JP7066457B2 - 軸受装置 - 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。

米国特許第５４２１６５５号明細書

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。

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。

（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、前記ブリッジ部の前記外表面と前記壁面との接触面積ＳがＳ_ｍａｘ未満の範囲内で増加するように構成される。

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Ｓ_ｍａｘ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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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Ｒ_Ｓ１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。

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Ｓ_ｍａｘ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Ｓ_ｍａｘ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Ｓ_ｍａｘ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１、Ｓｔ_２）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。

図３に示す実施形態では、スリットＳｔ（Ｓｔ_１、Ｓｔ_２）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）

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_０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Ｓ_ｍａｘとなる。

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。

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_１）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_２）とを含む。第１スリットＳｔ（Ｓｔ_１）と第２スリットＳｔ（Ｓｔ_２）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_１、Ｓｔ_２）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。

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。

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_１）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_２が形成される。領域Ｒ_２では接触開始点ｄ_０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_２においてスリットＳｔ（Ｓｔ_１）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。

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_２でスリットＳｔ（Ｓｔ_１）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_０を超えると、領域Ｒ_２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_１）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。

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_２以外の領域は領域Ｒ_２よりスリットＳｔの隙間が狭いため、領域Ｒ_２以外の領域で一気に壁面の接触が起こる。その後領域Ｒ_２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Ｓ_ｍａｘ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。

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。

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。

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_１、Ｎ_２）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１、Ｎ_２）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。

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。

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Ｓ_ｍａｘ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。

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。

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_１、Ｎ_２） 切欠き
Ｏ 中心軸
Ｒｓ１、Ｒｓ２、Ｒ_２ 領域
Ｓ 接触面積
Ｓ_ｍａｘ 最大接触面積
Ｓ’ 合計接触面積
Ｓ’_ｍａｘ 合計接触面積
Ｓｔ（Ｓｔ_１、Ｓｔ_２） スリット
Ｓｔ_１ 第１スリット
Ｓｔ_２ 第２スリット
ｄ_０ 接触開始点

Claims (8)

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、
   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、
   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た
   ことを特徴とする軸受装置。
2. 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に記載の軸受装置。
3. 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。
4. 前記ブリッジ部は、前記変位の増加に伴い、前記合計接触面積Ｓ’が段階的に増加するように構成された請求項３に記載の軸受装置。
5. 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３又は４に記載の軸受装置。
6. 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５に記載の軸受装置。
7. 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３乃至６の何れか一項に記載の軸受装置。
8. 回転軸と、
   請求項１乃至７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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