JPH0424771Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、水車発電機等に採用される立型で大
型の推力軸受装置におけるスラストセクタメタル
を支持するセクタ座の改良に関するものである。

Ｂ 考案の概要 本考案は、推力軸受装置におけるスラストセク
タメタルを支えるセクタ座を、二重円環構造と
し、運転時、特に起動直後におけるスラストセク
タメタルの変形状態が熱変形が少なく荷重変形が
主たる場合は内側円環にて支持して荷重によるス
ラストセクタメタル中心部の凹状変形を避けると
共に、熱変形が大きい場合は外側円環にて支持し
て荷重変形が熱変形を打ち消すように作用させ、
冷起動時の低回転域での油膜の立ち上り性能を良
くすると共に、暖起動時の過度の凸変形を防いで
高面圧による摺動摩耗を防ぐようにしたものであ
る。

Ｃ 従来の技術 水車発電機等に採用される立型で大型の推力軸
受装置は一般に第５図イ，ロに示す如き構造をし
ている。すなわち、固定部であるスラストセクタ
メタル１はセクタ座２を介してピボツト装置３に
よつて支持されている。４は回転部であるスラス
トランナである。セクタ座２は円板形状をしてお
いりスラストセクタメタル１の底面を円環状に支
持している。これは、大型の推力軸受装置では、
運転時の荷重や熱によるスラストセクタメタル１
の変形量が油膜厚さに対して無視できない程大き
くなるため、特に荷重による上に凸の変形を和ら
げるため、ピボツト装置３による１点支持をセク
タ座２を介して分散支持とし、運転時の熱変形と
合成された上に凸の過大な変形を避けるようにし
たものである。

第６図は、円環支持構造のセクタ座２によつて
スラストセクタメタル１を支持した場合の熱変形
がなく、荷重のみによるスラストセクタメタル１
の変形状態を示したもので、セクタ座２の円環の
内側は凹状の変形を生じる。一方、第７図は同一
状態でセクタ座２の無い場合のスラストセクタメ
タル１の変形を示すが、全体的に上に凸の変形を
示す。また、第８図は第６図の状態から運転温度
上昇に伴いスラストセクタメタル１に上に凸の熱
変形が加わつた時の状態を示すが、同一状態での
第９図に示すセクタ座２のない場合に比べると凸
変形量が少なく負荷能力が極端に損なわれること
はなく、セクタ座２の機能が発揮されている。

Ｄ 考案が解決しようとする問題点 ところが、起動特性を見た場合、熱変形のない
冷状態で起動した場合、荷重変形によるセクタ座
２の内側の凹状変形の影響で、低回転域での軸受
摺動面の油膜形成力が低く、ある回転まで上昇し
軸受摺動面の発熱が増加して上の凸の熱変形によ
り前述の荷重による凹状変形が打ち消され凸変形
に移行する時点で急に油膜が立ち上がる現象があ
る（第１０図参照）。すなわち、低回転域での油
膜が薄いため、冷時における起動の際のスラスト
セクタメタル１の摩耗が大きいという問題があ
る。一方、セクタ座２のない第７図や第９図の状
態や残留熱変形のある第８図の状態で起動する
と、油膜厚さは回転数と共に滑らかに上昇する
（第１１図参照）が、上に凸の変形量が多い程、
油膜立ち上がりの絶対量が少なくなり、特に第９
図のセクタ座２のない場合などは、起動時、凸変
形部の面圧が異常に高くなりスラストセクタメタ
ル１の摩耗が大きくなるという欠点があり、円環
支持構造のセクタ座２は、起動特性に関しては暖
起動においては問題はなく、むしろ、良好である
が、冷起動においては前述した如くスラストセク
タメタル１の摩耗という問題がある。

本考案は、かかる現状に鑑みてなされたもので
あり、セクタ座２の冷起動における不具合点を解
消すると共に、セクタ座の利点を発揮できる推力
軸受装置を提供することを目的とするものであ
る。

Ｅ 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本考案の構成は、ス
ラストセクタメタルを支持するセクタ座を、内側
円環に対して外側円環が低い二重円環構造とし、
前記スラストセクタメタルの熱変形が少ない時は
前記内側円環で支持し、前記スラストセクタメタ
ルの熱変形が大きい時は前記外側円環で支持する
構造としたことを特徴としている。

Ｆ 作用 上記構成とすることにより、スラストセクタメ
タルにおいては、熱変形の少ない冷状態ではセク
タ座の内側円環にて支持され、熱変形の大きな状
態で外側円環に支持される。そして、冷状態の熱
変形のない状態のスラストセクタメタルの中央部
の凹状の変形が防止される。

Ｇ 実施例 以下、本考案の一実施例を全体の機構概念図で
ある第１図およびセクタ座の斜視図である第２図
および熱変形が少ない場合の要部の機構概念図で
ある第３図および熱変形が大きい場合の要部の機
構概念図である第４図に基づいて説明する。

第１図〜第４図において、セクタ座５は内側円
環５ａと外側円環５ｂとを備えた二重円環構造と
し、内側円環５ａは外側円環５ｂよりも10〜20ミ
クロン（段差ｈ）程高い。スラストセクタメタル
１の熱変形の少ない冷状態においては、第３図に
示す如く、スラストセクタメタル１は突出した内
側円環５ａで支持され、該スラストセクタメタル
１は荷重により上に凸の変形を示す。但し、荷重
による変形量はスラストセクタメタル１の裏面が
セクタ座５の外側円環５ｂに接しない程度となる
ようにスラストセクタメタル１自体の剛性を確保
しなければならない。また、温度上昇によりスラ
ストセクタメタル１の熱変形が大きくなると、第
４図に示す如く、セクタ座５の外側円環５ｂで支
持され、外側円環支持の内部は荷重による変形が
熱変形と逆方向に働き、従来のセクタ座２と同じ
効果が得られ、しかも、冷時の熱変形のない状態
のメタル中央部の凹状の変形も防ぐことができ
る。セクタ座５の内側円環５ａと外側円環５ｂと
の段差ｈを10〜20ミクロンとしたが、これは実験
結果によると、起動時にはスラストセクタメタル
１にわずかな（10ミクロン以下）凸変形があつた
方が油膜形成作用が良いことと、定常運転時の大
型のスラストセクタメタル１の熱変形量は数十ミ
クロン以上に及ぶため、熱変形の有無によりセク
タ座５の支持点が移動することを狙つたためであ
る。

Ｈ 考案の効果 以上述べた如く、本考案によれば、スラストセ
クタメタルを支持するセクタ座を、内側円環に対
して外側円環が低い二重円環構造としたので、冷
起動時の熱変形の少ない時、スラストセクタメタ
ルは内側円環に支持されることとなり、これがた
め、荷重によるスラストセクタメタルの中央部の
凹状変形を防ぎ、起動後の低回転域での油膜の立
ち止り性能を向上させることができる。また、暖
起動時や定常運転時の熱によるスラストセクタメ
タルの凸変形が大きい場合は、荷スラストセクタ
メルは外側円環に支持され荷重による変形が熱に
よる凸変形を打ち消すように働き、該スラストセ
クタメタルの過度の凸変形を防ぎ、起動時の凸変
形時の高面圧による摺動摩耗を防ぐと共に、定常
運転時に至るまでの油膜厚さの低下を防ぐことが
できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案に係る一実施例を示す
もので、第１図は全体の機構概念図、第２図はセ
クタ座の斜視図、第３図は熱変形が少ない場合の
要部の機構概念図、第４図は熱変形が大きい場合
の要部の機構概念図、第５図イ〜第１１図は従来
例に係るもので、第５図イは全体の機構概念図、
第５図ロは第５図イのＡ−Ａ矢視図、第６図は熱
変形のない場合の要部の機構概念図、第７図はセ
クタ座がなくて熱変形がない場合の要部の機構概
念図、第８図は熱変形のある場合の要部の機構概
念図、第９図はセクタ座がなくて熱変形がある場
合の要部の機構概念図、第１０図は第６図に示し
た場合の油膜厚さと回転数との関係を示すグラ
フ、第１１図は第８図に示した場合の油膜厚さと
回転数との関係を示すグラフである。 また、図中の符号で、１はスラストセクタメタ
ル、２，５はセクタ座、３はピボツト装置、４は
スラストランナ、５ａは内側円環、５ｂは外側円
環である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スラストセクタメタルを支持するセクタ座を、
   内側円環に対して外側円環が低い二重円環構造と
   し、前記スラストセクタメタルの熱変形が少ない
   時は前記内側円環で支持し、前記スラストセクタ
   メタルの熱変形が大きい時は前記外側円環で支持
   する構造としたことを特徴とする推力軸受装置。