角度と吐出反力変動角度とを足し合わせた角度になることにより、回転軸と軸受部材との間に形成される油膜の圧力分布が軸受部材の排油溝で寸断されるのを防止することができる。これにより、油膜の最高圧力を低く抑えて油膜の厚さを十分に確保し、油膜を軸受部材と回転軸との間に確実に介在させることができ、薄くなった油膜が排油溝などにより途切れて回転軸が軸受部材に直接接触してしまうのを防止することができる。
以下、上記本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）

第１の実施の形態では、図１に示すように、１は横軸多段式のポンプであり、吐出口２側には、吐出流量を調節する流量調節弁３が接続されている。また、ポンプ１は、ケーシング４内において横方向に配設された回転軸５と一体的に回転自在な羽根車６と、回転軸５を支持する滑り軸受装置７とを有している。尚、回転軸５と羽根車６とで回転体８が構成されている。
滑り軸受装置７は以下のような構成を有している。

図２，図３に示すように、滑り軸受装置７は、軸孔１０を有する軸受部材１１と、軸受ハウジング１２とを有している。回転軸５は、軸本体５ａと、軸受箇所において軸本体５ａに外嵌された円筒状のスリーブ５ｂとを有しており、スリーブ５ｂの取付部分が軸受部材１１の軸孔１０に挿通されて支持される。

軸受ハウジング１２はポンプ１のケーシング４に着脱自在に取り付けられている。軸受ハウジング１２内には、回転軸５の軸心方向Ａにおける両端面に開口する嵌込孔１４（嵌込部の一例）が形成されている。軸受部材１１は、嵌込孔１４に嵌め込まれて、軸受ハウジング１２内に設けられている。

図４〜図７に示すように、軸受部材１１は、円環状の軸受バックメタル１６と、軸受バックメタル１６の内周に設けられた軸受メタル１７とを有している。軸受部材１１の外周面と嵌込孔１４の内周面とはそれぞれ同径の球面状に形成されている。

図２，図４に示すように、軸受部材１１には、潤滑油１８を回転軸５のスリーブ５ｂの外周面と軸受部材１１の内周面との間に供給する二本（複数本）の給油孔１９ａ，１９ｂと、潤滑油１８をスリーブ５ｂの外周面と軸受部材１１の内周面との間から排出する一本（単数本）の排油孔２１とが形成されている。

給油孔１９ａ，１９ｂと排油孔２１とは、回転軸５の周方向Ｂにおいて１８０°振り分けられた位置に形成されている。また、軸心方向Ａにおいて、両給油孔１９ａ，１９ｂは軸受部材１１の両端部に位置し、排油孔２１は両給油孔１９ａ，１９ｂ間に位置している。

図４，図６，図７に示すように、軸受部材１１の内周面には、軸心方向Ａに細長い給油溝２３と排油溝２４とが形成されている。一方の給油孔１９ａの一端部は給油溝２３の一端部に開口している。また、図２，図５に示すように、一方の給油孔１９ａの他端部は、軸受部材１１の外周面に全周にわたり形成された一方の供給用周溝２６ａに開口している。同様に、他方の給油孔１９ｂの一端部は給油溝２３の他端部に開口している。また、他方の給油孔１９ｂの他端部は、軸受部材１１の外周面に全周にわたり形成された他方の供給用周溝２６ｂに開口している。

図２，図８，図９に示すように、軸受ハウジング１２には、一方の供給用周溝２６ａに連通する一方の給油通路２７ａと、他方の供給用周溝２６ｂに連通する他方の給油通路２７ｂとが形成されている。尚、これら給油通路２７ａ，２７ｂには、給油用ポンプ等を用いて潤滑油１８を軸受装置７に供給する給油用配管等（図示省略）が接続されている。

また、軸受ハウジング１２の嵌込孔１４の内周面には、排出用周溝２９が全周にわたり形成されている。尚、排油孔２１の一端部は排油溝２４の中央部に開口し、排油孔２１の他端部は排出用周溝２９に開口している。さらに、軸受ハウジング１２には、排出用周溝２９に連通する排油通路３０が形成されている。尚、排油通路３０には、軸受装置７から排出された潤滑油１８を回収する回収用配管等（図示省略）が接続されている。

図３に示すように、軸受部材１１は、軸受ハウジング１２に対して、周方向Ｂへ回動自在である。また、軸受ハウジング１２内には、軸受部材１１を周方向Ｂにおいて軸受ハウジング１２に位置決めするピン３２（位置決め手段の一例）が設けられている。

図４，図５に示すように、軸受部材１１の外周部には、複数の係合孔３４（第１係合部の一例）が周方向Ｂにおける複数箇所に所定角度おきに形成されている。図３，図８，図９に示すように、軸受ハウジング１２の嵌込孔１４の内周には、径方向外向きに窪んだ係合凹部３５（第２係合部の一例）が形成されている。ピン３２の一端部が係合孔３４に挿入されると共に他端部が係合凹部３５に嵌まり込むことにより、ピン３２は、周方向Ｂにおいて軸受部材１１と軸受ハウジング１２とに係合し、軸受部材１１の周方向Ｂへの回動を防止し、位置決めの役割を果たす。

図４，図６，図７に示すように、軸受部材１１は、軸心方向Ａに沿って回転軸５を縦断する切断面によって、一方および他方の軸受片１１ａ，１１ｂに二分割されている。これら両軸受片１１ａ，１１ｂは、複数のねじ３７（接合具の一例）によって、分割可能に接合されている。

また、図８に示すように、軸受ハウジング１２は、軸受部材１１と同様に、軸心方向Ａに沿って回転軸５を縦断する切断面によって、一方および他方のハウジング部１２ａ，１２ｂに二分割されている。これら両ハウジング部１２ａ，１２ｂは、複数のボルト３８（接合具の一例）によって、分割可能に接合されている。
以下、上記構成における作用を説明する。

ポンプ１を運転して回転軸５が回転している際、図２に示すように、潤滑油１８は、両給油通路２７ａ，２７ｂから両供給用周溝２６ａ，２６ｂを経て両給油孔１９ａ，１９ｂを流れ、両給油孔１９ａ，１９ｂから給油溝２３に流入し、給油溝２３からスリーブ５ｂの外周面と軸受部材１１の内周面との間に供給される。

また、スリーブ５ｂの外周面と軸受部材１１の内周面との間の潤滑油１８は、排油溝２４に集められ、排油溝２４から排油孔２１を通って排出用周溝２９に流入し、排出用周溝２９から排油通路３０を通って軸受装置７から排出される。これにより、スリーブ５ｂの外周面と軸受部材１１の内周面との間に潤滑油１８の油膜が形成される。

この際、図３に示すように、ピン３２の一端部がいずれかの係合孔３４に挿入されると共に他端部が係合凹部３５に嵌まり込むことにより、ピン３２は周方向Ｂにおいて軸受部材１１と軸受ハウジング１２とに係合し、これにより、軸受部材１１は周方向Ｂにおいて軸受ハウジング１２に対して位置決めされ、軸受部材１１が不用意に周方向Ｂに回動することはなく、給油溝２３と排油溝２４とが最適な位置からずれることはない。

また、ピン３２で軸受部材１１を軸受ハウジング１２に位置決めすることができるため、軸受装置７の構成が簡便化され、安価になるとともに組立も容易に行える。
以下に、軸受装置７の組立方法を説明する。
組立手順１

先ず、図１０に示すように、軸受ハウジング１２のいずれか一方のハウジング部１２ｂをポンプ１のケーシング４に取り付ける。尚、この際、ケーシング４が上下二分割される構成の横軸ポンプ等の場合においては、分割した下部のケーシング側に一方のハウジング部１２ｂを取付けると、作業性が良い。
組立手順２

次に、ねじ３７を取り外して、軸受部材１１を一方および他方の軸受片１１ａ，１１ｂに分割し、いずれか一方の軸受片１１ａを、回転軸５の周方向Ｂへ回動して、図１１に示すように、回転軸５と一方のハウジング部１２ｂ内の嵌込孔１４との間に嵌め込む。
組立手順３

その後、ねじ３７を用いて、図１２に示すように、他方の軸受片１１ｂを一方の軸受片１１ａに接合する。これにより、軸受部材１１が組み立てられて回転軸５に外嵌される。
組立手順４

次に、最適な位置の係合孔３４にピン３２の一端部を挿入し、図１３に示すように、軸受部材１１を回転軸５の周方向Ｂへ回動して、給油溝２３と排油溝２４の位置を最適な位置にし、ピン３２の他端部を係合凹部３５に嵌め込むことによって、軸受部材１１を軸受ハウジング１２に位置決めする。
組立手順５

その後、ボルト３８を用いて、図１４に示すように、他方のハウジング部１２ａを一方のハウジング部１２ｂに接合し、軸受ハウジング１２を組み立てることにより、軸受装置７がポンプ１に取り付けられる。

尚、ポンプ１の運転時、図１に示すように、吐出口２からの吐出量は流量調節弁３によって調節される。この際、回転軸５と羽根車６とからなる回転体８に作用する運転荷重Ｆの方向は、回転体８の重量から求められる鉛直方向の荷重と、ポンプ１の計画運転点の吐出量および揚程から求められる吐出反力とを合成した力の方向に相当する。
次に、軸受装置７の排油溝位置調整方法を説明する。

例えば、図１５に示すように、流量調節弁３を開いてポンプ１の吐出量を１００％にして使用する場合、上記のように鉛直方向の荷重と吐出反力とを合成して運転荷重Ｆの方向を予め求め、さらに、回転軸５の軸心を通る鉛直方向の直線Ｄから運転荷重Ｆの方向までの運転荷重角度α１を求める。

また、運転荷重Ｆの方向から回転軸５の外周面と軸受部材１１の内周面との間の油膜厚さＴが最小となる最小油膜厚さの位置Ｐ１までの最小油膜角度β１を求める。尚、この最小油膜角度β１は、流体潤滑設計に基づいて、軸受部材１１の内径や幅、ジャーナルの外径、潤滑油１８の比熱、密度、粘度、外部放熱量、軸受部材１１の荷重、ジャーナルの回転速度などから求められる。また、運転荷重Ｆと油膜の最小厚さ箇所とはそれぞれ、鉛直方向の直線Ｄから回転軸５の回転方向Ｃへずれた位置に生じる。

さらに、吐出反力変動角度γ１を求める。尚、吐出反力変動角度γ１とは、ポンプ１を運転しているときの駆動機や吐出条件の変動に伴う吐出反力の変化による角度変化であり、本説明では回転軸５の回転方向Ｃへの変化分をγ１とする。但し、変動は正・負両方に生じるので、回転方向Ｃとは反対方向にも同様に−γ１の変化が発生することがあり、吐出反力変動角度の全幅としては２×γ１となる。

ここで、吐出反力変動角度は、ポンプ１の口径やプラントの構成により変るが、大き過ぎると、給油溝２３の位置が油膜にかかって不具合が生じるため、一般的に５°〜１５°の範囲で設定される。

上記のように運転荷重角度α１と最小油膜角度β１と吐出反力変動角度γ１とを求めた後、上記組立手順４と同様にして、軸受部材１１を回転軸５の周方向Ｂへ回動し、回転方向Ｃにおける鉛直方向の直線Ｄから排油溝２４までの角度が運転荷重角度α１と最小油膜角度β１と吐出反力変動角度γ１とを足し合わせた角度になるように、排油溝２４を位置させる。

その後、上記組立手順４と同様にして、ピン３２を用いて軸受部材１１を軸受ハウジング１２に位置決めすることにより、容易に、給油溝２３と排油溝２４とが最適な位置に固定される。尚、この際、予め開けておいた複数の係合孔３４のうちから最適な位置の係合孔３４を選択し、選択した係合孔３４にピン３２を挿入する。ここで、上記最適な位置の係合孔３４とは、運転荷重角度α１と最小油膜角度β１とを足し合わせた角度よりも大きく、運転荷重角度α１と最小油膜角度β１と吐出反力変動角度γ１とを足し合わせた角度に一番近い位置にある係合孔３４のことである。
その後、上記組立手順５と同様にして、他方のハウジング部１２ａを一方のハウジング部１２ｂに接合し、軸受ハウジング１２を組み立てる。

或は、図１６に示すように、流量調節弁３の開度を絞ってポンプ１の吐出量を１００％よりも減らして使用する場合、運転荷重Ｆの方向が変化し、求められる運転荷重角度、最小油膜角度、吐出反力変動角度はそれぞれ、α２，β２，γ２となる。

この場合も、上記と同様に、軸受部材１１を回転軸５の周方向Ｂへ回動し、回転方向Ｃにおける鉛直方向の直線Ｄから排油溝２４までの角度が運転荷重角度α２と最小油膜角度β２と吐出反力変動角度γ２とを足し合わせた角度になるように、排油溝２４を位置させ、その後、最適な位置の係合孔３４を選択し、ピン３２を挿入して位置決めすることにより、給油溝２３と排油溝２４とを最適な位置に固定すればよい。これにより、運転荷重Ｆの方向が異なった場合でも、容易に給油溝２３と排油溝２４とを最適な位置に調整することができる。

尚、図１５，図１６に示すように、運転荷重Ｆの方向が変化しても、それに応じて鉛直方向の直線Ｄから排油溝２４までの角度を運転荷重角度α１，α２と最小油膜角度β１，β２と吐出反力変動角度γ１，γ２とを足し合わせた角度にすることにより、回転軸５の外周面と軸受部材１１の内周面との間に形成される油膜の圧力分布Ｇが排油溝２４で寸断されるのを防止することができる。これにより、油膜の最高圧力を低く抑えて油膜の厚さＴを十分に確保し、油膜を回転軸５の外周面と軸受部材１１の内周面との間に確実に介在させることができ、薄くなった油膜が排油溝２４などにより途切れて回転軸５の外周面が軸受部材１１の内周面に直接接触するのを防止することができる。

尚、図１５に対する参考例として、図１７に示すように、ポンプ１の吐出量を１００％にして使用する場合、鉛直方向の直線Ｄから排油溝２４までの角度が運転荷重角度α１と最小油膜角度β１と吐出反力変動角度γ１とを足し合わせた角度よりも大幅に小さいと、油膜の圧力分布Ｇが排油溝２４で寸断されてしまう。これにより、油膜の圧力が高くなって油膜の厚さＴが薄くなり、最小油膜厚さの位置Ｐ１付近において油膜が途切れ、回転軸５の外周面が軸受部材１１の内周面に直接接触する虞がある。

上記実施の形態では、図４に示すように、複数の係合孔３４を４５°のピッチで軸受部材１１に設けているが、４５°のピッチに限定されるものではなく、さらに細かいピッチ（例えば３０°や１５°ピッチ）であってもよい。或は、均等なピッチではなく、位置決めする可能性の高い位置（頻度の多い位置）に、細かいピッチで係合孔３４を設けてもよい。
（第２の実施の形態）

第１の実施の形態では、位置決め手段の一例としてピン３２を用いたが、第２の実施の形態では、位置決め手段の別の例として、軸受部材１１が嵌込孔１４に締り嵌めによって嵌め込まれて、軸受ハウジング１２内に位置決めされている。
以下、上記構成における作用を説明する。

上記組立手順４と同様にして、軸受部材１１を回転軸５の周方向Ｂへ回動し、給油溝２３と排油溝２４の位置を最適な位置にした後、上記組立手順５と同様にして、他方のハウジング部１２ａを一方のハウジング部１２ｂに接合し、軸受ハウジング１２を組み立てる。これにより、軸受部材１１が軸受ハウジング１２の嵌込孔１４に締り嵌めによって嵌め込まれるため、上記第１の実施の形態におけるピン３２等の特別な部材を使用せずに、軸受部材１１を任意の位置に位置決めすることができる。これにより、ピン３２を用いる場合よりも細かく給油溝２３と排油溝２４の位置を決めることができるとともに、係合孔３４や係合凹部３５も不要になるため、軸受装置７の構成が簡便化され、安価になる。

上記各実施の形態では、図２に示すように、回転軸５は軸本体５ａとスリーブ５ｂとを有しているが、スリーブ５ｂを備えていない回転軸５であってもよい。尚、この場合は、軸受部材１１の内周面と軸本体５ａの外周面との間に油膜が形成される。

上記各実施の形態では、図１に示すように、軸受装置７を横軸多段式のポンプ１に設けたが、横軸多段式以外の他の形式のポンプに設けてもよい。また、ポンプ１以外の、回転軸５を備えた機器に設けてもよい。

１ ポンプ
５ 回転軸
７ 軸受装置
８ 回転体
１０ 軸孔
１１ 軸受部材
１１ａ，１１ｂ 軸受片
１２ 軸受ハウジング
１２ａ，１２ｂ ハウジング部
１４ 嵌込孔（嵌込部）
１８ 潤滑油
１９ａ，１９ｂ 給油孔
２０ 排油孔
２３ 給油溝
２４ 排油溝
３２ ピン（位置決め手段）
３４ 係合孔（第１係合部）
３５ 係合凹部（第２係合部）
Ｂ 周方向
Ｃ 回転方向
Ｄ 鉛直方向の直線
Ｆ 運転荷重
Ｔ 油膜厚さ
α１，α２ 運転荷重角度
β１，β２ 最小油膜角度
γ１，β２ 吐出反力変動角度

Claims (12)

1. 軸孔を有する軸受部材が軸受ハウジング内に設けられ、
   回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持される軸受装置であって、
   軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間に供給する給油孔と、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油孔とが設けられ、
   軸受部材の内周面に、給油孔に連通する給油溝と、排油孔に連通する排油溝とが形成され、
   軸受部材は、軸受ハウジングに対して、回転軸の周方向へ回動自在であり、
   軸受部材を周方向において軸受ハウジングに位置決めする位置決め手段が設けられていることを特徴とする軸受装置。
2. 位置決め手段は、排油溝を、周方向において、使用条件に応じた最適な位置に位置決めすることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
3. 排油溝は、位置決め手段によって、回転軸と軸受部材との間に形成される油膜を寸断しない位置に位置決めされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の軸受装置。
4. 位置決め手段は、回転自在な軸受部材に後付けされることにより、軸受部材の回動を防止して軸受部材を最適な位置に固定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 軸受部材の外周面と軸受ハウジングの内周面との間には、供給用周溝が全周にわたり形成され、
   給油孔が供給用周溝に連通していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の軸受装置。
6. 軸受部材の外周面と軸受ハウジングの内周面との間には、排出用周溝が全周にわたり形成され、
   排油孔が排出用周溝に連通していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の軸受装置。
7. 位置決め手段はピンであり、
   ピンが、回転軸の周方向において、軸受部材と軸受ハウジングとに係合することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の軸受装置。
8. ピンの一端部が係合可能な第１係合部を、軸受部材の周方向における複数箇所に設け、
   ピンの他端部が係合可能な第２係合部を、軸受ハウジングに設け、
   ピンの一端部が第１係合部のいずれかに係合するとともに他端部が第２係合部に係合することを特徴とする請求項７記載の軸受装置。
9. 位置決め手段は軸受部材の軸受ハウジングによる締り嵌めであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の軸受装置。
10. 上記請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の軸受装置によって回転軸が支持されていることを特徴とするポンプ。
11. 軸孔を有する分割可能な軸受部材が分割可能な軸受ハウジング内の嵌込部に設けられ、
    回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持され、
    軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間に供給する給油孔と、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油孔とが設けられ、
    軸受部材の内周面に、給油孔に連通する給油溝と、排油孔に連通する排油溝とが形成された軸受装置の組立方法であって、
    軸受ハウジングを一方および他方のハウジング部に分割し、
    軸受部材を一方および他方の軸受片に分割し、
    一方の軸受片を、回転軸の周方向へ回動して、回転軸と一方のハウジング部内の嵌込部との間に嵌め込み、
    他方の軸受片を一方の軸受片に接合して軸受部材を組立てることにより、軸受部材を回転軸に外嵌し、
    排油溝が使用条件に応じた最適な位置になるように、軸受部材を回転軸の周方向へ回動して位置決め手段により位置決めし、
    他方のハウジング部を一方のハウジング部に接合して軸受ハウジングを組立てることを特徴とする軸受装置の組立方法。
12. 軸孔を有する軸受部材が軸受ハウジング内に設けられ、
    回転軸が軸受部材の軸孔に挿通されて支持され、
    軸受部材に、潤滑油を回転軸と軸受部材との間から排出する排油溝が設けられ、
    軸受部材は、軸受ハウジングに対して、回転軸の周方向へ回動自在であり、
    軸受部材を周方向において軸受ハウジングに位置決めする位置決め手段が設けられている軸受装置を有するポンプにおける排油溝位置調整方法であって、
    回転軸を有する回転体の重量から求められる鉛直方向の荷重と、ポンプの計画運転点から求められる吐出反力とを合成して、運転時に回転体に作用する運転荷重の方向を求め、
    回転軸の軸心を通る鉛直方向の直線から運転荷重の方向までの運転荷重角度と、運転荷重の方向から回転軸と軸受部材との間の油膜厚さが最小となる最小油膜厚さの位置までの最小油膜角度と、吐出反力変動角度とを求め、
    軸受部材を回転軸の周方向へ回動して、回転軸の回転方向における鉛直方向の直線から排油溝までの角度が運転荷重角度と最小油膜角度と吐出反力変動角度とを足し合わせた角度になるように排油溝を位置させ、
    この位置で軸受部材を位置決め手段により固定することを特徴とする軸受装置の排油溝位置調整方法。

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