径向箔轴承的制作方法

文档序号:5656705阅读:179来源:国知局
径向箔轴承的制作方法
【专利摘要】涉及支撑旋转轴(1)的径向箔轴承(3)。径向箔轴承(3)具备顶部箔(10)、背部箔(11)以及收容它们的轴承壳体(12)。在轴承壳体(12)的两侧面,分别形成有从轴承壳体(12)的内周缘向着外周缘延伸的卡合切口(15)。在背部箔(11),在轴承壳体(12)的周方向上的一侧的两侧端部,分别设有卡合于卡合切口(15)的卡合突片(30)。
【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)。本申请基于2011年10月13日在日本提出的日本特愿2011-225905号而主张优先权,在此援引其内容。
【背景技术】
[0002]以往,作为高速旋转体用的轴承,已知外插于旋转轴而使用的径向轴承。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的波箔(bump foil)。
[0003]在这种径向箔轴承中,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)通过点焊直接地固定至轴承壳体或者经由垫片间接地固定至轴承壳体。
[0004]另外,作为代替上述基于焊接的固定而机械地固定的构造,还知道以下构造:通过弯曲加工而弯折顶部箔或背部箔(波箔)的端部,使该弯折部卡合于在轴承壳体的内周面形成的卡合槽(例如,参照专利文献广3)。
[0005]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;
专利文献3:日本特开2002-061645号公报。

【发明内容】

[0006]发明要解决的问题
然而,若通过焊接进行背部箔(波箔)向轴承壳体的固定,则由于输入热而背部箔或轴承壳体变形,受到该影响而在顶部箔产生应变。
[0007]另外,在专利文献f3所公开的构造中,通过使顶部箔或背部箔(波箔)的端部(弯折部)卡合于在轴承壳体的内周面形成的卡合槽,从而将这些顶部箔或背部箔固定至轴承壳体。
[0008]可是,在上述构造中,若在动作时径向箔轴承承受大外力,则特别地,背部箔沿轴承壳体的轴方向滑动,产生晃动。于是,有时候由于该背部箔的晃动而在顶部箔产生应变。
[0009]另外,通过旋转轴的旋转而在上述旋转轴与顶部箔之间形成的箔轴承的流体润滑膜的膜厚为ΙΟμπι左右,非常薄。因此,在顶部箔即使有少许应变也会对轴承的负荷能力、动态特性(刚性和衰减)产生坏影响。结果,不能得具有设计那样的性能的轴承。
[0010]另外,为了使径向箔轴承的轴承性能提高,将背部箔沿其周方向分割为多个是有效的。然而,在此情况下,背部箔相对于轴承壳体的固定点变多。因此,在现有的基于焊接的固定中,焊接部位增加,从而工时增加,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,那么作为制品不能出货。因此,制造时的品质维持变难,由于良品率的降低而制造成本增大。
[0011]本发明是鉴于上述实情而做出的,其目的在于提供以下径向箔轴承:减少在顶部箔产生的应变,关于轴承的负荷能力、动态特性(刚性和衰减)具有设计那样的良好性能,抑制制造成本。
[0012]用于解决问题的方案
本发明的第一方式所涉及的径向箔轴承具备:圆筒状的顶部箔,外插于旋转轴而支撑上述旋转轴,与上述旋转轴相向地配置;背部箔,配置在上述顶部箔的径方向外侧;以及圆筒状的轴承壳体,将上述顶部箔和上述背部箔在内插的状态下收容。在上述轴承壳体的两侧面,分别形成有从上述轴承壳体的内周缘向着外周缘延伸的卡合切口。在上述背部箔,在上述轴承壳体的周方向上的一侧的两侧端部,分别设有卡合于上述卡合切口的卡合突片。
[0013]在此情况下,在轴承壳体的两侧面分别形成卡合切口,在背部箔的一侧的两侧端部分别设置卡合突片,使这些卡合突片分别卡合于上述卡合切口。因此,不对背部箔进行点焊,就能够将背部箔收容和固定在轴承壳体内。另外,背部箔向轴承壳体的周方向和轴方向的滑动被在轴承壳体的两侧面形成的卡合切口限制,因而几乎不产生晃动。所以,能够防止由于背部箔的点焊或背部箔的晃动而在顶部箔产生应变。另外,由于不需要背部箔的焊接,因而能够没有焊接不良引起的组装不良或组装偏差。
[0014]另外,依照本发明的第二方式所涉及的径向箔轴承,在上述第一方式中,上述背部箔具有沿着上述轴承壳体的周方向配置的多个背部箔片而构成。优选地,在上述背部箔片中分别形成有上述卡合突片。
[0015]背部箔弹性地支撑顶部箔。因此,背部箔在从顶部箔承受载荷时沿其周方向变形,从而容许顶部箔的挠曲且支撑顶部箔。然而,由于背部箔在沿周方向变形时受到与轴承壳体之间的摩擦的影响,因而在自由端侧易于变形,但在形成卡合突片的固定端侧难以变形。因此,在自由端侧和固定端侧,在支撑刚性方面产生差异,作为轴承整体不能得到均匀的支撑刚性。
[0016]于是,将背部箔以具有沿着上述轴承壳体的周方向配置的多个背部箔片的方式构成。因此,背部箔片中的固定端与自由端之间的距离变短,自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性之差变小。结果,背部箔整体的支撑刚性的偏差变少。
[0017]另外,依照本发明的第三方式所涉及的径向箔轴承,优选地,在上述第二方式中,上述背部箔片中的彼此相邻的一对背部箔片以各自的上述卡合突片接近的状态配置。另夕卜,这些接近的一对卡合突片优选地卡合于一个上述卡合切口。
[0018]在此情况下,能够减少在轴承壳体形成的卡合切口的数量。即,通过减少轴承的加工部位的数量,从而能够抑制加工成本。
[0019]另外,依照本发明的第四方式所涉及的径向箔轴承,优选地,在上述第一至第三方式中的任何一个中,在上述轴承壳体的内周面,在相向的一对上述卡合切口之间形成深度比上述卡合切口更浅的卡合槽。另外,优选地,在上述背部箔,在上述卡合突片之间设有高度比上述卡合突片更低的卡合突条,上述卡合突片卡合于上述卡合切口,并且上述卡合突条卡合于上述卡合槽。
[0020]在此情况下,卡合突条卡合于卡合槽,从而相对于轴承壳体更强地固定背部箔。
[0021]发明的效果 依照本发明的径向箔轴承,防止由于背部箔的点焊或背部箔的晃动而在顶部箔产生应变,顶部箔的应变变少。结果,能够获得关于轴承的负荷能力、动态特性(刚性和衰减)具有设计那样的良好性能的径向箔轴承。
[0022]另外,由于不需要焊接而没有焊接不良引起的组装不良或组装偏差,因而能够通过制造时良品率的提闻而降低制造成本。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是示出适用本发明所涉及的径向箔轴承的涡轮机械的一例的示意图。
[0024]图2A是示出本发明所涉及的径向箔轴承的第一实施方式的概略构成的径向箔轴承的侧面图。
[0025]图2B是示出本发明所涉及的径向箔轴承的第一实施方式的概略构成的、示出径向箔轴承的主要部分的立体图。
[0026]图2C是示出本发明所涉及的径向箔轴承的第一实施方式的概略构成的、将图2A的主要部分平坦化而示意性地示出的侧面图。
[0027]图2D是示出本发明所涉及的径向箔轴承的第一实施方式的概略构成的、图2C的A-A线向视截面图。
[0028]图3A是平坦化的背部箔片的平面图。
[0029]图3B是平坦化的背部箔片的侧面图。
[0030]图4A是示出本发明所涉及的径向箔轴承的第二实施方式的概略构成的径向箔轴承的侧面图。
[0031]图4B示出本发明所涉及的径向箔轴承的第二实施方式的概略构成,是示出径向箔轴承的主要部分的立体图。
[0032]图5A示出本发明所涉及的径向箔轴承的第三实施方式的概略构成,是示出径向箔轴承的主要部分的立体图。
[0033]图5B是示出本发明所涉及的径向箔轴承的第三实施方式的概略构成的、平坦化的背部箔片的平面图。
【具体实施方式】
[0034]以下,参照附图详细地说明本实施方式的径向箔轴承。此外,在以下的附图中,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是示出适用本实施方式的径向箔轴承的涡轮机械的一例的侧面图。图1示出旋转轴1、设于旋转轴的顶端部的叶轮2、径向箔轴承3、推力环4、推力轴承5以及壳体6。此外,在图1中省略而仅记载一个径向箔轴承,但是通常,通过沿旋转轴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,在本实施方式中也设置两个径向箔轴承3。
[0036]在旋转轴1,推力环4固定至形成有叶轮2的一侧。在推力环4的两侧,以与推力环4相向的方式配置有推力轴承5。
[0037]另外,叶轮2配置在成为静止侧的壳体6内,在与壳体6之间具有屑隙7。另外,在旋转轴1,在旋转轴I的与推力环4相比更中央侧,外插有径向箔轴承3。[0038]图2A至图2D是示出适用于上述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所示外插于旋转轴1,支撑旋转轴I且为圆筒状。径向箔轴承3具备以下部件而构成:圆筒状的顶部箔10,与旋转轴I相向地配置;背部箔11,配置在顶部箔10的径方向外侧;以及轴承壳体12,配置在背部箔11的径方向外侧。
[0039]轴承壳体12构成径向箔轴承3的最外部,由金属构成且为圆筒状。轴承壳体12在其内部收容背部箔11和顶部箔10。在轴承壳体12的内周面,沿着轴承壳体12的轴方向形成有槽13。
[0040]即,在轴承壳体12的内周面,遍及轴承壳体12的轴方向全长形成有槽13。槽13形成为:其深度方向与后述顶部箔10的一侧IOa所伸出的方向相一致。另外,槽13的深度为2mm?5m左右。
[0041]另外,在轴承壳体12的外周面侧,形成有与槽13连通的一对孔14。这些孔14用于将如下所述插入槽13内的顶部箔10的一侧IOa固定在槽13内。S卩,孔14是阳螺钉插入用的孔,在其内周面形成有阴螺纹部。
[0042]另外,在轴承壳体12的两侧面,如图2A和图2B所示,形成有从轴承壳体12的内周缘向着外周缘延伸的六个(多个)卡合切口 15。本实施方式的卡合切口 15具有从轴承壳体12的内周缘切口到外周缘的槽状。这些卡合切口 15如图2A所示分别形成于将轴承壳体12的侧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卡合于这些卡合切口 15。此外,在本实施方式中,槽13配置在六个卡合切口 15中的两个卡合切口 15、15之间。
[0043]背部箔11由箔(薄板)形成,弹性地支撑顶部箔10。作为背部箔11,例如使用波箔、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、或者日本特开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。不过,也可使用上述的弹簧箔或背部箔作为背部箔。
[0044]背部箔(波箔)11如图2A所示由沿着顶部箔10的周方向配置的六个(多个)背部箔片Ila构成。背部箔片Ila成形为:其箔(薄板)成形为波板状,其侧面作为整体为大致圆弧状。六个背部箔片Ila全部以相同的形状和尺寸形成。所以,这些背部箔片Ila配置成将轴承壳体12的内周面大致六等分。
[0045]另外,这些背部箔片Ila在隔着槽13的位置隔开某一程度的间隙而配置,在除此以外的位置,彼此的端部接近而配置。通过上述构成,六个背部箔片Ila以作为整体成为大致圆筒形状的方式沿着轴承壳体12的内周面配置。
[0046]另外,在成形为波板状的背部箔片11a,如将图2A的主要部分平坦化而示意性地示出的图2C所示,沿着轴承壳体12的周方向,与轴承壳体12相接的平坦的凹部Ilb和与顶部箔10相接的弯曲的凸部Ilc交替地形成。背部箔片Ila特别地通过与顶部箔10相接的凸部Ilc而弹性地支撑顶部箔10。另外,沿径向箔轴承3的轴方向形成有基于凸部Ilc和凹部Ilb的流体通路。
[0047]另外,在这些背部箔片Ila的一侧(即轴承壳体12的周方向上的一侧)的两侧端部,分别形成有卡合突片30。在这些卡合突片30、30,如作为平坦化的背部箔片Ila的平面图的图3A所示,在成为凹部Ilb的一侧的两侧端部30a、30a之间切口而形成凹部31。另夕卜,如作为平坦化的背部箔片Ila的侧面图的图3B所示,上述两侧端部30a、30a分别向着下方(与凸部Ilc突出的方向相反的方向)以大致直角弯折,从而形成这些卡合突片30、
30。此外,在图3A中用弯折线M示出两侧端部30a、30a的弯折位置。
[0048]通过卡合突片30、30(两侧端部30a、30a)的弯折加工而在背部箔片lla(背部箔11)产生应变。然而,由于加工的部分微小,因而产生的应变小,该应变不影响顶部箔10。
[0049]此外,背部箔片Ila中的凹部31优选地以不产生毛刺、不赋予应力另外也不产生应变的方式使用蚀刻加工或放电加工而形成于箔。即,在使用蚀刻加工或放电加工将凹部31形成于箔之后,进行用于形成凸部11c、凹部Ilb的加压成型。此后,优选地弯折两侧端部30a、30a而形成卡合突片30、30且形成背部箔片11a。
[0050]这些卡合突片30、30如图2A所示分别卡合于卡合切口 15。S卩,如图2B中箭头所示,背部箔片Ila的卡合突片30、30插入轴承壳体12的卡合切口 15。由此,如作为图2C的A-A线向视截面图的图2D所示,卡合突片30分别卡合于卡合切口 15、15。若卡合突片30、30卡合于卡合切口 15、15,则背部箔片Ila向轴承壳体12的周方向的滑动被限制。另外,背部箔片Ila向轴方向的滑动也被卡合突片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)几乎不产生晃动。
[0051]此外,卡合突片30的长度为其不突出至轴承壳体12的外周面侧长度。具体而言,在轴承壳体12的厚度例如为5_的情况下,卡合突片30的长度为2mnT5mm左右。
[0052]如图2A所示,顶部箔10构成为:沿着由六个背部箔片Ila构成的背部箔11的内表面卷绕成圆筒状。另外,顶部箔10配设成:一侧IOa的顶端部卡合于在轴承壳体12形成的槽13。顶部箔10是通过将以轴承周方向为长边、以轴承长度方向为短边的矩形状金属箔沿长边的长度方向(轴承周方向)卷绕成圆筒状而形成的。
[0053]顶部箔10并不以上述金属箔的两端对接的方式卷绕,而是以其一侧IOa重叠至另一侧的外侧的方式卷绕。另外,一侧IOa形成为沿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伸出。
[0054]另外,轴承壳体12中的槽13形成为:其深度方向与顶部箔10的一侧IOa的伸出
方向相一致。
[0055]所以,顶部箔10配置成其一侧IOa的伸出方向与槽13的深度方向相一致,其一侧IOa的顶端部卡合于槽13。由此,顶部箔10在其一侧IOa卡合于槽13的状态下不变形。因此,在顶部箔10不产生应变。
[0056]另外,在本实施方式中,卡合于槽13的顶部箔10的一侧IOa由阳螺钉17固定在槽13内。S卩,阳螺钉17拧合插入孔14中,从而使一侧IOa紧贴于槽13的内壁面,由此进行固定。此外,向槽13的内壁面的紧贴引起的一侧IOa的变形微小。所以,不会由于该变形而在顶部箔10产生应变。
[0057]另外,在顶部箔10,在一侧IOa和与其相反的另一侧,形成有与它们之间的中央部相比厚度更薄的薄壁部18。这些薄壁部18以成为其外周面(背部箔11侧的面)比顶部箔10的上述中央部的外周面更加凹陷的状态的方式厚度薄化而形成。
[0058]薄壁部18例如通过蚀刻加工而将顶部箔10的两端部以十μ m单位控制而形成为期望的厚度(薄度)。具体而言,形成为:在为轴承直径Φ 35mm的情况下,若使顶部箔10的厚度为IOOym,则薄壁部18的厚度为80μπι左右。此外,在上述的蚀刻加工中,与弯曲加工等相比,在顶部箔10产生的应力极小。所以,几乎不会由于该加工而在顶部箔10产生应变。
[0059]另外,薄壁部18的周方向长度例如为与槽13和位于槽13两侧的背部箔11(背部箔片Ila)的端部的直到一个凸部程度相对应的长度。
[0060]通过在顶部箔10的两端部形成薄壁部18,使得这两端部(薄壁部18)易于弹性变形。所以,这两端部(薄壁部18)沿着构成轴承壳体12的内周面的曲面成为曲面。由此,在顶部箔10的两端部中也几乎不产生夹紧旋转轴I的力(局部预加载荷)。
[0061]S卩,在如以往那样通过点焊将顶部箔的一端部(紧固端部)固定至轴承壳体的情况下,其两端附近(紧固端侧和自由端侧)难以适应构成轴承壳体的内周面的曲面,成为接近平面的状态。由此,在接近平面的上述部位产生夹紧旋转轴的力(局部预加载荷)。结果,产生起动扭矩变高或运转中的发热变高为设定以上等的问题。与此相对,在本实施方式的顶部箔10中,通过在其两端部形成薄壁部18,从而如上所述,几乎不产生夹紧旋转轴I的力(局部预加载荷)。
[0062]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厚度薄化而形成薄壁部18。因此,在薄壁部18与支撑其外周面侧的背部箔11之间以及在薄壁部18与其端部的一个凸部程度之间形成有间隙。由此,在薄壁部18中,能够可靠地防止夹紧旋转轴I的力(局部预加载荷)的产生。
[0063]接着,说明由上述构成组成的径向箔轴承3的作用。
[0064]在旋转轴I停止的状态下,顶部箔10由背部箔11 (六个背部箔片Ila)向旋转轴I侧施力从而紧贴于旋转轴I。
[0065]此外,在本实施方式中,顶部箔10的两端部成为薄壁部18。因此,在这些薄壁部18中几乎不产生夹紧旋转轴I的力(局部预加载荷)。
[0066]如图2A中的箭头P所示,若使旋转轴I沿箭头P的方向起动,则最初以低速开始旋转,此后逐渐加速而以高速旋转。结果,如图2A中的箭头Q所示,周围流体从顶部箔10的一侧IOa与背部箔片Ila的一端之间引入,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。
[0067]该流体润滑膜的膜压作用于顶部箔10,按压与顶部箔10相接的背部箔片Ila的各个凸部11c。结果,背部箔片Ila被顶部箔10按压,使得其凸部Ilc被按压扩张。由此,背部箔片Ua在轴承壳体12上沿其周方向运动。
[0068]S卩,背部箔片IIa (背部箔11)弹性地支撑顶部箔10。因此,背部箔片IIa (背部箔11)在从顶部箔10承受载荷时沿其周方向变形,从而容许顶部箔10的挠曲,支撑顶部箔10。
[0069]然而,如图2C所示,由于卡合突片30、30卡合于轴承壳体12的卡合切口 15、15,因而防止(限制)了背部箔片Ila在轴承壳体12的内周面上沿周方向转动。所以,背部箔片Ila的各个凸部Ilc将卡合于卡合切口 15的卡合突片30作为固定点(固定端)而沿周方向变形(运动),但背部箔片Ila自身其固定点(固定端)不从卡合切口 15的形成位置偏离。
[0070]另外,背部箔片Ila在沿周方向变形(运动)时受到与轴承壳体12、顶部箔10之间的摩擦的影响。因此,背部箔片Ila的另一侧(即自由端侧)易于变形(易于运动),但上述固定点(固定端)侧难以变形。所以,在自由端侧和固定端侧,在背部箔片Ila的支撑刚性方面产生差异。
[0071]然而,在本实施方式中,将背部箔11分割为六个背部箔片11a。因此,与由单一箔形成背部箔11的情况相比,固定端与自由端之间的距离较短。所以,自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性之差较小。
[0072]另外,在旋转轴I以高速旋转时,卡合于卡合突片30、30的卡合切口 15、15也约束背部箔片Ila向轴方向的运动,限制其滑动。因此,在背部箔片lla(背部箔11),几乎不产生晃动。另外,即使在意外的冲击等起作用的情况下,通过卡合突片30、30向卡合切口 15、15的卡合,背部箔片Ila不从轴承壳体12脱落。此外,成为仅使卡合突片30插入且卡合于卡合切口 15的简易构造。然而,由于顶部箔10覆盖背部箔11 (背部箔片Ila),因而不会由于冲击等使得背部箔片Ua从轴承壳体12脱落。
[0073]另外,在直到形成流体润滑膜的状态下,在旋转轴I与顶部箔10之间产生固体摩擦,这成为起动时的阻力。然而,如上所述,依照本实施方式中的径向箔轴承3,在顶部箔10的两端部不产生预加载荷,周围流体所流入一侧的顶部箔10成为薄壁部18而较柔软。因此,顶部箔10与旋转轴I之间易于开口,若旋转轴I起动,则较早地形成流体润滑膜,旋转轴I相对于顶部箔10以非接触状态旋转。
[0074]在径向箔轴承3中,在轴承壳体12的两侧面分别形成卡合切口 15,在背部箔片Ila的一侧的两侧端部分别设置卡合突片30,使这些卡合突片30、30分别卡合于卡合切口
15、15。因此,不对背部箔片Ila进行点焊,就能够将背部箔片lla(背部箔11)收容和固定在轴承壳体12内。另外,背部箔片Ila向轴承壳体12的周方向和轴方向的滑动被形成于轴承壳体12的两侧面的卡合切口 15、15限制。因此,在背部箔片lla(背部箔11),几乎不产生晃动。所以,能够防止由于背部箔11(背部箔片Ila)的点焊或背部箔的晃动而在顶部箔10产生应变,充分地减少顶部箔10的应变。所以,能够获得关于轴承的负荷能力、动态特性(刚性和衰减)具有设计那样的良好性能的径向箔轴承。
[0075]另外,关于背部箔11,能够没有现有的点焊,而且仅将使应变产生的弯曲加工作为微小的部位,因而能够使制作的难易度降低,使制造成本减少化。即,没有焊接不良引起的组装不良或组装偏差,因而制造时的良品率提高,能够降低制造成本。另外,不对背部箔11进行特别的弯曲加工,仅进行简易的弯曲加工。因此,能够将背部箔11高精度地加压成型。
[0076]再者,由于不需要背部箔11的焊接,因而制造时的良品率、性能不被焊接的好坏影响。结果,良品的再现性变高而量产性提高。
[0077]再者,在为了使径向箔轴承的轴承性能提高而将背部箔11沿其周方向分割为多个的情况下,也能够与基于焊接的固定相比用更少的工时制造轴承。所以,能够降低制造成本。
[0078]另外,由沿着顶部箔10的周方向配置的六个(多个)背部箔片Ila构成背部箔11,在这些背部箔片Ila分别形成卡合突片30。由此,缩短了背部箔片11中的固定端与自由端之间的距离。因此,能够减小自由端侧与固定端侧之间的支撑刚性之差,减少背部箔11整体的支撑刚性的偏差。所以,在背部箔11整体能够获得均匀的支撑刚性和滑动特性。结果,能够获得具有大的轴承负荷能力和高的轴承刚性能力及衰减能力的径向箔轴承。
[0079](第二实施方式)
接着,关于适用于图1所示的涡轮机械的径向箔轴承的第二实施方式,参照图4A和图4B进行说明。本实施方式的径向箔轴承3与图2k?图2D、图3A以及图3B所示的第一实施方式的径向箔轴承3不同的点在于背部箔片Ila的配置。
[0080]S卩,在本实施方式中,如图4A所示,将六个背部箔片Ila中的彼此相邻的一对背部箔片IlaUla配置成各自的卡合突片30接近的状态。另外,与此对应,在轴承壳体12中,将在其两侧面形成的卡合切口 15以三等分形成而不是六等分。通过上述构成,在本实施方式的径向箔轴承3中,相邻的一对背部箔片IlaUla的接近配置的一对卡合突片30、30如图4B所示卡合于一个卡合切口 15。
[0081]此外,图4B所示的卡合切口 15卡合于一对卡合突片30、30。因此,与卡合于一个卡合突片30、30的图2B所示的卡合切口 15相比,其横宽扩大为大致两倍。
[0082]在上述构成的径向箔轴承3中,除了与图2k?图3B所示的第一实施方式的径向箔轴承3相同的效果之外,还能够减少在轴承壳体12形成的卡合切口 15的数量。S卩,由于能够减少轴承的加工部位的数量,因而还能够抑制加工成本。
[0083](第三实施方式)
接着,关于适用于图1所示的涡轮机械的径向箔轴承的第三实施方式,参照图5A和图5B进行说明。本实施方式的径向箔轴承3与图2A?图2D、图3A以及图3B所示的第一实施方式的径向箔轴承3不同的点在于背部箔片Ila相对于轴承壳体12的卡合部的构造。
[0084]S卩,在本实施方式中,如图5A所示,在背部箔11a,在其卡合突片30、30之间设有高度比卡合突片30更低的卡合突条32。卡合突条32能够通过在作为平坦化的背部箔片Ila的平面图的图5B所示的以弯折线M示出的位置弯折而形成。即,在本实施方式中,与图3A所示的情况相比,减小背部箔片Ila的周方向上的凹部31的尺寸N,以此程度使弯折线M远离两侧端部30a、30a。由此,若用弯折线M弯折背部箔片11a,则不仅两侧端部30a、30a,而且它们之间的凹部Ilb的一部分也被弯折。结果,如图5A所示,在卡合突片30、30之间形成高度比卡合突片30更低的卡合突条32。
[0085]另外,在轴承壳体12的内周面,在相向的一对卡合切口 15、15之间,深度比卡合切口 15、15更浅的卡合槽16与卡合切口 15、15连通而形成。由此,在卡合切口 15与卡合槽16之间,形成阶梯部(未图示)。卡合槽16形成为:其深度与卡合突条32的长度(高度)即向下方延伸的长度相对应,成为与其相同的深度或稍微更深。此外,卡合切口 15的直到上述阶梯部的深度形成为与卡合突片30的横宽相同或稍微更深。
[0086]上述构成的背部箔片Ila中,卡合突片30、30卡合于轴承壳体12的卡合切口 15、15且卡止于上述阶梯部,并且卡合突条32卡合于卡合槽16。
[0087]所以,在本实施方式的径向箔轴承3中,除了与图2A?图3B所示的第一实施方式的径向箔轴承3相同的效果之外,通过使卡合突条32卡合于卡合槽16,从而能够相对于轴承壳体12更强地固定背部箔11 (背部箔片Ila)。
[0088]此外,本发明并不限定于上述实施方式,在不脱离本发明的要旨的范围内,各种变更是可能的。
[0089]例如,在上述实施方式中由六个背部箔片Ila构成背部箔11,但并不限于此。关于背部箔11,也可为由将一块金属箔成形为大致圆筒状的单一部件构成。另外,在由多个背部箔片Ila构成的情况下,也可用二至五个或七个以上的背部箔片Ila来构成背部箔11。
[0090]另外,在上述实施方式中,将卡合切口 15从轴承壳体12的内周缘切口到外周缘而形成为槽状,但并不限于此。如果从轴承壳体12的内周缘向着外周缘延伸,那么也可以不到达外周缘,通过切口到其近前而形成卡合切口 15。
[0091]再者,在上述实施方式中,关于顶部箔10也不通过焊接将其固定而是使其一侧IOa卡合于在轴承壳体12形成的槽13,由此收容和固定在轴承壳体12内,但并不限于此。关于顶部箔10的固定,能够包括焊接而进行任意的固定。
[0092]产业上的可利用性
依照本发明的径向箔轴承,能够获得以下径向箔轴承:关于其负荷能力、动态特性(刚性和衰减)具有设计那样的良好性能,其制造时的良品率提高,且其制造成本较低。
[0093]符号说明
I…旋转轴、3…径向箔轴承、10...顶部箔、11...背部箔(波箔)、lla…背部箔片、lllr..凹部、Ilc…凸部、12…轴承壳体、15…卡合切口、16…卡合槽、30...卡合突片、31...凹部、32…卡 合突条。
【权利要求】
1.一种径向箔轴承,其外插于旋转轴并支撑所述旋转轴,其特征在于, 具备: 圆筒状的顶部箔,其与所述旋转轴相向地配置; 背部箔,其配置在所述顶部箔的径方向外侧;以及 圆筒状的轴承壳体,其将所述顶部箔和所述背部箔在内插的状态下收容, 在所述轴承壳体的两侧面,分别形成有从所述轴承壳体的内周缘向着外周缘延伸的卡合切口,在所述背部箔中,在所述轴承壳体的周方向上的一侧的两侧端部分别设有卡合于所述卡合切口的卡合突片。
2.根据权利要求1所述的径向箔轴承,其特征在于, 所述背部箔具有沿着所述轴承壳体的周方向配置的多个背部箔片而构成, 在所述背部箔片,分别形成有所述卡合突片。
3.根据权利要求2所述的径向箔轴承,其特征在于,所述背部箔片中的彼此相邻的一对背部箔片以各自的所述卡合突片接近的状态配置,这些接近的一对卡合突片卡合于一个所述卡合切口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的径向箔轴承,其特征在于, 在所述轴承壳体的内周面,在相向的一对所述卡合切口之间形成有深度比所述卡合切口更浅的卡合槽, 在所述背部箔,在所述卡合突片之间设有高度比所述卡合突片更低的卡合突条, 所述卡合突片卡合于所述卡合切口,并且所述卡合突条卡合于所述卡合槽。
【文档编号】F16C17/12GK103842671SQ201280047747
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2011年10月13日
【发明者】大森直陆, 田中亨 申请人:株式会社 Ihi
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