JP2553853Y2 - スラスト軸受装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は回転機械の軸方向のスラ
スト荷重を受けるスラスト軸受装置に関するもので、特
に、液体又は気体を潤滑媒体とする積層フォイルを用い
て軸方向の熱変形や面ぶれに対応できるようにしたスラ
スト軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種スラスト軸受装置として
は、図４及び図５に一例を示す如く、中央部に回転軸の
軸端が貫通できるように孔を有する円板状の３枚のフォ
イルである、スプリングフォイル１とバックフォイル２
とベアリングフォイル３を重ね合わせて用いるように
し、上記スプリングフォイル１とバックフォイル２に
は、各裏面（図面では下面）に、半径方向に放射状に延
びる線状突起４と５をそれぞれ全周にわたり所要のピッ
チで突設して、スプリングフォイル１とバックフォイル
２とでは線状突起４と５が１／２ピッチずらしてあるよ
うにし、又、ベアリングフォイル３には、上面にスパイ
ラル状に多数の動圧発生用の溝６を設けた構成としてあ
り、これら３枚のフォイル１，２，３を軸受ケース１０
の支承面１０ａ上に積み重ねて組み付け、各フォイル
１，２，３の周辺に設けられた取付孔７を利用してボル
ト８にて固定するようにした構成とし、回転軸９の軸端
部９ａを中央部の孔に通したときに、３枚のフォイル
１，２，３が該軸端部９ａを囲繞するようにしてスラス
トカラー９ｂに作用する荷重又は面ぶれを吸収させるよ
うにしたものが提案されている（特願昭６１−１１６７
８９号）。

【０００３】上記従来のスラスト軸受装置では、最上面
の軸受面となるベアリングフォイル３は剛構造としてあ
って、スラストカラー９ｂに偏荷重又は面ぶれがあって
も変形しないようにしてあり、且つ表面の溝６に流体を
巻き込み、これを昇圧させることによって負荷能力を向
上させることができるようにしてある。

【０００４】又、スプリングフォイル１とバックフォイ
ル２は、柔構造としてあって、全周に分布したばね作用
によって自動調芯機能を有するようにしてある。

【０００５】したがって、上記従来のスラスト軸受装置
では、上層の軸受面が剛構造のフォイルで下層の他のフ
ォイルが柔構造であることから、高速時流体膜剪断によ
り軸受面に変形が生じることがなく、安定な流体膜を保
持して高性能化を図ることができるという利点を有して
いる。

【０００６】又、上記特願昭６１−１１６７８９号の明
細書には、スプリングフォイル１及びバックフォイル２
に線状突起４及び５を設ける代りに、円板状のフォイル
に外周部から半径方向内方へ延びる櫛歯を全周にわたり
設けてなるシムフォイルを、それぞれスプリングフォイ
ル１及びバックフォイル２に重ねて用いるようにしたも
のも開示されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】ところが、図４及び図
５に示す従来方式の場合、スプリングフォイル１及びバ
ックフォイル２に設けられた線状突起４，５は、放射方
向に延びているために、周方向に隣接する突起同士の間
隔は、半径方向の外方よりも内方の方が狭くなってお
り、半径方向で弾性に差が生じて、全面において弾性が
均等ではなく、偏った弾性変形をするおそれがあるとい
う問題がある。又、放射方向に櫛歯を有するシムフォイ
ルを用いる方式の場合は、スプリングフォイルもバック
フォイルもともに２枚１組として用いることになり、フ
ォイルの使用枚数が多いという問題がある。

【０００８】そこで、本考案は、図４及び図５に示す従
来方式の特徴を生かしながら柔構造としたフォイルの半
径方向の弾性を均等にして偏った変形をしないようにす
ると共に、フォイルの数を増やすことなく弾性変形が容
易となるようにしたスラスト軸受装置を提供しようとす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、上記課題を解
決するために、中央部に回転軸の軸端部を貫通させる孔
を有する円板状の複数枚のフォイルを軸受ケースの支承
面上に積層して組み付け、軸受面となる最上層のフォイ
ルを剛又は柔構造とし、他の下層の複数枚のフォイルを
柔構造としてあるスラスト軸受装置において、上記下層
の各フォイルの裏面に、半径方向に一定の間隔で周方向
に平行に延びる突起を、上下のフォイルで半径方向に位
置をずらして配設し、且つ上記下層の各フォイルごと
に、半径方向内側から各々最大半径位置の突起まで達す
るスリットを半径方向に設けた構成とする。

【００１０】又、下層の各フォイルのいずれか一方の表
面にも半径方向に互に位置をずらして突起を設けるよう
にする構成としてもよい。

【００１１】

【作用】最上層の軸受面となるフォイルを除く他のフォ
イルには裏面に周方向に延びる突起が半径方向に等間隔
で設けてあるため、突起と突起の間で得られる弾性は全
面にわたって均等となる。又、下層で上下に重ねられた
フォイル間では、突起の位置が互い違いとなるようにし
てあると共に、スリットが設けてあるため、回転機械の
軸方向の熱変形や面ぶれに対し、容易に弾性変形できて
吸収できる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づき本考案の実施例を説明す
る。

【００１３】図１及び図２は本考案の一実施例を示すも
ので、図４及び図５に示してある従来例の場合と同様
に、３枚のフォイルであるスプリングフォイル１とバッ
クフォイル２とベアリングフォイル３のうち、スプリン
グフォイル１とバックフォイル２を柔構造にして裏面に
突起４，５を設け、又、ベアリングフォイル３は剛構造
にして上面に動圧発生用の溝６を設け、上記３枚のフォ
イルを重ねて軸受ケース１０の支承面１０ａ上に固定
し、回転軸９上のスラストカラー９ｂを最上層のベアリ
ングフォイル３に当接させるようにしてある構成におい
て、上記スプリングフォイル１とバックフォイル２に相
当する弾性薄板からなるスプリングフォイル１１とバッ
クフォイル１２の各裏面に一定間隔の突起１４，１５を
設けると共に、各フォイル１１，１２に半径方向に延び
るスリット１６を設けた構成とする。

【００１４】すなわち、柔構造としてあるスプリングフ
ォイル１１の裏面に、半径方向に一定の間隔を隔てて数
条の直線状突起１４を、多角形を描くように周方向へ延
ばして設け、且つ半径方向の内側から半径方向の最外側
に位置する突起まで達するスリット１６を放射方向に設
ける。

【００１５】一方、柔構造としてあるバックフォイル１
２の裏面には、上記スプリングフォイル１１の裏面の突
起１４とは半径方向に１／２ピッチずらして同様な多角
形状に直線状突起１５を設けると共に、半径方向の内側
から半径方向の最外側に位置する突起まで達するスリッ
ト１６を設ける。

【００１６】なお、ベアリングフォイル１３は、図４に
示すベアリングフォイル３と同様に厚板にして剛構造と
して、表面に動圧発生用のスパイラル状の溝６を設けた
構成としてある。

【００１７】図５に示すように軸受ケース１０の支承面
１０ａに組み付けて用いるときは、図２に示す如く、ス
プリングフォイル１１の上にバックフォイル１２、ベア
リングフォイル１３を順に重ねて上記支承面１０ａ上に
組み付けるようにする。この際、積み重ねられた各フォ
イル１１，１２，１３は、図２に示す如き状態になる。
この状態のとき、スプリングフォイル１１裏面の直線状
突起１４は軸受ケースの支承面１０ａ上に当接させられ
て、各突起１４間の位置では弾力性が生じるが、直線状
突起１４は半径方向に等ピッチで周方向に平行に配設さ
れているので、全面において均等な弾力性が得られる。
スプリングフォイル１１上に重ねられるバックフォイル
１２の裏面の直線状突起１５も、半径方向に等ピッチで
周方向に平行に配設されているため、上記直線状突起１
５はスプリングフォイル１１の半径方向に並ぶ直線状突
起１４の間の位置の表面に確実に当接させられることに
なり、突起１４，１５は互い違い配置となって、弾性効
果が得られる。したがって、回転軸の軸方向の熱変形や
面ぶれが生じても、バックフォイル１２からスプリング
フォイル１１に伝えられる荷重でスプリングフォイル１
１が偏ることなく均等に弾性変形できて、荷重や面ぶれ
を吸収できる。又、上記スプリングフォイル１１やバッ
クフォイル１２には半径方向にスリット１６が切ってあ
るので、上記弾性変形が容易となる。

【００１８】次に、図３は本考案の他の実施例の積み重
ね時の断面を示すもので、スプリングフォイル１１とバ
ックフォイル１２の各表裏両面に、半径方向に互に位置
をずらして突起１４，１５を設けると共に、スプリング
フォイル１１とバックフォイル１２との間に１枚の薄板
のフォイル１７を挟み込むように重ねて、各フォイル１
１，１７，１２，１３の間隔が一定となり且つ各突起１
４，１５が互い違いとなるように配置されて弾性効果が
得られるようにしたものである。

【００１９】この実施例でも各突起１４，１５はいずれ
も平行に延びていて均等な弾力が得られるようになって
いるので、回転軸の軸方向の熱変形や面ぶれを吸収でき
る。

【００２０】なお、本考案は上記実施例のみに限定され
るものではなく、たとえば、図１及び図２に示す実施例
において、スプリングフォイル１１及びバックフォイル
１２の各裏面に多形状を描くように直線状突起１４及び
１５を設けた場合を示したが、円周方向に曲線状に延び
て波紋状となるように突起を設けてもよいこと、スリッ
ト１６は多角形の角の位置に設けた場合を示したが、各
突起１４，１５の直線部を横切るように設けてもよいこ
と、又、突起１４と１５はスプリングフォイル１１とバ
ックフォイル１２の裏面に設けた場合を示したが、上記
スプリングフォイル１１とバックフォイル１２のいずれ
か一方は表裏両面に突起を設けるようにしてもよいこ
と、ベアリングフォイル１３は剛構造とした場合を示し
たが、柔構造としてもよいこと、その他本考案の要旨を
逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００２１】

【考案の効果】以上述べた如く、本考案のスラスト軸受
装置によれば、回転機械の積層フォイルを用いたスラス
ト軸受において、積層フォイルの下層に位置するフォイ
ルの少なくとも裏面に設ける突起を、半径方向に一定の
ピッチで周方向に平行に延びるようにすると共に、半径
方向に延びるスリットを設けた構成としてあるので、突
起と突起の間の弾性が全面において均等となって偏った
弾性変形をすることをなくせて、回転機械の軸方向の熱
変形や面ぶれに対し耐久性があって容易に吸収でき、且
つ半径方向のスリットにより上記弾性変形を容易にする
ことができ、高速回転機械のスラスト軸受として好適な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のスラスト軸受装置に用いる積層フォイ
ルを分解したもので、（イ）は軸受面となる最上層のベ
アリングフォイルの正面図、（ロ）は中間に位置するバ
ックフォイルの正面図、（ハ）は下層のスプリングフォ
イルの正面図である。

【図２】図１の各フォイルを積層したときの部分断面図
である。

【図３】本考案の他の実施例を示す積層フォイルの部分
断面図である。

【図４】従来のスラスト軸受に用いる積層フォイルの分
解正面図である。

【図５】図４の積層フォイルを軸受ケースに組み付けた
状態を示す組立断面図である。

【符号の説明】

９ 回転軸 ９ａ 軸端部 １０ 軸受ケース １０ａ 支承面 １１ スプリングフォイル（下層のフォイル） １２ バックフォイル（下層のフォイル） １３ ベアリングフォイル（最上層のフォイル） １４ 直線状突起（突起） １５ 直線状突起（突起） １６ スリット

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部に回転軸の軸端部を貫通させる孔
   を有する円板状の複数枚のフォイルを軸受ケースの支承
   面上に積層して組み付け、軸受面となる最上層のフォイ
   ルを剛又は柔構造とし、他の下層の複数枚のフォイルを
   柔構造としてあるスラスト軸受装置において、上記下層
   の各フォイルの裏面に、半径方向に一定の間隔で周方向
   に平行に延びる突起を、上下のフォイルで半径方向に位
   置をずらして配設し、且つ上記下層の各フォイルごと
   に、半径方向内側から各々最大半径位置の突起まで達す
   るスリットを半径方向に設けた構成を有することを特徴
   とするスラスト軸受装置。
2. 【請求項２】 下層の各フォイルのいずれか一方の表面
   にも半径方向に互に位置をずらして突起を設けるように
   する請求項１記載のスラスト軸受装置。