JPH0716098Y2

JPH0716098Y2 - 静圧軸受装置

Info

Publication number: JPH0716098Y2
Application number: JP1989004155U
Authority: JP
Inventors: 時彦梅田; 範夫田村; 卓也槇田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2004-01-17
Also published as: JPH0294924U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は回転軸を支承する静圧軸受装置に係り、詳しく
は、回転軸の負荷を受ける側に潤滑圧力を作用させるこ
とができるようにした静圧軸受装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

回転軸を支承する従来の静圧軸受装置として、例えば、
第３図（ａ），（ｂ）に示したものがある。

その軸受装置は、潤滑液を介在させることにより回転軸
51を支承する軸受52の内面に、同じ大きさのポケット5
3,53を等間隔に複数個配置すると共に、その各ポケット
53に液体絞りを兼ねた同一径の潤滑液供給孔54を配置し
たものである。

そして、潤滑液供給孔54からポケット53内にポンプ55の
駆動によって潤滑液を供給し、回転軸51の回転時の荷重
を支持するようにしている。

また、第４図（ａ），（ｂ）に示した静圧軸受装置は、
例えば特開昭54−57053号公報に記載されているが、潤
滑液を介して回転軸51を支承する軸受52の内面に向け
て、同一径となっている液体絞りを兼ねた潤滑液の供給
孔56を等間隔に配置している。

その供給孔56からポンプ55の駆動によって軸受52内に潤
滑液を供給し、回転軸51の回転時の荷重を支承してい
る。

ところが、上記した二例の軸受装置においては、回転軸
51の全周を加圧しており、回転軸51における荷重が大き
いときにはポンプ流量を増大させる必要がある。また、
高速回転時における回転軸51の振れ回りなどの問題も生
じる。

このような問題を解消しようとしたものに、特公昭59−
17286号公報に記載されたジャーナル軸受がある。

これは、第５図（ａ），（ｂ）および第６図（ａ），
（ｂ）に示すように、潤滑液を介して回転軸を支承する
軸受57の内面に設けられるポケット58の大きさを違える
か、液体絞りを兼ねた潤滑液の供給孔59の大きさを変
え、もしくは、供給孔60の配置間隔を不等にしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記の軸受装置においては、軸受に対して固定した方向
で作用する負荷荷重の場合にはその改善が適切であって
も、荷重方向が決まっていない場合、すなわち、負荷荷
重が回転軸に対して定まった方向に作用する場合には、
上記のような構成を採用しても所望の効果が発揮されな
い問題がある。

本考案は上述の問題を解決するためになされたもので、
その目的は、静圧軸受における負荷能力を回転に追従し
て発揮させその軸受機能を大幅に改善するこができ、ま
た、潤滑液を軸受に供給するポンプの容量を小さくし
て、省エネルギー化を図ることができる静圧軸受装置を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、負荷の作用する方向が回転に伴って変化する
回転軸を支承している軸受装置に適用される。

その特徴とするところは、第１図を参照して、回転軸２
はケーシング17内に設置したリング状の軸受体18によっ
て支承される一方、その軸受体18から外れた端部2Aはケ
ーシング17に形成した軸孔17Aに嵌挿され、その軸受体1
8の内周面あるいは回転軸12の軸受体18に対面する位置
の外周面の少なくともいずれか一方に、複数のポケット
5,5が円周方向に等間隔で配設される。

回転軸２の前記した端部2Aには、ポンプ10によって加圧
された潤滑液を軸孔17Aの壁面を経て常時供給する供給
通路1Aに連通し周方向に扇形状をなす供給ポート22が負
荷を受ける側に形成されると共に、潤滑液をタンク13に
排出するための排出通路1Bに軸孔17Aの壁面を経て常時
連通し周方向に扇形状をなす排出ポート24が負荷の少な
い側に形成される。

そして、回転軸２の回転によって供給ポート22に連通し
たり排出ポート24に連通し、負荷を受ける側のポケット
5Aに対応した軸受体18の液孔6Aに連なる場合には供給ポ
ート22に臨んで開口する連通路26と、その際に負荷の少
ない側のポケット5Bに対応した軸受体18の液孔6Bに連な
り排出ポート24に臨んで開口する連通路26とが、ケーシ
ング17に形成されていることである。

〔作用〕

負荷の作用する方向が回転に伴って変化する回転軸２
は、ケーシング17内に設置したリング状の軸受体18によ
って支承されている。ポンプ10によって加圧された潤滑
液は、回転軸２の端部2Aを嵌挿した軸孔17Aの壁面を経
た供給通路1Aから、負荷を受ける側で周方向に扇形状を
なす供給ポート22に常時供給される。

一方、回転軸２の負荷の少ない側で周方向に扇形状をな
す排出ポート24は、軸孔17Aの壁面を経て潤滑液をタン
ク13に排出するための排出通路1Bに常時連通される。

回転軸２の回転によりケーシング17に形成した一方の連
通路26Aは、例えば負荷を受ける側の軸受体18のポケッ
ト5A,5Aに対応した液孔6Aに連なるとき供給ポケット22
に連通する。そして、他方の連通路26Bは、負荷の少な
い側のポケット5B,5Bに対応した液孔6Bに連なると共
に、排出ポート24に連通する。

回転軸２が反転すると連通路26A,26Bの連通状態が上記
とは逆となり、さらに反転すると元の状態に戻る。その
間、負荷を受ける側には加圧された潤滑液が供給され、
負荷の少ない側からは潤滑液が排出される。すなわち、
供給ポート22に送り出される潤滑液は、回転軸２の負荷
を受ける側のポケット5A,5Aに潤滑圧力を作用させる。
一方、負荷の少ない側の潤滑液はポケット5B,5Bから排
出ポート24を介してタンク13に抜かれ、回転軸２が負荷
を受ける側と少ない側の圧力の調整をとりながら支承さ
れる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、回転軸の回転に伴って回転軸上の負荷
の受ける側が順次移動しても、すなわち、負荷の作用す
る方向が回転によって変化しても、負荷を受ける側のポ
ケットには常時潤滑圧力を作用させておくことができ、
負荷の少ない側からは潤滑圧力を抜くことができる。こ
のような支承によって、負荷能力が回転に追従して発揮
される。その結果、軸受機能が大幅に改善され、また、
潤滑液を軸受側に供給するポンプの流量を小さくするこ
とができ、省エネルギーに貢献した軸受装置とすること
ができる。

〔実施例〕

以下に本考案を、その実施例を表した図面をもとに詳細
に説明する。第１図は静圧軸受装置の一例を縦断面図
で、この装置は、回転軸２と、この回転軸２と同期して
回転するポート画成部材としての端部2Aとを備え、その
回転軸２はケーシング17に固定した筒状の軸受体18によ
って支承されている。

この軸受体18の内周面にはポケット5,5が等間隔に配置
されていて、このポケット５の中心部に、外周面側へ貫
通する液体絞りを兼ねた潤滑液の液孔６が設けられてい
る。そして、回転軸２の負荷の大きい側の供給路23がポ
ンプなどの加圧源10に、後述する供給通路1Aを介して連
通され、負荷の少ない側の排出路25が後述する排出通路
1Bを介してタンク13に連通される。

この静圧軸受装置の回転軸２は、例えば第２図に示す回
転斜板形液圧ポンプ14の斜板15に一体に連動連結され
る。そして、この斜板15の回転に伴うピストン16,16の
往復動に基づく吸入・圧縮によってポンプ作用がなされ
るとき、回転軸２の図にて上方側の負荷が大きくなる。

この場合に、回転軸２と上記したポート画成部材2Aとは
後述する構成によって常に同期して回転するので、ポン
プ10から供給路23を経て潤滑圧力が軸受体18の大きい負
荷を受ける側のポケット5A,5Aに供給され、負荷の少な
い側のポケット5B,5Bより排出路25を経てタンク13へ潤
滑圧力を抜くようにしている。

したがって、回転軸２の負荷が大きい側は常に加圧され
ており、負荷の変動に対していちいちポンプ10の流量を
変化させる必要がない。すなわち、負荷の少ない側から
潤滑圧力を抜かないような場合に軸荷重が大きくなる
と、ポンプ流量を増大させなければならないが、そのよ
うな必要がない。それゆえ、従来のものに比べて静圧軸
受の負荷能力を大幅に改善することができると共に、ポ
ンプの容量を小さくしておくことが可能となる。

もう少し詳しく述べると、ケーシング17の内部に回転軸
２を回転自在に挿嵌し、その回転軸２を支承する軸受体
18を設けたものであり、軸受体18の内周面に等間隔配置
されたポケット5,5の中央部に液体絞りと潤滑液の排出
のための液孔６が設けられている。なお、このポケット
５は、回転軸２の軸受体18に対面する位置の外周面に配
設しておいてもよい。

上記の回転軸２の端部、すなわち、軸受体18から外れた
ところには、係合機構等を介して一体回転する随伴軸2B
が取り付けられている。この随伴軸2Bはケーシング17に
形成した軸孔17Aに嵌挿されおり、前述したポート画成
部材としても機能するものである。

これには、環状仕切り19を境に図にて左側に、軸孔17A
の壁面や供給路11を介してポンプ10に連結する環状の供
給室20が設けられ、右側には、排出路12を介してタンク
13に連通する環状の排出室21が設けられている。

その供給室20より回転軸２の中央寄り部位であって負荷
を受ける側に、供給通路1Aと連通して周方向に扇形状を
なす供給ポート22が形成される。そして、供給ポート22
と供給室20とをつなぐ供給路23が随伴軸2B内に設けられ
ている。なお、供給路11,供給室20,供給路23は、軸孔17
Aの壁面を経た供給通路1Aを構成し、加圧された潤滑液
を供給ポート22に常時供給するようになっている。

一方、排出室21から前記供給ポート22の反対側部位に形
成された扇形状の排出ポート24までに、排出路25が随伴
軸2B内に刻設されている。排出路25,排出室25,排出路12
は、軸孔17Aの壁面を経た排出通路1Bを構成し、排出ポ
ート24の潤滑液をタンク13に排出するようになってい
る。

また、前記ケーシング17には図にて上側および下側部位
に供給ポート22および排出ポート24の対向個所から、軸
受体18の液孔６の対向個所まで連通路26,26が設けられ
る。

すなわち、連通路26は、回転軸２の回転によって供給ポ
ート22に連通したり排出ポート24に連通し、負荷を受け
る側のポケット5Aに対応した軸受体18の液孔6Aに連なる
場合には供給ポート22に臨んで開口する連結路と、その
際に負荷の少ない側のポケット5Bに対応した軸受体18の
液孔6Bに連なり排出ポート24に臨んで開口する連通路と
からなる。

なお、供給路23と供給ポート22とは回転軸２における負
荷の大きい側に設けられ、一方、排出路25と排出ポート
24とは回転軸２における負荷の少ない側に設けられてい
ることは、前述したとおりである。

そして、回転軸２が回転されると、ポンプ10から供給路
11を経て潤滑圧力は常に環状の供給室20に供給され、こ
の供給室20より供給路23を経て供給ポート22に供給され
る。

さらに、この潤滑圧力は、図示の状態では、供給ポート
22よりケーシング17に形成された連通路26Aを通って液
孔6Aよりポケット5Aに供給され、回転軸２の負荷を受け
る。

また、回転軸２の負荷の少ない側のポケット5Bの潤滑液
は、液孔6Bを経て連通路26Bを通って排出ポート24に送
出され、この排出ポート24から排出通路1Bをなす排出路
25,排出室21,排出路12を経てタンク13に排出される。し
たがって、潤滑圧力が回転軸２の負荷に大きい側に作用
し、負荷の少ない側から潤滑圧力が抜かれる。

回転軸２が例えば半転した状態では図の上下が逆とな
り、連通孔26Aが排出ポート24に連なる一方、連通孔26B
は供給ポート22に連通する。さらに半転して元の状態に
なると、各連通路26A,26Bは上記の経路に連通を再現す
る。回転軸２が回転する間に、それが繰り返される。液
孔６に連なる連通孔26は液孔の数だけあるので、回転軸
２が如何なる角度になっても、略半周分ずつが上記した
供給側と排出側に区分され、それが負荷を受ける側と少
ない側に対応することになる。

以上説明したように、ポンプに連通する供給通路より回
転軸の負荷を受ける側のポケットに潤滑圧力を作用させ
る一方、負荷の少ない側から潤滑圧力を抜くようにして
回転軸を支承するようにしたので、静圧軸受における負
荷能力を回転に追従して発揮させ、その軸受機能が大幅
に改善されると共に、潤滑液を軸受側に供給するポンプ
の容量を小さくすることが可能であって、回転軸の全周
囲に潤滑圧力を作用させている場合とは異なり、省エネ
ルギーに貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る静圧軸受装置の一実施例における
縦断面図、第２図は回転軸に一体に連動結合される回転
斜板形液圧ポンプの斜板とピストンとの要部の正面図、
第３図（ａ），（ｂ）ないし第６図（ａ），（ｂ）は従
来例の静圧軸受装置の断面図およびそのポートあるいは
供給孔の配置図である。 1A…供給通路、1B…排出通路、２…回転軸、2A…回転軸
の端部（ポート画成部材）、5,5A,5B…ポケット、6,6A,
6B…液孔、10…ポンプ、13…タンク、17…ケーシング、
17A…軸孔、18…軸受体、22…供給ポート、24…排出ポ
ート、26,26A,2Bb…連通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者槇田卓也兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地川崎重工業株式会社西神戸工場内 (56)参考文献特開昭54−57053（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−64247（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】負荷の作用する方向が回転に伴って変化す
る回転軸を支承している軸受装置において、上記回転軸はケーシング内に設置したリング状の軸受体
によって支承される一方、その軸受体から外れた端部は
前記ケーシングに形成した軸孔に嵌挿され、前記軸受体の内周面あるいは前記回転軸の軸受体に対面
する位置の外周面の少なくともいずれか一方に、複数の
ポケットが円周方向に等間隔で配設され、回転軸の前記端部には、ポンプによって加圧された潤滑
液を前記軸孔の壁面を経て常時供給する供給通路に連通
し周方向に扇形状をなす供給ポートが負荷を受ける側に
形成されると共に、潤滑液をタンクに排出するための排
出通路に前記軸孔の壁面を経て常時連通し周方向に扇形
状をなす排出ポートが負荷の少ない側に形成され、前記回転軸の回転によって前記供給ポートに連通したり
前記排出ポートに連通し、負荷を受ける側のポットに対
応した軸受体の液孔に連なる場合には前記供給ポートに
臨んで開口する連通路と、その際に負荷の少ない側のポ
ケットに対応した軸受体の液孔に連なり前記排出ポート
に臨んで開口する連通路とが、前記ケーシングに形成さ
れていることを特徴とする静圧軸受装置。