JP2020041589A - Foil bearing - Google Patents

Foil bearing Download PDF

Info

Publication number
JP2020041589A
JP2020041589A JP2018168804A JP2018168804A JP2020041589A JP 2020041589 A JP2020041589 A JP 2020041589A JP 2018168804 A JP2018168804 A JP 2018168804A JP 2018168804 A JP2018168804 A JP 2018168804A JP 2020041589 A JP2020041589 A JP 2020041589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foil
bearing
holder
region
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018168804A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
実樹 岡本
Miki Okamoto
実樹 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2018168804A priority Critical patent/JP2020041589A/en
Publication of JP2020041589A publication Critical patent/JP2020041589A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a foil bearing which avoids contact between engagement parts which prevent rotation of a foil and a shaft to prevent damage of the engagement parts and increase of rotational torque of the shaft.SOLUTION: A foil bearing 1 includes: a foil holder 10; and a foil member X attached to the foil holder 10. The foil member X has: a top foil part 21 having a bearing surface A; and an under foil part 23 supporting a surface of the top foil part 21 which is opposite to the bearing surface A. The under foil part 23 includes: a body part 23a; and engagement parts 23b which are provided continuing into the body part 23a in an axial direction and may engage with the foil holder 10 in a rotation direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、フォイル軸受に関する。   The invention relates to a foil bearing.

フォイル軸受は、可撓性を有する金属薄板(フォイル)で軸受面を構成し、この軸受面のたわみを許容しながら荷重を支持するものであり、フォイルが撓むことにより、軸の回転速度や荷重、周囲温度等の運転条件に応じて軸受隙間が適切な幅に自動調整されるという特徴を有する。   The foil bearing has a bearing surface formed of a thin metal plate (foil) having flexibility, and supports a load while allowing the deflection of the bearing surface. It is characterized in that the bearing gap is automatically adjusted to an appropriate width according to operating conditions such as load and ambient temperature.

フォイル軸受において、軸の停止直前や起動直後の低速回転時や、軸の一時的な逆回転時には、軸受隙間の流体圧力が十分に高まらないため、軸とフォイルとが摺動し、フォイルが軸と共に周方向に移動しようとする。このため、フォイル軸受では、上記のような軸との摺動によるフォイルの供回りを規制する手段を講じる必要がある。   In a foil bearing, the fluid pressure in the bearing gap does not increase sufficiently during low-speed rotation immediately after the shaft stops or immediately after starting, or when the shaft is temporarily rotated in reverse. And move in the circumferential direction. For this reason, in the foil bearing, it is necessary to take measures for restricting the rotation of the foil by sliding with the shaft as described above.

例えば、フォイルをフォイルホルダに溶接固定すれば、上記の不具合を防止できるが、溶接時の熱によりフォイルに歪が生じる恐れがある。フォイルの軸受面と軸の外周面との間に形成される軸受隙間は、通常、数十μm程度の極小幅であるため、フォイルに僅かでも歪が生じると、軸受隙間の精度に悪影響を及ぼす。   For example, if the foil is fixed to the foil holder by welding, the above problem can be prevented, but the foil may be distorted due to heat during welding. Since the bearing gap formed between the bearing surface of the foil and the outer peripheral surface of the shaft is usually a very small width of about several tens of μm, even a slight distortion of the foil adversely affects the accuracy of the bearing gap. .

溶接を用いないフォイルの固定方法として、例えば下記の特許文献1では、フォイルホルダの内周面に突出部(峰)を設け、この突出部の側壁(止め壁)にフォイルの周方向端部を突き当てることで、フォイルの周方向移動を規制している。また、下記の特許文献2では、フォイルホルダの内周面に係合溝を設け、この係合溝にフォイルの周方向端部を挿入することで、フォイルの周方向移動を規制している。   As a method of fixing a foil without using welding, for example, in Patent Document 1 below, a protrusion (ridge) is provided on an inner peripheral surface of a foil holder, and a circumferential end of the foil is provided on a side wall (stop wall) of the protrusion. The bumping restricts the circumferential movement of the foil. Further, in Patent Document 2 below, an engagement groove is provided on the inner peripheral surface of the foil holder, and a circumferential end of the foil is inserted into the engagement groove, thereby restricting the movement of the foil in the circumferential direction.

特開2006−57828号公報JP 2006-57828 A 特開2013−24344号公報JP 2013-24344 A

しかし、上記の特許文献1や特許文献2のように、フォイルの周方向両端部をフォイルホルダに突き当てる構造を設けると、フォイルやフォイルホルダの設計が制限されるため、軸受性能を十分に高めることができないおそれがある。このような課題は、軸をラジアル方向に支持するラジアルフォイル軸受に限らず、軸をスラスト方向に支持するスラストフォイル軸受においても同様に生じる。   However, if a structure is provided in which both ends in the circumferential direction of the foil abut against the foil holder as in Patent Documents 1 and 2 described above, the design of the foil and the foil holder is limited, so that the bearing performance is sufficiently improved. May not be possible. Such a problem occurs not only in the radial foil bearing that supports the shaft in the radial direction but also in the thrust foil bearing that supports the shaft in the thrust direction.

本出願人は、特願2017−139692において、図9に示すようなフォイル軸受101を提案している。このフォイル軸受101は、円筒状のフォイルホルダ110と、フォイルホルダ110の内周面111に取り付けられた3枚のフォイル120とを備える。各フォイル120は、図10に示すように、軸受面Aを有するトップフォイル部121と、トップフォイル部121の上流側(図中下側)に設けられたアンダーフォイル部123とを一体に有し、各フォイル120のトップフォイル部121の外径側に、隣接するフォイル120のアンダーフォイル部123が配される。トップフォイル部121の軸方向両側には係止部124が設けられる。図9に示すように、各フォイル120の係止部124を、フォイルホルダ110の内周面の軸方向両端に形成された凹部111cに収容し、係止部124と凹部111cの内壁とを軸の正逆両回転方向で係合させることで、フォイル120のフォイルホルダ110に対する周方向両側への移動を規制している。   The present applicant has proposed a foil bearing 101 as shown in FIG. 9 in Japanese Patent Application No. 2017-139692. The foil bearing 101 includes a cylindrical foil holder 110 and three foils 120 attached to an inner peripheral surface 111 of the foil holder 110. As shown in FIG. 10, each foil 120 integrally has a top foil portion 121 having a bearing surface A and an underfoil portion 123 provided on the upstream side (the lower side in the figure) of the top foil portion 121. On the outer diameter side of the top foil portion 121 of each foil 120, an under foil portion 123 of an adjacent foil 120 is arranged. Locking portions 124 are provided on both axial sides of the top foil portion 121. As shown in FIG. 9, the locking portions 124 of the respective foils 120 are housed in concave portions 111 c formed at both axial ends of the inner peripheral surface of the foil holder 110, and the locking portions 124 and the inner walls of the concave portions 111 c are pivoted. The movement of the foil 120 to both sides in the circumferential direction with respect to the foil holder 110 is restricted by the engagement in the forward and reverse rotation directions.

このように、フォイルホルダ110と回転方向で係合可能な係止部124を、トップフォイル部121の軸方向両側に設けることにより、フォイル120の周方向両端部をフォイルホルダ110に突き当てる構造を設ける必要が無くなるため、フォイル120やフォイルホルダ110の設計の自由度が高められる。   By providing the locking portions 124 that can be engaged with the foil holder 110 in the rotation direction on both sides in the axial direction of the top foil portion 121 in this way, a structure in which both circumferential ends of the foil 120 abut against the foil holder 110 is provided. Since there is no need to provide them, the degree of freedom in designing the foil 120 and the foil holder 110 is increased.

しかし、トップフォイル部121に係止部124を設けると、係止部124が軸に近接するため、軸とフォイル軸受とのミスアライメントが大きいと、係止部124が軸と接触して、係止部124の損傷や軸の回転トルクの増大を招く恐れがある。   However, when the locking portion 124 is provided on the top foil portion 121, the locking portion 124 comes close to the shaft. If the misalignment between the shaft and the foil bearing is large, the locking portion 124 comes into contact with the shaft, and There is a fear that the stop portion 124 may be damaged or the rotational torque of the shaft may be increased.

以上のような事情から、本発明は、図9に示すようなフォイル軸受をさらに改良することにより、係止部と軸との接触を回避して、係止部の損傷や軸の回転トルクの増大を防止することを目的とする。   Under the circumstances described above, the present invention further improves the foil bearing as shown in FIG. 9 so as to avoid the contact between the locking portion and the shaft, thereby damaging the locking portion and reducing the rotational torque of the shaft. The purpose is to prevent an increase.

上記の課題を解決するために、本発明は、フォイルホルダと、前記フォイルホルダに取り付けられたフォイル部材とを備え、軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受であって、前記フォイル部材が、軸受面を有するトップフォイル部と、前記トップフォイル部の前記軸受面と反対側の面を支持するアンダーフォイル部とを有し、前記アンダーフォイル部が、本体部と、前記軸受面に沿う面内で前記軸の相対回転方向と直交する回転直交方向で前記本体部と連続して設けられ、前記軸の相対回転方向で前記フォイルホルダと係合可能な係止部とを備えたフォイル軸受を提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a foil bearing that includes a foil holder and a foil member attached to the foil holder, and supports a shaft relatively rotatably, wherein the foil member is a bearing. A top foil portion having a surface, and an under foil portion supporting a surface of the top foil portion opposite to the bearing surface, wherein the under foil portion has a main body portion and a surface along the bearing surface. Provided is a foil bearing that is provided continuously with the main body in a rotation orthogonal direction perpendicular to the relative rotation direction of the shaft and that is engaged with the foil holder in the relative rotation direction of the shaft. .

このように、係止部をアンダーフォイル部に設けることで、係止部をトップフォイル部に設ける場合よりも、少なくともトップフォイル部の厚さの分だけ係止部を軸から離反させることができる。これにより、係止部と軸とが接触する恐れが低減され、係止部の損傷や軸の回転トルクの増大を防止できる。   By providing the locking portion on the underfoil portion in this manner, the locking portion can be separated from the shaft by at least the thickness of the top foil portion, as compared with the case where the locking portion is provided on the top foil portion. . Thereby, the possibility that the engaging portion and the shaft come into contact is reduced, and damage to the engaging portion and an increase in the rotational torque of the shaft can be prevented.

図9に示すフォイル軸受101では、係止部124を設けた分だけ、各フォイル120のトップフォイル部121の軸方向長さ(すなわち軸受面Aの軸方向長さ)がフォイルホルダ110の軸方向長さよりも短くなっている。これに対し、本発明に係るフォイル軸受では、係止部をアンダーフォイル部に設けているため、トップフォイル部を、軸受面と直交する方向で係止部と重ねて配置することができる。このように、トップフォイル部を、アンダーフォイル部の本体部と重なる領域のみに設けるのではなく、係止部と重なる領域まで延ばすことにより、例えば軸受面をフォイルホルダ110の軸方向全長まで拡大して負荷容量を高めることができる。   In the foil bearing 101 shown in FIG. 9, the axial length of the top foil portion 121 of each foil 120 (that is, the axial length of the bearing surface A) in the axial direction of the foil holder 110 is equivalent to the provision of the locking portion 124. It is shorter than the length. On the other hand, in the foil bearing according to the present invention, since the locking portion is provided on the underfoil portion, the top foil portion can be arranged to overlap the locking portion in a direction orthogonal to the bearing surface. In this way, the top foil portion is not provided only in the region overlapping the main body portion of the under foil portion, but is extended to the region overlapping the locking portion, for example, to enlarge the bearing surface to the entire axial length of the foil holder 110. Load capacity can be increased.

上記のフォイル軸受では、フォイルホルダの回転直交方向(ラジアル軸受では軸方向、スラスト軸受では半径方向)の端部に凹部を設け、この凹部に係止部を収容することが好ましい。これにより、トップフォイル部の回転直交方向端部は、フォイルホルダの凹部に収容された係止部が背後に配されるため、アンダーフォイル部の本体部で支持される回転直交方向中間部と比べて弾性変形しやすくなる。このため、軸が振れ回ってトップフォイル部の回転直交方向端部と接触したときでも、トップフォイル部の回転直交方向端部が容易に弾性変形することで損傷を軽減できる。   In the above-described foil bearing, it is preferable that a concave portion is provided at an end of the foil holder in a rotation orthogonal direction (axial direction for a radial bearing, radial direction for a thrust bearing), and an engaging portion is accommodated in the concave portion. Thereby, since the locking portion accommodated in the concave portion of the foil holder is arranged behind the end portion in the rotation orthogonal direction of the top foil portion, compared with the middle portion in the rotation orthogonal direction supported by the main body portion of the under foil portion. Elastic deformation easily. For this reason, even when the shaft swings and comes into contact with the rotation orthogonal direction end of the top foil portion, the damage can be reduced by easily elastically deforming the rotation orthogonal direction end of the top foil portion.

上記のフォイル軸受では、例えば、係止部を、正逆両回転方向でフォイルホルダと係合可能とすることができる。   In the above-described foil bearing, for example, the locking portion can be made engageable with the foil holder in both forward and reverse rotation directions.

上記のフォイル軸受において、係止部とフォイルホルダとを回転直交方向で係合可能とすれば、フォイルのフォイルホルダに対する回転直交方向移動を規制することができる。   In the above-described foil bearing, if the locking portion and the foil holder can be engaged in the rotation orthogonal direction, the movement of the foil with respect to the foil holder in the rotation orthogonal direction can be restricted.

フォイル部材は、例えば軸の相対回転方向に並べられた複数のフォイルを有し、各フォイルが、前記トップフォイル部及び前記アンダーフォイル部を一体に有する構成とすることができる。この場合、各フォイルのトップフォイル部の軸受面と反対側の面が、隣接するフォイルのアンダーフォイル部で支持される。   The foil member may have, for example, a plurality of foils arranged in the direction of relative rotation of the shaft, and each foil may have the top foil portion and the under foil portion integrally. In this case, the surface opposite to the bearing surface of the top foil portion of each foil is supported by the under foil portion of the adjacent foil.

フォイルの係止部は、例えば、本体部と回転直交方向で連続した第1領域と、第1領域から回転方向に延び第2領域とを備えた構成とすることができる。この場合、例えば、第1領域と第2領域との境界を塑性的に曲げて、第2領域を、フォイルホルダに設けられた段や溝に引っ掛けることができる。あるいは、第1領域と第2領域との境界を滑らかに連続させて、第2領域の先端をフォイルホルダの凹部の内壁等に突き当てることができる。   The locking portion of the foil may be configured to include, for example, a first region that is continuous with the main body in the direction orthogonal to the rotation, and a second region that extends in the rotation direction from the first region. In this case, for example, the boundary between the first region and the second region can be plastically bent, and the second region can be hooked on a step or a groove provided in the foil holder. Alternatively, it is possible to make the boundary between the first area and the second area smoothly continuous, and to abut the tip of the second area against the inner wall or the like of the concave portion of the foil holder.

以上のように、本発明によれば、フォイル部材の回り止めを行う係止部をアンダーフォイル部に設けることで、係止部と軸との接触を回避して、係止部の損傷や軸の回転トルクの増大を防止することができる。   As described above, according to the present invention, by providing the underfoil portion with the locking portion for stopping the rotation of the foil member, it is possible to avoid contact between the locking portion and the shaft, and to prevent damage to the locking portion and the shaft. Can be prevented from increasing.

本発明の一実施形態に係るフォイル軸受の斜視図である。It is a perspective view of the foil bearing concerning one embodiment of the present invention. 上記フォイル軸受の正面図である。It is a front view of the said foil bearing. 上記フォイル軸受のフォイルを平板状に展開した平面図である。It is the top view which expanded the foil of the above-mentioned foil bearing into the shape of a flat plate. 3枚のフォイルからなるフォイル部材の斜視図である。It is a perspective view of the foil member which consists of three foils. 図2の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of FIG. 2. 他の実施形態に係るフォイルを展開した斜視図である。It is the perspective view which expanded the foil which concerns on other embodiment. 図6のフォイルを折り返した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which folded the foil of FIG. 図6のフォイルを有するフォイル軸受の正面図である。FIG. 7 is a front view of a foil bearing having the foil of FIG. 6. 特願2017−139692に示されたフォイル軸受の斜視図である。It is a perspective view of the foil bearing shown by Japanese Patent Application No. 2017-139892. 図9のフォイル軸受のフォイルを平板状に展開した平面図である。FIG. 10 is a plan view in which the foil of the foil bearing of FIG. 9 is developed in a flat plate shape.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2に、本発明の一実施形態に係るフォイル軸受1を示す。フォイル軸受1は、内周に挿入された軸2(図2参照)を回転自在にラジアル方向に支持するものであり、作動流体として空気を用いる空気動圧軸受である。フォイル軸受1は、フォイルホルダ10と、フォイルホルダ10の内周面11に取り付けられたフォイル部材Xとを有する。本実施形態では、フォイル部材Xが複数(図示例では3枚)のフォイル20で構成される。尚、以下では、各フォイル20の説明において、軸2が正方向(図2の矢印方向)に回転したときの、フォイル20に対する流体の流れ方向下流側を「下流側」と言い、その反対側を「上流側」と言う。また、3枚のフォイル20は同じ形状であるが、図1及び4では、理解しやすいように、各フォイル20を密なハッチング、疎なハッチング、ハッチング無しで示している。   1 and 2 show a foil bearing 1 according to an embodiment of the present invention. The foil bearing 1 rotatably supports a shaft 2 (see FIG. 2) inserted in the inner periphery in a radial direction, and is an air dynamic pressure bearing using air as a working fluid. The foil bearing 1 has a foil holder 10 and a foil member X attached to an inner peripheral surface 11 of the foil holder 10. In the present embodiment, the foil member X is composed of a plurality of (three in the illustrated example) foils 20. In the following, in the description of each foil 20, when the shaft 2 rotates in the forward direction (the direction of the arrow in FIG. 2), the downstream side in the flow direction of the fluid with respect to the foil 20 is referred to as "downstream side", and the opposite side. Is called “upstream”. Although the three foils 20 have the same shape, FIGS. 1 and 4 show each of the foils 20 with dense hatching, sparse hatching, and no hatching for easy understanding.

フォイルホルダ10は、金属や樹脂等で円筒状に形成される。フォイルホルダ10の内周面11には、図2に示すように、円筒面11aと、軸方向溝11bと、凹部11cとが設けられる。円筒面11aは、内周面11の大部分を構成している。軸方向溝11bは、フォイルホルダ10の内周面11の周方向に離隔した複数箇所(図示例では3箇所)に設けられる。本実施形態では、軸方向溝11bの軸方向両端がフォイルホルダ10の軸方向両側の端面に開口している。凹部11cは、内周面11の軸方向端部に設けられ、本実施形態では内周面11の軸方向両端部に設けられる。凹部11cは、フォイルホルダ10の内周面11の周方向に離隔した複数箇所(図示例では3箇所)に設けられる。図示例の凹部11cは、円筒面状の底面11c1と、底面11c1の周方向両端から半径方向に延びて円筒面11aにつながる側面11c2とを有する。フォイルホルダ10の外周面12は、フォイル軸受1が組み込まれる設備(例えばガスタービン等のターボ機械)のハウジングに固定される。   The foil holder 10 is formed in a cylindrical shape from metal, resin, or the like. As shown in FIG. 2, the inner peripheral surface 11 of the foil holder 10 is provided with a cylindrical surface 11a, an axial groove 11b, and a concave portion 11c. The cylindrical surface 11a forms most of the inner peripheral surface 11. The axial grooves 11b are provided at a plurality of positions (three positions in the illustrated example) that are circumferentially separated from each other on the inner peripheral surface 11 of the foil holder 10. In the present embodiment, both ends in the axial direction of the axial groove 11 b are open on both end surfaces in the axial direction of the foil holder 10. The concave portions 11c are provided at axial ends of the inner peripheral surface 11, and are provided at both axial ends of the inner peripheral surface 11 in the present embodiment. The concave portions 11c are provided at a plurality of positions (three positions in the illustrated example) that are separated in the circumferential direction of the inner peripheral surface 11 of the foil holder 10. The concave portion 11c in the illustrated example has a cylindrical bottom surface 11c1 and side surfaces 11c2 extending radially from both circumferential ends of the bottom surface 11c1 and connecting to the cylindrical surface 11a. The outer peripheral surface 12 of the foil holder 10 is fixed to a housing of a facility (for example, a turbo machine such as a gas turbine) in which the foil bearing 1 is incorporated.

フォイル20は、ばね性に富み、かつ加工性のよい金属で形成され、例えば鋼や銅合金で形成される。フォイル20は、厚さ20μm〜200μm程度の金属薄板にプレス加工や放電加工を施すことで形成される。本実施形態のように作動流体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、ステンレス鋼もしくは青銅でフォイル20を形成することが好ましい。   The foil 20 is formed of a metal having high spring properties and good workability, for example, steel or a copper alloy. The foil 20 is formed by subjecting a thin metal plate having a thickness of about 20 μm to 200 μm to press working or electric discharge working. In a pneumatic dynamic pressure bearing using air as the working fluid as in the present embodiment, since the lubricating oil does not exist in the atmosphere, the foil 20 is preferably formed of stainless steel or bronze.

フォイル20は、図3に示すように、軸受面Aを有するトップフォイル部21と、トップフォイル部21の下流側(図3の上側)に設けられた差込部22と、トップフォイル部21の上流側(図3の下側)に設けられたアンダーフォイル部23とを一体に備える。フォイルホルダ10に取り付ける前の状態では、フォイル20は全体が平板状を成している。   As shown in FIG. 3, the foil 20 includes a top foil portion 21 having a bearing surface A, an insertion portion 22 provided downstream of the top foil portion 21 (upper side in FIG. 3), and a top foil portion 21. An underfoil portion 23 provided on the upstream side (the lower side in FIG. 3) is integrally provided. Before being attached to the foil holder 10, the foil 20 has a flat plate shape as a whole.

差込部22は、トップフォイル部21から下流側に延びている。本実施形態では、差込部22が、軸方向に離隔した複数箇所(図示例では3箇所)に設けられる。トップフォイル部21の下流側の縁のうち、差込部22付近には、周方向の切り込み21aが設けられる。尚、特に必要がなければ、切り込み21aを省略してもよい。   The insertion portion 22 extends downstream from the top foil portion 21. In the present embodiment, the insertion portions 22 are provided at a plurality of positions (three positions in the illustrated example) separated in the axial direction. A circumferential cut 21 a is provided near the insertion portion 22 on the downstream edge of the top foil portion 21. Note that the cut 21a may be omitted unless it is particularly necessary.

アンダーフォイル部23は、本体部23aと、係止部23bとを備える。   The underfoil portion 23 includes a main body 23a and a locking portion 23b.

本体部23aは、トップフォイル部21から上流側に延びている。本実施形態では、本体部23aの上流側端部のうち、軸方向に離隔した複数箇所(図示例では2箇所)に切り欠き部23a1が設けられる。トップフォイル部21とアンダーフォイル部23との境界には、スリット25が設けられる。スリット25は、差込部22と同じ軸方向位置に設けられる。軸方向両端のスリット25は、軸方向に延び、フォイル20の軸方向端部に開口している。軸方向中央のスリット25は、軸方向に延びており、その軸方向中央部に上流側に延びる切り欠き部が設けられる。   The main body 23a extends upstream from the top foil 21. In the present embodiment, the notch 23a1 is provided at a plurality of locations (two locations in the illustrated example) spaced apart in the axial direction in the upstream end of the main body 23a. A slit 25 is provided at the boundary between the top foil section 21 and the under foil section 23. The slit 25 is provided at the same axial position as the insertion portion 22. The slits 25 at both ends in the axial direction extend in the axial direction and open at the axial ends of the foil 20. The slit 25 at the center in the axial direction extends in the axial direction, and a cutout extending to the upstream side is provided at the center in the axial direction.

係止部23bは、軸受面Aに沿う面内で軸2の回転方向と直交する方向(本実施形態では軸方向、図3では左右方向)で、本体部23aと連続して設けられる。本実施形態では、本体部23aの軸方向両側に係止部23bが設けられる。図示例の係止部23bは、本体部23aと軸方向に連続した第1領域23b1と、第1領域23b1から周方向に延びる第2領域23b2とを備える。第1領域23b1は、本体部23aと軸方向に連続している。第2領域23b2は、第1領域23b1の周方向両側に設けられる。第2領域23b2と本体部23aとは、スリット23cにより軸方向で分断されている。   The locking portion 23b is provided to be continuous with the main body 23a in a direction (axial direction in the present embodiment, left and right direction in FIG. 3) orthogonal to the rotation direction of the shaft 2 in a plane along the bearing surface A. In the present embodiment, locking portions 23b are provided on both axial sides of the main body 23a. The locking portion 23b in the illustrated example includes a first region 23b1 that is continuous with the main body 23a in the axial direction, and a second region 23b2 that extends from the first region 23b1 in the circumferential direction. The first region 23b1 is continuous with the main body 23a in the axial direction. The second region 23b2 is provided on both circumferential sides of the first region 23b1. The second region 23b2 and the main body 23a are separated in the axial direction by a slit 23c.

上記のフォイル20は、以下の手順でフォイルホルダ10に組み付けられる。まず、図4に示すように、各フォイル20の差込部22を、隣接するフォイル20のスリット25に差し込むことにより、3枚のフォイル20を連結してフォイル部材Xを円筒状に仮組みする。このように、各フォイル20を円筒状に丸めると、アンダーフォイル部23の本体部23aに追従して、係止部23bの第1領域23b1は円筒状に変形しようとする。一方、係止部23bの第2領域23b2は、本体部23aと軸方向で分断されているため、本体部23aに追従せず、第1領域23b1の接線方向に延びる平板状となる。その結果、係止部23bの第2領域23b2は、本体部23aよりも外径側に配される。   The above-mentioned foil 20 is assembled to the foil holder 10 in the following procedure. First, as shown in FIG. 4, by inserting the insertion portion 22 of each foil 20 into the slit 25 of the adjacent foil 20, the three foils 20 are connected to temporarily assemble the foil member X into a cylindrical shape. . Thus, when each foil 20 is rolled into a cylindrical shape, the first region 23b1 of the locking portion 23b tends to deform into a cylindrical shape following the main body portion 23a of the underfoil portion 23. On the other hand, since the second region 23b2 of the locking portion 23b is separated from the main body 23a in the axial direction, the second region 23b2 does not follow the main body 23a and has a flat plate shape extending in the tangential direction of the first region 23b1. As a result, the second region 23b2 of the locking portion 23b is disposed on the outer diameter side of the main body 23a.

そして、上記のように円筒状に丸めたフォイル部材Xを、フォイルホルダ10の内周に挿入する。具体的には、フォイルホルダ10の端面に開口した軸方向溝11bに、各フォイル20の差込部22を軸方向から差し込みながら、フォイルホルダ10の内周にフォイル部材Xを挿入する。このとき、図5に示すように、各フォイル20のアンダーフォイル部23の本体部23aが、上流側に隣接するフォイル20のトップフォイル部21とフォイルホルダ10の内周面11の円筒面11aとの間に配される。これにより、各フォイル20のトップフォイル部21の外径面(軸受面Aと反対側の面)が、下流側に隣接するフォイル20のアンダーフォイル部23の本体部23aで支持される。以上により、3枚のフォイル20からなるフォイル部材Xがフォイルホルダ10に取り付けられる。   Then, the foil member X rolled into a cylindrical shape as described above is inserted into the inner periphery of the foil holder 10. Specifically, the foil member X is inserted into the inner periphery of the foil holder 10 while inserting the insertion portion 22 of each foil 20 from the axial direction into the axial groove 11b opened on the end face of the foil holder 10. At this time, as shown in FIG. 5, the main body part 23a of the under foil part 23 of each foil 20 is in contact with the top foil part 21 of the foil 20 adjacent on the upstream side and the cylindrical surface 11a of the inner peripheral surface 11 of the foil holder 10. Placed between Thus, the outer diameter surface (the surface opposite to the bearing surface A) of the top foil portion 21 of each foil 20 is supported by the main body portion 23a of the under foil portion 23 of the foil 20 adjacent on the downstream side. As described above, the foil member X including the three foils 20 is attached to the foil holder 10.

フォイル20の係止部23bの第2領域23b2は、フォイルホルダ10の内周面11の軸方向両端に設けられた凹部11cに収容される。これにより、係止部23bの第2領域23b2の外径側に空間が設けられるため、係止部23bの弾性復元力により、第2領域23b2が本体部23aよりも外径側、特に、フォイルホルダ10の内周面11の円筒面11aよりも外径側に配される。このとき、係止部23bの第1領域23b1と第2領域23b2とが滑らかに連続し、第2領域23b2が、第1領域23b1の周方向端部における略接線方向に延びている。各第2領域23b2の先端(第1領域23b1と反対側の端部)は、フォイルホルダ10の凹部11cと周方向(軸2の回転方向)で係合している。図示例では、各第2領域23b2の先端が、凹部11cの底面11c1と側面11c2との境界に設けられた角部に突き当たることで、係止部23bが周方向に突っ張った状態で凹部11cに収容される。   The second region 23b2 of the locking portion 23b of the foil 20 is accommodated in concave portions 11c provided at both axial ends of the inner peripheral surface 11 of the foil holder 10. Accordingly, a space is provided on the outer diameter side of the second region 23b2 of the locking portion 23b, and the second region 23b2 is formed on the outer diameter side of the main body portion 23a, particularly, in the foil by the elastic restoring force of the locking portion 23b. The inner peripheral surface 11 of the holder 10 is disposed on the outer diameter side of the cylindrical surface 11a. At this time, the first region 23b1 and the second region 23b2 of the locking portion 23b smoothly continue, and the second region 23b2 extends substantially tangentially at the circumferential end of the first region 23b1. The tip of each second region 23b2 (the end opposite to the first region 23b1) is engaged with the concave portion 11c of the foil holder 10 in the circumferential direction (the rotation direction of the shaft 2). In the illustrated example, the tip of each second region 23b2 abuts on a corner provided at the boundary between the bottom surface 11c1 and the side surface 11c2 of the recess 11c, so that the locking portion 23b is stretched in the circumferential direction to the recess 11c. Will be accommodated.

このように、フォイル20の係止部23bの第2領域23b2を、フォイルホルダ10の凹部11cと周方向で係合させることで、フォイル20のフォイルホルダ10に対する周方向移動が規制される。図示例では、各フォイル20の係止部23bが、フォイルホルダ10の凹部11cと周方向で何れの向きにも係合し、これにより、各フォイル20のフォイルホルダ10に対する周方向両側への移動が規制される。特に、係止部23bの周方向両端を凹部11cの周方向両側の角部に突っ張らせることで、フォイル20のフォイルホルダ10に対する周方向両側への移動を確実に規制できる。   Thus, the circumferential movement of the foil 20 with respect to the foil holder 10 is regulated by engaging the second region 23b2 of the locking portion 23b of the foil 20 with the concave portion 11c of the foil holder 10 in the circumferential direction. In the illustrated example, the locking portion 23b of each foil 20 engages with the concave portion 11c of the foil holder 10 in any circumferential direction, thereby moving each foil 20 to both sides in the circumferential direction with respect to the foil holder 10. Is regulated. In particular, by projecting both circumferential ends of the locking portion 23b to both circumferential corners of the concave portion 11c, the movement of the foil 20 to both sides in the circumferential direction with respect to the foil holder 10 can be reliably restricted.

このように、アンダーフォイル部23の本体部23aの軸方向両側に設けた係止部23bをフォイルホルダ10と周方向で係合させてフォイル20の回り止めを行うことで、例えば各フォイル20の周方向両端部をフォイルホルダ10に突き当てる構造と比べて、フォイル20やフォイルホルダ10の設計の自由度が高められる。   In this manner, the locking portions 23b provided on both sides in the axial direction of the main body portion 23a of the underfoil portion 23 are engaged with the foil holder 10 in the circumferential direction to prevent the rotation of the foil 20. The degree of freedom in designing the foil 20 and the foil holder 10 is increased as compared with a structure in which both ends in the circumferential direction abut the foil holder 10.

また、係止部23bをアンダーフォイル部23に設けることで、係止部をトップフォイル部21に設ける場合よりも、少なくともトップフォイル部21の厚さの分だけ係止部23bを軸2から離反させることができる。これにより、係止部23bと軸2とが接触する恐れが低減され、係止部23bの損傷や軸2の回転トルクの増大を防止できる。   Further, by providing the locking portion 23b on the underfoil portion 23, the locking portion 23b is separated from the shaft 2 by at least the thickness of the top foil portion 21 as compared with the case where the locking portion is provided on the top foil portion 21. Can be done. Thus, the possibility that the locking portion 23b and the shaft 2 come into contact with each other is reduced, and damage to the locking portion 23b and an increase in the rotational torque of the shaft 2 can be prevented.

また、本実施形態では、フォイル20の係止部23bの第2領域23b2が、フォイルホルダ10の端面と軸方向で係合可能とされる。図示例では、係止部23bの第2領域23b2が、フォイルホルダ10の凹部11cの底面11c1と円筒面11aとを連続する端面11c3(図2参照)と軸方向で係合可能とされる。これにより、フォイル20とフォイルホルダ10との軸方向の位置ずれを防止できる。特に、本実施形態では、フォイル20の軸方向両端に係止部23bを設け、これらの係止部23bでフォイルホルダ10を軸方向両側から挟持することで、フォイル20のフォイルホルダ10に対する軸方向両側への移動が規制される。   Further, in the present embodiment, the second region 23b2 of the locking portion 23b of the foil 20 can be engaged with the end face of the foil holder 10 in the axial direction. In the illustrated example, the second region 23b2 of the locking portion 23b is axially engageable with an end surface 11c3 (see FIG. 2) that connects the bottom surface 11c1 of the concave portion 11c of the foil holder 10 and the cylindrical surface 11a. Thereby, axial displacement between the foil 20 and the foil holder 10 can be prevented. In particular, in the present embodiment, the locking portions 23b are provided at both ends in the axial direction of the foil 20, and the foil holder 10 is sandwiched from both sides in the axial direction by these locking portions 23b, so that the foil 20 can be moved in the axial direction with respect to the foil holder 10. Movement to both sides is regulated.

上記のフォイル軸受1の内周に挿入された軸2が正方向(図2の矢印方向)に回転すると、フォイル軸受1の各フォイル20のトップフォイル部21の軸受面Aと軸2の外周面2aとの間に軸受隙間Rが形成される。このとき、各フォイル20のトップフォイル部21の下流側領域が、隣接するフォイル20のアンダーフォイル部23の本体部23aに乗り上げることで、各フォイル20の軸受面Aと軸2の外周面2aとの間に、下流側に向けて隙間幅が徐々に狭くなった楔状の軸受隙間Rが形成される。本実施形態では、図5に示すように、各フォイル20の差込部22がフォイルホルダ10の軸方向溝11bに差し込まれていることで、トップフォイル部21の下流端近傍が、トップフォイル部21全体の湾曲方向(フォイルホルダ10の内周面11の円筒面11aの湾曲方向)と逆向き、すなわち内径側に凸となるように湾曲し、この領域が内径側に膨出する。これにより、各フォイル20の軸受面Aと軸2の外周面2aとの間に楔状の軸受隙間Rが形成されやすくなる。この楔状の軸受隙間Rの幅狭側に空気が押し込まれることにより、軸受隙間Rの空気膜の圧力が高められ、この圧力により軸2がラジアル方向に非接触支持される。尚、図2では、軸受隙間Rの幅を誇張して示している。   When the shaft 2 inserted into the inner periphery of the foil bearing 1 rotates in the forward direction (the direction of the arrow in FIG. 2), the bearing surface A of the top foil portion 21 of each foil 20 of the foil bearing 1 and the outer peripheral surface of the shaft 2 2a, a bearing gap R is formed. At this time, the region on the downstream side of the top foil portion 21 of each foil 20 rides on the main body portion 23a of the under foil portion 23 of the adjacent foil 20, so that the bearing surface A of each foil 20 and the outer peripheral surface 2a of the shaft 2 A wedge-shaped bearing gap R in which the gap width gradually narrows toward the downstream side is formed between them. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the insertion portion 22 of each foil 20 is inserted into the axial groove 11b of the foil holder 10, so that the vicinity of the downstream end of the top foil portion 21 becomes the top foil portion. 21 is bent in a direction opposite to the bending direction of the entire 21 (the bending direction of the cylindrical surface 11a of the inner peripheral surface 11 of the foil holder 10), that is, the area 21 bulges toward the inner diameter side. Thus, a wedge-shaped bearing gap R is easily formed between the bearing surface A of each foil 20 and the outer peripheral surface 2a of the shaft 2. When air is pushed into the narrow side of the wedge-shaped bearing gap R, the pressure of the air film in the bearing gap R is increased, and the shaft 2 is supported in the radial direction by this pressure. In FIG. 2, the width of the bearing gap R is exaggerated.

上記のように、トップフォイル部21の下流側領域が隣接するフォイルのアンダーフォイル部23に乗り上げることで、トップフォイル部21に半径方向のバネ性が付与される。また、本実施形態では、トップフォイル部21の下流端近傍が内径側に凸となるように湾曲することで、トップフォイル部21にさらにバネ性が付与される。これにより、各フォイル20のトップフォイル部21の軸受面Aが、荷重や軸2の回転速度、周囲温度等の運転条件に応じて任意に変形するため、軸受隙間Rは運転条件に応じた適切幅に自動調整される。そのため、高温・高速回転といった過酷な条件下でも、軸受隙間を最適幅に管理することができ、軸2を安定して支持することが可能となる。   As described above, the downstream region of the top foil portion 21 rides on the under foil portion 23 of the adjacent foil, so that the top foil portion 21 is provided with a radial spring property. In the present embodiment, the top foil portion 21 is further provided with a spring property by being curved so that the vicinity of the downstream end of the top foil portion 21 is convex toward the inner diameter side. As a result, the bearing surface A of the top foil portion 21 of each foil 20 is arbitrarily deformed according to the operating conditions such as the load, the rotation speed of the shaft 2 and the ambient temperature. Automatically adjusted to width. Therefore, even under severe conditions such as high temperature and high speed rotation, the bearing gap can be controlled to the optimum width, and the shaft 2 can be stably supported.

このとき、トップフォイル部21を、アンダーフォイル部23の本体部23aと重なる領域だけでなく、係止部23bと重なる軸方向領域まで延ばすことで、軸受面Aの面積が拡大され、負荷容量が高められる。図示例では、フォイルホルダ10の内周面11の全域に軸受面Aが形成される。   At this time, the area of the bearing surface A is enlarged by extending the top foil portion 21 not only to the region overlapping with the main body portion 23a of the underfoil portion 23 but also to the axial direction region overlapping with the locking portion 23b. Enhanced. In the illustrated example, a bearing surface A is formed on the entire inner peripheral surface 11 of the foil holder 10.

また、上記のフォイル軸受1では、トップフォイル部21の軸方向中間部の背後(外径側)にアンダーフォイル部23の本体部23aが配される。一方、トップフォイル部21の軸方向両端部の背後に、フォイルホルダ10の凹部11cに収容された係止部23bが配される。この場合、凹部11cに収容された係止部23bは外径側に逃がすことができるため、例えば軸2に振れ回ってトップフォイル部21の軸方向端部に接触した場合でも、係止部23bと重ねられたトップフォイル部21の軸方向端部を外径側に逃がしてトップフォイル部21の損傷を軽減することができる。   Further, in the above-described foil bearing 1, the main body portion 23a of the underfoil portion 23 is disposed behind the axially intermediate portion of the top foil portion 21 (on the outer diameter side). On the other hand, behind the axial end portions of the top foil portion 21, the locking portions 23b accommodated in the concave portions 11c of the foil holder 10 are arranged. In this case, since the locking portion 23b accommodated in the concave portion 11c can escape to the outer diameter side, for example, even if the locking portion 23b swings around the shaft 2 and contacts the axial end of the top foil portion 21, the locking portion 23b The end in the axial direction of the top foil portion 21 overlapped with the top foil portion 21 is released to the outer diameter side, so that damage to the top foil portion 21 can be reduced.

また、各フォイル20のトップフォイル部21は、隣接するフォイル20のアンダーフォイル部23の上(内径側)に重ねられているため、軸受隙間Rの流体圧力でトップフォイル部21がアンダーフォイル部23に押し付けられることで、トップフォイル部21に、アンダーフォイル部23の本体部23aの切り欠き部23a1に沿った段差が形成される。軸2の回転時に軸受隙間Rを流れる流体が、上記の段差に沿って各切り欠き部23a1の軸方向中央に集められることで、軸受隙間Rの流体圧力が積極的に高められる。本実施形態では、切り欠き部23a1が2箇所に設けられることで、軸方向に離隔した2箇所に高圧力部が設けられるため、軸2のコニカルモードの振動に対する剛性が高められる。   Further, since the top foil portion 21 of each foil 20 is overlapped on the inner foil side of the under foil portion 23 of the adjacent foil 20, the top foil portion 21 is moved by the fluid pressure in the bearing gap R. , A step is formed in the top foil portion 21 along the cutout portion 23a1 of the main body portion 23a of the underfoil portion 23. Fluid flowing through the bearing gap R during the rotation of the shaft 2 is collected at the axial center of each notch 23a1 along the above-described step, whereby the fluid pressure in the bearing gap R is positively increased. In the present embodiment, since the notch portions 23a1 are provided at two locations, the high-pressure portions are provided at two locations separated in the axial direction, so that the rigidity of the shaft 2 against vibration in the conical mode is increased.

軸2の回転開始直後や停止直前の低速回転時には、軸受隙間Rの流体圧力が十分に高まっていないため、軸2の外周面2aとフォイル20の軸受面Aとが摺動する。このとき、フォイル20が下流側に移動しようとするが、フォイル20の係止部23bの下流側の第2領域23b2がフォイルホルダ10の凹部11cと周方向で係合することで、フォイル20の下流側への移動が規制される。本実施形態では、フォイル20の差込部22がフォイルホルダ10の軸方向溝11bの奥部に突き当たっており、ここでもフォイル20の下流側の移動が規制される。尚、フォイル20の下流側への移動を規制する構造は、上記の何れか一方のみでもよい。例えば、フォイル20の係止部23bの下流側の第2領域23b2をフォイルホルダ10の凹部11cと周方向で係合させる一方で、フォイル20の差込部22の下流側端部をフォイルホルダ10の軸方向溝11bの奥部よりも手前側に配してもよい。   At the time of low-speed rotation immediately after the start of rotation of the shaft 2 or just before the stop, the fluid pressure in the bearing gap R is not sufficiently increased, so that the outer peripheral surface 2a of the shaft 2 and the bearing surface A of the foil 20 slide. At this time, the foil 20 attempts to move to the downstream side, but the second region 23b2 on the downstream side of the locking portion 23b of the foil 20 is engaged with the concave portion 11c of the foil holder 10 in the circumferential direction. Movement to the downstream side is regulated. In the present embodiment, the insertion portion 22 of the foil 20 abuts on the depth of the axial groove 11b of the foil holder 10, and the movement of the foil 20 on the downstream side is also regulated here. The structure for restricting the movement of the foil 20 to the downstream side may be only one of the above structures. For example, while the second region 23b2 on the downstream side of the locking portion 23b of the foil 20 is circumferentially engaged with the concave portion 11c of the foil holder 10, the downstream end of the insertion portion 22 of the foil 20 is May be arranged on the near side with respect to the depth of the axial groove 11b.

また、軸2は、通常は正方向(図2の矢印方向)のみに回転するが、停止直後等に一時的に逆方向に回転することがある。このような場合、軸2の外周面2aとフォイル20の軸受面Aとが摺動することで、フォイル20が上流側に移動しようとする。このとき、フォイル20の係止部23bの上流側の第2領域23b2がフォイルホルダ10の凹部11cと周方向で係合することで、フォイル20の上流側への移動が規制される。   The shaft 2 normally rotates only in the forward direction (the direction of the arrow in FIG. 2), but may rotate in the reverse direction temporarily immediately after stopping. In such a case, the outer surface 2a of the shaft 2 and the bearing surface A of the foil 20 slide, so that the foil 20 tends to move upstream. At this time, since the second region 23b2 on the upstream side of the locking portion 23b of the foil 20 is engaged with the concave portion 11c of the foil holder 10 in the circumferential direction, the movement of the foil 20 to the upstream side is restricted.

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上記の実施形態と重複する点は説明を省略する。   The present invention is not limited to the above embodiment. Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described, but the description of the same points as the above embodiments will be omitted.

上記の実施形態では、フォイル部材Xが複数のフォイル20で構成された場合を示したが、これに限られない。例えば、図6〜8に示す実施形態では、フォイル部材Xが1枚のフォイル20で構成される。このフォイル20は、図6に示すように、平板状のトップフォイル部21と、波形のアンダーフォイル部23とを一体に有する。図7に示すように、フォイル20のトップフォイル部21とアンダーフォイル部23の境界で折り返すことにより、トップフォイル部21とアンダーフォイル部23とが重ねられる。このフォイル20を円筒状に丸めてフォイルホルダ10の内周に挿入することで、図8に示すフォイル軸受1が得られる。アンダーフォイル部23の軸方向両端に設けられた係止部23bは、フォイルホルダ10の内周面の軸方向両端に設けられた凹部11cに収容される。トップフォイル部21は、波形のアンダーフォイル部23で背後から弾性的に支持される。係止部23bの第2領域23b2は、フォイルホルダ10の凹部11cと周方向で係合し、これにより、フォイル20のフォイルホルダ10に対する周方向両側への移動が規制される。   In the above embodiment, the case where the foil member X is constituted by the plurality of foils 20 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, in the embodiment shown in FIGS. 6 to 8, the foil member X is constituted by one foil 20. As shown in FIG. 6, the foil 20 integrally has a flat top foil portion 21 and a corrugated under foil portion 23. As shown in FIG. 7, the top foil portion 21 and the under foil portion 23 are overlapped by folding back at the boundary between the top foil portion 21 and the under foil portion 23 of the foil 20. The foil bearing 1 shown in FIG. 8 is obtained by rolling this foil 20 into a cylindrical shape and inserting it into the inner periphery of the foil holder 10. The locking portions 23b provided at both ends in the axial direction of the underfoil portion 23 are accommodated in concave portions 11c provided at both ends in the axial direction on the inner peripheral surface of the foil holder 10. The top foil portion 21 is elastically supported from behind by a corrugated under foil portion 23. The second area 23b2 of the locking portion 23b is circumferentially engaged with the concave portion 11c of the foil holder 10, thereby restricting the movement of the foil 20 to both sides of the foil holder 10 in the circumferential direction.

以上の実施形態では、フォイル20の係止部23bの第1領域23b1と第2領域23b2との境界を弾性的に曲げた場合を示したが、これに限らず、予め、係止部の第1領域と第2領域との境界を塑性的に曲げてから、フォイル20をフォイルホルダ10に取り付けてもよい。この場合、例えば、係止部の第2領域を、フォイルホルダに設けられた段や溝に引っ掛けることで、フォイル20の周方向移動を規制することができる。   In the above embodiment, the case where the boundary between the first region 23b1 and the second region 23b2 of the locking portion 23b of the foil 20 is elastically bent has been described. However, the present invention is not limited to this. The foil 20 may be attached to the foil holder 10 after the boundary between the first region and the second region is plastically bent. In this case, for example, by hooking the second region of the locking portion on a step or groove provided in the foil holder, the circumferential movement of the foil 20 can be restricted.

以上の実施形態では、フォイル20のアンダーフォイル部23の係止部23bとフォイルホルダ10とを完全に固定せず、係止部23bの周方向端部とフォイルホルダ10の凹部11cの内壁との突き当て構造のみでフォイル20の周方向移動を規制したが、これに限られない。例えば、係止部23bとフォイルホルダ10とを、溶接や接着等の手段により完全に固定してもよい。   In the above embodiment, the locking portion 23b of the underfoil portion 23 of the foil 20 and the foil holder 10 are not completely fixed, and the circumferential end of the locking portion 23b and the inner wall of the concave portion 11c of the foil holder 10 are not fixed. The circumferential movement of the foil 20 is restricted only by the abutting structure, but the invention is not limited to this. For example, the locking portion 23b and the foil holder 10 may be completely fixed by means such as welding or bonding.

以上の実施形態では、フォイル軸受1が、軸2をラジアル方向に支持するラジアルフォイル軸受である場合を示したが、これに限らず、軸に設けたスラストカラーをスラスト方向に支持するスラストフォイル軸受に本発明を適用してもよい(図示省略)。この場合、フォイル部材が、軸受面を有するトップフォイル部と、トップフォイル部とフォイルホルダとの間に配されたアンダーフォイル部とを有し、アンダーフォイル部に係止部が設けられる。係止部が、円盤状のフォイルホルダと周方向で係合することで、軸との摺動によるフォイル部材の供回りが規制される。   In the above embodiment, the case where the foil bearing 1 is a radial foil bearing that supports the shaft 2 in the radial direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and a thrust foil bearing that supports a thrust collar provided on the shaft in the thrust direction. The present invention may be applied to a device (not shown). In this case, the foil member has a top foil portion having a bearing surface, and an underfoil portion disposed between the top foil portion and the foil holder, and a locking portion is provided on the underfoil portion. The engagement of the locking portion with the disk-shaped foil holder in the circumferential direction restricts the rotation of the foil member due to sliding with the shaft.

以上の実施形態では、フォイル軸受1を固定し、軸2を回転させた場合を示したが、これに限らず、軸2を固定し、フォイル軸受1を回転させてもよい。ただし、フォイル軸受1を回転させると、フォイルに遠心力が加わるため、遠心力で破損しないようにフォイルを設計する必要がある。   In the above embodiment, the case where the foil bearing 1 is fixed and the shaft 2 is rotated has been described. However, the present invention is not limited to this, and the shaft 2 may be fixed and the foil bearing 1 may be rotated. However, when the foil bearing 1 is rotated, a centrifugal force is applied to the foil. Therefore, it is necessary to design the foil so as not to be damaged by the centrifugal force.

以上に示したフォイル軸受1は、ガスタービンやターボチャージャ(過給機)等のターボ機械の他、自動車等の車両用軸受、あるいは産業機器用の軸受等として使用することが可能である。   The foil bearing 1 described above can be used as a bearing for a vehicle such as an automobile or a bearing for an industrial device, in addition to a turbomachine such as a gas turbine or a turbocharger (supercharger).

以上に示したフォイル軸受は、作動流体として空気を使用した空気動圧軸受のみならず、作動流体として潤滑油を使用した油動圧軸受としても使用することができる。   The foil bearing described above can be used not only as an air dynamic pressure bearing using air as a working fluid, but also as an oil dynamic pressure bearing using lubricating oil as a working fluid.

1 フォイル軸受
2 軸
10 フォイルホルダ
11c 凹部
20 フォイル
21 トップフォイル部
22 差込部
23 アンダーフォイル部
23a 本体部
23b 係止部
23b1 第1領域
23b2 第2領域
X フォイル部材
A 軸受面
R 軸受隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Foil bearing 2 Shaft 10 Foil holder 11c Recess 20 Foil 21 Top foil part 22 Insertion part 23 Underfoil part 23a Main body part 23b Locking part 23b1 First area 23b2 Second area X Foil member A Bearing surface R Bearing gap

Claims (9)

フォイルホルダと、前記フォイルホルダに取り付けられたフォイル部材とを備え、軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受であって、
前記フォイル部材が、軸受面を有するトップフォイル部と、前記トップフォイル部の前記軸受面と反対側の面を支持するアンダーフォイル部とを有し、
前記アンダーフォイル部が、本体部と、前記軸受面に沿う面内で前記軸の相対回転方向と直交する回転直交方向で前記本体部と連続して設けられ、前記軸の相対回転方向で前記フォイルホルダと係合可能な係止部とを備えたフォイル軸受。
A foil bearing comprising a foil holder and a foil member attached to the foil holder, the shaft bearing supporting a shaft relatively rotatably,
The foil member has a top foil portion having a bearing surface, and an underfoil portion supporting a surface of the top foil portion opposite to the bearing surface,
The underfoil portion is provided continuously with the main body portion in a rotation orthogonal direction orthogonal to a relative rotation direction of the shaft in a plane along the main body portion and the bearing surface, and the foil is formed in a relative rotation direction of the shaft. A foil bearing comprising a holder and an engaging portion engageable.
前記トップフォイル部が、前記軸受面と直交する方向で前記係止部と重ねて配置された請求項1に記載のフォイル軸受。   The foil bearing according to claim 1, wherein the top foil portion is arranged so as to overlap with the locking portion in a direction orthogonal to the bearing surface. 前記フォイルホルダの回転直交方向端部に凹部を設け、前記凹部に前記係止部を収容した請求項2に記載のフォイル軸受。   3. The foil bearing according to claim 2, wherein a recess is provided at an end of the foil holder in a direction perpendicular to the rotation, and the locking portion is accommodated in the recess. 前記係止部が、正逆両回転方向で前記フォイルホルダと係合可能である請求項1〜3の何れか1項に記載のフォイル軸受。   The foil bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the locking portion is engageable with the foil holder in both forward and reverse rotation directions. 前記係止部と前記フォイルホルダとを回転直交方向で係合可能とした請求項1〜4の何れか1項に記載のフォイル軸受。   The foil bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the locking portion and the foil holder can be engaged in a rotation orthogonal direction. 前記フォイル部材が、前記軸の相対回転方向に並べられた複数のフォイルを有し、各フォイルが、前記トップフォイル部及び前記アンダーフォイル部を一体に有する請求項1〜5の何れか1項に記載のフォイル軸受。   The said foil member has a some foil arrange | positioned in the relative rotation direction of the said axis | shaft, Each foil has the said top foil part and the said underfoil part integrally, The one in any one of Claims 1-5. Foil bearing as described. 前記係止部が、前記本体部と回転直交方向で連続した第1領域と、前記第1領域から回転方向に延びた第2領域とを備えた請求項1〜6の何れか1項に記載のフォイル軸受。   The said locking part was provided with the 1st area | region which continued in the rotation orthogonal direction with the said main-body part, and the 2nd area | region extended in the rotation direction from the said 1st area | region is provided. Foil bearing. 前記係止部の前記第1領域と前記第2領域との境界に塑性的な曲げ部が形成された請求項7に記載のフォイル軸受。   The foil bearing according to claim 7, wherein a plastic bending portion is formed at a boundary between the first region and the second region of the locking portion. 前記係止部の前記第1領域と前記第2領域との境界が滑らかに連続した請求項7に記載のフォイル軸受。
The foil bearing according to claim 7, wherein a boundary between the first region and the second region of the locking portion is smoothly continuous.
JP2018168804A 2018-09-10 2018-09-10 Foil bearing Pending JP2020041589A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018168804A JP2020041589A (en) 2018-09-10 2018-09-10 Foil bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018168804A JP2020041589A (en) 2018-09-10 2018-09-10 Foil bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020041589A true JP2020041589A (en) 2020-03-19

Family

ID=69799214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018168804A Pending JP2020041589A (en) 2018-09-10 2018-09-10 Foil bearing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020041589A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10012109B2 (en) Foil bearing, and foil bearing unit and turbo machine each having same
US9194422B2 (en) Foil bearing
JP6479456B2 (en) Foil, foil bearing, and method of assembling foil bearing
US10352356B2 (en) Foil bearing
WO2018016268A1 (en) Foil bearing
JP6305749B2 (en) Foil bearing, foil bearing unit having the same, and turbomachine
JP6615573B2 (en) Thrust foil bearing
JP2017187166A (en) Foil bearing
CN108350934B (en) Foil bearing, method for manufacturing same, and intermediate product of foil bearing
JP6305748B2 (en) Foil bearing, foil bearing unit having the same, and turbomachine
JP2020041589A (en) Foil bearing
WO2019017134A1 (en) Foil bearing
JP7114520B2 (en) Thrust foil bearings, foil bearing units, turbomachinery and foils
JP6629042B2 (en) Foil bearing
WO2017169676A1 (en) Foil bearing
JP2017180685A (en) Foil bearing
JP6541946B2 (en) Foil bearing and foil provided thereto
JP6440999B2 (en) Foil bearing and foil provided on the same
WO2016031465A1 (en) Foil bearing and foil disposed in same
JP2017172764A (en) Foil bearing