WO2019172370A1 - ラジアルフォイル軸受 - Google Patents

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WO2019172370A1
WO2019172370A1 PCT/JP2019/009066 JP2019009066W WO2019172370A1 WO 2019172370 A1 WO2019172370 A1 WO 2019172370A1 JP 2019009066 W JP2019009066 W JP 2019009066W WO 2019172370 A1 WO2019172370 A1 WO 2019172370A1
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WO
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foil
base sheet
radial
insertion hole
notch
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/009066
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English (en)
French (fr)
Inventor
直陸 大森
Original Assignee
株式会社Ihi
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Publication date
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Priority to CN201980016503.9A priority patent/CN111801505B/zh
Priority to EP19763426.4A priority patent/EP3763955B1/en
Priority to KR1020207027528A priority patent/KR20200121882A/ko
Publication of WO2019172370A1 publication Critical patent/WO2019172370A1/ja
Priority to US17/011,434 priority patent/US11319987B2/en

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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
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/024Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. radial 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
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/08Attachment of brasses, bushes or linings to the bearing housing
    • 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
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/02Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of sliding-contact 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
    • 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
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02Sliding-contact bearings

Definitions

  • the present disclosure relates to radial foil bearings. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-041245 for which it applied to Japan on March 7, 2018, and uses the content here.
  • a radial bearing used by being arranged outside a rotating shaft.
  • a thin plate-like top foil that forms a bearing surface
  • a back foil that elastically supports the top foil
  • a cylindrical bearing housing that houses the top foil and the back foil.
  • Radial foil bearings with are well known.
  • a back foil of the radial foil bearing a bump foil obtained by forming a thin plate into a corrugated plate is mainly used.
  • Patent Document 1 discloses a radial foil bearing including “Cartridge sheet (22)” as a member corresponding to a base sheet.
  • Patent Document 2 discloses a radial foil bearing provided with “bump sheet (5)” as a member corresponding to a base sheet.
  • Patent Documents 3 to 5 disclose radial foil bearings using a back foil.
  • Patent Document 6 discloses a radial foil bearing using a fixture.
  • the back foil When using welding (spot welding), the back foil may be deformed. As a result, the top foil is distorted, which affects the load capacity and dynamic characteristics (rigidity and damping) of the bearing and may not provide sufficient support capacity.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to suppress disassembly and dropout of the components of the radial foil bearing without using welding.
  • a first aspect of the radial foil bearing of the present disclosure includes a bearing housing having an insertion hole through which a shaft is inserted, a base sheet disposed in the insertion hole, and a radial direction of the insertion hole supported by the base sheet.
  • the base sheet has a branch separated in the radial direction of the insertion hole, and the bearing housing, the back foil, and the back foil having irregularities on the back foil and the top foil supported by the back foil Engaging with at least one of the top foils.
  • the back foil has a notch in an end edge in an axial direction in which the insertion hole extends, and extends from the branch of the base sheet. The part may be inserted into the notch.
  • the extending portion is on one side in the circumferential direction of the insertion hole on the inner peripheral side of the back foil that has passed through the notch. It may be stretched.
  • the base sheet includes the first base sheet having the extending portion and a notch at an end edge in the axial direction, as the base sheet.
  • the insertion hole is formed with a through groove extending in the axial direction from an end surface of the bearing housing.
  • the extending portion extending from the branch of the base sheet may be inserted into the through groove.
  • an end portion of the top foil is inserted into the through groove, the base sheet extends on the through groove, and the top foil You may have an engaging protrusion which engages with the edge part of this in radial direction.
  • a first end and a second end are inserted into the through groove as the end portions of the top foil.
  • a portion extending from the first end to the one side in the circumferential direction and a portion extending from the second end to the other side in the circumferential direction intersect in the axial direction, and the engaging protrusion extends to the through groove,
  • the top foil may be engaged with the intersecting ends in the radial direction.
  • the radial foil bearing is provided on an end surface in the axial direction of the bearing housing and extends radially outward from an inner peripheral edge of the insertion hole.
  • the extending portion extending from the branch of the base sheet may be inserted into the receiving groove.
  • the ninth aspect may include a lid that is attached to an end surface in the axial direction of the bearing housing and covers the extending portion. .
  • FIG. 1 is a side view showing an example of a turbo machine to which the radial foil bearing of the present disclosure is applied.
  • reference numeral 1 denotes a rotating shaft (shaft)
  • reference numeral 2 denotes an impeller provided at one end of the rotating shaft in the axial direction
  • reference numeral 3 denotes a radial foil bearing according to the present disclosure.
  • only one radial foil bearing is shown in FIG. 1, normally two radial foil bearings are provided in the axial direction of the rotary shaft 1. Therefore, also in this embodiment, two radial foil bearings 3 are provided.
  • a radial foil bearing 3 is disposed outside the rotating shaft 1.
  • a thrust collar 4 is provided between the impeller 2 of the rotating shaft 1 and the radial foil bearing 3.
  • Thrust bearings 5 are disposed (inserted) on both axial sides of the thrust collar 4.
  • the impeller 2 is disposed in a housing 6 on the stationary side, and has a tip clearance 7 between the impeller 2 and the housing 6.
  • FIG. 2 is a front view showing the radial foil bearing 3 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the radial foil bearing 3 is a bearing that is disposed outside the rotating shaft 1 and supports the rotating shaft 1.
  • the radial foil bearing 3 includes a top foil 9, an intermediate foil 10, a back foil 11, a base sheet 30, and a bearing housing 12.
  • the bearing housing 12 has an insertion hole 12a through which the rotary shaft 1 is inserted.
  • the positional relationship of each member may be described with reference to the insertion hole 12a.
  • the “axial direction” refers to the direction in which the insertion hole 12a extends (the direction in which the rotating shaft 1 is inserted).
  • the “radial direction” refers to the radial direction of the insertion hole 12a.
  • the “circumferential direction” refers to a circumferential direction along the inner peripheral surface of the insertion hole 12a.
  • the bearing housing 12 is a cylindrical member that constitutes the outermost part of the radial foil bearing 3 in the radial direction.
  • An insertion hole 12 a is formed in the bearing housing 12.
  • the base sheet 30, the back foil 11, the intermediate foil 10, and the top foil 9 are accommodated in the insertion hole 12a.
  • the base sheet 30 is supported by the inner peripheral surface of the insertion hole 12a
  • the back foil 11 is supported by the base sheet 30
  • the intermediate foil 10 is supported by the back foil 11
  • the top foil 9 is supported by the intermediate foil 10.
  • the bearing housing 12 of this indication is a cylindrical member provided with the insertion hole 12a.
  • the bearing housing 12 may be a member other than a cylindrical shape (for example, a prismatic member).
  • FIG. 3A is a plan view of the developed top foil 9 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3B is a front view of the developed top foil 9 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the top foil 9 is a rectangular metal foil having a long side in the circumferential direction and a short side in the axial direction.
  • the top foil 9 is wound in a cylindrical shape and disposed so as to face the peripheral surface of the rotating shaft 1.
  • One short side (end portion, first end) in the long side direction of the top foil 9 has, as shown in FIG. 3A, one convex portion 21a protruding to the first side in the long side direction, and a convex portion.
  • a first concavo-convex portion 23a having two concave portions 22a formed on both sides in the short side direction of 21a is formed. That is, the first short side in the long side direction of the top foil 9 includes one convex portion 21a that protrudes to the first side in the long side direction and a step that extends to both sides of the convex portion 21a in the short side direction. .
  • the second short side (the short side (end portion, second end) located on the second side in the long side direction) opposite to the first short side of the top foil 9 is in the short side direction.
  • a second concavo-convex portion 23b is formed, which has two convex portions 21b that are separated from each other and one concave portion 22b that is positioned between the two convex portions 21b.
  • the short side located on the second side in the long side direction of the top foil 9 is provided with a recess 22b that is recessed on the first side in the long side direction and a step that is located on both sides in the short side direction of the recess 22b.
  • the concave portion 22b of the second uneven portion 23b is formed corresponding to the convex portion 21a of the first uneven portion 23a. Further, the recess 22a of the first uneven portion 23a is formed corresponding to the protrusion 21b of the second uneven portion 23b. That is, the minimum width (interval) in the short side direction of the concave portion 22b is larger than the maximum width in the short side direction of the convex portion 21a.
  • the length (interval) in the long side direction of the concave portion 22b of the present disclosure and the length (interval) in the long side direction of the convex portion 21a are the same in the long side direction.
  • the concave portion 22b of the second concave-convex portion 23b allows the convex portion 21a to pass through the concave portion 22b when the top foil 9 is wound in a cylindrical shape so that the first concave-convex portion 23a and the second concave-convex portion 23b overlap. Is formed.
  • the concave portion 22a of the first concave-convex portion 23a is formed such that the convex portion 21b passes through the concave portion 22a when the top foil 9 is wound in a cylindrical shape.
  • the top foil 9 extends from the first end (first short side) to one side in the circumferential direction (projection 21a) and from the second end (second short side) to the other side in the circumferential direction.
  • intersects an axial direction.
  • the convex portions 21a and 21b (both ends of the top foil 9) passing through the concave portions 22b and 22a are respectively drawn out to the bearing housing 12 side as shown in FIG. That is, when the top foil 9 disposed on the inner peripheral side of the insertion hole 12a is viewed from the axial direction, the convex portion 21a and the convex portion 21b intersect each other. Moreover, the convex part 21a of the top foil 9 is located between the two convex parts 21b in the axial direction.
  • a through groove 13 into which the convex portions 21a and 21b are inserted is formed on the inner peripheral surface of the insertion hole 12a. The through groove 13 is formed from one end surface 12b in the axial direction of the bearing housing 12 to the other end surface 12b.
  • the top foil 9 has a side (first short side) on which the first uneven portion 23a is formed and a side (second short side) on which the second uneven portion 23b is formed.
  • a thin portion 24 which is thinner (thin) than the central portion between them is formed.
  • the outer peripheral surface (the surface on the bearing housing 12 side) of the thin portion 24 is recessed from the outer peripheral surface of the central portion, and is thin.
  • the circumferential length L of the thin wall portion 24 is a length corresponding to one of the through groove 13 and the peak portion 11 c at the end of the back foil 11.
  • the top foil 9 disposed in the bearing housing 12 has a step on the outer peripheral surface side and becomes thin through the step.
  • the thin part 24 is extended from the both ends of the circumferential direction of the top foil 9 to the circumferential direction position exceeding the nearest peak part 11c.
  • the back foil 11 is disposed between the base sheet 30 and the intermediate foil 10.
  • the back foil 11 is a foil (thin plate) that elastically supports the intermediate foil 10 and the top foil 9.
  • a back foil 11 for example, a bump foil, a spring foil described in Patent Document 3 or Patent Document 4, a back foil described in Patent Document 5, or the like is used.
  • a bump foil is used as the back foil 11.
  • the back foil 11 of the present disclosure is configured by three (plural) back foil pieces 11a arranged along the inner peripheral surface of the insertion hole 12a.
  • the foil (thin board) is corrugated in the circumferential direction.
  • the three back foil pieces 11a are curved so as to be substantially cylindrical as a whole when viewed from the axial direction. That is, the back foil piece 11a is disposed along the inner peripheral surface of the insertion hole 12a.
  • the three back foil pieces 11a are all formed in the same shape and dimensions. Therefore, these back foil pieces 11a are arranged by dividing the inner peripheral surface of the insertion hole 12a into approximately three parts in the circumferential direction.
  • the back foil pieces 11a are alternately formed with crests 11c projecting radially inward and valleys 11b projecting radially outward when viewed from the crest 11c in the circumferential direction. That is, the back foil piece 11a (back foil 11) has unevenness in the circumferential direction of the insertion hole 12a.
  • the flat part facing the base sheet 30 of the trough part 11 b can contact the base sheet 30.
  • the peak part 11c can contact
  • the back foil piece 11a elastically supports the top foil 9 by the mountain portion 11c via the intermediate foil piece 10a.
  • both the circumferential direction both ends of the back foil piece 11a become the trough part 11b.
  • the intermediate foil 10 is disposed between the top foil 9 and the back foil 11.
  • the intermediate foil 10 is configured by three intermediate foil pieces 10a arranged along the inner peripheral surface of the insertion hole 12a.
  • the three intermediate foil pieces 10a are developed in a substantially rectangular shape, and when viewed from the axial direction, the three intermediate foil pieces 10a are curved so as to be substantially cylindrical as a whole as shown in FIG.
  • all of the three intermediate foil pieces 10a are formed in the same shape and dimensions. Accordingly, the intermediate foil pieces 10a are arranged by dividing the inner peripheral surface of the insertion hole 12a into approximately three parts in the circumferential direction.
  • the thickness of the intermediate foil piece 10a is thinner than the back foil piece 11a.
  • the rigidity of the intermediate foil 10 is less than half of the rigidity of the back foil 11.
  • the outer shape of the intermediate foil piece 10a has a size substantially equal to the outer shape of the back foil piece 11a.
  • the intermediate foil piece 10a has a flat surface portion 10b that is in contact with the top of the peak portion 11c of the back foil 11, and a groove portion 10c that is recessed (projects) radially outward also by the flat surface portion 10b. That is, the groove portion 10 c is separated from the top foil 9, and the flat portion 10 b is in contact with the top foil 9.
  • the groove portion 10c is formed at a circumferential position between both circumferential ends of the intermediate foil piece 10a (in the present disclosure, a central position of the intermediate foil piece 10a in the circumferential direction).
  • the portions on both sides of the groove portion 10c of the intermediate foil piece 10a can come into contact with the crest portions 11c on both sides of the valley portion 11b of the back foil piece 11a opposed to the groove portion 10c.
  • FIG. 4 is a developed plan view of the base sheet 30 engaged with the intermediate foil 10 and the back foil 11 according to the first embodiment of the present disclosure. That is, in FIG. 4, the back foil 11 (back foil piece a) (not shown) is arranged below the intermediate foil 10 (intermediate foil piece 10a).
  • FIG. 5 is a plan view in which the base sheet 30 is engaged with the back foil 11 according to the first embodiment of the present disclosure. That is, in FIG. 5, the intermediate foil 10 (intermediate foil piece 10 a) is removed from the base sheet 30.
  • FIG. 6 is a plan view of the developed base sheet 30 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged front view showing an engaged state of the base sheet 30, the intermediate foil 10, and the back foil 11 according to the first embodiment of the present disclosure. Here, FIG. 7 corresponds to a case where FIG. 2 is viewed from the opposite side in the axial direction.
  • the base sheet 30 is a rectangular metal foil having a long side in the circumferential direction and a short side in the axial direction. As shown in FIG. 2, the base sheet 30 is wound in a cylindrical shape and disposed on the inner peripheral surface of the insertion hole 12a. On the first short side in the long side direction of the base sheet 30, similarly to the top foil 9, one convex portion 31 a that protrudes to the first side in the long side direction and the both sides in the short side direction of the convex portion 31 a A first concavo-convex portion 33a having two formed concave portions 32a is formed.
  • the 1st short side in the long side direction of the base sheet 30 is provided with one convex part 31a which protrudes in the 1st side of a long side direction, and the level
  • the short side located on the second side in the long side direction of the base sheet 30 is provided with a recess 32b that is recessed on the first side in the long side direction and a step that is located on both sides in the short side direction of the recess 32b.
  • the concave portion 32b of the second uneven portion 33b is formed corresponding to the convex portion 31a of the first uneven portion 33a. Further, the concave portion 32a of the first uneven portion 33a is formed corresponding to the convex portion 31b of the second uneven portion 33b. That is, the minimum width (interval) in the short side direction of the concave portion 32b is larger than the maximum width in the short side direction of the convex portion 31a. Further, the length (interval) in the long side direction of the concave portion 32b and the length (interval) in the long side direction of the convex portion 31a are the same in the long side direction.
  • the recessed portion 32b of the second uneven portion 33b has the protruding portion 31a in the recessed portion 32b. It is formed to pass through.
  • the concave portion 32a of the first concave-convex portion 33a is formed so that the convex portion 31b passes through the concave portion 32a when the base sheet 30 is wound in a cylindrical shape.
  • the convex portions 31a and 31b (both ends of the base sheet 30) that have passed through the concave portions 32b and 32a are respectively drawn out to the bearing housing 12 side and inserted into the through groove 13 as shown in FIG. That is, when the base sheet 30 disposed on the inner peripheral side of the insertion hole 12a is viewed from the axial direction, the convex portion 31a and the convex portion 31b intersect each other. Moreover, the convex part 31a of the base sheet 30 is located between the two convex parts 31b in the axial direction. Further, the convex portion 31 a of the base sheet 30 intersects the convex portion 21 b of the top foil 9. Further, the convex portion 31 b of the base sheet 30 intersects the convex portion 21 a of the top foil 9.
  • the concave portion 32b of the base sheet 30 is formed so that the convex portion 21a of the top foil 9 passes through.
  • the concave portion 22b of the top foil 9 is formed so that the convex portion 31a of the base sheet 30 passes through. That is, the minimum length in the short side direction of the concave portion 32 b of the base sheet 30 is larger than the maximum width in the short side direction of the convex portion 31 a of the base sheet 30 and the convex portion 21 a of the top foil 9.
  • the minimum length in the short side direction of the concave portion 22 b of the top foil 9 is larger than the maximum width in the short side direction of the convex portion 21 a of the top foil 9 and the convex portion 31 a of the base sheet 30.
  • the length of the long side direction of the recessed part 32b of the base sheet 30 and the length of the long side direction of the convex part 31a are the same in the long side direction.
  • the back foil piece 11 a includes notches 11 d at both end edges in the axial direction (the vertical direction in FIG. 5).
  • the notch 11d is formed in the valley portion 11b of the back foil piece 11a.
  • the notch 11d is formed at a circumferential position between the circumferential ends of the back foil piece 11a (in the present disclosure, the center position of the back foil piece 11a in the circumferential direction).
  • the notch 11d is formed in the circumferential position between the two peak portions 11c formed in the back foil piece 11a. That is, the back foil piece 11a has a dent in the axial direction at the circumferential position of both end edges in the axial direction.
  • the intermediate foil piece 10a includes notches 10d at both end edges in the axial direction (the vertical direction in FIG. 4).
  • the notch 10d is formed in the groove 10c of the intermediate foil piece 10a.
  • the notch 10d is formed at a circumferential position between the circumferential ends of the intermediate foil piece 10a (in the present disclosure, the central position of the intermediate foil piece 10a in the circumferential direction). That is, the intermediate foil piece 10a has an axial recess at the circumferential position of both end edges in the axial direction.
  • the notch 10d is formed by cutting a part of the bottom portion of the groove 10c formed between the flat surface portion 10b and the flat surface portion 10b toward the central portion of the intermediate foil piece 10a in the axial direction.
  • the notch 10d is formed at a position corresponding to the notch 11d of the back foil piece 11a, that is, a position overlapping the notch 11d.
  • the width of the notch 10d is formed substantially the same as the width of the notch 11d. Extending portions 34 extending from the branch P of the base sheet 30 are engaged with the notches 10d and 11d.
  • the extending portion 34 extends from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the back foil piece 11a in such a manner that both sides in the circumferential direction of the extending portion 34 are sandwiched between the edges of the notch 11d.
  • the extending portion 34 extends from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the intermediate foil piece 10a so that both sides in the circumferential direction of the extending portion 34 are sandwiched between the edges of the notch 10d. That is, the extending portion 34 is inserted into the back foil 11 and the intermediate foil 10 such that both sides in the circumferential direction of the extending portion 34 face the edge of the notch 11 d of the back foil 11 and the notched edge 10 d of the intermediate foil 10. ing.
  • the base sheet 30 has a branch P that separates in the radial direction of the insertion hole 12a (the vertical direction in FIG. 7).
  • the extending portion 34 extends through the branch P.
  • the branch P according to the first embodiment is separated from the inner side in the radial direction of the insertion hole 12a (upper side in FIG. 7). That is, the extending portion 34 extends from the branch P toward the radially inner side.
  • the branch P is formed at both ends of the base sheet 30 in the axial direction (the vertical direction in FIG. 6).
  • a plurality of branches P are formed at equal intervals in the circumferential direction at both end edges of the base sheet 30 (three at each end edge (three in total)). That is, three branches P are formed corresponding to the intermediate foil piece 10a and the back foil piece 11a.
  • the extending portion 34 extending from the branch P is formed by cutting and raising a part of the base sheet 30 as shown in FIG.
  • the extending portion 34 is a “return” that extends in an obtuse angle direction with respect to the sheet surface of the base sheet 30.
  • a notch 35 is formed at a position adjacent to the extending portion 34 (branch P). That is, the base sheet 30 has an axial dent in the vicinity of the formation position of the extending portions 34 at both end edges in the axial direction.
  • the extending portion 34 is inserted into the notch 11d and the notch 10d.
  • the extending portion 34 extends to one side in the circumferential direction of the insertion hole 12a (the left side in FIG. 7) on the inner peripheral side of the intermediate foil 10 that has passed through the notches 11d and 10d.
  • the extending portion 34 extends to the outside of the formation range W of the notch 10d in the circumferential direction on the radially inner side of the intermediate foil 10 (intermediate foil piece 10a) that has passed through the notch 10d. Since the notch 10d has a formation range W slightly larger than the notch 11d of the back foil 11 (back foil piece 11a) in the circumferential direction, the extending portion 34 has the back foil 11 (back foil piece 11a) passing through the notch 11d. In the radially inner side, the outer periphery extends beyond the range of the notch 11d in the circumferential direction.
  • the extending portion 34 on the inner side of the intermediate foil 10 is disposed so as to overlap with the intermediate foil 10 in the radial direction.
  • the extending portion 34 is accommodated in the groove portion 10 c of the intermediate foil 10 so as not to interfere with the top foil 9.
  • the operation of the radial foil bearing 3 having such a configuration will be described.
  • the top foil 9 is urged toward the rotating shaft 1 by the back foil 11 (three back foil pieces 11a) via the intermediate file 10 (three intermediate foil pieces 10a). It is in close contact with the rotating shaft 1.
  • the force (local preload) for tightening the rotating shaft 1 in these thin portions 24 is compared to the case where there is no thin portion 24. Alleviated.
  • the rotating shaft 1 when the rotating shaft 1 is rotated in the direction of arrow R in FIG. 2, it starts rotating at a low speed first, and then gradually accelerates and rotates at a high speed. Then, as indicated by an arrow Q in FIG. 2, ambient fluid is drawn from one end side of the top foil 9, the intermediate foil 10, and the back foil 11 and flows between the top foil 9 and the rotating shaft 1. Thereby, a fluid lubricating film is formed between the top foil 9 and the rotating shaft 1.
  • the film pressure of the fluid lubricating film acts on the top foil 9 and presses the individual peak portions 11c of the back foil piece 11a through the intermediate foil 10 in contact with the top foil 9. Then, the back foil piece 11a is pressed by the intermediate foil 10, and the crest portion 11c of the back foil piece 11a is pushed and spread, so that the back foil piece 11a moves on the bearing housing 12 in the circumferential direction of the bearing housing 12. Try this. That is, the back foil piece 11a (back foil 11) elastically supports the top foil 9 via the intermediate foil 10, and therefore deforms in the circumferential direction of the back foil piece 11a when receiving a load from the top foil 9. Thus, the top foil 9 and the intermediate foil 10 are allowed to bend and supported.
  • an extending portion 34 extending from the branch P of the base sheet 30 is inserted into a notch 11 d formed in the end edge in the axial direction.
  • the extending portion 34 is a detent for the back foil piece 11a. . Therefore, each peak portion 11c of the back foil piece 11a is deformed (moved) in the circumferential direction with the notch 11d into which the extending portion 34 is inserted.
  • stretching part 34 is each inserted in the notch 11d of the both-ends edge of the axial direction of the back foil piece 11a, as shown in FIG. 5, The movement of the back foil piece 11a in the axial direction is also suppressed. Further, as shown in FIG. 7, the extending portion 34 extends outside the formation range of the notch 11 d in the circumferential direction of the insertion hole 12 a on the inner peripheral side of the back foil 11 that has passed through the notch 11 d. That is, in the extending portion 34 of the base sheet 30, a “return” is formed on the inner peripheral side of the back foil 11 that has passed through the notch 11d, and this prevents the back foil piece 11a from coming off in the radial direction.
  • the extending portion 34 extends from the notch 11d to the circumferential direction opposite to the rotating direction of the rotating shaft 1. Therefore, decomposition
  • stretching part 34 may be extended
  • a cutout 10d is formed in the intermediate foil piece 10a, and the extending portion 34 is inserted.
  • the intermediate foil 10 is also prevented from being decomposed and dropped.
  • the intermediate foil piece 10a bends together with the top foil 9 and the back foil piece 11a when transmitting a load from the top foil 9 to the back foil piece 11a.
  • the intermediate foil piece 10a and the top foil 9 or the back foil piece 11a "Slip" occurs between them. That is, when a pressure fluctuation occurs in the fluid lubricating film due to the shaft vibration of the rotating shaft 1, the pressure fluctuation is transmitted to the top foil 9 and “slip” occurs. This “slip” causes energy dissipation due to friction and attenuates the film pressure fluctuation, so that the shaft vibration of the rotating shaft 1 is suppressed.
  • the base sheet 30 has the branch P that is separated in the radial direction of the insertion hole 12a, and the extending portion 34 that extends from the branch P includes the back foil 11 and the intermediate foil. 10, the disassembly of the back foil 11 and the intermediate foil 10 and the falling off of the back foil 11 and the intermediate foil 10 from the bearing housing 12 can be suppressed.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view of the first base sheet 30A and the second base sheet 30B in a state of being engaged with the intermediate foil 10 and the back foil 11 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • 9A is an enlarged plan view of the first base sheet 30A according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 9B is an unfolded view of the second base sheet 30B according to the second embodiment of the present disclosure. It is a plane enlarged view.
  • FIG. 10 is an enlarged front view showing an engagement state between the first base sheet 30A and the second base sheet 30B, the intermediate foil 10 and the back foil 11 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the radial foil bearing 3 of the first embodiment described above includes one base sheet 30, the radial foil bearing 3A of the second embodiment includes a first base sheet 30A and a first base sheet 30A as shown in FIG. And a second base sheet 30B.
  • the first base sheet 30A has substantially the same configuration as the base sheet 30 of the first embodiment.
  • the first base sheet 30A is stretched from the branch P to both end edges in the axial direction of the base sheet 30A.
  • a portion 34A and a notch 35A are provided.
  • the extending portion 34 ⁇ / b> A extends to one side in the circumferential direction of the insertion hole 12 a (on the left side in FIG. 10) on the inner peripheral side of the intermediate foil 10 that passes through the notch 11 d and the notch 10 d.
  • the second base sheet 30B is disposed on the inner peripheral surface of the insertion hole 12a, and supports the first base sheet 30A from the radially outer side.
  • the second base sheet 30B includes an extending portion 34B (second extending portion) that is inserted into the notch 35A of the first base sheet 30A.
  • the extending portion 34B extends to the other circumferential side of the insertion hole 12a (the right side in FIG. 10) on the inner peripheral side of the intermediate foil 10 that has passed through the notch 35A, the notch 11d, and the notch 10d.
  • the second base sheet 30B has substantially the same configuration as that of the base sheet 30 of the first embodiment. As shown in FIG.
  • a portion 34B and a notch 35B are provided.
  • the extending portion 34A and the extending portion 34B extend radially inward and spread apart from each other in the circumferential direction. That is, the extending portion 34A and the extending portion 34B are wedge-shaped toward the radially outer side.
  • the extending portions 34 ⁇ / b> A and 34 ⁇ / b> B extend to outside the formation range W of the notch 10 d in the circumferential direction. According to this configuration, the effect of preventing the back foil piece 11a and the intermediate foil piece 10a from coming off in the radial direction is enhanced, and the decomposition and dropping of the back foil 11 and the intermediate foil 10 can be more reliably suppressed. Further, when a fluctuating load due to shaft vibration of the rotary shaft 1 occurs, in addition to the above-described “slip”, “slip” occurs between the first base sheet 30A and the second base sheet 30B, Since this causes energy dissipation due to friction, the damping effect is enhanced.
  • FIG. 11A is a developed plan view of a base sheet 30C according to the third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 11B is a front view of developed base sheet 30C according to the third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12A is a perspective view for explaining an engagement state of the base sheet 30C and the top foil 9 according to the third embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12B is a base sheet according to the third embodiment of the present disclosure. It is a front view for demonstrating the engagement state of 30C and the top foil 9. FIG. As shown in FIGS.
  • the radial foil bearing 3 ⁇ / b> C of the third embodiment is a convex that the base sheet 30 ⁇ / b> C engages with the convex portions 21 a and 21 b of the top foil 9 inserted into the through groove 13 in the radial direction. It differs from the said embodiment by the point which has part 36a, 36b (engagement protrusion).
  • a first concavo-convex portion 38a is formed on the first short side in the long side direction of the base sheet 30C. That is, the short side located on the first side in the long side direction of the base sheet 30C is provided with a concave portion 37a that is recessed on the second side in the long side direction and steps that are located on both sides in the short side direction of the concave portion 37a.
  • the second short side (the short side located on the second side in the long side direction) opposite to the first short side of the base sheet 30C is projected to the second side in the long side direction.
  • the arrangement of the first uneven portion 38a and the second uneven portion 38b of the base sheet 30C is the same as the arrangement of the first uneven portion 33a and the second uneven portion 33b of the base sheet 30 shown in FIG. The relationship is reversed.
  • the recesses 37a and 37b of the base sheet 30C are formed by branches P.
  • the branch P is separated outward in the radial direction of the insertion hole 12a (the lower side in the drawing in FIG. 11B).
  • the extending portion 34C extending from the branch P is inserted into the through groove 13 and engaged with the side wall portion of the through groove 13 in the circumferential direction by a back spring or the like of the base sheet 30C. .
  • the convex portions 36a and 36b of the base sheet 30C extend on the through groove 13 as shown in FIG. 12B. That is, the convex portions 36 a and 36 b of the base sheet 30 ⁇ / b> C are disposed on the through groove 13 with a gap.
  • the convex portion 21a of the top foil 9 is inserted (arranged) on the radially inner side of the convex portion 36b of the base sheet 30C. Further, the two convex portions 21b of the top foil 9 are inserted (arranged) on the radially inner side of the two convex portions 36a of the base sheet 30C.
  • the effect of preventing the top foil 9 from coming off in the radial direction is enhanced, and the top foil 9 can be prevented from falling off. Further, according to this configuration, the contact area between the base sheet 30C and the bearing housing 12 is increased, so that the above-described damping effect due to “slip” is enhanced.
  • a locking tool 40 may be disposed in the through groove 13.
  • the locking tool 40 corresponds to a fixing tool indicated by reference numeral 16 in FIG. That is, in the modification shown in FIGS. 13A and 13B, a locking groove 44 that is communicated with both ends of the through groove 13 and extends in the radial direction is formed, and the locking tool 40 is inserted into the locking groove 44.
  • a pair of legs 42 are provided.
  • the locking tool 40 includes two partition wall pieces 41 that protrude between the pair of leg portions 42 and protrude on the side opposite to the leg portions 42. The two partition pieces 41 form three locking grooves 43 that are substantially divided into three in the axial direction.
  • one convex portion 21a and two convex portions 21b of the top foil 9 are respectively arranged and face the partition piece 41 in the axial direction.
  • two protrusions 36a and one protrusion 36b of the base sheet 30C are disposed in the three locking grooves 43, respectively, and face the partition piece 41 in the axial direction. According to this configuration, the movement of the top foil 9 and the base sheet 30C in the axial direction is suppressed, and the falling off of the top foil 9 and the base sheet 30C can be more reliably suppressed.
  • FIG. 14 is a front view showing a radial foil bearing 3D according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a front view illustrating a state in which the lid body 50 is attached to the radial foil bearing 3D according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16A is a developed plan view of a base sheet 30D according to the fourth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 16B is a front view of developed base sheet 30D according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the radial foil bearing 3 ⁇ / b> D according to the fourth embodiment includes a base sheet 30 ⁇ / b> D (second base sheet) on the radially outer side of the base sheet 30 similar to the first embodiment, and a base.
  • the seat 30D has a branch P that is separated from the outer side in the radial direction of the insertion hole 12a, and the extending portion 34D that extends from the branch P is engaged with the bearing housing 12 in the axial direction.
  • the base sheet 30D includes a first uneven portion 38a on the first short side in the long side direction, like the base sheet 30C of the third embodiment, and the first short side A second concavo-convex portion 38b is provided on the opposite second short side.
  • the base sheet 30D is formed with a notch 39 at one end edge in the axial direction.
  • the notch 39 is a recess formed by cutting and raising a part of the base sheet 30D to form the extended portion 34D. That is, an extending portion 34D extending outward in the radial direction of the insertion hole 12a is formed at one end edge in the axial direction of the base sheet 30D.
  • the extending portion 34D is formed only at one end edge in the axial direction of the base sheet 30D in consideration of ease of incorporation of the base sheet 30D into the bearing housing 12.
  • an accommodation groove 15 extending from the inner peripheral edge of the insertion hole 12 a toward the radially outer side is formed on one end face 12 b in the axial direction of the bearing housing 12. That is, the end surface 12 b in the axial direction of the bearing housing 12 includes a recess that extends to the inner periphery of the bearing housing 12.
  • the housing groove 15 is formed at a position where the end surface 12b of the bearing housing 12 is substantially divided into two in the circumferential direction. Then, extending portions 34 ⁇ / b> D are inserted in the accommodation grooves 15 in the radial direction.
  • lids 50 are attached to both end surfaces 12 b in the axial direction of the bearing housing 12.
  • the lid 50 covers the accommodating groove 15 that accommodates the extending portion 34D.
  • the lid 50 of the present disclosure is formed in an annular plate shape along the circumferential direction of the bearing housing 12.
  • the diameter of the inner peripheral edge of the lid body 50 is larger than the diameter of the inner peripheral edge of the bearing housing 12, and the diameter of the outer peripheral edge of the lid body 50 is smaller than the diameter of the outer peripheral edge of the bearing housing 12.
  • the lid body 50 is screwed with screws 51 into screw holes 52 (see FIG. 14) formed in both end surfaces 12b of the bearing housing 12 in the axial direction.
  • the lids 50 are respectively screwed at positions where the end surface 12b of the bearing housing 12 is substantially divided into three in the circumferential direction. According to the above configuration, since the extending portion 34D is covered by the lid body 50, the base sheet 30D can be prevented from coming off from the bearing housing 12 in the axial direction even without the locking tool 40 described above. . Further, the lid 50 closes a part of the opening end of the through groove 13 and also covers the extending portion 34C of the base sheet 30D inserted into the through groove 13, so that the base sheet 30D extends axially from the bearing housing 12. Can be prevented from coming off.
  • a radial foil bearing provided with an intermediate foil is exemplified.
  • a radial foil bearing provided with two base sheets is illustrated.
  • a radial foil bearing in which lids are attached to both end surfaces in the axial direction of the bearing housing is illustrated.
  • the lid may be attached only to the other end face in the axial direction of the bearing housing.
  • the radial foil bearing of the present disclosure it is possible to suppress disassembly and dropping of the constituent members of the radial foil bearing without using welding.

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Abstract

本開示のラジアルフォイル軸受(3)は、回転軸1が挿通される挿通孔(12a)を有する軸受ハウジング(12)と、挿通孔(12a)に配置されるベースシート(30)と、ベースシート(30)に支持され、挿通孔(12a)の径方向に凹凸を有するバックフォイル(11)と、バックフォイル(11)に支持されるトップフォイル(9)と、を備え、ベースシート(30)は、挿通孔(12a)の径方向に離反する分岐(P)を有し、軸受ハウジング(12)、バックフォイル(11)、及びトップフォイル(9)の少なくとも一つと係合している。

Description

ラジアルフォイル軸受
 本開示は、ラジアルフォイル軸受に関する。
本願は、2018年3月7日に日本国に出願された特願2018-041245号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、高速回転体用の軸受として、回転軸の外側に配置されて用いられるラジアル軸受が知られている。このようなラジアル軸受としては、軸受面を形成する薄板状のトップフォイルと、このトップフォイルを弾性的に支持するバックフォイルと、上記トップフォイル及び上記バックフォイルを収容する円筒状の軸受ハウジングと、を備えたラジアルフォイル軸受がよく知られている。ラジアルフォイル軸受のバックフォイルとしては、薄板を波板状に成形したバンプフォイルが主として用いられている。
 このようなラジアルフォイル軸受において、バックフォイルが複数のバックフォイル片から構成される場合、バックフォイル片が軸受ハウジングから脱落する可能性があるため、例えば、バックフォイル片をシート状の部材(以下、ベースシートと称する)に溶接(スポット溶接)し、このベースシートごと軸受ハウジングに組み込む場合がある。下記特許文献1には、ベースシートに相当する部材として“Cartridge sheet(22)”を備えるラジアルフォイル軸受が開示されている。また、下記特許文献2には、ベースシートに相当する部材として“バンプシート(5)”を備えるラジアルフォイル軸受が開示されている。
特許文献3~5には、バックフォイルを用いたラジアルフォイル軸受が開示されている。特許文献6には、固定具を用いたラジアルフォイル軸受が開示されている。
米国特許第5902049号明細書 日本国特表2007-522415号公報 日本国特開2006-57652号公報 日本国特開2004-270904号公報 日本国特開2009-299748号公報 日本国特開2014-20463号公報
 溶接(スポット溶接)を用いると、バックフォイルが変形する可能性がある。その結果、トップフォイルに歪みが生じ、軸受の負荷能力や動特性(剛性と減衰)に影響を及ぼし、十分な支持能力を得られない可能性がある。
 本開示は、上記事情に鑑みてなされ、溶接を用いることなく、ラジアルフォイル軸受の構成部材の分解及び脱落を抑制することを目的とする。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第1の態様は、シャフトが挿通される挿通孔を有する軸受ハウジングと、前記挿通孔に配置されるベースシートと、前記ベースシートに支持され、前記挿通孔の径方向に凹凸を有するバックフォイルと、前記バックフォイルに支持されるトップフォイルと、を備え、前記ベースシートは、前記挿通孔の径方向に離反する分岐を有し、前記軸受ハウジング、前記バックフォイル、及び前記トップフォイルの少なくとも一つと係合している。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第2の態様は、第1の態様において、前記バックフォイルは、前記挿通孔が延びる軸方向における端縁に切欠を有し、前記ベースシートの前記分岐から延伸する延伸部は、前記切欠に挿入されていてもよい。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第3の態様は、第2の態様において、前記延伸部は、前記切欠を通った前記バックフォイルの内周側において、前記挿通孔の周方向のいずれか一方側に延伸していてもよい。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第4の態様は、第3の態様において、前記ベースシートとして、前記延伸部を有すると共に、前記軸方向における端縁に切欠を有する第1のベースシートと、前記第1のベースシートを支持すると共に、前記第1のベースシート及び前記バックフォイルの切欠に挿入される第2の延伸部を有する第2のベースシートと、を備え、前記第2の延伸部は、前記バックフォイルの内周側において、前記挿通孔の周方向の他方側に延伸していてもよい。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第5の態様は、第1から第4のいずれか一つの態様において、前記挿通孔には、前記軸受ハウジングの端面から前記軸方向に延びる通し溝が形成され、前記ベースシートの前記分岐から延伸する延伸部は、前記通し溝に挿入されていてもよい。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第6の態様は、第5の態様において、前記通し溝には、前記トップフォイルの端部が挿入され、前記ベースシートは、前記通し溝上に延伸し、前記トップフォイルの端部と径方向において係合する係合突部を有してもよい。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第7の態様は、第6の態様において、前記通し溝には、前記トップフォイルの前記端部として第1端と第2端とが挿入され、前記トップフォイルは、前記第1端から周方向一方側に延伸する部位と、前記第2端から周方向他方側に延伸する部位が、軸方向に交差し、前記係合突部は、前記通し溝上に延伸し、前記トップフォイルの前記交差した両端と径方向において係合していてもよい。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第8の態様は、第1から第7のいずれか一つの態様において、前記軸受ハウジングの軸方向における端面に設けられ、前記挿通孔の内周縁から径方向外側に向かって延伸する収容溝を備え、前記ベースシートの前記分岐から延伸する延伸部は、前記収容溝に挿入されていてもよい。
 本開示のラジアルフォイル軸受の第9の態様は、第2から第8のいずれか一つの態様において、前記軸受ハウジングの軸方向の端面に取り付けられ、前記延伸部を覆う蓋体を備えてもよい。
 本開示によれば、溶接を用いることなく、ラジアルフォイル軸受の構成部材の分解及び脱落を抑制することができる。
本開示のラジアルフォイル軸受が適用されるターボ機械の一例を示す側面図である。 本開示の第1実施形態に係るラジアルフォイル軸受を示す正面図である。 本開示の第1実施形態に係るトップフォイルを展開した平面図である。 本開示の第1実施形態に係るトップフォイルを展開した正面図である。 本開示の第1実施形態に係る中間フォイル及びバックフォイルと係合した状態のベースシートを展開した平面図である。 本開示の第1実施形態に係るバックフォイルと係合した状態のベースシートを展開した平面図である。 本開示の第1実施形態に係るベースシートを展開した平面図である。 本開示の第1実施形態に係るベースシートと中間フォイル及びバックフォイルとの係合状態を示す正面拡大図である。 本開示の第2実施形態に係る中間フォイル及びバックフォイルと係合した状態の第1のベースシート及び第2のベースシートを展開した平面拡大図である。 本開示の第2実施形態に係る第1のベースシートを展開した平面拡大図である。 本開示の第2実施形態に係る第2のベースシートを展開した平面拡大図である。 本開示の第2実施形態に係る第1のベースシート及び第2のベースシートと中間フォイル及びバックフォイルとの係合状態を示す正面拡大図である。 本開示の第3実施形態に係るベースシートを展開した平面図である。 本開示の第3実施形態に係るベースシートを展開した正面図である。 本開示の第3実施形態に係るベースシートとトップフォイルとの係合状態を説明するための斜視図である。 本開示の第3実施形態に係るベースシートとトップフォイルとの係合状態を説明するための正面図である。 本開示の第3実施形態の一変形例に係るベースシートとトップフォイルとの係合状態を説明するための斜視図である。 本開示の第3実施形態の一変形例に係るベースシートとトップフォイルとの係合状態を説明するための正面図である。 本開示の第4実施形態に係るラジアルフォイル軸受を示す正面図である。 本開示の第4実施形態に係るラジアルフォイル軸受に蓋体を取り付けた状態を示す正面図である。 本開示の第4実施形態に係るベースシートを展開した平面図である。 本開示の第4実施形態に係るベースシートを展開した正面図である。
 以下、図面を参照して本開示のラジアルフォイル軸受を詳しく説明する。
 図1は、本開示のラジアルフォイル軸受が適用されるターボ機械の一例を示す側面図である。
 図1中、符号1は回転軸(シャフト)、符号2は回転軸の軸方向の一方側の先端に設けられたインペラ、符号3は本開示に係るラジアルフォイル軸受である。なお、図1では省略してラジアルフォイル軸受を一つしか表示していないが、通常は回転軸1の軸方向にラジアルフォイル軸受が二つ設けられている。したがって、本実施形態においてもラジアルフォイル軸受3が二つ設けられている。
 回転軸1の外側にラジアルフォイル軸受3が配置されている。回転軸1のインペラ2とラジアルフォイル軸受3との間には、スラストカラー4が設けられている。このスラストカラー4の軸方向両側には、スラスト軸受5が配置(挿通)されている。インペラ2は、静止側となるハウジング6内に配置されており、ハウジング6との間にチップクリアランス7を有している。
 (第1実施形態)
 図2は、本開示の第1実施形態に係るラジアルフォイル軸受3を示す正面図である。
 ラジアルフォイル軸受3は、回転軸1の外側に配置されて、回転軸1を支持する軸受である。ラジアルフォイル軸受3は、トップフォイル9と、中間フォイル10と、バックフォイル11と、ベースシート30と、軸受ハウジング12と、を備える。軸受ハウジング12は、回転軸1が挿通される挿通孔12aを有する。
 なお、以下の説明においては、挿通孔12aを基準に各部材の位置関係を説明することがある。具体的に、「軸方向」とは、挿通孔12aが延びる方向(回転軸1が挿通される方向)を言う。また、「径方向」とは、挿通孔12aの径方向を言う。また、「周方向」とは、挿通孔12aの内周面に沿った周方向を言う。
 軸受ハウジング12は、径方向におけるラジアルフォイル軸受3の最外部を構成する円筒状の部材である。軸受ハウジング12には、挿通孔12aが形成されている。挿通孔12aには、ベースシート30、バックフォイル11、中間フォイル10、トップフォイル9が収容されている。具体的に、ベースシート30は挿通孔12aの内周面に支持され、バックフォイル11はベースシート30に支持され、中間フォイル10はバックフォイル11に支持され、トップフォイル9は中間フォイル10に支持されている。なお、本開示の軸受ハウジング12は、挿通孔12aを備える円筒状の部材である。しかし、挿通孔12aを有すれば、軸受ハウジング12は、円筒状以外の部材(例えば角柱状の部材)であってもよい。
 図3Aは、本開示の第1実施形態に係るトップフォイル9を展開した平面図である。
図3Bは、本開示の第1実施形態に係るトップフォイル9を展開した正面図である。
 トップフォイル9は、図3Aに示すように、周方向を長辺とし、軸方向を短辺とする矩形状の金属箔である。このトップフォイル9は、図2に示すように、円筒状に巻かれて、回転軸1の周面に対向して配置されている。
 トップフォイル9の長辺方向における一方の短辺(端部,第1端)には、図3Aに示すように、長辺方向の第一の側に突出する一つの凸部21aと、凸部21aの短辺方向両側に形成された二つの凹部22aとを有してなる第1の凹凸部23aが形成されている。
 すなわち、トップフォイル9の長辺方向における第一の短辺は、長辺方向の第一の側に突出する一つの凸部21aと、凸部21aの短辺方向両側に延接する段差とを備える。
 また、トップフォイル9の上記第一の短辺と反対の第二の短辺(長辺方向における第二の側に位置する短辺(端部,第2端))には、短辺方向において離隔する二つの凸部21bと、この二つの凸部21bの間に位置する一つの凹部22bと、を有してなる第2の凹凸部23bが形成されている。あるいは、トップフォイル9の長辺方向の第二の側に位置する短辺には、長辺方向の第一の側に窪む凹部22bと、凹部22bの短辺方向両側に位置する段差とを備える。
 第2の凹凸部23bの凹部22bは、第1の凹凸部23aの凸部21aに対応して形成されている。また、第1の凹凸部23aの凹部22aは、第2の凹凸部23bの凸部21bに対応して形成されている。つまり、凹部22bの短辺方向の幅(間隔)の最少が、凸部21aの短辺方向の幅の最大より大きい。本開示の凹部22bの長辺方向の長さ(間隔)と、凸部21aの長辺方向の長さ(間隔)は、長辺方向において同じである。
 第2の凹凸部23bの凹部22bは、第1の凹凸部23aと第2の凹凸部23bとが重なるようにトップフォイル9を円筒状に巻いた際、凹部22b内を凸部21aが通り抜けるように形成されている。同様に、第1の凹凸部23aの凹部22aは、トップフォイル9を円筒状に巻いた際、凹部22a内を凸部21bがそれぞれ通り抜けるように形成されている。つまり、トップフォイル9は、第1端(第一の短辺)から周方向一方側に延伸する部位(凸部21a)と、第2端(第二の短辺)から周方向他方側に延伸する部位(凸部21b)が、軸方向に交差している。
 凹部22b、22aを通り抜けた凸部21a、21b(トップフォイル9の両端)は、図2に示すように、それぞれ軸受ハウジング12側に引き出される。すなわち、挿通孔12aの内周側に配されたトップフォイル9を軸方向から見ると、凸部21aと凸部21bが交差している。また、トップフォイル9の凸部21aは、軸方向において、2つの凸部21bの間に位置する。軸受ハウジング12には、挿通孔12aの内周面に、凸部21a、21bが挿入される通し溝13が形成されている。通し溝13は、軸受ハウジング12の軸方向の一方の端面12bから他方の端面12bまで形成されている。
 トップフォイル9は、図3Bに示すように、第1の凹凸部23aを形成した側(第一の短辺側)と第2の凹凸部23bを形成した側(第二の短辺側)とに、これらの間の中央部に比べて薄厚(薄肉)な薄肉部24が形成されている。図2に示すように、薄肉部24の外周面(軸受ハウジング12側の面)が中央部の外周面より凹み、薄肉となっている。
 薄肉部24の周方向の長さLは、図2に示すように、通し溝13と、バックフォイル11の端部の山部11cの一つ分に相当する長さとされている。本開示においては、軸受ハウジング12に配されたトップフォイル9は、外周面側に段差を備え、この段差を介し薄肉となる。また、薄肉部24は、トップフォイル9の周方向の両端から最も近い山部11cを越える周方向位置まで延びている。
 バックフォイル11は、ベースシート30と中間フォイル10との間に配置されている。バックフォイル11は、中間フォイル10及びトップフォイル9を弾性的に支持するフォイル(薄板)である。このようなバックフォイル11としては、例えばバンプフォイルや、特許文献3や特許文献4などに記載されているスプリングフォイル、特許文献5などに記載されているバックフォイルなどが用いられる。本実施形態では、バックフォイル11としてバンプフォイルを用いている。
 本開示のバックフォイル11は、挿通孔12aの内周面に沿って配置された3つ(複数)のバックフォイル片11aによって構成されている。バックフォイル片11aは、フォイル(薄板)が周方向に波板状になっている。3つのバックフォイル片11aは、軸方向から見ると、全体として略円筒状になるよう湾曲している。つまり、バックフォイル片11aは、挿通孔12aの内周面に沿って配置される。本開示では、バックフォイル片11aの3つが全て同じ形状・寸法に形成されている。したがって、これらバックフォイル片11aは、挿通孔12aの内周面を周方向において略3分割して配置されている。
 バックフォイル片11aは、径方向内側に突出する山部11cと、山部11cから見て径方向外側に突出する谷部11bと、が周方向において交互に形成されている。つまり、バックフォイル片11a(バックフォイル11)は、挿通孔12aの周方向に凹凸を有する。谷部11bのベースシート30と対向する平坦部は、ベースシート30に当接可能である。また、山部11cは、中間フォイル10(中間フォイル片10a)に当接可能である。このように、バックフォイル片11aは、山部11cにより、中間フォイル片10aを介してトップフォイル9を弾性的に支持している。なお、バックフォイル片11aの周方向両端は、いずれも谷部11bとなっている。
 中間フォイル10は、トップフォイル9とバックフォイル11との間に配置されている。中間フォイル10は、本開示では、挿通孔12aの内周面に沿って配置された3つの中間フォイル片10aによって構成されている。3つの中間フォイル片10aは、展開形状が略矩形状であり、軸方向から見ると、図2に示すように、全体として略円筒状になるよう湾曲している。本開示では、中間フォイル片10aの3つが全て同じ形状・寸法に形成されている。したがって、これら中間フォイル片10aは、挿通孔12aの内周面を周方向において略3分割して配置されている。
 中間フォイル片10aの厚みは、バックフォイル片11aよりも薄い。中間フォイル10の剛性は、バックフォイル11の剛性の半分以下である。中間フォイル片10aの外形は、バックフォイル片11aの外形と略等しい大きさを有する。この中間フォイル片10aは、バックフォイル11の山部11cの頂部に接する平面部10bと、平面部10bによりも径方向外側に窪む(突出する)溝部10cと、を有する。すなわち、この溝部10cは、トップフォイル9から離隔し、平面部10bは、トップフォイル9に当接している。溝部10cは、中間フォイル片10aの周方向両端の間の周方向位置(本開示では周方向における中間フォイル片10aの中央位置)に形成されている。中間フォイル片10aの溝部10cの両側の部位は、溝部10cが対向するバックフォイル片11aの谷部11bの両側の山部11cに当接可能となっている。
 図4は、本開示の第1実施形態に係る中間フォイル10及びバックフォイル11と係合した状態のベースシート30を展開した平面図である。すなわち、図4では、中間フォイル10(中間フォイル片10a)の下側に、不図示であるがバックフォイル11(バックフォイル片a)が配置されている。図5は、本開示の第1実施形態に係るバックフォイル11と係合した状態のベースシート30を展開した平面図である。すなわち、図5では、中間フォイル10(中間フォイル片10a)をベースシート30から取り外している。図6は、本開示の第1実施形態に係るベースシート30を展開した平面図である。図7は、本開示の第1実施形態に係るベースシート30と中間フォイル10及びバックフォイル11との係合状態を示す正面拡大図である。ここで、図7は、図2を軸方向の反対側から見た場合に相当する。
 ベースシート30は、図4~図6に示すように、周方向を長辺とし、軸方向を短辺とする矩形状の金属箔である。このベースシート30は、図2に示すように、円筒状に巻かれて、挿通孔12aの内周面に配置されている。ベースシート30の長辺方向における第一の短辺には、トップフォイル9と同様に、長辺方向の第一の側に突出する一つの凸部31aと、凸部31aの短辺方向両側に形成された二つの凹部32aとを有してなる第1の凹凸部33aが形成されている。すなわち、ベースシート30の長辺方向における第一の短辺は、長辺方向の第一の側に突出する一つの凸部31aと、凸部31aの短辺方向両側に延接する段差とを備える。
 また、ベースシート30の上記第一の短辺と反対の第二の短辺(長辺方向における第二の側に位置する短辺)には、短辺方向において離隔する二つの凸部31bと、この二つの凸部31bの間に位置する一つの凹部32bと、を有してなる第2の凹凸部33bが形成されている。あるいは、ベースシート30の長辺方向の第二の側に位置する短辺には、長辺方向の第一の側に窪む凹部32bと、凹部32bの短辺方向両側に位置する段差とを備える。
 第2の凹凸部33bの凹部32bは、第1の凹凸部33aの凸部31aに対応して形成されている。また、第1の凹凸部33aの凹部32aは、第2の凹凸部33bの凸部31bに対応して形成されている。つまり、凹部32bの短辺方向の幅(間隔)の最少が、凸部31aの短辺方向の幅の最大より大きい。また、凹部32bの長辺方向の長さ(間隔)と、凸部31aの長辺方向の長さ(間隔)は、長辺方向において同じである。また、第2の凹凸部33bの凹部32bは、第1の凹凸部33aと第2の凹凸部33bとが重なるようにベースシート30を円筒状に巻いた際、凹部32b内を凸部31aが通り抜けるように形成されている。同様に、第1の凹凸部33aの凹部32aは、ベースシート30を円筒状に巻いた際、凹部32a内を凸部31bがそれぞれ通り抜けるように形成されている。
 凹部32b、32aを通り抜けた凸部31a、31b(ベースシート30の両端)は、図2に示すように、それぞれ軸受ハウジング12側に引き出され、通し溝13に挿入される。すなわち、挿通孔12aの内周側に配されたベースシート30を軸方向から見ると、凸部31aと凸部31bが交差している。また、ベースシート30の凸部31aは、軸方向において、2つの凸部31bの間に位置する。さらに、ベースシート30の凸部31aは、トップフォイル9の凸部21bと交差している。また、ベースシート30の凸部31bは、トップフォイル9の凸部21aと交差している。
 すなわち、ベースシート30の凹部32bは、トップフォイル9の凸部21aが通り抜けるように形成されている。同様に、トップフォイル9の凹部22bは、ベースシート30の凸部31aが通り抜けるように形成されている。つまり、ベースシート30の凹部32bの短辺方向の長さの最少が、ベースシート30の凸部31a及びトップフォイル9の凸部21aの短辺方向の幅の最大より大きい。また、トップフォイル9の凹部22bの短辺方向の長さの最少が、トップフォイル9の凸部21a及びベースシート30の凸部31aの短辺方向の幅の最大より大きい。なお、ベースシート30の凹部32bの長辺方向の長さと、凸部31aの長辺方向の長さは、長辺方向において同じである。
 バックフォイル片11aは、図5に示すように、軸方向(図5において紙面上下方向)の両端縁に切欠11dを備える。切欠11dは、バックフォイル片11aの谷部11bに形成されている。切欠11dは、バックフォイル片11aの周方向両端の間の周方向位置(本開示では周方向におけるバックフォイル片11aの中央位置)に形成されている。また、切欠11dは、バックフォイル片11aに形成された2つの山部11cの間の周方向位置に形成されている。すなわち、バックフォイル片11aには、軸方向の両端縁の上記周方向位置において、軸方向に凹みが存在する。
 また、中間フォイル片10aは、図4に示すように、軸方向(図4において紙面上下方向)の両端縁に切欠10dを備える。切欠10dは、中間フォイル片10aの溝部10cに形成されている。切欠10dは、中間フォイル片10aの周方向両端の間の周方向位置(本開示では周方向における中間フォイル片10aの中央位置)に形成されている。すなわち、中間フォイル片10aには、軸方向の両端縁の上記周方向位置において、軸方向の凹みが存在する。
 切欠10dは、平面部10bと平面部10bとの間に形成された溝部10cの底部の一部が、軸方向における中間フォイル片10aの中央部に向かって切り欠かれて形成されている。切欠10dは、バックフォイル片11aの切欠11dに対応する位置、すなわち切欠11dと重なる位置に形成されている。切欠10dの幅は、切欠11dの幅と略同じに形成されている。これら切欠10d,11dには、ベースシート30の分岐Pから延伸する延伸部34が係合している。すなわち、延伸部34は、延伸部34の周方向の両側を、切欠11dのエッジに挟まれる形で、バックフォイル片11aの外周側から内周側まで延伸している。同様に、延伸部34は、延伸部34の周方向の両側を、切欠10dのエッジに挟まれる形で、中間フォイル片10aの外周側から内周側まで延伸している。つまり、延伸部34は、バックフォイル11の切欠11dのエッジ及び中間フォイル10の切欠のエッジ10dに、延伸部34の周方向の両側が対向する形で、バックフォイル11及び中間フォイル10に挿通されている。
 ベースシート30は、図7に示すように、挿通孔12aの径方向(図7において紙面上下方向)に離反する分岐Pを有する。そして、分岐Pを介して延伸部34が延伸している。第1実施形態に係る分岐Pは、挿通孔12aの径方向内側(図7において紙面上側)に離反している。つまり、延伸部34は、分岐Pから径方向内側に向かい延伸している。この分岐Pは、図6に示すように、ベースシート30の軸方向(図6において紙面上下方向)の両端縁に形成されている。分岐Pは、ベースシート30の両端縁において周方向に等間隔で複数(両端縁のそれぞれに3つ(計6つ))形成されている。すなわち、分岐Pは、中間フォイル片10a及びバックフォイル片11aに対応して3つ形成されている。
 分岐Pから延伸する延伸部34は、図7に示すように、ベースシート30の一部を切り起こして形成されている。この延伸部34は、ベースシート30のシート面に対して鈍角方向に延伸する「返し」である。図6に示すように、延伸部34(分岐P)に隣接する位置には、切欠35が形成されている。すなわち、ベースシート30には、軸方向の両端縁の延伸部34の形成位置の近傍において、軸方向の凹みが存在する。延伸部34は、図7に示すように、切欠11d及び切欠10dに挿入されている。延伸部34は、切欠11d及び切欠10dを通った中間フォイル10の内周側において、挿通孔12aの周方向一方側(図7における紙面左側)に延伸している。
 具体的に、延伸部34は、切欠10dを通った中間フォイル10(中間フォイル片10a)の径方向内側において、周方向における切欠10dの形成範囲W外まで延伸している。切欠10dは、周方向においてバックフォイル11(バックフォイル片11a)の切欠11dよりも僅かに大きい形成範囲Wを有するため、延伸部34は、切欠11dを通ったバックフォイル11(バックフォイル片11a)の径方向内側において、周方向における切欠11dの形成範囲外まで延伸している。すなわち、延伸部34の中間フォイル10より内側にある部分は、中間フォイル10と径方向に少なくとも一部が重なって配置される。延伸部34は、トップフォイル9と干渉しないように、中間フォイル10の溝部10c内に収容されている。
 次に、このような構成を備えるラジアルフォイル軸受3の作用について説明する。
 回転軸1が停止した状態では、トップフォイル9はバックフォイル11(3つのバックフォイル片11a)によって中間ファイル10(3つの中間フォイル片10a)を介して回転軸1側に付勢されることで回転軸1に密着している。なお、本実施形態では、トップフォイル9の両端部が薄肉部24となっているので、これら薄肉部24では回転軸1を締め付ける力(局所的なプリロード)が、薄肉部24がない場合と比べ緩和される。
 そして、回転軸1を図2中の矢印R方向に回転させると、最初は低速で回転を始め、その後徐々に加速して高速で回転する。すると、図2中矢印Qで示すように、トップフォイル9、中間フォイル10、バックフォイル11のそれぞれの一端側から周囲流体が引き入れられ、トップフォイル9と回転軸1との間に流入する。これにより、トップフォイル9と回転軸1との間に流体潤滑膜が形成される。
 この流体潤滑膜の膜圧は、トップフォイル9に作用し、トップフォイル9に接する中間フォイル10を介してバックフォイル片11aの個々の山部11cを押圧する。すると、バックフォイル片11aは中間フォイル10に押圧されることにより、バックフォイル片11aの山部11cが押し広げられ、これによってバックフォイル片11aは軸受ハウジング12上を軸受ハウジング12の周方向に動こうとする。すなわち、バックフォイル片11a(バックフォイル11)は、中間フォイル10を介してトップフォイル9を弾性的に支持するため、トップフォイル9から荷重を受けた際にバックフォイル片11aの周方向に変形することで、トップフォイル9や中間フォイル10の撓みを許容し、これを支持する。
 ここで、図5及び図7に示すように、バックフォイル片11aには、軸方向の端縁に形成された切欠11dに、ベースシート30の分岐Pから延伸する延伸部34が挿入されている。ベースシート30の凸部31a,31bは、図2に示すように、トップフォイル9と共に軸受ハウジング12の通し溝13に係合しているため、延伸部34がバックフォイル片11aの回り止めとなる。したがって、バックフォイル片11aの個々の山部11cは、延伸部34が挿入された切欠11dを挟み周方向に変形する(動く)。
 また、延伸部34は、図5に示すように、バックフォイル片11aの軸方向の両端縁の切欠11dにそれぞれ挿入されており、軸方向におけるバックフォイル片11aの移動も抑制している。さらに、延伸部34は、図7に示すように、切欠11dを通ったバックフォイル11の内周側において、挿通孔12aの周方向における切欠11dの形成範囲外まで延伸している。つまり、ベースシート30の延伸部34には、切欠11dを通ったバックフォイル11の内周側に「返し」が形成されており、これが径方向におけるバックフォイル片11aの抜け止めとなっている。つまり、延伸部34は、切欠11dより、回転軸1の回転方向と逆の周方向側にまで延伸している。よって、バックフォイル11の分解及び脱落が抑制される。
なお、延伸部34は、切欠11dより、回転軸1の回転方向に延伸していても良い。この場合でも、延伸部34により、バックフォイル11の分解及び脱落が抑制される。
 中間フォイル片10aにもバックフォイル片11aと同様に、切欠10dが形成され、延伸部34が挿入されている。このため、中間フォイル10も分解及び脱落が抑制される。中間フォイル片10aは、トップフォイル9からバックフォイル片11aへ荷重を伝える際、トップフォイル9およびバックフォイル片11aと共に撓むが、このとき中間フォイル片10aとトップフォイル9やバックフォイル片11aとの間で「滑り」が生じる。
 すなわち、回転軸1の軸振動により流体潤滑膜に圧力変動が生じると、トップフォイル9に圧力変動が伝達し、「滑り」が生じる。この「滑り」が摩擦によるエネルギー散逸を引き起こし、膜圧変動を減衰させるので、回転軸1の軸振動が抑制される。
 また、回転軸1の軸振動による変動荷重(負荷と除荷の繰り返し)がバックフォイル片11aに作用し、荷重が除荷側になったとき、バックフォイル片11aは、軸受ハウジング12の挿通孔12aの径方向内側に僅かに浮き上がる。このとき、延伸部34の返し部が、バックフォイル片11a(中間フォイル片10a)に引っ掛かり、バックフォイル片11aと一緒にベースシート30が持ち上げられる。ここで、ベースシート30が持ち上げられた場合、ベースシート30と軸受ハウジング12の挿通孔12a、及び、ベースシート30とバックフォイル片11aとの間で「滑り」が生じ、これが摩擦によるエネルギー散逸を引き起こし、減衰として寄与する。一方、バックフォイル片11aに作用する荷重が負荷側になると、バックフォイル片11aは元の位置へ戻るが、その際にも同様にベースシート30による「滑り」が生じ、これが摩擦によるエネルギー散逸を引き起こし、減衰として寄与する。
 このように、上述の第1実施形態によれば、ベースシート30は、挿通孔12aの径方向に離反する分岐Pを有し、分岐Pから延伸する延伸部34が、バックフォイル11及び中間フォイル10と係合しているため、バックフォイル11及び中間フォイル10の分解及びバックフォイル11及び中間フォイル10の軸受ハウジング12からの脱落を抑制できる。
 (第2実施形態)
 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。
 図8は、本開示の第2実施形態に係る中間フォイル10及びバックフォイル11と係合した状態の第1のベースシート30A及び第2のベースシート30Bを展開した平面拡大図である。図9Aは、本開示の第2実施形態に係る第1のベースシート30Aを展開した平面拡大図であり、図9Bは、本開示の第2実施形態に係る第2のベースシート30Bを展開した平面拡大図である。図10は、本開示の第2実施形態に係る第1のベースシート30A及び第2のベースシート30Bと中間フォイル10及びバックフォイル11との係合状態を示す正面拡大図である。
 上述した第1実施形態のラジアルフォイル軸受3は、一枚のベースシート30を備えていたが、第2実施形態のラジアルフォイル軸受3Aは、図10に示すように、第1のベースシート30Aと、第2のベースシート30Bと、を備えている。第1のベースシート30Aは、第1実施形態のベースシート30と略同様の構成となっており、図9Aに示すように、ベースシート30Aの軸方向の両端縁に、分岐Pから延伸する延伸部34A及び切欠35Aを備える。延伸部34Aは、図10に示すように、切欠11d及び切欠10dを通った中間フォイル10の内周側において、挿通孔12aの周方向一方側(図10において紙面左側)に延伸している。
 一方、第2のベースシート30Bは、挿通孔12aの内周面に配置され、第1のベースシート30Aを径方向外側から支持している。この第2のベースシート30Bは、第1のベースシート30Aの切欠35Aに挿入される延伸部34B(第2の延伸部)を備える。
 延伸部34Bは、切欠35A,切欠11d及び切欠10dを通った中間フォイル10の内周側において、挿通孔12aの周方向他方側(図10において紙面右側)に延伸している。第2のベースシート30Bも、第1実施形態のベースシート30と略同様の構成となっており、図9Bに示すように、ベースシート30Bの軸方向の両端縁に、分岐Pから延伸する延伸部34B及び切欠35Bを備える。延伸部34A及び延伸部34Bは、径方向内側に向かい、周方向に互いに離反するように広がる。つまり、延伸部34A及び延伸部34Bは、径方向外側に向かい楔状の形状となる。
 図10に示すように、延伸部34A,34Bは、それぞれ周方向における切欠10dの形成範囲W外まで延伸している。この構成によれば、径方向におけるバックフォイル片11a及び中間フォイル片10aの抜け止め効果が高くなり、バックフォイル11及び中間フォイル10の分解及び脱落をより確実に抑制できる。また、回転軸1の軸振動による変動荷重が生じた際には、上述した「滑り」に加えて、第1のベースシート30Aと第2のベースシート30Bとの間における「滑り」が生じ、これが摩擦によるエネルギー散逸を引き起こすため、減衰効果が高くなる。
 (第3実施形態)
 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11Aは、本開示の第3実施形態に係るベースシート30Cを展開した平面図であり、図11Bは、本開示の第3実施形態に係るベースシート30Cを展開した正面図である。図12Aは、本開示の第3実施形態に係るベースシート30Cとトップフォイル9との係合状態を説明するための斜視図であり、図12Bは、本開示の第3実施形態に係るベースシート30Cとトップフォイル9との係合状態を説明するための正面図である。
 第3実施形態のラジアルフォイル軸受3Cは、図12A及び図12Bに示すように、ベースシート30Cが、通し溝13に挿入されるトップフォイル9の凸部21a,21bと径方向において係合する凸部36a,36b(係合突部)を有する点で、上記実施形態と異なる。
 図11Aに示すように、ベースシート30Cの長辺方向における第一の短辺には、短辺方向において離隔する二つの凸部36aと、この二つの凸部36aの間に位置する一つの凹部37aと、を有してなる第1の凹凸部38aが形成されている。すなわち、ベースシート30Cの長辺方向の第一の側に位置する短辺には、長辺方向の第二の側に窪む凹部37aと、凹部37aの短辺方向両側に位置する段差とを備える。
 また、ベースシート30Cの上記第一の短辺と反対の第二の短辺(長辺方向における第二の側に位置する短辺)には、長辺方向の第二の側に突出する一つの凸部36bと、凸部36bの短辺方向両側に形成された二つの凹部37bとを有してなる第2の凹凸部38bが形成されている。すなわち、ベースシート30Cの長辺方向における第二の短辺は、長辺方向の第二の側に突出する一つの凸部36bと、凸部36bの短辺方向両側に延接する段差とを備える。
 ベースシート30Cの第1の凹凸部38aと第2の凹凸部38bの配置は、図6に示すベースシート30の第1の凹凸部33aと第2の凹凸部33bの配置と、長辺方向において反転した関係になっている。ベースシート30Cの凹部37a,37bは、上述した第1実施形態と異なり、分岐Pによって形成されている。この分岐Pは、図11Bに示すように、挿通孔12aの径方向外側(図11Bにおいて紙面下側)に離反している。この分岐Pから延伸する延伸部34Cは、図12Bに示すように、通し溝13に挿入され、ベースシート30Cのバックスプリングなどにより、通し溝13の側壁部に対し周方向において係合している。
 一方、ベースシート30Cの凸部36a,36bは、図12Bに示すように、通し溝13上に延伸している。すなわち、ベースシート30Cの凸部36a,36bは、通し溝13上に隙間をあけて配置されている。図12Aに示すように、ベースシート30Cの凸部36bの径方向内側には、トップフォイル9の凸部21aが挿入(配置)される。また、ベースシート30Cの二つの凸部36aの径方向内側には、トップフォイル9の二つの凸部21bが挿入(配置)される。この構成によれば、径方向におけるトップフォイル9の抜け止め効果が高くなり、トップフォイル9の脱落を抑制できる。また、この構成によれば、ベースシート30Cと軸受ハウジング12との接触面積が増えるため、上述した「滑り」による減衰効果が高くなる。
 なお、第3実施形態では、図13A及び図13Bに示すように、通し溝13に係止具40を配置してもよい。係止具40は、特許文献6の図3の(a)において符号16で示す固定具に相当する。すなわち、図13A及び図13Bに示す変形例では、通し溝13の両端部に連通して径方向に延びる係止溝44が形成されており、係止具40は、係止溝44に挿入される一対の脚部42を備える。また、係止具40は、一対の脚部42の間に、脚部42と反対の側に突出する二つの隔壁片41を備える。二つの隔壁片41は、軸方向にほぼ三分割された三つの係止溝43を形成する。
 三つの係止溝43には、トップフォイル9の一つの凸部21a及び二つの凸部21bがそれぞれ配置されて隔壁片41と軸方向において対向する。また、三つの係止溝43には、ベースシート30Cの二つの凸部36a及び一つの凸部36bがそれぞれ配置されて隔壁片41と軸方向において対向する。この構成によれば、軸方向におけるトップフォイル9及びベースシート30Cの移動が抑制され、トップフォイル9及びベースシート30Cの脱落をより確実に抑制できる。
 (第4実施形態)
 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14は、本開示の第4実施形態に係るラジアルフォイル軸受3Dを示す正面図である。図15は、本開示の第4実施形態に係るラジアルフォイル軸受3Dに蓋体50を取り付けた状態を示す正面図である。図16Aは、本開示の第4実施形態に係るベースシート30Dを展開した平面図であり、図16Bは、本開示の第4実施形態に係るベースシート30Dを展開した正面図である。
 第4実施形態に係るラジアルフォイル軸受3Dは、図14に示すように、第1実施形態と同様のベースシート30の径方向外側に、ベースシート30D(第2のベースシート)を備えると共に、ベースシート30Dが挿通孔12aの径方向外側に離反する分岐Pを有し、分岐Pから延伸する延伸部34Dが軸受ハウジング12と軸方向において係合している点で、上記実施形態と異なる。
 図16Aに示すように、ベースシート30Dは、第3実施形態のベースシート30Cと同様に、長辺方向における第一の短辺に第1の凹凸部38aを備え、上記第一の短辺と反対の第二の短辺に第2の凹凸部38bを備える。加えて、ベースシート30Dには、軸方向の一方の端縁に切欠39が形成されている。切欠39は、図16Bに示すように、ベースシート30Dの一部を切り起こして延伸部34Dを形成することにより形成される凹部である。すなわち、ベースシート30Dの軸方向の一方の端縁には、挿通孔12aの径方向外側に延伸する延伸部34Dが形成されている。なお、延伸部34Dは、ベースシート30Dの軸受ハウジング12への組み込み易さを考慮して、ベースシート30Dの軸方向の一方の端縁にのみ形成されている。
 図14に示すように、軸受ハウジング12の軸方向の一方の端面12bには、挿通孔12aの内周縁から径方向外側に向かって延伸する収容溝15が形成されている。つまり、軸受ハウジング12の軸方向における端面12bは、軸受ハウジング12の内周まで延びる凹部を備える。収容溝15は、軸受ハウジング12の端面12bを、周方向にほぼ2分割する位置に、それぞれ形成されている。そして、これら収容溝15には、延伸部34Dが径方向に挿入されている。
 図15に示すように、軸受ハウジング12の軸方向の両端面12bには、蓋体50が取り付けられる。蓋体50は、延伸部34Dを収容している収容溝15を覆っている。本開示の蓋体50は、軸受ハウジング12の周方向に沿う円環板状に形成されている。蓋体50の内周縁の径は、軸受ハウジング12の内周縁の径よりも大きく、蓋体50の外周縁の径は、軸受ハウジング12の外周縁の径よりも小さい。
 蓋体50は、軸受ハウジング12の軸方向の両端面12bに形成されたネジ孔52(図14参照)にネジ51によってネジ止めされている。蓋体50は、軸受ハウジング12の端面12bを周方向にほぼ3分割する位置に、それぞれネジ止めされている。上記構成によれば、延伸部34Dが蓋体50によって覆われているため、上述した係止具40が無くても、ベースシート30Dが軸受ハウジング12から軸方向に外れるのを抑制することができる。また、蓋体50は、通し溝13の開口端の一部を閉塞し、通し溝13に挿入されたベースシート30Dの延伸部34Cも覆っているため、ベースシート30Dが軸受ハウジング12から軸方向に外れるのを抑制することができる。
 以上、図面を参照しながら本開示のいくつかの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
 例えば、上記実施形態では、中間フォイルを備えるラジアルフォイル軸受を例示した。しかし、中間フォイルが無く、ベースシートがバックフォイルにのみ引っ掛かる構成であってもよい。
 また、例えば、上記第2実施形態では、二枚のベースシートを備えるラジアルフォイル軸受を例示した。しかしながら、一枚のベースシートから挿通孔の径方向内側に離反する二つの延伸部を形成し、それらを周方向における一方側と他方側に延伸させてもよい。
 また、例えば、上記第4実施形態では、軸受ハウジングの軸方向の両端面に蓋体を取り付けたラジアルフォイル軸受を例示した。しかしながら、軸受ハウジングの軸方向の一方の端面が、例えば取付対象物(支持フランジなど)に取り付けられている場合、軸受ハウジングの軸方向の他方の端面にのみ蓋体を取り付ける構成であってもよい。
本開示のラジアルフォイル軸受によれば、溶接を用いることなく、ラジアルフォイル軸受の構成部材の分解及び脱落を抑制することができる。
1 回転軸(シャフト)
3、3A、3C、3D ラジアルフォイル軸受
9 トップフォイル
11 バックフォイル
11a バックフォイル片
10d、11d、35A、35B、39 切欠
12 軸受ハウジング
12a 挿通孔
12b 端面
13 通し溝
15 収容溝
21a、21b、31a、31b 凸部(両端)
30、30C ベースシート
30A 第1のベースシート
30B 第2のベースシート
30D ベースシート(第2のベースシート)
34、34A、34B、34C、34D 延伸部
36a、36b 凸部(係合突部)
50 蓋体
51 ネジ
P 分岐

Claims (9)

  1.  シャフトが挿通される挿通孔を有する軸受ハウジングと、
     前記挿通孔に配置されるベースシートと、
     前記ベースシートに支持され、前記挿通孔の径方向に凹凸を有するバックフォイルと、
     前記バックフォイルに支持されるトップフォイルと、を備え、
     前記ベースシートは、前記挿通孔の径方向に離反する分岐を有し、前記軸受ハウジング、前記バックフォイル、及び前記トップフォイルの少なくとも一つと係合している、ラジアルフォイル軸受。
  2.  前記バックフォイルは、前記挿通孔が延びる軸方向における端縁に切欠を有し、
     前記ベースシートの前記分岐から延伸する延伸部は、前記切欠に挿入されている、請求項1に記載のラジアルフォイル軸受。
  3.  前記延伸部は、前記切欠を通った前記バックフォイルの内周側において、前記挿通孔の周方向のいずれか一方側に延伸している、請求項2に記載のラジアルフォイル軸受。
  4.  前記ベースシートとして、
     前記延伸部を有すると共に、前記軸方向における端縁に切欠を有する第1のベースシートと、
     前記第1のベースシートを支持すると共に、前記第1のベースシート及び前記バックフォイルの切欠に挿入される第2の延伸部を有する第2のベースシートと、を備え、
     前記第2の延伸部は、前記バックフォイルの内周側において、前記挿通孔の周方向の他方側に延伸している、請求項3に記載のラジアルフォイル軸受。
  5.  前記挿通孔には、前記軸受ハウジングの端面から前記軸方向に延びる通し溝が形成され、
     前記ベースシートの前記分岐から延伸する延伸部は、前記通し溝に挿入されている、請求項1~4のいずれか一項に記載のラジアルフォイル軸受。
  6.  前記通し溝には、前記トップフォイルの端部が挿入され、
     前記ベースシートは、前記通し溝上に延伸し、前記トップフォイルの端部と径方向において係合する係合突部を有する、請求項5に記載のラジアルフォイル軸受。
  7.  前記通し溝には、前記トップフォイルの前記端部として第1端と第2端とが挿入され、
     前記トップフォイルは、前記第1端から周方向一方側に延伸する部位と、前記第2端から周方向他方側に延伸する部位が、軸方向に交差し、
     前記係合突部は、前記通し溝上に延伸し、前記トップフォイルの前記交差した両端と径方向において係合している、請求項6に記載のラジアルフォイル軸受。
  8.  前記軸受ハウジングの軸方向における端面に設けられ、前記挿通孔の内周縁から径方向外側に向かって延伸する収容溝を備え、
     前記ベースシートの前記分岐から延伸する延伸部は、前記収容溝に挿入されている、請求項1~7のいずれか一項に記載のラジアルフォイル軸受。
  9.  前記軸受ハウジングの軸方向の端面に取り付けられ、前記延伸部を覆う蓋体を備える、請求項2~8のいずれか一項に記載のラジアルフォイル軸受。
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