JPH068648B2 - 回転軸又は回転軸用軸受のためのダンパ型支持構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転軸を確実に保持する可撓性の支持構造体
に係り、より詳細には、回転軸を芯決めするためのばね
力を発生するにもまた良好な油膜による緩衝作用を行う
にも有効なダンパ腕を形成すべく固体弾性部材内にスロ
ットを切ることにより形成されたばねとダンパの複合体
に係る。

従来の技術 ターボ機械では高速にて回転する軸をできるだけ低い回
転抵抗にて適正な位置を保持する軸受支持構造を設ける
必要がある。軸を所定の位置に保持する観点からは軸受
はできる限り剛固であるのが好ましいが、ロータの質量
中心と軸の幾何学的中心との間には製作誤差等により或
る誤差が不可避的に生ずるので、軸受支持構造はそのよ
うな誤差に基く軸の偏心を許容するに充分な弾性を有し
ていなければならず、従って回転体とそれを支持する軸
受支持構造体とは一般に一つの振動系を構成する。かか
る振動系には振動が過剰になることを抑制するダンパが
必要であり、特に回転体の回転数が振動系の１次又は数
次の固有振動数を越えて上昇するときには、回転数がそ
れらの固有振動数を横切るところで共振による機械の破
損が生ずることを防止するに充分な緩衝機能を有してい
なければならない。

ダンパを組込んだ軸受構造が米国特許第３９７９１５５
号及び同第４０２７１３１号の明細書に記載されてい
る。これらの米国特許に於て提案されているダンパ装置
付軸受装置は、環状のダンパスペースを形成するアウタ
レースとインナレースの間に、軸線方向に延在し両端部
でインナレース上に摩擦的に係合し中間部にてアウタレ
ース上に摩擦的に係合するばね要素を、周方向に沿って
多数配置した構造を有する。米国特許第３３９４９７１
号明細書には、球軸受のアウタレースを構成する環状部
材がその周方向に９０度ずつ隔置された４つの点にてハ
ウジングに固定され、該環状部材が二つの相隣る固定点
間にて可撓的に変形することによりダンパ作用を与える
構造が示されている。

発明の要約 本発明は、これらの公知のダンパ型軸受支持構造に比し
て構造が簡単でしかも強力なダンパ作用を得ることので
きる、回転軸又は回転軸用軸受装置のためのダンパ型支
持構造体を提供することを目的としている。

かかる目的は、本発明によれば、弾性を有する材料より
一体的に構成され回転軸又は回転軸用軸受装置を囲むよ
う構成された環状部材と、前記環状部材を受入れ且該環
状部材をその外周に沿った３乃至それ以上の複数の支点
にて半径方向に支持する孔を備えたハウジングとを含
み、前記環状部材は周方向に沿って分配された３乃至そ
れ以上の複数の斜め方向スロットを形成されており、該
スロットの各々は該環状部材の外周上の一点より半径方
向内向き且周方向に延在しており、これによって該環状
部材にはその外周面に沿って延在する３乃至それ以上の
複数の片持ち梁状の腕部が形成されており、更に前記腕
部の周りに緩衝用流体を循環させる手段が設けられてお
り、前記複数の腕部の各々について前記支点を通る半径
と該腕部の自由端を通る半径とが前記環状部材の中心軸
線の周りになす角度は前記支点を通る半径と該腕部の根
元部を通る半径とが該環状部材の中心軸線の周りになす
角度より実質的に大きいことを特徴とする回転軸又は回
転軸用軸受装置のためのダンパ型支持構造体によって達
成される。

発明の作用及び効果 上記の構成を有する回転軸又は回転軸用軸受のためのダ
ンパ型支持構造体によれば、環状部材を介してハウジン
グより支持された回転軸又は回転軸用軸受装置がハウジ
ングに対して何れかの半径方向に変位しようとすると、
腕部は支点にてハウジングより支持された状態で撓み変
形を起し、これによって腕部の周りを通って循環されて
いる緩衝用流体が圧縮又は膨張されることにより緩衝作
用が生ずるが、その際上記の如く支点を通る半径と腕部
の先端を通る半径とが環状部材の中心軸線の周りになす
角度が支点を通る半径と腕部の根元部を通る半径とが環
状部材の中心軸線の周りになす角より実質的に大きくさ
れていることにより、腕部の自由端部及びその近傍の変
位量は、ハウジングに対する回転軸又は回転軸用軸受装
置の変位量より拡大された変位量となり、これによって
腕部の変位により緩衝流体に与えられる圧縮又は膨張の
度合が高まり、より強力な緩衝作用が得られる。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による回転軸又は回転軸用軸受のための
ダンパ型支持構造体の一つの実施例を示す断面図であ
り、第２図の線１−１による断面図に相当し、回転軸又
は回転軸用軸受装置及びハウジングは断面にて現れる
が、環状部材は側面にて現れている。一方、第２図は第
１図の線２−２による断面図てある。これらの図に於
て、１０は回転軸又は回転軸用軸受装置である。即ち１
０は以下に説明されるダンパ型支持構造体により直に軸
受される回転軸であってよく或いはまた１０は回転軸を
軸受する軸受装置であってもよい。

回転軸又は回転軸用軸受装置１０を囲む態様に弾性を有
する材料より一体に形成された環状部材２０が設けられ
ている。環状部材２０はハウジング５０に設けられた孔
内に受入れられており、図示の実施例に於てはその周方
向に隔置された三つの支点にてハウジング５０より半径
方向に支持されている。図示の実施例に於ては、これら
の支点は環状部材２０に半径方向の突出部２６が設けら
れ、これらの突出部にて環状部材がハウジングの孔の内
面に係合する態様にて得られている。

環状部材２０には、その外周面に沿った三つの位置から
半径方向内向き且周方向に延材するよう切込まれた斜め
方向のスロット３４が設けられており、これらのスロッ
トにより環状部材にはその外周面に沿う三つの腕部２４
が形成されている。スロット３４の内端部には軸線方向
の孔３０が明けられており、各腕部２４は孔３０の位置
にて定まる根元部にて片持ち支持された片持ち梁状の腕
部をなしている。尚、図示の実施例に於てはスロット３
４は円弧状に形成されているが、スロット３４は直線状
であってもよい。

環状部材２０にはその外周面より各孔３０に至る半径方
向の孔３２が形成されており、ハウジング５０にはこれ
らの孔３２に整合した位置に孔５４が明けられている。
孔５４はハウジング５０に設けられた環状の溝５２に連
通している。孔３２と孔５４の境界部にはＯリング５５
が設けられている。ハウジング５０には各腕部２４の自
由端部に対応する位置に半径方向の孔５６が設けられて
おり、これらの半径方向孔５６は、第２図によりよく示
されている如く、溝５２とは別に設けられた環状溝５９
に通じている。（第２図は孔３２の中心を通る第１図の
線２−２による断面であり、従って第２図には孔５６は
現れていない。）また孔３２の一つは孔３０を越えて半
径方向内向きに延在し、回転軸又は回転軸用軸受１０の
外面１２とそれを受入れる環状部材２０の孔２２の間に
緩衝用流体（通常油であり潤滑油としても作用する）を
供給するようになっている。

緩衝用流体（潤滑油）は或る圧力をもって溝５２より供
給され、これより半径方向孔５４及び３２を経て軸線方
向孔３０に至り、これよりスロット３４をその全幅に亙
って外向きに流れ、腕部２４とハウジングとの間の隙間
３６を満し、半径方向孔５６を経て溝５９に集められ、
これより排出される系路を経て強制循環される。

各腕部２４について、支点２６と腕の自由端部と腕の根
元部との位置関係は、第３図に示された特徴を有するよ
うに定められている。即ち、支点２６を通る半径と腕部
の自由端部を通る半径とが環状部材２０の中心軸線の周
りになす角度Ｂは、支点２６を通る半径と腕部の根元部
を通る半径とが環状部材の中心軸線に対しなす角度Ａよ
り実質的に大きくされている。

かかる構成に於て、回転軸又は回転軸用軸受１０がハウ
ジング５０に対し半径方向に変位しようとし、それによ
って合力がＦとなる力が環状部材の内面に及ぼされる
と、この力に対するハウジング５０からの反力は環状部
材２０に対し支点２６に集中して作用するので、腕部２
４には支点２６と根元部の間に曲げモーメントが作用
し、支点の周りに傾こうとする。即ち、力Ｆが作用して
いないときの孔３０及びスロット３４の位置が第３図に
て実線で示されている位置にあると、力Ｆが作用するこ
とにより孔３０及びスロット３４は図にて一点鎖線にて
示されている位置に変位する。かかる腕部の変位によ
り、環状部材２０のＹ点に於ける位置が実線にて示す位
置Ｅより一点鎖線にて示す位置Ｅ′に変位すると、腕部
の自由端部近くではスロット３４の幅は実線にて示す幅
Ｃより一点鎖線にて示す幅Ｄに減少し、また腕部２４と
ハウジング５０の間の隙間３６の大きさは実際にて示す
幅Ｇより一点鎖線にて示す幅Ｈに増大する。この場合上
述の如く角度Ｂが角度Ａより実質的に大きくされている
ことにより、間隙３６に於ける幅ＧよりＨへの変化が拡
大され、それだけ隙間３６内にある緩衝用流体が受ける
膨張及びそれに続く圧縮の度合が増大し、かかる腕部に
於ける変位の拡大が行われない場合に比してより強力な
緩衝作用が得られる。

以上に説明した腕部２４の機能から明らかな通り、上記
の角度Ｂが角度Ａより実質的に大きいという条件が達成
されれば、スロット３４は図示の如く湾曲した形状とさ
れる代わりに直線状のスロットとされても良いことは明
らかであろう。

以上に於ては本発明を一つの実施例について詳細に説明
したが、本発明がかかる実施例にのみ限られるものでは
なく、図示の実施例について本発明の範囲内にて種々の
修正が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転軸又は回転軸用軸受装置のた
めのダンパ型支持構造体の一つの実施例を示す断面図で
あり、第２図の線１−１による断面図である。 第２図は第１図の線２−２による断面図である。 第３図は第１図及び第２図に示した実施例について本発
明の特徴的構成を説明するための図である。 １０…回転軸又は回転軸用軸受、２０…環状部材、２４
…腕部、３４…スロット、５０…ハウジング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性を有する材料より一体的に構成され回
   転軸又は回転軸用軸受装置を囲むよう構成された環状部
   材と、前記環状部材を受入れ且該環状部材をその外周に
   沿った３乃至それ以上の複数の支点にて半径方向に支持
   する孔を備えたハウジングとを含み、前記環状部材は周
   方向に沿って分配された３乃至それ以上の複数の斜め方
   向スロットを形成されており、該スロットの各々は該環
   状部材の外周上の一点より半径方向内向き且周方向に延
   在しており、これによって該環状部材にはその外周面に
   沿って延在する３乃至それ以上の複数の片持ち梁状の腕
   部が形成されており、更に前記腕部の周りに緩衝用流体
   を循環させる手段が設けられており、前記複数の腕部の
   各々について前記支点を通る半径と該腕部の自由端を通
   る半径とが前記環状部材の中心軸線の周りになす角度は
   前記支点を通る半径と該腕部の根元部を通る半径とが該
   環状部材の中心軸線の周りになす角度より実質的に大き
   いことを特徴とする回転軸又は回転軸用軸受装置のため
   のダンパ型支持構造体。