JPH01247820A - フォイルジャーナル軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、フォイルジャーナル軸受に係わり。

特に多孔性の軸受面を持った動圧ジャーナル軸受に関す
る。

［従来の技術］ 本発明者は、既に、第３図に示すようにペアリングフオ
イｌし１、ダンプフオイｌし２、スプリングフォイル３
を連続して一体加工し、これを三重巻きにして軸受ケー
ス４に組み付けるようにしたフォイルジャーナル軸受を
提案したく特開昭６１−７４９１０号公報）。

これによって、フォイル軸受の成形、組立、加工を容易
にしている。特に１枚のフォイルを三重巻きにして組み
付けるだけで軸受ができるという点で、小型の軸受に好
適となる。

また一方、この軸受ではベアリングフォイル１に昇圧流
体膜圧を入口側より出口側で大きく解放する解放路５を
設け、ダンプフォイル２に大きな制振作用を付与するこ
とによって、自動振動の抑制効果を高めるようにしてい
る。

ところが、上記した軸受は、確かに帽り組付けは容易と
なるけれども、性能面においてはベアリングフォイル１
に解放路５を設ける程度では十分な自動振動の抑制効果
が得られないことがわかった、これは、ベアリングフォ
イル１に解放路５を多数個説けた程度では、振れ回り不
安定（ホワール）の原因となる高速回転時における過大
な動圧発生分抑制できないことを意味している。

し発明が解決しようとする課題］ ところで、動圧気体軸受ではなく、静圧気体軸受におい
ては、上述した解放路に相当する給気孔を軸受面に多数
形成した多数給気化静圧気体軸受に比べ、無数の微小な
給気孔が軸受面に一様に分布した多孔質静圧気体軸受は
、負荷能力、軸受剛性および安定性に優れていることが
知られている。

したがって、この多孔質気体軸受を動圧気体軸受にも適
用できれば高速時のホワールを有効に解決することが可
能となる。最も、従来用いられている多孔質材料は、金
属粒子を焼結成形させるため表面のうねりや粗さが極め
て大きく、そのままでは軸受すきまが高々数十ミクロン
という気体軸受の軸受面に用いることはできない。

かといって多孔質材料の表面を機械加工すると材料表面
に目づまりが生じ、軸受性能を低下させることにな′つ
てしよう、この点でフォイルジャーナル軸受には、フォ
イルにホトエツチングで無数の小孔と容易に形成するこ
とができるので、上述した欠点はない、そこで、本発明
の目的は、軸受フォイルを多孔性にすることによって、
上記した従来技術の欠点を解消し、高速安定性に潰れ、
かつ構造組立が容易なフォイルジャーナル軸受を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のフォイルジャーナル軸受は、軸受機能を有する
軸受フォイルと、バックアップ機能を有するバンクフォ
イルと、ばね機能を有するばねフォイルとを連続して一
体加工し、これらを三、Ｉ［遣となるように軸受ケース
内に組付けて構成される。

軸受フォイルは、軸受すきまに発生する動圧を解放する
無数の微小な解放孔をエツチングにより軸受面に一様に
分布させる。

バックフォイルは表裏に一様な平滑面を有する。

ばねフォイルは回転軸の回転方向にばねを分布させるた
めに、表裏にその表と裏とで交互に配列される線状突起
を有する。

［作用］ 無数の微小な解放孔は軸受すきまとバックフォイル間を
連絡させる絞り抵抗を形成する。したがって、回転軸の
回転が高速になって軸受すきまに発生する動圧が大きく
なると、その圧力の一部が絞り抵抗を通って軸受面から
一様に解放され、軸受すきまの昇圧気体膜圧は減衰され
る。

また、フォイルを三層構造となるように組み付けること
により、軸受フォイルには平滑なバンクフォイルが接触
することとなる。このために絞り抵抗を通って解放され
る圧力は、バックフォイルを変形させなければ排気され
ないため、軸受フォイルとバックフォイルとの接触部に
も絞り抵抗が形成される。したがって動圧軸受としての
圧力発生を著しく阻害されることはない。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を第１図〜第２図を用いて説明す
る。

第２図は本発明のフォイルジャーナル軸受例の展開図を
示す、軸受フォイル１１とバックフォイル１２とばねフ
ォイル１３とが一枚の長尺なフォイルに、順に連続して
一体加工されている。

軸受フォイル１１には軸受すきまに発生する動圧をフォ
イルの厚さ方向に解放する無数の微小な解放孔１５が軸
受面に一様に分布させである。

解放孔１５は、絞り抵抗を形成する。

ホトエツチングを使えば解放孔は同一径のものを容易か
つ一様に分布させることが可能である。解放孔１５の孔
径は、例えば板厚の数分の１に加工される。特にフォイ
ルの両面から工・ンチングすれば、解放孔１５は中程で
すぼまるオリフィスまたは毛細管として機能する（第１
図１５）バックフォイル１２は一様に平滑な表裏を有し
、軸受フォイル１１とばねフォイル１３との間に介在し
て、軸受フォイル１１をバックアップする。バックフォ
イル１２を介在しないで軸受フォイル１１を直接ばねフ
ォイル１３で支承してしまうと、解放孔１５の出口が解
放状態となって、入口側に発生する圧力を常に解放し、
動圧軸受としての圧力発生を著しく害することになる。

しかし、平滑なバックフォイル１２を軸受フォイル１１
に接触させると、解放路５の出口は閉塞され、入口側に
発生する圧力が過度に大きくなったとき、バックフォイ
ル１２が変形して始めて解放されるので、動圧軸受とし
ての圧力発生を著しく害することはない。

ばねフォイル１３は表裏にその表と裏とで交互に長さ方
向に互って配列される幅方向を向いた線状突起１６を有
して、ばねフォイル１３に長さ方向、即ち回転軸の回転
方向にばねを分布させている。これら線状突起１６は他
の部分をホトエツチングにより彫り下げることによって
得ている。

なお、ばねフォイル１３の最終端には軸受ケースに固定
するための回り止めキー１４がスポット溶接されている
。

このようにしてホトエツチング加工により成形された３
つの機能を持つ長尺なフォイルを第１図に示すように３
重巻きにして軸受ケース４の内周面に組み付ける。内周
面に組み付けられた状態で、回転軸６から軸受ケース４
に向かって、順に軸受フォイル１１、バックフォイル１
２、ばねフォイル１３となるように積層される。この場
合において軸受フォイル１１の解放孔１５は無数にある
から、ばねフォイル１３の線状突起１６．１６間に解放
孔１５を設計的に臨ませるという考慮は不要となる。

上述したように、本実施例によれば、特に気体軸受で採
用されている多孔質軸受をフォイル軸受に適用したので
、表面のうねりや粗さ又は加工による目づまり等の問題
のある多孔質材料を使っていた多孔質気体軸受に比叫て
、そのような問題は全くなく、はるかに精度よく、軸受
面に均一に解放孔１５を形成することができるため、そ
のままで軸受すきま７がたかだか数十ミンという気体軸
受の軸受面に用いることができる。また再現性もよいの
で量産性、低コスト化に資することもできる。更に、軸
受面に解放路が偏在することとなる多数解放路動圧気体
軸受に比べて、軸受面に一様に解放孔１５が分布してい
るため、高速回転により軸受すきま７に発生した過度な
動圧を軸受面全体に均一に解放することができるから、
ホワールの発生をより有効に防止することが可能となる
。

［発明の効果コ 本発明によれば次の効果を発揮する。

（１）無数の微小な解放孔が軸受面に一様に分布してい
るので、多数の解放路が設けられている従来のものに比
して、高速時における過大な動圧発生を防止し、ホワー
ルの発生を有効に防止できる。その結果優れた高速安定
性が得られる。

（２）無数の微小な解放孔はエツチングにより極めて容
易に形成できると共に、−枚のフォイルを三重巻きにす
るだけで軸受が構成できるので、帽り組立が容易となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例を示すフォイルジャーナル
軸受の要部正断面図、第２図は第１図に示すフォイルジ
ャーナル軸受の展開図、第３図は従来例を示すフォイル
ジャーナル軸受の正断面図である。 図中、４は軸受ケース、６は回転軸、７は軸受すきま、
１１は軸受フォイル、１２はバックフォイル、１３はば
ねフォイル、１５は解放孔、１６は線状突起である。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　　絹　　谷　　信　　雄４　　軸受ケース　　　　　
　１２　ノＳ−ｔノ７才イノし６　回如Ｉψ　　　　　
　７３１１ね７．ｒ４Ｌ７：ｆ４を愛”ｆａ！　　　７
５　　解放孔１１　　軸ケア丁４）し　　　１６、線状
突起第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、軸受すきまに発生する動圧を解放する無数の微小な
   解放孔をエッチングにより軸受面に一様に分布させた軸
   受フォイルと、表裏が一様に平滑なバックフォイルと、
   表裏にその表と裏とで交互に線状突起を配列して回転軸
   の回転方向にばねを分布させたばねフォイルとを連続し
   て一体加工し、これらを三層構造となるように軸受ケー
   ス内に組み付けて構成したフォイルジャーナル軸受。