JPS59187111A - フオイルスラスト軸受 - Google Patents
フオイルスラスト軸受Info
- Publication number
- JPS59187111A JPS59187111A JP6072483A JP6072483A JPS59187111A JP S59187111 A JPS59187111 A JP S59187111A JP 6072483 A JP6072483 A JP 6072483A JP 6072483 A JP6072483 A JP 6072483A JP S59187111 A JPS59187111 A JP S59187111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- foil
- grooves
- thrust bearing
- spiral
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/042—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
し発明の利用分野〕
本発明は動圧型気体スラスト軸受、特に、高速小型回転
機械の回転軸を支持するフォイルスラスト軸受に関する
ものである、 し発明の背景〕 一般に動圧型気体スラスト軸受は、構造が聞単で、かつ
軸受損失が小さいので、高速小型回転機械に広く使用さ
れているが、軸受負荷能力が小さく、かつ起動トルクが
大きい欠点がある。
機械の回転軸を支持するフォイルスラスト軸受に関する
ものである、 し発明の背景〕 一般に動圧型気体スラスト軸受は、構造が聞単で、かつ
軸受損失が小さいので、高速小型回転機械に広く使用さ
れているが、軸受負荷能力が小さく、かつ起動トルクが
大きい欠点がある。
公知のフォイルスラスト軸受、例えば米国特許第３，６
１５，１２１号のものは、基板、フォイル支持部材およ
びフォイルでｍ＝されているため、軸受負荷能力が小さ
いはかりでなく、高速運転時の負荷増大および働ネｌど
の外部加振力に対して十分に対応できない欠点がある。
１５，１２１号のものは、基板、フォイル支持部材およ
びフォイルでｍ＝されているため、軸受負荷能力が小さ
いはかりでなく、高速運転時の負荷増大および働ネｌど
の外部加振力に対して十分に対応できない欠点がある。
一方、米国特許第４．２０８，０７６号および同第４，
２１３，６５７号のものは、フォイル下面（反軸受面）
に突起を設けてフォイル金支承するように構成されてい
るので、軸受剛性は向上するが、回転軸の起動時には軸
受剛性が犬であるから、起動トルクは増大する欠点があ
る。
２１３，６５７号のものは、フォイル下面（反軸受面）
に突起を設けてフォイル金支承するように構成されてい
るので、軸受剛性は向上するが、回転軸の起動時には軸
受剛性が犬であるから、起動トルクは増大する欠点があ
る。
本発明は上記にかんがみスラスト荷重の変動に応じて軸
受のばね剛性を変化させて軸受の負荷能力を同上さぞ、
またフォイル相互間の摩擦ダンパにより高速時の安定運
転を可能にすると共に、起動トルクを減少させること金
目的とするものである。
受のばね剛性を変化させて軸受の負荷能力を同上さぞ、
またフォイル相互間の摩擦ダンパにより高速時の安定運
転を可能にすると共に、起動トルクを減少させること金
目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するために、円形状基板と、こ
の基板上に固定した任意数のフォイル支持部材と、これ
らのフォイル支持部材にそれぞれ固定したフォイルから
なるフォイルスラスト軸受において、前記基板上に前記
各７才イル支持部材の固定位置から適宜距廂の位置に溝
をそれぞれ設け、これらの溝内に渦巻状フォイルを一部
が露出するように収納したものである。
の基板上に固定した任意数のフォイル支持部材と、これ
らのフォイル支持部材にそれぞれ固定したフォイルから
なるフォイルスラスト軸受において、前記基板上に前記
各７才イル支持部材の固定位置から適宜距廂の位置に溝
をそれぞれ設け、これらの溝内に渦巻状フォイルを一部
が露出するように収納したものである。
以下本発明の実施例全図面について鴫明する°。
ｉ１図および第２図において、１は回転軸、２゜３は回
転軸１に取付けられた円形状のスラスト板および基板、
４は基板３上に、かつ放射状に固定された任意数のフォ
イル支１守部材、５は各７才イル支持部材４に一端がそ
れぞれ固定された可撓性薄板からなるフォイルで、これ
らのフォイル５は基板３Ｖｃ平行か、またはその自出端
がスラスト板２側に彎曲した状態に保持されている。６
は基板３上に各フォイル支持部材４から適宜距離の位置
に、かつ半径方向にそれぞれ設けられた溝、７は各溝６
内に一部が露出するように収納された渦巻状フォイルで
、このフォイル７は目υ記フォイル５よりもばね剛性の
尚い可撓性薄板によシ製作されている。
転軸１に取付けられた円形状のスラスト板および基板、
４は基板３上に、かつ放射状に固定された任意数のフォ
イル支１守部材、５は各７才イル支持部材４に一端がそ
れぞれ固定された可撓性薄板からなるフォイルで、これ
らのフォイル５は基板３Ｖｃ平行か、またはその自出端
がスラスト板２側に彎曲した状態に保持されている。６
は基板３上に各フォイル支持部材４から適宜距離の位置
に、かつ半径方向にそれぞれ設けられた溝、７は各溝６
内に一部が露出するように収納された渦巻状フォイルで
、このフォイル７は目υ記フォイル５よりもばね剛性の
尚い可撓性薄板によシ製作されている。
次に上記のような構成からなる本実施例の作用について
説明する。
説明する。
起動時に回転ｌ１８１に取付けたスラスト板２は、回転
軸１に取付けた基板３上に７才イル支持部材４ヶ介して
取付けたフォイル５と接触しながら回転し始め、その回
転速度の上昇に伴ってスラスト板２と板状フォイル５と
の間に気体のくさび膜が形成されて動圧軸受を構成する
。
軸１に取付けた基板３上に７才イル支持部材４ヶ介して
取付けたフォイル５と接触しながら回転し始め、その回
転速度の上昇に伴ってスラスト板２と板状フォイル５と
の間に気体のくさび膜が形成されて動圧軸受を構成する
。
この際、起動時のスラスト軸受負荷は、水平軸の場合に
はほぼ岑であシ、鉛直軸の場合には自重だけであるので
、高速回転時および外部励振力のある場合に比べて小さ
いから、板状フォイル５のはね剛性を起動負荷に耐える
程度にすることによシ、起動トルクを減少させることが
可能となる。
はほぼ岑であシ、鉛直軸の場合には自重だけであるので
、高速回転時および外部励振力のある場合に比べて小さ
いから、板状フォイル５のはね剛性を起動負荷に耐える
程度にすることによシ、起動トルクを減少させることが
可能となる。
さらに回転軸１系の回転速度が上昇して軸受負荷も増大
すると、板状フォイル５は押圧されて渦巻状フォイル７
に接触する。このため板状フォイル５と渦巻状フォイル
７との間１２厚擦作用が起υ、回転＠ｌ系の減衰係数が
増加すると共に、渦巻状フォイル７は変形して板状フォ
イル５と一体化して軸受負荷を支承する。逆に軸受負荷
が減少すると、まず渦巻状フォイル７が原形状に復帰し
さらに軸受負荷が減少すると、板状フォイル５が原形状
に復帰する。
すると、板状フォイル５は押圧されて渦巻状フォイル７
に接触する。このため板状フォイル５と渦巻状フォイル
７との間１２厚擦作用が起υ、回転＠ｌ系の減衰係数が
増加すると共に、渦巻状フォイル７は変形して板状フォ
イル５と一体化して軸受負荷を支承する。逆に軸受負荷
が減少すると、まず渦巻状フォイル７が原形状に復帰し
さらに軸受負荷が減少すると、板状フォイル５が原形状
に復帰する。
上記の第１実施例（第１図、第２図）では、渦巻状フォ
イル７を基板３上に設けた溝６内に一部が露出するよう
に収納したが、これに代シ弔３図および第４図に示す第
２実施例のように、渦巻状フォイル７をアーム９の一端
に固定された支持軸８によシ支持すると共に、基板３に
設けた溝６内に一部が露出するように収納し、前記アー
ム９の他端を基板３に一端を固定されたトーションバ＝
１０の他端に固定する構造にしてもよい。その他の構造
は第１実施例と同一であるから図面および説明を省略す
る。
イル７を基板３上に設けた溝６内に一部が露出するよう
に収納したが、これに代シ弔３図および第４図に示す第
２実施例のように、渦巻状フォイル７をアーム９の一端
に固定された支持軸８によシ支持すると共に、基板３に
設けた溝６内に一部が露出するように収納し、前記アー
ム９の他端を基板３に一端を固定されたトーションバ＝
１０の他端に固定する構造にしてもよい。その他の構造
は第１実施例と同一であるから図面および説明を省略す
る。
このように構成すれは、スラスト軸受負荷が増大すると
、これに伴ってフォイル５の０由端は押圧され、渦巻フ
ォイル７に接触してこれを押圧する。したがって、前記
大きな負荷は渦巻フォイル７、支持軸８およびアーム９
を経てトーションバ＝１０に伝達されるから、大荷重を
支承する軸受を形成することができる。
、これに伴ってフォイル５の０由端は押圧され、渦巻フ
ォイル７に接触してこれを押圧する。したがって、前記
大きな負荷は渦巻フォイル７、支持軸８およびアーム９
を経てトーションバ＝１０に伝達されるから、大荷重を
支承する軸受を形成することができる。
ｉＡｓ図に示す第３実施例は、基板３上に、かつ周方向
に俵数個設けたフォイル支持部材４のうち、相隣るフォ
イル支持部材４ａ、４ｂ間に俵数個の溝６ａ、６ｂ（図
では２１固）を設け、これらの溝６ａ、６ｂの断面形状
を一方の７才イル支持部材４ａから遠ざかるにしたがっ
て大きくなるように形成すると共に、前記溝６ａ、６ｂ
内にそれぞれ収納される渦巻状フォイル７ａ、７ｂの大
きさケ溝５ａ、ｆｊｂに対応するように、すなわち渦巻
状フォイル７ｂが同フォイル７ａより大きい（７ａく７
ｂ）ように構成したものである。その他の溝道は第１芙
施例と同一であるから図面および説明ケ省＋１１ｊ）す
る。
に俵数個設けたフォイル支持部材４のうち、相隣るフォ
イル支持部材４ａ、４ｂ間に俵数個の溝６ａ、６ｂ（図
では２１固）を設け、これらの溝６ａ、６ｂの断面形状
を一方の７才イル支持部材４ａから遠ざかるにしたがっ
て大きくなるように形成すると共に、前記溝６ａ、６ｂ
内にそれぞれ収納される渦巻状フォイル７ａ、７ｂの大
きさケ溝５ａ、ｆｊｂに対応するように、すなわち渦巻
状フォイル７ｂが同フォイル７ａより大きい（７ａく７
ｂ）ように構成したものである。その他の溝道は第１芙
施例と同一であるから図面および説明ケ省＋１１ｊ）す
る。
このように構成すれば、軸受負荷容量の小さいフォイル
５の自由端の近くヲ、軸受剛性の大きい渦巻フォイル６
ｂで保持することによシ、周方向における軸受剛性を均
一化することが可能である。
５の自由端の近くヲ、軸受剛性の大きい渦巻フォイル６
ｂで保持することによシ、周方向における軸受剛性を均
一化することが可能である。
この場合、渦巻状フォイル６ａ、６ｂを第４図に示すよ
うに、トーションバー１０おｊひ７−４９を介して支持
軸７により支持するようにしてもよい。
うに、トーションバー１０おｊひ７−４９を介して支持
軸７により支持するようにしてもよい。
第６図に示す第４笑施例は、円形状の基板３上に複数個
設けられ、かつ渦巻状フォイル（図示せず）の収納され
る溝６の形状（深さと幅）ヲ、内径側６ｘから外径側６
ｙに至るにしたがって瑠太するように形成し、これらの
溝６内に収納される渦巻状フォイルのはね剛性を溝６に
対応するように内方側（軸１側）から外方側（反軸側）
に至るにしたがって増大するように構成したものである
。
設けられ、かつ渦巻状フォイル（図示せず）の収納され
る溝６の形状（深さと幅）ヲ、内径側６ｘから外径側６
ｙに至るにしたがって瑠太するように形成し、これらの
溝６内に収納される渦巻状フォイルのはね剛性を溝６に
対応するように内方側（軸１側）から外方側（反軸側）
に至るにしたがって増大するように構成したものである
。
その他の構造は前記第１災施例と同一であるから図■お
よび説明する。
よび説明する。
このように構成すれば、フォイルスラス）＄１］受の各
点におけるばね剛性を一定に近づけることが可能である
。
点におけるばね剛性を一定に近づけることが可能である
。
以上説明したように本発明によれば、軸受負荷に応じて
ｑ１１ｉｌ受のはね要素として働く部材の個数を変更し
、小負荷時には小さな軸受ばね定数とし、大負何には大
きな軸受はね定数とすることができるので、起動時のは
ね剛性を小さくして、起動トルク全減少させることがで
き、かつ高速運転時には負荷係数および減衰係数の増大
Ｖこよｐ安定運転を行うことが可能である。
ｑ１１ｉｌ受のはね要素として働く部材の個数を変更し
、小負荷時には小さな軸受ばね定数とし、大負何には大
きな軸受はね定数とすることができるので、起動時のは
ね剛性を小さくして、起動トルク全減少させることがで
き、かつ高速運転時には負荷係数および減衰係数の増大
Ｖこよｐ安定運転を行うことが可能である。
また゛本発明によれば、フォイル相互間に摩擦ダンパ効
果を生ずるから、高速運転時における軸の回転などを抑
制することができる利点がある。
果を生ずるから、高速運転時における軸の回転などを抑
制することができる利点がある。
第１図は本発明のフォルスラスト軸受の一実施例を示す
分解斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図
および第４図は本発明に係わる他の実施例の基板部の部
分断面図および渦巻状フォイルの支持機構の斜視図、第
５図は本発明に係わるさらに他の実施例の基板部の断面
図、第６図は本発明に係わるさらに他の実施例の基板部
の平面図である。 ３・・・基板、４，４ ａ、４ ｂ用フォイル支持部材
、５−７ オイル、６，６ ａ、６ ｂ・、、溝、７，
７ａ。 ７ｂ・・・渦巻状フォイル、８・・・支持軸、９・・・
アーム、１０・・・トーションバー。 χ １ 図 壷 第 ２ 図 第 ３ ［］ 侵 χ ４ 口 第 ５（２１ 第 ６ （２）
分解斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図
および第４図は本発明に係わる他の実施例の基板部の部
分断面図および渦巻状フォイルの支持機構の斜視図、第
５図は本発明に係わるさらに他の実施例の基板部の断面
図、第６図は本発明に係わるさらに他の実施例の基板部
の平面図である。 ３・・・基板、４，４ ａ、４ ｂ用フォイル支持部材
、５−７ オイル、６，６ ａ、６ ｂ・、、溝、７，
７ａ。 ７ｂ・・・渦巻状フォイル、８・・・支持軸、９・・・
アーム、１０・・・トーションバー。 χ １ 図 壷 第 ２ 図 第 ３ ［］ 侵 χ ４ 口 第 ５（２１ 第 ６ （２）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円形状基板と、この基板上に固定した任意数の７才
イル支持部材と、これらのフォイル支持部材にそれぞれ
固定したフォイルからなる一フォイルスラスト軸受にお
いて、前記基板上に前記各７才イル支持部材の固定位置
から適宜距離の位置に＋７Ｍ ｋ−４：れぞれ設け、こ
れらの溝内に渦巻状フォイルを一部が露出するように収
納したことを％徴とするフォイルスラスト軸受。 ２、基板上に設けた相隣るフォイル支持部材ｍ」に複数
個の溝を設け、これらの溝の断面形状を前記フォイル支
持部材から遠ざ力・るにしたがって大きくなるように形
成すると共に、これらの溝内に収納する渦巻状フォイル
を前記溝と同様に形成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のフォイルスラスト軸受。 ３、前記渦巻状フォイルを軸によ）支持し、この軸の一
端をアームの一端に固定すると共に、このアームの他端
を基板に一端を固定したトーションバーの他端に固定し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
記載の７オイルスラスト軸受。 ４、 基板上に設けた罫の断面形状を、その基板の内周
部から外周部に至るにしたがって大きくなるように形成
すると共に、この溝に収納する渦巻状フォイルを溝と同
僚に形成したことを特徴とする特許請求の範囲用１項な
いし第３項のうちの任意の一つに記載のフォイルスラス
ト軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6072483A JPS59187111A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | フオイルスラスト軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6072483A JPS59187111A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | フオイルスラスト軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59187111A true JPS59187111A (ja) | 1984-10-24 |
Family
ID=13150506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6072483A Pending JPS59187111A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | フオイルスラスト軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59187111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014061698A1 (ja) | 2012-10-16 | 2014-04-24 | 株式会社Ihi | スラスト軸受 |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6072483A patent/JPS59187111A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014061698A1 (ja) | 2012-10-16 | 2014-04-24 | 株式会社Ihi | スラスト軸受 |
| KR20150052314A (ko) | 2012-10-16 | 2015-05-13 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | 스러스트 베어링 |
| US9810259B2 (en) | 2012-10-16 | 2017-11-07 | Ihi Corporation | Thrust bearing |
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