JPH0211615Y2 - - Google Patents

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JPH0211615Y2
JPH0211615Y2 JP12393884U JP12393884U JPH0211615Y2 JP H0211615 Y2 JPH0211615 Y2 JP H0211615Y2 JP 12393884 U JP12393884 U JP 12393884U JP 12393884 U JP12393884 U JP 12393884U JP H0211615 Y2 JPH0211615 Y2 JP H0211615Y2
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oil
bump
bearing
gas
rotating shaft
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/042Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/024Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial foil bearings

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、高速回転する高温の回転軸を空気、
窒素あるいはヘリウムなどの気体膜により浮上さ
せた状態で回転可能に支持する動圧式の気体軸受
に関する。
[Detailed description of the invention] [Field of application of the invention] The invention uses a high-temperature rotating shaft that rotates at high speed to
This invention relates to a hydrodynamic gas bearing that is rotatably supported in a suspended state by a film of gas such as nitrogen or helium.

〔考案の背景〕[Background of the idea]

先ず、動圧型ジヤーナル気体軸受の従来例を第
7図に基づいて説明する(例えば特開昭56−
35816号公報、特公昭55−17851号公報参照)。同
図において、符号1はホルダーで、該ホルダー1
は円筒体形状に形成され、空洞部2内には、ホル
ダー1の内面に周接するごとく波板形状の弾性を
有するバンプフオイル3が配設されている。そし
て、このバンプフオイル3にトツプフオイル4が
固着されている。該トツプフオイル4は、回転軸
5と離間状態で該回転軸5を全周にわたつて囲つ
ている。また、該トツプフオイル4及びバンプフ
オイル3の一端は、ホルダー1の内面に固定され
たキー6により挾持固定されている。ホルダー1
の外側面は、外側のケーシング7と面接触状態で
保持されている。
First, a conventional example of a hydrodynamic journal gas bearing will be explained based on FIG.
(Refer to Publication No. 35816 and Japanese Patent Publication No. 17851/1983). In the figure, reference numeral 1 is a holder, and the holder 1
is formed into a cylindrical shape, and a corrugated elastic bump oil 3 is disposed in the cavity 2 so as to circumferentially surround the inner surface of the holder 1 . The bump oil 4 is fixed to the bump oil 3. The top oil 4 surrounds the entire circumference of the rotating shaft 5 while being spaced apart from the rotating shaft 5. Further, one ends of the top oil 4 and the bump oil 3 are clamped and fixed by a key 6 fixed to the inner surface of the holder 1. Holder 1
The outer surface of is held in surface contact with the outer casing 7.

次に動作を説明する。回転軸5が回転すると、
回転軸5の外側面とトツプフオイル4の間の微少
隙間に周囲の気体がその粘性により引き込まれ、
いわゆるくさび膜作用により圧力が発生し、回転
軸5は前記圧力に基づく気体膜により回転可能に
支持される。この気体膜の圧力は、回転軸5とト
ツプフオイル4との間隙すなわち気体膜の厚さに
よつて決まる。バンプフオイル3を有する気体軸
受の場合、回転軸5の回転によつて生じる動荷重
や衝撃荷重等によつて当該回転軸5が軸芯位置か
ら偏位するが、該回転軸5の偏位に対応してバン
プフオイル3がある程度まで変形するため、回転
軸5の偏位に対して気体膜の厚さの一様な領域が
広くなり、従つて、前記衝撃等の影響は吸収緩和
され、負荷容量の大きい気体軸受となつている。
そして、通常の運転では、大きい気体膜厚で作動
することができ、信頼性の高い軸受となつてい
る。
Next, the operation will be explained. When the rotating shaft 5 rotates,
The surrounding gas is drawn into the minute gap between the outer surface of the rotating shaft 5 and the top oil 4 due to its viscosity.
Pressure is generated by a so-called wedge film action, and the rotating shaft 5 is rotatably supported by the gas film based on the pressure. The pressure of this gas film is determined by the gap between the rotating shaft 5 and the top oil 4, that is, the thickness of the gas film. In the case of a gas bearing with a bump oil 3, the rotating shaft 5 deviates from the axial center position due to dynamic loads, impact loads, etc. caused by the rotation of the rotating shaft 5, but the deviation of the rotating shaft 5 can be accommodated. As a result, the bump oil 3 is deformed to a certain extent, so that the area where the gas film has a uniform thickness becomes wider with respect to the deviation of the rotating shaft 5. Therefore, the effects of the impact etc. are absorbed and alleviated, and the load capacity is reduced. It has a large gas bearing.
During normal operation, the bearing can operate with a large gas film thickness, making it a highly reliable bearing.

一方、動圧型スラスト気体軸受の従来例を説明
するに、該スラスト気体軸受の中で、軸受面が可
撓性のフオイルで形成されるフオイル式の先行技
術として、特開昭55−166524号、米国特許
4227752号公報等に開示のものが挙げられる。す
なわち、第8図a,bは米国特許4227752号公報
に開示の動圧型スラスト気体軸受に近い例の構造
を示すもので、ベースプレート8には軸受セグメ
ント9が円周上に複数個固定され、軸受を構成し
ている。また、軸受セグメント9は第8図bで示
すように、ベースプレート8上に配設され、かつ
弾性特性を有する波形状のバンプフオイル10、
該バンプフオイル10によつて支持されるトツプ
フオイル11、及びベースプレート8に固定され
たスペーサ12とから構成され、さらにトツプフ
オイル11はスペーサ12に固定されている。な
お、スペーサ12の高さは、バンプフオイル10
の高さより僅かに小さくなつている。
On the other hand, to explain conventional examples of dynamic pressure type thrust gas bearings, among the thrust gas bearings, as a prior art of the foil type in which the bearing surface is formed of a flexible foil, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-166524, US patent
Examples include those disclosed in Publication No. 4227752 and the like. That is, FIGS. 8a and 8b show an example structure similar to the dynamic pressure type thrust gas bearing disclosed in U.S. Pat. It consists of Further, as shown in FIG. 8b, the bearing segment 9 is disposed on the base plate 8 and includes a wave-shaped bump oil 10 having elastic properties;
It is composed of a top oil 11 supported by the bump oil 10 and a spacer 12 fixed to the base plate 8, and the top oil 11 is further fixed to the spacer 12. Note that the height of the spacer 12 is the same as that of the bump oil 10.
It is slightly smaller than the height of

回転軸(図示せず)に固定されているスラスト
ランナー13が第8図b中、矢印Aの方向に回転
すると、気体の粘性のために、周囲の気体がスラ
ストランナー13とトツプフオイル11間の微少
隙間に引き込まれ、くさび膜作用により前記隙間
内に引き込まれた気体が圧縮され、圧力を発生
し、これによつて回転軸を軸方向に非接触に支承
するようになつている。これをさらに詳述すれ
ば、スラストランナー13が回転すると、周囲の
気体がスラントランナー13により引き込まれ
て、該スラストランナー13とトツプフオイル1
1の間に気体膜のくさび膜を形成し、これによつ
てスラストランナー13はトツプフオイル11か
ら浮上することになり、高速回転可能となる。な
お、回転軸が停止しているときは、スラストラン
ナー13は、トツプフオイル11に固体接触して
いる。
When the thrust runner 13 fixed to a rotating shaft (not shown) rotates in the direction of arrow A in FIG. The gas drawn into the gap is compressed by the wedge film action and generates pressure, thereby supporting the rotating shaft in an axial direction without contact. To explain this in more detail, when the thrust runner 13 rotates, the surrounding gas is drawn in by the slant runner 13, and the thrust runner 13 and the top oil 1
A wedge film of gas film is formed between the thrust runners 1 and 1, which causes the thrust runner 13 to float above the top oil 11, making it possible to rotate at high speed. Note that when the rotating shaft is stopped, the thrust runner 13 is in solid contact with the top oil 11.

しかしながら、一般に以上の動圧型ジヤーナ
ル、スラスト気体軸受においては、回転軸に大き
な変動荷重や衝撃荷重がかかつたとき、バンプフ
オイル3,10が弾性限界を超えて変形する場合
があるが、この弾性限界を超えるような変形を繰
り返えすと、バンプフオイル3,10の形状が歪
んだり、ばね剛性が劣化したりする、いわゆる
“へたり”を生じ、これによつて軸受性能が劣化
したり、またバンプフオイル3,10が破損した
りするおそれがあつた。
However, in general, in the hydrodynamic journal and thrust gas bearings described above, when a large fluctuating load or impact load is applied to the rotating shaft, the bump oils 3 and 10 may deform beyond their elastic limit. Repeated deformation exceeding this value causes the bump oils 3 and 10 to become distorted in shape and the spring rigidity to deteriorate, resulting in so-called "settling", which deteriorates bearing performance and also causes the bump oil to become deformed. There was a risk that parts 3 and 10 would be damaged.

〔考案の目的〕 本考案の目的は上述した欠点に鑑みなされたも
ので、回転軸に大きな変動荷重がかかつた場合で
も、バンプフオイルの変形やへたりを防止し、更
にバンプフオイルの破損を防止し、常に適正な軸
受性能を確保するようにした気体軸受を提供する
にある。
[Purpose of the invention] The purpose of the invention was made in view of the above-mentioned drawbacks, and is to prevent the bump oil from deforming or becoming flat even when a large fluctuating load is applied to the rotating shaft, and furthermore to prevent the bump oil from being damaged. The object of the present invention is to provide a gas bearing that always ensures proper bearing performance.

〔考案の概要〕[Summary of the idea]

このような目的を達成するために、本考案は、
軸受面を構成する表面部材を弾性支持して成るバ
ンプフオイルを円筒体形状のホルダー内面に備え
た気体軸受において、前記ホルダー内面を異なる
曲率の2つの内面で形成し、大きい曲率の内面に
補償用弾性部材を介して断面略三日月形状の可動
体を配設し、該可動体の内側円弧面と前記曲率の
小さい内面とで前記バンプフオイルを保持し、該
バンプフオイルの弾性定数より前記補償用弾性部
材の弾性定数を小さく設定し、前記表面部材の下
面に、バンプフオイルの平坦面部に対応する位置
に該バンプフオイル側に突出する突出部を有する
レストリクシヨンフオイルを設けたものである。
In order to achieve this purpose, the present invention
In a gas bearing in which the inner surface of a cylindrical holder is provided with a bump oil that elastically supports a surface member constituting the bearing surface, the inner surface of the holder is formed of two inner surfaces with different curvatures, and the inner surface with a larger curvature is provided with a compensating elastic layer. A movable body having a substantially crescent-shaped cross section is disposed through the member, and the bump oil is held by the inner arcuate surface of the movable body and the inner surface of the small curvature, and the elasticity of the compensating elastic member is determined from the elastic constant of the bump oil. The constant is set small, and a restriction oil is provided on the lower surface of the surface member, the restriction oil having a protrusion that protrudes toward the bump oil at a position corresponding to the flat surface of the bump oil.

以下、図に示す実施例を用いて本考案はの詳細
を説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail using embodiments shown in the drawings.

〔考案の実施例〕[Example of idea]

先ず、本考案の比較例となる動圧型ジヤーナル
の気体軸受の構造を第2図に示す。同図において
第7図と同一部分には同一の符号を付してある。
本比較例においては、回転軸5の外周側に微少ク
リアランスaを設けて配置されかつ軸受面4aを
構成する表面部材、つまりトツプフオイル4と、
該トツプフオイル4を弾性支持するごとくホルダ
ー1の内面に周接配置されかつばね特性を持つバ
ンプフオイル3に加えて、前記トツプフオイル4
とバンプフオイル3との間にレストリクシヨンフ
オイル15を設けるようにしたものである。ま
た、このレストリクシヨンフオイル15の一端は
キー6に固定されており、更に該キー6はホルダ
ー1に固定されている。また、前記レストリクシ
ヨンフオイル15は、第3図aに示すように、そ
の突出部15aがバンプフオイル3側に突出形成
されると共にバンプフオイル3の平担面部3aか
ら距離H1だけ隔たつて設けられている。更に、
レストリクシヨンフオイル15はその平担面部1
5bがトツプフオイル4及びバンプフオイル3と
当接している。
First, FIG. 2 shows the structure of a hydrodynamic journal gas bearing as a comparative example of the present invention. In this figure, the same parts as in FIG. 7 are given the same reference numerals.
In this comparative example, a surface member that is arranged with a slight clearance a on the outer circumferential side of the rotating shaft 5 and that constitutes the bearing surface 4a, that is, a top oil 4,
In addition to the bump oil 3 which is disposed circumferentially on the inner surface of the holder 1 to elastically support the top oil 4 and has spring characteristics, the top oil 4 is
A restriction oil 15 is provided between the bump oil 3 and the bump oil 3. Further, one end of this restriction oil 15 is fixed to a key 6, and the key 6 is further fixed to the holder 1. Further, as shown in FIG. 3a, the restriction oil 15 has a protruding portion 15a formed to protrude toward the bump oil 3 side, and is provided at a distance H 1 from the flat surface portion 3a of the bump oil 3. It is being Furthermore,
The restriction oil 15 has a flat surface portion 1.
5b is in contact with the top oil 4 and the bump oil 3.

したがつて、本比較例の構成にあつては、回転
軸5に大きな変動荷重や衝撃荷重がかかつた場
合、レストリクシヨンフオイル15の作用でバン
プフオイル3を保護するので、バンプフオイル3
の形状の歪やばね剛性が劣化するといういわゆる
“へたり”の発生を防止でき、これによつて適正
な軸受性能を常に確保できる。今、このレストリ
クシヨンフオイル15の作用を説明するに、バン
プフオイル3は通常は第3図aに示す形状となつ
ているが、たとえば、大きな変動荷重や衝撃荷重
により回転軸5が軸受面に接近して気体膜圧力が
非常に大きくなり、バンプフオイル3に大きな撓
みが生じたような場合、第3図bに示すようにレ
ストリクシヨンフオイル15の突出部15aがバ
ンプフオイル3の平担面部3aに当接することに
よつてバンプフオイル3にそれ以上の大きな力が
作用しないようになつている。したがつて、この
作用によつてバンプフオイル3が弾性限界を越え
て、大きな変形を生じるようなことは確実に防止
される。
Therefore, in the configuration of this comparative example, when a large fluctuating load or impact load is applied to the rotating shaft 5, the bump oil 3 is protected by the action of the restriction oil 15.
It is possible to prevent the occurrence of so-called "settling", which is the deterioration of the shape of the spring and the spring stiffness, thereby ensuring proper bearing performance at all times. Now, to explain the action of this restriction oil 15, the bump oil 3 normally has the shape shown in FIG. When the bump oil 3 approaches the bump oil 3 and the gas film pressure becomes very large, causing a large deflection, the protruding portion 15a of the restriction oil 15 will move against the flat surface portion 3a of the bump oil 3, as shown in FIG. 3b. By contacting the bump oil 3, no further large force is applied to the bump oil 3. Therefore, this action reliably prevents the bump oil 3 from exceeding its elastic limit and causing large deformation.

また、第3図aの距離H1及びレストリクシヨ
ンフオイル15の剛性を適正に設けることによ
り、バンプフオイル3が適正に作用するように構
成できるので、これによつて、常に適正な軸受性
能を確保できる共に、大きな変動荷重や衝撃荷重
がかかつた場合でも、軸受性能を適正に確保する
ことができ、信頼性の高い、耐久性の優れた軸受
を提供できる。
In addition, by appropriately setting the distance H 1 and the rigidity of the restriction oil 15 in FIG. In addition, even when a large fluctuating load or impact load is applied, bearing performance can be appropriately ensured, and a highly reliable and durable bearing can be provided.

更に、レストリクシヨンフオイル15を設けた
ことにより、バンプフオイル3及びトツプフオイ
ル4との間に接触面が生じ、これによつて従来の
例より金属接触面が増す。従つて、クーロン摩擦
による減衰能力が増し、高速安定性の優れた軸受
が得られる。
Further, by providing the restriction oil 15, a contact surface is created between the bump oil 3 and the top oil 4, thereby increasing the metal contact surface compared to the conventional example. Therefore, the damping capacity due to Coulomb friction is increased, and a bearing with excellent high-speed stability can be obtained.

加えて、レストリクシヨンフオイル15の平担
面部15bがトツプフオイル4と当接しているの
で、軸受の負荷容量を増すことができる。すなわ
ち、これはトツプフオイル4が回転軸5とトツプ
フオイル4の間の軸受隙間に発生する気体膜圧力
によつて、バンプフオイル3で支持されているス
パンにわたつて撓みが小さくできるので、その撓
みによる軸受隙間の増大による気体膜圧力の減少
を防ぐことができることによる。
In addition, since the flat surface portion 15b of the restriction oil 15 is in contact with the top oil 4, the load capacity of the bearing can be increased. That is, this is because the deflection of the topfoil 4 can be reduced over the span supported by the bumpfoil 3 due to the gas film pressure generated in the bearing gap between the rotating shaft 5 and the topfoil 4. This is because it is possible to prevent a decrease in gas membrane pressure due to an increase in .

第1図は本考案に係る動圧型ジヤーナル気体軸
受の一実施例を示す断面図である。同図におい
て、符号16は可動体を示し、該可動体16は、
断面が略三日月形状に形成され、ホルダー1の内
面とバンプフオイル3との間の空洞部2の一部に
配設されている。この可動体16の内側円弧面1
6aには、バンプフオイル3の一端部3bが溶接
固定されている。また、可動体16の外側円弧面
16bとホルダー1の内面との間の空洞部2内に
は波板形状の補償用弾性部材17が、その一部を
ホルダー1内面に溶接固定された状態で配設され
ている。該補償用弾性部材17は、その弾性定数
が前記バンプフオイル3よりも小さく設定されて
いる。また、ホルダー1の内面は、異なる曲率の
2つの内面1a,1bにより形成されている。す
なわち、内面1aの曲率は内面1bよりも大き
い。内面1bは120度の円弧角の範囲に形成され、
該内面1bの部分にバンプフオイル3の平担面3
a,3a,……が接触している。また可動体16
の内側円弧面16aの曲率は前記内面1bの曲率
より僅かに大きく形成され、可動体16が外方に
移動したときも、軸受全周にわたつて適正な軸受
隙間ができるよう形成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a hydrodynamic journal gas bearing according to the present invention. In the figure, the reference numeral 16 indicates a movable body, and the movable body 16 is
It has a substantially crescent-shaped cross section and is disposed in a part of the cavity 2 between the inner surface of the holder 1 and the bump oil 3. Inner circular arc surface 1 of this movable body 16
One end 3b of the bump oil 3 is welded and fixed to 6a. Further, in the cavity 2 between the outer arcuate surface 16b of the movable body 16 and the inner surface of the holder 1, there is a corrugated plate-shaped compensating elastic member 17, a part of which is welded and fixed to the inner surface of the holder 1. It is arranged. The compensating elastic member 17 has an elastic constant set smaller than that of the bump oil 3. Further, the inner surface of the holder 1 is formed by two inner surfaces 1a and 1b having different curvatures. That is, the curvature of the inner surface 1a is larger than that of the inner surface 1b. The inner surface 1b is formed within an arc angle range of 120 degrees,
A flat surface 3 of a bump oil 3 is provided on the inner surface 1b.
a, 3a, ... are in contact. Also, the movable body 16
The curvature of the inner circular arc surface 16a is formed to be slightly larger than the curvature of the inner surface 1b, so that even when the movable body 16 moves outward, there is an appropriate bearing gap around the entire circumference of the bearing.

本実施例においては、以上のように可動体1
6、補償用弾性部材17を備えた構成において、
トツプフオイル4とバンプフオイル3との間にレ
ストリクシヨンフオイル15を設けるようにした
ものである。なお、このレストリクシヨンフオイ
ル15の一端部15cは前記バンプフオイル3の
一端部3bを介して可動体16の内側円弧面16
aに固定されている。
In this embodiment, as described above, the movable body 1
6. In the configuration including the compensating elastic member 17,
A restriction oil 15 is provided between the top oil 4 and the bump oil 3. The one end 15c of this restriction oil 15 is connected to the inner arcuate surface 16 of the movable body 16 via the one end 3b of the bump oil 3.
It is fixed at a.

したがつて、以上のような実施例においては、
上述した前記比較例と同じ作用、効果の他に、次
のような作用、効果を有する。すなわち、タービ
ン(図示せず)からの伝熱により回転軸5が熱膨
張し、トツプフオイル4との間の隙間、すなわち
気体膜厚さが小さくなると圧力が上昇する。する
と、該トツプフオイル4が拡がる方向に力を受
け、この力が可動体16を回転軸5より離反する
方向に押圧する。このとき、補償用弾性部材17
の弾性定数がバンプフオイル3より小さく設定さ
れているため、補償用弾性部材17が変形する。
これにより、回転軸5の熱膨張分が可動体16の
移動によつて補償され、気体膜厚さは一定に保た
れる。したがつて、高温の温度場で気体軸受を使
用しても、従来のように焼き付き等による破損の
おそれは少なく、信頼性の高い気体軸受を提供で
きる。
Therefore, in the above embodiments,
In addition to the same functions and effects as those of the comparative example described above, the following functions and effects are also provided. That is, the rotating shaft 5 thermally expands due to heat transfer from a turbine (not shown), and as the gap between it and the top oil 4, that is, the thickness of the gas film becomes smaller, the pressure increases. Then, the top oil 4 receives a force in a direction in which it expands, and this force presses the movable body 16 in a direction away from the rotating shaft 5. At this time, the compensating elastic member 17
Since the elastic constant of the bump oil 3 is set smaller than that of the bump oil 3, the compensating elastic member 17 is deformed.
Thereby, the thermal expansion of the rotating shaft 5 is compensated for by the movement of the movable body 16, and the gas film thickness is kept constant. Therefore, even if the gas bearing is used in a high temperature field, there is less risk of damage due to seizure or the like as in the conventional case, and a highly reliable gas bearing can be provided.

また、第4図及び第5図は比較例に係る気体軸
受のうち、動圧型スラスト気体軸受で、ベースプ
レート18には、第4図に示すように軸受セグメ
ント19が円周方向に等間隔おきに複数個固定さ
れており、また該軸受セグメント19は、第5図
に示すように構成されている。すなわち、該軸受
セグメント16は、ベースプレート18に固定さ
れかつ弾性を有する波形状のバンプフオイル20
と、前記ベースプレート18に固定されたスペー
サ21に一端側が固定されると共に下面をバンプ
フオイル20によつて支持されかつ上面が軸受面
22aを形成して成るトツプフオイル22と、該
トツプフオイル22とバンプフオイル20との間
に配置され、かつ一端側が前記スペーサ21に固
定されたレストリクシヨンフオイル23とから構
成されている。また、このレストリクシヨンフオ
イル23はその平担面部23aがトツプフオイル
22に当接しており、かつ突出部23bはバンプ
フオイル20の平担面部20aと対応する位置に
バンプフオイル20側に突出形成されている。な
お、トツプフオイル22の軸受面22aには、回
転軸(図示せず)に固定されたスラストランナー
24が対面するごとく配置されている。
4 and 5 are hydrodynamic thrust gas bearings among gas bearings according to comparative examples, and the base plate 18 has bearing segments 19 arranged at equal intervals in the circumferential direction, as shown in FIG. A plurality of bearing segments 19 are fixed, and the bearing segments 19 are constructed as shown in FIG. That is, the bearing segment 16 is fixed to the base plate 18 and has an elastic wave-shaped bump oil 20.
and a top oil 22 having one end fixed to a spacer 21 fixed to the base plate 18, a lower surface supported by a bump oil 20, and an upper surface forming a bearing surface 22a, and a top oil 22 and a bump oil 20. A restriction oil 23 is arranged between the spacers 21 and 23 and has one end fixed to the spacer 21. Further, the flat surface portion 23a of the restriction oil 23 is in contact with the top oil 22, and the protruding portion 23b is formed to protrude toward the bump oil 20 at a position corresponding to the flat surface portion 20a of the bump oil 20. . A thrust runner 24 fixed to a rotating shaft (not shown) is disposed so as to face the bearing surface 22a of the top oil 22.

更に、第6図は動圧型スラスト気体軸受の他の
比較例を示すもので、本比較例の軸受セグメント
は、ベースプレート25に固定されかつ弾性を有
する波形状のバンプフオイル26と、該バンプフ
オイル26の上面に固定された剛体から成る表面
部材、つまり表面プレート27と、該表面プレー
ト27とバンプフオイル26との間に配設された
レストリクシヨンフオイル28とから構成されて
いる。また、該レストリクシヨンフオイル28に
は、回転軸(図示せず)に固定されたスラストラ
ンナー29が対面するごとく配置されており、該
表面プレート27のスラストランナー29と対面
する面は軸受面27aを構成している。更に、レ
ストリクシヨンフオイル28はその平担面部28
aが表面プレート27に当接しており、かつ突出
部28bはバンプフオイル26の平担面部26a
と対応する位置にバンプフオイル26側に突出形
成されている。
Furthermore, FIG. 6 shows another comparative example of a dynamic pressure type thrust gas bearing, and the bearing segment of this comparative example includes a wave-shaped bump oil 26 fixed to a base plate 25 and having elasticity, and an upper surface of the bump oil 26. It is composed of a surface member made of a rigid body fixed to the surface plate 27, and a restriction oil 28 disposed between the surface plate 27 and the bump oil 26. Further, a thrust runner 29 fixed to a rotating shaft (not shown) is arranged to face the restriction oil 28, and the surface of the surface plate 27 facing the thrust runner 29 is a bearing surface. 27a. Furthermore, the restriction oil 28 has a flat surface portion 28 thereof.
a is in contact with the surface plate 27, and the protruding portion 28b is in contact with the flat surface portion 26a of the bump oil 26.
The bump oil 26 is formed protrudingly at a position corresponding to the bump oil 26 side.

以上の第4図、第5図の比較例及び第6図比較
例のごとく構成したとしても、前記第3図a,b
を用いて説明した作用、効果と全く同じ作用、効
果を持つ。
Even if the configuration is as shown in the comparative example in FIGS. 4 and 5 and the comparative example in FIG. 6, the
It has exactly the same action and effect as explained using .

〔考案の効果〕[Effect of idea]

本考案によれば、ホルダー内面を異なる曲率の
2つの内面で形成し、大きい曲率の内面に補償用
弾性部材を介して断面略三日月形状の可動体を配
設し、該可動体の内側円弧面と前記曲率の小さい
内面とで前記バンプフオイルを保持し、該バンプ
フオイルの弾性定数より前記補償用弾性部材の弾
性定数を小さく設定し、前記表面部材の下面に、
バンプフオイルの平坦面部に対応する位置に該バ
ンプフオイル側に突出する突出部を有するレスト
リクシヨンフオイルを設けたので、回転軸が熱膨
張し、気体膜厚さが小さくなつて圧力が上昇して
も、可動体が移動して前記回転軸の熱膨張分が補
償され、以つて気体膜厚さは一定に保たれる。従
つて、高温の温度場で気体軸受を使用しても、従
来のような焼き付き等による破損のおそれが少な
く、信頼性の高い気体軸受となる。
According to the present invention, the inner surface of the holder is formed of two inner surfaces with different curvatures, and a movable body having a substantially crescent-shaped cross section is disposed on the inner surface with a larger curvature via a compensating elastic member, and the inner arcuate surface of the movable body is and the inner surface with a small curvature hold the bump oil, the elastic constant of the compensating elastic member is set smaller than the elastic constant of the bump oil, and the lower surface of the surface member is provided with:
Since a restriction oil having a protrusion protruding toward the bump oil is provided at a position corresponding to the flat surface of the bump oil, even if the rotating shaft thermally expands, the gas film thickness decreases, and the pressure increases. The movable body moves to compensate for the thermal expansion of the rotating shaft, thereby keeping the gas film thickness constant. Therefore, even if the gas bearing is used in a high-temperature environment, there is less risk of damage due to seizure or the like as in conventional gas bearings, resulting in a highly reliable gas bearing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案に係る動圧型ジヤーナル気体軸
受の一実施例を示す断面図、第2図は比較例に係
る動圧型ジヤーナル気体軸受の一実施例を示す断
面図、第3図a,bは第1図の気体軸受の動作説
明図、第4図は比較例に係る動圧型スラスト気体
軸受の一実施例を示す一部平面図、第5図は同動
圧型スラスト気体軸受の要部断面図、第6図は比
較例に係る動圧型スラスト気体軸受の他の実施例
を示す要部断面図、第7図は従来の動圧型ジヤー
ナル気体軸受の一例を示す断面図、第8図a,b
は従来の動圧型スラスト気体軸受の一部平面図と
要部断面図である。 3……バンプフオイル、3a……平担面部、4
……トツプフオイル、4a……軸受面、15……
レストリクシヨンフオイル、15a……突出部、
20……バンプフオイル、20a……平担面部、
22……トツプフオイル、22a……軸受面、2
3……レストリクシヨンフオイル、23b……突
出部、26……バンプフオイル、26a……平担
面部、27……表面プレート、27a……軸受
面、28……レストリクシヨンフオイル、28b
……突出部。
Fig. 1 is a sectional view showing an embodiment of a hydrodynamic journal gas bearing according to the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing an embodiment of a hydrodynamic journal gas bearing according to a comparative example, and Figs. 3 a and b. 1 is an explanatory diagram of the operation of the gas bearing shown in FIG. 1, FIG. 4 is a partial plan view showing an example of a hydrodynamic thrust gas bearing according to a comparative example, and FIG. 5 is a cross-section of a main part of the hydrodynamic thrust gas bearing 6 is a sectional view of a main part showing another example of a hydrodynamic thrust gas bearing according to a comparative example, FIG. 7 is a sectional view showing an example of a conventional hydrodynamic journal gas bearing, and FIG. 8a, b
1 is a partial plan view and a sectional view of a main part of a conventional dynamic pressure type thrust gas bearing. 3... Bump oil, 3a... Flat surface part, 4
...Topf oil, 4a...Bearing surface, 15...
Restriction oil, 15a...protrusion,
20...bump oil, 20a...flat surface part,
22...Topf oil, 22a...Bearing surface, 2
3...Restriction oil, 23b...Protrusion part, 26...Bump oil, 26a...Flat surface part, 27...Surface plate, 27a...Bearing surface, 28...Restriction oil, 28b
...protrusion.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 軸受面を構成する表面部材を弾性支持して成る
バンプフオイルを円筒体形状のホルダー内面に備
えた気体軸受において、 前記ホルダー内面を異なる曲率の2つの内面で
形成し、大きい曲率の内面に補償用弾性部材を介
して断面略三日月形状の可動体を配設し、該可動
体の内側円弧面と前記曲率の小さい内面とで前記
バンプフオイルを保持し、該バンプフオイルの弾
性定数より前記補償用弾性部材の弾性定数を小さ
く設定し、前記表面部材の下面に、バンプフオイ
ルの平坦面部に対応する位置に該バンプフオイル
側に突出する突出部を有するレストリクシヨンフ
オイルを設けたことを特徴とする気体軸受。
[Claims for Utility Model Registration] A gas bearing in which the inner surface of a cylindrical holder is provided with a bump oil that elastically supports a surface member constituting the bearing surface, the inner surface of the holder being formed of two inner surfaces with different curvatures, A movable body having a substantially crescent-shaped cross section is disposed on the inner surface of the large curvature via a compensating elastic member, and the bump oil is held between the inner arcuate surface of the movable body and the inner surface of the small curvature, and the elastic constant of the bump oil is The elastic constant of the compensating elastic member is set to a small value, and a restriction oil is provided on the lower surface of the surface member at a position corresponding to the flat surface of the bump oil, the restriction oil having a protrusion protruding toward the bump oil. Characteristic gas bearing.
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