JP2016075324A - Thrust bearing - Google Patents

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直陸 大森
Naomichi Omori
直陸 大森
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/042Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thrust bearing capable of suppressing a top foil piece from contacting a thrust collar, and exhibiting a higher friction damping effect so as to be able to appropriately absorb the vibration and impact of a rotary shaft in the thrust direction.SOLUTION: A thrust bearing comprises: a top foil 10; a back foil 20; and a base plate 30. The back foil 20 is formed by a plurality of back foil pieces 21 arranged in the circumferential direction of the base plate 30, the top foil 10 is formed by a plurality of top foil pieces 11 arranged above the back foil pieces 21, respectively. A vibration damping foil piece 51 is disposed between each back foil piece 21 and each top foil piece 11. At least one circumferential side of each back foil piece 21 is radially divided into a plurality of sections and at least one circumferential side of the vibration damping foil 51 is radially divided into a plurality of sections.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、スラスト軸受に関する。   The present invention relates to a thrust bearing.

従来、高速回転体用の軸受として、回転軸に設けられたスラストカラーに対向して配置されるスラスト軸受が知られている。このようなスラスト軸受としては、フォイル式のスラスト軸受、すなわちスラストフォイル軸受がよく知られている。スラストフォイル軸受は、振動や衝撃によって発生する回転軸の動き(スラストカラーの軸方向変位と傾き)を吸収できるように、軸受面が柔軟なフォイル(金属製薄板)によって形成されており、軸受面の下に軸受面を柔軟に支持するためのフォイル構造を有している。   Conventionally, as a bearing for a high-speed rotating body, a thrust bearing is known that is disposed to face a thrust collar provided on a rotating shaft. As such a thrust bearing, a foil-type thrust bearing, that is, a thrust foil bearing is well known. Thrust foil bearings are made of a flexible foil (thin metal plate) with a bearing surface that can absorb the movement of the rotating shaft (axial displacement and inclination of the thrust collar) caused by vibration and impact. A foil structure for flexibly supporting the bearing surface.

このようなスラストフォイル軸受の一形態として、円環板を周方向に分割して切り出した複数の円輪片(円環片)形状のフォイル片(トップフォイル片)によって軸受面を形成し、これらトップフォイル片をそれぞれ波板状のフォイル片(バンプフォイル片)で支持した構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。各々のトップフォイル片(厚さ100μm前後)はスラストカラーに対して傾斜角を有しており、これによってスラストカラーとトップフォイル片との間の軸受隙間は側面視くさび形に形成される。すなわち、スラストカラー(回転軸)の回転方向上流側から下流側に向かうに連れて軸受隙間が狭くなるように形成されている。従って、軸受隙間が広い側(上流側)から軸受隙間が狭い側(下流側)に向かってスラストカラーが回転すると、潤滑流体がくさびに流れ込み、負荷能力が発揮される。   As one form of such a thrust foil bearing, a bearing surface is formed by a plurality of ring pieces (ring piece) -shaped foil pieces (top foil pieces) obtained by dividing an annular plate in the circumferential direction. A structure in which each top foil piece is supported by a corrugated foil piece (bump foil piece) is known (for example, see Patent Document 1). Each top foil piece (having a thickness of about 100 μm) has an inclination angle with respect to the thrust collar, whereby a bearing gap between the thrust collar and the top foil piece is formed in a wedge shape in a side view. That is, the bearing gap is narrowed from the upstream side in the rotational direction of the thrust collar (rotating shaft) toward the downstream side. Therefore, when the thrust collar rotates from the side having the large bearing gap (upstream side) toward the side having the narrow bearing gap (downstream side), the lubricating fluid flows into the wedge and the load capacity is exhibited.

トップフォイル片は、スラストカラー(回転軸)の回転方向上流側の端辺のみがベースプレートに固定されており、軸受荷重が増加すると、この固定辺(上流側の端辺)を支点としてトップフォイルは水平になるように傾斜を緩め、傾斜角が0.1°程度になったとき最大負荷能力を発生する。一方、バンプフォイル片は山の稜線がトップフォイル片の下流側端辺に平行になるように配置され、バンプフォイル片におけるスラストカラー(回転軸)の回転方向下流側の端辺のみがベース板に固定されている。すなわち、上流側の端辺は自由端となっている。   The top foil piece is fixed to the base plate only at the upstream end of the thrust collar (rotating shaft) in the rotation direction. When the bearing load increases, the top foil is supported by the fixed side (upstream end) as a fulcrum. The maximum load capacity is generated when the inclination is relaxed to become horizontal and the inclination angle becomes about 0.1 °. On the other hand, the bump foil piece is arranged so that the ridge of the mountain is parallel to the downstream edge of the top foil piece, and only the edge of the bump foil piece on the downstream side in the rotation direction of the thrust collar (rotating shaft) is the base plate. It is fixed. That is, the upstream side edge is a free end.

バンプフォイル片がこのように配置/固定されているのは、トップフォイル片に発生する流体潤滑膜の圧力が軸受隙間の狭い側(下流側)で高くなるためであり、該部位を高い剛性で支持することにより、負荷能力を高めるためである。   The bump foil piece is arranged / fixed in this way because the pressure of the fluid lubricating film generated on the top foil piece is increased on the narrow side (downstream side) of the bearing gap, and the portion is highly rigid. This is to increase the load capacity by supporting.

特開平10−331847号公報JP-A-10-331847

ところで、このようなスラスト軸受を搭載した回転機械では、回転軸の軸方向(スラスト方向)への振動や衝撃を受けると、回転軸がハウジング(ケーシング)に対して相対的にスラスト方向へ振動する。このような振動や衝撃に対して回転軸の振動を減衰させるものとして、各フォイルの接触面間に作用する摩擦減衰がある。すなわち、回転軸のスラストカラーが流体潤滑膜を介してトップフォイルを押すと、トップフォイル下のバンプフォイルが押し込まれ、その際、トップフォイルとバンプフォイルとの間やバンプフォイルとベースプレートとの間で滑り(摩擦)が生じることにより、その動きを減衰させている。   By the way, in a rotating machine equipped with such a thrust bearing, when receiving a vibration or impact in the axial direction (thrust direction) of the rotating shaft, the rotating shaft vibrates in the thrust direction relative to the housing (casing). . As a means for attenuating the vibration of the rotating shaft against such vibrations and impacts, there is friction damping acting between the contact surfaces of the foils. That is, when the thrust collar of the rotating shaft pushes the top foil through the fluid lubricating film, the bump foil under the top foil is pushed in, and at that time, between the top foil and the bump foil or between the bump foil and the base plate. The movement is attenuated by the occurrence of sliding (friction).

また、前記のスラストフォイル軸受構造では、トップフォイルの下流側端辺側で軸受隙間が最も狭くなっており、高負荷時にはサブミクロンに達することがある。従って、この下流側端辺側ではスラストカラーとの接触が起こり易くなっており、接触が起こるとトップフォイルが摩耗して軸受寿命が低下し、最悪の場合焼き付きが生じてしまう。これを避けるには、トップフォイルの下流側端辺とスラストカラーとを常に平行にしておくのが望ましい。   Further, in the thrust foil bearing structure described above, the bearing gap is narrowest on the downstream side end side of the top foil, and may reach submicron at high loads. Accordingly, contact with the thrust collar is likely to occur on the downstream end side, and when contact occurs, the top foil is worn and the bearing life is reduced, and in the worst case, seizure occurs. In order to avoid this, it is desirable to always keep the downstream edge of the top foil and the thrust collar parallel.

しかしながら、一般にスラストフォイル軸受では、その外周端側でのスラストカラーの周速が内周端側での周速に比べて速いため、外周端側では流体潤滑膜の圧力(膜圧)が高くなり、内周端側では周速が遅いため圧力(膜圧)が低くなる。このため、トップフォイルの外周端側はバンプフォイル側へ押し込まれてスラストカラーから離れる方向へ動くものの、内周端側はスラストカラーの側へ起き上がることにより、スラストカラーに近づいてしまう。   However, in general, in the thrust foil bearing, the circumferential speed of the thrust collar on the outer peripheral end side is higher than the peripheral speed on the inner peripheral end side, so that the pressure (film pressure) of the fluid lubricating film increases on the outer peripheral end side. The pressure (membrane pressure) is low because the peripheral speed is slow on the inner peripheral end side. For this reason, although the outer peripheral end side of the top foil is pushed toward the bump foil side and moves away from the thrust collar, the inner peripheral end side rises to the thrust collar side and approaches the thrust collar.

その結果、トップフォイルの下流側端辺側では、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなり、高負荷に耐えられなくなる。そこで、従来のスラスト軸受では、例えば特許文献1に示されるようにバンプフォイルを径方向にて複数に分割している。すなわち、内外周のバンプフォイル間にスリットを設け、これによってバンプフォイルを内周側から外周側まで計4分割し、内周側から外周側に向けて支持力をより滑らかに変化させている。   As a result, on the downstream side edge side of the top foil, the thickness of the fluid lubricating film on the inner peripheral edge side becomes extremely thin and cannot withstand a high load. Therefore, in the conventional thrust bearing, for example, as shown in Patent Document 1, the bump foil is divided into a plurality of pieces in the radial direction. That is, a slit is provided between the inner and outer bump foils, whereby the bump foil is divided into four parts from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and the support force is changed more smoothly from the inner peripheral side to the outer peripheral side.

しかしながら、このようなバンプフォイルを分割したスラスト軸受でも、前記の振動や衝撃に対して回転軸の振動を減衰させる効果が十分とは言えず、回転軸と静止部(ハウジング)とが接触を起こすおそれがある。例えば、回転機械がターボ機械である場合、インペラがハウジングを擦ってしまうおそれがある。   However, even a thrust bearing in which such a bump foil is divided does not have a sufficient effect of attenuating the vibration of the rotating shaft with respect to the aforementioned vibration or impact, and the rotating shaft and the stationary part (housing) are brought into contact with each other. There is a fear. For example, when the rotating machine is a turbo machine, the impeller may rub the housing.

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、トップフォイル片がスラストカラーに接触するのを抑制するとともに、より高い摩擦減衰効果を発揮して回転軸のスラスト方向へ振動や衝撃を良好に吸収できるようにした、スラスト軸受を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress the top foil piece from coming into contact with the thrust collar and exhibit a higher friction damping effect in the thrust direction of the rotating shaft. An object of the present invention is to provide a thrust bearing that can absorb vibrations and shocks satisfactorily.

本発明のスラスト軸受は、回転軸に設けられたスラストカラーに対向して配置されるスラスト軸受であって、前記スラストカラーに対向して配置されるトップフォイルと、前記トップフォイルの、前記スラストカラーに対向する面と反対の面側に配置されたバックフォイルと、前記バックフォイルの、前記トップフォイル側と反対の側に配置されて、該バックフォイルを支持する円環板状のベースプレートと、を備え、前記バックフォイルは、前記ベースプレートの周方向に配列された複数のバックフォイル片によって形成され、前記トップフォイルは、前記バックフォイル片の上にそれぞれ配設された複数のトップフォイル片によって形成され、前記バックフォイル片と前記トップフォイル片との間には、それぞれ制振フォイル片が配置され、前記バックフォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割され、前記制振フォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割されていることを特徴とする。   A thrust bearing according to the present invention is a thrust bearing disposed to face a thrust collar provided on a rotating shaft, the top foil being disposed to face the thrust collar, and the thrust collar of the top foil. A back foil disposed on a surface opposite to the surface opposite to the back foil, and an annular plate-shaped base plate disposed on a side of the back foil opposite to the top foil and supporting the back foil. The back foil is formed by a plurality of back foil pieces arranged in a circumferential direction of the base plate, and the top foil is formed by a plurality of top foil pieces respectively disposed on the back foil pieces. A damping foil piece is disposed between the back foil piece and the top foil piece, respectively. The back foil piece is divided into a plurality in the radial direction at least one side in the circumferential direction, and the damping foil piece is divided into a plurality in the radial direction at least one side in the circumferential direction. It is characterized by.

このスラスト軸受によれば、バックフォイル片とトップフォイル片との間にそれぞれ制振フォイル片を配置したので、回転軸がその軸方向(スラスト方向)への振動や衝撃を受け、トップフォイル片が流体潤滑膜を介してスラストカラーに押し込まれた際、従来ではトップフォイルとバックフォイル(バンプフォイル)との間で滑り(摩擦)が生じていたのに対し、このスラスト軸受ではトップフォイル片と制振フォイル片との間、および制振フォイル片とバックフォイル片との間でそれぞれ滑り(摩擦)が生じる。従って、摩擦減衰を生じる部位が増えることで従来に比べてより高い摩擦減衰効果を発揮するようになり、回転軸のスラスト方向へ振動や衝撃を良好に吸収することができる。
また、バックフォイル片を径方向にて複数に分割しているので、内周側の分割片と外周側の分割片とがそれぞれ独立して動作するため、トップフォイル片がバックフォイル片側へ押し込まれたときに生じるバックフォイル片の変形が径方向において滑らかになり、従ってバックフォイル片による支持力も内周側から外周側に向けてより滑らかに変化する。一方、制振フォイル片も径方向にて複数に分割しているので、分割片がバックフォイルの分割片に対応して独立して動くことにより、バックフォイル片の個々の分割片の動きに対して抵抗なく追従する。従って、バックフォイル片と制振フォイル片とを共に径方向にて分割していることにより、トップフォイル片の径方向における変形が滑らかになる。
According to this thrust bearing, since the damping foil piece is disposed between the back foil piece and the top foil piece, the rotation shaft receives vibration and impact in the axial direction (thrust direction), and the top foil piece is When pushed into the thrust collar through the fluid lubricating film, sliding (friction) has conventionally occurred between the top foil and the back foil (bump foil). Slip (friction) occurs between the vibration foil piece and between the damping foil piece and the back foil piece. Therefore, by increasing the number of sites that generate frictional damping, a higher frictional damping effect can be achieved compared to the conventional case, and vibration and impact can be favorably absorbed in the thrust direction of the rotating shaft.
Moreover, since the back foil piece is divided into a plurality of pieces in the radial direction, the inner piece and the outer piece are operated independently, so that the top foil piece is pushed into the back foil piece side. The deformation of the back foil piece that occurs at the time becomes smooth in the radial direction, and therefore the support force by the back foil piece also changes more smoothly from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. On the other hand, since the damping foil piece is also divided into a plurality of pieces in the radial direction, the divided pieces move independently corresponding to the divided pieces of the back foil, so that the movement of the individual divided pieces of the back foil piece can be reduced. Follow without resistance. Therefore, by dividing the back foil piece and the damping foil piece in the radial direction, the deformation in the radial direction of the top foil piece becomes smooth.

また、前記スラスト軸受において、前記バックフォイル片は、その周方向の一方の側が径方向にて複数に分割され、且つ、他方の側が径方向にて連続する連続辺とされ、前記制振フォイル片は、その周方向の一方の側が径方向にて複数に分割され、且つ、他方の側が径方向にて連続する連続辺とされていることを特徴とする。
この構成によれば、バックフォイル片、制振フォイル片のそれぞれの分割された分割片が、連続辺によって一体化されているため、バックフォイル片、制振フォイル片のベースプレート上への固定が容易になる。
Further, in the thrust bearing, the back foil piece is divided into a plurality of parts in a radial direction on one side in the circumferential direction, and a continuous side continuous in the radial direction on the other side, and the damping foil piece Is characterized in that one side in the circumferential direction is divided into a plurality in the radial direction and the other side is a continuous side continuous in the radial direction.
According to this configuration, since the divided pieces of the back foil piece and the damping foil piece are integrated by the continuous side, the back foil piece and the damping foil piece can be easily fixed on the base plate. become.

また、前記スラスト軸受において、前記バックフォイル片には、径方向にて分割された複数のバックフォイル分割片間に第1スリットが形成され、前記制振フォイル片には、径方向にて分割された複数の制振フォイル分割片間に、前記第1スリットに重なる第2スリットが形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、制振フォイル分割片間の第2スリットをバックフォイル分割片間の第1スリットに重なるように形成しているので、個々の制振フォイル分割片が対応するバックフォイル分割片の個々の動きにより良好に追従する。
Further, in the thrust bearing, the back foil piece is formed with a first slit between a plurality of back foil divided pieces divided in the radial direction, and the damping foil piece is divided in the radial direction. A second slit that overlaps the first slit is formed between the plurality of vibration-damping foil divided pieces.
According to this configuration, since the second slit between the damping foil divided pieces is formed so as to overlap the first slit between the back foil divided pieces, each of the damping foil divided pieces corresponds to the back foil divided piece. Follow the individual movements better.

また、前記スラスト軸受において、前記トップフォイル片は、前記回転軸の回転方向上流側の端辺が、前記ベースプレートに固定されるトップフォイル固定辺とされており、前記制振フォイル片は、前記回転軸の回転方向上流側の端辺、あるいは回転方向下流側の端辺が前記連続辺とされ、該連続辺が、前記トップフォイル片の前記トップフォイル固定辺とともに、前記ベースプレートに固定されていることを特徴とする。
この構成によれば、トップフォイル片の形状を従来のものから変更することなく、従来と同じに形成することができる。また、制振フォイル片の連続辺をトップフォイル固定辺とともにベースプレートに固定しているので、点付溶接などによるフォイル片の固定点の数を従来と同じにすることができ、従って製造コストの上昇を抑えることができる。
Further, in the thrust bearing, the top foil piece has an end on the upstream side in the rotation direction of the rotating shaft serving as a top foil fixed side fixed to the base plate, and the damping foil piece The end on the upstream side in the rotational direction of the shaft or the end on the downstream side in the rotational direction is the continuous side, and the continuous side is fixed to the base plate together with the top foil fixing side of the top foil piece. It is characterized by.
According to this configuration, the top foil piece can be formed in the same manner as the conventional one without changing the shape of the top foil piece from the conventional one. In addition, since the continuous side of the damping foil piece is fixed to the base plate together with the fixed side of the top foil, the number of fixing points of the foil piece by spot welding etc. can be made the same as the conventional one, thus increasing the manufacturing cost. Can be suppressed.

また、前記スラスト軸受において、前記制振フォイル片は、前記回転軸の回転方向下流側の端辺が前記連続辺とされ、該連続辺が、前記トップフォイル片の前記トップフォイル固定辺とともに、前記ベースプレートに固定されていることを特徴とする。
この構成によれば、制振フォイル片をその下流側の連続辺でトップフォイル固定辺とともにベースプレートに固定しているので、トップフォイル片が流体潤滑膜を介してスラストカラーに押し込まれた際、トップフォイル片と制振フォイル片とが互いに対向する方向、すなわち相反する方向に滑るようになり、従ってこれらトップフォイル片と制振フォイル片との間の相対的な滑り量が増加し、より高い摩擦減衰効果が発揮される。
また、前記スラスト軸受において、前記制振フォイル片が、制振合金によって形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、フォイル間の滑りによる摩擦減衰に加えて、制振合金からなる制振フォイル片が曲げ変形することによる減衰効果も加わり、したがってより高い摩擦減衰効果が発揮される。
Further, in the thrust bearing, the damping foil piece has an end side on the downstream side in the rotation direction of the rotating shaft as the continuous side, and the continuous side together with the top foil fixed side of the top foil piece, It is fixed to the base plate.
According to this configuration, since the damping foil piece is fixed to the base plate together with the top foil fixing side at the downstream continuous side, when the top foil piece is pushed into the thrust collar through the fluid lubricating film, The foil piece and the damping foil piece will slide in opposite directions, i.e. in opposite directions, thus increasing the relative slip between the top foil piece and the damping foil piece and higher friction. Attenuating effect is exhibited.
In the thrust bearing, the damping foil piece is formed of a damping alloy.
According to this configuration, in addition to frictional damping due to slippage between the foils, a damping effect due to bending deformation of the damping foil piece made of the damping alloy is also added, and thus a higher frictional damping effect is exhibited.

本発明のスラスト軸受によれば、バックフォイル片とトップフォイル片との間にそれぞれ制振フォイル片を配置して摩擦減衰を生じる部位を増やしているので、より高い摩擦減衰効果を発揮することができ、これによって回転軸のスラスト方向へ振動や衝撃を良好に吸収することができる。
また、バックフォイル片と制振フォイル片とを共に径方向にて分割してトップフォイル片の径方向における変形を滑らかにしているので、トップフォイル片がスラストカラーに局所的に接触するのを抑制することができ、これによってトップフォイル片の局所摩耗を防止し、軸受寿命の低下や焼き付きを防止することができる。
According to the thrust bearing of the present invention, the damping foil piece is disposed between the back foil piece and the top foil piece to increase the number of portions where friction damping occurs, so that a higher friction damping effect can be exhibited. Thus, vibration and impact can be favorably absorbed in the thrust direction of the rotating shaft.
In addition, the back foil piece and the damping foil piece are both divided in the radial direction to smooth the deformation in the radial direction of the top foil piece, so that the top foil piece is prevented from contacting the thrust collar locally. Accordingly, local wear of the top foil piece can be prevented, and the bearing life and seizure can be prevented.

本発明に係るスラスト軸受が適用されるターボ機械の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the turbomachine to which the thrust bearing which concerns on this invention is applied. 本発明に係るスラスト軸受の第1実施形態を示す図であり、スラストカラーを挟んだ状態のスラスト軸受の側面図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the thrust bearing which concerns on this invention, and is a side view of the thrust bearing of the state which pinched | interposed the thrust collar. 本発明に係るスラスト軸受の第1実施形態の平面図である。1 is a plan view of a first embodiment of a thrust bearing according to the present invention. 本発明に係るスラスト軸受の第1実施形態を示す図であり、(a)は図3のA−A線矢視断面図、(b)は制振フォイル片の平面図、(c)はバンプフォイル片の平面図、(d)は制振フォイル片およびバンプフォイル片の形状を説明するためにその平面図と側面図とを対応させた説明図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the thrust bearing which concerns on this invention, (a) is AA sectional view taken on the line in FIG. 3, (b) is a top view of a damping foil piece, (c) is bump A plan view of the foil piece, (d) is an explanatory view in which the plan view and the side view are made to correspond in order to explain the shapes of the damping foil piece and the bump foil piece. 本発明に係るスラスト軸受の第2実施形態の平面図である。It is a top view of 2nd Embodiment of the thrust bearing which concerns on this invention. 本発明に係るスラスト軸受の第2実施形態を示す図であり、(a)は図5のB−B線矢視断面図、(b)は制振フォイル片の平面図、(c)はバンプフォイル片の平面図、(d)は制振フォイル片およびバンプフォイル片の形状を説明するためにその平面図と側面図とを対応させた説明図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the thrust bearing which concerns on this invention, (a) is BB arrow sectional drawing of FIG. 5, (b) is a top view of a damping foil piece, (c) is bump A plan view of the foil piece, (d) is an explanatory view in which the plan view and the side view are made to correspond in order to explain the shapes of the damping foil piece and the bump foil piece. 本発明に係るスラスト軸受の第3実施形態を示す図であり、(a)はスラスト軸受の平面図、(b)は(a)のC−C線矢視断面図、(c)は制振フォイル片およびバンプフォイル片の形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of the thrust bearing which concerns on this invention, (a) is a top view of a thrust bearing, (b) is CC sectional view taken on the line of (a), (c) is vibration suppression. It is explanatory drawing which matched the top view and the side view, in order to demonstrate the shape of a foil piece and a bump foil piece.

以下、図面を参照して本発明のスラスト軸受を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明のスラスト軸受が適用されるターボ機械の一例を模式的に示す側面図であり、図1中符号1は回転軸、2は回転軸の先端部に設けられたインペラ、3は本発明に係るスラスト軸受である。
Hereinafter, the thrust bearing of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
FIG. 1 is a side view schematically showing an example of a turbo machine to which a thrust bearing of the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotating shaft, 2 denotes an impeller provided at the tip of the rotating shaft, 3 Is a thrust bearing according to the present invention.

回転軸1には、インペラ2が形成された側にスラストカラー4が固定されており、このスラストカラー4には、このスラストカラー4を挟持するようにして一対のスラスト軸受3が配置されている。
また、インペラ2は静止側となるハウジング5内に配置されており、ハウジング5との間にチップクリアランス6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、ラジアル軸受7が設けられている。
A thrust collar 4 is fixed to the rotary shaft 1 on the side where the impeller 2 is formed, and a pair of thrust bearings 3 is disposed on the thrust collar 4 so as to sandwich the thrust collar 4. .
The impeller 2 is disposed in a housing 5 on the stationary side, and has a tip clearance 6 between the impeller 2 and the housing 5.
The rotary shaft 1 is provided with a radial bearing 7 on the center side of the thrust collar 4.

図2、図3、図4(a)〜(d)は、このような構成のターボ機械に適用されたスラスト軸受3の第1実施形態を示す図であり、図2はスラストカラー4を挟んだ状態のスラスト軸受3の側面図である。また、図3はスラスト軸受3の平面図、図4(a)は図3のA−A線矢視断面図、図4(b)は制振フォイル片の平面図、図4(c)はバンプフォイル片の平面図、図4(d)は制振フォイル片およびバンプフォイル片の形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。   2, 3, and 4 (a) to 4 (d) are views showing a first embodiment of the thrust bearing 3 applied to the turbomachine having such a configuration, and FIG. 2 sandwiches the thrust collar 4. FIG. 6 is a side view of the thrust bearing 3 in a bent state. 3 is a plan view of the thrust bearing 3, FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, FIG. 4B is a plan view of the damping foil piece, and FIG. 4B is a plan view of the bump foil piece, and FIG. 4D is an explanatory diagram in which the plan view and the side view are associated with each other in order to explain the shapes of the damping foil piece and the bump foil piece.

図2に示すようにこの第1実施形態では、スラスト軸受3A(3)はスラストカラー4を挟んでその両側にそれぞれ配置されている。これら一対のスラスト軸受3A(3)は、共に同じ構成となっており、回転軸1に固定された円環板状のスラストカラー4に対向して配置された円環状(円筒状)のもので、回転軸1に外挿されて設けられている。   As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the thrust bearing 3 </ b> A (3) is disposed on both sides of the thrust collar 4. The pair of thrust bearings 3 </ b> A (3) has the same configuration, and is an annular (cylindrical) one disposed opposite to the annular plate-like thrust collar 4 fixed to the rotating shaft 1. The rotation shaft 1 is extrapolated.

スラスト軸受3Aは、スラストカラー4に対向して配置されたトップフォイル10と、このトップフォイル10の、前記スラストカラー4に対向する面と反対側の面に対向して配置されたバックフォイル20と、このバックフォイル20の、前記トップフォイル10側と反対の側に配置された円環板状のベースプレート30と、を備え、さらに、トップフォイル10とバックフォイル20との間に制振フォイル50を有して構成されている。   The thrust bearing 3A includes a top foil 10 disposed to face the thrust collar 4, and a back foil 20 disposed to face a surface of the top foil 10 opposite to the surface facing the thrust collar 4. And an annular plate-like base plate 30 disposed on the side opposite to the top foil 10 side of the back foil 20, and a damping foil 50 is provided between the top foil 10 and the back foil 20. It is configured.

本実施形態では、一対のスラスト軸受3Aの、それぞれのベースプレート30間に、二点鎖線で示す円筒状の軸受スペーサ40が挟持されており、ベースプレート30は締結ボルト41によって軸受スペーサ40を介して連結されている。また、一方のベースプレート30は、その外面が締結ボルト41によってハウジング5に固定されており、従って一対のスラスト軸受3A、3Aは、スラストカラー4を挟んだ状態で締結ボルト41によってハウジング5に固定されている。   In this embodiment, a cylindrical bearing spacer 40 indicated by a two-dot chain line is sandwiched between the base plates 30 of the pair of thrust bearings 3 </ b> A, and the base plate 30 is connected via the bearing spacer 40 by the fastening bolts 41. Has been. Further, the outer surface of one base plate 30 is fixed to the housing 5 by fastening bolts 41. Therefore, the pair of thrust bearings 3A, 3A is fixed to the housing 5 by fastening bolts 41 with the thrust collar 4 sandwiched therebetween. ing.

ベースプレート30は、図3に示すように円環板状で金属製のもので、その外周部に前記締結ボルト41を挿通するための貫通孔42を複数(本実施形態では8個)形成している。このベースプレート30には、前記スラストカラー4側の面に、前記バックフォイル20や制振フォイル50、トップフォイル10を支持するための支持領域が設けられている。本実施形態では、後述するようにバックフォイル20、制振フォイル50、トップフォイル10がいずれも複数枚(6枚)のバックフォイル片21、制振フォイル片51、トップフォイル片11によって形成されており、従ってベースプレート30は、その周方向を6分割(6つに等分割)して6つの支持領域31を形成している。ただし、本実施形態では、これら6つの支持領域31は設計上の領域であり、これら支持領域31を形成するベースプレート30の表面は単なる平面となっている。   As shown in FIG. 3, the base plate 30 is an annular plate and is made of metal, and has a plurality of through holes 42 (eight in this embodiment) through which the fastening bolts 41 are inserted. Yes. The base plate 30 is provided with a support region for supporting the back foil 20, the damping foil 50, and the top foil 10 on the surface on the thrust collar 4 side. In this embodiment, as will be described later, the back foil 20, the damping foil 50, and the top foil 10 are all formed by a plurality of (six) back foil pieces 21, damping foil pieces 51, and top foil pieces 11. Therefore, the base plate 30 is divided into six (equally divided into six) circumferential directions to form six support regions 31. However, in the present embodiment, these six support regions 31 are designed regions, and the surface of the base plate 30 that forms these support regions 31 is merely a flat surface.

これら各支持領域31には、図2に示したようにそれぞれバックフォイル片21、制振フォイル片51、トップフォイル片11がこの順に配置され、支持されている。
図3に示すようにバックフォイル20は、ベースプレート30の周方向に配列された6枚のバックフォイル片21によって形成されている。これらバックフォイル片21は、ベースプレート30の各支持領域31上にそれぞれ配置され、これによってベースプレート30の周方向に配列されている。また、これらバックフォイル片21は、後述する制振フォイル片51やトップフォイル片11より僅かに小さく形成され、従って図3に示すようにベースプレート30上にてスラストカラー4側に露出することなく、トップフォイル片11および制振フォイル片51に覆われている。
As shown in FIG. 2, the back foil piece 21, the damping foil piece 51, and the top foil piece 11 are arranged and supported in this support region 31 in this order.
As shown in FIG. 3, the back foil 20 is formed by six back foil pieces 21 arranged in the circumferential direction of the base plate 30. These back foil pieces 21 are arranged on the respective support regions 31 of the base plate 30, and are thus arranged in the circumferential direction of the base plate 30. Further, these back foil pieces 21 are formed to be slightly smaller than the vibration damping foil pieces 51 and the top foil pieces 11 described later, so that they are not exposed to the thrust collar 4 side on the base plate 30 as shown in FIG. The top foil piece 11 and the damping foil piece 51 are covered.

これらバックフォイル片21からなるバックフォイル20は、フォイル(薄板)で形成されてトップフォイル10(トップフォイル片11)を弾性的に支持する。このようなバックフォイル20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。なお、特開2006−57652号公報や特開2004−270904号公報に記載されているスプリングフォイル、特開2009−299748号公報に記載されているバックフォイルは、ラジアル軸受に用いられるフォイルであるが、これらを平面状に展開して円環板状に形成すれば、スラスト軸受に用いられるフォイルとなる。   The back foil 20 composed of these back foil pieces 21 is formed of a foil (thin plate) and elastically supports the top foil 10 (top foil piece 11). Examples of the back foil 20 include a bump foil, a spring foil described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-57652 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-270904, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-299748. A back foil or the like is used. Note that the spring foil described in JP 2006-57652 A and JP 2004-270904 A and the back foil described in JP 2009-299748 A are foils used for radial bearings. If these are developed in a planar shape and formed into an annular plate shape, a foil used for a thrust bearing is obtained.

本実施形態では、図3、図4(a)、(c)、(d)に示すようにバックフォイル20がバンプフォイルからなり、従ってバックフォイル片21はバンプフォイル片からなっている。バンプフォイル片(バックフォイル片)21は、厚さ数百μm程度のフォイル(金属製薄板)がプレス成形によって波板状に成形されたもので、図4(c)に示すように全体が台形状に近い略五角形状に形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 3, 4A, 4C, and 4D, the back foil 20 is made of a bump foil, and therefore the back foil piece 21 is made of a bump foil piece. The bump foil piece (back foil piece) 21 is a foil (metal thin plate) having a thickness of about several hundreds μm formed into a corrugated plate by press molding, and as shown in FIG. It is formed in a substantially pentagonal shape close to the shape.

このように波板状に成形されたバンプフォイル片21は、図4(d)に示すようにベースプレート30に接する谷部22と、トップフォイル片11に接する山部23とが交互に配置されて形成されている。ここで、バンプフォイル片21は、回転軸1の回転方向下流側の端辺21aが、バンプフォイル片21の固定辺(バンプフォイル固定辺)となっている。前記谷部22及び山部23は、図3に示すようにバンプフォイル片21の固定辺21a(端辺)と直交する方向に配列されている。すなわち、谷部22、山部23の配列方向は、前記固定辺21aと直交する方向に形成されており、従って谷部22、山部23は、前記固定辺21aと平行に延在するように形成されている。   As shown in FIG. 4D, the bump foil pieces 21 formed in the corrugated plate shape are alternately arranged with the valley portions 22 in contact with the base plate 30 and the peak portions 23 in contact with the top foil pieces 11. Is formed. Here, in the bump foil piece 21, the end side 21 a on the downstream side in the rotation direction of the rotation shaft 1 is a fixed side (bump foil fixed side) of the bump foil piece 21. The troughs 22 and the crests 23 are arranged in a direction orthogonal to the fixed side 21a (end side) of the bump foil piece 21, as shown in FIG. That is, the arrangement direction of the troughs 22 and the crests 23 is formed in a direction orthogonal to the fixed side 21a, so that the troughs 22 and the crests 23 extend in parallel with the fixed side 21a. Is formed.

これら谷部22および山部23は、それぞれほぼ等ピッチで形成されている。また、山部23の高さは、前記固定辺21aと反対の側から固定辺21a側に向かって、すなわち図3中に矢印で示す回転軸1(スラストカラー4)の回転方向の下流側に向かうに連れて、所定の高さずつ高くなるように形成されている。なお、バンプフォイル片21の、固定辺21aと反対の側の外周側端部は、図4(c)に示すように谷部22の長さ方向に沿って切り欠かれている。   These valley portions 22 and peak portions 23 are formed at substantially equal pitches. Further, the height of the crest 23 is from the side opposite to the fixed side 21a toward the fixed side 21a, that is, on the downstream side in the rotational direction of the rotary shaft 1 (thrust collar 4) indicated by an arrow in FIG. It is formed so as to increase by a predetermined height as it goes. In addition, the outer peripheral side edge part on the opposite side to the fixed side 21a of the bump foil piece 21 is notched along the length direction of the trough part 22 as shown in FIG.4 (c).

また、バンプフォイル片21は、その周方向の一方の側、本実施形態では回転軸1の回転方向下流側の端辺21aと反対の側が、径方向にて4つ(複数)に等分割され、他方の側となる端辺21a(固定辺)が径方向にて連続する連続辺とされている。このように端辺21aと反対の側が4つに分割されたことで、バンプフォイル片21は、4つの帯状のバンプフォイル分割片21b(バックフォイル分割片)と固定辺21a(連続辺)とによって構成されている。   Further, the bump foil piece 21 is equally divided into four (plural) in the radial direction on one side in the circumferential direction, in this embodiment, the side opposite to the end side 21a on the downstream side in the rotation direction of the rotary shaft 1. The end side 21a (fixed side) on the other side is a continuous side that is continuous in the radial direction. Thus, the side opposite to the end side 21a is divided into four parts, so that the bump foil piece 21 is divided into four strip-like bump foil divided pieces 21b (back foil divided pieces) and fixed sides 21a (continuous sides). It is configured.

4つの帯状のバンプフォイル分割片21b間には、それぞれ第1スリット21cが形成されている。これら第1スリット21cは、本実施形態ではバンプフォイル片21の外周が形成する円と同心円の一部を形成する円弧状に形成されている。これら第1スリット21cの幅は、径方向に隣り合うバンプフォイル分割片21bが互いに干渉することなく、独立して動けるような寸法に設定されている。このような幅の第1スリット21cによってバンプフォイル片21の一方の側が4つの帯状のバンプフォイル分割片21bに分割されていることにより、これら4つの帯状のバンプフォイル分割片21bはそれぞれ独立して動くようになっている。   A first slit 21c is formed between the four strip-shaped bump foil divided pieces 21b. In the present embodiment, the first slits 21 c are formed in an arc shape that forms a part of a circle concentric with the circle formed by the outer periphery of the bump foil piece 21. The widths of the first slits 21c are set such that the bump foil divided pieces 21b adjacent in the radial direction can move independently without interfering with each other. Since one side of the bump foil piece 21 is divided into four strip-shaped bump foil divided pieces 21b by the first slit 21c having such a width, the four strip-like bump foil divided pieces 21b are independently provided. It comes to move.

また、本実施形態では、特に外周側に位置する二つのバンプフォイル分割片21bの山部23は、同じ列上にある山部23同士を比べた場合に、頂部の高さが内周側に位置する二つのバンプフォイル分割片21bの山部23に比べて少し高くなるように形成されている。これにより、バンプフォイル片21は、トップフォイル片11を支持する力が外周側で強く、内周側で弱くなり、流体潤滑膜の圧力と釣り合うようになる。すなわち、流体潤滑膜の圧力はトップフォイル片11の外周側で高圧となり、内周側で低圧となるため、バンプフォイル片21が外周側でトップフォイル片11を相対的に強く支持し、内周側で弱く支持することにより、トップフォイル片11にかかる力が外周側と内周側とで釣り合うようになり、トップフォイル片11は外周側、内周側共に、概ね等しくバンプフォイル片21側へ押し込まれるようになる。   Moreover, in this embodiment, when the peak parts 23 of the two bump foil division pieces 21b located on the outer peripheral side are compared with the peak parts 23 on the same row, the height of the top part is on the inner peripheral side. It is formed to be slightly higher than the peak portion 23 of the two bump foil division pieces 21b located. As a result, the bump foil piece 21 has a strong force for supporting the top foil piece 11 on the outer peripheral side and weaker on the inner peripheral side, and balances with the pressure of the fluid lubricating film. That is, since the pressure of the fluid lubricating film is high on the outer peripheral side of the top foil piece 11 and low on the inner peripheral side, the bump foil piece 21 relatively strongly supports the top foil piece 11 on the outer peripheral side, By supporting it weakly on the side, the force applied to the top foil piece 11 is balanced between the outer peripheral side and the inner peripheral side, and the top foil piece 11 is approximately equal to the bump foil piece 21 side on both the outer peripheral side and the inner peripheral side. It gets pushed.

また、バンプフォイル片21は、その固定辺21aが、後述する制振フォイル片51やトップフォイル片11における回転軸1の回転方向下流側の端辺と、平面視した状態でほぼ一致する位置に配置されている。そして、この端辺21aとなる谷部22の形成方向に沿って、ベースプレート30にスポット溶接(点付溶接)され、固定されている。   In addition, the bump foil piece 21 has a fixed side 21a at a position that substantially coincides with an end of the damping foil piece 51 or the top foil piece 11 described later on the downstream side in the rotation direction of the rotary shaft 1 in a plan view. Is arranged. The base plate 30 is spot welded (dot welded) and fixed along the direction of formation of the valleys 22 to be the end sides 21a.

その際、バンプフォイル片21の端辺21aは、全体が連続する一つの谷部22によって形成されているため、この谷部22全体を容易に溶接することができる。従って、バンプフォイル片21は、溶接による固定が容易に行えるようになっている。
なお、ベースプレート30への端辺21aの固定については、スポット溶接以外にも、例えばネジ止めなどによって行うことができる。
At that time, since the end side 21a of the bump foil piece 21 is formed by one trough portion 22 that is continuous as a whole, the entire trough portion 22 can be easily welded. Therefore, the bump foil piece 21 can be easily fixed by welding.
The end side 21a can be fixed to the base plate 30 by, for example, screwing in addition to spot welding.

制振フォイル50も、図3に示すようにベースプレート30の周方向に配列された6枚の制振フォイル片51によって形成されている。これら制振フォイル片51は、金属製または合金製の薄板(フォイル)によって形成されるが、特に制振合金によって形成されているのが好ましい。制振合金としては、複合型、強磁性型、転位型、双晶型が知られているが、いずれのものも使用可能である。具体的には、複合型として片状黒鉛鋳鉄(Fe−C−Si系)、Cosmal−Z(Al−Zn系)などが、強磁性型としてTDニッケル(Ni系)、13%クロム鋼(Fe−Cr系)、サイレンタロイ(Fe−Cr−Al系)、トランカロイ(Fe−Cr−Al−Mn系)、ジェンタロイ(Fe−Cr−Mo系)、NIVCO10(Co−Ni系)などが、転位型としてKIXI合金(Mn−Zr系)などが、双晶型としてソノストン(Mn−Cu系)、インクラミュート(Cu−Mn−Al系)、ニチノール(Ni−Ti系)などが用いられる。このような制振合金によって制振フォイル片51を作製することにより、制振フォイル片51は滑り(摩擦)だけでなくその変形(曲げ変形)によっても制振機能を発揮し、高い減衰効果を奏するようになる。なお、これら制振合金に代えて、例えばアルミニウムや銅などの金属によって形成してもよい。   The damping foil 50 is also formed by six damping foil pieces 51 arranged in the circumferential direction of the base plate 30 as shown in FIG. These damping foil pieces 51 are formed of a thin plate (foil) made of metal or alloy, but are preferably formed of damping alloy. As the damping alloy, a composite type, a ferromagnetic type, a dislocation type, and a twin type are known, but any of them can be used. Specifically, flake graphite cast iron (Fe—C—Si system), Cosmal-Z (Al—Zn system), etc. as composite types, TD nickel (Ni system), 13% chromium steel (Fe -Cr-based), Silantaloy (Fe-Cr-Al-based), Trunkalloy (Fe-Cr-Al-Mn-based), Gentaroy (Fe-Cr-Mo-based), NIVCO10 (Co-Ni-based), etc. as dislocation types KIXI alloys (Mn-Zr system), etc., are used as sonostone (Mn-Cu system), inlamute (Cu-Mn-Al system), nitinol (Ni-Ti system), etc. as twins. By producing the damping foil piece 51 with such a damping alloy, the damping foil piece 51 exhibits a damping function not only by sliding (friction) but also by deformation (bending deformation), and has a high damping effect. Come to play. Instead of these damping alloys, for example, a metal such as aluminum or copper may be used.

このような制振フォイル片51は、後述するトップフォイル片11の厚さに対して1/5〜1/2程度の厚さ、具体的には30μm〜75μm程度の厚さに形成されている。このような範囲の厚さに形成することにより、制振フォイル片51はトップフォイル片11に対して良好な追従性を有し、これによって高い摩擦減衰効果を発揮するようになる。制振フォイル片51の厚さがトップフォイル片11の厚さに対して1/5未満になると、トップフォイル片11やバンプフォイル片21との間の擦れによる摩擦発生が低くなり、摩擦減衰効果が低下する。また、1/2を超えると、剛性が高くなる分、トップフォイル片11に対する追従性が低下する。   Such a damping foil piece 51 is formed to have a thickness of about 1/5 to 1/2, specifically about 30 μm to 75 μm, with respect to the thickness of the top foil piece 11 described later. . By forming the thickness in such a range, the damping foil piece 51 has a good followability with respect to the top foil piece 11, thereby exhibiting a high friction damping effect. When the thickness of the damping foil piece 51 is less than 1/5 of the thickness of the top foil piece 11, the friction generated by rubbing between the top foil piece 11 and the bump foil piece 21 is reduced, and the friction damping effect is obtained. Decreases. Moreover, if it exceeds 1/2, the followability with respect to the top foil piece 11 will fall because the rigidity becomes high.

また、制振フォイル片51は、図4(b)に示すようにその外形が、扇形の頂点側を切り除いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。そして、周方向の一方の側、本実施形態では回転軸1の回転方向下流側が、径方向にて4つ(複数)に等分割され、他方の側(回転方向上流側)となる固定辺51aが径方向にて連続する連続辺とされている。このように固定辺51aと反対の側が4つに分割されたことで、制振フォイル片51は、4つの帯状の制振フォイル分割片51bと固定辺51a(連続辺)とによって構成されている。   Further, as shown in FIG. 4 (b), the outer shape of the damping foil piece 51 is formed in a substantially trapezoidal shape in which the inner peripheral side and the outer peripheral side are arc-shaped by cutting off the top side of the fan shape. Yes. Then, one side in the circumferential direction, in this embodiment, the downstream side in the rotational direction of the rotary shaft 1 is equally divided into four (plural) in the radial direction, and the fixed side 51a serving as the other side (upstream side in the rotational direction). Is a continuous side continuous in the radial direction. In this way, the side opposite to the fixed side 51a is divided into four parts, so that the damping foil piece 51 is composed of four strip-shaped damping foil divided pieces 51b and a fixed side 51a (continuous side). .

4つの帯状の制振フォイル分割片51b間には、それぞれ第2スリット51cが形成されている。これら第2スリット51cは、本実施形態では制振フォイル片51の外周が形成する円と同心円の一部を形成する円弧状に形成されている。これら第2スリット51cの幅は、径方向に隣り合う制振フォイル分割片51bが互いに干渉することなく、独立して動けるような寸法に設定されている。また、これら第2スリット51cは、図4(d)に示すようにバンプフォイル片21の第1スリット21cに重なるように形成配置されている。   A second slit 51c is formed between each of the four strip-shaped damping foil divided pieces 51b. In the present embodiment, the second slits 51c are formed in an arc shape that forms a part of a circle concentric with the circle formed by the outer periphery of the damping foil piece 51. The widths of the second slits 51c are set to dimensions that allow the damping foil split pieces 51b adjacent in the radial direction to move independently without interfering with each other. The second slits 51c are formed and arranged so as to overlap the first slits 21c of the bump foil pieces 21 as shown in FIG.

このような第2スリット51cによって制振フォイル片51の一方の側が4つの帯状の制振フォイル分割片51bに分割されていることにより、これら4つの帯状の制振フォイル分割片51bはそれぞれ独立して動くようになっている。また、4つの帯状の制振フォイル分割片51bは、4つの帯状のバンプフォイル分割片21bの山部23の頂部に接した状態に載せられていることにより、これら4つの帯状のバンプフォイル分割片21bのうちの対応する(接する)バンプフォイル分割片21bの動きに容易に追従するようになっている。   Since one side of the damping foil piece 51 is divided into four strip-shaped damping foil split pieces 51b by the second slit 51c, the four strip-like damping foil split pieces 51b are independent of each other. It comes to move. Further, the four strip-shaped damping foil segment pieces 51b are placed in contact with the tops of the peaks 23 of the four strip-shaped bump foil segment pieces 21b, so that these four strip-shaped bump foil segment pieces 51b. The movement of the corresponding bump foil divided piece 21b in 21b is easily followed.

そして、このような形状の制振フォイル片51は、ベースプレート30の各支持領域31上にて前記バンプフォイル片21を覆ってそれぞれ配置され、ベースプレート30の周方向に等間隔で配列されて全体として略円環板状に配置されたことにより、制振フォイル50を形成している。   The damping foil pieces 51 having such a shape are arranged on the support regions 31 of the base plate 30 so as to cover the bump foil pieces 21 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the base plate 30 as a whole. The vibration damping foil 50 is formed by being arranged in a substantially annular plate shape.

なお、制振フォイル片51は支持領域31より一回り小さく形成されるとともに、バンプフォイル片21より僅かに大きく形成されている。これによって制振フォイル片51は、互いに干渉することなく、また、バンプフォイル片21をスラストカラー4側に露出させることなく、その上面を覆った状態で各支持領域31に配置されている。ただし、本発明はこれに限定されることなく、制振フォイル片51をバンプフォイル片21と同じ大きさに形成してもよく、あるいは、バンプフォイル片21より小さく形成してもよい。   The damping foil piece 51 is formed to be slightly smaller than the support region 31 and slightly larger than the bump foil piece 21. Accordingly, the damping foil pieces 51 are arranged in the respective support regions 31 so as to cover the upper surfaces thereof without interfering with each other and without exposing the bump foil pieces 21 to the thrust collar 4 side. However, the present invention is not limited to this, and the damping foil piece 51 may be formed in the same size as the bump foil piece 21 or may be formed smaller than the bump foil piece 21.

また、この制振フォイル片51は、前述したように回転軸1(スラストカラー4)の回転方向上流側の端辺を連続した固定辺51a(連続辺)としており、この固定辺51aによってベースプレート30に固定されている。この固定辺51aでのベースプレート30への固定は、前記バンプフォイル片21の端辺21aと同様に、スポット溶接(点付溶接)によってなされている。   In addition, as described above, the damping foil piece 51 has an end on the upstream side in the rotation direction of the rotating shaft 1 (thrust collar 4) as a continuous fixed side 51a (continuous side), and the base plate 30 is formed by the fixed side 51a. It is fixed to. The fixing side 51 a is fixed to the base plate 30 by spot welding (dot welding), similarly to the end side 21 a of the bump foil piece 21.

ただし、本実施形態では、図4(a)に示すように固定辺51aは後述するトップフォイル片11の固定辺12とともに、ベースプレート30にスポット溶接されている。なお、これら固定辺51a、固定辺12のベースプレート30への固定についても、スポット溶接以外に、例えばネジ止めなどで行うこともできる。また、制振フォイル片51は、固定辺51aより回転方向下流側が曲げ加工されており、これによってバンプフォイル片21の山部23の高さ分の段差を吸収できるように立ち上げられ、回転方向下流側がバンプフォイル片21の山部23上に載せられている。一方、回転方向下流側は、本実施形態では固定されることなく単にバンプフォイル片21の山部23上に支持された自由端となっている。   However, in this embodiment, as shown in FIG. 4A, the fixed side 51a is spot-welded to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11 described later. The fixed side 51a and the fixed side 12 can be fixed to the base plate 30 by, for example, screwing in addition to spot welding. Further, the damping foil piece 51 is bent at the downstream side in the rotation direction from the fixed side 51a, and is thereby raised so as to absorb the step corresponding to the height of the peak portion 23 of the bump foil piece 21, and is rotated in the rotation direction. The downstream side is placed on the peak portion 23 of the bump foil piece 21. On the other hand, the downstream side in the rotational direction is a free end that is supported on the peak portion 23 of the bump foil piece 21 without being fixed in the present embodiment.

トップフォイル10も、図3に示すようにベースプレート30の周方向に配列された6枚のトップフォイル片11によって形成されている。これらトップフォイル片11は、厚さ数百μm程度、例えば150μm程度の金属製の薄板(フォイル)により、扇形の頂点側を切り除いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。すなわち、制振フォイル片51とほぼ同じ大きさ、形状に形成されている。このような形状のトップフォイル片11は、ベースプレート30の各支持領域31上にて前記制振フォイル片51を覆ってそれぞれ配置され、ベースプレート30の周方向に等間隔で配列されて全体として略円環板状に配置されたことにより、トップフォイル10を形成している。   The top foil 10 is also formed by six top foil pieces 11 arranged in the circumferential direction of the base plate 30 as shown in FIG. These top foil pieces 11 are made of a thin metal plate (foil) having a thickness of about several hundreds μm, for example, about 150 μm. It is formed into a shape. That is, it is formed in the same size and shape as the damping foil piece 51. The top foil pieces 11 having such a shape are arranged on the respective support regions 31 of the base plate 30 so as to cover the damping foil pieces 51 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the base plate 30 so as to be substantially circular as a whole. The top foil 10 is formed by arrange | positioning at annular plate shape.

なお、トップフォイル片11は前記制振フォイル片51と同様に支持領域31より一回り小さく形成されるとともに、バンプフォイル片21より僅かに大きく形成されている。これによってトップフォイル片11は、互いに干渉することなく、また、バンプフォイル片21や制振フォイル片51をスラストカラー4側に露出させることなく、その上面を覆った状態で各支持領域31に配置されている。ただし、本発明はこれに限定されることなく、例えばトップフォイル片11を制振フォイル片51又はバンプフォイル片21と同じ大きさに形成してもよく、あるいは、制振フォイル片51又はバンプフォイル片21より小さく形成してもよい。   The top foil piece 11 is formed slightly smaller than the support region 31 as with the damping foil piece 51 and slightly larger than the bump foil piece 21. As a result, the top foil pieces 11 are arranged in the respective support regions 31 with their upper surfaces covered without interfering with each other and without exposing the bump foil pieces 21 and the damping foil pieces 51 to the thrust collar 4 side. Has been. However, the present invention is not limited to this. For example, the top foil piece 11 may be formed in the same size as the damping foil piece 51 or the bump foil piece 21, or the damping foil piece 51 or the bump foil may be formed. You may form smaller than the piece 21. FIG.

また、このトップフォイル片11は、回転軸1(スラストカラー4)の回転方向上流側の端辺を固定辺12としており、この固定辺12によってベースプレート30に固定されている。すなわち、この固定辺12は、図4(a)に示したように制振フォイル片51の固定辺51a上に重ねられて、該固定辺51aとともにスポット溶接(点付溶接)によってベースプレート30に固定されている。これにより、スポット溶接による溶接点(固定点)を、制振フォイル片51を用いない従来の場合と同じにすることができ、従って製造コストの上昇を抑えることができる。   Further, the top foil piece 11 has an end on the upstream side in the rotation direction of the rotating shaft 1 (thrust collar 4) as a fixed side 12, and is fixed to the base plate 30 by the fixed side 12. That is, the fixed side 12 is overlaid on the fixed side 51a of the damping foil piece 51 as shown in FIG. 4A, and fixed to the base plate 30 by spot welding (dot welding) together with the fixed side 51a. Has been. As a result, the welding point (fixed point) by spot welding can be made the same as in the conventional case where the damping foil piece 51 is not used, and therefore an increase in manufacturing cost can be suppressed.

また、トップフォイル片11は、図4(a)に示すようにその固定辺12より回転方向下流側が曲げ加工されており、これによってバンプフォイル片21の山部23の高さ分の段差を吸収できるように立ち上げられ、回転方向下流側がバンプフォイル片21の山部23上に載せられている。一方、回転方向下流側の端辺(トレーリングエッジ)側は、制振フォイル片51と同様に、固定されることなく単にバンプフォイル片21の山部23上に支持された自由端となっている。   Further, as shown in FIG. 4A, the top foil piece 11 is bent on the downstream side in the rotational direction from the fixed side 12, thereby absorbing the height difference of the peak portion 23 of the bump foil piece 21. The bump foil piece 21 is placed on the peak portion 23 of the bump foil piece 21 so that it can be raised. On the other hand, the end side (trailing edge) on the downstream side in the rotational direction is a free end that is supported on the peak portion 23 of the bump foil piece 21 without being fixed, like the damping foil piece 51. Yes.

本実施形態ではバンプフォイル片21を、前記したようにその谷部22及び山部23がバンプフォイル片21の固定辺21aと直交する方向に配列するように配置している。従って、このバンプフォイル片21上に載置されることによって制振フォイル片51やトップフォイル片11は、前記山部23の配列方向に沿って固定辺51aや固定辺12側からバンプフォイル片21の固定辺21a側に向かうに連れて、漸次ベースプレート30の内面から遠ざかるようにバンプフォイル片21の山部23によって設定された初期傾斜角で傾斜して配置されている。   In the present embodiment, the bump foil pieces 21 are arranged so that the valley portions 22 and the crest portions 23 are arranged in a direction orthogonal to the fixed side 21 a of the bump foil pieces 21 as described above. Therefore, the damping foil piece 51 and the top foil piece 11 are placed on the bump foil piece 21 so that the bump foil piece 21 is formed from the fixed side 51a and the fixed side 12 side along the arrangement direction of the ridges 23. As it goes to the fixed side 21a side, it is inclined and arranged at an initial inclination angle set by the peak portion 23 of the bump foil piece 21 so as to gradually move away from the inner surface of the base plate 30.

ここで、初期傾斜角とは、荷重がゼロのときのベースプレート30に対するトップフォイル片11の傾斜角である。また、傾斜角とは、図4(d)に示すようにバンプフォイル片21の山部23の高さ増加量によって決まる角度(勾配)θである。従って、荷重が増すとバンプフォイル片21の山部23がベースプレート30側に押し込まれ、全体が平坦化することにより、傾斜角θは初期傾斜角より小さくなる。   Here, the initial inclination angle is an inclination angle of the top foil piece 11 with respect to the base plate 30 when the load is zero. Further, the inclination angle is an angle (gradient) θ determined by the height increase amount of the crest portion 23 of the bump foil piece 21 as shown in FIG. Therefore, when the load increases, the crest portion 23 of the bump foil piece 21 is pushed into the base plate 30 side and is flattened as a whole, so that the inclination angle θ becomes smaller than the initial inclination angle.

また、トップフォイル片11には、図4(a)に示すように固定辺12の近傍部、すなわち固定辺12に対して回転軸1の回転方向下流側に位置する近傍部が、その他の部位に比べて薄肉に形成された薄肉部14となっている。薄肉部14は、固定辺12に沿って直線状に形成されたもので、トップフォイル片11を構成するその他の部位の厚さ(数百μm程度)の、50%〜70%程度の厚さに形成されている。このような薄肉部14の形成は、例えばエッチング加工によって行うことができる。   In addition, the top foil piece 11 has a portion near the fixed side 12 as shown in FIG. 4A, that is, a portion located downstream of the fixed side 12 in the rotation direction of the rotary shaft 1. The thin portion 14 is formed thinner than the thin portion. The thin-walled portion 14 is formed in a straight line along the fixed side 12 and has a thickness of about 50% to 70% of the thickness (about several hundred μm) of other portions constituting the top foil piece 11. Is formed. Such a thin portion 14 can be formed by, for example, etching.

また、この薄肉部14は、図4(a)に示すバンプフォイル片21に対して、その山部23のうち固定辺12に最も近い山部23の頂点(稜線)にかからないように、形成されている。すなわち、薄肉部14は、固定辺12と該固定辺12側の山部23の頂点(稜線)との間に位置するように、その幅が設定され、形成されている。これにより、トップフォイル片11は、薄肉部14以外の箇所(その他の部位)が制振フォイル片51を介して全ての山部23上に載ってこれらに均等に支持されるようになる。また、薄肉部14を形成したことにより、該薄肉部14より回転方向下流側がより容易に且つ円滑に傾斜できる(傾くことができる)ようになっている。さらに、このような薄肉部14を形成することにより、該薄肉部14以外の箇所の肉厚を、従来に比べて厚くすることも可能になる。   Further, the thin portion 14 is formed so as not to reach the apex (ridgeline) of the peak portion 23 closest to the fixed side 12 among the peak portions 23 with respect to the bump foil piece 21 shown in FIG. ing. That is, the thin portion 14 is formed with its width set so as to be positioned between the fixed side 12 and the apex (ridge line) of the peak portion 23 on the fixed side 12 side. As a result, the top foil piece 11 is placed on all the crests 23 via the damping foil piece 51 other than the thin-walled portion 14 (other portions) so as to be evenly supported by these. Further, since the thin portion 14 is formed, the downstream side in the rotational direction can be inclined (inclined) more easily and smoothly than the thin portion 14. Furthermore, by forming such a thin portion 14, it is possible to increase the thickness of portions other than the thin portion 14 as compared with the conventional case.

次に、このような構成からなるスラスト軸受3A(3)の作用について説明する。
本実施形態では、図2に示したようにスラスト軸受3Aをスラストカラー4の両側に設けている。このようにスラストカラー4の両側に設けることにより、スラスト方向の移動量を極力抑えることができる。すなわち、スラスト移動量を小さくすることにより、図1に示したチップクリアランス6を狭くすることができ、これによって流体性能を向上することができる。
Next, the operation of the thrust bearing 3A (3) having such a configuration will be described.
In the present embodiment, the thrust bearing 3A is provided on both sides of the thrust collar 4 as shown in FIG. By providing the thrust collar 4 on both sides in this way, the amount of movement in the thrust direction can be suppressed as much as possible. That is, by reducing the amount of thrust movement, the tip clearance 6 shown in FIG. 1 can be narrowed, thereby improving the fluid performance.

スラスト方向の移動量を極力抑えるため、両スラスト軸受3Aはスラストカラー4に対して大きな隙間が生じないように近接して設置される。これにより、両スラスト軸受3Aのトップフォイル片11(トップフォイル10)はスラストカラー4に対して若干押し付けられた状態になる。その際、本実施形態ではトップフォイル片11に薄肉部14を形成しているので、回転方向下流側(自由端側)が傾き易く(曲がり易く)なっている。そのため、押し付け量に比して押し付け力が小さくなっており、これにより、始動トルクが小さくなっている。   In order to suppress the amount of movement in the thrust direction as much as possible, both thrust bearings 3A are installed close to the thrust collar 4 so that no large gap is generated. As a result, the top foil pieces 11 (top foil 10) of both thrust bearings 3A are slightly pressed against the thrust collar 4. At this time, since the thin portion 14 is formed on the top foil piece 11 in this embodiment, the downstream side (free end side) in the rotation direction is easy to be inclined (bend easily). Therefore, the pressing force is smaller than the pressing amount, thereby reducing the starting torque.

すなわち、従来では荷重が増大したときにトップフォイル片の傾斜角が最適角になるように、予め最適角より大きい傾斜角が付けられている。従って、回転停止状態ではトップフォイル片はスラストカラー4を両面から挟み込み、押し付けられた状態(プリロードが掛かった状態)となる。しかしながら、従来ではトップフォイル片の肉厚も一定であることから、スラストカラー4への押し付け力(プリロード)が強く、始動トルクが大きくなっている。
これに対して本実施形態では、前記したようにトップフォイル片11に薄肉部14を形成しているため、始動トルクが小さくなる。
That is, conventionally, an inclination angle larger than the optimum angle is previously provided so that the inclination angle of the top foil piece becomes the optimum angle when the load increases. Accordingly, when the rotation is stopped, the top foil piece is in a pressed state (preloaded state) with the thrust collar 4 sandwiched from both sides. However, conventionally, since the thickness of the top foil piece is also constant, the pressing force (preload) to the thrust collar 4 is strong and the starting torque is large.
On the other hand, in this embodiment, since the thin part 14 is formed in the top foil piece 11 as described above, the starting torque is reduced.

また、回転軸1が回転してスラストカラー4が回転を始めると、スラストカラー4とトップフォイル片11は擦れ合いつつ、両者の間に形成されたくさび形の空間に周囲流体が押し込まれる。そして、スラストカラー4が一定の回転速度に達すると、両者の間に流体潤滑膜が形成される。この流体潤滑膜の圧力によってトップフォイル片11(トップフォイル10)は制振フォイル片51(制振フォイル50)を介してバンプフォイル片21(バックフォイル20)側へ押し付けられ、スラストカラー4はトップフォイル片11との接触状態を脱し、非接触で回転するようになる。   Further, when the rotation shaft 1 rotates and the thrust collar 4 starts to rotate, the thrust collar 4 and the top foil piece 11 rub against each other, and the surrounding fluid is pushed into the wedge-shaped space formed therebetween. When the thrust collar 4 reaches a certain rotational speed, a fluid lubricating film is formed between them. The top foil piece 11 (top foil 10) is pressed against the bump foil piece 21 (back foil 20) via the damping foil piece 51 (damping foil 50) by the pressure of the fluid lubricating film, and the thrust collar 4 is the top. The contact state with the foil piece 11 is released, and the foil piece 11 rotates without contact.

この状態で図2中に矢印で示すように回転軸1の軸方向への振動や衝撃が作用すると、スラストカラー4がトップフォイル片11に近接し、これによって流体潤滑膜の圧力が高まり、トップフォイル片11はさらにバンプフォイル片21側へ押し込まれる。
その際、トップフォイル片11と制振フォイル片51との接触面、および制振フォイル片51とバンプフォイル片21との接触面でそれぞれ滑りによる摩擦を生じることにより、トップフォイル片11が押し込まれる動きが抑えられる。また、押し込まれたトップフォイル片11が元の状態に戻る際にも、滑りによる摩擦を生じる。
In this state, when a vibration or impact in the axial direction of the rotating shaft 1 acts as shown by an arrow in FIG. 2, the thrust collar 4 comes close to the top foil piece 11, thereby increasing the pressure of the fluid lubricating film, The foil piece 11 is further pushed into the bump foil piece 21 side.
At that time, friction is generated by sliding on the contact surface between the top foil piece 11 and the damping foil piece 51 and the contact surface between the damping foil piece 51 and the bump foil piece 21, whereby the top foil piece 11 is pushed. The movement is suppressed. Further, when the pushed-in top foil piece 11 returns to the original state, friction due to sliding occurs.

よって、摩擦によって発熱することで振動等の運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、消費されることにより、摩擦減衰効果が得られる。従って、このようなスラスト軸受3Aの摩擦減衰効果により、図1に示したインペラ2がハウジング5を擦ってしまうおそれが確実に回避される。   Therefore, by generating heat by friction, kinetic energy such as vibration is converted into thermal energy and consumed, and a friction damping effect is obtained. Therefore, the possibility that the impeller 2 shown in FIG. 1 rubs the housing 5 is reliably avoided by the friction damping effect of the thrust bearing 3A.

また、流体潤滑膜の圧力が高まってトップフォイル片11がバンプフォイル片21側へ押し込まれると、トップフォイル片11の外周側では周速が速く流体潤滑膜の圧力(膜圧)は高くなっており、内周側では周速が遅く膜圧が低くなっているので、トップフォイル片11の外周部はバンプフォイル片21側へ押し込まれてスラストカラー4から離れる方向へ動こうとし、内周部はスラストカラー4の側へ起き上がろうとする。   Further, when the pressure of the fluid lubricating film increases and the top foil piece 11 is pushed into the bump foil piece 21 side, the peripheral speed is high on the outer peripheral side of the top foil piece 11 and the pressure (film pressure) of the fluid lubricating film increases. Since the peripheral speed is low and the film pressure is low on the inner peripheral side, the outer peripheral portion of the top foil piece 11 is pushed toward the bump foil piece 21 side and tries to move away from the thrust collar 4, and the inner peripheral portion Tries to get up to the thrust collar 4 side.

しかし、本実施形態ではバンプフォイル片21を内外周にて4分割しており、外周側のバンプフォイル分割片21bに比べて内周側のバンプフォイル分割片21bの山部23の高さを低くしているので、トップフォイル片11を支える力は外周側が強く、内周側が弱くなり、従って流体潤滑膜の圧力(外周側が高圧、内周側が低圧)と釣り合うようになる。これにより、トップフォイル片11は内外周側ともに概ね等しくバンプフォイル片21側に押し込まれるようになり、トップフォイル片11の下流側端辺側で内周側の流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなるのが抑制され、高負荷時においてもトップフォイル片11とスラストカラー4との非接触状態が維持される。   However, in the present embodiment, the bump foil piece 21 is divided into four at the inner and outer circumferences, and the height of the crest portion 23 of the inner bump foil divided piece 21b is lower than that of the outer bump foil divided piece 21b. Therefore, the force for supporting the top foil piece 11 is strong on the outer peripheral side and weak on the inner peripheral side, and therefore, balances with the pressure of the fluid lubricating film (the outer peripheral side is high pressure and the inner peripheral side is low pressure). As a result, the top foil piece 11 is pushed almost equally into the bump foil piece 21 on both the inner and outer peripheral sides, and the film thickness of the fluid lubricating film on the inner peripheral side at the downstream end side of the top foil piece 11 is extremely large. Thinning is suppressed, and the non-contact state between the top foil piece 11 and the thrust collar 4 is maintained even at a high load.

また、バンプフォイル片21を径方向にて4つ(複数)に分割しているので、内周側のバンプフォイル分割片21bと外周側のバンプフォイル分割片21bとがそれぞれ独立して動作するため、トップフォイル片11がバンプフォイル片21側へ押し込まれたときに生じるバンプフォイル片21の変形が径方向において滑らかになり、従ってバックフォイル片による支持力も内周側から外周側に向けてより滑らかに変化する。一方、制振フォイル片51も径方向にて4つ(複数)に分割しているので、制振フォイル分割片51bがバンプフォイル分割片21bに対応して独立して動くことにより、制振フォイル分割片51bは個々のバンプフォイル分割片21bの動きに対して抵抗なく追従する。   Further, since the bump foil piece 21 is divided into four (plural) in the radial direction, the inner peripheral bump foil piece 21b and the outer bump foil piece 21b operate independently of each other. The deformation of the bump foil piece 21 that occurs when the top foil piece 11 is pushed into the bump foil piece 21 side becomes smooth in the radial direction, so that the supporting force by the back foil piece is also smoother from the inner circumference side toward the outer circumference side. To change. On the other hand, since the damping foil piece 51 is also divided into four (plural) in the radial direction, the damping foil divided piece 51b moves independently corresponding to the bump foil divided piece 21b. The divided pieces 51b follow the movement of the individual bump foil divided pieces 21b without resistance.

本実施形態のスラスト軸受3A(3)にあっては、バンプフォイル片(バックフォイル片)21とトップフォイル片11との間にそれぞれ制振フォイル片51を配置したので、回転軸1がその軸方向(スラスト方向)への振動や衝撃を受け、トップフォイル片11が流体潤滑膜を介してスラストカラー4に押し込まれた際、従来ではトップフォイル10とバックフォイル20(バンプフォイル20)との間で滑り(摩擦)が生じていたのに対し、このスラスト軸受3A(3)ではトップフォイル片11と制振フォイル片51との間、および制振フォイル片51とバンプフォイル片21との間でそれぞれ滑り(摩擦)が生じる。従って、摩擦減衰を生じる部位が増えることで従来に比べてより高い摩擦減衰効果を発揮するようになり、回転軸1のスラスト方向へ振動や衝撃を良好に吸収することができる。   In the thrust bearing 3A (3) of the present embodiment, the damping foil piece 51 is disposed between the bump foil piece (back foil piece) 21 and the top foil piece 11, respectively. When the top foil piece 11 is pushed into the thrust collar 4 through the fluid lubricating film due to vibration or impact in the direction (thrust direction), conventionally, it is between the top foil 10 and the back foil 20 (bump foil 20). In this thrust bearing 3A (3), slippage (friction) occurs between the top foil piece 11 and the damping foil piece 51, and between the damping foil piece 51 and the bump foil piece 21. Each slip (friction) occurs. Therefore, by increasing the number of sites that generate frictional damping, a higher frictional damping effect can be achieved compared to the conventional case, and vibration and impact can be absorbed well in the thrust direction of the rotating shaft 1.

また、バンプフォイル片21と制振フォイル片51とを共に径方向にて分割してトップフォイル片11の径方向における変形を滑らかにしているので、トップフォイル片11がスラストカラー4に局所的に接触するのを抑制することができ、これによってトップフォイル片11の局所摩耗を防止し、軸受寿命の低下や焼き付きを防止することができる。   In addition, since the bump foil piece 21 and the damping foil piece 51 are both divided in the radial direction so that the deformation in the radial direction of the top foil piece 11 is smooth, the top foil piece 11 is locally applied to the thrust collar 4. It is possible to suppress contact, thereby preventing local wear of the top foil piece 11 and preventing a reduction in bearing life and seizure.

また、バンプフォイル分割片21b、制振フォイル分割片51bをそれぞれ連続辺によって一体化してバンプフォイル片21(バックフォイル片21)、制振フォイル片51を形成しているので、バンプフォイル片21、制振フォイル片51のベースプレート30上へのスポット溶接等による固定を容易に行うことができる。   Further, since the bump foil piece 21b and the damping foil piece 51b are integrated by continuous sides, respectively, the bump foil piece 21 (back foil piece 21) and the damping foil piece 51 are formed. The damping foil piece 51 can be easily fixed to the base plate 30 by spot welding or the like.

また、制振フォイル分割片51b間の第2スリット51cを、バンプフォイル分割片21b間の第1スリット21cに重なるように形成しているので、個々の制振フォイル分割片51bを、対応するバンプフォイル分割片21bの個々の動きに対してより良好に追従させることができる。   In addition, since the second slits 51c between the damping foil split pieces 51b are formed so as to overlap the first slits 21c between the bump foil split pieces 21b, each of the damping foil split pieces 51b is provided with a corresponding bump. It is possible to better follow the individual movements of the foil split piece 21b.

また、制振フォイル片51の、回転軸1の回転方向上流側の端辺を固定辺51aとし、この固定辺51aをトップフォイル片11の固定辺12とともにベースプレート30に固定しているので、トップフォイル片11の形状を従来のものから変更することなく、従来と同じに形成することができ、従ってコストの増加を抑えることができる。すなわち、制振フォイル片51の固定辺51aをトップフォイル片11の固定辺12の下に差し入れずに、トップフォイル片11の固定辺12を直接ベースプレート30に取り付ける場合には、トップフォイル片11の高さを、従来に比べて制振フォイル片51の厚さ分増やさなければならない。しかし、トップフォイル片11の固定辺12を制振フォイル片51の固定辺51aに重ねて固定することにより、そのような設計変更を不要にすることができ、金型などを新たに製作する必要がなくなる。   Further, the end of the damping foil piece 51 on the upstream side in the rotation direction of the rotary shaft 1 is a fixed side 51a, and this fixed side 51a is fixed to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11, so that the top Without changing the shape of the foil piece 11 from the conventional one, it can be formed in the same manner as the conventional one, and thus the increase in cost can be suppressed. That is, when the fixed side 12 of the top foil piece 11 is directly attached to the base plate 30 without inserting the fixed side 51 a of the damping foil piece 51 under the fixed side 12 of the top foil piece 11, The height must be increased by the thickness of the damping foil piece 51 as compared with the prior art. However, by fixing the fixed side 12 of the top foil piece 11 on the fixed side 51a of the damping foil piece 51, such a design change can be made unnecessary, and a mold or the like needs to be newly manufactured. Disappears.

また、制振フォイル片51の固定辺51aをトップフォイル片11の固定辺12とともにベースプレート30に固定しているので、スポット溶接(点付溶接)などによるフォイル片の固定点の数を、制振フォイル片51を用いない従来と同じにすることができ、従って製造コストの上昇を抑えることができる。   In addition, since the fixed side 51a of the damping foil piece 51 is fixed to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11, the number of fixed points of the foil piece by spot welding (dot welding) or the like is controlled. It can be made the same as the conventional one not using the foil piece 51, and therefore, an increase in manufacturing cost can be suppressed.

また、制振フォイル片51を制振合金によって形成した場合には、フォイル間の滑りによる摩擦減衰に加えて、制振フォイル片51が変形(曲げ変形)することによる減衰効果も加わるため、より高い摩擦減衰効果を得ることができる。
また、トップフォイル片11の、固定辺12に対する回転方向下流側の近傍部に薄肉部14を形成しているので、荷重がかかった際に回転方向下流側がより容易に且つ円滑に傾斜できるようになり、従って始動トルクが低減する。また、回転軸1が回転を開始した後も、トップフォイル片11が容易に且つ円滑に傾斜するため、最適傾斜角が得られ易くなり、負荷能力が向上する。
Further, when the damping foil piece 51 is formed of a damping alloy, in addition to frictional damping due to slip between the foils, a damping effect due to deformation (bending deformation) of the damping foil piece 51 is also added. A high friction damping effect can be obtained.
Moreover, since the thin-walled portion 14 is formed in the vicinity of the top foil piece 11 on the downstream side in the rotational direction with respect to the fixed side 12, the downstream side in the rotational direction can be inclined more easily and smoothly when a load is applied. Therefore, the starting torque is reduced. In addition, even after the rotation shaft 1 starts to rotate, the top foil piece 11 can be easily and smoothly inclined, so that an optimum inclination angle can be easily obtained and the load capacity is improved.

次に、本発明のスラスト軸受3の第2実施形態について、図5、図6(a)〜(d)を参照して説明する。なお、図5はスラスト軸受の平面図、図6(a)は図5のB−B線矢視断面図、図6(b)は制振フォイル片の平面図、図6(c)はバンプフォイル片の平面図、図6(d)は制振フォイル片およびバンプフォイル片の形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。
第2実施形態のスラスト軸受3B(3)が第1実施形態のスラスト軸受3A(3)と主に異なるところは、図6(a)〜(d)に示すように、制振フォイル50を構成する制振フォイル片55の、回転軸1の回転方向下流側の端辺が、固定辺55aとしてトップフォイル片11の固定辺12とともに、ベースプレート30に固定されている点である。
Next, 2nd Embodiment of the thrust bearing 3 of this invention is described with reference to FIG. 5, FIG. 6 (a)-(d). 5 is a plan view of the thrust bearing, FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 5, FIG. 6B is a plan view of the damping foil piece, and FIG. 6C is a bump. FIG. 6D is an explanatory diagram in which the plan view and the side view are associated with each other in order to explain the shapes of the damping foil piece and the bump foil piece.
The thrust bearing 3B (3) of the second embodiment is mainly different from the thrust bearing 3A (3) of the first embodiment, as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d). The end of the damping foil piece 55 on the downstream side in the rotation direction of the rotary shaft 1 is fixed to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11 as a fixed side 55a.

すなわち、本実施形態の制振フォイル片55は、図6(b)に示すように回転軸1の回転方向上流側が、径方向にて4つ(複数)に等分割され、他方の側(回転方向下流側)となる固定辺55aが径方向にて連続する連続辺とされている。このように固定辺55aと反対の側が4つに分割されたことで、制振フォイル片55は、4つの帯状の制振フォイル分割片55bと固定辺55a(連続辺)とによって構成されている。   That is, in the damping foil piece 55 of the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the upstream side in the rotational direction of the rotary shaft 1 is equally divided into four (plural) in the radial direction, and the other side (rotation) The fixed side 55a that is the downstream side in the direction is a continuous side that is continuous in the radial direction. In this way, the side opposite to the fixed side 55a is divided into four parts, so that the damping foil piece 55 is constituted by four strip-shaped damping foil divided pieces 55b and a fixed side 55a (continuous side). .

4つの帯状の制振フォイル分割片55b間には、それぞれ第2スリット55cが形成されている。これら第2スリット55cは、本実施形態では制振フォイル片55の外周が形成する円と同心円の一部を形成する円弧状に形成されている。そして、これら第2スリット55cは、図6(d)に示すようにバンプフォイル片21の第1スリット21cに重なるように形成配置されている。   A second slit 55c is formed between each of the four strip-shaped damping foil divided pieces 55b. In the present embodiment, the second slits 55c are formed in an arc shape that forms a part of a circle concentric with the circle formed by the outer periphery of the damping foil piece 55. And these 2nd slits 55c are formed and arranged so that it may overlap with the 1st slit 21c of the bump foil piece 21, as shown in FIG.6 (d).

また、制振フォイル片55は、図3、図4(a)〜(d)に示した第1実施形態の制振フォイル片51に比べ、回転方向下流側が長く形成されており、その端辺、すなわち固定辺55aが、図5、図6(a)に示すように回転方向下流側に隣り合うトップフォイル片11の、固定辺12とともにベースプレート30に固定されている。一方、回転方向上流側は、本実施形態では固定されることなく単にバンプフォイル片21の山部23上に支持された自由端となっている。   Further, the damping foil piece 55 is formed longer on the downstream side in the rotational direction than the damping foil piece 51 of the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4A to 4D, and its end side. That is, the fixed side 55a is fixed to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11 adjacent to the downstream side in the rotation direction as shown in FIGS. On the other hand, the upstream side in the rotation direction is a free end that is supported on the peak portion 23 of the bump foil piece 21 without being fixed in the present embodiment.

このような制振フォイル片55を備えたスラスト軸受3B(3)にあっても、バンプフォイル片(バックフォイル片)21とトップフォイル片11との間にそれぞれ制振フォイル片55を配置したので、回転軸1がその軸方向(スラスト方向)への振動や衝撃を受け、トップフォイル片11が流体潤滑膜を介してスラストカラー4に押し込まれた際、従来に比べてより高い摩擦減衰効果を発揮するようになり、回転軸1のスラスト方向へ振動や衝撃を良好に吸収することができる。   Even in the thrust bearing 3B (3) having such a damping foil piece 55, the damping foil piece 55 is disposed between the bump foil piece (back foil piece) 21 and the top foil piece 11, respectively. When the rotary shaft 1 is subjected to vibration or impact in the axial direction (thrust direction) and the top foil piece 11 is pushed into the thrust collar 4 through the fluid lubricating film, a higher friction damping effect than in the prior art is obtained. As a result, vibration and impact can be absorbed well in the thrust direction of the rotating shaft 1.

また、バンプフォイル片21と制振フォイル片55とを共に径方向にて分割してトップフォイル片11の径方向における変形を滑らかにしているので、トップフォイル片11がスラストカラー4に局所的に接触するのを抑制することができ、これによってトップフォイル片11の局所摩耗を防止し、軸受寿命の低下や焼き付きを防止することができる。   Further, since the bump foil piece 21 and the damping foil piece 55 are both divided in the radial direction so that the deformation in the radial direction of the top foil piece 11 is smooth, the top foil piece 11 is locally applied to the thrust collar 4. It is possible to suppress contact, thereby preventing local wear of the top foil piece 11 and preventing a reduction in bearing life and seizure.

また、制振フォイル片55の、回転軸1の回転方向下流側の端辺を固定辺55aとし、この固定辺55aを回転方向下流側に隣り合うトップフォイル片11の固定辺12とともにベースプレート30に固定しているので、第1実施形態と同様にトップフォイル片11の形状を従来のものから変更することなく、従来と同じに形成することができ、従ってコストの増加を抑えることができる。   Further, the end of the damping foil piece 55 on the downstream side in the rotation direction of the rotating shaft 1 is defined as a fixed side 55a, and the fixed side 55a is attached to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11 adjacent to the downstream side in the rotation direction. Since it is fixed, the top foil piece 11 can be formed in the same manner as the conventional one without changing the shape of the top foil piece 11 from the conventional one as in the first embodiment, and the increase in cost can be suppressed.

また、制振フォイル片55の固定辺55aをトップフォイル片11の固定辺12とともにベースプレート30に固定しているので、スポット溶接(点付溶接)などによるフォイル片の固定点の数を、制振フォイル片55を用いない従来と同じにすることができ、従って製造コストの上昇を抑えることができる。
さらに、制振フォイル片55の固定辺55aを回転方向下流側に隣り合うトップフォイル片11の固定辺12とともにベースプレート30に固定しているので、トップフォイル片11が流体潤滑膜を介してスラストカラー4に押し込まれた際、上下に重ねられたトップフォイル片11と制振フォイル片55とはその自由端側が互いに対向する方向、すなわち相反する方向(互いの固定辺の方向)に滑るようになる。従って、これらトップフォイル片11と制振フォイル片55との間の相対的な滑り量が増加するため、より高い摩擦減衰効果が得られるようになる。
Since the fixed side 55a of the damping foil piece 55 is fixed to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11, the number of fixed points of the foil piece by spot welding (dot welding) or the like is controlled. It can be made the same as the conventional one that does not use the foil piece 55, and therefore, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
Furthermore, since the fixed side 55a of the damping foil piece 55 is fixed to the base plate 30 together with the fixed side 12 of the top foil piece 11 adjacent to the downstream side in the rotation direction, the top foil piece 11 is thrust collar through the fluid lubricating film. 4, when the top foil piece 11 and the damping foil piece 55 stacked one above the other are slid in a direction in which their free ends face each other, that is, in opposite directions (directions of fixed sides of each other). . Therefore, since the relative slip amount between the top foil piece 11 and the damping foil piece 55 is increased, a higher friction damping effect can be obtained.

次に、本発明のスラスト軸受3の第3実施形態について、図7(a)〜(c)を参照して説明する。なお、図7(a)はスラスト軸受の平面図、図7(b)は図7(a)のC−C線矢視断面図、図7(c)は制振フォイル片およびバンプフォイル片の形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。
第3実施形態のスラスト軸受3C(3)が第1実施形態のスラスト軸受3A(3)と主に異なるところは、図7(a)〜(c)に示すように、ベースプレート30の前記支持領域31に傾斜面32を形成した点と、バンプフォイル片21の山部23の高さを、全て同一にした点である。
Next, 3rd Embodiment of the thrust bearing 3 of this invention is described with reference to Fig.7 (a)-(c). 7A is a plan view of the thrust bearing, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 7A, and FIG. 7C is a view of the damping foil piece and the bump foil piece. It is explanatory drawing which matched the top view and the side view in order to demonstrate a shape.
The thrust bearing 3C (3) of the third embodiment is mainly different from the thrust bearing 3A (3) of the first embodiment as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (c). This is the point that the inclined surface 32 is formed on 31 and the height of the peak portion 23 of the bump foil piece 21 are all made the same.

本実施形態では、図7(a)に示すように支持領域31における、前記バンプフォイル片21、制振フォイル片51、トップフォイル片11を支持する領域全体を、トップフォイル片11の固定辺12側から下流側の端辺側に向かうに連れて高さが増加する傾斜面32としている。すなわち、傾斜面32を、図7(b)に示すようにバンプフォイル片21の固定辺21aに対して直交する方向に傾斜させて形成している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the entire region of the support region 31 that supports the bump foil piece 21, the damping foil piece 51, and the top foil piece 11 is the fixed side 12 of the top foil piece 11. The inclined surface 32 has a height that increases from the side toward the end side on the downstream side. That is, the inclined surface 32 is formed so as to be inclined in a direction orthogonal to the fixed side 21a of the bump foil piece 21 as shown in FIG.

また、バンプフォイル片21については、前記第1実施形態と同様に、ベースプレート30に接する谷部22と、トップフォイル片11に接する山部23とを交互に配置した波板状に形成している。ただし、本実施形態では、図7(b)、(c)に示すように、山部23の高さをベースプレート30の周方向では全て同一に形成している。なお、外周側に位置する二つのバンプフォイル分割片21bの山部23を、同じ列上にある山部23同士を比べた場合に、頂部の高さが内周側に位置する二つのバンプフォイル分割片21bの山部23に比べて少し高くなるように形成している点は、第1実施形態と同様である。   Further, the bump foil pieces 21 are formed in a corrugated plate shape in which trough portions 22 in contact with the base plate 30 and crest portions 23 in contact with the top foil pieces 11 are alternately arranged as in the first embodiment. . However, in the present embodiment, as shown in FIGS. 7B and 7C, the height of the peak portion 23 is all the same in the circumferential direction of the base plate 30. When the crests 23 of the two bump foil divided pieces 21b located on the outer peripheral side are compared with the crests 23 on the same row, the two bump foils whose tops are located on the inner circumference side are compared. The point which forms so that it may become a little higher than the peak part 23 of the division | segmentation piece 21b is the same as that of 1st Embodiment.

また、谷部22及び山部23については、前記実施形態と同様に、バンプフォイル片21の固定辺21aに対して直交する方向に配列させている。これにより、バンプフォイル片21の山部23は、その高さがベースプレート30の傾斜面32の傾斜方向に沿って、すなわち回転軸1の回転方向の下流側に向かうに連れて、所定の高さずつ高くなっている。つまり、第1実施形態と見かけ上同一になっている。従って、このバンプフォイル片21上に配置されるトップフォイル片11は、その傾斜角θが、第1実施形態と同様に形成される。本実施形態では、この傾斜角θは図7(c)に示すように傾斜面32の傾斜角θによって決まる。   Moreover, about the trough part 22 and the peak part 23, it arranges in the direction orthogonal to the fixed side 21a of the bump foil piece 21 similarly to the said embodiment. As a result, the peak portion 23 of the bump foil piece 21 has a predetermined height along the inclination direction of the inclined surface 32 of the base plate 30, that is, toward the downstream side in the rotation direction of the rotary shaft 1. It is getting higher. That is, it is the same as the first embodiment. Accordingly, the top foil piece 11 disposed on the bump foil piece 21 is formed in the same manner as the first embodiment in the inclination angle θ. In the present embodiment, the inclination angle θ is determined by the inclination angle θ of the inclined surface 32 as shown in FIG.

本実施形態のスラスト軸受3C(3)にあっても、バンプフォイル片(バックフォイル片)21とトップフォイル片11との間にそれぞれ制振フォイル片51を配置したので、回転軸1がその軸方向(スラスト方向)への振動や衝撃を受け、トップフォイル片11が流体潤滑膜を介してスラストカラー4に押し込まれた際、従来に比べてより高い摩擦減衰効果を発揮するようになり、回転軸1のスラスト方向へ振動や衝撃を良好に吸収することができる。   Even in the thrust bearing 3C (3) of the present embodiment, the damping foil piece 51 is disposed between the bump foil piece (back foil piece) 21 and the top foil piece 11, respectively. When the top foil piece 11 is pushed into the thrust collar 4 through the fluid lubrication film due to vibration or impact in the direction (thrust direction), a higher friction damping effect is exhibited than in the prior art, and rotation Vibrations and shocks can be satisfactorily absorbed in the thrust direction of the shaft 1.

また、バンプフォイル片21と制振フォイル片51とを共に径方向にて分割してトップフォイル片11の径方向における変形を滑らかにしているので、トップフォイル片11がスラストカラー4に局所的に接触するのを抑制することができ、これによってトップフォイル片11の局所摩耗を防止し、軸受寿命の低下や焼き付きを防止することができる。   In addition, since the bump foil piece 21 and the damping foil piece 51 are both divided in the radial direction so that the deformation in the radial direction of the top foil piece 11 is smooth, the top foil piece 11 is locally applied to the thrust collar 4. It is possible to suppress contact, thereby preventing local wear of the top foil piece 11 and preventing a reduction in bearing life and seizure.

また、ベースプレート30の各支持領域31に傾斜面32を形成し、バンプフォイル片21の山部23の高さを全て同一にするとともに、該山部23の配列方向を傾斜面32の傾斜方向に一致させているので、この傾斜面32上にバックフォイル片21、制振フォイル片51を介してトップフォイル片11を配設することにより、トップフォイル片11の高さを傾斜面32に沿って精度よく変化させることができる。すなわち、トップフォイル片11に所定の傾斜角θを付与することができる。また、その際にバンプフォイル片21については、山部23の高さを周方向で変化させることなく一定の高さに作製すればよく、従ってその加工コストを抑えることができる。よって、このスラスト軸受3C(3)によれば、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができる。また、加工が容易になってバラツキが少なくなるため、設計時に予測した軸受性能(例えば軸受負荷能力)が得やすくなる。   In addition, an inclined surface 32 is formed in each support region 31 of the base plate 30 so that the heights of the crests 23 of the bump foil pieces 21 are all the same, and the arrangement direction of the crests 23 is set to the inclination direction of the inclined surface 32. Since the top foil piece 11 is disposed on the inclined surface 32 via the back foil piece 21 and the damping foil piece 51, the height of the top foil piece 11 is adjusted along the inclined surface 32. It can be changed with high accuracy. That is, a predetermined inclination angle θ can be given to the top foil piece 11. Further, at this time, the bump foil piece 21 may be produced at a constant height without changing the height of the crest 23 in the circumferential direction, and therefore the processing cost can be suppressed. Therefore, according to this thrust bearing 3C (3), it is possible to facilitate processing, improve mass productivity, and reduce costs. Further, since machining becomes easy and variation is reduced, it is easy to obtain bearing performance (for example, bearing load capability) predicted at the time of design.

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態ではバックフォイル20や制振フォイル50、トップフォイル10をそれぞれ6つのバックフォイル片21(バンプフォイル片21)、制振フォイル片51(制振フォイル片55)、トップフォイル片11で構成し、従ってベースプレート30の支持領域31もこれに合わせて6つ形成(設定)したが、バックフォイル片21(バンプフォイル片21)や制振フォイル片51(制振フォイル片55)、トップフォイル片11は、複数であれば5つ以下でも7つ以上であってもよい。その場合に、支持領域31の数についても、バックフォイル片21(バンプフォイル片21)や制振フォイル片51(制振フォイル片55)、トップフォイル片11の数に合わせるのはもちろんである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the back foil 20, the damping foil 50, and the top foil 10 are each composed of six back foil pieces 21 (bump foil pieces 21), damping foil pieces 51 (damping foil pieces 55), and top foil pieces 11. Accordingly, six support regions 31 of the base plate 30 are formed (set) in accordance with this, but the back foil piece 21 (bump foil piece 21), the damping foil piece 51 (damping foil piece 55), the top As long as there are a plurality of foil pieces 11, the number of foil pieces 11 may be 5 or less, or 7 or more. In this case, the number of support regions 31 is naturally adjusted to the number of the back foil pieces 21 (bump foil pieces 21), the damping foil pieces 51 (damping foil pieces 55), and the top foil pieces 11.

また、前記実施形態ではバックフォイル片21(バンプフォイル片21)とトップフォイル片11との間に制振フォイル片51(制振フォイル片55)を一層配置したが、制振フォイル片51(制振フォイル片55)については複数層(例えば2層または3層)重ねて配置してもよい。このように制振フォイル片51(制振フォイル片55)を複数層重ねて配置することにより、制振フォイル片51(制振フォイル片55)間での滑りによる摩擦減衰が加わり、従ってより高い摩擦減衰効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the damping foil piece 51 (damping foil piece 55) is arranged between the back foil piece 21 (bump foil piece 21) and the top foil piece 11, but the damping foil piece 51 (damping foil piece 55 (damping foil piece 55)). The vibrating foil piece 55) may be arranged in a plurality of layers (for example, two layers or three layers) in an overlapping manner. By arranging the damping foil pieces 51 (damping foil pieces 55) in a stacked manner in this way, friction damping due to slippage between the damping foil pieces 51 (damping foil pieces 55) is added, and therefore higher. A friction damping effect can be obtained.

また、第3実施形態では、第1実施形態に対してベースプレート30の支持領域31に傾斜面32を形成し、バンプフォイル片21の山部23の高さを全て同一にしたが、他の実施形態として、第2実施形態に対してベースプレート30の支持領域31に傾斜面32を形成し、バンプフォイル片21の山部23の高さを全て同一にしてもよい。   Moreover, in 3rd Embodiment, although the inclined surface 32 was formed in the support area | region 31 of the baseplate 30 with respect to 1st Embodiment, and the height of the peak part 23 of the bump foil piece 21 was made the same, other implementations As a form, the inclined surface 32 may be formed in the support region 31 of the base plate 30 with respect to the second embodiment, and the heights of the crests 23 of the bump foil pieces 21 may all be the same.

また、前記実施形態では、バンプフォイル片21(バックフォイル片21)、制振フォイル片51(制振フォイル片55)を4つのバンプフォイル分割片21b、制振フォイル分割片51b(制振フォイル分割片55b)と連続辺(固定辺)とによって形成したが、各分割片については4つに限定されることなく、2つ以上であればいくつに分割してもよい。さらに、連続辺を形成することなく、従って分割片をそれぞれ連結することなく、完全に独立した形態に形成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, the bump foil piece 21 (back foil piece 21) and the damping foil piece 51 (damping foil piece 55) are divided into four bump foil division pieces 21b and the damping foil division piece 51b (damping foil division). Although formed by the piece 55b) and the continuous side (fixed side), each divided piece is not limited to four, and may be divided into any number as long as it is two or more. Further, it may be formed in a completely independent form without forming continuous sides, and thus without connecting the divided pieces.

また、前記実施形態では、バンプフォイル片21(バックフォイル片21)や制振フォイル片51(制振フォイル片55)を径方向にて複数に分割することで形成される第1スリット21c、第2スリット51c(第2スリット55c)を、円弧状に形成したが、これらスリットを例えば直線状に形成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, the 1st slit 21c formed by dividing | segmenting the bump foil piece 21 (back foil piece 21) and the damping foil piece 51 (damping foil piece 55) into multiple in radial direction, the 1st Although the two slits 51c (second slit 55c) are formed in an arc shape, these slits may be formed in a linear shape, for example.

また、前記実施形態では、制振フォイル片51(制振フォイル片55)の固定辺51a(固定辺55a)とトップフォイル片11の固定辺12とを上下に重ねて共にスポット溶接等によりベースプレート30に固定したが、これら固定辺を重ね合わせることなく互いにずらした状態で、それぞれ別にベースプレート30に固定してもよい。
また、トップフォイル片や制振フォイル片、バンプフォイル片の形状、支持領域上へのトップフォイル片やバンプフォイル片の配置、傾斜面の傾斜方向など、前記実施形態以外にも種々の形態を採用することが可能である。
Moreover, in the said embodiment, the fixed side 51a (fixed side 55a) of the damping foil piece 51 (damping foil piece 55) and the fixed side 12 of the top foil piece 11 are piled up and down, and the base plate 30 is jointed by spot welding or the like. However, these fixed sides may be fixed to the base plate 30 separately in a state where they are shifted from each other without overlapping.
In addition to the above embodiments, various forms such as the shape of the top foil piece, the damping foil piece, the bump foil piece, the arrangement of the top foil piece and the bump foil piece on the support area, and the inclination direction of the inclined surface are adopted. Is possible.

1…回転軸、3、3A、3B、3C…スラスト軸受、4…スラストカラー、10…トップフォイル、11…トップフォイル片、12…固定辺、20…バックフォイル(バンプフォイル)、21…バックフォイル片(バンプフォイル片)、21a…固定辺(端辺)、21b…バックフォイル分割片(バンプフォイル分割片)、21c…第1スリット、22…谷部、23…山部、30…ベースプレート、31…支持領域、32…傾斜面、50…制振フォイル、51…制振フォイル片、51a…固定辺、51b…制振フォイル分割片、51c…第2スリット、55…制振フォイル片、55a…固定辺、55b…制振フォイル分割片、55c…第2スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating shaft 3, 3A, 3B, 3C ... Thrust bearing, 4 ... Thrust collar, 10 ... Top foil, 11 ... Top foil piece, 12 ... Fixed side, 20 ... Back foil (bump foil), 21 ... Back foil Piece (bump foil piece), 21a ... Fixed side (end side), 21b ... Back foil piece (bump foil piece), 21c ... First slit, 22 ... Valley, 23 ... Mountain, 30 ... Base plate, 31 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Support area, 32 ... Inclined surface, 50 ... Damping foil, 51 ... Damping foil piece, 51a ... Fixed side, 51b ... Damping foil split piece, 51c ... Second slit, 55 ... Damping foil piece, 55a ... Fixed side, 55b ... Damping foil divided piece, 55c ... Second slit

Claims (6)

回転軸に設けられたスラストカラーに対向して配置されるスラスト軸受であって、
前記スラストカラーに対向して配置されるトップフォイルと、
前記トップフォイルの、前記スラストカラーに対向する面と反対の面側に配置されたバックフォイルと、
前記バックフォイルの、前記トップフォイル側と反対の側に配置されて、該バックフォイルを支持する円環板状のベースプレートと、を備え、
前記バックフォイルは、前記ベースプレートの周方向に配列された複数のバックフォイル片によって形成され、
前記トップフォイルは、前記バックフォイル片の上にそれぞれ配設された複数のトップフォイル片によって形成され、
前記バックフォイル片と前記トップフォイル片との間には、それぞれ制振フォイル片が配置され、
前記バックフォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割され、
前記制振フォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割されていることを特徴とするスラスト軸受。
A thrust bearing disposed opposite to a thrust collar provided on a rotating shaft,
A top foil disposed opposite the thrust collar;
A back foil disposed on the surface of the top foil opposite to the surface facing the thrust collar;
An annular plate-like base plate that is disposed on the side of the back foil opposite to the top foil and supports the back foil;
The back foil is formed by a plurality of back foil pieces arranged in the circumferential direction of the base plate,
The top foil is formed by a plurality of top foil pieces respectively disposed on the back foil pieces,
Between the back foil piece and the top foil piece, a damping foil piece is arranged,
The back foil piece is divided into a plurality in the radial direction on at least one side in the circumferential direction,
The thrust bearing piece is characterized in that at least one side in the circumferential direction of the damping foil piece is divided into a plurality of parts in the radial direction.
前記バックフォイル片は、その周方向の一方の側が径方向にて複数に分割され、且つ、他方の側が径方向にて連続する連続辺とされ、
前記制振フォイル片は、その周方向の一方の側が径方向にて複数に分割され、且つ、他方の側が径方向にて連続する連続辺とされていることを特徴とする請求項1記載のスラスト軸受。
The back foil piece is divided into a plurality of pieces in the radial direction on one side in the circumferential direction, and the other side is a continuous side continuous in the radial direction.
2. The vibration damping foil piece according to claim 1, wherein one side of the circumferential direction is divided into a plurality of parts in the radial direction, and the other side is a continuous side continuous in the radial direction. Thrust bearing.
前記バックフォイル片には、径方向にて分割された複数のバックフォイル分割片間に第1スリットが形成され、
前記制振フォイル片には、径方向にて分割された複数の制振フォイル分割片間に、前記第1スリットに重なる第2スリットが形成されていることを特徴とする請求項2記載のスラスト軸受。
In the back foil piece, a first slit is formed between a plurality of back foil divided pieces divided in the radial direction,
3. The thrust according to claim 2, wherein the damping foil piece includes a second slit that overlaps the first slit between a plurality of damping foil divided pieces that are divided in a radial direction. bearing.
前記トップフォイル片は、前記回転軸の回転方向上流側の端辺が、前記ベースプレートに固定されるトップフォイル固定辺とされており、
前記制振フォイル片は、前記回転軸の回転方向上流側の端辺、あるいは回転方向下流側の端辺が前記連続辺とされ、該連続辺が、前記トップフォイル片の前記トップフォイル固定辺とともに、前記ベースプレートに固定されていることを特徴とする請求項2又は3に記載のスラスト軸受。
The top foil piece has a top foil fixed side that is fixed to the base plate at the end on the upstream side in the rotation direction of the rotating shaft,
In the damping foil piece, the end side on the upstream side in the rotation direction of the rotation shaft or the end side on the downstream side in the rotation direction is the continuous side, and the continuous side is together with the top foil fixed side of the top foil piece. The thrust bearing according to claim 2, wherein the thrust bearing is fixed to the base plate.
前記制振フォイル片は、前記回転軸の回転方向下流側の端辺が前記連続辺とされ、該連続辺が、前記トップフォイル片の前記トップフォイル固定辺とともに、前記ベースプレートに固定されていることを特徴とする請求項4記載のスラスト軸受。   The vibration-damping foil piece has an end on the downstream side in the rotation direction of the rotating shaft as the continuous side, and the continuous side is fixed to the base plate together with the top foil fixing side of the top foil piece. The thrust bearing according to claim 4. 前記制振フォイル片が、制振合金によって形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のスラスト軸受。   The thrust bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the damping foil piece is made of a damping alloy.
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