径向箔轴承

文档序号:1539384 发布日期:2020-02-14 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 径向箔轴承 (Radial foil bearing ) 是由 大森直陆 于 2018-06-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种径向箔轴承(3),其具备:外壳(12),其具有插通孔(12a);背箔(11),其配置于插通孔的内周面,且在插通孔延伸的轴向上的端缘具备缺口(26);以及卡合部件(30),其在穿过缺口的状态下安装于外壳,且在背箔的内周侧延伸至插通孔的周向上的缺口的形成范围外。(The present invention provides a radial foil bearing (3) which is provided with: a housing (12) having an insertion hole (12 a); a back foil (11) which is arranged on the inner peripheral surface of the insertion hole and has a notch (26) at the end edge in the axial direction where the insertion hole extends; and an engaging member (30) which is attached to the housing in a state of passing through the notch, and which extends outside the forming range of the notch in the circumferential direction of the insertion hole on the inner circumferential side of the back foil.)

径向箔轴承

技术领域

本公开涉及一种径向箔轴承。

本申请要求基于2017年6月27日在日本申请的特愿2017-124795号的优先权,并将其内容并入本文。

背景技术

以往,作为高速旋转体用的轴承,已知包围旋转轴使用的径向箔轴承。作为这样的径向箔轴承,公知如下结构,即,具备:形成轴承面的薄板状的顶箔;弹性地支撑该顶箔的背箔;以及容纳这些顶箔及背箔的圆筒状的外壳。作为径向箔轴承的背箔,例如使用将薄板成形为波形板状的凹凸箔。

在这样的径向箔轴承中,为了防止背箔从外壳脱落,例如使用焊接(点焊)。但是,如果使用焊接(点焊),则有时背箔、轴承外壳变形。其结果,有可能顶箔产生歪斜,对于轴承的载荷能力、动态特性(刚性和衰减性能)产生影响,得不到足够的支撑能力。因此,在下述专利文献1的径向箔轴承中,在外壳的内周面的轴向两侧端部设置卡合凸部,另外,在背箔的两侧周缘部形成卡合缺口,使这些卡合凸部和卡合缺口卡合,由此抑制背箔从外壳脱落。

另外,在下述专利文献2~4中也公开了径向箔轴承。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-100885号公报

专利文献2:日本特开2014-20463号公报

专利文献3:日本特开2014-37857号公报

专利文献4:日本特表2010-529390号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另外,在旋转轴插通外壳时,背箔被顶箔从上方(从径向内侧)按压。但是,在旋转轴插通于外壳之前,该按压力弱,背箔的卡合缺口可能从外壳的卡合凸部脱离。

本公开鉴于上述问题点而做成,目的在于抑制背箔从外壳的脱落。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题,本公开的一方案的径向箔轴承具备:外壳,其具有插通孔;背箔,其配置于上述插通孔的内周面,且在上述插通孔延伸的轴向上的端缘具备缺口;以及卡合部件,其在穿过上述缺口的状态下安装于上述外壳,且在上述背箔的内周侧延伸至上述插通孔的周向上的上述缺口的形成范围外。

另外,在本公开的上述一方案的径向箔轴承中,也可以是,上述卡合部件在上述背箔的内周侧延伸至比上述缺口的形成范围靠上述周向两侧。

另外,本公开的上述一方案的径向箔轴承也可以是,具备中间箔,该中间箔支撑于上述背箔,且在上述轴向上的端缘具备第二缺口,上述卡合部件在穿过上述缺口和上述第二缺口的状态下安装于上述外壳,且在上述中间箔的内周侧延伸至上述插通孔的周向上的上述第二缺口的形成范围外。

另外,在本公开的上述一方案的径向箔轴承中,也可以是,在上述外壳的上述轴向上的端面设有从上述插通孔的内周缘朝向径向外侧延伸的卡合槽,上述卡合部件与上述卡合槽的内表面抵接。

另外,在本公开的上述一方案的径向箔轴承中,也可以是,上述卡合部件以蓄能状态与上述卡合槽的内表面抵接。

另外,在本公开的上述一方案的径向箔轴承中,也可以是,具备盖体,该盖体安装于上述外壳的上述轴向的端面,且覆盖容纳有上述卡合部件的上述卡合槽。

发明效果

根据本公开,能够抑制背箔从轴承外壳的脱落。

附图说明

图1是表示应用本公开的径向箔轴承的涡轮机械的一例的侧视图。

图2是表示本公开的径向箔轴承的主视图。

图3是表示在本公开的径向箔轴承安装有盖体的状态的主视图。

图4是展开本公开的顶箔的示意图,(a)是俯视图,(b)是主视图。

图5是本公开的轴承外壳的第一槽的主要部分的示意图,(a)是分解立体图,(b)是俯视图,(c)是剖视图。

图6是放大了本公开的径向箔轴承的主要部分的立体图。

图7是将本公开的径向箔轴承的主要部分平坦化的示意图,(a)是俯视图,(b)是主视图。

图8是放大了本公开的卡合部件的主视图。

图9是表示本公开的卡合部件的一变形例的主视图。

图10是表示本公开的卡合部件的一变形例的主视图。

图11是表示本公开的卡合部件的一变形例的示意图,(a)是主视图,(b)是仰视图。

图12是表示本公开的卡合部件的一变形例的主视图。

具体实施方式

以下,参照附图,对本公开的径向箔轴承详细地进行说明。

图1是表示应用本公开的径向箔轴承的涡轮机械的一例的侧视图。

在图1中,符号1为旋转轴,符号2为设于旋转轴的轴向的一方侧的前端的叶轮,符号3为本公开的径向箔轴承。此外,在图1中省略地仅记载了一个径向箔轴承,但通常在旋转轴1的轴向上设有两个径向箔轴承。因此,在本实施方式中也设有两个径向箔轴承3。

径向箔轴承3以包围的方式设于旋转轴1。即,旋转轴1插通于径向箔轴承3。在旋转轴1的叶轮2与径向箔轴承3之间设有止推环4。在该止推环4的轴向两侧配置(插通)有止推轴承5。叶轮2配置于成为静止侧的外壳6内,且在与外壳6之间设有叶尖间隙7。

图2是表示本公开的径向箔轴承3的主视图。图3是表示在本公开的径向箔轴承3安装有盖体50的状态的主视图。

径向箔轴承3是以包围旋转轴1的方式设置而支撑该旋转轴1的轴承。径向箔轴承3具备顶箔9、中间箔10、背箔11以及轴承外壳12(外壳)。轴承外壳12具有供旋转轴1插通的插通孔12a。此外,本公开的形成有插通孔12a的轴承外壳12为圆筒状。

此外,在以下的说明中,有时以插通孔12a为基准对各部件的位置关系进行说明。具体来说,“轴向”是指插通孔12a延伸的方向(供旋转轴1插通的方向)。另外,“径向”是指插通孔12a的径向(即,与插通孔12a的中心轴(参照图2及3的符号O)正交的方向)。另外,“周向”是指沿着插通孔12a的内周面的周向(即,绕插通孔12a的中心轴的方向)。

轴承外壳12为构成径向上的径向箔轴承3的最外部的圆筒状的部件。在轴承外壳12的插通孔12a容纳有背箔11、中间箔10以及顶箔9。具体来说,背箔11支撑于插通孔12a的内周面,中间箔10支撑于背箔11,顶箔9支撑于中间箔10。此外,本公开的轴承外壳12为具备插通孔12a的圆筒状的部件。但是,如果具有插通孔12a,则轴承外壳12也可以是圆筒状以外的部件(例如棱柱状的部件)。

图4是展开本公开的顶箔9的示意图,(a)是俯视图,(b)是主视图。

如图4(a)所示,顶箔9为以周向为长边,以轴向为短边的大致矩形状的金属箔。如图2所示,该顶箔9卷绕成圆筒状,与旋转轴1的外周面对置配置。

如图4(a)所示,在顶箔9的长边方向上的一方的短边形成有第一凹凸部23a,该第一凹凸部23a具有向长边方向的一方侧突出的一个凸部21a和形成于凸部21a的短边方向两侧的两个凹部22a而构成。即,顶箔9的长边方向上的一方的短边具备向长边方向突出的一个凸部21a和与凸部21a的短边方向两侧延伸相接的台阶。

另外,在顶箔9的与该一方的短边相反的另一方的短边(位于长边方向上的另一方侧的短边)形成有第二凹凸部23b,该第二凹凸部23b具有在短边方向上分离的两个凸部21b和位于该两个凸部21b之间的一个凹部22b而构成。或者,在顶箔9的位于长边方向的另一方侧的短边具备向长边方向的上述一方侧凹陷的凹部22b和位于凹部22b的短边方向两侧的台阶。

第二凹凸部23b的凹部22b与第一凹凸部23a的凸部21a对应地形成。另外,第一凹凸部23a的凹部22a与第二凹凸部23b的凸部21b对应地形成。也就是,凹部22b的短边方向的间隔的最小值比凸部21a的短边方向的宽度的最大值更大。本公开的凹部22b的长边方向的间隔(凹陷深度)和凸部21a的长边方向的间隔(长度)在长边方向上恒定。

第二凹凸部23b的凹部22b形成为,在以第一凹凸部23a和第二凹凸部23b重叠的方式将顶箔9卷成圆筒状时,使凸部21a在凹部22b内穿过。同样地,第一凹凸部23a的凹部22a形成为,在将顶箔9卷成圆筒状时,使凸部21b在该凹部22a内穿过。

如图2所示,穿过凹部22b、22a的凸部21a、21b分别被引出到轴承外壳12侧(径向外侧)。即,如果从轴向观察配置于插通孔12a的内周侧(即,径向内侧)的顶箔9,则凸部21a和凸部21b交叉。另外,顶箔9的凸部21a在轴向上位于两个凸部21b之间。在轴承外壳12侧,在插通孔12a的内周面形成有从轴向的一方的端面12b到另一端面12b连续的第一槽13。

图5是本公开的轴承外壳12的第一槽13的主要部分的示意图,(a)是分解立体图,(b)是俯视图,(c)是剖视图。

如图5(a)及图5(b)所示,在轴承外壳12分别形成有与第一槽13的两端部连通的第二槽14。第二槽14分别形成于轴承外壳12的轴向上的两端面12b,从轴承外壳12的内周缘朝向径向外侧延伸。

在第一槽13的在周向上互相对置的内表面分别形成有第三槽15。第三槽15遍及第一槽13的全长而形成。第三槽15的截面形状为U字状(半圆弧状)。第三槽15形成于第一槽13的径向上的开口端,即比轴承外壳12的内周面(插通孔12a)深的位置(径向外侧)。如图2所示,穿过凹部22b、22a的凸部21a、21b***该第三槽15。

如图5(a)所示,在第一槽13及第二槽14嵌入有嵌插具16。如图5(a)~图5(c)所示,嵌插具16具有容纳于第一槽13的杆状(四棱柱状)的基部17、形成于基部17且与第二槽14卡合的一对折弯片18、以及形成于基部17且向与折弯片18在径向上相反的一侧突出的两个隔壁片19。

基部17以其上表面(隔壁片19侧的面)比第一槽13的开口稍微下沉的状态(位于径向外侧的状态)容纳于第一槽13。折弯片18在轴向上与第二槽14的底面抵接。另外,折弯片18在径向上不从轴承外壳12的外周面突出。折弯片18通过在轴向两侧与轴承外壳12抵接,抑制嵌插具16的轴向上的移动。

如图5(b)、(c)所示,在将基部17在轴向上大致三等分的两个位置分别形成有隔壁片19。如图5(c)所示,隔壁片19具有与第一槽13的开口位置相同的高度,或者比第一槽13的开口位置稍微突出的程度的高度。隔壁片19通过将基部17的上表面大致三等分,从而在轴向上形成三个卡合槽20。

穿过了凹部22b、22a的凸部21a、21b分别与三个卡合槽20卡合。而且,如图2所示,其前端部***到第三槽15。凸部21a、21b***到第三槽15,从而周向上的顶箔9的移动(旋转)被抑制。也就是,顶箔9的周向的两端与轴承外壳12或者安装于轴承外壳12的部件抵接。其结果,对顶箔9的周向的两端作用阻力。

另外,顶箔9随着朝向周向的两端,以楔状(沿着卷成圆筒状的顶箔9的切线方向的倾斜状)接近轴承外壳12的插通孔12a。换句话说,随着朝向顶箔9的周向的两端,顶箔9与插通孔12a的内周面的间隔逐渐变窄。同样地,顶箔9随着朝向周向的两端,以楔状接近后述的中间箔10。换句话说,随着朝向顶箔9的周向的两端,顶箔9与中间箔10的间隔逐渐变窄。另外,凸部21a、21b与卡合槽20卡合,从而轴向上的顶箔9的移动被抑制。

在本实施方式中,上述的第一凹凸部23a及第二凹凸部23b设于顶箔9,但本公开不限于该结构。也可以是,以在顶箔的周向两端设有第一凹凸部和第二凹凸部,第一凹凸部具备凸部和凹部至少各一个,第二凹凸部具备凸部和凹部至少各一个,在以第一凹凸部和第二凹凸部重叠的方式将顶箔卷成圆筒状的状态下,第一凹凸部的凸部通过第二凹凸部的凹部,第二凹凸部的凸部通过第一凹凸部的凹部。在该情况下,第一槽13、嵌插具16的构造只要根据第一凹凸部、第二凹凸部具备的凸部及凹部的数量适当地变更即可。另外,也可以使第一凹凸部、第二凹凸部具备的凸部及凹部的数量比本实施方式中的数量多。例如,也可以是,第一凹凸部具备两个凸部和三个凹部,第二凹凸部具备三个凸部和两个凹部。

在本实施方式的第一槽13设有两个第三槽15,但本公开不限于该结构,也可以使用其它结构。例如,也可以在第一槽13的开口端设置用于卡定顶箔的周向两端的突出片来取代第三槽15。

回到图4(b),顶箔9在形成有第一凹凸部23a的一侧(一方的短边侧)和形成有第二凹凸部23b的一侧(另一方的短边侧)形成有相比它们之间的中央部厚度薄(薄壁)的薄壁部24。如图2所示,这些薄壁部24的外周面(轴承外壳12侧的面)相比中央部的外周面凹陷而成为薄壁。如图2所示,薄壁部24的周向的长度L设为与从第一槽13到背箔11的端部的山部11c的一个的量相应的长度。在本公开中,配置于轴承外壳12的顶箔9在外周面侧具备台阶,经由该台阶成为薄壁。另外,薄壁部24从顶箔9的周向的两端延伸至越过最近的山部11c的周向位置。

如图2所示,在轴承外壳12的轴向的两端面12b形成有多对从插通孔12a的内周缘(内周面)朝向径向外侧延伸的一对卡合槽25。也就是,轴承外壳12的轴向上的端面12b具备延伸至轴承外壳12的内周面的凹部。本公开的卡合槽25分别形成于将轴承外壳12的端面12b沿周向大致分三等分的位置。而且,在这些卡合槽25卡合有后述的卡合部件30(卡合销)。此外,在本实施方式中,在三对卡合槽25中的两对卡合槽25之间配置有第一槽13。另外,卡合槽25的一对在径向上与第一槽13对置。

本实施方式的卡合槽25从插通孔12a的内周缘(内周面)形成到轴承外壳12的外周缘(外周面),但本公开不限于此。例如,卡合槽也可以从插通孔12a的内周缘(内周面)形成至构成轴承外壳12的板部件的厚度方向(径向)上的中间位置。即,卡合槽也可以不到达轴承外壳12的外周缘。

背箔11配置于轴承外壳12的插通孔12a的内周面。背箔11为弹性地支撑中间箔10及顶箔9的箔(薄板)。作为这样的背箔11,可以使用例如凹凸箔、日本特开2006-57652号公报、日本特开2004-270904号公报等记载的弹簧箔、日本特开2009-299748号公报等记载的背箔等。在本实施方式中,使用凹凸箔作为背箔11。

本公开的背箔11由沿插通孔12a的内周面配置的三个(多个)背箔片11a构成。就背箔片11a而言,箔(薄板)在周向上为波形板状。从轴向观察时,三个背箔片11a以整体成为大致圆筒状的方式弯曲。也就是,背箔片11a支撑于插通孔12a的内周面。在本公开中,三个背箔片11a形成为相同的形状、尺寸。因此,这些背箔片11a将插通孔12a的内周面在周向上大致三等分地配置。

背箔片11a在周向上交替形成有向径向内侧突出的山部11c和从山部11c观察向径向外侧突出的谷部11b。谷部11b具有与轴承外壳12对置的平坦部,该平坦部可以与插通孔12a的内周面抵接。另外,山部11c可以与中间箔10(中间箔片10a)抵接。这样,背箔片11a通过山部11c隔着中间箔片10a弹性地支撑顶箔9。此外,背箔片11a的周向两端均为谷部11b。

图6是放大了本公开的径向箔轴承3的主要部分的立体图。图7是将本公开的径向箔轴承3的主要部分平坦化的示意图,(a)是俯视图,(b)是主视图。

如图6及图7(a)所示,背箔片11a在轴向的两端缘分别具备缺口26。这些缺口26形成于背箔片11a的谷部11b。

缺口26形成于背箔片11a的周向两端之间的周向位置(在本公开中,周向上的背箔片11a的中央位置)。即,对于背箔片11a,在轴向的两端缘的相应的周向位置,在轴向上存在凹陷。如图6所示,该缺口26配置于与轴承外壳12的卡合槽25对应的位置,即与卡合槽25重合的位置。换句话说,缺口26在轴向及周向上配置于与卡合槽25同等的位置。另外,缺口26的宽度(周向的宽度)形成为比卡合槽25的宽度(周向的宽度)小。也就是,缺口26的周向两端位于卡合槽25的周向两端之间的周向位置。

回到图2,中间箔10配置于顶箔9与背箔11之间。在本公开中,中间箔10由沿插通孔12a的内周面配置的三个中间箔片10a构成。如图7(a)所示,中间箔片10a的展开形状形成为大致矩形状。如图2所示,从轴向观察时,三个中间箔片10a以整体成为大致圆筒状的方式弯曲。在本公开中,三个中间箔片10a都形成为相同的形状、尺寸。因此,这些中间箔片10a将插通孔12a的内周面在周向上大致三等分地配置。

如图7(a)所示,中间箔片10a的外形具有与背箔片11a的外形大致相等的大小。如图7(b)所示,该中间箔片10a具有与背箔11的山部11c的顶部相接的平面部10b和相比平面部10b向径向外侧凹陷(突出)的凹部10c。即,该凹部10c从顶箔9分离。如图7(a)所示,凹部10c形成于中间箔片10a的周向两端之间的周向位置(在本公开中,周向上的中间箔片10a的中央位置)。

本公开的凹部10c具有位于比平面部10b靠径向外侧且沿周向平坦的底部和位于该底部的周向两端且朝向平面部10b向径向内侧延伸的锥形部。一对锥形部的间隔随着从径向外侧朝向内侧而扩大。如图6所示,周向上的凹部10c的底部的宽度比周向上的背箔片11a的谷部11b的平坦部的宽度长。此外,在山部11c和谷部11b都具有一个峰值且周期性地形成的情况下,本公开中的谷部11b的周向的宽度设为山部11c的峰值与谷部11b的峰值的径向位置的中间的径向位置处的背箔片11a的山部11c和谷部11b的周向间隔中的较小的一方的间隔。

中间箔片10a的厚度比背箔片11a薄。中间箔10的刚性为背箔11的刚性的一半以下。如图6所示,中间箔片10a在轴向的两端缘分别具备缺口27(第二缺口)。这些缺口27形成于中间箔片10a的凹部10c。缺口27形成于中间箔片10a的周向两端之间的周向位置(在本公开中,周向上的中间箔片10a的中央位置)。即,对于中间箔片10a,在轴向的两端缘的相应的周向位置存在轴向的凹陷。

通过对形成于平面部10b与平面部10b之间的凹部10c的底部的一部分朝向轴向上的中间箔片10a的中央部进行切除而形成本公开的缺口27。缺口27形成于与轴承外壳12的卡合槽25及背箔片11a的缺口26对应的位置,即与卡合槽25及缺口26在周向上重叠的位置。换句话说,缺口27在轴向及周向上配置于与卡合槽25及缺口26同等的位置。缺口27的宽度(周向的宽度)形成为比卡合槽25的宽度(周向的宽度)小,且与缺口26的宽度(周向的宽度)相同。在这些卡合槽25、缺口26以及缺口27卡合有卡合部件30。

图8是放大了本公开的卡合部件30的主视图。

如图8所示,卡合部件30安装于轴承外壳12,且穿过缺口26及缺口27,并在开设有该缺口27的中间箔10(中间箔片10a)的内周侧(径向内侧)延伸至周向上的缺口27的形成范围W外。本公开的缺口27在周向上具有与背箔11(背箔片11a)的缺口26相同的形成范围W,因此可以说卡合部件30延伸至周向上的缺口26的形成范围W外。此外,本公开的卡合部件30由一个板状的部件构成。

换句话说,卡合部件30在穿过缺口26及缺口27的状态下安装于轴承外壳12,且在中间箔10(中间箔片10a)的内周侧(径向内侧)延伸至插通孔12a的周向上的缺口27的形成范围W外。

此外,本实施方式的卡合部件30为与背箔11及中间箔10均不同的部件。

另外,本实施方式的卡合部件30为一体形成的部件。也就是,卡合部件30具备与卡合槽25的周向一方侧的面面对面的第一部位、与卡合槽25的周向另一方侧的面面对面的第二部位、以及连接上述第一部位及上述第二部位的第三部位。另外,本实施方式的卡合部件30具备缩颈部。也就是,在卡合部件30形成有随着从径向内周侧朝向径向外周侧,卡合部件30的周向宽度缩小的部位和扩大的部位,上述缩颈部由这些部位形成。在本实施方式中,缺口26及缺口27在径向上配置于相当于卡合部件30的上述缩颈部的位置。

卡合部件30具备与轴承外壳12的卡合槽25卡合的卡合部31、插通(或者嵌插)缺口26及缺口27的插通部32、以及与中间箔10(背箔11)的内周侧对置的返回部33。卡合部31与卡合槽25的周向两端的内表面25a分别抵接。卡合槽25的内表面25a在周向上隔开间隔对置,且在径向上平行地延伸。卡合部31形成为与卡合槽25的内表面25a分别在径向上以预定宽度接触的矩形框状。另外,卡合部31的在周向的一方侧与内表面25a对置的部分与卡合部31的在周向的另一方侧与内表面25a对置的部分之间存在在周向上成为空隙的区域。另外,卡合部31从内表面25a以具有R(弯曲形状)等的方式平滑地分离。即,卡合部31的矩形框的角部为弯曲形状。

插通部32从矩形框状的卡合部31的上部朝向径向内侧平行延伸。插通部32从卡合部31形成有两个,且互相分离。另外,插通部32和卡合部31以具有R(弯曲形状)等的方式平滑地连接。另外,插通部32在轴向上与中间箔片10a及背箔片11a抵接。返回部33形成为,从朝向径向内侧平行延伸的插通部32的前端部向在周向上互相相反的方向弯曲。也就是,卡合部件30具备向在周向上相反的方向延伸的一对返回部33。一对返回部33容纳于中间箔10的凹部10c,且位于比凹部10c的开口位置(上端、径向内侧端部)靠径向外侧。

换句话说,本公开的卡合部件也可以包括:安装于轴承外壳12的卡合部;与该卡合部连接,并且通过缺口26及缺口27而配置的插通部;以及与该插通部连接,并且向周向的至少一侧突出并延伸至缺口27的形成范围W外的返回部。

本公开的卡合部件30在中间箔10(背箔11)的内周侧(周向内侧的面)遍及比缺口27(缺口26)的形成范围W大的范围延伸。具体来说,如果将一对返回部33的向相反的方向延伸的两端部间的宽度设为W1,则具有W1>W的关系。此外,如果将插通部32的宽度(周向的宽度)设为W2,则具有W1>W>W2的关系。另外,如果将卡合部31的宽度(周向的宽度)设为W3,则具有W3>W1>W>W2的关系。此外,W3也可以比W1小。另外,W1遍及比背箔11的谷部11b大的范围延伸。另外,卡合部件30不从平面部10b向径向内侧突出。另外,将卡合部件30的板状的部件的厚度设为T,W1-W2+2T>W2成立。

卡合部件30以蓄能状态与卡合槽25的内表面25a抵接。本公开的卡合部件30通过将一张板簧(弹性部件)折弯成大致C形(瓶形)而形成。卡合部件30的卡合部31以在周向上稍微收缩的状态与卡合槽25卡合。由此,在卡合部31作用有想要在周向上打开的回弹。由此,在卡合部31与卡合槽25的内表面25a之间出现摩擦力,卡合部件30保持于轴承外壳12。此外,本公开的“蓄能状态”是指弹性压缩状态。

回到图3,在轴承外壳12的轴向的两端面12b分别安装有盖体50。盖体50覆盖容纳有卡合部件30的卡合部31的卡合槽25的至少一部分。盖体50与卡合部31的至少一部分在轴向上对置。本公开的盖体50形成为沿着轴承外壳12的周向的圆环板状。盖体50的内周缘的直径比轴承外壳12的内周缘的直径大,盖体50的外周缘的直径比轴承外壳12的外周缘的直径小。

盖体50在卡合槽25的附近通过螺钉51螺纹固定于形成于轴承外壳12的螺纹孔52(参照图2)。本公开的盖体50在将轴承外壳12的端面12b在其周向上大致三等分的位置被螺纹固定。根据上述结构,在轴承外壳12的端面12b安装有覆盖容纳有卡合部件30的卡合槽25的盖体50,因此能够抑制卡合部件30从轴承外壳12沿轴向脱离。此外,盖体50向轴承外壳12的安装方法没有特别限制。

接下来,对由这样的结构构成的径向箔轴承3的作用进行说明。

在旋转轴1停止的状态下,顶箔9被背箔11(三个背箔片11a)经由中间箔10(三个中间箔片10a)向旋转轴1侧施力,从而与旋转轴1紧贴。此外,在本实施方式中,由于顶箔9的两端部为薄壁部24,因此在这些薄壁部24,紧固旋转轴1的力(局部的预载荷)比没有薄壁部24的情况缓和。

然后,如果使旋转轴1沿图2中的箭头P方向起动,则最初以低速开始旋转,之后逐渐加速而以高速旋转。于是,如图2中箭头Q所示,周围流体从顶箔9、中间箔10、背箔11的各自的一端侧被引入,流入顶箔9与旋转轴1之间。由此,在顶箔9与旋转轴1之间形成流体润滑膜。

该流体润滑膜的膜压作用于顶箔9,经由与该顶箔9相接的中间箔10按压背箔片11a的各个山部11c。于是,背箔片11a由于被中间箔10按压而其山部11c扩展,由此背箔片11a想要在轴承外壳12上沿其周向移动。即,背箔片11a(背箔11)经由中间箔10弹性地支撑顶箔9,因此在从顶箔9受到载荷时,通过在其周向上变形,从而容许顶箔9、中间箔10的挠曲,对其进行支撑。

在此,如图8所示,在背箔片11a的形成于轴向的端缘的缺口26插通有卡合部件30。卡合部件30卡合于轴承外壳12的卡合槽25,通过该卡合部件30插通于缺口26,从而周向上的背箔片11a的旋转被抑制。因此,背箔片11a的各个山部11c夹着卡合部件30卡合着的缺口26在周向上变形(移动)。

卡合部件30的插通部32与背箔片11a抵接,轴向上的背箔片11a的移动也被抑制。而且,如图8所示,卡合部件30在开设有缺口26的背箔11的内周侧延伸至插通孔12a的周向上的缺口26的形成范围W外。也就是,对于卡合部件30,在开设有缺口26的背箔11的内周侧形成有返回部33,这成为径向上的背箔片11a的防脱部。由此,背箔片11a的脱落被抑制。

与背箔片11a相同地,在中间箔片10a也形成有缺口27,且插通有卡合部件30。因此,中间箔片10a的脱落也被抑制。中间箔片10a在从顶箔9向背箔片11a传递载荷时,与顶箔9及背箔片11a一同挠曲,但此时在中间箔片10a与顶箔9、背箔片11a之间产生“滑动”。即,如果因旋转轴1的轴振动而在流体润滑膜产生压力变动,则压力变动传递到顶箔9,产生该“滑动”。因为该“滑动”引起因摩擦而产生能量散逸,使膜压变动衰减,因此抑制了旋转轴1的轴振动。

另外,因旋转轴1的轴振动而产生的变动载荷(加荷和卸荷的反复)作用于背箔片11a,在载荷为卸荷侧时,背箔片11a从轴承外壳12的插通孔12a的内周面稍微浮起。此时,卡合部件30的返回部33挂住背箔片11a(中间箔片10a),卡合部件30与背箔片11a一起被顶起。在此,卡合部件30与轴承外壳12的卡合槽25的内表面25a抵接,因此在卡合部件30与卡合槽25的内表面25a之间产生“滑动”,这引起因摩擦而产生的能量散逸,作为衰减发挥作用。

这样,根据上述的本实施方式,通过采用如下结构,能够抑制背箔11的从轴承外壳12的脱落,该结构为,具备:具有插通孔12a的轴承外壳12;配置于插通孔12a的内周面,且在插通孔12a延伸的轴向上的端缘具备缺口26的背箔11;以及安装于轴承外壳12,且穿过缺口26,并在开设有该缺口26的背箔11的内周侧延伸至插通孔12a的周向上的缺口26的形成范围W外的卡合部件30。

以上参照附图对本公开的一个实施方式进行了说明,但本公开不限于上述实施方式。在上述的实施方式中示出的各结构部件的各种形状、组合等为一个例子,在不脱离本公开的主旨的范围内能够基于设计要求等进行各种变更。

例如,作为卡合部件30,可采用图9~图12所示的变形例。此外,在以下的说明中,对与上述的实施方式相同或相似的结构标注相同的符号,并简化或者省略其说明。

图9所示的卡合部件30A具有在将一张板簧对折后在其折痕侧卷绕的结构。该卡合部件30A具备:外形(沿插通孔12a的轴向观察)卷成四边形的卡合部31a;从卡合部31a的一个角部延伸的一对插通部32a;以及从一对插通部32a的前端部向相反的方向弯曲的一对返回部33a。在本变形例中,在卡合部件30A的与卡合槽25的周向一方侧的内表面25a抵接的部位和与周向另一方侧的内表面25a抵接的部位之间存在在周向上成为空隙的区域。另外,相应部位的径向外侧连结,且径向内侧分离。也就是,在与轴向正交的截面中,成为空隙的区域的径向内侧被释放。另外,上述对折的折弯的前端侧弯曲,朝向径向内侧接近插通部32a。根据该结构,卡合部31a卷成两层,因此能够使相对于卡合槽25的内表面25a的回弹比上述实施方式大。即,能够使以弹性压缩状态配置于卡合槽25的卡合部31a的对卡合槽25的内表面的作用力比上述实施方式提高。

图10所示的卡合部件30B具有将一张板簧不对折而形成的结构。该卡合部件30B具备:将板折弯成四边形(或コ字状)的卡合部31b;不具有板彼此的周向上的重合的插通部32b;以及从插通部32b的前端部向周向外侧弯曲的返回部33b。也就是,在本变形例的卡合部件30B中,在与卡合槽25的周向一方侧的内表面25a抵接的部位和与周向另一方侧的内表面25a抵接的部位之间也存在在周向上成为空隙的区域。另外,相应部位的径向外侧被连结,径向内侧分离。也就是,在与轴向正交的截面中,成为空隙的区域的径向内侧释放。另外,返回部33b从插通部32b的径向内侧位置沿相对于从插通部32b的径方外侧向内侧延伸的方向形成钝角的方向延伸。根据该结构,返回部33为一个。

即,本公开的卡合部件也可以构成为,在穿过缺口26及缺口27的状态下安装于轴承外壳12,且在中间箔10(中间箔片10a)的内周侧仅向插通孔12a的周向的一方侧延伸。例如,在以上的实施方式中使用了一对返回部33,但也可以构成为返回部33仅设有一个。

图11(a)所示的卡合部件30C具有将H形的一张板簧折弯而成的结构。此外,图11(b)是图11(a)的A向视图(仰视图)。该卡合部件30C具备:具有折回部31c1、31c2的卡合部31c;从卡合部31c向上侧(径向内侧)延伸的一对插通部32c;以及从一对插通部32c的前端部向相反的方向弯曲的一对返回部33c。也就是,本变形例的卡合部件30C具备返回部33c和从返回部33c朝向径向外侧延设的部位。另外,具备从朝向该径向外侧延伸设置的部位互相向在周向上分离的侧延伸设置的部位。另外,具备从相应向在周向上分离的侧延伸设置的部位的接近卡合槽25的内表面25a的位置向径向内侧延伸设置的部位。该从接近内表面25a的位置向径向内侧延伸设置的部位在径向内侧终止。另外,该从返回部33c朝向径向外侧延伸设置的部位的轴向的一方的侧在周向上被连结。折回部31c1为H形的板簧的左右的折回部。折回部31c2为H形的板簧的两脚部的折回部。根据该结构,在卡合部31中,折回部31c1、31c2的两个方向的回弹发挥作用。

图12所示的卡合部件30D具有从一张板簧切下而成的结构。该卡合部件30D具备:四边形实心的卡合部31d;从卡合部31d的上部(径向内端)延伸的插通部32d;以及从插通部32d的前端部向相反的方向延伸的一对返回部33d。根据该结构,可以通过冲压加工等形成卡合部件30D,因此卡合部件30D的成形变得容易。

另外,例如,在上述实施方式中示例了卡合部31的宽度(周向的宽度)比插通部32的宽度(周向的宽度)大的结构。但是,也可以采用卡合部31的宽度(周向的宽度)与插通部32的宽度(周向的宽度)相同的T形的卡合部件30。

另外,在上述实施方式中示例了具备中间箔10的径向箔轴承3。但是,也可以构成为,没有中间箔10,卡合部件30仅挂住背箔11。

即,在不设置中间箔的情况下,本公开的卡合部件也可以在穿过缺口26的状态下安装于轴承外壳12,在背箔11(背箔片11a)的内周侧(径向内侧)延伸至插通孔12a的周向上的缺口26的形成范围外。在该情况下,卡合部件的返回部也可以容纳于背箔11的谷部11b内,也可以构成为在周向上仅配置于相当于谷部11b的范围内。

换句话说,在不设置中间箔的情况下,本公开的卡合部件也可以包括:安装于轴承外壳12的卡合部;与该卡合部连接,并且穿过缺口26而配置的插通部;以及与该插通部连接,并且向周向的至少一方侧突出并延伸至缺口26的形成范围外的返回部。

另外,在上述实施方式中示例了具备盖体50的径向箔轴承3。但是,例如,在卡合槽25的内表面25a形成有抑制卡合部件30的轴向的脱离的燕尾槽等的情况下,也可以不具有盖体50。

另外,例如,也可以对卡合槽25的内表面25a设置调整摩擦的涂层。作为该涂层,能够使用铜涂层。

另外,在上述实施方式中,例如,如图2所示,对在轴承外壳12的轴向的两端面12b形成有从插通孔12a的内周缘朝向径向外侧延伸的一对卡合槽25的结构进行了示例,但卡合槽25也可以是仅形成于轴承外壳12的轴向的一方的端面12b的结构。另外,也可以是仅在该一方的端面12b安装有盖体50的结构。

即,如果能够适当地保持背箔11、中间箔10,则也可以构成为背箔11的缺口26、中间箔10的缺口27以及卡合部件30仅设于轴向一方侧,而不设于另一方侧。

产业上的可利用性

本公开能够用于包围地支撑旋转轴的径向箔轴承。

符号说明

3—径向箔轴承,9—顶箔,10—中间箔,10a—中间箔片,11—背箔,11a—背箔片,12—轴承外壳(外壳),12a—插通孔,12b—端面,25—卡合槽,25a—内表面,26—缺口,27—缺口(第二缺口),30—卡合部件,31—卡合部,32—插通部,33—返回部,50—盖体,W—形成范围。

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