JPS5829407B2 - ジクウケシジソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、軸受の支持装置に関し、特に、軸受（こ外
嵌する軸受スリーブを、外部材に、スクイズ膜を介して
保持せしめる如き所謂ダンパ支持される軸受Ｑこ釦いて
、外部材と軸受スリーブの相互に対向するスラスト面に
、同一極性の磁石を設置し、磁力反発によってスラスト
間隙を構成せしめ、軸受（こかかる予圧あるいは回転軸
昏こ作用する内力または外力等（こよるスラスト荷重で
スラスト面が相互に接触して軸受スリーブの半径方向へ
の移動カ該スラスト面の摩擦でロックされ、所謂スクイ
ズ効果が阻害されるのを効果的に防止し、更に好壕し←
は、スプリングのような機械的な弾器を用いることなく
軸受に対して簡単（こ予圧を附与することのできる軸受
支持装置を提供する。

一般（こ高速軸受で（こ、回転軸の不つりあいによる振
動を減衰するために、軸受の外輪に軸受スリーブを外嵌
し、この軸受スリーブを、ハウジングあるいは固定用の
ブツシュの如き外部材に、油のような粘性流体（こよっ
て形成されるスクイズ膜を介して取り付ける。

而してこのスクイズ膜は、軸受スリーブと外部材との間
に形成された微少間隙に圧入された粘性流体で形成され
、軸受スリーブの軸回転Ｑこよる振動を吸収する。

然し乍ら、軸受誓こは、予圧あるいは回転軸に作用する
内力または外力等りこよるスラスト荷重が負荷される。

このスラスト荷重は、軸受スリーブのスラスト面と外部
材のスラスト面で受けられる。

従って、該スラスト面間にお−ける摩擦は、軸受スリー
ブの半径方向への移動をロックしてし１う。

このような状態では、結局軸受スリーブは、外部材に対
し強固をこ固定されたも同然となり、スクイズ効果は発
揮されない。

このようなスラスト面のロックを防止するために、該ス
ラスト面（負荷面）間に静圧流体軸受を形成させたり、
ボールを挟入設置したりして軸受スリーブが半径方向に
移動するのを自由にする効果を得ている（例えば米国特
許第３８４４６３０号、同第３７８４２６７号）。

これらの発明は、原理的には然るべき効果を発揮するも
のと考えられるが、例えばボールを用いる例では摩擦力
の減少は十分に得られず、ボールの取付手段やその他加
工技術の点で、微小スラスト間隙１こ用いる場合Ｑこ問
題が残り、また例えば静圧流体軸受の場合は、装置が比
較的大型複雑になリ、更ｔこ高精度を要求されるために
組立が繁雑となったりコストが嵩んだりする欠点がある
。

この発明は、ダイパ支持軸受のかかる問題を解決するも
のである。

即ちこの発明の目的は、完全なスクイズ効果（ダイパ効
果）が得られる軸受支持装置を提供すること１こあり、
またこの発明の目的は、スラスト間隙の大小にかかわら
ずスクイズ効果が阻害されないだけの必要間隔を適確ｔ
こ設定された軸受支持装置を提供することにあり、更０
ここの発明の目的は、簡単な構造のスラスト面間隙保持
手段を有し安価で効果的な軸受支持装置を提供すること
にあり、また更にこの発明の目的は格別の弾器を用いな
くてもスクイズ効果を保障するスラスト間隙維持手段に
よって軸受に予圧を与え、軸受の高速性能が向上できる
軸受支持装置を提供することにある。

即ちこの出願は、図の如く、外部材１内（こ、スクイズ
膜２を介して軸受スリーブ３を保持し、外部材１と軸受
スリーブ３の各スラスト面４，５に、同一極性の磁石６
，７を対向設置して、スラスト面４，５間に磁力反発に
よるスラスト間隙８を構成した軸受支持装置を特定発明
とし、更Ｑこ支承される軸９の軸方向に固定された軸受
１０に外嵌して一体化せる軸受スリーブ３を、外部材１
内にスクイズ膜２を介して保持し、外部材１と軸受スリ
ーブ３の各スクイズ面４（又は４’）、５と同一極性の
磁石６（又は６’）、７を対向して設置して、スラスト
面４（又は４’）、５間に磁力反発によってもたらされ
るスラスト間隙８を構成し、該スラスト間隙を磁力反発
に抗して縮小した状態Ｇこ設定することにより軸受１０
に磁力反発による予圧を附与した軸受支持装置を併合発
明とする。

この発明の構成上の基本的な特徴は、外部材内（こスク
イズ膜を介し軸受スリーブを保持し外部材と軸受スリー
ブとの相対向するスラスト面に同一極性の磁石を設置し
て夫々のスラスト面を相反発離隔せしめ、スラスト面（
こおける摩擦を避けて該軸受スリーブの半径方向の移動
を円滑【こしてスクイズ効果（ダンパ効果）を十分に発
揮せしめるにある。

従って、その実施態様は、該スラスト面の構造において
種々選択できる。

例えば、磁石については、最も典型的な例としては永久
磁石を用いることができるが、場合によっては、電磁石
あるいは電磁石と永久磁石との組み合せも適用が可能で
ある。

要する（こ、外部材のスラスト面とこれに対向する軸受
スリーブのスラスト面とが、磁力によって反発し合って
、該スラスト面間に常時相互接触を避ける如くスラスト
間隙が構成されればよい。

従って、該対向スラスト面に設置される磁石は、相互に
同極を対向する如く設定されることが重要である。

このような基本的な磁石の設定があれば、スラスト面の
構造やその設定位置は限定されない。

特に磁石が対向設置せるスラスト面で構成される間隙は
、磁石の磁力による反発を生じる点又は該反発を生じる
寸前即ち反発力の臨界点に設定すれば十分であるが、こ
の間隙は、磁力反発（こ抗して小さくするとと【こより
、実質的に軸に対し固定された状態の軸受スリーブを常
時軸方向をこ弾圧し、その弾圧力は、軸受スリーブ内に
保持される軸受１こかけられ所謂予圧を与える為の弾器
を兼ねること（こなる。

この場合、該スラスト間隙は、軸受スリーブの外周面と
外部材との間に形成されるスクイズ膜用の間隙と適当な
シールリングのような手段で仕切られた完全な空間であ
ってもよく、また前記スクイズ膜用の間隙と伺ら仕切ら
れることなくスクイズ膜を形成する粘性流体（実際（こ
は潤滑油のような流体）が該スラスト間隙に流入し適当
に流出するような構造であっても支障はない。

スラスト間隙にも粘性流体が適用され、スクイズ膜を形
成する該粘性流体が絶えず流動する構成は軸受内の冷却
Ｇこ効果的である。

而して第１図、第３図、第４図には、この発明の典型的
な実施例を示しである。

即ち第１図において外部材１は、回転機械のハウジング
であり、保持孔１′を有している。

この保持孔１′内には、その奥部に内周方向（こ延出せ
る段部１１を設け、入口部（こは、ナツト１２を軸方向
に位置調節できるように螺設しである。

保持孔１′内には、その入口部と奥部の内周面に、シー
ルリング１３．１４を適当な間隔を保って滑動嵌挿され
ている。

保持孔１′の各シールリング１３．１４の間には、粘性
流体を供給する為の送液孔１５が各開設しである。

かかる保持孔１′内をこは、その入口部と奥部に犬なる
大きさの間隙１６を設けて軸受スリーブ３を挿入設置す
る。

第１図の実施例の場合、軸受スリーブ３は、その環部が
断面路り字型を成し、外周にはシールリング１３，１４
の肉厚より犬なる幅でその内周面Ｏこ対してわずかの間
隔を維持できる深さの周溝１７．１７を掘設しである。

而して軸受スリーブ３が前述の如く保持孔１１内（こ挿
入設置された際に、該溝１７．１７にてシールリング１
３．１４を受容し、且つ該溝の相互に最も離れた立上り
側面に該シールリング１３．１４の立上り、側面がわず
かな幅で摺接する。

かくして軸受スリーブ３の外周と外部材１の内周間の間
隙１６は、実質的に周溝１７，１７の相互に最も離れた
立上り側面で規定される幅の閉鎖系が構成される。

図中１８はバネであり、軸受スリーブ３を半径方向に支
持している。

この閉鎖系に粘性流体が圧送されスクイズ膜２が形成さ
れる。

このスクイズ膜２は、ｔなる大きさの間隙１６の前記閉
鎖系でスクイズ効果（ダンパ効果）を発揮すると共に、
シールリング１３．１４の内周面と周溝１６，１７の底
部の間にわずかな間隙を形成しているので、この部分に
て急激な不つり合いの変化等による過渡的な軸受のふれ
回り回転を抑止している。

かかる軸受スリーブ３内には、公知の軸受１０が該軸受
スリーブのＬ型部分に保持されている。

そしてその軸受１０内には、軸９が固定保持されている
。

保持孔１′の入口部に螺設せるナツト１２の内側には、
環状の座体１９，２０’が軸方向に遊動できるよう挿入
され、ナツト１２の内側に弾挿されたコイルスプリング
２０によって保持孔１′奥方に附勢されている。

而して座体１９，２０’は、スラスト方向の力に関する
限り外部材１と弾力的にではあるが実質的（こその一部
と着像すものとする。

この座体１９と２０′は、軸方向（こ重なり合って球面
座が構成されている。

この座体１９，２０’を含めた意味の外部材１は、前述
の如く保持孔１′の奥部に形成された段部１１と座体２
０′とが保持孔１′内で対向している。

そしてそれらの対向面は、外部材１側のスラスト面４を
構成する。

このスラスト面４には、環状の溝２１が掘設してあり、
こと（こ環状の磁石６がスラスト面４と同一面を形成す
るように収容設置されている。

他方、保持孔１′の入口側及び奥側に釦ける両軸受スリ
ーブ３の前記外部材１側のスラスト面４に対向する側面
は、軸受スリーブ３側のスラスト面５を構成し、このス
ラスト面５にも環状の溝２２が掘設してあり、ここｔこ
、外部材１側の磁石６に対しこれと同じ極を向けるよう
に環状の磁石７がスラスト面５と面一に収容設置されて
いる。

かくして外部材１側のスラスト面４に釦ける磁石６と軸
受スリーブ３側のスラスト面５における同一極性の磁石
７とが対向設置される。

外部材１のスラスト面４と軸受スリーブ３のスラスト面
５との間には、スラスト間隙８が形成される。

このスラスト間隙８は、各スラスト面４，５に設定され
る磁石６，７の磁力反発の臨界点にスラスト面４，５を
設けるだけで形成される。

従って極めて強力な磁性を有する磁石を用いること（こ
より、スラスト間隙８は大きく採ることができ、これは
比較的大型の軸受装置に好適する。

このようＱこスラスト間隙８は、磁石６，７の同一極性
の反発力の臨界位置にスラスト面４，５が位置するよう
にすれば少なくともその本来の技術目的は十分に満足で
きる。

第１図の実施例では、コイルスプリング２０（こより座
体２０′を軸方向に附勢し、スラスト面４で保持孔１′
の入口部の軸受スリーブ３を磁性反発力（こより軸方向
（こ押しているので、弾器の摩擦接触なしに十分な予圧
が与えられるように構成しである。

一般的には、軸受（こ予圧をかける場合はスプリングを
軸受側面に当接して行なう。

この予圧の大きさの設定は、軸受と弾器との摩擦を考慮
しなければならない。

この実施例では、コイルスプリング２０を用いているが
、これらの弾器機構は、軸受に直接接触することなく、
摩擦の点は全く考慮する必要はない。

この発明に用いる上記磁石６，７は、第２図の如く環状
を成し、スラスト面４，５に取り付けられる外周と内周
は、環状を威し非磁性体（黄銅やプラスチックス等）で
成る環体２３，２ｆｆで被覆されている。

図示はしていないが、磁石は、軸受の種類構造（こよっ
て種々の形態を選択し得る。

例えば同じ環状でも相対応する円錐形状を成しているも
のは対向するスラスト面が相対応する円錐形状を成して
いる場合に用い得る。

この場合、前記予圧と関連して軸受の求心にも貢献する
。

その他スラスト面でうじを予め回転方向にピンのような
手段で回転方向（このみ固定して釦き、磁石の分割ピー
スをスラスト面に多数配列する場合もあり、更Ｇこ該分
割ピースを環状Ｇこ接続した状態でスラスト面（こ設置
することもあり得る。

第３図の実施例は、この発明をタービンの軸受装置に適
用した例である。

タービンＴを有するタービン軸９には、その構造上太線
矢印方向にスラスト荷重がかかる。

この実施例では、タービン軸９のかかるスラスト荷重を
受けてもスラスト面間の接触がなく、軸受（こ予圧をか
け、更に軸方向にもダンパ支持する構造にした。

即ち保持孔１′の入口部に、外周に取り付はフランジ２
４を内周に保持孔１′の内径を小さくする如きリブ状の
部分２５を有するブシュ２６が取り付けられている。

而してブシュ２６のリブ状の部分２５の内側は、外部材
１のスラスト面４を形成し、ここに磁石６が設定されて
いる。

保持孔１内には、入口部と奥部とに前記実施例と同様（
こ軸受スリーブ３を介して軸受１０が設定される。

保持孔１′の奥の外部材１側のスラスト面４には、磁石
６が設置される。

保持孔１′の奥の軸受スリーブ３は、前記実施例と同様
のスラスト面５にて外部材１側のスラスト面４（こ対向
し、そのスラスト面５にスラスト面４の磁石６と同一極
性の磁石７を有し、磁力反発（こよってもたらされるス
ラスト間隙８をトいて設置される。

この軸受スリーブ３は、その外周ラジアル方向に２条の
フランジ２７が適当な間隔をむいて突設しである。

このフランジ２７は、その外周端が保持孔１′の内周面
に対しわずかな間隔を維持するだけ突出し、これをこよ
って軸受スリーブ３の落ち込みを抑止している。

またこの場合、フラン２２７の外側には、フランジ外側
壁をその１１延長して掘り下げた周溝１７，１７を有し
、ここに保持孔１′内周に摺接するシールリング１３，
１４を溝底昏こわずかの間隙を耘いて受容している。

而して軸受スリーブ３のフランジ２７間の外周面、保持
孔１′内周面間に間隙１６が設けられ、ここに送液孔１
５より送られてくる粘性流体（こよりスクイズ膜２が形
成される。

図においてはスクイズ膜２は、十分な程度の厚さに構成
され、このスクイズ膜２により十分のスクイズ効果（ダ
ンパ効果）が得られ更（こフランジ２７と保持孔１′内
面との微小間隙にて所謂落込みを防止している。

保持孔１′の人口部の軸受スリーブ３もほぼ同様の構成
に成りそのスラスト面５（こ外部材１のスラスト面４の
磁石６と同一極性の磁石７を有している。

この保持孔１′の入口部の軸受スリーブ３の外周には、
ラジアル方向Ｑこ大きく張り出したスラストフランジ２
８が設けられ、外部材１とブシュ２６先端のスラスト面
４′との間に形成された溝２９内に受容されている。

スラストフランジ２８のスラスト面５とブシュ２６の先
端のスラスト面４′には、各々同一極性の磁石７，６′
を設け、スラスト面５，４′間に磁力反発によってもた
らされる間隙８を構成する。

スクイズ膜２の粘性流体はこの間隙Ｇこも満される。

この実施例では、各スラスト間隙８の大きさは、予め軸
受スリーブ３と外部材１の各スラスト面５゜４（４’）
の磁石７，６（６’）の磁力反発の臨界点より近ずけて
セットしである。

而して軸受けには、磁石反発なこよる予圧がかけられる
が、タービンＴを回すこと（こより生じる反力【こよる
スラスト荷重が太線の矢印方向にかかるので、軸９は同
方向に移動する。

従ってスラスト間隙８の大きさｔｌ、ｔ２はｔ／１．
ｔ’２ｔこ変化する。

このときのスラスト荷重は、保持孔１′の入口部の軸受
（こ釦ける２個所のスラスト面４，５及び４′。

５′間の磁力反発で十分に受けられる。

他方保持孔１′の奥の軸受は、間隙８が大きくなるので
予圧は低下するが、予め磁力反発の臨界点よりスラスト
面４，５を相互（こ近すけであるので予圧は零Ｑこはな
らない。

この実施例の場合、スクイズ膜２を形成する粘性流体は
、保持孔１′の入口部の軸受では、スラストフランジ２
８と外部材１との間にも満され、特に、タービンＴの回
転（こよるスラスト振動を減衰する。

このスラストフランジ２８を用いる方式は、スラスト荷
重（こ対する支持力の所謂力のモメントが大きくなり極
めて効果的である。

よってスクイズ膜２による径方向のダンパ効果は摩擦抵
抗なく完全に発揮される。

第４図の実施例は、第３図の実施例と同様スラストフラ
ンジ２８を有する軸受スリーブ３を用いている。

この場合、スラストフランジ２８には、１個の磁石７が
その両極を対向する外部材１のスラスト面４，４に設け
た同一極性の磁石６，６と対向せしめる。

而してこの場合、軸受スリーブ３は、両面からスラスト
支持される。

尚この実施例の場合、軸受スリーブ３は、シールリング
をこよってスクイズ膜２の粘性流体はシールされること
なく軸受機構にも流出して軸受の冷却に貢献するように
なっている。

この発明によれば、軸受はその軸受スリーブがスラスト
方向にロックされることなくスクイズ膜は、効果的にダ
ンパ作用を行なうことができる。

しかもスラスト間隙を磁力反発力の臨界点より小さく採
ることにより、軸受に対し摩擦を全く附与することなく
予圧することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は側断面、第２図は磁石の１例を示す斜視図、第
３図は別実施例の側断面図、第４図は更に別実施例の側
断面図である。 図中１は外部材、２はスクイズ膜、３は軸受スリーブ、
４，４′は外部材のスラスト面、５は軸受スリーブのス
ラスト面、６．６’は外部材のスラスト面の磁石、７は
軸受スリーブのスラスト面の磁石、８はスラスト間隙、
９は軸、１０は軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部材内に、スクイズ膜を介して軸受スリーブを保
   持し、外部材と軸受スリーブの各スラスト面に、同一極
   性の磁石を対向設置して、スラスト面間に磁力反発（こ
   よるスラスト間隙を構成した軸受支持装置。 ２ 支承される軸に固定された軸受（こ外嵌して一体化
   せる軸受スリーブを、外部材内（こスクイズ膜を介して
   保持し、外部材と軸受スリーブの各スラスト面に、同一
   極性の磁石を対向して設置して、スラスト面間に磁力反
   発によってもたらされるスラスト間隙を構成し、該スラ
   スト間隙を、磁力反発に抗して縮小した状態に設定する
   ことにより軸９に磁力反発による予圧を附与した軸受支
   持装置。