JP2793648B2 - Hydrostatic thrust bearing - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転シャフトに加わるスラスト荷重を支持
する静圧式スラストベアリングの改良に関する。The present invention relates to an improvement of a hydrostatic thrust bearing that supports a thrust load applied to a rotating shaft.

（従来の技術） スクリューシャフトをエンジンに直結した船舶におい
て、スクリューの推力に基づくスラスト荷重がエンジン
に作用しないようにするための手段として、例えばスク
リューシャフトを油圧で支持するスラストベアリングが
知られており、これに関して本出願人も先に特開平２−
168019号公報において第２図に示すようなスラストベア
リングを提案している。(Prior Art) In a ship in which a screw shaft is directly connected to an engine, as a means for preventing a thrust load based on the thrust of the screw from acting on the engine, for example, a thrust bearing for supporting the screw shaft by hydraulic pressure is known. In this regard, the applicant of the present application also disclosed in
Japanese Patent Publication No. 168019 proposes a thrust bearing as shown in FIG.

これは、スクリューシャフト１の外側に固定した固定
ディスク30の両側にフローティングディスク3Aと3Bを配
設し、これらをベアリングケース８の内側に回転自由に
収装し、フローティングディスク3Aと3Bの側面に臨むベ
アリングケース８内の壁面8Aと8Bに油室４と５を形成
し、油圧ポンプからの加圧作動油をこれらの油室４と５
に導く供給ポート20及び21と、油室４及び５からフロー
ティングディスク3A及び3Bと壁面8A及び8Bとの各隙間を
通って流出する作動油をタンクに回収する排出ポート22
とを備えたもので、フローティングディスク3A及び3Bと
固定ディスク30との間にローラベアリング14Aと14Bが介
装されている。That is, floating disks 3A and 3B are arranged on both sides of a fixed disk 30 fixed to the outside of the screw shaft 1, and these are rotatably housed inside the bearing case 8, and are mounted on the side surfaces of the floating disks 3A and 3B. Oil chambers 4 and 5 are formed on the wall surfaces 8A and 8B in the bearing case 8, and pressurized hydraulic oil from a hydraulic pump is supplied to the oil chambers 4 and 5.
Supply ports 20 and 21 for guiding the hydraulic oil from the oil chambers 4 and 5 to the tank through the respective gaps between the floating disks 3A and 3B and the wall surfaces 8A and 8B.
The roller bearings 14A and 14B are interposed between the floating disks 3A and 3B and the fixed disk 30.

フローティングディスク3Aと3Bは通常時においては固
定ディスク30と一体に回転し、スクリューシャフト１に
加わるスラスト荷重はフローティングディスク3A（3B）
に面した油室４（５）の作動油の静圧により支持され
る。スラスト荷重が増加すると、フローティングディス
ク3A（3B）とベアリングケース８の壁面8A（8B）の隙間
が狭まり、油室４（５）から流出する作動油の流出抵抗
が増加し、油室４（５）の圧力がスラスト荷重とつり合
うまで増加する。このため、スラスト荷重が変動しても
フローティングディスク3A（3B）は壁面8A（8B）と接触
することなく常に浮遊状態で支持される。The floating disks 3A and 3B normally rotate integrally with the fixed disk 30, and the thrust load applied to the screw shaft 1 is the floating disk 3A (3B).
And is supported by the static pressure of the hydraulic oil in the oil chamber 4 (5) facing the oil chamber. When the thrust load increases, the gap between the floating disk 3A (3B) and the wall surface 8A (8B) of the bearing case 8 narrows, and the outflow resistance of the hydraulic oil flowing out of the oil chamber 4 (5) increases. ) Increases until the pressure is balanced with the thrust load. Therefore, even if the thrust load fluctuates, the floating disk 3A (3B) is always supported in a floating state without contacting the wall surface 8A (8B).

さらに、油圧ポンプの故障等により油室４（５）への
作動油の供給が停止し、フローティングディスク3A（3
B）が壁面8A（8B）に接触した場合には、固定ディスク3
0とフローティングディスク3A（3B）がローラベアリン
グ14A（14B）を介して相対回転し、スクリューシャフト
１や固定ディスク30の焼き付きやかじりを防止する。Further, the supply of hydraulic oil to the oil chamber 4 (5) is stopped due to a failure of the hydraulic pump or the like, and the floating disk 3A (3
If B) comes into contact with wall 8A (8B),
0 and the floating disk 3A (3B) relatively rotate via the roller bearings 14A (14B) to prevent seizure and galling of the screw shaft 1 and the fixed disk 30.

（発明の課題） しかしながら、このスラストベアリングの場合には、
固定ディスク30の両側にそれぞれローラベアリング14A
と14Bを介してフローティングディスク3Aと3Bを配設す
るという複雑な構成のために部品数が多くなる傾向があ
った。これに対して、フローティングディスク3Aと3Bを
設けず、油室４と５が固定ディスク30に直接臨む構造と
すれば、部品数を大幅に削減できるが、その場合には油
室４と５への作動油の供給が停止した時の焼き付きやか
じりを防止することが困難になる。However, in the case of this thrust bearing,
Roller bearings 14A on each side of fixed disk 30
The number of components tended to increase due to the complicated configuration of arranging the floating disks 3A and 3B via the and the 14B. On the other hand, if the oil chambers 4 and 5 directly face the fixed disk 30 without the floating disks 3A and 3B, the number of parts can be greatly reduced. It is difficult to prevent seizure and galling when the supply of hydraulic oil is stopped.

本発明は、以上の問題点を解決すべく、焼き付きやか
じりの防止機能を備えた静圧式スラストベアリングをよ
り簡易な構成で提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a hydrostatic thrust bearing having a function of preventing seizure and galling with a simpler configuration in order to solve the above problems.

（課題を解決するための手段） 本発明は、回転シャフトに２枚のディスクを回転自由
かつ軸方向の変位を規制した状態で平行に取り付け、こ
れらのディスクの間にベアリングを挟持し、これらのデ
ィスクを収装するベアリングケースの壁面にディスクに
面して油室を形成し、油圧源からの加圧作動油をこれら
の油室に導く供給通路と、油室からディスクと壁面との
隙間を通って流出する作動油を回収する排出通路とを備
えている。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, two disks are mounted in parallel on a rotating shaft while being free to rotate and restricting axial displacement, a bearing is sandwiched between these disks, and An oil chamber is formed on the wall of the bearing case that houses the disk, facing the disk, and a supply passage that guides pressurized hydraulic oil from a hydraulic source to these oil chambers, and a gap between the disk and the wall from the oil chamber And a discharge passage for collecting hydraulic oil flowing out.

（作用） ディスクはベアリングケース内の壁面に形成した油室
に供給される加圧作動油により回転シャフトのスラスト
荷重に抗して浮遊状態で支持される。(Operation) The disk is supported in a floating state against the thrust load of the rotating shaft by the pressurized hydraulic oil supplied to the oil chamber formed on the wall surface in the bearing case.

また、スラスト荷重が増加すると、ディスクとベアリ
ングケースの壁面との隙間が狭まり、壁面に形成した油
室の圧力が上昇することによりスラスト荷重に対応した
支持力が得られる。Further, when the thrust load increases, the gap between the disk and the wall surface of the bearing case becomes narrower, and the pressure of the oil chamber formed on the wall surface increases, so that a supporting force corresponding to the thrust load is obtained.

さらに、油室への作動油供給が途絶え、ディスクがベ
アリングケース壁面に接触した場合には、もう一方のデ
ィスクがベアリングを介してこのディスクと相対回転す
ることによりディスクやスクリューシャフトの焼き着き
やかじりを防止する。Furthermore, if the supply of hydraulic oil to the oil chamber is interrupted and the disc contacts the wall of the bearing case, the other disc rotates relative to this disc via the bearing, causing seizure or galling of the disc or screw shaft. To prevent

（実施例） 第１図に本発明の実施例を示す。(Example) FIG. 1 shows an example of the present invention.

１は船のスクリューシャフト、２はスクリューシャフ
トを支持するスラストベアリング２である。1 is a screw shaft of a ship, and 2 is a thrust bearing 2 supporting the screw shaft.

スラストベアリング２はスクリューシャフト１をラジ
アルベアリング18とオイルシール19を介して回転自由に
貫通させたベアリングケース８の内側に、スクリューシ
ャフト１に回転自由に嵌合する２枚のフローティングデ
ィスク3Aと3Bを収装したもので、フローティングディス
ク3Aと3Bはストッパ11とスナップリング12によりスクリ
ューシャフト１に対する軸方向変位を規制される。The thrust bearing 2 has two floating disks 3A and 3B rotatably fitted to the screw shaft 1 inside a bearing case 8 in which the screw shaft 1 is rotatably penetrated through a radial bearing 18 and an oil seal 19. The floating disks 3A and 3B are restricted from being axially displaced with respect to the screw shaft 1 by the stopper 11 and the snap ring 12.

また、フローティングディスク3Aと3Bの間にはローラ
ベアリング14が回転自由に挟持される。A roller bearing 14 is rotatably held between the floating disks 3A and 3B.

フローティングディスク3Aと3Bに臨むベアリングケー
ス８の壁面8Aと8Bには油室４と５が環状溝状に形成さ
れ、これらの油室４と５を油圧ポンプ17に接続する共通
通路としてポート20と21がベアリングケース８の外側に
開口する。Oil chambers 4 and 5 are formed in annular grooves on the wall surfaces 8A and 8B of the bearing case 8 facing the floating disks 3A and 3B, and the oil chambers 4 and 5 are connected to the hydraulic pump 17 through a port 20 as a common passage. 21 is open to the outside of the bearing case 8.

また、壁面8Aと回転するフローティングディスク3A及
び3Bとの隙間を通り、油室４と５からベアリングケース
８内の回転室６に流入した作動油を油圧ポンプ17の吸込
側へ回収する排出通路として、排出ポート22が同じくベ
アリングケース８の外側に開口する。Also, as a discharge passage for recovering the hydraulic oil flowing through the gap between the wall surface 8A and the rotating floating disks 3A and 3B from the oil chambers 4 and 5 into the rotating chamber 6 in the bearing case 8 to the suction side of the hydraulic pump 17 , The discharge port 22 also opens outside the bearing case 8.

なお、油圧ポンプ17はプーリー22及びプーリー23に掛
け回したベルトを介してスクリューシャフト１と一体に
駆動され、スクリューシャフト１の回転方向に対応して
吐出方向を逆転する。The hydraulic pump 17 is driven integrally with the screw shaft 1 via a belt wound around the pulley 22 and the pulley 23, and reverses the discharge direction in accordance with the rotation direction of the screw shaft 1.

次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.

スクリューシャフト１を正転方向に駆動すると、スク
リューシャフト１に図の実線矢印の方向にスラスト荷重
が作用する。これに対して、油圧ポンプ17による加圧作
動油が供給ポート21から油室５に供給され、フローティ
ングディスク3Bと壁面8Bとの隙間を潤滑した後、回転室
６に流出し、排出ポート22を経て油圧ポンプ17の吸込側
に還流する。この作動油圧力によりフローティングディ
スク3Bはスラスト荷重に抗して壁面8Aから浮上した状態
で支持され、これより接触摩擦力の大きいスクリューシ
ャフト１及びフローティングディスク3Aと一体に回転す
る。When the screw shaft 1 is driven in the normal rotation direction, a thrust load acts on the screw shaft 1 in the direction of the solid line arrow in the figure. On the other hand, pressurized hydraulic oil from the hydraulic pump 17 is supplied from the supply port 21 to the oil chamber 5, lubricates the gap between the floating disk 3B and the wall surface 8B, and then flows out to the rotating chamber 6, and the discharge port 22 is discharged. After that, it is returned to the suction side of the hydraulic pump 17. Due to the hydraulic oil pressure, the floating disk 3B is supported in a state of floating above the wall surface 8A against the thrust load, and rotates integrally with the screw shaft 1 and the floating disk 3A having a larger contact friction force.

スラスト荷重が増加すると、フローティングディスク
3Bと壁面8Bとの隙間が狭まり、油室５から回転室６への
作動油の流出量が減少する結果、油室５の圧力が上昇す
る。こうして、油室５の圧力がスラスト荷重の変化につ
り合うまで増減することで、フローティングディスク3A
は常に浮遊状態を保ってスクリューシャフト１のスラス
ト荷重を支持する。When the thrust load increases, the floating disk
As a result, the gap between the wall 3B and the wall surface 8B is reduced, and the amount of hydraulic oil flowing out from the oil chamber 5 to the rotating chamber 6 is reduced. As a result, the pressure in the oil chamber 5 is increased. In this way, the pressure in the oil chamber 5 is increased or decreased until the pressure in the oil chamber 5 is balanced with the change in the thrust load.
Supports the thrust load of the screw shaft 1 while always maintaining a floating state.

一方、スクリューシャフト１を逆転方向に駆動する
と、油圧ポンプ17が逆回転し、油室４に加圧作動油が供
給される。この作動油はフローティングディスク3Aと壁
面8Aとの隙間を潤滑した後、回転室６に流出し、排出ポ
ート22を経て油圧ポンプ17の吸込側に還流する。これに
より、フローティングディスク3Bは図の破線矢印の方向
に作用するスラスト荷重に抗して壁面8Aから浮き上がっ
た状態で、スクリューシャフト１及びフローティングデ
ィスク3Bと一体に回転し、スラスト荷重を支持する。On the other hand, when the screw shaft 1 is driven in the reverse direction, the hydraulic pump 17 rotates in the reverse direction, and pressurized hydraulic oil is supplied to the oil chamber 4. This lubricating oil lubricates the gap between the floating disk 3A and the wall surface 8A, flows out into the rotating chamber 6, and returns to the suction side of the hydraulic pump 17 via the discharge port 22. Thereby, the floating disk 3B rotates integrally with the screw shaft 1 and the floating disk 3B while floating from the wall surface 8A against the thrust load acting in the direction of the dashed arrow in the figure, and supports the thrust load.

また、油圧ポンプ17の故障等の原因により、油室４と
５への作動油の供給が停止した場合は、スラスト荷重を
支持している側のフローティングディスク3A（3B）がス
ラスト荷重により壁面8A（8B）に直接接触し、回転を規
制される。この場合には回転を停止したフローティング
ディスク3A（3B）に対してフローティングディスク3B
（3A）がローラベアリング14を転動させながら相対回転
することにより、スクリューシャフト１の回転とスラス
ト方向の支持を確保する。このため、加圧作動油の供給
が万が一停止した時も、フローティングディスク3A（3
B）やスクリューシャフト１が焼き付きやかじりを起こ
す恐れはなく、決定的なダメージを回避することができ
る。If the supply of hydraulic oil to the oil chambers 4 and 5 is stopped due to a failure of the hydraulic pump 17, etc., the floating disk 3A (3B) on the side supporting the thrust load causes the wall surface 8A due to the thrust load. Direct contact with (8B) and rotation is regulated. In this case, the floating disk 3B is stopped against the floating disk 3A (3B).
By rotating the roller bearing 14 relative to (3A), the rotation of the screw shaft 1 and the support in the thrust direction are ensured. Therefore, even if the supply of pressurized hydraulic oil should stop, the floating disk 3A (3
B) and the screw shaft 1 do not cause seizure or galling, and crucial damage can be avoided.

なお、ローラベアリング14に代えて図の下部に示すよ
うなボールベアリング24を使用しても良い。Note that a ball bearing 24 as shown in the lower part of the figure may be used instead of the roller bearing 14.

（発明の効果） 以上のように、本発明はベアリングを挟持した２枚の
ディスクを回転自由かつ軸方向変位を規制した状態で回
転シャフトに取り付けるとともに、これらのディスクに
臨むベアリングケース内の油室に供給通路を介して作動
油を供給する一方、ディスクとベアリングケースの壁面
との隙間から流出する作動油を排出通路を介して回収す
るようにしたので、回転シャフトに回転方向に応じて作
用するスラスト荷重が油圧的に支持されるとともに、油
圧供給が停止した場合にはベアリングがディスク間の相
対回転を許容することで、回転シャフトやディスクの焼
き付きやかじりを防止する。(Effects of the Invention) As described above, the present invention mounts two disks holding bearings on a rotating shaft in a state where rotation is free and restricts axial displacement, and an oil chamber in a bearing case facing these disks. The hydraulic oil is supplied to the rotary shaft through the supply passage, while the hydraulic oil flowing out of the gap between the disk and the wall of the bearing case is recovered through the discharge passage. The thrust load is hydraulically supported, and when the supply of the hydraulic pressure is stopped, the bearing allows relative rotation between the disks, thereby preventing seizure and galling of the rotating shaft and the disks.

このため、簡易な構成で信頼性の高いスラストベアリ
ングを得ることができる。For this reason, a highly reliable thrust bearing can be obtained with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の実施例を示すスラストベアリングの縦
断面図と油圧回路図の複合図、第２図は従来例を示すス
ラストベアリングの縦断面図である。 １……スクリューシャフト、２……スラストベアリン
グ、3A,3B……フローティングディスク、4,5……油室、
６……回転室、８……ベアリングケース、8A,8B……壁
面、14……ローラベアリング、17……油圧ポンプ、20,2
1……供給ポート、22……排出ポート。FIG. 1 is a composite view of a vertical sectional view of a thrust bearing and a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical sectional view of a conventional thrust bearing. 1 ... screw shaft, 2 ... thrust bearing, 3A, 3B ... floating disk, 4,5 ... oil chamber,
6 ... rotating chamber, 8 ... bearing case, 8A, 8B ... wall surface, 14 ... roller bearing, 17 ... hydraulic pump, 20, 2
1 ... supply port, 22 ... discharge port.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】回転シャフトに２枚のディスクを回転自由
かつ軸方向の変位を規制した状態で平行に取り付け、こ
れらのディスクの間にベアリングを挟持し、これらのデ
ィスクを収装するベアリングケースの壁面にディスクに
面して油室を形成し、油圧源からの加圧作動油をこれら
の油室に導く供給通路と、油室からディスクと壁面との
隙間を通って流出する作動油を回収する排出通路とを備
えたことを特徴とする静圧式スラストベアリング。1. A bearing case for mounting two disks in parallel on a rotating shaft while freely rotating and restricting axial displacement, holding a bearing between the disks, and housing these disks. An oil chamber is formed on the wall surface facing the disk, and the supply passage that guides pressurized hydraulic oil from the hydraulic pressure source to these oil chambers and the hydraulic oil that flows out of the oil chamber through the gap between the disk and the wall are collected. A hydrostatic thrust bearing, comprising: