JP6246574B2 - Foil bearing unit and turbomachine - Google Patents

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本発明は、軸に固定され、フォイル軸受で回転自在に支持される回転部材と、これを有するフォイル軸受ユニット及びターボ機械に関する。   The present invention relates to a rotating member fixed to a shaft and rotatably supported by a foil bearing, a foil bearing unit having the same, and a turbo machine.

ガスタービンやターボチャージャ等のターボ機械の主軸を支持する軸受には、高温・高速回転といった過酷な環境に耐え得ることが要求される。このような条件下での使用に適合する軸受として、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。   A bearing that supports a main shaft of a turbo machine such as a gas turbine or a turbocharger is required to withstand a severe environment such as high temperature and high speed rotation. As a bearing suitable for use under such conditions, 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.

例えば、下記の特許文献1及び特許文献2には、フォイル軸受を適用したターボ機械が示されている。これらのターボ機械では、タービン軸に回転部材が固定され、これらがフォイル軸受で回転自在に支持されている。回転部材は外径に突出したフランジ部を有し、このフランジ部がフォイル軸受でスラスト方向に支持される。   For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 below show a turbo machine to which a foil bearing is applied. In these turbo machines, rotating members are fixed to the turbine shaft, and these are rotatably supported by foil bearings. The rotating member has a flange portion protruding to the outer diameter, and this flange portion is supported in the thrust direction by a foil bearing.

特表平9−510522号公報JP 9-510522 A 特表平10−511446号公報Japanese National Patent Publication No. 10-511446

ターボ機械のタービン軸が高速回転すると、回転部材に遠心力が加わる。特に、上記のように、回転部材に外径に突出したフランジ部が設けられる場合、タービン軸の回転に伴ってフランジ部に大きな遠心力が加わる。このような回転部材を金属材料(例えばステンレス鋼)で形成すると、フランジ部の重量が増大し、回転部材、ひいてはタービン軸の慣性モーメントが大きくなる。ターボ機械、特にターボチャージャは、エンジンの出力に対して高い回転応答性が求められるが、上記のようにタービン軸の慣性モーメントが大きくなると、回転応答性が低下してしまう。また、回転部材の重量が大きいと、回転部材に加わる遠心力が大きくなるため、回転部材が遠心力により破損する恐れがある。   When the turbine shaft of the turbomachine rotates at high speed, centrifugal force is applied to the rotating member. In particular, as described above, when the rotating member is provided with the flange portion protruding to the outer diameter, a large centrifugal force is applied to the flange portion as the turbine shaft rotates. When such a rotating member is formed of a metal material (for example, stainless steel), the weight of the flange portion increases, and the moment of inertia of the rotating member, and hence the turbine shaft, increases. Turbomachines, particularly turbochargers, are required to have high rotational responsiveness with respect to engine output. However, when the moment of inertia of the turbine shaft increases as described above, rotational responsiveness decreases. Moreover, since the centrifugal force added to a rotating member will become large when the weight of a rotating member is large, there exists a possibility that a rotating member may be damaged by a centrifugal force.

本発明は、フォイル軸受で支持される回転部材の回転応答性及び遠心強度(遠心力に対する強度)の向上を目的とする。   An object of the present invention is to improve the rotational responsiveness and centrifugal strength (strength against centrifugal force) of a rotating member supported by a foil bearing.

上記目的を達成するため、本発明は、軸に固定され、フォイル軸受で回転自在に支持される回転部材であって、少なくとも一部が炭素繊維強化複合材で形成された回転部材を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a rotating member fixed to a shaft and rotatably supported by a foil bearing, at least a part of which is formed of a carbon fiber reinforced composite material.

このように、回転部材の少なくとも一部を炭素繊維強化複合材で形成することにより、金属材料で形成する場合と比べて回転部材の軽量化を図ることができる。これにより、回転部材の慣性モーメントが小さくなって、回転部材、ひいては回転部材が取り付けられる軸(例えばタービン軸)の回転応答性が高められる。また、回転部材が軽量化されることでこれに加わる遠心力が小さくなるため、回転部材の遠心強度が向上する。特に、炭素繊維強化複合材として、炭素繊維と炭素又は黒鉛マトリクスとの複合材料(C/Cコンポジット)を使用すれば、耐熱性が高められると共に、母材を構成する炭素(黒鉛)の潤滑性により摺動性が高められる。   Thus, by forming at least a part of the rotating member with the carbon fiber reinforced composite material, it is possible to reduce the weight of the rotating member as compared with the case of forming with a metal material. As a result, the moment of inertia of the rotating member is reduced, and the rotational responsiveness of the rotating member, and thus the shaft (for example, the turbine shaft) to which the rotating member is attached is enhanced. Further, since the centrifugal force applied to the rotating member is reduced by reducing the weight of the rotating member, the centrifugal strength of the rotating member is improved. In particular, if a composite material (C / C composite) of carbon fiber and carbon or graphite matrix is used as the carbon fiber reinforced composite material, the heat resistance is improved and the lubricity of carbon (graphite) constituting the base material is increased. This improves the slidability.

上記の回転部材は、スラストフォイル軸受でスラスト方向に支持されるフランジ部を備えた構造とすることができる。フランジ部は、外径寸法が大きいため、回転部材の慣性モーメントに与える影響が比較的大きく、且つ、回転時に加わる遠心力も比較的大きい。このような場合、フランジ部を炭素強化繊維複合材で形成することが好ましい。   Said rotating member can be made into the structure provided with the flange part supported by a thrust foil bearing in a thrust direction. Since the flange portion has a large outer diameter, the influence on the moment of inertia of the rotating member is relatively large, and the centrifugal force applied during rotation is also relatively large. In such a case, it is preferable that the flange portion is formed of a carbon reinforced fiber composite material.

また、上記の回転部材は、ラジアルフォイル軸受でラジアル方向に支持されるスリーブ部をさらに有する構造とすることができる。スリーブ部は、フランジ部と比べて外径寸法が小さいため、回転部材の慣性モーメントに与える影響が比較的小さく、且つ、回転時に加わる遠心力も比較的小さい。このように、フランジ部とスリーブ部とでは要求される特性が異なるため、これらを異なる材料、すなわちそれぞれの特性に応じた材料で形成することが好ましい。例えば、スリーブ部がラジアルフォイル軸受と頻繁に接触する用途で使用される場合、スリーブ部を炭素繊維強化複合材で形成すると、スリーブ部の外周面において炭素繊維よりも母材が早期に摩耗する。この場合、スリーブ部の外周面から炭素繊維が相対的に突出した状態となり、ラジアルフォイル軸受への攻撃性が高まって耐摩耗性が低下する恐れがある。そこで、スリーブ部を炭素焼結材で形成すれば、炭素(黒鉛)の固体潤滑作用によりラジアルフォイル軸受との摺動性が高められると共に、スリーブ部の外周面を均一に摩耗させることができるため、耐摩耗性を高めることができる。   Further, the rotating member may have a structure further including a sleeve portion supported in the radial direction by a radial foil bearing. Since the sleeve portion has a smaller outer diameter than the flange portion, the influence on the moment of inertia of the rotating member is relatively small, and the centrifugal force applied during rotation is also relatively small. As described above, since the required characteristics are different between the flange portion and the sleeve portion, it is preferable to form them with different materials, that is, materials according to the respective properties. For example, when the sleeve portion is used in an application where the sleeve portion is frequently in contact with the radial foil bearing, if the sleeve portion is formed of a carbon fiber reinforced composite material, the base material is worn earlier than the carbon fiber on the outer peripheral surface of the sleeve portion. In this case, the carbon fiber protrudes relatively from the outer peripheral surface of the sleeve portion, which increases the aggressiveness to the radial foil bearing and may reduce the wear resistance. Therefore, if the sleeve portion is formed of a carbon sintered material, the slidability with the radial foil bearing can be enhanced by the solid lubricating action of carbon (graphite), and the outer peripheral surface of the sleeve portion can be evenly worn. Abrasion resistance can be increased.

上記のような回転部材は、例えば、水平方向に配置された軸に固定される。この場合、軸の起動停止時等の低速回転時は、フォイル軸受と回転部材との間の流体圧が低いため、軸及び回転部材が重力により降下し、スリーブ部の外周面とラジアルフォイル軸受との接触(いわゆるタッチダウン)が生じる。このため、スリーブ部の外周面には高い耐摩耗性が要求される。一方、フランジ部の端面とスラストフォイル軸受との接触は比較的少ないため、フランジ部にはそれほど高い耐摩耗性は要求されない。従って、回転部材が水平方向の軸に固定される場合には、上記のようにフランジ部を炭素繊維強化複合材で形成し、スリーブ部を炭素焼結材で形成することが特に好ましい。   The rotating member as described above is fixed to a shaft arranged in the horizontal direction, for example. In this case, the fluid pressure between the foil bearing and the rotating member is low during low-speed rotation such as when the shaft is started and stopped, so the shaft and the rotating member descend due to gravity, and the outer peripheral surface of the sleeve portion and the radial foil bearing Contact (so-called touchdown) occurs. For this reason, high abrasion resistance is requested | required by the outer peripheral surface of a sleeve part. On the other hand, since the contact between the end face of the flange portion and the thrust foil bearing is relatively small, the flange portion is not required to have high wear resistance. Therefore, when the rotating member is fixed to the horizontal shaft, it is particularly preferable that the flange portion is formed of a carbon fiber reinforced composite material and the sleeve portion is formed of a carbon sintered material as described above.

フランジ部の端面及びスリーブ部の外周面は、それぞれスラストフォイル軸受及びラジアルフォイル軸受の軸受面と対向するため、これらの相対的な位置精度(直角度や同軸度等)が重要となる。例えば、フランジ部及びスリーブ部を別体に形成し、これらをそれぞれ別々に軸に固定すると、組み付け時に、フランジ部の端面とスリーブ部の外周面との相対的な位置精度が悪化する恐れがある。そこで、フランジ部とスリーブ部とを軸方向に当接させた状態で予め一体化しておけば、軸への組み付け時に両者の相対的な位置精度が悪化することを防止できる。さらに、フランジ部の内周面とスリーブ部の外周面とを嵌合させた状態で一体化すれば、両者の相対的な位置精度及び結合力をより一層高めることができる。   Since the end surface of the flange portion and the outer peripheral surface of the sleeve portion face the bearing surfaces of the thrust foil bearing and the radial foil bearing, respectively, their relative positional accuracy (perpendicularity, coaxiality, etc.) is important. For example, if the flange portion and the sleeve portion are formed separately and are separately fixed to the shaft, the relative positional accuracy between the end surface of the flange portion and the outer peripheral surface of the sleeve portion may deteriorate during assembly. . Therefore, if the flange portion and the sleeve portion are integrated in advance in a state in which the flange portion and the sleeve portion are in contact with each other in the axial direction, it is possible to prevent the relative positional accuracy of the two from being deteriorated when assembled to the shaft. Furthermore, if it integrates in the state which fitted the inner peripheral surface of the flange part, and the outer peripheral surface of the sleeve part, both relative positional accuracy and coupling | bonding force can be improved further.

上記の回転部材と、回転部材を回転自在に支持するフォイル軸受とを、フォイル軸受ユニットとしてユニット化すれば、回転部材及びフォイル軸受を一体的に取り扱うことができるため、ターボ機械等に容易に組み付けることができる。   If the above-mentioned rotating member and the foil bearing that rotatably supports the rotating member are unitized as a foil bearing unit, the rotating member and the foil bearing can be handled integrally, so that it can be easily assembled to a turbo machine or the like. be able to.

上記のような回転部材は、高速回転する軸、例えばターボ機械のタービン軸の回転支持用として好適に使用することができる。   The rotating member as described above can be suitably used for supporting rotation of a shaft that rotates at a high speed, for example, a turbine shaft of a turbomachine.

以上のように、本発明によれば、フランジ部を炭素繊維強化複合材で形成することにより、回転部材の回転応答性及び遠心強度の向上が図られる。   As described above, according to the present invention, the rotational responsiveness and centrifugal strength of the rotating member can be improved by forming the flange portion with the carbon fiber reinforced composite material.

ガスタービンの構成を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the structure of a gas turbine. 上記ガスタービンにおけるロータの支持構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the support structure of the rotor in the said gas turbine. 上記支持構造に組み込まれた、本発明の一実施形態に係るフォイル軸受ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the foil bearing unit which concerns on one Embodiment of this invention integrated in the said support structure. 上記フォイル軸受ユニットに組み込まれたラジアルフォイル軸受の断面図である。It is sectional drawing of the radial foil bearing integrated in the said foil bearing unit. (A)は、上記ラジアルフォイル軸受のフォイルの斜視図であり、(B)は3枚のフォイルを仮組みした状態の斜視図である。(A) is a perspective view of the foil of the radial foil bearing, and (B) is a perspective view of a state in which three foils are temporarily assembled. スラストフォイル軸のフォイル及びフォイルホルダの平面図である。It is a top view of the foil and foil holder of a thrust foil axis | shaft. (A)は第1スラストフォイル軸受の平面図であり、(B)は第2スラストフォイル軸受の平面図である。(A) is a top view of a 1st thrust foil bearing, (B) is a top view of a 2nd thrust foil bearing. 第1スラストフォイル軸受の断面図である。It is sectional drawing of a 1st thrust foil bearing. 回転部材の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a rotation member. 回転部材のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of a rotation member.

図1に、ターボ機械の一種であるガスタービンの構成を概念的に示す。このガスタービンは、翼列を形成したタービン1および圧縮機2と、発電機3と、燃焼器4と、再生器5とを主に備える。タービン1、圧縮機2、および発電機3には、水平方向に延びる共通の軸6が設けられ、この軸6と、タービン1および圧縮機2とで一体回転可能のロータが構成される。吸気口7から吸入された空気は、圧縮機2で圧縮され、再生器5で加熱された上で燃焼器4に送り込まれる。この圧縮空気に燃料を混合して燃焼させ、高温、高圧のガスでタービン1を回転させる。タービン1の回転力が軸6を介して発電機3に伝達され、発電機3が回転することにより発電し、この電力がインバータ8を介して出力される。タービン1を回転させた後のガスは比較的高温であるため、このガスを再生器5に送り込んで燃焼前の圧縮空気との間で熱交換を行うことで、燃焼後のガスの熱を再利用する。再生器5で熱交換を終えたガスは、排熱回収装置9を通ってから排ガスとして排出される。   FIG. 1 conceptually shows the configuration of a gas turbine that is a kind of turbomachine. This gas turbine mainly includes a turbine 1 and a compressor 2 that form blade cascades, a generator 3, a combustor 4, and a regenerator 5. The turbine 1, the compressor 2, and the generator 3 are provided with a common shaft 6 that extends in the horizontal direction, and the shaft 6, the turbine 1, and the compressor 2 constitute a rotor that can rotate integrally. Air sucked from the intake port 7 is compressed by the compressor 2, heated by the regenerator 5, and then sent to the combustor 4. Fuel is mixed with this compressed air and burned, and the turbine 1 is rotated by high-temperature and high-pressure gas. The rotational force of the turbine 1 is transmitted to the generator 3 via the shaft 6, and the generator 3 rotates to generate electric power, and this electric power is output via the inverter 8. Since the gas after rotating the turbine 1 is at a relatively high temperature, the heat of the gas after combustion is regenerated by sending this gas to the regenerator 5 and exchanging heat with the compressed air before combustion. Use. The gas that has been subjected to heat exchange in the regenerator 5 is discharged as exhaust gas after passing through the exhaust heat recovery device 9.

図2に、上記ガスタービンにおけるロータの軸6を支持するフォイル軸受ユニット10を示す。フォイル軸受ユニット10は、軸6に固定された回転部材20と、軸6及び回転部材20をラジアル方向に支持するラジアルフォイル軸受30と、軸6及び回転部材20をスラスト方向に支持する第1スラストフォイル軸受40及び第2スラストフォイル軸受50とを備える。   FIG. 2 shows a foil bearing unit 10 that supports the rotor shaft 6 in the gas turbine. The foil bearing unit 10 includes a rotating member 20 fixed to the shaft 6, a radial foil bearing 30 that supports the shaft 6 and the rotating member 20 in the radial direction, and a first thrust that supports the shaft 6 and the rotating member 20 in the thrust direction. A foil bearing 40 and a second thrust foil bearing 50 are provided.

回転部材20は、図3に示すように、スリーブ部21と、スリーブ部21から外径に突出した円盤状のフランジ部22とを備える。図示例では、スリーブ部21の圧縮機2側(図3の左側)の軸方向端部にフランジ部22が設けられる。回転部材20は、少なくとも一部が炭素繊維強化複合材で形成される。本実施形態では、回転部材20のスリーブ部21及びフランジ部22が別体に形成され、それぞれ異なる材料で形成される。フランジ部22は、炭素繊維強化複合材、特に、炭素繊維と炭素又は黒鉛マトリクスとの複合材料(C/Cコンポジット)で形成される。C/Cコンポジットは、炭素繊維で形成された基材に樹脂等のマトリクスを含浸させた後、焼成することでマトリクスを炭化(必要に応じて黒鉛化)する含浸法や、炭素繊維基材に、炭化水素を熱分解して得られる炭素を沈積させるCVD法により形成される。スリーブ部21は、例えば焼結材で形成され、本実施形態では炭素粉末(特に黒鉛粉末)を焼成して得られた炭素焼結材で形成される。   As shown in FIG. 3, the rotating member 20 includes a sleeve portion 21 and a disk-like flange portion 22 that protrudes from the sleeve portion 21 to the outer diameter. In the example of illustration, the flange part 22 is provided in the axial direction edge part by the side of the compressor 2 of the sleeve part 21 (left side of FIG. 3). The rotating member 20 is at least partially formed of a carbon fiber reinforced composite material. In the present embodiment, the sleeve portion 21 and the flange portion 22 of the rotating member 20 are formed separately and are formed of different materials. The flange portion 22 is formed of a carbon fiber reinforced composite material, in particular, a composite material (C / C composite) of carbon fiber and carbon or graphite matrix. C / C composites are impregnated by impregnating a matrix made of carbon fiber with a matrix such as a resin, and then firing to carbonize the matrix (graphitize if necessary), It is formed by a CVD method in which carbon obtained by pyrolyzing hydrocarbons is deposited. The sleeve portion 21 is formed of, for example, a sintered material. In the present embodiment, the sleeve portion 21 is formed of a carbon sintered material obtained by firing carbon powder (particularly graphite powder).

スリーブ部21及びフランジ部22は、軸方向で当接させた状態で一体化されている。具体的には、スリーブ部21の端面21cとフランジ部22の内径端に設けられた端面22cとを軸方向で当接させた状態で、接着や溶着等の適宜の手段で両者が固定される。こうして一体化された回転部材20が軸6の外周面に嵌合固定され、具体的には圧入固定される。このように、スリーブ部21及びフランジ部22を予め一体化することで、両者の相対位置(直角度や同軸度等)を高精度に設定した状態で、軸6へ組み付けることができる。   The sleeve portion 21 and the flange portion 22 are integrated in a state where they are in contact with each other in the axial direction. Specifically, in a state where the end surface 21c of the sleeve portion 21 and the end surface 22c provided at the inner diameter end of the flange portion 22 are in contact with each other in the axial direction, both are fixed by appropriate means such as adhesion or welding. . The rotating member 20 integrated in this way is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the shaft 6, specifically, press-fitted and fixed. In this way, by integrating the sleeve portion 21 and the flange portion 22 in advance, the sleeve 6 and the flange portion 22 can be assembled to the shaft 6 in a state in which the relative position (perpendicularity, coaxiality, etc.) of the two is set with high accuracy.

ラジアルフォイル軸受30は、図4に示すように、円筒状のフォイルホルダ31と、フォイルホルダ31の内周面に取り付けられた複数のフォイル32とを有する。フォイルホルダ31の内周面31aには、フォイル32の周方向端部が差し込まれる溝31bが形成される。溝31bは、フォイルホルダ31の軸方向全長にわたって延び、円周方向等間隔の複数箇所(図示例では3箇所)に設けられる。   As shown in FIG. 4, the radial foil bearing 30 includes a cylindrical foil holder 31 and a plurality of foils 32 attached to the inner peripheral surface of the foil holder 31. A groove 31 b into which the circumferential end of the foil 32 is inserted is formed on the inner peripheral surface 31 a of the foil holder 31. The grooves 31b extend over the entire length in the axial direction of the foil holder 31 and are provided at a plurality of locations (three locations in the illustrated example) at equal intervals in the circumferential direction.

複数のフォイル32は、フォイルホルダ31の内周面31aに周方向に並べた状態で取り付けられる。各フォイル32の内径面32aは、ラジアル軸受面S1として機能する。図示例では、3枚のフォイル32で多円弧型のラジアル軸受面S1を形成している。フォイルホルダ31の内周面31aと各フォイル32との間には、フォイル32に弾性を付与するための部材(バックフォイル等)は設けられておらず、フォイル32の外径面32bとフォイルホルダ31の内周面31aとが摺動可能とされる。   The plurality of foils 32 are attached to the inner peripheral surface 31a of the foil holder 31 in a state of being arranged in the circumferential direction. The inner diameter surface 32a of each foil 32 functions as a radial bearing surface S1. In the illustrated example, a multi-arc radial bearing surface S1 is formed by three foils 32. No member (back foil or the like) for imparting elasticity to the foil 32 is provided between the inner peripheral surface 31a of the foil holder 31 and each foil 32, and the outer diameter surface 32b of the foil 32 and the foil holder. The inner peripheral surface 31a of 31 can be slid.

各フォイル32は、図5(A)に示すように、周方向一端に設けられた凸部32cと、周方向他端に設けられた凹部32dとを備える。各フォイル32の凸部32cと凹部32dとは、軸方向で同じ位置に設けられる。図5(B)に示すように、各フォイル32の凸部32cを、隣接するフォイル32の凹部32dに嵌め込むことで、3枚のフォイル32を筒状に仮組みすることができる。この場合、図4に示す軸方向視において、各フォイル32の周方向一端(凸部32c)と、隣接するフォイル32の周方向他端(凹部32dの軸方向両側の凸部32e)とが交差した状態となる。本実施形態では、各フォイル32の周方向他端の凸部32eが、フォイルホルダ31の内周面31aに設けられた溝31bに差し込まれる。各フォイル32の周方向一端の凸部32cは、隣接するフォイル32の外径面32bとフォイルホルダ31の内周面31aとの間に配され、アンダーフォイル部として機能する。   As shown in FIG. 5A, each foil 32 includes a convex portion 32c provided at one end in the circumferential direction and a concave portion 32d provided at the other circumferential end. The convex portion 32c and the concave portion 32d of each foil 32 are provided at the same position in the axial direction. As shown in FIG. 5B, the three foils 32 can be temporarily assembled into a cylindrical shape by fitting the convex portions 32c of the foils 32 into the concave portions 32d of the adjacent foils 32. In this case, when viewed in the axial direction shown in FIG. 4, one end in the circumferential direction (convex portion 32c) of each foil 32 intersects with the other circumferential end of the adjacent foil 32 (convex portions 32e on both sides in the axial direction of the concave portion 32d). It will be in the state. In the present embodiment, the convex portion 32 e at the other circumferential end of each foil 32 is inserted into the groove 31 b provided on the inner peripheral surface 31 a of the foil holder 31. A convex portion 32c at one circumferential end of each foil 32 is disposed between the outer diameter surface 32b of the adjacent foil 32 and the inner peripheral surface 31a of the foil holder 31, and functions as an underfoil portion.

第1スラストフォイル軸受40は、図3に示すように、回転部材20のフランジ部22を軸方向一方側(図中右側)から支持するものであり、円盤状のフォイルホルダ41と、フォイルホルダ41の端面41aに固定された複数のフォイル42とを備える。本実施形態では、第1スラストフォイル軸受40のフォイルホルダ41と、ラジアルフォイル軸受30のフォイルホルダ31とが一体に形成される。   As shown in FIG. 3, the first thrust foil bearing 40 supports the flange portion 22 of the rotating member 20 from one side in the axial direction (right side in the figure), and includes a disc-shaped foil holder 41 and a foil holder 41. And a plurality of foils 42 fixed to the end face 41a. In the present embodiment, the foil holder 41 of the first thrust foil bearing 40 and the foil holder 31 of the radial foil bearing 30 are integrally formed.

第1スラストフォイル軸受40の各フォイル42は、図6に示すように、本体部42aと、本体部42aよりも外径側に設けられた固定部42bと、本体部42aと固定部42bとを連結する連結部42cとを一体に備える。本体部42aの回転方向(軸6の回転方向、以下同様)先行側の縁42d及び回転方向後方側の縁42eは、何れも中央部を回転方向先行側へ突出した略V字形状を成している。本体部42aの縁42d,42eの中央部は、円弧状に丸まっている。   As shown in FIG. 6, each foil 42 of the first thrust foil bearing 40 includes a main body portion 42a, a fixing portion 42b provided on the outer diameter side of the main body portion 42a, a main body portion 42a, and a fixing portion 42b. A connecting portion 42c to be connected is integrally provided. The rotation direction of the main body 42a (the rotation direction of the shaft 6, the same applies hereinafter) The leading edge 42d and the rotation direction rear edge 42e are both substantially V-shaped with the central portion protruding toward the rotation direction leading side. ing. The central portions of the edges 42d and 42e of the main body 42a are rounded in an arc shape.

各フォイル42の固定部42bは、図7(A)に示すように、フォイルホルダ41の端面41aの外径端に固定される。図示例では、複数のフォイル42の固定部42bが同一円周上に配され、リング状の固定部材43とフォイルホルダ41の端面41aとで固定部42bの全域が挟持固定される。複数のフォイル42は、円周方向等ピッチで配され、図示例では、各フォイル42の半分だけ位相をずらして重ね合わせている。図8に示すように、各フォイル42の回転方向先行側の縁42dは、隣接するフォイル42の上(フランジ部22側)に配される。すなわち、各フォイル42の回転方向先行側部分は、隣接するフォイル42の回転方向後方側部分に乗り上げている。各フォイル42の本体部42aの表面のうち、フランジ部22の一方の端面22aと直接対向している部分{図7(A)で見えている部分}は、スラスト軸受面S2として機能する。尚、各フォイル42の固定部42bを、フォイルホルダ41あるいは固定部材43に溶接や接着等により固定してもよい。   The fixing portion 42b of each foil 42 is fixed to the outer diameter end of the end surface 41a of the foil holder 41 as shown in FIG. In the illustrated example, the fixing portions 42 b of the plurality of foils 42 are arranged on the same circumference, and the entire fixing portion 42 b is sandwiched and fixed by the ring-shaped fixing member 43 and the end surface 41 a of the foil holder 41. The plurality of foils 42 are arranged at equal pitches in the circumferential direction. In the illustrated example, the foils 42 are overlapped with a phase shifted by half of each foil 42. As shown in FIG. 8, the edge 42 d on the front side in the rotation direction of each foil 42 is disposed on the adjacent foil 42 (on the flange portion 22 side). That is, the rotation direction leading side portion of each foil 42 rides on the rotation direction rear side portion of the adjacent foil 42. Of the surface of the main body portion 42a of each foil 42, the portion that directly faces one end surface 22a of the flange portion 22 (the portion visible in FIG. 7A) functions as the thrust bearing surface S2. In addition, you may fix the fixing | fixed part 42b of each foil 42 to the foil holder 41 or the fixing member 43 by welding or adhesion | attachment.

第2スラストフォイル軸受50は、図3に示すように、回転部材20のフランジ部22を軸方向他方側(図中左側)から支持するものである。第2スラストフォイル軸受50は、図7(B)に示すように、円盤状のフォイルホルダ51と、フォイルホルダ51の端面51aに固定された複数のフォイル52とを備える。各フォイル52の本体部の表面のうち、フランジ部22の他方の端面22bと直接対向している部分{図7(B)で見えている部分}は、スラスト軸受面S3として機能する。第2スラストフォイル軸受50のその他の構成は、第1スラストフォイル軸受40と同様であるため、重複説明を省略する。   As shown in FIG. 3, the second thrust foil bearing 50 supports the flange portion 22 of the rotating member 20 from the other axial side (left side in the drawing). As shown in FIG. 7B, the second thrust foil bearing 50 includes a disc-shaped foil holder 51 and a plurality of foils 52 fixed to the end surface 51 a of the foil holder 51. Of the surface of the main body portion of each foil 52, the portion (the portion visible in FIG. 7B) that directly faces the other end surface 22b of the flange portion 22 functions as the thrust bearing surface S3. Since the other structure of the 2nd thrust foil bearing 50 is the same as that of the 1st thrust foil bearing 40, duplication description is abbreviate | omitted.

フォイル32,42,52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程度の金属フォイルにプレス加工、ワイヤーカット、あるいはエッチングなどを施すことで形成される。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、金属フォイルとして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 foils 32, 42, and 52 are subjected to press working, wire cutting, etching, or the like on a metal foil having a high spring property and good workability, for example, a metal foil made of a steel material or a copper alloy and having a thickness of about 20 μm to 200 μm. Formed with. In an air dynamic pressure bearing using air as a fluid film as in this embodiment, since there is no lubricating oil in the atmosphere, it is preferable to use a stainless steel or bronze metal foil.

上記構成のフォイル軸受ユニット10は、以下のような手順で組み立てられる。まず、ラジアルフォイル軸受30の内周に、回転部材20のスリーブ部21を挿入する。その後、回転部材20のフランジ部22を軸方向両側から挟み込むように、第2スラストフォイル軸受50を第1スラストフォイル軸受40に取り付ける。具体的に、第1スラストフォイル軸受40のフォイルホルダ41に取り付けた固定部材43と、第2フォイル軸受50のフォイルホルダ51に取り付けた固定部材53とを軸方向で当接させ、この状態で、図示しないボルト等で両フォイルホルダ41,51を固定する。以上により、フォイル軸受ユニット10が完成する。   The foil bearing unit 10 having the above configuration is assembled in the following procedure. First, the sleeve portion 21 of the rotating member 20 is inserted into the inner periphery of the radial foil bearing 30. Thereafter, the second thrust foil bearing 50 is attached to the first thrust foil bearing 40 so as to sandwich the flange portion 22 of the rotating member 20 from both axial sides. Specifically, the fixing member 43 attached to the foil holder 41 of the first thrust foil bearing 40 and the fixing member 53 attached to the foil holder 51 of the second foil bearing 50 are contacted in the axial direction, and in this state, The foil holders 41 and 51 are fixed with bolts (not shown). Thus, the foil bearing unit 10 is completed.

上記構成のフォイル軸受ユニット10は、回転部材20の内周に軸6を圧入すると共に、フォイル軸受30,40,50のフォイルホルダ31,41,51の一部又は全部をガスタービンのハウジングに固定することにより、ガスタービンに組みつけられる。このとき、回転部材20のスリーブ部21及びフランジ部22が予め一体化されているため、両者の相対的な位置精度、具体的には、スリーブ部21の外周面21aとフランジ部22の両端面22a,22bとの直角度等を高精度に設定した状態で、回転部材20を軸6に取り付けることができる。また、フォイル軸受ユニット10では、ラジアルフォイル軸受30及びスラストフォイル軸受40,50で構成される軸受部材の内部に回転部材20が収容され、軸受部材と回転部材20との分離が規制された状態でこれらが一体化されているため、ガスタービンへの組み付け時に軸受部材及び回転部材20を一体的に取り扱うことができ、組み付け性が向上する。   In the foil bearing unit 10 having the above-described configuration, the shaft 6 is press-fitted into the inner periphery of the rotating member 20, and part or all of the foil holders 31, 41, 51 of the foil bearings 30, 40, 50 are fixed to the housing of the gas turbine. By doing so, it is assembled to the gas turbine. At this time, since the sleeve portion 21 and the flange portion 22 of the rotating member 20 are integrated in advance, their relative positional accuracy, specifically, the outer peripheral surface 21a of the sleeve portion 21 and both end surfaces of the flange portion 22 The rotating member 20 can be attached to the shaft 6 in a state in which the perpendicularity to 22a and 22b is set with high accuracy. Further, in the foil bearing unit 10, the rotating member 20 is accommodated inside the bearing member constituted by the radial foil bearing 30 and the thrust foil bearings 40 and 50, and separation between the bearing member and the rotating member 20 is regulated. Since these are integrated, the bearing member and the rotating member 20 can be handled integrally when assembling to the gas turbine, and the assemblability is improved.

軸6が円周方向一方(図4及び図7の矢印方向)に回転すると、ラジアルフォイル軸受30のフォイル32のラジアル軸受面S1と回転部材20のスリーブ部21の外周面21aとの間にラジアル軸受隙間が形成され、このラジアル軸受隙間に生じる空気膜の圧力により回転部材20及び軸6がラジアル方向に支持される。これと同時に、第1スラストフォイル軸受40のフォイル42のスラスト軸受面S2と回転部材20のフランジ部22の一方の端面22aとの間、及び、第2スラストフォイル軸受50のフォイル52のスラスト軸受面S3と回転部材20のフランジ部22の他方の端面22bとの間にそれぞれスラスト軸受隙間が形成され、各スラスト軸受隙間に生じる空気膜の圧力により、回転部材20及び軸6が両スラスト方向に支持される。   When the shaft 6 rotates in one circumferential direction (the arrow direction in FIGS. 4 and 7), the radial bearing surface S1 of the foil 32 of the radial foil bearing 30 and the outer peripheral surface 21a of the sleeve portion 21 of the rotating member 20 are radially A bearing gap is formed, and the rotary member 20 and the shaft 6 are supported in the radial direction by the pressure of the air film generated in the radial bearing gap. At the same time, between the thrust bearing surface S2 of the foil 42 of the first thrust foil bearing 40 and one end surface 22a of the flange portion 22 of the rotating member 20, and the thrust bearing surface of the foil 52 of the second thrust foil bearing 50. A thrust bearing gap is formed between S3 and the other end face 22b of the flange portion 22 of the rotating member 20, and the rotating member 20 and the shaft 6 are supported in both thrust directions by the pressure of the air film generated in each thrust bearing gap. Is done.

このとき、フォイル32,42,52が有する可撓性により、各フォイル32,42,52の軸受面S1,S2,S3が、荷重や軸6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、ラジアル軸受隙間及びスラスト軸受隙間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、ラジアル軸受隙間及びスラスト軸受隙間を最適幅に管理することができ、回転部材20及び軸6を安定して支持することが可能となる。   At this time, due to the flexibility of the foils 32, 42, 52, the bearing surfaces S 1, S 2, S 3 of the foils 32, 42, 52 depend on the operating conditions such as the load, the rotational speed of the shaft 6, and the ambient temperature. In order to deform arbitrarily, the radial bearing gap and the thrust bearing gap are automatically adjusted to appropriate widths according to the operating conditions. Therefore, even under severe conditions such as high temperature and high speed rotation, the radial bearing gap and the thrust bearing gap can be managed to the optimum width, and the rotating member 20 and the shaft 6 can be stably supported.

また、上記のように、回転部材20のフランジ部22を炭素繊維強化複合材で形成することで、フランジ部22の軽量化及び引張強度の向上が図られ、回転部材20の回転応答性及び遠心強度が高められる。特に、フランジ部22が比較的大径の場合(例えば、フランジ部22の直径が、スリーブ部21の軸方向寸法よりも大きい場合、図3参照)、上記のようにフランジ部22を炭素繊維強化複合材で形成することが有効となる。特に、フランジ部22をC/Cコンポジットで形成することで、耐熱性が向上すると共に、フランジ部22の母材を構成する炭素(黒鉛)の潤滑性により、スラストフォイル軸受40,50との摺動性が高められる。   Further, as described above, by forming the flange portion 22 of the rotating member 20 with a carbon fiber reinforced composite material, the flange portion 22 can be reduced in weight and tensile strength can be improved. Strength is increased. In particular, when the flange portion 22 has a relatively large diameter (for example, when the diameter of the flange portion 22 is larger than the axial dimension of the sleeve portion 21, see FIG. 3), the flange portion 22 is reinforced with carbon fiber as described above. Forming with a composite material is effective. In particular, by forming the flange portion 22 from a C / C composite, the heat resistance is improved and the lubricity of the carbon (graphite) that forms the base material of the flange portion 22 allows sliding with the thrust foil bearings 40 and 50. Increased mobility.

また、回転部材20のスリーブ部21を炭素焼結材で形成することで、ラジアルフォイル軸受30との摺動性が高められる。特に、本実施形態のように、水平方向に延びる軸6に回転部材20が固定される場合、軸6の起動、停止時等の低速回転時に、スリーブ部21の外周面21aがラジアルフォイル軸受30のフォイル32と接触するため、スリーブ部21を炭素焼結材で形成して摺動性を高めることが有効となる。   Moreover, the slidability with the radial foil bearing 30 is improved by forming the sleeve portion 21 of the rotating member 20 from a carbon sintered material. In particular, as in this embodiment, when the rotating member 20 is fixed to the shaft 6 extending in the horizontal direction, the outer peripheral surface 21a of the sleeve portion 21 is the radial foil bearing 30 when the shaft 6 is rotated at a low speed such as when the shaft 6 is started or stopped. Therefore, it is effective to improve the slidability by forming the sleeve portion 21 with a carbon sintered material.

尚、軸6の停止直前や起動直後の低速回転時には、各フォイルの軸受面S1〜S3と回転部材20が接触摺動するため、これらの何れか一方または双方に、DLC膜、チタンアルミナイトライド膜、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。また、軸6の回転時には、フォイル32,42,52と各フォイルホルダ31,41,51との間の微小摺動により、軸6の振動を抑制することができる。この微小摺動による摩擦力を調整するために、フォイル32,42,52と各フォイルホルダ31,41,51との何れか一方または双方に、上記のような低摩擦化被膜を形成してもよい。   In addition, since the bearing surfaces S1 to S3 of the foils and the rotating member 20 are in sliding contact with each other at the time of low-speed rotation immediately before the shaft 6 is stopped or immediately after starting, a DLC film, titanium aluminum nitride is provided on one or both of them. A low friction coating such as a film or a molybdenum disulfide film may be formed. Further, when the shaft 6 rotates, vibrations of the shaft 6 can be suppressed by minute sliding between the foils 32, 42, 52 and the foil holders 31, 41, 51. In order to adjust the frictional force due to this micro-sliding, the above-described low friction coating may be formed on one or both of the foils 32, 42, 52 and the foil holders 31, 41, 51. Good.

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、図9に示す回転部材120は、フランジ部22とスリーブ部21とを軸方向に当接させるだけでなく、フランジ部22の内周面とスリーブ部21の外周面とを嵌合させた状態で一体化している。具体的には、スリーブ部21の外周面21aの軸方向一端側に小径外周面21bを設け、このスリーブ部21の小径外周面21bをフランジ部22の内周面22dと嵌合させると共に、スリーブ部21の外周面21aと小径外周面21bとの間の肩面(端面21c)とフランジ部22の端面22cとを当接させる。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the rotating member 120 shown in FIG. 9 not only brings the flange portion 22 and the sleeve portion 21 into contact with each other in the axial direction but also fits the inner peripheral surface of the flange portion 22 and the outer peripheral surface of the sleeve portion 21. It is integrated in the state. Specifically, a small-diameter outer peripheral surface 21b is provided on one end side in the axial direction of the outer peripheral surface 21a of the sleeve portion 21, and the small-diameter outer peripheral surface 21b of the sleeve portion 21 is fitted to the inner peripheral surface 22d of the flange portion 22, and the sleeve The shoulder surface (end surface 21 c) between the outer peripheral surface 21 a of the portion 21 and the small-diameter outer peripheral surface 21 b is brought into contact with the end surface 22 c of the flange portion 22.

このように、スリーブ部21の端面21cとフランジ部22の端面22aとの当接に加えて、スリーブ部21の小径外周面21bとフランジ部22の内周面22dとを嵌合させることで、両者の相対的な位置精度がより一層高められると共に、両者の接触面積が大きくなって結合力が増大する。特に、本実施形態では、スリーブ部21の小径外周面21bにおける半径方向の肉厚が、他の領域と比べて薄くなっている。このため、軸6への圧入により、小径外周面21bが拡径してフランジ部22の内周面22dに押し付けられるため、スリーブ部21とフランジ部22との結合力がさらに高められる。   Thus, in addition to the contact between the end surface 21c of the sleeve portion 21 and the end surface 22a of the flange portion 22, by fitting the small-diameter outer peripheral surface 21b of the sleeve portion 21 and the inner peripheral surface 22d of the flange portion 22, The relative positional accuracy between the two is further enhanced, and the contact area between the two is increased to increase the coupling force. In particular, in the present embodiment, the radial thickness of the small-diameter outer peripheral surface 21b of the sleeve portion 21 is thinner than other regions. For this reason, since the small-diameter outer peripheral surface 21b is expanded in diameter and pressed against the inner peripheral surface 22d of the flange portion 22 by press-fitting into the shaft 6, the coupling force between the sleeve portion 21 and the flange portion 22 is further enhanced.

図10に示す回転部材220は、スリーブ部21の外周面21aと小径外周面21bとの間に、外径に向けて突出した突出部21dを設け、この突出部21dの端面21cをフランジ部22の内径端の端面22cに当接させている。これにより、スリーブ部21とフランジ部22との軸方向の当接部の接触面積が拡大し、両者の相対的な位置精度及び結合力をさらに高めることができる。尚、突出部21dは、スリーブ部21の全周に設けてもよいし、円周方向に離隔した複数箇所に設けてもよい。   The rotating member 220 shown in FIG. 10 is provided with a protruding portion 21d protruding toward the outer diameter between the outer peripheral surface 21a and the small-diameter outer peripheral surface 21b of the sleeve portion 21, and the end surface 21c of the protruding portion 21d is connected to the flange portion 22. It is made to contact | abut to the end surface 22c of the inner diameter end. Thereby, the contact area of the contact part of the axial direction of the sleeve part 21 and the flange part 22 can be expanded, and both relative positional accuracy and coupling | bonding force can further be improved. In addition, the protrusion part 21d may be provided in the perimeter of the sleeve part 21, and may be provided in the several places spaced apart in the circumferential direction.

また、以上の実施形態では、回転部材20のスリーブ部21を炭素焼結材で形成し、フランジ部22を炭素繊維強化複合材で形成した場合を示したが、これに限らず、要求される特性に応じて、炭素繊維強化複合材で形成する部位を変えてもよい。例えば、軸6が鉛直方向に配される場合(図示省略)、軸の起動停止時等の低速回転時に、フランジ部22の端面22b(あるいは端面22a)とスラストフォイル軸受50(あるいはスラストフォイル軸受40)とが接触摺動する。一方、スリーブ部21の外周面21aとラジアルフォイル軸受30との接触は比較的少ない。従って、回転部材20が鉛直方向の軸6に固定される場合は、フランジ部を摺動性に優れた炭素焼結材で形成し、スリーブ部21を炭素繊維強化複合材で形成してもよい。   Moreover, in the above embodiment, the case where the sleeve portion 21 of the rotating member 20 is formed of a carbon sintered material and the flange portion 22 is formed of a carbon fiber reinforced composite material has been described. Depending on the characteristics, the part formed of the carbon fiber reinforced composite material may be changed. For example, when the shaft 6 is arranged in the vertical direction (not shown), the end surface 22b (or the end surface 22a) of the flange portion 22 and the thrust foil bearing 50 (or the thrust foil bearing 40) during low speed rotation such as when the shaft is started and stopped. ) And slide. On the other hand, the contact between the outer peripheral surface 21a of the sleeve portion 21 and the radial foil bearing 30 is relatively small. Therefore, when the rotating member 20 is fixed to the vertical shaft 6, the flange portion may be formed of a carbon sintered material having excellent slidability, and the sleeve portion 21 may be formed of a carbon fiber reinforced composite material. .

また、以上の実施形態では、回転部材20のスリーブ部21とフランジ部22とを別体に形成しているが、これらを炭素繊維強化複合材で一体成形してもよい。   Further, in the above embodiment, the sleeve portion 21 and the flange portion 22 of the rotating member 20 are formed separately, but they may be integrally formed with a carbon fiber reinforced composite material.

また、以上の実施形態では、ラジアルフォイル軸受30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31の内周面31a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の構成も上記に限らず、例えば、トップフォイルとフォイルホルダとの間に波型のバックフォイルを配したバンプフォイル型のスラストフォイル軸受を使用してもよい。   Moreover, although the case where the radial foil bearing 30 was comprised with the multi-arc bearing was shown in the above embodiment, it is not restricted to this, While attaching the circumferential direction one end of each foil to the internal peripheral surface 31a of the foil holder 31, Uses a so-called leaf-type radial bearing foil with the other end in the circumferential direction of the foil as a free end, or a so-called bump foil-type radial bearing foil with a corrugated back foil on the outer diameter of a cylindrical top foil. May be. Further, the configuration of the thrust foil bearing is not limited to the above, and, for example, a bump foil type thrust foil bearing in which a wave type back foil is disposed between the top foil and the foil holder may be used.

本発明にかかるフォイル軸受ユニット10の適用対象は、上述したガスタービンに限られず、例えば過給機のロータを支持する軸受としても使用することができる。また、本発明にかかるフォイル軸受は、ガスタービンや過給機等のターボ機械に限らず、潤滑油などの液体による潤滑が困難である、エネルギー効率の観点から潤滑油循環系の補機を別途設けることが困難である、あるいは液体のせん断による抵抗が問題になる等の制限下で使用される自動車等の車両用軸受、さらには産業機器用の軸受として広く使用することが可能である。   The application object of the foil bearing unit 10 according to the present invention is not limited to the gas turbine described above, and can be used as a bearing for supporting a rotor of a supercharger, for example. In addition, the foil bearing according to the present invention is not limited to a turbo machine such as a gas turbine or a turbocharger, and it is difficult to lubricate with a liquid such as a lubricating oil. It can be widely used as a bearing for a vehicle such as an automobile, which is used under a restriction that it is difficult to provide or resistance due to shearing of a liquid becomes a problem, and further, as a bearing for industrial equipment.

また、以上に説明した各フォイル軸受は、圧力発生流体として空気を使用した空気動圧軸受であるが、これに限らず、圧力発生流体としてその他のガスを使用することもでき、あるいは水や油などの液体を使用することもできる。   Each of the foil bearings described above is an air dynamic pressure bearing that uses air as a pressure generating fluid. However, the present invention is not limited to this, and other gases can be used as the pressure generating fluid, or water or oil can be used. A liquid such as can also be used.

6 軸
10 フォイル軸受ユニット
20 回転部材
21 スリーブ部
22 フランジ部
30 ラジアルフォイル軸受
31 フォイルホルダ
32 フォイル
40 第1スラストフォイル軸受
41 フォイルホルダ
42 フォイル
43 固定部材
50 第2スラストフォイル軸受
51 フォイルホルダ
52 フォイル
53 固定部材
S1 ラジアル軸受面
S2 スラスト軸受面
S3 スラスト軸受面
6 shaft 10 foil bearing unit 20 rotating member 21 sleeve portion 22 flange portion 30 radial foil bearing 31 foil holder 32 foil 40 first thrust foil bearing 41 foil holder 42 foil 43 fixing member 50 second thrust foil bearing 51 foil holder 52 foil 53 Fixed member S1 Radial bearing surface S2 Thrust bearing surface S3 Thrust bearing surface

Claims (7)

スリーブ部及びフランジ部を有する回転部材と、内周に前記スリーブ部が挿入されたラジアルフォイル軸受、及び、前記フランジ部の軸方向両側に配された第1スラストフォイル軸受及び第2スラストフォイル軸受を有する軸受部材とを備えたフォイル軸受ユニットであって、
前記回転部材のスリーブ部が、水平方向に配置された軸に固定され、
前記回転部材のフランジ部が炭素繊維強化複合材で形成されたフォイル軸受ユニット
A rotating member having a sleeve portion and a flange portion; a radial foil bearing having the sleeve portion inserted into an inner periphery thereof; and a first thrust foil bearing and a second thrust foil bearing disposed on both axial sides of the flange portion. A foil bearing unit comprising a bearing member having
A sleeve portion of the rotating member is fixed to a shaft disposed in a horizontal direction;
A foil bearing unit in which a flange portion of the rotating member is formed of a carbon fiber reinforced composite material.
前記炭素繊維強化複合材が、C/Cコンポジットである請求項1記載のフォイル軸受ユニットThe foil bearing unit according to claim 1, wherein the carbon fiber reinforced composite material is a C / C composite. 前記フランジ部と前記スリーブ部とを異なる材料で形成した請求項記載のフォイル軸受ユニット Foil bearing unit according to claim 1, wherein the formation of said sleeve portion and the flange portion of a different material. 前記フランジ部が炭素繊維強化複合材で形成され、前記スリーブ部が炭素焼結材で形成された請求項記載のフォイル軸受ユニットThe foil bearing unit according to claim 3, wherein the flange portion is formed of a carbon fiber reinforced composite material, and the sleeve portion is formed of a carbon sintered material. 前記フランジ部及び前記スリーブ部を別体に形成し、両者を軸方向に当接させた状態で一体化した請求項1〜4の何れかに記載のフォイル軸受ユニットThe foil bearing unit according to any one of claims 1 to 4 , wherein the flange portion and the sleeve portion are formed separately and integrated in a state in which both are in contact with each other in the axial direction. さらに、前記フランジ部の内周面と前記スリーブ部の外周面とを嵌合させた状態で一体化した請求項記載のフォイル軸受ユニットFurthermore, the foil bearing unit of Claim 5 integrated in the state which fitted the inner peripheral surface of the said flange part, and the outer peripheral surface of the said sleeve part. 請求項1〜の何れかに記載のフォイル軸受ユニットと、前記回転部材が固定された軸とを備えたターボ機械。 The turbomachine provided with the foil bearing unit in any one of Claims 1-6 , and the axis | shaft to which the said rotating member was fixed.
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