JPS6136808Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、動圧気体軸受の一種であるテイルテ
イングパツド・スラスト軸受に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

テイルテイングパツド・スラスト軸受は、ピボ
ツトでそれぞれ支持された複数枚のテイルテイン
グパツドを回転軸の外周囲に等角間隔をあけて配
設し、このテイルテイングパツドと前記回転軸に
設けたスラストランナの端面との間に生成される
気体膜の圧力によつて前記回転軸に作用するスラ
スト力を支持するようにしたものであり、主とし
て、ターボ機械等における高速回転軸用の軸受と
して使用されている。

ところが、従来のものは、前記ピボツトが先端
にテイルテイングパツドを枢支するための半球形
突起を有した長尺なボルト状のものであり、この
ボルト状ピボツトを前記スラストランナの端面に
対峙するハウジング等の壁面やこの壁面に設けた
ピボツトサポート等のねじ孔に螺着している。そ
のため、ピボツト部分がかさばり、軸受全体が大
形なものになつてしまうという欠点がある。ま
た、多数のピボツトをそれぞれねじ孔に螺合さ
せ、その突出位置を各別に調整しなければならな
いため組立調整作業に手間がかかるという不都合
がある。さらに、このようなものでは、ピボツト
がハウジング等に固定状態で保持されるので、テ
イルテイングパツドとスラストランナとの〓間を
適正な値に設定するためには、各部品の平面度や
直角度等に関し高い加工精度が要求されることに
なり、製作に多大な工数を要するという問題があ
る。また、ピボツトが長尺なものであると熱歪の
影響を受けて前記〓間に変動が生じ易いため、温
度変化の激しい個所に使用することが難かしいと
いう欠点がある。

そのため、近時、例えば、実公昭46−32488号
公報に示されるように、スラストランナに対向す
るハウジングの固定壁面に弾性部材により作られ
たカツプ状のフレクシヤを複数個添設し、これら
各フレクシヤの頂部に突設した半球状のピボツト
でテイルテイングパツドをそれぞれ枢支するよう
にしたものも開発されている。

しかして、このような構成のものであれば、ピ
ボツトを支持する部材の軸方向寸法を小さくする
ことができるので、軸受全体のコンパクト化を図
ることができるとともに、熱歪の影響でテイルテ
イングパツドとスラストランナとの〓間にばらつ
きが生じるという不具合を抑制することができ
る。しかも、テイルテイングパツドを弾性保持す
ることができるので、スラストランナと固定壁面
との平行度や各面の平面度等に多少の誤差があつ
ても、それを各フレクシヤの弾性変形により吸収
することが可能となり、各テイルテイングパツド
とスラストランナとの〓間が不均一になるという
不具合を緩和することができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、所定の弾性を有した一種類のフレク
シヤにより各テイルテイングパツドを弾性保持す
るようにした場合には、その弾性力の設定のいか
んによつて種々の不具を生じる。すなわち、フレ
クシヤを弾性力の強いものにすると、ピボツトを
固定支持した場合に準じた不具合が発生し易くな
る。つまり、スラストランナとこれに対向する固
定壁面との平行度や各面の平面度に誤差があつた
りフレクシヤの寸法に狂いがあると、フレクシヤ
が十分に弾性変形し難い軽負荷運転時に各テイル
テイングパツドとスラストランナとの〓間が不均
一になつて支持の安定性が損なわれ易い。また、
弾性力の強いフレクシヤを用いた場合には、特定
のテイルテイングパツドとスラストランナとの間
に異物が噛み込んだような場合に、前記スラスト
ランナが前記異物から大きな反力を受けることに
なり、他のテイルテイングパツドとスラストラン
ナとの〓間にも一時的な変動を与えることになつ
て軸受状態が不安定になるという不都合もある。

逆に、フレクシヤを弾性力の弱いものにする
と、大きなスラスト力を支持することができなく
なり、いわゆる軸受の負荷容量が小さなものにな
つてしまうという問題が発生する。

本考案は、以上説明した種々の問題点を一挙に
解消することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、かかる目的を達成するために、ピボ
ツトおよびピボツト保持構造に工夫を加えるとと
もに、このピボツトをフレクシヤと、このフレク
シヤよりも弾性力の弱いミニフレクシヤとによつ
て弾性支持するようにしたものである。

すなわち、本考案に係るテイルテイングパツ
ド・スラスト軸受は、回転軸に設けたスラストラ
ンナの一端面にテイルテイングパツドを介して対
峙させた固定壁面と、この固定壁面に添設され前
記スラストランナの一端面に略直交する貫通孔を
有したピボツトホルダと、このピボツトホルダの
貫通孔に嵌合され前記テイルテイングパツドを支
持する略ボール状のピボツトと、前記ピボツトホ
ルダと前記固定壁面との間に設けられ前記ピボツ
トの嵌合端部を弾性的に支持するフレクシヤと、
このフレクシヤと前記ピボツトとの間に介挿され
前記ピボツトを当該フレクシヤの弾性力よりも弱
い弾性力で前記スラストランナ方向に付勢するミ
ニフレクシヤとを具備してなることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

このような構成によれば、次のような作用が得
られる。

まず、軸受を組立てた状態では、各ミニフレク
シヤが適当にたわんで各テイルテイングパツドが
スラストランナに添接させられる。この場合、各
ミニフレクシヤの弾性力を比較的小さな値に設定
しておけば、仮に、スラストランナと固定壁面と
の平行度やピボツトの寸法等に多少の誤差があつ
ても、各テイルテイングをスラストランナに押し
付ける力に大きな差は生じない。そのため、軸が
回転してそれら各テイルテイングパツドとスラス
トランナとの間に動圧が発生し両者間に〓間が形
成された状態では、それらの〓間が略均一なもの
となる。しかして、スラスト力が比較的小さく負
荷が軽い状態では、主に、このミニフレクシヤの
働きによつて各テイルテイングパツドとスラスト
ランナとの〓間が適切な値に維持され、安定した
軸受状態が得られる。そして、この際に、いずれ
かのテイルテイングパツドとスラストランナとの
間に異物が噛み込んだような場合には、前記ミニ
フレクシヤがたわんでそのテイルテイングパツド
を退避させることによつてそのシヨツクを吸収す
ることになる。そのため、異物の侵入によりスラ
ストランナに大きな反力が作用して他のテイルテ
イングパツドと該スラストランナとの〓間に異常
な変動が生じるという現象を抑制することがで
き、支持状態の乱れを最小限に抑えることができ
る。

一方、スラスト力が増大してミニフレクシヤが
極限まで変形した後は、フレクシヤが弾性変形し
て前記〓間を適切な値に保持することになる。そ
して、この状態から負荷が減少した場合には、前
記ミニフレクシヤが再び弾性機能を回復して〓間
の調整作用を営むことになる。

したがつて、負荷が幅広く変動しても、常に安
定した軸受状態を維持することができる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。

回転軸１に設けた鍔状のスラストランナ２の一
端面にハウジング３に設けた固定壁面４をテイル
テイングパツド５…を介して平行に対峙させてい
る。テイルテイングパツド５は、前記スラストラ
ンナ２の一端面に微小な〓間Ｃを介して対向する
扇形の板状体であり、複数枚のテイルテイングパ
ツド５…が前記回転軸１の外周囲に等角間隔をあ
けて配置されている。そして、前記固定壁面４に
前記テイルテイングパツド５…を支持するボール
状のピボツト６…を保持するためのピボツトホル
ダ７を添設している。ピボツトホルダ７は、前記
回転軸１を囲繞するリング状のもので、前記各テ
イルテイングパツド５に対応する部位に前記スラ
ストランナ２の一端面と直交する貫通孔８をそれ
ぞれ有しており、これら各貫通孔８に前記各ピボ
ツト６を嵌合させている。そして、このピボツト
ホルダ７は、フレクシヤ９を介して前記固定壁面
４に添設され、ボルト１１…等を用いて該固定壁
面４に固着されている。フレクシヤ９は、ばね板
等によつて作られたリング状のもので、前記貫通
孔８…の反テイルテイングパツド５…側の開口端
を閉塞している。そして、前記固定壁面４の前記
各貫通孔８に対応する部位に、前記フレクシヤ９
が厚み方向に弾性変形できるようにするための穴
１２をそれぞれ穿設している。また、前記フレク
シヤ９と前記各貫通孔８に嵌合させたピボツト６
との間にミニフレクシヤ１３をそれぞれ設け、前
記各ピボツト６を前記スラストランナ２方向へ弾
性的に付勢している。なお、このミニフレクシヤ
１３は、前記フレクシヤ９の弾性係数よりもはる
かに小さな弾性係数を有する弱いばね材により作
られている。

このような構成のものであれば、ピボツト６の
長さ、つまり、ピボツト６の軸方向寸法をボルト
状のものに比べてはるかに短くすることができる
ので、軸受全体を非常にコンパクトなものにする
ことができる。そして、このようにピボツト６を
ボール状の短寸なものにすれば、熱歪の影響を受
けてピボツト６の寸法が変化し前記〓間Ｃが変動
するという不具合も抑制できるので温度変化の激
しい個所に使用しても性能の低下を招き難いとい
う利点がある。

しかも、前記ピボツト６…を、フレクシヤ９…
のみならず、このフレクシヤ９…よりも弾性力の
弱いミニフレクシヤ１３…をも用いて弾性支持す
るようにしているので、次のような作用効果が得
られる。

まず、軸受を組立てた状態では、各ミニフレク
シヤ１３…が適当にたわんで各テイルテイングパ
ツド５…がスラストランナ２に添接させられる。
この場合、各ミニフレクシヤ１３…の弾性力が比
較的小さく設定してあるので、仮に、前記スラス
トランナ２と固定壁面４との平行度やピボツト６
…の寸法等に多少の誤差があつても、各テイルテ
イングパツド５…をスラストランナ２に押し付け
る力に大きな差は生じない。そのため、回転軸１
が回転してそれら各テイルテイングパツド５…と
スラストランナ２との間に動圧が発生し両者５…
２間に〓間Ｃが形成された状態では、それらの〓
間Ｃが略均一なものとなる。しかして、スラスト
力が比較的小さく負荷が軽い状態では、主に、こ
のミニフレクシヤ１３の働きによつて各テイルテ
イングパツド５…とスラストランナ２との〓間Ｃ
が適切な値に維持される。そのため、各部品の加
工や組立に高い精度が要求されたり、組立調整に
手間がかかるという不都合を招くことなしに安定
した軸受状態を得ることができる。

そして、かかる軽負荷運転時に、いずれかのテ
イルテイングパツド５とスラストランナ２との間
に異物が噛み込んだような場合には、対応するミ
ニフレクシヤ１３がたわんでそのテイルテイング
パツド５を退避させることによつてそのシヨツク
を吸収することになる。そのため、異物の侵入に
よりスラストランナ２に大きな反力が作用して他
のテイルテイングパツド５…と該スラストランナ
２との〓間Ｃに異常な変動が生じるという現象を
抑制することができ、支持状態の乱れを最小限に
抑えることができ、安定した軸受状態を維持する
ことが可能となる。異物による支持状態の乱れ
は、異物からの反力に対抗するスラスト力が小さ
い軽負荷運転時に生じ易いため、かかる効果は非
常に有益である。

一方、スラスト力が増大してミニフレクシヤ１
３…が極限まで変形した後は、フレクシヤ９…が
弾性変形して前記〓間Ｃを適切な値に保持するこ
とになる。

したがつて、このようなものであれば、負荷が
幅広く変動しても、常に安定した軸受状態を維持
することが可能となり、一種類のフレクシヤによ
りピボツトを弾性支持する場合に比べて無理なく
確実に負荷容量を増大させることができるもので
ある。

なお、ピボツトは、完全なボール状のものに限
らず、ボールの一部を切削したようなもの、ある
いは半球状のものであつてもよい。また、フレク
シヤも図示例のような盤状のもののみに限定され
ず、たとえば、ハウジングに挿設されたコイル状
バネで構成することもできる。さらにミニフレク
シヤについても構造は図示例に限定されない。

〔考案の効果〕

以上、説明したように、本考案は、ピボツトを
略ボール状のものにしてピボツトホルダの貫通孔
に保持させるようにしているので、ピボツトの軸
方向寸法をボルト状のピボツトに比べて大幅に短
くすることができ、全体のコンパクト化を図るこ
とができるとともに、熱歪による性能低下を招き
難いという効果が得られる。

しかも、ピボツトを、フレクシヤと、該フレク
シヤよりも弾性力の弱いミニフレクシヤにより弾
性支持するようにしているので、次のような効果
が得られる。

すなわち、弾性力の強いフレクシヤのみを用い
た場合には、部品加工の高精度化を図り且つ調整
を入念に行つておかないとスラスト力の小さい軽
負荷運転時にテイルテイングパツドとスラストラ
ンナとの〓間が不均一になつて軸受状態が不安定
になつたり、異物の侵入により軸受状態に乱れが
生じ易いという不都合を招く。一方、弾性力の弱
いフレクシヤのみを用いた場合には、大きなスラ
スト力を支持することができないという不都合を
招く。そのため、かかる従来のものでは低負荷運
転時の軸受安定性および高負荷時の軸受性能の少
なくとも一方をある程度犠牲にしてフレクシヤの
弾性力を設定しなければならないというジレンマ
がある。

これに対して、本考案のものでは、低負荷運転
時の軸受性能を主としてミニフレクシヤによつて
保証し、高負荷運転時の性能をフレクシヤにより
確保することができるので、前述したジレンマを
確実に解消することが可能である。したがつて、
スラスト力が大きく変動しても、常時安定した軸
受状態を維持することができる優れたテイルテイ
ングパツド・スラスト軸受を提供できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正断面図、第
２図は第１図における−線断面図である。 １……回転軸、２……スラストランナ、４……
固定壁面、５……テイルテイングパツド、６……
ピボツト、７……ピボツトホルダ、８……貫通
孔、９……フレクシヤ、１３……ミニフレクシ
ヤ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸に設けたスラストランナの一端面にテイ
   ルテイングパツドを介して対峙させた固定壁面
   と、この固定壁面に添設され前記スラストランナ
   の一端面に略直交する貫通孔を有したピボツトホ
   ルダと、このピボツトホルダの貫通孔に嵌合され
   前記テイルテイングパツドを支持する略ボール状
   のピボツトと、前記ピボツトホルダと前記固定壁
   面との間に設けられ前記ピボツトの嵌合端部を弾
   性的に支持するフレクシヤと、このフレクシヤと
   前記ピボツトとの間に介挿され前記ピボツトを当
   該フレクシヤの弾性力よりも弱い弾性力で前記ス
   ラストランナ方向に付勢するミニフレクシヤとを
   具備してなることを特徴とするテイルテイングパ
   ツド・スラスト軸受。