JP4956681B2

JP4956681B2 - パッド型ジャーナル軸受装置

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Publication number: JP4956681B2
Application number: JP2011076101A
Authority: JP
Inventors: 田和徳池; 田均榊; 島嗣久田; 田実栄増
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: JP2011127772A

Description

本発明は、パッド型ジャーナル軸受装置に係り、特に、タービン、発電機、電動機などの大型の高速回転機械で回転軸を支持するパッド型ジャーナル軸受装置に関する。

タービン、発電機、電動機など大型の高速回転機械においては、回転軸の荷重を支持するためにパッド型ジャーナル軸受が用いられている。

図２８は、従来技術に係るパッド型ジャーナル軸受を示す。この種のパッド型ジャーナル軸受では、軸受ハウジング１１の中に、揺動可能な複数のパッド１乃至４が保持されている。回転軸１５が回転すると、各パッド１乃至４はピボット１６を支点として傾き、各パッド１乃至４と回転軸１５との隙間に油膜圧力が発生し、特に下方に位置する負荷側パッド１、２表面の油膜圧力によって回転軸１５の荷重を支持する構造となっている。

パッド型ジャーナル軸受で採用される給油方式の一つに、各パッド１乃至４に対して以下のように潤滑油を供給する方式がある。

図２８において、軸受ハウジング１１の外周面には導油溝１２が設けられており、それぞれ隣り合うパッド間において、導油溝１２から軸受ハウジング１１の内周面に至る給油孔６乃至９が設けられている。潤滑油は、軸受外輪１３に設けられた給油元孔１４から導油溝１２に供給され、導油溝１２を通って給油孔６乃至９に到り、各パッド１乃至４の間に供給される。各パッド１乃至４の間に供給された潤滑油は、軸１５の回転に伴って給油孔の下流側にあるパッドの表面に供給される。

なお、各パッドに潤滑油を供給する方式には、図２９に示すように各パッド１乃至４の上流端近傍に給油孔６乃至９を設け、潤滑油をパッドの外周側からパッドの表面まで導く構造の軸受もある。

潤滑油は、導油溝１２を通る際に壁面との摩擦に起因する流体抵抗を受けるため、各パッド１乃至４の給油孔６乃至９の位置が給油元孔１４から離れるほど、給油孔６乃至９の入口部での潤滑油の圧力が低下し、当該パッド１乃至４への給油量が低下する。

現在、給油元孔１４の周方向位置の決定に際しては、油配管など軸受以外の部品の都合に従うことが多く、軸受の各パッド１乃至４への給油量配分は考慮されていない。その結果、例えば図２８や図２９のように、給油元孔１４が反負荷側パッド３および４の給油孔８に近い位置に設置された場合、反負荷側パッド３、４への給油が多くなり、荷重支持に寄与する負荷側パッド１、２への給油が不足するおそれがある。また、負荷側各パッドの給油孔６、７の、給油元孔１４からの距離が相異なるため、負荷側各パッド１、２の間で給油量の不均一が生じるおそれがある。

負荷側パッドへの給油確保に関わる従来技術として、反負荷側パッドに対する給油孔を負荷側パッドへの給油孔よりも細くすることで、反負荷側パッドへの給油を制限することが提案されている（特許文献１参照）。しかし同文献では、特許請求の内容が給油孔の形状に限定されており、給油元孔の位置や導油溝の形状などには言及されていない。

特開平１０−２６１２９号公報

上記の通り、各パッドに対して潤滑油を供給する方式のパッド型ジャーナル軸受において、給油元孔の位置が不適切だった場合、反負荷側パッドへの給油が多くなり、荷重支持に寄与する負荷側パッドへの給油が不足するおそれがある。また、負荷側各パッドの間で給油量の不均一が生じるおそれがある。このような各パッドへの給油量分配の問題は、パッド表面の焼損、回転軸位置の異常、不安定振動といった運転上の問題にもつながる。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、負荷側パッドへの十分な給油量確保するとともに、負荷側各パッドに対する給油量の均一化が可能なパッド型ジャーナル軸受装置を提供するものである。

前記の目的を達成するために、本発明は、軸受ハウジングの内周面の周方向に回転軸を支持する揺動可能なパッドを複数配置し、前記軸受ハウジングの外周面に導油溝を設け、各パッド間あるいは各パッドの上流端において、導油溝から軸受ハウジングの内周面に到る給油孔がそれぞれ形成されたパッド型ジャーナル軸受装置において、前記負荷側各パッドへの給油孔について、前記給油元孔に近いものほど断面積を小さくし、前記給油元孔から遠いものほど断面積を大きくしたことを特徴とする。

本発明の第１実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第２実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第３実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第４実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。図４のパッド型ジャーナル軸受における負荷側各パッドへの給油孔の、断面積比と給油量比の関係を示すグラフ。本発明の第５実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第６実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第７実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第７実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。本発明の第８実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第８実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。本発明の第９実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第９実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。本発明の第１０実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第１０実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。本発明の第１１実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第１１実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。本発明の第１２実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。図１８のパッド型ジャーナル軸受における負荷側各パッドへの給油孔の、断面積比と給油量比の関係を示すグラフ。本発明の第１２実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。図２０のパッド型ジャーナル軸受における負荷側各パッドへの給油孔の、断面積比と給油量比の関係を示すグラフ。本発明の第１２実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の別の変形例の断面図。本発明の第１２実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置のさらに別の変形例の断面図。本発明の第１３実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第１３実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。本発明の第１４実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。本発明の第１４実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の変形例の断面図。従来のパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。従来の他のパッド型ジャーナル軸受装置の断面図。

以下、本発明によるパッド型ジャーナル軸装置の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置の断面図である。本発明が適用されるパッド型ジャーナル軸受は、パッド１で回転軸１５を支える構造は、基本的に図２８、図２９に示した従来のパッド型ジャーナル軸受と同様であり、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明する。

このパッド型ジャーナル軸受では、軸受ハウジング１１の中に、複数のパッド１乃至４が揺動可能に保持されており、回転軸１５が回転すると、各パッド１乃至４はピボット１６を支点として傾き、各パッド１乃至４と回転軸１５との隙間に油膜圧力が発生し、特に下方に位置する負荷側パッド１、２表面の油膜圧力によって回転軸１５の荷重を支持する構造となっている。ここで、回転軸１５が図１において矢印方向に回転する場合、パッド１乃至４のうち、パッド（１，２）に負荷がかかり、パッド（３、４）には負荷がかからない。そこで、以下の説明では、前者のパッド（１，２）を負荷側、後者のパッド（３，４）を反負荷側として区別する。また、上流、下流で位置を区別する場合は、回転軸１５の回転方向を基準に上流、下流を区別する。例えば、負荷側のパッド（１，２）を区別する場合であれば、パッド１は上流側、パッド２は下流側となる。反負荷側のパッド（３，４）の場合は、パッド３が上流側、パッド４が下流側である。

このパッド型ジャーナル軸受では、以下のようにして各パッド１乃至４に対して潤滑油が供給される。

軸受ハウジング１１の外周面には導油溝１２が周方向に形成されている。この導油溝１２から各パッド１乃至４に潤滑油を給油するため、各パッド１乃至４の間の位置に開口するように、軸受ハウジング１１には給油孔６乃至９が形成されている。

他方、軸受外輪１３には、導油溝１２に潤滑油を供給する給油元孔１４が形成されている。この第１実施形態では、軸受外輪１３に設けられる給油元孔１４を次のような位置に設定することにより、負荷側のパッド（１，２）に十分な給油量を確保している。

すなわち、全周を回る導油溝１２のうち、負荷側で最も上流に位置するパッド１に対する給油孔６から、下流に向かって負荷側の最も下流のパッド２に対する給油孔７に至る区間の導油溝１２を考える。この区間は、反負荷側パッド（３，４）に対する給油孔（８，９）側を回る導油溝１２の区間を含まない。
給油元孔１４は、このように定義される区間の中間近傍の位置に開口するようになっている。

第１の実施形態によるパッド型ジャーナル軸受では、以上のような位置に給油元孔１４が設けられているので、負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）が、反負荷側パッドに対する給油孔（８，９）と比較して、給油元孔１４の近くにあるので、給油元孔１４から供給された潤滑油が負荷側パッド（１，２）の給油孔（６，７）に入りやすくなり、負荷側パッド（１，２）への十分な給油量を確保することが可能となる。また、給油元孔１４を、負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）の中間位置に置くことで、給油元孔１４の上流にある給油孔６と、給油元孔１４の下流にある給油孔７とで両者に送る給油量を均一にすることが可能となる。

なお、本発明の実施形態について、図１に示したパッド型ジャーナル軸受のように、各給油孔６乃至９が各パッド１乃至４の間の位置に開口するパッド型ジャーナル軸受に適用した実施形態を挙げて説明したが、本発明は、各給油孔６乃至９がパッド１乃至４のそれぞれ上流端近傍に位置する構造のもの（図２９参照）にも同様に適用することが可能である。

第２実施形態
次に、図２は、本発明の第２実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置を示す。この第２実施形態は、図１の第１実施形態と同様の位置に給油元孔１４を設けた上で、さらに、以下のように導油溝１２の断面積に変化を付け、これにより、負荷側パッド（１，２）に十分な量の潤滑油が行き渡るように改良したものである。

この第２実施形態のパッド型ジャーナル軸受では、導油溝１２に断面積の大きな区間と小さな区間を設けている。すなわち、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側パッドに対する給油孔（８，９）を経て、負荷側の最も下流のパッド２に対する給油孔７に到る区間の導油溝１２Ｌの断面積を、上記以外の区間における導油溝１２Ｓの断面積よりも小さくする。

以上のような第２実施形態によれば、導油溝１２のうち、反負荷側パッド（３，４）に対する給油孔（８，９）に到る区間では流路断面積が小さくなっているので、流体抵抗は大きくなる。その結果、反負荷側パッド（３，４）への給油量が制限され、その分、負荷側パッド（１，２）への給油量確保が可能となる。

なお、この第２実施形態は、各給油孔６乃至９がパッド１乃至４のそれぞれ上流端近傍に位置する構造のもの（図２９参照）にも同様に適用することが可能である。

第３実施形態
図３は、第３実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置である。この第３実施形態は、給油元孔１４を図１の第１実施形態と同様の位置に設けた上で、さらに、導油溝１２に表面粗さを粗くした区間を設けている。

すなわち、この第３実施形態のパッド型ジャーナル軸受では、導油溝１２のうち、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側パッドに対する給油孔（８，９）を経て、負荷側の最も下流のパッド２に対する給油孔７に到る区間（図３中散点模様で示す）の導油溝１２の表面粗さを、上記以外の区間における導油溝１２の表面粗さよりも粗くしてある。表面粗さを粗くした区間では導油溝１２の流体抵抗が大きくなる。

以上のような第３実施形態によれば、導油溝１２のうち、反負荷側パッド（３，４）に対する給油孔（８，９）に到る区間では流路の表面粗さが粗くなっているので、流体抵抗が大きくなる。その結果、反負荷側パッド（３，４）への給油量が制限され、その分、負荷側パッド（１，２）への給油量確保が可能となる。

第４実施形態
次に、図４は、第４実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置を示す。これまでの第１乃至第３実施形態では、２枚の負荷側パッド（１，２）を設けていたが、この第４実施形態では、上流側から順に３枚の負荷側パッド（１、５、２）が設けられている。そして、追加された負荷側パッド５に給油するため、給油孔１０が負荷側パッド（１，５）の間に開口するように設けられている。ただし、給油元孔１４の位置は第１乃至第３実施形態と同様である。

この第４実施形態では、負荷側パッド（１，５，２）にそれぞれ給油する給油孔（６，１０，７）のうち、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）の断面積を、給油元孔１４に最も近い給油孔１０の断面積よりも大きくしている。

負荷側パッド（１，５，２）が３枚になると、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）では、給油元孔１４に最も近い給油孔１０と比較して、そこに到るまでの導油溝１２の流体抵抗が大きくなり、潤滑油が入りにくくなる。そこで本実施形態では、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）の断面積を大きくして、給油孔の流体抵抗を小さくし、同孔に潤滑油が入りやすくしている。これにより、負荷側各パッド（１，５，２）に対する給油量を均一にすることが可能となる。

なお、この第４実施形態は、各給油孔６乃至１０がパッド１乃至５のそれぞれ上流端近傍に位置する構造のもの（図２９参照）にも同様に適用することが可能である。

次に、図５は、図４のパッド型ジャーナル軸受において、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）と給油元孔１４に最も近い給油孔１０の断面積比（A2/A1）を変化させて、給油量比（Q2/Q1）を求めた解析例である。ここで、記号の意味は以下の通りである。

A2, Q2：給油元孔から遠い給油孔（図４の６，７）の断面積と給油量
A1, Q1：給油元孔に最も近い給油孔（図４の１０）の断面積と給油量
この解析例では、断面積比（A2/A1）を1.20に設定すれば、給油量比（Q2/Q1）が1.0となり、負荷側各パッドに対する給油量を均一にできることが分かる。ただし、軸受の寸法や運転条件が変われば、給油量比（Q2/Q1）を1.0にするような断面積比（A2/A1）も変動する。この変動を考慮すると、本実施形態において給油量比（Q2/Q1）を1.0にするような断面積比（A2/A1）の範囲Ｓは、
1.0≦ A2/A1 ≦1.5
となる。

第５実施形態
図６は、第５実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置である。
この第５実施形態は、図４の第４実施形態と同じく、負荷側パッド（１，５，２）を３枚にした実施形態である。給油元孔１４の位置も同様である。

このような第５実施形態では、負荷側パッド（１，５，２）に対する給油孔（６，１０，７）のうち、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）の表面粗さと、給油元孔１４に最も近い給油孔１０の表面粗さを較べると、前者の方が後者（図中散点模様で表面が粗いことを示す）よりも滑らかにしてある。これにより、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）の流体抵抗が小さくなり、第４実施形態と同様に、負荷側各パッド（１，５，２）に対する給油量を均一にすることができる。

なお、この第５実施形態は、各給油孔６乃至１０がパッド１乃至５のそれぞれ上流端近傍に位置する構造のもの（図２９参照）にも同様に適用することが可能である。

第６実施形態
次に、図７は、第６実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置を示す。

この第６実施形態は、第４実施形態、第５実施形態と同じく、負荷側パッド（１，５，２）を３枚にした実施形態である。給油元孔１４の位置も同様である。

この第６実施形態では、負荷側パッド（１，５，２）に対する給油孔（６，１０，７）のうち、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）の入口部における面取りを、給油元孔１４に最も近い給油孔１０の入口部における面取りよりも大きくしている。

このような第６実施形態によれば、給油元孔１４から遠い給油孔（６，７）の流体抵抗が小さくなり、第４、第５実施形態と同様に、負荷側各パッド（１，２，５）に対する給油量を均一にすることができる。

なお、この第６実施形態は、各給油孔６乃至１０がパッド１乃至５のそれぞれ上流端近傍に位置する構造のもの（図２９参照）にも同様に適用することが可能である。

第７実施形態
図８は、第７実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置である。
この第７実施形態は、これまで説明した第１乃至第６実施形態とは給油元孔１４の位置が異なるパッド型ジャーナル軸受である。

すなわち、この第７実施形態のパッド型ジャーナル軸受では、４枚あるパッド１乃至４のうち、負荷側の最も下流のパッド２に対する給油孔７から、反負荷側の最も上流のパッドに対する給油孔８に到る区間に給油元孔１４が設けられている。

このような位置に給油元孔１４を設けるとともに、給油元孔１４から、給油元孔１４に最も近い反負荷側パッド３の給油孔８に到る区間で導油溝１２を塞ぐ閉塞部２０が設けられている。

この第７実施形態によれば、給油元孔１４から入った潤滑油は、最初に負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）に到達するような方向に流れるため、同給油孔（６，７）に潤滑油が入りやすくなり、負荷側パッド（１，２）に対する給油量を確保することが可能となる。

次に、図９は、第７実施形態を適用した他の実施例を示す。この図９のパッド型ジャーナル軸受では、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に、給油元孔１４が設けられている。

図９で示す位置に給油元孔１４を設けた場合、導油溝１２を塞ぐ閉塞部２０を図９に示す位置に設けると、給油元孔１４から入った潤滑油は、最初に負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）に到達するような方向に流れるため、図８の実施形態と同等の効果が得られる。

第８実施形態
次に、図１０は、第８実施形態のパッド型ジャーナル軸受装置である。この第８実施形態は、図８の第７実施形態と同じ位置に給油元孔１４を設けた実施形態である。

この第８実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置では、給油元孔１４から導油溝１２に開口する部分近傍に邪魔板１７が設けられている。そして、給油元孔１４に最も近い反負荷側パッド３に対する給油孔８の側において、邪魔板１７を給油元孔１４の出口に接触させ、給油元孔１４に最も近い負荷側パッド２の給油孔７の側で、給油元孔１４出口との間に隙間ができるように邪魔板１７が設置されている。

この第８実施形態によれば、邪魔板１７の存在により、給油元孔１４から入った潤滑油のほとんどが、負荷側パッドに対する給油孔（６，７）に到達するような方向に流れるため、同給油孔に潤滑油が入りやすくなり、負荷側パッド（１，２）に対する給油量を確保することが可能となる。

次に、図１１は、第８実施形態を適用した他の実施例を示す。この図１１のパッド型ジャーナル軸受では、図９の実施形態と同じく、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に、給油元孔１４が設けられている。そして、この給油元孔１４に邪魔板１７を設けることにより、給油元孔１４から入った潤滑油が、最初に負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）に到達するような方向に流れるようなできる点は図１０の実施形態と同様である。

第９実施形態
図１２は、第９実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置を示す。
この第９実施形態は、給油元孔１４の位置は図８の第７実施形態、図１０の第８実施形態と同様であるが、給油元孔１４の出口における同孔の接線１８が、給油元孔１４の出口と軸受中心とを結ぶ直線１９に対して、給油元孔１４に最も近い負荷側パッド２の給油孔７の側に傾くように、給油元孔１４が傾斜するように設けられている。

これにより、給油元孔１４から入った潤滑油のほとんどが、負荷側パッドに対する給油孔（６，７）に到達するような方向に流れるため、同給油孔に潤滑油が入りやすくなり、負荷側パッド（１，２）に対する給油量を確保することが可能となる。

なお、給油元孔１４を、図１３に示すように、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に設けた場合は、図１２のように給油元孔１４を傾斜させるようにすればよい。

第１０実施形態
次に、図１４は、第１０実施形態のパッド型ジャーナル軸受装置である。
第１０実施形態は、給油元孔１４の位置は、図８の第７実施形態、図１０の第８実施形態、図１２の第９実施形態と同様であるが、給油元孔１４から、反負荷側パッド（３，４）に対する給油孔（８，９）を経て、給油元孔１４に最も遠い負荷側パッド１に対する給油孔６に到る区間の導油溝１２の断面積を、上記以外の区間における導油溝１２の断面積よりも小さくしている。

この第１０実施形態によれば、導油溝１２のうち、給油元孔１４から反負荷側パッド（３，４）の給油孔（８，９）を経て負荷側パッド（１，２）の給油孔（６，７）に到る部分の流体抵抗が、給油元孔１４から直接負荷側パッドの給油孔（６，７）に到る部分の流体抵抗と比較して大きくなる。その結果、反負荷側パッド（３，４）への給油量が制限され、負荷側パッド（１，２）への給油量を確保できる。

なお、給油元孔１４を、図１５に示すように、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に設けた場合は、断面積の小さな導油溝１２の区画は図１５のように設定すればよい。

第１１実施形態
図１６は、第１１実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置である。
第１１実施形態は、給油元孔１４の位置は図８の第７実施形態、図１０の第８実施形態、図１２の第９実施形態、図１４の第１０実施形態と同様であるが、給油元孔１４から、反負荷側パッド（３，４）の給油孔（８，９）を経て、給油元孔１４に最も遠い負荷側パッド１の給油孔６に到る区間（図中、散点模様で示す）の導油溝１２の表面粗さを、上記以外の区間における導油溝１２の表面粗さよりも粗くしている。この結果、導油溝１２の表面粗さを粗くした部分では、導油溝１２の流体抵抗が大きくなるので、反負荷側パッド（３，４）への給油量が制限され、負荷側パッド（１，２）への給油量を確保できる。

なお、給油元孔１４を、図１７に示すように、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に設けた場合、導油溝１２で表面粗さの粗い区間は図１７に示すようになる。

第１２実施形態
次に、図１８は、第１２実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置を示す。
この図１８は、２枚の負荷側パッド（１、２）をもつパッド型ジャーナル軸受に適用した例である。給油元孔１４の位置は図８の第７実施形態、図１０の第８実施形態、図１２の第９実施形態、図１４の第１０実施形態、図１６の第１１実施形態と同様である。

この第１２実施形態では、負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６、７）のうち、給油元孔１４から最も遠い給油孔６の断面積を、給油元孔１４に最も近い給油孔７の断面積よりも大きくしてある。

給油孔の断面積が一定の場合、負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）のうち、給油元孔１４から遠い給油孔６ほど、潤滑油が給油孔６に到るまでに導油溝１２で受ける流体抵抗が大きくなり、給油孔６に潤滑油が入りにくくなる。そこで、第１２実施形態では、給油元孔１４から遠い方の給油孔６の断面積を大きくして、給油孔７の流体抵抗を小さくし、同孔に潤滑油が入りやすくしている。これにより、負荷側各パッド（６，７）に対する給油量を均一にすることが可能となる。

図１９は、図１８に示したパッド型ジャーナル軸受において、負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）のうち、給油元孔１４から最も遠い給油孔６と、給油元孔１４に最も近い給油孔７の断面積比（A4/A3）を変化させて、給油量比（Q4/Q3）を求めた解析例である。ここで、記号の意味は以下の通りである。

A4, Q4：給油元孔から遠い給油孔（図１８の給油孔６）の断面積と給油量
A3, Q3：給油元孔に最も近い給油孔（図１８の給油孔７）の断面積と給油量
この解析例では、断面積比（A4/A3）を1.14に設定すれば、給油量比（Q4/Q3）が1.0となり、負荷側各パッドに対する給油量を均一にできることが分かる。ただし、軸受の寸法や運転条件が変われば、給油量比（Q4/Q3）を1.0にするような断面積比（A4/A3）も変動する。この変動を考慮すると、本実施形態において給油量比（Q4/Q3）を1.0にするような断面積比（A4/A3）の範囲Ｓは、
1.0≦ A4/A3 ≦1.5
となる。

このような第１２実施形態は、図２０のように３枚の負荷側パッド（１，５，２）を有する軸受に対しても適用できる。この場合、負荷側パッド（１，５，２）に対する３個の給油孔（６、１０，７）について、給油元孔１４から離れるに従って（すなわち７→１０→６の順に）、断面積を大きくしていけばよい。

図２１は、図２０に示したパッド型ジャーナル軸受において、負荷側パッド（１，５，２）に対する給油孔（６，１０，７）のうち、給油元孔１４に２番目に近い給油孔１０と給油元孔１４に最も近い給油孔７の断面積比（A6/A5）を変化させ、なおかつ、給油元孔１４から最も遠い給油孔６と給油元孔１４に２番目に近い給油孔１０との断面積比（A7/A6）を変化させて、給油量比（Q6/Q5、およびQ7/Q6）の等高線を求めた解析例である。ここで、記号の意味は以下の通りである。

A7, Q7：給油元孔から最も遠い給油孔（図２０の給油孔６）の断面積と給油量
A6, Q6：給油元孔に２番目に近い給油孔（図２０の給油孔１０）の断面積と給油量
A5, Q5：給油元孔に最も近い給油孔（図２０の給油孔７）の断面積と給油量
この解析例では、断面積比をA6/A5=1.22、かつA7/A6=1.12と設定すれば、給油量比が
Q6/Q5=1.0、かつQ7/Q6=1.0となり、負荷側各パッドに対する給油量を均一にできることが分かる。ただし、軸受の寸法や運転条件が変われば、給油量比を1.0にするような断面積比も変動する。この変動を考慮すると、本実施形態において給油量比（Q6/Q5、およびQ7/Q6）を1.0にするような断面積比（A6/A5、およびA7/A6）の範囲は、
1.0≦ A6/A5 ≦1.5
1.0≦ A7/A6 ≦1.5
となる。

なお、給油元孔１４を、図２２に示すように、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に設けた場合は、図２２に示すように、給油孔（６，７）のうち給油元孔１４から遠い方の給油孔７の断面積を大きくして、給油孔７の流体抵抗を小さくすればよい。

また、負荷側に３枚のパッド（１，５、２）を有する軸受の場合は、図２３に示すように、給油孔（６，１０，７）を６→１０→７の順に大きくしていけばよい。

第１３実施形態
次に、図２４は、第１３実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置を示す。

この第１３実施形態は、給油元孔１４の位置は、図８の第７実施形態、図１０の第８実施形態、図１２の第９実施形態、図１４の第１０実施形態、図１６の第１１実施形態、図１８の第１２実施形態と同様である。

この第１３実施形態では、負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）のうち、給油元孔１４から最も遠い方の給油孔６の表面粗さを、給油元孔１４に最も近い給油孔７の表面粗さ（図中、散点模様で粗いことを示す）よりも滑らかにしている。

この第１３実施形態によれば、給油元孔１４から最も遠い給油孔６の流体抵抗が小さくなり、同孔に潤滑油が入りやすくなる。その結果、第１２実施例と同様に、負荷側各パッドに対する給油量を均一にすることが可能となる。

なお、給油元孔１４を、図２５に示すように、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に設けた場合、図２５に示すように、給油元孔１４に近い方の給油孔６の表面粗さを粗くすればよい。

第１４実施形態
図２６は、第１４実施形態によるパッド型ジャーナル軸受装置を示す。

この第１４実施形態は、給油元孔１４の位置は図８の第７実施形態、図１０の第８実施形態、図１２の第９実施形態、図１４の第１０実施形態、図１６の第１１実施形態、図１８の第１２実施形態、図２４の第１３実施形態と同様であるが、負荷側パッド（１，２）に対する給油孔（６，７）のうち、給油元孔１４から最も遠い方の給油孔６の入口部における面取りを、給油元孔１４に最も近い給油孔７の入口部における面取りよりも大きくしている。

この第１４実施形態によれば、給油元孔１４から最も遠い方給油の孔６の流体抵抗が小さくなり、この給油孔６に潤滑油が入りやすくなる。その結果、第１２実施形態と同様に、負荷側各パッド（１，２）に対する給油量を均一にすることが可能となる。

なお、給油元孔１４を、図２７に示すように、負荷側の最も上流のパッド１に対する給油孔６から、反負荷側の最も下流のパッド３に対する給油孔９に到る部分に設けた場合、図２７に示すように、給油元孔１４から遠い方の給油孔７の入口における面取りを、給油孔６の入口における面取りよりも大きくすればよい。

１〜４…パッド、６〜９…給油穴、１１…軸受ハウジング、１２…導油溝、１３…軸受外輪、１４…給油元孔、１５…回転軸、１６…ピボット

Claims

軸受ハウジングの内周面の周方向に回転軸を支持する揺動可能なパッドを複数配置し、前記軸受ハウジングの外周面に導油溝を設け、各パッド間あるいは各パッドの上流端において、導油溝から軸受ハウジングの内周面に到る給油孔がそれぞれ形成されたパッド型ジャーナル軸受装置において、
前記負荷側各パッドへの給油孔について、前記給油元孔に近いものほど断面積を小さくし、前記給油元孔から遠いものほど断面積を大きくしたことを特徴とするパッド型ジャーナル軸受装置。
前記導油溝のうち、負荷側の最も上流のパッドに対する給油孔と、負荷側の最も下流のパッドに対する給油孔の間の区間で、反負荷側パッドに対する給油孔を含まない区間の中間近傍に、前記給油元孔を設け、前記負荷側パッドが３枚の場合、負荷側各パッドに対する給油孔のうち、給油元孔に最も近い給油孔を除く２個の給油孔の断面積を、給油元孔に最も近い給油孔の断面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のパッド型ジャーナル軸受装置。
前記給油元孔に最も近い給油孔を除く２個の給油孔の断面積を給油元孔に最も近い給油孔の断面積の1.0倍から1.5倍の範囲にしたことを特徴とする請求項２に記載のパッド型ジャーナル軸受装置。
前記導油溝の一部で、負荷側の最も下流のパッドに対する給油孔から、反負荷側の最も上流のパッドに対する給油孔に到る部分、または負荷側の最も上流のパッドに対する給油孔から、反負荷側の最も下流のパッドに対する給油孔に到る部分に給油元孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパッド型ジャーナル軸受装置。
前記負荷側パッドが２枚の場合、負荷側パッドに対する２個の給油孔のうち、給油元孔から最も遠い給油孔の断面積を、前記給油元孔に最も近い給油孔の断面積の1.0倍から1.5倍の間にしたことを特徴とする請求項４に記載のパッド型ジャーナル軸受装置。
前記負荷側パッドが３枚の場合、負荷側パッドに対する３個の給油孔のうち、前記給油元孔に２番目に近い給油孔の断面積を、給油元孔に最も近い給油孔の断面積の1.0倍から1.5倍の間にし、かつ、前記給油元孔から最も遠い給油孔の断面積を、前記給油元孔に２番目に近い給油孔の断面積の1.0倍から1.5倍の間にしたことを特徴とする請求項４に記載のパッド型ジャーナル軸受装置。