JP2009185843A - 軸受装置及び回転機械 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸が軸線に対して弓なりに変形して、パッドの内周面が回転軸の周面に均一に接触しない片当りという現象に有効に対応することができ、軸受特性を安定化させることができるジャーナル軸受装置及び該ジャーナル軸受装置を備えた回転機械を提供する。
【解決手段】軸受ハウジング５１の外周面５１Ａと前記軸受架台５０の内周面５０Ａとが接する接触面５３を、回転軸１０の軸線Ｍに沿って外側に突出する凸状曲面に形成し、該凸状曲面の接触面５３を介して該軸受ハウジング５１を軸受架台５０に対して揺動自在に支持する。さらに前記軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂ、又は前記パッド５２の外周面５２Ａの少なくとも一方を、軸線Ｍに沿った曲面に形成するとともに、該軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂとパッド５２の外周面５２Ａとの間の離間距離Ｌを、軸線Ｍに沿って中央部側から端部側に向かって次第に大きくなるように設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、片当りによる応力集中の低減を図ることが可能な滑り軸受装置及び該軸受装置を備えた回転機械に関する。

従来、この種の軸受装置として、特許文献１に示される「パッド型ジャーナル軸受」、及び特許文献２に示される「ティルティングパッド軸受」が知られている。これら特許文献に示される軸受装置は、いずれも、被支持体となる回転軸が中央部を貫通するように設けられた軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内にて該回転軸の軸回りに沿うように配置された複数のパッドと、を具備するものである。また、特許文献１では、回転軸の軸回りに沿うように配置された複数のパッドが、該回転軸の軸方向に沿うように２組設けられている。
特開昭６２−１１８１１４号公報 実開平５−４２７４４号公報

ところで、上記特許文献に示される軸受装置では、回転機械の大型化に伴ってロータである回転軸の自重が大きくなり、該回転軸がその軸線に対して弓なりに変形するという現象が発生する。そして、このような回転軸の変形によって、パッドの内周面が該回転軸の周面に均一に接触しない片当りという現象が発生し、これによりパッドに過剰な磨耗が発生して、温度上昇が生じるという問題が生じていた。図９は、この片当りの現象を模式的に表わしたもので、符号９０は回転軸、符号９１は該回転軸９０を軸支するパッドを示している。また、上述したようなパッドの片当りにより磨耗が発生した場合には、軸受特性が変化して軸振動の安定性が低下するという問題も発生していた。

一方、タービンやコンプレッサーといった大型の回転機械では、特許文献２に示されるティルティングパッド軸受が使用されている。該ティルティングパッド軸受では、パッドの回転軸に接する側と反対側の背面を、外方に向けて湾曲する形状とし、このような湾曲形状によって、回転軸の変形に追従させるようにしているが、該変形に対する追従が十分ではなく、軸受特性を安定化させるという点で問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、回転軸が軸線に対して弓なりに変形して、パッドの内周面が回転軸の周面に均一に接触しない片当り現象に有効に対応することができ、軸受特性を安定化させることができる軸受装置及び該軸受装置を備えた回転機械を提供する。

上記課題を解決するために本発明では、装置本体の軸受架台に支持されて被支持体となる回転軸が中央部を貫通する軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内にて該回転軸の軸回りに沿うように配置されて該回転軸を回転自在に支持する複数のパッドと、を具備する軸受装置であって、前記軸受ハウジングの外周面と前記軸受架台の内周面とが接する接触面は、前記回転軸の軸方向に沿って外側に突出する凸状曲面を形成し、該凸状曲面の接触面を介して前記軸受ハウジングが軸受架台に対して揺動自在に支持され、前記軸受ハウジングの内周面、又は前記パッドの外周面の少なくとも一方は、軸方向に沿った曲面を形成し、該軸受ハウジングの内周面とパッドの外周面との間の離間距離を、軸方向に沿う中央部側から端部側に向かって次第に大きくなるように設定したことを特徴とする。

上記の構成では、軸受ハウジングの内周面又はパッドの外周面の少なくとも一方が、軸方向に沿う曲面を形成し、これら内周面と外周面の離間距離が、軸方向に沿う中央部側から端部側に向かって次第に大きくなるように設定したので、回転軸が自重や外部から伝達される振動などで、その軸線に対して弓なりに変形して軸方向と直交する方向に変位した場合に、軸受ハウジングによるパッドの支持位置が、回転軸の軸方向に沿う曲面に沿って徐々に移動することで、回転軸の変形に対して確実に追従することができ、従来のような、パッドに対して部分的に応力が集中することで生じる磨耗、温度上昇を防止し、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる。一方、軸受ハウジングの外周面と軸受架台の内周面とが接触する接触面が、回転軸の軸方向に沿って外側に突出する凸状曲面とされ、該凸状曲面の接触面を介して該軸受ハウジングが軸受架台に対して揺動自在に支持されていることから、上述したように、回転軸がその軸線に対して弓なりに変形した場合であっても、軸受架台に対して軸受ハウジングが、曲面を形成する接触面を介してスリップすることにより、これら軸受ハウジングと軸受架台との間に歪を生じさせることなく、軸受架台に対して軸受ハウジングを安定して揺動自在に支持させることができる。すなわち、回転軸がその軸線に対して弓なりに変形した場合に、軸受架台に対して軸受ハウジングが揺動しつつ、軸受ハウジングによるパッドの支持位置が、回転軸の軸方向に沿う曲面に沿って徐々に移動することで、これらパッド、軸受ハウジング、軸受架台の間に歪を発生させず、かつパッドに対して部分的な応力集中を生じさせること無く、該パッドにより回転軸を安定して支持することができる。

また、本発明では、前記パッドの外周面を軸方向に沿って略平坦に形成するとともに、軸受ハウジングの内周面を、回転軸の軸方向に対して内側に突出する凸状曲面に形成することを特徴とする。

上記の構成では、パッドの外周面が軸方向に沿って略平坦であるために、容易に加工することができ、また、既存のパッドをそのまま使用することができ、製造コストの低減を図ることができる。すなわち、製造コストの低減を図りつつ、上述したように、回転軸の軸線に沿う変形に対してパッドを確実に追従させることができ、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる。

また、本発明では、前記軸受ハウジングの内周面の軸方向に沿う中央部に、軸方向に略平行な平坦面を形成することを特徴とする。

上記の構成では、回転軸がその軸線に対して弓なりに変形していない正常な場合においては、軸受ハウジングの内周面の軸方向に沿う平坦な中央部によってパッドを、回転軸を径方向外方から安定した状態で支持できる。また、回転軸がその軸線に対して弓なりに変形した場合には、前述したように、軸方向に沿う中央部から端部側に向かって次第に大きくなる離間距離を有する軸受ハウジングの内周面とパッドの外周面によって、軸受ハウジングによるパッドの支持位置が、回転軸の軸方向にある曲面に沿って徐々に移動して、回転軸の変形に対して確実に追従することができ、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる。

また、本発明では、前記軸受ハウジングの内周面に対して前記各パッドを軸回りに沿うようにそれぞれ固定する支持部材を備え、該支持部材を、前記パッドの外周面の軸方向端部側、又は前記パッドの側面のいずれかに設けて、該パッドを位置決め支持することを特徴とする。

上記の構成では、パッドの外周面の軸方向端部側、又は該パッドの側面のいずれかに、該パッドを位置決め支持する支持部材を設けた。すなわち、軸受ハウジングに応力が発生する軸方向に沿う中央部付近以外の箇所で、支持部材によりパッドを該軸受ハウジングに対して位置決め支持するようにしたので、該支持部材に掛かる負荷を低減させつつ、該支持部材によりパッドを軸受ハウジングに対して保持させることができる。

また、本発明では、前記軸受ハウジングの内周面に対して前記各パッドを軸回りに沿うようにそれぞれ支持する支持部材を備え、該支持部材を、前記パッド内にて回転軸の軸方向に沿うように配置するとともに、軸方向と直交する方向に変形可能な可撓性を有する材料により形成することを特徴とする。

上記の構成では、回転軸がその軸線に対して弓なりに変形した場合に、パッドを支持する軸受ハウジングの支持位置が、回転軸の軸方向にある曲面に沿って徐々に移動することで、該パッドに対して部分的に応力が集中することを防止できるとともに、該パッドが変形した場合であってもその変形に追従して支持部材が撓むことで、該支持部材とパッドとの間に歪が発生せず、該支持部材によりパッドを安定して支持することができる。

また、本発明では、前記軸受装置が回転軸を軸支することにより回転機械を構成することを特徴とする。

上記の構成では、ガスタービン、圧縮機、過給機などの回転機械の回転軸を上記軸受装置によって軸支することで、回転軸の変形に対して確実にパッドを追従させ、該パッドに対して部分的に応力が集中することを防止できるので、該パッドの軸受性能を長期に亙って維持することができ、回転機器内の軸受に係わるメンテナンスコストを低く抑えることができる。

本発明によれば、回転軸が自重や外部から伝達される振動などで、その軸線に対して弓なりに変形した場合に、軸受架台に対して軸受ハウジングが揺動しつつ、軸受ハウジングによるパッドの支持位置が、回転軸の軸方向に沿う曲面に沿って徐々に移動することで、これらパッド、軸受ハウジング、軸受架台の間に歪を発生させず、かつパッドに対して部分的な応力集中を生じさせること無く、該パッドにより回転軸を安定して支持させることができる。すなわち、回転軸の変形に対して軸受ハウジング及びパッドを確実に追従させることができ、従来のような、パッドに対して部分的に応力が集中することで生じる磨耗、温度上昇を防止し、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる効果が得られる。

（第１の実施形態）
本発明の第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係わる軸受装置が搭載される回転機械の一例として、蒸気タービン１が示されている。蒸気タービン１は、蒸気タービン１に流入する蒸気（作動流体）の量と圧力を調整する調整弁２と、圧力を保持するケーシング３と、動力を発生する動力発生部４と、動力をコンプレッサー等の機械に伝達するロータ５とを主たる構成としている。

調整弁２は、ケーシング３の内部に複数個取り付けられており、それぞれ図示しないボイラから蒸気が流入する調整弁室６と、弁体７と、弁座８とを備えている。弁座８は、略円筒形状をし、その軸心はロータ５の軸心と直交している。また、ロータ５はその回転軸１０が、ジャーナル軸受装置１００（後述する）及び図示しないスラスト軸受装置によって軸支されている。

弁座８の内径は、ロータ５に向かう方向に徐々に拡大し、先端部は蒸気室１１に連通している。弁座８の蒸気室１１に対して反対側端部の内面は内側に凸な曲率を持つ曲面９を形成している。弁体７の下部形状は、球体の一部分を形成しており、弁座８の曲面９に接離可能に設けられている。弁体７が、弁座８から離れると蒸気流路が開き、弁座８に接触すると蒸気流路が閉じられることになる。調整弁２は、弁体７の開け閉めにより蒸気流量を制御する。さらに、複数の調整弁２の開閉タイミングを調整して蒸気タービンの出力を制御する。

蒸気室１１は、調整弁２から流入する蒸気を動力発生部４に案内するものであり、略ドーナツ型形状をしている。蒸気室１１の蒸気流路は内側に向かって行くに従って狭くなり、かつロータ５の軸心と平行する向きに偏向する。

動力発生部４は、ケーシング３に固定されたノズル２０と、ロータ５に取り付けられた動翼２１とを備えている。ノズル２０と動翼２１との１組を段落といい、本実施形態では６段落備えている。ノズル２０は、蒸気通路内で蒸気を膨張させて速度エネルギーを生み、流れの向きを変えて軸の回転方向の運動量を作る作用をする。動翼２１は、ノズル２０で速度エネルギーに変換された蒸気のエネルギーを吸収して、ロータ５の回転エネルギーに変換する作用をする。

ノズル２０は、放射状に多数配置され、ケーシング３に強固に固定されたリング状の仕切板外輪２２と、リング状の仕切板内輪２３とで保持されている。仕切板内輪２３のロータ５側端部とロータ５との間には、蒸気漏れを防止するシール構造となっている。蒸気圧力の高い段落では、シール構造としてラビリンス構造を採用している。

動翼２１は、放射状に多数配置され、ロータ５に突出して円筒状に設けられたディスク２４の外周部に強固に取り付けられている。最終段の動翼２１の先端には、シュラウド２５が取り付けられ、仕切板外輪２２側のシュラウド２５に対向する位置には、蒸気漏れを防止するためのフィンが取り付けられている。

ロータ５は、軸受装置１００（後述する）により回転自在に支持されている。ロータ５は、動力発生部４で発生した動力をコンプレッサー等の機械に伝達する作用をする。ロータ５とケーシング３の間には、蒸気等の漏れを防止するシール構造が設けられている。蒸気タービン１を作動させて仕事を終えた排気蒸気は、排気室２６を通って図示しない復水器に送られる。

次に、図１及び図２を参照して、ロータ５の回転軸１０に組み付けられたジャーナル軸受装置１００について説明する。このジャーナル軸受装置１００は、装置本体（図示略）に固定された軸受架台５０と、軸受架台５０に支持されて被支持体となる回転軸１０が中央部を貫通する軸受ハウジング５１と、該軸受ハウジング５１内にて該回転軸１０の軸回り（矢印（イ）方向）に沿うように配置されて該回転軸１０の外周面１０Ａを回転自在に支持する複数のパッド５２と、を具備するものであって、軸受ハウジング５１内は、潤滑油が満たされる油槽となっている。軸受ハウジング５１は全体として円筒形状に形成されており、軸受架台５０に嵌合、支持されている。また、軸受ハウジング５１の内周側には、回転軸１０の軸回り（矢印（イ）で示す）に沿うように複数のパッド５２が配置されている。本実施形態において、各パッド５２の回転軸１０と面する内周面及びその反対側の外周面は、ともに、回転軸１０の軸回りに該回転軸１０の外周面に沿うような湾曲形状であるとともに、回転軸１０の軸方向に該軸方向と略平行となる平坦な形状となっている。

軸受架台５０及び軸受ハウジング５１について、軸受架台５０の内周面５０Ａと軸受ハウジング５１の外周面５１Ａとが接する接触面５３は、回転軸１０の軸線Ｍに対して外側に突出する凸状曲面を形成し、該軸受架台５０に対して軸受ハウジング５１をスリップ可能とし、これにより軸受ハウジング５１は、軸受架台５０に対して該凸状曲面に沿って揺動自在（矢印Ａ−Ｂ方向に揺動自在）に支持されている。

また、軸受ハウジング５１には、パッド５２が収納される凹状の収納部５４が回転軸１０の軸回りに環状に形成されており、この収納部５４内に、軸線Ｍに沿った曲面を形成しかつパッド５２を支持する内周面５１Ｂが形成されている。この曲面を形成する軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂは、その中央部が内方の回転軸１０側に突出した形状となっている。これによって軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂと、軸線Ｍに沿って平坦なパッド５２の外周面５２Ａとの間の離間距離（符号Ｌで示す）は、軸線Ｍに沿って中央部側から端部側に向かって次第に大きくなるように形成されている。また、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂは、図２に示すように、通常時において、中央の突出した部分が回転軸１０の外周面１０Ａに接触してパッド５２を支持する。

また、軸受ハウジング５１において、軸線Ｍ方向中央部には各パッド５２と対応してピボット５７が突出している。また、対応するパッド５２の外周面には、ピボット５７の先端が係合された凹部５８が設けられている。そして、これらピボット５７及び凹部５８によってパッド５２は、軸受ハウジング５１に対して軸線Ｍ回り及び軸線Ｍ方向に位置決め保持されている。

そして、このような構成のジャーナル軸受装置１００では、以下のような作用及び効果が奏される。まず、回転軸１０が自重や外部から伝達される振動などで、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形して、軸線Ｍに対して直交する方向に変位した場合（図９に示されるような現象の場合）に、例えばパッド５２の形状が一点鎖線で示すように変化する。これにより、軸受ハウジング５１によるパッド５２の支持位置５５が、回転軸１０の軸線Ｍの方向の曲面に沿って徐々に移動し、回転軸１０の変形に対して追従して、確実にパッド５２に対して回転軸１０を軸支させることができる。

また、軸受ハウジング５１の外周面５１Ａと軸受架台５０の内周面５０Ａとが接触する接触面５３は、回転軸１０の軸線Ｍに沿って外側に突出する凸状曲面とされ、該凸状曲面の接触面５３を介して該軸受ハウジング５１が軸受架台５０に対して揺動自在（矢印Ａ−Ｂ方向に揺動自在）に支持されている。このため、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形した場合であっても、軸受架台５０に対して軸受ハウジング５１が、曲面を形成する接触面５３を介してスリップすることにより、これら軸受ハウジング５１と軸受架台５０との間に歪を生じさせることなく、軸受架台５０に対して軸受ハウジング５１を安定して揺動自在に支持させることができる。すなわち、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形した場合に、軸受架台５０に対して軸受ハウジング５１が揺動しつつ、軸受ハウジング５１によるパッド５２の支持位置が、回転軸１０の軸方向に沿う曲面に沿って徐々に移動することで、これらパッド５２、軸受ハウジング５１、軸受架台５０の間に歪を発生させず、かつパッド５２に対して部分的な応力集中を生じさせること無く、該パッド５２により回転軸１０を安定して支持させることができる。その結果、従来のような、パッド５２に対して部分的に応力が集中することで生じる磨耗、温度上昇を防止し、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる。

また、上記構成のジャーナル軸受装置１００では、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂを軸線Ｍに沿った曲面としてパッド５２の外周面５２Ａとの間の離間距離Ｌを軸線Ｍに沿って中央部側から端部側に向かって次第に大きくなるようにしており、パッド５２は、外周面５２Ａが軸線Ｍに沿って略平坦な形状としている。このため、上記効果を奏しつつ、パッド５２を容易に加工することができ、また、既存のパッド５２をそのまま使用することができ、製造コストの低減を図ることができる。すなわち、製造コストの低減を図りつつ、上述したように、回転軸１０の軸線Ｍに沿う変形に対してパッド５２を確実に追従させることができ、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる。

なお、上記実施形態では、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂを軸線Ｍに沿って内方側に突出した曲面とし、かつパッド５２の外周面５２Ａを平坦面としたが、これに限定されず、図３に示すように、パッド５２の外周面５２Ａを軸線Ｍに沿って外方側に突出した曲面としても良い。また、図４に示すように、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂを軸線Ｍに沿って外方側に突出した曲面とし、かつパッド５２の外周面５２Ａを軸線Ｍに沿って外方側に突出した曲面としても良い。そして、このような図３及び図４の例においても、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂとパッド５２の外周面５２Ａとの間の離間距離（符号Ｌで示す）が、軸線Ｍに沿って中央部側から端部側に向かって次第に大きくなるように設定されているので、図２の軸受装置１００と同様に、回転軸１０が自重や外部から伝達される振動などで、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形して、軸線Ｍと直交する方向に変位した場合（図９に示されるような現象の場合）に、軸受ハウジング５１によるパッド５２の支持位置５５が、回転軸１０の軸方向の曲面に沿って徐々に移動し、回転軸１０の変形に対して追従して、確実にパッドに対して回転軸１０を軸支させることができる。その結果、従来のような、パッド５２に対して部分的に応力が集中することで生じる磨耗、温度上昇を防止し、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２実施形態について、図５を参照して説明する。本実施形態のジャーナル軸受装置１０１が、第１実施形態のジャーナル軸受装置１００と構成を異にするのは、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂの形状である。すなわち、該軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂは軸線Ｍに沿った曲面とされるとともに、該曲面の中央部は、内方の回転軸１０側に突出した形状とされ、かつ該曲面が突出した部分の頂上部は軸線Ｍに略平行な平坦面５６に形成されている。

そして、このようなジャーナル軸受装置１０１では、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形していない正常な場合においては、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂ中央の平坦面５６によってパッド５２を、回転軸１０を径方向外方から安定した状態で支持できる。また、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形した場合には、第１実施形態と同様に、軸線Ｍに沿い中央部から端部側に向かって次第に大きくなる離間距離Ｌを有する軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂとパッド５２の外周面５２Ａによって、軸受ハウジング５１によるパッド５２の支持位置５５が、回転軸１０の軸方向の曲面に沿って徐々に移動して、回転軸１０の変形に対して確実に追従することができ、軸受特性を常時安定した状態に維持することができる。

なお、第２実施形態に示されるような、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂの頂上部に形成される軸線Ｍに沿う略平行な平坦面５６は、図３又は図４に示される構成のジャーナル軸受装置に適用しても良い。

（第３の実施形態）
本発明の第３実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。本実施形態のジャーナル軸受装置１０２が、第１実施形態のジャーナル軸受装置１００と構成を異にするのは、図６に示すように、軸受ハウジング５１にパッド５２を支持する支持部材となるピポット６０の位置である。このピポット６０は、その基端部が軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂ側の軸方向端部に固定されかつその先端部が該内周面５１Ｂから突出するように配置されるとともに、その先端部が、対向するパッド５２の外周面５２Ａに形成された凹部６１内に挿入される。そして、このようなピポット６０と凹部６１との係合によって、パッド５２が軸受ハウジング５１に対して軸方向及び軸回り（矢印（イ）方向）に位置決めされる。また、凹部６１内に挿入されたピポット６０と、凹部６１との間にはクリアランス６２が形成され、該クリアランス６２の分だけ、パッド５２が軸受ハウジング５１に対して自由に移動することができ、これによって回転軸１０の変形、変位に対してパッド５２を追従させることが可能となる。また、ピポット６０と該ピポット６０を係合する凹部６１とは、間隔６４を有する軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂと、パッド５２の外周面５２Ａの端部にそれぞれ形成されている。すなわち、軸受ハウジング５１に応力が発生する軸線Ｍに沿う中央部付近以外の箇所に、ピポット６０と該ピポット６０を係合する凹部６１が設けられている。

以上の構成としたように第３実施形態に示されるジャーナル軸受装置１０２では、パッド５２の外周面５２Ａの軸線方向端部側で、かつ軸受ハウジング５１に応力が発生する軸線Ｍに沿う中央部付近以外の箇所にピポット６０を設け、該ピポット６０により、パッド５２を該軸受ハウジング５１に対して位置決め支持するようにしたので、該ピポット６０に掛かる負荷を低減させつつ、該ピポット６０によりパッド５２を軸受ハウジング５１に対して位置決め保持させることができる。

なお、本実施形態では、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂに前記各パッド５２を位置決め保持するピポット６０を備えたが、これに限定されず、パッド５２の外周面５２Ａ側の軸線Ｍに沿った端部にピポット６０を設け、かつ軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂに、ピポット６０を係合する凹部６１を設けても良い。あるいは、両端部に対をなして設けるものとしても良い。また、上記では、ピポット６０が軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂに設けられ、また、凹部６１が、パッド５２の外周面５２Ａに設けられるものとしたが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、パッド５２を収納するように凹状に配置された収納部５４の壁面５４Ａと、パッド５２の側面５２Ｂとにそれぞれ設けても良い。そして、この場合、収納部５４の壁面５４Ａ、パッド５２の側面５２Ｂのいずれに、ピポット６０又は凹部６１を配置するかは適宜、設定されるものとする。

（第４の実施形態）
本発明の第４実施形態について、図８を参照して説明する。本実施形態のジャーナル軸受装置１０３が、第３実施形態のジャーナル軸受装置１０２と構成を異にするのは、支持部材の形態である。すなわち、第４実施形態では、軸受ハウジング５１の内周面５１Ｂに対してパッド５２を位置決め保持するための支持部材が、可撓性を有するロッド６５により形成されていることに特徴を有している。該ロッド６５は、パッド５２を貫通して回転軸１０の軸線Ｍに沿うように配置されるとともに、その端部が、収納部５４の壁面５４Ａに形成された凹部６６内に係合されているものであって、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形した場合には、これに追従して軸線Ｍと直交する方向に変形する。

そして、以上の構成のようにした第４実施形態に示されるジャーナル軸受装置１０３では、回転軸１０がその軸線Ｍに対して弓なりに変形することに応じて、パッド５２が同様に変形した場合であってもその変形に追従して支持部材であるロッド６５が撓むことで、ロッド６５とパッド５２との間に応力集中が発生せず、該ロッド６５によりパッド５２を安定して支持できる効果も奏される。

なお、第４実施形態では、パッド５２を回転軸１０の軸方向に沿って貫通するようにロッド６５を設けたが、これに限定されず、パッド５２を貫通させることなく、分割したロッド６５を、収納部５４の壁面５４Ａ付近にのみ設けることで、パッド５２を軸受ハウジング５１に位置決め支持させるようにしても良い。また、第３及び第４実施形態に示される支持部材は、図３又は図４に示される構成のジャーナル軸受装置に適用しても良い。

また、上記の第１〜第４実施形態は、回転機械の一例である蒸気タービン１に適用した場合について述べたものであるが、これに限定されず、上述したジャーナル軸受装置１００〜１０３を、蒸気タービン１以外の圧縮機、過給機などの回転機械に組み込んでも良い。そして、このような圧縮機、過給機などの回転機械においても、パッド５２に対して部分的に応力が集中することで生じる磨耗、温度上昇を防止し、軸受特性を常時安定した状態に維持することができ、その結果、ガスタービン、圧縮機、過給機などの回転機械の軸受の高寿命化を図り、これら回転機器の軸受部分に係わるメンテナンスコストを低く抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明が適用される蒸気タービンの概略を示す正面図である。 本発明の第１実施形態として示したジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。 図２の一の変形例を示すジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。 図２の他の変形例を示すジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。 本発明の第２実施形態として示したジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。 本発明の第３実施形態として示したジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。 図６の変形例を示すジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。 本発明の第４実施形態として示したジャーナル軸受装置の側方視した断面図である。 従来の軸受装置の問題を説明するための概要図である。

符号の説明

１０ 回転軸（被支持体）
１０Ａ 外周面
５０ 軸受架台
５０Ａ 内周面
５１ 軸受ハウジング
５１Ａ 外周面
５１Ｂ 内周面
５２ パッド
５２Ａ 外周面
５２Ｂ 側面
５３ 接触面
５４ 収納部
５４Ａ 壁面
５６ 平坦面
６０ ピポット（支持部材）
６５ ロッド（支持部材）
１００、１０１、１０２、１０３ 軸受装置

Claims (6)

1. 装置本体の軸受架台に支持されて被支持体となる回転軸が中央部を貫通する軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内にて該回転軸の軸回りに沿うように配置されて該回転軸を回転自在に支持する複数のパッドと、を具備する軸受装置であって、
   前記軸受ハウジングの外周面と前記軸受架台の内周面とが接する接触面は、前記回転軸の軸方向に沿って外側に突出する凸状曲面を形成し、該凸状曲面の接触面を介して前記軸受ハウジングが軸受架台に対して揺動自在に支持され、
   前記軸受ハウジングの内周面、又は前記パッドの外周面の少なくとも一方は、軸方向に沿った曲面を形成し、該軸受ハウジングの内周面とパッドの外周面との間の離間距離を、軸方向に沿う中央部側から端部側に向かって次第に大きくなるように設定したことを特徴とする軸受装置。
2. 前記パッドの外周面が軸方向に沿って略平坦に形成されるとともに、軸受ハウジングの内周面が回転軸の軸方向に対して内側に突出する凸状曲面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
3. 前記軸受ハウジングの内周面の軸方向に沿う中央部には、軸方向に略平行な平坦面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の軸受装置。
4. 前記軸受ハウジングの内周面に対して前記各パッドを軸回りに沿うようにそれぞれ固定する支持部材を備え、
   該支持部材は、前記パッドの外周面の軸方向端部側、又は前記パッドの側面のいずれかに設けられて、該パッドを位置決め支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 前記軸受ハウジングの内周面に対して前記各パッドを軸回りに沿うようにそれぞれ支持する支持部材を備え、
   該支持部材は、前記パッド内にて回転軸の軸方向に沿うように配置されるとともに、軸方向と直交する方向に変形可能な可撓性を有する材料により形成されていることを特徴とする特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載されている軸受装置によって回転軸を軸支することを特徴とする回転機械。

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