JPS6220912A - スラスト軸受ユニットの取扱方法 - 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】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 本発明は動圧効果を利用した正逆転可能なスラスト軸受
に関する。

「従来の技術」 従来例としては特願昭１ｇ−／３ダダ７３号の発明があ
る。該発明は表面に、正転時に動圧効果を生じさせる方
向に形成されたスパイラル溝を、また裏面には、逆回転
時に動圧効果を生じさせる方向に形成されたスパイラル
溝をそれぞれ設けた硬質材料からなる中間板を、一方が
回転し他方が固定された対向する一個の受板の間に介在
させたことを特徴とするスラスト軸受であって、安価で
テイルテイングパッド型の浮動式スラスト軸受に比較し
て損失動力が／７２以下となっている。

上記、公知例には該スラスト軸受は例えば水中モータに
備えるスラスト軸受のように潤滑、冷却液中で用いられ
るようになって詔り、スラスト軸受の試験は液体中にて
行われており、中間板（以下軸受板と称する）の外周に
接触しないように中間板の半径方向の移動を阻止する部
材が固定側の部材に設けである。

「発明が解決しようとする問題点」 上記スラスト軸受は、液体中に浸漬して用いられるため
、液体を入れた容器状の軸受室を構成するか、液体を絶
えずスラスト軸受に流下させて液中にある如くする必要
がある。

このようｔこすると、いわゆる乾式構造の電動機等では
実用上、上記発明のスラスト軸受を装備することは困難
であり、一般にはスラスト軸受室を構成した軸受装置と
して用いなければならないので用いられる範囲が限定さ
れる。

又、上記発明のスラスト軸受では軸受板は半径方向に逸
脱した場合はその外周が半径方向の逸脱を阻止する部材
と摺擦してしまう。そのため横型機械１こは用いられな
い。

この発明の目的は両面にスパイラル溝を備えた軸受を回
転側摺動面部材と固定側摺動面部材に摺擦するように配
したスラスト軸受において、スラスト軸受単体を機素と
して、自在にスラスト軸受装置に応用し得る、応用範囲
の広いスラスト軸受を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕 「問題点を解決するための手段」 本発明は両面に互に反対方向のスパイラル溝を設け、片
面もしくは両面の中心部に凹部を設けたセラミックス円
板と、片面もしくは両面１どセラミックス円板の凹部に
対向する凹部を有する平板の円板とをセラミックス円板
と平板の円板との両凹部にわたって小球を収容して合せ
、且つセラミックス円板と平板の円板、小球とセラミッ
クス円板及び平板の円板間に高粘性潤滑剤を介在したス
ラスト軸受である。

「作用」 セラミックス円板と平板の円板が高粘性潤滑剤により吸
着されているのでそのま一単位スラスト軸受として取扱
うことができる。組立てられるとセラミックス円板、或
は平板の円板が半径方向に逸脱しない。軸受作用はスパ
イラル溝により片面が動圧流体軸受として作用し、他の
片面が吸着作用をして正逆回転に対して何れかの面が摺
動する。

「実施例」 以下、この発明の実施例を図面により説明する。第１図
は縦断面図、第一図は第１図の平面図である。

／は両面に多数のスパイラル溝コを設けたセラミックス
の円板でできている軸受板、グは軸受板／の摺動面３に
高粘性潤滑剤の液膜を介して接する摺動面を備えた両面
が正確に平行な円板形の摺動面部材、乙は軸受板ｌと摺
動面部材グの対向面の夫々中心に設けた半球形の凹部７
゜ｇに収容されている小球、９は小球６と軸受板／及び
摺動面部材ダとの間、軸受板ｌのスパイラル溝コと摺動
面部材ダの間及び軸受板ｌの摺動面３と摺動面部材ダの
間に封入された例えばグリースのような高粘性潤滑剤で
ある。

スパイラル溝コの深さは３〜３０μｍであり、その幅は
摺動面３の幅よりもせまい。摺動面３と摺動面部材弘の
両面は平面度／μｍ１面粗度０．３μｍ程度に高精度の
いわゆる鏡面仕上の超仕上がされる。通常、摺動面部材
弘は両面が上記超仕上とされるが、用途によっては軸受
板ｌに接する側の一面のみ超仕上でもよい。

凹部７．ｔと小球６の間隙は、軸受板ｌと摺動面部材グ
が固体接触した場合にきわめてわずかのすきまをおくか
、或は接するようにしである。

軸受板／の材質は熱伝導性の良いもの、表面加工精度を
確保できるもの、圧縮強度の大きいものが良く、セラミ
ックス材、例えば炭化珪素Ｓｉｎ！　、窒化珪素５ｉ５
Ｎ４が使用され、ｓｉｃの多孔体が好適であるが緻密性
材種でもよい。摺動面部材グの材質はＳｉＣやアルミナ
セラミックス或は超硬合金、高鉛青銅、普通鋳鉄、７３
％クロムステンレス鋼等であり、緻密性或は多孔体材種
が用いられる。小球６はＳｉＯで作られ、高粘性を有す
る潤滑液を含浸させであるが軸受鋼製の鋼球でもよい。

多孔体とする場合があるのは軸受板／と小球６であり、
多孔体と緻密体との組合せは上記材質において次のとお
りである。

組合せ Ａ　　　　　　　　Ｂ　　　　　　　　Ｃ軸受板／　　
多孔体　緻密体　緻密体 摺動面部材ｙ　　緻密体　緻密体　緻密体小　　球６　
　緻密体　多孔体　緻密体このスラスト軸受では摺動面
の液膜はコ０Ｑ（νの面圧の場合に約１．！μｍ程度と
小さい。

従って、上記スパイラル溝コ及び小球６及び小球６廻り
の全潤滑液量は軸受板ｌの外径をＳＯミリメートルとし
て０．００　ｊｃｃという微量である。

上記組合せＢの場合、外径！ｒ　ＯミＩＪメートルの軸
受板ｌに対して用いられる小球６は球径コミリメートル
で空隙率ｂｏ％のＳ１Ｃである。

第３図はこの発明のスラスト軸受を用いる場合の一応用
例を示す。摺動面部材ダは、固設した部分にねじ込まれ
たアジャストスクリューｌ／の先端の半球形がその中心
の凹面／Ｊに接して浮動支持されているレベリングブロ
ック１３に接着固定される。レベリングブロック１３の
外周近くの端面の軸方向に設けた穴には固定部分に設け
た回り止めピン／Ｑがゆるく嵌入している。軸受板／の
摺動面部材弘と接しない反対面は回転軸／ｊにキー１６
を介して圧入固定された回転側受板１７に高粘性潤滑剤
デ１を介して接している。この高粘性潤滑剤デーは組立
の際塗布するか或は軸受板ｌに予かしめ塗布して合成樹
脂被膜で蔽って詔いたものを組立時該被膜を取去って得
たものである。回転側受板／７は摺動面部材として軸受
板ｌに接するため、その材質は摺動面部材ダと同一でそ
して摺動面は摺動面部材ダと同様超仕上されている。

回転軸１３が第２図において図示矢印の反時計方向に回
転すると回転側受板／りと軸受板１間ではスパイラル溝
コにより、潤滑剤９は中心に向って附勢され、動圧は中
心部で高くなり、動圧流体軸受が構成される。軸受板ｌ
と摺動面部材ダの間では軸受板ｌが反時計方向に回され
ようと附勢され潤滑剤デは外周へ向うように附勢される
が直ちに真空圧が発生して軸受板／と摺動画部材ダは吸
着する。

上記と逆に回転軸／３が時計方向に回転すると軸受板／
と回転側受板ｌりとの間の潤滑剤はスパイラル溝−によ
り外周に向って附勢され、軸受板ｌと回転側受板ｌりは
直ちに真空吸着され、軸受板ｌは回転側受板１７と一体
に時計方向に回転する。軸受板ｌの時計方向の回転によ
り軸受板ｌと摺動面部材弘間の潤滑剤９はスパイラル溝
コの作用により中心側に向い中心部では高圧液体流が生
じて軸受板ｌは摺動面部材ダと流体潤滑状態でスラスト
荷重を担持して回転する。

回転軸１３のスラスト負荷が第３図の上方より下方に向
うものである場合には上記のようにして大きなスラスト
負荷−こ耐えるが、回転軸／ｊを上方に持上げようとす
るスラスト荷重が加わっても軸受板／と摺動面部材ダ、
軸受板ｌと回転側受板１７との間には吸着力が働くので
主要なスラスト方向に対する反スラスト向のスラスト荷
重にも耐える。

回転軸／３の正逆転特番ζ軸受板／は半径方向に不安定
となるがその際は小球６と凹部７．ｆｆ　Ｊこより中心
が保たれる。

第７図は軸受板ｌの両側に小球６を介して両面に凹部ｔ
を設けた摺動面部材ダ、ダを配した縦断面図である。こ
のような実施例を回転軸端と固定側の間に設けた実施例
の縦断面図を第５図に示す。摺動面部材亭、りの何れを
回転軸、固定軸側に配してもよい。

回転軸ｌＳ端にキー１６を介して固定したスラストディ
スク／１には上側の摺動面部材ダが接着固定される。他
の構成は第３図と同様である。この実施例ではスラスト
ディスク／１と上側の摺動面部材亭は回転側受板１７に
相当するが、小球６，６により軸受板ｌの両側において
摺動面部材１．４’は半径方向には動き得す、且つスラ
ストディスク／１．レベリングブロック１３に固定され
ているので小球６と凹部７，１間ですべり軸受となり、
負荷能力は小さいが戒程度ラジアル負荷を担持てきる。

実験によるに第３図、第５図の何れの実施例においても
ｉｏ万回一旦停止しないで正逆転を行った処、摺動面に
は損傷は一切なく、予かじめ封じである高粘性の潤滑剤
のグリースは全く減少していなかった。尚上記実験は空
中、水中においても同様であった。ただし、水中におい
て用いる場合は水に不溶性の潤滑剤を封入しておく必要
がある。又、スラリー液中においての上記と同様の実験
においても摺動面間へのスラリーの浸入は見受けられな
かった。

第１図、第９図において軸受板ｌと摺動面部材ｌを摺動
面に沿ってず、らそうとしても小球６のために軸受板／
と摺動面部材ケはずらすことができず、軸方向に軸受板
ｌと摺動面部材弘を引張っても真空吸着状態にあり、こ
れらを引離す方向のスラスト荷重にかなり耐える。勿論
取扱上離れることがなく、潤滑油膜もへ！μｍ程度であ
るから、異物の浸入は実用上問題がない。

実施例は一枚の軸受板と一枚の摺動面部材を重ねたもの
、一枚の軸受板の両面に摺動面部材を重ねたものを示し
たが、一枚の軸受板と一枚の摺動面部材を重ねたものの
中心の両面に小球の入る凹部を設けたものを単位として
夫々小球を介して重ねると軸受板と摺動面部材が交互に
重なり、多板のスラスト軸受の要素部材となる。

このような点から、軸受板及び摺動面部材の各両面には
小球の入る凹部を設けておくことが融通性の上から望ま
しい。

〔発明の効果〕

本発明は両面に互ｌこ反対方向のスパイラル溝を設け、
片面もしくは両面の中心部に凹部を設けたセラミックス
円板と、片面もしくは両面にセラミックス円板の凹部に
対向する凹部を有する平板の円板とをセラミックス円板
と平板の円板との両凹部にわたって小球を収容し、且つ
セラミックス円板と平板の円板、小球とセラミックス円
板及び平板の円板間に高粘性潤滑剤を介在したスラスト
軸受としたから、軸受板と摺動面部材は吸着状態にあり
、取扱いによっても離れることがないので、これらを組
付けた状態で部品供給することにより、あたかもシール
付のボールベアリングのように取扱うことができる。

従って、特に潤滑を配慮してスラスト軸受装置を設計す
る必要がなく、空中、液中側れでも用いることができる
。負荷能力は極めて太き（、軸受板と摺動面部材を引離
す方向のスラスト荷重にもかなり負荷能力がある。摩擦
損失が小さく、冷却手段を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第一図は軸受板の
平面図、第３図は第１図の応用例を示す縦断面図、第７
図は他の実施例の縦断面図、第Ｓ図は第弘図の応用例を
示す縦断面図である。 ／０．軸受板　コ、、スパイラル溝　３．。 摺動面　ダ・・摺動面部材　６・・小球　７．ｔ・・凹
部　デ・・高粘性潤滑剤　／／・・アジャストスクリュ
ー　／コ・―凹面　／、７−−レベリングブロツク　／
４’・・回り止めピン／ｊ・・回転軸　／６・・キー　
１７・・回転側受板　１ｇ・・スラストディスク。 特許出願人　株式会社荏原総合研究所 株式会社荏原製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、両面に互に反対方向のスパイラル溝を設け、片面も
   しくは両面の中心部に凹部を設けたセラミックス円板と
   、片面もしくは両面にセラミックス円板の凹部に対向す
   る凹部を有する平板の円板とをセラミックス円板と平板
   の円板との両凹部にわたつて小球を収容して合せ、且つ
   セラミックス円板と平板の円板、小球とセラミックス円
   板及び平板の円板間に高粘性潤滑剤を介在したスラスト
   軸受。