推力轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及推力轴承。
[0002]本申请基于2012年10月16日在日本申请的日本特愿2012-228892号而主张优先权，将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]一直以来，作为高速旋转体用的轴承，已知对着设在旋转轴的推力环而配置的推力轴承。作为这样的推力轴承，熟知箔式推力轴承。该箔式推力轴承这样构成:在成为基部的圆环板形状的板材(底板)上圆环状地配置多张由称为波箔的薄板材构成的波纹板，进一步地在其上配置与波箔同张数的称为顶箔的薄板(例如，参考专利文献1、专利文献2)。
[0004]如果通过这样的构成，箔式推力轴承在推力环相对于推力轴承面(顶箔)靠近的状态下旋转，那么形成由推力环和顶箔之间的楔效应导致的空气膜(流体润滑膜)，并通过该空气膜支撑推力环。所谓楔效应，就是如果流体从宽阔缝隙向狭窄缝隙流动则在狭窄缝隙中产生压力的现象。通过这样的效应，即在狭窄缝隙产生的压力，推力轴承支撑载荷(推力环)。
[0005]因此，为了在箔式推力轴承中有效地得到楔效应，应该在推力环和顶箔之间连续地形成宽阔缝隙和狭窄缝隙，有必要使顶箔的高度相对于推力环的旋转方向变化。为了这样使顶箔的高度变化，一直以来，沿着推力环的旋转方向使波箔的高度(波(波峰)的高度)变化。
[0006]另外，在下述专利文献3-6中，也公开了支撑推力环的推力轴承。
[0007][现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特表2008-513701号公报专利文献2:日本特表2008-501922号公报专利文献3:日本特开昭61-92316 专利文献4:日本特开2002-349551 专利文献5:日本特开昭63-195412 专利文献6:日本特开昭59-187111。
【发明内容】
[0008][发明要解决的问题]
但是，由于波箔由0.1mm左右的薄板构成，因而存在以下情况:对每个波峰使波峰的高度例如数十μπι变化这样的加工困难，即使能够加工成本也变得非常高。此外，加工精度也变低，因而使顶箔的高度按照设计精度好地变化是困难的。
[0009]另外，也考虑不改变波箔的波峰的高度，而是通过在其上配置的顶箔的推压力将波箔波峰的坍塌量一点点地变化，从而使顶箔的高度变化。但是，在该情况中，使顶箔的高度按照设计精度好地变化也是极为困难的。
[0010]如果这样不能使顶箔的高度精度好地变化，那么由于量产性变低而成本变高。另夕卜，由于预先设计轴承负载能力变得困难，因而有可能性能的评价变难，实用性变低。
[0011]本发明是鉴于前述情形而做出的，其目的在于提供能使顶箔的高度精度好地变化并由此使轴承负载能力的预先设计成为可能的优秀的推力轴承。
[0012][用于解决问题的方案]
在本发明的第I方式中，对着设在旋转轴的推力环而配置的推力轴承具备:顶箔，其对着前述推力环而配置；背箔，其对着前述顶箔的与对着前述推力环的面相反的一侧的面而配置，并支撑该顶箔；以及圆环板状的底板，其配置在前述背箔的与前述顶箔相反的一侧，并支撑该背箔。前述背箔通过在前述底板的周向排列的多个背箔片形成。前述顶箔通过在前述多个背箔片上分别配设的多个顶箔片形成。前述底板具有分别支撑前述多个背箔片并且在前述周向上排列的多个支撑区域。前述支撑区域具有通过第I边界线以及配置在该第I边界线的前述推力环的旋转方向侧的第2边界线划分的倾斜面。该倾斜面的高度随着从前述第I边界线朝向前述第2边界线而增加。该倾斜面从前述第I边界线到前述第2边界线连续地形成。另外，前述背箔片配置在前述倾斜面内。
[0013]根据本发明的第I方式，在支撑背箔片的底板的各支撑区域形成有高度随着从第I边界线朝向第2边界线而增加的倾斜面，因此通过经由背箔片将顶箔片配置在该倾斜面上，从而能使顶箔片的高度沿着倾斜面精度好地变化。另外，此时关于背箔片，不使高度变化而以固定的高度制造即可，因此能抑制加工成本。
[0014]在本发明的第2方式中，在上述第I方式中，前述第2边界线沿着前述底板的半径方向形成。另外，前述倾斜面在与前述第2边界线正交的方向上倾斜。
[0015]根据本发明的第2方式，能容易地进行倾斜面的加工，并且对应于该倾斜面也能容易地进行背箔片的加工。
[0016]在本发明的第3方式中，在上述第I或第2方式中，前述顶箔片的前述推力环的旋转方向侧的端缘部形成为其高度固定。
[0017]根据本发明的第3方式，能进一步提高由于楔效应产生的压力，因此能进一步提高推力轴承的轴承负载能力。
[0018]在本发明的第4方式中，在上述第I至第3的任一个方式中，前述顶箔片在与前述推力环的旋转方向相反的一侧的端缘部固定在前述底板。
[0019]根据本发明的第4方式，推力环的旋转方向侧中的顶箔片的端缘部成为经由背箔片从底板分离的状态，因此与推力环之间变窄，所以能得到良好的楔效应。
[0020]在本发明的第5方式中，在上述第I至第4的任一个方式中，前述背箔片形成为将多个波峰部和多个波谷部交替地配置的波板状。
[0021]根据本发明的第5方式，能通过背箔片弹性地支撑顶箔片。
[0022]在本发明的第6方式中，在上述第5方式中，前述背箔片配置为使前述多个波峰部的排列方向与前述倾斜面的倾斜方向一致。
[0023]根据本发明的第6方式，通过将背箔片的多个波峰部的高度相同地形成，从而能使顶箔片的高度与底板的倾斜面配合而变化。因此，能使背箔片的加工变容易。
[0024]在本发明的第7方式中，在上述第6方式中，前述背箔片在前述推力环的旋转方向侧的端缘部固定在前述底板。
[0025]根据本发明的第7方式，能沿着背箔片的波谷部的形成方向例如用焊接将背箔片固定在底板，能容易地进行固定。
[0026][发明的效果]
根据本发明的推力轴承，通过在底板的各支撑区域形成倾斜面，并在该倾斜面上经由背箔片配设顶箔片，从而使顶箔片的高度沿着倾斜面精度好地变化。因此，能使加工容易而提高推力轴承的量产性，能谋求其成本的减少化。另外，能预先精度良好地设计推力轴承的轴承负载能力。
【附图说明】
[0027]图1是示出适用本发明涉及的推力轴承的涡轮机械的一例的示意图。
[0028]图2A是示出本发明的第I实施方式涉及的推力轴承的、将一部分剖视的俯视图。
[0029]图2B是图2A的2B-2B线向视剖视图。
[0030]图3A是本发明的第I实施方式涉及的推力轴承的底板的透视图。
[0031]图3B是本发明的第I实施方式涉及的推力轴承的主要部分分解透视图。
[0032]图4A是本发明的第2实施方式涉及的推力轴承的主要部分侧剖视图。
[0033]图4B是本发明的第2实施方式涉及的推力轴承的底板的透视图。
[0034]图4C是本发明的第2实施方式涉及的推力轴承的变形例的主要部分侧剖视图。
[0035]图5A是本发明的第3实施方式涉及的推力轴承的主要部分侧剖视图。
[0036]图5B是本发明的第3实施方式涉及的推力轴承的底板的透视图。
【具体实施方式】
[0037]下面，参考附图而详细地说明本发明的推力轴承。此外，在下面的附图中，为了使各部件为可辨识的大小，适当地更改各部件的比例尺。此外，在本说明书和附图中，关于具有实质相同的功能、构成的要素，通过附加相同的符号而省略重复说明，另外与本发明无直接关系的要素省略图示。
[0038](第I实施方式)
图1是示意地示出适用本发明的推力轴承的涡轮机械的一例的侧面图。图1中符号I表示旋转轴，符号2表示设置在旋转轴的顶端部的叶轮，符号3表示本发明涉及的推力轴承。
[0039]在旋转轴I中，推力环4固定在形成叶轮2的位置的附近。一对推力轴承3配置为夹持该推力环4。
[0040]另外，叶轮2配置在作为静止部件的壳体5内，在与壳体5之间形成有顶部空隙6。
[0041]另外，在旋转轴I中，在比推力环4靠近旋转轴I的中央，设置径向轴承7。
[0042]图2A、2B、3A、3B是示出在这样构成的涡轮机械中适用的第I实施方式中的推力轴承3A(3)的图。图2A是将推力轴承3A(3)的一部分剖视的俯视图，图2B是图2A的2B-2B线向视剖视图。另外，图3A是底板的透视图，图3B是推力轴承3A(3)的主要部分分解透视图。
[0043]该第I实施方式的推力轴承3A(3)是图1中配置在比推力环4靠近叶轮2的位置的轴承。此外，在本实施方式中，配置在图1中靠近叶轮2的位置的推力轴承3A(3)、和图1中隔着推力环4配置在其相反侧即靠近径向轴承7的位置的推力轴承3，分别具备相同的构成要素。但是，靠近径向轴承7的推力轴承3具备推力轴承3A(3)的构成在图1中的左右方向上相反的构成。
[0044]如图2A、2B所示，本实施方式的推力轴承3A(3)是对着固定在旋转轴I的圆板状的推力环