JPH079247B2 - 転がり軸受の制振装置 - Google Patents

転がり軸受の制振装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は転がり軸受の制振装置に関し、詳しくは油膜ダ
ンパにより転がり軸受の制振を行うものに関する。
〈従来の技術〉 油膜ダンパにより転がり軸受の制振を行う制振装置とし
ては、従来、例えば実開昭61−134536号公報等に開示さ
れるようなものがある。
第５図は、かかる制振装置を備えた過給機の軸受固定装
置を示すものであり、タービン側玉軸受24とコンプレッ
サ側玉軸受25との外周にそれぞれ油膜ダンパ26,27を設
けて、前記玉軸受24,25を軸受ハジング22内に浮動状態
に支持固定するものである。
ここで、前記油膜ダンパ26,27及び玉軸受24,25へは、軸
受ハウジング22に貫通形成された給油口33を介して潤滑
油が供給されるようになっている。即ち、給油口33は、
玉軸受24,25の外周を囲む外筒スリーブ24a,25aを凹設し
て軸受ハウジング22との間に形成された環状空間37,38
に臨むようにしてあり、給油口33から軸受ハウジング22
内に供給された潤滑油は、前記環状空間37,38に導かれ
る。そして、環状空間37,38に導かれた潤滑油の一部は
環状空間37,38の軸方向両端にそれぞれ隣接して設けら
れた油膜ダンパ26,27に供給されて、この潤滑油により
油膜ダンパ26,27を形成して過給機の回転軸を浮動状態
に支持し、その振動を抑制する。
更に、他の一部は、環状空間37,38から外筒スリーブ24
a,25aの内外を貫通して設けられた小孔28,29を介して玉
軸受24,25に供給され、玉軸受24,25の潤滑及び冷却を行
う。尚、かかる潤滑油の供給経路を模式図にすると第６
図に示すようになる。
ここで、前記油膜ダンパ26,27による制振性能を最適化
する場合、一般的に油膜ダンパ26,27の厚さ（外筒スリ
ーブ24a,25aと軸受ハウジング22との間隙）及びその回
転軸方向の長さとを調整することになる。また、玉軸受
24,25に供給する潤滑油にも最適値が存在する。即ち、
玉軸受24,25に供給される潤滑油量が過少になると、玉
軸受24,25の潤滑及び冷却が不充分となり、耐久性が著
しく損なわれ、逆に潤滑油量が過大になると、玉軸受2
4,25の攪拌抵抗が大きくなり、過給機の回転軸の回転応
答性が損なわれるという問題が発生する。従って、玉軸
受24,25の耐久性と応答性がそれぞれ適正となるように
潤滑油量を調整する必要がある。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の油膜ダンパ26,27によ
る制振装置によると、軸受ハウジング22に設けられた給
油口33から環状空間37,38に導かれた潤滑油が、油膜ダ
ンパ26,27用と玉軸受24,25潤滑用とに並列に分配される
構成となっていたため、分配量を所望値に制御して制振
性能の確保と玉軸受24,25への潤滑油供給量の最適化と
を同時に実現することが困難であるという問題があっ
た。
即ち、玉軸受24,25への潤滑油の供給量を最適化すべく
外筒スリーブ24a,25aに設けられた小孔28,29の断面積を
調整した後に、油膜ダンパ26,27による制振性能を最適
化すべく油膜ダンパ26,27の厚さ或いは長さを変化させ
ると、油膜ダンパ26,での流路抵抗が変化して環状空間3
7,38での油圧が変化し、油膜ダンパ26,27へ供給される
潤滑油量と玉軸受24,25へ供給される潤滑油量との分配
割合が変化して、玉軸受24,25への潤滑油量が最適値か
らズレてしまう。
一方、前述の方法とは逆に、油膜ダンパ26,27の厚さ或
いは長さを調整して所望の制振性能が得られるようにし
た後、玉軸受24,25への潤滑油量を最適化すべく小孔28,
29の断面積を変化させると、環状空間37,38の圧力が変
化することにより、油膜ダンパ26,27の制振油膜の圧力
状態が変化し、制振性能が悪化してしまっていたもので
ある。
このように、従来では、制振性能を確保すべく調整した
後に玉軸受24,25への潤滑油供給量を調整すると制振性
能が悪化し、逆に玉軸受24,25への潤滑油供給量を最適
値に調整した後に制振性能を確保すべく調整すると玉軸
受24,25へ最適量を供給できなくなり、両者を同時に満
足させるよう調整することは困難であったものである。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、油膜ダ
ンパ及び軸受への潤滑油供給量の最適化が容易に同時実
現できる制振装置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〉 そのため本発明では、転がり軸受の外筒スリーブを油膜
ダンパを介して軸受ハウジングに浮動支持する制振装置
において、前記転がり軸受の外筒スリーブと前記軸受ハ
ウジングの内周との間に、前記軸受ハウジングの内周壁
に開口した給油口から潤滑油が供給される第１環状空間
と、該第１環状空間の軸方向端部に隣接して設けられ該
第１環状空間に供給された潤滑油の全てが通過する油膜
ダンパ間隙と、該油膜ダンパ間隙を通過した潤滑油の少
なくとも一部が導かれる第２環状空間と、を形成する一
方、前記第２環状空間から前記転がり軸受へ潤滑油を導
く供給通路と前記第２環状空間から排油口へ潤滑油を導
くバイパス通路とを前記第２環状空間に開口して並列に
設けるようにした。
〈作用〉 かかる転がり軸受の制振装置によると、第１環状空間に
供給された潤滑油は全て油膜ダンパ間隙を通過した後、
その少なくとも一部が第２環状空間に導かれる。そし
て、第２環状空間に開口して設けられた供給通路を介し
て転がり軸受に潤滑油が供給される一方、該供給通路と
並列に第２環状空間に開口して設けられたバイパス通路
を介して潤滑油が排油口に導かれる。
即ち、転がり軸受上流側に油膜ダンパ間隙を通過した潤
滑油が導かれる第２環状空間を形成してあるため、転が
り軸受へ潤滑油を供給する供給通路の断面積を変化させ
ても第１環状空間の油圧変化量は小さく、油膜ダンパに
おける制振性能が劣化することがない。従って、油膜ダ
ンパ間隙の厚さ及び長さを調整して制振性能の最適化を
図った後、制振性能を劣化させることなく供給通路及び
バイパス通路の断面積を調整して転がり軸受への潤滑油
供給量を最適化することが可能となる。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。
第１図は、過給機の軸受固定装置であって、過給機のセ
ンターハウジング１内に軸受ハウジング２が設けられて
いる。タービンシャフト３の両端部それぞれは、タービ
ン側玉軸受４及びコンプレッサ側玉軸受５によって軸受
けされており、これらの玉軸受4,5の外周を囲む外筒ス
リーブ4a,5aはそれぞれ油膜ダンパ6,7を介して前記軸受
ハウジング２内に浮動状態に支持されるようにしてあ
る。
また、前記外筒スリーブ4a,5aの相対端面間には、コイ
ルスプリング８が張設されており、このコイルスプリン
グ８によって外筒スリーブ4a,5aは相互に離れる方向に
付勢される。軸受ハウジング２にはピン10が固定されて
おり、このピン10によってスラスト受部材９がスラスト
方向に位置決めされている。
軸受ハウジング２には給油口13が開口形成されており、
かかる給油口13から供給された潤滑油は最終的に中央部
排油口14,タービン側排油口15,コンプレッサ側排油口16
からセンターハウジング１の外側に排出される。
また、第２図に示すように、玉軸受4,5の外筒スリーブ4
a,5aの相対端面には、円周方向に所定間隔で突起17を設
けてある。
尚、第１図において、11は軸受スペーサ、12は油切りで
ある。
ここで、油膜ダンパ6,7による制振装置部について詳細
に説明すると、外筒スリーブ4a,5aの外周部と軸受ハウ
ジング２内周との間に油膜ダンパ6,7を構成する一対の
油膜ダンパ間隙6a,6b及び7a,7bがそれぞれ設けられてお
り、これらの一対の油膜ダンパ間隙6a,6b及び7a,7bは軸
方向に相互に所定間隔を有して形成されている。即ち、
油膜ダンパ6,7は相互に離れた２個所の油膜ダンパ間隙
によってそれぞれ構成されているものである。
前記一対の油膜ダンパ間隙6a,6b及び7a,7bの間には、外
筒スリーブ4a,5aの油膜ダンパ6,7を構成する部分よりも
凹陥させて前記給油口13が臨む第１環状空間18a,18bを
形成してあり、この第１環状空間18a,18bに前記給油口1
3から潤滑油が供給される。また、内方側の油膜ダンパ
間隙6a,7aに隣接して更に内方に第２環状空間19a,19bを
形成してある。更に、この第２環状空間19a,19b内方に
隣接してバイパス通路20a,20bが形成されている。
このように、本実施例において、外筒スリーブ4a,5aの
外周部と軸受ハウジング２内周との間には、端部から順
に、油膜ダンパ間隙6b,7b、第１環状空間18a,18b、油膜
ダンパ間隙6a,7a、第２環状空間19a,19b、更にバイパス
通路20a,20bがそれぞれ相互に連通して設けられてい
る。
また、前記第２環状空間19a,19bに一端が臨むように、
外筒スリーブ4a,5aの内外を貫通して潤滑油供給孔21a,2
1bを設けてある。
かかる構成において、給油口13から供給された潤滑油
は、該給油口13が臨む第１環状空間18a,18bに供給され
た後、該第１環状空間18a,18bの両端に隣接する油膜ダ
ンパ間隙6a,6b及び7a,7bに全てが分配され、この油膜ダ
ンパ間隙6a,6b及び7a,7bが潤滑油で満たされることによ
り油膜ダンパとして機能して、外筒スリーブ4a,5aを軸
受ハウジング２に浮動状態に支持する。そして、外筒の
油膜ダンパ6b,7bを通過した潤滑油はタービン側排油口1
5又はコンプレッサ側排油口16を介して排出される。
一方、内側の油膜ダンパ間隙6a,7aを通過した潤滑油
は、第２環状空間19a,19bに導かれる。そして、第２環
状空間19a,19bに至った潤滑油の一部は、潤滑油供給孔2
1a,21bを介して玉軸受4,5へ供給されて、玉軸受4,5の潤
滑と冷却を行い、その他はバイパス通路20a,20bを通過
して中央部排油口14から排出される。このバイパス通路
20a,20bを介しての排油時に、スラスト受部材９と外筒
スリーブ4a,5aと間に空間を確保して排油経路を確保す
べく、第２図に示すように、外筒スリーブ4a,5aの相対
端面に突起17を設けて突起17間に潤滑油の通路が確保さ
れるようにしてある。
前述の潤滑油の供給経路を模式化すると、第３図に示す
ようになる。ここで、油膜ダンパ6,7による玉軸受4,5の
制振性能を最適化すべく、油膜ダンパ間隙6a,6b及び7a,
7bの厚さ・長さを調整した後、玉軸受4,5への潤滑油の
供給量の最適化を図るために、潤滑油供給孔21a,21bの
断面積を調整しても、第１環状空間18a,18bの油圧変化
量は極めて少ない。即ち、潤滑油供給孔21a,21bの上流
側には第２環状空間19a,19b及び油間ダンパ間隙6a,7aが
存在するため、第４図に示すように、潤滑油供給孔21a,
21bの断面積変化に伴う第２環状空間19a,19bでの油圧変
化が第１環状空間18a,18bに影響し難くなっているもの
である。従って、油膜ダンパ6,7による制振性能を最適
値に調整した後に、玉軸受4,5に対する潤滑油供給量を
最適値に調整しても、制振性能が悪化することがなく、
制振性能の確保と玉軸受4,5への潤滑供給量の最適化と
の両立が図れるものである。
また、本実施例においては、玉軸受4,5への潤滑油供給
量の調整は、バイパス通路20a,20bの隙間を調整するこ
とによっても可能であって調整自由度が大きく、この場
合のバイパス通路20a,20bの隙間は、油膜ダンパ間隙6a,
6b及び7a,7bの１〜８倍程度の範囲にて調整できる。
また、潤滑油供給孔21a,21bの上流側に油溜まりとも呼
べる第２環状空間19a,19bが形成されているため、安定
した潤滑油供給が可能である。更に、コイルスプリング
８の内径（ピッチ径−線径）及び潤滑油供給孔21a,21b
が開口する外筒スリーブ4a,5aの内径が、玉軸受4,5の外
輪内径と略同等か大きくなるようにしてあれば、玉軸受
4,5から外筒スリーブ4a,5a内周、更にコイルスプリング
８へと潤滑油がスムーズに流れて中央部排油口14から排
出されることになるため、第１図に示すＡ部が油溜まり
となることがない。従って、玉軸受4,5の攪拌損失が過
剰になることを防止でき、良好な回転応答性を確保する
ことができる。
尚、本実施例では、過給機のタービンシャフト３を軸受
けする玉軸受4,5の制振装置を例としたが、過給機に限
るものではなく、その他の高速回転機械に同様に適用す
ることで同様な効果が得られる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、第１環状空間に
供給された潤滑油を全て油膜ダンパ間隙に通過させ、油
膜ダンパ間隙を通過した潤滑油の少なくとも一部を第２
環状空間に導き、この第２環状空間から転がり軸受へ潤
滑油を供給すると共に、この潤滑油供給通路と並列に排
油用のバイパス通路を設けるようにしたので、制振性能
の最適化と、耐久性と回転応答性を決定する転がり軸受
への潤滑油供給量の最適化及び安定化とを同時に容易に
実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す軸受固定装置の断面
図、第２図は第１図に示した玉軸受の外筒スリーブの詳
細を示す図で（Ａ）は正面図，（Ｂ）は側面図、第３図
は第１図に示す実施例の潤滑油供給経路の模式図、第４
図は本発明の効果を説明するためのグラフ、第５図は従
来の油膜ダンパ式制振装置の一例を示す断面図、第６図
は第５図に示した従来例の潤滑油供給経路の模式図であ
る。 ２……軸受ハウジング、３……タービンシャフト、4,5
……玉軸受、4a,5a……外筒スリーブ、6,7……油膜ダン
パ、6a,6b,7a,7b……油膜ダンパ間隙、13……給油口、1
8a,18b……第１環状空間、19a,19b……第２環状空間、2
0a,20b……バイパス通路、21a,21b……潤滑油供給孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】転がり軸受の外筒スリーブを油膜ダンパを
    介して軸受ハウジングに浮動支持する制振装置におい
    て、 前記転がり軸受の外筒スリーブと前記軸受ハウジングの
    内周との間に、前記軸受ハウジングの内周壁に開口した
    給油口から潤滑油が供給される第１環状空間と、該第１
    環状空間の軸方向端部に隣接して設けられ該第１環状空
    間に供給された潤滑油の全てが通過する油膜ダンパ間隙
    と、該油膜ダンパ間隙を通過した潤滑油の少なくとも一
    部が導かれる第２環状空間と、を形成する一方、前記第
    ２環状空間から前記転がり軸受へ潤滑油を導く供給通路
    と前記第２環状空間から排油口へ潤滑油を導くバイパス
    通路とを前記第２環状空間に開口して並列に設けたこと
    を特徴とする転がり軸受の制振装置。
JP63138504A 1988-06-07 1988-06-07 転がり軸受の制振装置 Expired - Fee Related JPH079247B2 (ja)

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