JP6708031B2 - Rotating machinery and radial foil bearings - Google Patents

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Description

本発明は、ラジアルフォイル軸受により回転軸が支持された回転体の外周に静止部を備える回転機械、および、該回転機械用のラジアルフォイル軸受に関するものである。 The present invention relates to a rotary machine having a stationary part on the outer periphery of a rotating body whose rotary shaft is supported by a radial foil bearing, and a radial foil bearing for the rotary machine.

動圧流体軸受の１つとしては、ラジアルフォイル軸受が知られている。 A radial foil bearing is known as one of the hydrodynamic bearings.

ラジアルフォイル軸受は、軸受ハウジングと、軸受ハウジングの内周面に沿って配置されたバックフォイルと、バックフォイルの内周側に配置されて軸受面を形成するトップフォイルとを備えた構成とされている。回転軸はトップフォイルの内周側に挿通して配置される。 The radial foil bearing is configured to include a bearing housing, a back foil arranged along the inner peripheral surface of the bearing housing, and a top foil arranged on the inner peripheral side of the back foil to form the bearing surface. There is. The rotating shaft is arranged so as to pass through the inner circumference of the top foil.

バックフォイルとしては、波板状の部材を円筒状に巻いた形式のいわゆるバンプフォイルが広く使用されている。 As a back foil, a so-called bump foil in which a corrugated plate-shaped member is wound in a cylindrical shape is widely used.

トップフォイルとしては、１枚の矩形状の薄板を、長手方向の両端側が互いに接近または接触するように円筒状に巻いた構造のものが多く使用されている。したがって、この円筒状とされたトップフォイルは、周方向の一個所に継ぎ目が形成されている。 As the top foil, one having a structure in which one rectangular thin plate is wound in a cylindrical shape so that both ends in the longitudinal direction approach or contact each other is often used. Therefore, the cylindrical top foil has a seam formed at one position in the circumferential direction.

なお、トップフォイルの継ぎ目とは、円筒状に巻かれた状態のトップフォイルにおいて、矩形状の薄板の長手方向の両端側が互いに接近または接触して配置された周方向部分をいう。 The seam of the top foil means a circumferential portion in which both longitudinal ends of a rectangular thin plate are arranged close to or in contact with each other in the top foil in a cylindrically wound state.

更に、トップフォイルは、回転を防止するために、継ぎ目に配置される両端側のうちのいずれか一方、または、双方が、軸受ハウジングに固定あるいは係止されている。 Further, the top foil is fixed or locked to the bearing housing on either side or both sides of the top foil in order to prevent rotation.

また、ラジアルフォイル軸受としては、前記と同様の構成におけるバンプフォイル（弾性支持体）とトップフォイル（トップフォイル部材）との間に、中間フォイル（中間フォイル部材）を備える形式のものも知られている（たとえば、特許文献１参照）。 As the radial foil bearing, there is also known a type in which an intermediate foil (intermediate foil member) is provided between a bump foil (elastic support) and a top foil (top foil member) having the same structure as described above. (For example, see Patent Document 1).

特開２００５−２３３４２７号公報JP, 2005-233427, A

ところで、ラジアルフォイル軸受は、周方向におけるトップフォイルの継ぎ目が配置されている個所では、トップフォイルを軸受ハウジングに固定または係止するための空間を確保する必要上、バックフォイル（バンプフォイル）が周方向の他の部分に比して疎の配置とされている。 By the way, in the radial foil bearing, the back foil (bump foil) is required to be secured at a position where the seam of the top foil in the circumferential direction is arranged in order to secure a space for fixing or locking the top foil to the bearing housing. It is arranged more sparsely than other parts in the direction.

よって、ラジアルフォイル軸受では、バックフォイルがトップフォイルを外周側から支持する支持剛性（支持力）が、トップフォイルの継ぎ目の配置と対応する周方向の一部分で、周方向の他の部分に比して低くなっている。 Therefore, in radial foil bearings, the supporting rigidity (supporting force) of the back foil supporting the top foil from the outer peripheral side is a part in the circumferential direction corresponding to the arrangement of the seam of the top foil, and is comparative to that in other parts in the circumferential direction. Is getting low.

そのため、ラジアルフォイル軸受に回転軸が支持されている回転体と該回転体の外周に配置された静止部とを備える回転機械では、外乱が作用して回転軸が振れると、回転軸は、ラジアルフォイル軸受のトップフォイルの継ぎ目に向かう方向となる半径方向については、その他の半径方向に比して大きく変位しやすい。 Therefore, in a rotary machine including a rotating body having a rotating shaft supported by a radial foil bearing and a stationary portion arranged on the outer periphery of the rotating body, when the rotating shaft swings due to disturbance, the rotating shaft is rotated by the radial shaft. The radial direction, which is the direction toward the seam of the top foil of the foil bearing, is more likely to be displaced than the other radial directions.

したがって、前記回転機械では、ラジアルフォイル軸受におけるトップフォイルの継ぎ目の周方向配置に対応する周方向の一部分で、周方向の他の部分に比して、回転体の外周側が静止部に接触する可能性が高くなる。 Therefore, in the rotary machine, a part of the radial foil bearing in the circumferential direction corresponding to the circumferential arrangement of the joints of the top foils can contact the stationary part on the outer peripheral side of the rotating body as compared to the other part in the circumferential direction. Will be more likely.

しかし、従来の回転機械では、前述したようなラジアルフォイル軸受の構造を要因とする回転体と静止部との接触のしやすさの異方性については、特に対策は提案されていないというのが実状である。 However, in the conventional rotary machine, no particular measures have been proposed for the anisotropy of the ease of contact between the rotating body and the stationary portion due to the structure of the radial foil bearing as described above. It is the actual situation.

すなわち、従来、回転機械における回転部と静止部との接触を抑制するための対策としては、回転体と静止部との隙間（クリアランス）を、外乱の作用時に回転体が最も大きく変位すると想定される変位量に応じた寸法で全周に亘り均等に設けるという構成が採られているに過ぎない。 That is, conventionally, as a measure for suppressing the contact between the rotating part and the stationary part in a rotating machine, it is assumed that the gap between the rotating part and the stationary part is the largest displacement of the rotating part when the disturbance acts. However, the configuration is merely adopted in which the size is set uniformly over the entire circumference according to the amount of displacement.

そこで、本発明は、ラジアルフォイル軸受に回転軸が支持されている回転体と、該回転体の外周に配置された静止部とを備えた構成にて、ラジアルフォイル軸受の構造を要因とする回転体と静止部との接触のしやすさの異方性についての対策を図ることができる回転機械、および、該回転機械での使用に適したラジアルフォイル軸受を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention has a structure including a rotating body whose rotary shaft is supported by a radial foil bearing, and a stationary portion arranged on the outer periphery of the rotating body, and has a rotating structure due to the structure of the radial foil bearing. An object of the present invention is to provide a rotary machine capable of taking measures against the anisotropy of easiness of contact between a body and a stationary part, and a radial foil bearing suitable for use in the rotary machine.

本発明は、前記課題を解決するために、回転体と、前記回転体に連結された回転軸と、前記回転体の外周に配置された静止部と、前記回転軸を横方向に挿通させる軸挿通空間を有する機械ハウジングと、前記軸挿通空間に設けられた軸受設置孔と、前記軸受設置孔に設置されて前記回転軸を支持するラジアルフォイル軸受とを備え、前記ラジアルフォイル軸受は、周方向の一個所に継ぎ目を有して前記回転軸の外側に配置されるトップフォイルと、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およびバックフォイルを収容する軸受ハウジングを備えると共に、前記トップフォイルが前記継ぎ目の部分で前記軸受ハウジングに保持された構成を備え、且つ、前記回転軸の軸心位置は、前記静止部の軸心位置に対し、前記ラジアルフォイル軸受のトップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成を有する回転機械とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a rotating body, a rotating shaft connected to the rotating body, a stationary portion arranged on the outer periphery of the rotating body, and a shaft for inserting the rotating shaft in a lateral direction. A machine housing having an insertion space, a bearing installation hole provided in the shaft insertion space, and a radial foil bearing installed in the bearing installation hole to support the rotating shaft, wherein the radial foil bearing has a circumferential direction. A top foil which has a seam at one location and is arranged outside the rotary shaft, a back foil which is arranged radially outside the top foil, and a bearing housing which accommodates the top foil and the back foil. The top foil of the radial foil bearing has a structure in which the top foil is held by the bearing housing at the joint portion, and the axial center position of the rotary shaft is relative to the axial center position of the stationary portion. The rotating machine has a configuration in which it is eccentrically provided on the side opposite to the circumferential position where the seam is arranged.

前記軸受設置孔は、前記静止部の軸心位置と一致した軸心位置を有し、前記ラジアルフォイル軸受は、前記軸受設置孔に取り付けられる前記軸受ハウジングの外周面に対し、前記バックフォイルおよび前記トップフォイルを内側に配置する前記軸受ハウジングの内周面が、前記トップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成としてある。 The bearing installation hole has an axial center position that coincides with the axial center position of the stationary portion, and the radial foil bearing has the back foil and the outer peripheral surface of the bearing housing mounted in the bearing installation hole. The inner peripheral surface of the bearing housing in which the top foil is arranged inside is eccentrically provided on the side opposite to the circumferential position where the seam of the top foil is arranged.

前記軸受設置孔は、前記静止部の軸心位置に対し、前記軸受設置孔に設置されるラジアルフォイル軸受にて前記トップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成としてある。 The bearing installation hole is eccentrically provided with respect to the axial center position of the stationary portion on the side opposite to the circumferential position where the seam of the top foil is arranged in the radial foil bearing installed in the bearing installation hole. It has a different configuration.

前記回転体はインペラとし、前記静止部はインペラハウジングとした構成としてある。 The rotating body is an impeller, and the stationary portion is an impeller housing.

周方向の一個所に継ぎ目を有して回転軸の外側に配置されるトップフォイルと、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およびバックフォイルを内周面の内側に収容し、且つ外周面が回転機械の軸受設置孔に取り付けられる軸受ハウジングとを備え、前記トップフォイルは、前記継ぎ目の部分で前記軸受ハウジングに保持され、更に、前記軸受ハウジングは、前記外周面に対し、前記内周面が、前記トップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成を有するラジアルフォイル軸受とする。 A top foil that has a seam at one position in the circumferential direction and is arranged on the outer side of the rotating shaft, a back foil that is arranged on the outer side in the radial direction of the top foil, and the top foil and the back foil that are on the inner peripheral surface side. And a bearing housing whose outer peripheral surface is attached to a bearing installation hole of a rotary machine, wherein the top foil is held by the bearing housing at the seam portion, and the bearing housing has the outer peripheral surface. On the other hand, the radial foil bearing has a configuration in which the inner peripheral surface is eccentrically provided on the side opposite to the circumferential position where the seam of the top foil is arranged.

（１）本発明の回転機械によれば、ラジアルフォイル軸受により回転軸が支持された回転体と、該回転体の外周に配置された静止部とを備えた構成にて、ラジアルフォイル軸受の構造を要因とする回転体と静止部との接触のしやすさの異方性についての対策を図ることができる。
（２）また、本発明の回転機械用ラジアルフォイル軸受によれば、前記（１）の効果を有する回転機械を容易に構成することができる。 (1) According to the rotary machine of the present invention, the structure of the radial foil bearing has a configuration including a rotating body having a rotating shaft supported by a radial foil bearing and a stationary portion arranged on the outer periphery of the rotating body. It is possible to take measures against the anisotropy of the easiness of contact between the rotating body and the stationary portion, which is caused by.
(2) Further, according to the radial foil bearing for a rotary machine of the present invention, a rotary machine having the effect of the above (1) can be easily configured.

回転機械の第１実施形態の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of 1st Embodiment of a rotary machine. 第１実施形態の回転機械におけるラジアルフォイル軸受の部分を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the part of the radial foil bearing in the rotary machine of 1st Embodiment. ラジアルフォイル軸受の周方向の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of circumferential direction of a radial foil bearing. 軸受ハウジングの周方向の一部での周壁の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the peripheral wall in a part of circumferential direction of a bearing housing. 軸受ハウジングにバンプフォイル片を係止する係止部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the locking part which locks a bump foil piece in a bearing housing. トップフォイルの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline|summary of a top foil. 軸受ハウジングにバンプフォイル片を係止する係止部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the locking part which locks a bump foil piece in a bearing housing. 軸受ハウジングにバンプフォイル片を係止する係止部の更に他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of the locking part which locks a bump foil piece in a bearing housing. 回転機械の第２実施形態の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of 2nd Embodiment of a rotary machine. 第２実施形態の回転機械におけるラジアルフォイル軸受の部分を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the part of the radial foil bearing in the rotary machine of 2nd Embodiment.

本発明の回転機械およびラジアルフォイル軸受について、図面を参照して説明する。 A rotary machine and a radial foil bearing of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１は、回転機械の第１実施形態の概略を示すもので、回転機械をラジアルフォイル軸受のトップフォイルの継ぎ目を通る直径と軸心とに沿う面で切断した断面を示す図である。図２は、回転機械をラジアルフォイル軸受の近傍位置で回転軸の軸心に垂直な面で切断した断面を拡大して示す図である。図３は、図２のラジアルフォイル軸受における軸受ハウジングの周方向の一部を拡大して示す図である。図４は、軸受ハウジングの図３に対応する個所での周壁の断面を示す図である。図５は、軸受ハウジングにバンプフォイル片を係止する係止部の一例を拡大して示す斜視図である。図６は、トップフォイルの概要を示すもので、図６（ａ）はトップフォイルを平面に展開した状態を示す平面図、図６（ｂ）は側面図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of a rotary machine, and is a view showing a cross section of the rotary machine taken along a plane along a diameter passing through a joint of a top foil of a radial foil bearing and a shaft center. FIG. 2 is an enlarged view of a cross section of the rotary machine taken along a plane perpendicular to the axis of the rotary shaft in the vicinity of the radial foil bearing. FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the bearing housing in the radial foil bearing of FIG. 2 in the circumferential direction. FIG. 4 is a view showing a cross section of the peripheral wall at a location corresponding to FIG. 3 of the bearing housing. FIG. 5 is an enlarged perspective view showing an example of a locking portion for locking the bump foil piece on the bearing housing. FIG. 6 shows an outline of the top foil, FIG. 6(a) is a plan view showing a state in which the top foil is developed on a plane, and FIG. 6(b) is a side view.

なお、本願の明細書および特許請求の範囲において、トップフォイルの継ぎ目とは、円筒状に巻かれた状態のトップフォイルにおいて、矩形状の薄板の長手方向の両端側が互いに接近または接触して配置された周方向部分をいう。 In addition, in the description and claims of the present application, the seam of the top foil means that, in the top foil in a state of being rolled in a cylindrical shape, both end sides in the longitudinal direction of the rectangular thin plate are arranged close to or in contact with each other. It refers to the circumferential portion.

本実施形態の回転機械は、ターボ機械に適用した例を示してある。 The rotary machine according to the present embodiment shows an example applied to a turbo machine.

ターボ機械は、図１に示すように、回転体としてのインペラ１と、インペラ１に連結された回転軸２と、インペラ１の外周に配置された静止部としてのインペラハウジング３とを備えた構成とされている。更に、ターボ機械は、機械ハウジング４と、機械ハウジング４の内部に設けられて機械ハウジング４の側面４ａに開口６を有する軸挿通空間５と、軸挿通空間５に設置されたラジアルフォイル軸受７とを備え、軸挿通空間５に挿通配置された回転軸２が、ラジアルフォイル軸受７により回転自在に支持されている。インペラハウジング３は、開口６の外周側で機械ハウジング４の側面に取り付けられた構成とされている。 The turbomachine, as shown in FIG. 1, includes an impeller 1 as a rotating body, a rotating shaft 2 connected to the impeller 1, and an impeller housing 3 as a stationary portion arranged on the outer periphery of the impeller 1. It is said that. Further, the turbomachine includes a machine housing 4, a shaft insertion space 5 provided inside the machine housing 4 and having an opening 6 on a side surface 4a of the machine housing 4, and a radial foil bearing 7 installed in the shaft insertion space 5. The rotary shaft 2 that is provided with and is inserted into the shaft insertion space 5 is rotatably supported by the radial foil bearing 7. The impeller housing 3 is attached to the side surface of the machine housing 4 on the outer peripheral side of the opening 6.

軸挿通空間５は、本実施形態では、図１、図２に示すように、機械ハウジング４の側面４ａに円形の開口６を備え、この開口６から横方向に延びる円形の孔として機械ハウジング４の内部に形成されている。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the shaft insertion space 5 is provided with a circular opening 6 on a side surface 4 a of the machine housing 4, and the machine housing 4 is formed as a circular hole extending laterally from the opening 6. Is formed inside.

軸挿通空間５には、設定された位置に、軸受設置孔８が設けられている。本実施形態では、軸受設置孔８は、軸挿通空間５と同径で同軸心配置の円形の孔とされている。 A bearing installation hole 8 is provided in the shaft insertion space 5 at a set position. In the present embodiment, the bearing installation hole 8 is a circular hole having the same diameter as the shaft insertion space 5 and arranged coaxially.

軸受設置孔８には、ラジアルフォイル軸受７が取り付けられている。なお、図１では省略して軸受設置孔８およびラジアルフォイル軸受７を一個所にしか記載していないが、軸挿通空間５には、間隔を隔てた複数個所に同軸心配置とされた軸受設置孔８を設けて、各軸受設置孔８に取り付けられた複数のラジアルフォイル軸受７で、回転軸２を支持する構成とすることが好ましい。ラジアルフォイル軸受７の具体的な構成については後述する。 A radial foil bearing 7 is attached to the bearing installation hole 8. It should be noted that, although omitted in FIG. 1, the bearing installation hole 8 and the radial foil bearing 7 are shown only at one place, the shaft installation space 5 is provided with a plurality of bearings that are coaxially arranged at intervals. It is preferable that the rotary shaft 2 is supported by the plurality of radial foil bearings 7 provided in the bearing installation holes 8 by providing the holes 8. The specific configuration of the radial foil bearing 7 will be described later.

インペラハウジング３は、機械ハウジング４の側面４ａに、インペラハウジング３の内周部３ａの軸心位置Ｏ１が、軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２と一致する配置で取り付けられている。なお、インペラハウジング３の内周部３ａとは、インペラ１の外周部と対向して配置されるインペラハウジング３における内周側の部分のことである。 The impeller housing 3 is attached to the side surface 4a of the machine housing 4 such that the axial center position O1 of the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 coincides with the axial center position O2 of the bearing installation hole 8. The inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 is a portion on the inner peripheral side of the impeller housing 3 that is arranged so as to face the outer peripheral portion of the impeller 1.

ラジアルフォイル軸受７は、図２に示すように、回転軸２の外周に配置されて軸受面を形成するトップフォイル９と、トップフォイルの径方向外側に配置される中間フォイル１０と、中間フォイル１０の径方向外側に配置されるバックフォイルとしてのバンプフォイル１１と、トップフォイル９、中間フォイル１０およびバンプフォイル１１の径方向外側に配置される軸受ハウジング１２とを備えた構成とされている。 As shown in FIG. 2, the radial foil bearing 7 includes a top foil 9 arranged on the outer periphery of the rotary shaft 2 to form a bearing surface, an intermediate foil 10 arranged radially outside the top foil, and an intermediate foil 10. The bump foil 11 serving as a back foil arranged radially outside of the top foil 9, the intermediate foil 10 and the bearing housing 12 arranged radially outside of the bump foil 11 are configured.

軸受ハウジング１２は、ラジアルフォイル軸受７の最外周部を構成する部材であり、外周面１２ａの軸心位置Ｏ３に対し、内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４が図１、図２に矢印ｘで示す一方向に、設定された寸法で偏心した略円筒構造を備えている。軸受ハウジング１２は、金属製とすることが好ましいが、回転軸２から受ける荷重を軸受設置孔８へ伝えて支持することができる強度を備えていれば、金属以外の材質であってもよい。 The bearing housing 12 is a member constituting the outermost peripheral portion of the radial foil bearing 7, and the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b is indicated by an arrow x in FIGS. 1 and 2 with respect to the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a. It has a substantially cylindrical structure that is eccentric with a set dimension in one direction shown. The bearing housing 12 is preferably made of metal, but may be made of a material other than metal as long as it has a strength capable of transmitting the load received from the rotary shaft 2 to the bearing installation hole 8 and supporting the load.

軸受ハウジング１２の内周面１２ｂには、軸心位置Ｏ４からｘ方向とは逆方向に位置する周方向の一個所に、トップフォイル９を継ぎ目９ａの部分で係止するための溝１３が、軸心方向に沿って軸受ハウジング１２の全長に亘り設けられている。 On the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, a groove 13 for locking the top foil 9 at the seam 9a is provided at one position in the circumferential direction located in the direction opposite to the x direction from the axial center position O4. It is provided over the entire length of the bearing housing 12 along the axial direction.

図３に示すように、溝１３には、軸受ハウジング１２の径方向にほぼ沿う配置の面となっている両内側面における内周面１２ｂ寄り個所に、溝１３の全長に亘って延びる係止凹部１４が、それぞれ設けられている。 As shown in FIG. 3, the groove 13 has a locking portion extending over the entire length of the groove 13 at a position near the inner peripheral surface 12b on both inner side surfaces which are surfaces arranged substantially along the radial direction of the bearing housing 12. Recesses 14 are provided respectively.

この係止凹部１４は、後述するトップフォイル９および中間フォイル１０の長手方向両端側の凸部３０ａ、凸部３１ａの先を差し込んで係止させるためのものである。 The locking concave portions 14 are for inserting and locking the tips of the convex portions 30a and the convex portions 31a on both longitudinal ends of the top foil 9 and the intermediate foil 10, which will be described later.

軸受ハウジング１２の軸心方向の両端面には、溝１３の両端側に連通する係止溝１５が、半径方向に沿って設けられている。 Locking grooves 15 communicating with both end sides of the groove 13 are provided on both end surfaces of the bearing housing 12 in the axial direction along the radial direction.

なお、軸受ハウジング１２に溝１３、係止凹部１４、係止溝１５を形成する場合は、軸受ハウジング１２が金属製であれば、ワイヤカット放電加工を用いることが好適である。しかし、他の加工手法を用いてもよいことは勿論である。 When the groove 13, the locking recess 14 and the locking groove 15 are formed in the bearing housing 12, it is preferable to use wire cut electric discharge machining if the bearing housing 12 is made of metal. However, it goes without saying that another processing method may be used.

溝１３および係止溝１５には、図４に示すように、固定具１６が嵌めて取り付けられている。 As shown in FIG. 4, a fixture 16 is fitted and attached to the groove 13 and the locking groove 15.

固定具１６は、溝１３に嵌めて収容される四角柱状の基部１７と、基部１７の長手方向両端側から屈曲して係止溝１５に嵌まるように形成された一対の折曲片１８と、基部１７の長手方向をほぼ三等分する２個所に折曲片１８とは反対側に突出するように形成された隔壁片１９とを備えた構成とされている。 The fixture 16 includes a square columnar base 17 that is fitted and housed in the groove 13, and a pair of bent pieces 18 that are formed so as to be bent from both longitudinal ends of the base 17 and fit into the locking groove 15. A partition wall piece 19 formed so as to project to the side opposite to the bending piece 18 is provided at two locations that divide the base portion 17 into three substantially equal parts in the longitudinal direction.

基部１７は、溝１３に嵌めたときに、係止凹部１４よりも外周面１２ａ寄りに配置されるように、高さ（厚み）が設定されている。これにより、溝１３に基部１７が嵌められたときに、基部１７が係止凹部１４を塞ぐことはない。 The height (thickness) of the base portion 17 is set so that when the base portion 17 is fitted into the groove 13, the base portion 17 is arranged closer to the outer peripheral surface 12 a than the locking recessed portion 14. As a result, when the base portion 17 is fitted in the groove 13, the base portion 17 does not close the locking recess 14.

各折曲片１８は、軸受ハウジング１２の軸心方向両端側の係止溝１５に嵌めて係止されることで、固定具１６の溝１３の長手方向への変位を防止する係止力を生じるものである。 The bent pieces 18 are fitted and locked in the locking grooves 15 at both ends of the bearing housing 12 in the axial direction, thereby providing a locking force for preventing the fixing tool 16 from being displaced in the longitudinal direction of the groove 13. It happens.

各隔壁片１９は、基部１７が溝１３に嵌められた状態のときに、各隔壁片１９の突出端部が軸受ハウジング１２の内周面１２ｂと同じレベルか、内周面１２ｂよりも少し突出するように、高さが設定されている。 When the base portion 17 is fitted in the groove 13, the partition wall pieces 19 have protruding ends of the partition wall pieces 19 at the same level as the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12 or slightly protruding from the inner peripheral surface 12b. The height is set so that

これにより、溝１３および係止溝１５には、固定具１６の基部１７と折曲片１８をそれぞれ嵌めて取り付けることができる。この状態で、溝１３および係止凹部１４は、固定具１６の各隔壁片１９により長手方向にほぼ三等分に仕切られる。 As a result, the base 17 and the bent piece 18 of the fixture 16 can be fitted and attached to the groove 13 and the locking groove 15, respectively. In this state, the groove 13 and the locking recess 14 are divided into approximately three equal parts in the longitudinal direction by the partition wall pieces 19 of the fixture 16.

なお、固定具１６は、ステンレスなどの金属板を材料として、ワイヤ放電加工により形成することが好ましいが、他の材料、加工方法で形成してもよいことは勿論である。 The fixture 16 is preferably formed by wire electric discharge machining using a metal plate such as stainless steel as a material, but it is needless to say that the fixture 16 may be formed by another material or machining method.

また、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂには、図２に示すように、バンプフォイル１１を係止するための係合突部２０が設けられている。本実施形態では、バンプフォイル１１が３つのバンプフォイル片２６で構成されるため、係合突部２０は、図２に示すように、内周面１２ｂを周方向にほぼ三分割する配置となる３個所に設けられている。 Further, on the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, as shown in FIG. 2, an engaging protrusion 20 for engaging the bump foil 11 is provided. In the present embodiment, since the bump foil 11 is composed of three bump foil pieces 26, the engagement protrusions 20 are arranged so as to divide the inner peripheral surface 12b into three in the circumferential direction, as shown in FIG. It is provided in three places.

各係合突部２０は、図５に一例を示すように係止部材２３に形成されている。 Each engagement protrusion 20 is formed on the locking member 23 as shown in FIG.

軸受ハウジング１２の内周面１２ｂの周方向における各バンプフォイル片２６の配置と対応する３個所には、溝２１が、軸受ハウジング１２の軸心方向に沿って全長に亘り設けられている。 Grooves 21 are provided over the entire length along the axial direction of the bearing housing 12 at three locations corresponding to the arrangement of the bump foil pieces 26 in the circumferential direction of the inner circumferential surface 12b of the bearing housing 12.

軸受ハウジング１２の軸心方向の両端面には、溝２１の両端側に連通する溝状の係合凹部２２が、内周面１２ｂの半径方向に沿って設けられている。 Groove-shaped engaging recesses 22 communicating with both end sides of the groove 21 are provided on both end surfaces of the bearing housing 12 in the axial direction along the radial direction of the inner peripheral surface 12b.

溝２１および係合凹部２２には、係止部材２３が取り付けられている。係止部材２３は、係合凹部２２に係合する一対の係合アーム２４と、この係合アーム２４同士を連結する棒状の連結部２５とを備えた構成とされている。 A locking member 23 is attached to the groove 21 and the engaging recess 22. The locking member 23 is configured to include a pair of engaging arms 24 that engage with the engaging recesses 22 and a rod-shaped connecting portion 25 that connects the engaging arms 24 to each other.

連結部２５は、溝２１に収まる高さ（厚み）寸法とされている。各係合アーム２４は、連結部２５の上下両側に設定された寸法で突出している。このため、係止部材２３は、全体でＨ字状の形状となっている。 The connecting portion 25 has a height (thickness) dimension that fits in the groove 21. Each of the engagement arms 24 projects on both upper and lower sides of the connecting portion 25 with a set dimension. Therefore, the locking member 23 has an H shape as a whole.

これにより、溝２１および各係合凹部２２には、係止部材２３の連結部２５および各係合アーム２４をそれぞれ嵌めて取り付けることができる。この状態では、各係合アーム２４が軸受ハウジング１２の軸心方向両端側の係合凹部２２に係止されるため、係止部材２３は、溝２１の長手方向に沿う方向への変位が防止される。また、この状態では、係止部材２３の各係合アーム２４における連結部２５よりも上方へ突出する部分が、内周面１２ｂの内側に突出して配置され、この各突出部分により係合突部２０が形成されている。 As a result, the connecting portion 25 of the locking member 23 and the engaging arms 24 can be fitted and attached to the groove 21 and the engaging concave portions 22, respectively. In this state, the engaging arms 24 are locked in the engaging recesses 22 on both ends of the bearing housing 12 in the axial direction, so that the locking member 23 is prevented from being displaced in the direction along the longitudinal direction of the groove 21. To be done. Further, in this state, a portion of each engaging arm 24 of the locking member 23 that projects above the connecting portion 25 is arranged so as to project inside the inner peripheral surface 12b, and the engaging projection is formed by each of the projecting portions. 20 are formed.

なお、係止部材２３の連結部２５や各係合アーム２４は、図５では、それぞれ角柱状の形状を有するものとして示したが、円柱状の形状を備えていてもよい。また、係止部材２３は、ステンレスなどの金属板を材料として、ワイヤ放電加工により形成することが好ましいが、他の材料、加工方法で形成してもよいことは勿論である。 In addition, although the connecting portion 25 of the locking member 23 and each of the engagement arms 24 are illustrated as having a prismatic shape in FIG. 5, they may have a cylindrical shape. Further, the locking member 23 is preferably formed by wire electric discharge machining using a metal plate such as stainless steel as a material, but it is needless to say that it may be formed by another material or a processing method.

バンプフォイル１１は、図２に示すように、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに沿って周方向に配置された３つのバンプフォイル片２６によって構成されている。 As shown in FIG. 2, the bump foil 11 is composed of three bump foil pieces 26 circumferentially arranged along the inner peripheral surface 12 b of the bearing housing 12.

各バンプフォイル片２６は、薄板が波板状に成形され、更に、バンプフォイル片２６全体の側面形状が、略円弧状になるよう成形されたものである。３つのバンプフォイル片２６は、全て同じ形状・寸法に形成されている。これらのバンプフォイル片２６は、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂの周方向における溝１３を設けた部分を除く領域に、互いの端部同士が接近する状態で、周方向に並べて配置されている。これにより、３つのバンプフォイル片２６を備えたバンプフォイル１１は、全体で、内周面１２ｂに沿って配置された略円筒形状のものとなっている。 Each bump foil piece 26 is formed by forming a thin plate into a corrugated plate shape, and further, shaping the side surface of the entire bump foil piece 26 into a substantially arc shape. The three bump foil pieces 26 are all formed in the same shape and size. These bump foil pieces 26 are arranged side by side in the circumferential direction, with their ends approaching each other, in a region of the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12 excluding the portion where the groove 13 is provided in the circumferential direction. .. Accordingly, the bump foil 11 including the three bump foil pieces 26 has a substantially cylindrical shape arranged along the inner peripheral surface 12b as a whole.

各バンプフォイル片２６は、図５に示すように、略円弧形状の径方向内向きに突出する山部２７と、径方向外向きに突出する谷部２８とが交互配列で形成されることで波板状とされている。更に、各バンプフォイル片２６は、内周面１２ｂの周方向に沿って配置される方向の中央部が谷部２８とされ、この谷部２８の両側縁部には、矩形状の係合切欠２９が形成されている。この係合切欠２９の形状は、前述した係合突部２０の断面形状に対応する形状とされている。 As shown in FIG. 5, each bump foil piece 26 is formed by alternately arranging peak portions 27 that project inward in the radial direction and valleys 28 that project outward in the radial direction. It is shaped like a corrugated plate. Further, in each of the bump foil pieces 26, a central portion in the direction of being arranged along the circumferential direction of the inner peripheral surface 12b is a valley portion 28, and rectangular engaging notches are formed on both side edges of the valley portion 28. 29 is formed. The shape of the engagement notch 29 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the engagement protrusion 20 described above.

各バンプフォイル片２６は、それぞれ内周面１２ｂに沿って配置するときに、係合切欠２９を、内周面１２ｂの周方向の３個所の係合突部２０に嵌めて係止させる。これにより、内周面１２ｂに沿って配置された各バンプフォイル片２６は、係合切欠２９が対応する係合突部２０に係止されることで、周方向への変位が防止されている。 When each bump foil piece 26 is arranged along the inner peripheral surface 12b, the engaging notches 29 are fitted and locked to the three engaging protrusions 20 in the circumferential direction of the inner peripheral surface 12b. As a result, the bump foil pieces 26 arranged along the inner peripheral surface 12b are prevented from being displaced in the circumferential direction by the engagement notches 29 being engaged with the corresponding engagement protrusions 20. ..

なお、係合切欠２９は、材料となる薄板に対し、エッチング加工や放電加工で形成することが好ましいが、その他のいかなる手法で形成してもよいことは勿論である。 The engagement notch 29 is preferably formed by etching or electric discharge machining on a thin plate as a material, but it is needless to say that it may be formed by any other method.

また、本実施形態では、バックフォイルの例として、３つのバンプフォイル片２６を備えたバンプフォイル１１を示したが、２つまたは４つ以上のバンプフォイル片を備えたバンプフォイル１１や、内周面１２ｂに沿って周方向に延びる単一のバンプフォイル１１を用いるようにしてもよい。更には、スプリングフォイルなど、ラジアルフォイル軸受のバックフォイルとして用いられているものであれば、バンプフォイル１１以外のいかなる形式のバックフォイルを使用してもよいことは勿論である。 Further, in the present embodiment, the bump foil 11 including the three bump foil pieces 26 is shown as an example of the back foil, but the bump foil 11 including the two or four or more bump foil pieces and the inner circumference. A single bump foil 11 extending circumferentially along the surface 12b may be used. Further, it goes without saying that any type of back foil other than the bump foil 11 may be used as long as it is used as a back foil of a radial foil bearing such as a spring foil.

トップフォイル９は、図６（ａ）（ｂ）に平面に展開した状態を示すように、矩形状の薄板としてあり、長手方向一端側には、長手方向と直交する方向（以下、幅方向という）の中央部に配置された１つの凸部３０ａと、その幅方向両側の２つの凹部３０ｂとによる凹凸形状が形成されている。トップフォイル９の長手方向他端側には、幅方向の中央部に配置された１つの凹部３１ｂと、その幅方向両側の２つの凸部３１ａとによる凹凸形状が形成されている。 As shown in FIG. 6A and FIG. 6B, the top foil 9 is a rectangular thin plate, and one end side in the longitudinal direction is a direction orthogonal to the longitudinal direction (hereinafter referred to as a width direction). ), a convex-concave shape is formed by one convex portion 30a arranged in the central portion and two concave portions 30b on both sides in the width direction thereof. On the other end of the top foil 9 in the longitudinal direction, a concavo-convex shape is formed by one concave portion 31b arranged in the central portion in the width direction and two convex portions 31a on both sides in the width direction.

なお、これらの凹凸形状は、材料となる薄板に対し、エッチング加工や放電加工で形成することが好ましいが、その他のいかなる手法で形成してもよいことは勿論である。 It should be noted that these irregularities are preferably formed by etching or electric discharge machining on a thin plate as a material, but it is needless to say that they may be formed by any other method.

凸部３０ａの幅方向寸法は、固定具１６の２つの隔壁片１９（図４参照）の間に挿入可能となるように設定されている。また、凹部３１ｂの幅方向寸法、すなわち、２つの凸部３１ａ同士の間隔は、内側に固定具１６の２つの隔壁片１９を挿入可能となるように設定されている。 The widthwise dimension of the convex portion 30a is set so that it can be inserted between the two partition wall pieces 19 (see FIG. 4) of the fixture 16. Further, the widthwise dimension of the concave portion 31b, that is, the interval between the two convex portions 31a is set so that the two partition pieces 19 of the fixture 16 can be inserted inside.

以上の構成としてあるトップフォイル９は、凸部３０ａを凹部３１ｂに差し込むことにより、図２に示すように円筒状に曲げられ、この状態で、バンプフォイル１１の内側に配置されている。これにより、トップフォイル９は、伸展しようとする方向の復元力により、各バンプフォイル片２６の各山部２７の頂部の内側で、軸受ハウジング１２の周方向に沿って延びるように配置されている。 The top foil 9 having the above structure is bent into a cylindrical shape as shown in FIG. 2 by inserting the convex portion 30a into the concave portion 31b, and is arranged inside the bump foil 11 in this state. As a result, the top foil 9 is arranged so as to extend along the circumferential direction of the bearing housing 12 inside the tops of the peaks 27 of the bump foil pieces 26 due to the restoring force in the extending direction. ..

この状態で、トップフォイル９は、凸部３０ａの先端側と凸部３１ａの先端側が、軸受ハウジング１２の溝１３における固定具１６の隔壁片１９で仕切られた部分にそれぞれ差し込まれて、係止凹部１４に先端部がそれぞれ係止されている。このように、凸部３０ａと凸部３１ａが溝１３の係止凹部１４に係止されることで、トップフォイル９は、周方向への移動が規制され、その移動量が僅かとなるように配設されている。 In this state, the top foil 9 is inserted into the portions of the groove 13 of the bearing housing 12 partitioned by the partition wall pieces 19 of the fixing portion 16 at the tip end side of the protrusion 30a and the tip end side of the protrusion 31a, respectively, and is locked. The tips are locked in the recesses 14, respectively. In this way, the convex portions 30a and the convex portions 31a are locked in the locking concave portions 14 of the groove 13, whereby the top foil 9 is restricted from moving in the circumferential direction, and the moving amount thereof becomes small. It is arranged.

更に、凸部３０ａと凸部３１ａは、固定具１６の隔壁片１９により、軸受ハウジング１２の軸心方向への移動が規制されている。 Further, the protrusion 30a and the protrusion 31a are restricted from moving in the axial direction of the bearing housing 12 by the partition wall piece 19 of the fixture 16.

なお、凸部３０ａと凸部３１ａは、先端部が係止凹部１４の内面に強く突き当てられることなく、係止凹部１４の内面に接する程度となるように配設されている。このため、ラジアルフォイル軸受７が定常運転されているインペラ１の回転軸２を支持している状態では、凸部３０ａ、凸部３１ａは係止凹部１４から大きな反力を受けないため、トップフォイル９は歪みを生じないようになっている。 The convex portions 30a and the convex portions 31a are arranged so that the tip ends are in contact with the inner surface of the locking recess 14 without being strongly abutted against the inner surface of the locking recess 14. Therefore, in the state where the radial foil bearing 7 supports the rotating shaft 2 of the impeller 1 that is operating steadily, the convex portions 30a and the convex portions 31a do not receive a large reaction force from the locking concave portion 14, so that the top foil is not affected. No. 9 is designed not to cause distortion.

一方、外乱により回転軸２に軸ぶれが生じた場合には、凸部３０ａ、凸部３１ａが係止凹部１４の内面に強く係止される。このため、トップフォイル９は、外乱の作用時に凸部３０ａ、凸部３１ａが係止凹部１４から外れたり、更には、溝１３から外れるといった状態になることが防止されている。また、トップフォイル９が外乱の作用時に回転してしまうといった現象も防止されている。 On the other hand, when the rotary shaft 2 is shaken due to a disturbance, the protrusions 30 a and 31 a are strongly locked to the inner surface of the locking recess 14. For this reason, the top foil 9 is prevented from being in a state in which the convex portions 30a and the convex portions 31a are disengaged from the locking concave portions 14 and further disengaged from the grooves 13 when a disturbance is applied. Further, the phenomenon that the top foil 9 rotates when the disturbance acts is also prevented.

また、トップフォイル９は、図６（ｂ）に示すように、長手方向一端側と他端側に、これらの間の長手方向中間部に比べて厚みが小さい薄肉部３２が形成された構成を備えることが好ましい。この構成によれば、トップフォイル９の長手方向両端側が弾性変形しやすくなるため、この長手方向両端側において局所的に回転軸２を締め付ける力（プリロード）が生じることを抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 6B, the top foil 9 has a configuration in which a thin portion 32 having a smaller thickness than the intermediate portion in the longitudinal direction is formed on one end side and the other end side in the longitudinal direction. It is preferable to provide. According to this structure, both longitudinal ends of the top foil 9 are likely to be elastically deformed, so that a force (preload) for locally tightening the rotary shaft 2 can be suppressed at both longitudinal ends.

中間フォイル１０は、トップフォイル９より厚みが小さい薄板としてあり、図示してないが、平面に展開したときの平面形状が、図６（ａ）に示したトップフォイル９の平面形状と同様とされている。 The intermediate foil 10 is a thin plate having a thickness smaller than that of the top foil 9, and the planar shape of the intermediate foil 10 when unfolded into a plane is similar to that of the top foil 9 shown in FIG. 6A. ing.

この中間フォイル１０は、前記したトップフォイル９が円筒状に曲げられた状態でバンプフォイル１１の内側に配置されるときに、トップフォイル９の外周側に重ねた状態で、トップフォイル９と一緒にバンプフォイル１１の内側に配置される。これにより、中間フォイル１０は、その長手方向両端側が、トップフォイル９と共に、軸受ハウジング１２の溝１３の係止凹部１４に係止されている。 When the top foil 9 is arranged inside the bump foil 11 in a state where the top foil 9 is bent into a cylindrical shape, the intermediate foil 10 is stacked on the outer peripheral side of the top foil 9 together with the top foil 9. It is arranged inside the bump foil 11. As a result, the intermediate foil 10 is locked in the locking recess 14 of the groove 13 of the bearing housing 12 together with the top foil 9 at both longitudinal ends thereof.

したがって、ラジアルフォイル軸受７は、軸受ハウジング１２の外周面１２ａの軸心位置Ｏ３に対して内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４が偏心する矢印ｘ方向が、トップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所に対して反対側となる構成を備えている。 Therefore, in the radial foil bearing 7, the seam 9a of the top foil 9 is arranged in the arrow x direction in which the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b is eccentric with respect to the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a of the bearing housing 12. It has a structure on the opposite side to the circumferential position.

なお、本実施形態におけるトップフォイル９、中間フォイル１０およびバンプフォイル１１の材質は、たとえば、ＳＵＳ等の金属製であることが好ましい。 The top foil 9, the intermediate foil 10 and the bump foil 11 in the present embodiment are preferably made of metal such as SUS.

以上の構成としてある本実施形態のラジアルフォイル軸受７によれば、回転軸２が回転すると、くさび効果によって回転軸２とトップフォイル９との間に、空気が引き込まれて圧力が高まり、空気膜が流体潤滑膜となることで、回転軸２は、トップフォイル９に非接触な状態で支持される。 According to the radial foil bearing 7 of the present embodiment having the above configuration, when the rotary shaft 2 rotates, air is drawn between the rotary shaft 2 and the top foil 9 due to the wedge effect to increase the pressure, and the air film Becomes a fluid lubrication film, so that the rotating shaft 2 is supported in a non-contact state with the top foil 9.

以上の構成としてあるラジアルフォイル軸受７は、図１、図２に示すように、機械ハウジング４の軸受設置孔８に、軸受ハウジング１２の外周面が接する状態で取り付けられている。インペラ１の回転軸２は、この軸受設置孔８に取り付けられたラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の内側に挿通配置された状態で、ラジアルフォイル軸受７により回転自在に支持されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the radial foil bearing 7 having the above configuration is mounted in the bearing installation hole 8 of the machine housing 4 in a state where the outer peripheral surface of the bearing housing 12 is in contact with the bearing installation hole 8. The rotary shaft 2 of the impeller 1 is rotatably supported by the radial foil bearing 7 while being inserted and arranged inside the top foil 9 of the radial foil bearing 7 attached to the bearing installation hole 8.

なお、図１における符号３３は回転軸２に設けられたスラストカラー、３４はスラストカラー３３を回転自在に支持するスラスト軸受である。 In FIG. 1, reference numeral 33 is a thrust collar provided on the rotary shaft 2, and 34 is a thrust bearing that rotatably supports the thrust collar 33.

以上の構成としてあるターボ機械は、回転軸２およびインペラ１を回転させると、ラジアルフォイル軸受７では、くさび効果によって回転軸２とトップフォイル９との間に、空気が引き込まれて圧力が高まり、空気膜が流体潤滑膜となることで、回転軸２は、トップフォイル９に非接触な状態で支持される。 When the rotary shaft 2 and the impeller 1 are rotated in the turbomachine having the above-described configuration, air is drawn between the rotary shaft 2 and the top foil 9 in the radial foil bearing 7 due to the wedge effect to increase the pressure, Since the air film serves as a fluid lubrication film, the rotary shaft 2 is supported in a non-contact state with the top foil 9.

この際、図２に示すように、ラジアルフォイル軸受７は、軸受ハウジング１２の外周面１２ａの軸心位置Ｏ３が、軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２と一致した配置となっている。この軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２は、インペラハウジング３の内周部３ａの軸心位置Ｏ１と一致している。 At this time, as shown in FIG. 2, the radial foil bearing 7 is arranged such that the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a of the bearing housing 12 coincides with the axial center position O2 of the bearing installation hole 8. The shaft center position O2 of the bearing installation hole 8 coincides with the shaft center position O1 of the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3.

これに対し、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４は、外周面１２ａの軸心位置Ｏ３および軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２に対し、トップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所とは反対側へ偏心した配置となっている。 On the other hand, in the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, the seam 9a of the top foil 9 is arranged with respect to the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a and the axial center position O2 of the bearing installation hole 8. The arrangement is eccentric to the side opposite to the circumferential position.

回転軸２は、トップフォイル９、中間フォイル１０、バンプフォイル１１を介して軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに受けられることで、ラジアルフォイル軸受７に支持されているので、回転軸２の軸心位置Ｏ５は、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４に一致した配置となっている。この回転軸２の軸心位置Ｏ５は、回転軸２が連結されているインペラ１の軸心位置Ｏ６と同一である。 Since the rotary shaft 2 is supported by the radial foil bearing 7 by being received by the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12 via the top foil 9, the intermediate foil 10, and the bump foil 11, the rotary shaft 2 has an axial center. The position O5 is arranged to coincide with the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12. The axial center position O5 of the rotary shaft 2 is the same as the axial center position O6 of the impeller 1 to which the rotary shaft 2 is connected.

したがって、ターボ機械では、図２に示すように、二点鎖線で示すインペラハウジング３の内周部３ａに対し、一点鎖線で示すインペラ１が、ラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所とは反対側（矢印ｘ方向）へ偏心した配置とされている。なお、図２では、図示する便宜上、インペラ１の径、および、インペラハウジング３の内周部３ａの径は、ラジアルフォイル軸受７の外径寸法に対する比が図１よりも縮小して記載してある。 Therefore, in the turbomachine, as shown in FIG. 2, the impeller 1 indicated by the alternate long and short dash line and the joint 9a of the top foil 9 of the radial foil bearing 7 are arranged with respect to the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 indicated by the alternate long and two short dashes line. It is arranged so as to be eccentric to the opposite side (arrow x direction) from the circumferential position. In FIG. 2, for convenience of illustration, the diameter of the impeller 1 and the diameter of the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 are shown in a ratio smaller than the outer diameter dimension of the radial foil bearing 7 as compared with FIG. is there.

よって、インペラ１の外周部と、その外周に位置するインペラハウジング３の内周部３ａとの隙間Ｇは、ラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所の方向を、その他の方向に比して広くすることができる。 Therefore, the gap G between the outer peripheral portion of the impeller 1 and the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 located on the outer periphery thereof is defined by the circumferential direction where the seam 9a of the top foil 9 of the radial foil bearing 7 is arranged. It can be wider than in other directions.

外乱の作用時に、インペラ１は、ラジアルフォイル軸受７に支持された回転軸２と一緒にトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置されている方向に最も大きく変位すると想定されるが、この方向については、予めインペラハウジング３の内周部３ａとの隙間Ｇが他の方向に比して広くとられている。 When the disturbance acts, the impeller 1 is supposed to be displaced most in the direction in which the joint 9a of the top foil 9 is arranged together with the rotary shaft 2 supported by the radial foil bearing 7, but with respect to this direction, The gap G with the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 is made wider in advance than in other directions.

したがって、インペラ１がラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置されている方向に変位してインペラハウジング３の内周部３ａに接触する虞は、より確実に抑制することができる。 Therefore, the risk that the impeller 1 is displaced in the direction in which the seam 9a of the top foil 9 of the radial foil bearing 7 is arranged and comes into contact with the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 can be more reliably suppressed.

このため、本実施形態によれば、ラジアルフォイル軸受７に回転軸２が支持されている回転体であるインペラ１と、インペラ１の外周に配置された静止部であるインペラハウジング３とを備えた構成について、ラジアルフォイル軸受７の構造を要因とするインペラ１とインペラハウジング３との接触のしやすさの異方性に着目して、その対策を図ることができる。 Therefore, according to this embodiment, the radial foil bearing 7 includes the impeller 1, which is a rotating body in which the rotating shaft 2 is supported, and the impeller housing 3, which is a stationary portion arranged on the outer periphery of the impeller 1. Regarding the configuration, it is possible to take measures against the anisotropy of the ease of contact between the impeller 1 and the impeller housing 3 due to the structure of the radial foil bearing 7.

しかも、ラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所の方向を除く他の方向については、インペラ１がより変位しにくい。よって、本実施形態では、インペラ１とインペラハウジング３の内周部３ａとの隙間Ｇは、トップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される方向以外の方向については、より狭く設定することが可能になる。このため、インペラ１とインペラハウジング３の内周部との間に設ける隙間Ｇは、軸心方向に垂直な面での断面積を従来に比して削減することが可能になる。 Moreover, the impeller 1 is less likely to be displaced in the other directions except the direction of the circumferential portion where the seam 9a of the top foil 9 of the radial foil bearing 7 is arranged. Therefore, in the present embodiment, the gap G between the impeller 1 and the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 can be set narrower in a direction other than the direction in which the joint 9a of the top foil 9 is arranged. .. Therefore, the gap G provided between the impeller 1 and the inner peripheral portion of the impeller housing 3 can be reduced in cross-sectional area in a plane perpendicular to the axial direction as compared with the conventional case.

なお、機械ハウジング４にて、軸挿通空間５に軸受設置孔８を設けるときに、軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２をインペラハウジング３の内周部３ａの軸心位置Ｏ１と一致させるという構成自体は、従来の一般のターボ機械と同様である。 In the machine housing 4, when the bearing installation hole 8 is provided in the shaft insertion space 5, the axial center position O2 of the bearing installation hole 8 is aligned with the axial center position O1 of the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3. As such, it is similar to a conventional general turbomachine.

しかし、本実施形態におけるラジアルフォイル軸受７は、軸受ハウジング１２に、外周面１２ａの軸心位置Ｏ３に対し、内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４が、トップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所とは反対側へ偏心しているという構成を備えている。 However, in the radial foil bearing 7 according to the present embodiment, in the bearing housing 12, the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b is arranged with respect to the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a, and the joint 9a of the top foil 9 is arranged. It has a configuration in which it is eccentric to the side opposite to the direction point.

よって、従来のターボ機械と同様に機械ハウジング４に設けられた軸受設置孔８に、本実施形態におけるラジアルフォイル軸受７を取り付けて回転軸２を支持させることにより、インペラ１の外周部と、インペラハウジング３の内周部３ａとの隙間Ｇを、ラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所の方向で、その他の方向に比して広くするという構成を容易に実現することができる。 Therefore, as in the conventional turbomachine, the radial foil bearing 7 according to the present embodiment is attached to the bearing installation hole 8 provided in the machine housing 4 to support the rotary shaft 2, and thus the outer peripheral portion of the impeller 1 and the impeller 1. It is possible to easily realize a configuration in which the gap G with the inner peripheral portion 3a of the housing 3 is widened in the circumferential direction where the seam 9a of the top foil 9 of the radial foil bearing 7 is arranged as compared with other directions. can do.

なお、ラジアルフォイル軸受７の軸受ハウジング１２における外周面１２ａの軸心位置Ｏ３に対する内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４の偏心量は、ターボ機械に作用する外乱の種類や大きさ、ラジアルフォイル軸受７におけるバンプフォイル１１がトップフォイル９を外周側から支持する支持剛性（支持力）が、トップフォイル９の継ぎ目９ａの配置と対応する周方向の一部分で、周方向の他の部分に比して低くなっている割合などに応じて適宜設定すればよい。 The eccentric amount of the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b with respect to the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a of the bearing housing 12 of the radial foil bearing 7 depends on the type and magnitude of the disturbance acting on the turbomachine, the radial foil bearing 7 The supporting rigidity (supporting force) of the bump foil 11 in supporting the top foil 9 from the outer peripheral side is lower in a part in the circumferential direction corresponding to the arrangement of the joint 9a of the top foil 9 than in other parts in the circumferential direction. It may be set appropriately according to the ratio of the

本実施形態のラジアルフォイル軸受７は、トップフォイル９とバンプフォイル１１との間に中間フォイル１０を備えている。このため、回転軸２が外乱により変位するときには、回転軸２の変位に伴って変形するトップフォイル９およびバンプフォイル１１に対して中間フォイル１０が摺動することにより減衰効果を得ることができる。したがって、この減衰効果により、回転軸２やインペラ１に生じる振動は速やかに収束させることができる。 The radial foil bearing 7 of this embodiment includes an intermediate foil 10 between a top foil 9 and a bump foil 11. Therefore, when the rotating shaft 2 is displaced due to a disturbance, the damping effect can be obtained by sliding the intermediate foil 10 with respect to the top foil 9 and the bump foil 11 that are deformed with the displacement of the rotating shaft 2. Therefore, due to this damping effect, the vibration generated in the rotating shaft 2 and the impeller 1 can be quickly converged.

［第１実施形態の変形例１］
図７は、図５に示した軸受ハウジングにバンプフォイル片を係止する係止部の他の例を示す斜視図である。 [Modification 1 of the first embodiment]
FIG. 7 is a perspective view showing another example of the locking portion for locking the bump foil piece on the bearing housing shown in FIG.

図７において、図５に示したものと同一のものには同一符号を付してその説明を省略する。 7, the same components as those shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

軸受ハウジング１２の内周面１２ｂには、第１実施形態と同様に、溝２１が、軸受ハウジング１２の軸心方向に沿って全長に亘り設けられている。このため、溝２１の長手方向は、軸受ハウジング１２の軸心方向となっている。溝２１には、長手方向の中央部に、溝２１に連通する係合凹部２２ａが形成されている。係合凹部２２ａは、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂから外周面１２ａまで、内周面１２ｂの半径方向に沿って貫通する貫通孔により形成されている。係合凹部２２ａは、開口形状が円形または長円形とされている。この係合凹部２２ａは、軸受ハウジング１２の外周面１２ａから内周面１２ｂに向けてドリル等で孔空け加工（機械加工）することで形成することができる。なお、係合凹部２２ａは、他の加工方法で形成してもよいことは勿論であり、その場合は、係合凹部２２ａの開口形状は円形または長円形でなくてもよい。 On the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, the groove 21 is provided over the entire length in the axial direction of the bearing housing 12, as in the first embodiment. Therefore, the longitudinal direction of the groove 21 is the axial direction of the bearing housing 12. The groove 21 is formed with an engaging recess 22a communicating with the groove 21 at the center in the longitudinal direction. The engagement recess 22a is formed by a through hole that extends from the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12 to the outer peripheral surface 12a along the radial direction of the inner peripheral surface 12b. The engagement recess 22a has an opening shape of a circle or an oval. The engagement recess 22a can be formed by drilling (machining) from the outer peripheral surface 12a of the bearing housing 12 toward the inner peripheral surface 12b with a drill or the like. Of course, the engaging recess 22a may be formed by another processing method. In that case, the opening shape of the engaging recess 22a does not have to be circular or oval.

係合凹部２２ａに連通する溝２１には、係止部材３５が嵌めて設置される。係止部材３５は、溝２１に収容される薄板状（四角柱状）の棒状部３６と、棒状部３６における軸受ハウジング１２に対向する面に形成された係合突部３７と、棒状部３６におけるバンプフォイル１１に対向する面に形成された一対の係合突部３８とを備えた構成とされている。 The locking member 35 is fitted and installed in the groove 21 communicating with the engaging recess 22a. The locking member 35 includes a thin plate-shaped (square columnar) rod-shaped portion 36 accommodated in the groove 21, an engagement protrusion 37 formed on a surface of the rod-shaped portion 36 facing the bearing housing 12, and a rod-shaped portion 36. It is configured to include a pair of engaging protrusions 38 formed on the surface facing the bump foil 11.

棒状部３６は、図５に示されている棒状の連結部２５と同様に、溝２１に収まる高さ（厚み）寸法とされている。これにより、棒状部３６が溝２１に収容された状態では、一対の係合突部３８を除き内周面１２ｂの内側に突出する部分は生じない。 The rod-shaped portion 36 has a height (thickness) dimension that fits in the groove 21, similarly to the rod-shaped connecting portion 25 shown in FIG. 5. As a result, when the rod-shaped portion 36 is housed in the groove 21, there is no portion that protrudes inward of the inner peripheral surface 12b except for the pair of engaging protrusions 38.

係合突部３７は、軸受ハウジング１２の係合凹部２２ａの位置に対応させて棒状部３６の長手方向の中央部に形成されている。また、係合突部３７は、軸受ハウジング１２の軸心方向に沿う方向の幅が、係合凹部２２ａの溝２１の長手方向に沿う方向の内径に略等しく形成されている。これにより、係合突部３７は、係合凹部２２ａに挿通された状態では、溝２１の長手方向への変位がほとんど防止される。したがって、係止部材３５は、軸受ハウジング１２の軸心方向への変位が防止される。 The engagement protrusion 37 is formed at the center of the rod-shaped portion 36 in the longitudinal direction corresponding to the position of the engagement recess 22 a of the bearing housing 12. The width of the engaging projection 37 in the axial direction of the bearing housing 12 is formed to be substantially equal to the inner diameter of the engaging recess 22a in the longitudinal direction of the groove 21. As a result, the engagement protrusion 37 is almost prevented from being displaced in the longitudinal direction of the groove 21 when inserted into the engagement recess 22a. Therefore, the locking member 35 is prevented from being displaced in the axial direction of the bearing housing 12.

なお、係合凹部２２ａは、軸受ハウジング１２の軸心方向の中心に配置されることなく、中心から一方あるいは他方に偏った位置に配置されていてもよい。その場合、係止部材３５の係合突部３７も、係合凹部２２ａの配置に対応させて棒状部３６の長手方向の中心から偏った位置に形成すればよい。 The engagement recess 22a may be arranged not at the center of the bearing housing 12 in the axial direction but at a position deviated to one side or the other side from the center. In that case, the engagement protrusion 37 of the locking member 35 may be formed at a position deviated from the center of the rod-shaped portion 36 in the longitudinal direction corresponding to the arrangement of the engagement recess 22a.

係合突部３８は、棒状部３６の長手方向の両端部に、係合突部３７が突出する側とは反対側に突出して形成されている。 The engagement protrusions 38 are formed at both ends of the rod-shaped portion 36 in the longitudinal direction so as to protrude to the side opposite to the side where the engagement protrusions 37 protrude.

以上の構成を有する係止部材３５は、係合突部３７を軸受ハウジング１２の係合凹部２２ａに挿入し、棒状部３６を溝２１に嵌めることで、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに取り付けられている。この状態では、一対の係合突部３８が、溝２１の両端部において、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂの内側に突出して配置される。 The locking member 35 having the above configuration is attached to the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12 by inserting the engaging protrusion 37 into the engaging recess 22a of the bearing housing 12 and fitting the rod-shaped portion 36 into the groove 21. Has been. In this state, the pair of engaging projections 38 are arranged so as to project inside the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12 at both ends of the groove 21.

なお、係止部材３５は、図５に示されている係止部材２３と同様に、ステンレスなどの金属板を材料として、ワイヤ放電加工により形成してもよいが、棒状部３６に係合突部３７や係合突部３８を有する形状をエッチング加工により形成してもよい。 The locking member 35 may be formed by wire electric discharge machining using a metal plate such as stainless steel as in the locking member 23 shown in FIG. The shape having the portion 37 and the engaging protrusion 38 may be formed by etching.

各バンプフォイル片２６の谷部２８の両側縁部には、第１実施形態と同様に、矩形状の係合切欠２９が形成されている。本変形例では、係合切欠２９の形状は、係合突部３８の断面形状に対応した形状とされている。 Similar to the first embodiment, rectangular engaging notches 29 are formed on both side edges of the valley portion 28 of each bump foil piece 26. In this modification, the engagement notch 29 has a shape corresponding to the cross-sectional shape of the engagement protrusion 38.

各バンプフォイル片２６は、それぞれ軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに沿って配置するときに、係合切欠２９を、内周面１２ｂの周方向の３個所で、溝２１の両端部で内周面１２ｂより内側に突出している係合突部３８に嵌めて係止させる。これにより、各バンプフォイル片２６は、軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに係止された状態で、周方向への変位が防止される。 When the bump foil pieces 26 are respectively arranged along the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, the engagement notches 29 are provided at three positions in the circumferential direction of the inner peripheral surface 12b at both ends of the groove 21. The engaging projection 38 protruding inward from the surface 12b is fitted and locked. As a result, each bump foil piece 26 is prevented from being displaced in the circumferential direction while being locked to the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12.

［第１実施形態の変形例２］
図８は、図７に示した軸受ハウジングにバンプフォイル片を係止する係止部の更に他の例を示す斜視図である。 [Modification 2 of the first embodiment]
FIG. 8 is a perspective view showing still another example of the engaging portion for engaging the bump foil piece with the bearing housing shown in FIG.

図８において、図７に示したものと同一のものには同一符号を付してその説明を省略する。 In FIG. 8, the same parts as those shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

バンプフォイル片２６の谷部２８には、両側縁部に形成されている係合切欠２９のほかに、谷部２８の長手方向の中央部に、係合孔３９が貫通して形成されている。係合孔３９は、軸受ハウジング１２の溝２１に形成されている係合凹部２２ａの位置に対応させて形成されている。これにより、バンプフォイル片２６が軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに沿って配置されたときに、係合孔３９は、係合凹部２２ａに重なるように配置されて係合凹部２２ａに連通するようになっている。 In the valley portion 28 of the bump foil piece 26, in addition to the engaging notches 29 formed on both side edge portions, an engaging hole 39 is formed penetrating the central portion of the valley portion 28 in the longitudinal direction. .. The engagement hole 39 is formed so as to correspond to the position of the engagement recess 22 a formed in the groove 21 of the bearing housing 12. Accordingly, when the bump foil piece 26 is arranged along the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, the engagement hole 39 is arranged so as to overlap the engagement recess 22a and communicates with the engagement recess 22a. It has become.

本変形例では、各バンプフォイル片２６を軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに係止させるときに、各バンプフォイル片２６よりも軸受ハウジング１２の中心寄りに配置する係止部材４０を用いる。 In this modified example, when each bump foil piece 26 is locked to the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, a locking member 40 that is arranged closer to the center of the bearing housing 12 than each bump foil piece 26 is used.

そのため、係止部材４０は、薄板状（四角柱状）の棒状部４１と、この棒状部４１におけるバンプフォイル１１に対向する面に形成された係合突部４２および一対の係合突部４３とを備えた構成とされている。したがって、係止部材４０は、棒状部４１が軸受ハウジング１２の内周面１２ｂの溝２１に収容されるのではなく、棒状部４１と軸受ハウジング１２の内周面１２ｂとの間にバンプフォイル片２６の谷部２８を挟む配置で使用される。 Therefore, the locking member 40 includes a thin plate-shaped (square columnar) rod-shaped portion 41, an engagement protrusion 42 and a pair of engagement protrusions 43 formed on a surface of the rod-shaped portion 41 facing the bump foil 11. It is configured with. Therefore, in the locking member 40, the rod-shaped portion 41 is not housed in the groove 21 of the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12, but the bump foil piece is provided between the rod-shaped portion 41 and the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12. It is used in an arrangement that sandwiches the valley portion 28 of 26.

係合突部４２は、図７に示した係止部材３５の係合突部３７に比べて、溝２１の深さとバンプフォイル片２６の厚さに相当する分、長く延びる寸法で形成されている。これにより、係合突部４２は、バンプフォイル片２６の係合孔３９に挿通させた状態で、軸受ハウジング１２の係合凹部２２ａに挿入することができる。 The engaging protrusion 42 is formed to have a dimension that extends longer than the engaging protrusion 37 of the locking member 35 shown in FIG. 7 by the depth of the groove 21 and the thickness of the bump foil piece 26. There is. As a result, the engagement protrusion 42 can be inserted into the engagement recess 22 a of the bearing housing 12 while being inserted into the engagement hole 39 of the bump foil piece 26.

棒状部４１の両端部の係合突部４３は、係合突部４２と同じ側に延びて形成されている。各係合突部４３は、バンプフォイル片２６の厚さよりも長く形成されると共に、バンプフォイル片２６の厚さと溝２１の深さを足した寸法よりも短く形成されている。 The engagement protrusions 43 at both ends of the rod-shaped portion 41 are formed to extend on the same side as the engagement protrusions 42. Each of the engaging protrusions 43 is formed to be longer than the thickness of the bump foil piece 26 and shorter than the sum of the thickness of the bump foil piece 26 and the depth of the groove 21.

以上のように構成されている係止部材４０は、各バンプフォイル片２６を軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに沿って配置した状態で、各バンプフォイル片２６の係合切欠２９と係合孔３９を備えた谷部２８に沿わせて配置する。 The locking member 40 configured as described above has the engagement notch 29 and the engagement hole of each bump foil piece 26 in a state where each bump foil piece 26 is arranged along the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12. It is arranged along the valley 28 provided with 39.

次いで、係止部材４０は、係合突部４２が、バンプフォイル片２６の係合孔３９を通して係合凹部２２ａに挿入されると共に、係合突部４３が、バンプフォイル片２６の係合切欠２９に係合させられてから溝２１に差し込まれる。これにより、各バンプフォイル片２６は、係合突部４２と４３を介して軸受ハウジング１２の内周面１２ｂに係止され、この状態で、図７の場合と同様に、各バンプフォイル片２６は、周方向への変位が防止される。 Next, in the locking member 40, the engaging protrusion 42 is inserted into the engaging recess 22 a through the engaging hole 39 of the bump foil piece 26, and the engaging protrusion 43 is engaged with the notch of the bump foil piece 26. After being engaged with 29, it is inserted into the groove 21. As a result, each bump foil piece 26 is locked to the inner peripheral surface 12b of the bearing housing 12 via the engaging projections 42 and 43, and in this state, as in the case of FIG. Is prevented from being displaced in the circumferential direction.

［第２実施形態］
図９は、回転機械の第２実施形態の概略を示すもので、回転機械をラジアルフォイル軸受のトップフォイルの継ぎ目を通る直径と軸心とに沿う面で切断した断面を示す図である。図１０は、回転機械をラジアルフォイル軸受の近傍位置で回転軸の軸心に垂直な面で切断した断面を拡大して示す図である。 [Second Embodiment]
FIG. 9 schematically shows a second embodiment of the rotary machine, and is a view showing a cross section of the rotary machine taken along a plane passing through a diameter passing through a seam of the top foil of the radial foil bearing and a shaft center. FIG. 10 is an enlarged view showing a cross section of the rotary machine cut in a plane perpendicular to the axis of the rotary shaft at a position near the radial foil bearing.

なお、図９、図１０において、第１実施形態に示したものと同一のものには同一符号を付してその説明を省略する。 9 and 10, the same parts as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施形態の回転機械は、図１と同様の構成において、ラジアルフォイル軸受７の軸受ハウジング１２と、機械ハウジング４に設ける軸受設置孔８について変更を加えたものである。 The rotary machine according to the present embodiment has a configuration similar to that of FIG. 1, except that the bearing housing 12 of the radial foil bearing 7 and the bearing installation hole 8 provided in the machine housing 4 are modified.

ラジアルフォイル軸受７は、外周面１２ａの軸心位置Ｏ３と内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４が同一となる円筒構造の軸受ハウジング１２ｘを有する構成とされている。 The radial foil bearing 7 is configured to have a cylindrical bearing housing 12x in which the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a and the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b are the same.

ラジアルフォイル軸受７におけるその他の構成は、第１実施形態と同様である。 The other configuration of the radial foil bearing 7 is the same as that of the first embodiment.

機械ハウジング４には、軸挿通空間５に、インペラハウジング３の内周部３ａの軸心位置Ｏ１に対して、図１、図２に矢印ｘで示す方向に設定された寸法で偏心した軸心位置Ｏ２を有する軸受設置孔８が設けられている。 In the machine housing 4, in the shaft insertion space 5, the shaft center is eccentric with respect to the shaft center position O1 of the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 in a dimension set in a direction indicated by an arrow x in FIGS. A bearing installation hole 8 having a position O2 is provided.

本実施形態では、軸受設置孔８にラジアルフォイル軸受７を取り付けるときには、トップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向位置が予め決められており、軸心位置Ｏ２は、軸心位置Ｏ１に対して、トップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所に対して反対側に偏心された構成とされている。 In the present embodiment, when mounting the radial foil bearing 7 in the bearing installation hole 8, the circumferential position where the joint 9a of the top foil 9 is arranged is predetermined, and the axial center position O2 is relative to the axial center position O1. Thus, the top foil 9 is eccentrically arranged on the opposite side to the circumferential position where the joint 9a is arranged.

なお、本実施形態では、軸挿通空間５は、軸受設置孔８と同径で同軸心配置の円形の孔とされている。 In the present embodiment, the shaft insertion space 5 is a circular hole having the same diameter as the bearing installation hole 8 and arranged coaxially.

機械ハウジング４の軸受設置孔８には、前記のようにトップフォイル９の継ぎ目９ａの周方向位置が予め決められた姿勢のラジアルフォイル軸受７が、軸受設置孔８の内側に軸受ハウジング１２ｘの外周面１２ａが接する状態で取り付けられている。 In the bearing installation hole 8 of the machine housing 4, the radial foil bearing 7 in which the circumferential position of the seam 9a of the top foil 9 is predetermined as described above is provided inside the bearing installation hole 8 of the bearing housing 12x. It is attached so that the surfaces 12a are in contact with each other.

本実施形態のターボ機械では、図１０に示すように、ラジアルフォイル軸受７の外周面１２ａの軸心位置Ｏ３、内周面１２ｂの軸心位置Ｏ４は、軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２と一致した配置となっている。したがって、回転軸２の軸心位置Ｏ５およびインペラ１の軸心位置Ｏ６も、軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２と一致している。 In the turbomachine of the present embodiment, as shown in FIG. 10, the axial center position O3 of the outer peripheral surface 12a of the radial foil bearing 7 and the axial center position O4 of the inner peripheral surface 12b are the same as the axial center position O2 of the bearing installation hole 8. The arrangement is consistent. Therefore, the axial center position O5 of the rotary shaft 2 and the axial center position O6 of the impeller 1 also coincide with the axial center position O2 of the bearing installation hole 8.

この際、軸受設置孔８の軸心位置Ｏ２は、インペラハウジング３の内周部３ａの軸心位置Ｏ１に対し、ラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所とは反対側へ偏心した配置となっている。 At this time, the axial position O2 of the bearing installation hole 8 is different from the axial position O1 of the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 with respect to the circumferential position where the seam 9a of the top foil 9 of the radial foil bearing 7 is arranged. It is eccentric to the other side.

したがって、ターボ機械では、図１０に示すように、二点鎖線で示すインペラハウジング３の内周部３ａに対し、一点鎖線で示すインペラ１が、ラジアルフォイル軸受７のトップフォイル９の継ぎ目９ａが配置される周方向個所とは反対側（矢印ｘ方向）へ偏心した配置となる。なお、図１０では、図示する便宜上、インペラ１の径、および、インペラハウジング３の内周部３ａの径は、ラジアルフォイル軸受７の外径寸法に対する比が図９よりも縮小して記載してある。 Therefore, in the turbomachine, as shown in FIG. 10, the impeller 1 indicated by the alternate long and short dash line and the joint 9a of the top foil 9 of the radial foil bearing 7 are arranged with respect to the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 indicated by the alternate long and two short dashes line. The position is eccentric to the opposite side (the direction of arrow x) from the circumferential position. Note that, in FIG. 10, for convenience of illustration, the diameter of the impeller 1 and the diameter of the inner peripheral portion 3a of the impeller housing 3 are described such that the ratio to the outer diameter dimension of the radial foil bearing 7 is smaller than that in FIG. is there.

よって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に使用して同様の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment as well, the same effect can be obtained by using the same as the first embodiment.

なお、本発明は、前記各実施形態にのみ限定されるものではなく、ラジアルフォイル軸受７は、中間フォイル１０を備えることが好ましいが、中間フォイルを省略して、バンプフォイル１１の内周側にトップフォイルが直接配置される構成としてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the radial foil bearing 7 preferably includes the intermediate foil 10, but the intermediate foil is omitted and the radial foil bearing 7 is provided on the inner peripheral side of the bump foil 11. The top foil may be directly arranged.

トップフォイル９は、継ぎ目９ａの部分で軸受ハウジング１２，１２ｘに支持されて回転が防止されるようにしてあれば、トップフォイル９の継ぎ目９ａの部分を軸受ハウジング１２，１２ｘに支持させる手段や構造は、図示した以外の任意の手段や構造を採用してもよい。たとえば、トップフォイル９は、長手方向の一方の端部側のみが支持されていてもよい。トップフォイル９は、長手方向の一端側と他端側が単に接近した配置とされていてもよい。トップフォイル９は、継ぎ目９ａの部分で軸受ハウジング１２，１２ｘに固定されていてもよい。 If the top foil 9 is supported by the bearing housings 12, 12x at the joints 9a to prevent rotation, a means or structure for supporting the joints 9a of the top foils 9 by the bearing housings 12, 12x. May employ any means or structure other than those shown. For example, the top foil 9 may be supported only on one end side in the longitudinal direction. The top foil 9 may be arranged such that one end side and the other end side in the longitudinal direction are simply close to each other. The top foil 9 may be fixed to the bearing housings 12 and 12x at the joint 9a.

ラジアルフォイル軸受７は、軸受ハウジング１２，１２ｘの内側に、空気以外の気体や液体が充填された構成を備えていてもよい。 The radial foil bearing 7 may have a configuration in which a gas or liquid other than air is filled inside the bearing housings 12 and 12x.

更に、ラジアルフォイル軸受７は、軸受ハウジング１２，１２ｘの内周面１２ｂの内側に、バックフォイルと、周方向の一個所に継ぎ目９ａを有するトップフォイル９とを備えて、動圧流体軸受としての機能を備えていれば、図示した以外の任意の構成を採用してもよい。 Further, the radial foil bearing 7 is provided with a back foil and a top foil 9 having a seam 9a at one position in the circumferential direction inside the inner peripheral surface 12b of the bearing housings 12 and 12x, and serves as a hydrodynamic bearing. Any configuration other than that illustrated may be adopted as long as it has a function.

機械ハウジング４の軸挿通空間５は、回転軸２を挿通配置するときに干渉するものがなければ、軸受設置孔８以外の部分は任意の形状としてあってもよい。 As long as the shaft insertion space 5 of the machine housing 4 does not interfere with the rotation shaft 2 when it is inserted and arranged, the parts other than the bearing installation hole 8 may have any shape.

本発明の回転機械として、ターボ機械を例示したが、ラジアルフォイル軸受７に回転軸２が支持された回転体と、回転体の外周に配置された静止部とを備えていれば、任意の回転機械に本発明を適用してもよい。 Although a turbo machine has been illustrated as the rotary machine of the present invention, any rotary machine can be used as long as it has a rotating body in which the rotating shaft 2 is supported by the radial foil bearing 7 and a stationary portion arranged on the outer periphery of the rotating body. The present invention may be applied to a machine.

この場合、回転体の外周に配置された静止部は、回転体に接近して配置される最内周部が周方向に連続する形状のものでもよいが、最内周部が周方向に断続するものであってもよい。 In this case, the stationary portion arranged on the outer periphery of the rotating body may have a shape in which the innermost peripheral portion arranged close to the rotating body is continuous in the circumferential direction, but the innermost peripheral portion is intermittent in the circumferential direction. It may be one that does.

その他本発明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。 Needless to say, various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

１ インペラ（回転体）、２ 回転軸、３ インペラハウジング（静止部）、４ 機械ハウジング、５ 軸挿通空間、７ ラジアルフォイル軸受、８ 軸受設置孔、９ トップフォイル、９ａ 継ぎ目、１１ バンプフォイル（バックフォイル）、１２，１２ｘ 軸受ハウジング、１２ａ 外周面、１２ｂ 内周面、Ｏ１ 軸心位置、Ｏ２ 軸心位置、Ｏ５ 軸心位置 1 impeller (rotating body), 2 rotating shaft, 3 impeller housing (stationary part), 4 machine housing, 5 shaft insertion space, 7 radial foil bearing, 8 bearing installation hole, 9 top foil, 9a seam, 11 bump foil (back) Foil), 12,12x bearing housing, 12a outer peripheral surface, 12b inner peripheral surface, O1 axis center position, O2 axis center position, O5 axis center position

Claims (5)

回転体と、
前記回転体に連結された回転軸と、
前記回転体の外周に配置された静止部と、
前記回転軸を横方向に挿通させる軸挿通空間を有する機械ハウジングと、
前記軸挿通空間に設けられた軸受設置孔と、
前記軸受設置孔に設置されて前記回転軸を支持するラジアルフォイル軸受とを備え、
前記ラジアルフォイル軸受は、周方向の一個所に継ぎ目を有して前記回転軸の外側に配置されるトップフォイルと、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およびバックフォイルを収容する軸受ハウジングを備えると共に、前記トップフォイルが前記継ぎ目の部分で前記軸受ハウジングに保持された構成を備え、
且つ、前記回転軸の軸心位置は、前記静止部の軸心位置に対し、前記ラジアルフォイル軸受のトップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成を有すること
を特徴とする回転機械。 A rotating body,
A rotating shaft connected to the rotating body,
A stationary portion arranged on the outer periphery of the rotating body,
A machine housing having a shaft insertion space for inserting the rotation shaft in a lateral direction,
A bearing installation hole provided in the shaft insertion space,
A radial foil bearing installed in the bearing installation hole to support the rotating shaft,
The radial foil bearing has a top foil which has a seam at one circumferential position and is arranged outside the rotary shaft, a back foil arranged radially outside the top foil, and the top foil and the back foil. A bearing housing accommodating a foil, and a configuration in which the top foil is held by the bearing housing at the seam portion,
The axial center position of the rotating shaft is eccentrically provided on the opposite side to the circumferential position where the seam of the top foil of the radial foil bearing is arranged with respect to the axial center position of the stationary portion. A rotating machine characterized by that. 前記軸受設置孔は、前記静止部の軸心位置と一致した軸心位置を有し、
前記ラジアルフォイル軸受は、前記軸受設置孔に取り付けられる前記軸受ハウジングの外周面に対し、前記バックフォイルおよび前記トップフォイルを内側に配置する前記軸受ハウジングの内周面が、前記トップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成を有する
請求項１記載の回転機械。 The bearing installation hole has an axial center position that matches the axial center position of the stationary portion,
In the radial foil bearing, an inner peripheral surface of the bearing housing, in which the back foil and the top foil are arranged inside, is arranged with respect to an outer peripheral surface of the bearing housing mounted in the bearing installation hole, and a joint of the top foil is arranged. The rotary machine according to claim 1, wherein the rotary machine is eccentrically provided on the side opposite to the circumferential position. 前記軸受設置孔は、前記静止部の軸心位置に対し、前記軸受設置孔に設置されるラジアルフォイル軸受にて前記トップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成を有する
請求項１記載の回転機械。 The bearing installation hole is eccentrically provided with respect to an axial center position of the stationary portion on a side opposite to a circumferential position where a seam of the top foil is arranged in a radial foil bearing installed in the bearing installation hole. The rotary machine according to claim 1, which has a different configuration. 前記回転体はインペラとし、
前記静止部はインペラハウジングとした
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転機械。 The rotating body is an impeller,
The rotary machine according to claim 1, wherein the stationary portion is an impeller housing. 周方向の一個所に継ぎ目を有して回転軸の外側に配置されるトップフォイルと、
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およびバックフォイルを内周面の内側に収容し、且つ外周面が回転機械の軸受設置孔に取り付けられる軸受ハウジングとを備え、
前記トップフォイルは、前記継ぎ目の部分で前記軸受ハウジングに保持され、
更に、前記軸受ハウジングは、前記外周面に対し、前記内周面が、前記トップフォイルの継ぎ目が配置される周方向個所とは反対側に偏心して設けられた構成を有すること
を特徴とするラジアルフォイル軸受。 A top foil arranged on the outer side of the rotating shaft with a seam at one position in the circumferential direction,
A back foil arranged radially outside the top foil,
A bearing housing that accommodates the top foil and the back foil inside an inner peripheral surface, and has an outer peripheral surface that is mounted in a bearing installation hole of a rotating machine;
The top foil is retained in the bearing housing at the seam,
Further, the bearing housing has a configuration in which the inner peripheral surface is eccentrically provided with respect to the outer peripheral surface on a side opposite to a circumferential position where the seam of the top foil is arranged. Foil bearings.
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