(57)【要約】【課題】簡易な構成でスクイズフィルムダンパの減衰性能の向上を図る。【解決手段】スクイズフィルムダンパは、軸受部を支持する内側部材と、周方向に延在する隙間を挟んで上記内側部材に対向するように、内側部材の外周側に設けられる外側部材と、上記隙間に設けられ、当該隙間のうち径方向内側の第１領域と、当該隙間のうち径方向外側の第２領域とを連通する複数の連通孔を有する有孔部材と、第１領域に油を供給するための給油路と、を備えている。【選択図】図１
2020060290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部を支持する内側部材と、
周方向に延在する隙間を挟んで前記内側部材に対向するように、前記内側部材の外周側に設けられる外側部材と、
前記隙間に設けられ、前記隙間のうち径方向内側の第１領域と、前記隙間のうち径方向外側の第２領域とを連通する複数の連通孔を有する有孔部材と、
前記第１領域に油を供給するための給油路と、
を備えるスクイズフィルムダンパ。
【請求項２】
前記給油路は、前記内側部材の軸方向端部から前記第１領域に前記油を導く内部流路を含む、請求項１に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項３】
前記内部流路は、前記軸方向端部から軸方向に延在する軸方向延在部と、前記軸方向延在部に連続して径方向に延在する径方向延在部とを含む、請求項２に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項４】
一の前記軸方向延在部につき一又は複数の前記径方向延在部が形成されている請求項３に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項５】
前記給油路は、前記外側部材及び前記有孔部材を径方向に貫通して前記油を前記第１領域に供給するように構成されている請求項１に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項６】
前記有孔部材は、周方向に間隔を隔てた複数箇所で前記外側部材に支持されている請求項１〜５の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項７】
前記内側部材及び前記有孔部材間の寸法Ｄと前記連通孔の直径ｄとが０．１ｄ＜Ｄ＜１０ｄを満たす、
請求項１〜６の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項８】
前記連通孔は、径方向に沿って延在する円筒状に形成されている、請求項１〜７の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項９】
少なくとも前記有孔部材において最も軸方向端部側に配置された前記連通孔は、その中心軸が、径方向において内側より外側が前記軸方向端部に近接するように径方向から傾斜している請求項１〜８の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１０】
前記連通孔は、径方向において内側より外側が小径に形成されている請求項１〜８の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１１】
前記連通孔は、径方向において内側より外側が大径に形成されている請求項１〜８の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１２】
前記連通孔は、径方向外側の円筒部と該円筒部における径方向の内側端に連続し径方向内側に向けて拡開されたテーパ部とを含む請求項１〜８の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１３】
前記連通孔は、スリット状に形成されている、請求項１〜６の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１４】
前記有孔部材は、
前記連通孔が設けられた領域が径方向内側に突出した凸部と、
前記凸部と前記内側部材との間の前記第１領域を密封するとともに、前記内側部材を径方向外側から支持する密封支持部と、を有する、
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１５】
前記密封支持部は、
前記第１領域を密封するシール部材と、
前記内側部材を支持する支持機構と、
を有する請求項１４に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１６】
前記支持機構は、前記凸部と一体として形成されるとともに径方向に伸縮可能に構成された切欠部材であり、
前記切欠部材は、前記シール部材を収容する収容凹部を備える、請求項１５に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１７】
前記密封支持部は、径方向に伸縮可能なベローズである、請求項１４に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１８】
前記隙間は、軸方向端の少なくとも一部が開放されている請求項１〜１７の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項１９】
前記有孔部材は、前記第２領域の径方向外側に取り付けられ、前記第２領域を密封する密封部材を有し、
前記密封部材は、前記第２領域との境界に薄膜のダイヤフラムを備え、
前記密封部材により形成された空間に、ガスが封入され、
前記ダイヤフラムは、前記ガスと前記第２領域を流通する前記油の圧力差によって径方向に変形可能である、
請求項１４から請求項１７の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項２０】
前記密封部材は、前記凸部に取り外し可能に取り付けられる、請求項１９に記載のスクイズフィルムダンパ。
【請求項２１】
軸受部を支持する内側部材と、
前記内側部材と所定の間隔を空けて、前記内側部材の外周側に設けられる有孔部材と、を有し、
前記有孔部材は、
少なくとも一つの取り外し可能なユニットと、
前記ユニットを挿入可能な空間が形成された円弧部と、を備え、
前記ユニットは、
径方向内側の端部であるとともに、前記内側部材と接する第一部材と、
径方向外側の端部であるとともに、前記第一部材と隙間を空けて設けられ、前記円弧部に取り付けられる第二部材と、
前記隙間に設けられ、前記隙間のうち径方向内側の第１領域と、前記隙間のうち径方向外側の第２領域とを連通する複数の連通孔を有する第三部材と、
前記第１領域を密封するとともに前記第一部材を径方向外側から支持する密封支持部と、
前記第二部材の径方向内側に取り付けられ、前記第２領域を密封する密封部材と、を備え、
前記密封部材は、前記第２領域との境界に薄膜のダイヤフラムを備え、
前記密封部材により形成された空間にガスが封入され、
前記ダイヤフラムは、前記ガスと前記第２領域を流通する油の圧力差によって径方向に変形可能である、スクイズフィルムダンパ。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１の何れか一項に記載のスクイズフィルムダンパと、
ロータ軸と、
前記ロータ軸を回転可能に支持する軸受部と、
を備えた回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、スクイズフィルムダンパ及び回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気タービン、ガスタービン又は圧縮機を含む回転機械は、ロータ軸を支持するための軸受装置を備えている。例えば、ロータ軸の少なくとも下側部分を軸受メタルによって径方向から支持するジャーナル軸受は、ロータ軸と軸受メタルとの間に油を供給して油膜を形成し、ロータ軸と軸受メタルとの直接的な金属接触を防止するようになっている。
【０００３】
さらに、上記軸受メタル、或いは、軸受パッドを介してロータ軸を支持する円環（内環）は、より大径の円環（外環）を介して支持され得る。そして、軸受メタルや内環と外環との隙間に油を供給し、該軸受メタル又は内環の外周面と外環の内周面との間に油膜を形成することで、所謂スクイズ作用による制振機能を備えたスクイズフィルムダンパ軸受が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８３３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されたスクイズフィルムダンパ軸受は、油膜切れを防止するため、外環の内周に沿って形成される隙間に油を供給するようになっている。しかし、このような油膜のスクイズ作用のみに基づくダンパは、油の粘度を選択ないし調整する以外にそのダンピング性能の調整が困難であり、仮に油の粘度を選択又は調整しても、上記ダンピング性能を大きく向上させることが難しい場合がある。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、簡易な構成でスクイズフィルムダンパ及び回転機械の減衰性能の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るスクイズフィルムダンパは、軸受部を支持する内側部材と、周方向に延在する隙間を挟んで前記内側部材に対向するように、前記内側部材の外周側に設けられる外側部材と、前記隙間に設けられ、前記隙間のうち径方向内側の第１領域と、前記隙間のうち径方向外側の第２領域とを連通する複数の連通孔を有する有孔部材と、前記第１領域に油を供給するための給油路と、を備えている。
【０００８】
上記（１）に記載の構成によれば、内側部材と外側部材との隙間に、径方向内側の第１領域と径方向外側の第２領域とを連通する複数の連通孔を含む有孔部材を配置したことにより、軸受部及び内側部材が振動した際には、内側部材の外周面に追従して油の一部が有孔部材の連通孔を通過し、当該通過の際に抵抗力を受ける。つまり、従来のスクイズ効果に加えて、有孔部材の連通孔を通過する油が上記内側部材の振動に対するダンパとして機能するから、簡易な構成でスクイズフィルムダンパの減衰性能を大幅に向上させることができる。
なお、有孔部材の減衰効果は、個々の有孔部材が搭載される回転機械の振動特性に応じて、例えば連通孔の数、大きさ、配置、配向、形状等を任意に設定することで調整し得る。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記給油路は、前記内側部材の軸方向端部から前記第１領域に前記油を導く内部流路を含んでいてもよい。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、内側部材の軸方向端部から該内側部材内の内部流路に油を供給することで、第１領域に油を供給することができる。このため、例えば外側部材及び有孔部材を径方向に貫通するような油の給油経路を設ける必要がない。つまり、内側部材の軸方向端部から内部流路に油を供給する簡易な構成により、上記（１）で述べた効果を享受することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記内部流路は、前記軸方向端部から軸方向に延在する軸方向延在部と、前記軸方向延在部に連続して前記径方向に延在する径方向延在部とを含んでいてもよい。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、内側部材の軸方向端部から内部流路に供給された油が、軸方向延在部と径方向延在部とを経由して第１領域に供給される。よって、内部流路の設計の自由度を向上させることができる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、一の前記軸方向延在部につき一又は複数の前記径方向延在部が形成されていてもよい。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、軸方向延在部に導かれた油は、当該軸方向延在部に連続して径方向に延在する一又は複数の径方向延在部を介して第１領域に供給される。よって、一の軸方向延在部に連続して所望の数の径方向延在部を形成することにより、内側部材のうち内部流路が設けられた周方向位置において、軸方向における一又は複数の適切な位置から第１領域に油を供給して油膜を形成することができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記給油路は、前記外側部材及び前記有孔部材を前記径方向に貫通して前記油を前記第１領域に供給するように構成されていてもよい。
【００１６】
上記（５）の構成によれば、第１領域に供給するための油が、外側部材及び有孔部材を径方向に貫通するように構成された給油路を介して供給される。この構成では、内側部材の軸方向における給油経路の接地面積を抑制した簡易な構成により、上記（１）で述べた効果を享受することができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の構成において、前記有孔部材は、周方向に間隔を隔てた複数箇所で前記外側部材に支持されていてもよい。
【００１８】
上記（６）の構成によれば、有孔部材を外側部材で支持することにより、有孔部材と外側部材との相対的な移動を規制することができる。また、周方向に間隔を隔てた複数箇所において有孔部材を支持することにより、例えば有孔部材を周方向の一か所で支持する場合に比べて両者をより強固に固定することができる。このような構成により、例えば軸受部及び内側部材が振動した際には、外側部材に支持された有孔部材に対して内側部材が相対的に接近及び離反する。よって、内側部材が振動する度、有孔部材の連通孔に油を効果的に通過させることができるから、有孔部材による減衰効果をより効率的に発揮させることができる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の構成において、前記内側部材及び前記有孔部材間の寸法Ｄと前記連通孔の直径ｄとが０．１ｄ＜Ｄ＜１０ｄを満たしてもよい。
【００２０】
連通孔を通過する油による減衰効果は、連通孔の径が大きすぎても小さすぎても適切に得られない虞がある。
この点、上記（７）の構成によれば、内側部材と有孔部材との隙間の寸法Ｄに対して連通孔の直径ｄが同一オーダーの範囲を満たすから、個々の有孔部材が搭載される回転機械の振動特性に応じて上記連通孔の数、大きさ、配置、配向、形状等を任意に設定することにより、適切な減衰特性に調整することができる。
【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の何れか一つに記載の構成において、前記連通孔は、前記径方向に沿って延在する円筒状に形成されていてもよい。
【００２２】
上記（８）の構成によれば、連通孔の形状を、径方向に沿って延在する円筒状とすることにより、簡易な構成で上記（１）〜（７）の何れか一つで述べた効果を享受することができる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の構成において、少なくとも前記有孔部材において最も軸方向端部側に配置された前記連通孔は、その中
心軸が、前記径方向において内側より外側が前記軸方向端部に近接するように前記径方向から傾斜していてもよい。
【００２４】
振動により、筒状の外側部材に内接するようにして内側部材が接近する際、両者の隙間に介在する油は周方向のほか軸方向にも移動する。
この点、上記（９）の構成によれば、連通孔の中心軸が、径方向の外側ほど軸方向端部側に近接するように径方向から傾斜しているから、軸方向端部側に押し出されることで軸方向の速度成分を有する油を、連通孔に容易に流入させることができる。よって、連通孔による減衰効果をより効率的に発揮させることができる。
【００２５】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の構成において、前記連通孔は、前記径方向において内側より外側が小径に形成されていてもよい。
【００２６】
上記（１０）の構成によれば、内側部材と外側部材とが接近する際、連通孔に油を容易に流入させることができる。またその際、連通孔の出口側である径方向外側が内側より小径に形成されていることで、より高い減衰効果を発揮させることができる。
【００２７】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の構成において、前記連通孔は、前記径方向において内側より外側が大径に形成されていてもよい。
【００２８】
上記（１１）の構成によれば、内側部材と外側部材とが離反する際、連通孔に油を容易に流入させることができる。またその際、連通孔の出口側である径方向内側が外側より小径に形成されていることで、より高い減衰効果を発揮させることができる。
【００２９】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の構成において、前記連通孔は、前記径方向外側の円筒部と該円筒部における前記径方向の内側端に連続し前記径方向内側に向けて拡開されたテーパ部とを含んでいてもよい。
【００３０】
上記（１２）の構成によれば、径方向に沿って円筒部とテーパ部とを含む複数の貫通孔を含んだ有孔部材により、上記（１）〜（８）の何れか一つで述べた効果を享受することができる。
【００３１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の構成において、前記連通孔は、スリット状に形成されていてもよい。
【００３２】
上記（１３）の構成によれば、連通孔の形状を、スリット状とすることにより、簡易な構成で上記（１）〜（６）の何れか一つで述べた効果を享受することができる。
【００３３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１３）の何れか一つに記載の構成において、前記有孔部材は、前記連通孔が設けられた領域が前記径方向内側に突出した凸部と、前記凸部と前記内側部材との間の前記第１領域を密封するとともに、前記内側部材を前記径方向外側から支持する密封支持部と、を有していてもよい。
【００３４】
上記（１４）の構成によれば、密封支持部により内側部材が支持されるとともに第１領域が密封されることで、内側部材が振動した際に、第１領域に供給された油が連通孔に流れるようにすることができる。したがって、油が連通孔を通過する際に付与される抵抗力によって、スクイズフィルムダンパによる減衰性能を大幅に向上させることができる。
【００３５】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）に記載の構成において、
前記密封支持部は、前記第１領域を密封するシール部材と、前記内側部材を支持する支持機構と、を有していても良い。
【００３６】
上記（１５）の構成によれば、シール部材によって第１領域を密封することができ、また、支持機構によって内側部材を支持するようにスクイズフィルムダンパを構成することができる。
【００３７】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１５）に記載の構成において、
前記支持機構は、前記凸部と一体として形成されるとともに前記径方向に伸縮可能に構成された切欠部材であり、前記切欠部材は、前記シール部材を収容する収容凹部を備えていても良い。
【００３８】
上記（１６）の構成によれば、切欠部材によって内側部材を支持することができ、また、切欠部材の収容凹部にシールが収容されることで、第１領域を密封することができる。また、切欠部材の切欠を調整することで、切欠部材の剛性を調整することができる。
【００３９】
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１４）に記載の構成において、前記密封支持部は、前記径方向に伸縮可能なベローズであっても良い。
【００４０】
上記（１７）の構成によれば、ベローズによって、内側部材を支持するとともに第１領域を密封することができるので、内側部材の支持と第１領域の密封を一つの部材で実現することができ、簡易な構成で、上記（１４）で述べた効果を享受することができる。
【００４１】
（１８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１７）の何れか一つに記載の構成において、前記隙間は、軸方向端の少なくとも一部が開放されていてもよい。
【００４２】
上記（１８）の構成によれば、第１領域に供給され、連通孔を介して第２領域に移動した油を、該第２領域の開放された軸方向端から排出することができる。
【００４３】
（１９）幾つかの実施形態では、上記（１４）〜（１７）の何れか一つに記載の構成において、前記有孔部材は、前記第２領域の前記径方向外側に取り付けられ、前記第２領域を密封する密封部材を有し、前記密封部材は、前記第２領域との境界に薄膜のダイヤフラムを備え、前記密封部材により形成された空間に、ガスが封入され、前記ダイヤフラムは、前記ガスと前記第２領域を流通する前記油の圧力差によって前記径方向に変形可能であっても良い。
【００４４】
上記（１９）の構成によれば、第２領域が密封部材により密封されていることで、スクイズフィルムダンパに供給される油を循環させる構造をとる必要がなくなる。即ち、油が循環する際に油に空気が混入することが抑制されるので、スクイズフィルムダンパの減衰性能が低下することを抑制することができる。
【００４５】
ダイヤフラムが、密封部材により形成された空間に封入されたガスと第２領域を流通する油の圧力差によって、変形可能であることにより、密封部材が第２領域を密封した状態でも、油が連通孔を介して第１領域と第２領域を行き来することができる。したがって、第２領域が密封された状態でも、油が連通孔を流入する際に抵抗力を受けることによって、スクイズフィルムダンパの減衰性能を大幅に向上させることができる。
【００４６】
（２０）幾つかの実施形態では、（１９）に記載の構成において、前記密封部材は、前記凸部に取り外し可能に取り付けられていても良い。
【００４７】
上記（２０）の構成によれば、密封部材を凸部に取り外し可能に取り付けることによって、スクイズフィルムダンパの減衰性能を柔軟に調整することができる。詳細には、密封部材のガス領域の圧力を調整することができるため、スクイズフィルムダンパの減衰性能を調整することができる。
【００４８】
（２１）幾つかの実施形態では、スクイズフィルムダンパは、軸受部を支持する内側部材と、前記内側部材と所定の間隔を空けて、前記内側部材の外周側に設けられる有孔部材と、を有し、前記有孔部材は、少なくとも一つの取り外し可能なユニットと、前記ユニットを挿入可能な空間が形成された円弧部と、を備え、前記ユニットは、径方向内側の端部であるとともに、前記内側部材と接する第一部材と、径方向外側の端部であるとともに、前記第一部材と隙間を空けて設けられ、前記円弧部に取り付けられる第二部材と、前記隙間に設けられ、前記隙間のうち前記径方向内側の第１領域と、前記隙間のうち前記径方向外側の第２領域とを連通する複数の連通孔を有する第三部材と、前記第１領域を密封するとともに前記第一支持部を前記径方向外側から支持する密封支持部と、前記第二部材の前記径方向内側に取り付けられ、前記第２領域を密封する密封部材と、を備え、前記密封部材は、前記第２領域との境界に薄膜のダイヤフラムを備え、前記密封部材により形成された空間にガスが封入され、前記ダイヤフラムは、前記ガスと前記第２領域を流通する前記油の圧力差によって前記径方向に変形可能である。
【００４９】
上記（２１）の構成によれば、交換可能なユニットを設けることにより、ユニットに適用するガス圧を調整すること、油種を変更すること、油の脱気の程度を調整することにより、スクイズフィルムダンパの減衰性能を調整することができる。
【００５０】
（２２）本開示の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、上記（１）〜（２１）の何れか一つに記載のスクイズフィルムダンパと、ロータ軸と、前記ロータ軸を回転可能に支持する軸受部とを備えている。
【００５１】
上記（２２）の構成によれば、上記（１）〜（２１）の何れか一つで述べたスクイズフィルムダンパによる減衰効果を備えた回転機械を得ることができる。
【発明の効果】
【００５２】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、簡易な構成でスクイズフィルムダンパの減衰性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第一実施形態に係る回転機械を示す側断面図である。
【図２】第一実施形態に係る回転機械を示す軸方向断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第一実施形態に係るスクイズフィルムダンパの部分拡大図である。
【図４Ａ】第一実施形態の他の例に係るスクイズフィルムダンパの部分拡大図であり、内部流路における一の軸方向延在部に一の径方向延在部を配置した場合を示す図である。
【図４Ｂ】第一実施形態の他の例に係るスクイズフィルムダンパの部分拡大図であり、同複数の径方向延在部を配置した場合を示す図である。
【図５】第一実施形態の他の例に係るスクイズフィルムダンパの部分拡大図である。
【図６】第一実施形態の他の例に係るスクイズフィルムダンパを示す概略図である。
【図７】第一実施形態の他の例における連通孔を示す概略図である。
【図８】第一実施形態の他の例における連通孔を示す概略図である。
【図９】第一実施形態の他の例における連通孔を示す概略図である。
【図１０】第一実施形態の他の例における連通孔を示す概略図である。
【図１１Ａ】第一実施形態の他の例における連通孔を示す概略図である。
【図１１Ｂ】第一実施形態の他の例における連通孔を示す概略図である。
【図１２Ａ】第一実施形態の一例に係る回転機械（蒸気タービン）を示す概略図である。
【図１２Ｂ】第一実施形態の一例に係る回転機械（圧縮機）を示す図である。
【図１３】第二実施形態に係る回転機械を示す軸方向断面図である。
【図１４】（ａ）は、第二実施形態に係るシール部材及び支持機構を示す図である。（ｂ），（ｃ）はそれぞれ第に実施形態の他の例に係るシール部材及び芯保持機構を示す図である。
【図１５】第三実施形態に係るスクイズフィルムダンパの要部拡大図である。
【図１６】第三実施形態の他の例に係る回転機械を示す軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
［第一実施形態］
以下、添付図面を参照して本発明の第一実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００５５】
図１は、第一実施形態に係る回転機械を示す側断面図である。図２は、第一実施形態に係る回転機械を示す軸方向断面図であり、図１のＡ―Ａ線断面図である。図３は、第一実施形態に係るスクイズフィルムダンパの部分拡大図である。
図１〜図３に非限定的に例示するように、第一実施形態に係る回転機械１は、回転するロータ軸２と、ロータ軸２を回転可能に支持する軸受部８と、軸受部８の振動を抑制するためのスクイズフィルムダンパ１０と、を備えている。
【００５６】
回転機械１は、例えば、作動流体からの流体力を動翼３に受けてロータ軸２が回転するガスタービン、蒸気タービン（例えば図１２Ａ参照）、ターボチャージャー、又はインペラ５を回転させて流体を圧送する圧縮機（例えば図１２Ｂ参照）、或いはエンジン等、回転軸（例えばロータ軸２）を有する種々の機械を含んでもよい。なお、図１２Ｂは、ギア４を介して連結されたロータ軸２を軸受部８で支持するように構成されたギアド圧縮機を模式的に示している。
【００５７】
ロータ軸２は、軸受部８に支持されて、その中心軸Ｏが実質的に水平方向に沿って延在するように配置され得る。このロータ軸２は、種々の芯保持機構により、その中心軸Ｏを実質的に保持し得るように構成されていてもよい。なお、ロータ軸２の中心軸Ｏを維持するための芯保持機構について、ここでは説明を省略する。
上記ロータ軸２の外周には、周方向に沿って複数の動翼３を有する一以上の動翼段（図示略）が取り付けられていてもよい。
【００５８】
軸受部８は、例えば、ロータ軸２を径方向から支持するジャーナル軸受であってもよい。このような軸受部８は、例えば、ロータ軸２の軸方向視における断面形状が環状の軸受メタルとして構成され得る。また、軸受部８は、円筒状又は環状の軸受部材を周方向において複数（例えば２〜４つ）に分割することで、上記ロータ軸２の軸方向視における断面形状が円弧状又は扇形を呈する軸受パッドとして構成されてもよい。軸受部８としての軸受パッドは、傾動しない固定型の他、例えばピボット９（図６参照）により傾動可能に支持された所謂ティルティングパッド軸受を含んでもよい。
各軸受部８は、略水平方向に延在するロータ軸２の少なくとも下側部分を支持するように配置される。例えば一つの軸受部８でロータ軸２の下部を支持するように構成してもよいし、複数の軸受部８により、ロータ軸２の外周を複数の方向から支持する構成としてもよい。
なお、図２では、軸方向視にて左右及び上下に分割された４つの軸受部８でロータ軸２の外周を摺動可能に支持する構成例を示しているが、周方向における軸受部８の分割数、及び、分割された各軸受部８（又はそれらの隙間）の周方向における配置は、各々の軸受部８が適用される回転機械１の仕様に応じて任意に設定され得る。
そして、ロータ軸２と軸受部８との間に図示しない給油ラインから油６４を供給することにより、ロータ軸２が回転した際に該ロータ軸２と軸受部８との間に油膜が形成され、ロータ軸２と軸受部８との直接的な金属接触が防止されてロータ軸２が円滑に回転できるようになっている。
【００５９】
続いて、本開示の少なくとも一実施形態に係るスクイズフィルムダンパ１０について図１〜図３を参照し詳しく説明する。
図１〜図３に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態に係るスクイズフィルムダンパ１０は、上記軸受部８の外周側に設けられた所謂背面ダンパであり、軸受部８を支持する内側部材２０と、周方向に延在する隙間４０を挟んで内側部材２０に対向するように、該内側部材２０の外周側に設けられる外側部材３０と、隙間４０に設けられ、上記隙間４０のうち径方向内側の第１領域４１と、上記隙間４０のうち径方向外側の第２領域４２とを連通する複数の連通孔５１を有する有孔部材５０と、第１領域４１に油６４を供給するための給油路６０と、を備えている。
【００６０】
内側部材２０は、例えば軸受部８の周りに設けられた環状又は円筒状のダンパジャーナル（キャリアリング又は軸受ハウジングとも称する）であってもよい。内側部材２０としての軸受ハウジングは、半円筒状の上側ハウジング２０Ａと半円筒状の下側ハウジング２０Ｂとで構成されていてもよい。この内側部材２０は、ロータ軸２及び軸受部８と同心に配置されていてもよく、軸受部８を当該軸受部８の径方向外側から支持するように構成され得る。
【００６１】
外側部材３０は、内側部材２０の外周面２２を周方向の全域に亘って覆うようにして、該内側部材２０と同心に配置された筒状体（又は環状体）であってもよい。この外側部材３０は、上記内側部材２０との間に所定の隙間４０を隔てて配置され得る。
【００６２】
隙間４０は、周方向の全域に亘って形成されていてもよい（例えば図２参照）。つまり、隙間４０は、内側部材２０と外側部材３０との間に周方向の全域に亘って油膜が形成されるようにして、軸方向視にて環状に構成され得る。このような隙間４０は、回転機械１の停止時において上記周方向の全域に亘って一定の間隔となるように構成されてもよい。
また、隙間４０は、例えば周方向における少なくとも一部の範囲に形成されていてもよい。この場合の隙間４０は、周方向の少なくとも一か所に形成されていてもよいし、周方向の複数箇所に分散して設けられていてもよいし、周方向の少なくとも一部において径方向に重複するように設けられていてもよい。つまり、このような隙間４０を有するスクイズフィルムダンパ１０は、例えば、ＩＳＦＤ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｓｑｕｅｅｚｅ  ｆｉｌｍ  ｄａｍｐｅｒ）（Ｒ）を含み得る。
【００６３】
有孔部材５０は、上記内側部材２０の外周を囲むようにして、該内側部材２０と外側部材３０との隙間４０に遊挿される。この有孔部材５０は、ロータ軸２、軸受部８、内側部材２０及び外側部材３０と同心に配置されていてもよく、内側部材２０の外周よりも大径、且つ、外側部材３０の内周よりも小径の、実質的に円筒状又は環状の部材に形成され得る。有孔部材５０の材料は特に限定しないが、例えば、上記外側部材３０と同等の材料で形成されていてもよい。
【００６４】
連通孔５１は、所謂オリフィス穴であり、上記第１領域４１と第２領域４２とを連通するようにして、有孔部材５０の軸方向及び周方向に亘って複数設けられる。各連通孔５１は、例えば、軸方向又は周方向に等間隔に並んで配置されていてもよい。
【００６５】
上記有孔部材５０を隔てて配置される隙間４０の第１領域４１と第２領域４２とは、ロータ軸２の径方向において実質的に同じ間隔を有していてもよい。
【００６６】
給油路６０は、ロータ軸２の軸方向又は径方向から隙間４０の第１領域４１に油６４を案内し得るように構成される。つまり、本開示のスクイズフィルムダンパ１０は、有孔部材５０の連通孔５１を介して、径方向内側の第１領域４１から径方向外側の第２領域４２に油６４が移動するようになっている。上記給油路６０は、ロータ軸２の軸方向において動翼３に流体力を作用させる作動流体（不図示）の流れ方向における上流側又は下流側に配置され得る。周方向における給油路６０の配置及びその数は特に限定されない。例えば図１には、軸方向において作動流体の流れの上流側に給油路６０を設けた例を非限定的に示している。
【００６７】
以上の構成において、給油路６０を介して隙間４０の第１領域４１に油６４が供給されると、油６４の自重により（例えば周方向の比較的下側の領域）、又は、第１領域４１内に供給された油６４の圧力により、第１領域４１から連通孔５１を介して第２領域４２に油６４が流入し、第１領域４１及び第２領域４２を含む隙間４０に油膜が形成される。
この状態で、例えばロータ軸２の回転に伴い軸受部８及びこれを支持する内側部材２０が振動すると、内側部材２０の外周面２２と有孔部材５０の内周面との間隔、すなわち第１領域４１の間隔が振動に応じて変化する。この間隔の変化により、第１領域４１内の油６４で形成される油膜が軸方向又は周方向に移動し、当該移動に伴う油６４の粘性抵抗に起因した所謂スクイズ作用により圧力が発生し、上記振動に対する減衰効果が得られる。
【００６８】
さらに、本開示のスクイズフィルムダンパ１０によれば、内側部材２０と外側部材３０との隙間４０に、径方向内側の第１領域４１と径方向外側の第２領域４２とを連通する複数の連通孔５１を含む有孔部材５０を配置した構成により、例えばロータ軸２の回転に伴い軸受部８及びこれを支持する内側部材２０が振動した際には、内側部材２０の外周面２２に追従して油６４の一部が有孔部材５０の連通孔５１を通過し、当該通過の際に油６４が抵抗力を受ける。すなわち、従来のスクイズ効果に加えて、有孔部材５０の連通孔５１を通過する油６４が上記軸受部８及び内側部材２０の振動に対するダンパとして機能するから、簡易な構成でスクイズフィルムダンパ１０の減衰性能を大幅に向上させることができるのである。
なお、有孔部材５０の減衰効果は、個々の有孔部材５０が搭載される回転機械１の振動特性に応じて、例えば連通孔５１の数、大きさ、配置、配向、形状等を任意に設定することで調整し得る。
【００６９】
また、本実施形態の幾つかの例において、隙間４２は、軸方向端の少なくとも一部が開放されていてもよい（図１参照）。この場合、少なくとも第２領域４２の軸方向端の少なくとも一部が開放されていればよい。つまり、第１領域４１の軸方向端は開放されていてもよいし閉塞されていてもよい。このような構成は、例えば軸受部８に対して軸方向の一方（例えば作動流体の流れ方向の上流側）及び他方（同下流側）に設けられる図示しないエンドプレートの配置や形状により任意に設定し得る。なお、第２領域４２の軸方向端は、作動流体の流れ方向の上流側又は下流側のうち何れか一方が開放され他方が閉塞されていてもよいし、周方向の一部が開放された構成としてもよい。
このように隙間４２の軸方向端の少なくとも一部を開放した構成によれば、第１領域４１に供給され、連通孔５１を介して第２領域４２に移動した油６４を、該第２領域４２の開放された軸方向端から排出することができる。
【００７０】
本実施形態の幾つかの例では、内側部材２０及び有孔部材５０間の寸法Ｄと連通孔５１の直径ｄとが０．１ｄ＜Ｄ＜１０ｄを満たしてもよい（図３参照）。
連通孔５１を通過する油６４による減衰効果は、連通孔５１の径が大きすぎても小さすぎても適切に得られない虞がある。
この点、上記の構成によれば、内側部材２０と有孔部材５０との隙間（第１領域４１）の寸法Ｄに対して連通孔５１の直径ｄが同一オーダーの範囲を満たすから、個々の有孔部材５０が搭載される回転機械１の振動特性に応じて上記連通孔５１の数、大きさ、配置、配向、形状等を任意に設定することにより、適切な減衰特性に調整することができる。
【００７１】
図４Ａ及び図４Ｂは、第一実施形態の他の例に係るスクイズフィルムダンパの部分拡大図である。図４Ａ及び図４Ｂに非限定的に例示するように、幾つかの実施形態における給油路６０は、内側部材２０の軸方向端部２４から第１領域４１に油６４を導く内部流路６２を含んでいてもよい。
内部流路６２は、内側部材２０の周方向において少なくとも一部に形成されていればよく、該周方向における複数箇所に（例えば等間隔に）形成されていてもよい。
このように内部流路６２を設けた構成によれば、内側部材２０の軸方向端部２４から内部流路６２に油６４を供給することで、第１領域４１に油６４を供給することができるから、例えば外側部材３０及び有孔部材５０を径方向に貫通するような油６４の経路を設ける必要がない。つまり、内側部材２０の軸方向端部２４から内部流路６２に油６４を供給する簡易な構成により、本開示の何れかの実施形態で述べる効果を享受することができる。
【００７２】
さらに、第一実施形態の幾つかの例における内部流路６２は、軸方向端部２４から軸方向に延在する軸方向延在部６２Ａと、該軸方向延在部６２Ａに連続して径方向に延在する径方向延在部６２Ｂとを含んでいてもよい（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。
このように構成すれば、内側部材２０の軸方向端部２４から内部流路６２に供給された油６４が、軸方向延在部６２Ａと径方向延在部６２Ｂとを経由して第１領域４１に供給される。よって、内部流路６２の設計の自由度を向上させることができる。
なお、このように軸方向延在部６２Ａと径方向延在部６２Ｂとを含む内部流路６２の場合、一の軸方向延在部６２Ａにつき一（図４Ａ参照）又は複数（図４Ｂ参照）の径方向延在部６２Ｂが形成されてもよい。このようにすれば、軸方向延在部６２Ａに導かれた油６４は、当該軸方向延在部６２Ａに連続して径方向に延在する一又は複数の径方向延在部６２Ｂを介して第１領域４１に供給される。よって、一の軸方向延在部６２Ａに連続して所望の数の径方向延在部６２Ｂを形成することにより、内側部材２０のうち内部流路６２が設けられた周方向位置において、軸方向における一又は複数の適切な位置から第１領域４１に油６４を供給して油膜を形成することができる。
さらに、内部流路６２は、内側部材２０の内部において該内側部材２０の周方向に油６４を導く周方向延在部（図示省略）を含んでいてもよい。
【００７３】
図５は、第一実施形態の他の例に係るスクイズフィルムダンパの部分拡大図である。図５に非限定的に例示するように、幾つかの実施形態における給油路６０は、外側部材３０及び有孔部材５０を径方向に貫通して油６４を第１領域４１に供給するように構成されていてもよい。このような給油路６０は、上記周方向又は軸方向において一つ又は複数設けられていてもよい。
このように、外側部材３０及び有孔部材５０を径方向に貫通する給油路６０を介して第１領域４１に油６４が供給される構成によれば、内側部材２０の軸方向における給油路６０の接地面積を抑制した簡易な構成により、本開示の効果を享受することができる。
【００７４】
図６は、第一実施形態の他の例に係るスクイズフィルムダンパを示す概略図である。図６に非限定的に例示するように、幾つかの実施形態における有孔部材５０は、周方向に間隔を隔てた複数箇所で外側部材３０に支持されていてもよい。
このような構成は、例えば、有孔部材５０と外側部材３０とを固定的に接続する支持部３２を設けることで達成され得る。支持部３２は、例えば有孔部材５０の外周面と外側部材３０の内周面とを接続するように構成してもよいし（図６参照）、有孔部材５０及び外側部材３０の軸方向端部同士を接続するように構成してもよい。有孔部材５０と外側部材３０との間（第２領域４２）に支持部３２を設ける場合、各支持部３２が、軸方向の少なくとも一部に延在するように形成すればよい。
このように有孔部材５０を外側部材３０で支持することにより、有孔部材５０と外側部材３０との相対的な移動を規制することができる。また、周方向に間隔を隔てた複数箇所において有孔部材５０を支持することにより、例えば有孔部材５０を周方向の一か所で支持する場合に比べて両者をより強固に固定することができる。このような構成により、例えば軸受部８及び内側部材２０が振動した際には、外側部材３０に支持された有孔部材５０に対して内側部材２０が相対的に接近及び離反する。よって、内側部材２０が振動する度、有孔部材５０の連通孔５１に油６４を効果的に通過させることができるから、有孔部材５０による減衰効果をより効率的に発揮させることができる。
【００７５】
続いて、連通孔５１の構成例について説明する。
幾つかの例における連通孔５１は、例えば図１〜図６に例示するように、円筒状に形成されていてもよい。この場合、連通孔５１は、円筒の中心軸が径方向に沿って延在するように形成されていてもよい（例えば図３参照）。
このように、連通孔５１の形状を、径方向に沿って延在する円筒状とすることにより、簡易な構成で本開示の何れか一つで述べる効果を享受することができる。
【００７６】
図７〜図１０は、各々、第一実施形態の他の例における連通孔を示す概略図である。
幾つかの例における連通孔５１は、例えば図７に例示するように、径方向において内側より外側が小径に形成されていてもよい。例えば、連通孔５１は、径方向において内側より外側が小径の円錐台状に形成され得る。
このような構成によれば、内側部材２０と外側部材３０とが接近する際、連通孔５１に油６４を容易に流入させることができる。またその際、連通孔５１の出口側である径方向外側が内側より小径に形成されていることで、より高い減衰効果を発揮させることができる。
【００７７】
また、幾つかの例における連通孔５１は、例えば図８に例示するように、径方向において内側より外側が大径に形成されていてもよい。例えば、連通孔５１は、径方向において内側より外側が大径の円錐台状に形成され得る。
この構成によれば、内側部材２０と外側部材３０とが離反する際、連通孔５１に油６４を容易に流入させることができる。またその際、連通孔５１の出口側である径方向内側が外側より小径に形成されていることで、より高い減衰効果を発揮させることができる。
【００７８】
また、幾つかの例における連通孔５１は、例えば図９に例示するように、径方向外側の円筒部５２と該円筒部５２における径方向の内側端に連続し径方向内側に向けて拡開されたテーパ部５３とを含んでいてもよい。
このような構成によれば、径方向に沿って円筒部５２とテーパ部５３とを含む複数の連通孔５１を含んだ有孔部材５０により、本開示の何れか一つで述べた効果を享受することができる。
【００７９】
さらに、幾つかの例では、例えば図１０に例示するように、少なくとも有孔部材５０において最も軸方向端部２４側に配置された連通孔５１の中心軸５１Ａが、径方向において内側より外側が軸方向端部２４に近接するように径方向から傾斜していてもよい。
振動により、筒状の外側部材３０に内接するようにして内側部材２０が接近する際、両者の隙間４０に介在する油６４は周方向のほか軸方向にも移動する。
この点、連通孔５１の中心軸５１Ａが、径方向において内側より外側が軸方向端部２４側に近接するように径方向から傾斜した構成によれば、軸方向端部２４側に押し出されることで軸方向の端部側に向かう速度成分を有する油６４を、連通孔５１に容易に流入させることができる。よって、連通孔５１による減衰効果をより効果的に発揮させることができる。
【００８０】
さらに、幾つかの例における連通孔５１は、例えば、図１１（ａ），（ｂ）に例示するように、スリット８８であっても良い。このように、連通孔５１を、スリット８８とすることにより、簡易な構成で本開示の何れか一つで述べる効果を享受することができる。なお、スリット８８の配置の仕方に特に制限はなく、図１１（ａ）に示すように、複数のスリット８８の長手方向が同じ方向を向くように配置しても良いし、図１１（ｂ）に示すように、スリット８８の長手方向が異なる方向を向くように配置しても良い。
【００８１】
以上、本開示の第一実施形態について、図面を参照しながら説明した。なお、本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。例えば、連通孔５１の形状、個数、配置、配置間隔等は特に制限されない。
【００８２】
［第二実施形態］
以下、本開示の第二実施形態について、図１３及び図１４を参照して説明する。第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１３は、本開示の第二実施形態に係る回転機械を示す軸方向断面図である。図１４（ａ）は、本発明の第二実施形態に係るシール部材及び支持機構を示す図である。（ｂ），（ｃ）はそれぞれ第二実施形態の他の例に係るシール部材及び支持機構を示す図である。
【００８３】
図１３に示すように、第二実施形態では、有孔部材５４のうち、連通孔５１が設けられた領域が、径方向内側に突出することによって、凸部６５が形成されている。凸部６５は、周方向に間隔を空けて複数が設けられる。この時、凸部６５と内側部材２０との間の隙間に第１領域４１が形成され、凸部６５の径方向外側に第２領域４２が形成される。このとき、周方向に隣り合う凸部６５の間の領域が図示しない外側部材に取り付けられることにより固定される。また、内側部材２０の内周面のうち、凸部６５と径方向に対向する部分は、平坦になっている。
【００８４】
凸部６５は、連通孔５１のほかに、第１領域４１を密封するとともに、内側部材２０を径方向外側から支持する密封支持部６９を有する。本実施形態の場合、図１４（ａ）に示すように、密封支持部６９は、伸縮性を有する材料から形成され、径方向に伸縮可能なベローズ７２である。ベローズ７２は、第１領域４１の軸方向端部及び周方向端部に配置されることにより、第１領域４１を周方向及び軸方向に密封している。また、ベローズ７２の径方向における一端は、凸部６５と接触し、他端は、内側部材２０の外周面２２と接触している。これによりベローズ７２は、第１領域４１の間隔の変化によって径方向に伸縮可能であり、内側部材２０を径方向外側から支持している。この時、第１領域４１は、ベローズ７２によって密封されているが、第２領域４２の軸方向端部は解放されている。
【００８５】
連通孔５１は、第一実施形態で述べた構成が適用される。一例には、第１実施形態で述べたオリフィス穴のような径方向に沿って円筒形に形成された構成であっても良いし、スリット８８であっても良い。連通孔５１は、凸部６５の内周面に規則的に複数個が配置されている。
【００８６】
以上の構成において、図示しない給油路により、第１領域４１に油６４を供給すると、油６４の自重により、又は、第１領域４１内に供給された油６４の圧力により、第１領域４１から連通孔５１を介して第２領域４２に油６４が流入し、第１領域４１及び第２領域４２を含む隙間４０に油膜が形成される。なお、給油路は、一例には、第一実施形態で述べた給油路６０が適用される。
【００８７】
この状態で、例えばロータ軸２の回転に伴い軸受部８及びこれを支持する内側部材２０が振動すると、内側部材２０の外周面２２と凸部６５の内周面との間隔、すなわち第１領域４１の間隔が振動に応じて変化する。この間隔の変化により、第１領域４１内の油６４の粘性抵抗に起因した所謂スクイズ作用により圧力が発生し、上記振動に対する減衰効果が得られる。
【００８８】
さらに、上記の構成によれば、凸部６５の径方向内側の第１領域４１と径方向外側の第２領域４２とを連通する複数の連通孔５１を含む有孔部材５４を配置した構成により、例えばロータ軸２の回転に伴い軸受部８及びこれを支持する内側部材２０が振動した際には、内側部材２０の外周面２２に追従して油６４の一部が有孔部材５４の連通孔５１を通過し、当該通過の際に油６４が抵抗力を受ける。すなわち、従来のスクイズ効果に加えて、有孔部材５４の連通孔５１を通過する油６４が上記軸受部８及び内側部材２０の振動に対するダンパとして機能するため、簡易な構成で減衰性能を大幅に向上させることができる。
【００８９】
また、有孔部材５４のうち、連通孔５１が設けられた領域を径方向内側に突出させて凸部６５を形成し、周方向端部及び軸方向端部に密封支持部７２を配置することで、第１領域４１が密封される。これより、油６４が周方向及び軸方向へ流れることが抑制され、油６４の径方向への流れを促進することができる。即ち、油６４が連通孔５１を介して流れるようにすることができるので、上記抵抗力による減衰効果を効率良く付与することができ、減衰性能を更に向上させることができる。なお、有孔部材５４の減衰効果は、個々の有孔部材５４が搭載される回転機械１の振動特性に応じて、凸部６５の数や配置等を任意に設定することで調整し得る。
【００９０】
さらに、隙間４２の軸方向端の少なくとも一部を開放した構成にすることにより、第１領域４１に供給され、連通孔５１を介して第２領域４２に移動した油６４を、該第２領域４２の開放された軸方向端から排出することができる。
【００９１】
以上、本開示の第二実施形態について説明したが、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、密封支持部６９は、上述した構成に限られない。一例には、図１４（ｂ）に示すように、密封支持部６９は、支持機構６６と、シール部材６８と、を有する。
【００９２】
支持機構６６は、凸部６５の周方向端部及び軸方向端部に設けられ、内側部材２０を径方向外側から支持する。また、支持機構６６は、内側部材２０の振動に伴って、径方向に変形可能であり、一例には、図１４（ｂ）に示すように、凸部６５と一体に形成された切欠部材である。切欠部材は、所定の剛性を有する部材を周方向の両側から切欠くことにより、剛性が調整され、径方向に変形可能なように構成されている。また、切欠部材の径方向内側の端部は、内側部材２０と接触するとともにシール部材６８を収容する収容凹部７０が形成されている。収容凹部７０は、支持機構６６の径方向内側の端部に設けられて、径方向内側に窪む凹部であり、支持機構６６と内側部材２０の間にシール部材６８を収容するための空間を画定している。この時、凸部６５と対向する内側部材２０の部分は、径方向外側に突出している。なお、支持機構６６の剛性は、切欠きの数や形状等を任意に設定することで任意に調整し得る。
【００９３】
シール部材６８は、支持機構６６の収容凹部７０に収容される。シール部材６８には、Ｏリング等のシール部品が用いられる。各支持機構６６の収容凹部７０に設けられたシール部材６８は内側部材２０と接触して、第１領域４１を周方向及び軸方向に密封している。なお、切欠部材の径方向内側の端部と内側部材２０の外周面２２とを溶接等により接合することで、第１領域４１を密封した場合には、必ずしもシール部材６８を設けることを要しない。
【００９４】
また、別の例では、図１４（ｃ）のように、支持機構６６を弾性部材で構成し、シール部材６８には、Ｏリング等のシール部品が用いられるように構成しても良い。この時、弾性部材の端部は、内側部材２０の外周面２２と凸部６５にそれぞれ取り付けられ、弾性部材は、内側部材２０の振動に伴って径方向に伸縮可能なように構成されている。
【００９５】
［第三実施形態］
以下、本開示の第三実施形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。第三実施形態では、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１５は、第三実施形態に係るスクイズフィルムダンパの要部拡大図である。図１６は、第三実施形態の他の例に係る回転機械を示す軸方向断面図である。
【００９６】
図１５に示すように、第三実施形態では、第二実施形態の第２領域４２を密封するように、有孔部材５４に密封部材８０が取り付けられている点で第二実施形態と相違する。詳細には、図１５に示すように、密封部材８０は、第２領域４２を径方向外側から密封するように、有孔部材５４の外周面に取り付けられている。一例には、密封部材８０は、凸部６５にボルト等の図示しない締結具を用いて、取り外し可能に取り付けられている。この時、第１領域４１と第２領域４２は、密封されている。なお、図１５では、密封支持部６９として切欠部材及びシール部材を示しているが、実施形態２で述べた他の密封支持部６９が適用されても良い。
【００９７】
また、密封部材８０が取り付けられることにより、第２領域４２の径方向外側に空間が形成されている。そして、該空間にガスが封入されることにより、密封部材８０の内部にガス領域８４が形成される。さらに、ガス領域８４と第２領域４２の境界には、薄膜のダイヤフラム８２が設けられている。ダイヤフラム８２は、外力の作用に伴い変形可能な柔軟性を持った材料で構成されている。一例には、ダイヤフラム８２は、ゴムや金属等の材料から構成される。これより、ダイヤフラム８２は、ガス領域８４と第２領域４２の圧力差により、径方向に変形可能なように構成されている。
【００９８】
以上の構成において、図示しない給油路により、凸部６５と内側部材２０との間の隙間での第１領域４１に油６４を供給すると、油６４の自重により、又は、第１領域４１内に供給された油６４の圧力により、第１領域４１から連通孔５１を介して第２領域４２に油６４が流入し、第１領域４１及び第２領域４２を含む隙間４０に油膜が形成される。なお、給油路は、一例には、第一実施形態で述べた給油路６０が適用される。
【００９９】
この状態で、例えばロータ軸２の回転に伴い、軸受部８及びこれを支持する内側部材２０が振動すると、内側部材２０の外周面２２と凸部６５の内周面との間隔、すなわち第１領域４１の間隔が振動に応じて変化する。この間隔の変化により、第１領域４１内の油６４の粘性抵抗に起因した所謂スクイズ作用により圧力が発生し、上記振動に対する減衰効果が得られる。
【０１００】
さらに、内側部材２０と外側部材３０との隙間４０に、径方向内側の第１領域４１と径方向外側の第２領域４２とを連通する複数の連通孔５１を含む有孔部材５４を配置した構成により、例えばロータ軸２の回転に伴い、軸受部８及びこれを支持する内側部材２０が振動した際には、内側部材２０の外周面２２に追従して油６４の一部が有孔部材５４の連通孔５１を通過し、当該通過の際に油６４が抵抗力を受ける。すなわち、従来のスクイズ効果に加えて、有孔部材５４の連通孔５１を通過する油６４が上記軸受部８及び内側部材２０の振動に対するダンパとして機能するため、簡易な構成で減衰性能を大幅に向上させることができる。
【０１０１】
また、有孔部材５４の連通孔５１が設けられた領域を径方向内側に突出させて凸部６５を形成し、周方向端部及び軸方向端部にシール部材６８を配置することで、第１領域４１が密封される。これより、油６４の周方向及び軸方向への流れが抑制され、油６４の径方向への流れを促進することができる。即ち、油６４が連通孔５１を介して流れるように流れを促進することができるので、上記抵抗力によるダンパの機能を効率良く付与することができ、減衰性能を更に向上させることができる。なお、有孔部材５４の減衰効果は、個々の有孔部材５４が搭載される回転機械１の振動特性に応じて、凸部６５を設ける数や配置等を任意に設定することで調整し得る。
【０１０２】
さらに、本実施形態の場合、第２領域４２が密封部材８０により密封されていることで、油６４が循環する際に空気が混入することが抑制される。これより、油６４に空気が混入することにより、減衰性能が低下することを抑制することができる。
【０１０３】
さらに、本実施形態では、密封部材８０にガス領域８４を設けて、ガス領域８４と第２領域４２の境界に、径方向に変形可能なダイヤフラム８２を設けている。これにより、密封部材８０が第２領域４２を密封した状態でも、ガス領域８４と油６４の差圧により、ダイヤフラム８２が径方向に変形することで、油６４が連通孔５１を介して第１領域４１と第２領域４２を行き来することができる。したがって、第２領域４２が密封された状態でも、油６４が連通孔５１を流入する際に抵抗力を受けることによって、減衰性能を大幅に向上させることができる。
【０１０４】
また、密封部材８０を凸部６５に取り外し可能に取り付けることによって、密封部材８０のガス領域８４の圧力を調整することができるため、減衰性能を調整することができる。
【０１０５】
以上、本発明の第三実施形態について説明したが、本発明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、本実施形態の他の例として、図１６に示すように、有孔部材５４を取り外し可能なユニット９０と、ユニット９０を挿入可能な空間が形成された円弧部９８と、から構成することができる。円弧部９８には、周方向に少なくとも一つ以上の空間が形成され、ユニット９０が挿入可能なように構成されている。
【０１０６】
ユニット９０は、径方向内側の端部であるとともに、内側部材２０に接する第一部材９２と、径方向外側の端部であるとともに、第一部材９２と径方向に隙間を空けて設けられて、円弧部９８に取り付けられる第二部材９４と、該隙間に設けられて、径方向内側の第１領域４１と、径方向外側の第２領域４２とを連通する複数の連通孔５１を有する第三部材９６と、第１領域４１を密封するとともに第一部材９２を径方向外側から支持する密封支持部６９と、第二部材９４の径方向内側に取り付けられ、第２領域４２を密封する密封部材８０と、を備えている。
【０１０７】
第一部材９２は、板状の部材であり、ユニット９０が挿入された時に、内側部材２０に接している。第一部材９２は、例えば、ボルト等の締結具を用いて内側部材２０に固定されていても良い。
【０１０８】
第二部材９４は、第一部材９２と同様に板状の部材であるが、幅が第一部材９２よりも大きく形成され、円弧部９８に取り付けられている。なお、第二部材９４の幅は、必ずしも第一部材９２の幅よりも大きく形成されている必要はなく、ユニット９０が外側部材３０に取り付けられていれば、形状、寸法等は限定されない。そのため、必ずしも、第二部材９４が外側部材３０の外周面に取り付けられる必要はない。一例には、第二部材９４の側面が円弧部９８の側面に取り付けられることにより固定されていても良い。
【０１０９】
第三部材９６は、第一部材９２と第二部材９４との間に形成された隙間に配置され、径方向内側の第一領域４１と径方向外側の第二領域４２を画定する板状の部材である。また、第三部材９６には、複数の連通孔５１が設けられている。複数の連通孔５１の形状は、上記の各実施形態で述べた形状と同様の構成が適用される。なお、第１領域には、油６４が予め充填されている。
【０１１０】
密封支持部６９は、第一領域４１の軸方向及び周方向の端部に設けられ、第一領域４１を密封する。また、密封支持部６９は、第一部材９２を径方向外側から支持している。密封支持部６９には、上記の実施形態で述べた構成が適用され、一例には、ベローズ７２である。
【０１１１】
また、ユニット９０は、第二部材９４の径方向内側に設けられ、第２領域４２を密封する密封部材８０を有する。密封部材８０の構成は、本実施形態の密封部材８０の構成と同様である。即ち、密封部材８０は、ダイヤフラム８２と、ガス領域８４と、を有する。これらの構成は本実施形態の密封部材８０と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１１２】
上記の構成によれば、ユニット９０が円弧部９８に形成された空間に挿入された状態で、内側部材２０が振動すると、ユニット９０の内部に存在する第１領域４１の間隔が変化し、ユニット９０が上記振動に対するダンパとして機能し、本実施形態で述べた効果と同様の効果を享受することができる。
【０１１３】
加えて、ユニット９０は有孔部材５４に取り外し可能に取り付けられているため、ユニット９０に使用する油種を変更することや、油６４の脱気の程度を調整すること、ガス領域８２に封入するガスの種類を変更することにより、減衰性能を調整することができる。したがって、回転機械１の振動特性に合わせてユニット９０を構成することができる。
【０１１４】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  回転機械
２  ロータ軸
３  動翼
４  ギア
５  インペラ
８  軸受部（軸受メタル、軸受パッド）
９  ピボット
１０  スクイズフィルムダンパ
２０  内側部材
２０Ａ  上側ハウジング
２０Ｂ  下側ハウジング
２２  外周面
２４  軸方向端部
３０  外側部材
３２  支持部
４０  隙間
４１  第１領域
４２  第２領域
５０，５４  有孔部材
５１  連通孔
５１Ａ  中心軸
５２  円筒部
５３  テーパ部
６０  給油路
６２  内部流路
６２Ａ  軸方向延在部
６２Ｂ  径方向延在部
６４  油
６５  凸部
６６  支持機構
６８  シール部材
６９  密封支持部
７０  収容凹部
７２  ベローズ
８０  密封部材
８２  ダイヤフラム
８４  ガス領域
８８  スリット
９０  ユニット
９２  第一部材
９４  第二部材
９６  第三部材
９８  円弧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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