JP2012241775A - ラジアルフォイル軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転軸1に外挿されて回転軸1を支持するラジアルフォイル軸受である。回転軸1に対向して配置される円筒状のトップフォイル10と、トップフォイル10の径方向外側に配置されるバックフォイルとを備える。トップフォイル10の回転軸1と対向する面には、回転軸1の回転方向後方から前方に向かうとともに、トップフォイル10の軸方向の中心部から両方の端縁側にそれぞれ向かう斜方溝13が複数形成されている。斜方溝13間、および斜方溝13の端縁側の端部とトップフォイル10の端縁との間には、それぞれランド部14、15が形成されている。
【選択図】図3
Description
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、冷却性能を高めて軸受の焼き付きを防止し、トップフォイルの撓みを少なくして負荷能力低下を抑制し、さらに摩耗も抑制した、ラジアルフォイル軸受を提供することにある。
前記回転軸に対向して配置される円筒状のトップフォイルと、前記トップフォイルの径方向外側に配置されるバックフォイルとを備え、
前記トップフォイルの前記回転軸と対向する面には、前記回転軸の回転方向後方から前方に向かうとともに、該トップフォイルの軸方向の中心部から両方の端縁側にそれぞれ向かう斜方溝が複数形成され、
該斜方溝間、および該斜方溝の前記端縁側の端部と該端縁との間には、それぞれランド部が形成されていることを特徴としている。
また、軸方向中央部から両側端縁に向けて排出された潤滑流体が、ランド部を乗り越える際に強い流体潤滑膜圧を発生するため、該両側端部において負荷能力が良好に発揮されるようになる。そして、このように両側端部で強い流体潤滑膜圧が発生することで、従来と異なり、軸方向中央部でトップフォイルが大きく凹むことがなく、流体潤滑膜の圧力が両側端部に分散されることにより、トップフォイルは両側端部で少しずつ凹むようになる。よって、負荷能力の低下が抑制される。
また、両側端部において負荷能力が良好に発揮されるようになるため、回転軸に対する軸受の相対的な傾きに対して、剛性が強くなる。
さらに、トップフォイルの、回転軸と対向する面に斜方溝を複数形成しているので、回転軸の始動時にはすでに斜方溝内に周囲流体が存在しているため、昇速途上で回転軸の回転速度が低い段階でも流体潤滑膜が容易に形成されるようになる。したがって、トップフォイルが回転軸に接触して擦れる時間が短くなり、摩耗の進行が抑制される。
このようにすれば、トップフォイルの始端と終端との間から引き入れた周囲流体が、中央溝に沿って軸受の周方向に流れるため、軸受がより良好に冷却されるようになる。
このようにすれば、トップフォイルとバックフォイルとの間の空隙から貫通孔を通って周囲流体が取り入れられ、さらに斜方溝を通って両側端部に向けて流れるようになる。したがって、軸受の周方向全域でほぼ均一に冷却されるようになる。
また、インペラ2は静止側となるハウジング6内に配置されており、ハウジング6との間にチップクリアランス7を有している。
また、回転軸1には、スラストカラー4より中央側に、ラジアルフォイル軸受3が外挿されている。
バックフォイル11は、フォイル(薄板)で形成されてトップフォイル10を弾性的に支持する。このようなバックフォイル11としては、例えば、バンプフォイル、特開2006−57652号公報や特開2004−270904号公報などに記載されているスプリングフォイル、特開2009−299748号公報などに記載されているバックフォイルなどが用いられる。図2ではバンプフォイルを例に説明する。バンプフォイルは、図2(b)に示すようにフォイル(薄板)が波板状に成形され、さらに軸受ハウジング12の内周面に沿って円筒状に形成配置されたものである。ここで、波板状に成形されたバンプフォイル(バックフォイル)11は、ラジアルフォイル軸受3の周方向に沿って、軸受ハウジング12と接する山部と、トップフォイル10に接する谷部とを交互に形成している。これによってバックフォイル11は、ラジアルフォイル軸受3の軸方向に山部や谷部による流体の通路を形成している。
斜方溝13は、トップフォイル10の外観を示す図3(a)、およびトップフォイル10の内面を展開した図3(b)に示すように、回転軸1の回転方向(矢印方向)後方から前方に向かうとともに、トップフォイル10の軸方向(回転軸1の回転方向と直交する方向)の中心部(本実施形態では軸方向の中心線CL)から両方の端縁側にそれぞれ向かって形成されている。すなわち、軸方向の中心線CLを対称線として、斜方溝13は軸方向の一方の側と他方の側とに、線対称で形成配置されている。
また、斜方溝13は、図3(b)に示すように軸方向に対する角度、すなわち中心線CLと直交するラインに対する傾斜角θが、10°〜35°程度に形成されているのが好ましく、15°〜20°程度に形成されているのがより好ましく、17°程度に形成されているのがさらに好ましい。10°以上にすることで、回転軸1の回転力に付勢された潤滑流体を、斜方溝13に沿って回転軸1の回転方向に向けて良好に流れさせることができ、ラジアルフォイル軸受3をより広範囲に冷却することが可能になる。一方、35°以下にすることで、潤滑流体が斜方溝13に沿って軸方向の端部側に向かって良好に流れるようになり、後述するように熱くなった潤滑流体をラジアルフォイル軸受3の外側に良好に排出することが可能になる。
回転軸1が停止した状態では、トップフォイル10はバックフォイル11によって回転軸1側に付勢されることで回転軸1に密着している。ただし、本実施形態では、トップフォイル10の内面に斜方溝13が形成されているため、回転軸1が停止している状態でもすでに斜方溝13内に周囲流体(例えば空気)が存在している。
また、始動時には斜方溝13内に周囲流体が存在しており、回転軸1の回転速度が低い段階でも流体潤滑膜が容易に形成されるため、トップフォイル10が回転軸1に接触して擦れる時間が短くなり、摩耗の進行を抑制することができる。
また、従来のラジアルフォイル軸受が軸方向中央部で負荷能力を主に発揮しており、したがって1箇所で回転軸1を支持していたのに対し、本実施形態のラジアルフォイル軸受3では両側端部において負荷能力を良好に発揮し、したがって2箇所で回転軸1を支持しているので、回転軸1の傾きに対してラジアルフォイル軸受3の支持剛性が強くなり、回転軸1が振れ回り(歳差運動)を起こした場合でも回転軸1の傾きを最小限に抑えることができる。
図5(a)、(b)に示すラジアルフォイル軸受が、図2、図3に示したラジアルフォイル軸受と異なるところは、トップフォイルの構造にある。
図6(a)、(b)に示すラジアルフォイル軸受が、図2、図3に示したラジアルフォイル軸受と異なるところは、トップフォイルの構造にある。
例えば、前記実施形態では軸受ハウジング12を備えて本発明に係るラジアルフォイル軸受3を構成したが、軸受ハウジング12を備えることなく、回転軸を収容するハウジング内に直接的に又は間接的に、バックフォイルとトップフォイルとからなるラジアルフォイル軸受3を配設するようにしてもよい。
Claims (3)
- 回転軸に外挿されて該回転軸を支持するラジアルフォイル軸受であって、
前記回転軸に対向して配置される円筒状のトップフォイルと、前記トップフォイルの径方向外側に配置されるバックフォイルとを備え、
前記トップフォイルの前記回転軸と対向する面には、前記回転軸の回転方向後方から前方に向かうとともに、該トップフォイルの軸方向の中心部から両方の端縁側にそれぞれ向かう斜方溝が複数形成され、
該斜方溝間、および該斜方溝の前記端縁側の端部と該端縁との間には、それぞれランド部が形成されていることを特徴とするラジアルフォイル軸受。 - 前記トップフォイルの前記回転軸と対向する面には、該トップフォイルの軸方向の中心部に、該トップフォイルの周方向に沿って延びる中央溝が、前記斜方溝に連通して形成されていることを特徴とする請求項1記載のラジアルフォイル軸受。
- 前記トップフォイルには、該トップフォイルの軸方向の中心部に、該トップフォイルを貫通する貫通孔が、前記斜方溝に連通して形成されていることを特徴とする請求項1記載のラジアルフォイル軸受。
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---|---|
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8845193B2 (en) | 2011-08-01 | 2014-09-30 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US8944687B2 (en) | 2011-08-12 | 2015-02-03 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US8944688B2 (en) | 2011-10-13 | 2015-02-03 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US8944686B2 (en) | 2011-08-01 | 2015-02-03 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US9004765B1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-04-14 | Korea Institute Of Science And Technology | Air foil bearing having pressure dam |
US9206840B2 (en) | 2011-11-09 | 2015-12-08 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
CN107725593A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-02-23 | 西安交通大学 | 带有固有结构预楔形空间的弹性支承箔片动压气体轴承 |
US11035403B2 (en) * | 2019-04-18 | 2021-06-15 | Hanwha Powersystems Co., Ltd | Radial force support apparatus |
CN116658516A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-08-29 | 南华大学 | 一种叶脉型双旋向箔片气体动压轴承 |
WO2023189092A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 株式会社豊田自動織機 | フォイル軸受及び流体機械 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57141228U (ja) * | 1981-02-27 | 1982-09-04 | ||
JPS60136615A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 流体軸受構造 |
JPS6184415A (ja) * | 1984-10-03 | 1986-04-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 軸シ−ル付フオイル軸受構造 |
JPS6380323U (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-27 | ||
JPH0654915U (ja) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | 光洋精工株式会社 | 動圧軸受 |
JPH11311253A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-11-09 | Ntn Corp | 動圧型焼結含油軸受ユニット |
US20020079765A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-27 | Torbjorn Lembke | Compliant foil fluid film bearing with eddy current damper |
JP2004092771A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Shimadzu Corp | フォイル型動圧ガス軸受 |
-
2011
- 2011-05-18 JP JP2011111281A patent/JP5760680B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57141228U (ja) * | 1981-02-27 | 1982-09-04 | ||
JPS60136615A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 流体軸受構造 |
JPS6184415A (ja) * | 1984-10-03 | 1986-04-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 軸シ−ル付フオイル軸受構造 |
JPS6380323U (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-27 | ||
JPH0654915U (ja) * | 1993-01-12 | 1994-07-26 | 光洋精工株式会社 | 動圧軸受 |
JPH11311253A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-11-09 | Ntn Corp | 動圧型焼結含油軸受ユニット |
US20020079765A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-27 | Torbjorn Lembke | Compliant foil fluid film bearing with eddy current damper |
JP2004092771A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Shimadzu Corp | フォイル型動圧ガス軸受 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8845193B2 (en) | 2011-08-01 | 2014-09-30 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US8944686B2 (en) | 2011-08-01 | 2015-02-03 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US8944687B2 (en) | 2011-08-12 | 2015-02-03 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US8944688B2 (en) | 2011-10-13 | 2015-02-03 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US9206840B2 (en) | 2011-11-09 | 2015-12-08 | Ihi Corporation | Radial foil bearing |
US9004765B1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-04-14 | Korea Institute Of Science And Technology | Air foil bearing having pressure dam |
CN107725593A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-02-23 | 西安交通大学 | 带有固有结构预楔形空间的弹性支承箔片动压气体轴承 |
US11035403B2 (en) * | 2019-04-18 | 2021-06-15 | Hanwha Powersystems Co., Ltd | Radial force support apparatus |
WO2023189092A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 株式会社豊田自動織機 | フォイル軸受及び流体機械 |
CN116658516A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-08-29 | 南华大学 | 一种叶脉型双旋向箔片气体动压轴承 |
CN116658516B (zh) * | 2023-06-01 | 2024-02-23 | 南华大学 | 一种叶脉型双旋向箔片气体动压轴承 |
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Publication number | Publication date |
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