WO2023162018A1 - 気体軸受装置 - Google Patents

Abstract

一実施形態に係る気体軸受装置は、回転軸の周囲に設けられ、該回転軸との間に環状隙間を形成するハウジングと、環状隙間に回転軸を囲むように設けられたトップフォイルと、環状隙間においてトップフォイルの外側にトップフォイルを囲むように設けられてトップフォイルを弾性的に支持するように構成されたバックアップフォイル部材と、を備え、バックアップフォイル部材は、回転軸の軸方向における中心位置を少なくとも含む中央側領域に配置される、複数層のバックアップフォイルからなる中央側バックアップフォイルと、軸方向において中央側領域の両側に位置する端部側領域に配置される、単層又は中央側領域よりも枚数の少ない複数層のバックアップフォイルからなる端部側バックアップフォイルと、で構成される。

Description

気体軸受装置

　本開示は、気体軸受装置に関する。

　電動コンプレッサなどの回転機械では、圧縮空気への潤滑油の混入などによる圧縮空気の汚染を避けるため、オイルレス軸受の一種である気体軸受を採用している場合がある。気体軸受は、回転軸と軸受面との間に気体膜を形成させて回転軸を支持するが、潤滑剤が気体であるため、油軸受より軸受負荷能力が低い。従って、回転軸と軸受との間にできるだけ効率的に気膜圧力を発生させる必要があり、そのため、軸受面を気膜圧力に追従して変形可能な薄板（トップフォイル）で形成し、トップフォイルの背面を板状のバックアップフォイルで弾性的に支持している。

　気体軸受の軸受面に発生する圧力分布は、回転軸の軸方向（以下、単に「軸方向」とも言う。）において中央側領域が高圧となる。そのため、中央側領域がバックアップフォイル側に変形し、逆に端部側領域が回転軸側に反り返る変形が起こりやすい。そのため、トップフォイルの端部側領域が回転軸に接触して摩耗しあるいは損傷するおそれがある。

　特許文献１には、気体軸受において、軸方向におけるトップフォイルの端部側領域が回転軸に片当たりするのを防止するため、トップフォイルやバックアップフォイルの端部側領域の板厚を中央側領域の板厚より薄くする方法が開示されている。これによって、これらフォイル部材の端部側領域の剛性を減らし、軸受面に作用する気膜圧力によってトップフォイルの端部側領域が回転軸から離れる方向の変位を大きくすることによって、端部側領域の軸受隙間を確保し、片当たりによる摩耗や損傷をなくすようにしている。

特開２００５－９５５６号公報

　特許文献１に開示された手段は、トップフォイルやバックアップフォイルの軸方向中央側領域と軸方向端部側領域とで板厚を異ならせる板厚調整という精密加工が必要となり、トップフォイル及びバックアップフォイルの加工が面倒になるという問題がある。

　本発明は、上述の事情に鑑み、トップフォイル及びバックアップフォイルの面倒な加工が不要な簡易な方法で、トップフォイルの摩耗や損傷を防止可能することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本開示に係る気体軸受装置の一態様は、回転軸の周囲に設けられ、該回転軸との間に環状隙間を形成するハウジングと、前記環状隙間に前記回転軸を囲むように設けられたトップフォイルと、前記環状隙間において前記トップフォイルの外側に前記トップフォイルを囲むように設けられて前記トップフォイルを弾性的に支持するように構成されたバックアップフォイル部材と、を備え、前記バックアップフォイル部材は、前記回転軸の軸方向における中心位置を少なくとも含む中央側領域に配置される、複数層のバックアップフォイルからなる中央側バックアップフォイルと、前記軸方向において前記中央側領域の両側に位置する端部側領域に配置される、単層又は前記中央側領域よりも枚数の少ない複数層の前記バックアップフォイルからなる端部側バックアップフォイルと、で構成される。

　本開示に係る気体軸受装置の一態様によれば、軸方向における中央側バックアップフォイル及び端部側バックアップフォイルを夫々構成するバックアップフォイルの枚数を調整することで、中央側バックアップフォイルの曲げ剛性を端部側バックアップフォイルの曲げ剛性より大きくすることができる。そのため、トップフォイルの軸受面に付加される気膜圧力による中央側トップフォイルの変形を抑制できるため、トップフォイルの端部側領域が回転軸に接触して摩耗や損傷が起るのを防止できると共に、トップフォイル及びバックアップフォイルの夫々の板厚調整が不要となり、これらフォイル部材の製造を低コスト化できる。

一実施形態に係る気体軸受装置を示す正面視断面図（図２中のＣ―Ｃ線に沿う断面図）である。 図１中のＡ―Ａ線に沿う模式的側面視断面図である。 図１中のＢ―Ｂ線に沿う模式的側面視断面図である。 一実施形態に係る気体軸受装置を示す正面視断面図（図５中のＥ―Ｅ線に沿う断面図）である。 図４中のＤ―Ｄ線に沿う模式的側面視断面図である。 一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。 図６に示すトップフォイルを展開した側面図である。 一実施形態に係るトップフォイルを展開した背面図である。 図８に示されるトップフォイルを備える気体軸受装置の一部を拡大した正面視断面図である。 一実施形態に係る気体軸受装置の模式的側面視断面図である。 一実施形態に係る気体軸受装置の模式的側面視断面図である。 従来の気体軸受装置の模式的側面視断面図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

＜第１及び第２の実施形態＞
　図１は、一実施形態に係る気体軸受装置１０（１０Ａ）の正面視断面図（図２中のＣ―Ｃ線に沿う断面図）であり、図２は、図１中のＡ―Ａ線に沿う模式的側面視断面図であり、図３は、図１中のＢ―Ｂ線に沿う模式的側面視断面図である。図４は、別な実施形態に係る気体軸受装置１０（１０Ｂ）の一部を示す正面視断面図（図５中のＥ―Ｅ線に沿う断面図）であり、図５は、図４中のＤ―Ｄ線に沿う模式的側面視断面図である。

　図１～図５に示す気体軸受装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）において、回転機械（不図示。例えば、電動コンプレッサ、過給機等）に設けられた回転軸１０２はハウジング１２の内部に収容され、回転軸１０２の外周面と回転軸１０２の周囲に設けられるハウジング１２の内周面１２ａとの間に環状隙間Ｓが形成されている。環状隙間Ｓの内側領域に回転軸１０２を囲むようにトップフォイル２０が設けられ、トップフォイル２０の外側にトップフォイル２０を囲むようにバックアップフォイル部材３０が設けられている。

　図１及び図４に図示された実施形態では、回転軸１０２は、軸方向に沿って延在する中心軸線Ｏを中心として矢印ａ方向に回転する。
　なお、図１～図１２において、矢印ｂ方向は回転軸１０２の軸方向を示し、矢印ｃ方向は回転軸１０２の周方向（以下、単に「周方向」とも言う。）を示している。

　図１に示されるように、トップフォイル２０は、断面視において、回転軸１０２の周方向に沿って延在する円弧部２２と、円弧部２２の一端から径方向外側に沿って延在する被固定部２４とを含んでいる。円弧部２２は、周方向の大部分の領域に延在し、例えば、全円周領域を１００％としたとき、７５～９５％の領域に延在する。円弧部２２の一端２２ｃと他端２２ｄとの間には合口部（隙間）ｘが形成されている。そして、トップフォイル２０は、回転軸１０２の軸方向に沿って延在しており、合口部ｘを除いて略円筒形状に形成されている。円弧部２２の内周面２２ａは軸受面を形成し、回転軸１０２の外周面と円弧部２２の内周面２２ａとの間に気体膜が形成されて回転軸１０２を潤滑支持している。被固定部２４は、回転軸１０２の径方向に沿って延在し、その端部２４ａは、ハウジング１２の内周面１２ａに形成された溝部１６に挿入されている。

　バックアップフォイル部材３０は、トップフォイル２０の外側からトップフォイル２０を囲むように設けられ、トップフォイル２０を弾性的に支持するように構成されている。トップフォイル２０は、回転軸１０２とトップフォイル２０との間に形成される気体膜がトップフォイル２０の内周面２２ａに作用する圧力に応じて回転軸１０２の径方向に変形し、バックアップフォイル部材３０は、変形するトップフォイル２０を弾性的に支持することにより、上記気体膜が回転軸１０２とトップフォイル２０との間に保持される。

　バックアップフォイル部材３０は、回転軸１０２の軸方向における中心位置Ｐｃを少なくとも含む中央側領域Ｒｃを構成する中央側バックアップフォイル３４と、中央側領域Ｒｃに対して軸方向両側に位置する端部側領域Ｒｅを構成する端部側バックアップフォイル３６（３６ａ、３６ｂ）と、で構成されている。中心位置Ｐｃは、軸方向において、バックアップフォイル部材３０の一端から他端までの長さを２等分する位置である。中央側バックアップフォイル３４は、板状のバックアップフォイル３２が２層以上積層されて構成され、端部側バックアップフォイル３６は、単層のバックアップフォイル３２又は中央側バックアップフォイル３４を構成する複数層のバックアップフォイル３２の枚数よりも枚数が少ない複数層のバックアップフォイル３２で構成されている。

　一実施形態では、トップフォイル２０は、０．１～０．２ｍｍの板厚を有し、バックアップフォイル３２はトップフォイル２０の板厚より大きい板厚を有する。

　これらの実施形態によれば、中央側バックアップフォイル３４及び端部側バックアップフォイル３６におけるバックアップフォイル３２の夫々の積層数を中央側バックアップフォイル３４のほうが多くなるように調整することで、中央側バックアップフォイル３４の曲げ剛性を端部側バックアップフォイル３６の曲げ剛性より大きくすることができる。これによって、中央側領域Ｒｃでトップフォイル２０を支持する中央側バックアップフォイル３４の支持強度を、端部側領域Ｒｅでトップフォイル２０を支持する端部側バックアップフォイル３６の支持強度より高めることができる。そのため、気膜圧力によって中央側領域Ｒｃのトップフォイル２０が中央側バックアップフォイル３４側に変形するのを抑制できる。これによって、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅが回転軸１０２側に反り返る変形を抑制できるため、端部側領域Ｒｅにおけるトップフォイル２０が回転軸１０２に接触して摩耗し又は損傷するのを防止できる。

　また、バックアップフォイル部材３０を構成するバックアップフォイル３２の積層数を調整することにより、バックアップフォイル部材３０の軸方向における中央側及び端部側の各領域の曲げ剛性を調整できるため、個々のバックアップフォイル３２の板厚調整が不要になる。従って、バックアップフォイル３２の加工が容易になる。さらに、バックアップフォイル３２を複数層に配置する場合、これら複数層間に発生する摩擦によって、バックアップフォイル部材３０の曲げ剛性を効率良く増加できる。

　図１２は、比較例として、従来の気体軸受装置１００の一部を示す模式的側面視断面図である。気体軸受装置１００は、回転軸１０２がハウジング１１２の内部に収容され、回転軸１０２とハウジング１１２の内周面１１２ａとの間に環状隙間Ｓが形成される。そして、気体軸受装置１００は、回転軸１０２を囲むように設けられたトップフォイル１２０と、トップフォイル１２０の外側にトップフォイル１２０を囲むように設けられ、波状に曲げ加工されたバックアップフォイル部材１３０と、を備えている。バックアップフォイル部材１３０は、板厚が軸方向に沿って均一の１枚のバックアップフォイルからなり、軸方向において均一な曲げ剛性を有している。

　気体軸受装置１００において、回転軸１０２とトップフォイル１２０との間に気体膜が形成され、該気体膜からトップフォイル１２０に加わる気膜圧力は、軸方向において中央側領域で高い圧力分布Ｐｄとなる。そのため、トップフォイル１２０の軸方向における中央側領域Ｒｃはバックアップフォイル部材１３０側に押され、逆に端部側領域Ｒｅが、図１２中の符号１２０’で示すように、回転軸１０２側に反る変形が発生する。これによって、トップフォイル１２０の端部側領域Ｒｅが回転軸１０２に接触して摩耗し又は損傷するおそれがある。

　図１に図示される実施形態では、バックアップフォイル部材３０を構成するバックアップフォイル３２の各々は、断面視において、回転軸１０２の周方向に沿って延在する凹凸形成部３８と、凹凸形成部３８の一端から回転軸１０２の径方向外側に延在し、端部４０ａが溝部１６に挿入される被固定部４０とを含んでいる。凹凸形成部３８は、周方向の大部分の領域に延在し、例えば、全円周領域を１００％としたとき、７５～９７％の領域に延在し、凹凸形成部３８側の端部３８ａとトップフォイル２０の被固定部２４との間に隙合口部（隙間）ｙが形成されている。そして、バックアップフォイル３２の各々は、回転軸１０２の軸方向に沿って延在しており、隙間ｙを除いて略円筒形状に形成されている。バックアップフォイル３２の被固定部４０側の端部４０ａは溝部１６に挿入されている。

　図２及び図３に図示される実施形態では、中央側バックアップフォイル３４は、内側バックアップフォイル３２ａと、回転軸１０２に対して内側バックアップフォイル３２ａの外側に配置された外側バックアップフォイル３２ｂとが２層に積層されて構成され、両端部側バックアップフォイル３６は、外側バックアップフォイル３２ｂのみの単層のバックアップフォイル３２で構成されている。
　なお、中央側バックアップフォイル３４及び端部側バックアップフォイル３６に用いられるバックアップフォイル３２の積層数は上記実施形態に限定されない。即ち、別な実施形態では、端部側バックアップフォイル３６が複数層のバックアップフォイル３２で構成され、中央側バックアップフォイル３４が、端部側バックアップフォイル３６におけるバックアップフォイル３２の積層数より多い積層数のバックアップフォイル３２で構成される。

　図１及び図４に図示される実施形態では、各々のバックアップフォイル３２の凹凸形成部３８は、回転軸１０２の周方向に沿って凹凸が繰り返すように曲げ加工されている。個々の凹凸は軸方向に沿って延在し、かつ回転軸１０２の径方向に向かって突出又は後退するように屈曲して山谷を形成している。この山谷は、図１及び図４に図示された実施形態では、サインカーブのような波状に形成されているが、別な凹凸形状であってもよい。例えば、矩形状の凹凸であってもよいし、あるいは放物線のような形状をしていてもよい。このように形成された凹凸の山部４１がトップフォイル２０の背面に接し、谷部４２がハウジング１２の内周面１２ａに接するように配置され、トップフォイル２０を弾性的に支持している。

　図１～図５に図示される気体軸受装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）では、ハウジング１２の内周面１２ａに軸方向に沿って延在する溝部１６が形成されている。トップフォイル２０の被固定部２４側の端部２４ａ及びバックアップフォイル３２の被固定部４０側の端部４０ａは、夫々溝部１６に挿入されて溝部１６に固定される。これら端部２４ａ及び４０ａを溝部１６に固定する手段として、例えば、図１及び図４に図示されるように、溝部１６の形状及び寸法に合った形状及び寸法のスペーサ１８を溝部１６に圧入して固定する。
　トップフォイル２０及びバックアップフォイル部材３０は、上述のように端部２４ａ及び４０ａが溝部１６に固定されるとともに、スナップリング（不図示）などの軸方向の移動を抑制する手段によって軸方向位置が規制されている。

　図１及び図４に図示される実施形態では、トップフォイル２０の端部２２ｄと、各々のバックアップフォイル３２の端部３８ａは自由端となっている。このため、トップフォイル２０は、回転軸１０２との間に形成される気体膜から受ける気膜圧力に対してさらに自由に変形でき、バックアップフォイル部材３０は、変形するトップフォイル２０の変形にさらに柔軟に対応して弾性的に支持できる。

　図１～３に図示される気体軸受装置１０Ａでは、外側バックアップフォイル３２ｂは、中央側領域Ｒｃから端部側領域Ｒｅまで一体のバックアップフォイル３２で形成されている。これによって、バックアップフォイル部材３０の製造工程を簡素化でき、かつ環状隙間Ｓに配設するときのハンドリングが容易になる。

　一実施形態では、図４及び図５に示されるように、中央側バックアップフォイル３４を構成する複数のバックアップフォイル３２の各々と、端部側バックアップフォイル３６（３６ａ、３６ｂ）を構成するバックアップフォイル３２の各々とは、互いに別体に構成されている。即ち、図４及び図５に図示される気体軸受装置１０Ｂでは、中央側バックアップフォイル３４を構成する２層のバックアップフォイル３２の内、回転軸１０２に近い側に配置されている内側バックアップフォイル３２ａは、中央側領域Ｒｃだけに配置される。内側バックアップフォイル３２ａの外側に積層される外側バックアップフォイルは、中央側領域Ｒｃに配置されたバックアップフォイル３２ｄ、及び両端部側領域Ｒｅに配置されたバックアップフォイル３２ｃ及び３２ｅを含み、バックアップフォイル３２ｃ、３２ｄ及び３２ｅの各々は、別体に構成されている。

　また、バックアップフォイル部材３０の凹凸形成部３８を構成するバックアップフォイル３２の各々は、上述のように、周方向に沿って凹凸が繰り返すように曲げ加工されて山部４１及び谷部４２を形成している。さらに、中央側バックアップフォイル３４の凹凸形成部３８を構成するバックアップフォイル３２の凹凸のピッチは、端部側バックアップフォイル３６の凹凸形成部３８を構成するバックアップフォイル３２の凹凸のピッチより小さく形成されている。

　この実施形態によれば、中央側バックアップフォイル３４の凹凸形成部３８を構成するバックアップフォイル３２の各々の凹凸のピッチを端部側バックアップフォイル３６の凹凸形成部３８を構成するバックアップフォイル３２の各々の凹凸のピッチより小さくすることで、図１～図３に図示された実施形態と比べて、端部側バックアップフォイル３６の曲げ剛性に対して中央側バックアップフォイル３４の曲げ剛性をさらに大きくすることができる。これによって、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅの回転軸１０２側への反り返りをさらに効果的に抑制できる。また、中央側バックアップフォイル３４及び端部側バックアップフォイル３６を構成するバックアップフォイル３２は、夫々別体に構成されているため、互いに異なるピッチの凹凸を形成する加工が容易である。

　図４及び図５に図示されている実施形態において、例えば、端部側バックアップフォイル３６を構成するバックアップフォイル３２ｃ及び３２ｅと、中央側バックアップフォイル３４を構成するバックアップフォイル３２ａ及び３２ｄとは、必ずしも同一の板厚でなくてもよい。即ち、端部側バックアップフォイル３６を構成するバックアップフォイル３２ｃ及び３２ｅの各々の板厚が中央側バックアップフォイル３４を構成するバックアップフォイル３２ａ及び３２ｄの板厚の合計値より少なければよい。これによって、中央側バックアップフォイル３４の曲げ剛性を端部側バックアップフォイル３６の曲げ剛性より大きくすることができるため、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅの回転軸１０２側への反り返りを抑制できる。

　さらに、図４及び図５に図示されている実施形態において、中央側バックアップフォイル３４を構成する内側バックアップフォイル３２ａと外側バックアップフォイル３２ｄとは、軸方向において同一長さを有しているが、両者は軸方向において異なる長さを有していてもよい。
　また、図４及び図５に図示されている実施形態では、内側バックアップフォイル３２ａと外側バックアップフォイル３２ｄとは、両端面が軸方向において同一位置にあるが、該両端面は軸方向において互いに異なる位置にあってもよい。

　また、図５に図示される実施形態では、端部側バックアップフォイル３６を構成するバックアップフォイル３２ｃ及び３２ｅは、山部４１がトップフォイル２０の背面２２ｂに接し、かつ谷部４２がハウジング１２の内周面１２ａに接するような凹凸形状を有している。この実施形態においても、中央側バックアップフォイル３４の曲げ剛性を端部側バックアップフォイル３６の曲げ剛性より大きくできる。

　一実施形態では、中央側バックアップフォイル３４及び端部側バックアップフォイル３６（３６ａ、３６ｂ）を構成するバックアップフォイル３２の各々は、軸方向に亘り同一の板厚を有するバックアップフォイル３２で構成される。
　即ち、図１～図３に図示される気体軸受装置１０Ａでは、バックアップフォイル３２ａ及び３２ｂは少なくとも軸方向に沿って同一の板厚を有し、図４及び図５に図示される気体軸受装置１０Ｂでは、バックアップフォイル３２ａ、３２ｃ、３２ｄ及び３２ｅは少なくとも軸方向に沿って同一の板厚を有する。

　この実施形態によれば、中央側バックアップフォイル３４及び端部側バックアップフォイル３６を構成するバックアップフォイル３２を製造する場合に、板厚が均一な板材を用い、切断などの簡易な加工ですべてのバックアップフォイル３２を製造でき、板厚調整が不要になる。従って、バックアップフォイル部材３０の製造がさらに容易になる。

　一実施形態では、トップフォイル２０の内の中央側領域Ｒｃを形成し、中央側バックアップフォイル３４によって支持される中央側トップフォイル２６の軸方向の曲げ剛性が、周方向の曲げ剛性より大きくなるように構成されている。
　この実施形態によれば、中央側トップフォイル２６の軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きいため、中央側トップフォイル２６の内周面（軸受面）２２ａに加わる気膜圧力による中央側トップフォイル２６の変形を抑制できる。これによって、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅが回転軸１０２側に反り返る変形を小さく抑えることができる。

　別な実施形態では、トップフォイル２０は、中央側トップフォイル２６のみならず、端部側領域Ｒｅにおいても、軸方向の曲げ剛性を周方向の曲げ剛性より大きくするように構成される。これによって、トップフォイル２０の軸方向の曲げ剛性をさらに増加できるため、端部側領域Ｒｅの回転軸１０２側への反り返りをさらに有効に抑制できる。

　トップフォイル２０の軸方向の曲げ剛性を周方向の曲げ剛性より大きくする手段として、例えば、トップフォイル２０を軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きい異方性材料（例えば、ＣＦＲＰ材）で構成する。これによって、特に、軸方向の曲げ剛性を高めるための加工が不要になる。

＜トップフォイルの第１変形例＞
　図６及び図７は、一実施形態に係るトップフォイル２０ａの円弧部２２のみを展開した正面図及び側面図であり、これらの図において被固定部２４の図示は省略されている。
　この実施形態に係るトップフォイル２０ａは、少なくとも中央側トップフォイル２６を構成する円弧部２２が、周方向の少なくとも一部において周方向に沿って凹凸２３を有する凹凸形状に形成される。このように、中央側トップフォイル２６の円弧部２２を凹凸形状に形成するという簡易な曲げ加工によって、中央側トップフォイル２６の軸方向の曲げ剛性を周方向の曲げ剛性より大きくすることができる。そのため、トップフォイル２０ａを構成する材料の選択の自由度を広げることができ、安価な材料を用いることが可能になるため、低コスト化できる。

　図６及び図７に図示される実施形態では、円弧部２２の周方向の全領域において凹凸形状が形成される。これによって、円弧部２２の曲げ剛性をさらに増加できる。
　また、図６及び図７に図示される実施形態は、凹凸２３が、中央側領域Ｒｃだけでなく、端部側領域Ｒｅの円弧部２２にも形成されている。これによって、トップフォイル２０ａの曲げ剛性を最大限に増加できる。

　図６及び図７に示されるように、トップフォイル２０ａの円弧部２２は、矢印ｂ方向が回転軸１０２の軸方向となるように環状隙間Ｓに配置され、矢印ｃ方向が回転軸１０２の周方向となるように環状隙間Ｓに配置される。
　図６及び図７に図示されるトップフォイル２０ａの円弧部２２では、個々の凹凸２３は軸方向に沿って延在する凹凸であり、かつ回転軸１０２の径方向に向かって突出又は後退して山谷を形成している。凹凸２３の形状は、図６及び図７に図示されるように、平坦面で構成される矩形状の凹凸であってもよく、あるいは別な形状の凹凸であってもよい。例えば、サインカーブのような波状の凹凸であってもよいし、あるいは放物線のような形状の凹凸であってもよい。

＜第３の実施形態＞
＜トップフォイルの第２変形例＞
　図８は、一実施形態に係るトップフォイル２０ｂの円弧部２２の背面２２ｂを展開した正面図であり、図９は、トップフォイル２０ｂを備える気体軸受装置１０Ｃの一部を拡大した正面視断面図である。
　この実施形態に係るトップフォイル２０ｂは、中央側トップフォイル２６の円弧部２２の背面２２ｂ（中央側バックアップフォイル３４に面する面）に複数の棒状部材５０が設けられている。複数の棒状部材５０の各々は、軸方向（矢印ｂ方向）に沿って延在し、周方向に沿って離散して配置されている。この実施形態では、棒状部材５０を備えることで、中央側トップフォイル２６の軸方向の曲げ剛性を周方向より増加できる。これによって、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅが回転軸１０２側に反り返る変形を効果的に抑制できる。

　この実施形態では、棒状部材５０は中央側トップフォイル２６の円弧部２２の背面２２ｂだけに設けられているが、別な実施形態では、中央側領域Ｒｃ及び端部側領域Ｒｅを含めた円弧部２２の背面２２ｂの全域に亘って設けてもよい。これによって、トップフォイル２０ｂの軸方向の曲げ剛性全体をさらに増加できる。
　棒状部材５０の横断面は、例えば、円形又は矩形、もしくはその他の形状を有する。
　また、図８に図示された実施形態では、複数の棒状部材５０は、回転軸１０２の軸方向（矢印ｂ方向）に沿ってほぼ平行に延在するように配置されているが、回転軸１０２の軸方向に対して多少傾いていてもよい。例えば、軸方向に対して３０°以内の傾きで取り付けられる。

　図９に図示される実施形態では、中央側バックアップフォイル３４の凹凸形成部３８の山部４１が中央側トップフォイル２６の円弧部２２の背面２２ｂに接し、中央側バックアップフォイル３４の谷部４２がハウジング１２の内周面１２ａに接するように配置されている。そして、複数の山部４１の間の周方向中間位置（例えば、山部４１間の距離をほぼ２等分する位置）で、中央側トップフォイル２６の円弧部２２の背面２２ｂに各棒状部材５０が軸方向に沿って延在するように配置されている。この実施形態によれば、中央側バックアップフォイル３４の凹凸形成部３８と干渉することなく、中央側トップフォイル２６の円弧部２２の背面２２ｂに棒状部材５０を配設できる。

　一実施形態では、図８に示される気体軸受装置１０Ｃにおいて、複数の棒状部材５０は、中央側トップフォイル２６の円弧部２２を構成する材料の熱膨張係数より小さい熱膨張係数をもつ材料で構成されている。
　この実施形態によれば、棒状部材５０の熱膨張係数が中央側トップフォイル２６の円弧部２２の熱膨張係数より小さいために、気体軸受装置１０Ｃを備える回転機械（不図示）が稼動し、気体軸受装置１０Ｃが非稼動時（常温）より昇温すると、中央側トップフォイル２６の円弧部２２と棒状部材５０との熱膨張係数の違いにより、中央側トップフォイル２６は、特に軸方向端部側において、回転軸１０２から離れる方向へ反り返る変形を起す。これによって、トップフォイル２０ｂの軸方向端部側領域Ｒｅが回転軸１０２側に反り返る変形が抑制されるため、トップフォイル２０ｂの端部側領域Ｒｅが回転軸１０２に接触するのを抑制できる。

＜バックアップフォイル部材の第１変形例＞
　一実施形態では、中央側バックアップフォイル３４を構成するバックアップフォイル３２の各々は、少なくとも凹凸形成部３８において、軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きくなるように構成される。
　この実施形態によれば、中央側バックアップフォイル３４の軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きいため、中央側トップフォイル２６を外側から支持する中央側バックアップフォイル３４の支持強度を高めることができる。これによって、トップフォイル２０の内周面２２ａ（軸受面）が受ける気膜圧力によって起こる中央側トップフォイル２６が回転軸１０２から離れる方向に変形するのを抑制できる。そのため、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅが回転軸１０２側に反り返る変形を抑制でき、これによって、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅが回転軸１０２に接触して摩耗し又は損傷するのを抑制できる。

　一実施形態では、中央側バックアップフォイル３４を構成するバックアップフォイル３２の各々は、少なくとも凹凸形成部３８において、軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きい異方性材料（例えば、ＣＦＲＰ材など）で構成される。
　この実施形態によれば、中央側バックアップフォイル３４を構成する材料自体が、軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きい異方性材料で構成されるため、中央側バックアップフォイル３４の軸方向の曲げ剛性を大きくするための加工が不要になる。そのため、バックアップフォイル部材３０の製造を低コスト化できる。

＜第４の実施形態＞
　図１０は、さらに別な実施形態に係る気体軸受装置１０Ｄの模式的正面視断面図であり、気体軸受装置１０Ａに係る図２に相当する模式的側面視断面図である。
　図１０に示されるように、気体軸受装置１０Ｄは、静止時（気体軸受装置１０Ｄを備える回転機械の非稼動時。即ち常温時）において、凹凸形成部３８の中央側バックアップフォイル３４によって支持される中央側トップフォイル２６と回転軸１０２との間の隙間Ｇｃは、凹凸形成部３８の端部側バックアップフォイル３６（３６ａ、３６ｂ）によって支持される端部側トップフォイル２８（２８ａ、２８ｂ）と回転軸１０２との間の隙間Ｇｅよりも小さくなるように構成される（Ｇｃ＜Ｇｅ）。

　この実施形態によれば、気体軸受装置１０Ｄを備える回転機械の非稼動時において、端部側トップフォイル２８と回転軸１０２との隙間Ｇｅが中央側トップフォイル２６と回転軸１０２との隙間Ｇｃより大きいため、中央側トップフォイル２６に加わる気膜圧力による中央側トップフォイル２６の変形に起因して端部側トップフォイル２８が回転軸１０２側に反る変形が起っても、トップフォイル２０の端部側領域Ｒｅが回転軸１０２に接触するのを抑制できる。

　図１０に図示される実施形態は、円弧部２２の中央側トップフォイル２６の板厚を円弧部２２の両端部側トップフォイル２８（２８ａ、２８ｂ）の板厚より大きく構成し、かつトップフォイル２０の背面２２ｂを回転軸１０２に対してほぼ平行な平坦面としたことで、中央隙間Ｇｃ＜端部隙間Ｇｅとなるように構成した実施形態である。
　中央側トップフォイル２６の板厚を両端部側トップフォイル２８の板厚より大きく構成する手段として、例えば、トップフォイル２０をコーティング剤（例えば、固体潤滑剤など）でコーティング処理し、その際、中央側トップフォイル２６と端部側トップフォイル２８とでコーティング厚さを変えることで、上記隙間調整を可能にする。

　中央側トップフォイル２６の板厚を両端部側トップフォイル２８の板厚より大きく構成する別な加工手段として、端部側トップフォイル２８のみディンプルなどの凹凸を形成する。これによって、端部側トップフォイル２８と回転軸１０２との間の平均隙間を中央側トップフォイル２６の隙間Ｇｃより大きくする。この場合、該凹凸の粗さは、例えば０．０１ｍｍのオーダとする。また、凹凸を形成する方法として、ショットピーニング法などを用いることができる。

　別な実施形態では、トップフォイル２０が軸方向全域で均一な板厚を有し、かつ端部側トップフォイル２８（２８ａ、２８ｂ）が中央側トップフォイル２６よりも回転軸１０２から離れた側に反った形状を有することで、中央隙間Ｇｃ＜端部隙間Ｇｅの関係を満たすようにしてもよい。

＜第５の実施形態＞
　図１１は、さらに別な態様に係る気体軸受装置１０Ｅの正面視断面図であり、気体軸受装置１０Ａに係る図２に相当する模式的側面視断面図である。
　図１１に示されるように、気体軸受装置１０Ｅは、図１０に示される実施形態と同様に、静止時において、円弧部２２の中央側トップフォイル２６と回転軸１０２との間の隙間Ｇｃは、円弧部２２の端部側トップフォイル２８（２８ａ、２８ｂ）と回転軸１０２との間の隙間Ｇｅよりも小さくなるように構成されている（Ｇｃ＜Ｇｅ）。

　さらに、中央側トップフォイル２６は、熱膨張係数が異なる内側層４４及び外側層４６が互いに固着されて構成されている。内側層４４は外側層４６の内側、即ち、外側層４６より回転軸１０２寄りに形成され、外側層４６は内側層４４より回転軸１０２から離れた側で内側層４４に積層される。内側層４４を構成する材料の熱膨張係数は、外側層４６を構成する材料の熱膨張係数より小さい。

　この実施形態によれば、気体軸受装置１０Ｅを備える回転機械（不図示）の稼動中にトップフォイル２０が常温から昇温した場合、昇温した中央側トップフォイル２６は、内側層４４及び外側層４６の熱膨張係数の違いにより、図１１中の二点鎖線（符号２８（２８ａ、２８ｂ）’）で示されるように、端部側トップフォイル２８（２８ａ、２８ｂ）を含むトップフォイル２０の軸方向全域の背面２２ｂが回転軸１０２に対してほぼ平行に変形する。このように、軸方向全域で回転軸１０２とトップフォイル２０との間の隙間を均一化することで、気体軸受装置１０Ｅの軸受機能を良好に保持できる。

　上記実施形態に係る気体軸受装置１０Ｅは、トップフォイル２０の内中央側トップフォイル２６のみを熱膨張係数が異なる２つの内側層４４及び外側層４６で構成しているが、別な実施形態では、端部側トップフォイル２８（２８ａ、２８ｂ）を含めたトップフォイル２０の軸方向全域を熱膨張係数が異なる内側層４４及び外側層４６で構成してもよい。

　図１１に図示される実施形態は、中央側トップフォイル２６の板厚を端部側トップフォイル２８の板厚より大きくすることで、中央隙間Ｇｃ＜端部隙間Ｇｅの関係を満たしているが、別な実施形態では、トップフォイル２０が軸方向において均一な板厚を有し、かつ端部側トップフォイル２８（２８ａ、２８ｂ）が回転軸１０２から離れた側に反った形状を有していてもよい。

　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

　１）一態様に係る気体軸受装置は、回転軸（１０２）の周囲に設けられ、該回転軸（１０２）との間に環状隙間（Ｓ）を形成するハウジング（１２）と、前記環状隙間（Ｓ）に前記回転軸（１０２）を囲むように設けられたトップフォイル（２０）と、前記環状隙間（Ｓ）において前記トップフォイル（２０）の外側に前記トップフォイル（２０）を囲むように設けられて前記トップフォイル（２０）を弾性的に支持するように構成されたバックアップフォイル部材（３０）と、を備え、前記バックアップフォイル部材（３０）は、前記回転軸（１０２）の軸方向における中心位置（Ｐｃ）を少なくとも含む中央側領域（Ｒｃ）に配置される、複数層のバックアップフォイル（３２）からなる中央側バックアップフォイル（３４）と、前記軸方向において前記中央側領域（Ｒｃ）の両側に位置する端部側領域（Ｒｅ）に配置される、単層又は前記中央側領域（Ｒｃ）よりも枚数の少ない複数層のバックアップフォイルからなる端部側バックアップフォイル（３６（３６ａ、３６ｂ））と、で構成される。

　このような構成によれば、中央側バックアップフォイル（３４）及び端部側バックアップフォイル（３６）を構成するバックアップフォイル（３２）の夫々の枚数を調整するだけで、中央側バックアップフォイル（３４）の曲げ剛性を端部側バックアップフォイル（３６）の曲げ剛性より大きくすることができると共に、バックアップフォイル部材（３０）を構成するバックアップフォイル（３２）の板厚調整が不要となるため、バックアップフォイル部材（３０）を製造するためのバックアップフォイル（３２）の加工が容易になる。

　このように、中央側領域（Ｒｃ）におけるトップフォイル（２０）に対するバックアップフォイル部材（３０）の支持強度を高めることができるため、トップフォイル（２０）の中央側領域（Ｒｃ）がバックアップフォイル部材（３０）側に変形するのを抑制できる。従って、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）側に反り返る変形を抑制できるため、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）に接触して摩耗し又は損傷するのを抑制できる。
　さらに、少なくとも中央側バックアップフォイル（３４）を複数層に配置するため、これら複数層間に発生する摩擦によって、中央側バックアップフォイル（３４）の曲げ剛性を効率良く増加できる。

　２）別な態様に係る気体軸受装置は、１）に記載の気体軸受装置において、前記中央側バックアップフォイル（３４）の各々と、前記端部側バックアップフォイル（３６（３６ａ、３６ｂ））の各々とは、互いに別体に構成されると共に、前記回転軸（１０２）の周方向に沿って凹凸形状に形成され、前記中央側バックアップフォイル（３４）の各々の凹凸のピッチは、前記端部側バックアップフォイル（３６）の各々の凹凸のピッチより小さい。

　このような構成によれば、中央側バックアップフォイル（３４）の凹凸のピッチを端部側バックアップフォイル（３６）の凹凸のピッチより小さくすることで、中央側バックアップフォイル（３４）の曲げ剛性を端部側バックアップフォイル（３６）の曲げ剛性と比べてさらに大きくすることができる。また、中央側バックアップフォイル（３４）と端部側バックアップフォイル（３６）とは、夫々別体に構成されているため、夫々のバックアップフォイルにおいて互いに異なるピッチの凹凸を形成する加工が容易である。

　３）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、１）又は２）に記載の気体軸受装置において、前記中央側バックアップフォイル（３４）の各々および前記端部側バックアップフォイル（３６（３６ａ、３６ｂ））の各々は、同一の板厚を有する。

　このような構成によれば、中央側バックアップフォイル（３４）及び端部側バックアップフォイル（３６）を構成するすべてのバックアップフォイル（３２）は、均一な板厚を有する板材を用いて、切断などの簡易な加工だけで容易に製造できる。

　４）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、１）乃至３）の何れかに記載の気体軸受装置において、前記トップフォイル（２０）の内の前記中央側バックアップフォイル（３４）によって支持される中央側トップフォイル（２６）は、前記軸方向の曲げ剛性が前記回転軸の周方向の曲げ剛性より大きい。

　このような構成によれば、上記中央側トップフォイル（２６）は、軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きいため、中央側トップフォイル（２６）の軸受面（２２ａ）に加わる気膜圧力による中央側トップフォイル（２６）の変形を抑制できる。これによって、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）側に反り返る変形を小さく抑えることができる。

　５）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、４）に記載の気体軸受装置において、前記中央側トップフォイル（２６）は、前記周方向の少なくとも一部において前記周方向に沿って凹凸形状に形成される。

　このような構成によれば、中央側トップフォイル（２６）を周方向に沿って凹凸形状に形成するという曲げ加工を行うだけで、中央側トップフォイル（２６）の軸方向の曲げ剛性を周方向の曲げ剛性より大きくできるため、トップフォイル（２０）を構成する材料の選択の自由度を広げることができる。従って、安価な材料を用いることが可能になるため低コスト化できる。

　６）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、４）又は５）に記載の気体軸受装置において、前記中央側トップフォイル（２６）の背面（２２ｂ）に設けられ、前記軸方向に延在するとともに前記周方向に離散して配置された複数の棒状部材（５０）をさらに備える。

　このような構成によれば、中央側トップフォイル（２６）の背面（２２ｂ）に上記棒状部材（５０）を設けることによって、中央側トップフォイル（２６）の軸方向の曲げ剛性を高めることができるため、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）側に反り返る変形を効果的に抑制できる。

　７）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、６）に記載の気体軸受装置において、前記複数の棒状部材（５０）の熱膨張係数は、前記中央側トップフォイル（２６）を構成する材料の熱膨張係数より小さい。

　このような構成によれば、上記棒状部材（５０）の熱膨張係数が中央側トップフォイル（２６）の熱膨張係数より小さいために、気体軸受装置（１０）を備える回転機械が稼動中に昇温すると、中央側トップフォイル（２６）と棒状部材（５０）との熱膨張係数の違いにより、中央側トップフォイル（２６）は、回転軸（１０２）から離れる方向へ反る変形を起す。これによって、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）側に反る変形が抑制されるため、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）に接触するのを効果的に抑制できる。

　８）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、１）乃至７）の何れかに記載の気体軸受装置において、前記中央側バックアップフォイル（３４）の各々は、前記軸方向の曲げ剛性が前記回転軸（１０２）の周方向の曲げ剛性より大きい。

　このような構成によれば、中央側バックアップフォイル（３４）は、軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きいため、中央側トップフォイル（２６）を外側から支持する中央側バックアップフォイル（３４）の支持強度を高めることができる。これによって、中央側トップフォイル（２６）に加わる気膜圧力に対する中央側トップフォイル（２６）の変形を抑制できるため、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）側に反る変形を抑制できる。そのため、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）に接触するのを抑制できる。

　９）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、８）に記載の気体軸受装置において、前記中央側バックアップフォイル（３４）の各々は、前記軸方向の曲げ剛性が前記回転軸（１０２）の周方向の曲げ剛性より大きい異方性材料で構成される。

　このような構成によれば、中央側バックアップフォイル（３４）は、軸方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きい異方性材料で構成されるため、中央側バックアップフォイル（３４）の軸方向の曲げ剛性を大きくするための加工が不要になるため低コスト化できる。

　１０）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、１）乃至９）の何れかに記載の気体軸受装置において、静止時において、前記トップフォイル（２０）の内の前記中央側バックアップフォイル（３４）によって支持される中央側トップフォイル（２６）における前記回転軸（１０２）との間の隙間（Ｇｃ）は、前記トップフォイル（２０）の内の前記端部側バックアップフォイル（３６（３６ａ、３６ｂ））によって支持される端部側トップフォイル（２８（２８ａ、２８ｂ））における前記回転軸（１０２）との間の隙間（Ｇｅ）よりも小さい。

　このような構成によれば、気体軸受装（１０）を備える回転機械の非稼動時において、端部側トップフォイル（２８）と回転軸（１０２）との隙間（Ｇｅ）が中央側トップフォイル（２６）と回転軸（１０２）との隙間（Ｇｃ）より大きいため、中央側トップフォイル（２６）に加わる気膜圧力による中央側トップフォイル（２６）の変形に起因して端部側トップフォイル（３６）が回転軸（１０２）側に反る変形が起っても、トップフォイル（２０）の端部側領域（Ｒｅ）が回転軸（１０２）に接触するのを抑制できる。

　１１）さらに別な態様に係る気体軸受装置は、１０）に記載の気体軸受装置において、前記中央側トップフォイル（２６）は、熱膨張係数が異なる二つの層（４４、４６）が互いに固着されて構成され、前記二つの層（４４、４６）の内の内側の層（４４）を構成する材料の熱膨張係数は、前記二つの層（４４、４６）の内の外側の層（４６）を構成する材料の熱膨張係数より小さい。

　このような構成によれば、気体軸受装置（１０）を備える回転機械の稼動中に気体軸受装置（１０）が昇温した場合、昇温した中央側トップフォイル（２６）は、上記２つの層（４４、４６）の熱膨張係数の違いにより、端部側トップフォイル（２８）を含むトップフォイル（２０）の軸方向全域が回転軸（１０２）に対してほぼ平行に変形する。このように、軸方向全域で回転軸（１０２）とトップフォイル（２０）との間の隙間を均一化することで、気体軸受装置（１０）の軸受機能を良好に保持できる。

　１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ）、１００　　気体軸受装置
　１２、１１２　　ハウジング
　　１２ａ、１１２ａ　　内周面
　１６　　溝部
　１８　　スペーサ
　２０（２０ａ、２０ｂ）、１２０、１２０’　　トップフォイル
　　２２　　円弧部
　　　２２ａ　　内周面（軸受面）
　　　２２ｂ　　背面
　　　２２ｃ　　一端
　　　２２ｄ　　他端
　　　２３　　凹凸
　　２４　　被固定部
　　　２４ａ　　端部
　　２６　　中央側トップフォイル
　　２８（２８ａ、２８ｂ）　　端部側トップフォイル
　３０、１３０　　バックアップフォイル部材
　　３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ）　　バックアップフォイル
　　３４　　中央側バックアップフォイル
　　３６（３６ａ、３６ｂ）　　端部側バックアップフォイル
　　３８　　凹凸形成部
　　　３８ａ　　端部
　　４０　　被固定部
　　　４０ａ　　端部
　　４１　　山部
　　４２　　谷部
　　４４　　内側層
　　４６　　外側層
　５０　　棒状部材
　１０２　　回転軸
　Ｇｃ　　中央隙間
　Ｇｅ　　端部隙間
　Ｏ　　　中心軸線
　Ｐｃ　　中心位置
　Ｐｄ　　圧力分布
　Ｒｃ　　中央側領域
　Ｒｅ　　端部側領域
　Ｓ　　　環状隙間
　ｘ、ｙ　　隙間

 

Claims (11)

1. 　回転軸の周囲に設けられ、該回転軸との間に環状隙間を形成するハウジングと、
   　前記環状隙間に前記回転軸を囲むように設けられたトップフォイルと、
   　前記環状隙間において前記トップフォイルの外側に前記トップフォイルを囲むように設けられて前記トップフォイルを弾性的に支持するように構成されたバックアップフォイル部材と、を備え、
   　前記バックアップフォイル部材は、
   　　前記回転軸の軸方向における中心位置を少なくとも含む中央側領域に配置される、複数層のバックアップフォイルからなる中央側バックアップフォイルと、
   　　前記軸方向において前記中央側領域の両側に位置する端部側領域に配置される、単層又は前記中央側領域よりも枚数の少ない複数層の前記バックアップフォイルからなる端部側バックアップフォイルと、で構成される、
   気体軸受装置。
2. 　前記中央側バックアップフォイルの各々と、前記端部側バックアップフォイルの各々とは、互いに別体に構成されると共に、前記回転軸の周方向に沿って凹凸形状に形成され、
   　前記中央側バックアップフォイルの各々の凹凸のピッチは、前記端部側バックアップフォイルの各々の凹凸のピッチより小さい、
   請求項１に記載の気体軸受装置。
3. 　前記中央側バックアップフォイルの各々および前記端部側バックアップフォイルの各々は、同一の板厚を有する、
   請求項１又は２に記載の気体軸受装置。
4. 　前記トップフォイルの内の前記中央側バックアップフォイルによって支持される中央側トップフォイルは、前記軸方向の曲げ剛性が前記回転軸の周方向の曲げ剛性より大きい、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の気体軸受装置。
5. 　前記中央側トップフォイルは、前記周方向の少なくとも一部において前記周方向に沿って凹凸形状に形成された、
   請求項４に記載の気体軸受装置。
6. 　前記中央側トップフォイルの背面に設けられ、前記軸方向に延在するとともに前記周方向に離散して配置された複数の棒状部材を備える、
   請求項４又は５に記載の気体軸受装置。
7. 　前記複数の棒状部材の熱膨張係数は、前記中央側トップフォイルを構成する材料の熱膨張係数より小さい、
   請求項６に記載の気体軸受装置。
8. 　前記中央側バックアップフォイルの各々は、前記軸方向の曲げ剛性が前記回転軸の周方向の曲げ剛性より大きい、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載の気体軸受装置。
9. 　前記中央側バックアップフォイルの各々は、前記軸方向の曲げ剛性が前記回転軸の周方向の曲げ剛性より大きい異方性材料で構成される、
   請求項８に記載の気体軸受装置。
10. 　静止時において、前記トップフォイルの内の前記中央側バックアップフォイルによって支持される中央側トップフォイルにおける前記回転軸との間の隙間は、前記トップフォイルの内の前記端部側バックアップフォイルによって支持される端部側トップフォイルにおける前記回転軸との間の隙間よりも小さい、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載の気体軸受装置。
11. 　前記中央側トップフォイルは、熱膨張係数が異なる二つの層が互いに固着されて構成され、前記二つの層の内の内側の層を構成する材料の熱膨張係数は、前記二つの層の内の外側の層を構成する材料の熱膨張係数より小さい、
    請求項１０に記載の気体軸受装置。
    
     

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