JPH05248428A - Gas bearng device - Google Patents
Gas bearng deviceInfo
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- JPH05248428A JPH05248428A JP8145292A JP8145292A JPH05248428A JP H05248428 A JPH05248428 A JP H05248428A JP 8145292 A JP8145292 A JP 8145292A JP 8145292 A JP8145292 A JP 8145292A JP H05248428 A JPH05248428 A JP H05248428A
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- radial
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は気体軸受け装置に関す
る。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a gas bearing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】軸を回転中に軸受けから浮かして気体膜
を介して支持する軸受けは、いわゆる気体軸受けとして
知られている。気体軸受けは、通常の油膜を介して軸を
支持する軸受けと異なり、オイル消失やオイルの熱劣化
の問題を伴なわないため、高温部位の軸受け、たとえば
ガスタービンやターボチャージャの軸受けへの利用が検
討されている(たとえば、実開平2−107819号公
報)。2. Description of the Related Art A bearing that floats from a bearing during rotation and supports it via a gas film is known as a so-called gas bearing. Unlike a bearing that supports the shaft through an ordinary oil film, the gas bearing does not have the problem of oil loss or heat deterioration of the oil, so it can be used for bearings at high temperature parts, such as bearings of gas turbines and turbochargers. It is being studied (for example, Japanese Utility Model Publication No. 2-107819).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、気体軸受け
は、軸と軸受け間に極めて薄い気体の膜を形成して軸を
浮上させるものであるから、軸と軸受け間のクリアラン
ス管理が重要となる。とくに、高温部位への適用におい
ては、低温時にクリアランスを最適に設定しておいて
も、高温時にはクリアランスが変化するので、クリアラ
ンスの管理が難しい。たとえば、上記実開平2−107
819号公報は、軸を金属から、軸受けをセラミックか
ら形成したものを示しているが、金属の方がセラミック
より熱膨張率が大のため、高温時にクリアランスが小に
なってしまうという問題が生じる。However, since the gas bearing forms a very thin gas film between the shafts to float the shaft, it is important to manage the clearance between the shaft and the bearing. In particular, when applied to a high temperature part, even if the clearance is optimally set at a low temperature, the clearance changes at a high temperature, which makes it difficult to manage the clearance. For example, the above-mentioned actual Kaihei 2-107
Japanese Patent No. 819 discloses that the shaft is made of metal and the bearing is made of ceramic. However, since the coefficient of thermal expansion of metal is larger than that of ceramic, there arises a problem that the clearance becomes small at high temperature. .
【0004】また、気体軸受け装置がラジアル軸受け部
のみでなくスラスト軸受け部を有する場合は、両方の軸
受け部のクリアランスを同時に良好に維持することは難
しい。When the gas bearing device has not only the radial bearing portion but also the thrust bearing portion, it is difficult to maintain good clearances of both bearing portions at the same time.
【0005】また、軸が軸受けから浮上る迄は、軸が軸
受けに直接接触し、摺動するから、摩耗等が問題にな
る。摩耗を軽減するためには、軸や軸受けの表面にメッ
キを施したり表面硬化処理を施すことが有効である。し
かし、高温になると、メッキ層や表面硬化層とそれより
内部の未硬化部との熱膨張率の違いからメッキ層や表面
硬化層が剥離し、摺動面が荒れるという問題が生じる。Further, until the shaft floats from the bearing, the shaft is in direct contact with and slides on the bearing, so that wear or the like becomes a problem. In order to reduce wear, it is effective to apply plating or surface hardening treatment to the surface of the shaft or bearing. However, when the temperature becomes high, there is a problem that the plating layer or the surface-hardened layer peels off due to the difference in coefficient of thermal expansion between the plating layer or the surface-hardened layer and the uncured portion inside the layer, and the sliding surface becomes rough.
【0006】本発明の目的は、高温になってもクリアラ
ンスの管理が容易でかつ摺動面の荒れも生じない気体軸
受け装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a gas bearing device in which the clearance can be easily controlled and the sliding surface is not roughened even at high temperatures.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、次の気体軸受け装置によって達成される。すなわ
ち、軸と軸受けとハウジングを有し、前記軸はラジアル
荷重がかかるラジアル軸部とスラスト荷重がかかるスラ
スト軸部を有し、前記軸受けはラジアル荷重を受けるラ
ジアル軸受け部とスラスト荷重を受けるスラスト軸受け
部を有し、前記ラジアル軸部、スラスト軸部、ラジアル
軸受け部、スラスト軸受け部をセラミックから形成し、
前記ラジアル軸受け部と前記スラスト軸受け部とを一体
化し、前記軸受けを前記ハウジングから弾性支持した気
体軸受け装置。According to the present invention, the above object is achieved by the following gas bearing device. That is, it has a shaft, a bearing and a housing, the shaft has a radial shaft part that receives a radial load and a thrust shaft part that receives a thrust load, and the bearing has a radial bearing part that receives the radial load and a thrust bearing that receives the thrust load. And a radial shaft portion, a thrust shaft portion, a radial bearing portion, a thrust bearing portion is formed of ceramics,
A gas bearing device in which the radial bearing portion and the thrust bearing portion are integrated and the bearing is elastically supported from the housing.
【0008】[0008]
【作用】上記気体軸受け装置では、軸も軸受けもセラミ
ックから形成されているので、セラミックの熱膨張率は
金属の熱膨張率に比べて小さいため、高温時になっても
クリアランスの変化が少なく、クリアランスの管理が容
易である。セラミックから成る軸受けは、セラミックと
金属の熱膨張率の違いによるセラミック軸受け損傷防止
のために金属のハウジングに弾性支持されるが、この弾
性支持によってラジアル軸受け部とスラスト軸受け部が
別個の動きをすると各々の部位のクリアランス管理が難
しくなる。しかし、本発明では、軸受けのラジアル軸受
け部とスラスト軸受け部とが互いに一体化されているた
め、動いても互いに同期して動き、クリアランス管理が
容易になる。In the above gas bearing device, since both the shaft and the bearing are made of ceramic, the coefficient of thermal expansion of ceramic is smaller than the coefficient of thermal expansion of metal. Is easy to manage. The ceramic bearing is elastically supported by the metal housing to prevent damage to the ceramic bearing due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic and the metal, but when this radial support causes the radial bearing part and the thrust bearing part to move separately. It becomes difficult to manage the clearance of each part. However, in the present invention, since the radial bearing portion and the thrust bearing portion of the bearing are integrated with each other, even if they move, they move in synchronization with each other, and clearance management becomes easy.
【0009】軸と軸受けの摺動面に関しては、軸も軸受
けもセラミックから成るので、表面の剥離の問題はな
く、かつ高温に強いので、摺動面の荒れは生じない。With respect to the sliding surface between the shaft and the bearing, since both the shaft and the bearing are made of ceramic, there is no problem of surface peeling and they are resistant to high temperatures, so that the sliding surface is not roughened.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明に係る気体軸受け装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。図1から図4ま
では、車両等に搭載されるターボチャージャ(過給機)
に適用された、本発明の第1実施例に係る軸受け装置を
示している。図1において、高温の排気ガスで駆動され
るタービンホイール2と、低温の空気を圧縮してエンジ
ンに供給するコンプレッサのインペラ4とは、互に一体
に回転するように、軸10を介して連結されている。軸
10は軸受け30によって気体膜を介して回転自転自在
に支持される。軸10、軸受け30は、ラジアル荷重と
スラスト荷重の両方を支持できる構造となっている。軸
受け30は、スプリング(たとえば、板ばね)6を介し
て、金属製のハウジング8に弾性支持されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of a gas bearing device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are turbochargers (superchargers) mounted on vehicles, etc.
1 shows a bearing device according to a first embodiment of the present invention, which is applied to In FIG. 1, a turbine wheel 2 driven by high-temperature exhaust gas and an impeller 4 of a compressor that compresses low-temperature air and supplies the compressed air to an engine are connected via a shaft 10 so as to rotate integrally with each other. Has been done. The shaft 10 is rotatably supported by a bearing 30 via a gas film. The shaft 10 and the bearing 30 have a structure capable of supporting both radial load and thrust load. The bearing 30 is elastically supported by a metal housing 8 via a spring (for example, a leaf spring) 6.
【0011】軸10は、ラジアル荷重がかかる軸部12
とスラスト荷重がかかるスラスト軸部14を有する。軸
10のうち、ラジアル軸部12とスラスト軸部14は、
セラミックから構成されている。The shaft 10 has a shaft portion 12 to which a radial load is applied.
And a thrust shaft portion 14 to which a thrust load is applied. Of the shaft 10, the radial shaft portion 12 and the thrust shaft portion 14 are
Composed of ceramic.
【0012】さらに詳しくは、軸10は、セラミック製
または金属製のタービンホイール2に一体製造または接
合によって一体化された、セラミック製のラジアル軸部
12と、インペラ4に一体化された金属製のインペラ軸
部16と、インペラ軸部16に取付けられたセラミック
製のプレート状のスラスト軸部14とを有する。ラジア
ル軸部12は、タービンホイール2からの熱伝導を抑え
るように、中空とされている。インペラ軸部16は、ラ
ジアル軸部12と、たとえばロー付等により接合され
る。スラスト軸部14は、インペラ軸部16にインペラ
4とナットにより共締めされる。More specifically, the shaft 10 is made of a ceramic radial shaft 12 which is integrally manufactured or joined to the turbine wheel 2 made of ceramic or metal, and a metallic shaft which is integrated with the impeller 4. It has an impeller shaft portion 16 and a ceramic plate-shaped thrust shaft portion 14 attached to the impeller shaft portion 16. The radial shaft portion 12 is hollow so as to suppress heat conduction from the turbine wheel 2. The impeller shaft portion 16 is joined to the radial shaft portion 12 by, for example, brazing. The thrust shaft portion 14 is fastened to the impeller shaft portion 16 together with the impeller 4 and the nut.
【0013】軸10のラジアル軸部12の外周部には、
図3に示すように、軸10が回転したときに軸方向外側
から軸方向内側に気体を巻込んで送り、中央の土手18
またはその近傍に圧力の高い気体膜を形成する、動圧発
生用の溝20が土手18の両側に形成されている。On the outer peripheral portion of the radial shaft portion 12 of the shaft 10,
As shown in FIG. 3, when the shaft 10 rotates, gas is drawn from the outside in the axial direction to the inside in the axial direction and sent to the bank 18 in the center.
Alternatively, grooves 20 for generating dynamic pressure, which form a gas film having a high pressure in the vicinity thereof, are formed on both sides of the bank 18.
【0014】また、スラスト軸部14の両側面には、図
4に示すように、軸10が回転したときに外周側から内
周側に気体を巻込んで送り内周部位に圧力の高い気体膜
を形成する、動付発生用の溝22が形成されている。Further, as shown in FIG. 4, on both side surfaces of the thrust shaft portion 14, when the shaft 10 rotates, gas is entrained from the outer peripheral side to the inner peripheral side, and the gas having high pressure is fed to the inner peripheral portion. Grooves 22 for forming movement are formed to form a film.
【0015】一方、軸受け30は、ラジアル荷重を受け
るラジアル軸受け部32と、スラスト荷重を受けるスラ
スト軸受け部34とを有する。スラスト荷重が図1の左
右の両方向にかかるときは、もう一つのスラスト荷重受
け部材36が設けられる。On the other hand, the bearing 30 has a radial bearing portion 32 which receives a radial load and a thrust bearing portion 34 which receives a thrust load. When the thrust load is applied in both left and right directions in FIG. 1, another thrust load receiving member 36 is provided.
【0016】ラジアル軸受け部32、スラスト軸受け部
34、スラスト荷重受け部材36は、セラミックから構
成されている。また、ラジアル軸受け部32とスラスト
軸受部34とは、互いに一体とされている。スラスト荷
重受け部材36は、スラスト軸受け部34の外周部位か
ら軸方向に延びる円筒状延設部38にスナップリング4
0により固定されている。The radial bearing portion 32, the thrust bearing portion 34, and the thrust load receiving member 36 are made of ceramics. Further, the radial bearing portion 32 and the thrust bearing portion 34 are integrated with each other. The thrust load receiving member 36 is attached to the cylindrical extending portion 38 that extends in the axial direction from the outer peripheral portion of the thrust bearing portion 34 by the snap ring 4.
It is fixed by 0.
【0017】ラジアル軸受け部32は、軸10のラジア
ル軸部12の外周側に位置し、軸10が回転したとき
に、溝20により、ラジアル軸部12とラジアル軸受け
部32間に圧力の高い気体膜が形成されて、軸10はラ
ジアル軸受け部32から浮上って、回転自在となる。The radial bearing portion 32 is located on the outer peripheral side of the radial shaft portion 12 of the shaft 10, and when the shaft 10 rotates, the groove 20 causes a gas having a high pressure between the radial shaft portion 12 and the radial bearing portion 32. The film is formed, and the shaft 10 floats from the radial bearing portion 32 and becomes rotatable.
【0018】また、スラスト軸受け部34およびスラス
ト荷重受け部材36は、軸10のスラスト軸部14の軸
方向両側に位置し、軸10が回転したときに、溝22に
より、スラスト軸部14の両側に圧力の高い気体膜が形
成されて、軸10は軸方向にスラスト軸受け部34から
離れ、回転自在となる。Further, the thrust bearing portion 34 and the thrust load bearing member 36 are positioned on both sides of the thrust shaft portion 14 of the shaft 10 in the axial direction, and when the shaft 10 rotates, both sides of the thrust shaft portion 14 are moved by the groove 22. A gas film having a high pressure is formed on the shaft 10, so that the shaft 10 is axially separated from the thrust bearing portion 34 and is rotatable.
【0019】ラジアル軸部12の溝20への気体の供給
を円滑にするために、ハウジング8には、軸受け30の
タービンホイール2側端部近傍に連通路42が形成さ
れ、かつ、ラジアル軸受け部32のコンプレッサインペ
ラ4側端部近傍に、軸部10に連通路44、46が形成
されるとともに、ラジアル軸受け部32の中央部近傍
に、軸部10に連通孔48が、ラジアル軸受け部32に
連通孔50が形成されている。In order to facilitate the supply of gas to the groove 20 of the radial shaft portion 12, a communication passage 42 is formed in the housing 8 near the end of the bearing 30 on the turbine wheel 2 side, and the radial bearing portion is formed. Communication passages 44 and 46 are formed in the shaft portion 10 near the end of the compressor impeller 4 on the side of the compressor impeller 4, and a communication hole 48 is formed in the radial bearing portion 32 in the shaft portion 10 near the central portion of the radial bearing portion 32. A communication hole 50 is formed.
【0020】また、スラスト軸部14の溝22への気体
の供給を円滑にするために、スラスト軸部14の外周端
近傍に、ハウジング8に連通孔52が、スラスト軸受け
円筒状延設部38に連通孔54が、それぞれ形成されて
いる。Further, in order to smoothly supply the gas to the groove 22 of the thrust shaft portion 14, a communication hole 52 is provided in the housing 8 near the outer peripheral end of the thrust shaft portion 14, and a thrust bearing cylindrical extension portion 38. A communication hole 54 is formed in each.
【0021】また、エンジンの排気ガスおよび吸気ガス
の洩れを最小にするために、ハウジング8の軸方向両端
近傍部位に、ラビリンスパッキン56、58が設けられ
ている。Further, labyrinth packings 56 and 58 are provided in the vicinity of both axial ends of the housing 8 in order to minimize leakage of engine exhaust gas and intake gas.
【0022】セラミックから成る軸受け30は、図2に
示すように、金属製のハウジング8から、スプリング6
によって弾性支持されている。スプリング6は、たとえ
ば4枚の板ばねを周方向に並べたものからなり、各板ば
ねの周方向両端はハウジング8に接触し、各板ばねの中
央部で軸受け30を支持するようになっている。セラミ
クと金属との熱膨張の違いは、板ばねの弾性変形によっ
て逃げられる。As shown in FIG. 2, the ceramic bearing 30 includes a metal housing 8 and a spring 6.
It is elastically supported by. The spring 6 is composed of, for example, four leaf springs arranged side by side in the circumferential direction, and both circumferential ends of each leaf spring come into contact with the housing 8 so that the bearing 30 is supported at the central portion of each leaf spring. There is. The difference in thermal expansion between the ceramic and the metal is escaped by the elastic deformation of the leaf spring.
【0023】つぎに、第1実施例の作用について説明す
る。ターボチャージャにおいて、排気ガスでタービンホ
イール2が駆動され、インペラ4で吸気を圧縮して過給
する。高温の排気ガスの熱が伝わることにより、気体軸
受け装置は高温となる。Next, the operation of the first embodiment will be described. In the turbocharger, the turbine wheel 2 is driven by the exhaust gas, and the intake air is compressed by the impeller 4 and supercharged. The heat of the high-temperature exhaust gas is transmitted, so that the temperature of the gas bearing device becomes high.
【0024】軸10が回転すると、溝20により動圧が
発生して、ラジアル軸部12はラジアル軸受け部32か
ら浮上り、無潤滑で回転する。また、溝22によっても
動圧が発生して、スラスト軸部14はスラスト軸受け部
34およびスラスト荷重受け部材36から離れ、スラス
ト荷重に耐えながら無潤滑で回転する。この場合、気体
軸受けの気体膜は、オイルを潤滑剤とする通常のジャー
ナル軸受けの油膜よりも薄く、ベアリングクリアランス
の高精度の管理が要求される。When the shaft 10 rotates, dynamic pressure is generated by the groove 20, and the radial shaft portion 12 floats above the radial bearing portion 32 and rotates without lubrication. Dynamic pressure is also generated by the groove 22, and the thrust shaft portion 14 separates from the thrust bearing portion 34 and the thrust load receiving member 36, and rotates without lubrication while enduring the thrust load. In this case, the gas film of the gas bearing is thinner than the oil film of a normal journal bearing using oil as a lubricant, and it is required to control the bearing clearance with high accuracy.
【0025】軸10および軸受け30をセラミックとし
たことにより、3つの利点が得られる。第1に、軸10
と軸受け30が同質のセラミックであるために同様な熱
膨張となり、常温から定常運転の高温(約150℃)ま
で、精巧な管理が要求されるベアリングクリアランスが
ほぼ一定に保たれる。第2に、セラミックは熱膨張係数
が金属の約1/5であり、ベアリングクリアランスの変
化が小さい。さらに、軸10の熱変形が小さく曲がりが
生じにくく、真直度が悪化せず、精巧なベアリングクリ
アランスが保てる。第3に、セラミック同志は固体接触
時の摩耗が少なく、停止時から高速回転で軸10が浮上
するまでの固体潤滑に対しても、低摩擦で、摩耗の少な
い良好な特性を発揮する。By making the shaft 10 and the bearing 30 ceramic, three advantages are obtained. First, the shaft 10
Since the bearing 30 and the bearing 30 are made of the same ceramic, the same thermal expansion is caused, and the bearing clearance, which requires elaborate management, is kept substantially constant from room temperature to a high temperature (about 150 ° C.) in steady operation. Second, the coefficient of thermal expansion of ceramic is about ⅕ of that of metal, and the change in bearing clearance is small. Further, the shaft 10 is less thermally deformed and is less likely to bend, the straightness is not deteriorated, and the delicate bearing clearance can be maintained. Thirdly, the ceramics have little wear when they come into contact with each other, and exhibit good characteristics with low friction and little wear even with respect to solid lubrication from the time of stopping until the shaft 10 floats at high speed.
【0026】また、軸受け30のラジアル軸受け部32
とスラスト軸受け部34を一体とし、ラジアル軸受け部
32で弾性支持したため、次の作用、利点が得られる。
第1に、ラジアル軸受け部32がセラミックであり、ハ
ウジング8が金属であるため熱変形に差があり、弾性支
持しないと金属の変形がセラック部を変形させ、破壊さ
せるおそれがある。第2に回転時のアンバランスによる
強振力をスプリング6とハウジング8の内周面との間の
摩擦により減衰させ、回転を安定化できる。第3に、ラ
ジアル軸受け部32のスリーブの弾性支持部が何らかの
外力により傾いた場合にも、スラスト軸受け部34が一
体のため同様に傾き、軸10のラジアル軸部12、スラ
スト軸部14も同様に傾くので、精巧に管理されたスラ
スト面のクリアランスがそのまま保持され、点当りがな
い。Further, the radial bearing portion 32 of the bearing 30.
Since the thrust bearing portion 34 and the thrust bearing portion 34 are integrally formed and elastically supported by the radial bearing portion 32, the following actions and advantages can be obtained.
First, since the radial bearing portion 32 is made of ceramic and the housing 8 is made of metal, there is a difference in thermal deformation. If elastic support is not provided, the deformation of the metal may deform the shellac portion and destroy it. Secondly, the strong vibration force due to the imbalance during rotation can be attenuated by the friction between the spring 6 and the inner peripheral surface of the housing 8 to stabilize the rotation. Thirdly, even when the elastic support portion of the sleeve of the radial bearing portion 32 is tilted by some external force, the thrust bearing portion 34 is also tilted because it is integral, and the radial shaft portion 12 and the thrust shaft portion 14 of the shaft 10 are also the same. Since it is tilted to, the clearance of the delicately managed thrust surface is maintained and there is no point hit.
【0027】オイルを用いないため、ハウジング8の高
温化が心配されるが、従来採用されているハウジング8
の水冷により問題は生じない。なお、60はハウジング
水冷用のウォータジャケットである。Since no oil is used, there is a concern that the temperature of the housing 8 will rise.
Water cooling does not cause any problems. Reference numeral 60 is a water jacket for water cooling the housing.
【0028】図5は、本発明の第2実施例に係る気体軸
受け装置を示している。第2実施例が第1実施例と異な
る構造は、軸の構造であり、その他は第1実施例に準じ
るので、準じる部分には第1実施例と同一の符号を付し
て説明を省略し、異なる点についてのみ、以下に説明す
る。FIG. 5 shows a gas bearing device according to the second embodiment of the present invention. The structure of the second embodiment different from that of the first embodiment is the structure of the shaft, and the other parts are the same as those of the first embodiment. Therefore, the corresponding parts are designated by the same reference numerals as those of the first embodiment and the description thereof is omitted. Only the different points will be described below.
【0029】図5に示すように、第2実施例において
は、軸100はセラミック部110と金属部102とか
ら成る。セラミック部110は中空で、金属部102は
セラミック部110を挿通している。セラミック部11
0は、ラジアル荷重がかかるラジアル軸部112とスラ
スト荷重がかかるスラスト軸部114とを有する。ラジ
アル軸部112とスラスト軸部114は一体化されてい
る。このため、ラジアル軸部112とスラスト軸部11
4の直交度は正確に出されており、直角度不良によるベ
アリングの片当りが無くされている。As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the shaft 100 comprises a ceramic portion 110 and a metal portion 102. The ceramic part 110 is hollow, and the metal part 102 is inserted through the ceramic part 110. Ceramic part 11
0 has a radial shaft portion 112 to which a radial load is applied and a thrust shaft portion 114 to which a thrust load is applied. The radial shaft portion 112 and the thrust shaft portion 114 are integrated. Therefore, the radial shaft portion 112 and the thrust shaft portion 11
The degree of orthogonality of 4 is accurately obtained, and uneven bearing contact due to poor squareness is eliminated.
【0030】タービンホイール2と軸100とは別体と
なっており、タービンホイールと軸とを一体のセラミッ
ク体とした場合に比べて、各部材は小型化されて、製作
の容易化がはかられ、成形時の不良率が低くされてい
る。また、タービンホイール2で生じる曲げモーメント
がセラミック部110にかからない。タービンホイール
2と軸100の金属部102とは接着により接合されて
いる。The turbine wheel 2 and the shaft 100 are separate bodies, and compared with the case where the turbine wheel and the shaft are made of an integral ceramic body, each member is downsized and the manufacture is facilitated. As a result, the defective rate during molding is reduced. Further, the bending moment generated in the turbine wheel 2 is not applied to the ceramic part 110. The turbine wheel 2 and the metal portion 102 of the shaft 100 are joined by adhesion.
【0031】セラミック部110は、金属部102と、
金属部102の軸方向端に設けた金属スリーブ104に
嵌合されており、セラミック部110の半径方向への動
きが規制されている。金属スリーブ104とセラミック
部110の間には軸方向に板ばね106が介装されてお
り、板ばね106により押しつけ力によってセラミック
部110は軸方向動きを規制されている。また、板ばね
106の押しつけ力により、金属部102が伸びてもセ
ラミック部110は空まわりしない。また、板ばね10
6の圧力により、セラミック部110と金属部102の
軸方向熱膨張差を吸収するようになっている。The ceramic part 110 includes a metal part 102,
The ceramic sleeve 110 is fitted in a metal sleeve 104 provided at the axial end of the metal portion 102, and the movement of the ceramic portion 110 in the radial direction is restricted. A leaf spring 106 is interposed between the metal sleeve 104 and the ceramic portion 110 in the axial direction, and the leaf spring 106 restricts the movement of the ceramic portion 110 in the axial direction by a pressing force. Further, due to the pressing force of the leaf spring 106, the ceramic portion 110 does not idle even if the metal portion 102 extends. In addition, the leaf spring 10
The pressure of 6 absorbs the difference in axial thermal expansion between the ceramic part 110 and the metal part 102.
【0032】第2実施例の作用については、第1実施例
に準じる作用がある他、軸100のセラミック部110
において、ラジアル軸部112とスラスト軸部114を
一体化したために、真直度が出、さらにベアリングクリ
アランスが精巧に維持されるという作用がある。The operation of the second embodiment is similar to that of the first embodiment, and the ceramic portion 110 of the shaft 100 is also provided.
In the above, since the radial shaft portion 112 and the thrust shaft portion 114 are integrated, there is an effect that straightness is obtained and the bearing clearance is finely maintained.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、ラジアル軸部、スラス
ト軸部、ラジアル軸受け部、スラスト軸受け部をセラミ
ックとしたので、ベアリングクリアランスを温度変化に
かかわらず、精巧にかつクリアランス変化を小に、維持
でき、かつ良好な摺動面を耐久性良く維持できる。ま
た、軸受けをハウジングに弾性支持し、ラジアル軸受け
部とスラスト軸受け部を一体化したので、セラミック軸
受けをメタルとの熱膨張差による破損を生じずにハウジ
ングに支持でき、しかもラジアル軸受け部とスラスト軸
受け部が同期して動くためベアリングクリアランスの管
理が容易となる。According to the present invention, since the radial shaft portion, the thrust shaft portion, the radial bearing portion, and the thrust bearing portion are made of ceramic, the bearing clearance can be finely changed with a small clearance change regardless of the temperature change. It can be maintained and a good sliding surface can be maintained with good durability. Also, since the bearing is elastically supported by the housing and the radial bearing part and thrust bearing part are integrated, the ceramic bearing can be supported on the housing without being damaged due to the difference in thermal expansion between the metal and the radial bearing part and the thrust bearing. Since the parts move in synchronization, it is easy to manage the bearing clearance.
【図1】本発明の第1実施例に係る気体軸受け装置の断
面図である。FIG. 1 is a sectional view of a gas bearing device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】図1の気体軸受け装置のうちラジアル軸部の部
分側面図である。3 is a partial side view of a radial shaft portion of the gas bearing device of FIG.
【図4】図1の気体軸受け装置のうちスラスト軸部の正
面図である。4 is a front view of a thrust shaft portion of the gas bearing device of FIG. 1. FIG.
【図5】本発明の第2実施例に係る気体軸受け装置の断
面図である。FIG. 5 is a sectional view of a gas bearing device according to a second embodiment of the present invention.
2 タービンホイール 4 インペラ 6 スプリング 8 ハウジング 10 軸 12 ラジアル軸部 14 スラスト軸部 30 軸受け 32 ラジアル軸受け部 34 スラスト軸受け部 36 スラスト荷重受け部材 100 軸 102 金属部 110 セラミック部 112 ラジアル軸部 114 スラスト軸部 2 Turbine wheel 4 Impeller 6 Spring 8 Housing 10 Shaft 12 Radial shaft part 14 Thrust shaft part 30 Bearing 32 Radial bearing part 34 Thrust bearing part 36 Thrust load bearing member 100 Shaft 102 Metal part 110 Ceramic part 112 Radial shaft part 114 Thrust shaft part
Claims (1)
はラジアル荷重がかかるラジアル軸部とスラスト荷重が
かかるスラスト軸部を有し、前記軸受けはラジアル荷重
を受けるラジアル軸受け部とスラスト荷重を受けるスラ
スト軸受け部を有し、前記ラジアル軸部、スラスト軸
部、ラジアル軸受け部、スラスト軸受け部をセラミック
から形成し、前記ラジアル軸受け部と前記スラスト軸受
け部とを一体化し、前記軸受けを前記ハウジングから弾
性支持したことを特徴とする気体軸受け装置。1. A shaft, a bearing, and a housing, wherein the shaft has a radial shaft part to which a radial load is applied and a thrust shaft part to which a thrust load is applied, and the bearing has a radial bearing part and a thrust load which receive a radial load. A thrust bearing portion for receiving, the radial shaft portion, the thrust shaft portion, the radial bearing portion, the thrust bearing portion is formed from ceramic, the radial bearing portion and the thrust bearing portion are integrated, the bearing from the housing A gas bearing device, which is elastically supported.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8145292A JPH05248428A (en) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | Gas bearng device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8145292A JPH05248428A (en) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | Gas bearng device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05248428A true JPH05248428A (en) | 1993-09-24 |
Family
ID=13746801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8145292A Pending JPH05248428A (en) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | Gas bearng device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05248428A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009131269A1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | Korea Institute Of Science And Technology | Oil-free turbocharger assembly |
JP2013515208A (en) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | Exhaust gas turbocharger shaft assembly |
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JP2020506334A (en) * | 2017-02-08 | 2020-02-27 | アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト | Sliding bearing with hydrodynamic axial fixing means |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP8145292A patent/JPH05248428A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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