特開 2024-142879 スラスト軸受

(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】P2024142879

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】スラスト軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/04 20060101AFI20241003BHJP

   F16C 32/06 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F16C17/04 B

F16C32/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055258

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鴫原 拓造

(72)【発明者】

【氏名】梅田 彰彦

【テーマコード（参考）】

3J011

3J102

【Ｆターム（参考）】

3J011AA04

3J011AA20

3J011BA13

3J011CA04

3J011JA02

3J011KA03

3J011MA03

3J011PA02

3J011RA03

3J102AA02

3J102AA08

3J102BA02

3J102BA18

3J102CA06

3J102CA40

3J102EA03

3J102EA06

3J102EA09

3J102EA13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】回転方向が逆転する用途にも適用可能であり、かつ、低回転域でも十分な負荷容量を得ることが可能なテーパランド型のスラスト軸受を提供する。
【解決手段】周方向に沿って配列され、それぞれテーパ部２１とランド部２２とが設けられた複数の軸受パッド２０を備え、複数の軸受パッドの少なくとも一部は、ランド部の表面に形成された凹部４１と、凹部に連通する静圧供給孔４２とを有し、静圧供給孔から凹部に供給される潤滑流体の静圧と、テーパ部により生じる潤滑流体の動圧とにより、スラスト荷重を支持する複合構造を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に沿って配列され、それぞれテーパ部とランド部とが設けられた複数の軸受パッドを備え、
前記複数の軸受パッドの少なくとも一部は、
前記ランド部の表面に形成された凹部と、前記凹部に連通する静圧供給孔とを有し、
前記静圧供給孔から前記凹部に供給される潤滑流体の静圧と、前記テーパ部により生じる前記潤滑流体の動圧とにより、スラスト荷重を支持する複合構造を有する、
スラスト軸受。

【請求項2】

前記凹部は、前記ランド部の外周縁に沿うように溝状に形成されている、
請求項１に記載のスラスト軸受。

【請求項3】

前記凹部は、前記ランド部の中央部を囲む環状に形成されている、
請求項１または２に記載のスラスト軸受。

【請求項4】

前記ランド部のうち、環状の前記凹部により囲まれた第１領域の面積が、環状の前記凹部の外側の第２領域の面積よりも大きい、
請求項３に記載のスラスト軸受。

【請求項5】

前記凹部は、前記ランド部のうち、前記テーパ部と接続する辺を除いた各辺に沿って形成されている、
請求項１または２に記載のスラスト軸受。

【請求項6】

周方向に隣り合う前記軸受パッド同士の間に設けられた複数の潤滑流体供給部をさらに備え、
前記静圧供給孔からの前記潤滑流体の供給圧力は、前記複数の潤滑流体供給部からの前記潤滑流体の供給圧力よりも高い、
請求項１または２に記載のスラスト軸受。

【請求項7】

前記静圧供給孔は、前記凹部との接続部に、前記静圧供給孔の内径を絞るオリフィスを有する、
請求項６に記載のスラスト軸受。

【請求項8】

前記複数の軸受パッドの全部が、前記複合構造を有する、
請求項１または２に記載のスラスト軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スラスト軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

滑り軸受からなるスラスト軸受の一種に、テーパランド型軸受がある。テーパランド型軸受は、周方向に隔置される複数のランド部と、複数のランド部の間に配置されて対応するランド部まで高さが漸次増大する複数のテーパ部とを有する。テーパランド型軸受は、回転軸が順方向に回転するとき、テーパ部と回転軸の対向面との間の隙間が狭まることによるくさび効果が発生し、潤滑油の圧力（動圧）が増大することによって回転軸の支持力を発生させる。このようなテーパランド型軸受には、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２０７１６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

テーパランド型軸受は、回転方向に向けてテーパ部と対向面との間の隙間が狭まることによるくさび効果を利用するため、一方向（順方向）への回転のみしか対応できない。つまり、テーパランド型軸受は、回転軸の回転方向が逆転する用途には適用できない。また、順方向の回転でも、回転軸の回転速度が非常に低い場合、くさび効果による動圧が十分に得られないため、スラスト荷重の負荷容量が小さくなる。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、回転方向が逆転する用途にも適用可能であり、かつ、低回転域でも十分な負荷容量を得ることが可能なテーパランド型のスラスト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】

【0006】

本開示に係るスラスト軸受は、周方向に沿って配列され、それぞれテーパ部とランド部とが設けられた複数の軸受パッドを備え、前記複数の軸受パッドの少なくとも一部は、前記ランド部の表面に形成された凹部と、前記凹部に連通する静圧供給孔とを有し、前記静圧供給孔から前記凹部に供給される潤滑流体の静圧と、前記テーパ部により生じる前記潤滑流体の動圧とにより、スラスト荷重を支持する複合構造を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、回転方向が逆転する用途にも適用可能であり、かつ、低回転域でも十分な負荷容量を得ることが可能なテーパランド型のスラスト軸受を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態のスラスト軸受の使用例を示す模式図である。

【図2】図２は、第１実施形態のスラスト軸受を軸方向から見た模式図である。

【図3】図３は、軸受パッドを示した平面図である。

【図4】図４は、図２のIV－IV線に沿った模式的な断面図である。

【図5】図５は、第１実施形態のスラスト軸受の軸受パッドに形成される圧力分布の計算結果を示すグラフである。

【図6】図６は、第２実施形態の軸受パッドを示した平面図である。

【図7】図７は、第２実施形態の軸受パッドの模式的な断面図である。

【図8】図８は、第２実施形態のスラスト軸受の軸受パッドに形成される圧力分布の計算結果を示すグラフである。

【図9】図９は、軸受パッドの変形例を示した平面図である。

【図10】図１０は、スラスト軸受の変形例を示した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に添付図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

【0010】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のスラスト軸受の使用例を示す模式図である。スラスト軸受１０－１、１０－２は、回転軸１００の軸方向に作用する力（スラスト荷重）を支持する軸受である。

【0011】

スラスト軸受１０－１、１０－２は、環状の支持機構１１に設けられている。スラスト軸受１０－１、１０－２は、回転軸１００のスラストカラー１１０ａ、１１０ｂの軸方向の端面と、それぞれ対面するように設けられている。スラスト軸受１０－１、１０－２は、回転軸１００の軸方向の他方方向の荷重と、一方方向の荷重とをそれぞれ支持する。

【0012】

スラストカラー１１０ａは、支持機構１１に対して一方側の位置で回転軸１００に固定され、支持機構１１側の滑り面が回転軸１００の径方向に突出したフランジ状の部材である。スラストカラー１１０ａの滑り面は、軸方向から見て円環状の平坦面である。スラストカラー１１０ｂは、支持機構１１に対して他方側の位置で回転軸１００に固定され、支持機構１１側の滑り面が回転軸１００の径方向に突出したフランジ状の部材である。スラストカラー１１０ｂの滑り面は、軸方向から見て円環状の平坦面である。

【0013】

スラスト軸受１０－１は、スラストカラー１１０ａの滑り面と、小さな隙間を隔てて軸方向に対向するように、支持機構１１に固定されている。スラスト軸受１０－２は、スラストカラー１１０ｂの滑り面と、小さな隙間を隔てて軸方向に対向するように、支持機構１１に固定されている。各スラスト軸受１０－１、１０－２は、給油装置１２０から供給される潤滑流体ＬＦを受け入れる。潤滑流体ＬＦは、オイルである。スラスト軸受１０－１、１０－２から排出された潤滑流体ＬＦは、回収容器１２１により回収され、配管を介して給油装置１２０に戻される。

【0014】

スラスト軸受１０－２は、スラスト軸受１０－１と実質的に同じ構造を有しているが、回転方向と軸受の向きとの関係から、スラスト軸受１０－１が左右反転した構造になっている。以下では、代表してスラスト軸受１０－１について説明し、スラスト軸受１０－２については説明を省略する。

【0015】

＜スラスト軸受の構造＞
図２は、第１実施形態のスラスト軸受１０－１を軸方向から見た模式図である。スラスト軸受１０－１は、円環形状を有し、内側に回転軸１００が挿入されている。スラスト軸受１０－１は、周方向に沿って配列された複数の軸受パッド２０と、周方向に隣り合う軸受パッド２０同士の間に設けられた複数の潤滑流体供給部３０とを備える。図２は、スラスト軸受１０－１が、８個の軸受パッド２０と、８個の潤滑流体供給部３０とを備えた例を示している。軸受パッド２０の個数、潤滑流体供給部３０の個数は、図示したものには限られない。なお、各軸受パッド２０は、別体で作製され個別に支持機構１１に固定されていてもよいし、環状のベース部材（図示せず）に一体で作製され支持機構１１に一括で固定されていてもよい。

【0016】

各軸受パッド２０は、軸方向から見て円弧状の、板状部材である。複数の軸受パッド２０は、それぞれ１つのテーパ部２１と１つのランド部２２とが設けられている。テーパ部２１とランド部２２とは、回転軸１００の回転方向（周方向）に沿って並んでいる。１つの軸受パッド２０において、テーパ部２１が回転方向の上流側、ランド部２２が回転方向の下流側に配置されている。１つの軸受パッド２０について、テーパ部２１からランド部２２に向かう方向（図２の時計方向）が、順方向である。順方向と反対の方向（図２の反時計方向）を、逆方向とする。

【0017】

＜軸受パッドの構造＞
図３は、軸受パッドを示した平面図である。図４は、図２のIV－IV線に沿った模式的な断面図である。図４において、軸受パッド２０の底面から、テーパ部２１およびランド部２２が形成された表面に向かう方向を高さ方向とする。高さが増大する方向（スラストカラー１１０ａに近づく方向）を上、高さが減少する方向（スラストカラー１１０ａから離れる方向）を下として説明する。

【0018】

テーパ部２１は、図４に示すように、周方向の一端部から、ランド部２２と接続する他端部に向けて、高さが増大する登り傾斜となるように傾斜した傾斜面からなる。このため、テーパ部２１は、スラストカラー１１０ａとの間の軸方向の隙間ＣＬが、他端部（ランド部２２）に向かうに従って小さくなるように形成されている。

【0019】

ランド部２２は、テーパ部２１と接続する一端部から、周方向の他端部に渡って、傾斜のない平坦面として形成されている。つまり、ランド部２２は、スラストカラー１１０ａとの間の軸方向の隙間ＣＬが、一端部から他端部まで略一定（後述する凹部４１の形成箇所を除く）となるように形成されている。

【0020】

潤滑流体供給部３０は、周方向に隣接するテーパ部２１に、潤滑流体ＬＦを供給する。潤滑流体供給部３０は、上面（スラストカラー１１０ａ側）に開口する供給口３１を有し、流路を介して給油装置１２０（図１参照）と接続されている。供給口３１は、隣接するテーパ部２１の一端部と同等の高さか、またはテーパ部２１の一端部の高さよりも低い位置に設けられる。

【0021】

ここで、複数の軸受パッド２０の少なくとも一部は、ランド部２２の表面に形成された凹部４１と、凹部４１に連通する静圧供給孔４２とを有し、静圧供給孔４２から凹部４１に供給される潤滑流体ＬＦの静圧と、テーパ部２１により生じる潤滑流体ＬＦの動圧とにより、スラスト荷重を支持する複合構造を有する。

【0022】

第１実施形態では、図２に示したように、複数（８個）の軸受パッド２０の全部が、凹部４１と静圧供給孔４２とを備えた複合構造を有する。各軸受パッド２０は、同一構造を有する。

【0023】

図３に示すように、凹部４１は、ランド部２２の外周縁に沿うように溝状に形成されている。すなわち、ランド部２２は、外周縁を構成する辺２２ａ、辺２２ｂ、辺２２ｃ、辺２２ｄを有する。凹部４１は、辺２２ａに沿って延びる部分４１ａ、辺２２ｂに沿って延びる部分４１ｂ、辺２２ｃに沿って延びる部分４１ｃ、辺２２ｄに沿って延びる部分４１ｄ、を含む。凹部４１は、ランド部２２の外周縁よりも内側に形成されている。つまり、凹部４１の各部分４１ａ～４１ｄは、対応する辺２２ａ～２２ｄに対して、僅かな距離を隔てて内側に位置する。凹部４１（各部分４１ａ～４１ｄ）は、線状に延びる有底の凹溝である。

【0024】

第１実施形態では、凹部４１は、平面視で、ランド部２２の中央部を囲む環状に形成されている。すなわち、部分４１ａと部分４１ｂ、部分４１ｂと部分４１ｃ、部分４１ｃと部分４１ｄ、部分４１ｄと部分４１ａが、端部において互いに接続している。環状の凹部４１によって、ランド部２２の表面は、凹部４１により囲まれた内側領域である第１領域５１と、凹部４１の外側領域である第２領域５２と、に区画されている。第２領域５２は、ランド部２２の外周縁と凹部４１との間の環状領域である。

【0025】

第１実施形態では、ランド部２２のうち、環状の凹部４１により囲まれた第１領域５１の面積が、環状の凹部４１の外側の第２領域５２の面積よりも大きい。したがって、図３の例では、ランド部２２の表面の大部分が、凹部４１と第１領域５１とによって占められている。

【0026】

図４に示す例では、凹部４１は、一対の内側面と平坦な底面とを有する矩形断面の溝である。凹部４１の溝幅、および凹部４１の深さは、特に限定されず、図示した寸法でなくてもよい。

【0027】

図３に示すように、静圧供給孔４２は、凹部４１に対して１つ設けられている。静圧供給孔４２は、図４に示すように、軸受パッド２０を厚み方向に貫通し、凹部４１の底面に開口している。静圧供給孔４２の開口径は、凹部４１の溝幅以下である。静圧供給孔４２は、潤滑流体供給部３０とは別個に設けられた経路で、給油装置１２０（図１参照）と接続されている。そのため、静圧供給孔４２への潤滑流体ＬＦの供給圧力と、潤滑流体供給部３０への潤滑流体ＬＦの供給圧力とは、給油装置１２０において別々に制御されうる。具体的には、静圧供給孔４２からの潤滑流体ＬＦの供給圧力は、複数の潤滑流体供給部３０からの潤滑流体ＬＦの供給圧力よりも高い。つまり、給油装置１２０は、各軸受パッド２０の静圧供給孔４２に対して、潤滑流体供給部３０への供給圧力よりも高い圧力で、潤滑流体ＬＦを供給する。

【0028】

また、静圧供給孔４２は、凹部４１との接続部に、静圧供給孔４２の内径を絞るオリフィス４２ａを有する。オリフィス４２ａの内径は、静圧供給孔４２のうちオリフィス４２ａ以外の部分の内径よりも小さい。

【0029】

＜スラスト軸受の作用＞
次に、第１実施形態のスラスト軸受１０－１（１０－２）の作用を説明する。

【0030】

回転軸１００が回転する際、スラスト軸受１０－１は、複数の潤滑流体供給部３０から潤滑流体ＬＦを受け入れる。スラスト軸受１０－１は、スラストカラー１１０ａと各軸受パッド２０との間の隙間ＣＬに潤滑流体ＬＦの液膜を形成する。

【0031】

潤滑流体ＬＦは、スラストカラー１１０ａの順方向移動（図４の回転方向）に引きずられてテーパ部２１の一端部側から他端部（ランド部２２）側へ向けて移動する。この時、テーパ部２１とスラストカラー１１０ａとの間の隙間ＣＬが、テーパ部２１の傾斜角度に応じて小さくなることから、くさび効果によって液膜の動圧が増大する。この動圧により軸方向の支持力が生じる。動圧は、隙間ＣＬの大きさが最小となるテーパ部２１とランド部２２との境界部分（辺２２ｃの付近）で、最大となる。

【0032】

さらに、第１実施形態では、スラスト軸受１０－１は、各軸受パッド２０のランド部２２の静圧供給孔４２から潤滑流体ＬＦを受け入れる。潤滑流体ＬＦは、ランド部２２とスラストカラー１１０ａとの間に供給され、静圧供給孔４２への供給圧力に応じた静圧を生じる。この静圧により、軸方向の支持力が生じる。

【0033】

静圧供給孔４２は、凹部４１の底面に開口しているため、通常、凹部４１の形成箇所近傍の静圧が増大する。第１実施形態では、凹部４１が環状に形成されているため、凹部４１の形成領域と、凹部４１に囲まれた第１領域５１（図３参照）との全体で、潤滑流体ＬＦの供給圧力に応じた静圧のピークを生じる。

【0034】

図５は、第１実施形態によるスラスト軸受１０－１の、１つの軸受パッド２０に形成される圧力分布の計算結果を示すグラフ６０である。グラフ６０の水平方向の２つの軸は、それぞれ軸受パッド２０の周方向位置と、径方向位置とを示す。グラフ６０の垂直方向の軸は、圧力を示す。グラフ６０は、回転軸１００が順方向に回転した場合の圧力分布を示している。

【0035】

グラフ６０において、周方向位置Ｐ１が、テーパ部２１とランド部２２との境界部分（辺２２ｃ）に相当し、動圧に対応した圧力ピーク６１が形成されている。周方向位置Ｐ１と周方向位置Ｐ２との間が、ランド部２２に相当する領域であり、この領域の略全体に亘って、均一な圧力ピーク６２が形成されている。この圧力ピーク６２が、静圧供給孔４２からの潤滑流体ＬＦの供給圧力によって生じた静圧に対応する。給油装置１２０は、例えば、動圧の圧力ピーク６１の最大値の８０％以上の圧力ピーク６２を形成するように、潤滑流体ＬＦを静圧供給孔４２に供給する。

【0036】

動圧の大きさは流体の速度に依存するため、回転軸１００の回転速度が小さいほど圧力ピーク６１が小さくなる。そのため、回転軸１００が極低速で回転する場合、十分な動圧の圧力ピーク６１が得られない。しかし、静圧の圧力ピーク６２は、回転軸１００の回転速度に依存しない。そのため、回転軸１００が極低速で回転した場合でも、圧力ピーク６２によってスラスト荷重の支持力を確保できる。

【0037】

回転軸１００が逆方向に回転した場合、潤滑流体ＬＦの液膜は、テーパ部２１の傾斜を下る方向（隙間ＣＬが拡大する方向）に引きずられるため、くさび効果が得られず、グラフ６０のような動圧の圧力ピーク６１が形成されなくなる。しかし、静圧の圧力ピーク６２は、回転軸１００の回転方向に関わらず形成されるため、回転軸１００が逆方向に回転した場合でも、スラスト荷重の支持力を確保できる。

【0038】

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の軸受パッド２０Ａを示した平面図である。図７は、第２実施形態の軸受パッド２０Ａの模式的な断面図である。第２実施形態のスラスト軸受１０－１（１０－２）は、軸受パッド２０に代えて、図６および図７の軸受パッド２０Ａを備える。なお、第２実施形態において、軸受パッド２０Ａの構造以外は、上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0039】

第２実施形態の上記第１実施形態との相違点は、軸受パッド２０Ａのランド部２２に形成される凹部４１の平面形状である。

【0040】

図６に示すように、軸受パッド２０Ａの凹部４１は、ランド部２２のうち、テーパ部２１と接続する辺２２ｃを除いた各辺２２ａ、２２ｂおよび２２ｄに沿って形成されている。すなわち、凹部４１は、辺２２ａに沿う部分４１ａと、辺２２ｂに沿う部分４１ｂと、辺２２ｄに沿う部分４１ｄと、を含み、辺２２ｃに沿う部分を含まない。部分４１ａの両端が、それぞれ部分４１ｂと部分４１ｄとに接続している。部分４１ｂおよび部分４１ｄの先端（辺２２ｃ側の端部）は、凹部４１の他の部分とは接続せずに行き止まりになっている。凹部４１は、非環状形状に形成されている。

【0041】

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0042】

＜スラスト軸受の作用＞
次に、第２実施形態のスラスト軸受１０－１（１０－２）の作用を説明する。ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

【0043】

回転軸１００の順方向回転に伴って生じる動圧は、上記の通り、図７に示すテーパ部２１とランド部２２との境界部分（辺２２ｃ）の付近で最大となる。ここで、例えば給油装置１２０が停止しているなど、何らかの理由で、静圧供給孔４２への潤滑流体ＬＦの供給（静圧の圧力ピーク６２の発生）が停止するケースを考える。この場合、第２実施形態では、辺２２ｃの付近に凹部４１が形成されていないため（凹部４１の部分４１ｃが形成されていないため）、辺２２ｃの付近に、ランド部２２とスラストカラー１１０ａとの間の空間における容積を増大させる構造が存在しない。そのため、第２実施形態では、上記第１実施形態と比べて、大きな動圧を得やすい構造が実現されている。

【0044】

一方、第２実施形態では、図３の第１領域５１に相当するランド部２２の中央部が、凹部４１によって囲まれていない。この場合、静圧供給孔４２への潤滑流体ＬＦの供給によって形成される静圧の圧力ピーク６２は、凹部４１の形成領域の近傍に形成される。

【0045】

図８は、第２実施形態によるスラスト軸受１０－１の、１つの軸受パッド２０Ａに形成される圧力分布の計算結果を示すグラフ６３である。

【0046】

グラフ６３において、周方向位置Ｐ１が、テーパ部２１とランド部２２との境界部分（辺２２ｃ）に相当し、動圧に対応した圧力ピーク６１が形成されている。圧力ピーク６２は、ランド部２２の中央部から辺２２ｃに対応する領域（周方向位置Ｐ１付近）に比べて、ランド部２２の外周縁の３つの辺２２ａ、２２ｂおよび２２ｄに対応する領域で高くなっている。

【0047】

このように、第２実施形態に係る軸受パッド２０Ａは、静圧供給孔４２への潤滑流体ＬＦの供給（静圧の圧力ピークの発生）が停止または供給圧力が低下した場合でも、動圧によりスラスト荷重に対する負荷容量を確保しやすい。ただし、第２実施形態では、ランド部２２における静圧の圧力ピーク６２に起因する支持力が上記第１実施形態と比較して小さくなることから、低回転時や逆回転時の負荷容量が上記第１実施形態と比較して小さくなる。

【0048】

（効果）
本開示の第１態様に係るスラスト軸受は、周方向に沿って配列され、それぞれテーパ部２１とランド部２２とが設けられた複数の軸受パッド２０を備え、複数の軸受パッド２０の少なくとも一部は、ランド部２２の表面に形成された凹部４１と、凹部４１に連通する静圧供給孔４２とを有し、静圧供給孔４２から凹部４１に供給される潤滑流体ＬＦの静圧と、テーパ部２１により生じる潤滑流体ＬＦの動圧とにより、スラスト荷重を支持する複合構造を有する。本開示によると、複合構造を有する軸受パッド２０は、テーパ部２１におけるくさび効果を利用した動圧により支持力を得るというテーパランド型軸受に特有の作用に加えて、ランド部２２に形成した凹部４１に供給される潤滑流体ＬＦの静圧によりスラスト荷重を支持することができる。そのため、回転軸１００の回転方向が逆転する場合や回転軸１００の回転速度が非常に低い場合などの、くさび効果（動圧）が得られない条件でも、静圧によりスラスト荷重の負荷容量を確保できる。これにより、回転方向が逆転する用途にも適用可能であり、かつ、低回転域でも十分な負荷容量を得ることが可能なテーパランド型のスラスト軸受１０－１（１０－２）を提供できる。

【0049】

本開示の第２態様に係るスラスト軸受では、凹部４１は、ランド部２２の外周縁に沿うように溝状に形成されている。本開示によると、凹部４１に供給される潤滑流体ＬＦによる静圧の圧力ピーク６２を、ランド部２２の外周縁に沿った広い範囲で形成できる。これにより、静圧によるスラスト荷重の負荷容量を大きくすることができる。

【0050】

本開示の第３態様に係るスラスト軸受では、凹部４１は、ランド部２２の中央部を囲む環状に形成されている。本開示によると、凹部４１に供給される潤滑流体ＬＦによる静圧の圧力ピーク６２が、凹部４１の近傍だけでなく、凹部４１に囲まれた内周側の領域にも形成される。静圧が高い領域の面積を大きくできるので、スラスト荷重の負荷容量を効果的に大きくすることができる。

【0051】

本開示の第４態様に係るスラスト軸受では、ランド部２２のうち、環状の凹部４１により囲まれた第１領域５１の面積が、環状の凹部４１の外側の第２領域５２の面積よりも大きい。本開示によると、凹部４１の形成領域と第１領域５１との全体に亘って、凹部４１に供給される潤滑流体ＬＦによる静圧の圧力ピーク６２が形成できる。第１領域５１の面積が第２領域５２の面積よりも大きいので、ランド部２２の大部分で、静圧が高い領域を形成できる。その結果、スラスト荷重の負荷容量をより一層効果的に大きくすることができる。

【0052】

本開示の第５態様に係るスラスト軸受では、凹部４１は、ランド部２２のうち、テーパ部２１と接続する辺２２ｃを除いた各辺２２ａ、２２ｂおよび２２ｄに沿って形成されている。本開示によると、くさび効果による動圧の圧力ピーク６１が形成される位置（テーパ部２１と接続する辺２２ｃの近傍）が凹部４１の形成領域から除外されるので、ランド部２２に凹部４１を設ける場合でも動圧の圧力ピーク６１を容易に得ることができる。そのため、例えば凹部４１への潤滑流体ＬＦの供給が停止したり供給圧力が低下した場合でも、高い動圧によりスラスト荷重の負荷容量を確保できる。

【0053】

本開示の第６態様に係るスラスト軸受では、周方向に隣り合う軸受パッド２０同士の間に設けられた複数の潤滑流体供給部３０をさらに備え、静圧供給孔４２からの潤滑流体ＬＦの供給圧力は、複数の潤滑流体供給部３０からの潤滑流体ＬＦの供給圧力よりも高い。本開示によると、潤滑流体供給部３０によって軸受パッド２０のテーパ部２１に潤滑流体ＬＦを供給しつつ、静圧供給孔４２によってランド部２２の凹部４１に潤滑流体ＬＦを供給できる。そして、静圧供給孔４２の供給圧力を潤滑流体供給部３０の供給圧力よりも高くすることによって、ランド部２２に高い静圧を形成することができる。

【0054】

本開示の第７態様に係るスラスト軸受では、静圧供給孔４２は、凹部４１との接続部に、静圧供給孔４２の内径を絞るオリフィス４２ａを有する。本開示によると、オリフィス４２ａによって、静圧供給孔４２から凹部４１への潤滑流体ＬＦの供給圧力を容易に高くすることができる。

【0055】

本開示の第８態様に係るスラスト軸受では、複数の軸受パッド２０の全部が、複合構造を有する。本開示によると、スラスト軸受１０－１（１０－２）が備える複数の軸受パッド２０の全部で、動圧と静圧との両方によりスラスト荷重の支持力を発生することができる。そのため、回転軸１００の順回転時、逆回転時および低速回転時の各ケースにおけるスラスト荷重の負荷容量を容易に大きくすることができる。

【0056】

以上、本開示の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0057】

特に、上記第１および第２実施形態では、凹部４１が溝状である例を示したが、上述した実施形態に限定されるものではない。凹部４１は、溝状以外の形状を有していてもよい。なお、本明細書において、溝状とは、平面視で、ある方向に延びる凹形状であって、延伸方向の長さ寸法に対して、延伸方向と直交する幅方向の寸法が小さい（つまり、細長い）形状を意味する。図９は、軸受パッドの変形例（軸受パッド２０Ｂ）を示した平面図である。凹部４１は、図９に示すように、平面視で幅広の矩形凹形状であってもよい。また、凹部４１の平面形状は、楕円形その他の幾何学形状であってもよい。凹部４１の平面形状は、例えば、ランド部２２の表面形状を小さくした相似形状でもよい。

【0058】

また、上記第１および第２実施形態では、複数の軸受パッド２０の全部が、複合構造（ランド部２２に凹部４１および静圧供給孔４２が形成された構造）を有する例を示したが、複数の軸受パッド２０の一部のみが、複合構造を有していてもよい。図１０は、スラスト軸受の変形例を示した模式図である。図１０のスラスト軸受１０Ａは、複合構造を有する第１軸受パッド２０Ｃと、複合構造を有しない第２軸受パッド２０Ｄと、を備える。第１軸受パッド２０Ｃの構造は、上記第１実施形態の軸受パッド２０と同じである。第２軸受パッド２０Ｄは、テーパ部２１Ｄとランド部２２Ｄとを備えるが、第１軸受パッド２０Ｃとは異なり、ランド部２２Ｄに凹部４１および静圧供給孔４２が形成されていない。ランド部２２Ｄは、平坦面となっている。テーパ部２１Ｄは、第１軸受パッド２０Ｃのテーパ部２１と同じ形状を有する。図１０では、４個の第１軸受パッド２０Ｃと、４個の第２軸受パッド２０Ｄとが、周方向に交互に配列されている。

【0059】

また、上記第１および第２実施形態では、スラスト軸受１０－１に８個の軸受パッド２０（２０Ａ）を設けた例を示したが、軸受パッド２０の個数はこれに限られず、２個～７個または９個以上でもよい。

【0060】

また、上記第１および第２実施形態では、支持機構１１に２つのスラスト軸受１０－１、１０－２を設けた例を示したが、支持機構１１に１つのスラスト軸受を設けてもよい。例えば回転軸１００の一端側と他端側とに、それぞれ、１つのスラスト軸受を有する支持機構１１を別個に設けてもよい。また、スラスト荷重の方向が軸方向の一方のみに限定される場合などでは、１つのスラスト軸受を有する支持機構１１を１つ設けるだけでもよい。

【0061】

また、上記第１および第２実施形態では、テーパ部２１が傾斜面である例を示したが、テーパ部２１は例えばステップ状（階段状）に形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１０－１、１０－２、１０Ａ スラスト軸受
２０、２０Ａ、２０Ｂ 軸受パッド
２０Ｃ 第１軸受パッド（複合構造を有する軸受パッド）
２０Ｄ 第２軸受パッド
２１、２１Ｄ テーパ部
２２、２２Ｄ ランド部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 辺
３０ 潤滑流体供給部
４１ 凹部
４２ 静圧供給孔
４２ａ オリフィス
５１ 第１領域
５２ 第２領域
ＬＦ 潤滑流体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】