JPH01299315A - Ｌ字型軸受組立体 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属ブッシング内で潤滑されながら非常な高
速度で回転する金属軸の有効な軸受組立体に関する。

（発明の開示） この軸受は、軸受と軸との間の摩耗面を適切に潤滑する
ため毎分１００フィートの表面速度で少くとも１８００
の圧力速度値を有する自己潤滑材で形成されている。ま
た、コストを最小にするため、このような材料は成形可
能でなければならない。

この軸受は不連続、即ちスプリット型であって、高速度
回転による温度変化によって生じる軸の直径の変化を補
償するようになっている。

この軸受はシールリングにより、軸と一定して接触する
ように押圧される。このシールリングの設計は、圧力の
変化に敏感でしかもその許容度が大である。かくして、
そのシールリングは、それが装着される溝の通常の大き
な製造公差と、軸の直径の変化に対して補正可能となる
。

（実施例） 本発明の好ましい１つの実施例が第１〜７図に示されて
いる。この軸受組立体は、成形した不連続のスプリット
リングで成る自己潤滑環状軸受部材を有する。それは軸
の軸受面となり、また、鋼や黄銅の膨張係数の差を補償
するシール部材の過度の摩耗を排除する点で、二重軸受
として機能する。シールリングはエラストマーのばねと
して機能する。

軸受部材は熱可塑性プラスチック材で形成するのが好ま
しいが、熱硬化性材も使用することができる０例を挙げ
れば、未改質のポリカーボネートおよびポリスチレンが
ある。これらの２つの材料は、低速拳低圧でうまく作動
する。費用の理由から、軸受は成形可能でなければなら
ない、そのことは、射出成形が可能であるか、或いは移
送成形を介して成形可能でなければならないことを意味
する。費用を効果的にするために、ロングランで使用す
るには、改質剤を含む６ＡＯナイロンが最も望ましいも
のであろう、その他、ポリエチレン、ポリプロピレン、
スチレン及びポリビニールクロレンといった材料も使用
することができる０重要なことは、その材料が成形可能
であって、圧力−速度値が、毎分１００フィートの表面
速度で、１８００以上のものであることである。

第１〜７図は、青銅ブッシング１６内で高速度でその縦
軸のまわりを回転する軸１５と共にこの軸受組立体を示
す、この軸及びブッシングの上端は、その軸を潤滑する
ために、潤滑材を含むギアボックス（図示せず）の所で
終っている。

軸１５には、スピンドルカラー１７が圧入嵌合されブッ
シング１６の上端部に当接する。鋼ナツト１Ｂはスピン
ドルカラー１７のまわりに延び、それは打綿機において
典型的なものである。

軸受部材２０は横断面が大体り字型である０部分２１は
、溝１８の深さに事実上等しい半径方向の寸法を有し１
部分２２の半径方向の寸法は部分２１のそれより小さい
、軸受部材２０はその内径にシール面２０１！Ｉを有し
、これによって軸１５のまわりにシールを完成する。軸
受部材２０の軸方向の寸法は、溝１８の軸方向の寸法よ
りわずかに小さい。

軸受部材２０が軸１５と共に回転するのを防ぐために、
軸受ＩＢに形成された開口２４へ舌片部材２３が軸方向
へ延びている。２つの部分２１．２２は第２溝２４を形
成し、その中にシールリング２５を備える。

その、他の点では軸受部材２０は横断面の形が均等であ
って、軸方向の長さは、約、１４０インチ（３，５５８
０＋＊）である０部分２２の半径方向の寸法は約、０３
０インチであって、部分２１の半径方向の寸法は、約、
０５８〜．０８５インチである。

シールの内径は、４８８インチである。舌片２３の外方
への幅は、より小さな半径方向の寸法を有する軸受部材
部分２２を超えて約、１００インチの所にある０部分２
２の軸方向の寸法は約、０７０インチである。

軸受部材２０はスプリットリングで成り、そのスプリッ
トは第４図に符号２Ｂで示されている・かくして端部を
調整することができる。

シールリング２５は均等に弾力性のある流動可能なゴム
状材料で作られ、それは一般にエラストマーである。リ
ング２５は横断面が直角状多角形であって、半径方向の
寸法と軸方向の寸法とが等しい、それは対称的でしかも
完全に均等である。各側部は凹状をなし、各コーチ−は
丸い突出部２７となっている０両突出部間のくぼみは、
そのリングの横断面の最大寸法の約２８％にあたる曲率
半径を有する。くぼみ２８は丸味のある突出部２７と正
接状につながる。

リング２５の半径方向の最大寸法は、軸受部材部分２２
の半径方向の寸法と合わせた時、溝２４の半径方向の寸
法よりわずかに大きい、かくして軸受部材２０はリング
２５により半径方向へわずかに圧縮される。

リング２５は連続していて、完全に均等な横断面を有す
る。コーナーの丸味をもった突出部２７の半径は、リン
グの最大半径方向の寸法の約１８％である。内径が約、
０４８インチであるようなリングは非常に満足に作用す
る。そのようなリングの対向するくぼみ面２８間の最小
半径方向の寸法は、約、０３６インチである。くぼみ部
２８の曲率半径は約、０１６インチであって、丸味をも
った突出部２７の曲率半径は約、００８インチである。

リング２５は、必ずしも横断面が四角形である必要はな
い、その代りに、溝を軸方向へもっと長く作り、リング
をもっと軸方向へ長くして第８図の符号３０で示すもの
のようにすることもできる。リング３０の半径方向の寸
法と、それが当接する軸受部材部分の半径方向の寸法と
を合わせると、溝の半径方向の寸法よりわずかに大きく
なる。

リング３０の軸方向の寸法は、それに沿って延長する軸
受部材部分の軸方向の寸法を加える蒔溝の軸方向の寸法
よりわずかに短い。

第９〜１２図は、軸受の外径面にシールが完全に行われ
るように構成されている点を除けば、前の例と同じ軸受
を示す、従って、第９〜１０図におけるように、軸方向
の寸法が最も大きいのはその外周である。半径方向の寸
法が小さい部分を、符号３２で示し、大きい寸法部分を
３３で示す、かくして部分３２は部分３３より半径方向
の寸法は小さく、軸方向寸法は大きい、シールは部材３
１の内径面にではなく、外径面にある。その他の点では
、その軸受が軸３４と共に回転すること以外は前例と同
じである。

ブッシング３Ｂ内で回転する軸には、溝３５が形成され
ている。軸受３１はその溝内に位置し、部分３２は軸受
３６に対して符号３８の所でシールを完全なものにする
。

シールリング３９は第１図の内径シールのように第２溝
４０と同じ寸法でかつ同一関係を有し。

そのシールリング３９は１部分３２をブッシング３６の
内面と圧縮状態に保持する半径方向の寸法を有する。符
号４０はカラーを示し、４１は鋼ナツトを示す。

軸受部材３１は第１２図の符号４２で示すようにスプリ
ット形であって、その端部は移動することができ、軸３
４により生じる熱による表面寸法の変化を補償する。リ
ング３９は、軸受部材３１とブッシング３Ｂとの間のシ
ールを完全にするために、軸受とブッシング３８の内面
に当接圧縮状態に保持する。それはまた、溝３７より軸
方向の寸法が小さくて、部分３３に当接する。

操作時、エラストマーのばね部材２５．３１は、シール
を完全にすべき表面に対して軸受部材を圧縮状態に保持
する。これは軸方向の寸法が一層長い方の軸受面である
。ここに説明するような軸受を使用することによって、
潤滑材の損失を非常に減らすことができ、さらに、摩耗
が激減するために、休止時間を少くし、部品の取りかえ
も非常に減少させることができる。潤滑材はギアボック
ス内に包含され、ブッシングは従来のものより長い時間
潤滑を保持する。リング２５、Ｈは常時、軸受部材に対
してわずかな圧力を保持するので、その固有の自己潤滑
特性により最大効果を発揮できる。これは摩耗が少く、
潤滑材が漏れないように有効なシールを作る。

リング２５，３１１は非常に柔軟性があり、回転部品の
温度変化によって生じる寸法の変化を容易に補償する０
本発明の組立体はこの分野ですでに使用されている機械
の有効寿命を非常に延ばす。今後、その有効寿命を延ば
しながらそのような機械を大きく改善するために、これ
に類似した構造がこのオリジナル装置の製造業者によっ
て利用されることになるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軸受組立体の部分垂直断面図、 第２図は第３図の２−２線に沿って見た垂直断面図、 第３図は第２図の端面図、 第４図は第３図の平面図、 第５図は第６図の５−５線に沿って見た垂直断面図、 第６図は軸受の後方にあるシールリングの端面図。 第７図は第５図に示すシールリングの拡大垂直断面図、 第８図は変形した横断面をもつシールリングの垂直断面
図。 第９図は異なるが類似した軸受組立体の部分垂直断面図
、 第１θ図は第９図に示す軸受部材の拡大垂直断面図、 第１１図は第１０図に示す軸受部材の端面図、第１２図
は第ｔｏ、ｔｔ図に示す軸受部材の平面図である。 １５．３４　、、、、、、軸 １８．３Ｂ　、、、、、、ブッシング １７．４０　、、、、、、スピンドルカラー１Ｂ、４１
　、、、、、、鋼ナツト １９、、、、、、、、、、溝 ２０、、、、、、、、、、軸受部材 ２１　、２２．３２，３３．　、　、軸受部材部分２３
、、、、、、、、、、舌片部材 ２４．４Ｇ　、、、、、、第２溝 ２５．３０月０１０１．シールリング ２Ｂ、４２　、、、、、、スプリット ２７、、、、、、、、、、丸味をもったコーナー突出部
２Ｂ、、、、、、、、、、　＜ぼみ ３５、、、、、、、、、、軸の溝 ＦＩＧ、／　　　・− ＦＩＧ、　４ 一゛ ＦＩＧ、　７

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）その縦軸のまわりを高速度で回転するよう
   に構成され、配置された軸と、 （ｂ）前記軸によって支持され、それを包囲するシール
   関係で固定されるカラーと、 （ｃ）その縦軸のまわりに回転するために前記軸を回転
   自在に支持し、前記カラーの近くではあるが、或る間隔
   おいた関係で終っているブッシングと、 （ｄ）前記ブッシングを包囲かつ支持し、それをこえて
   前記カラーに密接するように延長しそのカラー及び前記
   ブッシングの一端と共に前記軸のまわりに環状溝を協働
   して形成するハウジングと、 （ｅ）毎分１００フィートの表面速度で少くとも１８０
   ０に等しい圧力速度値を有する成形可能な自己潤滑材で
   形成される、成形された不連続のスプリットリングの自
   己潤滑型環状軸受部材と、 （ｆ）前記軸受部材は大体Ｌ字型の横断面の形をなし、
   その一部分はその残り部分より半径方向の寸法が小さく
   、軸方向の寸法は前記溝の軸方向の寸法に実質的に等し
   く、しかもその溝内に配置されていることと、 （ｇ）半径方向の寸法が小さい方の前記軸受部材部分を
   包囲した関係で前記溝内に取付けられた均一に弾力性の
   ある流動性ゴム状材で作られたシールリングと、 （ｈ）前記シールリングの内周は、半径方向の寸法の小
   さい方の前記軸受部材部分の外周に実質的に等しいこと
   と、 （ｉ）前記半径方向の寸法の大きい軸受部材部分の軸方
   向の寸法と、前記シールリングの軸方向の寸法とを組み
   合せたものは、前記溝の軸方向の寸法より小さいことと
   、 （ｊ）半径方向の寸法が小さい方の前記軸受部分の半径
   方向の寸法と、拘束されない自由な形での前記シールリ
   ングの半径方向の寸法とを組み合せたものは、前記溝の
   半径方向の寸法をわずかに超えるので、前記シールリン
   グと前記半径方向の寸法の小さい部分とは、前記軸のま
   わりにわずかに半径方向へ圧縮を加えた状態に保持され
   ること、とを含んで成る軸受組立体。
2. （２）（ａ）毎分１００フィートの表面速度で少くとも
   １８００に等しい圧力速度値を有する成形可能な自己潤
   滑材で形成される、成形された不連続のスプリットリン
   グの自己潤滑軸受部材と、 （ｂ）前記軸受部材は、横断面の形が全体にわたり実質
   的に均等に大体Ｌ字型であって、その１つの軸方向の部
   分は、その残り部分より半径方向の厚みが薄く、その部
   分は環状シールリング係合面を有することと、 （ｃ）均等に弾力性をもつ流動性ゴム状材料で作られ、
   前記軸受部材の前記部分の前記シールリング係合面と、
   係合関係をなして、その面に沿って全体にわたり延長す
   るように取付けられ、しかもその部分の周囲面の１つが
   拘束されない自由な形にある時、前記軸受部材部分の周
   囲面の１つに等しいものを有するシールリングと、 （ｄ）前記シールリングは、半径方向の厚みが厚い方の
   前記軸受部材の残り部分と並んで延長することと、 （ｅ）前記シールリングはほぼ直角の多角形横断面の形
   を有し、一対の対向した半径方向に間隔をおいて位置す
   るくぼみ作動面と、一対の軸方向に間隔をおいて位置す
   る面とを有することと、 （ｆ）前記シールリングは、その拘束されない自由な形
   にある時、前記表面のくぼみと連続的な円弧を描いてつ
   ながる凸状にカーブしたコーナー部分を有することと、 （ｇ）一対の対向面を含む支持構造体と、その片方の面
   は他方に対して迅速に移動するように構成され、配置さ
   れており、そのような支持構造体は、前記軸受部材と前
   記シールリングとを包囲し、前記表面のうちの片方の面
   に環状第１溝を形成し、その中を前記軸受部材と前記シ
   ールリングとが伸長することと、 （ｈ）前記シールリングの軸方向の寸法と、前記軸受部
   材の半径方向への肉厚部分の軸方向の寸法とを加えたも
   のは、前記溝の軸方向の寸法より短いことと、 （ｉ）前記シールリングは、その拘束されない自由な形
   にある時、半径方向の横断面の寸法が最大であり、その
   寸法は、前記軸受部材の半径方向の厚みの薄い部分の半
   径方向の寸法とを加えた場合、それは前記溝の半径方向
   の寸法をわずかにこえ、それらは溝内に配置される時、
   半径方向へわずかに圧縮された状態になることと、 （ｊ）前記軸受部材は軸方向へ延長するシール面を有し
   、そのシール面は、前記圧縮状態にあるシールリングに
   よって前記溝内でその対向面へ向って半径方向へ静かに
   押圧され、前記溝を横切ってシールが完全となること、
   とを含んでなる軸受組立体。
3. （３）（ｋ）前記軸受によって支持され、そこから軸方
   向へ延長し、その軸受を前記支持構造体に対して相対的
   に移動しないように固定する固定装置をさらに含むこと
   を特徴とする、請求項２に記載の軸受組立体。
4. （４）前記シールリングの軸方向の寸法は、それが拘束
   されない自由な形にある時、その半径方向の寸法より長
   いことを特徴とする、請求項２に記載の軸受組立体。
5. （５）前記軸受部材と前記支持構造体は協働して第２環
   状溝を形成し、その軸方向の寸法は、その半径方向の寸
   法より長く、その溝内に前記シールリングが配置される
   ことを特徴とする、請求項２に記載の軸受組立体。
6. （６）（ａ）毎分１００フィートの表面速度で少くとも
   １８００に等しい圧力速度値を有する成形可能な自己潤
   滑材で形成される、成形された不連続のスプリットリン
   グの自己潤滑軸受部材と、 （ｂ）前記軸受部材は、大体Ｌ字型の横断面の形を有し
   、その一部分は、半径方向の寸法がその残り部分より小
   さいことと、 （ｃ）均等に弾性をもつ流動性ゴム状材で形成され、前
   記軸受部材の半径方向の寸法が小さい部分に対して半径
   方向へ押圧する関係に取付けられ、しかもその半径方向
   の寸法のうちの１つは、それに当接する前記の軸受部材
   部分の表面の寸法に実質的に等しいシールリングと、 （ｄ）前記シールリングはほぼ直角の多角形シールリン
   グ有し、さらに一対の半径方向に間隔をおいて位置する
   くぼみ作動面と、一対の軸方向に間隔をおいて位置する
   くぼみ面とを有することと、 （ｅ）前記シールリングは、その拘束されない自由な形
   にある時、前記くぼみ面のくぼみと連続して円弧を描い
   てつながる凸状にカーブしたコーナー部分を有すること
   と、 （ｆ）前記軸受と前記シールリングとを包囲し、第１環
   状溝を形成し、その中を前記軸受部材と前記シールリン
   グとが延長することと、 （ｇ）前記軸受部材と前記溝とは軸方向の寸法が実質的
   に等しいことと、 （ｈ）前記溝の半径方向の深さは、前記軸受部材の横断
   面の最大半径方向の寸法に実質的に等しいことと、 （ｉ）前記溝の軸方向の幅は、前記シールリングのその
   拘束されない形における横断面の軸方向の最大寸法と、
   半径方向の寸法が大きい方の前記軸受部材の軸方向の寸
   法とを合計したものよりわずかに大きいことと、 （ｊ）前記シールリングは、その拘束されない自由な形
   にある時、横断面の最大の半径方向の寸法を有し、この
   寸法は、半径方向の寸法の小さい前記軸受部材部分の半
   径方向の寸法と合せた時、前記溝の半径方向の寸法より
   わずかに大きく、かつ前記溝内に配置される時半径方向
   へわずかに圧縮力がかけられること、とを含んでなる軸
   受組立体。
7. （７）前記シールリングは半径方向の寸法の小さい前記
   軸受部材部分の外周を包囲し、その外周よりわずかに小
   さな内径を有することを特徴とする、請求項６に記載の
   軸受組立体。
8. （８）前記軸受部材と前記支持構造体とは、協働してそ
   れらの間に第２環状溝を形成し、前記シールリングは前
   記第２溝内を延び、前記シールリングの拘束しない形で
   の横断面の最大半径方向の寸法は、前記第２溝の半径方
   向の寸法よりわずかに大きいことを特徴とする、請求項
   ６に記載の軸受組立体。
9. （９）前記軸受部材と前記支持構造体とは、協働して、
   それらの間に第２環状溝を形成し、前記シールリングは
   その第２溝内を延び、前記シールリングの拘束されない
   形での横断面の最大半径方向の寸法は、前記第２溝の半
   径方向の寸法よりわずかに大きく、拘束されない形での
   前記シールリングの軸方向の最大寸法は、前記第２溝の
   軸方向の寸法より小さいことを特徴とする、請求項６に
   記載の軸受組立体。
10. （１０）半径方向の寸法が小さい前記軸受部材部分は、
    約．０３０〜．０８０インチ（０．７６２〜１．５２４
    Ｃｍ）の半径方向の寸法を有することを特徴とする、請
    求項６に記載の軸受組立体。
11. （１１）（ａ）その縦軸のまわりで高速度で回転するよ
    うに構成され、配置された軸部材と、 （ｂ）前記軸を包囲し、その軸の回転時、軸部材を包囲
    し潤滑する関係で潤滑流体を包囲するように構成され、
    配置されたハウジング部材と、 （ｃ）前記ハウジング部材と前記軸部材とは協働してそ
    れらの間に環状溝を形成するように構成され、配置され
    ることと、 （ｄ）毎分１００フィートの表面速度で、少くとも１８
    ００に等しい圧力速度値を有する成形可能な自己潤滑材
    で形成される、成形された不連続のスプリットリングの
    自己潤滑式環状軸受と、 （ｅ）前記軸受は前記環状溝内に配置され、前記溝の軸
    方向の寸法に実質的に等しい最大軸方向の寸法を有し、
    前記軸部材を包囲する関係で延長し、前記部材の片方と
    シール関係で接触する部分を有することと、 （ｆ）前記軸受はその１つの軸方向部分が他の部分より
    半径方向の厚みが大きく、かつ全体にわたって実質的に
    均等な断面形状を有することと、 （ｇ）均等に弾力性のある流動可能なゴム状材で形成さ
    れ、半径方向の厚みが薄い前記軸受部分に軸方向へ対向
    し、それと当接して前記溝内に装着され、それとともに
    前記軸部材と前記ハウジング部材との間のシールを協働
    して完全にすることと、 （ｈ）前記シールリングは前記溝内を、前記軸受の半径
    方向の肉厚部分の側部に沿って延びていることと、 （ｉ）前記シールリングの軸方向の寸法は、前記軸受の
    半径方向の寸法の厚い部分の軸方向の寸法を加えた時、
    それは前記溝の軸方向の寸法より小さいことと、 （ｊ）前記軸受の半径方向の厚みの薄い部分の半径方向
    の寸法と、拘束されない状態での前記シールリングの半
    径方向の寸法を加えたものは、前記溝の半径方向の寸法
    よりわずかに大きいので、前記シールリングと前記肉薄
    部分とは、前記溝内にわずかに半径方向の圧縮力がかか
    った状態で保持され、前記ハウジング部材と前記軸部材
    との間のシールは、それによって完全となり、その状態
    に保持されること、とを含んでなる軸受組立体。