説明

ジャーナル軸受

【課題】ジャーナル軸受の強度低下や大型化を招くことなく、ジャーナル軸受の組立の容易さを保持しつつ、ティルテイングパッド軸受面への潤滑油の供給を確実に行なう。
【解決手段】軸受台20と、該軸受台により複数の荷重支持部33で支持される環状の軸受ハウジング30と、該軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルjを自動調心可能に支持する複数のパッド40a〜dと、該パッドの軸受面48に潤滑油を供給する給油機構とを備えたジャーナル軸受10において、荷重支持部33と周方向に外れた位置で軸受台20と軸受ハウジング30とを接続する接続部62を設けると共に、該接続部に軸受台20に設けられた上流側給油路60と軸受ハウジング30に設けられた下流側給油路66を連通させる給油孔62a、64を穿設し、接続部62を介して軸受台20に負荷される軸受ハウジング30の荷重が荷重支持部33を介する荷重よりも小さくなるように構成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば蒸気タービン、ガスタービン、発電機等の大型回転構造体に適用されて好適であり、回転構造体の回転軸を支承するパッド型ジャーナル軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種のジャーナル軸受には、ジャーナルの自動調心が可能なティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受が用いられている。
特許文献1(特開平5−332355号公報)に、本出願人が提案した、ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受が開示されている。特許文献1に開示されているように、ティルテイングパッドは、ジャーナルに対してティルテイングパッドの背面側に設けられた球面ピボットに調整ライナを介してジャーナルの軸方向及び周方向に揺動可能に支持されている。
【0003】
従って、ティルテイングパッドは、ジャーナルの動きに対して自由に動くことができ、ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受は自動調心機能をもつ。そのため、ジャーナルを安定して支持できるため、高速回転機械に適用されている。
また、球面ピボットは軸受ハウジングの内面からティルテイングパッド側に突出し、ティルテイングパッド背面に設けられた凹溝に遊嵌しているため、ティルテイングパッドがジャーナルの回転方向に連れ回りするのを球面ピボットで阻止している。
【0004】
なお、ティルテイングパッドの支持構造として、調整ライナや球面ピボットの代わりに、特許文献2(特表平10−503827号公報)に開示されているように、位置決めソケット42と、スピゴット部材40及びプラットホーム胴部材23等で構成される位置決め手段24からなる支持構造が採用されることもある。
【0005】
ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受には、油浴潤滑方式と直接潤滑方式とがある。油浴潤滑方式は、ティルテイングパッドの両側をサイドシールで密閉して、ティルテイングパッドの軸受面を潤滑油で満たすようにした方式である。
しかし、この方式では、サイドシールによる摩擦損失と、パッド間における潤滑油の攪拌損失が生じ、機械効率が低下するという問題がある。
【0006】
この機械効率の低下を特許文献1の図8を引用して説明する。図8は特許文献1の図8に図示された、油浴潤滑方式におけるジャーナル軸受のジャーナル回転数と機械損失との関係を示す線図である。図8において、全機械損失は略回転数の2乗に比例して増大するが、その内訳は、ジャーナル軸受の自重が負荷される下側パッドによる摩擦損失Xと、無負荷側の上側パッドによる摩擦損失Yと、サイドシールによる摩擦損失及びパッド間における潤滑油の攪拌損失を加算した機械損失Zとに分けられる。
【0007】
そこで、機械損失Zをなくした直接潤滑方式が提案されている。直接潤滑方式は、各ティルテイングパッドのジャーナル回転方向上流側に給油ノズルを設け、該給油ノズルからティルテイングパッドの軸受面に潤滑油を供給する方式であり、これによって、サイドシールを不要としたものである。直接潤滑方式では、機械損失Zを解消できるので、現在では広く使用されている。なお、特許文献1は、直接潤滑方式のジャーナル軸受を提案するものである。
【0008】
特許文献3(特開2000−274432号公報)は、別な構成の直接潤滑方式のジャーナル軸受を提案するものである。特許文献3の段落〔0009〕に記載されているように、ティルテイングパッドを備えたジャーナル軸受には、潤滑油のキャリオーバという問題もある。これは、上流側のティルテイングパッドの軸受面に供給された潤滑油がジャーナル表面に連れ回りして、下流側のティルテイングパッドの軸受面に入り込む現象を言う。
【0009】
潤滑油は、ティルテイングパッドの軸受面でせん断力を受け温度が上昇するため、複数のティルテイングパッドの軸受面に入り込むことで、該軸受面周辺が高温となる。そして、ティルテイングパッドの温度を上昇させ、軸受部の焼損を招く場合がある。
特許文献3は、直接潤滑方式のジャーナル軸受で、キャリオーバを防ぐ手段を提案している。
【0010】
また、特許文献4(特開2006−112499号公報)には、直接潤滑方式のジャーナル軸受で、潤滑油のキャリオーバによるティルテイングパッドの温度上昇を防ぐ別な手段が提案されている。この手段は、ティルテイングパッドのジャーナル回転方向上流側及び下流側に給油ノズルを設けると共に、ティルテイングパッドに周方向に冷却流路を設け、該冷却流路にジャーナル回転方向下流側に設けられた給油ノズルから潤滑油を流通させることにより、ティルテイングパッドの表面温度の上昇を抑えるようにしたものである。
【0011】
また、特許文献2の段落〔0004〕に記載されているように、パッド型ジャーナル軸受では、ジャーナル表面とティルテイングパッド間には潤滑油が満たされているが、ティルテイングパッドは静止し、ジャーナルは非常な高周速で回転しているため、ティルテイングパッドとジャーナル軸受間には大きな速度差が発生する。
この速度差に抗して、ジャーナル表面とティルテイングパッド間にティルテイングパッドに負荷される荷重を支承する油膜圧を形成する必要がある。
【0012】
図9は、特許文献3の図33を引用したものである。図9において、ジャーナル100とリング状の軸受ハウジング103の間に、ジャーナル100を取り囲むように複数のティルテイングパッド101a〜dが配置され、ジャーナル100を支承している。ジャーナル100とティルテイングパッド101a〜dとの隙間102には、潤滑油が満たされている。油膜圧Fpは、ジャーナル100の荷重Wの方向及び位置により変化するが、各ティルテイングパッド101a〜dに発生する油膜圧Fpを全周積分すると、ジャーナル100の荷重Wに一致する。
【0013】
各ティルテイングパッド101a〜dを傾け、ジャーナル回転方向aの下流側の隙間102を狭めることにより、くさび膜効果により、下流側の隙間102に高い油膜圧を形成できる。
【0014】
また、特許文献1の図1、図3及び図6に図示されているように、軸受台と軸受ハウジングと間には、周方向に複数の荷重支持部(球面ライナ06)が設けられ、軸受台によって該荷重支持部を介して軸受ハウジングが支持固定されている。該荷重支持部は、ジャーナルの荷重を局所的に受ける球面ピボットの配置位置と同一周方向位置に設けられることで、軸受ハウジングの支持強度を高めている。
一方、軸受台から軸受ハウジングに潤滑油を供給するため、軸受台と軸受ハウジングの接続部である該荷重支持部を通して、軸受台から軸受ハウジングに潤滑油の導通路が配置されている。
【0015】
【特許文献1】特開平5−332355号公報
【特許文献2】特表平10−503827号公報
【特許文献3】特開2000−274432号公報
【特許文献4】特開2006−112499号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
しかし、ジャーナルの荷重を受ける荷重支持部に給油孔を配置すると、該荷重支持部の強度が低下すると共に、該荷重支持部の半径方向内側には、特許文献1や特許文献2に開示されたティルテイングパッド支持部材が配置されているため、この部分の構造が複雑になるという問題がある。また、この強度低下に対し、軸受ハウジングの肉厚を大きくする必要があり、このため、ジャーナル軸受が大型化するという問題がある。
【0017】
特許文献1の図6には、該荷重支持部から周方向に外した位置に別な荷重支持部(ジャーナルの直下方に設けられた球面ライナ06)を設け、この荷重支持部に潤滑油の導通路を配置した構成が開示されている。該導通路の配置位置がティルテイングパッドが配設されていない箇所であるので、該導通路の配置位置で軸受ハウジングのジャーナル支持強度が低下するという問題がある。
【0018】
荷重支持部は、通常、軸受ハウジングの周方向4箇所に均等に分散配置されるが、特許文献1のように、荷重支持部が5箇所になると、荷重を荷重支持部で均等負担するために、高い組立精度を必要とする。
【0019】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ジャーナル軸受の強度低下や大型化を招くことなく、かつジャーナル軸受の組立の容易さを保持しつつ、ティルテイングパッド軸受面への潤滑油の供給を確実に行なうことができる給油機構を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0020】
前記目的を達成するため、本発明のジャーナル軸受は、
軸受台と、該軸受台により周方向に配置された複数の荷重支持部で支持される環状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数のパッドと、該パッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構とを備えたジャーナル軸受において、
前記荷重支持部と周方向に外れた位置で軸受台と軸受ハウジングとを接続する接続部を設けると共に、該接続部に軸受台に設けられた上流側給油路と軸受ハウジングに設けられた下流側給油路を連通させる給油孔を穿設することによって、潤滑油を軸受台から前記軸受面に供給するようにし、
該接続部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したものである。
【0021】
本発明では、荷重支持部から周方向に外れた位置に荷重支持部とは別な接続部を設け、該接続部に給油孔を穿設したことにより、荷重支持部での強度低下を防止し、軸受ハウジングの厚肉化を防止できる。
また、該接続部で軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成し、該接続部の荷重分担を少なくすることによって、荷重支持部を余分に増やさないようにしたため、ジャーナル軸受の組立の容易さを保持できるようにしている。
【0022】
本発明のジャーナル軸受において、前記接続部をジャーナルの自重が負荷される下側軸受ハウジングに設けるとよい。上側軸受ハウジングは、ジャーナル設置時の取り扱いを容易にするため、下側軸受ハウジングと分離して製造される場合もあり、ジャーナルの上部を覆う蓋体として用いられる場合もあるため、該接触部の設置位置としては不適当である。また、上側軸受ハウジングには軸受台を設けない場合もある。
また、上側軸受ハウジングにはジャーナルの自重が負荷されないため、該接続部で給油孔からの油漏れをなくし、さらに、該接続部で軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように調整するのが容易でない。
【0023】
一方、下側軸受ハウジングでは、ジャーナルの自重が負荷されるため、該接続部に負荷される荷重が荷重支持部で負荷される荷重より小さくなるように調整するのが容易である。従って、該接続部を下側軸受ハウジングに設けたほうが組立が容易になる。
【0024】
また、本発明のジャーナル軸受において、給油孔を有する接続部をOリング又は弾性体で構成することにより、該接続部を介して軸受面に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成するとよい。
該接続部を変形が可能で弾力性のあるOリング又は弾性体で構成することにより、該接続部で軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重を調整するのが容易になり、組立が容易になる。
【0025】
また、本発明のジャーナル軸受が、パッドに対しジャーナル回転方向上流側に設けられた給油ノズルからパッドの軸受面に潤滑油を供給する直接潤滑方式のジャーナル軸受である場合に、軸受ハウジングに設けられる下流側給油路が、軸受ハウジングに周方向に配置され前記接続部に穿設された給油孔に連通する第1導油孔と、該第1導油孔と給油ノズルのノズル口とに連通する第2導油孔とから構成されるようにするとよい。
【0026】
かかる構成により、接続部に穿設された給油孔を通して軸受台から軸受ハウジングに導入した潤滑油を、第1導油孔及び第2導油孔を介して給油ノズルに供給することにより、軸受ハウジングの強度を低下させずに、簡潔な構成で給油ノズルに潤滑油を供給できる。
【発明の効果】
【0027】
本発明のジャーナル軸受によれば、軸受台と、該軸受台により周方向に配置された複数の荷重支持部で支持される環状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数のパッドと、該パッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構とを備えたジャーナル軸受において、前記荷重支持部と周方向に外れた位置で軸受台と軸受ハウジングとを接続する接続部を設けると共に、該接続部に軸受台に設けられた上流側給油路と軸受ハウジングに設けられた下流側給油路を連通させる給油孔を穿設することによって、潤滑油を軸受台から前記軸受面に供給するようにし、該接続部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したことにより、前記荷重支持部の強度低下を招くことなく、潤滑油をパッド軸受面に供給でき、従って、軸受ハウジングの厚肉化を防止できると共に、軸受ハウジングを支持する荷重支持部の数を増加させないので、ジャーナル軸受の組立容易性を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【0029】
図1〜図3は、本実施形態のジャーナル軸受を示し、図1は図2中のC−C線に沿う正面視断面図、図2は図3中のB−B線に沿う側面視断面図、図3は図2中のA方向から視た背面図である。
図1において、ジャーナルjは、蒸気タービン、ガスタービン又は発電機等の大型回転機械の回転軸である。ジャーナルjは40cm前後にも及ぶ大径となるため、これを支承するジャーナル軸受10も大型化すると共に、ジャーナルjの周速も高速化する。ジャーナルjは矢印a方向に回転する。
【0030】
ジャーナルjを支承するジャーナル軸受10は、軸受台20と、軸受台20に固定支持される2つ割り型の軸受ハウジング30と、軸受ハウジング30の内面に取り付けられる4個のティルテイングパッド40a〜dとで構成されている。なお、以後、すべてのティルテイングパッドに共通の記述を行なう場合、a〜dを省いて表示する。これは他の部材についても同様とする。
【0031】
軸受台20は断面が半円状の凹部20aを有し、一方2つ割り型の軸受ハウジング30は、夫々半リング状をなす上側軸受ハウジング30aと下側軸受ハウジング30bとに分割され、該凹部20aに下側軸受ハウジング30bが嵌合固定される。上側軸受ハウジング30aは、下側軸受ハウジング30bに図3に示す位置決めピン31で位置決めされて、結合ボルト32によって下側軸受ハウジング30bに結合される。
【0032】
図4に示すように、各ティルテイングパッド40の背面中央付近に凹部42が刻設され、該凹部に調整ライナ44が圧入されている。調整ライナ44に対面する軸受ハウジング内面に凹部34が設けられ、該凹部に球面ピボット36が嵌着されている。
球面ピボット36の調整ライナ44に面する表面は球面状に形成され、ティルテイングパッド40は、該球面に沿ってジャーナルjの周方向及び軸方向に揺動可能になっている。
【0033】
図1に示すように、ティルテイングパッド40間には、夫々等間隔に隙間s1が設けられている。球面ピボット36は、その中心点が鉛直方向又は水平方向から45度の周方向位置に配置されている。
図4に示すように、球面ピボット36の球面は、軸受ハウジング30の内周面と同じ高さに形成されている。従って、後述するサイドプレート35を取り外すと、ティルテイングパッド40は、調整ライナ44を付けたままジャーナル軸方向に滑らすことで、ティルテイングパッド40を軸受組立体から取り外すことができる。
【0034】
上側軸受ハウジング30aには、ジャーナルjの半径方向に向けて、凹部34と上側軸受ハウジング30aの外周面とを連通する測定孔38が穿設されている。球面ピボット36が設けられた周方向位置と同一周方向位置に当る軸受ハウジング30の外周面には、アウタライナ33が設けられている。アウタライナ33には測定孔38に連通する貫通孔33aが穿設されている。測定孔38は、後述する所定の測定作業が終わった後で、プラグ39で閉塞される。
【0035】
アウタライナ33は、図示しない結合ボルトにより軸受ハウジング30の外周面に結合されている。アウタライナ33の外周面は、軸受ハウジング30の外周面よりわずかに外方に突出している。
そのため、アウタライナ33が軸受台20に接し、下側軸受ハウジング30bは、アウタライナ33を介して軸受台20に固定支持される。下側軸受ハウジング30bの外周面と軸受台20の内周面との間には隙間s2が存在する。
【0036】
図2に示すように、軸受ハウジング30及びティルテイングパッド40のジャーナル軸方向両側には、全周に亘りリング状のサイドプレート35が配設されている。図3に示すように、サイドプレート35は、周方向に複数配置されたボルト37で軸受ハウジング30に結合されている。サイドプレート35とジャーナルj間に隙間s3が設けられ、後述する給油ノズル50から噴出した潤滑油は、ジャーナルjとティルテイングパッド40間の潤滑に供した後、隙間s3から排出される。
【0037】
図1に示すように、潤滑油を噴出する給油ノズル50は、各ティルテイングパッド40を挟むように、ティルテイングパッド40のジャーナル回転方向前後に配設されている。図5は、ティルテイングパッド40のジャーナル回転方向後方に配置された給油ノズル50を一例として示す。以下、図2及び図5により給油ノズル50の構成を説明する。給油ノズル50は、ジャーナル回転方向の上流側又は下流側に配置された違いにより構成上の違いはない。
【0038】
給油ノズル50は、その直方体状をなす主ケーシング52の下半分が軸受ハウジング30に設けられた嵌合用凹部70に嵌合固定され、上半分が軸受ハウジング30からティルテイングパッド40側に向かって立設されている。主ケーシング52からジャーナル軸方向両側に腕54が延設されている。主ケーシング52及び腕54の内部には潤滑油供給孔56が穿設されている。
【0039】
腕54には、軸方向に等間隔に複数のノズル口58が穿設され、ノズル口58は、ジャーナルj側に向けられている。ティルテイングパッド40に対しジャーナル回転方向上流側に設けられた給油ノズル50から噴出された潤滑油は、ジャーナルjの回転力によりティルテイングパッド40の内周面(図4の軸受面48)とジャーナルjの外周面との間に入り、油膜を形成する。
【0040】
ティルテイングパッド40に対しジャーナル回転方向下流側に設けられた給油ノズル50から噴出した潤滑油は、ティルテイングパッド40とジャーナルj間を通ってきた潤滑油を冷却すると共に、該潤滑油の流れをノズル口58から噴出した潤滑油で乱し、ジャーナル表面から剥離させることによって、回転方向後側のティルテイングパッド40の軸受面48に連れ回りするのを防止している。潤滑油は、サイドプレート35とジャーナルj間の隙間s3から排出される。
【0041】
図5に示すように、主ケーシング52は直方体をなし、主ケーシング52とティルテイングパッド40の互いに対面する面52aと傾斜面46とは、根元部46aで線接触しており、傾斜面46は、面52aに対して離れる方向に微小角度αをなすように傾斜している。このように、給油ノズル50は、ティルテイングパッド40のジャーナル回転方向両側から、その主ケーシング52の面52aでティルテイングパッド40の傾斜面46の根元部46aを線接触支持することにより、ティルテイングパッド40のジャーナル回転方向の動きを固定支持している。
【0042】
図1に示すように、軸受台20には潤滑油の給油孔60が設けられている。給油孔60に対面する下側軸受ハウジング30bの外周面にはアウタライナ62が設けられている。以下、この部分の構成を図6により説明する。図6において、アウタライナ62には、給油孔60に連通する位置に、ジャーナル半径方向に給油孔62aが穿設されている。
また、下側軸受ハウジング30bには、給油孔62aに連通する位置に給油孔64がジャーナル半径方向に穿設されている。さらに、給油孔64に連通して、ジャーナル回転方向に環状の導油溝66が設けられている。
【0043】
導油溝66は、軸受ハウジング30内で周方向全周に設けられている。図2に示すように、導油溝66は、軸受ハウジング30内にジャーナル軸方向に穿設された給油孔68を介して、給油ノズル50の主ケーシング52内に穿設された給油孔56に連通している。給油孔56の一端開口はプラグ72で閉塞され、プラグ72は該開口にC形止め輪74で固定されている。
【0044】
軸受台20の内面とアウタライナ62の外面との間には、隙間s4が形成される。隙間s4にOリング76を挿入し、Oリング76につぶし代を設けて隙間s4を密閉する。これによって、隙間s4から潤滑油が漏れるのを防ぐと共に、アウタライナ62を介して軸受台20に付加される下側軸受ハウジング30bの荷重が、軸受ハウジング30の荷重を支持するアウタライナ33を介して軸受台20に付加される軸受ハウジング30の荷重より小となるように構成している。
【0045】
図7に示すように、上側軸受ハウジング30aの内周面には、ティルテイングパッド40a又は40bの外周面に対面する2箇所に、円筒形の凹部82が穿設されている。また、該凹部82に対面するティルテイングパッド40a又は40bの外周面に凹部82と同径の円筒形凹部84が穿設されている。そして、該凹部82及び凹部84にコイルバネ80が嵌合されている。これによって、コイルバネ80の弾性力がジャーナルj側に付勢される。コイルバネ80は、ティルテイングパッド40a又は40bのジャーナル回転方向下流側端部に設けられている。従って、ジャーナルjの表面とティルテイングパッド40a又は40bとの間に、図9に示すように、ジャーナル回転方向に向かって先狭まりの隙間を形成するのが容易になる。
【0046】
また、図1に示すように、各ティルテイングパッド40のジャーナル回転方向上流側端及び下流側端には、半径方向にネジ穴90が穿設されている。そして、軸受ハウジング30の該ネジ穴90の開口に一致する位置に、半径方向にボルト通し孔92が穿設されている。ネジ孔90とボルト通し孔92の軸線は一致するように設けられている。該ボルト通し孔92に搬送用の六角穴付きボルト94を通し、六角穴付きボルト94の先端部をネジ穴90に螺合させる。
【0047】
六角穴付きボルト94のネジ穴90への螺合部の長さを調整することにより、軸受ハウジング30とティルテイングパッド40との隙間を調整できる。これによって、ジャーナル表面とティルテイングパッド40間の隙間寸法を調整することができる。
なお、六角穴付きボルト94の頭部には、搬送具を挿入するための六角孔が設けられているので、軸受ハウジング30とティルテイングパッド40の搬送手段としても利用できる。このように、簡素かつ低コストな手段で、ティルテイングパッド40の回転方向前後端のジャーナルjとの隙間を調整可能になる。
【0048】
かかる構成の本実施形態において、軸受台20に設けられた給油孔60から導油溝66及び給油孔68,56を経て、給油ノズル50に潤滑油が供給される。そして、潤滑油は給油ノズル50の腕54のノズル口58から、ティルテイングパッド40の内周面(軸受面48)に供給される。
【0049】
ティルテイングパッド40に対してジャーナル回転方向上流側に配設された給油ノズル50から噴出された潤滑油は、軸受面48に供給され、軸受面48の潤滑に供される。ジャーナル回転方向下流側に配設された給油ノズル50から噴出した潤滑油は、軸受面48を通ってきた潤滑油を冷却すると共に、ジャーナルjの表面に形成された潤滑油の層流を乱すことで、高温となった潤滑油が下流側の軸受面48に連れ回りするのを抑制できる。これによって、軸受面48の潤滑油の高温化を抑制し、軸受面48の焼損を抑制できる。
【0050】
このとき、公知の測定機器を用い、球面ピボット36の背面から測定孔38の開口までの距離を測定することによって、ティルテイングパッドの軸受面48とジャーナルjの表面間の隙間を測定できる。そして、この測定値に基づいて、図4に示すように、球面ピボット36の背面に高さ調整用シム板86を挿入することによって、軸受面48とジャーナル間の隙間を所望の寸法に調整できる。
この隙間調整手段と、六角穴付きボルト94による隙間調整を併用することによって、軸受面48とジャーナルj間の隙間を、図9に示すように、高精度でジャーナル回転方向に向かって先狭まりの隙間とすることができるので、くさび膜効果を利用して軸受面48に高い油膜圧を形成できる。従って、軸受面48の潤滑性能を高く維持できる。
【0051】
下側軸受ハウジング30bに設けられたティルテイングパッド40c及び40dには、ジャーナルjの自重が負荷されるので、図9に示す先狭まりの隙間を形成するのは比較的容易である。一方、上側軸受ハウジング30aに設けられたティルテイングパッド40a及び40bには、ジャーナルjの自重が負荷されないので、下側軸受ハウジング30bと比べてジャーナルjとの軸受面48に高い油膜圧を形成するのは容易ではない。
【0052】
本実施形態では、上側軸受ハウジング30aに設けられたティルテイングパッド40a又は40bのジャーナル回転方向下流側にコイルバネ80を設け、コイルバネ80の弾性力をジャーナルjに付加しているので、上側軸受ハウジング30aでも、先狭まりの隙間を形成するのが容易になる。そのため、くさび膜効果を利用して軸受面48に高い油膜圧を容易に形成できる。
また、上側軸受ハウジング30aには、ジャーナルjの自重が負荷されないので、従来振動が発生しがちであり、振動によりティルテイングパッド40に疲労破壊は起こる虞があったが、本実施形態ではこの不具合も解消できる。
【0053】
また、給油ノズル50を各ティルテイングパッド40の回転方向上流側及び下流側に設け、主ケーシング52の根元部46aでティルテイングパッド40の傾斜面46の根元部を線接触支持しているので、ティルテイングパッド40のジャーナル回転方向の固定手段が不要になり、ジャーナル軸受の構成を簡素化できる。
さらに、主ケーシング52の根元部46aでティルテイングパッド40を支持しているので、ティルテイングパッド40の前側及び後側空間を広くすることができ、これによって、潤滑油のさらなる安定供給が可能となる。
【0054】
従来は、球面ピボット36をティルテイングパッド40側に突出させて、ティルテイングパッド40を固定していたが、本実施形態ではこのような構成が不要になる。従って、球面ピボット36の表面を軸受ハウジング30の内周面と同じ高さとしたことにより、サイドプレート35を取り外すだけで、ティルテイングパッド40をジャーナル軸方向に引抜くことが可能になった。従って、ジャーナルjを設置したままで、ティルテイングパッド40の取り外しが可能になり、ティルテイングパッド40の修理、改造時等にティルテイングパッド40の取り付け、取り外しが容易になった。
【0055】
また、本実施形態によれば、軸受ハウジング30の荷重支持部であるアウタライナ33とは別にアウタライナ62を設け、アウタライナ62に給油孔62aを設けたことにより、アウタライナ33の強度低下を防止し、従って、軸受ハウジング30の厚肉化を防止できる。また、アウタライナ62で軸受台20に負荷される軸受ハウジング30の荷重をアウタライナ33で軸受台20に負荷される軸受ハウジング30の荷重より小さくしてあるので、軸受ハウジング30の支持点を余分に増やすことがない。従って、軸受ハウジング30の荷重支持部の寸法精度を高精度にする必要がなく、ジャーナル軸受の組立の容易さを保持することができる。
【0056】
また、ジャーナルjの荷重が負荷される下側軸受ハウジング30bにアウタライナ62を設けているので、アウタライナ62を介して下側軸受ハウジング30bに負荷される荷重の調整が容易になると共に、アウタライナ62と軸受台20の接続部に、変形が可能で弾力性のあるOリング76を装着しているので、負荷荷重の調整がさらに容易になる。
また、軸受台20に設けられた給油孔60から環状の導油溝66及び給油孔68,及び給油ノズル50内に穿設された給油孔56を経て、給油ノズル50に潤滑油を供給しているので、軸受ハウジング30の強度を低下させずに、簡潔な構成で給油ノズル50に潤滑油を供給できる。
【0057】
なお、アウタライナ62と軸受台20との接続部にOリングを用いたが、Oリングに限らず、他の弾性体、例えば蛇腹構造体等を用いてもよい。このように、弾性体を用いることにより、アウタライナ62を介して軸受台20に負荷される軸受ハウジング30の荷重を調整するのが容易になる。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明によれば、ティルテイングパッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構を備えたジャーナル軸受において、ジャーナル軸受の強度低下や大型化を招くことなく、該軸受面への潤滑油の供給を確実に行なうことができ、蒸気タービン、ガスタービン、発電機等の大型回転構造体に適用されて好適である。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の回転構造体の一実施形態を示す正面視断面図(図2中のC−C断面図)である。
【図2】前記実施形態の側面視断面図(図3中のB−B断面図)である。
【図3】前記実施形態の背面図(図2中のA視図)である。
【図4】図1の球面ピボット36付近の一部拡大図である。
【図5】前記実施形態の給油ノズル50の斜視図である。
【図6】図1の給油孔60付近の一部拡大図である。
【図7】図1中のD−D線に沿う断面図である。
【図8】油浴潤滑方式のジャーナル軸受の機械損失を示す線図である。
【図9】くさび膜効果によるジャーナル軸受の油膜圧形成を示す説明図である。
【符号の説明】
【0060】
10 ジャーナル軸受
20 軸受台
30 軸受ハウジング
30a 上側軸受ハウジング
30b 下側軸受ハウジング
33,62 アウタライナ
35 サイドプレート
36 球面ピボット
38 測定孔
40a〜d ティルテイングパッド
44 調整ライナ
46 傾斜面
46a 根元部
48 軸受面
50 給油ノズル
52 主ケーシング
54 腕
56、60、62a、64、68 給油孔
58 ノズル口
66 導油溝
76 Oリング
80 コイルバネ
86 高さ調整用シム板
90 ネジ穴
92 ボルト通し孔
94 六角穴付きボルト
s1〜s4 隙間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸受台と、該軸受台により周方向に配置された複数の荷重支持部で支持される環状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に揺動可能に配設されジャーナルを自動調心可能に支持する複数のパッドと、該パッドの軸受面に潤滑油を供給する給油機構とを備えたジャーナル軸受において、
前記荷重支持部と周方向に外れた位置で軸受台と軸受ハウジングとを接続する接続部を設けると共に、該接続部に軸受台に設けられた上流側給油路と軸受ハウジングに設けられた下流側給油路を連通させる給油孔を穿設することによって、潤滑油を軸受台から前記軸受面に供給するようにし、
該接続部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したことを特徴とする請求項1に記載のジャーナル軸受。
【請求項2】
前記接続部をジャーナルの自重が負荷される下側軸受ハウジングに設けたことを特徴とする請求項1に記載のジャーナル軸受。
【請求項3】
前記給油孔を有する接続部をOリング又は弾性体で構成することにより、該接続部を介して軸受面に負荷される軸受ハウジングの荷重が前記荷重支持部を介して軸受台に負荷される軸受ハウジングの荷重よりも小さくなるように構成したことを特徴とする請求項2に記載のジャーナル軸受。
【請求項4】
ジャーナル軸受が前記パッドに対しジャーナル回転方向上流側に設けられた給油ノズルからパッドの軸受面に潤滑油を供給する直接潤滑方式のジャーナル軸受であって、
前記下流側給油路が、軸受ハウジングに周方向に配置され前記接続部に穿設された給油孔に連通する第1導油孔と、該第1導油孔と給油ノズルのノズル口とに連通する第2導油孔と、からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載のジャーナル軸受。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−116956(P2010−116956A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−289580(P2008−289580)
【出願日】平成20年11月12日(2008.11.12)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】(591001282)大同メタル工業株式会社 (179)
【Fターム(参考)】