(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に設けられ、該回転軸と一体となって回転する円板状のスラストカラーと、該スラストカラーと対向し、前記回転軸の軸方向に作用するスラスト力を回転可能に支持するスラスト軸受との摺接面に潤滑油を供給するスラスト軸受の給油装置において、
前記回転軸の回転数を検知するセンサと、
該センサにより検知した前記回転軸の回転数に基づいて、前記スラスト軸受に供給される前記潤滑油の温度を制御する温度調整手段と、
前記潤滑油を貯留する給油タンクと、
ヘッドタンクから前記スラスト軸受に前記潤滑油を供給する第１潤滑油流路と、
前記スラスト軸受を潤滑した前記潤滑油を前記給油タンクに導く第２潤滑油流路と、
前記給油タンクから前記ヘッドタンクへと前記潤滑油を導く第３潤滑油流路と、を備え、
前記温度調整手段は、循環過程において得られた排ガスにより加熱された前記スラスト軸受を潤滑した後の潤滑油を、該スラスト軸受を経て前記ヘッドタンクへ直接再循環させる再循環流路と、該再循環流路に設けられ、該再循環流路を流れる加熱された潤滑油の流量を制御する再循環流量制御バルブと、を備え、
前記センサにより前記回転軸の回転数が所定の基準値以下であることが検出された場合には、前記再循環流量制御バルブを開いて、加熱された前記潤滑油を前記スラスト軸受に再循環させ、
前記センサにより前記回転軸の回転数が所定の基準値以上であることが検出された場合には、前記再循環流量制御バルブを閉じて、加熱された前記潤滑油を前記第２潤滑油流路から前記給油タンクに導くことを特徴とするスラスト軸受の給油装置。
【請求項２】
前記温度調整手段は、前記潤滑油を貯留するヘッドタンクの側面に配設されているオイルヒータを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受の給油装置。
【請求項３】
前記温度調整手段は、潤滑油流路に配設されているオイルヒータを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受の給油装置。
【請求項４】
回転軸に設けられ、該回転軸と一体となって回転する円板状のスラストカラーと、該スラストカラーと対向し、前記回転軸の軸方向に作用するスラスト力を回転可能に支持するスラスト軸受との摺接面に潤滑油を供給するスラスト軸受の給油装置において、
前記回転軸の回転数を検知するセンサと、
該センサにより検知した前記回転軸の回転数に基づいて、前記スラスト軸受に供給される前記潤滑油の温度を制御する温度調整手段と、
前記潤滑油を貯留する給油タンクと、
ヘッドタンクから前記スラスト軸受に前記潤滑油を供給する第１潤滑油流路と、
前記スラスト軸受を潤滑した前記潤滑油を前記給油タンクに導く第２潤滑油流路と、
前記給油タンクから前記ヘッドタンクへと前記潤滑油を導く第３潤滑油流路と、を備え、
前記スラスト軸受は、前記スラストカラーに摺接する領域が複数の分割領域に分割され、
スラスト力が所定値未満のときには一部の前記分割領域のみが前記スラストカラーに摺接し、スラスト力が所定値以上のときには前記一部の前記分割領域に加えて他部の前記分割領域が前記スラストカラーに摺接することを特徴とするスラスト軸受の給油装置。
【請求項５】
前記第３潤滑油流路には、潤滑油流量制御バルブを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスラスト軸受の給油装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のスラスト軸受の給油装置を備えていることを特徴とする排気タービン過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機等の高速回転体の回転軸における軸受損失を低減することができるスラスト軸受の給油装置およびこれを備えた排気タービン過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、過給機等の高速回転体の回転軸においては、高速の定格負荷条件でのスラスト力が非常に大きくなるため、スラスト軸受を大きく設計することが不可欠である。一方で、エンジン始動時やエンジン低負荷時等の回転軸の回転数が小さくなる条件下ではスラスト力が小さくなるため、スラスト力の最大負荷に適合させて設計されたスラスト軸受は、その大きさのために軸受損失が大きくなり、結果として過給機全体の性能に与える影響が大きくなるという問題があった。
【０００３】
このような、エンジン始動時やエンジン低負荷時等の軸受損失を低減するために、スラスト軸受に潤滑油を供給することが知られている。一般に、油の粘度は油温により大幅に変化し、油温が低い場合には粘度が高くなり、油温が高い場合には粘度は低くなる。スラスト軸受に潤滑油を温度調節せずにそのまま供給した場合には、エンジン始動時やエンジン低負荷時等には、温度が低く粘度の高い潤滑油が供給されることになるため、軸受損失が増大し、過給機全体の負荷が大きくなるという問題があった。
このような問題を解消するため、潤滑油の油温をあげて粘度を小さく保ち、軸受損失を低減することができるスラスト軸受の給油装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、軸受回転時に発生する遠心力により、軸受内部に吸い込まれる油量に見合う適正量の潤滑油を給油させることで軸受損失を低減することができるスラスト軸受の給油装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−１２４０２９号公報
【特許文献２】特開２００９−１９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、排気ガスからの熱により熱せられた潤滑油が軸受に供給されるので、回転数が大きい場合には、必要以上の高温の潤滑油が供給されて軸受が耐熱温度以上になってしまう場合があり、かえって軸受損失を増大させてしまう可能性があった。
また、軸受の耐熱温度以上に高温となった場合には、油の温度に応じて弁を作動させ、熱せられていない潤滑油を軸受に供給されるようになっているものの、回転軸の回転数に応じた適切な温度調整ができないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２では、適正量の潤滑油を軸受に給油することができるものの、回転数が小さくスラスト軸受にかかる荷重が小さい場合には、スラスト軸受との摺接面が大きくなるため軸受損失が大きくなり、結果として軸受損失が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、回転軸の回転数に基づいて、スラスト軸受に供給される潤滑油の温度を制御し、回転数が小さい低速時であっても、軸受損失を低減することができるスラスト軸受の給油装置およびこれを備えた排気タービン過給機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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のスラスト軸受の給油装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるスラスト軸受部の給油装置は、回転軸に設けられ、該回転軸と一体となって回転する円板状のスラストカラーと、該スラストカラーと対向し、前記回転軸の軸方向に作用するスラスト力を回転可能に支持するスラスト軸受との摺接面に潤滑油を供給するスラスト軸受の給油装置において、前記回転軸の回転数を検知するセンサと、該センサにより検知した前記回転軸の回転数に基づいて、前記スラスト軸受に供給される前記潤滑油の温度を制御する温度調整手段と、前記潤滑油を貯留する給油タンクと、前記ヘッドタンクから前記スラスト軸受に前記潤滑油を供給する第１潤滑油流路と、前記スラスト軸受を潤滑した前記潤滑油を前記給油タンクに導く第２潤滑油流路と、前記給油タンクから前記ヘッドタンクへと前記潤滑油を導く第３潤滑油流路と、を備え、前記温度調整手段は、循環過程において得られた排ガスにより加熱された前記スラスト軸受を潤滑した後の潤滑油を、該スラスト軸受を経て前記ヘッドタンクへ直接再循環させる再循環流路と、該再循環流路に設けられ、該再循環流路を流れる加熱された潤滑油の流量を制御する再循環流量制御バルブと、を備え、前記センサにより前記回転軸の回転数が所定の基準値以下であることが検出された場合には、前記再循環流量制御バルブを開いて、加熱された前記潤滑油を前記スラスト軸受に再循環させ、前記センサにより前記回転軸の回転数が所定の基準値以上であることが検出された場合には、前記再循環流量制御バルブを閉じて、加熱された前記潤滑油を前記第２潤滑油流路から前記給油タンクに導くことを特徴とするスラスト軸受の給油装置である。
【００１０】
本発明にかかるスラスト軸受の給油装置によれば、センサが検知した回転軸の回転数に基づいてスラスト軸受に供給される潤滑油の温度が制御されるので、例えば、エンジン始動時やエンジン低負荷時等の低速時であっても、温度調整手段によりスラスト軸受に供給される潤滑油の温度を上げて潤滑油の粘度を適正値まで下げることができる。したがって、軸受の摺動損失を低減させながら、スラスト軸受を確実に潤滑することができる。
【００１１】
また、スラスト軸受を潤滑した後の潤滑油を該スラスト軸受へ再循環させる再循環流路と、該再循環流路を流れる潤滑油の流量を制御する再循環流量制御バルブとを備えているので、循環する潤滑油から得られた排熱を温度調整機構の熱源とすることができる。
センサにより回転軸が低速回転であることが検知された場合には、再循環流量制御バルブを開くことで、加熱された潤滑油がヘッドタンクを介してスラスト軸受けに供給することができる。この結果、スラスト軸受の摺動損失を低減させることができる。
また回転軸が高速回転であることが検知された場合には、再循環流量制御バルブを閉じ、潤滑油が給油タンクに送られる。潤滑油は給油タンクに貯留されている間に十分に冷やされるので、スラスト軸受には、十分に冷却された潤滑油を供給することができる。
【００１２】
本発明にかかるスラスト軸受の給油装置は、前記温度調整手段が、前記潤滑油を貯留するヘッドタンクの側面に配設されているオイルヒータを備えていることとしてもよい。
【００１３】
本発明によれば、オイルヒータが潤滑油を貯留するヘッドタンクの側面に配設されているので、検知した回転軸の回転数に基づいて潤滑油の温度を制御することができる。このようにすることで、低速回転時には、オイルヒータによりヘッドタンク内の潤滑油温度を調整し、スラスト軸受に供給される潤滑油の温度を上げることで潤滑油の粘度を適正に保つことができる。この結果、軸受の摺動損失を低減させることができる。また、高速回転時にはヒータを切ることにより、摺動時にスラスト軸受が耐熱温度以上にならないよう調整することができる。
【００１４】
また、本発明にかかるスラスト軸受の給油装置は、前記温度調整手段が、潤滑油流路に配設されているオイルヒータを備えていることとしてもよい。
【００１５】
本発明によれば、オイルヒータが潤滑油流路に配設されているので、検知した回転軸の回転数に基づいて潤滑油の温度を制御することができる。このようにすることで、低速回転時には、オイルヒータにより潤滑油流路内を流れる潤滑油温度を調整し、スラスト軸受に供給される潤滑油の温度を上げることで潤滑油の粘度を適正に保つことができる。この結果、軸受の摺動損失を低減させることができる。また、高速回転時にはヒータを切ることにより、摺動時のスラスト軸受が耐熱温度以上にならないよう制御することができる。
さらに、本発明によれば、オイルヒータを潤滑油流路に配設することとしたので、ヘッドタンクに配設する場合に比べて、オイルヒータの設置面積を小さくすることができる。
【００１６】
本発明にかかるスラスト軸受の給油装置は、回転軸に設けられ、該回転軸と一体となって回転する円板状のスラストカラーと、該スラストカラーと対向し、前記回転軸の軸方向に作用するスラスト力を回転可能に支持するスラスト軸受との摺接面に潤滑油を供給するスラスト軸受の給油装置において、前記回転軸の回転数を検知するセンサと、該センサにより検知した前記回転軸の回転数に基づいて、前記スラスト軸受に供給される前記潤滑油の温度を制御する温度調整手段と、を備え、前記スラスト軸受が、前記スラストカラーに摺接する領域が複数の分割領域に分割され、スラスト力が所定値未満のときには一部の前記分割領域のみが前記スラストカラーに摺接し、スラスト力が所定値以上のときには前記一部の前記分割領域に加えて他部の前記分割領域が前記スラストカラーに摺接することとしてもよい。
【００１７】
本発明によれば、スラスト軸受にかかるスラスト力が所定値未満の場合には、スラスト軸受の一部の分割領域のみがスラストカラーに摺接するので、回転軸の回転数が小さい場合であっても、スラスト軸受の摺動損失を低減させることができる。また、スラスト軸受にかかるスラスト力が所定値以上の時には、一部の分割領域に加えて他部の分割領域がスラストカラーに摺接するので、回転軸が高速回転する場合にはスラスト軸受のスラスト面積が増加し、スラスト軸受にかかる負荷能力を維持しつつ軸受損失を低減することができる。
具体的には、スラスト軸受の分割領域を内周側と外周側に分け、内周側スラスト軸受を弾性部材によって付勢しておき、内周側スラスト軸受を外周側スラスト軸受よりもスラストカラー側に位置させておく。これにより、スラスト力が所定値未満の場合には内周側スラスト軸受のみがスラストカラーに摺接する。そして、スラスト力が所定値以上のときには、スラスト力が弾性部材の弾性力に打ち勝って内周側スラスト軸受を押圧し、最終的にはスラストカラーが外周側スラスト軸受にも摺接するようになる。
【００１８】
さらに、本発明にかかるスラスト軸受の給油装置は、第３潤滑油流路には、潤滑油流量制御バルブを備えることとしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明にかかる排気タービン過給機は、上記いずれかに記載のスラスト軸受の給油装置を備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、上記のようなスラスト軸受の給油装置を備えているので、特に、エンジン始動時やエンジン低負荷時等の低速時であっても、過給機性能が高い排気タービン過給機を提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のスラスト軸受の給油装置によれば、エンジン始動時やエンジン低負荷時等の低速時など、回転軸の回転数が小さい場合であっても粘度の高い潤滑油がスラスト軸受の摺接面に供給されるので、軸受損失を低減することができ、過給機性能を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した過給機を示した図であり、（ａ）は、過給機の縦断面図、（ｂ）は、その要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した過給機の縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した過給機の縦断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した過給機の縦断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る内側軸受を示した縦断面図である。
【図６】図５のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図７】スラスト軸受を支持すべき回転軸の部分拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るスラスト軸受の給油装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した排気タービン過給機（以下、単に「過給機」という。）１を示した図であり、（ａ）は、図１に示す過給機１の断面図、（ｂ）は、その要部断面図である。
図１に示すように、過給機１のハウジング２内には、軸方向のスラスト力を受けるスラスト軸受５が設けられている。回転軸３には、円板状のスラストカラー４が設けられており、このスラストカラー４とスラスト軸受５とが摺接する。
【００２４】
過給機１は、例えば図示しない船用ディーゼル機関に装着されて、船用ディーゼル機関を構成するシリンダライナ（図示せず）の内部と連通する給気マニホールド（図示せず）に、圧縮された空気を供給する船用排気タービン過給機である。この過給機１は、エンジンの排気を導いてタービンを回転させ、得られた回転力でコンプレッサを回転させて空気を加圧圧縮し、より給気圧の高い混合気をエンジンに供給する。
【００２５】
過給機１は、スラスト軸受５に潤滑油を供給する給油装置６を備えている。この給油装置６は、図１（ａ）に示すように、回転軸３の上方に設けられ、潤滑油を一時的に貯留するヘッドタンク７と、ヘッドタンク７の底部とスラスト軸受５との間にハウジング２を貫通するように設けられ、スラスト軸受５に潤滑油を供給する第１潤滑油流路１１と、スラスト軸受５を潤滑した潤滑油を給油タンク８にまで導く第２潤滑油流路１２と、第２潤滑油流路１２に配設され、給油タンク８内に潤滑油を汲み上げるポンプ１０と、給油タンク８からスラスト軸受５にまで延びる第３潤滑油流路１３とを備えている。
【００２６】
スラスト軸受５とスラストカラー４との摺接面１８には、その間の回転摺動を滑らかにするために、給油装置６により潤滑油が供給されるようになっている。ヘッドタンク７に貯留されている潤滑油は、ヘッドタンク７から第１潤滑油流路１１を介して供給される。
また、ヘッドタンク７の側面にはその内部に貯留される潤滑油の温度を制御するオイルヒータ（温度調整手段）９が配設されている。オイルヒータ９としては、電気ヒータが好適に用いられる。
【００２７】
スラスト軸受５を潤滑した潤滑油は、第２潤滑油流路１２に配設されたポンプ１０により汲み上げられ、給油タンク８へと導かれる。その後潤滑油は、回転軸３の上方に設けられ、潤滑油を一時的に貯留するヘッドタンク７に第３潤滑油流路１３を通じて導かれる。
このようにして、潤滑油は給油装置６内を循環することとなる。
【００２８】
また、この給油装置６は、回転軸３の回転数を検知するセンサ１５が備えられており、センサ１５により回転軸３の回転数が検知されると、制御部は、その回転数に基づいて、ヘッドタンク７内の潤滑油を適正な温度にするようオイルヒータ９への通電を調整することにより、潤滑油の温度を制御する。
例えば、回転軸３の回転数が所定の基準値以下であることが検知された場合には、オイルヒータ９への通電が開始され、ヘッドタンク７内の潤滑油の温度を上げるよう制御される。
一般に潤滑油は、温度が上がるとその粘度は下がるので、回転軸３が低速である場合には、スラスト軸受５の摺接面１８には、粘度の低い潤滑油が供給されることとなる。このため、スラスト軸受５を確実に潤滑でき、軸受損失（摺動損失）を低減させ、過給圧力の低下を防ぐことができる。
【００２９】
回転軸３の回転数が所定の基準値以上であることが検知された場合には、オイルヒータ９のスイッチを切り通電を停止し、ヘッドタンク７内の潤滑油の温度がこれ以上、上がらないように制御される。このため、摺接時においてスラスト軸受５が耐熱温度以上にならないよう調整することができる。
【００３０】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した過給機１の断面図である。
なお、この第２実施形態においては第１実施形態に比べて特徴的な部分のみを説明し、第１実施形態と構造が同じ部分には、第１実施形態における符号と同じ符号を付してあり、それらについて重複する説明は省略する。
【００３１】
第２実施形態の給油装置６では、図２に示すように、オイルヒータ９は第３潤滑油流路１３に配設されている。
第１実施形態と同様、第２実施形態の給油装置６においても、センサ１５により回転軸３の回転数が検知されると、その回転数に基づいて潤滑油を適正な温度にするようにオイルヒータ９への通電が調整され、第３潤滑油流路１３内を流れる潤滑油の温度が制御されるようになっている。
【００３２】
本実施形態では、オイルヒータ９を第３潤滑油流路１３に配設することとしたので、ヘッドタンク７に配設する第１実施形態に比べて、オイルヒータ９の設置面積を小さくすることができる。
その他の作用効果については第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００３３】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した過給機１の断面図である。
なお、この第３実施形態においても、第１実施形態に比べて特徴的な部分のみを説明し、第１実施形態と構造が同じ部分には、第１実施形態における符号と同じ符号を付してあり、それらについて重複する説明は省略する。
【００３４】
図３に示すように、第３実施形態の給油装置６には、スラスト軸受５を潤滑した後の潤滑油を該スラスト軸受５へ再循環させる再循環流路１４と、この再循環流路１４を流れる潤滑油の流量を制御する再循環流量制御バルブ１６とが備えられている。また、給油タンク８とヘッドタンク７を接続する第３潤滑油流路１３には、潤滑油流量制御バルブ１７が備えられている。
【００３５】
スラスト軸受５を潤滑した後の潤滑油は、第２潤滑油流路１２を流下する途中で分岐する再循環流路１４に流入するようになっている。この再循環流路１４には潤滑油を汲み上げるポンプ１０と、再循環流路１４を流れる潤滑油の流量を制御する再循環流量制御バルブ１６とが備えられている。
【００３６】
スラスト軸受５を経由した潤滑油は、その循環過程において、排気ガスから得られた熱を熱源として加熱される。
センサ１５により回転軸３が低速であることが検知された場合には、再循環流量制御バルブ１６が開かれ、加熱された潤滑油が直接ヘッドタンク７に送られる。そして、この加熱された潤滑油は、第１潤滑油流路１１を経由してスラスト軸受５に供給されるようになっている。
【００３７】
センサ１５により回転軸３が高速であることが検知された場合には再循環流量制御バルブ１６が閉じられ、潤滑油が第２潤滑油流路１２を経由して給油タンク８に送られる。潤滑油は給油タンク８に貯留されている間に十分に冷やされる。そして、第３潤滑油流路１３に配設された潤滑油流量制御バルブ１７が開けられ、十分に冷却された潤滑油がヘッドタンク７に送られた後、第１潤滑油流路１１を経由してスラスト軸受５に供給されるようになっている。
【００３８】
このように、回転軸３の回転数が所定の基準値以下である場合には、スラスト軸受５の摺接面１８には、加熱されて粘度が低くなった潤滑油が供給されることとなる。このため、スラスト軸受５を確実に潤滑でき、軸受損失（摺動損失）を低減させ、過給圧力の低下を防ぐことができる。また、回転軸３の回転数が所定の基準値以上である場合には、スラスト軸受５の摺接面１８には、十分冷却された潤滑油が供給されることとなるので、摺接時においてスラスト軸受５が耐熱温度以上にならないようにすることができる。
【００３９】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の第４実施形態に係るスラスト軸受の給油装置を具備した過給機１の断面図である。
なお、この第４実施形態においては、前述した実施形態に比べて特徴的な部分のみを説明し、これらと構造が同じ部分には、前述の実施形態における符号と同じ符号を付してあり、それらについて重複する説明は省略する。
【００４０】
第４実施形態の給油装置６は、図４に示すように、ヘッドタンク７の側面に潤滑油を加熱するためのオイルヒータ９が配設され、さらに、スラスト軸受５を潤滑した後の潤滑油をスラスト軸受５へ再循環させる再循環流路１４と、この再循環流路１４を流れる潤滑油の流量を制御する再循環流量制御バルブ１６とが備えられた構成となっている。
【００４１】
第４実施形態においては、回転軸３の回転数が所定の基準値以下であることが検知された場合には、オイルヒータ９と再循環流量制御バルブ１６に指令信号が送られ、オイルヒータ９により、ヘッドタンク７内の潤滑油の温度を上げるよう制御されるのに加え、再循環流量制御バルブ１６が開かれ、加熱された潤滑油が直接ヘッドタンク７に送られるようになっている。そして、この加熱された潤滑油は、第１潤滑油流路１１を経由してスラスト軸受５に供給されるようになっている。
このため、潤滑油は、オイルヒータ９および排気ガスから得られた熱を熱源として加熱されるため、さらに効率よく潤滑油を加温することができる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、オイルヒータ９をヘッドタンク７の側面に配設するものについて説明したが、必要に応じて第３潤滑油流路１３に配設される（第２実施形態の図２参照）こととしてもかまわないし、ヘッドタンク７の側面と第３潤滑油流路１３の両方に配設したものも同様に適用できる。
【００４３】
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態に係るスラスト軸受５の要部を図５〜図７に示す。
図５は、本発明の第５実施形態に係る内側軸受１９を示した断面図であり、図６は、図５のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図７は、スラスト軸受５を支持すべき回転軸３の部分拡大縦断面図である。
図５に示すように、軸方向のスラスト力を受けるスラスト軸受５が設けられている。また、回転軸３には、円板状のスラストカラー４が設けられており、このスラストカラー４とスラスト軸受５とが摺接する。
【００４４】
スラスト軸受５は、図５に示すように、スラスト軸受５の分割領域が内周側の内側軸受１９と外周側の外側軸受２０とに分けられている。
内側軸受１９は、例えばばね等の弾性部材２３によって付勢させて、外側軸受２０よりもスラストカラー４側に位置されるように配置されている。
【００４５】
内側軸受１９は、図６に示すように、回転軸３の周方向に沿ってスラストカラー４に摺接する領域において、複数の内周パッド２１が形成されている。これら内周パッド２１は周方向に等間隔で離間して設けられている。また、各内周パッド２１の表面には、テーパ部２４とフラット部２５が設けられている。そして、隣り合う内周パッド２１とテーパ部２４との間には潤滑油を供給するための給油路２６と、供給された潤滑油を、スラスト軸受５とスラストカラー４との摺接面１８に導く給油溝２７が設けられている。
【００４６】
図７に示すように、テーパ部２４は、給油路２６よりもスラストカラー４の回転方向前方に設けられ、スラストカラー４の側面との間隔がスラストカラー４の回転方向に向かうに従い漸次小さくなるように形成されている。また、フラット部２５は、テーパ部２４をスラストカラー４の回転方向に登り切った先にあってスラストカラー４の側面と僅かに離間して平行に相対するように形成されている。
【００４７】
このように構成されたスラスト軸受５においては、給油路２６を通じて空間に供給された潤滑油は、回転軸３と一体となって回転するスラストカラー４に引っ張られるようにして同方向への流れを生じる。流れを生じた潤滑油は、スラストカラー４とテーパ部２４との間隔が漸次狭くなることで自らの圧を高め、スラストカラー４に対して回転軸３の軸方向に推力を発生させるようになっている。このようなスラスト軸受５では、この推力を利用して、スラストカラー４をスラスト軸受５から僅かに離間させ、大きな摩擦を生むことなく回転軸３に作用する荷重を受けるしくみになっている。
【００４８】
第５実施形態に係るスラスト軸受５においては、回転軸３の回転数が小さい場合には、スラストカラー４を回転軸３方向に押推するスラスト力が小さいため、内側軸受１９の内周パッド２１のみが前記スラストカラー４に摺接する。
回転軸３の回転数が大きい場合にはスラスト力が大きくなることにより弾性部材２３の弾性力に打ち勝って内側軸受１９を押圧し、内側軸受１９の内周パッド２１に加えて外側軸受２０の外周パッド２２が前記スラストカラー４に摺接するようになっている。
【００４９】
このように、第５実施形態によれば、スラスト軸受５にかかるスラスト力が所定値未満の場合には、スラスト軸受５の一部の内周パッド２１のみがスラストカラー４に摺接するので、回転軸３の回転数が小さい低速時のスラスト軸受５の摺動損失を低減させることができる。また、スラスト軸受５にかかるスラスト力が所定値以上となる高速時には、内側軸受１９の内周パッド２１に加えて外側軸受２０の外周パッド２２がスラストカラー４に摺接するので、スラスト軸受５のスラスト面積が増加し、スラスト軸受５にかかる負荷能力を維持しつつ軸受損失を低減することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、分割領域を内周側と外周側の２領域としたが、３領域以上としても良い。
【符号の説明】
【００５１】
２  ハウジング
３  回転軸
４  スラストカラー
５  スラスト軸受
６  給油装置
７  ヘッドタンク
８  給油タンク
９  オイルヒータ（温度調整手段）
１４  再循環流路
１５  センサ
１６  再循環流量制御バルブ
１８  摺接面
１９  内側軸受
２０  外側軸受
２１  内周パッド
２３  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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