径向箔轴承

文档序号:1539385 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:径向箔轴承(3)具备:具有插通孔(12a)的轴承壳体(12);收纳于插通孔的顶部箔(9);以及安装于插通孔延伸的轴向上的轴承壳体的端面的盖体(50、50A、50B),顶部箔以两端向轴承壳体侧被引出且交叉的状态卷成圆筒状,盖体与顶部箔的两端、以及安装于轴承壳体且与顶部箔卡合的卡合部件(16、16C)的至少任一方在轴向上对置。(A radial foil bearing (3) is provided with: a bearing housing (12) having an insertion hole (12 a); a top foil (9) received in the through hole; and a cover body (50, 50A, 50B) mounted on the end face of the bearing housing extending in the axial direction of the insertion hole, wherein the top foil is rolled into a cylindrical shape with both ends drawn out toward the bearing housing and intersecting, and the cover body is axially opposed to at least one of both ends of the top foil and engagement members (16, 16C) mounted on the bearing housing and engaged with the top foil.)

径向箔轴承

技术领域

本公开涉及径向箔轴承。

本申请主张基于2017年6月27日在日本提出的特愿2017-124796号的优先权,在此引用其内容。

背景技术

以往,作为高速旋转体用的轴承,公知有包围旋转轴来使用的径向箔轴承。作为这种径向箔轴承,公知有如下结构,具备:形成轴承面的薄板状的顶部箔;弹性地支撑该顶部箔的背部箔;以及收纳这些顶部箔以及背部箔的圆筒状的壳体。作为径向箔轴承的背部箔,例如使用将薄板形成为波板状的凹凸箔。

在这种径向箔轴承中,为了抑制顶部箔从轴承壳体脱落,在下述专利文献1中,在轴承壳体的内周面形成通槽,在通槽嵌入固定件,形成多个卡合槽。顶部箔具有在两端部具有第一凹凸部和第二凹凸部的金属箔卷成圆筒状的结构。在顶部箔的两端部向轴承壳体侧引出的多个凸部(两端)与上述多个卡合槽卡合,抑制顶部箔从轴承壳体脱落。

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:日本国特开2013-217425号公报

专利文献2:日本国特开2014-37857号公报

专利文献3:日本国特表2010-529390号公报

专利文献4:日本国特开2010-215980号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而,在上述现有技术中,为了将顶部箔组装到轴承壳体,必须在使顶部箔的两端交叉的状态下,使顶部箔的两端与嵌入轴承壳体的固定件的卡合槽卡合。为了实现这一点,需要将顶部箔倒圆成圆锥形状,以使其比轴承壳体的插通孔的内径小,并沿轴向***到轴承壳体的插通孔。这样,以往,为了将顶部箔组装到轴承壳体,需要作业者的技能和时间。

本公开是鉴于上述问题点而提出的方案,目的在于提高顶部箔相对于轴承壳体的组装作业性。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题,本公开的一个方案的径向箔轴承具备:轴承壳体,其具有插通孔;顶部箔,其收纳于上述插通孔;以及盖体,其安装于上述插通孔延伸的轴向上的上述轴承壳体的端面,上述顶部箔以两端向上述轴承壳体侧被引出且交叉的状态卷成圆筒状,上述盖体与上述顶部箔的两端、以及安装于上述轴承壳体且与上述顶部箔卡合的卡合部件的至少任一方在上述轴向上对置。

另外,在本公开的上述一个方案的径向箔轴承中,优选在上述插通孔形成有从上述轴承壳体的端面沿上述轴向延伸的通槽,上述顶部箔的两端收纳于上述通槽,上述盖体覆盖形成于上述轴承壳体的端面的上述通槽的敞开端的至少一部分。

另外,在本公开的上述一个方案的径向箔轴承中,优选在上述通槽收纳有上述卡合部件。

另外,在本公开的上述一个方案的径向箔轴承中,优选与上述通槽的底面对置的上述卡合部件的面为平坦的。

另外,在本公开的上述一个方案的径向箔轴承中,优选上述卡合部件具有与上述通槽的侧面和底面的角部对置的倒角部。

另外,在本公开的上述一个方案的径向箔轴承中,优选上述通槽的角部具有平滑地连接上述侧面和上述底面的弯曲面。

另外,在本公开的上述一个方案的径向箔轴承中,优选上述盖体铆接安装于上述轴承壳体。

另外,在本公开的上述一个方案的径向箔轴承中,优选上述盖体具有:圆环部,其与上述轴承壳体的端面对置;以及铆接部,其从上述圆环部的外缘延伸,与上述轴承壳体的位于上述插通孔的径向外侧的外周面对置。

发明的效果

根据本公开,能够提高顶部箔相对于轴承壳体的组装作业性。

附图说明

图1是表示应用了本公开的径向箔轴承的涡轮机的一例的侧视图。

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了盖体的状态的主视图。

图4是表示本公开的背部箔以及中间箔相对于轴承壳体的安装构造的立体图。

图5是将本公开的背部箔以及中间箔相对于轴承壳体的安装构造平坦化的示意图,图5(a)是俯视图,图5(b)是主视图。

图6是将本公开的顶部箔展开后的示意图,图6(a)是俯视图,图6(b)是主视图。

图7是本公开的轴承壳体的通槽中的主要部分的示意图,图7(a)是分解立体图,图7(b)是俯视图,图7(c)是沿A-A线观察的剖视图。

图8是沿图7的B-B线观察的剖视图。

图9是用于说明本公开中的卡合部件的制造工序的图。

图10是表示本公开的一个变形例中的径向箔轴承的主视图。

图11是表示本公开的一个变形例中的径向箔轴承的仰视图。

图12是表示安装于图11的轴承壳体之前的盖体的主视图。

图13是本公开的一个变形例中的径向箔轴承的通槽中的主要部分的示意图,图13(a)是分解立体图,图13(b)是俯视图,图13(c)是沿C-C线观察的剖视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本公开的径向箔轴承进行详细说明。

图1是表示应用了本公开的径向箔轴承的涡轮机的一例的侧视图。

图1中,符号1是旋转轴,符号2是设于旋转轴的轴向的一方侧的前端的叶轮,符号3是本公开的径向箔轴承。此外,虽然在图1中省略而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,在本公开中也设有两个径向箔轴承3。

径向箔轴承3以包围旋转轴1的方式设置。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之间设有推力环4。在该推力环4的轴向两侧配置(插通)有推力轴承5。叶轮2配置于成为静止侧的壳体6内,在与壳体6之间设有齿顶间隙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安装了盖体50的状态的主视图。

径向箔轴承3以包围旋转轴1的方式设置,是支撑该旋转轴1的轴承。径向箔轴承3具备顶部箔9、中间箔10、背部箔11、以及轴承壳体12。轴承壳体12具有供旋转轴1插通的插通孔12a。此外,形成有本公开的插通孔12a的轴承壳体12为圆筒状。

此外,在以下的说明中,有时以插通孔12a为基准来说明各部件的位置关系。具体而言,“轴向”是指插通孔12a延伸的方向(旋转轴1所插通的方向)。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、图3以及图10的符号O)正交的方向)。另外,“周向”是指沿插通孔12a的内周面的周向(即插通孔12a的绕中心轴的方向)。

轴承壳体12是构成径向上的径向箔轴承3的最外部的圆筒状的部件。在轴承壳体12的插通孔12a收纳有背部箔11、中间箔10、顶部箔9。具体而言,背部箔11支撑于插通孔12a的内周面,中间箔10支撑于背部箔11,顶部箔9支撑于中间箔10。此外,本公开的轴承壳体12是具备插通孔12a的圆筒状的部件。但是,如果具有插通孔12a,则轴承壳体12也可以是圆筒状以外的部件(例如棱柱状的部件)。

背部箔11配置于轴承壳体12的插通孔12a的内周面。背部箔11是弹性地支撑中间箔10以及顶部箔9的箔(薄板)。作为这种背部箔11,例如使用凹凸箔、日本特开2006-57652号公报或日本特开2004-270904号公报等所记载的弹簧箔、日本特开2009-299748号公报等所记载的背部箔等。在本公开中,使用凹凸箔作为背部箔11。

本公开的背部箔11由沿插通孔12a的内周面配置的三个(多个)背部箔片11a构成。背部箔片11a的箔(薄板)在周向上成为波板状。从轴向观察时,三个背部箔片11a整体弯曲成大致圆筒状。也就是,背部箔片11a支撑于插通孔12a的内周面。在本公开中,三个背部箔片11a全部形成为相同的形状、尺寸。因此,这些背部箔片11a以在周向上大致三等分插通孔12a的内周面的方式配置。

背部箔片11a在周向上交替地形成有向径向内侧突出的山部11c、和从山部11c观察时向径向外侧突出的谷部11b。谷部11b具有与轴承壳体12对置的平坦部,该平坦部能够与插通孔12a的内周面抵接。另外,山部11c能够与中间箔10(中间箔片10a)抵接。这样,背部箔片11a由山部11c并经由中间箔片10a而弹性地支撑顶部箔9。此外背部箔片11a的周向两端均成为谷部11b。

中间箔10配置在顶部箔9与背部箔11之间。本公开的中间箔10由沿插通孔12a的内周面配置的三个中间箔片10a构成。中间箔片10a形成为展开形状呈大致矩形形状。从轴向观察时,三个中间箔片10a整体弯曲成大致圆筒状。在本公开中,三个中间箔片10a全部形成为相同的形状、尺寸。因此,这些中间箔片10a以在周向上大致三等分插通孔12a的内周面的方式配置。此外,本公开的中间箔片10a在隔着在周向上相邻的背部箔片11a的分离位置,且在周向上相邻的山部11c的顶部之间的周向位置处,与相邻的中间箔片10a分离。也就是,在与背部箔片11a的山部11c的顶部对置的位置,中间箔片10a不分离。

另外,在轴向上的轴承壳体12的两端面12b,形成有多个从插通孔12a的内周缘(内周面)朝向径向外侧延伸的第一卡合槽25。也就是,轴承壳体12的端面12b具备延伸至轴承壳体12的内周面的凹部。本公开的第一卡合槽25分别形成于在周向上大致三等分轴承壳体12的端面12b的位置。并且,在这些第一卡合槽25卡合有将背部箔11以及中间箔10安装于轴承壳体12的卡合销30。

本实施方式的第一卡合槽25从插通孔12a的内周缘(内周面)遍及轴承壳体12的外周缘(外周面)而形成,但本公开并不限定于此。例如,第一卡合槽也可以从插通孔12a的内周缘(内周面)形成至构成轴承壳体12的板部件的厚度方向(径向)的中间位置。即、第一卡合槽也可以不到达轴承壳体12的外周缘。

图4是表示本公开的背部箔11以及中间箔10相对于轴承壳体12的安装构造的立体图。图5是将本公开的背部箔11以及中间箔10相对于轴承壳体12的安装构造平坦化的示意图,图4(a)是俯视图,图4(b)是主视图。

如图4以及图5(a)所示,背部箔片11a在轴向的两端缘分别具备切口26。这些切口26形成于背部箔片11a的谷部11b。

切口26形成于背部箔片11a的周向两端之间的周向位置(在本公开中为周向上的背部箔片11a的中央位置)。即、在背部箔片11a,且在轴向的两端缘的该周向位置,在轴向上存在凹陷。如图4所示,该切口26配置在与轴承壳体12的第一卡合槽25对应的位置、即与第一卡合槽25重叠的位置。换言之,切口26配置于在轴向以及周向上与第一卡合槽25相同的位置。另外,切口26的宽度(周向的宽度)形成为比第一卡合槽25的宽度(周向的宽度)小。也就是,切口26的周向两端位于第一卡合槽25的周向两端之间的周向位置。

如图5(a)所示,中间箔片10a的外形具有与背部箔片11a的外形大致同等的大小。如图5(b)所示,该中间箔片10a具有与背部箔11的山部11c的顶部相接的平面部10b、和比平面部10b更向径向外侧凹陷的(突出的)凹部10c。即、该凹部10c远离顶部箔9。如图5(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(在本公开中为周向上的中间箔片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4所示,周向上的凹部10c的底部的宽度比周向上的背部箔片11a的谷部11b的平坦部的宽度长。此外,在山部11c和谷部11b均具有一个顶峰而周期性地形成的情况下,本公开中的谷部11b的周向的宽度是比山部11c的顶峰与谷部11b的顶峰的径向位置的中间的径向位置的、背部箔片11a的山部11c与谷部11b的周向间隔中较小的间隔。

如图4所示,中间箔片10a在轴向的两端缘分别具备切口27(第二切口)。这些切口27形成于中间箔片10a的凹部10c。切口27形成于中间箔片10a的周向两端之间的周向位置(在本公开中为周向上的中间箔片10a的中央位置)。即、在中间箔片10a,在轴向的两端缘的该周向位置存在轴向的凹陷。

本公开的切口27通过形成于平面部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的中央部被切掉而形成。切口27形成于与轴承壳体12的第一卡合槽25以及背部箔片11a的切口26对应的位置、即与第一卡合槽25以及切口26在周向上重叠的位置。换言之,切口27配置于在轴向以及周向上与第一卡合槽25以及切口26相同的位置。切口27的宽度(周向的宽度)形成为比第一卡合槽25的宽度(周向的宽度)小、且与切口26的宽度(周向的宽度)相同。

如图4所示,卡合销30安装于轴承壳体12的第一卡合槽25。卡合销30通过切口26以及切口27在中间箔10(中间箔片10a)的表面侧(径向内侧)延伸至周向上的切口27的形成范围外。卡合销30具备:与轴承壳体12的第一卡合槽25卡合的卡合部31;插通(或者嵌插)切口26以及切口27的插通部32;以及与中间箔10(背部箔11)的表面侧对置的返回部33。

卡合部31与第一卡合槽25的周向两端的内表面25a分别抵接。第一卡合槽25的内表面25a在周向空出间隔地对置,而且在径向上平行地延伸。卡合部31在第一卡合槽25的各个内表面25a形成为在径向上以预定宽度接触的矩形框状。另外,在卡合部31的周向的一方侧与内面25a对置的部分、与卡合部31的周向的另一方侧与内面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带有圆弧(弯曲形状)等从内面25a顺畅地分离。即、卡合部31的矩形框的角部成为弯曲形状。

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地延伸。插通部32由卡合部31形成两个,且相互分离。另外,插通部32与卡合部31带有圆弧(弯曲形状)等而顺畅地连接。另外,插通部32在轴向上与中间箔片10a、或者背部箔片11a抵接。

返回部33形成为,从朝向径向内侧平行地延伸的插通部32的前端部向在周向上彼此相反的方向弯曲。也就是,卡合销30具备在周向上向相反的方向延伸的一对返回部33。一对返回部33收纳于中间箔10的凹部10c,如图5(b)所示,位于比凹部10c的开口位置(上端、径向内侧端部)靠径向外侧。

卡合销30以蓄势状态与第一卡合槽25的内表面25a抵接。本公开的卡合销30通过将一枚板簧(弹性部件)折弯成大致C形(瓶形)而形成。卡合销30的卡合部31以在周向上稍微缩小的状态与第一卡合槽25卡合。据此,在卡合部31作用有要向周向敞开的回弹。由此,在卡合部31与第一卡合槽25的内表面25a之间产生摩擦力,卡合销30被保持于轴承壳体12。此外,本公开的“蓄势状态”是指弹性压缩状态。

图6是将本公开的顶部箔9展开后的示意图,图6(a)是俯视图,图6(b)是主视图。

如图6(a)所示,顶部箔9是以周向为长边、以轴向为短边的大致矩形的金属箔。如图2所示,顶部箔9以周向上的两端部9A交叉的状态卷成圆筒状。该顶部箔9与旋转轴1的外周面对置地配置。

如图6(a)所示,在顶部箔9的两端部9A中的长边方向的一方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。即、顶部箔9的长边方向的一方短边具备向长边方向突出的一个凸部21a、和与凸部21a的短边方向两侧延接的台阶。

另外,在顶部箔9的两端部9A中的与该一方短边相反的另一方短边(位于长边方向的另一方侧的短边)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。或者,在顶部箔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大。本公开的凹部22b的长边方向的间隔(凹陷深度)与凸部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与第二凹凸部23b重叠的方式将顶部箔9卷成圆筒状时,凸部21a穿过凹部22b内。同样地,第一凹凸部23a的凹部22a形成为,在将顶部箔9卷成圆筒状时,凸部21b分别穿过该凹部22a内。

如图2所示,穿过凹部22b、22a的凸部21a、21b分别向轴承壳体12侧引出。这样,顶部箔9以凸部21a、21b(两端)向轴承壳体12侧(径向外侧)引出(延伸)且交叉的状态卷成圆筒状。即、若从轴向观察配置于插通孔12a的内周侧的顶部箔9,则凸部21a与凸部21b交叉。另外,顶部箔9的凸部21a在轴向上位于两个凸部21b之间。在轴承壳体12的插通孔12a的内周面形成有从轴向的一方端面12b向另一方端面12b连续的通槽13。此外,在本公开中,在三对第一卡合槽25中的两对第一卡合槽25之间配置有通槽13。另外,第一卡合槽25的一对在径向上与通槽13对置。

图7是本公开的轴承壳体12的通槽13中的主要部分的示意图,图7(a)是分解立体图,图7(b)是俯视图,图7(c)是沿A-A线观察的剖视图。图8是沿图7的B-B线观察的剖视图。

如图7(a)以及图7(b)所示,在通槽13中,在周向上彼此对置的侧面分别形成有凹陷部15。凹陷部15遍及通槽13的全长而形成。凹陷部15的剖面形状是U字状(半圆弧状)。凹陷部15形成于比通槽13的径向上的开口端、即轴承壳体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***该凹陷部15。

如图7(a)所示,在通槽13中嵌入有卡合部件16。卡合部件16安装于轴承壳体12且与顶部箔9卡合。如图7(a)~图7(c)所示,卡合部件16具有收纳于通槽13的棒状(四棱柱状)的基部17、和形成于基部17的两个隔壁片19。隔壁片19从基部17朝向内周侧(径向内侧)突出。基部17遍及通槽13的全长而被收纳。该基部17以其上表面(隔壁片19侧的面)比通槽13的开口稍微下沉的状态(位于径向外侧的状态)收纳于通槽13。也就是,在径向箔轴承3,在轴承壳体12的内周面(插通孔12a)与朝向基部17的内周的面之间,具有从轴承壳体12的内周面观察时朝向径向外侧的台阶。另外,在轴承壳体12的内周面与隔壁片19的朝向内周的面之间,也可以具有从轴承壳体12的内周面观察时朝向径向内侧的台阶。

本公开的通槽13的作为侧面13a与底面13b的连接部分的角部13c具有平滑地连接侧面13a和底面13b的弯曲面。与通槽13的底面14b对置的卡合部件16的面(基部17的径向外侧的面)为平坦的。另外,如图8所示,基部17具有与通槽13的侧面13a和底面13b的角部13c对置的倒角部17a,底面13b与基部17能够抵接。即、角部13c的弯曲面的曲率中心C1存在于通槽13的内侧空间。倒角部17a将剖面观察时呈四棱柱状的基部17的角做成圆面而构成。倒角部17a的曲率半径也可以为角部13c的曲率半径以上。此外,倒角部17a也可以是将剖面观察时呈四棱柱状的基部17的角倾斜地切掉而成的斜面。

如图7(b)、图7(c)所示,隔壁片19分别形成于将基部17在轴向上大致三等分的两个位置。如图7(c)所示,隔壁片19具有与通槽13的开口位置相同的高度、或者比通槽13的开口位置稍微向径向内侧突出的程度的高度。隔壁片19通过将基部17的上表面大致三等分,从而在轴向中形成三个第二卡合槽20。

穿过凹部22b、22a的凸部21a、21b分别与三个第二卡合槽20卡合。并且,如图2所示,其前端部***凹陷部15。通过凸部21a、21b***凹陷部15,从而抑制顶部箔9在周向上的移动(旋转)。其结果,在顶部箔9的周向的两端部9A作用阻力。

另外,顶部箔9随着朝向周向的两端而呈楔状(卷成圆筒状的顶部箔9沿切线方向的倾斜状)接近轴承壳体12的插通孔12a。也就是,随着朝向周向的两端,顶部箔9的内周侧的面与插通孔12a的中心线之间的间隔扩大。换言之,随着朝向顶部箔9的周向的两端,顶部箔9与插通孔12a的内周面的间隔逐渐变窄。同样地,顶部箔9随着朝向周向的两端,呈楔状地接近后述的中间箔10。换言之,随着朝向顶部箔9的周向的两端,顶部箔9与中间箔10的间隔逐渐变窄。另外,通过凸部21a、21b与第二卡合槽20卡合,从而抑制顶部箔9在轴向上移动。

在本实施方式中,上述的第一凹凸部23a以及第二凹凸部23b设于顶部箔9,但本公开并不限定于该结构。也可以在顶部箔的周向两端设有第一凹凸部和第二凹凸部,第一凹凸部至少各具备一个凸部和凹部,第二凹凸部至少各具备一个凸部和凹部,在以第一凹凸部与第二凹凸部重叠的方式将顶部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。该情况下,通槽13、卡合部件16的构造与第一凹凸部、第二凹凸部所具备的凸部以及凹部的数量相应地适当变更即可。另外,也可以使第一凹凸部、第二凹凸部所具备的凸部以及凹部的数量比本实施方式中的数量增加。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。

在本实施方式的通槽13设有两个凹陷部15,但本公开并不限定于该结构,也可以使用其他结构。例如,也可以在通槽13的开口端设置用于卡定顶部箔的周向两端的突出片,来代替凹陷部15。

返回图6(b),顶部箔9在形成第一凹凸部23a的一侧(一方的短边侧)与形成第二凹凸部23b的一侧(另一方的短边侧)形成有厚度比它们之间的中央部薄(薄壁)的薄壁部24。如图2所示,这些薄壁部24的外周面(轴承壳体12侧的面)比中央部的外周面凹陷而成为薄壁。也就是,顶部箔9的外周侧的面在两端侧具备从中央部朝向内周侧的台阶。

如图2所示,薄壁部24的周向的长度L至背部箔11的端部的山部11c的一个为止为与通槽13对应的长度。在本公开中,配置于轴承壳体12的顶部箔9从薄壁部24至外周面侧具备台阶,经由该台阶而成为薄壁。另外,薄壁部24从顶部箔9的周向的两端延伸至越过最近的山部11c的周向位置。

返回图3,在轴承壳体12的轴向的两端面12b分别安装有盖体50。盖体50与卡合于顶部箔9的两端部9A的卡合部件16在轴向上对置。本公开的盖体50覆盖形成于轴承壳体12的轴向的端面12b的通槽13的敞开端13A的至少一部分。也就是,在本公开中,从轴向观察时,通槽13的内周侧从盖体50的内周缘露出。具体而言,盖体50覆盖通槽13的比凹陷部15靠径向外侧。由此,盖体50与图7以及图8所示的卡合部件16的基部17在轴向上对置。或者,盖体50以在轴向上与基部17的至少一部分重叠的方式配置。即,盖体50与卡合部件16的至少一部分在轴向上对置即可。

本公开的盖体50形成为沿轴承壳体12的周向的圆环板状。盖体50的内周缘的直径比轴承壳体12的内周缘的直径大,盖体50的外周缘的直径比轴承壳体12的外周缘的直径小。另外,该盖体50覆盖收纳卡合销30的第一卡合槽25至少一部分。也就是,本公开的盖体50与卡合销30的卡合部31在轴向上对置(重叠)。即、盖体50与卡合销30的卡合部31至少一部分在轴向上对置即可。

盖体50利用螺钉51螺纹固定于在第一卡合槽25的附近形成于轴承壳体12的螺纹孔52(参照图2)。本公开的盖体50将轴承壳体12的端面12b分别螺纹固定于在其周向上大致三等分的位置。根据上述结构,能够抑制卡合部件16从通槽13的敞开端13A沿轴向脱落。另外,根据上述结构,能够抑制卡合销30从第一卡合槽25沿轴向脱落。

接着,对由这种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,顶部箔9由背部箔11(三个背部箔片11a)经由中间箔10(三个中间箔片10a)向旋转轴1侧被施加力而贴紧旋转轴1。此外,在本公开中,由于顶部箔9的两端部成为薄壁部24,因此与没有薄壁部24的情况相比,在这些薄壁部24中紧固旋转轴1的力(局部的预加载)被缓和。

并且,若使旋转轴1沿图2中的箭头P方向起动,则最初以低速开始旋转,然后逐渐加速而以高速旋转。于是,如图2以及图3中箭头Q所示,周围流体从顶部箔9、中间箔10、背部箔11各自的一端侧被引入,向顶部箔9与旋转轴1之间流入。由此,在顶部箔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部箔9,经由与该顶部箔9相接的中间箔10而按压背部箔片11a的各个山部11c。于是,背部箔片11a被中间箔10按压,该山部11c扩展,由此背部箔片11a在轴承壳体12上要沿其周向移动。即,背部箔片11a(背部箔11)经由中间箔10弹性地支撑す顶部箔9,因此在从顶部箔9承受负载时在其周向上变形,从而允许顶部箔9、中间箔10的挠曲,并对其进行支撑。

在此,如图5(b)所示,在背部箔片11a以及中间箔片10a,在形成于轴向的端缘的切口26以及切口27插通有卡合销30。卡合销30与轴承壳体12的第一卡合槽25卡合,通过该卡合销30插通于切口26以及切口27,从而抑制背部箔片11a以及中间箔片10a在周向上的旋转。

另外,卡合销30与背部箔片11a以及中间箔片10a抵接,也抑制了背部箔片11a以及中间箔片10a在轴向上的移动。并且,在卡合销30,在通过了切口26以及切口27的中间箔片10a(背部箔片11a)的表面侧形成有返回部33(参照图4),该返回部33防止背部箔片11a以及中间箔片10a在径向上的脱落。因此,可抑制背部箔片11a以及中间箔片10a从轴承壳体12的脱落。

若在顶部箔9与旋转轴1之间形成流体润滑膜,则旋转轴1与顶部箔成为非接触状态。在至该非接触状态为止的过渡期,在旋转轴1与顶部箔9之间产生固体摩擦。此时,涂覆于顶部箔9的表面的涂层抑制与旋转轴1之间的磨损。这样,在旋转轴1与顶部箔9之间产生固体摩擦,顶部箔9要与旋转轴1一起沿周向旋转。但是,顶部箔9的两端***于通槽13的凹陷部15,因此不会在周向上转动。

顶部箔9沿轴向的移动由安装于轴承壳体12的端面12b的盖体50抑制。盖体50与卡合于顶部箔9的卡合部件16在轴向上对置。因此,即使卡合部件16要沿轴向移动,卡合部件16也会勾挂在盖体50的内周缘部(或者轴向内侧的面),抑制顶部箔9沿轴向的脱落。也就是,本公开的顶部箔9以与卡合部件16的隔壁片19在轴向上重叠的方式配置。另外,由于在卷成圆筒状的顶部箔9***有旋转轴1,因此顶部箔9也不会向径向内侧脱落。因此,可抑制顶部箔9从轴承壳体12脱落。

这样,根据上述的本公开,具备:具有插通孔12a的轴承壳体12;收纳于插通孔12a的顶部箔9;以及安装于插通孔12a延伸的轴向上的轴承壳体12的端面12b的盖体50,顶部箔9以两端向轴承壳体12侧被引出且交叉的状态卷成圆筒状,盖体50安装于轴承壳体12且与卡合于顶部箔9卡合的卡合部件16在轴向上对置,通过采用这样的结构,能够抑制顶部箔9从轴承壳体12脱落。

另外,如图7所示,在轴承壳体12形成有沿轴向延伸的通槽13。并且,顶部箔9在卷成圆筒状而且其两端部9A与卡合部件16的第二卡合槽20卡合的状态下,沿通槽13沿轴向***。卡合部件16与上述的现有技术(日本特开2013-217425号公报)的卡合部件不同,不具备用于与轴承壳体12卡定的一对脚部。因此,卡合部件16能够以与顶部箔9卡合的状态沿起延伸方向笔直地***通槽13。

根据上述结构,在轴承组装时,不需要如现有技术那样在顶部箔9的***之前先将卡合部件16安装于轴承壳体12。因此,例如,不需要将顶部箔9倒圆成圆锥形状的同时,进一步使顶部箔9形成为比插通孔12a的内径小的圆的状态而沿轴向***轴承壳体12内。因此,在顶部箔9的组装作业中,不需要作业者的技能,组装时间缩短,结果导致组装成本的降低。另外,顶部箔9的涂层在组装顶部箔9时能够防止顶部箔9的两端相互摩擦而对涂层造成损伤,因此抑制磨损由此处发展而轴承寿命降低。

另外,通过使卡合部件16能够笔直***通槽13,从而如图8所示,能够简化通槽13的形状。即,通槽13的角部13c具有平滑地连接侧面13a和底面13b的弯曲面。该弯曲面相当于切削通槽13的工具圆角。在现有技术中,为了抑制该弯曲面引起的卡合部件16的浮起,将角部13c切削得比底面13b深。但是,若如本公开那样使卡合部件16笔直,则与如上述的现有技术(日本特开2013-217425号公报)那样具备脚部的卡合部件相比,容易形成倒角部17a。由此,不需要较深地切削角部13c,能够降低通槽13的加工成本。

图9是用于说明本公开中的卡合部件16的制造工序的图。

卡合部件16例如能够经过图9(a)~图9(d)所示的工序来制造。首先,如图9(a)所示,准备切削卡合部件16的长条状的板材60。接着,如图9(b)所示,从板材60切削多个隔壁片19。接着,如图9(c)所示,在与隔壁片19相反侧的基部17,遍及长度方向形成倒角部17a。最后,通过在长度方向上每隔两个隔壁片19切断基部17,从而能够制造卡合部件16。这样,通过上述的现有技术(日本特开2013-217425号公报)那样的脚部不向与隔壁片19相反侧突出,从而容易形成倒角部17a。因此,也能够降低卡合部件16的制造成本。

以上,参照附图对于本公开的一个实施方式进行了说明,但本公开并不限定于上述实施方式。在上述的实施方式中示出的各构成部件的各种形状、组合等为一例,在不脱离本公开的主旨的范围,基于设计要求等能够进行各种变更。

例如,本公开能够采用图10~图13所示那样的变形例。此外,在以下的说明中,对于与上述的实施方式相同或者同等的结构标注同一符号,简化或者省略其说明。

图10是表示本公开的一个变形例的径向箔轴承3A的主视图。

图10所示的盖体50A与顶部箔9的两端以及卡合于该两端的卡合部件16这双方在轴向上对置。即、盖体50A的内径成为与轴承壳体12的内径同等的程度。盖体50A覆盖形成轴承壳体12的端面12b的通槽13的敞开端13A的大致全部。根据该结构,若卡合部件16勾挂在盖体50A的内端缘的同时,顶部箔9的两端也勾挂在盖体50A的内端缘,因此能够可靠地抑制顶部箔9沿轴向的移动。

此外,在图10所示的盖体50A的配置中,也可以没有卡合部件16。也就是,即使没有卡合部件16,顶部箔9的两端也勾挂在盖体50A的内端缘,从而能够防止顶部箔9从轴承壳体12脱落。

即,在上述实施方式以及变形例中,盖体50以及50A与卡合部件16在轴向上对置,但本公开并不限定于此。也可以是如下结构:不论有无卡合部件,盖体都与顶部箔9的两端在轴向上对置,不与卡合部件在轴向上对置。

图11是表示本公开的一个变形例的径向箔轴承3B的仰视图。图12是表示安装于图11所示的轴承壳体12之前的盖体50B的主视图。

图11所示的盖体50B铆接安装于轴承壳体12。具体而言,盖体50B具有:与轴承壳体12的端面12b对置的圆环部53(参照图12);以及从圆环部53的外缘延伸且与轴承壳体12的插通孔12a的径向上的外周面12c对置的铆接部54。换言之,铆接部54从圆环部53的外缘延伸,与轴承壳体12的位于插通孔12a的径向外侧的外周面12c对置。

如图12所示,铆接部54在周向上空出间隔地沿圆环部53的外缘形成有多个(优选为三个以上)。如图11所示,铆接部54沿轴承壳体12的外周面12c沿轴向延伸,并朝向内周侧(径向内侧)折弯。在轴承壳体12的外周面12c形成有沿周向延伸的圆环槽12c1,铆接部54的前端***圆环槽12c1。另外,在轴承壳体12的端面12b形成有盖体50B的定位槽12b1。也就是,与盖体50B对置的轴承壳体12的轴向的端面12b在轴向上具备台阶。另一方面,在盖体50B的圆环部53形成有嵌插于定位槽12b1的嵌插部55。嵌插部55是通过对盖体50B的一部分进行冲压加工使其突出(凹陷)的凸部(凹部),嵌插于定位槽12b1,抑制盖体50B的周向的旋转。

根据该结构,不使用多个螺钉51,通过铆接就能够将盖体50B安装于轴承壳体12。因此,盖体50的安装作业的时间被缩短,结果关系到制造成本的降低。

此外,如图12所示,在未安装盖体50B的轴承壳体12的端面12b连接有安装凸缘70。安装凸缘70具有多个安装孔71,该安装孔71用于将径向箔轴承3B安装于未图示的安装对象。该安装凸缘70与顶部箔9的两端以及卡合于该两端的卡合部件16的至少任一方在轴向上对置。也就是,在该方式中,盖体50B仅安装于轴承壳体12的一方的端面12b。

图13是本公开的一个变形例中的径向箔轴承3C的通槽13C中的主要部分的示意图,图13(a)是分解立体图,图13(b)是俯视图,图13(c)是沿C-C线观察的剖视图。

图13所示的卡合部件16C在俯视下(径向观察)形成为L字状,具有从基部17的轴向的一端部的一方的侧面沿周向突出的突出部18。另外,在通槽13C形成有收纳突出部18的俯视下(径向观察)为L字状的收纳槽14。根据该结构,在轴向的一端部,卡合部件16C的突出部18与通槽13C的收纳槽14卡合。因此,盖体50仅安装于形成有收纳槽14的一侧的轴承壳体12的一方的端面12b即可。

此外,在卡合部件16C不设置突出部18,而是将基部17在长度方向上形成为尖细形状。并且,在通槽13C不形成收纳槽14,而是将通槽13C本身在轴向上形成为尖细形状。由此,卡合部件16C呈楔状地卡合于通槽13C。即使在该情况下,盖体50仅安装于该楔松缓的一侧(楔的周向宽度较宽的一侧)的轴承壳体12的一方的端面12b。

作为其他变形例,例如,只要背部箔11以及中间箔10的安装上使用卡合销30,则盖体50也可以不是圆环状。即,盖体50也可以是覆盖通槽13的敞开端13A的至少一部分的程度的矩形状、弧状的板。

另外,在本公开中,例示了具有中间箔10的方式,但也可以采用没有中间箔10的方式。

产业上的可利用性

本公开能够利用于以包围旋转轴的方式支撑的径向箔轴承。

符号的说明

3—径向箔轴承,9—顶部箔,9A—两端部,12—轴承壳体,12a—插通孔,12b—端面,12c—外周面,13—通槽,13A—敞开端,13a—侧面,13b—底面,13c—角部,16、16C—卡合部件,17a—倒角部,21a—突部(两端),21b—突部(两端),50、50A、50B—盖体,53—圆环部,54—铆接部,C1—曲率中心。

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