JPH02113120A - 回転機における軸受構造 - Google Patents
回転機における軸受構造Info
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- JPH02113120A JPH02113120A JP63263990A JP26399088A JPH02113120A JP H02113120 A JPH02113120 A JP H02113120A JP 63263990 A JP63263990 A JP 63263990A JP 26399088 A JP26399088 A JP 26399088A JP H02113120 A JPH02113120 A JP H02113120A
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- F02F7/0087—Ceramic materials
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
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- Y10S384/902—Porous member
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Supercharger (AREA)
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。
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〕
この発明は、ターボチャージャ、エネルギー回収装置等
の回転機における軸受構造に関する。
の回転機における軸受構造に関する。
従来、内燃機関の排気エネルギーによって駆動される排
気タービン及び該排気タービンによって駆動される発電
機から成る排気発電装置は、例えば、特開昭６０−９５
１２４号公翰に開示されている。該排気発電装置は、内
燃機関の排気エネルギーによって作動される排気タービ
ンと、該排気タービンによって駆動される発電機とから
成り、排気タービンのタービンブレード軸と発電機のロ
ータ軸とを同一軸上に連結したものであり、タービンブ
レード軸とロータ軸とをセラミック材で構成し、該ロー
タ軸を固定ヘアリング、オイルフロートベアリング及び
スラストベアリングを介してハウジングに支持したもの
であり、該ロータ軸を回転可能に支持する軸受は流体潤
滑が採用されている。
気タービン及び該排気タービンによって駆動される発電
機から成る排気発電装置は、例えば、特開昭６０−９５
１２４号公翰に開示されている。該排気発電装置は、内
燃機関の排気エネルギーによって作動される排気タービ
ンと、該排気タービンによって駆動される発電機とから
成り、排気タービンのタービンブレード軸と発電機のロ
ータ軸とを同一軸上に連結したものであり、タービンブ
レード軸とロータ軸とをセラミック材で構成し、該ロー
タ軸を固定ヘアリング、オイルフロートベアリング及び
スラストベアリングを介してハウジングに支持したもの
であり、該ロータ軸を回転可能に支持する軸受は流体潤
滑が採用されている。
一般に、内燃機関の排気エネルギーによって作動される
排気タービンを取付けたシャフトは、極めて高速で回転
するものである０例えば、該排気タービンを備えたター
ボチャージャ、エネルギー回収装置等のシャフトの回転
速度は、ｌＯ万ＲＰＭ〜１５万ＲＰＭにも達する。また
、排気タービンのタービンブレード自体は高温度の排気
ガスに晒されるものであり、タービンブレード軸と連結
したシャフトも高温状態になる。このような超高速回転
機のシャフトをハウジングに支持するベアリング部は、
摩擦係数に依存する境界潤滑によるよりも、オイル等の
液体潤滑剤による流体潤滑による所が大きいものである
。しかしながら、流体潤滑による回転体でも、そのフリ
クションは大きく、ターボチャージャのように高温度に
晒される部品では、相当量のオイルを軸受に送り込む必
要がある。しかも、オイルを用いる流体潤滑では、オイ
ルの漏洩を防止するため、かなり複雑且つ密封性に富ん
だオイルシールの必要性があり、しかもオイルパイプ、
オイルドレン等の種々の機能部品を必要とするが、ター
ボチャージャ、エネルギー回収装置等の超高速の回転機
では、回転軸をハウジングに支持しなければならない場
所が極めて不都合な部位に位置している。
排気タービンを取付けたシャフトは、極めて高速で回転
するものである０例えば、該排気タービンを備えたター
ボチャージャ、エネルギー回収装置等のシャフトの回転
速度は、ｌＯ万ＲＰＭ〜１５万ＲＰＭにも達する。また
、排気タービンのタービンブレード自体は高温度の排気
ガスに晒されるものであり、タービンブレード軸と連結
したシャフトも高温状態になる。このような超高速回転
機のシャフトをハウジングに支持するベアリング部は、
摩擦係数に依存する境界潤滑によるよりも、オイル等の
液体潤滑剤による流体潤滑による所が大きいものである
。しかしながら、流体潤滑による回転体でも、そのフリ
クションは大きく、ターボチャージャのように高温度に
晒される部品では、相当量のオイルを軸受に送り込む必
要がある。しかも、オイルを用いる流体潤滑では、オイ
ルの漏洩を防止するため、かなり複雑且つ密封性に富ん
だオイルシールの必要性があり、しかもオイルパイプ、
オイルドレン等の種々の機能部品を必要とするが、ター
ボチャージャ、エネルギー回収装置等の超高速の回転機
では、回転軸をハウジングに支持しなければならない場
所が極めて不都合な部位に位置している。
ところが、この超高速の回転機にセラミック製のボール
ベアリングを使用することができれば、上記問題点は解
決される。しかしながら、ボールベアリングをセラミッ
ク材、特に窒化珪素で製作したとしても、超高速回転の
回転軸を支持するため、潤滑材が全く無い場合には、摩
耗は著しくなる。そこで、超高速回転機における回転軸
を回転可能に支持するため、セラミック製軸受を如何に
組み込むか、また如何にして咳軸受を潤滑して摩耗を抑
えるかの課題がある。
ベアリングを使用することができれば、上記問題点は解
決される。しかしながら、ボールベアリングをセラミッ
ク材、特に窒化珪素で製作したとしても、超高速回転の
回転軸を支持するため、潤滑材が全く無い場合には、摩
耗は著しくなる。そこで、超高速回転機における回転軸
を回転可能に支持するため、セラミック製軸受を如何に
組み込むか、また如何にして咳軸受を潤滑して摩耗を抑
えるかの課題がある。
ところで、ＣａＦ、 、 Ｃｒ工０１等の固体潤滑材に
よる固体潤滑とオイル等の液体潤滑剤による液体潤滑と
の潤滑特性については、温度によって大きな影響を受け
、両者には大きな相違がある。第２図に示すように、固
体潤滑は温度Ｔが低い時には摩擦係数μは大きいが、温
度Ｔの上昇に従って摩擦係数μは小さくなる。また、液
体潤滑は温度Ｔが低い時には摩擦係数μは小さいが、温
度Ｔの上昇に従って摩擦係数μは急激に大きくなる。例
ス、ば、液体潤滑では温度３００℃で摩擦係数μは０．
２であるが、固体潤滑では温度３００℃で摩擦係数μは
液体潤滑の摩擦係数μの約２倍である。しかしながら、
温度が６００℃になれば、固体潤滑では摩擦係数μは０
．２になるが、液体潤滑ではＩ！！擦係数μは数倍にも
高くなるという潤滑特性を有している。
よる固体潤滑とオイル等の液体潤滑剤による液体潤滑と
の潤滑特性については、温度によって大きな影響を受け
、両者には大きな相違がある。第２図に示すように、固
体潤滑は温度Ｔが低い時には摩擦係数μは大きいが、温
度Ｔの上昇に従って摩擦係数μは小さくなる。また、液
体潤滑は温度Ｔが低い時には摩擦係数μは小さいが、温
度Ｔの上昇に従って摩擦係数μは急激に大きくなる。例
ス、ば、液体潤滑では温度３００℃で摩擦係数μは０．
２であるが、固体潤滑では温度３００℃で摩擦係数μは
液体潤滑の摩擦係数μの約２倍である。しかしながら、
温度が６００℃になれば、固体潤滑では摩擦係数μは０
．２になるが、液体潤滑ではＩ！！擦係数μは数倍にも
高くなるという潤滑特性を有している。
この発明の目的は、上記のＬ！！題を解決することであ
り、固体潤滑が上記のように温度上昇に従って摩擦係数
μが低下することに着眼し、例えば、内燃機関の排気エ
ネルギーによって作動される排気タービンのタービンブ
レードを一端に取付けたシャフト等の超高速に回転する
回転機における回転軸を回転可能に支持するために、該
回転軸とハウジングとの間に窒化珪素、炭化珪素等のセ
ラミック材から成る転がり軸受を組み込み、耐熱性、耐
変形性、耐摩耗性、耐久性等に冨んだ軸受を提供し、し
かも、該転がり軸受に対して従来のような液体潤滑を行
わずに、ボールベアリングによりフリクションを減少さ
せると共に、ハウジングの冷却を行わないで全体の温度
を貰温度にし、ＣａＦ２゜Ｃｒ、Ｏ，等の固体潤滑材に
よる固体潤滑を行い、摩Ｉ！５抵抗を大幅に減少させ、
高温状態では一層摩擦抵抗を減少させて低フリクシぢン
を達成すると共に０．軸受の摩耗量を大幅に減少させ、
しかもオイル潤滑を避ける構造によりオイル潤滑系がな
くなるので、高温化による火災の発生を無くずごとがで
きる回転機における軸受構造を提供することである。
り、固体潤滑が上記のように温度上昇に従って摩擦係数
μが低下することに着眼し、例えば、内燃機関の排気エ
ネルギーによって作動される排気タービンのタービンブ
レードを一端に取付けたシャフト等の超高速に回転する
回転機における回転軸を回転可能に支持するために、該
回転軸とハウジングとの間に窒化珪素、炭化珪素等のセ
ラミック材から成る転がり軸受を組み込み、耐熱性、耐
変形性、耐摩耗性、耐久性等に冨んだ軸受を提供し、し
かも、該転がり軸受に対して従来のような液体潤滑を行
わずに、ボールベアリングによりフリクションを減少さ
せると共に、ハウジングの冷却を行わないで全体の温度
を貰温度にし、ＣａＦ２゜Ｃｒ、Ｏ，等の固体潤滑材に
よる固体潤滑を行い、摩Ｉ！５抵抗を大幅に減少させ、
高温状態では一層摩擦抵抗を減少させて低フリクシぢン
を達成すると共に０．軸受の摩耗量を大幅に減少させ、
しかもオイル潤滑を避ける構造によりオイル潤滑系がな
くなるので、高温化による火災の発生を無くずごとがで
きる回転機における軸受構造を提供することである。
（Ｌｍ題を解決するための手段〕
この発明は、上記の目的を達成するために１９次のよう
に構成されている。即ち、この発明は、回転軸をセラミ
ック製転がり軸受を介してハウジングに支持し、前記転
がり軸受の両側に固体潤滑材を配置すると共に、前記回
転軸と前記ハウジングとの間で且つ前記固体潤滑材の側
方にシールリングを配設して前記転がり軸受及び前記固
体潤滑材を密封したことを特徴とする回転機におｃする
軸受構造に関する。
に構成されている。即ち、この発明は、回転軸をセラミ
ック製転がり軸受を介してハウジングに支持し、前記転
がり軸受の両側に固体潤滑材を配置すると共に、前記回
転軸と前記ハウジングとの間で且つ前記固体潤滑材の側
方にシールリングを配設して前記転がり軸受及び前記固
体潤滑材を密封したことを特徴とする回転機におｃする
軸受構造に関する。
また、前記転がり軸受はボールベアリングであり、該ボ
ールベアリングを構成するボール、インナレース及びア
ウタレースを窒化珪素、炭化珪素等のセラミックスから
形成したものである。
ールベアリングを構成するボール、インナレース及びア
ウタレースを窒化珪素、炭化珪素等のセラミックスから
形成したものである。
更に、前記固体潤滑材はＣａＦｔ 、 Ｃｒｔ０３等の
粉末潤滑材から成るものである。
粉末潤滑材から成るものである。
また、内燃機関の排気エネルギーによって作動される排
気タービンのタービンブレードを一端に取付けたシャフ
トをハウジングに軸承する軸受に通用したものである。
気タービンのタービンブレードを一端に取付けたシャフ
トをハウジングに軸承する軸受に通用したものである。
この発明は、上記のように構成されており、次のように
作用する。即ち、この発明は、転がり軸受の軸方向側部
に固体潤滑材を配置したので、転がり軸受をセラミック
材し、軸部材が高温の温度条件の下で高速回転したとし
ても、該転がり軸受を十分に潤滑することができる。し
かも、固体潤滑は高温になれば流体潤滑に比較して摩擦
係数が小さくなるので、高温の温度条件では最も好まし
い潤滑機能を果たすことができると共に、固体潤滑材が
存在する条件での摩耗量は権端に少ないので、耐久性の
優れた軸受即ちべ゛７リングを提供できる。また、転が
り軸受自体の摩擦抵抗は滑り軸受に比較して転がり摩擦
であるので大幅に減少し、軸受自体の摩耗量は大幅に低
減する。
作用する。即ち、この発明は、転がり軸受の軸方向側部
に固体潤滑材を配置したので、転がり軸受をセラミック
材し、軸部材が高温の温度条件の下で高速回転したとし
ても、該転がり軸受を十分に潤滑することができる。し
かも、固体潤滑は高温になれば流体潤滑に比較して摩擦
係数が小さくなるので、高温の温度条件では最も好まし
い潤滑機能を果たすことができると共に、固体潤滑材が
存在する条件での摩耗量は権端に少ないので、耐久性の
優れた軸受即ちべ゛７リングを提供できる。また、転が
り軸受自体の摩擦抵抗は滑り軸受に比較して転がり摩擦
であるので大幅に減少し、軸受自体の摩耗量は大幅に低
減する。
また、前記固体潤滑材はＣａＦｚ 、 Ｃｒ２０ｉ等の
粉末潤滑材から構成されている。従って、ＣａＦｚＣｒ
ｚＯ＝等の粉末潤滑材を多孔質の金属材又はセラミック
材の中に含浸してハウジング内に収納しておけば、回転
機の回転運動、振ｆＪＪ等により該固体潤滑材は徐々に
軸受即ちベアリング内に供給される。
粉末潤滑材から構成されている。従って、ＣａＦｚＣｒ
ｚＯ＝等の粉末潤滑材を多孔質の金属材又はセラミック
材の中に含浸してハウジング内に収納しておけば、回転
機の回転運動、振ｆＪＪ等により該固体潤滑材は徐々に
軸受即ちベアリング内に供給される。
し実施例〕
以下、図面を参照して、この発明による回転機における
軸受構造の一実施例を詳述する。
軸受構造の一実施例を詳述する。
第１図に示された回転機は超高速に回転することができ
るものであり、該回転機における軸受構造は、排気ター
ビンのタービンブレードを一端に取付けたシャフトを支
持する軸受構造に適用した場合のターボチャージャ、或
いはエネルギー回収装置の軸受構造が示されている。こ
のタービンは、内燃機関の排気系に組み込まれたもので
あり、該タービンのタービンブレード１がシャフト２の
一端に直接又はタービンブレード軸１２を介して固定さ
れている。このターボチャージャ或いはエネルギー回収
装置は、図示していないが、例えば、排気エネルギー回
収のため、交流機即ち発電−電動機を備えたものである
。このターボチャージャ或いはエネルギー回収装置にお
いて、排気タービンのタービンブレード１を備えたター
ビンブレード軸１２にシャフト２の一端を固定し、該シ
ャフト２を一対の軸受によってハウジング７に回転可能
に支持すると共に、少なくともタービンブレード１側に
位置する軸受を転がり軸受３で構成し、シャフト２の他
端にエンジンに吸気を送り込む機能を果たすコンプレッ
サのインペラを取イ」け、更に上記軸受とインペラとの
間のシャフト２上に永久磁石の回転子及びコイル等の固
定子から成る発電−電動機を配置したものである。しか
も、咳軸受は、タービンブレード１と上記発電−電動機
との間でシャフト２をハウジング７に回転可能に支持し
たものである。図では、シャフト２をハウジング７に回
転可能に支持する転がり軸受３は、タービンブレードｌ
側に位置するもののみを示している。また、この超高速
回転機は、場合によっては、エネルギー回収装ヱとして
のみ機能し、前掲特開昭６０−９５１２４号公報に開示
した排気発電装置のように、内燃機関に吸気を送り込む
機能を有するコンプレッサを設けていない構造に構成さ
れる。
るものであり、該回転機における軸受構造は、排気ター
ビンのタービンブレードを一端に取付けたシャフトを支
持する軸受構造に適用した場合のターボチャージャ、或
いはエネルギー回収装置の軸受構造が示されている。こ
のタービンは、内燃機関の排気系に組み込まれたもので
あり、該タービンのタービンブレード１がシャフト２の
一端に直接又はタービンブレード軸１２を介して固定さ
れている。このターボチャージャ或いはエネルギー回収
装置は、図示していないが、例えば、排気エネルギー回
収のため、交流機即ち発電−電動機を備えたものである
。このターボチャージャ或いはエネルギー回収装置にお
いて、排気タービンのタービンブレード１を備えたター
ビンブレード軸１２にシャフト２の一端を固定し、該シ
ャフト２を一対の軸受によってハウジング７に回転可能
に支持すると共に、少なくともタービンブレード１側に
位置する軸受を転がり軸受３で構成し、シャフト２の他
端にエンジンに吸気を送り込む機能を果たすコンプレッ
サのインペラを取イ」け、更に上記軸受とインペラとの
間のシャフト２上に永久磁石の回転子及びコイル等の固
定子から成る発電−電動機を配置したものである。しか
も、咳軸受は、タービンブレード１と上記発電−電動機
との間でシャフト２をハウジング７に回転可能に支持し
たものである。図では、シャフト２をハウジング７に回
転可能に支持する転がり軸受３は、タービンブレードｌ
側に位置するもののみを示している。また、この超高速
回転機は、場合によっては、エネルギー回収装ヱとして
のみ機能し、前掲特開昭６０−９５１２４号公報に開示
した排気発電装置のように、内燃機関に吸気を送り込む
機能を有するコンプレッサを設けていない構造に構成さ
れる。
ところで、ターボチャージャ或いはエネルギー回収装置
において、シャツＩ・２は、内燃機関の排気エネルギー
によって１０万ＲＰＭ〜１５万ＲＰＭのような高速回転
をする。そこで、この超高速回転機では、高速回転シャ
ツＩ−２を金属材又はセラミツク材で構成し、また、金
属製ハウジング７に支持された転がり軸受３を窒化珪素
、炭化珪素等のセラミック材で構成したものである。し
かも、この転がり軸受３は、シャフト２に固定したイン
ナレース５、ハウジング７に固定したアウタレース４、
及びインナレース５とアウタレース４間に配置された転
動体としての多数のボール６等から構成されているボー
ルベアリングで構成する。インナレース５の外周面には
軌道溝１５が形成され、アウタレース４の内周面には軌
道溝１４が形成されており、ボール６は両各軌道ａ１４
．１５間で転勤する。このボールベアリング３における
アウタレース４、インナレース５及びボール６は、窒化
珪素（Ｓ＋５Ｎｓ） 、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミ
ックスで製作されている。この超高速回転機の軸受構造
を、上記のようにセラミック製の転がり軸受３で構成す
ることによって、オイル等の液体潤滑剤による流体潤滑
を避けることができ、それによってオイルシールの必要
性がなくなり、オイルパイプ、オイルドレン等の種々の
機能部品を軸受構造から排除でき、軸受自体の構造を簡
単に構成でき超高速回転機のスペースに制限があるよう
な部位においても、該転がり軸受３を簡単に組み込むこ
とができる。しかしながら、上記のように、転がり軸受
３をセラミック製のボールベアリングに形成したとはい
え、全く潤滑材を供給しないと、ボールベアリングには
摩耗が発生し、好ましくない状態が生じる。そこで、こ
の超高速回転機の軸受構造では、転がり軸受３を潤滑す
るため、多孔質金属材又は多孔質セラミック材等に含浸
埋設されたＣａＦｚ 、 Ｃｒｚｏｓ等の固体潤滑材８
．９を用い、しかも該固体潤滑材８．９を極めて好まし
い状態、図ではシャフト２に対してクリアランスを有し
た状態でハウジング７に収納して組み込むと共に、転が
り軸受３及び固体潤滑材８．９をシールするため、シャ
フト２とハウジング７との間に、シールリング１０．１
１を配設したものである。この固体潤滑材８．９につい
ては、ＣａＦｚ 、 ＣｒｚＯｚ等の粉末潤滑材が好ま
しいものである。また、固体潤滑材８，９の側部に配置
されたシールリング１０．１１は、ハウジング７に形成
された環状溝１６．１７に簡単に嵌入することにより組
み込むことができる０図では、タービンブレード１２側
に位置するシールリング１０は、ハウジング７とタービ
ンブレード軸１２との間に位置しているが、必ずしもこ
の構造に限定されるものでなく、シャフト２とハウジン
グ７との間に位置するように構成されてもよいものであ
る。勿論、図のタービンブレード軸１２がシャフト２の
一部であってもよいものである。
において、シャツＩ・２は、内燃機関の排気エネルギー
によって１０万ＲＰＭ〜１５万ＲＰＭのような高速回転
をする。そこで、この超高速回転機では、高速回転シャ
ツＩ−２を金属材又はセラミツク材で構成し、また、金
属製ハウジング７に支持された転がり軸受３を窒化珪素
、炭化珪素等のセラミック材で構成したものである。し
かも、この転がり軸受３は、シャフト２に固定したイン
ナレース５、ハウジング７に固定したアウタレース４、
及びインナレース５とアウタレース４間に配置された転
動体としての多数のボール６等から構成されているボー
ルベアリングで構成する。インナレース５の外周面には
軌道溝１５が形成され、アウタレース４の内周面には軌
道溝１４が形成されており、ボール６は両各軌道ａ１４
．１５間で転勤する。このボールベアリング３における
アウタレース４、インナレース５及びボール６は、窒化
珪素（Ｓ＋５Ｎｓ） 、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミ
ックスで製作されている。この超高速回転機の軸受構造
を、上記のようにセラミック製の転がり軸受３で構成す
ることによって、オイル等の液体潤滑剤による流体潤滑
を避けることができ、それによってオイルシールの必要
性がなくなり、オイルパイプ、オイルドレン等の種々の
機能部品を軸受構造から排除でき、軸受自体の構造を簡
単に構成でき超高速回転機のスペースに制限があるよう
な部位においても、該転がり軸受３を簡単に組み込むこ
とができる。しかしながら、上記のように、転がり軸受
３をセラミック製のボールベアリングに形成したとはい
え、全く潤滑材を供給しないと、ボールベアリングには
摩耗が発生し、好ましくない状態が生じる。そこで、こ
の超高速回転機の軸受構造では、転がり軸受３を潤滑す
るため、多孔質金属材又は多孔質セラミック材等に含浸
埋設されたＣａＦｚ 、 Ｃｒｚｏｓ等の固体潤滑材８
．９を用い、しかも該固体潤滑材８．９を極めて好まし
い状態、図ではシャフト２に対してクリアランスを有し
た状態でハウジング７に収納して組み込むと共に、転が
り軸受３及び固体潤滑材８．９をシールするため、シャ
フト２とハウジング７との間に、シールリング１０．１
１を配設したものである。この固体潤滑材８．９につい
ては、ＣａＦｚ 、 ＣｒｚＯｚ等の粉末潤滑材が好ま
しいものである。また、固体潤滑材８，９の側部に配置
されたシールリング１０．１１は、ハウジング７に形成
された環状溝１６．１７に簡単に嵌入することにより組
み込むことができる０図では、タービンブレード１２側
に位置するシールリング１０は、ハウジング７とタービ
ンブレード軸１２との間に位置しているが、必ずしもこ
の構造に限定されるものでなく、シャフト２とハウジン
グ７との間に位置するように構成されてもよいものであ
る。勿論、図のタービンブレード軸１２がシャフト２の
一部であってもよいものである。
この発明による回転機における軸受構造は、以上のよう
に構成されているので、次のような効果を存する。即ち
、この回転機における軸受構造は、回転軸をセラミック
製転がり軸受を介してハウジングに支持し、前記転がり
軸受の両側に固体潤滑材を配置すると共に、前記回転軸
と前記ハウジングとの間で且つ前記固体潤滑材の側方に
シールリングを配設したので、耐熱性、耐変形性、耐摩
耗性、耐久性等に富んだ軸受を提供することができ、前
記回転軸が外部から受熱して高温になり且つ超高速回転
を行ったとしても、固体潤滑は高温になれば流体潤滑に
比較して摩擦係数が小さくなり、しかも転がり軸受自体
は転がり摩擦であり摩擦抵抗は大幅に減少し、軸受の摩
耗量は大幅に低減できる。また、流体潤滑でなく、オイ
ルを必要としないのでオイルシールの必要性がなく、シ
ールリング自体の構造も簡単なシールで前記転がり軸受
及び前記固体潤滑材を密封することができ、しかもオイ
ルパイプ、オイルドレン等のオイル供給手段の機器を必
要とせず、潤滑構造が簡単で且つコンパクトであり、大
きなスペースを必要とせず、スペース１厳しい部位即ち
狭いスペースでも前記固体潤滑材を配置するだけで、十
分な潤滑機能を果たすことができる。従って、軸受自体
及び潤滑系の構造を簡単に、咳軸受及び前記固体潤滑材
の取付は取外し、メインテナンス等が容易である。
に構成されているので、次のような効果を存する。即ち
、この回転機における軸受構造は、回転軸をセラミック
製転がり軸受を介してハウジングに支持し、前記転がり
軸受の両側に固体潤滑材を配置すると共に、前記回転軸
と前記ハウジングとの間で且つ前記固体潤滑材の側方に
シールリングを配設したので、耐熱性、耐変形性、耐摩
耗性、耐久性等に富んだ軸受を提供することができ、前
記回転軸が外部から受熱して高温になり且つ超高速回転
を行ったとしても、固体潤滑は高温になれば流体潤滑に
比較して摩擦係数が小さくなり、しかも転がり軸受自体
は転がり摩擦であり摩擦抵抗は大幅に減少し、軸受の摩
耗量は大幅に低減できる。また、流体潤滑でなく、オイ
ルを必要としないのでオイルシールの必要性がなく、シ
ールリング自体の構造も簡単なシールで前記転がり軸受
及び前記固体潤滑材を密封することができ、しかもオイ
ルパイプ、オイルドレン等のオイル供給手段の機器を必
要とせず、潤滑構造が簡単で且つコンパクトであり、大
きなスペースを必要とせず、スペース１厳しい部位即ち
狭いスペースでも前記固体潤滑材を配置するだけで、十
分な潤滑機能を果たすことができる。従って、軸受自体
及び潤滑系の構造を簡単に、咳軸受及び前記固体潤滑材
の取付は取外し、メインテナンス等が容易である。
また、前記転がり軸受はボールベアリングであり、該ボ
ールベアリングを構成するボール、インナレース及びア
ウタレースを窒化珪素、炭化珪素等のセラミックスから
形成したので、前記シャフトと前記ハウジング間で発生
するＰｊ擦は前記ボールと両会レース間に発生する転が
り摩擦であり、摩擦抵抗を大幅に低減できる。
ールベアリングを構成するボール、インナレース及びア
ウタレースを窒化珪素、炭化珪素等のセラミックスから
形成したので、前記シャフトと前記ハウジング間で発生
するＰｊ擦は前記ボールと両会レース間に発生する転が
り摩擦であり、摩擦抵抗を大幅に低減できる。
更に、前記固体潤滑材はＣａＦｚ 、 ＣｒｚＯｓ等の
粉末潤滑材であるので、取り扱いが容易であり、所定の
部位に簡単に配置できる。
粉末潤滑材であるので、取り扱いが容易であり、所定の
部位に簡単に配置できる。
また、内燃機関の排気エネルギーによって作動される排
気タービンのタービンブレードを一端に取付けたシャフ
トをハウジングに軸承する軸受に適用したので、ターボ
チャージャ或いはエネルギー回収装置における排気ター
ビンのタービンブレードが排気ガスから受熱して該ター
ビンブレードのシャフトが高温になり且つ超高速回転を
行ったとしても、固体潤滑は高温になれば流体潤滑に比
較して摩擦係数が小さくなり、しかもスペース上極めて
厳しい状態であるが、前記固体潤滑材を配置するだけで
、十分な潤滑機能を達成でき、超高速回転及び高温条件
にマツチした軸受構造を提供できる。
気タービンのタービンブレードを一端に取付けたシャフ
トをハウジングに軸承する軸受に適用したので、ターボ
チャージャ或いはエネルギー回収装置における排気ター
ビンのタービンブレードが排気ガスから受熱して該ター
ビンブレードのシャフトが高温になり且つ超高速回転を
行ったとしても、固体潤滑は高温になれば流体潤滑に比
較して摩擦係数が小さくなり、しかもスペース上極めて
厳しい状態であるが、前記固体潤滑材を配置するだけで
、十分な潤滑機能を達成でき、超高速回転及び高温条件
にマツチした軸受構造を提供できる。
第１図はこの発明による回転機における軸受構造の一実
施例を示す断面図、及び第２図は固体潤滑と流体潤滑の
関係を示すグラフである。 １−・タービンブレード
、２−−−−−・−シャフト、３−−−−−−ボールベ
アリング、４−−−−−アウタレース、５・、−インナ
レース、６・−・・・・−ボール、７−・・・・−・ハ
ウジング、８．９−・−固体潤滑材、１０．１１−・−
・・、シールリング。 出願人 いす−自動車株式会社 代理人 弁理士 尾 仲 −宗
施例を示す断面図、及び第２図は固体潤滑と流体潤滑の
関係を示すグラフである。 １−・タービンブレード
、２−−−−−・−シャフト、３−−−−−−ボールベ
アリング、４−−−−−アウタレース、５・、−インナ
レース、６・−・・・・−ボール、７−・・・・−・ハ
ウジング、８．９−・−固体潤滑材、１０．１１−・−
・・、シールリング。 出願人 いす−自動車株式会社 代理人 弁理士 尾 仲 −宗
Claims (4)
- （１）回転軸をセラミック製転がり軸受を介してハウジ
ングに支持し、前記転がり軸受の両側に隣接して固体潤
滑材を配置すると共に、前記回転軸と前記ハウジングと
の間で且つ前記固体潤滑材の側方にシールリングを配設
したことを特徴とする回転機における軸受構造。 - （２）前記転がり軸受はボールベアリングであり、該ボ
ールベアリングを構成するボール、インナレース及びア
ウタレースを窒化珪素、炭化珪素等のセラミックスから
形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転機にお
ける軸受構造。 - （３）前記固体潤滑材はＣａＦ＿２、Ｃｒ＿２Ｏ＿３等
の粉末潤滑材であることを特徴とする請求項１に記載の
回転機における軸受構造。 - （４）内燃機関の排気エネルギーによって作動される排
気タービンのタービンブレードを一端に取付けたシャフ
トをハウジングに軸承する軸受に適用したことを特徴と
する請求項１に記載の回転機における軸受構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263990A JPH086751B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 回転機における軸受構造 |
| US07/408,009 US4934837A (en) | 1988-10-21 | 1989-09-15 | Bearing structure of rotary machine |
| EP89310171A EP0365178B1 (en) | 1988-10-21 | 1989-10-04 | Bearing structure of rotary machine |
| DE198989310171T DE365178T1 (de) | 1988-10-21 | 1989-10-04 | Lageranordnung einer rotationsmaschine. |
| DE68920400T DE68920400T2 (de) | 1988-10-21 | 1989-10-04 | Lageranordnung einer Rotationsmaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263990A JPH086751B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 回転機における軸受構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02113120A true JPH02113120A (ja) | 1990-04-25 |
| JPH086751B2 JPH086751B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17397013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63263990A Expired - Lifetime JPH086751B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 回転機における軸受構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4934837A (ja) |
| EP (1) | EP0365178B1 (ja) |
| JP (1) | JPH086751B2 (ja) |
| DE (2) | DE365178T1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6179932B1 (en) * | 1990-11-20 | 2001-01-30 | Daidousanso Co., Ltd. | Motor rotary shaft and manufacturing method thereof |
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| US5238626A (en) * | 1989-10-24 | 1993-08-24 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Slidable ceramic member and method of manufacturing same |
| US5164266A (en) * | 1989-10-24 | 1992-11-17 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Slidable ceramic member and method of manufacturing same |
| US5163757A (en) * | 1991-08-02 | 1992-11-17 | Cleveland State University | Metal oxide lubrication for ceramic bearing system |
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| JPH06124533A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-06 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 磁気ディスク駆動モータ |
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1988
- 1988-10-21 JP JP63263990A patent/JPH086751B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-15 US US07/408,009 patent/US4934837A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-04 DE DE198989310171T patent/DE365178T1/de active Pending
- 1989-10-04 EP EP89310171A patent/EP0365178B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-04 DE DE68920400T patent/DE68920400T2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68920400D1 (de) | 1995-02-16 |
| DE365178T1 (de) | 1990-11-29 |
| EP0365178B1 (en) | 1995-01-04 |
| EP0365178A3 (en) | 1991-07-03 |
| US4934837A (en) | 1990-06-19 |
| DE68920400T2 (de) | 1995-06-08 |
| JPH086751B2 (ja) | 1996-01-29 |
| EP0365178A2 (en) | 1990-04-25 |
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