本公開涉及一種傾斜墊片軸承，具備能夠以樞軸為支點進行擺動地安裝于殼體的多個軸瓦。

背景技術(shù)：

通常，作為滑動軸承的一種，已知有傾斜墊片軸承。傾斜墊片軸承通過沿轉(zhuǎn)子的周向配置的多個軸瓦來支承轉(zhuǎn)子。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，在多個軸瓦與轉(zhuǎn)子之間形成油膜，確保轉(zhuǎn)子與軸承面之間的潤滑性。而且，多個軸瓦成為分別能夠獨立地擺動的結(jié)構(gòu)，與其他的滑動軸承相比，難以發(fā)生不穩(wěn)定振動，即使是高速的轉(zhuǎn)子也能夠進行穩(wěn)定支承，因此例如在渦輪、風(fēng)力機械、增壓器等旋轉(zhuǎn)機械中能夠廣泛地使用。

例如，在專利文獻1中記載有具備能夠以軸瓦背面的樞軸為支點進行擺動地構(gòu)成的多個軸瓦的傾斜墊片軸承。而且，在專利文獻2中記載有配置在承受載荷的位置的載荷方向軸瓦的軸承面曲率與軸承中心同心地形成的傾斜墊片軸承。

【在先技術(shù)文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2009-168205號公報

【專利文獻2】日本特開昭58-180816號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

【發(fā)明要解決的課題】

然而，在傾斜墊片軸承中，向軸瓦的內(nèi)周面與轉(zhuǎn)子的外周面之間的軸承間隙引入潤滑油，通過適當?shù)乇３中纬稍谒鼈冎g的楔狀油膜的油膜壓力，將軸承負載能力維持得較高。

然而，在傾斜墊片軸承的工作中(轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中)，由于熱變形或壓力變形等而軸瓦變形，以該變形為起因而軸承負載能力有時會下降。例如，軸瓦的背面通過樞軸而支承于殼體，因此若從轉(zhuǎn)子施加負載，則由于來自樞軸的按壓力而軸瓦有時會變形?；蛘?，軸瓦的軸承面與轉(zhuǎn)子進行滑動，因此由于摩擦熱而溫度升高，軸承面?zhèn)冗M行熱伸長而軸瓦有時會翹曲。這樣，若以傾斜墊片軸承的工作中的軸瓦的變形為起因而實際的軸承間隙擴大為設(shè)計的間隙以上時，油膜壓力局部性地下降，從而存在傾斜墊片軸承的軸承負載能力下降的可能性。

因此，要求適當?shù)鼐S持傾斜墊片軸承的軸承間隙的油膜壓力分布。

關(guān)于這一點，在專利文獻1及2中，沒有公開以將軸承負載能力維持得較高的情況為目的而用于適當?shù)鼐S持軸承間隙的油膜壓力分布的結(jié)構(gòu)。

鑒于上述的情況，本發(fā)明的至少一實施方式的目的在于提供一種適當?shù)乇３州S承間隙的油膜壓力分布并能夠?qū)⑤S承負載能力維持得較高的傾斜墊片軸承。

【用于解決課題的方案】

本發(fā)明者們仔細研究的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了以傾斜墊片軸承的工作中的軸瓦的變形(例如熱變形或壓力變形)為起因的軸承間隙的擴大在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上的軸瓦的下游側(cè)區(qū)域更為顯著。具體而言，可知在軸瓦的下游側(cè)區(qū)域中，軸瓦向軸瓦的周向端部從轉(zhuǎn)子遠離的方向翹曲，因此軸瓦的下游側(cè)區(qū)域的軸承間隙擴大。

通常，軸瓦的內(nèi)周面與轉(zhuǎn)子的外周面之間的軸承間隙呈從軸瓦的上游側(cè)區(qū)域朝向下游側(cè)區(qū)域變窄的楔形狀。并且，在軸承間隙形成的楔狀油膜的油膜壓力處于從上游側(cè)區(qū)域朝向下游側(cè)區(qū)域升高的傾向。如上所述，傾斜墊片軸承的工作中的軸瓦的變形在下游側(cè)區(qū)域顯著，因此本來在要求高油膜壓力的下游側(cè)區(qū)域，軸承間隙擴展而油膜壓力下降，可能會引起軸承負載能力的顯著的下降。因此，為了將軸承負載能力維持得較高，基于上述的見解而本發(fā)明者等進一步反復(fù)地研究，想到了以下所示的本發(fā)明。

(1)本發(fā)明的至少一實施方式的傾斜墊片軸承用于將轉(zhuǎn)子支承為旋轉(zhuǎn)自如，其特征在于，具備：

殼體；及

多個軸瓦，能夠以樞軸為支點進行擺動地安裝于所述殼體，

所述軸瓦中的與所述轉(zhuǎn)子相對的軸瓦面包括：

第一區(qū)域，位于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)且具有第一曲率半徑；及

第二區(qū)域，位于比所述第一區(qū)域靠所述旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)的位置且具有比所述第一曲率半徑小的第二曲率半徑。

如上所述，通過本發(fā)明者們的見解，可知軸瓦的變形存在2個主要的特征。一個是傾斜墊片軸承的工作中的軸瓦的變形量在上游側(cè)和下游側(cè)不同的點，另一個是軸瓦的下游側(cè)端部向從轉(zhuǎn)子遠離的方向翹曲變形的點。

根據(jù)上述(1)的結(jié)構(gòu)，軸瓦面包括位于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)且具有第一曲率半徑的第一區(qū)域和位于比第一區(qū)域靠旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)且具有比第一曲率半徑小的第二曲率半徑的第二區(qū)域。即，由于在軸瓦的變形量大的下游側(cè)和變形量小的上游側(cè)使曲率半徑不同，因此分別在上游側(cè)及下游側(cè)容易設(shè)定與軸瓦的變形量對應(yīng)的適當?shù)妮S承間隙。而且，由于使第二曲率半徑小于第一曲率半徑，因此即使由于軸瓦的變形而下游側(cè)端部向從轉(zhuǎn)子分離的方向翹曲，也能夠適當?shù)乇３窒掠蝹?cè)的軸承間隙。

由此，能夠適當?shù)卮_保傾斜墊片軸承的軸承間隙的油膜壓力分布，能夠?qū)⑤S承負載能力維持得較高。

(2)在若干的實施方式中，以上述(1)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所述第一區(qū)域的曲率中心位于比所述第二區(qū)域的曲率中心靠所述軸瓦的上游端側(cè)的位置。

由此，能夠使第二區(qū)域的軸瓦的周向端部與轉(zhuǎn)子之間的間隙小于第一區(qū)域的軸瓦的周向端部與轉(zhuǎn)子之間的間隙，并維持軸瓦的下游側(cè)的油膜壓力。

(3)在若干的實施方式中，以上述(1)或(2)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域隔著沿所述傾斜墊片軸承的軸向的交界線而相鄰，

所述交界線位于所述轉(zhuǎn)子停止時的所述軸瓦相對于所述轉(zhuǎn)子進行接觸的接觸區(qū)域的外側(cè)。

在第一區(qū)域與第二區(qū)域相鄰的情況下，第一曲率半徑和第二曲率半徑的變化點(交界線)成為尖銳的形狀，因此在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止時，若轉(zhuǎn)子載荷作用于軸瓦，則在所述變化點可能會作用有高的表面壓力。

因此，如上述(3)的結(jié)構(gòu)那樣，第一區(qū)域與第二區(qū)域的交界線位于轉(zhuǎn)子停止時的軸瓦相對于轉(zhuǎn)子進行接觸的接觸區(qū)域的外側(cè)，由此能防止在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止時高表面壓力局部性地作用于軸瓦。

(4)在一實施方式中，以上述(3)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所述交界線位于比所述接觸區(qū)域靠所述旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)的位置。

根據(jù)上述(4)的結(jié)構(gòu)，第一區(qū)域與第二區(qū)域的交界線位于比轉(zhuǎn)子與軸瓦的接觸區(qū)域靠旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)的位置，因此能夠防止轉(zhuǎn)子停止時的軸瓦的局部性的表面壓力的產(chǎn)生。

而且，當具有比較小的第二曲率半徑的第二區(qū)域的設(shè)置范圍過度變寬時，難以設(shè)定避免轉(zhuǎn)子的外周面與軸瓦的接觸并適當?shù)鼐S持軸承間隙那樣的第二曲率半徑的情況。關(guān)于這一點，根據(jù)上述(4)的結(jié)構(gòu)，將具有比較小的第二曲率半徑的第二區(qū)域的設(shè)置范圍限制為接觸區(qū)域的下游側(cè)，因此考慮軸瓦的下游側(cè)端部的變形而容易適當?shù)卦O(shè)定第二曲率半徑。

(5)在若干的實施方式中，以上述(1)至(4)中的任一結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域隔著沿所述傾斜墊片軸承的軸向的交界線而相鄰，

在將所述傾斜墊片軸承的周向上的所述樞軸的角度位置設(shè)為θ₀時，所述交界線位于除了(θ₀-10度)以上且(θ₀+10度)以下之外的范圍。

在上述(5)的結(jié)構(gòu)中，第一區(qū)域與第二區(qū)域的交界線位于除了(θ₀-10度)以上且(θ₀+10度)之外的范圍。在此，軸瓦以樞軸為支點而安裝于殼體，因此轉(zhuǎn)子在以樞軸為中心的區(qū)域處與軸瓦接觸。即，根據(jù)上述(4)的結(jié)構(gòu)，避開軸瓦與轉(zhuǎn)子以高接觸壓力接觸的區(qū)域而設(shè)置交界線。由此，能防止在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止時高表面壓力局部性地作用于軸瓦的情況。

(6)在一實施方式中，以上述(5)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所述交界線位于比(θ₀+10度)大的角度范圍。

根據(jù)上述(6)的結(jié)構(gòu)，能更可靠地防止在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)停止時高表面壓力局部性地作用于軸瓦的情況。

(7)在若干的實施方式中，以上述(1)至(6)中的任一結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，至少所述轉(zhuǎn)子的停止時的所述軸瓦面在所述傾斜墊片軸承的軸向上為凹狀。

根據(jù)上述(7)的結(jié)構(gòu)，即使由于軸瓦的變形而軸向端部向從轉(zhuǎn)子遠離的方向翹曲，由于預(yù)先使軸瓦面在軸向上形成為凹狀，因此也能夠適當?shù)乇３州S承間隙。

(8)而且，本發(fā)明的至少一實施方式的傾斜墊片軸承用于將轉(zhuǎn)子支承為旋轉(zhuǎn)自如，所述傾斜墊片軸承具備：

殼體；及

多個軸瓦，能夠以樞軸為支點進行擺動地安裝于所述殼體，

所述軸瓦中的與所述轉(zhuǎn)子相對的軸瓦面至少在所述轉(zhuǎn)子的停止時，在所述傾斜墊片軸承的軸向上為凹狀。

根據(jù)上述(8)的結(jié)構(gòu)，即使由于軸瓦的變形而軸向端部向從轉(zhuǎn)子遠離的方向翹曲，由于預(yù)先使軸瓦面在軸向上形成為凹狀，因此能夠適當?shù)乇３州S承間隙。

(9)在若干的實施方式中，以上述(7)或(8)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所述軸瓦面形成為所述軸向上的中央?yún)^(qū)域相對于端部而位于從所述轉(zhuǎn)子遠離的方向的所述凹狀。

根據(jù)上述(9)的結(jié)構(gòu)，在傾斜墊片軸承的工作中，即使軸瓦的端部向從轉(zhuǎn)子遠離的方向翹曲變形，也能夠維持為適當?shù)卮_保軸承間隙那樣的軸瓦的形狀。

(10)在若干的實施方式中，以上述(7)至(9)中的任一結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，所述軸向上的所述軸瓦面的凹陷量中，在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上比所述樞軸靠下游側(cè)處的凹陷量大于比所述樞軸靠上游側(cè)處的凹陷量。

在傾斜墊片軸承的工作中，比樞軸靠下游側(cè)的軸承間隙減小，因此由于要通過該狹窄的軸承間隙的潤滑油與軸瓦面之間的摩擦熱，比樞軸靠下游側(cè)的軸瓦面的溫度容易升高。因此，在軸瓦的變形量大的下游側(cè)，以軸瓦的熱變形為起因的變形量比較大。

關(guān)于這一點，根據(jù)上述(10)的結(jié)構(gòu)，在軸瓦的變形量大的下游側(cè)，能夠適當?shù)乇３州S承間隙。

【發(fā)明效果】

根據(jù)本發(fā)明的至少一實施方式，能夠適當?shù)乇３謨A斜墊片軸承的軸承間隙的油膜壓力分布，并將軸承負載能力維持得較高。

附圖說明

圖1是表示若干實施方式的傾斜墊片軸承的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2是表示比較例的傾斜墊片軸承的概略結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

圖3A是表示軸瓦的周向位置的計測金屬溫度分布的坐標圖。

圖3B是表示軸瓦的周向位置的油膜壓力分布的坐標圖。

圖3C是表示軸瓦的周向位置的油膜厚度分布(軸承間隙分布)的坐標圖。

圖4是表示軸瓦面的變形分布的圖。

圖5是表示一實施方式的傾斜墊片軸承的局部剖視圖。

圖6A是表示停止時的本實施方式及比較例的傾斜墊片軸承的油膜厚度的坐標圖。

圖6B是表示工作時的本實施方式及比較例的傾斜墊片軸承的油膜厚度的坐標圖。

圖7是表示一實施方式的軸瓦的俯視圖。

圖8是表示另一實施方式的軸瓦的俯視圖。

圖9是另一實施方式的軸瓦的立體圖。

圖10是比較例的軸瓦的立體圖。

圖11A是另一實施方式的軸瓦的俯視圖。

圖11B是表示圖11A的各剖切面的軸瓦的截面的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，說明本發(fā)明的若干實施方式。但是，作為實施方式而記載或附圖所示的構(gòu)成零件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等沒有將本發(fā)明的范圍限定于此，只不過是說明例。

首先，參照圖1，說明若干實施方式的傾斜墊片軸承1的整體結(jié)構(gòu)。在此，圖1是表示若干實施方式中的傾斜墊片軸承1的整體性的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。該圖示出與從紙面跟前朝向里側(cè)延伸的轉(zhuǎn)子10的軸O正交的截面。需要說明的是，轉(zhuǎn)子10的軸O也可以與傾斜墊片軸承1的軸一致。

本實施方式的傾斜墊片軸承1是滑動軸承的一種，成為將旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子10支承為旋轉(zhuǎn)自如的結(jié)構(gòu)，例如是對轉(zhuǎn)子10的徑向方向的載荷進行支承的徑向軸承。需要說明的是，作為應(yīng)用本實施方式的傾斜墊片軸承1的旋轉(zhuǎn)機械，可列舉例如蒸氣渦輪、燃氣渦輪、機械驅(qū)動用渦輪等渦輪、風(fēng)力發(fā)電裝置等風(fēng)力機械、或增壓器等。

如圖1所示，在若干實施方式中，傾斜墊片軸承1具備固定側(cè)的殼體2、相對于殼體2安裝成能夠以樞軸3為支點進行擺動的多個軸瓦4。

殼體2形成為環(huán)狀，在該殼體2插通有轉(zhuǎn)子10。在殼體2的內(nèi)周面設(shè)有多個軸瓦4。

多個軸瓦4沿著殼體2的周向，即沿著轉(zhuǎn)子10的外周面，相互分離地配置。在圖1所示的例子中，示出軸瓦4沿殼體2的周向配置4個的結(jié)構(gòu)，但是軸瓦4的個數(shù)、配置沒有限定于此，例如也可以沿著殼體2的周向配置6個或8個。

各個軸瓦4以樞軸3為支點，至少在殼體2的周向上能夠擺動。需要說明的是，各個軸瓦4也可以構(gòu)成為能夠沿著殼體2的周向及軸向擺動。而且，樞軸3也可以位于軸瓦4的周向上的比中心位置靠下游側(cè)。需要說明的是，在本實施方式中，軸瓦4的周向與轉(zhuǎn)子10的周向、傾斜墊片軸承1的周向同義。

各個軸瓦4具有與轉(zhuǎn)子10相對的軸瓦面5和與殼體2相對的背面6。

向各個軸瓦4的軸瓦面5與轉(zhuǎn)子10的外周面之間的軸承間隙8供給潤滑油。潤滑油的供油方式使用例如油浴方式或直接潤滑方式。油浴方式是利用潤滑油填滿殼體2的內(nèi)部，并利用潤滑油將軸瓦4與轉(zhuǎn)子10的滑動部浸漬的方式。直接潤滑方式是通過配置在相鄰的軸瓦4之間的噴嘴，向軸瓦4與轉(zhuǎn)子10的滑動部直接供給潤滑油的方式。作為直接潤滑方式的變形例，也可以采用經(jīng)由形成于軸瓦4的供油孔向軸瓦4與轉(zhuǎn)子10的滑動部直接供給潤滑油的方式。或者，也可以采用將這些方式組合的供油方式。

圖2是表示比較例的傾斜墊片軸承的概略結(jié)構(gòu)的局部剖視圖，圖2(a)示出停止時的傾斜墊片軸承的狀態(tài)，圖2(b)示出工作時的傾斜墊片軸承的狀態(tài)。在圖2(a)及(b)中，僅示出一個軸瓦4，其他的軸瓦4省略。需要說明的是，停止時是轉(zhuǎn)子10停止時，工作時是轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)時。

如圖2(a)所示，在傾斜墊片軸承1的停止時(轉(zhuǎn)子10的停止時)，軸瓦面5的上游側(cè)端部51與轉(zhuǎn)子10的外周面之間的軸承間隙8和下游側(cè)端部52與轉(zhuǎn)子10的外周面之間的軸承間隙8維持成規(guī)定的間隔。在此，上游側(cè)端部51是轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)方向(圖2(b)的箭頭方向)的上游側(cè)的軸瓦面5的端部，下游側(cè)端部52是轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)方向(圖2(b)的箭頭方向)的下游側(cè)的軸瓦面5的端部。

如圖2(b)所示，在傾斜墊片軸承1的工作時(轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)時)，通過轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)，從上游側(cè)端部51側(cè)向軸瓦4的軸瓦面5與轉(zhuǎn)子10的外周面之間的軸承間隙8引入潤滑油，在軸承間隙8形成楔狀油膜。此時，軸瓦4以樞軸3為中心傾斜，因此軸瓦面5的上游側(cè)端部51與轉(zhuǎn)子10的外周面之間的軸承間隙8比停止時擴寬，軸瓦面5的下游側(cè)端部52與轉(zhuǎn)子10的外周面之間的軸承間隙8比停止時縮窄。

在此，參照圖3，說明圖2(b)所示的工作時的傾斜墊片軸承1的各狀態(tài)值的一例。在圖3中，作為各狀態(tài)值，示出利用計測而得到的實測值。需要說明的是，圖3A是表示軸瓦的周向位置的計測金屬溫度分布的坐標圖。圖3B是表示軸瓦的周向位置的油膜壓力分布的坐標圖。圖3C是表示軸瓦的周向位置的油膜厚度分布(軸承間隙分布)的坐標圖。在圖3A～圖3C中，軸瓦周向的0％是上游側(cè)端部51的位置，軸瓦周向的100％是下游側(cè)端部52的位置。

如圖3A所示，關(guān)于軸瓦4的計測金屬溫度，在軸瓦周向上的下游側(cè)端部52側(cè)比上游側(cè)端部51側(cè)高。而且，如圖3B所示，軸承間隙8的油膜壓力也是在軸瓦周向上的下游側(cè)端部52側(cè)比上游側(cè)端部51側(cè)高。此外，如圖3C所示，軸承間隙8的油膜厚度在軸瓦周向上，上游側(cè)端部51最厚，朝向下游側(cè)端部52而逐漸變薄，在軸承間隙8形成楔狀油膜。即，通過轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)向軸承間隙8引入潤滑油，軸承間隙8成為楔形狀。通常，通過使該軸承間隙8成為適當?shù)男ㄐ螤?，能適當?shù)乇３州S承間隙8的油膜壓力，傾斜墊片軸承1的軸承負載能力維持得較高。

然而，當軸瓦4的下游側(cè)端部52側(cè)的軸承間隙8縮窄而下游側(cè)端部52側(cè)的油膜厚度變薄時，下游側(cè)端部52側(cè)的計測金屬溫度上升。軸瓦4的溫度上升會引起軸瓦4的熱變形。

除了該熱變形之外，作為軸瓦4的變形主要原因也可考慮壓力變形。即，軸瓦4的背面6由樞軸3支承，樞軸3以外的部分為自由的狀態(tài)，因此當向軸瓦面5施加壓力時，樞軸3以外的部分有時會沿著從轉(zhuǎn)子10遠離的方向。

這樣，由于以熱變形或壓力變形為起因的軸瓦4的變形，在工作時，軸承間隙8未成為適當?shù)男ㄐ螤?，尤其是在圖3C的標號60所示的下游側(cè)端部52側(cè)的區(qū)域，軸承間隙8有時會大于設(shè)計值。

圖4是表示通過FEM解析得到的軸瓦面5的變形分布的圖。該圖是表示圖2(b)所示的工作時的傾斜墊片軸承1的軸瓦面5的變形量的分布的圖。變形量以絕對值表示工作時的軸瓦面5相對于停止時的軸瓦面5的厚度方向的相對位置變化。變形量0是指停止時的軸瓦面5的位置和工作時的軸瓦面5的位置未變化的情況。需要說明的是，軸瓦面5的大致中央部的變形量接近于0的區(qū)域是樞軸3的支承點及其周邊，由于背面6支承于樞軸3，因而變形小。

如圖4所示，工作時的軸瓦面5在下游側(cè)端部52側(cè)以樞軸3的支承點為中心而端部側(cè)翹曲，軸瓦面5成為向轉(zhuǎn)子10側(cè)凸出的曲面。尤其是下游側(cè)端部52側(cè)的變形率增大，軸瓦4的下游側(cè)區(qū)域的軸承間隙8擴大。軸瓦4的下游側(cè)區(qū)域的軸承間隙8的擴大在圖3C所示的軸承間隙分布的標號60所示的下游側(cè)端部52側(cè)的區(qū)域也觀察到。

如上所述，在工作時，軸瓦面5與轉(zhuǎn)子10的外周面之間的軸承間隙8成為楔形狀。然而，由于以熱變形或壓力變形為起因的軸瓦4的變形，在本來要求高油膜壓力的下游側(cè)區(qū)域軸承間隙8擴展時，可能會引起傾斜墊片軸承1的軸承負載能力顯著下降。

因此，本實施方式的傾斜墊片軸承1為了將軸承負載能力維持得較高，還具備以下的結(jié)構(gòu)。

圖5是表示一實施方式的傾斜墊片軸承1的局部剖視圖，圖5(a)示出停止時的傾斜墊片軸承1的狀態(tài)，圖5(b)示出工作時的傾斜墊片軸承1的狀態(tài)，圖5(c)示出軸瓦4的剖視圖。在圖5(a)及(b)中，僅示出一個軸瓦4，其他的軸瓦4省略。需要說明的是，圖5示出與從紙面跟前朝向里側(cè)延伸的轉(zhuǎn)子10的軸O(參照圖1)正交的截面。

在一實施方式中，傾斜墊片軸承1的軸瓦4的軸瓦面5包含：位于轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)方向(圖中箭頭的方向)的上游側(cè)且具有第一曲率半徑的第一區(qū)域54；和位于比第一區(qū)域54靠旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)且具有比第一曲率半徑小的第二曲率半徑的第二區(qū)域55。

具體而言，軸瓦4具有沿著轉(zhuǎn)子10的外周面彎曲的軸瓦面5和沿著殼體2的內(nèi)周面彎曲的背面6。軸瓦面5至少包括：具有第一曲率半徑的第一區(qū)域54；和具有比第一曲率半徑小的第二曲率半徑的第二區(qū)域55。在圖5所示的例子中，軸瓦面5成為具有相互不同的曲率半徑的2個區(qū)域隔著交界線53而相鄰設(shè)置的結(jié)構(gòu)。但是，作為未圖示的例子，軸瓦面5也可以包含分別具有不同的曲率半徑的3個以上的區(qū)域。例如，軸瓦面5具有包含上游側(cè)端部51的第一區(qū)域、包含下游側(cè)端部52的第二區(qū)域、在周向上位于第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的第三區(qū)域。這種情況下，第三區(qū)域的曲率半徑也可以是在第一區(qū)域的曲率半徑與第二區(qū)域的曲率半徑之間。

而且，第一區(qū)域54及第二區(qū)域55的曲率中心都位于轉(zhuǎn)子10側(cè)。

軸瓦4的背面6也同樣，在周向上具有曲率中心位于轉(zhuǎn)子10側(cè)那樣的曲率半徑而彎曲。背面6沿著殼體2形成，因此也可以在周向上以具有一個曲率半徑的方式具有一樣的彎曲面。

此外，在第一區(qū)域54以包含上游側(cè)端部51的方式設(shè)置且第二區(qū)域55以包含下游側(cè)端部52的方式設(shè)置的情況下，傾斜墊片軸承1也可以構(gòu)成為，在停止時上游側(cè)端部51與轉(zhuǎn)子10之間的軸承間隙8大于下游側(cè)端部52與轉(zhuǎn)子10之間的軸承間隙8。

如上所述，通過本發(fā)明者們的見解可知，軸瓦4的變形存在2個主要的特征。一個是傾斜墊片軸承1的工作中的軸瓦4的變形量在上游側(cè)與下游側(cè)不同的點、另一個是軸瓦面5的下游側(cè)端部52向遠離轉(zhuǎn)子10的方向翹曲而變形的點。

根據(jù)上述實施方式，軸瓦面5包含：位于轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)且具有第一曲率半徑的第一區(qū)域54；及位于比第一區(qū)域54靠旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)處且具有比第一曲率半徑小的第二曲率半徑的第二區(qū)域55。即，在軸瓦4的變形量大的下游側(cè)與變形量小的上游側(cè)使曲率半徑不同，因此分別在上游側(cè)及下游側(cè)容易設(shè)定與軸瓦4的變形量對應(yīng)的適當?shù)妮S承間隙8。而且，由于使第二曲率半徑比第一曲率半徑小，因此即使由于軸瓦4的變形而下游側(cè)端部52向遠離轉(zhuǎn)子10的方向翹曲，也能夠適當?shù)乇３窒掠蝹?cè)的軸承間隙8。

由此，能夠適當?shù)乇３謨A斜墊片軸承1的軸承間隙8的油膜壓力分布，能夠?qū)A斜墊片軸承1的軸承負載能力維持得較高。

圖6A及圖6B示出關(guān)于圖5所示的實施方式的傾斜墊片軸承1和圖2所示的比較例的傾斜墊片軸承1，將停止時及工作時的各自的油膜厚度進行比較的坐標圖。需要說明的是，圖6A是表示停止時的本實施方式及比較例的傾斜墊片軸承1的油膜厚度的坐標圖。圖6B是表示工作時的本實施方式及比較例的傾斜墊片軸承1的油膜厚度的坐標圖。在圖6A及圖6B中，軸瓦周向位置以樞軸位置為0°，上游側(cè)端部51側(cè)成為負值，下游側(cè)端部52側(cè)成為正值。

如圖6A所示，在傾斜墊片軸承1停止時，比較例的傾斜墊片軸承1在作為樞軸位置的0°處油膜厚度最小，隨著朝向上游側(cè)端部51側(cè)及下游側(cè)端部52側(cè)而油膜厚度增大。上游側(cè)端部51的油膜厚度大于下游側(cè)端部52的油膜厚度。實施方式的傾斜墊片軸承1在作為樞軸位置的0°處油膜厚度最小，隨著朝向上游側(cè)端部51側(cè)而油膜厚度增大，下游側(cè)端部52側(cè)成為大致一定的值。在實施方式的傾斜墊片軸承1中，也是上游側(cè)端部51的油膜厚度大于下游側(cè)端部52的油膜厚度。

如圖6B所示，在傾斜墊片軸承1工作時，比較例的傾斜墊片軸承1從上游側(cè)端部51側(cè)朝向下游側(cè)端部52側(cè)而油膜厚度減小，油膜大致呈楔形狀，但是在標號62所示的下游側(cè)端部52附近而油膜厚度擴大。相對于此，實施方式的傾斜墊片軸承1從上游側(cè)端部51側(cè)朝向下游側(cè)端部52側(cè)而油膜厚度減小，在標號62所示的下游側(cè)端部52附近也是油膜厚度不擴大，在下游側(cè)端部52附近而油膜厚度成為大致一定的值。

從這些坐標圖可知，根據(jù)本實施方式，能夠適當?shù)乇３謨A斜墊片軸承1的軸承間隙8的油膜壓力分布，將傾斜墊片軸承1的軸承負載能力維持得較高。

在一實施方式中，第一區(qū)域54的曲率中心位于比第二區(qū)域55的曲率中心靠軸瓦4的上游端側(cè)的位置。

根據(jù)上述實施方式，第二區(qū)域55的軸瓦4的周向端部(在圖5所示的結(jié)構(gòu)例中為下游側(cè)端部52)與轉(zhuǎn)子10之間的軸承間隙8比第一區(qū)域54的軸瓦4的周向端部(在圖5所示的結(jié)構(gòu)例中為上游側(cè)端部51)與轉(zhuǎn)子10之間的軸承間隙8小，能夠維持軸瓦4的下游側(cè)的油膜壓力。

而且，第二區(qū)域的曲率中心在工作時的轉(zhuǎn)子10與軸瓦4的位置關(guān)系下，第二曲率半徑的曲率中心也可以與轉(zhuǎn)子10的軸O(參照圖1)一致。由此，在傾斜墊片軸承1工作時，容易將第二區(qū)域55的軸瓦4的周向端部與轉(zhuǎn)子10之間的軸承間隙設(shè)定成適當?shù)拇笮　?/p>

圖7是表示一實施方式的軸瓦4的俯視圖。該圖是軸瓦4的從軸瓦面5觀察到的圖。由此，樞軸3設(shè)于未圖示的背面6側(cè)，因此實際在圖中未表示，但是為了便于理解，在圖中示出基于樞軸3的支承點。

如圖7所示，在一實施方式中，第一區(qū)域54與第二區(qū)域55隔著沿傾斜墊片軸承1的軸向的交界線53而相鄰，該交界線53位于停止時的軸瓦4相對于轉(zhuǎn)子10接觸的接觸區(qū)域57的外側(cè)。在圖示的例子中，交界線53沿著軸向形成為直線狀。但是，交界線53也可以相對于軸向傾斜地形成為直線狀，還可以形成為大致沿軸向的曲線狀。

在第一區(qū)域54與第二區(qū)域55相鄰的情況下，第一曲率半徑與第二曲率半徑的變化點(交界線53)成為尖細的形狀，因此若在轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)停止時轉(zhuǎn)子載荷作用于軸瓦4，則在變化點可能會作用有高的表面壓力。因此，如上述實施方式那樣，第一區(qū)域54與第二區(qū)域55的交界線53位于停止時的軸瓦4相對于轉(zhuǎn)子10進行接觸的接觸區(qū)域57的外側(cè)，由此防止在轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)停止時高表面壓力局部性地作用于軸瓦4的情況。而且，在工作中，軸瓦4以樞軸3為中心傾斜，因此交界線53與轉(zhuǎn)子10不接觸，但是在停止中，交界線53與轉(zhuǎn)子10接觸的可能性升高。因此，如上述實施方式那樣，交界線53位于停止時的軸瓦4相對于轉(zhuǎn)子10進行接觸的接觸區(qū)域57的外側(cè)，由此能夠可靠地避免交界線53與轉(zhuǎn)子10的接觸。

第一區(qū)域54與第二區(qū)域55的交界線53也可以位于比接觸區(qū)域57靠旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)處。這樣，交界線53位于比轉(zhuǎn)子10與軸瓦4的接觸區(qū)域57靠旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)處，由此能夠防止停止時的軸瓦4的局部性的表面壓力的產(chǎn)生。而且，具有比較小的第二曲率半徑的第二區(qū)域55的設(shè)置范圍過度寬時，難以設(shè)定能夠避免轉(zhuǎn)子10的外周面與軸瓦4的接觸并能夠適當?shù)鼐S持軸承間隙8的第二曲率半徑。關(guān)于這一點，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，具有比較小的第二曲率半徑的第二區(qū)域55的設(shè)置范圍被限制在接觸區(qū)域57的下游側(cè)，因此考慮軸瓦4的下游側(cè)端部52的變形而容易適當?shù)卦O(shè)定第二曲率半徑。

圖8是表示另一實施方式的軸瓦的俯視圖。該圖是從軸瓦面5觀察軸瓦4的圖。由此，樞軸3設(shè)于未圖示的背面6側(cè)，因此實際上圖中未表示，但是為了便于理解，在圖中示出基于樞軸3的支承點。

在另一實施方式中，第一區(qū)域54與第二區(qū)域55隔著沿傾斜墊片軸承1的軸向的交界線53而相鄰，在將周向上的樞軸3的角度位置設(shè)為θ₀時，該交界線53位于除了(θ₀-10°)以上且(θ₀+10°)以下之外的范圍。即，交界線53位于圖8中的除了由陰影表示的區(qū)域之外的范圍。

在上述實施方式中，第一區(qū)域54與第二區(qū)域55的交界線53位于除了(θ₀-10°)以上且(θ₀+10°)以下之外的范圍。在此，軸瓦4以樞軸3為支點而安裝于殼體2(參照圖1)，因此轉(zhuǎn)子10在以樞軸3為中心的區(qū)域中與軸瓦4接觸。即，根據(jù)上述實施方式，避開軸瓦4與轉(zhuǎn)子10以高接觸壓力接觸的區(qū)域而設(shè)置交界線53。由此，能防止在轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)停止時高表面壓力局部性地作用于軸瓦4的情況。

這種情況下，第一區(qū)域54與第二區(qū)域55的交界線53也可以位于比(θ₀+10°)大的角度范圍。在圖8中，比(θ₀+10°)大的角度范圍是交界線53的右側(cè)的范圍。

與上述的實施方式不同，本實施方式的傾斜墊片軸承1為了將軸承負載能力維持得較高而也可以具備以下的結(jié)構(gòu)。

圖9是另一實施方式的軸瓦4的立體圖，圖9(a)示出停止時的軸瓦4的狀態(tài)，圖9(b)示出工作時的軸瓦4的狀態(tài)。即，圖9(b)示出以熱變形及壓力變形為起因而軸瓦4發(fā)生了變形之后的狀態(tài)。

如圖9(a)所示，另一實施方式的軸瓦4構(gòu)成為至少轉(zhuǎn)子10的停止時的軸瓦面5在傾斜墊片軸承1的軸向上成為凹狀。在該圖中，未形成為凹狀的軸瓦面5’作為比較而示出。作為假想線的軸瓦面5’在軸向上形成為直線狀。相對于此，另一實施方式的軸瓦4構(gòu)成為在沿著軸向的任意的截面中，軸瓦面5在傾斜墊片軸承1的軸向上成為凹狀。此時，軸瓦面5也可以對應(yīng)于以熱變形及壓力變形為起因的軸瓦4的變形量而設(shè)定凹陷量。例如圖4所示，也可以通過FEM解析等而預(yù)先取得軸瓦面5的變形分布，并基于該變形分布來設(shè)定軸瓦面5的周向或軸向的各位置的凹陷量。

根據(jù)上述實施方式，即使由于軸瓦4的變形而軸向端部向遠離轉(zhuǎn)子10的方向翹曲，由于預(yù)先使軸瓦面5在軸向上形成為凹狀，因此能夠適當?shù)乇３州S承間隙8。

圖10是比較例的軸瓦4的立體圖，圖10(a)示出停止時的軸瓦4的狀態(tài)，圖10(b)示出工作時的軸瓦4的狀態(tài)。

如圖10(a)所示，軸瓦面5未形成為凹狀，在軸向上形成為直線狀的情況下，如圖10(b)所示，由于在工作時以熱變形及壓力變形為起因的軸瓦4的變形，而端部側(cè)以樞軸3的位置為中心遵照該變形(參照圖4)。關(guān)于這一點，如上所述，在本實施方式中，至少轉(zhuǎn)子10的停止時的軸瓦面5構(gòu)成為在傾斜墊片軸承1的軸向上成為凹狀，因此能夠適當?shù)乇３州S承間隙8。

而且，軸瓦面5也可以形成為軸向上的中央?yún)^(qū)域相對于端部而位于從轉(zhuǎn)子10遠離的方向那樣的凹狀。

由此，在傾斜墊片軸承1的工作中，即使軸瓦4的端部向遠離轉(zhuǎn)子10的方向翹曲變形，也能夠維持成適當?shù)乇３州S承間隙8那樣的軸瓦4的形狀。

圖11A是另一實施方式的軸瓦4的俯視圖。該圖是軸瓦4的從軸瓦面5觀察到的圖。由此，樞軸3由于設(shè)于未圖示的背面6側(cè)，因此實際上在圖中未表示，但是為了便于理解而在圖中示出基于樞軸3的支承點。圖11B是表示圖11A的各剖切面11～14的軸瓦4的截面的圖。具體而言，從圖11A的上游側(cè)端部51側(cè)朝向下游側(cè)端部52側(cè)依次設(shè)置剖切面11～14。即，剖切面11是最接近上游側(cè)端部51的面，剖切面14是最接近下游側(cè)端部52的面。各剖切面11～14是沿著軸向的截面。圖11B所示的軸瓦面11a是利用剖切面11將軸瓦4剖切的截面的軸瓦面5，軸瓦面12a是利用剖切面12將軸瓦4剖切的截面的軸瓦面5，軸瓦面13a是利用剖切面13將軸瓦4剖切后的截面的軸瓦面5，軸瓦面14a是利用剖切面14將軸瓦4剖切后的截面的軸瓦面5。需要說明的是，這些剖切面11～14中，剖切面11、12位于比樞軸3靠上游側(cè)處，剖切面13、14位于比樞軸3靠下游側(cè)處。

如圖11A及圖11B所示，就另一實施方式的軸瓦4的軸瓦面5的軸向上的凹陷量而言，比樞軸3靠旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)的凹陷量大于比樞軸3靠旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)的凹陷量。在這些圖所示的例子中，從軸瓦4的上游側(cè)朝向下游側(cè)而軸瓦面5的軸向上的凹陷量逐漸增大。需要說明的是，各剖切面的軸瓦面5的凹陷量沒有限定為該結(jié)構(gòu)。即，比樞軸3靠上游側(cè)的剖切面11、12的軸瓦面11a、12a的凹陷量的大小關(guān)系不受限定。同樣，比樞軸3靠下游側(cè)的剖切面13、14的軸瓦面13a、14a的凹陷量的大小關(guān)系不受限定。例如，也可以是接近上游側(cè)的剖切面13處的軸瓦面13a的軸向上的凹陷量大于最下游側(cè)的剖切面14處的軸瓦面14a的軸向上的凹陷量。但是，即使在這些情況下，也維持成比樞軸3靠下游側(cè)的任意的位置處的軸瓦面5的凹陷量大于比樞軸3靠上游側(cè)的任意的位置處的軸瓦面5的凹陷量的關(guān)系。

在傾斜墊片軸承1的工作中，比樞軸3靠下游側(cè)的軸承間隙8減小，因此由于要通過該狹窄的軸承間隙8的潤滑油與軸瓦面5之間的摩擦熱，比樞軸3靠下游側(cè)的軸瓦面5的溫度容易升高。因此，在軸瓦4的變形量大的下游側(cè)，以軸瓦4的熱變形為起因的變形量比較大。

關(guān)于這一點，根據(jù)上述實施方式，在軸瓦4的變形量大的下游側(cè)，能夠適當?shù)乇３州S承間隙8。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，能夠適當?shù)乇３謨A斜墊片軸承1的軸承間隙8的油膜壓力分布，將軸承負載能力維持得較高。

本發(fā)明沒有限定為上述的實施方式，也包括對上述的實施方式施加了變形的方式、將這些方式適當組合的方式。

在上述實施方式中，作為一例，記載了圖5、圖7及圖8所示的實施方式和圖9、圖11A及圖11B所示的實施方式作為不同的實施方式，但也可以設(shè)為將這些實施方式組合的結(jié)構(gòu)。

例如，表示“在某方向上”、“沿著某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同軸”等的相對的或絕對的配置的表現(xiàn)嚴格來說不僅表示這樣的配置，也表示得到公差或相同功能的程度的角度或距離而相對地位移的狀態(tài)。

例如，表示“相同”、“相等”及“均質(zhì)”等的事物相等的狀態(tài)的情況的表現(xiàn)不僅表示嚴格相等的狀態(tài)，也表示公差或得到相同功能的程度之差存在的狀態(tài)。

例如，表示四邊形形狀或圓筒形狀等形狀的表現(xiàn)不僅表示幾何學(xué)上嚴格的意義下的四邊形狀或圓筒形狀等形狀，而且也表示在得到相同效果的范圍內(nèi)包含凹凸部或倒角部等的形狀。

另一方面，“具備”、“包含”或“具有”一構(gòu)成要素這樣的表述不是將其他的構(gòu)成要素的存在排除在外的排他性的表述。

【標號說明】

1 傾斜墊片軸承

2 殼體

3 樞軸

4 軸瓦

5、11a～14a 軸瓦面

6 背面

10 轉(zhuǎn)子

11～14 剖切面

51 上游側(cè)端部

52 下游側(cè)端部

53 交界線

54 第一區(qū)域

55 第二區(qū)域

57 接觸區(qū)域