CN104520598A - 径向箔轴承 - Google Patents

Abstract

该径向箔轴承(3)具备顶部箔(10)、中间箔(11)、背部箔(12)、以及容纳顶部箔(10)、中间箔(11)和背部箔(12)的轴承壳体(13)。具有由形成于一边的凸部(16a)和凹部(17a)构成的第1凹凸部(18a)以及由形成于另一边的凹部(17b)和凸部(16b)构成的第2凹凸部(18b)的矩形状金属箔，以第1凹凸部(18a)与第2凹凸部(18b)重叠的方式卷成圆筒状而构成顶部箔(10)。另外，引出至轴承壳体(13)侧的第1凹凸部(18a)和第2凹凸部(18b)的各个凸部(16a、16b)卡合于轴承壳体(13)的卡合槽(14)。

Description

径向箔轴承

技术领域

本发明涉及径向箔轴承。

本申请基于2012年8月14日在日本申请的日本特愿2012-179776号而主张优先权，将其内容引用于此。

背景技术

一直以来，作为高速旋转体用的轴承，已知以包围旋转轴的方式装配而使用的径向轴承。作为这样的径向轴承，众所周知具备如下部件的径向箔轴承：薄板状的顶部箔，形成轴承面；背部箔，弹性地支撑该顶部箔；以及圆筒状的轴承壳体，容纳前述顶部箔和前述背部箔。作为径向箔轴承的背部箔，主要使用将薄板以波板状成形的波箔。

另外，在一部分的箔轴承中，以“箔间摩擦导致的衰减效果的提高”或“顶部箔的刚性的增强”等作为目的，将中间箔插入顶部箔与背部箔之间(例如，参照专利文献1)。

在这样的径向箔轴承中，通常，为了防止顶部箔或波箔从轴承壳体脱落，将其一端部(止动端部)通过点焊而直接或经由隔离物而间接地固定于轴承壳体。另外，中间箔，通常也与顶部箔同样地遍及轴承壳体的整周而配置，其一端部通过焊接而固定于轴承壳体。

另外，在专利文献2中，未使用焊接而将顶部箔的两端(周向上的两端)分别以碰触壳体内壁的止动壁的方式卡止、固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5902049号说明书

专利文献2：日本特开2006-57828号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，如果焊接顶部箔，那么由于热输入而在顶部箔上产生应变的可能性很高。同样地，即使焊接中间箔，使顶部箔应变的可能性也很高。即，如果由于焊接而在中间箔产生应变，则有时候中间箔的应变还反映于配置在该中间箔上的顶部箔，在顶部箔产生应变。另外，即使在将顶部箔和中间箔重叠而统一焊接的情况下，也有可能成为基底的中间箔的应变仍然反映于顶部箔，顶部箔的应变量变大。

另外，为了代替焊接而机械地进行固定，还已知将顶部箔的一端部(止动端部)弯曲加工的构造。但是，在这种情况下，有时候通过弯曲加工而在顶部箔产生应变。此外，在前述专利文献2中，由于顶部箔的两端碰触止动壁，因此有时候在顶部箔上施加从其两端部朝向中心部的反力，产生应变。

通过旋转轴的旋转而形成于该旋转轴与顶部箔之间的箔轴承的流体润滑膜的厚度为10um左右而非常薄。因此，如果在顶部箔稍微产生应变，那么有可能影响波及轴承的负荷能力和动态特性(刚性和衰减性能)而未得到像设计那样的性能。

另外，在通过点焊将一端部(止动端部)固定于轴承壳体的通常的顶部箔中，有时候其两端附近(止动端侧和自由端侧)难以紧贴于构成轴承壳体的内周面的曲面，成为接近平面的状态。于是，在接近平面的这些部分上产生将旋转轴紧固的力(局部的预加载荷)，结果，有时候产生起动转矩变高或运转中的发热变高至设定以上等故障。

而且，在前述专利文献2中，由于有时候由于前述反力而在顶部箔上产生应变，所以有时候顶部箔不沿着轴承壳体的内周面成为接近正圆的形状，而是由于应变而成为部分地具有平面部的接近多边形的形状。于是，通过接近平面部的部位相对旋转轴强烈地抵接，产生紧固旋转轴的力(局部的预加载荷)，有可能起动转矩变高或运转中的发热变高至设定以上。

为了减小这样的紧固旋转轴的力(局部的预加载荷)，考虑例如消除支撑顶部箔的两端附近的波箔(背部箔)的峰部的方法。但是，如果消除波箔的峰部，那么存在着消除了峰部的部位上的旋转轴的支撑刚性大幅度降低的情况。因此，当由于冲击载荷等而旋转轴朝向该部位运动时，抑制不起作用，引起设置于旋转轴的叶轮等旋转部分与静止部(壳体)接触的可能性很高。

而且，为了不过分降低前述部位上的旋转轴的支撑刚性，考虑仅仅降低波箔上的前述部位的1个峰部的方法。但是，由于降低的量为10um左右而很小，所以其制作十分困难。

本发明是鉴于前述情况而作出的，其第一目的在于，提供这样的径向箔轴承：充分地减少在顶部箔产生的应变，关于轴承的负荷能力或动态特性(刚性和衰减性能)，得到像设计那样的良好的性能，能够通过箔间摩擦而提高衰减效果，并且能够进一步抑制加工成本。另外，第2目的为，提供能够防止紧固旋转轴的力(局部的预加载荷)产生的径向箔轴承。

用于解决问题的方案

依据本发明的第1方式，包围旋转轴并支撑该旋转轴的径向箔轴承具备：圆筒状的顶部箔，与前述旋转轴对置地配置；中间箔，配置于前述顶部箔的径向外侧；背部箔，配置于前述中间箔的径向外侧；以及圆筒状的轴承壳体，容纳前述顶部箔、前述中间箔以及前述背部箔。在前述轴承壳体的内周面上沿着其轴向形成有卡合槽。具有由形成于一边的凸部和凹部构成的第1凹凸部以及由形成于与前述一边相反的另一边的凹部和凸部构成的第2凹凸部的矩形状的金属箔，以将前述第1凹凸部与前述第2凹凸部重叠的方式卷成圆筒状而构成前述顶部箔。前述第1凹凸部的凸部配置为通过前述第2凹凸部的凹部引出至前述轴承壳体侧。前述第2凹凸部的凸部配置为通过前述第1凹凸部的凹部引出至前述轴承壳体侧。另外，引出至前述轴承壳体侧的前述第1凹凸部和前述第2凹凸部的各个凸部卡合于前述卡合槽。

在该径向箔轴承中，将具有第1凹凸部和第2凹凸部的金属箔以前述第1凹凸部与前述第2凹凸部重叠的方式卷成圆筒状，将各个凹凸部的凸部分别引出至轴承壳体侧，并将这些引出的凸部卡合于在轴承壳体的内周面上形成的卡合槽。因此，不对顶部箔进行点焊或弯曲加工，并且不在顶部箔上产生从两端部朝向中心部的强烈的反力，就能够在轴承壳体内容纳并固定顶部箔。因此，能够防止在顶部箔产生应变，并且充分地减少顶部箔的应变。

另外，由于在顶部箔与背部箔之间具备中间箔，所以即使在旋转轴旋转时产生轴振动(自激振动)，也通过顶部箔与中间箔之间、进一步为中间箔与背部箔之间互相滑行而产生的摩擦来得到衰减效果。因此，能够通过该衰减效果而抑制前述的轴振动(自激振动)，容易平息该轴振动。此外，能够通过中间箔增强顶部箔的刚性。

另外，依据本发明的第2方式，在上述第1方式中，使多块前述中间箔重叠。

这样做的话，能够进一步通过多个中间箔间的滑行所导致的摩擦而进一步得到衰减效果，能够更容易平息前述轴振动(自激振动)。

另外，依据本发明的第3方式，在上述第1或第2方式中，前述中间箔由具有凹凸部的矩形状的金属箔构成，该凹凸部中的凸部卡合于前述卡合槽，该凹凸部由形成于至少一边的凸部和凹部构成。

这样做的话，对中间箔也不进行点焊或弯曲加工，就能够将该中间箔容纳且固定于轴承壳体内。因此，能够防止由于在中间箔上形成应变而在顶部箔上也产生应变。

另外，依据本发明的第4方式，在上述第1至第3中的任一方式中，在前述轴承壳体的内周面上形成有沿着其轴向从一端至另一端连续的通槽。在前述通槽中，嵌入通过将该通槽沿其长度方向割而形成多个前述卡合槽的固定工具。另外，在前述通槽和与前述固定工具中，设置有限制前述固定工具沿前述通槽的长度方向移动的限制部。

这样做的话，由于将通槽沿着轴承壳体的轴向从一端至另一端连续地形成，因而能够通过放电线切割加工容易地形成该通槽。

另外，即使在顶部箔与轴承壳体之间产生轴向的偏离时，由于卡合在将通槽沿长度方向分割而形成的卡合槽中的凸部受该卡合槽的端部限制而其移动停止，因而能够防止在此之上的偏离。此外，由于在通槽和固定工具中设置有限制固定工具沿通槽的长度方向移动的限制部，因此也可使固定工具的移动停止。因此，可靠地防止顶部箔从轴承壳体脱落。

另外，依据本发明的第5方式，在上述第4方式中，在前述通槽的内侧面上，沿着前述通槽的长度方向形成有卡止前述顶部箔的凸部的顶端部的卡止凹部。

这样做的话，通过使顶部箔的凸部卡止于卡止凹部，能够容易地进行该凸部的定位与其卡止，能够进一步提高顶部箔的组装再现性。

另外，依据本发明的第6方式，在上述第4或第5方式中，前述限制部由卡止槽和弯折片构成，卡止槽在前述轴承壳体的两侧面上分别与前述通槽的两端部连通且沿该轴承壳体的厚度方向形成，弯折片分别形成于前述固定工具的两端部且卡止于前述卡止槽。

这样做的话，能够可靠地限制固定工具相对通槽沿其长度方向移动，因此可靠地防止了顶部箔从轴承壳体脱落。另外，关于卡止槽的加工，也能够通过例如放电线切割加工容易地进行。

另外，依据本发明的第7方式，在上述第1至第6中的任一方式中，在前述顶部箔中，在前述一边和前述另一边上形成有与它们之间的中央部相比厚度薄的薄壁部。

这样做的话，顶部箔的两端部变得容易弹性变形，抑制了在该两端部产生紧固旋转轴的力(局部的预加载荷)。

另外，依据本发明的第8方式，在上述第7方式中，前述薄壁部的与前述旋转轴所对置的面相反的面形成为比前述中央部的与前述旋转轴所对置的面相反的面更凹陷的状态。

这样做的话，在该薄壁部中的与旋转轴所对置的面相反的面与定位在其外周面侧上的背部箔之间形成间隙。因此，可靠地防止了在薄壁部上产生紧固旋转轴的力(局部的预加载荷)。

发明的效果

依据本发明的径向箔轴承，能够防止在顶部箔上产生应变，充分地减少顶部箔的应变。因此，关于轴承的负荷能力和动态特性(刚性和衰减性能)，能够得到像设计那样的良好的性能。

另外，由于具备中间箔，所以通过该中间箔与其它箔之间的滑行所导致的摩擦而得到衰减效果，由此能够容易地平息旋转轴的轴振动(自激振动)，并且也能够通过中间箔来增强顶部箔的刚性。因此，能够充分地提高轴承的动态特性(刚性和衰减性能)。

附图说明

图1是示出适用本发明所涉及的径向箔轴承的涡轮机械的一个示例的示意图。

图2A是本发明的第1实施方式中的径向箔轴承的侧面图。

图2B是图2A的轴承壳体的A-A线向视截面图。

图3A是顶部箔的展开图。

图3B是顶部箔的展开侧面图。

图3C是中间箔的展开图。

图3D是中间箔的展开侧面图。

图4A是第1实施方式的变形例中的径向箔轴承的侧面图。

图4B是中间箔的展开图。

图5A是第1实施方式的变形例中的径向箔轴承的侧面图。

图5B是中间箔的展开图。

图6A是本发明的第2实施方式中的径向箔轴承的侧面图。

图6B是图6A的轴承壳体的B-B线向视截面图。

图6C是顶部箔的展开图。

图6D是顶部箔的展开侧面图。

图7A是本发明的第3实施方式中的径向箔轴承的侧面图。

图7B是示出轴承壳体的内周面的主要部分的示意图。

图8A是图7A所示的径向箔轴承的主要部分分解立体图。

图8B是示出固定工具嵌合于通槽的状态的俯视图。

图8C是示出固定工具嵌合于通槽的状态的侧视截面图。

图9A是径向箔轴承的主要部分分解立体图。

图9B是图7A的C-C线向视截面图。

图10A是将图2A的主要部分平坦化而示意性地示出的侧面图。

图10B是图10A的D-D线向视图。

图11是图7A的主要部分放大图。

图12A是本发明的第4实施方式中的顶部箔的展开图。

图12B是顶部箔的展开侧面图。

图12C是中间箔的展开图。

图12D是中间箔的展开侧面图。

图13A是示出固定工具嵌合于通槽的状态的俯视图。

图13B是示出固定工具嵌合于通槽的状态的侧视截面图。

图14A是背部箔的构造的变形例中的径向箔轴承的主要部分分解立体图。

图14B是径向箔轴承的主要部分截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明的径向箔轴承。此外，在以下的附图中，为了使各部件成为能够识别的大小，适当变更各部件的比例尺。

图1是示出适用本发明的径向箔轴承的涡轮机械的一个示例的侧面图。在图1中，符号1是旋转轴，符号2是设在旋转轴的顶端部的叶轮，符号3是本发明所涉及的径向箔轴承。此外，虽然在图1中省略而仅记载一个径向箔轴承，但通常沿旋转轴1的轴向设有两个径向箔轴承，构成旋转轴1的支撑构造。因此，虽然在本实施方式中未图示，但是也设有两个径向箔轴承3。

在旋转轴1上，在形成有叶轮2的一侧，固定有推力环4，在该推力环4的两侧，与该推力环4对置地分别配置有推力轴承5。

另外，叶轮2配置于成为静止侧的壳体6内，在与壳体6之间，具有顶部间隙7。

另外，在旋转轴1上，在比推力环4更靠近中央侧，径向箔轴承3以包围旋转轴1的方式装配。

“第1实施方式”

图2A、2B是示出适用于这样的构成的涡轮机械的径向箔轴承的第1实施方式的示意图。该第1实施方式的径向箔轴承3是如图2A所示地包围旋转轴1并支撑旋转轴1的圆筒状的装置。径向箔轴承3具备如下部件而构成：圆筒状的顶部箔10，与旋转轴1对置而配置；中间箔11，配置于顶部箔10的径向外侧；背部箔12，配置于中间箔11的径向外侧；以及轴承壳体13，配置于背部箔12的径向外侧。

轴承壳体13是构成径向箔轴承3的最外部的金属制圆筒状的部件，在内部容纳背部箔12、中间箔11以及顶部箔10。在该轴承壳体13中，在其内周面上，沿着轴承壳体13的轴向形成有多个卡合槽14。即，如示出轴承壳体13的内周面的图2B所示，在轴承壳体13的内周面上，遍及轴承壳体13的轴向的全长而形成有第1卡合槽14a。另外，在第1卡合槽14a的附近(周向的附近)，不遍及轴承壳体13的轴向的全长，而是仅仅在其一部分上形成第2卡合槽14b。

在本实施方式中，在定位于第1卡合槽14a的附近的同一直线上形成有两个第2卡合槽14b。这些第2卡合槽中的一方从轴承壳体13的一侧端(轴向的一端部)朝向中心侧延伸而形成，另一方从轴承壳体13的另一侧端朝向中心侧延伸而形成。由此，这些第2卡合槽14b不在轴承壳体13的中心侧互相连通，在这些第2卡合槽14b的中心侧分别形成有阻塞这些槽的中心侧的堤部15。此外，卡合槽14a、14b的深度(径向的深度)设为0.1mm至数mm左右。

如图2A所示，背部箔12是由箔(薄板)形成且弹性地支撑中间箔11和顶部箔10的部件。作为这样的背部箔12，使用例如波箔或日本特开2006-57652号公报和日本特开2004-270904号公报等所记载的弹簧箔、日本特开2009-299748号公报等所记载的背部箔等。在本实施方式中，作为背部箔12，使用波箔。但是，也可以将前述的弹簧箔或背部箔用作本发明的背部箔。

背部箔12(波箔)如图2A所示，箔(薄板)成形为波板状并且进一步沿着轴承壳体13的内周面形成为圆筒状。在本实施方式中，该背部箔12配设成将其两端部之间沿周向隔开既定间隔的状态。即，该背部箔12将轴承壳体13的内周面配置为：不覆盖卡合槽14(14a)、14(14b)与它们之间，而是仅仅覆盖其它面上。

另外，成形为波板状的背部箔12沿着径向箔轴承3的周向，交替地形成与轴承壳体13相接的谷部和与中间箔11相接的峰部。由此，背部箔片12，尤其是通过与中间箔片11相接的峰部而经由中间箔11来弹性地支撑顶部箔10。另外，沿径向箔轴承3的轴向形成由峰部和谷部构成的流体的通路。此外，该背部箔12(波箔)在本实施形式中与现有技术同样地通过点焊等固定于轴承壳体13。

顶部箔10沿着背部箔(波箔)12的内表面卷成圆筒状而构成。在顶部箔10中配设为，形成于一端部侧(周向上的一端部)的凸部16a和形成于另一端部侧的凸部16b分别卡合于形成于轴承壳体13中的卡合槽14。该顶部箔10是如下部件：如作为其展开图的图3A所示，以轴承周向作为长边且以轴承长度方向作为短边的矩形金属箔沿作为其侧面图的图3B中的箭头方向(长边的长度方向：轴承周向)卷成圆筒状而形成。

在该顶部箔10上，如图3A所示，形成有具有形成于一边(短边)的一个凸部(顶部箔凸部)16a和两个凹部(顶部箔凹部)17a而构成的第1凹凸部(第1顶部箔凹凸部)18a，形成有具有形成于与前述一边(短边)相反的另一边(短边)的两个凸部(顶部箔凸部)16b和一个凹部(顶部箔凹部)17b而构成的第2凹凸部(第2顶部箔凹凸部)18b。第2凹凸部18b的凹部17b与第1凹凸部18a的凸部16a对应地形成，第1凹凸部18a的凹部17a与第2凹凸部18b的凸部16b对应地形成。

中间箔11如图2A所示配置在背部箔(波箔)12与顶部箔10之间，与顶部箔10同样地沿着背部箔(波箔)12的内表面卷成圆筒状而形成。在本实施方式中，在该中间箔11中，也在一端部(周向上的一端部)上形成凸部19a，在另一端部上形成凸部19b，这些凸部19a、19b分别与卡合槽14(14a、14b)卡合。

该中间箔11是如下部件：如作为其展开图的图3C所示，以轴承周向作为长边且以轴承长度方向作为短边的矩形状的金属箔沿作为其侧面图的图3D中的箭头方向(长边的长度方向：轴承周向)卷成圆筒状而形成。即，该中间箔11形成为，其展开的平面形状与顶部箔10相同。但是，关于厚度是如后所述比顶部箔10充分薄而形成。

在该中间箔11上，如图3C所示，形成有具有形成于一边(短边)的一个凸部(中间箔凸部)19a和两个凹部(中间箔凹部)20a而构成的第1凹凸部(第1中间箔凹凸部、凹凸部)21a，形成有具有形成于与前述一边(短边)相反的另一边(短边)的两个凸部(中间箔凸部)19b和一个凹部(中间箔凹部)20b而构成的第2凹凸部(第2中间箔凹凸部、凹凸部)21b。第2凹凸部21b的凹部20b与第1凹凸部21a的凸部19a对应地形成，第1凹凸部21a的凹部20a与第2凹凸部21b的凸部19b对应地形成。

这些中间箔11与顶部箔10互相重叠，进一步如图2A所示以中间箔11成为径向外侧(背部箔12侧)且顶部箔10成为径向内侧(旋转轴1侧)的方式卷成圆筒状。另外，顶部箔10的第1凹凸部18a与第2凹凸部18b重叠，并且中间箔11的第1凹凸部21a与第2凹凸部21b重叠。此时，顶部箔10的凸部16a与中间箔11的凸部19a均穿过顶部箔10的第2凹凸部18b的凹部17b内与中间箔11的第2凹凸部21b的凹部20b内。此外，顶部箔10的凸部16b与中间箔11的凸部19b均穿过顶部箔10的第1凹凸部18a的凹部17a内与中间箔11的第1凹凸部21a的凹部20a内。

这样地穿过凹部17b、20b的凸部16a、19a与穿过凹部17a、20a的凸部16b、19b如图2A所示，分别引出至轴承壳体13侧，使各自的顶端部卡合于轴承壳体13的卡合槽14(14a、14b)。由此，顶部箔10与中间箔11配设成，其向周向的移动被限制，其移动量变得微小。

即，凸部16a、16b、凸部19a、19b配设成，成为其顶端不与卡合槽14的侧壁面和底面强烈地碰触而是接近的程度。因此，在旋转轴1的稳定运转时，由于凸部16a、16b、凸部19a、19b未从卡止槽14受到大的反力，因而防止在顶部箔10与中间箔11中任一个产生应变。另外，即使在由于旋转轴1的轴偏移等而导致的难以预料的外力施加于径向箔轴承3时，也防止顶部箔10与中间箔11中任一个在轴承壳体13内旋转，并且，防止从轴承壳体13与旋转轴1之间脱落。

即，在难以预料的外力施加时，凸部16a、16b和凸部19a、19b卡止于卡合槽的侧壁面或底面，由此防止这些凸部16a、16b和凸部19a、19b从卡合槽14脱落。因此，防止顶部箔10或中间箔11旋转或过度地变形而凸部16a、16b从凹部17b、17a拔出，或者凸部19a、19b从凹部20b、20a拔出而导致顶部箔10或中间箔11从轴承壳体13脱落。

另外，如图2B中双点划线所示，尤其是卡合于第2卡合槽14b的顶部箔10的凸部16b(与中间箔11的凸部19b)由第2卡合槽14b限制向轴向中心侧(内侧)的移动。即，由于在第2卡合槽14b中，在轴承壳体13的中心侧形成堤部15，所以即使在顶部箔10或中间箔11与轴承壳体13之间产生轴向的偏离时，两个凸部16b(凸部19b)中的任一个与卡合槽14b的堤部15抵接而受其限制，其移动也停止。

另外，凸部16a(凸部19a)插入在轴向上形成于两个凸部16b(凸部19b)之间的凹部17b(凹部20b)内。因此，即使在顶部箔10或中间箔11与轴承壳体13之间产生轴向的偏离时，由于凸部16a(凸部19a)与两个凸部16b(凸部19b)中的任一个抵接而受其限制，因而凸部16a(凸部19a)的移动也停止。由此，防止顶部箔10或中间箔11从轴承壳体13向外跳出。

另外，在本实施方式的顶部箔10中，如图3B所示，在形成第1凹凸部18a的部位(一边)和形成第2凹凸部18b的部位(另一边)上，形成有与它们之间的中央部相比厚度薄(薄壁)的薄壁部22。这些薄壁部22如图2A所示，以顶部箔10的外周面(中间箔11侧的面)成为比其中央部的外周面更凹陷的状态的方式，薄厚度化(薄壁化)而形成。

在形成薄壁部22时，通过例如蚀刻加工而将顶部箔10的两端部以10μm单位控制而形成为期望的厚度(薄度)。具体而言，在轴承壳体13的直径为φ35mm，轴向长度为35mm的情况下，如果将顶部箔10的厚度设为100μm左右，那么薄壁部22的厚度成为80μm左右。

在这样的蚀刻加工中，与弯曲加工等相比，在顶部箔10产生的应力极小，因此，顶部箔10上也几乎不产生应变。

另外，图3B所示的薄壁部22的周向的长度L，如图2A所示，设定为对应到与周向上相邻的两个卡合槽14之间的长度和背部箔(波箔)12的端部的一个峰部程度的长度。背部箔(波箔)12形成为：厚度为100μｍ左右，峰部高度为500μｍ左右，峰部的间距(相邻的峰部的间隔)为3mm左右。

此外，在本实施方式中，虽然在顶部箔10的两端部上形成薄壁部22，但是这样的薄壁部可在中间箔11中形成，或者也可不在顶部箔10上形成而仅仅在中间箔11上形成。但是，由于中间箔11较多形成为例如其厚度为30um左右而非常薄，所以存在几乎没有形成薄壁部的余地的情况。因此，在本实施方式中，仅仅在顶部箔11上形成薄壁部22。

通过这样在顶部箔10的两端部上形成薄壁部22，这两端部(薄壁部22)变得容易弹性变形。因此，这两端部仿效形成轴承壳体13的内周面的曲面而成为曲面，配置在该顶部箔10的径向外侧的中间箔11也同样地成为曲面。由此，顶部箔10即使在其两端部上也几乎不产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)，同样地，中间箔11也几乎不产生前述力。

另外，由于将顶部箔10的两端部的外周面以成为比其中央部的外周面更凹陷的状态的方式薄厚度化而形成薄壁部22，因而在与经由中间箔11而支撑其外周面的背部箔12之间，在与其端部的一个峰部之间，形成有间隙。由此，在薄壁部22上，可靠地防止产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)。此外，关于薄壁部22的周向的长度L，也可以代替图2A所示的示例，设为对应到在周向上邻接的两个卡合槽14之间的长度和背部箔12的端部的三个峰部程度的长度。

接着，说明由这样的构成组成的径向箔轴承3的作用。

在旋转轴1停止的状态下，顶部箔10经由中间箔11而由背部箔12向旋转轴1侧施力，由此，紧贴于旋转轴1。此外，在本实施方式中，由于顶部箔10的两端部成为薄壁部22，因而在这些薄壁部22上，几乎不产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)。

如果使旋转轴1沿图2A中的箭头P方向起动，则最初以低速开始旋转，随后徐徐地加速而以高速旋转。于是，如图2A中箭头Q所示，周围的流体从顶部箔10和中间箔11的一端(凸部16a侧、凸部19a侧)与背部箔12的一端之间引入，流入顶部箔10与旋转轴1之间。由此，在顶部箔10与旋转轴1之间，形成有流体润滑膜。

此时，在直到形成流体润滑膜为止的过渡状态下，在旋转轴1与顶部箔10之间产生固体摩擦，这成为起动时的阻力。可是，如前面所述，在顶部箔10的两端部上不产生预加载荷，周围流体流入的一侧的顶部箔10成为薄壁部22而变软，顶部箔10与旋转轴1之间容易开口，由此，如果旋转轴1起动，则在短时间内形成流体润滑膜，旋转轴1相对于顶部箔10而以非接触状态旋转。

在这样的径向箔轴承3中，将从顶部箔10的凹部17b、17a引出的凸部16a、16b与从中间箔11的凹部20b、20a引出的凸部19a、19b分别卡合于形成在轴承壳体13的内周面上的卡合槽14(14a、14b)。因此，不对顶部箔10或中间箔11进行点焊或弯曲加工，并且不产生从两端部朝向中心部的强烈的反力，能够在轴承壳体13内容纳并固定顶部箔10和中间箔11。因此，防止在顶部箔10上直接产生应变，并且通过在中间箔11上产生应变而反映出该应变而防止在顶部箔10上产生应变。因此，能够充分地减少顶部箔10的应变，因而关于轴承的负荷能力和动态特性(刚性和衰减性能)，能够发挥出像设计那样的良好的性能。

另外，由于在顶部箔10与背部箔12之间具备中间箔11，因而在旋转轴1旋转时引起轴振动(自激振动)时，与此相伴的膜压变动从顶部箔10经由中间箔11向背部箔12传递。此时，在顶部箔10上由于载荷变动而引起微小的挠曲(根据载荷而变动)，由此，在顶部箔10与中间箔11之间，进一步在中间箔11与背部箔12之间发生“滑行”。该“滑行”引起摩擦所导致的能量散失，使膜压变动衰减。即，得到衰减效果。因此，能够通过该衰减效果而抑制前述轴振动(自激振动)，容易平息该轴振动。此外，能够通过中间箔11增强顶部箔10的刚性。因此，能够充分地提高径向箔轴承3的动态特性(刚性和衰减性能)。

另外，关于顶部箔10或中间箔11的制造工序，只单单增加蚀刻加工所导致的凹凸部18a、18b(凹凸部21a、21b)的形成，能够消除以往的点焊或产生应变的弯曲加工。因此，能够使制作的难易度下降，使制造成本降低。

另外，由于没有顶部箔10或中间箔11相对于轴承壳体13的焊接，因而不存在焊接不良等导致的组装不良或组装的偏差。因此，再现性变高，量产性优异。

另外，在如以往那样将顶部箔和中间箔的一端侧点焊于轴承壳体而作为止动端并将另一端侧作为自由端的构成中，在使旋转轴逆向旋转时，存在顶部箔或中间箔卷入旋转轴的情况。与此相对，由于本实施方式的径向箔轴承3如图2A所示地成为几乎左右对称，所以能够既与旋转轴的正旋转也与逆旋转均对应地同等地起作用。因此，旋转轴能够适用于逆旋转的旋转机械。

另外，由于在顶部箔10的两端部形成有薄壁部22，因而顶部箔10如前述那样地，在这两端部也不产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)。因此，能够防止由于预加载荷而起动转矩变高或运转中的发热变高至设定以上。

另外，由于在顶部箔10的两端部形成有薄壁部22，因而不需要例如用于像以往那样使顶部箔的两端部适形于轴承壳体的内曲面(内周面)的热处理工序等。

此外，通过在顶部箔10的两端部形成薄壁部22，从而周围流体流入的一侧的顶部箔10的端部(与现有类型的自由端相当)变软，因而如前所述，周围流体容易流入顶部箔10与旋转轴1之间。

因此，以更低的转速形成流体润滑膜，因而起动性提高。

此外，在前述第一方式中，如图3A至3D所示，将中间箔11的展开形状与顶部箔10的展开形状相同地形成，使中间箔11的凸部19a、19b与顶部箔10的凸部16a、16b分别卡合于对应的卡合槽14。但是，关于中间箔11，例如图4A、4B所示，也可仅仅在一边(短边)形成一对凸部19b，将凸部19b分别卡合于对应的一对第2卡合槽14b。这种情况下，即使在中间箔11与轴承壳体13之间产生轴向的偏离时，由于两个凸部19b中的每一个均与图2B所示的第2卡合槽14b的堤部15抵接而受其限制，所以其移动被停止。由此，防止中间箔11从轴承壳体13向外跳出。

另外，关于中间箔11，也可如图5A、5B所示，不在两边(短边)形成凹凸部21a、21b，而是切落两方的短边而形成为矩形。这种情况下，如图5A所示，中间箔片11配置为不与卡合槽14卡合。但是，由于中间箔11夹在背部箔12与顶部箔10之间并通过摩擦保持，所以即使在中间箔11与轴承壳体13之间产生轴向的偏离，也防止从轴承壳体13向外跳出。

“第2实施方式”

接着，说明本发明的径向箔轴承的第2实施方式。图6A至6D是示出适用于图1所示的涡轮机械的径向箔轴承的第2实施方式的示意图，在图6A中符号30为径向箔轴承。该径向箔轴承30在顶部箔与中间箔的形状和与它们相应的轴承壳体的卡合槽的形状上与图2A所示的径向箔轴承3不同。

本实施方式的径向箔轴承30的顶部箔31，如图6C所示，形成有具有形成于一边(短边)的一个凸部32a和一个凹部33a而构成的第1凹凸部34a，形成有具有形成于与前述一边(短边)相反的另一边(短边)的一个凸部32b和一个凹部33b而构成的第2凹凸部34b。第2凹凸部34b的凹部33b与第1凹凸部34a的凸部32a对应地形成，第1凹凸部34a的凹部33a与第2凹凸部34b的凸部32b对应地形成。

第2凹凸部34b的凹部33b形成为，在将顶部箔31卷成圆筒状以使第1凹凸部34a与第2凹凸部34b重叠时，凸部32a穿过凹部33b内。此外，第1凹凸部34a的凹部33a形成为，在将顶部箔31卷成圆筒状时，凸部32b穿过凹部33a内。此外，在本实施方式中，凹部33b、33a的宽度(轴向上的宽度)形成为比对应的凸部32a、32b的宽度充分宽。

如图6A所示，中间箔35配置于背部箔(波箔)12与顶部箔31之间。中间箔35与顶部箔31同样地沿着背部箔(波箔)12的内表面卷成圆筒状。在本实施方式中，该中间箔片35也形成为具有与图6C所示的顶部箔31相同的展开形状。因此，虽然未图示，但是中间箔35形成为具有与各个凸部32a、32b和各个凹部33a、33b相同形状的凸部、凹部。

该中间箔35也形成为，在与顶部箔31同样地卷成圆筒状时，另一方的凸部穿过一方的凹部内。即，这些中间箔35和顶部箔31与第1实施方式同样地互相重叠，此外在如图6A所示以中间箔35成为径向外侧且顶部箔31成为径向内侧的方式而卷成圆筒状后，卡合于各自的凸部对应的卡合槽。

在轴承壳体36的内周面上，与凸部32a、32b等的配置相对应而形成卡合槽37。即，如示出轴承壳体36的内周面的图6B所示，在轴承壳体36的内周面上，没有遍及轴向的全长而形成，而是形成仅仅在其一部分上形成的两个卡合槽37。

这些卡合槽37中的一方从轴承壳体36的一侧端(轴向上的一端部)朝向中心侧延伸而形成，另一方从轴承壳体36的另一侧端朝向中心侧延伸而形成。

在这样构成的径向箔轴承30中，能够得到与图2A所示的径向箔轴承3同样的作用效果。即，将从凹部33b、33a等引出的凸部32a、32b等卡合于在轴承壳体36的内周面上形成的卡合槽37。因此，不对顶部箔31或中间箔35进行点焊或弯曲加工，并且不产生从两端部朝向中心部的强烈的反力，能够在轴承壳体36内容纳并固定顶部箔31与中间箔35。因此，防止在顶部箔31上直接产生应变，并且通过在中间箔35上产生应变而反映出其而防止在顶部箔31上产生应变。因此，由于能够充分地减少顶部箔31的应变，因而关于轴承的负荷能力和动态特性(刚性和衰减性能)，能够发挥出像设计那样的良好的性能。

另外，由于在顶部箔31与背部箔12之间具备中间箔35，因而即使在当旋转轴1在旋转时引起轴振动(自激振动)，也能够通过前述减衰效果而抑制该轴振动(自激振动)，容易平息该轴振动。此外，能够通过中间箔35增强顶部箔31的刚性。因此，能够充分地提高轴承30的动态特性(刚性和衰减性能)。

另外，由于如图6D所示在顶部箔31的两端部形成有薄壁部22，因而顶部箔31如前所述在这两端部也不产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)。因此，能够防止由于预加载荷而起动转矩变高或运转中的发热变高至设定以上。

另外，如图6B中两点划线所示，由于通过卡合槽37的堤部15限制了卡合于卡合槽37的凸部32a、32b向轴向中心侧(内侧)的移动，所以能够防止背部箔31从轴承壳体36向外跳出。同样地，也能够防止中间箔35从轴承壳体36向外跳出。

此外，在前述第2实施方式中，将中间箔35的展开形状与顶部箔31的展开形状相同地形成，使中间箔35的凸部(未图示)与顶部箔31的凸部32a、32b分别卡合于对应的卡合槽37。但是，关于中间箔35，与第1实施方式中图4B所示的情况相同，可以仅在其一边(短边)上形成凸部(未图示)，此外，也可与图5B所示的情况同样地将两方的短边切落而形成为矩形。这种情况下，由于中间箔35夹在背部箔12与顶部箔31之间并通过摩擦保持，所以即使在中间箔35与轴承壳体36之间产生轴向的偏离时，也防止从轴承壳体36向外跳出。

“第3实施方式”

接着，说明本发明的径向箔轴承的第3实施方式。图7A、7B是示出适用于图1所示的涡轮机械的径向箔轴承的第3实施方式的示意图，在图7A中符号40为径向箔轴承。该径向箔轴承40在轴承壳体的卡合槽的构造和背部箔的构造上与图2A所示的径向箔轴承3不同。

轴承壳体41是构成径向箔轴承40的最外部的金属制圆筒状的部件，在内部容纳背部箔42、中间箔11、顶部箔10。中间箔11与顶部箔10形成为与图3A至3D所示的第1实施方式的中间箔11和顶部箔10大致相同的构成。

在轴承壳体41中，在其内周面上，沿着该轴承壳体41的轴向形成有通槽43。如示出轴承壳体41的内周面主要部分的图7B所示，在轴承壳体41的内周面上，从该轴承壳体41的轴向的一端至另一端连续地遍及其全长而形成有通槽43。通槽43形成为，长度与轴承壳体41的长度(轴向长度)相同，开口宽度(周向上的宽度)为3mm至5mm左右，深度(径向上的深度)为1.5mm至2.5mm左右。

另外，在通槽43的两端部(轴向上的两端部)，与通槽43分别连通而形成有卡止槽44。卡止槽44如作为径向箔轴承40的主要部分分解立体图的图8A所示，是将轴承壳体41的两侧面(轴向上的两侧面)分别切口而形成的槽部。卡止槽44沿着轴承壳体41的厚度方向(径向)从内周缘(内周面)朝向外周缘(外周面)而形成。

此外，在本实施方式中，为了使卡止槽44与通槽43可靠地连通，将卡止槽44的宽度(周向上的宽度)形成为与通槽43的宽度相比而充分地宽。

另外，在通槽43中，在其两内侧面(在周向上互相对置的面)分别形成有卡止凹部45。这些卡止凹部45是沿着通槽43的长度方向形成于其全长的槽状的凹部，在本实施方式中，形成为最大深度(周向上的深度)为0.2至0.3mm左右的截面U状(半圆弧状)。另外，这些卡止凹部45形成于通槽43的开口侧，即从轴承壳体41的内周面起为1mm以内的深度的位置。由此，能够如后所述地将顶部箔10与中间箔11的凸部的顶端部卡止于卡止凹部45。

为了形成这些通槽43和卡止凹部45，优选地利用线切割放电加工。即，在形成像通槽43或槽状的卡止凹部45那样从轴承壳体41的轴向的一端至另一端连续的槽的情况下，通过线切割放电加工而使线移动，从而描摹槽的截面形状的外形，由此，能够容易地且精度良好地形成各槽。尤其是，在本实施方式中，通过采用线切割放电加工，从而能够通过一系列的加工而容易地形成通槽43及其两内侧面的卡止凹部45，因而能够将通槽43或卡止凹部45的加工成本抑制得充分低。

另外，关于卡止槽44，也形成从轴承壳体41的外周面侧至内周面侧连续的槽，因而能够通过采用线切割放电加工而将其加工成本抑制得充分低。但是，关于卡止槽44，尤其是由于不需要其加工精度等，因而也能够采用立铣刀导致的切削加工等。

固定工具46嵌入并卡止于这样的通槽43和卡止槽44。如图8A、作为通槽43和固定工具46的俯视图的图8B以及作为通槽43和固定工具46的侧视截面图的图8C所示，固定工具46具有如下部件而构成：棒状(四棱柱状)的基部47，嵌入并容纳于通槽43；一对弯折片48、48，形成于基部47的两端部，卡止于一对卡止槽44、44；以及两个隔壁片49，形成于基部47的中央部，突出至与弯折片48相反的一侧。

基部47，高度形成为0.5至1.5mm左右，其上表面(隔壁片49侧的面)形成为比通槽43的开口下沉1mm左右。弯折片48形成为与通槽43的底面和轴承壳体41的外周面之间的距离大致相等的长度。由此，弯折片48以充分的面积抵接于卡止槽44，并且防止从轴承壳体41的外周面突出。

由这些弯折片48、48和与通槽43连通而设置的卡止槽44、44形成本发明所涉及的限制部。即，一对弯折片48、48分别卡止于设在通槽43的两端部的卡止槽44、44，因而由一对弯折片48、48在轴向上夹持轴承壳体41。由此，固定工具46沿通槽43的长度方向(轴承壳体41的轴向)移动受限制，除了间隙部分以外，实质地防止移动。

隔壁片49如图8B、8C所示形成于将基部47大致三等分即将通槽43大致三等分的两个位置。隔壁片49，其高度形成为成为与通槽43的开口相同的位置或比通槽43的开口稍微突出。例如，隔壁片49也可以从通槽43的开口突出背部箔42的高度的一半左右。通过由这样的隔壁片49将通槽43沿其长度方向大致三等份，从而利用固定工具46在通槽43内形成三个卡合槽50。

即，通过将固定工具46从轴承壳体41的内周面侧嵌入并卡止于卡止槽44和通槽43，从而能够容易地形成三个卡合槽50。这些卡合槽50，其深度为大致1mm左右，在其两内侧面使卡止凹部45开口。

此外，固定工具46能够通过对由例如厚度(周向上的厚度)为3至4mm左右的不锈钢等构成的金属板进行线切割放电加工而形成。

另外，如图7A所示，由卡止部件60形成用于使后述的背部箔42卡止于轴承壳体41的卡合凸部63a。即，如作为径向箔轴承40的主要部分分解立体图的图9A所示，在轴承壳体41的两侧面上，分别互相对置地形成有从轴承壳体41的内周缘(内周面)延伸至外周缘(外周面)的槽状的卡合凹部61。一对卡合凹部61形成于在轴承壳体41的轴向上互相对置的位置。本实施方式的卡合凹部61，如图7A所示，分别形成于将轴承壳体41的侧面沿其周向大致三等分的位置。卡止部件60卡止于这些卡合凹部61。此外，在本实施方式中，从轴承壳体41的一侧面观看，在配置于3处的卡合凹部61中的2处的卡合凹部61、61的中间位置，配置有通槽43。

另外，在轴承壳体41的内周面上，如图9A所示，在对置的卡合凹部61、61之间，形成有与卡合凹部61、61连通的槽62。槽62，其深度比卡合凹部61的深度即朝向轴承壳体41的外面侧的深度(在本实施方式中，为与轴承壳体41的厚度相等)更浅。由此，在本实施方式中，在卡合凹部61与槽62之间，形成有台阶部。

卡止部件60卡止于这些卡合凹部61、62和槽62。

卡止部件60具有卡合于卡合凹部61、61的一对卡合臂63和联接这些卡合臂63、63之间的联接部64而以H状形成。如作为图7A的C-C线向视截面图的图9B所示，联接部64形成为，卡合于槽62并容纳于槽62内，不突出至槽62的外侧(轴承壳体41的径向内侧)。具体而言，槽62的深度成为1mm至2mm左右，因此，联接部64的高度也成为1mm至2mm左右。

一对卡合臂63相对于联接部64沿上下方向(径向)延伸出而形成，由此，如前所述，将卡止部件60以Ｈ状形成。在这些卡合臂63的上侧延伸出的部分，即与卡合于卡合凹部61的一侧相反的一侧从轴承壳体41的内周面突出，由此，成为卡合于后述的背部箔片42a的卡合切口42d的卡合凸部63a。

另外，在卡合臂63的下侧(径向外侧)延伸出的部分卡止在前述的卡合凹部61与槽62之间的台阶部。由此，卡止部件60，相对于轴承壳体41，向其轴向的移动被限制。

此外，卡止部件60的卡合臂63和联接部64如图9A所示可以是四棱柱状，另外，也可以是圆柱状(圆棒状)。卡合臂63和联接部64的粗度成为0.3至0.5mm左右。这样的卡止部件60能够通过将由例如厚度不足0.5mm的不锈钢等构成的金属箔蚀刻加工或线切割放电加工成Ｈ状而形成。

另外，关于槽62，与通槽43同样地，能够通过线切割放电加工而形成。此外，关于卡合凹部61，与卡止槽44同样地，能够通过线切割放电加工或立铣刀导致的切削加工等而加工。即，能够通过线切割放电加工而对通槽43和槽62连续地加工处理，同样地，关于卡止槽44和卡合凹部61，也能够通过线切割放电加工等而连续地加工处理。因此，关于轴承壳体41，能够谋求其加工成本的降低化。

在这样地形成槽62、卡合凹部61之后，将卡止部件60从轴承壳体41的内周面侧嵌入并卡止于卡合凹部61和槽62，由此，能够容易地形成卡合凸部63a。

如图7A所示，背部箔42是与前述第1实施方式的背部箔12同样地由箔(薄板)形成且弹性地支撑中间箔11和顶部箔10的部件。在本实施方式中，作为背部箔42，也使用波箔。

背部箔(波箔)42在本实施方式中具有沿着中间箔11的周向配置的3个(多个)背部箔片42a而构成。这些背部箔片42a是箔(薄板)以波板状成形且侧面作为整体成形为大致圆弧状的部件，3个都形成为相同的形状/尺寸。因此，这些背部箔片42a配置为将轴承壳体13的内周面大致三等分。

另外，这些背部箔片42a在夹着通槽43的位置隔开某种程度的间隙而配置，在除此以外的位置，彼此的端部接近而配置。通过这样的构成，3个背部箔片42a作为整体而以大致圆筒状形成，沿着轴承壳体41的内周面而配置。

另外，这样地以波板状成形的背部箔片42a，如将图7A的主要部分平坦化而示意性地示出的图10A所示，沿着轴承壳体41的周向交替地形成有与轴承壳体41相接的平坦的谷部42b和与中间箔11相接的弯曲的峰部42c。由此，背部箔片42a尤其是通过与中间箔片11相接的峰部42c而经由中间箔11来弹性地支撑顶部箔10。另外，朝向径向箔轴承40的轴向形成由峰部42c和谷部42b构成的流体的通路。

另外，在这些背部箔片42a上，如作为图10A的D-D线向视图的图10B所示，在各自的周向中央部(沿着轴承壳体41的周向的方向的中央部)的两侧缘部(轴向上的两侧的缘部)上，形成有卡合切口42d。卡合切口42d如图10A所示形成于背部箔片42a的谷部42b，是将由形成于峰部42c、42c之间的平坦部构成的谷部42b从其侧缘朝向中央侧以矩形状切口而形成的切口。

卡合切口42d形成于与设在轴承壳体41的卡止部件60的卡合凸部63a相对应的位置，即与卡合凸部63a重叠的位置。卡合切口42d，其纵横的宽度形成为与卡合凸部63a的纵横的宽度大致相同，从而卡合于卡合凸部63a。具体而言，沿着轴承壳体41的周向的横宽成为0.2mm至0.4mm左右，沿着轴向的纵宽成为1mm至2mm左右。

此外，卡合切口42d优选使用对箔的蚀刻加工或放电加工来形成，从而不产生毛刺，也不产生加工所导致的应变。即，优选地在通过蚀刻加工或放电加工而在箔上形成卡合切口42d之后，进行用于形成峰部42c和谷部42b的冲压成型，形成背部箔片42a。

在这样的构成的基础上，如图9A和图10A所示，背部箔片42a的卡合切口42d卡合于轴承壳体41的卡合凸部63a。

这样地将背部箔片42a的卡合切口42d卡合于在卡合臂63的上侧延伸出的卡合凸部63a，在该状态下，在轴承壳体41的内周面上，配置有3个背部箔片42a。因此，卡止部件60尤其是其联接部64被背部箔片42a按压，由此防止从轴承壳体41脱落。

如图7A所示，中间箔11和顶部箔10具有与图3A至3D所示的第1实施方式的中间箔11和顶部箔10大致相同的构成。中间箔11和顶部箔10在互相重叠之后沿着由三个背部箔片42a构成的背部箔42的内表面而卷成圆筒状。在顶部箔10中，在一端部上形成凸部16a，另一端部上形成凸部16b，这些凸部16a、16b分别卡合于形成于轴承壳体41的通槽43中对应的卡合槽50。另外，在中间箔11中，在一端部上形成凸部19a，另一端部上形成凸部19b，这些凸部19a、19b与凸部16a、16b一同分别卡合于通槽43中对应的卡合槽50。

这些顶部箔10形成有第1凹凸部18a、第2凹凸部18b，使得在第1凹凸部18a的凸部16a穿过图3A所示的第2凹凸部18b的凹部17b内时，在凸部16a与一对凸部16b之间，分别形成与固定工具46的隔壁片49的宽度对应的间隙。同样地，中间箔11也形成有第1凹凸部21a、第2凹凸部21b，使得在第1凹凸部21a的凸部19a穿过图3C所示的第2凹凸部21b的凹部20b内时，在凸部19a与一对的凸部19b之间，分别形成与固定工具46的隔壁片49的宽度对应的间隙。

另外，凸部16a、16b、凸部19a、19b形成为，各自的宽度与通过通槽43和固定工具46而形成的卡合槽50的长度相对应而与其大体一致。

穿过凹部17b、17a的凸部16a、16b和穿过凹部20b、20a的凸部19a、19b如图7A所示分别引出至轴承壳体41侧，使其顶端部卡合于轴承壳体41的卡合槽50。在本实施方式中，如作为图7A的主要部分放大图的图11所示，凸部16a、16b、凸部19a、19b，其顶端部分别进入并卡合于通槽43中的卡合槽50内之后，进一步进入卡止凹部45内而卡止于此。由此，顶部箔10与中间箔11配设成向其周向的移动被限制，其移动量变得微小。

即，凸部16a、16b、凸部19a、19b配设成如下程度：其顶端不与卡止凹部45的内表面强烈地碰触，顶端部侧面与卡止凹部45的内表面相接。因此，在旋转轴1的稳定运转时，由于凸部16a、16b、凸部19a、19b未从卡止凹部45或卡合槽50受到大的反力，因而防止顶部箔10与中间箔11任一个产生应变。另外，即使在由于旋转轴1的轴偏移等导致的难以预料的外力施加于径向箔轴承40时，也防止顶部箔10与中间箔11中任一个在轴承壳体41内旋转，并且防止从轴承壳体41与旋转轴1之间脱落。

即，在施加难以预料的外力时，通过将凸部16a、16b与凸部19a、19b强烈地卡止于卡止凹部45的内表面，从而防止这些凸部16a、16b与凸部19a、19b从卡合凹部45脱落，此外也防止从卡合槽50脱落。因此，防止顶部箔10或中间箔11旋转或过度地变形而凸部16a、16b从凹部17b、17a拔出，或者凸部19a、19b从凹部20b、20a拔出而导致顶部箔10或中间箔11从轴承壳体41脱落。

另外，凸部16a、16b与凸部19a、19b被划分卡合槽50的固定工具46的隔壁片49限制向轴向的移动。即，凸部16a、凸部19a，其两侧受隔壁片49限制，由此，形成凸部16a、凸部19a的第1凹凸部18a侧、第1凹凸部21a侧向轴向的移动均受限制。

另外，两个凸部16b、凸部19b，通过两个隔壁片49而向轴向两侧的移动被限制，所以形成这两个凸部16b、凸部19b的第2凹凸部18b与第2凹凸部21b向轴向的移动被限制。这样，顶部箔10与中间箔11向轴承壳体41的轴向的移动受限制，因而防止从轴承壳体41向外跳出。

接着，说明由这样的构成组成的径向箔轴承40的作用。

在旋转轴1停止的状态下，顶部箔10经由中间箔11而由背部箔42(三个背部箔片42a)向旋转轴1侧施力，由此，紧贴于旋转轴1。此外，在本实施方式中，由于也与前述第1实施方式同样地使顶部箔10的两端部成为薄壁部22，因而在这些薄壁部22上，几乎不产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)。

如果使旋转轴1沿图7A中的箭头P方向起动，则最初以低速开始旋转，随后徐徐地加速而以高速旋转。于是，如图7A中箭头Q所示，周围的流体从顶部箔10和中间箔11的一端部与背部箔片42a的一端部之间引入，流入顶部箔10与旋转轴1之间。由此，在顶部箔10与旋转轴1之间，形成有流体润滑膜。

该流体润滑膜的膜压作用于顶部箔10，经由顶部箔10和中间箔11而按压与中间箔11相接的背部箔片42a的各个峰部42c。于是，通过由背部箔片42a按压顶部箔10，从而使其峰部42c被按压扩张，由此，背部箔片42a在轴承壳体41上沿其周向运动。即，由于背部箔片42a(背部箔42)经由中间箔11而弹性地支撑顶部箔10，因而在从顶部箔10受到载荷时沿其周向变形，由此，容许顶部箔10的挠曲并支持其。

可是，如图9A、9B所示，在背部箔片42a上，在设于其侧缘部上的卡合切口42d中卡合有卡止部件60的卡合凸部63a，由此，防止背部箔片42a在轴承壳体41的内周面上沿周向转动。因此，虽然背部箔片42a的各个峰部42c以卡合至卡合凸部63a的卡合切口42d作为固定点(固定端)而沿周向变形(运动)，但是背部箔片42a本身的中心部不从固定位置偏离。

另外，在背部箔片42a沿周向变形(运动)时，受到与轴承壳体41或中间箔11之间的摩擦的影响，因而虽然在其两端部即自由端侧容易变形(容易运动)，但是在前述固定点(固定端)侧难以变形。因此，在自由端侧和固定端侧，背部箔片42a导致的支撑刚性有时候产生差异。

但是，在本实施方式中，将卡合切口42d形成于背部箔片42a的周向中央部，因此使卡合凸部63a导致的固定点成为背部箔片42a的周向中央部。因此，固定端与自由端之间的距离变短，前述支撑刚性的差异变小。此外，在本实施方式中，由于将背部箔42分割成3个背部箔片42a，因而与由单个箔形成背部箔42的情况相比，固定端与自由端之间的距离变短，因此自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异变得更小。

另外，在旋转轴1以高速旋转时，由于卡合凸部63a还约束背部箔片42a向轴向的运动，因而即使在冲击等难以预料地起作用的情况下，也能够防止背部箔片42a从轴承壳体41脱落。

另外，在直到形成流体润滑膜为止的过渡状态下，在旋转轴1与顶部箔10之间产生固体摩擦，这成为起动时的阻力。但是，如前述那样，在顶部箔10的两端部变得不产生预加载荷，或周围流体流入的一侧的顶部箔10成为薄壁部22而变软，顶部箔10与旋转轴1之间变得容易开口。因此，如果旋转轴1起动，那么短时间内形成流体润滑膜，旋转轴1相对顶部箔10以非接触状态旋转。

在这样的径向箔轴承40中，将从顶部箔10的凹部17b、17a引出的凸部16a、16b以及从中间箔11的凹部20b、20a引出的凸部19a、19b分别卡合于在轴承壳体41的内周面的通槽43中通过固定工具46形成的卡合槽50，因而不对顶部箔10或中间箔11进行点焊或弯曲加工，并且不产生从两端部朝向中心部的强烈的反力，就能够将顶部箔10和中间箔11容纳于轴承壳体41内。因此，能够防止在顶部箔10上直接产生应变，并且通过在中间箔11上产生应变而反映出该应变并防止在顶部箔10上产生应变。因此，能够充分地减少顶部箔10的应变，因而关于轴承的负荷能力和动态特性(刚性和衰减性能)，能够发挥出像设计那样的良好的性能。

而且，由于在顶部箔10与背部箔42之间具备中间箔11，所以即使在旋转轴1旋转时产生轴振动(自激振动)，也能够通过在顶部箔10与中间箔11之间此外在中间箔11与背部箔42之间互相滑行而产生的摩擦来得到衰减效果。因此，能够通过该衰减效果而抑制前述的轴振动(自激振动)，容易平息该轴振动。此外，能够通过中间箔11增强顶部箔10的刚性。因此，能够充分地提高轴承40的动态特性(刚性和衰减性能)。

另外，由于将通槽43沿着轴承壳体41的轴向从一端至另一端连续地形成，因而能够通过放电线切割加工而容易地形成通槽43，因此，能够将其加工成本抑制得较低。

另外，即使在顶部箔10和中间箔11与轴承壳体13之间产生轴向的偏离时，由于卡合在将通槽43沿长度方向分割而形成的卡合槽50的凸部16a、16b与凸部19a、19b受卡合槽50的端部(隔壁片49)限制而使其移动停止，因而能够防止在此之上的偏离。而且，由于形成有通过通槽43的卡止槽44与固定工具46的弯折片48而限制固定工具46沿着通槽43的长度方向移动的限制部，因此也能够使固定工具46的移动停止。因此，能够可靠地防止顶部箔10与中间箔11从轴承壳体13脱落。

另外，由于在通槽43的内侧面形成卡止凹部45，使顶部箔10的凸部16a、16b的顶端部和中间箔11的凸部19a、19b卡止于卡止凹部45，因而能够容易地进行凸部16a、16b、凸部19a、19b的定位及其卡止，能够进一步提高顶部箔10和中间箔11的组装再现性。

另外，由于没有顶部箔10或中间箔11相对于轴承壳体41的焊接，因而不存在焊接不良等导致的组装不良或组装的偏差。因此，再现性变高，量产性优异。

另外，由于在顶部箔10的两端部形成有薄壁部22，因而顶部箔10上如前述那样在这两端部也不产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)。因此，能够防止由于预加载荷而起动转矩变高或运转中的发热变高至设定以上。

另外，由于在顶部箔10的两端部形成有薄壁部22，因而不需要例如用于像以往那样使顶部箔的两端部适形于轴承壳体的内曲面(内周面)的热处理工序。

此外，通过在顶部箔10的两端部形成薄壁部22，从而周围流体流入的一侧的顶部箔10的端部侧(与以往类型的自由端侧相当)变软，因而如前所述，周围流体容易流入顶部箔10与旋转轴1之间。

因此，成为以更低的转速形成流体润滑膜，起动性提高。

另外，使分别形成于轴承壳体41的内周面的两侧端部的卡合凸部63a卡合于分别形成于背部箔片42a的两侧缘部的卡合切口42d，由此，将背部箔片42a固定于轴承壳体41。因此，不对背部箔片42a进行点焊或弯曲加工，就能够将背部箔片42a容纳并固定于轴承壳体13内。因此，防止由于背部箔42(背部箔片42a)的点焊或背部箔42的应变的影响而在顶部箔10产生应变，能够充分地减少顶部箔10的应变。因此，关于轴承的负荷能力和动态特性(刚性和衰减性能)，能够发挥像设计那样的良好的性能。

此外，在前述第3方式中，与第1实施方式同样地将中间箔11的展开形状与顶部箔10的展开形状相同地形成，使中间箔11的凸部19a、19b与顶部箔10的凸部16a、16b一同分别卡合于对应的卡合槽50，但是关于中间箔11，也可与前述第1实施方式的情况同样地，如例如图4A、图4B所示，仅仅在一边(短边)形成一对凸部19b，使凸部19b分别卡合于对应的卡合槽50。这种情况下，即使在中间箔11与轴承壳体41之间产生轴向的偏离时，由于两个凸部19b中的每一个均与隔壁片49抵接而受限制，所以其移动停止。因此，防止中间箔11从轴承壳体41向外跳出。

另外，关于中间箔11，如图5A、5所示，也可不在两边(短边)形成凹凸部21a、21b，而是切落两方的短边而形成矩形。这种情况下，虽然中间箔11配置为不与卡合槽50卡合，但是夹在背部箔42与顶部箔10之间而通过摩擦保持。因此，即使在中间箔11与轴承壳体41之间产生轴向的偏离时，也防止从轴承壳体41向外跳出。

“第4实施方式”

接着，说明本发明的径向箔轴承的第4实施方式。

本实施方式的径向箔轴承也能够作为适用于图1所示的涡轮机械的径向箔轴承而使用。该径向箔轴承在顶部箔与中间箔的形状和与它们对应的轴承壳体的卡合槽的形状上与第3实施方式的径向箔轴承40不同。

如图12A、12B所示，本实施方式的径向箔轴承的顶部箔70形成为与图6C、6D所示的顶部箔31相同的形状，如图12C、12D所示，中间箔80形成为与顶部箔70相同的形状。

在顶部箔70中，如图12A、12B所示，形成有具有形成于一边(短边)的一个凸部71a和一个凹部72a而构成的第1凹凸部73a，形成有具有形成于与前述一边(短边)相反的另一边(短边)的一个凸部71b和一个凹部72b而构成的第2凹凸部73b。第2凹凸部73b的凹部72b与第1凹凸部73a的凸部71a对应地形成，第1凹凸部73a的凹部72a与第2凹凸部73b的凸部71b对应地形成。此外，在该顶部箔70中，也如图12B所示地在其两侧部上分别形成有薄壁部22。

第2凹凸部73b的凹部72b形成为，在将顶部箔70卷成圆筒状以使第1凹凸部73a与第2凹凸部73b重叠时，凸部71a穿过凹部72b内。同样地，第1凹凸部73a的凹部72a形成为，在将顶部箔70卷成圆筒状时，凸部71b穿过凹部72a内。在本实施方式中，凹部72b、72a的宽度(轴向上的宽度)形成为比对应的凸部71a、71b的宽度充分地宽。另外，凸部71a、71b的宽度与第3实施方式同样地形成为，与后述卡合槽的长度相对应而与其大体一致。

在中间箔80中，如图12C、12D所示，形成有具有形成于一边(短边)的一个凸部81a和一个凹部82a而构成的第1凹凸部83a(凹凸部)，形成有具有形成于与前述一边(短边)相反的另一边(短边)的一个凸部81b和一个凹部82b而构成的第2凹凸部83b(凹凸部)。第2凹凸部83b的凹部82b与第1凹凸部83a的凸部81a对应地形成，第1凹凸部83a的凹部82a与第2凹凸部83b的凸部81b对应地形成。

第2凹凸部83b的凹部82b形成为，在将中间箔80卷成圆筒状以使第1凹凸部83a与第2凹凸部83b重叠时，凸部81a穿过凹部82b内。同样地，第1凹凸部83a的凹部82a形成为，在将中间箔80卷成圆筒状时，凸部81b穿过凹部82a内。在本实施方式中，凹部82b、82a的宽度(轴向上的宽度)形成为比对应的凸部81a、81b的宽度充分地宽。另外，凸部81a、81b的宽度与第3实施方式同样地形成为，与后述卡合槽的长度相对应而与其大体一致。

如图13A、13B所示，固定工具90嵌入并卡止于形成在轴承壳体41的内周面的通槽43。固定工具90具有如下部件而构成：棒状(四棱柱状)的基部47，嵌入并容纳于通槽43；一对弯折片48、48，形成于基部47的两端部，卡止于卡止槽44、44；以及一个隔壁片91，形成于基部47的中央部，突出至与弯折片48相反的一侧。

该固定工具90相对于图8B、图8C所示的固定工具46，仅仅代替两个隔壁片49而形成一个隔壁片91这点不同。因此，在本实施方式中，如图13A、图13B所示，在隔壁部91的两侧各一个总计两个部位形成卡合槽92。此外，隔壁部91与隔壁片49相比形成为充分长，在与该隔壁部91相对应的部位上，如图13B所示地形成卡合槽。即，在本实施方式中，不在通槽43的全长形成卡合槽92，而是在配置图12A所示的顶部箔70的凸部71a、71b与图12C所示的中间箔80的凸部81a、81b的位置形成卡合槽92。

即使在这样构成的径向箔轴承中，也能够得到与第3实施方式的径向箔轴承40同样的作用效果。即，将从凹部72b、72a引出的凸部71a、71b和从凹部82b、82a引出的凸部81a、81b卡合于在轴承壳体41的内周面的通槽43中通过固定工具90形成的卡合槽92。因此，不对顶部箔70或中间箔80进行点焊或弯曲加工，并且不产生从两端部朝向中心部的强烈的反力，就能够在轴承壳体41内容纳并固定顶部箔70与中间箔80。因此，能够防止在顶部箔70上直接产生应变，并且通过在中间箔80上产生应变而反映出该应变并防止在顶部箔70上产生应变。因此，能够充分地减少顶部箔70的应变，因而关于轴承的负荷能力和动态特性(刚性和衰减性能)，能够发挥出像设计那样的良好的性能。

另外，由于在顶部箔70与背部箔42之间具备中间箔80，因而即使在当旋转轴1在旋转时引起轴振动(自激振动)，也能够通过前述减衰效果而抑制该轴振动(自激振动)，容易平息该轴振动。此外，能够通过中间箔80增强顶部箔70的刚性。因此，能够充分地提高径向箔轴承的动态特性(刚性和衰减性能)。

另外，由于在顶部箔70的两端部形成有薄壁部22，因而顶部箔70如前述那样在这两端部也不产生紧固旋转轴1的力(局部的预加载荷)。因此，能够防止由于预加载荷而起动转矩变高或运转中的发热变高至设定以上。

此外，在前述第4方式中，将中间箔80的展开形状与顶部箔70的展开形状相同地形成，使中间箔80的凸部81a、81b与顶部箔70的凸部71a、71b一同分别卡合于对应的卡合槽92，但是关于中间箔80，也可与第3实施方式的情况同样地仅仅在其一边(短边)形成凸部，此外，也可将两方的短边切落而形成为矩形。这种情况下，由于中间箔80夹在背部箔42与顶部箔70之间而通过摩擦保持，所以即使在中间箔80与轴承壳体41之间产生轴向的偏离，也防止从轴承壳体41向外跳出。

本发明不限定于前述第1实施方式至前述第4实施方式，仅仅受所附权利要求的范围限定。在上述实施方式中示出的各构成部件的各形状或组合等是一个示例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够基于设计要求等而进行构成的附加、省略、置换及其他的变更。

例如，在前述实施方式中，仅仅使用一个中间箔，但是也可将多个中间箔重叠而多层化。这样地使中间箔多层化而配置于背部箔与顶部箔之间，由此，对通过由于在顶部箔与中间箔之间或中间箔与背部箔之间互相滑行而产生的摩擦来得到的衰减效果，添加通过中间箔之间的滑行所导致的摩擦来得到的衰减效果。因此，能够抑制旋转轴的轴振动(自激振动)而更容易平息该轴振动。

为了提高径向箔轴承的衰减能力，如前所述，中间箔的多层化是有效的。可是，一直以来，将中间箔点焊于轴承壳体，因而有必要将中间箔的厚度调整为不因该焊接而烧穿的程度，因此，成为与顶部箔相同程度的厚度。因此，如果使多块这样的厚度的中间箔重叠而多层化，则轴承面的刚性(将顶部箔和中间箔合在一起的刚性)变得过高，对于由轴振动引起的流体润滑膜的膜压变动，轴承面没有很好地跟随。结果，有时候难以得到箔间的“滑行”所导致的衰减效果。

与此相对的是，在前述实施方式中，不是将中间箔焊接于轴承壳体，而是通过使例如其凸部卡合于卡合槽而固定于背部箔与顶部箔之间，因而能够将中间箔形成为相对于顶部箔而充分地薄的厚度。因此，能够将轴承面的刚性抑制为适当的高度(强度)，并使其多层化成为可能。

另外，在顶部箔和中间箔中，将第1凹凸部、第2凹凸部分别通过一个或两个凸部和凹部形成，但是关于这些凸部和凹部的数量，也可为三个以上。

另外，关于薄壁部22，例如也可蚀刻加工其表里两面，形成为薄厚度(薄壁)。

另外，在前述第1实施方式、第2实施方式中，使用单一的背部箔12而将其通过点焊等固定于轴承壳体，但是可代替这样的背部箔12，使用如前述第3实施方式、第4实施方式所示的由3块背部箔片42a构成的背部箔42，经由卡止部件60将其固定于轴承壳体。

相反地，在前述第3实施方式、第4实施方式中，也可代替由3块背部箔片42a构成的背部箔42，使用前述第1实施方式、第2实施方式所示的单一的背部箔12，将其固定于轴承壳体。

另外，在前述第3实施方式、第4实施方式中，关于卡合于背部箔片42a的卡合切口42d的卡合凸部，也可不通过卡止部件60形成，而在轴承壳体41的内周面上直接形成。

另外，在前述第3实施方式、第4实施方式中，如图9A、图9B所示，通过使背部箔片42a的卡合切口42d卡合于形成在卡止部件60上的卡合凸部63a，从而将背部箔片42a固定于轴承壳体41。但是，本发明涉及的背部箔不限于这样的构造，也可使用例如图14A、图14B所示的卡止部件51，将各个背部箔片42a固定于轴承壳体41。

如图14A、14B所示，卡止部件51具有一对卡合脚52、52以及配置在这些卡合脚52、52的一端侧并联接卡合脚52、52之间的联接部53。一方的卡合脚52卡合于轴承壳体41的一侧面的卡合凹部61和背部箔片42a的卡合切口42d，另一方的卡合脚52卡合于轴承壳体41的另一侧面的卡合凹部61和背部箔片42a的卡合切口42d。卡合脚52的长度如图14B所示成为与轴承壳体41的厚度和背部箔片42a的厚度之和大致相等。另外，联接部53如图14A、图14B所示配置在背部箔片42a的谷部42b与顶部箔10之间。

通过这样的构成，由于卡合脚52卡合于轴承壳体41的卡合凹部61与背部箔片42a的卡合切口42d，因而卡止部件51成为将背部箔片42a固定于轴承壳体41的固定工具。另外，该卡止部件51，其联接部由顶部箔10覆盖，从而被防止从背部箔片42a脱落，因此能够将背部箔片42a可靠地固定于轴承壳体41。

另外，在前述第3实施方式、第4实施方式中，由3块背部箔片42a构成背部箔42，但是关于背部箔42，也可通过将1块金属箔形成为大致圆筒状的单一部件来构成。此外，在由多个背部箔片42a构成的情况下，也可由两块或四块以上的背部箔片42a构成背部箔42。

另外，在前述实施方式中，将轴承壳体以圆筒状形成，但也可以在一侧面或两侧面一体地形成环状的凸缘，将整体以大致圆筒状形成。通过形成凸缘，从而能够容易进行向涡轮机械的壳体等的安装。

产业上的可利用性

本发明能够适用于包围并支撑旋转轴的径向箔轴承。

附图标记

1  旋转轴

3，30，40  径向箔轴承

10，31，70  顶部箔

11，35，80  中间箔

12，42，背部箔(波箔)

13，36，41  轴承壳体

14，37，50，92  卡合槽

16a，16b，32a，32b，71a，71b  凸部

17a，16b，32a，32b，71a，71b  凹部

18a，34a，73a  第1凹凸部

18a，34b，73b  第2凹凸部

19a，19b，81a，81b  凸部

20a，20b，82a，82b  凹部

21a，83a  第1凹凸部(凹凸部)

21b，83b  第2凹凸部(凹凸部)

42a  背部箔片

43  通槽

44  卡止槽

45  卡止凹部

46，90  固定工具

47  基部

48  弯曲片

49  隔壁片

91  隔壁部。

Claims (8)

1. 一种径向箔轴承，是包围旋转轴并支撑该旋转轴的径向箔轴承，

具备：圆筒状的顶部箔，与所述旋转轴对置地配置；中间箔，配置于所述顶部箔的径向外侧；背部箔，配置于所述中间箔的径向外侧；以及圆筒状的轴承壳体，容纳所述顶部箔、所述中间箔和所述背部箔，

在所述轴承壳体的内周面沿着其轴向形成有卡合槽，

具有由形成于一边的凸部和凹部构成的第1凹凸部以及由形成于与所述一边相反的另一边的凹部和凸部形成的第2凹凸部的矩形状的金属箔以所述第1凹凸部与所述第2凹凸部重叠的方式卷成圆筒状而构成所述顶部箔，

所述第1凹凸部的凸部配置为通过所述第2凹凸部的凹部而引出至所述轴承壳体侧，

所述第2凹凸部的凸部配置为通过所述第1凹凸部的凹部而引出至所述轴承壳体侧，

引出至所述轴承壳体侧的所述第1凹凸部和所述第2凹凸部的各个凸部卡合于所述卡合槽。

2. 根据权利要求1所述的径向箔轴承，其特征在于，多块所述中间箔重叠。

3. 根据权利要求1或2所述的径向箔轴承，其特征在于，所述中间箔由具有凹凸部的矩形状的金属箔构成，所述凹凸部中的凸部卡合于所述卡合槽，所述凹凸部由形成于至少一边的凸部和凹部构成。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的径向箔轴承，其特征在于，在所述轴承壳体的内周面沿着其轴向形成有从一端至另一端连续的通槽，

在所述通槽中，嵌入通过将该通槽沿其长度方向分割而形成多个所述卡合槽的固定工具，

在所述通槽和所述固定工具中，设置有限制所述固定工具沿所述通槽的长度方向移动的限制部。

5. 根据权利要求4所述的径向箔轴承，其特征在于，在所述通槽的内侧面，沿着所述通槽的长度方向形成有卡止所述顶部箔的凸部的顶端部的卡止凹部。

6. 根据权利要求4或5所述的径向箔轴承，其特征在于，所述限制部由卡止槽和弯折片构成，所述卡止槽在所述轴承壳体的两侧面分别与所述通槽的两端部连通且沿轴承壳体的厚度方向形成，所述弯折片分别形成于所述固定工具的两端部且卡止于所述卡止槽。

7. 根据权利要求1至6中任一项所述的径向箔轴承，其特征在于，在所述顶部箔中，在所述一边和所述另一边上形成有与它们之间的中央部相比厚度薄的薄壁部。

8. 根据权利要求7所述的径向箔轴承，其特征在于，所述薄壁部的与所述旋转轴所对置的面相反的面形成为比所述中央部的与所述旋转轴所对置的面相反的面更凹陷的状态。