JP2000346073A - 縦型回転体用軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量の大きい回転体を備える縦型回転体用軸
受装置に適用可能な軸受構造を提供する。 【解決手段】 回転体１の回転中心線Ｏを略垂直に配置
し、タービンブレード３５が回転体１と共に回転するの
に伴って減圧される減圧室３７を回転体１の上面１８に
よって画成し、タービンブレード３５の回転に伴って加
圧される加圧室３６を回転体１の下面１７によって画成
し、回転体１の下面から突出する回転軸１２を形成し、
回転軸１２の下端面１３を加圧作動油によって浮遊支持
する油圧静圧軸受３を備えるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦型回転体用軸受
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道車両の制動時、高速運転から
減速していく際に電気ブレーキを使って電力を架線に戻
しているが、低速段階から停止までは機械式ブレーキを
使っている。近年、地球の温暖化対策の一環として低速
段階からの制動エネルギも回生して、エネルギ消費を減
らしたいという要求があった。

【０００３】車両の制動エネルギを回生するものとし
て、発電機を駆動したり、あるいは回転体を高速回転さ
せてエネルギを蓄積する回転エネルギ蓄積装置を用いる
ことが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重量が
大きい回転体の軸受構造としてメカニカルべアリング等
を用いた場合、摩擦損失が大きく、十分な耐久性を確保
することが難しいという問題点があった。

【０００５】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、重量の大きい回転体に適用可能な縦型回転体
用軸受装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、回転体の
回転中心線を略垂直に配置し、回転体と共に回転するタ
ービンブレードを備え、タービンブレードの回転に伴っ
て減圧される減圧室を回転体の上面によって画成し、タ
ービンブレードの回転に伴って加圧される加圧室を回転
体の下面によって画成し、回転体の下面から突出する回
転軸を形成し、回転軸の下端面を油圧によって浮遊支持
する油圧静圧軸受を備えるものとした。

【０００７】第２の発明は、第１の発明において、油圧
静圧軸受に連通する油圧源として作動油を吐出する油圧
ポンプと、油圧ポンプによって加圧された作動油を蓄圧
するアキュムレータとを備え、回転体の回転開始時にア
キュムレータに蓄圧された作動油を油圧静圧軸受に導く
構成とした。

【０００８】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、油圧静圧軸受のシール部として回転軸の側面にラ
ビリンス溝を形成し、油圧静圧軸受の作動油を戻すドレ
ン通路をラビリンス溝の下流側に開口するものとした。

【０００９】第４の発明は、第１から第３のいずれか一
つの発明において、油圧静圧軸受の軸受隙間に面して放
射状に延びる油溝を形成するものとした。

【００１０】第５の発明は、第１から第４のいずれか一
つの発明において、回転体とこれを収装するハウジング
の間にベアリングを介装し、ベアリングが回転体の下面
に当接することにより回転体をスラスト方向に支持する
とともに回転軸の側面に当接することにより回転体をラ
ジアル方向について支持するものとした。

【００１１】第６の発明は、第１から第５のいずれか一
つの発明において、回転軸とこれを収装するハウジング
に軸受隙間を挟むようにして永久磁石を固定し、各永久
磁石どうしの反発力によって回転軸をスラスト方向とラ
ジアル方向について支持するものとした。

【００１２】第７の発明は、第１から第６のいずれか一
つの発明において、回転体の回転に伴って作動油を軸受
隙間に循環させる循環回路を備えるものとした。

【００１３】第８の発明は、第１から第７のいずれか一
つの発明において、回転軸の下端面に永久磁石を固定
し、永久磁石の回転に伴って磁性流体を軸受隙間に循環
させる循環回路を備えるものとした。

【００１４】第９の発明は、第１から第８のいずれか一
つの発明において、減圧室に空気を供給する空気供給通
路と、タービンブレードによって加圧された空気を排出
する空気排出通路とを備え、空気供給通路と空気排出通
路の少なくとも一方に可変絞り弁を介装するものとし
た。

【００１５】

【発明の作用および効果】第１の発明において、油圧静
圧軸受を構成する回転軸の下端面は回転体から突出形成
されているため十分な剛性が確保され、重量の大きい回
転体に対しても軸受隙間を均一にして回転体を浮遊支持
することが可能となる。

【００１６】回転体と共にタービンブレードが回転する
ことにより、減圧室の圧力が低下するとともに、加圧室
の圧力が高められることにより、回転体の下面と上面に
作用する圧力差によって油圧静圧軸受に懸かる荷重が減
らされ、摩擦損失の低減がはかれる。

【００１７】そして、減圧室の圧力を低下させることに
より、回転体の空気に対する摩擦損失を減らし、回転体
の運動エネルギを有効に維持することができる。

【００１８】第２の発明において、油圧ポンプから吐出
される作動油が油圧静圧軸受に導かれ、回転体が浮遊支
持される。回転体の回転開始時にアキュムレータに蓄圧
された作動油が油圧静圧軸受へと供給され、回転体が浮
遊支持され、摩擦損失の低減がはかれる第３の発明にお
いて、ラビリンス溝は軸受隙間を上昇する作動油の流れ
に抵抗を付与して、軸受隙間の上部を密封するシール機
能を果たす。作動油の一部はラビリンス溝を超えて上昇
して回転体の下面を浮遊支持し、ドレン通路を通して戻
される。

【００１９】また、油圧静圧軸受への加圧作動油の供給
が途絶えてもラビリンス溝に溜まった作動油によって回
転軸の摺動部に油膜がつくられて潤滑が維持される。

【００２０】第４の発明において、放射状に延びる各油
溝は、回転体の回転に伴って作動油を軸受隙間へと導く
ポンプ機能を果たす。

【００２１】第５の発明において、ベアリングが回転体
の下面に当接することにより回転体をスラスト方向に支
持するとともに回転軸の側面に当接することにより回転
体をラジアル方向について支持する。

【００２２】回転体が停止状態から回転し始めるとき、
回転体の下面はベアリングに当接して、軸受隙間の上部
を密封するシール機能を果たして油圧静圧軸受の圧力を
高め、回転開始時から回転体が浮遊支持される。

【００２３】第６の発明において、各永久磁石が互いに
離れようとする磁力により回転体のスラスト荷重とラジ
アル荷重が支持され、その分だけ油圧静圧軸受に懸かる
荷重が減らされ、摩擦損失の低減がはかれるとともに、
回転体のハウジングに対する同心度が維持される。

【００２４】第７の発明において、回転体の回転に伴っ
て作動油が軸受隙間に循環し、軸受隙間に充満する作動
油により回転体が浮遊支持される。この場合、循環回路
にポンプ等を介装する必要がなく、構造の簡素化がはか
れる。

【００２５】第８の発明において、回転体と共に永久磁
石が回転するのに伴って、磁性流体が永久磁石の磁力に
よって軸受隙間へと吸い出され、軸受隙間に充満する磁
性流体により回転体が浮遊支持される。この場合、循環
回路にポンプ等を介装する必要がなく、構造の簡素化が
はかれる。

【００２６】第９の発明において、可変絞り弁を介して
空気供給通路を絞ることにより、減圧室の圧力を真空に
近い状態に低下させることが可能となり、回転体の空気
に対する摩擦損失を減らすことができる。

【００２７】また、可変絞り弁を介して空気排出通路を
開くことにより、装置を通過する空気量が増え、装置の
冷却効果を高められる。

【００２８】また、各可変絞り弁を介して空気供給通路
と空気排出通路の両方を絞ることにより、空気排出通路
から外部に排出される空気の吹き出し音を小さくして騒
音の低減がはかれる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３０】図１に示すように、ハウジング２０の内部
に回転体１が回転可能に収装され、回転体１を回転させ
て発電するようになっており、例えば鉄道車両の制動エ
ネルギを回生する装置として用いられる。

【００３１】回転体１の回転中心線Ｏは垂直に配置され
るように車両に搭載される。円盤状をした回転体１の上
面１８の中央部から動力伝達軸１１が突出し、動力伝達
軸１１とハウジング２０の間にはベアリング３３が介装
される。ベアリング３３は、ラジアル２重ベアリングで
構成され、動力伝達軸１１をラジアル方向に支持する。
動力伝達軸１１はその図示しない上端が車輪の駆動軸に
接続されている。車両の制動時に回転体１が発電機とし
て作動することにより、制動エネルギを回収しながら制
動が行われる。一方、車両の発進時や加速時に回転体１
を電動機として作動させ、その回転力を車輪に伝えるこ
とによりエネルギの節約が行われる。

【００３２】なお、動力伝達軸１１をクラッチを介して
車輪の駆動軸に接続し、回転体１を高速回転させてエネ
ルギを蓄積する回転エネルギ蓄積装置に適用してもよ
い。この場合、車両の制動時にクラッチを接続して回転
体１の回転速度を高めることにより、制動エネルギを蓄
積しながら制動が行われる。一方、車両の発進時や加速
時にクラッチを接続して回転体１の回転力を車輪に伝え
ることによりエネルギの節約が行われる。

【００３３】回転体１はその下面１７の中央部から回転
軸１２が突出する段付きピストン形状をしており、回転
軸１２を浮遊支持する油圧静圧軸受３が設けられる。油
圧静圧軸受３は回転軸１２の下端面１３によって画成さ
れる軸受隙間４と、回転軸１２の側面１４によって画成
される軸受隙間５と、軸受隙間４に加圧作動油を供給す
る作動油供給通路１０とを備える。

【００３４】作動油供給通路１０は油圧ポンプ７の吐出
側に連通する。油圧ポンプ７は回転体１の回転に連動し
て作動するようになっている。なお、油圧ポンプ７を電
動モータによって駆動してもよい。

【００３５】また、油圧ポンプ７から吐出される作動油
の一部をベアリング３３等や他のころがり軸受に供給し
てこれらの強制潤滑が行われるように構成してもよい。

【００３６】作動油供給通路１０の途中にはチェック弁
６が介装され、チェック弁６より下流側に蓄圧用アキュ
ムレータ８が接続される。アキュムレータ８の内部には
ガスが封入されており、このガスを圧縮して加圧された
作動油が蓄えられる。

【００３７】作動油供給通路１０の途中にはアキュムレ
ータ８の接続部より下流側に電磁開閉弁６１が介装さ
れ、電磁開閉弁６１は回転体１の回転停止時に閉弁して
作動油を蓄圧し、回転開始時に開弁してアキュムレータ
８に蓄圧された作動油を油圧静圧軸受３に導く構成とす
る。

【００３８】軸受隙間４は回転軸下端面１３とハウジン
グ２０の第一底面２１の間に円盤状の空間として画成さ
れ、回転体１のスラスト荷重を支持する。回転軸下端面
１３とハウジング第一底面２１は回転体１の回転中心線
Ｏに対して直交する平面にそれぞれ形成される。

【００３９】ハウジング第一底面２１の中央には作動油
供給通路１０を画成する導入ポート１９が開口される。
ハウジング第一底面２１には導入ポート１９から回転体
１の回転径方向に延びる例えば４、５本の油溝２３が形
成される。各油溝２３はハウジング第一底面２１の中央
から放射状に延び、導入ポート１９に供給される加圧作
動油は油溝２３を介して軸受隙間４に導かれる。各油溝
２３の外周端２４は回転軸下端面１３に対峙する位置に
形成される。

【００４０】軸受隙間５は回転軸側面１４とハウジング
２０の第一側面２２の間に円筒状の空間として画成され
る。回転軸側面１４とハウジング第一側面２２はそれぞ
れ回転体１の回転中心線Ｏを中心とする円筒面によって
形成される。

【００４１】油圧静圧軸受３のシール部として回転軸側
面１４の途中には複数の環状溝で構成されるラビリンス
溝１６が形成される。ラビリンス溝１６は軸受隙間５を
通って上昇する作動油の流れに対して抵抗を付与して、
作動油がハウジング２０内の上部へと流れることを抑え
る。

【００４２】ハウジング２０と回転体１の間にはベアリ
ング３０が設けられ、静圧軸受３の油圧低下時に回転体
１がベアリング３０を介してハウジング２０に回転可能
に支持される。ベアリング３０のアウターレースはハウ
ジング２０に固定される。ベアリング３０のインナーレ
ースは回転体１の回転軸側面１４および下面１７に当接
可能に対峙して、回転体１のスラスト荷重とラジアル荷
重を支持する。ベアリング３０はスラスト２重ベアリン
グとラジアル２重ベアリングを組み合わせた構造となっ
ている。

【００４３】ハウジング２０の第二底面２５にはドレン
通路９が回転体１の下面１７に対峙して開口される。ラ
ビリンス溝１６を超えて上昇する作動油の一部は回転体
１の下面１７を浮遊支持し、ドレン通路９を通して戻さ
れる。

【００４４】なお、ドレン通路９を分岐させてラビリン
ス溝１６に対峙して開口させてもよい。

【００４５】ハウジング２０と回転体１には軸受隙間６
０を挟んで互いに対峙する永久磁石３１，３２がそれぞ
れ固定され、各永久磁石３１，３２が互いに離れようと
する磁力により回転体１をスラスト方向とラジアル方向
について支持するようになっている。永久磁石３１，３
２はそれぞれ径の異なる環状に形成され、大径の永久磁
石３１がハウジング２０の第二底面２５に埋設される一
方、小径の永久磁石３２が回転体１の下面１７に固定さ
れ、各永久磁石３１，３２の反発力によって回転体１の
ハウジング２０に対する同心度が維持される。

【００４６】動力伝達軸１１の途中にはタービンブレー
ド３５が結合される。ハウジング２０には隔壁２６が形
成され、隔壁２６によって回転体１を収装する減圧室３
７と、タービンブレード３５を収装するタービン室２７
とが画成される。隔壁２６と動力伝達軸１１の間には両
室３７，２７を連通する連通路２８が画成される。動力
伝達軸１１が図中矢印で示す方向に回転するのに伴っ
て、減圧室３７の空気が図中矢印で示すように連通路２
８を通ってタービン室２７へと吸い出されるようになっ
ている。

【００４７】回転体１の下面１７にはその外周部に複数
の環状溝で構成されるラビリンス溝２９が形成される。
ハウジング２０の内部空間はラビリンス溝２９より内周
側に位置する加圧室３６と、ラビリンス溝２９よって外
周側に位置する減圧室３７に分けられる。換言すると、
タービンブレード３５の回転に伴って減圧される減圧室
３７を回転体１の上面１８および側面３４によって画成
し、タービンブレード３５の回転に伴って加圧される加
圧室３６を回転体１の下面１７によって画成している。

【００４８】減圧室３７に空気を取り入れる空気供給通
路４１が設けられる。空気導入通路４１の途中には可変
絞り弁４２が介装される。可変絞り弁４２の開度に応じ
て空気の流入量が調節される。

【００４９】タービン室２７から空気を流出させる空気
排出通路４３が設けられる。空気排出通路４３の途中に
は可変絞り弁４４が介装される。可変絞り弁４４の開度
に応じて空気の流出量が調節される。

【００５０】空気排出通路４３の可変絞り弁４４より上
流側と加圧室３６を連通する加圧空気供給通路４５が設
けられる。加圧室３６には加圧空気供給通路４５から加
圧空気が導かれることにより、回転体１がスラスト方向
に浮遊支持される。

【００５１】加圧室３６の上部を画成するハウジング２
０の上壁部４７には放熱フィン４６が突出形成されると
ともに、加圧室３６の下部を画成するハウジング２０の
下壁部４８には放熱フィン４９が突出形成される。これ
により、減圧室３７にて回転体１の熱を吸収した空気は
タービン室２７を通過する過程で放熱フィン４６を介し
て放熱が促されるとともに、加圧室３６を通過する過程
で放熱フィン４９を介して放熱が促される。

【００５２】以上のように構成されて、次に作用につい
て説明する。

【００５３】回転体１が停止状態から回転し始めると
き、回転体１の下面１７はベアリング３０のインナーレ
ースに当接して、軸受隙間５の上部を密封するシール機
能を果たしており、電磁開閉弁６１が開弁してアキュム
レータ８に蓄圧された作動油が油圧静圧軸受３へと供給
され、回転体１が浮遊支持され、摩擦損失の低減がはか
れる。

【００５４】ハウジング第一底面２１に形成された放射
状に延びる各油溝２３は、回転軸下端面１３の回転に伴
って導入ポート１９に供給される加圧作動油を軸受隙間
４へと導くポンプ機能を果たす。

【００５５】ラビリンス溝１６は軸受隙間を上昇する作
動油の流れに抵抗を付与して軸受隙間５の上部を密封す
るシール機能を果たす。作動油の一部はラビリンス溝１
６を超えて上昇して回転体１の下面１７とハウジング第
二底面２５の間に介在して回転体１を浮遊支持し、ドレ
ン通路９を通して戻される。

【００５６】そして、アキュムレータ８から油圧静圧軸
受３への加圧作動油の供給が途絶えてもラビリンス溝１
６に溜まった作動油によって回転軸１２の摺動部に油膜
がつくられて潤滑が維持される。

【００５７】減圧室３７と油圧静圧軸受３の間には加圧
室３６が介在しているため、油圧静圧軸受３はその作動
油が吸い上げられることなく、回転体１を浮遊支持する
ことができる。

【００５８】回転体１の回転速度がある程度上昇するま
での間、回転体１のスラスト荷重は油圧静圧軸受３とベ
アリング３０とに分担して支持され、回転速度の上昇に
伴って回転体１は主として油圧静圧軸受３によって支持
される。

【００５９】回転体１の回転が上昇する過程にて、油圧
静圧軸受３における潤滑状態が回転速度の上昇に伴って
境界潤滑、混合潤滑、流体潤滑へと順に移行する。つま
り、軸受隙間４における潤滑領域はいわゆるストライベ
ック線図にしたがって遷移し、回転体１の高速回転時に
おける摩擦損失を小さくし、車両の制動エネルギを有効
に回生できる。

【００６０】油圧静圧軸受３を構成する回転軸下端面１
３は回転体１に一体形成されているため十分な剛性が確
保され、重量の大きい回転体１に対しても軸受隙間４の
隙間を均一にして回転体１を浮遊支持することが可能と
なる。

【００６１】各永久磁石３１，３２が互いに離れようと
する磁力により回転体１のスラスト荷重とラジアル荷重
が支持され、その分だけ油圧静圧軸受３に懸かる荷重が
減らされ、摩擦損失の低減がはかれる。そして、回転体
１のハウジング２０に対する同心度が維持される。

【００６２】動力伝達軸１１の回転に伴ってタービンブ
レード３５が回転することにより、冷却空気として外気
が空気供給通路４１を通って減圧室３７に流入し、減圧
室３７から連通路２８を通ってタービン室２７へと吸い
出され、タービン室２７の圧力が高められる。タービン
室２７から空気排出通路４３へと吐出される加圧空気は
その一部が加圧室３６に導かれ、残りが空気排出通路４
３から外部へと排出される。

【００６３】回転体１の高速回転時にタービンブレード
３５を介して減圧室３７の圧力が低下するとともに、加
圧室３６の圧力が高められることにより、回転体１の下
面１７と上面１８に作用する空気圧力差によって油圧静
圧軸受３に懸かる荷重が減らされ、やがて回転体１は空
気圧力差と磁気反発力のみによって荷重分が非接触支持
され、作動油を介さずに支持されるので摩擦損失の大幅
な低減がはかれる。

【００６４】可変絞り弁４２を介して空気供給通路４１
を絞ることにより、減圧室３７の圧力を真空に近い状態
に低下させることが可能となり、回転体１の空気に対す
る摩擦損失を減らし、回転体１の運動エネルギを有効に
維持することができる。

【００６５】タービン室２７の空気が空気排出通路４３
から外部へと排出されることにより、回転体１およびハ
ウジング２０の熱が持ち去られ、装置の冷却が行われ
る。可変絞り弁４２を開くことにより、ハウジング２０
を流れる空気量が増え、装置の冷却効果を高められる。

【００６６】また、可変絞り弁４２と可変絞り弁４４を
それぞれ絞ることにより、空気排出通路４３から外部に
排出される空気の吹き出し音を小さくして騒音の低減が
はかれる。

【００６７】次に図２に示す他の実施の形態を説明す
る。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を
付す。

【００６８】ハウジング２０の第一底面２１の中央には
導入穴６３が開口される。ハウジング第一底面２１には
導入ポート１９から回転体１の回転径方向に延びる複数
の油溝２３が放射状に形成される。

【００６９】導入穴６３と軸受隙間４を連通する循環回
路６４が設けられ、循環回路６４に作動油が充填され
る。

【００７０】油圧静圧軸受３のシール部として回転軸側
面１４の途中には複数の環状溝で構成されるラビリンス
溝１６が形成される。

【００７１】ハウジング２０の第二底面２５には循環回
路６４の取り入れ口が回転体１の下面１７に対峙して開
口される。ラビリンス溝１６を超えて上昇する作動油の
一部は回転体１の下面１７を浮遊支持し、循環回路６４
を通して戻される。

【００７２】なお、循環回路６４を分岐させてラビリン
ス溝１６に対峙して開口させてもよい。

【００７３】以上のように構成されて、ハウジング第一
底面２１に形成された放射状の各油溝２３は、回転軸下
端面１３の回転に伴って作動油を導入穴６３から軸受隙
間４へと送るポンプ機能を果たし、回転軸１２が浮遊支
持される。

【００７４】この場合、循環回路６４にポンプ等を介装
する必要がなく、構造の簡素化がはかれる。

【００７５】さらに他の実施の形態として、図３に示す
ように、回転軸下端面１３に円盤状の永久磁石５１を埋
設し、永久磁石５１の回転に伴って磁性流体を軸受隙間
４に流入させる構成としてもよい。

【００７６】ハウジング２０の第一底面２１の中央には
導入ポート１９が開口される。第一底面２１には導入ポ
ート１９から回転体１の回転径方向に延びる油溝２３が
形成される。

【００７７】軸受隙間５は回転軸側面１４とハウジング
２０の第一側面２２の間にはシール部５２が設けられ、
軸受隙間５と加圧室３６の密封がはかられる。導入ポー
ト１９と軸受隙間４を連通する循環回路５３が設けら
れ、循環回路５３に磁性流体が充填される。

【００７８】以上のように構成されて、回転体１と共に
永久磁石５１が回転するのに伴って、磁性流体が永久磁
石５１の磁力によって導入ポート１９から油溝２３を介
して軸受隙間４へと吸い出され、軸受隙間４，５に磁性
流体が充満し、回転軸１２が浮遊支持される。

【００７９】この場合、循環回路５３にポンプ等を介装
する必要がなく、構造の簡素化がはかれる。

【００８０】さらに他の実施の形態として、永久磁石３
１，３２の互いに対峙する面をそれぞれ円錐面状に形成
し、各永久磁石３１，３２が互いに離れようとする磁力
により回転体１をスラスト方向とラジアル方向について
支持するようにしてもよい。

【００８１】なお、本発明は例えば水力発電に用いられ
る縦型回転体の軸受装置等にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図。

【図２】他の実施の形態を示す断面図。

【図３】さらに他の実施の形態を示す断面図。

【符号の説明】

１ 回転体 ３ 油圧静圧軸受 ４ 軸受隙間 ５ 軸受隙間 ７ 油圧ポンプ ８ アキュムレータ ９ ドレン回路 １２ 回転軸 １３ 回転軸下端面 １４ 回転軸側面 １６ ラビリンス溝 ２０ ハウジング ２７ タービン室 ２８ 連通路 ２９ ラビリンス溝 ３０ ベアリング ３１ 永久磁石 ３２ 永久磁石 ３５ タービンブレード ３６ 加圧室 ３７ 減圧室 ４１ 空気供給通路 ４２ 可変絞り弁 ４３ 空気排出通路 ４４ 可変絞り弁 ４５ 加圧空気供給通路 ５１ 永久磁石 ５３ 循環回路 ６４ 循環回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 32/00 Ｆ１６Ｃ 32/00 Ｃ 32/04 32/04 Ｚ Ｆ１６Ｈ 33/02 Ｆ１６Ｈ 33/02 Ａ Ｆ１６Ｊ 15/447 Ｆ１６Ｊ 15/447 (72)発明者 荒井 順一 東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易 センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 渡邉 朝紀 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 3J042 AA05 AA16 BA01 CA10 DA13 3J102 AA01 AA02 BA03 BA18 BA19 CA01 CA14 DA02 DA07 DA11 DA17 EA03 EA06 EA11 EA13 EA24 GA09

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体の回転中心線を略垂直に配置し、 前記回転体と共に回転するタービンブレードを備え、 前記タービンブレードの回転に伴って減圧される減圧室
   を前記回転体の上面によって画成し、 前記タービンブレードの回転に伴って加圧される加圧室
   を前記回転体の下面によって画成し、 前記回転体の下面から突出する回転軸を形成し、 前記回転軸の下端面を油圧によって浮遊支持する油圧静
   圧軸受を備えたことを特徴とする縦型回転体用軸受装
   置。
2. 【請求項２】前記油圧静圧軸受に連通する油圧源として
   作動油を吐出する油圧ポンプと、 前記油圧ポンプによって加圧された作動油を蓄圧するア
   キュムレータとを備え、 前記回転体の回転開始時にアキュムレータに蓄圧された
   作動油を前記油圧静圧軸受に導く構成としたことを特徴
   とする請求項１に記載の縦型回転体用軸受装置。
3. 【請求項３】前記油圧静圧軸受のシール部として前記回
   転軸の側面にラビリンス溝を形成し、 前記油圧静圧軸受の作動油を戻すドレン通路を前記ラビ
   リンス溝の下流側に開口したことを特徴とする請求項１
   または２に記載の縦型回転体用軸受装置。
4. 【請求項４】前記油圧静圧軸受の軸受隙間に面して放射
   状に延びる油溝を形成したことを特徴とする請求項１か
   ら３のいずれか一つに記載の縦型回転体用軸受装置。
5. 【請求項５】前記回転体とこれを収装するハウジングの
   間にベアリングを介装し、 前記ベアリングが前記回転体の下面に当接することによ
   り前記回転体をスラスト方向に支持するとともに前記回
   転軸の側面に当接することにより前記回転体をラジアル
   方向について支持することを特徴とする請求項１から４
   のいずれか一つに記載の縦型回転体用軸受装置。
6. 【請求項６】前記回転軸とこれを収装するハウジングに
   前記軸受隙間を挟むようにして永久磁石を固定し、 前記各永久磁石どうしの反発力によって前記回転軸をス
   ラスト方向とラジアル方向について支持することを特徴
   とする請求項１から５のいずれか一つに記載の縦型回転
   体用軸受装置。
7. 【請求項７】前記回転体の回転に伴って作動油を前記軸
   受隙間に循環させる循環回路を備えたことを特徴とする
   請求項１から６のいずれか一つに記載の縦型回転体用軸
   受装置。
8. 【請求項８】前記回転軸の下端面に永久磁石を固定し、 前記永久磁石の回転に伴って磁性流体を前記軸受隙間に
   循環させる循環回路を備えたことを特徴とする請求項１
   から７のいずれか一つに記載の縦型回転体用軸受装置。
9. 【請求項９】前記減圧室に空気を供給する空気供給通路
   と、 前記タービンブレードによって加圧された空気を排出す
   る空気排出通路とを備え、 前記空気供給通路と前記空気排出通路の少なくとも一方
   に可変絞り弁を介装したことを特徴とする請求項１から
   ８のいずれか一つに記載の縦型回転体用軸受装置。