JP4773445B2

JP4773445B2 - 流体動圧フォイルスラスト軸受

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Publication number: JP4773445B2
Application number: JP2007527633A
Authority: JP
Inventors: サヴィレ，マーシャル; カン，サン・グ; マー，アイリーン; ハーリー，キース・エイ
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: US7497627B2; JP5431397B2; JP2011106685A; EP1753964A1; US20100027925A1; EP1753964B1; WO2005121576A1; JP2008501922A; DE602005018199D1; WO2005121576B1; US7954998B2; US20050271311A1

Description

本発明は、全体として、流体動圧軸受の分野、より具体的には、始動トルクの必要量を減少させる、改良された、コンプライアントな（柔軟な）フォイルを利用したスラスト軸受セットに関する。

流体動圧軸受は、多くの型式の動力作動機械システムにて利用されている。これらの軸受は、全体として、構造的構成要素間の動的接触を防止するため作用流体が使用される、従来から回転スラストランナ及び静止ハウジングと称されている、相対的に可動の２つの構造的構成要素の間に配置される。流体動圧軸受にて見られる作用流体は、油、水、又は冷媒のような液体、又は窒素、酸素、メタン、水素、冷媒又は空気のような気体の何れかとすることができる。低粘度の作用流体を提供して軸受を潤滑することができるから、流体動圧軸受は、ランナがハウジングに対して速い回転速度で動く用途に特に適している。

流体動圧軸受は、また、スラストランナと軸受ハウジングとの間の領域内に１つ又はより多くのフォイル構成要素を有することもできる。フォイル構成要素は、通常、ベリリウム銅、ニッケル合金又はステンレス鋼のような、コンプライアントな材料の薄いシートにて製造されている。フォイル材料を使用することは、コンプライアントなフォイルの撓みが構造的構成要素間にて望ましい流体力学的圧力による力を発生させるという点で、流体動圧軸受の流体特性を向上させる。かかるコンプライアントなフォイル構成要素は、厳しい作動状態下のときでさえ、軸受機能を向上させる作用を奏することが実証されている。

残念なことに、流体動圧軸受による支持を提供する従来の方法及び装置には不利益な点がある。コンプライアントなフォイルの望ましい撓みを維持するため、コンプライアントなフォイルを利用する流体動圧膜スラスト軸受は、コンプライアントなフォイルに予負荷を加えて構造的構成要素の１つに押しつけるような補強ばねを有することができる。これは、米国特許明細書５，４９８，０８２号、米国特許明細書６，３５４，７４１号に例示されており、この場合、補強ばねは、フォイル構成要素を、回転するスラストランナに対して接触する状態に保持するため使用される。

かかる予負荷形態において、補強ばねは軸方向力を提供し、この軸方向力は、コンプライアントなフォイルの撓みを制御する。また、この軸方向力は、所望のスラスト負荷を支持する流体圧力を発生させるのに必要とされる、収斂するウェッジを確立するのを助ける作用を果たす。しかし、この予負荷力は、軸受の始動トルクを望ましくない程に増大させる作用をなす。始動トルクは低い値に保つことが理想的である。また更に、軸方向予負荷力は、コンプライアントなフォイルをスラストディスクと接触した状態に保持する作用を果たすから、必要とされるスラストディスクの速度が増すことになる。このとき、ウェッジ通路内での流体力学的効果による力は、予負荷力に打ち勝ってスラストディスクを頂部フォイルとの物理的接触状態から脱するように付勢するのに十分に強力である。従って、かかる予負荷力を使用する結果、リフト−オフ／タッチ−ダウン速度は増加し、また、回転構成要素が始動し又は停止する毎に、測定可能な軸受の磨耗を増加させることになる。

米国特許明細書５，５２９，３９８号により例示された別の形態において、スラスト軸受の間に配置された両側部付きスラストディスクよりも僅かに幅の広い空間を提供すべく、２つの軸方向に隣接するスラスト軸受の間にスペーサが組み込まれる。該スペーサは、隣接する軸受の間に挟持される。関連する技術分野の当業者は、スラスト軸受内に熱勾配が存在するならば、この挟持力の結果、軸受の歪みが生じ、また、軸受の性能が低下することが理解できる。

したがって、始動トルクの必要量が少なくてすむ流体動圧フォイル軸受を提供する、改良された装置及び方法が必要とされている。

本発明の１つの形態において、流体動圧軸受セットは、第一のスラストディスクの軸方向軸受面に隣接して配設され且つ第一の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された第一の頂部フォイルと、第二のスラストディスクの軸方向軸受面に隣接して配設され且つ第二の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された第二の頂部フォイルと、第一の頂部フォイルと第一の平面状のハウジング面との間に取り外し可能に固定された第一のアンダースプリングと、第二の頂部フォイルと第二の平面状のハウジング面との間に取り外し可能に固定された第二のアンダースプリングと、を備え、少なくとも第二の頂部フォイルは、第一の平面状のハウジング面と接触して第二の頂部フォイルをスラストディスクから離れるように付勢し、これにより流体動圧軸受セットの始動時のトルク必要量を減少させる複数対の周縁二重板ばねを有している。

本発明の別の形態において、第一の平面状面と、第二の対向した平面状面とを有するハウジングであって、平面状ハウジング面は、軸線に沿って可動であり且つ軸線の周りを回転可能であるスラストディスクを取り囲み、スラストディスクは第一及び第二の軸方向軸受面を有する上記ハウジング内にて使用するのに適した流体動圧軸受セットであって、流体動圧軸受組立体は、第一の軸方向軸受面に近接して配設された第一の頂部フォイルであって、第二の平面状のハウジング面と接触する複数対の第一の頂部フォイル二重板ばねを有し、スラストディスクから離れるように付勢され、第一の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された上記第一の頂部フォイルと、環状リングから半径方向に延びる複数の第一のばね回転防止タブを有する第一のばねであって、第一の頂部フォイルと第一の平面状のハウジング面との間に取り外し可能に固定された上記第一のばねと、第二の軸方向軸受面に近接して配設された第二の頂部フォイルであって、第一の平面状のハウジング面と接触する複数対の第二の頂部フォイルばねを備え、第二の頂部フォイルがスラストディスクから離れるように付勢され、第二の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された上記第二の頂部フォイルとを備え、第二のばねは、第二の頂部フォイルと第二の平面状ハウジング面との間にて取り外し可能に固定される上記流体動圧軸受セットが提供される。第一及び第二の頂部フォイル二重板ばね対は軸受パッドの周縁に分配し、接触が生じないようにすることができる。

本発明の更なる形態において、第一の平面状面と、第二の対向した平面状面とを有するハウジングであって、平面状のハウジング面は、軸線に沿って可動であり且つ軸線の周りを回転可能であるスラストディスクを取り囲み、スラストディスクは第一及び第二の軸方向軸受面を有する上記ハウジング内にて使用するのに適した流体動圧軸受セットであって、流体動圧軸受組立体は、第一の軸方向軸受面に近接して配設された第一の頂部フォイルであって、複数の第一の頂部平面状ばねタブを有し且つ、第一の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された上記第一の頂部フォイルと、第一の頂部フォイルと第一の平面状のハウジング面との間に取り外し可能に固定された第一のばねと、第二の軸方向軸受面に近接して配置された第二の頂部フォイルであって、平面状ばねタブと接触する複数対の第二の頂部フォイル二重板ばねを備え、第一の頂部フォイルは第一のスラストディスクの軸方向軸受面から離れるように付勢され、且つ第二の頂部フォイルは第二のスラストディスクの軸方向軸受面から離れるように付勢され、第二の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された上記第二の頂部フォイルとを備え、第二のばねは、第二の頂部フォイルと第二の平面状のハウジング面との間にて取り外し可能に固定される上記流体動圧軸受セットが提供される。

本発明の更に別の形態において、スラストディスクと、対向するハウジング面と共に使用される流体動圧軸受セットは、スラストディスクの外径よりも大きい内径を有する座金と、第一のスラストディスクの軸方向軸受面に隣接して配設され且つ第一の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された第一の頂部フォイルであって、スラストディスクから離れるよう付勢されるよう座金と接触した二重板ばねを有する上記第一の頂部フォイルと、第一の頂部フォイルと第一の平面状のハウジング面との間にて取り外し可能に固定された第一のアンダースプリングと、第二のスラストディスクの軸方向軸受面に隣接して配設され且つ第二の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された第二の頂部フォイルと、第二の頂部フォイルの間に取り外し可能に固定された第二のアンダースプリングとを備え、第二の頂部フォイルは、同様に第二の頂部フォイルがスラストディスクから離れるよう付勢されるように座金と接触した複数対の第二の頂部フォイルばねと、第二の平面状のハウジング面とを有している。

本発明の別の形態において、流体動圧軸受セットは、第一のスラストディスクの軸方向軸受面に隣接して配設され且つ第一の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された第一の環状リング頂部フォイルと、第一の頂部フォイルと第一の平面状のハウジング面との間にて取り外し可能に固定された第一のアンダースプリングと、第二のスラストディスクの軸方向軸受面に隣接して配設され且つ第二の平面状のハウジング面に取り外し可能に固定された第二の環状リング頂部フォイルと、第二の頂部フォイルと第二の平面状のハウジング面との間に取り外し可能に固定された第二のアンダースプリングと、全体として環状の形状及びスラストディスクの外径よりも大きい内径を有する波形ばねであって、第一の環状リング頂部フォイルと第二の環状リング頂部フォイルとの双方と接触し、第一及び第二の環状リング頂部フォイルが第一及び第二のスラストディスクの軸方向軸受面からそれぞれ離れるように付勢されるようにする上記波形ばねとを備えている。

本発明の更なる形態において、始動トルクの必要量が減少した軸受支持体を提供する方法は、第一の頂部フォイルがスラストディスクの第一の軸方向軸受面に近接して配設された複数のアンカータブを使用して第一の頂部フォイルを第一の平面状のハウジング面に固定するステップと、複数の回転防止タブを使用して第一のばねを第一の頂部フォイルと第一の平面状のハウジング面との間にて固定するステップと、複数対の二重板ばねを第一の頂部フォイル上に提供し、二重板ばね対が第二の頂部フォイルの外側環状リングと接触し且つ少なくとも第一の頂部フォイルがスラストディスクから離れるよう付勢されるようにするステップと、第二の頂部フォイルがスラストディスクの第二の軸方向軸受面に近接する位置に同様に配設された複数のアンカータブを使用して第二の頂部フォイルを第二の平面状のハウジング面に固定するステップと、複数の回転防止タブを使用して、第二のばねを第二の頂部フォイルと第二の平面状のハウジング面との間に固定するステップとを備えている。

本発明の上記及びその他の特徴、形態及び有利な効果は、添付図面、以下の説明及び特許請求の範囲を参照することにより一層良く理解されよう。

以下の詳細な説明は、本発明の現在の考えられる最良のモードのものである。この説明は、限定的な意味にて解釈されるべきではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって最も良く規定されるから、単に本発明の全体的な原理を示す目的のためにのみ記載したものである。

本発明は、全体として、スラストディスクを取り囲む流体動圧軸受、より具体的には、周縁二重板ばね対と共に、アンダースプリングと、頂部フォイルとを有する、改良されたコンプライアントなフォイルスラスト軸受を提供するものである。新規な流体動圧軸受は、モータ駆動のコンプレッサ、ターボ過給機、ターボ発電装置、空気循環機械、補助動力装置及び推進エンジンを含むが、これらにのみ限定されない多岐に亙る動力回転装置にて使用することができる。これにより二重板ばね対は、予負荷を提供して、軸受ハウジングに対して流体動圧軸受構成要素を押しつけるように配置し、これにより流体動圧軸受セットとスラストディスクとの間の接触を減少させる。これは、スラストディスクに対して軸受が押しつけられるように予負荷が加えられ、又はスペーサが支持軸受の間に提供される現在の技術とは相違するものである。本発明の流体動圧軸受はまた、頂部フォイルにおけるアンカータブと、ばねにおけるタブとを有し、これらの構成要素を軸受ハウジングに取り外し可能に固定すると共に、構成要素の回転を防止する。

図１及び図２の分解等角図及び図３の組立端面図に示した、本発明の１つの実施の形態において、流体動圧軸受セット１０はスラストディスク１１と共に使用される。スラストディスク１１は、回転軸線１７の回りを回転することにより、また回転軸線１７に沿って動くことによって作動する。原動力は同様に、回転軸線１７の回りを回転する軸１９によりスラストディスク１１に供給することができる。図１ないし図３に示した形態において、流体動圧軸受セット１０はハウジング２０と蓋部材３０との間に据え付けられる。

スラストディスク１１は、第一の軸方向軸受面１２と、第二の軸方向軸受面１３とを有している。図３の端面図にて理解し得るように、第一の頂部フォイル２１は、スラストディスク１１の第一の軸方向軸受面１２に隣接する位置に配置することができ、また、第二の頂部フォイル２３は、スラストディスク１１の第二の軸方向軸受面１３に隣接する位置に配置することができる。更に、第一のアンダースプリング２５を、第一の頂部フォイル２１と、この場合、蓋部材軸受面３２として表示された第一の平面状のハウジング面との間に配置することができ、また、第二のアンダースプリング２７を第二の頂部フォイル２３と第二の平面状のハウジング軸受面２２との間に配置することができる。

ハウジング２０は、スラストディスク１１が回転しているとき、第一の頂部フォイル２１、第二の頂部フォイル２３、第一のアンダースプリング２５、第二のアンダースプリング２７を保持する複数のアンカー溝２９を有することができる。第一の頂部フォイル２１及び第二の頂部フォイル２３の周縁には複数のアンカータブ４３を配置することができ、この場合、アンカータブ４３の幅は、アンカー溝２９の幅よりも狭くすることができる。同様に、第一のアンダースプリング２５及び第二のアンダースプリング２７の周縁には複数のアンカータブ３３を配置することができ、この場合、アンカータブ３３の幅は、アンカー溝２９の幅よりも狭くすることができる。流体動圧軸受セット１０が組み立てられるとき、アンカータブ３３及びアンカータブ４３をアンカー溝２９内に配置することができる。

第一の頂部フォイル２１は、図２に図示するように、第一の頂部フォイル２１の周縁上に配置された複数の二重板ばね４１と、第一の頂部フォイル２１の周縁内に配置された２つ又はより多くの軸受パッド４５とを更に有することができる。図３に最も良く示すように、流体動圧軸受セット１０が組み立てられるとき、第一の頂部フォイル２１の周縁に取り付けられた二重板ばね４１をハウジング軸受面２２に対して押すことができる。このことは、第一の頂部フォイル２１をスラストディスク１１の第一の軸方向軸受面１２から離れるように付勢することになる。同様に、第二の頂部フォイル２３の周縁に取り付けられた二重板ばね４１を蓋部材の軸受面３２に対して押すことができ、このことは、第二の頂部フォイル２３をスラストディスク１１の第二の軸方向軸受面１３から離れるように付勢することになる。

第一の頂部フォイル２１及び第二の頂部フォイル２３の各々は、図４に示すように、３つばね付きのフォイルブランク４０から形成することができる。３つばね付きのフォイルブランク４０は、ベリリウム銅、ニッケル合金、ステンレス鋼又はその他のコンプライアントな合金の薄いシートから製造することができる。３つばね付きのフォイルブランク４０は、２つ又はより多くの半径方向アンカータブ４３を有することができ、アンカータブ４３の各々がハウジング２０の相応するアンカー溝２９内に嵌まるのに十分に小さい幅を有する。

３つばね付きのフォイルブランク４０はまた、３つの二重板ばね形態物４７を有することもできる。二重板ばね形態物４７は、第一の半径方向幹部４７ｃから延びることのできる１対の片持ち梁型式の板ばねアーム４７ａと、第二の半径方向幹部４７ｄから延びることのできる板ばねアーム４７ｂとを有することができる。板ばねアーム４７ａ、４７ｂは、その後、３つばね付きのフォイルブランク４０により画成された平面から曲げて二重板ばね４１を形成することができる。二重板ばね４１を形成するため、板ばねアーム４７ａ、４７ｂを曲げて３つばね付きのフォイルブランク４０の平面と板ばねアーム４７ａ、４７ｂの各端部（すなわち、それぞれの板ばねの幹部４７ｃ又は４７ｄの末端先端）との間の距離は、組み立てられたとき、平面状のハウジングの軸受面２２と平面状の蓋部材の軸受面３２との間の間隔よりも長いようにすることができる。この形態は、図３に示すように、流体動圧軸受セット１０がハウジング２０と蓋部材３０との間に取り付けられたとき、二重板ばね４１が圧縮状態となるのを保証することができる。

図４を参照すると、二重板ばね４１の板ばねアーム４７ａ、４７ｂの各々は、図１にて半径方向幹部４７ｃ、４７ｄの間を延びる二重板ばね形態物４７の中心を貫通する半径方向線と、回転軸線１７に対して平行な線とを貫通する平面に対して対称とすることができる。二重板ばね４７ａの長さは二重板ばね４７ｂの長さと相違するものとすることができる。すなわち、二重板ばね対４７ａ、４７ｂは、二重板ばね形態物４７の中心を貫通して延びる半径方向線に対して非対称とすることができる。更に、３つばね付きのフォイルブランク４０は、２つ又はより多くの軸受パッド４５を有し、隣接する２つの軸受パッド４５は、共に同一の二重板ばね形態物４７と接続することができる。第一の頂部フォイル２１から二重板ばね４１の全てによって発生された全予負荷力の範囲は、第一の頂部フォイル２１と平面状の蓋部材の軸受面３２との間の接触面積を亙って約０．６８９ｋＰａ（０．１ｐｓｉ）ないし６８．９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）の圧力を加えることができる。上記の力の範囲は、スラストディスク１１に投影された第一の頂部フォイル２１の全面積によって決定されることを理解すべきである。

別の実施の形態において、第一の頂部フォイル２１及び第二の頂部フォイル２３は、ハウジング２０に設けられ且つ、図５に示すように、二重板ばね形態物４７に隣接して形成されたスロット４９を貫通して延びるピン（図示せず）によってハウジング２０内に保持することができる。

更に別の実施の形態において、頂部フォイル５１は、図６に示すように、鈍角を形成する直線状タブ５３ａ、５３ｂを有する１つ又はより多くの鈍角ばね形態物５３を有することができる。直線状タブ５３ａ、５３ｂは、頂部フォイル５１の平面から外に曲がって、上述したように頂部フォイルをハウジング軸受面２２又は蓋部材軸受面３２から離れるように付勢するばね動作を提供することができる。

図７に示した別の実施の形態において、頂部フォイル６１は、タブ６３ａ、６３ｂを有する直線状のばね形態物６３を備えることができる。タブ６３ａ、６３ｂは、頂部フォイル６１の平面から曲げてそれぞれの半径方向幹部４７ｃ、４７ｄに対して直角に延びて所望のばね動作を提供する２つの板ばねアーム（図示せず）を形成することができる。

更に別の実施の形態において、図８に示すように、弧状のばね形態物４７、鈍角なばね形態物５３（図示せず）又は直線状のばね形態物６３（図示せず）は、単一の板ばね幹部７１によりそれぞれの頂部フォイルに取り付けることができる。

図９には、半径方向ばねタブ８３を有する頂部フォイル８１が図示されている。半径方向ばねタブ８３は、２つの半径方向幹部８９により又はこれと代替的に（図示せず）１つの半径方向幹部８９により、頂部フォイル８１に取り付けられた半径方向ばねアーム８５を備えることができる。

ばねタブに対して次のことを必要とする、すなわちｉ）対向したハウジング軸受面又は蓋部材の軸受面に対して押し、ｉｉ）適合するばねタブを有するか又はばねタブ（以下に説明）を有しない対向した頂部フォイルに対して押し、又はｉｉｉ）２つの頂部フォイルの間に配設された座金に対してばねタブ（以下に説明）にて押すことを必要とする形態にて弧状ばね形態物４７、鈍角なばね形態物５３、直線状のばね形態物６３又は半径方向ばねタブ８３の何れかを使用することが可能であることは当該技術の当業者によって理解することができる。図１０の組立分解等角図にて示したように、１つの代替的な実施の形態において、頂部フォイル１００は、下側ハウジングユニット９０のそれぞれの複数の位置決め穴９１、９３、９５、９７と合わさるよう頂部フォイル１００に対して直角に（すなわち、約９０°）に曲げた複数のアンカータブ１０１、１０３、１０５、１０７を有することができる。頂部フォイル１００は、下側ハウジングユニット９０とスラストディスク１１との間に配設することができる。頂部フォイル１００と下側ハウジングユニット９０との間に配設されたアンダースプリング１１０は、アンカータブ１０１、１０３、１０５、１０７と係合する複数対の回転防止タブ１１１、１１３、１１５、１１７を有することができる。

図１１の組立分解等角図に示した別の実施の形態において、流体動圧軸受セット１２０はスラストディスク１１と共に使用される。典型的な作動状態下にて、流体動圧軸受セット１２０は、ハウジング２０と蓋部材３０（図１に図示）との間に据え付けることができる。流体動圧軸受セット１２０は、第一のアンダースプリング２５と、３タブ付きの頂部フォイル１２１と、３タブ付き６ばね付きの頂部フォイル１３１と、第二のアンダースプリング２７とを有している。

３タブ付きの頂部フォイル１２１は、図１２に図示されている。３タブ付きの頂部フォイル１２１は、以下に説明する相違点を除いて頂部フォイルブランク４０（上述）と同様である。３タブ付きの頂部フォイル１２１は、３つのアンカータブアーム１２３、１２５、１２７を備えることができる。３タブ付きの頂部フォイル１２１は、また、複数の平面状のばねタブを備える切り欠き環状リング１２９を有することもできる。

３タブ付き６ばね付きの頂部フォイル１３１は、図１３に示すように、頂部フォイルブランク１３３から形成することができる。頂部フォイルブランク１３３は、以下に説明する相違点を除いて、頂部フォイルブランク４０（上述）と同様である。頂部フォイルブランク１３３は、３つのアンカータブ１３５、１３６、１３７を備えることができる。これと代替的に、３タブ付きの６ばね付き頂部フォイル１３１は、例えば、アンカータブ１３５、１３７のような、最小限２つのアンカータブを備えることができる。頂部フォイルブランク１３３はまた、６つの板ばねタブ１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６を備えるようにしてもよい。板ばねタブ１４１は、例えば、頂部フォイルブランク１３３により画成された平面から外に曲げて図１１に示すように、３タブ付き６ばね付きの頂部フォイル１３１に二重板ばね対１５１を形成することができる。他方の板ばねタブ１４２、１４３、１４４、１４５、１４６は、同様に曲げて、それぞれ３タブ付き６ばね付きの頂部フォイル１３１に二重板ばね対１５２、１５３、１５４、１５５、１５６を形成することができる。

図１４の側面図に図示するように、流体動圧軸受セット１２０が組み立てられたとき、二重板ばね対１５２、１５３、１５４、１５５、１５６は、３タブ付きの頂部フォイル１２１の切り欠き環状リング１２９に対して圧接する。

図１５の組立分解等角図に図示した更に別の実施の形態において、流体動圧軸受セット１６０は、スラストディスク１１と共に使用される。典型的な作動状態下にて、流体動圧軸受セット１６０は、ハウジング２０と蓋部材３０（図示せず）との間に据え付けることができる。流体動圧軸受セット１６０は、第一のアンダースプリング２５と、第一の３タブ付き６ばね付きの頂部フォイル１３１と、座金１６１と、第二の３タブ付き６ばね付きの頂部フォイル１３１と、第二のアンダースプリング２７とを備えることができる。座金１６１の内径は、スラストディスク１１の外径よりも大きくすることができる。

図１６の側面図にて示すように、流体動圧軸受セット１６０が組み立てられたとき、第一の３タブ付きの６ばね頂部フォイル１３１は座金１６１の上面１６３に対して圧接し、第二の３タブ付き６ばね付きの頂部フォイル１３１は座金１６１の下面１６５に対して圧接することができる。これと代替的に、座金１６１の外径は、ハウジング軸受面２２の内径（図１に図示）と正確に適合して圧力嵌めを提供し、これにより座金１６１をハウジングの軸受面２２に対して摩擦状態に保持することができるようにしてもよい。１つの代替的な実施の形態（図示せず）において、座金１６１は、半径方向内方の片持ち梁ばねを備えて、ハウジング２０及びカバー３１に対して頂部フォイル１３１にそれぞれ予負荷を加えることができる。

図１７の組立分解等角図に図示した更に別の実施の形態において、流体動圧軸受セット１７０は、スラストディスク１１と共に使用される。典型的な作動状態下にて、流体動圧軸受セット１７０は、ハウジング２０（図示せず）と蓋部材３０（図示せず）との間に据え付けることができる。流体動圧軸受セット１７０は、第一のアンダースプリング２５と、第一の３タブ付きの頂部フォイル１２１と、波形又は起伏座金１７１のような分離ばねと、第二の３タブ頂部フォイル１２２と、第二のアンダースプリング２７とを備えることができる。波形座金１７１は、スラストディスク１１の外径よりも大きい内径を有する全体として環状の形状とすることもできる。

図１８の側面図に示すように、流体動圧軸受セット１７０が組み立てられたとき、波形座金１７１は、第一の３タブ頂部フォイル１２１及び第二の３タブ頂部フォイル１２２の双方に対して圧接することができる。波形座金１７１に代えて、１つ又は２つのベルビル座金又は円錐ばねを分離ばねとして使用することが可能であることが関連技術の当業者に理解される。１つの代替的な実施の形態（図示せず）において、流体動圧軸受セット１７０は、波形座金１７１に代えて、スラストディスク１１を取り囲む分離ばねとして大型のコイルばねを備えることができる。更に別の代替的な実施の形態（図示せず）において、波形座金１７１に代えて、スラストディスク１１を取り囲む２つ又はより多くの小型のコイルばねを分離ばねとして使用することができる。

上記の説明は、勿論、本発明の一例としての実施の形態に関するものであり、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、改変例が具体化可能であることを理解すべきである。

スラストディスクと共に使用され且つ本発明の１つの実施の形態に従ってスロット付きハウジング及び蓋部材内にて取り囲まれた２つの３二重板ばね付きの頂部フォイルと、２つのアンダースプリングとを備える、流体動圧軸受セットの分解等角図である。構成要素の頂部フォイル及びアンダースプリングを示す図１の流体動圧軸受セット及びスラストディスクの詳細な分解等角図である。ハウジング及び蓋部材の一部分を図面の明確化のため切断した、図１に示した、組み立てた流体動圧軸受セットの端面図である。図１の流体動圧軸受セットにおける３ばね付きの頂部フォイルの詳細な平面図である。本発明の流体動圧軸受の頂部フォイルにて使用することのできるばねタブの１つの代替的な実施の形態及びピンによって固定された定着溝を有する回転防止作用部の１つの代替的な実施の形態を示す詳細図である。本発明の流体動圧軸受の頂部フォイルにて使用することのできる鈍角な形態を有するばねタブの１つの代替的な実施の形態を示す詳細図である。本発明の流体動圧軸受頂部フォイルにて使用することのできる直線状の形態を有するばねタブの１つの代替的な実施の形態を示す詳細図である。本発明に従った単一の板ばね幹部を有するばねタブの１つの代替的な実施の形態を示す詳細図である。本発明の流体動圧軸受の頂部フォイルにて使用することのできる半径方向内方のタブ部分を有するばねタブの１つの代替的な実施の形態を示す詳細図である。本発明の１つの代替的な実施の形態に従って、代替的なハウジングユニットの位置決め穴と合わさる頂部フォイルにて直角に曲げた複数のアンカータブを有する図１の流体動圧軸受セットの頂部フォイル及びアンダースプリングの代替的な実施の形態を示す図である。本発明の１つの代替的な実施の形態に従ってスラストディスクと共に使用される切り欠き環状リング頂部フォイルと、６つの二重板ばねタブを有する頂部フォイルと、２つのアンダースプリングとを有する流体動圧軸受セットの分解等角図である。図１１のスラスト軸受セットにおける切り欠き環状リングの頂部フォイルの平面図である。図１１のスラスト軸受セットにて頂部フォイルを形成すべく使用される６二重板ばね付きの頂部フォイルブランクの平面図である。ハウジング組立内にて組み立てられた図１１の流体動圧軸受セット及びスラストディスクの端面図である。本発明の別の実施の形態に従ったスラストディスクと共に使用される二重板ばねタブを有する２つの頂部フォイルと、スペーサ座金と、２つのアンダースプリングとを有する流体動圧軸受セットの分解等角図である。ハウジング組立内にて組み立てられた図１５の流体動圧軸受セット及びスラストディスクの端面図である。本発明に従ったスラストディスクと共に使用される２つの切り欠き環状リング頂部フォイルと、波形ばねと、２つのアンダースプリングとを有する流体動圧軸受セットの別の実施の形態を示す分解等角図である。ハウジング組立内にて組み立てられた図１７の流体動圧軸受セット及びスラストディスクの端面図である。

Claims

第一の平面状面（３２）と、該第一の平面状面に対向した第二の平面状面（２２）とを有するハウジング（２０）にして、これら平面状のハウジング面（２２、３２）は、軸線（１７）に沿って可動であり且つ該軸線（１７）の周りを回転可能であるスラストディスク（１１）を取り囲んでおり、前記スラストディスク（１１）は、第一及び第二の軸方向軸受面（１２、１３）を有している、前記ハウジング（２０）内にて使用するのに適した流体動圧軸受セット（１０）において、
前記第一の軸方向軸受面（１２）に隣接して配設され且つ前記ハウジング（２０）に取り外し可能に固定された第一の頂部フォイル（２１）であって、前記第二の平面状のハウジング面（２２）と接触する第一の頂部フォイルばねを有し、該第一の頂部フォイルばねは、前記第一の頂部フォイル（２１）を前記スラストディスク（１１）から離すように付勢している、前記第一の頂部フォイル（２１）と、
前記第一の頂部フォイル（２１）と前記第一の平面状のハウジング面（３２）との間に取り外し可能に固定された第一のアンダースプリング（２５）と、
前記第二の軸方向軸受面（１３）に隣接して配設され且つ前記ハウジング（２０）に取り外し可能に固定された第二の頂部フォイル（２３）と、
前記第二の頂部フォイル（２３）と前記第二の平面状のハウジング面（２２）との間にて取り外し可能に固定された第二のアンダースプリング（２７）と、を備え、
前記第一の頂部フォイルばねは、前記第一の頂部フォイル（２１）の周縁に取り付けられた少なくとも１つの二重板ばね（４１）を備え、該二重板ばね（４１）は、２つの板ばねアーム（４７ａ、４７ｂ）を有している、流体動圧軸受セット（１０）。
請求項１に記載の流体動圧軸受セット（１０）において、前記２つの板ばねアームは、少なくとも１つの半径方向幹部（４７ｃ）から延びて弧状の形状を形成し、前記２つの板ばねアームは、前記少なくとも１つの半径方向幹部（４７ｃ）を介して前記第一の頂部フォイルの周縁と接続されている、流体動圧軸受セット（１０）。
請求項１に記載の流体動圧軸受セット（１０）において、前記２つの板ばねアーム（６３ａ、６３ｂ）は、少なくとも１つの半径方向幹部に対して直角に延びて直線状の形状を形成し、前記２つの板ばねアーム（６３ａ、６３ｂ）は、前記少なくとも１つの半径方向幹部を介して前記第一の頂部フォイルの周縁と接続されている、流体動圧軸受セット（１０）。