(57)【要約】【課題】本発明の積層部材は、積層部材の表面の温度を高精度に検出することが可能な積層部材を提供することを目的とする。【解決手段】層状をなす第一層５１と、第一層５１の裏面に一体に設けられ、第一層５１よりも熱伝導率の高い材料からなる第二層５２とを有する積層部材本体を備え、前記積層部材本体の表面から凹む孔部５３が形成され、第一層５１と表面が面一となるように孔部５３内に嵌め込まれて、第一層５１と同一の材料からなる断熱ホルダ５４と、断熱ホルダ５４の内側における前記表面の温度を検出する熱検出部５５とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状をなす第一層と、
該第一層の裏面に一体に設けられ、該第一層よりも熱伝導率の高い材料からなる第二層とを有する積層部材本体を備え、
前記積層部材本体の表面から凹む孔部が形成され、
該第一層と表面が面一となるように該孔部内に嵌め込まれて、前記第一層と同一の材料からなる断熱ホルダと、
該断熱ホルダの内側における前記表面の温度を検出する熱検出部とを備えることを特徴とする積層部材。
【請求項２】
前記孔部は、前記第一層の表面側に形成される大径孔部と、
該大径孔部よりも前記第二層側で該大径孔部と一体に形成され、該大径孔部よりの径の小さい小径孔部とを有しており、
前記断熱ホルダの外周面は、該大径孔部と対応する形状をなして前記第一層の表面側に配置される第一段部と、
該小径孔部と対応する形状をなして該第一段部よりも前記第二層側で該第一段部と一体に設けられ、該小径孔部と対応して配置される第二段部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の積層部材。
【請求項３】
前記断熱ホルダは、前記第一層と同一の材料からなる外装部と、
該外装部に覆われるように内側に配置され、前記外装部よりの熱伝導率の高い熱伝導体とを有し、
前記熱検出部は、前記熱伝導体を介して前記表面の温度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層部材を有し、前記表面がパッド面とされる軸受パッドであって、
前記第一層は、樹脂材料によって構成され、
前記第二層は、金属材料によって構成されることを特徴とする軸受パッド。
【請求項５】
請求項４に記載の軸受パッドを有することを特徴とする軸受装置。
【請求項６】
請求項５に記載の軸受パッドを有する軸受装置を備えることを特徴とする回転機械。
【請求項７】
層状をなす第一層と、
該第一層の裏面に一体に設けられ、該第一層よりも熱伝導率の高い材料からなる第二層とを有する積層部材本体において、
前記第一層の表面から凹む孔部を形成する孔部形成工程と、
該孔部内に前記第一層と同一の材料からなる断熱ホルダを嵌め込むホルダ取付工程と、
該断熱ホルダと前記第一層との表面を面一となるよう平滑にする平滑工程と、
前記断熱ホルダの内側における前記表面の温度を検出する熱検出部を取り付ける熱検出部取付工程とを備えることを特徴とする積層部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層部材、該積層部材の製造方法、該積層部材を用いた軸受パッド、該軸受パッドと有する軸受装置、及び該軸受装置を備えた回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンやコンプレッサ等の高速回転する回転軸を支持するジャーナル軸受やスラスト軸受等の軸受装置は、回転軸を支持する軸受パッドのパッド面に異物等が付着した際に回転軸を損傷させないように軸受材が用いられている。このような軸受材としては、例えば、ホワイトメタルや樹脂材料を用いたものが使用されている。特に、樹脂材は、ホワイトメタルと比較して耐熱温度が高いため、近年では多くの軸受パッドに用いられている。
【０００３】
ところで、このような軸受装置では、回転軸と軸受パッドのパッド面との間には潤滑油が介在しており、この潤滑油によって摺動性を改善したり、摩擦熱を除去したりしている。しかし、高荷重、高周速の場合、あるいは潤滑油が切れたり、回転軸とパッド面との間に異物が混入したりするなどして潤滑油を介さずに回転軸とパッド面とが接触すると、パッド面の温度が急上昇して異常高温となってしまう。そのため、軸受装置では、軸受パッドに埋め込まれた熱センサーによってパッド面の温度を測定し、パッド面が異常温度となっていないかを監視している。
【０００４】
例えば、特許文献１には、軸受パッドを貫通するように穿孔された孔部に相対移動可能に温度検知部材を嵌合した温度測定装置が開示されている。この温度計測装置では、温度検知部材の熱電対によって温度検出端面の温度を測定することでパッド面の温度を測定している。即ち、温度検知部材の温度検出端面が軸受パッドのパッド面の位置にくるよう配置されていることで、パッド面の温度を温度検知部材に伝導させて、パッド面と対向する裏面側から熱電対でパッド面の温度を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９８１４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ホワイトメタル等を使用する場合、熱伝導率が高いためホワイトメタル等の裏面に一体に形成される裏金から温度を測定しても大きな誤差が生じることもなくパッド面の温度を測定できる。しかしながら、樹脂材料は、ホワイトメタル等の金属材料に比べ熱伝導率が非常に小さい。そのため、樹脂材料を用いて同様の方法で温度を測定しようとすると、パッド面の温度は、軸受パッドの表面に形成された樹脂材料の層で断熱されてしまい樹脂材料の裏面の裏金まで十分に伝導されない。そのため、裏金で検出した温度は表面の温度より低い値となり大きくずれてしまう。
【０００７】
そこで、樹脂材料を用いた軸受装置の場合、特許文献１のように表面まで孔をあけて直接パッド面の温度を検出する方法が用いられている。しかしながら、このような方法でも、表面に設けられた孔部から熱が背面に逃げてしまい、孔部の周りの温度が孔部の設けられていない他のパッド面に比べて低下してしまい、検出する表面の温度に差が生じてしまい、積層部材である軸受パッドの表面の温度を精度高く検出できないという問題を有している。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、積層部材の表面の温度を高精度に検出することが可能な積層部材、該積層部材の製造方法、該積層部材を用いた軸受パッド、、該軸受パッドと有する軸受装置、及び該軸受装置を備えた回転機械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、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る積層部材は、層状をなす第一層と、該第一層の裏面に一体に設けられ、該第一層よりも熱伝導率の高い材料からなる第二層とを有する積層部材本体を備え、前記積層部材本体の表面から凹む孔部が形成され、該第一層と表面が面一となるように該孔部内に嵌め込まれて、前記第一層と同一の材料からなる断熱ホルダと、該断熱ホルダの内側における前記表面の温度を検出する熱検出部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、孔部に断熱ホルダが嵌め込まれることで、孔部を第一層と同じ材料で構成された断熱ホルダで塞ぐことができる。そのため、第一層の表面の熱が積層部材の第二層側に向かって孔部を介して逃げてしまい、孔部周りの第一層の表面の温度が低下してしまうことを防止できる。また、第一層と断熱ホルダとが同じ材料で構成され熱伝導率が同じとなることで、断熱ホルダの表面の温度と第一層の表面の温度とをほとんど同じとすることができる。そのため、断熱ホルダの表面の温度を検出する熱検出部で断熱ホルダの表面の温度を測定することによって、第一層の表面の温度を測定し検出することができる。これにより、積層部材の表面の温度を高精度に検出することが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明の他の態様に係る積層部材は、前記孔部は、前記第一層の表面側に形成される大径孔部と、該大径孔部よりも前記第二層側で該大径孔部と一体に形成され、該大径孔部よりの径の小さい小径孔部とを有しており、前記断熱ホルダの外周面は、該大径孔部と対応する形状をなして前記第一層の表面側に配置される第一段部と、該小径孔部と対応する形状をなして該第一段部よりも前記第二層側で該第一段部と一体に設けられ、該小径孔部と対応して配置される第二段部とを有していることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、第一層の表面側に形成される大径孔部と、大径孔部よりも第二層側に配置され大径孔部よりも径の小さい小径孔部とを有していることで、孔部は第二層側に向かうにしたがって階段状をなして縮径して形成される。そして、断熱ホルダが孔部に対応する形状である第一段部と第二段部とを有していることで、断熱ホルダも第二層側に向かうにしたがって階段状をなして縮径して形成される。そのため、第一層の表面から断熱ホルダが第二層側に押し込まれるように力を受けても、断熱ホルダの第一段部が孔部の大径孔部と小径孔部との境界によって支持され、断熱ホルダの表面と第一層の表面とを面一のまま保つことができる。これにより、積層部材の表面の温度を安定して検出することが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明の他の態様に係る積層部材は、前記断熱ホルダは、前記第一層と同一の材料からなる外装部と、該外装部に覆われるように内側に配置され、前記外装部よりの熱伝導率の高い熱伝導体とを有し、前記熱検出部は、前記熱伝導体を介して前記表面の温度を検出することを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、熱伝導体を介して第一層の表面での温度を間接的に検出しているため、第一層の表面と面一に熱検出部を設ける必要が無くなる。そのため、第一層の表面が多少摩耗してすり減ってしまったり傷が生じたりしても、熱検出部が破損することがないため、安定して第一層の表面の温度を検出することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の一の態様に係る軸受パッドは、前記積層部材を有し、前記表面がパッド面とされる軸受パッドであって、前記第一層は、樹脂材料によって構成され、前記第二層は、金属材料によって構成されることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、積層部材が第一層を樹脂材料で構成され、第二層を金属材料で構成される軸受パッドであることで、熱伝導率の低い樹脂材料でパッド面が構成された軸受パッドであっても、第一層の表面であるパッド面の温度を高精度に検出することが容易にできる。
【００１７】
また、本発明の一の態様に係る軸受装置は、前記軸受パッドを有することを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、パッド面の温度を高精度に検出しパッド面を適正な温度で管理できる。
【００１９】
さらに、本発明の一の態様に係る回転機械は、前記軸受装置を備えることを特徴とする回転機械。
【００２０】
このような構成によれば、パッド面の温度を高精度に検出しパッド面を適正な温度で管理可能な軸受装置を用いることができるため、安定的に運転することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の一の態様に係る積層部材の製造方法は、層状をなす第一層と、該第一層の裏面に一体に設けられ、該第一層よりも熱伝導率の高い材料からなる第二層とを有する積層部材本体において、前記第一層の表面から凹む孔部を形成する孔部形成工程と、該孔部内に前記第一層と同一の材料からなる断熱ホルダを嵌め込むホルダ取付工程と、該断熱ホルダと前記第一層との表面を面一となるよう平滑にする平滑工程と、前記断熱ホルダの内側における前記表面の温度を検出する熱検出部を取り付ける熱検出部取付工程とを備えることを特徴とする。
【００２２】
このような工程によれば、平滑工程で断熱ホルダを嵌め込んだ後に第一層の表面から突出した部分を除去することで、断熱ホルダと第一層の表面とを容易に面一とすることができる。これにより、断熱ホルダの表面を第一層の表面と面一にして、第一層の表面の温度を熱検出部で検出する積層部材を容易に製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の積層部材によれば、断熱ホルダによって表面の温度の低下を抑えて熱検出部で温度を検出できるため、表面の温度を正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る蒸気タービンを示す概略断面図である
【図２】本発明の第一実施形態に係る蒸気タービンに用いられるジャーナル軸受装置を説明する概略断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る積層部材を説明する図１のＡ領域を拡大した断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る積層部材の製造方法を説明する模式図で、同図（ａ）は孔部形成工程を説明する断面図、同図（ｂ）は断熱ホルダに熱検出部を埋め込む熱検出部取付工程を説明する断面図、同図（ｃ）は断熱ホルダを嵌め込むホルダ取付工程を説明する断面図、同図（ｄ）は表面を平滑にする平滑工程を説明する断面図である
【図５】本発明の第二実施形態に係る積層部材を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る第一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン２００（回転機械）について、図１を参照して説明する。ここで、蒸気タービン２００とは、蒸気Ｆのエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であって、発電所における発電機等に連結して用いられるものである。
【００２６】
図１に示すように、蒸気タービン２００は、タービンケーシング３００と、該タービンケーシング３００を貫通するように軸線Ｏに沿って延びる回転軸２と、タービンケーシング３００に保持された静翼６００と、回転軸２に設けられた動翼７００と、回転軸２を軸線Ｏ回りに回転可能に支持する軸受部１とを備えている。
なお、軸受部１は、ジャーナル軸受装置１１（以下、単に軸受装置１１と称する）及びスラスト軸受装置１２を備えている。
【００２７】
このような蒸気タービン２００では、タービンケーシング３００内に導入される蒸気Ｓが静翼６００及び動翼７００の間の流路を通過する。この際、蒸気Ｓが動翼６００を回転させることで該動翼６００に伴って回転軸２が回転し、該回転軸２に接続された発電機等の機械に動力（回転エネルギー）が伝達される。
【００２８】
次に、ジャーナル軸受装置１１について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、ジャーナル軸受装置（軸受装置）１１は、環状の軸受ハウジング４と、軸受ハウジング４の内周面に設けられた支持部材３と、各々の支持部材３に揺動可能に支持された軸受パッド５ａとを有する。即ち、支持部材３は、軸受パッド５ａと軸受ハウジング４との間に介在している。軸受パッド５ａは、本実施形態における積層部材５であり、周方向に分割されている。本実施形態では、軸受パッド５ａは４個に分割されており、各軸受パッド５ａがそれぞれ支持部材３によって支持されている。
なお、支持部材３は本実施形態のように点支持であることに限定されるものではなく、例えば、ライン支持であっても良い。
【００２９】
軸受パッド５ａは、図示しない潤滑油を介して軸受パッド５ａのパッド面５１ａで回転軸２の外周を支持している。図３に示すように、軸受パッド５ａは、表面がパッド面５１ａとなる第一層５１と、第一層５１の裏面側に一体となって設けられた第二層５２と、第一層５１の表面であるパッド面５１ａから凹んで形成される孔部５３と、孔部５３内に嵌め込まれる断熱ホルダ５４と、断熱ホルダ５４の内側における表面の温度を検出する熱検出部５５とを備えている。
【００３０】
第一層５１は、樹脂材料によって構成され、層状をなして積層部材５の表面である軸受パッド５ａのパッド面５１ａを形成している。即ち、第一層５１の表面は、パッド面５１ａであり、回転軸２と軸受パッド５ａとの間に介在する潤滑油に曝されている。
第二層５２は、第一層５１の裏面側に第一層５１と一体になって設けられることで第一層５１と共に積層部材本体を形成する軸受パッド５ａの裏金である。即ち、第二層５２は、第一層５１の樹脂材料よりも熱伝導率の高い材料である金属材料によって構成されている。
【００３１】
孔部５３は、軸受パッド５ａのパッド面５１ａである第一層５１の表面から第二層５２にわたって貫通して形成されている。孔部５３は、第一層５１の表面側に形成される大径孔部５３ａと、大径孔部５３ａよりも第二層５２側で大径孔部５３ａと一体に形成される小径孔部５３ｂとを有し、第二層５２の途中の大径孔部５３ａと小径孔部５３ｂとの境界で階段状をなして縮径している。
大径孔部５３ａは、第一層５１の表面であるパッド面５１ａから第二層５２の途中まで凹むような円形断面をなす孔部５３である。
小径孔部５３ｂは、大径孔部５３ａよりも径の小さい円形断面をなしており、大径孔部５３ａよりも第二層５２側に配置されている。即ち、小径孔部５３ｂは、径の異なる大径孔部５３ａと同軸上で一体となって第一層５１及び第二層５２とを有する積層部材本体を貫通している。
【００３２】
断熱ホルダ５４は、第一層５１と同一の材料である樹脂材料から構成され、孔部５３に嵌め込まれており、表面が第一層５１の表面であるパッド面５１ａと面一となるように配置されている。そして、断熱ホルダ５４は、孔部５３の形状に対応するよう二段の円柱が軸線Ｏ方向に連なった形状をなしている。即ち、断熱ホルダ５４の外周面は、大径孔部５３ａと対応する形状をなして第一層５１の表面側に配置される第一段部５４ａと、小径孔部５３ｂと対応する形状をなして第一段部５４ａよりも第二層５２側で第一段部５４ａと一体に設けられる第二段部５４ｂとを有している。
【００３３】
第一段部５４ａは、孔部５３である大径孔部５３ａと対応するような円柱状をなして、第一層５１の表面と面一となるよう大径孔部５３ａ内に配置されている。そして、第一段部５４ａは、大径孔部５３ａの第一層５１における内周面に接する外周面にオイルシール材としてＯリング５４１を有している。
第二段部５４ｂは、孔部５３である小径孔部５３ｂと対応するよう第一段部５４ａよりも径の小さい円柱状をなしている。第二段部５４ｂは、第一段部５４ａよりも第二層５２側に配置され、第一段部５４ａと同軸上で一体に形成されている。そして、第二段部５４ｂは、小径孔部５３ｂの内周面に接する外周面がねじ状にされており、小径孔部５３ｂの内周面にねじ状の外周面を食い込ませて固定されている。
【００３４】
熱検出部５５は、断熱ホルダ５４の内側における断熱ホルダ５４の表面の温度を検出する熱電対である。熱検出部５５は、二本の素線５５ａ、５５ｂからなる熱電対であり、断熱ホルダ５４の表面に接するように、予め断熱ホルダ５４の内部に二本の素線５５ａ、５５ｂを埋め込んで取り付けられている。なお、熱検出部５５を構成する熱電対は、公知の熱電対が使用されれば良い。
【００３５】
次に、本発明に係る実施形態の積層部材５の製造方法について図４（ａ）から（ｄ）を参照して説明する。
本実施形態の積層部材５の製造方法は、樹脂材料で構成され層状をなす第一層５１と、第一層５１の裏面側に一体となって設けられ金属材料で構成された第二層５２とを有する積層部材本体に対して実施される。積層部材５の製造方法は、積層部材本体に対して孔部５３を設ける孔部形成工程Ｓ１と、断熱ホルダ５４の内側に熱検出部５５を取り付ける熱検出部取付工程Ｓ２と、孔部５３に断熱ホルダ５４を嵌め込むホルダ取付工程と、断熱ホルダ５４と第一層５１の表面とを平滑にする平滑工程Ｓ４とを有している。
【００３６】
孔部形成工程Ｓ１は、図４（ａ）に示すように、第一層５１の表面から第二層５２まで積層部材本体を貫通するよう小径孔部５３ｂを形成する。そして、孔部形成工程Ｓ１は、小径孔部５３ｂを形成した後に、小径孔部５３ｂと同軸上となるように、第一層５１の表面から第二層５２の途中である任意の深さまで大径孔部５３ａを形成する。大径孔部５３ａの第一表面からの深さは、積層部材本体の形状や第一層５１の深さ等を考慮して予め定める。
【００３７】
熱検出部取付工程Ｓ２は、図４（ｂ）に示すように、予め断熱ホルダ５４内に熱検出部５５である接点を有する熱電対を埋め込んで取り付ける。即ち、熱検出部５５である接点を有する熱電対を内部に配置した状態で断熱ホルダ５４を第一層５１と同じ樹脂材料で成型する。また、断熱ホルダ５４を成型する際に熱電対は、断熱ホルダ５４の表面から熱電対が任意の深さに位置するように配置されて埋め込まれて成形する。熱検出部５５である接点が配置される任意の深さは、断熱ホルダ５４を孔部５３に嵌め込んだ際に第一層５１の表面と同じ位置に配置されるよう予め定めておく。
熱検出部５５が取り付けられる断熱ホルダ５４は、第一段部５４ａが孔部５３に大径孔部５３ａの深さよりも高い形状をなして、表面側に六角孔を有するよう成型する。そして、断熱ホルダ５４の第二段部５４ｂには、外周面がねじ状をなすよう成型する。
【００３８】
断熱ホルダ取付工程Ｓ３は、図４（ｃ）に示すように、第一層５１と同じ樹脂材料からなる断熱ホルダ５４を六角穴５４ｃが設けられた第一段部５４ａが孔部５３から突出するよう孔部５３である小径孔部５３ｂに第二段部５４ｂを嵌め込んで取り付ける。その際、断熱ホルダ５４の頂面の六角穴５４ｃに六角レンチを嵌め込んで回転することで、断熱ホルダ５４の第二段部５４ｂのネジ上の外周面が孔部５３の小径孔部５３ｂの内周面と噛み合いながら挿入され、断熱ホルダ５４を孔部５３内に固定する。そして、断熱ホルダ取付工程Ｓ３が実施されると、孔部５３に嵌め込まれた断熱ホルダ５４の頂部は第一層５１の表面から突出している状態となっている。
【００３９】
平滑工程Ｓ４は、図４（ｄ）に示すように、第一層５１の表面と面一となるよう断熱ホルダ５４の第一層５１の表面から突出している部分を平滑に除去する。即ち、断熱ホルダ５４は樹脂材料であるため、この断熱ホルダ５４の第一層５１の表面から突出した部分を削り取って除去することで、断熱ホルダ５４が第一層５１の表面であるパッド面５１ａと面一とし、熱検出部５５である熱電対を第一層５１の表面に接するように配置している。
【００４０】
次に、上記第一実施形態の積層部材５の作用について説明する。
第一実施形態の積層部材５によれば、孔部５３に断熱ホルダ５４が嵌め込まれることで、孔部５３を第一層５１と同じ樹脂材料で構成された断熱ホルダ５４で塞ぐことができる。そのため、第一層５１の表面であるパッド面５１ａの付近の熱が積層部材５である軸受パッド５ａの第二層５２側に向かって孔部５３を介して逃げてしまい、孔部５３周りのパッド面５１ａの温度が低下してしまうことを防止できる。また、第一層５１と断熱ホルダ５４とが同じ材料である樹脂材料で構成され熱伝導率が同じとなることで、第一層５１よりも断熱ホルダ５４に優先的に熱が伝導されて第二層５２側に逃げてしまうことを防止できる。そのため、断熱ホルダ５４の表面の温度と第一層５１の表面であるパッド面５１ａの温度とをほとんど同じとすることができ、断熱ホルダ５４の表面の温度を検出する熱検出部５５である熱電対で断熱ホルダ５４の表面の温度を測定することによって、パッド面５１ａの温度を測定し検出することができる。これにより、積層部材５の表面である軸受パッド５ａのパッド面５１ａの温度を高精度に検出することが可能となる。
【００４１】
また、第一層５１の表面側に形成される大径孔部５３ａと、大径孔部５３ａよりも第二層５２側に配置され大径孔部５３ａよりも径の小さい小径孔部５３ｂとを有していることで、孔部５３は第二層５２側に向かうにしたがって階段状をなして縮径して形成される。そして、断熱ホルダ５４が孔部５３に対応する形状である第一段部５４ａと第二段部５４ｂとを有していることで、断熱ホルダ５４も第二層５２側に向かうにしたがって階段状をなして縮径して形成される。即ち、断熱ホルダ５４の第一段部５４ａが孔部５３の大径孔部５３ａと小径孔部５３ｂとの境界によって支持されていることとなる。そのため、第一層５１の表面であるパッド面５１ａから断熱ホルダ５４が第二層５２側に押し込まれるように力を受けても、第一段部５４ａが大径孔部５３ａと小径孔部５３ｂとの境界によって支持されているため、第二層５２側に断熱ホルダ５４が押し込まれることはない。つまり、パッド面５１ａ側から潤滑油等を介して断熱ホルダ５４に力が働いても、断熱ホルダ５４の表面と第一層５１の表面であるパッド面５１ａとを面一のまま保つことができる。これにより、積層部材５の表面である軸受パッド５ａのパッド面５１ａの温度を安定して検出することが可能となる。
【００４２】
さらに、このような積層部材５である軸受パッド５ａによれば、積層部材５が第一層５１を樹脂材料で構成され、第二層５２を金属材料で構成される軸受パッド５ａであることで、熱伝導率の低い樹脂材料でパッド面５１ａが構成された軸受パッド５ａであっても、第一層５１の表面の温度を正確に測定することができる。即ち、樹脂材料によって断熱され、パッド面５１ａの温度と第二層５２できる金属材料の裏金での温度とが大きく異なっていても、第一層５１の表面であるパッド面５１ａの温度を高精度に検出することが容易にできる。
【００４３】
また、断熱ホルダ５４の第二段部５４ｂの外周面がねじ状をなしていることで、孔部５３の小径孔部５３ｂが単純な円形断面をなしていても、断熱ホルダ５４の第二段部５４ｂの外周面が孔部５３の小径孔部５３ｂの内周面に食い込み、断熱ホルダ５４を容易に固定することができる。これにより、既存の積層部材５である軸受パッド５ａであっても単純な円形断面をなす貫通孔のような孔部５３を設けるだけで、断熱ホルダ５４を容易に固定でき、パッド面５１ａの温度を高精度に測る構造を後発的に容易に設けることができる。
【００４４】
さらに、断熱ホルダ５４の第一段部５４ａが、孔部５３である大径孔部５３ａの内周面に接する外周面にオイルシール材であるＯリング５４１を有することで、第一層５１の表面であるパッド面５１ａの周囲に有る潤滑油が孔部５３と断熱ホルダ５４との間から積層部材５の内部に流れ込んでしまうことを防止できる。そのため、第一層５１と第二層５２との境界に潤滑油が流れ込んで第一層５１が剥離してしまうことを防止できる。また、パッド面５１ａの潤滑油が孔部５３を介して流れ出してしまいパッド面５１ａでの潤滑油が不足することで、回転軸２との間の圧力が低下し回転軸２を支持する力が低下することを防止できる。
【００４５】
また、第一実施形態の積層部材５の製造方法によれば、断熱ホルダ５４に対して事前に熱検出部５５である接点を有する熱電対を埋め込んでおき、熱電対の埋め込まれた断熱ホルダ５４を孔部５３に嵌め込むことで断熱ホルダ５４を積層部材５である軸受パッド５ａに対して容易に取り付けることができる。
さらに、平滑工程Ｓ４で断熱ホルダ５４を嵌め込んだ後に第一層５１の表面であるパッド面５１ａから突出した部分を除去することで、六角穴５４ｃ等の取り付けるための構造を断熱ホルダ５４に設けていても、取り付けた後に除去することで断熱ホルダ５４と第一層５１の表面とを容易に面一とすることができる。これらにより、断熱ホルダ５４の表面を第一層５１の表面と面一にして、第一層５１の表面の温度を熱検出部５５で検出する積層部材５を容易に製造することが可能となる。
【００４６】
また、回転機械である蒸気タービン２００が、このような積層部材５である軸受パッド５ａを有するジャーナル軸受装置（軸受装置）１１を備えることで、パッド面５１ａの温度を高精度に検出しパッド面５１ａを適正な温度で管理可能な軸受装置１１を用いることができるため、安定的に運転することが可能となる。
【００４７】
次に、図５を参照して第二実施形態の積層部材５について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の積層部材５は、高い熱伝導率を有する熱伝導体６４ｂを介して表面の温度を検出する点について第一実施形態と相違する。
【００４８】
即ち、図５に示すように、第二実施形態では、第二層５２に孔部５３と直交する第二層貫通孔５２ａが設けられており、孔部５３に挿入され熱伝導体６４ｂを有する第二断熱ホルダ６４と、第二層貫通孔５２ａに挿入されて熱伝導体６４ｂを介して温度を検出する第二熱検出部６５とを有している。
【００４９】
第二断熱ホルダ６４は、第一層５１と同じ樹脂材料からなる外装部６４ａと、外装部６４ａに覆われるように内側に配置される熱伝導体６４ｂとを有している。第二断熱ホルダ６４は、第一実施形態の断熱ホルダ５４と同様に、孔部５３に挿入されて固定されている。
外装部６４ａは、第一実施形態の断熱ホルダ５４と同形状をなしているが、中心部分に表面から凹む円形断面をなす凹部と、凹部と直交して外周面から中心部分の凹部まで貫通する円形断面をなす貫通孔６４ｃが設けられている点で断熱ホルダ５４とは異なっている。
【００５０】
熱伝導体６４ｂは、外装部６４ａの樹脂材料や第二層５２の金属材料よりも熱伝導率の高い金属材料で構成されている。熱伝導体６４ｂは、外装部６４ａの中心部分に設けられた凹部と対応するよう円柱形状をなしており、表面が外装部６４ａの表面と一様な平面となるように凹部に圧入されて嵌め込まれている。
なお、熱伝導体６４ｂの熱伝導率は、断熱ホルダ５４の外装部６４ａよりも熱伝導率が高ければよく、第二層５２よりも熱伝導率が高い金属材料に限定されるものではないが、第二層５２よりも熱伝導率が高いか同程度の熱伝導率であることが好ましい。
【００５１】
第二熱検出部６５は、第一層５１と同じ樹脂材料からなる検出部カバー６５ｃに埋め込まれた２本の素線６５ａ、６５ｂからなる第二熱電対である。そして、検出部カバー６５ｃは、第二断熱ホルダ６４の外装部６４ａの外周面に設けられた貫通孔６４ｃと第二層５２に設けられた貫通孔６４ｃとに挿通されている。
検出部カバー６５ｃは、第二断熱ホルダ６４の外装部６４ａに設けられた貫通孔６４ｃと第二層５２に設けられた第二層貫通孔５２ａとに対応するよう円筒形状をなして形成されており、第二層貫通孔５２ａの内周面と対応する外周面の一部がねじ状をなしている。
第二熱電対は、二本の素線６５ａ、６５ｂからなる接点である第二熱検出部６５が検出部カバー６５ｃの頂面に接するように検出部カバー６５ｃ内に配置されて埋め込まれている。第二熱電対は、第一実施形態で用いた熱電対と同様の公知の熱電対である。
【００５２】
次に、上記第二実施形態の積層部材５の作用について説明する。
第二実施形態の積層部材５である軸受パッド５ａによれば、第二断熱ホルダ６４は、積層部材５に形成された孔部５３に挿入された後に、第二層５２の第二層貫通孔５２ａと第二断熱ホルダ６４の貫通孔６４ｃとが一致するように第二断熱ホルダ６４の位置が調整される。そして、検出部カバー６５ｃは、第二層貫通孔５２ａから挿入され、第二断熱ホルダ６４の貫通孔６４ｃにも挿通される。その後、検出部カバー６５ｃのねじ状をなす外周面によって、第二層貫通孔５２ａに検出部カバー６５ｃは固定される。検出部カバー６５ｃが固定されると、第二熱電対である第二熱検出部６５が配置されている検出部カバー６５ｃの頂面は、第二断熱ホルダ６４の熱伝導体６４ｂの側面と接触した状態となる。
このような状態で、第一層５１の表面であるパッド面５１ａの温度が上昇すると、第二断熱ホルダ６４の熱伝導体６４ｂの表面から熱が伝導され、熱伝導体６４ｂの温度とパッド面５１ａの温度とがほとんど同じとなる。そのため、熱伝導体６４ｂの温度を検出部カバー６５ｃの帳面に配置された第二熱検出部６５で検出することで、第一層５１の表面であるパッド面５１ａの温度を検出することができる。
【００５３】
このような積層部材５である軸受パッド５ａによれば、熱伝導体６４ｂを介して第一層５１の表面であるパッド面５１ａの温度を間接的に検出しているため、第一層５１の表面と面一の位置に第二熱電対である第二熱検出部６５を設ける必要が無くなる。そのため、パッド面５１ａが多少摩耗してすり減ってしまったり傷が生じたりしても、第二熱検出部６５が破損することがないため、安定してパッド面５１ａの温度を検出することが可能となる。
【００５４】
また、第二熱検出部６５を断熱ホルダ５４に直接設ける必要が無いため、第二熱検出部６５である接点を有する第二熱電対を検出部カバー６５ｃと共に容易に取り換えることができる。したがって、測定する温度や環境に応じて適切な第二熱検出部６５である接点を有する第二熱電対に取り換えたり、第二熱検出部６５である接点が破損したりした場合に容易に保守点検を行うことが可能となる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
【００５６】
なお、本実施形態における積層部材５は、軸受パッド５ａであることに限定されるものではなく、即ち、第一層５１が樹脂材料で構成されており、第二層５２が金属材料で構成されているものに限定されるものではない。例えば、第一層５１が第二層５２よりも熱伝導率が低ければ、第一層５１お及び第二層５２は共に樹脂材料で構成されていても良く、金属材料で構成されていても良い。
また、熱検出部５５は、断熱ホルダ５４に直接埋め込まれた熱電対であること必要はなく、素線が外装部材に覆われた公知の熱電対を第二層５２の裏面側から埋め込むようにしても良い。その際、熱電対の外装部材を介して第一層５１の表面の熱が逃げてしまわないように、熱電対の外装部材の熱伝導率は断熱ホルダ５４と同程度であることが好ましい。
さらに、断熱ホルダ５４の孔部５３への固定方法は、本実施形態のように断熱ホルダ５４がネジ状の外周面を有することに限定されるものではなく、例えば、接着剤によって固定しても良く、単に断熱ホルダ５４を孔部５３に圧入するだけでの良い。
また、本実施形態における軸受パッド５ａを有する軸受装置は、ジャーナル軸受装置１１に限定されるものではなく、例えば、スラスト軸受装置１２やティルティング軸受装置や固定面軸受装置であっても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１１…ジャーナル軸受装置  ２…回転軸  ３…支持部材  ４…軸受ハウジング  ５…積層部材  ５ａ…軸受パッド  ５１…第一層  ５１ａ…パッド面  ５２…第二層  ５３…孔部  ５３ａ…大径孔部  ５３ｂ…小径孔部  ５４…断熱ホルダ  ５４ａ…第一段部  ５４１…Ｏリング  ５４ｂ…第二段部  ５５…熱検出部  Ｓ１…孔部形成工程  Ｓ２…熱検出部取付工程  Ｓ３…断熱ホルダ取付工程  Ｓ４…平滑工程  ５４ｃ…六角穴  ６４…第二断熱ホルダ  ６４ａ…外装部  ６４ｂ…熱伝導体  ６４ｃ…貫通孔  ６５…第二熱検出部    ６５ｃ…検出部カバー  ５２ａ…第二層貫通孔  ２００…蒸気タービン  Ｏ…軸線  ３００…タービンケーシング  Ｆ…蒸気  ４００…調整弁  ５００…ロータ  ６００…静翼  ７００…動翼  ８００…軸受部  ３１０…切板外輪（ステータ）  ４１０…調整弁室  ４２０…弁体  ４３０…弁座  ４４０…蒸気室  ６１０…ハブシュラウド  ５１０…ディスク  １…軸受装置  １２スラスト軸受装置
【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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