JP3834785B2 - Hydrodynamic bearing - Google Patents
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- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
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- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動圧軸受、特に、金属箔板をハウジング(スリーブ)と回転軸との間の隙間に介在させ、例えばターボチャージャ用軸受のように高速回転用の軸受として使用可能な動圧軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
ターボチャージャ用軸受のように高速回転する軸を支持する軸受としては、従来、油潤滑の浮動ブッシュ或いは軸とスリーブとの間に動圧溝を設けて流体のポンピング作用を利用する動圧軸受が使用される。しかしながら、高速回転に伴い潤滑油が高温となり、粘性が低下すると潤滑性能が低下し、焼付等のトラブルが発生することがある。そこで、より高速回転軸受として使用可能で、高速安定性、耐衝撃性、耐磨耗性等を備える動圧軸受として、ハウジング(スリーブ)内周面と、軸外周との間にピンとフォイル(金属箔板)を交互に介在させ、これを軸受面として弾性支持可能とした流体力学的な動圧軸受が考えられている。
【0003】
この動圧軸受の例としては、図5(A)に示すように、複数本のピン13を長手方向に適当な間隔で固定した金属箔板15を、図6に示すように、ハウジング12と該ハウジング12内に挿入した回転軸11との間の隙間14に、金属箔板15の他面側が回転軸11の外周面に向くように周状、すなわち渦巻状に挿入し、前記金属箔板15の外側端部をハウジング12の内周面の一部に固定して構成したもの、図7に示すように、ハウジング22と該ハウジング22に挿入した回転軸21との間の隙間24に、外側に波板ばね板23を設けた金属箔板25の一端部を固定させたもの、図8に示すように、ハウジング32と回転軸(図示省略)の間の隙間に、一端部を該ハウジング32の内周面の複数箇所に固定し他端部を回転軸の外表面に接するように内周内側へ張り出すように配置した複数枚の板ばね33,33 ,・・を周状に配置した構成の動圧軸受等が知られている。これらの軸受において、ピン13や波板ばね24或いは板ばね33等は、金属箔15等を渦巻き形状に維持し、エアや潤滑油を流体膜として保持させる機能を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図6に示すように、金属箔板15にピン13を固定する方法としては、金属箔板15にピン13を接着剤で固定する方法が取られていたが、組み込み時の作業性が悪く、また、ピン13と金属箔板15間に接着剤10が介在した(図5(B)に示すように、ピン13と金属箔板15とが密着していない)状態で固定される場合があり、耐久性や安定性、或いは品質にバラ付きがあり寸法精度管理上問題があった。また、図7或いは図8に示すような動圧軸受は、製作や組立が煩雑でコスト的にも割高となる等種々の問題があった。
【0005】
この発明は上記する課題に対処するためになされたものであり、組立性が良く、寸法精度も向上させ、安定性等にも優れた金属箔板を用いた動圧軸受を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は、上記する課題を解決するために、請求項1に記載の発明の動圧軸受は、スリーブと軸との隙間に、金属箔板を周状に介在させるとともに、前記金属箔板の一端部に固定されたピンを前記スリーブの内周面に設けた孔に嵌め込み、前記金属箔板の外周で且つ所定間隔に複数のピンが配置されてなる動圧軸受において、
前記複数のピンの長手方向に垂直な断面より大きい小孔を周方向所定間隔に設けこれらのピンの両端部を周方向及び径方向に自由度を持たせて嵌め込んだピンホルダを、前記スリーブの両端部に固定し、更に前記金属箔板は前記ピンに当接することのみで支承されていることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態について説明する。
図1は、この発明の動圧軸受の構成を示す側面図であり、図2は、図1のP部分を拡大した図である。図3(A)は、図2のAーA矢視断面図であり、図3(B)は、図2のBーB矢視断面図である。また、図4は、この動圧軸受を構成する金属薄板とピンの斜視図である。
【0008】
この動圧軸受は、固定部に取り付けられるハウジング(スリーブ)2と、軸1と、これらスリーブ2と軸1との間の隙間4に周状に介在させた金属箔板5と、該金属箔板5の円周上でかつ所定間隔で長手方向に固定されずに配置された複数のピン3と、これらのピン3の両端部を嵌め込む小さな孔6a,6a,・・を周方向所定間隔に設けたピンホルダー6,6と、で構成される。前記ピンホルダー6は、ハウジング(スリーブ、以下、単にハウジングとする)2の両端部に凹部2a,2aを設けてここに嵌め入れ、さらに外部からカバー8を凹部2a、2aに嵌め入れて、カバー8とピンホルダーをねじ7でハウジング2に固定する。また、前記金属箔板5に配置されるピン3は、図4に示すように、両端部の長さが、金属箔板5の幅Hより少し長く、すなわちピンホルダー6で支承される長さとしてある。
【0009】
前記金属箔板5には、一端部にピン9が固定されており、一方、前記ハウジング2の内周面の一部に孔2bを設け、該ピン9を嵌め込むようにしてある。そして、金属箔板5は、ピン3,3,・・・が外周側に位置するように丸めて、且つピン3,3,・・がハウジング2の内周面に接するように二重らせん或いは三重らせん状として周状にして嵌め入れる。また、前記各ピンホルダ6の円周方向所定間隔に設けた孔6a,6a,・・は、前記金属箔板5に配置したピン3の数だけ金属箔板5のらせん形状に合わせて穿設してあり、ここにピン3の両端部が嵌め込まれる。この場合、孔6a,6a,・・の径は、ピン3が自由度を持つように、ピン3の径より少し大きくしてある。この実施の形態の場合、金属箔板5は、ピン3,3,・・が二回り(二重)となるようにしてピンホルダ6の孔6a,6a,・・にピン3,3,・・を嵌め入れてある。
【0010】
上記する構成のこの動圧軸受は、ハウジング2に金属箔板5を配置し、軸1を挿入するが、この場合の組立作業は、ピン3をピンホルダ6の各孔6aに入れ、該ピンホルダー6をカバー8と共にハウジング2にねじ7で固定するだけであるから、作業性が極めて良い。また、この場合、前記金属箔板5に配置されるピン3,3,・・は、従来のような接着剤を使用しないため、金属箔5に負荷が作用したとき、ピン3,3,・・と金属箔板5の密着が良好で、寸法精度が確保しやすく、品質が安定する。従って、前記金属箔板5は、渦巻き状に且つ安定的にハウジング2内に配置することが出来る。
【0011】
従来の金属箔板5の組み込みにおいては、問題点として指摘したように(図5(B)参照)、金属箔板とピンとの間に接着剤10が介在すると、寸法精度が悪くなり、回転時も不安定となる。しかし、上記構成の本願発明のように、円周方向にピン用の孔6a,6a,・・を穿設したピンホルダ6を用いることにより、上述のように、金属箔板5とピン3,3,・・との寸法精度が確保され、高速回転時の安定性が良くなる。即ち、軸1が、図1の矢印のように高速回転すると、周囲の空気或いは潤滑油が金属箔板5とハウジング2の内周面との間に導入されて、流体膜を形成し、且つくさび効果により高圧となって安定的に軸1を支持することになる。
【0012】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、金属箔板のフォイルをハウジングに組み込む際の作業性が極めて良くなる。また、軸受内径(フォイルの最内径)の寸法精度が向上するので、動圧軸受として高速回転時の安定性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フォイルを用いたこの発明の動圧軸受の構成を示す側面図である。
【図2】 図1のP部分を拡大した図である。
【図3】 図3(A)は、図2のAーA矢視断面図であり、図3(B)は、図2のBーB矢視断面図である。
【図4】 この発明の動圧軸受を構成する金属箔板とピンの斜視図である。
【図5】 フォイルを用いた従来の動圧軸受の構成を示す側面図である。
【図6】 図6(A)は、従来の動圧軸受を構成する金属箔板とピンの斜視図であり、図6(B)は、金属箔板とピンとの接着状態で、間に接着剤が介在した場合の断面図である。
【図7】 フォイルを用いた従来の動圧軸受の構成を示す側面図である。
【図8】 フォイルを用いた従来の動圧軸受の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
1 軸
2 ハウジング(スリーブ)
2a 凹部
3 ピン 4 隙間
5 金属箔板
6 ピンホルダー
6a 孔
7 ねじ
8 カバー
9 ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrodynamic bearing, in particular, a hydrodynamic bearing that can be used as a bearing for high-speed rotation such as a turbocharger bearing by interposing a metal foil plate in a gap between a housing (sleeve) and a rotating shaft. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a bearing for supporting a shaft that rotates at high speed, such as a turbocharger bearing, an oil-lubricated floating bush or a dynamic pressure bearing that uses a pumping action of a fluid by providing a dynamic pressure groove between the shaft and the sleeve is known. used. However, when the lubricating oil becomes high temperature with high-speed rotation and the viscosity is lowered, the lubricating performance is lowered, and troubles such as seizure may occur. Therefore, as a hydrodynamic bearing that can be used as a high-speed rotary bearing and has high-speed stability, impact resistance, wear resistance, etc., a pin and foil (metal) are provided between the inner peripheral surface of the housing (sleeve) and the outer periphery of the shaft. A hydrodynamic hydrodynamic bearing is proposed in which foil plates) are alternately interposed and can be elastically supported using the same as a bearing surface.
[0003]
As an example of the hydrodynamic bearing, as shown in FIG. 5A, a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 6, as a method of fixing the
[0005]
The present invention has been made to address the above-described problems, and an object thereof is to provide a hydrodynamic bearing using a metal foil plate that has good assemblability, improved dimensional accuracy, and excellent stability. It is said.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, in order to solve the above-described problem, the hydrodynamic bearing according to the first aspect of the present invention includes a metal foil plate circumferentially interposed in a gap between a sleeve and a shaft, and the metal foil. In the hydrodynamic bearing in which a pin fixed to one end of the plate is fitted into a hole provided in the inner peripheral surface of the sleeve, and a plurality of pins are arranged at a predetermined interval on the outer periphery of the metal foil plate,
The perpendicular to the longitudinal direction of the larger small hole section provided in the circumferential direction by a predetermined distance I write fitted by greater freedom of both end portions of the pins in the circumferential direction and the radial direction a pin holder of the plurality of pins, said sleeve Further, the metal foil plate is supported only by coming into contact with the pin.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the hydrodynamic bearing of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion P in FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 4 is a perspective view of a thin metal plate and pins constituting the dynamic pressure bearing.
[0008]
The hydrodynamic bearing includes a housing (sleeve) 2 attached to a fixed portion, a shaft 1, a
[0009]
A
[0010]
In the hydrodynamic bearing having the above-described configuration, the
[0011]
As pointed out as a problem in the incorporation of the conventional metal foil plate 5 (see FIG. 5B), if the adhesive 10 is interposed between the metal foil plate and the pin, the dimensional accuracy is deteriorated and the rotation is reduced. Become unstable. However, by using the
[0012]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, workability when the foil of the metal foil plate is incorporated into the housing is extremely improved. Further, since the dimensional accuracy of the bearing inner diameter (the innermost diameter of the foil) is improved, the stability of the hydrodynamic bearing at high speed rotation is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a hydrodynamic bearing of the present invention using a foil.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion P in FIG.
3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a metal foil plate and pins constituting the hydrodynamic bearing of the present invention .
FIG. 5 is a side view showing a configuration of a conventional dynamic pressure bearing using a foil.
6A is a perspective view of a metal foil plate and a pin constituting a conventional hydrodynamic bearing, and FIG. 6B is an adhesion state between the metal foil plate and a pin. It is sectional drawing when an agent interposes.
FIG. 7 is a side view showing a configuration of a conventional hydrodynamic bearing using a foil.
FIG. 8 is a side view showing a configuration of a conventional dynamic pressure bearing using a foil.
[Explanation of symbols]
1
Claims (1)
前記複数のピンの長手方向に垂直な断面より大きい小孔を周方向所定間隔に設けこれらのピンの両端部を周方向及び径方向に自由度を持たせて嵌め込んだピンホルダを、前記スリーブの両端部に固定し、更に前記金属箔板は前記ピンに当接することのみで支承されていることを特徴とする動圧軸受。 A metal foil plate is circumferentially interposed in the gap between the sleeve and the shaft, and a pin fixed to one end of the metal foil plate is fitted into a hole provided in the inner peripheral surface of the sleeve, In the hydrodynamic bearing in which a plurality of pins are arranged at a predetermined interval on the outer periphery,
The perpendicular to the longitudinal direction of the larger small hole section provided in the circumferential direction by a predetermined distance I write fitted by greater freedom of both end portions of the pins in the circumferential direction and the radial direction a pin holder of the plurality of pins, said sleeve The hydrodynamic bearing is characterized in that the metal foil plate is supported only by abutting against the pin.
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