JP2016080103A - Radial foil bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラジアルフォイル軸受に関する。 The present invention relates to a radial foil bearing.
従来、高速回転体用の軸受として、回転軸に外挿されて用いられるラジアル軸受が知られている。このようなラジアル軸受としては、軸受面を形成する薄板状のトップフォイルと、このトップフォイルを弾性的に支持す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収容する円筒状の軸受ハウジングと、を備えたラジアルフォイル軸受がよく知られている。ラジアルフォイル軸受のバックフォイルとしては、薄板を波板状に成形したバンプフォイルが主として用いられている。 Conventionally, as a bearing for a high-speed rotating body, a radial bearing used by being extrapolated to a rotating shaft is known. As such a radial bearing, a thin plate-like top foil that forms a bearing surface, a back foil that elastically supports the top foil, a cylindrical bearing housing that houses the top foil and the back foil, Radial foil bearings with are well known. As a back foil of the radial foil bearing, a bump foil obtained by forming a thin plate into a corrugated plate is mainly used.
このようなラジアルフォイル軸受にあっては、通常、トップフォイルやバンプフォイルが軸受ハウジングから脱落するのを防止するため、その一端部(止端部)がスポット溶接によって軸受ハウジングに直接、あるいはスペーサを介して間接的に固定されている。
また、一部のフォイル軸受では、「フォイル間摩擦による減衰効果の向上」や「トップフォイルの剛性の補強」などを目的として、トップフォイルとバックフォイルとの間に中間フォイルを挿入している。この中間フォイルも、トップフォイルと同様に軸受ハウジングを1周するように配置され、その一端部が溶接によって軸受ハウジングに固定されている。
In such a radial foil bearing, in order to prevent the top foil and the bump foil from falling off from the bearing housing, one end portion (stop end portion) of the radial foil bearing is usually directly attached to the bearing housing by spot welding or a spacer is attached. It is indirectly fixed through.
In some foil bearings, an intermediate foil is inserted between the top foil and the back foil for the purpose of “improving the damping effect due to friction between the foils” and “reinforcing the rigidity of the top foil”. Similarly to the top foil, this intermediate foil is also arranged so as to go around the bearing housing, and one end thereof is fixed to the bearing housing by welding.
さらに、このような中間フォイルを有するラジアルフォイル軸受としては、例えば特許文献1に、前記従来のラジアルフォイル軸受についての構造を改良し、軸受の負荷能力や動特性について設計通りの良好な性能が得られるようにしたものが提案されている。 Furthermore, as a radial foil bearing having such an intermediate foil, for example, in Patent Document 1, the structure of the conventional radial foil bearing is improved, and good performance as designed for the load capacity and dynamic characteristics of the bearing is obtained. What has been proposed is proposed.
ところで、ラジアルフォイル軸受の軸受面に形成される流体潤滑膜の圧力は、軸受長さ方向の縦断面、すなわち軸受の中心軸に沿って切った縦断面で見ると、軸受中央部が高く、両側端部では低くなっている。これは、軸受長さ方向の両側端部では流体潤滑膜の圧力が周囲圧力(例えば大気圧)とほぼ同じになることによる。このため、トップフォイルは軸受長手方向での前記縦断面で見ると、軸受中央部が凹となるように変形し、両側端部では回転軸に接近する側へ反り上がることになる。
しかしながら、流体潤滑膜の厚さは10μm前後と非常に薄いため、軸受側端部にてトップフォイルの反り上がりが生じると、トップフォイルと回転軸との接触が起こり易くなり、接触箇所が局所的に摩耗することがある。
By the way, the pressure of the fluid lubrication film formed on the bearing surface of the radial foil bearing is high in the bearing center when viewed in the longitudinal section in the bearing length direction, that is, in the longitudinal section cut along the central axis of the bearing. It is low at the edge. This is because the pressure of the fluid lubricating film is substantially the same as the ambient pressure (for example, atmospheric pressure) at both end portions in the bearing length direction. For this reason, when the top foil is viewed in the longitudinal section in the longitudinal direction of the bearing, the center portion of the bearing is deformed so as to be concave, and the both end portions warp to the side approaching the rotating shaft.
However, since the thickness of the fluid lubrication film is as thin as about 10 μm, if the top foil warps at the bearing end, the contact between the top foil and the rotating shaft is likely to occur, and the contact location is localized. May wear out.
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、軸受両側端部でのトップフォイルの反り上がりを抑制し、トップフォイルの局所的な摩耗を防止したラジアルフォイル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 of the present invention is to provide a radial foil bearing that suppresses warping of the top foil at both ends of the bearing and prevents local wear of the top foil. There is to do.
本発明のラジアルフォイル軸受は、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、前記バックフォイルと前記回転軸との間に配置される前記トップフォイルを含むフォイルの厚さが、前記回転軸の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成されていることを特徴とする。 A radial foil bearing of the present invention is a radial foil bearing that is externally attached to a rotating shaft to support the rotating shaft, and has a cylindrical top foil that is disposed to face the rotating shaft, and a diameter of the top foil. A back foil disposed on the outer side in the direction, and a cylindrical bearing housing that accommodates the top foil and the back foil in an inserted state, and is disposed between the back foil and the rotating shaft. The thickness of the foil including the top foil is characterized in that it is formed thinner than the central portion at both side portions in the length direction of the rotating shaft.
回転軸が回転すると、前記したように流体潤滑膜の圧力によってトップフォイルはその中央部がバンプフォイル側へ沈み込み、両側端部は回転軸側へ反り上がろうとする。
しかし、本発明のラジアルフォイル軸受にあっては、バックフォイルと回転軸との間に配置されるトップフォイルを含むフォイルの厚さが、回転軸の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成されているので、前記両側部ではトップフォイルとバックフォイルの間に隙間が生じる。従って、この隙間が無くなるまではトップフォイルの両側端部を回転軸の側へ押し返す力が生じず、トップフォイルの両側端部の反り上がりが起こらない。よって、トップフォイルの両側端部において流体潤滑膜の厚さが極端に薄くなることが抑制され、トップフォイルの両側端部は高負荷時においても回転軸との非接触状態が維持される。
When the rotating shaft rotates, the center portion of the top foil sinks to the bump foil side due to the pressure of the fluid lubricating film as described above, and both end portions tend to warp to the rotating shaft side.
However, in the radial foil bearing of the present invention, the thickness of the foil including the top foil disposed between the back foil and the rotating shaft is thinner than the central portion on both sides in the length direction of the rotating shaft. Since it is formed, a gap is formed between the top foil and the back foil at both side portions. Therefore, until this gap is eliminated, no force is generated to push back both end portions of the top foil toward the rotating shaft, and warping of the both end portions of the top foil does not occur. Therefore, the thickness of the fluid lubricating film is suppressed from becoming extremely thin at both end portions of the top foil, and the both end portions of the top foil are maintained in a non-contact state with the rotating shaft even under high load.
また、前記ラジアルフォイル軸受においては、前記トップフォイルと前記バックフォイルとの間に中間フォイルが配置され、該中間フォイルは、その両側端が前記トップフォイルの両側端よりそれぞれ内側に位置していることが好ましい。
このような構成とすれば、中間フォイルにより、トップフォイルとバックフォイルとの間の、回転軸の長さ方向両側部に確実に隙間が形成され、従ってトップフォイルの両側端部の反り上がりが防止される。
Further, in the radial foil bearing, an intermediate foil is disposed between the top foil and the back foil, and both end portions of the intermediate foil are located inside from both end portions of the top foil. Is preferred.
With this configuration, the intermediate foil reliably forms a gap between the top foil and the back foil on both sides in the longitudinal direction of the rotating shaft, and thus prevents warping of both ends of the top foil. Is done.
また、前記ラジアルフォイル軸受においては、前記トップフォイルと前記バックフォイルとの間に中間フォイルが複数枚重ねられて配置され、該中間フォイルのうちの少なくとも一つは、その両側端が前記トップフォイルの両側端よりそれぞれ内側に位置していることが好ましい。
このような構成とすれば、複数枚重ねられて配置された中間フォイルのうちの少なくとも一つにより、トップフォイルとバックフォイルとの間の、回転軸の長さ方向両側部に確実に隙間が形成され、従ってトップフォイルの両側端部の反り上がりが防止される。
Further, in the radial foil bearing, a plurality of intermediate foils are arranged between the top foil and the back foil, and at least one of the intermediate foils has both side ends of the top foil. It is preferable that each is located inside the both ends.
With such a configuration, a gap is surely formed on both sides in the longitudinal direction of the rotating shaft between the top foil and the back foil by at least one of the intermediate foils arranged in a stacked manner. Therefore, warping of the both end portions of the top foil is prevented.
また、前記ラジアルフォイル軸受においては、前記トップフォイルの両側部が、中央部より薄肉に形成されていることが好ましい。
このような構成とすれば、特にトップフォイルのバックフォイル側の面を削って薄肉に形成しておくことにより、トップフォイルとバックフォイルとの間の、回転軸の長さ方向両側部に確実に隙間が形成され、従ってトップフォイルの両側端部の反り上がりが防止される。
In the radial foil bearing, it is preferable that both side portions of the top foil are formed thinner than the central portion.
With such a configuration, the surface on the back foil side of the top foil is particularly thinned to form a thin wall, so that it is ensured on both sides in the longitudinal direction of the rotating shaft between the top foil and the back foil. A gap is formed, and thus warping of both end portions of the top foil is prevented.
本発明のラジアルフォイル軸受によれば、バックフォイルと回転軸との間に配置されるトップフォイルを含むフォイルの厚さを、回転軸の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成しているので、これら中央部と両側部との間での流体潤滑膜の膜厚の差を少なくすることができ、従ってトップフォイルの両側端部で流体潤滑膜の厚さが極端に薄くなることを抑制し、高負荷時においてもトップフォイルの両側端部と回転軸との非接触状態を維持することができる。よって、トップフォイル両側端部の摩耗を抑制することにより、軸受に高い負荷を掛けることが可能になり、従って高負荷での使用が可能となる。 According to the radial foil bearing of the present invention, the thickness of the foil including the top foil disposed between the back foil and the rotating shaft is formed to be thinner than the central portion at both side portions in the length direction of the rotating shaft. Therefore, it is possible to reduce the difference in the thickness of the fluid lubricating film between the central portion and both sides, and therefore, the thickness of the fluid lubricating film becomes extremely thin at both end portions of the top foil. It can suppress and can maintain the non-contact state of the both ends of a top foil and a rotating shaft also at the time of high load. Therefore, it is possible to apply a high load to the bearing by suppressing wear on both side end portions of the top foil, and therefore it is possible to use the bearing at a high load.
以下、図面を参照して本発明のラジアルフォイル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に、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, a radial foil 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 in order to make each member a recognizable size.
図1は、本発明のラジアルフォイル軸受が適用されるターボ機械の一例を示す側面図であり、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は本発明に係るラジアルフォイル軸受である。なお、図1では省略してラジアルフォイル軸受を一つしか記載していないが、通常は回転軸1の軸方向にラジアルフォイル軸受が二つ設けられて、回転軸1の支持構造が構成される。したがって、本実施形態においてもラジアルフォイル軸受3が二つ設けられているものとする。
FIG. 1 is a side view showing an example of a turbo machine to which a radial foil bearing of the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotary shaft, 2 denotes an impeller provided at a tip portion of the rotary shaft, and 3 denotes a main shaft. It is a radial foil bearing which concerns on invention. Although only one radial foil bearing is shown in FIG. 1, normally, two radial foil bearings are provided in the axial direction of the rotating shaft 1 to constitute a support structure for the rotating shaft 1. . Accordingly, it is assumed that two
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の両側には、このスラストカラー4に対向してそれぞれの側にスラスト軸受5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。
A thrust collar 4 is fixed to the rotary shaft 1 on the side where the
The
A radial foil bearing 3 is externally attached to the rotary shaft 1 on the center side of the thrust collar 4.
「第1実施形態」
図2(a)、(b)は、このような構成のターボ機械に適用されたラジアルフォイル軸受の第1実施形態を示す図である。この第1実施形態のラジアルフォイル軸受3は、図2(a)に示すように回転軸1に外挿されて該回転軸1を支持する円筒状のもので、回転軸1に対向して配置される円筒状のトップフォイル10と、該トップフォイル10の径方向外側に配置される二つ(複数)の中間フォイル11a、中間フォイル11bと、該中間フォイル11bの径方向外側に配置されるバックフォイル12と、該バックフォイル12の径方向外側に配置される軸受ハウジング13と、を備えて構成されている。
“First Embodiment”
FIGS. 2A and 2B are views showing a first embodiment of a radial foil bearing applied to the turbomachine having such a configuration. The radial foil bearing 3 according to the first embodiment is a cylindrical member that is externally attached to the rotating shaft 1 and supports the rotating shaft 1 as shown in FIG. A cylindrical
軸受ハウジング13は、ラジアルフォイル軸受3の最外部を構成する金属製で円筒状のもので、内部にバックフォイル12、中間フォイル11b、中間フォイル11a、トップフォイル10を、外側から内側(回転軸1側)に向けてこの順に収容したものである。この軸受ハウジング13には、その内周面に、該軸受ハウジング13の軸方向に沿って通し溝14が形成されている。軸受ハウジング13の内周面要部を示す図2(b)に示すように、軸受ハウジング13の内周面には、該軸受ハウジング13の軸方向の一端から他端に連続してその全長に通し溝14が形成されている。通し溝14は、長さが軸受ハウジング13の長さと同じで、開口幅が0.4mm〜0.6mm程度、深さが1.5mm〜2.5mm程度に形成されている。
The bearing
また、通し溝14の両端部には、該通し溝14にそれぞれ連通して係止溝15が形成されている。係止溝15は、ラジアルフォイル軸受3の要部分解斜視図である図3(a)に示すように、軸受ハウジング13の両側面がそれぞれ切り欠かれて形成されたもので、該軸受ハウジング13の厚さ方向に沿って外周縁から内周縁にまで連続して形成されている。なお、本実施形態では、係止溝15を通し溝14に確実に連通させるべく、係止溝15の幅を、通し溝14の幅に比べて十分に広く形成している。
Further, locking
また、通し溝14には、その両内側面にそれぞれ係止凹部16が形成されている。これら係止凹部16は、通し溝14の長さ方向に沿ってその全長に形成された溝状のもので、本実施形態では、最大深さが0.2〜0.3mm程度の断面U字状(半円弧状)に形成されている。また、これら係止凹部16は、通し溝14の開口側、例えば軸受ハウジング13の内周面から1mm以内の深さ位置に形成されている。これにより、係止凹部16は、後述するようにトップフォイル10及び中間フォイル11a、中間フォイル11bの凸部の先端部を係止できるようになっている。
The through
ここで、これら通し溝14および係止凹部16を形成するには、ワイヤカット放電加工が好適に用いられる。すなわち、通し溝14や溝状の係止凹部16のように、軸受ハウジング13の軸方向の一端から他端にかけて連続する溝を形成する場合には、ワイヤカット放電加工によってその断面形状の外形をなぞるようにワイヤを移動させることにより、各溝を容易にかつ精度良く形成することができる。特に本実施形態では、通し溝14とその両側面の係止凹部16とを、一連の加工で容易に形成することができるため、このようにワイヤカット放電加工を採用することにより、通し溝14や係止凹部16の加工コストを充分低く抑えることができる。
Here, in order to form the through
また、係止溝15についても、軸受ハウジング13の外周面側から内周面側にかけて連続する溝を形成するため、ワイヤカット放電加工を採用することによってその加工コストを充分低く抑えることができる。ただし、係止溝15については、特にその加工精度を必要としないことなどから、エンドミルによる切削加工などを採用することもできる。
Moreover, since the groove | channel which continues from the outer peripheral surface side of the bearing
このような通し溝14および係止溝15には、固定具17が嵌め込まれて係止している。固定具17は、図3(a)、および通し溝14と固定具17の平面図である図3(b)、通し溝14と固定具17の縦断面図である図3(c)に示すように、通し溝14に嵌め込まれて収容される棒状(四角柱状)の基部18と、基部18の両端部に形成されて前記係止溝15に係止する一対の折曲片19、折曲片19と、基部18の中央部に形成されて折曲片19と反対の側に突出する二つの隔壁片20と、を有して構成されている。
A fixing
基部18は、高さが0.5〜1.5mm程度に形成されたもので、その上面(隔壁片20側の面)が通し溝14の開口より1mm程度沈み込むように形成されている。折曲片19は、通し溝14の底面と軸受ハウジング13の外周面との間の距離にほぼ等しい長さに形成されており、これによって係止溝15に充分な面積で当接するともに、軸受ハウジング13の外周面から突出しないようになっている。
The
ここで、これら折曲片19、折曲片19と、通し溝14に連通して設けられた係止溝15、係止溝15とにより、規制部が形成されている。すなわち、一対の折曲片19、折曲片19がそれぞれ通し溝14の両端部に設けられた係止溝15に係止し、したがって一対の折曲片19、折曲片19で軸受ハウジング13を挟持することより、固定具17は通し溝14の長さ方向(軸受ハウジング13の軸方向)に移動するのが規制され、クリアランス分を除いて実質的に移動しないようになっている。
Here, a restricting portion is formed by the
隔壁片20は、図3(b)、(c)に示すように基部18をほぼ三等分し、したがって通し溝14をほぼ三等分する二つの位置に形成されたもので、高さが、通し溝14の開口位置と同じレベルになるか、通し溝14より少し突出する程度に形成されている。例えば、バックフォイル12の高さの半分程度、突出するようにしてもよい。このような隔壁片20によって通し溝14がその長さ方向にほぼ三分割されることにより、通し溝14内には固定具17によって三つの係合溝21が形成される。
As shown in FIGS. 3B and 3C, the
すなわち、固定具17を軸受ハウジング13の内周面側から係止溝15および通し溝14に嵌め込み、係止させることにより、三つの係合溝21を容易に形成することができる。これら係合溝21は、その深さがほぼ1mm程度となっており、その両内側面に、前記係止凹部16を開口させている。
なお、固定具17は、例えば厚さが3〜4mm程度のステンレス等からなる金属板をワイヤカット放電加工することにより、形成することができる。
That is, the three
The
また、軸受ハウジング13の内周面には、図2(a)、図4(a)に示すように軸方向に沿ってその両端面間、すなわち両側面間に、保持溝22が形成されている。保持溝22は、その幅が後述する規制具30の幅(厚さ)に対応して例えば1mm以下、好ましくは0.5mm以下と充分に狭く形成されている。このような幅の保持溝22の形成は、例えばワイヤカット放電加工によって良好に形成することができる。また、保持溝22は、その深さが、軸受ハウジング13の厚さに比べて充分に浅く形成されている。
Further, as shown in FIGS. 2 (a) and 4 (a), a holding
このような保持溝22は、図2(a)に示すように本実施形態では、軸受ハウジング13の内周面をその周方向にほぼ3分割する位置に、それぞれ形成されている。また、前記3箇所の保持溝22のうちの2箇所の保持溝22、保持溝22間に、前記通し溝14が配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, such holding
また、軸受ハウジング13には、図4(a)、(b)に示すようにその保持溝22の長さ方向中央部、すなわち軸受ハウジング13の軸方向中央部に、保持溝22に連通して係止孔23が形成されている。係止孔23は、軸受ハウジング13の内周面から外周面にまで貫通する貫通孔によって形成されている。この貫通孔からなる係止孔23は、開口形状が円形又は長円形のもので、軸受ハウジング13の外周面から内周面に向けてドリル等で孔空け加工することにより、形成されている。
4A and 4B, the bearing
このようにドリル等による孔空け加工で形成されることで係止孔23は、保持溝22の幅方向に対応する内径が前記した保持溝22の幅に比べて大きくなっている。しかし、この係止孔23の、保持溝22の長さ方向に対応する内径は、図4(b)に示すように後述する係止凸部32の幅(後述する棒状部31の長辺方向に沿う長さ)にほぼ等しくなっており、したがって係止孔23に係止凸部32を係止させることにより、規制具30の軸方向への動きが規制されている。
By forming the
このような係止孔23に連通する保持溝22には、規制具30が係止している。規制具30は、図4(a)、(b)に示すように保持溝22に埋設される薄板状(四角柱状)の棒状部31と、該棒状部31の一側面に形成された係止凸部32と、該棒状部31の他側面、すなわち前記一側面と反対の側の側面に形成された一対の係合凸部33、係合凸部33と、を有して形成されている。
A restricting
係止凸部32は、軸受ハウジング13の前記係止孔23に対応する位置、すなわち軸受ハウジング13の軸方向中央部(保持溝22の長さ方向中央部)に形成配置されている。また、係止凸部32は前述したように保持溝22の長さ方向に沿う長さが、係止孔23の軸方向の内径にほぼ等しく形成されている。したがって、係止凸部32は係止孔23に挿通させられていることにより、保持溝22の長さ方向にほとんど移動不能に係止している。これにより、規制具30は軸受ハウジング13の軸方向への動きが規制されている。
The locking
ここで、軸受ハウジング13の軸方向中央部とは、軸受ハウジング13の軸方向の中心位置を意味するものではなく、軸受ハウジング13の両側面(両端面)とその近傍部を除いた、これらより中央側の部位全体を意味している。したがって、係止孔23は、軸受ハウジング13の軸方向の中心に配置されることなく、中心から一方あるいは他方に偏った位置に、形成配置されていてもよい。その場合、規制具30の係止凸部32も、係止孔23に対応して棒状部31の長さ方向の中心から偏って形成配置される。
Here, the axially central portion of the bearing
係合凸部33は、係止凸部32と反対の側に突出して棒状部31の両端部に形成されている。
そして、このような構成の規制具30は、前述したように係止凸部32が軸受ハウジング13の前記係止孔23に係止させられた状態で、保持溝22内に埋設されている。その際、一対の係合凸部33、係合凸部33は、保持溝22の両端部において軸受ハウジング13の内周面より上方に突出している。
The engaging
The restricting
図2(a)に示すようにバックフォイル12は、フォイル(薄板)で形成されて中間フォイル11b、中間フォイル11a、及びトップフォイル10を弾性的に支持している。このようなバックフォイル12としては、例えばバンプフォイルや、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。本実施形態では、バックフォイル12としてバンプフォイルを用いている。ただし、前記のスプリングフォイルやバックフォイルを、本発明のバックフォイルとして用いてもよいのはもちろんである。
As shown in FIG. 2A, the
バックフォイル12(バンプフォイル)は、本実施形態ではトップフォイル10や中間フォイル11a、中間フォイル11bの周方向に沿って配置された3つ(複数)のバックフォイル片12aによって構成されている。これらバックフォイル片12aは、フォイル(薄板)が波板状に成形され、かつ、側面が全体として略円弧状になるよう成形されたもので、3つが全て同じ形状・寸法に形成されている。したがって、これらバックフォイル片12aは、軸受ハウジング13の内周面をほぼ3分割して配置されている。
In the present embodiment, the back foil 12 (bump foil) is constituted by three (plural)
また、これらバックフォイル片12aは、前記通し溝14を挟む位置ではある程度の隙間をあけて配置されているものの、それ以外の位置では、互いの端部が近接して配置されている。このような構成によって3つのバックフォイル片12aは、全体として略円筒状に形成されて、軸受ハウジング13の内周面に沿って配置されている。
Moreover, although these
また、このように波板状に成形されたバックフォイル片12aは、図2(a)の要部を平坦化して模式的に示す図5(a)に示すように、軸受ハウジング13の周方向に沿って、該軸受ハウジング13と接する平坦な谷部12bと、中間フォイル11bに接する湾曲した山部12cとを交互に形成している。これによってバックフォイル片12aは、特に中間フォイル11bに接する山部12cにより、中間フォイル11b、中間フォイル11aを介してトップフォイル10を弾性的に支持している。また、ラジアルフォイル軸受3の軸方向に、山部12cや谷部12bによる流体の通路を形成している。
Further, the
また、これらバックフォイル片12aには、図5(a)のB−B線矢視図である図5(b)に示すように、それぞれの周方向中央部(軸受ハウジング13の周方向に沿う方向の中央部)の両側周縁部に、係合切欠12dが形成されている。係合切欠12dは、図5(a)に示すようにバックフォイル片12aの谷部12bに形成されたもので、山部12c、山部12c間に形成された平坦部からなる谷部12bが、その側周縁から内側に向かって矩形状に切り欠かれて形成されたものである。
Further, as shown in FIG. 5B, which is a view taken along the line B-B of FIG. 5A, these
係合切欠12dは、軸受ハウジング13に設けられた前記規制具30の係合凸部33に対応する位置、すなわち係合凸部33と重なる位置に形成されており、その縦横の幅が、係合凸部33に係合するように該係合凸部33の縦横の幅とほぼ同じに形成されている。具体的には、軸受ハウジング13の周方向に沿う横幅が0.2mm〜0.4mm程度、軸方向に沿う縦幅が1mm〜2mm程度となっている。
The
なお、係合切欠12dの形成については、バリが発生せず、加工による歪みも生じないように、フォイルをエッチング加工や放電加工で行うのが好ましい。すなわち、エッチング加工や放電加工でフォイルに係合切欠12dを形成した後、山部12cや谷部12bを形成するためのプレス成型を行い、バックフォイル片12aを形成するのが好ましい。
このような構成のもとに、規制具30の係合凸部33には、図4(b)および図5(a)に示すようにバックフォイル片12aの係合切欠12dが係合している。
In addition, about formation of the
Under such a configuration, the
このように、棒状部31の上側に延出した係合凸部33に、バックフォイル片12aの係合切欠12dが係合し、その状態で軸受ハウジング13の内周面上に3つのバックフォイル片12aが配置されているので、規制具30は特にその棒状部31がバックフォイル片12aに押さえられることにより、軸受ハウジング13から脱落することが防止されている。
In this way, the
図2(a)に示すようにトップフォイル10は、3つのバックフォイル片12aからなるバックフォイル12の内面に沿って円筒状に巻かれたもので、一方の端部側に形成された凸部41aと、他方の端部側に形成された凸部41bとが、それぞれ軸受ハウジング13に形成された前記通し溝14中の係止凹部16に係止するように配設されている。このトップフォイル10は、その展開図である図6(a)に示すように、軸受周方向を長辺とし、軸受長方向を短辺とする略矩形状の金属箔が、その側面図である図6(b)中の矢印方向(長辺の長さ方向:軸受周方向)に円筒状に巻かれて、形成されている。
As shown in FIG. 2 (a), the
このトップフォイル10には、図6(a)に示したよう、一方の辺側(短辺側)に、一つの凸部41aと二つの凹部42aとを有してなる第1の凹凸部43aが形成され、前記一方の辺側(短辺側)と反対の他方の辺側(短辺側)に、二つの凸部41bと一つの凹部42bとを有してなる第2の凹凸部43bが形成されている。第2の凹凸部43bの凹部42bは第1の凹凸部43aの凸部41aに対応して形成され、第1の凹凸部43aの凹部42aは第2の凹凸部43bの凸部41bに対応して形成されている。
As shown in FIG. 6A, the
すなわち、第2の凹凸部43bの凹部42bは、第1の凹凸部43aと第2の凹凸部43bとが重なるようにトップフォイル10を円筒状に巻いた際、該凹部42b内を凸部41aが通り抜けるように形成されている。同様に、第1の凹凸部43aの凹部42aは、トップフォイル10を円筒状に巻いた際、該凹部42a内を凸部41bがそれぞれ通り抜けるように形成されている。なお、凸部41a、凸部41bは、その幅が、前記通し溝14と固定具17とによって形成された係合溝21の長さに対応してこれとほぼ一致するように形成されている。
That is, when the
凹部42b、凹部42aを通り抜けた凸部41a、凸部41bは、図2(a)に示すようにそれぞれ軸受ハウジング13側に引き出され、その先端部が軸受ハウジング13の前記係止凹部16に係止させられる。本実施形態では、図2(a)の要部拡大図である図7に示すように、凸部41a、凸部41bはその先端部がそれぞれ通し溝14中の係合溝21内に入れられて係合させられた後、さらに係止凹部16内に入れられ、ここに係止させられている。これにより、トップフォイル10はその周方向への移動が規制され、その移動量が僅かとなるように配設されている。
The concave portion 42b and the
すなわち、凸部41a、凸部41bは、その先端が係止凹部16の内面に強く突き当てられることなく、先端部側面が係止凹部16の内面に接する程度となるように配設される。したがって、回転軸1の定常運転時には、凸部41a、凸部41bは係止凹部16又は係合溝21から大きな反力を受けないため、トップフォイル10は歪みを生じないようになっている。また、ラジアルフォイル軸受3に回転軸1の軸ぶれなどによる不測の外力が加わった際にも、トップフォイル10は軸受ハウジング13内を回転することなく、さらに、軸受ハウジング13と回転軸1との間から脱落しないようになっている。
In other words, the
つまり、不測の外力が加わった際には、凸部41a、凸部41bが係止凹部16の内面に強く係止することにより、これら凸部41a、凸部41bが係止凹部16から外れ、さらに係合溝21からも外れてしまうことがなく、従ってトップフォイル10が回転したり、過剰に変形して前記凸部41a、凸部41bが凹部42b、凹部42aから抜け出てしまい、トップフォイル10が軸受ハウジング13から脱落してしまうようなことが防止されている。
That is, when an unexpected external force is applied, the
また、凸部41a、凸部41bは、係合溝21を区画する固定具17の隔壁片20により、軸方向への移動が規制されている。すなわち、凸部41aはその両側が隔壁片20によって規制されることにより、該凸部41aを形成した第1の凹凸部43a側は軸方向への移動が規制されている。また、二つの凸部41bは、それぞれその片側が隔壁片20によって規制され、かつ互いに逆方向に規制されることにより、これら二つの凸部41bを形成した第2の凹凸部43b側も、軸方向への移動が規制されている。このようにトップフォイル10は、軸受ハウジング13の軸方向への移動が規制されているため、軸受ハウジング13から外に飛び出すことが防止されている。
Further, the
また、トップフォイル10は、図6(b)に示すように、第1の凹凸部43aを形成した側(一方の辺側)と第2の凹凸部43bを形成した側(他方の辺側)とに、これらの間の中央部に比べて薄厚(薄肉)な薄肉部44が形成されている。これら薄肉部44は、図2(a)に示すように、その外周面(バンプフォイル12側の面)が前記中央部の外周面より凹んだ状態となるよう、薄厚化(薄肉化)されて形成されている。
Moreover, as shown in FIG.6 (b), the
薄肉部44を形成するには、例えばエッチング加工によってトップフォイル10の両端部を、十μmオーダーでコントロールして所望の厚さ(薄さ)に形成する。具体的には、トップフォイル10の厚さを100μmとした場合、薄肉部44の厚さは80μm程度となるようにする。なお、このようなエッチング加工では、曲げ加工などに比べてトップフォイル10に生じる応力が極めて小さく、したがってトップフォイル10に歪みが生じることもほとんどない。
また、図6(b)に示す、薄肉部44の周方向の長さLは、図2(a)に示すように通し溝14と、バンプフォイル12(バックフォイル)の端部の山一つ分までに対応する長さとされる。
In order to form the
Moreover, the circumferential length L of the
このようにトップフォイル10の両端部に薄肉部44を形成したことにより、これら両端部(薄肉部44)は弾性変形し易くなり、したがってこれら両端部は軸受ハウジング13の内周面を構成する曲面に倣って曲面となる。これにより、トップフォイル10は、その両端部においても回転軸1を締め付ける力(局所的なプリロード)がほとんど発生しないようになる。
Since the
また、トップフォイル10の両端部の外周面を、前記中央部の外周面より凹んだ状態となるように薄厚化して薄肉部44を形成しているので、その外周面側を支持するバックフォイル12との間において、その端部の山一つ分との間に隙間が形成される。これにより、該薄肉部44においては、回転軸1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。なお、薄肉部44の周方向の長さLについては、図2(a)に示した例に代えて、通し溝14と、バンプフォイル12の端部の山三つ分ぐらいまでに対応する長さとしてもよい。
Further, since the outer peripheral surface of both end portions of the
中間フォイル11a、中間フォイル11bは、図2(a)に示すようにバックフォイル12(バンプフォイル)とトップフォイル10との間に配置されたもので、中間フォイル11aがトップフォイル10側に、中間フォイル11bがバックフォイル12側に、それぞれ配置されて重ねられている。これら中間フォイル11a、中間フォイル11bは、トップフォイル10と同様にバックフォイル(バンプフォイル)12の内面に沿って円筒状に巻かれて形成されている。
The
中間フォイル11aは、その展開図である図8(a)に示すように、軸受周方向を長辺とし、軸受長方向を短辺とする略矩形状の金属箔が、その側面図である図8(b)中の矢印方向(長辺の長さ方向:軸受周方向)に円筒状に巻かれて、形成されたものである。この中間フォイル11aは、その展開した平面形状が、図8(a)中に二点鎖線で示すトップフォイル10の平面形状に比べて、その短辺の長さが短く形成されている。すなわち、中間フォイル11aは、軸受長さ方向(回転軸1の長さ方向)となる短辺方向の両側端が、トップフォイル10の両側端に比べてそれぞれ内側に位置している。換言すると、中間フォイル11aは、トップフォイル10の平面形状から両側部がそれぞれ切り落とされたことにより、短辺方向の長さが短く形成されている。
The
中間フォイル11aにおいて、トップフォイル10に比べて各側部が切り落とされた長さM1は、トップフォイル10の短辺方向の長さをMとすると、0.05M以上0.3M以下程度とされる。中間フォイル11aにおいて、このような長さM1分をトップフォイル10や前記バックフォイル12(バックフォイル片12a)に比べて短くしておくことにより、バックフォイル12とトップフォイル10との間の厚さは、回転軸1の長さ方向における両側部の方が、中央部より薄く形成されることになる。
In the
また、中間フォイル11aの厚さは、前記したようにトップフォイル10の厚さを100μmとした場合、30μm程度とされる。
この中間フォイル11aには、トップフォイル10と同様に、一方の端部側に第1の凹凸部45aが形成され、他方の端部側に第2の凹凸部45bが形成されている。そして、各凹凸部における凸部46a、凸部46bも、トップフォイル10の凸部41a、凸部41bとともにそれぞれ前記係合溝21に係合している。
Further, as described above, the thickness of the
As with the
中間フォイル11bは、その展開図である図8(c)に示すように、軸受周方向を長辺とし、軸受長方向を短辺とする略矩形状の金属箔が、その側面図である図8(d)中の矢印方向(長辺の長さ方向:軸受周方向)に円筒状に巻かれて、形成されたものである。この中間フォイル11bは、その展開した平面形状が、図8(a)中に二点鎖線で示したトップフォイル10の平面形状と同じ形状に形成されている。
As shown in FIG. 8C, which is a developed view of the
また、中間フォイル11bの厚さも、前記したようにトップフォイル10の厚さを100μmとした場合、30μm程度とされる。
この中間フォイル11bにも、トップフォイル10と同様に、一方の端部側に第1の凹凸部47aが形成され、他方の端部側に第2の凹凸部47bが形成されている。そして、各凹凸部における凸部48a、凸部48bも、トップフォイル10の凸部41a、凸部41b、中間フォイル11aの凸部46a、凸部46bとともに、それぞれ前記係合溝21に係合している。
Also, the thickness of the
Similarly to the
このように、トップフォイル10とバックフォイル12との間に中間フォイル11a、中間フォイル11bが重ねられて配置されたことにより、バックフォイル12とトップフォイル10との間の厚さ、すなわち中間フォイル11aと中間フォイル11bの合計した厚さが、回転軸1の長さ方向中央部より両側部で薄く形成される。これにより、バックフォイル12と回転軸1との間に配置されるトップフォイル10を含むフォイルの厚さが、回転軸1の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成される。
As described above, the
次に、このような構成からなるラジアルフォイル軸受3の作用について説明する。
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12によって中間フォイル11b、中間フォイル11aを介して回転軸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44となっているので、これら薄肉部44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。
Next, the operation of the radial foil bearing 3 having such a configuration will be described.
When the rotary shaft 1 is stopped, the
そして、回転軸1を図2(a)中の矢印P方向に始動させると、最初は低速で回転を始め、その後徐々に加速して高速で回転する。すると、図2(a)中矢印Qで示すように、トップフォイル10及び中間フォイル11a、中間フォイル11bの一端(凸部41a側、凸部46a側、凸部48a側)とバックフォイル12の一端との間から周囲流体が引き入れられ、トップフォイル10と回転軸1との間に流入する。これにより、トップフォイル10と回転軸1との間に流体潤滑膜が形成される。
When the rotary shaft 1 is started in the direction of the arrow P in FIG. 2A, it starts rotating at a low speed first, and then gradually accelerates and rotates at a high speed. 2A, one end of the
その際、流体潤滑膜が形成されるまでの過渡状態においては、回転軸1とトップフォイル10との間に固体摩擦が生じ、これが始動時の抵抗になる。しかし、前記したようにトップフォイル10の両端部でプリロードが生じなくなっていることや、周囲流体が流入する側のトップフォイル10が薄肉部44となっていて柔らかくなっており、トップフォイル10と回転軸1との間が開口し易くなっていることにより、回転軸1が始動すると早期に流体潤滑膜が形成される。そして、この流体潤滑膜の圧力によってトップフォイル10がバックフォイル12側へ押し付けられることにより、回転軸1はトップフォイル10に対して非接触状態で回転するようになる。
At that time, in a transient state until the fluid lubrication film is formed, solid friction is generated between the rotary shaft 1 and the
このとき、前記の流体潤滑膜の圧力は、図9(a)に示す軸受長さ方向の縦断面、すなわち軸受の中心軸に沿って切った縦断面で見ると、軸受中央部が高く、両側端部では低くなっている。これは、軸受長さ方向の両側端部では流体潤滑膜の圧力が周囲圧力(例えば大気圧)とほぼ同じになることによる。このため、図9(a)中に二点鎖線で示すようにトップフォイル10は、軸受中央部がバックフォイル12側に沈み込み、両側端部では回転軸に接近する側へ反り上がろうとする。
At this time, the pressure of the fluid lubrication film is high in the bearing center when viewed in the longitudinal section in the bearing length direction shown in FIG. 9A, that is, in the longitudinal section cut along the central axis of the bearing. It is low at the edge. This is because the pressure of the fluid lubricating film is substantially the same as the ambient pressure (for example, atmospheric pressure) at both end portions in the bearing length direction. For this reason, as shown by a two-dot chain line in FIG. 9A, the center portion of the
しかし、本実施形態では図8(a)に示したように中間フォイル11aが、トップフォイル10の平面形状から両側部をそれぞれ切り落として短辺方向の長さを短くした形状となっているので、図9(b)に示すようにバックフォイル12と回転軸1との間に配置されるトップフォイル10を含むフォイルの厚さが、回転軸1の長さ方向(軸受長さ方向)における両側部において、中央部より薄く形成されている。従って、前記両側部ではトップフォイル10とバックフォイル12の間に隙間Sが生じ、この隙間Sが無くなるまではトップフォイル10の両側端部を回転軸1の側へ押し返す力が生じず、トップフォイル10の両側端部の反り上がりが起こらない。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the
また、トップフォイル10の両側端部がバックフォイル12側へ押し込まれて、この隙間Sが無くなったとしても、中央部に比べれば前記隙間Sの分だけバックフォイル12によるバネ反力が弱くなっているため、トップフォイル10の両側端部は起き上がり難くなる。これにより、トップフォイル10の両側端部において流体潤滑膜の厚さが極端に薄くなることが抑制され、トップフォイルの両側端部は高負荷時においても回転軸との非接触状態が維持される。
Further, even if both end portions of the
このようなラジアルフォイル軸受3にあっては、バックフォイル12と回転軸1との間に配置されるトップフォイル10を含むフォイルの厚さを、回転軸1の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成しているので、これら中央部と両側部との間での流体潤滑膜の膜厚の差を少なくすることができ、従ってトップフォイル10の両側端部で流体潤滑膜の厚さが極端に薄くなることを抑制し、高負荷時においてもトップフォイル10の両側端部と回転軸1との非接触状態を維持することができる。よって、トップフォイル10の両側端部の摩耗を抑制することにより、軸受に高い負荷を掛けることが可能になり、従って高負荷での使用が可能となる。
In such a radial foil bearing 3, the thickness of the foil including the
また、図9(b)に示すようにトップフォイル10とバックフォイル12との間に二つ(複数)の中間フォイル11a、中間フォイル11bを重ねて配置し、一方の中間フォイル11aを、その両側端がトップフォイル10の両側端よりそれぞれ内側に位置するようにしたので、トップフォイル10とバックフォイル12との間の、回転軸1の長さ方向両側部に確実に隙間Sを形成することができ、従ってトップフォイル10の両側端部の反り上がりを良好に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 9 (b), two (plural)
また、トップフォイル10側に位置する中間フォイル11aの両側端を、トップフォイル10の両側端よりそれぞれ内側に位置するようにしたので、この中間フォイル11aはトップフォイル10に対しても中間フォイル11bに対しても面接触するため応力集中が生じにくくなり、従って軸受の負荷能力に対して悪影響を与えることなく、設計通りの軸受性能を発揮させることができる。
Further, since both side ends of the
また、トップフォイル10とバックフォイル12との間に中間フォイル11a、中間フォイル11bを備えているので、回転軸1が回転時において軸振動を起こしたときには、それに伴う膜圧変動がトップフォイル10から中間フォイル11a、中間フォイル11bを介してバックフォイル12へ伝達される。その際、トップフォイル10には荷重変動によって微小な撓み(荷重に応じて変動)が引き起こされ、これにより、トップフォイル10と中間フォイル11aとの間、中間フォイル11aと中間フォイル11bとの間、さらには中間フォイル11bとバックフォイル12との間に「滑り」が生じる。この「滑り」が摩擦によるエネルギー散逸を引き起こし、膜圧変動を減衰させる。すなわち、減衰効果が得られる。従って、この減衰効果によって前記の軸振動を抑制し、該軸振動を収まり易くすることができる。さらに、中間フォイル11a、中間フォイル11bによってトップフォイル10の剛性を補強することもできる。よって、ラジアルフォイル軸受3の動特性(剛性と減衰)を充分に高めることができる。
Further, since the
なお、前記第1実施形態では、中間フォイルを二つ用い、そのうちの一方の中間フォイル11aを、その両側端がトップフォイル10の両側端よりそれぞれ内側に位置するように形成したが、二つの中間フォイルを共に、両側端がトップフォイル10の両側端よりそれぞれ内側に位置するように形成してもよい。
また、中間フォイルを二つ用いることなく、一つのみ用い、または三つ以上重ねて用いてもよい。中間フォイルを一つのみ用いる場合には、当然ながらこの中間フォイルの両側端がトップフォイル10の両側端よりそれぞれ内側に位置するように形成する。また、中間フォイルを三つ以上重ねて用いる場合には、そのうちの少なくとも一つを、その両側端がトップフォイル10の両側端よりそれぞれ内側に位置するように形成する。
In the first embodiment, two intermediate foils are used, and one of the
Further, without using two intermediate foils, only one or three or more layers may be used. When only one intermediate foil is used, the both sides of the intermediate foil are naturally formed so as to be located inside the both sides of the
また、中間フォイルについては、図8(a)、(c)に示したように両方の辺側(短辺側)に凹凸部を形成することなく、該短辺側を切り落として矩形に形成してもよい。その場合、中間フォイルは係合溝21に係合することなく配置される。しかし、中間フォイルはバックフォイル12とトップフォイル10との間に挟まれて摩擦によって保持されているため、中間フォイルと軸受ハウジング13との間で軸方向のずれが生じた際にも、軸受ハウジング13から外に飛び出すことが防止される。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8C, the intermediate foil is formed in a rectangular shape by cutting off the short side without forming an uneven portion on both sides (short side). May be. In that case, the intermediate foil is arranged without engaging with the engaging
「第2実施形態」
次に、本発明のラジアルフォイル軸受の第2実施形態を説明する。図10は図1に示したターボ機械に適用されたラジアルフォイル軸受の第2実施形態を示す図であり、図10中符号50はラジアルフォイル軸受である。このラジアルフォイル軸受50が図2(a)に示したラジアルフォイル軸受3と異なるところは、トップフォイル51の形状と、中間フォイルが設けられていない点である。
“Second Embodiment”
Next, a second embodiment of the radial foil bearing of the present invention will be described. FIG. 10 is a view showing a second embodiment of the radial foil bearing applied to the turbomachine shown in FIG. 1, and
すなわち、図10に示すように本実施形態のラジアルフォイル軸受50は、図2(a)に示した中間フォイル11a、中間フォイル11bが設けられることなく、従ってバックフォイル12上に直接トップフォイル51が配置されている。
That is, as shown in FIG. 10, the radial foil bearing 50 of the present embodiment is not provided with the
トップフォイル51は、図11(a)に示すように展開した平面形状が、図6(a)に示したトップフォイル10と同一に形成されており、従って第1の凹凸部43a、第2の凹凸部43bを有している。また、トップフォイル51の長辺側の展開側面図である図11(b)に示すように、軸受の周方向に沿う側面も、トップフォイル10と同一に形成されている。
The
ただし、トップフォイル51の短辺側では、その展開側面図である図11(c)に示すように、トップフォイル51の両側部(回転軸1の長さ方向における両側部)がそれぞれ減肉されて、中央部より薄肉の減肉部52となっている。すなわち、トップフォイル51の中央部の厚さを100μmとすると、その両側部のバックフォイル12側の面が20μm〜30μm程度減肉されて、厚さ70μm〜80μm程度に形成されている。このような減肉部52の形成については、前記薄肉部44の形成と同様に、すなわち薄肉部44の形成と同時に、例えばエッチング加工によって行うことができる。
However, on the short side of the
また、減肉部52の、回転軸1の長さ方向における幅M2については、図8(a)に示したM1の長さと同じにされる。すなわち、トップフォイル51の短辺方向(回転軸1の長さ方向)の長さをMとすると、幅M2は0.05M以上0.3M以下程度とされる。このような幅M2分の減肉部52を形成しておくことにより、バックフォイル12と回転軸1との間に配置されるトップフォイル51を含むフォイルの厚さ(本実施形態ではトップフォイル51のみの厚さ)が、回転軸1の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成される。
Further, the width M2 of the thinned
本実施形態のラジアルフォイル軸受50にあっても、バックフォイル12と回転軸1との間に配置されるトップフォイル10を含むフォイルの厚さを、回転軸1の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成しているので、これら中央部と両側部との間での流体潤滑膜の膜厚の差を少なくすることができ、従ってトップフォイル10の両側端部で流体潤滑膜の厚さが極端に薄くなることを抑制し、高負荷時においてもトップフォイル10の両側端部と回転軸1との非接触状態を維持することができる。よって、トップフォイル10の両側端部の摩耗を抑制することにより、軸受に高い負荷を掛けることが可能になり、従って高負荷での使用が可能となる。
Even in the radial foil bearing 50 of the present embodiment, the thickness of the foil including the
また、トップフォイル51の両側部に、バックフォイル12側の面を削って中央部より薄肉の減肉部52としているので、トップフォイル51とバックフォイル12との間の、回転軸1の長さ方向両側部に確実に隙間を形成することができ、従ってトップフォイル51の両側端部の反り上がりを良好に防止することができる。
また、中間フォイルを設けることなく、前記の隙間を形成できるため、部品点数を少なくしてコストの低減化を図ることができる。
In addition, since the thickness on the side of the
Further, since the gap can be formed without providing an intermediate foil, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
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、前記第1実施形態では中間フォイル11aを、トップフォイル10の平面形状から両側部をそれぞれ切り落として短辺方向の長さを短くした形状としているが、このように両側部を切り落とすのに代えて、第2実施形態におけるトップフォイル51の減肉部のように、両側部をそれぞれ削りとって減肉し、薄厚に形成してもよい。
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 first embodiment, the
また、前記第2実施形態では中間フォイルを設けることなく、バックフォイル12上に直接トップフォイル51を配置したが、これらバックフォイル12とトップフォイル51との間に中間フォイルを配置し、フォイル間の「滑り」による減衰効果を高めるようにしてもよい。
Further, in the second embodiment, the
また、トップフォイル10(51)や中間フォイル11a、中間フォイル11bの端部を保持するための通し溝14の構成や固定具17の構成、さらにバックフォイル片12aを固定するための規制具30の構成等についても、前記実施形態に限定されることなく、種々の構成を採油することができる。
また、前記実施形態では、軸受ハウジングを円筒状に形成したが、一方の側面又は両方の側面に環状のフランジを一体に形成し、全体を略円筒状に形成してもよい。フランジを形成することにより、ターボ機械のハウジングなどへの取付を容易にすることができる。
Further, the configuration of the through
Moreover, in the said embodiment, although the bearing housing was formed in the cylindrical shape, an annular flange may be integrally formed in one side surface or both side surfaces, and the whole may be formed in a substantially cylindrical shape. By forming the flange, it is possible to facilitate attachment to a turbomachine housing or the like.
1…回転軸、3、50…ラジアルフォイル軸受、10、51…トップフォイル、11a、11b…中間フォイル、12…バックフォイル(バンプフォイル)、12a…バックフォイル片、13…軸受ハウジング、52…減肉部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary shaft, 3, 50 ... Radial foil bearing 10, 51 ... Top foil, 11a, 11b ... Intermediate foil, 12 ... Back foil (bump foil), 12a ... Back foil piece, 13 ... Bearing housing, 52 ... Reduction Meat part
Claims (4)
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、
前記バックフォイルと前記回転軸との間に配置される前記トップフォイルを含むフォイルの厚さが、前記回転軸の長さ方向における両側部において、中央部より薄く形成されていることを特徴とするラジアルフォイル軸受。 A radial foil bearing that is extrapolated to a rotating shaft and supports the rotating shaft,
A cylindrical top foil disposed opposite to the rotating shaft, a back foil disposed radially outside the top foil, and a cylindrical shape that accommodates the top foil and the back foil in an interpolated state. A bearing housing,
The thickness of the foil including the top foil disposed between the back foil and the rotating shaft is formed to be thinner than the central portion at both side portions in the length direction of the rotating shaft. Radial foil bearing.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2014
- 2014-10-20 JP JP2014213569A patent/JP2016080103A/en active Pending
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