JP2011231783A - ジャーナル軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＯＰ構造とＬＢＰ構造の共用化が可能なティルティングパッド軸受などのジャーナル軸受を提供する。
【解決手段】ティルティングパッド軸受１１を、環状油路１３ｇと、第１の給油口１３ｊ及び第２の給油口１３ｍとが形成されている円環状の軸受ハウジング１３と、ロータ１４を回転可能に支持する奇数個の軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅと、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの移動を規制し、且つ、給油ノズル１６ｄを備えた奇数個のパッドストップ１６Ａ〜１６Ｅと、円環状を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して上下方向へ偏心調整可能な偏心調整機構２０Ａ〜２０Ｆとを有する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明はターボ機械（圧縮機及び駆動用蒸気タービン）などの回転機械のジャーナル軸受に関する。

ターボ機械（圧縮機及び駆動用蒸気タービン）などの回転機械に用いられるティルティングパッド軸受においては、従来、回転機械のロータの振動安定性の優位さから、ＬＯＰ（Load on pad）の構造が採用されている。

図５は従来のＬＯＰ構造のティルティングパッド軸受の横断面図、図６は図５のＡ−Ａ線矢視断面図である。

図５及び図６示すように、ティルティングパッド軸受１は、ターボ機械（圧縮機及び駆動用蒸気タービン）などの回転機械の軸受台２に取り付けられる。ティルティングパッド軸受１は円環状の軸受ハウジング３と、５個の軸受パッド５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅと、３個の給油片７Ａ，７Ｂ，７Ｃとを有している。

軸受パッド５Ａ〜５Ｅは、何れも横断面形状が円弧状であり（図５参照）、軸受ハウジング３の内周面３ａに前記内周面３ａの周方向に沿って等間隔に配置されて円環状を成しており、その内側に水平に挿通された回転機械のロータ（回転軸）４を回転可能に支持している。また、各軸受パッド５Ａ〜５Ｂは、背面（外側の面）にピボット５ａが設けられており、このピボット５ａの球面５ｂが軸受ハウジング３の内周面３ａに当接している。このため、各軸受パッド５Ａ〜５Ｂは、ピボット５ａ（前記球面５ｂと前記内周面３ａの接点）を中心にして、ロータ４の周方向や軸方向に揺動可能であり、ロータ４の動きにつれて自動調心作用をする。
また、各軸受パッド５Ａ〜５Ｅは、パッド固定用ボルト６によって、軸受ハウジング３へ前記揺動が可能な状態で取り付けられ、且つ、軸受ハウジング３の内周面３ａの周方向への移動が規制されている。

そして、ティルティングパッド軸受１は、ロータ４の真下に１個の軸受パッド５Ａが位置し、この１個の軸受パッド５Ａによってロータ４の荷重を支持するＬＯＰ構造となっている。

また、給油片７Ａ〜７Ｃは給油ノズル７ａを備えており、特に下側の３枚の軸受パッド５Ａ，５Ｂ，５Ｅの内面５ｄに給油するため、軸受パッド５Ａ，５Ｅの間と軸受パッド５Ａ，５Ｂの間と軸受パッド５Ｂ，５Ｃの間にそれぞれ設けられている。ロータ４が図５の矢印Ｂ方向に回転すると、給油片７Ａ〜７Ｃの給油ノズル７ａから吐出された潤滑油が、軸受パッド５Ａ，５Ｂ，５Ｅの内面５ｄとロータ４の外周面４ａとの間にそれぞれ供給されて、これらの間に油膜を形成する。
なお、従来のティルティングパッド軸受が記載されている先行技術文献としては、例えば次のものがある。

特開２００９−１６８２０５号公報

近年、特に大型のジャーナル軸受（ティルティングパッド軸受）に対しては、ターボ機械を購入する顧客から、ＬＢＰ（Load between pad）構造のティルティングパッド軸受を要求されることがある。ＬＢＰ構造のティルティングパッド軸受は、２個の軸受パッドでロータの荷重を分担して支持するため、ＬＯＰ構造に比べて軸受パッドの温度が下がり、軸受静特性（温度特性）に優れている。

この場合、例えば図５のティルティングパッド軸受１を、その周方向に１８０度回転させて、軸受パッド５Ｃと軸受パッド５Ｄの間の部分をロータ４の真下に位置させれば、その左右両側の２個の軸受パッド５Ｃ，５Ｄによってロータ４の荷重を支持するＬＢＰ構造を実現することができるように思われる。
しかしながら、次の２つの理由から、図５のＬＯＰ構造のティルティングパッド軸受１を単に１８０度回転させても、ＬＢＰ構造のティルティングパッド軸受として利用することはできない。

１つ目の理由は、図５のＬＯＰ構造のティルティングパッド軸受１では、ロータ４が回転して軸受パッド５Ａとロータ４の間に油膜が形成されたとき、ロータ４の中心（芯）と軸受台２の内周面２ａの中心とが一致するようにするため、軸受ハウジング３の外周面３ｂの中心に対して、軸受ハウジング３の内周面３ａの中心を上側に偏心させている、ということである。

このことを図７，図８に基づいて説明する。説明のため、仮に円環状を成す軸受パッド５Ａ〜５Ｅの内面５ｄに沿った仮想円Ｒの直径Φを２００ｍｍ、ロータ４の直径Φを１９０ｍｍとする。この場合、図７に示すように、軸受台２の内周面２ａの中心Ｐ１に対し、軸受ハウジング３の内周面３ａ及び外周面３ｂの中心を一致させて、軸受パッド５Ａ〜５Ｅの中心（仮想円Ｒの中心）も一致させた状態でティルティングパッド軸受１を、軸受台２に据え付けたとすると、停止時にロータ４は自重により下がり（落ち込み）、下側の軸受パッド５Ａに接する。このとき、ロータ４の中心Ｐ２と軸受台２の中心Ｐ１とが一致している状態からのロータ４の落ち込み量は、軸受クリアランス（２００−１９０＝１０ｍｍ）の半分の５ｍｍである。このため、軸受台２の中心Ｐ１に対してロータ４の中心Ｐ２は下側に５ｍｍ偏心した状態になる。

この状態から、ロータ４が回転して軸受パッド５Ａの内面５ｄとロータ４の外周面４ａとの間に油膜が形成されると、ロータ４は油膜の厚さ分だけ浮上する。しかし、この油膜の厚さが２ｍｍであるとすると、停止時のロータ４の落ち込み量５ｍｍよりも油膜厚さの方が小さいため、ロータ４は油膜によって２ｍｍ浮上しても、依然として中心Ｐ２が軸受台２の中心Ｐ１に一致せず、３ｍｍ下側に偏心した状態となる。従って、回転時にロータ４の中心Ｐ２を軸受台２の中心Ｐ１に一致させるには、軸受台２の中心Ｐ１に対して軸受パッド５Ａ〜５Ｅの中心（仮想円Ｒの中心）を３ｍｍ上側に偏心させておく必要がある。

そこで、従来のティルティングパッド軸受１では、前述のように軸受ハウジング３の外周面３ｂの中心に対して内周面３ｂの中心を上側に偏心させることにより、軸受台２の中心に対して軸受パッド５Ａ〜５Ｅの中心を上側に偏心させていた。このため、図５のＬＯＰ構造のティルティングパッド軸受１を１８０度回転させても、ＬＢＰ構造のティルティングパッド軸受として利用することはできない。

また、２つ目の理由は、図５のＬＯＰ構造のティルティングパッド軸受１では下側の軸受パッド５Ａ，５Ｂ，５Ｅに給油するために３個の給油片７Ａ，７Ｂ，７Ｃしか設けられていないため、このティルティングパッド軸受１を１８０度回転させても、ロータ４の下側になる軸受パッド５Ｃ，５Ｄに対して給油することができない、ということである。

このため、ＬＢＰ構造の要望があった場合には、当該ＬＢＰ構造のティルティングパッド軸受を新たに製作する必要があり、製作に手間がかかるため、コストアップなどを招いてしまう。

従って本発明は上記の事情に鑑み、ＬＯＰ構造とＬＢＰ構造の共用化が可能なティルティングパッド軸受などのジャーナル軸受を提供することを課題とする。

上記課題を解決する第１発明のジャーナル軸受は、円環状の油路と、１８０度回転対称の位置関係にあり且つ前記円環状の油路に繋がっている第１の給油口及び第２の給油口とが形成されている円環状の軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの内周面に前記内周面の周方向に沿って等間隔に配置されて円環状を成し、内周側に水平に挿通された回転機械の回転軸を回転可能に支持する奇数個の軸受パッドと、
前記軸受パッドの間にそれぞれ配置されて前記軸受パッドの前記周方向への移動を規制し、且つ、前記回転軸の真下に１個の軸受パッドが位置するＬＯＰ構造の場合には軸受支持部材側の油路から前記第１の給油口へ流入し、前記１個の軸受パッドに対して１８０度回転対称の位置関係にある２個の軸受パッドの間が前記回転軸の真下に位置するＬＢＰ構造の場合には前記軸受支持部材側の油路から前記第２の給油口へ流入した後、前記円環状の油路を介して供給される潤滑油を、前記軸受パッドの内面に供給するための給油ノズルを備えた前記奇数個のパッドストップと、
前記軸受ハウジングの外周面と、前記軸受ハウジングの周囲を囲む軸受支持部材の内周面との間に介設され、前記軸受支持部材による前記軸受ハウジングの上下方向の支持位置を調整することにより、円環状を成す前記軸受パッドの内面の中心を、前記軸受支持部材の内周面の中心に対して上下方向へ偏心調整可能な偏心調整手段と、
を有することを特徴とする。

また、第２発明のジャーナル軸受は、第１発明のジャーナル軸受において、
前記偏心調整手段は、シムと、前記軸受支持部材の内周面に当接し且つ前記シムを押さえるアウターライナとを有し、前記シムと前記アウターライナをボルトで前記軸受ハウジングの外周面に固定する構成の偏心調整機構であり、前記奇数個の軸受パッドのそれぞれに対応する複数箇所と、前記２個の軸受パッドの間に対応する一箇所とに設けられるものであり、
前記ＬＯＰ構造の場合には、軸受支持部材側の油路から、前記１個の軸受パッドに対応する位置に設けられる偏心調整機構のシム及びアウターライナに開けられた給油孔を介して、前記第１の給油口へ潤滑油が流入する一方、前記第２の給油口は蓋で塞ぎ、前記ＬＢＰ構造の場合には、軸受支持部材側の油路から、前記２個の軸受パッドの間に対応する位置に設けられる偏心調整機構のシム及びアウターライナに開けた給油孔を介して、前記第２の給油口へ潤滑油が流入する一方、前記第１の給油口は蓋で塞ぐ構成であること、
ことを特徴とする。

また、第３発明のジャーナル軸受は、第１又は第２発明のジャーナル軸受において、
前記軸受パッドが、前記軸受パッドの背面に設けられたピボットを中心にして揺動可能なティルティング式のものであることを特徴とする。

第１発明のジャーナル軸受によれば、円環状の油路と、１８０度回転対称の位置関係にあり且つ前記円環状の油路に繋がっている第１の給油口及び第２の給油口とが形成されている円環状の軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの内周面に前記内周面の周方向に沿って等間隔に配置されて円環状を成し、内周側に水平に挿通された回転機械の回転軸を回転可能に支持する奇数個の軸受パッドと、前記軸受パッドの間にそれぞれ配置されて前記軸受パッドの前記周方向への移動を規制し、且つ、前記回転軸の真下に１個の軸受パッドが位置するＬＯＰ構造の場合には軸受支持部材側の油路から前記第１の給油口へ流入し、前記１個の軸受パッドに対して１８０度回転対称の位置関係にある２個の軸受パッドの間が前記回転軸の真下に位置するＬＢＰ構造の場合には前記軸受支持部材側の油路から前記第２の給油口へ流入した後、前記円環状の油路を介して供給される潤滑油を、前記軸受パッドの内面に供給するための給油ノズルを備えた前記奇数個のパッドストップと、前記軸受ハウジングの外周面と、前記軸受ハウジングの周囲を囲む軸受支持部材の内周面との間に介設され、前記軸受支持部材による前記軸受ハウジングの上下方向の支持位置を調整することにより、円環状を成す前記軸受パッドの内面の中心を、前記軸受支持部材の内周面の中心に対して上下方向へ偏心調整可能な偏心調整手段とを有することを特徴としているため、周方向に１８０度回転させてＬＯＰ構造からＬＢＰ構造へ変更した場合、又は、ＬＢＰ構造からＬＯＰ構造へ変更した場合の何れにおいても、偏心調整手段によって、円環状を成す軸受パッドの内面の中心を、軸受支持部材の内周面の中心に対して上下方向へ偏心調整すること、及び、パッドストップによって下側の１個の軸受パッド（ＬＯＰ構造の場合）又は下側の２個の軸受パッド（ＬＢＰ構造の場合）に潤滑油を供給することが可能である。このため、ジャーナル軸受のＬＯＰ構造とＬＢＰ構造の共用化が可能である。

第２発明のジャーナル軸受によれば、第１発明のジャーナル軸受において、前記偏心調整手段は、シムと、前記軸受支持部材の内周面に当接し且つ前記シムを押さえるアウターライナとを有し、前記シムと前記アウターライナをボルトで前記軸受ハウジングの外周面に固定する構成の偏心調整機構であり、前記奇数個の軸受パッドのそれぞれに対応する複数箇所と、前記２個の軸受パッドの間に対応する一箇所とに設けられるものであり、前記ＬＯＰ構造の場合には、軸受支持部材側の油路から、前記１個の軸受パッドに対応する位置に設けられる偏心調整機構のシム及びアウターライナに開けられた給油孔を介して、前記第１の給油口へ潤滑油が流入する一方、前記第２の給油口は蓋で塞ぎ、前記ＬＢＰ構造の場合には、軸受支持部材側の油路から、前記２個の軸受パッドの間に対応する位置に設けられる偏心調整機構のシム及びアウターライナに開けた給油孔を介して、前記第２の給油口へ潤滑油が流入する一方、前記第１の給油口は蓋で塞ぐ構成であることことを特徴としているため、簡易な構成で容易且つ確実に、軸受支持部材の内周面の中心に対する軸受パッドの内面の中心の偏心調整を行うことができる。

第３発明のジャーナル軸受によれば、第１又は第２発明のジャーナル軸受において、前記軸受パッドが、前記軸受パッドの背面に設けられたピボットを中心にして揺動可能なティルティング式のものであることを特徴としているため、上記第１又は第２発明の効果を有するティルティングパッド軸受を実現することができる。

本発明のジャーナル軸受（ティルティングパッド軸受）をＬＯＰ構造用として用いたときの状態を示す横断面図である。 図１のＣ−Ｃ線矢視断面図（縦断面図）である。 本発明のジャーナル軸受（ティルティングパッド軸受）をＬＢＰ構造用として用いたときの状態を示す横断面図である。 図３のＤ−Ｄ線矢視断面図（縦断面図）である。 従来のＬＯＰ構造のジャーナル軸受（ティルティングパッド軸受）を示す横断面図である。 図５のＡ−Ａ線矢視断面図（横断面図）である。 ロータ停止時の偏心状態を示す説明図である。 ロータ回転時の偏心状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２には本発明の実施の形態例に係るティルティングパッド軸受１１をＬＯＰ構造用として用いるときの状態を示しており、図３及び図４には前記ティルティングパッド軸受１１をＬＢＰ構造用として用いるときの状態を示している。

これらの図１〜図４に示すように、ティルティングパッド軸受１１は、ターボ機械（圧縮機及び駆動用蒸気タービン）等の回転機械の軸受台１２（軸受支持部材）に取り付けられ、前記回転機械のロータ（回転軸）１４を回転可能に支持する。

そして、ティルティングパッド軸受１１は円環状の軸受ハウジング１３と、奇数個（図示例では５個）の軸受パッド１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅと、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅと同数である奇数個（図示例では５個）のパッドストップ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅと、偏心調整手段としての複数個（図示例では６個）の偏心調整機構２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆとを有している。

軸受ハウジング１３は、２分割された半円状の第１の軸受ハウジング片１３Ａと第２の軸受ハウジング片１３Ｂとから成るものである。第１の軸受ハウジング片１３Ａと第２の軸受ハウジング片１３Ｂとを、位置合わせピン１７で位置合わせし、且つ、ボルト１８で締結することによって、円環状の軸受ハウジング１３を構成している。

また、軸受ハウジング１３は、円環状のハウジング本体１３ｃと、このハウジング本体１３ｃの両側面（ロータ１４の軸方向の両側の面）１３ｄにボルト３０で固定された円環状のハウジング側板１３ｅとを有して成るものである。そして、ハウジング本体１３ｃの両側面１３ｄには、軸受ハウジング１３の周方向に沿った円環状の凹部（溝）１３ｆが形成されており、この凹部１３ｆをハウジング側板１３ｅで覆うことによって、軸受ハウジング１３の周方向に沿った円環状の油路（以下、環状油路と称する）１３ｇが形成されている。

また、軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）には、軸受パッド１５Ａに対応する位置において、ロータ１４の軸方向へ延びた油路１３ｉが形成され、この油路１３ｉの両端が両側の環状油路１３ｇに繋がっており、且つ、油路１３ｉから外側へ軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）の外周面１３ｈまで延びた第１の給油口１３ｊ（ＬＯＰ構造の場合の給油口）が形成されている。更に、軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）には、軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間（パッドストップ１６Ｃ）に対応する位置、即ち、第１の給油口１３ｊに対して軸受ハウジング１３の周方向に１８０度回転対称の位置において、ロータ１４の軸方向へ延びた油路１３ｋが形成され、この油路１３ｋの両端が両側の環状油路１３ｇに繋がっており、且つ、油路１３ｋから外側へ軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）の外周面１３ｈまで延びた第２の給油口１３ｍ（ＬＢＰ構造の場合の給油口）が形成されている。従って、第１の給油口１３ｊと第２の給油口１３ｍは、軸受ハウジング１３の周方向（環状油路１３ｇの周方向）において、互いに１８０度回転対称の位置関係になっている。

また、軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）には、パッドストップ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｄ，１６Ｅに対応する位置においても、油路１３ｋと同様にロータ１４の軸方向へ延びた油路１３ｎ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｑがそれぞれ形成され、この油路１３ｎ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｑの両端が両側の環状油路１３ｇにそれぞれ繋がっている。

軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅは、何れも横断面形状が円弧状であり（図１，図３参照）、軸受ハウジング１３（第１及び第２軸受ハウジング片１３Ａ，１３Ｂ）の内周面１３ａに前記内周面１３ａの周方向に沿って等間隔に配置されて円環状を成しており、その内側に水平に挿通されたロータ１４を回転可能に支持している。また、各軸受パッド１５Ａ〜１５Ｂは、背面（外側の面）にピボット１５ａが設けられており、このピボット１５ａの球面１５ｂが軸受ハウジング１３の内周面１３ａに当接している。このため、各軸受パッド１５Ａ〜１５Ｂは、ピボット１５ａ（前記球面１５ｂと前記内周面１３ａの接点）を中心にして、ロータ１４の周方向や軸方向に揺動可能であり、ロータ１４の動きにつれて自動調心作用をする。

パッドストップ１６Ａ〜１６Ｅは、軸受パッド１５Ａ，１５Ｂの間と、軸受パッド１５Ｂ，１５Ｃの間と、軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間と、軸受パッド１５Ｄ，１５Ｅの間と、軸受パッド１５Ａ，１５Ｅの間のそれぞれに配設され、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅのそれぞれ対して、軸受ハウジング１３の内周面１３ａの周方向への移動を規制している。即ち、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅは、パッドストップ１６Ａ〜１６Ｂによって前記周方向の位置決めがなされた状態でロータ１４を回転可能に支持している。

パッドストップ１６Ａ〜１６Ｅは固定手段により軸受ハウジング１３に固定されている。図示例では、パッドストップ１６Ａ〜１６Ｅは、背面側に凸部１６ａが形成されており、この凸部１６ａが軸受ハウジング１３の内周面１３ａに形成されている凹部１３ｂに嵌合されることによって軸受ハウジング１３に固定されている。

また、パッドストップ１６Ａ〜１６Ｅは何れも、潤滑油を軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面（支持面）１５ｃに供給するための給油ノズル１６ｂを有している。給油ノズル１６ｂは、パッドストップ１６Ａ〜１６Ｅに形成された吐出孔１６ｄと油路１６ｃ，１６ｅとを有して成るものである。油路１６ｃはロータ１４の軸方向に延びている。吐出孔１６ｄはパッドストップ１６Ａ〜１６Ｅの先端部に開けられた孔であり、油路１６ｃに通じている。また、吐出孔１６ｄは複数個設けられており、ロータ１４の軸方向に沿って配列されている。パッドストップ１６Ｃの油路１６ｅは、油路１６ｃからロータ１４の径方向に外側へと延びて、第２の給油口１３ｍに繋がり、且つ、ロータ１４の軸方向へも延びて、軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）に形成されている油路１３ｋにも繋がっている。パッドストップ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｄ，１６Ｅの油路１６ｅは、油路１６ｃからロータ１４の径方向に外側へと延び、且つ、ロータ１４の軸方向へも延びて、軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）に形成されている油路１３ｎ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｑにそれぞれ繋がっている。

偏心調整機構２０Ａ〜２０Ｆは、５個の軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅのそれぞれに対応する複数箇所（即ち５箇所）と、軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間（パッドストップ１６Ｃ）に対応する一箇所とにそれぞれ設けられている。偏心調整機構２０Ａ〜２０Ｆは、軸受ハウジング１３の外周面１３ｈと、軸受ハウジング１３の周囲を囲む軸受台１２の内周面（円環状の面）１２ａとの間に介設され、軸受台１２による軸受ハウジング１３の上下方向の支持位置を調整することにより、円環状を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して上下方向へ偏心調整可能なものである。

具体的には、偏心調整機構２０Ａ〜２０Ｆは、シム２１と、軸受台１２の内周面１２ａに当接し且つシム２１を押さえるアウターライナ２２とを有し、シム２１とアウターライナ２２をボルト２３で軸受ハウジング１３（ハウジング本体１３ｃ）の外周面１３ｈに固定する構成のものである。アウターライナ２２は、軸受台１２の内周面１２ａに当接する外面２２ａが前記内周面１２ａに沿った曲面となっており、シム２１側の内面２２ｂが平坦面となっている。偏心調整機構２０Ａ〜２０Ｆは、軸受ハウジング１３の外周面１３ｈの一部を切り欠いた平坦な取付面１３ｒに取り付けられる。
また、図１に示すように、軸受パッド１５Ａに対応する位置に設けられる偏心調整機構２０Ａのシム２１とアウターライナ２２には給油孔２１ａ，２２ｃがそれぞれ開けられている。更に、図３に示すように、軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間に対応する位置に設けられる偏心調整機構２０Ｄのシム２１とアウターライナ２２にも、給油孔２１ａ，２２ｃがそれぞれ開けられている。

図１〜図４に示すように、軸受台１２には油路１２ｂが形成されており、この油路１２ｂが、図１及び図２のＬＯＰ構造の場合には偏心調整機構２０Ａの給油孔２１ａ，２２ｃを介して第１の給油口１３ｊに連通し、図３及び図４のＬＯＰ構造の場合には偏心調整機構２０Ｄの給油孔２１ａ，２２ｃを介して第２の給油口１３ｍに連通する構成となっている。

そして、図１及び図２に示すように、ティルティングパッド軸受１１をＬＯＰ構造用として用いる場合には、ロータ１４の真下に１個の軸受パッド１５Ａが位置するようにティルティングパッド軸受１１を軸受台１２に取り付けて、ロータ１４の荷重を１個の軸受パッド１５Ａによって支持する状態にする。このとき、下側の第２の軸受ハウジング片１３Ｂは、軸受台１２の軸受台本体１２ｃに形成されている半円状の凹部１２ｄに嵌め込まれ、上側の第１の軸受ハウジング片１３Ａは、軸受台１２の半円状のベアリングキャップ１２ｅによって覆われる。即ち、軸受台本体１２ｃ（凹部１２ｄ）とベアリングキャップ１２ｅとから成る内周面１２ａによって、軸受ハウジング１３の周囲を囲む。ベアリングキャップ１２ｅは、軸受台本体１２ｃに位置合わせピン（図示省略）によって位置合わせされ且つボルト（図示省略）によって固定される。なお、図２中の２６は軸受台１２と軸受ハウジング１３の位置合わせを行う位置合わせピンである。

このＬＯＰ構造の場合には、軸受パッド１５Ａに対応する位置に設けられる偏心調整機構２０Ａにおいて、シム２１の枚数や厚さを調整（選定）することにより、軸受台１２による軸受ハウジング１３の上下方向の支持位置を調整し、円環状（仮想円）を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して上下方向へ偏心させることによって、回転時にロータ１４の中心が軸受台１２の内周面１２ａの中心に一致するようにする。一般的には停止時のロータ１４の落ち込み量に比べて、ロータ１４の回転時に軸受パッド５Ａの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に形成される油膜の厚さの方が小さいため、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して、円環状（仮想円）を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を上側へ偏心させる。
なお、このＬＯＰ構造の場合、ロータ１４の真上に位置する第２の給油口１３ｍの部分には偏心調整機構２０Ｄを設けず、第２の給油口１３ｍを蓋（プレート）２５で塞ぐことにより、第２の給油口１３ｍからの油漏れを防ぐ。
また、偏心調整機構２０Ａ以外の偏心調整機構２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅ，２０Ｆにおいても、シム２１の枚数や厚さを調整（選定）することにより、アウターライナ２２が軸受台１２の内周面１２ａに当接するように調整する。

ＬＯＰ構造の場合の潤滑油の流れについて説明すると、給油装置（図示省略）から送られきた潤滑油は、軸受台１２の油路１２ｂを流通した後、偏心調整機構２０Ａの給油孔２１ａ，２２ｃを介して、第１の給油口１３ｊへ流入する。この第１の給油口１３ｊへ流入した潤滑油は、油路１３ｉを経て環状油路１３ｇに流入し、環状油路１３ｇを流通する。この環状油路１３ｇを流通する潤滑油は、油路１３ｋ，１３ｎ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｑを介して、パッドストップ１６Ａ〜１６Ｅの油路１６ｅへ流入する。そして、この油路１６ｅに流入した潤滑油が、油路１６ｅを流通して油路１６ｃへ流入し、吐出孔１６ｄからロータ１４の外周面１４ａへと吐出される。その結果、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に潤滑油が供給され、軸受パッド１５Ａの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に形成される油膜によってロータ１４が浮き上がる。軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に供給された潤滑油は、その後、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅとパッドストップ１６Ａ〜１６Ｅの隙間から排出される。

一方、図３及び図４に示すＬＢＰ構造の場合には、図１及び図２に示すＬＯＰ構造のティルティングパッド軸受１１を、その周方向に１８０度回転させた状態で用いる。
詳述すると、図３及び図４に示すように、ティルティングパッド軸受１１をＬＢＰ構造用として用いる場合には、ロータ１４の真下に軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間の部分（パッドストップ１６Ｃ）が位置するようにティルティングパッド軸受１１を軸受台１２に取り付けて、左右両側の２個の軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄによってロータ１４の荷重を支持する状態にする。このとき、下側の第１の軸受ハウジング片１３Ａは、軸受台１２の軸受台本体１２ｃに形成されている半円状の凹部１２ｄに嵌め込まれ、上側の第２の軸受ハウジング片１３Ｂは、軸受台１２の半円状のベアリングキャップ１２ｅによって覆われる。即ち、軸受台本体１２ｃ（凹部１２ｄ）とベアリングキャップ１２ｅとから成る内周面１２ａによって、軸受ハウジング１３の周囲を囲む。ベアリングキャップ１２ｅは、軸受台本体１２ｃに位置合わせピン（図示省略）によって位置合わせされ且つボルト（図示省略）によって固定される。なお、図４中の２６は軸受台１２と軸受ハウジング１３の位置合わせを行う位置合わせピンである。

このＬＢＰ構造の場合には、軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間（パッドストップ１６Ｃ）に対応する位置に設けられる偏心調整機構２０Ｄにおいて、シム２１の枚数や厚さを調整（選定）することにより、軸受台１２による軸受ハウジング１３の上下方向の支持位置を調整し、円環状（仮想円）を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して上下方向へ偏心させることによって、回転時にロータ１４の中心が軸受台１２の内周面１２ａの中心に一致するようにする。一般的には停止時のロータ１４の落ち込み量に比べて、ロータ１４の回転時に軸受パッド５Ｃ，５Ｄの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に形成される油膜の厚さの方が小さいため、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して、円環状（仮想円）を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を上側へ偏心させる。
なお、ＬＢＰ構造の場合、ロータ１４の真上に位置する第１の給油口１３ｊの部分には偏心調整機構２０Ａを設けず、第１の給油口１３ｊを蓋（プレート）２５で塞ぐことにより、第１の給油口１３ｊからの油漏れを防ぐ。
また、偏心調整機構２０Ｄ以外の偏心調整機構２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅ，２０Ｆにおいても、シム２１の枚数や厚さを調整（選定）することにより、アウターライナ２２が軸受台１２の内周面１２ａに当接するように調整する。

ＬＢＰ構造の場合の潤滑油の流れについて説明すると、給油装置（図示省略）から送られきた潤滑油は、軸受台１２の油路１２ｂを流通した後、偏心調整機構２０Ｄの給油孔２１ａ，２２ｃを介して、第２の給油口１３ｍへ流入する。この第２の給油口１３ｍへ流入した潤滑油は、パッドストップ１６Ｃの油路１６ｅへ流入する。そして、この油路１６ｅに流入した潤滑油が、油路１６ｅを流通して油路１６ｃへ流入し、吐出孔１６ｄからロータ１４の外周面１４ａへと吐出される。また、第２の給油口１３ｍへ流入した潤滑油は、油路１３ｋを経て環状油路１３ｇにも流入し、環状油路１３ｇを流通する。この環状油路１３ｇを流通する潤滑油は、油路１３ｎ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｑを介して、パッドストップ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｄ，１６Ｅの油路１６ｅへ流入する。そして、この油路１６ｅに流入した潤滑油が、油路１６ｅを流通して油路１６ｃへ流入し、吐出孔１６ｄからロータ１４の外周面１４ａへと吐出される。その結果、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に潤滑油が供給され、軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に形成される油膜によってロータ１４が浮き上がる。軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃとロータ１４の外周面１４ａとの間に供給された潤滑油は、その後、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅとパッドストップ１６Ａ〜１６Ｅの隙間から排出される。

以上のように、本実施の形態例のティルティングパッド軸受１１によれば、環状油路１３ｇと、１８０度回転対称の位置関係にあり且つ環状油路１３ｇに繋がっている第１の給油口１３ｊ及び第２の給油口１３ｍとが形成されている円環状の軸受ハウジング１３と、軸受ハウジング１３の内周面１３ａに前記内周面１３ａの周方向に沿って等間隔に配置されて円環状を成し、内周側に水平に挿通された回転機械のロータ１４を回転可能に支持する奇数個の軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅと、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの間にそれぞれ配置されて軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの前記周方向への移動を規制し、且つ、ロータ１４の真下に１個の軸受パッド１５Ａが位置するＬＯＰ構造（図１）の場合には軸受台１２の油路１２ｂから第１の給油口１３ｊへ流入し、前記１個の軸受パッド１５Ａに対して１８０度回転対称の位置関係にある２個の軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間がロータ１４の真下に位置するＬＢＰ構造（図３）の場合には軸受台１２の油路１２ｂから第２の給油口１３ｍへ流入した後、環状油路１３ｇを介して供給される潤滑油を、軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃに供給するための給油ノズル１６ｄを備えた奇数個のパッドストップ１６Ａ〜１６Ｅと、軸受ハウジング１３の外周面１３ｈと、軸受ハウジング１３の周囲を囲む軸受台１２の内周面１２ａとの間に介設され、軸受台１２による軸受ハウジング１３の上下方向の支持位置を調整することにより、円環状を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して上下方向へ偏心調整可能な偏心調整手段（偏心調整機構２０Ａ〜２０Ｆ）とを有することを特徴としているため、周方向に１８０度回転させてＬＯＰ構造からＬＢＰ構造へ変更した場合、又は、ＬＢＰ構造からＬＯＰ構造へ変更した場合の何れにおいても、偏心調整手段によって、円環状を成す軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心を、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対して上下方向へ偏心調整すること、及び、パッドストップ１６Ａ〜１６Ｅによって下側の１個の軸受パッド１５Ａ（ＬＯＰ構造の場合）又は下側の２個軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄ（ＬＢＰ構造の場合）に潤滑油を供給すること可能である。このため、ティルティングパッド軸受１１のＬＯＰ構造とＬＢＰ構造の共用化が可能である。

また、本実施の形態例のティルティングパッド軸受１１によれば、前記偏心調整手段は、シム２１と、軸受台１２の内周面１２ａに当接し且つシム２１を押さえるアウターライナ２２とを有し、シム２１とアウターライナ２２をボルト２３で軸受ハウジング１３の外周面１３ｈに固定する構成の偏心調整機構２０Ａ〜２０Ｆであり、奇数個の軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅのそれぞれに対応する複数箇所と、２個の軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間に対応する一箇所とに設けられるものであり、ＬＯＰ構造の場合には、軸受台１２の油路２１ｂから、１個の軸受パッド１５Ａに対応する位置に設けられる偏心調整機構２０Ａのシム２１及びアウターライナ２２に開けられた給油孔２１ａ，２２ｃを介して、第１の給油口１３ｊへ潤滑油が流入する一方、第２の給油口１３ｍは蓋２５で塞ぎ、ＬＢＰ構造の場合には、軸受台１２の油路１２ｂから、２個の軸受パッド１５Ｃ，１５Ｄの間に対応する位置に設けられる偏心調整機構２０Ｄのシム２１及びアウターライナ２２に開けた給油孔２１ａ，２１ｃを介して、第２の給油口１３ｍへ潤滑油が流入する一方、第１の給油口１３ｊは蓋２５で塞ぐ構成であることことを特徴としているため、簡易な構成で容易且つ確実に、軸受台１２の内周面１２ａの中心に対する軸受パッド１５Ａ〜１５Ｅの内面１５ｃの中心の偏心調整を行うことができる。

なお、ティルティングパッド軸受に設ける軸受パッドの個数は、上記のような５個の場合が一般的であるが、必ずしもこれに限定するものではなく、奇数個（例えば３個、７個）であればよい。軸受パッドが３個以上の奇数個であれば、５個の場合と同様にティルティングパッド軸受を、その周方向に１８０度回転させて、ＬＯＰ構造からＬＢＰ構造への組み替えや、ＬＢＰ構造からＬＯＰ構造への組み替えが可能である。
また、本発明は、軸受台１２の内周面１２ａと軸受ハウジング１３の外周面１３ｈとの間に、軸受支持部材として例えば円環状の軸受環を設けるような場合にも適用することができる。
また、本発明は、必ずしもティルティング式のものに限らず、ティルティング式以外のジャーナル軸受にも適用することができる。

本発明はターボ機械（圧縮機及び駆動用蒸気タービン）などの回転機械のジャーナル軸受に関するものであり、軸受パッドがその背面のピボットを中心にして揺動可能なジャーナル軸受（ティルティングパッド軸受）などに適用して有用なものである。

１１ ティルティングパッド軸受
１２ 軸受台
１２ａ 内周面
１２ｂ 油路
１２ｃ 軸受台本体
１２ｄ 凹部
１２ｅ ベアリングキャップ
１３ 軸受ハウジング
１３ａ 内周面
１３ｂ 凹部
１３ｃ ハウジング本体
１３ｄ 側面
１３ｅ ハウジング側板
１３ｆ 凹部
１３ｇ 円環状の油路（環状油路）
１３ｈ 外周面
１３ｉ 油路
１３ｊ 第１の給油口
１３ｋ 油路
１３ｍ 第２の給油口
１３ｎ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｑ 油路
１３ｒ 取付面
１４ ロータ（回転軸）
１４ａ 外周面
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ 軸受パッド
１５ａ ピボット
１５ｂ 球面
１５ｃ 内面（支持面）
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ パッドストップ
１６ａ 凸部
１６ｂ 給油ノズル
１６ｃ 油路
１６ｄ 吐出孔
１６ｅ 油路
１７ 位置合わせピン
１８ ボルト
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ 偏心調整機構
２１ シム
２１ａ 給油孔
２２ アウターライナ
２２ａ 外面
２２ｂ 内面
２２ｃ 給油孔
２３ ボルト
２５ 蓋（プレート）
２６ 位置合わせピン
３０ ボルト

Claims (3)

1. 円環状の油路と、１８０度回転対称の位置関係にあり且つ前記円環状の油路に繋がっている第１の給油口及び第２の給油口とが形成されている円環状の軸受ハウジングと、
   前記軸受ハウジングの内周面に前記内周面の周方向に沿って等間隔に配置されて円環状を成し、内周側に水平に挿通された回転機械の回転軸を回転可能に支持する奇数個の軸受パッドと、
   前記軸受パッドの間にそれぞれ配置されて前記軸受パッドの前記周方向への移動を規制し、且つ、前記回転軸の真下に１個の軸受パッドが位置するＬＯＰ構造の場合には軸受支持部材側の油路から前記第１の給油口へ流入し、前記１個の軸受パッドに対して１８０度回転対称の位置関係にある２個の軸受パッドの間が前記回転軸の真下に位置するＬＢＰ構造の場合には前記軸受支持部材側の油路から前記第２の給油口へ流入した後、前記円環状の油路を介して供給される潤滑油を、前記軸受パッドの内面に供給するための給油ノズルを備えた前記奇数個のパッドストップと、
   前記軸受ハウジングの外周面と、前記軸受ハウジングの周囲を囲む軸受支持部材の内周面との間に介設され、前記軸受支持部材による前記軸受ハウジングの上下方向の支持位置を調整することにより、円環状を成す前記軸受パッドの内面の中心を、前記軸受支持部材の内周面の中心に対して上下方向へ偏心調整可能な偏心調整手段と、
   を有することを特徴とするジャーナル軸受。
2. 請求項１に記載のジャーナル軸受において、
   前記偏心調整手段は、シムと、前記軸受支持部材の内周面に当接し且つ前記シムを押さえるアウターライナとを有し、前記シムと前記アウターライナをボルトで前記軸受ハウジングの外周面に固定する構成の偏心調整機構であり、前記奇数個の軸受パッドのそれぞれに対応する複数箇所と、前記２個の軸受パッドの間に対応する一箇所とに設けられるものであり、
   前記ＬＯＰ構造の場合には、軸受支持部材側の油路から、前記１個の軸受パッドに対応する位置に設けられる偏心調整機構のシム及びアウターライナに開けられた給油孔を介して、前記第１の給油口へ潤滑油が流入する一方、前記第２の給油口は蓋で塞ぎ、前記ＬＢＰ構造の場合には、軸受支持部材側の油路から、前記２個の軸受パッドの間に対応する位置に設けられる偏心調整機構のシム及びアウターライナに開けた給油孔を介して、前記第２の給油口へ潤滑油が流入する一方、前記第１の給油口は蓋で塞ぐ構成であること、
   ことを特徴とするジャーナル軸受。
3. 請求項１又は２に記載のジャーナル軸受において、
   前記軸受パッドが、前記軸受パッドの背面に設けられたピボットを中心にして揺動可能なティルティング式のものであることを特徴とするジャーナル軸受。

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