CN113227591A - 推力箔轴承 - Google Patents

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CN113227591A CN201980083179.2A CN201980083179A CN113227591A CN 113227591 A CN113227591 A CN 113227591A CN 201980083179 A CN201980083179 A CN 201980083179A CN 113227591 A CN113227591 A CN 113227591A
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    • 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
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Abstract

推力箔轴承(3)具备:底板(30),其具有供轴(1)插通的插通孔(30a);以及顶部箔(10),其配置在插通孔(30a)的周围,顶部箔(10)具有以插通孔(30a)为中心配置为多重环状的多个顶部箔(11)。

Description

推力箔轴承
技术领域
本发明涉及推力箔轴承。本申请主张基于2018年12月20日在日本提交的日本特愿2018-238856号的优先权,并此处引用其内容。
背景技术
现今,作为高速旋转体用的轴承,已知有与设于旋转轴的推力环对置地配置的推力箔轴承(例如,参照下述专利文献1)。推力箔轴承的轴承面由柔软的箔(金属制薄板)形成,以便能够吸收由振动、冲击产生的旋转轴的活动(推力环的轴向位移和倾斜),在轴承面之下具有用于柔软地支撑轴承面的箔构造。
推力箔轴承具有在周向上排列有多个顶部箔片和背部箔片的方式。顶部箔片由背部箔片支撑,通过推力环的旋转,润滑流体导入顶部箔片与推力环之间。该润滑流体在顶部箔片与推力环之间形成楔状的流体润滑膜,发挥推力箔轴承的负荷能力。
现有专利文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/061698号
发明内容
发明所要解决的课题
在这样的推力箔轴承中,要求更进一步提高负荷能力。
本公开是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提高推力箔轴承的负荷能力。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题,在本公开中,作为推力箔轴承的第一方式,采用如下的推力箔轴承,该推力箔轴承具备:底板,其具有供轴插通的插通孔;以及顶部箔,其配置在上述插通孔的周围,上述顶部箔具有以上述插通孔为中心配置为多重环状的多个顶部箔片。
并且,在本公开中,作为推力箔轴承的第二方式,在上述第一方式的基础上,也可以为,上述多个顶部箔片中的、在上述插通孔的径向上配置于外周侧的外周侧顶部箔片的数量比配置于内周侧的内周侧顶部箔片的数量多。
并且,在本公开中,作为推力箔轴承的第三方式,在上述第一方式或第二方式的基础上,也可以为,在上述多个顶部箔片中的、在上述插通孔的径向上配置于内周侧的内周侧顶部箔片之间分别形成有沿上述径向延伸的内周侧周向间隙,上述内周侧周向间隙的至少一个配置于在外周侧配置的上述外周侧顶部箔片的上述插通孔的周向上的两端之间的周向位置。
并且,在本公开中,作为推力箔轴承的第四方式,在上述第一方式至第三方式的任一方式的基础上,也可以为,在上述多个顶部箔片中的、在上述插通孔的径向上配置于内周侧的内周侧顶部箔片之间分别形成有沿上述径向延伸的内周侧周向间隙,在配置于外周侧的外周侧顶部箔片之间分别形成有沿上述径向延伸的外周侧周向间隙,上述外周侧周向间隙的至少一个的周向位置与上述内周侧周向间隙的周向位置一致。
并且,在本公开中,作为推力箔轴承的第五方式,在上述第一方式至第四方式的任一方式的基础上,也可以为,在上述多个顶部箔片中的、供在上述插通孔的径向上配置于内周侧的内周侧顶部箔片配置的上述底板的内周侧的支撑面与供在上述插通孔的径向上配置于外周侧的外周侧顶部箔片配置的上述底板的外周侧的支撑面之间设有台阶。
发明的效果如下。
根据本公开,能够提高推力箔轴承的负荷能力。
附图说明
图1是示出应用本公开的推力箔轴承的涡轮机械的一例的侧视图。
图2是示出本公开的推力箔轴承的侧视图。
图3是示出本公开的第一实施方式的推力箔轴承的俯视图。
图4是图3所示的A-A向视图。
图5是示出作用于未配置为多重环状的顶部箔片的流体润滑膜的压力分布的解析图。
图6是示出本公开的第二实施方式的推力箔轴承的俯视图。
图7是示出本公开的第三实施方式的推力箔轴承的俯视图。
图8是图7所示的B-B向视图。
图9是示出本公开的第四实施方式的推力箔轴承的俯视图。
图10是图9所示的C-C向视图。
图11是示出本公开的第四实施方式的变形例的推力箔轴承的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的推力箔轴承进行详细说明。
图1是示出应用本发明的推力箔轴承的涡轮机械的一例的侧视图。图1中,符号1是旋转轴(轴),符号2是设于旋转轴的前端部的叶轮,符号3是本公开的推力箔轴承。
在旋转轴1安装有圆板状的推力环4。推力环4被一对推力箔轴承3夹持。叶轮2配置在成为静止侧的壳体5内,并在与壳体5之间具有顶隙6。即,叶轮2以在叶轮2与机壳5之间形成顶隙6的方式配置在机壳5内。旋转轴1由径向箔轴承7支撑。
图2是示出本公开的推力箔轴承3的侧视图。如图2所示,推力箔轴承3隔着推力环4在两侧设有一对。即,作为推力箔轴承3,设有以隔着推力环4的方式设于推力环4的两侧的一对推力箔轴承3。该一对推力箔轴承3均为相同的结构。推力箔轴承3具备顶部箔10、背部箔20以及底板30。即,一对推力箔轴承3分别具备顶部箔10、背部箔20以及底板30。
在一对推力箔轴承3各自的底板30之间夹持有由双点划线示出的圆筒状的轴承衬垫40。即,在一对推力箔轴承3所提供的一对底板30之间夹持有由双点划线示出的圆筒状的轴承衬垫40。而且,上述底板30通过紧固螺栓41并经由轴承衬垫40连结。在底板30的外周部形成有用于使紧固螺栓41插通的贯通孔42。此外,像这样连结后的底板30中的一方利用紧固螺栓41的紧固而抵接于壳体5。
(第一实施方式)
图3是示出本公开的第一实施方式的推力箔轴承3的俯视图。图4是图3所示的A-A向视图。如图3所示,底板30具有供旋转轴1插通的插通孔30a。
此外,在以下的说明中,有时以插通孔30a为基准来说明各部件的位置关系。具体而言,“轴向”是指插通孔30a延伸的方向(旋转轴1所插通的方向)。并且,“径向”是指插通孔30a的径向。再者,“周向”是指沿着插通孔30a的内周面的周向。或者,也可以说是以插通在插通孔30a中的旋转轴1的轴心为基准而从该轴心观察到的“径向”及“周向”。
底板30构成轴向的推力箔轴承3的最外部(与推力环4相反一侧)。即,轴向上的推力箔轴承3的与推力环4相反一侧是指轴向上的各推力箔轴承3中位于与离推力环4最近的部分相反的部分、即离推力环4最远的部分。在底板30形成有插通孔30a。即,本公开的底板30是形成有插通孔30a的圆板状的部件。但是,若具有插通孔30a,则底板30也可以是圆板状以外的部件(例如矩形板状)。并且,插通孔30a也并非必须呈严格的圆筒形状。
底板30例如由厚度几mm左右的金属板形成。在与推力环4对置地配置的底板30的平坦面30b中的插通孔30a(开口)的周围,配置有顶部箔10、背部箔20。具体而言,顶部箔10由背部箔20支撑,背部箔20由底板30支撑。也就是说,顶部箔10也经由背部箔20由底板30支撑。
顶部箔10由在插通孔30a的周围排列的多个金属制的薄板(顶部箔片11)形成。顶部箔片11具有:倾斜部12,其从周向一侧(旋转轴1的旋转方向上游侧)朝向周向另一侧(旋转轴1的旋转方向下游侧)向上方(图3中是纸面跟前侧、即朝向纸面跟前的方向。或者是从底板30朝向顶部箔片11的方向的轴向侧、即轴向中的从底板30朝向顶部箔片11的方向)倾斜;以及安装部13,其与倾斜部12的周向一侧连续设置,并安装于底板30。
如图3所示,倾斜部12形成为将扇形的顶点侧切去并使内周侧、外周侧分别呈圆弧状的大致梯形状。即,倾斜部12具备:在周向上分离且从内周侧向外周侧延伸的两个端缘;在内周侧将两个端缘连接的内周侧的端缘;以及在外周侧将两个端缘连接的外周侧的端缘。倾斜部12的从周向另一侧的内周侧向外周侧延伸的端缘(以下称为周向另一侧的端部12a)成为自由端。
另一方面,倾斜部12的从周向一侧的内周侧向外周侧延伸的端缘经由弯曲部14而与安装部13连接。如图4所示,弯曲部14由第一折曲和位于第一折曲的周向另一侧的第二折曲构成。换句话说,第一折曲也可以称为第一折曲部,第二折曲也可以称为第二折曲部。第一折曲向顶部箔片11的与底板30对置的面的背面侧折曲。第二折曲向顶部箔片11的与底板30对置的面侧折曲。也就是说,弯曲部14呈台阶状。其中,第一折曲、第二折曲均为钝角。
相比弯曲部14位于周向另一侧的倾斜部12由背部箔片21的支撑部22支撑。由支撑部22支撑的倾斜部12以随着从周向一侧朝向周向另一侧逐渐远离底板30的方式以初始倾斜角倾斜地配置。此处,初始倾斜角是指在载荷为零时顶部箔片11相对于底板30的倾斜角。即,初始倾斜角是指在载荷为零时由底板30和顶部箔片11并在其之间形成的角度。本公开的底板30具有在与轴向正交的方向上展开的平坦面30b,倾斜部12相对于该平坦面30b倾斜。
安装部13与弯曲部14的周向一侧(第一折曲侧)连接。即,延伸部13与弯曲部15经由其周向一侧(第一折曲侧)的端部连接。在本公开中,该安装部13在径向上以与弯曲部14相同的长度呈带状形成,且点焊(点状焊接)于底板30。也就是说,该焊接位置成为顶部箔片11相对于底板30的安装位置。此外,关于顶部箔片11相对于底板30的安装,除了点焊以外,例如也能够通过螺纹紧固等来进行。并且,安装部13和弯曲部14并非必须在径向上为相同的长度。
另一方面,背部箔20由在插通孔30a的周围排列的多个金属制的薄板(背部箔片21)形成。背部箔片21具有支撑顶部箔片11的倾斜部12的支撑部22。如图4所示,支撑部22是交替地形成有山部22a和谷部22b的波型的箔(凹凸箔)。支撑部22弹性地支撑顶部箔片11的倾斜部12。
此外,作为支撑部22,例如能够使用波箔、日本特开2006-57652号公报、日本特开2004-270904号公报等记载的弹簧箔、日本特开2009-299748号公报等所记载的背部箔等。其中,日本特开2006-57652号公报、日本特开2004-270904号公报记载的弹簧箔、日本特开2009-299748号公报记载的背部箔是在径向轴承中使用的箔,但若将它们展开成平面状并形成为圆环板状,则成为在推力箔轴承3中使用的箔(支撑部22)。
本公开的支撑部22由波箔形成。在图3所示的俯视情况下,支撑部22形成为比顶部箔片11的倾斜部12小一圈。因此,支撑部22被倾斜部12覆盖。与倾斜部12相同,支撑部22形成为将扇形的顶点侧切去并使内周侧、外周侧分别呈圆弧状的大致梯形状。即,支撑部22具备:在周向上分离且从内周侧向外周侧延伸的两个端缘;在内周侧将两个端缘连接的内周侧的端缘;以及在外周侧将两个端缘连接的外周侧的端缘。
在支撑部22的周向一侧的从内周侧向外周侧延伸的端缘(以下为周向一侧的端部)形成有与支撑部22的周向另一侧的从内周侧向外周侧延伸的端缘(以下为周向另一侧的端部)平行地延伸的平行部(以下称为背部箔端部21a)。在支撑部22中,在从背部箔端部21a朝向支撑部22的周向另一侧的端部的第一方向上,谷部22b和山部22a交替地相连。即,在与背部箔端部21a或支撑部22的周向另一侧的端部分别正交的法线方向(也称为与山部22a的棱线正交的方向)上,谷部22b和山部22a交替地相连。
如图4所示,谷部22b具备平坦面且与底板30对置。并且,山部22a成为连接相邻的谷部22b的拱形状的部位。背部箔片21由底板30支撑。因此,谷部22b能够与底板30抵接。支撑部22的两端部、即背部箔端部21a和支撑部22的周向另一侧的端部(以下为安装部21b)分别由谷部22b形成。
在本公开中,谷部22b及山部22a分别大致等间距地形成。并且,山部22a的高度(谷部22b与山部22a的高度之差)以恒定的高度形成。在底板30形成有对支撑部22进行支撑的支撑面31。支撑面31成为随着朝向第一方向的另一侧(图4中为纸面右侧)逐渐变高的倾斜面。其中,在本公开中,第一方向另一侧与周向另一侧的方向不一致,但它们之间的角度为劣角。支撑面31相对于底板30的平坦面30b以预定角度倾斜。该角度与顶部箔片11的倾斜部12的初始倾斜角度对应。
背部箔片21的安装部21b点焊(点状焊接)于底板30。也就是说,该焊接位置成为背部箔片21相对于底板30的安装位置。即,在本公开中,背部箔片21的安装位置成为位于第一方向的另一侧(图4中为纸面右侧)的端部的谷部22b(安装部21b)。
并且,位于背部箔片21的第一方向的一侧(图4中为纸面左侧)的端部的谷部22b(背部箔端部21a)成为自由端。即,若载荷作用于背部箔片21,则背部箔端部21a能够朝向第一方向一侧移动。此外,关于背部箔片21相对于底板30的安装,除了点焊以外,例如也能够通过螺纹固定等来进行。
如图3所示,上述结构的顶部箔片11、背部箔片21以插通孔30a为中心配置为多重环状。本公开的底板30在径向的内侧支撑6片顶部箔片11、背部箔片21,并且在径向的外侧支撑6片顶部箔片11、背部箔片21。在本公开中,内周侧的6片顶部箔片11与外周侧的6片顶部箔片11分别分离。并且,内周侧的6片背部箔11与外周侧的6片背部箔11也分别分离。也就是说,在内外周相邻的顶部箔片11之间的位置、以及在周向上相邻的顶部箔片11之间的位置,底板30露出。即,本公开的顶部箔片11、背部箔片21配置为相互以相同数量在径向上分离的双重环状。
配置于径向的内侧的内周侧顶部箔片11A由同样地配置于径向的内侧的内周侧背部箔片21A支撑。并且,配置于径向的外侧的外周侧顶部箔片11B由同样地配置于径向的外侧的外周侧背部箔片21B支撑。在本公开中,外周侧顶部箔片11B的径向尺寸比内周侧顶部箔片11A的径向尺寸小。此外,外周侧顶部箔片11B的径向尺寸也可以不一定比内周侧顶部箔片11A的径向尺寸小。另一方面,外周侧顶部箔片11B的周向尺寸(最外周的尺寸)比内周侧顶部箔片11A的周向尺寸(最外周的尺寸)大。本公开的内周侧顶部箔片11A和位于内周侧顶部箔片11A的外周侧的外周侧顶部箔片11B在绕插通孔30a的大致相同的角度范围延伸。
在沿周向相邻的内周侧顶部箔片11A之间分别形成有沿径向延伸的内周侧周向间隙S1。并且,在沿周向相邻的外周侧顶部箔片11B之间分别形成有沿径向延伸的外周侧周向间隙S2。如图3所示,内周侧周向间隙S1的周向位置与外周侧周向间隙S2的周向位置一致。也就是说,内周侧周向间隙S1与外周侧周向间隙S2在径向上连通。即,内周侧顶部箔片11A和外周侧顶部箔片11B在周向上的配置间距(配置角度)相同。
接下来,对具备由这样的结构构成的底板30的推力箔轴承3的作用进行说明。如图2所示,推力箔轴承3设于隔着推力环4的两侧。因此,能够抑制旋转轴1的推力方向两侧的移动。
若在这样的状态下,旋转轴1旋转,推力环4开始旋转,则推力环4与顶部箔片11相互摩擦,并且周围流体压入到在两者之间形成的楔形空间。而且,若推力环4达到一定的转速,则在两者之间形成流体润滑膜。顶部箔片11因该流体润滑膜的压力向背部箔片21侧被按压,从而推力环4脱离与顶部箔片11的接触状态,会以非接触的方式旋转。
此处,如图3所示,本公开的顶部箔片11以插通孔30a为中心配置为多重环状。因此,与现有技术相比,顶部箔片11的数量增加(在现有的配置中为6片,在本公开的配置中为12片)。各个顶部箔片11发挥如现有技术那样的负荷能力,因而作为推力箔轴承3整体,能够支撑更大的载荷。
并且,根据该结构,不使顶部箔片11大型化而能够使推力箔轴承3大型化。也就是说,若为了提高推力箔轴承3的负荷能力而增大其直径,则通常顶部箔片11的尺寸也变大。但是,若顶部箔片11的尺寸变大,则难以适当地分配顶部箔片11的刚性(将顶部箔片11的弯曲刚性与背部箔片21的支撑刚性合成后的刚性)。由于流体润滑膜极薄,所以若未适当地分配顶部箔片11的刚性,则在轴承面(顶部箔片11)产生应变,有流体润滑膜容易断裂的担忧。另一方面,如图3所示,通过将顶部箔片11细分化并配置为多重环状,从而能够使用与现有技术相同程度大小的顶部箔片11,容易应对推力箔轴承3的大型化。
因此,根据上述的第一实施方式,通过采用以下结构,能够提高推力箔轴承3的负荷能力,该结构具备具有供旋转轴1插通的插通孔30a的底板30、以及配置于插通孔30a的周围的顶部箔10,顶部箔10具有以插通孔30a为中心配置为多重环状的多个顶部箔片11。
(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同等的结构标注同一符号,并简化或省略其说明。
图5是示出作用于未配置为多重环状的顶部箔片的流体润滑膜的压力分布的解析图。图5中,用点的浓淡来示出压力的高低。顶部箔片的下游端侧(旋转轴的旋转方向下游侧(周向的另一侧)成为楔形空间的最窄的部分,因而如图5所示,会作用由流体润滑膜产生的较高的压力。此外,由流体润滑膜产生的较高的压力在图5中作用于顶部箔片的外周侧,但根据背部箔片的支撑刚性,其位置能够在径向上变化。但是,在顶部箔片的外周侧,推力环的圆周速度比顶部箔片的内周侧快,所以存在容易对顶部箔片的外周侧作用由流体润滑膜产生的较高的压力的倾向。
图6是示出本公开的第二实施方式的推力箔轴承3的俯视图。在第二实施方式中,将如上所述地容易作用由流体润滑膜产生的较高的压力的配置于外周侧的外周侧顶部箔片11B(以及外周侧背部箔片21B)在周向上进行细分化,使外周侧顶部箔片11B的数量比内周侧顶部箔片11A的数量多。图6所示的外周侧顶部箔片11B相对于6片内周侧顶部箔片11A配置有12片。
在图6所示的例子中,外周侧顶部箔片11B的径向尺寸比内周侧顶部箔片11A的径向尺寸小。并且,外周侧顶部箔片11B的周向尺寸(最外周的尺寸)也比内周侧顶部箔片11A的周向尺寸(最外周的尺寸)小。此外,为了在上述细分化后的外周侧顶部箔片11B形成适当的流体润滑膜,外周侧顶部箔片11B的周向长度和径向长度最好大致相同。即,将轴承最外周(与推力环4的最外周或轴承衬垫40的内周面的周长相等)的周长大致分割为12份,将该分割后的12份的长度作为外周侧顶部箔片11B的周向长度,并且外周侧顶部箔片11B的径向长度最好也大致为与其相同的长度即可。
如图6所示,内周侧周向间隙S1配置于外周侧顶部箔片11B的周向上的两端(符号13及符号12a)之间的周向位置。也就是说,外周侧顶部箔片11B与内周侧周向间隙S1在径向上对置地配置。由此,在图6所示的俯视情况下,在内周侧周向间隙S1的径向外侧形成T字状的间隙。即,内周侧周向间隙S1与外周侧周向间隙S2在径向上不在同一直线上连通。也就是说,在第二实施方式中,存在与各内周侧周向间隙S1对应且在径向外侧与内周侧周向间隙S1(的内周侧的端缘)面对的外周侧顶部箔片11B。并且,几个外周侧顶部箔片11B(的内周侧的端缘)在径向内侧不与内周侧周向间隙S1面对。
根据上述结构的第二实施方式,外周侧顶部箔片11B的数量比内周侧顶部箔片11A的数量多,因而能够提高推力箔轴承3的每单位面积的负荷能力。也就是说,如图5所示,由流体润滑膜产生的较高的压力在外周侧发生。并且,由于该较高的压力在顶部箔片11的下游端侧发生,所以可以说相反地,顶部箔片11的上游端侧对负荷能力几乎没有贡献。因此,不使外周侧顶部箔片11B沿周向延伸而在周向上进行细分化,增加有助于提高负荷能力的外周侧顶部箔片11B的下游端侧的合计面积,从而能够提高推力箔轴承3的每单位面积的负荷能力。
并且,在第二实施方式中,在沿插通孔30a的周向相邻的内周侧顶部箔片11A之间分别形成有沿径向延伸的内周侧周向间隙S1,内周侧周向间隙S1配置于外周侧顶部箔片11B的周向上的两端之间的周向位置。因此,能够由外周侧顶部箔片11B对内周侧顶部箔片11A中未被支撑的区域(内周侧周向间隙S1)的周向位置的负荷进行支撑。
(第三实施方式)
接下来,对本公开的第三实施方式进行说明。在以下的说明中,对与上述的实施方式相同或同等的结构标注同一符号,并简化或省略其说明。
图7是示出本公开的第三实施方式的推力箔轴承3的俯视图。图8是图7所示的B-B向视图。如图7所示,在第三实施方式中,外周侧顶部箔片11B的数量比内周侧顶部箔片11A的数量多,并且外周侧周向间隙S2的至少一个与内周侧周向间隙S1的周向位置一致。
第三实施方式的外周侧顶部箔片11B相对于6片内周侧顶部箔片11A配置有12片。由上述外周侧顶部箔片11B形成的外周侧周向间隙S2为12个。其中,周向位置与内周侧周向间隙S1一致的外周侧周向间隙S2为6个。剩余的6个外周侧周向间隙S2配置于内周侧顶部箔片11A的周向上的两端之间的周向位置。也就是说,在径向上与内周侧周向间隙S1连通的外周侧周向间隙S2和在径向上不与内周侧周向间隙S1连通的外周侧周向间隙S2在周向上交替地配置。
图7中,符号G所示的箭头示出冷却气体的流动。冷却气体导入底板30的插通孔30a与旋转轴1的间隙,并从该间隙流向径向外侧,对顶部箔10及背部箔20进行冷却。在内周侧周向间隙S1及外周侧周向间隙S2形成有该冷却气体分开地吹出的冷却孔32。冷却孔32从内周侧周向间隙S1及外周侧周向间隙S2各自的外周侧朝向内周侧在径向上隔开间隔地形成有多个。
并且,如图8所示,在配置顶部箔片11及背部箔片21的支撑面31也形成有冷却气体吹出的冷却孔33。冷却孔33与背部箔片21的山部22a的背面(非接地区域)对置。冷却孔33以与位于第一方向的另一侧(图8中为纸面右侧)的端部的山部22a和同该山部22a相邻的山部22a的背面分别对置的方式在第一方向上隔开间隔地形成有多个。
根据上述结构的第三实施方式,如图7所示,外周侧周向间隙S2的至少一个的周向位置与内周侧周向间隙S1的周向位置一致,因而从插通孔30a导入的冷却气体容易通过与内周侧周向间隙S1连通的外周侧周向间隙S2而到达外周侧顶部箔片11B。由于推力环4的圆周速度在外周侧比内周侧快,所以外周侧的发热量变大,但冷却气体到达外周侧,由于抑制外周侧顶部箔片11B的特别是下游端侧的温度上升,由此能够支撑更大的载荷。并且,通过在底板30的主要部位设置冷却孔32、33,使冷却气体吹出,能够有效地冷却温度容易上升的部分。
(第四实施方式)
接下来,对本公开的第四实施方式进行说明。在以下的说明中,对与上述的实施方式相同或同等的结构标注同一符号,并简化或省略其说明。
图9是示出本公开的第四实施方式的推力箔轴承3的俯视图。图10是图9所示的C-C向视图。如图10所示,在第三实施方式中,在配置内周侧顶部箔片11A的底板30的内周侧的支撑面31A与配置外周侧顶部箔片11B的底板30的外周侧的支撑面31B之间设有台阶34。此外,图9所示的顶部箔片11及背部箔片21的配置与上述的图7所示的配置相同,因而省略其说明。
如图10所示,内周侧的支撑面31A比外周侧的支撑面31B高。也就是说,在内周侧的支撑面31A中,经由内周侧背部箔片21A被支撑的内周侧顶部箔片11A比外周侧顶部箔片11B更接近推力环4。因此,在推力环4的低负荷旋转时,内周侧顶部箔片11A比外周侧顶部箔片11B先形成流体润滑膜。因此,根据该结构,在推力环4的低负荷旋转时,能够降低施加给外周侧顶部箔片11B的负荷。并且,与该负荷的降低相关联地,也能够降低外周侧顶部箔片11B产生的损失。根据这样的第四实施方式,在推力环4反复进行低负荷旋转的情况下,能够降低推力箔轴承3整体的轴承损失。
并且,在第四实施方式中,能够采用图11所示的变形例。图11是示出本公开的第四实施方式的变形例的推力箔轴承3的剖视图。此外,图11与上述的图9的C-C截面对应。如图11所示,外周侧的支撑面31B也可以比内周侧的支撑面31A高。也就是说,外周侧顶部箔片11B也可以比内周侧背部箔片21A更接近推力环4。
根据该结构,在推力环4旋转时,外周侧顶部箔片11B比内周侧顶部箔片11A先形成流体润滑膜。之后,若推力环4高负荷旋转,轴承载荷增加,则外周侧顶部箔片11B被压下到底板30侧,内周侧顶部箔片11A之后支撑轴承载荷。对于内周侧顶部箔片11A而言,由于推力环4的圆周速度较慢,轴承面积较小,所以若支撑面31A与支撑面31B的高度相同,则可以说内周侧顶部箔片11A比外周侧顶部箔片11B更容易产生烧伤。但是,通过由内周侧顶部箔片11A之后支撑轴承载荷,相应地,内周侧顶部箔片11A的负担减少,从而能够延迟内周侧顶部箔片11A的烧伤,推力箔轴承3整体的极限负荷能力变高。因此,根据这样的第四实施方式的变形例,在推力环4反复进行高负荷旋转的情况下,能够提高推力箔轴承3整体的极限负荷能力。
以上,参照附图对本公开的一个实施方式进行了说明,但本公开并不限定于上述实施方式。在上述的实施方式中示出的各构成部件的各形状、组合等是一例,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,在上述实施方式中,示例出顶部箔片11呈双重环状地绕插通孔30a配置的结构,但顶部箔片11也可以配置成三重环状、四重环状、更多的多重环状。
产业上的可利用性
根据本公开,能够提高推力箔轴承的负荷能力。
符号的说明
1—旋转轴(轴),3—推力箔轴承,10—顶部箔,11—顶部箔片,11A—内周侧顶部箔片,11B—外周侧顶部箔片,12—倾斜部,12a—端部,13—安装部,14—弯曲部,20—背部箔,21—背部箔片,21a—背部箔端部,21b—安装部,21A—内周侧背部箔片,21B—外周侧背部箔片,22—支撑部,22a—山部,22b—谷部,30—底板,30a—插通孔,30b—平坦面,31—支撑面,31A—支撑面,31B—支撑面,32—冷却孔,33—冷却孔,34—台阶,S1—内周侧周向间隙,S2—外周侧周向间隙。

Claims (5)

1.一种推力箔轴承,其特征在于,具备:
底板,其具有供轴插通的插通孔;以及
顶部箔,其配置在上述插通孔的周围,
上述顶部箔具有以上述插通孔为中心配置为多重环状的多个顶部箔片。
2.根据权利要求1所述的推力箔轴承,其特征在于,
上述多个顶部箔片中的、在上述插通孔的径向上配置于外周侧的外周侧顶部箔片的数量比配置于内周侧的内周侧顶部箔片的数量多。
3.根据权利要求1或2所述的推力箔轴承,其特征在于,
在上述多个顶部箔片中的、在上述插通孔的径向上配置于内周侧的内周侧顶部箔片之间分别形成有沿上述径向延伸的内周侧周向间隙,
上述内周侧周向间隙的至少一个配置于在外周侧配置的外周侧顶部箔片的上述插通孔的周向上的两端之间的周向位置。
4.根据权利要求1~3任一项中所述的推力箔轴承,其特征在于,
在上述多个顶部箔片中的、在上述插通孔的径向上配置于内周侧的内周侧顶部箔片之间分别形成有沿上述径向延伸的内周侧周向间隙,在配置于外周侧的外周侧顶部箔片之间分别形成有沿上述径向延伸的外周侧周向间隙,
上述外周侧周向间隙的至少一个的周向位置与上述内周侧周向间隙的周向位置一致。
5.根据权利要求1~4任一项中所述的推力箔轴承,其特征在于,
在上述多个顶部箔片中的、供在上述插通孔的径向上配置于内周侧的内周侧顶部箔片配置的上述底板的内周侧的支撑面与供在上述插通孔的径向上配置于外周侧的外周侧顶部箔片配置的上述底板的外周侧的支撑面之间设有台阶。
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