特開 2023-144682 ティルティングパッド軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023144682

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】ティルティングパッド軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/03 20060101AFI20231003BHJP

【ＦＩ】

F16C17/03

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022051784

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】310010564

【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】鴫原 拓造

(72)【発明者】

【氏名】吉峰 千尋

(72)【発明者】

【氏名】横山 真平

(72)【発明者】

【氏名】亀山 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】永尾 英樹

【テーマコード（参考）】

3J011

【Ｆターム（参考）】

3J011AA20

3J011BA16

3J011BA17

3J011CA01

3J011JA02

3J011KA02

3J011LA06

3J011MA02

3J011MA12

(57)【要約】

【課題】パッドに対して流体の供給を可能とする構造と、パッドを回転軸に向かって付勢する構造とを簡易な構造で両立させる。
【解決手段】ティルティングパッド軸受は、回転軸の外周面を摺接可能に支持する複数のパッドと、複数の前記パッドを覆うハウジングと、前記パッドを前記ハウジングに対して揺動可能に支持する支持部と、前記パッド面に流体を供給する流体供給部と、を備える。
前記支持部は、パッド外周面と接触するパッド支持面と、前記パッド支持面と反対側を向いて突出するように湾曲するピボット湾曲面とを有するピボットと、前記ピボット湾曲面に接触する第一ライナ面を有するライナ部と、前記ハウジングに対して前記ピボットに向かうように前記ライナ部を付勢する付勢部材と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りに回転する回転軸の外周面を摺接可能に支持するパッド面を有する複数のパッドと、
複数の前記パッドを覆うように前記軸線を中心とする環状に形成されたハウジングと、
前記軸線を基準とする径方向において前記ハウジングとの前記パッドとの間に配置され、前記パッドを前記ハウジングに対して揺動可能に支持する支持部と、
前記ハウジングの外部から前記パッド面に流体を供給する流体供給部と、を備え、
前記パッドは、前記径方向において前記パッド面と反対側を向くパッド外周面を有し、
前記ハウジングは、前記支持部を収容可能なハウジング収容凹部を有し、
前記支持部は、
前記パッド外周面と接触するパッド支持面と、前記径方向において前記パッド支持面と反対側を向いて突出するように湾曲するピボット湾曲面とを有するピボットと、
前記軸線を中心とする周方向から見た際に、直線状に形成されて前記ピボット湾曲面に接触する第一ライナ面を有し、前記ハウジングと前記ピボットとの間に配置されたライナ部と、
前記ライナ部と前記ハウジングとの間に配置されて、前記ハウジングに対して前記ピボットに向かうように前記ライナ部を付勢する付勢部材と、を有し、
前記流体供給部は、
前記パッド面で開口するように前記パッドに形成されたパッド流路と、
前記パッド流路と連通するように前記ピボットに形成されたピボット流路と、
前記ピボット流路と連通するように前記ハウジングに形成されたハウジング流路とを有するティルティングパッド軸受。

【請求項2】

前記ピボットは、前記パッド支持面及び前記ピボット湾曲面と交差する方向を向くピボット側面を有し、
前記ハウジング流路は、前記ピボット側面に向けて前記流体を供給し、
前記ピボット流路は、
前記パッド支持面から前記径方向に窪み、前記パッド流路と連通するピボット凹部と、
前記ピボット凹部と前記ピボット側面とを連通させるように前記ピボットに形成されたピボット内部流路とを有する請求項１に記載のティルティングパッド軸受。

【請求項3】

前記支持部は、前記ハウジング収容凹部を形成する凹部壁面と前記ピボット側面との間を封止する一対のシール部材を有し、
一対の前記シール部材は、前記周方向から見た際に、前記ピボット側面における前記ピボット内部流路の開口を挟むように前記径方向に離れて前記ハウジング収容凹部内に配置されている請求項２に記載のティルティングパッド軸受。

【請求項4】

前記ライナ部は、前記径方向において前記第一ライナ面と反対側を向く第二ライナ面と、前記径方向において、前記第二ライナ面から窪んで前記付勢部材を収容可能なライナ収容凹部とを有する請求項１から請求項３の何れか一項に記載のティルティングパッド軸受。

【請求項5】

前記付勢部材は、前記ライナ収容凹部に収容された皿ばねである請求項４に記載のティルティングパッド軸受。

【請求項6】

前記皿ばねは、前記ライナ収容凹部内で前記径方向に複数積層されている請求項５に記載のティルティングパッド軸受。

【請求項7】

前記付勢部材は、前記ライナ収容凹部に収容されたスプリングワッシャーである請求項４に記載のティルティングパッド軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ティルティングパッド軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばガスタービンや蒸気タービンや遠心圧縮機を含む回転機械は、軸線回りに回転する回転軸と、回転軸を外側から囲むケーシングと、を備えている。回転軸は、軸受装置によって回転可能に支持されている。このような軸受装置としては、回転軸の径方向の荷重を支持するジャーナル軸受や、回転軸の軸線方向の荷重を支持するスラスト軸受が広く用いられている。ジャーナル軸受としては、複数のパッドを備えたティルティングパッド軸受が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、パッドと、パッドを支持するライナと、ライナを支持することで、パッドを揺動可能とするピボットと、を備えたティルティングパッド軸受が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－８２２３３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ティルティングパッド軸受では、回転軸の安定性向上や軸振動を低減させるために、軸受の剛性の増加が必要な場合がある。軸受の剛性を増加させるためには、軸受の組み立て時に、径方向でのパッドと回転軸との隙間を小さく組み立てる必要がある。一方で、パッドと回転軸との隙間を小さくすると、回転軸が回転した際にパッドと回転軸との間で摩擦によって生じる発熱が大きくなる。その結果、パッドや回転軸が熱膨張して、パッドと回転軸とが直接接触してしまう可能性が高くなる。このような接触を避けるために、パッドを回転軸に向かってバネで付勢して与圧をかけつつ、パッドや回転軸の膨張時には、バネによって、パッドを回転軸から離すように移動可能な構造とすることが考えられている。

【0006】

しかしながら、このような構造では、回転軸を完全に停止した状態から回転を開始させる発停時において、パッドは回転軸に接触している。そのため、発停時でのパッドと回転軸との接触を避けるために、ガスや油等の流体をパッドと回転軸との間に供給して、静圧により回転軸に対してパッドを離すように浮上させる場合がある。その場合、パッドに対してガスや油等の流体の供給を可能とする構造と、パッドを回転軸に向かって付勢する構造とを両立させる必要がある。

【0007】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、パッドに対して流体の供給を可能とする構造と、パッドを回転軸に向かって付勢する構造とを簡易な構造で両立させることが可能なティルティングパッド軸受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】

【0008】

上記課題を解決するために、本開示に係るティルティングパッド軸受は、軸線回りに回転する回転軸の外周面を摺接可能に支持するパッド面を有する複数のパッドと、複数の前記パッドを覆うように前記軸線を中心とする環状に形成されたハウジングと、前記軸線を基準とする径方向において前記ハウジングとの前記パッドとの間に配置され、前記パッドを前記ハウジングに対して揺動可能に支持する支持部と、前記ハウジングの外部から前記パッド面に流体を供給する流体供給部と、を備え、前記パッドは、前記径方向において前記パッド面と反対側を向くパッド外周面を有し、前記ハウジングは、前記支持部を収容可能なハウジング収容凹部を有し、前記支持部は、前記パッド外周面と接触するパッド支持面と、前記径方向において前記パッド支持面と反対側を向いて突出するように湾曲するピボット湾曲面とを有するピボットと、前記軸線を中心とする周方向から見た際に、直線状に形成されて前記ピボット湾曲面に接触する第一ライナ面を有し、前記ハウジングと前記ピボットとの間に配置されたライナ部と、前記ライナ部と前記ハウジングとの間に配置されて、前記ハウジングに対して前記ピボットに向かうように前記ライナ部を付勢する付勢部材と、を有し、前記流体供給部は、前記パッド面で開口するように前記パッドに形成されたパッド流路と、前記パッド流路と連通するように前記ピボットに形成されたピボット流路と、前記ピボット流路と連通するように前記ハウジングに形成されたハウジング流路とを有する。

【発明の効果】

【0009】

本開示のティルティングパッド軸受によれば、パッドに対して流体の供給を可能とする構造と、パッドを回転軸に向かって付勢する構造とを簡易な構造で両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態に係るティルティングパッド軸受の概略構成を示す軸線方向から見た際に断面図である。

【図2】第一実施形態のパッド周辺の構成を示す図１におけるＩＩ－ＩＩ視（周方向から見た）の要部断面図である。

【図3】本開示の実施形態に係るピボットの構成を示す斜視図である。

【図4】本開示の実施形態に係るライナとハウジングとの関係を示す図２におけるＩＶ－ＩＶ視（径方向から見た）の断面図である。

【図5】第二実施形態のパッド周辺の構成を示す周方向から見た要部断面図である。

【図6】第三実施形態のパッド周辺の構成を示す周方向から見た要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本開示によるティルティングパッド軸受を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

【0012】

＜第一実施形態＞
（ティルティングパッド軸受の構成）
ティルティングパッド軸受１は、例えばガスタービンや、蒸気タービンや、圧縮機を含む回転機械の回転軸１００を回転可能に支持するための軸受である。ティルティングパッド軸受１は、回転軸１００の荷重を回転軸１００の径方向Ｄｒから支持するための装置である。図１に示すように、ティルティングパッド軸受１は、パッド２と、ハウジング３と、支持部４と、流体供給部５（図２参照）と、シール部材４４と、を備えている。

【0013】

なお、以下の説明の都合上、軸線Ｏが延びている方向を回転軸１００やティルティングパッド軸受１における軸線方向Ｄａとする。また、軸線Ｏを基準とした回転軸１００やティルティングパッド軸受１における径方向を単に径方向Ｄｒとする。また、この径方向Ｄｒで軸線Ｏに近づく側を径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉ、この径方向Ｄｒで内側Ｄｒｉとは反対側を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏとする。また、軸線Ｏを中心とした回転軸１００やティルティングパッド軸受１の周方向を単に周方向Ｄｃとする。

【0014】

パッド２は、軸線Ｏを中心とする円形断面を有する回転軸の外周面１０１に沿って周方向Ｄｃに間隔をあけて複数（本実施形態では四つ）配置されている。それぞれのパッド２は、軸線方向Ｄａから見た際に、湾曲した断面形状を有している。それぞれのパッド２は、全て同一の形状で構成を有している。パッド２は、回転軸の外周面１０１の形状に対応する曲率を有している。言い換えると、パッド２は、回転軸の外周面１０１の形状に沿って、周方向Ｄｃに湾曲して延びている。図２に示すように、本実施形態のパッド２は、ハウジング３に対して、支持部４によって揺動可能に支持されている。パッド２は、パッド面２１と、パッド外周面２２とを有する。

【0015】

パッド面２１は、パッド２において径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向く面である。パッド面２１は、軸線Ｏ回りに回転する回転軸の外周面１０１を摺接可能に支持する面である。パッド面２１は、回転軸の外周面１０１に対して径方向Ｄｒで対向している。図1に示すように、パッド面２１は、軸線方向Ｄａから見た際に、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって凹となるように湾曲している。パッド面２１の曲率半径は、回転軸の外周面１０１の曲率半径と同一か、わずかに大きく設定されている。パッド面２１と回転軸の外周面１０１との間には、後述する流体供給部５から流体（潤滑油やガス）が供給されることで、その流体が膜を形成したような状態で介在している。

【0016】

パッド外周面２２は、パッド２において径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向く面である。つまり、パッド外周面２２は、径方向Ｄｒにおいてパッド面２１と反対側を向いている。パッド外周面２２は、軸線方向Ｄａから見た際に、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって凸となるように湾曲している。周方向Ｄｃにおけるパッド外周面２２の中央部は、支持部４に支持されている。図２に示すように、パッド外周面２２には、後述するピボット４１が嵌り込むパッド凹部２２１が形成されている。

【0017】

図１に示すように、ハウジング３は、複数のパッド２を覆うように軸線Ｏを中心とする環状に形成されている。本実施形態のハウジング３は、軸線方向Ｄａから見た際に、円環状となる筒状の部材である。ハウジング３は、回転機械のケーシング（不図示）に着脱可能とされている。ハウジング３には、外部の供給源から供給された流体を流体供給部５に送る配管（不図示）が接続されている。図２に示すように、本実施形態のハウジング３は、ハウジング内周面３１と、ハウジング収容凹部３２と、ハウジング排出流路３３と、を有する。

【0018】

ハウジング内周面３１は、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向く面である。ハウジング内周面３１は、パッド外周面２２に対して径方向Ｄｒで対向している。ハウジング内周面３１は、パッド外周面２２に対してわずかに隙間を開けて配置されている。ハウジング内周面３１は、軸線方向Ｄａから見た際に、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって凹となるように湾曲している。ハウジング内周面３１の曲率半径は、パッド外周面２２の曲率半径と同一か、わずかに大きく設定されている。

【0019】

ハウジング収容凹部３２は、支持部４を収容可能とされている。ハウジング収容凹部３２は、ハウジング内周面３１から径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに窪むように形成されている。ハウジング収容凹部３２は、第一収容凹部３２１と、第二収容凹部３２２と、を有している。

【0020】

第一収容凹部３２１は、ハウジング内周面３１から径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって円形状に窪んでいる。第一収容凹部３２１は、周方向Ｄｃから見た際に、軸線方向Ｄａを向く凹部壁面３２１ａと、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向く底面３２１ｂによって形成されている。第二収容凹部３２２は、第一収容凹部３２１の底面３２１ｂからさらに、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって窪んでいる。第二収容凹部３２２は、径方向Ｄｒから見た際に、第一収容凹部３２１よりも小さな円形状に形成されている。

【0021】

ハウジング排出流路３３は、ハウジング収容凹部３２内の流体をハウジング３の外部に排出する。ハウジング排出流路３３は、第二収容凹部３２２とハウジング３の外部とを連通させるようにハウジング３の内部を貫通している。本実施形態のハウジング排出流路３３は、第二収容凹部３２２で開口している。ハウジング排出流路３３は、第二収容凹部３２２において、最も径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏかつ鉛直方向における下端に形成されている。したがって、第二収容凹部３２２に溜まった流体は、ハウジング排出流路３３を介して、ハウジング３の外部に排出される。

【0022】

図１に示すように、支持部４は、パッド２をハウジング３に対して揺動可能に支持している。支持部４は、周方向Ｄｃから見た際に、径方向Ｄｒにおいてハウジング３とのパッド２との間に配置されている。支持部４は、一つのパッド２に一つが配置されるように、周方向Ｄｃに間隔をあけて複数配置されている。図２に示すように、本実施形態の支持部４は、ピボット４１と、ライナ部４２と、付勢部材４３と、シール部材４４とを有している。

【0023】

ピボット４１は、パッド外周面２２と接触している。ピボット４１は、一部がパッド２に向かって突出するように第一収容凹部３２１内に配置されている。本実施形態のピボット４１の突出している一部は、パッド凹部２２１に嵌り込んでいる。ピボット４１は、径方向Ｄｒに延びる円柱状に形成されている。ピボット４１は、パッド支持面４１１と、ピボット湾曲面４１２と、ピボット側面４１３と、シール収容凹部４１４とを有している。

【0024】

パッド支持面４１１は、ピボット４１において径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向く端面である。パッド支持面４１１は、パッド外周面２２と接触する面である。ピボット４１は、パッド凹部２２１内で、パッド支持面４１１を介して、パッド外周面２２と面接触している。図３に示すように、パッド支持面４１１は、径方向Ｄｒから見た際に、円環状に形成されている。

【0025】

図２に示すように、ピボット湾曲面４１２は、ピボット４１において径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向く端面である。つまり、ピボット湾曲面４１２は、周方向Ｄｃから見た際に、径方向Ｄｒにおいてパッド支持面４１１と反対側を向いて突出するように湾曲している。ピボット湾曲面４１２は、周方向Ｄｃから見た際に、軸線方向Ｄａの中央が径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって最も凸となるように湾曲している。本実施形態のピボット湾曲面４１２は、球面状に形成されている。周方向Ｄｃから見た際のピボット湾曲面４１２の中央部（最も突出している部分）は、ライナ部４２と接触している。

【0026】

ピボット側面４１３は、パッド支持面４１１及びピボット湾曲面４１２と交差する方向を向く面である。ピボット側面４１３は、径方向Ｄｒに延びて円筒状に形成された湾曲面である。ピボット側面４１３は、凹部壁面３２１ａに対して隙間をあけて対向している。

【0027】

シール収容凹部４１４は、シール部材４４を収容可能とされている。シール収容凹部４１４は、ピボット側面４１３から窪んで形成されている。シール収容凹部４１４は、径方向Ｄｒに離れて複数（本実施形態では二つ）形成されている。シール収容凹部４１４は、周方向Ｄｃから見た際に、軸線方向Ｄａに窪んでいる。一つのシール収容凹部４１４は、一つのシール部材４４のみが収容可能な大きさで形成されている。図３に示すように、シール収容凹部４１４は、径方向Ｄｒから見た際に、環状をなすようにピボット側面４１３の全周にわたって連続するように形成されている。

【0028】

図２に示すように、ライナ部４２は、ハウジング３とピボット４１との間に配置されている。ライナ部４２は、一部がピボット４１に向かって突出するように第二収容凹部３２２内に配置されている。ライナ部４２は、ピボット湾曲面４１２と接触している。本実施形態のライナ部４２は、中心軸が径方向Ｄｒに延びる円板状に形成されている。ライナ部４２は、ピボット４１よりも硬い材料で形成されている。ライナ部４２は、例えば、スチール材やステンレス材で形成されている。なお、ライナ部４２には、摩擦低減のためのコーティングが、その外面に施されていてもよい。ライナ部４２は、第一ライナ面４２１と、第二ライナ面４２２と、ライナ収容凹部４２３と、ライナ位置決め凹部４２４とを有している。

【0029】

第一ライナ面４２１は、ライナ部４２において径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向く端面である。第一ライナ面４２１は、軸線方向Ｄａや周方向Ｄｃから見た際に、直線状に形成されている。本実施形態の第一ライナ面４２１は、径方向Ｄｒから見た際に円形状に形成されている。第一ライナ面４２１は、ピボット湾曲面４１２に接触している。本実施形態の第一ライナ面４２１は、軸線方向Ｄａや周方向Ｄｃから見た際に、ピボット湾曲面４１２に対して一点で接触するように点接触している。なお、第一ライナ面４２１は、ピボット湾曲面４１２に対して点接触していることに限定されるものではなく、周方向Ｄｃから見た際に、ピボット湾曲面４１２に対して一点で接触しているようになっていればよい。したがって、ピボット湾曲面４１２の形状によっては、線接触していてもよい。また、本実施形態の第一ライナ面４２１は、周方向Ｄｃから見た際に、第一収容凹部３２１内に配置されている。

【0030】

第二ライナ面４２２は、ライナ部４２において径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向く端面である。第二ライナ面４２２は、周方向Ｄｃから見た際に、径方向Ｄｒにおいて第一ライナ面４２１と反対側を向いた面である。第二ライナ面４２２は、軸線方向Ｄａや周方向Ｄｃから見た際に、直線状に形成されている。本実施形態の第二ライナ面４２２は、径方向Ｄｒから見た際に円形状に形成されている。第二ライナ面４２２は、周方向Ｄｃから見た際に、第二収容凹部３２２内に配置されている。

【0031】

ライナ収容凹部４２３は、付勢部材４３を収容可能とされている。ライナ収容凹部４２３は、径方向Ｄｒにおいて、第二ライナ面４２２から窪んで形成されている。ライナ収容凹部４２３は、第二ライナ面４２２から円形状に窪んでいる。

【0032】

ライナ位置決め凹部４２４は、軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃにおける第二収容凹部３２２内でのライナ部４２の位置決めを規定している。本実施形態のライナ位置決め凹部４２４は、ハウジング３に形成された位置決め凸部３４に挿入可能とされている。位置決め凸部３４は、第二収容凹部３２２内に形成されている。位置決め凸部３４は、図４に示すように、第二収容凹部３２２の内周面から軸線方向Ｄａに突出している。ライナ位置決め凹部４２４は、径方向Ｄｒから見た際に、ライナ部４２の側面から矩形状に窪んでいる。ライナ位置決め凹部４２４は、位置決め凸部３４に対して径方向Ｄｒから嵌め込まれることで、軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃにおける第二収容凹部３２２内でライナ部４２を軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに移動不能な状態で固定している。

【0033】

図２に示すように、付勢部材４３は、ハウジング３に対してピボット４１に向かうようにライナ部４２を付勢している。付勢部材４３は、ライナ部４２とハウジング３との間に配置されている。本実施形態の付勢部材４３は、第二収容凹部３２２及びライナ収容凹部４２３内に配置されている。付勢部材４３は、周方向Ｄｃから見た際に、ピボット湾曲面４１２と第一ライナ面４２１とが接触している位置と軸線方向Ｄａの位置が重なるように配置されている。付勢部材４３は、ライナ収容凹部４２３に収容された一枚の皿ばねである。付勢部材４３は、ライナ部４２とハウジング３とによって圧縮された状態で配置されていることで、ハウジング３に対してライナ部４２を径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに向かって付勢している。

【0034】

シール部材４４は、ハウジング収容凹部３２を形成する凹部壁面３２１ａとピボット側面４１３との間を封止している。シール部材４４は、径方向Ｄｒに離れて一対配置されている。なお、シール部材４４は、一対に限定されるものではなく、二つ以上配置されていてもよい。一対のシール部材４４は、周方向Ｄｃから見た際に、後述するピボット外周凹部５２２を挟むように径方向Ｄｒに離れてハウジング収容凹部３２内に配置されている。一対のシール部材４４は、それぞれシール収容凹部４１４に収容された状態で、ピボット４１に固定されている。本実施形態のシール部材４４は、ピボット側面４１３に密着した状態で配置可能なＯリングである。シール部材４４は、ピボット４１と共に第一収容凹部３２１に径方向Ｄｒから挿入されることで、凹部壁面３２１ａに摺接した状態なる。その結果、径方向Ｄｒにおいて一対のシール部材４４で挟まれたピボット側面４１３と凹部壁面３２１ａとの間の空間が封止された状態となる。

【0035】

流体供給部５は、ハウジング３の外部からパッド面２１に流体を供給可能とされている。流体供給部５は、流体として、潤滑油またはガスを供給する。流体供給部５は、回転軸１００を完全に停止した状態から回転を開始させる発停時（回転機械の運転開始時等）や、回転軸１００が高速で回転し続けている回転機械の定格運転時に、外部からパッド面２１まで流体を供給する。本実施形態の流体供給部５は、パッド流路５１と、ピボット流路５２と、ハウジング流路５３とを有している。

【0036】

パッド流路５１は、パッド面２１で開口するようにパッド２に形成されている。パッド流路５１は、供給されてきた流体をパッド２の内部を通過してパッド面２１まで送っている。本実施形態のパッド流路５１は、パッド２を径方向Ｄｒに貫通するように、パッド外周面２２からパッド面２１まで延びている。パッド流路５１は、パッド２内で屈曲するように延びている。パッド流路５１は、一つのパッド２に対して複数（例えば、四つ）均等に離れて配置されている。パッド流路５１は、周方向Ｄｃから見た際に、ピボット湾曲面４１２と第一ライナ面４２１とが接触している位置と軸線方向Ｄａの位置が重なる位置で、パッド面２１で開口している。

【0037】

ピボット流路５２は、パッド流路５１と連通するようにピボット４１に形成されている。ピボット流路５２は、供給されてきた流体をピボット４１の内部を通過してパッド支持面４１１まで送っている。本実施形態のピボット流路５２は、ピボット４１を貫通するように、ピボット側面４１３からパッド支持面４１１まで延びている。ピボット流路５２は、ピボット凹部５２１と、ピボット外周凹部５２２と、ピボット内部流路５２３と、を有している。

【0038】

図２及び図３に示すように、ピボット凹部５２１は、パッド支持面４１１から径方向Ｄｒに窪んでいる。ピボット凹部５２１は、パッド支持面４１１がパッド外周面２２に接触した状態で配置されることで、パッド流路５１と連通する。本実施形態のピボット凹部５２１は、径方向Ｄｒから見た際に円環状にパッド支持面４１１から窪んでいる。具体的には、ピボット凹部５２１は、周方向Ｄｃから見た際に、ピボット湾曲面４１２と第一ライナ面４２１とが接触している位置と軸線方向Ｄａの位置が重なる位置が窪まないように円環状に形成されている。ピボット凹部５２１は、周方向Ｄｃから見た際に、パッド支持面４１１がパッド外周面２２に接触した状態で、パッド外周面２２で開口するパッド流路５１と重なる位置が窪むように形成されている。

【0039】

ピボット外周凹部５２２は、ピボット側面４１３から窪んでいる。本実施形態のピボット外周凹部５２２は、二つのピボット外周凹部５２２の間に間隔を空けて形成されている。ピボット外周凹部５２２は、周方向Ｄｃから見た際に、ピボット側面４１３におけるピボット内部流路５２３の開口が形成された位置と重なる位置に形成されている。ピボット外周凹部５２２は、ピボット側面４１３の全周にわたって繋がっている。ピボット外周凹部５２２は、径方向Ｄｒから見た際に、環状をなすようにピボット側面４１３の全周にわたって連続するように形成されている。

【0040】

ピボット内部流路５２３は、ピボット凹部５２１とピボット側面４１３とを連通させるようにピボット４１に形成されている。本実施形態のピボット内部流路５２３は、ピボット凹部５２１とピボット外周凹部５２２とを連通させている。ピボット内部流路５２３は、ピボット凹部５２１で複数（例えば二か所）開口している。ピボット内部流路５２３は、ピボット外周凹部５２２で複数（例えば二か所）開口している。ピボット内部流路５２３は、ピボット凹部５２１からピボット外周凹部５２２までピボット４１内を貫通するように形成されている。

【0041】

ハウジング流路５３は、ピボット流路５２と連通するようにハウジング３に形成されている。ハウジング流路５３は、外部の配管を介して供給されてきた流体をハウジング３の内部を通過して凹部壁面３２１ａまで送っている。つまり、ハウジング流路５３は、ピボット側面４１３に向かって流体を供給している。本実施形態のハウジング流路５３は、周方向Ｄｃから見た際に、径方向Ｄｒにおける位置がピボット外周凹部５２２と重なる位置で凹部壁面３２１ａに開口している。つまり、ハウジング流路５３における凹部壁面３２１ａの開口は、ピボット外周凹部５２２と対向する位置に形成されている。

【0042】

（作用効果）
上記構成のティルティングパッド軸受１では、径方向Ｄｒにおいて突出するように湾曲するピボット湾曲面４１２が、軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃから見た際に直線状の第一ライナ面４２１と接触している。その結果、ハウジング３に固定されたライナ部４２に対してピボット４１が揺動する。つまり、ハウジング３に対してピボット４１が揺動する。そのため、パッド外周面２２がパッド支持面４１１に対して接触した状態でピボット４１に対して支持されているパッド２も、ハウジング３に対して揺動する。したがって、ハウジング３に対してパッド２を揺動可能に支持できる。

【0043】

ここで、仮にライナ部４２を配置せずに、付勢部材４３でピボット４１を直接付勢した場合には、ピボット４１をハウジング３に対して揺動可能に支持することができない。その結果、パッド２をハウジング３に対して揺動させることも出来なくなってしまう。これに対し、付勢部材４３とピボット４１との間にライナ部４２が配置されていることで、ピボット４１を付勢しつつ、揺動させることができる。

【0044】

さらに、付勢部材４３によってライナ部４２がハウジング３に対して径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに付勢されている。その結果、ライナ部４２と接触しているピボット４１も径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに押し付けられる。これにより、パッド外周面２２がパッド支持面４１１によって径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに押し付けられる。その結果、パッド面２１が回転軸の外周面１０１に近づくように、パッド２が回転軸１００に向かって押し付けられる。そのため、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との隙間を小さくすることができる。これにより、軸受の剛性が増加し、回転軸１００の安定性向上や軸振動を低減させることができる。したがって、パッド２を回転軸１００に向かって付勢する構造を、簡易な構造で得られる。

【0045】

また、ハウジング３の外部から供給された潤滑油やガス等の流体が流体供給部５によって、パッド面２１に供給される。そのため、発停時に、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との間には流体が存在する状態となっている。したがって、流体が供給される前の状態に比べて、流体が介在する分だけ、回転軸の外周面１０１に対してパッド面２１が径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに離れた状態となる。その結果、パッド面２１と回転軸の外周面１０１とは直接接触しにくくなり、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との接触によるパッド２及び回転軸１００の摩耗や損傷を抑えることができる。したがって、パッド２に対して流体の供給を可能とする構造を、簡易な構造で得られる。このように、上述したティルティングパッド軸受１では、パッド２に対して流体の供給を可能とする構造と、パッド２を回転軸１００に向かって付勢する構造とを簡易な構造で両立させることができる。

【0046】

さらに、ピボット流路５２は、パッド支持面４１１から窪むピボット凹部５２１と、ピボット凹部５２１とピボット側面４１３とを連通させるようにピボット４１の内部に形成されたピボット内部流路５２３とを有している。そのため、ハウジング流路５３によって、ピボット側面４１３に供給されてきた流体をピボット４１の内部を通過させてパッド支持面４１１まで供給させることができる。さらに、パッド外周面２２と面接触しているパッド支持面４１１から窪むピボット凹部５２１に流体が供給されている。そのため、パッド流路５１に供給される前に、パッド外周面２２とパッド支持面４１１との間から漏れることなく、流体はピボット凹部５２１内に充満することになる。その結果、流体がパッド流路５１に安定した圧力で供給され続ける。これにより、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との間に流体を安定して供給し続けることができる。

【0047】

また、一対のシール部材４４が、ピボット側面４１３におけるピボット内部流路５２３の開口と重なる位置に形成されたピボット外周凹部５２２を挟むように配置されている。そのため、ハウジング流路５３からに供給されてきた流体は、一対のシール部材４４によって封止された空間に送られる。そのため、ハウジング流路５３からに供給されてきた流体が、ハウジング収容凹部３２で、パッド支持面４１１や、ピボット湾曲面４１２や、ライナ部４２や、付勢部材４３の周囲に充満してしまうことを抑制できる。これにより、ハウジング流路５３からに供給されてきた流体によって、ピボット４１、ライナ部４２、及び付勢部材４３の位置関係がずれてしまうことが抑制できる。したがって、ハウジング３に対してパッド２を安定して支持し続けることができる。

【0048】

さらに、ハウジング排出流路３３が形成されていることで、一対のシール部材４４を超えてわずかに漏れてしまった流体が存在した場合であっても、漏れた流体をハウジング３の外部に排出できる。つまり、ハウジング収容凹部３２内に流体がより一層溜まりづらくすることができる。これにより、ライナ部４２及び付勢部材４３の位置関係がずれてしまうことがより抑制できる。

【0049】

また、ライナ収容凹部４２３に付勢部材４３が収容されていることで、付勢部材４３のライナ部４２からの脱落を防止できる。そのため、付勢部材４３を安定した姿勢で、ライナ部４２とハウジング３との間に保持し続けることができる。したがって、付勢部材４３によってピボット４１を安定した状態で付勢し続けることがきる。

【0050】

また、付勢部材４３が皿ばねとされている。そのため、付勢部材４３を径方向Ｄｒに薄く形成でき、より簡易な構造とすることができる。

【0051】

さらに、ライナ位置決め凹部４２４が、ハウジング３に形成された位置決め凸部３４に挿入可能とされているそのため、ライナ部４２は、第二収容凹部３２２内で軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに移動不能な状態とされる。これにより、ライナ部４２が第二収容凹部３２２内で回転してしまったり、傾斜してしまったりすることが抑制できる。

【0052】

＜第二実施形態＞
次に、本開示に係るティルティングパッド軸受の第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

【0053】

図５に示すように、第二実施形態のティルティングパッド軸受１Ａでは、付勢部材４３Ａは、ライナ収容凹部４２３に収容された一つのスプリングワッシャーである。スプリングワッシャーは、第一実施形態の皿ばねに比べて径方向Ｄｒの長さが無く形成されている。そのため、第二収容凹部３２２は、第一実施形態に比べて径方向Ｄｒに深く形成されている。

【0054】

このように、付勢部材４３Ａとしてスプリングワッシャーを使用することで、一枚の皿ばねを付勢部材４３として使用する場合に比べて、バネ力や剛性が高まる。その結果、付勢部材４３Ａの強度を高めつつ、ハウジング３に対してライナ部４２を付勢する力を増加させることできる。また、スプリングワッシャーを使用することで、皿ばねに比べてハウジング３に対してライナ部４２を径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに向かって付勢する部材を容易に手配できる。

【0055】

＜第三実施形態＞
次に、本開示に係るティルティングパッド軸受の第三実施形態について説明する。なお、以下に説明する第三実施形態においては、上記第一実施形態及び第二実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

【0056】

図６に示すように、第三実施形態のティルティングパッド軸受１Ｂでは、付勢部材４３Ｂは、ライナ収容凹部４２３に収容された複数（本実施形態では三枚）の皿ばねである。つまり、第一実施形態における付勢部材４３を複数配置した状態となっている。複数の皿ばねは、互いに反発するように配置されている。

【0057】

このように、付勢部材４３Ｂとして複数の皿ばねを使用することでも、一枚の皿ばねに比べて、バネ力や剛性が高まることができる。さらに、複数の皿ばねで付勢部材４３Ｂが構成されていることで、枚数を変更することでバネ力や剛性を調整することもできる。

【0058】

（その他の実、施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0059】

なお、ティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂにおけるパッド２の数は、本実施形態のように四つであること限定されるものではない。パッド２の数は三つ以下であってもよく、五つ以上であってもよい。その際、支持部４は、各パッド２に対応するように配置されていればよい。

【0060】

また、パッド２の構造は、本実施形態の構造に限定されるもではない。パッド２は、パッド面２１及びパッド外周面２２を有していれば、支持する回転軸１００の構造や支持部４の構造に応じて別の構造や形状とされていてもよい。

【0061】

また、ハウジング３の構造は、本実施形態の構造に限定されるもではない。例えば、ハウジング収容凹部３２は、第一収容凹部３２１と第二収容凹部３２２とを有していなくてもよい。

【0062】

また、支持部４の構造は、本実施形態の構造に限定されるものではない。例えば、ピボット４１やライナ部４２の形状は、本実施形態とは異なる形状であってもよい。

【0063】

また、本実施形態では、すべてのパッド２に対して支持部４が同一の構造とされているが、全てが同一であることに限定されるものではない。例えば、回転軸１００に対して軸線Ｏよりも鉛直方向の上方に配置されたパッド２に対応する支持部４のみが付勢部材４３を有していてもよい。

【0064】

また、流体供給部５は、ハウジング３の外部からパッド面２１に流体を供給することが可能であれば、その形状や構成は本実施形態に限定されるものではない。したがって、パッド流路５１、ピボット流路５２、及びハウジング流路５３の形状は、適宜変更されてもよい。

【0065】

また、本実施形態のように、ティルティングパッド軸受１は、シール部材４４を有することに限定されるものではない。支持部４や流体供給部５の構造によっては、ティルティングパッド軸受１は、シール部材４４を有していなくてもよい。

【0066】

＜付記＞
実施形態に記載のティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂは、例えば以下のように把握される。

【0067】

（１）第１の態様に係るティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂは、軸線Ｏ回りに回転する回転軸の外周面１０１を摺接可能に支持するパッド面２１を有する複数のパッド２と、複数の前記パッド２を覆うように前記軸線Ｏを中心とする環状に形成されたハウジング３と、前記軸線Ｏを基準とする径方向Ｄｒにおいて前記ハウジング３との前記パッド２との間に配置され、前記パッド２を前記ハウジング３に対して揺動可能に支持する支持部４と、前記ハウジング３の外部から前記パッド面２１に流体を供給する流体供給部５と、を備え、前記パッド２は、前記径方向Ｄｒにおいて前記パッド面２１と反対側を向くパッド外周面２２を有し、前記ハウジング３は、前記支持部４を収容可能なハウジング収容凹部３２を有し、前記支持部４は、前記パッド外周面２２と接触するパッド支持面４１１と、前記径方向Ｄｒにおいて前記パッド支持面４１１と反対側を向いて突出するように湾曲するピボット湾曲面４１２とを有するピボット４１と、前記軸線Ｏを中心とする周方向Ｄｃから見た際に、直線状に形成されて前記ピボット湾曲面４１２に接触する第一ライナ面４２１を有し、前記ハウジング３と前記ピボット４１との間に配置されたライナ部４２と、前記ライナ部４２と前記ハウジング３との間に配置されて、前記ハウジング３に対して前記ピボット４１に向かうように前記ライナ部４２を付勢する付勢部材４３、４３Ａ、４３Ｂと、を有し、前記流体供給部５は、前記パッド面２１で開口するように前記パッド２に形成されたパッド流路５１と、前記パッド流路５１と連通するように前記ピボット４１に形成されたピボット流路５２と、前記ピボット流路５２と連通するように前記ハウジング３に形成されたハウジング流路５３とを有する。

【0068】

このようなティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂでは、径方向Ｄｒにおいて突出するように湾曲するピボット湾曲面４１２が、周方向Ｄｃから見た際に直線状の第一ライナ面４２１と接触している。その結果、ハウジング３に固定されたライナ部４２に対してピボット４１が揺動する。つまり、ハウジング３に対してピボット４１が揺動する。そのため、パッド外周面２２がパッド支持面４１１に対して接触した状態でピボット４１に対して支持されているパッド２も、ハウジング３に対して揺動する。したがって、ハウジング３に対してパッド２を揺動可能に支持できる。

【0069】

さらに、付勢部材４３、４３Ａ、４３Ｂによってライナ部４２がハウジング３に対して径方向Ｄｒに付勢されている。その結果、ライナ部４２と接触しているピボット４１も径方向Ｄｒ側に押し付けられる。これにより、パッド外周面２２がパッド支持面４１１によって径方向Ｄｒに押し付けられる。その結果、パッド面２１が回転軸の外周面１０１に近づくように、パッド２が回転軸１００に向かって押し付けられる。そのため、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との隙間を小さくすることができる。これにより、軸受の剛性が増加し、回転軸１００の安定性向上や軸振動を低減させることができる。したがって、パッド２を回転軸１００に向かって付勢する構造を、簡易な構造で得られる。

【0070】

また、ハウジング３の外部から供給された流体が流体供給部５によって、パッド面２１に供給される。そのため、発停時に、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との間には流体が存在する状態となっている。したがって、流体が供給される前の状態に比べて、流体が介在する分だけ、回転軸の外周面１０１に対してパッド面２１が径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに離れた状態となる。その結果、パッド面２１と回転軸の外周面１０１とは直接接触しにくくなり、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との接触によるパッド２及び回転軸１００の摩耗や損傷を抑えることができる。したがって、パッド２に対して流体の供給を可能とする構造を、簡易な構造で得られる。このように、上述したティルティングパッド軸受１では、パッド２に対して流体の供給を可能とする構造と、パッド２を回転軸１００に向かって付勢する構造とを簡易な構造で両立させることができる。

【0071】

（２）第２の態様に係るティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂは、（１）のティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂであって、前記ピボット４１は、前記パッド支持面４１１及び前記ピボット湾曲面４１２と交差する方向を向くピボット側面４１３を有し、前記ハウジング流路５３は、前記ピボット側面４１３に向けて前記流体を供給し、前記ピボット流路５２は、前記パッド支持面４１１から前記径方向Ｄｒに窪み、前記パッド流路５１と連通するピボット凹部５２１と、前記ピボット凹部５２１と前記ピボット側面４１３とを連通させるように前記ピボット４１に形成されたピボット内部流路５２３とを有する。

【0072】

これにより、ハウジング流路５３によって、ピボット側面４１３に供給されてきた流体をピボット４１の内部を通過させてパッド支持面４１１まで供給させることができる。さらに、パッド外周面２２と接触しているパッド支持面４１１から窪むピボット凹部５２１に流体が供給されている。そのため、パッド流路５１に供給される前に、パッド外周面２２とパッド支持面４１１との間から漏れることなく、流体はピボット凹部５２１内に充満することになる。その結果、流体がパッド流路５１に安定した圧力で供給され続ける。これにより、パッド面２１と回転軸の外周面１０１との間に流体を安定して供給し続けることができる。

【0073】

（３）第３の態様に係るティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂは、（２）のティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂであって、前記支持部４は、前記ハウジング収容凹部３２を形成する凹部壁面３２１ａと前記ピボット側面４１３との間を封止する一対のシール部材４４を有し、一対の前記シール部材４４は、前記周方向Ｄｃから見た際に、前記ピボット側面４１３における前記ピボット内部流路５２３の開口を挟むように前記径方向Ｄｒに離れて前記ハウジング収容凹部３２内に配置されている。

【0074】

これにより、ハウジング流路５３からに供給されてきた流体は、一対のシール部材４４によって封止された空間に送られる。そのため、ハウジング流路５３からに供給されてきた流体が、ハウジング収容凹部３２で、パッド支持面４１１や、ピボット湾曲面４１２や、ライナ部４２や、付勢部材４３の周囲に充満してしまうことを抑制できる。これにより、ハウジング流路５３からに供給されてきた流体によって、ピボット４１、ライナ部４２、及び付勢部材４３の位置関係がずれてしまうことが抑制できる。したがって、ハウジング３に対してパッド２を安定して支持し続けることができる。

【0075】

（４）第４の態様に係るティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂは、（１）から（３）の何れか一つのティルティングパッド軸受１、１Ａ、１Ｂであって、前記ライナ部４２は、前記径方向Ｄｒにおいて前記第一ライナ面４２１と反対側を向く第二ライナ面４２２と、前記径方向Ｄｒにおいて、前記第二ライナ面４２２から窪んで前記付勢部材４３、４３Ａ、４３Ｂを収容可能なライナ収容凹部４２３とを有する。

【0076】

これにより、付勢部材４３、４３Ａ、４３Ｂのライナ部４２からの脱落を防止できる。そのため、付勢部材４３、４３Ａ、４３Ｂを安定した姿勢で、ライナ部４２とハウジング３との間に保持し続けることができる。したがって、付勢部材４３、４３Ａ、４３Ｂによってピボット４１を安定した状態で付勢し続けることがきる。

【0077】

（５）第５の態様に係るティルティングパッド軸受１は、（４）のティルティングパッド軸受１であって、前記付勢部材４３は、前記ライナ収容凹部４２３に収容された皿ばねである。

【0078】

これにより、付勢部材４３を径方向Ｄｒに薄く形成でき、より簡易な構造とすることができる。

【0079】

（６）第６の態様に係るティルティングパッド軸受１Ｂは、（５）のティルティングパッド軸受１であって、前記皿ばねは、前記ライナ収容凹部４２３内で前記径方向Ｄｒに複数積層されている。

【0080】

このように付勢部材４３Ｂとして複数の皿ばねを使用することでも、一枚の皿ばねに比べて、バネ力や剛性が高めることができる。さらに、複数の皿ばねで付勢部材４３が構成されていることで、枚数を変更することでバネ力や剛性を調整することもできる。

【0081】

（７）第７の態様に係るティルティングパッド軸受１Ａは、（４）のティルティングパッド軸受１であって、前記付勢部材４３Ａは、前記ライナ収容凹部４２３に収容されたスプリングワッシャーである。

【0082】

これにより、一枚の皿ばねを付勢部材４３として使用する場合に比べて、バネ力や剛性が高まる。その結果、付勢部材４３Ａの強度を高めつつ、ハウジング３に対してライナ部４２を付勢する力を増加させることできる。また、スプリングワッシャーを使用することで、皿ばねに比べてハウジング３に対してライナ部４２を径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに向かって付勢する部材を容易に手配できる。

【符号の説明】

【0083】

１、１Ａ、１Ｂ…ティルティングパッド軸受
２…パッド
２１…パッド面
２２…パッド外周面
２２１…パッド凹部
３…ハウジング
３１…ハウジング内周面
３２…ハウジング収容凹部
３２１…第一収容凹部
３２１ａ…凹部壁面
３２１ｂ…底面
３２２…第二収容凹部
３３…ハウジング排出流路
３４…位置決め凸部
４…支持部
４１…ピボット
４１１…パッド支持面
４１２…ピボット湾曲面
４１３…ピボット側面
４１４…シール収容凹部
４２…ライナ部
４２１…第一ライナ面
４２２…第二ライナ面
４２３…ライナ収容凹部
４２４…ライナ位置決め凹部
４３、４３Ａ、４３Ｂ…付勢部材
４４…シール部材
５…流体供給部
５１…パッド流路
５２…ピボット流路
５２１…ピボット凹部
５２２…ピボット外周凹部
５２３…ピボット内部流路
５３…ハウジング流路
１００…回転軸
１０１…回転軸の外周面
Ｏ…軸線
Ｄａ…軸線方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｉ…内側
Ｄｒｏ…外側
Ｄｃ…周方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】