JPH0742980B2 - 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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- JPH0742980B2 JPH0742980B2 JP63065912A JP6591288A JPH0742980B2 JP H0742980 B2 JPH0742980 B2 JP H0742980B2 JP 63065912 A JP63065912 A JP 63065912A JP 6591288 A JP6591288 A JP 6591288A JP H0742980 B2 JPH0742980 B2 JP H0742980B2
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- Japan
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- foil
- pad
- bearing
- spring
- fluid
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Classifications
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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)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
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パ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、摩擦に
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、摩擦に
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
摩擦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
摩擦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、軸受機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、軸受機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。
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。
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す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す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。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。
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
窓に連通す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。
窓に連通す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。本軸受は図から分か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。本軸受は図から分か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で互い違いに配
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はホットエッチングによりランド部分
を掘り下げて形成する。エッチング箇所を梨地で示して
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
同じくホトエッチングにより複数個打ち抜かれている。
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
して剛性を高めてある。
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はホットエッチングによりランド部分
を掘り下げて形成する。エッチング箇所を梨地で示して
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
同じくホトエッチングにより複数個打ち抜かれている。
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
して剛性を高めてある。
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、略逆コ字形のスリ
ット溝をパッド片11のまわりにエッチングで切って形成
される。パッド片11のテイリングエッジと隣接するパッ
ド片11のリーディングエッ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他のス
リット溝よりやや幅広にとってある。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
ッチングにより掘り下げてある。
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、略逆コ字形のスリ
ット溝をパッド片11のまわりにエッチングで切って形成
される。パッド片11のテイリングエッジと隣接するパッ
ド片11のリーディングエッ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他のス
リット溝よりやや幅広にとってある。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
ッチングにより掘り下げてある。
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ッ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。
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ッ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。
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2/3まで行う。ここまで挿通する
と、第１図に示すよう、挿通パッド片11は窓２のエッジ
に乗り上げて、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。
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2/3まで行う。ここまで挿通する
と、第１図に示すよう、挿通パッド片11は窓２のエッジ
に乗り上げて、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40
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、流体案内用の溝41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。
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、流体案内用の溝41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を形成してて、枕
状突起21位置でピークを持ち、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を形成してて、枕
状突起21位置でピークを持ち、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。
このとき、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を積極的に冷却するクーリング
作用をする。
た外部流体はパッド片11を積極的に冷却するクーリング
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。
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
窓に連通する流体供給孔により独立に分割されるので、
偏荷重がランナ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。
窓に連通する流体供給孔により独立に分割されるので、
偏荷重がランナ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開断面図、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、11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。
を示す周方向の要部展開断面図、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、11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。
Claims (1)
- 【請求項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ォイルを軸受
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 JPH01242816A (ja) | 1989-09-27 |
| JPH0742980B2 true 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) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100585587B1 (ko) * | 1999-02-22 | 2006-06-07 | 삼성테크윈 주식회사 | 에어포일베어링 |
| DE112013004314T5 (de) * | 2012-10-17 | 2015-05-21 | Borgwarner Inc. | Eine ölfreie Turboladerlagerbaugruppe mit konischer Welle, die auf nachgiebigen Gaslagern gestützt ist |
| JP6698018B2 (ja) * | 2013-08-20 | 2020-05-27 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 空気軸受装置 |
| KR101558489B1 (ko) * | 2015-03-20 | 2015-10-07 | ㈜티앤이코리아 | 스러스트 포일 공기 베어링 |
| JP2017101726A (ja) | 2015-12-01 | 2017-06-08 | Ntn株式会社 | フォイル軸受 |
| 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 |
| CN116194681B (zh) * | 2020-09-24 | 2026-03-20 | 株式会社Ihi | 推力箔轴承 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63065912A patent/JPH0742980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01242816A (ja) | 1989-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |