JPH0742981B2 - 動圧ジャーナル流体軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はフォイル構造の動圧ジャーナル流体軸受に係
り、特に高速回転時の安定性を改善したものに関する。

［従来の技術］ ティルティングパッド軸受が高速安定性に優れているこ
とには定評がある。このためフォイル構造の動圧ジャー
ナル流体軸受にもティルティングパッドを適用すること
が提案されている（例えば特開昭59−197614号公報）。
これは、ばねフォイル等によってバックアップされたト
ップフォイルに、周方向に沿って複数のパッドを、その
一辺を浮かし、他辺を溶接により固着したものであり、
これらのパッドが自由に傾き得ることで高速安定性を得
ようとしている。

しかし、パッドを溶接により固着することは工作が面倒
である。またパッドの他辺を単に固着する程度では、パ
ッドの一辺を浮かすことはできない。このため結果的に
真円軸受に近くなって安定性に欠けるという欠点があっ
た。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したようにパッドを用いた従来の動圧ジャーナル流
体軸受では、工作が面倒であるばかりか、パッドが充分
に機能しないという欠点があった。

本発明の目的は、パッドを充分に機能させることによっ
て従来技術の欠点を解消して、工作が容易で、高速安定
性に優れた動圧ジャーナル流体軸受を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の動圧ジャーナル流体軸受は、ばね機能を有する
ばねフォイルの外側に軸受機能を有する軸受フォイルを
重ねて構成される。

ばねフォイルは回転軸の回転方向に沿って表裏に交互に
配列され軸線方向に延在する線状突起を有すると共に、
この配列される線状突起を中断する如く、パッド片挿通
用の窓が適宜間隔を隔てて配設される。

軸受フォイルは切り起し可能なパッド片を有するととも
に、このパッド片はばねフォイルの窓からばねフォイル
の内側で回転軸の回転方向に挿通してばねフォイルの上
方に重ねられ、線条突起に支承される。

［作用］ ばねフォイルの下方に重ねた軸受フォイルのパッド片が
窓から挿通されてばねフォイルに乗り上がる恰好になる
ので、パッド片は構造上当初から傾斜面ないしテーパラ
ンドを形成する。

このため、それぞれのパッド片がくさび状すきまを形成
するので安定性に優れる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第４図を用いて説明す
る。

第２図及び第３図は本発明の動圧ジャーナル流体軸受を
構成する２枚のフォイル例を示す。

第２図に示す帯状のばねフォイル10には、ばね機能を持
たせるために、その表裏に表と裏とで交互に配列される
軸方向に延在した線条突起１をフォイルの長さ方向に沿
って多数本設けられる。線条突起１は他の部分をホトエ
ッチングにより彫り下げることによって設ける。エッチ
ング部は梨地で示してある。

また、ばねフォイル10にはパッド片挿通用の窓２が恰
度、繰り返される線条突起１を中断するように、所定間
隔を隔ててフォイルの長さ方向に沿って複数個設けられ
る。この窓２は同様にホトエッチングにより打ち抜いて
設ける。

本実施例では３パッドタイプを採用しているため、窓２
の個数は３個、窓2,2間に配列される線条突起１の本数
は４本にしてあるが、これらの数に限定されるものでは
ない。

第３図に示す帯状の軸受フォイル20には、軸受機能を持
たせるために、ばねフォイル10の窓２の数に対応した３
つのパッド片11が逆コ字形の切り込みにより切り起し可
能に設けられる。パッド片11の長さは、ほぼ窓2,2間の
長さになるように切り込みを入れてある。パッド片11を
除いたフォイルの全てをエッチングによって彫り下げて
いる。したがって、パッド片11,11間にはパッド片11の
厚さよりも薄いステップ12が形成されることにより、軸
受フォイル20はステップ軸受構造となる。このようにパ
ッド片11,11間に薄いステップ12を形成したステップ軸
受構造とすることは、特に高速安定性に優れるので望ま
しいが、ステップ12をパッド片11と同厚としてもパッド
片11を窓２に挿通することによって、テーパランドや傾
斜平面が形成されるので、安定性は充分に確保できる。

このように、各フォイルはホトエッチング等で一体加工
でき、大型化にも対応できる。また低コスト、量産性を
備えている。

さて、上述した２枚のフォイル10,20を軸受すきまに組
み付けるに当って、予め第４図に示すように、ばねフォ
イル10の外側に軸受フォイル20を重ねて、パッド片11を
窓２からばねフォイル10の内側へ挿通しておく。その上
で、第１図に示すように、重ねた２枚のフォイル10,20
を丸めて軸受ケース30の内周面に組み付ける。なお、図
示例のものではばねフォイル10にキー21を点溶接で取り
付け、これを軸受ケース30のキー溝22に嵌合して回り止
めを行っているが、フォイル10,20の拡径による摩擦力
で回り止めができれば、キー21やキー溝22は不要であ
る。

さて、組付けによって第１図に示すように軸受フォイル
20はステップ軸受ないしテーパランドあるいは傾斜平面
軸受を形成する。そして、パッド片11はばねフォイル10
の線条突起１に乗り上げることにより、それぞれのパッ
ド片11がばねによって支持されたくさび状すきまを構成
する。偏心状態となる回転軸23との間に形成されるこの
くさび状すきまに回転軸23の回転によって流体が押し込
められ、そこに破線で示すような圧力が生じ、それによ
って荷重が支えられる。圧力はパッド片11に連なるステ
ップ12のリーディングエッヂから大気圧で始まり、徐々
に上昇してパッド片11の中程でピークを向えた後、パッ
ド片11のトレイリングエッジで再び大気圧に落ちる。

ところで真円軸受にあっては、流体膜圧力が強過ぎるこ
とによって自励振動を起こすが、本実施例のステップ軸
受では３つのパッド片11が切り込みないし窓２によって
互いに分断されているので流体膜圧力も分断され、圧力
が強くなり過ぎることはなく、したがって、自励振動が
有効に防止される。

また、軸受面を構成するパッド片11及びステップ12のう
ち、ステップ12はパッド片11のようにばねフォイル10に
よって支承されて荷重によって変位するようになってお
らず、軸受ケース30の内周面に剛で支持されて荷重によ
っても変位しないようになっているから、ステップ機能
を充分に発揮する。

［発明の効果］ 本発明によれば、次の効果を発揮する。

（１）パッド片を窓から挿通するだけで傾斜平面ないし
テーパランドが形成されるので、従来のような溶接を不
要とし、工作がきわめて容易となる。

（２）パッド片が傾斜平面ないしテーパランドを形成す
るので、優れた高速安定性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例を示す動圧ジャーナル流体
軸受の断面図、第２図は第１図に示す軸受を構成するば
ねフォイルの展開図、第３図は同じく軸受フォイルの展
開図、第４図はばねフォイルと軸受フォイルとの組立を
説明する断面図である。 図中、１は線条突起、２は窓、10はばねフォイル、11は
パッド片、20は軸受フォイル、23は回転軸である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の回転方向に沿って表裏に交互に配
   列され軸線方向に延在する線状突起を有するばねフォイ
   ルに、パッド片挿込み用の窓を適宜間隔を隔てて設け、
   一方パッド片を切り起し可能に設けた軸受フォイルをば
   ねフォイルの外側に重ねると共に、パッド片を上記ばね
   フォイルの窓からばねフォイルの内側で回転軸の回転方
   向に挿通して上記線条突起で支承するようにした動圧ジ
   ャーナル流体軸受。