(57)【要約】【課題】本実施形態は、摺動パッドの高さが変化することなく、かつ正方向及び逆方向への回転に対応し、摺動パッドに加わる荷重の均一化が図られる軸受装置及びこれを用いた回転動機を提供する。【解決手段】本実施形態の軸受装置１０は、ベースプレート２１、複数の摺動パッド２２、及び支持部材２６、２７を備える。摺動パッド２２は、ベースプレート２１と相対的に移動可能である。支持部材２６、２７は、ベースプレート２１と摺動パッド２２との間に設けられ、摺動パッド２２から受ける荷重を支持する点となる荷重支持点の位置を、ベースプレート２１の周方向でずらす。回転軸部材２１に垂直な仮想的な任意の平面を基準面とし、基準面から荷重支持点を通り摺動パッド２２においてベースプレート２１とは反対側の端部までの距離を設定距離としたとき、荷重支持点の位置は、設定距離が変化することなくベースプレート２１の周方向へずれる。【選択図】図１
2020016315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する回転軸部材を支持する軸受装置であって、
ベースプレートと、
前記ベースプレートに設けられ、前記回転軸部材の周方向において、前記ベースプレートと相対的に移動可能な複数の摺動パッドと、
前記ベースプレートと前記摺動パッドとの間に設けられ、前記摺動パッドから受ける荷重を支持する点となる荷重支持点の位置を、前記ベースプレートの周方向でずらす支持部材と、を備え、
前記回転軸部材に垂直な仮想的な任意の平面を基準面とし、
前記基準面から、前記荷重支持点を通り前記摺動パッドにおいて前記ベースプレートとは反対側の端部までの距離を設定距離としたとき、
前記荷重支持点の位置は、前記設定距離が変化することなく前記ベースプレートの周方向へずれる軸受装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記回転軸部材の周方向において前記摺動パッドの中央よりも端部側にそれぞれ設けられている一対で構成されている請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
前記ベースプレートは、前記摺動パッド側の面に、前記ベースプレートに対する前記摺動パッドの相対的な移動によって一対の前記支持部材のうちいずれか一方が進入可能な凹部を有する請求項２記載の軸受装置。
【請求項４】
前記ベースプレートと前記摺動パッドとの間の相対的な移動方向において、前記摺動パッドの中心が前記凹部の中心と一致する位置から前記支持部材のいずれか一方が前記凹部に進入するまでの前記摺動パッドの移動距離の１／２に相当する距離をオフセット量Ｅとしたとき、
前記回転軸部材の周方向における前記支持部材の間隔Ａ、及び前記回転軸部材の周方向における前記凹部の幅Ｃは、
０＜（Ａ−２Ｅ）＜Ｃ＜Ａ
を満たす請求項３記載の軸受装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記ベースプレートと前記摺動パッドとの間に設けられている一対のころ部材である請求項２から４のいずれか一項記載の軸受装置。
【請求項６】
前記回転軸部材の径方向において、一対の前記ころ部材の両端を回転可能に支持し、一対の前記ころ部材の相対的な位置を保持する保持部材を、さらに備える請求項５記載の軸受装置。
【請求項７】
前記支持部材は、前記摺動パッドの前記ベースプレート側に設けられている一対の滑り部材である請求項２から４のいずれか一項記載の軸受装置。
【請求項８】
前記ベースプレート、前記摺動パッド及び前記保持部材の位置関係を保持する位置決め部材をさらに備える請求項１から７のいずれか一項記載の軸受装置。
【請求項９】
前記ベースプレートに設けられ、前記摺動パッドの過剰な移動を制限する制限部をさらに備える請求項１から８のいずれか一項記載の軸受装置。
【請求項１０】
前記回転軸部材の軸方向において、前記回転軸部材を支持するスラスト軸受である請求項１から９のいずれか一項記載の軸受装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項記載の軸受装置と、
前記回転軸部材と一体に回転するロータと、
を備える回転動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、軸受装置及びこれを用いた回転動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばモータや発電機などの回転動機は、ロータと一体の回転軸部材を支持する軸受装置を備えている。この軸受装置は、回転軸部材を軸方向で軸受するスラスト軸受、及び回転軸部材を径方向で支持するジャーナル軸受などで構成されている。このような軸受装置は、回転軸部材に設けられたカラーと接する摺動パッドを備えている。特許文献１の場合、摺動パッドの背面にピボットと称される部材を配置している。これにより、特許文献１は、正方向及び逆方向への回転に対応している。
【０００３】
しかし、特許文献１の場合、ピボットが移動すると、摺動パッドの高さ、つまり回転軸部材に設けられたカラーまでの距離が変化する。そのため、周方向へ複数の摺動パッドが配置される軸受装置の場合、摺動パッドごとにカラーまでの距離が異なってしまう。このように摺動パッドごとにカラーまでの距離が異なると、摺動パッドに加わる荷重が不均一となり、焼付を招くおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９６２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、摺動パッドの高さが変化することなく、かつ正方向及び逆方向への回転に対応し、摺動パッドに加わる荷重の均一化が図られる軸受装置及びこれを用いた回転動機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために本実施形態の軸受装置は、ベースプレートと、複数の摺動パッドと、支持部材とを備える。摺動パッドは、前記ベースプレートに設けられ、前記回転軸部材の周方向において、前記ベースプレートと相対的に移動可能である。支持部材は、前記ベースプレートと前記摺動パッドとの間に設けられ、前記摺動パッドから受ける荷重を支持する点となる荷重支持点の位置を、前記ベースプレートの周方向でずらす。
ここで、前記回転軸部材に垂直な仮想的な任意の平面を基準面とし、前記基準面から、前記荷重支持点を通り前記摺動パッドにおいて前記ベースプレートとは反対側の端部までの距離を設定距離としたとき、前記荷重支持点の位置は、前記設定距離が変化することなく前記ベースプレートの周方向へずれる。
【０００７】
これにより、本実施形態の軸受装置は、荷重支持点の位置が周方向へずれることによって、正方向の回転における摺動パッドの荷重支持点と、逆方向の回転における摺動パッドの荷重支持点との位置が異なる。つまり、摺動パッドは、回転方向によって、荷重支持点の位置が変化する。そのため、摺動パッドは、回転方向に応じた適正な傾斜を生じることとなり、相手となる回転軸部材との間に安定した潤滑油の油膜が形成される。そして、本実施形態の軸受装置は、支持部材による荷重支持点の位置が変化しても、設定距離つまり相手部材までの距離が変化しない。したがって、正方向及び逆方向への回転に対応しつつ、摺動パッドに加わる荷重の均一化を図ることができる。
【０００８】
また、本実施形態の軸受装置では、前記支持部材は、前記回転軸部材の周方向において前記摺動パッドの中央よりも端部側にそれぞれ設けられている一対で構成されている。
これにより、一対の支持部材のうち一方が正方向への回転における荷重支持点となり、他方が逆方向への回転における荷重支持点となる。したがって、簡単な構成で正方向及び逆方向の回転に対応して安定した油膜を形成することができる。
【０００９】
本実施形態の軸受装置では、前記ベースプレートは、前記摺動パッド側の面に、前記ベースプレートに対する前記摺動パッドの相対的な移動によって一対の前記支持部材のうちいずれか一方が進入可能な凹部を有する。
このように、ベースプレートに凹部を設けることにより、一対の支持部材のうちのいずれか一方が凹部に進入する。そして、凹部に進入していない支持部材は、摺動パッドの荷重支持点となる。回転方向の変化によって摺動パッドが移動すると、一対の支持部材のうちの一方が凹部に進入し、他方が凹部の外に位置する。荷重支持点とならない支持部材が凹部に進入することにより、設定距離は回転方向の変化にともなう荷重支持点の移動にかかわらず一定になる。したがって、正方向及び逆方向への回転に対応しつつ、摺動パッドに加わる荷重の均一化を図ることができる。
【００１０】
本実施形態の軸受装置では、前記ベースプレートと前記摺動パッドとの間の相対的な移動方向において、前記摺動パッドの中心が前記凹部の中心と一致する位置から前記支持部材のいずれか一方が前記凹部に進入するまでの前記摺動パッドの移動距離の１／２に相当する距離をオフセット量Ｅとしたとき、
前記回転軸部材の周方向における前記支持部材の間隔Ａ、及び前記回転軸部材の周方向における前記凹部の幅Ｃは、
０＜（Ａ−２Ｅ）＜Ｃ＜Ａ
を満たすことが好ましい。
これにより、支持部材の荷重支持点を回転方向に応じて適正に確保することができる。
【００１１】
本実施形態の軸受装置では、前記支持部材は、前記ベースプレートと前記摺動パッドとの間に設けられている一対のころ部材である。
ころ部材で構成されている支持部材は、回転方向の変化によって摺動パッドに加わる摩擦力の方向が変化すると、円滑に摺動パッドを案内する。したがって、回転方向に対応して荷重支持点を容易に変更することができる。
【００１２】
本実施形態の軸受装置では、前記回転軸部材の径方向において、一対の前記ころ部材の両端を回転可能に支持し、一対の前記ころ部材の相対的な位置を保持する保持部材を、さらに備える。
これにより、支持部材を構成する一対のころ部材の位置関係は一定に保持することができる。
【００１３】
本実施形態の軸受装置では、前記支持部材は、前記摺動パッドの前記ベースプレート側に設けられている一対の滑り部材である。
滑り部材で構成されている支持部材は、回転方向の変化によって摺動パッドに加わる摩擦力の方向が変化すると、円滑に摺動パッドを案内し、荷重支持点を変更する。したがって、回転方向に対応して摺動パッドの傾斜を容易に変更することができる。
【００１４】
本実施形態の軸受装置は、前記ベースプレート、前記摺動パッド及び前記支持部材の位置関係を保持する位置決め部材をさらに備える。
これにより、ベースプレート、摺動パッド及び支持部材は、位置関係が適切に維持される。したがって、回転方向の変化により摺動パッドが周方向へ移動しても、摺動パッドの荷重支持点の位置を適切に維持することができる。
【００１５】
本実施形態の軸受装置では、前記ベースプレートに設けられ、前記摺動パッドの過剰な移動を制限する制限部をさらに備えることが好ましい。
これにより、支持部材と凹部との間の位置関係を適切に維持することができる。
【００１６】
本実施形態の軸受装置は、前記回転軸部材の軸方向において、前記回転軸部材を支持するスラスト軸受である。
本実施形態の回転動機は、請求項１から９のいずれか一項記載の軸受装置と、前記回転軸部材と一体に回転するロータと、を備える。
これにより、回転方向が変化する回転動機であっても、荷重の不均一化にともなう焼付を低減しつつ支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態による軸受装置の要部をベースプレートの外周側から見た模式図
【図２】第１実施形態による軸受装置を適用した回転動機を示す模式的な断面図
【図３】図１の矢印III方向から見た模式図
【図４】第１実施形態による軸受装置の要部を示す模式的な斜視図
【図５】第１実施形態による軸受装置の要部をベースプレートの外周側から見た模式図
【図６】第１実施形態による軸受装置の要部をベースプレートの外周側から見た模式図
【図７】第１実施形態による軸受装置の要部をベースプレートの外周側から見た模式図
【図８】第２実施形態による軸受装置の要部をベースプレートの外周側から見た模式図
【図９】その他の実施形態による軸受装置の摺動パッドを示す模式的な斜視図
【図１０】その他の実施形態による軸受装置の摺動パッドを示す模式的な斜視図
【図１１】その他の実施形態による軸受装置の摺動パッドをベースプレート側から見た模式図
【図１２】その他の実施形態による軸受装置のベースプレートに設けられた凹部を示す模式図
【図１３】その他の実施形態による軸受装置の要部をベースプレートの外周側から見た模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、軸受装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に共通する部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
図２に示す軸受装置１０は、回転動機１１の軸受として用いられる。本実施形態の軸受装置１０は、回転動機１１を軸方向で支持するスラスト軸受である。回転動機１１は、例えば発電機、ポンプ及びタービンなど、回転軸部材１２を中心に回転する機器である。回転動機１１は、これらの例に限らず、回転軸部材１２を中心に回転する機器であれば適用することができる。回転動機１１は、回転の中心となる回転軸部材１２及びロータ１３を備えている。ロータ１３は、回転軸部材１２と一体となって回転する。また、回転軸部材１２は、カラー部材１４を有している。カラー部材１４は、回転軸部材１２と一体に回転するとともに、回転軸部材１２の径方向外側に位置している。カラー部材１４は、軸方向の端部に軸受装置１０と対向して軸受装置１０と摺動する摺動面１５を有している。本実施形態の場合、この回転軸部材１２は、重力方向でほぼ上下へ延びている。
【００１９】
本実施形態の軸受装置１０は、設備１６の床１７に固定され、回転動機１１を吊り下げた状態で支持している。なお、軸受装置１０は、回転軸部材１２の下端側から支持する構成としてもよい。また、回転軸部材１２の軸方向が重力方向とは異なる方向、例えば水平方向へ延びる回転動機１１を支持する構成としてもよい。
【００２０】
軸受装置１０は、図１、図３及び図４に示すようにベースプレート２１、摺動パッド２２及び支持部材２３を備えている。ベースプレート２１は、図２に示すように設備１６の床１７に固定されている。すなわち、ベースプレート２１は、軸受装置１０の土台を構成する。ベースプレート２１は、回転軸部材１２の径方向外側において、回転軸部材１２の周方向へ円環状に設けられている。つまり、ベースプレート２１は、回転軸部材１２と同心の円上に設けられている。
【００２１】
本実施形態の場合、摺動パッド２２は、図１、図３及び図４に示すように重力方向においてこのベースプレート２１の上方に設けられている。摺動パッド２２は、このベースプレート２１の上方において回転軸部材１２の周方向へ複数設けられている。摺動パッド２２は、ベースプレート２１に対して周方向へ相対的な移動が可能である。摺動パッド２２は、ベースプレート２１と反対側の上端面２４が回転軸部材１２と一体に回転するカラー部材１４の摺動面１５と摺動する。摺動パッド２２は、カラー部材１４の摺動面１５と摺動することにより、回転動機１１を軸方向において回転可能に支持する。摺動パッド２２は、ベースプレート２１に形成されている収容室２５に収容されている。収容室２５は、ベースプレート２１の周方向へ摺動パッド２２の数に応じて複数設けられている。収容室２５は、ベースプレート２１のカラー部材１４側の端部から反対側へ窪んで形成されている。軸受装置１０は、カラー部材１４と摺動パッド２２との間を含め、粘性を有する潤滑剤によって潤滑されている。摺動パッド２２は、例えば鋼等で形成されており、摺動面１５側にホワイトメタル等の合金の層、あるいは樹脂等のコーティング層を有していてもよい。なお、例えば回転軸部材１２が水平方向へ延びる場合、摺動パッド２２は、ベースプレート２１と隣り合って設けられる。
【００２２】
支持部材２３は、ベースプレート２１と摺動パッド２２との間に設けられている。本実施形態の支持部材２３は、設定距離を変更することなく摺動パッド２２から受ける荷重を支持する点となる荷重支持点の位置を、ベースプレート２１の周方向でずらすことができる。ここで、荷重支持点とは、摺動パッドが回転軸部材１２と一体に回転するカラーから受ける荷重を支持する点である。図５及び図６に示すように、摺動パッド２２は、回転軸部材１２の回転方向に応じて、その姿勢が変化する。図５に示す場合、摺動パッド２２は、荷重支持点Ｐ１において荷重を支持する。図６に示す場合、摺動パッド２２は、荷重支持点Ｐ２において荷重を支持する。また、設定距離とは、基準面から荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２を通り、摺動パッド２２においてベースプレート２１と反対側の端部までの距離に相当する。基準面は、回転軸部材２１に垂直な仮想的な任意の平面である。つまり、基準面は、例えばカラー部材１４の摺動面１５やベースプレート２１の端面などのように回転軸部材２１に垂直な面として任意に設定することができる。支持部材２３は、摺動パッド２２の姿勢にかかわらず、この設定距離を一定に維持する。つまり、図５及び図６に示すように摺動パッド２２の姿勢が変化しても、任意の基準面から荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２を通り摺動パッド２２の端部までの距離は一定に維持される。なお、設定距離は、摺動パッド２２の高さと言い換えてもよい。つまり、回転軸部材１２の回転方向の変化にともなって摺動パッド２２の姿勢が変化しても、摺動パッド２２の高さ、すなわち荷重支持点Ｐ１又荷重支持点Ｐ２から摺動パッド２２において最も摺動面１５に近い端部までの距離は変化しない。
【００２３】
支持部材２３は、ベースプレート２１と摺動パッド２２との間に位置する一対のころ部材２６及びころ部材２７を有している。このころ部材２６及びころ部材２７は、ベースプレート２１の周方向において摺動パッド２２の中央よりも各端部側にそれぞれ設けられている。一対のころ部材２６及びころ部材２７は、保持部材２８によって保持されている。保持部材２８は、ベースプレート２１の径方向においてころ部材２６及びころ部材２７の両端を回転可能に支持している。つまり、保持部材２８は、ころ部材２６及びころ部材２７の軸方向の端部を支持している。保持部材２８は、ころ部材２６ところ部材２７との相対的な位置を保持している。保持部材２８を構成するころ部材２６及びころ部材２７は、いわゆるピボットに相当する。
【００２４】
回転軸部材１２が回転すると、摺動面１５を有するカラー部材１４は回転軸部材１２とともに一体となって回転する。本実施形態の回転動機１１の場合、回転軸部材１２は任意の正方向と、正方向とは逆の逆方向との双方へ回転可能である。説明の簡単のために、摺動面１５を有するカラー部材１４の図１で示す矢印Ｒ１方向への回転は正方向とし、矢印Ｒ２方向への回転は逆方向とする。
【００２５】
ベースプレート２１は、摺動パッド２２と対向する位置に凹部２９を有している。凹部２９は、ベースプレート２１の収容室２５において、摺動パッド２２側の面から反対側へ窪んで形成されている。この凹部２９は、ベースプレート２１に対して摺動パッド２２が周方向へ移動したとき、支持部材２３であるころ部材２６又はころ部材２７のうちのいずれか一方が進入する。例えば回転軸部材１２とともにカラー部材１４が図５の矢印Ｒ１で示す正方向へ回転すると、カラー部材１４と摺動パッド２２との間には摩擦力が加わる。そのため、摺動パッド２２は、このカラー部材１４の回転にともなう摩擦力によってカラー部材１４とともに図５の矢印Ｒ１方向へ移動する。その結果、回転軸部材１２が正方向へ回転するとき、摺動パッド２２の移動方向において後方に位置するころ部材２７は凹部２９に進入する。一方、摺動パッド２２が図６の矢印Ｒ２で示す逆方向へ回転すると、摺動パッド２２はカラー部材１４とともに図５の矢印Ｒ２方向へ移動する。そのため、回転軸部材１２が逆方向へ回転するとき、摺動パッド２２の移動方向において後方に位置するころ部材２６は凹部２９に進入する。
【００２６】
このように、摺動パッド２２の移動方向によって、ころ部材２６又はころ部材２７のいずれか一方が凹部２９に進入する。凹部２９は、凹部２９に進入したころ部材２６又はころ部材２７が摺動パッド２２を支持しない程度の深さに設定されている。つまり、図５に示すように正方向への回転によってころ部材２７が凹部２９に進入しているとき、摺動パッド２２はころ部材２６との接点を荷重支持点Ｐ１として支持される。このとき、回転方向において後方側に位置するころ部材２７は、凹部２９に進入することによって摺動パッド２２を支持しない。その結果、ころ部材２７は、傾斜する摺動パッド２２の荷重を支持しない。一方、図６に示すように逆方向への回転によってころ部材２６が凹部２９に進入しているとき、摺動パッド２２はころ部材２７との接点を荷重支持点Ｐ２として支持される。このとき、回転方向において後方側に位置するころ部材２６は、凹部２９に進入することよって摺動パッド２２を支持しない。その結果、ころ部材２６は、傾斜する摺動パッド２２の荷重を支持しない。
【００２７】
摺動パッド２２が潤滑剤の油膜を形成するために傾斜する角度は、適用する機器などの条件によるものの０．０１°程度と極めて微小である。そのため、凹部２９は、この摺動パッド２２の傾斜によってころ部材２６又はころ部材２７が摺動パッド２２の支持から解放される程度の深さであればよい。したがって、凹部２９は、概ね０．１ｍｍ以上の深さを有していれば機能する。
【００２８】
収容室２５は、ベースプレート２１に窪んで形成されている。そのため、収容室２５に収容されている摺動パッド２２は、ベースプレート２１の壁部３１又は壁部３２と接することにより、ベースプレート２１の周方向における移動が制限される。例えば摺動パッド２２が正方向へ回転によって図５の矢印Ｒ１方向へ移動したとき、摺動パッド２２は壁部３１に接することによってさらなる移動が制限される。同様に摺動パッド２２が逆方向への回転によって図６の矢印Ｒ２方向へ移動したとき、摺動パッド２２は壁部３２に接することによってさらなる移動が制限される。このように壁部３１及び壁部３２は、摺動パッド２２の過剰な移動を制限する制限部に相当する。
【００２９】
次に、上記の構成による軸受装置１０の作用について詳細に説明する。
本実施形態の軸受装置１０は、回転軸部材１２の回転にともなってカラー部材１４が回転すると、カラー部材１４と摺動パッド２２との間に摩擦力が加わる。ベースプレート２１の収容室２５に収容されている摺動パッド２２は、この摩擦力によって回転軸部材１２の回転方向に応じてベースプレート２１の周方向へ移動する。例えば回転軸部材１２が図５に示す矢印Ｒ１の正方向へ回転すると、これにつれて摺動パッド２２も矢印Ｒ１方向へ移動する。摺動パッド２２が移動すると、回転方向において後方側に位置するころ部材２７はベースプレート２１の凹部２９に入り込む。このように後方側のころ部材２７が凹部２９に入り込むと、ベースプレート２１と摺動パッド２２との間は前方側のころ部材２６によって支持される。つまり、後方側のころ部材２７は、凹部２９に入り込むことによって摺動パッド２２の支持から解放される。その結果、摺動パッド２２は、前方側のころ部材２７との接点を荷重支持点Ｐ１として傾斜する。
【００３０】
一方、回転軸部材１２が図６に示す矢印Ｒ２の逆方向へ回転すると、これにつれて摺動パッド２２も矢印Ｒ２方向へ移動する。摺動パッド２２が移動すると、回転方向において後方側に位置するころ部材２６はベースプレート２１の凹部２９に入り込む。このように後方側のころ部材２６が凹部２９に入り込むと、ベースプレート２１と摺動パッド２２との間は前方側のころ部材２７によって支持される。つまり、後方側のころ部材２６は、凹部２９に入り込むことによって摺動パッド２２の支持から解放される。その結果、摺動パッド２２は、前方側のころ部材２６との接点を荷重支持点Ｐ２として傾斜する。
【００３１】
このように、摺動パッド２２は、回転軸部材１２の回転にともなって周方向へ移動することによって、ころ部材２６との接点である荷重支持点Ｐ１又はころ部材２７との接点である荷重支持点Ｐ２のいずれか一方を支点として傾斜しつつ荷重を受ける。つまり、摺動パッド２２が荷重を受ける荷重支持点Ｐ１又はＰ２の位置は、回転軸部材１２の正方向又は逆方向への回転にしたがってベースプレート２１の周方向へずれる。これとともに、ころ部材２６又はころ部材２７の他方は、凹部２９に入り込むことによって摺動パッド２２の支持から解放される。その結果、摺動パッド２２は、回転方向の変化にともなって荷重支持点Ｐ１又はＰ２へ荷重を受ける点の位置が変化しても、正方向の回転時と逆方向の回転時とで対称な傾斜姿勢となる。これにより、摺動パッド２２は、荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２へ位置が変化しても、設定距離に変化が生じない。これにより、カラー部材１４の摺動面１５に対する上端面２４の位置は変化が生じない。つまり、摺動パッド２２の支持から解放された側のころ部材２６又はころ部材２７は、凹部２９に進入することにより、設定距離つまり摺動パッド２２の上端面２４の位置に影響を与えない。
【００３２】
回転軸部材１２の回転方向が変化しても設定距離が変化しないため、摺動パッド２２は回転方向に応じた適正な傾斜を生じる。これにより、カラー部材１４の摺動面１５と摺動パッド２２との間の距離は、回転軸部材１２の回転方向にかかわらず一定に維持される。そのため、摺動パッド２２は、相手となるカラー部材１４との間に安定した潤滑油の油膜が形成される。これとともに、回転軸部材１２の回転方向にかかわらず摺動パッド２２の上端面２４の位置つまりカラー部材１４の摺動面１５までの位置が変化しないことから、摺動パッド２２に加わる荷重は均一化される。
【００３３】
上記のような姿勢の安定を図るために、本実施形態では、摺動パッド２２のオフセット量Ｅは、次の関係を満たしている。
図７に示すようにベースプレート２１と摺動パッド２２との間の相対的な移動方向におけるオフセット量は、任意の設計値であるオフセット量Ｅとして設定される。このオフセット量Ｅは、ベースプレート２１と摺動パッド２２との間の相対的な移動方向において、摺動パッド２２の中心Ｐｃが凹部２９の中心と一致する位置からころ部材２６又はころ部材２７のいずれか一方が凹部２９に進入するまでの摺動パッド２２の移動距離に相当する。そして、オフセット量Ｅを設定したとき、回転軸部材１２つまりベースプレート２１の周方向において、一対のころ部材２６ところ部材２７との間隔はＡとする。また、同様に、ベースプレート２１の周方向において凹部２９の幅はＣとする。
このとき、これらの間には、
０＜（Ａ−２Ｅ）＜Ｃ＜Ａ
が成立する。
【００３４】
つまり、このオフセット量Ｅを設定したとき、間隔Ａ及び幅Ｃは、摺動パッド２２の移動にともなってころ部材２６及びころ部材２７の双方が同時に凹部２９へ進入しないように上記の式を満たす範囲で設定される。例えば相対的な移動方向における摺動パッド２２の全長をＢとすると、オフセット量Ｅは、０＜Ｅ≦０．２Ｂ、特にＥ＝０．１Ｂ程度に設定することが好ましい。
【００３５】
このように、ころ部材２６ところ部材２７との間隔Ａ、凹部２９の幅Ｃ、及びオフセット量Ｅを設定することにより、摺動パッド２２が正方向又は逆方向のいずれかに移動したとき、一対のころ部材２６又はころ部材２７のうちの一方が凹部２９に進入する。つまり、上記の条件を満たすことにより、ころ部材２７が凹部２９に進入しているときころ部材２６が摺動パッド２２から荷重を受けるのに対し、ころ部材２６が凹部２９に進入しているときころ部材２７が摺動パッド２２から荷重を受ける。このように、ころ部材２６及びころ部材２７は、同時に凹部２９に進入することがない。
【００３６】
以上説明した第１実施形態では、回転軸部材１２の正方向の回転における摺動パッド２２の荷重支持点Ｐ１と、逆方向の回転における摺動パッド２２の荷重支持点Ｐ２とは、位置が異なる。つまり、荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２の位置は、回転軸部材１２の回転方向によって変化する。そのため、摺動パッド２２は、回転軸部材１２の回転方向に応じた適正な傾斜を生じることとなり、相手となる回転軸部材１２のカラー部材１４との間に安定した潤滑油の油膜が形成される。そして、摺動パッド２２は、荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２の位置が変化しても、摺動パッド２２の支持から解放されたころ部材２６又はころ部材２７が凹部２９へ進入することにより、設定距離が変化しない。つまり、摺動パッド２２の上端面２４とカラー部材１４の摺動面１５との間の距離が変化しない。したがって、回転軸部材１２の正方向及び逆方向への回転に対応しつつ、摺動パッド２２に加わる荷重の均一化を図ることができる。
【００３７】
また、第１実施形態では、支持部材２３を構成するころ部材２６及びころ部材２７は、回転軸部材１２つまりベースプレート２１の周方向において摺動パッド２２の各端部にそれぞれ設けられている。これにより、一対のころ部材２６又はころ部材２７のうち一方が正方向への回転における傾斜支持点Ｐ１となり、他方のころ部材２７が逆方向への回転における傾斜支持点Ｐ２となる。したがって、簡単な構成で回転軸部材１２の正方向及び逆方向の回転に対応して安定した油膜を形成することができる。
【００３８】
第１実施形態では、ベースプレート２１は、摺動パッド２２側の面に凹部２９を有している。このように、ベースプレート２１に凹部２９を設けることにより、回転軸部材１２の回転方向に応じて一対のころ部材２６又はころ部材２７のうちのいずれか一方が凹部２９に進入する。そして、凹部２９に進入していないころ部材２６又はころ部材２７は、摺動パッド２２の荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２となる。さらに、荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２とならないころ部材２６又はころ部材２７が凹部２９に進入することにより、設定距離は回転軸部材１２の回転方向の変化によって荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２に変化しても一定になる。したがって、回転軸部材１２の正方向及び逆方向への回転に対応しつつ、摺動パッド２２に加わる荷重の均一化を図ることができる。
【００３９】
第１実施形態の軸受装置１０では、一対のころ部材２６ところ部材２７との間隔Ａ、凹部の幅Ｃ、及びオフセット量Ｅを設定している。これにより、回転軸部材１２の回転方向の変化にともなって荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２の位置が変化しても、一対のころ部材２６又はころ部材２７のうち荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２とならない方は凹部２９に進入して摺動パッド２２の傾斜を妨げない。したがって、摺動パッド２２の適正な姿勢を確保することができる。
【００４０】
第１実施形態では、支持部材２３は、一対のころ部材２６及びころ部材２７で構成している。ころ部材２６及びころ部材２７は、回転軸部材１２の回転方向の変化によって摺動パッド２２に加わる力が変化すると、円滑に摺動パッド２２を案内し、荷重支持点Ｐ１又は荷重支持点Ｐ２を変更する。したがって、回転軸部材１２の回転方向の変化に対応して摺動パッド２２の傾斜を容易に変更することができる。
【００４１】
第１実施形態では、一対のころ部材２６及びころ部材２７は、保持部材２８によって相対的な位置が保持されている。これにより、一対のころ部材２６及びころ部材２７の位置関係は一定に保持することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
第２実施形態による軸受装置を図８に示す。
第２実施形態では、図８に示すように軸受装置１０は、位置決め部材４１を備えている。
位置決め部材４１は、ベースプレート２１、摺動パッド２２及び支持部材２３の相互間における位置関係を保持する。具体的には、位置決め部材４１は、図８（Ａ）に示すようにガイド部４２、ガイド部４３及びガイド部４４を有している。ガイド部４２は、ベースプレート２１に設けられている突部４５と噛み合う。また、ガイド部４３は、摺動パッド２２に設けられている突部４６と噛み合う。さらに、ガイド部４３は、一対のころ部材２６及びころ部材２７を保持する保持部材２８に設けられている突部４７と噛み合う。ガイド部４２と突部４５、ガイド部４３と突部４６、及びガイド部４４と突部４７とは、いずれも相対的に回転可能に噛み合っている。これにより、摺動パッド２２、並びに支持部材２３を構成するころ部材２６及びころ部材２７は、ベースプレート２１に対する位置関係が位置決め部材４１によって保持される。
【００４３】
また、位置決め部材４１のガイド部４２、ガイド部４３、ガイド部４４は、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すように丸穴形状、長円形状、開口した長円形状など、位置関係を保持するという機能を発揮可能であれば任意の形状に変更してもよい。
【００４４】
第２実施形態では、位置決め部材４１を備えている。これにより、ベースプレート２１、摺動パッド２２、並びに支持部材２３を構成するころ部材２６及びころ部材２７は、相互間における位置関係が一定に保持される。したがって、ベースプレート２１に対する摺動パッド２２の位置、及び回転軸部材１２の回転方向の変化にともなう摺動パッド２２の姿勢の変化を所望の範囲に収めることができる。
【００４５】
（その他の実施形態）
上述した複数の実施形態の軸受装置１０は、次のように変更することができる。
図９に示すように支持部材２３は、摺動パッド２２と一体に組み付けられた滑り部材５１であってもよい。この場合、滑り部材５１は、摺動パッド２２からベースプレート２１側に突出する半球状又は球状に形成されている。滑り部材５１は、ベースプレート２１の周方向において摺動パッド２２の各端部にそれぞれ設けられている。このように、支持部材２３は、回転しながら摺動パッド２２を案内する構成に代えて、滑りながら摺動パッド２２を案内する構成としてもよい。また、滑り部材５１を摺動パッド２２と一体に設けることにより、第１実施形態における保持部材２８を省略することができる。
【００４６】
また、図１０に示すように支持部材２３を構成する滑り部材５２は、摺動パッド２２からベースプレート２１側に突出する円柱状に形成してもよい。これにより、摺動パッド２２は、円柱状の滑り部材５２によって滑りながら案内される。さらに、この滑り部材５２は、図１１に示すように回転軸部材１２つまりベースプレート２１の中心から放射状に形成してもよい。このように滑り部材５２を放射状に形成する場合、滑り部材５２の間隔はベースプレート２１の径方向の中心における距離ａに相当する。
【００４７】
図１２に示すようにベースプレート２１に形成する凹部２９の形状は、支持部材２３の動きを阻害しないのであれば必ずしも平面に限らない。つまり、凹部２９は、図１に示すように平坦な傾斜面を挟んだ平坦な底面に限らない。図１２（Ａ）に示すように凹部２９は、窪んだ傾斜面だけで構成してもよい。また、凹部２９の底部との間に設けられる傾斜面は、平坦な面に限らず、曲面であってもよい。図１２（Ｂ）に示すように凹部２９は、窪んだ傾斜面だけで構成してもよい。図１２（Ｃ）に示すように凹部２９は、窪んだ曲面だけで構成してもよい。さらに、図１２（Ｄ）に示すように凹部２９は、底面の両端に溝状の部分を有してもよい。
【００４８】
図１３に示すように制限部は、壁部３１又は壁部３２に代えて支持部材２３の移動を制限する突出部６１であってもよい。つまり、制限部は、第１実施形態のようにベースプレート２１の周方向において収容室２５の両端に設けられている壁部３１又は壁部３２に限らず、支持部材２３の移動を制限可能な形状であれば任意に設定することができる。
【００４９】
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
例えば上記の複数の実施形態では、軸受装置１０の回転軸部材１２を軸方向で支持するスラスト軸受として適用する例について説明した。しかし、各実施形態による軸受装置１０は、回転軸部材１２を径方向外側から支持するジャーナル軸受に適用してもよい。
なお、上記において、荷重支持点は、摺動パッド２２を側面から見たときに点となることから、「点」として表現している。また、第１実施形態のように車輪形状のころ部材２６、２７を用いる場合も、荷重支持点は側面視において点となる。しかし、例えば棒状のころ部材などを用いる場合、荷重支持点は回転軸部材１２の径方向へ延びる線状となることもある。このように、荷重支持点は、「点」という表現を用いているものの、支持部材２３の形状によって線状となってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
図面中、１０は軸受装置、１１は回転動機、１２は回転軸部材、１３はロータ、２１はベースプレート、２２は摺動パッド、２３は支持部材、２４は上端面、２６、２７はころ部材、２８は保持部材、２９は凹部、３１、３２は壁部（制限部）、４１は位置決め部材、５１、５２は滑り部材、６１は突出部（制限部）を示す。
【図１】
2020016315.tif 000003
【図２】
2020016315.tif 000004
【図３】
2020016315.tif 000005
【図４】
2020016315.tif 000006
【図５】
2020016315.tif 000007
【図６】
2020016315.tif 000008
【図７】
2020016315.tif 000009
【図８】
2020016315.tif 000010
【図９】
2020016315.tif 000011
【図１０】
2020016315.tif 000012
【図１１】
2020016315.tif 000013
【図１２】
2020016315.tif 000014
【図１３】
2020016315.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月27日(2019.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記ベースプレート、前記摺動パッド及び前記保持部材の位置関係を保持する位置決め部材をさらに備える請求項６記載の軸受装置。