JP2009216239A

JP2009216239A - フォイル軸受およびそれを備えた遠心圧縮機

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Publication number: JP2009216239A
Application number: JP2008203553A
Authority: JP
Inventors: Hirotoyo Miyagawa; 裕豊宮川
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】ラジアル方向の軸の偏移を抑制することのできるフォイル軸受およびかかるフォイル軸受用いた遠心圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】フォイル軸受６にはトップフォイル６１を固定する固定部材も兼ねた偏移抑制部６２が先端部６３を回転軸９に向けて設けられている。また、先端部６３には、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）により皮膜が形成されている。遠心圧縮機が運転状態において、トップフォイル６１と回転軸９との間に気体膜が形成され、非接触状態が維持される。しかし、上述のように回転翼にラジアル方向の力が加わったときには回転翼の偏移に伴い回転軸９にも偏移が生じる。この偏移が先端部６３と回転軸９との距離ｄに等しくなる場合には、偏移抑制部６２の先端部６３が回転軸９に接触し、回転軸９を接触支承するため、距離ｄを超えて回転軸９がラジアル方向に変位することが抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォイル軸受に関し、特に、簡易な構造でラジアル方向の軸の偏移を抑制する構造を有するフォイル軸受および遠心圧縮機に関する。

例えば、遠心圧縮機、ブロワ、タービン等の回転機器を駆動する回転駆動装置にあって、特に高速回転が望まれる回転駆動装置においては、その回転軸を支承する軸受装置として非接触型の軸受を採用したものが広く用いられている。この場合、制御が容易との観点から、アキシャル方向の軸受として磁気軸受が採用され、また、構造が簡素でありコストが低いとの観点から、ラジアル方向の軸受として、フォイル軸受が採用されることが多い。このため回転軸は、その回転状態において、軸受とは非接触状態に維持されるようになり、軸受としても、潤滑油等を不要とする高い耐久性が保証されるようになる。このような遠心圧縮機の概要を図７に示す。

図７に示すように、遠心圧縮機１１０は、加圧ボリュート１３２に囲繞された回転翼１３１が回転することにより、吸入口１３３より吸入した外気を圧縮し、図示しない排出口より排気している。そのため、気流の乱れなどの影響を受け、回転翼１３１および回転翼１３１が固定されている回転軸１０９が偏移することがある。回転翼１３１および回転軸１０９が偏移した場合に回転翼１３１が加圧ボリュート１３２に接触することを防止するため、加圧ボリュート１３２と回転翼１３１との間には一定の隙間１３５を設ける必要がある。一方で、加圧効率の観点からは、回転翼１３１と加圧ボリュート１３２との間の隙間１３５は、できるだけ小さいことが好ましい。

回転翼１３１と加圧ボリュート１３２との間の隙間１３５を小さくするためには、回転翼１３１および回転軸１０９の偏移を抑制する必要がある。アキシャル方向における偏移は、磁気軸受１８１および磁気軸受１８２を制御装置１９５によって制御することにより抑制することができる。しかし、ラジアル方向はフォイル軸受１０６およびフォイル軸受１０７によって支承しているため、偏移が大きくなりすぎた場合には、回転翼１３１と加圧ボリュート１３２とが接触するか、回転軸１０９がフォイル軸受１０６またはフォイル軸受１０７のトップフォイルに接触する可能性がある。そこで、ラジアル方向にタッチダウン軸受を設け、偏移を抑制する技術が提示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、回転軸の偏移があってもタッチダウン機構のブッシュに回転軸が接して、その偏移が抑制されると記載されている。
特開２００６−１５３２１７

しかし、特許文献１の方法によると、上述のごとく、フォイル軸受とは別個にタッチダウン機構を設ける必要があるため、構造が複雑となりかつ部品点数が増加するという問題があった。また、部品点数が増加すると組立工程も増加するため、コストアップになるという問題があった。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、部品点数の増加を招くことなく、ラジアル方向の軸の偏移を抑制することのできるフォイル軸受およびかかるフォイル軸受を用いた遠心圧縮機を提供することにある。

本発明にかかるフォイル軸受は、回転軸をラジアル方向において取り囲み、該回転軸の回転状態において、該回転軸を非接触状態でラジアル方向に支承するトップフォイルと、前記トップフォイルからラジアル方向において内方に先端部が突出し、前記回転軸がラジアル方向に偏移した際に、前記先端部が前記回転軸に接触することにより前記回転軸がラジアル方向に偏移することを抑制する偏移抑制部とを備える。また、前記偏移抑制部が前記トップフォイルをフォイル軸受本体に固定するための固定部材を兼用している。

上記構成によると、トップフォイルからラジアル方向において内方に先端部が突出し、回転軸がラジアル方向に偏移した際に、先端部が前記回転軸に接触することにより回転軸がラジアル方向に偏移することを抑制する偏移抑制部を備えるため、別個のタッチダウン機構を設けなくとも、ラジアル方向の回転軸の偏移を抑制することができる。また、部品点数や組立工程が増加することもない。なお、ラジアル方向の回転軸の偏移の抑制は目的に合せて行うことが可能である。例えば、本発明のフォイル軸受を遠心圧縮機に使用する場合には、回転翼が加圧ボリュートに接触しない程度にラジアル方向の回転軸の偏移を抑制すれば、回転翼が加圧ボリュートに接触する事故を防止することが可能となる。

また、上記構成によると、偏移抑制部が前記トップフォイルをフォイル軸受本体に固定するための固定部材を兼用しているため、ラジアル方向の回転軸の偏移を、一層簡単な構成で抑制することができる。また、トップフォイルを固定する固定部材は従来必要な部材であるため、部品点数の増加および組立工程の増加が生じない。

本発明にかかるフォイル軸受は、前記回転軸に前記偏移抑制部の前記先端部が接触することによる前記回転軸または前記先端部が破損することを抑制するための皮膜が、前記偏移抑制部の前記先端部に形成されていることが好ましい。

上記構成によると、回転軸に偏移抑制部の先端部が接触することによる回転軸および先端部の破損を抑制するための皮膜が、偏移抑制部の先端部に形成されているため、回転軸に偏移抑制部の先端部が接触した際に回転軸または偏移抑制部が破損することを抑制することができる。

本発明にかかるフォイル軸受は、前記先端部の形状が、曲面を含むとともに前記回転軸の回転方向において角を有さない形状であることが好ましい。
上記構成によると、偏移抑制部の先端部の形状が、曲面を含むとともに、回転軸の回転方向において角を有さない形状であるため、偏移抑制部の先端部に回転軸が接触した場合において、偏移抑制部の先端部の角によって回転軸が破損することを抑制することができる。なお、角とは二つの面が交わることにより形成される尖った部分をいう。

本発明にかかるフォイル軸受は、前記先端部の形状が、曲面を含むとともに前記回転軸の長手方向において角を有さない形状であることが好ましい。
上記構成によると、偏移抑制部の先端部の形状が、曲面を含むとともに回転軸の長手方向において角を有さない形状であるため、偏移抑制部の先端部に回転軸が接触した場合において、角との接触によって回転軸が破損することを抑制することができる。なお、角とは二つの面が交わることにより形成される尖った部分をいう。

本発明にかかるフォイル軸受は、前記先端部の前記回転軸に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する２つ以上の頂点を有する波形形状であることが好ましい。

上記構成によると、先端部の前記回転軸に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する２つ以上の頂点を有する波形形状であるため、偏移抑制部の先端部に回転軸が接触する場合には、内方に突出する２つ以上の頂点またはその近傍に接触するため、回転軸が接触することにより生じる負荷が分散される。そのため、回転軸が接触することによる偏移抑制部の先端部の破損が抑制される。

また、本発明にかかるフォイル軸受は、遠心圧縮機に好適に用いることができる。本発明のフォイル軸受を遠心圧縮機に使用すれば、回転翼が加圧ボリュートに接触しない程度にアキシャル方向における回転軸の偏移を抑制することが可能となる。

本発明によれば、部品点数の増加を招くことなく、ラジアル方向の軸の偏移を抑制することのできるフォイル軸受、およびかかるフォイル軸受を用いた遠心圧縮機を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる遠心圧縮機の一実施形態について図１および図２にしたがって説明する。

図１に示すように、本実施形態の遠心圧縮機は、大きくは、有底・有蓋円筒形状のハウジング２に収容されたモータ部１と、ハウジング２の蓋部２５に取り付けられ、モータ部１によって駆動される遠心圧縮部３を備える構成となっている。以下、これら各部の構成、並びに機能について詳述する。

まず、ハウジング２の内周面中央部には電流を通じることにより磁界を発生させる電界子であるステータ５が、ラジアル方向において内方（以下、単に、「内方」と言う。）に磁界を向けて取り付けられている。また、ハウジング２の円筒型内周面であるとともに、ステータ５よりアキシャル方向において前方（以下、単に、「前方」と言う。）には円環状のフランジ部２１が膨出している。なお、フランジ部２１の内方先端部には円環状のフォイル軸受６が備えられるとともに、フランジ部２１の前方の面には磁界方向を前方に向けた円環状の磁気軸受８１が埋設されている。更に、ハウジング２の円筒型内周面であるとともに、ステータ５よりアキシャル方向において後方（以下、単に、「後方」と言う。）には、円環状のフランジ部２２が膨出している。なお、フランジ部２２の内方先端部には円環状のフォイル軸受７が備えられるとともに、フランジ部２２の後方の面には磁界方向を後方に向けた円環状の磁気軸受８２が埋設されている。磁気軸受８１および磁気軸受８２はともに電磁石であり、制御装置９５によって供給電流量を変化させることにより、磁力を調整することができる。

更に、ハウジング２内には、アキシャル方向に長手方向を有するとともに、略円柱形状を有する回転軸９が挿入されている。この回転軸９の外周面であって、上述のステータ５に対向する部分には、永久磁石で形成されるとともに磁力方向をステータ５にむけたロータ９１が配設されている。このロータ９１および上記ステータ５によって電動モータが形成されている。更に、ロータ９１の前方であってフランジ部２１より更に前方には磁性体からなる略円盤形状のアキシャルディスク９２が取り付けられており、磁性体面を上記磁気軸受８１に対向させている。一方、ロータ９１の後方であってフランジ部２２より更に後方には磁性体からなる略円盤形状のアキシャルディスク９３が取り付けられており、アキシャルディスク９３の磁性体面が上記磁気軸受８２に対向するように設けられている。アキシャルディスク９２が磁気軸受８１によってアキシャル方向において後方に引かれるとともに、アキシャルディスク９３が磁気軸受８２によってアキシャル方向において前方に引かれることにより、アキシャルディスク９２およびアキシャルディスク９３が固定された回転軸９がアキシャル方向に支承される。また、回転軸９の後方末端部には、アキシャルセンサターゲット９４が固定されているとともに、ハウジング２の底部２３のアキシャルセンサターゲット９４に対向する位置には、アキシャルセンサ２４が取り付けられているため、回転軸９のアキシャル方向の位置は常にアキシャルセンサ２４により測定される構成となっている。アキシャルセンサ２４の測定結果に基づいて、制御装置９５は磁気軸受８１および磁気軸受８２へ供給する電流量を変化させることにより、磁気軸受８１および磁気軸受８２の磁力を制御するとともに、回転軸９のアキシャル方向における位置を一定に制御する。

ハウジング２の前方に設けられた円盤状の蓋部２５の中心部には貫通孔２６が設けられている。この貫通孔２６より前方に突出した回転軸９の先端部９６には、回転翼３１が備えられている。また、この回転翼３１を囲繞するように加圧ボリュート３２が設けられている。従って、運転状態において、回転軸９の回転に伴って、回転翼３１が回転し、加圧ボリュート３２前方の吸入口３３より吸入した気体を加圧ボリュート３２内部で圧縮して図示しない排気口より排気する。

かかる運転状態において、回転翼３１は、気流の変化などの外的要因や、回転速度の変化などの内的要因によって、アキシャル方向、ラジアル方向に力を受ける。この力によって回転翼３１が偏移した場合にも回転翼３１が加圧ボリュート３２に接触しないように回転翼３１と加圧ボリュート３２との間に隙間３５が設けられている。回転翼３１が加圧ボリュート３２に接触すると故障の原因となりうるため、ラジアル方向およびアキシャル方向における隙間３５はラジアル方向およびアキシャル方向における回転翼３１の偏移量より大きくなるように設定されている。しかし、この隙間３５が大きいと圧縮効率が下がるため、アキシャル方向については、上述のように、磁気軸受８１および磁気軸受８２を介して回転軸９のアキシャル方向の偏移を制御装置９５が抑制している。従って、制御装置９５による偏移の抑制の程度により、隙間３５のアキシャル方向の大きさが決定される。

一方、隙間３５のラジアル方向の大きさついては、フォイル軸受６の構造により決定される。ここで、フォイル軸受６は、回転軸９が高速回転することにより形成される気体膜を介して回転軸９を浮上させ、通常運転状態には非接触状態でこの回転軸９をラジアル方向に支承する軸受である。図２は運転状態におけるフォイル軸受６をアキシャル方向から見た図である。図２に示すように、フォイル軸受６には、弾性を有するパンプフォイル６５に支持されたトップフォイル６１をフォイル軸受本体６４に固定する固定部材も兼ねた偏移抑制部６２が、その先端部６３を回転軸９に向けて設けられている。また、先端部６３には、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）により皮膜が形成されている。遠心圧縮機１０が運転状態において、トップフォイル６１と回転軸９との間に気体膜が形成され、非接触状態が維持される。しかし、上述のように回転翼３１にラジアル方向の力が加わったときには回転翼３１の偏移に伴い回転軸９にも偏移が生じる。この偏移が先端部６３と回転軸９との距離ｄに等しくなる場合には、偏移抑制部６２の先端部６３が回転軸９に接触し、回転軸９を接触支承するため、距離ｄを超えて回転軸９がラジアル方向に変位することが抑制される。即ち、回転軸９が大きく偏移し、非接触支承ができないときに回転軸９を支承するタッチダウン軸受として、偏移抑制部６２は機能する。従って、回転翼３１のラジアル方向の偏移は距離ｄ以下に抑制される。先端部６３に形成された二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）による皮膜は、偏移抑制部６２の先端部６３が回転軸９に接触した際の滑りを向上させて、滑り軸受けとしての機能を高めるとともに、回転軸９および偏移抑制部６２の先端部６３が、接触により破損することを抑制する機能を有する。なお、フォイル軸受７はフォイル軸受６と同様の構造および機能を有するため、ここでは説明を省略する。

上記実施形態の遠心圧縮機によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態にかかる遠心圧縮機のフォイル軸受６，７によれば、トップフォイル６１からラジアル方向において内方に先端部６３が突出し、回転軸９がラジアル方向に偏移した際に、先端部６３が回転軸９に接触することにより、回転軸９がラジアル方向に偏移することを抑制する偏移抑制部６２を備えるため、別個のタッチダウン機構を設けなくとも、回転軸９のラジアル方向の偏移を抑制することができる。従って、上記従来のフォイル軸受に比し、構造を簡素化できるとともに、部品点数の増加とコストアップを防止することができる。なお、ラジアル方向の回転軸の偏移の抑制は目的に合せて行うことが可能である。本実施形態においてはフォイル軸受６，７を遠心圧縮機１０に使用しているため、回転翼３１が加圧ボリュート３２に接触しない程度にラジアル方向における回転軸９の偏移を抑制すれば、回転翼３１と加圧ボリュート３２の接触を防止することが可能となる。この偏移の抑制は先端部６３と回転軸９との距離ｄにより調整することが可能である。

（２）上記実施形態にかかる遠心圧縮機のフォイル軸受６，７によれば、偏移抑制部６２がトップフォイル６１をフォイル軸受本体６４に固定する固定部材を兼用しているため、一層簡単な構成でラジアル方向における回転軸９の偏移を抑制することができる。また、トップフォイル６１を固定する固定部材は従来必要な部材であるため、従来に比して部品点数が増加することを防止することができる。

（３）上記実施形態にかかる遠心圧縮機のフォイル軸受６，７によれば、回転軸９に偏移抑制部６２の先端部６３が接触した際に回転軸９または先端部６３が破損することを抑制するための二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）による皮膜が、偏移抑制部の先端部６３に形成されているため、回転軸９に偏移抑制部６２の先端部６３が接触した際に回転軸９および偏移抑制部６２が破損することを抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した遠心圧縮機の第２の実施形態を図３および図４にしたがって説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の偏移抑制部の形状を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図３は運転状態におけるフォイル軸受６をアキシャル方向から見た図である。図３に示すように、フォイル軸受６には、弾性を有するパンプフォイル６５に支持されたトップフォイル６１をフォイル軸受本体６４に固定する固定部材も兼ねた偏移抑制部６２が、その先端部６３を回転軸９に向けて設けられている。また、先端部６３には、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）により皮膜が形成されている。

図４（ａ）および図４（ｃ）に示すように、偏移抑制部６２の先端部６３の形状が曲面を含むとともに回転軸９の回転方向において角を有さない形状である。即ち、実施の形態１においては角となっていた、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９の回転方向における端部７１が、滑らかな曲線となっている。従って、回転軸９が偏移して偏移抑制部６２の先端部６３に接触した際に、回転軸９の回転方向における端部７１に接触したとしても、回転軸９が角に接触することがないため、回転軸９または偏移抑制部６２が破損することを一層抑制することができる。

また、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、偏移抑制部の先端部６３の形状が回転軸９の長手方向においても角を有さない形状である。そのため実施の形態１において角となっていた、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９の長手方向における端部７２が、滑らかな曲線となっている。つまり、偏移抑制部６２の先端部６３は回転軸９の長手方向において角部を有さない。従って、回転軸９が偏移して偏移抑制部６２の先端部６３に接触した際に、回転軸９の長手方向における端部７２に接触したとしても、尖った角部と回転軸９が接触することがないため、回転軸９または偏移抑制部６２が破損することを一層抑制することができる。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（１）第２の実施形態では、偏移抑制部６２の先端部６３の形状が、曲面を含むとともに、回転軸９の回転方向において角を有さない形状であるため、偏移抑制部６２の先端部に回転軸９が接触した場合において、偏移抑制部６２の先端部６３の角によって回転軸９が破損することを抑制することができる。

（２）第２の実施形態では、偏移抑制部６２の先端部６３の形状が、曲面を含むとともに回転軸９の長手方向において角を有さない形状であるため、偏移抑制部６２の先端部６３に回転軸９が接触した場合において、角との接触によって回転軸９が破損することを抑制することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した遠心圧縮機の第２の実施形態を図５および図６にしたがって説明する。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態の偏移抑制部の形状を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図５は運転状態におけるフォイル軸受６をアキシャル方向から見た図である。図５に示すように、フォイル軸受６には、弾性を有するパンプフォイル６５に支持されたトップフォイル６１をフォイル軸受本体６４に固定する固定部材も兼ねた偏移抑制部６２が、その先端部６３を回転軸９に向けて設けられている。また、先端部６３には、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）により皮膜が形成されている。

図６（ａ）および図６（ｃ）に示すように、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する２つの頂点７３を有する波形形状である。従って、回転軸９が偏移して偏移抑制部６２の先端部６３に接触する場合には、頂点７３またはその近傍で接触するため、回転軸９は偏移抑制部６２の先端部６３に２点で接触する。そのため、回転軸９が偏移抑制部６２の先端部６３に接触された場合の負荷が２点に分散される。

加えて、偏移抑制部６２の先端部６３の形状が曲面を含むとともに回転軸９の回転方向において角を有さない形状である。即ち、実施の形態１において角となっていた、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９の回転方向における端部７１が、滑らかな曲線となっている。従って、回転軸９が偏移して偏移抑制部６２の先端部６３に接触した際に、回転軸９の回転方向における端部７１に接触したとしても、回転軸９が角に接触することがないため、回転軸９または偏移抑制部６２が破損することを一層抑制することができる。

また、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、偏移抑制部の先端部６３の形状が、回転軸の長手方向においても曲面で形成されている。そのため実施の形態１において角部を形成していた、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９の長手方向における端部７２が、滑らかな曲線となっている。つまり、偏移抑制部６２の先端部６３は回転軸９の長手方向において角部を有さない。従って、回転軸９が偏移して偏移抑制部６２の先端部６３に接触した際に、回転軸９の長手方向における端部７２に接触したとしても、尖った角部と回転軸９が接触することがないため、回転軸９または偏移抑制部６２が破損することを一層抑制することができる。

従って、第３の実施形態によれば、第２の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（１）第３の実施形態では、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する２の頂点７３を有する波形形状であるため、偏移抑制部の先端部６３に回転軸が接触する場合には、内方に突出する２つの頂点７３またはその近傍に接触するため、回転軸９が接触することにより生じる負荷が分散される。そのため、回転軸９が接触することによる偏移抑制部６２の先端部６３の破損が抑制される。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態にかかる遠心圧縮機のフォイル軸受６，７は、偏移抑制部６２の先端部６３に二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）により皮膜が形成されているが、他の材料により皮膜が形成されていても良い。即ち、回転軸９に偏移抑制部６２の先端部６３が接触した際に、回転軸９および偏移抑制部６２の破損を抑制することができれば良く、例えば、ダイヤモンドライクカーボンやフッ素樹脂により皮膜を形成しても良い。

・上記実施形態にかかる遠心圧縮機のフォイル軸受６，７は、偏移抑制部６２の先端部６３に二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）により皮膜が形成されているが、他の構成であっても良い。即ち、回転軸９に偏移抑制部６２の先端部６３が接触した際に、回転軸９または偏移抑制部６２の破損を抑制することができれば良く、偏移抑制部６２の先端部６３が、接触時の破損を抑制するのに十分な滑らかさを有する構成としても良い。例えば、先端部６３を研磨して円滑化することにより、皮膜形成を割愛しても良い。

・上記実施形態にかかる遠心圧縮機のフォイル軸受６，７は、偏移抑制部６２がトップフォイル６１をフォイル軸受本体６４に固定する固定部材を兼用しているが、他の構成であっても良い。例えば、偏移抑制部６２を固定部材と別部材としても良い。偏移抑制部６２と固定部材とを別部材とすることにより、修理時などに部品交換が容易となる。

・上記実施形態においては、本発明の一実施形態であるフォイル軸受６，７を遠心圧縮機１０に適用しているが、他の構成であっても良い。即ち、ラジアル方向をフォイル軸受６，７で受ける回転機器であればいずれにも適用できる。例えば、本発明のフォイル軸受６，７は、他の電動ポンプや発電機に使用しても良い。

・第３の実施形態においては、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する２つの頂点７３を有する波形形状であるが、他の構成であっても良い。例えば、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する３つの頂点７３を有する波形形状であってもよい。この場合、偏移抑制部の先端部６３に回転軸が接触する場合には、内方に突出する３つの頂点７３またはその近傍に接触するため、回転軸９が接触することにより生じる負荷が一層分散される。そのため、回転軸９が接触することによる偏移抑制部６２の先端部６３の破損が一層抑制される。要するに、偏移抑制部６２の先端部６３の回転軸９に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する２つ以上の頂点７３を有する波形形状であればよい。

本発明は、簡易な構造でラジアル方向の軸の偏移を抑制する構造を有するフォイル軸受に関するものであるため、回転機器等に広く利用可能である。

本発明にかかる遠心圧縮機の一実施形態について説明する図面であり、軸方向断面図である。本発明にかかるフォイル軸受の一実施形態について説明する図面であり、フォイル軸受のアキシャル方向正面図である。本発明にかかるフォイル軸受の第２の実施形態について説明する図面であり、フォイル軸受のアキシャル方向正面図である。本発明にかかるフォイル軸受の第２の実施形態について説明する図面であり、偏移抑制部の拡大図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は斜視図である。本発明にかかるフォイル軸受の第２の実施形態について説明する図面であり、フォイル軸受のアキシャル方向正面図である。本発明にかかるフォイル軸受の第３の実施形態について説明する図面であり、偏移抑制部の拡大図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は斜視図である。従来の遠心圧縮機の一実施形態について説明する図面であり、軸方向断面図である。

符号の説明

１…モータ部、２…ハウジング、３…遠心圧縮部、５…ステータ、６…フォイル軸受、７…フォイル軸受、９…回転軸、１０…遠心圧縮機、２１…フランジ部、２２…フランジ部、２３…底部、２４…アキシャルセンサ、２５…蓋部、２６…貫通孔、３１…回転翼、３２…加圧ボリュート、３３…吸入口、３５…隙間、６１…トップフォイル、６２…偏移抑制部、６３…先端部、６４…フォイル軸受本体、６５…パンプフォイル、７１…端部、７２…端部、７３…頂点、８１…磁気軸受、８２…磁気軸受、９１…ロータ、９２…アキシャルディスク、９３…アキシャルディスク、９４…アキシャルセンサターゲット、９５…制御装置、９６…先端部、１０６…フォイル軸受、１０７…フォイル軸受、１０９…回転軸、１１０…遠心圧縮機、１３１…回転翼、１３２…加圧ボリュート、１３３…吸入口、１３５…隙間、１８１…磁気軸受、１８２…磁気軸受、１９５…制御装置。

Claims

回転軸をラジアル方向において取り囲み、該回転軸の回転状態において、該回転軸を非接触状態でラジアル方向に支承するトップフォイルと、
前記トップフォイルからラジアル方向において内方に先端部が突出し、前記回転軸がラジアル方向に偏移した際に、前記先端部が前記回転軸に接触することにより前記回転軸がラジアル方向に偏移することを抑制する偏移抑制部とを備え、
前記偏移抑制部は前記トップフォイルをフォイル軸受本体に固定するための固定部材を兼用していることを特徴とするフォイル軸受。
前記回転軸に前記先端部が接触した際に、前記回転軸または前記先端部が破損することを抑制するための皮膜が、前記先端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフォイル軸受。
前記先端部の形状が、曲面を含むとともに前記回転軸の回転方向において角を有さない形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のフォイル軸受。
前記先端部の形状が、曲面を含むとともに前記回転軸の長手方向において角を有さない形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォイル軸受。
前記先端部の前記回転軸に対向する面の形状が、ラジアル方向において内方に突出する２つ以上の頂点を有する波形形状であることを特徴とする請求項３または４に記載のフォイル軸受。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォイル軸受を備えることを特徴とする遠心圧縮機。