JPS595173B2 - 流体軸受 - Google Patents
流体軸受Info
- Publication number
- JPS595173B2 JPS595173B2 JP55075699A JP7569980A JPS595173B2 JP S595173 B2 JPS595173 B2 JP S595173B2 JP 55075699 A JP55075699 A JP 55075699A JP 7569980 A JP7569980 A JP 7569980A JP S595173 B2 JPS595173 B2 JP S595173B2
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- JP
- Japan
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- bearing
- slot
- thin
- thin member
- members
- Prior art date
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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
-
- 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
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/024—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial foil bearings
-
- 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
- F16C43/00—Assembling bearings
- F16C43/02—Assembling sliding-contact bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流体軸受に関する。
液体又は気体を用いる流体軸受は今日広範囲に使用され
ている。
ている。
これら流体軸受には通常相対移動可能で所定距離離間さ
れた2素子が具備され、2素子間には空気のような流体
が充填され、且作5 動時にはひんじ部材を介して2素
子間の接触が防止される。近年流体軸受、特に相対移動
可能な2支承素子間に薄部材を配設する流体力学を応用
した気体軸受が開発されている。
れた2素子が具備され、2素子間には空気のような流体
が充填され、且作5 動時にはひんじ部材を介して2素
子間の接触が防止される。近年流体軸受、特に相対移動
可能な2支承素子間に薄部材を配設する流体力学を応用
した気体軸受が開発されている。
この薄部材は通常撓み性の10ある薄いシートとして設
けられ、被支承面間の流体フィルム(層)により彎曲さ
れ得、流体軸受の流体力学特性即ち支承力が高められか
つ周知の機械的軸受では支承できなかつた極めて大きな
負荷を支承しうる。又薄部材を使用することにより、1
5相対移動可能な2素子の偏心が吸収されかつ制動作用
を得ることのできる利点がある。支承流体として比較的
清浄な液体又は外気は入手が容易であるので、特に高速
回転する装置にはこれらの流体力学を利用した流体フィ
ルムにより20潤滑される軸受を用いることが好ましい
。
けられ、被支承面間の流体フィルム(層)により彎曲さ
れ得、流体軸受の流体力学特性即ち支承力が高められか
つ周知の機械的軸受では支承できなかつた極めて大きな
負荷を支承しうる。又薄部材を使用することにより、1
5相対移動可能な2素子の偏心が吸収されかつ制動作用
を得ることのできる利点がある。支承流体として比較的
清浄な液体又は外気は入手が容易であるので、特に高速
回転する装置にはこれらの流体力学を利用した流体フィ
ルムにより20潤滑される軸受を用いることが好ましい
。
多くの場合、流体軸受では2被支承面の相対移動により
流体フィルムを形成することによつて生じた圧力のみで
も適当な荷重支承力が得られるが、被支承面間の流体を
外方から圧縮して更に荷重支承能力25を高めることが
好適である。外方から圧縮された液体又は気体による流
体軸受によりその荷重支承能力は増加されるが、清浄で
圧縮された流体源を外部に設けなければならなかつた。
流体力学特性を利用した軸受としては、米国特30許第
3215479号、第3215480号、第33664
27号、第3375046号、第3382014号、第
3434762号、第3467451号、第35115
44号、第3560064号、第3615121号、第
3635534号、第353642331号、第367
7612号、および第3893733号に開示されてい
る。
流体フィルムを形成することによつて生じた圧力のみで
も適当な荷重支承力が得られるが、被支承面間の流体を
外方から圧縮して更に荷重支承能力25を高めることが
好適である。外方から圧縮された液体又は気体による流
体軸受によりその荷重支承能力は増加されるが、清浄で
圧縮された流体源を外部に設けなければならなかつた。
流体力学特性を利用した軸受としては、米国特30許第
3215479号、第3215480号、第33664
27号、第3375046号、第3382014号、第
3434762号、第3467451号、第35115
44号、第3560064号、第3615121号、第
3635534号、第353642331号、第367
7612号、および第3893733号に開示されてい
る。
相対移動可能な2支承素子間に弾性を有した薄部材を配
設する各種の構成が提案されている。
設する各種の構成が提案されている。
例えば、ロツドに薄部材の一端部を付設し前記薄部材が
相対移動可能な支承素子の一に設けられたスロツトに保
持されるような構成が米国特許第33664゛27号,
第3375046号卦よび第3615121号に開示さ
れている。又互いに重なる複数の薄部材が夫々点溶接等
により薄部材台に装着される構成の軸受が米国特許第3
382014号および第3809433号に示されてい
る。更に薄部材台が相対移動可能な支承素子の一に対し
摺接可能に保持される。更に薄部材の一端部に設けられ
たリツプ部が相対移動可能な支承素子の一内のスロツト
に保持されたものも提案されている。この種の軸受は米
国特許第3511544号,第3747997号,第3
809443号および第3382014号に開示される
。また米国特許出願第3659619号に示されるよう
に、各薄部材がその端部間の中間に}いて装着される別
の軸受も提案されている。この場合かかる流体軸受にお
いては2支承素子が離間されているため、複数の薄部材
で単に囲繞するだけでは、特に高速回転時に一方の回転
する支承素子が他方の固定の支承素子に対し正確に同心
状態で回転せず、振動する危惧があつた。
相対移動可能な支承素子の一に設けられたスロツトに保
持されるような構成が米国特許第33664゛27号,
第3375046号卦よび第3615121号に開示さ
れている。又互いに重なる複数の薄部材が夫々点溶接等
により薄部材台に装着される構成の軸受が米国特許第3
382014号および第3809433号に示されてい
る。更に薄部材台が相対移動可能な支承素子の一に対し
摺接可能に保持される。更に薄部材の一端部に設けられ
たリツプ部が相対移動可能な支承素子の一内のスロツト
に保持されたものも提案されている。この種の軸受は米
国特許第3511544号,第3747997号,第3
809443号および第3382014号に開示される
。また米国特許出願第3659619号に示されるよう
に、各薄部材がその端部間の中間に}いて装着される別
の軸受も提案されている。この場合かかる流体軸受にお
いては2支承素子が離間されているため、複数の薄部材
で単に囲繞するだけでは、特に高速回転時に一方の回転
する支承素子が他方の固定の支承素子に対し正確に同心
状態で回転せず、振動する危惧があつた。
一方従来の流体軸受にあつては例えば上記の米国特許9
−第3893733号、第4153315号等に開示さ
れるように、薄部材の基端部が、固定の支承部材に形成
した断面が矩形のスロツト内に埋設されているから、前
記薄部材を曲げて予荷重を与えることにより、回転する
支承部材に対する弾圧力を持たせて回転する支承部材を
安定に保持するよう構成されていた。しかしながらこの
従来の構成では薄部材を曲げて予荷重を与えるから、起
動トルクを大にしなければならず、また薄部材の摩耗も
増大する上、軸受の荷重支承能力が低減する欠,点があ
つた。また薄部材相互の予荷重が不均一であれば依然と
して回転する支承部材は振動する危惧があつた。本発明
は上記の欠点を除去し、特に支承部材の一に゛円形5″
のスロツトを具備せしめ、且薄部材41の基部を環状に
設けると共に前記円形のスロツトに嵌入する構成を取る
ことによつて、動作時に薄部材の基部がある程度、円形
スロツト内で変位可能にし、回転する支承部材の低速か
ら高速回転のいずれにも相応して常に好適に前記の回転
する支承部材を囲繞して当接可能にする。
−第3893733号、第4153315号等に開示さ
れるように、薄部材の基端部が、固定の支承部材に形成
した断面が矩形のスロツト内に埋設されているから、前
記薄部材を曲げて予荷重を与えることにより、回転する
支承部材に対する弾圧力を持たせて回転する支承部材を
安定に保持するよう構成されていた。しかしながらこの
従来の構成では薄部材を曲げて予荷重を与えるから、起
動トルクを大にしなければならず、また薄部材の摩耗も
増大する上、軸受の荷重支承能力が低減する欠,点があ
つた。また薄部材相互の予荷重が不均一であれば依然と
して回転する支承部材は振動する危惧があつた。本発明
は上記の欠点を除去し、特に支承部材の一に゛円形5″
のスロツトを具備せしめ、且薄部材41の基部を環状に
設けると共に前記円形のスロツトに嵌入する構成を取る
ことによつて、動作時に薄部材の基部がある程度、円形
スロツト内で変位可能にし、回転する支承部材の低速か
ら高速回転のいずれにも相応して常に好適に前記の回転
する支承部材を囲繞して当接可能にする。
これにより回転する支承部材の回転動作時に全ての薄部
材が同じように変位し、薄部材に過度の予荷重をかける
ことなく回転する支承部材を、振動等を生ずることなく
安定に支承することを目的とするものである相対移動可
能な支承素子の一には、スロツトの直径より小さくその
半径より大きい深さを有する複数の円形のスロツトが支
承素子の一面に沿って設けられる。
材が同じように変位し、薄部材に過度の予荷重をかける
ことなく回転する支承部材を、振動等を生ずることなく
安定に支承することを目的とするものである相対移動可
能な支承素子の一には、スロツトの直径より小さくその
半径より大きい深さを有する複数の円形のスロツトが支
承素子の一面に沿って設けられる。
各薄部材の端部は、これら円形のスロツトに挿入可能に
設けられ、外形がほぼ前記の各スロツトの直径に等しい
ループ部を具備している。以下、本発明の流体軸受を好
ましい実施例に沿つて説明する。
設けられ、外形がほぼ前記の各スロツトの直径に等しい
ループ部を具備している。以下、本発明の流体軸受を好
ましい実施例に沿つて説明する。
第1図に、本発明の流体軸受を、ブシユ14に対し枢支
されるシヤフト12を備えた軸の枢支軸受10として適
用した実施例を示す。
されるシヤフト12を備えた軸の枢支軸受10として適
用した実施例を示す。
各々の一部が他の薄部材に重なる複数の薄部材16がシ
ヤフト12とブシユ14との間に配設される。シヤフト
12の一端部に図示した矢印卦よびブシユ14の外周部
に図示した矢印はシヤフト12とブシユ14との相対回
転の方向を示している。シヤフト12とブシユ14は双
方を回転する必要はなく、シヤフト12又はブシユ14
の一方を固定しうる。従つてシヤフト12とブシユ14
とが相対的に矢印の方向に回転され\ばよい。第2図に
詳示するように、ブシユ14の内径部には等間隔に離間
して円形のスロツト15が設けられてぃる。
ヤフト12とブシユ14との間に配設される。シヤフト
12の一端部に図示した矢印卦よびブシユ14の外周部
に図示した矢印はシヤフト12とブシユ14との相対回
転の方向を示している。シヤフト12とブシユ14は双
方を回転する必要はなく、シヤフト12又はブシユ14
の一方を固定しうる。従つてシヤフト12とブシユ14
とが相対的に矢印の方向に回転され\ばよい。第2図に
詳示するように、ブシユ14の内径部には等間隔に離間
して円形のスロツト15が設けられてぃる。
前記の各スロツト15の深さをhとした場合、深さhが
直径dより小さく且半径rより大になるよう構成される
。スロツト15は図示の場合8個設けられているが、軸
受10の用途に応じて適宜増減できる。各薄部材16は
金属製で肉厚を薄く撓み性を有した側面から見て円弧状
の素子である。
直径dより小さく且半径rより大になるよう構成される
。スロツト15は図示の場合8個設けられているが、軸
受10の用途に応じて適宜増減できる。各薄部材16は
金属製で肉厚を薄く撓み性を有した側面から見て円弧状
の素子である。
円形のループ部17が前記の各薄部材16の一端部に設
けられかつブシュ14のスロツト15内に回動可能に保
持される。ルーブ部11はその外径がスロツト15の直
径より僅かに小さく設けられており、スロツト15内に
容易に嵌入され得かつスロツト15内で好適に旋回され
得る。また前記ループ部17とスロツト15との嵌合力
が好適になるよう構成されている。更にスロツト15内
にループ部17を保持するため、スロツト15の円弧は
少なくとも180度になるよう設けられている。第3図
に示す如く薄部材16に対して補強材として機能する下
薄部材18を併設することができ、前記下薄部材18に
は交互に凹部と凸部が設けられて卦り、曲げ力および圧
縮力に対応できるように形成されている。この種の補強
材自体は必要であれば米国特許第4153315号に詳
示されている。前記下薄部材18にも円形のルーブ部1
9,が具備され、各協働する薄部材16のループ部17
内に収容されるように設けられて}り、且前記薄部材1
6と下薄部材18とはブシユ14のスロツト15内に訃
いて互いに独立して旋回可能に構成されている。一方、
第1図卦よび第2図並びに第3図の実施例は本発明を枢
支軸受に適用するものであるが、本発明の流体軸受は他
種の流体軸受に1例えばスラスト軸受卦よびコニカル軸
受にも応用できることは理解されよう。
けられかつブシュ14のスロツト15内に回動可能に保
持される。ルーブ部11はその外径がスロツト15の直
径より僅かに小さく設けられており、スロツト15内に
容易に嵌入され得かつスロツト15内で好適に旋回され
得る。また前記ループ部17とスロツト15との嵌合力
が好適になるよう構成されている。更にスロツト15内
にループ部17を保持するため、スロツト15の円弧は
少なくとも180度になるよう設けられている。第3図
に示す如く薄部材16に対して補強材として機能する下
薄部材18を併設することができ、前記下薄部材18に
は交互に凹部と凸部が設けられて卦り、曲げ力および圧
縮力に対応できるように形成されている。この種の補強
材自体は必要であれば米国特許第4153315号に詳
示されている。前記下薄部材18にも円形のルーブ部1
9,が具備され、各協働する薄部材16のループ部17
内に収容されるように設けられて}り、且前記薄部材1
6と下薄部材18とはブシユ14のスロツト15内に訃
いて互いに独立して旋回可能に構成されている。一方、
第1図卦よび第2図並びに第3図の実施例は本発明を枢
支軸受に適用するものであるが、本発明の流体軸受は他
種の流体軸受に1例えばスラスト軸受卦よびコニカル軸
受にも応用できることは理解されよう。
第4図は本発明による流体軸受をスラスト軸受に適用し
た実施例を示すものである。スラスト軸受20には相対
回転可能なプレート29とランナ24とが具備されてい
る。各々の一部が他の薄部材に重なる複数の薄部材26
がプレート22とランナ24との間に配設される。前記
プレート22とランナ24との相対的な回転方向はラン
ナ24に示した矢印方向である。各薄部材26には円形
のループ部28が具備され、上述の枢支軸受と同様の構
成をもつてプレート22の円形のスロツト30内に嵌入
される。本発明に訃いてループ部とスロツトでなる連結
装置は薄部材のヒンジ部をなすことが理解されよう。
た実施例を示すものである。スラスト軸受20には相対
回転可能なプレート29とランナ24とが具備されてい
る。各々の一部が他の薄部材に重なる複数の薄部材26
がプレート22とランナ24との間に配設される。前記
プレート22とランナ24との相対的な回転方向はラン
ナ24に示した矢印方向である。各薄部材26には円形
のループ部28が具備され、上述の枢支軸受と同様の構
成をもつてプレート22の円形のスロツト30内に嵌入
される。本発明に訃いてループ部とスロツトでなる連結
装置は薄部材のヒンジ部をなすことが理解されよう。
円形のスロツトの深さはその直径より小さくかつその半
径より大きく設けられているので、薄部材に負荷が加わ
つてない時でもルーブ部がスロツトから逸脱する危惧は
ない。従つて本発明の軸受装置に用いる薄部材には必要
以上に大きな予荷重を与える必要がなく組立が容易とな
る。更に本発明による薄部材は逸脱することがないので
高速で支承している可動面に対しても適用しうる。また
薄部材に付与される予荷重が小さい場合、当該流体軸受
に対する始動トルクが小さくて済む。且予荷重を低減す
ることにより、薄部材の支承力を有効に利用でき荷重の
支承能力も増大される。更に、薄部材は相対的に広い支
承領域を持つから安定性に優れ、この点においても高速
での駆動に耐えうる利点がある。加えて薄部材は前述の
如く相対的に広い支承領域を持つことになるから制動特
囲も良好である。本発明は図示の実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含まれる設
計変更を包有することは理解されよう。
径より大きく設けられているので、薄部材に負荷が加わ
つてない時でもルーブ部がスロツトから逸脱する危惧は
ない。従つて本発明の軸受装置に用いる薄部材には必要
以上に大きな予荷重を与える必要がなく組立が容易とな
る。更に本発明による薄部材は逸脱することがないので
高速で支承している可動面に対しても適用しうる。また
薄部材に付与される予荷重が小さい場合、当該流体軸受
に対する始動トルクが小さくて済む。且予荷重を低減す
ることにより、薄部材の支承力を有効に利用でき荷重の
支承能力も増大される。更に、薄部材は相対的に広い支
承領域を持つから安定性に優れ、この点においても高速
での駆動に耐えうる利点がある。加えて薄部材は前述の
如く相対的に広い支承領域を持つことになるから制動特
囲も良好である。本発明は図示の実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含まれる設
計変更を包有することは理解されよう。
本発明の実施態様を要的すると以下の通りである。
1.回転可能な部材を受容する開口部を有し深さがその
直径より小さく且その半径より大きい複数の円形のスロ
ツトを有した支承部材と、前記シヤフトと前記支承部材
との間に互いに一部重なつて配設される複数の撓み性を
有した薄部材とを備え、前記各薄部材の=端部には円形
のループ部が具備され前記支承部材に設けられた円形の
スロツト内に回転可能に保持されている流体軸受。
直径より小さく且その半径より大きい複数の円形のスロ
ツトを有した支承部材と、前記シヤフトと前記支承部材
との間に互いに一部重なつて配設される複数の撓み性を
有した薄部材とを備え、前記各薄部材の=端部には円形
のループ部が具備され前記支承部材に設けられた円形の
スロツト内に回転可能に保持されている流体軸受。
24流体力学特性を利用して作動されるよう構成されて
なる上記第1項記載の流体軸受。
なる上記第1項記載の流体軸受。
3.静水圧により作動されるように構成されてなる上記
第1項記載の流体軸受。
第1項記載の流体軸受。
4.軸の枢支軸受をなしてなる上記第1項記載の流体軸
受。
受。
5.コニカル軸受をなしてなる上記第1項記載の流体軸
受。
受。
6,スラスト軸受をなしてなる上記第1項記載の流体軸
受。
受。
7,薄く撓み性のある円弧部と一端部に少なくとも18
0度にわたる円形のループ部とを包有した流体軸受に使
用される薄部材。
0度にわたる円形のループ部とを包有した流体軸受に使
用される薄部材。
8.薄部材が金属で作られてなる上記第7項記載の薄部
材。
材。
9.深さがその直径より小さく且その半径より大きい複
数の円形のスロツトを相対移動可能な2部材の一に設け
る工程と、前記2部材間に一端部に円形ループ部を有し
重なつて配設され撓み性のある複数の薄部材を設ける工
程と、前記2部材の一に設けられた前記スロツトに前記
各薄部材の前記ループ部を枢支する工程とを包有して成
る前記2部材間の相対移動を支承する方法。
数の円形のスロツトを相対移動可能な2部材の一に設け
る工程と、前記2部材間に一端部に円形ループ部を有し
重なつて配設され撓み性のある複数の薄部材を設ける工
程と、前記2部材の一に設けられた前記スロツトに前記
各薄部材の前記ループ部を枢支する工程とを包有して成
る前記2部材間の相対移動を支承する方法。
第1図は本発明の流体軸受の一実施例の斜視図、第2図
は同部分拡大端面図、第3図は本発明の他の実施例の部
分拡大端面図、第4図は本発明の更に他の実施例の斜視
図である。 10・・・・・・枢支軸受、12・・・・・・シヤフト
、14・・・・・・ブシユ、15・・・・・・スロツト
、16・・・・・・薄部材、17・・・・・・ループ部
、18・・・・・・下薄部材、19・・・・・・ループ
部、20・・・・・・スラスト軸受、22・・・・・・
プレート、24・・・・・・ランナ、26・・・・・・
薄部材、28・・・・・・ループ部、30・・・・・・
スロツト。
は同部分拡大端面図、第3図は本発明の他の実施例の部
分拡大端面図、第4図は本発明の更に他の実施例の斜視
図である。 10・・・・・・枢支軸受、12・・・・・・シヤフト
、14・・・・・・ブシユ、15・・・・・・スロツト
、16・・・・・・薄部材、17・・・・・・ループ部
、18・・・・・・下薄部材、19・・・・・・ループ
部、20・・・・・・スラスト軸受、22・・・・・・
プレート、24・・・・・・ランナ、26・・・・・・
薄部材、28・・・・・・ループ部、30・・・・・・
スロツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一方に複数の円形のスロットを有する互いに相対移
動可能な2部材と、前記2部材間に配設される複数の撓
み性を有した薄部材とを備え、前記の円形のスロットの
深さはその直径より小さく且その半径より大に設けられ
、前記薄部材の夫々の一端部には前記スロットに回転可
能に保持される円形のループが具備されてなる流体軸受
。 2 複数の撓み性を有した薄部材の各一端部に設けられ
た円形のループ部の円弧が少なくとも180度である特
許請求の範囲第1項記載の流体軸受。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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1980
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- 1980-06-10 DE DE8080301949T patent/DE3063296D1/de not_active Expired
Cited By (1)
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KR20190094806A (ko) * | 2018-02-06 | 2019-08-14 | 한화파워시스템 주식회사 | 스러스트 에어 포일 베어링 |
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