JP2013024344A - 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を支持するラジアルフォイル軸受3である。トップフォイル10と、バックフォイル11と、これらを収容する軸受ハウジング12とを備える。軸受ハウジング12の内周面には係合溝13が形成されている。トップフォイルは、第1の凹凸部17aと第2の凹凸部17bとを有する金属箔が円筒状に巻かれるとともに、各凸部15a、15bが、それぞれ対応する各凹部16b、16aを通って軸受ハウジング12側に引き出されて形成されている。軸受ハウジング12側に引き出された凸部15a、15bは、それぞれ対応する係合溝13に係合している。
【選択図】図2
Description
また、特許文献1では、トップフォイルの両端をそれぞれハウジング内壁の止め壁に突き当てるようにして係止させ、固定している。
また、当該部位における回転軸の支持剛性を下げ過ぎないようにするには、当該部位のバンプフォイルを1山のみ低くする方法が考えられる。しかし、低くする量が数十μmのオーダーと小さいため、その製作は極めて困難である。
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、前記トップフォイル及び前記バックフォイルを内挿した状態に収容する円筒状の軸受ハウジングと、を備え、
前記軸受ハウジングの内周面には、その軸方向に沿って係合溝が形成され、
前記トップフォイルは、矩形状で、一方の辺側に凸部と凹部とを有してなる第1の凹凸部を有し、前記一方の辺と反対の他方の辺側に、前記第1の凹凸部の凸部に対応する位置に凹部を形成し、かつ前記第1の凹凸部の凹部に対応する位置の少なくとも一部に凸部を形成する第2の凹凸部を有する金属箔が、前記第1の凹凸部と前記第2の凹凸部とが重なるように円筒状に巻かれるとともに、前記第1の凹凸部および前記第2の凹凸部における各凸部が、それぞれ対応する前記第2の凹凸部および前記第1の凹凸部における各凹部を通って前記軸受ハウジング側に引き出されて形成され、
前記軸受ハウジング側に引き出された凸部が、それぞれ対応する前記係合溝に係合していることを特徴としている。
このようにすれば、トップフォイルの両端部が弾性変形し易くなり、当該両端部において回転軸を締め付ける力(局所的なプリロード)が生じるのが抑制される。
このようにすれば、この薄肉部では、その外周面側を支持するバックフォイルとの間に隙間が形成され、したがって該薄肉部において回転軸を締め付ける力(局所的なプリロード)が生じるのが確実に防止される。
このようにすれば、トップフォイルと軸受ハウジングとの間で軸方向のずれが生じた際にも、軸受ハウジングの軸方向の一部に形成されている係合溝に係合する凸部が、該係合溝の端部に規制されてその移動が停止させられることにより、それ以上のずれが防止される。したがって、トップフォイルが軸受ハウジングから脱落することが確実に防止される。
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。
なお、このバンプフォイル11は、従来と同様に、スポット溶接等によって軸受ハウジング12に固定されている。
また、図2(d)に示す、薄肉部18の周方向の長さLは、図2(a)に示すように、周方向に隣り合う二つの係合溝13と、バンプフォイル11の端部の山一つ分までに対応する長さとされる。
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。なお、本実施形態では、トップフォイル10の両端部が薄肉部18となっているので、これら薄肉部18では回転軸1を締め付ける力(局所的なプリロード)がほとんど生じないようになっている。
また、軸受ハウジング12に対するトップフォイル10の溶接が無いため、溶接不良などによる組立て不良や組立てのバラツキが無くなる。したがって、再現性が高くなり、量産性に優れたものとなる。
また、トップフォイル10の両端部に薄肉部18を形成しているので、例えば従来のようにトップフォイルの両端部を軸受ハウジングの内曲面(内周面)になじませるための、熱処理工程が不要になる。
さらに、トップフォイル10の両端部に薄肉部18を形成したことで、周囲流体が流入する側のトップフォイル10の端部側(従来型の自由端側に相当)が柔らかくなっているため、前記したように周囲流体がトップフォイル10と回転軸1との間に流入し易くなる。したがって、より低い回転数で流体潤滑膜が形成されるようになり、始動性が向上する。
例えば、前記実施形態では第1の凹凸部、第2の凹凸部を、それぞれ一つ又は二つの凸部と凹部とによって形成したが、これら凸部と凹部の数については、三つ以上であってもよい。
また、薄肉部18については、例えばその表裏両面をエッチング加工し、薄厚(薄肉)に形成してもよい。
Claims (4)
- 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、前記トップフォイル及び前記バックフォイルを内挿した状態に収容する円筒状の軸受ハウジングと、を備え、
前記軸受ハウジングの内周面には、その軸方向に沿って係合溝が形成され、
前記トップフォイルは、矩形状で、一方の辺側に凸部と凹部とを有してなる第1の凹凸部を有し、前記一方の辺と反対の他方の辺側に、前記第1の凹凸部の凸部に対応する位置に凹部を形成し、かつ前記第1の凹凸部の凹部に対応する位置の少なくとも一部に凸部を形成する第2の凹凸部を有する金属箔が、前記第1の凹凸部と前記第2の凹凸部とが重なるように円筒状に巻かれるとともに、前記第1の凹凸部および前記第2の凹凸部における各凸部が、それぞれ対応する前記第2の凹凸部および前記第1の凹凸部における各凹部を通って前記軸受ハウジング側に引き出されて形成され、
前記軸受ハウジング側に引き出された凸部が、それぞれ対応する前記係合溝に係合し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には、前記一方の辺側と前記他方の辺側とに、これらの間の中央部に比べて薄厚な薄肉部が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。
- 前記薄肉部は、その外周面が前記中央部の外周面より凹んだ状態に形成されていることを特徴とする請求項2記載のラジアルフォイル軸受。
- 前記係合溝の少なくとも一つは、前記軸受ハウジングの軸方向の全長に渡って形成されることなく、その一部に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のラジアルフォイル軸受。
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