徑向箔軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具備頂部箔(10)、背部箔(11)、以及收容它們的軸承殼體(12)，支撐旋轉(zhuǎn)軸(1)的徑向箔軸承(3)。在軸承殼體(12)的兩側(cè)面，形成有從其外周緣延伸至內(nèi)周緣的卡合槽(15)。在背部箔(11)的兩側(cè)周緣部形成有切口(16)。在軸承殼體(12)的卡合槽(15)以及背部箔(11)的切口(16)，卡止有卡止部件(30)，卡止部件(30)具有卡合于這些卡合槽(15)和切口(16)的一對卡合腿(31)、以及在卡合腿(31)的一端側(cè)配置并將卡合腿(31、31)之間連接的連接部(32)。
【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)。本申請基于在日本于2011年8月I日申請的日本專利申請2011-168575號而主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援引于此。
【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。作為此種徑向軸承，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]在此種徑向箔軸承中，為了防止頂部箔、背部箔從軸承殼體脫落，其一端部(緊固端部)通過點(diǎn)焊而直接固定于軸承殼體，或者經(jīng)由墊片而間接固定于軸承殼體。
[0004]另外，替代上述基于焊接的固定，作為機(jī)械地固定的構(gòu)造，也已知將頂部箔、背部箔(波箔)的端部通過彎曲加工而彎曲并使該彎曲部卡合于在軸承殼體形成的卡合槽的構(gòu)造(例如，參照專利文獻(xiàn)I?3)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-033176號公報(bào)；
專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-017385號公報(bào)；
專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-061645號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
但是，若通過焊接進(jìn)行背部箔(波箔)對軸承殼體的固定，則熱輸入使得背部箔、軸承殼體變形，受到該影響而在頂部箔產(chǎn)生應(yīng)變。另外，即使使用專利文獻(xiàn)I?3所公開的構(gòu)造，也是通過彎曲加工來形成頂部箔、背部箔，因而在頂部箔產(chǎn)生應(yīng)變。即，通過頂部箔以及背部箔的彎曲加工而在各自產(chǎn)生應(yīng)變，但是背部箔支撐頂部箔。因此，背部箔的應(yīng)變影響到頂部箔，頂部箔的應(yīng)變進(jìn)一步變大。
[0007]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IOym左右，非常薄。因此，在頂部箔產(chǎn)生的微小的應(yīng)變對軸承的負(fù)載能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)造成不良影響。其結(jié)果，不能夠獲得具有與設(shè)計(jì)相同的性能的軸承。
[0008]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。但是，在該情況下，背部箔對軸承殼體的固定點(diǎn)變多。因此，在現(xiàn)有的基于焊接的固定中，焊接部位增加，使得工作量增加，制造成本增大。另外，若焊接部位增加，則若焊接的所有部位不能夠良好地焊接則不能作為產(chǎn)品出貨。因此，難以維持品質(zhì)，制造時(shí)的良品率的降低使得制造成本增大。
[0009]本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種減少在頂部箔產(chǎn)生的應(yīng)變并在軸承的負(fù)載能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)方面具有與設(shè)計(jì)相同的良好的性能、抑制了制造成本的徑向箔軸承。
[0010]用于解決問題的方案
本發(fā)明所涉及的方式的徑向箔軸承外插于旋轉(zhuǎn)軸且支撐上述旋轉(zhuǎn)軸。徑向箔軸承具備與上述旋轉(zhuǎn)軸相向地配置的圓筒狀的頂部箔、配置在上述頂部箔的徑方向外側(cè)的背部箔、以及將上述頂部箔和上述背部箔在內(nèi)插的狀態(tài)下收容的圓筒狀的軸承殼體。在上述軸承殼體的兩側(cè)面，形成有從上述軸承殼體的外周緣延伸至內(nèi)周緣的卡合槽。在上述背部箔的兩側(cè)周緣部，形成有切口。另外，在上述軸承殼體的上述卡合槽以及上述背部箔的上述切口，卡止有卡止部件，卡止部件具有卡合于上述卡合槽和上述切口的一對卡合腿、以及在上述卡合腿的一端側(cè)配置并將上述卡合腿之間連接的連接部。
[0011]在該情況下，使用具有一對卡合腿和連接部的卡止部件，使一對卡合腿分別卡合于背部箔的切口和軸承殼體的卡合槽。由此，將背部箔固定于軸承殼體。因此,能夠在不對背部箔進(jìn)行點(diǎn)焊、彎曲加工的情況下將背部箔收容、固定于軸承殼體內(nèi)。其結(jié)果，能夠防止因背部箔的點(diǎn)焊、背部箔的應(yīng)變的影響而在頂部箔產(chǎn)生應(yīng)變。另外，由于不需要背部箔的焊接，故能夠消除焊接缺陷引起的組裝缺陷、組裝的偏差。
[0012]另外，在上述徑向箔軸承中，優(yōu)選地，上述背部箔為沿著上述軸承殼體的周方向交替地形成與上述軸承殼體相接的凹部、以及與上述頂部箔相接的凸部的波板狀，上述背部箔的切口在上述凹部形成，上述連接部配置于上述頂部箔與上述背部箔之間。
[0013]在該情況下，背部箔以其凸部與頂部箔相接。因此，與在背部箔的凹部形成的切口卡合的卡止部件在其連接部不與頂部箔干涉的情況下配置。
[0014]另外，在上述徑向箔軸承中，優(yōu)選地，上述背部箔的切口在上述背部箔的周方向中央部形成。
[0015]背部箔彈性地支撐頂部箔。因此，背部箔當(dāng)從頂部箔受到載荷時(shí)沿其周方向變形，從而容許頂部箔的撓曲，支撐頂部箔。但是，當(dāng)背部箔沿周方向變形時(shí)，受到與軸承殼體之間的摩擦的影響，因而在自由端側(cè)處易于變形，但在固定端側(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，作為軸承整體而不能獲得均勻的支撐剛性。
[0016]在背部箔的周方向中央部形成背部箔的切口并在背部箔的周方向中央部進(jìn)行基于卡止部件的固定的情況，與由卡止部件固定背部箔的一端部的情況相比，背部箔的固定端(基于卡止部件的固定部)與自由端(背部箔的端部)之間的距離變?yōu)榇笾乱话?，自由端?cè)與固定端側(cè)之間的支撐彈性的差異變小。
[0017]另外，在上述徑向箔軸承中，優(yōu)選地，上述背部箔具有沿著上述頂部箔的周方向配置的多個(gè)背部箔片而構(gòu)成，在上述背部箔片，分別形成上述切口，并且上述卡止部件的卡合腿卡合于上述切口。
[0018]在該情況下，背部箔片的固定端與自由端之間的距離變短。因此，如上所述，自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性的差異變小，背部箔整體的支撐剛性的偏差進(jìn)一步變少。
[0019]另外，在上述徑向箔軸承中，優(yōu)選地，上述背部箔片的切口在上述背部箔片的周方向中央部形成。
[0020]在該情況下，各背部箔片的、自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性的差異進(jìn)一步變小，背部箔整體的支撐剛性的偏差進(jìn)一步變少。[0021]發(fā)明效果
依照本發(fā)明的徑向箔軸承，防止在背部箔產(chǎn)生應(yīng)變，頂部箔的應(yīng)變變少。其結(jié)果，能夠獲得在軸承的負(fù)載能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)方面具有與設(shè)計(jì)相同的良好的性能的徑向箔軸承。另外，不需要焊接而消除焊接缺陷引起的組裝缺陷、組裝的偏差，因而能夠通過制造時(shí)的良品率的提聞來降低制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]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)械的一例的模式圖。
[0023]圖2A是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的一個(gè)實(shí)施方式的概要構(gòu)成的圖，是徑向箔軸承的側(cè)面圖。
[0024]圖2B是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的一個(gè)實(shí)施方式的概要構(gòu)成的圖，是示出徑向箔軸承的主要部分的立體圖。
[0025]圖2C是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的一個(gè)實(shí)施方式的概要構(gòu)成的圖，是將圖2A的主要部分平坦化并模式地示出的側(cè)面圖。
[0026]圖2D是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的一個(gè)實(shí)施方式的概要構(gòu)成的圖，是圖2C的A-A線向視圖。
[0027]圖2E是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的一個(gè)實(shí)施方式的概要構(gòu)成的圖，是圖2C的B-B線向視剖面圖。
[0028]圖3是示出本發(fā)明所涉及的卡止部件的變形例的圖。
[0029]圖4A是示出本發(fā)明所涉及的徑向箔軸承的主要部分的立體圖。
[0030]圖4B是用于說明本發(fā)明所涉及的卡止部件的安裝方法的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]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識別的大小，適當(dāng)變更各部件的比例尺。
[0032]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、在旋轉(zhuǎn)軸的頂端部設(shè)置的葉輪2、徑向箔軸承3、推力環(huán)(thrust collar)4、推力軸承5、以及殼體6。此外，在圖1中省略且只記載一個(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)徑向箔軸承來構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸I的支撐構(gòu)造。因此，在本實(shí)施方式中，也設(shè)置兩個(gè)徑向箔軸承3。
[0033]在旋轉(zhuǎn)軸1，在形成了葉輪2的一側(cè)固定有推力環(huán)4。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。
[0034]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之間具有頂隙(chipclearance)I。
[0035]另外，在旋轉(zhuǎn)軸1，在與推力環(huán)4相比更中央側(cè)，外插有徑向箔軸承3。
[0036]圖2A至圖2E是示出適用于上述構(gòu)成的渦輪機(jī)械的徑向箔軸承的一個(gè)實(shí)施方式的圖。如圖2A所示，本實(shí)施方式的徑向箔軸承3外插于旋轉(zhuǎn)軸1，支撐旋轉(zhuǎn)軸1，為圓筒狀。徑向箔軸承3具備下列部分而構(gòu)成:與旋轉(zhuǎn)軸I相向地配置的圓筒狀的頂部箔10、配置在頂部箔10的徑方向外側(cè)的背部箔11、以及配置在背部箔11的徑方向外側(cè)的軸承殼體12。[0037]軸承殼體12構(gòu)成徑向箔軸承3的最外部，由金屬形成，為圓筒狀。軸承殼體12在其內(nèi)部收容背部箔11以及頂部箔10。在軸承殼體12的內(nèi)周面，沿著軸承殼體12的軸方向形成槽13。
[0038]S卩，在軸承殼體12的內(nèi)周面，遍及軸承殼體12的軸方向的全長形成槽13。槽13以其深度方向與后述頂部箔10的一側(cè)IOa所延伸的方向一致的方式形成。另外，槽13的深度為2_?5m左右。
[0039]另外，在軸承殼體12的外周面?zhèn)?，形成了與槽13連通的一對孔14。這些孔14如后所述地用于將插入槽13內(nèi)的頂部箔10的一側(cè)IOa固定于槽13內(nèi)。S卩，孔14是陽螺紋螺釘?shù)牟迦胗玫目?，在其?nèi)周面形成有陰螺紋部。
[0040]另外，如圖2A以及圖2B所示，在軸承殼體12的兩側(cè)面，形成有從軸承殼體12的外周緣延伸至內(nèi)周緣的3個(gè)卡合槽15。如圖2A所示，本實(shí)施方式的卡合槽15在將軸承殼體12的側(cè)面沿其周方向大致分割為3份的位置分別形成。后述卡止部件30卡止于這些卡止槽15。此外,在本實(shí)施方式中,在3個(gè)卡止槽15之中的2個(gè)卡止槽15之間配置槽13。
[0041]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號公報(bào)或日本特開2004-270904號公報(bào)等所記載的彈簧箔、或者日本特開2009-299748號公報(bào)等所記載的背部箔等。在本實(shí)施方式中，作為背部箔11使用波箔。但是，還可以將上述彈簧箔、背部箔用作背部箔。
[0042]如圖2A所示，背部箔(波箔)11由沿著頂部箔10的周方向配置的3個(gè)(多個(gè))背部箔片Ila構(gòu)成。在背部箔片Ila中，該箔(薄板)成形為波板狀，以其側(cè)面作為整體成為大致圓弧狀的方式成形。3個(gè)背部箔片Ila全部形成為相同形狀、尺寸。因此，這些背部箔片Ila以將軸承殼體12的內(nèi)周面大致分割為3份的方式配置。
[0043]另外，這些背部箔片Ila在隔著槽13的位置隔開一定程度的間隙而配置，在其以外的位置，相互的端部接近地配置。通過上述構(gòu)成，3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。
[0044]另外，如將圖2A的主要部分平坦化并模式地示出的圖2C所示，在成形為波板狀的背部箔片11a，沿著軸承殼體12的周方向，交替地形成與軸承殼體12相接的平坦的凹部Ilb和與頂部箔10相接的彎曲的凸部11c。背部箔片Ila尤其通過與頂部箔10相接的凸部Ilc而彈性地支撐頂部箔10。另外，在徑向箔軸承3的軸方向，形成基于凸部11c、凹部Ilb的流體通路。
[0045]另外，在這些背部箔片I la，如作為圖2C的A-A線向視圖的圖2D所示，在各自的周方向中央部(沿著軸承殼體12的周方向的方向的中央部)的兩側(cè)周緣部，形成有切口 16。如圖2B所示，切口 16在背部箔片Ila的凹部Ilb形成。由在凸部llc、llc之間形成的平坦部構(gòu)成的凹部Ilb從其側(cè)周緣朝向軸承殼體12的軸方向中心部被切掉而形成切口 16。切口 16在與軸承殼體12的卡合槽15對應(yīng)的位置、即與卡合槽15重合的位置形成。另外，切口 16的寬度以及深度以與卡合槽15的寬度以及深度相同的方式形成。
[0046]依照上述構(gòu)成，如圖2B所示，軸承殼體12的卡合槽15與背部箔片Ila的切口 16作為一個(gè)槽起作用。此外，優(yōu)選地，切口 16以不產(chǎn)生毛刺、不施加用力、也不產(chǎn)生應(yīng)變的方式使用蝕刻加工、放電加工而在箔形成。S卩，優(yōu)選地，在通過蝕刻加工、放電加工而在箔形成切口 16之后，進(jìn)行用于形成凸部11c、凹部Ilb的沖壓成型，形成背部箔片11a。[0047]卡止部件30卡止于這些卡止槽15和切口 16。如作為圖2C的B-B線向視剖面圖的圖2E以及圖2B所示，卡止部件30具有一對卡合腿31、31和在這些卡合腿31、31的一端側(cè)配置并將卡合腿31、31之間連接的連接部32?？ㄖ共考?0為匚字狀，一個(gè)卡合腿31卡合于徑向箔軸承3的一個(gè)側(cè)面?zhèn)鹊目ê喜?5和切口 16，另一個(gè)卡合腿31卡合于徑向箔軸承3的另一側(cè)面?zhèn)鹊目ê喜?5和切口 16。如圖2E所示，卡合腿31的長度大致等于軸承殼體12的厚度與背部箔片Ila的厚度之和。另外，如圖2C至圖2E所示，連接部32配置于背部箔片Ila的凹部Ilb與頂部箔10之間。
[0048]通過上述構(gòu)成，卡止部件30的卡合腿31同時(shí)卡合于軸承殼體12的卡合槽15和背部箔片Ila的切口 16。因此，作為將背部箔片Ila固定于軸承殼體12的固定元件而起作用。另外，卡止部件30通過其連接部32由頂部箔10覆蓋而防止從背部箔片Ila脫落。由此，卡止部件30將背部箔片Ila可靠地固定于軸承殼體12。
[0049]此外，卡止部件30的卡合腿31、連接部32的形狀可以如圖2B所示為四棱柱狀，另外，也可以是圓柱狀(圓棒狀)。它們的粗細(xì)為0.2?0.5mm左右。例如，在徑向箔軸承3的軸承尺寸為小35mmX (長度)35mm的情況下，背部箔片Ila以及頂部箔10的厚度為IOOiim左右。另外，背部箔片Ila的凸部Ilc的高度(相對于凹部Ilb的高度)為0.5mm左右。因此，通過使卡止部件30的粗細(xì)不足0.5mm (0.2?0.5mm左右)，從而如圖2B所示，卡止部件30的連接部32在不與頂部箔10接觸的情況下與頂部箔10分離地配設(shè)。S卩，卡止部件30、卡合腿31、以及連接部32不與頂部箔10干涉。
[0050]能夠例如將由厚度不足0.5mm的不銹鋼等構(gòu)成的金屬箔蝕刻加工成匚字狀而形成卡止部件30。另外,還能夠?qū)⒋旨?xì)不足0.5mm的金屬絲狀的金屬棒彎曲加工而形成卡止部件30。
[0051]如圖2A所示，頂部箔10以沿著由3個(gè)背部箔片Ila構(gòu)成的背部箔11的內(nèi)表面卷繞成圓筒狀的方式構(gòu)成。頂部箔10以一側(cè)IOa的頂端部卡合于在軸承殼體12形成的槽13的方式配設(shè)。另外，通過以軸承周方向?yàn)殚L邊、以軸承長度方向?yàn)槎踢叺木匦螤畹慕饘俨亻L邊的長度方向(軸承周方向)卷繞成圓筒狀而形成頂部箔10。
[0052]但是，頂部箔10不以上述金屬箔的兩端對接的方式卷繞，以一側(cè)IOa與另一側(cè)的外側(cè)重疊的方式卷繞。另外，一側(cè)IOa以沿在其以外的部分形成的圓筒部的既定位置處的切線方向延伸的方式形成。
[0053]另外，軸承殼體12中的槽13以其深度方向與頂部箔10的一側(cè)IOa的延伸方向一致的方式形成。
[0054]因此，頂部箔10以其一側(cè)IOa的延伸方向與槽13的深度方向一致的方式配置，該一側(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。
[0055]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由陽螺紋螺釘17固定于槽13內(nèi)。即，通過陽螺紋螺釘17螺合并插入孔14，使得一側(cè)IOa緊貼槽13的內(nèi)壁面而固定。此外，由對槽13的內(nèi)壁面的緊貼引起的一側(cè)IOa的變形是微小的。因此，幾乎沒有由該變形引起在頂部箔10產(chǎn)生應(yīng)變的情況
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較薄的薄壁部18。這些薄壁部18以成為其外周面(波箔11側(cè)的面)與頂部箔10的上述中央部的外周面相比凹陷的狀態(tài)的方式厚度薄化地形成。
[0056]薄壁部18例如通過蝕刻加工而將頂部箔10的兩端部以十U m單位控制、形成為所期望的厚度(薄度)。具體而言，在設(shè)為軸承徑0 35mm的情況下，若設(shè)頂部箔10的厚度為lOOiim，則薄壁部18的厚度以成為80 iim左右的方式形成。此外，在上述蝕刻加工中，與彎曲加工等相比，在頂部箔10產(chǎn)生的應(yīng)力極小。因此，也幾乎沒有因該加工而在頂部箔10產(chǎn)生應(yīng)變的情況
另外，薄壁部18的周方向的長度例如為對應(yīng)于槽13和位于槽13的兩側(cè)的、波箔11的端部的一個(gè)凸起程度的長度。
[0057]通過在頂部箔10的兩端部形成薄壁部18，這些兩端部(薄壁部18)變得容易彈性變形。因此，這些兩端部(薄壁部18)沿著構(gòu)成軸承殼體12的內(nèi)周面的曲面而成為曲面。由此，在頂部箔10的兩端部，也幾乎不產(chǎn)生夾緊旋轉(zhuǎn)軸I的力(局部預(yù)加載荷)。
[0058]S卩，在如以往那樣將頂部箔的一端部(緊固端部)通過點(diǎn)焊而固定于軸承殼體的情況下，在其兩端附近(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)。其結(jié)果，產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變高、或者運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)熱變高為設(shè)定以上等問題。與此相對，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)。
[0059]另外，將頂部箔10的兩端部的外周面以成為與上述中央部的外周面相比凹陷的狀態(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、以及薄壁部18與其端部的一個(gè)凸起程度之間形成間隙。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。
[0060]接著說明由上述構(gòu)成形成的徑向箔軸承3的作用。
[0061]在旋轉(zhuǎn)軸I停止的狀態(tài)下，頂部箔10通過被背部箔11 (3個(gè)背部箔片Ila)向旋轉(zhuǎn)軸I側(cè)施力而緊貼于旋轉(zhuǎn)軸I。
[0062]此外，在本實(shí)施方式中，頂部箔10的兩端部為薄壁部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)。
[0063]而且，如以圖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)，之后緩緩加速并以高速旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果，如圖2A中以箭頭Q所示，周圍流體從頂部箔10的一側(cè)IOa與背部箔片Ila的一端之間被引入，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。
[0064]該流體潤滑膜的膜壓作用于頂部箔10，推壓與頂部箔10相接的背部箔片Ila的各個(gè)凸部11c。其結(jié)果，背部箔片Ila被頂部箔10推壓，使得該凸部Ilc擴(kuò)張。由此，背部箔片Ila在軸承殼體12上沿其周方向運(yùn)動(dòng)。
[0065]S卩，背部箔片I Ia (背部箔11)彈性地支撐頂部箔10。因此，背部箔片I Ia (背部箔11)通過當(dāng)從頂部箔10受到載荷時(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。
[0066]但是，如圖2C所示，在背部箔片11a，在設(shè)于其側(cè)周緣部的切口 16插入并卡合有卡止部件30的卡止腿31，其作為與軸承殼體12之間的止轉(zhuǎn)件起作用。因此，背部箔片Ila的各個(gè)凸部Ilc以卡止部件30所卡止的切口 16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自身的中心不從固定位置偏移。
[0067]另外，當(dāng)背部箔片Ila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，雖然背部箔片Ila的兩端部(即自由端側(cè))容易變形(容易運(yùn)動(dòng))，但在上述固定點(diǎn)(固定端)側(cè)難以變形。
[0068]因此，在自由端側(cè)和固定端側(cè)，基于背部箔片Ila的支撐剛性中產(chǎn)生差異。
[0069]但是，在本實(shí)施方式中，在背部箔片Ila的周方向中央部形成切口 16，將卡止部件30的固定點(diǎn)作為背部箔片Ila的周方向中央部。因此，固定端與自由端之間的距離較短，上述自由端側(cè)與上述固定端側(cè)的支撐剛性的差異小。而且，在本實(shí)施方式中，將背部箔11分割為3個(gè)背部箔片11a。因此，與通過單一的箔形成背部箔11的情況相比，固定端與自由端之間的距離短，自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性的差異更小。
[0070]另外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸I以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，卡止部件30也限制背部箔片Ila的向軸方向的運(yùn)動(dòng)。因此，即使在意外的沖擊等作用的情況下，背部箔片Ila也不從軸承殼體12脫落。而且，卡止部件30為僅僅插入卡止槽15、切口 16的簡易的構(gòu)造。然而，由于頂部箔10覆蓋該連接部32并作為防脫件起作用，故不因沖擊等而脫落。
[0071]另外，在形成流體潤滑膜為止的狀態(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。但是，如上所述，依照本實(shí)施方式的徑向箔軸承3，在頂部箔10的兩端部不產(chǎn)生預(yù)加載荷，周圍流體所流入的側(cè)的頂部箔10為薄壁部18且為柔軟的。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)，則在早期形成流體潤滑膜，旋轉(zhuǎn)軸I相對于頂部箔10以非接觸狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。
[0072]在徑向箔軸承3中，使用卡止部件30，使一對卡合腿31分別卡合于背部箔片Ila的切口 16和軸承殼體12的卡合槽15。由此，將背部箔片IIa (背部箔11)固定于軸承殼體12，因而能夠在不對背部箔片Ila進(jìn)行點(diǎn)焊、彎曲加工的情況下將背部箔片Ila收容、固定于軸承殼體12內(nèi)。因此，能夠防止背部箔11 (背部箔片Ila)的點(diǎn)焊、背部箔11的應(yīng)變的影響引起在頂部箔10產(chǎn)生應(yīng)變，并使頂部箔10的應(yīng)變充分少。由此，能夠獲得在軸承的負(fù)載能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)方面具有與設(shè)計(jì)相同的良好的性能的徑向箔軸承。
[0073]另外，對于背部箔11，由于不需要現(xiàn)有的點(diǎn)焊、使應(yīng)變產(chǎn)生的彎曲加工，故能夠使制造的難易度降低，減少制造成本。即，消除焊接缺陷引起的組裝缺陷、組裝的偏差，因而制造時(shí)的良品率提高，能夠減少制造成本。另外，由于對于背部箔11不需要特別的彎曲加工，故能夠以高精度沖壓成型背部箔11。
[0074]而且，由于不需要背部箔11的焊接，故制造時(shí)的良品率、性能不受焊接的好壞影響。其結(jié)果，良品的再現(xiàn)性變高，量產(chǎn)性變高。
[0075]而且，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，也能夠以與基于焊接的固定相比較少的工作量來制造軸承。因此，能夠減少制造成本。
[0076]另外，以沿著頂部箔10的周方向配置的3個(gè)(多個(gè))背部箔片Ila構(gòu)成背部箔11，在這些背部箔片11a，分別形成切口 16。由此，縮短背部箔片11的固定端與自由端之間的距離，減小自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性的差異。因此，能夠減少在背部箔11整體中的支撐剛性的偏差。因此，能夠獲得在背部箔11整體中均勻的支撐剛性和滑動(dòng)態(tài)特性。其結(jié)果，能夠獲得具有較大的軸承負(fù)載能力、較高的軸承剛性能力以及衰減能力的徑向箔軸承。
[0077]另外，在背部箔片Ila的周方向中央部形成背部箔片Ila的切口 16。由此，進(jìn)一步縮短背部箔片11的固定端與自由端之間的距離，進(jìn)一步減小自由端側(cè)與固定端側(cè)之間的支撐剛性的差異。因此，能夠進(jìn)一步減少在背部箔11整體中的支撐剛性的偏差。其結(jié)果，能夠獲得具有更大的軸承負(fù)載能力、更高的軸承剛性能力以及衰減能力的徑向箔軸承。
[0078]此外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
[0079]例如，在上述實(shí)施方式中由3個(gè)背部箔片Ila構(gòu)成背部箔11，但是關(guān)于背部箔11，還可以通過將I片金屬箔成形為大致圓筒狀的單一物件構(gòu)成。另外，在通過多個(gè)背部箔片Ila構(gòu)成的情況下，還可以通過2個(gè)、或者4個(gè)以上的背部箔片Ila構(gòu)成背部箔11。
[0080]另外，在上述實(shí)施方式中，在背部箔片Ila的周方向中央部形成切口 16，使卡止部件30卡止于切口 16,從而將切口 16的形成部位作為背部箔片Ila的固定端(固定點(diǎn))，但是還可以如以往那樣在背部箔片Ila的端部形成切口 16。同樣地，在以單一物件構(gòu)成背部箔11的情況下，也可以在背部箔11的端部形成切口 16。
[0081]另外，關(guān)于卡止部件30，還可以使卡合腿31的長度比軸承殼體12的厚度與背部箔片Ila的厚度之和充分長，如圖3所示地將卡合腿31的頂端部向軸承殼體12的外周面?zhèn)葟澢?。由此，能夠?qū)⒈巢坎琹la(背部箔11)更牢固地固定于軸承殼體12。
[0082]另外，關(guān)于卡止部件30，還可以如圖4A所示，使卡合腿31的長度比軸承殼體12的厚度與背部箔片Ua的厚度之和充分長，在相當(dāng)于軸承殼體12的厚度與背部箔片Ila的厚度之和的位置形成凹入(折痕)33。為了通過卡止部件30將背部箔片lla(背部箔11)固定于軸承殼體12，與圖2A至圖2E所示的實(shí)施方式同樣地使卡合腿31卡合于切口 16、卡合槽15，使連接部32抵接于背部箔片Ila的凹部Ilb上。之后，將卡合腿31在凹入33的位置處彎曲而彎折，去除頂端側(cè)，從而如圖4B所示，以與圖2E相同的狀態(tài)使卡止部件30卡止、固定。
[0083]但是,在該例中,在使卡合腿31卡合于切口 16、卡合槽15之后，向下方拉伸卡合腿31的頂端側(cè)，在該狀態(tài)下保持既定時(shí)間。通過將背部箔片lla(背部箔11)向軸承殼體12側(cè)間接地拉伸，從而能夠使背部箔片Ila適應(yīng)軸承殼體12的內(nèi)周面。由此,能夠使背部箔片Ila的形狀為沿著軸承殼體12的內(nèi)周面的大致圓弧狀。
[0084]而且，在上述實(shí)施方式中，關(guān)于頂部箔10，也不將其通過焊接而固定，通過使其一側(cè)IOa卡合于在軸承殼體12形成的槽13從而收容、固定在軸承殼體12內(nèi)，但是關(guān)于頂部箔10的固定，能夠包括焊接而任意地進(jìn)行。
[0085]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
依照本發(fā)明的徑向箔軸承，能夠獲得背部箔以及頂部箔的應(yīng)變較少、在軸承的負(fù)載能力、動(dòng)態(tài)特性(剛性和衰減)方面具有與設(shè)計(jì)相同的良好的性能且制造成本低的徑向箔軸承。
[0086]符號說明
I旋轉(zhuǎn)軸 3徑向箔軸承 10頂部箔11背部箔(波箔)Ila背部箔片Ilb凹部Ilc凸部12軸承殼體15卡合槽16切口30卡止部件31卡合腿32連接部。
【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， 所述徑向箔軸承具備:與所述旋轉(zhuǎn)軸相向地配置的圓筒狀的頂部箔、配置在所述頂部箔的徑方向外側(cè)的背部箔、以及將所述頂部箔和所述背部箔在內(nèi)插的狀態(tài)下收容的圓筒狀的軸承殼體， 在所述軸承殼體的兩側(cè)面，形成從所述軸承殼體的外周緣延伸至內(nèi)周緣的卡合槽， 在所述背部箔的兩側(cè)周緣部，形成切口， 在所述軸承殼體的所述卡合槽以及所述背部箔的所述切口，卡止有卡止部件，所述卡止部件具有卡合于所述卡合槽和所述切口的一對卡合腿、以及在所述卡合腿的一端側(cè)配置并將所述卡合腿之間連接的連接部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向箔軸承，其特征在于， 所述背部箔是沿著所述軸承殼體的周方向交替地形成與所述軸承殼體相接的凹部、以及與所述頂部箔相接的凸部的波板狀的物件， 所述背部箔的切口在所述凹部形成， 所述連接部配置于所述頂部箔與所述背部箔之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的徑向箔軸承，其特征在于， 所述背部箔的切口在所述背部箔的周方向中央部形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的徑向箔軸承，其特征在于， 所述背部箔具有沿著所述頂部箔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，分別形成所述切口，并且所述卡止部件的卡合腿卡合于所述切口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的徑向箔軸承，其特征在于， 所述背部箔片的切口在所述背部箔片的周方向中央部形成。
【文檔編號】F16C27/02GK103717927SQ201280037811
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】大森直陸 申請人:株式會(huì)社 Ihi