JP2018091453A - ティルティングパッド、ガス軸受装置及び圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】安定性を向上して回転軸と接触することを抑制できるティルティングパッド、ガス軸受装置及び圧縮機を提供する。【解決手段】ハウジング１１の内面１１ａにピボット１２を介して支持されるとともに、ピボット１２によりティルト方向、ロール方向及びヨー方向に揺動可能に支持されて、気体膜を介して回転軸２を支持可能なティルティングパッド１３Ａであって、軸線Ｏを中心とする径方向で外側を向く外周面がピボットに支持される支持面１８とされ、径方向で内側を向く内面が気体膜を介して回転軸２を支持するパッド面１７とされたパッド本体１５Ａと、軸線Ｏ方向を向くパッド本体１５Ａの２つの側面とこれら側面と対向するハウジング１１の内面１１ａとの間にのみ配置されて、パッド本体１５Ａの振動を減衰させる振動減衰部材１６Ａと、を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、ティルティングパッド、ガス軸受装置及び圧縮機に関する。

例えば圧縮機、タービン、ポンプ、エンジン等、ロータを有した各種の回転機械においては、ロータを回転可能に支持するために軸受装置が用いられている。
軸受装置として、ティルティングパッドを備えたガス軸受装置が知られている。このティルティングパッドは、ロータに摺接するパッド面を有する軸受パッドを、揺動可能に支持したものである。ガス軸受装置は、ロータの周囲に存在する気体が、ロータの回転に伴ってロータの外周面と軸受パッドの内面との間に引き込まれて、この気体からなる膜（気膜）を形成することで、ロータを回転可能に支持する。
ここで、気体は、ロータの外周面と軸受パッドの内周面との間に引き込まれることで圧縮され、動圧が発生する。この動圧により、ロータは、軸受パッドに直接接触することなく支承される。

このようなティルティングパッドを備えたガス軸受装置は、潤滑流体がガスであるため、油潤滑軸受装置と比較して潤滑流体の粘度が低い。潤滑流体の粘度が低いと、軸のアンバランスや外力等が生じると軸振動が大きくなり、軸とティルティングパッドとが接触する可能性が有る。
そのため、ティルティングパッドを備えたガス軸受装置の製品化が困難となっている。

特許文献１には、ティルティングパッドを備えた油潤滑軸受装置において、ティルティングパッドの周囲にＯリング、絞り機構、又はラビリンスシールを設けることで、ティルティングパッドに対して振動低減機能を付与する技術が提案されている。

特開２００２−１３５２８号公報

ガス軸受装置は、油潤滑軸受装置よりもティルティングパッドの姿勢を変える力が弱い。そのため、特許文献１に記載の軸受装置のように、軸振動を減衰させようとしてティルティングパッドの周囲を囲うようにＯリング、絞り機構、又はラビリンスシールを設けると、ティルティングパッドが動かなくなってしまう可能性が有る。このように、ティルティングパッドが動かなくなってしまうと、軸とティルティングパッドとの接触が生じる可能性が有る。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、安定性を向上して回転軸と接触することを抑制できるティルティングパッド、ガス軸受装置及び圧縮機を提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、ティルティングパッドは、軸線回りに回転する回転軸を外周側から囲うハウジングの内面にピボットを介して支持されるとともに、前記ピボットによりティルト方向、ロール方向及びヨー方向に揺動可能に支持されて、気体膜を介して前記回転軸を支持可能なティルティングパッドであって、前記軸線を中心とする径方向で外側を向く外周面が前記ピボットに支持される支持面とされ、前記径方向で内側を向く内周面が気体膜を介して前記回転軸を支持するパッド面とされたパッド本体と、前記軸線方向を向く前記パッド本体の２つの側面と前記側面と対向する前記ハウジングの内面との間にのみ配置されて、前記パッド本体の振動を減衰させる振動減衰部材と、を備える。
パッド本体は、ピボットにより支持されているため、ティルト方向、ロール方向及びヨー方向へそれぞれ動くことができる。ここで言うパッド本体のティルト方向の動きとは、パッド本体を軸線方向から見て、ピボットの位置を支点として、パッド本体の両端部がそれぞれ回転軸に対して接近及び離間する方向に傾く動きである。パッド本体のロール方向の動きとは、上記パッド面が、軸線方向に傾く動きである。パッド本体のヨー方向の動きとは、パッド本体がピボットを中心とした周方向へ回転する動きである。
上記ティルティングパッドによれば、パッド本体の側面とハウジングの内面との間にのみ振動減衰部材が配置されるので、ティルト方向やヨー方向へのパッド本体の動きが制限されることを抑制できる。さらに、最も振動し易いヨー方向へのパッド本体の振動は、振動減衰部材によって減衰することができる。
したがって、安定性を向上して、ティルティングパッドと回転軸とが接触することを抑制できる。

この発明の第二態様によれば、第一態様に係る振動減衰部材は、前記軸線を中心とする周方向に延びるように形成され、前記軸線を中心とした径方向で複数列設けられていてもよい。
このように周方向に延びる振動減衰部材を複数列設けているので、一つ当たりの振動減衰部材の大きさを小さくすることができる。そのため、パッド本体の側面とハウジングの内面との間に形成される隙間が小さい場合であっても振動減衰部材を配置することができる。さらに、振動減衰部材一つ当たりの振動減衰性能を小さくしても、振動減衰部材が複数列設けられているので、十分な振動減衰効果を得ることができる。

この発明の第三態様によれば、第一態様に係る振動減衰部材は、前記パッド本体の前記軸線を中心とした周方向で間隔をあけて複数設けられていてもよい。
このようにすることで、軸線を中心とした周方向で振動減衰部材の配置されていない箇所を作ることができる。そのため、ヨー方向への振動減衰性能を調整して、例えば、必要以上にパッド本体のヨー方向への動きが制限されることを抑制できる。

この発明の第四態様によれば、第一態様に係る振動減衰部材は、前記軸線を中心とする周方向の両端部にのみ配置されていてもよい。
このようにすることで、振動減衰部材によるヨー方向への振動減衰性能を、効率よく発揮させることができる。

この発明の第五態様によれば、第一態様に係るパッド本体は、その外周面に前記ピボットから離れる方向で前記パッド本体の厚さを漸次減少させるように傾斜する傾斜面を備えていてもよい。
パッド本体と回転軸との間においては、ピボット付近の圧力が最も高くなり、ピボットから離れるにつれて圧力は低下する。そこで、この第五態様においては、ピボットから離れる方向でパッド本体の厚さを漸次減少させている。このようにすることで、パッド本体を軽量化でき、パッド本体の慣性力を低減できる。したがって、回転軸に対するパッド本体の追従性を向上して、安定性を向上できる。

この発明の第六態様によれば、ガス軸受装置は、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る振動減衰部材を備える。
このようにすることで、ティルティングパッドを用いたガス軸受装置の信頼性を向上することができる。

この発明の第七態様によれば、ガス軸受装置は、軸線回りに回転する回転軸と、前記回転軸を外周側から囲うハウジングと、前記ハウジングの内面に取り付けられたピボットと、前記ピボットによりティルト方向、ロール方向及びヨー方向に揺動可能に支持されて前記軸線を中心とする径方向で外側を向く外周面が、前記ピボットに支持される支持面とされ、前記径方向で内側を向く内周面が、気体膜を介して前記回転軸を支持するティルティングパッドと、前記軸線方向を向く前記ティルティングパッドの２つの側面と前記側面と対向する前記ハウジングの内面との間にのみ配置されて、前記ティルティングパッドの振動を減衰させる振動減衰部材と、を備える。
このようにすることで、ティルティングパッドの側面とハウジングの内面との間にのみ振動減衰部材が配置されるので、ティルト方向やヨー方向へのティルティングパッドの動きが制限されることを抑制できる。更に、最も振動し易いヨー方向へのティルティングパッドの振動は、振動減衰部材によって減衰することができる。
したがって、安定性を向上して、ティルティングパッドと回転軸とが接触することを抑制できる。

この発明の第八態様によれば、第七態様に係る振動減衰部材は、前記軸線を中心とする周方向に延びるように形成され、前記軸線を中心とした径方向で複数列設けられていてもよい。
このようにすることで、ティルティングパッドの側面とハウジングの内面との間に形成される隙間が小さい場合であっても振動減衰部材を配置することができる。さらに、振動減衰部材一つ当たりの振動減衰性能を小さくしても、振動減衰部材が複数列設けられているので、十分な振動減衰効果を得ることができる。

この発明の第九態様によれば、第七又は第八態様に係る振動減衰部材は、前記ティルティングパッドの前記軸線を中心とした周方向で間隔をあけて複数設けられていてもよい。

この発明の第十態様によれば、第八又は第九態様に係る振動減衰部材は、前記ティルティングパッドの前記周方向の両端部にのみ配置されていてもよい。
このようにすることで、軸線を中心とした周方向で振動減衰部材の配置されていない箇所を作ることができる。そのため、ヨー方向への振動減衰性能を調整して、例えば、必要以上にティルティングパッドのヨー方向への動きが制限されることを抑制できる。

この発明の第十一態様によれば、第七から第十態様の何れか一つの態様に係るティルティングパッドは、その外周面に前記ピボットから離れる方向で前記ティルティングパッドの厚さを漸次減少させるように傾斜する傾斜面を備えていてもよい。
このようにすることで、ティルティングパッドを軽量化でき、パッド本体の慣性力を低減できる。したがって、回転軸に対するティルティングパッドの追従性を向上して、安定性を向上できる。

この発明の第十二態様によれば、圧縮機は、第六から第十一態様の何れか一つの態様に係るガス軸受装置を備える。
このようにすることで、圧縮機の回転軸をガス軸受装置によって安定的に支持することができる。さらに、例えば、圧縮機により圧縮した気体の一部をガス軸受装置の潤滑流体として利用できるため、油潤滑軸受装置を用いる場合と比較して、圧縮機の構造が複雑化することを抑制できる。

上記ティルティングパッド、ガス軸受装置及び圧縮機によれば、安定性を向上することが可能となる。

この発明の第一実施形態における圧縮機の概略構成を示す構成図である。 この発明の第一実施形態におけるティルティングパッドガス軸受装置の全体構成を示す図である。 この発明の第一実施形態におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うティルティングパッドの断面図である。 この発明の第一実施形態の第一変形例におけるパッド本体を軸線方向から見た側面図である。 この発明の第一実施形態の第二変形例における図４に相当する側面図である。 この発明の第一実施形態の第三変形例における図４に相当する側面図である。 この発明の第二実施形態におけるパッド本体を軸線方向から見た図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。

次に、この発明の実施形態に係るティルティングパッド、ガス軸受装置及び圧縮機を図面に基づき説明する。
この実施形態に係る圧縮機としては、遠心圧縮機を一例に説明するが、回転軸の回転に伴い気体の圧縮を行う圧縮機であれば、遠心圧縮機に限られるものでは無い。
（第一実施形態）
図１は、この発明の第一実施形態における圧縮機の概略構成を示す構成図である。
図１に示すように、この第一実施形態の圧縮機１００は、回転軸２と、羽根車３と、ケーシング４と、軸受装置５と、を備えている。
回転軸２は、軸線Ｏ方向に延びる円柱状に形成されている。回転軸２の軸線Ｏ方向の両端は、軸受装置５によって回転自在に支持されている。

羽根車３は、回転軸２の外周面２ａに取り付けられている。この羽根車３は、回転軸２と一体に軸線Ｏ回りに回転する。羽根車３は、ディスク６とブレード７とを備えている。ディスク６は、円盤状に形成され、ブレード７は、このディスク６における軸線Ｏ方向の片側の面に設けられている。この実施形態における回転軸２には、複数の羽根車３が軸線Ｏ方向に配列されている場合を例示しているが、羽根車３は一つだけ設けられていても良い。

ケーシング４は、回転軸２及び羽根車３を内部に収容する。ケーシング４は、更に、流体を流通させるための流体流路８を形成する。このケーシング４は、軸線Ｏ方向の一方側に、外部から流体を導入するための導入口９を備えている。さらに、ケーシング４は、の軸線Ｏ方向の他方側に、流体流路８を通じて圧送された流体を吐出する吐出口１０を備えている。

軸受装置５は、ティルティングパッドガス軸受装置（ガス軸受装置）５ａと、スラスト軸受装置５ｂとからなる。ティルティングパッドガス軸受装置５ａは、軸線Ｏ方向におけるケーシング４の両端において回転軸２のラジアル荷重を支える、いわゆるジャーナル軸受である。スラスト軸受装置５ｂは、回転軸２の軸線Ｏ方向の荷重を支えている。

図２は、この発明の第一実施形態におけるティルティングパッドガス軸受装置の全体構成を示す図である。
図２に示すように、ティルティングパッドガス軸受装置５ａは、ハウジング１１と、ピボット１２と、ティルティングパッド１３Ａと、を備えている。この実施形態におけるティルティングパッドガス軸受装置５ａは、上述した吐出口１０から吐出された流体であるガスＧの一部を潤滑流体として回転軸２を支持する。

ハウジング１１は、回転軸２を外周側から覆っている。このハウジング１１は、軸線Ｏ方向に連続する断面円形の空間を内部に形成する。この第一実施形態の説明においては、ハウジング１１がケーシング４と一体に形成されているが、ケーシング４とティルティングパッドガス軸受装置５ａのハウジング１１とは、個別に形成しても良い。

ピボット１２は、ハウジング１１の内面１１ａに取り付けられている。ピボット１２は、軸線Ｏを中心とする周方向に間隔をあけて複数（図１の例では４つ）設けられている。一つのピボット１２は、一つのティルティングパッド１３Ａを支持している。これらピボット１２は、ティルティングパッド１３Ａをそれぞれティルト方向、ロール方向及びヨー方向に揺動可能に支持している。

ここで、ティルト方向の揺動とは、軸線Ｏ方向から見て、ピボット１２の位置を支点として、ティルティングパッド１３Ａの両端部がそれぞれ回転軸２に対して接近及び離間する方向に傾く動きである。ロール方向の動きとは、ティルティングパッド１３Ａが、軸線Ｏ方向に傾く動きである。ヨー方向の動きとは、ティルティングパッド１３Ａがピボット１２の軸線を中心とした周方向へ回転する動きである。

ティルティングパッド１３Ａは、ハウジング１１の内面１１ａと回転軸２の外周面２ａとによって形成される筒状の内部空間１４に収容されている。ティルティングパッド１３Ａは、ピボット１２によりそれぞれティルト方向、ロール方向及びヨー方向に揺動可能に支持されている。つまり、ティルティングパッド１３Ａは、ピボット１２と同様に、軸線Ｏを中心とする周方向に間隔をあけて複数（図１の例では４つ）設けられている。これらティルティングパッド１３Ａは、パッド本体１５Ａと、振動減衰部材１６Ａとを備えたものと、パッド本体１５Ａのみを備えたものとがある。

パッド本体１５Ａは、軸線Ｏに向かって凹となる断面円弧状に湾曲した板状に形成されている。パッド本体１５Ａの湾曲方向内側の内周面（言い換えれば、軸線Ｏを中心とする径方向で内側を向く面）は、回転軸２を支持するパッド面１７となっている。パッド面１７は、その曲率半径が、回転軸２の外周面２ａの曲率半径よりやや大きく形成されている。パッド本体１５Ａの湾曲方向外側の外周面（言い換えれば、軸線Ｏを中心とする径方向で外側を向く面）は、ピボット１２に支持される支持面１８となっている。

パッド面１７は、回転軸２の周囲に存在するガスＧにより形成される気体膜を介して回転軸２を支持する。ここで、回転軸２の周囲に存在するガスＧは、回転軸２の回転に伴って回転軸２の外周面２ａとパッド本体１５Ａのパッド面１７との間に引き込まれて、ガスＧからなる膜（気膜）を形成する。なお、パッド面１７には、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の合成樹脂の層や、軸受用の金属の層を設けるようにしても良い。また、ピボット１２を介して高圧のガスを外周面２ａとパッド面１７との間に供給するようにしても良い。

図３は、この発明の第一実施形態におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うティルティングパッドの断面図である。
振動減衰部材１６Ａは、パッド本体１５Ａの振動を減衰させる。より具体的には、振動減衰部材１６Ａは、パッド本体１５Ａのヨー方向への振動を主に減衰させる目的で設けられている。図２、図３に示すように、振動減衰部材１６Ａは、軸線Ｏ方向を向くパッド本体１５Ａの２つの側面１９ａ，１９ｂに取り付けられている。言い換えれば、振動減衰部材１６Ａは、側面１９ａ，１９ｂと、これら側面１９ａ，１９ｂに対向するハウジング１１の内面１１ａとの間にのみ配置されている。更に言い換えれば、振動減衰部材１６Ａは、軸線Ｏを中心とする周方向を向くパッド本体１５Ａの端面２０（図２参照）には設けられていない。

振動減衰部材１６Ａは、パッド本体１５Ａの振動を減衰できるものであればよく、様々な振動減衰要素を用いることが可能である。振動減衰部材１６Ａとしては、例えば、弾性変形可能な材料で形成された振動減衰部材１６Ａを用いることができる。弾性変形可能な材料としては、例えば、ゴム、ゲル（シリコン）等の材料を例示できる。

この第一実施形態における振動減衰部材１６Ａは、軸線Ｏを中心とする周方向に延びるように形成されている。この振動減衰部材１６Ａは、断面円形の柱状に形成されている。ここで、上述したパッド本体１５Ａの側面１９ａ，１９ｂには、振動減衰部材１６Ａを収める溝２１が形成されている。振動減衰部材１６Ａは、この溝２１の内部に固定されている。

振動減衰部材１６Ａは、例えば、軸線Ｏを中心とする径方向におけるパッド本体１５Ａの厚さ寸法の１０％程度の線径を有している。また、パッド本体１５Ａの溝２１は、振動減衰部材１６Ａの硬度（例えば、７０度程度）に応じた適切な潰し代（例えば、２０％）が得られる大きさで形成されている。

この第一実施形態におけるティルティングパッド１３Ａは、上述した振動減衰部材１６Ａを、側面１９ａと側面１９ｂとにそれぞれ一本ずつ備えている。振動減衰部材１６Ａは、軸線Ｏ方向から見て、パッド面１７と平行に延びる弧状に配置されている。そして、この実施形態における振動減衰部材１６Ａは、パッド本体１５Ａに対して、パッド本体１５Ａの厚さ方向の中央に配置されている場合を例示している。しかし、振動減衰部材の配置（パッド本体１５Ａの厚さ方向の位置）は、上記位置に限られない。

さらに、第一実施形態において、４つのティルティングパッド１３Ａは、軸線Ｏを通る水平線Ｈを境界にして、上下に２つずつ配置されている。そして、この水平線Ｈよりも下方すなわち軸線Ｏよりも下方に配置される２つのティルティングパッド１３Ａのみに振動減衰部材１６Ａが設けられている。これは、下方に配置される２つのティルティングパッド１３Ａの方が、上方に配置される２つのティルティングパッド１３Ａよりも、回転軸２から受ける荷重が大きいことで、パッド本体１５Ａの振動が大きくなるためである。なお、下方に配置される２つのティルティングパッド１３Ａにのみ振動減衰部材１６Ａを設ける場合について説明したが、全てのティルティングパッド１３Ａに振動減衰部材１６Ａを設けても良い。

したがって、上述した第一実施形態によれば、パッド本体１５Ａの側面１９ａ，１９ｂとハウジング１１の内面１１ａとの間にのみ振動減衰部材が配置されるので、ティルト方向やヨー方向へのパッド本体１５Ａの動きが制限されることを抑制できる。さらに、最も振動し易いヨー方向へのパッド本体１５Ａの振動は、振動減衰部材１６Ａによって減衰することができる。
その結果、ティルティングパッド１３Ａの安定性を向上して、ティルティングパッド１３Ａと回転軸２とが接触することを抑制できる。

（第一実施形態の第一変形例）
図４は、この発明の第一実施形態の第一変形例におけるパッド本体を軸線方向から見た側面図である。
上述した第一実施形態においては、振動減衰部材１６Ａが側面１９ａ，１９ｂにそれぞれ一列ずつ設けられている場合について説明した。
しかし、図４に示すティルティングパッド１３Ｂのように、振動減衰部材１６Ｂを複数列（例えば、二列）設けても良い。これら振動減衰部材１６Ｂは、軸線Ｏ方向から見て、パッド面１７に対して平行に延びるとともに、上下方向で隣り合う振動減衰部材１６Ｂに対して間隔をあけて配置されている。この間隔は、上下方向で隣り合う振動減衰部材１６Ｂ同士が接触しないように形成されており、例えば、振動減衰部材１６Ｂの線径よりも大きくしてもよい。これら第一変形例における振動減衰部材１６Ｂの線径は、第一実施形態の振動減衰部材１６Ａよりも、一本当たりの線径を小さくしている。

この第一変形例のように構成することで、振動減衰部材１６Ｂの一本当たりの太さを小さくすることができるため、パッド本体１５Ａの側面１９ａ，１９ｂとハウジング１１の内面１１ａとの間に形成される隙間が小さい場合であっても振動減衰部材１６Ｂを配置することができる。さらに、振動減衰部材１６Ｂ一本当たりの振動減衰性能を小さくしても、振動減衰部材１６Ｂが複数列設けられているので、十分な振動減衰効果を得ることができる。なお、振動減衰部材１６Ｂは三列以上設けるようにしても良い。また、図４においては、側面１９ａのみを示しているが、側面１９ｂも同様である（以下、第二、第三変形例も同様）。

（第一実施形態の第二変形例）
図５は、この発明の第一実施形態の第二変形例における図４に相当する側面図である。
上述した第一実施形態及び第一変形例においては、振動減衰部材１６Ａが、軸線Ｏを中心とする周方向において、一方の端面２０の位置から他方の端面２０の位置に至るように連続して形成される場合について説明した。

しかし、図５に示すティルティングパッド１３Ｃのように、側面１９ａにおいて、振動減衰部材１６Ｃを上記周方向に間隔をあけて複数設けるようにしても良い（側面１９ｂも同様）。特に、第二変形例の振動減衰部材１６Ｃは、軸線Ｏを中心とする周方向における側面１９ａ，１９ｂの端部２２ａ，２２ｂ（両端部）にのみ配置されている。ここで、振動減衰部材１６Ｃの周方向の長さは、必要な振動減衰性能や、ティルト方向及びロール方向へのパッド本体１５Ａの動き易さ等により決定すればよい。なお、この第二変形例における振動減衰部材１６Ｃは、上述した第一実施形態の振動減衰部材１６Ａと長さのみが異なり、その線径やパッド本体１５Ａの厚さ方向の配置については第一実施形態と同様にすることができる（以下、第三変形例も同様）。

この第二変形例のように構成することで、軸線Ｏを中心とした周方向で振動減衰部材１６Ｃの配置されていない箇所を作ることができる。そのため、ヨー方向への振動減衰性能を調整して、例えば、必要以上にパッド本体１５Ａのヨー方向への動きが制限されることを抑制できる。

さらに、振動減衰部材１６Ｃが、振動減衰部材１６Ｃのうちピボット１２を中心としたヨー方向への動きが大きい端部２２ａ，２２ｂにのみ配置されている。そのため、ヨー方向への振動減衰性能を効率よく発揮させることができる。
この第二変形例においては、軸線Ｏを中心とする周方向に間隔をあけて２つの振動減衰部材１６Ｃを配置する場合について説明した。しかし、周方向に間隔をあけて配置される振動減衰部材１６Ｃの数量は、２つに限られない。例えば、３つ以上としても良い。

（第一実施形態の第三変形例）
図６は、この発明の第一実施形態の第三変形例における図４に相当する側面図である。
上述した第二変形例においては、軸線Ｏを中心とする周方向に間隔をあけて２つ以上の振動減衰部材１６Ｃを設ける場合について説明した。
しかし、図６に示す第三変形例のティルティングパッド１３Ｄのように、軸線Ｏを中心とする周方向で、側面１９ａ，１９ｂの中央部にのみ振動減衰部材１６Ｄを設けるようにしても良い。
この第三変形例のようにすることで、第二変形例で示した振動減衰部材１６Ｃの配置よりも小さいヨー方向への振動減衰性能をパッド本体１５Ａへ付与することができる。
なお、軸線Ｏを中心とする周方向における振動減衰部材の配置は、第二、第三変形例の振動減衰部材１６Ｃと振動減衰部材１６Ｄとの配置に限られない。例えば、軸線Ｏを中心とする周方向で、上述した端部２２ａ，２２ｂと中央部との間に配置しても良い。

（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態に対して、パッド本体の形状のみが相違する。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
図７は、この発明の第二実施形態におけるパッド本体を軸線方向から見た図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。

図７、図８に示すように、この第二実施形態におけるティルティングパッド１３Ｅのパッド本体１５Ｂは、ピボット１２から離れる方向で、パッド本体１５Ｂの厚さを漸次減少させるように傾斜する傾斜面２３を備えている。

ここで、図７、図８の二点鎖線は、パッド本体１５Ｂのパッド面１７と回転軸２の外周面２ａ（図２参照）との間の圧力分布を示している。二点鎖線がパッド面１７から離れる位置ほど圧力が高くなっている。すなわち、パッド面１７と回転軸２の外周面２ａとの間の圧力は、パッド本体１５Ｂのピボット１２付近が最も高くなる。さらに、パッド面１７と外周面２ａとの間の圧力は、ピボット１２から遠いパッド面１７の外縁付近において、ピボット１２から離れるにつれて漸次減少している。

つまり、軸線Ｏを中心とした径方向におけるパッド本体１５Ｂの厚さは、その径方向の内側に配置されるパッド面１７と外周面２ａとの間の圧力の大きさに応じた厚さとされている。さらに言い換えれば、パッド本体１５Ｂは、パッド面１７と外周面２ａとの間の圧力が小さいパッド本体１５Ｂの外縁付近の厚さが、ピボット１２付近の厚さよりも小さく形成されている。

この第二実施形態における傾斜面２３は、パッド面１７と外周面２ａとの間の圧力分布に応じた傾斜角度で形成されている。つまり、パッド本体１５Ｂの外縁付近において、圧力が急激に低下する場合には、傾斜面２３の傾斜角度が急になり、その一方で、圧力が緩やかに低下する場合には、傾斜面２３の傾斜角度が緩やかになっている。なお、この実施形態において、傾斜面２３が平面で形成される場合について説明したが、階段状や曲面状及びこれらの組合せ等によって形成するようにしても良い。

さらに、第二実施形態のティルティングパッド１３Ｅは、上述した第一実施形態と同様に、パッド本体１５Ａの側面１９ａ，１９ｂと回転軸２の外周面２ａとの間にのみ振動減衰部材１６Ａが設けられている。なお、第二実施形態の振動減衰部材１６Ａは、第一実施形態の振動減衰部材１６Ａに限られず、例えば、第一実施形態の第一変形例から第三変形例の振動減衰部材１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを用いるようにしても良い。

したがって、上述した第二実施形態によれば、パッド本体１５Ｂの厚さを部分的に小さくした分だけ軽量化できる。そのため、パッド本体１５Ｂの慣性力を低減できる。その結果、振動減衰部材１６Ａ〜１６Ｄによりパッド本体１５Ｂのヨー方向への振動を減衰させつつ、回転軸２に対するパッド本体１５Ｂの追従性を向上して、安定性を向上できる。

（その他変形例）
この発明は上述した各実施形態及び各変形例の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した各実施形態及び各変形例においては、振動減衰部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが、パッド本体１５Ａ，１５Ｂに設けられている場合について説明した。しかし、振動減衰部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄは、例えば、ハウジング１１に設けるようにしても良い。

また、上述した第一実施形態においては、圧縮機１００のガス軸受装置１を一例に説明した。しかし、このガス軸受装置１は、圧縮機１００に用いられるものに限られない。すなわち、圧縮機１００以外の回転機械の軸受装置としても利用できる。

さらに、上述した各実施形態においては、ゴム、シリコン等の材料からなる振動減衰部材を例示した。しかし、この発明の振動減衰部材は、パッド本体１５Ａ，１５Ｂのヨー方向の振動を減衰できる構成であれば上記構成に限られない。振動減衰部材としては、例えば、オイルダンパー等であってもよい。

さらに、上述した各実施形態においては、断面円形の柱状に形成された振動減衰部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを例示した。しかし、振動減衰部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄの形状は、断面円形や柱状に限られない。例えば、断面が多角形状や楕円形状の柱状に形成したものを用いたり、球状や多面体形状の振動減衰部材を用いたりしても良い。

１ ガス軸受装置
２ 回転軸
２ａ 外周面
３ 羽根車
４ ケーシング
５ａ ティルティングパッドガス軸受装置
５ｂ スラスト軸受装置
６ ディスク
７ ブレード
８ 流体流路
９ 導入口
１０ 吐出口
１１ ハウジング
１１ａ 内面
１２ ピボット
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ ティルティングパッド
１４ 内部空間
１５Ａ，１５Ｂ パッド本体
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ 振動減衰部材
１７ パッド面
１８ 支持面
１９ａ，１９ｂ 側面
２０ 端面
２１ 溝
２２ａ，２２ｂ 端部
２３ 傾斜面
１００ 圧縮機

Claims (12)

1. 軸線回りに回転する回転軸を外周側から囲うハウジングの内面にピボットを介して支持されるとともに、前記ピボットによりティルト方向、ロール方向及びヨー方向に揺動可能に支持されて、気体膜を介して前記回転軸を支持可能なティルティングパッドであって、
   前記軸線を中心とする径方向で外側を向く外周面が前記ピボットに支持される支持面とされ、前記径方向で内側を向く内面が気体膜を介して前記回転軸を支持するパッド面とされたパッド本体と、
   前記軸線方向を向く前記パッド本体の２つの側面と前記側面と対向する前記ハウジングの内面との間にのみ配置されて、前記パッド本体の振動を減衰させる振動減衰部材と、を備えるティルティングパッド。
2. 前記振動減衰部材は、
   前記軸線を中心とする周方向に延びるように形成され、前記軸線を中心とした径方向で複数列設けられている請求項１に記載のティルティングパッド。
3. 前記振動減衰部材は、
   前記パッド本体の前記軸線を中心とした周方向で間隔をあけて複数設けられている請求項１に記載のティルティングパッド。
4. 前記振動減衰部材は、
   前記軸線を中心とする周方向の両端部にのみ配置されている請求項１又は２に記載のティルティングパッド。
5. 前記パッド本体は、
   その外周面に前記ピボットから離れる方向で前記パッド本体の厚さを漸次減少させるように傾斜する傾斜面を備える請求項１から４の何れか一項に記載のティルティングパッド。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載のティルティングパッドを備えるガス軸受装置。
7. 軸線回りに回転する回転軸と、
   前記回転軸を外周側から囲うハウジングと、
   前記ハウジングの内面に取り付けられたピボットと、
   前記ピボットによりティルト方向、ロール方向及びヨー方向に揺動可能に支持されて前記軸線を中心とする径方向で外側を向く外周面が、前記ピボットに支持される支持面とされ、前記径方向で内側を向く内面が、気体膜を介して前記回転軸を支持するティルティングパッドと、
   前記軸線方向を向く前記ティルティングパッドの２つの側面と前記側面と対向する前記ハウジングの内面との間にのみ配置されて、前記ティルティングパッドの振動を減衰させる振動減衰部材と、を備えるガス軸受装置。
8. 前記振動減衰部材は、
   前記軸線を中心とする周方向に延びるように形成され、前記軸線を中心とした径方向で複数列設けられている請求項７に記載のガス軸受装置。
9. 前記振動減衰部材は、
   前記ティルティングパッドの前記軸線を中心とした周方向で間隔をあけて複数設けられている請求項７又は８に記載のガス軸受装置。
10. 前記振動減衰部材は、
    前記ティルティングパッドの前記周方向の両端部にのみ配置されている請求項８又は９に記載のガス軸受装置。
11. 前記ティルティングパッドは、
    その外周面に前記ピボットから離れる方向で前記ティルティングパッドの厚さを漸次減少させるように傾斜する傾斜面を備える請求項７から１０の何れか一項に記載のガス軸受装置。
12. 請求項６から１１の何れか一項に記載のガス軸受装置を備える圧縮機。

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