WO2018116740A1 - フォイル軸受 - Google Patents

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WO2018116740A1
WO2018116740A1 PCT/JP2017/042117 JP2017042117W WO2018116740A1 WO 2018116740 A1 WO2018116740 A1 WO 2018116740A1 JP 2017042117 W JP2017042117 W JP 2017042117W WO 2018116740 A1 WO2018116740 A1 WO 2018116740A1
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WO
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foil
bearing
circumferential
holder
shaft
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PCT/JP2017/042117
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English (en)
French (fr)
Inventor
真人 吉野
藤原　宏樹
Original Assignee
Ntn株式会社
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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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a foil bearing.
  • Foil bearings are attracting attention as bearings that support the shafts of turbomachines such as gas turbines and turbochargers.
  • a bearing surface is constituted by a thin film (foil) having low rigidity with respect to bending, and the load is supported by allowing the bearing surface to bend.
  • a fluid film for example, an air film
  • the flexibility of the foil automatically forms an appropriate bearing gap according to the operating conditions such as the rotational speed, load and ambient temperature of the shaft. It can be used at high speed.
  • Patent Document 1 discloses a foil bearing as shown in FIG.
  • This foil bearing is a so-called multi-arc foil bearing in which the small-diameter inner circumferential surface 111a of the cylindrical foil holder 111 is held in contact with both circumferential ends of the three foils 113.
  • the insertion portion 113b of each foil 113 is inserted into the axial groove 114 provided in the small-diameter inner peripheral surface 111a of the foil holder 111, and each foil 113 is foil. It is held by the holder 111.
  • a large-diameter inner peripheral surface 111 b is provided on one end side in the axial direction of the foil holder 111.
  • one end of the axial groove 114 is open on the end face of the foil holder 111.
  • An annular locking member (retaining ring) 120 is fitted in a circumferential groove 115 provided between the small diameter inner peripheral surface 111a and the large diameter inner peripheral surface 111b.
  • the locking member 120 is provided on one end side in the axial direction, when the foil 113 is about to move to one end side in the axial direction (right direction in FIG. 18), the insertion portion 113b on one end side in the axial direction is locked. By contacting the member 120, the movement of the foil 113 toward the one end side in the axial direction can be restricted, and the foil 113 can be prevented from falling off the foil holder 111.
  • the edge 113c of the foil 113 is turned up or warped, and protrudes toward the inner diameter side of the foil holder 111. Due to the protrusion of the foil 113 in the inner diameter direction, the protruding portion of the foil 113 is likely to come into contact with the outer peripheral surface 112a of the shaft 112. In particular, misalignment occurs between the shaft 112 and the foil 113, or the shaft 112 is shaken. When the distance between the shaft 112 and the bearing surface is partially reduced due to rotation or the like, contact easily occurs.
  • the foil 113 When the foil 113 comes into contact with the outer peripheral surface 112a of the shaft 112, the foil may be damaged by friction with the outer peripheral surface 112a.
  • the present invention has an object to provide a foil bearing capable of reducing the contact opportunity between the foil and the shaft and preventing the foil from being damaged.
  • the present invention provides a foil holder having a plurality of recesses on an inner peripheral surface, a bearing surface having a circumferential edge extending in the circumferential direction, and one circumferential side of the bearing surface.
  • a foil bearing that has a plurality of foils that are inserted into the recesses of the foil holder and that supports the shaft in a relatively rotatable manner with a fluid film formed between the bearing surface and the shaft.
  • a receding portion is provided at one end of the bearing surface in the circumferential direction, and the receding portion forms a gap with a circumferential extension line of the circumferential edge.
  • a recess is provided at the end on one side in the circumferential direction of the bearing surface, and a gap is formed between the circumferential extension line of the circumferential edge.
  • the present invention also provides a foil holder having a plurality of recesses on an inner peripheral surface, a bearing surface having a circumferential edge extending in the circumferential direction, and projecting to one side in the circumferential direction from the bearing surface.
  • a foil bearing having a plurality of insertion portions inserted into the recesses, wherein the shaft is supported by a fluid film formed between the bearing surface and the shaft so as to be relatively rotatable.
  • An end region and a central region sandwiching the insertion portion are provided on one end edge in the direction, and the end region is connected to the circumferential edge portion of the bearing surface, and the other in the circumferential direction than the central region. It is characterized by being retracted to the side.
  • the end region can be inclined. Therefore, since the receding width of the foil can be gradually increased from the other side in the circumferential direction to the one side, the pressure difference in the circumferential direction in the bearing gap can be minimized.
  • the end region can be formed by either one or both of a straight line and a curve.
  • the foil holder can be provided with an engagement portion that engages with the insertion portion of the foil in a direction perpendicular to the circumferential direction along the bearing surface.
  • an engaging part can be formed with the regulating member extended in the circumferential direction attached to the foil holder. The restricting member can prevent the insertion portion from coming out of the recess and the foil from falling out of the foil holder.
  • a plurality of foils can be arranged in the circumferential direction, and the end on the other circumferential side of each foil can be arranged between the adjacent foil and the foil holder.
  • the contact opportunity between the foil and the shaft can be reduced without substantially reducing the load capacity of the foil bearing, and damage to the foil due to the friction between the foil and the shaft can be prevented.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • Fig. 1 conceptually shows the configuration of a gas turbine that is a type of turbomachine.
  • This gas turbine mainly includes a turbine 1 and a compressor 2 that form blade cascades, a generator 3, a combustor 4, and a regenerator 5.
  • the turbine 1, the compressor 2, and the generator 3 are provided with a common shaft 6 that extends in the horizontal direction, and the shaft 6, the turbine 1, and the compressor 2 constitute a rotor that can rotate integrally.
  • Air sucked from the intake port 7 is compressed by the compressor 2, heated by the regenerator 5, and then sent to the combustor 4. Fuel is mixed with this compressed air and burned, and the turbine 1 is rotated by high-temperature and high-pressure gas.
  • the rotational force of the turbine 1 is transmitted to the generator 3 via the shaft 6, and the generator 3 rotates to generate electric power, and this electric power is output via the inverter 8. Since the gas after rotating the turbine 1 is at a relatively high temperature, the heat of the gas after combustion is regenerated by sending this gas to the regenerator 5 and exchanging heat with the compressed air before combustion. Use.
  • the gas that has been subjected to heat exchange in the regenerator 5 is discharged as exhaust gas after passing through the exhaust heat recovery device 9.
  • FIG. 2 shows an example of a rotor support structure in the gas turbine.
  • the radial bearings 10 are disposed at two axial positions, and the thrust bearings 20 and 20 are disposed on both axial sides of the flange portion 6 b provided on the shaft 6.
  • the shaft 6 is supported by the radial bearing 10 and the thrust bearing 20 so as to be rotatable in the radial direction and both thrust directions.
  • the region between the turbine 1 and the compressor 2 is adjacent to the turbine 1 that is rotated by high-temperature and high-pressure gas, and therefore has a high-temperature atmosphere.
  • the lubricant composed of lubricating oil, grease and the like is altered and evaporated, so it is difficult to apply a normal bearing (such as a rolling bearing) using these lubricants. Therefore, as the bearings 10 and 20 used in this type of support structure, an air dynamic pressure bearing, particularly a foil bearing is suitable.
  • the foil bearing 10 includes a tubular (cylindrical in the illustrated example) foil holder 11, and a plurality (three in the illustrated example) of foils 12 attached to the inner peripheral surface of the foil holder 11.
  • a shaft 6 is inserted inside each foil 12 of the foil bearing 10.
  • the shaft 6 is supported in a relatively rotatable manner by a fluid film formed between a bearing surface X (described later) of the foil 12 and the shaft 6.
  • the foil holder 11 is formed of, for example, a metal such as a sintered metal or a melted material.
  • axial grooves (recesses) 14 for holding the foil are formed at a plurality of locations (three locations in the illustrated example) separated in the circumferential direction. Both axial ends of each axial groove 14 are open to the end face of the foil holder 11, respectively.
  • circumferential grooves 15 are provided at both axial ends of the foil bearing 10.
  • the circumferential groove 15 is formed in an annular shape.
  • the foil 12 is formed by subjecting a metal foil having a spring property and good workability, for example, a metal foil made of a steel material or a copper alloy to a thickness of about 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, by pressing or electric discharge machining.
  • a metal foil having a spring property and good workability for example, a metal foil made of a steel material or a copper alloy to a thickness of about 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, by pressing or electric discharge machining.
  • a metal foil having a spring property and good workability for example, a metal foil made of a steel material or a copper alloy to a thickness of about 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, by pressing or electric discharge machining.
  • a stainless steel or bronze metal foil since there is no lubricating oil in the atmosphere, it is preferable to use a stainless steel or bronze metal foil.
  • each foil 12 includes a first region 12a and a second region 12b arranged in the axial direction.
  • the 1st field 12a has top foil part 12a1 which has a bearing surface, and insertion part 12a2 provided in the peripheral direction one side edge of top foil part 12a1.
  • the one side in the circumferential direction means the leading side of the rotation direction of the shaft 6 (indicated by an arrow in FIG. 4).
  • the region X ⁇ b> 1 indicated by a two-dot chain line in the drawing of the top foil portion 12 a 1 forms a part of the bearing surface X that supports the shaft 6. To do.
  • the insertion portions 12a2 are provided at a plurality of locations in the axial direction.
  • one insertion portion 12a2 is provided on the upper side and the lower side in the axial direction.
  • the insertion portion 12a2 is provided so as to protrude to one side in the circumferential direction from the top foil portion 12a1 forming the bearing surface.
  • the insertion portion 12 a 2 functions as a held portion that is held in the axial groove 14 of the foil holder 11.
  • an edge 12a3 as a central region is provided on the center side of the foil, and an edge 12a4 as an end region is provided on both ends of the foil.
  • the central side and both end sides in the axial direction of the foil are also simply referred to as the central side and both end sides in the axial direction.
  • the edge 12a4 is connected to a circumferential edge 12a6 which is an edge extending in the circumferential direction provided on the axial end of the foil 12. Moreover, the insertion part 12a2 is provided between edge 12a4 and each edge 12a3 of the both ends of an axial direction.
  • the respective end edges 12a3 and 12a4 are provided in parallel to the axial direction, the end edges 12a4 on both end sides recede to the other side in the circumferential direction with respect to the center side edge 12a3, and the axis of the foil 12 Retreat portions 12a5 are formed at both ends in the direction.
  • the foil 12 forms a gap H between the receding portion 12a5 and the extension line L of the circumferential edge 12a6.
  • the second region 12b is provided with a protruding portion 12b1 that is two protruding portions protruding toward the other end in the circumferential direction.
  • One protrusion 12b1 is provided on each of the upper and lower sides in the axial direction, and a notch 12b2 formed in a substantially arc shape is formed between the two protrusions 12b1.
  • the top foil portion 12a1 is disposed on the shaft 6 side, and the inner peripheral surface thereof forms a bearing surface X (see FIG. 3). Moreover, the 2nd area
  • the second region 12b functions as an underfoil portion that gives elasticity to the top foil portion 12a1 by overlapping with the top foil portion 12a1 of another adjacent foil 12.
  • connection part 12c2 which connects both is provided in the boundary of the 1st area
  • insertion ports 12c1 into which the insertion portions 12a2 of other adjacent foils 12 are inserted are provided.
  • Each insertion port 12 c 1 is formed by cutting out to the axial end (upper end or lower end) of the foil 12.
  • two foils 12 can be connected by inserting each insertion portion 12 a 2 of one foil 12 into each insertion port 12 c 1 of the adjacent foil 12. Then, the three foils 12 are connected in the same manner, and the insertion portion 12a2 of the foil 12 on one end side is inserted into the insertion port 12c1 of the foil 12 on the other end side, so that the three foils 12 have a circumferential shape. It is possible to form a cylindrical temporary assembly that is connected to each other. By inserting this cylindrical temporary assembly into the inner peripheral side of the foil holder 11, the foil bearing 10 shown in FIG. 3 can be formed.
  • each insertion portion 12 a 2 provided at one end in the circumferential direction of each foil 12 is in the axial direction of the inner peripheral surface 11 a of the foil holder 11 via each insertion port 12 c 1 of the adjacent foil 12. It is inserted into the groove 14.
  • the axial groove 14 opens at least on one end surface of the foil holder 11 in the axial direction (in the present embodiment, both axial directions). 12a2 can be inserted into the axial direction groove
  • each foil 12 is disposed between the top foil portion 12a1 of the adjacent foil 12 and the inner peripheral surface 11a of the foil holder 11, and the adjacent foil 12 is disposed.
  • the top foil portion 12a1 is supported from behind.
  • the adjacent foils 12 are engaged with each other in the circumferential direction so as to stick to each other.
  • the top foil part 12a1 of each foil 12 protrudes to the outer diameter side, and is curved into a shape along the inner peripheral surface 11a of the foil holder 11.
  • a radial bearing gap gradually narrowing toward the leading side in the rotational direction is formed between the bearing surface X of each foil 12 and the outer peripheral surface 6a of the shaft 6, and air is formed on the narrow side of the radial bearing gap. Is pushed in. As a result, the pressure of the air film in the radial bearing gap is increased, and the shaft 6 is supported in a non-contact manner in the radial direction by this pressure.
  • the bearing surface X of each foil 12 is arbitrarily deformed according to the operating conditions such as the load, the rotational speed of the shaft 6, the ambient temperature, etc. It is automatically adjusted to an appropriate width according to the Therefore, the radial bearing gap can be managed to the optimum width even under severe conditions such as high temperature and high speed rotation, and the shaft 6 can be stably supported.
  • a step along the notch 12b2 is formed in the top foil 12a1 that rides on the notch 12b2. .
  • the fluid flowing along the top foil portion 12a1 flows along the step and is collected on the center side in the axial direction, so that the effect of improving the pressure is enhanced (see the arrow in FIG. 5).
  • a regulating member (engagement portion) 30 for preventing the foil 12 from falling off the foil holder 11 is provided on the inner peripheral surface side at both ends in the axial direction of the foil holder 11.
  • the regulating member 30 is attached to the circumferential groove 15 provided on the inner circumferential surface side at both axial ends of the foil holder 11.
  • the restricting member 30 is formed of a metal or resin rich in elasticity, and is a retaining ring of a ring shown in FIG. 8A, a retaining ring in which a part of the annular ring shown in FIG. FIG. 8C shows a shape in which a part of the ring is missing. Moreover, you may comprise the control member 30 by the some components divided
  • the regulating member 30 is provided over the entire circumference on the inner circumferential surface side of the foil holder 11.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 7 and shows the arrangement of the restricting members 30.
  • description of the foil 12 is abbreviate
  • the regulating member 30 is attached to the circumferential groove 15 provided at both axial ends of the foil holder 11.
  • the regulating member 30 is attached to the circumferential groove 15 by an appropriate method such as fitting into the circumferential groove 15 by a fitting portion provided in the circumferential groove 15, for example.
  • FIG. 10 is a view showing a cross-section in which the insertion portion 12a2 of the foil 12 is inserted into the axial groove 14.
  • the vertical direction in the figure is the axial direction
  • the horizontal direction in the figure is the insertion direction of the foil 12, and the surface of the foil 12
  • the direction along is shown.
  • the axial grooves 14 are open on the end faces on both sides in the axial direction of the foil holder 11.
  • the regulating member 30 is provided in the axial direction both ends of the foil holder 11.
  • FIG. The regulating member 30 extends in the circumferential direction of the foil holder 11 and is provided along the bearing surface of the foil 12.
  • the restricting member 30 engages with the insertion portion 12a2 of the foil 12 in the axial direction.
  • FIG. 11 shows a foil having a different shape from the present embodiment.
  • the foil 12 of FIG. 11 is different from the foil described in FIG. 4 of the present embodiment in that the edge 12a3 on the axial center side and the edge 12a4 on the axial end side among the edges on the circumferential end side. Are provided in parallel with the axial direction, and are provided at the same position in the circumferential direction.
  • the foil 12 having such a shape is connected to the inner peripheral surface 11a of the foil holder 11 as shown in FIG. A bearing is constructed.
  • the axial movement of the insertion portion 12a2 inserted into the axial groove 14 is caused at both ends in the axial direction of the foil holder 11, as in the foil bearing of the present embodiment described above.
  • the foil 12 is prevented from falling off the foil holder 11 by being restricted by the restriction member 30 provided on the foil holder.
  • each foil 12 provided in 11 has a force that is pressed toward the leading side in the rotational direction (in the direction of the arrow in FIG. 3), and the insertion portion 12a2 is pushed into the axial groove 14 (in the direction of the arrow in FIG. 12). )
  • the foil 12 having the shape shown in FIG. 12 the gap between the end edge 12 a 4 on both ends in the axial direction and the regulating member 30 is small, and the end edge 12 a 4 is easy to contact the regulating member 30.
  • the foil 12 When the edge 12a4 repeats contact with the regulating member 30, the foil 12 is turned up from the edge 12a4 as shown in FIG. 13, or is exaggerated in the portion R in FIG.
  • the top foil part 12a1 on the end side of the surface X warps up.
  • the foil 12 partially protrudes in the inner diameter direction of the foil holder 11 and easily comes into contact with the outer peripheral surface 6 a of the shaft 6.
  • the protrusion protrudes in the inner diameter direction of the foil 12.
  • the portion and the outer peripheral surface 6a of the shaft 6 are likely to come into contact with each other, causing damage to the foil 12.
  • the end edges 12a4 on both axial ends are set back from the other end 12a3 on the axial center side in the circumferential direction. (By providing the retreating part 12a5 on both ends in the axial direction), a certain distance is provided between the edge 12a4 and the regulating member 30, and the edge 12a4 is prevented from coming into contact with the regulating member 30, and the edge 12a4 described above. It is possible to prevent curling and warping in the inner diameter direction. Therefore, even when misalignment between the shaft 6 and the foil bearing 10 occurs or when the shaft 6 swings, the chance that the foil 12 contacts the outer peripheral surface 6a of the shaft 6 can be reduced. Damage can be prevented.
  • the bearing surface by the top foil portion 12a1 is formed on the axial end portion on the one end side in the circumferential direction by retreating the end edge 12a4 on both axial ends to the other end side in the circumferential direction with respect to the axial end edge 12a3.
  • a non-support region Q (see FIG. 5) where no is formed is formed.
  • the region on the end side in the axial direction is a portion that contributes less to the generation of the air film pressure in the radial bearing gap as compared to the central side in the axial direction. Therefore, by providing this portion as the non-support region Q, the above-described effect can be obtained without reducing the load capacity of the foil bearing 10 as much as possible.
  • FIG. 5 shows a portion that contributes less to the generation of the air film pressure in the radial bearing gap as compared to the central side in the axial direction. Therefore, by providing this portion as the non-support region Q, the above-described effect can be obtained without reducing the load capacity of the foil bearing 10 as much as possible
  • a portion that does not support the top foil portion 12a1 is provided in a part of the second region 12b.
  • the edge 12a4 may be provided so as to be along the edge on the axial end side of the protruding portion 12b1.
  • end edges 12 a 4 on both axial ends are provided in parallel to the axial direction, and the end edges 12 a 4 on both axial ends with respect to the axial center edge 12 a 3 are provided.
  • the edge 12a4 is provided to be inclined with respect to the axial direction, and the edge 12a4 is directed from the axial center to both ends. It is good also as a structure which reverse
  • region Q can be gradually expanded toward the circumferential direction one side, and the pressure difference of the circumferential direction in a radial bearing clearance can be eliminated as much as possible.
  • the end edge 12a3 may be provided so as to be inclined with respect to the axial direction, and may be configured to recede toward the other side in the circumferential direction from the central side in the axial direction toward the end side. Further, the end edges 12a3, 12a4 may be formed by a curve that recedes toward the circumferential center as it goes from the axial center to the axial end, or a combination of straight lines and curves.
  • the edge 12a4 on both ends in the axial direction of the foil 12 is provided so as to recede to the other side in the circumferential direction with respect to the edge 12a3 on the central side in the axial direction. Only 12a4 may be retracted to the other side in the circumferential direction.
  • both axial ends may be retracted to the other side in the circumferential direction with respect to the axially central edge 12a3.
  • the axial groove 14 is open on both sides in the axial direction.
  • the axial groove 14 is open only on one side in the axial direction, and the regulating member 30 is only on one side in the axial direction. It is good also as a structure which provides.
  • the engagement portion formed by the inner wall of the foil holder 11 can be engaged with the insertion portion 12a2 of the foil 12 on the other side in the axial direction to restrict the axial movement of the insertion portion 12a2.
  • the present invention can be applied not only to the illustrated radial bearing but also to a thrust bearing.
  • a thrust bearing it is an edge extending in the radial direction on one end side in the circumferential direction of the foil, and of the edges excluding the insertion portion, the end edges on both ends of the foil are arranged on the center side of the foil. It can be provided so as to recede from the edge to the other side in the circumferential direction of the foil.
  • the present invention is not limited to this, and two or four or more foils 12 may be provided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

内周面（１１ａ）に複数の軸方向溝（１４）を有するフォイルホルダ（１１）と、周方向に延びた周方向縁部（１２ａ６）を有する軸受面（Ｘ）と、軸受面（Ｘ）よりも周方向の一方側に突出し、フォイルホルダ（１１）の軸方向溝（１４）に差し込まれる差込部（１２ａ２）とを備えた複数のフォイル（１２）とを有し、軸受面（Ｘ）と軸（６）の間に形成した流体膜で軸（６）を相対回転自在に支持するフォイル軸受（１０）において、フォイル（１２）のうち、軸受面（Ｘ）の周方向一方側の端部に後退部（１２ａ５）を設け、後退部（１２ａ５）は、周方向縁部（１２ａ６）の周方向延長線（Ｌ）との間に隙間（Ｈ）を形成することを特徴とする。

Description

フォイル軸受
　本発明は、フォイル軸受に関する。
　ガスタービンやターボチャージャ等のターボ機械の軸を支持する軸受として、フォイル軸受が着目されている。フォイル軸受は、曲げに対して剛性の低い可撓性を有する薄膜（フォイル）で軸受面を構成し、軸受面のたわみを許容することで荷重を支持するものである。軸の回転時には、軸の外周面とフォイルの軸受面との間に流体膜（例えば空気膜）が形成され、軸が非接触支持される。この場合、フォイルの可撓性により軸の回転速度や荷重、周囲温度等の運転条件に応じた適切な軸受隙間が自動的に形成されるため、安定性に優れ、一般的な空気動圧軸受と比べて高速での使用が可能となる。
　例えば下記の特許文献１には、図１７に示すようなフォイル軸受が示されている。このフォイル軸受は、円筒状のフォイルホルダ１１１の小径内周面１１１ａに、３つのフォイル１１３の周方向両端を接触した状態で保持させた、いわゆる多円弧型のフォイル軸受である。３つのフォイル１１３が周状に連結された状態で、各フォイル１１３の差込部１１３ｂが、フォイルホルダ１１１の小径内周面１１１ａに設けられた軸方向溝１１４に差し込まれ、各フォイル１１３がフォイルホルダ１１１に保持されている。フォイルホルダ１１１の軸方向一端側には大径内周面１１１ｂが設けられる。図１８（図１７のＣ－Ｃ線断面図）に示すように、軸方向溝１１４は、その軸方向一端側がフォイルホルダ１１１の端面に開口している。そして、小径内周面１１１ａと大径内周面１１１ｂの間に設けられた周方向溝１１５には、環状の係止部材（止め輪）１２０が嵌め込まれる。
　係止部材１２０が軸方向の一端側に設けられることにより、フォイル１１３が軸方向一端側（図１８の右方向）へ移動しようとした際に、軸方向一端側の差込部１１３ｂが係止部材１２０に当接することで、フォイル１１３の軸方向一端側への移動を規制し、フォイル１１３がフォイルホルダ１１１から抜け落ちることを防止できる。
特開２０１５－１４３５７２号公報
　上記のようなフォイル軸受では、軸１１２が回転を開始し、フォイル１１３が形成する軸受面Ｘと軸１１２の外周面１１２ａとの間のラジアル軸受隙間の空気膜の圧力が高められると、フォイルホルダ１１１に設けられた各フォイル１１３に回転方向先行側（図１７の矢印方向）への押圧力が働き、差込部１１３ｂが軸方向溝１１４に押し込まれる。この際、図１８に示すように、フォイル１１３の周方向一端側で軸方向端部側の端縁１１３ｃ、１１３ｃが係止部材１２０、フォイルホルダ１１１の小径内周面１１１ａにそれぞれ接触する。この接触により、フォイル１１３の端縁１１３ｃがめくれ上がったり、反り上がる等してフォイルホルダ１１１の内径側へ突出する。このフォイル１１３の内径方向への突出により、フォイル１１３の突出部分が軸１１２の外周面１１２ａとの接触しやすくなり、特に、軸１１２とフォイル１１３の間にミスアライメントが生じたり、軸１１２が振れ回りする等して、軸１１２と軸受面との距離が部分的に小さくなった場合には接触が起きやすくなる。
　そして、フォイル１１３が軸１１２の外周面１１２ａと接触すると、外周面１１２ａとの間の摩擦によりフォイルが損傷する恐れがある。
　この様な事情から、本発明では、フォイルと軸との接触機会を低減し、フォイルの損傷を防止できるフォイル軸受を提供することを課題としている。
　上記の課題を解決するため、本発明は、内周面に複数の凹部を有するフォイルホルダと、周方向に延びた周方向縁部を有する軸受面と、前記軸受面よりも周方向の一方側に突出し、前記フォイルホルダの凹部に差し込まれる差込部とを備えた複数のフォイルとを有し、前記軸受面と軸の間に形成した流体膜で前記軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受において、前記フォイルのうち、軸受面の周方向一方側の端部に後退部を設け、前記後退部は、前記周方向縁部の周方向延長線との間に隙間を形成することを特徴とする。
　本発明のフォイル軸受では、軸受面の周方向一方側の端部に後退部を設け、周方向縁部の周方向延長線との間に隙間を形成している。これにより、この後退部を設けた部分が、フォイルホルダの内周面等に接触することを防止できる。このため、フォイルホルダの内径側へのフォイルのめくれや反り上がりを防止でき、フォイルの損傷を防止できる。また、この後退部を設けた部分は、軸受隙間における空気膜の圧力の発生に対する寄与の割合が少ない部分であることから、フォイル軸受の負荷容量をほとんど減らすことなく、フォイルと軸の接触機会を低減することができる。
　また、本発明は、内周面に複数の凹部を有するフォイルホルダと、周方向に延びた周方向縁部を有する軸受面と、前記軸受面よりも周方向の一方側に突出し、前記フォイルホルダの凹部に差し込まれる差込部とを備えた複数のフォイルとを有し、前記軸受面と軸の間に形成した流体膜で前記軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受において、前記フォイルの周方向一方側の端縁に、前記差込部を間に挟む端部領域と中央領域とを設け、端部領域を、軸受面の前記周方向縁部につなげると共に、中央領域よりも周方向他方側に後退させたことを特徴とする。
　端部領域を中央領域よりも後退させることにより、端部領域がフォイルホルダの内周面等に接触することを防止でき、フォイルのめくれや反り上がりを防止できる。
　上記のフォイル軸受において、端部領域を傾斜させて設けることができる。これにより、周方向他方側から一方側にかけて、フォイルの後退幅を徐々に広げることができるので、軸受隙間における周方向の圧力差を極力なくすことができる。
　上記のフォイル軸受において、端部領域を、直線および曲線のうちの何れか一方、または双方で形成することができる。
　上記のフォイル軸受において、フォイルホルダに、軸受面に沿う、周方向と直交する方向でフォイルの差込部と係合する係合部を設けることができる。また、係合部を、フォイルホルダに取り付けた、周方向に延びる規制部材で形成することができる。規制部材により、差込部が凹部から抜け、フォイルがフォイルホルダから抜け落ちることを防止できる。
　上記のフォイル軸受において、複数のフォイルを周方向に配置し、各フォイルの周方向他方側の端部を、隣接するフォイルとフォイルホルダの間に配置することができる。
　本発明では、フォイル軸受の負荷容量をほとんど減らすことなく、フォイルと軸の接触機会を低減することができ、フォイルと軸の摩擦によるフォイルの損傷を防止することができる。
ガスタービンの構成を概念的に示す図である。 上記ガスタービンにおけるロータの支持構造を示す断面図である。 上記支持構造に組み込まれた、本発明の一実施形態に係るフォイル軸受の断面図である。 上記フォイル軸受に設けられるフォイルの平面図である。 二つのフォイルを連結した状態を示す平面図である。 図３のフォイル軸受の拡大断面図である。 フォイル軸受の拡大平面図である。 規制部材を示す平面図である。 異なる構成の規制部材を示す平面図である。 異なる構成の規制部材を示す平面図である。 図７のＢ－Ｂ線断面図で、フォイルホルダに対する規制部材の配置を示す図である。 軸方向溝に対して差込部が差し込まれた様子を示す図である。 本発明と異なるフォイルの形状を示す図である。 図１１のフォイルの差込部が軸方向溝に差し込まれた様子を示す模式図である。 フォイルの軸受面端部側のめくれを示す図である。 フォイルの内径方向への反り上がりを示す図である。 フォイルの他の例を示す平面図である。 フォイルのさらに他の例を示す平面図である。 従来のフォイル軸受の断面図である。 従来のフォイル軸受において、軸方向溝の断面を示す図である。
　図１に、ターボ機械の一種であるガスタービンの構成を概念的に示す。このガスタービンは、翼列を形成したタービン１および圧縮機２と、発電機３と、燃焼器４と、再生器５とを主に備える。タービン１、圧縮機２、および発電機３には、水平方向に延びる共通の軸６が設けられ、この軸６と、タービン１および圧縮機２とで一体回転可能のロータが構成される。吸気口７から吸入された空気は、圧縮機２で圧縮され、再生器５で加熱された上で燃焼器４に送り込まれる。この圧縮空気に燃料を混合して燃焼させ、高温、高圧のガスでタービン１を回転させる。タービン１の回転力が軸６を介して発電機３に伝達され、発電機３が回転することにより発電し、この電力がインバータ８を介して出力される。タービン１を回転させた後のガスは比較的高温であるため、このガスを再生器５に送り込んで燃焼前の圧縮空気との間で熱交換を行うことで、燃焼後のガスの熱を再利用する。再生器５で熱交換を終えたガスは、排熱回収装置９を通ってから排ガスとして排出される。
　図２に、上記ガスタービンにおけるロータの支持構造の一例を示す。この支持構造では、軸方向の２箇所にラジアル軸受１０が配置され、軸６に設けられたフランジ部６ｂの軸方向両側にスラスト軸受２０、２０が配置される。このラジアル軸受１０およびスラスト軸受２０により、軸６がラジアル方向及び両スラスト方向に回転自在に支持される。
　この支持構造において、タービン１と圧縮機２の間の領域は、高温、高圧のガスで回転されるタービン１に隣接しているために高温雰囲気となる。この高温雰囲気では、潤滑油やグリース等からなる潤滑剤が変質・蒸発してしまうため、これらの潤滑剤を使用する通常の軸受（転がり軸受等）を適用することは難しい。そのため、この種の支持構造で使用される軸受１０、２０としては、空気動圧軸受、特にフォイル軸受が適合する。
　以下、上記ガスタービン用のラジアル軸受に適合するフォイル軸受１０の構成を図面に基づいて説明する。
　フォイル軸受１０は、図３に示すように、筒状（図示例では円筒状）のフォイルホルダ１１と、フォイルホルダ１１の内周面に取り付けられた複数（図示例では３枚）のフォイル１２とを有する。フォイル軸受１０の各フォイル１２の内側には、軸６が挿入される。フォイル１２の後述する軸受面Ｘと軸６の間に形成した流体膜で軸６を相対回転自在に支持する。
　フォイルホルダ１１は、例えば焼結金属や溶製材等の金属で形成される。フォイルホルダ１１の内周面１１ａのうち、周方向に離隔した複数箇所（図示例では３箇所）には、フォイルを保持するための軸方向溝（凹部）１４が形成される。各軸方向溝１４の軸方向両端は、それぞれフォイルホルダ１１の端面に開口している。また、フォイル軸受１０の軸方向両端には周方向溝１５が設けられる。本実施形態では、周方向溝１５が環状に形成される。
　フォイル１２は、ばね性に富み、かつ加工性のよい金属、例えば鋼材料や銅合金からなる厚さ２０μｍ～２００μｍ程度の金属フォイルにプレス加工や放電加工を施すことで形成される。本実施形態のように流体膜として空気を用いる空気動圧軸受では、雰囲気に潤滑油が存在しないため、金属フォイルとしてステンレス鋼もしくは青銅製のものを使用するのが好ましい。
　図４に示すように、各フォイル１２は、軸方向に並べられた第１領域１２ａと第２領域１２ｂとからなる。第１領域１２ａは、軸受面を有するトップフォイル部１２ａ１と、トップフォイル部１２ａ１の周方向一方側端部に設けられた差込部１２ａ２とを有する。ここで、周方向一方側とは、軸６の回転方向（図４中に矢印で示す）の先行側を意味する。　
　図３のように、複数のフォイル１２がフォイルホルダ１１に保持された状態で、トップフォイル部１２ａ１の図の２点鎖線で示す領域Ｘ１が、軸６を支持する軸受面Ｘの一部を形成する。
　図４に示すように、差込部１２ａ２は、軸方向の複数個所に設けられており、この実施形態では軸方向の上側と下側に１つずつ設けられている。差込部１２ａ２は、軸受面を形成するトップフォイル部１２ａ１よりも周方向の一方側へ突出して設けられている。差込部１２ａ２は、フォイルホルダ１１の軸方向溝１４に保持される被保持部として機能する。
　フォイル１２の周方向一端側の軸方向に延びる端縁として、フォイルの中央側に、中央領域としての端縁１２ａ３、フォイルの両端側に、端部領域としての端縁１２ａ４がそれぞれ設けられる。以下、フォイルの軸方向の中央側および両端側を、単に、軸方向の中央側および両端側とも呼ぶ。
　端縁１２ａ４は、フォイル１２の軸方向端部側に設けられた周方向に延びる縁部である周方向縁部１２ａ６につながっている。また、端縁１２ａ４と、軸方向の両端側のそれぞれの端縁１２ａ３との間には差込部１２ａ２が設けられる。
　それぞれの端縁１２ａ３、端縁１２ａ４は、軸方向に対して並行に設けられ、両端側の端縁１２ａ４は、中央側の端縁１２ａ３よりも周方向の他方側へ後退し、フォイル１２の軸方向両端に後退部１２ａ５を形成している。フォイル１２は、この後退部１２ａ５により、周方向縁部１２ａ６の延長線Ｌとの間に隙間Ｈを形成している。
　第２領域１２ｂには、周方向他端側に突出した二つの突出部分である突出部１２ｂ１が設けられる。突出部１２ｂ１は、軸方向の上側と下側にそれぞれ一つずつ設けられ、二つの突出部１２ｂ１の間には、略円弧状に形成される切り欠き部１２ｂ２が形成される。
　フォイル軸受１０において、トップフォイル部１２ａ１は軸６の側に配置され、その内周面は軸受面Ｘ（図３参照）を形成する。また、第２領域１２ｂは、フォイルホルダ１１の側に配置される。この第２領域１２ｂは、隣接する他のフォイル１２のトップフォイル部１２ａ１と重なることで、トップフォイル部１２ａ１に弾性を与えるアンダーフォイル部として機能する。
　第１領域１２ａと第２領域１２ｂの境界には、両者を連結する連結部１２ｃ２が設けられる。連結部１２ｃ２の軸方向両側には、隣接する他のフォイル１２の差込部１２ａ２が差し込まれる差込口１２ｃ１が設けられる。それぞれの差込口１２ｃ１は、フォイル１２の軸方向端部（上端あるいは下端）まで切り欠かれて形成されている。
　図５に示すように、一方のフォイル１２の各差込部１２ａ２を隣接するフォイル１２の各差込口１２ｃ１に差し込むことにより、２枚のフォイル１２を連結することができる。そして、同様の方法で３枚のフォイル１２を連結し、一端側のフォイル１２の差込部１２ａ２を他端側のフォイル１２の差込口１２ｃ１に差し込むことで、３枚のフォイル１２が周状に連結された筒状の仮組体を形成することができる。この筒状の仮組体を、フォイルホルダ１１の内周側に挿入することで、図３で示したフォイル軸受１０を形成することができる。
　図６に示すように、各フォイル１２の周方向一端に設けられた各差込部１２ａ２が、隣接するフォイル１２の各差込口１２ｃ１を介して、フォイルホルダ１１の内周面１１ａの軸方向溝１４に差し込まれる。この際、前述したように、軸方向溝１４がフォイルホルダ１１の少なくとも軸方向一方側（本実施形態では軸方向両側）の端面に開口していることにより、この開口部から、各差込部１２ａ２を軸方向溝１４に差し込むことができ、筒状の仮組体のフォイルホルダ１１に対する取り付けが容易になる。
　一方、各フォイル１２の周方向他端側に設けられた第２領域１２ｂは、隣接するフォイル１２のトップフォイル部１２ａ１とフォイルホルダ１１の内周面１１ａとの間に配置され、隣接するフォイル１２のトップフォイル部１２ａ１を背後から支持する。尚、隣接するフォイル１２同士は、周方向で係合して互いに突っ張り合っている。これにより、各フォイル１２のトップフォイル部１２ａ１が外径側に張り出し、フォイルホルダ１１の内周面１１ａに沿った形状に湾曲する。
　軸６が図３の矢印方向に回転すると、フォイル軸受１０の各フォイル１２のトップフォイル部１２ａ１の内径面（軸受面）と軸６の外周面６ａとの間のラジアル軸受隙間の空気膜の圧力が高められる。図６に示すように、トップフォイル部１２ａ１の周方向一端（回転方向先行側の端部）を含む領域は、隣接するフォイル１２の第２領域１２ｂに乗り上げているため、軸受面Ｘが、回転方向先行側へ向けて軸６の外周面６ａ（図３参照）に徐々に接近する。これにより、各フォイル１２の軸受面Ｘと軸６の外周面６ａとの間に、回転方向先行側へ向けて徐々に狭くなったラジアル軸受隙間が形成され、ラジアル軸受隙間の幅狭側に空気が押し込まれる。これにより、ラジアル軸受隙間の空気膜の圧力が高められ、この圧力により軸６がラジアル方向に非接触支持される。
　このとき、フォイル１２が有する可撓性により、各フォイル１２の軸受面Ｘが、荷重や軸６の回転速度、周囲温度等の運転条件に応じて任意に変形するため、ラジアル軸受隙間は運転条件に応じた適切幅に自動調整される。そのため、高温・高速回転といった過酷な条件下でも、ラジアル軸受隙間を最適幅に管理することができ、軸６を安定して支持することが可能となる。
　また、図５に示すように、第２領域１２ｂの周方向他端側に切り欠き部１２ｂ２を設けることで、これに乗り上げるトップフォイル部１２ａ１に、切り欠き部１２ｂ２に沿った段差が形成される。これにより、トップフォイル部１２ａ１に沿って流れる流体が、上記の段差に沿って流れて軸方向中央側に集められるため、圧力向上効果が高められる（図５の矢印参照）。
　ところで、図７に示すように、フォイルホルダ１１の軸方向両端の内周面側には、フォイル１２がフォイルホルダ１１から抜け落ちることを防止するための規制部材（係合部）３０が設けられる。規制部材３０は、フォイルホルダ１１の軸方向両端の内周面側に設けられた周方向溝１５に取り付けられる。
　規制部材３０は、弾性に富んだ金属あるいは樹脂で形成され、図８（ａ）に示す円環の止め輪や、図８（ｂ）に示す円環の一部が切断された止め輪、あるいは、図８（ｃ）に示す円環の一部が欠けた形状とすることができる。また、規制部材３０を、周方向で分割した複数の部品で構成してもよい。規制部材３０は、フォイルホルダ１１の内周面側の全周に亘って設けられている。
　図９は、図７のＢ－Ｂ線断面図で、規制部材３０の配置を示すものである。なお、フォイル１２の記載は省略している。図９に示すように、規制部材３０は、フォイルホルダ１１の軸方向両端に設けられた周方向溝１５に取り付けられる。規制部材３０は、例えば周方向溝１５に設けられた嵌合部により周方向溝１５に嵌合する等、適宜の方法により周方向溝１５に取り付けられている。
　図１０は、軸方向溝１４にフォイル１２の差込部１２ａ２が差し込まれた断面を示す図で、図の上下方向が軸方向、図の左右方向がフォイル１２の差し込み方向で、フォイル１２の表面に沿う方向を示している。図１０に示すように、軸方向溝１４は、フォイルホルダ１１の軸方向両側の端面に開口している。そして、フォイルホルダ１１の軸方向両端に規制部材３０が設けられる。規制部材３０は、フォイルホルダ１１の周方向に延在し、フォイル１２の軸受面に沿って設けられる。規制部材３０は、軸方向でフォイル１２の差込部１２ａ２と係合する。これにより、フォイル１２が軸方向（図の上下方向）に移動した場合でも、軸方向溝１４に差し込まれた差込部１２ａ２が規制部材３０に当接することで、フォイル１２の軸方向の移動を規制し、フォイル１２がフォイルホルダ１１から抜け落ちることを防止できる。
　図１１は、本実施形態と異なる形状のフォイルを示すものである。図１１のフォイル１２は、本実施形態の図４で説明したフォイルと異なる点として、周方向一端側の端縁のうち、軸方向中央側の端縁１２ａ３と軸方向端部側の端縁１２ａ４が、それぞれ軸方向と平行に設けられ、周方向の同一位置に設けられた形状をしている。
　そして、このような形状のフォイル１２を、本実施形態と同様に、３枚を周状に連結し、図３のようにフォイルホルダ１１の内周面１１ａに取り付けることにより、多円弧型のフォイル軸受が構成される。図１２に示すように、このフォイル軸受においても、前述した本実施形態のフォイル軸受と同様、軸方向溝１４に差し込まれた差込部１２ａ２の軸方向の移動が、フォイルホルダ１１の軸方向両端に設けられた規制部材３０により規制され、フォイル１２がフォイルホルダ１１から抜け落ちることが防止される。
　ところで、軸６が回転し、軸受面Ｘと外周面６ａとの間のラジアル軸受隙間の幅狭側に空気が押し込まれてラジアル軸受隙間の空気膜の圧力が高められた際には、フォイルホルダ１１に設けられた各フォイル１２にも回転方向の先行側（図３の矢印方向）へ押圧される力が働き、差込部１２ａ２が軸方向溝１４に押し込まれる（図１２の矢印方向へ押し込まれる）。この際、図１２に示す形状のフォイル１２では、軸方向両端側の端縁１２ａ４と規制部材３０の間隔が小さく、端縁１２ａ４が規制部材３０に接触しやすくなる。
　そして、端縁１２ａ４が規制部材３０への接触を繰り返すと、フォイル１２が、図１３に示すように、端縁１２ａ４の部分からめくれ上がったり、図１４の部分Ｒに誇張して示すように、軸受面Ｘの端部側のトップフォイル部１２ａ１が反り上がったりする。これにより、フォイル１２が部分的にフォイルホルダ１１の内径方向へ突出し、軸６の外周面６ａと接触しやすくなってしまう。特に、軸６とフォイル軸受１０とのミスアライメントや軸６の振れ回り等により、軸６とフォイル１２の距離が部分的に小さくなった場合等には、上記のフォイル１２の内径方向へ突出した部分と軸６の外周面６ａとが接触しやすくなり、フォイル１２の損傷の原因となってしまう。
　これに対して本実施形態のフォイル１２では、図５に示すように、軸方向両端側の端縁１２ａ４を軸方向中央側の端縁１２ａ３よりも周方向の他方側へ後退して設けることにより（軸方向両端側に後退部１２ａ５を設けることにより）、端縁１２ａ４と規制部材３０との間に一定の間隔を設け、端縁１２ａ４の規制部材３０に対する接触を防止し、端縁１２ａ４の前述した内径方向へのめくれや反りを防ぐことができる。従って、軸６とフォイル軸受１０とのミスアライメントが生じた場合や、軸６が振れ回りした場合でも、フォイル１２が軸６の外周面６ａに接触する機会を低減することができ、フォイル１２の損傷を防止することができる。
　上記のように軸方向両端側の端縁１２ａ４を軸方向中央の端縁１２ａ３よりも周方向他方側へ後退させることにより、周方向一端側の軸方向端部に、トップフォイル部１２ａ１による軸受面が形成されない非支持領域Ｑ（図５参照）が形成される。しかし、この軸方向の端部側の領域は、軸方向の中央側に比べて、ラジアル軸受隙間における空気膜の圧力の発生に対する寄与の割合が少ない部分である。従って、この部分を非支持領域Ｑとして設けることで、フォイル軸受１０の負荷容量をできるだけ減らすことなく、上記効果を得ることができる。なお本実施形態では、図５に示すように、第２領域１２ｂの一部にトップフォイル部１２ａ１を支持しない部分が設けられるが、端縁１２ａ４の周方向他方側への後退量および突出部１２ｂ１の形状を調整し、端縁１２ａ４が突出部１２ｂ１の軸方向端部側の端縁に沿うように設けてもよい。
　図４および図５で説明した実施形態のフォイル１２では、軸方向両端側の端縁１２ａ４を軸方向に対して並行に設け、軸方向中央の端縁１２ａ３に対する軸方向両端側の端縁１２ａ４の周方向他方側への後退量を一定としたが、例えば図１５に示すように、端縁１２ａ４を軸方向に対して傾斜して設け、端縁１２ａ４が、軸方向中央側から両端側へ向かうほど、周方向他方側へ後退する構成としてもよい。これにより、非支持領域Ｑを周方向一方側へ向けて徐々に拡大することができ、ラジアル軸受隙間における周方向の圧力差を極力なくすことができる。
　さらに、図１６に示すように、端縁１２ａ３を軸方向に対して傾斜して設け、軸方向中央側から端部側へ向かうに従って、周方向他方側へ後退する構成とすることもできる。また、端縁１２ａ３、１２ａ４を、軸方向中央側から軸方向端部側へ向かうに従って、周方向中央側へ後退する曲線、あるいは、直線と曲線の組み合わせにより形成してもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。　
　以上の説明では、フォイル１２の軸方向両端側の端縁１２ａ４を軸方向中央側の端縁１２ａ３よりも周方向の他方側に後退させて設けたが、フォイル１２のいずれか一端側の端縁１２ａ４のみを周方向の他方側へ後退させてもよい。
　また、フォイル１２の端縁が、フォイルホルダ１１に取り付けられた規制部材３０に接触する場合を説明したが、例えば、フォイルホルダ１１の内周面に接触することを防止するために、軸方向両端側の端縁１２ａ４を軸方向中央側の端縁１２ａ３よりも周方向の他方側に後退させてもよい。
　以上の説明では、軸方向溝１４を軸方向の両側へ開口している構成としたが、軸方向溝１４を軸方向の一方側にのみ開口する構成とし、軸方向一方側にのみ規制部材３０を設ける構成としてもよい。この場合、軸方向他方側に、フォイルホルダ１１の内壁によって形成される係合部を、フォイル１２の差込部１２ａ２と係合させ、差込部１２ａ２の軸方向の移動を規制することもできる。
　例示のラジアル軸受に限らず、スラスト軸受にも本発明を適用することができる。スラスト軸受に本発明を適用した場合、フォイルの周方向一端側の径方向に伸びる端縁であって、差込部を除く端縁のうち、フォイルの両端側の端縁をフォイルの中央側の端縁よりもフォイルの周方向他方側へ後退して設けることができる。
　フォイル軸受１０にフォイル１２を３枚設けた場合を示したが、これに限らず、フォイル１２を２枚、あるいは４枚以上設けてもよい。
　また、以上の説明では、軸６を回転側部材とし、フォイルホルダ１１を固定側部材とした場合を例示したが、これとは逆に軸６を固定側部材とし、フォイルホルダ１１を回転側部材とした場合にも各実施形態の構成をそのまま適用することもできる。但し、この場合はフォイル１２が回転側部材となるので、遠心力によるフォイル１２全体の変形を考慮してフォイル１２の設計を行う必要がある。
　　６　　　　軸
　　１０　　　フォイル軸受
　　１１　　　フォイルホルダ
　　１１ａ　　内周面
　　１２　　　フォイル
　　１２ａ　　第一領域
　　１２ｂ　　第二領域（アンダーフォイル部）
　　１２ａ１　トップフォイル部
　　１２ａ２　差込部
　　１２ａ３　端縁（中央領域）
　　１２ａ４　端縁（端部領域）
　　１２ａ５　後退部
　　１２ａ６　周方向縁部
　　１２ｂ１　突出部
　　１４　　　軸方向溝（凹部）
　　１５　　　周方向溝
　　３０　　　規制部材（係合部）
　　Ｈ　　　　隙間
　　Ｌ　　　　周方向延長線
　　Ｑ　　　　非支持領域
　　Ｘ　　　　軸受面

Claims (7)

  1. 　内周面に複数の凹部を有するフォイルホルダと、
    　周方向に延びた周方向縁部を有する軸受面と、前記軸受面よりも周方向の一方側に突出し、前記フォイルホルダの凹部に差し込まれる差込部とを備えた複数のフォイルとを有し、
    　前記軸受面と軸の間に形成した流体膜で前記軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受において、
    　前記フォイルのうち、軸受面の周方向一方側の端部に後退部を設け、前記後退部は、前記周方向縁部の周方向延長線との間に隙間を形成することを特徴とするフォイル軸受。
  2. 　内周面に複数の凹部を有するフォイルホルダと、
    　周方向に延びた周方向縁部を有する軸受面と、前記軸受面よりも周方向の一方側に突出し、前記フォイルホルダの凹部に差し込まれる差込部とを備えた複数のフォイルとを有し、
    　前記軸受面と軸の間に形成した流体膜で前記軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受において、
    　前記フォイルの周方向一方側の端縁に、前記差込部を間に挟む端部領域と中央領域とを設け、端部領域を、軸受面の前記周方向縁部につなげると共に、中央領域よりも周方向他方側に後退させたことを特徴とするフォイル軸受。
  3. 　前記端部領域を傾斜させた請求項２に記載のフォイル軸受。
  4. 　前記端部領域を、直線および曲線のうちの何れか一方、または双方で形成した請求項２または３いずれか記載のフォイル軸受。
  5. 　前記フォイルホルダに、前記軸受面に沿う、周方向と直交する方向でフォイルの差込部と係合する係合部を設けた請求項１から４いずれか１項に記載のフォイル軸受。
  6. 　前記係合部を、フォイルホルダに取り付けた、周方向に延びる規制部材で形成した請求項５記載のフォイル軸受。
  7. 　複数のフォイルを周方向に配置し、各フォイルの周方向他方側の端部を、隣接するフォイルとフォイルホルダの間に配置した請求項１から６いずれか１項に記載のフォイル軸受。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4229054A (en) * 1978-12-29 1980-10-21 Mechanical Technology Incorporated Multi-pad compliant hydrodynamic journal bearing
JP2015143572A (ja) * 2013-12-24 2015-08-06 Ntn株式会社 フォイル、フォイル軸受、及びフォイル軸受の組立方法
JP2017096324A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 Ntn株式会社 フォイル軸受

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4229054A (en) * 1978-12-29 1980-10-21 Mechanical Technology Incorporated Multi-pad compliant hydrodynamic journal bearing
JP2015143572A (ja) * 2013-12-24 2015-08-06 Ntn株式会社 フォイル、フォイル軸受、及びフォイル軸受の組立方法
JP2017096324A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 Ntn株式会社 フォイル軸受

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