JPS5993515A - タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置 - Google Patents
タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置Info
- Publication number
- JPS5993515A JPS5993515A JP20176382A JP20176382A JPS5993515A JP S5993515 A JPS5993515 A JP S5993515A JP 20176382 A JP20176382 A JP 20176382A JP 20176382 A JP20176382 A JP 20176382A JP S5993515 A JPS5993515 A JP S5993515A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- curvature
- foil
- small radius
- dump
- rotating shaft
- 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.)
- Granted
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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
- F16C17/02—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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Supercharger (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】
本発明は、ターボチャージャにa3いて用いら4する軸
受装置に関するものである。
受装置に関するものである。
従来から、ターボ機械におりる軸受装置は、軸と軸受と
の間にオイルを介在せしめるオイル軸受や同じく気体を
介在LjLめる気体軸受が用いられでいるが、本願は後
者の気体軸受に係わり、そのなかでも複数の薄い金属板
を介在uしめた4i4造であるフォイル軸受の改良に係
わる。りなわら、フォイルタイプの気体軸受は他の形式
のものに比べ構造が簡単で低価格であることから、小型
ガスタービンやターボ機械に実用化されでいるが、自動
車用ターボチャージャにおいては特に101回転が要求
されるためくらなみに、ガスタービンでは毎分60 、
0,00へ−70,000回転であるが自動車、用ター
ボテ1フージヤでは毎分100,000回転以上である
)、従来のフォイルタイプの気体軸受でIiL ?’7
i回転時に十分な制振効果が発揮されず、振れ回りによ
りフォイルと軸とが直接接触し焼き(=jきが生じると
いう欠点があった。
の間にオイルを介在せしめるオイル軸受や同じく気体を
介在LjLめる気体軸受が用いられでいるが、本願は後
者の気体軸受に係わり、そのなかでも複数の薄い金属板
を介在uしめた4i4造であるフォイル軸受の改良に係
わる。りなわら、フォイルタイプの気体軸受は他の形式
のものに比べ構造が簡単で低価格であることから、小型
ガスタービンやターボ機械に実用化されでいるが、自動
車用ターボチャージャにおいては特に101回転が要求
されるためくらなみに、ガスタービンでは毎分60 、
0,00へ−70,000回転であるが自動車、用ター
ボテ1フージヤでは毎分100,000回転以上である
)、従来のフォイルタイプの気体軸受でIiL ?’7
i回転時に十分な制振効果が発揮されず、振れ回りによ
りフォイルと軸とが直接接触し焼き(=jきが生じると
いう欠点があった。
本発明は、高速回転しつる回転軸と該回転軸を支持づる
l、:めの軸受ハウジングとの間に、トップフォイルど
ダンプフォイルどを介在けしめ、該ダンブフi−(ルの
断面に複数個の曲率半径小なる曲わ;3部分を一1〕、
前記回転軸が高速回転したときに小 径気なる曲線部分の各曲率を回転方向に進むに従い小4
Tるように形成して各曲率部の弾力性を変化さけ、ムー
)て、回転軸の中心が軸受ハウジングの中心(l近に1
1N′時存在せしめることにより回転軸表面どI〜ツブ
フAイルとの直接接触を回避させ、高1flf回11/
:時にお(〕る輔受の焼(=Jきが防止できるようなタ
ーボデA・−ジャ用軸受装置を提供せんとするものであ
る。
l、:めの軸受ハウジングとの間に、トップフォイルど
ダンプフォイルどを介在けしめ、該ダンブフi−(ルの
断面に複数個の曲率半径小なる曲わ;3部分を一1〕、
前記回転軸が高速回転したときに小 径気なる曲線部分の各曲率を回転方向に進むに従い小4
Tるように形成して各曲率部の弾力性を変化さけ、ムー
)て、回転軸の中心が軸受ハウジングの中心(l近に1
1N′時存在せしめることにより回転軸表面どI〜ツブ
フAイルとの直接接触を回避させ、高1flf回11/
:時にお(〕る輔受の焼(=Jきが防止できるようなタ
ーボデA・−ジャ用軸受装置を提供せんとするものであ
る。
以下、本発明の実施例を添(=J図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
図は本発明の一実施例を示す断面図で、図中、符号1は
a矢印方向に高速回転する回転軸であり、Oは該軸1の
中心Cある。一方、祐82は前記輔1を支持づ“るため
の軸受ハウジングであり、該ハウジング2には断面円形
の穴2aが穿設され、その中に薄板状のクリアランス調
整シム3が1改装されている。このシム3はあくまでク
リアランス調整用のもので厳密な工作をりれば不要とな
る部品である。該シム3の聞[1部3aにはダンプフォ
イル4の一端4a及びトップフォイル5の一端5aがそ
れぞれ係合往しめられ、1〜ツプフAイル5が最内周部
に位置して前記回転軸1を支える構成となっている。前
記ダンプフォイル4の断面形状は略波形状であり、前記
調整シム3の内周面に接触づ゛る複数個(図上では11
個)の曲率半怪人なる曲線部分4bと、前記トップフォ
イル5の外周面に接触する3個の曲率半径小なる曲線部
分4Cとが連続刃る形状となっている。そして、曲率半
径量イfる曲線部分4. c Iに各面率半径がr +
、 r 2゜l’ 3. l’ 4 (l” +>r
z>r 3.>r 4 )である4個の曲線部分41c
、 /12c 、 43’c 、 44.cとどから
成っている。該ダンプフォイル4の端部4dと前記端部
5 aとの間に【よ小間隙6が設りである。この間隙6
は、軸1からの圧力がダンプフォイル4に加4つつ!、
、:場合に前記曲率半径小なる曲線部分/ICがた4つ
(7)Klるようにづべく設Gノであるもの(゛ある。
a矢印方向に高速回転する回転軸であり、Oは該軸1の
中心Cある。一方、祐82は前記輔1を支持づ“るため
の軸受ハウジングであり、該ハウジング2には断面円形
の穴2aが穿設され、その中に薄板状のクリアランス調
整シム3が1改装されている。このシム3はあくまでク
リアランス調整用のもので厳密な工作をりれば不要とな
る部品である。該シム3の聞[1部3aにはダンプフォ
イル4の一端4a及びトップフォイル5の一端5aがそ
れぞれ係合往しめられ、1〜ツプフAイル5が最内周部
に位置して前記回転軸1を支える構成となっている。前
記ダンプフォイル4の断面形状は略波形状であり、前記
調整シム3の内周面に接触づ゛る複数個(図上では11
個)の曲率半怪人なる曲線部分4bと、前記トップフォ
イル5の外周面に接触する3個の曲率半径小なる曲線部
分4Cとが連続刃る形状となっている。そして、曲率半
径量イfる曲線部分4. c Iに各面率半径がr +
、 r 2゜l’ 3. l’ 4 (l” +>r
z>r 3.>r 4 )である4個の曲線部分41c
、 /12c 、 43’c 、 44.cとどから
成っている。該ダンプフォイル4の端部4dと前記端部
5 aとの間に【よ小間隙6が設りである。この間隙6
は、軸1からの圧力がダンプフォイル4に加4つつ!、
、:場合に前記曲率半径小なる曲線部分/ICがた4つ
(7)Klるようにづべく設Gノであるもの(゛ある。
1−ツフフAイル55の01面形状は、前記一端5aど
、円形部分5 bとから成ってJ5す、前記一端5aの
曲111部ど他端5 cとの間には小間隙7が設り(あ
る。この小間隙71:E該1〜ツブフォーイル5がたわ
んだ揚台の余裕をもたけるために段りである。
、円形部分5 bとから成ってJ5す、前記一端5aの
曲111部ど他端5 cとの間には小間隙7が設り(あ
る。この小間隙71:E該1〜ツブフォーイル5がたわ
んだ揚台の余裕をもたけるために段りである。
尚、11月O″は前記丸穴2a及びシム3の共通中心で
ある。また、1″1号△は回転軸1とトップフA−(ル
5との間に形成される空間であり、同じく1’3 +
、 [32はダンプフォイル4とトップフォイル5どの
間及び同フォイル4とシム3との間にそれぞれ形成され
る空間であって、これらの空間Δ。
ある。また、1″1号△は回転軸1とトップフA−(ル
5との間に形成される空間であり、同じく1’3 +
、 [32はダンプフォイル4とトップフォイル5どの
間及び同フォイル4とシム3との間にそれぞれ形成され
る空間であって、これらの空間Δ。
B1.B2は図示してない通路を介して外気と連通して
いる。
いる。
かかる47.5成において回転軸1がa方向に高速回転
した場合、該@1と1〜ツブフオイル5どの間に設けら
れている空間A内の空気が前記V転方向に巻込まれるこ
ととなり(スクイズフィルム効果)、この巻込み作用に
よっで軸1が浮き上げられ、またダンプフォイル4の弾
力性#≠;娯に)及び空間B1.B2内の空気の出入り
作用がショックアブソーバのような減衰作用を呈する。
した場合、該@1と1〜ツブフオイル5どの間に設けら
れている空間A内の空気が前記V転方向に巻込まれるこ
ととなり(スクイズフィルム効果)、この巻込み作用に
よっで軸1が浮き上げられ、またダンプフォイル4の弾
力性#≠;娯に)及び空間B1.B2内の空気の出入り
作用がショックアブソーバのような減衰作用を呈する。
また、例えばb点で軸1どトップフォイル5とが接触づ
′べく(実際には接触していない)高速回φλ中の軸1
が;1ミ、ずれ移動した場合、軸1の回転方向(a方向
)に進むに従い曲率半径が小さくなっているl’ I〜
r4なる曲線部分4Gは、弾力性の3j2いにJ、りた
わみ爪が41c 、、>420 >43c >4’IC
となる7Cめトップフォイル5のb点(=J近の場合の
曲率中心は、軸受ハウジングの中心〇−より点O″に移
動する。つまりr +>r 2>l’ 3>r 4なる
関係(−゛あるためこのような中心Oの移動が生じるの
である。
′べく(実際には接触していない)高速回φλ中の軸1
が;1ミ、ずれ移動した場合、軸1の回転方向(a方向
)に進むに従い曲率半径が小さくなっているl’ I〜
r4なる曲線部分4Gは、弾力性の3j2いにJ、りた
わみ爪が41c 、、>420 >43c >4’IC
となる7Cめトップフォイル5のb点(=J近の場合の
曲率中心は、軸受ハウジングの中心〇−より点O″に移
動する。つまりr +>r 2>l’ 3>r 4なる
関係(−゛あるためこのような中心Oの移動が生じるの
である。
このJ:うに、軸受中心と曲率中心とのずれが発生Jる
ことにJζり空気膜のくさび作用(スクイズノrルム作
用)の効果が増大し、回転軸1の制振効果を畠めること
とイ【る。
ことにJζり空気膜のくさび作用(スクイズノrルム作
用)の効果が増大し、回転軸1の制振効果を畠めること
とイ【る。
尚、上記実施例では、1〜ツブフオイル5の断面形状が
直線状の端部5aと円形部分5 bとから成=>−Cい
るわ【ノ(″あるが、前記円形部分5bは必ずししこの
ような形状でなくてもよく、例えば円周等分iW’i所
(小間隙7の部ブχは除く)に凸部51を設り、これら
凸部51ど間隙7との間に、曲率半径が円形部F) I
llよりし人である弓状部分を設()るような77、;
成どしてもよい。
直線状の端部5aと円形部分5 bとから成=>−Cい
るわ【ノ(″あるが、前記円形部分5bは必ずししこの
ような形状でなくてもよく、例えば円周等分iW’i所
(小間隙7の部ブχは除く)に凸部51を設り、これら
凸部51ど間隙7との間に、曲率半径が円形部F) I
llよりし人である弓状部分を設()るような77、;
成どしてもよい。
また十r+13実施例では、回転軸1の回転方向を反時
M力向としでいるが別設逆方向でもよく、かかる場合に
は曲線部分/ICの各部を゛a″方向に進むに従い曲率
“犬″なるように形成づる必要がある。つ;Lり本発明
におけるダンプフォイルは、回転軸の回転方向にすづむ
に従い曲率′小″となるように形成した点に特徴を有し
ている。
M力向としでいるが別設逆方向でもよく、かかる場合に
は曲線部分/ICの各部を゛a″方向に進むに従い曲率
“犬″なるように形成づる必要がある。つ;Lり本発明
におけるダンプフォイルは、回転軸の回転方向にすづむ
に従い曲率′小″となるように形成した点に特徴を有し
ている。
また、ダンプフォイル4の曲率半径小なる曲線部分4C
は図示の如き3個でなくてもよく、2以上何個であつ”
Cもよい。
は図示の如き3個でなくてもよく、2以上何個であつ”
Cもよい。
このように本発明は、回転軸と、該回転軸を支持づ−べ
く丸穴が穿設された!I’lll受ハウジングと、該軸
受ハウジングと前記回転軸との間に在って静止時に前記
回転軸と接触し1qるトップフォイルと、断面が略波形
状で複数個の曲率半径大なる曲線部分と曲率半径小なる
曲線部分とを右し曲率半径小なる曲線部分は前記回転軸
の回転方向に進むに従い各曲率が小となるように形成さ
れているダンプフォイルとから成る構成としたため、回
転lll1lIが高速回転した場合でも該回転軸とトッ
プフォイルとの間に十分に空気を巻込むことにより、高
い制振効果が得られ、同時にダンプフォイルどトップフ
ォイルの間の複数個の空間内の空気の出入り作用が生じ
てショックアブソーバの如き減衰作用も発揮されること
から、回転軸と1−ツブフォイルとの固体接触が回避さ
れ、摩擦熱による焼きつきが生じす゛安全な11°h速
回転が保障されるという効果がある。
く丸穴が穿設された!I’lll受ハウジングと、該軸
受ハウジングと前記回転軸との間に在って静止時に前記
回転軸と接触し1qるトップフォイルと、断面が略波形
状で複数個の曲率半径大なる曲線部分と曲率半径小なる
曲線部分とを右し曲率半径小なる曲線部分は前記回転軸
の回転方向に進むに従い各曲率が小となるように形成さ
れているダンプフォイルとから成る構成としたため、回
転lll1lIが高速回転した場合でも該回転軸とトッ
プフォイルとの間に十分に空気を巻込むことにより、高
い制振効果が得られ、同時にダンプフォイルどトップフ
ォイルの間の複数個の空間内の空気の出入り作用が生じ
てショックアブソーバの如き減衰作用も発揮されること
から、回転軸と1−ツブフォイルとの固体接触が回避さ
れ、摩擦熱による焼きつきが生じす゛安全な11°h速
回転が保障されるという効果がある。
図は本発明の一実施例を示すl]7i面図である。
1・・・回申t: ’fill 2・・・軸
受ハウジング33・・・クリアランス調整シム 4・・・ダンプフォイル 5・・・1〜ツブフAイル
/l b・・・曲))−丁径人なる曲線部分/lc・・
・曲十崖径小なる曲線部分 特5’f rl 1iii’を人 アイシン精機(λ
、式会社代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 膝行 修 同 弁理士 丸山明夫 【
受ハウジング33・・・クリアランス調整シム 4・・・ダンプフォイル 5・・・1〜ツブフAイル
/l b・・・曲))−丁径人なる曲線部分/lc・・
・曲十崖径小なる曲線部分 特5’f rl 1iii’を人 アイシン精機(λ
、式会社代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 膝行 修 同 弁理士 丸山明夫 【
Claims (4)
- (1)回転軸と、該回転il+l+を支持すべく丸穴が
穿設された1lllil受ハウジングと、該軸受ハウジ
ングと前R1j回II’/; t++11どの間に在っ
て静止時に前記回転軸と接触し117る1ヘツブフAイ
ルと、断面が略波形状(複数個の曲十半径人4にる曲線
部分と曲率半径小イcる曲線部分どを右し曲率半径小な
る曲線部分(よ前記回転軸の回転方向に進むに従い各曲
率が小どなるJ、うに形成されているダンプフォイルと
から成ることを特徴とり−るターボブーヤージャ用軸受
装置X′1″。 - (2)軸受ハウジングに穿設された丸穴は、該丸穴にl
ff1 装置! Lめられたクリアランス調整シムをイ
j L、−(いる特i′(請求の範囲第1項記載のター
ボデX・−ジ(・用+l1dt受装首。 - (3)トップフォイルは、ダンプフォイルの曲率半径小
なる部分と接触づる部分の断面形状が円形である特rF
3I’j求の範囲第1項又(よ第21n記載のターボ
デ1/−ジャ用軸受装置「「。 - (4)1−ツブフォイルは、ダンプフォイルの曲率半径
小なる部分と接触−リ“る部分の断面形状に複数個の弓
状部を有している特許請求の範囲第i JJ’l又は第
2項記載のターボヂャージト用軸受装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20176382A JPS5993515A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置 |
US06/552,469 US4549821A (en) | 1982-11-17 | 1983-11-16 | Foil bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20176382A JPS5993515A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5993515A true JPS5993515A (ja) | 1984-05-30 |
JPH0147649B2 JPH0147649B2 (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=16446523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20176382A Granted JPS5993515A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5993515A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040009042A (ko) * | 2002-07-22 | 2004-01-31 | 한국과학기술연구원 | 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템 |
US6698930B2 (en) | 2000-12-01 | 2004-03-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Foil gas bearing |
JP2005233427A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | R & D Dynamics Corp | 流体軸受 |
KR100530757B1 (ko) * | 1999-07-15 | 2005-11-23 | 삼성테크윈 주식회사 | 터보식 압축기 |
WO2009054560A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Korea Institute Of Science And Technology | Bearing seal for gas turbine |
JP2009185857A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Shimadzu Corp | 動圧気体軸受の取付構造 |
US8029194B2 (en) | 2007-06-18 | 2011-10-04 | R&D Dynamics Corporation | Restrained, reverse multi-pad bearing assembly |
KR20170001592A (ko) * | 2015-06-27 | 2017-01-04 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 전기 구동식 압축기용 공기 베어링 장치 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6071691B2 (ja) | 2013-03-26 | 2017-02-01 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 炭化水素合成反応装置 |
CN106545576B (zh) * | 2017-01-18 | 2020-07-24 | 哈尔滨工业大学 | 流固耦合式气体激波调节轴承 |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP20176382A patent/JPS5993515A/ja active Granted
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100530757B1 (ko) * | 1999-07-15 | 2005-11-23 | 삼성테크윈 주식회사 | 터보식 압축기 |
US6698930B2 (en) | 2000-12-01 | 2004-03-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Foil gas bearing |
KR20040009042A (ko) * | 2002-07-22 | 2004-01-31 | 한국과학기술연구원 | 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템 |
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US8029194B2 (en) | 2007-06-18 | 2011-10-04 | R&D Dynamics Corporation | Restrained, reverse multi-pad bearing assembly |
WO2009054560A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Korea Institute Of Science And Technology | Bearing seal for gas turbine |
JP2009185857A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Shimadzu Corp | 動圧気体軸受の取付構造 |
KR20170001592A (ko) * | 2015-06-27 | 2017-01-04 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 전기 구동식 압축기용 공기 베어링 장치 |
JP2017015254A (ja) * | 2015-06-27 | 2017-01-19 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 電気駆動式圧縮機用空気軸受装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0147649B2 (ja) | 1989-10-16 |
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