JP6944359B2 - 軸受装置及び回転機械 - Google Patents

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。

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油膜形成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。

米国特許第５４２１６５５号明細書

スクイズフィルムダンパにおいて、インナリングとアウタリングとは油膜形成隙間を介して相対移動が起こるため、応力集中が起こりやすく、繰返し応力による疲労が問題となる場合が考えられる。従って、疲労が発生しやすい箇所で発生する応力を検出して疲労などによる損傷の発生を未然に防止する必要がある。

一実施形態は、スクイズフィルムダンパに加わる応力を検出し、疲労などによる損傷を未然に防止することを目的とする。

（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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
を備える。

上記（１）の構成において、インナリングとアウタリングとの間に上記弾性部があるために、インナリングとアウタリング間の相対変位を大きくでき、これによって、油の流動による減衰効果を高めることができる。
また、弾性部を構成する弾性部材の変形を上記歪ゲージで検出することで、回転軸から軸受部に加わる荷重を把握できる。これらの検出値から回転軸系又は軸受部の異常発生有無を早期に把握でき、また、検出値を分析することで異常発生原因も推定できる。

また、上記弾性部を備えることで、スクイズフィルムダンパの剛性は上記弾性部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の剛性と減衰性能とを夫々独立して選定できるため、減衰効果を高めるために夫々で最適な設定が可能になる。

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記弾性部は前記回転軸の軸方向に延在するように配置されている。
上記（２）の構成によれば、該弾性部により回転軸の軸方向（以下単に「軸方向」とも言う。）で均等な弾性力で回転軸を支持できる。

（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記歪ゲージは、前記弾性部材のうち前記回転軸から付加される荷重によって変形する部位に取り付けられる。
上記（３）の構成によれば、歪ゲージを弾性部材のうち回転軸から付加される荷重によって変形する部位に取り付けるため、該部位の変形を歪ゲージで検出することで、軸受部に加わる荷重を検出できる。好ましくは、変形が大きい部位に歪ゲージを取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。

（４）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記歪ゲージは、前記弾性部材のうち前記回転軸の軸方向端面に取り付けられる。
上記（４）の構成によれば、歪ゲージを取付けが容易な回転軸の軸方向端面に取り付けることで、歪ゲージの取付けが容易になる。

（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記歪ゲージは、前記弾性部材のうち前記回転軸の軸方向で異なる位置に夫々取り付けられる。
上記（５）の構成によれば、歪ゲージを弾性部材のうち回転軸の軸方向で異なる位置に取り付け、夫々の検出値を比較することで、回転軸の軸方向傾きを把握でき、これによって、回転軸のレベル調整が可能になる。好ましくは、回転軸の軸方向両端面又はその近傍に夫々取り付け、夫々の検出値を比較することで、検出精度を高めることができる。

（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記歪ゲージは、前記回転軸に対して点対称の位置にある前記弾性部の各々に取り付けられる。
上記（６）の構成によれば、得られる検出値を比較することで、回転軸から加わる荷重の偏りを検出でき、これの検出値を軸受部やスクイズフィルムダンパの異常判定に活用できる。

（７）一実施形態では、前記（１）〜（６）の何れかの構成において、
前記歪ゲージは、前記周方向で互いに隣接する前記弾性部の各々に取り付けられる。
上記（７）の構成によれば、歪ゲージを周方向で互いに隣接する弾性部の各々に取り付けることで、回転軸から加わる荷重の偏りを検出でき、これの検出値を軸受部やスクイズフィルムダンパの異常判定に活用できる。

（８）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記弾性部材は、断面が四角形の弾性棒状体で構成され、
前記歪ゲージは、前記弾性棒状体において前記インナリング及び前記アウタリングに接しない面に位置する。
上記（８）の構成によれば、歪ゲージを弾性棒状体にうち変形が大きい上記部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、上記部位はインナリングやアウタリングに接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

（９）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記弾性部材は、断面が円形又は楕円形の弾性棒状体で構成され、
前記歪ゲージは、前記インナリング及び前記アウタリングに接しない位置で前記弾性棒状体の外周面に取り付けられる。
上記（９）の構成によれば、歪ゲージを弾性棒状体にうち変形が大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、上記部位はインナリングやアウタリングに接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

（１０）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記弾性部材は、断面が円錐台の形状を有する弾性体を中央が小径となるように２枚重ねにした弾性体で構成され、
前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間に位置する前記弾性体の外周面に取り付けられる。
上記（１０）の構成によれば、歪ゲージをインナリング又はアウタリングに接しない変形が大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間に位置する前記弾性体の外面に取り付けられ、インナリングやアウタリングに接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

（１１）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記弾性部材は、コイルバネで構成され、
前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間に位置する前記コイルバネに取り付けられる。
上記（１１）の構成によれば、歪ゲージを変形が大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、歪ゲージは、インナリングと前記アウタリングとの間に位置し、インナリングやアウタリングに接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

（１２）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記弾性部材は、断面がＳ字形状を有する弾性体で構成され、
前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間に位置する前記弾性体の外側面に取り付けられる。
上記（１２）の構成によれば、歪ゲージを変形が大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。歪ゲージは、インナリングと前記アウタリングとの間に位置し、インナリングやアウタリングに接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

（１３）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記弾性部材は、断面がジグザグ形状を有する弾性体で構成され、
前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間で屈曲部の曲率中心に対し外側面に取り付けられる。
上記（１３）の構成によれば、歪ゲージを変形が大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。

（１４）一実施形態に係る回転機械は、
前記回転軸と、
前記（１）〜（１３）の何れかの構成を有する軸受装置と、
を備える。
上記（１４）の構成によれば、インナリングとアウタリングとの間に弾性部があるために、減衰効果を高めることができる。また、該弾性部を構成する弾性部材の変形を歪ゲージで検出することで、回転軸から軸受部に加わる荷重を把握でき、この検出値から回転軸系又は軸受部の異常発生有無を早期に把握できると共に、検出値を分析することで異常発生原因も推定できる。

幾つかの実施形態によれば、回転軸から伝わる荷重による変形を歪ゲージで検出することで、軸受部に加わる荷重を把握できる。この検出値から回転軸系又は軸受部の異常発生有無を早期に把握でき、また、検出値を分析することで異常発生原因も推定できる。

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。 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。 （Ａ）及び（Ｂ）は幾つかの実施形態に係る軸受装置の一部の径方向に沿う断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は幾つかの実施形態に係る軸受装置の一部の径方向に沿う断面図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は幾つかの実施形態に係る軸受装置の一部の径方向に沿う断面図である。

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。

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、少なくとも一つの油膜形成隙間Ｓ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。インナリング１８とアウタリング２０との間に複数の弾性部２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ）が周方向に離散的に設けられ、弾性部２２は弾性部材２６を有し、図３〜図５に示すように、弾性部材２６に歪ゲージ２８が取り付けられる。
なお、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。）を示し、図２中の矢印ａ方向は回転軸１２の軸方向を示す。

上記構成において、油膜形成隙間Ｓに油供給部（不図示）から油を供給し、油膜形成隙間Ｓに粘性をもった非圧縮性の油を流動させることで、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Ｓ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。

インナリング１８とアウタリング２０とは弾性部２２を介して相対変位する。この相対変位に伴って弾性部材２６が変形する。インナリング１８とアウタリング２０との間に弾性部２２があるために、インナリング１８とアウタリング２０間の相対変位を大きくでき、これによって、油の流動による減衰効果を高めることができる。そして、弾性部材２６の変形を歪ゲージ２８で検出することで、軸受部１４に加わる荷重を把握できる。これらの検出値から回転軸系又は軸受部１４の異常発生有無を早期に把握できる。また、検出値を分析することで異常発生原因も推定できる。
一実施形態では、歪ゲージ２８で検出した検出値は有線（不図示）又は無線によって外部に取り出す。

また、弾性部２２を備えることで、スクイズフィルムダンパ１６の剛性は弾性部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の剛性と減衰性能とを夫々独立して設定できるため、減衰効果を高めるために夫々で最適な設定が可能になる。

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

ここで、Ｂ＝１２πμＬ（Ｒ／ｃ）^３、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_０／ｃ
ここで、ｅ：回転軸の偏心量、δ_０：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減衰係数Ｃψが大きくなり、かつ減衰係数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１０に付加される圧力が大きくなり、油膜形成隙間Ｓが狭くなると、油膜圧が増加し、減衰係数Ｃψが増加して減衰効果が増す。

一実施形態では、図２に示すように、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Ｓ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Ｓ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Ｓ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。

一実施形態では、弾性部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。この弾性部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。
一実施形態では、弾性部２２は、スクイズフィルムダンパ１６のほぼ軸方向両端面に達するまで延在する。

一実施形態では、図１に示すように、軸受装置１０の径方向断面において、油膜形成隙間Ｓは回転軸１２の中心軸Ｏを中心とした円弧形状を有する。

一実施形態では、図１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。

一実施形態では、軸受部１４は、ティルティングパッド２４の代わりに、転がり軸受を備える。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１２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。

図３及び図４は、幾つかの実施形態に係る弾性部２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）を示している。
図３に示す弾性部２２（２２ａ、２２ｂ）では、歪ゲージ２８は、弾性部材２６（２６ａ）のうち回転軸１２から付加される荷重によって変形する部位に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８が取り付けられた弾性部材２６の変形を歪ゲージ２８で検出することで、軸受部１４に加わる荷重を検出できる。好ましくは、歪ゲージ２８を変形が特に大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。

一実施形態では、図４に示す弾性部２２（２２ｃ、２２ｄ）では、夫々歪ゲージ２８は弾性部材２６（２６ａ）のうち回転軸１２の軸方向端面に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を取付けが容易な弾性部材２６（２６ａ）の軸方向端面に取り付けることで、歪ゲージ２８の取付けが容易になる。

図３及び図４に示す実施形態に係る弾性部２２では、弾性部材２６（２６ａ）が油膜形成隙間Ｓ及び空間Ｓ_０によって区画されたＳ字形断面を有し、弾性部材２６（２６ａ）の両端がインナリング１８及びアウタリング２０に一体につながっている。
図３（Ａ）に示す実施形態に係る弾性部２２（２２ａ）では、歪ゲージ２８は、曲り部２７ａにおいて曲率中心Ｄに対して曲り部２７ａの外側面（回転軸１２から加わる荷重Ｌによって変形が大きい部位）に取り付けられている。
図３（Ｂ）に示す実施形態に係る弾性部２２（２２ｂ）では、歪ゲージ２８は、インナリング側油膜形成隙間Ｓの先端部を形成する壁面であって、回転軸１２から加わる径方向の荷重Ｌによって変形が大きい曲り部２７ｂに取り付けられている。

一実施形態では、図２に示すように、歪ゲージ２８は、弾性部材２６のうち回転軸１２の軸方向で異なる２か所以上の位置に夫々取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を弾性部材２６の軸方向で２か所以上の異なる位置に取り付け、夫々の検出値を比較することで、回転軸１２の軸方向傾きを把握でき、これによって、回転軸１２のレベル調整が可能になる。
好ましくは、弾性部材２６の回転軸１２の軸方向両端面又はその近傍の２か所に夫々取り付ける。これによって、回転軸１２の軸方向傾きの検出精度を高めることができる。

一実施形態では、図１に示すように、歪ゲージ２８は、回転軸１２に対して互いに点対称の位置にある弾性部２２の各々に取り付けられる。例えば、互いに点対称の位置にある弾性部２２（２２Ａ）と弾性部２２（２２Ｃ）、又は互いに点対称の位置にある弾性部２２（２２Ｂ）と弾性部２２（２２Ｄ）とに取り付けられる。
この実施形態によれば、各々の弾性部２２で得られる検出値を比較することで、回転軸１２から加わる荷重の偏りを検出でき、これらの検出値を軸受部１４やスクイズフィルムダンパ１６の異常判定に活用できる。

一実施形態では、図１に示すように、歪ゲージ２８は、回転軸１２の周方向で互いに隣接する弾性部２２の各々に取り付けられる。例えば、互いに隣接する弾性部２２（２２Ａ）と弾性部２２（２２Ｂ）、又は互いに隣接する弾性部２２（２２Ｃ）と弾性部２２（２２Ｄ）とに取り付けられる。
この実施形態によれば、回転軸１２から加わる荷重の偏りを検出でき、これの検出値を軸受部１４やスクイズフィルムダンパ１６の異常判定に活用できる。

一実施形態では、図５に示すように、弾性部２２は、油膜形成隙間Ｓに連通して周方向に離散的に形成された空間Ｓ_０に弾性部材２６が収容されて構成される。空間Ｓ_０は軸方向に沿って延在し、空間Ｓ_０の径方向寸法は油膜形成隙間Ｓの径方向寸法より大きい。一実施形態では、空間Ｓ_０は四角形断面を有する。
図５は、弾性部２２の幾つかの実施形態を示す。

一実施形態では、図５（Ａ）に示す弾性部２２（２２ｅ）は、弾性部材２６（２６ｅ）が四角形断面の弾性棒状体で構成され、歪ゲージ２８は該弾性棒状体において，インナリング１８及びアウタリング２０に接しない部位の外周面に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を変形が大きい上記部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、歪ゲージ２８はインナリング１８やアウタリング２０に接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

一実施形態では、歪ゲージ２８は特に変形が大きい上記外周面の中央位置に取り付けられる。これによって、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。

一実施形態では、弾性部材２６（２６ｅ）として長尺の１個の弾性棒状体が空間Ｓ_０に収容され空間Ｓ_０の軸方向へ延在する。

一実施形態では、図５（Ｂ）に示す弾性部２２（２２ｆ）は、弾性部材２６（２６ｆ）が円形又は楕円形の断面をもつ弾性棒状体で構成され、歪ゲージ２８は、インナリング１８及びアウタリング２０に接しない位置で該弾性棒状体の外周面に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を変形が大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、歪ゲージ２８はインナリング１８やアウタリング２０に接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

一実施形態では、弾性部材２６（２６ｆ）として長尺の１個の弾性棒状体が空間Ｓ_０に収容され空間Ｓ_０の軸方向へ延在する。

一実施形態では、図５（Ｃ）に示す弾性部２２（２２ｇ）は、弾性部材２６（２６ｇ）が円錐台形状（いわゆる皿バネ形状）の断面をもつ弾性体を中央が小径となるように２枚重ねにした弾性体で構成され、歪ゲージ２８は、インナリング１８とアウタリング２０との間に位置する該弾性体の外周面に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を変形が大きい上記部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、歪ゲージ２８は、インナリング１８とアウタリング２０との間に位置する上記弾性体の外周面に取り付けられ、インナリング１８やアウタリング２０に接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。
一実施形態では、弾性部材２６（２６ｇ）は中実又は中空で構成される。

一実施形態では、１個の棒状の弾性部材２６（２６ｇ）が軸方向に沿って延在する。別な実施形態では、複数の弾性部材２６（２６ｇ）が軸方向に離散的に配置される。

一実施形態では、１個の部材で構成される弾性部材２６（２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ）は、スクイズフィルムダンパ１６の軸方向領域のほぼ全域に配置される。
一実施形態では、弾性部材２６（２６ｅ〜２６ｇ）は、弾性ゴムで製造される。
なお、長尺な１個の部材で構成される弾性部材２６（２６ｅ〜２６ｇ）は空間Ｓ_０への収容が容易である。

一実施形態では、図５（Ｄ）に示すように、弾性部材２６（２６ｈ）はコイルバネで構成され、歪ゲージ２８は、インナリング１８とアウタリング２０との間に位置するコイルバネの表面に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を変形が大きいコイルバネの表面に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、歪ゲージ２８は、コイルバネの表面でインナリング１８やアウタリング２０に接していない位置に取り付けられることで、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

一実施形態では、複数のコイルバネを空間Ｓ_０に収容し、かつ回転軸１２の軸方向に離散的に配置される。

一実施形態では、図５（Ｅ）に示すように、弾性部材２６（２６ｉ）は、断面がＳ字形状を有する弾性体で構成され、歪ゲージ２８は、インナリング１８とアウタリング２０との間に位置する上記弾性体の外側面に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を変形が大きい部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。また、歪ゲージ２８は、インナリング１８とアウタリング２０との間に位置し、インナリング１８やアウタリング２０に接していないので、検出値にひっかかりなどによる外乱が入るのを抑制できる。

一実施形態では、弾性部材２６（２６ｉ）として長尺な１個の上記弾性体を空間Ｓ_０に軸方向へ延在させる。別な実施形態では、複数の上記弾性体を空間Ｓ_０に軸方向に離散的に配置する。

一実施形態では、図５（Ｆ）に示すように、弾性部材２６（２６ｊ）は、断面がジグザグ形状を有する弾性体で構成され、歪ゲージ２８は、インナリング１８とアウタリング２０との間で屈曲部の曲率中心Ｄに対し外側面に取り付けられる。
この実施形態によれば、歪ゲージ２８を変形が大きい上記部位に取り付けることで、ＳＮ比が高くノイズが少ない検出信号を得ることができる。
一実施形態では、長尺な１個の上記弾性体を空間Ｓ_０に軸方向へ延在させる。別な実施形態では、複数の上記弾性体を空間Ｓ_０に軸方向に離散的に配置する。

一実施形態では、インナリング１８とアウタリング２０とは弾性部２２を介して一体に形成される。このとき、一実施形態では、弾性部２２はバネ部材を構成する。

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。
この回転機械によれば、インナリング１８とアウタリング２０との間に弾性部２２があるために、減衰効果を高めることができる。また、弾性部２２を構成する弾性部材２６の変形を歪ゲージ２８で検出することで、回転軸１２から軸受部１４に加わる荷重を把握でき、この検出値から回転軸系又は軸受装置１０の異常発生有無を早期に把握できると共に、検出値を分析することで異常発生原因も推定できる。

幾つかの実施形態によれば、スクイズフィルムダンパに加わる応力を検出し、この検出値を分析することで、疲労などによる損傷を未然に防止することでき、例えば圧縮機や蒸気タービン等の回転機械に適用できる。

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
２０ アウタリング
２１ サイドプレート
２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ） 弾性部
２４ ティルティングパッド
２５ ピボット
２６（２６ａ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ、２６ｉ、２６ｊ） 弾性部材
２７ａ、２７ｂ 曲り部
２８ 歪ゲージ
Ｐｄ 油排出路
Ｓ 油膜形成隙間
Ｓｏ 空間

Claims (14)

1. 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を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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
   前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
   を備え、
   前記歪ゲージは、前記弾性部材のうち前記回転軸の軸方向で異なる位置に夫々取り付けられる
   ことを特徴とする軸受装置。
2. 前記弾性部は前記回転軸の軸方向に延在するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記歪ゲージは、前記弾性部材のうち前記回転軸から付加される荷重によって変形する部位に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
4. 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を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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
   前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
   を備え、
   前記歪ゲージは、前記弾性部材のうち前記回転軸の軸方向端面に取り付けられることを特徴とする軸受装置。
5. 前記歪ゲージは、前記弾性部材のうち前記回転軸の軸方向で異なる位置に夫々取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の軸受装置。
6. 前記歪ゲージは、前記回転軸に対して点対称の位置にある前記弾性部の各々に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の軸受装置。
7. 前記歪ゲージは、前記周方向で互いに隣接する前記弾性部の各々に取り付けられ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。
8. 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を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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
   前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
   を備え、
   前記弾性部材は、断面が四角形の弾性棒状体で構成され、
   前記歪ゲージは、前記弾性棒状体において前記インナリング及び前記アウタリングに接しない面に位置することを特徴とする軸受装置。
9. 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を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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
   前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
   を備え、
   前記弾性部材は、断面が円形又は楕円形の弾性棒状体で構成され、
   前記歪ゲージは、前記インナリング及び前記アウタリングに接しない位置で前記弾性棒状体の外周面に取り付けられることを特徴とする軸受装置。
10. 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を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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
    前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
    を備え、
    前記弾性部材は、断面が円錐台の形状を有する弾性体を中央が小径となるように２枚重ねにした弾性体で構成され、
    前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間に位置する前記弾性体の外周面に取り付けられることを特徴とする軸受装置。
11. 前記弾性部材は、コイルバネで構成され、
    前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間に位置する前記コイルバネに取り付けられることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の軸受装置。
12. 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を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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
    前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
    を備え、
    前記弾性部材は、断面がＳ字形状を有する弾性体で構成され、
    前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間に位置する前記弾性体の外側面に取り付けられることを特徴とする軸受装置。
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を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の間に介装される弾性部材を含み、前記回転軸の周方向に離散的に設けられた複数の弾性部と、
    前記弾性部材に設けられた歪ゲージと、
    を備え、
    前記弾性部材は、断面がジグザグ形状を有する弾性体で構成され、
    前記歪ゲージは、前記インナリングと前記アウタリングとの間で屈曲部の曲率中心に対し外側面に取り付けられることを特徴とする軸受装置。
14. 前記回転軸と、
    請求項１乃至１３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。

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