JP3997519B2

JP3997519B2 - Thrust load detector for plain bearings

Info

Publication number: JP3997519B2
Application number: JP2002309383A
Authority: JP
Inventors: 伸也皆川; 太位田; 公浩寺崎; 忠昭渡邊
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: JP2004144596A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車輌用の小型過給機のすべり軸受に作用するスラスト荷重の実動荷重と動的挙動を測定するすべり軸受のスラスト荷重検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過給機はエンジンから放出される排気ガスのエネルギーを利用し、高圧力の空気をエンジンに供給することで出力の向上と高効率化を図る高速回転機械である。
過給機は過酷な極限状態（高温、高圧、高速回転）で使用する商品・製品としての性能・信頼性を確保するためにあらゆる技術が導入され、設計・開発が進められている。
過給機のスラスト軸受の設計において、性能的にも、品質的にも、その信頼性、及び健全性を確保するには、スラスト軸受に作用する推力の実働荷重について、その大きさと動的挙動を稼働中の過給機のもとで実測し、正確なデータを収録しこれを解析することにより設計にフィードバックし、設計計算の精度を高めることが必要である。
例えば、流体潤滑の「すべり軸受」形式からなるスラスト軸受を設計の対象とした場合、的確な設計計画を進めるには、スラスト荷重の性状を正確に把握することが優先課題となる。またスラスト軸受に作用する軸推力（スラスト荷重）の大きさと性質を事前に予知することは、スラスト軸受の形式・形状を決定する上で極めて重要な要因となる。
【０００３】
スラスト荷重の大きさと性質を正確に実測することにより得られる効果は以下の通りである。
１．実働荷重の大きさの把握
過給機の運転条件に最も適したすべり軸受を設計するため、設計計画の段階において、同一形状の過給機にスラスト荷重検出器を装着し、これを供試体として試験運転を行い、定常状態、或いは、過負荷運転状態の下で、スラスト軸受に作用する実荷重を計測し、実測データを収録することによりすべり軸受の設計計画に反映することができる。
（１）スラストの実荷重・実測データから得られる効果
最大荷重値とその作用時間、或いは、定常状態における荷重値と持続期間などの実測値が明確となることにより、スラスト軸受の寿命計算に反映され寿命評価の精度が高まる。
起動時におけるすべり軸受のスラスト荷重が過大である場合は、起動時に油膜の形成が遅れ、軸受面が損傷を受けることがある。従って損傷を防止する対策を講じるためにも、より正確な実測データの収録が必要となる。
（２）荷重による潤滑膜の破断
荷重が増加すると、油膜が薄くなって二面の凸部同士の接触の機会が増し、境界潤滑膜が破断しやすくなる。この潤滑膜の破断に対する荷重の影響は、次ぎの二種に分けて考えることができる。
荷重による効果は、潤滑膜を力学的に降伏させて、剥離させること。さらに摩擦面の掘り起こしや、いわゆる金属の摩耗の過程において、潤滑膜と固体表面の一部を共に摩擦剥離させる。
荷重増加による摩擦熱の増大により、潤滑膜を熱的に降伏・剥離させる。
すなわち、荷重による潤滑膜の破断はこれらのいずれかの形で行われる。
【０００４】
２．実働荷重の性質・挙動
スラスト軸受に作用するスラスト荷重に関しては、実働荷重の性質・挙動を正確に把握することは当該部位の設計を進めるうえで極めて重要なことである。
荷重の性質については、静的なもの、動的なもの、衝撃的なもの、あるいは、周期性を有するものなど様々であるが、実働荷重の性状を把握しておくことは、流体潤滑のスラスト軸受を構成する「すべり面」の形状・形式を決定するうえにおいて、不可欠な課題となる。
（１）定常的な荷重状態
スラスト軸受に一定の値のスラスト荷重が連続して作用している状態を示し、スラスト荷重の大きさに応じて、すべり軸受において流体潤滑を形成する条件が整えば、寿命は無限と考えてよい。
（２）周期的な荷重状態
過給機を構成するタービンとコンプレッサにおいて交互に負荷変動が生じると、回転軸方向に周期的な変動荷重状態が生じることがある。
周期的に変化する荷重に対しては、すべり軸受では油膜の破断をきたすおそれがあるため、変動荷重の大きさ、性状を予め把握しておくことにより、スラスト軸受の形状（テーパードランド形、ヘリングボーン溝形、スパイラル溝形、及び、動圧ポケット形）のうちから最適なものを選定し対応することができる。
（３）起動時の過渡的な荷重状態
スラスト荷重が極めて高い場合は、流体潤滑から境界潤滑に移行し、金属面同士の接触が生じるおそれがあるため、メタルタッチ発生の防止対策をこうじるためにも、スラスト荷重値を正確に実測する必要がある。
【０００５】
以上に述べたように、スラスト荷重の大きさと性質を正確に実測することにより設計・計画に反映し、その結果得られる効果は絶大なものがある。かかる成果を得るためには、本発明を有効に活用することにより、スラスト荷重実測データを収録することが不可欠となる。
【０００６】
転がり軸受を対象とした、「軸受のスラスト荷重を測定する方法」が既に登録されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特許第１６５２６０９号明細書
【特許文献２】
特許第１６５２６５８号明細書
【特許文献３】
特許第１６５２６７９号明細書
【特許文献４】
特許第１６５２６８０号明細書
【特許文献５】
特許第１６５８９０７号明細書
【特許文献６】
特許第１６５２６８１号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これらの特許は、「転がり軸受」の外輪（静止部）に荷重検出部を当接させ、軸受に作用する軸力を検出するものが多数を占め、大型の軸受を有する回転体のスラスト荷重測定を対象にしたものである。
【０００９】
すべり軸受を対象とした従来技術は、極めて大容量のスラスト荷重に対応する、例えば、ティルテングパッド軸受の扇形パッドを支持するピボットを荷重検出器に置き換え、扇形パッドに作用するスラスト荷重を検出するもので、大型のスラスト軸受に対しては適用可能であるが、この方式を小型のスラスト軸受に適用することは困難である。
【００１０】
図６は、車輌用の小型過給機の構成を示す模式図である。この図に示すように、車輌用過給機のスラスト軸受として、流体潤滑の「すべり軸受」が寿命及びメンテナンスの観点から多用されている。
このような小型過給機のすべり軸受は、回転軸と共に回転するリング状のスラストカラーａと、これと接触して回転軸に作用するスラスト荷重を支持する中空円板状のスラストメタルｂとから通常構成される。これらのスラストカラーａとスラストメタルｂは、通常厚さが数ミリにすぎない。そのため、スラスト軸受のパッド側（静止・固定側）に小型の荷重検出器（ロードセル）を装着し、回転軸の軸方向推力を検出することは、大型の過給機には適用可能でも、小型の過給機には装着にスペース的限界が生じる。
言い換えれば、大型の過給機の軸受部には、荷重検出器を装着するスペースの確保が可能な場合もあるが、小型化するにつれ余裕のスペースがなくなり、荷重検出器の装着が困難になる。
【００１１】
すなわち、「すべり軸受」を対象にした従来技術は、極めて大容量のスラスト荷重に対応する、例えば、ティルテングパッド軸受の扇形パッドを支持するピボットを荷重検出器に置き換え、扇形パッドに作用するスラスト荷重を検出するもので、大型のスラスト軸受に対しては適用可能であるが、この方式を小型のスラスト軸受に適用することは困難である。
また、すべり軸受形式の小型のスラスト軸受を対象にした、スラスト荷重検出技術の実施例は極めて乏しく、技術的に安定し定型化された方式が見当たらない。
「転がり軸受」の場合、静止部の外輪の両端面に対し小型の荷重検出器を当接し、軸受に加わる軸力を差動的に検出する方式を主体としてきた。
しかし、小型の過給機においては、高速回転に伴い軸受の小型化が進み、必然的に荷重検出器の小型化が要求されるが、「転がり軸受」を対象にしたスラスト荷重検出技術の転用だけでは、小型化に限界が生じた。
従って、従来の「転がり軸受」を対象にした荷重検出手段から、小型過給機に適用可能な「すべり軸受」を対象とした荷重検出手段に転換を図る必要に迫まれていた。
すなわち、過給機の小型化が進むにつれ、「スラスト軸受」周りのスペースが狭まり、「荷重検出器」設置の余地が無くなりつつあり、従って、必然的に「荷重検出器」にはさらなる扁平化が要求されている。
【００１２】
本発明は、かかる要望を満たすために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、荷重受感部の小型化を図り、より小型の過給機を対象に、すべり軸受に作用する回転軸のスラスト荷重を動的にかつ正確に実測することができるすべり軸受のスラスト荷重検出装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する、回転軸の軸方向である正方向のスラスト荷重Ｆを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する前記正方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記ケーシング（１１）と前記起歪部（１０）との間に前記スラストメタル（４）が位置し、
前記起歪部（１０）は、前記正方向と逆の方向にスラストメタル（４）と接触する第１の部分と、第１の部分から回転軸の半径方向に隔てて設けられ前記正方向に連結ボルトと接触する第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間に設けられスラストメタル（４）および連結ボルトのいずれにも接触しない第３の部分と、を有し、第１の部分に作用する前記正方向のスラスト荷重を第２の部分からケーシング（１１）に伝達し、第３の部分にせん断歪みを発生させ、
前記ひずみゲージ（９）は、第３の部分に貼付される、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する、回転軸の軸方向である正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する前記正逆方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記ケーシング（１１）と前記起歪部（１０）との間に前記スラストメタル（４）が位置し、
前記起歪部（１０）は、前記スラストメタル（４）に前記正逆方向に固定された第１の部分と、第１の部分から回転軸の半径方向に隔てて設けられ前記正逆方向に連結ボルトに固定された第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間に設けられスラストメタル（４）および連結ボルトのいずれにも接触しない第３の部分と、を有し、第１の部分に作用する前記正逆方向のスラスト荷重を第２の部分からケーシング（１１）に伝達し、第３の部分にせん断歪みを発生させ、
前記ひずみゲージ（９）は、第３の部分に貼付される、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置が提供される。
【００１５】
また、本発明によれば、回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する正方向のスラスト荷重Ｆを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する前記正方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記起歪部（１０）は、その中央部がスラストメタル（４）との間に介在するリングスペーサ（６）と連結ボルト（８）の間に挟持されて位置決めされ、その両端部がスラストメタル（４）と接触し、両端に作用する正方向のスラスト荷重を中央部からケーシング（１１）に伝達し、その間にせん断歪みを発生させる、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置が提供される。
【００１６】
上記構成により、回転軸（１）に発生する正方向のスラスト荷重Ｆをスラストカラー（２）を介して、静止側のスラストメタル（４）に伝達し、さらにスラストメタル（４）から起歪部（１０）と連結ボルト（８）を介してケーシング（１１）に正方向のスラスト荷重Ｆを伝達することができる。また、起歪部（１０）は正方向のスラスト荷重により微小変形し、この歪み量を該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）で検出できるので、正方向のスラスト荷重Ｆを、上記一連の荷重伝達経路を経て伝達しながら、起歪部（１０）に貼付したひずみゲージ（９）により歪み量を電気信号に変換し、すべり軸受に作用する回転軸のスラスト荷重を動的にかつ正確に実測することができる。
また、起歪部（１０）をスラストメタル（４）で両端支持し、正方向のスラスト荷重を連結ボルト（８）により中央部から負荷するので、両端と中央部との間に均一なせん断歪みを発生させることができ、変形を微小に抑えかつ計測出力を大きくできる。
【００１７】
また、本発明によれば、回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する正逆方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記起歪部（１０）は、その中央部がスラストメタル（４）との間に介在するリングスペーサ（６）と連結ボルト（８）の間に挟持されて位置決めされ、その両端部が固定ボルト（５）によりスラストメタル（４）に固定され、両端部に作用する正逆方向のスラスト荷重を中央部からケーシング（１１）に伝達し、その間にせん断歪みを発生させる、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置が提供される。
【００１８】
上記構成により、回転軸（１）に発生する正逆方向のスラスト荷重Ｆａをスラストカラー（２）を介して、静止側のスラストメタル（４）に伝達し、さらにスラストメタル（４）から起歪部（１０）と連結ボルト（８）を介してケーシング（１１）に正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを伝達することができる。
また、起歪部（１０）は正逆方向のスラスト荷重により微小変形し、この歪み量を該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）で検出できるので、正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを、上記一連の荷重伝達経路を経て伝達しながら、起歪部（１０）に貼付したひずみゲージ（９）により歪み量を電気信号に変換し、すべり軸受に作用する回転軸のスラスト荷重を動的にかつ正確に実測することができる。
また、起歪部（１０）をスラストメタル（４）と固定ボルト（５）で両端を挟持して支持し、正逆方向のスラスト荷重を連結ボルト（８）により中央部から負荷するので、両端と中央部との間に均一なせん断歪みを発生させることができ、変形を微小に抑えかつ計測出力を大きくできる。
【００２１】
前記起歪部（１０）は、その中央部と両端部の間に矩形開口（１０ａ）を有し、これにより中央部と両端部を結ぶ４本の平板部（１０ｂ）が形成されており、前記ひずみゲージ（９）は、４本の平板部（１０ｂ）にそれぞれ貼付されたせん断歪み用のひずみゲージである。
【００２２】
この構成により、４本の平板部（１０ｂ）にせん断歪みが一定の領域を形成することができ、これをせん断歪み用のひずみゲージで計測して大きな計測出力を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付して使用する。
【００２４】
図１は、本発明のスラスト荷重検出装置の第１実施形態図である。この図において、（Ａ）は軸端からすべり軸受を見た正面図、（Ｂ）はそのＡ-Ａ断面図である。
この例は、回転軸１に作用する正方向のスラスト荷重Ｆを計測するスラスト荷重検出装置を示している。図６と同様に回転軸１の軸端にコンプレッサ翼車、反対側にタービン翼車が取付けられる場合、正方向のスラスト荷重Ｆはタービン翼車からコンプレッサ翼車に向かうスラスト荷重である。
【００２５】
図２は、図１の部分拡大図である。この図において（Ａ）は、図１（Ｂ）の上半分の拡大図、（Ｂ）は起歪部１０の拡大図である。また、図２（Ｂ）において、（ａ）は側面図、（ｂ）はｂ-ｂ矢視図、（ｃ）はｃ-ｃ断面図である。
【００２６】
図１および図２において、本発明のスラスト荷重検出装置は、リング状のスラストカラー２、中空円板状のスラストメタル４、複数の連結ボルト８、矩形平板状の起歪部１０およびひずみゲージ９を備える。
【００２７】
リング状のスラストカラー２は、この例では正方向のスラスト荷重を受けるための正スラストカラー２ａと、逆方向のスラスト荷重を受けるための逆スラストカラー２ｂからなる。正スラストカラー２ａと逆スラストカラー２ｂは、回転軸１の端部（この例では段付き部）に好ましくは締り嵌めで取り付けられ、これと共に一体的に回転する。また、正方向のスラスト荷重と逆方向のスラスト荷重を同一のスラストメタル４に伝達するために、正スラストカラー２ａと逆スラストカラー２ｂの２つの伝達面の間にスラストメタル４をわずかな間隔をもって挟持するようになっている。
【００２８】
中空円板状のスラストメタル４は、図１（Ａ）に示すようにこの例では３本の連結ボルト８により、ケーシング１１に連結・固定されている。また、スラストメタル４の内周部の両面には、軸受シュー３が取付けられ、この軸受シュー３とスラストカラー２（正スラストカラー２ａ）とが接触して回転軸１に作用する正方向のスラスト荷重Ｆを支持する。軸受シュー３は、耐摩耗性が高く、かつ潤滑性が高いコーティング膜であるのがよい。
【００２９】
複数（この例では３本）の連結ボルト８は、矩形平板状の起歪部１０の中央部をそれぞれ貫通し、スラストメタル４に設けられた３箇所の穴を通してケーシング１１に連結する。また、スラストメタル４とケーシング１１の間には、中空円筒状のリングスペーサ６が挟持される。
【００３０】
矩形平板状の起歪部１０は、図２（Ａ）に示すように、その中央部がスラストメタル４との間に介在するリングスペーサ６と連結ボルト８（の頭部）との間に挟持されて軸方向位置が位置決めされる。また、起歪部１０の両端部はスラストメタル４の片面（図で左面）と接触するように位置決めされる。
従って、図２（Ｂ）に示すように、起歪部１０の長手方向両端には、正方向のスラスト荷重Ｆの分力（この例ではＦ／６）が作用し、起歪部１０の中央部に正方向のスラスト荷重Ｆの分力（この例ではＦ／３）がケーシング１１に伝達し、その間に均一なせん断歪みが発生するようになっている。
【００３１】
図２（Ｂ）に示すように、矩形平板状の起歪部１０は、その中央部と両端部の間に２つの矩形開口１０ａを有し、これにより中央部と両端部を結ぶ４本の平板部１０ｂが形成されている。
ひずみゲージ９は、この４本の平板部１０ｂにそれぞれ貼付されたせん断歪み用のひずみゲージである。矩形平板状の起歪部１０は図２（Ｂ）から明らかなように、中央に集中荷重を受ける両端支持梁である。従って、４本の平板部１０ｂには、均一なせん断力が作用し、この部分全体に均一なせん断歪みが発生する。４つのせん断歪み用のひずみゲージ９は、均一なせん断歪みが発生する領域に直接貼付されるため、ひずみゲージの全面でせん断歪みを検知することができる。またこの４つのせん断歪み用のひずみゲージ９でブリッチ回路を形成し、温度による影響を無くすことで、検出出力を高めることができる。
【００３２】
図３は、本発明のスラスト荷重検出装置の第２実施形態図である。この図において、（Ａ）は軸端からすべり軸受を見た正面図、（Ｂ）はそのＡ-Ａ断面図である。
この例は、回転軸１に作用する正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを計測するスラスト荷重検出装置を示している。図６と同様に回転軸１の軸端にコンプレッサ翼車、反対側にタービン翼車が取付けられる場合、正方向のスラスト荷重Ｆａはタービン翼車からコンプレッサ翼車に向かうスラスト荷重であり、逆正方向のスラスト荷重Ｆｂはコンプレッサ翼車からタービン翼車に向かうスラスト荷重である。
【００３３】
図４は、図３の部分拡大図である。この図において（Ａ）は、図３（Ｂ）の上半分の拡大図、（Ｂ）は起歪部１０の拡大図である。また、図４（Ｂ）において、（ａ）は側面図、（ｂ）はｂ-ｂ矢視図、（ｃ）はｃ-ｃ断面図である。
【００３４】
図３および図４において、本発明のスラスト荷重検出装置は、リング状のスラストカラー２、中空円板状のスラストメタル４、複数の連結ボルト８、矩形平板状の起歪部１０およびひずみゲージ９を備える。
【００３５】
リング状のスラストカラー２は、この例では正方向のスラスト荷重を受けるための正スラストカラー２ａと、逆方向のスラスト荷重を受けるための逆スラストカラー２ｂからなる。正スラストカラー２ａと逆スラストカラー２ｂは、回転軸１に好ましくは締り嵌めで取り付けられ、これと共に一体的に回転する。また、正方向のスラスト荷重と逆方向のスラスト荷重を同一のスラストメタル４に伝達するために、正スラストカラー２ａと逆スラストカラー２ｂの２つの伝達面の間にスラストメタル４をわずかな間隔をもって挟持するようになっている。
【００３６】
中空円板状のスラストメタル４は、図３（Ａ）に示すようにこの例では３本の連結ボルト８により、ケーシング１１に連結・固定されている。また、スラストメタル４の内周部の両面には、軸受シュー３が取付けられ、この軸受シュー３とスラストカラー２（正スラストカラー２ａと逆スラストカラー２ｂ）とが接触して回転軸１に作用する正方向と逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを支持する。軸受シュー３は、耐摩耗性が高く、かつ潤滑性が高いコーティング膜であるのがよい。
【００３７】
複数（この例では３本）の連結ボルト８は、矩形平板状の起歪部１０の中央部をそれぞれ貫通し、スラストメタル４に設けられた３箇所の穴を通してケーシング１１に連結する。また、スラストメタル４とケーシング１１の間には、中空円筒状のリングスペーサ６が挟持される。
【００３８】
矩形平板状の起歪部１０は、図４（Ａ）に示すように、その中央部がスラストメタル４との間に介在するリングスペーサ６と連結ボルト８（の頭部）との間に挟持されて軸方向位置が位置決めされる。また、起歪部１０の両端部は固定ボルト５によりスラストメタル４の片面（図で左面）に固定される。
従って、図４（Ｂ）に示すように、起歪部１０の長手方向両端には、正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂの分力（この例ではＦａ／６，Ｆｂ／６）が作用し、起歪部１０の中央部に正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂの分力（この例ではＦａ／３，Ｆｂ／３）がケーシング１１に伝達し、その間に均一なせん断歪みが発生するようになっている。
【００３９】
図４（Ｂ）に示すように、矩形平板状の起歪部１０は、その中央部と両端部の間に２つの矩形開口１０ａを有し、これにより中央部と両端部を結ぶ４本の平板部１０ｂが形成されている。
ひずみゲージ９は、この４本の平板部１０ｂにそれぞれ貼付されたせん断歪み用のひずみゲージである。矩形平板状の起歪部１０は図４（Ｂ）から明らかなように、中央に集中荷重を受ける両端支持梁である。従って、４本の平板部１０ｂには、均一なせん断力が作用し、この部分全体に均一なせん断歪みが発生する。４つのせん断歪み用のひずみゲージ９は、均一なせん断歪みが発生する領域に直接貼付されるため、ひずみゲージの全面でせん断歪みを検知することができる。またこの４つのせん断歪み用のひずみゲージ９でブリッチ回路を形成し、温度による影響を無くすことで、検出出力を高めることができる。
【００４０】
図５は、本発明の第３、第４の実施形態図である。この図において、(A)は、第３実施形態図であり、第１実施形態において、矩形平板状の起歪部１０の長手方向を周方向に向けて配置したものである。また、(B)は、第４実施形態図であり、第２実施形態において、矩形平板状の起歪部１０の長手方向を周方向に向けて配置したものである。その他の構成は、第１実施形態または第２実施形態と同様である。
図５の構成により、スラストメタル４が薄い場合でも、起歪部１０の両端部に作用するスラスト力を均一にできる。
【００４１】
本発明において、荷重検出器は小型過給機のスラスト軸受部の極めて狭隘な空間に装着を余儀なくされると共に、過給機の小型化に伴う低スラスト荷重にも対応しうる対策を講じる必要上、以下に記す諸条件を満足することに注力した。
１．荷重検出器の軽薄短小化
小型で、寸法的に小さく、薄型で軽量であることに注力した。
２．荷重検出器の高固有振動数の確保
回転数一次の振動数に対し、３倍以上の固有振動数を確保するため、荷重検出器の構造（特に荷重検出器の起歪部、すなわち荷重／電気変換機構）に留意した。
このため、荷重検出器の起歪部（荷重／電気変換機構）は、剛性を高めると共に高出力を確保するための手段として、以下の方式を採用した。
（１）荷重検出器はひずみゲージによる荷重／電気変換方式を採用した。
（２）荷重検出器の起歪部の荷重に対するひずみ発生機構は、せん断ひずみ発生方式とし、剛性が高く、発生ひずみの大きな起歪部を構成することに注力した。
【００４２】
３．スラスト荷重伝達経路の明確化
流体潤滑の「すべり軸受」形式による「スラスト軸受」において、これに対して作用するスラスト荷重の伝達経路を明確にし、伝達経路の途中に荷重に相関するひずみを検出する「起歪部」を設けることを、本発明における１つの特徴とする。
スラスト荷重は以下の経路を経て伝達する。
第１実施形態（図１、２）では、回転軸１→スラストカラー２→軸受シュー３→スラストメタル４→起歪部１０→連結ボルト８→ケーシング（固定端）１１
第２実施形態（図３、４）の正方向のスラスト荷重は、回転軸１→正スラストカラー２ａ→軸受シュー３→スラストメタル４→起歪部１０→連結ボルト８→ケーシング（固定端）１１の経路、第２実施形態（図３、４）の逆方向のスラスト荷重は、回転軸１→逆スラストカラー２ｂ→軸受シュー３→スラストメタル４→固定ボルト５→起歪部１０→連結ボルト８→ケーシング（固定端）１１の経路で伝達する。
【００４３】
４．荷重検出器の極薄化
荷重検出器は、例えば軸受シュー３とケーシング（固定端）１１の狭隘な空間、或いは他の狭隘部に装着する場合を想定して、非常に薄い扁平な形状とし、せん断ひずみ発生機構としての条件を満足する寸法の範囲内にまとめることに注力している。
５．荷重検出器の高出力化
従来技術で対応可能であった大型の回転機械に比べ、過給機の小型化に伴う低スラスト荷重にも対応できる荷重検出器とするため、起歪部１０については、形状・寸法及び材質を吟味し最適化することにより解決した。
【００４４】
６．荷重検出器の温度補償
「スラスト軸受」において起歪部１０はスラストメタル４に密着して固定されるため、軸受シュー３とスラストカラー２において発生する摩擦熱が潤滑油を介して起歪部１０に伝達し過熱するため、温度による「見掛けひずみ」が発生する。この「見掛けひずみ」を少なくするため温度補償が必要となる。さらに荷重検出器は複数のものを組み合わせて使用する関係上、単独での特性は勿論、「組み合わせ時の特性」が優れている必要がある。
ここで荷重検出器の「組み合わせ時温度特性」を向上させる手段として、荷重検出器を個々に独立して製作し、これらの中から温度特性の揃ったものを選定してグループとして機能させ、荷重検出器の組み合わせ時の温度特性を向上させる手段を採っている。
【００４５】
以下、本発明のスラスト荷重検出装置の作動と機能を説明する。
１．荷重の伝達経路と荷重の検出方法
「すべり軸受」形式の「スラスト軸受」において、スラスト荷重は、回転軸１からスラストカラー２に伝わり、これと接触する軸受シュー３との境界面で、液状媒体を介して流体潤滑が行われ、静止部であるスラストメタル４まで荷重が伝達する。
さらに、静止部においては、スラストメタル４の片面に当接した起歪部１０の端部に（固定ボルト５を介して）荷重が伝わり、起歪部１０の中央部がこれに当接したリングスペーサ６と共に連結ボルト８によってケーシング１１（最終端）に締結・固定されることで、スラスト荷重の伝達経路はケーシング１１をもって最終の固定端となる。
こうした荷重の伝達系の一部である、静止部のスラストメタル４に取付け、荷重の伝達を行いつつ、荷重を検出する「荷重検出器」の主要部品である起歪部１０において荷重に比例した電気信号に変換することを特徴とする。
【００４６】
２．荷重検出器の機能
（１）荷重／電気変換
荷重検出器における「荷重」対「電気信号」の変換は、起歪部１０を構成する弾性部材にひずみゲージを貼付し、「荷重」に比例して発生する「ひずみ信号」を電気信号として検出する方式を採っている。
【００４７】
（２）荷重伝達
第１実施形態（図１、２）では、前述のように、起歪部１０を経由して荷重検出器の中央部に至る。
起歪部７の中央部において、リングスペーサ６は起歪部１０の下面とリングスペーサを介し、ケーシング１１の上面に接し、連結ボルト８によってケーシング１１（最終端）に締結・固定されるが、ここで起歪部１０の中央部において、起歪部１０の下面とスラストメタル４の片面との間には僅かな間隙が設けられている。さらにスラストメタル４のもう一方の面とケーシング１１の表面との間にも同様にリングスペーサ６による間隙を設けている。
【００４８】
第２実施形態（図３、４）では、前述のように、荷重検出器内部を通過する荷重は、固定ボルト５から起歪部１０を経由して荷重検出器の中央部に至る。
起歪部１０の中央部において、リングスペーサ６は起歪部１０の下面とリングスペーサを介し、ケーシング１１の上面に接し、連結ボルト８によってケーシング１１（最終端）に締結・固定されるが、ここで起歪部１０の中央部において、起歪部１０の下面とスラストメタル４の片面との間には僅かな間隙が設けられている。さらにスラストメタル４のもう一方の面とケーシング１１の表面との間にも同様に、わずかな間隙を設けている。
（注、リングスペーサ６の高さ寸法は、スラストメタル４の厚さ寸法に前記２箇所の寸法を加えた値に等しい。）
【００４９】
（３）起歪部
起歪部１０を構成する弾性部材の一部で、作用する荷重に応じて発生するひずみを、部分的に高めた個所を「起歪部」と称し、この個所にひずみゲージ９を貼付しひずみを検出する。
この最大ひずみの発生位置は、起歪部１０の両端部と連結ボルト８とに挟まれた部分を指し、当該起歪部は、連結ボルト８を中心にして、長手方向に振り分け１対、幅方向に１対の合計４箇所の「起歪要素」により構成される。
当該「起歪部」には「せん断ひずみ」が発生し、その配置位置によって、荷重の作用方向により発生ひずみの極性が異なるため、この特徴を利用してブリッジ回路を構成する。
【００５０】
上述した第１実施形態の構成により、回転軸１に発生する正方向のスラスト荷重Ｆをスラストカラー２を介して、静止側のスラストメタル４に伝達し、さらにスラストメタル４から起歪部１０と連結ボルト８を介してケーシング１１に正方向のスラスト荷重Ｆを伝達することができる。また、矩形平板状の起歪部１０は正方向のスラスト荷重により微小変形し、この歪み量を該起歪部に貼付されたひずみゲージ９で検出できるので、正方向のスラスト荷重Ｆを、上記一連の荷重伝達経路を経て伝達しながら、起歪部１０に貼付したひずみゲージ９により歪み量を電気信号に変換し、すべり軸受に作用する回転軸のスラスト荷重を動的にかつ正確に実測することができる。
【００５１】
また、起歪部１０を矩形平板状の扁平な形状に構成でき、かつこの矩形平板部材をスラストメタル４で両端支持し、正方向のスラスト荷重を連結ボルト８により中央部から負荷するので、両端と中央部との間に均一なせん断歪みを発生させることができ、変形を微小に抑えかつ計測出力を大きくできる。
【００５２】
また、上述した第２実施形態の構成により、回転軸１に発生する正逆方向のスラスト荷重Ｆａをスラストカラー２を介して、静止側のスラストメタル４に伝達し、さらにスラストメタル４から起歪部１０と連結ボルト８を介してケーシング１１に正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを伝達することができる。
また、矩形平板状の起歪部１０は正逆方向のスラスト荷重により微小変形し、この歪み量を該起歪部に貼付されたひずみゲージ９で検出できるので、正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを、上記一連の荷重伝達経路を経て伝達しながら、起歪部１０に貼付したひずみゲージ９により歪み量を電気信号に変換し、すべり軸受に作用する回転軸のスラスト荷重を動的にかつ正確に実測することができる。
【００５３】
またこの構成により、起歪部１０を矩形平板状の扁平な形状に構成でき、かつこの矩形平板部材をスラストメタル４と固定ボルト５で両端を挟持して支持し、正逆方向のスラスト荷重を連結ボルト８により中央部から負荷するので、両端と中央部との間に均一なせん断歪みを発生させることができ、変形を微小に抑えかつ計測出力を大きくできる。
【００５４】
さらに、起歪部１０の４本の平板部１０ｂにせん断歪みが一定の領域を形成することができ、これをせん断歪み用のひずみゲージで計測して大きな計測出力を得ることができる。
【００５５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
上述した本発明のスラスト荷重検出装置により、従来、解明できなかった小型高速回転機械の、軸推力挙動の実測が可能となる。また、回転軸に発生する正・逆方向の推力を実測することが可能となり、従来未知数であった高速回転体におけるスラスト荷重の動的挙動が把握できるようになった。軸推力の実働荷重の解明は、小型回転機械の設計にフィードバックされ、同機の品質（性能・機能・寿命）の向上に貢献すること大である。
【００５７】
従って、本発明のすべり軸受のスラスト荷重検出装置は、荷重受感部の小型化を図り、より小型の過給機を対象に、すべり軸受に作用する回転軸のスラスト荷重を動的にかつ正確に実測することができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスラスト荷重検出装置の第１実施形態図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明のスラスト荷重検出装置の第２実施形態図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】本発明の第３、第４の実施形態図である。
【図６】小型過給機のすべり軸受を示す模式図である。
【符号の説明】
１回転軸、２スラストカラー、
２ａ正スラストカラー、２ｂ逆スラストカラー、
３軸受シュー、４スラストメタル、５固定ボルト、
６リングスペーサ、８連結ボルト、９ひずみゲージ、
１０起歪部、１１ケーシング（固定端）[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a thrust load detecting device for a slide bearing that measures an actual load and a dynamic behavior of a thrust load acting on a slide bearing of a small turbocharger for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
A supercharger is a high-speed rotating machine that uses the energy of exhaust gas emitted from an engine and supplies high-pressure air to the engine to improve output and increase efficiency.
Superchargers are being designed and developed in order to ensure the performance and reliability of products and products used in harsh extreme conditions (high temperature, high pressure, high speed rotation).
In order to ensure the reliability and soundness of the thrust bearing of the turbocharger in terms of performance and quality, the size and dynamic behavior of the actual working load of the thrust acting on the thrust bearing It is necessary to improve the accuracy of the design calculation by actually measuring under the supercharger in operation, collecting accurate data and analyzing it to feed back to the design.
For example, when a thrust bearing of the “sliding bearing” type of fluid lubrication is targeted for design, it is a priority issue to accurately grasp the properties of the thrust load in order to proceed with an accurate design plan. Predicting in advance the magnitude and nature of the axial thrust (thrust load) acting on the thrust bearing is an extremely important factor in determining the type and shape of the thrust bearing.
[0003]
The effects obtained by accurately measuring the magnitude and nature of the thrust load are as follows.
1. Understanding the actual working load
At the design planning stage, a thrust load detector is attached to a turbocharger of the same shape, and a test operation is performed using this as a specimen to design a plain bearing that best suits the operating conditions of the turbocharger. Alternatively, the actual load acting on the thrust bearing can be measured under an overload operation state, and the actual measurement data can be recorded and reflected in the design plan of the slide bearing.
(1) Effects obtained from actual thrust load and measured data
By clarifying the maximum load value and its operating time, or the actual measurement values such as the load value and duration in a steady state, it is reflected in the life calculation of the thrust bearing and the accuracy of life evaluation is increased.
When the thrust load of the slide bearing at the time of starting is excessive, the formation of an oil film is delayed at the time of starting, and the bearing surface may be damaged. Therefore, more accurate measurement data must be recorded in order to take measures to prevent damage.
(2) Lubricant film breakage due to load
As the load increases, the oil film becomes thinner, the chance of contact between the convex portions on the two surfaces increases, and the boundary lubrication film tends to break. The influence of the load on the fracture of the lubricating film can be considered in the following two types.
The effect of the load is that the lubricant film is mechanically yielded and peeled off. Further, in the process of digging up the friction surface or so-called metal wear, the lubricating film and a part of the solid surface are both frictionally peeled off.
The lubricant film is thermally yielded and peeled off due to the increase in frictional heat caused by the increased load.
That is, the lubricating film is broken by the load in any of these forms.
[0004]
2. Properties and behavior of actual load
Regarding the thrust load acting on the thrust bearing, accurately grasping the nature and behavior of the actual load is extremely important in proceeding with the design of the part.
There are various types of loads, such as static, dynamic, shocking, and periodic, but it is important to understand the characteristics of the actual load to determine the thrust of fluid lubrication. This is an indispensable issue in determining the shape and type of the “slip surface” that makes up the bearing.
(1) Steady load state
It shows a state in which a certain value of thrust load is continuously acting on the thrust bearing, and if the conditions for forming fluid lubrication in the slide bearing are adjusted according to the magnitude of the thrust load, the life may be considered infinite .
(2) Periodic load state
When load fluctuations alternately occur in the turbine and the compressor constituting the supercharger, a periodically fluctuating load state may occur in the rotation axis direction.
For a load that changes periodically, a sliding bearing may cause an oil film to break. Therefore, knowing the size and characteristics of the variable load in advance allows the shape of the thrust bearing (tapered land type, herring) Bone groove shape, spiral groove shape, and dynamic pressure pocket shape) can be selected and dealt with optimally.
(3) Transient load state at startup
When the thrust load is extremely high, the transition from fluid lubrication to boundary lubrication may cause contact between metal surfaces, so it is necessary to accurately measure the thrust load value to prevent metal touch generation. There is.
[0005]
As described above, the magnitude and nature of the thrust load are accurately measured and reflected in the design / planning. As a result, the resulting effects are enormous. In order to obtain such results, it is indispensable to record the actual thrust load data by effectively utilizing the present invention.
[0006]
"Methods for measuring the thrust load of a bearing" for rolling bearings have already been registered (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6). ).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 1652609
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 1652658
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 1652679
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 1652680
[Patent Document 5]
Japanese Patent No. 1658907
[Patent Document 6]
Japanese Patent No. 1652681
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
These patents occupy a large number of sensors that detect the axial force acting on the bearing by contacting the load detection part to the outer ring (stationary part) of the "rolling bearing", and measure the thrust load of a rotating body with a large bearing It is intended for.
[0009]
The conventional technology for sliding bearings supports extremely large thrust loads. For example, the pivot supporting the fan-shaped pad of a tilting pad bearing is replaced with a load detector to detect the thrust load acting on the fan-shaped pad. However, it can be applied to a large thrust bearing, but it is difficult to apply this method to a small thrust bearing.
[0010]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a small supercharger for a vehicle. As shown in this figure, as a thrust bearing of a supercharger for a vehicle, a “sliding bearing” of fluid lubrication is frequently used from the viewpoint of life and maintenance.
A slide bearing of such a small turbocharger is composed of a ring-shaped thrust collar a that rotates together with a rotating shaft, and a hollow disk-shaped thrust metal b that supports the thrust load that acts on the rotating shaft in contact therewith. Normally configured. These thrust collars a and thrust metals b are usually only a few millimeters thick. For this reason, it is possible to install a small load detector (load cell) on the pad side (stationary / fixed side) of the thrust bearing and detect the axial thrust of the rotating shaft. The turbocharger has a space limitation in installation.
In other words, it may be possible to secure a space for mounting a load detector on the bearing portion of a large turbocharger, but as the size is reduced, there is no more space and it becomes difficult to mount the load detector. .
[0011]
In other words, the conventional technology for "slide bearings" is capable of handling extremely large thrust loads. For example, the pivot supporting the fan-shaped pad of the tilting pad bearing is replaced with a load detector, and the thrust acting on the fan-shaped pad is replaced. Although it detects a load and can be applied to a large thrust bearing, it is difficult to apply this method to a small thrust bearing.
In addition, there are very few examples of the thrust load detection technique for a small thrust bearing of the slide bearing type, and there is no technically stable and standardized system.
In the case of the “rolling bearing”, a method has been mainly employed in which a small load detector is brought into contact with both end faces of the outer ring of the stationary part and the axial force applied to the bearing is detected differentially.
However, in small turbochargers, bearings are becoming smaller with high-speed rotation, and it is inevitably necessary to reduce the size of load detectors, but diverting thrust load detection technology for "rolling bearings". There was a limit to miniaturization alone.
Therefore, it has been urged to switch from the conventional load detection means for "rolling bearings" to load detection means for "slide bearings" applicable to small superchargers.
In other words, as the turbocharger becomes smaller, the space around the “thrust bearing” is becoming narrower, and there is no room for installing the “load detector”. Therefore, the “load detector” is necessarily flattened further. Is required.
[0012]
The present invention has been developed to meet such a demand. That is, the object of the present invention is to reduce the size of the load sensing part and to dynamically and accurately measure the thrust load of the rotating shaft acting on the slide bearing for a smaller supercharger. An object of the present invention is to provide a thrust load detecting device for a sliding bearing.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention, the ring-shaped thrust collar (2) that is attached to the rotating shaft (1) and rotates with the rotating shaft (1), and contacts the thrust collar to act on the rotating shaft.Is the axial direction of the rotation axisA hollow disc-shaped thrust metal (4) for supporting a thrust load F in the positive direction, a plurality of connecting bolts (8) for connecting the thrust metal to the casing (11), and between the connecting bolt and the thrust metal Sandwiched and acting in betweenSaidSlight deformation due to a thrust load in the positive directionWakeA strain portion (10) and a strain gauge (9) attached to the strain generation portion are provided.,
The thrust metal (4) is located between the casing (11) and the strain generating part (10),
The strain-generating part (10) is provided in a first direction in contact with the thrust metal (4) in a direction opposite to the positive direction, and is spaced from the first part in the radial direction of the rotating shaft in the positive direction. A second portion that contacts the connecting bolt, and a third portion that is provided between the first portion and the second portion and does not contact any of the thrust metal (4) and the connecting bolt, Transmitting the positive thrust load acting on the first part from the second part to the casing (11), generating shear strain in the third part;
  The strain gauge (9) is affixed to the third part.There is provided a thrust load detecting device for a sliding bearing.
[0014]
  Moreover, according to this invention, it is the axial direction of a rotating shaft which contacts a thrust collar (2) attached to a rotating shaft (1), and rotates with this, and acts on a rotating shaft in contact with this thrust collar. Hollow disc-shaped thrust metal (4) for supporting forward and reverse thrust loads Fa, Fb, a plurality of connecting bolts (8) for connecting the thrust metal to the casing (11), the connecting bolts and the thrust metal A strain-generating part (10) that is deformed by the thrust load in the forward and reverse directions that is sandwiched between and acting between them, and a strain gauge (9) that is affixed to the strain-generating part,
  The thrust metal (4) is located between the casing (11) and the strain generating part (10),
  The strain generating portion (10) is provided in the forward / reverse direction, the first portion being fixed to the thrust metal (4) in the forward / reverse direction and spaced from the first portion in the radial direction of the rotation shaft. A second portion fixed to the connecting bolt, and a third portion provided between the first portion and the second portion and not contacting any of the thrust metal (4) and the connecting bolt. , Transmitting the forward and reverse thrust loads acting on the first part from the second part to the casing (11), generating shear strain in the third part,
  The strain gauge (9) is affixed to a third portion, and a thrust load detecting device for a slide bearing is provided.
[0015]
  Further, according to the present invention, a ring-shaped thrust collar (2) that is attached to the rotating shaft (1) and rotates with the rotating shaft (1) and a positive thrust load F acting on the rotating shaft in contact with the thrust collar are supported. A hollow disc-shaped thrust metal (4), a plurality of connection bolts (8) for connecting the thrust metal to the casing (11), and the positive metal acting between and sandwiched between the connection bolt and the thrust metal. A strain-generating portion (10) that is slightly deformed by a thrust load in a direction, and a strain gauge (9) attached to the strain-generating portion,
  The strain generating part (10) is positioned by being sandwiched between a ring spacer (6) and a connecting bolt (8), the central part of which is interposed between the thrust metal (4), and both end parts thereof are thrust metal. Providing a thrust load detecting device for a sliding bearing, characterized in that a positive direction thrust load acting on both ends is transmitted to the casing (11) from the center portion and shear strain is generated between them in contact with (4) Is done.
[0016]
  With the above configuration, the forward thrust load F generated on the rotating shaft (1) is transmitted to the stationary-side thrust metal (4) through the thrust collar (2), and further, the strain generating portion from the thrust metal (4). The thrust load F in the positive direction can be transmitted to the casing (11) via (10) and the connecting bolt (8). Further, since the strain generating portion (10) is slightly deformed by the thrust load in the positive direction and the amount of strain can be detected by the strain gauge (9) attached to the strain generating portion, the thrust load F in the positive direction is While transmitting through a series of load transmission paths, a strain gauge (9) affixed to the strain generating part (10) converts the amount of strain into an electrical signal, and dynamically and dynamically converts the thrust load on the rotating shaft acting on the slide bearing. It can be measured accurately.
  Also,Strain generation part (10)Is supported at both ends by thrust metal (4), and a thrust load in the positive direction is applied from the center by connecting bolt (8), so that uniform shear strain can be generated between both ends and the center. Can be suppressed and measurement output can be increased.
[0017]
  Further, according to the present invention, a ring-shaped thrust collar (2) attached to the rotating shaft (1) and rotating with the rotating shaft (1), and forward and reverse thrust loads Fa, which contact the thrust collar and act on the rotating shaft, A hollow disc-shaped thrust metal (4) for supporting Fb, a plurality of connecting bolts (8) for connecting the thrust metal to the casing (11), and the sandwiched between the connecting bolt and the thrust metal and acting between them A strain-generating portion (10) that is slightly deformed by a thrust load in the forward and reverse directions, and a strain gauge (9) attached to the strain-generating portion,
  The strain generating part(10) is centered between a ring spacer (6) and a connecting bolt (8) interposed between the thrust metal (4) and positioned, and both ends thereof are fixed by fixing bolts (5). It is fixed to the thrust metal (4), and forward and reverse thrust loads acting on both ends are transmitted from the central part to the casing (11), and shear strain is generated therebetween.RusA thrust load detecting device for a plain bearing is provided.
[0018]
  With the above configuration, the forward / reverse thrust load Fa generated on the rotating shaft (1) is transmitted to the stationary thrust metal (4) through the thrust collar (2), and further the strain is generated from the thrust metal (4). Thrust loads Fa and Fb in the forward and reverse directions can be transmitted to the casing (11) via the portion (10) and the connecting bolt (8).
  Also, Strain generating part(10) is minutely deformed by the thrust load in the forward / reverse direction, and this strain amount can be detected by the strain gauge (9) affixed to the strain generating portion. The amount of strain is converted into an electrical signal by the strain gauge (9) attached to the strain generating part (10) while transmitting through the load transmission path, and the thrust load of the rotating shaft acting on the slide bearing is dynamically and accurately It can be actually measured.
  In addition, the strain-generating part (10) is supported by sandwiching both ends with the thrust metal (4) and the fixing bolt (5), and the thrust load in the forward and reverse direction is loaded from the center part with the connecting bolt (8). A uniform shear strain can be generated between the center portion and the central portion, deformation can be suppressed to a small level, and measurement output can be increased.
[0021]
  The strain generating part(10) has a rectangular opening (10a) between its center and both ends, thereby forming four flat plate portions (10b) connecting the center and both ends, and the strain gauge ( 9) is a strain gauge for shear strain affixed to each of the four flat plate portions (10b).
[0022]
With this configuration, a region having a constant shear strain can be formed on the four flat plate portions (10b), and this can be measured with a strain gauge for shear strain to obtain a large measurement output.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and used for the common part in each figure.
[0024]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a thrust load detecting device according to the present invention. In this figure, (A) is a front view of the plain bearing viewed from the shaft end, and (B) is a cross-sectional view taken along the line AA.
This example shows a thrust load detection device that measures a thrust load F in the positive direction acting on the rotary shaft 1. As in FIG. 6, when the compressor wheel is attached to the shaft end of the rotating shaft 1 and the turbine wheel is attached to the opposite side, the thrust load F in the forward direction is a thrust load directed from the turbine wheel to the compressor wheel.
[0025]
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. In this figure, (A) is an enlarged view of the upper half of FIG. 1 (B), and (B) is an enlarged view of the strain generating portion 10. 2B, (a) is a side view, (b) is a bb arrow view, and (c) is a cc cross-sectional view.
[0026]
1 and 2, the thrust load detecting device of the present invention includes a ring-shaped thrust collar 2, a hollow disk-shaped thrust metal 4, a plurality of connecting bolts 8, a rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 and a strain gauge 9. Is provided.
[0027]
In this example, the ring-shaped thrust collar 2 includes a normal thrust collar 2a for receiving a thrust load in the forward direction and a reverse thrust collar 2b for receiving a thrust load in the reverse direction. The normal thrust collar 2a and the reverse thrust collar 2b are preferably attached to the end portion (stepped portion in this example) of the rotating shaft 1 with an interference fit, and rotate integrally therewith. Further, in order to transmit the thrust load in the forward direction and the thrust load in the reverse direction to the same thrust metal 4, the thrust metal 4 is placed with a slight gap between the two transmission surfaces of the forward thrust collar 2a and the reverse thrust collar 2b. It is designed to be pinched.
[0028]
As shown in FIG. 1A, the hollow disc-shaped thrust metal 4 is connected and fixed to the casing 11 by three connecting bolts 8 in this example. Further, bearing shoes 3 are attached to both surfaces of the inner peripheral portion of the thrust metal 4, and the thrust in the positive direction acting on the rotary shaft 1 when the bearing shoe 3 and the thrust collar 2 (positive thrust collar 2a) come into contact with each other. The load F is supported. The bearing shoe 3 is preferably a coating film having high wear resistance and high lubricity.
[0029]
A plurality (three in this example) of connecting bolts 8 pass through the central part of the rectangular flat plate-shaped strain generating part 10 and are connected to the casing 11 through three holes provided in the thrust metal 4. A hollow cylindrical ring spacer 6 is sandwiched between the thrust metal 4 and the casing 11.
[0030]
As shown in FIG. 2 (A), the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 is sandwiched between a ring spacer 6 and a connecting bolt 8 (the head thereof) whose central portion is interposed between the thrust metal 4. Thus, the axial position is determined. Further, both end portions of the strain generating portion 10 are positioned so as to contact one side (left side in the drawing) of the thrust metal 4.
Therefore, as shown in FIG. 2B, a component force (F / 6 in this example) of the thrust load F in the positive direction acts on both ends in the longitudinal direction of the strain generating portion 10, and the center of the strain generating portion 10 The component of the thrust load F in the positive direction (F / 3 in this example) is transmitted to the casing 11 to the casing 11, and uniform shear strain is generated therebetween.
[0031]
As shown in FIG. 2 (B), the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 has two rectangular openings 10a between its central portion and both end portions, thereby connecting four central portions and both end portions. A flat plate portion 10b is formed.
The strain gauges 9 are strain gauges for shear strain attached to the four flat plate portions 10b. As is apparent from FIG. 2B, the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 is a both-end support beam that receives a concentrated load at the center. Accordingly, a uniform shearing force acts on the four flat plate portions 10b, and a uniform shear strain is generated in the entire portion. Since the four strain gauges 9 for shear strain are directly attached to a region where uniform shear strain is generated, the shear strain can be detected on the entire surface of the strain gauge. The detection output can be increased by forming a blitch circuit with these four strain gauges 9 for shear strain and eliminating the influence of temperature.
[0032]
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the thrust load detecting device of the present invention. In this figure, (A) is a front view of the plain bearing viewed from the shaft end, and (B) is a cross-sectional view taken along the line AA.
This example shows a thrust load detection device that measures forward and reverse thrust loads Fa and Fb acting on the rotary shaft 1. As in FIG. 6, when the compressor wheel is attached to the shaft end of the rotary shaft 1 and the turbine wheel is attached to the opposite side, the thrust load Fa in the forward direction is the thrust load from the turbine wheel to the compressor wheel, The thrust load Fb in the direction is a thrust load from the compressor wheel to the turbine wheel.
[0033]
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. In this drawing, (A) is an enlarged view of the upper half of FIG. 3 (B), and (B) is an enlarged view of the strain generating portion 10. 4B, (a) is a side view, (b) is a bb arrow view, and (c) is a cc cross-sectional view.
[0034]
3 and 4, the thrust load detecting device of the present invention includes a ring-shaped thrust collar 2, a hollow disk-shaped thrust metal 4, a plurality of connecting bolts 8, a rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10, and a strain gauge 9. Is provided.
[0035]
In this example, the ring-shaped thrust collar 2 includes a normal thrust collar 2a for receiving a thrust load in the forward direction and a reverse thrust collar 2b for receiving a thrust load in the reverse direction. The forward thrust collar 2a and the reverse thrust collar 2b are preferably attached to the rotary shaft 1 with an interference fit, and rotate integrally therewith. Further, in order to transmit the thrust load in the forward direction and the thrust load in the reverse direction to the same thrust metal 4, the thrust metal 4 is placed with a slight gap between the two transmission surfaces of the forward thrust collar 2a and the reverse thrust collar 2b. It is designed to be pinched.
[0036]
In this example, the hollow disc-shaped thrust metal 4 is connected and fixed to the casing 11 by three connecting bolts 8 as shown in FIG. A bearing shoe 3 is attached to both surfaces of the inner peripheral portion of the thrust metal 4, and the bearing shoe 3 and the thrust collar 2 (the normal thrust collar 2a and the reverse thrust collar 2b) are brought into contact with each other to act on the rotary shaft 1. The thrust loads Fa and Fb in the opposite direction to the forward direction are supported. The bearing shoe 3 is preferably a coating film having high wear resistance and high lubricity.
[0037]
A plurality (three in this example) of connecting bolts 8 pass through the central part of the rectangular flat plate-shaped strain generating part 10 and are connected to the casing 11 through three holes provided in the thrust metal 4. A hollow cylindrical ring spacer 6 is sandwiched between the thrust metal 4 and the casing 11.
[0038]
As shown in FIG. 4A, the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 is sandwiched between a ring spacer 6 and a connecting bolt 8 (the head thereof) whose central portion is interposed between the thrust metal 4 and the central portion. Thus, the axial position is determined. Further, both end portions of the strain generating portion 10 are fixed to one side (the left side in the figure) of the thrust metal 4 by the fixing bolt 5.
Therefore, as shown in FIG. 4B, the component forces of the forward and reverse thrust loads Fa and Fb (in this example, Fa / 6 and Fb / 6) act on both ends in the longitudinal direction of the strain generating portion 10. The component forces of the forward and reverse thrust loads Fa and Fb (Fa / 3 and Fb / 3 in this example) are transmitted to the casing 11 in the central portion of the strain generating portion 10 so that a uniform shear strain is generated therebetween. It has become.
[0039]
As shown in FIG. 4B, the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 has two rectangular openings 10a between the central portion and both end portions, thereby connecting the four central portions to both end portions. A flat plate portion 10b is formed.
The strain gauges 9 are strain gauges for shear strain attached to the four flat plate portions 10b. As is apparent from FIG. 4B, the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 is a both-end support beam that receives a concentrated load at the center. Accordingly, a uniform shearing force acts on the four flat plate portions 10b, and a uniform shear strain is generated in the entire portion. Since the four strain gauges 9 for shear strain are directly attached to a region where uniform shear strain is generated, the shear strain can be detected on the entire surface of the strain gauge. The detection output can be increased by forming a blitch circuit with these four strain gauges 9 for shear strain and eliminating the influence of temperature.
[0040]
FIG. 5 is a diagram showing third and fourth embodiments of the present invention. In this figure, (A) is a diagram of the third embodiment, and in the first embodiment, the longitudinal direction of the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 is arranged in the circumferential direction. FIG. 4B is a diagram of the fourth embodiment. In the second embodiment, the longitudinal direction of the rectangular flat plate-shaped strain generating portion 10 is arranged in the circumferential direction. Other configurations are the same as those in the first embodiment or the second embodiment.
With the configuration of FIG. 5, even when the thrust metal 4 is thin, the thrust force acting on both ends of the strain-generating portion 10 can be made uniform.
[0041]
In the present invention, the load detector is required to be installed in a very narrow space of the thrust bearing portion of the small turbocharger and to take measures that can cope with the low thrust load accompanying the miniaturization of the turbocharger. Focused on satisfying the following conditions.
1. Light and thin load detector
We focused on being small, dimensionally small, thin and lightweight.
2. Ensuring high natural frequency of load detector
In order to secure a natural frequency of 3 times or more with respect to the primary frequency of the rotational speed, attention was paid to the structure of the load detector (particularly the strain generating portion of the load detector, that is, the load / electric conversion mechanism).
For this reason, the strain generating part (load / electrical conversion mechanism) of the load detector employs the following method as means for enhancing rigidity and ensuring high output.
(1) The load detector employs a load / electrical conversion method using a strain gauge.
(2) The strain generation mechanism with respect to the load of the strain generating portion of the load detector is a shear strain generating method, and an effort was made to construct a strain generating portion having high rigidity and large generated strain.
[0042]
3. Clarification of thrust load transmission path
In the “thrust bearing” of the “sliding bearing” type of fluid lubrication, the transmission path of the thrust load acting on this is clarified, and the “strain generation part” for detecting the strain correlated with the load is provided in the middle of the transmission path This is one feature of the present invention.
Thrust load is transmitted through the following path.
In the first embodiment (FIGS. 1 and 2), the rotary shaft 1 → the thrust collar 2 → the bearing shoe 3 → the thrust metal 4 → the strain generating portion 10 → the connecting bolt 8 → the casing (fixed end) 11
The thrust load in the positive direction of the second embodiment (FIGS. 3 and 4) is as follows: rotating shaft 1 → positive thrust collar 2a → bearing shoe 3 → thrust metal 4 → distortion portion 10 → connection bolt 8 → casing (fixed end) 11 The thrust load in the reverse direction of the second embodiment (FIGS. 3 and 4) is as follows: rotating shaft 1 → reverse thrust collar 2b → bearing shoe 3 → thrust metal 4 → fixing bolt 5 → distortion portion 10 → connection bolt 8 → Transmit via the path of the casing (fixed end) 11.
[0043]
4). Ultra-thin load detector
The load detector is assumed to be mounted in a narrow space between the bearing shoe 3 and the casing (fixed end) 11 or other narrow portion, for example, and has a very thin flat shape, and the conditions as a shear strain generating mechanism. We are focusing on bringing the dimensions into a range that satisfies the requirements.
5. High output load detector
Compared to large rotating machines that can be handled by the conventional technology, the strain detector 10 has a shape, dimensions, and material to make it a load detector that can handle low thrust loads associated with downsizing the turbocharger. It was solved by examining and optimizing.
[0044]
6). Temperature compensation of load detector
In the “thrust bearing”, since the strain generating portion 10 is fixed in close contact with the thrust metal 4, frictional heat generated in the bearing shoe 3 and the thrust collar 2 is transmitted to the strain generating portion 10 via the lubricating oil and overheated. “Apparent strain” due to temperature occurs. Temperature compensation is required to reduce this “apparent distortion”. Furthermore, since a plurality of load detectors are used in combination, it is necessary to have excellent “characteristics in combination” as well as individual characteristics.
Here, as a means to improve the "temperature characteristics when combined" of the load detector, load detectors are individually manufactured independently, and those with uniform temperature characteristics are selected and functioned as a group. A means for improving the temperature characteristics when the detectors are combined is adopted.
[0045]
The operation and function of the thrust load detection device of the present invention will be described below.
1. Load transmission path and load detection method
In the “thrust bearing” of the “slide bearing” type, the thrust load is transmitted from the rotary shaft 1 to the thrust collar 2, and fluid lubrication is performed via the liquid medium at the boundary surface with the bearing shoe 3 in contact with the thrust collar 2. The load is transmitted to the thrust metal 4 which is a stationary part.
Further, in the stationary portion, a load is transmitted to the end portion of the strain-generating portion 10 that is in contact with one side of the thrust metal 4 (via the fixing bolt 5), and the center portion of the strain-generating portion 10 is in contact with the ring. By being fastened and fixed to the casing 11 (final end) by the connecting bolt 8 together with the spacer 6, the transmission path of the thrust load becomes the final fixed end with the casing 11.
It is attached to the thrust metal 4 of the stationary part, which is a part of such a load transmission system, and is proportional to the load in the strain generating part 10 which is the main part of the “load detector” that detects the load while transmitting the load. It converts into an electric signal, It is characterized by the above-mentioned.
[0046]
2. Function of load detector
(1) Load / electrical conversion
For conversion of “load” vs. “electrical signal” in the load detector, a strain gauge is attached to the elastic member constituting the strain generating part 10 and a “strain signal” generated in proportion to the “load” is detected as an electric signal. The method to do is taken.
[0047]
(2) Load transmission
In the first embodiment (FIGS. 1 and 2), as described above, the strain reaches the central portion of the load detector via the strain generating portion 10.
The ring spacer 6 is in contact with the upper surface of the casing 11 through the lower surface of the strain generating portion 10 and the ring spacer at the center portion of the strain generating portion 7 and is fastened and fixed to the casing 11 (final end) by the connecting bolt 8. Here, in the central portion of the strain generating portion 10, a slight gap is provided between the lower surface of the strain generating portion 10 and one side of the thrust metal 4. Further, a gap by the ring spacer 6 is similarly provided between the other surface of the thrust metal 4 and the surface of the casing 11.
[0048]
In the second embodiment (FIGS. 3 and 4), as described above, the load passing through the inside of the load detector reaches the center of the load detector via the strain bolt 10 from the fixing bolt 5.
The ring spacer 6 is in contact with the upper surface of the casing 11 through the lower surface of the strain generating portion 10 and the ring spacer at the center of the strain generating portion 10, and is fastened and fixed to the casing 11 (final end) by the connecting bolt 8. Here, in the central portion of the strain generating portion 10, a slight gap is provided between the lower surface of the strain generating portion 10 and one side of the thrust metal 4. Further, a slight gap is similarly provided between the other surface of the thrust metal 4 and the surface of the casing 11.
(Note, the height dimension of the ring spacer 6 is equal to the thickness dimension of the thrust metal 4 plus the two dimensions.)
[0049]
(3) Strain generation part
A part of the elastic member constituting the strain generating part 10 where the strain generated according to the applied load is partially increased is referred to as a “strain generating part”, and a strain gauge 9 is attached to this part and the strain is applied. Is detected.
The position where the maximum strain is generated refers to a portion sandwiched between both ends of the strain-generating portion 10 and the connecting bolt 8. The strain-generating portion is distributed in the longitudinal direction around the connecting bolt 8 and has a pair of widths. It consists of a total of four “straining elements” in a pair in the direction.
Since “shear strain” is generated in the “strain generation portion” and the polarity of the generated strain differs depending on the direction of the load depending on the arrangement position, the bridge circuit is configured using this feature.
[0050]
With the configuration of the first embodiment described above, the forward thrust load F generated on the rotating shaft 1 is transmitted to the stationary-side thrust metal 4 via the thrust collar 2, and the thrust metal 4 and the strain generating portion 10 A forward thrust load F can be transmitted to the casing 11 via the connecting bolt 8. In addition, the rectangular flat plate-like strain generating portion 10 is slightly deformed by a positive thrust load, and the amount of strain can be detected by the strain gauge 9 attached to the strain generating portion. While transmitting through a series of load transmission paths, the strain gauge 9 affixed to the strain generating part 10 converts the strain amount into an electrical signal, and dynamically and accurately measures the thrust load of the rotating shaft acting on the slide bearing. be able to.
[0051]
Further, since the strain generating portion 10 can be formed in a flat shape of a rectangular flat plate, and this rectangular flat plate member is supported at both ends by the thrust metal 4 and a thrust load in the positive direction is loaded from the center portion by the connecting bolt 8, A uniform shear strain can be generated between the center portion and the central portion, deformation can be suppressed to a small level, and measurement output can be increased.
[0052]
In addition, by the configuration of the second embodiment described above, the forward / reverse thrust load Fa generated on the rotating shaft 1 is transmitted to the stationary thrust metal 4 via the thrust collar 2, and further the strain is generated from the thrust metal 4. Thrust loads Fa and Fb in the forward and reverse directions can be transmitted to the casing 11 via the portion 10 and the connecting bolt 8.
Further, the rectangular flat plate-like strain generating portion 10 is minutely deformed by the thrust load in the forward and reverse directions, and the amount of strain can be detected by the strain gauge 9 attached to the strain generating portion. While transmitting Fb through the above-described series of load transmission paths, the strain gauge 9 attached to the strain generating portion 10 converts the strain amount into an electrical signal, and the thrust load of the rotating shaft acting on the slide bearing is dynamically and It can be measured accurately.
[0053]
In addition, with this configuration, the strain-generating portion 10 can be formed into a flat shape of a rectangular flat plate, and the rectangular flat plate member is supported by holding the both ends with the thrust metal 4 and the fixing bolts 5 so as to generate a thrust load in the forward and reverse directions. Since the load is applied from the central portion by the connecting bolt 8, a uniform shear strain can be generated between the both ends and the central portion, deformation can be suppressed to a small level, and the measurement output can be increased.
[0054]
Furthermore, a region where the shear strain is constant can be formed on the four flat plate portions 10b of the strain generating portion 10, and this can be measured with a strain gauge for shear strain to obtain a large measurement output.
[0055]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0056]
【The invention's effect】
The thrust load detection device of the present invention described above makes it possible to actually measure the axial thrust behavior of a small high-speed rotating machine that could not be clarified conventionally. Moreover, it became possible to actually measure the thrust in the forward and reverse directions generated on the rotating shaft, and it became possible to grasp the dynamic behavior of the thrust load in the high-speed rotating body, which was unknown in the past. The elucidation of the actual working load of the axial thrust is greatly fed back to the design of the small rotating machine and contributes to the improvement of the quality (performance, function, life) of the machine.
[0057]
Therefore, the thrust load detecting device for a slide bearing according to the present invention reduces the size of the load sensing portion, and dynamically and accurately applies the thrust load of the rotating shaft acting on the slide bearing to a smaller turbocharger. It has an excellent effect that it can be actually measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a thrust load detecting device according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of a thrust load detecting device according to the present invention.
4 is a partially enlarged view of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram of third and fourth embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a sliding bearing of a small supercharger.
[Explanation of symbols]
1 rotation axis, 2 thrust collar,
2a Normal thrust color, 2b Reverse thrust color,
3 bearing shoe, 4 thrust metal, 5 fixing bolt,
6 Ring spacer, 8 connecting bolt, 9 strain gauge,
10 strain generating part, 11 casing (fixed end)

Claims

回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する、回転軸の軸方向である正方向のスラスト荷重Ｆを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する前記正方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記ケーシング（１１）と前記起歪部（１０）との間に前記スラストメタル（４）が位置し、
前記起歪部（１０）は、前記正方向と逆の方向にスラストメタル（４）と接触する第１の部分と、第１の部分から回転軸の半径方向に隔てて設けられ前記正方向に連結ボルトと接触する第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間に設けられスラストメタル（４）および連結ボルトのいずれにも接触しない第３の部分と、を有し、第１の部分に作用する前記正方向のスラスト荷重を第２の部分からケーシング（１１）に伝達し、第３の部分にせん断歪みを発生させ、
前記ひずみゲージ（９）は、第３の部分に貼付される、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置。A ring-shaped thrust collar (2) that is attached to the rotating shaft (1) and rotates therewith, and supports a thrust load F in the positive direction, which is the axial direction of the rotating shaft, that contacts the thrust collar and acts on the rotating shaft. a hollow disk-shaped thrust metal to (4), and a plurality of connecting bolts (8) connecting the thrust metal casing (11), said positive acting therebetween is sandwiched between said connecting bolts and thrust metal strain generation unit you small deformation by the thrust load in the direction (10), provided with strain and the gauge (9) affixed to the standing distortion unit,
The thrust metal (4) is located between the casing (11) and the strain generating part (10),
The strain-generating part (10) is provided in a first direction in contact with the thrust metal (4) in a direction opposite to the positive direction, and is spaced from the first part in the radial direction of the rotating shaft in the positive direction. A second portion that contacts the connecting bolt, and a third portion that is provided between the first portion and the second portion and does not contact any of the thrust metal (4) and the connecting bolt, Transmitting the positive thrust load acting on the first part from the second part to the casing (11), generating shear strain in the third part;
The strain gauge (9) is attached to a third portion, and the thrust load detecting device for a slide bearing is characterized in that:

回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する正方向のスラスト荷重Ｆを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する前記正方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記起歪部（１０）は、その中央部がスラストメタル（４）との間に介在するリングスペーサ（６）と連結ボルト（８）の間に挟持されて位置決めされ、その両端部がスラストメタル（４）と接触し、両端に作用する正方向のスラスト荷重を中央部からケーシング（１１）に伝達し、その間にせん断歪みを発生させる、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置。 A ring-shaped thrust collar (2) that is attached to the rotating shaft (1) and rotates therewith, and a hollow disc-shaped thrust metal that supports the thrust load F in the positive direction that contacts the thrust collar and acts on the rotating shaft. (4), a plurality of connection bolts (8) for connecting the thrust metal to the casing (11), and the positive thrust load acting between the connection bolts and the thrust metal and deformed slightly. A strain generating portion (10), and a strain gauge (9) attached to the strain generating portion,
The strain generating part (10) is positioned by being sandwiched between a ring spacer (6) and a connecting bolt (8), the central part of which is interposed between the thrust metal (4), and both end parts thereof are thrust metal. (4) in contact with, and transmit the positive direction of the thrust load acting on both ends from the central portion to the casing (11), to generate a shear strain in the meantime, the thrust load detection device characteristics and be away slip bearing the .

回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する、回転軸の軸方向である正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する前記正逆方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記ケーシング（１１）と前記起歪部（１０）との間に前記スラストメタル（４）が位置し、
前記起歪部（１０）は、前記スラストメタル（４）に前記正逆方向に固定された第１の部分と、第１の部分から回転軸の半径方向に隔てて設けられ前記正逆方向に連結ボルトに固定された第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間に設けられスラストメタル（４）および連結ボルトのいずれにも接触しない第３の部分と、を有し、第１の部分に作用する前記正逆方向のスラスト荷重を第２の部分からケーシング（１１）に伝達し、第３の部分にせん断歪みを発生させ、
前記ひずみゲージ（９）は、第３の部分に貼付される、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置。A ring-shaped thrust collar (2) which is attached to the rotating shaft (1) and rotates therewith, and a thrust load Fa in the forward / reverse direction which is the axial direction of the rotating shaft, which contacts the thrust collar and acts on the rotating shaft . A hollow disc-shaped thrust metal (4) for supporting Fb, a plurality of connecting bolts (8) for connecting the thrust metal to the casing (11), and the sandwiched between the connecting bolt and the thrust metal and acting between them the strain generation unit you small deformation by the thrust load in the forward and reverse direction (10), provided with strain and the gauge (9) affixed to the standing distortion unit for,
The thrust metal (4) is located between the casing (11) and the strain generating part (10),
The strain generating portion (10) is provided in the forward / reverse direction, the first portion being fixed to the thrust metal (4) in the forward / reverse direction and spaced from the first portion in the radial direction of the rotation shaft. A second portion fixed to the connecting bolt, and a third portion provided between the first portion and the second portion and not contacting any of the thrust metal (4) and the connecting bolt. , Transmitting the forward and reverse thrust loads acting on the first part from the second part to the casing (11), generating shear strain in the third part,
The strain gauge (9) is attached to a third portion, and the thrust load detecting device for a slide bearing is characterized in that:

回転軸（１）に取り付けられこれと共に回転するリング状のスラストカラー（２）と、該スラストカラーと接触して回転軸に作用する正逆方向のスラスト荷重Ｆａ，Ｆｂを支持する中空円板状のスラストメタル（４）と、該スラストメタルをケーシング（１１）に連結する複数の連結ボルト（８）と、該連結ボルトとスラストメタルの間に挟持されその間に作用する正逆方向のスラスト荷重により微小変形する起歪部（１０）と、該起歪部に貼付されたひずみゲージ（９）とを備え、
前記起歪部（１０）は、その中央部がスラストメタル（４）との間に介在するリングスペーサ（６）と連結ボルト（８）の間に挟持されて位置決めされ、その両端部が固定ボルト（５）によりスラストメタル（４）に固定され、両端部に作用する正逆方向のスラスト荷重を中央部からケーシング（１１）に伝達し、その間にせん断歪みを発生させる、ことを特徴とするすべり軸受のスラスト荷重検出装置。 A ring-shaped thrust collar (2) that is attached to the rotating shaft (1) and rotates therewith, and a hollow disk that supports thrust loads Fa and Fb in the forward and reverse directions that contact the thrust collar and act on the rotating shaft. Thrust metal (4), a plurality of connecting bolts (8) for connecting the thrust metal to the casing (11), and a forward and reverse thrust load sandwiched between the connecting bolt and the thrust metal and acting between them. A strain-depressing portion (10) that is minutely deformed, and a strain gauge (9) attached to the strain-generating portion,
The strain generating portion (10) is positioned by being sandwiched between a ring spacer (6) and a connecting bolt (8) whose central portion is interposed between the thrust metal (4) and both ends thereof are fixing bolts. (5) fixed to the thrust metal (4), and transmits the forward and reverse directions of the thrust load acting on the both end portions from the central portion to the casing (11), to generate a shear strain in the meantime, it characterized in that thrust load detection device to slip bearing.

前記起歪部（１０）は、その中央部と両端部の間に矩形開口（１０ａ）を有し、これにより中央部と両端部を結ぶ４本の平板部（１０ｂ）が形成されており、
前記ひずみゲージ（９）は、４本の平板部（１０ｂ）にそれぞれ貼付されたせん断歪み用のひずみゲージである、ことを特徴とする請求項２または４に記載のすべり軸受のスラスト荷重検出装置。 The strain-generating part (10) has a rectangular opening (10a) between its central part and both ends, thereby forming four flat plate parts (10b) connecting the central part and both ends,
The thrust load detecting device for a sliding bearing according to claim 2 or 4, wherein the strain gauge (9) is a strain gauge for shear strain attached to each of the four flat plate portions (10b). .