(57)【要約】      （修正有）【課題】回転電機の運転時に軸受本体に発生する熱応力を低減し、低硬度金属層の損傷を防止することにある。【解決手段】裏金１の内周面に低硬度金属層２が形成され、該低硬度金属層２の内周面に偏心量増加用溝４を有するすべり軸受において、高温となる低硬度金属層２の周方向位置に対応する低硬度金属層２と裏金１との境界部分に軸方向に貫通する隙間７を設けると共に、該偏心量増加用溝４の底面と該隙間７との間に、該偏心量増加用溝４内を流れる潤滑油の一部を該隙間７内に導く孔を設ける。【選択図】図４
2006138353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏金の内周面に低硬度金属層が形成された構造のすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向位置に対応する低硬度金属層と裏金との境界部分に軸方向に貫通する隙間を設けたことを特徴とするすべり軸受。
【請求項２】
請求項１記載のすべり軸受において、前記高温となる低硬度金属層の周方向位置は、油膜厚さ最小位置を基準に回転下流側２５°から回転上流側１０°までの範囲の一部であることを特徴とするすべり軸受。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のすべり軸受において、前記低硬度金属層と裏金との境界に設けられた隙間は、冷却用流体を軸方向に通流させる冷却用流体通路として利用することを特徴とするすべり軸受。
【請求項４】
裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向位置に対応する低硬度金属層と裏金との境界部分に軸方向に貫通する隙間を設けると共に、前記偏心量増加用溝の底面と前記隙間との間に、前記偏心量増加用溝内を流れる潤滑油の一部を前記隙間内に導く孔を設けたことを特徴とするすべり軸受。
【請求項５】
裏金の内周面に低硬度金属層が形成された構造のすべり軸受において、高温となる裏金の周方向および半径方向位置に軸方向に貫通する放熱孔を設けたことを特徴とするすべり軸受。
【請求項６】
請求項５記載のすべり軸受において、高温となる裏金の周方向および半径方向位置は、周方向については油膜厚さ最小位置を基準として回転下流側２５°から回転上流側１０°までの範囲の一部であり、半径方向については低硬度金属層と裏金の境界を下限、低硬度金属層表面からＨ／２（Ｈはすべり軸受の内周半径と外周半径の差）離れた位置を上限とする範囲の一部であることを特徴とするすべり軸受。
【請求項７】
裏金の内周面に低硬度金属層が形成された構造のすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向および半径方向位置に裏金外周側から低硬度金属層の表面に通じて低温の潤滑油を噴射する潤滑油噴射孔を設けたことを特徴とするすべり軸受。
【請求項８】
請求項７記載のすべり軸受において、潤滑油噴射孔が設けられる低硬度金属層の周方向および半径方向位置は、周方向については油膜厚さ最小位置を基準として回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲の一部であり、軸方向につていは軸方向摺動面の中央を基準として、±Ｌ／３（Ｌは各軸受摺動面の軸方向長さ）の範囲の一部であることを特徴とするすべり軸受。
【請求項９】
裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向および半径方向位置に裏金外周側から低硬度金属層の表面に通じて潤滑油を噴射する潤滑油噴射孔を設け、この潤滑油噴射孔が設けられる低硬度金属層の周方向および半径方向位置は、周方向については油膜厚さ最小位置を基準として回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲の一部であり、軸方向につていは偏心量増加溝によって分けられた各軸受摺動面の中央を基準として±Ｌ／３（Ｌは各軸受摺動面の軸方向長さ）の範囲の一部であることを特徴とするすべり軸受。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９の何れかに記載のすべり軸受において、潤滑油噴射孔はその低硬度金属層表面側の出口が該噴射孔の出口から最も近い軸受軸方向端部の方向に傾斜して設けたことを特徴とするすべり軸受。
【請求項１１】
裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、周方向の油膜厚さ最小位置を基準として±１０°の範囲内に分岐点を定め、該分岐点から回転上流側においては偏心量増加用溝を設け、分岐点から回転下流側においては２本の偏心量増加用溝を軸方向に分岐させて設け、この２本の偏心量増加用溝は分岐点から回転上流側の各軸受摺動面の中央を基準として軸方向に±Ｌ／３（Ｌは各軸受摺動面の軸方向長さ）の範囲内に分岐されていることを特徴とするすべり軸受。
【請求項１２】
裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、周方向の油膜厚さ最小位置を基準として±１０°の範囲内に分岐点を定め、該分岐点から回転上流側においては偏心量増加用溝を設け、分岐点から回転下流側においては軸方向成分を持つ２本の偏心量増加用溝を分岐させて設け、この２本の偏心量増加用溝の深さは回転下流側に向かって浅くしていき、軸受軸方向端部に至る前に溝の底面が軸受摺動面と一致して溝がなくなるように加工されていることを特徴とするすべり軸受。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２の何れかに記載のすべり軸受により回転子が軸支された回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の運転時に発生する軸受本体の熱応力を低減可能なすべり軸受及びこのすべり軸受を備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にタービン、発電機、電動機などの回転電機の軸受としては、すべり軸受が用いられている。
【０００３】
図１４は従来のすべり軸受の構造を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図である。
【０００４】
図１４に示すように裏金１の内周面に低硬度金属層２を形成して軸受本体を構成している。この軸受本体において、低硬度金属層２が形成されている理由は、万一回転電機の運転中に軸受潤滑油に異物が混入している場合、補修の容易な軸受表面を変形させることで、回転軸３の表面に損傷が発生しないようにするためである。
【０００５】
ここで、裏金１の材料としては、例えばＳＳ４００等の構造用鋼が使用され、また低硬度金属層２の材料としては、例えばホワイトメタル等が用いられている。
【０００６】
すべり軸受では、回転電機の運転中に回転軸３が自重により下側に偏心して、回転軸３と低硬度金属層２との間に潤滑油が巻き込まれ、くさび膜効果で油膜圧力が発生して回転軸３の荷重を支える構造となっている。
【０００７】
すべり軸受の中には、下半部の低硬度金属層２の表面に周方向に伸びる溝（偏心量増加用溝）４を設けたものもある。この溝４を設ける理由は、回転軸３の偏心量を大きくして、軸系の振動安定性を向上させるためである。
【０００８】
なお、低硬度金属層２の表面のうち、溝４を除き、実際に回転軸３の荷重支持に寄与する部分を軸受摺動面と呼ぶ。
【０００９】
このような偏心量増加用溝４を有する軸受においては、図１４に示すように当該溝４によって軸方向に分けられた２つの軸受摺動面５を有する。
【００１０】
ところで、回転軸３と低硬度金属層２との間に生成される軸受油膜６の厚さは、軸受本体の内径と比較して非常に薄く、また回転軸３は５０ｒｐｓあるいは６０ｒｐｓといった高速で回転するため、軸受油膜６では大きな軸受損失が発生する。この軸受損失による発熱量は、潤滑油に取り去られるほか、軸受構造物の温度上昇に費やされる。
【００１１】
図１５は、回転電機の定格運転時における軸受本体の周方向と半径方向の温度分布の一例を示す図である。この温度分布から明らかなように軸受損失は油膜厚さ最小位置で最大となるので、油膜厚さ最小位置を通過した高温の潤滑油で低硬度金属層２が加熱され、表面温度は油膜厚さ最小位置からやや回転後流側で最高となることが分かる。
【００１２】
図１５の例では、油膜厚さ最小位置を基準に回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲が高温領域となっている。また、半径方向には、Ｈを軸受本体の内周半径と外周半径の差とすると、低硬度金属層２の表面からＨ／４の範囲が高温領域となっている。
【００１３】
図１６は、回転電機の定格運転時における軸受本体の周方向と軸方向の温度分布の一例を示す図である。これは、軸受本体の軸方向中央に偏心量増加用溝４を持つすべり軸受の温度分布であり、溝４を挟んで２つの軸受摺動面５を有している。
【００１４】
この温度分布から明らかなように、各軸受摺動面５の軸方向長さをＬとすると、各軸受摺動面５の中央で温度が最高となり、各軸受摺動面５の中央を基準として、軸方向に±Ｌ／４の範囲が高温領域となっていることが分かる。
【００１５】
このように回転電機の運転中に軸受本体があまり高温になると、荷重負荷能力の低下や低硬度金属層（メタル）の損傷などの問題が発生する。
【００１６】
因みに、軸受温度を低減させる手段として、高温の潤滑油を給油孔の手前で排出し、油膜の温度を低減させるなど種々提案されているが（例えば、特許文献１）、いずれも十分期待できる効果が得られていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００２−１２２１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したように従来のすべり軸受においては、回転電機の定格運転時に軸受構造物の温度が高くなり、軸受本体を構成する裏金と低硬度金属層が熱膨張すると、これら両者の線膨張係数の違いから熱応力が発生する。すなわち、低硬度金属層の方の線膨張係数が大きいため、裏金よりも大きく膨張しようとするが、両者は境界面にて密着しているため、低硬度金属層に圧縮応力が働く。もし、低硬度金属層に働く圧縮応力を超えると、１回の起動停止により低硬度金属層に塑性ひずみが発生する。特に、頻繁に起動停止を行うプラントでは、塑性ひずみが徐々に大きくなり、低硬度金属層が損傷するなどの問題に発展するおそれがある。
【００１８】
本発明は上記のような問題点を解消するため、回転電機の運転時に軸受本体に発生する熱応力を低減し、低硬度金属層の損傷を防止することができるすべり軸受及びすべり軸受を備えた回転電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】
【００１９】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段によりすべり軸受及びすべり軸受を備えた回転電機を構成する。
【００２０】
（１）本発明は、裏金の内周面に低硬度金属層が形成された構造のすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向位置に対応する低硬度金属層と裏金との境界部分に軸方向に貫通する隙間を設ける。
【００２１】
（２）本発明は、裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向位置に対応する低硬度金属層と裏金との境界部分に軸方向に貫通する隙間を設けると共に、前記偏心量増加用溝の底面と前記隙間との間に、前記偏心量増加用溝内を流れる潤滑油の一部を前記隙間内に導く孔を設ける。
【００２２】
（３）本発明は、裏金の内周面に低硬度金属層が形成された構造のすべり軸受において、高温となる裏金の周方向および半径方向位置に軸方向に貫通する放熱孔を設ける。
【００２３】
（４）本発明は、裏金の内周面に低硬度金属層が形成された構造のすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向および半径方向位置に裏金外周側から低硬度金属層の表面に通じて低温の潤滑油を噴射する潤滑油噴射孔を設ける。
【００２４】
（５）本発明は、裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、高温となる低硬度金属層の周方向および半径方向位置に裏金外周側から低硬度金属層の表面に通じて潤滑油を噴射する潤滑油噴射孔を設け、この潤滑油噴射孔が設けられる低硬度金属層の周方向および半径方向位置は、周方向については油膜厚さ最小位置を基準として回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲の一部であり、軸方向につていは偏心量増加溝によって分けられた各軸受摺動面の中央を基準として±Ｌ／３（Ｌは各軸受摺動面の軸方向長さ）の範囲の一部である。
【００２５】
（６）本発明は、裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、周方向の油膜厚さ最小位置を基準として±１０°の範囲内に分岐点を定め、該分岐点から回転上流側においては偏心量増加用溝を設け、分岐点から回転下流側においては２本の偏心量増加用溝を軸方向に分岐させて設け、この２本の偏心量増加用溝は分岐点から回転上流側の各軸受摺動面の中央を基準として軸方向に±Ｌ／３（Ｌは各軸受摺動面の軸方向長さ）の範囲内に分岐されている。
【００２６】
（７）本発明は、裏金の内周面に低硬度金属層が形成され、該低硬度金属層の内周面に偏心量増加用溝を有するすべり軸受において、周方向の油膜厚さ最小位置を基準として±１０°の範囲内に分岐点を定め、該分岐点から回転上流側においては偏心量増加用溝を設け、分岐点から回転下流側においては軸方向成分を持つ２本の偏心量増加用溝を分岐させて設け、この２本の偏心量増加用溝の深さは回転下流側に向かって浅くしていき、軸受軸方向端部に至る前に溝の底面が軸受摺動面と一致して溝がなくなるように加工されている。
【００２７】
（８）本発明は、上記（１）〜（７）の何れかに記載の発明のすべり軸受により回転子が軸支された回転電機を構成する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、回転電機の運転時に軸受本体に発生する熱応力を低減し、低硬度金属層の損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は本発明によるすべり軸受の第１の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図である。なお、図１４と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００３１】
第１の実施形態では、図１（ａ），（ｂ）に示すように軸受本体の周方向で、且つ低硬度金属層２が高温となる位置の裏金１と低硬度金属層２との境界部分に軸方向に貫通する隙間７を設け、この部分での両者の接触を無くすようにしたものである。
【００３２】
この場合、裏金１と低硬度金属層２との境界部分に隙間７を設ける際の周方向位置としては、図２に示すように油膜厚さ最小位置を基準に回転下流側２５°から回転上流側１０°までの範囲の一部が選定される。
【００３３】
このような構成とすれば、低硬度金属層２が高温となる位置の裏金１と低硬度金属層２との境界部分が軸方向に貫通する隙間７により非接触状態となるので、特に軸方向の熱膨張を拘束する作用が小さくなり、低硬度金属層２の熱応力を低減することができる。
【００３４】
また、隙間７が設けられる周方向位置として、熱応力が最大となることが予想される範囲の一部が選定されているので、大きな熱応力の発生を防ぐことができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図３は本発明によるすべり軸受の第２の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００３６】
第２の実施形態では、図３（ａ），（ｂ）に示すように第１の実施形態と同様に裏金１と低硬度金属層２との境界部分に設けた隙間７を冷却用流体通路として利用し、図示しない冷却用流体供給手段により隙間内に冷却用流体８を軸方向に流すようにしたものである。
【００３７】
このようにすれば、第１の実施形態と同様の作用効果が得られるのに加えて、隙間７周辺の低硬度金属層２と裏金１の温度を低減することができ、その結果、隙間７周辺での熱応力を低減することができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図４は本発明によるすべり軸受の第３の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００３９】
第４の実施形態では、図４（ａ），（ｂ）に示すように裏金１の内周面に低硬度金属層２が形成され、この低硬度金属層２の軸方向中央部に周方向に伸びる偏心量増加用溝４を有する軸受本体において、第１の実施形態と同様に裏金１と低硬度金属層２との境界部分に軸方向に貫通する隙間７を設けると共に、偏心量増加用溝４の底面から隙間７に抜ける孔４ａをあけ、この孔４ａを通して偏心量増加用溝４内を流れる潤滑油の一部を隙間７内に導くようにしたものである。
【００４０】
このような構成とすれば、第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加え、偏心量増加用溝４内を流れる潤滑油の一部が孔４ａを通して隙間７内に流入し、隙間７内を軸方向に流れて軸受本体の側面から排出されるので、隙間７周辺の温度が低減し、熱応力を低減することができる。この場合、偏心量増加用溝４内には比較的低温の潤滑油が流れているので、隙間７の周辺温度の低減効果は顕著である。
【００４１】
また、本実施形態においては、偏心量増加用溝４内を流れる潤滑油を隙間７内に導入しているので、第２の実施形態のように冷却用流体を供給するための準備や、冷却用流体の供給装置が不要である。
【００４２】
（第４の実施形態）
図５は本発明によるすべり軸受の第４の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００４３】
第４の実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示すように軸受本体の周方向および半径方向について、裏金１が高温となる位置において、裏金１に軸方向に貫通する放熱孔９を設けるようにしたものである。この放熱孔９を裏金１に設けている理由は、低硬度金属層２に放熱孔を設けるよりも、強度上の信頼性が高いためである。
【００４４】
ここで、上記裏金１に軸方向に貫通する放熱孔９を設ける場合、図６に示すように周方向については、油膜厚さ最小位置を基準として回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲内に設け、且つ半径方向については、低硬度金属層２と裏金１の境界を下限、低硬度金属層２の表面からＨ／２の位置を上限とする範囲内に設ける。但し、Ｈは軸受本体の内周半径と外周半径の差である。
【００４５】
このように放熱孔９を設けるにあたり、軸受本体の周方向および半径方向について、それぞれ範囲を規定しているのは次のような根拠によるものである。
【００４６】
図１５で示した回転電機の定格運転時における軸受本体の周方向と半径方向の温度分布図から明らかなように、裏金１が周方向に関して高温となる領域は、油膜厚さ最小位置を基準として、回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲である。また、半径方向に関して裏金１が高温となる領域は、低硬度金属層２からＨ／４までの範囲である。このうち、半径方向については、運転条件や軸受材料の変化で高温領域が移動する可能性も考慮に入れて設置範囲の上限を大きくした。その際、図１５で低硬度金属層２の表面からＨ／２以上離れた位置では、高温領域から２段階低温の領域に入っており、これ以上外周では放熱の効果は望めないものと仮定して、低硬度金属層２の表面からＨ／２の位置を半径方向の上限としている。
【００４７】
このような構成とすれば、放熱孔９からの放熱により裏金１の温度が下がり、裏金１に接する低硬度金属層２の温度も下がり、その結果低硬度金属層２の熱応力を低減することができる。
【００４８】
（第５の実施形態）
図７は本発明によるすべり軸受の第５の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００４９】
第５の実施形態では、図７（ａ），（ｂ）に示すように裏金１の内周面に低硬度金属層２が形成され、この低硬度金属層２の軸方向中央部に周方向に伸びる偏心量増加用溝４を有するすべり軸受において、軸受本体の周方向と軸方向に関して低硬度金属層２が高温となる位置で、裏金１の外周側から低硬度金属層２の表面（内周面）側に抜ける複数（図では２つ）の潤滑油噴射孔１０を軸方向に適宜離間させて設け、回転電機の運転中にこれらの孔から低温の潤滑油を噴射させるようにしたものである。
【００５０】
ここで、上記裏金１の外周側から低硬度金属層２の表面に抜ける潤滑油噴射孔１０を設ける場合、大きな熱応力低減効果を得るための潤滑油噴射孔の設置範囲について図８により説明する。
【００５１】
軸受本体の周方向については、油膜厚さ最小位置を基準として回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲の一部に孔を設け、且つ軸方向については偏心量増加用溝４によって２分された各軸受摺動面５の中央を基準として、±Ｌ／３の範囲の一部に孔を設ける。但し、Ｌは各軸受摺動面５の軸方向長さである。
【００５２】
以下その根拠について述べる。
【００５３】
図１５で示した回転電機の定格運転時における軸受本体の周方向と半径方向の温度分布図から明らかなように、裏金１が周方向に関して高温となる領域は、油膜厚さ最小位置を基準として、回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲である。このうち、軸方向については、運転条件や軸受材料の変化で高温領域が移動する可能性も考慮に入れて±Ｌ／３まで設置範囲を広げている。
【００５４】
このような構成とすれば、回転電機の運転中に図示しない潤滑油供給手段により潤滑油噴射孔１０を通して低温の潤滑油を低硬度金属層２の内周面側に噴射すると、この低温の潤滑油は軸受油膜６内の潤滑油と混合されるため、軸受油膜６の温度が下がると共に、低硬度金属層２の温度も下がり、その結果、低硬度金属層２の熱応力を低減できる。
【００５５】
上記実施形態では、偏心量増加用溝４を有するすべり軸受について説明したが、偏心量増加用溝４のないすべり軸受に対しても前述同様に実施できるものである。
【００５６】
図９は、偏心量増加用溝のないすべり軸受に対して、裏金１の外周側から低硬度金属層２の表面に抜ける潤滑油噴射孔１０を設ける場合、大きな熱応力低減効果を得るための潤滑油噴射孔の設置範囲を示している。
【００５７】
偏心量増加用溝のないすべり軸受において、図９に示すように軸受本体の周方向については油膜厚さ最小位置を基準として回転下流側２５°から回転上流側１０°の範囲の一部に孔を設け、且つ軸方向については軸受摺動面５の中央を基準として±Ｌ／３の範囲の一部に孔を設ける。但し、Ｌは軸受摺動面５の軸方向長さである。このような設置範囲を定めた根拠は、偏心量増加溝を有するすべり軸受の場合と同様である
（第６の実施形態）
図１０は本発明によるすべり軸受の第６の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図、（ｃ）は軸受摺動面の展開図で、図７と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００５８】
第６の実施形態では、図１０(ａ)〜（ｃ）に示すように裏金１の外周側の軸方向中央位置から低硬度金属層２の表面へ向けて、孔の出口が最も近い軸方向端部に向って傾斜するように２つの潤滑油噴射孔１０を設けたものである。
【００５９】
このような構成とすれば、傾斜する潤滑油噴射孔１０を通して低硬度金属層２の表面から噴射された潤滑油は、軸方向の速度成分を持つため、潤滑油噴射孔の回転上流側から流れてくる高温の潤滑油の一部を巻き込み、軸方向端部から排出される。
【００６０】
従って、噴射孔１０を軸方向に傾けずに設けた場合と比較して、回転下流側に流れる高温の潤滑油量が減少するため、低硬度金属層２の温度を更に低減することができ、その分発生する熱応力を低減することができる。
【００６１】
（第７の実施形態）
図１１は本発明によるすべり軸受の第７の実施形態を示す径方向断面図で、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００６２】
第７の実施形態では、図１１に示すように裏金１の内周面に低硬度金属層２が形成され、この低硬度金属層２の軸方向中央部に偏心量増加用溝４を有するすべり軸受において、軸受本体の周方向の油膜厚さ最小位置を基準として±１０°の範囲内に分岐点１１を定め、この分岐点１１から回転上流側においては従来通りの偏心量増加溝４を設け、分岐点１１において偏心量増加溝４を互いに異なる軸方向に２本に分岐し、分岐点１１から回転下流側においては分岐点１１から回転上流側の各軸受摺動面の中央を基準として軸方向に±Ｌ／３の範囲内に分岐後の各溝１２を設けるようにしたものである。
【００６３】
ここで、分岐点の周方向設置範囲と分岐点の回転下流側各溝の軸方向設置範囲を図１２に示す。
【００６４】
以下、このような範囲を定めた根拠について述べる。
【００６５】
低硬度金属層の高温領域よりも回転下流側に分岐点があると、低温の潤滑油が高温領域を通過しないため、温度低減の効果が得られない。背景技術の項で述べたように低硬度金属層の表面温度は、油膜厚さ最小位置から下流側で最高となるため、温度低減効果については、分岐点を油膜厚さ最小位置より上流側に設置することが望ましい。
【００６６】
一方、あまり上流側で分岐すると、軸受油膜の圧力が下がってしまい、回転軸の偏心量に影響を与える。理論上、最小油膜厚さ位置から下流側では油膜圧力が発生しないで、偏心量に影響を与えないためには、分岐点を油膜厚さ最小位置より下流側に設置することが望ましい。
【００６７】
以上のことより油膜厚さ最小位置を分岐点設置の目標とし、設計余裕として±１０°の範囲を分岐点設置範囲として定めている。また、分岐点から回転下流側における各溝の軸方向位置については、前述した第５の実施形態と同様の根拠により定めている。
【００６８】
このような構成とすれば、偏心量増加溝４内に比較的低温の潤滑油が流れているので、この溝内の潤滑油を高温領域に導くことにより、低硬度金属層２の表面温度を低減することができ、その結果、低硬度金属層２の熱応力を低減することが可能となる。
【００６９】
（第８の実施形態）
図１３は本発明によるすべり軸受の第８の実施形態を示す径方向断面図で、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００７０】
第８の実施形態では、図１３に示すように裏金１の内周面に低硬度金属層２が形成され、この低硬度金属層２の軸方向中央部に偏心量増加用溝４を有するすべり軸受において、軸受本体の周方向の油膜厚さ最小位置を基準として±１０°の範囲内に分岐点１１を定め、この分岐点１１から回転上流側においては偏心量増加溝４を従来通り設け、分岐点１１において偏心量増加用溝４を、軸方向成分を持つ２本の溝１２に分岐し、分岐点から回転下流側においては各溝１２の深さを浅くしていき、軸受本体の軸方向端部に至る前に溝１２の底面が軸受摺動面５と一致して溝がなくなるように加工を行う。
【００７１】
このような構成とすれば、偏心量増加用溝４内を流れてきた比較的低温の潤滑油が、分岐点より回転下流側で軸受摺動面５に軸方向の速度成分を持って流出する。この軸受摺動面５を流れてきた高温の潤滑油の一部は、溝１２から流出した潤滑油に巻き込まれ、軸方向端部から排出される。
【００７２】
従って、回転下流側に流れる高温の潤滑油量が減少するため、低硬度金属層２と裏金１の温度を低減することができ、その結果、低硬度金属層２に働く熱応力を低減することができる。
【００７３】
なお、上述した第１の実施形態乃至第８の実施形態のいずれかのすべり軸受をタービン、発電機、電動機などの回転電機の回転子を軸支する軸受として用いることにより、安定した状態で回転電機を運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明によるすべり軸受の第１の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図。
【図２】同実施形態において、大きな熱応力低減効果を得るための隙間の設置範囲を示す図。
【図３】本発明によるすべり軸受の第２の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図。
【図４】本発明によるすべり軸受の第３の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図。
【図５】本発明によるすべり軸受の第４の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図。
【図６】同実施形態において、大きな熱応力低減効果を得るための放熱孔の設置範囲を示す図。
【図７】本発明によるすべり軸受の第５の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図。
【図８】同実施形態において、大きな熱応力低減効果を得るための潤滑油噴射孔の設置範囲を示す図。
【図９】同じく偏心量増加用溝を持たないすべり軸受において、大きな熱応力低減効果を得るための潤滑油噴射孔の設置範囲を示す図。
【図１０】本発明によるすべり軸受の第６の実施形態を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図、（ｃ）は軸受摺動面の展開図。
【図１１】本発明によるすべり軸受の第７の実施形態を示す径方向断面図。
【図１２】同実施形態において、分岐点の周方向設置範囲と分岐点から回転下流側の各溝の軸方向設置範囲を示す図。
【図１３】本発明によるすべり軸受の第８の実施形態を示す径方向断面図。
【図１４】従来のすべり軸受の構成例を示し、（ａ）は径方向断面図、（ｂ）は軸方向断面図。
【図１５】従来のすべり軸受において、回転電機の定格運転時における周方向と半径方向の温度分布の一例を示す図。
【図１６】従来のすべり軸受において、回転電機の定格運転時における周方向と軸方向の温度分布の一例を示す図。
【符号の説明】
【００７５】
１…裏金、２…低硬度金属層、３…回転軸、４…偏心量増加用溝、４ａ…孔、５…軸受摺動面、６…軸受油膜、７…隙間、８…冷却用流体、９…放熱孔、１０…潤滑油噴射孔、１１…分岐点、１２…分岐後の溝。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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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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