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2013年9月19日在日本申请的日本特愿2013-194440号而主张优先权，将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]—直以来，作为高速旋转体用的轴承，已知与设置于旋转轴的推力环对置而配置的推力轴承。作为这样的推力轴承，众所周知箔式的推力轴承，即推力箔轴承。该推力箔轴承具有如下的箔构造:轴承面由柔软的箔(金属制薄板)形成，以便能够吸收由振动或冲击产生的旋转轴的活动(推力环的轴向位移或倾斜)，用于在轴承面之下柔软地支撑该轴承面。
[0004]作为这样的推力箔轴承的一个方式，已知如下的构造(例如，参照专利文献I):由将圆环板沿周向分割的多个单片形状的箔片(顶箔片)形成圆圈(圆环)状的轴承面，分别由波纹板形状的箔片(波箔片)支撑这些顶箔片。各个顶箔片(厚度ΙΟΟμπι左右)相对于推力环具有倾斜角而配置，由此，推力环与顶箔片之间的轴承间隙形成为侧面观察呈楔形。即，形成为，随着从推力环(旋转轴)的旋转方向上游侧朝向下游侧，轴承间隙变窄。所以，如果推力环从轴承间隙宽的一侧(上游侧)朝向轴承间隙窄的一侧(下游侧)旋转，则润滑流体流入楔状的轴承间隙窄的部分，发挥推力轴承的负荷能力。
[0005]关于顶箔片，仅推力环(旋转轴)的旋转方向上游侧的端边固定于底板，该端边作为固定边而构成。如果轴承载荷增加，则顶箔以该固定边(上游侧的端边)作为支点而水平(与推力环的被支撑面平行)地位移，其倾斜角变小，在倾斜角成为0.1°左右时，推力轴承产生最大负荷能力。另一方面，波箔片配置成，波峰的棱线与顶箔片的下游侧端边平行，仅波箔片中的推力环(旋转轴)的旋转方向下游侧的端边固定于底板。即，波箔片的上游侧的端边成为自由立而。
[0006]由于波箔片这样地配置而固定，因而产生于顶箔片的流体润滑膜的压力在轴承间隙窄的一侧(下游侧)变高。因而，通过以高的刚性支撑该部位，从而能够提高推力轴承的负荷能力。
[0007]另外，在专利文献2至4中，公开了具有顶箔和波箔的推力轴承。在专利文献5中，公开了具有轴承箔的推力轴承，在该轴承箔的轴承面，形成有导入槽。
[0008]在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开平10-331847号公报专利文献2:日本特开2005-155802号公报专利文献3:日本特开昭63-195412号公报专利文献4:日本实开平1-109617号公报专利文献5:日本特开2006-183786号公报。
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
在前述的推力箔轴承构造中，在顶箔的下游侧端边侧，轴承间隙最窄，在高负荷时，有时候该下游侧端边侧处的间隙达到亚微米级。所以，在该下游侧端边侧，容易发生顶箔与推力环的接触，如果发生接触，则顶箔等损伤而轴承寿命下降，在最坏的情况下，存在产生烧结的可能性。为了避免这种情况，期望预先使顶箔的下游侧端边与推力环始终平行。
[0010]然而，在前述推力箔轴承中，由于其外周端侧(径向外端侧)的推力环的周速与内周端侧(径向内端侧)的周速相比更快，因而在外周端侧，流体润滑膜的压力(膜压)高，在内周端侧，由于周速慢，因而压力(膜压)低。因此，顶箔的外周端侧向波箔压入而向远离推力环的方向活动，另一方面，内周端侧有时候由于朝向推力环立起而接近推力环。
[0011 ]其结果是，在顶箔的下游侧端边侧，内周端侧的流体润滑膜的膜厚极端地薄，有时候不能承受高负荷。因此，一直以来例如将波箔在径向上分割成多个，(a)在内周端侧配置刚性低的波箔，或(b)降低内周端侧的波箔的波峰的高度，由此，削弱对顶箔内周端侧的支撑力，抑制顶箔内周端侧的立起。
[0012]可是，在前述(a)中，有时候波箔的设计，即在内周端侧和外周端侧适当地控制波箔的刚性是困难的。另外，在前述(b)中，由于有必要将波箔的波峰的高度控制在IΟμπι水平，因而其制作困难，特别地，存在批量生产时的质量控制变得非常困难的可能性。
[0013]本发明是鉴于前述情况而作出的，其目的在于，提供一种推力轴承，该推力轴承能够防止顶箔片的下游侧端边侧与推力环接触，由此，能够防止轴承寿命的下降或烧结。
[0014]用于解决课题的方案
在本发明的第一方式中，推力轴承是与设置于旋转轴的推力环对置地配置的推力轴承，具备:顶箔，与前述推力环对置地配置;背箔，与前述顶箔的与前述推力环所对置的面相反侧的面对置地配置而支撑前述顶箔；以及圆环板状的底板，配置于前述背箔的与靠近前述顶箔的一侧相反的一侧而支撑前述背箔。前述背箔具有沿前述底板的周向排列的多个背箔片。前述顶箔具有分别配设于前述多个背箔片上的多个顶箔片。另外，在前述顶箔片，在前述旋转轴的旋转方向上游侧，形成有固定于前述底板的固定部，并且形成有将与前述背箔片对置的面去除而成的在其内周端侧比外周端侧更薄壁地形成的内周端侧薄壁部。
[0015]依据本发明的第一方式，通过将与前述背箔片对置的面去除，从而在顶箔片的内周端侧形成有比外周端侧更薄壁地形成的内周端侧薄壁部。因此，该内周端侧与外周端侧相比而容易挠曲。另外，在该内周端侧，由于内周端侧薄壁部而在与背箔片之间形成间隙，因而容易将内周端侧朝向背箔片压入。此时，由于在该内周端侧形成有前述间隙，因而难以产生由背箔片将顶箔片朝向推力环推回的力。因而，该推力轴承的内周端侧的推力环的周速与外周端侧的周速相比较慢，由此，抑制内周端侧容易朝向推力环立起，防止顶箔片接近推力环并与其接触。
[0016]另外，在本发明的第二方式中，在前述第一方式的推力轴承中，在前述固定部和该固定部的附近部比该固定部更靠近前述旋转轴的旋转方向下游侧，形成有比前述外周端侧更薄壁地形成的固定部侧薄壁部。
[0017]依据该第二方式，顶箔片中的旋转轴的旋转方向下游侧能够容易地且顺利地位移，所以，例如在推力环被一对顶箔夹入那样的情况下，旋转轴的起动转矩降低。另外，在旋转轴开始旋转之后，顶箔片也容易地且顺利地位移，因而容易得到顶箔片的最佳倾斜角，推力轴承的负荷能力提尚。
[0018]另外，在本发明的第三方式中，在前述第一或第二方式的推力轴承中，前述顶箔片形成为将圆环板在其周向上分割的圆弧板状。另外，前述内周端侧薄壁部与其外周端侧的边界线成为沿着前述顶箔片的内周端的周向的圆弧状。
[0019]依据该第三方式，顶箔片的内周端侧容易朝向推力环立起，但从旋转轴的旋转方向上游侧至下游侧而大致均匀地被抑制，所以更可靠地防止了顶箔片接近推力环并与其接触。
[0020]另外，在本发明的第四方式中，在前述第一至第三中的任一方式的推力轴承中，前述固定部包括位于前述旋转轴的旋转方向下游侧的直线状的固定边。前述背箔片由交替地形成了波峰部和波谷部的波纹板状的波箔片形成，并且前述波峰部的排列方向与前述固定边交叉而配置。另外，在前述顶箔片，与前述波箔片对置的面的一部分被去除，在与前述波谷部对置的部位，形成有与和前述波峰部对置的部位相比而薄壁地形成的波谷部侧薄壁部。
[0021 ]如果流体润滑膜的压力作用于顶箔片，则在被顶箔片的内周端和外周端夹着的径向的中央部，朝向背箔的挠曲变大，在该中央部，有时候流体润滑膜的压力下降，轴承的负荷能力下降。
[0022]依据本发明的第四方式，形成有波谷部侧薄壁部，由此，虽然顶箔片容易从旋转轴的旋转方向上游侧至下游侧，即在周向上弯曲，但是在径向上维持弯曲难度(弯曲刚性)ο所以，通过为了形成顶箔片而使用与现有技术相比较厚的板材，从而能够在周向上维持与现有技术同样的弯曲容易度，并且在径向上与现有技术相比而难以弯曲，抑制朝向背箔的中央部处的挠曲。
[0023]另外，在本发明的第五方式中，在前述第四方式的推力轴承中，前述波峰部形成为，其高度随着从前述固定边侧朝向前述旋转轴的旋转方向下游侧而变高。
[0024]依据该第五方式，能够由波箔片弹性地支撑顶箔片。另外，能够使顶箔片的高度与高度变化的波箔片的波峰部相应地变化。
[0025]另外，在本发明的第六方式中，在前述第一至第三中的任一方式的推力轴承中，在前述底板，在支撑前述背箔片的各支撑区域，形成有随着从前述顶箔片的前述固定边侧朝向前述旋转轴的旋转方向下游侧的端边侧而高度增加的倾斜面。
[0026]依据该第六方式，通过将顶箔片经由背箔片配设于该倾斜面上，从而能够使顶箔片的高度沿着倾斜面精度良好地变化。另外，此时关于背箔片，不使高度变化而是制作成一定的高度即可，所以能够抑制加工成本。
[0027]另外，在本发明的第七方式中，在前述第六方式的推力轴承中，前述背箔片配置成由交替地形成了波峰部和波谷部的波纹板状的波箔片形成，并且前述波峰部的排列方向与前述倾斜面的倾斜方向一致。
[0028]依据该第七方式，能够由波箔片弹性地支撑顶箔片。另外，由于能够使最