(57)【要約】    【課題】動釣合い試験をする回転体を最適に軸支することができ、正確な動釣合い試験を行う上で不可欠の軸受け装置を提供する。    【解決手段】油供給孔１９内の油は、上部外周面１４の噴出孔１７および下部外周面１５の噴出孔１８から主軸７の外周面へと噴出される。これにより、主軸７が挿入された回転体１００の非貫通穴１０１と主軸７の外周面との間に油層が形成され、主軸７の外周面あるいはこれらと対抗する回転体１００の内周面の極微小な凹凸は、油層により吸収される。また、油供給孔２１内の油は、段差面１３の噴出孔２０から主軸７の基部１１と回転体１００との間へ噴出される。これにより、回転体１００と基部１１との間に、油層が形成され、回転体１００が油層によって浮き上がった状態で回転軸心を乱すことなくスムーズに回転する。【選択図】            図７
2005181012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャーナルを備えておらず、かつ、装着用の非貫通穴を有する回転体のための動釣合い試験機に適用される軸受け装置であって、
動釣合い試験をする際に、回転体の上記非貫通穴に挿入される回転しない主軸を備え、当該主軸は、動釣合い試験時に振動可能に、動釣合い試験機の固定フレームに保持されており、
上記主軸は、円柱状をし、上下方向へ延びる挿入部と、挿入部の下方に、挿入部に比べて径が太くされた基部とを有し、
上記挿入部と基部との境界には、挿入部に比べて径方向へ張り出している基部の上面によって、水平方向に円環状の段差面が生じていて、当該段差面は挿入部が回転体の上記非貫通穴に挿入された時に、上記回転体の一部を下方から受け止める受け面となっており、
上記挿入部の外周面には、周方向に等間隔に、油を噴出するための複数の噴出孔が形成されており、
上記基部の受け面には、周方向に等間隔に、油を噴出するための複数の噴出孔が形成されており、
上記挿入部の少なくとも上面には、上記噴出孔から噴出された油を回収するための回収孔が形成されていて、
各噴出孔に連通する油供給孔が、上記主軸内に形成されていることを特徴とする、軸受け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動釣合い試験機に適用される軸受け装置に関し、特に、特定形状の回転体（被試験体）用の動釣合い試験機の軸受け装置に関する。
ここで、特定形状の回転体とは、ジャーナルを備えておらず、かつ、装着用の非貫通穴を有する回転体、たとえばターボファン、コンプレッサファン等の回転体である。
【背景技術】
【０００２】
ターボファンやコンプレッサホイール等の回転体には、ジャーナルを備えておらず、かつ、部品としての装着用の非貫通穴（以下、単に「非貫通穴」と称する。）を有するものがある。このような回転体の動釣合い試験をする場合には、回転体が有する非貫通穴に、動釣合い試験機側の固定主軸を挿入し、回転体を回転させる必要がある。
動釣合い試験機におけるこの種の軸受け装置の先行技術は、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特公平０４−４０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された軸受け装置は、動釣合い試験機の軸受けに回転体（被試験体）に形成された穴をはめて動釣合い試験をする装置である。この軸受け装置の特徴として、第一に、回転体に形成された穴が貫通穴であること、第二に、動釣合い試験をする回転体が比較的小型で軽量であるため、軸受けからエアを噴出することによりエア回転軸を形成し、回転体の回転軸心を確保していること、第三に、回転体に形成された穴が貫通穴のため、エアを逃がすための構成は必要がないことが挙げられる。
【０００４】
しかしながら、回転体（被試験体）が、上記特許文献１で動釣合い試験をされる回転体に比べて大型のもので、しかも、回転体に形成された穴が貫通穴ではなく、非貫通穴の場合には、特許文献１に開示の構成では、動釣合い試験をすることができない。
このため、ジャーナルを備えておらず、かつ、非貫通穴を有する回転体のための動釣合い試験機には、その回転体に適した、特許文献１の軸受け装置とは異なる構成の軸受け装置が必要になる。
【０００５】
この発明は、かかる背景のもとになされたもので、動釣合い試験をする回転体を最適に軸支することができ、正確な動釣合い試験を行う上で不可欠の軸受け装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、ジャーナルを備えておらず、かつ、装着用の非貫通穴（１０１）を有する回転体（１００）のための動釣合い試験機（１）に適用される軸受け装置（６）であって、動釣合い試験をする際に、回転体の上記非貫通穴に挿入される回転しない主軸（７）を備え、当該主軸は、動釣合い試験時に振動可能に、動釣合い試験機の固定フレーム（２）に保持されており、上記主軸は、円柱状をし、上下方向へ延びる挿入部（１２）と、挿入部の下方に、挿入部に比べて径が太くされた基部（１１）とを有し、上記挿入部と基部との境界には、挿入部に比べて径方向へ張り出している基部の上面によって、水平方向に円環状の段差面（１３）が生じていて、当該段差面は挿入部が回転体の上記非貫通穴に挿入された時に、上記回転体の一部を下方から受け止める受け面となっており、上記挿入部の外周面には、周方向に等間隔に、油を噴出するための複数の噴出孔（１７，１８）が形成されており、上記基部の受け面には、周方向に等間隔に、油を噴出するための複数の噴出孔（２０）が形成されており、上記挿入部の少なくとも上面には、上記噴出孔から噴出された油を回収するための回収孔（３１）が形成されていて、各噴出孔に連通する油供給孔（１９，２１）が、上記主軸内に形成されていることを特徴とする、軸受け装置である。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。
この構成によれば、主軸の外周面から油が噴出されるので、主軸外周面は油の層で覆われ、いわゆる油回転軸が形成される。このため、主軸外周面あるいはこれらと対抗する回転体の内周面の極微小な凹凸は、油層によって吸収され、回転体を回転させる際の回転軸心が確保される。
【０００８】
また、受け面には、噴出孔から油が噴出されるので、回転体の重量が重くても、回転体の一部が基部上面の円環状の受け面で保持され、回転体が安定した状態に保たれる。しかも、保持された回転体の回転は妨げられず、回転体の回転軸心も乱れない。
この構成の軸受け装置を用いることにより、ジャーナルを備えておらず、かつ、非貫通穴を有する回転体の動釣合い試験をする際に、より正確な不釣合いを測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係る軸受け装置６が採用された動釣合い試験機１の構成を示す概略図であり、被試験体としてのコンプレッサホイール（以下「回転体１００」という。）が装着された状態が示されている。
動釣合い試験機１は、側面形状がたとえばＬ字状のベースフレーム２を有する。そしてベースフレーム２に対してたとえば２対の棒ばね３，４（図では、各対の棒ばね３，４は、１本ずつ示されているが、紙面に直交方向に、一定間隔をあけて対をなすように、２本の棒ばね３，４がそれぞれ備えられている。）によって、振動枠５が保持されている。
【００１０】
振動枠５の上部には、この発明の一実施形態に係る軸受け装置６が取り付けられている。軸受け装置６には、主軸７および油供給機構８が含まれている。油供給機構８にはラジアル用油圧配管口９およびスラスト用油圧配管口１０が備えられていて、これら各配管口９，１０に図示しない供給管が接続され、その供給管を介して油供給機構８へ油が供給される。そして供給される油は、後述するように、主軸７へ与えられる。
【００１１】
主軸７には、下方に位置し、その径が大きな円柱状の基部１１と、基部１１に対して段差を有し、その径が小さな挿入部１２が含まれている。
回転体１００は、非貫通穴１０１を有しており、この非貫通穴１０１に主軸７の挿入部１２が挿入される。
そしてこの状態で、回転体１００に対して白抜き矢印１０３で示す方向に風圧が供給されることにより、回転体１００は所定速度で回転される。そしてそのとき、回転体１００に不釣合いがあると、その不釣合いは、振動枠５を振動させる。振動枠５に生じる振動は、図示しない振動ピックアップにより検出され、その検出出力に基づいて、回転体１００の回転中の不釣合いが測定される。このようにして動釣合い試験は行われる。
【００１２】
図２は、主軸７の平面図であり、図３は、図２のＡ−Ｂに沿う縦断面図である。図２，図３は、主軸７における噴出孔１７，１８，２０、油供給孔１９，２１の配置関係を示している。
図４は、主軸７の平面図であり、主軸７内に形成された縦回収孔３１および横回収孔３２，３３が破線で描かれている。
【００１３】
図５は、図４のＣ−Ｄに沿う縦断面図である。図４，図５は、主軸７に形成された縦回収孔３１および横回収孔３２，３３，３４の配置構造を表わしている。
図６は、主軸７の平面図で、主軸７に形成された噴出孔１７，１８，２０、油供給孔１９ならびに縦回収孔３１および横回収孔３２，３３の配置関係が破線で示されている。図７は、図６のＥ−Ｆに沿う縦断面図である。図６，図７は、主軸７に形成された噴出孔１７，１８，２０、油供給孔１９，２１ならびに縦回収孔３１および横回収孔３２，３３，３４の配置関係を示している。
【００１４】
まず、図２、図３、図６および図７を参照して説明する。
主軸７は、円柱状をしており、上下方向に延びる挿入部１２と、挿入部１２の下方に位置する基部１１とを有する。基部１１は、挿入部１２に比べて径が太くされている。そして、挿入部１２と基部１１との境界には、挿入部１２に比べて径方向へ張り出している基部１１の上面によって、水平方向に円環状の段差面１３が生じている。この段差面１３は、挿入部１２が回転体１００の非貫通穴１０１に挿入されたときに、回転体１００の一部を下方から受け止める受け面となっている。
【００１５】
主軸７の挿入部１２は、上方に位置する上部外周面１４と、下方に位置する下部外周面１５とを有している。上部外周面１４に比べて下部外周面１５の方が、その周長が長くされている。換言すれば、上部外周面１４の直径よりも、下部外周面１５の直径の方が大きくされている。これは、回転体１００の非貫通穴１０１に合わせたものである。すなわち、非貫通穴１０１は、奥まった位置の、図において上部の方の内径が小さく、図において下方に位置する開口付近の内径が大きくなっている。これに合わせるように、挿入部１２には、上部外周面１４および下部外周面１５が形成されている。
【００１６】
そして、上部外周面１４および下部外周面１５の間には、上部外周面よりも一回り周長が短くされた小径周面１６が形成されている。小径周面１６は、挿入部１２が回転体１００の非貫通穴１０１に挿入された状態において、非貫通穴１０１の内周面と直接接しない。
上部外周面１４および下部外周面１５には、それぞれ、周方向に等間隔をあけて、上下方向に等しい位置に、所定の小径をした噴出孔１７，１８が形成されている。この実施形態では、上部外周面１４には、主軸７の軸心に対して９０°間隔で、４つの噴出孔１７が形成されるとともに、下部外周面１５にも、主軸７の軸心に対して９０°間隔で、しかも噴出孔１７と同じ角度位置に、噴出孔１８が４つ形成されている。
【００１７】
さらに、主軸７内には、その軸心を外れた周面寄りの位置に、主軸７の周方向に均等な間隔をあけて、すなわち軸心に対して９０°の間隔をあけて、軸方向に延びる４つの油供給孔１９が形成されている。
そして、噴出孔１７および噴出孔１８は、それぞれ、対応する油供給孔１９と連通されている。より具体的には、油供給孔１９に対して、その長さ方向と直交方向に噴出孔１７，１８が延びており、上部外周面１４および下部外周面１５に開口している。
【００１８】
さらに、基部１１の円環状の段差面１３には、主軸７の軸心に対して同心円上の位置に、周方向に等間隔を隔てて、複数個、この実施形態では８個の噴出孔２０が形成されている。また、基部１１の内部には、噴出孔２０と連通する、噴出孔２０よりも内径の大きな油供給孔２１が、各噴出孔２０に対応するように、上下方向に延びるように形成されている。
【００１９】
図１において説明した油供給機構８のラジアル用油圧配管口９から供給される油は、油供給機構８を経由して油供給孔１９へ与えられる。また、スラスト用油圧配管口１０から供給される油は、油供給孔２１へ与えられる。
油供給孔１９内の油は、上部外周面１４の噴出孔１７および下部外周面１５の噴出孔１８から主軸７の外周面へと噴出される。これにより、主軸７が挿入された回転体１００の非貫通穴１０１と主軸７の外周面との間に油層が形成され、主軸７の外周面あるいはこれらと対抗する回転体１００の内周面の極微小な凹凸は、油層により吸収される。よって、回転体１００は軸心が一定状態に確保された状態で回転することができる。
【００２０】
油供給孔２１内の油は、段差面１３の噴出孔２０から主軸７の基部１１と回転体１００との間へ噴出される。これにより、回転体１００と基部１１との間に、油層が形成され、回転体１００が油層によって浮き上がった状態で回転軸心を乱すことなくスムーズに回転する。
次に、図４、図５、図６および図７を参照して説明する。
【００２１】
主軸７には、軸心を通り上下方向に延びる縦回収孔３１が形成されており、縦回収孔３１は主軸７の上面に開口している。また、基部１１には、縦回収孔３１の長さ方向に直行する方向に延びる複数の、この実施形態では、４つの横回収孔３２が、主軸７の軸心に対して９０°間隔で形成されており、それぞれ基部１１の外周面に開口している。また、縦回収孔３１は基部１１内まで延び、各横回収孔３２は主軸７の軸心付近まで延び、基部１１内において縦回収孔３１の下部と各横回収孔３２とは連通している。
【００２２】
さらに、挿入部１２には、縦回収孔３１の長さ方向に直行する方向に延びる複数の横回収孔３３，３４が形成されている。この実施形態では、横回収孔３３，３４はともに４つ形成され、横回収孔３３の所定寸法下方に横回収孔３４が配列されている。さらに横回収孔３３，３４はともに主軸７の軸心に対して９０°間隔で形成されており、基部１１内の横回収孔３２と同じ角度位置に形成されている。横回収孔３３，３４は小径周面１６に開口しており、さらに、挿入部１２内で縦回収孔３１と連通している。
【００２３】
上記の構成により、主軸７内では、縦回収孔３１および横回収孔３２，３３，３４によって一つの空間が形成されており、その空間は、主軸７の上面、小径周面１６および基部１１の外周面に形成された開口により外部の空間と連通している。
これにより、噴出孔１７，１８，２０から噴出された油は、横回収孔３３，３４および縦回収孔３１を通過し、さらに横回収孔３２を通過することで基部１１の側面から下方に流れ落ちる。よって、噴出孔１７，１８，２０から噴出された油が主軸７の上面に溜まることがなく、回転体１００の軸心が乱れない。
【００２４】
なお、噴出孔１７，１８，２０の孔の内径、数、配置および噴出孔１７，１８，２０への油の供給圧力、並びに、縦回収孔３１および横回収孔３２，３３，３４の大きさ、数、配置は、上記のものに限らず、動釣合い試験の対象となる回転体の形状、寸法、重量等により種々に変更可能である。
同様に、主軸７の形状も、上記のものに限らず、動釣合い試験の対象となる回転体の形状、寸法、重量等により種々に変更可能である。
【００２５】
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態に係る軸受け装置が採用された動釣合い試験機の構成を示す概略図である。
【図２】主軸の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂに沿う主軸の縦断面図である。
【図４】回収孔が破線で描かれている主軸の平面図である。
【図５】図４のＣ−Ｄに沿う主軸の縦断面図である。
【図６】噴出孔、油供給孔ならびに回収孔の配置関係が破線で示された主軸の平面図である。
【図７】図６のＥ−Ｆに沿う主軸の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      動釣合い試験機
２      ベースフレーム
６      軸受け装置
７      主軸
１１    基部
１２    挿入部
１３    段差面
１７    噴出孔
１８    噴出孔
１９    油供給孔
２０    噴出孔
２１    油供給孔
３１    縦回収孔
１００  回転体
１０１  非貫通穴
【図１】
2005181012.tif 000003
【図２】
2005181012.tif 000004
【図３】
2005181012.tif 000005
【図４】
2005181012.tif 000006
【図５】
2005181012.tif 000007
【図６】
2005181012.tif 000008
【図７】
2005181012.tif 000009