JPH0243043B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シヤフト軸まわりに円周方向に離間
配置した複数のスラストベアリングパツドを取り
囲んでいるリテーナリング手段を備えているスラ
ストベアリングアセンブリに関する。回転するよ
うに軸方向に支持されたシヤフトは通常半径方向
に伸びるカラーを有し、潤滑油に浸されたスラス
トパツドの列と対面するベアリング面を形成して
いる。スラストパツドは伝統的に重なり合つた円
形列の回転揺動子すなわち平均化リンク上に支持
され、該リンクはスラストパツド上の荷重を平均
化するため互いの間に力を伝達する。パツドは荷
重を支持するクサビ形の潤滑油のフイルムを形成
するように限られた範囲迄自由に傾く。各ベアリ
ングパツド上の荷重はオイルのフイルム厚の２乗
に反比例する。この荷重を平均化するために、平
均化リンクは荷重の大きすぎるスラストパツドを
下げかつ荷重の小さすぎるスラストパツドを上げ
る。平均化リンクは接触しているので、あらゆる
アンバランスな力が平均化に到る迄リンクを通じ
て伝達される。

実際的な作用状態では、これ迄のベアリングに
おけるスラストパツドは、例えば理論的にリンク
間の力分散作用により平均化されるべきであつて
も、パツドとリンク間の摩擦で完全に均等に負荷
されることはない。これらの摩擦力は一般にリン
クのピボツト点からずれており、このため摩擦力
はモーメント腕を介して、スラストパツド間の完
全な荷重平均化にとつて必要なリンクの自由回転
に抵抗するように作用する。

従来の傾動パツドスラストベアリングの他の特
徴は、シヤフトカラーがその上を移動する種々の
スラストパツドの表面が実際の作用の間に半径お
よび円周方向にわずかに中高或は盛り上ることで
ある。これはカラーと面して摩擦熱が発揮される
スラストパツドの正面側と低温状態にある裏側と
の間の熱膨張の違い、および正面側の分散荷重お
よび裏側の点接触による支持の結果により引き起
される。或る程度の円周方向における中高或は盛
り上りは潤滑油のクサビ形成を助けるので利点が
ある。しかし半径方向の盛り上りはよくない。そ
れは潤滑油クサビに固有なハイドロダイナミツク
力を減少させかつスラストパツドの中心付近でク
サビの破壊或は減少を引き起す傾向がある。

本発明の主目的は、スラストベアリングパツド
を支持する平均化リンク間の摩擦効果に打勝つこ
とにある。

他の目的は、周方向に比べて半径方向における
パツド支持面の盛り上りを減少させるスラストベ
アリングパツドのための支持手段を提供すること
にある。

本発明によれば、スラストベアリングパツドは
シヤフトカラーと対面する面から離れた側に半径
方向に伸びるリブを設けられている。各パツドは
デイスク上に支持され、デイスクはパツドのリブ
が乗る平面と該平面と反対側の球面とを有する。
それ故、半径方向に伸びるリブはデイスク上に長
い線接触をなし、これは半径方向の盛り上りを減
小する力を生じさせる。デイスクは、角度付けら
れているが周方向双方に伸びている平らな翼をも
つ平均化リンク上に支持されている。各デイスク
の球面は２つの隣接するリンクの翼上に支持され
ている。リンクは半径方向孔を有し、半径方向に
向けられた軸まわりで固定ピン上を回転するよう
に支持されている。ピンの直径は孔の直径よりか
なり小さい。翼の角度は、もしそれらの平らな面
が延長されたならばそれらの面が孔とリンクを通
して伸びているピンとの間のピボツトラインと交
叉するような角度である。デイスクの球面はリン
ク上の翼の角度の付いた平面と接線的に或は点接
触している。これらの接点で発揮される摩擦力は
角度付きのリンク翼の面内に向けられ、そして摩
擦力のベクトルはピボツトラインを通るので、摩
擦力はリンクの自由回転に抵抗するように作用す
るモーメント腕をもたない。球面状のデイスクと
リンク翼との間の点接触はあらゆる方向に力平均
化作用を与える。

いかにして上述の目的および他の特定の目的が
達成されるかは、添附図に関連して述べられる以
下の本発明の好適な実施例の記述から明らかにさ
れる。

第１図に示すように、ベアリングアセンブリは
参照番号１０で大むね示されている環状リテーナ
を含む。リテーナを支持しかつ潤滑油を閉込める
ハウジングは省略してある。リテーナは第２図に
最もよく示すように軸方向に伸びる環状壁１１を
有し、該環状壁はリテーナの環状底部１２と一体
である。底部は環状凹部１３を有し、該凹所内に
幾分説明するようにいくつかの荷重均等化要素が
配置されている。底部はベアリングアツセンブリ
を通して潤滑油を指向するために１４で示すよう
ないくつかの導管を含む。

アセンブリは第１図に１５で示すようないくつ
かの周方向に離したスラストパツドを含む。スラ
ストパツド１５の分解図は第４図に示されてい
る。スラストパツドは本質的に平リングのセグメ
ントである。パツドの一つが第２図にて断面で１
６にて示してあり、スラストパツドの全てはバビ
ツト（babitt）のごとき耐摩擦材にてコーテイン
グされている。

第２図はベアリングアセンブリを軸方向に伸び
るシヤフト１８の部分を示している。シヤフトは
それに固定されたカラーを有する。カラーはシヤ
フトの軸荷重をスラストパツドに伝える。通常の
ように、スラストパツドはシヤフトカラー１９の
下面とバビツト層１７との界面２０において薄い
楔形の潤滑油のフイルムを発揮するために半径方
向に向けられた軸まわりに限られた量だけ周方向
に傾くことができる。公知のように、楔形潤滑油
のフイルムは実際にカラー１９により課された負
荷を支持する。各スラストパツドは半径内方に伸
びるピン２１と半径外方に伸びるピン２２とを有
する。これらのピンはいかなる荷重をも支えな
い。これらのピンは単に第３図に３０で示された
軸方向スロツト内に伸びて、回転するカラー１９
により課された摩擦による引張りでスラストパツ
ドが周方向に移動するのを阻止する。

リテーナ１０はそれがシヤフト１８上に組立て
られるのを許すべく径方向に分割されている。第
３図に示すように、ワイヤバンド３１がリテーナ
まわりの環状溝内に配置されていて、取扱いおよ
び組立ての間リテーナ内にスラストパツド１６と
デイスク２４とを緩く保持する。

リブ２３が各スラストベアリングパツド又は部
分１６の下面と一体に形成してある。リブ２３は
第３図および５図に明確に示してあるように、断
面にて湾曲されている。これらのリブはほゞスラ
ストパツド１６の半径長さと同じ長さの半径長さ
を有する。第３および５図に示すように、スラス
トパツドは平面２５と軸方向反対側の球面２６と
をもつデイスク２４上に支持されている。リブ２
３の湾曲面はデイスク２４の頂部平面２５と接線
的な線接触をなしている。接触線は第４図にてデ
イスク２４の上部に点線２７で示されている。ベ
アリングパツドの傾き或は周方向への回転量に係
らず、リブとデイスクの上部平面２５との間の線
接触が維持されることは明らかであろう。長いリ
ブはあらゆる半径方向傾き或は盛上りに関してス
ラストパツド１６をデイスク２４に効果的に連結
し、一方同時にスラストパツドの周方向への自由
な傾きをゆるす。さらに上述したように、長いリ
ブによつてスラストパツドの全半径長さをほヾ横
切つて力を加えると、パツドのより高温な上側作
用面と下側露出面との温度差およびパツド面上の
分散された機械的荷重およびパツド裏側の一点接
触型の支持によるスラストパツドとカラーの界面
にて起る望ましくない半径方向の中高
（convexity）或は盛上りに打勝つことができる。
球形デイスクは第４図に示すように半径方向両側
に伸びるピン２８，２９を有する。外側ピン２９
が示されている第３図にみられるように、このピ
ンはリテーナ壁１１内のスロツト３０内に配置さ
れてデイスク２４が周方向に変位するのを阻止す
る。円形に配置されたスラストパツド１６を支持
する円形配列のデイスクの各デイスク２４の球面
２６は、参照番号３５で大むね示された円形配置
の均等化リンク上に支持されている。第３，４お
よび５図のいずれも示されているように、各平均
化或は均等化リンク３５は２つの周方向に伸びる
角度付けられた翼３６，３７を有する。これらの
翼の上面３８，３９は平らである。それ故、第３
および５図から明らかなように、デイスク２４の
球面２６は隣接するリンクの翼上の平らな面３
８，３９と接線的な点接触をなす。第３〜５図の
いずれにも見られるように、各平均化リンク３５
は半径方向に伸びる貫通孔４０をもつ。これらの
孔は平均化リンク３５が半径方向ピンに支持され
るのをゆるし、これらのピンは全て同じで４１で
示してある。第１，２図に最もよく示すように、
ピン４１はリテーナリング１１に固定されてい
る。平均化リンク３５はピン４１上で回転し得
る。第５図にはつきり示すように、ピン４１は孔
４０の径よりもかなり小さい径を有する。それ
故、ピン４１の周は円形孔４０と接線的に接し、
この場合相当の半径長さをもつ線接触がつくられ
る。ピン４１はシヤフトにより課される荷重をか
なり均等に負担する。

前に示したように、従来のスラストベアリング
では、平均化リンク間の摩擦がリンクの相互作用
を通じて行われるベアリングパツド上の荷重の平
均化を阻害するものとして知られている。摩擦は
回転サポート上の平均化リンクの自由な回転を阻
害する。それ故、平均化リンクから平均化リンク
への平均化を得るための力の伝達が阻害される。
こゝに開示された新規なベアリングにおいて摩擦
に打勝つ方法が第５図に関連してより詳細に述べ
られる。

リンク３５の一つの翼の上の角度付けられた平
面３８をみてみよう。この面の延長線が点線４２
で示されている。本発明により、面３８の角度は
その延長線がピン４１上の線に沿つた該ピンの外
周と接線的になるような角度とされ、ピンの前端
においてリンク３５の孔４０との接点は４３で示
されている。平均化デイスク２４の球面２６は面
３８と点接触をなし、その点の荷重の力ベクトル
は面３８に垂直である。しかしながら、平均化作
用の間この点で相対的すべり運動があろうとする
場合は、球面３６と翼３８との間に作用する摩擦
力の成分がある。摩擦力成分は必然的に角度付き
面３８に沿つて向けられる。摩擦力成分は面３８
上にありかつピボツトライン４３を通るように向
けられるので、該摩擦力はリンク３５の自由回転
を阻止することができるモーメントをもたない。
それ故、リンク３５はスラストパツド１５の円形
列間でスラスト荷重を均等にバランスさせるべく
自由に傾動できる。

又、もしスラストパツド１５が該パツドを半径
方向に傾けようにする力を受けた場合は、そのよ
うな力は、３６で示すごとき平均化リンクの翼の
上部平面との接線的点接触に沿つてわずかに転動
可能なデイスク１６上の球面２６のために解放可
能である。

デイスク２４の球面２６がリンク翼上の角度付
き平面と接線的点接触をなすことは、デイスクが
半径線に沿つて傾動するのをゆるし、これにより
リブ２３とデイスク上面２５との間の線接触は半
径方向におけるスラストパツドの適度な傾きの間
維持される。これはスラストパツドが半径方向に
盛上る傾向に打勝つために力がいつも維持される
ことを意味する。さらに、デイスクの球面２６が
半径方向に自由に転動できるので、デイスクは平
均化リンクの翼上にリンク３５を半径方向にロツ
クさせようとする力を発揮できない。そのような
力がないと、リンク支持ピン４１の外周とリンク
孔４０の内側との線接触の維持が確保される。

以上、好適な実施例につき述べたが、これは例
示的なものであつて限定的なものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はシヤフトが内部に配置されておらずか
ついくつかの部品が破断されかつ他の部品を断面
にして示した傾きパツドスラストベアリングアセ
ンブリの平面図、第２図は第１図の角度付き線２
−２に沿つて取られた垂直断面図であるがシヤフ
トとそのカラーが設置されている状態を示す図、
第３図は第１図の不規則線３−３に沿つて取られ
た部分的垂直断面図で第１図のものと比べ拡大し
て示した図、第４図は第１図の円形ベアリングア
センブリの中心から外方に眺めたスラストパツド
セグメントとデイスクと２つの同様なレベルリン
クの分解図、第５図はいかにしてベアリングパツ
ドと球形デイスクといくつかの均等化リンクとが
相互リンク摩擦効果を除去するように共働すべく
配置されるかを示している部分的拡大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リテーナ手段と、該リテーナ手段内にて回転
   軸まわりに周方向に間隔を明けた関係で配置され
   た複数のベアリングパツドと、複数の周方向に離
   されたデイスクと、各々が一対の該デイスクの間
   に位置決めされた複数のリンク部材と、該リンク
   部材を回転可能に支持するため前記リテーナ手段
   に取り付けられかつ各リンク部材の孔を通して半
   径方向に伸びている複数の丸いピンとからなり、
   各パツドはベアリング使用時に平らな回転部材に
   対面しかつ支持するための面を有し、かつ各パツ
   ドは前記面と反対側に軸方向に突出しかつパツド
   の半径方向巾の実質的部分に亘つて半径方向に伸
   びているリブを有し、かつ該パツドは前記回転部
   材が回転するとき潤滑油のクサビを形成すべく該
   平らな回転部材に対して限られた範囲傾動するこ
   とができ、各デイスクは各リブがその上に半径方
   向線接触をなす平面と該平面と軸方向反対側にあ
   る球面とを有し、各リンク部材は半径方向に伸び
   る丸い孔と該孔から離れて周方向両側に伸びてい
   る翼部を有し、全てのデイスクの球面は２つの隣
   接するリンク部材の翼部と接線的な点接触をして
   おり、ピンの外径は該ピンと孔とが半径方向に伸
   びるライン上で互いに接線的に接触するように孔
   の外径よりかなり小さくされている傾動パツドを
   有するスラストベアリング。 ２ 前記リンク部材の翼部は前記孔から離れて周
   方向双方に傾いている平面を有し、該傾きの角度
   は該孔の軸方向に直角な前記平面に沿う延長線が
   ほゞ該孔とピンとの間の接線的なラインと交叉す
   るような角度にされている特許請求の範囲１のス
   ラストベアリング。 ３ 前記リブは前記デイスクと接線的な線接触を
   なしかつパツドが傾くときに該線接触を維持すべ
   く丸くされている特許請求の範囲１又は２のスラ
   ストベアリング。