JP3402866B2 - 冷却装置付きジャーナル軸受 - Google Patents
冷却装置付きジャーナル軸受Info
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- JP3402866B2 JP3402866B2 JP23384795A JP23384795A JP3402866B2 JP 3402866 B2 JP3402866 B2 JP 3402866B2 JP 23384795 A JP23384795 A JP 23384795A JP 23384795 A JP23384795 A JP 23384795A JP 3402866 B2 JP3402866 B2 JP 3402866B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジャーナル軸受、
特に膨張タービン、圧縮機等の高速回転機械に用いられ
る動圧気体ジャーナル軸受の軸受構造に関する。 【０００２】 【発明が解決しようとする課題】図３にはティルティン
グパッド式動圧ジャーナル軸受の従来の１例が示されて
いる。図において１は回転軸であり、同回転軸１の外周
側には、これとすきま６を隔てて配置された複数個（こ
の例では４個）の軸受パッド２が、ハウジング５に対し
ピボット３を介して回動可能に支持されている。かかる
ティルティングパッド式動圧ジャーナル軸受は、回転軸
１の回転速度と荷重に応じて、各々の軸受パッド２が独
立に回転軸１に対して最適な傾斜をとることができるよ
うに構成されているため、負荷能力や高速安定性に優れ
た軸受となる。 【０００３】このティルティングパッド式軸受を、動圧
気体軸受として用いる際には、必要な軸受すきまが小さ
いことから、回転軸１の周速１００m/sec 程度以上の高
速条件において軸の熱膨張や遠心膨張に対しての配慮が
必要である。このため、図４に示されるように、軸受パ
ッド２のうちの１個ないし２個を板ばね９によりハウジ
ング５に弾性支持することにより、上記熱膨張や遠心膨
張に対処している。 【０００４】然るに、上記のような、従来のティルティ
ングパッド型動圧気体軸受にあっては、回転軸１の周速
１００m/sec 以上の高速運転に対しては、図４に示され
るような、熱変形や遠心力による変形に対して、板ばね
９のようなすきま補償機構を用いた弾性構造が必要とさ
れる。しかしながら、このような弾性構造は軸受剛性の
低下をもたらし、これが軸受系自体の耐不釣り合い能力
を低下させ、耐荷重限度の低下を引き起こす。 【０００５】本発明の目的は軸受剛性の低下を伴なうこ
となく、軸受温度を低下せしめることにより軸受の変形
を抑制し、高速運転においても軸受能力の低下が無く、
かつ耐久性の大なるジャーナル軸受を提供することにあ
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする手段は、回転軸の円周方
向に複数個に分割された軸受パッドを、上記回転軸の外
周側にこれと半径方向の軸受すきまを存し、かつピボッ
トを介してハウジングに傾斜可能に支持するように構成
されたジャーナル軸受において、上記軸受パッドに向け
て冷却ガスを噴射する冷却ガス噴射口を設けるととも
に、上記各軸受パッドの内周に円周方向に沿って溝を設
け、同溝を薄板で覆蓋して同溝内を上記冷却ガスが流過
するように構成し、かつ、同溝の入口側開口部の深さが
出口側開口部のそれよりも深くなるように、円周方向に
深さを変化させて形成したことを特徴とする冷却装置付
きジャーナル軸受にある。 【０００７】上記手段によれば、軸受パッドに設けられ
た溝内に冷却ガスを通すことにより、最も荷重条件、温
度条件の過酷な軸受パッドの中央部を主体として冷却す
るので、軸受パッドの温度上昇が抑制されて軸受の熱変
形が抑制される。これにより軸の周速１００m/sec 以上
の高速運転条件においても従来のもののように板ばね等
の弾性支持機構を設けることを要しない。 【０００８】また、軸受パッドの中央部の軸受面が薄板
で構成されることとなるので、軸受パッドに反りが発生
しても、軸受負荷能力に大きく影響しない軸方向端部に
限られることとなり、軸受負荷能力の低下は回避され
る。また、上記溝の入口側開口部の深さが出口側開口部
のそれよりも深くなるように、円周方向に深さを変化さ
せて形成しているので、噴射口からの冷却ガスと回転軸
の回転に伴う循環ガスとのバランスを必要に応じて調整
することができる。 【０００９】上記手段において、好ましくは、冷却ガス
噴射口を軸受パッドの円周方向分割部位に対向して設け
る。このように構成すれば、冷却ガスがスムーズに各軸
受パッドの溝内に流入し得、軸受パッドの冷却効果がよ
り向上する。 【００１０】また本発明はティルティングパッド式動圧
気体ジャーナル軸受に最適である。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下図１〜図２を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施形
態に係るティルティングパッド式動圧気体ジャーナル軸
受の回転軸心線に直角な断面図が示され、図２には軸受
パッドの斜視図が示されている。 【００１２】図１において、１は回転軸であり、同回転
軸１の外周には適当な軸受すきま６を隔てて、円周方向
等分に複数個（この実施形態では４個）に分割された軸
受パッド２が配設されている。これら各軸受パッド２
は、ピボット３によって軸受ハウジング５に、同ハウジ
ング５に対して回動可能（傾斜可能）に支持されてお
り、回転軸１の回転速度や軸受荷重に応じて回転軸１に
対し最適な傾斜をとることができるようになっている。
４はピボット３用の締付けナットである。 【００１３】７は上記ハウジング５に対向するように２
箇所（任意の箇所で可）穿設された冷却ガス噴射口であ
り、同噴射口７はハウジング５の外部から、軸受パッド
２の外周とハウジング５の内周との間の空間８の、軸受
パッドの分割部２９近傍に開口するように設けられてい
る。 【００１４】また、上記軸受パッド２は、図２に示され
るように、内周側に円周方向に沿った溝１１が刻設され
ている。この溝１１は、上記噴射口７に近い側の入口側
開口部１１ａの深さが出口側開口部１１ｂのそれよりも
深くなるように、円周方向に深さを変化させて形成され
ている。７１はハウジング５に２箇所（場所は任意）設
けられた冷却ガス出口である。 【００１５】そして上記溝１１は、軸受材料からなる薄
板８により覆蓋され、これによって同溝１１内を冷却ガ
スが流過可能とされ、この冷却ガスにより内面が軸受面
２１とされた薄板８が冷却される。 【００１６】上記のように構成されたティルティングパ
ッド式動圧気体軸受を備えた回転機械の運転時におい
て、各軸受パッド２はピボット３を支点とし、回転軸１
の撓みや軸受荷重の変化に対応して傾斜しながら回転軸
１を支承する。 【００１７】上記冷却ガス噴射口７から導入された冷却
ガスは、同噴射口７から各軸受パッド２の溝１１の入口
側開口部１１ａから同溝１１内に入り、回転軸１の回転
に伴う回転流と混合して薄板８を冷却した後、出口側開
口部１１ｂから流出して、冷却ガス出口７１から出口管
路（図示せず）に送出される。 【００１８】この場合、溝１１の開口部を、入口側開口
部１１ａの深さが深く、出口側開口部１１ｂが浅くなる
ように形成しているので、噴射口７からの冷却ガスと回
転軸１の回転に伴う循環ガスとのバランスを必要に応じ
て調整することができる。 【００１９】尚、図示を省略したが、冷却ガス出口７１
に連通される出口通路には調圧弁が設置され、冷却ガス
通路の圧力を所要圧力に保持している。 【００２０】また、上記各軸受パッド２は、その幅方向
中央部の軸受面２１を薄板８で構成しているので、軸受
パッド２に反りが発生しても、その影響は軸受負荷能力
に大きく影響しない軸受パッドの軸方向端部に限られ、
軸受負荷能力の低下は無い。 【００２１】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、軸受パッ
ドに設けられた溝内に冷却ガスを通すことにより、最も
荷重、温度条件の過酷な軸受パッド中央部を主体として
冷却するので、軸受パッドの温度上昇が抑制され、軸受
の熱変形が抑制される。 【００２２】これにより、高速運転条件においても軸受
の変形が低減され、従来のもののように弾性支持機構を
設ける必要が無くなり、軸受剛性の低下が防止される。
また、噴射口からの冷却ガスと回転軸の回転に伴う循環
ガスとのバランスを必要に応じて調整することができ
る。従って高い軸受能力を維持できるとともに、軸受の
耐久性が向上される。
特に膨張タービン、圧縮機等の高速回転機械に用いられ
る動圧気体ジャーナル軸受の軸受構造に関する。 【０００２】 【発明が解決しようとする課題】図３にはティルティン
グパッド式動圧ジャーナル軸受の従来の１例が示されて
いる。図において１は回転軸であり、同回転軸１の外周
側には、これとすきま６を隔てて配置された複数個（こ
の例では４個）の軸受パッド２が、ハウジング５に対し
ピボット３を介して回動可能に支持されている。かかる
ティルティングパッド式動圧ジャーナル軸受は、回転軸
１の回転速度と荷重に応じて、各々の軸受パッド２が独
立に回転軸１に対して最適な傾斜をとることができるよ
うに構成されているため、負荷能力や高速安定性に優れ
た軸受となる。 【０００３】このティルティングパッド式軸受を、動圧
気体軸受として用いる際には、必要な軸受すきまが小さ
いことから、回転軸１の周速１００m/sec 程度以上の高
速条件において軸の熱膨張や遠心膨張に対しての配慮が
必要である。このため、図４に示されるように、軸受パ
ッド２のうちの１個ないし２個を板ばね９によりハウジ
ング５に弾性支持することにより、上記熱膨張や遠心膨
張に対処している。 【０００４】然るに、上記のような、従来のティルティ
ングパッド型動圧気体軸受にあっては、回転軸１の周速
１００m/sec 以上の高速運転に対しては、図４に示され
るような、熱変形や遠心力による変形に対して、板ばね
９のようなすきま補償機構を用いた弾性構造が必要とさ
れる。しかしながら、このような弾性構造は軸受剛性の
低下をもたらし、これが軸受系自体の耐不釣り合い能力
を低下させ、耐荷重限度の低下を引き起こす。 【０００５】本発明の目的は軸受剛性の低下を伴なうこ
となく、軸受温度を低下せしめることにより軸受の変形
を抑制し、高速運転においても軸受能力の低下が無く、
かつ耐久性の大なるジャーナル軸受を提供することにあ
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする手段は、回転軸の円周方
向に複数個に分割された軸受パッドを、上記回転軸の外
周側にこれと半径方向の軸受すきまを存し、かつピボッ
トを介してハウジングに傾斜可能に支持するように構成
されたジャーナル軸受において、上記軸受パッドに向け
て冷却ガスを噴射する冷却ガス噴射口を設けるととも
に、上記各軸受パッドの内周に円周方向に沿って溝を設
け、同溝を薄板で覆蓋して同溝内を上記冷却ガスが流過
するように構成し、かつ、同溝の入口側開口部の深さが
出口側開口部のそれよりも深くなるように、円周方向に
深さを変化させて形成したことを特徴とする冷却装置付
きジャーナル軸受にある。 【０００７】上記手段によれば、軸受パッドに設けられ
た溝内に冷却ガスを通すことにより、最も荷重条件、温
度条件の過酷な軸受パッドの中央部を主体として冷却す
るので、軸受パッドの温度上昇が抑制されて軸受の熱変
形が抑制される。これにより軸の周速１００m/sec 以上
の高速運転条件においても従来のもののように板ばね等
の弾性支持機構を設けることを要しない。 【０００８】また、軸受パッドの中央部の軸受面が薄板
で構成されることとなるので、軸受パッドに反りが発生
しても、軸受負荷能力に大きく影響しない軸方向端部に
限られることとなり、軸受負荷能力の低下は回避され
る。また、上記溝の入口側開口部の深さが出口側開口部
のそれよりも深くなるように、円周方向に深さを変化さ
せて形成しているので、噴射口からの冷却ガスと回転軸
の回転に伴う循環ガスとのバランスを必要に応じて調整
することができる。 【０００９】上記手段において、好ましくは、冷却ガス
噴射口を軸受パッドの円周方向分割部位に対向して設け
る。このように構成すれば、冷却ガスがスムーズに各軸
受パッドの溝内に流入し得、軸受パッドの冷却効果がよ
り向上する。 【００１０】また本発明はティルティングパッド式動圧
気体ジャーナル軸受に最適である。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下図１〜図２を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施形
態に係るティルティングパッド式動圧気体ジャーナル軸
受の回転軸心線に直角な断面図が示され、図２には軸受
パッドの斜視図が示されている。 【００１２】図１において、１は回転軸であり、同回転
軸１の外周には適当な軸受すきま６を隔てて、円周方向
等分に複数個（この実施形態では４個）に分割された軸
受パッド２が配設されている。これら各軸受パッド２
は、ピボット３によって軸受ハウジング５に、同ハウジ
ング５に対して回動可能（傾斜可能）に支持されてお
り、回転軸１の回転速度や軸受荷重に応じて回転軸１に
対し最適な傾斜をとることができるようになっている。
４はピボット３用の締付けナットである。 【００１３】７は上記ハウジング５に対向するように２
箇所（任意の箇所で可）穿設された冷却ガス噴射口であ
り、同噴射口７はハウジング５の外部から、軸受パッド
２の外周とハウジング５の内周との間の空間８の、軸受
パッドの分割部２９近傍に開口するように設けられてい
る。 【００１４】また、上記軸受パッド２は、図２に示され
るように、内周側に円周方向に沿った溝１１が刻設され
ている。この溝１１は、上記噴射口７に近い側の入口側
開口部１１ａの深さが出口側開口部１１ｂのそれよりも
深くなるように、円周方向に深さを変化させて形成され
ている。７１はハウジング５に２箇所（場所は任意）設
けられた冷却ガス出口である。 【００１５】そして上記溝１１は、軸受材料からなる薄
板８により覆蓋され、これによって同溝１１内を冷却ガ
スが流過可能とされ、この冷却ガスにより内面が軸受面
２１とされた薄板８が冷却される。 【００１６】上記のように構成されたティルティングパ
ッド式動圧気体軸受を備えた回転機械の運転時におい
て、各軸受パッド２はピボット３を支点とし、回転軸１
の撓みや軸受荷重の変化に対応して傾斜しながら回転軸
１を支承する。 【００１７】上記冷却ガス噴射口７から導入された冷却
ガスは、同噴射口７から各軸受パッド２の溝１１の入口
側開口部１１ａから同溝１１内に入り、回転軸１の回転
に伴う回転流と混合して薄板８を冷却した後、出口側開
口部１１ｂから流出して、冷却ガス出口７１から出口管
路（図示せず）に送出される。 【００１８】この場合、溝１１の開口部を、入口側開口
部１１ａの深さが深く、出口側開口部１１ｂが浅くなる
ように形成しているので、噴射口７からの冷却ガスと回
転軸１の回転に伴う循環ガスとのバランスを必要に応じ
て調整することができる。 【００１９】尚、図示を省略したが、冷却ガス出口７１
に連通される出口通路には調圧弁が設置され、冷却ガス
通路の圧力を所要圧力に保持している。 【００２０】また、上記各軸受パッド２は、その幅方向
中央部の軸受面２１を薄板８で構成しているので、軸受
パッド２に反りが発生しても、その影響は軸受負荷能力
に大きく影響しない軸受パッドの軸方向端部に限られ、
軸受負荷能力の低下は無い。 【００２１】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、軸受パッ
ドに設けられた溝内に冷却ガスを通すことにより、最も
荷重、温度条件の過酷な軸受パッド中央部を主体として
冷却するので、軸受パッドの温度上昇が抑制され、軸受
の熱変形が抑制される。 【００２２】これにより、高速運転条件においても軸受
の変形が低減され、従来のもののように弾性支持機構を
設ける必要が無くなり、軸受剛性の低下が防止される。
また、噴射口からの冷却ガスと回転軸の回転に伴う循環
ガスとのバランスを必要に応じて調整することができ
る。従って高い軸受能力を維持できるとともに、軸受の
耐久性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る動圧気体ジャーナル軸
受の横断面図。 【図２】本発明の実施形態に係る動圧気体ジャーナル軸
受パッドの詳細斜視図。 【図３】従来の動圧気体ジャーナル軸受の横断面図。 【図４】従来の高速用動圧気体ジャーナル軸受の横断面
図。 【符号の説明】 １ 回転軸 ２ パッド ３ ピボット ５ ハウジング ７ 冷却ガス噴射口 ８ 薄板 １０ａ 入口側開口部 １０ｂ 出口側開口部 １１ 溝
受の横断面図。 【図２】本発明の実施形態に係る動圧気体ジャーナル軸
受パッドの詳細斜視図。 【図３】従来の動圧気体ジャーナル軸受の横断面図。 【図４】従来の高速用動圧気体ジャーナル軸受の横断面
図。 【符号の説明】 １ 回転軸 ２ パッド ３ ピボット ５ ハウジング ７ 冷却ガス噴射口 ８ 薄板 １０ａ 入口側開口部 １０ｂ 出口側開口部 １１ 溝
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16C 17/03
F16C 37/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 回転軸の円周方向に複数個に分割された
軸受パッドを、上記回転軸の外周側にこれと半径方向の
軸受すきまを存し、かつピボットを介してハウジングに
傾斜可能に支持するように構成されたジャーナル軸受に
おいて、上記軸受パッドに向けて冷却ガスを噴射する冷
却ガス噴射口を設けるとともに、上記各軸受パッドの内
周に円周方向に沿って溝を設け、同溝を薄板で覆蓋して
同溝内を上記冷却ガスが流過するように構成し、かつ、
同溝の入口側開口部の深さが出口側開口部のそれよりも
深くなるように、円周方向に深さを変化させて形成した
ことを特徴とする冷却装置付きジャーナル軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23384795A JP3402866B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 冷却装置付きジャーナル軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23384795A JP3402866B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 冷却装置付きジャーナル軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979275A JPH0979275A (ja) | 1997-03-25 |
| JP3402866B2 true JP3402866B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=16961508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23384795A Expired - Fee Related JP3402866B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 冷却装置付きジャーナル軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3402866B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6045813B2 (ja) * | 2012-05-11 | 2016-12-14 | 株式会社東芝 | ティルティングパッドジャーナル軸受 |
| JP6979332B2 (ja) | 2017-10-31 | 2021-12-15 | 三菱パワー株式会社 | ティルティングパッド軸受 |
| CN108194518A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-22 | 北京化工大学 | 一种可倾瓦滑动轴承直接润滑隔断热油喷嘴装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5522261Y2 (ja) * | 1971-11-12 | 1980-05-28 | ||
| JPS5863423U (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-28 | 株式会社日立製作所 | テイルテイングパツドジクウケ |
| JPS617616U (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-17 | 株式会社日立製作所 | テイルテイングパツド軸受 |
| JPH07174139A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-11 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ティルティングパッド型気体軸受 |
-
1995
- 1995-09-12 JP JP23384795A patent/JP3402866B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0979275A (ja) | 1997-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030121 |
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