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多層ベアリングと多層シールの発明とその応用(昭和40年04月)


(左)図11キャタピラー社のフローチングシール2
(右)図10 多層すべり軸受1,2と多層シール11,12を組込んだトラッククローラー



ブルドーザの故障にベアリングやオイルシールによる事故が非常に多いことは周知のことである。そこで多数のすべり面を持ったベアリングやオイルシールを作ったならばこのような故障を一掃することができると考えたのがこの発明の動機である。


われわれは日常生活で層状に重なった物体を随所に見掛けるのである。そして注意深く観察するとこの層状の物体には力学的に面白い性質があることが判る。

例えば本棚にギッシリ並んだ本の一冊を取り出してみよう。左右の隣りあるいはその隣の本まで一緒に少しずつずれてでてくる。これは指先の力で1冊の本を引き出すと隣の本が摩擦力で一緒に引きづられて運動するのであり、その運動に伴ってそのまた隣の本まで運動するのである。押入れの布団を引張り出しても同じような現象がある。座布団を10枚も重ねれば引っくり返りやすいことは誰でも知っている。
テレビの懸賞番組に「こんにゃく」を5枚積み上げるゲームがあった。ツルツルと滑ってどうしても重ねることができずにのめってしまう。この滑りやすい性質やのめりやすい性質は一体なんであろう。

層状に重なり合った物体の最上部の物体は非常に移動しやすい性質があるのである。この性質を工業的に利用できないものであろうか。図10が筆者が発明した多層ベアリングと多層オイルシールの原理である。


軸受合金の環とを交互に同心円状に重ね合わせれば半径方向の加重を支える軸受ができるし、軸受合金のワッシャーと鋼のワッシャーを同軸上に重ね合わせれば立派な多層スラストベアリングができる。円すい状の軸受合金の環と鋼の環を交互に重ね合わせればテーパーローラーベアリングに相当する多層テーパーすべり軸受ができる。この種の軸受は中心保持の良い軸受が条件であり工作機械などにも応用し得るので将来の発展が予想される。


多層スラストベアリングの思想を応用する多層シールとよばれるべきオイルシールが考えられる。例えば燐青銅のワッシャーと鋼のワッシャーを互い違いに軸にはめ、両端をゴムOリングで押さえれば立派なオイルシールができあがる。滑り面を非常に滑らかにラップ仕上げしなければならないが、従来のオイルシールがあくまでも滑り面が1つしかないのに比べて、多層オイルシールは滑り面が3層とか5層とか多数あるから、どこかの層がもっとも摩擦が少なければ、そこが滑っていれば良いし、仮に摩擦係数が等しいとすればそれぞれの層に回転が分散して滑り合えば良い。

このようなオイルシールは接触面がただ1つのオイルシールに比して発熱や焼付きが少なく安全な運動が行われかつオイルシールとしての機能、すなわち油の流れるのを遮断しあるいは外部から異物の侵入することを阻止する高い性能を持たすことができる。
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