JPH07317752A - 動圧気体軸受 - Google Patents

動圧気体軸受

Info

Publication number
JPH07317752A
JPH07317752A JP13781194A JP13781194A JPH07317752A JP H07317752 A JPH07317752 A JP H07317752A JP 13781194 A JP13781194 A JP 13781194A JP 13781194 A JP13781194 A JP 13781194A JP H07317752 A JPH07317752 A JP H07317752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tilting pad
rotating shaft
dynamic pressure
pressure gas
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13781194A
Other languages
English (en)
Inventor
Akitami Kaneko
昭民 金子
Takero Makino
武朗 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP13781194A priority Critical patent/JPH07317752A/ja
Publication of JPH07317752A publication Critical patent/JPH07317752A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸4とティルティングパッド3とが直接
接触する起動時などに、摩擦抵抗が小さく、摩耗が少な
く、焼損の発生を防止する。 【構成】 ティルティングパッド3の内周面及びこれに
対向する回転軸4の外周面にセラミックコーティング3
a及び4aを施し、この各セラミックコーティング3a
及び4aの面上にそれぞれ固体潤滑膜3b及び4bを付
着した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高速回転する回転軸
とティルティングパッドとの間に気体の動圧を発生させ
て無接触支承させる動圧気体軸受に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の動圧気体軸受を示す。軸受
ハウジング1に調節可能に固定されたピボット2の先端
に支持されて断面円弧状のティルティングパッド3が傾
斜自由に設けられ、このティルティングパッド3に囲ま
れるように回転軸4が設けられている。回転軸4が高速
回転すると、回転軸4に接触している気体が、ティルテ
ィングパッド3の内周面と回転軸4の外周面との間に引
き込まれて圧縮されることにより動圧が発生し、この動
圧により回転軸4の表面にティルティングパッド3の表
面が直接接触することなく支承される。しかし、起動時
などの回転が低いときは、発生する気体の動圧は小さい
ので、回転軸4とティルティングパッド3とが固体接触
して大きな摩擦抵抗が生じる。この問題に対して、特開
平3−121360では、ティルティングパッド3の内
周面にセラミックコーティング3aを施し、このセラミ
ックコーティング3aの面上に固体潤滑膜3bを付着し
て摩擦抵抗を低減するという解決手段が開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の動圧気体軸受は
上記のようであるが、ティルティングパッド3の内周面
にセラミックコーティング3a及び固体潤滑膜3bを施
工したものでも、軸受荷重が大きいものでは、起動時な
どの回転が低いときにティルティングパッド3に回転軸
4が接触するときの摩擦抵抗がまだ相当にあるため、大
きな駆動トルクが必要となる。また、回転軸4がティル
ティングパッド3に接触する固体接触箇所で固体潤滑膜
3bの損耗が早いため、当該軸受表面の形状がくずれ
て、回転が上昇しても気体の動圧が発生し難くなり、そ
のため摩耗が早くなり焼損が発生するというような課題
があった。
【0004】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、軸受荷重が大きいものでも、回転軸4とテ
ィルティングパッド3とが直接接触するときに、摩擦抵
抗すなわち駆動トルクが小さく、摩耗が少なく、焼損が
発生し難い動圧気体軸受を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る動圧気体
軸受は、ティルティングパッドの内周面及びこれに対向
する回転軸の外周面にそれぞれセラミックコーティング
を施し、この各セラミックコーティング面上にそれぞれ
固体潤滑膜を付着したものである。
【0006】
【作用】この発明における動圧気体軸受は、回転軸とテ
ィルティングパッドとが直接接触するとき、回転軸のセ
ラミックコーティング面に付着した固体潤滑膜が、ティ
ルティングパッドのセラミックコーティング面に付着し
た固体潤滑膜に接触して摺動するので、両固体潤滑膜の
潤滑作用により摩擦抵抗すなわち駆動トルクが小さくな
る。また、セラミックコーティングの滑らかな堅い表面
は本質的に耐摩耗性,耐熱性が優れているので、摩耗が
少なく、焼損の発生が防止される。
【0007】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、1は軸受ハウジング、2はピボッ
ト、3はティルティングパッド、4は回転軸である。軸
受ハウジング1は、図示しないガス圧縮機などの回転流
体機械の本体静止部に一体的に形成されている。ピボッ
ト2はボルト状に形成され、軸受ハウジング1に形成さ
れたねじ穴に螺入して固定ナット6で止めることにより
半径方向内方への突出量が調節可能に締着固定される。
ティルティングパッド3は断面円弧状のかわら煎餅状に
形成され、その外周面の中央部より回転軸4の回転下流
方向に偏位した箇所に凹みが形成されており、この凹み
にピボット2の先端が当接し、これを支点として小角度
の傾斜は自由に支持されている。回転軸4は、図示しな
い前記回転流体機械の高速回転する回転体の回転軸であ
り、この回転体の重量や慣性力をこの軸受に支持させる
ものである。
【0008】図1に示すように、ティルティングパッド
3の内周面にはセラミックコーティング3aが施され、
セラミックコーティング3aの表面には固体潤滑膜3b
が付着されている。また、この軸受部の回転軸4の外周
面にもセラミックコーティング4aが施され、セラミッ
クコーティング4aの表面には固体潤滑膜4bが付着さ
れている。セラミックコーティング3a及び4aの材料
としては、窒化チタン(TiN),炭化チタン(Ti
C),酸化アルミニウム(Al23 ),酸化クロム
(Cr23 ),クロムカーバイド(Cr32 ),タ
ングステンカーバイド(WC)等の耐摩耗性,耐熱性に
優れたものを用いる。これらのセラミック材料を超高温
かつ超高速の高エネルギー溶射法により、ティルティン
グパッド3の内周面及び回転軸4の外周面に溶射して、
高密度,高硬度,高密着力の溶射膜すなわちセラミック
コーティング3a及び4aを形成させる。その後、その
セラミックコーティング3a及び4aの表面を0.2R
a(中心線平均粗さ)よりも良い仕上げ面になるように
精密研削,ラッピング仕上げ等を行う。
【0009】図1に示すように、ティルティングパッド
3及び回転軸4のセラミックコーティング3a及び4a
の表面にはそれぞれ固体潤滑膜3b及び4bを付着させ
る。固体潤滑膜3b及び4bの材料としては、二硫化モ
リブデン(MoS2 ),ダイヤモンド状炭素(DLC)
等の摩擦係数の小さいものを用い、これらの材料を物理
蒸着法(PVD),化学蒸着法(CVD)等の手段によ
って、セラミックコーティング3a,4aの表面に強固
に付着させ、その厚さが約0.1乃至10μmになるよ
うに形成する。
【0010】次に、図1に示す実施例の動作について説
明する。回転軸4が高速回転している時は、回転軸4の
外周面に接する気体は回転軸4の回転に引きずられて回
転する。ティルティングパッド3は、その背面の中央よ
り回転軸4の回転下流側の箇所でピボット2の先端に傾
斜自由に支持されているので、ティルティングパッド3
が回転軸4に接する圧力は回転上流部より下流部が大き
くなる。したがって、回転軸4の外周に接してその回転
に引きずられて回転する気体は、回転軸4とティルティ
ングパッド3との隙間に上流側から容易に入り、隙間の
下流部に進むとともに隙間は狭くなり、回転軸4の回転
に引きずられて隙間内を流れる気体は圧縮されて圧力が
上昇する。このようにして、高速回転する回転軸4につ
れ回りする気体が回転軸4とティルティングパッド3と
の隙間において発生する動圧によって、回転軸4はティ
ルティングパッド3に直接固体接触することなく支承さ
れる。したがって、小さな回転トルクで回転軸を高速回
転させることができる。
【0011】しかし、起動時などの回転軸4の低速回転
時には、回転軸4の回転にともなう気体のつれ回り速度
も小さく、回転軸4を支承するほどの動圧は発生せず、
回転軸4がティルティングパッド3に直接接触する。回
転軸4がティルティングパッド3に直接接触しながら回
転すれば、従来の動圧気体軸受では、前記先行技術に記
載された図3に示すティルティングパッド3の内周面に
セラミックコーティング3a及び固体潤滑膜3bを施工
したものでも、摩擦抵抗が相当に大きく、大きな回転駆
動トルクを必要とし、多量の摩擦熱が発生するので、軸
受荷重の大きなものでは、軸受面の焼損等の事故が発生
することがあった。
【0012】これに対して、図1に示す動圧気体軸受で
は、回転軸4がティルティングパッド3に直接接触して
回転する時に、回転軸4の外周面のセラミックコーティ
ング4aの表面に付着した固体潤滑膜4bが、ティルテ
ィングパッド3の内周面のセラミックコーティング3a
の表面に付着した固体潤滑膜3bに接触して摺動するの
で、セラミックコーティング4a及び3aの表面に付着
された両固体潤滑膜4b及び3bの潤滑作用により、摩
擦抵抗が小さくなり、必要とする回転駆動トルクが小さ
くなり、摩擦熱の発生量が少なくなる。したがって、軸
受荷重の大きなものであっても、軸受面の焼損の発生が
防止される。また、セラミックコーティング4a及び3
aの滑らかな堅い表面は本質的に摩擦抵抗が小さく、耐
摩耗性,耐熱性が優れているので、直接接触部の摩耗変
形が防止され、気体動圧を発生させて支持するという軸
受機能の喪失が防止される。また、これにより焼損の発
生が防止される。なお、図1に示す動圧気体軸受ではテ
ィルティングパッド3を3個設けたものを示したが、2
個又は4個以上設けたものでも同様な構成により同様な
作用効果が得られる。
【0013】図2は動圧気体軸受の摩擦係数を調べた試
験結果を示す図である。黒丸は従来例による動圧気体軸
受を示し、回転軸4は鋼材のままで、ティルティングパ
ッド3の内周面にセラミックコーティング3a及び固体
潤滑膜3bを付着したものである。白丸は本発明の実施
例による動圧気体軸受を示し、ティルティングパッド3
の内周面及び回転軸4の外周面に酸化クロム(Cr2
3 )を高エネルギーガス溶射法により溶射して、セラミ
ックコーティング3a及び4aを形成し、その各表面を
0.2Ra(中心線平均粗さ)よりも良い仕上げ面にな
るように精密研削,ラッピング仕上げを行い、さらに、
これらの仕上げられたセラミックコーティング3a及び
4aの表面に、二硫化モリブデン(MoS2 )をスパッ
タリングにより付着させ、その厚さが約0.1乃至10
μmになるように固体潤滑膜3b及び4bを形成したも
のである。図2はこれらの動圧気体軸受を同一試験条件
で試験した結果を示すものであり、本発明による動圧気
体軸受の摩擦が従来のものに比べて小さいことが明らか
に示されている。
【0014】なお、セラミックコーティング3a及び4
aの表面粗さが約0.2Raよりも悪いと、良好な軸受
表面(摺動面)とならず、低速回転中の摩擦抵抗が大き
く、気体動圧支持の高速回転中に固体接触しやすくなる
ので、上記表面粗さより良い仕上げ面になるように精密
研削,ラッピング仕上げを行うことが望ましい。
【0015】また、固体潤滑膜3b及び4bの厚さは、
0.1μm以下では安定した潤滑膜の形成施工が困難で
あり、また、潤滑膜の摩耗消失が早く、潤滑機能の発揮
が不十分となる。また、厚さが10μm以上になると、
運転にともなう潤滑膜自体の摩耗により軸受表面の当該
箇所が陥没した形状に変化して、気体動圧の生成が遅れ
るなど正常な軸受機能が保持できなくなる。したがっ
て、固体潤滑膜3b及び4bの厚さは、0.1μm乃至
10μmとすることが望ましい。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、起動
時などの回転軸がティルティングパッドに接触するとき
に、回転軸のセラミックコーティング面に付着した固体
潤滑膜が、ティルティングパッドのセラミックコーティ
ング面に付着した固体潤滑膜に接触して摺動するので、
両固体潤滑膜の潤滑作用により、摩擦抵抗すなわち駆動
トルクが小さくなる。また、セラミックコーティングの
表面は堅く、耐摩耗性,耐熱性が優れており、摩耗が少
なく焼損の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による動圧気体軸受の横断
面図である。
【図2】動圧気体軸受の摩擦係数の比較試験結果を示す
グラフである。
【図3】従来の動圧気体軸受の横断面図である。
【符号の説明】
1:軸受ハウジング、 2:ピボット、3:ティルティ
ングパッド、 4:回転軸、3a,4a:セラミックコ
ーティング、3b,4b:固体潤滑膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受ハウジングに傾斜自由に支持された
    ティルティングパッドの内周面と高速回転する回転軸の
    外周面との間に気体の動圧を発生させて前記回転軸を支
    承させるようにした動圧気体軸受において、前記ティル
    ティングパッドの内周面及びこれに対向する前記回転軸
    の外周面にそれぞれセラミックコーティングを施し、こ
    の各セラミックコーティング面上にそれぞれ固体潤滑膜
    を付着したことを特徴とする動圧気体軸受。
JP13781194A 1994-05-30 1994-05-30 動圧気体軸受 Pending JPH07317752A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13781194A JPH07317752A (ja) 1994-05-30 1994-05-30 動圧気体軸受

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13781194A JPH07317752A (ja) 1994-05-30 1994-05-30 動圧気体軸受

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07317752A true JPH07317752A (ja) 1995-12-08

Family

ID=15207414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13781194A Pending JPH07317752A (ja) 1994-05-30 1994-05-30 動圧気体軸受

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07317752A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10176744A (ja) * 1996-12-16 1998-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遊星ローラ式増減速装置
JPH1148241A (ja) * 1997-08-06 1999-02-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd 成形機の樹脂材料供給装置
JP2002349571A (ja) * 2002-04-12 2002-12-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd 軸受装置
CN105257700A (zh) * 2015-11-12 2016-01-20 湖南大学 一种新型动静压混合可倾瓦径向气体轴承
WO2016089680A1 (en) 2014-12-03 2016-06-09 Us Synthetic Corporation Bearing apparatus including a bearing assembly having a continuous bearing element and a tilting pad bearing assembly
WO2017134963A1 (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
JP2018096479A (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 三菱重工業株式会社 ティルティングパッドジャーナル軸受の製造方法及びティルティングパッドジャーナル軸受、並びに圧縮機
CN109519343A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 西门子歌美飒可再生能源公司 用于风力涡轮机的流体膜轴承

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10176744A (ja) * 1996-12-16 1998-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遊星ローラ式増減速装置
JPH1148241A (ja) * 1997-08-06 1999-02-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd 成形機の樹脂材料供給装置
JP2002349571A (ja) * 2002-04-12 2002-12-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd 軸受装置
EP3227574A4 (en) * 2014-12-03 2018-07-04 US Synthetic Corporation Bearing apparatus including a bearing assembly having a continuous bearing element and a tilting pad bearing assembly
WO2016089680A1 (en) 2014-12-03 2016-06-09 Us Synthetic Corporation Bearing apparatus including a bearing assembly having a continuous bearing element and a tilting pad bearing assembly
US10240631B2 (en) 2014-12-03 2019-03-26 Us Synthetic Corporation Bearing apparatus including a bearing assembly having a continuous bearing element and a tilting pad bearing assembly
CN105257700A (zh) * 2015-11-12 2016-01-20 湖南大学 一种新型动静压混合可倾瓦径向气体轴承
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
WO2017134963A1 (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
JP2018096479A (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 三菱重工業株式会社 ティルティングパッドジャーナル軸受の製造方法及びティルティングパッドジャーナル軸受、並びに圧縮機
WO2018109965A1 (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 三菱重工コンプレッサ株式会社 ティルティングパッドジャーナル軸受の製造方法、ティルティングパッドジャーナル軸受及び圧縮機
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
CN109519343A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 西门子歌美飒可再生能源公司 用于风力涡轮机的流体膜轴承

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10292867A (ja) ガスシール装置
RU2231695C2 (ru) Подшипник качения с покрытием (варианты)
US6176619B1 (en) Water lubricated machine component having contacting sliding surfaces
US6325385B1 (en) Piston ring
JP2728202B2 (ja) 半球型流体ベアリング
CN112204279B (zh) 轴密封装置
US5934321A (en) Valve unit for water mixing valve
JPH07317752A (ja) 動圧気体軸受
JPH08105447A (ja) シール又は軸受
JP2018146108A (ja) 転がり軸受およびその製造方法
JP2003214444A (ja) 転がり摺動部材および転動装置
US5957587A (en) Air dynamic bearing
JP2020118292A (ja) 転がり軸受、および風力発電用主軸支持装置
JP3079562B2 (ja) 双方向非接触メカニカルシール
JPH06341429A (ja) 動圧気体軸受
JP4838455B2 (ja) 転がり摺動部材及び転動装置
JP7404352B2 (ja) 摺動部品
JP2004116770A (ja) 非鏡面ダイヤモンドによる低摩擦摺動面
WO2018164139A1 (ja) 転がり軸受およびその製造方法
JPH03121306A (ja) ティルティングパッド形動圧気体軸受
JP2756806B2 (ja) スクロール圧縮機のスラスト軸受構造
JP3887449B2 (ja) 回転機械の動圧発生溝付軸受構造の加工方法。
JP2000297819A (ja) セラミックスコーティングボールを用いた軸受
JPH06213236A (ja) 気体軸受
JPS6388313A (ja) 動圧軸受

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010515