徑向箔軸承的制作方法
【專利摘要】涉及支撐旋轉(zhuǎn)軸(1)的徑向箔軸承(3)。徑向箔軸承(3)具備頂部箔(10)、背部箔(11)以及收容它們的軸承殼體(12)。在軸承殼體(12)的兩側(cè)面，分別形成有從軸承殼體(12)的內(nèi)周緣向著外周緣延伸的卡合切口(15)。在背部箔(11)，在軸承殼體(12)的周方向上的一側(cè)的兩側(cè)端部，分別設(shè)有卡合于卡合切口(15)的卡合突片(30)。
【專利說明】徑向箔軸承
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及徑向箔軸承(radial foil bearing)。本申請(qǐng)基于2011年10月13日在日本提出的日本特愿2011-225905號(hào)而主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為高速旋轉(zhuǎn)體用的軸承，已知外插于旋轉(zhuǎn)軸而使用的徑向軸承。作為這種徑向軸承，眾所周知一種徑向箔軸承，其具備形成軸承面的薄板狀的頂部箔(top foil)、彈性地支撐該頂部箔的背部箔(back foil)、以及收容上述頂部箔和上述背部箔的圓筒狀的軸承殼體。作為徑向箔軸承的背部箔，主要使用將薄板成形為波板狀的波箔(bump foil)。
[0003]在這種徑向箔軸承中，為了防止頂部箔或背部箔從軸承殼體脫落，其一端部(緊固端部)通過點(diǎn)焊直接地固定至軸承殼體或者經(jīng)由墊片間接地固定至軸承殼體。
[0004]另外，作為代替上述基于焊接的固定而機(jī)械地固定的構(gòu)造，還知道以下構(gòu)造:通過彎曲加工而彎折頂部箔或背部箔(波箔)的端部，使該彎折部卡合于在軸承殼體的內(nèi)周面形成的卡合槽(例如，參照專利文獻(xiàn)廣3)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-033176號(hào)公報(bào)；
專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-017385號(hào)公報(bào)；
專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-061645號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
然而，若通過焊接進(jìn)行背部箔(波箔)向軸承殼體的固定，則由于輸入熱而背部箔或軸承殼體變形，受到該影響而在頂部箔產(chǎn)生應(yīng)變。
[0007]另外，在專利文獻(xiàn)f3所公開的構(gòu)造中，通過使頂部箔或背部箔(波箔)的端部(彎折部)卡合于在軸承殼體的內(nèi)周面形成的卡合槽，從而將這些頂部箔或背部箔固定至軸承殼體。
[0008]可是，在上述構(gòu)造中，若在動(dòng)作時(shí)徑向箔軸承承受大外力，則特別地，背部箔沿軸承殼體的軸方向滑動(dòng)，產(chǎn)生晃動(dòng)。于是，有時(shí)候由于該背部箔的晃動(dòng)而在頂部箔產(chǎn)生應(yīng)變。
[0009]另外，通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在上述旋轉(zhuǎn)軸與頂部箔之間形成的箔軸承的流體潤滑膜的膜厚為ΙΟμπι左右，非常薄。因此，在頂部箔即使有少許應(yīng)變也會(huì)對(duì)軸承的負(fù)荷能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)產(chǎn)生壞影響。結(jié)果，不能得具有設(shè)計(jì)那樣的性能的軸承。
[0010]另外，為了使徑向箔軸承的軸承性能提高，將背部箔沿其周方向分割為多個(gè)是有效的。然而，在此情況下，背部箔相對(duì)于軸承殼體的固定點(diǎn)變多。因此，在現(xiàn)有的基于焊接的固定中，焊接部位增加，從而工時(shí)增加，制造成本增大。另外，若焊接部位增加，如果焊接的全部部位不能良好地焊接，那么作為制品不能出貨。因此，制造時(shí)的品質(zhì)維持變難，由于良品率的降低而制造成本增大。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述實(shí)情而做出的，其目的在于提供以下徑向箔軸承:減少在頂部箔產(chǎn)生的應(yīng)變，關(guān)于軸承的負(fù)荷能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)具有設(shè)計(jì)那樣的良好性能，抑制制造成本。
[0012]用于解決問題的方案
本發(fā)明的第一方式所涉及的徑向箔軸承具備:圓筒狀的頂部箔，外插于旋轉(zhuǎn)軸而支撐上述旋轉(zhuǎn)軸，與上述旋轉(zhuǎn)軸相向地配置；背部箔，配置在上述頂部箔的徑方向外側(cè)；以及圓筒狀的軸承殼體，將上述頂部箔和上述背部箔在內(nèi)插的狀態(tài)下收容。在上述軸承殼體的兩側(cè)面，分別形成有從上述軸承殼體的內(nèi)周緣向著外周緣延伸的卡合切口。在上述背部箔，在上述軸承殼體的周方向上的一側(cè)的兩側(cè)端部，分別設(shè)有卡合于上述卡合切口的卡合突片。
[0013]在此情況下，在軸承殼體的兩側(cè)面分別形成卡合切口，在背部箔的一側(cè)的兩側(cè)端部分別設(shè)置卡合突片，使這些卡合突片分別卡合于上述卡合切口。因此，不對(duì)背部箔進(jìn)行點(diǎn)焊，就能夠?qū)⒈巢坎杖莺凸潭ㄔ谳S承殼體內(nèi)。另外，背部箔向軸承殼體的周方向和軸方向的滑動(dòng)被在軸承殼體的兩側(cè)面形成的卡合切口限制，因而幾乎不產(chǎn)生晃動(dòng)。所以，能夠防止由于背部箔的點(diǎn)焊或背部箔的晃動(dòng)而在頂部箔產(chǎn)生應(yīng)變。另外，由于不需要背部箔的焊接，因而能夠沒有焊接不良引起的組裝不良或組裝偏差。
[0014]另外，依照本發(fā)明的第二方式所涉及的徑向箔軸承，在上述第一方式中，上述背部箔具有沿著上述軸承殼體的周方向配置的多個(gè)背部箔片而構(gòu)成。優(yōu)選地，在上述背部箔片中分別形成有上述卡合突片。
[0015]背部箔彈性地支撐頂部箔。因此，背部箔在從頂部箔承受載荷時(shí)沿其周方向變形，從而容許頂部箔的撓曲且支撐頂部箔。然而，由于背部箔在沿周方向變形時(shí)受到與軸承殼體之間的摩擦的影響，因而在自由端側(cè)易于變形，但在形成卡合突片的固定端側(cè)難以變形。因此，在自由端側(cè)和固定端側(cè)，在支撐剛性方面產(chǎn)生差異，作為軸承整體不能得到均勻的支撐剛性。
[0016]于是，將背部箔以具有沿著上述軸承殼體的周方向配置的多個(gè)背部箔片的方式構(gòu)成。因此，背部箔片中的固定端與自由端之間的距離變短，自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性之差變小。結(jié)果，背部箔整體的支撐剛性的偏差變少。
[0017]另外，依照本發(fā)明的第三方式所涉及的徑向箔軸承，優(yōu)選地，在上述第二方式中，上述背部箔片中的彼此相鄰的一對(duì)背部箔片以各自的上述卡合突片接近的狀態(tài)配置。另夕卜，這些接近的一對(duì)卡合突片優(yōu)選地卡合于一個(gè)上述卡合切口。
[0018]在此情況下，能夠減少在軸承殼體形成的卡合切口的數(shù)量。即，通過減少軸承的加工部位的數(shù)量，從而能夠抑制加工成本。
[0019]另外，依照本發(fā)明的第四方式所涉及的徑向箔軸承，優(yōu)選地，在上述第一至第三方式中的任何一個(gè)中，在上述軸承殼體的內(nèi)周面，在相向的一對(duì)上述卡合切口之間形成深度比上述卡合切口更淺的卡合槽。另外，優(yōu)選地，在上述背部箔，在上述卡合突片之間設(shè)有高度比上述卡合突片更低的卡合突條，上述卡合突片卡合于上述卡合切口，并且上述卡合突條卡合于上述卡合槽。
[0020]在此情況下，卡合突條卡合于卡合槽，從而相對(duì)于軸承殼體更強(qiáng)地固定背部箔。
[0021]發(fā)明的效果 依照本發(fā)明的徑向箔軸承，防止由于背部箔的點(diǎn)焊或背部箔的晃動(dòng)而在頂部箔產(chǎn)生應(yīng)變，頂部箔的應(yīng)變變少。結(jié)果，能夠獲得關(guān)于軸承的負(fù)荷能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)具有設(shè)計(jì)那樣的良好性能的徑向箔軸承。
[0022]另外，由于不需要焊接而沒有焊接不良引起的組裝不良或組裝偏差，因而能夠通過制造時(shí)良品率的提聞而降低制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是示出適用本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的渦輪機(jī)械的一例的示意圖。
[0024]圖2A是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第一實(shí)施方式的概略構(gòu)成的徑向箔軸承的側(cè)面圖。
[0025]圖2B是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第一實(shí)施方式的概略構(gòu)成的、示出徑向箔軸承的主要部分的立體圖。
[0026]圖2C是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第一實(shí)施方式的概略構(gòu)成的、將圖2A的主要部分平坦化而示意性地示出的側(cè)面圖。
[0027]圖2D是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第一實(shí)施方式的概略構(gòu)成的、圖2C的A-A線向視截面圖。
[0028]圖3A是平坦化的背部箔片的平面圖。
[0029]圖3B是平坦化的背部箔片的側(cè)面圖。
[0030]圖4A是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第二實(shí)施方式的概略構(gòu)成的徑向箔軸承的側(cè)面圖。
[0031]圖4B示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第二實(shí)施方式的概略構(gòu)成，是示出徑向箔軸承的主要部分的立體圖。
[0032]圖5A示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第三實(shí)施方式的概略構(gòu)成，是示出徑向箔軸承的主要部分的立體圖。
[0033]圖5B是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的第三實(shí)施方式的概略構(gòu)成的、平坦化的背部箔片的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下，參照附圖詳細(xì)地說明本實(shí)施方式的徑向箔軸承。此外，在以下的附圖中，為了使各部件為能夠辨識(shí)的大小，適當(dāng)變更各部件的比例尺。
[0035](第一實(shí)施方式)
圖1是示出適用本實(shí)施方式的徑向箔軸承的渦輪機(jī)械的一例的側(cè)面圖。圖1示出旋轉(zhuǎn)軸1、設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸的頂端部的葉輪2、徑向箔軸承3、推力環(huán)4、推力軸承5以及殼體6。此外，在圖1中省略而僅記載一個(gè)徑向箔軸承，但是通常，通過沿旋轉(zhuǎn)軸I的軸方向設(shè)置兩個(gè)徑向箔軸承而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸I的支撐構(gòu)造。所以，在本實(shí)施方式中也設(shè)置兩個(gè)徑向箔軸承3。
[0036]在旋轉(zhuǎn)軸1，推力環(huán)4固定至形成有葉輪2的一側(cè)。在推力環(huán)4的兩側(cè)，以與推力環(huán)4相向的方式配置有推力軸承5。
[0037]另外，葉輪2配置在成為靜止側(cè)的殼體6內(nèi)，在與殼體6之間具有屑隙7。另外，在旋轉(zhuǎn)軸1，在旋轉(zhuǎn)軸I的與推力環(huán)4相比更中央側(cè)，外插有徑向箔軸承3。[0038]圖2A至圖2D是示出適用于上述構(gòu)成的渦輪機(jī)械的徑向箔軸承的第一實(shí)施方式的圖。本實(shí)施方式的徑向箔軸承3如圖2A所示外插于旋轉(zhuǎn)軸1，支撐旋轉(zhuǎn)軸I且為圓筒狀。徑向箔軸承3具備以下部件而構(gòu)成:圓筒狀的頂部箔10，與旋轉(zhuǎn)軸I相向地配置；背部箔11，配置在頂部箔10的徑方向外側(cè)；以及軸承殼體12，配置在背部箔11的徑方向外側(cè)。
[0039]軸承殼體12構(gòu)成徑向箔軸承3的最外部，由金屬構(gòu)成且為圓筒狀。軸承殼體12在其內(nèi)部收容背部箔11和頂部箔10。在軸承殼體12的內(nèi)周面，沿著軸承殼體12的軸方向形成有槽13。
[0040]即，在軸承殼體12的內(nèi)周面，遍及軸承殼體12的軸方向全長形成有槽13。槽13形成為:其深度方向與后述頂部箔10的一側(cè)IOa所伸出的方向相一致。另外，槽13的深度為2mm?5m左右。
[0041]另外，在軸承殼體12的外周面?zhèn)?，形成有與槽13連通的一對(duì)孔14。這些孔14用于將如下所述插入槽13內(nèi)的頂部箔10的一側(cè)IOa固定在槽13內(nèi)。S卩，孔14是陽螺釘插入用的孔，在其內(nèi)周面形成有陰螺紋部。
[0042]另外，在軸承殼體12的兩側(cè)面，如圖2A和圖2B所示，形成有從軸承殼體12的內(nèi)周緣向著外周緣延伸的六個(gè)(多個(gè))卡合切口 15。本實(shí)施方式的卡合切口 15具有從軸承殼體12的內(nèi)周緣切口到外周緣的槽狀。這些卡合切口 15如圖2A所示分別形成于將軸承殼體12的側(cè)面沿其周方向大致六等分的位置。后述背部箔11的卡合突片30卡合于這些卡合切口 15。此外，在本實(shí)施方式中，槽13配置在六個(gè)卡合切口 15中的兩個(gè)卡合切口 15、15之間。
[0043]背部箔11由箔(薄板)形成，彈性地支撐頂部箔10。作為背部箔11，例如使用波箔、日本特開2006-57652號(hào)公報(bào)或日本特開2004-270904號(hào)公報(bào)等所記載的彈簧箔、或者日本特開2009-299748號(hào)公報(bào)等所記載的背部箔等。在本實(shí)施方式中，使用波箔作為背部箔U。不過，也可使用上述的彈簧箔或背部箔作為背部箔。
[0044]背部箔(波箔)11如圖2A所示由沿著頂部箔10的周方向配置的六個(gè)(多個(gè))背部箔片Ila構(gòu)成。背部箔片Ila成形為:其箔(薄板)成形為波板狀，其側(cè)面作為整體為大致圓弧狀。六個(gè)背部箔片Ila全部以相同的形狀和尺寸形成。所以，這些背部箔片Ila配置成將軸承殼體12的內(nèi)周面大致六等分。
[0045]另外，這些背部箔片Ila在隔著槽13的位置隔開某一程度的間隙而配置，在除此以外的位置，彼此的端部接近而配置。通過上述構(gòu)成，六個(gè)背部箔片Ila以作為整體成為大致圓筒形狀的方式沿著軸承殼體12的內(nèi)周面配置。
[0046]另外，在成形為波板狀的背部箔片11a，如將圖2A的主要部分平坦化而示意性地示出的圖2C所示，沿著軸承殼體12的周方向，與軸承殼體12相接的平坦的凹部Ilb和與頂部箔10相接的彎曲的凸部Ilc交替地形成。背部箔片Ila特別地通過與頂部箔10相接的凸部Ilc而彈性地支撐頂部箔10。另外，沿徑向箔軸承3的軸方向形成有基于凸部Ilc和凹部Ilb的流體通路。
[0047]另外，在這些背部箔片Ila的一側(cè)(即軸承殼體12的周方向上的一側(cè))的兩側(cè)端部，分別形成有卡合突片30。在這些卡合突片30、30，如作為平坦化的背部箔片Ila的平面圖的圖3A所示，在成為凹部Ilb的一側(cè)的兩側(cè)端部30a、30a之間切口而形成凹部31。另夕卜，如作為平坦化的背部箔片Ila的側(cè)面圖的圖3B所示，上述兩側(cè)端部30a、30a分別向著下方(與凸部Ilc突出的方向相反的方向)以大致直角彎折，從而形成這些卡合突片30、
30。此外，在圖3A中用彎折線M示出兩側(cè)端部30a、30a的彎折位置。
[0048]通過卡合突片30、30(兩側(cè)端部30a、30a)的彎折加工而在背部箔片lla(背部箔11)產(chǎn)生應(yīng)變。然而，由于加工的部分微小，因而產(chǎn)生的應(yīng)變小，該應(yīng)變不影響頂部箔10。
[0049]此外，背部箔片Ila中的凹部31優(yōu)選地以不產(chǎn)生毛刺、不賦予應(yīng)力另外也不產(chǎn)生應(yīng)變的方式使用蝕刻加工或放電加工而形成于箔。即，在使用蝕刻加工或放電加工將凹部31形成于箔之后，進(jìn)行用于形成凸部11c、凹部Ilb的加壓成型。此后，優(yōu)選地彎折兩側(cè)端部30a、30a而形成卡合突片30、30且形成背部箔片11a。
[0050]這些卡合突片30、30如圖2A所示分別卡合于卡合切口 15。S卩，如圖2B中箭頭所示，背部箔片Ila的卡合突片30、30插入軸承殼體12的卡合切口 15。由此，如作為圖2C的A-A線向視截面圖的圖2D所示，卡合突片30分別卡合于卡合切口 15、15。若卡合突片30、30卡合于卡合切口 15、15，則背部箔片Ila向軸承殼體12的周方向的滑動(dòng)被限制。另外，背部箔片Ila向軸方向的滑動(dòng)也被卡合突片30、30所卡合的卡合切口 15、15限制。因此，在背部箔片IIa (背部箔11)幾乎不產(chǎn)生晃動(dòng)。
[0051]此外，卡合突片30的長度為其不突出至軸承殼體12的外周面?zhèn)乳L度。具體而言，在軸承殼體12的厚度例如為5_的情況下，卡合突片30的長度為2mnT5mm左右。
[0052]如圖2A所示，頂部箔10構(gòu)成為:沿著由六個(gè)背部箔片Ila構(gòu)成的背部箔11的內(nèi)表面卷繞成圓筒狀。另外，頂部箔10配設(shè)成:一側(cè)IOa的頂端部卡合于在軸承殼體12形成的槽13。頂部箔10是通過將以軸承周方向?yàn)殚L邊、以軸承長度方向?yàn)槎踢叺木匦螤罱饘俨亻L邊的長度方向(軸承周方向)卷繞成圓筒狀而形成的。
[0053]頂部箔10并不以上述金屬箔的兩端對(duì)接的方式卷繞，而是以其一側(cè)IOa重疊至另一側(cè)的外側(cè)的方式卷繞。另外，一側(cè)IOa形成為沿在除此以外的部分形成的圓筒部的規(guī)定位置處的切線方向伸出。
[0054]另外，軸承殼體12中的槽13形成為:其深度方向與頂部箔10的一側(cè)IOa的伸出
方向相一致。
[0055]所以，頂部箔10配置成其一側(cè)IOa的伸出方向與槽13的深度方向相一致，其一側(cè)IOa的頂端部卡合于槽13。由此，頂部箔10在其一側(cè)IOa卡合于槽13的狀態(tài)下不變形。因此，在頂部箔10不產(chǎn)生應(yīng)變。
[0056]另外，在本實(shí)施方式中，卡合于槽13的頂部箔10的一側(cè)IOa由陽螺釘17固定在槽13內(nèi)。S卩，陽螺釘17擰合插入孔14中，從而使一側(cè)IOa緊貼于槽13的內(nèi)壁面，由此進(jìn)行固定。此外，向槽13的內(nèi)壁面的緊貼引起的一側(cè)IOa的變形微小。所以，不會(huì)由于該變形而在頂部箔10產(chǎn)生應(yīng)變。
[0057]另外，在頂部箔10，在一側(cè)IOa和與其相反的另一側(cè)，形成有與它們之間的中央部相比厚度更薄的薄壁部18。這些薄壁部18以成為其外周面(背部箔11側(cè)的面)比頂部箔10的上述中央部的外周面更加凹陷的狀態(tài)的方式厚度薄化而形成。
[0058]薄壁部18例如通過蝕刻加工而將頂部箔10的兩端部以十μ m單位控制而形成為期望的厚度(薄度)。具體而言，形成為:在為軸承直徑Φ 35mm的情況下，若使頂部箔10的厚度為IOOym,則薄壁部18的厚度為80μπι左右。此外，在上述的蝕刻加工中，與彎曲加工等相比，在頂部箔10產(chǎn)生的應(yīng)力極小。所以，幾乎不會(huì)由于該加工而在頂部箔10產(chǎn)生應(yīng)變。
[0059]另外，薄壁部18的周方向長度例如為與槽13和位于槽13兩側(cè)的背部箔11(背部箔片Ila)的端部的直到一個(gè)凸部程度相對(duì)應(yīng)的長度。
[0060]通過在頂部箔10的兩端部形成薄壁部18，使得這兩端部(薄壁部18)易于彈性變形。所以，這兩端部(薄壁部18)沿著構(gòu)成軸承殼體12的內(nèi)周面的曲面成為曲面。由此，在頂部箔10的兩端部中也幾乎不產(chǎn)生夾緊旋轉(zhuǎn)軸I的力(局部預(yù)加載荷)。
[0061]S卩，在如以往那樣通過點(diǎn)焊將頂部箔的一端部(緊固端部)固定至軸承殼體的情況下，其兩端附近(緊固端側(cè)和自由端側(cè))難以適應(yīng)構(gòu)成軸承殼體的內(nèi)周面的曲面，成為接近平面的狀態(tài)。由此，在接近平面的上述部位產(chǎn)生夾緊旋轉(zhuǎn)軸的力(局部預(yù)加載荷)。結(jié)果，產(chǎn)生起動(dòng)扭矩變高或運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)熱變高為設(shè)定以上等的問題。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式的頂部箔10中，通過在其兩端部形成薄壁部18，從而如上所述，幾乎不產(chǎn)生夾緊旋轉(zhuǎn)軸I的力(局部預(yù)加載荷)。
[0062]另外，將頂部箔10的兩端部的外周面以成為比上述中央部的外周面更加凹陷的狀態(tài)的方式厚度薄化而形成薄壁部18。因此，在薄壁部18與支撐其外周面?zhèn)鹊谋巢坎?1之間以及在薄壁部18與其端部的一個(gè)凸部程度之間形成有間隙。由此，在薄壁部18中，能夠可靠地防止夾緊旋轉(zhuǎn)軸I的力(局部預(yù)加載荷)的產(chǎn)生。
[0063]接著，說明由上述構(gòu)成組成的徑向箔軸承3的作用。
[0064]在旋轉(zhuǎn)軸I停止的狀態(tài)下，頂部箔10由背部箔11 (六個(gè)背部箔片Ila)向旋轉(zhuǎn)軸I側(cè)施力從而緊貼于旋轉(zhuǎn)軸I。
[0065]此外，在本實(shí)施方式中，頂部箔10的兩端部成為薄壁部18。因此，在這些薄壁部18中幾乎不產(chǎn)生夾緊旋轉(zhuǎn)軸I的力(局部預(yù)加載荷)。
[0066]如圖2A中的箭頭P所示，若使旋轉(zhuǎn)軸I沿箭頭P的方向起動(dòng)，則最初以低速開始旋轉(zhuǎn)，此后逐漸加速而以高速旋轉(zhuǎn)。結(jié)果,如圖2A中的箭頭Q所示,周圍流體從頂部箔10的一側(cè)IOa與背部箔片Ila的一端之間引入，流入頂部箔10與旋轉(zhuǎn)軸I之間。由此，在頂部箔10與旋轉(zhuǎn)軸I之間形成流體潤滑膜。
[0067]該流體潤滑膜的膜壓作用于頂部箔10，按壓與頂部箔10相接的背部箔片Ila的各個(gè)凸部11c。結(jié)果，背部箔片Ila被頂部箔10按壓，使得其凸部Ilc被按壓擴(kuò)張。由此，背部箔片Ua在軸承殼體12上沿其周方向運(yùn)動(dòng)。
[0068]S卩，背部箔片IIa (背部箔11)彈性地支撐頂部箔10。因此，背部箔片IIa (背部箔11)在從頂部箔10承受載荷時(shí)沿其周方向變形，從而容許頂部箔10的撓曲，支撐頂部箔10。
[0069]然而，如圖2C所示，由于卡合突片30、30卡合于軸承殼體12的卡合切口 15、15，因而防止(限制)了背部箔片Ila在軸承殼體12的內(nèi)周面上沿周方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，背部箔片Ila的各個(gè)凸部Ilc將卡合于卡合切口 15的卡合突片30作為固定點(diǎn)(固定端)而沿周方向變形(運(yùn)動(dòng))，但背部箔片Ila自身其固定點(diǎn)(固定端)不從卡合切口 15的形成位置偏離。
[0070]另外，背部箔片Ila在沿周方向變形(運(yùn)動(dòng))時(shí)受到與軸承殼體12、頂部箔10之間的摩擦的影響。因此，背部箔片Ila的另一側(cè)(即自由端側(cè))易于變形(易于運(yùn)動(dòng))，但上述固定點(diǎn)(固定端)側(cè)難以變形。所以，在自由端側(cè)和固定端側(cè)，在背部箔片Ila的支撐剛性方面產(chǎn)生差異。
[0071]然而，在本實(shí)施方式中，將背部箔11分割為六個(gè)背部箔片11a。因此，與由單一箔形成背部箔11的情況相比，固定端與自由端之間的距離較短。所以，自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性之差較小。
[0072]另外，在旋轉(zhuǎn)軸I以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡合于卡合突片30、30的卡合切口 15、15也約束背部箔片Ila向軸方向的運(yùn)動(dòng)，限制其滑動(dòng)。因此，在背部箔片lla(背部箔11)，幾乎不產(chǎn)生晃動(dòng)。另外，即使在意外的沖擊等起作用的情況下，通過卡合突片30、30向卡合切口 15、15的卡合，背部箔片Ila不從軸承殼體12脫落。此外，成為僅使卡合突片30插入且卡合于卡合切口 15的簡易構(gòu)造。然而，由于頂部箔10覆蓋背部箔11 (背部箔片Ila)，因而不會(huì)由于沖擊等使得背部箔片Ua從軸承殼體12脫落。
[0073]另外，在直到形成流體潤滑膜的狀態(tài)下，在旋轉(zhuǎn)軸I與頂部箔10之間產(chǎn)生固體摩擦，這成為起動(dòng)時(shí)的阻力。然而，如上所述，依照本實(shí)施方式中的徑向箔軸承3，在頂部箔10的兩端部不產(chǎn)生預(yù)加載荷，周圍流體所流入一側(cè)的頂部箔10成為薄壁部18而較柔軟。因此，頂部箔10與旋轉(zhuǎn)軸I之間易于開口，若旋轉(zhuǎn)軸I起動(dòng)，則較早地形成流體潤滑膜，旋轉(zhuǎn)軸I相對(duì)于頂部箔10以非接觸狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。
[0074]在徑向箔軸承3中，在軸承殼體12的兩側(cè)面分別形成卡合切口 15，在背部箔片Ila的一側(cè)的兩側(cè)端部分別設(shè)置卡合突片30，使這些卡合突片30、30分別卡合于卡合切口
15、15。因此，不對(duì)背部箔片Ila進(jìn)行點(diǎn)焊，就能夠?qū)⒈巢坎琹la(背部箔11)收容和固定在軸承殼體12內(nèi)。另外，背部箔片Ila向軸承殼體12的周方向和軸方向的滑動(dòng)被形成于軸承殼體12的兩側(cè)面的卡合切口 15、15限制。因此，在背部箔片lla(背部箔11)，幾乎不產(chǎn)生晃動(dòng)。所以，能夠防止由于背部箔11(背部箔片Ila)的點(diǎn)焊或背部箔的晃動(dòng)而在頂部箔10產(chǎn)生應(yīng)變，充分地減少頂部箔10的應(yīng)變。所以，能夠獲得關(guān)于軸承的負(fù)荷能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)具有設(shè)計(jì)那樣的良好性能的徑向箔軸承。
[0075]另外，關(guān)于背部箔11，能夠沒有現(xiàn)有的點(diǎn)焊，而且僅將使應(yīng)變產(chǎn)生的彎曲加工作為微小的部位，因而能夠使制作的難易度降低，使制造成本減少化。即，沒有焊接不良引起的組裝不良或組裝偏差，因而制造時(shí)的良品率提高，能夠降低制造成本。另外，不對(duì)背部箔11進(jìn)行特別的彎曲加工，僅進(jìn)行簡易的彎曲加工。因此，能夠?qū)⒈巢坎?1高精度地加壓成型。
[0076]再者，由于不需要背部箔11的焊接，因而制造時(shí)的良品率、性能不被焊接的好壞影響。結(jié)果，良品的再現(xiàn)性變高而量產(chǎn)性提高。
[0077]再者，在為了使徑向箔軸承的軸承性能提高而將背部箔11沿其周方向分割為多個(gè)的情況下，也能夠與基于焊接的固定相比用更少的工時(shí)制造軸承。所以，能夠降低制造成本。
[0078]另外，由沿著頂部箔10的周方向配置的六個(gè)(多個(gè))背部箔片Ila構(gòu)成背部箔11，在這些背部箔片Ila分別形成卡合突片30。由此，縮短了背部箔片11中的固定端與自由端之間的距離。因此，能夠減小自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性之差，減少背部箔11整體的支撐剛性的偏差。所以，在背部箔11整體能夠獲得均勻的支撐剛性和滑動(dòng)特性。結(jié)果，能夠獲得具有大的軸承負(fù)荷能力和高的軸承剛性能力及衰減能力的徑向箔軸承。
[0079](第二實(shí)施方式)
接著，關(guān)于適用于圖1所示的渦輪機(jī)械的徑向箔軸承的第二實(shí)施方式，參照?qǐng)D4A和圖4B進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的徑向箔軸承3與圖2k?圖2D、圖3A以及圖3B所示的第一實(shí)施方式的徑向箔軸承3不同的點(diǎn)在于背部箔片Ila的配置。
[0080]S卩，在本實(shí)施方式中，如圖4A所示，將六個(gè)背部箔片Ila中的彼此相鄰的一對(duì)背部箔片IlaUla配置成各自的卡合突片30接近的狀態(tài)。另外，與此對(duì)應(yīng)，在軸承殼體12中，將在其兩側(cè)面形成的卡合切口 15以三等分形成而不是六等分。通過上述構(gòu)成，在本實(shí)施方式的徑向箔軸承3中，相鄰的一對(duì)背部箔片IlaUla的接近配置的一對(duì)卡合突片30、30如圖4B所示卡合于一個(gè)卡合切口 15。
[0081]此外，圖4B所示的卡合切口 15卡合于一對(duì)卡合突片30、30。因此，與卡合于一個(gè)卡合突片30、30的圖2B所示的卡合切口 15相比，其橫寬擴(kuò)大為大致兩倍。
[0082]在上述構(gòu)成的徑向箔軸承3中，除了與圖2k?圖3B所示的第一實(shí)施方式的徑向箔軸承3相同的效果之外，還能夠減少在軸承殼體12形成的卡合切口 15的數(shù)量。S卩，由于能夠減少軸承的加工部位的數(shù)量，因而還能夠抑制加工成本。
[0083](第三實(shí)施方式)
接著，關(guān)于適用于圖1所示的渦輪機(jī)械的徑向箔軸承的第三實(shí)施方式，參照?qǐng)D5A和圖5B進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的徑向箔軸承3與圖2A?圖2D、圖3A以及圖3B所示的第一實(shí)施方式的徑向箔軸承3不同的點(diǎn)在于背部箔片Ila相對(duì)于軸承殼體12的卡合部的構(gòu)造。
[0084]S卩，在本實(shí)施方式中，如圖5A所示，在背部箔11a，在其卡合突片30、30之間設(shè)有高度比卡合突片30更低的卡合突條32?？ê贤粭l32能夠通過在作為平坦化的背部箔片Ila的平面圖的圖5B所示的以彎折線M示出的位置彎折而形成。即，在本實(shí)施方式中，與圖3A所示的情況相比，減小背部箔片Ila的周方向上的凹部31的尺寸N，以此程度使彎折線M遠(yuǎn)離兩側(cè)端部30a、30a。由此，若用彎折線M彎折背部箔片11a，則不僅兩側(cè)端部30a、30a，而且它們之間的凹部Ilb的一部分也被彎折。結(jié)果，如圖5A所示，在卡合突片30、30之間形成高度比卡合突片30更低的卡合突條32。
[0085]另外，在軸承殼體12的內(nèi)周面，在相向的一對(duì)卡合切口 15、15之間，深度比卡合切口 15、15更淺的卡合槽16與卡合切口 15、15連通而形成。由此，在卡合切口 15與卡合槽16之間，形成階梯部(未圖示)?？ê喜?6形成為:其深度與卡合突條32的長度(高度)即向下方延伸的長度相對(duì)應(yīng)，成為與其相同的深度或稍微更深。此外，卡合切口 15的直到上述階梯部的深度形成為與卡合突片30的橫寬相同或稍微更深。
[0086]上述構(gòu)成的背部箔片Ila中，卡合突片30、30卡合于軸承殼體12的卡合切口 15、15且卡止于上述階梯部,并且卡合突條32卡合于卡合槽16。
[0087]所以，在本實(shí)施方式的徑向箔軸承3中，除了與圖2A?圖3B所示的第一實(shí)施方式的徑向箔軸承3相同的效果之外，通過使卡合突條32卡合于卡合槽16，從而能夠相對(duì)于軸承殼體12更強(qiáng)地固定背部箔11 (背部箔片Ila)。
[0088]此外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，各種變更是可能的。
[0089]例如，在上述實(shí)施方式中由六個(gè)背部箔片Ila構(gòu)成背部箔11，但并不限于此。關(guān)于背部箔11，也可為由將一塊金屬箔成形為大致圓筒狀的單一部件構(gòu)成。另外，在由多個(gè)背部箔片Ila構(gòu)成的情況下，也可用二至五個(gè)或七個(gè)以上的背部箔片Ila來構(gòu)成背部箔11。
[0090]另外，在上述實(shí)施方式中，將卡合切口 15從軸承殼體12的內(nèi)周緣切口到外周緣而形成為槽狀，但并不限于此。如果從軸承殼體12的內(nèi)周緣向著外周緣延伸，那么也可以不到達(dá)外周緣，通過切口到其近前而形成卡合切口 15。
[0091]再者，在上述實(shí)施方式中，關(guān)于頂部箔10也不通過焊接將其固定而是使其一側(cè)IOa卡合于在軸承殼體12形成的槽13，由此收容和固定在軸承殼體12內(nèi)，但并不限于此。關(guān)于頂部箔10的固定，能夠包括焊接而進(jìn)行任意的固定。
[0092]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
依照本發(fā)明的徑向箔軸承，能夠獲得以下徑向箔軸承:關(guān)于其負(fù)荷能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)具有設(shè)計(jì)那樣的良好性能，其制造時(shí)的良品率提高，且其制造成本較低。
[0093]符號(hào)說明
I…旋轉(zhuǎn)軸、3…徑向箔軸承、10...頂部箔、11...背部箔(波箔)、lla…背部箔片、lllr..凹部、Ilc…凸部、12…軸承殼體、15…卡合切口、16…卡合槽、30...卡合突片、31...凹部、32…卡 合突條。
【權(quán)利要求】
1.一種徑向箔軸承，其外插于旋轉(zhuǎn)軸并支撐所述旋轉(zhuǎn)軸，其特征在于， 具備: 圓筒狀的頂部箔，其與所述旋轉(zhuǎn)軸相向地配置； 背部箔，其配置在所述頂部箔的徑方向外側(cè)；以及 圓筒狀的軸承殼體，其將所述頂部箔和所述背部箔在內(nèi)插的狀態(tài)下收容， 在所述軸承殼體的兩側(cè)面，分別形成有從所述軸承殼體的內(nèi)周緣向著外周緣延伸的卡合切口，在所述背部箔中，在所述軸承殼體的周方向上的一側(cè)的兩側(cè)端部分別設(shè)有卡合于所述卡合切口的卡合突片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向箔軸承，其特征在于， 所述背部箔具有沿著所述軸承殼體的周方向配置的多個(gè)背部箔片而構(gòu)成， 在所述背部箔片，分別形成有所述卡合突片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的徑向箔軸承，其特征在于，所述背部箔片中的彼此相鄰的一對(duì)背部箔片以各自的所述卡合突片接近的狀態(tài)配置，這些接近的一對(duì)卡合突片卡合于一個(gè)所述卡合切口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的徑向箔軸承，其特征在于， 在所述軸承殼體的內(nèi)周面，在相向的一對(duì)所述卡合切口之間形成有深度比所述卡合切口更淺的卡合槽， 在所述背部箔，在所述卡合突片之間設(shè)有高度比所述卡合突片更低的卡合突條， 所述卡合突片卡合于所述卡合切口，并且所述卡合突條卡合于所述卡合槽。
【文檔編號(hào)】F16C17/12GK103842671SQ201280047747
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】大森直陸, 田中亨 申請(qǐng)人:株式會(huì)社 Ihi