JPS6049768B2 - 楔形ばね軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相対的に移動するように配置された２つり軸
受部分及びこれらの軸受部分の間に配置され且つそのう
ちの１つと結合された弾性クッション構造より成る空気
動力学的な楔形ばね軸受に係るものである。

空気動力学的な軸受は濶滑剤として空気又は他のガスを
使用する。

軸受の負荷容量に対して必要な潤滑間隙中の圧力は、減
圧動力学的な軸受の場合と同様に、自動的に軸受面の滑
り運動によつて潤滑間隙の楔形に収斂する範囲（支持楔
形部又は潤滑楔形部）中に生ずる。いくつかの潤滑楔形
部は軸受周辺で軸受案内及び軸受安定性を改善する。粘
性の低いガスで潤滑した軸受は、液体で潤滑した軸受に
比して著しく高い潤滑速度を可能にする。

同時に軸受に於ける動力の損失を減少する。ガスはその
潤滑特性を、非常に低い温度から非常に高い温度まで広
い温度範囲に亘つて維持する。そのほか密閉の問題は何
も起こらない、というのは空気動力学的な軸受はその潤
滑剤を作業媒質から取り出すからである。この理由から
、空気動力学的な軸受は、過度の運転条件に対して、即
ち極めて高い周速度を有する軸受、及び極めて低い温度
の場合も、極めて高い運転温度の場合にも作業する必要
のある軸受に対して使用することができる。使用の範囲
は、例えば小さいガスタービン及び排気ガスターボ過給
器及び他の小さいターボ機械のような任意の種類の高速
軸である。空気動力学的な軸受の場合は、１つの軸受部
分が薄壁の弾性金属薄片より成る弾性クッション構造を
備え、この薄片が軸受部分の軸受面を形成す．る。この
構造は他の軸受部分が熱膨張する際にへこみ、従つて十
分な高さの潤滑間隙が保存される。そのほか前記構造は
軸受の振動を押えるために役立つが、この振動は特定の
臨界回転数の場合に共振現象として、また安定限界回転
数を越えたＪ自励振動として生ずるものである。この種
の公知ラジアル軸受の場合に、円形の軸受ケーシングは
波形の弾性バンドを以て被覆されている。

この上に軸受面として連続する薄い弾性バンドが横たわ
る。このばね軸受は極めて柔軟に・支持され、比較的僅
かな緩衝能力しか持たない。軸受面は円形の全横断面で
あるため決して楔形軸受でなく、従つてそれからは比較
的低い回転数の場合でも自励振動が必ず出現しうる。他
の公知のばね軸受は、多数の金属薄片を用い、これらは
所属する軸受部分に一端を以て取付けられ、その他端は
隣接する金属薄片に重なる。

この軸受は比較的よく緩衝されている。しかし金属薄片
は他の軸受部分の軸受面に対して弾性的に予荷重されて
いる。このことは軸受の始動に際して、空気動力学的な
潤滑楔形部を形成するまでに高い摩擦及び摩耗を生ずる
結果になる。本発明の課題は、公知軸受の斯る欠点を回
避すフること、及び特に全体の軸受のクッション支持を
改良すること、並びに始動摩擦を減少することてある。

この課題は次の如くして解決される、上下二段に配設さ
れた２つの金属薄片を有し、そのうちの・第１金属薄片
が軸受面を形成し、ブリッジを介して第２金属薄片上に
支えられ、この第２金属薄片はブリッジを介して対応す
る軸受部分上に支えられており、第１金属薄片のブリッ
ジは軸受部の移動方向において第２金属薄片の間に配置
され、ま・た軸受面を形成している金属薄片は、潤滑剤
用間隙が軸受周辺上で度々楔形に狭くなるように予め波
状に成形されていることである。

この金属薄片の配置によつて楔形ばね軸受が構成され、
この軸受は、運転中に他の軸受部分の大きい弾性的及び
熱的変形に対しても金属薄片の変形によ４つて自動的に
順応される。

全体の軸受クッションは、軸受メタルのばねクッション
支持及び金属薄片の背後のガスを充填した間隙によつて
高められる。それによつて軸受安定性が改善され、安定
限界がより高い回転数へ移される。金属薄片は他の軸受
部分の軸受面に対して弾性的に予荷重されていないので
、始動範囲に於ける軸受摩擦及び摩耗が著しく減少され
ている。そのために、金属薄片材料の摩耗強度及び滑り
特性に対してわずかの必要条件が設定されている。それ
は軸受の工作材料を選択する際に比較的大きい余裕を許
すものである。そのほか、このばね軸受は回転運動に対
して両方の回転方向に於て適している。ラジアル軸受の
場合に、本発明は、両方の金属薄片が二つの組み合わさ
れてケーシング内径中に挿入された二つの薄壁の弾性ス
リーブてあり、その内側の一つが円形とは異なる全横断
面を有するように実施される。

それによつて、このケーシングと円形のジャーナルとの
間の潤滑間隙のいくつかの楔形狭窄部が軸受周辺上に生
ずる。例えば、全横断面はいくつかの円弧断面から成り
、それらの半径がスリーブの最大半径よりも大きくてよ
い。また、ケーシング内径中に円形とは異なる横断面で
弾性的に支えられている円形の横断面を有するスリーブ
も用いることができる。

これは種々の仕方で行うことができる、例えばブリッジ
の適当な配置及び（又は）配分により、或は軸受ケーシ
ングの分離及び分離線に於ける間隙によつても行いうる
。この場合には、軸受ケーシング中の全体のばね及びブ
リッジから成る弾性クッション構造の挿入は同時にその
取付けにも役立つことができる。弾性クッション構造は
例えばピン等で固定的にケーシング内径中に取付けるこ
ともできる。

円すい軸受に対しては、軸受面が円筒状てはなく円すい
状になつているという公知の差異を伴なうラジアル軸受
と同様なことが当てはまる。スラスト軸受の場合は、軸
受面を形成する金属薄片がブリッジを介して軽い波形で
導かれ、従つてこの金属薄片と他の軸受部分の平らな軸
受面との間て軸受周辺上に潤滑間隙のいくつかの楔形狭
窄部が生ずる。軸受面を形成する金属薄片は、周辺の１
つ又はいくつかの個所で１つのスリットにより走行方向
に対し垂直に離間することができる。

それによつて、他の軸受部分の弾性的及び熱的な変形に
順応する能力が拡大される。以下本発明の実施例を図面
に付いて説明する。

第１図に於て、軸受部分１は軸受部分２に対して矢印の
方向に可動である。上下二段に配設された二つの金属薄
片３及び４より成る弾性クッション構造がブリッジ５及
び６を介して軸受部分２と固く結合されている。下側の
金属薄片４は弾性的且つ緩衝的な軸受面支持部として役
立つ。上側の金属薄片３は本来の軸受面を形成する。こ
の薄片はブリッジ５を介して支持する金属薄片４と結合
され、その際ブリッジ５はブリッジ６の間に配置されて
いる。金属薄片３は、この薄片と他の軸受部分１との間
の潤滑間隙７が軸受周辺上で度々８に於て楔形に狭めら
れるように予め波状に成形されている。この事はここで
ブラケット５の寸法決めによつて行なわれている。この
形態に於ては、例えばスラスト軸受に対する弾性クッシ
ョン構造を形成することができ、その際二つの平らな軸
受面が向い合つている。金属薄片５及び６は走行方向に
対して垂直になつており、従つてスラスト軸受の場合は
放射状になつている。第２図は、本発明による弾性クッ
ション構造を有するラジアル軸受の横断面を示す。

軸受ケーシング９中には組み合わせて置かれた二つの薄
壁弾性スリーブ１０及び１１が存在する。内側のスリー
ブ１０は本来の軸受け箱として役立つ。それはブリッジ
１２を介して外側のスリーブ１１上に支えられ、これは
ブリッジ１３を介してケーシング内径１４上に支持され
ている。ブリッジ１２はブリッジ１３の間に配置されて
いる。全てのブリッジは移動方向に対して垂直になつて
おり、従つてラジアル軸受の場合は放射状になつている
。このように外側スリーブ１１は内側スリーブ１０の弾
性クッション支持部である。もとの円形横断面は、ケー
シング１＞４中へ弾性クッション構造を挿入することに
よつて、潤滑間隙中においてスリーブ１０と円形のジャ
ーナル１６との間て軸受周辺上に四つの楔形狭窄部が生
ずる。弾性クッション構造を締めつけ支持するために、
ケーシング内径１４は全体としてレモン果実形の横断面
を有する。これは公知の仕方で、分割接合線１５中には
さみ金を入れて内径を形成し、次いて該はさみ金ノを除
くようにして製作されたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属薄片の軸受の配置を示す図式図て
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対的に移動するように配置された２つの軸受部分
   及びこれらの軸受部分の間に配置され且つそのうちの１
   つと結合された弾性クッション構造より成る空気動力学
   的な楔形ばね軸受において、前記弾性クッション構造が
   上下二段に配設された２つの金属薄片３，４を有し、そ
   のうちの第１金属薄片３が軸受面を形成し、ブリッジ５
   を介して第２金属薄片４上に支えられ、この第２金属薄
   片はブリッジ６を介して対応する軸受部分２上に支えら
   れており、第１金属薄片のブリッジ５は軸受部分の移動
   方向において第２金属薄片のブリッジ６の間に配置され
   、また全てのブリッジは前記移動方向に対して垂直に配
   置され、また軸受面を形成している第１金属薄片３は予
   め波状に成形されていることを特徴とする楔形ばね軸受
   。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の楔形ばね軸受におい
   て、第１及び第２の金属薄片は、ほぼ同心的に配設され
   て軸受部分で形成されたケーシングの内径中に挿入され
   た環状の弾性スリーブ１０，１１であり、軸受面を形成
   する内側の金属薄片が非円形の横断面を有することを特
   徴とする楔形ばね軸受。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の楔形ばね軸受におい
   て、前記スリーブが筒状スリーブであることを特徴とす
   る楔形ばね軸受。 ４ 特許請求の範囲第２項又は第３項に記載の楔形ばね
   軸受において、スリーブ及びブリッジより成る弾性クッ
   ション構造が締めつけ支持によつてケーシングの内径中
   に取付けられていることを特徴とする楔形ばね軸受。 ５ 特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれかに記載
   の楔形ばね軸受において、弾性クッション構造が連鎖状
   にケーシング内径中に取付けられていることを特徴とす
   る楔形ばね軸受。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載
   の楔形ばね軸受において、軸受面を形成する金属薄片が
   、周辺の１つ又はいくつかの個所でスリットによつて、
   移動方向に対し垂直に分離されていることを特徴とする
   楔形ばね軸受。