JPS6014989Y2

JPS6014989Y2 - ガス軸受構造

Info

Publication number: JPS6014989Y2
Application number: JP15106681U
Authority: JP
Inventors: 孝志杉田; 光真壁
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1981-10-13
Filing date: 1981-10-13
Publication date: 1985-05-13
Also published as: JPS5856224U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は超高速高性能のターボ機械等に適用できるよ
うにしてその適用時の高速安定性を向上させ得るように
改良したガス軸受構造に関する。

一般に、Ｏリング等の弾性部材で支持されたガス軸受は
、弾性部材の減衰能故に高速回転時の安定性に優れ、且
つ簡便であることから広く実用化され、例えば歯科用ハ
ンドピースにあっては毎分５０万回転にも達しているも
のが出現している。

ところが、上記ガス軸受は、Ｏリング等弾性部材の寸法
精度に大きなバラツキがあることから、そのままでは超
高速、高性能のターボ機械には適用できなかった。

すなわち、この種のターボ機械に上記ガス軸受をそのま
ま適用したのでは、軸受中心とケーシング中心とが一致
しないために、微小な隙間が要求される高性能ターボ機
械の軸シールやシュラウド隙間等を大きく設計しなけれ
ばならず、ターボ機械の高性能、高効率化が遠戚できな
くなる。

そこで、弾性部材の寸法精度を向上させることが考えら
れるが、しかし、その寸法精度は弾性部材の成形加工上
の点から限界があってそれ以上に寸法精度を上げること
は至難の技術である。

一方、高速回転になればなるほど高速回転に伴うガス軸
受の振動が大きくなるが、Ｏリング等弾性部材の減衰能
のみではその大きな振動が減衰させることは不可能であ
った。

この考案は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、特別な超精密加工等を一切必要とせずに通常の加工
技術で製作されたガス軸受でありながら、軸シールやシ
ュラウド隙間等を小さく設計できると共に同時に振動に
対する減衰能を一層高め、高性能、高能率のターボ機械
を製造できて、その高速回転時の安定性を確保できるよ
うに、Ｏリング等の弾性部材に芯出し調整手段を設け、
かつ、これに加えて振動を減衰させる板ばね等のダンパ
部材を設けたガス軸受構造を簡単な構成で提供するにあ
る。

以下に、この考案の好適一実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１図及び第２図中、１はラジアルタービンなど超高速
高性能のターボ機械のケーシグであり、その軸受部分に
はターボ機械の回転軸２がガス軸受Ａを介して支承させ
である。

このガス軸受Ａは、ケーシング１に対して冷し嵌め等に
より取り付けられ組立再現性のあるリテーナ３と、この
リテーナ３にＯリングからなる弾性部材４，５並びに板
ばね等のダンパ部材６，７を介して支持させたジャーナ
ル軸受８とを有する構造になっている。

すなわち、上記リテーナ３は、内周壁面に大径の段差孔
部９がガス導入用空間部として形威しであるもので、ケ
ーシング１に設けたガス供給孔１０を段差孔部９内に連
通させるためのガス導入孔１１を有して、軸方向上、下
面に押え板１２，１３がそれぞれ環状に取り付けられる
構造となっている。

一方、ジャーナル軸受８は、周壁中間部を平行に貫通す
る二本のガス側孔１４，１５を有して外周壁に軸方向へ
適宜の間隔て離間する一対の環状鍔１６．１７が一体形
成された構造になついる。

斯様なジャーナル軸受８は、第１に、リテーナ３と、こ
れの上、下面よりそれぞれ径方向に延出する押え板１２
．１３とにより形成される空隙部１８に弾性部材４，５
を介して弾性的に保持され、その状態において、上下の
弾性部材４，５はジャーナル軸受８の上、下環状Ｅ１６
．１７の容土、下側でリテーナ３とジャーナル軸受８と
の間に介在している。

そして、リテーナ３の上、下面には後述する板ばね等の
タンパ部材６，７をそれぞれ介して押え板１２．１３が
複数の取付はボルト２１てねじ止めされている。

その押え板１２．１３の延出部の対向する上、下面には
各弾性部材４゜５を押えるべくこれらに添設され上記空
隙部１８内に各々独立して嵌め込まれた剛性の芯出し調
整リワグ１９，２０が介在され、これらリングを介して
弾性部材４，５を圧縮する芯出し調整手段として複数の
調整ねじ２２が押え板１２．１３の周方向略等間隔に設
けである。

上記ジャーナル軸受８は、第２に、その軸受の軸方向上
、下両端面を板ばね等のダンパ部材６゜７によって弾性
的に保持され、そのダンパ部材６．７はジャーナル軸受
８の両端面を摩擦接触で押えるべく取付ボルト２１でね
じ止めされた押え板１２．１３とリテーナ３の上、下面
との間の介在してその先端を軸受両端面に延設させてい
る。

ダンパ部材６，７は上記調整ねじ２２を設けた個所に同
様に周方向略等間隔で複数設け、上記取付ボルト２１で
ねじ止めして、押え板１２．１３の延出部下の部分ては
芯出し調整用リング１９，２０の上、下面に位置すると
共に、調整ねじ２２の貫通を許容する孔部を形成させて
いる。

もって、ジャーナル軸受８は、どの部分においても固定
側のリテーナ３はもとより押え板１２．１３などと直接
接触しない弾性的支持構造にしである。

しかして、ケーシング１と回転軸２の同心度を改善する
必要がある場合には、それらの同心度を適当な方法で測
定して同心度を改善させ得る位置に調整ねじ２２で芯出
し調整用リング１９．２０を介して弾性部材４，５を環
状鍔１６．１７との間で軸方向へ部分的に圧縮させれば
よく、もって、上記弾性部材４，５が圧縮部分てジャー
ナル軸受８を径方向に押動変位させることとなるため、
ケーシング１と回転軸２の同心度は目的通りに改善され
る。

特に、弾性部材４，５の芯出し調整に剛性のリング１９
．２０を用いるので圧縮が確実でリング１９．２０の塑
性変形もなくなって安全且つ耐久性がある。

また、これとは独立にダンパ部材６，７を軸受両端面に
所定圧で押し付ける構造を有し調整ねじ２２の操作の影
響を受けないので、半径方向の摩擦ダンパとしての機能
、すなわち、弾性部材４，５の圧縮によるジャーナル軸
受８の径方向の変位を抑制して芯出しの微調整な可能な
らしめ、かつ高速回転に伴うジャーナル軸受８の径方向
又は軸方向に振動を弾性部材４゜５と相俟って減衰させ
る機能を有するので、軸、軸受系の安定化に大きく貢献
する。

特に、ダンパ部材６，７をリングのように連続的にでは
なく、略等間隔に開けて非連続的に設けるので各ダンパ
部材６，７が個別的に振動を吸収することとなり、一体
的に吸収するものに比し遥かに減衰能が高まる。

さらに、このダンパ部材６，７の採用は、弾性部材４，
５の担うダンパ部材としての役割を低減させ、かつ、ダ
ンピング効果の倍加によって振動から生じる温度上昇を
緩和させるので、０１Ｊング等の弾性部材の材料選択の
幅がひろがり、適用温度範囲を拡大でき、例えば内部摩
擦は小さいが、温度領域や広いシリコンゴム等も用い得
る。

また、ダンパ部材６，７はジャーナル軸受８に対して部
分的且つ弾性接触しているので、全面且つ剛接触してい
る場合と異なり、芯出し調整手段によるジャーナル軸受
８の芯出し調整を阻害することがなく高精度な芯出しを
確保することができる。

尚、第１図、第２図で示した実施例は二列給気方式の自
戒絞り型静圧ガスジャーナル軸受でありり、この給気ガ
スの流れは矢印の如く、ケーシング１のガス供給孔１０
よりリテーナ３のガス導入孔１１を通ってジャーナル軸
受８を潤滑し排気される流れとなる。

以上、要するにこの考案によれば次のような優れた効果
を発揮する。

（１）ジャーナル軸受の振動を減衰させるダンパ部材を
ジャーナル軸受に弾性接触させると共に間隔を開けて接
触させるようにしたので、ジャーナル軸受に対する摩擦
力の適正化と分布化がはかれて芯出し調整手段によるジ
ャーナル軸受の芯出しの阻害にならず、振動の減衰能を
高めつつ精度の良い芯出しを確保することができる。

特に弾性部材を剛性の芯出し調整用リングを介して圧縮
するようにしたので、柔で圧縮するものと異なり、圧縮
が確実となり高精度の芯出し調整を行うことができると
共に、リングが塑性変形せず最組立てが可能となる。

（２）ＯＩＪング等の弾性部材を用いたガス軸受構
造でありながら、その弾性部材を軸方向へ部分的に圧縮
してジャーナル軸受を径方向に変位させ得る芯出し調整
手段を備えつけ、これによりジャーナル軸受の芯出し調
整を随時随意に行なえるようにする共に、ジャーナル軸
受を軸方向に押え付ける板ばね等にダンパ部材を弾性部
材とは別個で独立して作用するように備えつけることに
より、前記変位を抑制して芯出し調整をより精度良く行
えるようにすることができる。

また、ダンパ部材はジャーナル軸受に弾性接触してジャ
ーナル軸受の振動を減衰せしめるように作用するので、
弾性部材と相俟ってダンピング効果を倍加させ超高速高
性能のターボ機械の高速回転時においても安定性を保障
し得る。

（３）また、ダンパ部材の併設により弾性部材の負担及
び振動の軽減をもたらすようにしたので、振動による温
度上昇を押え得、０１Ｊング等の弾性部材の材料選択の
巾、特に適用温度範囲の巾を広めることができる（４）さらに、ジャーナル軸受が芯出し精度の向上
と共にンピング効果を倍加されて支持されるので、ガス
軸受は超精密加工を必要とせず通常の加工技術で足り、
製作加工が容易化してコイトダウンが図れる。

（５）また、構造が簡単であり、保守点検が容易で
ある等の優れた諸特徴を発揮し実用性に冨む。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の好適一実施例を示すガス軸受構造の
四分の−の平面図、第２図は同じく右半分の断面図であ
る。図中、３はリテーナ、４，５は弾性部材、６゜７はダン
パ部材、８はジャーナル軸受、１９，２０及び２２は芯
出し調整手段として例示した芯出し調整用リング及び調
整ねじである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ジャーナル軸受がＯリング等の弾性部材を介してリテー
ナに支持されたガス軸受構造において、上記弾性部材を
これに添設した剛性の芯出し調整用リングを介して軸方
向に圧縮してジャーナル軸受を径方向に変化させる芯出
し調整手段と、ジャーナル軸受にこれの周方向略等間隔
で弾性接触してジャーナル軸受の振動を減衰させる板ば
ね等のダンパ部材とを備えたことを特徴とするガス軸受
構造。