JP2002070853A - 高ダンピングスラスト軸受 - Google Patents
高ダンピングスラスト軸受Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転軸にスラスト荷重が作用しないとき、又
はスラスト荷重が小さくなったときにおいても、回転軸
を安定して支持し、回転軸の軸線方向の振動を減衰させ
ることのできるスラスト軸受を提供すること。 【解決手段】 本発明は、回転軸の半径方向外方に延出
するスラストカラーのフランジ面と所定の隙間を介して
向い合うパッド面を有するスラストパッドと、スラスト
カラーから軸方向に遠ざかる位置にスラスト荷重伝達面
を有する、スラストパッドを支持するためのスラストパ
ッド支持手段と、スラストパッドと前記スラストパッド
支持手段とを収容する内腔を有し、該内腔がスラスト荷
重伝達面と向い合うように配置されたスラスト荷重受け
面を有するスラスト軸受ケースと、を有し、所定の隙間
に供給されたオイルによって第１の油膜を形成する、ス
ラスト軸受において、スラスト荷重伝達面とスラスト荷
重受け面との間に配置された支持板を更に有し、スラス
ト荷重伝達面及び／又はスラスト荷重受け面と、支持板
との間に第２の油膜を形成することを特徴とする、高ダ
ンピングスラスト軸受である。
はスラスト荷重が小さくなったときにおいても、回転軸
を安定して支持し、回転軸の軸線方向の振動を減衰させ
ることのできるスラスト軸受を提供すること。 【解決手段】 本発明は、回転軸の半径方向外方に延出
するスラストカラーのフランジ面と所定の隙間を介して
向い合うパッド面を有するスラストパッドと、スラスト
カラーから軸方向に遠ざかる位置にスラスト荷重伝達面
を有する、スラストパッドを支持するためのスラストパ
ッド支持手段と、スラストパッドと前記スラストパッド
支持手段とを収容する内腔を有し、該内腔がスラスト荷
重伝達面と向い合うように配置されたスラスト荷重受け
面を有するスラスト軸受ケースと、を有し、所定の隙間
に供給されたオイルによって第１の油膜を形成する、ス
ラスト軸受において、スラスト荷重伝達面とスラスト荷
重受け面との間に配置された支持板を更に有し、スラス
ト荷重伝達面及び／又はスラスト荷重受け面と、支持板
との間に第２の油膜を形成することを特徴とする、高ダ
ンピングスラスト軸受である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン、ポンプ
等の回転機械に使用される、すべりスラスト軸受に関
し、特に、スラスト荷重が減少したときにも軸の振動を
引起こしにくい高ダンピングスラスト軸受に関する。
等の回転機械に使用される、すべりスラスト軸受に関
し、特に、スラスト荷重が減少したときにも軸の振動を
引起こしにくい高ダンピングスラスト軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】蒸気タービン、ガスタービン、ポンプ、
水車等の回転機械は、ロータ軸等の回転軸を有する。そ
れらの回転軸に作用する軸方向の力、即ちスラスト力
は、一般に、スラスト軸受によって支持されている。ス
ラスト軸受は、ころがり軸受と、すべり軸受とに大別さ
れるが、タービン等の大きな負荷を支持する軸受には、
すべり軸受が採用される場合が多い。
水車等の回転機械は、ロータ軸等の回転軸を有する。そ
れらの回転軸に作用する軸方向の力、即ちスラスト力
は、一般に、スラスト軸受によって支持されている。ス
ラスト軸受は、ころがり軸受と、すべり軸受とに大別さ
れるが、タービン等の大きな負荷を支持する軸受には、
すべり軸受が採用される場合が多い。
【０００３】従来技術のすべりスラスト軸受は、回転軸
の半径方向外方に延出するスラストカラーのフランジ面
と所定の隙間を介して向い合うパッド面を有するスラス
トパッドと、スラストカラーから軸方向に遠ざかる位置
にスラスト荷重伝達面を有する、前記スラストパッドを
支持するためのスラストパッド支持手段と、前記スラス
トパッドと前記スラストパッド支持手段とを収容する内
腔を有し、該内腔が前記スラスト荷重伝達面と向い合う
ように配置されたスラスト荷重受け面を有するスラスト
軸受ケースと、を有し、前記所定の隙間に供給されたオ
イルによって第１の油膜を形成して回転軸を軸線方向に
支持している。スラストカラーとスラストパッドとの間
に形成された油膜によりスラストカラーとスラストパッ
ドとの間の摩擦を減じ、滑らかな回転を可能にする。
の半径方向外方に延出するスラストカラーのフランジ面
と所定の隙間を介して向い合うパッド面を有するスラス
トパッドと、スラストカラーから軸方向に遠ざかる位置
にスラスト荷重伝達面を有する、前記スラストパッドを
支持するためのスラストパッド支持手段と、前記スラス
トパッドと前記スラストパッド支持手段とを収容する内
腔を有し、該内腔が前記スラスト荷重伝達面と向い合う
ように配置されたスラスト荷重受け面を有するスラスト
軸受ケースと、を有し、前記所定の隙間に供給されたオ
イルによって第１の油膜を形成して回転軸を軸線方向に
支持している。スラストカラーとスラストパッドとの間
に形成された油膜によりスラストカラーとスラストパッ
ドとの間の摩擦を減じ、滑らかな回転を可能にする。
【０００４】更に詳細に、従来のすべりスラスト軸受の
構造を、図面を参照して説明する。図１はキングスベリ
ーらによって開発されたタイプの従来技術のすべりスラ
スト軸受２００の概略図である。スラスト軸受２００は
スラスト軸受ケース２１０の中に収められる。また、ロ
ータ等のスラスト荷重が作用する回転軸２０１にはフラ
ンジ状のスラストカラー２０２が設けられる。軸受ケー
ス２１０の中に配置された複数のスラストパッド２０３
が、スラストカラー２０２のフランジ面、即ち回転軸の
軸線方向に対して直交する面を回転軸の軸線方向に支持
する。複数のスラストパッド２０３は、スラストパッド
支持手段である軸受アセンブリ２２０によってピボット
支持される。軸受アセンブリ２２０は、スラストパッド
２０３をピボット支持する環状のロッカー２０４と、ロ
ッカー２０４を受け入れる環状のベースリング２０５
と、スラストパッド２０３とスラストカラー２０２との
間の隙間を調整するための調整ライナー２０６と、スラ
ストパッド２０３とスラストカラー２０２との間にオイ
ルを流すためのチューブ２０９と、を有する。なお、回
転軸に作用したスラスト荷重はスラストパッド２０３及
び軸受アセンブリ２２０を介してスラスト軸受ケース２
１０に伝達される。本明細書では、軸受ケース２１０に
当接する軸受アセンブリ２２０の面、即ち調整ライナー
２０６の軸受ケース２１０に接触する面をスラスト荷重
伝達面２０６ａと呼び、軸受ケース２１０の調整ライナ
ー２０６に接触する面をスラスト荷重受け面２１０ａと
呼ぶ。
構造を、図面を参照して説明する。図１はキングスベリ
ーらによって開発されたタイプの従来技術のすべりスラ
スト軸受２００の概略図である。スラスト軸受２００は
スラスト軸受ケース２１０の中に収められる。また、ロ
ータ等のスラスト荷重が作用する回転軸２０１にはフラ
ンジ状のスラストカラー２０２が設けられる。軸受ケー
ス２１０の中に配置された複数のスラストパッド２０３
が、スラストカラー２０２のフランジ面、即ち回転軸の
軸線方向に対して直交する面を回転軸の軸線方向に支持
する。複数のスラストパッド２０３は、スラストパッド
支持手段である軸受アセンブリ２２０によってピボット
支持される。軸受アセンブリ２２０は、スラストパッド
２０３をピボット支持する環状のロッカー２０４と、ロ
ッカー２０４を受け入れる環状のベースリング２０５
と、スラストパッド２０３とスラストカラー２０２との
間の隙間を調整するための調整ライナー２０６と、スラ
ストパッド２０３とスラストカラー２０２との間にオイ
ルを流すためのチューブ２０９と、を有する。なお、回
転軸に作用したスラスト荷重はスラストパッド２０３及
び軸受アセンブリ２２０を介してスラスト軸受ケース２
１０に伝達される。本明細書では、軸受ケース２１０に
当接する軸受アセンブリ２２０の面、即ち調整ライナー
２０６の軸受ケース２１０に接触する面をスラスト荷重
伝達面２０６ａと呼び、軸受ケース２１０の調整ライナ
ー２０６に接触する面をスラスト荷重受け面２１０ａと
呼ぶ。
【０００５】複数のスラストパッド２０３は、軸線方向
から見ると概略扇形であり、回転軸２０１を中心とする
円周上に並べて配置される。各スラストパッド２０３の
パッド面２０３ａには放射方向の溝２０３ｂが設けられ
る。各スラストパッド２０３はパッド面２０３ａの軸線
方向反対側に表面が球面状になった突出部を有する。ロ
ッカー２０４は前記突出部と当接して、各スラストパッ
ド２０３を回動可能にピボット支持する。ロッカー２０
４は又、複数の止めねじ２０７、２０８によってベース
リング２０５に固着される。ベースリング２０５はオイ
ルを流すための段付き穴２０５ａを有する。チューブ２
０９の一方の端は段付き穴２０５ａの直径の大きい部分
に挿入され、チューブ２０９の周りに配置されたＯリン
グ２０９ａを介してベースリング２０５に取付けられ
る。チューブ２０９の他方の端は、スラストパッド２０
３の溝２０３ｂの中に開口するように設けられた穴にＯ
リング２０９ｂを介して挿入される。調整ライナー２０
６は、スラストカラー２０２とスラストパッド２０３と
の間の隙間を調節するためにベースリング２０５と軸受
ケース２１０との間に配置される。軸受ケース２１０
は、パッド面２０３ａにオイルを供給するためのオイル
供給口２１２と、オイル排出口２１３とを有する。
から見ると概略扇形であり、回転軸２０１を中心とする
円周上に並べて配置される。各スラストパッド２０３の
パッド面２０３ａには放射方向の溝２０３ｂが設けられ
る。各スラストパッド２０３はパッド面２０３ａの軸線
方向反対側に表面が球面状になった突出部を有する。ロ
ッカー２０４は前記突出部と当接して、各スラストパッ
ド２０３を回動可能にピボット支持する。ロッカー２０
４は又、複数の止めねじ２０７、２０８によってベース
リング２０５に固着される。ベースリング２０５はオイ
ルを流すための段付き穴２０５ａを有する。チューブ２
０９の一方の端は段付き穴２０５ａの直径の大きい部分
に挿入され、チューブ２０９の周りに配置されたＯリン
グ２０９ａを介してベースリング２０５に取付けられ
る。チューブ２０９の他方の端は、スラストパッド２０
３の溝２０３ｂの中に開口するように設けられた穴にＯ
リング２０９ｂを介して挿入される。調整ライナー２０
６は、スラストカラー２０２とスラストパッド２０３と
の間の隙間を調節するためにベースリング２０５と軸受
ケース２１０との間に配置される。軸受ケース２１０
は、パッド面２０３ａにオイルを供給するためのオイル
供給口２１２と、オイル排出口２１３とを有する。
【０００６】使用において、潤滑用のオイルをオイル供
給口２１２から供給する。オイル供給口２１２から供給
されたオイルは、軸受ケース２１０に入り、ベースリン
グ２０５に設けられた段付き穴２０５ａ、チューブ２０
９を通って、パッド面２０３ａに設けられた溝２０３ｂ
に供給される。溝２０３ｂに供給されたオイルは、スラ
ストカラー２０２の回転によってパッド面２０３ａ全体
に広がり、スラストカラー２０２とパッド面２０３ａと
の間に油膜を形成する。パッド面２０３ａを出たオイル
はオイル排出口２１３から排出される。
給口２１２から供給する。オイル供給口２１２から供給
されたオイルは、軸受ケース２１０に入り、ベースリン
グ２０５に設けられた段付き穴２０５ａ、チューブ２０
９を通って、パッド面２０３ａに設けられた溝２０３ｂ
に供給される。溝２０３ｂに供給されたオイルは、スラ
ストカラー２０２の回転によってパッド面２０３ａ全体
に広がり、スラストカラー２０２とパッド面２０３ａと
の間に油膜を形成する。パッド面２０３ａを出たオイル
はオイル排出口２１３から排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】スラストカラー２０２
とパッド面２０３ａとの間に安定した厚さの油膜が形成
されていると、回転軸を振動させるような加振力が回転
軸に作用したとしても、油膜が減衰作用をすることによ
って、回転軸の振動を減衰させることができる。しかし
ながら、一般に、油膜は、安定した厚さで薄く形成され
るほど大きな減衰作用をすることができるが、回転軸２
０１を回転可能にするためには、スラストカラー２０２
とパッド面２０３ａとの間に僅かな隙間を設けておく必
要がある。回転軸にスラスト荷重が作用しない場合、又
は作用するスラスト荷重が小さい場合には、スラストカ
ラー２０２がパッド面２０３ａに十分に押し付けられな
いため、スラストカラー２０２とパッド面２０３ａとの
間の隙間が変動する。このため、スラストカラー２０２
とパッド面２０３ａとの間に形成される油膜の厚さが安
定せず、油膜切れ状態を生じることもあり、スラスト荷
重の安定した支持ができなくなる。
とパッド面２０３ａとの間に安定した厚さの油膜が形成
されていると、回転軸を振動させるような加振力が回転
軸に作用したとしても、油膜が減衰作用をすることによ
って、回転軸の振動を減衰させることができる。しかし
ながら、一般に、油膜は、安定した厚さで薄く形成され
るほど大きな減衰作用をすることができるが、回転軸２
０１を回転可能にするためには、スラストカラー２０２
とパッド面２０３ａとの間に僅かな隙間を設けておく必
要がある。回転軸にスラスト荷重が作用しない場合、又
は作用するスラスト荷重が小さい場合には、スラストカ
ラー２０２がパッド面２０３ａに十分に押し付けられな
いため、スラストカラー２０２とパッド面２０３ａとの
間の隙間が変動する。このため、スラストカラー２０２
とパッド面２０３ａとの間に形成される油膜の厚さが安
定せず、油膜切れ状態を生じることもあり、スラスト荷
重の安定した支持ができなくなる。
【０００８】安定した厚さの油膜が形成されなくなる
と、スラスト軸受による回転軸の安定した支持ができな
くなり、また、回転軸に発生した振動を減衰させること
もできなくなる。即ち、回転軸及びスラスト軸受によっ
て構成される振動系が不安定になり、それにより、軸が
自励振動を引起こし、機器を損傷する場合もある。本発
明の目的は、回転軸にスラスト荷重が作用しないとき、
又はスラスト荷重が小さくなったときにおいても、回転
軸を安定して支持し、回転軸の軸線方向の振動を減衰さ
せることのできる高ダンピングスラスト軸受を提供する
ことにある。
と、スラスト軸受による回転軸の安定した支持ができな
くなり、また、回転軸に発生した振動を減衰させること
もできなくなる。即ち、回転軸及びスラスト軸受によっ
て構成される振動系が不安定になり、それにより、軸が
自励振動を引起こし、機器を損傷する場合もある。本発
明の目的は、回転軸にスラスト荷重が作用しないとき、
又はスラスト荷重が小さくなったときにおいても、回転
軸を安定して支持し、回転軸の軸線方向の振動を減衰さ
せることのできる高ダンピングスラスト軸受を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸の半径
方向外方に延出するスラストカラーのフランジ面と所定
の隙間を介して向い合うパッド面を有するスラストパッ
ドと、スラストカラーから軸方向に遠ざかる位置にスラ
スト荷重伝達面を有する、前記スラストパッドを支持す
るためのスラストパッド支持手段と、前記スラストパッ
ドと前記スラストパッド支持手段とを収容する内腔を有
し、該内腔が前記スラスト荷重伝達面と向い合うように
配置されたスラスト荷重受け面を有するスラスト軸受ケ
ースと、を有し、前記所定の隙間に供給されたオイルに
よって第１の油膜を形成する、スラスト軸受において、
前記スラスト荷重伝達面と前記スラスト荷重受け面との
間に配置された支持板を更に有し、前記スラスト荷重伝
達面及び／又は前記スラスト荷重受け面と、前記支持板
との間に第２の油膜を形成することを特徴とする、高ダ
ンピングスラスト軸受である。
方向外方に延出するスラストカラーのフランジ面と所定
の隙間を介して向い合うパッド面を有するスラストパッ
ドと、スラストカラーから軸方向に遠ざかる位置にスラ
スト荷重伝達面を有する、前記スラストパッドを支持す
るためのスラストパッド支持手段と、前記スラストパッ
ドと前記スラストパッド支持手段とを収容する内腔を有
し、該内腔が前記スラスト荷重伝達面と向い合うように
配置されたスラスト荷重受け面を有するスラスト軸受ケ
ースと、を有し、前記所定の隙間に供給されたオイルに
よって第１の油膜を形成する、スラスト軸受において、
前記スラスト荷重伝達面と前記スラスト荷重受け面との
間に配置された支持板を更に有し、前記スラスト荷重伝
達面及び／又は前記スラスト荷重受け面と、前記支持板
との間に第２の油膜を形成することを特徴とする、高ダ
ンピングスラスト軸受である。
【００１０】上記の構成により、スラスト軸受ケースに
供給されたオイルが、スラスト軸受作動時にスラストカ
ラーのフランジ面とスラストパッドとの間に第１の油膜
を構成し、更に、スラストパッド支持手段のスラスト荷
重伝達面と支持板との間、又はスラスト軸受ケースのス
ラスト荷重受け面と支持板との間にスクイズ油膜である
第２の油膜を構成する。このため、回転軸にスラスト荷
重が作用しないとき、又はスラスト荷重が小さくなった
ときに、第１の油膜が安定して構成されなくなっても、
第２の油膜のばね作用及び減衰作用により回転軸に発生
する軸線方向の振動を減衰させることができる。
供給されたオイルが、スラスト軸受作動時にスラストカ
ラーのフランジ面とスラストパッドとの間に第１の油膜
を構成し、更に、スラストパッド支持手段のスラスト荷
重伝達面と支持板との間、又はスラスト軸受ケースのス
ラスト荷重受け面と支持板との間にスクイズ油膜である
第２の油膜を構成する。このため、回転軸にスラスト荷
重が作用しないとき、又はスラスト荷重が小さくなった
ときに、第１の油膜が安定して構成されなくなっても、
第２の油膜のばね作用及び減衰作用により回転軸に発生
する軸線方向の振動を減衰させることができる。
【００１１】また、前記支持板をスラスト軸受ケースに
取付けられた複数のコイルばねによって弾性的に支持し
て、支持板をスラスト荷重伝達面に押付け、支持板とス
ラスト荷重受け面との間に第２の油膜が形成されるよう
に構成しても良い。
取付けられた複数のコイルばねによって弾性的に支持し
て、支持板をスラスト荷重伝達面に押付け、支持板とス
ラスト荷重受け面との間に第２の油膜が形成されるよう
に構成しても良い。
【００１２】更に、前記支持板を回転軸に対して放射方
向に取付けられた少なくとも１つの支持ばねピンによっ
て弾性的に支持して、支持板をスラスト荷重伝達面に押
付け、支持板とスラスト荷重受け面との間に第２の油膜
が形成されるように構成することもできる。
向に取付けられた少なくとも１つの支持ばねピンによっ
て弾性的に支持して、支持板をスラスト荷重伝達面に押
付け、支持板とスラスト荷重受け面との間に第２の油膜
が形成されるように構成することもできる。
【００１３】更に、前記支持板をスラスト荷重受け面に
取付けられた少なくとも１つのＯリングによって弾性的
に支持して、支持板をスラスト荷重伝達面に押付け、支
持板とスラスト荷重受け面との間に第２の油膜が形成さ
れるように構成しても良い。
取付けられた少なくとも１つのＯリングによって弾性的
に支持して、支持板をスラスト荷重伝達面に押付け、支
持板とスラスト荷重受け面との間に第２の油膜が形成さ
れるように構成しても良い。
【００１４】また、前記支持板をスラスト荷重伝達面と
支持板との間に配置された板ばねによって弾性的に支持
して、支持板をスラスト軸受ケースのスラスト荷重受け
面に押付け、支持板とスラスト荷重伝達面との間に第２
の油膜が形成されるように構成することもできる。
支持板との間に配置された板ばねによって弾性的に支持
して、支持板をスラスト軸受ケースのスラスト荷重受け
面に押付け、支持板とスラスト荷重伝達面との間に第２
の油膜が形成されるように構成することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、図２を参照して、本発明の
第１の実施形態を説明する。図１に示した従来のスラス
ト軸受と同様の部品には、参照番号の百の位を１に換え
て同様の参照番号を付している。本発明の第１の実施形
態による高ダンピングスラスト軸受１００はスラストパ
ッド１０３と軸受アセンブリ１２０とスラスト軸受ケー
ス１１０とを有する。スラストパッド１０３及び軸受ア
センブリ１２０の構造は、従来技術のスラスト軸受２０
０のスラストパッド２０３及び軸受アセンブリ２２０と
同様であるので、それらに関する説明は省略する。本発
明の第１の実施形態では、軸受アセンブリ１２０の軸線
方向外側に、即ち、調整ライナー１０６のスラスト荷重
伝達面１０６ａと軸受ケース１１０のスラスト荷重受け
面１１０ａとの間に、環状の支持板１３０が配置され
る。複数の穴１１０ｂが、スラスト荷重受け面１１０ａ
に設けられる。コイルばね１３１が穴１１０ｂ各々の中
に取付けられ、支持板１３０をスラスト荷重伝達面１０
６ａに押付ける。Ｏリング１３２が穴１１０ｂ各々を取
り囲むように、支持板１３０とスラスト荷重受け面１１
０ａとの間に配置される。
第１の実施形態を説明する。図１に示した従来のスラス
ト軸受と同様の部品には、参照番号の百の位を１に換え
て同様の参照番号を付している。本発明の第１の実施形
態による高ダンピングスラスト軸受１００はスラストパ
ッド１０３と軸受アセンブリ１２０とスラスト軸受ケー
ス１１０とを有する。スラストパッド１０３及び軸受ア
センブリ１２０の構造は、従来技術のスラスト軸受２０
０のスラストパッド２０３及び軸受アセンブリ２２０と
同様であるので、それらに関する説明は省略する。本発
明の第１の実施形態では、軸受アセンブリ１２０の軸線
方向外側に、即ち、調整ライナー１０６のスラスト荷重
伝達面１０６ａと軸受ケース１１０のスラスト荷重受け
面１１０ａとの間に、環状の支持板１３０が配置され
る。複数の穴１１０ｂが、スラスト荷重受け面１１０ａ
に設けられる。コイルばね１３１が穴１１０ｂ各々の中
に取付けられ、支持板１３０をスラスト荷重伝達面１０
６ａに押付ける。Ｏリング１３２が穴１１０ｂ各々を取
り囲むように、支持板１３０とスラスト荷重受け面１１
０ａとの間に配置される。
【００１６】使用において、潤滑用のオイルをオイル供
給口１１２から供給する。オイル供給口１１２から供給
されたオイルは、軸受ケース１１０の内腔に入り、ベー
スリング１０５に設けられた段付き穴１０５ａ、チュー
ブ１０９を通って、パッド面１０３ａに設けられた溝１
０３ｂに供給される。溝１０３ｂに供給されたオイル
は、従来技術のスラストパッドと同様に、スラストカラ
ー１０２の回転によってパッド面１０３ａ全体に広が
り、スラストカラー１０２とパッド面１０３ａとの間に
第１の油膜を形成する。本発明の第１の実施形態による
スラスト軸受１００では、更に、軸受ケース１１０に入
ったオイルは支持板１３０の外周と軸受ケース１１０と
の間の隙間１３０ａを通って、支持板１３０とスラスト
荷重受け面１１０ａとの間の隙間に流れ込み、この隙間
にスクイズ油膜と呼ばれる第２の油膜を形成する。第２
の油膜の厚さは、コイルばね１３１及びＯリング１３２
の弾性により適切な厚さに保たれる。
給口１１２から供給する。オイル供給口１１２から供給
されたオイルは、軸受ケース１１０の内腔に入り、ベー
スリング１０５に設けられた段付き穴１０５ａ、チュー
ブ１０９を通って、パッド面１０３ａに設けられた溝１
０３ｂに供給される。溝１０３ｂに供給されたオイル
は、従来技術のスラストパッドと同様に、スラストカラ
ー１０２の回転によってパッド面１０３ａ全体に広が
り、スラストカラー１０２とパッド面１０３ａとの間に
第１の油膜を形成する。本発明の第１の実施形態による
スラスト軸受１００では、更に、軸受ケース１１０に入
ったオイルは支持板１３０の外周と軸受ケース１１０と
の間の隙間１３０ａを通って、支持板１３０とスラスト
荷重受け面１１０ａとの間の隙間に流れ込み、この隙間
にスクイズ油膜と呼ばれる第２の油膜を形成する。第２
の油膜の厚さは、コイルばね１３１及びＯリング１３２
の弾性により適切な厚さに保たれる。
【００１７】前述のように、回転軸にスラスト荷重が作
用しない場合、又は作用するスラスト荷重が小さい場合
には、スラストカラー１０２とパッド面１０３ａとの間
の隙間が変動するため、スラストカラー１０２とパッド
面１０３ａとの間に、安定した厚さの第１の油膜を形成
することができない。この場合においても、本発明の第
１の実施形態による高ダンピングスラスト軸受１００に
は、支持板１３０とスラスト荷重受け面１１０ａとの間
に安定した第２の油膜が依然として形成されている。こ
の第２の油膜の減衰作用により、回転軸にスラスト荷重
が作用しない場合、又は作用するスラスト荷重が小さい
場合においても、回転軸に発生した軸線方向の振動を十
分に減衰させることができ、回転軸に自励振動が発生す
るのを抑制することができる。
用しない場合、又は作用するスラスト荷重が小さい場合
には、スラストカラー１０２とパッド面１０３ａとの間
の隙間が変動するため、スラストカラー１０２とパッド
面１０３ａとの間に、安定した厚さの第１の油膜を形成
することができない。この場合においても、本発明の第
１の実施形態による高ダンピングスラスト軸受１００に
は、支持板１３０とスラスト荷重受け面１１０ａとの間
に安定した第２の油膜が依然として形成されている。こ
の第２の油膜の減衰作用により、回転軸にスラスト荷重
が作用しない場合、又は作用するスラスト荷重が小さい
場合においても、回転軸に発生した軸線方向の振動を十
分に減衰させることができ、回転軸に自励振動が発生す
るのを抑制することができる。
【００１８】図３は本実施形態をモデル化した振動系を
示す。図３のＭは回転軸及びそれに取付けられた装置の
全質量を表し、Ｋ１は第１の油膜のばね作用、Ｃ１は第
１の油膜の減衰作用を夫々モデル化したものである。更
に、Ｋ２、Ｃ２は、第２の油膜、コイルばね１３１及び
Ｏリング１３２のばね作用及び減衰作用を夫々モデル化
したばね及びダンパーを表し、それらの右端は固定壁
（スラスト荷重受け面に相当）に固定される。従来のス
ラスト軸受は、ばねＫ２、ダンパーＣ２が存在しないモ
デル、即ち、図３のばねＫ１及びダンパーＣ１の右端が
直接固定壁に取付けられたモデルに相当する。従来のス
ラスト軸受では、スラストカラーとスラストパッドとの
間の油膜（ばねＫ１及びダンパーＣ１に相当）が十分に
形成されないと、質量Ｍ（回転軸等）に加振力Ｆが作用
した場合、加振力Ｆによる振動を減衰させることができ
ない。これに対して、本実施形態による高ダンピングス
ラスト軸受では、第１の油膜によるばねＫ１及びダンパ
ーＣ１に加えて、第２の油膜によるばねＫ２及びダンパ
ーＣ２が直列に連結されているため、第１の油膜が形成
されない場合においてもばねＫ２及びダンパーＣ２の作
用によって振動を減衰させることができる。
示す。図３のＭは回転軸及びそれに取付けられた装置の
全質量を表し、Ｋ１は第１の油膜のばね作用、Ｃ１は第
１の油膜の減衰作用を夫々モデル化したものである。更
に、Ｋ２、Ｃ２は、第２の油膜、コイルばね１３１及び
Ｏリング１３２のばね作用及び減衰作用を夫々モデル化
したばね及びダンパーを表し、それらの右端は固定壁
（スラスト荷重受け面に相当）に固定される。従来のス
ラスト軸受は、ばねＫ２、ダンパーＣ２が存在しないモ
デル、即ち、図３のばねＫ１及びダンパーＣ１の右端が
直接固定壁に取付けられたモデルに相当する。従来のス
ラスト軸受では、スラストカラーとスラストパッドとの
間の油膜（ばねＫ１及びダンパーＣ１に相当）が十分に
形成されないと、質量Ｍ（回転軸等）に加振力Ｆが作用
した場合、加振力Ｆによる振動を減衰させることができ
ない。これに対して、本実施形態による高ダンピングス
ラスト軸受では、第１の油膜によるばねＫ１及びダンパ
ーＣ１に加えて、第２の油膜によるばねＫ２及びダンパ
ーＣ２が直列に連結されているため、第１の油膜が形成
されない場合においてもばねＫ２及びダンパーＣ２の作
用によって振動を減衰させることができる。
【００１９】以下に、支持板の支持方法が夫々異なる第
２の実施形態乃至第４の実施形態を説明する。図４乃至
図６において、第１の実施形態と同じ部品には、同一の
参照番号が付されている。ここでは、構成、作用が第１
の実施形態と異なる点のみについて説明し、説明のない
部分については第１の実施形態に関する説明を準用す
る。図４を参照して、第２の実施形態について説明す
る。第２の実施形態によるスラスト軸受１００ａでは、
調整ライナー１０６のスラスト荷重伝達面１０６ａと軸
受ケース１１０のスラスト荷重受け面１１０ａとの間に
環状の支持板１４０が、スラスト荷重伝達面１０６ａに
接触するように配置される。支持板１４０から半径方向
外方に延びる複数の支持ばねピン１４２が軸受ケース１
１０に取付けられ、支持板１４０を弾性的に支持する。
更に、Ｏリング１４１が、環状の支持板１４０の内周に
沿って支持板１４０とスラスト荷重受け面１１０ａとの
間に配置され、支持板１４０の内周を弾性的に支持す
る。
２の実施形態乃至第４の実施形態を説明する。図４乃至
図６において、第１の実施形態と同じ部品には、同一の
参照番号が付されている。ここでは、構成、作用が第１
の実施形態と異なる点のみについて説明し、説明のない
部分については第１の実施形態に関する説明を準用す
る。図４を参照して、第２の実施形態について説明す
る。第２の実施形態によるスラスト軸受１００ａでは、
調整ライナー１０６のスラスト荷重伝達面１０６ａと軸
受ケース１１０のスラスト荷重受け面１１０ａとの間に
環状の支持板１４０が、スラスト荷重伝達面１０６ａに
接触するように配置される。支持板１４０から半径方向
外方に延びる複数の支持ばねピン１４２が軸受ケース１
１０に取付けられ、支持板１４０を弾性的に支持する。
更に、Ｏリング１４１が、環状の支持板１４０の内周に
沿って支持板１４０とスラスト荷重受け面１１０ａとの
間に配置され、支持板１４０の内周を弾性的に支持す
る。
【００２０】使用において、オイル供給口１１２から供
給されたオイルは、スラストカラー１０２とスラストパ
ッド１０３との間に第１の油膜を構成する。一方、供給
されたオイルの一部は環状の支持板１４０の外周と軸受
ケース１１０との間の隙間１４０ａを通って支持板１４
０とスラスト荷重受け面１１０ａとの間の隙間に入り、
その隙間にスクイズ油膜である第２の油膜を形成する。
支持ばねピン１４２及びＯリング１４１の弾性により、
第２の油膜を適正な厚さに保つ。第２の実施形態の作動
をモデル化したものも図３と同一になる。ここで、ばね
Ｋ２、ダンパーＣ２は、第２の油膜、支持ばねピン１４
２及びＯリング１４１のばね作用及び減衰作用を夫々モ
デル化したものに相当する。第２の実施形態においても
第２の油膜が形成され、その減衰作用により、回転軸１
０１にスラスト荷重が作用しないとき、又はスラスト荷
重が小さいときにも回転軸に発生する軸線方向の振動を
減衰させることができる。
給されたオイルは、スラストカラー１０２とスラストパ
ッド１０３との間に第１の油膜を構成する。一方、供給
されたオイルの一部は環状の支持板１４０の外周と軸受
ケース１１０との間の隙間１４０ａを通って支持板１４
０とスラスト荷重受け面１１０ａとの間の隙間に入り、
その隙間にスクイズ油膜である第２の油膜を形成する。
支持ばねピン１４２及びＯリング１４１の弾性により、
第２の油膜を適正な厚さに保つ。第２の実施形態の作動
をモデル化したものも図３と同一になる。ここで、ばね
Ｋ２、ダンパーＣ２は、第２の油膜、支持ばねピン１４
２及びＯリング１４１のばね作用及び減衰作用を夫々モ
デル化したものに相当する。第２の実施形態においても
第２の油膜が形成され、その減衰作用により、回転軸１
０１にスラスト荷重が作用しないとき、又はスラスト荷
重が小さいときにも回転軸に発生する軸線方向の振動を
減衰させることができる。
【００２１】次に、図５を参照して、第３の実施形態に
ついて説明する。第３の実施形態によるスラスト軸受１
００ｂでは、環状の支持板１５０が軸受アセンブリ１２
０の荷重伝達面１０６ａに接触するように配置される。
支持板１５０の外周に沿ってＯリング１５２を、内周に
沿ってＯリング１５３を、夫々、支持板１５０とスラス
ト荷重受け面１１０ａとの間に配置する。複数の穴１５
１が支持板１５０に設けられ、該穴１５１は、軸受アセ
ンブリ１２０よりも半径方向外側、Ｏリング１５２より
も半径方向内側の位置に設けられる。
ついて説明する。第３の実施形態によるスラスト軸受１
００ｂでは、環状の支持板１５０が軸受アセンブリ１２
０の荷重伝達面１０６ａに接触するように配置される。
支持板１５０の外周に沿ってＯリング１５２を、内周に
沿ってＯリング１５３を、夫々、支持板１５０とスラス
ト荷重受け面１１０ａとの間に配置する。複数の穴１５
１が支持板１５０に設けられ、該穴１５１は、軸受アセ
ンブリ１２０よりも半径方向外側、Ｏリング１５２より
も半径方向内側の位置に設けられる。
【００２２】使用において、オイル供給口１１２から供
給されたオイルは、スラストカラー１０２とスラストパ
ッド１０３との間に第１の油膜を構成する。一方、供給
されたオイルの一部は支持板１５０の複数の穴１５１を
通って支持板１５０と軸受ケース１１０のスラスト荷重
受け面１１０ａとの間の隙間に入り、その隙間にスクイ
ズ油膜である第２の油膜を形成する。Ｏリング１５２及
び１５３の弾性により、第２の油膜を適正な厚さに保
つ。第３の実施形態の作動をモデル化したものも図３と
同一になる。ここで、ばねＫ２、ダンパーＣ２は、第２
の油膜及びＯリング１５２、１５３のばね作用及び減衰
作用を夫々モデル化したものに相当する。第３の実施形
態においても第２の油膜が形成され、その減衰作用によ
り、回転軸１０１にスラスト荷重が作用しないとき、又
はスラスト荷重が小さいときにも回転軸に発生する軸線
方向の振動を減衰させることができる。
給されたオイルは、スラストカラー１０２とスラストパ
ッド１０３との間に第１の油膜を構成する。一方、供給
されたオイルの一部は支持板１５０の複数の穴１５１を
通って支持板１５０と軸受ケース１１０のスラスト荷重
受け面１１０ａとの間の隙間に入り、その隙間にスクイ
ズ油膜である第２の油膜を形成する。Ｏリング１５２及
び１５３の弾性により、第２の油膜を適正な厚さに保
つ。第３の実施形態の作動をモデル化したものも図３と
同一になる。ここで、ばねＫ２、ダンパーＣ２は、第２
の油膜及びＯリング１５２、１５３のばね作用及び減衰
作用を夫々モデル化したものに相当する。第３の実施形
態においても第２の油膜が形成され、その減衰作用によ
り、回転軸１０１にスラスト荷重が作用しないとき、又
はスラスト荷重が小さいときにも回転軸に発生する軸線
方向の振動を減衰させることができる。
【００２３】次に、図６を参照して、第４の実施形態に
ついて説明する。第４の実施形態によるスラスト軸受１
００ｃでは、環状の支持板１６０がスラスト荷重受け面
１１０ａに接するように配置される。環状の支持板１６
０の外周及び内周には軸線方向内側に直角に折り曲げら
れた縁部が設けられ、外周の縁部には複数の穴１６１が
設けられている。板ばね１６２が調整ライナー１０６の
スラスト荷重伝達面１０６ａと支持板１６０との間に配
置され、支持板１６０をスラスト荷重受け面１１０ａに
押付ける。
ついて説明する。第４の実施形態によるスラスト軸受１
００ｃでは、環状の支持板１６０がスラスト荷重受け面
１１０ａに接するように配置される。環状の支持板１６
０の外周及び内周には軸線方向内側に直角に折り曲げら
れた縁部が設けられ、外周の縁部には複数の穴１６１が
設けられている。板ばね１６２が調整ライナー１０６の
スラスト荷重伝達面１０６ａと支持板１６０との間に配
置され、支持板１６０をスラスト荷重受け面１１０ａに
押付ける。
【００２４】使用において、オイル供給口１１２から供
給されたオイルは、スラストカラー１０２とスラストパ
ッド１０３との間に第１の油膜を構成する。一方、供給
されたオイルの一部は支持板１６０の複数の穴１６１を
通って支持板１６０と調整ライナー１０６のスラスト荷
重伝達面１０６ａとの間の隙間に入り、その隙間にスク
イズ油膜である第２の油膜を形成する。板ばね１６２の
弾性により、第２の油膜を適正な厚さに保つ。第４の実
施形態の作動をモデル化したものも図３と同一になる。
ここで、ばねＫ２、ダンパーＣ２は、第２の油膜及び板
ばね１６２のばね作用及び減衰作用を夫々モデル化した
ものに相当する。第４の実施形態においても第２の油膜
が形成され、その減衰作用により、回転軸１０１にスラ
スト荷重が作用しないとき、又はスラスト荷重が小さい
ときにも回転軸に発生する軸線方向の振動を減衰させる
ことができる。以上、本発明の好ましい実施形態を説明
したが、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、
特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内におい
て、開示した実施形態に種々の変更をすることができ
る。
給されたオイルは、スラストカラー１０２とスラストパ
ッド１０３との間に第１の油膜を構成する。一方、供給
されたオイルの一部は支持板１６０の複数の穴１６１を
通って支持板１６０と調整ライナー１０６のスラスト荷
重伝達面１０６ａとの間の隙間に入り、その隙間にスク
イズ油膜である第２の油膜を形成する。板ばね１６２の
弾性により、第２の油膜を適正な厚さに保つ。第４の実
施形態の作動をモデル化したものも図３と同一になる。
ここで、ばねＫ２、ダンパーＣ２は、第２の油膜及び板
ばね１６２のばね作用及び減衰作用を夫々モデル化した
ものに相当する。第４の実施形態においても第２の油膜
が形成され、その減衰作用により、回転軸１０１にスラ
スト荷重が作用しないとき、又はスラスト荷重が小さい
ときにも回転軸に発生する軸線方向の振動を減衰させる
ことができる。以上、本発明の好ましい実施形態を説明
したが、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、
特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内におい
て、開示した実施形態に種々の変更をすることができ
る。
【００２５】ここでは、キングスベリーらによって開発
されたタイプのすべりスラスト軸受に第１乃至第４の実
施形態を適用した場合について説明したが、これらの実
施形態は固定スラストパッドを採用したスラスト軸受
等、他のタイプのスラスト軸受にも全く同様に適用する
ことができる。また、第２の油膜が、スラストカラーの
片側又は両側に複数形成されるようにスラスト軸受を構
成しても良い。また、支持板を省略し、調整ライナー１
０６のスラスト荷重伝達面１０６ａとスラスト荷重受け
面１１０ａとの間に第２の油膜が構成されるようにスラ
スト軸受を構成することもできる。
されたタイプのすべりスラスト軸受に第１乃至第４の実
施形態を適用した場合について説明したが、これらの実
施形態は固定スラストパッドを採用したスラスト軸受
等、他のタイプのスラスト軸受にも全く同様に適用する
ことができる。また、第２の油膜が、スラストカラーの
片側又は両側に複数形成されるようにスラスト軸受を構
成しても良い。また、支持板を省略し、調整ライナー１
０６のスラスト荷重伝達面１０６ａとスラスト荷重受け
面１１０ａとの間に第２の油膜が構成されるようにスラ
スト軸受を構成することもできる。
【００２６】
【発明の効果】本発明による高ダンピングスラスト軸受
により、回転軸にスラスト荷重が作用しないとき、又は
スラスト荷重が小さくなったときにおいても、回転軸を
安定的に支持し、回転軸の軸線方向の振動を減衰させる
ことができる。
により、回転軸にスラスト荷重が作用しないとき、又は
スラスト荷重が小さくなったときにおいても、回転軸を
安定的に支持し、回転軸の軸線方向の振動を減衰させる
ことができる。
【図１】従来技術のすべりスラスト軸受の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１の実施形態による高ダンピングス
ラスト軸受の断面図である。
ラスト軸受の断面図である。
【図３】本発明の実施形態の作動をモデル化した模式図
である。
である。
【図４】本発明の第２の実施形態による高ダンピングス
ラスト軸受の断面図である。
ラスト軸受の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による高ダンピングス
ラスト軸受の断面図である。
ラスト軸受の断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による高ダンピングス
ラスト軸受の断面図である。
ラスト軸受の断面図である。
１００ 高ダンピングスラスト軸受 １０１ 回転軸 １０２ スラストカラー １０３ スラストパッド １０３ａ パッド面 １０３ｂ 溝 １０４ ロッカー １０５ ベースリング １０６ 調整ライナー １０９ チューブ １１０ スラスト軸受ケース １１２ オイル供給口 １２０ 軸受アセンブリ １３０ 支持板 １３１ コイルばね １３２ Ｏリング １４０ 支持板 １４１ Ｏリング １４２ 支持ばねピン １５０ 支持板 １５２、１５３ Ｏリング １６０ 支持板 １６２ 板ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 種宏 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 3J011 AA04 BA17 JA02 KA03 LA06 MA03 3J012 AB07 AB13 BB02 CB05 DB04 FB01
Claims (5)
- 【請求項１】 回転軸の半径方向外方に延出するスラス
トカラーのフランジ面と所定の隙間を介して向い合うパ
ッド面を有するスラストパッドと、 スラストカラーから軸方向に遠ざかる位置にスラスト荷
重伝達面を有する、前記スラストパッドを支持するため
のスラストパッド支持手段と、 前記スラストパッドと前記スラストパッド支持手段とを
収容する内腔を有し、該内腔が前記スラスト荷重伝達面
と向い合うように配置されたスラスト荷重受け面を有す
るスラスト軸受ケースと、を有し、 前記所定の隙間に供給されたオイルによって第１の油膜
を形成する、スラスト軸受において、 前記スラスト荷重伝達面と前記スラスト荷重受け面との
間に配置された支持板を更に有し、 前記スラスト荷重伝達面及び／又は前記スラスト荷重受
け面と、前記支持板との間に第２の油膜を形成すること
を特徴とする、高ダンピングスラスト軸受。 - 【請求項２】 前記支持板を前記スラスト軸受ケースに
取付けられた複数のコイルばねによって弾性的に支持し
て、前記支持板を前記スラスト荷重伝達面に押付け、前
記支持板と前記スラスト荷重受け面との間に第２の油膜
が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の高ダ
ンピングスラスト軸受。 - 【請求項３】 前記支持板を回転軸に対して放射方向に
取付けられた少なくとも１つの支持ばねピンによって弾
性的に支持して、前記支持板を前記スラスト荷重伝達面
に押付け、前記支持板と前記スラスト荷重受け面との間
に第２の油膜が形成されることを特徴とする、請求項１
に記載の高ダンピングスラスト軸受。 - 【請求項４】 前記支持板を前記スラスト軸受ケースの
前記スラスト荷重受け面に取付けられた少なくとも１つ
のＯリングによって弾性的に支持して、前記支持板を前
記スラスト荷重伝達面に押付け、前記支持板と前記スラ
スト荷重受け面との間に第２の油膜が形成されることを
特徴とする、請求項１に記載の高ダンピングスラスト軸
受。 - 【請求項５】 前記支持板を前記スラスト荷重伝達面と
前記支持板との間に配置された板ばねによって弾性的に
支持して、前記支持板を前記スラスト軸受ケースの前記
スラスト荷重受け面に押付け、前記支持板と前記スラス
ト荷重伝達面との間に第２の油膜が形成されることを特
徴とする、請求項１に記載の高ダンピングスラスト軸
受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258401A JP2002070853A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 高ダンピングスラスト軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258401A JP2002070853A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 高ダンピングスラスト軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002070853A true JP2002070853A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18746720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000258401A Withdrawn JP2002070853A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 高ダンピングスラスト軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002070853A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN106884868A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-06-23 | 哈尔滨电气动力装备有限公司 | 抗瞬态变形分层式水润滑推力瓦 |
| CN107642542A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-01-30 | 中车集团台州第七八六工厂 | 一种高速止推滑动轴承 |
| CN108223568A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-06-29 | 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 | 一种燃气轮机用长寿命复合轴承 |
| CN110056571A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-07-26 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种燃气轮机用耦合双向止推油膜阻尼器支承系统 |
-
2000
- 2000-08-29 JP JP2000258401A patent/JP2002070853A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20150119340A (ko) | 2013-03-19 | 2015-10-23 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 회전축 지지 구조 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |