JP5862186B2 - ラジアルフォイル軸受 - Google Patents
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Description
また、溶接に代えて機械的に固定を行うべく、トップフォイルやバックフォイル(バンプフォイル)の端部を曲げ加工によって折り曲げ、この折り曲げ部を軸受ハウジングの内周面に形成した係合溝に係合させた構造のものも知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
また、前記特許文献1〜3のものでは、軸受ハウジングの内周面に形成した係合溝にトップフォイルやバックフォイル(バンプフォイル)の端部(折り曲げ部)を係合させることにより、これらトップフォイルやバックフォイルを軸受ハウジングに固定している。
ところが、このような構造では、動作時にラジアルフォイル軸受が大きな外力を受けると、特にバックフォイルが軸受ハウジングの軸方向に摺動し、ガタツキを生じてしまう。すると、このバックフォイルのガタツキにより、トップフォイルに歪みが生じることがある。
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、
前記軸受ハウジングの両側面には、それぞれ、該軸受ハウジングの内周縁から外周縁に向かって延びる係合切欠が形成され、
前記バックフォイルには、前記軸受ハウジングの周方向における一方の側の両側端部に、それぞれ前記係合切欠に係合する係合突片が設けられていることを特徴としている。
バックフォイルは、トップフォイルを弾性的に支持するため、トップフォイルから荷重を受けた際には、その周方向に変形することでトップフォイルの撓みを許容し、これを支持する。しかし、バックフォイルは周方向に変形する際、軸受ハウジングとの間の摩擦の影響を受けるため、自由端側では変形し易いものの、係合突片を形成した固定端側では変形し難くなっている。そのため、自由端側と固定端側とでは支持剛性に差が生じてしまい、軸受全体として均一な支持剛性が得られにくくなってしまう。
そこで、バックフォイルを、前記軸受ハウジングの周方向に沿って配置された複数のバックフォイル片を有した形態に構成しているので、バックフォイル片における固定端と自由端との間の距離が短くなり、自由端側と固定端側との間の支持剛性の差が小さくなる。よって、バックフォイル全体での支持剛性のバラツキが少なくなる。
このようにすれば、軸受ハウジングに形成する係合切欠の数を減らすことができ、加工コストを抑えることができる。
このようにすれば、係合突条が係合溝に係合していることにより、軸受ハウジングに対してバックフォイルがより強固に固定される。
また、溶接を不要にして溶接不良による組立て不良や組立てのバラツキを無くしたので、良品率の向上によるコストダウンを図ることができる。
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。
すなわち、軸受ハウジング12の内周面には、該軸受ハウジング12の軸方向の全長に渡って溝13が形成されている。この溝13は、その深さ方向が、後述するトップフォイル10の一方の側10aが延び出る方向に一致して形成されている。また、その深さは、2mm〜5m程度とされる。
また、前記の軸受ハウジング12における溝13は、その深さ方向が、トップフォイル10の一方の側10aの延び出る方向に一致するように形成されている。
また、薄肉部18の周方向の長さは、例えば、溝13と、該溝13の両側に位置する、バックフォイル11(バックフォイル片11a)の端部の山一つ分までに対応する長さとされる。
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11(6つのバックフォイル片11a)によって回転軸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18となっているので、これら薄肉部18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。
さらに、バックフォイル11の溶接を不要にしたことで、良品率や性能が溶接の良し悪しに影響されないようになるため、再現性が高くなって量産性に優れたものとなり、バックフォイル11の周方向での複数分割化にも対応し易くなる。
このような構成のラジアルフォイル軸受3にあっては、図2、図3に示した第1実施形態のラジアルフォイル軸受3と同じ効果に加え、軸受ハウジング12に形成する係合切欠15の数を減らすことができ、加工コストを抑えることができるという効果も得ることができる。
したがって、本実施形態のラジアルフォイル軸受3にあっては、図2、図3に示した第1実施形態のラジアルフォイル軸受3と同じ効果に加え、係合突条32を係合溝16に係合させていることにより、軸受ハウジング12に対してバックフォイル11(バックフォイル片11a)をより強固に固定できるという効果も得ることができる。
例えば、前記実施形態ではバックフォイル11を6つのバックフォイル片11aによって構成したが、バックフォイル11については、1枚の金属箔を略円筒状に成形した単一のもので構成してもよい。また、複数のバックフォイル片11aで構成する場合には、2つ〜5つ、または7つ以上のバックフォイル片11aでバックフォイル11を構成するようにしてもよい。
Claims (3)
- 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、
前記軸受ハウジングの両側面には、それぞれ、該軸受ハウジングの内周縁から外周縁に向かって延びる係合切欠が形成され、
前記バックフォイルには、前記軸受ハウジングの周方向における一方の側の両側端部に、それぞれ前記係合切欠に係合する係合突片が設けられ、
前記軸受ハウジングの内周面には、対向する一対の前記係合切欠間に、該係合切欠より深さが浅い係合溝が形成され、
前記バックフォイルには、前記係合突片間に該係合突片より高さが低い係合突条が設けられ、
前記係合突片が前記係合切欠に係合するとともに、前記係合突条が前記係合溝に係合していることを特徴とするラジアルフォイル軸受。 - 前記バックフォイルは、前記軸受ハウジングの周方向に沿って配置された複数のバックフォイル片を有して構成され、
前記バックフォイル片には、それぞれ前記係合突片が形成されていることを特徴とする請求項1記載のラジアルフォイル軸受。 - 前記バックフォイル片のうちの互いに隣り合う一対のバックフォイル片は、それぞれの前記係合突片が近接した状態に配置され、これら近接した一対の係合突片が、一つの前記係合切欠に係合していることを特徴とする請求項2記載のラジアルフォイル軸受。
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