(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを回転自在に支持する軸受であって、
軸受本体部に設けられ、ゴムなどの弾性材料からなり収容孔が形成された弾性筒体と、
前記弾性筒体の内周部または外周部の少なくともいずれか一方に周面から突出して螺旋状に組み付けられ、低摩擦材料からなり前記シャフトまたは前記軸受本体部が摺動自在に接触する螺旋状部材と、
前記弾性筒体に対して軸方向の締め付け力を加える調圧手段とを有し、
摺動接触する前記螺旋状部材により形成される螺旋状隙間に潤滑油を封入するようにしたことを特徴とする軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受において、前記シャフトを回転自在かつ軸方向に往復動自在に支持することを特徴とする軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシャフトを支持する軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転運動するシャフトを回転自在に支持したり、軸方向に直線往復運動するシャフトを軸方向に往復動自在に支持したり、回転運動するとともに軸方向に往復運動するシャフトを回転自在かつ軸方向に往復動自在に支持するために軸受が使用されている。
【０００３】
このような軸受としては、すべり軸受ところがり軸受とがあり、すべり軸受はシャフトの外周面にすべり接触する軸受面を有している。ころがり軸受はシャフトと軸受部分の間にころあるいは鋼球などの転動体を設け、シャフトをころがり接触で支持するようにした軸受である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シャフトが回転運動などを行うと、シャフトに振動が発生し、その振動が軸受にも伝達され、シャフトを有する機械にあっては軸受に伝達された振動が機械本体側にも伝達されることになり、機械本体の振動発生を防止するには、防振材料を機械本体に組み込む必要がある。
【０００５】
シャフトの振動が軸受に直接伝達されないようにするために、ゴムや軟質性プラスチックなどの防振材料によってシャフトを直接支持することは、ゴムなどの摩擦係数が大きいので、シャフトと防振材料とが焼き付いてしまうことになり不可能である。
【０００６】
そこで、すべり軸受にあっては、りん青銅などの金属やセラミックなどのように摩擦係数が小さい硬質素材を軸受部材として使用するようにしており、シャフトとこれが接触する軸受面との間に潤滑油を介在させて、シャフトと軸受とが直接接触することなく、油膜を介して接触するようにして、接触面の摩耗発生を防止するようにしている。このように、軸受部材として硬質素材を使用すると、シャフトの振動はどうしても軸受部材を介して機械構造物に伝達されることになる。しかも、シャフトと軸受面との間に常に潤滑油が供給されるようにする必要があり、油切れが発生すると、シヤフトは焼きつくことになる。
【０００７】
本発明の目的は、軸受によってシャフトの振動や衝撃力を吸収し得るようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸受は、シャフトを回転自在に支持する軸受であって、軸受本体部に設けられ、ゴムなどの弾性材料からなり収容孔が形成された弾性筒体と、前記弾性筒体の内周部または外周部の少なくともいずれか一方に周面から突出して螺旋状に組み付けられ、低摩擦材料からなり前記シャフトまたは前記軸受本体部が摺動自在に接触する螺旋状部材と、前記弾性筒体に対して軸方向の締め付け力を加える調圧手段とを有し、摺動接触する前記螺旋状部材により形成される螺旋状隙間に潤滑油を封入するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の軸受は、シャフトを回転自在かつ軸方向に往復動自在に支持することを特徴とする。
【００１１】
前記弾性筒体と前記螺旋状部材とにより弾性複合体が形成され、シャフトの振動ないし衝撃力は弾性複合体によって吸収されることになり、振動ないし衝撃力は機械構造物にまで伝達されることを防止でき、低摩擦材料からなる螺旋状部材に回転運動や軸方向に往復運動するシャフトが支持されるので、運動するシャフトには抵抗力が加わることを防止でき、円滑なシャフトの回転を確保することができる。螺旋状部材の強度はこれの線材の径ないし幅寸法を変化させたり、ピッチを調整することによって、任意の強度にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態である軸受を示す断面図であり、図２（Ａ）は図１におけるII−II線に沿う断面図である。この軸受は矢印で示すように、回転運動しかつ軸方向に往復運動するシャフト１０を支持するために使用されている。
ただし、シャフト１０が回転運動と軸方向の直線往復運動のいずれか一方の運動を行う場合にも、同一の軸受を使用することができる。また、シャフト１０の回転方向は矢印方向でもこれに対して逆方向でも良い。
【００１４】
この軸受はゴムや軟質プラスチックなどのように弾性材料からなる弾性筒体１１を有しており、図２（Ａ）に示すように、この弾性筒体１１は断面が円形のシャフト１０の外周面に対応してこれよりも内径が大きくなった断面円形の収容孔１２を有し、外周面は断面円形となっている。
【００１５】
この弾性筒体１１は、機械構造物に直接形成されたり、あるいは機械構造物にねじ部材などを用いて取り付けられる軸受本体部１３の装着孔１４内に嵌合されるようになっており、この軸受本体部１３は鋼などの硬質材料からなり、弾性筒体１１と比較すると、剛体となっている。
【００１６】
弾性筒体１１の内周部には螺旋状つまりスパイラル状ないしコイル状に形成された螺旋状部材１５が組み付けられており、この螺旋状部材１５はその内径側部分が弾性筒体１１の収容孔１２の内周面から径方向内方に突出して組み付けられている。この螺旋状部材１５は、鋼、りん青銅、セラミックなどのように摩擦係数が小さい硬質の低摩擦材料により形成されており、図示する場合には、断面円形の線材により形成されている。
【００１７】
螺旋状部材１５の弾性筒体１１に対する組み付けは、弾性筒体１１を金型を用いて成形する際に、螺旋状部材１５を弾性筒体１１に一体成形するようにしても良く、弾性筒体１１の収容孔１２の内周面に断面円弧状ないし三角形状の溝を形成し、その溝にねじ結合させるようにして螺旋状部材１５を組み込むようにしても良い。
【００１８】
螺旋状部材１５は、鋼などの硬質材料により形成されているが、螺旋状に加工することによって、弾性筒体１１よりは変形量が少ないが、軸方向のみならず、径方向にも弾性変形することになる。したがって、シャフト１０は弾性係数が小さい弾性筒体１１と、これよりも弾性係数が大きい螺旋状部材１５とが複合されて形成される複合弾性体により支持されることになる。
【００１９】
このように、シャフト１０を支持する複合弾性体は、ゴムなどの弾性部材により形成された弾性筒体１１を有しており、シャフト１０が径方向に振動しても、その振動や衝撃力を弾性筒体１１が吸収することになる。さらに、シャフト１０に直接接触するのは、りん青銅などにより形成された硬質の低摩擦材料からなる螺旋状部材１５であり、摩擦係数が小さいことから、シャフト１０の回転運動や軸方向の往復運動に対して抵抗力を加えることはない。この螺旋状部材１５は硬質の材料により形成されているが、螺旋状となっていることから、ある程度の弾性力を有し、シャフト１０がその中心軸を傾けるように変位しても、その外周面に追従して接触状態を維持するように螺旋状部材１５が変形することになる。
【００２０】
図１に示すように、螺旋状部材１５が断面円形の線材により形成されている場合には、その線材の径を変化させたり、ピッチ寸法を変化させることによって、螺旋状部材１５の強度ないし弾性係数を調整することができる。これに合わせて、弾性筒体１１の材料を選定することによって、複合弾性体としての弾性力ないし弾性係数を調整することができる。
【００２１】
螺旋状部材１５によって螺旋部の間には、螺旋状隙間１６が形成されることになり、この螺旋状隙間１６はシャフト１０の外周面と弾性筒体１１の収容孔１２の内周面との間で閉じられた空間となる。この螺旋状隙間１６の中にグリースなどの潤滑油を封入すると、シャフト１０が回転運動や軸方向往復運動しても、潤滑油が螺旋状隙間１６から流出することが防止され、確実に、螺旋状部材１５の内周面とシャフト１０の外周面との間に潤滑油が供給されることになる。
【００２２】
しかも、シャフト１０が静止した状態にあっては、螺旋状部材１５にはシャフト１０の一部が接触している状態となっているが、シャフト１０が回転運動すると、螺旋状部材１５の内周面はシャフト１０に対する接触位置が軸方向に時々刻々と変位することになるので、結果的に螺旋状部材１５の全長の範囲でシャフト１０の外周面全体をなめるようにしてシャフト１０は螺旋状部材１５により支持されることになり、常にシャフト１０の外周面には潤滑油が供給された状態となる。
【００２３】
螺旋状隙間１６は断面積が小さくしかも螺旋状に連なっていることから、複合弾性体の長さに比して螺旋状に長い寸法の隙間となっている。したがって、気体や液体が封入された機械構造物に、この軸受が使用されるときには、軸受の一方側に満たされた液体などの流体は長い寸法の螺旋状隙間１６により絞られることから、封入された流体が軸受を介して漏れることが防止される。特に、シャフト１０が回転する場合には、回転方向によっては、封入された流体を戻す方向のポンピング作用を流体に加えることができるので、流体の漏れを確実に防止することができる。
【００２４】
軸受本体部１３には装着孔１４に嵌合するリング部と軸受本体部１３にねじ止めされるフランジ部とを有するキャップ１７が取り付けられるようになっており、このキャップ１７をボルト１８により軸受本体部１３に締結することによって弾性筒体１１は軸受本体部１３に固定される。キャップ１７のシャフト１０の軸方向に対する締め付け位置を調整することによって、弾性筒体１１の締め付け力を変化させ、弾性筒体１１の弾性変形量を調整することができ、このキャップ１７は調圧手段を構成している。
【００２５】
弾性筒体１１の外周面は、図２（Ａ）に示すように、装着孔１４の内周面の断面形状に対応させて、円形となっているが、図２（Ｂ）に示すように、ほぼ四角形としても良い。
【００２６】
図３は本発明の他の実施の形態である軸受を示す断面図であり、円筒形状の軸受ケース２１によって軸受本体部が形成され、この内周面よりなる装着孔１４の中に弾性筒体１１が設けられるようになっており、この軸受をユニットとして機械構造物に対して取り付けることができる。
【００２７】
この弾性筒体１１に組み付けられる螺旋状部材１５は、断面が四角形の線材により形成されており、図１に示すように、断面円形の線材により螺旋状部材１５を形成した場合には、螺旋状部材１５は線接触でシャフト１０の外周面に接触するのに対して、図３に示すように、断面四角形の線材により形成した場合には、帯状に面接触することになる。この場合にも、断面四角形の線材の幅寸法を調整することによって、螺旋状部材１５の強度を調整することができる。
【００２８】
軸受ケース２１の一端部には弾性筒体１１を固定するためのフランジ部２２が設けられ、他端部の内周面には雌ねじ２３が形成されている。この雌ねじ２３にねじ結合する雄ねじ２４が締結キャップ２５に形成され、この締結キャップ２５が軸受ケース２１に取り付けられるようになっている。この締結キャップ２５を回転させることによって、その軸方向の位置を調整することによって、弾性筒体１１の弾性変形量を調整することができる。
【００２９】
図３に示す軸受は、図１に示した軸受と同様に、シャフト１０を回転運動自在かつ軸方向の往復運動自在に支持するために使用することができるとともに、何れか一方の運動のみを支持するように使用することもができ、特に、シャフト１０が回転する場合には、その回転方向によっては、軸受の一方側に封入された流体に戻す方向のポンピング作用を加えて流体の漏れを確実に防止することができる。
【００３０】
図４は本発明の他の実施の形態である軸受を示す図であり、図３に示す軸受と同様に、軸受ケース２１によって軸受本体部が形成されており、このように弾性筒体１１と螺旋状部材１５とからなる弾性複合体が軸受ケース２１内に収容されている。そして、この軸受は機械構造物３１に取り付けられており、回転運動するシャフト１０をその端部で支持している。したがって、このシャフト１０は回転運動のみ行い、軸方向に往復運動はしない。このように、図４に示す軸受は、回転運動し軸方向に往復運動しないシャフト１０を支持するために使用されている。
【００３１】
図５は本発明のさらに他の実施の形態である軸受を示す図であり、この場合には、回転運動するシャフト１０に弾性筒体１１が固定されており、この弾性筒体１１の外周部には外周面から径方向外方に突出して螺旋状部材１５が組み付けられている。この螺旋状部材１５の外周面は、軸受本体部１３に形成された装着孔１４を収容孔としてこれに接触している。
【００３２】
したがって、シャフト１０が回転運動すると、弾性筒体１１と螺旋状部材１５とからなる弾性複合体はシャフト１０と一体となって回転運動し、螺旋状部材１５の外周面が装着孔１４の内周面に沿って摺動する。この場合にも、シャフト１０が径方向に振動すると、その振動や衝撃力が弾性筒体１１と螺旋状部材１５によって吸収されて、その振動や衝撃力は軸受本体部１３まで伝達されることを防止するできる。図５に示す軸受にあっても、螺旋状隙間１６の中に潤滑油が封入されて、シャフト１０と螺旋状部材１５は油膜を介して接触する。この場合には、弾性筒体１１はシャフト１０と一体に回転するので、弾性筒体１１の両側にスラストベアリングを配置することが望ましい。
【００３３】
図６は本発明のさらに他の実施の形態である軸受を示す断面図であり、この場合には弾性筒体１１の内周部に内周面から径方向内方に突出させて螺旋状部材１５ａが組み込まれ、さらに、外周部に外周面から径方向外方に突出させて螺旋状部材１５ｂが組み込まれている。この場合には、シャフト１０と内側の螺旋状部材１５ａとの嵌合強度を外側の螺旋状部材１５ｂとの嵌合強度よりも強く設定すると、螺旋状部材１５ａは弾性筒体１１とシャフト１０とともに一体に回転することになり、嵌合強度を逆に設定すると、弾性筒体１１と両方の螺旋状部材１５ａ，１５ｂは静止状態となる。この場合には、摺動する側の螺旋状部材に潤滑油が供給されることになる。
【００３４】
弾性筒体１１が回転する場合には、その両側にスラストベアリング２６，２７を配置することが望ましいが、弾性筒体１１が回転することなく静止状態となる場合には、スラストベアリング２６，２７は不要である。このように、弾性筒体１１の内外両側にそれぞれ螺旋状部材１５ａ，１５ｂを配置した場合には、比較的強度が高い螺旋状部材１５ａ，１５ｂの間に弾性筒体１１が挟まれた状態となり、弾性複合体の強度を全体的に高めつつ防振効果の向上を達成できる。
【００３５】
図６に示す場合には、それぞれの螺旋状部材１５ａ，１５ｂはそれぞれ断面四辺形の線材により形成されているが、前述した実施の形態のように、断面円形の線材により螺旋状部材を形成するようにしても良い。
【００３６】
それぞれの実施の形態において、シャフト１０の回転運動に伴って潤滑油が軸方向の一方側に寄せられる場合には、潤滑油を軸受の一端部側から他端部側に戻すように、戻し油路を設けるようにしても良く、潤滑油が寄せられる側あるいは両側にリップシールなどのように潤滑油の漏出を防止する部材を配置するようにしても良い。また、弾性筒体１１を多孔質材料によって形成し、弾性筒体１１内に潤滑油を含浸させるようにすれば、弾性筒体１１から螺旋状隙間１６内に常に潤滑油を供給することができる。
【００３７】
前述した実施の形態にあっては、シャフト１０はいずれも回転運動や軸方向に往復運動する場合について説明したが、シャフト１０が回転運動や往復運動する場合のみならず、静止状態に固定される場合にも本発明の軸受を適用することができる。たとえば、図４に示すように、シャフト１０の端部を軸受で支持する場合には、この軸受でシャフト１０を固定支持することができる。その場合には、シャフト１０の端部を弾性複合体を構成する螺旋状部材１５の中に圧入すれば、弾性筒体１１によりシャフト１０に加えられる弾性力によってシャフト１０が振動しても、シャフト１０が軸受から外れることを防止できる。
【００３８】
シャフト１０を固定支持する場合には、シャフト１０が回転運動や往復運動する場合に比して、螺旋状部材１５によりシャフト１０に対して接触する圧力を高く設定することが望ましい。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、シャフト１０が所定の角度回転運動した後に逆方向に所定の角度回転するように、回転往復運動する場合にもこの軸受を使用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受は弾性材料からなる弾性筒体と低摩擦材料からなる螺旋状部材との弾性複合体を有しているので、シャフトと軸受との間の密封性を確保することができる。また、シャフトに加わる振動や衝撃を軸受が吸収することができ、運動するシャフトを静粛に支持することができる。弾性筒体と螺旋状部材との弾性複合体を軸受本体部に装着するだけで、軸受を組み付けることができ、その組み付けが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である軸受を示す縦断面図である。
【図２】（Ａ）は図１におけるII−II線に沿う横断面図であり、（Ｂ）は他のタイプの軸受における同図（Ａ）と同様の部分の横断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態である軸受を示す縦断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態である軸受を示す縦断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態である軸受を示す縦断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態である軸受を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０    シャフト
１１    弾性筒体
１２    収容孔
１３    軸受本体部
１４    装着孔
１５    螺旋状部材
１６    螺旋状隙間
１７    キャップ
１８    ボルト
【図１】
0003942743.tif 000002
【図２】
0003942743.tif 000003
【図３】
0003942743.tif 000004
【図４】
0003942743.tif 000005
【図５】
0003942743.tif 000006
【図６】
0003942743.tif 000007