(57)【要約】【課題】回転軸の円滑な回転を継続させると共に、簡易な構造で小型化が可能で、効率の良い粘性ポンプを有した自動調心軸受けを提供する。【解決手段】自動調心軸受けは、回転軸２のラジアル方向及びスラスト方向の荷重に対する軸受けとして、軸受け台３と台金５との間に互いに対向する面が球面状の球面座４が形成され、粘性ポンプ７のオイルサーキュレータ８が台金５から分離して軸受け台３に設けられると共に、粘性ポンプ７のオイルサーキュレータ８と回転ディスク９との間に回転ディスクの動きに追従できるフローティングシール１１及び仕切り用フローティングシール２０が設けられている。【選択図】図１
2019183869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸のスラスト方向及びラジアル方向のそれぞれの荷重を受ける自動調心軸受けであって、
軸受け台内に球面座を有した台金と軸受け台内の潤滑油を循環させる粘性ポンプとを備える自動調心軸受けにおいて、
前記回転軸のラジアル方向及びスラスト方向の荷重に対する軸受けとして、前記軸受け台と前記台金との間に互いに対向する面が球面状の前記球面座が形成され、
前記粘性ポンプのオイルサーキュレータが前記台金から分離して前記軸受け台に設けられると共に、該粘性ポンプの該オイルサーキュレータと回転ディスクとの間に該回転ディスクの動きに追従できるフローティングシールが設けられており、
前記オイルサーキュレータと前記回転ディスクとの間の隙間が、前記回転軸のたわみ量より大きく形成されていることを特徴とする自動調心軸受け。
【請求項２】
請求項１に記載の自動調心軸受けにおいて、
前記フローティングシールの前記回転ディスクの外周面と接する部分の断面を半円形状としたことを特徴とする自動調心軸受け。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸のスラスト方向及びラジアル方向のそれぞれの荷重を受ける自動調心軸受けであって、軸受け台内に球面座を有した台金と潤滑油を循環させる粘性ポンプとを備える自動調心軸受けに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受け台内に球面座を有した台金が形成されている自動調心軸受けが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の自動調心軸受けでは、回転軸がたわんだ場合に、そのたわみにより生じた回転軸の軸心の傾きにあわせて台金が自動的に傾くことで調心されるので、軸受け部に片当たりが発生することなく、均一に回転体の荷重を受けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−１５８２１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているような自動調心軸受けを横軸型発電機等の大型回転体の回転軸の軸受けとして用いる場合、軸受荷重が大きく、軸受け部の発熱量も大きくなるため、回転軸の円滑な回転を継続させるためには、軸受け装置の潤滑油を冷却するためのオイルクーラーを外部に設ける必要がある。
【０００６】
そして、潤滑油をオイルクーラーに循環させるためには、外部に電動ポンプを設けてもよいが、軸受け装置の故障率を下げるために軸受け装置内に粘性ポンプ等の自己循環ポンプを有することが要求されることが多い。
【０００７】
そのため、大型回転体の軸受けでは、回転軸のスラスト方向及びラジアル方向のそれぞれの荷重に対する軸受けを潤滑するために、粘性ポンプ等により潤滑油をオイルクーラーも含めて循環させる機構を併せて軸受け台内に設ける必要があると共に、これらの機構についても回転軸の軸心の傾きにあわせて自動的に傾かせなければならないため、台金の中に粘性ポンプを設置する必要があり、台金及び軸受け台が大型化するという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、回転軸の円滑な回転を継続させると共に、簡易な構造で小型化が可能で、効率の良い粘性ポンプを有した自動調心軸受けを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の自動調心軸受けは、
回転軸のスラスト方向及びラジアル方向のそれぞれの荷重を受ける自動調心軸受けであって、
軸受け台内に球面座を有した台金と軸受け台内の潤滑油を循環させる粘性ポンプとを備える自動調心軸受けにおいて、
前記回転軸のラジアル方向及びスラスト方向の荷重に対する軸受けとして、前記軸受け台と前記台金との間に互いに対向する面が球面状の前記球面座が形成され、
前記粘性ポンプのオイルサーキュレータが前記台金から分離して前記軸受け台に設けられると共に、該粘性ポンプの該オイルサーキュレータと回転ディスクとの間に該回転ディスクの動きに追従できるフローティングシールが設けられており、
前記オイルサーキュレータと前記回転ディスクとの間の隙間が、前記回転軸のたわみ量より大きく形成されていることを特徴とする。
【００１０】
第１発明によれば、粘性ポンプのオイルサーキュレータが台金から分離して設けられているので、軸受け台内の台金を小型化でき、その結果として軸受け台も小型化できるので、自動調心軸受け自体を小型化することが可能となる。
【００１１】
また、軸受け台と台金との間に互いに対向する面が球面状の球面座が形成されているので、回転軸がたわんだ場合に、そのたわみにより生じた回転軸の軸心の傾きにあわせて台金が自動的に傾いて調心される。
【００１２】
さらに、オイルサーキュレータと回転ディスクとの間に回転ディスクの動きに追従できるフローティングシールが設けられており、オイルサーキュレータと粘性ポンプの回転ディスクとの間の隙間が、回転軸のたわみ量より大きく形成されている。
【００１３】
そのため、回転軸の軸心の傾きにあわせて回転ディスクが傾いた際に、フローティングシールが回転ディスクの傾きに追従し、フローティングシールと回転ディスクの外周とを常に密着させることができる。
【００１４】
これらのことから、オイルサーキュレータと粘性ポンプの回転ディスクとが接触して回転軸の回転を妨げることを防止できるとともに、潤滑油が粘性ポンプの流路外に漏れ出ることを抑制できるので、従来構造のようにオイルサーキュレータと回転ディスクとの間に僅かな隙間を設けていた場合に生じるサイドリーク（潤滑油の漏れ）を防ぐことが可能となり、粘性ポンプの特性も大幅に向上させることができる。
【００１５】
このように、第１発明によれば、回転軸の円滑な回転を継続させると共に、簡易な構造で小型化が可能で、効率の良い粘性ポンプを有した自動調心軸受けを提供することができる。
【００１６】
第２発明は、第１発明において、
前記フローティングシールの前記回転ディスクの外周面と接する部分の断面を半円形状としたことを特徴とする。
【００１７】
第２発明によれば、フローティングシールの回転ディスクの外周面と接する部分の断面が半円形状となっているので、回転軸の軸心の傾きにあわせて回転ディスクが傾いた際に、フローティングシールが回転ディスクの傾きに追従する場合において、フローティングシールと回転ディスクの表面とをより確実に密着させることができる。
【００１８】
これにより、潤滑油が粘性ポンプの流路外に漏れ出ることをより確実に抑制できるので、粘性ポンプの特性をより確実に継続させることが可能となる。
【００１９】
このように、第２発明によれば、回転軸の円滑な回転をより確実に継続させると共に、簡易な構造で小型化が可能で効率の良い粘性ポンプを有した自動調心軸受けを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動調心軸受けの断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動調心軸受けの使用状態を示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動調心軸受けが備えるオイルサーキュレータ、フローティングシール、回転ディスクの断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動調心軸受けが備えるオイルサーキュレータ及び回転ディスクの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
まず、図１〜図４を参照して、本発明にかかる自動調心軸受け１の構造について説明する。
【００２３】
本発明にかかる自動調心軸受け１は、図２に示すように、例えば施設の床面１７などに固定されると共に、横軸型の回転体１３が備える回転軸２の両端部にそれぞれ設置され、当該回転軸２を回転自在に支持する軸受けとして用いられる。
【００２４】
回転体１３は、例えば発電機、モーター、水車などであるが、これらに限定されない。
【００２５】
回転体１３の回転軸２は、図１に示すように自動調心軸受け１を水平方向に貫いており、当該回転軸受け１により、回転軸２のスラスト方向及びラジアル方向で回転自在に支持されている。
【００２６】
また、回転軸２は、回転ディスク９及びスラスト荷重受け座１４を備えている。
【００２７】
回転ディスク９及びスラスト荷重受け座１４は、台金５に設けられたスラスト軸受け１２を挟んで対向するように回転軸２と一体に設けられており、回転軸２と一体に回転する。
【００２８】
自動調心軸受け１は、軸受け台３、球面座４を有した台金５、軸受け座２３、オイルサーキュレータ８、フローティングシール１１、スラスト軸受け１２及び、ラジアル軸受け１５を備える。
【００２９】
軸受け台３は、内部に空間を有する箱状に形成され、自動調心軸受け１の外殻を構成している。
【００３０】
また、軸受け台３の内部下側の空間には、潤滑油が貯められており、当該潤滑油は粘性ポンプ７により循環される。
【００３１】
軸受け台３は、回転軸貫通部シール１６及び台金５の球面部と同心の球面座４ａを有した軸受け座２３を備えている。
【００３２】
回転軸貫通部シール１６は、回転軸２が自動調心軸受け１を貫通する部分から潤滑油が漏れ出すことを防止するオイルシールであり、例えば軸受け台３の回転軸２の軸方向で対向する両側面に設けられる。あるいは、回転軸２の軸端部に軸受け台３が設けられた場合、回転軸貫通部シール１６は、軸受け台３の回転体１３側の側面にのみ設けられることとしてもよい。
【００３３】
回転軸貫通部シール１６は、たとえばその回転軸２側の内周面に、回転軸２の軸方向に間隔をおいて平行に複数並べられた円環状の歯部を備えており、当該歯部は、潤滑油が漏れ出すことを防止しつつ回転軸２の円滑な回転を妨げないようにするため、回転軸２の外周面との間に極わずかな隙間を有するように構成される。
【００３４】
一対の球面座４は、軸受け台３と台金５との間に設けられる。本実施例においては、軸受け台３側の球面座４ａは、軸受け台３の中央に設けられた軸受け座２３の内周面に設けられ、台金５を回転軸２のラジアル方向で支持している。
【００３５】
台金５は、軸受け台３の軸受け座２３と対向する面が球面状になるように形成された台金５側の球面座４ｂを有している。
【００３６】
これにより、図２に示すように回転軸２がたわんだ場合に、そのたわみにより生じた回転軸２の軸心の傾きにあわせて台金５が自動的に傾いて調心されるので、軸受け部に片当たりが発生することなく、均一に回転体の荷重を受けることができ、回転軸の円滑な回転を継続させることが可能となる。
【００３７】
台金５は、内周面にラジアル軸受け１５を備えており、ラジアル軸受け１５を通じて回転軸２を回転自在に回転軸２のラジアル方向で支持する。
【００３８】
ラジアル軸受け１５は、円筒状に形成され、台金５の内周面に固定されており、回転軸２の外周面と摺動する。
【００３９】
すなわち、球面座４は、台金５及びラジアル軸受け１５と共に回転軸２のラジアル方向の自動調心軸受けを構成している。
【００４０】
スラスト軸受け１２は、円環状に形成され、台金５の軸方向の両側に１つずつ配置されている。
【００４１】
これにより、回転軸のスラスト方向の荷重がかかっても回転軸の円滑な回転を確実に継続させることができる。
【００４２】
スラスト軸受け１２は、台金５の軸方向の両側に固定されており、回転ディスク９側のスラスト軸受け１２は、回転ディスク９の台金５側の側面と摺動し、反対側のスラスト軸受け１２は、スラスト荷重受け座１４の台金５側の側面と摺動する。
【００４３】
すなわち、スラスト軸受け１２は、台金５と共に回転軸２を両方向のスラスト荷重に対し回転自在に支持する。
【００４４】
オイルサーキュレータ８は、回転ディスク９の外周の周囲に円環状に形成され、台金５から分離して設けられ、軸受け台３に設けられた軸受け座２３に固定される。本実施例においては、軸受け台３の軸受け座２３の回転ディスク９側の側面に設けられる。
【００４５】
これにより、台金５を小型化でき、その結果として軸受け台３も小型化できるので、自動調心軸受け１自体を小型化することが可能となる。
【００４６】
オイルサーキュレータ８は、フローティングシール１１、フローティングシール用溝部２２、吸引孔１８、排出孔１９及び仕切り用フローティングシール２０を備える。
【００４７】
オイルサーキュレータ８と、回転ディスク９との間には隙間があり、当該隙間は、回転軸のたわみ量より大きく形成されており、オイルサーキュレータ８の両サイドに設けられたフローティングシール１１及び仕切り用フローティングシール２０が形成されている部分を除いて、オイルサーキュレータ８の回転ディスク９側の表面と回転ディスク９とは接触しない。
【００４８】
これにより、回転軸２の軸心の傾きにあわせて台金５が傾いた際にオイルサーキュレータ８と回転ディスク９とが接触して回転軸２の回転を妨げることを防止できるので、回転軸２の円滑な回転を継続させることができる。
【００４９】
フローティングシール１１は、オイルサーキュレータ８と回転ディスク９との間に設けられている。
【００５０】
また、フローティングシール１１は、オイルサーキュレータ８と回転ディスク９との間の隙間を回転軸２の軸方向の前後両サイドから塞ぐように２つ設けられている。
【００５１】
フローティングシール１１は、後述するフローティングシール用溝部２２にはめ込まれるように円環状に形成され、フローティングシール１１の回転ディスク９側の表面は、回転ディスク９の外周面に常に接している。
【００５２】
すなわち、オイルサーキュレータ８と回転ディスク９と２つのフローティングシール１１とにより、潤滑油の流路６が形成されている。
【００５３】
回転軸２の軸心の傾きにあわせて回転ディスク９が傾いた際に、フローティングシール１１は図３Ｂに示すように回転ディスク９の傾きに追従し、フローティングシール１１と回転ディスク９の外周面とを常に密着させることができる。
【００５４】
これにより、潤滑油が流路６の外に漏れ出ることを抑制できるので、粘性ポンプ７の吐出圧力を高く保つことができ、高効率の粘性ポンプ特性を継続させることが可能となる。
【００５５】
また、フローティングシール１１の回転ディスク９の外周面と接する部分の断面が半円形状となっている。
【００５６】
これにより、回転軸の軸心の傾きにあわせて回転ディスクが傾いた際に、フローティングシールが回転ディスクの傾きに追従する場合において、フローティングシールと回転ディスクの表面とをより確実に密着させることができる。
【００５７】
そのため、潤滑油が粘性ポンプ７の流路６外に漏れ出ることをより確実に抑制できるので、高効率の粘性ポンプ特性を継続させることが可能となる。
【００５８】
フローティングシール用溝部２２は、オイルサーキュレータ８の回転ディスク９側の内周面に設けられた２本の溝であり、それぞれにフローティングシール１１がはめ込まれる。
【００５９】
フローティングシール用溝部２２は、フローティングシール１１が回転ディスク９の傾きに追従する際には回転軸２のたわみ方向にフローティングシール１１も移動するので、フローティングシール１１の当該移動を妨げない幅及び深さで形成される。
【００６０】
吸引孔１８及び排出孔１９は、潤滑油が通過する孔である。
【００６１】
吸引孔１８は、オイルサーキュレータ８と一体的に形成されており、その一端は流路６とつながるように開口しており、他方の端は軸受け台３の内部下部の空間にためられた潤滑油とつながるように開口している。
【００６２】
排出孔１９は、スラスト軸受け１２及びラジアル軸受け１５への給油孔及びオイルクーラーが設けられている場合は、その循環パイプへとつなげられている。
【００６３】
仕切り用フローティングシール２０は、吸引孔１８と排出孔１９との間に設けられており、吸引孔１８側と排出孔１９側との間を仕切るように回転ディスク９と接触している。
【００６４】
仕切り用フローティングシール２０は、回転軸２の軸方向に設置され、２つのフローティングシール１１の間のオイルサーキュレータ８の表面に設けられた溝にはめ込まれており、当該溝内に設けられたばね等により回転ディスク９の表面に押しつけられるように支持されている。
【００６５】
また、仕切り用フローティングシール２０の回転ディスク９の外周面と接する部分の断面は、半円形状となっている。
【００６６】
これにより、回転軸２の軸心の傾きにあわせて回転ディスク９が傾いた際に、仕切り用フローティングシール２０は、回転ディスク９の傾きに追従するので、仕切り用フローティングシール２０と回転ディスク９の外周面とを常に密着させることができる。
【００６７】
潤滑油は、回転ディスク９が回転方向２１に回転することにより、矢印ＩＮの方向に向けて吸引孔１８から流路６に引き込まれて流路６内を回転方向２１に移動し、矢印ＯＵＴの方向に向けて排出孔１９から流路６外に排出されてスラスト軸受け１２及びラジアル軸受け１５へ給油すると共に、軸受け台３の外部にオイルクーラーが設けられている場合は当該外部のオイルクーラーに潤滑油を循環させた後に、軸受け台３の内部下部の空間の潤滑油がためられている部分へと戻される。
【００６８】
仕切り用フローティングシール２０は、流路６内を排出孔１９まで移動してきた潤滑油が排出孔１９から排出されずに流路６内を移動し続けることを防止している。
【００６９】
潤滑油は、オイルクーラーにて冷却されたのちに軸受け台３の内部下部の空間の潤滑油がためられている部分に戻され、吸引孔１８を通って、再び流路６へと引き込まれる。
【００７０】
これにより、潤滑油が確実に冷却されるので、自動調心軸受け１内の温度が上がりすぎることを防止でき、円滑な回転を継続させることができる。
【００７１】
このように、オイルサーキュレータ８、回転ディスク９、フローティングシール１１及び仕切り用フローティングシール２０により粘性ポンプ７として機能し、軸受け台３内部の潤滑油を循環させる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１…自動調心軸受け、２…回転軸、３…軸受け台、４…球面座、５…台金、６…流路、７…粘性ポンプ、８…オイルサーキュレータ、９…回転ディスク、１０…調心回転中心、１１…フローティングシール、１２…スラスト軸受け、１３…回転体、１４…スラスト荷重受け座、１５…ラジアル軸受け、１６…回転軸貫通部シール、１７…床面、１８…吸引孔、１９…排出孔、２０…仕切り用フローティングシール、２１…回転方向、２２…フローティングシール用溝部、２３…軸受け座。
【図１】
2019183869.tif 000003
【図２】
2019183869.tif 000004
【図３】
2019183869.tif 000005
【図４】
2019183869.tif 000006