JP2018150971A - Foil bearing - Google Patents
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/02—Sliding-contact bearings
Abstract
Description
本発明は、フォイル軸受に関する。 The present invention relates to a foil bearing.
ガスタービンやターボチャージャ等のターボ機械の軸を支持する軸受として、フォイル軸受が着目されている。フォイル軸受は、曲げに対して剛性の低い可撓性を有する薄膜(フォイル)で軸受面を構成し、軸受面のたわみを許容することで荷重を支持するものである。軸の回転時には、軸の外周面とフォイルの軸受面との間に流体膜(例えば空気膜)が形成され、軸が非接触支持される。この場合、フォイルの可撓性により軸の回転速度や荷重、周囲温度等の運転条件に応じた適切な軸受隙間が自動的に形成されるため、安定性に優れ、一般的な空気動圧軸受と比べて高速での使用が可能となる。 As a bearing for supporting a shaft of a turbo machine such as a gas turbine or a turbocharger, a foil bearing has attracted attention. In the foil bearing, a bearing surface is constituted by a thin film (foil) having low rigidity with respect to bending, and the load is supported by allowing the bearing surface to bend. When the shaft rotates, a fluid film (for example, an air film) is formed between the outer peripheral surface of the shaft and the bearing surface of the foil, and the shaft is supported in a non-contact manner. In this case, the flexibility of the foil automatically forms an appropriate bearing gap according to the operating conditions such as the rotational speed, load and ambient temperature of the shaft. It can be used at high speed.
上記のフォイル軸受としては、バックフォイルに設けた切り起こしでトップフォイルを弾性的に支持するもの(特許文献1)、素線を網状に編成した弾性体で軸受フォイルを弾性的に支持するもの(特許文献2)、および、バックフォイルに、外輪内面に接触し周方向に移動しない支持部とトップフォイルからの面圧により弾性的に撓む弾性部とを設けたもの(特許文献3)等が公知である。また、特許文献4及び5には、複数のフォイルを周方向に並べて配置し、各フォイルの周方向両端を外方部材に取り付けた、いわゆる多円弧型のフォイル軸受が示されている。 As the above-mentioned foil bearing, the top foil is elastically supported by cutting and raising provided in the back foil (Patent Document 1), and the bearing foil is elastically supported by an elastic body knitted in a net shape ( Patent Document 2), and a back foil provided with a support portion that contacts the inner surface of the outer ring and does not move in the circumferential direction, and an elastic portion that is elastically bent by the surface pressure from the top foil (Patent Document 3), etc. It is known. Patent Documents 4 and 5 show so-called multi-arc type foil bearings in which a plurality of foils are arranged side by side in the circumferential direction, and both circumferential ends of each foil are attached to an outer member.
このようなフォイル軸受では、軸の回転時に、フォイル同士、あるいは、フォイルとフォイルを保持するフォイルホルダとが摺動する。そして、この摺動によって発生する摩擦力により、軸回転時の振動を減衰させることができるため、安定して回転する軸を支持するために、上記の摩擦力を制御することが重要になる。 In such a foil bearing, when the shaft rotates, the foils, or the foil and the foil holder holding the foil slide. Since the vibration during shaft rotation can be attenuated by the frictional force generated by the sliding, it is important to control the frictional force in order to support the shaft that rotates stably.
例えば、特許文献6のフォイル軸受では、フォイルの軸受面以外の表面や、フォイルを保持する静止保持部材の表面に、銅による金属のコーティングを施すことで、摺動面の摩擦係数を増加させて振動の減衰効果を高めている。 For example, in the foil bearing of Patent Document 6, the friction coefficient of the sliding surface is increased by coating the surface of the surface other than the bearing surface of the foil or the surface of the stationary holding member holding the foil with a metal coating with copper. Increases vibration damping effect.
特許文献6のように、フォイルの表面に金属の被膜層を形成する場合、成膜時にフォイルが高温になりやすく、フォイルが熱を受けて変形することで、フォイル軸受が所望の機能を果たせなくなる。 When a metal film layer is formed on the surface of the foil as in Patent Document 6, the foil is likely to be hot during film formation, and the foil bearing is not heated and deforms, so that the foil bearing cannot perform a desired function. .
また、ショットブラストやエメリー紙を用いた研磨等のように、物理的にフォイルの表面粗さを大きくすることにより、上記の摩擦力を制御することもできる。しかし、物理的な加工によってフォイルの表面粗さを大きくする場合、場所によって表面粗さのばらつきが大きくなって振動の減衰力が安定せず、また、加工によりフォイルに残留応力が発生し、フォイルが変形する問題がある。 Further, the friction force can be controlled by physically increasing the surface roughness of the foil, such as polishing using shot blasting or emery paper. However, when the surface roughness of the foil is increased by physical processing, the variation in surface roughness increases depending on the location and the vibration damping force is not stable, and residual stress is generated in the foil due to processing. There is a problem that deforms.
このような事情から、本発明では、加工時の変形を抑制しつつ、摺動面に生じる摩擦力を安定して増加させることのできるフォイル軸受を提供することを課題としている。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a foil bearing capable of stably increasing the frictional force generated on the sliding surface while suppressing deformation during processing.
上記の課題を解決するため、本発明は、軸受面を有するフォイルと、フォイルを支持するフォイルホルダとを有し、フォイルが弾性変形可能であり、フォイルと支持すべき軸を除く他の部材との摺動が許容されたフォイル軸受において、フォイルの表面と前記他の部材の表面のうち、前記摺動を生じるいずれか一方または双方の表面に、化成処理によって形成された凹凸面を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a foil having a bearing surface, a foil holder that supports the foil, the foil is elastically deformable, and other members excluding the foil and the shaft to be supported. In the foil bearing allowed to slide, an uneven surface formed by chemical conversion treatment is provided on one or both of the surfaces of the foil and the other member that cause the sliding. It is characterized by.
本発明のフォイル軸受は、摺動面に化成処理により凹凸面を形成し、摺動により生じる摩擦力を増加させる。この場合、物理的な方法により凹凸面を形成する場合と比較して、摺動面の粗さのばらつきが少なく、軸の振動減衰効果を安定して高めることができる。また、凹凸面の形成時に外力を加える必要がないため、フォイルや他部材の変形を生じる虞がない。また、低温での処理により凹凸面を形成することができるため、加熱による変形を生じることもない。 The foil bearing of the present invention forms an uneven surface on the sliding surface by chemical conversion treatment, and increases the frictional force generated by sliding. In this case, as compared with the case where the uneven surface is formed by a physical method, there is less variation in the roughness of the sliding surface, and the vibration damping effect of the shaft can be stably enhanced. Moreover, since it is not necessary to apply an external force at the time of formation of an uneven surface, there is no possibility of causing deformation of the foil and other members. Further, since the uneven surface can be formed by the treatment at a low temperature, deformation due to heating does not occur.
上記のフォイル軸受として、凹凸面を化成被膜の表面に形成することができる。化成被膜に設けられた凹凸面により、摺動面に生じる摩擦力を増加させることができる。 As said foil bearing, an uneven surface can be formed in the surface of a chemical conversion film. The uneven surface provided on the chemical conversion film can increase the frictional force generated on the sliding surface.
上記のフォイル軸受として、凹凸面が、化成被膜と母材間の界面に凹凸を形成した後、化成被膜を除去することで、一方または双方の表面に形成することができる。これにより、母材自体に凹凸面を形成することができるので、母材の表面に形成した被膜により摩擦係数を増加させる場合と比較すると、被膜の剥離による振動減衰力の低下や経年使用による被膜の劣化の心配がなく、これらを防止するために被膜の品質管理を行う手間も生じない。また、フォイル表面を被膜で覆うことにより、フォイルの可撓性に悪影響が生じるといったこともない。 As said foil bearing, an uneven surface can form in one or both surfaces by forming an unevenness | corrugation in the interface between a chemical conversion film and a base material, and then removing a chemical conversion film. As a result, an uneven surface can be formed on the base material itself, so that compared with the case where the coefficient of friction is increased by the coating formed on the surface of the base material, the vibration damping force is reduced due to peeling of the coating or the coating is used over time. There is no need to worry about deterioration of the film, and there is no need to perform quality control of the coating to prevent them. Also, covering the foil surface with a coating does not adversely affect the flexibility of the foil.
上記のフォイル軸受として、フォイルを複数備え、他の部材を複数のフォイルのうちいずれかにすることができる。フォイルの表面に凹凸面を形成することで、フォイルの摺動面に生じる摩擦力を増加させることができる。 As said foil bearing, multiple foil can be provided and another member can be made into either of several foil. By forming an uneven surface on the surface of the foil, the frictional force generated on the sliding surface of the foil can be increased.
上記のフォイル軸受として、他の部材をフォイルホルダにすることができる。これにより、フォイルホルダの摺動面に生じる摩擦力を増加させることができる。 Other members can be used as the foil holder as the foil bearing. Thereby, the frictional force generated on the sliding surface of the foil holder can be increased.
以上のように、本発明では、凹凸面の形成時に外力を加えることなく、また、低温での処理を行うことができるため、加工時にフォイルや他部材の変形を生じることがなく、表面粗さの均一な凹凸面を形成することができる。従って、フォイル軸受が、安定して軸の振動減衰効果を発揮することができる。 As described above, in the present invention, it is possible to perform processing at a low temperature without applying an external force when forming the uneven surface, so that the surface roughness does not occur during the processing without causing deformation of the foil or other members. A uniform uneven surface can be formed. Therefore, the foil bearing can stably exhibit the vibration damping effect of the shaft.
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
図1に示す様に、フォイル軸受10は、円筒面状の内周面11aを有するフォイルホルダ11と、内周面11aに取り付けられた3枚のフォイル12とを有する。フォイル軸受10は、内周面11aに3枚のフォイル12が周方向に並べて配置された、いわゆる多円弧型のフォイル軸受である。フォイル軸受10には、その内周面11a側でフォイル12の内側に、軸13が挿入される。フォイル軸受10と軸13とでフォイル軸受装置14が構成される。フォイル軸受10は、フォイル12の後述する軸受面Xと軸13の間に形成した流体膜で軸13を相対回転自在に支持する。
As shown in FIG. 1, the foil bearing 10 includes a
フォイルホルダ11は、例えば焼結金属や溶製材等の金属(例えば鋼材)で形成される。内周面11aのうち、周方向に離隔した複数箇所(図示例では3箇所)には、保持部としての軸方向溝11bが形成される。
The
フォイル12は、ばね性に富み、かつ加工性のよい金属、例えば鋼材料や銅合金からなる厚さ20μm〜200μm程度の帯状フォイルで形成される。本実施形態のように流体膜として空気を用いる空気動圧軸受では、雰囲気に潤滑油が存在しないため、油による防錆効果は期待できない。鋼材料や銅合金の代表例として、炭素鋼や黄銅を挙げることができるが、一般的な炭素鋼では錆による腐食が発生し易く、黄銅では加工ひずみによる置き割れを生じることがある(黄銅中のZnの含有量が多いほどこの傾向が強まる)。そのため、帯状フォイルとしては、ステンレス鋼もしくは青銅製のものを使用するのが好ましい。
The
図2に示す様に、フォイル12は、フォイルホルダ11の周方向に並べて配置される第一領域12aと、第二領域12bを有する。
As shown in FIG. 2, the
第一領域12aは、軸受面を有するトップフォイル部12a1と、軸方向の上端、中央、下端に、それぞれ周方向一端側に突出した差込部12a2とを有する。差込部12a2に近接した位置には、周方向の微小な切り込み12a3が設けられる。
The
第二領域12bには、周方向他端側に向けて軸方向幅を徐々に狭めた三つの突出部分である、アンダ−フォイル部としての突出部12b1が設けられる。突出部12b1は、軸方向の上端、中央、下端にそれぞれ設けられ、それぞれの突出部12b1の間には、略円弧状に形成される切り欠き部12b2が設けられる。このほか、切り欠き部12b2を、直線をそれぞれの突出部12b1の中央で折り曲げた略V字形状としてもよい。
The
図1に示すように、フォイル軸受10において、トップフォイル部12a1は軸13の側に配置され、その内周面は軸受面Xを形成する。そして、アンダーフォイル部12b1は、フォイルホルダ11の側に配置され、隣接する他のフォイル12のトップフォイル部12a1と重なることで、トップフォイル部12a1に弾性を与える。
As shown in FIG. 1, in the foil bearing 10, the
図2に示すように、第一領域12aと第二領域12bの境界には、隣接するフォイル12の差込部12a2が差し込まれる差込口12c1、12c2、12c1がそれぞれ軸方向の上端、中央、下端に設けられる。差込口12c1は、長方形状の切り欠き部分で、フォイル12の軸方向端部にまで亘って設けられる。差込口12c2は、差込口12c1と周方向の同一位置に設けられた長方形状の切り欠き部分と、周方向他端側へ突出した、その先端が円弧状で、長方形状の切り欠き部分よりもその幅が狭い切り欠き部分からなる。また、第一領域12aと第二領域12bの境界には、両者を連結する連結部12c3が形成される。
As shown in FIG. 2, at the boundary between the
図3に示す様に、一方のフォイル12の差込部12a2、12a2、12a2を、隣接するフォイル12の差込口12c1、12c2、12c1に差し込むことにより、2枚のフォイル12を連結する事ができる。フォイル12は、後述するフォイル軸受10に組み付けされた状態で、軸13の半径方向に重複するフォイル重複部Cを構成する。
As shown in FIG. 3, the two foils 12 can be connected by inserting the insertion portions 12a2, 12a2, 12a2 of one
そして、図4に示す様に、3枚のフォイル12を当該方法により周状に連結する事で、3枚のフォイル12を仮組みする事ができる。この仮組体を、図5に示す様に、筒状にしてフォイルホルダ11の内周に矢印B2の方向へ挿入する事で、フォイル軸受10が組み立てられる。具体的には、3枚のフォイル12の仮組体をフォイルホルダ11の内周に挿入しながら、各フォイル12の差込部12a2を、フォイルホルダ11の一方の端面に開口した軸方向溝11bに軸方向一端側から差し込む。以上により、3枚のフォイル12が、フォイルホルダ11の内周面11aに周方向に並べた状態で取り付けられる。
Then, as shown in FIG. 4, the three foils 12 can be temporarily assembled by connecting the three foils 12 circumferentially by the method. The
図6に示す様に、3枚のフォイル12をフォイルホルダ11に組み付けた状態で、各フォイル12の周方向一端である差込部12a2は、フォイルホルダ11に接触した状態で保持される。図示例では、各フォイル12の差込部12a2が、それぞれ隣接するフォイル12の背後(外径側)に配されている。具体的には、各フォイル12の周方向一端に設けられた差込部12a2は、隣接するフォイル12の差込口12c1(12c2)を介して、フォイルホルダ11の内周面11aの軸方向溝11bに差し込まれる。一方、各フォイル12の周方向他端に設けられた突出部12b1は、隣接するフォイル12のトップフォイル部12a1とフォイルホルダ11の内周面11aとの間に配され、隣接するフォイル12のトップフォイル部12a1を背後から支持し、アンダーフォイル部12b1を構成する。尚、隣接するフォイル12同士は、周方向で係合して互いに突っ張り合っている。これにより、各フォイル12のトップフォイル部12a1が外径側に張り出し、フォイルホルダ11の内周面11aに沿った形状に湾曲する。
As shown in FIG. 6, in the state where the three foils 12 are assembled to the
また、本実施形態では、図3に示すように、突出部12b1に切り欠き部12b2を設けることで、これに乗り上げるトップフォイル部12a1に、切り欠き部12b2に沿った段差が形成される。これにより、トップフォイル部12a1に沿って流れる流体が、上記の段差に沿って流れて軸方向中央側に集められるため、圧力向上効果が高められる(図3の矢印参照)。 Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the notch part 12b2 is provided in the protrusion part 12b1, and the level | step difference along the notch part 12b2 is formed in the top foil part 12a1 which rides on this. As a result, the fluid flowing along the top foil portion 12a1 flows along the above steps and is collected on the center side in the axial direction, so that the pressure improvement effect is enhanced (see the arrow in FIG. 3).
このとき、トップフォイル部12a1の周方向一端部のうち、差込部12a2の近傍に、微小な切り込み12a3を設けることで、この部分の剛性が低下する。これにより、トップフォイル部12a1を、その背後に配された第二領域12bの切り欠き部12b2に沿って変形させやすくなる。
At this time, by providing the minute notch 12a3 in the vicinity of the insertion portion 12a2 in one circumferential end portion of the top foil portion 12a1, the rigidity of this portion is lowered. Thereby, the top foil part 12a1 can be easily deformed along the notch part 12b2 of the
軸13が図1の矢印B1の方向に回転すると、フォイル軸受10の各フォイル12のトップフォイル部12a1の内径面(軸受面)と軸13の外周面との間のラジアル軸受隙間の流体膜の圧力が高められる。トップフォイル部12a1の周方向一端(回転方向先行側の端部)を含む領域は、隣接するフォイル12の突出部12b1に乗り上げているため、軸受面が、回転方向先行側へ向けて軸13の外周面に徐々に接近する。これにより、各フォイル12の軸受面と軸13の外周面との間に、回転方向先行側へ向けて徐々に狭くなったラジアル軸受隙間が形成され、ラジアル軸受隙間の幅狭側に流体が押し込まれる。これにより、ラジアル軸受隙間の流体膜の圧力が高められ、この圧力により軸13がラジアル方向に非接触支持される。
When the
ところで、フォイル12は、差込部12a2がフォイルホルダ11の軸方向溝11bに差し込まれることでフォイルホルダ11に保持されており、フォイルホルダ11に固定されていない。このため、フォイル12は、フォイルホルダ11に対する姿勢や位置の変化を許容されており、軸受隙間に生じる流体圧力の変動分に応じて弾性変形することができる。このような理由から、軸13の回転中には、フォイル12と他の部材とが摺動し、両者の間で摩擦力を生じる。具体的には、軸13の回転中に、フォイル12同士、あるいは、フォイル12とフォイルホルダ11とが摺動して摩擦力を生じる。
By the way, the
図6に示すように、軸13が矢印B1方向へ回転すると、トップフォイル部12a1と突出部12b1、トップフォイル部12a1や突出部12b1とフォイルホルダ11の内周面11a、差込部12a2と軸方向溝11bの内壁とが摺動し、これらの間で摩擦力が生じる。そして、この摺動によって発生する摩擦力により、軸13の回転時の振動を減衰させる効果を得ることができる。このため、フォイル軸受10が回転する軸13を安定して支持するために、上記の摩擦力を制御することが重要になる。
As shown in FIG. 6, when the
そこで、本実施形態では、フォイル12の軸受面以外の面に、化成処理によって凹凸面を形成することにより、上記の摩擦力を大きくして振動減衰効果を高めている。具体的には、トップフォイル部12a1の外径面、差込部12a2の両面、第二領域12bの両面(図2参照)に化成処理を施すことができる。ただし、これらの摺動面のうちの一部の面にだけ、化成処理により凹凸面を形成することもできるし、軸受面に何らかの理由によって化成処理が施してあってもよい。
Therefore, in the present embodiment, by forming an uneven surface on the surface other than the bearing surface of the
具体的な方法としては、図7に示すように、フォイル12の表面に処理剤を反応させて化学反応を起こさせることで、フォイル12の表面に凹凸面15aを備えた化成被膜15を形成する。これにより、フォイル12の摺動面の摩擦係数を増加させ、振動減衰効果を高めている。本実施形態では、リン酸鉄、リン酸亜鉛、リン酸マンガンなどのリン酸塩やしゅう酸塩をフォイル12の表面に作用させて化成被膜15を形成することができる。また、クロム酸塩をフォイル12の表面に作用させて化成被膜15を形成するクロメート処理や、高温高濃度のアルカリ溶液をフォイル12の表面に作用させて化成被膜15を形成する黒染め処理を使用することもできる。これらの方法は、フォイル12に用いられる材質や目的とするフォイル表面の粗さ等に応じて、適宜、最適な方法を選択することができる。一例として、リン酸亜鉛を処理剤として用いた化成処理により、凹凸面の最大高さ粗さ(Rz)が0.5〜4.0μmの化成被膜15をフォイル12の表面に形成することができる。なお、ここでいう凹凸面の最大高さ粗さは、JIS B0601−2001で定義される最大高さ粗さのことである。
As a specific method, as shown in FIG. 7, the
フォイル12の表面に凹凸面を形成する方法として、上記のように、化成処理によってフォイル12の表面に化成被膜を形成する方法を採用することで、低温で処理を施すことができ、処理時の加熱によるフォイル12の変形を抑制することができる。また、物理的にフォイル12の表面に凹凸面を形成する場合のように、フォイル12に外力を加えることもないので、フォイル12に変形や歪みも生じない。また、物理的な加工方法と比較して、凹凸面のバラつきを生じることなく、均等な粗さで形成することができる。従って、形状や特性のバラつきが生じにくく、安定して高速回転する軸を支持することのできるフォイル軸受を製造することができる。
As a method of forming an uneven surface on the surface of the
さらに、上記の実施形態と異なる方法として、化成処理によりフォイル12の表面を凹凸面に形成した後、化成被膜を取り除く方法を採用することができる。具体的には、まず、フォイル12(図8a参照)の表面に化成処理を施す。この化成処理により、フォイル12の表面に化成被膜15が形成され、処理剤の作用によって、化成被膜15とフォイル12(母材)の間の界面に凹凸が形成される(図8b参照)。その後、化学的に化成被膜15をフォイル12から除去することで、その表面に凹凸面12dを有するフォイル12を形成することができる(図8c参照)。
Furthermore, as a method different from the above-described embodiment, a method of removing the chemical conversion film after forming the surface of the
上記の処理方法の一例として、日本パーカライジング社のケミブラスト(登録商標)処理を用いることができる。ケミブラスト処理では、処理剤によるエッチング作用でフォイルの表面に凹凸面を形成した後、フォイル表面に形成された化成被膜を脱膜する。この方法により、フォイルの表面粗さは、一例として最大高さ粗さ(Rz)が0.2〜5.0μmの粗さを付与することができる。 As an example of the above-described processing method, Chemiblast (registered trademark) processing of Nippon Parkerizing Co., Ltd. can be used. In the chemiblast treatment, an uneven surface is formed on the surface of the foil by the etching action of the treating agent, and then the chemical conversion film formed on the surface of the foil is removed. By this method, the surface roughness of the foil can give a roughness having a maximum height roughness (Rz) of 0.2 to 5.0 μm as an example.
図9に、上記のケミブラスト処理により形成したフォイル12の凹凸面の拡大図を示す。本実施形態では、通常の化成処理と比較して、より微細で鋭い凹凸面を形成することができ、その表面積をより大きくすることができる。
In FIG. 9, the enlarged view of the uneven | corrugated surface of the
本実施形態では、フォイル12の表面自体を凹凸面としており、フォイル12の表面に被膜を形成することなく、その摩擦係数を大きくすることができる。従って、凹凸面の形成によりフォイル12の厚みがほとんど変化しないため、フォイル12の可撓性の悪化や可撓性のバラつきが大きくなる等の悪影響を与えることがない。
In the present embodiment, the surface of the
また、フォイル12の表面に被膜を形成する場合と異なり、被膜の剥離やフォイル軸受10の経年使用による被膜の劣化等が生じることがなく、これらを防止するために被膜の状態を管理する必要がない。
In addition, unlike the case where a film is formed on the surface of the
さらに、前述した実施形態と同様、処理の過程でフォイルが加熱や外力による変形を生じることもなく、また、均一な粗さで凹凸面を形成することができる。 Further, as in the above-described embodiment, the foil is not deformed by heating or external force during the process, and the uneven surface can be formed with uniform roughness.
以上のことから、品質管理の手間をほとんど生じることなく、フォイル軸受の振動減衰効果を一定に保つことができ、安定して高速回転する軸を支持することのできるフォイル軸受を製造することができる。 From the above, it is possible to manufacture a foil bearing that can maintain a constant vibration damping effect of the foil bearing and can support a shaft that rotates stably at a high speed with little trouble in quality control. .
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
以上の実施形態では、フォイルの摺動面に化成処理を施す場合を例示したが、フォイルホルダ(他の部材)11の内周面11aに化成処理を施して凹凸面を形成してもよい。これにより、フォイルとフォイルホルダ間の摩擦力を大きくし、軸の振動減衰効果を高めることができる。
In the above embodiment, the case where the chemical conversion treatment is performed on the sliding surface of the foil is illustrated, but the inner
軸13の外周面あるいはフォイル12の軸受面Xに、PTFE、DLC膜、チタンアルミナイトライド膜、二硫化タングステン膜、あるいは二硫化モリブデン膜等の低摩擦化被膜を形成してもよい。これにより、軸13とフォイル12の間に生じる摩擦力を低減し、フォイル12の損耗を減らすことができる。
A low friction coating such as PTFE, DLC film, titanium aluminum nitride film, tungsten disulfide film, or molybdenum disulfide film may be formed on the outer peripheral surface of the
以上の実施形態では、ラジアルフォイル軸受10を多円弧軸受で構成した場合を示したが、これに限らず、各フォイルの周方向一端をフォイルホルダ11の内周面11aに取り付けると共に、各フォイルの周方向他端を自由端とした、いわゆるリーフ型のラジアル軸受フォイルや、円筒状のトップフォイルの外径に波型のバックフォイルを配した、いわゆるバンプフォイル型のラジアル軸受フォイルを使用してもよい。また、スラストフォイル軸受に本発明を適用できることはもちろんである。この場合、上記の実施形態と同様に、フォイルの軸受面以外の面に凹凸面を形成することができる。
Although the case where the radial foil bearing 10 is configured by a multi-arc bearing has been described in the above embodiment, the present invention is not limited thereto, and one end in the circumferential direction of each foil is attached to the inner
また、以上の実施形態では、軸13を回転側部材とし、フォイルホルダ11を固定側部材とした場合を例示したが、これとは逆に軸13を固定側部材とし、フォイルホルダ11を回転側部材とした場合にも図1の構成をそのまま適用することもできる。但し、この場合はフォイル12が回転側部材となるので、遠心力によるフォイル12全体の変形を考慮してフォイル12の設計を行う必要がある。
Moreover, although the case where the
10 フォイル軸受
11 フォイルホルダ
11a 内周面
11b 軸方向溝(保持部)
12 フォイル
12a1 トップフォイル部
12a2 差込部
12b1 突出部(アンダーフォイル部)
12d 凹凸面
13 軸
15 化成被膜
15a 凹凸面
X 軸受面
DESCRIPTION OF
12 Foil 12a1 Top foil part 12a2 Insertion part 12b1 Protruding part (underfoil part)
12d
Claims (5)
フォイルの表面と前記他の部材の表面のうち、前記摺動を生じるいずれか一方または双方の表面に、化成処理によって形成された凹凸面を設けたことを特徴とするフォイル軸受。 In a foil bearing having a foil having a bearing surface and a foil holder for supporting the foil, the foil being elastically deformable, and allowing sliding between the foil and other members excluding the shaft to be supported.
A foil bearing characterized in that an uneven surface formed by chemical conversion treatment is provided on one or both of the surfaces of the foil and the surface of the other member that cause the sliding.
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JP2017046323A JP2018150971A (en) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | Foil bearing |
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