径向箔带轴承的制作方法

径向箔带轴承的制作方法
【专利摘要】该径向箔带轴承（3）具备顶箔带（10）、后箔带（11）、轴承壳体（12），前述顶箔带（10）以对置于前述旋转轴（1）的方式配置，前述顶箔带（10）是圆筒状的，前述后箔带（11）配置在前述顶箔带的径向外侧，前述轴承壳体（12）收纳前述顶箔带及前述后箔带，前述轴承壳体（12）是圆筒状的，在轴承壳体上，设有限制后箔带的运动的限制件（30、40）。在轴承壳体的内周面的轴向上的中央部形成有卡止凹部（21）。此外，限制件具有卡止凸部（32、42），该卡止凸部卡止到卡止凹部中，由此被固定在轴承壳体上。
【专利说明】径向箔带轴承
[0001 ] 本申请基于2014年2月18日在日本提出的特愿2014 — 28389号主张优先权，这里引用其内容。
技术领域
[0002]本发明涉及径向箔带轴承。
【背景技术】
[0003]以往，作为高速旋转体用的轴承，已知有将旋转轴包围来使用的径向轴承。作为这样的径向轴承，众所周知有下述径向箔带轴承:具备顶箔带、后箔带、轴承壳体，前述顶箔带形成轴承面，前述顶箔带是薄板状，前述后箔带将该顶箔带弹性地支承，前述轴承壳体收纳前述顶箔带及前述后箔带，前述轴承壳体为圆筒状。作为径向箔带轴承的后箔带，主要使用将薄板成形为波纹板状的波形箔带。
[0004]作为这样的径向箔带轴承，在专利文献I的特别是其图4、或专利文献2的图2中，记载有为了防止后箔带从轴承壳体脱落而具备限制后箔带向轴向的运动的棒状的卡止部件(限制件)的构造。
[0005]在这些专利文献1、专利文献2的构造中，为了将前述卡止部件固定到轴承壳体上，在轴承壳体的两侧面(轴向的端面)上形成有卡合部(卡合凹部、卡合槽)，使卡止部件的卡合部(卡合臂、卡合脚)卡合在该卡合部中。通过用该卡止部件保持后箔带，限制后箔带向轴向的运动，防止从轴承壳体的脱落。
[0006]此外，在专利文献3?5中，公开了具备顶箔带(上箔带)和后箔带(后弹簧、下箔带)的径向箔带轴承。
[0007]专利文献1:日本特开2013 —100885号公报。
[0008]专利文献2:日本特开2013 — 032799号公报。
[0009]专利文献3:日本特开2013 — 217425号公报。
[0010]专利文献4:日本特开2004 — 11839号公报。
[0011]专利文献5:日本特开2002 — 5159号公报。
[0012]形成在轴承壳体的两侧面上的卡合凹部及卡合槽因为加工上的制约而难以使其宽度如卡止部件那样变窄，有与卡止部件的宽度(厚度)相比显著地形成为宽度较宽的情况。如果这样在轴承壳体的两侧面有与卡止部件相比宽度较宽的卡合凹部或卡合槽，则位于它们之上(轴承壳体的内周面上)的后箔带在前述卡合凹部或卡合槽上不再有从下方的支承，因此，载置在该后箔带之上的顶箔带也难以在前述卡合凹部或卡合槽上从下方充分地支承。因而，在径向箔带轴承的运转时，有可能在顶箔带上在前述卡合凹部或卡合槽上产生局部性的挠曲。这样的局部性的挠曲不仅单单使顶箔带凹陷，还有产生朝向作为轴承壳体的相反侧的旋转轴突出的部分的情况。
[0013]但是，如果产生这样突出的部分，则该突出部分与旋转轴相互擦碰，由此顶箔带局部性地产生磨损，有可能耐久性下降。此外，在顶箔带上产生凹陷或突出，由此在顶箔带上产生应变，有因给轴承的负荷能力或运动特性(刚性和衰减性能)带来影响而难以得到如设计那样的轴承的性能的情况。
[0014]为了防止这样的由顶箔带的局部性的挠曲引起的耐久性的下降，可以考虑相对于轴承壳体使顶箔带的轴向的长度变短，使得顶箔带不位于前述卡合凹部或卡合槽上。但是，在此情况下，相应于顶箔带的长度变短，还是给轴承的负荷能力或运动特性(刚性和衰减性能)带来影响，由此难以得到如设计那样的性能。
[0015]进而，在使轴承壳体的侧面以密接在机壳等上的状态安装、需要在该安装部位保持气密的情况下，如果在轴承的两侧面(两端面)上有前述卡合凹部及卡合槽，则在该侧面上难以形成使用O形圈等的密封构造。

【发明内容】

[0016]本发明是鉴于前述情况而做出的，目的是提供一种径向箔带轴承，前述径向箔带轴承防止由顶箔带的局部性的挠曲引起的耐久性的下降、负荷能力等的性能下降，还能够容易地形成侧面上的密封构造。
[0017]在本发明的第I技术方案中，径向箔带轴承是将旋转轴包围来将该旋转轴支承的径向箔带轴承，具备顶箔带、后箔带、轴承壳体，前述顶箔带以对置于前述旋转轴的方式配置，前述顶箔带是圆筒状的，前述后箔带配置在前述顶箔带的径向外侧，前述轴承壳体收纳前述顶箔带及前述后箔带，前述轴承壳体是圆筒状的。在前述轴承壳体上，设有至少限制前述后箔带向前述轴承壳体的轴向的运动的限制件。在前述轴承壳体的内周面的前述轴向上的中央部形成有卡止凹部。此外，前述限制件具有卡止凸部，该卡止凸部卡止到前述轴承壳体的前述卡止凹部中，由此固定在前述轴承壳体上。
[0018]本发明的第2技术方案在前述第I技术方案的径向箔带轴承中，在前述轴承壳体的内周面上，沿着前述轴向形成有与前述卡止凹部连通的保持槽。前述限制件具有棒状部和设在该棒状部上的卡合凸部。前述棒状部在其长度方向上的中央部具有前述卡止凸部，在前述卡止凸部卡止在前述卡止凹部中的状态下被收纳在前述保持槽中来固定。前述卡合凸部向前述保持槽的上方突出。此外，在前述后箔带上，形成有与前述卡合凸部卡合的卡合缺
□ O
[0019]本发明的第3技术方案在前述第2技术方案的径向箔带轴承中，前述卡合凸部分别设在前述棒状部的长度方向上的两端部，在前述后箔带的前述轴向上的两端缘部分别形成有前述卡合缺口。
[0020]本发明的第4技术方案在前述第2或第3技术方案的径向箔带轴承中，前述后箔带形成为沿着前述轴承壳体的周向交替地配置有与该轴承壳体接触的谷部和朝向前述顶箔带隆起的峰部的波纹板状。此外，前述后箔带的前述卡合缺口形成在前述谷部处。
[0021]本发明的第5技术方案在前述第I技术方案的径向箔带轴承中，在前述轴承壳体的内周面上，沿着前述轴向形成有与前述卡止凹部连通的保持槽。在前述后箔带上形成有卡止孔和卡合缺口。前述限制件具有棒状部和设在该棒状部上来与前述后箔带的前述卡合缺口卡合的卡合凸部。此外，前述棒状部在其长度方向上的中央部具有前述卡止凸部，在前述后箔带位于前述棒状部与前述轴承壳体之间且前述卡止凸部穿过前述卡止孔卡止在前述卡止凹部中的状态下配置在前述保持槽的上方。
[0022]本发明的第6技术方案在前述第5技术方案的径向箔带轴承中，前述卡合凸部分别设在前述棒状部的长度方向上的两端部，在前述后箔带的前述轴向上的两端缘部分别形成有前述卡合缺口。
[0023]本发明的第7技术方案在前述第6技术方案的径向箔带轴承中，前述卡合凸部与前述后箔带的前述卡合缺口卡合并插入在前述保持槽中。
[0024]本发明的第8技术方案在前述第6或第7技术方案的径向箔带轴承中，前述后箔带形成为沿着前述轴承壳体的周向交替地配置有与该轴承壳体接触的谷部和朝向前述顶箔带隆起的峰部的波纹板状。前述后箔带的前述卡合缺口形成在前述谷部处。此外，前述棒状部配置在前述顶箔带与前述后箔带之间。
[0025]本发明的第9技术方案在前述第I至第8的任一个技术方案的径向箔带轴承中，前述卡止凹部由从前述轴承壳体的内周面贯通到外周面的贯通孔形成。
[0026]根据本发明的径向箔带轴承，由于在轴承壳体的内周面的轴向上的中央部形成卡止凹部，使设在限制件上的卡止凸部卡止在前述卡止凹部中，所以能够不在轴承壳体的侧面上形成卡止凹部或卡止槽而限制后箔带向轴向的运动，防止其脱落。因而，能够防止由顶箔带的局部性的挠曲引起的耐久性的下降或负荷能力等的性能下降。此外，能够容易地形成轴承壳体的侧面上的密封构造。
【附图说明】
[0027]图1是表示应用了有关本发明的径向箔带轴承的涡轮机械的一例的示意图。
[0028]图2A是表示有关本发明的径向箔带轴承的第I实施方式的概略结构的侧视图。
[0029]图2B是图2A的主要部分的分解立体图。
[0030]图2C是图2A的A—A线向视剖视图。
[0031 ]图3A是将图2A的主要部分平坦化来示意地表示的侧视图。
[0032]图3B是图3A的B—B线向视图。
[0033]图4A是表示有关本发明的径向箔带轴承的第2实施方式的概略结构的侧视图。
[0034]图4B是图4A的主要部分的分解立体图。
[0035]图4C是图4A的C—C线向视剖视图。
[0036]图5A是将图4A的主要部分平坦化来示意地表示的侧视图。
[0037]图5B是图5A的D—D线向视图。
【具体实施方式】
[0038]以下，参照附图详细地说明本发明的径向箔带轴承。另外，在以下的图中，为了使各部件成为可辨识的大小，将各部件的比例尺适当变更。
[0039]图1是表示应用了本发明的径向箔带轴承的涡轮机械的一例的侧视图，图1中附图标记I是旋转轴，附图标记2是设在旋转轴的末端部的叶轮，附图标记3是有关本发明的径向箔带轴承。另外，在图1中省略而仅记载了一个径向箔带轴承，但通常在旋转轴I的轴向上设置两个径向箔带轴承来构成旋转轴I的支承构造。因而，在本实施方式中也设有两个径向箔带轴承3。
[0040]在旋转轴I上，在形成有叶轮2的部位的附近固定着推力轴环4，在该推力轴环4的两侧的每一侧，以对置于该推力轴环4的方式配置有推力轴承5。
[0041]此外，叶轮2配置在作为静止侧的壳体6内，在与壳体6之间形成有末端间隙7。
[0042]此外，在旋转轴I上，在比推力轴环4靠中央的位置，以包围的方式装接着径向箔带轴承3。
[0043]图2A?图2C表示对这样的结构的涡轮机械应用的径向箔带轴承的第I实施方式。图2A是该径向箔带轴承的侧视图，图2B是图2A的主要部分的分解立体图，图2C是图2A的A—A线向视剖视图。本实施方式的径向箔带轴承3如图2A所示，是将旋转轴I包围来支承旋转轴I的圆筒状的装置，具备对置于旋转轴I配置的圆筒状的顶箔带10、配置在该顶箔带10的径向外侧的后箔带11、配置在该后箔带11的径向外侧的轴承壳体12来构成。
[0044]轴承壳体12是构成径向箔带轴承3的最外部的金属制的圆筒状的部件，在内部收纳着后箔带11及顶箔带10。在该轴承壳体12上，在其内周面上沿着该轴承壳体12的轴向形成有槽13。
[0045]S卩，在轴承壳体12的内周面上，遍及该轴承壳体12的轴向的全长形成有槽13。该槽13的深度方向与后述顶箔带1的一个端部I Oa (周向上的端部)伸出的方向一致地形成。此夕卜，槽13的深度为2mm?5mm左右。
[0046]此外，在轴承壳体12的外周面上，形成有一对与前述槽13连通的孔14。这些孔14是用于如后述那样将插入在槽13内的顶箔带10的一个端部1a向槽13内固定的阳螺纹的插入用的孔，在孔14的内周面上形成有阴螺纹部。
[0047]此外，在轴承壳体12的内周面上，如图2B所示沿着轴向在其两端面间即两侧面间形成有保持槽20 ο保持槽20的宽度(壳体的周向上的宽度)对应于后述限制件30的宽度(厚度)来充分窄地形成为例如Imm以下，优选的是0.5mm以下。这样的宽度的保持槽20的形成例如可以通过线切割放电加工来良好地形成。此外，保持槽20的深度相比轴承壳体12的厚度(径向上的厚度)形成得足够浅。
[0048]这样的保持槽20如图2A所示，在本实施方式中，分别形成在将轴承壳体12的内周面在其周向上大致3分割的位置处。此外，在前述3处保持槽20中的两处保持槽20、20间配置有前述槽13。
[0049]此外，在轴承壳体12上，如图2B、图2C所示，在其保持槽20的长度方向中央部、SP轴承壳体12的轴向中央部，与保持槽20连通地形成有卡止凹部21。卡止凹部21在本实施方式中由从轴承壳体12的内周面贯通到外周面的贯通孔形成。由该贯通孔构成的卡止凹部21的开口形状是圆形或长圆形，通过从轴承壳体12的外周面朝向内周面用钻头等开孔加工(机械加工)来形成。
[0050]通过这样用借助钻头等的开孔加工形成，卡止凹部21在保持槽20的宽度方向上的内径变得比前述保持槽20的宽度大。另一方面，保持槽20的长度方向上的卡止凹部21的内径如图2C所示那样与后述卡止凸部32的长度(轴承壳体12的轴向上的长度)大致相等，因而，通过使卡止凸部32卡止在卡止凹部21中，限制件30向轴向的运动被限制。另外，借助该卡止，限制件30向轴承壳体12的周向的运动也被限制。
[0051 ]限制件30卡止在与这样的卡止凹部21连通的保持槽20中。限制件30如图2B、图2C所示，具有收纳在保持槽20中的薄板状(四角柱状)的棒状部31、形成在该棒状部31的一侧面(与轴承壳体12对置的侧面)上的卡止凸部32、形成在该棒状部31的另一侧面(与后箔带11对置的侧面)即与前述一侧面相反的一侧的侧面上的一对卡合凸部33、33而形成。
[0052]棒状部31如图2C所示那样卡合到前述保持槽20中并收纳在该保持槽20内，形成为，除了前述卡合凸部33、33以外不突出到该保持槽20的外侧。具体而言，保持槽20的深度为Imm?2mm左右，因而棒状部31的高度(轴承壳体12的径向上的高度)也为Imm?2mm左右。此外，包括这样的棒状部31的限制件30通过将由例如厚度不足0.5mm的不锈钢等构成的金属箔蚀刻加工为既定形状、即具有卡止凸部32或卡合凸部33的形状来形成。
[0053]卡止凸部32形成配置在与轴承壳体12的前述卡止凹部21对应的位置、即轴承壳体12的轴向中央部(保持槽20的长度方向中央部)。此外，卡止凸部32如前述那样沿着保持槽20的长度方向的长度形成为与卡止凹部21的轴向上的内径大致相等。因而，卡止凸部32通过插通在卡止凹部21中，在保持槽20的长度方向上几乎不能移动地卡止。由此，限制件30向轴承壳体12的轴向的运动被限制。
[0054]另外，所谓轴承壳体12的轴向中央部，不是仅意味着轴承壳体12的轴向的中心位置，而是意味着除了轴承壳体12的两侧面(两端面)和其附近部以外的、比它们靠中央侧的部位整体。因而，卡止凹部21也可以不配置在轴承壳体12的轴向的中心，而是形成配置在从中心向一方或另一方偏移的位置。在此情况下，限制件30的卡止凸部32也对应于卡止凹部21地形成配置在从棒状部31的长度方向的中心偏移的位置。
[0055]卡合凸部33、33向与卡止凸部32相反侧突出，形成在棒状部31的长度方向上的两端部。
[0056]这样的结构的限制件30在如前述那样使卡止凸部32卡止在轴承壳体12的前述卡止凹部21中的状态下收纳在保持槽20内。此时，卡合凸部33、33在保持槽20的两端部比轴承壳体12的内周面向上方(轴承壳体12的径向内侧)突出。
[0057]后箔带11由箔带(薄板)形成，是将顶箔带10弹性支承的部件。作为这样的后箔带11，例如使用波形箔带、或在日本特开2006 — 57652号公报及日本特开2004 — 270904号公报等中记载的弹簧箔带、在日本特开2009 — 299748号公报等中记载的后箔带等。在本实施方式中，作为后箔带11而使用波形箔带。但是，也可以使用前述弹簧箔带或后箔带作为本发明的后箔带。
[0058]后箔带11(波形箔带)如图2A所示，在本实施方式中由沿着顶箔带10的周向配置的3个(多个)后箔带片Ila构成。这些后箔带片Ila是箔带(薄板)被成形为波纹板状(波板状)并且侧面作为整体被成形为大致圆弧状的部件，3个全部被形成相同的形状.尺寸。因而，这些后箔带片Ila将轴承壳体12的内周面大致3分割来配置。
[0059]此外，这些后箔带片Ila在隔着前述槽13的位置处隔开比较大的间隙来配置，此夕卜，在其以外的位置，相互的端部接近来配置。借助这样的结构，3个后箔带片Ila整体上形成为大致圆筒状，沿着轴承壳体12的内周面配置。
[0060]此外，这样被成形为波纹板状的后箔带片Ila如将图2A的主要部分平坦化来示意地表示的图3A所示，沿着轴承壳体12的周向，交替地形成(配置)有与该轴承壳体12接触的平坦的谷部I lb、朝向顶箔带10隆起来与顶箔带10接触的弯曲的峰部11c。由此，后箔带片Ila特别借助与顶箔带10接触的峰部Ilc将顶箔带10弹性地支承。此外，在径向箔带轴承3的轴向上，形成有由峰部11 c和谷部I Ib形成的流体的通路。
[0061 ]此外，在这些后箔带片I Ia上，如作为图3A的B — B线向视图的图3B所示，在各自的周向中央(沿着轴承壳体12的周向的方向的中央)的两侧周缘部(轴承壳体12的轴向上的两端的边缘部)，分别形成有卡合缺口 16。该卡合缺口 16如图2B所示那样形成在后箔带片Ila的谷部11b，由形成在峰部11c、Ilc间的平坦部构成的谷部Ilb从其侧周缘(轴向上的端部)朝向内侧(轴向上的中央)缺口来形成为细长的矩形。
[0062]卡合缺口16形成在与限制件30的前述卡合凸部33对应的位置，即与卡合凸部33重叠的位置处，其纵横的宽度形成为与该卡合凸部33的纵横的宽度大致相同，使得与该卡合凸部33卡合。具体而言，沿着轴承壳体12的周向的横宽为0.2mm?0.5mm左右，沿着轴向的纵宽为Imm?2mm左右。
[0063]另外，卡合缺口16优选的是对箔带进行蚀刻加工或放电加工来形成，以便不产生毛刺、也不发生以受力为原因的应变。即，优选的是在以蚀刻加工或放电加工在箔带上形成卡合缺口 16后，进行用来形成峰部Ilc及谷部Ilb的压力成型，来形成后箔带片11a。
[0064]基于这样的结构，如图2C所示，后箔带片IIa的卡合缺口 16卡合在限制件30的卡合凸部33上。
[0065]如图2A所示，顶箔带10是沿着由3个后箔带片Ila构成的后箔带11的内面卷绕成圆筒状的部件，配设为，使一个端部1a的末端部与形成在轴承壳体12上的前述槽13卡合。
[0066]该顶箔带10将以轴承周向为长边、以轴承长方向(轴向)为短边的矩形的金属箔在长边的长度方向(轴承周向)上卷绕成圆筒状来形成。
[0067]但是，该顶箔带10不是以前述金属箔的两端(周向上的两端)对接的方式卷绕，而是以一个端部1a重叠在另一个端部的径向外侧的方式卷绕。此外，一个端部1a在由其以外的部分形成的圆筒部的既定位置处的切线方向上伸出来形成。
[0068]此外，前述轴承壳体12上的槽13以其深度方向与顶箔带10的一个端部1a的伸出方向一致的方式形成。
[0069]因而，顶箔带10以其一个端部1a的伸出方向与槽13的深度方向一致的方式配置，其一个端部1a的末端部卡合在该槽13中。由此，顶箔带10在其一个端部1a卡合在槽13中的状态下不变形，所以防止了应变的发生。
[0070]此外，在本实施方式中，卡合在槽13中的顶箔带10的一个端部1a借助阳螺纹17固定在槽13内。即，将阳螺纹17螺纹接合并插入到前述孔14中，由此通过使一个端部1a密接在槽13的内壁面上来固定。另外，这样因密接在槽13的内壁面上带来的一个端部I Oa的变形很少，因而，几乎不因该变形而在顶箔带10上产生应变。
[0071]此外，在顶箔带10上，在一个端部1a和与其相反的另一个端部上，形成有与它们之间的中央部相比厚度较薄的薄壁部18。这些薄壁部18被薄厚度化(薄壁化)地形成，以使其外周面(与后箔带11对置的面)成为比前述中央部的外周面凹陷的状态。
[0072]为了形成薄壁部18，例如借助蚀刻加工将顶箔带10的两端部以十μπι量级控制来形成为希望的厚度(薄度)。具体而言，在设为轴承径为Φ 35mm的情况下，如果设顶箔带10的厚度为ΙΟΟμπι，则薄壁部18的厚度为80μπι左右。另外，在这样的蚀刻加工中，与弯曲加工等相比在顶箔带10中产生的应力尽可能小，因而也几乎不会在顶箔带10中产生应变。
[0073]此外，薄壁部18的周向的长度例如为与槽13和位于该槽13的两侧的后箔带11的端部的一个峰对应的长度。
[0074]通过这样在顶箔带10的两端部形成薄壁部18，这两端部(薄壁部18)容易弹性变形，因而这两端部仿形于构成轴承壳体12的内周面的曲面而为曲面。由此，顶箔带10在其两端部几乎不产生将旋转轴I紧固的力(局部性的预加载)。
[0075]S卩，在将顶箔带的一端部(止端部)以点焊接固定在轴承壳体上的情况下，其两端附近(止端附近和自由端附近)难以适应于构成轴承壳体的内周面的曲面，为接近于平面的状态。于是，在距平面较近的该部位产生将旋转轴紧固的力(局部性的预加载)，结果，有启动转矩变高或运转中的发热变高到设定以上的情况。相对于此，在本实施方式的顶箔带10中，通过在其两端部形成薄壁部18，如前述那样几乎不产生将旋转轴I紧固的力(局部性的预加载)。
[0076]此外，由于将顶箔带10的两端部的外周面薄厚度化成为比前述中央部的外周面凹陷状态来形成薄壁部18，所以在与支承其外周面侧的后箔带11之间，在与其端部的一个峰之间形成间隙。由此，在该薄壁部18中，可靠地防止将旋转轴I紧固的力(局部性的预加载)的产生。
[0077]接着，对由这样的结构构成的径向箔带轴承3的作用进行说明。
[0078]在旋转轴I停止的状态下，顶箔带10特别被后箔带11(3个后箔带片Ila)朝向旋转轴I施力来密接在旋转轴I上。
[0079]另外，在本实施方式中，由于顶箔带10的两端部为薄壁部18，所以在这些薄壁部18中几乎不产生将旋转轴I紧固的例(局部性的预加载)。
[0080]如果使旋转轴I向图2A中的箭头P方向启动，最初以低速开始旋转，然后逐渐加速来以高速旋转。于是，如图2A中用箭头Q表示那样，周围流体被从顶箔带10的一个端部1a与后箔带片Ila的一端之间引入，向顶箔带10与旋转轴I之间流入。由此，在顶箔带10与旋转轴I之间形成流体润滑膜。
[0081]该流体润滑膜的膜压作用于顶箔带10，将与顶箔带10接触的后箔带片Ila的各个峰部Ilc推压。于是，通过后箔带片Ila被顶箔带10推压，其峰部Ilc被推展，由此后箔带片I Ia要在轴承壳体12的内周面上在其周向上运动。
[0082]S卩，由于后箔带片lla(后箔带11)将顶箔带10弹性地支承，所以当从顶箔带10受到载荷时通过在其周向上变形，容许顶箔带10的挠曲并将其支承。
[0083]但是，如图2C所示，在后箔带片Ila上，在形成于其侧周缘部上的卡合缺口16中卡合着限制件30的卡合凸部33，此外，该限制件30的棒状部31被收纳在保持槽20内，通过卡止凸部32卡止在卡止凹部21中，轴承壳体12的轴向及周向的运动被限制。由此，防止后箔带片Ila在轴承壳体12的内周面上在周向上回绕。因而，后箔带片Ila的各个峰部Ilc将卡合凸部33卡合的卡合缺口 16作为固定点(固定端)在周向上变形(运动)，但后箔带片I Ia自身防止其中心从定位置偏离。
[0084]此外，由于后箔带片Ila在沿周向变形(运动)时受到与轴承壳体12及顶箔带10之间的摩擦的影响，所以其两端部即自由端附近容易变形(容易运动)，但前述固定点(固定端)附近难以变形。
[0085]因此，在自由端附近的位置和固定端附近的位置，有在后箔带片Ila的支承刚性中广生差异的情况。
[0086]但是，在本实施方式中，将卡合缺口16形成在后箔带片Ila的周向中央部，因而将卡合凸部33的固定点作为后箔带片Ila的周向中央部，所以固定端与自由端之间的距离变短。由此，前述支承刚性的差变小。进而，在本实施方式中，由于将后箔带11分割为3个后箔带片11a，所以与将后箔带11用单一的箔带形成的情况相比，固定端与自由端之间的距离变短，因而自由端附近的位置与固定端附近的位置之间的支承刚性的差变得更小。
[0087]此外，当旋转轴I以高速旋转时，由于限制件30的卡合凸部33向后箔带片Ila的轴向的运动也限制，所以即使在意外地在轴承上作用冲击等的情况下，也防止后箔带片Ila从轴承壳体12脱落。
[0088]此外，在形成流体润滑膜之前的过渡状态下，在旋转轴I与顶箔带10之间产生固体摩擦，它成为启动时的阻力。但是，如前述那样在顶箔带10的两端部不产生预加载，或周围流体流入侧的顶箔带10成为薄壁部18而变得柔软，顶箔带10容易从旋转轴I离开。因此，如果旋转轴I启动，则以短时间形成流体润滑膜，旋转轴I相对于顶箔带10以非接触状态旋转。
[0089]在这样的径向箔带轴承3中，在轴承壳体12的内周面的轴向中央部形成卡止凹部21，使设在限制件30的长度方向中央部的卡止凸部32卡止在卡止凹部21中。因此，能够不在轴承壳体12的侧面上形成以往那样的卡止凹部或卡止槽，而限制后箔带11(后箔带片Ila)向轴向的运动，防止其脱落。因而，能够防止由顶箔带10的局部性的挠曲引起的耐久性的下降及负荷能力等的性能下降。此外，由于在轴承壳体12的侧面上没有形成以往那样的卡止凹部或卡止槽，所以能够容易地形成轴承壳体12的侧面上的密封构造。
[0090]此外，将卡止凹部21用从轴承壳体12的内周面贯通到外周面的贯通孔形成。由此，该卡止凹部21也能够作为向轴承壳体12的中央部输送冷却风的通气孔发挥功能，因而能够将与轴承壳体12的两端部相比通气性较差而热量容易闷住的中央部有效地冷却，能够防止轴承的过热。
[0091]此外，由于使形成在限制件30的棒状部31上的卡合凸部33卡合在形成于后箔带片Ila上的卡合缺口 16中，所以能够用限制件30可靠地限制后箔带片Ila向轴向的运动。
[0092]进而，由于将卡合凸部33分别形成在棒状部31的两端部，在后箔带片Ila的两侧周缘部形成卡合缺口 16，所以能够用限制件30的卡合凸部33夹持后箔带片Ila的两侧(轴向上的两侧)，因而，通过用限制件30夹持后箔带片11a，能够更可靠地限制其向轴向的运动。
[0093]此外，作为后箔带11(后箔带片Ila)而使用交替地形成有谷部Ilb和峰部Ilc的波形箔带(波形箔带片)。由于后箔带11用其峰部Ilc与顶箔带10接触，所以能够配置限制件30，使得与形成在谷部Ilb上的卡合缺口 16卡合的限制件30的卡合凸部33不与顶箔带10干涉。
[0094]为了维持卡合凸部33与卡合缺口16的稳定的卡合，也可以使卡合凸部从棒状部31的突出高度比后箔带片Ila的箔带厚大。在此情况下，为了防止卡合凸部33向顶箔带10的接触，只要将卡合凸部从棒状部31的突出高度设定为被施加负荷而变形的峰部Ilc的高度以下就可以。
[0095]接着，参照图4A?图4C、图5A、图5B说明应用到图1所示的涡轮机械中的径向箔带轴承的第2实施方式。另外，图4A是径向箔带轴承的侧视图，图4B是图4A的主要部分的分解立体图，图4C是图4A的C一C线向视剖视图。此外，图5A是将图4A的主要部分平坦化来示意地表示的侧视图，图5B是图5A的D—D线向视图。
[0096]本实施方式的径向箔带轴承3与图2A?图3C、图3A、图3B所示的第I实施方式的径向箔带轴承3不同之处，是限制件的构造和其配置、以及后箔带的构造。
[0097]S卩，在本实施方式的径向箔带轴承3中，如图4A?图4C所示，限制件40的棒状部41配置在后箔带11与顶箔带10之间。此外，如图5B所示，在后箔带11上，在形成有卡合缺口 16的谷部Ilb的长度方向的中间部形成有卡止孔lid。
[0098]轴承壳体12形成为与第I实施方式相同形状，在其内周面上形成槽13，并且形成有3条保持槽20。此外，在轴承壳体12上，如图4B、图4C所示，以与3条保持槽20分别连通的方式在该保持槽20的长度方向的中央部形成有由贯通孔构成的卡止凹部21。这些保持槽20及卡止凹部21、前述槽13与第I实施方式同样地形成。另外，在本实施方式中，轴承壳体12的轴向及保持槽20的长度方向上的“中央部”也以与第I实施方式同样的意义使用，不是仅意味着轴向及长度方向的中心位置，而意味着除了轴承壳体12的两侧面(两端面)和其附近部以外的、比它们靠中央侧的部位整体。
[0099]限制件40如图4B、图4C所示，具有薄板状(四角柱状)的棒状部41、形成在该棒状部41的一侧面(与后箔带11对置的侧面)上的卡止凸部42及一对卡合凸部43、43而形成。限制件40如前述那样配置在后箔带11与顶箔带10之间。因而，限制件40的棒状部41没有被收纳到形成在轴承壳体12上的保持槽20中，而配置在波形箔带(后箔带11)的谷部Ilb上。即，在径向上的棒状部41与轴承壳体12之间配置有后箔带11的谷部lib。
[0100]因而，卡止凸部42与第I实施方式的限制件30的卡止凸部32相比，向棒状部41的外侦Ij(径向外侧)较长地延伸来形成。此外，卡合凸部43与第I实施方式的卡合凸部33同样形成在棒状部41的长度方向上的两端部，但与第I实施方式不同，向与卡止凸部42位于的一侧相同的一侧延伸来形成。这些卡合凸部43在本实施方式中比后箔带11的厚度长地延伸来形成，并且比卡止凸部42短地延伸来形成。
[0101]后箔带11如图5A、图5B所示，与第I实施方式同样由具有谷部Ilb和峰部Ilc的3个后猜带片I Ia构成。
[0102]在这些后箔带片Ila上，如图5B所示，在各自的周向中央(沿着轴承壳体12的周向的方向的中央)的两侧周缘部(轴承壳体12的轴向上的两端的边缘部)，分别形成有卡合缺口 16。卡合缺口 16形成在后箔带片Ila的谷部Ilb上，由形成在峰部11c、Ilc间的平坦部构成的谷部I Ib从其侧周缘(轴向上的端部)朝向内侧(轴向上的中央)以细长的矩形状缺口来形成。
[0103]此外，在本实施方式中，如图4B、图5B所示那样，在形成有后箔带片Ila的卡合缺口16的谷部Ilb的长度方向(轴向)中间部上形成有卡止孔lid。卡止孔Ild是在后箔带片Ila的与形成在轴承壳体12上的前述卡止凹部21对应的位置处形成的开口。即，当后箔带片Ila被配置在轴承壳体12内的既定位置时，卡止孔Ild以与卡止凹部21连通的方式形成配置在后箔带片Ila上。
[0104]另外，顶箔带10的结构及将其向轴承壳体12安装的结构与第I实施方式相同，所以省略其说明。
[0105]在以上这样的结构中，限制件40如图4B、图4C所示，棒状部41被配置在顶箔带10与后箔带11(后箔带片Ila)之间的预先决定的后箔带片Ila的谷部Ilb上。
[0106]卡止凸部42穿过后箔带片Ila的卡止孔lld，被插入到卡止凹部21中，卡止在该卡止凹部21中。此外，卡合凸部43、43卡合在后箔带片Ila的卡合缺口 16中，在此状态下卡合凸部43的末端插入在保持槽20中。
[0107]在由这样的结构构成的径向箔带轴承3中，也能够与第I实施方式同样地作用。
[0108]S卩，当旋转轴I以高速旋转时，由于卡合凸部43将后箔带片Ila向轴向的运动也限制，所以即使是意外地在轴承上作用冲击等的情况下，也防止后箔带片Ila从轴承壳体12脱落。
[0109]在本实施方式的径向箔带轴承3中，在轴承壳体12的内周面的轴向中央部上形成卡止凹部21，使设在限制件40的长度方向中央部上的卡止凸部42卡止在卡止凹部21中。因此，在轴承壳体12的侧面上不形成以往那样的卡止凹部或卡止槽，而限制后箔带11(后箔带片Ila)向轴向的运动，能够防止其脱落。因而，能够防止由顶箔带10的局部性的挠曲引起的耐久性的下降及负荷能力等的性能下降。此外，能够容易地形成轴承壳体12的侧面上的密封构造。
[0110]此外，由于将卡止凹部21用从轴承壳体12的内周面贯通到外周面的贯通孔形成，所以该卡止凹部21也作为向轴承壳体12的中央部输送冷却风的通气孔发挥功能。因而，能够将与轴承壳体12的两端部相比通气性较差而热量容易闷住的中央部有效地冷却，防止轴承的过热。
[0111]此外，将形成在限制件40的棒状部41上的卡止凸部42穿通到后箔带片Ila的卡止孔Ild中，使其卡止到轴承壳体12的卡止凹部21中，并且使卡合凸部43与形成在后箔带片Ila上的卡合缺口 16卡合。因此，能够用限制件40可靠地限制后箔带片Ila向轴向的运动。
[0112]进而，卡合凸部43分别形成在棒状部41的两端部，由于在后箔带片Ila的两侧周缘部形成有卡合缺口 16，所以能够用限制件30的卡合凸部43夹持后箔带片Ila的两侧。因而，通过用限制件40夹持后箔带片11a，能够更可靠地限制其向轴向的运动。
[0113]此外，由于使卡合凸部43卡合到后箔带片Ila的卡合缺口16中并插入在保持槽20中，所以卡合凸部43能够充分且稳定地卡合到后箔带片Ila的卡合缺口 16中，因而能够用限制件40将后猜带片I Ia可罪地夹持。
[0114]此外，作为后箔带11(后箔带片Ila)而使用交替地形成有谷部Ilb和峰部Ilc的波形箔带(波形箔带片)，将棒状部41配置在顶箔带10与后箔带片Ila之间。因此，与形成在谷部Ilb处的卡合缺口 16卡合的限制件40通过其棒状部41配置在谷部Ilb上能够防止与顶箔带1干涉。
[0115]以上，一边参照附图一边对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于前述实施方式。在前述实施方式中表示的各结构部件的各形状及组合等是一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内基于设计要求等进行结构的附加、省略、置换及其他变更。
[0116]例如，在前述实施方式中，将后箔带11用3个后箔带片Ila构成。但是，关于后箔带11，也可以用将I片金属箔成形为大致圆筒状的单一的箔带构成。此外，在用多个后箔带片Ila构成的情况下，也可以用两个或4个以上的后箔带片Ila构成后箔带11。
[0117]此外，在前述实施方式中，在后箔带片Ila的周向中央部形成卡合缺口16，通过使卡合凸部33(43)卡合到该卡合缺口 16中，将卡合缺口 16的形成部位作为后箔带片Ila的固定端(固定点)。但是，也可以将卡合缺口 16形成在后箔带片I Ia的周向端部。同样，在将后箔带11用单一的箔带构成的情况下，也可以将卡合缺口 16形成在该后箔带11的周向端部。
[0118]此外，在前述实施方式中，将卡止凸部32(42)、卡止凹部21分别形成了各I个，但也可以分别形成多个，使对应的卡止凸部与卡止凹部卡止。即，为了限制I个后箔带片Ila(或由单一的箔带构成的后箔带11)的轴向上的移动，也可以使用多个卡止凹部和多个卡止凸部。在此情况下，多个卡止凹部也可以在轴承壳体12的内周面上配置在沿轴向延伸的直线上。
[0119]此外，在前述实施方式中，将卡止凹部21用贯通轴承壳体12的贯通孔形成，但也可以单单用从轴承壳体12的内周面凹陷形成的孔(非贯通的孔)形成卡止凹部21。
[0120]此外，在前述实施方式中，关于顶箔带10也不是将其以熔接固定，而通过使其一个端部1a卡合到形成在轴承壳体12上的槽13中，收纳.固定在轴承壳体12内。但是，关于顶箔带10的固定，也可以借助包括熔接的任意的方法进行。
[0121]此外，前述实施方式的限制件30(40)具备棒状部31(41)，整体上形成为棒状。但是，本发明的限制件例如也可以形成为带状(在轴承壳体的轴向上延伸的细长的板状)，限制件的板面也可以与轴承壳体的内周面平行地配置。
[0122]产业上的可利用性
本发明能够用于将旋转轴包围支承的径向箔带轴承。
[0123]附图标记说明
I旋转轴;3径向箔带轴承；10顶箔带；11后箔带；IIa后箔带片；IIb谷部；IIc峰部；Ild卡止孔；12轴承壳体；16卡合缺口；20保持槽;21卡止凹部;30、40限制件;31、41棒状部;32、42卡止凸部;33、43卡合凸部。
【主权项】
1.一种径向箔带轴承，将旋转轴包围来将该旋转轴支承，其特征在于， 具备顶箔带、后箔带、轴承壳体，前述顶箔带以对置于前述旋转轴的方式配置，前述顶箔带是圆筒状的，前述后箔带配置在前述顶箔带的径向外侧，前述轴承壳体收纳前述顶箔带及前述后箔带，前述轴承壳体是圆筒状的， 在前述轴承壳体上，设有至少限制前述后箔带向前述轴承壳体的轴向的运动的限制件， 在前述轴承壳体的内周面的前述轴向上的中央部形成有卡止凹部， 前述限制件具有卡止凸部，该卡止凸部卡止到前述轴承壳体的前述卡止凹部中，由此固定在前述轴承壳体上。2.如权利要求1所述的径向箔带轴承，其特征在于， 在前述轴承壳体的内周面上，沿着前述轴向形成有与前述卡止凹部连通的保持槽， 前述限制件具有棒状部和设在该棒状部上的卡合凸部， 前述棒状部在其长度方向上的中央部具有前述卡止凸部，在前述卡止凸部卡止在前述卡止凹部中的状态下被收纳在前述保持槽中来固定， 前述卡合凸部向前述保持槽的上方突出， 在前述后箔带上，形成有与前述卡合凸部卡合的卡合缺口。3.如权利要求2所述的径向箔带轴承，其特征在于， 前述卡合凸部分别设在前述棒状部的长度方向上的两端部， 在前述后箔带的前述轴向上的两端缘部分别形成有前述卡合缺口。4.如权利要求2或3所述的径向箔带轴承，其特征在于， 前述后箔带形成为沿着前述轴承壳体的周向交替地配置有与该轴承壳体接触的谷部和朝向前述顶箔带隆起的峰部的波纹板状， 前述后箔带的前述卡合缺口形成在前述谷部处。5.如权利要求1所述的径向箔带轴承，其特征在于， 在前述轴承壳体的内周面上，沿着前述轴向形成有与前述卡止凹部连通的保持槽， 在前述后箔带上形成有卡止孔和卡合缺口， 前述限制件具有棒状部和设在该棒状部上来与前述后箔带的前述卡合缺口卡合的卡合凸部， 前述棒状部在其长度方向上的中央部具有前述卡止凸部，在前述后箔带位于前述棒状部与前述轴承壳体之间且前述卡止凸部穿过前述卡止孔卡止在前述卡止凹部中的状态下配置在前述保持槽的上方。6.如权利要求5所述的径向箔带轴承，其特征在于， 前述卡合凸部分别设在前述棒状部的长度方向上的两端部， 在前述后箔带的前述轴向上的两端缘部分别形成有前述卡合缺口。7.如权利要求6所述的径向箔带轴承，其特征在于， 前述卡合凸部与前述后箔带的前述卡合缺口卡合并插入在前述保持槽中。8.如权利要求6或7所述的径向箔带轴承，其特征在于， 前述后箔带形成为沿着前述轴承壳体的周向交替地配置有与该轴承壳体接触的谷部和朝向前述顶箔带隆起的峰部的波纹板状，前述后箔带的前述卡合缺口形成在前述谷部处，前述棒状部配置在前述顶箔带与前述后箔带之间。9.如权利要求1?8中任一项所述的径向箔带轴承，其特征在于，前述卡止凹部由从前述轴承壳体的内周面贯通到外周面的贯通孔形成。
【文档编号】F16C27/02GK105980718SQ201580008684
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月18日
【发明人】大森直陸
【申请人】株式会社Ihi