JPWO2015083697A1 - スクイズフィルムダンパ、軸受ユニット及びタービン - Google Patents

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Abstract

スクイズフィルムダンパ１１は、回転軸５を軸支する軸受１０の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングとしての軸受ハウジング２２と、軸受ハウジング２２の径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリング３１と、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルム３５と、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結し、アウターリング３１と軸受ハウジング２２との径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結ピン３２とを備え、連結ピン３２は、回転軸５の軸方向に直交する断面において、鉛直方向における剛性が、水平方向における剛性に比して高くなっている。

Description

本発明は、インナーリングとアウターリングとの隙間にスクイズフィルムが形成されるスクイズフィルムダンパ、軸受ユニット及びタービンに関するものである。
従来、軸受の周囲に弾力性の制振構造を形成する軸受支持構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。この軸受支持構造体は、軸受支持体を取り囲む外側ハウジングを備え、軸受支持体の径方向外側面と外側ハウジングの径方向内側面との隙間に、スクイズフィルム環が形成されている。
特許第４９６３９１６号公報
ところで、回転軸が回転すると、回転軸周りには、回転による振動が発生し、また、回転軸及び軸受を含む回転部品の固有振動が発生する。回転振動は、その周波数（回転振動数）が回転軸の回転数に応じたものとなる。一方で、固有振動は、その周波数（固有振動数）が、回転振動数よりも低くなる低周波振動となっている。スクイズフィルムダンパは、これらの振動を抑制するために、回転軸の軸受周りに設けられる。
このとき、スクイズフィルムダンパには、回転軸及び軸受を含む回転部品の自重、および蒸気による静的な荷重が主に鉛直方向の下方側に与えられることから、アウターリングとなる外側ハウジングと、インナーリングとなる軸受支持体との隙間が狭くなり、接触してしまう場合がある。これを防ぐため、アウターリングとインナーリングとを棒状の連結部材により連結することで、アウターリングとインナーリングとの隙間を維持している。一方で、アウターリングとインナーリングとの隙間は、ダンパとして機能させるために、動的な荷重に対しては隙間の大きさが変化する必要がある。このため、連結部材は、静的な荷重に対してはアウターリングとインナーリングが接触しないよう隙間を維持しつつ、アウターリングとインナーリングとの隙間の変形を許容可能な剛性となっている。
しかしながら、近年の軸系の長大化や出力の増大に伴い自重、蒸気力が増大するため、連結部材はより剛に設計する必要があるが、剛にすると動的な荷重に対して隙間が変化しにくくなり、スクイズフィルムによるダンパ効果を得ることが困難となり、回転軸周りに発生する振動を抑制することが困難となる。
そこで、本発明は、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持して、スクイズフィルムによるダンパ性能の低下を抑制することができるスクイズフィルムダンパ、軸受ユニット及びタービンを提供することを課題とする。
本発明のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記連結部材は、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、連結部材の荷重方向における剛性を高くすることができる。このため、荷重方向においてインナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができることから、隙間が狭くなることによって、スクイズフィルムによるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、連結部材の直交方向における剛性を、荷重方向における剛性に比して低くすることができる。このとき、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができる。また、直交方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間の変形を、荷重方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間の変形に比して、変形し易いものとすることができる。このため、直交方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。なお、軸受は、ティルティングパッド軸受、すべり軸受け、または転がり軸受であってもよく、特に限定されない。また、粘性流体は、空気であってもよいし、潤滑油であってもよく、特に限定されない。さらに、荷重方向は、鉛直方向であってもよいし、直交方向は、水平方向であってもよく、特に限定されない。
この場合、前記インナーリングと前記アウターリングとは、前記軸方向に重ね合わせられたオーバーラップ部をそれぞれ有し、前記連結部材は、軸方向に沿って設けられて、前記インナーリングの前記オーバーラップ部と前記アウターリングの前記オーバーラップ部とを連結しており、前記連結部材の一部は、前記変位に応じて変形可能な変形ダンパ部となっており、前記変形ダンパ部は、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることが好ましい。
この構成によれば、連結部材を軸方向に配置する場合、軸方向に直交する断面において、連結部材の変形ダンパ部の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高くすることができるため、連結部材の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
この場合、前記変形ダンパ部は、前記断面において、前記荷重方向における長さが長く、前記直交方向における長さが短い断面形状となっていることが好ましい。
この構成によれば、変形ダンパ部の断面形状を、荷重方向における長さが長く、直交方向における長さが短い断面形状とすることで、連結部材の変形ダンパ部の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高くすることができる。なお、荷重方向における長さが長く、直交方向における長さが短い断面形状としては、特に限定されず、例えば、長方形状、楕円形状または長円形状等の断面形状としてもよい。
この場合、前記インナーリングの前記オーバーラップ部には、前記連結部材が挿通されるインナー側連結孔が形成され、前記アウターリングの前記オーバーラップ部には、前記連結部材が挿通されるアウター側連結孔が形成され、前記連結部材は、前記インナー側連結孔に嵌め合わされるインナー側嵌合部と、前記アウター側連結孔に嵌め合わされるアウター側嵌合部と、前記インナー側嵌合部と前記アウター側嵌合部との間に設けられ、前記インナー側連結孔に収容される前記変形ダンパ部と、を有し、前記変形ダンパ部は、前記インナー側連結孔の前記荷重方向側の内面に当接していることが好ましい。
この構成によれば、連結部材の変形ダンパ部を、インナー側連結孔の荷重方向側の内面に当接させることで、変形ダンパ部の荷重方向における変形を規制することができる。このため、荷重によるインナーリングとアウターリングとの隙間の変形を規制することができ、隙間をより好適に維持することができる。
この場合、前記インナーリングと前記アウターリングとは、前記荷重方向に重ね合わせられたオーバーラップ部をそれぞれ有し、前記連結部材は、前記荷重方向に沿って設けられて、前記インナーリングの前記オーバーラップ部と前記アウターリングの前記オーバーラップ部とを連結しており、前記連結部材の一部は、前記変位に応じて変形する変形ダンパ部となっていることが好ましい。
この構成によれば、連結部材を荷重方向に沿って設けることで、連結部材の長さを荷重方向に長くできることから、連結部材の変形ダンパ部の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高くすることができる。このため、連結部材の形状を変えることなく、連結部材の配置を変更するだけで、連結部材の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
この場合、前記連結部材は、軸方向に沿って設けられると共に、前記回転軸の周方向に所定の間隔を空けて複数設けられ、複数の前記連結部材は、周方向における前記間隔が、前記荷重方向の両側において短く、前記直交方向の両側において長くなっていることが好ましい。
この構成によれば、荷重方向の両側において、連結部材同士の間隔が狭くなる一方で、直交方向の両側において、連結部材同士の間隔が広くなるため、複数の連結部材の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高めることができる。このため、複数の連結部材の配置によって、適切な剛性とすることができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記インナーリングと前記アウターリングとは、軸方向に直交する断面において、荷重方向側を接触させて配置されることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、インナーリングとアウターリングとを接触させることで、荷重方向における変形を規制することができ、荷重方向における剛性を高くすることができる。一方で、直交方向における剛性は、荷重方向における剛性に比して低くなる。このとき、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間は、好適に維持することができる。このため、直交方向において、スクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記アウターリングは、前記インナーリングと対向する内周面が、前記荷重方向側において、前記インナーリングの外周面と接触し、前記アウターリングの前記内周面は、軸方向に直交する断面において、前記荷重方向側の部位における曲率半径が、前記荷重方向側以外の部位における曲率半径に比して、大きくなっていることが好ましい。
この構成によれば、荷重方向側の部位におけるアウターリングの内周面の曲率半径を大きくすることで、アウターリングとインナーリングとを接触させることができる。また、アウターリングとインナーリングとが相対的に直交方向に移動する場合、インナーリングは、アウターリングの内周面に沿って移動するため、直交方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間を変化させることができ、ダンパ効果を好適に発揮することができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、前記インナーリングと前記アウターリングとの間において、荷重方向側に設けられ、前記インナーリング及び前記アウターリングに接触するスペーサと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、インナーリングとアウターリングとをスペーサを介して接触させることで、連結部材の荷重方向における変形を規制することができ、荷重方向における剛性を高くすることができる。一方で、直交方向における剛性は、荷重方向における剛性に比して低くなる。このとき、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間は、好適に維持することができる。このため、直交方向において、スクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記スペーサは、前記アウターリングの前記インナーリングと対向する内周面に敷設されることが好ましい。
この構成によれば、アウターリングの内周面にスペーサを敷設することで、簡単にスペーサを設置させることができ、加工コストの抑制を図ることができる。
この場合、前記スペーサは、前記アウターリングの径方向外側から径方向内側に貫通して配設されることが好ましい。
この構成によれば、アウターリングを貫通してスペーサを配設することで、簡単にスペーサを設置させることができ、加工コストの抑制を図ることができる。
この場合、前記連結部材は、軸方向に沿って設けられると共に、前記回転軸の周方向に所定の間隔を空けて複数設けられ、複数の前記連結部材は、前記荷重方向側における数が、前記荷重方向の反対側における数に比して少ないことが好ましい。
この構成によれば、インナーリングとアウターリングとは、荷重方向側に接触することから、インナーリングは、アウターリングによって荷重が支持される。このため、荷重方向側の剛性を高くできることから、荷重方向側に設けられる連結部材の数を少なくすることができる。よって、連結部材の数を削減できることから、加工コストの抑制を図ることができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記インナーリングと前記アウターリングとは、軸方向に直交する断面において、荷重方向における前記隙間が、前記荷重方向に直交する直交方向における前記隙間に比して、大きくなっていることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、荷重方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間が狭くなることはない。このため、荷重方向においてインナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができ、スクイズフィルムによるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができる。このため、直交方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記アウターリングは、前記インナーリングと対向する内周面に対して、窪んで形成される溝部を有し、前記溝部は、前記軸方向に直交する断面において、前記荷重方向の両側に形成されることが好ましい。
この構成によれば、溝部を形成することで、荷重方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間を簡単に確保することができ、加工コストの抑制を図ることができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記インナーリングは、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることを特徴とする。
この構成によれば、インナーリングは、直交方向に対して、荷重方向における変形がし難くなる。このため、荷重方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができることから、スクイズフィルムによるダンパ効果が低減することを抑制することができる。また、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができる。このため、直交方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記インナーリングは、前記荷重方向の両側に形成される欠損部を有することが好ましい。
この構成によれば、インナーリングの荷重方向の両側に欠損部を形成することで、簡単に直交方向におけるインナーリングの剛性を低くすることができ、相対的に荷重方向におけるインナーリングの剛性を高くすることができることから、加工コストの抑制を図ることができる。
この場合、前記軸受は、前記回転軸の周囲に所定の間隔をあけて設けられる複数のパッドと、複数の前記パッドを保持し、複数の前記パッドの径方向外側の周囲に亘って設けられる軸受ハウジングと、を有するティルティングパッド軸受であり、前記軸受ハウジングと前記インナーリングとは、一体となっていることが好ましい。
この構成によれば、軸受ハウジングとインナーリングとを一体にすることができるため、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
本発明の軸受ユニットは、回転軸を軸支する軸受と、前記軸受の径方向外側の周囲に設けられる上記のスクイズフィルムダンパと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、スクイズフィルムダンパに対して荷重が与えられる場合であっても、スクイズフィルムのダンパ効果により、回転軸及び軸受の振動を好適に抑制することができる。
本発明のタービンは、上記の軸受ユニットと、前記軸受ユニットにより軸支される前記回転軸と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、軸受ユニットにより回転軸の振動を抑制しつつ、回転軸を好適に回転させることができる。
図１は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図である。 図２は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときのＡ−Ａ断面図である。 図３は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図である。 図４は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図５は、変形例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図６は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図である。 図７は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図８は、変形例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図９は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１０は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときのＢ−Ｂ断面図である。 図１１は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときのＣ−Ｃ断面図である。 図１２は、実施例４に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１３は、実施例５に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１４は、変形例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１５は、実施例６に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１６は、実施例７に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１７は、実施例８に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。
以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
図１は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図である。図２は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図である。図４は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図５は、変形例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。
図１に示すように、実施例１に係るスクイズフィルムダンパ１１は、軸受ユニット１に設けられ、回転軸５を軸支する軸受１０と一体に構成されている。つまり、軸受ユニット１は、回転軸５を軸支する軸受１０と、軸受１０を支持するスクイズフィルムダンパ１１とで一体に構成されている。
回転軸５は、タービン６に設けられるタービンロータであり、その軸方向が水平方向となるように配置される。回転軸５が回転すると、回転軸５周りには、回転による振動が発生すると共に、回転軸５及び軸受１０を含む回転部品の固有振動が発生する。このとき、固有振動の周波数（固有振動数）は、回転振動の周波数（回転振動数）よりも低くなる低周波振動となっている。軸受１０は、回転軸５を回転自在に軸支し、スクイズフィルムダンパ１１は、回転軸５を制振している。なお、タービン６は、蒸気タービンであってもよいし、ガスタービンであってもよく、特に限定されない。
軸受１０は、例えば、ティルティングパッド軸受であり、回転軸５の周囲に複数設けられるパッド２１と、パッド２１の周りに設けられる軸受ハウジング２２とを有している。
パッド２１は、回転軸５の外周に、所定の間隔をあけて周方向に複数設けられており、実施例１では、例えば、４つ設けられている。各パッド２１は、円弧状に形成されており、その内周面が、回転軸５の外周面と対向する湾曲面となっている。
ハウジング２２は、周方向に並べられるパッド２１の外周に、円環状に設けられている。図１に示すように、ハウジング２２は、パッド２１の外周側に位置する環状部２２ａと、環状部２２ａの軸方向の両側に形成される一対の内周側フランジ部２２ｂと、環状部２２ａの軸方向の両側に形成される一対の外周側フランジ部２２ｃとを含む構成となっている。
一対の内周側フランジ部２２ｂは、環状部２２ａの軸方向の両側にそれぞれ設けられ、径方向の内側に突出して設けられている。一対の内周側フランジ部２２ｂの軸方向における間には、パッド２１が設けられており、一対の内周側フランジ部２２ｂは、パッド２１の軸方向への移動を規制している。
一対の外周側フランジ部２２ｃは、環状部２２ａの軸方向の両側にそれぞれ設けられ、径方向の外側に突出して設けられることで、その内部に、後述するスクイズフィルムダンパ１１のアウターリング３１を収容可能となっている。つまり、一対の外周側フランジ部２２ｃは、後述するスクイズフィルムダンパ１１のアウターリング３１と軸方向において重複するオーバーラップ部となっている。
環状部２２ａは、径方向外側から径方向内側のパッド２１へ向けて潤滑油を供給する第１油路２４が形成されている。このため、潤滑油は、環状部２２ａの外周面から第１油路２４に流入し、環状部２２ａの内周面へ向かって流通した後、環状部２２ａの内周側へ流出する。環状部２２ａの内周側には、パッド２１があることから、潤滑油は、パッド２１周りに充填され、また、回転軸５のパッド２１との間にも充填される。
また、図２に示すように、環状部２２ａの内周面には、各パッド２１を位置決めするためのピボット２５がパッド２１の設置数に応じて複数形成されている。ピボット２５は、環状部２２ａの内周面から径方向の内側へ突出する突起部となっている。一方で、パッド２１の径方向外側の外周面には、ピボット２５に係合する係合穴２６が、凹状に窪んで形成されている。このため、環状部２２ａのピボット２５に、パッド２１の係合穴２６が係合することで、軸受ハウジング２２に対し、パッド２１が位置決めされる。
このように構成された軸受１０は、回転軸５とパッド２１との間に潤滑油を介在させた状態で、回転軸５を回転自在に軸支している。
軸受１０の径方向外側の周囲に設けられるスクイズフィルムダンパ１１は、インナーリングと、アウターリング３１と、インナーリング及びアウターリング３１を連結する連結ピン（連結部材）３２とを含んで構成されている。ここで、インナーリングは、軸受ハウジング２２と一体となっていることから、軸受ハウジング２２の一部がインナーリングとして機能している。
アウターリング３１は、環状部２２ａの軸方向の両側に設けられる一対の外周側フランジ部２２ｃの間に設けられ、軸方向への移動が規制されている。また、アウターリング３１は、環状に設けられており、軸方向において一対の外周側フランジ部２２ｃと重複している。このアウターリング３１は、その外周面が固定部材３８によって支持される。
また、アウターリング３１は、その内周面が、軸受ハウジング２２の環状部２２ａの外周面と対向している。このアウターリング３１は、径方向外側から径方向内側の軸受ハウジング２２の環状部２２ａへ向けて潤滑油を供給する第２油路３３が形成されている。このため、潤滑油は、アウターリング３１の外周面から第２油路３３に流入し、アウターリング３１の内周面へ向かって流通した後、環状部２２ａの外周側へ流出する。このため、アウターリング３１と環状部２２ａとの間には、粘性流体としての潤滑油が介在することで、環状のスクイズフィルム３５が形成される。なお、環状部２２ａの外周側において流通する潤滑油は、第１油路２５に流入する。
環状に形成されるスクイズフィルム３５は、アウターリング３１と軸受ハウジング２２との径方向における相対的な変位に対してダンパ効果を発揮することで、回転軸５周りで発生する振動を抑制する。
連結ピン３２は、アウターリング３１と環状部２２ａとの間に潤滑材を流通させるための隙間を形成しつつ、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する部材となっている。連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。
軸受ハウジング２２の一対の外周側フランジ部２２ｃには、連結ピン３２を挿通するためのインナー側連結孔４１が、軸方向に貫通形成されている。また、アウターリング３１には、連結ピン３２を挿通するためのアウター側連結孔４２が、軸方向に貫通形成されている。インナー側連結孔４１とアウター側連結孔４２とは、軸方向に重複して配置され、その断面が円形となっている。また、インナー側連結孔４１及びアウター側連結孔４２の内径は、同じ径となっている。
図２に示すように、このインナー側連結孔４１及びアウター側連結孔４２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔を空けて複数形成されており、実施例１では、例えば、１２個形成されている。
再び、図１を参照して、棒状の連結ピン３２は、一方の外周側フランジ部２２ｃのインナー側連結孔４１に挿通され、アウターリング３１のアウター側連結孔４２を経て、他方の外周側フランジ部２２ｃのインナー側連結孔４１に挿通される。この連結ピン３２は、長手方向の両側端部に設けられる一対のインナー側嵌合部５１と、一対のインナー側嵌合部５１の間に設けられるアウター側嵌合部５２と、各インナー側嵌合部５１とアウター側嵌合部５２との間に設けられる一対の変形ダンパ部５３とを含んで構成されている。
図１及び図３に示すように、一対のインナー側嵌合部５１は、一対のインナー側連結孔４１にそれぞれ嵌め合わされる。このため、各インナー側嵌合部５１は、断面円形状となる各インナー側連結孔４１に嵌め合わされるよう、各インナー側連結孔４１の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。
また、アウター側嵌合部５２は、アウター側連結孔４２に嵌め合わされる。このため、アウター側嵌合部５２は、インナー側嵌合部５１と同様に、断面円形状となるアウター側連結孔４２に嵌め合わされるよう、アウター側連結孔４２の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。また、アウター側嵌合部５２の軸方向における長さは、アウター側連結孔４２の軸方向における長さよりも短くなっており、アウター側嵌合部５２は、アウター側連結孔４２の軸方向の中央に位置するように形成される。
一対の変形ダンパ部５３は、一方のインナー側嵌合部５１とアウター側嵌合部５２との間、及び他方のインナー側嵌合部５１とアウター側嵌合部５２との間にそれぞれ設けられ、アウター側連結孔４２に挿通される。各変形ダンパ部５３は、アウターリング３１と軸受ハウジング２２との径方向における相対的な変位に応じて変形可能となっている。
ここで、図３及び図４に示すように、変形ダンパ部５３は、長手方向（軸方向）に直交する面で切った断面が長方形状となっている。変形ダンパ部５３の断面は、インナー側嵌合部５１及びアウター側嵌合部５２の断面よりも小さな大きさとなっており、インナー側嵌合部５１及びアウター側嵌合部５２の断面に収まる大きさとなっている。このとき、変形ダンパ部５３は、長方形状となる断面の長辺が鉛直方向となり、長方形状となる断面の短辺が水平方向となっている。変形ダンパ部５３は、このような断面長方形状に形成されることで、鉛直方向における剛性が、水平方向における剛性に比して高くなる。このため、連結ピン３２は、鉛直方向から連結ピン３２に荷重が与えられても撓み難くなる。
以上のように、実施例１の構成によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、連結ピン３２の鉛直方向における剛性を高くすることができる。このため、荷重方向となる鉛直方向においてアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間を好適に維持することができることから、隙間が狭くなることによって、スクイズフィルム３５によるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、連結ピン３２の水平方向における剛性を、鉛直方向における剛性に比して低くすることができる。このとき、水平方向において、アウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、アウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間を好適に維持することができる。また、水平方向におけるアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間の変形を、鉛直方向におけるアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間の変形に比して変形し易いものとすることができる。このため、水平方向においてスクイズフィルム３５によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例１の構成によれば、連結ピン３２の長手方向を軸方向となるように配置する場合、軸方向に直交する断面において、連結ピン３２の変形ダンパ部５３の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができるため、連結ピン３２の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
また、実施例１の構成によれば、変形ダンパ部５３の断面形状を長方形状にするという簡易な構成で、鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができる。
また、実施例１の構成によれば、軸受ハウジング２２とインナーリングとを一体にすることができるため、部品点数を削減することができ、軸受ユニット１の製造コストを低減することができる。
また、実施例１の構成によれば、スクイズフィルムダンパ１１に対して、鉛直方向の荷重が与えられる場合であっても、スクイズフィルム３５のダンパ効果を発揮することができる。このため、軸受ユニット１により回転軸５の振動を好適に抑制しつつ、回転軸５を好適に回転させることができる。
なお、実施例１において、軸受１０は、ティルティングパッド軸受としたが、すべり軸受けまたは転がり軸受であってもよく、特に限定されない。また、実施例１では、粘性流体として潤滑油を用いたが、空気であってもよく、特に限定されない。
また、実施例１において、連結ピン３２の変形ダンパ部５３の断面形状は、長方形状としたが、図５に示す形状であってもよい。図５は、変形例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図５に示すように、変形例１の連結ピン３２の断面形状は、鉛直方向の上方側及び下方側が円弧となり、水平方向の左右両側が鉛直方向に延びる直線となる断面形状となっている。このとき、連結ピン３２は、実施例１と同様に、鉛直方向における長さが長く、水平方向における長さが短い断面形状となっている。このため、連結ピン３２の長手方向を軸方向となるように配置する場合、軸方向に直交する断面において、連結ピン３２の変形ダンパ部５３の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができるため、連結ピン３２の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
なお、変形ダンパ部５３は、実施例１及び変形例１の断面形状に限定されず、鉛直方向（荷重方向）における長さが長く、水平方向における長さが短い断面形状であればいずれであってもよく、例えば、楕円形状または長円形状等の断面形状としてもよい。
次に、図６及び図７を参照して、実施例２に係る軸受ユニットについて説明する。図３は、実施例２に係るロウ付方法で用いられる容器の模式図である。図６は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図であり、図７は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明すると共に、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。
図６及び図７に示すように、実施例２に係る軸受ユニットは、その連結ピン７１の変形ダンパ部７３の位置が、実施例１の軸受ユニット１における連結ピン３２の変形ダンパ部５３の位置と異なる位置となっている。
具体的に、変形ダンパ部７３は、長手方向（軸方向）に直交する面で切った断面が、実施例１と同様に、長方形状となっている。このとき、変形ダンパ部７３は、その鉛直方向の下方部が、より具体的には、下方側の角部が、変形ダンパ部７３が挿通されるアウター側連結孔４２の下面に当接するように配置されている。つまり、実施例２の変形ダンパ部７３は、実施例１の変形ダンパ部５３に比して、鉛直方向の下方側に位置して設けられる。
以上のように、実施例２の構成によれば、連結ピン７１の変形ダンパ部７３を、インナー側連結孔４２の下面（鉛直方向の下側の内面）に当接させることで、変形ダンパ部７３の荷重方向（鉛直方向の下方向）における変形を規制することができる。このため、荷重によるアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間の変形を規制することができ、隙間をより好適に維持することができる。
なお、実施例２において、連結ピン７１の変形ダンパ部７３の断面形状は、長方形状としたが、図８に示す形状であってもよい。図８は、変形例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図８に示すように、変形例２の連結ピン７１における変形ダンパ部７３の断面形状は、断面長方形状となる実施例２の変形ダンパ部７３の下方側の短辺を、アウター側連結孔４２の内面に沿って湾曲する円弧とした断面形状となっている。このため、連結ピン７１の変形ダンパ部７３を、インナー側連結孔４２の下面（鉛直方向の下側の内面）に対して、接触面積を大きくして当接させることができる。このため、変形ダンパ部７３の荷重方向（鉛直方向の下方向）における変形をより強固に規制することができる。
なお、変形ダンパ部７３は、実施例２及び変形例２の断面形状に限定されず、連結ピン７１の変形ダンパ部７３を、インナー側連結孔４２の下面に当接可能な断面形状であればいずれであってもよく、特に限定されない。
次に、図９から図１１を参照して、実施例３に係る軸受ユニット１０１について説明する。図９は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図１０は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図であり、図９のＢ−Ｂ断面図である。図１１は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図であり、図９のＣ−Ｃ断面図である。なお、実施例３でも、重複した記載を避けるべく、実施例１及び２と異なる部分について説明すると共に、実施例１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例１及び２では、連結ピン３２，７１の長手方向を、回転軸５の軸方向と同じ方向としたが、実施例３では、連結ピン１２１の長手方向を、鉛直方向と同じ方向としている。
図９に示すように、連結ピン１２１は、アウターリング３１と環状部２２ａとの間に潤滑材を流通させるための隙間を形成しつつ、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する部材となっている。連結ピン１２１は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が鉛直方向となるように配置されている。
軸受ハウジング２２には、連結ピン１２１を挿通するためのインナー側連結孔１１１が、鉛直方向に貫通形成されている。このインナー側連結孔１１１は、軸受ハウジング２２の外周面から内部を経て再び外周面へ貫通される孔となっている。インナー側連結孔１１１は、回転軸５を挟んで、環状となる軸受ハウジング２２の水平方向の両側に一対形成されている。このため、一対のインナー側連結孔１１１は、平行に配置される。
また、アウターリング３１には、連結ピン１２１を挿通するためのアウター側連結孔１１２が、鉛直方向に貫通形成されている。このアウター側連結孔１１２は、アウターリング３１の外周面から内周面まで貫通されると共に、アウターリング３１の内周面から外周面まで貫通されることから、鉛直方向に連なって２つ形成される。鉛直方向に連なる２つ一組のアウター側連結孔１１２は、回転軸５を挟んで、環状となるアウターリング３１の水平方向の両側に一対形成されている。このため、一対のアウター側連結孔１１２は、平行に配置される。
そして、一組のアウター側連結孔１１２とインナー側連結孔１１１とは、鉛直方向に重複して配置され、その断面が円形となっている。また、インナー側連結孔４１及びアウター側連結孔４２の内径は、同じ径となっている。このとき、インナー側連結孔１１１は、鉛直方向において、一組のアウター側連結孔１１２の間に配置されている。
また、アウターリング３１には、アウター側連結孔１１２の径方向の外側に形成され、連結ピン１２１の長手方向の端部が収容される収容部１１３が形成されている。この収容部１１３には、後述する抜止め部材１２８が当接しており、これにより、連結ピン１２１の位置を規制している。
図１０及び図１１に示すように、このインナー側連結孔１１１及び一組のアウター側連結孔１１２は、回転軸５の軸方向に沿って所定の間隔を空けて複数形成されている。なお、図１０及び図１１では、軸受ハウジング２２の内部に設けられるパッド２１及び回転軸の図示を省略している。
再び、図９を参照して、棒状の連結ピン１２１は、一方のアウターリング３１のアウター側連結孔１１２に挿通され、軸受ハウジング２２のインナー側連結孔１１１を経て、他方のアウターリング３１のアウター側連結孔１１２に挿通される。この連結ピン１２１は、長手方向の両側端部に設けられる一対のアウター側嵌合部１２６と、一対のアウター側嵌合部１２６の間に設けられるインナー側嵌合部１２５と、各アウター側嵌合部１２６とインナー側嵌合部１２５との間に設けられる一対の変形ダンパ部１２７とを含んで構成されている。
図１０に示すように、一対のアウター側嵌合部１２６は、一対のアウター側連結孔１１２にそれぞれ嵌め合わされる。このため、各アウター側嵌合部１２６は、断面円形状となる各アウター側連結孔１１２に嵌め合わされるよう、各アウター側連結孔１１２の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。ここで、図９に示すように、各アウター側嵌合部１２６は、長手方向の端部が、アウター側連結孔１１２から突出して挿通されている。突出するアウター側嵌合部１２６の端部には、連結ピン１２１の位置を規制するための抜止め部材１２８が設けられている。この抜止め部材１２８は、アウター側嵌合部１２６の径方向に貫通形成された貫通穴に挿通され、この状態で収容部１１３に当接することで、連結ピン１２１が抜け止めされる。
図１１に示すように、インナー側嵌合部１２５は、インナー側連結孔１１１に嵌め合わされる。このため、インナー側嵌合部１２５は、断面円形状となるインナー側連結孔１１１に嵌め合わされるよう、インナー側連結孔１１１の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。
図９に示すように、一対の変形ダンパ部１２７は、一方のアウター側嵌合部１２６とインナー側嵌合部１２５との間、及び他方のアウター側嵌合部１２６とインナー側嵌合部１２５との間にそれぞれ設けられ、インナー側連結孔１１１及びアウター側連結孔１１２に亘って挿通される。各変形ダンパ部１２７は、アウターリング３１と軸受ハウジング２２との径方向における相対的な変位に応じて変形可能となっている。この変形ダンパ部１２７は、インナー側連結孔１１１及びアウター側連結孔１１２の内径よりも小径となる円柱形状に形成されている。
以上のように、実施例３の構成によれば、連結ピン１２１を鉛直方向（荷重方向）に沿って設けることで、連結ピン１２１の長さを鉛直方向に長くできることから、連結ピン１２１の変形ダンパ部１２７の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができる。このため、連結ピン１２１の形状を変えることなく、連結ピン１２１の配置を変更するだけで、連結ピン１２１の水平方向における剛性を、鉛直方向における剛性に比して低くすることができる。
次に、図１２を参照して、実施例４に係る軸受ユニット１３１について説明する。図１２は、実施例４に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例４でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から３と異なる部分について説明すると共に、実施例１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例４の軸受ユニット１３１では、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを、鉛直方向の下方側において接触させている。
図１２に示すように、実施例４の軸受ユニット１３１において、アウターリング３１は、鉛直方向の下方側における部位３１ａの内周面と、鉛直方向の下方側以外の部位３１ｂの内周面とが、異なる曲率半径となっている。具体的に、下方側の部位３１ａの内周面は、下方側以外の部位３１ｂの内周面よりも大きな曲率半径となっている。そして、下方側の部位３１ａは、鉛直方向の下方側において、回転軸５を中心として、所定の角度分に亘る範囲に形成されている。このように形成される下方側の部位３１ａは、軸受ハウジング２２側に突出することで、アウターリング３１の下方側の内周面が、軸受ハウジング２２の下方側の外周面に接触する。
また、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。この連結ピン３２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔空けて複数設けられている。このとき、複数の連結ピン３２は、鉛直方向の下方側における数が、鉛直方向の上方側における数に比して少なくなっている。具体的に、複数の連結ピン３２は、アウターリング３１の鉛直方向の下方側の半部において設けられておらず、一方で、アウターリング３１の鉛直方向の上方側の半部において設けられている。
以上のように、実施例４によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを鉛直方向の下方側において接触させることで、スクイズフィルムダンパ１１の鉛直方向の下方側における変形を規制することができ、鉛直方向の下方側における剛性を高くすることができる。一方で、水平方向におけるスクイズフィルムダンパ１１の剛性は、鉛直方向における剛性に比して低くなる。このとき、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、好適に維持することができる。このため、水平方向において、スクイズフィルム１１によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例４によれば、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とは、鉛直方向の下方側において接触することから、軸受ハウジング２２は、アウターリング３１によって荷重が支持される。このため、鉛直方向の下方側の剛性を高くできることから、鉛直方向の下方側に設けられる連結ピン３２の数を少なくすることができる。よって、連結ピン３２の数を削減できることから、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例４では、アウターリング３１の内周面が、軸受ハウジング２２側に突出することで、軸受ハウジング２２に接触したが、この構成に限定されない。例えば、軸受ハウジング２２の外周面が、アウターリング３１側に突出することで、アウターリング３１の内周面に接触する構成であってもよい。
次に、図１３を参照して、実施例５に係る軸受ユニット１４１について説明する。図１３は、実施例５に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例５でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から４と異なる部分について説明すると共に、実施例１から４と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例５の軸受ユニット１４１では、軸受ハウジング２２とアウターリング３１と間にスペーサ１４５を設けている。
図１３に示すように、実施例５の軸受ユニット１４１において、鉛直方向の下方側における軸受ハウジング２２とアウターリング３１と間には、スペーサ１４５が設けられている。具体的に、スペーサ１４５は、アウターリング３１の鉛直方向の下方側における内周面に敷設され、アウターリング３１の内周面に取り付けられている。このスペーサ１４５は、鉛直方向の下方側がアウターリング３１の内周面に接触し、鉛直方向の上方側が軸受ハウジング２２の外周面に接触する。このため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とは、スペーサ１４５を介して接触する。
また、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。この連結ピン３２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔空けて複数設けられている。このとき、複数の連結ピン３２は、鉛直方向の下方側における数が、鉛直方向の上方側における数に比して少なくなっている。具体的に、複数の連結ピン３２は、アウターリング３１の鉛直方向の下方側の半部において設けられておらず、一方で、アウターリング３１の鉛直方向の上方側の半部において設けられている。
以上のように、実施例５によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、鉛直方向の下方側において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とをスペーサ１４５を介して接触させることで、スクイズフィルムダンパ１１の鉛直方向の下方側における変形を規制することができ、鉛直方向の下方側における剛性を高くすることができる。一方で、水平方向におけるスクイズフィルムダンパ１１の剛性は、鉛直方向における剛性に比して低くなる。このとき、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、好適に維持することができる。このため、水平方向において、スクイズフィルム１１によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例５によれば、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とは、スペーサ１４５を介して、鉛直方向の下方側において接触することから、軸受ハウジング２２は、アウターリング３１によって荷重が支持される。このため、鉛直方向の下方側の剛性を高くできることから、鉛直方向の下方側に設けられる連結ピン３２の数を少なくすることができる。よって、連結ピン３２の数を削減できることから、加工コストの抑制を図ることができる。
また、実施例５によれば、アウターリング３１の内周面にスペーサ１４５を敷設することで、簡単にスペーサ１４５を設置させることができるため、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例５において、スペーサ１４５を、アウターリング３１の外周面に取り付けたが、この構成に限定されず、軸受ハウジング２２の外周面に取り付けてもよい。
また、実施例５では、スペーサ１４５を、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との間において、アウターリング３１の鉛直方向の下方側における内周面に敷設したが、図１４の変形例３に示す構成としてもよい。図１４は、変形例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図１４に示す変形例３では、スペーサ１４５を、アウターリング３１の径方向外側から径方向内側に貫通して配設している。
図１４に示すように、変形例３の軸受ユニット１４１において、鉛直方向の下方側における軸受ハウジング２２とアウターリング３１と間には、スペーサ１４５が設けられている。このスペーサ１４５は、スペーサ本体１４５ａと、固定部１４５ｂとを有している。スペーサ本体１４５ａは、アウターリング３１の外周面から内周面に亘って設けられる。そして、アウターリング３１には、スペーサ本体１４５ａが挿通されるスペーサ貫通孔が貫通形成されている。
固定部１４５ｂは、スペーサ本体１４５ａのアウターリング３１側（鉛直方向の下方側）に設けられ、アウターリング３１の外周面に取り付けられる。固定部１４５ｂは、アウターリング３１の外周面に取り付けられることで、スペーサ本体１４５ａを固定する。固定されたスペーサ本体１４５ａは、アウターリング３１の内周面から突出して、軸受ハウジング２２の外周面に接触する。
以上のように、変形例３によれば、アウターリング３１を貫通してスペーサ１４５を配設することができるため、簡単にスペーサ１４５を設置させることができ、加工コストの抑制を図ることができる。
次に、図１５を参照して、実施例６に係る軸受ユニット１５１について説明する。図１５は、実施例６に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例６でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から５と異なる部分について説明すると共に、実施例１から５と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例６の軸受ユニット１５１では、複数の連結ピン３２を、鉛直方向の両側に寄せて配置している。
図１５に示すように、実施例６の軸受ユニット１５１において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。この連結ピン３２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔空けて複数設けられている。このとき、複数の連結ピン３２は、周方向における間隔が、鉛直方向の両側（上方側及び下方側）において短く、水平方向の両側（左方側及び右方側）において長くなっている。このため、複数の連結ピン３２は、鉛直方向の上方側及び下方側のそれぞれに集めて配置される一方で、水平方向の左方側及び右方側のそれぞれに広がって配置される。
以上のように、実施例６によれば、鉛直方向の両側において、連結ピン３２同士の間隔が狭くなる一方で、水平方向の両側において、連結ピン３２同士の間隔が広くなるため、複数の連結ピン３２の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高めることができる。このため、複数の連結ピン３２の配置によって、スクイズフィルムダンパ１１を適切な剛性とすることができる。
次に、図１６を参照して、実施例７に係る軸受ユニット１６１について説明する。図１６は、実施例７に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例７でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から６と異なる部分について説明すると共に、実施例１から６と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例７の軸受ユニット１６１では、アウターリング３１の内周面に溝部１６５が形成されている。
図１６に示すように、実施例７の軸受ユニット１６１において、アウターリング３１は、鉛直方向の下方側における内周面に溝部１６５が形成され、溝部１６５は、アウターリング３１の内周面から窪んで形成されている。溝部１６５は、アウターリング３１の内周面に沿って形成され、また、所定の深さに形成されている。この溝部１６５は、鉛直方向の両側において、回転軸５を中心として、所定の角度分に亘る範囲に形成されている。また、溝部１６５は、鉛直方向の両側（上方側及び下方側）にそれぞれ形成されている。このため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との間は、鉛直方向の両側における隙間が、水平方向の両側における隙間に比して大きくなっている。
以上のように、実施例７によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、鉛直方向の両側において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間が狭くなることはない。このため、鉛直方向の両側において軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができ、スクイズフィルム１１によるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができる。このため、水平方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例７によれば、溝部１６５を形成することで、鉛直方向の両側における軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を簡単に確保することができ、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例７では、アウターリング３１の内周面に溝部１６５を形成したが、軸受ハウジング２２の外周面に溝部１６５を形成してもよいし、または、アウターリング３１の内周面及び軸受ハウジング２２の外周面に溝部１６５を形成してもよく、特に限定されない。
次に、図１７を参照して、実施例８に係る軸受ユニット１７１について説明する。図１７は、実施例８に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例８でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から７と異なる部分について説明すると共に、実施例１から７と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例８の軸受ユニット１７１では、軸受ハウジング２２の内周面に欠損部１７５が形成されている。
図１７に示すように、実施例８の軸受ユニット１７１において、軸受ハウジング２２は、鉛直方向の下方側における内周面に欠損部１７５が形成され、欠損部１７５は、軸受ハウジング２２の内周面から窪んで形成されている。欠損部１７５は、軸受ハウジング２２を切り欠いて、所定の深さに形成されている。また、欠損部１７５は、鉛直方向の両側（上方側及び下方側）にそれぞれ形成されている。このため、軸受ハウジング２２は、鉛直方向における剛性が、水平方向における剛性に比して高くなる。
以上のように、実施例８によれば、軸受ハウジング２２は、水平方向に対して、鉛直方向における変形がし難くなる。このため、鉛直方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができることから、スクイズフィルム３５によるダンパ効果が低減することを抑制することができる。また、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができる。このため、水平方向においてスクイズフィルム３５によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例８によれば、軸受ハウジング２２の鉛直方向の両側に欠損部１７５を形成することで、水平方向における軸受ハウジング２２の剛性を簡単に低くすることができ、相対的に鉛直方向における軸受ハウジング２２の剛性を高くすることができることから、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例７では、軸受ハウジング２２の内周面に欠損部１７５を形成したが、軸受ハウジング２２の外周面に欠損部１７５を形成してもよいし、または、軸受ハウジング２２の内周面及び外周面に欠損部１７５を形成してもよく、特に限定されない。
１ 軸受ユニット
５ 回転軸
６ タービン
１０ 軸受
１１ スクイズフィルムダンパ
２１ パッド
２２ 軸受ハウジング
２２ａ 環状部
２２ｂ 内周側フランジ部
２２ｃ 外周側フランジ部
３１ アウターリング
３２ 連結ピン
３５ スクイズフィルム
４１ インナー側連結孔
４２ アウター側連結孔
５１ インナー側嵌合部
５２ アウター側嵌合部
５３ 変形ダンパ部
７１ 連結ピン（実施例２）
７３ 変形ダンパ部（実施例２）
１０１ 軸受ユニット（実施例３）
１２１ 連結ピン（実施例３）
１１１ インナー側連結孔（実施例３）
１１２ アウター側連結孔（実施例３）
１１３ 収容部
１２５ インナー側嵌合部（実施例３）
１２６ アウター側嵌合部（実施例３）
１２７ 変形ダンパ部（実施例３）
１２８ 抜止め部材
１３１ 軸受ユニット（実施例４）
１４１ 軸受ユニット（実施例５）
１４５ スペーサ
１５１ 軸受ユニット（実施例６）
１６１ 軸受ユニット（実施例７）
１６５ 溝部
１７１ 軸受ユニット（実施例８）
１７５ 欠損部
本発明は、インナーリングとアウターリングとの隙間にスクイズフィルムが形成されるスクイズフィルムダンパ、軸受ユニット及びタービンに関するものである。
従来、軸受の周囲に弾力性の制振構造を形成する軸受支持構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。この軸受支持構造体は、軸受支持体を取り囲む外側ハウジングを備え、軸受支持体の径方向外側面と外側ハウジングの径方向内側面との隙間に、スクイズフィルム環が形成されている。
特許第４９６３９１６号公報
ところで、回転軸が回転すると、回転軸周りには、回転による振動が発生し、また、回転軸及び軸受を含む回転部品の固有振動が発生する。回転振動は、その周波数（回転振動数）が回転軸の回転数に応じたものとなる。一方で、固有振動は、その周波数（固有振動数）が、回転振動数よりも低くなる低周波振動となっている。スクイズフィルムダンパは、これらの振動を抑制するために、回転軸の軸受周りに設けられる。
このとき、スクイズフィルムダンパには、回転軸及び軸受を含む回転部品の自重、および蒸気による静的な荷重が主に鉛直方向の下方側に与えられることから、アウターリングとなる外側ハウジングと、インナーリングとなる軸受支持体との隙間が狭くなり、接触してしまう場合がある。これを防ぐため、アウターリングとインナーリングとを棒状の連結部材により連結することで、アウターリングとインナーリングとの隙間を維持している。一方で、アウターリングとインナーリングとの隙間は、ダンパとして機能させるために、動的な荷重に対しては隙間の大きさが変化する必要がある。このため、連結部材は、静的な荷重に対してはアウターリングとインナーリングが接触しないよう隙間を維持しつつ、アウターリングとインナーリングとの隙間の変形を許容可能な剛性となっている。
しかしながら、近年の軸系の長大化や出力の増大に伴い自重、蒸気力が増大するため、連結部材はより剛に設計する必要があるが、剛にすると動的な荷重に対して隙間が変化しにくくなり、スクイズフィルムによるダンパ効果を得ることが困難となり、回転軸周りに発生する振動を抑制することが困難となる。
そこで、本発明は、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持して、スクイズフィルムによるダンパ性能の低下を抑制することができるスクイズフィルムダンパ、軸受ユニット及びタービンを提供することを課題とする。
本発明のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記連結部材は、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、連結部材の荷重方向における剛性を高くすることができる。このため、荷重方向においてインナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができることから、隙間が狭くなることによって、スクイズフィルムによるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、連結部材の直交方向における剛性を、荷重方向における剛性に比して低くすることができる。このとき、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができる。また、直交方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間の変形を、荷重方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間の変形に比して、変形し易いものとすることができる。このため、直交方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。なお、軸受は、ティルティングパッド軸受、すべり軸受け、または転がり軸受であってもよく、特に限定されない。また、粘性流体は、空気であってもよいし、潤滑油であってもよく、特に限定されない。さらに、荷重方向は、鉛直方向であってもよいし、直交方向は、水平方向であってもよく、特に限定されない。
この場合、前記インナーリングと前記アウターリングとは、前記軸方向に重ね合わせられたオーバーラップ部をそれぞれ有し、前記連結部材は、軸方向に沿って設けられて、前記インナーリングの前記オーバーラップ部と前記アウターリングの前記オーバーラップ部とを連結しており、前記連結部材の一部は、前記変位に応じて変形可能な変形ダンパ部となっており、前記変形ダンパ部は、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることが好ましい。
この構成によれば、連結部材を軸方向に配置する場合、軸方向に直交する断面において、連結部材の変形ダンパ部の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高くすることができるため、連結部材の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
この場合、前記変形ダンパ部は、前記断面において、前記荷重方向における長さが長く、前記直交方向における長さが短い断面形状となっていることが好ましい。
この構成によれば、変形ダンパ部の断面形状を、荷重方向における長さが長く、直交方向における長さが短い断面形状とすることで、連結部材の変形ダンパ部の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高くすることができる。なお、荷重方向における長さが長く、直交方向における長さが短い断面形状としては、特に限定されず、例えば、長方形状、楕円形状または長円形状等の断面形状としてもよい。
この場合、前記インナーリングの前記オーバーラップ部には、前記連結部材が挿通されるインナー側連結孔が形成され、前記アウターリングの前記オーバーラップ部には、前記連結部材が挿通されるアウター側連結孔が形成され、前記連結部材は、前記インナー側連結孔に嵌め合わされるインナー側嵌合部と、前記アウター側連結孔に嵌め合わされるアウター側嵌合部と、前記インナー側嵌合部と前記アウター側嵌合部との間に設けられ、前記アウター側連結孔に収容される前記変形ダンパ部と、を有し、前記変形ダンパ部は、前記アウター側連結孔の前記荷重方向側の内面に当接していることが好ましい。
この構成によれば、連結部材の変形ダンパ部を、アウター側連結孔の荷重方向側の内面に当接させることで、変形ダンパ部の荷重方向における変形を規制することができる。このため、荷重によるインナーリングとアウターリングとの隙間の変形を規制することができ、隙間をより好適に維持することができる。
この場合、前記インナーリングと前記アウターリングとは、前記荷重方向に重ね合わせられたオーバーラップ部をそれぞれ有し、前記連結部材は、前記荷重方向に沿って設けられて、前記インナーリングの前記オーバーラップ部と前記アウターリングの前記オーバーラップ部とを連結しており、前記連結部材の一部は、前記変位に応じて変形する変形ダンパ部となっていることが好ましい。
この構成によれば、連結部材を荷重方向に沿って設けることで、連結部材の長さを荷重方向に長くできることから、連結部材の変形ダンパ部の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高くすることができる。このため、連結部材の形状を変えることなく、連結部材の配置を変更するだけで、連結部材の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
この場合、前記連結部材は、軸方向に沿って設けられると共に、前記回転軸の周方向に所定の間隔を空けて複数設けられ、複数の前記連結部材は、周方向における前記間隔が、前記荷重方向の両側において短く、前記直交方向の両側において長くなっていることが好ましい。
この構成によれば、荷重方向の両側において、連結部材同士の間隔が狭くなる一方で、直交方向の両側において、連結部材同士の間隔が広くなるため、複数の連結部材の荷重方向における剛性を、直交方向における剛性に比して高めることができる。このため、複数の連結部材の配置によって、適切な剛性とすることができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記インナーリングと前記アウターリングとは、軸方向に直交する断面において、荷重方向側を接触させて配置されることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、インナーリングとアウターリングとを接触させることで、荷重方向における変形を規制することができ、荷重方向における剛性を高くすることができる。一方で、直交方向における剛性は、荷重方向における剛性に比して低くなる。このとき、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間は、好適に維持することができる。このため、直交方向において、スクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記アウターリングは、前記インナーリングと対向する内周面が、前記荷重方向側において、前記インナーリングの外周面と接触し、前記アウターリングの前記内周面は、軸方向に直交する断面において、前記荷重方向側の部位における曲率半径が、前記荷重方向側以外の部位における曲率半径に比して、大きくなっていることが好ましい。
この構成によれば、荷重方向側の部位におけるアウターリングの内周面の曲率半径を大きくすることで、アウターリングとインナーリングとを接触させることができる。また、アウターリングとインナーリングとが相対的に直交方向に移動する場合、インナーリングは、アウターリングの内周面に沿って移動するため、直交方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間を変化させることができ、ダンパ効果を好適に発揮することができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、前記インナーリングと前記アウターリングとの間において、荷重方向側に設けられ、前記インナーリング及び前記アウターリングに接触するスペーサと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、インナーリングとアウターリングとをスペーサを介して接触させることで、連結部材の荷重方向における変形を規制することができ、荷重方向における剛性を高くすることができる。一方で、直交方向における剛性は、荷重方向における剛性に比して低くなる。このとき、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間は、好適に維持することができる。このため、直交方向において、スクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記スペーサは、前記アウターリングの前記インナーリングと対向する内周面に敷設されることが好ましい。
この構成によれば、アウターリングの内周面にスペーサを敷設することで、簡単にスペーサを設置させることができ、加工コストの抑制を図ることができる。
この場合、前記スペーサは、前記アウターリングの径方向外側から径方向内側に貫通して配設されることが好ましい。
この構成によれば、アウターリングを貫通してスペーサを配設することで、簡単にスペーサを設置させることができ、加工コストの抑制を図ることができる。
この場合、前記連結部材は、軸方向に沿って設けられると共に、前記回転軸の周方向に所定の間隔を空けて複数設けられ、複数の前記連結部材は、前記荷重方向側における数が、前記荷重方向の反対側における数に比して少ないことが好ましい。
この構成によれば、インナーリングとアウターリングとは、荷重方向側に接触することから、インナーリングは、アウターリングによって荷重が支持される。このため、荷重方向側の剛性を高くできることから、荷重方向側に設けられる連結部材の数を少なくすることができる。よって、連結部材の数を削減できることから、加工コストの抑制を図ることができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記インナーリングと前記アウターリングとは、軸方向に直交する断面において、荷重方向における前記隙間が、前記荷重方向に直交する直交方向における前記隙間に比して、大きくなっていることを特徴とする。
この構成によれば、連結部材の長さが長くなった場合であっても、荷重方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間が狭くなることはない。このため、荷重方向においてインナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができ、スクイズフィルムによるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができる。このため、直交方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記アウターリングは、前記インナーリングと対向する内周面に対して、窪んで形成される溝部を有し、前記溝部は、前記軸方向に直交する断面において、前記荷重方向の両側に形成されることが好ましい。
この構成によれば、溝部を形成することで、荷重方向におけるインナーリングとアウターリングとの隙間を簡単に確保することができ、加工コストの抑制を図ることができる。
本発明の他のスクイズフィルムダンパは、回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、前記インナーリングは、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることを特徴とする。
この構成によれば、インナーリングは、直交方向に対して、荷重方向における変形がし難くなる。このため、荷重方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができることから、スクイズフィルムによるダンパ効果が低減することを抑制することができる。また、直交方向において、インナーリングとアウターリングとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、インナーリングとアウターリングとの隙間を好適に維持することができる。このため、直交方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
この場合、前記インナーリングは、前記荷重方向の両側に形成される欠損部を有することが好ましい。
この構成によれば、インナーリングの荷重方向の両側に欠損部を形成することで、簡単に直交方向におけるインナーリングの剛性を低くすることができ、相対的に荷重方向におけるインナーリングの剛性を高くすることができることから、加工コストの抑制を図ることができる。
この場合、前記軸受は、前記回転軸の周囲に所定の間隔をあけて設けられる複数のパッドと、複数の前記パッドを保持し、複数の前記パッドの径方向外側の周囲に亘って設けられる軸受ハウジングと、を有するティルティングパッド軸受であり、前記軸受ハウジングと前記インナーリングとは、一体となっていることが好ましい。
この構成によれば、軸受ハウジングとインナーリングとを一体にすることができるため、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
本発明の軸受ユニットは、回転軸を軸支する軸受と、前記軸受の径方向外側の周囲に設けられる上記のスクイズフィルムダンパと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、スクイズフィルムダンパに対して荷重が与えられる場合であっても、スクイズフィルムのダンパ効果により、回転軸及び軸受の振動を好適に抑制することができる。
本発明のタービンは、上記の軸受ユニットと、前記軸受ユニットにより軸支される前記回転軸と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、軸受ユニットにより回転軸の振動を抑制しつつ、回転軸を好適に回転させることができる。
図１は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図である。 図２は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときのＡ−Ａ断面図である。 図３は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図である。 図４は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図５は、変形例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図６は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図である。 図７は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図８は、変形例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図９は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１０は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときのＢ−Ｂ断面図である。 図１１は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときのＣ−Ｃ断面図である。 図１２は、実施例４に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１３は、実施例５に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１４は、変形例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１５は、実施例６に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１６は、実施例７に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。 図１７は、実施例８に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。
以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
図１は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図である。図２は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図である。図４は、実施例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図５は、変形例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。
図１に示すように、実施例１に係るスクイズフィルムダンパ１１は、軸受ユニット１に設けられ、回転軸５を軸支する軸受１０と一体に構成されている。つまり、軸受ユニット１は、回転軸５を軸支する軸受１０と、軸受１０を支持するスクイズフィルムダンパ１１とで一体に構成されている。
回転軸５は、タービン６に設けられるタービンロータであり、その軸方向が水平方向となるように配置される。回転軸５が回転すると、回転軸５周りには、回転による振動が発生すると共に、回転軸５及び軸受１０を含む回転部品の固有振動が発生する。このとき、固有振動の周波数（固有振動数）は、回転振動の周波数（回転振動数）よりも低くなる低周波振動となっている。軸受１０は、回転軸５を回転自在に軸支し、スクイズフィルムダンパ１１は、回転軸５を制振している。なお、タービン６は、蒸気タービンであってもよいし、ガスタービンであってもよく、特に限定されない。
軸受１０は、例えば、ティルティングパッド軸受であり、回転軸５の周囲に複数設けられるパッド２１と、パッド２１の周りに設けられる軸受ハウジング２２とを有している。
パッド２１は、回転軸５の外周に、所定の間隔をあけて周方向に複数設けられており、実施例１では、例えば、４つ設けられている。各パッド２１は、円弧状に形成されており、その内周面が、回転軸５の外周面と対向する湾曲面となっている。
ハウジング２２は、周方向に並べられるパッド２１の外周に、円環状に設けられている。図１に示すように、ハウジング２２は、パッド２１の外周側に位置する環状部２２ａと、環状部２２ａの軸方向の両側に形成される一対の内周側フランジ部２２ｂと、環状部２２ａの軸方向の両側に形成される一対の外周側フランジ部２２ｃとを含む構成となっている。
一対の内周側フランジ部２２ｂは、環状部２２ａの軸方向の両側にそれぞれ設けられ、径方向の内側に突出して設けられている。一対の内周側フランジ部２２ｂの軸方向における間には、パッド２１が設けられており、一対の内周側フランジ部２２ｂは、パッド２１の軸方向への移動を規制している。
一対の外周側フランジ部２２ｃは、環状部２２ａの軸方向の両側にそれぞれ設けられ、径方向の外側に突出して設けられることで、その内部に、後述するスクイズフィルムダンパ１１のアウターリング３１を収容可能となっている。つまり、一対の外周側フランジ部２２ｃは、後述するスクイズフィルムダンパ１１のアウターリング３１と軸方向において重複するオーバーラップ部となっている。
環状部２２ａは、径方向外側から径方向内側のパッド２１へ向けて潤滑油を供給する第１油路２４が形成されている。このため、潤滑油は、環状部２２ａの外周面から第１油路２４に流入し、環状部２２ａの内周面へ向かって流通した後、環状部２２ａの内周側へ流出する。環状部２２ａの内周側には、パッド２１があることから、潤滑油は、パッド２１周りに充填され、また、回転軸５のパッド２１との間にも充填される。
また、図２に示すように、環状部２２ａの内周面には、各パッド２１を位置決めするためのピボット２５がパッド２１の設置数に応じて複数形成されている。ピボット２５は、環状部２２ａの内周面から径方向の内側へ突出する突起部となっている。一方で、パッド２１の径方向外側の外周面には、ピボット２５に係合する係合穴２６が、凹状に窪んで形成されている。このため、環状部２２ａのピボット２５に、パッド２１の係合穴２６が係合することで、軸受ハウジング２２に対し、パッド２１が位置決めされる。
このように構成された軸受１０は、回転軸５とパッド２１との間に潤滑油を介在させた状態で、回転軸５を回転自在に軸支している。
軸受１０の径方向外側の周囲に設けられるスクイズフィルムダンパ１１は、インナーリングと、アウターリング３１と、インナーリング及びアウターリング３１を連結する連結ピン（連結部材）３２とを含んで構成されている。ここで、インナーリングは、軸受ハウジング２２と一体となっていることから、軸受ハウジング２２の一部がインナーリングとして機能している。
アウターリング３１は、環状部２２ａの軸方向の両側に設けられる一対の外周側フランジ部２２ｃの間に設けられ、軸方向への移動が規制されている。また、アウターリング３１は、環状に設けられており、軸方向において一対の外周側フランジ部２２ｃと重複している。このアウターリング３１は、その外周面が固定部材３８によって支持される。
また、アウターリング３１は、その内周面が、軸受ハウジング２２の環状部２２ａの外周面と対向している。このアウターリング３１は、径方向外側から径方向内側の軸受ハウジング２２の環状部２２ａへ向けて潤滑油を供給する第２油路３３が形成されている。このため、潤滑油は、アウターリング３１の外周面から第２油路３３に流入し、アウターリング３１の内周面へ向かって流通した後、環状部２２ａの外周側へ流出する。このため、アウターリング３１と環状部２２ａとの間には、粘性流体としての潤滑油が介在することで、環状のスクイズフィルム３５が形成される。なお、環状部２２ａの外周側において流通する潤滑油は、第１油路２５に流入する。
環状に形成されるスクイズフィルム３５は、アウターリング３１と軸受ハウジング２２との径方向における相対的な変位に対してダンパ効果を発揮することで、回転軸５周りで発生する振動を抑制する。
連結ピン３２は、アウターリング３１と環状部２２ａとの間に潤滑材を流通させるための隙間を形成しつつ、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する部材となっている。連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。
軸受ハウジング２２の一対の外周側フランジ部２２ｃには、連結ピン３２を挿通するためのインナー側連結孔４１が、軸方向に貫通形成されている。また、アウターリング３１には、連結ピン３２を挿通するためのアウター側連結孔４２が、軸方向に貫通形成されている。インナー側連結孔４１とアウター側連結孔４２とは、軸方向に重複して配置され、その断面が円形となっている。また、インナー側連結孔４１及びアウター側連結孔４２の内径は、同じ径となっている。
図２に示すように、このインナー側連結孔４１及びアウター側連結孔４２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔を空けて複数形成されており、実施例１では、例えば、１２個形成されている。
再び、図１を参照して、棒状の連結ピン３２は、一方の外周側フランジ部２２ｃのインナー側連結孔４１に挿通され、アウターリング３１のアウター側連結孔４２を経て、他方の外周側フランジ部２２ｃのインナー側連結孔４１に挿通される。この連結ピン３２は、長手方向の両側端部に設けられる一対のインナー側嵌合部５１と、一対のインナー側嵌合部５１の間に設けられるアウター側嵌合部５２と、各インナー側嵌合部５１とアウター側嵌合部５２との間に設けられる一対の変形ダンパ部５３とを含んで構成されている。
図１及び図３に示すように、一対のインナー側嵌合部５１は、一対のインナー側連結孔４１にそれぞれ嵌め合わされる。このため、各インナー側嵌合部５１は、断面円形状となる各インナー側連結孔４１に嵌め合わされるよう、各インナー側連結孔４１の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。
また、アウター側嵌合部５２は、アウター側連結孔４２に嵌め合わされる。このため、アウター側嵌合部５２は、インナー側嵌合部５１と同様に、断面円形状となるアウター側連結孔４２に嵌め合わされるよう、アウター側連結孔４２の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。また、アウター側嵌合部５２の軸方向における長さは、アウター側連結孔４２の軸方向における長さよりも短くなっており、アウター側嵌合部５２は、アウター側連結孔４２の軸方向の中央に位置するように形成される。
一対の変形ダンパ部５３は、一方のインナー側嵌合部５１とアウター側嵌合部５２との間、及び他方のインナー側嵌合部５１とアウター側嵌合部５２との間にそれぞれ設けられ、アウター側連結孔４２に挿通される。各変形ダンパ部５３は、アウターリング３１と軸受ハウジング２２との径方向における相対的な変位に応じて変形可能となっている。
ここで、図３及び図４に示すように、変形ダンパ部５３は、長手方向（軸方向）に直交する面で切った断面が長方形状となっている。変形ダンパ部５３の断面は、インナー側嵌合部５１及びアウター側嵌合部５２の断面よりも小さな大きさとなっており、インナー側嵌合部５１及びアウター側嵌合部５２の断面に収まる大きさとなっている。このとき、変形ダンパ部５３は、長方形状となる断面の長辺が鉛直方向となり、長方形状となる断面の短辺が水平方向となっている。変形ダンパ部５３は、このような断面長方形状に形成されることで、鉛直方向における剛性が、水平方向における剛性に比して高くなる。このため、連結ピン３２は、鉛直方向から連結ピン３２に荷重が与えられても撓み難くなる。
以上のように、実施例１の構成によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、連結ピン３２の鉛直方向における剛性を高くすることができる。このため、荷重方向となる鉛直方向においてアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間を好適に維持することができることから、隙間が狭くなることによって、スクイズフィルム３５によるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、連結ピン３２の水平方向における剛性を、鉛直方向における剛性に比して低くすることができる。このとき、水平方向において、アウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間は、荷重によって狭くなることがないため、アウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間を好適に維持することができる。また、水平方向におけるアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間の変形を、鉛直方向におけるアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間の変形に比して変形し易いものとすることができる。このため、水平方向においてスクイズフィルム３５によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例１の構成によれば、連結ピン３２の長手方向を軸方向となるように配置する場合、軸方向に直交する断面において、連結ピン３２の変形ダンパ部５３の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができるため、連結ピン３２の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
また、実施例１の構成によれば、変形ダンパ部５３の断面形状を長方形状にするという簡易な構成で、鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができる。
また、実施例１の構成によれば、軸受ハウジング２２とインナーリングとを一体にすることができるため、部品点数を削減することができ、軸受ユニット１の製造コストを低減することができる。
また、実施例１の構成によれば、スクイズフィルムダンパ１１に対して、鉛直方向の荷重が与えられる場合であっても、スクイズフィルム３５のダンパ効果を発揮することができる。このため、軸受ユニット１により回転軸５の振動を好適に抑制しつつ、回転軸５を好適に回転させることができる。
なお、実施例１において、軸受１０は、ティルティングパッド軸受としたが、すべり軸受けまたは転がり軸受であってもよく、特に限定されない。また、実施例１では、粘性流体として潤滑油を用いたが、空気であってもよく、特に限定されない。
また、実施例１において、連結ピン３２の変形ダンパ部５３の断面形状は、長方形状としたが、図５に示す形状であってもよい。図５は、変形例１に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図５に示すように、変形例１の連結ピン３２の断面形状は、鉛直方向の上方側及び下方側が円弧となり、水平方向の左右両側が鉛直方向に延びる直線となる断面形状となっている。このとき、連結ピン３２は、実施例１と同様に、鉛直方向における長さが長く、水平方向における長さが短い断面形状となっている。このため、連結ピン３２の長手方向を軸方向となるように配置する場合、軸方向に直交する断面において、連結ピン３２の変形ダンパ部５３の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができるため、連結ピン３２の配置に応じた適切な剛性とすることができる。
なお、変形ダンパ部５３は、実施例１及び変形例１の断面形状に限定されず、鉛直方向（荷重方向）における長さが長く、水平方向における長さが短い断面形状であればいずれであってもよく、例えば、楕円形状または長円形状等の断面形状としてもよい。
次に、図６及び図７を参照して、実施例２に係る軸受ユニットについて説明する。図３は、実施例２に係るロウ付方法で用いられる容器の模式図である。図６は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを模式的に表した斜視図であり、図７は、実施例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明すると共に、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。
図６及び図７に示すように、実施例２に係る軸受ユニットは、その連結ピン７１の変形ダンパ部７３の位置が、実施例１の軸受ユニット１における連結ピン３２の変形ダンパ部５３の位置と異なる位置となっている。
具体的に、変形ダンパ部７３は、長手方向（軸方向）に直交する面で切った断面が、実施例１と同様に、長方形状となっている。このとき、変形ダンパ部７３は、その鉛直方向の下方部が、より具体的には、下方側の角部が、変形ダンパ部７３が挿通されるアウター側連結孔４２の下面に当接するように配置されている。つまり、実施例２の変形ダンパ部７３は、実施例１の変形ダンパ部５３に比して、鉛直方向の下方側に位置して設けられる。
以上のように、実施例２の構成によれば、連結ピン７１の変形ダンパ部７３を、アウター側連結孔４２の下面（鉛直方向の下側の内面）に当接させることで、変形ダンパ部７３の荷重方向（鉛直方向の下方向）における変形を規制することができる。このため、荷重によるアウターリング３１と軸受ハウジング２２の環状部２２ａとの隙間の変形を規制することができ、隙間をより好適に維持することができる。
なお、実施例２において、連結ピン７１の変形ダンパ部７３の断面形状は、長方形状としたが、図８に示す形状であってもよい。図８は、変形例２に係るスクイズフィルムダンパの連結ピンを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図８に示すように、変形例２の連結ピン７１における変形ダンパ部７３の断面形状は、断面長方形状となる実施例２の変形ダンパ部７３の下方側の短辺を、アウター側連結孔４２の内面に沿って湾曲する円弧とした断面形状となっている。このため、連結ピン７１の変形ダンパ部７３を、アウター側連結孔４２の下面（鉛直方向の下側の内面）に対して、接触面積を大きくして当接させることができる。このため、変形ダンパ部７３の荷重方向（鉛直方向の下方向）における変形をより強固に規制することができる。
なお、変形ダンパ部７３は、実施例２及び変形例２の断面形状に限定されず、連結ピン７１の変形ダンパ部７３を、アウター側連結孔４２の下面に当接可能な断面形状であればいずれであってもよく、特に限定されない。
次に、図９から図１１を参照して、実施例３に係る軸受ユニット１０１について説明する。図９は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図１０は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図であり、図９のＢ−Ｂ断面図である。図１１は、実施例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に沿って切ったときの断面図であり、図９のＣ−Ｃ断面図である。なお、実施例３でも、重複した記載を避けるべく、実施例１及び２と異なる部分について説明すると共に、実施例１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例１及び２では、連結ピン３２，７１の長手方向を、回転軸５の軸方向と同じ方向としたが、実施例３では、連結ピン１２１の長手方向を、鉛直方向と同じ方向としている。
図９に示すように、連結ピン１２１は、アウターリング３１と環状部２２ａとの間に潤滑材を流通させるための隙間を形成しつつ、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する部材となっている。連結ピン１２１は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が鉛直方向となるように配置されている。
軸受ハウジング２２には、連結ピン１２１を挿通するためのインナー側連結孔１１１が、鉛直方向に貫通形成されている。このインナー側連結孔１１１は、軸受ハウジング２２の外周面から内部を経て再び外周面へ貫通される孔となっている。インナー側連結孔１１１は、回転軸５を挟んで、環状となる軸受ハウジング２２の水平方向の両側に一対形成されている。このため、一対のインナー側連結孔１１１は、平行に配置される。
また、アウターリング３１には、連結ピン１２１を挿通するためのアウター側連結孔１１２が、鉛直方向に貫通形成されている。このアウター側連結孔１１２は、アウターリング３１の外周面から内周面まで貫通されると共に、アウターリング３１の内周面から外周面まで貫通されることから、鉛直方向に連なって２つ形成される。鉛直方向に連なる２つ一組のアウター側連結孔１１２は、回転軸５を挟んで、環状となるアウターリング３１の水平方向の両側に一対形成されている。このため、一対のアウター側連結孔１１２は、平行に配置される。
そして、一組のアウター側連結孔１１２とインナー側連結孔１１１とは、鉛直方向に重複して配置され、その断面が円形となっている。また、インナー側連結孔４１及びアウター側連結孔４２の内径は、同じ径となっている。このとき、インナー側連結孔１１１は、鉛直方向において、一組のアウター側連結孔１１２の間に配置されている。
また、アウターリング３１には、アウター側連結孔１１２の径方向の外側に形成され、連結ピン１２１の長手方向の端部が収容される収容部１１３が形成されている。この収容部１１３には、後述する抜止め部材１２８が当接しており、これにより、連結ピン１２１の位置を規制している。
図１０及び図１１に示すように、このインナー側連結孔１１１及び一組のアウター側連結孔１１２は、回転軸５の軸方向に沿って所定の間隔を空けて複数形成されている。なお、図１０及び図１１では、軸受ハウジング２２の内部に設けられるパッド２１及び回転軸の図示を省略している。
再び、図９を参照して、棒状の連結ピン１２１は、一方のアウターリング３１のアウター側連結孔１１２に挿通され、軸受ハウジング２２のインナー側連結孔１１１を経て、他方のアウターリング３１のアウター側連結孔１１２に挿通される。この連結ピン１２１は、長手方向の両側端部に設けられる一対のアウター側嵌合部１２６と、一対のアウター側嵌合部１２６の間に設けられるインナー側嵌合部１２５と、各アウター側嵌合部１２６とインナー側嵌合部１２５との間に設けられる一対の変形ダンパ部１２７とを含んで構成されている。
図１０に示すように、一対のアウター側嵌合部１２６は、一対のアウター側連結孔１１２にそれぞれ嵌め合わされる。このため、各アウター側嵌合部１２６は、断面円形状となる各アウター側連結孔１１２に嵌め合わされるよう、各アウター側連結孔１１２の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。ここで、図９に示すように、各アウター側嵌合部１２６は、長手方向の端部が、アウター側連結孔１１２から突出して挿通されている。突出するアウター側嵌合部１２６の端部には、連結ピン１２１の位置を規制するための抜止め部材１２８が設けられている。この抜止め部材１２８は、アウター側嵌合部１２６の径方向に貫通形成された貫通穴に挿通され、この状態で収容部１１３に当接することで、連結ピン１２１が抜け止めされる。
図１１に示すように、インナー側嵌合部１２５は、インナー側連結孔１１１に嵌め合わされる。このため、インナー側嵌合部１２５は、断面円形状となるインナー側連結孔１１１に嵌め合わされるよう、インナー側連結孔１１１の内径とほぼ同径となる円柱形状に形成されている。
図９に示すように、一対の変形ダンパ部１２７は、一方のアウター側嵌合部１２６とインナー側嵌合部１２５との間、及び他方のアウター側嵌合部１２６とインナー側嵌合部１２５との間にそれぞれ設けられ、インナー側連結孔１１１及びアウター側連結孔１１２に亘って挿通される。各変形ダンパ部１２７は、アウターリング３１と軸受ハウジング２２との径方向における相対的な変位に応じて変形可能となっている。この変形ダンパ部１２７は、インナー側連結孔１１１及びアウター側連結孔１１２の内径よりも小径となる円柱形状に形成されている。
以上のように、実施例３の構成によれば、連結ピン１２１を鉛直方向（荷重方向）に沿って設けることで、連結ピン１２１の長さを鉛直方向に長くできることから、連結ピン１２１の変形ダンパ部１２７の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高くすることができる。このため、連結ピン１２１の形状を変えることなく、連結ピン１２１の配置を変更するだけで、連結ピン１２１の水平方向における剛性を、鉛直方向における剛性に比して低くすることができる。
次に、図１２を参照して、実施例４に係る軸受ユニット１３１について説明する。図１２は、実施例４に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例４でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から３と異なる部分について説明すると共に、実施例１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例４の軸受ユニット１３１では、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを、鉛直方向の下方側において接触させている。
図１２に示すように、実施例４の軸受ユニット１３１において、アウターリング３１は、鉛直方向の下方側における部位３１ａの内周面と、鉛直方向の下方側以外の部位３１ｂの内周面とが、異なる曲率半径となっている。具体的に、下方側の部位３１ａの内周面は、下方側以外の部位３１ｂの内周面よりも大きな曲率半径となっている。そして、下方側の部位３１ａは、鉛直方向の下方側において、回転軸５を中心として、所定の角度分に亘る範囲に形成されている。このように形成される下方側の部位３１ａは、軸受ハウジング２２側に突出することで、アウターリング３１の下方側の内周面が、軸受ハウジング２２の下方側の外周面に接触する。
また、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。この連結ピン３２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔空けて複数設けられている。このとき、複数の連結ピン３２は、鉛直方向の下方側における数が、鉛直方向の上方側における数に比して少なくなっている。具体的に、複数の連結ピン３２は、アウターリング３１の鉛直方向の下方側の半部において設けられておらず、一方で、アウターリング３１の鉛直方向の上方側の半部において設けられている。
以上のように、実施例４によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを鉛直方向の下方側において接触させることで、スクイズフィルムダンパ１１の鉛直方向の下方側における変形を規制することができ、鉛直方向の下方側における剛性を高くすることができる。一方で、水平方向におけるスクイズフィルムダンパ１１の剛性は、鉛直方向における剛性に比して低くなる。このとき、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、好適に維持することができる。このため、水平方向において、スクイズフィルム１１によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例４によれば、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とは、鉛直方向の下方側において接触することから、軸受ハウジング２２は、アウターリング３１によって荷重が支持される。このため、鉛直方向の下方側の剛性を高くできることから、鉛直方向の下方側に設けられる連結ピン３２の数を少なくすることができる。よって、連結ピン３２の数を削減できることから、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例４では、アウターリング３１の内周面が、軸受ハウジング２２側に突出することで、軸受ハウジング２２に接触したが、この構成に限定されない。例えば、軸受ハウジング２２の外周面が、アウターリング３１側に突出することで、アウターリング３１の内周面に接触する構成であってもよい。
次に、図１３を参照して、実施例５に係る軸受ユニット１４１について説明する。図１３は、実施例５に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例５でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から４と異なる部分について説明すると共に、実施例１から４と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例５の軸受ユニット１４１では、軸受ハウジング２２とアウターリング３１と間にスペーサ１４５を設けている。
図１３に示すように、実施例５の軸受ユニット１４１において、鉛直方向の下方側における軸受ハウジング２２とアウターリング３１との間には、スペーサ１４５が設けられている。具体的に、スペーサ１４５は、アウターリング３１の鉛直方向の下方側における内周面に敷設され、アウターリング３１の内周面に取り付けられている。このスペーサ１４５は、鉛直方向の下方側がアウターリング３１の内周面に接触し、鉛直方向の上方側が軸受ハウジング２２の外周面に接触する。このため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とは、スペーサ１４５を介して接触する。
また、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。この連結ピン３２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔空けて複数設けられている。このとき、複数の連結ピン３２は、鉛直方向の下方側における数が、鉛直方向の上方側における数に比して少なくなっている。具体的に、複数の連結ピン３２は、アウターリング３１の鉛直方向の下方側の半部において設けられておらず、一方で、アウターリング３１の鉛直方向の上方側の半部において設けられている。
以上のように、実施例５によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、鉛直方向の下方側において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とをスペーサ１４５を介して接触させることで、スクイズフィルムダンパ１１の鉛直方向の下方側における変形を規制することができ、鉛直方向の下方側における剛性を高くすることができる。一方で、水平方向におけるスクイズフィルムダンパ１１の剛性は、鉛直方向における剛性に比して低くなる。このとき、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、好適に維持することができる。このため、水平方向において、スクイズフィルム１１によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例５によれば、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とは、スペーサ１４５を介して、鉛直方向の下方側において接触することから、軸受ハウジング２２は、アウターリング３１によって荷重が支持される。このため、鉛直方向の下方側の剛性を高くできることから、鉛直方向の下方側に設けられる連結ピン３２の数を少なくすることができる。よって、連結ピン３２の数を削減できることから、加工コストの抑制を図ることができる。
また、実施例５によれば、アウターリング３１の内周面にスペーサ１４５を敷設することで、簡単にスペーサ１４５を設置させることができるため、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例５において、スペーサ１４５を、アウターリング３１の外周面に取り付けたが、この構成に限定されず、軸受ハウジング２２の外周面に取り付けてもよい。
また、実施例５では、スペーサ１４５を、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との間において、アウターリング３１の鉛直方向の下方側における内周面に敷設したが、図１４の変形例３に示す構成としてもよい。図１４は、変形例３に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。図１４に示す変形例３では、スペーサ１４５を、アウターリング３１の径方向外側から径方向内側に貫通して配設している。
図１４に示すように、変形例３の軸受ユニット１４１において、鉛直方向の下方側における軸受ハウジング２２とアウターリング３１と間には、スペーサ１４５が設けられている。このスペーサ１４５は、スペーサ本体１４５ａと、固定部１４５ｂとを有している。スペーサ本体１４５ａは、アウターリング３１の外周面から内周面に亘って設けられる。そして、アウターリング３１には、スペーサ本体１４５ａが挿通されるスペーサ貫通孔が貫通形成されている。
固定部１４５ｂは、スペーサ本体１４５ａのアウターリング３１側（鉛直方向の下方側）に設けられ、アウターリング３１の外周面に取り付けられる。固定部１４５ｂは、アウターリング３１の外周面に取り付けられることで、スペーサ本体１４５ａを固定する。固定されたスペーサ本体１４５ａは、アウターリング３１の内周面から突出して、軸受ハウジング２２の外周面に接触する。
以上のように、変形例３によれば、アウターリング３１を貫通してスペーサ１４５を配設することができるため、簡単にスペーサ１４５を設置させることができ、加工コストの抑制を図ることができる。
次に、図１５を参照して、実施例６に係る軸受ユニット１５１について説明する。図１５は、実施例６に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例６でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から５と異なる部分について説明すると共に、実施例１から５と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例６の軸受ユニット１５１では、複数の連結ピン３２を、鉛直方向の両側に寄せて配置している。
図１５に示すように、実施例６の軸受ユニット１５１において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１とを連結する連結ピン３２は、長手方向に長い棒状となっており、長手方向が回転軸５の軸方向となるように配置されている。この連結ピン３２は、アウターリング３１の周方向に沿って所定の間隔空けて複数設けられている。このとき、複数の連結ピン３２は、周方向における間隔が、鉛直方向の両側（上方側及び下方側）において短く、水平方向の両側（左方側及び右方側）において長くなっている。このため、複数の連結ピン３２は、鉛直方向の上方側及び下方側のそれぞれに集めて配置される一方で、水平方向の左方側及び右方側のそれぞれに広がって配置される。
以上のように、実施例６によれば、鉛直方向の両側において、連結ピン３２同士の間隔が狭くなる一方で、水平方向の両側において、連結ピン３２同士の間隔が広くなるため、複数の連結ピン３２の鉛直方向における剛性を、水平方向における剛性に比して高めることができる。このため、複数の連結ピン３２の配置によって、スクイズフィルムダンパ１１を適切な剛性とすることができる。
次に、図１６を参照して、実施例７に係る軸受ユニット１６１について説明する。図１６は、実施例７に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例７でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から６と異なる部分について説明すると共に、実施例１から６と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例７の軸受ユニット１６１では、アウターリング３１の内周面に溝部１６５が形成されている。
図１６に示すように、実施例７の軸受ユニット１６１において、アウターリング３１は、鉛直方向の下方側における内周面に溝部１６５が形成され、溝部１６５は、アウターリング３１の内周面から窪んで形成されている。溝部１６５は、アウターリング３１の内周面に沿って形成され、また、所定の深さに形成されている。この溝部１６５は、鉛直方向の両側において、回転軸５を中心として、所定の角度分に亘る範囲に形成されている。また、溝部１６５は、鉛直方向の両側（上方側及び下方側）にそれぞれ形成されている。このため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との間は、鉛直方向の両側における隙間が、水平方向の両側における隙間に比して大きくなっている。
以上のように、実施例７によれば、連結ピン３２の長さが長くなった場合であっても、鉛直方向の両側において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間が狭くなることはない。このため、鉛直方向の両側において軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができ、スクイズフィルム１１によるダンパ効果が低減することを抑制することができる。一方で、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができる。このため、水平方向においてスクイズフィルムによるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例７によれば、溝部１６５を形成することで、鉛直方向の両側における軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を簡単に確保することができ、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例７では、アウターリング３１の内周面に溝部１６５を形成したが、軸受ハウジング２２の外周面に溝部１６５を形成してもよいし、または、アウターリング３１の内周面及び軸受ハウジング２２の外周面に溝部１６５を形成してもよく、特に限定されない。
次に、図１７を参照して、実施例８に係る軸受ユニット１７１について説明する。図１７は、実施例８に係るスクイズフィルムダンパを備える軸受ユニットを軸方向に直交する面で切ったときの断面図である。なお、実施例８でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から７と異なる部分について説明すると共に、実施例１から７と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例８の軸受ユニット１７１では、軸受ハウジング２２の内周面に欠損部１７５が形成されている。
図１７に示すように、実施例８の軸受ユニット１７１において、軸受ハウジング２２は、鉛直方向の下方側における内周面に欠損部１７５が形成され、欠損部１７５は、軸受ハウジング２２の内周面から窪んで形成されている。欠損部１７５は、軸受ハウジング２２を切り欠いて、所定の深さに形成されている。また、欠損部１７５は、鉛直方向の両側（上方側及び下方側）にそれぞれ形成されている。このため、軸受ハウジング２２は、鉛直方向における剛性が、水平方向における剛性に比して高くなる。
以上のように、実施例８によれば、軸受ハウジング２２は、水平方向に対して、鉛直方向における変形がし難くなる。このため、鉛直方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができることから、スクイズフィルム３５によるダンパ効果が低減することを抑制することができる。また、水平方向において、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間は、荷重によって狭くなることがないため、軸受ハウジング２２とアウターリング３１との隙間を好適に維持することができる。このため、水平方向においてスクイズフィルム３５によるダンパ効果を好適に発揮することができる。
また、実施例８によれば、軸受ハウジング２２の鉛直方向の両側に欠損部１７５を形成することで、水平方向における軸受ハウジング２２の剛性を簡単に低くすることができ、相対的に鉛直方向における軸受ハウジング２２の剛性を高くすることができることから、加工コストの抑制を図ることができる。
なお、実施例７では、軸受ハウジング２２の内周面に欠損部１７５を形成したが、軸受ハウジング２２の外周面に欠損部１７５を形成してもよいし、または、軸受ハウジング２２の内周面及び外周面に欠損部１７５を形成してもよく、特に限定されない。
１ 軸受ユニット
５ 回転軸
６ タービン
１０ 軸受
１１ スクイズフィルムダンパ
２１ パッド
２２ 軸受ハウジング
２２ａ 環状部
２２ｂ 内周側フランジ部
２２ｃ 外周側フランジ部
３１ アウターリング
３２ 連結ピン
３５ スクイズフィルム
４１ インナー側連結孔
４２ アウター側連結孔
５１ インナー側嵌合部
５２ アウター側嵌合部
５３ 変形ダンパ部
７１ 連結ピン（実施例２）
７３ 変形ダンパ部（実施例２）
１０１ 軸受ユニット（実施例３）
１１１ インナー側連結孔（実施例３）
１１２ アウター側連結孔（実施例３）
１１３ 収容部
１２１ 連結ピン（実施例３）
１２５ インナー側嵌合部（実施例３）
１２６ アウター側嵌合部（実施例３）
１２７ 変形ダンパ部（実施例３）
１２８ 抜止め部材
１３１ 軸受ユニット（実施例４）
１４１ 軸受ユニット（実施例５）
１４５ スペーサ
１５１ 軸受ユニット（実施例６）
１６１ 軸受ユニット（実施例７）
１６５ 溝部
１７１ 軸受ユニット（実施例８）
１７５ 欠損部

Claims (19)

  1. 回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、
    前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、
    前記連結部材は、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることを特徴とするスクイズフィルムダンパ。
  2. 前記インナーリングと前記アウターリングとは、前記軸方向に重ね合わせられたオーバーラップ部をそれぞれ有し、
    前記連結部材は、軸方向に沿って設けられて、前記インナーリングの前記オーバーラップ部と前記アウターリングの前記オーバーラップ部とを連結しており、
    前記連結部材の一部は、前記変位に応じて変形可能な変形ダンパ部となっており、
    前記変形ダンパ部は、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることを特徴とする請求項１に記載のスクイズフィルムダンパ。
  3. 前記変形ダンパ部は、前記断面において、前記荷重方向における長さが長く、前記直交方向における長さが短い断面形状となっていることを特徴とする請求項２に記載のスクイズフィルムダンパ。
  4. 前記インナーリングの前記オーバーラップ部には、前記連結部材が挿通されるインナー側連結孔が形成され、
    前記アウターリングの前記オーバーラップ部には、前記連結部材が挿通されるアウター側連結孔が形成され、
    前記連結部材は、
    前記インナー側連結孔に嵌め合わされるインナー側嵌合部と、
    前記アウター側連結孔に嵌め合わされるアウター側嵌合部と、
    前記インナー側嵌合部と前記アウター側嵌合部との間に設けられ、前記インナー側連結孔に収容される前記変形ダンパ部と、を有し、
    前記変形ダンパ部は、前記インナー側連結孔の前記荷重方向側の内面に当接していることを特徴とする請求項２または３に記載のスクイズフィルムダンパ。
  5. 前記インナーリングと前記アウターリングとは、荷重方向に重ね合わせられたオーバーラップ部をそれぞれ有し、
    前記連結部材は、前記荷重方向に沿って設けられて、前記インナーリングの前記オーバーラップ部と前記アウターリングの前記オーバーラップ部とを連結しており、
    前記連結部材の一部は、前記変位に応じて変形する変形ダンパ部となっていることを特徴とする請求項１に記載のスクイズフィルムダンパ。
  6. 前記連結部材は、軸方向に沿って設けられると共に、前記回転軸の周方向に所定の間隔を空けて複数設けられ、
    複数の前記連結部材は、周方向における前記間隔が、前記荷重方向の両側において短く、前記直交方向の両側において長くなっていることを特徴とする請求項１に記載のスクイズフィルムダンパ。
  7. 回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、
    前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、
    前記インナーリングと前記アウターリングとは、軸方向に直交する断面において、荷重方向側を接触させて配置されることを特徴とするスクイズフィルムダンパ。
  8. 前記アウターリングは、前記インナーリングと対向する内周面が、前記荷重方向側において、前記インナーリングの外周面と接触し、
    前記アウターリングの前記内周面は、軸方向に直交する断面において、前記荷重方向側の部位における曲率半径が、前記荷重方向側以外の部位における曲率半径に比して、大きくなっていることを特徴とする請求項７に記載のスクイズフィルムダンパ。
  9. 回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、
    前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、
    前記インナーリングと前記アウターリングとの間において、荷重方向側に設けられ、前記インナーリング及び前記アウターリングに接触するスペーサと、を備えることを特徴とするスクイズフィルムダンパ。
  10. 前記スペーサは、前記アウターリングの前記インナーリングと対向する内周面に敷設されることを特徴とする請求項９に記載のスクイズフィルムダンパ。
  11. 前記スペーサは、前記アウターリングの径方向外側から径方向内側に貫通して配設されることを特徴とする請求項９に記載のスクイズフィルムダンパ。
  12. 前記連結部材は、軸方向に沿って設けられると共に、前記回転軸の周方向に所定の間隔を空けて複数設けられ、
    複数の前記連結部材は、前記荷重方向側における数が、前記荷重方向の反対側における数に比して少ないことを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載のスクイズフィルムダンパ。
  13. 回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、
    前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、
    前記インナーリングと前記アウターリングとは、軸方向に直交する断面において、荷重方向における前記隙間が、前記荷重方向に直交する直交方向における前記隙間に比して、大きくなっていることを特徴とするスクイズフィルムダンパ。
  14. 前記アウターリングは、前記インナーリングと対向する内周面に対して、窪んで形成される溝部を有し、
    前記溝部は、前記軸方向に直交する断面において、前記荷重方向の両側に形成されることを特徴とする請求項１３に記載のスクイズフィルムダンパ。
  15. 回転軸を軸支する軸受の径方向外側の周囲に亘って設けられるインナーリングと、
    前記インナーリングの径方向外側の周囲に亘って設けられるアウターリングと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとの径方向における隙間に粘性流体を流通させて形成されるスクイズフィルムと、
    前記インナーリングと前記アウターリングとを連結し、前記アウターリングと前記インナーリングとの径方向における相対的な変位に応じて変形可能な連結部材と、を備え、
    前記インナーリングは、軸方向に直交する断面において、荷重方向における剛性が、前記荷重方向に直交する直交方向における剛性に比して高くなっていることを特徴とするスクイズフィルムダンパ。
  16. 前記インナーリングは、前記荷重方向の両側に形成される欠損部を有することを特徴とする請求項１５に記載のスクイズフィルムダンパ。
  17. 前記軸受は、
    前記回転軸の周囲に所定の間隔をあけて設けられる複数のパッドと、
    複数の前記パッドを保持し、複数の前記パッドの径方向外側の周囲に亘って設けられる軸受ハウジングと、を有するティルティングパッド軸受であり、
    前記軸受ハウジングと前記インナーリングとは、一体となっていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のスクイズフィルムダンパ。
  18. 回転軸を軸支する軸受と、
    前記軸受の径方向外側の周囲に設けられる、請求項１から１７のいずれか１項に記載のスクイズフィルムダンパと、を備えることを特徴とする軸受ユニット。
  19. 請求項１８に記載の軸受ユニットと、
    前記軸受ユニットにより軸支される前記回転軸と、を備えることを特徴とするタービン。
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