JP2019157906A - Bearing device - Google Patents

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Abstract

To minimize influence of damage, etc. of an elastic part of a squeeze film damper by gradually changing the rigidity of the elastic part.SOLUTION: A bearing device comprises: a bearing part for rotatably supporting a rotary shaft; a squeeze film damper provided on the outer peripheral side of the bearing part and having an inner ring 18 and an outer ring 20 opposing each other with an oil film forming gap G interposed therebetween; and a bridge part 22 connecting the inner ring 18 and the outer ring 20 to each other and causing the outer ring to elastically support the inner ring. A part of the bridge part 22 opposes the wall surface of the inner ring or of the outer ring via a slit St. The bridge part 22 is configured in such a manner that a contact area S between the external surface of the bridge part and the wall surface of the inner ring or of the outer ring increases in the range of less than Swith the increase in the displacement of the inner ring when the displacement of the inner ring reaches a prescribed value or more, where the Sdenotes the maximum contact area between the external surface of the bridge part 22 and the wall surface of the inner ring or of the outer ring at the maximum displacement of the inner ring 18.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、軸受装置及び該軸受装置を備える回転機械に関する。   The present disclosure relates to a bearing device and a rotary machine including the bearing device.

コンプレッサや蒸気タービン等の回転機械においては、回転軸系の安定支持が課題の一つとなっている。この課題を解決するためには、回転軸を支持する軸受部の支持特性(減衰、剛性等)を向上させることが効果的であり、この観点からの検討がなされている。
特許文献1には、インナリングとアウタリングとの間に形成された隙間に油が供給され、回転軸が振動し上記隙間が変位するとき、粘性をもった非圧縮性の油が該隙間を流動することで、回転軸の振動を減衰する効果を発揮させるスクイズフィルムダンパが開示されている。
また、インナリングとアウタリングとの間に弾性部を介在させることで、軸受部の剛性を小さくし、減衰効果を高める手段も提案されている。
In rotating machines such as compressors and steam turbines, stable support of the rotating shaft system is one of the problems. In order to solve this problem, it is effective to improve the support characteristics (attenuation, rigidity, etc.) of the bearing portion that supports the rotating shaft, and studies have been made from this viewpoint.
In Patent Document 1, when oil is supplied to a gap formed between an inner ring and an outer ring, and the rotary shaft vibrates and the gap is displaced, viscous incompressible oil passes through the gap. A squeeze film damper that exhibits the effect of attenuating the vibration of the rotating shaft by flowing is disclosed.
In addition, means has been proposed in which an elastic portion is interposed between the inner ring and the outer ring, thereby reducing the rigidity of the bearing portion and increasing the damping effect.

米国特許第5421655号明細書US Pat. No. 5,421,655

弾性部を備えるスクイズフィルムダンパにおいては、外部衝撃や経年劣化により弾性部に損傷等が生じたとき、あるいは弾性部に過大な荷重が負荷されたとき、該弾性部が一気につぶれて該弾性部の剛性が一気に増加する。これによって、軸受パッドで支持している回転軸の支持位置が急激に変化し、回転軸系に急激な変化を与えるおそれがある。   In a squeeze film damper having an elastic part, when the elastic part is damaged due to external impact or aging, or when an excessive load is applied to the elastic part, the elastic part is collapsed all at once. Stiffness increases at a stretch. As a result, the support position of the rotating shaft supported by the bearing pad may change abruptly, which may cause a sudden change in the rotating shaft system.

一実施形態は、スクイズフィルムダンパに設けられる弾性部に損傷等が生じた場合又は過大な荷重が負荷されたとき、弾性部の剛性をゆるやかに変化させるようにし、その影響を最小化することを目的とする。   In one embodiment, when the elastic portion provided in the squeeze film damper is damaged, or when an excessive load is applied, the rigidity of the elastic portion is gradually changed to minimize the influence. Objective.

(1)一実施形態に係る軸受装置は、
回転軸を回転自在に支持するための軸受部と、
前記軸受部の外周側に設けられ、少なくとも一つの油膜形成隙間を挟んで互いに対向するインナリング及びアウタリング含むスクイズフィルムダンパと、
前記インナリングと前記アウタリングとを接続するとともに、前記インナリングを前記アウタリングに弾性的に支持するブリッジ部と、
を備え、
前記ブリッジ部の少なくとも一部は、スリットを介して前記インナリング又は前記アウタリングの壁面と対向し、
前記インナリングの最大変位時における、前記ブリッジ部の外表面と前記壁面との最大接触面積をSmaxとしたとき、前記ブリッジ部は、前記インナリングの変位が規定値以上となったとき、前記変位の増加に伴い、前記ブリッジ部の前記外表面と前記壁面との接触面積SがSmax未満の範囲内で増加するように構成される。
(1) A bearing device according to an embodiment
A bearing for rotatably supporting the rotating shaft;
A squeeze film damper provided on the outer peripheral side of the bearing portion and including an inner ring and an outer ring facing each other across at least one oil film formation gap;
A bridge portion that connects the inner ring and the outer ring and elastically supports the inner ring on the outer ring;
With
At least a part of the bridge portion faces the inner ring or the outer ring wall surface through a slit,
When the maximum contact area between the outer surface of the bridge portion and the wall surface at the time of maximum displacement of the inner ring is S max , the bridge portion has the displacement of the inner ring equal to or greater than a specified value, As the displacement increases, the contact area S between the outer surface and the wall surface of the bridge portion increases within a range less than Smax .

上記(1)の構成によれば、上記ブリッジ部は、インナリングの変位が規定値以上となったとき、ブリッジ部の外表面とインナリング又はアウタリングの壁面との接触面積SがSmax未満の範囲内で増加する。これによって、ブリッジ部の剛性を急激に増加させないため、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。 According to the configuration of (1) above, when the displacement of the inner ring is equal to or greater than the specified value, the bridge portion has a contact area S between the outer surface of the bridge portion and the inner ring or outer ring wall surface of less than S max. Increase within the range. As a result, since the rigidity of the bridge portion is not increased suddenly, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(2)一実施形態では、前記(1)の構成において、
前記ブリッジ部は、前記インナリングの変位が規定値以上となったとき、前記変位の増加に伴い、前記接触面積Sが段階的に増加するように構成される。
上記(2)の構成によれば、ブリッジ部は、接触面積Sが段階的に増加するため、ブリッジ部の剛性を段階的に増加させることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(2) In one embodiment, in the configuration of (1),
The bridge portion is configured such that when the displacement of the inner ring becomes equal to or greater than a predetermined value, the contact area S increases stepwise as the displacement increases.
According to the configuration of (2) above, since the contact area S of the bridge portion increases stepwise, the rigidity of the bridge portion can be increased stepwise. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(3)一実施形態では、前記(2)の構成において、
前記スリットは、隙間の大きさが異なる複数の領域を有し、前記複数の領域で前記ブリッジ部の外表面と前記壁面とが段階的に接触するように構成される。
上記(3)の構成によれば、スリットが複数の領域でブリッジ部の外表面とインナリング又はアウタリングの壁面とが段階的に接触するため、ブリッジ部の剛性を段階的に増加させることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(3) In one embodiment, in the configuration of (2),
The slit has a plurality of regions with different sizes of gaps, and is configured such that the outer surface of the bridge portion and the wall surface come into contact in stages in the plurality of regions.
According to the configuration of (3) above, since the outer surface of the bridge portion and the wall surface of the inner ring or the outer ring contact stepwise in a plurality of regions, the rigidity of the bridge portion can be increased stepwise. it can. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(4)一実施形態では、前記(2)の構成において、
前記スリットは、前記インナリングの壁面と対向する第1スリットと前記アウタリングの壁面と対向する第2スリットとを含み、
前記第1スリットと前記第2スリットとは互いに異なる大きさの隙間を有する領域を含む。
上記(4)の構成によれば、ブリッジ部に荷重が付加された場合、上記領域でスリットを構成する壁面は時間差をもって接触するため、ブリッジ部の剛性を段階的に増加させることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(4) In one embodiment, in the configuration of (2),
The slit includes a first slit facing the wall surface of the inner ring and a second slit facing the wall surface of the outer ring,
The first slit and the second slit include a region having a gap having a different size.
According to the configuration of (4), when a load is applied to the bridge portion, the wall surfaces forming the slit in the region contact with a time difference, so that the rigidity of the bridge portion can be increased stepwise. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(5)一実施形態では、前記(1)の構成において、
前記ブリッジ部は、前記変位の増加に伴い、前記接触面積Sが連続的に増加するように構成される。
上記(5)の構成によれば、ブリッジ部は、インナリングの変位の増加に伴い、接触面積Sが連続的に増加するため、ブリッジ部の剛性を連続的に増加させることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(5) In one embodiment, in the configuration of (1),
The bridge portion is configured such that the contact area S continuously increases as the displacement increases.
According to the configuration of (5) above, the bridge portion can continuously increase the rigidity of the bridge portion because the contact area S continuously increases as the inner ring displacement increases. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(6)一実施形態では、前記(5)の構成において、
前記ブリッジ部の少なくとも一部において、前記スリットは、隙間の大きさが連続的に異なるように構成され、該隙間において前記ブリッジ部の外表面と前記壁面とが連続的に接触するように構成される。
上記(6)の構成によれば、スリットを構成する壁面が連続的に接触するので、ブリッジ部の剛性を連続的に増加させることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(6) In one embodiment, in the configuration of (5),
In at least a part of the bridge portion, the slit is configured such that the size of the gap is continuously different, and the outer surface of the bridge portion and the wall surface are continuously contacted in the gap. The
According to the configuration of (6) above, since the wall surfaces constituting the slits are in continuous contact, the rigidity of the bridge portion can be continuously increased. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(7)一実施形態では、前記(1)〜(6)の何れかの構成において、
前記ブリッジ部は、少なくとも一つの曲り部を有する。
上記(7)の構成によれば、ブリッジ部は少なくとも一つの曲り部を有するため、回転軸からインナリングを介してブリッジ部に加わる荷重に対して、ブリッジ部の剛性を小さくができる。また、ブリッジ部が曲り部を有することで、スリットにも曲り部が形成されるので、スリットに段階的に又は連続的に接触可能な領域を形成しやすくなる。
(7) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (6),
The bridge portion has at least one bent portion.
According to the configuration of (7) above, since the bridge portion has at least one bent portion, the rigidity of the bridge portion can be reduced with respect to the load applied to the bridge portion from the rotating shaft via the inner ring. Further, since the bent portion has the bent portion, the bent portion is also formed in the slit, so that it becomes easy to form a region that can contact the slit stepwise or continuously.

(8)一実施形態に係る軸受装置は、
回転軸を回転自在に支持するための軸受部と、
前記軸受部の外周側に設けられ、少なくとも一つの油膜形成隙間を挟んで互いに対向するインナリング及びアウタリング含むスクイズフィルムダンパと、
前記インナリングと前記アウタリングとを接続するとともに、前記インナリングを前記アウタリングに弾性的に支持するブリッジ部と、
を備え、
前記ブリッジ部の少なくとも一部は、スリットを介して前記インナリング又は前記アウタリングの壁面と対向し、
前記ブリッジ部は、前記スリットに開口する少なくとも一つの切欠きを含み、
前記ブリッジ部の外表面と前記壁面との第1接触面積、および、前記切欠きを挟んで互いに対向する前記ブリッジ部の外表面同士の第2接触面積の合計接触面積をS’とし、
前記インナリングの最大変位時における前記合計接触面積をS’maxとしたとき、
前記ブリッジ部は、前記インナリングの変位が規定値以上となったとき、前記変位の増加に伴い、前記合計接触面積S’がS’max未満の範囲内で増加するように構成される。
(8) A bearing device according to an embodiment
A bearing for rotatably supporting the rotating shaft;
A squeeze film damper provided on the outer peripheral side of the bearing portion and including an inner ring and an outer ring facing each other across at least one oil film formation gap;
A bridge portion that connects the inner ring and the outer ring and elastically supports the inner ring on the outer ring;
With
At least a part of the bridge portion faces the inner ring or the outer ring wall surface through a slit,
The bridge portion includes at least one notch opening in the slit,
The total contact area of the first contact area between the outer surface of the bridge portion and the wall surface, and the second contact area between the outer surfaces of the bridge portions facing each other across the notch is S ′,
When the total contact area at the maximum displacement of the inner ring is S ′ max ,
The bridge portion is configured such that when the displacement of the inner ring becomes equal to or greater than a predetermined value, the total contact area S ′ increases within a range less than S ′ max as the displacement increases.

上記(8)の構成によれば、ブリッジ部は、インナリングの変位が規定値以上となったとき、該変位の増加に伴い、合計接触面積S’がS’max未満の範囲内で増加するため、ブリッジ部の剛性を急激に増加させない。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。 According to the configuration of (8) above, when the displacement of the inner ring becomes equal to or greater than the specified value, the bridge portion increases in the range where the total contact area S ′ is less than S ′ max as the displacement increases. For this reason, the rigidity of the bridge portion is not rapidly increased. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(9)一実施形態では、前記(8)の構成において、
前記ブリッジ部は、前記変位の増加に伴い、前記接触面積Sが段階的に増加するように構成される。
ブリッジ部は、上記切欠きを有するため、インナリングの変位の増加に伴い、切欠きとスリットの他の部位とで接触時期を異ならせることができる。従って、接触面積Sが段階的に増加するため、ブリッジ部の剛性を急激に増加させない。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(9) In one embodiment, in the configuration of (8),
The bridge portion is configured such that the contact area S increases stepwise as the displacement increases.
Since the bridge portion has the above-described notch, the contact timing can be made different between the notch and the other part of the slit as the displacement of the inner ring increases. Therefore, since the contact area S increases stepwise, the rigidity of the bridge portion is not rapidly increased. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(10)一実施形態では、前記(8)又は(9)の構成において、
前記切欠きは、インナリングの変位時にブリッジ部の圧縮荷重が加わる部位に形成される。
上記(10)の構成によれば、切欠きは圧縮荷重が加わる部位に形成されるため、切欠きを挟んで互いに対向するブリッジ部の外表面同士が該圧縮荷重によって接触できる。また、切欠きの壁面の接触時期とスリットの他の部位の接触時期とに時間差をもたせるようにすることで、ブリッジ部の剛性を急激に増加させないようにすることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(10) In one embodiment, in the configuration of (8) or (9),
The notch is formed in a portion where a compressive load of the bridge portion is applied when the inner ring is displaced.
According to the configuration of (10) above, the notch is formed at a site to which a compressive load is applied, so that the outer surfaces of the bridge portions facing each other across the notch can be brought into contact with each other by the compressive load. Further, by providing a time difference between the contact timing of the wall surface of the notch and the contact timing of the other part of the slit, it is possible to prevent the rigidity of the bridge portion from rapidly increasing. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

(11)一実施形態では、前記(10)の構成において、
前記ブリッジ部は、少なくとも一つの曲り部を有し、
前記切欠きは前記曲り部に形成される。
上記(11)の構成によれば、ブリッジ部に圧縮荷重が付加したとき、曲り部に該圧縮荷重が負荷される。切欠きは圧縮荷重が付加される曲り部に形成されるため、切欠きを挟んで互いに対向するブリッジ部の外表面同士が該圧縮荷重によって接触できる。
(11) In one embodiment, in the configuration of (10),
The bridge portion has at least one bent portion,
The notch is formed in the bent portion.
According to the configuration of (11) above, when a compressive load is applied to the bridge portion, the compressive load is applied to the bent portion. Since the notch is formed in a bent portion to which a compressive load is applied, the outer surfaces of the bridge portions facing each other across the notch can be brought into contact with each other by the compressive load.

(12)一実施形態では、前記(8)〜(11)の何れかの構成において、
前記切欠きは、隙間の大きさが異なる複数の切欠きで構成される。
上記(12)の構成によれば、複数の切欠き間で隙間の大きさが異なるために、複数の切欠き間で壁面接触時期に時間差をもたせることで接触面積Sを段階的に増加できる。従って、ブリッジ部の剛性を段階的に増加させることができるので、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(12) In one embodiment, in any one of the configurations (8) to (11),
The notch includes a plurality of notches having different gap sizes.
According to the configuration of (12), since the size of the gap differs between the plurality of notches, the contact area S can be increased stepwise by providing a time difference in the wall surface contact timing between the plurality of notches. Therefore, since the rigidity of the bridge portion can be increased stepwise, changes in the rotation axis position and various changes given to the rotation axis system can be made gentle.

(13)一実施形態に係る回転機械は、
回転軸と、
前記(1)〜(12)の何れかの構成を有する軸受装置と、
を備える。
上記(13)の構成によれば、上記構成の軸受装置を備えるため、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
(13) A rotating machine according to an embodiment includes:
A rotation axis;
A bearing device having any one of the constitutions (1) to (12);
Is provided.
According to the configuration of (13), since the bearing device having the above configuration is provided, it is possible to moderately change the rotation shaft position and various changes applied to the rotation shaft system.

幾つかの実施形態によれば、スクイズフィルムダンパに外部衝撃や経年劣化により損傷等が生じた場合、又は回転軸から過大な荷重が負荷された場合でも、ブリッジ部の剛性を急激に増加させないため、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。   According to some embodiments, even when the squeeze film damper is damaged due to external impact or aging, or when an excessive load is applied from the rotating shaft, the rigidity of the bridge portion is not increased rapidly. The change of the rotation axis position and various changes given to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態に係る軸受装置の径方向に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the radial direction of the bearing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る軸受装置の軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction of the bearing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るブリッジ部(非接触域)の径方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the radial direction of the bridge part (non-contact area) concerning one embodiment. 一実施形態に係るブリッジ部(接触域)の径方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the radial direction of the bridge part (contact area) which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るブリッジ部の径方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the radial direction of the bridge part which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るブリッジ部の一部の径方向に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the one part radial direction of the bridge part which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るブリッジ部におけるインナリングの変位と接触面積との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the displacement of the inner ring in the bridge part which concerns on one Embodiment, and a contact area. 一実施形態に係るブリッジ部におけるインナリングの変位と接触面積との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the displacement of the inner ring in the bridge part which concerns on one Embodiment, and a contact area. 一実施形態に係るブリッジ部におけるインナリングの変位と接触面積との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the displacement of the inner ring in the bridge part which concerns on one Embodiment, and a contact area.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
In addition, for example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes in a strict geometric sense, but also within the range where the same effect can be obtained. A shape including a chamfered portion or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.

図1及び図2は一実施形態に係る軸受装置10を示す。
図1及び図2において、軸受装置10は、回転軸12の外周側に軸受部14を備え、軸受部14の外周側にスクイズフィルムダンパ16を備える。軸受部14は回転軸12を回転自在に支持する。スクイズフィルムダンパ16は、油膜形成隙間Gを挟んで互いに対向するインナリング18及びアウタリング20を有する。油膜形成隙間Gは、回転軸12の周方向(以下単に「周方向」とも言う。)に1個又は複数個形成される。回転軸12は中心軸Oを中心として回転する。
図1中の矢印b方向は回転軸12の径方向(以下単に「径方向」とも言う。)を指し、図2中の矢印a方向は回転軸12の軸方向(以下単に「軸方向」とも言う。)を指す。
1 and 2 show a bearing device 10 according to an embodiment.
1 and 2, the bearing device 10 includes a bearing portion 14 on the outer peripheral side of the rotating shaft 12 and a squeeze film damper 16 on the outer peripheral side of the bearing portion 14. The bearing part 14 supports the rotating shaft 12 rotatably. The squeeze film damper 16 includes an inner ring 18 and an outer ring 20 that face each other with the oil film formation gap G interposed therebetween. One or more oil film forming gaps G are formed in the circumferential direction of the rotating shaft 12 (hereinafter also simply referred to as “circumferential direction”). The rotating shaft 12 rotates around the central axis O.
1 indicates the radial direction of the rotary shaft 12 (hereinafter also referred to simply as “radial direction”), and the arrow a direction in FIG. 2 indicates the axial direction of the rotary shaft 12 (hereinafter simply referred to as “axial direction”). Say).

油膜形成隙間Gに油供給部(不図示)から粘性をもった非圧縮性の油を供給する。インナリング18は回転軸12から荷重を受けてアウタリング側へ変位し、油膜形成隙間Gの大きさを変えることで油を流動させる。これによって、回転軸12から加わる荷重を減衰させる減衰効果を得ることができる。この減衰効果によって回転軸系の振動などを抑制し、回転軸系の安定支持が可能になる。また、油の流動量を調節することで、油膜形成隙間Gの油膜圧力を調節し、これによって、減衰性能を調節できる。   An incompressible oil having viscosity is supplied to the oil film forming gap G from an oil supply unit (not shown). The inner ring 18 receives a load from the rotating shaft 12 and is displaced to the outer ring side, and changes the size of the oil film forming gap G to flow the oil. Thereby, an attenuation effect that attenuates the load applied from the rotating shaft 12 can be obtained. This damping effect suppresses vibrations of the rotating shaft system and enables stable support of the rotating shaft system. In addition, by adjusting the amount of oil flow, the oil film pressure in the oil film forming gap G is adjusted, whereby the damping performance can be adjusted.

油膜形成によって発揮される減衰効果を表す油膜減衰常数Cψは次の(1)式から求められる。

Figure 2019157906
ここで、B=12πμL(R/c)、μ:油の粘性係数、R:ダンパ径、L:ダンパ幅、c:径方向隙間の大きさ、ε:回転軸の偏心量である。
ε=e/c=1−δ/c
ここで、e:回転軸の偏心量、δ:回転軸の軸受からの浮上量である。
(1)式から、油膜形成隙間の面積が大きいほど油膜減衰常数Cψが大きくなり、かつ油膜減衰常数Cψは径方向隙間の大きさcの3乗に比例することがわかる。従って、回転軸12から軸受装置に付加される荷重が大きくなり、油膜形成隙間Gが狭くなると、油膜圧が増加し、油膜減衰常数Cψが増加して減衰効果が増す。 The oil film attenuation constant Cψ representing the attenuation effect exhibited by the oil film formation is obtained from the following equation (1).
Figure 2019157906
Here, B = 12π μL (R / c) 3 , μ: viscosity coefficient of oil, R: damper diameter, L: damper width, c: size of radial gap, ε: eccentricity of rotating shaft.
ε = e / c = 1−δ 0 / c
Here, e is the amount of eccentricity of the rotating shaft, and δ 0 is the flying height of the rotating shaft from the bearing.
From equation (1), it can be seen that the larger the area of the oil film formation gap, the larger the oil film attenuation constant Cψ, and the oil film attenuation constant Cψ is proportional to the cube of the radial gap size c. Therefore, when the load applied to the bearing device from the rotary shaft 12 increases and the oil film formation gap G becomes narrow, the oil film pressure increases, the oil film attenuation constant Cψ increases, and the damping effect increases.

図3に示すように、軸受装置10は、さらに、インナリング18とアウタリング20とを接続するブリッジ部22を備える。ブリッジ部22は、インナリング18をアウタリング20に弾性的に支持する。ブリッジ部22の少なくとも一部は、スリットStを介してインナリング18の壁面18a又はアウタリング20の壁面20aと対向する。インナリング18は回転軸12から荷重Lを受けて回転軸12の径方向(矢印b方向)に変位する。図3は、回転軸12から過大な荷重を受けておらず、スリットStを形成する対向壁面がどの部位でも接触していない状態を示す。
図4は、回転軸12から荷重Lを受けてスリットStのうち隙間幅が最も小さい領域R1を形成する外表面23bと壁面18aとが接触した状態を示す。荷重Lが増加するにつれてスリットStを形成する他の壁面も接触し始まる。
As shown in FIG. 3, the bearing device 10 further includes a bridge portion 22 that connects the inner ring 18 and the outer ring 20. The bridge portion 22 elastically supports the inner ring 18 on the outer ring 20. At least a part of the bridge portion 22 faces the wall surface 18a of the inner ring 18 or the wall surface 20a of the outer ring 20 through the slit St. The inner ring 18 receives a load L from the rotary shaft 12 and is displaced in the radial direction (arrow b direction) of the rotary shaft 12. FIG. 3 shows a state where an excessive load is not received from the rotating shaft 12 and the opposing wall surface forming the slit St is not in contact with any part.
FIG. 4 shows a state in which the outer surface 23b and the wall surface 18a which form the region R S1 having the smallest gap width in the slit St upon receiving the load L from the rotating shaft 12 are in contact with each other. As the load L increases, other wall surfaces forming the slit St also start to contact.

インナリング18の最大変位時における、ブリッジ部22の外表面23aとアウタリング20の壁面20a、又はブリッジ部22の外表面23bとインナリング18の壁面18aとの接触面積Sの最大接触面積をSmaxとしたとき、ブリッジ部22は、インナリング18の変位が規定値以上となったとき、インナリング18の変位の増加に伴い、接触面積SがSmax未満の範囲内で増加するように構成される。
このように、ブリッジ部22に外部衝撃や経年劣化により損傷等が生じた場合、又はブリッジ部22に過大な荷重が負荷された場合でも、接触面積SがSmax未満の範囲内で増加するため、ブリッジ部22の剛性を急激に増加させない。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
The maximum contact area S of the contact area S between the outer surface 23a of the bridge portion 22 and the wall surface 20a of the outer ring 20 or the outer surface 23b of the bridge portion 22 and the wall surface 18a of the inner ring 18 when the inner ring 18 is displaced maximum is S. When it is set to max , when the displacement of the inner ring 18 becomes more than a specified value, the bridge portion 22 is configured such that the contact area S increases within a range less than S max as the displacement of the inner ring 18 increases. Is done.
As described above, even when the bridge portion 22 is damaged due to external impact or aging deterioration, or even when an excessive load is applied to the bridge portion 22, the contact area S increases within the range of less than Smax. The rigidity of the bridge portion 22 is not increased rapidly. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態では、図1及び図2に示すように、軸受部14はティルティングパッド24を含む。ティルティングパッド24はピボット25を介してインナリング18の内側面に接続されている。ティルティングパッド24はピボット25を基点として任意の方向へ傾動可能になっている。ティルティングパッド24には内側面に開口する潤滑油流路(不図示)が形成され、回転軸12とティルティングパッド24との間に潤滑油が供給される。
この実施形態によれば、ティルティングパッド24の周囲に形成される油膜による焼付き防止効果によって回転軸12を安定して回転できる。
In one embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the bearing portion 14 includes a tilting pad 24. The tilting pad 24 is connected to the inner surface of the inner ring 18 through a pivot 25. The tilting pad 24 can tilt in any direction with the pivot 25 as a base point. The tilting pad 24 is formed with a lubricating oil passage (not shown) that opens to the inner surface, and the lubricating oil is supplied between the rotary shaft 12 and the tilting pad 24.
According to this embodiment, the rotating shaft 12 can be stably rotated by the seizure prevention effect by the oil film formed around the tilting pad 24.

別な実施形態では、軸受部14は転がり軸受を含む。この実施形態によれば、転がり軸受を含む軸受部の外周側に上記構成のスクイズフィルムダンパ16を備え、これらの組合せで回転軸を支持できる。これによって、転がり軸受を含む軸受部による低摩擦支持とスクイズフィルムダンパ16の減衰効果との相乗効果によって、高速回転時においても支持側の剛性を確保しつつ回転軸系で発生する振動等の減衰効果を高めることができ、回転軸12を安定支持できる。   In another embodiment, the bearing portion 14 includes a rolling bearing. According to this embodiment, the squeeze film damper 16 having the above-described configuration is provided on the outer peripheral side of the bearing portion including the rolling bearing, and the rotating shaft can be supported by a combination thereof. As a result, due to the synergistic effect of the low friction support by the bearing portion including the rolling bearing and the damping effect of the squeeze film damper 16, damping of vibrations and the like generated in the rotating shaft system while ensuring the rigidity of the support side even at high speed rotation. An effect can be heightened and the rotating shaft 12 can be supported stably.

一実施形態では、図2に示すように、軸受装置10において、スクイズフィルムダンパ16の軸方向両端面にサイドプレート21が設けられる。サイドプレート21は、アウタリング20の軸方向両端面との間で油膜形成隙間Gに連通する油排出路Pdを形成する。油排出路Pdから油を排出することで、油膜形成隙間Gで油の流動状態を保ち、これによって、回転軸12から加わる荷重を減衰させることができる。この減衰効果によって回転軸系の振動などを抑制し、回転軸系の安定支持が可能になる。また、油排出路Pdからの油排出量を調節することで、油膜形成隙間Gの油膜圧力を調節し、これによって、減衰性能を調節できる。   In one embodiment, as shown in FIG. 2, in the bearing device 10, side plates 21 are provided on both axial end surfaces of the squeeze film damper 16. The side plate 21 forms an oil discharge path Pd that communicates with the oil film forming gap G between both end surfaces of the outer ring 20 in the axial direction. By discharging the oil from the oil discharge path Pd, the fluid state of the oil can be maintained in the oil film forming gap G, and thereby the load applied from the rotary shaft 12 can be attenuated. This damping effect suppresses vibrations of the rotating shaft system and enables stable support of the rotating shaft system. Further, by adjusting the amount of oil discharged from the oil discharge path Pd, the oil film pressure in the oil film forming gap G is adjusted, and thereby the damping performance can be adjusted.

一実施形態では、図1に示すように、インナリング18とアウタリング20との間に複数のブリッジ部22が周方向に離散的に設けられる。ブリッジ部22を備えることで、スクイズフィルムダンパ16の剛性はブリッジ部22の剛性によって決定できる。従って、スクイズフィルムダンパ16の剛性と油膜形成による減衰性能とを夫々独立して設定できるため、スクイズフィルムダンパ16の減衰効果を高めるために、各々で最適な設定が可能になる。   In one embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of bridge portions 22 are discretely provided in the circumferential direction between the inner ring 18 and the outer ring 20. By providing the bridge portion 22, the rigidity of the squeeze film damper 16 can be determined by the rigidity of the bridge portion 22. Accordingly, since the rigidity of the squeeze film damper 16 and the damping performance due to the formation of the oil film can be set independently, optimum settings can be made for each to enhance the damping effect of the squeeze film damper 16.

一実施形態では、ブリッジ部22は回転軸12の軸方向に延在するように配置されている。このブリッジ部22の配置によって回転軸12の軸方向で均等な弾性力を発揮でき、回転軸12を回転軸12の軸方向で均等な弾性力で支持できる。   In one embodiment, the bridge portion 22 is disposed so as to extend in the axial direction of the rotating shaft 12. By arranging the bridge portion 22, it is possible to exert a uniform elastic force in the axial direction of the rotary shaft 12, and to support the rotary shaft 12 with a uniform elastic force in the axial direction of the rotary shaft 12.

一実施形態では、ブリッジ部22は、インナリング18の変位が規定値以上となったとき、変位の増加に伴い、接触面積Sが段階的に増加するように構成される。
この実施形態によれば、ブリッジ部22は、接触面積Sが段階的に増加するため、ブリッジ部22の剛性を段階的に増加させることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
In one embodiment, the bridge portion 22 is configured such that when the displacement of the inner ring 18 becomes equal to or greater than a specified value, the contact area S increases stepwise as the displacement increases.
According to this embodiment, since the contact area S of the bridge portion 22 increases stepwise, the rigidity of the bridge portion 22 can be increased stepwise. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態では、図3に示すブリッジ部22(22a)は、スリットSt(St、St)は、隙間の大きさが異なる複数の領域Rs1、Rs2及びその他の領域を有する。隙間の大きさが異なる複数の領域でブリッジ部22の外表面23aと壁面20a及び外表面23bと壁面18aとが段階的に接触するように構成される。これによって、ブリッジ部22の剛性を段階的に増加させることができるので、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。 In the embodiment, in the bridge portion 22 (22a) illustrated in FIG. 3, the slit St (St 1 , St 2 ) has a plurality of regions Rs1, Rs2 and other regions having different gap sizes. The outer surface 23a and the wall surface 20a of the bridge portion 22 and the outer surface 23b and the wall surface 18a are configured to contact in a stepwise manner in a plurality of regions having different gap sizes. As a result, the rigidity of the bridge portion 22 can be increased stepwise, so that changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gradual.

図3に示す実施形態では、スリットSt(St、St)の隙間の大きさは、次の関係にある。
領域Rs1<領域Rs2<その他の領域 (1)
回転軸12から加わる荷重LがスリットStを構成する壁面の非接触域を超えたとき、まず、領域Rs1の壁面が接触する。荷重Lがさらに増加すると、領域Rs2の壁面が接触する。その後、さらに荷重Lが増加すると、他の領域が接触する。
領域Rs1の壁面が接触したときの剛性をK(後1)とし、領域Rs1及び領域Rs2の壁面が接触したときの剛性をK(後2)とし、スリットStのすべての領域が接触したときの剛性をK(後3)とすると、次の関係が成り立つ。
K(後1)<K(後2)<K(後3) (2)
In the embodiment shown in FIG. 3, the size of the gap between the slits St (St 1 , St 2 ) has the following relationship.
Region Rs1 <region Rs2 <other region (1)
When the load L applied from the rotating shaft 12 exceeds the non-contact area of the wall surface forming the slit St, first, the wall surface of the region Rs1 comes into contact. When the load L further increases, the wall surface of the region Rs2 comes into contact. Thereafter, when the load L further increases, other regions come into contact.
The rigidity when the wall surface of the region Rs1 is in contact is K (rear 1), the rigidity when the wall surface of the region Rs1 and the region Rs2 is in contact is K (rear 2), and when all the regions of the slit St are in contact If the stiffness is K (3 later), the following relationship holds.
K (back 1) <K (back 2) <K (back 3) (2)

図7は、図3に示すブリッジ部22(22a)におけるインナリング18の変位と接触面積Sとの関係を示す線図である。図中、dはスリットStを形成する対向壁面が接触を開始する点である。ブリッジ部22(22a)の剛性がK(後3)となったとき、即ち、スリット全体で対向壁面の接触が起こったとき、接触面積Sは最大接触面積Smaxとなる。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the displacement of the inner ring 18 and the contact area S in the bridge portion 22 (22a) shown in FIG. In the figure, d 0 is a point where the opposing wall surface forming the slit St starts to contact. When the rigidity of the bridge portion 22 (22a) becomes K (rear 3), that is, when contact with the opposing wall surface occurs in the entire slit, the contact area S becomes the maximum contact area Smax .

このように、ブリッジ部22が損傷したとき、又は回転軸12からインナリング18に加わる荷重Lが過大となったとき、ブリッジ部22の剛性が段階的に増加するので、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
なお、比較例として、スリットStの隙間の大きさが一律な場合、ブリッジ部22の剛性が急激に増加するため、パッド等で支持する回転軸12の支持位置が急激に変化し、これに伴い、回転軸系にも種々の急激な変化を与える可能性がある。
As described above, when the bridge portion 22 is damaged or when the load L applied to the inner ring 18 from the rotary shaft 12 becomes excessive, the rigidity of the bridge portion 22 increases stepwise. Various changes given to the rotating shaft system can be made gentle.
In addition, as a comparative example, when the size of the gap of the slit St is uniform, the rigidity of the bridge portion 22 increases abruptly. Therefore, the support position of the rotary shaft 12 supported by the pad or the like changes rapidly, and accordingly There is also a possibility of giving various rapid changes to the rotating shaft system.

一実施形態では、図3に示すように、スリットStは、アウタリング20の壁面20aと対向する第1スリットSt(St)とインナリング18の壁面18aと対向する第2スリットSt(St)とを含む。第1スリットSt(St)と第2スリットSt(St)とは互いに異なる大きさの隙間を有する領域を含む。
この実施形態によれば、ブリッジ部22に回転軸12から荷重Lが付加された場合、異なる大きさの隙間を有するスリットSt(St、St)を構成する壁面は時間差をもって接触する。従って、ブリッジ部22は接触面積Sが増加する過程で段階的に剛性が増えていくため、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
In one embodiment, as shown in FIG. 3, the slit St includes a first slit St (St 1 ) facing the wall surface 20 a of the outer ring 20 and a second slit St (St 2 ) facing the wall surface 18 a of the inner ring 18. ). The first slit St (St 1 ) and the second slit St (St 2 ) include regions having gaps having different sizes.
According to this embodiment, when a load L is added from the rotation shaft 12 to the bridge portion 22, the wall surface constituting the slit St (St 1, St 2) having a gap of different sizes are brought into contact with a time difference. Accordingly, since the bridge portion 22 is gradually increased in rigidity in the process of increasing the contact area S, it is possible to moderate changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system.

一実施形態では、ブリッジ部22は、インナリング18の変位が規定値以上となったとき、インナリング18の変位の増加に伴い、接触面積Sが連続的に増加するように構成される。
この実施形態によれば、ブリッジ部22は、インナリング18の変位の増加に伴い、接触面積Sが連続的に増加するため、ブリッジ部22の剛性を連続的に増加させることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
In one embodiment, the bridge portion 22 is configured such that the contact area S continuously increases as the displacement of the inner ring 18 increases when the displacement of the inner ring 18 exceeds a specified value.
According to this embodiment, the bridge portion 22 can continuously increase the rigidity of the bridge portion 22 because the contact area S continuously increases as the displacement of the inner ring 18 increases. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態は、図5に示すブリッジ部22(22b)のように、ブリッジ部22の少なくとも一部において、スリットStは、隙間の大きさが連続的に異なるように構成される。
図5に示す実施形態では、アウタリング20の壁面20aとスリットSt(St)の外表面23aの一部で隙間の大きさが連続的に異なる領域Rが形成される。領域Rでは接触開始点d以降において、スリットStを形成する壁面が時間の経過に伴って連続的に接触するように構成される。
この実施形態によれば、領域RにおいてスリットSt(St)を構成する対向壁面が時間の経過に伴って連続的に接触するので、ブリッジ部22(22b)の剛性が連続的に増加する。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
In one embodiment, like the bridge portion 22 (22b) shown in FIG. 5, in at least a part of the bridge portion 22, the slit St is configured such that the size of the gap is continuously different.
In the embodiment shown in FIG. 5, a region R 2 in which the size of the gap is continuously different is formed in a part of the wall surface 20 a of the outer ring 20 and a part of the outer surface 23 a of the slit St (St 1 ). In the region R 2 at the contact start point d 0 since, configured wall surface forming a slit St is in continuous contact with the passage of time.
According to this embodiment, since the opposing wall surfaces forming the slit St (St 1 ) in the region R 2 are in continuous contact with time, the rigidity of the bridge portion 22 (22b) is continuously increased. . As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

図5に示す実施形態では、軸受装置10の径方向断面において、壁面20aの一部で外表面23aに対して勾配(角度θ)を付け、この勾配によって領域RでスリットSt(St)の隙間が徐々に広がるようにする。
これによって、接触開始点dを超えると、領域Rで荷重Lの負荷の増加によってアウタリング20の壁面20aとスリットSt(St)の外表面23aとが時間の経過に伴って連続的に接触するので、ブリッジ部22(22b)の剛性が連続的に増加する。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 5, in the radial cross section of the bearing device 10, a gradient (angle θ) is given to the outer surface 23 a at a part of the wall surface 20 a, and the slit St (St 1 ) in the region R 2 by this gradient. So that the gaps gradually widen.
Accordingly, when the contact start point d 0 is exceeded, the wall surface 20a of the outer ring 20 and the outer surface 23a of the slit St (St 1 ) are continuously formed with time as the load L increases in the region R 2. Therefore, the rigidity of the bridge portion 22 (22b) is continuously increased. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

図8は、図5に示す実施形態におけるインナリング18の変位と接触面積Sとの関係を示す線図である。領域R以外の領域は領域RよりスリットStの隙間が狭いため、領域R以外の領域で一気に壁面の接触が起こる。その後領域Rで隙間が狭い領域から連続的に接触が起こり、接触面積Sはある勾配を有して増加する。勾配曲線の形状は、図5中の破線で示すように、スリットStの隙間の形状を適宜選択することで変えることができる。
この実施形態においても、ブリッジ部22(22b)の剛性が一気に増加せず、一気に最大接触面積Smaxとならないので、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the displacement of the inner ring 18 and the contact area S in the embodiment shown in FIG. For a region other than the region R 2 is a narrow gap of the slit St than the region R 2, once the wall contact in the region other than the region R 2 occurs. Then occurs continuous contact from the gap is narrow regions in the region R 2, increases with a slope that is the contact area S. The shape of the gradient curve can be changed by appropriately selecting the shape of the gap of the slit St, as shown by the broken line in FIG.
Also in this embodiment, since the rigidity of the bridge portion 22 (22b) does not increase at a stretch and does not reach the maximum contact area Smax at a stretch, the change of the rotation axis position and various changes given to the rotation axis system are moderated. be able to.

一実施形態では、図3〜図5に示すように、ブリッジ部22は、少なくとも一つの曲り部Beを有する。
この実施形態によれば、ブリッジ部22は少なくとも一つの曲り部Beを有するため、回転軸12からインナリング18を介してブリッジ部22に加わる荷重に対して、ブリッジ部22の剛性を小さくができる。また、ブリッジ部22が曲り部Beを有することで、スリットStにも曲り部Beが形成されるため、スリットStに段階的に又は連続的に接触可能な領域を形成しやすくなる。
In one embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, the bridge portion 22 has at least one bent portion Be.
According to this embodiment, since the bridge portion 22 has at least one bent portion Be, the rigidity of the bridge portion 22 can be reduced with respect to the load applied to the bridge portion 22 from the rotary shaft 12 via the inner ring 18. . In addition, since the bridge portion 22 has the bent portion Be, the bent portion Be is also formed in the slit St, so that it becomes easy to form a region that can contact the slit St stepwise or continuously.

一実施形態では、曲り部Beの形状は、例えば、波形、ジグザグ形状の断面で構成される。
一実施形態では、ブリッジ部22は1つ以上、好ましくは複数の曲り部Beを有し径方向に沿って延在する。これによって、ブリッジ部22は、回転軸12から径方向に沿って加わる荷重Lに対して大きな伸縮力を保持できる。従って、ブリッジ部22の剛性を調整可能な範囲を広げることができる。
In one embodiment, the shape of the bent portion Be is constituted by, for example, a waveform or a zigzag cross section.
In one embodiment, the bridge portion 22 has one or more, preferably a plurality of bent portions Be, and extends along the radial direction. Thereby, the bridge part 22 can hold | maintain a big expansion-contraction force with respect to the load L added along the radial direction from the rotating shaft 12. FIG. Therefore, the range in which the rigidity of the bridge portion 22 can be adjusted can be expanded.

一実施形態では、図6に示すように、ブリッジ部22(22c)は、スリットStに開口する少なくとも一つの切欠きN(N、N)を有する。ブリッジ部22の外表面23a、23bと壁面18a、20aとの第1接触面積、及び切欠きNを挟んで互いに対向するブリッジ部22の外表面同士の第2接触面積の合計接触面積をS’とし、インナリング18の最大変位時における合計接触面積を合計最大接触面積S’maxとしたとき、ブリッジ部22(22c)は、インナリング18の変位が規定値以上となったとき、該変位の増加に伴い、合計接触面積S’がS’max未満の範囲内で増加するように構成される。 In one embodiment, as shown in FIG. 6, the bridge portion 22 (22 c) has at least one notch N (N 1 , N 2 ) that opens to the slit St. The total contact area of the first contact area between the outer surfaces 23a, 23b of the bridge portion 22 and the wall surfaces 18a, 20a and the second contact area between the outer surfaces of the bridge portion 22 facing each other across the notch N is S ′. Assuming that the total contact area at the maximum displacement of the inner ring 18 is the total maximum contact area S ′ max , the bridge portion 22 (22c) has the displacement when the displacement of the inner ring 18 exceeds a specified value. With increase, the total contact area S ′ is configured to increase within a range of less than S ′ max .

この実施形態によれば、インナリング18の変位が規定値以上となったとき、該変位の増加に伴い、合計接触面積S’が合計最大接触面積S’max未満の範囲内で増加するため、ブリッジ部22(22c)の剛性を急激に増加させない。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。 According to this embodiment, when the displacement of the inner ring 18 becomes equal to or greater than a specified value, the total contact area S ′ increases within the range less than the total maximum contact area S ′ max as the displacement increases. The rigidity of the bridge portion 22 (22c) is not increased rapidly. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態では、図6に示すように、ブリッジ部22(22c)は、切欠きNを有するため、インナリング18の変位の増加に伴い、切欠きNとスリットStの他の部位とで接触時期を異ならせることができる。従って、接触面積Sが段階的に増加するため、ブリッジ部22(22c)の剛性を急激に増加させない。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。   In one embodiment, as shown in FIG. 6, since the bridge portion 22 (22 c) has the notch N, the contact between the notch N and the other part of the slit St is increased as the displacement of the inner ring 18 increases. The time can be different. Therefore, since the contact area S increases stepwise, the rigidity of the bridge portion 22 (22c) is not increased rapidly. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態では、図6に示すように、切欠きNは、インナリング18の変位時にブリッジ部22の圧縮荷重が加わる部位に形成される。
この実施形態によれば、切欠きNは圧縮荷重が加わる部位に形成されるため、切欠きNを挟んで互いに対向するブリッジ部22(22c)の外表面23a、23b同士が該圧縮荷重によって接触できる。また、切欠きNの壁面の接触時期とスリットStの他の部位の接触時期とに時間差をもたせるようにすることで、ブリッジ部22(22c)の剛性を急激に増加させないようにすることができる。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, the notch N is formed at a portion to which the compressive load of the bridge portion 22 is applied when the inner ring 18 is displaced.
According to this embodiment, since the notch N is formed at a portion where a compressive load is applied, the outer surfaces 23a and 23b of the bridge portion 22 (22c) facing each other across the notch N are brought into contact with each other by the compressive load. it can. Further, by providing a time difference between the contact timing of the wall surface of the notch N and the contact timing of the other part of the slit St, the rigidity of the bridge portion 22 (22c) can be prevented from increasing rapidly. . As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態では、図6に示すように、ブリッジ部22(22c)は少なくとも一つの曲り部Beを有し、切欠きNは曲り部Beに形成される。
この実施形態によれば、回転軸12からインナリング18に負荷される荷重Lによってブリッジ部22に圧縮荷重が付加されたとき、該圧縮荷重は曲り部Beに負荷される。切欠きNは圧縮荷重が付加される曲り部Beに形成されるため、切欠きNを挟んで互いに対向するブリッジ部22(22c)の外表面23a、23b同士が該圧縮荷重によって接触できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, the bridge portion 22 (22 c) has at least one bent portion Be, and the notch N is formed in the bent portion Be.
According to this embodiment, when a compressive load is applied to the bridge portion 22 by the load L applied to the inner ring 18 from the rotating shaft 12, the compressive load is applied to the bent portion Be. Since the notch N is formed in the bent portion Be to which the compressive load is applied, the outer surfaces 23a and 23b of the bridge portion 22 (22c) facing each other across the notch N can contact with each other by the compressive load.

切欠きNの壁面の接触時期とスリットStの他の部位の壁面の接触時期とが異なるように設定する場合、両者の隙間の大きさなどを設定することで接触時期を異ならせるようにする。
また、曲り部Beにおいて切欠きNを形成する場合、曲り部Beの曲率半径に対して内側又は外側にある外表面のどちらでもよく、どちらにおいても圧縮荷重を負荷できる。
When setting the contact time of the wall surface of the notch N to be different from the contact time of the wall surface of the other part of the slit St, the contact time is made different by setting the size of the gap between them.
Further, when the notch N is formed in the bent portion Be, it may be either on the inner surface or the outer surface with respect to the radius of curvature of the bent portion Be, and a compressive load can be applied in either case.

一実施形態では、図6に示すように、切欠きNは、隙間の大きさが異なる複数の切欠きN(N、N)で構成される。
この実施形態によれば、複数の切欠き間で隙間の大きさが異なるために、壁面接触時期に時間差をもたせることで接触面積Sを段階的に増加できる。例えば、隙間が異なる切欠きが2個ある場合、接触面積Sを3段階で増加できる。
従って、ブリッジ部22(22c)の剛性を段階的に増加させることができるので、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。
In one embodiment, as shown in FIG. 6, the notch N is composed of a plurality of notches N (N 1 , N 2 ) having different gap sizes.
According to this embodiment, since the sizes of the gaps are different between the plurality of notches, the contact area S can be increased stepwise by giving a time difference to the wall surface contact timing. For example, when there are two notches with different gaps, the contact area S can be increased in three stages.
Therefore, since the rigidity of the bridge portion 22 (22c) can be increased stepwise, changes in the rotation axis position and various changes given to the rotation axis system can be made gentle.

図9は、図6に示す実施形態におけるインナリング18の変位と接触面積Sとの関係を示す線図である。図6に示すように、接触面積Sを3段階で増加できるため、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。   FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the displacement of the inner ring 18 and the contact area S in the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 6, since the contact area S can be increased in three stages, changes in the rotation axis position and various changes given to the rotation axis system can be made gentle.

一実施形態に係る回転機械は、回転軸12と、上記構成を有する軸受装置10と、を備える。
この構成によれば、上記構成の軸受装置10を備えるため、ブリッジ部22に外部衝撃や経年劣化により損傷等が生じた場合、又はブリッジ部22に過大な荷重が負荷された場合でも、接触面積SがSmax未満の範囲内で増加するため、ブリッジ部22の剛性を急激に増加させない。これによって、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができる。従って、圧縮機や蒸気タービン等の回転機械に適用できる。
A rotating machine according to an embodiment includes a rotating shaft 12 and a bearing device 10 having the above-described configuration.
According to this configuration, since the bearing device 10 having the above-described configuration is provided, even when the bridge portion 22 is damaged due to external impact or aging deterioration, or even when an excessive load is applied to the bridge portion 22, the contact area. Since S increases within the range of less than Smax, the rigidity of the bridge portion 22 is not rapidly increased. As a result, changes in the rotation axis position and various changes applied to the rotation axis system can be made gentle. Therefore, it can be applied to rotating machines such as compressors and steam turbines.

幾つかの実施形態によれば、インナリングに設けられるブリッジ部に損傷等が生じた場合又は過大な荷重が負荷されたとき、ブリッジ部の剛性をゆるやかに変化させ、回転軸位置の変化や回転軸系に与える種々の変化をゆるやかなものにすることができ、その影響を最小化できる。従って、圧縮機や蒸気タービン等の回転機械に適用できる。   According to some embodiments, when the bridge portion provided in the inner ring is damaged, or when an excessive load is applied, the rigidity of the bridge portion is gradually changed to change the rotation axis position or rotate. Various changes to the shaft system can be made gentle and the influence can be minimized. Therefore, it can be applied to rotating machines such as compressors and steam turbines.

10 軸受装置
12 回転軸
14 軸受部
16 スクイズフィルムダンパ
18 インナリング
18a 壁面
20 アウタリング
20a 壁面
22(22a、22b、22c) ブリッジ部
23a、23b 外表面
24 ティルティングパッド
25 ピボット
Be 曲り部
G 油膜形成隙間
L 荷重
N(N、N) 切欠き
O 中心軸
Rs1、Rs2、R 領域
S 接触面積
max 最大接触面積
S’ 合計接触面積
S’max 合計接触面積
St(St、St) スリット
St 第1スリット
St 第2スリット
接触開始点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bearing apparatus 12 Rotating shaft 14 Bearing part 16 Squeeze film damper 18 Inner ring 18a Wall surface 20 Outer ring 20a Wall surface 22 (22a, 22b, 22c) Bridge part 23a, 23b Outer surface 24 Tilting pad 25 Pivot Be Curved part G Oil film formation clearance L load N (N 1, N 2) notches O central axis
Rs1, Rs2, R 2 region S contact area S max maximum contact area S 'total contact area S' max total contact area St (St 1, St 2) slit St 1 first slit St 2 second slit d 0 touch start point

Claims (13)

回転軸を回転自在に支持するための軸受部と、
前記軸受部の外周側に設けられ、少なくとも一つの油膜形成隙間を挟んで互いに対向するインナリング及びアウタリング含むスクイズフィルムダンパと、
前記インナリングと前記アウタリングとを接続するとともに、前記インナリングを前記アウタリングに弾性的に支持するブリッジ部と、
を備え、
前記ブリッジ部の少なくとも一部は、スリットを介して前記インナリング又は前記アウタリングの壁面と対向し、
前記インナリングの最大変位時における、前記ブリッジ部の外表面と前記壁面との最大接触面積をSmaxとしたとき、前記ブリッジ部は、前記インナリングの変位が規定値以上となったとき、前記変位の増加に伴い、前記ブリッジ部の前記外表面と前記壁面との接触面積SがSmax未満の範囲内で増加するように構成されることを特徴とする軸受装置。
A bearing for rotatably supporting the rotating shaft;
A squeeze film damper provided on the outer peripheral side of the bearing portion and including an inner ring and an outer ring facing each other across at least one oil film formation gap;
A bridge portion that connects the inner ring and the outer ring and elastically supports the inner ring on the outer ring;
With
At least a part of the bridge portion faces the inner ring or the outer ring wall surface through a slit,
When the maximum contact area between the outer surface of the bridge portion and the wall surface at the time of maximum displacement of the inner ring is S max , the bridge portion has the displacement of the inner ring equal to or greater than a specified value, As the displacement increases, the bearing device is configured such that a contact area S between the outer surface and the wall surface of the bridge portion increases within a range of less than Smax .
前記ブリッジ部は、前記インナリングの変位が規定値以上となったとき、前記変位の増加に伴い、前記接触面積Sが段階的に増加するように構成された請求項1に記載の軸受装置。   2. The bearing device according to claim 1, wherein the bridge portion is configured such that when the displacement of the inner ring becomes equal to or greater than a predetermined value, the contact area S increases stepwise as the displacement increases. 前記スリットは、隙間の大きさが異なる複数の領域を有し、前記複数の領域で前記ブリッジ部の外表面と前記壁面とが段階的に接触するように構成されることを特徴とする請求項2に記載の軸受装置。   The slit has a plurality of regions having different sizes of gaps, and the outer surface of the bridge portion and the wall surface are configured to contact in stages in the plurality of regions. 2. The bearing device according to 2. 前記スリットは、前記インナリングの壁面と対向する第1スリットと前記アウタリングの壁面と対向する第2スリットとを含み、
前記第1スリットと前記第2スリットとは互いに異なる大きさの隙間を有する領域を含むことを特徴とする請求項2に記載の軸受装置。
The slit includes a first slit facing the wall surface of the inner ring and a second slit facing the wall surface of the outer ring,
The bearing device according to claim 2, wherein the first slit and the second slit include a region having a gap having a different size.
前記ブリッジ部は、前記変位の増加に伴い、前記接触面積Sが連続的に増加するように構成された請求項1に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 1, wherein the bridge portion is configured such that the contact area S continuously increases as the displacement increases. 前記ブリッジ部の少なくとも一部において、前記スリットは、隙間の大きさが連続的に異なるように構成され、該隙間において前記ブリッジ部の外表面と前記壁面とが連続的に接触するように構成されることを特徴とする請求項5に記載の軸受装置。   In at least a part of the bridge portion, the slit is configured such that the size of the gap is continuously different, and the outer surface of the bridge portion and the wall surface are continuously contacted in the gap. The bearing device according to claim 5. 前記ブリッジ部は、少なくとも一つの曲り部を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 1, wherein the bridge portion has at least one bent portion. 回転軸を回転自在に支持するための軸受部と、
前記軸受部の外周側に設けられ、少なくとも一つの油膜形成隙間を挟んで互いに対向するインナリング及びアウタリング含むスクイズフィルムダンパと、
前記インナリングと前記アウタリングとを接続するとともに、前記インナリングを前記アウタリングに弾性的に支持するブリッジ部と、
を備え、
前記ブリッジ部の少なくとも一部は、スリットを介して前記インナリング又は前記アウタリングの壁面と対向し、
前記ブリッジ部は、前記スリットに開口する少なくとも一つの切欠きを含み、
前記ブリッジ部の外表面と前記壁面との第1接触面積、および、前記切欠きを挟んで互いに対向する前記ブリッジ部の外表面同士の第2接触面積の合計接触面積をS’とし、
前記インナリングの最大変位時における前記合計接触面積をS’maxとしたとき、
前記ブリッジ部は、前記インナリングの変位が規定値以上となったとき、前記変位の増加に伴い、前記合計接触面積S’がS’max未満の範囲内で増加するように構成されることを特徴とする軸受装置。
A bearing for rotatably supporting the rotating shaft;
A squeeze film damper provided on the outer peripheral side of the bearing portion and including an inner ring and an outer ring facing each other across at least one oil film formation gap;
A bridge portion that connects the inner ring and the outer ring and elastically supports the inner ring on the outer ring;
With
At least a part of the bridge portion faces the inner ring or the outer ring wall surface through a slit,
The bridge portion includes at least one notch opening in the slit,
The total contact area of the first contact area between the outer surface of the bridge portion and the wall surface, and the second contact area between the outer surfaces of the bridge portions facing each other across the notch is S ′,
When the total contact area at the maximum displacement of the inner ring is S ′ max ,
The bridge portion is configured to increase the total contact area S ′ within a range of less than S ′ max as the displacement increases when the displacement of the inner ring exceeds a predetermined value. A bearing device.
前記ブリッジ部は、前記変位の増加に伴い、前記接触面積Sが段階的に増加するように構成された請求項8に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 8, wherein the bridge portion is configured such that the contact area S increases stepwise as the displacement increases. 前記切欠きは、前記インナリングの変位時に前記ブリッジ部の圧縮荷重が加わる部位に形成されることを特徴とする請求項8又は9に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 8 or 9, wherein the notch is formed in a portion to which a compressive load of the bridge portion is applied when the inner ring is displaced. 前記ブリッジ部は、少なくとも一つの曲り部を有し、
前記切欠きは前記曲り部に形成されることを特徴とする請求項10に記載の軸受装置。
The bridge portion has at least one bent portion,
The bearing device according to claim 10, wherein the notch is formed in the bent portion.
前記切欠きは、隙間の大きさが異なる複数の切欠きで構成されることを特徴とする請求項8乃至11の何れか一項に記載の軸受装置。   The bearing device according to any one of claims 8 to 11, wherein the notch includes a plurality of notches having different gap sizes. 回転軸と、
請求項1乃至12の何れか一項に記載の軸受装置と、
を備えることを特徴とする回転機械。
A rotation axis;
A bearing device according to any one of claims 1 to 12,
A rotating machine comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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