径向箔轴承的制作方法
【专利摘要】支撑旋转轴(1)的径向箔轴承(3)具备与旋转轴(1)相向地配置的圆筒状的顶部箔(10)、配置在顶部箔(10)的径方向外侧的背部箔(11)、以及收容顶部箔(10)和背部箔(11)的圆筒状的轴承壳体(12)。背部箔(11)使用至少一个背部箔片(11a)形成为圆筒状。背部箔片(11a)具有沿着顶部箔(10)的周方向交替地形成的隆部(11c)和洼部(11b)，并且在背部箔片(11a)的周方向上的两端部的中间部固定至轴承壳体(12)。
【专利说明】径向箔轴承
【技术领域】
[0001]本发明涉及径向箔轴承(radial foil bearing)。
[0002]本申请基于在日本于2011年8月12日申请的日本专利申请2011-176757号而主张优先权，在此援引其内容。
【背景技术】
[0003]以往，作为高速旋转体用的轴承，已知以围绕旋转轴的方式装配而使用的径向轴承。作为这种径向轴承，众所周知一种径向箔轴承，其具备形成轴承面的薄板状的顶部箔(top foil)、弹性地支撑该顶部箔的背部箔(back foil)、以及收容上述顶部箔和上述背部箔的圆筒状的轴承壳体。作为径向箔轴承的背部箔，主要使用将薄板成形为波板状且交替地形成隆部和洼部的波箔(bump foil)。
[0004]在这种径向箔轴承中，通常，为了防止顶部箔或背部箔从轴承壳体脱落，其一端部(紧固端部)通过点焊而直接固定至轴承壳体，或者经由垫片而间接固定至轴承壳体。另夕卜，为了代替焊接而机械地进行固定，还已知通过弯曲加工而弯折顶部箔或背部箔(波箔)的一端部且使该弯折部卡合至形成于轴承壳体的卡合槽的构造(例如，参照专利文献1、专利文献2)。这样，一端部通过点焊或卡合而被固定，使得该一端部成为固定端(固定点)，另一端部成为自由端。
[0005]在这种径向箔轴承中，若该轴承所支撑的旋转轴旋转，则在顶部箔与旋转轴之间形成流体润滑膜。此时，作用于旋转轴的载荷经由流体润滑膜施加，使得顶部箔被压入，承受来自顶部箔的载荷的波箔(背部箔)中的各个隆部的宽度扩张。由此，波箔的隆部的高度减少，容许顶部箔的挠曲。即，波箔的隆部的高度减少，从而形成能够收容顶部箔的挠曲部分的区域。所以，径向箔轴承使其轴承面的形状可变，根据载荷形成适当的流体润滑膜。
[0006]另外，波箔在如上所述承受载荷而变形时，各个隆部的宽度扩张。此时，在波箔与顶部箔或轴承壳体之间产生滑动。所以，当在旋转轴上产生振动(轴振动)时，由于该滑动引起的摩擦而散逸振动能量，发挥出振动抑制效果。
[0007]在先技术文献 专利文献
专利文献1:日本特开2011-033176号公报；
专利文献2:日本特开2011-017385号公报。
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
若波箔承受载荷而向轴承壳体侧压入，则各个隆部以上述固定端为起点向上述自由端侧扩张隆部的宽度同时滑动(变形)。此时，接近固定端的隆部，其变形被比该隆部更位于自由端侧的其它隆部限制，难以发生滑动(变形)。另一方面，在接近自由端的隆部中，越接近自由端变形就越不被限制，所以滑动量(变形量)变大。[0009]在波箔的隆部难以沿轴承壳体的周方向变形的情况下，相对于轴承壳体的径方向上的载荷(作用于旋转轴的载荷)的隆部的弹性变高。另一方面，在波箔的隆部易于沿轴承壳体的周方向变形的情况下，相对于轴承壳体的径方向上的载荷的隆部的弹性变低。结果，在波箔的固定端侧，弹簧常数变高，在自由端侧，弹簧常数变低。所以，若将波箔遍及轴承整周配置，则在波箔的固定端侧，顶部箔的支撑刚性变高，在波箔的自由端侧，顶部箔的支撑刚性变低。
[0010]若在波箔存在支撑刚性低的部分，则遍及轴承整周产生的膜压变低，有可能局部地产生膜厚薄的部分。因此，有时候轴承负载能力下降，且在轴承刚性(作为包含流体润滑膜的轴承的轴支撑刚性)方面产生失衡。另外，若在波箔存在支撑刚性高的部分，则有可能滑动量变少而衰减效果(由于滑动引起的摩擦而散逸振动能量的振动抑制效果)降低，作为轴承整体的裳减能力(振动抑制能力)下降。
[0011]因此，为了遍及轴承整周使波箔的支撑刚性和滑动特性均等化，考虑将波箔沿周方向分割且减少上述特性中的固定端侧与自由端侧之间的差异。但是，若增加分割数，则波箔(背部箔)的块数增加，固定点也变多，因而在制作方面和成本方面不是优选的。特别是，在通过焊接进行波箔的固定的情况下，如果进行焊接的全部部位不能良好地焊接，那么作为制品不能出货，因而质量维持变困难，有可能良品率下降而成本升高。
[0012]本发明是鉴于上述情况做出的，其目的在于，提供一种径向箔轴承，其减少在背部箔的固定端侧与自由端侧之间产生的支撑刚性的差异，且具备更大的轴承负载能力和更高的轴承刚性及衰减能力。
[0013]用于解决问题的方案
依照本发明的第一方式，围绕旋转轴且支撑该旋转轴的径向箔轴承具备与上述旋转轴相向地配置的圆筒状的顶部箔、配置在上述顶部箔的径方向外侧的背部箔、以及收容上述顶部箔和上述背部箔的圆筒状的轴承壳体。上述背部箔使用至少一个背部箔片形成为圆筒状。另外，上述背部箔片具有沿着上述顶部箔的周方向交替地形成的隆部和洼部，并且在上述背部箔片的周方向上的两端部的中间部固定至上述轴承壳体。
[0014]在该径向箔轴承中，背部箔使用至少一个背部箔片形成为圆筒状。另外，该背部箔片具有沿着顶部箔的周方向交替地形成的隆部和洼部，并且在背部箔片的周方向上的中央部固定至轴承壳体。因此，与以往那样将箔的一端部固定至轴承壳体的情况相比，固定端(固定部)与自由端(背部箔的端部)之间的距离变为大致一半。所以，位于自由端侧的隆部引起的限制变少，位于固定端侧的隆部变得易于滑动(易于变形)，因而自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异充分地变小。
[0015]另外，依照本发明的第二方式，在上述第一方式中，上述背部箔使用沿上述顶部箔的周方向并排地配置的多个背部箔片形成为圆筒状。
[0016]在此情况下，背部箔由沿顶部箔的周方向并排地配置的多个背部箔片构成，因而与遍及顶部箔的整周而由单一背部箔片形成背部箔的情况不同，各背部箔片以分割顶部箔的整周的方式配置。因此，背部箔片中的固定端与自由端之间的距离变短。所以，自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异变小。
[0017]另外，各背部箔片在顶部箔的周方向上的中央部固定至轴承壳体。因此，与将背部箔片的一端部固定至轴承壳体的情况相比，固定端(固定部)与自由端(背部箔的端部)之间的距离变为大致一半。所以，位于自由端侧的隆部引起的限制变少，位于固定端侧的隆部变得易于滑动(易于变形)，因而自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异充分地变小。
[0018]另外，依照本发明的第三方式，在上述第一或第二方式中，上述背部箔片通过点焊而固定至上述轴承壳体。
[0019]在通过点焊进行波箔的固定的情况下，如果不能将焊接部位全部良好地焊接，那么作为制品不能出货，因而质量维持变困难，有可能良品率下降。
[0020]例如，当使现有类型的背部箔的周方向分割数为M个时，针对M个背部箔片的固定点数为M个。与此相对，在本发明中，通过点焊将背部箔片在周方向的中央部固定。因此，通过使背部箔的周方向分割数为M/2个且将背部箔片的长度延长为两倍，从而能够使实质的周方向分割数为M个。即，背部箔片的数量变为一半(M/2个)，固定点数减半。所以，与通过与以往相同的构成将背部箔在其周方向上分割的情况相比，能够使固定点数(焊接点数)为一半，因而能够减少制作工时而谋求成本降低，并且能够谋求质量的稳定化。
[0021]发明效果
依照本发明的径向箔轴承，通过将至少一个背部箔片在其中央部固定，从而能够充分地减小自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异。因此，能够获得径向箔轴承的更大的轴承负载能力和更高的轴承刚性及衰减能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是示出适用本发明的第一实施方式所涉及的径向箔轴承的涡轮机械的一例的示意图。
[0023]图2A是示出本发明的第一实施方式所涉及的径向箔轴承的概略构成的侧面图。
[0024]图2B是将图2A的主要部分平坦化而示意性地示出的侧面图。
[0025]图2C是将图2A的主要部分平坦化而示意性地示出的平面图。
[0026]图3A是现有的径向箔轴承的侧面图。
[0027]图3B是将图3A的主要部分平坦化而示意性地示出的侧面图。
[0028]图3C是现有的其他径向箔轴承的侧面图。
[0029]图4A是示出本发明的第二实施方式所涉及的径向箔轴承的概略构成的侧面图。
[0030]图4B是示出径向箔轴承的主要部分的立体图。
[0031]图4C是将图4A的主要部分平坦化而示意性地示出的侧面图。
[0032]图4D是图4C的A-A线向视剖面图。
[0033]图4E是图4C的B-B线向视剖面图。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图详细地说明本发明的径向箔轴承。此外，在以下附图中，为了使各部件为能够辨识的大小，适当变更各部件的比例尺。
[0035](第一实施方式)
图1是示出适用本发明的第一实施方式的径向箔轴承的涡轮机械的一例的侧面图。图1中符号I为旋转轴，符号2为设于旋转轴的顶端部的叶轮，符号3为本发明所涉及的径向箔轴承。此外，虽然在图1中省略而仅记载一个径向箔轴承，但是通常沿旋转轴I的轴方向设置两个径向箔轴承而构成旋转轴I的支撑构造。所以，虽然未图示，但在本实施方式中径向箔轴承3也设有两个。可是，本发明的径向箔轴承3还能够适用于相对于旋转轴仅设有一个径向箔轴承的形态。
[0036]在旋转轴1，推力环4固定在形成有叶轮2的一侧。在该推力环4的两侧，与该推力环4相向而分别配置推力轴承5。
[0037]另外，叶轮2配置在成为静止侧的壳体6内，在叶轮2与壳体6之间形成有顶隙7。
[0038]另外，在旋转轴1，在比推力环4更往旋转轴I的中央侧，以围绕的方式安装有径向箔轴承3。
[0039]图2A至2C是示出适用于这种构成的涡轮机械的径向箔轴承的第一实施方式的图。本实施方式的径向箔轴承3如图2A所示形成为围绕旋转轴I且支撑旋转轴I的圆筒状。径向箔轴承3具备以下部件而构成:圆筒状的顶部箔10，其与旋转轴I相向地配置；背部箔11，其配置在顶部箔10的径方向外侧；以及轴承壳体12，其配置在背部箔11的径方向外侧。
[0040]轴承壳体12构成径向箔轴承3的最外部，使用金属而形成为圆筒状。轴承壳体12在其内部收容背部箔11和顶部箔10。
[0041]背部箔11由箔(薄板)形成，弹性地支撑顶部箔10。作为这种背部箔11，例如使用波箔或日本特开2009-299748号公报等所记载的背部箔等。在本实施方式中，使用波箔作为背部箔U。可是，也可使用上述背部箔作为本发明的背部箔。
[0042]本实施方式的背部箔11(波箔)如图2A所示使用沿顶部箔10的周方向并排地配置的三个背部箔片Ila而形成为圆筒状。这些背部箔片Ila构成为:箔(薄板)形成为波板状，并且其侧面作为整体为圆弧状。三个背部箔片Ila全部形成为相同的形状和尺寸。所以，这些背部箔片Ila配置成将轴承壳体12的内周面大致三等分。
[0043]另夕卜，以夹着后述顶部箔10的固定端IOa的方式定位的一对背部箔片Ila隔开某一程度的间隙而配置。另一方面，在除此以外的位置，相邻的一对背部箔片Ila的彼此端部接近而配置。通过这种构成，三个背部箔片Ila作为整体形成为大致圆筒形状，沿着轴承壳体12的内周面配置。
[0044]另外，这样形成为波板状的背部箔片11a，如作为将图2A的主要部分平坦化而示意性地示出的侧面图的图2B和作为其平面图的图2C所示，具有沿着轴承壳体12的周方向交替地形成的、与轴承壳体12相接的平坦的(沿着轴承壳体12的内周面的)洼部lib、以及与顶部箔10相接的弯曲的(以朝向径方向内侧突出的方式弯曲的)隆部11c。由此，背部箔片Ila如图2B所示通过与顶部箔10相接的隆部Ilc来弹性地支撑顶部箔10。另外，通过隆部Ilc和洼部11b，形成沿径向箔轴承3的中心轴方向延伸的流体的通路。
[0045]此外，该背部箔片Ila在例如径向箔轴承3的轴承径Φ (内径)为35mm的情况下形成为:其厚度为100 μ m左右，隆部Ilc的宽度(径向箔轴承3的周方向上的宽度)为3mm左右，隆部Ilc的高度为0.6mm左右。另外，后述顶部箔10的厚度也为IOOym左右。
[0046]这些背部箔片Ila在其周方向即顶部箔10的周方向上的中央部通过点焊而固定至轴承壳体12。在位于背部箔片Ila的中央部的洼部Ilb (形成于隆部11c、Ilc之间的平坦部)进行点焊。作为进行点焊的部位，如图2C所示，一个背部箔片Ila的其中央部的洼部Ilb两处，即背部箔片Ila的轴方向(径向箔轴承3的中心轴方向)上的两侧缘部分别被点焊。由此，在洼部11b，通过两处的点焊，从而如图2B所示形成外观的一个焊接点，即固定点8。另外，通过在背部箔片Ila的中央部形成固定点8，背部箔片Ila的两端均成为自
由端9。
[0047]S卩，在一个背部箔片11a，形成有位于作为固定端起作用的固定点8与一方自由端9之间的背部箔部lid、以及位于固定点8与另一方自由端9之间的背部箔部lid。
[0048]这样，在一个背部箔片Ila形成有两个背部箔部lid。因此，本实施方式中的一个背部箔片Ila如下所述与具备两个现有背部箔片的构造同等地起作用。
[0049]如图2A所示，顶部箔10沿着由三个背部箔片Ila构成的背部箔11的内表面卷绕成圆筒状。在顶部箔10中，一端部通过点焊被固定至轴承壳体12而成为固定端IOa,另一端部成为自由端。
[0050]接着，说明由这种构成组成的径向箔轴承3的作用。
[0051]在旋转轴I停止的状态下，顶部箔10被背部箔11 (三个背部箔片Ila)向旋转轴I侧施力从而紧贴于旋转轴I。
[0052]若使旋转轴I沿图2A中的箭头P方向旋转，则最初以低速旋转，此后逐渐加速而以闻速旋转。此时，如由图2A中的箭头Q所不，周围流体从顶部猜10的固定端IOa与背部箔片Ila的一端之间引入，周围流体流入顶部箔10与旋转轴I之间。由此，在顶部箔10与旋转轴I之间形成流体润滑膜。
[0053]该流体润滑膜的膜压作用于顶部箔10，与顶部箔10相接的背部箔片Ila的各个隆部Ilc朝向径方向外侧被按压。背部箔片Ila从顶部箔10被按压，使得其隆部Ilc被压宽。所以，背部箔片Ua在轴承壳体12上沿其周方向移动。
[0054]S卩，在经由流体润滑膜而承受来自顶部箔10的载荷的背部箔片11a，如图2B中由箭头所示，各个隆部Ilc的宽度扩张。由此，背部箔片Ila的隆部Ilc的高度减少，容许顶部箔10的挠曲。即，隆部Ilc的高度减少，从而在轴承壳体12内形成能够收容顶部箔10的挠曲部分的区域。所以，径向箔轴承3使其轴承面的形状可变，根据载荷而形成适当的流体润滑膜。
[0055]另外，背部箔片Ila在如上所述承受载荷而变形时，各个隆部Ilc的宽度扩张。此时，在背部箔片Ila与顶部箔10、轴承壳体12之间产生滑动。所以，当在旋转轴I上产生振动(轴振动)时，由于该滑动引起的摩擦而散逸振动能量，发挥出振动抑制效果。
[0056]另外，背部箔片Ila的周方向上的变形(移动)受到背部箔片Ila与顶部箔10、轴承壳体12之间的摩擦的影响。因此，如由图2B中的箭头的大小所示，在其两端部即各自由端9侧易于变形(易于移动)，但在固定点8侧难以变形。因此，在自由端9侧和固定点8侦U，在背部箔片Ila引起的支撑刚性方面产生差异。
[0057]但是，在本实施方式中，由于将点焊引起的固定点8设于背部箔片Ila的周方向中央部，因而与如图3A、3B所示的通过点焊固定背部箔片Ila的一端部的现有方式相比，固定端(固定点8)与自由端(背部箔的端部，自由端9)之间的距离为大致一半。所以，位于自由端9侧的隆部Ilc引起的限制变少，位于固定点8 (固定端)侧的隆部Ilc变得易于滑动(易于变形)，自由端9侧与固定点8 (固定端)侧之间的支撑刚性的差异充分地变小。
[0058]另外，通过这样在背部箔片Ila的中央部形成固定点8，从而背部箔片Ila的两端部均成为自由端9。所以，在一个背部箔片Ila形成两个背部箔部I ld，本实施方式的一个背部箔片Ila与具备两个现有背部箔片的构造同等地起作用。即，本实施方式的径向箔轴承3具有三个背部箔片11a，从而与图3C所示的现有的具备六个背部箔片40a的径向箔轴承在功能上同等。
[0059]在图3C所示的现有类型中，当使背部箔的周方向分割数为六个时，针对六个背部箔片40a的固定点8的数量成为六个。与此相对，在本实施方式的径向箔轴承3中，通过点焊而将背部箔片Ila在周方向的中央部固定。因此，通过使背部箔11的周方向分割数为三个且将背部箔片Ila的长度延长为两倍，从而能够使实质的周方向分割数为六个。
[0060]如以上所说明，在本实施方式的径向箔轴承3中，由沿顶部箔10的周方向并排地配置的三个背部箔片Ila构成背部箔11。与遍及顶部箔10的整周由单一箔形成背部箔11的情况相比，各背部箔片Ila以分割顶部箔10的整周的方式配置，因而背部箔片中的固定端与自由端之间的距离变短。所以，径向箔轴承3中的自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异变小。另外，通过将背部箔片Ila在其中央部固定，使得自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异进一步变小。所以，这样地充分地减小了自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异，因而能够获得径向箔轴承3的更大的轴承负载能力和更高的轴承刚性及衰减能力。
[0061]此外，本发明不由上述实施方式限定，而是仅由所附权利要求限定。在上述实施方式中示出的各构成部件的诸多形状或组合等是一个示例，在不脱离本发明的要旨的范围内，构成的添加、省略、置换以及其它变更是可能的。
[0062]例如，在上述实施方式中，使用三个背部箔片Ila构成背部箔11。但是，背部箔11也可使用一块金属箔(单一背部箔片)成形为大致圆筒状。在此情况下，通过将背部箔11 (单一背部箔片)在其中央部固定，从而也能够减小自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异。
[0063]另外，在由多个背部箔片Ila构成背部箔11的情况下，其数量不限定于三个。即，也可以由两个或四个以上的背部箔片Ila构成背部箔11。
[0064]再者，在上述实施方式中，背部箔11 (背部箔片Ila)使用点焊向轴承壳体12固定。但是，也可以使用点焊以外的固定方案来固定背部箔11。
[0065]此外，本实施方式的背部箔片Ila在其周方向中央部固定至轴承壳体12。然而，根据使从背部箔片的固定点到自由端的长度比以往更短的本发明的要旨，不必在背部箔片的周方向中央部设置固定点，背部箔片也可以在其周方向上的两端部的中间部固定至轴承壳体。例如，也可以在固定点与一方自由端的长度和上述固定点与另一方自由端的长度的比值为I比2那样的固定点而将背部箔片固定至轴承壳体。
[0066](第二实施方式)
图4A至4E示出本发明的第二实施方式的径向箔轴承。图4A至4E是示出使用卡止部件30作为点焊以外的固定方案而进行背部箔11 (背部箔片Ila)的固定的径向箔轴承20的图。
[0067]径向箔轴承20如图4A所示具备以下部件而构成:圆筒状的顶部箔10，其与旋转轴I相向地配置；背部箔11，其配置在顶部箔10的径方向外侧；以及轴承壳体12，其配置在背部箔11的径方向外侧。
[0068]在本实施方式的轴承壳体12的内周面，沿着轴承壳体12的轴方向形成有槽13。[0069]S卩，槽13遍及轴承壳体12的轴方向全长而形成。该槽13形成为其深度方向与顶部箔10的一方端部所延伸的方向相一致。另外，其深度为2mm至5m左右。
[0070]在轴承壳体12的外周面，形成有与槽13连通的两个孔14。这些孔14是阳螺钉所插入的孔，该阳螺钉用于如下所述地将插入槽13内的顶部箔10的一方端部IOb固定在槽13内。在孔14的内周面形成有阴螺纹。
[0071]在轴承壳体12的两侧面(中心轴方向上的两侧面)，如图4A、4B所示，分别形成有从轴承壳体12的外周缘延伸至内周缘的卡合槽15。本实施方式的卡合槽15如图4A所示分别形成于将轴承壳体12的侧面沿其周方向大致三等分的位置。卡止部件30卡止于这些卡合槽15。此外,在本实施方式中,槽13配置在三个卡合槽15中的两个卡合槽15之间。
[0072]背部箔11与第一实施方式同样，使用沿顶部箔10的周方向并排地配置的三个背部箔片Ila而构成。以隔着槽13的方式定位的一对背部箔片Ila隔开某一程度的间隙而配置。另一方面，在除此以外的位置，相邻的一对背部箔片Ila的彼此端部接近而配置。通过这种构成，三个背部箔片Ila作为整体形成为大致圆筒形状，沿着轴承壳体12的内周面配置。
[0073]这些背部箔片Ila如将图4A的主要部分平坦化而示意性地示出的图4C所示，具有沿着轴承壳体12的周方向交替地形成的、与轴承壳体12相接的平坦的洼部lib、以及与顶部箔10相接的弯曲的隆部11c。
[0074]在这些背部箔片Ila中，如作为图4C的A-A线向视剖面图的图4D所示，在其周方向中央部(轴承壳体12的周方向上的中央部)的两缘部(轴方向上的两缘部)分别形成切口 16。切口 16如图4B所示形成于背部箔片Ila的洼部lib。切口 16通过将作为形成于隆部11c、Ilc之间的平坦部的洼部Ilb从轴承壳体12的轴方向上的两缘部朝向轴方向上的中心部切除而形成。切口 16在与轴承壳体12的卡合槽15对应的位置即与卡合槽15重合的位置形成，切口 16的宽度(轴承壳体12的周方向上的宽度)、深度(轴承壳体12的轴方向上的深度)分别形成为与卡合槽15的宽度、深度相同。
[0075]在这种构成的前提下，轴承壳体12的卡合槽15和背部箔片Ila的切口 16如图4B所示作为一个槽起作用。此外，切口 16为了防止毛刺的产生以及赋予应力引起的应变的产生，优选地相对于箔进行蚀刻加工或放电加工而形成。即，优选地，在通过蚀刻加工或放电加工而在箔上形成切口 16之后，进行用于形成隆部Ilc和洼部Ilb的加压成型，形成背部箔片11a。
[0076]卡止部件30卡止于这些卡合槽15和切口 16。卡止部件30如作为图4C的B-B线向视剖面图的图4E和图4B所示，形成为具有一对卡合腿31、31和配置于这些卡合腿31、31的一端侧且连接卡合腿31、31之间的连接部32的匚字状。一方卡合腿31卡合于径向箔轴承3的一方侧面的卡合槽15和切口 16，另一方卡合腿31卡合于径向箔轴承3的另一方侧面的卡合槽15和切口 16。卡合腿31的长度如图4C、4E所示与轴承壳体12的厚度(径方向上的厚度)和背部箔片Ila的厚度之和大致相等。另外，连接部32如图4C至4E所示配置在背部箔片Ila的洼部Ilb与顶部箔10之间。
[0077]通过这种构成，卡合腿31与轴承壳体12的卡合槽15和背部箔片Ila的切口 16都卡合，因而卡止部件30作为将背部箔片Ila固定至轴承壳体12的固定装置起作用。另夕卜，连接部32由顶部箔10覆盖，从而防止卡止部件30从轴承壳体12和背部箔片Ila脱落。所以，背部箔片Ila可靠地固定于轴承壳体12。
[0078]卡止部件30的卡合腿31和连接部32也可以为如图4B所示的四棱柱状，另外也可以为圆柱状(圆棒状)。此外，其粗细为0.2至0.5mm左右。例如，在径向箔轴承3的轴承尺寸为Φ 35mmX (轴方向上的长度)35mm的情况下，背部箔片11a、顶部箔10的厚度均为IOOym左右，背部箔片Ila的隆部Ilc的高度(相对于洼部Ilb的高度)为0.5mm左右。所以，通过使卡止部件30的粗细不足0.5mm(0.2至0.5mm左右)，从而如图4C所示，卡止部件30的连接部32与顶部箔10分离而配设，与连接部32的顶部箔10的接触、干涉被防止。
[0079]通过例如将由厚度不足0.5mm的不锈钢等构成的金属箔蚀刻加工成匚字状，从而能够形成这种卡止部件30。另外，通过弯折加工粗细不足0.5_的金属丝状金属棒，从而也能够形成。
[0080]如图4A所示，顶部箔10沿着由三个背部箔片Ila构成的背部箔11的内表面卷绕成圆筒状。顶部箔10配设成:其一方端部IOb的顶端卡合于在轴承壳体12形成的槽13。
[0081]以轴承的周方向作为长边、以轴承的中心轴方向作为短边的矩形状金属箔围绕上述中心轴卷绕成圆筒状而形成该顶部箔10。
[0082]该顶部箔10不以上述金属箔的两端彼此抵接的方式卷绕，而是以一方端部IOb与另一方端部的外侧重合的方式卷绕。另外，一方端部IOb在除此以外的部分形成的圆筒部的规定位置处的切线方向上延伸而形成。
[0083]此外，轴承壳体12中的槽13形成为:其深度方向与顶部箔10的一方端部IOb的延伸方向相一致。
[0084]所以，顶部箔10配置成其一方端部IOb的延伸方向与槽13的深度方向相一致，其一方端部IOb的顶端卡合于槽13。在一方端部IOb卡合于槽13的状态下,顶部箔10不变形，因而顶部箔10中应变的产生被防止。
[0085]在本实施方式中，卡合于槽13的顶部箔10的一方端部IOb通过阳螺钉17固定至槽13内。S卩，阳螺钉17拧合并插入至孔14，一方端部IOb被阳螺钉17施力而紧贴于槽13的内壁面，使得一方端部IOb固定在槽13内。此外，紧贴于槽13的内壁面引起的一方端部IOb的变形是微小的。所以，几乎不会由于该变形而在顶部箔10产生应变。
[0086]在顶部箔10的一方端部IOb和与其相反的另一方端部，形成厚度比它们之间的中央部更薄的厚度薄化部18。这些厚度薄化部18以成为其外周面(背部箔11侧的表面)比上述中央部的外周面更凹陷的状态的方式薄化而形成。
[0087]在形成厚度薄化部18时，例如利用蚀刻加工将顶部箔10的两端部控制在数十μ m的范围内而形成为期望的厚度(薄度)。具体而言，在轴承直径Φ为35mm且顶部箔10的厚度为IOOym的情况下，厚度薄化部18的厚度为80 μ m左右。此外，在这种蚀刻加工中，与弯曲加工等相比，在顶部箔10产生的应力极小。所以，几乎不在顶部箔10产生应变。
[0088]另外，厚度薄化部18的周方向长度例如为与从槽13到位于槽13附近的背部箔11的端部的一个隆部Ilc程度对应的长度。
[0089]这样，通过在顶部箔10的两端部形成厚度薄化部18，使得这两端部(厚度薄化部18)易于弹性变形。所以，这两端部仿效构成轴承壳体12的内周面的曲面而成为曲面。由此，顶部箔10在其两端部也几乎不产生夹紧旋转轴I的力(局部预加载荷)。
[0090]另外，将顶部箔10的两端部的外周面以成为比上述中央部的外周面更加凹陷的状态的方式薄化而形成厚度薄化部18。因此，在支撑顶部箔10的外周面的背部箔11与厚度薄化部18之间，在背部箔11的端部的一个隆部Ilc程度的范围内，形成间隙。由此，在厚度薄化部18中，夹紧旋转轴I的力(局部预加载荷)的产生被可靠地防止。
[0091]在这种径向箔轴承20中，也能够通过以多个背部箔片Ila形成背部箔11从而缩短背部箔片Ila中的固定端(基于卡止部件30的卡止位置)与自由端(背部箔片Ila的两端部)之间的距离而减小支撑刚性的差异。再者，通过将背部箔片Ila在其中央部固定至轴承壳体12，从而能够充分地减小自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性的差异。结果，能够获得径向箔轴承20的更大的轴承负载能力和更高的轴承刚性及衰减能力。
[0092]另外，通过使用卡止部件30使卡合腿31卡合于背部箔片Ila的切口 16和轴承壳体12的卡合槽15，从而将背部箔片lla(背部箔11)固定至轴承壳体12。因此，不相对于背部箔片Ua进行点焊或弯曲加工，就能够将背部箔片Ila收容、固定在轴承壳体12内。所以，能够防止背部箔11 (背部箔片Ila)的点焊或背部箔11的应变的影响引起的顶部箔10中的应变的产生，或者充分地减少顶部箔10的应变。所以，关于轴承的负载能力或动态特性(刚性和衰减性能)，能够发挥出设计那样的良好性能。
[0093]另外，关于背部箔11，由于能够消除现有的点焊或可能使应变产生的弯曲加工，因而能够使制作的难易度下降、降低制造成本。另外，由于对背部箔11不需要特别的弯曲加工，因而能够将背部箔11高精度地加压成型。
[0094]此外，背部箔11 (背部箔片Ila)也可使用除了上述的点焊和卡止部件30以外的固定方案向轴承壳体12固定。
[0095]产业上的利用可能性
本发明能够广泛地利用于围绕且支撑旋转轴的径向箔轴承。
[0096]符号说明 I…旋转轴`
3…径向箔轴承 8…固定点 9…自由端 10…顶部箔 11…背部箔 Ila…背部箔片 Ilb…洼部 Ilc…隆部 12…轴承壳体 15…卡合槽 16…切口 20…径向箔轴承 30…卡止部件 31…卡合腿 32…连接部。
【权利要求】
1.一种径向箔轴承，是围绕旋转轴且支撑该旋转轴的径向箔轴承，其特征在于， 具备:与所述旋转轴相向地配置的圆筒状的顶部箔、配置在所述顶部箔的径方向外侧的背部箔、以及收容所述顶部箔和所述背部箔的圆筒状的轴承壳体， 所述背部箔使用至少一个背部箔片形成为圆筒状， 所述背部箔片具有沿着所述顶部箔的周方向交替地形成的隆部和洼部，并且在所述背部箔片的周方向上的两端部的中间部固定至所述轴承壳体。
2.根据权利要求1所述的径向箔轴承，其特征在于，所述背部箔使用沿所述顶部箔的周方向并排地配置的多个背部箔片形成为圆筒状。
3.根据权利要求1所述的径向箔轴承，其特征在于，所述背部箔片通过点焊而固定至所述轴承壳体。
【文档编号】F16C27/02GK103717928SQ201280039098
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】大森直陆 申请人:株式会社Ihi