JPH03121306A - ティルティングパッド形動圧気体軸受 - Google Patents
ティルティングパッド形動圧気体軸受Info
- Publication number
- JPH03121306A JPH03121306A JP25514889A JP25514889A JPH03121306A JP H03121306 A JPH03121306 A JP H03121306A JP 25514889 A JP25514889 A JP 25514889A JP 25514889 A JP25514889 A JP 25514889A JP H03121306 A JPH03121306 A JP H03121306A
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- JP
- Japan
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- pad
- rotor
- well
- gas bearing
- bearing
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- Pending
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は、高温下で超高速回転するロータを支承する
ティルティングパッド形動圧気体軸受に関する。
ティルティングパッド形動圧気体軸受に関する。
（従来の技術）
近年、超高速で回転するロータを油や水等を使用せず、
周辺の気体を使って支持するティルティングパッド形動
圧気体軸受が採用されつつある。
周辺の気体を使って支持するティルティングパッド形動
圧気体軸受が採用されつつある。
第３図（Ａ）および（Ｂ）は、この従来のティルティン
グパッド形動圧気体軸受の構造を示す断面図である。軸
受ブラケット１の外部にはピボット２を介してパッド３
が支持される。このパッド３は、周方向にたとえば三分
割され、この分割された各パッド基台４がそれぞれ１本
のピボット２によって軸受ブラケット１に支持される。
グパッド形動圧気体軸受の構造を示す断面図である。軸
受ブラケット１の外部にはピボット２を介してパッド３
が支持される。このパッド３は、周方向にたとえば三分
割され、この分割された各パッド基台４がそれぞれ１本
のピボット２によって軸受ブラケット１に支持される。
ピボット２には、ロックナツト５によって直接軸受ブラ
ケット１に固定されるものと、板ばね６を介して軸受ブ
ラケット１に弾性支持されるものとがある。
ケット１に固定されるものと、板ばね６を介して軸受ブ
ラケット１に弾性支持されるものとがある。
ロータ７は、このパッド３の各パッド基台４の内周面に
気体膜を介して支持され、超高速回転する。
気体膜を介して支持され、超高速回転する。
ところで、上述のようなティルティングパッド形動圧気
体軸受の動圧潤滑方式では、発進及び停正時にロータ７
とパッド３の内周面とが直接接触せざるを得ない。この
時、気体が浦等の液体のような境界潤滑性を有していな
いので、ロータ７とパッド３の内周面とが焼付く恐れが
ある。そこで、パッド３にセラミックのような硬い材料
が選択される。
体軸受の動圧潤滑方式では、発進及び停正時にロータ７
とパッド３の内周面とが直接接触せざるを得ない。この
時、気体が浦等の液体のような境界潤滑性を有していな
いので、ロータ７とパッド３の内周面とが焼付く恐れが
ある。そこで、パッド３にセラミックのような硬い材料
が選択される。
第２図（Ａ）および（Ｂ）は、従来の他のティルティン
グパッド形動圧気体軸受の要部を示す構成図である。こ
の従来の他のティルティングパッド形動圧気体軸受では
、鋼材のロータ１０を、セラミック単一材で形成された
パッド基台１１からなるパッド１２によって支持してい
る。この従来例の利点はパッド１２がセラミック製であ
るため、耐摩耗性が優れていること、また、パッド１２
の材料の比重が小さいことから、パッド１２の慣性モー
メントが小さくなり、その結果パッド１２の追従性が良
好になって振動安定性が優れている点である。
グパッド形動圧気体軸受の要部を示す構成図である。こ
の従来の他のティルティングパッド形動圧気体軸受では
、鋼材のロータ１０を、セラミック単一材で形成された
パッド基台１１からなるパッド１２によって支持してい
る。この従来例の利点はパッド１２がセラミック製であ
るため、耐摩耗性が優れていること、また、パッド１２
の材料の比重が小さいことから、パッド１２の慣性モー
メントが小さくなり、その結果パッド１２の追従性が良
好になって振動安定性が優れている点である。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、第２図に示す他の従来のティルティングパッ
ド形動圧気体軸受では、パッド１２が全てセラミックス
材で形成されているため、パッド１２の破壊靭性値が極
めて低く、割れ易い。また、鋼材のロータ１０に比ベパ
ッド１２の線膨張係数が約１／３と極めて小さいので、
温度変化が大きい場合に、ロータ１０の半径（Ｒｒ）よ
りもパッド１２の半径（Ｒｐ）が小さくなり、軸受クリ
アランスＣ（Ｃ＝Ｒｐ−Ｒｒ）がなくなって、軸受性能
が著しく低下する恐れがある。
ド形動圧気体軸受では、パッド１２が全てセラミックス
材で形成されているため、パッド１２の破壊靭性値が極
めて低く、割れ易い。また、鋼材のロータ１０に比ベパ
ッド１２の線膨張係数が約１／３と極めて小さいので、
温度変化が大きい場合に、ロータ１０の半径（Ｒｒ）よ
りもパッド１２の半径（Ｒｐ）が小さくなり、軸受クリ
アランスＣ（Ｃ＝Ｒｐ−Ｒｒ）がなくなって、軸受性能
が著しく低下する恐れがある。
この発明は上記事情を考慮してなされたものであり、耐
摩耗性および振動安定性を良好に確保しつつ、破壊靭性
値が高く、また高温時でも軸受性能を向上させることが
できるティルティングパッド形動圧気体軸受を提供する
ことを目的とする。
摩耗性および振動安定性を良好に確保しつつ、破壊靭性
値が高く、また高温時でも軸受性能を向上させることが
できるティルティングパッド形動圧気体軸受を提供する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段）
この発明は、軸受ブラケット内にパッドが支持され、こ
のパッドの内周面にて気体膜を介してロータを支持する
ティルティングパッド形動圧気体軸受において、上記パ
ッドは、上記ロータと同一材質で形成され、その内周面
にセラミックコーティングが施され、このセラミックコ
ーティングの内周面に固体潤滑剤が被覆されるとともに
、パッド外周に減肉加工が施されたことを特徴とするも
のである。
のパッドの内周面にて気体膜を介してロータを支持する
ティルティングパッド形動圧気体軸受において、上記パ
ッドは、上記ロータと同一材質で形成され、その内周面
にセラミックコーティングが施され、このセラミックコ
ーティングの内周面に固体潤滑剤が被覆されるとともに
、パッド外周に減肉加工が施されたことを特徴とするも
のである。
（作用）
従って、この発明に係るティルティングパッド形動圧気
体軸受によれば、パッドがロータと同一材質で形成され
たので、パッドがセラミック単一材の場合に比べ、パッ
ドの破壊靭性値を高くすることができる。また、パッド
がロータと同一材質で形成されたので、パッドがロータ
と同程度の熱膨張を呈し、幅広い温度変化に対しても軸
受クリアランスを良好に維持でき、高温時における軸受
性能を向上させることができる。
体軸受によれば、パッドがロータと同一材質で形成され
たので、パッドがセラミック単一材の場合に比べ、パッ
ドの破壊靭性値を高くすることができる。また、パッド
がロータと同一材質で形成されたので、パッドがロータ
と同程度の熱膨張を呈し、幅広い温度変化に対しても軸
受クリアランスを良好に維持でき、高温時における軸受
性能を向上させることができる。
さらに、パッド内周面にセラミックコーティングが施さ
れたので、パッドの耐摩耗性も良好に維持できる。
れたので、パッドの耐摩耗性も良好に維持できる。
また、パッド外周に減肉加工が施されたので、パッドの
慣性モーメントを低下させることができ、その結果パッ
ドの追従性がよくなって、振動安定性も良好に維持させ
ることができる。
慣性モーメントを低下させることができ、その結果パッ
ドの追従性がよくなって、振動安定性も良好に維持させ
ることができる。
（実施例）
以下、この発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図（Ａ）はこの発明に係るティルティングパッド形
動圧気体軸受の要部正面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ
）のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図である。この一実施例に
おいて、従来例と同様な部分は同一の符号を付す。
動圧気体軸受の要部正面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ
）のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図である。この一実施例に
おいて、従来例と同様な部分は同一の符号を付す。
パッド２１は、周方向に例えば三分割されたパッド基台
２２から構成される。各パッド基台２１の各外周にはピ
ボット穴２３が形成され、このピボット穴２３にピボッ
ト２の先端が嵌合される。
２２から構成される。各パッド基台２１の各外周にはピ
ボット穴２３が形成され、このピボット穴２３にピボッ
ト２の先端が嵌合される。
パッド２１の各パッド基台２２は、それぞれピボット２
によって軸受ブラケット１に直接リジットにあるいは板
ばね６によって弾性的に支持される。
によって軸受ブラケット１に直接リジットにあるいは板
ばね６によって弾性的に支持される。
このようなパッド２１のパッド基台２２における内周面
にて、ロータ７が支持される。ロータ７は鋼材から作成
される。また、パッド２１の各バラド基台２２も鋼材か
ら形成される。
にて、ロータ７が支持される。ロータ７は鋼材から作成
される。また、パッド２１の各バラド基台２２も鋼材か
ら形成される。
各パッド基台２２の内周面には金属と比較的接合性の強
い窒化チタン（Ｔ ｉ Ｎ）が気相蒸着によってセラミ
ックコーティング２４される。更に、このセラミックコ
ーティング２４の内面に、二硫化モリブデン等の固体潤
滑剤２５が被覆される。
い窒化チタン（Ｔ ｉ Ｎ）が気相蒸着によってセラミ
ックコーティング２４される。更に、このセラミックコ
ーティング２４の内面に、二硫化モリブデン等の固体潤
滑剤２５が被覆される。
セラミックコーティング２４及び固体潤滑剤２５のそれ
ぞれの膜厚はパッド基台２２の肉厚が１０−程度である
のに対し、数ミクロン程度である。
ぞれの膜厚はパッド基台２２の肉厚が１０−程度である
のに対し、数ミクロン程度である。
上記ロータ７は、気体膜を介し、この固体潤滑剤２５に
接触する。
接触する。
また、パッド２１の各パッド基台２２の外周面には、第
１図（Ｂ）に示すように、パッド基台２２の周方向に沿
う溝２６が複数本、例えば２本形成される。さらに、各
パッド基台２２の外周は第１図（Ａ）で示すように、両
角内部がカット２７して加工される。これらの溝２６お
よびカット２７が、パッド２１の減肉加工である。
１図（Ｂ）に示すように、パッド基台２２の周方向に沿
う溝２６が複数本、例えば２本形成される。さらに、各
パッド基台２２の外周は第１図（Ａ）で示すように、両
角内部がカット２７して加工される。これらの溝２６お
よびカット２７が、パッド２１の減肉加工である。
ここで、パッド２１の慣性モーメントをＩ、パッド２１
（パッド基台２２）の微小部分の質量をｄｍ、この微小
部分の質点位置とパッド２１の重心との距離をＲとする
と、 ■＝ΣＲ２ｄｍ の関係がある。上述のようなパッド基台２２の溝２６は
、パッド２１の質量を小さくシ、またパッド２７は、距
離Ｒを小さくするので、これら溝２６およびカット２７
によってパッド２１の慣性モーメントＩが小さくなる。
（パッド基台２２）の微小部分の質量をｄｍ、この微小
部分の質点位置とパッド２１の重心との距離をＲとする
と、 ■＝ΣＲ２ｄｍ の関係がある。上述のようなパッド基台２２の溝２６は
、パッド２１の質量を小さくシ、またパッド２７は、距
離Ｒを小さくするので、これら溝２６およびカット２７
によってパッド２１の慣性モーメントＩが小さくなる。
上記実施例によれば、パッド２１がロータ７と同一材質
（鋼材）で形成されたので、パッド２１がセラミック単
一材の場合に比べ、パッド２１の破壊靭性値を高くでき
る。
（鋼材）で形成されたので、パッド２１がセラミック単
一材の場合に比べ、パッド２１の破壊靭性値を高くでき
る。
また、パッド２１がロータ７と同一材質で形成されたの
で、パッド２１がロータ７と同程度の熱膨張を呈し、幅
広い温度変化に対しても軸受クリアランスＣを良好に維
持できるので、高温時における軸受性能を向上させるこ
とができる。
で、パッド２１がロータ７と同程度の熱膨張を呈し、幅
広い温度変化に対しても軸受クリアランスＣを良好に維
持できるので、高温時における軸受性能を向上させるこ
とができる。
さらに、各パッド基台２２の内周面にセラミックコーテ
ィング２４が施されたので、パッド基台２２の耐摩耗性
を良好に維持できる。
ィング２４が施されたので、パッド基台２２の耐摩耗性
を良好に維持できる。
また、パッド基台２２の外周に溝２６およびカット２７
の減肉加工が施されたので、パッド２１の慣性モーメン
ト■を低下させることができる。
の減肉加工が施されたので、パッド２１の慣性モーメン
ト■を低下させることができる。
その結果パッド２１の追従性が良くなって、振動安定性
を良好に維持できる。
を良好に維持できる。
ところで、一般に、パッド２１の慣性モーメントＩは、
ロータフの限界速度を左右する。つまり、パッド２１の
慣性モーメントＩが大きくなると、パッド２１の磁励振
動発生回転速度が低くなるので、ロータ７を高速回転さ
せる場合には、パッド２１の慣性モーメント■を出来る
だけ小さくする必要がある。この一実施例では、パッド
２１の慣性モーメントが小さくなるので、パッド２１の
磁励振動発生回転速度を高くでき、高速時の軸受性能を
向上させることができる。
ロータフの限界速度を左右する。つまり、パッド２１の
慣性モーメントＩが大きくなると、パッド２１の磁励振
動発生回転速度が低くなるので、ロータ７を高速回転さ
せる場合には、パッド２１の慣性モーメント■を出来る
だけ小さくする必要がある。この一実施例では、パッド
２１の慣性モーメントが小さくなるので、パッド２１の
磁励振動発生回転速度を高くでき、高速時の軸受性能を
向上させることができる。
また、パッド基台２２の内周面には、固体潤滑剤２５が
被覆され、この固体潤滑剤２５にロータ７が気体膜を介
して接触するので、この固体潤滑剤２５により潤滑性が
向上し、特に、発進および停止時におけるロータ７とパ
ッド２１の潤滑性能を向上させることができる。
被覆され、この固体潤滑剤２５にロータ７が気体膜を介
して接触するので、この固体潤滑剤２５により潤滑性が
向上し、特に、発進および停止時におけるロータ７とパ
ッド２１の潤滑性能を向上させることができる。
以上のように、この発明に係るティルティングパッド形
動圧気体軸受によれば、ブラケット内に支持され、内周
面にて気体膜を介し、ロータを支持するパッドが、この
ロータと同一材質で形成され、その内周面にセラミック
コーティングが施され、このセラミックコーティングの
内周面に固体潤滑剤が被覆されるとともに、パッド外周
に減肉加工が施されたことから、耐摩耗性および振動安
定性を良好に確保しつつ、破壊靭性値を高く、また、高
温時における軸受性能を向上させることができる。
動圧気体軸受によれば、ブラケット内に支持され、内周
面にて気体膜を介し、ロータを支持するパッドが、この
ロータと同一材質で形成され、その内周面にセラミック
コーティングが施され、このセラミックコーティングの
内周面に固体潤滑剤が被覆されるとともに、パッド外周
に減肉加工が施されたことから、耐摩耗性および振動安
定性を良好に確保しつつ、破壊靭性値を高く、また、高
温時における軸受性能を向上させることができる。
第１図（Ａ）はこの発明に係るティルティングパッド形
動圧気体軸受の要部正面図、第１図（Ｂ）は、第１図（
Ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図、第２図（Ａ）は従来
の他のティルティングパッド形動圧気体軸受の要部正面
図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）のＩＩＢ −ＩＩＢ線
に沿う断面図、第３図（Ａ）は従来のティルティングパ
ッド形動圧気体軸受の構造を示す断面図、第３図（Ｂ）
は第３図（Ａ）のＩ［ＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図で
ある。 １・・・軸受ブラケット、２・・・ピボット、７・・・
ロータ、２１・・・パッド、２２・・・パッド基台、２
４・・・セラミックコーティング、２５・・・固体潤滑
剤、２６・・・溝、２７・・・カット。
動圧気体軸受の要部正面図、第１図（Ｂ）は、第１図（
Ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図、第２図（Ａ）は従来
の他のティルティングパッド形動圧気体軸受の要部正面
図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）のＩＩＢ −ＩＩＢ線
に沿う断面図、第３図（Ａ）は従来のティルティングパ
ッド形動圧気体軸受の構造を示す断面図、第３図（Ｂ）
は第３図（Ａ）のＩ［ＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図で
ある。 １・・・軸受ブラケット、２・・・ピボット、７・・・
ロータ、２１・・・パッド、２２・・・パッド基台、２
４・・・セラミックコーティング、２５・・・固体潤滑
剤、２６・・・溝、２７・・・カット。
Claims (1)
- 軸受ブラケット内にパッドが支持され、このパッドの内
周面にて気体膜を介してロータを支持するティルティン
グパッド形動圧気体軸受において、上記パッドは、上記
ロータと同一材質で形成され、その内周面にセラミック
コーティングが施され、このセラミックコーティングの
内周面に固体潤滑剤が被覆されるとともに、パッド外周
に減肉加工が施されたことを特徴とするティルティング
パッド形動圧気体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25514889A JPH03121306A (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | ティルティングパッド形動圧気体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25514889A JPH03121306A (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | ティルティングパッド形動圧気体軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121306A true JPH03121306A (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=17274747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25514889A Pending JPH03121306A (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | ティルティングパッド形動圧気体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03121306A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994005913A1 (en) * | 1992-09-10 | 1994-03-17 | Welsh Innovations Limited | Compressor |
| US5795138A (en) * | 1992-09-10 | 1998-08-18 | Gozdawa; Richard | Compressor |
| JP2017137960A (ja) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 三菱重工業株式会社 | ティルティングパッドガス軸受 |
| US10801544B2 (en) | 2016-12-14 | 2020-10-13 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Tilting pad journal bearing manufacturing method, tilting pad journal bearing, and compressor |
| JP2021148139A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 三菱重工業株式会社 | 軸受装置 |
-
1989
- 1989-10-02 JP JP25514889A patent/JPH03121306A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994005913A1 (en) * | 1992-09-10 | 1994-03-17 | Welsh Innovations Limited | Compressor |
| US5795138A (en) * | 1992-09-10 | 1998-08-18 | Gozdawa; Richard | Compressor |
| JP2017137960A (ja) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 三菱重工業株式会社 | ティルティングパッドガス軸受 |
| US10605302B2 (en) | 2016-02-04 | 2020-03-31 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Tilting pad gas bearing |
| US10801544B2 (en) | 2016-12-14 | 2020-10-13 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Tilting pad journal bearing manufacturing method, tilting pad journal bearing, and compressor |
| JP2021148139A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 三菱重工業株式会社 | 軸受装置 |
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