JP2002061645A - 動圧型空気軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動圧型空気軸受において、組付性を向上させ
ると共に、軸の回転振動等に対する減衰効果を向上させ
ることを目的としている。 【解決手段】 円筒形ハウジング１と、ハウジング１の
内筒面１０に隣接状態で挿入される波形形状のバンプフ
ォイル２と、該バンプフォイル２の内周面に隣接状態で
配置され空気膜１９を介して回転軸５を保持するトップ
フォイル３とを有している。ハウジング１に対して、バ
ンプフォイル２及びトップフォイル３を、固着部を介さ
ずに、着脱可能に嵌合する。バンプフォイル２の円周方
向両端部に外向き突起２ａ，２ｂを形成し、両突起２
ａ，２ｂを、ハウジング１の内筒面１０に形成された凹
部１１に、円周方向の遊びを有して係合する。トップフ
ォイル３は、軸方向両端に突起１５を形成し、該突起１
５をハウジング１に形成された係合溝１２に係合するこ
とにより、円周方向及び軸方向に係止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、空気膜により回
転軸を保持する動圧型空気軸受に関し、特に波形形状の
バンプフォイルと、空気膜を介して回転軸を支持するト
ップフォイルとを備えたフォイル式の動圧型空気軸受に
関する。

【０００２】

【従来の技術】空気軸受としては、周知のように静圧型
と動圧型があり、コンプレッサ等の外部与圧を利用する
静圧型に比べ、自由に周囲の空気を使用し、軸の回転に
より圧力を生じさせる動圧型は、コスト、軽量化及びメ
ンテナンスの面で有利であり、特に、フォイル式の動圧
型空気軸受は、航空機用のエアサイクルマシーンやガス
タービンエンジン等、高速回転で使用される機械等に多
く使用されるようになっている。

【０００３】図１３及び図１４は従来のフォイル式動圧
型空気軸受を示しており、円筒形ハウジング１０１の内
筒面１１０に沿って波形形状のバンプフォイル１０２が
配置され、バンプフォイル１０２の内周面に沿ってトッ
プフォイル１０３が配置され、トップフォイル１０３の
内周面に空気膜１１９を介して回転軸１０５が回転自在
に保持されている。なお、図１３は作用説明図であっ
て、回転軸１０５をトップフォイル１０３の内径よりも
極端に小さく表現し、また、回転軸１０５を大きく偏芯
した位置に記載してあるが、実際は、回転軸１０５の直
径よりもトップフォイル１０３の内径が僅かに小さくな
るように設定されており、停止状態においては、回転軸
１０５の略全周がトップフォイル１０３の内周面に接触
した状態となっている。

【０００４】図１３の拡大部分図である図１４におい
て、トップフォイル１０３とバンプフォイル１０２の円
周方向の各一端１０３ａ，１０２ａは、固着部材１２０
及びスポット溶接等を利用して、ハウジング内筒面１１
０に固着されており、他端１０３ｂ，１０２ｂのみが周
方向に移動可能な自由端となっている。

【０００５】回転軸１０５は、回転速度が低い時にはト
ップフォイル１０３の内周面に接触して回転し、所定回
転速度（たとえば４０００ｒｐｍ）以上になると、トッ
プフォイル１０３と回転軸１０５の外周面の間に空気膜
１１９が形成され始め、空気膜１１９の圧力により、ト
ップフォイル１０３が外方へ加圧されると共にバンプフ
ォイル１０２が外方へ圧縮され、それによりトップフォ
イル１０３と回転軸１０５との間に環状の隙間、たとえ
ば５μ程度の隙間（空気膜１１９）が確保され、該空気
膜１１９により、回転軸１０５が保持される。

【０００６】バンプフォイル１０２の径方向のばね定数
は空気膜１１９によるばね定数よりも低く設定してあ
り、回転軸１０５が径方向に変位した場合に、空気膜１
１９よりもバンプフォイル１０２が先に圧縮するように
なっている。このようなバンプフォイル１０２のばね機
能により、上記のように回転軸１０５に径方向の変位が
生じた場合でも、回転軸１０５がトップフォイル１０３
に直接接触するのを防いでいる。

【０００７】また、バンプフォイル１０２は、上記のよ
うな圧縮変形時において、円周方向に伸びることによ
り、トップフォイル１０３との接触面Ｑ１及びハウジン
グ内筒面１１０との接触面Ｑ２でそれぞれ摩擦抵抗を発
生させ、該摩擦抵抗と、上記空気膜自体による減衰効果
により、回転による振動を制振する機能も有している。
なお、先行技術文献としては、特開平１０−３３１８４
６号公報がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１３及び図１４のよ
うな構成の動圧型空気軸受では、次のような課題があ
る。 （１）各フォイルをハウジングに固着する際の変形。 図１４のようにバンプフォイル１０２及びトップフォイ
ル１０３の一端１０２ａ，１０３ａを、溶接あるいはハ
ウジングの内周面に形成した溝への圧入により固着する
構造であると、溶接等による固着工程において、固着部
近傍に歪が生じ、トップフォイル内周面の円筒度が損な
われることがある。円筒度が低下すると、回転軸１０５
の外周面とトップフォイル１０３の間の空気膜１１９の
厚さが一様にならず、凸凹ができ、局所的に空気膜１１
９に薄い部分が生じる。そうすると、僅かな軸振動に対
しても膜切れが生じることがあり、回転軸１０５とトッ
プフォイル１０３が局所的に直接接触して摩擦抵抗が発
生し、トップフォイル１０３の摩耗を早めることにな
る。

【０００９】（２）バンプフォイルの圧縮変形時におけ
る摺動抵抗の増加。 回転軸１０５が軸振動その他の原因で、たとえば図１３
の点Ｐ１付近でラジアル荷重Ｋによりトップフォイル側
に押し付けられるとすると、前述のようにバンプフォイ
ル１０２が圧縮し、それに伴って円周方向に伸びようと
する。

【００１０】この時、押付点Ｐ１より自由端１０２ｂ側
の領域Ｇ１では容易に伸びることができるが、押付点Ｐ
１より固着端１０２ａ側の領域Ｇ２では、バンプフォイ
ル１０２は周方向に伸びることができないので、径方向
の内方へ膨れ、トップフォイル１０３を内方へ突き出し
て回転軸１０５に過度に接触させてしまう。これにより
摺動抵抗が増加し、軸受機能が低下する。

【００１１】（３）部品の再利用不可。 図１３のように両フォイル１０２，１０３を溶接により
ハウジング１０１に固着する構造では、一度組み立てら
れると、出荷検査時に、固着部の変形又は累積公差によ
る値が基準値を越えて不合格となった時には、全部品が
再使用不可となり、部品コスト面で課題が残る。

【００１２】（４）歩留まりの低さ。 上記課題（３）に記載したように、従来のフォイル固着
型では、組立後は全部品が再使用不可となるので、軸受
隙間を管理するためには、各部品毎に厳しい寸法精度が
要求され、しかも、各部品が寸法的に合格品であって
も、組立時に累積寸法誤差により軸受自体が不合格にな
ることがあり、製品の歩留まりがよくない。

【００１３】（５）軸組付作業の煩雑性。 図１３のように１枚のトップフォイル１０３で回転軸１
０５を包み込む構造では、回転軸１０５の周囲で空気膜
１１９が途切れる個所が固着部１２０の近傍一箇所だけ
となり、半径方向の負荷に対して軸受特性が安定してい
る。しかしながらこの構造では、回転軸１０５をトップ
フォイル内に挿入する組立作業において、トップフォイ
ル１０３の自由端１０３ｂ部分が回転軸１０５と連れも
って軸方向に移動し、トップフォイル１０３がねじれて
回転軸１０５に巻き付くため、挿入作業が非常に困難に
なる。このようなトップフォイル１０３の巻付き現象を
なくすためには、回転軸１０５をトップフォイル１０３
が膨らむ方向（Ｆ方向と反対方向）に回転させながら挿
入しなければならず、特別の組立装置と煩雑な組立の手
間を要することになる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願請求項１記載の発明は、円筒形ハウジングと、該
円筒形ハウジングの内筒面に隣接状態で挿入される波形
形状のバンプフォイルと、該バンプフォイルの内周面に
隣接状態で配置され空気膜を介して回転軸を保持するト
ップフォイルとを有する動圧型空気軸受において、ハウ
ジングに対して、バンプフォイル及びトップフォイル
を、固着部を介さずに着脱可能に嵌合している。これに
より、組立後、出荷検査で不合格となった軸受を分解し
て、部品の再利用が可能となり、部品コストの節約及び
歩留まり向上を達成できる。また、従来のフォイル固着
型のように、各フォイルをハウジングに固着する工程で
変形する心配が無くなり、円筒度の高い軸受を提供する
ことができ、高速回転中における空気軸受としての特性
を維持できる。

【００１５】請求項２記載の発明は、円筒形ハウジング
の内筒面に隣接状態で挿入される波板状のバンプフォイ
ルと、該バンプフォイルの内周面に隣接状態で配置され
空気膜を介して回転軸を保持するトップフォイルとを有
する動圧型空気軸受において、バンプフォイルの円周方
向両端部に外向き突起を形成し、該両突起を、ハウジン
グの内筒面に形成された凹部に、円周方向の遊びを有し
て係合している。これにより、バンプフォイルの組付作
業性が向上すると共に、組立後も分解してバンプフォイ
ル等の部品の再利用が可能となり、部品コストの節約及
び歩留まり向上が達成できる。また、バンプフォイルの
圧縮変形時に、円周方向の両端が自由端として凹部内で
円周方向に移動し得るので、軸振動時等におけるバンプ
フォイルの径方向内方への膨らみを防止し、軸受の特性
を維持することができる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の動圧型空気軸受において、トップフォイルの軸方向
両端に突起を形成し、該突起をハウジングに形成された
係合溝に係合することにより、トップフォイルを円周方
向及び軸方向に係止している。これにより、組付作業性
が向上すると共に、組立後も分解してトップフォイル等
の部品の再利用が可能となり、部品コストの節約及び歩
留まり向上が達成できる。しかも、軸組付時、回転軸を
回転させて挿入しなくとも、トップフォイルがねじれて
回転軸に巻き付くことはなくなり、軸の組付作業性も向
上する。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項３記載の動
圧型空気軸受において、トップフォイルの位置決め用の
上記突起は、軸方向両端にＬ字形に張出し成形した張出
部の先端部を、軸芯と平行な折曲線により折曲げ成形し
たものである。このように突起を形成することにより、
トップフォイルを円筒形に曲げ成形する場合に、円筒度
が狂うことがなく、また、突起成形時にトップフォイル
自体に変形が生じたり、あるいは突起形成個所のみの剛
性が高くなるようなこともない。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本願発明を適用したフォイ
ル式動圧型空気軸受の分解斜視図であり、該空気軸受
は、円筒形のハウジング１と、該ハウジング１の内筒面
１０に嵌め込まれる波形形状のバンプフォイル２と、該
バンプフォイル２の内周面に嵌め込まれると共に空気膜
を介して回転軸５を保持するトップフォイル３とから構
成されている。

【００１９】円筒形ハウジング１の内筒面１０には、軸
方向の全長に亘って延びるキー溝状の凹部１１が形成さ
れ、軸方向両端面には、放射状に延びる複数の係合溝１
２が形成されている。両フォイル２，３は１枚物のシー
トを円筒状に成形加工したものであり、それぞれ周方向
の一箇所に開口（隙間）Ｗ１，Ｗ５を有している。バン
プフォイル２の開口Ｗ１を挟む周方向両端部には、前記
ハウジング１の凹部１１に係合可能な外向き突起２ａ、
２ｂが折曲成形されており、トップフォイル３の軸方向
両端縁にはハウジング１の係合溝１２に係合可能な複数
の突起１５が折曲成形されている。

【００２０】図３はハウジング１の正面図であり、軸方
向両端面に形成された放射状の係合溝１２は、たとえば
５本形成されており、前記１つの凹部１１と共に、円周
方向に六等分した点上にそれぞれ配置されている。

【００２１】図４は図３のIV-IV断面図であり、内筒面
１０の軸方向両端部には、径方向の内方へ張り出すバン
プフォイル抜止め用の環状段面１８がそれぞれ形成され
ている。図６は上記段面１８部分を拡大して示す図２の
VI-VI断面拡大図であり、段面１８の径方向の高さＨ１
は、バンプフォイル２の波高さＨ２より小さく設定され
ており、これにより回転軸５が径方向に変位しても、一
定範囲（Ｈ２−Ｈ１）内では、段面１８の径方向内方端
１８ａに回転軸５が当接しないようになっている。たと
えば、バンプフォイル２の波高さＨ２＝０．５mmに対し
て段面１８の高さＨ１は０．３mmに設定されており、回
転軸５が径方向に０．２mm未満の範囲で変位可能となっ
ている。

【００２２】図７はバンプフォイル２の正面図であり、
厚み５０μ〜１００μmm程度の薄膜状金属でできてお
り、一方の突起２ｂから一定の区間を除いて、略全面に
亘り波形に形成されている。バンプフォイル２の材料と
しては、ニッケル合金（たとえばニッケル７５％）に時
効硬化処理を施した高級ばね材を使用し、硬度はＨＲＣ
３５〜４０程度となっており、高温度高荷重の下でのへ
たり防止を図っている。

【００２３】バンプフォイル２の未組付状態（自由状
態）での外径Ｄ２は、たとえば５０〜６０mm程度に設定
され、図４に示すハウジング内筒面１０の内径Ｄ１（＝
４０mm)より大きく設定されている。

【００２４】図２は軸受の組立完了状態の正面部分図で
あり、バンプフォイル２の径方向のばね定数は、バンプ
フォイル２の厚みと波間のピッチにより決定されるが、
トップフォイル３と回転軸５の外周面の間に形成される
空気膜（空気ばね）１９のばね定数よりも低く設定され
ており、これにより、回転軸５のラジアル荷重に対し
て、空気膜１９の厚みを保ちながら、バンプフォイル２
が径方向に圧縮するようになっている。

【００２５】ハウジング１の凹部１１に係合するバンプ
フォイル２の両端突起２ａ，２ｂの間隔Ｗ１は、装着時
において、凹部１１の周方向の幅Ｗ２よりも小さくなっ
ており、周方向に所定の隙間（遊び）ｄ１＋ｄ２を有し
て係合している。

【００２６】図８はトップフォイル３の正面図であり、
軸方向の両端に形成された突起１５は、開口Ｗ５と共に
周方向に六等分した各点に配置されている。トップフォ
イル３の材料としては、ニッケル合金（たとえばニッケ
ル７５％）を用いているが、焼鈍しを行なうことによ
り、硬度はＨＲＣ１０〜２０程度とし、回転軸５との密
着性及び当たりを良くしている。一方、トップフォイル
３の厚みはバンプフォイル２よりも厚く、たとえば１０
０〜２００μmm程度としており、これにより径方向の変
形を防止し、円筒度の維持を図っている。トップフォイ
ル３の内周面には、フッ素又は二硫化モリブデン等の低
摩擦材によりコーティングが施されており、これにより
低速回転時に回転軸５と直接接触する際の摩擦抵抗の低
下及び摩耗の低減を図っている。一方、トップフォイル
３の外周面には銀めっき又は銅めっきが施されており、
これにより、図１０の両フォイル２，３の接触面Ｑ１に
おいて滑らかな減衰効果が得られるようにしてある。

【００２７】図９は前記突起１５を折曲成形する前のト
ップフォイル３の展開図であり、軸方向の両端縁に、突
起形成用のＬ字形張出片２１がトップフォイル３と同一
平面内にそれぞれ一体成形されており、各Ｌ字形張出片
２１は先端部１５ａが軸回転方向Ｆ側に突出するように
形成されており、張出片２１の先端部１５ａを軸芯と平
行な折曲線Ｂで径方向外方に折り曲げることにより、図
１０のように突起１５を円周面と概ね直角な姿勢に形成
している。この突起１５は前述のようにハウジング１の
放射状係合溝１２に係合し、トップフォイル３の軸方向
の抜止め及び円周方向の回転規制の役目を果たしてい
る。また、回転軸５の回転により、突起１５は放射状係
合溝１２の回転方向Ｆ側の端面１２ａに当接しており、
トップフォイル３の径方向の拡張収縮に伴って、端面１
２ａに対して径方向に擦れることにより、摩擦減衰機能
も発揮するようになっている。

【００２８】

【組付方法】図１において、バンプフォイル２を縮径さ
せ、突起２ａ，２ｂをハウジング１の凹部１１に合わせ
た状態でハウジング１内に挿入する。挿入後は、復元力
により径方向外方へ開き、ハウジング内筒面１０に一定
の圧力で接触する。トップフォイル３も、縮径させた状
態でバンプフォイル２内に挿入する。挿入後は、その復
元力により径方向の外方に開き、バンプフォイル内周面
に一定の圧力で接触し、また、各突起１５は係合溝１２
に係合する。

【００２９】上記のようにハウジング１内に両フォイル
２，３を組み付けた後、回転軸５を挿入する。この回転
軸挿入作業において、装着状態でのトップフォイル３の
内径は回転軸５の外径より若干小さくなっているので、
トップフォイル３を拡張気味に挿入することになるが、
トップフォイル３は係合溝１２と突起１５との係合によ
り、円周方向及び軸方向に位置決めされていることによ
り、トップフォイル３が回転軸５に螺旋状に巻き付いた
り、あるいは軸方向にハウジング１から突出することは
ない。すなわち、回転軸５を回転させなくとも、トップ
フォイル３内に容易に嵌合することができる。

【００３０】このように、溶接部等固着部を作ることな
く軸受を組み立てるので、仮にハウジング１及び両フォ
イル２，３の寸法精度の累積公差が大きくなり、軸受全
体として、出荷検査時に不合格となっても、簡単に分解
することができ、分解後の具合の悪い部品だけを取り替
えることにより、累積誤差が規格内の製品に組み立て直
すことができる。

【００３１】また、トップフォイル３の突起１５は、図
９のようにトップフォイル３の両端にＬ字形張出片２１
を形成して、その先端部１５ａを軸芯と平行な折曲線Ｂ
により折曲成形しているので、トップフォイル３を円筒
形に曲げ成形する場合に、円筒度が狂うことがなく、ま
た、突起成形時にトップフォイル自体に変形が生じた
り、あるいは突起形成個所のみの剛性が高くなるような
こともない。ちなみに、トップフォイル３の両端に直接
突起を折曲成形するとすれば、突起の付根の剛性が高く
なり、円筒度に影響すると共に、折曲成形時にトップフ
ォイル自体に変形が生じる可能性もある。

【００３２】

【作用】図２において、軸装着状態においては、回転軸
５の外周は開口Ｗ５を除いて略全周がトップフォイル３
の内周面に接触している。

【００３３】回転軸５がＦ方向に回転し始めると、トッ
プフォイル３は摩擦により回転軸５と共にＦ方向に連れ
回ろうとするが、突起１５が係合溝１２の端面１２ａに
当接することにより、回転方向に係止される。一方、バ
ンプフォイル２は、熱膨張及び摩擦等により、回転方向
Ｆと反対方向に摺動して、たとえば隙間ｄ１だけ摺動し
た後、突起２ａが凹部１１の端面１１ａに当接し、円周
方向に係止される。

【００３４】トップフォイル３の突起１５は、図１０の
ようにＬ字形張出片２１の回転方向Ｆの先端部を折曲成
形してあるので、係合溝１２の回転方向Ｆ側の端面１２
ａに強く押し付けられても、張出片側へ押圧されること
になり、高い剛性を維持でき、突起１５が変形する可能
性は低い。

【００３５】４０００ｒｐｍ程度までの低速回転域で
は、空気膜１９は形成されておらず、回転軸５は、トッ
プフォイル３の内周面に直接接触した状態で回転する。
すなわち、回転軸５は、低摩擦材でコーティングされた
トップフォイル内周面により支持され、通常の軸受メタ
ル等と同様な軸受状態となっている。

【００３６】高速回転域になると、トップフォイル３と
回転軸５との間に空気が巻き込まれて空気膜１９が形成
され始め、空気膜１９の圧力によりトップフォイル３が
径方向の外方に押され、それによりバンプフォイル２が
径方向に圧縮され、トップフォイル３と回転軸５の間に
一定の隙間（たとえば５μmm程度の隙間）が生じ、トッ
プフォイル３と非接触状態で回転する。すなわち、回転
軸５の全周が空気膜１９により保持された状態で回転す
る。

【００３７】動圧型空気軸受では、低速回転時において
は連れ回りによる剛体モードの共振が発生し、高速回転
時には曲げ共振が発生し、各共振点を通過する際に、大
きなラジアル荷重がかかる。たとえば図１０の点Ｐ１に
ラジアル荷重Ｋがかかったとすると、点Ｐ１において空
気膜１９を介してトップフォイル３がＫ方向に押し付け
られ、バンプフォイル２がＫ方向に圧縮する。これによ
り、空気膜１９が切れるのを防ぐと共に、上記共振作用
による回転振動等を減衰する。

【００３８】回転軸振動に対する減衰作用を詳しく説明
する。バンプフォイル２が径方向の外方に圧縮される
と、バンプフォイル２は押付点Ｐ１を基点として、円周
方向の両側に伸び、この円周方向の伸びにより、バンプ
フォイル２とトップフォイル３との接触面Ｑ１及びバン
プフォイル２とハウジング内筒面１０との接触面Ｑ２に
おいてそれぞれ摩擦抵抗が発生し、該摺動摩擦抵抗と、
空気膜自体の減衰作用と、さらにはトップフォイル３の
突起１５と溝１２とが径方向に擦れることによる摩擦抵
抗により、回転軸振動を減衰する。

【００３９】上記バンプフォイル２が円周方向伸びる場
合に、バンプフォイル２の両突起２ａ，２ｂのうち、い
ずれが凹部端面１１ａ又は１１ｂに当接している状態で
あっても、両突起２ａ，２ｂ間に一定隙間Ｗ１を確保し
てあるので、押付点Ｐ１を境として、バンプフォイル２
は回転方向Ｆ及び反対方向のいずれにも自由に伸びるこ
とができ、従来例のように固着側が内方へ膨らむような
ことはない。

【００４０】

【その他の発明の実施の形態】（１）図１１はバンプフ
ォイル２の変形例を示しており、軸方向に２つのバンプ
フォイル３１，３１に分割した例である。ハウジングに
対して回転軸の平行度が精度良く保たれる場合は、前記
図１のように１枚形状のバンプフォイル２を使用するこ
とにより、部品点数の節約及び組付容易性を図ることが
できるが、図１２のようにハウジング１に対する回転軸
５の平行度が悪くなるような事態が予想される場合に
は、分割形のバンプフォイル３１，３１を用い、回転軸
傾斜時でも各バンプフォイル３１，３１の可撓性を維持
できるようにすることができる。バンプフォイル３１，
３１同士の軸方向の位置決めは、外向きの突起部３１
ａ，３１ｂ及びその近傍の非波形部分３１ｃ、３１ｃ同
士の当接により行なう。

【００４１】図１２のように回転軸５がハウジング１に
対して傾斜した場合、分割型のバンプフォイル３１，３
１を備えていると、各バンプフォイル３１，３１に全体
のばね定数は分散されているため、トップフォイル３の
軸方向両端部Ｐ６，Ｐ７において回転軸５に高い面圧が
作用することは無く、空気膜１９による軸受機能を維持
することができる。

【００４２】

【発明の効果】本願発明は、円筒形ハウジング１と、該
円筒形ハウジング１の内筒面１０に隣接状態で挿入され
る波形径状のバンプフォイル２と、該バンプフォイル２
の内周面に隣接状態で配置され空気膜１９を介して回転
軸５を保持するトップフォイル３とを有する動圧型空気
軸受において、次のような効果を有している。

【００４３】（１）請求項１記載の発明のように、ハウ
ジング１に対して、バンプフォイル２及びトップフォイ
ル３を、固着部を介さずに着脱可能に嵌合していると、
従来の図１３及び図１４のようなフォイル固着型に比
べ、組立時に溶接歪のような変形が生じることはなく、
バンプフォイル２及びトップフォイル３の円筒度を維持
することができる。それにより、回転軸５の外周面とト
ップフォイル３の間に形成される空気膜１９の厚さを一
様に維持することができ、軸振動等による空気膜１９の
切断を防ぎ、トップフォイル３の摩耗を抑制することが
できる。

【００４４】（２）請求項１記載の発明のように、ハウ
ジング１に対して、バンプフォイル２及びトップフォイ
ル３を、固着部を介することなく着脱可能に嵌合してい
ると、組立後の出荷検査時に不合格品となっても、バン
プフォイル２及びトップフォイル３に溶接等の固着部が
無いことにより、分解し、具合の悪い部品だけを取り替
え、規格内の製品に簡単に組立て直すことができる。す
なわち、組立後、不具合がある場合に、部品を分解して
再利用することが可能となり、部品コストを節約するこ
とができる。

【００４５】（３）回転軸５と軸受の嵌合隙間調整は、
従来構造では各部品精度を上げることにより確保してい
るが、請求項１記載の発明では、たとえばハウジング１
の内径寸法を数種類用意しておくことにより、分解調整
により選択的に各部品を組み合わせ、所要の嵌合隙間を
確保することができ、製品の歩留まりが向上し、コスト
的にも有利となる。

【００４６】（４）請求項２記載の発明のように、ハウ
ジング１の内筒面１０に凹部１１を形成し、バンプフォ
イル２の円周方向両端部に外向き突起２ａ，２ｂを形成
し、両突起２ａ，２ｂを、円周方向の遊びを有して上記
凹部１１に係合させていると、組付作業性が向上すると
共に、組立後でも分解してバンプフォイル等の部品の再
利用が可能となり、部品コストの節約及び歩留まり向上
が達成できる。しかも、バンプフォイル２の圧縮変形時
に、円周方向の両端２ａ，２ｂが自由端として凹部１１
内で円周方向に移動し得るので、バンプフォイル２の径
方向内方への膨らみを防止し、軸受の特性を維持するこ
とができる。

【００４７】（５）請求項２記載の発明のように、ハウ
ジング１の内筒面１０に凹部１１を形成し、バンプフォ
イル２の円周方向両端部に外向き突起２ａ，２ｂを形成
し、両突起２ａ，２ｂを、円周方向の遊びを有して上記
凹部１１に係合させていると、回転軸５が軸振動その他
の原因で径方向に変位して、バンプフォイル２が一箇所
の押付点Ｐ１で圧縮された場合でも、押付点Ｐ１を境に
円周方向の両側に自由に伸びることができ、効率良く軸
振動を減衰させることができる。

【００４８】（６）請求項３記載の発明のように、トッ
プフォイル３の軸方向両端に突起１５を形成し、該突起
１５をハウジング１に形成された係合溝１２に係合する
ことにより、トップフォイル３を円周方向及び軸方向に
係止していると、図１３及び図１４のようなフォイル固
着型に比べ、溶接等による軸方向の位置固定作業が必要
なくなると共に、回転軸組付時、特別な挿入具を用いて
回転させながら回転軸を挿入する必要がなくなり、組付
作業性が向上する。

【００４９】（７）請求項４記載の発明のように、トッ
プフォイル３の軸方向両端にＬ字形に張出し成形した張
出片（張出部）２１の先端部を、軸芯と平行な折曲線Ｂ
により折曲げ成形して位置決め用の突起１５を形成して
いると、トップフォイル３を円筒形に曲げ成形する場合
に、円筒度が狂うことがなく、また、突起成形時にトッ
プフォイル自体に変形が生じたり、あるいは突起形成個
所のみの剛性が高くなるようなこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明を適用したフォイル式動圧型空気軸
受の分解斜視図である。

【図２】 図１のフォイル式動圧型空気軸受の部分正面
図である。

【図３】 円筒形ハウジングの正面図である。

【図４】 図３のIV-IV断面図である。

【図５】 図２のＶ矢視部分図である。

【図６】 図２のVI-VI断面部分図である。

【図７】 バンプフォイルの正面図である。

【図８】 トップフォイルの正面図である。

【図９】 トップフォイルの折曲加工前の展開図であ
る。

【図１０】 図２の矢印Ｘ部分の拡大図である。

【図１１】 バンプフォイルの変形例を示す斜視図であ
る。

【図１２】 図１１の分割型バンプフォイルの作用説明
断面略図である。

【図１３】 従来例の断面図である。

【図１４】 図１３の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 円筒形ハウジング ２ バンプフォイル ２ａ，２ｂ バンプフォイルの外向き突起 ３ トップフォイル ５ 回転軸 １０ 内筒面 １１ 凹部 １２ 放射状係合溝 １５ トップフォイルの突起 １８ 段面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形ハウジングと、該円筒形ハウジン
   グの内筒面に隣接状態で挿入される波形形状のバンプフ
   ォイルと、該バンプフォイルの内周面に隣接状態で配置
   され空気膜を介して回転軸を保持するトップフォイルと
   を有する動圧型空気軸受において、 ハウジングに対して、バンプフォイル及びトップフォイ
   ルを、固着部を介さずに着脱可能に嵌合していることを
   特徴とする動圧型空気軸受。
2. 【請求項２】 円筒形ハウジングの内筒面に隣接状態で
   挿入される波板状のバンプフォイルと、該バンプフォイ
   ルの内周面に隣接状態で配置され空気膜を介して回転軸
   を保持するトップフォイルとを有する動圧型空気軸受に
   おいて、 バンプフォイルの円周方向両端部に径方向の外方に突出
   する突起を形成し、 該両突起を、ハウジングの内筒面に形成された凹部に、
   円周方向の遊びを有して係合していることを特徴とする
   動圧型空気軸受。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の動圧型空気軸受に
   おいて、 トップフォイルの軸方向両端に突起を形成し、 該突起をハウジングに形成された係合溝に係合すること
   により、トップフォイルを円周方向及び軸方向に係止し
   ていることを特徴とする動圧型空気軸受。
4. 【請求項４】 請求項３記載の動圧型空気軸受におい
   て、トップフォイルの位置決め用の上記突起は、軸方向
   両端にＬ字形に張出し成形した張出部の先端部を、軸芯
   と平行な折曲線により折曲げ成形したものであることを
   特徴とする動圧型空気軸受。