JPH09273555A - 圧力ダム軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火力発電、船舶推進用原動機その他各種高速
回転機械等における高速回転軸を支える圧力ダム軸受に
関するもので、圧力ダムの高い油膜圧力から軸受端に流
出する油量を低減し、潤滑油系統の容量を小さくするこ
とを目的としている。 【解決手段】 回転軸８を上下から支承する圧力ダム軸
受上半部１および下半部２からなるジャーナル軸受にお
ける上半部１の内周摺動面に給油溝４ａに連通する圧力
ダム用円周方向溝５と、これに平行する円周方向溝７を
設け、この円周方向溝を軸受下半部２の上流側の油溝４
ｂに連結する。圧力ダム用円周方向溝５は一方の給油溝
４ａを基点とし、軸受上半部１の途中に終点（圧力ダ
ム）６を形成している。油溝４ｂには、なだらかな勾配
を持った第２の油溝９を接続し、この第２の油溝９によ
り第１の油溝４ｂと軸受下半部２の軸受円弧面とをなだ
らかに接続している。圧力ダム用円周方向溝５からの油
は円周方向油溝７に流入し、円周方向に流れ、その下流
で油溝４ｂ内の油と合流し軸受下半部２へ流入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電、船舶推
進用原動機および発電機駆動用などのタービンや発電機
ロータ、高速回転圧縮機、高速回転歯車などの高速回転
軸を支える圧力ダム軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に従来の圧力ダム軸受の組み立て断
面図、図４に図３の内周面の展開図を示す。

【０００３】圧力ダム軸受は、ジャーナル軸受上半部内
周面１０１に設けられた圧力ダム用円周方向油溝１０５
の下流端の圧力ダム１０６における油のせき止め効果に
より、上半部１０１にも油膜圧力を立たせ、この圧力に
より回転軸に下向き力を作用させ、回転軸の振動を抑制
する効果を持たせた軸受である。

【０００４】すなわち図３において、軸受下半部１０２
は回転軸の重量を支承する軸受面であり、上半部１０１
には部分的に円周方向溝１０５が設けられている。

【０００５】図４に示すようにジャーナル軸受上半部１
０１の円周方向油溝１０５は一方の水平位置油溝１０４
ａを起点とし、上半部の途中に終点１０６を有するよう
に設けられている。

【０００６】水平方向油溝１０４ａから該円周方向油溝
１０５にもたらされた油は終点の圧力ダム１０６のせき
止め効果により圧力上昇し、このような圧力を軸受上半
部全面にわたって積分して得られた油膜力により回転軸
を下向きに押し下げる作用力を発生する。

【０００７】この作用力は回転軸が半径方向に振動しよ
うとするのを抑制する効果を有し、安定化を図ってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで圧力ダム軸受
では、上半部の圧力ダムの効果により円周方向油溝を中
心に油膜圧力が発生する。

【０００９】図５に圧力ダム周辺の円周方向圧力ｐの概
略分布図を示す。図でわかるように水平方向油溝１０４
ａを起点とした円周方向油溝に沿って油膜圧力ｐが上昇
し、終点の圧力ダム１０６で最高値になった後、もう一
つの水平方向油溝１０４ｂに向けて圧力降下する。

【００１０】また、図６は図５の圧力ダム付近における
軸方向圧力分布の概略図を示す。

【００１１】同図でわかるように、円周方向油溝１０５
の油膜圧力から軸受端で大気圧力まで大きな圧力降下が
存在し、この軸方向圧力勾配が圧力ダムがない場合と比
べて大きくなるために、圧力ダム軸受では上半部からの
潤滑油の流出量が過大になる。

【００１２】これをまかなうため、必要な潤滑油量は過
大になり、潤滑油系統のポンプ吐出量、タンク容量、冷
却器容量などを大きくしなければならない。

【００１３】また、潤滑油量が増加するため、潤滑油系
統のポンプ吐出圧が低下し、機械全体の運転に必要な潤
滑油圧力が維持できず、運転停止を余儀なくされる場合
も考えられる。

【００１４】本発明は上記従来軸受の各不具合点を解消
し、圧力ダムの高い油膜圧力から軸受端に流出する油量
を低減すると共に、軸受両端に排出される油の一部を回
収し再び軸受下半部の荷重支持のための潤滑油として利
用でき、潤滑油系統の容量を小さくすることができる新
たな圧力ダム軸受を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明の圧力ダム軸受は、上半部および下
半部からなるジャーナル軸受であって、その上半部の回
転軸との摺動面に、一方の端を上・下軸受間に設けた給
油溝に連結され、他方の端が前記回転軸の回転方向に向
けて行き止まり部（以下圧力ダムという）を有する圧力
ダム用円周方向溝を備えている圧力ダム軸受の、該圧力
ダム用円周方向溝よりも軸方向の両端に近い位置に、一
方の端が前記給油溝に連結しないところから始まり、他
方の端が該給油溝と約１８０度反対側にある軸受下半部
に設けた第１の油溝に連結されている複数列の平行する
円周方向油溝を軸受上半部に備えた圧力ダム軸受におい
て、前記軸受下半部に設けた第１の油溝と軸受下半部の
軸受円弧面とをなだらかに接続するように第２の油溝を
軸受下半部に設けたことを特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の最良と思われる実施
の形態につき図面を参照しながら説明する。図１は本発
明の実施の形態の一例に係る圧力ダム軸受の軸直角断面
図、図２は図１の内周面の展開図である。また図８は本
発明の圧力ダム軸受の上半部における軸方向圧力分布図
である。

【００１７】これらの図において、高速回転軸８を上下
より支承する圧力ダム軸受上半部１および圧力ダム軸受
下半部からなるジャーナル軸受における圧力ダム軸受上
半部１の回転軸８との内周摺動面には、潤滑油給油通路
と連通する給油溝４ａに連通する圧力ダム用円周方向溝
５とこれに平行な円周方向溝７（７ａ，７ｂ）を設け、
該円周方向溝７（７ａ，７ｂ）を軸受下半部２の上流側
の油溝４ｂに連結する。

【００１８】軸受上半部１に設けた円周方向溝７は、図
２に示すように圧力ダム用円周方向溝５の軸方向両端側
に平行して２列に７ａ，７ｂのように設置されている。
また、圧力ダム用円周方向溝５は一方の水平位置給油溝
４ａを基点とし、軸受上半部の途中に終点（圧力ダム
６）を有するよう構成されている。

【００１９】軸受下半部２の上流側に設けられた第１の
油溝４ｂは潤滑油給油通路３などと連結されているもの
ではなく、深く、ある量の油が入り、しばらく滞留する
ことのできる油溝である。

【００２０】この第１の油溝４ｂに接続してなだらかな
勾配を持った第２の油溝９を同様に軸受下半部２の上流
側に設けている。

【００２１】そして第２の油溝９により、第１の油溝４
ｂと軸受下半部の軸受円弧面とはなだらかに接続してい
る。

【００２２】なお油溝４ｂは軸受外部から供給される潤
滑油を受ける溝ではない。即ち潤滑油給油通路３とは連
絡していない。

【００２３】このような構造により、圧力ダム用円周方
向油溝５に高い油膜圧力が発生しても、軸方向両端側に
平行して設置される円周方向油溝７ａ，７ｂの部分では
大気圧力あるいは溝内圧力まで十分に低下する。

【００２４】したがって圧力ダム用円周方向溝５からの
油は円周方向油溝７ａ，７ｂに流入し、そのまま円周方
向に流れ、その下流で連結される水平合わせ面付近にあ
る軸方向油溝４ｂ内の油と合流する。

【００２５】この油溝４ｂから再び軸受下半部２に流入
するので、図３に示される従来のように圧力ダム用円周
方向油溝１０５で高圧化した油が直接軸受端から軸受外
に流出していた油量を低減することができる。

【００２６】このとき、第２の油溝９のなだらかな勾配
により、第１の油溝４ｂから軸受下半部２への流入が円
滑になされる。

【００２７】このように両端寄りの円周方向油溝７ａ，
７ｂに流入した油は給油通路３などと連結していない油
溝４ｂと連結されており、ここで一旦滞留した後、第２
の油溝９を経て荷重を受ける下半部軸受２の円弧面に供
給される。

【００２８】油溝４ｂが、従来のように給油通路３など
と連絡していないため、この油溝４ｂから、円周方向油
溝７ａ，７ｂに逆流、充満することがないため、上に述
べた圧力ダム５，６からの油の流出を回収することが可
能である。

【００２９】このように軸受上半部１の圧力ダムで発生
した圧力分布により軸受両端に排出される油を回収し、
再び軸受下半部２の荷重支持のための潤滑油として利用
することができ、潤滑油量を低減することができる。

【００３０】つぎに本発明の作用につき説明する。図７
は円周方向油溝を設けた圧力ダム軸受の上半部における
軸方向の概略圧力分布図を示し、また図８は本発明の場
合の軸受上半部における軸方向圧力分布図である。

【００３１】圧力ダム用円周方向油溝５に発生する高い
油膜圧力は軸方向両端側に平行して設置される円周方向
油溝７ａ，７ｂに達すると大気圧力あるいは溝内圧力ま
で低下する。

【００３２】図７は円周方向油溝７ａ，７ｂが図２に示
すように円周方向下流において連結する油溝４ｂが、
（図３に示される１０４ｂが潤滑油給油通路１０３ｂに
連結しているように）潤滑油給油通路に連結している場
合の軸方向圧力分布であり、溝内圧力は給油圧力と同程
度以下には低下しない。

【００３３】これに対し本発明の場合、図８に示すよう
な第１の油溝４ｂが潤滑油給油通路と連結していない場
合の軸方向圧力分布でわかるように溝内圧力は給油圧力
よりも低く、大気圧力程度まで低下している。

【００３４】したがって、圧力ダム用円周方向溝５から
の油は円周方向油溝７ａ，７ｂに流入した後、図７の様
な場合は一部の油は該円周方向油溝７ａ，７ｂから軸端
へ流出し、回収することができない。

【００３５】しかし、図８に示す本発明の場合は、ほと
んどの油は、そのまま円周方向に流れ、その下流で連結
される第１の油溝４ｂ内の油と合流する。

【００３６】この油溝４ａの油は回転方向Ｎの回転軸に
引き出されて、第２の油溝９を経て再び軸受下半部１に
流入するので、従来のように図３，図４に示す圧力ダム
用円周方向油溝１０５から直接軸受端に流出していた油
量を低減することができる。

【００３７】このように両端寄りの円周方向油溝に流入
した油は給油通路と連絡していない第１油溝４ｂと連結
されており、ここで一旦滞留した後、第２の油溝９を経
て荷重を受ける下半軸受円弧面２に供給される。

【００３８】以上のように本発明においては、軸受上半
部１の圧力ダムで発生した圧力分布により軸受両端に排
出される油の一部を回収し、再び軸受下半部２の荷重支
持のための潤滑油として利用することができ、圧力ダム
軸受において問題になっていた潤滑油量を低減すること
ができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の圧力ダム軸
受によれば、圧力ダムの高い油膜圧力から軸受端に流出
する油量を低減することができ、潤滑油系統の容量を小
さくすることを可能とする効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明圧力ダム軸受の一例を示す軸直角断面図
である。

【図２】図１の内周面の展開図である。

【図３】従来の圧力ダム軸受の軸直角断面図である。

【図４】図３の内周面の展開図である。

【図５】従来の圧力ダム軸受の上半部における円周方向
圧力分布図である。

【図６】従来の圧力ダム軸受の上半部における軸方向圧
力分布図である。

【図７】従来の圧力ダム軸受の上半部における軸方向圧
力分布図である。

【図８】本発明の圧力ダム軸受の上半部における軸方向
圧力分布図である。

【符号の説明】 １ ジャーナル軸受上半部 ２ ジャーナル軸受下半部 ３ 潤滑油給油通路 ４ａ 給油溝（給油通路と連結） ４ｂ 油溝（第１の） ５ 圧力ダム用円周方向溝 ６ 圧力ダム ７（７ａ，７ｂ） 円周方向溝 ８ 回転軸 ９ 第２の油溝 Ｎ 軸の回転方向 Ｐ 圧力分布

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上半部および下半部からなるジャーナル
   軸受であって、その上半部の回転軸との摺動面に、一方
   の端を上・下軸受間に設けた給油溝に連結され、他方の
   端が前記回転軸の回転方向に向けて行き止まり部（以下
   圧力ダムという）を有する圧力ダム用円周方向溝を備え
   ている圧力ダム軸受の該圧力ダム用円周方向溝よりも軸
   方向の両端に近い位置に、一方の端が前記給油溝に連結
   しないところから始まり、他方の端が該給油溝と約１８
   ０度反対側にある軸受下半部に設けた第１の油溝に連結
   されている複数列の平行する円周方向油溝を軸受上半部
   に備えた圧力ダム軸受において、前記軸受下半部に設け
   た第１の油溝と軸受下半部の軸受円弧面とをなだらかに
   接続するように第２の油溝を軸受下半部に設けたことを
   特徴とする圧力ダム軸受。