JPH0461968B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属ブツ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フイートの表面速度で少く
とも1800psi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、即ちスプリツト型であつ
て、高速度回転による温度変化によつて生じる軸
の直径の変化を補償するようになつている。

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
続のスプリツ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ツク材で形成する
のが好ましいが、熱硬化性材も使用することがで
きる。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・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6/10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
レンといつた材料も使用することができる。重要
なことは、その材料が成形可能であつて、圧力−
速度値が、毎分100フイートの表面速度で、
1800psi以上のものであることである。

第１〜７図は、青銅ブツシング１６内で高速度
でその軸線のまわりを回転する軸方１５と共にこ
の軸受組立体を示す。この軸及びブツシングの上
端は、その軸を潤滑するために、潤滑材を含むギ
アボツクス（図示せず）の所で終つている。軸１
５には、スピンドルカラー１７が圧入嵌合されブ
ツシング１６の上端部に当接する。鋼ナツト１８
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Ｌ字型である。部
分２１は、溝１９の深さに事実上等しい半径方向
の外周寸法を有し、部分２２の半径方向の寸法は
部分２１のそれり小さい。軸受部材２０はその内
径にシール面２０ａを有し、これにつて軸１５の
まわりにシールを完成する。軸受部材２０の軸方
向の幅寸法は、溝１９の軸方向の幅寸法よりわず
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１６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
等であつて、軸方向の長さは、約．140インチ
（3.556mm）である。部分２２の半径方向の厚さ寸
法は約．030インチであつて、部分２１の半径方
向の厚さ寸法は、約．059〜．065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。部分２２の軸方向の寸法は約．070イン
チである。

軸受部材２０はスプリツトリングで成り、その
スプリツトは第４図に符号２６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
であつて、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、各コーナーは丸い突出部２
７となつている。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の半径方向の最大厚さ寸法は、軸受
部材部分２２の半径方向の厚さ寸法と合わせた
時、第２溝２４の半径方向の深さ寸法よりわずか
にに大きい。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つた突出部２７
の半径は、リングの最大半径方向の寸法の約16％
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間の半径方向の最小厚さ寸
法は、約．036インチである。くぼみ部２８の曲
率半径は約．016インチであつて、丸味をもつた
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、溝を軸方向へもつと長
く作り、リングをもつ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の半径方向の厚さ寸法と、それが
当接する軸受部材部分の半径方向の厚さ寸法とを
合わせると、溝の半径方向の深さ寸法よりわずか
に大きくなる。

リング３０の軸方向の幅寸法は、それに沿つて
延長する軸受部材部分の軸方向の寸法を加える時
溝の軸方向の幅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。従つて、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。半径方向の厚さ寸法が小さい部分
を、符号３２で示し、大きい厚さ寸法部分を３３
で示す。かくして部分３２は部分３３より半径方
向の厚さ寸法は小さく、軸方向の幅寸法は大き
い。シールは部材３１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。

ブツシング３６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、部分３２をブツシング
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
にスプリツト形であつて、その端部は移動するこ
とができ、軸３４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
とブツシング３６との間のシールを完全にするた
めに、軸受とブツシング３６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つて、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。潤滑材はギアボツ
クス内に包含され、ブツ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２５，３９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２５，３９は非常に柔軟性があり、回転
部品の温度変化によつて生じる寸法の変化を容易
に補償する。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つて利用さ
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線に沿つて見た垂直
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線に沿つて
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
１０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１０，１１図に示す軸受部材の
平面図である。 １５，３４……軸、１６，３６……ブツシン
グ、１７，４０……スピンドルカラー、１８，４
１……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、２４，４０……第２溝、２
５，３０，３９……シールリング、２６，４２…
…スプリツト、２７……丸味をもつたコーナー突
出部、２８……くぼみ、３５……軸の溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) その軸線のまわりに高速度で回転するよ
   うに構成配置された軸と、 (b) 前記軸によつて支持され、この軸を包囲する
   シール関係で固定されるカラーと、 (c) 前記軸線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つているブツシン
   グと、 (d) 前記ブツシングを包囲かつ支持し、このブツ
   シングをこえて前記カラーに密接するように延
   びる前記カラー及び前記ブツシングの一端と共
   に前記軸のまわりに環状の溝を協働して形成す
   るハウジングと、 (e) 毎分100フイートの表面速度で少くとも
   1800psi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
   のスプリツ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
   厚さ寸法が小さく、軸方向の幅寸法は前記溝の
   幅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) 厚さ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の弾
   性流動性ゴム状部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、前記厚さ寸法の
   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) 前記厚さ寸法の大きい軸受部材部分の軸方向
   の幅寸法と、前記シールリングの軸方向の幅寸
   法とを組み合せたものは、前記溝の幅寸法より
   小さいことと (j) 厚さ寸法が小さい方の前記軸受部材の厚さ寸
   法と、拘束されない自由な形での前記シールリ
   ングの厚さ寸法とを組み合せたものは、前記溝
   の深さ寸法をわずかに超えるので、前記シール
   リングと前記厚さ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 (a) 毎分100フイートの表面速度で少くとも
   1800psi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
   のスプリツトリングの自己潤滑型軸受部材と、 (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字型であつて、その１つ
   の軸方向部分は、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) 均一な弾性流動性ゴム状部材で作られ、前記
   軸受部材の前記シールリング係合面と、係合関
   係をなして、その面に沿つて全体にわたり延び
   るように取付けられ、しかもその外周面の１つ
   が拘束されない自由な形にある時、前記軸受部
   材部分の外周面の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、 (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
   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
   とが伸長することと、 (h) 前記シールリングの軸方向の幅寸法と、前記
   軸受部材の肉厚部分の軸方向の幅寸法とを加え
   たものは、前記溝の幅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
   な形にあるとき半径方向の横断面の寸法が最大
   であり、その寸法は、前記軸受部材の肉薄部分
   の厚さ寸法とを加えた場合、それは前記溝の深
   さ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びるシール面を有
   し、そのシール面は、前記圧縮状態にあるシー
   ルリングによつて前記溝内でその対向面へ向つ
   て半径方向へ静かに押圧され、前記溝を横切つ
   てシールが完全となることと、とを含んでなる
   軸受組立体。 ３ (k) 前記軸受によつて支持され、そこから軸
   方向へ延び、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係止する固定装置
   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 前記シールリングの幅寸法は、それが拘束さ
   れない自由な形にある時、その半径方向の肉厚寸
   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 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、その幅寸法は、その深さ寸法
   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 (a) 毎分100フイートの表面速度で少くとも
   1800psi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
   のスプリツトリングの自己潤滑型軸受部材と、 (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、厚さ寸法がその残り部分
   より小さいことと、 (c) 均一な弾性流動性ゴム状部材で形成され、前
   記軸受部材の厚さ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
   の半径方向の厚さ寸法のうちの１つは、それに
   当接する前記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
   リングを有し、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) 前記軸受部材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
   最大幅寸法と、厚さ寸法が大きい方の前記軸受
   部材の幅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、前記横断面の最大厚さ寸法を有
   し、この寸法は、半径方向の寸法の小さい前記
   軸受部材部分の厚さ寸法と合せた時、前記溝の
   深さ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 前記シールリングは厚さ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 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
   の拘束しない形で横断面の半径方向の最大厚さ寸
   法は、前記第２溝の深さ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 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半径方向の最大
   厚さ寸法は、前記第２溝の深さ寸法よりわずかに
   大きく、拘束されない形での前記シールリングの
   軸方向の最大幅寸法は、前記第２溝の幅寸法より
   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 半径方向の厚さ寸法が小さい前記軸受部材
   部分は、約．030〜．060インチ（0.762〜1.524
   cm）の厚さ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 (a) その軸線のまわりで高速度で回転する
   ように構成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配
   置されることと、 (d) 毎分100フイートの表面速度で少くとも
   1800psi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
   のスプリツトリングの自己潤滑型環状軸受部材
   と、 (e) 前記軸受は、前記環状溝内に配置され、前記
   溝の幅寸法に実質的に等しい最大幅寸法を有
   し、前記軸部材を包囲する関係で延び、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
   つて実質的に均等な断面形状を有することと、 (g) 均等の弾力性のある流動可能なゴム状部材で
   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つて延びている
   ことと、 (i) 前記シールリングの幅寸法は、前記軸受の肉
   厚部分の軸方向の寸法を加えた時、それは前記
   溝の幅寸法より小さいことと、 (j) 前記軸受の肉薄部分の厚さ寸法と、拘束され
   ない状態での前記シールリングの半径方向の厚
   さ寸法を加えたものは、前記溝の深さ寸法より
   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
   圧縮力がかかつた状態で保持され、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
   によつて完全となり、その状態に保持されるこ
   と、とを含んでなる軸受組立体。