JPH09100831A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 河川や海水ポンプの回転軸の軸受装置に関
し、回転軸の軸受に対する片当りを防止し、良好な軸受
作用を行う。 【解決手段】 ケーシング１には軸受ケース３が取付け
られ、ケース３内面には弾性体６，７，１０，１３によ
りリテーナ５が保持され、上下の弾性体１０，１３は押
え板１１，１４、ボルト１２，１５で軸受ケース３に支
持される。リテーナ５の内面にはセラミック軸受４が焼
ばめされ、回転軸１を回転自在に支承している。ケース
３には廻止めピン８が埋込まれ、その先端はリテーナ５
の長穴形状の廻止め穴９に間隙を保って挿入されてお
り、リテーナ５は半径方向、軸方向に移動できる。回転
軸１が傾斜し、軸受４に片当りしてもリテーナ５は弾性
体６，７，１０，１３により移動し、片当りを回避する
ので軸受４の摩耗を防止し、良好な軸受作用を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は河川水ポンプや海水
ポンプの回転軸の軸受として用いるのに好適な軸受装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の軸受面に水を導くように構
成された軸受装置の縦断面図、図９はそのＹ−Ｙ断面図
である。これらの図において、１０１はケーシング、１
０２はケーシング１０１の内周に挿入され、一端がケー
シング１０１に固定された軸受ケースである。１０３は
軸受ケース１０２の内周に焼ばめによって固定されたセ
ラミック軸受であり、セラミック軸受１０３には隙間ｈ
を有して回転軸１０４が挿入されている。なお、図では
省略しているが回転軸１０４の下部にはインペラが設け
られており、回転軸１０４の回転によりこのインペラが
水Ｗの吸い込み吐出を行うようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の軸受
装置では回転軸１０４が軸方向にたわんでセラミック軸
受１０３の端部に片当りしたり、また、軸受ケース１０
２とケーシング１０１との取付誤差により軸受ケース１
０２が回転軸の軸方向に傾斜し、セラミック軸受１０３
の端部と回転軸１０４が片当りを生じる場合がある。こ
の片当りを生じた場合、セラミック軸受１０３ではセラ
ミック材のヤング率が高く、弾性変形しにくい性質をも
つため接触部の単位面積当たりの荷重である面圧が大き
くなり、その時の軸受摺動面の温度は異常に上昇し、セ
ラミックは焼付を発生する。

【０００４】その結果、セラミック軸受１０３の摩耗を
助長したり、破損したりする原因となる。そして、この
ようにセラミック軸受１０３が摩耗したり破損したりす
ると回転軸１０４を正常に支承することができず、ポン
プなどの運転に支障をきたすという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の軸受装置
におけるこのような不具合を解消するために、ケーシン
グ中に固定の軸受ケース、軸受ケース内に設けられたセ
ラミック軸受及びセラミック軸受内に配置された回転軸
を備えた軸受装置において、軸受ケースに固定した廻止
めピンと、内周にセラミック軸受を焼ばめし、外周に廻
止めピン挿入用穴を設けたリテーナと、リテーナを軸受
ケースに支持する弾性体とを設けた軸受装置を提供す
る。

【０００６】即ち、本発明はケーシング中に固定された
軸受ケース、同軸受ケースの内周に一体となるように設
けられたセラミック軸受及び同セラミック軸受の内周に
配置された回転軸とを具備する軸受装置において、前記
軸受ケースの内周面を貫通して固定された廻止めピン
と；前記軸受ケースの内周と前記セラミック軸受との間
に設けられ、内周には同セラミック軸受が焼ばめされ、
外周には前記廻止めピンの先端挿入用の穴であって、そ
の外形は前記ピン外径よりも大きく、かつその底面は前
記ピン先端と所定の隙間を有している長穴形状の廻止め
ピン用穴を設けたリテーナと；同リテーナと前記軸受ケ
ースとの間で同リテーナの外周及び軸方向両端部にそれ
ぞれ介在し、同リテーナを前記軸受ケースに支持する弾
性体とを設けたことを特徴とする軸受装置を提供する。

【０００７】本発明の軸受装置は、このような構成によ
り、回転軸が傾斜したり、又、取付や組立誤差により軸
受ケースが軸方向に傾斜したりして、セラミック軸受に
高面圧が作用する様な片当りが生じた場合でもセラミッ
ク軸受を焼ばめているリテーナの外周部およびリテーナ
の両端部に設置している弾性体がたわむことにより、回
転軸とセラミック軸受は片当りを回避するようにリテー
ナが移動するために片当りが生じない。

【０００８】又、弾性体で支持されているリテーナの廻
止めは軸受ケースに固定されている廻止めピンにより行
なわれるが、リテーナに設けられた廻止めピン用穴は廻
止めピンの外径よりも大きく、かつ軸方向には長穴形状
のためリテーナの片当り回避のための移動が廻止めピン
で拘束されず、半径方向にもピン先端と廻止め用穴底面
には所定の隙間が形成されているためリテーナの半径方
向移動も拘束されない様になっており、良好な回転軸支
承作用を行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の第
１形態に係る軸受装置の縦断面図、図２は図１における
リテーナの廻止め穴とピンとの相対位置関係を示す説明
図である。

【００１０】図１において、ケーシング１には軸受ケー
ス３が固定されており、その軸受ケース３の内面にはリ
テーナ５が弾性体６，７により半径方向に支持され、軸
方向にはゴム製Ｏリング，角リング，等からなる弾性体
１０，１３で上下に保持されており、この弾性体１０，
１３はそれぞれ押え板１１，１４により上下に支持され
ている。この押え板１１，１４はそれぞれボルト１２，
１５により軸受ケース３に固定されている。

【００１１】リテーナ５の内面には例えば、Ｓｉ₃ Ｎ₄
等の円筒形状のセラミック軸受４が焼ばめされており、
回転軸２を支承し、従来例と同様に回転軸２とセラミッ
ク軸受４との隙間には水Ｗが通る。回転軸２の回転と共
にセラミック軸受４とリテーナ５が共廻りすることを防
止するため、軸受ケース３に廻止めピン８が貫入、固定
されており、その先端がリテーナ５に加工形成された廻
止め穴９に隙間を持つ様に差し込まれている。

【００１２】図２はリテーナ５に加工形成された廻止め
穴９と廻止めピン８の位置関係を示す図であり、図２
（Ａ）においては、廻止めピン８は、軸方向に長穴とな
っている廻止め穴９の中央付近に位置しており、リテー
ナ５は矢印ａ，ｂ方向に移動可能で廻止めピン８により
規制されていない為、この内面に固定されているセラミ
ック軸受４は回転軸２の動きに追従でき片当りが生じな
い。

【００１３】図２（Ｂ）においては、廻止めピン８が廻
止め穴９の一端に残し、矢印ｂの方向に廻止め作用を呈
しているが、廻止め穴９は長穴形状のため矢印ａ方向に
はリテーナ５の移動を規制しておらず、セラミック軸受
４は弾性支持機能を有しており、良好な軸受作用が維持
される。

【００１４】このような構成の軸受装置では回転軸２が
傾斜してセラミック軸受４に片当りしようとしてもセラ
ミック軸受４はリテーナ５と共に先に示した弾性体６，
７，１０，１３により、弾性支持している為その位置を
移動し、片当りが生じないように作用する。

【００１５】又、半径方向には廻止めピン８もまた、廻
止め穴９に隙間を持つ様に構成されている為リテーナ５
の移動を規制しない様になっており、軸受の焼付きを防
止し、良好な軸受作用を維持する。

【００１６】図３は上記に説明の実施の第１形態におけ
る効果を説明する図であり、運転時間Ｔ（Ｈｒ）と軸受
温度ｔ（℃）との関係を示す。図において、従来は点線
で示すようにセラミック軸受４に回転軸２が片当りした
場合、摺動面の面圧が大きくなることにより異常発熱し
て温度が急上昇して焼付温度Ｔs 以上となり、セラミッ
ク軸受４が焼損破損したりする。

【００１７】これに対し、本発明の場合は実線で示すよ
うに軸受４とリテーナ５の弾性支持とその動きを規制し
ない廻止め支持構造の効果により、温度上昇も焼付温度
以下でわずかな上昇となり、良好な軸受作用を呈する。

【００１８】図４は本発明の実施の第２形態に係る軸受
装置の縦断面図であり、図５はリテーナの廻止め穴と廻
止めピン８の相対位置関係を示す図である。これらの図
において、図１に示す実施の第１形態と同じ構成となる
部位については説明を省略するが、リテーナ１５には廻
止め穴１９が溝状にリテーナ１５の軸方向全長に渡り加
工されており、軸方向には廻止めピン８を規制するもの
は無い構成となっており、その他の構成は図１に示す第
１形態と同じである。

【００１９】図５にその廻止め穴１９のリテーナ１５へ
の形成状況と廻止めピン８の位置関係を示す。この様に
廻止め穴１９を軸方向全長に形成することにより、軸方
向にリテーナ１５が規制される心配がなく、実施の第１
形態と同様の作用、効果を奏すると共に、更に、寸法管
理も容易となる効果を有する。

【００２０】図６は本発明の実施の第３形態に係る軸受
装置の縦断面図で、図７はそのＸ−Ｘ断面図であり、リ
テーナの上部端面における廻止め穴とピン８の相対位置
関係を示す。これらの図において図１に示す実施の第１
形態と同じ構成となる部位については説明を省略する
が、本実施の第３形態においては、リテーナ２５の外周
には廻止め穴を設けずリテーナ２５の上端部に廻止め穴
２９を設ける。

【００２１】廻止めピン２８は軸受ケース２３の上端部
に貫入、固定し、ゴム製角リング等の弾性体１０にも穴
をあけ、この穴を貫通し、廻止めピン２８の先端は廻止
め穴２９の底部と隙間を持つ様に構成する。廻止め穴２
９は軸中心から半径方向に長穴形状となっており、廻止
めピン２８によるリテーナ２５の半径方向規制が無い様
になっている。この様に構成することにより、図１に示
す実施の第１形態と同様の作用、効果を奏すると共に片
当りすることなく組立管理の容易な軸受装置が提供され
る。

【００２２】以上説明の実施の第１〜第３形態によれ
ば、セラミック軸受４に高面圧が作用する様な片当りが
生じた場合でも、リテーナ５又は１５又は２５の外周部
及び両端部に設けた弾性体６，７，１０及び１３がたわ
むことにより回転軸２とセラミック軸受４は片当りを回
避し、片当りが生じない。弾性体６，７，１０及び１３
で支持されているリテーナ５又は１５又は２５の廻止め
は、第１，第２形態では軸受ケース３に固定されている
廻止めピン８で、又、第３形態においては軸受ケース２
３の上端部に固定されている廻止めピン２８により行な
われるが、第１，第２形態においてはピン８と廻止め穴
９，１９は軸方向には長穴形状のためリテーナ５，１５
がピン８で拘束されず、半径方向にもピン８の先端と廻
止め穴９，１９底面には隙間が形成されているため、
又、第３形態では、廻止め穴２８は半径方向には長穴形
状、軸方向には廻止めピン２８と廻止め穴２９とは隙間
が形成されているため、軸方向、半径方向のいずれにも
拘束されない様になっており良好な回転軸支承作用がな
される。

【００２３】

【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は、ケーシング中に固定の軸受ケース、軸受ケース内に
設けられたセラミック軸受及びセラミック軸受内に配置
された回転軸を備えた軸受装置において、軸受ケースに
固定した廻止めピンと、内周にセラミック軸受を焼ばめ
し、外周に廻止めピン挿入用穴を設けたリテーナと、リ
テーナを軸受ケースに支持する弾性体とを設けた軸受装
置の構成としたので、セラミック軸受はリテーナの外周
および両端部に設置された弾性体により弾性支持される
とともに、廻止め部がリテーナの回転軸移動追従性を損
なうこともないため、片当りが生じず、高面圧による焼
付きが発生することもなく良好な軸受作用を行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る軸受装置の縦断
面図である。

【図２】図１におけるリテーナに形成された廻止め穴と
廻止めピンの配置関係を示す図で、（Ａ）はピンが中心
位置にある状態を、（Ｂ）は半径方向に廻止め作用を呈
している状態を示している。

【図３】本発明の効果を示すグラフで、運転時間と軸受
温度の関係を示す図である。

【図４】本発明の実施の第２形態に係る軸受装置の縦断
面図である。

【図５】図４における廻止め穴と廻止めピンの配置関係
を示す図である。

【図６】本発明の実施の第３形態に係る軸受装置の縦断
面図である。

【図７】図６におけるＸ−Ｘ断面図である。

【図８】従来の軸受装置の縦断面図である。

【図９】図８におけるＹ−Ｙ断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 回転軸 ３，２３ 軸受ケース ４ セラミック軸受 ５，１５，２５ リテーナ ６，７，１０，１３ 弾性体 ８，２８ 廻止めピン ９，１９，２９ 廻止め穴 １１，１４ 押え板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング中に固定された軸受ケース、
   同軸受ケースの内周に一体となるように設けられたセラ
   ミック軸受及び同セラミック軸受の内周に配置された回
   転軸とを具備する軸受装置において、前記軸受ケースの
   内周面を貫通して固定された廻止めピンと；前記軸受ケ
   ースの内周と前記セラミック軸受との間に設けられ、内
   周には同セラミック軸受が焼ばめされ、外周には前記廻
   止めピンの先端挿入用の穴であって、その外形は前記ピ
   ン外径よりも大きく、かつその底面は前記ピン先端と所
   定の隙間を有している長穴形状の廻止めピン用穴を設け
   たリテーナと；同リテーナと前記軸受ケースとの間で同
   リテーナの外周及び軸方向両端部にそれぞれ介在し、同
   リテーナを前記軸受ケースに支持する弾性体とを設けた
   ことを特徴とする軸受装置。