CN104769296B - 推力轴承 - Google Patents

Abstract

该推力轴承(3)具备：顶箔(10)，由对着推力环(4)的多个顶箔片(11)形成；背箔(20)，由分别支撑顶箔片的多个背箔片(21)形成；以及底板(30)，具有分别支撑背箔片的多个支撑区域(31)。支撑区域具有通过第1边界线(31b)以及配置在该第1边界线的推力环的旋转方向侧的第2边界线(31a)划分的倾斜面(32)。倾斜面的高度随着从第1边界线朝向第2边界线而增加。另外，背箔片配置在从第1边界线到第2边界线连续地形成的倾斜面内。

Description

推力轴承

技术领域

本发明涉及推力轴承。

本申请基于2012年10月16日在日本申请的日本特愿2012-228892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，已知对着设在旋转轴的推力环而配置的推力轴承。作为这样的推力轴承，熟知箔式推力轴承。该箔式推力轴承这样构成：在成为基部的圆环板形状的板材(底板)上圆环状地配置多张由称为波箔的薄板材构成的波纹板，进一步地在其上配置与波箔同张数的称为顶箔的薄板(例如，参考专利文献1、专利文献2)。

如果通过这样的构成，箔式推力轴承在推力环相对于推力轴承面(顶箔)靠近的状态下旋转，那么形成由推力环和顶箔之间的楔效应导致的空气膜(流体润滑膜)，并通过该空气膜支撑推力环。所谓楔效应，就是如果流体从宽阔缝隙向狭窄缝隙流动则在狭窄缝隙中产生压力的现象。通过这样的效应，即在狭窄缝隙产生的压力，推力轴承支撑载荷(推力环)。

因此，为了在箔式推力轴承中有效地得到楔效应，应该在推力环和顶箔之间连续地形成宽阔缝隙和狭窄缝隙，有必要使顶箔的高度相对于推力环的旋转方向变化。为了这样使顶箔的高度变化，一直以来，沿着推力环的旋转方向使波箔的高度(波(波峰)的高度)变化。

另外，在下述专利文献3-6中，也公开了支撑推力环的推力轴承。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特表2008-513701号公报

专利文献2：日本特表2008-501922号公报

专利文献3：日本特开昭61-92316

专利文献4：日本特开2002-349551

专利文献5：日本特开昭63-195412

专利文献6：日本特开昭59-187111。

发明内容

[发明要解决的问题]

但是，由于波箔由0.1mm左右的薄板构成，因而存在以下情况：对每个波峰使波峰的高度例如数十μm变化这样的加工困难，即使能够加工成本也变得非常高。此外，加工精度也变低，因而使顶箔的高度按照设计精度好地变化是困难的。

另外，也考虑不改变波箔的波峰的高度，而是通过在其上配置的顶箔的推压力将波箔波峰的坍塌量一点点地变化，从而使顶箔的高度变化。但是，在该情况中，使顶箔的高度按照设计精度好地变化也是极为困难的。

如果这样不能使顶箔的高度精度好地变化，那么由于量产性变低而成本变高。另外，由于预先设计轴承负载能力变得困难，因而有可能性能的评价变难，实用性变低。

本发明是鉴于前述情形而做出的，其目的在于提供能使顶箔的高度精度好地变化并由此使轴承负载能力的预先设计成为可能的优秀的推力轴承。

[用于解决问题的方案]

在本发明的第1方式中，对着设在旋转轴的推力环而配置的推力轴承具备：顶箔，其对着前述推力环而配置；背箔，其对着前述顶箔的与对着前述推力环的面相反的一侧的面而配置，并支撑该顶箔；以及圆环板状的底板，其配置在前述背箔的与前述顶箔相反的一侧，并支撑该背箔。前述背箔通过在前述底板的周向排列的多个背箔片形成。前述顶箔通过在前述多个背箔片上分别配设的多个顶箔片形成。前述底板具有分别支撑前述多个背箔片并且在前述周向上排列的多个支撑区域。前述支撑区域具有通过第1边界线以及配置在该第1边界线的前述推力环的旋转方向侧的第2边界线划分的倾斜面。该倾斜面的高度随着从前述第1边界线朝向前述第2边界线而增加。该倾斜面从前述第1边界线到前述第2边界线连续地形成。另外，前述背箔片配置在前述倾斜面内。

根据本发明的第1方式，在支撑背箔片的底板的各支撑区域形成有高度随着从第1边界线朝向第2边界线而增加的倾斜面，因此通过经由背箔片将顶箔片配置在该倾斜面上，从而能使顶箔片的高度沿着倾斜面精度好地变化。另外，此时关于背箔片，不使高度变化而以固定的高度制造即可，因此能抑制加工成本。

在本发明的第2方式中，在上述第1方式中，前述第2边界线沿着前述底板的半径方向形成。另外，前述倾斜面在与前述第2边界线正交的方向上倾斜。

根据本发明的第2方式，能容易地进行倾斜面的加工，并且对应于该倾斜面也能容易地进行背箔片的加工。

在本发明的第3方式中，在上述第1或第2方式中，前述顶箔片的前述推力环的旋转方向侧的端缘部形成为其高度固定。

根据本发明的第3方式，能进一步提高由于楔效应产生的压力，因此能进一步提高推力轴承的轴承负载能力。

在本发明的第4方式中，在上述第1至第3的任一个方式中，前述顶箔片在与前述推力环的旋转方向相反的一侧的端缘部固定在前述底板。

根据本发明的第4方式，推力环的旋转方向侧中的顶箔片的端缘部成为经由背箔片从底板分离的状态，因此与推力环之间变窄，所以能得到良好的楔效应。

在本发明的第5方式中，在上述第1至第4的任一个方式中，前述背箔片形成为将多个波峰部和多个波谷部交替地配置的波板状。

根据本发明的第5方式，能通过背箔片弹性地支撑顶箔片。

在本发明的第6方式中，在上述第5方式中，前述背箔片配置为使前述多个波峰部的排列方向与前述倾斜面的倾斜方向一致。

根据本发明的第6方式，通过将背箔片的多个波峰部的高度相同地形成，从而能使顶箔片的高度与底板的倾斜面配合而变化。因此，能使背箔片的加工变容易。

在本发明的第7方式中，在上述第6方式中，前述背箔片在前述推力环的旋转方向侧的端缘部固定在前述底板。

根据本发明的第7方式，能沿着背箔片的波谷部的形成方向例如用焊接将背箔片固定在底板，能容易地进行固定。

[发明的效果]

根据本发明的推力轴承，通过在底板的各支撑区域形成倾斜面，并在该倾斜面上经由背箔片配设顶箔片，从而使顶箔片的高度沿着倾斜面精度好地变化。因此，能使加工容易而提高推力轴承的量产性，能谋求其成本的减少化。另外，能预先精度良好地设计推力轴承的轴承负载能力。

附图说明

图1是示出适用本发明涉及的推力轴承的涡轮机械的一例的示意图。

图2A是示出本发明的第1实施方式涉及的推力轴承的、将一部分剖视的俯视图。

图2B是图2A的2B-2B线向视剖视图。

图3A是本发明的第1实施方式涉及的推力轴承的底板的透视图。

图3B是本发明的第1实施方式涉及的推力轴承的主要部分分解透视图。

图4A是本发明的第2实施方式涉及的推力轴承的主要部分侧剖视图。

图4B是本发明的第2实施方式涉及的推力轴承的底板的透视图。

图4C是本发明的第2实施方式涉及的推力轴承的变形例的主要部分侧剖视图。

图5A是本发明的第3实施方式涉及的推力轴承的主要部分侧剖视图。

图5B是本发明的第3实施方式涉及的推力轴承的底板的透视图。

具体实施方式

下面，参考附图而详细地说明本发明的推力轴承。此外，在下面的附图中，为了使各部件为可辨识的大小，适当地更改各部件的比例尺。此外，在本说明书和附图中，关于具有实质相同的功能、构成的要素，通过附加相同的符号而省略重复说明，另外与本发明无直接关系的要素省略图示。

(第1实施方式)

图1是示意地示出适用本发明的推力轴承的涡轮机械的一例的侧面图。图1中符号1表示旋转轴，符号2表示设置在旋转轴的顶端部的叶轮，符号3表示本发明涉及的推力轴承。

在旋转轴1中，推力环4固定在形成叶轮2的位置的附近。一对推力轴承3配置为夹持该推力环4。

另外，叶轮2配置在作为静止部件的壳体5内，在与壳体5之间形成有顶部空隙6。

另外，在旋转轴1中，在比推力环4靠近旋转轴1的中央，设置径向轴承7。

图2A、2B、3A、3B是示出在这样构成的涡轮机械中适用的第1实施方式中的推力轴承3A(3)的图。图2A是将推力轴承3A(3)的一部分剖视的俯视图，图2B是图2A的2B-2B线向视剖视图。另外，图3A是底板的透视图，图3B是推力轴承3A(3)的主要部分分解透视图。

该第1实施方式的推力轴承3A(3)是图1中配置在比推力环4靠近叶轮2的位置的轴承。此外，在本实施方式中，配置在图1中靠近叶轮2的位置的推力轴承3A(3)、和图1中隔着推力环4配置在其相反侧即靠近径向轴承7的位置的推力轴承3，分别具备相同的构成要素。但是，靠近径向轴承7的推力轴承3具备推力轴承3A(3)的构成在图1中的左右方向上相反的构成。

如图2A、2B所示，本实施方式的推力轴承3A(3)是对着固定在旋转轴1的圆板状的推力环4而配置的圆环状(圆筒状)的轴承，设置成包围旋转轴1。该推力轴承3A具备以下而构成：顶箔10，如图2B、图3B所示对着推力环4而配置；背箔20，对着该顶箔10的与对着推力环4的面相反的一侧的面而配置；以及圆环板状的底板30，其配置在该背箔20的与前述顶箔10相反的一侧。

底板30如图3A所示是金属制的圆环板状的部件。在底板30的对着推力环4的面中，形成有用于支撑背箔20和顶箔10的支撑区域。在本实施方式中，如后所述背箔20由多张(6张)背箔片21形成，顶箔10由多张(6张)顶箔片11构成。因此底板30将其表面区域在周向上6分割(均分成6份)而形成，并且具有在底板30的周向上排列的6个支撑区域31。即，如图3B所示各支撑区域31分别构成为支撑背箔片21、顶箔片11。各支撑区域31形成为俯视时大体梯形状。

另外，如图3A、3B所示在各支撑区域31的整体中，分别形成高度沿着图3A中用箭头Q示出的推力环4(旋转轴1)的旋转方向增加的倾斜面32。即，倾斜面32的高度(旋转轴1的轴向上的高度)随着朝向推力环4的旋转方向而增加。此外，本发明中所谓“倾斜面的高度沿着旋转方向增加”，不仅仅意味着高度沿着圆环板状的底板30的周向逐渐增加，也意味着高度随着朝向大致朝向旋转方向那样的方向例如底板30的切线方向等而逐渐增加。

在本实施方式中，邻接的支撑区域31间的边界线31a沿着底板30的半径方向形成。更详细地，如图3A所示，在邻接的支撑区域31之间设置有平行于旋转轴1的轴向的边界面33，邻接的支撑区域31经由边界面33连接。虽然本实施方式中的边界面33形成为平行于轴向，但不限定于此，也可配置为与轴向形成规定的角度。在边界面33的靠近推力环4的边缘部设有与一侧的支撑区域31交界的边界线31a(第2边界线)，在边界面33的与边界线31a相反的一侧的边缘部设有与另一侧的支撑区域31交界的边界线31b(第1边界线)。倾斜面32由边界线31a、31b划分。在各支撑区域31中，边界线31a配置在边界线31b的推力环4的旋转方向侧(旋转方向前进侧)。

边界线31a位于与旋转轴1的中心轴垂直的平面内。即，边界线31a的高度(上述中心轴方向上的高度)在其长度方向上相同。

倾斜面32在形成有各个倾斜面32的支撑区域31中的与推力环4的旋转方向侧(旋转方向前进侧)的边界线31a(第2边界线)正交的方向上倾斜。即，如图3A中由箭头P所示，倾斜成：从该推力环4的旋转方向Q侧的边界线31a，在正交于该边界线31a的方向上高度逐渐变低。因此，在形成各边界线31a的部位，在邻接的支撑区域31之中一侧的支撑区域31和另一侧的支撑区域31之间形成台阶。此外，前述的箭头P方向与将图2A所示的箭头2B-2B连结的线的方向一致，因此，图2B是在正交于箭头P方向的方向上观察沿着箭头P方向的剖面的剖视图。

倾斜面32在正交于边界线31a的方向上倾斜。因此，在倾斜面32内的任一位置中设想与边界线31a平行的直线的情况下，该直线的高度在其长度方向上相同。

另外，倾斜面32形成为使其高度随着从边界线31b朝向边界线31a而增加。另外，倾斜面32从边界线31b到边界线31a连续地形成，在该倾斜面内没有设置倾斜角度急剧变化的凹部或凸部等。本实施方式的倾斜面32形成为从边界线31b到边界线31a具有固定的倾斜角度。此外，倾斜面32也可以倾斜成：从底板30的径向观察时，在从边界线31b到边界线31a的范围内，整体地凹状或凸状地稍微弯曲。

边界线31a、31b沿着底板30的径向形成。而且，本实施方式的边界线31a、31b位于通过底板30的中心(旋转轴1的中心)的径线上(或者该径线的附近)。因此，本实施方式的各支撑区域31形成为内周侧圆弧和比内周侧圆弧长的外周侧圆弧由一对径线连接的大体梯形状。在支撑区域31中的内周侧圆弧与边界线31a的连接部，该内周侧圆弧的切线与边界线31a彼此大体正交。同样地，在支撑区域31中的外周侧圆弧与边界线31a的连接部，该外周侧圆弧的切线与边界线31a彼此大体正交。

此外，虽然本实施方式中的边界线31a、31b位于通过底板30的中心的径线上，但是也可设置在平行于该径线且从该径线分离的位置。另外，边界线31b也可配置为与通过底板30的中心的径线形成规定的角度。

如图2A、图3B所示背箔20由在底板30的周向上排列的6张背箔片21形成。这些背箔片21分别配置在底板30的各支撑区域31上，因而配置在倾斜面32上，由此排列在底板30的周向上。背箔片21配置在倾斜面32内。另外，这些背箔片21在俯视时比后述顶箔片11稍小地形成。因此如图2A所示，背箔片21在底板30上相对于推力环4没有露出，被顶箔片11所覆盖。

由这些背箔片21构成的背箔20用箔(薄板)形成，弹性地支撑顶箔10(顶箔片11)。作为这样的背箔20，使用例如波箔、日本特开2006-57652号公报或日本特开2004-270904号公报等记载的弹性箔、日本特开2009-299748号公报等记载的背箔等。此外，虽然日本特开2006-57652号公报或日本特开2004-270904号公报中记载的弹性箔、日本特开2009-299748号公报中记载的背箔是在径向轴承使用的箔，但是如果将这些平面状地展开而形成圆环板状，那么成为在推力轴承使用的箔。

在本实施方式中，图2B、图3B所示的背箔20由波箔构成，因此背箔片21由波箔片构成。背箔片21(波箔片)是箔(金属制薄板)波形状地成形的，如图2A所示形成为整体比顶箔片11稍小的大体梯形状。

这样波形状地成形的背箔片21如图2B、图3B所示交替地配置接触底板30的多个波谷部22和接触顶箔片11的多个波峰部23(波)而形成。这些波谷部22和波峰部23沿着支撑区域31的倾斜面32的倾斜方向，即沿着由图3A中箭头P方向所示的倾斜方向排列。即，波谷部22、波峰部23的排列方向与倾斜面32的倾斜方向(由箭头P所示的倾斜方向)一致。

这些波谷部22和波峰部23遍及倾斜方向以大约相等的间隔形成，另外，波峰部23的高度均等地形成。因此，与有必要使波峰部的高度变化的现有构造相比，其加工变得容易。

另外，背箔片21沿着推力环4的旋转方向侧的端缘部21a，即成为端缘部21a的波谷部22的形成方向，点焊在底板30而固定。此时，如图3B所示背箔片21的端缘部21a由整体连续的一个波谷部22形成，因此能容易地将该波谷部22整体焊接在底板30。因此，背箔片21可容易地进行焊接导致的固定。

此外，关于端缘部21a向底板30的固定，除了点焊以外，能通过例如螺丝固定等一般的机械固定方法来进行。

另外，在本实施方式中，虽然背箔片21的位于边界线31a附近的端缘部21a固定在底板30，但不限定于此，也可以是背箔片21的位于边界线31b附近的端缘部固定在底板30。

背箔片21形成为与大体梯形状地形成的支撑区域31或倾斜面32相似的形状。因此，本实施方式的背箔片21形成为内周侧圆弧和外周侧圆弧由一对径线连接的大体梯形状。在背箔片21中的内周侧圆弧与端缘部21a的连接部，该内周侧圆弧的切线与端缘部21a彼此大体正交。同样地，在背箔片21中的外周侧圆弧与端缘部21a的连接部，该外周侧圆弧的切线与端缘部21a彼此大体正交。

顶箔片10也如图2A、图3B所示通过在底板30的周向上排列的6张顶箔片11形成。这些顶箔片11由金属制的薄板(箔)形成为与支撑区域31大约相同的形状，即从扇形除去包含其顶点的部分的、上底(径向内侧的边)、下底(径向外侧的边)分别为圆弧状的大体梯形形状。这样形状的顶箔片11分别配置在底板30的各支撑区域31上而覆盖背箔片21，在底板30的周向上以等间隔排列而作为整体配置成圆环板状，从而形成顶箔片10。

此外，顶箔片11如图2A所示比支撑区域31稍小地形成，并且比背箔片21稍大地形成。由此多个顶箔片11互不干涉地配置。另外，顶箔片11使背箔片21相对于推力环4不露出，在覆盖其上表面的状态下配置在各支撑区域31。但是，本发明不限定于此，可以将背箔片21与顶箔片11相同大小地形成，或者，也可以比顶箔片11大地形成。

另外，该顶箔片11在与推力环4的旋转方向相反的一侧的端缘部11a(前缘)用点焊直接固定在底板30。由此，端缘部11a成为固定端。另一方面，推力环4的旋转方向侧的端缘部11b(后缘)如图2B所示没有固定，而是成为仅被背箔片21的波峰部23支撑的自由端。此外，关于顶箔片11的端缘部11a向底板30的固定，除了点焊以外，还能通过例如螺丝固定等一般的机械固定方法进行。

本实施方式的端缘部11a固定在倾斜面32之中其高度为最低的边界线31b的附近(参考图2B、3A)。此外，不限定于此，配置在一个倾斜面32的顶箔片11的端缘部11a也可以固定在邻接的其他倾斜面32之中其高度为最高的边界线31a的附近。

端缘部11b如图2A所示在本实施方式中与邻接的支撑区域31之间的边界线31a平行地配置，因此经由背箔片21配置在底板30的倾斜面32上的相同高度位置。另外，背箔片21中，其多个波峰部23的排列方向和倾斜面32的倾斜方向一致，因此波峰部23在其长度方向上高度固定。因此，端缘部11b配置在底板30的倾斜面32上的相同高度位置，进而支撑在固定地形成高度的背箔片21的波峰部23上，从而其高度固定。换句话说，端缘部11b的高度在其长度方向上相同。即，端缘部11b以在顶箔片11中高度最高的方式定位，因此在推力环4非旋转时，端缘部11b配置为相对于推力环4最接近。

接着，说明由这种构成组成的推力轴承3A(3)的作用。

如果旋转轴1高速地旋转，那么在推力环4与作为推力轴承3A(3)的轴承面的顶箔片11(顶箔10)之间，形成楔效应导致的空气膜(流体润滑膜)。即，顶箔片11经由固定地形成波峰部23的高度而配置的背箔片21，配置在形成于支撑区域31的倾斜面32上。因此，顶箔片11的高度沿着倾斜面32的倾斜从端缘部11a向端缘部11b逐渐变高。

因此，推力环4和顶箔片11之间的缝隙，从端缘部11a朝向作为推力环4(旋转轴1)的旋转方向侧的端缘部11b而逐渐变窄，因此特别地在端缘部11b中产生楔效应导致的压力，并形成空气膜(流体润滑膜)。由于这样的楔效应而形成空气膜，由此推力轴承3A(3)稳定地支撑载荷(推力环4)。

在本实施方式的推力轴承3A(3)中，在支撑背箔片21(波箔片)的底板30的各支撑区域31，形成高度沿着推力环4的旋转方向增加的倾斜面32。因此，通过经由背箔片21将顶箔片11配置在该倾斜面32上，从而能使顶箔片11的高度沿着倾斜面32精度好地变化。另外，此时关于背箔片21，不使波峰部23的高度变化而以固定的高度制造即可，因此能抑制其加工成本。

因此，根据该推力轴承3A(3)，能够使加工容易而提高量产性，并谋求成本的减少化。另外，由于加工变得容易而偏差变少，因而能够预先精度良好地设计轴承负载能力。

另外，由于使倾斜面32在与沿着底板30的半径方向形成的边界线31a正交的方向上倾斜，因此能容易地进行倾斜面32的加工。另外，对应于该倾斜面32的形状，背箔片21(波箔片)的加工也能容易地进行。即，在以高度沿着底板30的周向逐渐增加的方式形成倾斜面的情况下，该倾斜面不是平面而为曲面(弯曲面)，其加工变得困难。另外，如果要对应于由这种曲面构成的倾斜面而形成波箔片，那么并非彼此平行地形成波峰部和波谷部，有必要形成为使得波峰部和波谷部的间距在底板30的内周侧变窄，在外周侧变宽，其加工仍然很难。与此相对在本实施方式中，倾斜面32为平面，波箔片的波峰部和波谷部以相同的间距彼此平行地形成即可，因而其加工变得容易。

但是，在本发明中，也可以以高度沿着底板30的周向逐渐增加的方式形成倾斜面，在该情况下，也可将波箔片形成为使得其波峰部和波谷部的间距在底板30的内周侧变窄，在外周侧变宽。在该情况下，通过在底板30形成倾斜面32，从而没有必要进行使波箔(波箔片)的波峰部的高度对每个波峰变化这样的加工，因此与现有技术相比，加工变得容易，能抑制成本。

另外，由于将顶箔片11的推力环4的旋转方向侧的端缘部11b的高度固定地形成，因此能进一步提高由于楔效应产生的压力，因此能进一步提高轴承负载能力。即，由于使通过楔效应产生最高压力的、顶箔片11中高度高的部位(与推力环4的间隙最窄的位置)为端缘部11b整体(遍及底板30的径向的范围)，因而与仅仅端缘部11b的一部分变高的情况等相比，能提高产生的压力。

另外，由于将顶箔片11在与推力环4的旋转方向相反的一侧的端缘部11a固定在底板30，因此推力环4的旋转方向侧的端缘部11b成为经由背箔片21(背箔20)从底板30漂浮的状态，与推力环4之间变窄。因此，在端缘部11b中如前所述得到良好的楔效应。

另外，由于将背箔片21配置为使其波峰部23和波谷部22的排列方向与倾斜面32的倾斜方向一致，所以通过将波峰部23的高度相同地形成，从而能使顶箔片11的高度与底板30的倾斜面32配合而变化。因此，背箔片21将其波峰部23的高度相同地形成即可，因而能使背箔片21的加工变得容易。

另外，由于将背箔片21在推力环4的旋转方向侧的端缘部21a固定在底板30，所以能沿着背箔片21的波谷部22的形成方向(底板30的径向)例如用点焊固定在底板30，因而能容易地进行其固定。

在推力轴承3中，通过从顶箔片11作用的载荷，背箔片21(波箔片)的波峰部23在沿着倾斜面32的方向上扩大，各个波峰部23沿上述方向滑动从而发挥柔软的弹簧特性。在此，如果通过与倾斜面32的阻力等限制波峰部23(波谷部22)的滑动，那么存在波峰部23适当地滑动变难、轴承的弹簧常数过度地上升的情况。该情况下，顶箔片不能适当地跟随以数μm厚度形成的流体润滑膜的变化，有可能流体润滑膜由于冲击等破裂，并且推力环和顶箔片接触。由于该接触，可能妨碍轴承的正常动作。

本实施方式的倾斜面32从边界线31b到边界线31a连续地形成，在该倾斜面内没有设置倾斜角度急剧变化的凹部或凸部等。另外，背箔片21配置在这样的倾斜面32内。因此，能减少在从顶箔片11承受载荷时的、倾斜面32对于波峰部23的滑动的阻力，相对于低载荷，波峰部23也能柔软地滑动。因此，能防止轴承的弹簧常数过度地上升，并且顶箔片11能适当地跟随流体润滑膜的变化，可始终维持良好的流体润滑膜。即，能维持轴承的正常动作。

(第2实施方式)

接着，说明本发明的推力轴承3的第2实施方式。

如图4A、4B所示，第2实施方式的推力轴承3B(3)与第1方式的推力轴承3A(3)主要不同地方在于底板40形成倾斜面和平坦面这点。此外，图4A是对应于图2B的位置处的侧剖视图，图4B是底板40的透视图。

如图4B所示本实施方式的底板40与第1实施方式的底板30同样地具有6个支撑区域31，在各支撑区域31形成有高度沿着推力环4(旋转轴1)的旋转方向增加的倾斜面41。另外，邻接的支撑区域31之间的边界线31a在本实施方式中也沿着底板40的半径方向形成。但是，在第1实施方式中，在支撑区域31整体形成倾斜面32，与此相对，在本实施方式中，仅在支撑区域31的一部分，即与推力环4的旋转方向相反的一侧(靠近边界线31b的位置)，形成倾斜面41。另外，在推力环4的旋转方向侧(旋转方向前进侧、靠近边界线31a的位置)，形成平坦面42。即，在本实施方式的支撑区域31中，分别形成倾斜面41和平坦面42。

平坦面42如图4A所示是从倾斜面41的最高位置(推力环4的旋转方向前进侧的端部)到推力环4(旋转轴1)的旋转方向侧的边界线31a连续的平面，与倾斜面41不同是与底板40的背面平行的面。即，平坦面42是在没有偏移的负载的正常状态中形成为相对于推力环4的外表面(垂直于旋转轴1的旋转轴的面)而平行地配置的面。因此，平坦面42也配置为垂直于旋转轴1的轴向。这些倾斜面41和平坦面42之间的边界线43(第2边界线)如图4B所示沿着底板40的径向形成。此外，本实施方式的边界线43设置在通过底板40的中心的径线上(或其附近)，但不限于此，也可以设置在从该径线分离的位置。

另外，倾斜面41以高度在正交于边界线43的方向上逐渐变低的方式倾斜(参考图4B的箭头P)。因此，在本实施方式中，也在形成各边界线31a的部位，即隔着边界线31a邻接的一侧的支撑区域31与另一侧的支撑区域31之间，形成台阶。

倾斜面41在与边界线43正交的方向上倾斜。因此，在倾斜面41内的任一位置设想与边界线43平行的直线的情况下，该直线的高度在其长度方向上相同。

倾斜面41由边界线31b和边界线43划分，形成为使其高度随着从边界线31b朝向边界线43而增加。另外，倾斜面41从边界线31b到边界线43连续地形成，在该倾斜面内没有设置倾斜角度急剧变化的凹部或凸部等。本实施方式的倾斜面41形成为从边界线31b到边界线43具有固定的倾斜角度。此外，倾斜面41也可倾斜成：从底板40的径向观察时，在从边界线31b到边界线43的范围内，整体地凹状或凸状地稍微弯曲。

边界线43位于垂直于旋转轴1的中心轴的平面内。即，边界线43的高度(上述中心轴方向上的高度)在其长度方向上相同。

本实施方式的倾斜面41形成为俯视时内周侧圆弧和比内周侧圆弧长的外周侧圆弧由一对径线连接的大体梯形状。在倾斜面41中的内周侧圆弧和边界线43的连接部，该内周侧圆弧的切线和边界线43彼此大体正交。同样地，在倾斜面41中的外周侧圆弧和边界线43的连接部，该外周侧圆弧的切线和边界线43彼此大体正交。

在本实施方式的推力轴承3中，以与支撑区域31的倾斜面41中的推力环4的旋转方向侧邻接的方式形成平坦面42。即，通过在倾斜面41的高度最高的部位连接平坦面42而形成，从而如图4A所示特别地在推力环4的旋转时，顶箔片11的高度最高的部位具有相当于平坦面42的比较宽的面积。

因此，在推力环4(旋转轴1)的旋转初期时直到形成空气膜(流体润滑膜)的期间，能防止仅仅顶箔片11的一部分接触推力环4而损耗。另外，通过较大地采取产生最高载荷(最大载荷)的面积，从而能降低峰值载荷，能提高推力轴承3的总载荷负载能力。

另外，通过与第1实施例相比缩窄倾斜面41的范围，从而能使加工变容易。

在该第2实施方式中，考虑下面说明的变形例。图4C是本发明的第2实施方式涉及的推力轴承的变形例的主要部分侧剖视图。图4C是对应于图2B(图4A)的位置处的侧剖视图。

该变形例中的背箔片21配置在倾斜面41内。顶箔片11形成为俯视时比背箔片21稍大，配置为覆盖背箔片21。

如上所述，本实施方式中的倾斜面41从边界线31b到边界线43连续地形成，在该倾斜面内没有设置倾斜角度急剧变化的凹部或凸部等。由于背箔片21配置在这样的倾斜面41内，因此能减少在从顶箔片11承受载荷时的、倾斜面41对于波峰部23的滑动的阻力，相对于低载荷，波峰部23也能柔软地滑动。因此，能防止轴承的弹簧常数过度地上升，顶箔片11能适当地跟随流体润滑膜的变化，可始终维持良好的流体润滑膜。即，能维持轴承的正常动作。

此外，本实施方式及本变形例的端缘部11a固定在倾斜面41之中其高度最低的边界线31b的附近(参考图4A至4C)。端缘部11a向底板40的固定能通过点焊或螺丝固定等一般的机械固定方法来进行。此外，也可以是，配置在一个支撑区域31的顶箔片11的端缘部11a固定在邻接的其他支撑区域31的平坦面42中的边界线31a的附近。

(第3实施方式)

接着，说明本发明的推力轴承3的第3实施方式。

如图5A、5B所示，第3实施方式的推力轴承3C(3)与第2实施方式的推力轴承3B(3)不同的地方在于，使形成在底板50的平坦面和倾斜面之间的位置关系在底板50的周向上与第2实施方式的位置关系相反这点。此外，图5A是对应于图2B的位置处的侧剖视图，图5B是底板50的透视图。

如图5B所示本实施方式的底板50与第1实施方式的底板30同样地具有6个支撑区域31，在各支撑区域31中形成有高度沿着推力环4(旋转轴1)的旋转方向增加的倾斜面51。另外，邻接的支撑区域31之间的边界线31a在本实施方式中也沿着底板50的半径方向形成。在第1实施方式中，在支撑区域31整体形成倾斜面32，与此相对，在本实施方式中，仅仅在支撑区域31的一部分，即推力环4的旋转方向侧(旋转方向前进侧)，形成倾斜面51。另一方面，在支撑区域31的与推力环4的旋转方向相反的一侧，形成平坦面52。

平坦面52是如图5A所示从倾斜面51的最低位置到与推力环4(旋转轴1)的旋转方向相反的一侧的边界线31b连续的平面，与第2实施方式的平坦面42同样，与倾斜面51不同是与底板50的背面平行的面。即，在没有偏移负载的正常状态中，以相对于推力环4的外表面(垂直于旋转轴1的中心轴的面)平行地配置的方式形成的面。这些倾斜面51和平坦面52之间的边界线53如图5B所示与边界线31a平行地形成。另外，与第1方式同样，倾斜面51以高度在正交于边界线31a的方向上逐渐变低的方式倾斜。因此，在本实施方式中，在形成各边界线31a的部位，即隔着边界线31a邻接的一侧的支撑区域31与另一侧的支撑区域31之间，形成台阶。

本实施方式的推力轴承3中，在支撑区域31的倾斜面51中的与推力环4的旋转方向相反的一侧连接而形成平坦面52，因此与第1实施方式相比，能缩窄倾斜面51的范围，能使加工变容易。

另外，在本实施方式中，通过将背箔片21的作为与推力环4的旋转方向相反的一侧的端缘部的波谷部22例如与边界线53平行地形成，从而也可以将不在推力环4的旋转方向侧、而是与旋转方向相反的一侧的端缘部21b的波谷部22固定在平坦面52上。在该情况下，能够沿着背箔片21的波谷部22的形成方向例如用点焊固定在底板50，能容易地进行其固定。

另外，如果这样做，那么能够将固定背箔片21的部位和固定顶箔片11的部位共同地一致固定在与推力环4的旋转方向相反的一侧的平坦面52上，因此能将背箔片21和顶箔片11以它们的相对位置关系按照设计的方式精度良好地配置。

上面，参考附图并说明了本发明的合适实施方式，但是本发明不限定于前述多个实施方式。即，前述多个实施方式中示出的各构成部件的诸形状或组合等只是一例，在不脱离本发明的主旨的范围中基于设计要求等，可进行构成的附加、省略、置换以及其他更改。

例如，虽然在前述实施方式中形成6个底板的支撑区域，并在这些支撑区域分别配置背箔片(波箔片)、顶箔片，但是关于支撑区域，如果是多个，可为5个以下，也可为7个以上。在该情况下，背箔片(波箔片)或顶箔片的数量根据支撑区域的数量而改变。

另外，在底板的支撑区域形成平坦面的情况下，替代如第2实施方式或第3实施方式那样仅在倾斜面的一侧形成平坦面，也可以在倾斜面的两侧，即在推力环4的周向的两侧，分别形成平坦面。

此外，顶箔片或背箔片(波箔片)向支撑区域上的配置、倾斜面的倾斜方向、支撑区域间的边界线的长度方向、平坦面和倾斜面之间的边界线的长度方向等，在前述实施方式以外，还可采用各种方式。

符号说明

1 旋转轴

3、3A、3B、3C 推力轴承

4 推力环

10 顶箔

11 顶箔片

11a 端缘部

20 背箔

21 背箔片(波箔片)

22 波谷部

23 波峰部

30 底板

31 支撑区域

31a 边界线(第2边界线)

31b 边界线(第1边界线)

32 倾斜面

40 底板

41 倾斜面

42 平坦面

43 边界线(第2边界线)

50 底板

51 倾斜面

52 平坦面。

Claims (7)

1.一种推力轴承，是对着设在旋转轴的推力环而配置的推力轴承，具备：

顶箔，其对着所述推力环而配置；

背箔，其对着所述顶箔的与对着所述推力环的面相反的一侧的面而配置，并支撑所述顶箔；以及

圆环板状的底板，其配置在所述背箔的与所述顶箔相反的一侧，并支撑所述背箔，

所述背箔通过在所述底板的周向上排列的多个背箔片形成，

所述顶箔通过在所述多个背箔片上分别配设的多个顶箔片形成，

所述底板具有分别支撑所述多个背箔片并且在所述周向上排列的多个支撑区域，

所述支撑区域具有通过第1边界线以及配置在该第1边界线的所述推力环的旋转方向侧的第2边界线划分的倾斜面，

所述倾斜面随着从所述第1边界线朝向所述第2边界线而其高度增加，并且从所述第1边界线到所述第2边界线连续地形成，

所述背箔片配置在所述倾斜面内，

其特征在于，所述背箔片的、所述推力环的旋转方向侧的端缘部被固定在所述底板的所述倾斜面。

2.根据权利要求1所述的推力轴承，其特征在于，

所述第2边界线沿着所述底板的半径方向形成，

所述倾斜面在与所述第2边界线正交的方向上倾斜。

3.根据权利要求1所述的推力轴承，其特征在于，所述顶箔片的所述推力环的旋转方向侧的端缘部形成为其高度固定。

4.根据权利要求2所述的推力轴承，其特征在于，所述顶箔片的所述推力环的旋转方向侧的端缘部形成为其高度固定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的推力轴承，其特征在于，所述顶箔片在与所述推力环的旋转方向相反的一侧的端缘部固定在所述底板。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的推力轴承，其特征在于，所述背箔片形成为将多个波峰部和多个波谷部交替地配置的波板状。

7.根据权利要求6所述的推力轴承，其特征在于，所述背箔片配置为使所述多个波峰部的排列方向与所述倾斜面的倾斜方向一致。