JP4727708B2 - ジャーナル軸受 - Google Patents

Description

本発明は、例えば蒸気タービン、ガスタービン、発電機等の大型回転構造体に適用されて好適であり、回転構造体の回転軸を支承するパッド型ジャーナル軸受に関する。

従来、この種のジャーナル軸受には、ジャーナルの自動調心が可能なティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受が用いられている。
特許文献１（特開平５−３３２３５５号公報）に、本出願人が提案した、ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受が開示されている。特許文献１に開示されているように、ティルテイングパッドは、ジャーナルに対してティルテイングパッドの背面側に設けられた球面ピボットに調整ライナを介してジャーナルの軸方向及び周方向に揺動可能に支持されている。

従って、ティルテイングパッドは、ジャーナルの動きに対して自由に動くことができ、ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受は自動調心機能をもつ。そのため、ジャーナルを安定して支持できるため、高速回転機械に適用されている。
また、球面ピボットは軸受ハウジングの内面からティルテイングパッド側に突出し、ティルテイングパッド背面に設けられた凹溝に遊嵌しているため、ティルテイングパッドがジャーナルの回転方向に連れ回りするのを球面ピボットで阻止している。

なお、ティルテイングパッドの支持構造として、調整ライナや球面ピボットの代わりに、特許文献２（特表平１０−５０３８２７号公報）に開示されているように、位置決めソケット４２と、スピゴット部材４０及びプラットホーム胴部材２３等で構成される位置決め手段２４からなる支持構造が採用されることもある。

ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受には、油浴潤滑方式と直接潤滑方式とがある。油浴潤滑方式は、ティルテイングパッドの両側をサイドシールで密閉して、ティルテイングパッドの軸受面を潤滑油で満たすようにした方式である。
しかし、この方式では、サイドシールによる摩擦損失と、パッド間における潤滑油の攪拌損失が生じ、機械効率が低下するという問題がある。

この機械効率の低下を特許文献１の図８を引用して説明する。図８は特許文献１の図８に図示された、油浴潤滑方式におけるジャーナル軸受のジャーナル回転数と機械損失との関係を示す線図である。図８において、全機械損失は略回転数の２乗に比例して増大するが、その内訳は、ジャーナル軸受の自重が負荷される下側パッドによる摩擦損失Ｘと、無負荷側の上側パッドによる摩擦損失Ｙと、サイドシールによる摩擦損失及びパッド間における潤滑油の攪拌損失を加算した機械損失Ｚとに分けられる。

そこで、機械損失Ｚをなくした直接潤滑方式が提案されている。直接潤滑方式は、各ティルテイングパッドのジャーナル回転方向上流側に給油ノズルを設け、該給油ノズルからティルテイングパッドの軸受面に潤滑油を供給する方式であり、これによって、サイドシールを不要としたものである。直接潤滑方式では、機械損失Ｚを解消できるので、現在では広く使用されている。なお、特許文献１は、直接潤滑方式のジャーナル軸受を提案するものである。

特許文献３（特開２０００−２７４４３２号公報）は、別な構成の直接潤滑方式のジャーナル軸受を提案するものである。特許文献３の段落〔０００９〕に記載されているように、ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受には、潤滑油のキャリオーバという問題もある。これは、上流側のティルテイングパッドの軸受面に供給された潤滑油がジャーナル表面に連れ回りして、下流側のティルテイングパッドの軸受面に入り込む現象を言う。

潤滑油は、ティルテイングパッドの軸受面でせん断力を受け温度が上昇するため、複数のティルテイングパッドの軸受面に入り込むことで、該軸受面周辺が高温となる。そして、ティルテイングパッドの温度を上昇させ、軸受部の焼損を招く場合がある。
特許文献３は、直接潤滑方式のジャーナル軸受で、キャリオーバを防ぐ手段を提案している。

また、特許文献４（特開２００６−１１２４９９号公報）には、直接潤滑方式のジャーナル軸受で、潤滑油のキャリオーバによるティルテイングパッドの温度上昇を防ぐ別な手段が提案されている。この手段は、ティルテイングパッドのジャーナル回転方向上流側及び下流側に給油ノズルを設けると共に、ティルテイングパッドに周方向に冷却流路を設け、該冷却流路にジャーナル回転方向下流側に設けられた給油ノズルから潤滑油を流通させることにより、ティルテイングパッドの表面温度の上昇を抑えるようにしたものである。

また、特許文献２の段落〔０００４〕に記載されているように、パッド型ジャーナル軸受では、ジャーナル表面とティルテイングパッド間には潤滑油が満たされているが、ティルテイングパッドは静止し、ジャーナルは非常な高周速で回転しているため、ティルテイングパッドとジャーナル軸受間には大きな速度差が発生する。
この速度差に抗して、ジャーナル表面とティルテイングパッド間にティルテイングパッドに負荷される荷重を支承する油膜圧を形成する必要がある。

図９は、特許文献３の図３３を引用したものである。図９において、ジャーナル１００とリング状の軸受ハウジング１０３の間に、ジャーナル１００を取り囲むように複数のティルテイングパッド１０１ａ〜ｄが配置され、ジャーナル１００を支承している。ジャーナル１００とティルテイングパッド１０１ａ〜ｄとの隙間１０２には、潤滑油が満たされている。油膜圧Ｆｐは、ジャーナル１００の荷重Ｗの方向及び位置により変化するが、各ティルテイングパッド１０１ａ〜ｄに発生する油膜圧Ｆｐを全周積分すると、ジャーナル１００の荷重Ｗに一致する。

各ティルテイングパッド１０１ａ〜ｄを傾け、ジャーナル回転方向ａの下流側の隙間１０２を狭めることにより、くさび膜効果により、下流側の隙間１０２に高い油膜圧を形成できる。

また、特許文献１の図１、図３及び図６に図示されているように、軸受台と軸受ハウジングと間には、周方向に複数の荷重支持部（球面ライナ０６）が設けられ、軸受台によって該荷重支持部を介して軸受ハウジングが支持固定されている。該荷重支持部は、ジャーナルの荷重を局所的に受ける球面ピボットの配置位置と同一周方向位置に設けられることで、軸受ハウジングの支持強度を高めている。
一方、軸受台から軸受ハウジングに潤滑油を供給するため、軸受台と軸受ハウジングの接続部である該荷重支持部を通して、軸受台から軸受ハウジングに潤滑油の導通路が配置されている。

特開平５−３３２３５５号公報 特表平１０−５０３８２７号公報 特開２０００−２７４４３２号公報 特開２００６−１１２４９９号公報

しかし、ジャーナルの荷重を受ける荷重支持部に給油孔を配置すると、該荷重支持部の強度が低下すると共に、該荷重支持部の半径方向内側には、特許文献１や特許文献２に開示されたティルテイングパッド支持部材が配置されているため、この部分の構造が複雑になるという問題がある。また、この強度低下に対し、軸受ハウジングの肉厚を大きくする必要があり、このため、ジャーナル軸受が大型化するという問題がある。

特許文献１の図６には、該荷重支持部から周方向に外した位置に別な荷重支持部（ジャーナルの直下方に設けられた球面ライナ０６）を設け、この荷重支持部に潤滑油の導通路を配置した構成が開示されている。該導通路の配置位置がティルテイングパッドが配設されていない箇所であるので、該導通路の配置位置で軸受ハウジングのジャーナル支持強度が低下するという問題がある。

荷重支持部は、通常、軸受ハウジングの周方向４箇所に均等に分散配置されるが、特許文献１のように、荷重支持部が５箇所になると、荷重を荷重支持部で均等負担するために、高い組立精度を必要とする。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ジャーナル軸受の強度低下や大型化を招くことなく、かつジャーナル軸受の組立の容易さを保持しつつ、ティルテイングパッド軸受面への潤滑油の供給を確実に行なうことができる給油機構を実現することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明のジャーナル軸受は、
軸受台と、該軸受台により周方向に配置された複数の荷重支持部で支持される環状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数のパッドと、該パッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構とを備えたジャーナル軸受において、
前記荷重支持部と周方向に外れた位置で軸受台と軸受ハウジングとを接続する接続部を設けると共に、該接続部に軸受台に設けられた上流側給油路と軸受ハウジングに設けられた下流側給油路を連通させる給油孔を穿設することによって、潤滑油を軸受台から前記軸受面に供給するようにし、
該接続部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したものである。

本発明では、荷重支持部から周方向に外れた位置に荷重支持部とは別な接続部を設け、該接続部に給油孔を穿設したことにより、荷重支持部での強度低下を防止し、軸受ハウジングの厚肉化を防止できる。
また、該接続部で軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成し、該接続部の荷重分担を少なくすることによって、荷重支持部を余分に増やさないようにしたため、ジャーナル軸受の組立の容易さを保持できるようにしている。

本発明のジャーナル軸受において、前記接続部をジャーナルの自重が負荷される下側軸受ハウジングに設けるとよい。上側軸受ハウジングは、ジャーナル設置時の取り扱いを容易にするため、下側軸受ハウジングと分離して製造される場合もあり、ジャーナルの上部を覆う蓋体として用いられる場合もあるため、該接触部の設置位置としては不適当である。また、上側軸受ハウジングには軸受台を設けない場合もある。
また、上側軸受ハウジングにはジャーナルの自重が負荷されないため、該接続部で給油孔からの油漏れをなくし、さらに、該接続部で軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように調整するのが容易でない。

一方、下側軸受ハウジングでは、ジャーナルの自重が負荷されるため、該接続部に負荷される荷重が荷重支持部で負荷される荷重より小さくなるように調整するのが容易である。従って、該接続部を下側軸受ハウジングに設けたほうが組立が容易になる。

また、本発明のジャーナル軸受において、給油孔を有する接続部をＯリング又は弾性体で構成することにより、該接続部を介して軸受面に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成するとよい。
該接続部を変形が可能で弾力性のあるＯリング又は弾性体で構成することにより、該接続部で軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重を調整するのが容易になり、組立が容易になる。

また、本発明のジャーナル軸受が、パッドに対しジャーナル回転方向上流側に設けられた給油ノズルからパッドの軸受面に潤滑油を供給する直接潤滑方式のジャーナル軸受である場合に、軸受ハウジングに設けられる下流側給油路が、軸受ハウジングに周方向に配置され前記接続部に穿設された給油孔に連通する第１導油孔と、該第１導油孔と給油ノズルのノズル口とに連通する第２導油孔とから構成されるようにするとよい。

かかる構成により、接続部に穿設された給油孔を通して軸受台から軸受ハウジングに導入した潤滑油を、第１導油孔及び第２導油孔を介して給油ノズルに供給することにより、軸受ハウジングの強度を低下させずに、簡潔な構成で給油ノズルに潤滑油を供給できる。

本発明のジャーナル軸受によれば、軸受台と、該軸受台により周方向に配置された複数の荷重支持部で支持される環状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数のパッドと、該パッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構とを備えたジャーナル軸受において、前記荷重支持部と周方向に外れた位置で軸受台と軸受ハウジングとを接続する接続部を設けると共に、該接続部に軸受台に設けられた上流側給油路と軸受ハウジングに設けられた下流側給油路を連通させる給油孔を穿設することによって、潤滑油を軸受台から前記軸受面に供給するようにし、該接続部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したことにより、前記荷重支持部の強度低下を招くことなく、潤滑油をパッド軸受面に供給でき、従って、軸受ハウジングの厚肉化を防止できると共に、軸受ハウジングを支持する荷重支持部の数を増加させないので、ジャーナル軸受の組立容易性を維持できる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。

図１〜図３は、本実施形態のジャーナル軸受を示し、図１は図２中のＣ−Ｃ線に沿う正面視断面図、図２は図３中のＢ−Ｂ線に沿う側面視断面図、図３は図２中のＡ方向から視た背面図である。
図１において、ジャーナルｊは、蒸気タービン、ガスタービン又は発電機等の大型回転機械の回転軸である。ジャーナルｊは４０cｍ前後にも及ぶ大径となるため、これを支承するジャーナル軸受１０も大型化すると共に、ジャーナルｊの周速も高速化する。ジャーナルｊは矢印ａ方向に回転する。

ジャーナルｊを支承するジャーナル軸受１０は、軸受台２０と、軸受台２０に固定支持される２つ割り型の軸受ハウジング３０と、軸受ハウジング３０の内面に取り付けられる４個のティルテイングパッド４０ａ〜ｄとで構成されている。なお、以後、すべてのティルテイングパッドに共通の記述を行なう場合、ａ〜ｄを省いて表示する。これは他の部材についても同様とする。

軸受台２０は断面が半円状の凹部２０ａを有し、一方２つ割り型の軸受ハウジング３０は、夫々半リング状をなす上側軸受ハウジング３０ａと下側軸受ハウジング３０ｂとに分割され、該凹部２０ａに下側軸受ハウジング３０ｂが嵌合固定される。上側軸受ハウジング３０ａは、下側軸受ハウジング３０ｂに図３に示す位置決めピン３１で位置決めされて、結合ボルト３２によって下側軸受ハウジング３０ｂに結合される。

図４に示すように、各ティルテイングパッド４０の背面中央付近に凹部４２が刻設され、該凹部に調整ライナ４４が圧入されている。調整ライナ４４に対面する軸受ハウジング内面に凹部３４が設けられ、該凹部に球面ピボット３６が嵌着されている。
球面ピボット３６の調整ライナ４４に面する表面は球面状に形成され、ティルテイングパッド４０は、該球面に沿ってジャーナルｊの周方向及び軸方向に揺動可能になっている。

図１に示すように、ティルテイングパッド４０間には、夫々等間隔に隙間ｓ１が設けられている。球面ピボット３６は、その中心点が鉛直方向又は水平方向から４５度の周方向位置に配置されている。
図４に示すように、球面ピボット３６の球面は、軸受ハウジング３０の内周面と同じ高さに形成されている。従って、後述するサイドプレート３５を取り外すと、ティルテイングパッド４０は、調整ライナ４４を付けたままジャーナル軸方向に滑らすことで、ティルテイングパッド４０を軸受組立体から取り外すことができる。

上側軸受ハウジング３０ａには、ジャーナルｊの半径方向に向けて、凹部３４と上側軸受ハウジング３０ａの外周面とを連通する測定孔３８が穿設されている。球面ピボット３６が設けられた周方向位置と同一周方向位置に当る軸受ハウジング３０の外周面には、アウタライナ３３が設けられている。アウタライナ３３には測定孔３８に連通する貫通孔３３ａが穿設されている。測定孔３８は、後述する所定の測定作業が終わった後で、プラグ３９で閉塞される。

アウタライナ３３は、図示しない結合ボルトにより軸受ハウジング３０の外周面に結合されている。アウタライナ３３の外周面は、軸受ハウジング３０の外周面よりわずかに外方に突出している。
そのため、アウタライナ３３が軸受台２０に接し、下側軸受ハウジング３０ｂは、アウタライナ３３を介して軸受台２０に固定支持される。下側軸受ハウジング３０ｂの外周面と軸受台２０の内周面との間には隙間ｓ２が存在する。

図２に示すように、軸受ハウジング３０及びティルテイングパッド４０のジャーナル軸方向両側には、全周に亘りリング状のサイドプレート３５が配設されている。図３に示すように、サイドプレート３５は、周方向に複数配置されたボルト３７で軸受ハウジング３０に結合されている。サイドプレート３５とジャーナルｊ間に隙間ｓ３が設けられ、後述する給油ノズル５０から噴出した潤滑油は、ジャーナルｊとティルテイングパッド４０間の潤滑に供した後、隙間ｓ３から排出される。

図１に示すように、潤滑油を噴出する給油ノズル５０は、各ティルテイングパッド４０を挟むように、ティルテイングパッド４０のジャーナル回転方向前後に配設されている。図５は、ティルテイングパッド４０のジャーナル回転方向後方に配置された給油ノズル５０を一例として示す。以下、図２及び図５により給油ノズル５０の構成を説明する。給油ノズル５０は、ジャーナル回転方向の上流側又は下流側に配置された違いにより構成上の違いはない。

給油ノズル５０は、その直方体状をなす主ケーシング５２の下半分が軸受ハウジング３０に設けられた嵌合用凹部７０に嵌合固定され、上半分が軸受ハウジング３０からティルテイングパッド４０側に向かって立設されている。主ケーシング５２からジャーナル軸方向両側に腕５４が延設されている。主ケーシング５２及び腕５４の内部には潤滑油供給孔５６が穿設されている。

腕５４には、軸方向に等間隔に複数のノズル口５８が穿設され、ノズル口５８は、ジャーナルｊ側に向けられている。ティルテイングパッド４０に対しジャーナル回転方向上流側に設けられた給油ノズル５０から噴出された潤滑油は、ジャーナルｊの回転力によりティルテイングパッド４０の内周面（図４の軸受面４８）とジャーナルｊの外周面との間に入り、油膜を形成する。

ティルテイングパッド４０に対しジャーナル回転方向下流側に設けられた給油ノズル５０から噴出した潤滑油は、ティルテイングパッド４０とジャーナルｊ間を通ってきた潤滑油を冷却すると共に、該潤滑油の流れをノズル口５８から噴出した潤滑油で乱し、ジャーナル表面から剥離させることによって、回転方向後側のティルテイングパッド４０の軸受面４８に連れ回りするのを防止している。潤滑油は、サイドプレート３５とジャーナルｊ間の隙間ｓ３から排出される。

図５に示すように、主ケーシング５２は直方体をなし、主ケーシング５２とティルテイングパッド４０の互いに対面する面５２ａと傾斜面４６とは、根元部４６ａで線接触しており、傾斜面４６は、面５２ａに対して離れる方向に微小角度αをなすように傾斜している。このように、給油ノズル５０は、ティルテイングパッド４０のジャーナル回転方向両側から、その主ケーシング５２の面５２ａでティルテイングパッド４０の傾斜面４６の根元部４６ａを線接触支持することにより、ティルテイングパッド４０のジャーナル回転方向の動きを固定支持している。

図１に示すように、軸受台２０には潤滑油の給油孔６０が設けられている。給油孔６０に対面する下側軸受ハウジング３０ｂの外周面にはアウタライナ６２が設けられている。以下、この部分の構成を図６により説明する。図６において、アウタライナ６２には、給油孔６０に連通する位置に、ジャーナル半径方向に給油孔６２ａが穿設されている。
また、下側軸受ハウジング３０ｂには、給油孔６２ａに連通する位置に給油孔６４がジャーナル半径方向に穿設されている。さらに、給油孔６４に連通して、ジャーナル回転方向に環状の導油溝６６が設けられている。

導油溝６６は、軸受ハウジング３０内で周方向全周に設けられている。図２に示すように、導油溝６６は、軸受ハウジング３０内にジャーナル軸方向に穿設された給油孔６８を介して、給油ノズル５０の主ケーシング５２内に穿設された給油孔５６に連通している。給油孔５６の一端開口はプラグ７２で閉塞され、プラグ７２は該開口にＣ形止め輪７４で固定されている。

軸受台２０の内面とアウタライナ６２の外面との間には、隙間ｓ４が形成される。隙間ｓ４にＯリング７６を挿入し、Ｏリング７６につぶし代を設けて隙間ｓ４を密閉する。これによって、隙間ｓ４から潤滑油が漏れるのを防ぐと共に、アウタライナ６２を介して軸受台２０に付加される下側軸受ハウジング３０ｂの荷重が、軸受ハウジング３０の荷重を支持するアウタライナ３３を介して軸受台２０に付加される軸受ハウジング３０の荷重より小となるように構成している。

図７に示すように、上側軸受ハウジング３０ａの内周面には、ティルテイングパッド４０ａ又は４０ｂの外周面に対面する２箇所に、円筒形の凹部８２が穿設されている。また、該凹部８２に対面するティルテイングパッド４０ａ又は４０ｂの外周面に凹部８２と同径の円筒形凹部８４が穿設されている。そして、該凹部８２及び凹部８４にコイルバネ８０が嵌合されている。これによって、コイルバネ８０の弾性力がジャーナルｊ側に付勢される。コイルバネ８０は、ティルテイングパッド４０ａ又は４０ｂのジャーナル回転方向下流側端部に設けられている。従って、ジャーナルｊの表面とティルテイングパッド４０ａ又は４０ｂとの間に、図９に示すように、ジャーナル回転方向に向かって先狭まりの隙間を形成するのが容易になる。

また、図１に示すように、各ティルテイングパッド４０のジャーナル回転方向上流側端及び下流側端には、半径方向にネジ穴９０が穿設されている。そして、軸受ハウジング３０の該ネジ穴９０の開口に一致する位置に、半径方向にボルト通し孔９２が穿設されている。ネジ孔９０とボルト通し孔９２の軸線は一致するように設けられている。該ボルト通し孔９２に搬送用の六角穴付きボルト９４を通し、六角穴付きボルト９４の先端部をネジ穴９０に螺合させる。

六角穴付きボルト９４のネジ穴９０への螺合部の長さを調整することにより、軸受ハウジング３０とティルテイングパッド４０との隙間を調整できる。これによって、ジャーナル表面とティルテイングパッド４０間の隙間寸法を調整することができる。
なお、六角穴付きボルト９４の頭部には、搬送具を挿入するための六角孔が設けられているので、軸受ハウジング３０とティルテイングパッド４０の搬送手段としても利用できる。このように、簡素かつ低コストな手段で、ティルテイングパッド４０の回転方向前後端のジャーナルｊとの隙間を調整可能になる。

かかる構成の本実施形態において、軸受台２０に設けられた給油孔６０から導油溝６６及び給油孔６８，５６を経て、給油ノズル５０に潤滑油が供給される。そして、潤滑油は給油ノズル５０の腕５４のノズル口５８から、ティルテイングパッド４０の内周面（軸受面４８）に供給される。

ティルテイングパッド４０に対してジャーナル回転方向上流側に配設された給油ノズル５０から噴出された潤滑油は、軸受面４８に供給され、軸受面４８の潤滑に供される。ジャーナル回転方向下流側に配設された給油ノズル５０から噴出した潤滑油は、軸受面４８を通ってきた潤滑油を冷却すると共に、ジャーナルｊの表面に形成された潤滑油の層流を乱すことで、高温となった潤滑油が下流側の軸受面４８に連れ回りするのを抑制できる。これによって、軸受面４８の潤滑油の高温化を抑制し、軸受面４８の焼損を抑制できる。

このとき、公知の測定機器を用い、球面ピボット３６の背面から測定孔３８の開口までの距離を測定することによって、ティルテイングパッドの軸受面４８とジャーナルｊの表面間の隙間を測定できる。そして、この測定値に基づいて、図４に示すように、球面ピボット３６の背面に高さ調整用シム板８６を挿入することによって、軸受面４８とジャーナル間の隙間を所望の寸法に調整できる。
この隙間調整手段と、六角穴付きボルト９４による隙間調整を併用することによって、軸受面４８とジャーナルｊ間の隙間を、図９に示すように、高精度でジャーナル回転方向に向かって先狭まりの隙間とすることができるので、くさび膜効果を利用して軸受面４８に高い油膜圧を形成できる。従って、軸受面４８の潤滑性能を高く維持できる。

下側軸受ハウジング３０ｂに設けられたティルテイングパッド４０ｃ及び４０ｄには、ジャーナルｊの自重が負荷されるので、図９に示す先狭まりの隙間を形成するのは比較的容易である。一方、上側軸受ハウジング３０ａに設けられたティルテイングパッド４０ａ及び４０ｂには、ジャーナルｊの自重が負荷されないので、下側軸受ハウジング３０ｂと比べてジャーナルｊとの軸受面４８に高い油膜圧を形成するのは容易ではない。

本実施形態では、上側軸受ハウジング３０ａに設けられたティルテイングパッド４０ａ又は４０ｂのジャーナル回転方向下流側にコイルバネ８０を設け、コイルバネ８０の弾性力をジャーナルｊに付加しているので、上側軸受ハウジング３０ａでも、先狭まりの隙間を形成するのが容易になる。そのため、くさび膜効果を利用して軸受面４８に高い油膜圧を容易に形成できる。
また、上側軸受ハウジング３０ａには、ジャーナルｊの自重が負荷されないので、従来振動が発生しがちであり、振動によりティルテイングパッド４０に疲労破壊は起こる虞があったが、本実施形態ではこの不具合も解消できる。

また、給油ノズル５０を各ティルテイングパッド４０の回転方向上流側及び下流側に設け、主ケーシング５２の根元部４６ａでティルテイングパッド４０の傾斜面４６の根元部を線接触支持しているので、ティルテイングパッド４０のジャーナル回転方向の固定手段が不要になり、ジャーナル軸受の構成を簡素化できる。
さらに、主ケーシング５２の根元部４６ａでティルテイングパッド４０を支持しているので、ティルテイングパッド４０の前側及び後側空間を広くすることができ、これによって、潤滑油のさらなる安定供給が可能となる。

従来は、球面ピボット３６をティルテイングパッド４０側に突出させて、ティルテイングパッド４０を固定していたが、本実施形態ではこのような構成が不要になる。従って、球面ピボット３６の表面を軸受ハウジング３０の内周面と同じ高さとしたことにより、サイドプレート３５を取り外すだけで、ティルテイングパッド４０をジャーナル軸方向に引抜くことが可能になった。従って、ジャーナルｊを設置したままで、ティルテイングパッド４０の取り外しが可能になり、ティルテイングパッド４０の修理、改造時等にティルテイングパッド４０の取り付け、取り外しが容易になった。

また、本実施形態によれば、軸受ハウジング３０の荷重支持部であるアウタライナ３３とは別にアウタライナ６２を設け、アウタライナ６２に給油孔６２ａを設けたことにより、アウタライナ３３の強度低下を防止し、従って、軸受ハウジング３０の厚肉化を防止できる。また、アウタライナ６２で軸受台２０に負荷される軸受ハウジング３０の荷重をアウタライナ３３で軸受台２０に負荷される軸受ハウジング３０の荷重より小さくしてあるので、軸受ハウジング３０の支持点を余分に増やすことがない。従って、軸受ハウジング３０の荷重支持部の寸法精度を高精度にする必要がなく、ジャーナル軸受の組立の容易さを保持することができる。

また、ジャーナルｊの荷重が負荷される下側軸受ハウジング３０ｂにアウタライナ６２を設けているので、アウタライナ６２を介して下側軸受ハウジング３０ｂに負荷される荷重の調整が容易になると共に、アウタライナ６２と軸受台２０の接続部に、変形が可能で弾力性のあるＯリング７６を装着しているので、負荷荷重の調整がさらに容易になる。
また、軸受台２０に設けられた給油孔６０から環状の導油溝６６及び給油孔６８，及び給油ノズル５０内に穿設された給油孔５６を経て、給油ノズル５０に潤滑油を供給しているので、軸受ハウジング３０の強度を低下させずに、簡潔な構成で給油ノズル５０に潤滑油を供給できる。

なお、アウタライナ６２と軸受台２０との接続部にＯリングを用いたが、Ｏリングに限らず、他の弾性体、例えば蛇腹構造体等を用いてもよい。このように、弾性体を用いることにより、アウタライナ６２を介して軸受台２０に負荷される軸受ハウジング３０の荷重を調整するのが容易になる。

本発明によれば、ティルテイングパッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構を備えたジャーナル軸受において、ジャーナル軸受の強度低下や大型化を招くことなく、該軸受面への潤滑油の供給を確実に行なうことができ、蒸気タービン、ガスタービン、発電機等の大型回転構造体に適用されて好適である。

本発明の回転構造体の一実施形態を示す正面視断面図（図２中のＣ−Ｃ断面図）である。 前記実施形態の側面視断面図（図３中のＢ−Ｂ断面図）である。 前記実施形態の背面図（図２中のＡ視図）である。 図１の球面ピボット３６付近の一部拡大図である。 前記実施形態の給油ノズル５０の斜視図である。 図１の給油孔６０付近の一部拡大図である。 図１中のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 油浴潤滑方式のジャーナル軸受の機械損失を示す線図である。 くさび膜効果によるジャーナル軸受の油膜圧形成を示す説明図である。

符号の説明

１０ ジャーナル軸受
２０ 軸受台
３０ 軸受ハウジング
３０ａ 上側軸受ハウジング
３０ｂ 下側軸受ハウジング
３３，６２ アウタライナ
３５ サイドプレート
３６ 球面ピボット
３８ 測定孔
４０ａ〜ｄ ティルテイングパッド
４４ 調整ライナ
４６ 傾斜面
４６ａ 根元部
４８ 軸受面
５０ 給油ノズル
５２ 主ケーシング
５４ 腕
５６、６０、６２ａ、６４、６８ 給油孔
５８ ノズル口
６６ 導油溝
７６ Ｏリング
８０ コイルバネ
８６ 高さ調整用シム板
９０ ネジ穴
９２ ボルト通し孔
９４ 六角穴付きボルト
ｓ１〜ｓ４ 隙間

Claims (4)

1. 軸受台と、該軸受台により周方向に配置された複数の荷重支持部で支持される環状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数のパッドと、該パッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構とを備えたジャーナル軸受において、
   前記荷重支持部と周方向に外れた位置で軸受台と軸受ハウジングとを接続する接続部を設けると共に、該接続部に軸受台に設けられた上流側給油路と軸受ハウジングに設けられた下流側給油路を連通させる給油孔を穿設することによって、潤滑油を軸受台から前記軸受面に供給するようにし、
   該接続部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したことを特徴とするジャーナル軸受。
2. 前記接続部をジャーナルの自重が負荷される下側軸受ハウジングに設けたことを特徴とする請求項１に記載のジャーナル軸受。
3. 前記給油孔を有する接続部をＯリング又は弾性体で構成することにより、該接続部を介して軸受面に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したことを特徴とする請求項２に記載のジャーナル軸受。
4. ジャーナル軸受が前記パッドに対しジャーナル回転方向上流側に設けられた給油ノズルからパッドの軸受面に潤滑油を供給する直接潤滑方式のジャーナル軸受であって、
   前記下流側給油路が、軸受ハウジングに周方向に配置され前記接続部に穿設された給油孔に連通する第１導油孔と、該第１導油孔と給油ノズルのノズル口とに連通する第２導油孔と、からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のジャーナル軸受。

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