(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-14
(45)【発行日】2024-11-22
(54)【発明の名称】軸受パッド、及び軸受装置
(51)【国際特許分類】
F16C 17/03 20060101AFI20241115BHJP
F16C 37/00 20060101ALI20241115BHJP
【ＦＩ】
F16C17/03
F16C37/00 A
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020195800
(22)【出願日】2020-11-26
(65)【公開番号】P2022084138
(43)【公開日】2022-06-07
【審査請求日】2023-06-27
(73)【特許権者】
【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】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】亀山 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】鴫原 拓造
(72)【発明者】
【氏名】吉峰 千尋
【審査官】畔津 圭介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１４５４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１１２４９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２３４７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１０９２６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５１９７０７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ １７／０３
Ｆ１６Ｃ ３７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、
前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、
を備え、
前記支持構造体は、径方向に延びるとともに、前記内壁面に沿って間隔をあけて配列された複数のピンを有する軸受パッド。
【請求項2】
軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、
前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、
を備え、
前記支持構造体は、径方向に延びるとともに、前記内壁面に沿って間隔をあけて配列された複数のフィンを有する軸受パッド。
【請求項3】
軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、
前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、
を備え、
前記中空部は、前記パッド本体における前記回転軸の回転方向の前方側に偏った領域に形成されることで、径方向から見て周方向に延びる第一端面の寸法が前記軸線方向に延びる第二端面の寸法よりも小さく設定され、
前記潤滑油供給路、及び前記潤滑油排出路は、前記中空部の前記第一端面にそれぞれ開口している軸受パッド。
【請求項4】
軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、
前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、
を備え、
前記中空部内に設けられ、前記潤滑油供給路の出口側を向く対向面を有する仕切板をさらに有する軸受パッド。
【請求項5】
前記仕切板は、前記潤滑油供給路側から前記潤滑油排出路側に向かう第一方向に間隔をあけて複数配置されるとともに、前記第一方向に直交する第二方向に交互に配列されている請求項４に記載の軸受パッド。
【請求項6】
前記中空部は、前記パッド本体における周方向の全域にわたって形成されている請求項２に記載の軸受パッド。
【請求項7】
前記潤滑油排出路は、前記軸線方向に間隔をあけて複数形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の軸受パッド。
【請求項8】
周方向に配列された請求項１から７のいずれか一項に記載の複数の軸受パッドと、前記軸受パッドを外周側から覆うハウジングと、
前記ハウジングの内周面に設けられ、前記軸受パッドをそれぞれ支持するピボットと、
を備える軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、軸受パッド、及び軸受装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばガス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体であるロータと、ロータを外周側から囲む静止体であるケーシングと、を備えている。ロータの軸端は、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、径方向の荷重を支持するジャーナル軸受や、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。ジャーナル軸受の具体例として下記特許文献１に記載された装置が知られている。下記特許文献１に係るティルティングパッド軸受は、ロータの外周面に油膜（潤滑油）を介して摺接する複数の軸受パッドと、この軸受パッドを外周側から支持するハウジングと、を備えている。
【0003】
ここで、回転機械の運転中には、ロータの外周面と軸受パッドとの間で油膜にせん断発熱が生じるため、軸受パッドが高温となる傾向にある。軸受パッドが高温になると、軸受装置としての性能に影響が及んでしまう。そこで、下記特許文献１には、軸受パッドの内部に潤滑油の流路（パッド内部孔）を形成して、パッド面から潤滑油の一部を軸受パッドの内部に流通させる構成を採っている。これにより、軸受パッドに対する冷却効果が得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１６－１１６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１のように軸受パッドの内部に流路を形成するのみでは十分な冷却効果が得られない虞がある。
【0006】
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、さらに高い冷却効果を有する軸受パッド、及び軸受装置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】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記支持構造体は、径方向に延びるとともに、前記内壁面に沿って間隔をあけて配列された複数のピンを有する。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記支持構造体は、径方向に延びるとともに、前記内壁面に沿って間隔をあけて配列された複数のフィンを有する。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記中空部は、前記パッド本体における前記回転軸の回転方向の前方側に偏った領域に形成されることで、径方向から見て周方向に延びる第一端面の寸法が前記軸線方向に延びる第二端面の寸法よりも小さく設定され、前記潤滑油供給路、及び前記潤滑油排出路は、前記中空部の前記第一端面にそれぞれ開口している。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、
内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記中空部内に設けられ、前記潤滑油供給路の出口側を向く対向面を有する仕切板をさらに有する。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記中空部は、前記パッド本体における前記回転軸の回転方向の前方側に偏った領域に形成されている。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記支持構造体は、径方向に延びるとともに、前記内壁面に沿って間隔をあけて配列された複数のフィンを有する。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記中空部は、前記パッド本体における前記回転軸の回転方向の前方側に偏った領域に形成されることで、径方向から見て周方向に延びる第一端面の寸法が前記軸線方向に延びる第二端面の寸法よりも小さく設定され、前記潤滑油供給路、及び前記潤滑油排出路は、前記中空部の前記第一端面にそれぞれ開口している。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、
内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記中空部内に設けられ、前記潤滑油供給路の出口側を向く対向面を有する仕切板をさらに有する。
本開示に係る軸受パッドは、軸線回りに回転する回転軸を支持する軸受パッドであって、内部に形成された中空部と、該中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、該中空部から外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路と、を有するパッド本体と、前記中空部内に充填され、空間を包含しながら前記中空部を形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体と、を備え、前記中空部は、前記パッド本体における前記回転軸の回転方向の前方側に偏った領域に形成されている。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、さらに高い冷却効果を有する軸受パッド、及び軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の第一実施形態に係る軸受装置の構成を示す断面図である。
【図2】本開示の第一実施形態に係る軸受パッドの構成を示す斜視図である。
【図3】本開示の第一実施形態に係る軸受パッドの構成を示す断面図である。
【図4】本開示の第一実施形態に係る支持構造体としてのラティス構造体の構成を示す斜視図である。
【図5】本開示の第一実施形態に係る支持構造体のラティス構造体の他の例を示す斜視図である。
【図6】本開示の第一実施形態に係る支持構造体としてのピン構造体の構成を示す斜視図である。
【図7】本開示の第一実施形態に係る支持構造体としてのフィン構造体の構成を示す斜視図である。
【図8】本開示の第一実施形態に係る軸受パッドを径方向内側から見た透視図である。
【図9】本開示の第二実施形態に係る軸受パッドを径方向内側から見た透視図である。
【図10】本開示の第二実施形態に係る軸受パッドの変形例を示す透視図である。
【図11】本開示の第三実施形態に係る軸受パッドの構成を示す断面図である。
【図12】本開示の第三実施形態に係る軸受パッドを径方向内側から見た透視図である。
【図13】本開示の第三実施形態に係る軸受パッドの変形例を示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜第一実施形態＞
（軸受装置の構成）
以下、本開示の第一実施形態に係る軸受装置１００について、図１から図８を参照して説明する。この軸受装置１００は、例えばガスタービンや圧縮機を含む回転機械の回転軸９０を回転可能に支持するためのティルティングパッド軸受である。図１に示すように、軸受装置１００は、軸受パッド１と、ハウジング２と、ピボット３と、ノズル４と、を備えている。
（軸受装置の構成）
以下、本開示の第一実施形態に係る軸受装置１００について、図１から図８を参照して説明する。この軸受装置１００は、例えばガスタービンや圧縮機を含む回転機械の回転軸９０を回転可能に支持するためのティルティングパッド軸受である。図１に示すように、軸受装置１００は、軸受パッド１と、ハウジング２と、ピボット３と、ノズル４と、を備えている。
【0011】
軸受パッド１は、軸線Ａｃを中心とする円形断面を有する回転軸９０の外周面（回転軸外周面９０Ａ）に沿って周方向に間隔をあけて複数（一例として５つ）設けられている。それぞれの軸受パッド１は、軸線Ａｃ方向から見て周方向に湾曲した断面形状を有している。
【0012】
軸受パッド１の内周側を向く面である摺動面１Ｓは、回転軸外周面９０Ａに対して隙間をあけて対向している。摺動面１Ｓは、軸線Ａｃを中心とする径方向外側に向かって凸となるように湾曲している。摺動面１Ｓの曲率半径は、回転軸外周面９０Ａの曲率半径
と同一か、わずかに大きく設定されている。摺動面１Ｓと回転軸外周面９０Ａとの間には、ノズル４（後述）から供給された潤滑油が油膜となって介在している。
と同一か、わずかに大きく設定されている。摺動面１Ｓと回転軸外周面９０Ａとの間には、ノズル４（後述）から供給された潤滑油が油膜となって介在している。
【0013】
軸受パッド１の外周側を向く面であるパッド外周面１Ａは、軸線Ａｃを中心とする径方向外側に向かって凸となるように湾曲している。パッド外周面１Ａの周方向における中央部は、ピボット４（後述）に当接している。
【0014】
ハウジング２は、これら複数の軸受パッド１を外周側から覆う筒状をなしている。ハウジング２には、周方向に間隔をあけて配列された複数のノズル４が設けられている。ノズル４は、外部から供給された潤滑油をハウジング２内の空間に供給する。ノズル４は、周方向において、互いに隣接する一対の軸受パッド１同士の間にそれぞれ設けられている。
【0015】
さらに、ハウジング４の内周面（ハウジング内周面２Ａ）には、周方向に間隔をあけて配列された複数のピボット３が設けられている。ピボット３の頂部はパッド外周面１Ａに点接触している。つまり、ピボット３は、軸受パッド１を揺動可能に支持している。
【0016】
（軸受パッドの詳細な構成）
次に、図２と図３を参照して、軸受パッド１の詳細な構成について説明する。図２に示すように、軸受パッド１は、パッド本体１０と、支持構造体Ｍと、を有している。パッド本体１０は、軸受パッド１の外形をなす部材であり、上述の摺動面１Ｓ、パッド外周面１Ａがそれぞれ形成されている。パッド本体１０は、中空部Ｖと、潤滑油供給路１１と、潤滑油排出路１２と、を有している。
次に、図２と図３を参照して、軸受パッド１の詳細な構成について説明する。図２に示すように、軸受パッド１は、パッド本体１０と、支持構造体Ｍと、を有している。パッド本体１０は、軸受パッド１の外形をなす部材であり、上述の摺動面１Ｓ、パッド外周面１Ａがそれぞれ形成されている。パッド本体１０は、中空部Ｖと、潤滑油供給路１１と、潤滑油排出路１２と、を有している。
【0017】
中空部Ｖは、パッド本体１０の内部に形成された空間である。中空部Ｖは、周方向における一方側に偏った領域にのみ形成されている。言い換えると、中空部Ｖは、回転軸９０の回転方向における前方側（つまり、回転軸９０が回っていく側：潤滑油の流れ方向における下流側）に形成されている。より詳細には、中空部Ｖは、パッド本体１０の周方向長さのうち、回転方向前方側（下流側）の端部から１／４～１／２の範囲内に形成されている。より望ましくは、中空部Ｖは、回転方向前方側の端部から１／３の領域に形成される。
【0018】
中空部Ｖは、６つの内壁面によって形成されている。具体的には、中空部Ｖは、軸線Ａｃ方向を向く一対の第一端面Ｖ１と、周方向を向く一対の第二端面Ｖ２と、径方向内側の天面Ｖ３（図３参照）と、径方向外側の底面Ｖ４（図３参照）と、によって画成されている。径方向から見た場合、第一端面Ｖ１の長さは第二端面Ｖ２の長さよりも小さく設定されている。つまり、この中空部Ｖは、軸線Ａｃ方向を長辺とする長方形の断面形状を有している。
【0019】
上記の内壁面のうち、底面Ｖ４には、潤滑油供給路１１の一端が開口している。潤滑油供給路１１は、径方向に延びる流路である。潤滑油供給路１１の他端はパッド外周面１Ａに開口している。さらに、一対の第二端面Ｖ２のうち、回転方向後方側の第二端面Ｖ２には、複数（一例として４つ）の潤滑油排出路１２の一端が開口している。これら潤滑油排出路１２は、軸線Ａｃ方向に間隔をあけて配列されている。図３に示すように、それぞれの潤滑油排出路１２は、周方向に延びる周方向流路１２Ａと、この周方向流路１２Ａの回転方向後方側の端部から径方向内側に向かって延びる径方向流路１２Ｂと、を有している。
【0020】
径方向流路１２Ｂの径方向内側の端部は、摺動面１Ｓに形成された潤滑油出口１３に接続されている。潤滑油出口１３は軸線Ａｃ方向に延びる長孔である。潤滑油出口１３は、摺動面１Ｓにおける回転方向後方側の端部からわずかに前方側に離間した位置に形成されている。さらに、摺動面１Ｓにおける当該領域には、径方向内側に向かって凹むとともに軸線Ａｃ方向に延びる切り欠きＲが形成されている。潤滑油出口１３はこの切り欠きＲ内に開口している。
【0021】
（支持構造体の構成）
中空部Ｖ内には、支持構造体Ｍが充填されている。支持構造体Ｍはラティス構造を有している。ラティス構造とは、内部に空間を包含しながら中空部Ｖ内における径方向の荷重を負担することが可能な三次元構造である。本実施形態に係る支持構造体Ｍは、複数の単位構造を中空部Ｖの内壁面に沿って配列することで形成されている。より具体的には図４に示すように、この支持構造体Ｍの単位構造は、径方向に延びるとともに一端が頂点Ｐで互いに接続された３つの柱状部Ｍ１と、これら柱状部Ｍ１の他端同士を接続する３つの接続部Ｍ２と、を有している。つまり、この単位構造は、四面体の辺部のみによって構成されている。
中空部Ｖ内には、支持構造体Ｍが充填されている。支持構造体Ｍはラティス構造を有している。ラティス構造とは、内部に空間を包含しながら中空部Ｖ内における径方向の荷重を負担することが可能な三次元構造である。本実施形態に係る支持構造体Ｍは、複数の単位構造を中空部Ｖの内壁面に沿って配列することで形成されている。より具体的には図４に示すように、この支持構造体Ｍの単位構造は、径方向に延びるとともに一端が頂点Ｐで互いに接続された３つの柱状部Ｍ１と、これら柱状部Ｍ１の他端同士を接続する３つの接続部Ｍ２と、を有している。つまり、この単位構造は、四面体の辺部のみによって構成されている。
【0022】
なお、支持構造体Ｍを構成する単位構造の他の例として、図５から図７に示す形状を採ることも可能である。図５の例では、互いに交差する３つの柱状部Ｍ１ｂによって支持構造体Ｍｂの単位構造が形成されている。３つの柱状部Ｍ１ｂの端部によって平面上に三角形の投影面が形成される。図６の例では、径方向に延びるピンＭ１ｃを複数配列することによって支持構造体Ｍｃが形成されている。図７の例では、径方向に広がるフィンＭ１ｄを複数配列することによって支持構造体Ｍｄが形成されている。また、詳しくは図示しないが、ポーラスラティス構造と呼ばれる三次元構造を用いて支持構造体Ｍを形成することも可能である。
【0023】
（中空部の内部の構成）
次いで、図８を参照して、中空部Ｖの内部の構成について説明する。なお、同図中では図示簡略化のため、支持構造体Ｍを省略している。同図に示すように、中空部Ｖ内には、複数（一例として２つ）の仕切板１４が設けられている。これら仕切板１４は、軸線Ａｃ方向に間隔をあけて配列されている。それぞれの仕切板１４は、中空部Ｖ内で径方向及び軸線Ａｃ方向によって形成される面に沿って広がっている。仕切板１４の厚さ方向における一方側の面（回転軸９０の回転方向後方側を向く面）は、潤滑油供給路１１の出口を向く対向面１４Ａとされている。つまり、これら仕切板１４は、回転軸９０の回転方向において、潤滑油供給路１１の出口よりも後方側に位置している。また、軸線Ａｃ方向において、仕切板１４と潤滑油供給路１１の出口とは重ならない位置にそれぞれ形成されている。仕切板１４における上記の対向面１４Ａとは反対側を向く面（裏面１４Ｂ）は、潤滑油排出路１２の入口に対向している。
次いで、図８を参照して、中空部Ｖの内部の構成について説明する。なお、同図中では図示簡略化のため、支持構造体Ｍを省略している。同図に示すように、中空部Ｖ内には、複数（一例として２つ）の仕切板１４が設けられている。これら仕切板１４は、軸線Ａｃ方向に間隔をあけて配列されている。それぞれの仕切板１４は、中空部Ｖ内で径方向及び軸線Ａｃ方向によって形成される面に沿って広がっている。仕切板１４の厚さ方向における一方側の面（回転軸９０の回転方向後方側を向く面）は、潤滑油供給路１１の出口を向く対向面１４Ａとされている。つまり、これら仕切板１４は、回転軸９０の回転方向において、潤滑油供給路１１の出口よりも後方側に位置している。また、軸線Ａｃ方向において、仕切板１４と潤滑油供給路１１の出口とは重ならない位置にそれぞれ形成されている。仕切板１４における上記の対向面１４Ａとは反対側を向く面（裏面１４Ｂ）は、潤滑油排出路１２の入口に対向している。
【0024】
（作用効果）
次に、本実施形態に係る軸受装置１００の動作について説明する。回転軸９０が回転するとき、軸受パッド１の摺動面１Ｓと回転軸外周面９０Ａとの間には、ノズル４から供給された潤滑油によって薄い油膜が形成される。この油膜が介在することによって、回転軸外周面９０Ａと摺動面１Ｓとの間の摩擦抵抗が軽減される。これにより、回転軸９０を円滑に回転させた状態で当該回転軸９０による径方向の荷重を軸受パッド１が支持する。
次に、本実施形態に係る軸受装置１００の動作について説明する。回転軸９０が回転するとき、軸受パッド１の摺動面１Ｓと回転軸外周面９０Ａとの間には、ノズル４から供給された潤滑油によって薄い油膜が形成される。この油膜が介在することによって、回転軸外周面９０Ａと摺動面１Ｓとの間の摩擦抵抗が軽減される。これにより、回転軸９０を円滑に回転させた状態で当該回転軸９０による径方向の荷重を軸受パッド１が支持する。
【0025】
ここで、回転機械の運転中には、回転軸外周面９０Ａと摺動面１Ｓとの間で油膜にせん断発熱が生じるため、軸受パッド１が高温となる傾向にある。軸受パッド１が高温になると、軸受装置１００としての性能に影響が及んでしまう。そこで、本実施形態では、上述したように、軸受パッド１の内部に中空部Ｖが形成され、当該中空部Ｖ内に支持構造体Ｍが充填されている。
【0026】
上記構成によれば、中空部Ｖに充填された支持構造体Ｍの空間を潤滑油が流通することで、パッド本体１０に生じた熱は当該潤滑油に伝達される。これにより、パッド本体１０が中実に形成されている場合とは異なり、パッド本体１０の外側だけでなく内側からも冷却することができる。したがって、パッド本体１０をさらに効率的に冷却することが可能となる。さらに、支持構造体Ｍは中空部Ｖの内壁面を径方向に接続していることから、例えば中空部Ｖ内に何ら構造物が設けられていない場合に比べて、パッド本体１０の剛性低下を抑えることも可能となる。一方で、支持構造体Ｍを設けない場合、中空部Ｖを形成したことによる剛性低下によって軸受パッド１の荷重性能が損なわれる虞がある。上記構成によれば、このような可能性を低減することができる。
【0027】
さらに、上記構成によれば、支持構造体Ｍとしてのラティス構造体が複数配列されていることによって、中空部Ｖの内壁面に加わる荷重を広い範囲に分散させ、より安定的に当該荷重を負担することができる。加えて、支持構造体Ｍの内側に形成されている空間を潤滑油が流通することで、潤滑油と支持構造体Ｍとの接触面積が増大する。これにより、潤滑油とパッド本体１０との間の熱伝達率が高まるため、パッド本体１０に対する高い冷却効果を得ることができる。
【0028】
また、上記構成によれば、軸線Ａｃ方向に間隔をあけて複数の潤滑油排出路１２が形成されていることから、軸線Ａｃ方向におけるより広い範囲で中空部Ｖから潤滑油を円滑に排出させることができる。
【0029】
さらに、上記構成によれば、中空部Ｖ内に設けられた仕切板１４に潤滑油の流れが衝突することで、当該仕切板１４の対向面に沿って流れが分散する。より具体的には図８中の矢印で示すように、潤滑油の流れは潤滑油供給路１１から中空部Ｖに流入した後、対向面１４Ａに沿って軸線Ａｃ方向の両側に広がる。この流れは、裏面１４Ｂに沿って再び軸線Ａｃ方向の中央側に向かう成分と、軸線Ａｃ方向の両側を流れ続ける成分とに分かれる。これにより、中空部Ｖ内におけるより広い範囲に潤滑油を安定的に行き渡らせることができる。その結果、当該潤滑油による冷却効果を中空部Ｖの全域でむらなく発揮させることができる。
【0030】
加えて、上記構成によれば、回転軸９０の回転による潤滑油の発熱が顕著な回転方向前方側の領域に偏って中空部Ｖが形成されている。これにより、当該前方側の領域に対して潤滑油による冷却効果を積極的に与えることができる。また、中空部Ｖを軸受パッド１の周方向全域に形成した場合に比べて、当該中空部Ｖを形成したことによる剛性の低下を最小限に抑えることができる。
【0031】
以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、軸受パッド１の数は上記の５つに限定されず、設計や仕様に応じて４つ以下や６つ以上とすることが可能である。ノズル４の数についても同様に変更することが可能である。
【0032】
＜第二実施形態＞
続いて、本開示の第二実施形態に係る軸受パッド１ｂについて、図９を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
続いて、本開示の第二実施形態に係る軸受パッド１ｂについて、図９を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0033】
図９に示すように、本実施形態では潤滑油供給路１１´と潤滑油排出路１２´の構成が上記第一実施形態とは異なっている。潤滑油供給路１１´の一端は、パッド本体１０の側面１０Ｓ（つまり、軸線Ａｃ方向を向く端面）に開口している。潤滑油供給路１１´の他端は、中空部Ｖの一方の第一端面Ｖ１に開口している。つまり、この潤滑油供給路１１´は軸線Ａｃ方向に延びている。潤滑油排出路１２´は、上記の潤滑油供給路１１´が接続されている第一端面Ｖ１とは異なる他方の第一端面Ｖ１から、潤滑油出口１３にかけてＣ字状に延びている。
【0034】
さらに、中空部Ｖ内には仕切板１４ｂが設けられている。仕切板１４ｂは、径方向から見て、周方向を長辺とする板状をなしている。仕切板１４ｂの厚さ方向一方側の面は、潤滑油供給路１１´の出口に対向する対向面１４Ａとされている。仕切板１４ｂは、軸線Ａｃ方向において潤滑油供給路１１´側に偏った位置に１つのみ設けられている。また、仕切板１４ｂの周方向における端部と第二端面Ｖ２との間には隙間が形成されている。
【0035】
上記構成によれば、中空部Ｖの端面のうち、径方向から見た場合の寸法が小さい第一端面Ｖ１にそれぞれ潤滑油供給路１１´、及び潤滑油排出路１２´が開口している。これにより、例えば寸法が大きい第二端面Ｖ２同士の間で潤滑油が流通する場合に比べて、流路断面積が小さくなる。その結果、中空部Ｖ内における潤滑油の流速が大きくなる。したがって、潤滑油によるパッド本体１０の冷却効果をさらに高めることができる。
【0036】
さらに、上記構成では、中空部Ｖ内に仕切板１４ｂが設けられている。潤滑油供給路１１´を通じて中空部Ｖ内に流入した潤滑油は、仕切板１４ｂに衝突することで周方向に分散する（図９中の矢印）。これにより、仕切板１４ｂの後流側では潤滑油が広く行き渡ることとなる。その結果、中空部Ｖ内で潤滑油による冷却効果をむらなく発揮させることが可能となる。
【0037】
以上、本開示の第二実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、第二実施形態の変形例として図１０に示す構成を採ることが可能である。本変形例に係る軸受パッド１ｃでは、中空部Ｖ内に軸線Ａｃ方向である第一方向に間隔をあけて複数の仕切板１４ｃが配列されている。これら仕切板１４ｃは、第一方向に直交する第二方向（つまり、周方向）における位置が互いに異なっている。言い換えると、仕切板１４ｃは、周方向に交互となるように配列されている。これにより、中空部Ｖ内にはジグザグ状の流路が形成されている。したがって、上記第二実施形態に係る構成と同様に、中空部Ｖ内におけるより広い範囲に潤滑油を行き渡らせることができる。
【0038】
＜第三実施形態＞
続いて、本開示の第三実施形態に係る軸受パッド１ｄについて、図１１と図１２を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１１に示すように、本実施形態では中空部Ｖ´の構成が上記の各実施形態とは異なっている。中空部Ｖ´は、パッド本体１０における周方向の全域にわたって形成されている。なお、ここで言う「周方向の全域にわたって形成されている」とは、パッド本体１０の周方向の両端部に最小限の厚さを残した状態で、パッド本体１０内を中空とする構成を指す。
続いて、本開示の第三実施形態に係る軸受パッド１ｄについて、図１１と図１２を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１１に示すように、本実施形態では中空部Ｖ´の構成が上記の各実施形態とは異なっている。中空部Ｖ´は、パッド本体１０における周方向の全域にわたって形成されている。なお、ここで言う「周方向の全域にわたって形成されている」とは、パッド本体１０の周方向の両端部に最小限の厚さを残した状態で、パッド本体１０内を中空とする構成を指す。
【0039】
中空部Ｖ´内における回転軸９０の回転方向前方側には潤滑油供給路１１の出口が開口している。この出口は軸線Ａｃ方向における中央部に配置されている。回転方向後方側には複数（一例として４つ）の潤滑油排出路１２の入口が開口している。これら入口は、軸線Ａｃ方向に間隔をあけて配列されている。
【0040】
中空部Ｖ´内には、複数（一例として６つ）の仕切板１５が設けられている。これら仕切板１５は、潤滑油供給路１１の出口よりも回転方向の後方側に位置している。仕切板１５は、径方向から見て、軸線Ａｃ方向を長辺とする板状をなしている。また、これら仕切板１５は、軸線Ａｃ方向に間隔をあけて配列されている。仕切板１５の厚さ方向一方側の面は、潤滑油供給路１１の出口に対向する対向面１５Ａとされている。
【0041】
上記構成によれば、中空部Ｖ´がパッド本体１０の周方向全域にわたって形成されている。これにより、パッド本体１０の周方向全域で、より安定的に潤滑油による冷却効果を得ることができる。また、上述の各実施形態と同様に中空部Ｖ内に支持構造体Ｍが充填されていることから、中空部Ｖ´を形成したことによるパッド本体１０の剛性低下を最小限に抑えることができる。
【0042】
さらに、上記構成では、中空部Ｖ´内に仕切板１５が設けられている。潤滑油供給路１１を通じて中空部Ｖ内に流入した潤滑油は、仕切板１５に衝突することで軸線Ａｃ方向に分散する（図１２中の矢印）。これにより、仕切板１５の後流側では潤滑油が広く行き渡ることとなる。その結果、中空部Ｖ´内で潤滑油による冷却効果をむらなく発揮させることが可能となる。
【0043】
以上、本開示の第三実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、第三実施形態の変形例として図１３に示す構成を採ることが可能である。本変形例に係る軸受パッド１ｅでは、中空部Ｖ´内に周方向である第一方向に間隔をあけて複数の仕切板１５ｂが配列されている。これら仕切板１５ｂは、第一方向に直交する第二方向（つまり、軸線Ａｃ方向）における位置が互いに異なっている。言い換えると、仕切板１５ｂは、軸線Ａｃ方向に交互となるように配列されている。これにより、中空部Ｖ´内にはジグザグ状の流路が形成されている。したがって、上記第三実施形態に係る構成と同様に、中空部Ｖ´内におけるより広い範囲に潤滑油を行き渡らせることができる。
【0044】
また、上記第一実施形態から第三実施形態に共通する変形例として、潤滑油供給路１１の出口が形成される位置を変更することが可能である。具体的には、潤滑油供給路の出口は、パッド本体１０の摺動面１Ｓ以外の面であればいずれの面にも形成することが可能である。設計や仕様に応じて当該位置が適宜設定される。
【0045】
＜付記＞
各実施形態に記載の軸受パッド１、及び軸受装置１００は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の軸受パッド１、及び軸受装置１００は、例えば以下のように把握される。
【0046】
（１）第１の態様に係る軸受パッド１は、軸線Ａｃ回りに回転する回転軸９０を支持する軸受パッド１であって、内部に形成された中空部Ｖと、該中空部Ｖに潤滑油を供給する潤滑油供給路１１と、該中空部Ｖから外部に潤滑油を排出する潤滑油排出路１２と、を有するパッド本体１０と、前記中空部Ｖ内に充填され、空間を包含しながら前記中空部Ｖを形成する内壁面を径方向に接続する支持構造体Ｍと、を備える。
【0047】
上記構成によれば、中空部Ｖに充填された支持構造体Ｍの空間を潤滑油が流通することで、パッド本体１０に生じた熱は当該潤滑油に伝播する。これにより、パッド本体１０を効率的に冷却することが可能となる。さらに、支持構造体Ｍは中空部Ｖの内壁面を径方向に接続していることから、例えば中空部Ｖ内に何ら構造物が設けられていない場合に比べて、パッド本体１０の剛性低下を抑えることも可能となる。
【0048】
（２）第２の態様に係る軸受パッド１では、前記支持構造体Ｍは、少なくとも径方向に延びる柱状部Ｍ１を有するとともに、前記内壁面に沿って配列された複数のラティス構造体を有する。
【0049】
上記構成によれば、ラティス構造体が複数配列されていることによって、内壁面に加わる荷重を安定的に負担することができる。さらに、ラティス構造体の内側に形成されている空間を潤滑油が流通することで、潤滑油とパッド本体１０との間の熱伝達率が高まるため、パッド本体１０に対する高い冷却効果を得ることができる。
【0050】
（３）第３の態様に係る軸受パッド１では、前記支持構造体Ｍｃは、径方向に延びるとともに、前記内壁面に沿って間隔をあけて配列された複数のピンＭ１ｃを有する。
【0051】
上記構成によれば、複数のピンＭ１ｃによって、内壁面に加わる荷重を安定的に負担することができる。さらに、ピンＭ１ｃ同士の間の空間を潤滑油が流通することで、潤滑油とパッド本体１０との間の熱伝達率が高まるため、パッド本体１０に対する高い冷却効果を得ることができる。
【0052】
（４）第４の態様に係る軸受パッド１では、前記支持構造体Ｍｄは、径方向に延びるとともに、前記内壁面に沿って間隔をあけて配列された複数のフィンＭ１ｄを有する。
【0053】
上記構成によれば、複数のフィンＭ１ｄによって、内壁面に加わる荷重を安定的に負担することができる。さらに、フィンＭ１ｄ同士の間の空間を潤滑油が流通することで、潤滑油とパッド本体１０との間の熱伝達率が高まるため、パッド本体１０に対する高い冷却効果を得ることができる。
【0054】
（５）第５の態様に係る軸受パッド１では、前記潤滑油排出路１２は、前記軸線Ａｃ方向に間隔をあけて複数形成されている。
【0055】
上記構成によれば、軸線Ａｃ方向に間隔をあけて複数の潤滑油排出路１２が形成されていることから、軸線Ａｃ方向におけるより広い範囲で中空部Ｖから潤滑油を円滑に排出させることができる。
【0056】
（６）第６の態様に係る軸受パッド１ｂでは、前記中空部Ｖは、前記パッド本体１０における前記回転軸９０の回転方向の前方側に偏った領域に形成されることで、径方向から見て周方向に延びる第一端面Ｖ１の寸法が前記軸線Ａｃ方向に延びる第二端面Ｖ２の寸法よりも小さく設定され、前記潤滑油供給路１１´、及び前記潤滑油排出路１２´は、前記中空部Ｖの前記第一端面Ｖ１にそれぞれ開口している。
【0057】
上記構成によれば、中空部Ｖの端面のうち、径方向から見た場合の寸法が小さい第一端面Ｖ１にそれぞれ潤滑油供給路１１´、及び潤滑油排出路１２´が開口している。これにより、例えば寸法が大きい第二端面Ｖ２同士の間で潤滑油が流通する場合に比べて、流路断面積が小さくなる。その結果、中空部Ｖ内における潤滑油の流速が大きくなる。したがって、潤滑油によるパッド本体１０の冷却効果をさらに高めることができる。
【0058】
（７）第７の態様に係る軸受パッド１は、前記中空部Ｖ内に設けられ、前記潤滑油供給路の出口側を向く対向面１４Ａを有する仕切板１４をさらに有する。
【0059】
上記構成によれば、仕切板１４に潤滑油の流れが衝突することで、当該仕切板１４の対向面１４Ａに沿って流れが分散する。これにより、中空部Ｖ内におけるより広い範囲に潤滑油を行き渡らせることができる。
【0060】
（８）第８の態様に係る軸受パッド１ｃでは、前記仕切板１４ｃは、前記潤滑油供給路１１´側から前記潤滑油排出路１２´側に向かう第一方向に間隔をあけて複数配置されるとともに、前記第一方向に直交する第二方向に交互に配列されている。
【0061】
上記構成によれば、仕切板１４ｃによって中空部Ｖ内にジグザグ状の流路が形成される。これにより、中空部Ｖ内におけるより広い範囲に潤滑油を行き渡らせることができる。
【0062】
（９）第９の態様に係る軸受パッド１では、前記中空部Ｖは、前記パッド本体１０における前記回転軸９０の回転方向の前方側に偏った領域に形成されている。
【0063】
上記構成によれば、回転軸９０の回転による潤滑油の発熱が顕著な前方側の領域に中空部Ｖが形成されている。これにより、当該前方側の領域に対して潤滑油による冷却効果を積極的に与えることができる。
【0064】
（１０）第１０の態様に係る軸受パッド１ｄでは、前記中空部Ｖ´は、前記パッド本体１０における周方向の全域にわたって形成されている。
【0065】
上記構成によれば、パッド本体１０における周方向の全域で、より安定的に潤滑油による冷却効果を得ることができる。
【0066】
（１１）第１１の態様に係る軸受装置１００は、周方向に配列された複数の軸受パッド１と、前記軸受パッド１を外周側から覆うハウジング２と、前記ハウジング２の内周面に設けられ、前記軸受パッド１をそれぞれ支持するピボット３と、を備える。
【0067】
上記構成によれば、高い冷却効果を実現しつつ、剛性低下が最小限に抑えられた軸受装置１００を提供することができる。
【符号の説明】
【0068】
１００ 軸受装置
９０ 回転軸
９０Ａ 回転軸外周面
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 軸受パッド
１Ａ パッド外周面
１Ｓ 摺動面
２ ハウジング
２Ａ ハウジング内周面
３ ピボット
４ ノズル
１０ パッド本体
１０Ｓ 側面
１１，１１´ 潤滑油供給路
１２，１２´ 潤滑油排出路
１２Ａ 周方向流路
１２Ｂ 径方向流路
１３ 潤滑油出口
１４，１４ｂ，１４ｃ，１５，１５ｂ 仕切板
１４Ａ，１５Ａ 対向面
１４Ｂ 裏面
Ａｃ 軸線
Ｍ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ 支持構造体
Ｍ１，Ｍ１ｂ 柱状部
Ｍ１ｃ ピン
Ｍ１ｄ フィン
Ｍ２ 接続部
Ｐ 頂点
Ｒ 切り欠き
Ｖ，Ｖ´ 中空部
Ｖ１ 第一端面
Ｖ２ 第二端面
Ｖ３ 天面
Ｖ４ 底面
９０ 回転軸
９０Ａ 回転軸外周面
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 軸受パッド
１Ａ パッド外周面
１Ｓ 摺動面
２ ハウジング
２Ａ ハウジング内周面
３ ピボット
４ ノズル
１０ パッド本体
１０Ｓ 側面
１１，１１´ 潤滑油供給路
１２，１２´ 潤滑油排出路
１２Ａ 周方向流路
１２Ｂ 径方向流路
１３ 潤滑油出口
１４，１４ｂ，１４ｃ，１５，１５ｂ 仕切板
１４Ａ，１５Ａ 対向面
１４Ｂ 裏面
Ａｃ 軸線
Ｍ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ 支持構造体
Ｍ１，Ｍ１ｂ 柱状部
Ｍ１ｃ ピン
Ｍ１ｄ フィン
Ｍ２ 接続部
Ｐ 頂点
Ｒ 切り欠き
Ｖ，Ｖ´ 中空部
Ｖ１ 第一端面
Ｖ２ 第二端面
Ｖ３ 天面
Ｖ４ 底面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】