JPS6288817A - スラストすべり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転機械等の回転軸を支持するスラストすべり
軸受装置に係り、特に回転軸を静止軸受部に流体潤滑剤
を介して支受させる流体潤滑式のスラストすべり軸受装
置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の流体潤滑式のスラストすべり軸受装置には、例え
ば特公昭４４−２２３２２号公報に示すように回転軸が
正逆いずれの方向に回転しても液圧潤滑によりすべり軸
受作用を行い得るようにしたものがある。第４図はこの
ようなスラストすべり軸受装置の軸受摺動面を示したも
ので、同図に示すように本軸受装置は静止軸受部（或い
は回転ランナ）２０の軸受摺動面に互いに反対方向に延
在するスパイラル状の外側溝２１と内側溝２２を形成し
、矢印Ｃ方向に回転軸が回転すると外側溝２１に潤滑剤
を外部から押込み、矢印り方向の回転時には導管２４．
ダクト２３を介して内側溝２２に潤滑剤を押込むように
して、軸受摺動面の液圧潤滑を図り、正逆両回転方向の
すべり軸受作用を可能にしている。しかしながら、この
軸受装置によれば、正逆回転時に潤滑剤の押込まれる一
方側の溝内は正圧状態となるが、潤滑剤の押込まれない
他方側の溝内が負圧状態となるために、この負圧側の軸
受摺動面にキャビテーションが発生し易い状況にあった
。特に、この種の軸受装置の潤滑剤として用いる油剤は
、空気溶解特性が比較的大きいために微粒状の気泡が油
中に多量に溶は込みやすく、従って、回転軸の正逆運転
を繰返すうちに軸受部の負圧の発生する溝内に繰返しキ
ャビテーションが発生し、その結果、潤滑剤に性能劣化
が生じて軸受部の負荷容量が低下したり、更にキャビテ
ーションの機械的な衝撃圧力により軸受部の軸受摺動面
が浸食或いは潰食されて摩耗、損傷をきたすおそれがあ
った。更に、前記した従来のスラストすヘリ軸受装置は
、軸受摺動面を二面に分割するために軸受面積を比較的
多く要し、その結果軸受外径が大きくなり、また軸受部
に加工工数がかかる二つのスパイラル溝群を形成するの
で材料コスト、製作コストが高くなる問題を有していた
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、市況した従来の問題点を解消し、正回
転及び逆回転のすべり軸受けを可能にしつつ、軸受摺動
面や油膜中でのキャビテーションの発生を防止し、しか
も軸受負荷容址を向上させると共に製品コストの低減化
を図り得るスラストすべり軸受装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、回転軸の軸端に設
けた回転ランナと、この回転ランナと協働して前記回転
軸の負荷を軸方向に支持する静止軸受部とよりなり、こ
の静止軸受部と前記回転ランナとのいずれか一方側にお
ける軸受摺動面の外側部に前記回転ランナの順方向回転
時に外部潤滑剤供給源の潤滑剤を前記軸受摺動面の外側
から内側に吸込むように形成した傾斜状の外側溝を複数
配設すると共に、同軸受摺動面の内側部には潤滑剤を内
部から供給する環状の潤滑剤供給溝を設け、且つこの潤
滑剤供給溝には前記回転ランナの遠心力により潤滑剤を
外側に向けて流出するように形成した直線状の内側溝を
放射状に複数配設したものである。

このような構成よりなる本発明によれば、回転軸の順方
向回転時には、回転ランナの回転力により回転ランナ或
いは静止軸受部の軸受摺動面に配設した外側溝に外部供
給源からの潤滑剤が吸込まれポンピング作用により内側
方向に潤滑剤が流れ（インフロー）、他方、軸受摺動面
の内側端には、回転ランナの遠心力により環状の潤滑剤
供給溝から潤滑剤が流れ込む（アウトフロー）。また、
回転軸の逆回転時には、軸受摺動面の内側溝に正回転の
場合と同様に回転ランナの遠心力により潤滑剤が流れ込
む。なお、この場合には軸受摺動面の外側溝にはポンピ
ング作用が生じないので潤滑剤は外側から内側に流れず
、この部分が内側より低圧になるが、高圧状態にある内
側（内側溝）から外側に潤滑剤が多量に流れ込むので（
アウトフロー）、軸受摺動面全域に潤滑剤を充満させて
正圧状態を保持することができる。従って、正逆いずれ
の回転時においても、軸受摺動面の全域に潤滑剤を充満
させて正圧状態を保持するので、軸受摺動面にキャビテ
ーションが発生するのを防止することができる。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図なしい第４図に基づき説明す
る。

第１図は本発明の一実施例たるスラストすべり軸受装置
を適用した回転機器の部分断面図を示すものであり、同
図において、１は回転機器のロータ、２はロータ１の回
転軸、３は軸受ハウジング、４は軸穴で、軸穴４には回
転軸２の径方向の荷重を支持するジャーナル軸受５が嵌
装されている。

６は本実施例の要部であるスラストすべり軸受装置であ
り、スラストすべり軸受装置６は回転軸２の＠端に軸着
した円板形の回転ランナ７と軸受ハウジング３に回転ラ
ンナ７に対向するように設けた円板状の静止軸受部８と
により構成され、この静止軸受部８が回転ランナ７にか
かる回転軸２の負荷を潤滑膜を介して支受するものであ
る。回転ランナ７における静止軸受部８との対向面（軸
受摺動面）には、第２図に示すように、その外側部にス
パイラル状の溝の浅い外側溝９が同一方向に向けて多数
配設され１回転ランナ７の順方向（矢印Ａ方向）の回転
時にランナ７の外周囲にある潤滑剤１５を回転ランナ７
のポンピング作用によって外側溝９内に吸込むように構
成されいる。

一方１回転ランナ７の内側には回転軸２の挿通穴１０の
外側に挿通穴１０と同心円となる環状溝１１が形成され
、且つ環状溝１１には環状溝１１より浅く形成した直線
状の内側溝１２が外側に放射状にひろがるようにして多
数配設されており、この環状溝１１には、後述するよう
に軸受ハウジング３に設けた潤滑剤流路１４及び軸穴４
を介して潤滑剤１５が供給されるようにしである。

１３は潤滑剤１５をスラスト軸受装ｆｉ６の外周囲に充
満させた潤滑槽で、潤滑槽１３には潤滑剤流路１４に連
通ずる循環パイプ（図示せず）が取付けられており、こ
の循環パイプ及び潤滑剤流路１４を介して潤滑槽１３の
潤滑剤１５が軸穴４を通して回転ランナ７に設けた環状
溝１１に供給される。

次に１本実施例の作用を説明する。

回転軸２が順方向（矢印Ａ方向）に回転する場合には、
回転ランナ７も同方向に回転するので、回転ランナ７の
回転力により軸受摺動面の外側溝９に潤滑槽１３の潤滑
剤１５が吸込まれて内側に流れ込みインフロー状態とな
り、他方、内側溝１２には回転ランナ７の遠心力により
環状の潤滑剤供給溝１１内に充満した潤滑剤が内側溝１
２に流れ込んで外側に向けて放射状に流出しアウトフロ
ー状態となる。第４図における実線○は、本実施例の外
側溝９と内側溝１２の深さを同レベルとした場合の正回
転時における軸受摺動面の流体圧力分布特性を示すもの
で、実線○に示すように。

回転軸２の正回転時には外側溝９に潤滑剤が吸込まれ潤
滑剤の粘性効果すなわちポンピング作用により外側溝９
の内側に向かうにつれて潤滑剤の流体圧が昇圧し１．外
側溝９の内側端で最高圧となり、更に軸受摺動面の内側
へ移向するにつれて低圧になるが、内側溝１２において
もアウトフロー状態で潤滑剤が流れ込んでいるので正圧
状態を維持し、軸受摺動面の全域にわたって潤滑剤が充
満し負圧が発生するところがない。また、回転軸２及び
回転ランナ７が矢印Ｂ方向に逆回転する場合には、回転
ランナ７の内側に設けた内側溝１２に前記した正回転の
場合と同様に回転ランナ７の遠心力により軸受摺動面の
内側から外側に向けて潤滑剤が流れ込む。一方、回転ラ
ンナ７の逆回転により外側溝９もアウトフロー状態とな
り、これによって外側溝９は外部の潤滑剤を吸込むこと
ができなくなり低圧状態となる。しかしながら、この場
合には高圧状態にある軸受摺動面の内側溝１２から外側
に向けて潤滑剤が多量に供給されるので、この供給量と
外側溝９から外部に放出される潤滑剤の流出量のバラン
スを図ることにより、軸受摺動面に潤滑剤を充満させる
ことができる。なすわち。

逆回転時に内側溝１２から軸受摺動面に供給される潤滑
剤の流量と外側溝９から外部に流出する潤滑剤の流量と
は回転機械の回転数と内側溝１２及び外側溝９の深さ１
本数等の条件に基づき定めることができるので、これら
の諸条件を適宜に設定すれば内側溝１２からの潤滑剤流
量と外側溝９から流出する潤滑剤流出量の調和を図り軸
受摺動面に潤滑剤を充満させることができる６第４図に
おける実線Ｐは、このような逆回転時における軸受摺動
面の流体圧力分布特性を示すもので、実線Ｐに示すよう
に、逆回転時には内側溝１２から潤滑剤が吸込まれポン
ピング効果により内側溝１２の外側に向かうにつれて昇
圧し内側溝１２の外側端で最高圧力となり、これより外
側になると低圧に移向する。この場合、外側溝９には外
側から潤滑剤を吸込まないので低圧状態となっているが
、曲毛 述したように本例では動回転時においても、内側溝１２
から潤滑剤が外側に供給されて軸受摺動面全域に潤滑剤
が不足することなく充満しているか１咳１ ら軸受摺動面の外部も低圧ながら正圧状態となり。

軸受摺動面の全域に負圧の生じるところがない。

従って、本実施例によれば１回転軸２の正逆回転いずれ
の場合においても、軸受摺動面に負圧が発生せず、その
結果、キャビテーションの発生を防＋ｈすることができ
るので軸受摺動面の浸食、破損を防止し、回転軸を最適
な液圧潤滑により軸受面に支受することができる。

第６図は、既述した従来のスラストすべり軸受装置の軸
受摺動面の内径と外径を本実施例の軸受摺動面と同じ寸
法にして、その軸受摺動面の流体圧力分布特性をもとめ
たものであり、同図の実線Ｑは回転軸の矢印Ｃ方向にお
ける流体圧力分布特性を示し、点線Ｒは矢印り方向回転
時の流体圧力分布特性を示すものである。しかして、第
６図の従来例と第４図の本実施例との流体圧力分布特性
を比較しても明らかなように、本実施例のほうが従来例
よりも軸受摺動面における正圧領域が広くなる。すなわ
ち、以上の流体圧分布特性により。

本例は従来例よりも軸動摺動面に介在する潤滑剤の流体
圧力の総和が大きくなり、軸受負荷容量を大きくすると
かできる。

また２本実施例によれば、軸受摺動面の同一平面内に外
側溝と内側溝を効率よく配設するので。

軸受外径を小さくするこができ、しかも内側溝は直線放
射状に形成しであるので、スパイラル溝に！】 較べて加工が容量にして短時間に形成することができる
ので、材料コスト、製作コストの低減化を図り得る。

なお、上記実施例においては回転ランナ７に設けた外側
溝９の深さＨｌと内側溝１２の深さＨｌとを同レベルに
形成したが、これに限らず外側溝９の深さＨｌと内側溝
１２の深さＨｌとの深さを。

第３図に示すようにＨｌよりもＨｌを深＜（Ｈｔ＜Ｈｌ
）してもよく、このようにすれば、潤滑剤供給溝１１側
から内側溝１２に潤滑剤が一層入り易くなるので軸受摺
動面の潤滑効果を更に向上させることができる。第４図
における一点鎖線○′は、Ｈｚ　とＨｌの関係をＨｔ　
＜　Ｈ２とした場合の正回転時の流体圧力分布特性を示
し、一点鎖線Ｐ′は逆回転時の流体圧力分布特性を示す
もので、この場合には第４図の実線○、Ｐ（第１実施例
）と比較しても明らかなように、第１実施例よりも更に
軸受摺動面の流体圧力を高くし流体圧力の総和を向上さ
せることができるので、軸受負荷容量を更に向」二させ
ることができる。

また、上記各実施例においては、潤滑剤を流出させる外
側溝と内側溝を回転ランナ側に設けたが、これにかえて
静ＩＥ軸受部側の軸受摺動面側に同様の構造をなす外側
溝と内側溝を設けても、上記各実施例と同様の効果を奏
することができる。

〔発明の効果〕

以−４二のように本発明によれば、正回転及び逆回転の
両方向のすべり軸受を可能にしつつ、軸受摺動面や油１
摸中でのキャビテーションの発生を防止することができ
るので、軸受負荷容量及び耐久性を大幅に向上させるこ
とができ、しかも軸受装置全体の小形化を図り得るので
製品コスト、製作コストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用した回転機器の一部省
略断面図、第２図は上記実施例に用いる軸受構成部材の
平面図、第３図は本発明の他の実施例に用いる軸受構成
部材の縦断面図、第４図は上記各実施例の軸受摺動面に
おける流体圧力分布状態を示す流体圧力分布特性図、第
５図は従来のスラスト軸受装置の構成部材を示す平面図
、第６図は上記した従来のスラスト軸受装置の軸受摺動
面における流体圧力分布状態を示す流体圧力分布特性図
である。 ２・・・回転軸、７・・・回転ランナ、８・・・静止軸
受部、９・・・外側溝、１１・・・潤滑剤供給溝、１２
・・・内側溝。 １３・・・外部潤滑剤供給源（潤滑槽）、１５・・・潤
滑（ほか１名） 茅　Ｉ　図 γ　／２　　　　１３　　　／６ 芋　２　囚 ｌ 芋３　区 茅４　目　　− 四Ｆ１便１　　　　　　外用僅°１ 細受怪方蘭４ｆｔ、僅 茅５　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸の軸端に設けた回転ランナと、該回転ランナ
   と協働して前記回転軸の負荷を軸方向に支持する静止軸
   受部とよりなり、該静止軸受部と前記回転ランナとのい
   ずれか一方側における軸受摺動面の外側部に前記回転ラ
   ンナの順方向回転時に外部潤滑剤供給源の潤滑剤を前記
   軸受摺動面の外側から内側に吸込むように形成した傾斜
   状の外側溝を複数配設すると共に、該軸受摺動面の内側
   部には潤滑剤を該軸受摺動面の内部から供給する環状の
   潤滑剤供給溝を設け、且つ該潤滑剤供給溝には前記回転
   ランナの遠心力により潤滑剤を外側に向けて流出するよ
   うに形成した直線状の内側溝を放射状に複数配設してな
   ることを特徴とするスラストすべり軸受装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記外側溝の深さ
   Ｈ＿１と前記内側溝の深さＨ＿２との深さの比は、Ｈ＿
   １＜Ｈ＿２としてなるスラ ストすべり軸受装置。