JPH0159443B2 - - Google Patents

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つた軸受装置に関する。

化学プラトン、水処理設備における撹拌装置、
沈澱装置（クラリフアイア、シツクナ等）、スク
リユーコンベア等の駆動装置によつて回転駆動さ
れる回転軸を有する機器では、反駆動装置例の軸
端部を軸受によつて支持するようにしている。

特に撹拌装置における撹拌軸、クラリフアイ
ア、シツクナ等の沈澱装置におけるスクレーパ回
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響により完全なシールが
困難であり、特に内部液漏洩によつて危険が生じ
たり、軸封部の設置位置によつては軸封部が上記
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は上記撹拌装置、沈澱装置、スク
リユ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はカツプリン
グ、Ｃは回転軸、Ｄは駆動装置側の軸受、Ｅは軸
封部、Ｆ又はF′は反駆動装置側の軸受である。

上記軸受Ｆ又はF′の構造を撹拌装置におけるフ
ートベアリングを例にとつて第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ユで、
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を撹拌装置本体
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
と軸受ブツシユ３内周面との摺接面に撹拌装置本
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、該軸受ブツシユ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つ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、撹拌装置等の化学プラトンにおける機器
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
45−37083号公報に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。

尚、従来、実公昭29−2593号公報に示されるよ
うに、軸受の摩耗量を検出するに当たつて、軸受
の摩耗により移動する回転軸の移動量を検出する
べく、回転軸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、回転軸の移動量を知る構成
のものがある。

しかし、このものでは、例えば機器本体内にだ
け回転軸が配設される軸受装置の場合や上記のよ
うな接触面の摩損を実動的に補正し、回転軸が移
動しないように構成された軸受装置の場合は、軸
受部材の摩耗量を知ることができない。さらに、
回転軸の非常に小さい移動量を目視した場合に、
見誤つたりする可能性が大きく、確実かつ正確に
摩耗量を知ることはできないという欠点がある。

そこで、本発明は以上のような従来のような従
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
軸受部材の少なく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、もつて軸受部材の保守、点検性の向上並
びに軸受部材の寿命向上を図り、特に、例えば機
器本体内にだけ回転軸が配設される軸受装置の場
合にあつても、軸受部材の摩耗量を知ることがで
きると共に、確実かつ正確に摩耗量を知ることの
できる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つてすぼ
まる円錐台外周面形状をなすテーパ面１２ａ，４
０ａ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、合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ない。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４１上端部内周面と軸受部材４
０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Ｈが形成さ
れ、この圧力室Ｈ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Ｈを加圧し、軸受部材４０をスリー
ブ１２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
エアコンプレツサー等を備えた加圧空気源、５７
ｂは圧力調整弁、５７ｃはチエツク弁、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によつて圧力室Ｈ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N₂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、機器紛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
示すように加圧空気供給回路と圧力室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圧力室間Ｋ
に激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、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との摺接面に浸入することになり、
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が加圧空気によつ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１２
ａに押し付けられて両テーパ面１２ａ，４０ａの
状態を維持するから両テーパ面１２ａ，４５ａの
間には遊隙が生じない。

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が摩耗に伴つて所定量移動したことを検
出回路により電気的に検出して報知する構成であ
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図に示すような検出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壁内を通つて凹部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。

尚、第６図において、５１は接点４４に接続さ
れた電源リード線４９に介装されたブザー若しく
はランプ等の警報器である。

従つて、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４４，４５に接触し、これにより第
６図に示す検出回路が閉となり、ブザー若しくは
ランプ等の警報器５１がオンとなつて、軸受部材
４０が所定量摩耗したことを報知する。

そして、予め知りたい摩耗量に対応して、金属
リング５０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４０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，Ｂ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
台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６
３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６
２内空間Ｄ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１
１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１
１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７１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７０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１
１の回転時の軽い軸振動に伴うスリーブ７０の上
下エキスパンドをざ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、支持部材２４、軸受
マウント２１′及び機器本体底部２２′によつて空
間Ｋを気密に形成し、機器本体底部２２′に溜ま
つたスラリー等を該空間Ｋ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、摩耗に伴つて押圧移動され
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
された検出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検出回路の電源リード
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検出回路を作動さ
せるようにした構成であるから、例えば、機器本
体内だけに回転軸が配設される軸受装置であつて
も、機器本体外部に設置された検出回路の作動に
より軸受部材の摩耗量を容易に知ることができる
と共に、軸受部材の摩耗に伴う軸受部材またはス
リーブの非常に小さい移動量を目視する必要がな
く、確実かつ正確に摩耗量を知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｃは夫々撹拌装置、沈澱装置、スク
リユーコンベアを示す概略図、第２図は第１図Ａ
の撹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，
６１，７１……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、４４，４５
……接点、４９……電源リード線、５０……金属
リング、５１……警報器、５７……加圧空気供給
回路、Ｈ……圧力室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   検出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検出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検出回路を
   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 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つて径が大とな
   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 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つて
   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 加圧装置はスプリング力によつて押圧力を作
   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 加圧装置は加圧流体によつて押圧力を作用さ
   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。