JPS6330608A - フオイル式ジヤ−ナルベアリング - Google Patents

フオイル式ジヤ−ナルベアリング

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JPS6330608A
JPS6330608A JP62126861A JP12686187A JPS6330608A JP S6330608 A JPS6330608 A JP S6330608A JP 62126861 A JP62126861 A JP 62126861A JP 12686187 A JP12686187 A JP 12686187A JP S6330608 A JPS6330608 A JP S6330608A
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foil
journal bearing
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cooling holes
type journal
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JP62126861A
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アルストン　リー・バン　グ
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Garrett Corp
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Garrett Corp
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    • 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
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    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
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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） 本発明はフォイル式ジャーナルベアリングに関する。
ガス、エア等の気体流体を用いるベアリングが昨今汎用
されている。この種の流体ベアリングは一般に相対移動
可能な２部材を備え、２部材間の所定の空間にエヤのよ
うな流体が充填され、当該流体は２部材間の接触を防止
する流体力学的な支承くさびを構成することになる。
近年、流体ベアリング、特に相対的に可動の部材間の空
間にフォイルを配設するガスベアリングが提案されてい
る。この種のフォイルは一般に薄手の弾性シートからな
り、隣接する支承面間の流体膜の力により変形されて、
フォイルによる流体ベアリングの流体力学的特性が高め
られ且通常のベアリングでは故障するような極めて大き
な荷重が加わった条件下でも使用可能になる。更にこの
フォイルにより、相対移動可能な部材の偏心が吸収され
且緩衝効果も得られる利点も有する。
一方支承流体として用いる清浄な流体あるいは外気は比
較的容易に入手し得るので、流体力学的に流体膜で潤滑
されるようなこの流体ベアリングは特に高速の回転機に
採用して有用である。概して流体力学的な流体ベアリン
グにおいては充分な荷重支承力を２収束面の相対移動に
より流体ｉＫ生じる圧力のみによっても得ることができ
るが、支承面間の流体に対し外部から力ロ圧力を刃口え
て荷重支承力を増大する必要が生ずることもある。この
ような外部から流体を刃口圧する流体ベアリングは荷重
支承力を上昇し得るが、清浄な外部圧縮流体供給源も付
設することになる。
（従来の技術） 流体ベアリングの相対移動可能な部材間に弾性フォイル
を適切に位置決めするために各種取付装置が提案されて
いる。例えば米国特許第３，６１５゜１２１号には一方
の支承部材のスロットにフォイルを装着するように構成
したジャーナル流体ベアリングが開示されている。
また従来の大半の取付装置においてはフォイルを安定に
位置決めするためにフォイルに大きな予荷重を与えてい
る。この場合各フォイルはフォイルを取り付ける一方の
支承部材と対向し相対移動可能な他方の支承面に対し予
荷重を与えることになる。米国特許第３，８９３，７３
３号および第４，１５３．３１５号には各フォイルの下
部に別個の弾性補強材としてのアンダフオイルを配設し
て所定の予荷重をフォイルに与える構成がとられている
。
更に流体ベアリングの動作開始を容易にし且流体ベアリ
ングの摩耗を軽減するため、各フォイルの支承面に層別
フルオロカーボン、二硫化モリブデン、黒鉛弗化物等の
潤滑性の高い材料が塗布されている。
（発明が解決しようとする問題点） このよう゛な塗布材を用いることにより、フォイルベア
リングの寿命を長くできるが、反面流体ベアリングの動
作温度を所定の温度範囲に維持する必要がある。換言す
ればフォイルベアリングを更に高温でも使用可能にする
ことが望ましく、この場合下部のほぼ金属製のフォイル
の耐熱温度に比べ塗布材の耐熱温度は低くなるため、問
題となっていた。このため高温で使用し得る塗布材の開
発あるいは塗布したフォイル支承面の作動温度を冷却等
により抑える手段が求められている。
（問題点を解決するための手段） 本発明のフォイル式ジャーナルベアリングにおいては、
互いに重なり合う各フォイルにフォイルの下部からフォ
イルの上面へ冷却流を流通する穴が具備され、この冷却
用穴は隣接するフォイルの後部且重なり部の近傍で流体
力学的支承くさびの前部近傍に配置される。
（作用） 特にアンダスプリング構成を用いる場合、冷却用の穴を
アンダスプリングの下側棟部の上位に投けてアンダスブ
リングの周囲から各フォイルの冷却用穴への冷却流の流
れを制限しないように構成せしめ、支承フォイルと回転
支承部材との間で高粘性の流体膜が摩擦されることによ
シ塗布フォイル面が加熱される傾向があるに対し、流体
力学的な支承くさびの前部においてフォイルの下部から
冷却流を供給することにより、フォイル式ジャーナルベ
アリングの作動温度が低減されることになる。
（実施例） 第１図に示すジャーナルベアリングαυには、フォイル
支承体ａｂ＋を介してブシュ０４内に枢支されるシャフ
ト（１２が包有される。第２図に示す如くフォイル支承
体ａｅには、互いに重なり合う弾性を有した複数のフォ
イル■とフォイル■と同数の、フォイル補強材として機
能するアンダスプリング器とが包有すれる。フォイル翰
およびアンダスプリングのは共に、ブシュα旬の軸方向
に延びたスロット（２４内に装着される。各々彎曲され
た薄手の弾性金属材でなるフォイル■はその先縁部に個
々に別部材の取付Ｗ一部材轍が固層されているが、この
取付棒部材（至）は個々のフォイル■に一体に形成して
もよく、またフォイル＠の両端部間に一体に形成しても
よい。
アンダスプリング（ハ）も通常薄手の弾性金属材からな
シ、アンダスプリングーの所定の曲率は個々のフォイル
■の曲率より大にされる。アンダスプリング■の上側お
よび下側には、軸方向に延びる複数の上側棟部（至）と
その反対側面で互いに隣接する棟部（２）間において軸
方向に延びる複数の下側棟部■とが夫々具備されている
。アンダスプリング＠自体の機能については米国特許第
４，１５３，３１５号および第４，１９５，３９５号に
開示のアンダスプリングと実質的に同様である。
第３図から明らかなように１各フオイル■には複数の冷
却用の穴ノ４が具備される。第２図および第５図を併照
するに、穴Ｃ３３は重なり合うような互いに隣接するフ
ォイルの後縁部（ロ）の直近の後部に且流体力学的に支
承するくさびの前部近傍に軸方向に列をなし実質的に整
合されて形成される。この整合位置において冷却流はシ
ャツ）　ＵＪとブシュＩとの相対回転により生じる流体
力学的な圧力上昇に悪影響を及ぼすことなくベアリング
の膜流と混合され得る。穴（３３の直径は０．１インチ
台（約２゜５４ないし２２．８６ｍｍ）又は０．０１〜
０．５０インチ（約０２５４ないし１２．７０ｍｍ）に
されることが好ましいが、穴Ｇ２の寸法は一般に、各々
のフォイルの流体力学的な支承くさびあるいは弾性に悪
影響を及ぼすことなくフォイル支承面の温度を大巾に低
減するに充分な量の冷却流を与え得るように適宜設定さ
れる。
またアンダスプリング■の上側棟部＠により冷却穴Ｃ３
３を通過する冷却流が制限されることを防ぐため、軸方
向に設けられた穴３３は、フォイル支承体（ｌｅの作動
中第５図のように互いに隣接する上側棟部■間に位置す
るように配置される。
第４図には別の実施例が示されており、本実施例のフォ
イルｉには軸方向に２列に配列された冷却用の穴（４２
１が具備され、フォイルｉの後縁部に近い側の列の穴（
ａが後縁部から遠い側の列の穴（ハ）の各穴の中間部に
位置せしめられる。また各列の冷却用穴（４３は第６図
に示すように、アンダスプリングの上側に設けられた２
棟部の開口部の上部に配置され、且各穴列間に上側の−
の棟部が配置され得る。
（発明の効果） 上述のように構成されたフォイル式ジャーナルベアリン
グにおいては各フォイルに冷却用の穴を具備させて膜流
と混合させることができ、動作温度が低減され得るから
、高温での使用に耐え得、汎用性が向上される等々の顕
著な効果が達成される。
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。
本発明によるフォイル式ジャーナルベアリングの主構成
を要約して以下に列挙する。
１、複数の冷却用穴を有した実質的に円弧状の弾性部材
であるフォイル式ジャーナルベアリングに用いられる弾
性フォイル。
２実質的に円弧状の弾性部材の冷却用の穴が実質的に一
列に整合されてなる上記第１項記載の弾性フォイル。
＆実質的に円弧状の弾性部材の冷却用の穴の直径が０．
０１〜０．５０インチ（約０．２５４〜１２．７０翼Ｉ
＋１）である上記第２項記載の弾性フォイル。
４、実質的に円弧状の弾性部材の冷却用の穴の直径が実
質的に０．１０インチ（約２．５４１１１１１１　）で
ある上記第３項記載の弾性フォイル。
５実質的に円弧状の弾性部材の冷却用の穴が実質的に２
列に配列され、一方の列の穴が他方の列の穴に対し実質
的に偏位されてなる上記第１項記載の弾性フォイル。
＆実質的に円弧状の弾性部材の冷却用の穴の直径が０．
０１〜０．５０インチ（約０．２５４〜１２．７０寓罠
）でなる上記第５項記載の弾性フォイル。
Ｚ実質的に円弧状の弾性部材の冷却用の穴の直径が実質
的に０．１０インチ（約２．５４　ｍｔＬ）である上記
第６項記載の弾性フォイル。
＆シャフトとブシュとの間に互いに重なり合わせ、複数
の゛弾性フォイルを配設する工程と、ブンユとブシュ内
に配設されるシャフトとの相対回転中フォイルの下部か
ら流体を移動しフォイルとシャフトとの間に形成された
流体膜を冷却する冷却工程とを包有してなる相対回転す
るシャフトおよびブシュを支承する支承法。
張冷却工程には互いに重なり合う複数のフォイルの夫々
に軸方向に一列に冷却用の穴を形成する工程が包有され
てなる上記第８項記載の支承法。
１αブシユと、ブシュ内に枢支されるシャフトと、ブシ
ュ内罠配設された弾性フォイル支承体とを備え、フォイ
ル支承体にはブシュ内に配設される複数の円弧状のフォ
イル部材と上側および下側に交互に設けられた棟部な有
する複数のフォイル補強部材とが包有され、フォイル部
材の後縁部は互いに隣接するフォイル部材と重なｐ合い
、フォイル補強部材の上側および下側の棟部が実質的に
半径方向に突出され、フォイル補強部材はフォイル部材
の下部且ブシュ内に配設され、各フォイル部材には互い
に隣接するフォイル部材との重なり部の後部直近にフォ
イル部材の下部から支承面へ流体を与える冷却用の穴が
軸方向に少なくとも一列形成され、少なくとも一列の冷
却用の穴の直径が０．０１〜０．５０インチ（約１２．
７０罠Ｗ１）であり、冷却用の穴がフォイル部材の下部
に配設されたフォイル補強部材の互いに隣接する上側棟
部間に配役されてなるフォイル式ジャーナルベアリング
。
１１、円弧状のフォイル部材の冷却用の穴の直径が実質
的に０．１０インチ（約２．５４　＋ａｍ　）である上
記第１８項記載のフォイル式ジャーナルベアリング。
１２−ブシュと、ブシュ内に枢支されるシャフトと、ブ
シュ内に配設される弾性フォイル支承体とを備え、フォ
イル支承体にはブシュ内に配設される複数のフォイル部
材と複数のフォイル補強部材とが包有され、フォイル部
材の後縁部は互いに隣接するフォイル部材の先縁部と重
なシ合い、フォイル補強部材の上側および下側には実質
的に半径方向に突出される上側および下側棟部が具備さ
れ、フォイル補強部材はフォイル部材の下部且ブシュ内
に配設され、各フォイル部材には互いに隣接するフォイ
ル部材との重なり部の後部にフォイル部材の下部から支
承面へ流体を与える冷却用の穴が軸方向に少なくとも二
列形放され、冷却用の穴の各列がフォイル補強部材の互
いに隣接する上側棟部間に且冷却用の穴の２列間に一下
側棟部が配置されてなるフォイル式ジャーナルベアリン
グ。
１３、各フォイル部材の冷却用穴の直径が０．０１〜ｏ
、５ｏインｆ（約０．２５４〜１２．７０　ａｍ　）　
テある上記第１２項記載のフォイル式ジャーナルベアリ
ング。
【図面の簡単な説明】
第１因は本発明のフォイル式ジャーナルベアリングの斜
視図、第２図は第１図の線２−２に沿った同部分拡大断
面図、第３図は同部分斜視図、第４図は本発明の他の実
施例の部分斜視図、第５図および第６図は同動作説明図
である。 ｌＯ・・・ジャーナルベアリング、１２・・・シャフト
、１４・・・ブシュ、１Ｇ・・・フォイル支承体、２０
．２０’・・・フォイル、２２・・・アンダスプリング
、２４・・・スロット、２６・・・棒部材、２８　、３
０　山棟部、３２・・・穴、３４・・・後縁部、４２・
・・穴。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、互いに相対回転可能に配設された一対の部材と、一
    対の部材間に配設される弾性フォイル支承体とを備え、
    フォイル支承体には一対の部材の内の一方に装着され且
    複数の冷却用の穴を有した互いに重なり合う複数のフォ
    イル部材が包有されてなるフォイル式ジャーナルベアリ
    ング。 ２、各フォイル部材の冷却用の穴は軸方向に一列に配列
    されてなる特許請求の範囲第１項記載のフォイル式ジャ
    ーナルベアリング。 ３、各フォイルの冷却用の穴の直径は０．０１〜０．５
    ０インチ（約０．２５４〜１２．７０ｍｍ）である特許
    請求の範囲第２項記載のフォイル式ジャーナルベアリン
    グ。 ４、各フォイル部材に軸方向に一列に配設された穴はフ
    ォイル部材の重なり部近傍に配置されてなる特許請求の
    範囲第２項記載のフォイル式ジヤーナルベアリング。 ５、ブシユと、ブシユ内に枢支されるシャフトと、ブシ
    ユ内に配設される弾性フォイル支承体とを備え、フォイ
    ル支承体にはブシユ内に配設される複数のフォイル部材
    と各フォイル部材の下部且ブシユ内に配設される複数の
    フォイル補強部材とが包有され、各フォイル部材の後縁
    部は互いに隣接するフォイル部材の先縁部に重ね合わさ
    れ、各フォイル部材には互いに隣接するフォイル部材の
    後縁部との重なり部の後部直近にフォイル部材の下部か
    ら支承面へ流体を通過させる冷却用の穴が軸方向に少な
    くとも一列配列されてなるフォイル式ジャーナルベアリ
    ング。 ６、各フォイル部材には軸方向に少なくとも二列の冷却
    用の穴が具備され、一方の列の冷却用の穴が他方の列の
    冷却用の穴に対し偏位されて配列されてなる特許請求の
    範囲第５項記載のフォイル式ジャーナルベアリング。 ７、各フォイル補強部材の上側および下側には実質的に
    半径方向に交互突出された上側棟部および下側棟部が具
    備されてなる特許請求の範囲第５項記載のフォイル式ジ
    ャーナルベアリング。 ３、軸方向に一列に延びる冷却用の穴が実質的に各フォ
    イル補強部材の互いに隣接する上側棟部間に配置されて
    なる特許請求の範囲第７項記載のフォイル式ジャーナル
    ベアリング。
JP62126861A 1986-07-24 1987-05-22 フオイル式ジヤ−ナルベアリング Pending JPS6330608A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US889652 1986-07-24
US06/889,652 US4701060A (en) 1986-07-24 1986-07-24 Foil journal bearing cooling

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Publication Number Publication Date
JPS6330608A true JPS6330608A (ja) 1988-02-09

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EP (1) EP0254566A3 (ja)
JP (1) JPS6330608A (ja)

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