JP2003247542A - フォイルガス軸受及びその製造方法 - Google Patents
フォイルガス軸受及びその製造方法Info
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- JP2003247542A JP2003247542A JP2002048260A JP2002048260A JP2003247542A JP 2003247542 A JP2003247542 A JP 2003247542A JP 2002048260 A JP2002048260 A JP 2002048260A JP 2002048260 A JP2002048260 A JP 2002048260A JP 2003247542 A JP2003247542 A JP 2003247542A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/024—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial foil bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速高温運転時の安定性に優れ、シャフトと
軸受本体との間に設けられる円筒状フォイル部材の軸方
向及び周方向に沿って突設する凸部の形状、数、高さ、
間隔、配置を変えることにより、支持剛性を任意に調節
可能な設計自由度の高いフォイルガス軸受及びフォイル
ガス軸受の製造方法の提供。 【解決手段】 回転するシャフトを支承する軸受本体
と、該軸受本体とシャフトとの間に設けられた一枚の板
状体を巻回してなる円筒状フォイル部材と、を有するフ
ォイルガス軸受であって、前記円筒状フォイル部材が、
該円筒状フォイル部材のシャフト側表面に軸方向及び周
方向に沿って多数の凸部を設けたことを特徴とするフォ
イルガス軸受である。前記円筒状フォイル部材が、一枚
の板状体を内側と中間と外側の３重円筒状に巻回してな
る態様が好ましい。
軸受本体との間に設けられる円筒状フォイル部材の軸方
向及び周方向に沿って突設する凸部の形状、数、高さ、
間隔、配置を変えることにより、支持剛性を任意に調節
可能な設計自由度の高いフォイルガス軸受及びフォイル
ガス軸受の製造方法の提供。 【解決手段】 回転するシャフトを支承する軸受本体
と、該軸受本体とシャフトとの間に設けられた一枚の板
状体を巻回してなる円筒状フォイル部材と、を有するフ
ォイルガス軸受であって、前記円筒状フォイル部材が、
該円筒状フォイル部材のシャフト側表面に軸方向及び周
方向に沿って多数の凸部を設けたことを特徴とするフォ
イルガス軸受である。前記円筒状フォイル部材が、一枚
の板状体を内側と中間と外側の３重円筒状に巻回してな
る態様が好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、支持剛性を任意に
調節可能なバンプタイプのフォイルガス軸受に関し、特
に、分散型発電システムのマイクロガスタービンのシャ
フトを支持するための軸受として好適に用いられるバン
プタイプのフォイルガス軸受及びその製造方法に関す
る。
調節可能なバンプタイプのフォイルガス軸受に関し、特
に、分散型発電システムのマイクロガスタービンのシャ
フトを支持するための軸受として好適に用いられるバン
プタイプのフォイルガス軸受及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、集中型の電源システムを補う目的
で分散型の電源システムが開発されており、このような
分散型電源システムとしてはマイクロガスタービンが用
いられている。前記マイクロガスタービンの高速回転す
るシャフトを支持するための軸受としてフォイルガス軸
受が注目を集めている。
で分散型の電源システムが開発されており、このような
分散型電源システムとしてはマイクロガスタービンが用
いられている。前記マイクロガスタービンの高速回転す
るシャフトを支持するための軸受としてフォイルガス軸
受が注目を集めている。
【０００３】前記フォイルガス軸受は、リーフフォイル
型とバンプフォイル型とに大別される。図１０は、リー
フフォイル型のフォイルガス軸受１２の一例を示す断面
図であり、このリーフフォイル型は複数枚のトップフォ
イル１６をシャフト１１の周囲に回転方向に指向させて
配置し、各トップフォイル１６をサポートスプリング１
７により支持した状態で、これら複数枚のトップフォイ
ル１６によってシャフト１１を支持するものである。
型とバンプフォイル型とに大別される。図１０は、リー
フフォイル型のフォイルガス軸受１２の一例を示す断面
図であり、このリーフフォイル型は複数枚のトップフォ
イル１６をシャフト１１の周囲に回転方向に指向させて
配置し、各トップフォイル１６をサポートスプリング１
７により支持した状態で、これら複数枚のトップフォイ
ル１６によってシャフト１１を支持するものである。
【０００４】しかしながら、前記リーフフォイル型は、
トップフォイル１６とシャフト１１とのすべり距離を大
きくして摩擦による減衰を確保するために、トップフォ
イル１６を長くすると、足の長いサポートスプリング１
７を用いる必要があり、その結果、剛性が低下してしま
うという問題がある。更に、前記リーフフォイル型は複
数枚のトップフォイル１７をシャフトの周囲に回転方向
に指向させて取り付けるため、製作するのに手間がかか
るという問題がある。
トップフォイル１６とシャフト１１とのすべり距離を大
きくして摩擦による減衰を確保するために、トップフォ
イル１６を長くすると、足の長いサポートスプリング１
７を用いる必要があり、その結果、剛性が低下してしま
うという問題がある。更に、前記リーフフォイル型は複
数枚のトップフォイル１７をシャフトの周囲に回転方向
に指向させて取り付けるため、製作するのに手間がかか
るという問題がある。
【０００５】一方、図１１，１２に示すバンプフォイル
型のフォイルガス軸受２０は、断面波板状のバンプフォ
イル２３を用い、トップフォイル２２を介してシャフト
１１を支持するものである。具体的には、ハウジング２
０内に設けられたシャフト１１の周囲に環状のトップフ
ォイル２２が設けられ、このトップフォイル２２とハウ
ジングとの間に断面波板状のバンプフォイル２３が介装
されたものである。このバンプフォイル型は、シャフト
１１が高速回転すると、このシャフト１１とトップフォ
イル２２との間の空間内の空気がシャフト１１の回転方
向に巻き込まれ、これにより、シャフト１１が浮き上が
ると共に、バンプフォイル１３の弾性力等による減衰効
果を発揮できるものである。
型のフォイルガス軸受２０は、断面波板状のバンプフォ
イル２３を用い、トップフォイル２２を介してシャフト
１１を支持するものである。具体的には、ハウジング２
０内に設けられたシャフト１１の周囲に環状のトップフ
ォイル２２が設けられ、このトップフォイル２２とハウ
ジングとの間に断面波板状のバンプフォイル２３が介装
されたものである。このバンプフォイル型は、シャフト
１１が高速回転すると、このシャフト１１とトップフォ
イル２２との間の空間内の空気がシャフト１１の回転方
向に巻き込まれ、これにより、シャフト１１が浮き上が
ると共に、バンプフォイル１３の弾性力等による減衰効
果を発揮できるものである。
【０００６】しかしながら、前記バンプフォイル型は、
シャフト１１が大きく変形するとバンプフォイル２３の
底とハウジング２０とが滑ることによる摩擦力で減衰を
得ることができるが、この減衰作用を大きくするため、
バンプフォイル２３とハウジング２０との摩擦距離を長
くして減衰能を向上させようとすると、バンプフォイル
２３を大きく変形させなければならず、これにより、バ
ンプフォイル２３の支持剛性が低下してしまうという問
題がある。
シャフト１１が大きく変形するとバンプフォイル２３の
底とハウジング２０とが滑ることによる摩擦力で減衰を
得ることができるが、この減衰作用を大きくするため、
バンプフォイル２３とハウジング２０との摩擦距離を長
くして減衰能を向上させようとすると、バンプフォイル
２３を大きく変形させなければならず、これにより、バ
ンプフォイル２３の支持剛性が低下してしまうという問
題がある。
【０００７】更に、バンプフォイル型の軸受は、図１２
に示したように、バンプフォイル２３がドーム状に繋が
っており、軸方向に同一の支持剛性を有するため、自由
に支持剛性を調節することは困難であるという問題があ
る。
に示したように、バンプフォイル２３がドーム状に繋が
っており、軸方向に同一の支持剛性を有するため、自由
に支持剛性を調節することは困難であるという問題があ
る。
【０００８】このように、従来のリーフフォイル型及び
バンプフォイル型のいずれの軸受においても、充分満足
できる性能を有するものではなく、更なる改良が望まれ
ていた。
バンプフォイル型のいずれの軸受においても、充分満足
できる性能を有するものではなく、更なる改良が望まれ
ていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る前記問題を解決し、以下の課題を解決することを目的
とする。即ち、本発明は、高速高温運転時の安定性に優
れ、シャフトと軸受本体との間に設けられる円筒状フォ
イル部材の軸方向及び周方向に沿って突設する凸部の形
状、数、高さ、間隔、配置を変えることにより、支持剛
性を任意に調節可能な設計自由度の高いバンプタイプの
フォイルガス軸受及びフォイルガス軸受の製造方法を提
供することを目的とする。
る前記問題を解決し、以下の課題を解決することを目的
とする。即ち、本発明は、高速高温運転時の安定性に優
れ、シャフトと軸受本体との間に設けられる円筒状フォ
イル部材の軸方向及び周方向に沿って突設する凸部の形
状、数、高さ、間隔、配置を変えることにより、支持剛
性を任意に調節可能な設計自由度の高いバンプタイプの
フォイルガス軸受及びフォイルガス軸受の製造方法を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、下記のフォイルガス軸受及びその製造方法
を提供する。
決するため、下記のフォイルガス軸受及びその製造方法
を提供する。
【００１１】請求項１の発明は、回転するシャフトを支
承する軸受本体と、該軸受本体とシャフトとの間に設け
られた一枚の板状体を巻回してなる円筒状フォイル部材
と、を有するフォイルガス軸受であって、前記円筒状フ
ォイル部材が、該円筒状フォイル部材のシャフト側表面
に軸方向及び周方向に沿って多数の凸部を設けたことを
特徴とするフォイルガス軸受である。
承する軸受本体と、該軸受本体とシャフトとの間に設け
られた一枚の板状体を巻回してなる円筒状フォイル部材
と、を有するフォイルガス軸受であって、前記円筒状フ
ォイル部材が、該円筒状フォイル部材のシャフト側表面
に軸方向及び周方向に沿って多数の凸部を設けたことを
特徴とするフォイルガス軸受である。
【００１２】請求項２の発明は、前記円筒状フォイル部
材の少なくとも最外側フォイルが、そのシャフト側表面
に軸方向及び周方向に沿って多数の凸部を有する請求項
１に記載のフォイルガス軸受である。請求項３の発明
は、前記円筒状フォイル部材の最内側フォイルが、凸部
のない滑らかなシャフト側表面を有する請求項１又は２
に記載のフォイルガス軸受である。請求項４の発明は、
前記円筒状フォイル部材が、一枚の板状体を内側と外側
の２重円筒状に巻回してなり、該外側フォイルのシャフ
ト側表面に多数の凸部を有すると共に、前記内側フォイ
ルが凸部のない滑らかなシャフト側表面を有する請求項
１乃至３のいずれかに記載のフォイルガス軸受である。
請求項５の発明は、前記円筒状フォイル部材が、一枚の
板状体を内側と中間と外側の３重円筒状に巻回してな
り、該外側フォイル及び中間フォイルのシャフト側表面
にそれぞれ多数の凸部が設けられ、前記外側フォイルの
凸部間に前記中間フォイルの凸部が設けられていると共
に、前記内側フォイルが凸部のない滑らかなシャフト側
表面を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のフォイ
ルガス軸受である。請求項６の発明は、外側フォイルの
凸部間の中央に中間フォイルの凸部が突設されている請
求項５に記載のフォイルガス軸受である。請求項７の発
明は、円筒状フォイル部材の軸方向に沿った一列の凸部
群における両端部の凸部高さが中央部の凸部高さよりも
高く形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の
フォイルガス軸受である。請求項８の発明は、円筒状フ
ォイル部材の軸方向に沿った一列の凸部群における両端
部の凸部間隔が中央部の凸部間隔よりも密に形成されて
いる請求項１乃至７のいずれかに記載のフォイルガス軸
受である。
材の少なくとも最外側フォイルが、そのシャフト側表面
に軸方向及び周方向に沿って多数の凸部を有する請求項
１に記載のフォイルガス軸受である。請求項３の発明
は、前記円筒状フォイル部材の最内側フォイルが、凸部
のない滑らかなシャフト側表面を有する請求項１又は２
に記載のフォイルガス軸受である。請求項４の発明は、
前記円筒状フォイル部材が、一枚の板状体を内側と外側
の２重円筒状に巻回してなり、該外側フォイルのシャフ
ト側表面に多数の凸部を有すると共に、前記内側フォイ
ルが凸部のない滑らかなシャフト側表面を有する請求項
１乃至３のいずれかに記載のフォイルガス軸受である。
請求項５の発明は、前記円筒状フォイル部材が、一枚の
板状体を内側と中間と外側の３重円筒状に巻回してな
り、該外側フォイル及び中間フォイルのシャフト側表面
にそれぞれ多数の凸部が設けられ、前記外側フォイルの
凸部間に前記中間フォイルの凸部が設けられていると共
に、前記内側フォイルが凸部のない滑らかなシャフト側
表面を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のフォイ
ルガス軸受である。請求項６の発明は、外側フォイルの
凸部間の中央に中間フォイルの凸部が突設されている請
求項５に記載のフォイルガス軸受である。請求項７の発
明は、円筒状フォイル部材の軸方向に沿った一列の凸部
群における両端部の凸部高さが中央部の凸部高さよりも
高く形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の
フォイルガス軸受である。請求項８の発明は、円筒状フ
ォイル部材の軸方向に沿った一列の凸部群における両端
部の凸部間隔が中央部の凸部間隔よりも密に形成されて
いる請求項１乃至７のいずれかに記載のフォイルガス軸
受である。
【００１３】請求項９の発明は、回転するシャフトを支
承する軸受本体と、該軸受本体とシャフトとの間に設け
られた一枚の板状体を巻回してなる円筒状フォイル部材
と、を有するフォイルガス軸受の製造方法において、上
型と下型とを有する凸部形成装置を用い、前記円筒状フ
ォイル部材の表面に凸部を形成可能な鋼球を下型に取り
付け、該上型と下型との間に板状体を挿入し、上方から
上型を押圧することにより、板状体の表面に凸部を形成
し、該凸部を有する板状体を巻回してなる円筒状フォイ
ル部材を軸受本体とシャフトとの間に取り付けることを
特徴とするフォイルガス軸受の製造方法である。請求項
１０の発明は、下型に取り付ける鋼球の突出量及び／又
は形状を変えることにより、板状体の凸部の高さ及び／
又は形状を調整する請求項９に記載のフォイルガス軸受
の製造方法である。請求項１１の発明は、マイクロガス
タービンに用いられる請求項１乃至８のいずれかに記載
のフォイルガス軸受である。
承する軸受本体と、該軸受本体とシャフトとの間に設け
られた一枚の板状体を巻回してなる円筒状フォイル部材
と、を有するフォイルガス軸受の製造方法において、上
型と下型とを有する凸部形成装置を用い、前記円筒状フ
ォイル部材の表面に凸部を形成可能な鋼球を下型に取り
付け、該上型と下型との間に板状体を挿入し、上方から
上型を押圧することにより、板状体の表面に凸部を形成
し、該凸部を有する板状体を巻回してなる円筒状フォイ
ル部材を軸受本体とシャフトとの間に取り付けることを
特徴とするフォイルガス軸受の製造方法である。請求項
１０の発明は、下型に取り付ける鋼球の突出量及び／又
は形状を変えることにより、板状体の凸部の高さ及び／
又は形状を調整する請求項９に記載のフォイルガス軸受
の製造方法である。請求項１１の発明は、マイクロガス
タービンに用いられる請求項１乃至８のいずれかに記載
のフォイルガス軸受である。
【００１４】請求項１に記載のフォイルガス軸受は、回
転するシャフトを支承する軸受本体と、該軸受本体とシ
ャフトとの間に設けられた一枚の板状体を巻回してなる
円筒状フォイル部材と、を有し、前記円筒状フォイル部
材が、該円筒状フォイル部材のシャフト側表面に軸方向
及び周方向に沿って多数の凸部を有する。該フォイルガ
ス軸受によれば、円筒状フォイル部材の軸方向及び周方
向に沿ってシャフト側に向かって突設された多数の凸部
の形状、数、高さ、間隔、配置を調節することができ、
支持剛性を任意に調節可能となり、設計自由度が大幅に
向上するものである。例えば、シャフトを強く支持した
い部分の凸部の密度を大きくするか、凸部の高さを高く
することで容易に達成できる。また、前記フォイルガス
軸受は、一枚の板状体を巻回した簡単な構造であるた
め、取り付け及び製造が容易で量産性に適していると共
に、高温高速条件下でも、劣化することなく、スムーズ
に動作することが可能なものである。
転するシャフトを支承する軸受本体と、該軸受本体とシ
ャフトとの間に設けられた一枚の板状体を巻回してなる
円筒状フォイル部材と、を有し、前記円筒状フォイル部
材が、該円筒状フォイル部材のシャフト側表面に軸方向
及び周方向に沿って多数の凸部を有する。該フォイルガ
ス軸受によれば、円筒状フォイル部材の軸方向及び周方
向に沿ってシャフト側に向かって突設された多数の凸部
の形状、数、高さ、間隔、配置を調節することができ、
支持剛性を任意に調節可能となり、設計自由度が大幅に
向上するものである。例えば、シャフトを強く支持した
い部分の凸部の密度を大きくするか、凸部の高さを高く
することで容易に達成できる。また、前記フォイルガス
軸受は、一枚の板状体を巻回した簡単な構造であるた
め、取り付け及び製造が容易で量産性に適していると共
に、高温高速条件下でも、劣化することなく、スムーズ
に動作することが可能なものである。
【００１５】請求項２に記載のフォイルガス軸受は、請
求項１において、円筒状フォイル部材の少なくとも最外
側フォイルが、そのシャフト側表面に軸方向及び周方向
に沿って多数の凸部を有するものである。その結果、支
持剛性を任意に調節可能となり、設計自由度が大幅に向
上するものである。
求項１において、円筒状フォイル部材の少なくとも最外
側フォイルが、そのシャフト側表面に軸方向及び周方向
に沿って多数の凸部を有するものである。その結果、支
持剛性を任意に調節可能となり、設計自由度が大幅に向
上するものである。
【００１６】請求項３に記載のフォイルガス軸受は、請
求項１又は２において、円筒状フォイル部材の最内側フ
ォイルが、凸部のない滑らかなシャフト側表面を有す
る。その結果、表面に多数の凸部を有し、支持剛性を任
意に調節可能な最外側フォイルと、凸部のない滑らかな
シャフト側表面を有する最内側フォイルとが相俟って、
設計自由度と高速高温運転時の安定性が向上する。
求項１又は２において、円筒状フォイル部材の最内側フ
ォイルが、凸部のない滑らかなシャフト側表面を有す
る。その結果、表面に多数の凸部を有し、支持剛性を任
意に調節可能な最外側フォイルと、凸部のない滑らかな
シャフト側表面を有する最内側フォイルとが相俟って、
設計自由度と高速高温運転時の安定性が向上する。
【００１７】請求項４に記載のフォイルガス軸受は、請
求項１から３において、前記円筒状フォイル部材が、一
枚の板状体を内側と外側の２重円筒状に巻回してなり、
該外側フォイルのシャフト側表面に多数の凸部を有する
と共に、前記内側フォイルが凸部のない滑らかなシャフ
ト側表面を有する。その結果、表面に凸部を形成した一
枚の板状体を２枚重ねて巻回しているため、該巻回され
た円筒状フォイル部材のバネ効果によりシャフトを安定
的に弾性支持することが可能となる。
求項１から３において、前記円筒状フォイル部材が、一
枚の板状体を内側と外側の２重円筒状に巻回してなり、
該外側フォイルのシャフト側表面に多数の凸部を有する
と共に、前記内側フォイルが凸部のない滑らかなシャフ
ト側表面を有する。その結果、表面に凸部を形成した一
枚の板状体を２枚重ねて巻回しているため、該巻回され
た円筒状フォイル部材のバネ効果によりシャフトを安定
的に弾性支持することが可能となる。
【００１８】請求項５に記載のフォイルガス軸受は、請
求項１から４において、前記円筒状フォイル部材が、一
枚の板状体を内側と中間と外側の３重円筒状に巻回して
なり、該外側フォイルには凸部がシャフト側に向かって
突設され、該外側フォイルの凸部間に中間フォイルの凸
部が突設されると共に、前記内側フォイルには凸部が形
成されていないものである。その結果、表面に凸部を形
成した一枚の板状体を３枚重ねて巻回しているため、該
巻回された円筒状フォイル部材のバネ効果によりシャフ
トを安定的に弾性支持することが可能となる。
求項１から４において、前記円筒状フォイル部材が、一
枚の板状体を内側と中間と外側の３重円筒状に巻回して
なり、該外側フォイルには凸部がシャフト側に向かって
突設され、該外側フォイルの凸部間に中間フォイルの凸
部が突設されると共に、前記内側フォイルには凸部が形
成されていないものである。その結果、表面に凸部を形
成した一枚の板状体を３枚重ねて巻回しているため、該
巻回された円筒状フォイル部材のバネ効果によりシャフ
トを安定的に弾性支持することが可能となる。
【００１９】請求項６に記載のフォイルガス軸受は、請
求項５において、外側フォイルの凸部間の中央に中間フ
ォイルの凸部が突設されているので、高速回転時の安定
性が更に向上するものである。
求項５において、外側フォイルの凸部間の中央に中間フ
ォイルの凸部が突設されているので、高速回転時の安定
性が更に向上するものである。
【００２０】請求項７に記載のフォイルガス軸受は、請
求項１から６において、円筒状フォイル部材の軸方向に
沿った一列の凸部群における両端部の凸部高さを中央部
の凸部高さよりも高く形成したものである。これによ
り、軸方向に沿った凸部群の中央部に比べて両端部の支
持剛性を大きくすることができ、シャフトが高速回転時
に生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安
定性が向上する。即ち、回転により圧力が生じると、支
持剛性が小さい軸受中央部のフォイルがより多く変形
し、この変形部が圧力溜のような機能を持ち、発生した
圧力を高いままで保持することができ、かかる高い気体
膜圧力を隙間内に保持することが軸受剛性を高め、高速
安定性を向上させることに寄与し得るものである。
求項１から６において、円筒状フォイル部材の軸方向に
沿った一列の凸部群における両端部の凸部高さを中央部
の凸部高さよりも高く形成したものである。これによ
り、軸方向に沿った凸部群の中央部に比べて両端部の支
持剛性を大きくすることができ、シャフトが高速回転時
に生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安
定性が向上する。即ち、回転により圧力が生じると、支
持剛性が小さい軸受中央部のフォイルがより多く変形
し、この変形部が圧力溜のような機能を持ち、発生した
圧力を高いままで保持することができ、かかる高い気体
膜圧力を隙間内に保持することが軸受剛性を高め、高速
安定性を向上させることに寄与し得るものである。
【００２１】請求項８に記載のフォイルガス軸受は、請
求項１〜７において、円筒状フォイル部材の軸方向に沿
った一列の凸部群における両端部の凸部間隔を中央部の
凸部間隔よりも密に形成したものである。これにより、
軸方向に沿った凸部群の中央部に比べて両端部の支持剛
性を大きくすることができ、シャフトが高速回転時に生
じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安定性
が向上するものである。即ち、回転により圧力が生じる
と、支持剛性が小さい軸受中央部のフォイルがより多く
変形し、この変形部が圧力溜のような機能を持ち、発生
した圧力を高いままで保持することができ、かかる高い
気体膜圧力を隙間内に保持することが軸受剛性を高め、
高速安定性を向上させることに寄与し得るものである。
求項１〜７において、円筒状フォイル部材の軸方向に沿
った一列の凸部群における両端部の凸部間隔を中央部の
凸部間隔よりも密に形成したものである。これにより、
軸方向に沿った凸部群の中央部に比べて両端部の支持剛
性を大きくすることができ、シャフトが高速回転時に生
じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安定性
が向上するものである。即ち、回転により圧力が生じる
と、支持剛性が小さい軸受中央部のフォイルがより多く
変形し、この変形部が圧力溜のような機能を持ち、発生
した圧力を高いままで保持することができ、かかる高い
気体膜圧力を隙間内に保持することが軸受剛性を高め、
高速安定性を向上させることに寄与し得るものである。
【００２２】請求項９に記載のフォイルガス軸受の製造
方法は、上型と下型とを有する凸部形成装置を用い、前
記円筒状フォイル部材の表面に凸部を形成可能な鋼球を
下型に取り付け、上型と下方との間に板状体を挿入し、
上方から上型を押圧することにより、板状体の表面に凸
部を形成し、該凸部を有する板状体を巻回してなる円筒
状フォイル部材を軸受本体とシャフトとの間に取り付け
るものである。これにより、バンプタイプのフォイルガ
ス軸受を構成する板状体（円筒状フォイル部材）表面に
凸部を効率良く形成することができ、従来に比べて、容
易に製造することができ、量産化が可能である。
方法は、上型と下型とを有する凸部形成装置を用い、前
記円筒状フォイル部材の表面に凸部を形成可能な鋼球を
下型に取り付け、上型と下方との間に板状体を挿入し、
上方から上型を押圧することにより、板状体の表面に凸
部を形成し、該凸部を有する板状体を巻回してなる円筒
状フォイル部材を軸受本体とシャフトとの間に取り付け
るものである。これにより、バンプタイプのフォイルガ
ス軸受を構成する板状体（円筒状フォイル部材）表面に
凸部を効率良く形成することができ、従来に比べて、容
易に製造することができ、量産化が可能である。
【００２３】請求項１０に記載のフォイルガス軸受の製
造方法は、請求項９において、下型に取り付ける鋼球の
突出量及び／又は形状を変えることにより、板状体の凸
部の高さ及び／又は形状を調整する。その結果、バンプ
タイプのフォイルガス軸受を構成する板状体の凸部の高
さ及び／又は形状を効率良く任意に調整することがで
き、これにより支持剛性を凸部の位置に応じて容易に変
えることができる。
造方法は、請求項９において、下型に取り付ける鋼球の
突出量及び／又は形状を変えることにより、板状体の凸
部の高さ及び／又は形状を調整する。その結果、バンプ
タイプのフォイルガス軸受を構成する板状体の凸部の高
さ及び／又は形状を効率良く任意に調整することがで
き、これにより支持剛性を凸部の位置に応じて容易に変
えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して更に詳しく説明する。 ＜第１の態様のフォイルガス軸受＞図１は、本発明の第
１の実施態様に係るフォイルガス軸受１０の断面図、図
２は、図１のフォイルガス軸受の円筒状フォイル部材の
外側フォイル１ａに設けられた凸部３の部分拡大図、を
それぞれ示す。なお、図１中８は円筒状フォイル部材１
の一端を固定するための止めネジであり、他端は固定さ
れておらず自由端となっている。なお、円筒状フォイル
部材の固定は、ネジ止めによる方法に限られず、溶接固
定などの適宜な固定手段を用いることができる。
して更に詳しく説明する。 ＜第１の態様のフォイルガス軸受＞図１は、本発明の第
１の実施態様に係るフォイルガス軸受１０の断面図、図
２は、図１のフォイルガス軸受の円筒状フォイル部材の
外側フォイル１ａに設けられた凸部３の部分拡大図、を
それぞれ示す。なお、図１中８は円筒状フォイル部材１
の一端を固定するための止めネジであり、他端は固定さ
れておらず自由端となっている。なお、円筒状フォイル
部材の固定は、ネジ止めによる方法に限られず、溶接固
定などの適宜な固定手段を用いることができる。
【００２５】このフォイルガス軸受１０は、高速回転す
るシャフト５を支承する軸受本体７と、該軸受本体７と
シャフト５との間に設けられた一枚の板状体を内側と中
間と外側の３重に巻回した円筒状フォイル部材１を有
し、これにより、軸受面を弾性的に支持することができ
るものである。
るシャフト５を支承する軸受本体７と、該軸受本体７と
シャフト５との間に設けられた一枚の板状体を内側と中
間と外側の３重に巻回した円筒状フォイル部材１を有
し、これにより、軸受面を弾性的に支持することができ
るものである。
【００２６】前記一枚の板状体を内側と中間と外側の３
重に巻回してなる円筒状フォイル部材１の断面形状は、
図１に示したように、断面略円形状に形成されている
が、この形状に限られず、円筒状フォイル部材に設ける
凸部の位置を調整することにより、変形させて、例え
ば、断面おむすび形状とすることもできる。
重に巻回してなる円筒状フォイル部材１の断面形状は、
図１に示したように、断面略円形状に形成されている
が、この形状に限られず、円筒状フォイル部材に設ける
凸部の位置を調整することにより、変形させて、例え
ば、断面おむすび形状とすることもできる。
【００２７】前記円筒状フォイル部材１の表面には、軸
方向及び周方向に沿ってシャフト側に向かって多数の凸
部３が突設されている。前記凸部３が、従来と比べて分
断されて存在するので、凸部３の形状、数、高さ、間
隔、配置を変えて、支持剛性を任意に調節することがで
き、設計自由度が大幅に向上する。
方向及び周方向に沿ってシャフト側に向かって多数の凸
部３が突設されている。前記凸部３が、従来と比べて分
断されて存在するので、凸部３の形状、数、高さ、間
隔、配置を変えて、支持剛性を任意に調節することがで
き、設計自由度が大幅に向上する。
【００２８】前記円筒状フォイル部材１は、図１に示し
たように、一枚の板状体を内側と中間と外側の３重円筒
状に巻回したものである。前記外側フォイル１ａには凸
部３がシャフト側（内側）に向かって多数突設され、該
外側フォイル１ａの凸部３間に中間フォイルｂの凸部３
が突設されると共に、前記内側フォイル１ｃには凸部３
が形成されておらず滑らかなシャフト側表面を有してい
る。このように、シャフト１１と接する面（シャフト側
表面）が滑らかであり、その下に弾性力を有する凸部が
形成されているので、軸受面を弾性的に支持できるもの
である。
たように、一枚の板状体を内側と中間と外側の３重円筒
状に巻回したものである。前記外側フォイル１ａには凸
部３がシャフト側（内側）に向かって多数突設され、該
外側フォイル１ａの凸部３間に中間フォイルｂの凸部３
が突設されると共に、前記内側フォイル１ｃには凸部３
が形成されておらず滑らかなシャフト側表面を有してい
る。このように、シャフト１１と接する面（シャフト側
表面）が滑らかであり、その下に弾性力を有する凸部が
形成されているので、軸受面を弾性的に支持できるもの
である。
【００２９】前記外側フォイル１ａの凸部３間のほぼ中
央に中間フォイル１ｂの凸部３がくるように突設されて
いることが、弾性支持効果を高める観点から望ましい。
なお、外側フォイル１ａに形成される凸部３と、中間フ
ォイル１ｂに形成される凸部３の形状、突出量（高さ）
は同じであることが好ましい。
央に中間フォイル１ｂの凸部３がくるように突設されて
いることが、弾性支持効果を高める観点から望ましい。
なお、外側フォイル１ａに形成される凸部３と、中間フ
ォイル１ｂに形成される凸部３の形状、突出量（高さ）
は同じであることが好ましい。
【００３０】ここで、図３（Ａ）〜（Ｄ）は、図２にお
ける円筒状フォイル部材１の外側フォイル１ａの凸部３
をＸ−Ｘ線に沿った断面図である。なお、円筒状フォイ
ル部材の中間フォイル１ｂについても同様の構造をとっ
ている。
ける円筒状フォイル部材１の外側フォイル１ａの凸部３
をＸ−Ｘ線に沿った断面図である。なお、円筒状フォイ
ル部材の中間フォイル１ｂについても同様の構造をとっ
ている。
【００３１】また、図３（Ａ）に示すように、通常、外
側フォイル１ａの凸部３は、凸部と凸部との間隔Ｈが等
間隔であり、凸部は同じ高さＨに形成されているが、本
発明のフォイルガス軸受では、支持剛性を任意に調節し
最適化を図る目的で、凸部高さ及び凸部間隔を適宜調整
することが好ましい。
側フォイル１ａの凸部３は、凸部と凸部との間隔Ｈが等
間隔であり、凸部は同じ高さＨに形成されているが、本
発明のフォイルガス軸受では、支持剛性を任意に調節し
最適化を図る目的で、凸部高さ及び凸部間隔を適宜調整
することが好ましい。
【００３２】例えば、図３（Ｂ）に示したように、円筒
状フォイル部材１の軸方向に沿った一列の凸部群におけ
る両端部の凸部高さＨ１が中央部の凸部高さＨ２よりも
高く形成されていることが好ましい。その結果、軸方向
に沿った一列の凸部群の中央部に比べて両端部の支持剛
性を大きくすることができ、シャフトが高速回転する際
に生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安
定性を向上させることができる点で好ましい。
状フォイル部材１の軸方向に沿った一列の凸部群におけ
る両端部の凸部高さＨ１が中央部の凸部高さＨ２よりも
高く形成されていることが好ましい。その結果、軸方向
に沿った一列の凸部群の中央部に比べて両端部の支持剛
性を大きくすることができ、シャフトが高速回転する際
に生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安
定性を向上させることができる点で好ましい。
【００３３】また、図３（Ｃ）に示したように、円筒状
フォイル部材１の軸方向に沿った一列の凸部群における
両端部の凸部間隔Ｌ１が中央部の凸部間隔Ｌ２よりも密
に形成されていることが好ましい。その結果、軸方向に
沿った一列の凸部群の中央部に比べて両端部の支持剛性
を大きくすることができ、シャフトが高速回転する際に
生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安定
性を向上させることができる点で好ましい。
フォイル部材１の軸方向に沿った一列の凸部群における
両端部の凸部間隔Ｌ１が中央部の凸部間隔Ｌ２よりも密
に形成されていることが好ましい。その結果、軸方向に
沿った一列の凸部群の中央部に比べて両端部の支持剛性
を大きくすることができ、シャフトが高速回転する際に
生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速回転時の安定
性を向上させることができる点で好ましい。
【００３４】更に、図３（Ｄ）に示したように、円筒状
フォイル部材１の軸方向に沿った一列の凸部群における
両端部の凸部高さＨ１が中央部の凸部高さＨ２よりも高
く形成すると共に、両端部の凸部間隔Ｌ１が中央部の凸
部間隔Ｌ２よりも密に形成することが好ましい。その結
果、軸方向に沿った一列の凸部群の中央部に比べて両端
部の支持剛性を大きくすることができ、シャフトが高速
回転する際に生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速
回転時の安定性を向上させることができる点で好まし
い。
フォイル部材１の軸方向に沿った一列の凸部群における
両端部の凸部高さＨ１が中央部の凸部高さＨ２よりも高
く形成すると共に、両端部の凸部間隔Ｌ１が中央部の凸
部間隔Ｌ２よりも密に形成することが好ましい。その結
果、軸方向に沿った一列の凸部群の中央部に比べて両端
部の支持剛性を大きくすることができ、シャフトが高速
回転する際に生じる圧力を軸受中央部に保持し得、高速
回転時の安定性を向上させることができる点で好まし
い。
【００３５】なお、前記凸部の高さ及び凸部間隔は、目
的に応じて適宜選定されるが、通常、凸部の高さは０．
１ｍｍから１．０ｍｍ、凸部間隔は２ｍｍ〜１０ｍｍ程
度であり、凸部形状は断面半円乃至楕円形状であること
が好ましい。
的に応じて適宜選定されるが、通常、凸部の高さは０．
１ｍｍから１．０ｍｍ、凸部間隔は２ｍｍ〜１０ｍｍ程
度であり、凸部形状は断面半円乃至楕円形状であること
が好ましい。
【００３６】図４は、円筒状フォイル部材１を形成する
１枚の板状体の平面図であり、内側フォイル１ｃ表面に
は凸部のない平滑面であり、中間フォイル１ｂの表面に
は凸部３が突設されており、外側フォイル１ａの表面に
は凸部３が形成されている。この１枚の板状体を矢印方
向に巻回することにより、内側と中間と外側の３重円筒
状のフォイル部材を形成することができる。この場合、
凸部の形状、数、高さ、間隔、配置を自由に変えること
ができる。
１枚の板状体の平面図であり、内側フォイル１ｃ表面に
は凸部のない平滑面であり、中間フォイル１ｂの表面に
は凸部３が突設されており、外側フォイル１ａの表面に
は凸部３が形成されている。この１枚の板状体を矢印方
向に巻回することにより、内側と中間と外側の３重円筒
状のフォイル部材を形成することができる。この場合、
凸部の形状、数、高さ、間隔、配置を自由に変えること
ができる。
【００３７】前記一枚の板状体１の材料としては、特に
制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる
が、例えば、インコネル、ベリリウム鋼等のバネ鋼やス
テンレス鋼などが好適に用いられ、板状体の厚みは、特
に制限されないが、通常０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度
である。
制限はなく、目的に応じて適宜選定することができる
が、例えば、インコネル、ベリリウム鋼等のバネ鋼やス
テンレス鋼などが好適に用いられ、板状体の厚みは、特
に制限されないが、通常０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度
である。
【００３８】前記シャフト５は、１００００〜２５００
００ｒｐｍで高速回転するものであり、例えば、軸径が
１５〜７０ｍｍのものが好適である。前記軸受本体７
は、厚肉円筒状に金属材料にて形成されている。
００ｒｐｍで高速回転するものであり、例えば、軸径が
１５〜７０ｍｍのものが好適である。前記軸受本体７
は、厚肉円筒状に金属材料にて形成されている。
【００３９】この第１の実施態様のフォイルガス軸受
は、表面に凸部を形成した一枚の板状体を３枚重ねて巻
回しているため、該巻回された円筒状フォイル部材のバ
ネ効果によりシャフトを弾性支持することが可能とな
る。
は、表面に凸部を形成した一枚の板状体を３枚重ねて巻
回しているため、該巻回された円筒状フォイル部材のバ
ネ効果によりシャフトを弾性支持することが可能とな
る。
【００４０】＜第２の態様のフォイルガス軸受＞本発明
のフォイルガス軸受の第２の態様は、図５に示したよう
に、軸受本体７とシャフト５との間に設けられた円筒状
フォイル部材１が、一枚の板状体を内側と外側の２重円
筒状に巻回してなり、該外側フォイル１ａには凸部３が
シャフト側に向かって突設されると共に、前記内側フォ
イル１ｃには凸部が形成されておらず、滑らかなシャフ
ト側表面を形成しているものである。図５中８は、円筒
状フォイル部材１を固定するためのネジである。
のフォイルガス軸受の第２の態様は、図５に示したよう
に、軸受本体７とシャフト５との間に設けられた円筒状
フォイル部材１が、一枚の板状体を内側と外側の２重円
筒状に巻回してなり、該外側フォイル１ａには凸部３が
シャフト側に向かって突設されると共に、前記内側フォ
イル１ｃには凸部が形成されておらず、滑らかなシャフ
ト側表面を形成しているものである。図５中８は、円筒
状フォイル部材１を固定するためのネジである。
【００４１】この第２の態様のフォイルガス軸受は、円
筒状フォイル部材が一枚の板状体を内側と外側の２重に
巻回したものであり、前記第１の態様のフォイルガス軸
受よりも構造が簡単であるため、取り付け易く、安価に
効率よく製造することができるものである。
筒状フォイル部材が一枚の板状体を内側と外側の２重に
巻回したものであり、前記第１の態様のフォイルガス軸
受よりも構造が簡単であるため、取り付け易く、安価に
効率よく製造することができるものである。
【００４２】前記第２の態様のフォイルガス軸受は、上
記の点以外は、前記第１の実施態様と差異はないので、
同一の部材には同じ符号を付してその詳細な説明を省略
する。
記の点以外は、前記第１の実施態様と差異はないので、
同一の部材には同じ符号を付してその詳細な説明を省略
する。
【００４３】前記第１又は第２の実施態様に係るフォイ
ルガス軸受において、必要に応じて、シャフト５と軸受
本体７との間、円筒状フォイル部材１の表面に、二硫化
モリブデン、酸化クロム、カリウム系の複酸化物等の固
体潤滑剤を用いることで摺動部の保護と摩擦力の調整を
行うことができる。
ルガス軸受において、必要に応じて、シャフト５と軸受
本体７との間、円筒状フォイル部材１の表面に、二硫化
モリブデン、酸化クロム、カリウム系の複酸化物等の固
体潤滑剤を用いることで摺動部の保護と摩擦力の調整を
行うことができる。
【００４４】なお、本発明のフォイルガス軸受におい
て、円筒状フォイル部材を４重又は５重に巻回したもの
を用いることも可能である。
て、円筒状フォイル部材を４重又は５重に巻回したもの
を用いることも可能である。
【００４５】次に、本発明のフォイルガス軸受の製造方
法は、図６に示したような上型３１と下型３２とを有す
る凸部形成装置３０を用い、前記円筒状フォイル部材の
表面に凸部を形成可能な鋼球３３を下型３２に取り付
け、上型３１と下型３２との間に板状体１を挿入し、上
方から上型３１を押圧することにより、板状体の表面に
凸部３を形成し、該凸部３を有する板状体１を巻回して
なる円筒状フォイル部材１を軸受本体７とシャフト５と
の間に取り付けるものである。なお、上型３１には下型
に取り付けた鋼球に対応した形状の凹部３５が形成され
ている。
法は、図６に示したような上型３１と下型３２とを有す
る凸部形成装置３０を用い、前記円筒状フォイル部材の
表面に凸部を形成可能な鋼球３３を下型３２に取り付
け、上型３１と下型３２との間に板状体１を挿入し、上
方から上型３１を押圧することにより、板状体の表面に
凸部３を形成し、該凸部３を有する板状体１を巻回して
なる円筒状フォイル部材１を軸受本体７とシャフト５と
の間に取り付けるものである。なお、上型３１には下型
に取り付けた鋼球に対応した形状の凹部３５が形成され
ている。
【００４６】また、図示を省略しているが、前記上下型
を有する凸部形成装置３０を複数台並べて、板状体に連
続的かつ大量に凸部形成することができる。
を有する凸部形成装置３０を複数台並べて、板状体に連
続的かつ大量に凸部形成することができる。
【００４７】この場合、図７に示したように、前記下型
３２に取り付ける鋼球３３の突出量及び／又は形状を変
えることにより、板状体（円筒状フォイル部材１）に形
成される凸部３の高さ及び／又は形状を適宜調整するこ
とができる。また、凸部の数、間隔、配置の調整も容易
に行うことができる。
３２に取り付ける鋼球３３の突出量及び／又は形状を変
えることにより、板状体（円筒状フォイル部材１）に形
成される凸部３の高さ及び／又は形状を適宜調整するこ
とができる。また、凸部の数、間隔、配置の調整も容易
に行うことができる。
【００４８】前記凸部形成装置３０を用いた本発明のフ
ォイルガス軸受の製造方法によれば、一枚の板状体１を
差込み、押圧するだけの簡単な操作で、図８に示したよ
うな円筒状フォイル部材（板状体）１に多数の凸部３を
効率良く形成することができる。この場合、凸部の形
状、数、高さ、間隔、配置を自由に変えることができ、
支持剛性を任意に調節可能となり、設計自由度が大幅に
向上するものである。
ォイルガス軸受の製造方法によれば、一枚の板状体１を
差込み、押圧するだけの簡単な操作で、図８に示したよ
うな円筒状フォイル部材（板状体）１に多数の凸部３を
効率良く形成することができる。この場合、凸部の形
状、数、高さ、間隔、配置を自由に変えることができ、
支持剛性を任意に調節可能となり、設計自由度が大幅に
向上するものである。
【００４９】なお、本発明のフォイルガス軸受は、特に
制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、マイクロガスタービン、コンプレッサ、膨張器
などの高速回転軸の軸受に用いることができる。これら
の中でも、コンビニ、ホテルなどにおける分散電源シス
テムにおける図９に示したような、マイクロガスタービ
ン４０の高速高温シャフト４１を支持するフォイルガス
軸受１０として好適に用いることができるものである。
制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、マイクロガスタービン、コンプレッサ、膨張器
などの高速回転軸の軸受に用いることができる。これら
の中でも、コンビニ、ホテルなどにおける分散電源シス
テムにおける図９に示したような、マイクロガスタービ
ン４０の高速高温シャフト４１を支持するフォイルガス
軸受１０として好適に用いることができるものである。
【００５０】以上、本発明のフォイルガス軸受及びその
製造方法の一実施形態について詳細に説明したが、本発
明は、前記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変更しても差し支えない。
製造方法の一実施形態について詳細に説明したが、本発
明は、前記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変更しても差し支えない。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、前記円筒状フォイル部
材の軸方向及び周方向に沿ってシャフト側に向かって突
設された多数の凸部を形成し、これら凸部の形状、数、
高さ、間隔、配置を変えることにより、支持剛性を任意
に調節可能な設計自由度の高いバンプタイプのフォイル
ガス軸受が得られ、特に、分散電源システムにおけるマ
イクロガスタービン用の軸受として好適なものである。
材の軸方向及び周方向に沿ってシャフト側に向かって突
設された多数の凸部を形成し、これら凸部の形状、数、
高さ、間隔、配置を変えることにより、支持剛性を任意
に調節可能な設計自由度の高いバンプタイプのフォイル
ガス軸受が得られ、特に、分散電源システムにおけるマ
イクロガスタービン用の軸受として好適なものである。
【００５２】また、本発明によれば、前記円筒状フォイ
ル部材が、一枚の板状体を内側と中間と外側の３重円筒
状に巻回してなり、該外側フォイルには凸部がシャフト
側に向かって突設され、該外側フォイルの凸部間に中間
フォイルの凸部がシャフト側に向かって突設されると共
に、前記内側フォイルには凸部が形成されていないの
で、円筒状フォイル部材のバネ効果によりシャフトを安
定的に弾性支持することが可能となる。
ル部材が、一枚の板状体を内側と中間と外側の３重円筒
状に巻回してなり、該外側フォイルには凸部がシャフト
側に向かって突設され、該外側フォイルの凸部間に中間
フォイルの凸部がシャフト側に向かって突設されると共
に、前記内側フォイルには凸部が形成されていないの
で、円筒状フォイル部材のバネ効果によりシャフトを安
定的に弾性支持することが可能となる。
【００５３】また、本発明によれば、円筒状フォイル部
材の軸方向に沿った一列の凸部群における両端部の凸部
高さを中央部の凸部高さよりも高く形成するか、又は円
筒状フォイル部材の軸方向に沿った一列の凸部群におけ
る両端部の凸部間隔を中央部の凸部間隔よりも密に形成
することにより、軸方向に沿った凸部群の中央部に比べ
て両端部の支持剛性を大きくすることができ、シャフト
が高速回転時に生じる圧力だまりの分布の不均衡を平準
化し得、高速回転時の安定性が向上する。
材の軸方向に沿った一列の凸部群における両端部の凸部
高さを中央部の凸部高さよりも高く形成するか、又は円
筒状フォイル部材の軸方向に沿った一列の凸部群におけ
る両端部の凸部間隔を中央部の凸部間隔よりも密に形成
することにより、軸方向に沿った凸部群の中央部に比べ
て両端部の支持剛性を大きくすることができ、シャフト
が高速回転時に生じる圧力だまりの分布の不均衡を平準
化し得、高速回転時の安定性が向上する。
【００５４】また、本発明のフォイルガス軸受の製造方
法によれば、バンプタイプのフォイルガス軸受の円筒状
フォイル部材を構成する板状体に凸部を効率良く形成す
ることができ、この円筒状フォイル部材は取り付け及び
製造が容易で量産性に適していると共に、高温高速条件
下でも、劣化することなく、スムーズに動作することが
可能なものである。
法によれば、バンプタイプのフォイルガス軸受の円筒状
フォイル部材を構成する板状体に凸部を効率良く形成す
ることができ、この円筒状フォイル部材は取り付け及び
製造が容易で量産性に適していると共に、高温高速条件
下でも、劣化することなく、スムーズに動作することが
可能なものである。
【図１】図１は、本発明の第１実施態様に係るフォイル
ガス軸受の一例を示す断面図である。
ガス軸受の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、円筒状フォイル部材の外側フォイルの
凸部の部分拡大図である。
凸部の部分拡大図である。
【図３】図３は、図２のＸ−Ｘ線に沿った概略断面図で
ある。
ある。
【図４】図４は、円筒状フォイル部材の展開図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施態様に係るフォイル
ガス軸受を示す断面図である。
ガス軸受を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の凸部形成装置の一例を示す概
略斜視図である。
略斜視図である。
【図７】図７は、図６の凸部形成装置の上下型の部分拡
大図である。
大図である。
【図８】図８は、表面に凸部が形成された１枚の板状体
の概略斜視図である。
の概略斜視図である。
【図９】図９は、マイクロガスタービンの一例を示す側
面図である。
面図である。
【図１０】図１０は、従来のリーフフォイル型のフォイ
ルガス軸受の一例を示す断面図である。
ルガス軸受の一例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、従来のバンプフォイル型のフォイ
ルガス軸受の一例を示す断面図である。
ルガス軸受の一例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図１１のバンプフォイルの部分拡
大図である。
大図である。
１ 円筒状フォイル部材
１ａ 外側フォイル
１ｂ 中間フォイル
１ｃ 内側フォイル
３ 凸部
５ シャフト
７ 軸受本体
８ 固定ネジ
１０ フォイルガス軸受
３０ 凸部形成装置
３１ 上型
３２ 下型
４０ マイクロガスタービン
Claims (11)
- 【請求項１】 回転するシャフトを支承する軸受本体
と、該軸受本体とシャフトとの間に設けられた一枚の板
状体を巻回してなる円筒状フォイル部材と、を有するフ
ォイルガス軸受であって、 前記円筒状フォイル部材が、該円筒状フォイル部材のシ
ャフト側表面に軸方向及び周方向に沿って多数の凸部を
設けたことを特徴とするフォイルガス軸受。 - 【請求項２】 前記円筒状フォイル部材の少なくとも最
外側フォイルが、そのシャフト側表面に軸方向及び周方
向に沿って多数の凸部を有する請求項１に記載のフォイ
ルガス軸受。 - 【請求項３】 前記円筒状フォイル部材の最内側フォイ
ルが、凸部のない滑らかなシャフト側表面を有する請求
項１又は２に記載のフォイルガス軸受。 - 【請求項４】 前記円筒状フォイル部材が、一枚の板状
体を内側と外側の２重円筒状に巻回してなり、該外側フ
ォイルのシャフト側表面に多数の凸部を有すると共に、
前記内側フォイルが凸部のない滑らかなシャフト側表面
を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のフォイルガ
ス軸受。 - 【請求項５】 前記円筒状フォイル部材が、一枚の板状
体を内側と中間と外側の３重円筒状に巻回してなり、該
外側フォイル及び中間フォイルのシャフト側表面にそれ
ぞれ多数の凸部が設けられ、前記外側フォイルの凸部間
に前記中間フォイルの凸部が設けられていると共に、前
記内側フォイルが凸部のない滑らかなシャフト側表面を
有する請求項１乃至３のいずれかに記載のフォイルガス
軸受。 - 【請求項６】 外側フォイルの凸部間の中央に中間フォ
イルの凸部が突設されている請求項５に記載のフォイル
ガス軸受。 - 【請求項７】 円筒状フォイル部材の軸方向に沿った一
列の凸部群における両端部の凸部高さが中央部の凸部高
さよりも高く形成されている請求項１乃至６のいずれか
に記載のフォイルガス軸受。 - 【請求項８】 円筒状フォイル部材の軸方向に沿った一
列の凸部群における両端部の凸部間隔が中央部の凸部間
隔よりも密に形成されている請求項１乃至７のいずれか
に記載のフォイルガス軸受。 - 【請求項９】 回転するシャフトを支承する軸受本体
と、該軸受本体とシャフトとの間に設けられた一枚の板
状体を巻回してなる円筒状フォイル部材と、を有するフ
ォイルガス軸受の製造方法において、 上型と下型とを有する凸部形成装置を用い、前記円筒状
フォイル部材の表面に凸部を形成可能な鋼球を下型に取
り付け、該上型と下型との間に板状体を挿入し、上方か
ら上型を押圧することにより、板状体の表面に凸部を形
成し、該凸部を有する板状体を巻回してなる円筒状フォ
イル部材を軸受本体とシャフトとの間に取り付けること
を特徴とするフォイルガス軸受の製造方法。 - 【請求項１０】 下型に取り付ける鋼球の突出量及び／
又は形状を変えることにより、板状体の凸部の高さ及び
／又は形状を調整する請求項９に記載のフォイルガス軸
受の製造方法。 - 【請求項１１】 マイクロガスタービンに用いられる請
求項１乃至８のいずれかに記載のフォイルガス軸受。
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| JP2002048260A JP2003247542A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | フォイルガス軸受及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
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