(57)【要約】【課題】回転軸の回転の安定性を高めつつ負荷容量の低下を抑制できるすべり軸受構造を提供する。【解決手段】回転機械のためのすべり軸受構造（１ａ）は、回転軸（１０）と、軸受（２０）と、を備える。回転軸（１０）は、すべり軸受構造（１ａ）において支持されるべきすべり部（１２）を有する。軸受（２０）は、潤滑膜を介して少なくとも回転軸（１０）の半径方向に前記すべり部（１２）を支持するための支持面（２２）を形成する軸受穴（２４）を有する。軸受穴（２４）は、回転軸（１０）が回転しているときに軸受穴（２４）の軸心方向において潤滑膜の流体の圧力が相対的に高くなる部分に対向する、軸受穴（２４）の軸心方向における支持面（２２）の特定位置で、軸受（２０）の与圧係数が軸受穴（２４）の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている。【選択図】図１
2016118229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械のためのすべり軸受構造であって、
当該すべり軸受構造において支持されるべきすべり部を有する回転軸と、
潤滑膜を介して少なくとも前記回転軸の半径方向に前記すべり部を支持するための支持面を形成する軸受穴を有する軸受と、を備え、
前記回転軸の軸心と前記軸受穴の軸心とが一致しているときの前記回転軸及び前記軸受の前記回転軸の軸心に垂直な断面における前記回転軸と前記軸受との間の隙間の最小値及び最大値をそれぞれＣｂ及びＣｐと表し、前記軸受における与圧係数を１−Ｃｂ／Ｃｐと定義したときに、
前記軸受穴は、前記回転軸が回転しているときに前記軸受穴の軸心方向において前記潤滑膜の流体の圧力が相対的に高くなる部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の特定位置で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている、
すべり軸受構造。
【請求項２】
前記軸受穴は、前記回転軸が回転しているときに前記軸受穴の軸心方向において前記潤滑膜の流体の圧力が最大となる部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の最大位置又は前記最大位置の近傍で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において最大になるように形成されている、請求項１に記載のすべり軸受構造。
【請求項３】
前記軸受穴は、前記回転軸が回転しているときに前記軸受穴の軸心方向において前記潤滑膜の流体の圧力が最小となる部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の最小位置又は前記最小位置の近傍で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において最小になるように形成されている、請求項１又は２に記載のすべり軸受構造。
【請求項４】
前記回転軸は、前記すべり部の外周面が、前記回転軸の軸心に垂直な断面における輪郭が円であり、かつ、前記回転軸の先端に向かって縮小する半径を有するテーパー面であるように形成され、
前記軸受穴は、前記テーパー面のうち前記すべり部における前記回転軸の半径が前記回転軸の軸心方向において相対的に大きい部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の特定位置で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のすべり軸受構造。
【請求項５】
（Ｉ−ａ）所定形状を有する被加工物を準備する工程と、
（Ｉ−ｂ）前記被加工物に、特定方向に延びる軸心を有し、かつ、前記軸心に垂直な前記被加工物の断面において円をなす内周面を有する軸受穴を形成する工程と、
（Ｉ−ｃ）前記軸受穴の前記軸心の周方向における前記内周面の特定位置が前記軸受穴の内側に相対的に大きく塑性変形するように前記軸心に垂直な方向に圧縮応力を前記被加工物に加える工程と、
（Ｉ−ｄ）前記被加工物に加えた前記圧縮応力を解除する工程と、を備えた、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のすべり軸受構造における前記軸受を製造する方法。
【請求項６】
前記工程（Ｉ−ｂ）において、前記軸受穴としてテーパー穴を形成する、請求項５に記載の軸受を製造する方法。
【請求項７】
（II−ａ）所定形状を有する被加工物を準備する工程と、
（II−ｂ）前記被加工物が弾性変形するように前記被加工物に圧縮応力を加えながら、特定方向に延びる軸心を有し、かつ、前記軸心に垂直な前記被加工物の断面において円をなす内周面を有する軸受穴を形成する工程と、
（II−ｃ）前記被加工物に加えた前記圧縮応力を解除する工程と、を備え、
前記工程（II−ｃ）において前記軸受穴の前記軸心の周方向における前記内周面の特定位置が前記軸受穴の外側に相対的に大きく変形するように、前記工程（II−ｂ）において前記圧縮応力を加える、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のすべり軸受構造における前記軸受を製造する方法。
【請求項８】
前記工程（II−ｂ）において、前記軸受穴としてテーパー穴を形成する、請求項７に記載の軸受を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すべり軸受構造及びそのすべり軸受構造における軸受を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ターボ機械などの回転機械のためのすべり軸受が知られている。すべり軸受の軸受穴の内周面の断面がほぼ真円であり、すべり軸受にかかる荷重が軽荷重であると、すべり軸受における潤滑膜の不安定化作用によりオイルホワール（Oil whirl）が発生して回転軸が自励振動し、回転軸の回転が不安定になることがある。そこで、すべり軸受における回転軸の回転の安定性を高めるために、楕円軸受又は多円弧軸受が用いられることがある。
【０００３】
特許文献１には、図１１に示すように、外筒部材５１０及び内筒部材５２０を備えたセミフロートベアリング５００が記載されている。セミフロートベアリング５００によりターボチャージャのタービンシャフト５３０が回転可能に支持されている。内筒部材５２０は、複数（図１１では３つ）の突部５２２を有する。複数の突部５２２は、内筒部材５２０の外周面の周方向に互いに離れた複数箇所に設けられている。内筒部材５２０は、それぞれの突部５２２が外筒部材５１０に内周面に接触するように外筒部材５１０に固定されている。このため、内筒部材５２０の突部５２２に対応する箇所には内方に向かう荷重が加わり、内筒部材５２０の突部５２２が設けられていない箇所にはこのような荷重が加わらない。これにより、内筒部材５２０の内周面が、周方向に径（半径ｒ１及び半径ｒ２）が変化する波状に形成されている。これにより、タービンシャフト５３０の回転に伴う自励振動が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３―４７５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、すべり軸受において、回転軸の回転の安定性を高めつつ負荷容量の低下を抑制する観点から、具体的な検討はなされていない。そこで、本開示は、回転軸の回転の安定性を高めつつ負荷容量の低下を抑制できる、すべり軸受構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
回転機械のためのすべり軸受構造であって、
当該すべり軸受構造において支持されるべきすべり部を有する回転軸と、
潤滑膜を介して少なくとも前記回転軸の半径方向に前記すべり部を支持するための支持面を形成する軸受穴を有する軸受と、を備え、
前記回転軸の軸心と前記軸受穴の軸心とが一致しているときの前記回転軸及び前記軸受の前記回転軸の軸心に垂直な断面における前記回転軸と前記軸受との間の隙間の最小値及び最大値をそれぞれＣｂ及びＣｐと表し、前記軸受における与圧係数を１−Ｃｂ／Ｃｐと定義したときに、
前記軸受穴は、前記回転軸が回転しているときに前記軸受穴の軸心方向において前記潤滑膜の流体の圧力が相対的に高くなる部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の特定位置で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている、
すべり軸受構造を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
上記のすべり軸受構造によれば、回転軸の回転の安定性を高めつつ負荷容量の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のすべり軸受構造を示す断面図
【図２Ａ】図１におけるIIａ−IIａ線に沿ったすべり軸受構造の断面図
【図２Ｂ】図１におけるIIｂ−IIｂ線に沿ったすべり軸受構造の断面図
【図２Ｃ】図１におけるIIｃ−IIｃ線に沿ったすべり軸受構造の断面図
【図２Ｄ】図１におけるIIｄ−IIｄ線に沿ったすべり軸受構造の断面図
【図３】第１実施形態のすべり軸受構造において回転軸が回転しているときの潤滑膜の流体の圧力分布を示す断面図
【図４】第１実施形態のすべり軸受構造を備えたターボ機械を示す断面図
【図５】第１実施形態に係るすべり軸受構造の軸受の製造方法の一例を示す工程図
【図６】第１実施形態に係るすべり軸受構造の軸受の製造方法の別の一例を示す工程図
【図７】第２実施形態のすべり構造を示す断面図
【図８Ａ】図７におけるVIIIａ−VIIIａ線に沿ったすべり軸受構造の断面図
【図８Ｂ】図７におけるVIIIｂ−VIIIｂ線に沿ったすべり軸受構造の断面図
【図９】第２実施形態に係るすべり軸受構造の軸受の製造方法の一例を示す工程図
【図１０】変形例に係るすべり軸受構造の軸受の製造方法の一例を示す工程図
【図１１】従来のセミフロートベアリングを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
すべり軸受において、回転軸は通常、回転軸の軸心が軸受の軸受穴の軸心から偏心した状態で回転している。すべり軸受が真円軸受である場合、回転軸が回転しているときのくさび効果による油膜力は軸受穴の軸心と回転軸の軸心とを結ぶ軸受穴の軸心に垂直な直線（軸受穴の軸心から回転軸の軸心の偏心方向に延びる直線）に対して回転軸の回転方向に遅れた向きに発生する。軸受荷重が軽荷重であり、かつ、軸受穴の軸心と回転軸の軸心との偏心率が低い場合、この遅れは９０°に近づく。このため、真円軸受の油膜係数には所定の大きさの連成項が存在する。このことが、真円軸受においてオイルホワールによって回転軸の回転の安定性が損なわれやすい原因となっている。
【００１０】
真円軸受では、軸受穴の軸心と回転軸の軸心とを一致させると軸受面全体において一様な隙間が形成されるのに対し、多円弧軸受では、一様な隙間ができるような位置から軸受面が回転軸に向かって少し近づいた位置になるように軸受が組み立てられる。このような、軸受隙間の設定は与圧と呼ばれる。多円弧軸受の油膜係数は、真円軸受の油膜係数とは異なるので、くさび効果による油膜力が発生する方向を軸受穴の軸心と回転軸の軸心とを結ぶ軸受穴の軸心に垂直な直線（軸受穴の軸心から回転軸の軸心の偏心方向に延びる直線）に近づけることができる。これにより、回転軸の回転の安定性が高まる。しかし、多円弧軸受では、与圧の程度を大きくすると、軸受面と回転軸との間の隙間の最小値が減少し、又は、その隙間の最大値が増加するので、すべり軸受における負荷容量が低下する可能性がある。
【００１１】
本開示の第１態様は、
回転機械のためのすべり軸受構造であって、
当該すべり軸受構造において支持されるべきすべり部を有する回転軸と、
潤滑膜を介して少なくとも前記回転軸の半径方向に前記すべり部を支持するための支持面を形成する軸受穴を有する軸受と、を備え、
前記回転軸の軸心と前記軸受穴の軸心とが一致しているときの前記回転軸及び前記軸受の前記回転軸の軸心に垂直な断面における前記回転軸と前記軸受との間の隙間の最小値及び最大値をそれぞれＣｂ及びＣｐと表し、前記軸受における与圧係数を１−Ｃｂ／Ｃｐと定義したときに、
前記軸受穴は、前記回転軸が回転しているときに前記軸受穴の軸心方向において前記潤滑膜の流体の圧力が相対的に高くなる部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の特定位置で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている、
すべり軸受構造を提供する。
【００１２】
回転軸が回転しているときに、軸受穴の軸心方向において潤滑膜の流体の圧力は一定ではなく、軸受穴の軸心方向における支持面の特定位置で相対的に高くなる。第１態様によれば、軸受の与圧係数が、特定位置で軸受穴の軸心方向において相対的に高いので、オイルホワールによって回転軸の回転が不安定になることを抑制できる。すなわち、回転軸の回転の安定性を高めることができる。また、軸受の与圧係数は、軸受穴の軸心方向における軸受の支持面全体で高いわけではないので、すべり軸受における負荷容量の低下を抑制できる。
【００１３】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記軸受穴は、前記回転軸が回転しているときに前記軸受穴の軸心方向において前記潤滑膜の流体の圧力が最大となる部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の最大位置又は前記最大位置の近傍で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において最大になるように形成されている、すべり軸受構造を提供する。第２態様によれば、軸受の与圧係数を特に高めるべき箇所において、軸受が、軸受穴の軸心方向において最大の与圧係数を有する。このため、回転軸の回転の安定性をより高めることができる。
【００１４】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記軸受穴は、前記回転軸が回転しているときに前記軸受穴の軸心方向において前記潤滑膜の流体の圧力が最小となる部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の最小位置又は前記最小位置の近傍で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において最小になるように形成されている、すべり軸受構造を提供する。第３態様によれば、軸受の与圧係数を高める必要がない箇所で、軸受が、軸受穴の軸心方向において最小の与圧係数を有する。このため、すべり軸受における負荷容量の低下を有利に抑制できる。
【００１５】
本開示の第４態様は、第１態様〜第３態様のいずれか１つの態様に加えて、前記回転軸は、前記すべり部の外周面が、前記回転軸の軸心に垂直な断面における輪郭が円であり、かつ、前記回転軸の先端に向かって縮小する半径を有するテーパー面であるように形成され、前記軸受穴は、前記テーパー面のうち前記すべり部における前記回転軸の半径が前記回転軸の軸心方向において相対的に大きい部分に対向する、前記軸受穴の軸心方向における前記支持面の特定位置で、前記軸受の前記与圧係数が前記軸受穴の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている、すべり軸受構造を提供する。第４態様のように回転軸が形成されていると、軸受穴の軸心方向における潤滑膜の流体の圧力の最大値は、テーパー面の大径側に現れる。このため、第４態様によれば、回転軸のテーパー面の大径側で、軸受が相対的に高い与圧係数を有するので、回転軸の回転の安定性を高めることができる。また、軸受の与圧係数は、軸受穴の軸心方向における軸受の支持面全体で高いわけではないので、すべり軸受における負荷容量の低下を抑制できる。
【００１６】
本開示の第５態様は、
（Ｉ−ａ）所定形状を有する被加工物を準備する工程と、
（Ｉ−ｂ）前記被加工物に、特定方向に延びる軸心を有し、かつ、前記軸心に垂直な前記被加工物の断面において円をなす内周面を有する軸受穴を形成する工程と、
（Ｉ−ｃ）前記軸受穴の前記軸心の周方向における前記内周面の特定位置が前記軸受穴の内側に相対的に大きく塑性変形するように前記軸心に垂直な方向に圧縮応力を前記被加工物に加える工程と、
（Ｉ−ｄ）前記被加工物に加えた前記圧縮応力を解除する工程と、を備えた、
第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様のすべり軸受構造における前記軸受を製造する方法を提供する。
【００１７】
第５態様によれば、軸受穴の軸心の周方向における特定位置に応力を加え続けなくても、第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様のすべり軸受構造における軸受を製造できる。
【００１８】
本開示の第６態様は、第５態様に加えて、前記工程（Ｉ−ｂ）において、前記軸受穴としてテーパー穴を形成する、軸受を製造する方法を提供する。第５態様によれば、回転軸のすべり部の外周面がテーパー面である場合に、そのテーパー面に対応したテーパー穴を軸受穴として有する軸受を製造できる。
【００１９】
本開示の第７態様は、
（II−ａ）所定形状を有する被加工物を準備する工程と、
（II−ｂ）前記被加工物が弾性変形するように前記被加工物に圧縮応力を加えながら、特定方向に延びる軸心を有し、かつ、前記軸心に垂直な前記被加工物の断面において円をなす内周面を有する軸受穴を形成する工程と、
（II−ｃ）前記被加工物に加えた前記圧縮応力を解除する工程と、を備え、
前記工程（II−ｃ）において前記軸受穴の前記軸心の周方向における前記内周面の特定位置が前記軸受穴の外側に相対的に大きく変形するように、前記工程（II−ｂ）において前記圧縮応力を加える、
第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様のすべり軸受構造における前記軸受を製造する方法を提供する。
【００２０】
第７態様によれば、軸受穴の軸心の周方向における特定位置に応力を加え続けなくても、第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様のすべり軸受構造における軸受を製造できる。
【００２１】
本開示の第８態様は、第７態様に加えて、前記工程（II−ｂ）において、前記軸受穴としてテーパー穴を形成する、軸受を製造する方法を提供する。第８態様によれば、回転軸のすべり部の外周面がテーパー面である場合に、そのテーパー面に対応したテーパー穴を軸受穴として有する軸受を製造できる。
【００２２】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、本明細書において特に断らない限り、「円」とは、「真円」又は実質的に「真円」とみなせる楕円を意味する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、すべり軸受構造１ａは、回転軸１０と、軸受２０とを備えている。回転軸１０は、すべり軸受構造１ａにおいて支持されるべきすべり部１２を有する。軸受２０は、軸受穴２４を有する。軸受穴２４は、潤滑膜を介して少なくとも回転軸１０の半径方向にすべり部１２を支持するための支持面２２を形成する。すなわち、軸受２０は、少なくともジャーナル軸受として機能する。回転軸１０の軸心Ａｓと軸受穴２４の軸心Ａｂとが一致しているときの回転軸１０及び軸受２０の回転軸１０の軸心Ａｓに垂直な断面における回転軸１０と軸受２０との間の隙間の最小値及び最大値をそれぞれＣｂ及びＣｐと表し、軸受における与圧係数を１−Ｃｂ／Ｃｐと定義する。この最大値及び最小値が存在しない場合、すなわち、この隙間が一定であるとき、与圧係数は０とする。軸受穴２４は、回転軸１０が回転しているときに軸受穴２４の軸心方向において潤滑膜の流体の圧力が相対的に高くなる部分に対向する、軸受穴２４の軸心方向における支持面２２の特定位置で、軸受２０の与圧係数が軸受穴２４の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている。例えば、図２Ａで示した断面において、軸受２０の支持面２２は真円であり、軸受２０の与圧係数は０である。また、例えば、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄで示した断面において、軸受２０の与圧係数は、それぞれ、０．１５、０．３０、及び０．５０である。実際には、回転軸１０と軸受２０との隙間はかなり小さいが、添付の図面においては、説明のために、回転軸１０と軸受２０との隙間の大きさを誇張して描いている。
【００２４】
軸受穴２４は、例えば、軸受穴２４の軸心方向における支持面２２の最大位置又はその最大位置の近傍で、軸受２０の与圧係数が軸受穴の軸心方向において最大になるように形成されている。ここで、軸受穴の軸心方向における支持面２２の最大位置とは、回転軸１０が回転しているときに軸受穴２４の軸心方向において潤滑膜の流体の圧力が最大となる部分に対向する支持面２２上の位置を意味する。なお、最大位置の近傍とは、例えば、軸受穴２４の軸心方向における長さをＬｂとしたときに、その最大位置からの軸受穴２４の軸心方向における距離が０．２５Ｌｂ以下である支持面２２上の位置を意味する。軸受２０の与圧係数の最大値は、特に制限されないが、例えば、０．３〜０．７である。
【００２５】
軸受穴２４は、例えば、軸受穴２４の軸心方向における支持面２２の最小位置又は最小位置の近傍で、軸受２０の与圧係数が軸受穴２４の軸心方向において最小になるように形成されている。ここで、軸受穴２４の軸心方向における支持面２２の最小位置とは、回転軸１０が回転しているときに軸受穴２４の軸心方向において潤滑膜の流体の圧力が最小となる部分に対向する支持面２２上の位置を意味する。なお、最小位置の近傍とは、例えば、軸受穴２４の軸心方向における長さをＬｂとしたときに、その最小位置からの軸受穴２４の軸心方向における距離が０．２５Ｌｂ以下である支持面２２上の位置を意味する。軸受２０の与圧係数の最小値は、例えば、０である。
【００２６】
図１及び図２Ａ〜図２Ｄに示すように、回転軸１０は、すべり部１２の外周面がテーパー面１４であるように形成されている。テーパー面１４は、回転軸１０の軸心Ａｓに垂直な断面における輪郭が円であり、かつ、回転軸１０の先端に向かって縮小する半径を有する。軸受穴２４は、テーパー面１４のうち、軸受穴２４の軸心方向における支持面２２の特定位置で、軸受２０の与圧係数が軸受穴２４の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている。ここで、支持面２２の特定位置とは、すべり部１２における回転軸１０の半径が回転軸１０の軸心方向において相対的に大きい部分に対向する、支持面２２上の位置を意味する。軸受穴２４は、例えば、回転軸１０の先端に向かって縮小する穴径を有するテーパー穴として形成されている。この場合、軸受２０は、ジャーナル軸受としてのみならずスラスト軸受としても機能する。
【００２７】
すべり軸受構造１ａにおいて、回転軸１０が回転しているときに、軸受穴２４の軸心方向における潤滑膜の流体の圧力Ｐの分布は、図３に示すように、すべり部１２の大径側に偏る。なぜなら、すべり部１２における回転軸１０の半径が大きいほど、すべり部１２の周速が速くなり、すべり部１２の周速が速い領域ではくさび効果によって潤滑膜の流体に大きな動圧が発生するからである。このため、このような領域では、オイルホワールによって回転軸１０の回転の安定性が損なわれやすい。しかし、図２Ａ〜図２Ｄに示されているように、軸受穴２４の軸心方向における支持面２２の特定位置で、軸受２０が相対的に高い与圧係数を有しているので、回転軸１０の回転の安定性が高まる。潤滑膜の流体の圧力は、回転軸１０の周方向においても変化する。図３では、回転軸１０の周方向において潤滑膜の流体が相対的に高い圧力を有する位置を含み、かつ、軸受穴２４の軸心Ａｂを含む断面における潤滑膜の流体の圧力分布を示している。
【００２８】
図４に示すように、すべり軸受構造１ａは、ターボ機械１００などの回転機械に用いられる。すなわち、すべり軸受構造１ａは、回転機械のための軸受構造である。図４に示すように、ターボ機械１００は、回転軸１０、軸受２０、インペラ３０、軸受４０、ケーシング５０、及びモータ６０を備えている。インペラ３０は、回転軸１０に取り付けられている。軸受２０は、インペラ３０の前方で回転軸１０を回転可能に支持している。軸受４０は、インペラ３０の後方で回転軸１０の半径方向に回転軸１０を回転可能に支持している。軸受４０は、例えば、すべり軸受であり、かつ、ジャーナル軸受である。モータ６０は、インペラ３０と軸受４０との間で回転軸１０に取り付けられている。ケーシング５０の内部には、インペラ３０が配置されており、インペラ３０の半径方向外側には吐出流路７１が形成されている。
【００２９】
ターボ機械１００は、例えば、ターボ圧縮機である。インペラ３０は、回転軸１０によってモータ６０と連結されているので、モータ６０の作動により回転軸１０とともにインペラ３０が回転する。この場合、ケーシング５０の内部においてインペラ３０の前方からインペラ３０に向かって作動流体が流れる。その後、作動流体は、インペラ３０を通過してインペラ３０の半径方向外側の吐出流路７１に入り、さらに吐出流路７１を通過してケーシング５０の外部へ吐出される。作動流体がインペラ３０を通過することにより、作動流体が加速され、かつ、加圧され、作動流体が圧縮される。
【００３０】
インペラ３０の前方の面には、作動流体の吸込圧力がかかり、インペラ３０の後方の面には、作動流体の吐出圧力にほぼ等しい圧力がかかる。このため、回転軸１０及びインペラ３０を含む回転体には、前方（図４では、左方向）に向かうスラスト荷重が発生する。軸受２０の軸受穴２４はテーパー穴であるので、このスラスト荷重を軸受２０によって支持できる。
【００３１】
次に、すべり軸受構造１ａにおける軸受２０を製造する方法の一例について説明する。すべり軸受１ａにおける軸受２０の製造方法は、例えば、図５に示すように、工程（Ｉ−ａ）と、工程（Ｉ−ｂ）と、工程（Ｉ−ｃ）と、工程（Ｉ−ｄ）とを備える。工程（Ｉ−ａ）は、所定形状を有する被加工物２０ａを準備する工程である。被加工物２０ａの立体的形状は特に限定されないが、例えば、立方体状、直方体状、又は円柱状である。また、被加工物２０ａは、金属又は合金などの塑性変形可能な材料である。工程（Ｉ−ｂ）は、被加工物２０ａに、特定方向に延びる軸心Ａｂを有し、かつ、軸心Ａｂに垂直な被加工物２０ａの断面において円をなす内周面２２ａを有する軸受穴２４を形成する工程である。なお、内周面２２ａが、軸受２０における支持面２２に相当する。工程（Ｉ−ｃ）は、軸受穴２４の軸心Ａｂの周方向における内周面２２ａの特定位置Ｌ１が軸受穴２４の内側に相対的に大きく塑性変形するように軸心Ａｂに垂直な方向に圧縮応力Ｐｃを被加工物２０ａに加える工程である。工程（Ｉ−ｄ）は、被加工物２０ａに加えた圧縮応力を解除する工程である。
【００３２】
工程（Ｉ−ｂ）において、例えば、軸受穴２４としてテーパー穴を形成する。これにより、回転軸１０のすべり部１２の外周面がテーパー面１４である場合に、テーパー面１４に対応した支持面２２を形成できる。工程（Ｉ−ｃ）において、軸受穴２４の軸心Ａｂの周方向における内周面２２ａの特定位置Ｌ１の数は、例えば２以上である。複数の特定位置Ｌ１は、内周面２２ａの周方向において互いに等角で離れた状態で内周面２２ａに位置している。工程（Ｉ−ｂ）において、軸受穴２４としてテーパー穴が形成されている場合には、軸受穴２４の穴径が相対的に大きい部分に相当する被加工物２０ａの厚みが相対的に薄い。このため、軸受穴２４の穴径が相対的に大きい部分における内周面２２ａは、圧縮応力Ｐｃによって相対的に大きく塑性変形する。これに対し、軸受穴２４の穴径が相対的に小さい部分における内周面２２ａは、それほど大きく塑性変形しない。このため、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、軸受穴２４の軸心方向に与圧係数が変化する軸受２０を製造できる。また、軸受２０を用いてすべり軸受構造１ａを製造する場合に、相対的に高い与圧係数を軸受２０に与えるために、軸受２０に圧縮応力を加え続ける必要がない。
【００３３】
次に、すべり軸受構造１ａにおける軸受２０を製造する方法の別の一例を説明する。すべり軸受１ａにおける軸受２０の製造方法は、例えば、図６に示すように、工程（II−ａ）と、工程（II−ｂ）と、工程（II−ｃ）とを備える。工程（II−ａ）は、所定形状を有する被加工物２０ｂを準備する工程である。被加工物２０ｂの立体的形状は特に限定されないが、例えば、立方体状、直方体状、又は円柱状である。また、被加工物２０ｂは、金属、合金、又はセラミックスなどの弾性変形可能な材料である。工程（II−ｂ）は、被加工物２０ｂが弾性変形するように被加工物２０ｂに圧縮応力Ｐｃを加えながら、特定方向に延びる軸心Ａｂを有し、かつ、軸心Ａｂに垂直な被加工物２０ｂの断面において円をなす内周面２２ｂを有する軸受穴２４を形成する工程である。なお、内周面２２ｂが、軸受２０における支持面２２に相当する。工程（II−ｃ）は、被加工物２０ｂに加えた圧縮応力Ｐｃを解除する工程である。ここで、工程（II−ｃ）において軸受穴２４の軸心Ａｂの周方向における内周面２２ｂの特定位置Ｌ２が軸受穴２４の外側に相対的に大きく変形するように、工程（II−ｂ）において圧縮応力を加える。
【００３４】
工程（II−ｂ）において、例えば、軸受穴２４としてテーパー穴を形成する。これにより、回転軸１０のすべり部１２の外周面がテーパー面１４である場合に、テーパー面１４に対応した支持面２２を形成できる。工程（II−ｂ）では、圧縮応力Ｐｃによって、被加工物２０ｂが軸心Ａｂに垂直な所定の方向に弾性変形するように圧縮されている。圧縮応力Ｐｃは、例えば、軸心Ａｂの周方向に互いに等角で離れた２つ以上の方向から被加工物２０ｂに加えられる。工程（II−ｃ）において、被加工物２０ｂに加えた圧縮応力Ｐｃを解除すると、被加工物２０ｂの弾性変形が解除され、圧縮応力Ｐｃ加えられた方向と反対方向に向かって、すなわち、軸受穴２４の外側に向かって、内周面２２ｂの特定位置Ｌ２が変形する。これに対し、内周面２２ｂのうち、工程（II−ｂ）において弾性変形していない部分又は弾性変形の変形量が小さい部分は、工程（II−ｃ）においてほとんど変形しない。このため、周方向に変化する半径を有する軸受穴２４が形成される。
【００３５】
軸受穴２４としてテーパー穴が形成されている場合には、軸受穴２４の穴径が相対的に大きい部分に相当する被加工物２０ｂの部分の厚みが相対的に薄い。このため、軸受穴２４の穴径が相対的に大きい内周面２２ｂの部分は、工程（II−ｂ）において圧縮応力Ｐｃによって相対的に大きく弾性変形し、かつ、工程（II−ｃ）において軸受穴２４の外側に大きく拡がる。一方、軸受穴２４の穴径が相対的に小さい部分に相当する被加工物２０ｂの部分の厚みは相対的に厚い。このため、軸受穴２４の穴径が相対的に小さい内周面２２ｂの部分は、工程（II−ｂ）においてそれほど大きく弾性変形せず、かつ、工程（II−ｃ）においてそれほど大きく外側へ拡がらない。このようにして、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、軸受穴２４の軸心方向に与圧係数が変化する軸受２０を製造できる。また、軸受２０を用いてすべり軸受構造１ａを製造する場合に、相対的に高い与圧係数を軸受２０に与えるために、軸受２０に圧縮応力を加え続ける必要がない。さらに、被加工物２０ｂが塑性変形しないので、軸受２０を構成する材料の特性が変化することを防止できる。また、セラミックスのような塑性変形しにくい材料を用いることもできる。
【００３６】
（変形例）
すべり軸受構造１ａは、様々な観点から変更が可能である。例えば、軸受２０が相対的に高い与圧係数を有する位置において、軸受穴２４の軸心Ａｂに垂直な断面における支持面２２の輪郭は、３つ以上の円弧を有するように、軸受穴２４が形成されていてもよい。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るすべり軸受構造１ｂについて説明する。すべり軸受構造１ｂは、特に説明する場合を除き、すべり軸受構造１ａと同様に構成される。すべり軸受構造１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、すべり軸受構造１ｂにも適用される。
【００３８】
すべり軸受構造１ｂは、図７に示すように、回転軸１１０と、軸受１２０とを備える。回転軸１１０は、すべり軸受構造１ｂにおいて支持されるべきすべり部１１２を有する。軸受１２０は、軸受穴１２４を有する。軸受穴１２４は、潤滑膜を介して少なくとも回転軸１１０の半径方向にすべり部１１２を支持するための支持面１２２を形成する。回転軸１１０の軸心Ａｓと軸受穴１２４の軸心Ａｂとが一致しているときの回転軸１１０及び軸受１２０の回転軸１１０の軸心Ａｓに垂直な断面における回転軸１１０と軸受１２０との間の隙間の最小値及び最大値をそれぞれＣｂ及びＣｐと表し、軸受１２０における与圧係数を１−Ｃｂ／Ｃｐと定義する。回転軸１１０は、すべり部１１２の外周面が円柱面である点で回転軸１０と相違する。この場合、回転軸１１０が回転しているときに、軸受穴１２４の軸心方向において、潤滑膜の流体の圧力は、軸受穴１２４の中央付近で相対的に高くなる。このため、支持面１２２の軸受穴１２４の軸心方向における中央付近が、回転軸１１０が回転しているときに軸受穴１２４の軸心方向において潤滑膜の流体の圧力が相対的に高くなる部分に対向する。図７、図８Ａ、及び図８Ｂに示すように、軸受穴１２４は、支持面１２２の軸受穴１２４の軸心方向における中央付近で、軸受２０の与圧係数が軸受穴１２４の軸心方向において相対的に高くなるように形成されている。
【００３９】
すべり軸受構造１ｂにおける軸受１２０の製造方法の一例について説明する。軸受１２０の製造方法は、例えば、図９に示すように、工程（Ｉ−ａ）と、工程（Ｉ−ｂ）と、工程（Ｉ−ｃ）と、工程（Ｉ−ｄ）とを備える。工程（Ｉ−ａ）は、所定形状を有する被加工物１２０ａを準備する工程である。被加工物１２０ａの立体的形状は、特に限定されないが、例えば、立方体状、直方体状、又は円柱状である。被加工物１２０ａにおいて、例えば、図９に示すように、被加工物１２０ａの外周面の中央部分で被加工物１２０ａの幅が拡大している。被加工物１２０ａは、金属又は合金などの塑性変形可能な材料である。工程（Ｉ−ｂ）は、被加工物１２０ａに、特定方向に延びる軸心Ａｂを有し、かつ、軸心Ａｂに垂直な被加工物２０ａの断面において円をなす内周面１２２ａを有する軸受穴２４を形成する工程である。なお、内周面１２２ａが、軸受１２０における支持面１２２に相当する。工程（Ｉ−ｃ）は、軸受穴１２４の軸心Ａｂの周方向における内周面１２２ａの特定位置が軸受穴１２４の内側に相対的に大きく塑性変形するように軸心Ａｂに垂直な方向に圧縮応力Ｐｃを被加工物１２０ａに加える工程である。工程（Ｉ−ｄ）は、被加工物１２０ａに加えた圧縮応力を解除する工程である。
【００４０】
図９に示すように、工程（Ｉ−ｂ）において、例えば、軸受穴１２４として、軸受穴１２４の軸心方向に一定の半径を有するストレート穴を形成する。工程（Ｉ−ｃ）において、軸受穴１２４の軸心Ａｂの周方向において互いに等角で離れた２つ以上の方向から圧縮応力Ｐｃを被加工物１２０ａに加え、軸受穴１２４の内周面を内側に塑性変形させる。このようにして、すべり軸受構造１ｂの軸受１２０を製造できる。
【００４１】
（変形例）
すべり軸受構造１ｂは、様々な観点から変更可能である。例えば、すべり軸受１ｂは、軸受１２０に代えて、次のように製造される軸受２２０を備えていてもよい。軸受２２０の製造方法は、例えば、工程（II−ａ）と、工程（II−ｂ）と、工程（II−ｃ）とを備える。工程（II−ａ）は、所定形状を有する被加工物２２０ａを準備する工程である。被加工物２２０ａの立体的形状は特に限定されないが、立方体状、直方体状、又は円柱状である。例えば、図１０に示すように、被加工物２２０ａの外周面の中央部分で被加工物１２０ａの幅が拡大している。被加工物２２０ａの外周面の中央部分幅は、例えば、被加工物２２０ａの外周面の端部の幅よりも数μｍ程度大きい。被加工物２２０ａは、金属、合金、又はセラミックスなどの弾性変形可能な材料である。工程（II−ｂ）は、被加工物２２０ａが弾性変形するように被加工物２２０ａに圧縮応力Ｐｃを加えながら、特定方向に延びる軸心Ａｂを有し、かつ、軸心Ａｂに垂直な被加工物２２０ａの断面において円をなす内周面２２２ａを有する軸受穴２２４を形成する工程である。工程（II−ｃ）は、被加工物２２０ａに加えた圧縮応力Ｐｃを解除する工程である。ここで、工程（II−ｃ）において軸受穴２２４の軸心Ａｂの周方向における内周面２２２ａの特定位置が軸受穴２２４の外側に相対的に大きく変形するように、工程（II−ｂ）において圧縮応力を加える。
【００４２】
図１０に示すように、工程（II−ｂ）において、例えば、軸受穴２２４として、軸受穴２２４の軸心方向に一定の半径を有するストレート穴を形成する。また、工程（II−ｂ）において、軸受穴２２４の軸心Ａｂの周方向に互いに等角で離れた２つ以上の方向から圧縮応力Ｐｃを被加工物２２０ａに加え、被加工物２２０ａを弾性変形させる。例えば、一対のプレス板３００によって被加工物２２０ａが挟まれた状態で２方向から圧縮応力Ｐｃが加えられる。ここで、被加工物２２０ａの外周面の中央部分の幅が被加工物２２０ａの外周面の端部の幅より大きいので、軸受穴２２４の軸心方向における被加工物２２０ａの中央部分が圧縮応力Ｐｃによって相対的に大きく弾性変形する。このため、工程（II−ｃ）において、軸受穴２２４の軸心方向における被加工物２２０ａの中央部分で、内周面２２２ａが軸受穴２２４の外側に相対的に大きく変形する。このようにして製造された軸受２２０は、軸受穴２２４の軸心方向における中央部分で相対的に高い与圧係数を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本開示のすべり軸受構造は、例えば、ターボ冷凍機、業務用空調などの空調システムに利用される冷凍サイクル装置の圧縮機のためのすべり軸受構造として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１ａ、１ｂ                すべり軸受構造
１０                      回転軸
１２                      すべり部
１４                      テーパー面
２０                      軸受
２０ａ、２０ｂ            被加工物
２２                      支持面
２４                      軸受穴
Ａｂ                      軸受穴の軸心
Ａｓ                      回転軸の軸心
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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