JPS6192316A - リ−フ型フオイルスラスト軸受 - Google Patents

リ−フ型フオイルスラスト軸受

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JPS6192316A
JPS6192316A JP59213262A JP21326284A JPS6192316A JP S6192316 A JPS6192316 A JP S6192316A JP 59213262 A JP59213262 A JP 59213262A JP 21326284 A JP21326284 A JP 21326284A JP S6192316 A JPS6192316 A JP S6192316A
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foil
bearing
leaf
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Yoshiyuki Hagiwara
萩原 義幸
Hikari Morishita
光 森下
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Taiho Kogyo Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Taiho Kogyo Co Ltd
Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/042Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) 本発明は、ターボチャージャにおけるタービンシャフト
用スラスト軸受のような軽負荷高速回転 −軸受として
有用な気体潤滑型軸受に関し、更に詳しくは、リーフ型
フォイルスラスト軸受に関する。
〔従来技術〕
一般に、軽負荷高速回転用気体潤滑型スラスト軸受とし
て用いられるリーフ型フォイルスラスト軸受は、回転部
材(例えば回転シャフト)の端面に微小な隙間を介して
向き合う軸受部材のスラスト面に連続波状に屈曲形成し
た複数のバンプフォイルを周方向に間隔をあけて載せ、
各バンプフォイルの上に載せた薄い平板状のトップフォ
イルの一端を軸受部材のスラスト面上に設けたスペーサ
の上に固定した構成となっている。このような構成のリ
ーフ型フォイルスラスト軸受において、気体による安定
した潤滑を得るためには、トップフォイルと回転部材と
の間の軸受隙間には潤滑気体の安定したくさび膜が形成
されることが重要である。このため、従来は、第5図に
示すように、軸受部材1のスラスト面2上に載せられる
バンプフォイル3のバンプ高さ、即ち凹凸の高さを順次
に変化させ、バンプフォイル3の高さ変化によってその
上に載せられるトップフォイル5を緩やかな山形に湾曲
させるという手段が採られている。このような構成とし
た場合、トップフォイル5と回転部材6の端面との間に
は、トップフォイル5の固定側端部5aから自由端側、
即ち、相手部材の回転方向に向かって(さび状の隙間が
形成されるため、トップフォイル5には図中下向きの矢
印群で示すような圧力分布が生じる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、バンプフォイルは微小な部品であり、し
かも、要求されるバンプ高さの勾配は楔めて微小な値で
あるため、バンプ高さを凹凸ごとに順次に変えたバンプ
フォイルを精度よく成形加工することは極めて困難なこ
とである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点に鑑み、本発明はバンプフォイルの凹凸ごと
に順次バンプ高さを変える必要性をなくし、容易な加工
によって軸受隙間に潤滑気体の安定したくさび膜を形成
させることができるリーフ型フォイルスラスト軸受を提
供する。
即ち、本発明によれば、回転部材の端面に対向。
する軸受部材のスラスト面上に回転部材の回転方向に間
隔をあけて複数個の凹所を設け、回転部材の回転方向に
おける各凹部の前端縁側から後端縁側に向けて各凹所の
深さを徐々に浅くすると共に、少なくとも前記凹所の前
端縁側に一端部側から他端部側に向けて略連続波状に屈
曲成形され且つバンプ高さを一定とした複数個のバンプ
フォイルをRMせしめ、これに平板よりなる複数個のト
ップフォイルを配してスラスト軸受面としたことにより
達成される。
更に具体的には、回転部材の凹所に、一端部側から他端
部側に向けて略連続波状に屈曲形成され且つバンプ高さ
を一定とじた複数個のバンプフォイルの各一端部側を各
凹所の前端縁側に沿わせるとともに、各他端部側を各凹
所の後端縁に隣接する軸受部材のスラスト面上に沿わせ
て載置せしめ、これにより、各バンプフォイルの前記一
端部側に各凹所の深さ変化に対応する勾配をもたせ、平
板よりなる複数個ののトップフォイルの各一端部を各凹
所の前端縁に隣接する軸受部材のスラスト面上に固着せ
しめ、各トップフォイルの他端部側を各バンプフォイル
上に沿わせて設けたことを特徴とするリーフ型フォイル
スラスト軸受が提供される。
〔作 用〕
本発明による上記手段によれば、軸受部材のスラスト面
に形成した凹所の濶さ変化に応じて、バンプフォイル上
のトップフォイルに勾配が生じるので、トップフォイル
と回転部材との間の軸受隙間に潤滑用気体のくさび膜が
安定的に形成されることとなる。したがって、軽負荷高
速回転軸受に適した非接触軸受を安定的に達成できるこ
ととなる。一方、バンプ高さが一定のバンプフォイルは
加工が容易であり、また、深さが徐々に変化する凹所は
軸受部材のスラスト面に対しては容易に加工形成するこ
とができる。
〔実施例〕
以下、図面の第1図ないし第5図を参照して本発明の詳
細な説明する。
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示すものであ
る。これらの図を参照すると、リーフ型フォイノQスラ
スト軸受は中央に軸線方向貫通穴を有するディスクプレ
ート状の軸受部材11を備えている。軸受部材11は回
転部材(例えば回転シャフト)と同軸に配置されており
、軸受部材11のスラスト面ttaは所定幅の隙間を介
して回転部材12のO;チ面12aに対向している。
軸受部材11のスラスト面11aには回転部材12の回
転方向、即ち軸受部材11の中心軸線周り方向に間隔を
あけてここでは4つの凹所13が設けられている。4つ
の凹所13は互いに直交する4つの半径線R1〜R4に
沿って延びており、回転部材12の回転方向(矢印A方
向)における各凹部13の前端8i 13 a及び後端
8i 13 bはそれぞれ各半径方向線R1〜R4と平
行に延びている。
第1図に詳細に示すように、各凹所13の深さは前端縁
13a側から後端縁13b側に向って徐々に浅くなって
いる。ここでは、凹所13は連続した(頃斜面となって
おり、凹所13の深さは前端縁13aの個所で最も深く
、且つ、凹所13の後端縁13bは軸受部材11のスラ
スト面11a上に達している。
リーフ型フォイルスラスト軸受は4つのバンプフォイル
14及びトップフォイル15を備えている。各バンプフ
ォイル14は薄い可撓性金属板がらなっていで:q)扇
形状に形成されており、その一端部側から他e、;、j
部側に向けて略連続波状に屈曲形成されている。ここで
シ、シ、バンブフォ・イル14は同一寸法形状の複数個
の湾曲部14aをほぼ等間隔あけて一端部側から他端部
側に向けて連設した形状となっている。したがって、バ
ンプフォイル14のバンプ高さh(第4図参照)は全体
に一定となっている。ここでは、各バンプフォイル14
の湾曲部14aは対応する回転半径方向綿R1〜R4に
平行に延びているが軸受部材11の中心に対して放射状
に延びていてもよい。
各バンプフォイル14の一端部側は各凹所13の前端縁
13a側に沿って載置されており、各ハンプフォイル1
4の他端部側は各凹所13のの後端縁13bに隣接する
軸受部材11のスラスト面11a上に沿って載置されて
いる。これにより、各バンプフォイル14の一端部側に
は各凹所13の深さ変化に対応する勾配が生じる。
各トップフォイル15は薄い可撓性金属平板からなつい
て略扇形状に形成されている。ここでは、トップフォイ
ル15の表面にはポリテトラフルオロエチレン樹脂のコ
ーティングが施こされている一0各トップフォイル15
の一端部15aは各凹所13の前端縁13 aに隣接す
る軸受部材11のスラスト面11a上に固着せしめられ
ている。固着方法としては接着剤或いはスポット溶接等
の手段を用いることができる。各トップフォイル15の
他端部側は各ハンプフォイル14上に沿って載置されて
いる。
バンプフォイル14のバンプ高さhは通常1龍以下、凹
所13の勾配は好ましくは1/1000〜1/100程
度である。
上記構成からなるリーフ型フォイルスラスト軸受におい
て、回転部材12の回転方向(矢印六方向)におけるト
ップフォイル15の前端部側には凹所13の勾配にほぼ
沿った勾配が生じる。したがって、トップフォイル15
と回転部材12の端面との間には潤滑気体のくさび膜が
安定的に形成されることとなる。したがって、トップフ
ォイル15には第5図に示した応力分布とほぼ同様の応
力分布が生じ、低質6;j高速回転時における非接触軸
受を安定的に達成できることとなる。
−FGに、バンプフォイル14はプレス型等を用いて成
形加工されるが、バンプフォイル14のバンプ高さhは
一定でよいので、プレス型の成形が容易になり、且つ、
高い精度を得ることができる。
したがって、精度の良いバンプフォイル14を安価に製
造することができる。
一方、軸受部材11のスラスト面11aには深さが徐々
に変化する凹所13を形成する必要があるが、このよう
な加工は容易に行なうことができ、且つ、高い精度を得
ることができる。
以上好ましい実施例につき説明したが、本発明は上記実
施例の態様のみに限定されるものではなく、例えば凹所
、バンプフォイル及びトップフォイルの個数は任意に選
定することができる。また、バンプフォイルは湾曲部の
凸面側がスラスト軸受面に接するように配置してもよい
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明にょれば、軸受
部材のスラスト面に形成した凹所の深さ変化に応じて、
バンプフォイル上のトップフォイルに勾配が生じるので
、トップフォイルと回転部材との間の軸受隙間に潤滑用
気体のくさび膜を安定的に形成することができるように
なる。したがって、軽負荷高速回転軸受に適した非接触
軸受を安定的に達成できることとなる。一方、ハンプ高
さが一定のバンプフォイルは加工が容易であり、また、
深さが徐々に変化する凹所は軸受部材のスラスト面に対
しては容易に加工形成することができるので、精度の高
いリーフ型フォイルスラスト軸受を安価に提供できるこ
ととなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るリーフ型フォイルスラ
スト軸受の第2図中1−1 vAに沿った拡大断面図、 第2図は本発明の一実施例に係るリーフ型フォイルスラ
スト軸受の平面図、 第3図は第2図に示すスラスト軸受の第2図中m−m線
に沿った断面図、         ゛第4図は第2図
に示すスラスト軸受の要部拡大断面図、 第5図は従来のリーフ型フォイルスラスト軸受の構造を
示す部分断面図である。 11−軸受部材、   lla・・−スラスト面、12
−・一回転部材、  12a・−・端面、13−・・凹
所、     13a・・・前端縁、13b−・後端縁
、   14・−バンプフォイル、15−・トップフォ
イル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、回転部材の端面に対向する軸受部材のスラスト面上
    に回転部材の回転方向に間隔をあけて複数個の凹所を設
    け、回転部材の回転方向における各凹所の前端縁側から
    後端縁側に向けて各凹所の深さを徐々に浅くすると共に
    、少なくとも前記凹所の前端縁側に一端部側から他端部
    側に向けて略連続波状に屈曲形成され且つバンプ高さを
    一定とした複数個のバンプフォイルを載置せしめ、これ
    に平板よりなる複数個のトップフォイルを配してスラス
    ト軸受面としたことを特徴とするリーフ型フォイルスラ
    スト軸受。 2、前記各凹所の深さは前記回転部材の回転方向におけ
    る前記各凹所の前端縁側から後端縁側に向けて連続的に
    浅くなっていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載のリーフ型フォイルスラスト軸受。 3、前記各凹所の前端縁及び後端縁は前記回転部材の回
    転方向における回転半径方向線の前後において該半径方
    向線に対しそれぞれ平行に延びていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載のリーフ型フォイルスラス
    ト軸受。 4、前記各バンプフォイルにおける凹凸は前記回転部材
    の回転半径方向線に対しそれぞれ平行に延びていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のリーフ型フ
    ォイルスラスト軸受。
JP59213262A 1984-10-13 1984-10-13 リ−フ型フオイルスラスト軸受 Granted JPS6192316A (ja)

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