CN111788399B - 径向箔轴承 - Google Patents

Abstract

径向箔轴承(3)具备：轴承外壳(12)，其具有供轴插通的插通孔(12a)；背箔(11)，其配置于插通孔(12a)的内周面；顶箔(9)，其支撑于背箔(11)；以及突出部(40)，其从插通孔(12a)的内周面朝向插通孔(12a)的径向内侧突出，且能够支撑顶箔(9)。

Description

径向箔轴承

技术领域

本公开涉及一种径向箔轴承。

本申请基于2018年3月7日在日本申请的日本特愿2018－040772号主张优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

以往，作为高速旋转体用的轴承，已知配置于旋转轴的外侧使用的径向箔轴承。作为这样的径向箔轴承，已知如下结构，即，具备：形成轴承面的薄板状的顶箔；弹性支撑该顶箔的背箔；以及容纳这些顶箔及背箔的圆筒状的轴承外壳。作为径向箔轴承的背箔，主要使用将薄板成形为波纹板状的波箔(例如参照下述专利文献1)。在专利文献2～4中公开了使用了背箔的径向箔轴承。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2013－100885号公报

专利文献2：日本国特开2006－57652号公报

专利文献3：日本国特开2004－270904号公报

专利文献4：日本国特开2009－299748号公报

发明内容

发明所要解决的课题

这样的径向箔轴承因为轴承外壳内由柔软的箔构成，所以相对于外力的轴的位移大。因此，需要抑制轴的位移，以使即使搭载有径向箔轴承的装置受到强烈的干扰，轴也不会接触装置主体(静止部)。

本公开鉴于上述情况而做成，目的在于，在大的外力作用于装置时，抑制轴的位移。

用于解决课题的方案

本公开的径向箔轴承的方案1具备：轴承外壳，其具有供轴插通的插通孔；背箔，其配置于上述插通孔的内周面；顶箔，其支撑于上述背箔；以及突出部，其从上述插通孔的内周面朝向上述插通孔的径向内侧突出，且能够支撑上述顶箔。

本公开的方案2也可以是，在方案1中，上述背箔具备嵌合上述突出部的孔部。

本公开的方案3也可以是，在方案1或2中，上述突出部在相距上述插通孔的轴向中央位置±5％的范围的轴向位置具备顶壁部。

本公开的方案4也可以是，在方案1～3的任一方案中，上述突出部沿着上述插通孔的内周面的周向形成为环状。

本公开的方案5也可以是，在方案1～3的任一方案中，沿着上述插通孔的内周面的周向隔开间隙地形成有多个上述突出部。

本公开的方案6也可以是，在方案1～5的任一方案中，上述背箔具备在上述插通孔的轴向上分离的第一背箔和第二背箔，上述第一背箔和上述第二背箔隔着上述突出部在轴向上对置。

本公开的方案7也可以是，在方案6中，上述第一背箔和上述第二背箔的支撑上述顶箔的支撑刚性不同。

本公开的方案8也可以是，在方案5中，上述背箔具备：第一支撑部，其相对于上述突出部配置于轴向第一侧；第二支撑部，其相对于上述突出部配置于轴向第二侧；以及连接部，其配置于上述突出部与上述突出部的间隙，且将上述第一支撑部与上述第二支撑部之间连接。

发明效果

根据本公开，在大的外力作用于装置时，能够抑制轴的位移。

附图说明

图1是表示应用本公开的径向箔轴承的涡轮机械的一例的侧视图。

图2是表示本公开的第一实施方式的径向箔轴承的主视图。

图3是表示在本公开的第一实施方式的径向箔轴承安装有盖体的状态的主视图。

图4A是将本公开的第一实施方式的顶箔展开的俯视图。

图4B是将本公开的第一实施方式的顶箔展开的主视图。

图5是本公开的第一实施方式的径向箔轴承的主要部分的分解立体图。

图6A是本公开的第一实施方式的轴承外壳的主视图。

图6B是本公开的第一实施方式的轴承外壳的A－A剖视图。

图7是将本公开的第一实施方式的径向箔轴承的主要部分平坦化并示意性地表示的俯视图。

图8是将本公开的第一实施方式的径向箔轴承的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

图9是图8的B－B剖视图。

图10是本公开的第二实施方式的轴承外壳的主视图。

图11是将本公开的第二实施方式的径向箔轴承的主要部分平坦化并示意性地表示的俯视图。

图12是将本公开的第二实施方式的径向箔轴承的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

图13是本公开的第二实施方式的一变形例的轴承外壳的主视图。

图14是将本公开的第二实施方式的一变形例的径向箔轴承的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

图15是将本公开的第二实施方式的一变形例的径向箔轴承的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

图16是将本公开的第一实施方式的一变形例的径向箔轴承的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的径向箔轴承详细地进行说明。

图1是表示应用本公开的径向箔轴承的涡轮机械的一例的侧视图。

在图1中，符号1是旋转轴(轴)，符号2是设于旋转轴的轴向的第一侧的前端的叶轮，符号3是本公开的径向箔轴承。此外，在图1中省略地仅记载了一个径向箔轴承，但通常在旋转轴1的轴向上设有两个径向箔轴承。因此，在本公开中，径向箔轴承3也设有两个。

在旋转轴1的外侧配置有径向箔轴承3。在旋转轴1的叶轮2与径向箔轴承3之间设有止推环4。在该止推环4的轴向两侧配置(插通)有止推轴承5。叶轮2配置于成为静止部的外壳6内，在与外壳6之间具有叶尖间隙7。

(第一实施方式)

图2是表示本公开的第一实施方式的径向箔轴承3的主视图。图3是表示在本公开的第一实施方式的径向箔轴承3安装有盖体50的状态的主视图。

径向箔轴承3是配置于旋转轴1的外侧，并支撑旋转轴1的轴承。径向箔轴承3具备顶箔9、中间箔10、背箔11以及轴承外壳12。轴承外壳12具有供旋转轴1插通的插通孔12a。

此外，在以下的说明中，有时以插通孔12a为基准对各部件的位置关系进行说明。具体来说，“轴向”是指插通孔12a延伸的方向(旋转轴1插通的方向)。另外，“径向”是指插通孔12a的径向。另外，“周向”是指沿着插通孔12a的内周面的周向。

轴承外壳12是构成径向上的径向箔轴承3的最外部的圆筒状的部件。在轴承外壳12形成有插通孔12a。在插通孔12a容纳有背箔11、中间箔10以及顶箔9。具体来说，背箔11支撑于插通孔12a的内周面，中间箔10支撑于背箔11，顶箔9支撑于中间箔10。此外，本公开的轴承外壳12是具备插通孔12a的圆筒状的部件。但是，只要具有插通孔12a，轴承外壳12也可以是圆筒状以外的部件(例如棱柱状的部件)。

图4A是将本公开的第一实施方式的顶箔9展开的俯视图，图4B是将本公开的第一实施方式的顶箔9展开的主视图。

如图4A所示，顶箔9是以周为长边，以轴向为短边的矩形状的金属箔。如图2所示，该顶箔9卷成圆筒状，与旋转轴1的周面对置配置。

如图4A所示，在顶箔9的长边方向上的第一短边形成有第一凹凸部23a，该第一凹凸部23a具有向长边方向的第一侧突出的一个凸部21a和形成于凸部21a的短边方向两侧的两个凹部22a而成。即，顶箔9的长边方向上的第一短边具备向长边方向的第一侧突出的一个凸部21a和与凸部21a的短边方向两侧延伸连接的台阶。

另外，在顶箔9的与上述第一短边相反的第二短边(位于长边方向上的第二侧的短边)形成有第二凹凸部23b，该第二凹凸部23b具有在短边方向上分开的两个凸部21b和位于该两个凸部21b之间的一个凹部22b而成。或者，在顶箔9的位于长边方向的第二侧的短边具备向长边方向的第一侧凹陷的凹部22b和位于凹部22b的短边方向两侧的台阶。

第二凹凸部23b的凹部22b与第一凹凸部23a的凸部21a对应地形成。另外，第一凹凸部23a的凹部22a与第二凹凸部23b的凸部21b对应地形成。也就是，凹部22b的短边方向的最小宽度(间隔)大于凸部21a的短边方向的最大宽度。本公开的凹部22b的长边方向的长度(间隔)和凸部21a的长边方向的长度(间隔)在长边方向上相同。

第二凹凸部23b的凹部22b形成为，在以使第一凹凸部23a和第二凹凸部23b重叠的方式将顶箔9卷成圆筒状时，凸部21a穿过凹部22b内。同样地，第一凹凸部23a的凹部22a形成为，在将顶箔9卷成圆筒状时，凸部21b分别穿过凹部22a内。

如图2所示，穿过了凹部22b、22a的凸部21a、21b分别向轴承外壳12侧引出。即，如果从轴向观察配置于插通孔12a的内周侧的顶箔9，则凸部21a和凸部21b交叉。另外，顶箔9的凸部21a在轴向上位于两个凸部21b之间。在轴承外壳12的插通孔12a的内周面形成有容纳凸部21a、21b的槽13。槽13形成为从轴承外壳12的轴向的第一端面12b到第二端面12b。

如图4B所示，顶箔9在形成有第一凹凸部23a的一侧(第一短边侧)和形成有第二凹凸部23b的一侧(第二短边侧)形成有与它们之间的中央部相比厚度薄(薄壁)的薄壁部24。如图2所示，就这些薄壁部24而言，薄壁部24的外周面(轴承外壳12侧的面)从中央部的外周面凹陷而成为薄壁。如图2所示，薄壁部24的周向的长度L设为相当于槽13和背箔11的端部的山部11c的一个的长度。在本公开中，配置于轴承外壳12的顶箔9在外周面侧具备台阶，经由该台阶成为薄壁。另外，薄壁部24从顶箔9的周向的两端延伸到越过最近的山部11c的周向位置。

如图2所示，在轴承外壳12的轴向的两端面12b形成有从插通孔12a的内周缘朝向径向外侧延伸的一对卡合槽25。也就是，轴承外壳12的轴向上的端面12b具备延伸到轴承外壳12的内周的凹部。本公开的卡合槽25在将轴承外壳12的端面12b沿周向大致三等分的位置分别形成。而且，在这些卡合槽25卡合有后述的卡合部件30(卡合销)。此外，在本公开中，在三个卡合槽25中的两个卡合槽25之间配置有槽13。另外，卡合槽25的一个在径向上与槽13对置。

背箔11配置于轴承外壳12的插通孔12a的内周面。背箔11是弹性支撑中间箔10及顶箔9的箔(薄板)。作为这样的背箔11，例如使用波箔、专利文献2、专利文献3等所记载的弹性箔、专利文献4等所记载的背箔等。在本公开中，作为背箔11，使用了波箔。

本公开的背箔11由沿着插通孔12a的内周面配置的三个背箔片11a构成。此外，因为背箔片11a的每一个如后述地在轴向上分离，所以严格意义上由六个背箔片11a构成背箔11。就背箔片11a而言，箔(薄板)在周向上为波纹板状。如果从轴向观察，则在周向上相连的三个背箔片11a整体弯曲成大致圆筒状。也就是，背箔片11a支撑于插通孔12a的内周面。在本公开中，在周向上相连的三个背箔片11a全部形成为相同的形状、尺寸。因此，这些背箔片11a配置成将插通孔12a的内周面在周向上大致三等分。

背箔片11a在周向上交替地形成有向径向内侧突出的山部11c和从山部11c观察向径向外侧突出的谷部11b。谷部11b的与轴承外壳12对置的平坦部能够抵接于插通孔12a的内周面。

另外，山部11c能够抵接于中间箔10(中间箔片10a)。这样，背箔片11a利用山部11c，经由中间箔片10a弹性支撑顶箔9。此外，背箔片11a的周向两端均为谷部11b。

中间箔10配置于顶箔9与背箔11之间。在本公开中，中间箔10由沿着插通孔12a的内周面配置的三个中间箔片10a构成。此外，中间箔片10a的每一个如后述地在轴向上分离，因此严格意义上由六个中间箔片10a构成中间箔10。就在周向上相连的三个中间箔片10a而言，展开形状是大致矩形状，如果从轴向观察，则如图2所示，整体弯曲成大致圆筒状。在本公开中，在周向上相连的三个中间箔片10a全部形成为相同的形状、尺寸。因此，这些中间箔片10a配置成将插通孔12a的内周面在周向上大致三等分。

中间箔片10a的厚度比背箔片11a薄。中间箔10的刚性是背箔11的刚性的一半以下。中间箔片10a的外形具有与背箔片11a的外形大致相等的大小。该中间箔片10a具有与背箔11的山部11c的顶部相接的平面部10b和向比平面部10b靠径向外侧凹陷(突出)的槽部10c。即，该槽部10c从顶箔9分开，平面部10b抵接于顶箔9。槽部10c至少形成于中间箔片10a的周向两端之间的周向位置(在本公开中，周向上的中间箔片10a的中央位置)。中间箔片10a的槽部10c的两侧的部位能够抵接于槽部10c对置的背箔片11a的谷部11b的两侧的山部11c。

图5是本公开的第一实施方式的径向箔轴承3的主要部分的分解立体图。图6A是本公开的第一实施方式的轴承外壳12的主视图，图6B是本公开的第一实施方式的轴承外壳12的A－A剖视图。图7是将本公开的第一实施方式的径向箔轴承3的主要部分平坦化并示意性地表示的俯视图。图8是将本公开的第一实施方式的径向箔轴承3的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。图9是图8的B－B剖视图(即，包括背箔片11a的最接近卡合槽25的山部的顶部，且沿径向切断的情况的剖视图)。

如图5所示，背箔片11a在轴向的端缘具备缺口26。缺口26形成于背箔片11a的谷部11b。

缺口26形成于背箔片11a的周向两端之间的周向位置(在本公开中，周向上的背箔片11a的中央位置)。另外，缺口26形成于在背箔片11a所形成的两个山部11c之间的周向位置。即，在背箔片11a的轴向的端缘的上述周向位置沿轴向存在凹陷。该缺口26配置于与轴承外壳12的卡合槽25对应的位置，即与卡合槽25在径向上重叠(相连)的位置。另外，缺口26的宽度形成为小于卡合槽25的宽度。也就是，缺口26的周向两端位于卡合槽25的周向两端之间的周向位置。

另外，中间箔片10a在轴向的端缘具备缺口27。缺口27形成于中间箔片10a的槽部10c。本公开的槽部10c具有位于比平面部10b靠径向外侧且沿着周向平坦的底部和位于该底部的周向两端且朝向平面部10b向径向内侧延伸的锥形部。缺口27形成于中间箔片10a的周向两端之间的周向位置(在本公开中，周向上的中间箔片10a的中央位置)。即，在中间箔片10a的轴向的两端缘的上述周向位置存在轴向的凹陷。

缺口27形成于与轴承外壳12的卡合槽25及背箔片11a的缺口26对应的位置，即与卡合槽25及缺口26在径向上重叠(相连)的位置。缺口27的宽度形成为小于卡合槽25的宽度，且与缺口26的宽度相同。在这些卡合槽25、缺口26以及缺口27卡合有卡合部件30。卡合部件30具备与轴承外壳12的卡合槽25卡合的卡合部31、插通(或者嵌插)缺口26及缺口27的插通部32、以及与中间箔10(背箔11)的内周侧对置的折返部33。

如图8所示，卡合部31与卡合槽25的周向两端的内表面25a分别抵接。卡合槽25的内表面25a在周向上隔开间隔对置，且平行于径向地延伸。卡合部31形成为在径向上以预定宽度与卡合槽25的内表面25a的每一个接触的矩形框状。另外，在卡合部31的在周向的一侧与内表面25a对置的部分与在卡合部31的在周向的另一侧与内表面25a对置的部分之间存在沿周向成为空隙的区域。另外，卡合部31通过具有R(弯曲形状)等而从内表面25a平滑地分开。

插通部32从矩形框状的卡合部31的上部朝向径向内侧平行地延伸。插通部32从卡合部31形成两个，且相互分开。另外，插通部32和卡合部31通过具有R(弯曲形状)等而平滑地相连。另外，插通部32在轴向上与中间箔片10a(的缺口27)及背箔片11a(的缺口26)抵接。即，插通部32在轴向上与缺口27及缺口26抵接。折返部33通过从朝向径向内侧平行地延伸的插通部32的前端部在周向上向互相相反的方向弯曲而形成。也就是，卡合部件30具备在周向上沿相反的方向延伸的一对折返部33。一对折返部33容纳于中间箔10的槽部10c，且位于比槽部10c的开口位置(处于与平面部10b在径向上相等的位置的槽部10c的上端)靠径向外侧。

本公开的卡合部件30在中间箔10(背箔11)的内周侧(径向内侧的面)遍及比缺口27(缺口26)的形成范围W大的范围在周向上延伸。具体来说，如果将一对折返部33的向相反的方向延伸的两端部间的宽度设为W1，则具有W1>W的关系。此外，如果将插通部32的宽度设为W2，则具有W1>W>W2的关系。另外，如果将卡合部31的宽度设为W3，则具有W3>W1>W>W2的关系。另外，W1遍及比背箔11的谷部11b的平坦部大的范围在周向上延伸。

卡合部件30(卡合部31)以蓄能状态(压缩状态)抵接于卡合槽25的内表面25a。本公开的卡合部件30通过将一张板簧(弹性部件)折弯成大致C形(瓶形)而形成。卡合部件30的卡合部31以在周向上稍微收缩的状态卡合于卡合槽25。由此，在卡合部31作用有想要沿周向打开的回弹。由此，在卡合部31与卡合槽25的内表面25a之间产生摩擦力，卡合部件30被保持于轴承外壳12。

回到图3，在轴承外壳12的轴向的两端面12b安装有盖体50。盖体50覆盖容纳有卡合部件30的卡合槽25。本公开的盖体50形成为沿着轴承外壳12的周向的圆环板状。盖体50的内周缘的直径大于轴承外壳12的内周缘的直径，盖体50的外周缘的直径小于轴承外壳12的外周缘的直径。

盖体50通过螺丝51螺纹固定于在卡合槽25的附近所形成的螺纹孔52(参照图2)。本公开的盖体50在将轴承外壳12的端面12b沿轴承外壳12的周向大致三等分的位置分别被螺纹固定。根据上述结构，在轴承外壳12的端面12b安装有覆盖容纳卡合部件30的卡合槽25的盖体50，因此能够抑制卡合部件30从轴承外壳12沿轴向脱落。

如图6A所示，在轴承外壳12设有从插通孔12a的内周面朝向径向内侧(内径侧)突出的突出部40。本公开的突出部40与轴承外壳12一体形成。此外，突出部40也可以是作为另一部件安装于轴承外壳12的结构。突出部40沿着插通孔12a的内周面的周向形成为环状。更详细来说，就突出部40而言，除了槽13之外的插通孔12a的内周面大致遍及全周形成为C字状。

如图6B所示，突出部40具有：位于比插通孔12a的内周面靠径向内侧(缩径)且沿着周向平坦的顶壁部40a；以及位于顶壁部40a的轴向两端且朝向插通孔12a的内周面垂直于径向外侧地延伸的一对侧壁部40b。突出部40在相距插通孔12a的轴向中央位置P1±5％的范围的轴向位置具备顶壁部40a。即，在将插通孔12a(轴承外壳12)的轴向上的全宽设为D1，将顶壁部40a的全宽设为D2的情况下，D2优选形成于D1的10％的范围内。此外，并不是不将D2形成于D1的10％的范围内就不会产生效果。

如图7所示，本公开的背箔11在插通孔12a的轴向上分离。在相对于突出部40配置于轴向第一侧(图7中，纸面上侧)的背箔11(以下，第一背箔11)，在轴向第一侧的端缘形成有缺口26，与卡合部件30卡合。在该第一背箔11的轴向第二侧的端缘未形成缺口26，该轴向第二侧的端缘相对于突出部40的侧壁部40b在轴向上相接或者隔开稍微的间隙而配置。

另外，在相对于突出部40配置于轴向第二侧(图7中，纸面下侧)的背箔11(以下，第二背箔11)，虽未图示，但也在轴向第二侧的端缘形成有缺口26，与卡合部件30卡合。在该第二背箔11的轴向第一侧的端缘未形成缺口26，该轴向第一侧的端缘相对于突出部40的侧壁部40b在轴向上相接或者隔开稍微的间隙而配置。

也就是，背箔11具备隔着突出部40且沿与轴向交叉的方向延伸的四个端缘(第一背箔11的两个端缘和第二背箔11的两个端缘)。或者，在沿轴向观察的情况下，也可以说背箔11具备四个端缘。另外，在背箔11的轴向外侧(两侧)的端缘形成有缺口26，与卡合部件30卡合。另一方面，在该背箔11的与突出部40对置的端缘，也就是，位于轴向的内侧的两个端缘未形成缺口26，该两个端缘相对于突出部40的侧壁部40b在轴向上相接或者隔开稍微的间隙而配置。

另外，本公开的中间箔10也相对于突出部40在插通孔12a的轴向上分离。在相对于突出部40配置于轴向第二侧(图7中，纸面下侧)的中间箔10(以下，第一中间箔10)，在轴向第二侧的端缘形成有缺口27，与卡合部件30卡合。在该第一中间箔10的轴向第一侧的端缘未形成缺口27，该轴向第一侧的端缘相对于突出部40的侧壁部40b在轴向上相接或者隔开稍微的间隙而配置。

另外，在相对于突出部40配置于轴向第一侧(图7中，纸面上侧)的中间箔10(以下，第二中间箔10)，虽未图示，但在轴向第一侧的端缘形成有缺口27，与卡合部件30卡合。在该第二中间箔10的轴向第二侧的端缘未形成缺口27，该轴向第二侧的端缘相对于突出部40的侧壁部40b在轴向上相接或者隔开稍微的间隙而配置。

也就是，中间箔10具备隔着突出部40，且沿与轴向交叉的方向延伸的四个端缘(第一中间箔10的两个端缘和第二中间箔10的两个端缘)。或者，在沿轴向观察的情况下，也可以说，中间箔10具备四个端缘。另外，在中间箔10的轴向外侧(两侧)的端缘形成有缺口26，与卡合部件30卡合。另一方面，在该中间箔10的与突出部40对置的端缘，也就是，位于轴向的内侧的两个端缘未形成缺口26，该两个端缘相对于突出部40的侧壁部40b在轴向上相接或者隔开稍微的间隙而配置。

如图9所示，顶箔9支撑于在插通孔12a的轴向上分离的背箔11及中间箔10的每一个支撑。在分离的第一、第二背箔11之间及第一、第二中间箔10之间形成有间隙，在该间隙配置有突出部40。也就是，背箔11及中间箔10的隔着突出部40的两侧的部位分别支撑顶箔9。也就是，顶壁部40a在径向上与顶箔9面对面。顶箔9在插通孔12a的径向(图9中，纸面上下方向)上与突出部40重叠配置。突出部40的顶壁部40a在插通孔12a的径向上与顶箔9的外周面(背面)隔开间隙对置。

如图8所示，突出部40从插通孔12a的内周面延伸到比背箔11的山部11c的顶部11c1靠径向外侧(外径侧)的径向位置。即，突出部40未突出至比山部11c的顶部11c1靠径向内侧(内径侧)。因此，在负荷未起作用的情况下，突出部40的顶壁部40a相对于顶箔9的外周面分开。突出部40(顶壁部40a)例如优选具有山部11c的全高的75％以下的高度。

此外，突出部40相对于背箔11的谷部11b延伸到径向内侧(内径侧)的径向位置。由此，如图7所示，与突出部40对置的背箔11的端缘的一部分能够与侧壁部40b对置，可进行背箔11的轴向上的定位。另外，突出部40优选延伸到比中间箔10的槽部10c靠径向内侧(内径侧)的径向位置。由此，与突出部40对置的中间箔10的端缘的一部分能够与侧壁部40b对置，可进行中间箔10的轴向上的定位。

此外，如图8所示，本公开的中间箔10在周向中央位置的槽部10c的周向两侧具备第二槽部10c1。第二槽部10c1与槽部10c同样地向径向外侧凹陷，从顶箔9分开。第二槽部10c1与背箔11的山部11c接触，容易引起后述的由摩擦带来的能量耗损。另外，第二槽部10c1与突出部40的侧壁部40b在轴向上对置，参与中间箔10的轴向上的定位。即，第二槽部10c1延伸到比顶壁部40a靠径向外侧。

接下来，对具备这样的结构的径向箔轴承3的作用进行说明。

在旋转轴1停止的状态下，顶箔9被背箔11(三个背箔片11a)经由中间箔10(三个中间箔片10a)向旋转轴1侧施力，从而紧贴旋转轴1。此外，在本公开中，顶箔9的两端部为薄壁部24，因此在这些薄壁部24，紧固旋转轴1的力(局部的预负载)比没有薄壁部24的情况缓和。

另外，当使旋转轴1沿图2中的箭头P方向旋转时，最初以低速开始旋转，之后逐渐加速而以高速旋转。于是，如图2中箭头Q所示地，周围流体从顶箔9、中间箔10、背箔11各自的一端侧引入，流入到顶箔9与旋转轴1之间。由此，在顶箔9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箔9，经由与顶箔9相接的中间箔10按压背箔片11a的各个山部11c。于是，背箔片11a被中间箔10按压，从而背箔片11a的山部11c张开，由此，背箔片11a想要在轴承外壳12上沿背箔片11a的周向移动。即，背箔片11a(背箔11)经由中间箔10弹性支撑顶箔9，因此，在从顶箔9承受载荷时沿背箔片11a的周向变形，从而容许顶箔9、中间箔10的挠曲，并支撑它们。

在此，如图8所示，在背箔片11a的形成于轴向的端缘的缺口26插通有卡合部件30(插通部32)。卡合部件30与轴承外壳12的卡合槽25卡合，该卡合部件30插通于缺口26，从而周向上的背箔片11a的旋转被抑制。因此，背箔片11a的各个山部11c隔着卡合部件30卡合的缺口26沿周向变形(移动)。

卡合部件30的插通部32与背箔片11a(的缺口26)抵接，轴向上的背箔片11a的移动也被抑制。即，卡合部件30的插通部32与缺口26抵接，轴向上的背箔片11a的移动也被抑制。而且，卡合部件30(折返部33)在穿过了缺口26的背箔11的内周侧延伸到插通孔12a的周向上的缺口26的形成范围W外。也就是，卡合部件30在穿过了缺口26的背箔11的内周侧形成有折返部33，这成为径向上的背箔片11a的止脱件。由此，背箔片11a的脱落被抑制。

在中间箔片10a也与背箔片11a同样地形成有缺口27，且插通有卡合部件30。因此，中间箔片10a的脱落也被抑制。在从顶箔9向背箔片11a传递载荷时，中间箔片10a与顶箔9及背箔片11a一起挠曲，但此时在中间箔片10a与顶箔9、背箔片11a之间产生“滑动”。即，如果由于旋转轴1的轴振动而在流体润滑膜产生压力变动，则压力变动传递到顶箔9，产生上述“滑动”。该“滑动”引起由摩擦而带来的能量耗损，使膜压变动衰减，因此可抑制旋转轴1的轴振动。

另外，在因旋转轴1的轴振动而引起的变动载荷(负荷和卸荷的反复)作用于背箔片11a，且载荷为卸荷侧时，背箔片11a从轴承外壳12的插通孔12a的内周面稍微上浮。此时，卡合部件30的折返部33钩挂于背箔片11a(中间箔片10a)，卡合部件30与背箔片11a一起被提升。在此，卡合部件30与轴承外壳12的卡合槽25的内表面25a抵接，因此在卡合部件30与卡合槽25的内表面25a之间产生“滑动”，这引起由摩擦而带来的能量耗损，作为衰减发挥作用。此外，此时，轴承外壳12静止，因此如上述的提升、“滑动”可以认为是相对于静止的轴承外壳12的相对的移动。

在这样的通常运转时，如图9所示，作用于旋转轴1的载荷经由流体润滑膜下推顶箔9，背箔11将其支撑。当由于强的外力而轴承载荷变大时，背箔11被进一步下推，顶箔9的外径侧(背面侧)与突出部40的顶壁部40a开始接触。如果到达该状态，则即使轴承载荷增加，相应增加的载荷也被突出部40支撑，旋转轴1的径向的位移的进行达到极限。因此，可维持图1所示的叶轮2与外壳6之间的叶尖间隙7，能够避免两者的接触。另外，相反地，能够将叶尖间隙7设计得较窄，实现涡轮机械的高效率化。

另外，在顶箔9的外径侧与突出部40的顶壁部40a未接触的情况下(或没有突出部40的情况下)，在插通孔12a的轴向中央附近，顶箔9抵不住流体润滑膜的压力(图9中用箭头表示)而大幅挠曲。这样，如果顶箔9在插通孔12a的轴向中央附近挠曲，则流体润滑膜变厚，因此，流体润滑膜的压力变弱。另一方面，在本公开中，当旋转轴1的径向的位移进行而顶箔9的外径侧与突出部40的顶壁部40a开始相接时，支撑顶箔9的力加强，因此，插通孔12a的轴向中央附近的顶箔9的挠曲减弱。于是，即使旋转轴1的径向的位移稍微增加，在流体润滑膜中，压力大幅上升，能够支撑更大的轴承载荷。即，随着旋转轴1的径向的位移的进行，流体润滑膜也被强化。

另外，如图6B所示，本公开的突出部40在相距插通孔12a的轴向中央位置P1±5％的范围的轴向位置具备顶壁部40a。因此，能够有效地抑制插通孔12a的轴向中央附近的顶箔9的挠曲。即，如图9所示，流体润滑膜的压力在轴向中央附近达到峰值，朝向轴向两端下降。也就是，随着从轴向中央附近朝向轴向两端，流体润滑膜的压力的变化率变大。由顶壁部40a而带来的支撑优选为流体润滑膜的峰值的附近。在图6B所示的相距轴向中央位置P1±5％的范围中，与流体润滑膜的峰值压力相比，没有大幅变动，由顶壁部40a而带来支撑更有效地发挥作用。

另外，如图6A所示，本公开的突出部40沿着插通孔12a的内周面的周向形成为环状，因此能够遍及全周抑制插通孔12a的轴向中央附近的顶箔9的挠曲。而且，如图7所示，背箔11(中间箔10)在插通孔12a的轴向上分离，因此能够与形成为环状的突出部40不干涉地配置于插通孔12a的内周面。

这样，根据上述的本公开，采用如下结构，即具备：具有供旋转轴1插通的的插通孔12a的轴承外壳12；配置于插通孔12a的内周面，且沿着该内周面的周向交替地具备山部11c和谷部11b的背箔11；支撑于背箔11的中间箔10；支撑于中间箔10的顶箔9；以及在插通孔12a的径向上与顶箔9重叠配置，并且从插通孔12a的内周面延伸到比山部11c的顶部11c1靠外径侧的径向位置的突出部40，从而在大的外力作用于组装有径向箔轴承3的涡轮机械时，能够抑制旋转轴1的径向的位移。

(第二实施方式)

接下来，对本公开的第二实施方式进行说明。在以下的说明中，对与上述的实施方式相同或等同的结构标注相同的符号，简化或省略其说明。

图10是本公开的第二实施方式的轴承外壳12的主视图。图11是将本公开的第二实施方式的径向箔轴承3的主要部分平坦化并示意性地表示的俯视图。图12是将本公开的第二实施方式的径向箔轴承3的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

在第二实施方式中，与上述第一实施方式不同的点在于，如图10所示，突出部40沿着插通孔12a的内周面的周向隔开间隙(间隔)形成有多个。

在突出部40与在周向上相邻的突出部40之间形成有周向的间隙S。在将插通孔12a的内周面沿周向大致三等分的位置分别形成有间隙S。此外，在本公开中，在三个间隙S中的两个间隙S之间配置有槽13。另外，间隙S的一个在径向上与槽13对置。

如图11所示，背箔11具备：相对于多个突出部40配置于轴向第一侧(图11中，纸面上侧)的第一支撑部11A；相对于多个突出部40配置于轴向第二侧(图11中，纸面下侧)的第二支撑部11B；以及配置于突出部40与突出部40的间隙S，且将第一支撑部11A与第二支撑部11B之间连接的连接部11C。即，背箔11在插通孔12a的轴向上未分离。

连接部11C连接第一支撑部11A和第二支撑部11B的周向中央位置。如图12所示，第一支撑部11A和第二支撑部11B的周向中央位置为与插通孔12a的内周面相接的第二谷部11b1。第二谷部11b1的平坦部比其它谷部11b的平坦部的宽度大，且比间隙S的宽度小。如图11所示，在连接部11C的周向两侧形成有沿周向延伸的孔部11d(缺口)。孔部11d形成于与突出部40对应的位置。

即，在背箔11(背箔片11a)的周向的两端缘的轴向中央位置存在沿周向延伸的凹陷。

中间箔10也具备：相对于多个突出部40配置于轴向第一侧(图11中，纸面上侧)的第一支撑部10A；相对于多个突出部40配置于轴向第二侧(图11中，纸面下侧)的第二支撑部10B；以及配置于突出部40与突出部40的间隙S，且将第一支撑部10A与第二支撑部10B之间连接的连接部10C。即，中间箔10也在插通孔12a的轴向上未分离。

连接部10C连接第一支撑部10A和第二支撑部10B的周向中央位置。如图12所示，在第一支撑部10A和第二支撑部10B的周向中央位置形成有与第二谷部11b1相接的第三槽部10c2。第三槽部10c2的平坦部比第二谷部11b1的平坦部的宽度小，且比间隙S的宽度小。如图11所示，在连接部10C的周向两侧形成有孔部10d(缺口)。孔部10d形成于与突出部40对应的位置。即，在中间箔10(中间箔片10a)的周向的两端缘的轴向中央位置存在沿周向延伸的凹陷。

根据上述结构的第二实施方式，在突出部40与突出部40之间形成有间隙S，由此也可以将背箔11(中间箔10)在轴向上不分离。由此，可削减零件个数。另外，如图11所示，背箔11(中间箔10)被突出部40在轴向两侧及周向两侧定位，因此也不需要图7所示的卡合部件30及缺口26(缺口27)以及盖体50。因此，可大幅削减零件个数。

此外，第二实施方式可以采用图13及图14所示的变形例。

图13是本公开的第二实施方式的一变形例的轴承外壳12的主视图。图14是将本公开的第二实施方式的一变形例的径向箔轴承3的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

如图13所示，在插通孔12a的对应于突出部40与突出部40的间隙S的位置形成有槽14。槽14是比插通孔12a的内周面向径向外侧凹陷的凹陷，例如能够通过键槽加工形成。

如图14所示，背箔11在槽14上的周向中央位置具备山部11c。另外，中间箔10在槽14上的周向中央位置具备平面部10b。此外，背箔11(中间箔10)的平面形状与图11所示的平面形状大致相同。根据该结构，能够通过键槽加工等将环状的突出部40削除，简单地形成多个突出部40，并且能够横跨通过该加工而形成的槽14配置背箔11(中间箔10)。

此外，第二实施方式也可以采用图15所示的变形例。

图15是将本公开的第二实施方式的一变形例的径向箔轴承3的主要部分平坦化并示意性地表示的主视图。

如图15所示，背箔11在槽14上的周向中央位置的第二谷部11b1具备与山部11c上下反转的第二山部11b2。第二山部11b2的径向外侧的顶部与槽14的底面相接。此外，通过将槽14的底面设为用符号15表示的锥形面(即朝向径向外侧变窄的楔形状)，第二山部11b2收束变得良好。

以上，参照附图对本公开的两个实施方式和变形例进行了说明，但本公开不限于上述实施方式和变形例。在上述的实施方式中示出的各构成部件的诸形状、组合等为一例，在不脱离本公开的主旨的范围内能够基于设计要求等进行各种变更。

例如，在上述第一实施方式中，也可以设置多列环状的突出部40。另外，由于环状的突出部40而在插通孔12a的轴向上分离的第一、第二背箔11的支撑顶箔9的支撑刚性也可以不同。例如，如图16所示，在沿轴向隔开设有两列环状的突出部40的情况下，也可以是，配置于两列突出部40之间的中央的第一背箔11的山部11c与谷部11b的间距比配置于两列突出部40的轴向外侧的外侧的第二背箔11的山部11c与谷部11b的间距窄。图16示出了配置于两列突出部40之间的中央的第一背箔11的山部11c与谷部11b的间距为配置于两列突出部40的轴向外侧的外侧的第二背箔11的山部11c与谷部11b的间距的大致一半的例子。此外，为了说明支撑顶箔9的支撑刚性在第一、第二背箔11不同的情况，为了简化，在图16中省略卡合部件30、缺口26、卡合槽25等而显示。由此，由于配置于轴向中央部的背箔11的刚性变高，因此能够有效地抑制顶箔9的轴向中央附近的挠曲。此外，变更支撑刚性的方法多种多样，例如，也可以变更材质、厚度、间距宽度、单一山的宽度(在泡状的波箔的情况，泡的直径)，另外，根据情况，也可以变更山(泡)的高度等。

另外，在上述第二实施方式中，多个突出部40也可以散布于插通孔12a的内周面。另外，背箔11的形成于与突出部40对应的位置的孔部11d也可以不是缺口(凹陷)，而是贯通孔。

产业上的可利用性

根据本公开的径向箔轴承，在大的外力作用于装置时，能够抑制轴的位移。

符号的说明

1—旋转轴(轴)，3—径向箔轴承，9—顶箔，10—中间箔，11—背箔，11b—谷部，11c—山部，11c1—顶部，11d—孔部，11A—第一支撑部，11B—第二支撑部，11C—连接部，12—轴承外壳，12a—插通孔，40—突出部，40a—顶壁部，P1—轴向中央位置，S—间隙。

Claims (6)

1.一种径向箔轴承，其特征在于，具备：

轴承外壳，其具有供轴插通的插通孔；

背箔，其配置于上述插通孔的内周面；

顶箔，其支撑于上述背箔；以及

突出部，其从上述插通孔的内周面朝向上述插通孔的径向内侧突出，且能够向上述插通孔的径向支撑上述顶箔，

上述背箔具备在上述插通孔的轴向上分离的第一背箔和第二背箔，

上述第一背箔和上述第二背箔隔着上述突出部在轴向上对置。

2.根据权利要求1所述的径向箔轴承，其特征在于，

上述突出部在相距上述插通孔的轴向中央位置±5％的范围的轴向位置具备顶壁部。

3.根据权利要求1或2所述的径向箔轴承，其特征在于，

上述突出部沿着上述插通孔的内周面的周向形成为环状。

4.根据权利要求1或2所述的径向箔轴承，其特征在于，

沿着上述插通孔的内周面的周向隔开间隙地形成有多个上述突出部。

5.根据权利要求1所述的径向箔轴承，其特征在于，

上述第一背箔和上述第二背箔的支撑上述顶箔的支撑刚性不同。

6.根据权利要求4所述的径向箔轴承，其特征在于，

上述背箔具备：

第一支撑部，其相对于上述突出部配置于轴向第一侧；

第二支撑部，其相对于上述突出部配置于轴向第二侧；以及

连接部，其配置于上述间隙，且将上述第一支撑部与上述第二支撑部之间连接。

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