潤滑油供給装置
【課題】回転機械の交換後、回転機械への潤滑油供給を再開する際に、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するのに要する時間を短縮できる潤滑油供給装置を提供する。
【解決手段】回転機械２０の軸受５に潤滑油を供給する潤滑油供給装置１０。回転機械２０には、潤滑油が供給される油流入口３と、軸受５に供給された潤滑油が排出される排油口７とが設けられる。潤滑油が蓄積されるタンク２１と、油流入口３に近接して配置され、タンク２１からの潤滑油を油流入口３に供給する給油ユニット２３と、タンク２１から給油ユニット２３へ潤滑油を流す給油経路２５と、排油口７からタンク２１へ潤滑油を流す第１の油戻り経路２７ａと、回転機械２０を回避するように給油ユニット２３からタンク２１へ潤滑油を流す第２の油戻り経路２７ｂと、を備える。給油ユニット２３は、タンク２１からの潤滑油を油流入口３へ流す油供給状態と、タンク２１からの潤滑油を、油流入口３に供給せずに第２の油戻り経路２７ｂへ流すバイパス状態とに切換可能である。
【解決手段】回転機械２０の軸受５に潤滑油を供給する潤滑油供給装置１０。回転機械２０には、潤滑油が供給される油流入口３と、軸受５に供給された潤滑油が排出される排油口７とが設けられる。潤滑油が蓄積されるタンク２１と、油流入口３に近接して配置され、タンク２１からの潤滑油を油流入口３に供給する給油ユニット２３と、タンク２１から給油ユニット２３へ潤滑油を流す給油経路２５と、排油口７からタンク２１へ潤滑油を流す第１の油戻り経路２７ａと、回転機械２０を回避するように給油ユニット２３からタンク２１へ潤滑油を流す第２の油戻り経路２７ｂと、を備える。給油ユニット２３は、タンク２１からの潤滑油を油流入口３へ流す油供給状態と、タンク２１からの潤滑油を、油流入口３に供給せずに第２の油戻り経路２７ｂへ流すバイパス状態とに切換可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験対象の回転機械の軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械は、回転する回転体を有し、その回転の状態を検査するために、試験的に回転体を回転させる。この時、回転体を支持する軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置が設けられる。前記検査では、例えば、回転体が回転している時に、回転により生じる振動を計測し、計測結果から回転体のアンバランスデータを求める（例えば下記特許文献１）。
【０００３】
図１は、従来の潤滑油供給装置を示す。潤滑油供給装置は、タンク５1、ポンプ５２、給油経路５３、給油ユニット５４、油戻り経路５５、ヒータ５６などを備える。
タンク５１には、潤滑油が蓄積される。また、ポンプ５２は、タンク５１内の潤滑油を給油経路５３（給油配管）に送り出す。給油経路５３は、タンク５１からの潤滑油を給油ユニット５４まで流す。給油ユニット５４は、給油経路５３からの潤滑油を回転機械５８の油流入口５８ａに供給する。油戻り経路５５（油戻り配管）は、回転機械５８の排油口５８ｂから排出された潤滑油をタンクへ戻す。ヒータ５６は、タンク５１内の潤滑油を加熱する。なお、ポンプ５７は、油戻り経路５５の潤滑油をタンク５１へ送る。
【０００４】
給油ユニット５４は、図示しない昇降機構により昇降され、図２に示す下降位置にて、回転機械５８の油流入口５８ａと接続する。給油ユニット５４は、図１に示す上昇位置から図２に示す下降位置へ下降させられて、油流入口５８ａを形成する面に押し付けられる。これにより、図２のように、可動部５４ａがバネ５４ｂに抗して下昇することで、給油路５４ｃが開口し、給油路５４ｃから油流入口５８ａへ潤滑油が流れる。
【０００５】
給油ユニット５４を通して、回転機械５８に潤滑油を供給する場合には、給油ユニット５４は上述の下降位置にあり、図１において、供給元弁５９と戻り弁６１を開きバイパス弁６３を閉じるので、潤滑油は、タンク５１、給油経路５３、給油ユニット５４、回転機械５８、油戻り経路５５、タンク５１の順に流れて循環する。
【０００６】
一方、検査対象の回転機械５８を交換する場合には、給油ユニット５４を上述の上昇位置にするとともに、供給元弁５９と戻り弁６１を閉じバイパス弁６３を開くので、潤滑油は、タンク５１、バイパス経路６４、タンク５１の順に流れて循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０３９９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、回転機械５８を交換し、再び、回転機械５８に潤滑油を供給する際に、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するまでに時間が掛かってしまう。回転機械５８を交換するために、供給元弁５９と戻り弁６１を閉じバイパス弁６３を開くと、供給元弁５９から給油ユニット５４までの給油経路５３部分と、回転機械５８の排油口５８ｂとの接続位置から戻り弁６１までの戻り経路５５部分とには、潤滑油が残った状態となる。このように残った潤滑油は、回転機械５８を交換している間に冷めてしまう。しかも、供給元弁５９、戻り弁６１、およびバイパス弁６３は、タンク５１に近接して設けられるので、給油経路５３と戻り経路５５において、潤滑油が、広範囲にわたって上述のように残ることになる。従って、回転機械５８の交換後、回転機械５８への潤滑油供給を再開する際に、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するまでに時間が掛かってしまう。特に、潤滑油供給の再開時に、供給元弁５９から給油ユニット５４までの給油経路５３部分に残っている低温潤滑油が、回転機械５８に流入するため、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するまでに時間が掛かってしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、回転機械の交換後、回転機械への潤滑油供給を再開する際に、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するのに要する時間を短縮できる潤滑油供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明によると、回転機械の軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置であって、
前記回転機械には、潤滑油が供給される油流入口と、前記軸受に供給された潤滑油が排出される排油口とが設けられており、
潤滑油が蓄積されるタンクと、
前記油流入口に近接して配置され、タンクからの潤滑油を前記油流入口に供給する給油ユニットと、
前記タンクから前記給油ユニットへ潤滑油を流す給油経路と、
前記排油口からタンクへ潤滑油を流す第１の油戻り経路と、
回転機械を回避するように前記給油ユニットからタンクへ潤滑油を流す第２の油戻り経路と、を備え、
前記給油ユニットは、タンクからの潤滑油を前記油流入口へ流す油供給状態と、タンクからの潤滑油を、前記油流入口に供給せずに第２の油戻り経路へ流すバイパス状態とに切換可能であり、
前記給油ユニットが前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク、給油経路、給油ユニット、第２の油戻り経路の順で循環するようになっている、ことを特徴とする潤滑油供給装置が提供される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によると、前記給油ユニットは、
油流入口に接続されタンクからの潤滑油を油流入口へ供給する給油部と、
前記給油部を、油流入口に接続する位置と、油流入口から離間する位置との間で移動させる移動機構と、を有する。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記給油ユニットは、３方弁を有し、該３方弁により、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられ、
３方弁は、前記給油部と共に、前記移動機構により移動させられる可動部に設置されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によると、前記給油ユニットが前記バイパス状態にある時に、循環している潤滑油を加熱する加熱装置を備える。
【００１４】
好ましくは、給油ユニットの給油部には、油流出口形成面と油圧利用シールが設けられ、該油流出口形成面には、タンクからの潤滑油が流れ出る油流出口が形成され、油圧利用シールは、前記油流入口が形成された油流入口形成面と前記油流出口形成面との間に位置し、
この油圧利用シールは、油流出口から油流入口までの流体通過領域を囲むように、前記油流出口形成面に取り付けられ、
さらに、前記油圧利用シールは、前記油流入口形成面に接して前記油流入口を囲む内側先端と、油流入口中心から油流入口外周縁へ向かう方向に前記内側先端から離れて位置し前記流体通過領域を囲む外側部と、前記内側先端から前記外側部まで延び流体通過領域を囲む拡大部と、を有し、
前記流体通過領域内の油圧により前記拡大部が油流入口形成面に押し付けられることで、外部に対する流体通過領域の密閉が維持される。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明によると、給油ユニットが前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク、給油経路、回転機械に近接する給油ユニット、油戻り経路の順で循環するので、循環しない潤滑油の量が大幅に低減される。従って、回転機械の交換後、回転機械への潤滑油供給を再開する際に、循環しないで冷めた潤滑油が回転機械に流入する時間を大幅に短縮することができる。本発明の実施形態による他の効果は、以下の説明で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の潤滑油供給装置の構成例を示す。
【図２】図１の給油ユニットが給油している状態を示す。
【図３】本発明の実施形態による潤滑油供給装置の構成を示す。
【図４】（Ａ）は、図３における油圧利用シール付近の部分拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図５は、図４（Ａ）の構成において油通過領域に潤滑油を流した状態を示している。
【図６】油圧利用シールの別の構成例を示す。
【図７】油圧利用シールの別の構成例を示す。
【図８】油圧利用シールの別の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１８】
[潤滑油供給装置]
図３は、本発明の実施形態による潤滑油供給装置１０の構成図である。潤滑油供給装置１０は、試験対象の回転機械２０の軸受５に潤滑油を供給する装置である。
【００１９】
回転機械２０には、潤滑油が供給される油流入口３と、軸受５に供給された潤滑油が排出される排油口７とが設けられる。図３の例では、回転機械２０は、過給機である。過給機２０は、車両や船舶などに搭載されるエンジンの排ガスエネルギーを利用して、エンジンに圧縮空気を供給する装置である。過給機２０は、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼９と、タービン翼９と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼１１と、一端部にタービン翼９が結合され他端部にコンプレッサ翼１１が結合される回転軸１３とを有する。また、過給機２０は、タービン翼９を内部に収容するタービンハウジング１５と、コンプレッサ翼１１を内部に収容するコンプレッサハウジング（図示せず）と、回転軸１３を支持する軸受５が内部に組み込まれる軸受ハウジング１７と、を備える。タービン翼９、コンプレッサ翼１１および回転軸１３は、振動計測対象回転機械２０の回転体を構成する。タービンハウジング１５、コンプレッサハウジングおよび軸受ハウジング１７は、静止側部である。
【００２０】
潤滑油供給装置１０は、タンク２１、給油ユニット２３、給油経路２５、第１および第２の油戻り経路２７ａ，２７ｂ、加熱装置２８などを備える。
【００２１】
タンク２１には、潤滑油が蓄積される。タンク２１には、ポンプ２１ａが設けられる。ポンプ２１ａは、タンク２１内の潤滑油を給油経路２５へ送出する。
【００２２】
給油ユニット２３は、油流入口３に近接して配置され、給油経路２５を通してタンク２１から送られてくる潤滑油を油流入口３に供給する。給油ユニット２３は、油供給状態とバイパス状態とに切換可能であり、油供給状態では、タンク２１からの潤滑油を油流入口３へ流し、バイパス状態では、タンク２１からの潤滑油を、油流入口３に供給せずに第２の油戻り経路２７ｂへ流す。
【００２３】
給油経路２５は、タンク２１と給油ユニット２３を接続する管であり、タンク２１から給油ユニット２３へ潤滑油を流す。当該管２５は、給油ユニット２３が後述のように移動する時に、給油ユニット２３の移動に追従できるように、たるんでおり、かつ変形可能であるのがよい。
【００２４】
第１の油戻り経路２７ａは、回転機械２０の排油口７とタンク２１とを接続する管であり、排油口７からタンク２１へ潤滑油を流す。第２の油戻り経路２７ｂは、給油ユニット２３（３方弁２３ｃ）とタンク２１を接続する管であり、回転機械２０を回避するように給油ユニット２３からタンク２１へ潤滑油を流す管である。図３の例では、第１および第２の油戻り経路２７ａは、排油口７に近接する位置で合流し、当該位置からタンク２１までの経路・管を共有している。
なお、油戻り経路２７ａ，２７ｂ内の潤滑油をタンク２１に送るためのポンプ２７ｃが、油戻り経路２７ａまたは２７ｂ（図３では、経路２７ａ，２７ｂの共有部分）に設けられてよい。
【００２５】
加熱装置２８は、給油ユニット２３が前記油供給状態または前記バイパス状態にある時に、循環している潤滑油を加熱して、当該潤滑油の温度を所望の範囲にする。図３の例では、加熱装置２８は、タンク２１に設けられているが、他の箇所に設けられてもよい。
【００２６】
本実施形態によると、給油ユニット２３が前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、回転機械２０を経由せずに、タンク２１、給油経路２５、給油ユニット２３、第２の油戻り経路２７ｂの順で循環し、給油ユニット２３が前記油供給状態にある場合、潤滑油が、タンク２１、給油経路２５、給油ユニット２３、回転機械２０、第１の油戻り経路２７ａの順で循環するようになっている。
【００２７】
給油ユニット２３について、より詳しく説明する。
【００２８】
給油ユニット２３は、給油部２３ａ、移動機構２３ｂ、および３方弁２３ｃを備える。
給油部２３ａは、回転機械２０の油流入口３に接続されタンク２１からの油を油流入口３へ供給する。給油部２３ａ内に、潤滑油の温度を検出する温度センサ（熱電対）を設けてよく、これにより、回転機械２０の交換後、当該温度センサによる検出温度が所望の範囲になったことを確認できる。
移動機構２３ｂは、給油部２３ａを、接続位置と非接続位置との間で移動させる。移動機械が給油部２３ａを接続位置に移動させることで、給油部２３ａは油流入口３に接続させられる。一方、移動機構２３ｂが給油部２３ａを非接続位置に移動させることで、給油部２３ａは油流入口３から離間させられる。移動機構２３ｂは、例えば、給油部２３ａを接続位置と非接続位置との間で昇降させる油圧式または空圧式のシリンダ装置であってよいが、給油部２３ａを接続位置と非接続位置との間で移動させることができれば他の適切な機構であってもよい。
３方弁２３ｃにより、給油ユニット２３が、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられる。すなわち、３方向弁は、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられ、油供給状態では、タンク２１からの潤滑油を、給油部２３ａと油流入口３へ流し、バイパス状態では、タンク２１からの潤滑油を、油流入口３に供給せずに第２の油戻り経路２７ｂへ流す。切り換えは、作業員が所定の操作部２３ｄを操作することで行われてよい。例えば、作業員が操作部２３ｄを操作することで、３方弁２３ｃを前記油供給状態または前記バイパス状態に切り換えるための制御信号が３方弁２３ｃへ出力され、制御信号に従って、３方弁２３ｃが、前記油供給状態または前記バイパス状態に切り換わる。３方弁２３ｃは、給油部２３ａと共に、移動機構２３ｂにより移動させられる可動部２３ｅに設置されている。
【００２９】
上述した潤滑油供給装置１０によると、給油ユニット２３が前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク２１、給油経路２５、回転機械２０に近接する給油ユニット２３、第２の油戻り経路２７ｂの順で循環するので、循環しない潤滑油の量が、大幅に低減され、または、ほとんど無くすことができる。例えば、循環しない潤滑油の量を、給油部２３ａに残留する潤滑油の量程度にすることができる。従って、回転機械２０の交換後、回転機械２０への潤滑油供給を再開する際に、循環しないで冷めた潤滑油の回転機械２０に流入する時間を大幅に短縮することができる。その結果、回転機械２０への潤滑油供給を再開する際に、速やかに、適切な温度の潤滑油を回転機械２０流入させることができる。
【００３０】
［油圧利用シール］
給油部２３ａは、油圧利用シール２９を有する。図４（Ａ）は、図３における油圧利用シール２９付近の部分拡大図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【００３１】
油圧利用シール２９は、潤滑油が流れ出る油流出口２９ａと、この油流出口２９ａからの潤滑油を流入させる油流入口３との接続部分を、潤滑油の圧力（油圧）を利用してシールするものである。油圧利用シール２９は、油流出口形成面２９ｂに取り付けられる。油流出口形成面２９ｂは、給油部２３ａに設けられ、タンク２１からの潤滑油が流れ出る油流出口２９ａが形成される面である。例えば、給油部２３ａは、内部に潤滑油が流れる円筒形状を有し、当該円筒の先端にフランジ２４が設けられ、フランジ２４の先端面が油流出口形成面２９ｂとなっていてよい。移動機構２３ｂにより給油部２３ａが前記接続位置に移動させられた状態で、油圧利用シール２９の先端２９ｃが，油流入口３が形成された油流入口形成面３３に接触し、油流出口２９ａから油流入口３までの油通過領域３１を囲む。
【００３２】
油圧利用シール２９は、内側先端２９ｃ、外側部２９ｄ、および拡大部２９ｅを有する。内側先端２９ｃは、油流入口形成面３３に接して油流入口３を囲む。外側部２９ｄは、油流入口３中心から油流入口３外周縁へ向かう方向に内側先端２９ｃから離れて位置し油通過領域３１を囲む。拡大部２９ｅは、内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで延び油通過領域３１を囲む。
【００３３】
上述の構成で、給油部２３ａが接続位置にある時に、油通過領域３１内の油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられることで、外部に対する油通過領域３１の密閉が維持される。
【００３４】
油圧利用シール２９について、より詳細に説明する。
【００３５】
この例では、内側先端２９ｃは、油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、中心軸Ｃと直交する平面による断面の形状（以下、横断面形状という）が環状である（図４（Ｂ）を参照）。また、この例では、内側先端２９ｃは平らな接触面であり、外側部２９ｄの形状は円筒である。この例では、図４（Ａ）に示すように、拡大部２９ｅは、中心軸Ｃを含む平面による断面の形状（以下、縦断面形状という）が、中心軸Ｃから外側に傾いた方向であって油流出口２９ａ側へ向かう方向に、内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで直線的に延びている。
【００３６】
図４（Ａ）は、油圧利用シール２９内部の油通過領域３１を潤滑油が流れていない状態を示している。一方、図５は、図４（Ａ）の構成において油通過領域３１に潤滑油を流した状態を示している。
図５に示すように潤滑油が油通過領域３１を通過する時に、潤滑油の圧力（例えば、３００〜５００ｋＰａ）が油圧利用シール２９に作用する。これにより、油通過領域３１内の油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられることで、外部に対する油通過領域３１の密閉が維持される。本実施形態では、図５のように、油通過領域３１内の油圧（例えば、３００〜５００ｋＰａ）により油圧利用シール２９は弾性変形し、これにより、拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられる。図５における油圧利用シール２９と油流入口形成面３３との接触面積は、図４（Ａ）の状態よりも増えている。
【００３７】
油圧利用シール２９により、油通過領域３１内の油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられることで、外部に対する油通過領域３１の密閉（シール）が維持されるので、内側先端２９ｃを油流入口形成面３３に接触させるための微小力を、油圧利用シール２９から油流入口形成面３３に作用させるだけで、油圧によりシールがなされる。従って、油流入口形成面３３にほとんど外力を作用させずに、油流出口２９ａと油流入口３との接続箇所をシールすることができる。
また、油通過領域３１内の油圧により油圧利用シール２９を弾性変形させることで、拡大部２９ｅを、油流入口形成面３３に密着させるように油流入口形成面３３に押し付けることができる。これにより、油流出口２９ａと油流入口３との接続箇所をより確実にシールすることができる。
さらに、拡大部２９ｅの縦断面形状が、油流入口形成面３３から外側部２９ｄまで、中心軸Ｃから傾いた方向であって油流入口３側へ向かう方向へ延びているので、油圧利用シール２９に油圧が作用すると、油圧利用シール２９が弾性変形して油圧利用シール２９（即ち、内側先端２９ｃと拡大部２９ｅ）と油流入口形成面３３との接触面積が増加する。従って、一層確実にシールがなされる。
【００３８】
［回転機械の試験］
回転機械２０（この例では過給機）の試験は、この例では、回転体のアンバランス試験であり、次のように行われる。
コンプレッサハウジング（図示せず）が取り外された過給機２０の振動計測用タービンハウジング１５をボルト３５などで振動計測用の支持体３２に取り付ける。その後、エンジンの排ガスと同じ程度の圧力を有する圧縮ガスを、タービンハウジング１５に形成された流路（図示せず）を通して、タービン翼９に供給することで、タービン翼９、コンプレッサ翼１１および回転軸１３からなる回転体を回転駆動する。回転体が所定の回転速度に達したら、軸受ハウジング１７に取り付けられた加速度ピックアップ３７で回転体の振動（即ち、加速度）を計測しつつ、回転角検出器３９により回転体の回転角を計測する。これにより、例えば、演算器４１が、所定の回転速度において、どの回転角でどの程度の振動（加速度）が生じているかを計測する。なお、この計測データに基づいてアンバランス量を求める。
【００３９】
上述の振動計測時において、移動機構２３ｂにより、給油部２３ａが前記接続位置に位置させられることで、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃが油流入口形成面３３に接触させられている。油流入口形成面３３は、この例では、軸受ハウジング１７の外表面である。潤滑油が、例えば３００〜５００ｋＰａ程度の圧力で、給油部２３ａの油流出口２９ａから油流入口３へ流入する。油流入口３へ流入した潤滑油は、軸受ハウジング１７の内部に形成された潤滑油路４２を通って軸受５に供給される。軸受５に供給された潤滑油は、その後、排油口７から第１の油戻り経路２７ａへ排出される。従って、潤滑油は、ポンプ２１ｂ、２７ａにより、タンク２１、給油ユニット２３の給油部２３ａ、回転機械２０、第１の油戻り経路２７ａの順で循環する。
【００４０】
また、上述の振動計測時において、移動機構２３ｂにより、給油部２３ａを、油流入口３に接続する時に、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃが油流入口形成面３３に作用させる接触圧をできる限り小さくすることが好ましい。なぜなら、油流入口形成面３３に作用する接触圧（外力）は、振動計測に悪影響を与え、高精度な振動計測の障害となる。そこで、上述の接触圧が所定の微小値になるように、油圧利用シール２９を用いて油流出口２９ａと油流入口３を接続する。例えば、前記接触圧を検知する圧力センサと、この圧力センサが検知した前記接触圧に基づいて、前記接触圧が所定の微小値となるように移動機構２３ｂの移動を制御する制御部とを設けてよい。この場合、圧力センサは、例えば、前記接触圧（即ち、その反作用力）が作用するように可動部２３ｅに組み込まれた圧電素子であってよい。
【００４１】
なお、軸受５に供給された潤滑油は、軸受ハウジング１７の内部に形成された排油路（図示せず）を通って、軸受ハウジング１７の外面に設けられた排油口７から管２７ａへ流れる。排油口７と管２７ａとの接続箇所には、例えば図３に示すシール４７が設けられる。排油口７における潤滑油の圧力は小さいので、シール４７を軸受ハウジング１７の外面に微小力で接触させるだけで、排油が外部に漏れなくなる。従って、排油口７と管２７ａとの接続には、上述の油圧利用シール２９を用いなくてもよい。
【００４２】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４３】
［他の実施形態］
例えば、油圧利用シール２９の形状は、図４（Ａ）に示す以外に、図６に示す形状であってもよい。図６の油圧利用シール２９は、以下で説明する以外の点は、図４の油圧利用シール２９と同じである。
【００４４】
図４（Ａ）では、油圧利用シール２９も用いて油流出口２９ａと油流入口３とを接続した接続状態において、油圧利用シール２９に油圧が作用していない時には、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃは油流入口形成面３３に面で接触している。
図６の場合には、前記接続状態において、油圧利用シール２９に油圧が作用していない時には、図６（Ａ）に示すように、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃは油流入口形成面３３に（円を描く）線で接触している。なお、図６では、図４（Ｂ）の場合と同様に、内側先端２９ｃは油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、横断面形状が環状である。図６の場合、油圧利用シール２９は、油圧が作用すると、図６（Ｂ）のように弾性変形することで、油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられる。
【００４５】
また、油圧利用シール２９の形状は、図７に示す形状であってもよい。図７の油圧利用シール２９は、以下で説明する以外の点は、図４の油圧利用シール２９と同じである。
図４（Ａ）では、油圧利用シール２９に油圧を含めた外力が作用していない状態で、拡大部２９ｅの縦断面形状は内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで直線的に延びている。
図７の場合には、油圧利用シール２９に油圧を含めた外力が作用していない状態で、図７（Ａ）のように、拡大部２９ｅの縦断面形状が内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで曲線状に延びている。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の構成において油圧利用シール２９に油圧が作用している状態を示す。なお、図７では、図４（Ｂ）の場合と同様に、内側先端２９ｃは油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、横断面形状が環状である。
【００４６】
また、油圧利用シール２９の形状は、図８に示す形状であってもよい。図８の油圧利用シール２９は、以下で説明する以外の点は、図４の油圧利用シール２９と同じである。
図８の場合には、油圧利用シール２９に油圧を含めた外力が作用していない状態で、図８（Ａ）のように、拡大部２９ｅの縦断面形状は、中心軸Ｃと直交する方向に、内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで延びている。図８（Ａ）において、拡大部２９ｅの全体が、油流入口形成面３３に接触している。また、図８の場合、好ましくは、外側部２９ｄは、弾性変形しない、または、弾性変形しにくく剛性が高い材料（例えば金属）で形成され、内側先端２９ｃと拡大部２９ｅは、弾性変形しやすい材料（例えばゴム）で形成される。この構成で、油圧により、拡大部２９ｅの全体が油流入口形成面３３に押し付けられて油流入口形成面３３に接触する（図８（Ｂ）の状態）。図８の場合にも、油圧により拡大部２９ｅは弾性変形するが、この弾性変形量は、図４の場合と比較して小さい。また、図８の場合には、油圧利用シール２９に油圧が作用しても、油圧利用シール２９と油流入口形成面３３との接触面積は、油圧利用シール２９に油圧が作用していない図８（Ａ）の状態と同じであってよい。内側先端２９ｃと拡大部２９ｅは、一体成形され、接着剤などにより拡大部２９ｅが外側部２９ｄに水密に結合される。なお、図８では、図４（Ｂ）の場合と同様に、内側先端２９ｃは油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、横断面形状が環状である。
【００４７】
また、本発明によると、上述の回転機械２０は過給機以外の回転機械（例えば、ターボ圧縮機やガスタービン）であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３ 油流入口、５ 軸受、７ 排油口、９ タービン翼、
１０ 潤滑油供給装置、１１ コンプレッサ翼、１３ 回転軸、
１５ タービンハウジング、１７ 軸受ハウジング、２０ 回転機械（過給機）、
２１ タンク、２１ａ ヒータ、２１ｂ ポンプ、２３ 給油ユニット、
２３ａ 給油部、２３ｂ 移動機構、２３ｃ ３方弁、２３ｄ 操作部、
２３ｅ 可動部、２５ 給油経路、２７ａ 第１の油戻り経路、
２７ｂ 第２の油戻り経路、２９ 油圧利用シール、２９ａ 油流出口、
２９ｂ 油流出口形成面、２９ｃ 内側先端、２９ｄ 外側部、
２９ｅ 拡大部、３１ 油通過領域、３２ 支持体、３３ 油流入口形成面、
３５ ボルト、３７ 加速度ピックアップ、３９ 回転角検出器、４１ 演算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験対象の回転機械の軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械は、回転する回転体を有し、その回転の状態を検査するために、試験的に回転体を回転させる。この時、回転体を支持する軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置が設けられる。前記検査では、例えば、回転体が回転している時に、回転により生じる振動を計測し、計測結果から回転体のアンバランスデータを求める（例えば下記特許文献１）。
【０００３】
図１は、従来の潤滑油供給装置を示す。潤滑油供給装置は、タンク５1、ポンプ５２、給油経路５３、給油ユニット５４、油戻り経路５５、ヒータ５６などを備える。
タンク５１には、潤滑油が蓄積される。また、ポンプ５２は、タンク５１内の潤滑油を給油経路５３（給油配管）に送り出す。給油経路５３は、タンク５１からの潤滑油を給油ユニット５４まで流す。給油ユニット５４は、給油経路５３からの潤滑油を回転機械５８の油流入口５８ａに供給する。油戻り経路５５（油戻り配管）は、回転機械５８の排油口５８ｂから排出された潤滑油をタンクへ戻す。ヒータ５６は、タンク５１内の潤滑油を加熱する。なお、ポンプ５７は、油戻り経路５５の潤滑油をタンク５１へ送る。
【０００４】
給油ユニット５４は、図示しない昇降機構により昇降され、図２に示す下降位置にて、回転機械５８の油流入口５８ａと接続する。給油ユニット５４は、図１に示す上昇位置から図２に示す下降位置へ下降させられて、油流入口５８ａを形成する面に押し付けられる。これにより、図２のように、可動部５４ａがバネ５４ｂに抗して下昇することで、給油路５４ｃが開口し、給油路５４ｃから油流入口５８ａへ潤滑油が流れる。
【０００５】
給油ユニット５４を通して、回転機械５８に潤滑油を供給する場合には、給油ユニット５４は上述の下降位置にあり、図１において、供給元弁５９と戻り弁６１を開きバイパス弁６３を閉じるので、潤滑油は、タンク５１、給油経路５３、給油ユニット５４、回転機械５８、油戻り経路５５、タンク５１の順に流れて循環する。
【０００６】
一方、検査対象の回転機械５８を交換する場合には、給油ユニット５４を上述の上昇位置にするとともに、供給元弁５９と戻り弁６１を閉じバイパス弁６３を開くので、潤滑油は、タンク５１、バイパス経路６４、タンク５１の順に流れて循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０３９９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、回転機械５８を交換し、再び、回転機械５８に潤滑油を供給する際に、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するまでに時間が掛かってしまう。回転機械５８を交換するために、供給元弁５９と戻り弁６１を閉じバイパス弁６３を開くと、供給元弁５９から給油ユニット５４までの給油経路５３部分と、回転機械５８の排油口５８ｂとの接続位置から戻り弁６１までの戻り経路５５部分とには、潤滑油が残った状態となる。このように残った潤滑油は、回転機械５８を交換している間に冷めてしまう。しかも、供給元弁５９、戻り弁６１、およびバイパス弁６３は、タンク５１に近接して設けられるので、給油経路５３と戻り経路５５において、潤滑油が、広範囲にわたって上述のように残ることになる。従って、回転機械５８の交換後、回転機械５８への潤滑油供給を再開する際に、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するまでに時間が掛かってしまう。特に、潤滑油供給の再開時に、供給元弁５９から給油ユニット５４までの給油経路５３部分に残っている低温潤滑油が、回転機械５８に流入するため、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するまでに時間が掛かってしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、回転機械の交換後、回転機械への潤滑油供給を再開する際に、潤滑油の温度が適切な温度に上昇するのに要する時間を短縮できる潤滑油供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明によると、回転機械の軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置であって、
前記回転機械には、潤滑油が供給される油流入口と、前記軸受に供給された潤滑油が排出される排油口とが設けられており、
潤滑油が蓄積されるタンクと、
前記油流入口に近接して配置され、タンクからの潤滑油を前記油流入口に供給する給油ユニットと、
前記タンクから前記給油ユニットへ潤滑油を流す給油経路と、
前記排油口からタンクへ潤滑油を流す第１の油戻り経路と、
回転機械を回避するように前記給油ユニットからタンクへ潤滑油を流す第２の油戻り経路と、を備え、
前記給油ユニットは、タンクからの潤滑油を前記油流入口へ流す油供給状態と、タンクからの潤滑油を、前記油流入口に供給せずに第２の油戻り経路へ流すバイパス状態とに切換可能であり、
前記給油ユニットが前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク、給油経路、給油ユニット、第２の油戻り経路の順で循環するようになっている、ことを特徴とする潤滑油供給装置が提供される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によると、前記給油ユニットは、
油流入口に接続されタンクからの潤滑油を油流入口へ供給する給油部と、
前記給油部を、油流入口に接続する位置と、油流入口から離間する位置との間で移動させる移動機構と、を有する。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記給油ユニットは、３方弁を有し、該３方弁により、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられ、
３方弁は、前記給油部と共に、前記移動機構により移動させられる可動部に設置されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によると、前記給油ユニットが前記バイパス状態にある時に、循環している潤滑油を加熱する加熱装置を備える。
【００１４】
好ましくは、給油ユニットの給油部には、油流出口形成面と油圧利用シールが設けられ、該油流出口形成面には、タンクからの潤滑油が流れ出る油流出口が形成され、油圧利用シールは、前記油流入口が形成された油流入口形成面と前記油流出口形成面との間に位置し、
この油圧利用シールは、油流出口から油流入口までの流体通過領域を囲むように、前記油流出口形成面に取り付けられ、
さらに、前記油圧利用シールは、前記油流入口形成面に接して前記油流入口を囲む内側先端と、油流入口中心から油流入口外周縁へ向かう方向に前記内側先端から離れて位置し前記流体通過領域を囲む外側部と、前記内側先端から前記外側部まで延び流体通過領域を囲む拡大部と、を有し、
前記流体通過領域内の油圧により前記拡大部が油流入口形成面に押し付けられることで、外部に対する流体通過領域の密閉が維持される。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明によると、給油ユニットが前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク、給油経路、回転機械に近接する給油ユニット、油戻り経路の順で循環するので、循環しない潤滑油の量が大幅に低減される。従って、回転機械の交換後、回転機械への潤滑油供給を再開する際に、循環しないで冷めた潤滑油が回転機械に流入する時間を大幅に短縮することができる。本発明の実施形態による他の効果は、以下の説明で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の潤滑油供給装置の構成例を示す。
【図２】図１の給油ユニットが給油している状態を示す。
【図３】本発明の実施形態による潤滑油供給装置の構成を示す。
【図４】（Ａ）は、図３における油圧利用シール付近の部分拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図５は、図４（Ａ）の構成において油通過領域に潤滑油を流した状態を示している。
【図６】油圧利用シールの別の構成例を示す。
【図７】油圧利用シールの別の構成例を示す。
【図８】油圧利用シールの別の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１８】
[潤滑油供給装置]
図３は、本発明の実施形態による潤滑油供給装置１０の構成図である。潤滑油供給装置１０は、試験対象の回転機械２０の軸受５に潤滑油を供給する装置である。
【００１９】
回転機械２０には、潤滑油が供給される油流入口３と、軸受５に供給された潤滑油が排出される排油口７とが設けられる。図３の例では、回転機械２０は、過給機である。過給機２０は、車両や船舶などに搭載されるエンジンの排ガスエネルギーを利用して、エンジンに圧縮空気を供給する装置である。過給機２０は、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼９と、タービン翼９と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼１１と、一端部にタービン翼９が結合され他端部にコンプレッサ翼１１が結合される回転軸１３とを有する。また、過給機２０は、タービン翼９を内部に収容するタービンハウジング１５と、コンプレッサ翼１１を内部に収容するコンプレッサハウジング（図示せず）と、回転軸１３を支持する軸受５が内部に組み込まれる軸受ハウジング１７と、を備える。タービン翼９、コンプレッサ翼１１および回転軸１３は、振動計測対象回転機械２０の回転体を構成する。タービンハウジング１５、コンプレッサハウジングおよび軸受ハウジング１７は、静止側部である。
【００２０】
潤滑油供給装置１０は、タンク２１、給油ユニット２３、給油経路２５、第１および第２の油戻り経路２７ａ，２７ｂ、加熱装置２８などを備える。
【００２１】
タンク２１には、潤滑油が蓄積される。タンク２１には、ポンプ２１ａが設けられる。ポンプ２１ａは、タンク２１内の潤滑油を給油経路２５へ送出する。
【００２２】
給油ユニット２３は、油流入口３に近接して配置され、給油経路２５を通してタンク２１から送られてくる潤滑油を油流入口３に供給する。給油ユニット２３は、油供給状態とバイパス状態とに切換可能であり、油供給状態では、タンク２１からの潤滑油を油流入口３へ流し、バイパス状態では、タンク２１からの潤滑油を、油流入口３に供給せずに第２の油戻り経路２７ｂへ流す。
【００２３】
給油経路２５は、タンク２１と給油ユニット２３を接続する管であり、タンク２１から給油ユニット２３へ潤滑油を流す。当該管２５は、給油ユニット２３が後述のように移動する時に、給油ユニット２３の移動に追従できるように、たるんでおり、かつ変形可能であるのがよい。
【００２４】
第１の油戻り経路２７ａは、回転機械２０の排油口７とタンク２１とを接続する管であり、排油口７からタンク２１へ潤滑油を流す。第２の油戻り経路２７ｂは、給油ユニット２３（３方弁２３ｃ）とタンク２１を接続する管であり、回転機械２０を回避するように給油ユニット２３からタンク２１へ潤滑油を流す管である。図３の例では、第１および第２の油戻り経路２７ａは、排油口７に近接する位置で合流し、当該位置からタンク２１までの経路・管を共有している。
なお、油戻り経路２７ａ，２７ｂ内の潤滑油をタンク２１に送るためのポンプ２７ｃが、油戻り経路２７ａまたは２７ｂ（図３では、経路２７ａ，２７ｂの共有部分）に設けられてよい。
【００２５】
加熱装置２８は、給油ユニット２３が前記油供給状態または前記バイパス状態にある時に、循環している潤滑油を加熱して、当該潤滑油の温度を所望の範囲にする。図３の例では、加熱装置２８は、タンク２１に設けられているが、他の箇所に設けられてもよい。
【００２６】
本実施形態によると、給油ユニット２３が前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、回転機械２０を経由せずに、タンク２１、給油経路２５、給油ユニット２３、第２の油戻り経路２７ｂの順で循環し、給油ユニット２３が前記油供給状態にある場合、潤滑油が、タンク２１、給油経路２５、給油ユニット２３、回転機械２０、第１の油戻り経路２７ａの順で循環するようになっている。
【００２７】
給油ユニット２３について、より詳しく説明する。
【００２８】
給油ユニット２３は、給油部２３ａ、移動機構２３ｂ、および３方弁２３ｃを備える。
給油部２３ａは、回転機械２０の油流入口３に接続されタンク２１からの油を油流入口３へ供給する。給油部２３ａ内に、潤滑油の温度を検出する温度センサ（熱電対）を設けてよく、これにより、回転機械２０の交換後、当該温度センサによる検出温度が所望の範囲になったことを確認できる。
移動機構２３ｂは、給油部２３ａを、接続位置と非接続位置との間で移動させる。移動機械が給油部２３ａを接続位置に移動させることで、給油部２３ａは油流入口３に接続させられる。一方、移動機構２３ｂが給油部２３ａを非接続位置に移動させることで、給油部２３ａは油流入口３から離間させられる。移動機構２３ｂは、例えば、給油部２３ａを接続位置と非接続位置との間で昇降させる油圧式または空圧式のシリンダ装置であってよいが、給油部２３ａを接続位置と非接続位置との間で移動させることができれば他の適切な機構であってもよい。
３方弁２３ｃにより、給油ユニット２３が、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられる。すなわち、３方向弁は、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられ、油供給状態では、タンク２１からの潤滑油を、給油部２３ａと油流入口３へ流し、バイパス状態では、タンク２１からの潤滑油を、油流入口３に供給せずに第２の油戻り経路２７ｂへ流す。切り換えは、作業員が所定の操作部２３ｄを操作することで行われてよい。例えば、作業員が操作部２３ｄを操作することで、３方弁２３ｃを前記油供給状態または前記バイパス状態に切り換えるための制御信号が３方弁２３ｃへ出力され、制御信号に従って、３方弁２３ｃが、前記油供給状態または前記バイパス状態に切り換わる。３方弁２３ｃは、給油部２３ａと共に、移動機構２３ｂにより移動させられる可動部２３ｅに設置されている。
【００２９】
上述した潤滑油供給装置１０によると、給油ユニット２３が前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク２１、給油経路２５、回転機械２０に近接する給油ユニット２３、第２の油戻り経路２７ｂの順で循環するので、循環しない潤滑油の量が、大幅に低減され、または、ほとんど無くすことができる。例えば、循環しない潤滑油の量を、給油部２３ａに残留する潤滑油の量程度にすることができる。従って、回転機械２０の交換後、回転機械２０への潤滑油供給を再開する際に、循環しないで冷めた潤滑油の回転機械２０に流入する時間を大幅に短縮することができる。その結果、回転機械２０への潤滑油供給を再開する際に、速やかに、適切な温度の潤滑油を回転機械２０流入させることができる。
【００３０】
［油圧利用シール］
給油部２３ａは、油圧利用シール２９を有する。図４（Ａ）は、図３における油圧利用シール２９付近の部分拡大図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【００３１】
油圧利用シール２９は、潤滑油が流れ出る油流出口２９ａと、この油流出口２９ａからの潤滑油を流入させる油流入口３との接続部分を、潤滑油の圧力（油圧）を利用してシールするものである。油圧利用シール２９は、油流出口形成面２９ｂに取り付けられる。油流出口形成面２９ｂは、給油部２３ａに設けられ、タンク２１からの潤滑油が流れ出る油流出口２９ａが形成される面である。例えば、給油部２３ａは、内部に潤滑油が流れる円筒形状を有し、当該円筒の先端にフランジ２４が設けられ、フランジ２４の先端面が油流出口形成面２９ｂとなっていてよい。移動機構２３ｂにより給油部２３ａが前記接続位置に移動させられた状態で、油圧利用シール２９の先端２９ｃが，油流入口３が形成された油流入口形成面３３に接触し、油流出口２９ａから油流入口３までの油通過領域３１を囲む。
【００３２】
油圧利用シール２９は、内側先端２９ｃ、外側部２９ｄ、および拡大部２９ｅを有する。内側先端２９ｃは、油流入口形成面３３に接して油流入口３を囲む。外側部２９ｄは、油流入口３中心から油流入口３外周縁へ向かう方向に内側先端２９ｃから離れて位置し油通過領域３１を囲む。拡大部２９ｅは、内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで延び油通過領域３１を囲む。
【００３３】
上述の構成で、給油部２３ａが接続位置にある時に、油通過領域３１内の油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられることで、外部に対する油通過領域３１の密閉が維持される。
【００３４】
油圧利用シール２９について、より詳細に説明する。
【００３５】
この例では、内側先端２９ｃは、油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、中心軸Ｃと直交する平面による断面の形状（以下、横断面形状という）が環状である（図４（Ｂ）を参照）。また、この例では、内側先端２９ｃは平らな接触面であり、外側部２９ｄの形状は円筒である。この例では、図４（Ａ）に示すように、拡大部２９ｅは、中心軸Ｃを含む平面による断面の形状（以下、縦断面形状という）が、中心軸Ｃから外側に傾いた方向であって油流出口２９ａ側へ向かう方向に、内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで直線的に延びている。
【００３６】
図４（Ａ）は、油圧利用シール２９内部の油通過領域３１を潤滑油が流れていない状態を示している。一方、図５は、図４（Ａ）の構成において油通過領域３１に潤滑油を流した状態を示している。
図５に示すように潤滑油が油通過領域３１を通過する時に、潤滑油の圧力（例えば、３００〜５００ｋＰａ）が油圧利用シール２９に作用する。これにより、油通過領域３１内の油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられることで、外部に対する油通過領域３１の密閉が維持される。本実施形態では、図５のように、油通過領域３１内の油圧（例えば、３００〜５００ｋＰａ）により油圧利用シール２９は弾性変形し、これにより、拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられる。図５における油圧利用シール２９と油流入口形成面３３との接触面積は、図４（Ａ）の状態よりも増えている。
【００３７】
油圧利用シール２９により、油通過領域３１内の油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられることで、外部に対する油通過領域３１の密閉（シール）が維持されるので、内側先端２９ｃを油流入口形成面３３に接触させるための微小力を、油圧利用シール２９から油流入口形成面３３に作用させるだけで、油圧によりシールがなされる。従って、油流入口形成面３３にほとんど外力を作用させずに、油流出口２９ａと油流入口３との接続箇所をシールすることができる。
また、油通過領域３１内の油圧により油圧利用シール２９を弾性変形させることで、拡大部２９ｅを、油流入口形成面３３に密着させるように油流入口形成面３３に押し付けることができる。これにより、油流出口２９ａと油流入口３との接続箇所をより確実にシールすることができる。
さらに、拡大部２９ｅの縦断面形状が、油流入口形成面３３から外側部２９ｄまで、中心軸Ｃから傾いた方向であって油流入口３側へ向かう方向へ延びているので、油圧利用シール２９に油圧が作用すると、油圧利用シール２９が弾性変形して油圧利用シール２９（即ち、内側先端２９ｃと拡大部２９ｅ）と油流入口形成面３３との接触面積が増加する。従って、一層確実にシールがなされる。
【００３８】
［回転機械の試験］
回転機械２０（この例では過給機）の試験は、この例では、回転体のアンバランス試験であり、次のように行われる。
コンプレッサハウジング（図示せず）が取り外された過給機２０の振動計測用タービンハウジング１５をボルト３５などで振動計測用の支持体３２に取り付ける。その後、エンジンの排ガスと同じ程度の圧力を有する圧縮ガスを、タービンハウジング１５に形成された流路（図示せず）を通して、タービン翼９に供給することで、タービン翼９、コンプレッサ翼１１および回転軸１３からなる回転体を回転駆動する。回転体が所定の回転速度に達したら、軸受ハウジング１７に取り付けられた加速度ピックアップ３７で回転体の振動（即ち、加速度）を計測しつつ、回転角検出器３９により回転体の回転角を計測する。これにより、例えば、演算器４１が、所定の回転速度において、どの回転角でどの程度の振動（加速度）が生じているかを計測する。なお、この計測データに基づいてアンバランス量を求める。
【００３９】
上述の振動計測時において、移動機構２３ｂにより、給油部２３ａが前記接続位置に位置させられることで、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃが油流入口形成面３３に接触させられている。油流入口形成面３３は、この例では、軸受ハウジング１７の外表面である。潤滑油が、例えば３００〜５００ｋＰａ程度の圧力で、給油部２３ａの油流出口２９ａから油流入口３へ流入する。油流入口３へ流入した潤滑油は、軸受ハウジング１７の内部に形成された潤滑油路４２を通って軸受５に供給される。軸受５に供給された潤滑油は、その後、排油口７から第１の油戻り経路２７ａへ排出される。従って、潤滑油は、ポンプ２１ｂ、２７ａにより、タンク２１、給油ユニット２３の給油部２３ａ、回転機械２０、第１の油戻り経路２７ａの順で循環する。
【００４０】
また、上述の振動計測時において、移動機構２３ｂにより、給油部２３ａを、油流入口３に接続する時に、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃが油流入口形成面３３に作用させる接触圧をできる限り小さくすることが好ましい。なぜなら、油流入口形成面３３に作用する接触圧（外力）は、振動計測に悪影響を与え、高精度な振動計測の障害となる。そこで、上述の接触圧が所定の微小値になるように、油圧利用シール２９を用いて油流出口２９ａと油流入口３を接続する。例えば、前記接触圧を検知する圧力センサと、この圧力センサが検知した前記接触圧に基づいて、前記接触圧が所定の微小値となるように移動機構２３ｂの移動を制御する制御部とを設けてよい。この場合、圧力センサは、例えば、前記接触圧（即ち、その反作用力）が作用するように可動部２３ｅに組み込まれた圧電素子であってよい。
【００４１】
なお、軸受５に供給された潤滑油は、軸受ハウジング１７の内部に形成された排油路（図示せず）を通って、軸受ハウジング１７の外面に設けられた排油口７から管２７ａへ流れる。排油口７と管２７ａとの接続箇所には、例えば図３に示すシール４７が設けられる。排油口７における潤滑油の圧力は小さいので、シール４７を軸受ハウジング１７の外面に微小力で接触させるだけで、排油が外部に漏れなくなる。従って、排油口７と管２７ａとの接続には、上述の油圧利用シール２９を用いなくてもよい。
【００４２】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４３】
［他の実施形態］
例えば、油圧利用シール２９の形状は、図４（Ａ）に示す以外に、図６に示す形状であってもよい。図６の油圧利用シール２９は、以下で説明する以外の点は、図４の油圧利用シール２９と同じである。
【００４４】
図４（Ａ）では、油圧利用シール２９も用いて油流出口２９ａと油流入口３とを接続した接続状態において、油圧利用シール２９に油圧が作用していない時には、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃは油流入口形成面３３に面で接触している。
図６の場合には、前記接続状態において、油圧利用シール２９に油圧が作用していない時には、図６（Ａ）に示すように、油圧利用シール２９の内側先端２９ｃは油流入口形成面３３に（円を描く）線で接触している。なお、図６では、図４（Ｂ）の場合と同様に、内側先端２９ｃは油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、横断面形状が環状である。図６の場合、油圧利用シール２９は、油圧が作用すると、図６（Ｂ）のように弾性変形することで、油圧により拡大部２９ｅが油流入口形成面３３に押し付けられる。
【００４５】
また、油圧利用シール２９の形状は、図７に示す形状であってもよい。図７の油圧利用シール２９は、以下で説明する以外の点は、図４の油圧利用シール２９と同じである。
図４（Ａ）では、油圧利用シール２９に油圧を含めた外力が作用していない状態で、拡大部２９ｅの縦断面形状は内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで直線的に延びている。
図７の場合には、油圧利用シール２９に油圧を含めた外力が作用していない状態で、図７（Ａ）のように、拡大部２９ｅの縦断面形状が内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで曲線状に延びている。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の構成において油圧利用シール２９に油圧が作用している状態を示す。なお、図７では、図４（Ｂ）の場合と同様に、内側先端２９ｃは油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、横断面形状が環状である。
【００４６】
また、油圧利用シール２９の形状は、図８に示す形状であってもよい。図８の油圧利用シール２９は、以下で説明する以外の点は、図４の油圧利用シール２９と同じである。
図８の場合には、油圧利用シール２９に油圧を含めた外力が作用していない状態で、図８（Ａ）のように、拡大部２９ｅの縦断面形状は、中心軸Ｃと直交する方向に、内側先端２９ｃから外側部２９ｄまで延びている。図８（Ａ）において、拡大部２９ｅの全体が、油流入口形成面３３に接触している。また、図８の場合、好ましくは、外側部２９ｄは、弾性変形しない、または、弾性変形しにくく剛性が高い材料（例えば金属）で形成され、内側先端２９ｃと拡大部２９ｅは、弾性変形しやすい材料（例えばゴム）で形成される。この構成で、油圧により、拡大部２９ｅの全体が油流入口形成面３３に押し付けられて油流入口形成面３３に接触する（図８（Ｂ）の状態）。図８の場合にも、油圧により拡大部２９ｅは弾性変形するが、この弾性変形量は、図４の場合と比較して小さい。また、図８の場合には、油圧利用シール２９に油圧が作用しても、油圧利用シール２９と油流入口形成面３３との接触面積は、油圧利用シール２９に油圧が作用していない図８（Ａ）の状態と同じであってよい。内側先端２９ｃと拡大部２９ｅは、一体成形され、接着剤などにより拡大部２９ｅが外側部２９ｄに水密に結合される。なお、図８では、図４（Ｂ）の場合と同様に、内側先端２９ｃは油圧利用シール２９の中心軸Ｃ方向から見た形状が環状であり、外側部２９ｄおよび拡大部２９ｅの各々は、横断面形状が環状である。
【００４７】
また、本発明によると、上述の回転機械２０は過給機以外の回転機械（例えば、ターボ圧縮機やガスタービン）であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３ 油流入口、５ 軸受、７ 排油口、９ タービン翼、
１０ 潤滑油供給装置、１１ コンプレッサ翼、１３ 回転軸、
１５ タービンハウジング、１７ 軸受ハウジング、２０ 回転機械（過給機）、
２１ タンク、２１ａ ヒータ、２１ｂ ポンプ、２３ 給油ユニット、
２３ａ 給油部、２３ｂ 移動機構、２３ｃ ３方弁、２３ｄ 操作部、
２３ｅ 可動部、２５ 給油経路、２７ａ 第１の油戻り経路、
２７ｂ 第２の油戻り経路、２９ 油圧利用シール、２９ａ 油流出口、
２９ｂ 油流出口形成面、２９ｃ 内側先端、２９ｄ 外側部、
２９ｅ 拡大部、３１ 油通過領域、３２ 支持体、３３ 油流入口形成面、
３５ ボルト、３７ 加速度ピックアップ、３９ 回転角検出器、４１ 演算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械の軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置であって、
前記回転機械には、潤滑油が供給される油流入口と、前記軸受に供給された潤滑油が排出される排油口とが設けられており、
潤滑油が蓄積されるタンクと、
前記油流入口に近接して配置され、タンクからの潤滑油を前記油流入口に供給する給油ユニットと、
前記タンクから前記給油ユニットへ潤滑油を流す給油経路と、
前記排油口からタンクへ潤滑油を流す第１の油戻り経路と、
回転機械を回避するように前記給油ユニットからタンクへ潤滑油を流す第２の油戻り経路と、を備え、
前記給油ユニットは、タンクからの潤滑油を前記油流入口へ流す油供給状態と、タンクからの潤滑油を、前記油流入口に供給せずに第２の油戻り経路へ流すバイパス状態とに切換可能であり、
前記給油ユニットが前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク、給油経路、給油ユニット、第２の油戻り経路の順で循環するようになっている、ことを特徴とする潤滑油供給装置。
【請求項２】
前記給油ユニットは、
油流入口に接続されタンクからの潤滑油を油流入口へ供給する給油部と、
前記給油部を、油流入口に接続する位置と、油流入口から離間する位置との間で移動させる移動機構と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置。
【請求項３】
前記給油ユニットは、３方弁を有し、該３方弁により、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられ、
３方弁は、前記給油部と共に、前記移動機構により移動させられる可動部に設置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の潤滑油供給装置。
【請求項４】
前記給油ユニットが前記バイパス状態にある時に、循環している潤滑油を加熱する加熱装置を備える、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の潤滑油供給装置。
【請求項５】
給油ユニットの給油部には、油流出口形成面と油圧利用シールが設けられ、該油流出口形成面には、タンクからの潤滑油が流れ出る油流出口が形成され、油圧利用シールは、前記油流入口が形成された油流入口形成面と前記油流出口形成面との間に位置し、
この油圧利用シールは、油流出口から油流入口までの流体通過領域を囲むように、前記油流出口形成面に取り付けられ、
さらに、前記油圧利用シールは、前記油流入口形成面に接して前記油流入口を囲む内側先端と、油流入口中心から油流入口外周縁へ向かう方向に前記内側先端から離れて位置し前記流体通過領域を囲む外側部と、前記内側先端から前記外側部まで延び流体通過領域を囲む拡大部と、を有し、
前記流体通過領域内の油圧により前記拡大部が油流入口形成面に押し付けられることで、外部に対する流体通過領域の密閉が維持される、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置。
【請求項１】
回転機械の軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置であって、
前記回転機械には、潤滑油が供給される油流入口と、前記軸受に供給された潤滑油が排出される排油口とが設けられており、
潤滑油が蓄積されるタンクと、
前記油流入口に近接して配置され、タンクからの潤滑油を前記油流入口に供給する給油ユニットと、
前記タンクから前記給油ユニットへ潤滑油を流す給油経路と、
前記排油口からタンクへ潤滑油を流す第１の油戻り経路と、
回転機械を回避するように前記給油ユニットからタンクへ潤滑油を流す第２の油戻り経路と、を備え、
前記給油ユニットは、タンクからの潤滑油を前記油流入口へ流す油供給状態と、タンクからの潤滑油を、前記油流入口に供給せずに第２の油戻り経路へ流すバイパス状態とに切換可能であり、
前記給油ユニットが前記バイパス状態にある場合、潤滑油が、タンク、給油経路、給油ユニット、第２の油戻り経路の順で循環するようになっている、ことを特徴とする潤滑油供給装置。
【請求項２】
前記給油ユニットは、
油流入口に接続されタンクからの潤滑油を油流入口へ供給する給油部と、
前記給油部を、油流入口に接続する位置と、油流入口から離間する位置との間で移動させる移動機構と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置。
【請求項３】
前記給油ユニットは、３方弁を有し、該３方弁により、前記油供給状態と前記バイパス状態との間で切り換えられ、
３方弁は、前記給油部と共に、前記移動機構により移動させられる可動部に設置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の潤滑油供給装置。
【請求項４】
前記給油ユニットが前記バイパス状態にある時に、循環している潤滑油を加熱する加熱装置を備える、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の潤滑油供給装置。
【請求項５】
給油ユニットの給油部には、油流出口形成面と油圧利用シールが設けられ、該油流出口形成面には、タンクからの潤滑油が流れ出る油流出口が形成され、油圧利用シールは、前記油流入口が形成された油流入口形成面と前記油流出口形成面との間に位置し、
この油圧利用シールは、油流出口から油流入口までの流体通過領域を囲むように、前記油流出口形成面に取り付けられ、
さらに、前記油圧利用シールは、前記油流入口形成面に接して前記油流入口を囲む内側先端と、油流入口中心から油流入口外周縁へ向かう方向に前記内側先端から離れて位置し前記流体通過領域を囲む外側部と、前記内側先端から前記外側部まで延び流体通過領域を囲む拡大部と、を有し、
前記流体通過領域内の油圧により前記拡大部が油流入口形成面に押し付けられることで、外部に対する流体通過領域の密閉が維持される、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５８５１１（Ｐ２０１１−５８５１１Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０５７６８（Ｐ２００９−２０５７６８）
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]