JPWO2020149137A1 - スラストフォイル軸受 - Google Patents
スラストフォイル軸受 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020149137A1 JPWO2020149137A1 JP2020566183A JP2020566183A JPWO2020149137A1 JP WO2020149137 A1 JPWO2020149137 A1 JP WO2020149137A1 JP 2020566183 A JP2020566183 A JP 2020566183A JP 2020566183 A JP2020566183 A JP 2020566183A JP WO2020149137 A1 JPWO2020149137 A1 JP WO2020149137A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thrust
- foil
- cooling hole
- thrust collar
- base plate
- 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
Links
- 239000011888 foil Substances 0.000 title claims abstract description 197
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 131
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 80
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 28
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 28
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 24
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 31
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 22
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 19
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
Images
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
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/002—Cooling of bearings of fluid 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
- F16C17/04—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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
-
- 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
-
- 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
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/02—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)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
Description
本願は、2019年1月17日に日本に出願された特願2019−005790号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
図1中、符号1は回転軸(シャフト)、符号2は回転軸の先端部に設けられたインペラ、符号3は本開示に係るスラストフォイル軸受である。
図2は、本開示の第1実施形態に係るスラストフォイル軸受3を示す側面図である。
スラストフォイル軸受3は、図2に示すように、スラストカラー4を軸方向に挟んで両側に一対で設けられている。これら一対のスラストフォイル軸受3は、共に同じ構成となっている。スラストフォイル軸受3は、トップフォイル10と、バックフォイル20と、ベースプレート30と、を備える。
ベースプレート30は、図3に示すように、回転軸1が挿通される挿通孔30aを有する。
スラストフォイル軸受3は、図2に示すように、スラストカラー4を軸方向に挟んだ両側にそれぞれ設けられている。そのため、回転軸1のスラスト方向(軸方向)両側の移動を抑制できる。
トップフォイル片の下流端側(回転軸の回転方向下流側(周方向の他方側))は、くさび形の空間の最も狭まった部分になるため、図5に示すように、流体潤滑膜による高い圧力が作用することになる。なお、流体潤滑膜による高い圧力は、図5では、トップフォイル片の外周側に作用しているが、バンプフォイル片の支持剛性によっては、その位置は径方向に変化し得る。しかし、トップフォイル片の外周側では、その内周側よりもスラストカラーの周速が速いので、トップフォイル片の外周側に、流体潤滑膜による高い圧力が作用しやすい傾向がある。
次に、本開示の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
これらの図に示すように、第2実施形態では、軸受スペーサ40ではなく、ベースプレート30の外周側に冷却孔50が形成されている点で、上記実施形態と異なる。なお、ベースプレート30の外周側とは、挿通孔30aから軸受スペーサ40の内周面まで径方向距離の中間位置から、軸受スペーサ40の内周面の径方向位置に至る環状の領域を言う。
次に、本開示の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図8に示すように、第3実施形態では、冷却孔50の一部が、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、スラストカラー4の回転方向に向かって傾いている。図8では、軸受スペーサ40に形成された第1の冷却孔51Aが、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、スラストカラー4の回転方向に向かって傾いている。
図9は、本開示の第3実施形態の変形例に係るスラストフォイル軸受3を示す断面図である。なお、図9は、上述した図6のB−B断面に対応している。
図9に示すように、ベースプレート30に形成された第4の冷却孔54Aが、軸方向においてベースプレート30からスラストカラー4に向かうに従って、スラストカラー4の回転方向に向かって傾いていてもよい。つまり、第4の冷却孔54Aは、ベースプレート30のスラストカラー4側の平坦面30bにおける開口位置が、ベースプレート30のスラストカラー4の反対側の面における開口位置よりも、周方向他方側(回転方向下流側)に位置してもよい。
次に、本開示の第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図10に示すように、第4実施形態では、冷却孔50の一部が、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、スラストカラー4の回転方向と反対の反回転方向に向かって傾いている。図10では、軸受スペーサ40に形成された第1の冷却孔51Bが、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、スラストカラー4の反回転方向に向かって傾いている。
図11は、本開示の第4実施形態の変形例に係るスラストフォイル軸受3を示す断面図である。なお、図11は、上述した図6のB−B断面に対応している。
図11に示すように、ベースプレート30に形成された第4の冷却孔54Bが、軸方向においてベースプレート30からスラストカラー4に向かうに従って、スラストカラー4の反回転方向に向かって傾いていてもよい。つまり、第4の冷却孔54Bは、ベースプレート30のスラストカラー4側の平坦面30bにおける開口位置が、ベースプレート30のスラストカラー4の反対側の面における開口位置よりも、周方向一方側(回転方向上流側)に位置してもよい。
次に、本開示の第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図12に示すように、第5実施形態では、スラストカラー4の外周面に、凹凸60が形成されている。
図13は、本開示の第5実施形態の変形例に係るスラストフォイル軸受3を示す側面図である。
図13に示すように、スラストカラー4の外周面に、複数の凹部61が形成されていてもよい。図13に示す凹部61は、スラストカラー4の外周面に半円球状に形成されている。スラストカラー4の外周面は、複数の凹部61によってディンプル状に形成されている。なお、凸部62は、凹部61が形成されなかったスラストカラー4の外周面である。
また、上記実施形態では、第3の冷却孔53及び第4の冷却孔54が形成されたケース8について説明したが、第3の冷却孔53及び第4の冷却孔54のいずれか一方が形成されたケース8であっても構わない。
また、ケース8に、第1の冷却孔51と、第3の冷却孔53ないし第4の冷却孔54を組み合わせて形成してもよい。
さらに、ケース8に、第2の冷却孔52と、第3の冷却孔53ないし第4の冷却孔54を組み合わせて形成してもよい。
つまり、ケース8には、第1の冷却孔51、第2の冷却孔52、第3の冷却孔53、及び第4の冷却孔54の少なくともいずれか1つが形成されている形態であればよい。
3 スラストフォイル軸受
8 ケース
9 冷却ガス供給源
10 トップフォイル
11 トップフォイル片
12 傾斜部
12a 端部
13 取付部
14 曲げ部
20 バックフォイル
21 バックフォイル片
21a バックフォイル端部
21b 取付部
22 支持部
22a 山部
22b 谷部
30 ベースプレート
30a 挿通孔
30b 平坦面
31 支持面
40 軸受スペーサ
41 締結ボルト
42 貫通孔
50 冷却孔
51 第1の冷却孔
51A 第1の冷却孔
51B 第1の冷却孔
52 第2の冷却孔
53 第3の冷却孔
54 第4の冷却孔
54A 第4の冷却孔
54B 第4の冷却孔
60 凹凸
61 凹部
62 凸部
G 冷却ガス
S1 周方向隙間
Claims (10)
- シャフトに取り付けられたスラストカラーと軸方向で対向するフォイルと、
前記フォイルを支持し、前記スラストカラーを囲むケースと、を有し、
前記ケースに、冷却孔が形成されている、スラストフォイル軸受。 - 前記ケースには、前記シャフトが挿通される挿通孔が形成されており、
前記冷却孔が、前記挿通孔の径方向における、前記ケースの外周側に形成されている、請求項1に記載のスラストフォイル軸受。 - 前記ケースは、
前記フォイルを支持すると共に、前記挿通孔が形成されたベースプレートと、
前記ベースプレートの外周側に取り付けられた環状の軸受スペーサと、を有する、請求項2に記載のスラストフォイル軸受。 - 前記軸受スペーサには、前記冷却孔として、前記スラストカラーの軸方向位置に位置する第1の冷却孔、及び、前記フォイルの軸方向位置に位置する第2の冷却孔の少なくともいずれか一方が形成されている、請求項3に記載のスラストフォイル軸受。
- 前記ベースプレートには、前記冷却孔として、前記フォイルと軸方向で重なる第3の冷却孔、及び、前記フォイルと軸方向で重ならない第4の冷却孔の少なくともいずれか一方が形成されている、請求項3または4に記載のスラストフォイル軸受。
- 前記冷却孔は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、前記スラストカラーの回転方向に向かって傾いている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のスラストフォイル軸受。
- 前記冷却孔は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、前記スラストカラーの回転方向と反対の反回転方向に向かって傾いている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のスラストフォイル軸受。
- 前記冷却孔は、軸方向において、前記ケースが有するベースプレートから前記スラストカラーに向かうに従って、前記スラストカラーの回転方向に向かって傾いている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のスラストフォイル軸受。
- 前記冷却孔は、軸方向において、前記ケースが有するベースプレートから前記スラストカラーに向かうに従って、前記スラストカラーの回転方向と反対の反回転方向に向かって傾いている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のスラストフォイル軸受。
- 前記スラストカラーの外周面に、凹凸が形成されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載のスラストフォイル軸受。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019005790 | 2019-01-17 | ||
JP2019005790 | 2019-01-17 | ||
PCT/JP2019/051147 WO2020149137A1 (ja) | 2019-01-17 | 2019-12-26 | スラストフォイル軸受 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020149137A1 true JPWO2020149137A1 (ja) | 2021-11-18 |
JP7230927B2 JP7230927B2 (ja) | 2023-03-01 |
Family
ID=71614391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020566183A Active JP7230927B2 (ja) | 2019-01-17 | 2019-12-26 | スラストフォイル軸受 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11927214B2 (ja) |
EP (1) | EP3913241A4 (ja) |
JP (1) | JP7230927B2 (ja) |
CN (1) | CN113302408B (ja) |
CA (1) | CA3126901A1 (ja) |
WO (1) | WO2020149137A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112196908B (zh) * | 2020-10-13 | 2021-09-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 动压轴承的散热结构、动压止推轴承以及空气压缩机 |
KR102507069B1 (ko) * | 2020-12-30 | 2023-03-07 | ㈜티앤이코리아 | 스러스트 포일 공기 베어링을 포함하는 베어링 조립체 |
JP2024081250A (ja) | 2022-12-06 | 2024-06-18 | 株式会社豊田自動織機 | ターボ機械 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6184417A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-30 | ザ ギヤレツト コーポレーシヨン | 流体スラスト軸受 |
JP2005282692A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Daido Metal Co Ltd | スラスト軸受装置 |
US20120281936A1 (en) * | 2009-10-06 | 2012-11-08 | Hooshang Heshmat | Foil thrust bearing applicable to high speed machining center |
JP2014070730A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-21 | Ihi Corp | スラスト軸受 |
US20150369294A1 (en) * | 2013-02-06 | 2015-12-24 | Liebherr-Aerospace Toulouse Sas | Ventilated aerodynamic foil bearing |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL234581A (ja) * | 1957-12-30 | |||
CH427420A (de) * | 1965-07-28 | 1966-12-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Axialgleitlager |
IL99067A0 (en) * | 1990-08-06 | 1992-07-15 | Ide Russell D | Hydrodynamic bearings |
JP2004270904A (ja) | 2003-03-12 | 2004-09-30 | Honda Motor Co Ltd | フォイル式流体軸受 |
JP3636328B1 (ja) | 2004-08-17 | 2005-04-06 | 川崎重工業株式会社 | 動圧流体軸受 |
JP5286955B2 (ja) | 2008-06-12 | 2013-09-11 | 株式会社Ihi | フォイル軸受 |
JP2012500953A (ja) | 2008-08-25 | 2012-01-12 | ケイターボ,インコーポレイテッド | スラストフォイル軸受 |
US9151322B2 (en) * | 2009-10-06 | 2015-10-06 | Mohawk Innovative Technology, Inc. | Foil journal bearing applicable to high speed machining center |
JP5834503B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2015-12-24 | 株式会社Ihi | 回転軸の支持構造 |
KR20140090654A (ko) | 2011-11-06 | 2014-07-17 | 이턴 코포레이션 | 래치핀 어셈블리; 래치핀 어셈블리를 사용하는 로커아암장치; 및 조립방법 |
KR101666092B1 (ko) | 2012-10-16 | 2016-10-13 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | 스러스트 베어링 |
CN102937145A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-02-20 | 东方电气集团东方电机有限公司 | 一种水轮发电机推力轴承顺流式镜板泵外循环结构 |
JP6698018B2 (ja) | 2013-08-20 | 2020-05-27 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 空気軸受装置 |
JP6268847B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2018-01-31 | 株式会社Ihi | スラスト軸受 |
US9874239B2 (en) | 2015-10-14 | 2018-01-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Turbine thrust shaft for air bearing cooling |
EP3901478A1 (en) * | 2018-12-20 | 2021-10-27 | IHI Corporation | Thrust foil bearing |
-
2019
- 2019-12-26 WO PCT/JP2019/051147 patent/WO2020149137A1/ja unknown
- 2019-12-26 JP JP2020566183A patent/JP7230927B2/ja active Active
- 2019-12-26 EP EP19910905.9A patent/EP3913241A4/en active Pending
- 2019-12-26 CN CN201980088818.4A patent/CN113302408B/zh active Active
- 2019-12-26 CA CA3126901A patent/CA3126901A1/en active Pending
-
2021
- 2021-07-14 US US17/375,277 patent/US11927214B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6184417A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-30 | ザ ギヤレツト コーポレーシヨン | 流体スラスト軸受 |
JP2005282692A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Daido Metal Co Ltd | スラスト軸受装置 |
US20120281936A1 (en) * | 2009-10-06 | 2012-11-08 | Hooshang Heshmat | Foil thrust bearing applicable to high speed machining center |
JP2014070730A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-21 | Ihi Corp | スラスト軸受 |
US20150369294A1 (en) * | 2013-02-06 | 2015-12-24 | Liebherr-Aerospace Toulouse Sas | Ventilated aerodynamic foil bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7230927B2 (ja) | 2023-03-01 |
CN113302408B (zh) | 2023-05-16 |
WO2020149137A1 (ja) | 2020-07-23 |
US11927214B2 (en) | 2024-03-12 |
US20210341012A1 (en) | 2021-11-04 |
CN113302408A (zh) | 2021-08-24 |
EP3913241A1 (en) | 2021-11-24 |
EP3913241A4 (en) | 2022-10-26 |
CA3126901A1 (en) | 2020-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7230927B2 (ja) | スラストフォイル軸受 | |
JPWO2020130124A1 (ja) | スラストフォイル軸受 | |
WO2020149421A1 (ja) | スラストフォイル軸受 | |
US20210341013A1 (en) | Thrust foil bearing | |
WO2020050240A1 (ja) | スラストフォイル軸受 | |
JP7070789B2 (ja) | スラストフォイル軸受、スラストフォイル軸受のベースプレートの製造方法 | |
JP7070714B2 (ja) | スラストフォイル軸受、スラストフォイル軸受のベースプレートの製造方法 | |
US11408466B2 (en) | Thrust foil bearing | |
KR100590139B1 (ko) | 포일 스러스트 베어링 | |
JP2020115021A (ja) | スラストフォイル軸受装置 | |
JP7338537B2 (ja) | スラストフォイル軸受 | |
WO2022065375A1 (ja) | スラストフォイル軸受 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220809 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230130 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7230927 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |