JP2006234036A - 液体潤滑フォイル式動圧軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォイル式動圧軸受を高い剛性及び減衰性を有するものとして様々な回転機械に対し適用できるようにする。
【解決手段】 内周面を支承面とする軸受ケース４０の内側に、多重巻きしたフォイル４１を収納して、該フォイル４１自身の径方向外向きの弾性力により支承面の内側に圧接させて保持させる。フォイル４１の最内層のフォイル４１ａの内側に、回転機械のジャーナル４２を挿通位置させる。フォイル４１が配されている軸受ケース４０とジャーナル４２との間の領域に、水４３を満たして水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉを形成する。
ジャーナル４２が回転するときに連れまわされる水４３が、最内層のフォイル４１ａとジャーナル４２の外周面との間の楔状の隙間に導かれるようにし、この隙間で圧力が高められる水４３の膜によりジャーナル４２の負荷を支承させる。
【選択図】図１

Description

本発明は回転機械の軸の回転により該軸と軸受ケースの支承面に配設したフォイルとの間の隙間へ連れ回される液体の膜圧により上記軸の負荷を支えて潤滑を行う液体潤滑フォイル式動圧軸受に関するものである。

近年、軸受としては、潤滑剤として気体を用いるようにしたすべり軸受であるガス軸受（気体軸受）が注目されている。この種のガス軸受の１つの形式としては、軸と軸受の相対向する面同士が相対的に移動できるようにし、且つ両者の隙間が移動の方向（軸の回転方向）に徐々に狭くなるような形状とさせることにより、軸の周囲の気体がその粘性により上記軸の回転に連れまわされて上記軸と軸受との隙間へ引きずり込まれることで圧力（動圧）を発生することができるようにし、この軸と軸受の隙間に存在する気体の膜の圧力によって軸の負荷を支えることで潤滑を行うようにした動圧型の気体軸受がある。

更に、上記動圧型の気体軸受の一つの形式として、軸受ケースの支承面に、支承すべき軸との間に該軸の回転方向下流側が絞られるような隙間を形成するためのフォイルを取り付け、該フォイルを介在させた状態で軸を支持させるようにしたフォイル式の動圧気体軸受がある。

かかるフォイル式の動圧気体軸受としては、たとえば、図６（イ）（ロ）及び図７（イ）（ロ）にそれぞれ示す如きフォイル式の動圧ジャーナル気体軸受や、図８（イ）（ロ）（ハ）に示す如きフォイル式の動圧スラスト気体軸受がある。

すなわち、図６（イ）（ロ）に示したフォイル式の動圧ジャーナル気体軸受は、内周面を支承面とするブッシュ状の軸受ケース１の内部に、図６（ロ）に示す如く、片面（裏面）の全長に亘り幅方向に延びる多数の線状突起３を複数本ごとにピッチをずらして設けた構成としてなるフォイル（弾性薄板）２を、図６（イ）に示す如く、各線状突起３が設けてある面が外周側となるように多重巻きにして収納し、該多重巻きしたフォイル２の内外の各層で線状突起３が互い違いに配されるようにして、フォイル２自身の径方向外方への弾力により最外層の線状突起３を軸受ケース１の支承面に圧接させて取り付けるようにしてあり、且つ他の層の内側に位置する各層では、それぞれ外周面側に設けられている線状突起３が、その外側の層における隣接する各線状突起３同士の間に形成される梁部４に接触させられるようにしてなる構成としてある。５はジャーナルである。

かかる構成としてあることにより、上記フォイル式の動圧ジャーナル気体軸受では、最内周の層（以下、トップフォイルという）２ａの内側に所要の回転機械のジャーナル５を挿通位置させるようにすると、該ジャーナル５が回転するときには、ジャーナル５が多少偏心することによってジャーナル５の外周面と上記フォイル２におけるトップフォイル２ａとの間に、ジャーナル５の回転方向下流側へ行くにしたがって徐々に絞られる楔状の隙間が形成されて、上記回転するジャーナル５の外周面に連れまわされる空気が上記楔状の隙間へ引きずり込まれて圧力が高められる（動圧が発生される）ようにし、このジャーナル５とトップフォイル２ａとの間の空気の膜圧力によりジャーナル５の負荷が支えられるようにして、該ジャーナル５が、トップフォイル２ａと非接触状態で回転される、すなわち、空気膜による潤滑を行わせることができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。

又、図７（イ）（ロ）に示したフォイル式の動圧ジャーナル気体軸受は、内周面を支承面とするブッシュ状の軸受ケース１の内部に、図７（ロ）に示す如く、全長に亘り幅方向に延びる多数の溝７を複数本ごとに異なるピッチで設けた構成としてなるフォイル（弾性薄板）６を、図７（イ）に示す如く、各溝７を折目として屈曲させることにより多重巻きにして収納し、該多重巻きしたフォイル６の長手方向に交互に形成される梁部８と屈曲部９とにより内外の各層をそれぞれ多円弧形状となるようにして、フォイル６自身の径方向外方への弾力により最外層の屈曲部９を軸受ケース１の支承面に圧接させて取り付けるようにしてあり、且つ他の層の内側に位置する各層では、それぞれの屈曲部９が、その外側に位置する層の梁部８に接触させられて多円弧形状に保持されるようにしてなる構成としてある。

かかる構成としてあることにより、上記フォイル式の動圧ジャーナル気体軸受では、多円弧形状としてある最内周の層（以下、トップフォイルという）６ａにおける梁部８の内側に所要の回転機械のジャーナル５を挿通位置させることにより、上記多円弧形状としてあるトップフォイル６ａの梁部８とジャーナル５の外周面との間に、ジャーナル５の回転方向下流側へ行くにしたがって徐々に絞られる楔状の隙間が形成されるようにしてあり、この状態にて、ジャーナル５が回転するときには、該ジャーナル５の外周面に連れまわされる空気が、上記トップフォイル６ａの梁部８とジャーナル５の外周面との間に形成されている楔状の隙間へ引きずりこまれて圧力が高められる（動圧が発生される）ようにし、このジャーナル５とトップフォイル６ａとの間の空気の膜圧力によりジャーナル５の負荷が支えられるようにして、該ジャーナル５が、空気膜により潤滑されて、トップフォイル６ａと非接触状態で回転することができるようにしてある（たとえば、特許文献２参照）。

上記図６（イ）（ロ）及び図７（イ）（ロ）に示した各フォイル式の動圧ジャーナル気体軸受は、いずれも、軸受ケース１の支承面に配してあるフォイル２，６、特に、トップフォイル２ａ，６ａの外周側の各層のフォイル（バックフォイル）２ｂ、６ｂが撓むことでジャーナル５の振れを許容できると共に、該フォイル２，６の有する弾性により調心性に優れた軸受とすることができるものとなっている。更に、軸受ケース１の支承面の構造が簡単であると共に、軸受ケース１の支承面とジャーナル５の外周面との隙間に多少誤差が生じていても、両者の間に介装するフォイル２，６の弾性により吸収させることができるため、あまり高い加工精度が要求されないことから、製作が容易という利点を有している。

図８（イ）（ロ）（ハ）に示したフォイル式の動圧スラスト気体軸受は、以下のような構成としてある。すなわち、回転軸１９の軸端部を貫通させる孔１１を有する軸受ケース１０の支承面上に、中央部に上記回転軸１９の軸端部を貫通させる孔を有する円板状の複数枚（図では３枚）のフォイル１２，１３，１４を、孔の位置をそれぞれ一致させた状態で積層して組み付ける。且つ上記各フォイル１２，１３，１４のうち、最上層のフォイル（以下、トップフォイルという）１２は、図８（ロ）及び図８（ハ）に示す如く、軸受面となる表面（上面）に、外周端部より回転軸１９の回転方向に沿って内周へ向かう対数螺旋の溝、所謂スパイラル溝１５を、溝幅が外周側より内周側へ行くにしたがって徐々に狭くなるように設けてなる構成としてある。更に、他の下層の複数枚のフォイル１３，１４は、それぞれ柔構造とすると共に、それぞれのフォイル１３及び１４の裏面（下面）に、図８（ロ）に示す如く、半径方向に一定の間隔で周方向に平行に延びる突起１６を、上下に重なるフォイル１３と１４で半径方向に交互に位置をずらして配設すると共に、該各フォイル１３と１４に、半径方向内側から各々最大半径位置の突起まで達するスリット１７を半径方向に設けた構成とするか、あるいは、図８（ハ）に示す如く、それぞれのフォイル１３及び１４の裏面に、周方向所要間隔で放射方向に延びる突起１８を、上下に重なるフォイル１３と１４で周方向に交互に位置をずらして配設してなる構成としてある。

かかる構成としてあることにより、上記フォイル式の動圧スラスト気体軸受では、支承させるべき回転軸１９の軸端部を、上記各フォイル１２，１３，１４の孔に貫通させてから、軸受ケース１０の孔１１に挿入させるようにすると共に、該回転軸１９の軸端部に取り付けてあるスラストカラー２０を、上記トップフォイル１２の上面に載置させた構成とすると、上記回転軸１９を回転させるときには、該回転軸１９と一緒に回転するスラストカラー２０の底面に連れまわされる空気が、上記トップフォイル１２に設けてあるスパイラル溝１５へ外周端部より引きずり込まれた後、該スパイラル溝１５内を、溝幅が徐々に狭くなる内周方向へ導かれることで圧力が高められるようにしてある。これにより、トップフォイル１２の表面と、回転軸１９のスラストカラー２０との間の空気の膜圧力により、スラストカラー２０を介して回転軸１９の負荷が支えられるようにして、該回転軸１９が、空気膜により潤滑されて、トップフォイル１２と非接触状態で回転することができるようにしてある（たとえば、特許文献３参照）。

上記フォイル式の動圧スラスト気体軸受においても、軸受ケース１０の支承面に配設してあるフォイル１２，１３，１４、特に、トップフォイル１２の下層に配されている各フォイル（バックフォイル）１３，１４の層が撓むことで軸１９の振れを許容できると共に、調心性に優れた軸受とすることができるものとなっている。更には、軸受ケース１０の支承面の構造が簡単であることから、製作が容易という利点を有している。

一方、一般の各種回転機械にて回転する軸を支持するために用いられるすべり軸受型のジャーナル軸受（ラジアル軸受）やスラスト軸受としては、軸受面と、該軸受面にて受けられる軸の所要個所との間に、潤滑剤としての油を供給して、上記軸受面と軸との間に油膜を形成させることにより潤滑を行わせる油軸受が広く使用されている。

すなわち、回転機械として、たとえば、図９にその一例の概略を示す如き中間支持軸受方式のターボチャージャでは、タービン車室２１とコンプレッサ車室２２とを軸受車室２３を介して一体構造とし、上記タービン車室２１内のタービンホイール２４とコンプレッサ車室２２内のコンプレッサホイール２５とを両端部にそれぞれ連結して該各ホイール２４と２５を一緒に回転させるようにするためのタービン軸２６を、上記軸受車室２３における円筒状に加工された軸受ハウジング２７に、該軸受ハウジング２７の軸方向両端部に嵌入させたジャーナル軸受２８を介して回転自在に支持させるようにしてある。更に、上記軸受車室２３には、外周部所要個所より径方向内向きに延びて先端が軸受ハウジング２７のやや外周側位置に達する給油通路２９ａと、該径方向の給油通路２９ａの先端部に連通され且つ軸受ハウジング２７の片側位置（図上上側位置）にて該軸受ハウジング２７に沿って平行に延びる軸方向の給油通路２９ｂと、該軸方向の給油通路２９ｂの両端部よりそれぞれ径方向内向きに延びて上記軸受ハウジング２７における各ジャーナル軸受２８の背面部に達する径方向の給油通路２９ｃと、ジャーナル軸受２８の背面に沿うよう軸受ハウジング２７の内周壁面に周方向の全周に亘り溝状に設けられた周方向の給油通路２９ｄとが設けられており、外部の図示しない油供給部より各ジャーナル軸受２８の背面部まで導かれた潤滑剤としての油３０を、該各ジャーナル軸受２８における周方向所要間隔位置に径方向に貫通するよう穿設してある給油孔３１を通して該ジャーナル軸受２８の内側、すなわち、該ジャーナル軸受２８の軸受面とタービン軸２６との間に供給して潤滑を行なわせるようにしてある。

かかる構成としてあることにより、エンジンの排気によって上記タービンホイール２４が回転させられるときに、タービン軸２６を、上記油３０にて潤滑しながらジャーナル軸受２８の内側で滑らかに回転させることにより、上記タービンホイール２４の回転を、タービン軸２６を介し上記コンプレッサホイール２５へ伝えて、回転する該コンプレッサホイール２５により給気を圧縮して図示しないエンジンへ供給できるようにしてある。

なお、上記ジャーナル軸受２８の潤滑に供された油３０は、その後、該各ジャーナル軸受２８の軸受面とタービン軸２６との間を通して軸受ハウジング２７における軸方向の中央部へ集められた後、油排出通路３２を経て、オイルパン等の図示しない油回収部へ回収するようにしてある（たとえば、特許文献４参照）。

更に、図１０に示す如く、１つのモータにより駆動される第１圧縮部３３と第２圧縮部３４で気体を２段に圧縮するようにしてある２段圧縮装置において、長手方向中間部にモータロータ３６を、又、長手方向両端部に第１圧縮部３３の第１回転翼車３７と第２圧縮部３４の第２回転翼車３８をそれぞれ取り付けてなる回転軸３５を、第１圧縮部３３側と第２圧縮部３４側に、すべり軸受型のジャーナル軸受として、回転軸３５と軸受面との間に、潤滑剤として水を供給するようにしてある水軸受３９を介して回転自在に支持させることも従来提案されてきている（たとえば、特許文献５参照）。

特開昭６３−４７５２０号公報 実用新案登録第２５６５５６４号公報 実用新案登録第２５５３８５３号公報 特開２００４−８４５９１号公報 特開２００４−３３２６６６号公報

ところが、特許文献１及び特許文献２に示されているフォイル式の動圧ジャーナル気体軸受や、特許文献３に示されているフォイル式の動圧スラスト気体軸受は、いずれも、ジャーナル５又は回転軸１９の負荷を支える膜を形成させるために用いている空気が圧縮性を有する流体であるために、軸受剛性が比較的低く、負荷容量をあまり高めることができない。又、空気が圧縮性流体であることから、減衰性をあまり高めることができず、このため、安定性もあまり高めることができない。したがって、上記フォイル式の動圧ジャーナル気体軸受や動圧スラスト気体軸受は、いずれも適用可能な回転機械が、特殊環境下で用いる回転機械に限定されてしまうというのが実状である。更に、これらの動圧気体軸受は、負荷容量や剛性が低いために、安全サイドを取って軸受寸法を大きく取りがちであるため、サイズが大きくなってしまう。

更に、特許文献３に示された如きフォイル式の動圧スラスト軸受では、回転軸１９の回転速度を高めると、スラストカラー２０の周速は更に速められるようになるため、該スラストカラー２０と空気との摩擦による発熱の各フォイル１２，１３，１４に対する影響が大きくなり、このために、該各フォイル１２，１３，１４に熱変形が生じると、トップフォイル１２とスラストカラー２０との接触による焼き付きが発生する虞も懸念される。

一方、特許文献４に示されたジャーナル軸受２８の如き油軸受や、特許文献５に示された水軸受３９によれば、軸受剛性や減衰性は高いものとすることができるが、これらの軸受２８や３９は、支持すべき軸２６又は３５と軸受面との隙間寸法には高い精度が要求されることから、軸受の加工、製作に手間及び時間を要するという問題がある。

なお、特許文献１及び特許文献３には、フォイル式の動圧軸受に関して、潤滑媒体として液体を用いるとの記載があるが、潤滑媒体として液体を用いることができるようにするための具体的な構成は何ら示されていない。又、潤滑媒体として使用する液体も具体的には全く明らかにされていない。

そこで、本発明は、寸法変化や調心性の狂いに対して適応性を有すると共に、高い剛性及び減衰性を有して様々な回転機械に対して適用でき、更には、あまり高い加工精度を要求されることなく製作を容易なものとすることができる液体潤滑フォイル式動圧軸受を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明に対応するように、軸受ケースの支承面に、支持すべき軸との間に該軸の回転方向下流側が絞られるよう隙間を形成するためのフォイルを取り付け、更に、上記軸受ケースと軸との間に、液体を満たしてなり、回転する軸に連れ回される液体を、上記軸とフォイルとの間の隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力により軸の負荷を支えるようにした構成とする。

更に、具体的には、内周面を支承面とする軸受ケースの内側に、多重巻きにした所要のフォイルを取り付けて、該フォイルの最内層と、その内側に挿通配置させる軸の外周面との間に、軸の回転方向下流側が絞られる楔状の隙間を形成できるようにし、更に、上記フォイルの配置された軸受ケースの内周面と軸の外周面との間に、液体を満たしてなり、回転する軸に連れ回される液体を、上記軸とフォイルとの間の楔状の隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力により軸の負荷を支えるようにした構成とする。

上記構成において、外周側の層のフォイルの有する弾性及び減衰能を、フォイルの最内層と軸の外周面との間に形成される楔状の隙間にて圧力が高められる液体の膜の有する弾性及び減衰能と対応するようにした構成とし、更に、上記構成における外周側の層のフォイルの有する弾性及び減衰能が、フォイルの最内層と軸の外周面との間に形成される楔状の隙間にて圧力が高められる液体の膜の有する弾性及び減衰能と対応するものとできるように外周側の層のフォイル厚さを最内層のフォイル厚さよりも厚くするか、又は、外周側の層のフォイルの屈曲部のピッチを短く設定するようにした構成とする。

又、請求項５に係る発明に対応するように、軸受ケースの支承面と、軸のスラストカラーとの間に、上記軸の回転方向下流側が絞られる隙間を形成するためのフォイルを取り付け、且つ上記フォイルが配置されている軸受ケースと軸のスラストカラーとの間に液体を満たすようにしてなり、軸と一緒に回転するスラストカラーに連れ回される液体を、該スラストカラーとフォイルとの隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力によりスラストカラーを介して軸の負荷を支えるようにした構成とする。

上記構成において、フォイルを、表面の周方向所要間隔位置に少なくとも外周側端部が閉じられた多数のスパイラル溝を設けてなるものとして、該フォイル表面のスパイラル溝により、支持すべき軸のスラストカラーとの間に上記軸の回転方向下流側が狭くなる所要の隙間を形成できるようにし、更に、上記各スパイラル溝の所要位置に、裏面へ連通する液体の供給孔を設けて、上記フォイル表面の各スパイラル溝内にて軸と一緒に回転するスラストカラーに連れ回される液体を、上記フォイルの裏面側から上記供給孔を通して各スパイラル溝内へ連続的に供給できるようにした構成とする。

本発明の液体潤滑フォイル式動圧軸受によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）軸受ケースの支承面に、軸との間に該軸の回転方向下流側が絞られるよう隙間を形成するためのフォイルを取り付け、更に、上記軸受ケースと軸との間に、液体を満たしてなり、回転する軸に連れ回される液体を、上記軸とフォイルとの間の隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力により軸の負荷を支えるようにした構成としてあるので、回転する軸を非圧縮性である液体により潤滑させることができる。
（２）フォイルと支持される軸との間には、非圧縮性の液体が満たされているため、軸受剛性を、従来の動圧気体軸受に比して大幅に高めることができると共に、減衰性も高めることができて、軸受としての安定性を向上させることができる。これにより、高い軸受剛性、減衰性の要求される各種回転機械への適用が可能になる。
（３）軸受ケースの内側に、多重巻きにした所要のフォイルを取り付けて、該フォイルの最内層と、その内側の軸の外周面との間に、軸の回転方向下流側が絞られる楔状の隙間を形成できるようにし、更に、上記フォイルの配置された軸受ケースの内周面と軸の外周面との間に、液体を満たしてなり、回転する軸に連れ回される液体を、上記軸とフォイルとの間の楔状の隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力により軸の負荷を支えるようにした構成とすることにより、回転する軸を液体で潤滑できるジャーナル形式のフォイル式動圧軸受を構成することができる。
（４）更に、多少の寸法誤差や芯ずれが生じていたとしても、多重巻きされたフォイルが撓むことで吸収することができるため、寸法変化や調心性の狂いに対して優れた適応性を発揮することができる。このため、製造時には、従来の油軸受や水軸受に比して要求される加工精度を引き下げることが可能になり、製作を容易なものとすることが可能になる。
（５）更に又、負荷容量や軸受剛性を高めることができるため、軸受寸法を従来の動圧ジャーナル気体軸受のように大きく取る必要をなくすことができることから、サイズの小型化を図ることが可能になる。
（６）外周側の層のフォイルの有する弾性及び減衰能を、フォイルの最内層と軸の外周面との間に形成される楔状の隙間にて圧力が高められる液体の膜の有する弾性及び減衰能と対応するようにした構成、より具体的には、外周側の層のフォイルの有する弾性及び減衰能が、フォイルの最内層と軸の外周面との間に形成される楔状の隙間にて圧力が高められる液体の膜の有する弾性及び減衰能と対応するものとできるよう、外周側の層のフォイル厚さを最内層のフォイル厚さよりも厚くするか、又は、外周側の層のフォイルの屈曲部のピッチを短く設定するようにした構成とすることにより、フォイルの最内層と軸の外周面との間の液体の膜の剛性及び減衰性と、外周側のフォイルが撓むときの剛性及び減衰性が釣合うようになるため、軸の変位が生じるときに、非圧縮性の液体に押されて上記バックフォイルが容易に屈する虞を防止できるようにした状態で、軸の変位をバックフォイルの撓みにより円滑に吸収させることが可能になる。
（７）軸受ケースの支承面と、軸のスラストカラーとの間に、軸回転方向下流側が絞られる隙間を形成するためのフォイルを取り付け、且つ軸受ケースと軸のスラストカラーとの間に液体を満たすようにしてなり、軸と一緒に回転するスラストカラーに連れ回される液体を、該スラストカラーとフォイルとの隙間へ導くことにより圧力を高めて、この液体の膜圧力によりスラストカラーを介して軸の負荷を支えるようにした構成とすることにより、回転する軸を液体で潤滑できるスラスト形式のフォイル式動圧軸受を構成することができ、更に、上記（４）及び（５）と同様の効果を得ることができる。
（８）フォイルを、表面の周方向所要間隔位置に少なくとも外周側端部が閉じられた多数のスパイラル溝を設けてなるものとして、該スパイラル溝により、軸のスラストカラーとの間に軸回転方向下流側が狭くなる所要の隙間を形成できるようにし、更に、上記各スパイラル溝の所要位置に、裏面へ連通する液体の供給孔を設けて、上記フォイル表面の各スパイラル溝内にて軸と一緒に回転するスラストカラーに連れ回される液体を、上記フォイルの裏面側から上記供給孔を通して各スパイラル溝内へ連続的に供給できるようにした構成とすることにより、非圧縮性である液体が空気に比して比重が大きいことに起因して、スパイラル溝内にて回転するスラストカラーに連れ回されるときに遠心力が大きく作用する場合にも、液体を、上記供給孔を通して各スパイラル溝内へ供給することができて、各スパイラル溝内にて、内周側あるいは外周側へ送ることができる。
（９）潤滑用の液体として水を用いるようにすれば、通常、潤滑剤として多用されている油に比して取り扱いを容易なものとすることができ、したがって、メンテナンス時に要する作業の手間を削減することが可能になる。又、万一、外部への漏れが生じたとしても、機器に対して悪影響を及ぼしたり、環境負荷を悪化させる虞を低減させることが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１（イ）（ロ）（ハ）乃至図３は、本発明の液体潤滑フォイル式動圧軸受の実施の一形態として、ジャーナル軸受形式のものを示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、内周面を支承面とするブッシュ状の軸受ケース４０の内側に、連続したフォイル（弾性薄板）４１を多重巻きして収納させて、該フォイル４１自身の伸展しようとする弾性力を径方向外向きに作用させることで、多重巻きのフォイル４１を、上記軸受ケース４０の支承面の内側に圧接させて保持できるようにする。更に、上記軸受ケース４０内の多重巻きされたフォイル４１の最内層のフォイル（トップフォイル）４１ａの内側に、回転機械の軸（ジャーナル）４２を挿通位置させると共に、上記多重巻きされたフォイル４１が配されている軸受ケース４０とジャーナル４２との間の領域に、非圧縮性流体である液体としての水４３を満たして本発明の液体潤滑フォイル式動圧軸受としての水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉを構成する。

詳述すると、上記軸受ケース４０は、円筒形状における軸心方向両端部の内周面に、径方向内向きに所要寸法突出するリング状の突部４４を設けた構成としてあり、該軸受ケース４０の内側に配置される多重巻きのフォイル４１が、弾性力によって軸受ケース４０の支承面に圧接されるときに、該フォイル４１の最外層における軸受ケース４０の支承面との接触個所の幅方向両端部を、上記軸受ケース４０両端部の内周面に設けてあるリング状の突部４４に係止させることで、上記フォイル４１の軸心方向へのずれを防止することができるようにしてある。

上記フォイル４１は、図１（ハ）又は図２（ロ）に示す如く、全長に亘り幅方向に延びる溝４５を、複数本ずつ所要のピッチで刻設してあり、図１（イ）又は図２（イ）に示す如く、上記各溝４５の部分で屈曲させながら多重巻きすることで、内外方向に形成される各層がそれぞれ梁部４６と屈曲部４７が交互に形成された多円弧形状となるようにしてある。なお、該多重巻きされたフォイル４１における内外の各層のうち、外周側の層であるバックフォイル４１ｂは、最内周の層であるトップフォイル４１ａとジャーナル４２との間に形成される水４３の膜の剛性及び減衰性に対応した剛性及び減衰性を得ることができるようにするために、図１（ロ）に示す如く、長手方向における溝４５の間隔を図７（イ）（ロ）に示す従来方式に比較してより狭くして、屈曲部４７のピッチが短くなるように設定することにより、梁部４６の長さを短くするようにするか、あるいは、図２（イ）（ロ）に示す如く、フォイル４１におけるバックフォイル４１ｂのフォイル厚みを図７（イ）（ロ）に示すものに比して、より厚くするようにして、該バックフォイル４１ｂにおける梁部４６の曲げ剛性を比較的高く設定できるようにする。これにより、トップフォイル４１ａとジャーナル４２との間の水４３の膜の剛性及び減衰性と、バックフォイル４１ｂが撓むときの剛性及び減衰性が釣合うようになるため、ジャーナル４２の変位が生じるときに、非圧縮性の水４３に押されて上記バックフォイル４１ｂが容易に屈する虞を防止できて、ジャーナル４２の位置の変位をバックフォイル４１ｂの撓みにより円滑に吸収させることが可能になる。

本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉにて、多重巻きされたフォイル４１が配されている軸受ケース４０とジャーナル４２との間の領域に、水４３を満たすための具体的な構成としては、たとえば、図３に示す如く、上記本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉを、図９に示したと同様の構成としてあるターボチャージャにおけるタービン軸の軸受として採用する場合について説明すると、タービン車室２１とコンプレッサ車室２２とを連結している軸受車室２３における円筒状に加工された軸受ハウジング２７の軸方向両端部を、水循環フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉの軸受ケース４０として、該軸受ケース４０としての軸受ハウジング２７の両端部に、上述したように軸受ケース４０の内側に多重巻きされたフォイル４１を保持させてなる構造体を嵌入させると共に、上記多重巻きされたフォイル４１におけるトップフォイル４１ａの内側に、支持させるべきジャーナルとしてのタービン軸４２ａを位置させるようにする。更に、上記軸受車室２３の外周部所要個所より径方向内向きに延びて先端が軸受ハウジング２７のやや外周側位置に達する給水通路４８ａと、該径方向の給水通路４８ａの先端部に連通され且つ軸受ハウジング２７の片側位置（図上上側位置）にて該軸受ハウジング２７に沿って平行に延びる軸方向の給水通路４８ｂと、該軸方向の給水通路４８ｂの両端部よりそれぞれ径方向内向きに延びて上記軸受ハウジング２７における各水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉの軸受ケース４０の外周側位置に開口する径方向の給水通路４８ｃとを設ける。
更に又、上記軸受ケース４０の外周面における上記給水通路４８ｃの開口部と対応する位置に、周方向の全周に亘る溝４９を設け、これにより、該溝４９と軸受ハウジング４７の内周面との間に周方向の全周に亘る給水用の通路５０を形成できるようにし、更に、上記軸受ケース４０における周方向所要間隔位置に、径方向に貫通する給水孔５１を設けるようにする。

かかる構成としてあることにより、上記各給水通路４８ａ，４８ｂ，４８ｃを経て外部の図示しない水供給部より導いた水４３を、上記給水用通路５０を通して各水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉの外周へ供給した後、各給水孔５１を通して軸受ケース４０の内側、すなわち、多重巻きされたフォイル４１の配されている軸受ケース４０の支承面と、タービン軸４２ａとの間の領域へ連続的に注入することによって、軸受ハウジング２７内に水４３を充満させて、本実施の形態の各水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉにおける軸受ケース４０の支承面とタービン軸４２ａとの間の領域を水４３で満たすようにしてある。上記各水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉにて潤滑に供された後の水４３は、軸受ハウジング２７における軸方向中央部に集められた後、水排出通路５２を経て図示しない水回収部へ回収させるようにしてある。

なお、図１（イ）（ロ）（ハ）及び図２（イ）（ロ）における、多重巻きされたフォイル４１の厚さや、該フォイル４１における内外の層同士の間に形成される空間、該フォイル４１の配置される軸受ケース４０の支承面とジャーナル４２の外周面との隙間等の寸法は、図示するための便宜上のサイズであり、実際の寸法を反映するものではない。図３における軸受ハウジング２７の軸方向両端部は、図示しないシール装置によりタービン軸４２ａの外周側を水封するようにしてある。その他、図３において図９に示したと同一のものには同一符号が付してある。

上記構成として、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉを採用した回転機械としてのターボチャージャにて、排気によりタービンホイール２４が回転させられると、該タービンホイール２４の回転が、タービン軸４２ａを経てコンプレッサホイール２５に伝えられて、該コンプレッサホイール２５が回転駆動されることにより、図示しないエンジン等への給気の圧縮が行われるようになる。

この際、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉでは、回転するタービン軸４２ａと、該タービン軸４２ａを取り囲む多円弧形状のトップフォイル４１ａとの間に存在する水４３が、その粘性によりタービン軸４２ａの回転に同伴されて、該タービン軸４２ａと多円弧形状のトップフォイル４１ａとの間に形成されているタービン軸４２ａの回転方向に徐々に絞られる楔状の隙間に引きずり込まれることで動圧が発生し、圧力が高められる。これにより、上記トップフォイル４１ａとタービン軸４２ａの外周面との間に存在して圧力の高められた水４３の膜圧力によって上記タービン軸４２ａの負荷が支えられるようになるため、該タービン軸４２ａは、トップフォイル４１ａと非接触状態で水４３の膜により潤滑された状態で回転することができるようになる。

このように、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉによれば、回転するタービン軸４２ａ（ジャーナル４２）を水４３により潤滑させることができる。しかも、多少の寸法誤差や芯ずれが生じていたとしても、多重巻きされたフォイル４１のバックフォイル４１ｂが撓むことで吸収することができるため、寸法変化や調心性の狂いに対して優れた適応性を発揮することができる。このために、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉを製造するときには、従来の油軸受や水軸受に比して要求される加工精度を引き下げることが可能になり、製作を容易なものとすることが可能になる。

更に、上記トップフォイル４１ａと支持されるタービン軸４２ａ（ジャーナル４２）との間には、空気に比して粘性が高く、且つ非圧縮性である水４３が満たされているため、軸受剛性を、従来の動圧ジャーナル気体軸受に比して大幅に高めることができると共に、減衰性も高めることができて、軸受としての安定性を向上させることができる。したがって、上記水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉは、高い軸受剛性、減衰性の要求される各種回転機械への適用が可能になる。又、負荷容量や軸受剛性を高めることができるため、軸受寸法を従来の動圧ジャーナル気体軸受のように大きく取る必要をなくすことができることから、サイズの小型化を図ることが可能になる。

更には、潤滑用の液体として水４３を用いるようにしてあるため、通常、潤滑剤として多用されている油に比して取り扱いが容易であり、したがって、メンテナンス時に要する作業の手間を削減することが可能になる。又、一般に、内燃機関に装着されたターボチャージャでは、タービン軸の潤滑に用いる油としてエンジンオイルの一部を使用することが行われており、この場合には、上記ターボチャージャにおけるタービン軸を潤滑する油に、すす等の汚れが含まれるようになることから、このような汚れに起因したトラブルが発生する虞も懸念されるが、上記本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉを採用したターボチャージャでは、タービン軸４２ａの潤滑に用いる水４３に、すす等のエンジン内部の汚れが混入される虞を解消できるため、このような汚れに起因するトラブルが発生する虞を防止することができる。

更に又、軸受車室２３における軸受ハウジング２７の軸方向両端部を水封しているシール装置に、万一、漏れが生じたとしても、タービン車室２１やコンプレッサー車室２２ヘ漏れ出て、タービン車室２１を通過する排気ガス、あるいは、コンプレッサー車室２２を通過する主流であるエンジンへの給気に混入されるのは、水４３あるいは該水４３に由来する蒸気であるため、該水４３あるいは蒸気が外部へ漏れたとしても、環境負荷を悪化させる虞を低減させることが可能になる。

次に、図４（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態として、スラスト軸受形式のものを示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、スラストカラー５４付きの回転軸５３の軸端部を挿通配置させる挿通孔５６を有する軸受ケース５５の支承面に、中央に上記回転軸５３の軸端部を貫通させる孔を有し且つ表面に支持すべき回転軸５３のスラストカラー５４との間に上記回転軸５３の回転方向下流側が絞られる隙間を形成するためのフォイル５７を取り付けて、上記軸受ケース５５の支承面上に、上記フォイル５７を介在させて回転軸５３のスラストカラー５４を載置できるようにし、且つ上記フォイル５７の配されている軸受ケース５５の支承面と回転軸５３のスラストカラー５４との間に、非圧縮性流体である液体としての水４３を満たして本発明の液体潤滑フォイル式動圧軸受としての水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIを構成する。

詳述すると、上記フォイル５７は、図４（ロ）に示す如く、中心部に回転軸５３の軸端部を貫通させる孔を穿設してなる円板状（リング状）とすると共に、表面（上面）に、外周側及び内周側の両端部が共に閉じられた状態で外周部より上記孔の近傍の内周部まで延びる対数螺旋のスパイラル溝５８を、周方向所要間隔で多数刻設して設け、更に、該各スパイラル溝５８内における外周側端部に、表裏方向（厚み方向）に貫通する水供給孔５９を穿設した構成としてある。

一方、上記軸受ケース５５における軸挿通孔５６の周縁部の上側には、図４（イ）に示す如く、中心部に上記回転軸５３の軸端部を貫通させるための孔を備えたリング状のフォイル支持板６０を取り付ける。

上記フォイル支持板６０は、フォイル５７を取り付けるための表面に、上記フォイル５７の水供給孔５９の周方向の配列と対応するよう所要径で周方向の全周に亘る給水用の溝６１を設けるようにしてあり、更に、該給水用溝６１における周方向所要位置に、給水通路となる貫通孔６２を、表裏方向（厚み方向）に貫通するよう穿設した構成としてあり、該貫通孔６２の裏面側開口部を、上記フォイル支持板６０の貫通孔６２と対応する位置に開口するように軸受ケース５５に設けてある給水通路６３の開口部６３ａに一致させるようにしてある。なお、６４は、軸受ケース５５の給水通路６３の開口部６３ａとの接続部分の水密性を保持するためフォイル支持板６０の貫通孔６２の裏面側開口部の外周に取り付けたＯリングである。

更に、上記軸受ケース５５に取り付けてあるフォイル支持板６０の上側には、上記構成としてあるフォイル５７を、中心部の孔の位置を軸挿通孔５６に一致するよう配置して、該フォイル５７の外周縁部所要個所を、図示しないボルト等によりフォイル支持板６０に取り付けるようにしてある。

これにより、外部の図示しない水供給部より軸受ケース５５のケース壁内部の給水通路６３とフォイル支持板６０の貫通孔６２及び給水用溝６１を順に経て上記フォイル５７の裏面側へ導かれる水４３を、該フォイル５７の水供給孔５９を通して該フォイル５７の表面側の各スパイラル溝５８の内側へ供給することができるようにしてある。

上記構成としてある本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIを使用する場合は、軸端部を上記フォイル５７とフォイル支持板６０のそれぞれの中心部の孔を通して軸受ケース５５の軸挿通孔５６に挿通配置させる回転軸５３のスラストカラー５４を、フォイル５７の上側に載置し、上述したように、外部の水供給部より導かれる水４３を、給水用の各通路６３と６２と６１と５９を順に通して上記フォイル５７の各スパイラル溝５８内へ連続的に供給するようにしておく。

この状態にて、回転軸５３を、図４（ロ）に矢印で示す如く時計方向へ回転させると、上記フォイル５７のスパイラル溝５８内の外周側端部へ水供給孔５９を通して連続供給されている水４３が、フォイル５７の上側にて回転軸５３と一緒に回転するスラストカラー５４に引きまわされることにより、上記スパイラル溝５８内にて外周側より内周方向へ向かう水４３の流れが形成される。このスパイラル溝５８内に沿い内周方向へ流れる水４３は、上記スパイラル溝５８の内周側端部が閉じられているため、該スパイラル溝５８の内周側端部に達した後、該スパイラル溝５８内よりフォイル５７のランド部とスラストカラー５４の下面との間の狭い隙間へ押し出されるようになる。このために、該フォイル５７とスラストカラー５４の間の水４３の膜の圧力が高められて、この水４３の膜圧力により、スラストカラー５４を介して上記回転軸５３の負荷が支えられるようになる。これにより、上記回転軸５３は、スラストカラー５４とフォイル５７が非接触状態で水４３の膜により潤滑された状態で回転することができるようになる。

このように、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIによれば、回転する回転軸５３を水４３により潤滑させることができる。しかも、多少の寸法誤差や芯ずれが生じていたとしても、フォイル５７が撓むことで吸収することができるため、寸法変化や調心性の狂いに対して優れた適応性を発揮することができる。このために、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIを製造するときには、従来の油軸受や水軸受に比して要求される加工精度を引き下げることが可能になり、製作を容易なものとすることが可能になる。

更に、上記フォイル５７と支持される回転軸５３との間には、空気に比して粘性が高く、且つ非圧縮性である水４３が満たされているため、軸受剛性を、従来の動圧スラスト気体軸受に比して大幅に高めることができると共に、減衰性も高めることができて、軸受としての安定性を向上させることができる。したがって、上記水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIは、高い軸受剛性、減衰性の要求される各種回転機械への適用が可能になる。又、負荷容量や軸受剛性を高めることができるため、軸受寸法を従来の動圧スラスト気体軸受のように大きく取る必要をなくすことができることから、サイズの小型化を図ることが可能になる。

更には、潤滑用の液体として水４３を用いるようにしてあるため、通常、潤滑剤として多用されている油に比して取り扱いが容易であり、したがって、メンテナンス時に要する作業の手間を削減することが可能になる。又、上記潤滑に用いている水４３が漏れたとしても、外部の環境負荷を悪化させる虞を低減させることが可能になる。

更に又、回転軸５３の潤滑に用いられる水４３は、空気に比して比重が非常に大きいため、スパイラル溝５８内の水４３が回転するスラストカラー５４に連れ回されるときには、該水４３に対して遠心力が大きく作用することになるが、上記本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIでは、各スパイラル溝５８を外周側端部を閉じた構成としてあると共に、水４３を、水供給孔５９を通して上記各スパイラル溝５８内へ供給するようにしてあることから、各スパイラル溝５８内の水４３を遠心力に抗して内周側へ送ることができる。

又、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIでは、潤滑剤として、空気に比して比熱容量が大幅に大きい水４３を用いるようにしてあることから、回転軸５３を高速回転することに伴ってスラストカラー５４の周速が高められる場合であっても、該スラストカラー５４と水４３との摩擦で発生する熱を、連続的に供給される水４３により速やかに除去することができることから、フォイル５７を熱的に安定させることができて、該フォイル５７に熱変形が生じる虞を未然に防止することが可能になる。

次いで、図５（イ）（ロ）は、図４（イ）（ロ）に示した水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIの応用例を示すもので、図４（イ）（ロ）に示したと同様の構成において、回転軸５３と一緒に回転するスラストカラー５４によって連れまわされる水４３が、フォイル５７の各スパイラル溝５８内にて外周側より内周方向へ流れるようにする構成に代えて、上記回転するスラストカラー５４に連れまわされる水４３が、各スパイラル溝５８内を内周側より外周方向へ流されるようにして、該スパイラル溝５８の外周側端部に達した後、該スパイラル溝５８内よりフォイル５７のランド部とスラストカラー５４の下面との間の狭い隙間へ水４３が押し出されるようにすることにより、水４３の膜の圧力を高めることができるようにするもので、以下のような構成としてある。

すなわち、フォイルを、図４（ロ）に示したフォイル５７と同様の構成において、各スパイラル溝４８の外周側端部に水供給孔５９を設けることに代えて、各スパイラル溝５８の内周側端部に裏面へ貫通する水供給孔５９を穿設してなる構成のフォイル５７ａとする。

又、フォイル支持板６０の表面に設ける給水用溝６１の軸心からの径方向位置及び該給水用溝６１の所要個所より厚み方向へ貫通するよう設ける貫通孔６２の軸心からの径方向位置、並びに、軸受ケース５５に設ける給水通路６３が支承面に開口する開口部６３ａの軸挿通孔５６中心からの径方向位置を、いずれも上記フォイル５７ａに設けた水供給孔５９が周方向に配列される所要径位置に対応させるようにした構成としてある。

その他の構成は図４（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。

本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIを使用するときには、回転軸５３を、図５（ロ）に矢印で示す如く反時計方向に回転させるようにする。これにより、スラストカラー５４の回転に連れまわされる水４３は、フォイル５７ａの各スパイラル溝５８内にて、水供給孔５９の設けてある内周側より外周方向へ向けて流されるようになる。したがって、上記スラストカラー５４の回転に連れまわされることによって水４３に作用する遠心力をも有効利用して各スパイラル溝５８内にて水４３に動圧を発生させることができるようになる。このために、本実施の形態の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受IIによれば、回転軸５３のスラストカラー５４とフォイル５７ａとの間における水４３の膜の圧力をより効率よく高めることができて、回転軸５３の潤滑を更に効率よく行わせることが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、たとえば、図１（イ）（ロ）（ハ）乃至図３の実施の形態の水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受Ｉにおけるフォイル４１は、軸受ケース４０の支承面に多重巻きした状態で配設すると共に、最内層のトップフォイル４１ａとその内側に配置されて回転するジャーナル４２の外周面との間に、該ジャーナル４２の回転方向下流側が絞られる楔状の隙間を形成することができれば、図６（イ）（ロ）に示したフォイル２と同様に、片面の長手方向の全長に亘り、幅方向に延びる線状突起３を備えて、該線状突起３のある面を外周側に向けて多重巻きした構成のフォイルとしてもよいこと、又、図４（イ）（ロ）の実施の形態及び図５（イ）（ロ）の実施の形態においては、図８（イ）（ロ）（ハ）に示したように、フォイル支持板６０とその上側に取り付けるフォイル５７，５７ａとの間に、複数層のバックフォイルを介装させるようにしてもよく、又、フォイル支持板６０を省略して、軸受ケース５５の支承面上に、フォイル５７，５７ａを直接取り付けるようにしてもよいこと、フォイル５７，５７ａに設けるスパイラル溝５８の径方向の配置や数は、該フォイル５７，５７ａ上に配置されるスラストカラー５４のサイズに応じて自在に設定してよいこと、スパイラル溝５８の流入角（接線方向に対する傾斜角）は、スパイラル溝５８内にて内周方向又は外周方向のいずれか所望する方向ヘ水４３の流れを形成させて、該スパイラル溝５８の内周側端部又は外周側端部よりフォイル５７，５７ａのランド部とスラストカラー５４の下面との間に押し出して圧力を高めることができるように、支持すべき回転軸５３の回転数や、該回転軸５３と一緒に回転されるスラストカラー５４に連れまわされる水４３に作用することとなる遠心力を考慮して、図示した以外の角度に適宜設定するようにしてもよいこと、上記各実施の形態では、潤滑用の液体として水４３を用いるものとして示したが、空調機の冷媒等、水４３以外の液体を用いるようにしてもよいこと、又、上記のように潤滑用の液体として水４３を用いる場合には、軸受ケース４０，５５や支持すべき軸４２，５３及びフォイル４１，５７，５７ａは、適宜防錆処理を施すようにすればよいこと、又、上記各フォイル４１，５７，５７ａにおける軸受面に、水４３に対応した耐磨耗コーティングを適宜行うようにしてもよいこと、更に、本発明は、ターボチャージャに限られず、様々な回転機械に適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。

本発明の液体潤滑フォイル式動圧軸受の実施の一形態を示すもので、（イ）は概略切断正面図、（ロ）は概略切断側面図、（ハ）は（イ）に示すフォイルの多重巻きする以前の展開状態を示す概略斜視図である。 図１の液体潤滑フォイル式動圧軸受のフォイルを別の形式のフォイルとしたものを示すもので、（イ）は概略切断正面図、（ロ）は（イ）に示すフォイルの多重巻きする以前の展開状態を示す概略斜視図である。 図１の液体潤滑フォイル式動圧軸受を採用したターボチャージャを示す概略切断側面図である。 本発明の実施の他の形態として、水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受を示すもので、（イ）は部分切断概略側面図、（ロ）は（イ）に示すフォイル表面の平面図である。 図４の水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受の応用例を示すもので、（イ）は部分切断概略側面図、（ロ）は（イ）に示すフォイル表面の平面図である。 従来のフォイル式動圧ジャーナル気体軸受の一例を示すもので、（イ）は概略切断正面図、（ロ）は多重巻きする以前の展開状態のフォイルを裏面側より示す概略斜視図である。 従来のフォイル式動圧ジャーナル気体軸受の他の例を示すもので、（イ）は概略切断正面図、（ロ）は多重巻きする以前の展開状態のフォイルを示す概略斜視図である。 従来のフォイル式動圧スラスト軸受を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）及び（ハ）はいずれも積層するトップフォイルとバックフォイルの構成例を示す概要図である。 油軸受としてのジャーナル軸受を備えたターボチャージャを示す概略切断側面図である。 水軸受を備えた２段式圧縮装置を示す概略切断側面図である。

符号の説明

Ｉ 水潤滑フォイル式動圧ジャーナル軸受（液体潤滑フォイル式動圧軸受）
II 水潤滑フォイル式動圧スラスト軸受（液体潤滑フォイル式動圧軸受）
４０ 軸受ケース
４１ フォイル
４１ａ トップフォイル
４１ｂ バックフォイル
４２ ジャーナル（軸）
４２ａ タービン軸（軸）
４３ 水（液体）
５３ 回転軸（軸）
５４ スラストカラー
５５ 軸受ケース
５６ 軸挿通孔
５７，５７ａ フォイル
５８ スパイラル溝
５９ 水供給孔（供給孔）

Claims (6)

1. 軸受ケースの支承面に、支持すべき軸との間に該軸の回転方向下流側が絞られるよう隙間を形成するためのフォイルを取り付け、更に、上記軸受ケースと軸との間に、液体を満たしてなり、回転する軸に連れ回される液体を、上記軸とフォイルとの間の隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力により軸の負荷を支えるようにしたことを特徴とする液体潤滑フォイル式動圧軸受。
2. 内周面を支承面とする軸受ケースの内側に、多重巻きにした所要のフォイルを取り付けて、該フォイルの最内層と、その内側に挿通配置させる軸の外周面との間に、軸の回転方向下流側が絞られる楔状の隙間を形成できるようにし、更に、上記フォイルの配置された軸受ケースの内周面と軸の外周面との間に、液体を満たしてなり、回転する軸に連れ回される液体を、上記軸とフォイルとの間の楔状の隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力により軸の負荷を支えるようにしたことを特徴とする液体潤滑フォイル式動圧軸受。
3. 外周側の層のフォイルの有する弾性及び減衰能を、フォイルの最内層と軸の外周面との間に形成される楔状の隙間にて圧力が高められる液体の膜の有する弾性及び減衰能と対応するようにした請求項２記載の液体潤滑フォイル式動圧軸受。
4. 外周側の層のフォイルの有する弾性及び減衰能が、フォイルの最内層と軸の外周面との間に形成される楔状の隙間にて圧力が高められる液体の膜の有する弾性及び減衰能と対応するものとできるように外周側の層のフォイル厚さを最内層のフォイル厚さよりも厚くするか、又は、外周側の層のフォイルの屈曲部のピッチを短く設定するようにした請求項３記載の液体潤滑フォイル式動圧軸受。
5. 軸受ケースの支承面と、軸のスラストカラーとの間に、上記軸の回転方向下流側が絞られる隙間を形成するためのフォイルを取り付け、且つ上記フォイルが配置されている軸受ケースと軸のスラストカラーとの間に液体を満たすようにしてなり、軸と一緒に回転するスラストカラーに連れ回される液体を、該スラストカラーとフォイルとの隙間へ導くことにより圧力を高めて、該隙間の液体の膜圧力によりスラストカラーを介して軸の負荷を支えるようにしたことを特徴とする液体潤滑フォイル式動圧軸受。
6. フォイルを、表面の周方向所要間隔位置に少なくとも外周側端部が閉じられた多数のスパイラル溝を設けてなるものとして、該フォイル表面のスパイラル溝により、支持すべき軸のスラストカラーとの間に上記軸の回転方向下流側が狭くなる所要の隙間を形成できるようにし、更に、上記各スパイラル溝の所要位置に、裏面へ連通する液体の供給孔を設けて、上記フォイル表面の各スパイラル溝内にて軸と一緒に回転するスラストカラーに連れ回される液体を、上記フォイルの裏面側から上記供給孔を通して各スパイラル溝内へ連続的に供給できるようにした請求項５記載の液体潤滑フォイル式動圧軸受。

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