JP2000145768A - スクィーズフィルムダンパ軸受 - Google Patents
スクィーズフィルムダンパ軸受Info
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- JP2000145768A JP2000145768A JP10318683A JP31868398A JP2000145768A JP 2000145768 A JP2000145768 A JP 2000145768A JP 10318683 A JP10318683 A JP 10318683A JP 31868398 A JP31868398 A JP 31868398A JP 2000145768 A JP2000145768 A JP 2000145768A
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- Japan
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- liquid
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- squeeze film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高速回転機器に使用されるスクィーズフィルム
ダンパ軸受は、振動周波数が大きくなる場合に、スクィ
ーズ膜内の油膜切れが発生し、回転軸の振動を抑制する
ことができなくなり、回転機器が正常に動作しなくなる
という課題がある。 【解決手段】密閉空間に粘性が変化する液体を導入し、
該空間に液体の粘性を変化させる機構を設けることによ
り、振動周波数が大きくなる時の軸振動を抑制し、回転
機器の信頼性を向上させる。
ダンパ軸受は、振動周波数が大きくなる場合に、スクィ
ーズ膜内の油膜切れが発生し、回転軸の振動を抑制する
ことができなくなり、回転機器が正常に動作しなくなる
という課題がある。 【解決手段】密閉空間に粘性が変化する液体を導入し、
該空間に液体の粘性を変化させる機構を設けることによ
り、振動周波数が大きくなる時の軸振動を抑制し、回転
機器の信頼性を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は遠心圧縮機など高速
回転軸を支持する軸受に係り、特にスクィーズフィルム
ダンパ軸受に関する。
回転軸を支持する軸受に係り、特にスクィーズフィルム
ダンパ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】スクィーズフィルムダンパ軸受は回転軸
を支持する軸受固定面との間に流体膜を形成して、この
流体膜圧力により軸受を支持する方式の軸受であり、特
に高速回転軸の振動を低減させる特徴があり、遠心ター
ボ圧縮機，ターボチャージャなどの軸受として極めて有
効である。
を支持する軸受固定面との間に流体膜を形成して、この
流体膜圧力により軸受を支持する方式の軸受であり、特
に高速回転軸の振動を低減させる特徴があり、遠心ター
ボ圧縮機，ターボチャージャなどの軸受として極めて有
効である。
【０００３】図２に示すように、スクィーズフィルムダ
ンパ軸受は、回転軸１，軸受メタル２，軸受ハウジング
３及びスクィーズ膜を密閉し、軸受メタル２と軸受ハウ
ジング３を同心に保つＯリング１０から構成され、スク
ィーズ膜の流体は、潤滑路７を通して回転軸１と軸受メ
タル２の内周面との隙間に供給される潤滑油である。
ンパ軸受は、回転軸１，軸受メタル２，軸受ハウジング
３及びスクィーズ膜を密閉し、軸受メタル２と軸受ハウ
ジング３を同心に保つＯリング１０から構成され、スク
ィーズ膜の流体は、潤滑路７を通して回転軸１と軸受メ
タル２の内周面との隙間に供給される潤滑油である。
【０００４】かかるスクィーズフィルムダンパ軸受のス
クィーズ膜を形成する隙間を保つために、特開平8−261
231 号公報のような同心化バネなどを用いて、スクィー
ズ膜の油膜切れを防止し、高信頼性を有する軸受を実現
している。
クィーズ膜を形成する隙間を保つために、特開平8−261
231 号公報のような同心化バネなどを用いて、スクィー
ズ膜の油膜切れを防止し、高信頼性を有する軸受を実現
している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】回転機器は、その効率
を向上させるために、現在、小型化や高速化等、その使
用条件も厳しくなってきている。このような状況下にお
いて、振動周波数が大きくなり、この時、上述のスクィ
ーズフィルムダンパ軸受でも、スクィーズ膜内で油膜切
れを起こす可能性が大きくなる。油膜切れが発生すると
スクィーズ膜の持つ本来の減衰性能が発揮されなくな
り、回転軸と軸受メタルが接触する危険性が大きくな
り、軸受の焼き付け等の損傷が発生し、回転機器が正常
に動作しなくなるという課題がある。
を向上させるために、現在、小型化や高速化等、その使
用条件も厳しくなってきている。このような状況下にお
いて、振動周波数が大きくなり、この時、上述のスクィ
ーズフィルムダンパ軸受でも、スクィーズ膜内で油膜切
れを起こす可能性が大きくなる。油膜切れが発生すると
スクィーズ膜の持つ本来の減衰性能が発揮されなくな
り、回転軸と軸受メタルが接触する危険性が大きくな
り、軸受の焼き付け等の損傷が発生し、回転機器が正常
に動作しなくなるという課題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】軸受メタル外周面と軸受
ハウジング内周面及びＯリングで構成する密閉した空間
を設け、この密閉空間に粘性が変化する液体を密閉し、
さらに液体の粘性を変化させる機構を設けることによ
り、振動周波数が大きくなる時に粘性を制御することに
より、スクィーズ膜の減衰性能を向上させ、回転軸の振
れ回りを防止し、回転機械の高速運転を可能にする。
ハウジング内周面及びＯリングで構成する密閉した空間
を設け、この密閉空間に粘性が変化する液体を密閉し、
さらに液体の粘性を変化させる機構を設けることによ
り、振動周波数が大きくなる時に粘性を制御することに
より、スクィーズ膜の減衰性能を向上させ、回転軸の振
れ回りを防止し、回転機械の高速運転を可能にする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
を用いて説明する。図１はスクィーズフィルムダンパ軸
受の断面図である。スクィーズフィルムダンパ軸受は回
転軸１とこの回転軸を支持する軸受メタル２，軸受メタ
ルの外側に軸受設置部４と接する軸受ハウジング３及び
軸受メタルの外周面と軸受ハウジングの内周面とで作ら
れる隙間を密閉するための絶縁性の材料で作られたＯリ
ング１０により構成される。
を用いて説明する。図１はスクィーズフィルムダンパ軸
受の断面図である。スクィーズフィルムダンパ軸受は回
転軸１とこの回転軸を支持する軸受メタル２，軸受メタ
ルの外側に軸受設置部４と接する軸受ハウジング３及び
軸受メタルの外周面と軸受ハウジングの内周面とで作ら
れる隙間を密閉するための絶縁性の材料で作られたＯリ
ング１０により構成される。
【０００８】この密閉空間にはスクィーズ膜の液体９が
密閉され、この液体は粘性を変化させることが可能であ
る。本発明では、電圧により粘性が変化する液体を用い
る。例えば、液晶のように、電圧を掛けることにより、
液晶中に入っている微小物質の配向が変化し、粘性が変
化する液体を用いる。
密閉され、この液体は粘性を変化させることが可能であ
る。本発明では、電圧により粘性が変化する液体を用い
る。例えば、液晶のように、電圧を掛けることにより、
液晶中に入っている微小物質の配向が変化し、粘性が変
化する液体を用いる。
【０００９】この液晶を空間に導入するための液体導入
孔１１１を軸受ハウジングの下方に設け、軸受ハウジン
グ上方には、密閉空間が液体で完全に満たされるための
空気抜き孔１１２を設ける。密閉空間に空気等が入って
いると、その減衰性能を低減する原因になるので、残留
空気には特に注意が必要である。液体を空間に満たした
後、それぞれの孔を栓１０１，１０２で塞ぎ、密閉空間
を作る。また、回転軸１と軸受メタル２の隙間に潤滑油
を供給する給油路７を設ける。
孔１１１を軸受ハウジングの下方に設け、軸受ハウジン
グ上方には、密閉空間が液体で完全に満たされるための
空気抜き孔１１２を設ける。密閉空間に空気等が入って
いると、その減衰性能を低減する原因になるので、残留
空気には特に注意が必要である。液体を空間に満たした
後、それぞれの孔を栓１０１，１０２で塞ぎ、密閉空間
を作る。また、回転軸１と軸受メタル２の隙間に潤滑油
を供給する給油路７を設ける。
【００１０】この液体に電圧を負荷するために、直流電
源５とスイッチ８を直列に結合し一方の端をアース６
に、もう一方の端を軸受ハウジング３に接続する。さら
に、軸受メタル２をアース６で接地し、電圧供給用の電
気回路を形成させる。
源５とスイッチ８を直列に結合し一方の端をアース６
に、もう一方の端を軸受ハウジング３に接続する。さら
に、軸受メタル２をアース６で接地し、電圧供給用の電
気回路を形成させる。
【００１１】上述の電気回路のスイッチ８を入れること
により、液体９に電圧が負荷され、液体９の粘性が変化
する。ここでは、電圧が負荷されると、液体９の粘性が
上昇するとして、以下その効果を考える。スクィーズ膜
の油膜切れが発生するほどに振動周波数が大きくなる場
合は、スイッチ８を入れて、スクィーズ膜を形成する密
閉空間内の液体に電圧を負荷し、その粘性を上げて、ス
クィーズ膜の減衰性能を向上させ、スクィーズ膜内の油
膜切れを防止し、回転軸の振れ回りを抑制し、軸受の信
頼性を確保する。
により、液体９に電圧が負荷され、液体９の粘性が変化
する。ここでは、電圧が負荷されると、液体９の粘性が
上昇するとして、以下その効果を考える。スクィーズ膜
の油膜切れが発生するほどに振動周波数が大きくなる場
合は、スイッチ８を入れて、スクィーズ膜を形成する密
閉空間内の液体に電圧を負荷し、その粘性を上げて、ス
クィーズ膜の減衰性能を向上させ、スクィーズ膜内の油
膜切れを防止し、回転軸の振れ回りを抑制し、軸受の信
頼性を確保する。
【００１２】また、粘性に関する液体の電圧特性が逆で
ある場合、つまり電圧が負荷されると、液体９の粘性が
低下する場合は、スイッチ８の操作を逆にすればよい。
つまり、通常時はスイッチ８を入れておき、スクィーズ
膜の油膜切れの可能性が大きくなってきた時にスイッチ
８を切断し、液体の粘性を上げて、スクィーズ膜の油膜
切れを防止する。
ある場合、つまり電圧が負荷されると、液体９の粘性が
低下する場合は、スイッチ８の操作を逆にすればよい。
つまり、通常時はスイッチ８を入れておき、スクィーズ
膜の油膜切れの可能性が大きくなってきた時にスイッチ
８を切断し、液体の粘性を上げて、スクィーズ膜の油膜
切れを防止する。
【００１３】以下、本発明の他の実施の形態を図３と図
４を用いて説明する。図３はスクィーズフィルムダンパ
軸受の断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面でのスク
ィーズフィルムダンパ軸受の断面図である。この実施の
形態では、粘性に関する液体の電圧特性は、電圧と共に
粘性が上昇すると考えて説明する。
４を用いて説明する。図３はスクィーズフィルムダンパ
軸受の断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面でのスク
ィーズフィルムダンパ軸受の断面図である。この実施の
形態では、粘性に関する液体の電圧特性は、電圧と共に
粘性が上昇すると考えて説明する。
【００１４】図１の密閉空間の軸受メタル２の外周面ま
たは軸受ハウジング３の内周面に円周方向に複数個の電
極２３を配し、それぞれの電極２３と電圧供給制御ボッ
クス２１を接続し、電圧供給制御ボックス２１は、直流
電源を介して接地されている。ここで、軸受メタル２又
は軸受ハウジング３と電極２３との接触部は絶縁する。
たは軸受ハウジング３の内周面に円周方向に複数個の電
極２３を配し、それぞれの電極２３と電圧供給制御ボッ
クス２１を接続し、電圧供給制御ボックス２１は、直流
電源を介して接地されている。ここで、軸受メタル２又
は軸受ハウジング３と電極２３との接触部は絶縁する。
【００１５】さらに、電圧供給制御ボックス２１は、回
転軸の円周上に複数個配された、回転軸の変位を検出す
る変位センサ２２からの信号を取り込み、変位量により
電極と軸受メタルの間に負荷する電圧量を制御する。例
えば、平均変位量が大きくなる場合、つまり回転軸の振
動量が大きくなる場合、その方向にある電極２３に供給
される電圧量を大きくし、液体の粘性を大きくさせ、そ
の方向の減衰性能を向上させ、その方向の軸振れ回り量
を低減させ、軸受の信頼性を向上させる。
転軸の円周上に複数個配された、回転軸の変位を検出す
る変位センサ２２からの信号を取り込み、変位量により
電極と軸受メタルの間に負荷する電圧量を制御する。例
えば、平均変位量が大きくなる場合、つまり回転軸の振
動量が大きくなる場合、その方向にある電極２３に供給
される電圧量を大きくし、液体の粘性を大きくさせ、そ
の方向の減衰性能を向上させ、その方向の軸振れ回り量
を低減させ、軸受の信頼性を向上させる。
【００１６】また、変位センサ２２を振動センサに変え
て、軸受に設置し、軸受の振動を検出し、その大きさに
より電圧量を制御することによっても、同じ効果を得る
ことができる。
て、軸受に設置し、軸受の振動を検出し、その大きさに
より電圧量を制御することによっても、同じ効果を得る
ことができる。
【００１７】以下、本発明の他の実施の形態を図５と図
６を用いて説明する。図５はスクィーズフィルムダンパ
軸受の断面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ断面でのスク
ィーズフィルムダンパ軸受の断面図である。この実施の
形態では、先の実施形態の電圧により粘性が変化する液
体の代わりに、磁場により粘性が変化する液体を用い
る。例えば、この液体として、磁性流体がある。
６を用いて説明する。図５はスクィーズフィルムダンパ
軸受の断面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ断面でのスク
ィーズフィルムダンパ軸受の断面図である。この実施の
形態では、先の実施形態の電圧により粘性が変化する液
体の代わりに、磁場により粘性が変化する液体を用い
る。例えば、この液体として、磁性流体がある。
【００１８】この実施形態では、粘性に関する液体の磁
場特性は、磁場と共に粘性が上昇すると考えて説明す
る。図１の密閉空間の軸受メタル２の外周面または軸受
ハウジング３の内周面に円周方向に複数個の電磁石２３
１を配し、それぞれの電磁石２３１と電流供給制御ボッ
クス２１１を接続する。
場特性は、磁場と共に粘性が上昇すると考えて説明す
る。図１の密閉空間の軸受メタル２の外周面または軸受
ハウジング３の内周面に円周方向に複数個の電磁石２３
１を配し、それぞれの電磁石２３１と電流供給制御ボッ
クス２１１を接続する。
【００１９】さらに、電流供給制御ボックス２１１は、
回転軸の円周上に複数個配された、回転軸の変位を検出
する変位センサからの信号を取り込み、変位量により電
磁石２１１に負荷する電圧量を制御する。例えば、平均
変位量が大きくなる場合、つまり回転軸の振動量が大き
くなる場合、その方向にある電磁石２３１へ供給する電
流量を大きくし、磁場の強度を強くすることにより、液
体の粘性を大きくさせ、その方向の減衰性能を向上さ
せ、その方向の軸振れ回り量を低減させ、軸受の信頼性
を向上させる。
回転軸の円周上に複数個配された、回転軸の変位を検出
する変位センサからの信号を取り込み、変位量により電
磁石２１１に負荷する電圧量を制御する。例えば、平均
変位量が大きくなる場合、つまり回転軸の振動量が大き
くなる場合、その方向にある電磁石２３１へ供給する電
流量を大きくし、磁場の強度を強くすることにより、液
体の粘性を大きくさせ、その方向の減衰性能を向上さ
せ、その方向の軸振れ回り量を低減させ、軸受の信頼性
を向上させる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、回転軸を支持するスクィーズ
フィルムダンパ軸受において、スクィーズ膜に使用され
る液体の粘性を制御することにより、回転軸の振れ回り
を防止する効果がある。
フィルムダンパ軸受において、スクィーズ膜に使用され
る液体の粘性を制御することにより、回転軸の振れ回り
を防止する効果がある。
【図１】本発明の一実施の形態である液晶をスクィーズ
膜に用いたスクィーズフィルムダンパ軸受構造の断面
図。
膜に用いたスクィーズフィルムダンパ軸受構造の断面
図。
【図２】従来のスクィーズフィルムダンパ軸受構造の断
面図。
面図。
【図３】本発明の一実施の形態である液晶をスクィーズ
膜に用いたスクィーズフィルムダンパ軸受構造の断面と
電気回路とを示す図。
膜に用いたスクィーズフィルムダンパ軸受構造の断面と
電気回路とを示す図。
【図４】本発明の一実施の形態である図３のＡ−Ａ断面
図。
図。
【図５】本発明の一実施の形態である磁性流体を用いた
スクィーズ膜に用いたスクィーズフィルムダンパ軸受構
造の断面と電気回路とを示す図。
スクィーズ膜に用いたスクィーズフィルムダンパ軸受構
造の断面と電気回路とを示す図。
【図６】本発明の一実施の形態である図５のＢ−Ｂ断面
図。
図。
１…回転軸、２…軸受メタル、３…軸受ハウジング、４
…軸受設置部、５…直流電源、６…アース、７…潤滑
路、８…スイッチ、９…スクィーズ膜の液体、１０…Ｏ
リング、２１…電圧供給制御ボックス、２２…変位セン
サ、２３…電極、１０１，１０２…栓、１１１…スクィ
ーズ膜の液体導入孔、１１２…スクィーズ膜の空気抜き
穴、２１１…電流供給制御ボックス、２３１…電磁石。
…軸受設置部、５…直流電源、６…アース、７…潤滑
路、８…スイッチ、９…スクィーズ膜の液体、１０…Ｏ
リング、２１…電圧供給制御ボックス、２２…変位セン
サ、２３…電極、１０１，１０２…栓、１１１…スクィ
ーズ膜の液体導入孔、１１２…スクィーズ膜の空気抜き
穴、２１１…電流供給制御ボックス、２３１…電磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 博美 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 菊地 勝昭 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 Ｆターム(参考） 3H022 AA02 BA06 CA13 CA18 CA19 CA28 CA42 CA45 CA47 CA50 CA51 CA56 CA58 DA01 DA08 DA09 DA11 DA15 DA18 3J012 AB07 BB01 DB05 FB01
Claims (1)
- 【請求項１】回転軸と該回転軸を支持する円筒状の軸受
メタルと該軸受メタル外周に円筒状の軸受ハウジングを
配し、該軸受メタル外周面と該軸受ハウジング内周面の
隙間をＯリングでシールし、円周状の密閉空間を有し、
潤滑油を該回転軸と該軸受メタル内周摺動面に供給する
給油路から構成されるジャーナル軸受において、該密閉
空間内に粘性が変化する液体を密閉し、該液体の粘性を
変化させる機構を有したことを特徴とするスクィーズフ
ィルムダンパ軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318683A JP2000145768A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | スクィーズフィルムダンパ軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318683A JP2000145768A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | スクィーズフィルムダンパ軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000145768A true JP2000145768A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18101866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10318683A Pending JP2000145768A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | スクィーズフィルムダンパ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000145768A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004339986A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ポンプの軸受装置 |
| KR100521167B1 (ko) * | 2002-12-13 | 2005-10-12 | 현대자동차주식회사 | 2분할식 추진축의 센터 베어링 |
| JP2007032461A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Heishin Engineering & Equipment Co Ltd | ポンプ装置 |
| US7798720B1 (en) * | 2006-11-16 | 2010-09-21 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Squeeze film damper with highly variable support stiffness |
| WO2015002924A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-08 | Dresser-Rand Company | Thermal barrier coating for bearing journal surfaces of rotary shafts |
| US10760614B2 (en) | 2018-02-01 | 2020-09-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Bearing device |
| US11111956B2 (en) | 2019-02-27 | 2021-09-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Squeeze film damper bearing and rotary machine including the same |
| CN113833750A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 武汉理工大学 | 一种挤压磁油膜水润滑智能减振轴承及减振方法 |
| CN114810892A (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-29 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 挤压油膜阻尼器和航空发动机 |
| CN115822983A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-21 | 无锡斯普流体设备有限公司 | 一种防泄漏化工泵 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10318683A patent/JP2000145768A/ja active Pending
Cited By (13)
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| CN114810892B (zh) * | 2021-01-28 | 2024-04-05 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 挤压油膜阻尼器和航空发动机 |
| CN113833750A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 武汉理工大学 | 一种挤压磁油膜水润滑智能减振轴承及减振方法 |
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