JPH065089B2 - オイルフィルムベアリング - Google Patents
オイルフィルムベアリングInfo
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- JPH065089B2 JPH065089B2 JP57220415A JP22041582A JPH065089B2 JP H065089 B2 JPH065089 B2 JP H065089B2 JP 57220415 A JP57220415 A JP 57220415A JP 22041582 A JP22041582 A JP 22041582A JP H065089 B2 JPH065089 B2 JP H065089B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/1065—Grooves on a bearing surface for distributing or collecting the liquid
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
- B21B31/07—Adaptation of roll neck bearings
- B21B31/074—Oil film bearings, e.g. "Morgoil" bearings
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- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延ロールの円錐形のジャーナルのためのオ
イルフィルムベアリングであって、ジャーナルに、圧延
ロールと共に回転する軸受ブシュが比較的緩い圧力嵌め
により装着されていて、該軸受ブシュが、圧延機の軸受
箱に挿入された定置の円筒形の軸受ブシュによって受容
されており、定置の軸受ブシュと回転する軸受ブシュと
の間に常にオイルが供給されるようになっていて、圧延
ロール回転時にロール間隙において生じる圧延力の反力
に基づいて両軸受ブシュの間に形成される高圧オイルフ
ィルムから、回転する軸受ブシュに一体成形された半径
方向に延びる供給孔を介して、円錐形のジャーナルと回
転する軸受ブシュとの間の移行区域に流入するオイルに
よって、該移行区域の潤滑が行われるようになってお
り、この場合にオイルが、互いに平行に延びている複数
の潤滑溝に達するようになっており、該潤滑溝がほぼ、
回転する軸受ブシュの軸線方向に延びていて、周面にわ
たって分配配置されている形式のものに関する。
イルフィルムベアリングであって、ジャーナルに、圧延
ロールと共に回転する軸受ブシュが比較的緩い圧力嵌め
により装着されていて、該軸受ブシュが、圧延機の軸受
箱に挿入された定置の円筒形の軸受ブシュによって受容
されており、定置の軸受ブシュと回転する軸受ブシュと
の間に常にオイルが供給されるようになっていて、圧延
ロール回転時にロール間隙において生じる圧延力の反力
に基づいて両軸受ブシュの間に形成される高圧オイルフ
ィルムから、回転する軸受ブシュに一体成形された半径
方向に延びる供給孔を介して、円錐形のジャーナルと回
転する軸受ブシュとの間の移行区域に流入するオイルに
よって、該移行区域の潤滑が行われるようになってお
り、この場合にオイルが、互いに平行に延びている複数
の潤滑溝に達するようになっており、該潤滑溝がほぼ、
回転する軸受ブシュの軸線方向に延びていて、周面にわ
たって分配配置されている形式のものに関する。
このような形式のオイルフィルムベアリングでは、回転
する軸受ブシュをジャーナルから可能な限り簡単に取り
外せるようにするために、互いに圧着せしめられる円錐
面の間の圧力嵌めは有利には比較的緩く行われており、
ゆえにあまり堅固ではない。従って、回転する軸受ブシ
ュと回転するジャーナルとの間におけるある程度の相対
運動が、負荷のかかった運転時において生じる可能性が
ある。この結果、互いに圧着せしめられた円錐面の間に
適当な潤滑が施されていないと、ジャーナルと回転する
軸受ブシュとの間の静摩擦に関連して接触腐食が生じ、
この接触腐食によって大きな摩耗、ひいてはいわゆる
「黒点」の発生が惹起される。そしてひどい場合には、
回転する軸受ブシュ及び／又はジャーナルに残存する損
傷の原因となる。
する軸受ブシュをジャーナルから可能な限り簡単に取り
外せるようにするために、互いに圧着せしめられる円錐
面の間の圧力嵌めは有利には比較的緩く行われており、
ゆえにあまり堅固ではない。従って、回転する軸受ブシ
ュと回転するジャーナルとの間におけるある程度の相対
運動が、負荷のかかった運転時において生じる可能性が
ある。この結果、互いに圧着せしめられた円錐面の間に
適当な潤滑が施されていないと、ジャーナルと回転する
軸受ブシュとの間の静摩擦に関連して接触腐食が生じ、
この接触腐食によって大きな摩耗、ひいてはいわゆる
「黒点」の発生が惹起される。そしてひどい場合には、
回転する軸受ブシュ及び／又はジャーナルに残存する損
傷の原因となる。
このような不都合な現象を回避するために、所与の１次
潤滑溝の他にさらに２次潤滑溝を設けて、両潤滑溝を結
合溝を介して互いに接続させることが知られている（ド
イツ連邦共和国特許出願公開第２８４３６５８号明細
書）。この公知の形式では、円錐形の軸受ブシュの周面
にわたって互いに隔てられて分配された複数の溝網が形
成されており、オイルフィルムベアリングの負荷区域を
通る各溝網が回転すると、溝網には高圧下にあるオイル
が、遠心力に抗して、供給孔を介して供給される。これ
によって、オイルフィルムベアリングの回転する軸受ブ
シュとジャーナルとの間の移行範囲に多量のオイルが供
給されるので、潤滑が改善されると言われている。
潤滑溝の他にさらに２次潤滑溝を設けて、両潤滑溝を結
合溝を介して互いに接続させることが知られている（ド
イツ連邦共和国特許出願公開第２８４３６５８号明細
書）。この公知の形式では、円錐形の軸受ブシュの周面
にわたって互いに隔てられて分配された複数の溝網が形
成されており、オイルフィルムベアリングの負荷区域を
通る各溝網が回転すると、溝網には高圧下にあるオイル
が、遠心力に抗して、供給孔を介して供給される。これ
によって、オイルフィルムベアリングの回転する軸受ブ
シュとジャーナルとの間の移行範囲に多量のオイルが供
給されるので、潤滑が改善されると言われている。
しかしながらこの公知の形式には、溝網を製作する際に
かかる費用が極めて高いという欠点のみならず、オイル
が１次潤滑溝と２次潤滑溝と結合溝とを介して広げられ
て分配されるにもかかわらず、軸受ブシュないしはジャ
ーナルの極めて多くの部分面が不十分にしか潤滑され得
ないという欠点が存在する。それというのは、潤滑はほ
ぼ溝網自体の範囲に制限されていて、所望のように制御
され得ない場合には漂遊するクリープオイルは溝網の間
の面に僅かしか塗布されないからである。
かかる費用が極めて高いという欠点のみならず、オイル
が１次潤滑溝と２次潤滑溝と結合溝とを介して広げられ
て分配されるにもかかわらず、軸受ブシュないしはジャ
ーナルの極めて多くの部分面が不十分にしか潤滑され得
ないという欠点が存在する。それというのは、潤滑はほ
ぼ溝網自体の範囲に制限されていて、所望のように制御
され得ない場合には漂遊するクリープオイルは溝網の間
の面に僅かしか塗布されないからである。
ゆえに本発明の課題は、上述の欠点を回避するために、
回転する円錐形の軸受ブシュに設けられた潤滑溝を改良
して、広範囲のオイル分配によって、円錐形のジャーナ
ルとこれに装着された軸受ブシュとの間において接触腐
食が生じることを回避することのできるオイルフィルム
ベアリングを提供することである。
回転する円錐形の軸受ブシュに設けられた潤滑溝を改良
して、広範囲のオイル分配によって、円錐形のジャーナ
ルとこれに装着された軸受ブシュとの間において接触腐
食が生じることを回避することのできるオイルフィルム
ベアリングを提供することである。
この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述
べた形式のオイルフィルムベアリングにおいて、潤滑溝
が回転する軸受ブシュの母線に対して傾斜して延びてい
て、潤滑溝の一端を通って延びている仮想の母線が、そ
れぞれ隣接した潤滑溝の他端と交差している。
べた形式のオイルフィルムベアリングにおいて、潤滑溝
が回転する軸受ブシュの母線に対して傾斜して延びてい
て、潤滑溝の一端を通って延びている仮想の母線が、そ
れぞれ隣接した潤滑溝の他端と交差している。
この場合本発明は、圧延ロールの回転によってオイルが
潤滑溝から流出するという認識、つまりこのことが遠心
力によって必然的に軸受ブシュないしはオイルフィルム
ベアリングの母線の方向に行われるという認識から出発
している。従来の認識に対する本発明における認識の転
換は、潤滑溝が十分な傾斜状態にある場合には母線の方
向に流出するクリープオイルは、潤滑溝の設けられてい
ない滑らかな回転部分面に達し、ひいてはこの範囲をも
潤滑するということを意味している。有利には１２の潤
滑溝が周面にわたって分配されて軸受ブシュに一体成形
されており、このように１２の潤滑溝が設けられている
場合には、各潤滑溝は同潤滑溝に対応する軸受ブシュ母
線に対して１８°の傾斜角度を有している。等しく潤滑
溝数においてこの角度がさらに大きく選択されると、ク
リープオイル流の部分的なオーバラップが生じてしま
う。
潤滑溝から流出するという認識、つまりこのことが遠心
力によって必然的に軸受ブシュないしはオイルフィルム
ベアリングの母線の方向に行われるという認識から出発
している。従来の認識に対する本発明における認識の転
換は、潤滑溝が十分な傾斜状態にある場合には母線の方
向に流出するクリープオイルは、潤滑溝の設けられてい
ない滑らかな回転部分面に達し、ひいてはこの範囲をも
潤滑するということを意味している。有利には１２の潤
滑溝が周面にわたって分配されて軸受ブシュに一体成形
されており、このように１２の潤滑溝が設けられている
場合には、各潤滑溝は同潤滑溝に対応する軸受ブシュ母
線に対して１８°の傾斜角度を有している。等しく潤滑
溝数においてこの角度がさらに大きく選択されると、ク
リープオイル流の部分的なオーバラップが生じてしま
う。
本発明の有利な実施態様では、回転する軸受ブシュが、
第１の潤滑溝と同様な傾斜状態で逆の方向に延びている
第２の潤滑溝を有していて、第２の潤滑溝が第１の潤滑
溝と交差している。このように構成されていると、軸受
ブシュはジャーナルによって右回転させられても左回転
させられてもよい。ジャーナルの回転方向は圧延ロール
が下側ロールか上側ロールかによって決定される。交差
している潤滑溝は、各回転方向において場合によっては
生じる軸方向運動に抗して作用し、ジャーナルと軸受ブ
シュとの間のあまり堅くない圧力嵌めが回転によって外
れることを阻止する。
第１の潤滑溝と同様な傾斜状態で逆の方向に延びている
第２の潤滑溝を有していて、第２の潤滑溝が第１の潤滑
溝と交差している。このように構成されていると、軸受
ブシュはジャーナルによって右回転させられても左回転
させられてもよい。ジャーナルの回転方向は圧延ロール
が下側ロールか上側ロールかによって決定される。交差
している潤滑溝は、各回転方向において場合によっては
生じる軸方向運動に抗して作用し、ジャーナルと軸受ブ
シュとの間のあまり堅くない圧力嵌めが回転によって外
れることを阻止する。
本発明の別の実施態様では、半径方向の供給孔が円筒形
の軸受ブシュの肉厚部分に一体成形されている。
の軸受ブシュの肉厚部分に一体成形されている。
次に図面につき本発明の実施例を説明する。
第１図に示されているように圧延ロールのジャーナル端
部１は円錐形のジャーナル区分２を有しており、このジ
ャーナル区分２はロール本体３から減径された区分５ま
で延びている。公知の形式の、ゆえに略示されているに
すぎないオイルフィルムベアリングの一部である軸受ブ
シュ８は、ジャーナル端部１の円錐形のジャーナル区分
２に装着され、くさび結合によって保持されている。も
ちろんこの手段の他にもオイルフィルムベアリングのさ
らに別の補助手段が軸受ブシュ８の固定のために働いて
いる。ジャーナル区分２と共に回転する軸受ブシュ８の
円筒形の周面１１は、圧延機の軸受箱に定置に配置され
た軸受ブシュ１２に挿入されていて、定置の軸受ブシュ
１２内で回転する。運転中においては、定置の軸受ブシ
ュ１２と回転する軸受８との間に常にオイルが供給さ
れ、この結果、圧延ロール回転時にロール間隙において
生じる圧延力の反力に基づいて、オイルフィルムベアリ
ングの負荷区域又は負荷受容区域には流体力学に基づい
て高圧オイルフィルム１３が生じる。円錐形のジャーナ
ル区分２と回転する軸受ブシュ８との間の圧力嵌めは比
較的軽いので、ロールスタンドが負荷されて作業してい
る場合には、両部分２，８の間において僅かな相対運動
が生じる。このことから、円錐形のジャーナル区分２と
回転する軸受ブシュ８との間の移行区域をも潤滑し、こ
れによって場合によっては生じる摩擦を除去する必要が
ある。ゆれに、負荷区域において高圧下にあるオイルの
一部が、回転する軸受ブシュ８に半径方向において一体
成形されかつ周面に分配された供給孔１４を介して、一
列に並んだ潤滑溝１５に導入される。なお自明なことで
はあるが付言すると、この場合圧延力の反力としてオイ
ルフィルムベアリングの負荷区域において生じる高圧オ
イルフィルム１３の圧力が、当該負荷区域において作用
する遠心力よりも大きいことは明らかであり、これによ
って、定置の軸受ブシュ１２と回転する軸受ブシュ８と
の間における高圧オイルフィルム１３は、遠心力に抗し
て、供給孔１４を介して潤滑溝１５に導入されることに
なる。
部１は円錐形のジャーナル区分２を有しており、このジ
ャーナル区分２はロール本体３から減径された区分５ま
で延びている。公知の形式の、ゆえに略示されているに
すぎないオイルフィルムベアリングの一部である軸受ブ
シュ８は、ジャーナル端部１の円錐形のジャーナル区分
２に装着され、くさび結合によって保持されている。も
ちろんこの手段の他にもオイルフィルムベアリングのさ
らに別の補助手段が軸受ブシュ８の固定のために働いて
いる。ジャーナル区分２と共に回転する軸受ブシュ８の
円筒形の周面１１は、圧延機の軸受箱に定置に配置され
た軸受ブシュ１２に挿入されていて、定置の軸受ブシュ
１２内で回転する。運転中においては、定置の軸受ブシ
ュ１２と回転する軸受８との間に常にオイルが供給さ
れ、この結果、圧延ロール回転時にロール間隙において
生じる圧延力の反力に基づいて、オイルフィルムベアリ
ングの負荷区域又は負荷受容区域には流体力学に基づい
て高圧オイルフィルム１３が生じる。円錐形のジャーナ
ル区分２と回転する軸受ブシュ８との間の圧力嵌めは比
較的軽いので、ロールスタンドが負荷されて作業してい
る場合には、両部分２，８の間において僅かな相対運動
が生じる。このことから、円錐形のジャーナル区分２と
回転する軸受ブシュ８との間の移行区域をも潤滑し、こ
れによって場合によっては生じる摩擦を除去する必要が
ある。ゆれに、負荷区域において高圧下にあるオイルの
一部が、回転する軸受ブシュ８に半径方向において一体
成形されかつ周面に分配された供給孔１４を介して、一
列に並んだ潤滑溝１５に導入される。なお自明なことで
はあるが付言すると、この場合圧延力の反力としてオイ
ルフィルムベアリングの負荷区域において生じる高圧オ
イルフィルム１３の圧力が、当該負荷区域において作用
する遠心力よりも大きいことは明らかであり、これによ
って、定置の軸受ブシュ１２と回転する軸受ブシュ８と
の間における高圧オイルフィルム１３は、遠心力に抗し
て、供給孔１４を介して潤滑溝１５に導入されることに
なる。
潤滑溝１５は回転する軸受ブシュ８の円錐形の内周面に
配置されていて、軸受ブシュ８の内側の母線１６に対し
て所定の角度αをなして延びるように軸受ブシュ８に一
体成形されている（第３図参照）。圧延ロールの回転数
が増大するにつれて遠心力は大きくなり、クリープオイ
ルは潤滑溝１５から這うようにして流出する。この場合
遠心力は母線１６の方向に作用するので、オイルはこの
方向において分配され、第３図の矢印で示されているよ
うに、軸受ブシュ８の、潤滑溝１５が設けられていない
滑らかな回転部分面１７もまたオイルを塗布される。円
錐形のジャーナル区分２の、ロール本体３に向いている
方の端部において、オイルは溝１８に集められて再び潤
滑回路に送られる。軸受ブシュ８の、第３図及び第５図
において符号Ｚで示されている部分面には、遠心力によ
って潤滑溝１５から流出するオイルは達しないが、しか
しながらこれは欠点ではない。それというのはこの箇所
には、第１図の圧力曲線に示されているように比較的低
い圧力しか生じないからである。極めて不都合な「黒
点」は実際には軸受のほぼ中心である最高負荷Ｐｍａ
ｘ．が生じる範囲においてのみ発生する。さらにまた、
供給孔１４を恣意に外方に設けることもできない。なぜ
ならば、ジャーナル区分２と軸受ブシュ８との間の潤滑
溝１５，１９にオイルを到達せしめるために、供給孔１
４の半径方面における圧力Ｐ１は十分に高くなければな
らないからである。第４図及び第５図に示された実施例
では第１図の潤滑溝１５に加えてさらに第２の潤滑溝１
９が、回転する軸受ブシュ８の円錐面に一体成形されて
いる。この場合この第２の潤滑溝１９は同様に斜めに、
しかしながら第１の潤滑溝１５に対して逆方向に傾けら
れて位置している。この場合第２の潤滑溝１９が母線１
６に対して成している角度βは第１の潤滑溝１５の角度
αとまったく同じなので、両潤滑溝１５，１９は軸受ブ
シュ８の円錐面において交差している。
配置されていて、軸受ブシュ８の内側の母線１６に対し
て所定の角度αをなして延びるように軸受ブシュ８に一
体成形されている（第３図参照）。圧延ロールの回転数
が増大するにつれて遠心力は大きくなり、クリープオイ
ルは潤滑溝１５から這うようにして流出する。この場合
遠心力は母線１６の方向に作用するので、オイルはこの
方向において分配され、第３図の矢印で示されているよ
うに、軸受ブシュ８の、潤滑溝１５が設けられていない
滑らかな回転部分面１７もまたオイルを塗布される。円
錐形のジャーナル区分２の、ロール本体３に向いている
方の端部において、オイルは溝１８に集められて再び潤
滑回路に送られる。軸受ブシュ８の、第３図及び第５図
において符号Ｚで示されている部分面には、遠心力によ
って潤滑溝１５から流出するオイルは達しないが、しか
しながらこれは欠点ではない。それというのはこの箇所
には、第１図の圧力曲線に示されているように比較的低
い圧力しか生じないからである。極めて不都合な「黒
点」は実際には軸受のほぼ中心である最高負荷Ｐｍａ
ｘ．が生じる範囲においてのみ発生する。さらにまた、
供給孔１４を恣意に外方に設けることもできない。なぜ
ならば、ジャーナル区分２と軸受ブシュ８との間の潤滑
溝１５，１９にオイルを到達せしめるために、供給孔１
４の半径方面における圧力Ｐ１は十分に高くなければな
らないからである。第４図及び第５図に示された実施例
では第１図の潤滑溝１５に加えてさらに第２の潤滑溝１
９が、回転する軸受ブシュ８の円錐面に一体成形されて
いる。この場合この第２の潤滑溝１９は同様に斜めに、
しかしながら第１の潤滑溝１５に対して逆方向に傾けら
れて位置している。この場合第２の潤滑溝１９が母線１
６に対して成している角度βは第１の潤滑溝１５の角度
αとまったく同じなので、両潤滑溝１５，１９は軸受ブ
シュ８の円錐面において交差している。
第１図は圧延ロールのジャーナル端部と本発明によるオ
イルフィルムベアリングとを示す図、第２図は第１実施
例による回転する軸受ブシュを軸方向で見た図、第３図
は第２図のＩ−Ｉ線に沿った断面図、第４図は第２実施
例による回転する軸受ブシュを軸方向で見た図、第５図
は第４図のII−IIに沿った断面図である。 １…ジャーナル端部、２…ジャーナル区分、３…ロール
本体、５…区分、８，１２…軸受ブシュ、１１…周面、
１３…高圧オイルフィルム、１４…供給孔、１５，１９
…潤滑溝、１６…母線、１７…回転部分面、１８…溝、
α，β…角度、Ｚ…部分面、Ｐｍａｘ．…最大負荷、Ｐ
１…圧力。
イルフィルムベアリングとを示す図、第２図は第１実施
例による回転する軸受ブシュを軸方向で見た図、第３図
は第２図のＩ−Ｉ線に沿った断面図、第４図は第２実施
例による回転する軸受ブシュを軸方向で見た図、第５図
は第４図のII−IIに沿った断面図である。 １…ジャーナル端部、２…ジャーナル区分、３…ロール
本体、５…区分、８，１２…軸受ブシュ、１１…周面、
１３…高圧オイルフィルム、１４…供給孔、１５，１９
…潤滑溝、１６…母線、１７…回転部分面、１８…溝、
α，β…角度、Ｚ…部分面、Ｐｍａｘ．…最大負荷、Ｐ
１…圧力。
Claims (3)
- 【請求項１】圧延ロールの円錐形のジャーナルのための
オイルフィルムベアリングであって、ジャーナルに、圧
延ロールと共に回転する軸受ブシュが比較的緩い圧力嵌
めにより装着されていて、該軸受ブシュが、圧延機の軸
受箱に挿入された定置の円筒形の軸受ブシュによって受
容されており、定置の軸受ブシュと回転する軸受ブシュ
との間に常にオイルが供給されるようになっていて、圧
延ロール回転時にロール間隙において生じる圧延力の反
力に基づいて両軸受ブシュの間に形成される高圧オイル
フィルムから、回転する軸受ブシュに一体成形された半
径方向に延びる供給孔を介して、円錐形のジャーナルと
回転する軸受ブシュとの間の移行区域に流入するオイル
によって、該移行区域の潤滑が行われるようになってお
り、この場合にオイルが、互いに平行に延びている複数
の潤滑溝に達するようになっており、該潤滑溝がほぼ、
回転する軸受ブシュの軸線方向に延びていて、周面にわ
たって分配配置されている形式のものにおいて、潤滑溝
（１５）が回転する軸受ブシュ（８）の母線（１６）に
対して傾斜して延びていて、潤滑溝（１５）の一端を通
って延びている仮想の母線（１６）が、それぞれ隣接し
た潤滑溝（１５）の他端と交差していることを特徴とす
るオイルフィルムベアリング。 - 【請求項２】回転する軸受ブシュ（８）が、第１の潤滑
溝（１５）と同様な傾斜状態で逆の方向に延びている第
２の潤滑溝（１９）を有していて、第２の潤滑溝（１
９）が第１の潤滑溝（１５）と交差している特許請求の
範囲第１項記載のオイルフィルムベアリング。 - 【請求項３】半径方向の供給孔（１４）が円筒形の軸受
ブシュ（８）の肉厚部分に一体成形されている特許請求
の範囲第１項記載のオイルフィルムベアリング。
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