JPH0842560A - 動圧気体ジャーナル軸受 - Google Patents
動圧気体ジャーナル軸受Info
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- JPH0842560A JPH0842560A JP6194907A JP19490794A JPH0842560A JP H0842560 A JPH0842560 A JP H0842560A JP 6194907 A JP6194907 A JP 6194907A JP 19490794 A JP19490794 A JP 19490794A JP H0842560 A JPH0842560 A JP H0842560A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転軸が高負荷で回転してもピボット部分の
発熱及び軸受の損傷を少なくする高性能の動圧気体ジャ
ーナル軸受を提供する。 【構成】 回転軸の周りにあって、同回転軸とのあいだ
にすきまを隔てて同軸的に配置する円筒を円周方向に複
数に分割したパッド(2) よりなり、かつ、各パッド(2)
の凸曲背面をそれぞれピポッド(5) により点支持するこ
とによって任意の姿勢に支持可能とするジャーナル軸受
において、同回転軸に対向するパッドの凹曲表面に回転
方向前縁に開口する溝(9) を設けるとともに、パッドの
軸方向両端部に溝を施工しない部分(6) を設け、かつ、
周方向にはピポッド支持点より後縁側に達するまで溝
(7) を加工し、同溝(7) の深さは軸方向の中央部を浅く
形成するとともに、その両端部分(6) ，(6) の曲率を、
溝部分(7) の曲率と回転軸の曲率との間の曲率に設定し
たこと。
発熱及び軸受の損傷を少なくする高性能の動圧気体ジャ
ーナル軸受を提供する。 【構成】 回転軸の周りにあって、同回転軸とのあいだ
にすきまを隔てて同軸的に配置する円筒を円周方向に複
数に分割したパッド(2) よりなり、かつ、各パッド(2)
の凸曲背面をそれぞれピポッド(5) により点支持するこ
とによって任意の姿勢に支持可能とするジャーナル軸受
において、同回転軸に対向するパッドの凹曲表面に回転
方向前縁に開口する溝(9) を設けるとともに、パッドの
軸方向両端部に溝を施工しない部分(6) を設け、かつ、
周方向にはピポッド支持点より後縁側に達するまで溝
(7) を加工し、同溝(7) の深さは軸方向の中央部を浅く
形成するとともに、その両端部分(6) ，(6) の曲率を、
溝部分(7) の曲率と回転軸の曲率との間の曲率に設定し
たこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、膨張タービン，圧縮機
などの高速ターボ機械に用いられる動圧気体ジャーナル
軸受に関する。
などの高速ターボ機械に用いられる動圧気体ジャーナル
軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のティルティングパッド型動圧気体
ジャーナル軸受においては、図３横断面図に示すよう
に、各パッド０２の背面支持をそれぞれピボット０４で
行い、その際、ピボットを球面で行う点支持型と、軸方
向の線接触で行うライン支持型の２型式がある。特に気
体軸受などの負荷能力の小さい軸受では、片当たりの影
響を除くために、主に点支持型を使用する。また、軸受
パッド０２の表面はできるだけ滑らかに、かつ、円筒度
を管理することで浮上すきまの小さい気体潤滑におい
て、その性能を維持するように製作する。
ジャーナル軸受においては、図３横断面図に示すよう
に、各パッド０２の背面支持をそれぞれピボット０４で
行い、その際、ピボットを球面で行う点支持型と、軸方
向の線接触で行うライン支持型の２型式がある。特に気
体軸受などの負荷能力の小さい軸受では、片当たりの影
響を除くために、主に点支持型を使用する。また、軸受
パッド０２の表面はできるだけ滑らかに、かつ、円筒度
を管理することで浮上すきまの小さい気体潤滑におい
て、その性能を維持するように製作する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の気体軸受は主に
軽負荷高速回転用に用いられてきた。ところで、これを
より高負荷で使用しようとすると、次のような問題があ
る。軸受パッド０２と回転軸０１が完全に浮上して分離
するまでの間に行われるパッド表面と回転軸表面間の固
体接触の条件は、軽荷重の場合は軸方向に一様に分布す
る線接触の条件に近くなっているが、荷重を増すにつれ
て、ピボット０４点を中心とした集中接触状態に近くな
り、その部分の発熱が大きくなることによって軸方向に
パッドが反ることで更に接触条件が厳しくなって、軸受
の損傷が激しくなる。このため、設計時の軸受投影面圧
は０．２ｋｇｆ／ｃｍ2 程度が限界であった。
軽負荷高速回転用に用いられてきた。ところで、これを
より高負荷で使用しようとすると、次のような問題があ
る。軸受パッド０２と回転軸０１が完全に浮上して分離
するまでの間に行われるパッド表面と回転軸表面間の固
体接触の条件は、軽荷重の場合は軸方向に一様に分布す
る線接触の条件に近くなっているが、荷重を増すにつれ
て、ピボット０４点を中心とした集中接触状態に近くな
り、その部分の発熱が大きくなることによって軸方向に
パッドが反ることで更に接触条件が厳しくなって、軸受
の損傷が激しくなる。このため、設計時の軸受投影面圧
は０．２ｋｇｆ／ｃｍ2 程度が限界であった。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、高負荷で回転してもピボット部分の発熱及び
軸受の損傷を少なくする高性能の動圧気体ジャーナル軸
受を提供することを目的とする。
たもので、高負荷で回転してもピボット部分の発熱及び
軸受の損傷を少なくする高性能の動圧気体ジャーナル軸
受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、回
転軸の周りにあって、同回転軸とのあいだにすきまを隔
てて同軸的に配置する円筒を円周方向に複数に分割した
パッド(2) よりなり、かつ、各パッド(2) の凸曲背面を
それぞれピポッド(5) により点支持することによって任
意の姿勢に支持可能とするジャーナル軸受において、同
回転軸に対向するパッドの凹曲表面に回転方向前縁に開
口する溝(9) を設けるとともに、パッドの軸方向両端部
に溝を施工しない部分(6) を設け、かつ、周方向にはピ
ポッド支持点より後縁側に達するまで溝(7) を加工し、
同溝(7) の深さは軸方向の中央部を浅く形成するととも
に、その両端部分(6) ，(6) の曲率を、溝部分(7) の曲
率と回転軸の曲率との間の曲率に設定することを特徴と
する。
転軸の周りにあって、同回転軸とのあいだにすきまを隔
てて同軸的に配置する円筒を円周方向に複数に分割した
パッド(2) よりなり、かつ、各パッド(2) の凸曲背面を
それぞれピポッド(5) により点支持することによって任
意の姿勢に支持可能とするジャーナル軸受において、同
回転軸に対向するパッドの凹曲表面に回転方向前縁に開
口する溝(9) を設けるとともに、パッドの軸方向両端部
に溝を施工しない部分(6) を設け、かつ、周方向にはピ
ポッド支持点より後縁側に達するまで溝(7) を加工し、
同溝(7) の深さは軸方向の中央部を浅く形成するととも
に、その両端部分(6) ，(6) の曲率を、溝部分(7) の曲
率と回転軸の曲率との間の曲率に設定することを特徴と
する。
【０００６】
【作用】このような構成によれば、パッドの軸方向中央
部にピボット位置より後縁側に達するまで溝を設けるこ
とにより、パッドに回転軸重量が作用したときに、ピボ
ット点位置での集中接触的な軸受表面の応力発生がな
く、両端部の非溝部分２ヵ所に均等な線接触が実現され
る。さらに接触部が軸方向両端にあり、内側には溝があ
るため、周辺の流れによってパッドの冷却効果が高ま
り、局部的な温度上昇を抑制できる。また、非溝部の曲
率を溝部の曲率と回転軸の曲率の間に設定することによ
り、局部接触面圧を小さく抑制することができる。さら
に、溝の軸方向中央部の溝深さを小さくすることによっ
て、非溝部の冷却効果を維持したまま、軸受の気体膜圧
力の発生能力を高くできるほか、接触による軸受損傷域
を気体膜圧力発生に影響の少ない軸受端部に限定できる
ことから、軸受耐力を大幅に向上できる。
部にピボット位置より後縁側に達するまで溝を設けるこ
とにより、パッドに回転軸重量が作用したときに、ピボ
ット点位置での集中接触的な軸受表面の応力発生がな
く、両端部の非溝部分２ヵ所に均等な線接触が実現され
る。さらに接触部が軸方向両端にあり、内側には溝があ
るため、周辺の流れによってパッドの冷却効果が高ま
り、局部的な温度上昇を抑制できる。また、非溝部の曲
率を溝部の曲率と回転軸の曲率の間に設定することによ
り、局部接触面圧を小さく抑制することができる。さら
に、溝の軸方向中央部の溝深さを小さくすることによっ
て、非溝部の冷却効果を維持したまま、軸受の気体膜圧
力の発生能力を高くできるほか、接触による軸受損傷域
を気体膜圧力発生に影響の少ない軸受端部に限定できる
ことから、軸受耐力を大幅に向上できる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１，図２はそれぞれその第１実施例，第２実施例を示
すパッドの斜視図及びその矢視縦断面図である。
図１，図２はそれぞれその第１実施例，第２実施例を示
すパッドの斜視図及びその矢視縦断面図である。
【０００８】まず、図１に示す第１実施例のパッド２は
図３に示した従来のティルティングパッド軸受の軸受パ
ッド０２に代えて用いられるものである。パッド２の表
面には、その軸方向両端部にそれぞれランド６を残し
て、同図（Ｂ）に示すように、浅い溝部７−１が形成さ
れている。溝部の両端には、これに沿って中央部８より
わずかに深いレール９がそれぞれ形成されている。な
お、このレール９はパッドの後縁に向かうにしたがって
徐々に浅く、後縁では同図（Ｃ）に示すように、溝中央
部と同程度の深さに収まっている。溝中央部の曲率は通
常の軸受設計と同一レベルで、回転軸半径をＲとした場
合に１．００１〜１．００３Ｒ程度にし、ランド部はそ
れ以下の曲率に設定する。このとき、軸方向から投影し
た場合に、溝部中央がランド部より突出しない。また、
レール９の深さは、圧力発生を阻害しないように、溝部
中央の曲面に対して、前縁部分で軸受すきま相当の０．
００１〜０．００３Ｒに、後縁部分でほぼゼロにそれぞ
れ設定してある。
図３に示した従来のティルティングパッド軸受の軸受パ
ッド０２に代えて用いられるものである。パッド２の表
面には、その軸方向両端部にそれぞれランド６を残し
て、同図（Ｂ）に示すように、浅い溝部７−１が形成さ
れている。溝部の両端には、これに沿って中央部８より
わずかに深いレール９がそれぞれ形成されている。な
お、このレール９はパッドの後縁に向かうにしたがって
徐々に浅く、後縁では同図（Ｃ）に示すように、溝中央
部と同程度の深さに収まっている。溝中央部の曲率は通
常の軸受設計と同一レベルで、回転軸半径をＲとした場
合に１．００１〜１．００３Ｒ程度にし、ランド部はそ
れ以下の曲率に設定する。このとき、軸方向から投影し
た場合に、溝部中央がランド部より突出しない。また、
レール９の深さは、圧力発生を阻害しないように、溝部
中央の曲面に対して、前縁部分で軸受すきま相当の０．
００１〜０．００３Ｒに、後縁部分でほぼゼロにそれぞ
れ設定してある。
【０００９】次に、図２に示す第２実施例のパッドで
は、同図（Ａ）に示すように、溝部７−２はパッド後縁
部まで達せず、全体として後縁に近づくにしたがって徐
々に浅く形成されている、いわゆるテーパーランド軸受
の形式を採っている。テーパーの終縁位置は、同図
（Ｃ）に示すように、ピボット４の存在する角度よりも
後縁側に達する必要がある。また、溝中央部の深さも一
様ではなく、後縁に向かうほど浅くすることで気体膜圧
力の発生を促進できる。
は、同図（Ａ）に示すように、溝部７−２はパッド後縁
部まで達せず、全体として後縁に近づくにしたがって徐
々に浅く形成されている、いわゆるテーパーランド軸受
の形式を採っている。テーパーの終縁位置は、同図
（Ｃ）に示すように、ピボット４の存在する角度よりも
後縁側に達する必要がある。また、溝中央部の深さも一
様ではなく、後縁に向かうほど浅くすることで気体膜圧
力の発生を促進できる。
【００１０】
【発明の効果】本発明構造により、気体軸受の気体圧力
発生性能を損なうことなく、接触時の軸受耐力を大幅に
向上することができることから、従来、気体軸受が使用
できなかった大型の回転体などへの適用が可能になっ
て、機器の省メンテナス性及びコンパクト化が可能にな
る。
発生性能を損なうことなく、接触時の軸受耐力を大幅に
向上することができることから、従来、気体軸受が使用
できなかった大型の回転体などへの適用が可能になっ
て、機器の省メンテナス性及びコンパクト化が可能にな
る。
【００１１】要するに本発明によれば、回転軸の周りに
あって、同回転軸とのあいだにすきまを隔てて同軸的に
配置する円筒を円周方向に複数に分割したパッド(2) よ
りなり、かつ、各パッド(2) の凸曲背面をそれぞれピポ
ッド(5) により点支持することによって任意の姿勢に支
持可能とするジャーナル軸受において、同回転軸に対向
するパッドの凹曲表面に回転方向前縁に開口する溝(9)
を設けるとともに、パッドの軸方向両端部に溝を施工し
ない部分(6) を設け、かつ、周方向にはピポッド支持点
より後縁側に達するまで溝(7) を加工し、同溝(7) の深
さは軸方向の中央部を浅く形成するとともに、その両端
部分(6) ，(6) の曲率を、溝部分(7) の曲率と回転軸の
曲率との間の曲率に設定することにより、高負荷で回転
してもピボット部分の発熱及び軸受の損傷を少なくする
高性能の動圧気体ジャーナル軸受を得るから、本発明は
産業上極めて有益なものである。
あって、同回転軸とのあいだにすきまを隔てて同軸的に
配置する円筒を円周方向に複数に分割したパッド(2) よ
りなり、かつ、各パッド(2) の凸曲背面をそれぞれピポ
ッド(5) により点支持することによって任意の姿勢に支
持可能とするジャーナル軸受において、同回転軸に対向
するパッドの凹曲表面に回転方向前縁に開口する溝(9)
を設けるとともに、パッドの軸方向両端部に溝を施工し
ない部分(6) を設け、かつ、周方向にはピポッド支持点
より後縁側に達するまで溝(7) を加工し、同溝(7) の深
さは軸方向の中央部を浅く形成するとともに、その両端
部分(6) ，(6) の曲率を、溝部分(7) の曲率と回転軸の
曲率との間の曲率に設定することにより、高負荷で回転
してもピボット部分の発熱及び軸受の損傷を少なくする
高性能の動圧気体ジャーナル軸受を得るから、本発明は
産業上極めて有益なものである。
【図１】本発明の第１実施例の軸受パッドを示し、同図
（Ａ）はその全体斜視図、同図（Ｂ），同図（Ｃ）はそ
れぞれ同図（Ａ）のＩＢ−ＩＢ矢視図，ＩＣ−ＩＣ矢視
図である。
（Ａ）はその全体斜視図、同図（Ｂ），同図（Ｃ）はそ
れぞれ同図（Ａ）のＩＢ−ＩＢ矢視図，ＩＣ−ＩＣ矢視
図である。
【図２】本発明の第２実施例の軸受パッドを示し、同図
（Ａ）はその全体斜視図、同図（Ｂ），同図（Ｃ）はそ
れぞれ同図（Ａ）のIIＢ−IIＢ矢視図，IIＣ−IIＣ矢視
断面図である。
（Ａ）はその全体斜視図、同図（Ｂ），同図（Ｃ）はそ
れぞれ同図（Ａ）のIIＢ−IIＢ矢視図，IIＣ−IIＣ矢視
断面図である。
【図３】従来のティルティングパッド軸受の全体横断面
図である。
図である。
２ パッド ４ ピボット ５ ピボット棒 ６ ランド ７ 溝 ７−１ 溝部 ７−２ 溝部 ８ 溝中央部 ９ レール
Claims (1)
- 【請求項１】 回転軸の周りにあって、同回転軸とのあ
いだにすきまを隔てて同軸的に配置する円筒を円周方向
に複数に分割したパッド(2) よりなり、かつ、各パッド
(2) の凸曲背面をそれぞれピポッド(5) により点支持す
ることによって任意の姿勢に支持可能とするジャーナル
軸受において、同回転軸に対向するパッドの凹曲表面に
回転方向前縁に開口する溝(9) を設けるとともに、パッ
ドの軸方向両端部に溝を施工しない部分(6) を設け、か
つ、周方向にはピポッド支持点より後縁側に達するまで
溝(7) を加工し、同溝(7) の深さは軸方向の中央部を浅
く形成するとともに、その両端部分(6) ，(6) の曲率
を、溝部分(7) の曲率と回転軸の曲率との間の曲率に設
定することを特徴とする動圧気体ジャーナル軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19490794A JP3377612B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 動圧気体ジャーナル軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19490794A JP3377612B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 動圧気体ジャーナル軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842560A true JPH0842560A (ja) | 1996-02-13 |
| JP3377612B2 JP3377612B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=16332325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19490794A Expired - Fee Related JP3377612B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 動圧気体ジャーナル軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377612B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005220952A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ピボット軸受 |
| JP2013137100A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-07-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ジャーナル軸受及び蒸気タービン |
| WO2014184169A1 (de) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Voith Patent Gmbh | Kippsegment und radialgleitlager |
| CN104903601A (zh) * | 2013-01-31 | 2015-09-09 | 三菱日立电力系统株式会社 | 倾斜垫片轴承装置 |
| WO2016080000A1 (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | 三菱重工業株式会社 | ティルティングパッド軸受 |
| JP2016130566A (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 軸受機構およびポンプ |
| 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 |
| US12467470B2 (en) * | 2021-12-09 | 2025-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Compressor |
Citations (4)
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| JPS58102819A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-18 | Toshiba Corp | テイルテイングパツド軸受 |
| JPS6353915U (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-11 | ||
| JPH0231917U (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-28 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP19490794A patent/JP3377612B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN105156463B (zh) * | 2013-01-31 | 2018-12-14 | 三菱日立电力系统株式会社 | 倾斜垫片轴承装置 |
| CN105156463A (zh) * | 2013-01-31 | 2015-12-16 | 三菱日立电力系统株式会社 | 倾斜垫片轴承装置 |
| EP2952757A4 (en) * | 2013-01-31 | 2016-03-23 | Mitsubishi Hitachi Power Sys | KIPPSEGMENTLAGERVORRICHTUNG |
| EP3001049A1 (en) * | 2013-01-31 | 2016-03-30 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Tilting pad bearing device |
| US9366287B2 (en) | 2013-01-31 | 2016-06-14 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Tilting pad bearing device |
| CN104903601A (zh) * | 2013-01-31 | 2015-09-09 | 三菱日立电力系统株式会社 | 倾斜垫片轴承装置 |
| US9512879B2 (en) | 2013-01-31 | 2016-12-06 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Tilting pad bearing device |
| WO2014184169A1 (de) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Voith Patent Gmbh | Kippsegment und radialgleitlager |
| WO2016080000A1 (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | 三菱重工業株式会社 | ティルティングパッド軸受 |
| JP2016098888A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 三菱重工業株式会社 | ティルティングパッド軸受 |
| EP3045751A4 (en) * | 2014-11-20 | 2016-08-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | OSCILLATING SKATE BEARING |
| US9618036B2 (en) | 2014-11-20 | 2017-04-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Tilting-pad bearing |
| JP2016130566A (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 軸受機構およびポンプ |
| 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 |
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| US12467470B2 (en) * | 2021-12-09 | 2025-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Compressor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3377612B2 (ja) | 2003-02-17 |
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