(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面が球面とされ円筒形の内周面が回転する軸の周面と摺動する軸受と、前記軸受を旋回可能に保持した軸受箱と、前記軸受箱に隣り合って配置された支持フランジとを具え；前記軸受箱と支持フランジとが軸受箱に挿通して先端部を支持フランジにねじ込んだ第一のねじ杆によって連結され、前記支持フンラジとグランドパッキングを収装したスタフイングボックスとが支持フランジに挿通して先端部をスタフイングボックスにねじ込んだ第二のねじ杆によって連結され、前記軸受箱と支持フンラジと前記グランドパッキングを押さえるグランドとが軸受箱の外側方から挿通するとともに支持フランジをねじ嵌合により貫通し先端部をグランドに当接する第三のねじ杆によって連結されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載した軸受装置において、前記軸に内輪が嵌装固定され、前記軸受の内周面が前記内輪の外周面と摺接する構成とされていることを特徴とする軸受装置。
【請求項３】
請求項１，２のいずれかに記載した軸受装置において、前記支持フランジが両端面で前記軸受箱およびスタフイングボックスとそれぞれ互いに嵌め合わせられていることを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は温度変化の大きい場所に使用される回転軸の軸受装置、詳しくは熱による軸の曲がりや支持部分の変形などを生じても回転を円滑に行わせることができる軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転する軸が温度変化の大きい場所、例えば熱ガスを使用する流動床式熱交換器の分散板清掃用ワイパの主軸のように、高温の熱ガスが流れる場所を横切って設置されている場合、軸はもとより、軸を支持した熱ガス通路の壁も常温から熱ガス温度まで加熱されそして常温に戻る、という温度変化を繰返す。
【０００３】
前記の軸は壁の一つの面を貫通して熱ガス通路に差込まれ、その先端は自由端とされるかまたは向かい合った面に支持されるとともに、差込み側の軸周が軸封手段によって封止され熱ガスが漏れないようにしている。そして、軸は壁に直接または間接に固定した軸受箱などに納められている軸受によって支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、軸やその支持部分である壁が大きな温度変化を受けると、熱歪みにより壁が変形して軸受を傾け或いは向かい合った二つの軸受の軸心を狂わせて軸受に大きな半径方向荷重を作用させたり、熱歪みにより軸自身に曲がりを生じて軸受に大きな半径方向荷重を作用させることがある。
【０００５】
このように、軸が軸受に半径方向へ偏って強く押付けられると回転の大きな抵抗となり、原動機が過負荷状態となって回転不能になる、軸受の負荷容量を超過して破損や短寿命の原因になる、などの不都合を生じる。
【０００６】
本発明は、前述の不都合が熱により変形することがある支持部分に軸受が固定的に取り付けられていること、この軸受に支承される軸自身も熱により変形する場合があること、によって生じる点に着目し、グランドパッキングを軸周に保持するスタフイングボックスおよびグランドに球面すべり軸受を保持した軸受箱を支持させることによってこのような不都合を解消しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は支持部分および軸が熱によって変形し或いは曲がっても大きな半径方向荷重を発生させることがない軸受装置を軸封機構に付設することにより具現化したものである。
【０００８】
即ち、本発明の軸受装置は外周面が球面とされ円筒形の内周面が回転する軸の周面に摺接する軸受と、この軸受を旋回可能に保持した軸受箱と、この軸受箱に隣り合って配置した支持フランジとを具え、軸受箱と支持フランジとを軸受箱に挿通して先端部を支持フランジにねじ込んだ第一のねじ杆で連結し、支持フランジとグランドパッキングを収装したスタフイングボックスとを支持フランジに挿通して先端部をスタフイングボックスにねじ込んだ第二のねじ杆で連結し、軸受箱と支持フランジとグランドパッキングを押さえるグランドとを軸受箱の外側方から挿通するとともに支持フランジをねじ嵌合により貫通し先端部をグランドに当接した第三のねじ杆で連結する、という構成とされている。
【０００９】
また、前記構成に加えて、軸に内輪を嵌装固定して軸受の内周面を内輪の外周面と摺接させ、或いは支持フランジを両端面で軸受箱およびスラフイングボックスとそれぞれ互いに嵌め合わせる、という構成とした。
【００１０】
【作用】
スタフイングボックスに第二のねじ杆によって結合された支持フランジに軸受箱が第一のねじ杆によって結合され、グランドの締付け力は第三のねじ杆により調整される。軸の曲がりは軸受が軸受箱に旋回可能に保持されていることにより吸収され、大きな半径方向荷重を作用させない。また、スタフイングボックスがその支持部分の変形により傾いたとき軸受も一体に傾き、軸は軸受に大きな半径方向荷重を作用させない。更に、両端部の二つの軸受の軸心がずれたとき、軸受が旋回して軸を直線状態に維持し、軸による大きな半径方向荷重を受けることがない。点検に便利である。特に、第三のねじ杆はグランドを押してグランドパッキングの締付け力を調整するものであり、軸受箱の外側方から任意に操作することができる点が優れている。
【００１１】
【実施例】
前述の従来の技術で例示した流動床式熱交換器の分散板清掃用ワイパの主軸に本発明を適用した図示の実施例に基づき説明する。
【００１２】
熱ガス通路を形成する壁１を支持部分として、その開口２に基部を嵌込んで外側方へ突出させたスタフイングボックス３のフランジ４が壁１に溶接により固定され、このスタフイングボックス３は軸１１を囲んだグランドパッキング５を収装して軸周に保持しているとともに、先端側から差込んだグランド７の押筒部８がグランドパッキング５を押さえて適度の締付け力で軸１１に密着させている。
【００１３】
軸１１のグランド７から突出して延びる部分には円筒状の内輪１２が嵌装されており、内周面１３ａが円筒形であって外周面１３ｂが球形とされた円筒状の軸受１３が内輪１２に内周面１３ａを摺接させて嵌装されている。軸受１３は給油不要の含油軸受であり、その外側端に隣接させて内輪１２にカラー１４が嵌装され、これらを貫通させてねじ込んだ止ねじ１５の先端を軸１１に圧接させることにより軸１１に内輪１２を固定している。
【００１４】
軸受箱１６は球形の内周面１７とフランジ部１８と環状突縁１９とを有する環状に作られており、内周面１７に外周面１３ｂを接触させて軸受１３を旋回可能に嵌装保持しているとともに、軸受箱１６にねじ込んだノックピン２０の先端を軸受１３の外周面に形成したくぼみ２１に差込んで軸受１３の旋回範囲を限定するようになっている。また、フランジ部１８には後述する第一のねじ杆３８および第三のねじ杆４０を緩く挿通する通し孔２２，２３の複数個ずつが同一円周上にそれぞれ適宜間隔で設けられている。
【００１５】
また、支持フランジ２５は一側端に環状突縁１９を密に嵌込む浅いくぼみ状の嵌込孔２６およびフランジ部２７を有するとともに反対側の側端に環状突起２８を有する円筒状に作られており、環状突起２８側の端面に開放した二つの切欠溝２９が中心を挟んで対称に設けられ、また後述する第二のねじ杆３９を緩く挿通する通し孔３０と第三のねじ杆４０をねじ嵌合により貫通させる通しねじ孔３１と第一のねじ杆３８の先端部をねじ込む適宜深さのねじ孔３３とが同心円上に適宜間隔で複数個ずつ設けられている。そして、中心を貫通する内孔３４はグランド７の押筒部８をほぼ密に嵌込む径とされている。
【００１６】
更に、前述のグランド７のフランジ片９は切欠溝２９を通って放射方向へ突出する二つの腕状に形成されているとともに、第三のねじ杆４０の先端部をほぼ密に嵌入する適宜深さの嵌入孔３５が設けられている。更にまた、スタフイングボックス３の先端側の端面には第二のねじ杆３９の先端部をねじ込む適宜深さのねじ孔３６が同一円周上に適宜間隔で設けられているとともに、環状突起２８をほぼ密に嵌込む浅いくぼみ状の嵌込孔３７が設けられている。
【００１７】
そして、スタフイングボックス３に押筒部８の一部を差込んでいるグランド７のフランジ片９に切欠溝２９を嵌装し環状突起２８を嵌入孔３７に嵌入することにより、支持フランジ２５が内孔３４に押筒部８の一部を嵌込んでグランド７に組付けられ、また支持フランジ２５の嵌込孔２６に環状突縁１９を嵌込むことにより、軸受箱１６がフランジ部１８，２７を互いに重ねて支持フランジ２５に組付けられている。
【００１８】
更に、軸受箱１６の通し孔２２を通って先端部を支持フランジ２５のねじ孔３３にねじ込んだ第一のねじ杆３８によって軸受箱１６と支持フランジ２５とが連結され、支持フランジ２５の通し孔３０を通って先端部をスタフイングボックスのねじ孔３６にねじ込んだ第二のねじ杆３９によって支持フランジ２５とスタフイングボックス３とが連結されている。また、軸受箱１６の通し孔２３を通り支持フランジ２５の通しねじ孔３１にねじ嵌合して先端部をグランド７の嵌入孔３５に嵌込んだ第三のねじ杆４０によって軸受箱１６の外側方からグランド７を押すことができるようになっている。
【００１９】
このような構成の本実施例は、第一のねじ杆３８によって軸受箱１６を結合した支持フランジ２５が第二のねじ杆３９によってスタフイングボックス３に結合されているので、これら二種のねじ杆３８，３９を外すことにより軸受箱１６と支持フランジ２５とを順次各別に分離し、且つ支持フランジ２５にねじ嵌合した第三のねじ杆４０はグランド７に嵌込まれているのでグランド７も単独で分離することができ、点検に便利である。また、第三のねじ杆４０はグランド７を押してグランドパッキング５の締付け力を調整するものであり、軸受箱１６の外側方から任意に操作することができる。
【００２０】
尚、軸１１は軸受１３に片持ち支持されるか、または壁１に対向する壁に取り付けた軸受とによって両端支持されて図示しない原動機により駆動される。
【００２１】
この軸１１が大きな温度変化を受けて熱歪みにより曲がりを生じたとき、この曲がりに追従して軸受１３が旋回するので軸受１３および軸受箱１６に大きな半径方向荷重を作用させることがない。
【００２２】
次に、スタフイングボックス３を固定した壁１が熱歪みにより変形し、スタフイングボックス３が軸１１の半径方向にずれを生じ、或いは傾きを生じることがある。軸１１が片持ちの場合、半径方向のずれは平行移動であり、また傾きは軸受１３も一体に傾くため特に支障はない。しかし、両端支持の場合のずれや傾きにより両端の軸受の軸心にずれを生じると、軸１１は曲げられようとするが、軸受１３が旋回することによって直線状態を維持して大きな半径方向荷重を作用させることがない。
【００２３】
尚、内輪１２を省略して軸受１３の内周面１３ａを軸１１の周面に直接摺動させてもよいが、耐磨耗性、小摩擦係数の材料で作った内輪１２を用いると中高速、高荷重に耐えるという利点がある。また、軸受箱１６、支持フランジ２５、スタフイングボックス３を環状突縁１９と嵌入孔２６、環状突起２８と嵌込孔３７の嵌め合いにより互いに同心に且つ安定よく組付けたが、単に軸線に直角な平面のみからなる端面を互いに接触させて三種のねじ杆３８，３９，４０により連結してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、球面すべり軸受を旋回可能に保持した軸受箱を第一のねじ杆によって支持フランジに連結するとともに、この支持フランジを第二のねじ杆によってスタフイングボックスに連結し、軸受箱を貫通して支持フランジにねじ嵌合した第三のねじ杆によってグランドによるグランドパッキングの締付け力を調整させるようにした本発明によると、軸の曲がりや軸受の軸心のずれに対しては軸受が旋回することにより、スタフイングボックスの傾きに対しては軸受箱が一体に傾くことにより、いずれも軸受や軸受箱に大きな半径方向荷重を作用させることがなくなり、原動機の過負荷状態、軸受の破損や短寿命化が防止されて大きな温度変化を生じる場所で安定よく軸を回転させることができる。特に、本発明では、前記軸受箱と支持フンラジと前記グランドパッキングを押さえるグランドとが軸受箱の外側方から挿通するとともに支持フランジをねじ嵌合により貫通し先端部をグランドに当接する第三のねじ杆によって連結されていることにより、第三のねじ杆はグランドを押してグランドパッキングの締付け力を調整するものであり、軸受箱の外側方から任意に操作することができる点が優れている。
【００２５】
また、軸受箱、支持フランジ、グランドは三種のねじ杆によって個別に分離、連結されるので分解して点検を行うのに便利であり、且つグランドパッキングの締付け力調整も容易である。
【００２６】
更に、軸受に内輪を付設すると中高速、高負荷重の回転に耐えさせることができ、軸受箱、支持フランジ、スタフイングボックスを互いに嵌め合わせるとそれらの組付けを同心に且つ安定よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【符号の説明】
３  スタフイングボックス、５  グランドパッキング、７  グランド、１１  軸、１２  内軸、１３  軸受、１６  軸受箱、２５  支持フランジ、３８  第一のねじ杆、３９  第二のねじ杆、４０  第三のねじ杆、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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