JPH10288187A - ドライポンプ - Google Patents
ドライポンプInfo
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- JPH10288187A JPH10288187A JP9941897A JP9941897A JPH10288187A JP H10288187 A JPH10288187 A JP H10288187A JP 9941897 A JP9941897 A JP 9941897A JP 9941897 A JP9941897 A JP 9941897A JP H10288187 A JPH10288187 A JP H10288187A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- bearing
- dynamic pressure
- pressure gas
- dry pump
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
- F04D29/0513—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】メンテナンスに便利であり、寿命も長く、しか
もイニシャルコストやランニングコストを低減できる軸
受構造を備えたドライポンプを提供する。 【解決手段】ドライポンプの軸受として、動圧ガス軸受
１３、１４を採用し、この動圧ガス軸受１３、１４の配
設位置を、シャフト２を密接に包囲する位置に形成した
支軸部７とシャフト２との間に設定しているので、簡易
な構成でポンプの延命化を計り、イニシャルコストやラ
ンニングコストを大幅に低減するとともに、シャフト２
の軸支を安定、確実なものとし、震動や騒音の低減化や
回転の高速化を計ることができる。
もイニシャルコストやランニングコストを低減できる軸
受構造を備えたドライポンプを提供する。 【解決手段】ドライポンプの軸受として、動圧ガス軸受
１３、１４を採用し、この動圧ガス軸受１３、１４の配
設位置を、シャフト２を密接に包囲する位置に形成した
支軸部７とシャフト２との間に設定しているので、簡易
な構成でポンプの延命化を計り、イニシャルコストやラ
ンニングコストを大幅に低減するとともに、シャフト２
の軸支を安定、確実なものとし、震動や騒音の低減化や
回転の高速化を計ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メンテナンスの便
を有効に向上させたドライポンプに関するものである。
を有効に向上させたドライポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ドライポンプは、ハウジング内にオイル
を持ち込まずに稼働するものであり、オイルフリーな環
境が要求される用途には極めて有用なものである。この
種のドライポンプは、ハウジングに軸受を介してシャフ
トを回転可能に軸支し、このシャフトに、ハウジング内
周に形成したステータとの間にポンプ作用を営むロータ
を軸着して構成されるものであり、前記軸受には玉軸
受、磁気軸受、静圧軸受が一般に用いられている。
を持ち込まずに稼働するものであり、オイルフリーな環
境が要求される用途には極めて有用なものである。この
種のドライポンプは、ハウジングに軸受を介してシャフ
トを回転可能に軸支し、このシャフトに、ハウジング内
周に形成したステータとの間にポンプ作用を営むロータ
を軸着して構成されるものであり、前記軸受には玉軸
受、磁気軸受、静圧軸受が一般に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、玉軸受に
は、封入したオイルが劣化し易い環境のため、メンテナ
ンスが大変であると同時に、寿命が比較的短いという欠
点がある。また、磁気軸受は何よりも高価であるという
欠点があり、静圧軸受は給気用ガスの消費量が多いため
ランニングコストが高くつくという欠点がある。
は、封入したオイルが劣化し易い環境のため、メンテナ
ンスが大変であると同時に、寿命が比較的短いという欠
点がある。また、磁気軸受は何よりも高価であるという
欠点があり、静圧軸受は給気用ガスの消費量が多いため
ランニングコストが高くつくという欠点がある。
【０００４】本発明は、メンテナンスに便利であり、寿
命も長く、しかもイニシャルコストやランニングコスト
を低減できる軸受構造を備えたドライポンプを提供する
ことを目的としている。
命も長く、しかもイニシャルコストやランニングコスト
を低減できる軸受構造を備えたドライポンプを提供する
ことを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、この種のドライポンプとしての一般
的構成を備えてなるものにおいて、軸受に動圧ガス軸受
を採用するとともに、この動圧ガス軸受の配設位置を、
シャフトを密接に包囲する位置に形成した支軸部と該シ
ャフトとの間に設定してなることを特徴とする。
ために、本発明は、この種のドライポンプとしての一般
的構成を備えてなるものにおいて、軸受に動圧ガス軸受
を採用するとともに、この動圧ガス軸受の配設位置を、
シャフトを密接に包囲する位置に形成した支軸部と該シ
ャフトとの間に設定してなることを特徴とする。
【０００６】このように構成すれば、動圧ガス軸受は、
シャフトの回転に伴い周辺にある気体を巻き込むことに
より自身で動圧を発生しシャフトを支持する。したがっ
て、玉軸受のようにオイルを使用せず完全なオイルフリ
ー環境を実現し、オイルを使用しないため封入したオイ
ルが劣化するといった不都合がなく、メンテナンスフリ
ーや軸受ひいてはポンプ全体の延命化が計れる。また、
動圧ガス軸受は、磁気軸受を採用する場合に比べて簡易
な構成であるためイニシャルコストを大巾に軽減でき
る。さらに、動圧は周辺にある気体を巻き込むことによ
り自身で発生するものであって、静圧軸受のように外部
から大量のガスを供給する必要がなくランニングコスト
も大巾に削減される。
シャフトの回転に伴い周辺にある気体を巻き込むことに
より自身で動圧を発生しシャフトを支持する。したがっ
て、玉軸受のようにオイルを使用せず完全なオイルフリ
ー環境を実現し、オイルを使用しないため封入したオイ
ルが劣化するといった不都合がなく、メンテナンスフリ
ーや軸受ひいてはポンプ全体の延命化が計れる。また、
動圧ガス軸受は、磁気軸受を採用する場合に比べて簡易
な構成であるためイニシャルコストを大巾に軽減でき
る。さらに、動圧は周辺にある気体を巻き込むことによ
り自身で発生するものであって、静圧軸受のように外部
から大量のガスを供給する必要がなくランニングコスト
も大巾に削減される。
【０００７】また、動圧ガス軸受の配設位置を、シャフ
トを密接に包囲する位置に形成した支軸部と該シャフト
との間に設定しており、シャフトを極めて安定、確実に
軸支し、振動や騒音の低減化や回転の高速化にも寄与し
得るものである。
トを密接に包囲する位置に形成した支軸部と該シャフト
との間に設定しており、シャフトを極めて安定、確実に
軸支し、振動や騒音の低減化や回転の高速化にも寄与し
得るものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。この実施例のドライポンプは、図１に示すよ
うに、ハウジング１に軸受を介してシャフト２を回転可
能に軸支し、このシャフト２に、ハウジング１の内周に
形成したステータ３との間にポンプ作用を営むロータ４
を軸着して構成されるものである。
説明する。この実施例のドライポンプは、図１に示すよ
うに、ハウジング１に軸受を介してシャフト２を回転可
能に軸支し、このシャフト２に、ハウジング１の内周に
形成したステータ３との間にポンプ作用を営むロータ４
を軸着して構成されるものである。
【０００９】具体的に説明すると、ハウジング１は有底
筒状のもので、上端に設けた開口部を吸気口１ａとな
し、下端近傍の周壁に設けた開口部を排気口１ｂとなし
ている。そして、このハウジング１の内周に、積層形の
ステータスペーサ５を静翼６を狭持させながら積み上げ
てステータ３を構成するとともに、中心部に底壁から上
方に向けて支軸部７を立設し、この支軸部７にシャフト
２を回転可能に軸支している。最上段のステータスペー
サ８の内周には円環状の凹部１７が設けてある。
筒状のもので、上端に設けた開口部を吸気口１ａとな
し、下端近傍の周壁に設けた開口部を排気口１ｂとなし
ている。そして、このハウジング１の内周に、積層形の
ステータスペーサ５を静翼６を狭持させながら積み上げ
てステータ３を構成するとともに、中心部に底壁から上
方に向けて支軸部７を立設し、この支軸部７にシャフト
２を回転可能に軸支している。最上段のステータスペー
サ８の内周には円環状の凹部１７が設けてある。
【００１０】シャフト２は、シャフト本体９の下端に偏
平なスラスト円盤１０を取着したものであり、前記支軸
部７は、そのスラスト円盤１０を比較的緊密かつ非接触
に収容し得る偏平な内空を有した基端部分１１、及び、
この基端部分１１からシャフト本体９の長手寸法に略等
しい距離だけ上方に起立して該シャフト本体９を比較的
緊密かつ非接触に収容し得る内空を有した円筒部分１２
からなっている。
平なスラスト円盤１０を取着したものであり、前記支軸
部７は、そのスラスト円盤１０を比較的緊密かつ非接触
に収容し得る偏平な内空を有した基端部分１１、及び、
この基端部分１１からシャフト本体９の長手寸法に略等
しい距離だけ上方に起立して該シャフト本体９を比較的
緊密かつ非接触に収容し得る内空を有した円筒部分１２
からなっている。
【００１１】一方、ロータ４は、前記シャフト２の上端
に螺着される釣鐘状のもので、その外周には、下端近傍
から上端近傍にかけて前記各静翼６間に挿入される動翼
（円周インペラ）１６を有し、また上端に前記最上段の
ステータスペーサ８に形成した凹部１７に収容される遠
心インペラ１８を有している。動翼１６と静翼６とは協
働して周辺気体を下流に向かって叩き飛ばすことで強制
排気する周知の軸流ポンプ作用を営むものであり、遠心
インペラ１８はその上下両面１８ａ、１８ｂと対向する
凹部１７の内壁１７ａとの間に気体を引き込んで螺旋運
動させることにより下流に向かって送り出す周知の遠心
ポンプ作用を営むものである。
に螺着される釣鐘状のもので、その外周には、下端近傍
から上端近傍にかけて前記各静翼６間に挿入される動翼
（円周インペラ）１６を有し、また上端に前記最上段の
ステータスペーサ８に形成した凹部１７に収容される遠
心インペラ１８を有している。動翼１６と静翼６とは協
働して周辺気体を下流に向かって叩き飛ばすことで強制
排気する周知の軸流ポンプ作用を営むものであり、遠心
インペラ１８はその上下両面１８ａ、１８ｂと対向する
凹部１７の内壁１７ａとの間に気体を引き込んで螺旋運
動させることにより下流に向かって送り出す周知の遠心
ポンプ作用を営むものである。
【００１２】このような構成において、本実施例は前記
シャフト２を、該シャフト２と支軸部７との間に配設し
た動圧ガス軸受１３、１４によって支持している。動圧
ガス軸受１３は、スラスト円盤１０の上下面１０ａ、１
０ｂと支軸部７の基端部分１１の対向壁１１ａ、１１ｂ
との間に配設されるスラスト軸受用のもので、この動圧
ガス軸受１３にはフォイルタイプ、ティルティングパッ
ドタイプ、スパイラルタイプなど適宜のものが用いられ
る。フォイルタイプはスラスト円盤１０と対向壁１１
ａ、１１ｂとの間に配設するフォイルによって回転方向
に漸次狭小となる楔状の隙間を形成しこの隙間に周辺気
体を巻き込んで動圧を発生させるものであり、ティルテ
ィングパッドタイプは同様の作用をフォイルの代わりに
パッドを用いて実現するものであり、スパイラルタイプ
はスラスト円盤１０の上下面１０ａ、１０ｂ又は対向壁
１１ａ、１１ｂの一方に形成した螺旋溝に周辺気体を巻
き込みその溝の断面積を送り方向に漸次狭小とすること
で動圧を発生させるものであって、各々周知のものであ
る。
シャフト２を、該シャフト２と支軸部７との間に配設し
た動圧ガス軸受１３、１４によって支持している。動圧
ガス軸受１３は、スラスト円盤１０の上下面１０ａ、１
０ｂと支軸部７の基端部分１１の対向壁１１ａ、１１ｂ
との間に配設されるスラスト軸受用のもので、この動圧
ガス軸受１３にはフォイルタイプ、ティルティングパッ
ドタイプ、スパイラルタイプなど適宜のものが用いられ
る。フォイルタイプはスラスト円盤１０と対向壁１１
ａ、１１ｂとの間に配設するフォイルによって回転方向
に漸次狭小となる楔状の隙間を形成しこの隙間に周辺気
体を巻き込んで動圧を発生させるものであり、ティルテ
ィングパッドタイプは同様の作用をフォイルの代わりに
パッドを用いて実現するものであり、スパイラルタイプ
はスラスト円盤１０の上下面１０ａ、１０ｂ又は対向壁
１１ａ、１１ｂの一方に形成した螺旋溝に周辺気体を巻
き込みその溝の断面積を送り方向に漸次狭小とすること
で動圧を発生させるものであって、各々周知のものであ
る。
【００１３】一方、動圧ガス軸受１４は、シャフト本体
９の上端近傍の外周と支軸部７の円筒部分１２の対向壁
１２ａとの間およびシャフト本体９の下端近傍の外周と
支軸部７の円筒部分１２の対向壁１２ａとの間にそれぞ
れ配設されるラジアル軸受用のもので、この動圧ガス軸
受１４にも前述したフォイルタイプ、ティルティングパ
ッドタイプ、スパイラルタイプなど適宜のものが用いら
れる。
９の上端近傍の外周と支軸部７の円筒部分１２の対向壁
１２ａとの間およびシャフト本体９の下端近傍の外周と
支軸部７の円筒部分１２の対向壁１２ａとの間にそれぞ
れ配設されるラジアル軸受用のもので、この動圧ガス軸
受１４にも前述したフォイルタイプ、ティルティングパ
ッドタイプ、スパイラルタイプなど適宜のものが用いら
れる。
【００１４】なお、図において符号１５で示すものは動
圧ガス軸受空間を封止する非接触シールであり、下端側
にもこのような非接触シールを適宜用いることができ
る。また、シャフト本体９の外周適宜部位には、支軸部
７の円筒部分１２の対向壁１２ａとの間にシャフト２を
回転駆動するモータ（図示省略）が構成してある。しか
して、このドライポンプのモータを起動させると、遠心
インペラ１８の上面１８ａ及び下面１８ｂと最上段のス
テータスペーサ８の凹部１７の対向壁１７ａとの間にお
いて営まれる周知の遠心ポンプ作用によって吸気口１ａ
付近にある気体が引き込まれ、引き続きその気体は下段
に配置した動翼１６及び静翼６の間に営まれる周知の軸
流ポンプ作用によって圧縮されながら最下段にまで運ば
れた後、排気口１ｂを介して外部に排出されることとな
る。
圧ガス軸受空間を封止する非接触シールであり、下端側
にもこのような非接触シールを適宜用いることができ
る。また、シャフト本体９の外周適宜部位には、支軸部
７の円筒部分１２の対向壁１２ａとの間にシャフト２を
回転駆動するモータ（図示省略）が構成してある。しか
して、このドライポンプのモータを起動させると、遠心
インペラ１８の上面１８ａ及び下面１８ｂと最上段のス
テータスペーサ８の凹部１７の対向壁１７ａとの間にお
いて営まれる周知の遠心ポンプ作用によって吸気口１ａ
付近にある気体が引き込まれ、引き続きその気体は下段
に配置した動翼１６及び静翼６の間に営まれる周知の軸
流ポンプ作用によって圧縮されながら最下段にまで運ば
れた後、排気口１ｂを介して外部に排出されることとな
る。
【００１５】以上のように機能する本実施例のドライポ
ンプは、ハウジング１内にオイルを持ち込まずに稼働す
るものであり、オイルフリーな環境が要求される用途、
例えば半導体製造装置のチャンバの排気などに適用して
極めて有用なものである。しかも、この実施例では、軸
受に動圧ガス軸受１３、１４を採用しており、玉軸受の
ようにオイルを使用しないため封入したオイルが劣化す
るといった不都合がなく、メンテナンスフリーや軸受ひ
いてはポンプ全体の延命化に資する効果がある。また、
磁気軸受を採用する場合に比べて簡易な構成であるため
イニシャルコストを大巾に軽減できる効果があり、さら
に動圧は周辺にある気体を巻き込むことにより自身で発
生するものであって静圧軸受のように外部から大量のガ
スを供給する必要がなくランニングコストも大巾に削減
できる効果が得られる。
ンプは、ハウジング１内にオイルを持ち込まずに稼働す
るものであり、オイルフリーな環境が要求される用途、
例えば半導体製造装置のチャンバの排気などに適用して
極めて有用なものである。しかも、この実施例では、軸
受に動圧ガス軸受１３、１４を採用しており、玉軸受の
ようにオイルを使用しないため封入したオイルが劣化す
るといった不都合がなく、メンテナンスフリーや軸受ひ
いてはポンプ全体の延命化に資する効果がある。また、
磁気軸受を採用する場合に比べて簡易な構成であるため
イニシャルコストを大巾に軽減できる効果があり、さら
に動圧は周辺にある気体を巻き込むことにより自身で発
生するものであって静圧軸受のように外部から大量のガ
スを供給する必要がなくランニングコストも大巾に削減
できる効果が得られる。
【００１６】さらにまた、この実施例は、支軸部７でシ
ャフト２の略全体を包囲し、この支軸部７とシャフト２
との間に前記動圧ガス軸受１３、１４を構成しているた
め、シャフト２を極めて安定、確実に軸支することがで
き、振動や騒音の低減化や回転の高速化にも寄与し得る
ものとなる。なお、各部の具体的な構成は、図示実施例
のものに限定されるものではない。例えば、ロータ４
は、本実施例のようにシャフト２の上端から垂下する釣
鐘状のものに限らず、シャフト２の上端に上向きに取着
されるもの等であっても構わない。また、動圧ガス軸受
に、静圧軸受、磁気軸受を組み合わせハイブリッドガス
軸受にしてもよい。その他の構成も本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形が可能である。
ャフト２の略全体を包囲し、この支軸部７とシャフト２
との間に前記動圧ガス軸受１３、１４を構成しているた
め、シャフト２を極めて安定、確実に軸支することがで
き、振動や騒音の低減化や回転の高速化にも寄与し得る
ものとなる。なお、各部の具体的な構成は、図示実施例
のものに限定されるものではない。例えば、ロータ４
は、本実施例のようにシャフト２の上端から垂下する釣
鐘状のものに限らず、シャフト２の上端に上向きに取着
されるもの等であっても構わない。また、動圧ガス軸受
に、静圧軸受、磁気軸受を組み合わせハイブリッドガス
軸受にしてもよい。その他の構成も本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形が可能である。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ドライ
ポンプの軸受として動圧ガス軸受を採用しているので、
オイルフリーな環境を実現し、メンテナンスフリーや軸
受ひいてはポンプ全体の延命化に資する効果がある。さ
らに、簡易な構成であるためイニシャルコストを軽減
し、静圧軸受に比べランニングコストも大幅に削減する
ことができるほか小型化も図れるという優れた効果を奏
する。
ポンプの軸受として動圧ガス軸受を採用しているので、
オイルフリーな環境を実現し、メンテナンスフリーや軸
受ひいてはポンプ全体の延命化に資する効果がある。さ
らに、簡易な構成であるためイニシャルコストを軽減
し、静圧軸受に比べランニングコストも大幅に削減する
ことができるほか小型化も図れるという優れた効果を奏
する。
【００１８】さらに、動圧ガス軸受の配設位置を、シャ
フトを密接に包囲する位置に形成した支軸部と該シャフ
トとの間に設定しているので、シャフトを極めて安定、
確実に軸支することができ、振動や騒音の低減化や回転
の高速化にも寄与し得るものである。
フトを密接に包囲する位置に形成した支軸部と該シャフ
トとの間に設定しているので、シャフトを極めて安定、
確実に軸支することができ、振動や騒音の低減化や回転
の高速化にも寄与し得るものである。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図。
１…ハウジング ２…シャフト ３…ステータ ４…ロータ ７…支軸部 １３、１４…動圧ガス軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 寿 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所三条工場内
Claims (1)
- 【請求項１】ハウジングに軸受を介してシャフトを回転
可能に軸支し、このシャフトに、ハウジング内周に形成
したステータとの間にポンプ作用を営むロータを軸着し
てなるものにおいて、 前記軸受に動圧ガス軸受を採用するとともに、この動圧
ガス軸受の配設位置を、シャフトを密接に包囲する位置
に形成した支軸部と該シャフトとの間に設定してなるこ
とを特徴とするドライポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9941897A JPH10288187A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | ドライポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9941897A JPH10288187A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | ドライポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288187A true JPH10288187A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14246933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9941897A Pending JPH10288187A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | ドライポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10288187A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002039092A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-06 | Shimadzu Corp | ターボ形ドライポンプ |
| WO2015033835A1 (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Ntn株式会社 | フォイル軸受ユニット |
| JP2015052345A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | Ntn株式会社 | フォイル軸受ユニット |
| JP2015108380A (ja) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | Ntn株式会社 | 回転部材とこれを有するフォイル軸受ユニット及びターボ機械 |
| WO2021069874A1 (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Edwards Limited | Vacuum pump comprising an axial magnetic bearing and a radial gas foil bearing |
-
1997
- 1997-04-16 JP JP9941897A patent/JPH10288187A/ja active Pending
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| EP3043080A4 (en) * | 2013-09-06 | 2017-02-15 | NTN Corporation | Foil bearing unit |
| US9689422B2 (en) | 2013-09-06 | 2017-06-27 | Ntn Corporation | Foil bearing unit |
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