可倾瓦轴承的制作方法

1.本公开涉及在喷气发动机，涡轮压缩机，涡轮增压器等各种旋转机械中设于旋转轴和支持体之间，可旋转地支持旋转轴的可倾瓦轴承（tilting pad bearing）的结构。


背景技术：

2.以往、在高速运转的旋转机械中使用可倾瓦轴承。可倾瓦轴承具备在旋转轴的外周于周向排列配置的多个轴承垫（bearing pad），支持多个轴承垫的轴承壳体（housing）和向各轴承垫供给润滑油的给油装置。给油装置的给油方式有油浴方式和直接润滑方式。油浴方式中、配置轴承垫的空间整体被润滑油填满。直接润滑方式中、从给油喷嘴向旋转轴和轴承垫的间隙直接供给润滑油。通过在旋转轴和轴承垫之间填满的润滑油形成润滑油膜、通过该润滑油膜的压力支持旋转轴。专利文献1-3公开了该种可倾瓦轴承。
3.专利文献1公开了在旋转轴的周围配置的多个可倾瓦块（tilting pad）和在它们周围配置的阻尼器。该阻尼器中，内侧圆筒面具备：与多个可倾瓦块卡合的圆筒状的内部构造体、具有与内部构造体的外侧圆筒面相对的内侧圆筒面的圆筒状的外部壳（casing）、和将内部构造体与外部壳连接的多个柔软的韧带（韧带；ligament）。配置多个可倾瓦块的空间及内部构造体的外侧圆筒面和外部壳的内侧圆筒面的间隙被流体填满。
4.专利文献2公开了径向轴承装置。该径向轴承装置具备：通过圆筒状的空间围绕旋转轴的垫圈（carrier ring）、配置于圆筒状的空间的多个轴承垫、和用于向圆筒状的空间供给润滑油的润滑油供给装置。垫圈是将两个半圆筒形状的构件结合而构成。多个轴承垫包括配置于圆筒状的空间的上半部分的阻尼轴承垫和配置于下半部分的倾斜轴承垫（tilting bearing pad）。阻尼轴承垫和垫圈之间形成阻尼间隙，通过充满阻尼间隙的润滑油构成挤压油膜阻尼器（squeeze film damper）。
5.专利文献3公开了轴承的阻尼组件。该阻尼组件由支持轴承的中空圆筒形的内轮、中空圆筒形的外轮、隔着缝隙（slit）地位于内轮和外轮之间且于周向上以相同间隔排列的三个以上的中间圆弧部构成。各中间圆弧部中，周向的一端与外轮一体地连结，周向的另一端与内轮一体地连结。
6.现有技术文献：专利文献：专利文献1：美国特开us8834027号公报；专利文献2：日本特开2017-172697号公报；专利文献3：日本特开2007-56976号公报。


技术实现要素：

7.发明要解决的问题：专利文献1的阻尼器中存在如下课题：由于内部构造体和外部壳和韧带是各自独立的构件，所以构造复杂，需要径向的空间，难以确保内部构造体的外表面和外部壳的外表
面的位置及尺寸精度。又，专利文献3的阻尼组件中，内轮、多个中间圆弧部及外轮一体地形成，但没有像专利文献2的垫圈这样分割构成，向旋转机械组装轴承时作业繁琐。
8.本公开鉴于以上情况而形成，其目的在于提出在可倾瓦轴承中具有阻尼功能及定心（centering）功能，且能分割构成轴承壳体。
9.解决问题的手段：根据本公开一形态的可倾瓦轴承，特征在于，具备：轴承壳体，该轴承壳体具有：呈圆筒状且同心状地配置的内环及外环；配置于所述内环和所述外环之间且于周向排列的多个圆弧弹簧；将所述内环及所述外环与所述多个圆弧弹簧隔开的多个缝隙；在所述轴承壳体的内周侧于所述周向排列的多个轴承垫；和向所述多个轴承垫彼此的所述周向的间隙及所述多个缝隙内供给润滑油的给油装置；所述轴承壳体由在所述周向排列的多个分割筒体结合而成，所述多个分割筒体各自具有与其他分割筒体结合的两个分割面，所述两个分割面避开所述多个圆弧弹簧地设置。
10.根据上述构成的可倾瓦轴承，多个缝隙内充填的润滑油发挥阻尼功能，多个圆弧弹簧发挥旋转轴的定心功能。轴承壳体分割构成，但圆弧弹簧未被轴承壳体的分割面分断，所以圆弧弹簧的功能不受阻碍。而且，轴承壳体如上分割构成，所以可倾瓦轴承向旋转轴（旋转机械）组装时变得容易作业。
11.发明效果：根据本公开，能提出在可倾瓦轴承中具有阻尼功能及定心功能，且能分割构成轴承壳体。
附图说明
12.图1是从中心轴线的延伸方向观察根据一实施方式的可倾瓦轴承的图；图2是图1中的ii-ii矢视剖视图；图3是图1中的iii-iii矢视剖视图；图4是示出给油喷嘴的支持构成的可倾瓦轴承的局部剖视图；图5是示出给油喷嘴的支持构成的变形例的可倾瓦轴承的局部剖视图；图6是示出端板的变形例1的可倾瓦轴承的局部剖视图；图7是示出端板的变形例2的可倾瓦轴承的局部剖视图。
具体实施方式
13.接着，参照附图说明实施的方式。另，各图中共通的构件（部分）在附图中标以同一符号，省略重复说明。
14.图1是从中心轴线a的延伸方向观察根据一实施方式的可倾瓦轴承（以下，简称为“轴承10”）的图。另，图1中，旋转轴11由双点长划线表示，端板30被透视。图2是图1中的ii-ii矢视剖视图，图3是图1中的iii-iii矢视剖视图。
15.如图1、2所示，根据本实施方式的轴承10所适用的旋转机械1具备旋转轴11、作为
其支持体的壳体（housing）12和轴承10。旋转轴11通过设于旋转轴11和壳体12之间的轴承10而旋转自如地支持于壳体12。旋转机械1例如可以是喷气发动机、涡轮压缩机、涡轮增压器等各种旋转机械。
16.图1～3所示的轴承10具备中空圆筒状的轴承壳体2、在轴承壳体2的内周侧于周向排列的多个轴承垫40和给油装置50。以下，为方便说明，轴承10的中心轴线a的延伸方向称为“轴线方向x”。又，以中心轴线a为中心的圆的径向（放射方向）称为“径向”，以中心轴线a为中心的圆的周向称为“周向”。
17.本实施方式中各轴承垫40呈圆弧状，五个轴承垫40在旋转轴11的周围于周向排列。不过，轴承垫40的数量不限于本实施方式。轴承垫40的径向内侧的面通过油膜与旋转轴11的周面相对。
18.轴承壳体2兼具旋转轴11的定心功能和旋转轴11的振动衰减功能（阻尼功能）。轴承壳体2的径向外侧的面与壳体12的圆筒形的支持部密接并固定。轴承壳体2的径向内侧的面设有枢轴35，枢轴35与轴承垫40的径向外侧的面接触。
19.轴承壳体2一体地具有内环21、外环22和四个圆弧弹簧23。内环21及外环22均呈中空圆筒形状。外环22和内环21以中心轴线a为中心而同心状地配置，内环21的外周和外环22的内周于径向离开。径向离开的内环21与外环22之间配置有四个圆弧弹簧23。
20.四个圆弧弹簧23以大致同一间隔在周向排列。各圆弧弹簧23是由径向内侧的内表面及径向外侧的外表面以中心轴线a为中心的圆弧面组成的圆弧状构件。内环21和圆弧弹簧23、外环22和圆弧弹簧23通过在轴线方向x贯通轴承壳体2的四条缝隙24而在径向分离。圆弧弹簧23的内表面中间隔着缝隙24而与内环21的外表面相对。圆弧弹簧23的外表面中间隔着缝隙24而与外环22的内表面相对。缝隙24的宽度设定为缝隙24的宽度不会因旋转轴11的轴振动而变为零，即内环21、外环22及圆弧弹簧23不接触。
21.圆弧弹簧23各自中，作为周向一方的端部的第一端部通过第一架桥部23a与内环21连接。圆弧弹簧23各自中，作为周向另一方的端部的第二端部通过第二架桥部23b与外环22连接。如此，通过缝隙24，圆弧弹簧23与内环21及外环22径向分离，但内环21、外环22及多个圆弧弹簧23作为整体是一体的构件。
22.缝隙24各自具有内侧缝隙部24a、连接部24c和外侧缝隙部24b，它们以该顺序相连。内侧缝隙部24a呈周向延伸的圆弧状。外侧缝隙部24b在比内侧缝隙部24a靠近半径方向外侧呈周向延伸的圆弧状。使多个圆弧弹簧23中周向邻接地排列的圆弧弹簧为“第一圆弧弹簧”及“第二圆弧弹簧”时，一条缝隙24中，内侧缝隙部24a在第一圆弧弹簧和内环21之间隔开，外侧缝隙部24b在第二圆弧弹簧和外环22之间隔开。这样，一条缝隙24中，内侧缝隙部24a和外侧缝隙部24b在周向错开且径向错开。内侧缝隙部24a和外侧缝隙部24b的周向之间通过连接部24c连接。连接部24c的延伸方向具有径向成分及周向成分。
23.轴承壳体2由在周向排列的多个分割筒体2a、2b结合而成。本实施方式中，轴承壳体2被二分割为圆筒的下半部分的下分割筒体2a和圆筒的上半部分的上分割筒体2b。
24.分割筒体2a、2b各自在周向的两端具有分割面221、222。本实施方式中，下分割筒体2a具有朝上的两个分割面221，上分割筒体2b具有朝下的两个分割面222。下分割筒体2a的分割面221与上分割筒体2b的分割面222结合。
25.在下分割筒体2a的分割面221，内环21及外环22各自上设置至少一个第一螺栓孔
（或螺栓洞）291和至少一个销（pin）281。销281可在设于分割面221上的榫孔内嵌入榫（dowel）而构成。在上分割筒体2b的分割面222，内环21及外环22各自上设置有与第一螺栓孔291对应的至少一个第二螺栓孔292和与销281对应的至少一个销孔282。
26.设于下分割筒体2a的内环21上的第一螺栓孔291和设于上分割筒体2b的内环21上的第二螺栓孔292连通，此处拧入螺栓293，从而下分割筒体2a的内环21和上分割筒体2b的内环21紧固。同样地，设于下分割筒体2a的外环22上的第一螺栓孔291和设于上分割筒体2b的外环22上的第二螺栓孔292连通，此处拧入螺栓293，从而下分割筒体2a的外环22和上分割筒体2b的外环22紧固。又，设于下分割筒体2a的内环21上的销281插入设于上分割筒体2b的内环21上的销孔282内，从而进行下分割筒体2a的内环21与上分割筒体2b的内环21的定位，并且抑制错位。同样地，设于下分割筒体2a的外环22上的销281插入设于上分割筒体2b的外环22上的销孔282内，从而进行下分割筒体2a的外环22与上分割筒体2b的外环22的定位，并且抑制错位。
27.另，螺栓孔291、292、销281及销孔282的配置不限于上述，只要在结合的分割面221、222的内环21及外环22各自上设置螺栓孔291及第二螺栓孔292的组合以及销281及销孔282的组合即可。例如，可以是上分割筒体2b的分割面222的内环21及外环22各自上设置至少一个第一螺栓孔（或螺栓穴）291，与第一螺栓孔291对应的第二螺栓孔292设于上分割筒体2b的分割面221的内环21及外环22的各自上。同样地，可以是上分割筒体2b的分割面222的内环21及外环22各自上设有至少一个销281，与销281对应的销孔282设于上分割筒体2b的分割面221的内环21及外环22的各自上。
28.轴承壳体2的分割面221、222避开圆弧弹簧23地设置。换言之，圆弧弹簧23未被分割面221、222分断。
29.例如，轴承壳体2的分割面221、222上，不出现圆弧弹簧23，而出现第一架桥部23a及第二架桥部23b的至少一方。如此，轴承壳体2的分割面221、222避开圆弧弹簧23地设置。
30.例如，轴承壳体2的分割面221、222上，不出现内侧缝隙部24a及外侧缝隙部24b，仅出现连接部24c。如此，轴承壳体2的分割面221、222避开圆弧弹簧23地设置。
31.轴承壳体2的外表面上形成有周向上连续的给油槽26。给油槽26与设于壳体12的润滑油通路51连通。给油槽26被从润滑油源52通过润滑油通路51供给的润滑油填满。
32.图4是示出给油喷嘴53的支持构成的轴承10的局部剖视图。如图4所示，轴承壳体2上设有以中心轴线a为中心放射状贯通轴承壳体2的喷嘴孔27。喷嘴孔27的径向外侧的开口部位于给油槽26内。本实施方式中五个喷嘴孔27于周向等间隔排列（参照图1）。各喷嘴孔27上嵌入给油喷嘴53并固定。给油喷嘴53一体地具有插入并支持于轴承壳体2的喷嘴孔27的轴部532和比轴承壳体2向径向内侧突出的头部531。头部531位于周向比邻的轴承垫40彼此之间。给油喷嘴53的内部设有油路，该油路将向给油槽26内开口的入口和向比邻的轴承垫40彼此之间开口的至少一个出口连通。
33.给油喷嘴53的轴部532与轴承壳体2的内环21及外环22中的一方隔开微小间隙地离开且与另一方结合。
34.图4所示的例中，给油喷嘴53的轴部532的外表面与在轴承壳体2的内环21上形成的喷嘴孔27的内表面接触，轴部532与内环21通过未图示的紧固具结合。给油喷嘴53的轴部532的外表面与在轴承壳体2的外环22上形成的喷嘴孔27的内表面隔开间隙g1地离开。
35.通过轴承壳体2的外环22和给油喷嘴53的间隙g1，给油槽26和缝隙24连通。从给油槽26通过间隙g1向缝隙24供给润滑油。旋转轴11旋转地振动时，由缝隙24内的润滑油形成的流体膜内产生粘性引起的压力，出现振动的衰减（所谓挤压衰减）。为了防止因旋转轴11的轴振动产生的压力使润滑油从缝隙24逃逸，间隙g1的大小优选与缝隙24的宽度相同或为其以下。
36.图5是示出给油喷嘴53的支持构成的变形例的轴承10的局部剖视图。如图5所例示，也可是给油喷嘴53的轴部532的外表面与形成于轴承壳体2’的外环22上的喷嘴孔27的内表面接触，轴部532与外环22通过未图示的紧固具结合。此时，给油喷嘴53的轴部532的外表面与轴承壳体2’的内环21上形成的喷嘴孔27的内表面隔着间隙g2而离开。比内环21靠近径向内侧的空间被从给油喷嘴53吹出的润滑油充满，该空间和缝隙24通过间隙g2连通。此时，也为了防止因旋转轴11的轴振动产生的压力使润滑油从缝隙24逃逸，间隙g2的大小优选与缝隙24的宽度相同或为其以下。
37.回到图2及3，端板30分别配置在轴承壳体2的轴线方向x的两侧，被轴承壳体2支持。各端板30呈中空圆盘板状。端板30与轴承壳体2的内环21及外环22中的一方接触并固定，与另一方隔开微小间隙而离开。端板30也可被未图示的紧固具固定于轴承壳体2。由此，旋转轴11的振动时产生的外环22和内环21的相对运动不会被端板30阻碍。
38.端板30堵塞在轴承壳体2的轴线方向x的端面开口的缝隙24的开放端。不过，也可在端板30和轴承壳体2的轴线方向x的端面之间，设有与缝隙24的开放端连通的末端密封间隙g3。
39.图6是示出端板30的变形例1的轴承10的局部剖视图。如图6所示，根据变形例1的端板30（30a）具有与缝隙24的开放端隔开微小间隙（末端密封间隙g3）并与轴线方向x相对的密封面31。轴承壳体2的各缝隙24与末端密封间隙g3连通，末端密封间隙g3内被润滑油填满。
40.根据变形例1的端板30（30a）在密封面31的径向外侧部分具有结合面33，该结合面33与轴承壳体2的外环22接合。在该端板30a上，与内环21、圆弧弹簧23及缝隙24相对的部分为密封面31。密封面31相比结合面33从轴承壳体2向轴线方向x后退，从而形成末端密封间隙g3。不过，也可是密封面31与结合面33位于同一平面上，在轴承壳体2的轴线方向x的端面设有凹部或在结合面33和轴承壳体2之间设有间隙构件，从而形成末端密封间隙g3。
41.图7是示出端板30的变形例2的轴承10的局部剖视图。如图7所示，根据变形例2的端板30（30b）在密封面31的径向内侧部分具有结合面33，该结合面33与轴承壳体2的内环21接合。在该端板30b上，与外环22、圆弧弹簧23及缝隙24相对的部分为密封面31。密封面31相比结合面33从轴承壳体2向轴线方向x后退，从而形成末端密封间隙g3。不过，也可是密封面31与结合面33位于同一平面上，在轴承壳体2的轴线方向x的端面设有凹部或在结合面33和轴承壳体2之间设有间隙构件，从而形成末端密封间隙g3。
42.如以上说明，根据本实施方式的轴承10具备：呈圆筒状的轴承壳体2；在轴承壳体2的内周侧于周向排列的多个轴承垫40；和向多个轴承垫40彼此的周向的间隙及设于轴承壳体2的多个缝隙24内供给润滑油的给油装置50。轴承壳体2具有：同心状配置的内环21及外环22；配置于内环21和外环22之间且于周向排列的多个圆弧弹簧23；和将内环21及外环22与多个圆弧弹簧23隔开的多个缝隙24。轴承壳体2由周向排列的多个分割筒体2a、2b结合而
成，多个分割筒体2a、2b各自具有与其他分割筒体2a、2b结合的两个分割面221、222。而且，分割筒体2a、2b各自的两个分割面221、222避开多个圆弧弹簧23地设置。
43.根据上述构成的轴承10，多个缝隙24内填充的润滑油发挥使旋转轴11的振动衰减的阻尼功能，多个圆弧弹簧23发挥旋转轴11的定心功能。轴承壳体2分割构成，但圆弧弹簧23未被轴承壳体2的分割面221、222分断，所以圆弧弹簧23的功能未被阻碍。而且，轴承壳体2如此分割构成，所以将轴承10向包括旋转轴11的旋转机械1组装时作业变得容易。
44.在根据本实施方式的轴承10中，多个圆弧弹簧23包括周向排列的第一圆弧弹簧和第二圆弧弹簧，多个缝隙24各自具有：将第一圆弧弹簧和内环21之间隔开的内侧缝隙部24a；将第二圆弧弹簧和外环22之间隔开的外侧缝隙部24b；和将内侧缝隙部24a和外侧缝隙部24b连接的连接部24c。而且，分割筒体2a、2b各自的分割面221、222上，不出现内侧缝隙部24a及外侧缝隙部24b，出现连接部24c。
45.如此，在轴承壳体2上形成多个缝隙24，并且设计分割筒体2a、2b各自的两个分割面221、222的位置，以此能避开多个圆弧弹簧23而设计分割面221、222。
46.又，在根据本实施方式的轴承10中，多个圆弧弹簧23各自具有作为周向一方的端部的第一端部和作为另一方的端部的第二端部，轴承壳体2具有将各第一端部与内环21连接的第一架桥部23a和将各第二端部与外环22连接的第二架桥部23b。而且，分割筒体2a、2b各自的两个分割面221、222上，不出现多个圆弧弹簧23，出现第一架桥部23a及第二架桥部23b的至少一方。
47.如此，在轴承壳体2上形成多个圆弧弹簧23，并且设计分割筒体2a、2b各自的分割面221、222的位置，以此能避开多个圆弧弹簧23而设计分割面221、222。
48.又，在根据本实施方式的轴承10中，多个分割筒体2a、2b包括在周向上邻接的第一分割筒体（下分割筒体2a）及第二分割筒体（上分割筒体2b），第一分割筒体具有第一分割面221，第二分割筒体具有与第一分割面221结合的第二分割面222。而且，在第一分割面221中，内环21及外环22各自上设有第一螺栓孔291及销孔282，在第二分割面222中，内环21及外环22各自上设有与第一螺栓孔291连通的第二螺栓孔292及被销281插入的销孔282。
49.如此，在分割面221、222中，对于内环21和外环22各自进行销281及销孔282的定位和使用第一螺栓孔291及第二螺栓孔292的紧固（结合）。由此，在组装时及轴振动时，防止分割面221、222的位置偏移，维持作为阻尼器发挥功能的缝隙24的形状。
50.又，在根据本实施方式的轴承10中，给油装置50具有径向插通轴承壳体2且向多个轴承垫40彼此周向的间隙直接供给润滑油的至少一个给油喷嘴53，给油喷嘴53与内环21及外环22中的一方隔开微小间隙g1/g2地离开且与另一方结合。
51.如此将给油喷嘴53支持于轴承壳体2，从而旋转轴11的振动时产生的外环22与内环21的相对运动不会被给油喷嘴53阻碍。
52.又，如上述实施方式所示，也可是轴承10还具备：配置于轴承壳体2的轴线方向x的两侧，与多个缝隙24的开放端隔开间隙g3且具有与轴线方向x相对的密封面31的端板30a、30b。端板30a、30b与内环21及外环22中的一方离开且与另一方结合。
53.如此将端板30a、30b支持于轴承壳体2，从而能在端板30a、30b和轴承壳体2的轴线方向x的端面之间形成稳定大小的末端密封间隙g3。旋转轴11旋转振动时，在由末端密封间隙g3内充满的润滑油形成的流体膜中产生粘性阻力，能产生能量的消耗引起的振动的衰减
（所谓减震（dashpot）衰减）。因此，调节末端密封间隙g3的大小，从而能调节轴承10的阻尼器性能。
54.以上说明了优选的实施方式（及变形例），但在不脱离本发明的思想的范围内，改变上述实施方式的具体构造和/或功能细节的情况也应包含于本发明。上述结构例如能如下变更。
55.例如，根据上述实施方式的轴承10中，设于轴承壳体2的圆弧弹簧23及缝隙24的数量为四，但圆弧弹簧23及缝隙24的数量不限于此只要是二以上即可。
56.又，例如，根据上述实施方式的轴承10中，轴承壳体2被上下二分割，但也可以被左右分割。又，分割数也不限于二，只要是二以上的多个即可。
57.符号说明：2：轴承壳体2a、2b：分割筒体10：轴承11：旋转轴12：壳体21：内环22：外环23：圆弧弹簧23a、23b：架桥部24：缝隙24a：内侧缝隙部24b：外侧缝隙部24c：连接部30、30a、30b：端板31：密封面33：结合面40：轴承垫50：给油装置53：给油喷嘴221、222：分割面281：销282：销孔291、292：第一螺栓孔293：螺栓。