JP2006112499A

JP2006112499A - ティルティングパッド型軸受

Info

Publication number: JP2006112499A
Application number: JP2004299531A
Authority: JP
Inventors: Shingo Tanaka; 慎吾田中; Takuya Uemi; 拓也上見; Tanehiro Shinohara; 種宏篠原; Kazuhiko Yamashita; 一彦山下; Takaaki Kaikogi; 高明貝漕
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】簡単な構成で、大径化にかかわらずティルティングパッドの温度上昇及びそれに伴う損傷の発生を防止することができ、なおかつ低油量化も達成することができる直接潤滑型のティルティングパット型軸受を提供する。
【解決手段】ティルティングパッド２に、その周方向の一端から他端にかけて、その周方向に沿って貫通する冷却流路２ａを設け、これに潤滑油を下流側より供給して流通させる構成としている。具体的には、給油ノズル６の先端に設けられた噴出部６ａにおいて、矢印ｃで示すように冷却流路２ａへ向かって潤滑油を噴き出す。噴き出した潤滑油は冷却流路２ａを通って上流側に流れ出る。そして、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。このように、ティルティングパッド２内部に下流側より潤滑油を流通させて冷却する構成により、ティルティングパッド２の下流側部分で最大となるメタル表面温度の上昇を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タービンや発電機等の大型回転機械の回転軸を支承するティルティングパッド型軸受に関するものである。

従来より、タービンや発電機等の大型回転機械においては、その回転軸を支承するために、例えばティルティングパッド型軸受が用いられている。これは、ピボットを中心に傾斜可能な数個のパッドより成り、ロータの回転により楔形油膜を形成するものであり、荷重方向に軸心が偏心するため振動安定性に優れており、高速回転機械で広く用いられているものである。

図１５は、この種の従来のティルティングパッド型軸受のうち、直接潤滑型のものを示す図であり、主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。この軸受は、同図に示すように、回転軸１を周囲より支持する複数のティルティングパッド２を、更にその外周面で各ピボット４によって軸受ハウジング３内に揺動自在に支持したものとなっている。なお、同図では右下部分のみ符号を詳細に付して説明しているが、他の部分も同じ構成である。

そして、軸受ハウジング３の内周面から回転軸１に向かって各ティルティングパッド２間に延在する給油ノズル５，６をそれぞれ複数設けている。各給油ノズル５は各ティルティングパッド２に対して、回転軸１の矢印Ａで示す回転方向（即ち潤滑の流れ方向）の上流側（以下、単に上流側と呼ぶ）に配設されており、その先端に設けられた噴出部５ａの軸側開口（不図示、以下同様）より矢印ａで示すように潤滑油（第１の潤滑油）を供給し、ティルティングパッド２の内周面と回転軸１の外周面との間に、その潤滑油を直接流れ込ませるように構成されている。

一方、各給油ノズル６は各ティルティングパッド２に対して、回転軸１の矢印Ａで示す回転方向（即ち潤滑の流れ方向）の下流側（以下、単に下流側と呼ぶ）に配設されており、その先端に設けられた噴出部６ａの軸側開口より矢印ｂで示すように同じく潤滑油（第２の潤滑油）を供給する。そして、上記給油ノズル５からティルティングパッド２の内周面及び回転軸１の外周面に沿って流れてきた高温の潤滑油が、更に下流側へと向かわないように、給油ノズル６からの潤滑油で堰き止める構成となっている。最後に、各ノズルからの潤滑油は回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。

その他、ティルティングパッドの温度上昇及びそれに伴う損傷の発生を防止することができ、なおかつ、低油量化も達成することができるとしたティルティングパッド型軸受が、本出願人により特許文献１，特許文献２に開示されている。
特開２００３−１１３８３４号公報特開２００３−１２０６７５号公報

しかしながら、近年の回転機械では、その高速化など、より厳しい状態で軸受が使用されるようになってきている。特に、上述したような従来の直接潤滑型のティルティングパッド型軸受は、主として蒸気タービン等によく用いられているが、これをガスタービンにも適用しようとすると、その回転軸が大径であるため軸受も大径化するので、周速の増加により油膜のせん断抵抗が増加する。

そして、これに伴い各ティルティングパッドにおける摩擦損失ひいては摺動発熱量が増加して、各ティルティングパッドのメタル表面温度及び潤滑面の油膜温度が上昇し、より損傷の危険性が高くなる。また、温度上昇による潤滑油の粘性低下やダンピング低下による不安定振動の発生が懸念されることとなる。

ちなみに、大型軸受は、潤滑油にいわゆるどぶづけされた状態で使用されているが、この場合攪拌損失が大きく、動力のロスも大きくなるので、これを改善するため、直接潤滑型のティルティングパッド型軸受の適用が求められてきているものである。

本発明は、以上のような問題点に鑑み、簡単な構成で、大径化にかかわらずティルティングパッドの温度上昇及びそれに伴う損傷の発生を防止することができ、なおかつ低油量化も達成することができる直接潤滑型のティルティングパット型軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、前記各ティルティングパッドの周方向の一端側に、該ティルティングパッドと前記回転軸との間に流れ込む第１の潤滑油を供給する第１の給油ノズルを備え、他端側に、前記ティルティングパッドと前記回転軸との間を流れてきた前記第１の潤滑油を堰き止める第２の潤滑油を供給する第２の給油ノズルを備えたティルティングパッド型軸受において、前記ティルティングパッドに、その周方向の一端から他端まで貫通する冷却流路を設け、該冷却流路に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う第３の潤滑油を、前記第２の給油ノズルより供給するようにしたことを特徴とする。

また、前記冷却流路を軸方向に複数並設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第２の給油ノズルより供給するようにしたことを特徴とする。

或いは、前記冷却流路を軸方向に複数並設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第１の給油ノズル及び第２の給油ノズルより交互に対応して供給するようにしたことを特徴とする。

或いは、前記冷却流路を前記ティルティングパッドの厚み方向に複数段配設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第２の給油ノズルより供給するようにしたことを特徴とする。

或いは、前記冷却流路を前記ティルティングパッドの厚み方向に複数段配設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第１の給油ノズル及び第２の給油ノズルより交互に対応して供給するようにしたことを特徴とする。

また、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受において、前記ティルティングパッドに、その外周面より内周側に延びる有底の冷却穴を設け、該冷却穴に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う潤滑油を、前記ティルティングパッドの外周側より供給する給油ノズルを備えたことを特徴とする。

或いは、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受において、前記ティルティングパッドに、その外周面から周方向端面まで貫通する冷却孔を設け、該冷却孔に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う潤滑油を、前記ティルティングパッドの外周側より供給する給油ノズルを備えたことを特徴とする。

或いは、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受において、前記ティルティングパッドの軸方向両端近傍に、その外周面より内周面まで貫通する冷却孔を設け、該冷却孔に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う潤滑油を、前記ティルティングパッドの外周側より供給する給油ノズルを備えたことを特徴とする。

また、前記ティルティングパッドに温度センサを設け、該温度センサにより計測される軸受メタル温度が所定値以下となるように、前記ティルティングパッドに供給される潤滑油の冷却を行うようにしたことを特徴とする。

或いは、前記ティルティングパッドに温度センサを設け、該温度センサにより計測される軸受メタル温度が所定値以下となるように、前記ティルティングパッドに供給される潤滑油の流量を調整するようにしたことを特徴とする。

また、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、前記軸受箱上で前記排油出口部から見て前記軸受本体を介して反対側の位置に、前記軸受箱に空気を導入する空気孔を設け、前記軸受箱内部で該空気孔から前記排油出口部までに生じる空気の流れにより、前記軸受本体を空冷するようにしたことを特徴とする。

或いは、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、前記軸受本体の外周面及び前記軸受箱の内壁面にフィンを設け、該各フィンからの放熱により暖められた前記軸受箱内部の空気を前記排油出口部より排気することにより、前記軸受本体を空冷するようにしたことを特徴とする。

或いは、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、前記軸受本体と前記軸受箱との間にヒートパイプを設け、前記軸受本体で発生した熱を前記ヒートパイプにより前記軸受箱に伝達し、該軸受箱の外部へと放出することにより、前記軸受本体を冷却するようにしたことを特徴とする。

或いは、周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、前記軸受本体外周面にパイプを巻き付け、該パイプの入口は前記軸受箱の外部に突出させ、出口は前記軸受箱内部で前記排油出口部に向かって開口させることにより、前記入口から前記出口まで前記パイプ内に空気の流れを生じさせ、これにより前記軸受本体を空冷するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、大径化にかかわらずティルティングパッドの温度上昇及びそれに伴う焼付きの発生を防止することができ、なおかつ低油量化も達成することができる直接潤滑型のティルティングパット型軸受を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施例においては、上記従来例で説明したものと同一の構成要素には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。

図１は、本発明の実施例１に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。同図では回転軸下側のパッドの一つについてのみ図示してある。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２に、その周方向の一端から他端にかけて、その周方向に沿って貫通する冷却流路２ａを設け、これに潤滑油を下流側より供給して流通させる構成としている。

具体的には、給油ノズル６の先端に設けられた噴出部６ａにおいて、上記軸側開口とは別にパッド側開口を設け、矢印ｃで示すように冷却流路２ａへ向かって潤滑油（第３の潤滑油）を噴き出す。噴き出した潤滑油は冷却流路２ａを通って上流側に流れ出る。そして、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。このように、ティルティングパッド２内部に下流側より潤滑油を流通させて冷却する構成により、ティルティングパッド２の下流側部分で最大となるメタル表面温度の上昇を抑えることができる。

また、冷却専用のノズルを設けることなく、現行の潤滑用ノズルを改良するだけで済むので有利である。なお、本実施例では噴出部６ａにパッド側開口を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、噴出部６ａに潤滑油を供給する柱状部ｐの側面にパッド側開口を設け、ここから冷却流路２ａへ向かって潤滑油を噴き出す構成としても良い。

図２は、本発明の実施例２に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、同図（ａ）は内周側より見た場合の模式図、同図（ｂ）は主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の冷却流路２ａを軸方向に複数並設し、それぞれの冷却流路２ａに潤滑油を下流側より供給して流通させる構成としている。

具体的には、給油ノズル６の先端に設けられた噴出部６ａを軸方向に延びるロッド状とし、この噴出部６ａにおいて、軸側開口とは別に各冷却流路２ａに対応する複数のパッド側開口を設け、それぞれ矢印ｃで示すように各冷却流路２ａへ向かって潤滑油を噴き出す。噴き出した各潤滑油は各冷却流路２ａを通って上流側に流れ出る。そして、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。このように、軸方向に複数並設された冷却流路２ａに潤滑油を流通させる構成により、実施例１より更に効果的に、ティルティングパッド２のメタル表面温度の上昇を抑えることができる。

図３は、本発明の実施例３に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、同図（ａ）は内周側より見た場合の模式図、同図（ｂ）は主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の冷却流路２ａを軸方向に複数並設し、各冷却流路２ａに下流側及び上流側より交互に対応して潤滑油を供給して流通させる構成としている。

具体的には、給油ノズル６の先端に設けられた噴出部６ａ、及び給油ノズル５の先端に設けられた噴出部５ａを、それぞれ軸方向に延びるロッド状とし、この噴出部６ａ，５ａにおいて、軸側開口とは別に各冷却流路２ａに交互に対応する複数のパッド側開口を設け、それぞれ矢印ｃ及び矢印ｄで示すように、各冷却流路２ａへ向かって潤滑油を噴き出す。

噴出部６ａのパッド側開口より噴き出した各潤滑油は、対応する各冷却流路２ａを通って上流側に流れ出る。一方、噴出部５ａのパッド側開口より噴き出した各潤滑油は、対応する各冷却流路２ａを通って下流側に流れ出る。そして、それぞれ回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。このように、軸方向に複数並設された各冷却流路２ａに、回転軸１の回転方向の下流側より上流側へ、及び上流側より下流側へと交互に対応して潤滑油を供給して流通させる構成により、ティルティングパッド２の下流側部分に加えて上流側部分についても冷却を行い、メタル表面温度の上昇を偏りなく抑えることができる。

図４は、本発明の実施例４に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の冷却流路２ａをパッドの厚み方向に複数段配設し、それぞれの冷却流路２ａに潤滑油を供給して流通させる構成としている。ここで、同図（ａ）は各冷却流路２ａに潤滑油を下流側より供給して流通させる場合であり、同図（ｂ）は各冷却流路２ａに下流側及び上流側より交互に対応して潤滑油を供給して流通させる場合である。

具体的には、実施例１の構成に加えて、例えば同図（ａ）に示すように、給油ノズル６の先端に設けられた噴出部６ａの下段に噴出部６ｂを設け、この噴出部６ｂにおいて、下段の冷却流路２ａに対応するパッド側開口を設け、噴出部６ａ，６ｂよりそれぞれ矢印ｃで示すように上下段の各冷却流路２ａへ向かって潤滑油を噴き出す。噴き出した各潤滑油は各冷却流路２ａを通って上流側に流れ出る。そして、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。

或いは同図（ｂ）に示すように、給油ノズル５の先端に設けられた噴出部５ａの下段に噴出部５ｂを設け、この噴出部５ｂにおいて、下段の冷却流路２ａに対応するパッド側開口を設ける。そして、上段の冷却流路２ａに対しては噴出部６ａより潤滑油が矢印ｃで示すように噴き出し、噴き出した潤滑油は上段の冷却流路２ａを通って上流側に流れ出る。一方、下段の冷却流路２ａに対しては噴出部５ａより潤滑油が矢印ｄで示すように噴き出し、噴き出した潤滑油は下段の冷却流路２ａを通って下流側に流れ出る。流れ出た各潤滑油は、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。

このように、パッドの厚み方向に複数段配設された冷却流路２ａに潤滑油を流通させる構成により、実施例１より更に効果的に、ティルティングパッド２のメタル表面温度の上昇を抑えることができる。また、パッドの厚み方向に複数段配設された各冷却流路２ａに、回転軸１の回転方向の下流側より上流側へ、及び上流側より下流側へと交互に対応して潤滑油を供給して流通させる構成により、ティルティングパッド２の下流側部分に加えて上流側部分についても冷却を行い、メタル表面温度の上昇を偏りなく抑えることができる。

なお、本実施例では下段の噴出部にパッド側開口を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、各ノズルの先端の噴出部に潤滑油を供給する柱状部ｐの側面にパッド側開口を設け、ここから冷却流路２ａへ向かって潤滑油を噴き出す構成としても良い。また、同図では冷却流路を上下２段として例示したが、これは３段以上としても勿論構わない。

また、各段の冷却流路２ａを実施例２と同様にして軸方向に複数並設し、それぞれの冷却流路２ａに潤滑油を下流側より供給して流通させる構成としても良い。さらに、軸方向に複数並設した各冷却流路２ａに対して、実施例３と同様にして下流側及び上流側より交互に対応して潤滑油を供給して流通させる構成としても良い。

図５は、本発明の実施例５に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、同図（ａ）は内周側より見た場合の模式図、同図（ｂ）は主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の下流側部分で軸方向略中央部に、その外周面より内周側（回転軸１側）に向かって、有底の冷却穴２ｂを開けた構成としている。

一方、軸受ハウジング３の内周面からティルティングパッド２に向かって延在する給油ノズル７を設けている。給油ノズル７はその先端より矢印ｅで示すように冷却穴２ｂに向かって潤滑油を噴き出す。冷却穴２ｂに流れ込んだ潤滑油は、その側面に開けられた逃がし孔２ｂａよりティルティングパッド２の下流側に流れ出る。流れ出た潤滑油は、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。

このように、ティルティングパッド２の下流側内部に潤滑油を流通させて冷却する構成により、ティルティングパッド２の下流側部分で最大となるメタル表面温度の上昇を抑えることができる。なお、冷却穴２ｂを有底としてティルティングパッド２の内周面まで貫通しない構成としたのは、冷却穴２ｂに影響されてティルティングパッド２の耐荷重が低下することのないようにするためである。

図６は、本発明の実施例６に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の下流側部分で軸方向略中央部に、その外周面より下流側面へと、冷却孔２ｃを斜めに貫通させた構成としている。

一方、実施例５と同様にして、軸受ハウジング３の内周面からティルティングパッド２に向かって延在する給油ノズル７を設けている。給油ノズル７はその先端より矢印ｅで示すように冷却孔２ｃに向かって潤滑油を噴き出す。冷却孔２ｃに流れ込んだ潤滑油はティルティングパッド２の下流側に流れ出る。流れ出た潤滑油は、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。

このように、ティルティングパッド２の下流側内部に潤滑油を流通させて冷却する構成により、ティルティングパッド２の下流側部分で最大となるメタル表面温度の上昇を抑えることができる。本実施例では冷却孔を斜めに貫通させて直線状としているので、潤滑油が流通しやすく、実施例５よりも効果的に冷却を行うことができる。

図７は、本発明の実施例７に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、内周側より見た場合の模式図である。本実施例では、同図（ａ）に示すように、実施例５で述べたティルティングパッド２の冷却穴２ｂを軸方向に複数並設し、対応する給油ノズル７よりそれぞれの冷却穴２ｂに潤滑油を供給して流通させる構成としている。

或いは、同図（ｂ）に示すように、冷却穴２ｂを軸方向に延在する長穴形状とし、これに対応させて給油ノズル７を例えば複数並設し、それぞれ冷却穴２ｂに潤滑油を供給して流通させる構成としても良い。このように、軸方向に複数並設された、或いは軸方向に延在する冷却穴２ｂに潤滑油を流通させる構成により、実施例５より更に効果的に、ティルティングパッド２のメタル表面温度の上昇を抑えることができる。

なお、図示しないが、冷却穴２ｂの代わりに実施例６で述べた冷却孔２ｃを用い、これを軸方向に複数並設するか、或いは軸方向に延在する長孔形状とすることにより、更に効果的に冷却を行うことができる。

図８は、本発明の実施例８に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、同図（ａ）は内周側より見た場合の模式図、同図（ｂ）は主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の下流側部分で軸方向両端近傍に、その外周面より内周面まで貫通する冷却孔２ｄを開けた構成としている。

一方、軸受ハウジング３の内周面からティルティングパッド２に向かって延在する給油ノズル７を設けている。給油ノズル７はその先端より矢印ｅで示すように冷却孔２ｄに向かって潤滑油を噴き出す。ティルティングパッド２の外周側より冷却孔２ｄに流れ込んだ潤滑油は、ここを流通して内周側に流れ出る。流れ出た潤滑油は、回転軸１の軸線方向に向かって流れ出し、回収される。

このように、ティルティングパッド２の下流側内部に潤滑油を流通させて冷却する構成により、ティルティングパッド２の下流側部分で最大となるメタル表面温度の上昇を抑えることができる。なお、本実施例では冷却孔２ｄを軸方向両端近傍に設けているが、この部分は油膜圧力が小さいため、冷却孔２ｄが内周側に貫通していてもティルティングパッド２の耐荷重が低下することは殆どない。

図９は、本発明の実施例９に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の下流側内部（或いは外壁）に温度センサ８を設けており、一方、給油ノズルの潤滑油供給系統に、潤滑油を冷却するクーラー９を設けて、温度調整機構を構成している。そして、温度センサ８により計測される軸受メタル温度が所定値以下となるように、クーラー９の動作を制御する。これにより、ティルティングパッド２に供給する潤滑油の温度を一定として、軸受負荷能力を保持することが可能となる。

ちなみに、潤滑油供給系統においては、同図に示すように、軸受より回収された潤滑油が一旦タンク１０に溜められ、これよりポンプ１１にて再び軸受側へと送り出される。そして、ポンプ１１直後に配置されたクーラー９により冷却されつつ、潤滑油が各給油ノズル５〜７へと供給される仕組みとなっている（給油ノズル７が無い構成でも勿論良い）。同図では一つのクーラーで各給油ノズルに供給される潤滑油全てを冷却する構成となっているが、これに限定されるものではなく、例えば各給油ノズルの配管系統それぞれにクーラーを設け、各給油ノズルに供給される潤滑油を個別に冷却し、それぞれ温度調整する構成としても良い。

図１０は、本発明の実施例１０に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。本実施例では同図に示すように、ティルティングパッド２の下流側内部（或いは外壁）に温度センサ８を設けており、一方、給油ノズルの潤滑油供給系統に、例えば絞り弁等よりなる流量調整機構１２を設けている。そして、温度センサ８により計測される軸受メタル温度が所定値以下となるように、流量調整機構１２の動作を制御する。これにより、ティルティングパッド２に供給する潤滑油の流量を調整して冷却を行い、軸受負荷能力を保持することが可能となる。

ちなみに、潤滑油供給系統においては、同図に示すように、軸受より回収された潤滑油が一旦タンク１０に溜められ、これよりポンプ１１にて再び軸受側へと送り出される。そして、ポンプ１１直後に配置された流量調整機構１２により流量調整されつつ、潤滑油が各給油ノズル５〜７へと供給される仕組みとなっている（給油ノズル７が無い構成でも勿論良い）。同図では一つの流量調整機構で各給油ノズルに供給される潤滑油全体の流量を調整する構成となっているが、これに限定されるものではなく、例えば各給油ノズルの配管系統それぞれに流量調整機構を設け、各給油ノズルに供給される潤滑油を個別に流量調整する構成としても良い。

なお、以上に述べた各実施例の構成は、基本的には回転軸下側のパッドに用いるのみで十分効果を発揮できるが、必要に応じて回転軸上側のパッドにも用いて構わない。

図１１は、本発明の実施例１１に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、軸受箱を含み主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。同図に示すように、ティルティングパッド２や軸受ハウジング３等よりなる軸受本体Ｂを収容する軸受箱１３には、例えば同図ではその斜め右下端に、軸受で使用された潤滑油を排出する排油出口部１３ａが設けられている。そして、排油出口部１３ａの外側には排油流路１３ｂが延びており、更にその先端にはファン等よりなる排気装置１４が設けられている。

軸受で使用された潤滑油は、矢印Ｃで示すように、軸受箱１３から排油出口部１３ａ及び排油流路１３ｂを経て外部へ排出される。排出された潤滑油は図示しない配管系統を通って再び軸受へと循環される。一方、排気装置１４により軸受箱１３内部は排気されているので、これに伴い軸受箱１３の潤滑油が排出されやすくなる。このとき、排油出口部１３ａは排気口の役割も兼ねている。

さらに、本実施例では、排油出口部１３ａから見て軸受本体Ｂを介して反対側の位置、即ち同図では軸受箱１３の斜め左上端に、空気孔１３ｃを設けている。具体的には、排油出口部１３ａ及び軸受本体Ｂ中心を通る延長線上に配置されるのが望ましい。このとき、上記排気装置１４の働きにより、排油出口部１３ａよりも空気孔１３ｃの方が圧力が高くなり、この圧力差により、軸受箱１３内部において、空気孔１３ｃから排油出口部１３ａまで空気の流れが生じる。

即ち、空気孔１３ｃより軸受箱１３に導入された空気は、矢印Ｄで示すように、軸受本体Ｂの軸受ハウジング３両側面に沿ってバランス良く流れ、排油出口部１３ａより排気される。これにより、軸受ハウジング３が空冷され、その結果軸受本体Ｂが冷却されて温度が下がるので、軸受負荷能力を保持することが可能となる。

図１２は、本発明の実施例１２に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、軸受箱を含み主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。同図に示すように、本実施例では、軸受本体Ｂの軸受ハウジング３外周面にフィン３ａを設け、また軸受箱１３の内壁面にフィン１３ｄを設けた構成としている。そして、これら各フィンにより軸受ハウジング３，軸受箱１３それぞれの表面積を大きくして、その放熱量を増加させている。各フィンからの放熱により暖められた軸受箱１３内の空気は、上記排気装置１４により排気されるので、これにより軸受ハウジング３及び軸受箱１３が空冷され、その結果軸受本体Ｂが冷却されて温度が下がるので、軸受負荷能力を保持することが可能となる。

図１３は、本発明の実施例１３に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、軸受箱を含み主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。同図に示すように、本実施例では、軸受本体Ｂと軸受箱１３との間にヒートパイプ１５を設けた構成としている。具体的には、軸受ハウジング３外周面から軸受箱１３内壁面に渡るヒートパイプ１５を設けることにより、軸受ハウジング３と軸受箱１３とを熱的に連通している。

そして、軸受本体Ｂで発生した熱を、軸受ハウジング３からヒートパイプ１５による熱伝導で軸受箱１３に伝達し、更に軸受箱１３から外部へと放出する。これにより、軸受ハウジング３ひいては軸受本体Ｂが冷却されて温度が下がるので、軸受負荷能力を保持することが可能となる。

図１４は、本発明の実施例１４に係るティルティングパッド型軸受を示す図であり、軸受箱を含み主軸の軸線に対して垂直を成す断面で見た場合の模式図である。同図に示すように、本実施例では、軸受本体Ｂにパイプ１６を巻き付けた構成としている。具体的には、軸受ハウジング３の外周面にパイプ１６が接触しつつ巻き付けられ、その入口１６ａは軸受箱１３の外部に突出し、出口１６ｂは軸受箱１３内部で排油出口部１３ａに向かって開口している。

このとき、上記排気装置１４の働きにより、排油出口部１３ａひいてはパイプ１５の出口１６ｂよりも、パイプ１６の入口１６ａの方が圧力が高くなり、この圧力差により、各矢印で示すように空気が入口１６ａより入ってパイプ１６内を流れ、出口１６ｂより出て排油出口部１３ａより排気される。これにより、軸受ハウジング３が空冷され、その結果軸受本体Ｂが冷却されて温度が下がるので、軸受負荷能力を保持することが可能となる。

なお、上記実施例１１〜１４の構成のうち、いくつか或いは全てを適宜組み合わせることにより、より効果的に軸受本体の冷却を行うことが可能となる。

本発明の実施例１に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例２に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例３に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例４に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例５に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例６に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例７に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例８に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例９に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例１０に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例１１に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例１２に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例１３に係るティルティングパッド型軸受を示す図。本発明の実施例１４に係るティルティングパッド型軸受を示す図。従来のティルティングパッド型軸受のうち、直接潤滑型のものを示す図。

符号の説明

１回転軸
２ティルティングパッド
３軸受ハウジング
４ピボット
５〜７給油ノズル
８温度センサ
９クーラー
１０タンク
１１ポンプ
１２流量調整機構
１３軸受箱
１４排気装置
１５ヒートパイプ
１６パイプ

Claims

周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、
前記各ティルティングパッドの周方向の一端側に、該ティルティングパッドと前記回転軸との間に流れ込む第１の潤滑油を供給する第１の給油ノズルを備え、他端側に、前記ティルティングパッドと前記回転軸との間を流れてきた前記第１の潤滑油を堰き止める第２の潤滑油を供給する第２の給油ノズルを備えたティルティングパッド型軸受において、
前記ティルティングパッドに、その周方向の一端から他端まで貫通する冷却流路を設け、該冷却流路に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う第３の潤滑油を、前記第２の給油ノズルより供給するようにしたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。
前記冷却流路を軸方向に複数並設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第２の給油ノズルより供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のティルティングパッド型軸受。
前記冷却流路を軸方向に複数並設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第１の給油ノズル及び第２の給油ノズルより交互に対応して供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のティルティングパッド型軸受。
前記冷却流路を前記ティルティングパッドの厚み方向に複数段配設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第２の給油ノズルより供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のティルティングパッド型軸受。
前記冷却流路を前記ティルティングパッドの厚み方向に複数段配設し、該各冷却流路に前記第３の潤滑油を前記第１の給油ノズル及び第２の給油ノズルより交互に対応して供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のティルティングパッド型軸受。
周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受において、
前記ティルティングパッドに、その外周面より内周側に延びる有底の冷却穴を設け、該冷却穴に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う潤滑油を、前記ティルティングパッドの外周側より供給する給油ノズルを備えたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。
周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受において、
前記ティルティングパッドに、その外周面から周方向端面まで貫通する冷却孔を設け、該冷却孔に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う潤滑油を、前記ティルティングパッドの外周側より供給する給油ノズルを備えたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。
周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受において、
前記ティルティングパッドの軸方向両端近傍に、その外周面より内周面まで貫通する冷却孔を設け、該冷却孔に流れ込み前記ティルティングパッドの冷却を行う潤滑油を、前記ティルティングパッドの外周側より供給する給油ノズルを備えたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。
前記ティルティングパッドに温度センサを設け、該温度センサにより計測される軸受メタル温度が所定値以下となるように、前記ティルティングパッドに供給される潤滑油の冷却を行うようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のティルティングパッド型軸受。
前記ティルティングパッドに温度センサを設け、該温度センサにより計測される軸受メタル温度が所定値以下となるように、前記ティルティングパッドに供給される潤滑油の流量を調整するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のティルティングパッド型軸受。
周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、
その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、
前記軸受箱上で前記排油出口部から見て前記軸受本体を介して反対側の位置に、前記軸受箱に空気を導入する空気孔を設け、前記軸受箱内部で該空気孔から前記排油出口部までに生じる空気の流れにより、前記軸受本体を空冷するようにしたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。
周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、
その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、
前記軸受本体の外周面及び前記軸受箱の内壁面にフィンを設け、該各フィンからの放熱により暖められた前記軸受箱内部の空気を前記排油出口部より排気することにより、前記軸受本体を空冷するようにしたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。
周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、
その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、
前記軸受本体と前記軸受箱との間にヒートパイプを設け、前記軸受本体で発生した熱を前記ヒートパイプにより前記軸受箱に伝達し、該軸受箱の外部へと放出することにより、前記軸受本体を冷却するようにしたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。
周方向に分割されるとともに傾斜自在なティルティングパッドを介して、回転軸を支持するティルティングパッド型軸受であって、
その軸受本体を収容する軸受箱に、該軸受本体で使用された潤滑油を排出するとともに前記軸受箱の内部を排気するための排油出口部を有するティルティングパッド型軸受において、
前記軸受本体外周面にパイプを巻き付け、該パイプの入口は前記軸受箱の外部に突出させ、出口は前記軸受箱内部で前記排油出口部に向かって開口させることにより、前記入口から前記出口まで前記パイプ内に空気の流れを生じさせ、これにより前記軸受本体を空冷するようにしたことを特徴とするティルティングパッド型軸受。