JPS6121417A - パツドすべり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、水車発電機あるいはタービン発電機等の高負
荷が要求される回転軸を支承する軸受装置に係り、特に
すべり面にパッドが支持されているパッドすべり軸受装
置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点） 最近、回転機械の高信頼性および高層重化が要求される
ようになってきており、これに伴ないスラスト軸受やジ
ャーナル軸受も、制振力が大きく軸受損失の少ない構造
が必要となってきている。

一般に、パッド支持構造を備えたパッドすべり軸受にお
いては、その作動すべり面積を小さくして高面圧化する
ことが軸受損失を低減させるために極めて有益であるが
、反面パッドの支持部の有効面積が小さくなり、その単
位面積当りの負荷荷重も増大することになる。このため
、パッド支持部の構造が強度上問題となる。

第７図および第８図は従来のパッドスラスト軸受におけ
るパッドの構造を示すもので、パッド１は、その背面と
ハウジング２との間に配されたコイルスプリング３によ
って支持されるようになっている。

ところで、この種の軸受においては、起動時の起動トル
クを小さくするために、前記パッド１の回転軸４どの対
向面中央部にオイルリフタ吐出孔５が設けられ、起動の
際外部ポンプより高圧油をオイルリフタ吐出孔５に供給
し定格回転速度で停止するようにしている。

ここで、軸受損失を低減させるためには、前述のように
、パッドの作動すべり面積を小さクシ、・単位面積当り
の荷重を可能な限り大きくする必要があるが、こ゛れに
より、パッド１を支持するコイルスプリング３の配列面
積も小さくなり、コイルスプリング１個当りの荷重が大
きくならざるを得ない。

ところが、コイルスプリング３は、各パッド１の間の力
の均等化を図り、かつ回転軸４の移動量（荷重による撓
み量）を制約することが要求されることから、ある限定
値のばね剛さが決められており、したがって、このばね
剛さを維持しながら超高圧に耐えるコイルスプリング３
を設計製作するのにはおのずと限界がある。

また、縦振動（回転軸４のうねり等を含む）の大きい場
合等の連続使用においては、疲労破壊や塑性変形を起こ
し、パッド支持機能を損じてしまう等の欠点もある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
パッド支持部の支持反力を低減させるとともに、回転体
の振動に対する制振力を高め、信頼性および効率を高め
ることができるパッドすべり軸受装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は前記目的を達成する手段として、パッドの背面
側に密閉室を設け、この密閉室に充填される圧力流体に
より、支持部材とともにパッドを支持するようにしたこ
とを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下′本発明を第１図ないし第３図に示す水車発電機の
スラスト軸受を例に採って説明する。

第１図および第２図において符号１１は、回転軸１２と
の対向面が軸心から外形側に向かって拡大する台形状を
なすパッドであり、このパッド１１は、ハウジング１３
に周方向に等間隔で一体に設けた仕切壁１３ａ間に配置
されている。

このパッド１１の反回転軸１２側、すなわち背面側には
、第１図および第２図に示すように、その中央部に凸型
円柱部１４が一体的に設けられており、この凸型円柱部
１４は、ハウジング１３の相隣る仕切壁１３ａ間に設け
た凹型円形穴１５暢スライド可能に嵌入されている。そ
して、凸型円柱部１４と凹型円形穴１５との間は、凸型
円柱部１４の周面に設けたシール溝１６内に装備された
シールリング１７によりシールされ、その内部に密１１
１１１８が構成されるようになっている。

この密閉壁１８内には、前記パッド１１の背面側を支持
するコイルスプリング１９が整列配置されているととも
に、ハウジング１３に穿設した高圧油導入孔２０を介し
て外部から高圧油が供給されるようになっている。

一方、前記パッド１１の回転軸１２との対向面中央部に
は、第１図および第２図に示すように長円形の開口部を
有するオイルリフタ吐出孔２１が設けられており、起動
の際このオイルリフタ吐出孔２１を介し、パッド１１と
回転軸１２との間に外部より高圧油を供給して起動トル
クを小ざくするように配慮されている。このオイルリフ
タ吐出孔２１に供給される高圧油は、回転軸１２が定格
回転速度になった際にその供給が停止されるようになっ
ている。

第３図は、前記密閉室１８およびオイルリフタ吐出孔２
１に高圧油を供給する油圧回路を示すもので、図におい
て符号２２は、駆動モータ２３で駆動されて油槽２４内
の油を圧送する油ポンプである。この油ポンプ２２の出
側には圧力調整弁２５が設けられ、この圧ノ〕調整弁２
５の出側配管は、密閉室用配管２６とオイルリフタ用配
管２７とに２股に分岐している。

前記密閉室用配管２６には、第３図に示すように減圧弁
２８が設【ノられ、この減圧弁２８で所定圧に減圧され
た高圧油は、密閉室用配管２６先端の分岐管２６ａを介
して各パッド１１の密閉室１８内に供給されるようにな
っている。また前記減圧弁２８での戻り油は、圧力調整
弁２５での戻り油とともに戻り油配管２９を介して前記
油槽２４に戻されるようになっている。

一方前記オイルリフタ用配管２７には、第３図に示すよ
うにストップバルブ３０が設けられ、またこのオイルリ
フタ用配管２７先端の各分岐管２７ａには、フローコン
トロールバルブ３１がそれぞれ設けられている。そして
各フローコントロールバルブ３１で油量調節された一定
量の油は、各パッド１１のオイルリフタ吐出孔２１から
吐出されてパッド１１のすべり面に油膜を形成するよう
になっている。

次に本実施例の作用について説明する。

第３図に示す駆動モータ２３を起動すると、油ポンプ２
２が作動して油槽２４内の油が吸上げられる。この吸上
げられた油の吐出圧力（主圧力）は、フローコントロー
ルバルブ３１が一定量の油を吐出できるように圧力調整
弁２５においてコントロールされる。

各フローコントロールバルブ３１から吐出された一定量
の油は、各パッド１１のオイルリフタ吐出孔２１から吐
出され、パッド１１のすべり面に油膜を形成する。

一方、圧力調整弁２５から吐出された油の一部は、減圧
弁２８によりさらに所定の圧力に減圧され、その静圧が
パッド１１の凸型円柱部１４とハウジング１３の凹型円
形穴１５とにより構成される密閉室１８内に供給伝達さ
れる。この油圧は、パッド１１の凸型円柱部１４周面に
配したシールリング１７により完全に密閉されているの
で、凸型円柱部１４の端面に一様に作用し、大きな力で
パッド１１を押し上げることになる。

しかして、コイルスプリング１９に作用する荷重を許容
値以下に抑えることが油圧調整により容易に可能どなる
。このため、超高負荷がパッド１１に作用した場合にも
これに容易に対応することができ、コイルスプリング１
９の長期信頼性を確保することができる。

また、このような複合支持構造方式、すなわちコイルス
プリング１９と密閉室１８内の圧油とによりパッド１１
を支持する方式においては、油圧系統が一時的に不具合
となった場合でも、短期間はコイルスプリング１９のみ
で負荷に充分耐えるように設計することにより、安全面
でも特に問題はない。

また、回転軸１２が縦方向に振動したり、あるいは回転
面にうねりがある場合には、それに伴なってパッド１１
が振動することになるが、パッド１１の背面側には高圧
油が密封されているので、この圧油による減衰力が作用
してパッド１１の振動を制振するとともに、回転軸１２
の振動をも抑えることができる。

なお、ストップバルブ３０は、回転軸１２が定格回転速
度に達した際に全開制御され、これによりオイルリフタ
機能のみを停止させることが可能となる。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、ピボット支
持スラスト軸受に適用したものである。

すなわち、ハウジング１３の隣位する仕切壁１３ａ間に
配されたパッド１１の回転軸１２との対向面には、その
中央部に前記実施例と同様のオイルリフタ吐出孔２１が
設けられており、またこのパッド１１の背面側には、前
記ハウジング１３に設けた凹型円形穴１５に嵌入される
凸型円柱部１４が一体に設けられ、凹型円形穴１５と凸
型円柱部１４との間は、凸型円柱部１４外局部のシール
溝１６内に配したシールリング１７によりスライド可能
にシールされている。

また、凸型円柱部１４と凹型円形穴１５とで構成される
密閉室１８内には、ピボット３２および高圧油導入孔２
０を介して外部から供゛給される高圧油が配されており
、パッド１１は、このピボット３２と高圧油とにより支
持されるようになっている。

しかして、コイルスプリング１９に代えてピボット３２
を用いた場合にも同様の効果が期待できる。

第５図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、密閉
室をベローズで構成し、このベローズ内に高圧油を封入
するようにしたものである。

すなわち、前面中央部にオイルリフタ吐出孔２１を有す
るパッド１１とハウジング１３どの間には、密封型のベ
ローズ３３が配されており、このベローズ３３内には、
コイルスプリング１９が配設されているとともに、一定
圧の高圧油が封入されている。そしてパッド１１は、コ
イルスプリング１９と高圧油とにより支持されるように
なっている。

しかして、このようにしても前記両実施例と同様の効果
が得られ、しかもこの場合には、高圧油がベローズ３３
内に予め封入されているので外部の油圧回路を全く要せ
ず、構造を大幅に簡略化できる。

第６図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、横型
回転機のパッドジャーナルすべり軸受に適用したもので
ある。

すなわち、回転軸１２を支承するパッド１１とハウジン
グ１３との間には、密封形のベローズ３３が配されてお
り、このベローズ３３内には、ピボット３２が配設され
ているとともに、一定圧の高圧油が封入されている。そ
してパッド１１は、ピボット３２と高圧油とにより支持
されるようになっている。

しかして、パッドジャーナルすべり軸受においてもスラ
ストすべり軸受と同様の効果が期待できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、パッドの背面側に密閉室
を設け、この密閉室内に充填される圧力流体により、支
持部材とともにパッドを支持するようにしであるので、
パッド支持部の支持反力を低減させるとともに、回転体
の撮動に対する制振力を高め、信頼性および効率を高め
ることができる。そしてこれにより、超高荷重用に軸受
装置を容易に設計することができ、大容量機にも容易に
適用できる。

また構造が簡単であるので、組立調整が容易で安価であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図のＩＩ−ＩＩ線断面図、第３図は密閉室内およびオイ
ルリフタ吐出孔に高圧油を供給する油圧回路の一例を示
す系統図、第４図ないし第６図は本発明の他の実施例を
それぞれ示す断面図、第７図は従来のスラスト軸受を示
す正面図、第８図は第７図の■−■線断面図である。 １１・・・パッド、１２・・・回転軸、１３・・・ハウ
ジング、１４・・・凸型円柱部、１５・・・凹型円形穴
、１７・・・シールリング、１８・・・密閉室、１９・
・・コイルスプリング、２０・・・高圧油導入孔、２２
・・・油ポンプ、２８・・・減圧弁、３２・・・ピボッ
ト、３３・・・ベローズ。 蔓　Ｉ　図 茶　２　図 第　３　図 藝　４　図 第５図 挙　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前面が回転体に対向するパッドと、このパッドの背
   面側を支持する支持部材と、パッドおよび支持部材を収
   容するハウジングとを備えたパッドすベり軸受装置にお
   いて、前記パッドの背面側に密閉室を設け、この密閉室
   内に充填される圧力流体により、前記支持部材とともに
   パッドを支持することを特徴とするパッドすベり軸受装
   置。 ２、密閉室を、パッド背面側に設けられた凸部または凹
   部とハウジングに設けられた凹部または凸部とを嵌合し
   その間をスライド可能にシールして構成し、かつこの密
   閉室に、外部流体圧源からの圧力流体を供給することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパッドすベり軸
   受装置。 ３、密閉室を、パッドとハウジングとの間に設けられた
   密封構造のベローズで構成し、かつこの密閉室内に、圧
   力流体を封入したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のパッドすべり軸受装置。