JP6891665B2 - ラジアルフォイル軸受 - Google Patents
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Description
図1中、符号1は回転軸、符号2は回転軸の軸方向の一方側の先端に設けられたインペラ、符号3は本開示に係るラジアルフォイル軸受である。なお、図1では省略してラジアルフォイル軸受を一つしか記載していないが、通常は回転軸1の軸方向にラジアルフォイル軸受が二つ設けられている。したがって、本開示においてもラジアルフォイル軸受3が二つ設けられている。
ラジアルフォイル軸受3は、回転軸1に外挿されて、該回転軸1を支持する軸受である。ラジアルフォイル軸受3は、トップフォイル9と、中間フォイル10と、バックフォイル11と、軸受ハウジング12と、を備える。軸受ハウジング12は、回転軸1が挿通される挿通孔12aを有する。なお、本開示の挿通孔12aが形成された軸受ハウジング12は、円筒状となっている。
バックフォイル片11aは、図4及び図5(a)に示すように、軸方向の両端縁に切欠26を備える。切欠26は、バックフォイル片11aの谷部11bに形成されている。
トップフォイル9は、図6(a)に示すように、周方向を長辺とし、軸方向を短辺とする矩形状の金属箔である。トップフォイル9は、図2に示すように、周方向における両端部9Aが交差した状態で円筒状に巻かれている。このトップフォイル9は、回転軸1の周面に対向して配置されている。
通し溝13には、図7(a)及び図7(b)に示すように、周方向において互いに対向する側面のそれぞれに窪み部15が形成されている。窪み部15は、通し溝13の全長に亘って形成されている。窪み部15の断面形状は、U字状(半円弧状)である。窪み部15は、通し溝13の径方向における開口端、すなわち、軸受ハウジング12の内周面(挿通孔12a)よりも深い位置(径方向外側)に形成されている。この窪み部15には、図2に示すように、凹部22b、22aを通り抜けた凸部21a、21bが挿入される。
回転軸1が停止した状態では、トップフォイル9はバックフォイル11(3つのバックフォイル片11a)によって中間ファイル10(3つの中間フォイル片10a)を介して回転軸1側に付勢されることで回転軸1に密着している。なお、本開示では、トップフォイル9の両端部が薄肉部24となっているので、これら薄肉部24では回転軸1を締め付ける力(局所的なプリロード)が、薄肉部24がない場合と比べ緩和される。
係合部材16は、例えば、図9(a)〜図9(d)に示す工程を経て製造することができる。先ず、図9(a)に示すように、係合部材16を削り出す長尺状の板材60を用意する。次に、図9(b)に示すように、板材60から複数の隔壁片19を削り出す。次に、図9(c)に示すように、隔壁片19と反対側の基部17に、長手方向に亘って面取り部17aを形成する。最後に、基部17を長手方向において二つの隔壁片19毎に分断することで、係合部材16を製造することができる。このように、上述した先行技術(特開2013−217425号公報)のような脚部が隔壁片19と反対側に突出しないことによって、面取り部17aが形成し易くなる。よって、係合部材16の製造コストも低減することができる。
図10に示す蓋体50Aは、トップフォイル9の両端及び当該両端に係合する係合部材16の両方と、軸方向において対向している。すなわち、蓋体50Aの内径は、軸受ハウジング12の内径と同程度になっている。蓋体50Aは、軸受ハウジング12の端面12bに形成された通し溝13の開放端13Aの略全てを覆っている。この構成によれば、蓋体50Aの内端縁に、係合部材16が引っ掛かると共にトップフォイル9の両端も引っ掛かるため、トップフォイル9の軸方向への移動がより確実に抑制される。
なお、図10に示す蓋体50Aの配置では、係合部材16が無くてよい。つまり、係合部材16が無くても、蓋体50Aの内端縁にトップフォイル9の両端が引っ掛かる。
図11に示す蓋体50Bは、軸受ハウジング12にカシメられている。具体的に、蓋体50Bは、軸受ハウジング12の端面12bに対向する円環部53(図12参照)と、円環部53の外縁から延伸し、軸受ハウジング12の挿通孔12aの径方向における外周面12cに対向するカシメ部54と、を有する。
なお、図12に示すように、蓋体50Bが取り付けられていない軸受ハウジング12の端面12bには、取付フランジ70が接続されている。取付フランジ70は、ラジアルフォイル軸受3Bを、図示しない取付対象に取り付けるための取付孔71を複数有する。この取付フランジ70は、トップフォイル9の両端及び当該両端に係合する係合部材16の少なくともいずれか一方と、軸方向において対向している。つまり、この形態では、蓋体50Bが、軸受ハウジング12の一方の端面12bにのみ取り付けられている。
図13に示す係合部材16Cは、平面視L字状に形成されており、基部17の軸方向の一端部の一方の側面から周方向に突出する突出部18を有する。また、通し溝13Cには、突出部18が収まる平面視L字状の収容溝14が形成されている。この構成によれば、軸方向の一端部において、係合部材16Cの突出部18と通し溝13Cの収容溝14とが係合する。したがって、蓋体50は、収容溝14が形成された側の軸受ハウジング12の一方の端面12bにのみ取り付ければよい。
なお、係合部材16Cに突出部18を設けることなく、基部17を長手方向において先細り形状にする。そして、通し溝13Cに収容溝14を形成することなく、通し溝13C自体を軸方向において先細り形状にする。これにより、係合部材16Cが通し溝13Cに楔状に係合する。この場合であっても、蓋体50は、当該楔が緩む側の軸受ハウジング12の一方の端面12bにのみ取り付ければよい。
また、本開示では、中間フォイル10を有する形態を例示したが、中間フォイル10が無い形態を採用してもよい。
9 トップフォイル
9A 両端部
12 軸受ハウジング(ハウジング)
12a 挿通孔
12b 端面
12c 外周面
13 通し溝
13A 開放端
13a 側面
13b 底面
13c 角部
16 係合部材
17a 面取り部
21a 突部(両端)
21b 突部(両端)
50 蓋体
53 円環部
54 カシメ部
C1 曲率中心
Claims (5)
- 挿通孔を有する軸受ハウジングと、
前記挿通孔に収容されたトップフォイルと、
前記挿通孔が延びる軸方向における前記軸受ハウジングの端面に取り付けられた蓋体と、有し、
前記トップフォイルは、両端が前記軸受ハウジング側に引き出されるように交差した状態で円筒状に巻かれており、
前記蓋体は、前記トップフォイルの両端、及び、前記軸受ハウジングに取り付けられ前記トップフォイルと係合する係合部材の少なくともいずれか一方と、前記軸方向において対向しており、
前記挿通孔には、前記軸受ハウジングの端面から前記軸方向に延びる通し溝が形成され、
前記トップフォイルの両端は、前記通し溝に収容され、
前記蓋体は、前記軸受ハウジングの端面に形成された前記通し溝の開放端の少なくとも一部を覆っており、
前記通し溝には、さらに、前記係合部材が収容され、
前記係合部材は、前記通し溝の側面と底面との角部に対向する面取り部を有する、ラジアルフォイル軸受。 - 前記係合部材の前記通し溝の底面と対向する面は、平坦となっている、請求項1に記載のラジアルフォイル軸受。
- 前記通し溝の角部は、前記側面と前記底面とを滑らかに接続する湾曲面を有する、請求項1または2に記載のラジアルフォイル軸受。
- 前記蓋体は、前記軸受ハウジングにカシメられている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のラジアルフォイル軸受。
- 前記蓋体は、
前記軸受ハウジングの端面に対向する円環部と、
前記円環部の外縁から延伸し、前記軸受ハウジングの前記挿通孔の径方向における外周面に対向するカシメ部と、を有する、請求項4に記載のラジアルフォイル軸受。
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