JPS6165908A - 動圧形スラスト軸受 - Google Patents
動圧形スラスト軸受Info
- Publication number
- JPS6165908A JPS6165908A JP18457784A JP18457784A JPS6165908A JP S6165908 A JPS6165908 A JP S6165908A JP 18457784 A JP18457784 A JP 18457784A JP 18457784 A JP18457784 A JP 18457784A JP S6165908 A JPS6165908 A JP S6165908A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- foil
- support member
- bearing
- foil support
- thrust
- 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
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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
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は動圧形スラスト軸受に係り、起動時には小さな
起動トルクで円滑な運転ができかつ、振動雰囲気下でも
十分な耐振性を持つ動圧形スラスト軸受に関するもので
ある。
起動トルクで円滑な運転ができかつ、振動雰囲気下でも
十分な耐振性を持つ動圧形スラスト軸受に関するもので
ある。
動圧形スラスト軸受の軸受部の構成を第１図の要部断面
図で説明すると、ロータ６と一体となっているスラスト
部材５を支持するために、スラスト部材５の両側には、
軸受部材４と可撓性フォイルｌ、フォイル支持部材３か
ら成るスラスト軸受が配置されており、軸受部え板９に
より、締付ボルトｌＯで軸受ケーシング８に組込まれて
いる。
図で説明すると、ロータ６と一体となっているスラスト
部材５を支持するために、スラスト部材５の両側には、
軸受部材４と可撓性フォイルｌ、フォイル支持部材３か
ら成るスラスト軸受が配置されており、軸受部え板９に
より、締付ボルトｌＯで軸受ケーシング８に組込まれて
いる。
弾性力のあるフォイル支持部材３は軸受部材４に設けら
れたフォイル支持部材格納溝２に格納されており、この
フォイル支持部材３によりフォイル１をスラスト部材５
に押え付け、スラスト部材５を支持している。また、軸
受部材４間には、スラスト部材５の軸方向の変位量を設
定するためのスペーサ７が設けられている。
れたフォイル支持部材格納溝２に格納されており、この
フォイル支持部材３によりフォイル１をスラスト部材５
に押え付け、スラスト部材５を支持している。また、軸
受部材４間には、スラスト部材５の軸方向の変位量を設
定するためのスペーサ７が設けられている。
ターボ過給機用動圧形スラスト部材等の外部からの加振
状態で作動する動圧形スラスト軸受では起動時の固体接
触時の起動トルクを小さくすると同時に耐振性が大きな
技術課題である。
状態で作動する動圧形スラスト軸受では起動時の固体接
触時の起動トルクを小さくすると同時に耐振性が大きな
技術課題である。
特に、ターボ過給機用気体軸受にはエンジンの高速回転
に伴ない大きな振動が働き、エンジンの最高回転域では
２０〜３０ｇの振動加速度を働く。
に伴ない大きな振動が働き、エンジンの最高回転域では
２０〜３０ｇの振動加速度を働く。
起動トルクを小さくすることの利点は、固体接触による
フォイルおよびロータ面の摩耗を低減することができる
。このことは、動圧形スラスト軸受のように固体接触の
ある場合には非常に重要なことである。また、ターボ過
給機用軸受のようにエンジンという振動源をもつ加振状
態で運転しなければならない軸受としては耐振性が重要
であり、特に、気体軸受の場合は油軸受の場合と異なり
耐振性に弱く、大きな振動では気体潤滑膜が破壊され軸
受の激しい損傷を招く６ 従来の動圧形スラスト軸受は例えば米国特許第４．１６
７．２９５号等がある。従来の動圧形スラスト軸受を第
２図、第３図に示す。第３図は第２図のＡ−Ａ断面図で
ある。従来の軸受は、フォイル１とフォイル支持部材３
を格納するフォイル支持部材格納溝２を有する軸受部材
４から成り、フォイル１は周方向に複数個配置されてい
る。また、フォイル１は軸受部材４に設けられた周方向
に傾斜をもつフォイル固定面１２に点溶接１１等により
固定されている。この場合、各々のフォイルおよびフォ
イル支持部材は同一形状、同一バネ定数をもっている。
フォイルおよびロータ面の摩耗を低減することができる
。このことは、動圧形スラスト軸受のように固体接触の
ある場合には非常に重要なことである。また、ターボ過
給機用軸受のようにエンジンという振動源をもつ加振状
態で運転しなければならない軸受としては耐振性が重要
であり、特に、気体軸受の場合は油軸受の場合と異なり
耐振性に弱く、大きな振動では気体潤滑膜が破壊され軸
受の激しい損傷を招く６ 従来の動圧形スラスト軸受は例えば米国特許第４．１６
７．２９５号等がある。従来の動圧形スラスト軸受を第
２図、第３図に示す。第３図は第２図のＡ−Ａ断面図で
ある。従来の軸受は、フォイル１とフォイル支持部材３
を格納するフォイル支持部材格納溝２を有する軸受部材
４から成り、フォイル１は周方向に複数個配置されてい
る。また、フォイル１は軸受部材４に設けられた周方向
に傾斜をもつフォイル固定面１２に点溶接１１等により
固定されている。この場合、各々のフォイルおよびフォ
イル支持部材は同一形状、同一バネ定数をもっている。
このため、起動を容易にするためにバネ定数の小さいフ
ォイル支持部材を用いた場合には円滑な起動を行うこと
ができるが、エンジンの高速回転においては十分な耐振
性が得られない。
ォイル支持部材を用いた場合には円滑な起動を行うこと
ができるが、エンジンの高速回転においては十分な耐振
性が得られない。
また、耐振性を持たすためにバネ定数の大きいフォイル
支持部材を用いた場合には起動トルクが大きくなり起動
が困難となる。
支持部材を用いた場合には起動トルクが大きくなり起動
が困難となる。
したがって、従来の構成の動圧形スラスト軸受では、上
述した小さな起動トルクでかつ十分な耐振性をもつ軸受
とすることが困難である。
述した小さな起動トルクでかつ十分な耐振性をもつ軸受
とすることが困難である。
起動が可能な場合において、従来形状の動圧形スラスト
軸受をエンジンに取付けて幾多の試験（エンジン試験）
を行った結果、高速回転域ではエンジンの振動に耐えら
れず軸受が激しく損傷した。このように、耐振性を持つ
動圧形スラスト軸受形状を見いだすことは非常に難しい
のが現状である。
軸受をエンジンに取付けて幾多の試験（エンジン試験）
を行った結果、高速回転域ではエンジンの振動に耐えら
れず軸受が激しく損傷した。このように、耐振性を持つ
動圧形スラスト軸受形状を見いだすことは非常に難しい
のが現状である。
本発明の目的は耐振性の優れた動圧形スラスト軸受を提
供することにある。
供することにある。
本発明の動圧形スラスト軸受はエンジンの高速回転域に
おける耐振性に優れ、かつ起動時にも円滑な起動のでき
ることをエンジン試験を実施した結果、確認した。
おける耐振性に優れ、かつ起動時にも円滑な起動のでき
ることをエンジン試験を実施した結果、確認した。
また、種々の軸受回転試験およびエンジン試験を行った
結果、以下のことがわかった。 （１）起動を容易にす
るためにはフォイルとスラスト部材の固体接触による！
！！擦を小さくしなければならず、そのためにはフォイ
ル支持部材のバネ定数は小さい方が良い。（２）一方、
エンジン試験の結果、起動が容易となるようにバネ定数
の比較的小さいフォイル支持部材を用いた従来の軸受で
は、ロータはエンジンの振動により、エンジン振動の周
波数で加振され軸方向に変動し、エンジンが高速回転に
なり振動が大きくなると耐振性が不充分なため軸受部が
破損することがわかった。
結果、以下のことがわかった。 （１）起動を容易にす
るためにはフォイルとスラスト部材の固体接触による！
！！擦を小さくしなければならず、そのためにはフォイ
ル支持部材のバネ定数は小さい方が良い。（２）一方、
エンジン試験の結果、起動が容易となるようにバネ定数
の比較的小さいフォイル支持部材を用いた従来の軸受で
は、ロータはエンジンの振動により、エンジン振動の周
波数で加振され軸方向に変動し、エンジンが高速回転に
なり振動が大きくなると耐振性が不充分なため軸受部が
破損することがわかった。
この軸受が破損するメカニズムとして、試験の結果法の
ことがわかった。ロータの軸方向の変動に伴ない気体膜
を介してフォイルおよびフォイルを支持しているフォイ
ル支持部材もロータと同様に変動する。そして、その変
動が大きい場合にはフォイルおよびフォイル支持部材は
軸受ベースの静止面に衝突し、フォイルは大きく摩耗し
軸受部は大破することになる７ 以上のことから、耐振性を向上させるためにはロータが
軸方向に変動する量を低減しなければならない６ただし
、起動トルクは大きくしないようにしなければならない
、そこで、耐振性を向上できる本発明の軸受として以下
のような軸受形状を見いだした。
ことがわかった。ロータの軸方向の変動に伴ない気体膜
を介してフォイルおよびフォイルを支持しているフォイ
ル支持部材もロータと同様に変動する。そして、その変
動が大きい場合にはフォイルおよびフォイル支持部材は
軸受ベースの静止面に衝突し、フォイルは大きく摩耗し
軸受部は大破することになる７ 以上のことから、耐振性を向上させるためにはロータが
軸方向に変動する量を低減しなければならない６ただし
、起動トルクは大きくしないようにしなければならない
、そこで、耐振性を向上できる本発明の軸受として以下
のような軸受形状を見いだした。
ロータが軸方向に移動した時に、フォイルを支持するフ
ォイル支持部材の自由端側を、さらに支持するようにフ
ォイル支持部材を間隔をおいて設けた。このことにより
、起動時には一つのフォイル支持部材のみで支持される
ために円滑な起動ができる。さらに、エンジンの回転速
度の上昇とともにエンジンの振動は大きくなり、ロータ
はエンジン振動で加振されて軸方向の変動量が大きくな
ると同時に、ロータの変動とともに気体潤滑膜を介して
フォイルおよびそれを支持しているフォイル支持部材も
軸方向に変動する。この時、このフォイル支持部材の自
由端は次のフォイル支持部材の自由端と接触し、支持さ
れ、変動量を低減することができるので、静止面である
軸受ベースとの衝撃的な接触を防ぐことができ、耐振性
を向上することができる。
ォイル支持部材の自由端側を、さらに支持するようにフ
ォイル支持部材を間隔をおいて設けた。このことにより
、起動時には一つのフォイル支持部材のみで支持される
ために円滑な起動ができる。さらに、エンジンの回転速
度の上昇とともにエンジンの振動は大きくなり、ロータ
はエンジン振動で加振されて軸方向の変動量が大きくな
ると同時に、ロータの変動とともに気体潤滑膜を介して
フォイルおよびそれを支持しているフォイル支持部材も
軸方向に変動する。この時、このフォイル支持部材の自
由端は次のフォイル支持部材の自由端と接触し、支持さ
れ、変動量を低減することができるので、静止面である
軸受ベースとの衝撃的な接触を防ぐことができ、耐振性
を向上することができる。
以下、本発明の一実施例を第４図により説明する。周方
向に複数個配置されたフォイル１は軸受部材４に半径方
向に傾斜を持つフォイル固定面１２に点溶接１１で固定
され、ｔｉｌｌｌ受部材４に設けられたフォイル支持部
材格納溝２格納されている第１番目のフォイル支持部材
３により支持されており、そのフォイル支持部材３の内
側には、さらに第２番目のフォイル支持部材１３か配置
されており、そのフォイル支持部材１３の自由端部１３
′は組立て時には第１のフォイル支持部材の自由端部３
′とは非接触の状態である。
向に複数個配置されたフォイル１は軸受部材４に半径方
向に傾斜を持つフォイル固定面１２に点溶接１１で固定
され、ｔｉｌｌｌ受部材４に設けられたフォイル支持部
材格納溝２格納されている第１番目のフォイル支持部材
３により支持されており、そのフォイル支持部材３の内
側には、さらに第２番目のフォイル支持部材１３か配置
されており、そのフォイル支持部材１３の自由端部１３
′は組立て時には第１のフォイル支持部材の自由端部３
′とは非接触の状態である。
次に、その動作を説明する。停止時あるいはエンジン回
転速度が小さくエンジンの振動が小さい起動時には、ス
ラスト部材はスラスト部材両側に配置されているフォイ
ル１を支持している第１番目のフォイル支持部材３にの
み支持されている。
転速度が小さくエンジンの振動が小さい起動時には、ス
ラスト部材はスラスト部材両側に配置されているフォイ
ル１を支持している第１番目のフォイル支持部材３にの
み支持されている。
エンジンの回転速度が大きくなりエンジンの振動が大き
くなると、ロータはその振動の影響を受け、その時のエ
ンジン振動周波数で変動するようになる。このため、ロ
ータに固定されているスラスト部材もロータと同様に変
動し、気体膜を介してフォイル１およびそれを支持して
いる第１番目のフォイル支持部材３の自由端部３′は軸
方向に変動する。この時、その変動量が大きい時には第
１番目のフォイル支持部材の自由端部３′は第１番目の
フォイル支持部材の内側に設けられた第２番目のフォイ
ル支持部材１３の自由端部１３′に接触し、支持され、
変動量が低減され、軸受ベースとの接触を避けることが
できる。
くなると、ロータはその振動の影響を受け、その時のエ
ンジン振動周波数で変動するようになる。このため、ロ
ータに固定されているスラスト部材もロータと同様に変
動し、気体膜を介してフォイル１およびそれを支持して
いる第１番目のフォイル支持部材３の自由端部３′は軸
方向に変動する。この時、その変動量が大きい時には第
１番目のフォイル支持部材の自由端部３′は第１番目の
フォイル支持部材の内側に設けられた第２番目のフォイ
ル支持部材１３の自由端部１３′に接触し、支持され、
変動量が低減され、軸受ベースとの接触を避けることが
できる。
したがって、第２番目のフォイル支持部材１３を設けた
ことによりエンジン振動が大きくなった場合には、第１
番目のフォイル支持部材３のみではエンジン振動に耐え
られず、フォイルＩおよび第１番目のフォイル支持部材
３が軸受ベース４に衝撃的に押え付けられることにより
フォイル１が摩耗を受けたり、あるいは軸受が破損した
りすることを防止でき、耐振性を大幅に向上することが
できる。
ことによりエンジン振動が大きくなった場合には、第１
番目のフォイル支持部材３のみではエンジン振動に耐え
られず、フォイルＩおよび第１番目のフォイル支持部材
３が軸受ベース４に衝撃的に押え付けられることにより
フォイル１が摩耗を受けたり、あるいは軸受が破損した
りすることを防止でき、耐振性を大幅に向上することが
できる。
第５図には、第４図の実施例の場合に述べた第２番目の
フォイル支持部材１３の自由端部１３′を支持すること
ができるように、第２番目のフォイル支持部材の内側に
第３番目のフォイル支持部材１４を設けた場合の実施例
を示す。ロータがエンジン振動により加振され軸方向に
変動し、ロータと共にフォイル１および第１番目のフォ
イル支持部材３の自由端部３′が軸方向に変動する。こ
の時、第２番目のフォイル支持部材１３の自由端部１３
で第１番目のフォイル支持部材３の自由端部３′を支持
し、この変動を緩和する。さらに、第３番目のフォイル
支持部材１４の自由端部１４′で第２番目のフォイル支
持部材の自由端部１３′を支持するようにしたのでエン
ジン振動によるロータの変動量を大幅に低減することが
できるので第４図の実施例の場合と同様に耐振性を大幅
に向上することができる。
フォイル支持部材１３の自由端部１３′を支持すること
ができるように、第２番目のフォイル支持部材の内側に
第３番目のフォイル支持部材１４を設けた場合の実施例
を示す。ロータがエンジン振動により加振され軸方向に
変動し、ロータと共にフォイル１および第１番目のフォ
イル支持部材３の自由端部３′が軸方向に変動する。こ
の時、第２番目のフォイル支持部材１３の自由端部１３
で第１番目のフォイル支持部材３の自由端部３′を支持
し、この変動を緩和する。さらに、第３番目のフォイル
支持部材１４の自由端部１４′で第２番目のフォイル支
持部材の自由端部１３′を支持するようにしたのでエン
ジン振動によるロータの変動量を大幅に低減することが
できるので第４図の実施例の場合と同様に耐振性を大幅
に向上することができる。
本発明によれば、起動時にはスラスト部材は一つのフォ
イル支持部材のみで支持しているので、起動トルクが小
さく円滑な起動を行うことができる。また、大きな振動
下でロータが軸方向に変動した場合にはフォイル支持部
材の自由端部を支持できるようにさらにフォイル支持部
材を設けているので、ロータの軸方向の変形量を低減す
ることができ、耐振性を向上することができる。
イル支持部材のみで支持しているので、起動トルクが小
さく円滑な起動を行うことができる。また、大きな振動
下でロータが軸方向に変動した場合にはフォイル支持部
材の自由端部を支持できるようにさらにフォイル支持部
材を設けているので、ロータの軸方向の変形量を低減す
ることができ、耐振性を向上することができる。
第１図は動圧形スラスト軸受の軸受部の要部断面図、第
２図は第１図のＰ−Ｐ矢視図、第３図は第２図のＡ−Ａ
断面図、第４図、第５図は本発明の実施例を示す断面図
で第２図Ａ−Ａ断面相当図である。 １・・・フォイル、２・・・フォイル支持部材格納溝、
３・・・第１番目のフォイル支持部材、３′ ・・第１
番口のフォイル支持部材の自由端部、１３・・・＠２番
目のフォイル支持部材、１３′・・・第２番目のフォイ
ル部材の自由端部、１４・・第３番目のフォイル支持部
材、１４′・・・第３番目のフォイル支持部材の自由端
部。
２図は第１図のＰ−Ｐ矢視図、第３図は第２図のＡ−Ａ
断面図、第４図、第５図は本発明の実施例を示す断面図
で第２図Ａ−Ａ断面相当図である。 １・・・フォイル、２・・・フォイル支持部材格納溝、
３・・・第１番目のフォイル支持部材、３′ ・・第１
番口のフォイル支持部材の自由端部、１３・・・＠２番
目のフォイル支持部材、１３′・・・第２番目のフォイ
ル部材の自由端部、１４・・第３番目のフォイル支持部
材、１４′・・・第３番目のフォイル支持部材の自由端
部。
Claims (1)
- 静止した軸受部材とその軸受部材に対向し回転するスラ
スト部材と、前記軸受部材と前記スラスト部材との間の
周方向に配置され一端が前記軸受部材に固定された複数
の可撓性フォイルと、前記可撓性フォイルと前記軸受部
材との間に配置され前記可撓性フォイルを弾性支持する
フォイル支持部材とを備えた動圧形スラスト軸受におい
て、前記可撓性フォイルを弾性支持する前記フォイル支
持部材スラスト部材の軸方向に間隔を置いて複数配列し
たことを特徴とする動圧形スラスト軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18457784A JPS6165908A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 動圧形スラスト軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18457784A JPS6165908A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 動圧形スラスト軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165908A true JPS6165908A (ja) | 1986-04-04 |
Family
ID=16155637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18457784A Pending JPS6165908A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 動圧形スラスト軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6165908A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020035283A (ko) * | 2000-11-06 | 2002-05-11 | 이중구 | 에어 포일 베어링 |
| KR100479607B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2005-03-30 | 엘지전자 주식회사 | 포일 저널 베어링 |
| JP2008157232A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジン組立体及びロータ組立体 |
| CN105202027A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-12-30 | 罗立峰 | 一种混合式动压气体止推轴承 |
| US20220025780A1 (en) * | 2019-04-25 | 2022-01-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Bearing structure and fluid machine |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP18457784A patent/JPS6165908A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020035283A (ko) * | 2000-11-06 | 2002-05-11 | 이중구 | 에어 포일 베어링 |
| KR100479607B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2005-03-30 | 엘지전자 주식회사 | 포일 저널 베어링 |
| JP2008157232A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジン組立体及びロータ組立体 |
| CN105202027A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-12-30 | 罗立峰 | 一种混合式动压气体止推轴承 |
| US20220025780A1 (en) * | 2019-04-25 | 2022-01-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Bearing structure and fluid machine |
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