JPH0720422U - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、回転軸８がセラミック軸受
３に片当りすることなく、軸受圧力が低く抑えられ、摺
動部での発熱が少なく、良好な軸受作用を維持し得るセ
ラミック材を使用した軸受装置を提供するにある。 【構成】 本考案の軸受装置は、ケーシング１に固定さ
れた軸受ケース２と、該軸受ケース内に配設され回転軸
８を支承するセラミック軸受３と、該セラミック軸受と
焼ばめによって一体に形成され外周は軸方向に曲率をも
った曲面となっている金属リテーナ４と、該金属リテー
ナの外側に嵌入され内周面が金属リテーナ外周の曲面と
接する金属ホルダ５と、金属ホルダ５と軸受ケース２の
間に介在させた弾性体６と、前記金属リテーナの下部を
軸受ケース２側から支持する支持板７とを有してなるこ
とを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は河川水や海水のポンプ等の回転軸に適用される軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４に軸受面に水を導くように構成された従来の技術による軸受装置の縦断面 図を示し、図５に図４におけるＶ−Ｖ矢視の横断面図を示した。図を参照して従 来例の構成と作用について説明する。 図４，５において、０１はケーシング、０２はケーシング０１に取付けられた 軸受ケース、０３は該軸受ケースの内周に焼きばめにより固定された円筒状のセ ラミック軸受であり、該セラミック軸受にはジャーナル部に隙間ｈを有して回転 軸０４が挿入されている。なお、図示されていないが前記回転軸の下部には羽根 車が装着されており、回転軸０４の回転により羽根車が回転して、水Ｗの吸入と 吐出がなされる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来例では次のような問題点があった。 即ち、回転軸０４が軸方向にたわんでセラミック軸受０３の端部に片当りした り、また軸受ケース０２とケーシング０１との取付誤差により、軸受ケース０２ が回転軸０４の軸方向に傾斜し、セラミック軸受０３の端部と回転軸０４が片当 りすることがある。 このような片当りを生じた場合、軸受材のセラミックはヤング率が高く弾性変 形しにくい性質を有するため、接触部における単位面積当りの荷重である面圧が 増大し、軸受摺動面の温度は異常に上昇して、セラミック軸受０３と軸受ケース ０２の焼きばめ温度以上に達することもある。

【０００４】 その結果、軸受ケース０２からのセラミック軸受０３の脱落や、セラミック軸 受０３と回転軸０４との共回りによる破損につながったり、軸受の摺動面に面荒 れが生じ摩耗を助長する原因となる。このようにセラミック軸受０３が異常に摩 耗したり破損すると、回転軸０４を正常に支承することができず、ポンプは運転 不能に至る。 前記片当り発生を防止すべくセラミック軸受０３の外周部に弾性体を挿入した 例もあるが、回転軸０４から軸受に作用する荷重を安定して支承するためには十 分に剛性の高い弾性体を使用する必要があり的確な対応にはなっていない。

【０００５】 本考案の目的は前記問題点を解決し、回転軸がセラミック軸受に片当りするこ となく、軸受面に作用する単位面積当りの荷重が低く抑えられ、摺動部での発熱 が少なく、良好な軸受作用を維持し得る軸受材にセラミックを使用した軸受装置 を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

第１考案の軸受装置は、軸受材料にセラミックを使用した軸受装置において、 ケーシング１に固定された軸受ケース２と、内周が軸受面となって回転軸８のラ ジアル荷重を支承する円筒状のセラミック軸受３と、該セラミック軸受の外周と 焼ばめによって一体に形成され且つ外周面は軸方面に曲率を有する曲面となって いる金属リテーナ４と、該金属リテーナの外側に嵌入され内周面が金属リテーナ の外周の曲面と線接触する円筒状の金属ホルダ５と、該金属ホルダと前記軸受ケ ースの間に介設された弾性体６と、前記金属リテーナと軸受ケースの間に配設さ れた支持板７とを有してなることを特徴とする。

【０００７】 第２考案は、前記第１考案による軸受装置において、金属リテーナ４の外周の 曲面と接する金属ホルダ５の内周部に発生するヘルツ応力が、金属リテーナ材料 の降伏応力もしくは金属ホルダ材料の降伏応力のうち低い方の降伏応力より小さ くなるように金属リテーナ４の外周の軸方向の曲率を設定したことを特徴として いる。

【０００８】

【作用】 第１考案の構成によれば、金属リテーナ４の外周が軸方向に曲率をもった曲面 になっており金属ホルダ５の内周と線接触となっているため、軸方向の傾斜に対 する規制力がほとんど無く回転軸８の傾斜に容易に追従するので、回転軸８がセ ラミック軸受３に片当りすることを防止し得る。なお金属ホルダ５と軸受ケース ２の間には弾性体６が介装されているので、もしセラミック軸受３に衝撃荷重が 作用しても、衝撃力は弾性体６によって緩衝されセラミック軸受３が破損するこ とは無い。

【０００９】 第２考案では金属ホルダ５の内周部に発生するヘルツ応力が、金属リテーナ材 料と金属ホルダ材料の降伏応力を越えないように金属リテーナ４の外周の軸方向 の曲率が設定されているので、曲面の線接触部が塑性変形してへたるようなこと なく、良好な傾斜追従性が維持される。

【００１０】

【実施例】

図１に第１考案の実施例に係る軸受装置の縦断面図を示し、図２に図１におけ るII−II矢視の横断面図を示した。図１，２を参照して実施例の構成について説 明する。 軸受ケース２はポンプのケーシング１に固定して装着されている。軸受ケース ２の内面には複数列の円周方向の溝を形成し弾性体６が配設されている。弾性体 ６を介在させて軸受ケース２の内部に円筒状の金属ホルダ５が嵌入されている。 該金属ホルダの内周面にはセラミック軸受３の外周に焼きばめした金属リテーナ ４の外周の曲面が線接触している。金属リテーナ４は支持板７を介して軸受ケー ス２により保持されている。回転軸はセラミック軸受３に挿入されそのラジアル 荷重が支承されている。

【００１１】 次にその作用について説明する。 回転軸８が流体力等によって傾斜したり、加工誤差等による軸受ケース２の軸 方向傾斜などが発生しても、金属リテーナ４の外周面が軸方向に曲率を有する曲 面で形成され金属ホルダ５の内面に線接触しているため、該接触部を支点として 軸方向への傾斜に対して規制力がほとんど無く追従が容易となるため、セラミッ ク軸受の端部が回転軸８と接触するような片当り障害が発生せず良好な軸受作用 が維持される。

【００１２】 また、金属リテーナ４の外周の曲面と線接触する金属ホルダ５の内周に発生す るヘルツ応力が、金属リテーナ４と金属ホルダ５の材料の降伏応力より小さくな るように金属リテーナ４の外周の軸方向の曲率を設定しているので、接触部が塑 性変形してへたりを生ずるようなことも無く、傾斜追従性が良好に維持される。

【００１３】

【考案の効果】

本考案により、セラミック軸受３に回転軸８が片当りすることなく、軸受に作 用する単位接触面積当りの荷重も低く抑えられ、軸受面での発熱も少なく、焼付 くこともなく良好な軸受作用が得られる。 図３は本考案の効果を運転時間と軸受温度の関係で示した説明図である。セラ ミック軸受に回転軸の片当りが発生した場合は、軸受面の面圧が増大して異常発 熱し、温度が急上昇して焼ばめ温度を越えるようになりセラミック軸受３が脱落 したり破損に至ることがある。これに対し本考案によれば片当りが発生せず温度 上昇もわずかで良好な軸受作用が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１考案の実施例に係る軸受装置の縦断面図

【図２】図１におけるII−II矢視の横断面図

【図３】第１考案の効果を運転時間と軸受温度の関係で
示した説明図

【図４】従来の技術による軸受装置の縦断面図

【図５】図４におけるＶ−Ｖ矢視の横断面図

【符号の説明】

１…ケーシング、２…軸受ケース、３…セラミック軸
受、４…金属リテーナ、５…金属ホルダ、６…弾性体、
７…支持板、８…回転軸。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受材料にセラミックを使用した軸受装
   置において、ケーシング（１）に固定された軸受ケース
   （２）と、内周が軸受面となって回転軸（８）のラジア
   ル荷重を支承する円筒状のセラミック軸受（３）と、該
   セラミック軸受の外周と焼ばめによって一体に形成され
   且つ外周面は軸方向に曲率を有する曲面となっている金
   属リテーナ（４）と、該金属リテーナの外側に嵌入され
   内周面が金属リテーナの外周の曲面と線接触する円筒状
   の金属ホルダ（５）と、該金属ホルダと前記軸受ケース
   の間に介設された弾性体（６）と、前記金属リテーナと
   軸受ケースの間に配設された支持板（７）とを有してな
   ることを特徴とする軸受装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の軸受装置において、金
   属リテーナ（４）の外周の曲面と接する金属ホルダ
   （５）の内周部に発生するヘルツ応力が、金属リテーナ
   材料の降伏応力もしくは金属ホルダ材料の降伏応力のう
   ち低い方の降伏応力より小さくなるように金属リテーナ
   （４）の外周の軸方向の曲率を設定したことを特徴とす
   る軸受装置。