JPH01242816A - 動圧スラスト流体軸受 - Google Patents
動圧スラスト流体軸受Info
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- JPH01242816A JPH01242816A JP63065912A JP6591288A JPH01242816A JP H01242816 A JPH01242816 A JP H01242816A JP 63065912 A JP63065912 A JP 63065912A JP 6591288 A JP6591288 A JP 6591288A JP H01242816 A JPH01242816 A JP H01242816A
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- Japan
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- foil
- bearing
- pad
- fluid
- spring
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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
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/042—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/02—Sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/002—Cooling of bearings of fluid bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Support Of The Bearing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は軸受面を弾性のあるフォイルで構成した動圧ス
ラスト流体軸受に係り、特にパッドによりテーパを付け
たテーパランド型軸受に関する。
ラスト流体軸受に係り、特にパッドによりテーパを付け
たテーパランド型軸受に関する。
［従来の技術］
フォイルパッドによりテーバを付けてテーパランド型軸
受を構成することは、例えば特開昭６１−１６５０１１
号公報により公知である。
受を構成することは、例えば特開昭６１−１６５０１１
号公報により公知である。
しかし、この公知の軸受では、パッドがパッドフォイル
本体に一点で連結されているので、パッドフォイルの下
に積層されるバックフォイルにパッドの連結側端を溶接
してパッドの補強を行う必要がある。このため、工作が
面倒であると共に溶接に際しての位置決め精度も厳しく
なるという欠点があった。
本体に一点で連結されているので、パッドフォイルの下
に積層されるバックフォイルにパッドの連結側端を溶接
してパッドの補強を行う必要がある。このため、工作が
面倒であると共に溶接に際しての位置決め精度も厳しく
なるという欠点があった。
またパッドフォイルの下に積層されるバックフォイルは
連続したリング状で、スリットも孔もないので、ｒ！Ｊ
擦によりパッドに発生する熱を下側に有効に逃がすこと
ができない。
連続したリング状で、スリットも孔もないので、ｒ！Ｊ
擦によりパッドに発生する熱を下側に有効に逃がすこと
ができない。
このため、高速回転するとパッドが発熱により熱変形し
て、軸受性能が劣化するという欠点もあった。
て、軸受性能が劣化するという欠点もあった。
［発明が解決しようとする課題］
上記したように従来のスラスト軸受によると、パッドを
溶接するため工作が面倒であり、またパッドに発生する
＊ｍ熱を有効に逃がすことができないという欠点があっ
た。
溶接するため工作が面倒であり、またパッドに発生する
＊ｍ熱を有効に逃がすことができないという欠点があっ
た。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、溶接
を不要とし、しかも熱変形を有効に防止できる動圧スラ
スト流体軸受を提供することにある。
を不要とし、しかも熱変形を有効に防止できる動圧スラ
スト流体軸受を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の動圧スラスト流体軸受は、ばね機能を有するば
ねフォイルと、軸受ｉ能を有する軸受フォイルと、バッ
クアップ機能を有するシムフォイルとを上から順に積層
して構成される。
ねフォイルと、軸受ｉ能を有する軸受フォイルと、バッ
クアップ機能を有するシムフォイルとを上から順に積層
して構成される。
ばねフォイルは回転軸のランナの回転方向に沿って表裏
に交互に配列される線状突起を有すると共に、線状突起
を中断するパッド挿通用の窓が適宜間隔を隔てて設けら
れる。
に交互に配列される線状突起を有すると共に、線状突起
を中断するパッド挿通用の窓が適宜間隔を隔てて設けら
れる。
軸受フォイルは切り起し可能なパッド片を一体的に有し
、このパッド片をばねフォイルの窓から挿通してばねフ
ォイルの線状突起に支承され得るテーパランドとする。
、このパッド片をばねフォイルの窓から挿通してばねフ
ォイルの線状突起に支承され得るテーパランドとする。
シムフォイルはばねフォイルの線状突起を支承してテー
パランドを補強する枕状突起を有すると共に、パッド片
間の切起し間隙を介して窓に連通ずる流体供給孔が設け
られる。
パランドを補強する枕状突起を有すると共に、パッド片
間の切起し間隙を介して窓に連通ずる流体供給孔が設け
られる。
［作 用］
パッド片をばねフォイルの窓から挿通すると、パッド片
は傾斜した格好でばねフォイルに乗り上げるので、構造
上ランナとの間にくさび状隙間が形成される。
は傾斜した格好でばねフォイルに乗り上げるので、構造
上ランナとの間にくさび状隙間が形成される。
ランナが回転すると流体がその粘性でひきずられ、くさ
び状隙間に押し込められて圧力を生じる。
び状隙間に押し込められて圧力を生じる。
傾斜しているパッド片はこの圧力により下層側へ押え付
けられて平らになろうとうするが、ばねフォイルの線状
突起及びシムフォイルの枕状突起に支承されるため、テ
ーパランドを維持する。
けられて平らになろうとうするが、ばねフォイルの線状
突起及びシムフォイルの枕状突起に支承されるため、テ
ーパランドを維持する。
また、各パッド片は、パッド片間の切起し間隙を介して
窓に連通ずる流体供給孔により独立に分割されて、恰度
独立軸受の機能を発揮するから、ランナが偏荷重を受け
て傾いてもテーパランドの復原力があり角度剛性が大き
い。
窓に連通ずる流体供給孔により独立に分割されて、恰度
独立軸受の機能を発揮するから、ランナが偏荷重を受け
て傾いてもテーパランドの復原力があり角度剛性が大き
い。
一方、ランナの回転が速くなればなる程流体摩擦による
発熱が大きくなるが、これと比例して、流体供給孔から
流入する流体も増加するため、この流体によってパッド
片が有効に冷却される。
発熱が大きくなるが、これと比例して、流体供給孔から
流入する流体も増加するため、この流体によってパッド
片が有効に冷却される。
［実施例］
以下、本発明の実施例を第１図〜第４図を用いて説明す
る。
る。
第２図は本発明の動圧スラスト流体軸受例の分解図を示
す。本軸受は図から分るように回転軸孔を中心に打ち抜
いた円盤状の３枚のフォイルから成り、上層から下層に
向かって順に、ばねフォイル１０．軸受フォイル２０．
シムフォイル３０が積層される。
す。本軸受は図から分るように回転軸孔を中心に打ち抜
いた円盤状の３枚のフォイルから成り、上層から下層に
向かって順に、ばねフォイル１０．軸受フォイル２０．
シムフォイル３０が積層される。
ばねフォイル１０は、その表裏に表と裏とて互い違いに
配列され、径方向に延びた多数の線状突起１を回転軸の
ランナ（図示せず）の回転方向（矢印ω）に沿って有し
ている。線状突起１はホトエツチングによりランド部分
を掘り下げて形成する。エツチング箇所を梨地で示しで
ある。また、ばねフォイル１０には線状突起１を中断す
るような形で、適宜間隔を隔ててパッド片挿通用の窓２
が同じくホトエツチングにより複数個打ち扱かれている
。図示例では６個の窓２が設けられ、また窓２間には恰
度４本の線状突起１が設けられているが、これらの数は
図示例のものに限定されない。
配列され、径方向に延びた多数の線状突起１を回転軸の
ランナ（図示せず）の回転方向（矢印ω）に沿って有し
ている。線状突起１はホトエツチングによりランド部分
を掘り下げて形成する。エツチング箇所を梨地で示しで
ある。また、ばねフォイル１０には線状突起１を中断す
るような形で、適宜間隔を隔ててパッド片挿通用の窓２
が同じくホトエツチングにより複数個打ち扱かれている
。図示例では６個の窓２が設けられ、また窓２間には恰
度４本の線状突起１が設けられているが、これらの数は
図示例のものに限定されない。
線状突起１間のピッチは窓２間において回転方向に向か
って徐々に狭くなるようにして、剛性を高めである。
って徐々に狭くなるようにして、剛性を高めである。
軸受フォイル２０は上記窓２に対応して６枚のパッド片
１１を有している。このパッド片１１は扇形で、その長
さの凡そ２／３を切り起し可能とするように、略逆口字
形のスリット溝をパッド片１１のまわりにエツチングで
切って形成される。
１１を有している。このパッド片１１は扇形で、その長
さの凡そ２／３を切り起し可能とするように、略逆口字
形のスリット溝をパッド片１１のまわりにエツチングで
切って形成される。
パッド片１１のティリングエツジと隣接するパッド片１
１のリーディングエツジとの間の切起し間隙としてのス
リット溝１２は、流体導入孔として使うために伯のスリ
ット溝よりやや幅広にとっである。フォイルを積層した
とき、シムフォイル３０の枕状突起２１を有効なものと
するために、パッド片１１を除くフォイルのランド部分
をエツチングにより掘り下げである。
１のリーディングエツジとの間の切起し間隙としてのス
リット溝１２は、流体導入孔として使うために伯のスリ
ット溝よりやや幅広にとっである。フォイルを積層した
とき、シムフォイル３０の枕状突起２１を有効なものと
するために、パッド片１１を除くフォイルのランド部分
をエツチングにより掘り下げである。
シムフォイル３０は、その表面に軸受フォイル２０のパ
ッド片１１をばねフォイル１０の線状突起１を介して支
承するための６個の枕状突起２１を有する。この枕状突
起２１はばねフォイル１０によってはパッド片１１を支
承できないような荷重に対抗するために設けられる。枕
状突起２１のパッド片１１に対する位置は流体膜圧が最
大値を示すところに置かれる。既述したようにホトエツ
チングによりランド部分を掘り下げて枕状突起２１を形
成する。またシムフォイル３０には軸受外部から軸受内
部へ流体を積極的に供給するための流体供給孔２２が設
けられる。流体供給孔２２は径方向に延びた長孔であり
、その径方向外方端は円盤状シムフォイル３０の外円よ
りも外側に突出させた取付片２３の取付孔２４にまで延
びている。また流体供給孔２２の位置は、ばねフォイル
１０の窓２の反回転方向側とパッド片１１間のスリット
溝１２とに一致連通させ、流体供給孔２２より供給した
流体をスリット溝１２を通って窓２内に導入できるよう
になっている。
ッド片１１をばねフォイル１０の線状突起１を介して支
承するための６個の枕状突起２１を有する。この枕状突
起２１はばねフォイル１０によってはパッド片１１を支
承できないような荷重に対抗するために設けられる。枕
状突起２１のパッド片１１に対する位置は流体膜圧が最
大値を示すところに置かれる。既述したようにホトエツ
チングによりランド部分を掘り下げて枕状突起２１を形
成する。またシムフォイル３０には軸受外部から軸受内
部へ流体を積極的に供給するための流体供給孔２２が設
けられる。流体供給孔２２は径方向に延びた長孔であり
、その径方向外方端は円盤状シムフォイル３０の外円よ
りも外側に突出させた取付片２３の取付孔２４にまで延
びている。また流体供給孔２２の位置は、ばねフォイル
１０の窓２の反回転方向側とパッド片１１間のスリット
溝１２とに一致連通させ、流体供給孔２２より供給した
流体をスリット溝１２を通って窓２内に導入できるよう
になっている。
上述した各フォイル１０，２０．３０の外周には取付孔
４．１４．２４を開けた取付片３．１３゜２３がそれぞ
れ突設されている。実施例では６個設けられているが、
各フォイル１０．２０．３０間でこれらを一致させれば
、フォイル間の位置決めがなされる。
４．１４．２４を開けた取付片３．１３゜２３がそれぞ
れ突設されている。実施例では６個設けられているが、
各フォイル１０．２０．３０間でこれらを一致させれば
、フォイル間の位置決めがなされる。
なお、取付孔のための取付片は図示例のような突片では
なく、フォイル外円をもう少し径方向外方へ大きくして
形成される円外縁部であってもよい。
なく、フォイル外円をもう少し径方向外方へ大きくして
形成される円外縁部であってもよい。
第３図は組立図であり、２層目の軸受フォイル２０のパ
ッド片１１を、１層目のばねフォイル１０の窓２から挿
通させ、最上層に乗っけるようにする。挿通は切り起し
可能なパッド片１１全長の約２７３まで行う。ここまで
挿通すると、第１図に示すように、挿通バッド片１１は
窓２のエツジに乗りトげて、ばねフォイル１０の上方に
傾斜平面ないしはテーパランドを当初から構造的に形成
する。
ッド片１１を、１層目のばねフォイル１０の窓２から挿
通させ、最上層に乗っけるようにする。挿通は切り起し
可能なパッド片１１全長の約２７３まで行う。ここまで
挿通すると、第１図に示すように、挿通バッド片１１は
窓２のエツジに乗りトげて、ばねフォイル１０の上方に
傾斜平面ないしはテーパランドを当初から構造的に形成
する。
第４図に示すように、上記積層フォイルは軸受ケース４
０上に支承されるが、流体供給孔２２位置に対応する軸
受ケース４０面に、流体案内用のｔＭ４１を設けると、
パッド片１１への流体供給がより円滑になされる。
０上に支承されるが、流体供給孔２２位置に対応する軸
受ケース４０面に、流体案内用のｔＭ４１を設けると、
パッド片１１への流体供給がより円滑になされる。
また荷重Ｗを受けたランナ５０が矢印方向に移動すると
、パッド片１１はばねフォイル２０とシムフォイル３０
とに支承されて図示するようなテーパランドＡを形成し
て、枕状突起２１位置でピークを持ら、流体供給孔２２
ないし溝４１位置で大気圧を呈するくさび状の流体膜圧
力が生じる。
、パッド片１１はばねフォイル２０とシムフォイル３０
とに支承されて図示するようなテーパランドＡを形成し
て、枕状突起２１位置でピークを持ら、流体供給孔２２
ないし溝４１位置で大気圧を呈するくさび状の流体膜圧
力が生じる。
このとぎ、溝４１から導込され流体供給孔２２より供給
された外部流体はパッド片１１を積極的に冷知するクー
リング作用をする。
された外部流体はパッド片１１を積極的に冷知するクー
リング作用をする。
［発明の効果］
本発明によれば次の効果がある。
（１） ばねフォイルの窓から軸受フォイルのパッド
片を挿通するだけで、くさび状隙間が形成されるので、
溶接を必要とした従来のものに比較して、はるかに工作
が容易である。また、窓から挿通したパッド片はばねフ
ォイルの線状突起及びシムフォイルの枕状突起によって
支承されるので、回転速度が上昇してもテーパランドが
確保でき、優れた高速安定性を発揮する。
片を挿通するだけで、くさび状隙間が形成されるので、
溶接を必要とした従来のものに比較して、はるかに工作
が容易である。また、窓から挿通したパッド片はばねフ
ォイルの線状突起及びシムフォイルの枕状突起によって
支承されるので、回転速度が上昇してもテーパランドが
確保でき、優れた高速安定性を発揮する。
（２） 各パッド片は、パッド片間の切起し間隙を介
して窓に連通ずる流体供給孔により独立に分割されるの
で、偏荷重がランチにかかっても容易に復原力が出るこ
とになり、角度剛性がきわめて大きい。また、流体供給
孔から積極的に流体が供給されるので、冷却作用が働き
熱変形にきわめて強い。
して窓に連通ずる流体供給孔により独立に分割されるの
で、偏荷重がランチにかかっても容易に復原力が出るこ
とになり、角度剛性がきわめて大きい。また、流体供給
孔から積極的に流体が供給されるので、冷却作用が働き
熱変形にきわめて強い。
第１図は本発明による動圧スラスト流体軸受の一実施例
を示す周方向の要部展間断面図、第２図は第１図に示す
スラスト流体軸受の全体分解平面図、第３図は同じく組
立平面図、第４図は高速時のスラストフォイル状態図及
び流体膜圧力特性図である。 図中、１は線状突起、２は窓、１０はばねフォイル、１
１はパッド片、１２は切起し間隙としてのスリット溝、
２０は軸受フォイル、２１は枕状突起、２２は流体供給
孔、３０はシムフォイル、５０はランナ、Ａはテーパラ
ンドである。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社代理
人弁理士 絹 谷 信 雄 第３図 第４図
を示す周方向の要部展間断面図、第２図は第１図に示す
スラスト流体軸受の全体分解平面図、第３図は同じく組
立平面図、第４図は高速時のスラストフォイル状態図及
び流体膜圧力特性図である。 図中、１は線状突起、２は窓、１０はばねフォイル、１
１はパッド片、１２は切起し間隙としてのスリット溝、
２０は軸受フォイル、２１は枕状突起、２２は流体供給
孔、３０はシムフォイル、５０はランナ、Ａはテーパラ
ンドである。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社代理
人弁理士 絹 谷 信 雄 第３図 第４図
Claims (1)
- １、回転軸のランナの回転方向に沿って表裏に交互に配
列される線状突起を有するばねフォイルを備え、該ばね
フォイルは線状突起を中断する窓を適宜間隔を隔てて設
けられるようにし、切り起し可能なパッド片を一体的に
有する軸受フォイルをばねフォイルの下層に備え、パッ
ド片はばねフォイルの窓から挿通してばねフォイルの線
状突起に支承され得るテーパランドを形成するようにし
、ばねフォイルの線状突起を支承してテーパランドを補
強する枕状突起を有するシムフオイルを軸受フォイルの
下層に備え、シムフォイルはパッド片間の切起し間隙を
介して窓に連通する流体供給孔が設けられるようにした
動圧スラスト流体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065912A JPH0742980B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 動圧スラスト流体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065912A JPH0742980B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 動圧スラスト流体軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242816A true JPH01242816A (ja) | 1989-09-27 |
| JPH0742980B2 JPH0742980B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13300655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065912A Expired - Lifetime JPH0742980B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 動圧スラスト流体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742980B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100585587B1 (ko) * | 1999-02-22 | 2006-06-07 | 삼성테크윈 주식회사 | 에어포일베어링 |
| US20150275967A1 (en) * | 2012-10-17 | 2015-10-01 | Borgwarner Inc. | Oil-free turbocharger bearing assembly having conical shaft supported on compliant gas bearings |
| WO2016153201A1 (ko) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 주식회사 티앤이코리아 | 스러스트 포일 공기 베어링 |
| EP3036409A4 (en) * | 2013-08-20 | 2017-04-19 | Borgwarner Inc. | Air bearing arrangement |
| EP3385553A4 (en) * | 2015-12-01 | 2019-09-11 | NTN Corporation | SHEET BEARING |
| CN110360144A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-10-22 | 势加透博洁净动力如皋有限公司 | 一种两级气悬浮离心式空压机轴承组件 |
| CN116194681A (zh) * | 2020-09-24 | 2023-05-30 | 株式会社Ihi | 推力箔轴承 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63065912A patent/JPH0742980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9726220B2 (en) | 2015-03-20 | 2017-08-08 | Tne Korea Co., Ltd. | Thrust foil air bearing |
| WO2016153201A1 (ko) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 주식회사 티앤이코리아 | 스러스트 포일 공기 베어링 |
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| EP4219965A4 (en) * | 2020-09-24 | 2024-11-13 | IHI Corporation | LEAF THRUST BEARING |
| US12345293B2 (en) | 2020-09-24 | 2025-07-01 | Ihi Corporation | Thrust foil bearing |
| CN116194681B (zh) * | 2020-09-24 | 2026-03-20 | 株式会社Ihi | 推力箔轴承 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0742980B2 (ja) | 1995-05-15 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |