JPH0673437U - スラスト軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層フォイルの偏った弾性変形をなくすと共
に弾性変形を容易にする。 【構成】 積層フォイルを、円板状のスプリングフォイ
ル１１とバックフォイル１２とベアリングフォイル１３
で構成する。最上層のベアリングフォイル１３を剛構造
とする。他の下層のスプリングフォイル１１とバックフ
ォイル１２とを柔構造とする。スプリングフォイル１１
とバックフォイル１２の各裏面に、半径方向に等ピッチ
で且つ周方向に平行に延びる直線状突起１４と１５を設
ける。直線状突起１４と１５は半径方向に位置をずらし
て積層時に互い違いとなるようにする。各突起１４，１
５の間は半径方向に一定であるために、均等な弾性が得
られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は回転機械の軸方向のスラスト荷重を受けるスラスト軸受装置に関する もので、特に、液体又は気体を潤滑媒体とする積層フォイルを用いて軸方向の熱 変形や面ぶれに対応できるようにしたスラスト軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種スラスト軸受装置としては、図４及び図５に一例を示す如く、中 央部に回転軸の軸端が貫通できるように孔を有する円板状の３枚のフォイルであ る、スプリングフォイル１とバックフォイル２とベアリングフォイル３を重ね合 わせて用いるようにし、上記スプリングフォイル１とバックフォイル２には、各 裏面（図面では下面）に、半径方向に放射状に延びる線状突起４と５をそれぞれ 全周にわたり所要のピッチで突設して、スプリングフォイル１とバックフォイル ２とでは線状突起４と５が１／２ピッチずらしてあるようにし、又、ベアリング フォイル３には、上面にスパイラル状に多数の動圧発生用の溝６を設けた構成と してあり、これら３枚のフォイル１，２，３を軸受ケース１０の支承面１０ａ上 に積み重ねて組み付け、各フォイル１，２，３の周辺に設けられた取付孔７を利 用してボルト８にて固定するようにした構成とし、回転軸９の軸端部９ａを中央 部の孔に通したときに、３枚のフォイル１，２，３が該軸端部９ａを囲繞するよ うにしてスラストカラー９ｂに作用する荷重又は面ぶれを吸収させるようにした ものが提案されている（特願昭６１−１１６７８９号）。

【０００３】 上記従来のスラスト軸受装置では、最上面の軸受面となるベアリングフォイル ３は剛構造としてあって、スラストカラー９ｂに偏荷重又は面ぶれがあっても変 形しないようにしてあり、且つ表面の溝６に流体を巻き込み、これを昇圧させる ことによって負荷能力を向上させることができるようにしてある。

【０００４】 又、スプリングフォイル１とバックフォイル２は、柔構造としてあって、全周 に分布したばね作用によって自動調芯機能を有するようにしてある。

【０００５】 したがって、上記従来のスラスト軸受装置では、上層の軸受面が剛構造のフォ イルで下層の他のフォイルが柔構造であることから、高速時流体膜剪断により軸 受面に変形が生じることがなく、安定な流体膜を保持して高性能化を図ることが できるという利点を有している。

【０００６】 又、上記特願昭６１−１１６７８９号の明細書には、スプリングフォイル１及 びバックフォイル２に線状突起４及び５を設ける代りに、円板状のフォイルに外 周部から半径方向内方へ延びる櫛歯を全周にわたり設けてなるシムフォイルを、 それぞれスプリングフォイル１及びバックフォイル２に重ねて用いるようにした ものも開示されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、図４及び図５に示す従来方式の場合、スプリングフォイル１及びバ ックフォイル２に設けられた線状突起４，５は、放射方向に延びているために、 周方向に隣接する突起同士の間隔は、半径方向の外方よりも内方の方が狭くなっ ており、半径方向で弾性に差が生じて、全面において弾性が均等ではなく、偏っ た弾性変形をするおそれがあるという問題がある。又、放射方向に櫛歯を有する シムフォイルを用いる方式の場合は、スプリングフォイルもバックフォイルもと もに２枚１組として用いることになり、フォイルの使用枚数が多いという問題が ある。

【０００８】 そこで、本考案は、図４及び図５に示す従来方式の特徴を生かしながら柔構造 としたフォイルの半径方向の弾性を均等にして偏った変形をしないようにすると 共に、フォイルの数を増やすことなく弾性変形が容易となるようにしたスラスト 軸受装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 本考案は、上記課題を解決するために、中央部に回転軸の軸端部を貫通させる 孔を有する円板状の複数枚のフォイルを軸受ケースの支承面上に積層して組み付 け、軸受面となる最上層のフォイルを剛又は柔構造とし、他の下層の複数枚のフ ォイルを柔構造としてあるスラスト軸受装置において、上記下層の各フォイルの 裏面に、半径方向に一定の間隔で周方向に平行に延びる突起を、上下のフォイル で半径方向に位置をずらして配設し、且つ上記下層の各フォイルごとに、半径方 向内側から各々最大半径位置の突起まで達するスリットを半径方向に設けた構成 とする。

【００１０】 又、下層の各フォイルのいずれか一方の表面にも半径方向に互に位置をずらし て突起を設けるようにする構成としてもよい。

【００１１】

【作用】

最上層の軸受面となるフォイルを除く他のフォイルには裏面に周方向に延びる 突起が半径方向に等間隔で設けてあるため、突起と突起の間で得られる弾性は全 面にわたって均等となる。又、下層で上下に重ねられたフォイル間では、突起の 位置が互い違いとなるようにしてあると共に、スリットが設けてあるため、回転 機械の軸方向の熱変形や面ぶれに対し、容易に弾性変形できて吸収できる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

【００１３】 図１及び図２は本考案の一実施例を示すもので、図４及び図５に示してある従 来例の場合と同様に、３枚のフォイルであるスプリングフォイル１とバックフォ イル２とベアリングフォイル３のうち、スプリングフォイル１とバックフォイル ２を柔構造にして裏面に突起４，５を設け、又、ベアリングフォイル３は剛構造 にして上面に動圧発生用の溝６を設け、上記３枚のフォイルを重ねて軸受ケース １０の支承面１０ａ上に固定し、回転軸９上のスラストカラー９ｂを最上層のベ アリングフォイル３に当接させるようにしてある構成において、上記スプリング フォイル１とバックフォイル２に相当する弾性薄板からなるスプリングフォイル １１とバックフォイル１２の各裏面に一定間隔の突起１４，１５を設けると共に 、各フォイル１１，１２に半径方向に延びるスリット１６を設けた構成とする。

【００１４】 すなわち、柔構造としてあるスプリングフォイル１１の裏面に、半径方向に一 定の間隔を隔てて数条の直線状突起１４を、多角形を描くように周方向へ延ばし て設け、且つ半径方向の内側から半径方向の最外側に位置する突起まで達するス リット１６を放射方向に設ける。

【００１５】 一方、柔構造としてあるバックフォイル１２の裏面には、上記スプリングフォ イル１１の裏面の突起１４とは半径方向に１／２ピッチずらして同様な多角形状 に直線状突起１５を設けると共に、半径方向の内側から半径方向の最外側に位置 する突起まで達するスリット１６を設ける。

【００１６】 なお、ベアリングフォイル１３は、図４に示すベアリングフォイル３と同様に 厚板にして剛構造として、表面に動圧発生用のスパイラル状の溝６を設けた構成 としてある。

【００１７】 図５に示すように軸受ケース１０の支承面１０ａに組み付けて用いるときは、 図２に示す如く、スプリングフォイル１１の上にバックフォイル１２、ベアリン グフォイル１３を順に重ねて上記支承面１０ａ上に組み付けるようにする。この 際、積み重ねられた各フォイル１１，１２，１３は、図２に示す如き状態になる 。この状態のとき、スプリングフォイル１１裏面の直線状突起１４は軸受ケース の支承面１０ａ上に当接させられて、各突起１４間の位置では弾力性が生じるが 、直線状突起１４は半径方向に等ピッチで周方向に平行に配設されているので、 全面において均等な弾力性が得られる。スプリングフォイル１１上に重ねられる バックフォイル１２の裏面の直線状突起１５も、半径方向に等ピッチで周方向に 平行に配設されているため、上記直線状突起１５はスプリングフォイル１１の半 径方向に並ぶ直線状突起１４の間の位置の表面に確実に当接させられることにな り、突起１４，１５は互い違い配置となって、弾性効果が得られる。したがって 、回転軸の軸方向の熱変形や面ぶれが生じても、バックフォイル１２からスプリ ングフォイル１１に伝えられる荷重でスプリングフォイル１１が偏ることなく均 等に弾性変形できて、荷重や面ぶれを吸収できる。又、上記スプリングフォイル １１やバックフォイル１２には半径方向にスリット１６が切ってあるので、上記 弾性変形が容易となる。

【００１８】 次に、図３は本考案の他の実施例の積み重ね時の断面を示すもので、スプリン グフォイル１１とバックフォイル１２の各表裏両面に、半径方向に互に位置をず らして突起１４，１５を設けると共に、スプリングフォイル１１とバックフォイ ル１２との間に１枚の薄板のフォイル１７を挟み込むように重ねて、各フォイル １１，１７，１２，１３の間隔が一定となり且つ各突起１４，１５が互い違いと なるように配置されて弾性効果が得られるようにしたものである。

【００１９】 この実施例でも各突起１４，１５はいずれも平行に延びていて均等な弾力が得 られるようになっているので、回転軸の軸方向の熱変形や面ぶれを吸収できる。

【００２０】 なお、本考案は上記実施例のみに限定されるものではなく、たとえば、図１及 び図２に示す実施例において、スプリングフォイル１１及びバックフォイル１２ の各裏面に多形状を描くように直線状突起１４及び１５を設けた場合を示したが 、円周方向に曲線状に延びて波紋状となるように突起を設けてもよいこと、スリ ット１６は多角形の角の位置に設けた場合を示したが、各突起１４，１５の直線 部を横切るように設けてもよいこと、又、突起１４と１５はスプリングフォイル １１とバックフォイル１２の裏面に設けた場合を示したが、上記スプリングフォ イル１１とバックフォイル１２のいずれか一方は表裏両面に突起を設けるように してもよいこと、ベアリングフォイル１３は剛構造とした場合を示したが、柔構 造としてもよいこと、その他本考案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。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案のスラスト軸受装置によれば、回転機械の積層フォイ ルを用いたスラスト軸受において、積層フォイルの下層に位置するフォイルの少 なくとも裏面に設ける突起を、半径方向に一定のピッチで周方向に平行に延びる ようにすると共に、半径方向に延びるスリットを設けた構成としてあるので、突 起と突起の間の弾性が全面において均等となって偏った弾性変形をすることをな くせて、回転機械の軸方向の熱変形や面ぶれに対し耐久性があって容易に吸収で き、且つ半径方向のスリットにより上記弾性変形を容易にすることができ、高速 回転機械のスラスト軸受として好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のスラスト軸受装置に用いる積層フォイ
ルを分解したもので、（イ）は軸受面となる最上層のベ
アリングフォイルの正面図、（ロ）は中間に位置するバ
ックフォイルの正面図、（ハ）は下層のスプリングフォ
イルの正面図である。

【図２】図１の各フォイルを積層したときの部分断面図
である。

【図３】本考案の他の実施例を示す積層フォイルの部分
断面図である。

【図４】従来のスラスト軸受に用いる積層フォイルの分
解正面図である。

【図５】図４の積層フォイルを軸受ケースに組み付けた
状態を示す組立断面図である。

【符号の説明】

９ 回転軸 ９ａ 軸端部 １０ 軸受ケース １０ａ 支承面 １１ スプリングフォイル（下層のフォイル） １２ バックフォイル（下層のフォイル） １３ ベアリングフォイル（最上層のフォイル） １４ 直線状突起（突起） １５ 直線状突起（突起） １６ スリット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部に回転軸の軸端部を貫通させる孔
   を有する円板状の複数枚のフォイルを軸受ケースの支承
   面上に積層して組み付け、軸受面となる最上層のフォイ
   ルを剛又は柔構造とし、他の下層の複数枚のフォイルを
   柔構造としてあるスラスト軸受装置において、上記下層
   の各フォイルの裏面に、半径方向に一定の間隔で周方向
   に平行に延びる突起を、上下のフォイルで半径方向に位
   置をずらして配設し、且つ上記下層の各フォイルごと
   に、半径方向内側から各々最大半径位置の突起まで達す
   るスリットを半径方向に設けた構成を有することを特徴
   とするスラスト軸受装置。
2. 【請求項２】 下層の各フォイルのいずれか一方の表面
   にも半径方向に互に位置をずらして突起を設けるように
   する請求項１記載のスラスト軸受装置。