JP2017137918A - ティルティングパッドジャーナル軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重支持能力および減衰効果を確保し、かつ、パッドを冷却する。【解決手段】ティルティングパッド軸受１は、軸受ハウジング１０と、複数のパッド２０と、フィン部３０と、を備える。パッド２０は、軸受ハウジング１０の内周面に配列され、回転軸５を支持する。フィン部３０は、パッド２０の表面に設けられ、複数のフィン３１を有する。フィン部３０は、パッド２０の表面のうち回転軸５と対向する表面であるパッド軸受面２０ｓ以外の表面に設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、ティルティングパッドジャーナル軸受に関する。

例えば特許文献１には、従来のティルティングパッドジャーナル軸受が記載されている。ティルティングパッドジャーナル軸受は、回転軸が高速で回転する回転機械に使用され、オイルホイップやオイルホワールといった不安定振動を抑制可能な軸受である。ティルティングパッドジャーナル軸受は、回転軸を回転自在に支持する複数のパッドを備える。パッドのパッド軸受面と、回転軸と、の隙間に潤滑油が巻き込まれる。このパッドの温度が上昇しすぎるとパッドが焼損し、ティルティングパッドジャーナル軸受が軸受として適切に機能しなくなるおそれがある。

同文献には、パッドの温度上昇の抑制を図った技術が記載されている。この技術では、パッド軸受面に給油溝が設けられている。この給油溝から供給される低温の潤滑油により、パッド軸受面の温度上昇を抑制することが図られている。

特開２００９−３０７０４号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、パッド軸受面に給油溝が設けられていることにより、次の問題がある。パッド軸受面上では、回転軸を支持するための圧力が発生している。しかし、パッド軸受面と回転軸との隙間を回転軸回転方向に流れる潤滑油の流路が、給油溝の部分で急拡大し、負圧が発生する。そのため、回転軸を支持するための圧力が低下し、回転軸の荷重を支持する能力（荷重支持能力）が低下するという問題がある。さらに、ティルティングパッドジャーナル軸受では、パッド軸受面と回転軸との隙間の油膜によって、減衰効果（振動抑制効果）が発生するところ、給油溝の部分では減衰効果は発生しない。そのため、給油溝が設けられていないパッドに比べ、減衰効果が低下するという問題がある。

そこで本発明は、荷重支持能力および減衰効果を確保し、かつ、パッドを冷却できるティルティングパッドジャーナル軸受を提供することを目的とする。

本発明のティルティングパッドジャーナル軸受は、軸受ハウジングと、複数のパッドと、突起部と、を備える。前記パッドは、前記軸受ハウジングの内周面に配列され、回転軸を支持する。前記突起部は、前記パッドの表面に設けられ、複数の突起を有する。前記突起部は、前記パッドの表面のうち前記回転軸と対向する表面であるパッド軸受面以外の表面に設けられる。

上記構成により、荷重支持能力および減衰効果を確保し、かつ、パッドを冷却できる。

ティルティングパッド軸受１を軸方向Ｚから見た断面図である。 ティルティングパッド軸受１の変形例（ＬＯＰ）を示す図１相当図である。 図１に示すパッド２０などを軸方向Ｚから見た図である。 図３に示すパッド２０などの斜視図である。 第２実施形態の図３相当図である。 図５に示すパッド２０などを径方向外側Ｒ２から見た模式図である。 パッド２０の最高温度を示すグラフである。 第３実施形態の図６相当図である。 第４実施形態の図５相当図である。 変形例の図３相当図である。 変形例の図４相当図である。

（第１実施形態）
図１〜図４を参照して第１実施形態のティルティングパッド軸受１（ティルティングパッドジャーナル軸受）について説明する。

ティルティングパッド軸受１（冷却フィン付きティルティングパッド軸受）は、回転機械の回転軸５を回転自在に支持する軸受である。ティルティングパッド軸受１は、軸受ハウジング１０と、パッド２０と、フィン部３０（突起部）と、を備える。回転軸５を有する回転機械には、例えば、圧縮機のように流体を圧縮するもの、ポンプやブロワのように流体を圧送するもの、またはタービンのように流体を膨張させるものなどがある。以下、軸方向Ｚ、径方向Ｒ（径方向内側Ｒ１、径方向外側Ｒ２）、および回転方向Ｃ（回転方向上流側Ｃ１、回転方向下流側Ｃ２）については、回転軸５の中心軸を基準とする。

軸受ハウジング１０は、回転軸５およびパッド２０などを覆う、円筒状の部材である。軸受ハウジング１０は、図３に示す給油口１１を備える。給油口１１は、軸受ハウジング１０内に潤滑油を供給するための給油手段である。潤滑油は、ティルティングパッド軸受１の潤滑および冷却に用いられる。給油口１１は、軸受ハウジング１０の内周面に形成された穴である。給油口１１は、径方向内側Ｒ１に向く。給油口１１の向きは、給油口１１の出口における、給油口１１の中心軸の方向であり、給油口１１から噴射される潤滑油の流れＦの向きである。給油口１１は、上流側パッド２０Ａと下流側パッド２０Ｂとのパッド間スペースＳ２に向く。径方向Ｒから見た給油口１１の出口の形状は、例えば円形である。

パッド２０（軸受パッド）は、図１に示すように、回転軸５を支持する、略板状の部材である。パッド２０は、複数設けられ、例えば５枚設けられる。複数のパッド２０は、軸受ハウジング１０の内周面に配列され、回転軸５の周りに配列され、回転方向Ｃに配列される。パッド２０は、図１および図３において模式的に図示した支点２０ｐで、軸受ハウジング１０の内周面と接触する。図１に示すパッド２０は、軸方向Ｚに直交する断面内で、支点２０ｐを中心に揺動できる。各パッド２０は、各パッド２０に作用する荷重の大きさに応じて、軸受ハウジング１０に対して最適な角度に傾斜する。図３に示すように、パッド２０の表面うち、回転軸５と対向する表面をパッド軸受面２０ｓとする。パッド軸受面２０ｓは、潤滑油を介して回転軸５に当たる。パッド２０は、地金２１と、ホワイトメタル２２と、を備える。地金２１は、例えば厚さ数十ｍｍであり、一般的な金属の中で熱伝導率が比較的高い金属である。ホワイトメタル２２は、地金２１の径方向内側Ｒ１表面にコーティングされたものであり、パッド軸受面２０ｓを形成する。ホワイトメタル２２は、例えば厚さ数ｍｍであり、一般的な金属の中で比較的軟らかく、なじみ性の良い金属である。なお、ホワイトメタル２２を、ホワイトメタル２２以外の金属に代えてもよい。

（パッド２０の温度上昇など）
このパッド２０の設置方式は、一般的に二通りに分類される。図１に示すように、回転軸５からティルティングパッド軸受１に作用する軸受荷重の作用線（図１における「９０°」を参照）が２つのパッド２０の間を通るように、パッド２０が設置される方式は、Load Between Pads（以下ＬＢＰ）と呼ばれる。ＬＢＰでは、作用線の両隣にあるパッド２０が、他のパッド２０に比べて大きな負荷を受ける。図２に示すように、回転軸５からティルティングパッド軸受１に作用する軸受荷重を１つのパッド２０に作用させるように、パッド２０が設置される方式は、Load On Pad（以下ＬＯＰ）と呼ばれる。ＬＯＰでは、作用線が通るパッド２０が、他のパッド２０に比べて大きな負荷を受ける。他のパッド２０に比べて大きな負荷を受けるパッド２０では、潤滑油の粘性発熱による温度上昇が高くなる。なお、回転軸５からティルティングパッド軸受１に作用する軸受荷重は、回転軸５の自重と、回転軸５に連結されているギア等から回転軸５を介してパッド２０に作用する力と、の合力である。

図３に示すように、このパッド２０のパッド軸受面２０ｓと回転軸５との間には、隙間Ｓ１がある。潤滑油が隙間Ｓ１に流入し、油膜が形成される。回転軸５が回転すると、潤滑油が隙間Ｓ１に回転方向下流側Ｃ２へ巻き込まれることで、パッド２０に対して回転軸５を浮上させる、くさび効果が発生する。このとき、潤滑油は、隙間Ｓ１を回転方向下流側Ｃ２へと流れる。その際の粘性摩擦により、潤滑油の温度が上昇する。このため、１つのパッド２０と回転軸５との隙間Ｓ１における潤滑油の温度は、回転方向下流側Ｃ２ほど高くなる。その結果、１つのパッド２０におけるパッド軸受面２０ｓの温度も、回転方向下流側Ｃ２ほど高くなる。また、パッド２０の回転方向下流側Ｃ２端部の温度は、パッド２０の軸方向Ｚ中央ほど高くなる。パッド軸受面２０ｓの温度が高くなりすぎると、パッド２０が焼損するおそれがある。特に、パッド軸受面２０ｓとしてホワイトメタル２２が用いられた場合、ホワイトメタル２２は融点が低い（地金２１よりも低い）ので、パッド２０の焼損が生じやすい。パッド２０が焼損すると、ティルティングパッド軸受１が軸受として適切に機能しなくなるおそれがある。そのため、ティルティングパッド軸受１を備える機械の故障につながるおそれがある。そのため、パッド２０を冷却することでパッド軸受面２０ｓを冷却し、パッド軸受面２０ｓの温度上昇を抑制することが重要である。特に、図１に示す複数のパッド２０のうち、回転軸５からの軸受荷重を受けるパッド２０の、回転方向下流側Ｃ２端部を冷却することが好ましく、パッド２０温度の抑制に効果的である。

フィン部３０（突起部）は、パッド２０と潤滑油との伝熱面積を広くすることで、パッド２０を冷却するための部分である。フィン部３０は、少なくとも、複数のパッド２０のうち回転軸５からの軸受荷重を受けるパッド２０に設けられる。ＬＢＰの場合、フィン部３０は、少なくとも、軸受荷重の作用線の両隣（回転方向上流側Ｃ１および回転方向下流側Ｃ２）に配置されるパッド２０に設けられる。図２に示すＬＯＰの場合、フィン部３０は、少なくとも、軸受荷重の作用線が通るパッド２０に設けられる。図３に示すように、フィン部３０は、パッド２０の表面に設けられる。フィン部３０は、パッド２０の表面のうち、パッド軸受面２０ｓ以外の表面に設けられる。

このフィン部３０は、以下のように設けられることが好ましい。フィン部３０は、フィン部３０を備えない従来のパッドが有している軸受としての性能を確保できるように設けられる。さらに詳しくは、フィン部３０は、回転軸５を支持する支持力、パッド２０の剛性、およびティルティングパッド軸受１による減衰特性（振動抑制効果）を確保できるように設けられる。フィン部３０は、回転軸５を支持するのに必要な受圧面積をパッド軸受面２０ｓが有するように設けられる。例えば、従来のパッドに溝を掘る形でフィン部３０を形成すると、支持力や剛性を確保できない場合がある。そこで、例えば、フィン部３０は、従来のパッドの外側にフィン部３０を追加するように設けられる。

このフィン部３０は、パッド２０の表面の中で温度が高い部分に設けられることが好ましい。具体的には、フィン部３０は、パッド２０の回転方向下流側Ｃ２の端部の表面に設けられる。フィン部３０は、効率よく放熱するために、ホワイトメタル２２よりも熱伝導率の高い地金２１の部分に設けられる。図４に示すように、フィン部３０は、少なくとも、パッド２０の幅方向中央部に設けられる。パッド２０の幅方向は、軸方向Ｚである。「パッド２０の幅方向中央部」の幅Ｗ１は、パッド２０の全幅Ｗ２の１／３である。フィン部３０は、パッド２０の幅方向の一端から他端にわたる全体（全幅）に設けられる。

このフィン部３０は、従来のパッドと比べて、図３に示すパッド軸受面２０ｓよりも径方向外側Ｒ２部分のパッド２０の熱容量が低下しないように設けられることが好ましい。例えば、図１０に示すように、従来のパッドのパッド軸受面２０ｓよりも径方向外側Ｒ２部分に溝を掘る（くりぬく、えぐる）ことでフィン部３０を形成した場合について考える。すると、パッド軸受面２０ｓよりも径方向外側Ｒ２部分のパッド２０の体積が減り、フィン部３０とパッド軸受面２０ｓとの間に薄い部分２０ｃが形成される。すると、この薄い部分２０ｃの熱容量が小さいことによる熱飽和により、フィン部３０を設けない場合に比べ、かえってパッド２０の温度を上昇させる場合がある。そこで、図３に示すように、フィン部３０は、パッド軸受面２０ｓよりも回転方向下流側Ｃ２に設けられる。軸方向Ｚから見たとき、フィン部３０の底部３０ａは、パッド軸受面２０ｓの回転方向下流側Ｃ２の端から径方向Ｒに沿って径方向外側Ｒ２に延ばした仮想線Ｌと、仮想線Ｌよりも回転方向下流側Ｃ２の部分と、を含む領域内にある。例えば、底部３０ａは、従来のパッドの表面に沿うように配置される。軸方向Ｚから見た底部３０ａの断面は、直線状である。

このフィン部３０は、パッド２０の回転方向Ｃにおける端部の表面（本実施形態では回転方向下流側Ｃ２の端部の表面）にのみ設けられる。この場合、従来のティルティングパッド軸受の軸受ハウジング１０の径を変えることなく、本実施形態のティルティングパッド軸受１を適用できる。よって、従来のティルティングパッド軸受から、本発明のティルティングパッド軸受１に容易に交換できる。その結果、ティルティングパッド軸受１が設けられる機械を改造する必要がない。

このフィン部３０の高さは、次のように設定されることが好ましい。「フィン部３０の高さ」とは、底部３０ａから回転方向下流側Ｃ２へのフィン部３０の寸法である。フィン部３０が設けられた１つのパッド２０を上流側パッド２０Ａとし、上流側パッド２０Ａよりも１つだけ回転方向下流側Ｃ２に（隣に）配置されるパッド２０を下流側パッド２０Ｂとする。上流側パッド２０Ａと下流側パッド２０Ｂとの間を、パッド間スペースＳ２とする。このとき、パッド間スペースＳ２で潤滑油が対流しやすいように、フィン部３０の高さが設定される。具体的には、フィン部３０の高さは、回転方向Ｃにおける上流側パッド２０Ａと下流側パッド２０Ｂとの間隔（最短距離）の、１／５以下である。フィン部３０と潤滑油とで熱を伝えやすくするために、フィン部３０の高さは、上記の間隔の、１／１０以上であることが好ましい。

このフィン部３０の回転方向上流側Ｃ１端部かつ径方向内側Ｒ１端部と、ホワイトメタル２２の回転方向下流側Ｃ２端部と、には連続した面取り部がある。面取り部があることで、パッド２０およびフィン部３０の破損を抑制できる。フィン部３０は、互いに平行に配置される複数のフィン３１（突起）を有する。なお、図４では、複数のフィン３１のうち一部にのみ符号を付した（図６、図８についても同様）。

フィン３１は、フィン３１どうしの隙間を潤滑油が流れることができるように配置される。フィン３１の数は、多いほど良い。フィン３１の厚さは、例えば約１ｍｍである。フィン３１どうしの間隔は、例えば約１ｍｍである。複数のフィン３１それぞれは、径方向Ｒおよび回転方向Ｃに延びる（軸方向Ｚに直交する方向に延びる）。複数のフィン３１間の隙間は、フィン部３０を径方向Ｒに貫通する。

（潤滑油の流れ）
潤滑油は、図３に示すティルティングパッド軸受１外部にある油ポンプ（図示なし）から、ティルティングパッド軸受１に供給される。潤滑油は、給油口１１を通り、パッド間スペースＳ２に供給される。温度の低い潤滑油がパッド間スペースＳ２で対流することで、温度の高いパッド２０の熱が、フィン部３０を通じて潤滑油に伝えられる。その結果、パッド２０の温度が低下する。フィン部３０から熱が伝えられることで温度が上がった潤滑油は、回転軸５と下流側パッド２０Ｂとの隙間を通過したのち、ティルティングパッド軸受１の外側に排出される。フィン３１（図４参照）が軸方向Ｚに直交する方向に延びるので、フィン３１間の潤滑油は、径方向Ｒおよび回転方向Ｃに流れやすい。よって、パッド間スペースＳ２で潤滑油の対流が誘起されやすい。よって、パッド間スペースＳ２から、下流側パッド２０Ｂ側に潤滑油が供給されやすい。

（第１の発明の効果）
図１に示すティルティングパッド軸受１による効果は次の通りである。ティルティングパッド軸受１は、軸受ハウジング１０と、複数のパッド２０と、フィン部３０と、を備える。パッド２０は、軸受ハウジング１０の内周面に配列され、回転軸５を支持する。
［構成１−１］フィン部３０は、パッド２０の表面に設けられ、複数のフィン３１（図４参照）を有する。
［構成１−２］図３に示すように、フィン部３０は、パッド２０の表面のうち回転軸５と対向する表面であるパッド軸受面２０ｓ以外の表面に設けられる。

上記［構成１−１］により、パッド２０の熱を、複数のフィン３１（図４参照）を介して潤滑油に伝えることができる。よって、パッド２０を冷却できる結果、パッド２０の焼損を抑制できる。さらに、ティルティングパッド軸受１は、上記［構成１−２］を備える。よって、パッド軸受面２０ｓによる、回転軸５の荷重を支持する能力（荷重支持能力）が、フィン部３０によって低下することがない。また、上記［構成１−２］により、パッド軸受面２０ｓと回転軸５との隙間Ｓ１に潤滑油の油膜が形成される。よって、隙間Ｓ１に形成される油膜による減衰効果が、フィン部３０によって低下することがない。したがって、ティルティングパッド軸受１では、荷重支持能力および減衰効果を確保し、かつ、パッド２０を冷却できる。その結果、ティルティングパッド軸受１を有する機械の信頼性を向上させることができる。

（第２の発明の効果）
［構成２］フィン部３０は、パッド２０の回転方向下流側Ｃ２の端部の表面に設けられる。

上記［構成２］では、フィン部３０は、パッド２０の表面のうち、他の表面に比べて温度が高い回転方向下流側Ｃ２の端部の表面に設けられる。よって、他の表面にフィン部３０が設けられる場合に比べ、パッド２０をより冷却できる。

（第３の発明の効果）
［構成３］軸方向Ｚから見たとき、フィン部３０の底部３０ａは、パッド軸受面２０ｓの回転方向下流側Ｃ２の端から径方向Ｒに沿って径方向外側Ｒ２に延ばした仮想線Ｌと、仮想線Ｌよりも回転方向下流側Ｃ２の部分と、を含む領域内にある。

上記［構成３］では、仮想線Ｌよりも回転方向上流側Ｃ１に底部３０ａがある場合に比べ、パッド軸受面２０ｓよりも径方向外側Ｒ２部分のパッド２０の熱容量が大きい。さらに詳しくは、例えば、図１０に示す薄い部分２０ｃがない。よって、図３に示す、パッド２０の温度上昇を抑制できるので、パッド２０をより冷却できる。

（第１０の発明の効果）
フィン部３０は、パッド２０の回転方向下流側Ｃ２の端部の表面に設けられる。フィン部３０が設けられたパッド２０を上流側パッド２０Ａとし、上流側パッド２０Ａよりも１つだけ回転方向下流側Ｃ２に配置される下流側パッド２０Ｂとする。
［構成１０］底部３０ａから回転方向下流側Ｃ２へのフィン部３０の高さは、上流側パッド２０Ａと下流側パッド２０Ｂとの間隔の１／５以下である。

上記［構成１０］により、フィン部３０が高すぎる場合に比べ、上流側パッド２０Ａと下流側パッド２０Ｂとのパッド間スペースＳ２で、潤滑油が対流しやすい。よって、フィン部３０から潤滑油に熱が伝わりやすく、また、パッド間スペースＳ２から下流側パッド２０Ｂ側に潤滑油が供給されやすい。よって、パッド２０をより冷却できる。

（第１１の発明の効果）
［構成１１］図４に示すように、フィン部３０（突起部）は、互いに平行に配置される複数のフィン３１を有する。

上記［構成１１］により、互いに平行でない突起部が設けられる場合に比べ、フィン３１どうしの隙間を潤滑油が流れやすい。よって、フィン部３０から潤滑油に熱が伝わりやすい。よって、パッド２０をより冷却できる。

（第１２の発明の効果）
［構成１２］複数のフィン３１それぞれは、径方向Ｒおよび回転方向Ｃに延び、軸方向Ｚに並ぶ。

上記［構成１２］では、図３に示すように、潤滑油は、径方向Ｒおよび回転方向Ｃに流れやすい。よって、径方向Ｒに延びるフィン３１（図４参照、以下フィン３１について同様）に沿って、潤滑油が径方向Ｒに流れることにより、フィン部３０から潤滑油に熱が伝わりやすい。また、回転方向Ｃに延びるフィン３１に沿って、潤滑油が回転方向Ｃに流れることにより、潤滑油が下流側パッド２０Ｂに供給されやすい。よって、パッド２０をより冷却できる。

（第１３の発明の効果）
軸受ハウジング１０は、軸受ハウジング１０内に潤滑油を供給する給油口１１を備える。
［構成１３］複数のフィン３１それぞれは、給油口１１による潤滑油の供給の向きと平行に延びる。

上記［構成１３］により、潤滑油がフィン３１どうしの隙間を通って流れやすい。よって、フィン部３０から潤滑油に熱が伝わりやすい。よって、パッド２０をより冷却できる。

（第２実施形態）
図５〜図７を参照して、第２実施形態のティルティングパッド軸受２０１について、第１実施形態との相違点を説明する。なお、第２実施形態のティルティングパッド軸受２０１のうち、第１実施形態との共通点については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した（共通点の説明を省略する点については他の実施形態の説明も同様）。相違点は、図５に示す給油口２１１の向きである。

給油口２１１は、次のように構成される。図３に示すように、第１実施形態の給油口１１は、径方向内側Ｒ１に向けられた。一方、図５に示すように、第２実施形態の給油口２１１は、フィン部３０に向けられる。給油口２１１は、回転方向上流側Ｃ１かつ径方向内側Ｒ１に向くように、径方向Ｒに対して傾けられ、例えば径方向Ｒに対して約４５°傾けられる。ここで、図６に示すパッド２０の温度は、パッド２０の幅方向両端部からパッド２０の幅方向中央部（軸方向Ｚ中央部）に向かうほど高くなる分布となる。そこで、給油口２１１は、パッド２０の幅方向中央部に設けられたフィン部３０に向けられる。よって、パッド２０およびフィン部３０の中で温度の高い部位に、温度の低い潤滑油を直接噴射できるので、パッド２０を冷却する効果がより高くなる。その結果、パッド２０の温度を低下させるために必要な潤滑油の供給量を抑制できる。その結果、高価な油ポンプの容量を大きくする必要がない。また、給油口２１１につながれる給油配管を大径化する必要がない。なお、パッド２０の幅方向の両端部（図６の全幅Ｗ２のうち幅Ｗ１を除く範囲）でも温度上昇が生じており、潤滑油で冷却する事が可能であるため、パッド２０の幅方向の両端部にも潤滑油を噴射することがより好ましい（下記）。

下記の３種類のティルティングパッド軸受について、パッド２０の最高温度を比較した。
・従来技術：図３に示すフィン部３０を備えず、第１実施形態と同様の給油口１１を備える、従来のティルティングパッド軸受。
・第１実施形態：フィン部３０と、径方向内側Ｒ１に向く給油口１１と、を備えるティルティングパッド軸受１。
・第２実施形態：図５に示すように、フィン部３０と、フィン部３０に向く給油口２１１と、を備えるティルティングパッド軸受２０１。

比較結果を表すグラフを図７に示す。図７では、図１に示すＬＢＰで軸受荷重を受ける２つのパッド２０（パッド２０−１、およびパッド２０−２）それぞれの最高温度を示した。グラフに示すように、フィン部３０（図３参照）がない従来技術に比べ、フィン部３０がある第１、第２実施形態では、パッド２０の最高温度が低下した。また、第１実施形態に比べ、第２実施形態では、図５に示す給油口２１１をフィン部３０に向けることで、パッド２０の最高温度がさらに低下した。

（第４の発明の効果）
図５に示すティルティングパッド軸受２０１による効果は次の通りである。軸受ハウジング１０は、軸受ハウジング１０内に潤滑油を供給する給油口２１１を備える。
［構成４］給油口２１１は、フィン部３０に向けられる。

上記［構成４］により、隙間Ｓ１を通った潤滑油よりも温度の低い潤滑油を、給油口２１１からフィン部３０に当てることができる。よって、フィン部３０をより冷却できるので、パッド２０をより冷却できる。

（第５の発明の効果）
［構成５］図６に示すパッド２０の幅方向は、軸方向Ｚである。給油口２１１は、パッド２０の幅方向中央部に設けられたフィン部３０に向けられる。

上記［構成５］により、給油口２１１は、パッド２０およびフィン部３０の中で温度が高い部分に向けて潤滑油を噴射できる。よって、フィン部３０をより冷却できるので、パッド２０をより冷却できる。

（第３実施形態）
図８を参照して、第３実施形態のティルティングパッド軸受３０１について、第２実施形態（図６参照）との相違点を説明する。相違点は、給油口３１１の形状である。第２実施形態の給油口２１１の断面形状は、円形であった。一方、第３実施形態の給油口３１１はフィン部３０の（パッド２０の）幅方向の広い範囲に向けて潤滑油を噴射できる形状を有する。給油口３１１は、フィン部３０の長手方向と平行に延びるスリット状である。給油口３１１の長手方向、フィン部３０の長手方向、およびパッド２０の幅方向は、軸方向Ｚである。給油口３１１は、少なくともパッド２０の幅方向中央部に設けられたフィン部３０に向けられる。給油口３１１の長手方向の幅Ｗ３は、パッド２０の幅方向中央部の幅Ｗ１（全幅Ｗ２の１／３）よりも広いことが好ましい。給油口３１１の長手方向の幅Ｗ３は、パッド２０の全幅Ｗ２以上であることがさらに好ましい。給油口３１１の長手方向の幅Ｗ３は、フィン３１の全幅（＝Ｗ２）以上であることが好ましい。例えば、幅Ｗ３の広さは、全幅Ｗ２の広さと同じである。給油口３１１から噴射される潤滑油は、給油口３１１の長手方向において均一に噴射される。

（第６の発明の効果）
図８に示すティルティングパッド軸受３０１による効果は次の通りである。
［構成６］フィン部３０は、長手方向を有する。給油口３１１は、フィン部３０の長手方向と平行に延びるスリット状である。

上記［構成６］により、給油口３１１は、フィン部３０の長手方向の広い範囲に向けて潤滑油を噴射できる。よって、フィン部３０をより冷却できるので、パッド２０をより冷却できる。

（第７の発明の効果）
パッド２０の幅方向、フィン部３０の長手方向、および給油口３１１の長手方向は、軸方向Ｚである。給油口２１１は、パッド２０の幅方向中央部に設けられたフィン部３０に向けられる。
［構成７］パッド２０の幅方向中央部の幅Ｗ１をパッド２０の全幅Ｗ２の１／３としたとき、給油口３１１の長手方向の幅Ｗ３は、パッド２０の幅方向中央部の幅Ｗ１よりも広い。

上記［構成７］では、給油口３１１の幅Ｗ３がパッド２０の中央部の幅Ｗ１以下の場合に比べ、給油口３１１は、フィン部３０の長手方向のより広い範囲に向けて潤滑油を噴射できる。よって、フィン部３０をより冷却できるので、パッド２０をより冷却できる。

（第８の発明の効果）
［構成８］給油口３１１の長手方向の幅Ｗ３は、パッド２０の全幅Ｗ２以上である。

上記［構成８］では、給油口３１１の幅Ｗ３がパッド２０の全幅Ｗ２未満の場合に比べ、給油口３１１は、フィン部３０の長手方向のより広い範囲に向けて潤滑油を噴射できる。よって、フィン部３０をより冷却できるので、パッド２０をより冷却できる。

（第４実施形態）
図９を参照して、第４実施形態のティルティングパッド軸受４０１について、第２実施形態（図５参照）との相違点を説明する。相違点は、フィン部３０の底部４３０ａの形状である。図５に示すように、第２実施形態では、軸方向Ｚから見た底部３０ａの断面は、径方向Ｒに延びる直線状であった。以下、「断面」は、軸方向Ｚから見た断面とする。一方、図９に示すように、第４実施形態では、底部４３０ａの断面は、潤滑油の対流を促進する形状を有し、回転方向上流側Ｃ１に凹んだ形状であり、円弧状である。上記「円弧状」は略円弧状でもよい。給油口２１１は、底部４３０ａに向けられる。

（第９の発明の効果）
図９に示すティルティングパッド軸受４０１による効果は次の通りである。
［構成９］フィン部３０の底部４３０ａの断面は、凹んだ円弧状である。

上記［構成９］により、底部４３０ａに沿って潤滑油が対流しやすい。よって、フィン部３０から潤滑油に熱がより伝わりやすく、パッド２０をより冷却できる。また、潤滑油が底部４３０ａに沿って対流しやすいので、パッド間スペースＳ２での潤滑油の対流が誘起されやすい。よって、下流側パッド２０Ｂと回転軸５との隙間に潤滑油をより供給でき、下流側パッド２０Ｂをより冷却できる。

（変形例）
互いに異なる実施形態の構成要素どうしが組み合わされてもよい。例えば、第３実施形態のスリット状の給油口３１１（図８参照）と、第４実施形態の円弧状の底部４３０ａ（図９参照）と、が組み合わされてもよい。
上記実施形態の構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、図１ではＬＢＰの場合に２つのパッド２０にフィン部３０が設けられたものを示したが、１つのパッド２０のみにフィン部３０が設けられてもよい。
上記実施形態の構成要素の数は変更されてもよい。例えば、ＬＢＰの場合に３以上のパッド２０にフィン部３０が設けられてもよい。図２に示すＬＯＰの場合に２以上のパッド２０にフィン部３０が設けられてもよい。パッド２０の枚数は、上記実施形態では５枚であったが、４枚以下や６枚以上でもよい。

図３に示す給油口１１の構成（数、位置、向きなど）は変更されてもよい（給油口２１１、給油口３１１も同様）。例えば、給油口１１は、軸方向Ｚを向いてもよい。この場合、給油口１１は、例えば、パッド２０と軸方向Ｚに対向する位置などに配置される。

フィン部３０の構成は変更されてもよい。例えば、フィン部３０は、潤滑油とパッド２０との温度差が大きい位置に設けられることで大きい冷却効果が得られるが、この温度差が小さい位置に設けられてもよい。フィン部３０は、パッド２０の回転方向下流側Ｃ２の端部の表面に代えて（または加えて）、回転方向下流側Ｃ２の端部の表面以外の表面に設けられてもよい。フィン部３０は、パッド２０の回転方向上流側Ｃ１の端部の表面、径方向外側Ｒ２の端部の表面、および、軸方向Ｚ外側の端部の表面のうち、少なくともいずれかに設けられてもよい。

図４に示すフィン３１が延びる方向、および、複数のフィン３１が並ぶ方向は変更されてもよい。フィン３１が延びる方向は、上記実施形態では軸方向Ｚに直交する方向であったが、径方向Ｒに直交する方向でもよく、回転方向Ｃに直交する方向でもよい。フィン３１が並ぶ方向は、上記実施形態では軸方向Ｚであったが、径方向Ｒでもよく、回転方向Ｃでもよい。フィン３１が延びる方向は、回転方向Ｃ、径方向Ｒ、および軸方向Ｚの少なくともいずれかの方向に対して斜め方向でもよい（複数のフィン３１が並ぶ方向についても同様）。

図１０に示すように、フィン部３０の底部５３０ａは、仮想線Ｌよりも回転方向上流側Ｃ１にあってもよい。この場合、従来のパッドに比べてパッド２０を冷却できるように、薄い部分２０ｃでの熱容量を確保できるように、フィン部３０が設けられる。

図１１に示すように、フィン部３０（図４参照）は、突起部６３０に代えられてもよい。突起部６３０は、複数の突起６３１を有する。突起６３１は、柱状であり、四角柱であり、円柱などでもよい。突起６３１が四角柱の場合、円柱などに比べ、容易に突起６３１を製造できる。突起６３１が延びる方向、および、突起６３１並ぶ方向は、フィン３１（図４参照）が延びる方向、および、フィン３１が並ぶ方向と同様に、様々に設定可能である。突起６３１は、柱状でなくてもよい。

１、２０１、３０１、４０１ ティルティングパッド軸受（ティルティングパッドジャーナル軸受）
１０ 軸受ハウジング
１１、２１１、３１１ 給油口
２０ パッド
２０Ａ 上流側パッド
２０Ｂ 下流側パッド
２０ｓ パッド軸受面
３０ フィン部（突起部）
３１ フィン（突起）
６３０ 突起部
６３１ 突起
Ｃ２ 回転方向下流側（回転軸回転方向下流側）
Ｌ 仮想線

Claims (13)

1. 軸受ハウジングと、
   前記軸受ハウジングの内周面に配列され、回転軸を支持する複数のパッドと、
   前記パッドの表面に設けられ、複数の突起を有する突起部と、
   を備え、
   前記突起部は、前記パッドの表面のうち前記回転軸と対向する表面であるパッド軸受面以外の表面に設けられる、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
2. 請求項１に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   前記突起部は、前記パッドの回転軸回転方向下流側の端部の表面に設けられる、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
3. 請求項２に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   回転軸軸方向から見たとき、前記突起部の底部は、前記パッド軸受面の回転軸回転方向下流側の端から回転軸半径方向に沿って回転軸半径方向外側に延ばした仮想線と、前記仮想線よりも回転軸回転方向下流側の部分と、を含む領域内にある、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   前記軸受ハウジングは、前記軸受ハウジング内に潤滑油を供給する給油口を備え、
   前記給油口は、前記突起部に向けられる、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
5. 請求項４に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   前記パッドの幅方向は、回転軸軸方向であり、
   前記給油口は、前記パッドの幅方向中央部に設けられた前記突起部に向けられる、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
6. 請求項４または５に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   前記突起部は、長手方向を有し、
   前記給油口は、前記突起部の長手方向と平行に延びるスリット状である、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
7. 請求項６に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   前記パッドの幅方向、前記突起部の長手方向、および前記給油口の長手方向は、回転軸軸方向であり、
   前記給油口は、前記パッドの幅方向中央部に設けられた前記突起部に向けられ、
   前記パッドの幅方向中央部の幅を前記パッドの全幅の１／３としたとき、前記給油口の長手方向の幅は、前記パッドの幅方向中央部の幅よりも広い、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
8. 請求項７に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   前記給油口の長手方向の幅は、前記パッドの全幅以上である、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
   前記突起部の底部の断面は、凹んだ円弧状である、
   ティルティングパッドジャーナル軸受。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
    前記突起部は、前記パッドの回転軸回転方向下流側の端部の表面に設けられ、
    前記突起部の底部から回転軸回転方向下流側への高さは、前記突起部が設けられた前記パッドである上流側パッドと、前記上流側パッドよりも１つだけ回転軸回転方向下流側に配置される下流側パッドと、の間隔の１／５以下である、
    ティルティングパッドジャーナル軸受。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
    前記突起部は、互いに平行に配置される複数のフィンを有するフィン部である、
    ティルティングパッドジャーナル軸受。
12. 請求項１１に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
    複数の前記フィンそれぞれは、回転軸径方向および回転軸回転方向に延び、回転軸軸方向に並ぶ、
    ティルティングパッドジャーナル軸受。
13. 請求項１１または１２に記載のティルティングパッドジャーナル軸受であって、
    前記軸受ハウジングは、前記軸受ハウジング内に潤滑油を供給する給油口を備え、
    複数の前記フィンそれぞれは、前記給油口による潤滑油の供給の向きと平行に延びる、
    ティルティングパッドジャーナル軸受。

Images