JPH0211614Y2 - - Google Patents
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- JPH0211614Y2 JPH0211614Y2 JP1984123936U JP12393684U JPH0211614Y2 JP H0211614 Y2 JPH0211614 Y2 JP H0211614Y2 JP 1984123936 U JP1984123936 U JP 1984123936U JP 12393684 U JP12393684 U JP 12393684U JP H0211614 Y2 JPH0211614 Y2 JP H0211614Y2
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- bearing
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/042—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/08—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement primarily for axial load, e.g. for vertically-arranged shafts
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Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の利用分野〕
本考案は空気等の気体を潤滑剤とする動圧型ス
ラスト気体軸受の改良に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an improvement of a dynamic pressure type thrust gas bearing that uses gas such as air as a lubricant.
空気等の気体を潤滑剤とする動圧型スラスト気
体軸受の中で、軸受面が可撓性のフオイルで形成
されるフオイル式の先行技術として、特開昭55−
166524号、米国特許4227752号公報等に開示のも
のが挙げられる。すなわち、第１０図ａ，ｂは米
国特許4227752号公報に開示の動圧型スラスト気
体軸受に近い例の構造を示すもので、ベースプレ
ート１には軸受セグメント２が円周上に複数個固
定され、軸受を構成している。また、軸受セグメ
ント２は第１０図ｂで示すように、ベースプレー
ト１上に配設され、かつ弾性特性を有する波形状
のバンプフオイル３、該バンプフオイル３によつ
て支持されるトツプフオイル４、およびベースプ
レート１に固定されたスペーサ５とから構成さ
れ、さらにトツプフオイル４はスペンサー５に固
定されている。なお、スペンサー５の高さは、バ
ンプフオイル３の高さより僅かに小さくなつてい
る。
Among dynamic pressure type thrust gas bearings that use gas such as air as a lubricant, the prior art of the foil type in which the bearing surface is formed of a flexible foil is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1982-
Examples include those disclosed in No. 166524, US Pat. No. 4,227,752, and the like. That is, FIGS. 10a and 10b show an example structure similar to the dynamic pressure type thrust gas bearing disclosed in U.S. Pat. It consists of As shown in FIG. 10b, the bearing segment 2 includes a wave-shaped bump oil 3 disposed on the base plate 1 and having elastic properties, a top oil 4 supported by the bump oil 3, and a top oil 4 attached to the base plate 1. Furthermore, the top oil 4 is fixed to the spacer 5. Note that the height of the Spencer 5 is slightly smaller than the height of the bump oil 3.
回転軸（図示せず）に固定されているスラスト
ランナー６が第１０図ｂ中矢印Ａの方向に回転す
ると、気体の粘性のために、周囲の気体がスラス
トランナー６とトツプフオイル４間の微少隙間に
引き込まれ、くさび膜作用により前記隙間内に引
き込まれた気体が圧縮され、圧力を発生し、これ
によつて回転軸を軸方向に非接触に支承するよう
になつている。これをさらに詳述すれば、スラス
トランナー６が回転すると、周囲の気体がスラス
トランナー６により引き込まれて、該スラストラ
ンナー６とトツプフオイル４の間に気体膜のくさ
び膜を形成し、これによつてスラストランナー６
はトツプフオイル４から浮上することになり、高
速回転可能となる。なお、回転軸が停止している
ときは、スラストランナー６は、トツプフオイル
４に固体接触している。 When the thrust runner 6 fixed to a rotating shaft (not shown) rotates in the direction of arrow A in FIG. The gas drawn into the gap is compressed by the wedge film action and generates pressure, thereby supporting the rotating shaft in an axial direction without contact. To explain this in more detail, when the thrust runner 6 rotates, the surrounding gas is drawn in by the thrust runner 6 and forms a wedge film of gas between the thrust runner 6 and the top oil 4, thereby thrust runner 6
floats up from the top oil 4, making it possible to rotate at high speed. Note that when the rotating shaft is stopped, the thrust runner 6 is in solid contact with the top oil 4.
しかるに、スラストランナー６の回転が低いと
きは、くさび膜作用によつて発生する気体膜の圧
力は小さいので、最初からくさび膜を形成し易く
かつその形状が適正なものでなければならない。
しかしながら、米国特許4227752号公報、特開昭
55−166524号公報に示すように、バンプフオイル
３の波形のピッチが前縁側から後縁側にわたつて
略同じピツチとなつているような気体軸受の構造
では、スラストランナー６の回転が低いときスラ
ストランナー６とトツプフオイル４の間に、くさ
び膜を形成し難く、又くさび膜の形状が適正なも
のにならないという欠点がある。したがつて、十
分な気体膜の圧力を得ることができず、スラスト
ランナー６とトツプフオイル４の間には十分な気
体膜が発生しないので、十分な支持力が得られ
ず、固体接触が避けられず、よつて軸受性能が劣
悪になり、固体接触による耐久性・信頼性が劣る
という欠点があつた。また、スラストランナー６
が高速回転している場合、発生する圧力は後縁
側、即ち矢印Ａの進行方向に向つて圧力は大きく
なるので、バンプフオイル３の撓みが大きくな
り、必ずしも最適な気体膜形状を形成できないた
め、支持力即ち軸受の負荷容量が小さいという欠
点もあつた。さらに、回転軸に大きな変動荷重や
衝撃荷重が作用した場合、バンプフオイル３が異
常に大きな変形（撓み）を生じ、これによつてバ
ンプフオイル３の弾性限界を超えて変形し、該バ
ンプフオイル３に永久変形が生じたり、へたりが
生じたりして、適正な気体膜を形成できなくなる
おそれがあつた。 However, when the rotation of the thrust runner 6 is low, the pressure of the gas film generated by the wedge film action is small, so the wedge film must be easy to form from the beginning and its shape must be appropriate.
However, U.S. Patent No. 4227752,
As shown in Japanese Patent No. 55-166524, in a gas bearing structure in which the pitch of the waveform of the bump oil 3 is approximately the same from the leading edge side to the trailing edge side, when the rotation of the thrust runner 6 is low, the thrust runner There are disadvantages in that it is difficult to form a wedge film between 6 and the top oil 4, and the shape of the wedge film is not appropriate. Therefore, sufficient gas film pressure cannot be obtained and a sufficient gas film is not generated between the thrust runner 6 and the top oil 4, so sufficient supporting force cannot be obtained and solid contact can be avoided. This resulted in poor bearing performance and poor durability and reliability due to solid contact. Also, thrust runner 6
When the bump oil 3 is rotating at high speed, the pressure generated increases toward the trailing edge, that is, in the direction of arrow A, so the deflection of the bump oil 3 increases, and it is not always possible to form an optimal gas film shape. Another drawback was that the load capacity of the bearings was small. Furthermore, when a large variable load or impact load is applied to the rotating shaft, the bump oil 3 undergoes abnormally large deformation (bending), which causes the bump oil 3 to deform beyond its elastic limit, resulting in permanent deformation of the bump oil 3. There was a risk that a proper gas film could not be formed due to the occurrence of stagnation or settling.
本考案の目的は上述した欠点に鑑みなされたも
ので、耐久性の向上および負荷容量の増大を図る
ようにした動圧型スラスト気体軸受を提供するに
ある。
The object of the present invention was made in view of the above-mentioned drawbacks, and is to provide a dynamic pressure type thrust gas bearing that improves durability and increases load capacity.
〔考案の構成〕
このような目的を達成するために、本考案は、
波形状に成るバンプフオイルの波形部のピツチを
前縁側よりも後縁側が小となるよう構成したもの
である。[Structure of the invention] In order to achieve this purpose, the invention has the following features:
The pitch of the wavy portion of the bump oil is smaller on the trailing edge side than on the leading edge side.
以下、図に示す実施例を用いて本考案の詳細を
説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be explained using examples shown in the drawings.
第１図は本考案に係る動圧型スラスト気体軸受
の一実施例を示す要部断面図、第２図は同動圧型
スラスト気体軸受の一部平面図である。ベースプ
レート１０には、第２図に示すように、軸受セグ
メント１１が円周方向に等間隔おきに複数個固定
されており、また該軸受セグメント１１は第１図
に示すように構成されている。すなわち、該軸受
セグメント１１は、ベースプレート１０に固定さ
れかつ弾性を有する波形状のバンプフオイル１２
と、前記ベースプレート１０に固定されたスペー
サ１３に一端側が固定されかつ下面をバンプフオ
イル１２によつて支持されて成るトツプフオイル
１４とから構成されており、また該トツプフオイ
ル１４には、回転軸（図示せず）に固定されたス
ラストランナー１５が対面するごとく配置されて
いる。
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an embodiment of a dynamic pressure type thrust gas bearing according to the present invention, and FIG. 2 is a partial plan view of the same dynamic pressure type thrust gas bearing. As shown in FIG. 2, a plurality of bearing segments 11 are fixed to the base plate 10 at equal intervals in the circumferential direction, and the bearing segments 11 are constructed as shown in FIG. 1. That is, the bearing segment 11 is fixed to the base plate 10 and has an elastic wave-shaped bump oil 12.
and a top oil 14 whose one end is fixed to a spacer 13 fixed to the base plate 10 and whose lower surface is supported by a bump oil 12.The top oil 14 also has a rotating shaft (not shown). ) are arranged so as to face each other.
さらに、本実施例においてバンプフオイル１２
の波形部１２ａのピツチは、スペーサ１３側
（Leading Edge側、以下前縁側と称する）と反
スペーサ側（Trailing Edge側、以下後縁側と称
する）とで異なるよう構成されており、すなわち
前縁側より後縁側の方がバンプフオイル１２のピ
ツチは小さくなるよう形成されている。（loL＞
lOT）。したがつて、バンプフオイル１２は、その
ばね剛性が前縁側より後緑側の方が大きくなるよ
う構成されている。 Furthermore, in this embodiment, the bump oil 12
The pitch of the waveform portion 12a is configured to be different between the spacer 13 side (Leading Edge side, hereinafter referred to as the front edge side) and the anti-spacer side (Trailing Edge side, hereinafter referred to as the trailing edge side). The pitch of the bump oil 12 is formed to be smaller on the trailing edge side. (lo L >
lO T ). Therefore, the bump oil 12 is configured such that its spring rigidity is greater on the rear green side than on the leading edge side.
したがつて、以上のように構成された動圧型ス
ラスト気体軸受にあつては、回転軸に固定された
スラストランナー１５が回転（第１図において矢
印Ｂ方向へ移動）すると、周囲の気体は気体の粘
性のため、スラストランナー１５とトツプフオイ
ル１４の間の微少空間に引き込まれ、くさび膜作
用により圧力を発生し、スラストランナー１５を
気体膜を介して非接触に高速回転可能に支承す
る。 Therefore, in the dynamic pressure type thrust gas bearing configured as described above, when the thrust runner 15 fixed to the rotating shaft rotates (moves in the direction of arrow B in FIG. 1), the surrounding gas becomes gaseous. Due to its viscosity, it is drawn into the minute space between the thrust runner 15 and the top oil 14, generates pressure by the wedge film action, and supports the thrust runner 15 through the gas film so that it can rotate at high speed in a non-contact manner.
しかるに、動力型スラスト気体軸受では、スラ
ストランナー１５の回転の低い運転条件、すなわ
ち、始動時及び低速回転時に、スラストランナー
１５とトツプフオイル１４の軸受面１４ａの間に
気体膜圧力が生じ易いくさび膜を形成することが
きわめて重要である。そして、低回転時には、発
生する気体膜の圧力が小さいので、初期のくさび
膜を形成しておくことが必要である。しかして、
回転の初期に適正なくさび膜が形成し易い軸受隙
間の形状になつていない場合、気体膜のくさび膜
作用による圧力が発生せず、したがつてスラスト
ランナー１５とトツプフオイル１４の軸受面１４
ａは固体接触を続けて、スラストランナー１５を
浮上させることができない。これは起動摩擦抵抗
が大きいだけでなく、軸受の破損を生じる原因に
もなる。オイルに比べて粘性係数がきわめて小さ
く、圧縮性の気体の場合、回転初期の軸受隙間の
くさび形状は必須の条件である。 However, in the power type thrust gas bearing, a wedge film is formed in which gas film pressure is likely to be generated between the thrust runner 15 and the bearing surface 14a of the top oil 14 under operating conditions where the rotation of the thrust runner 15 is low, that is, during startup and low speed rotation. It is extremely important to form. During low rotation, the pressure of the gas film generated is small, so it is necessary to form an initial wedge film. However,
If the shape of the bearing gap is not such that it is easy to form a proper wedge film at the beginning of rotation, no pressure will be generated due to the wedge film action of the gas film, and therefore the bearing surface 14 of the thrust runner 15 and the top oil 14 will not be generated.
a continues to be in solid contact and is unable to levitate the thrust runner 15. This not only causes a large starting frictional resistance, but also causes damage to the bearing. In the case of a compressible gas that has an extremely small viscosity coefficient compared to oil, a wedge-shaped bearing gap at the initial stage of rotation is an essential condition.
しかるに、本実施例にあつては、バンプフオイ
ル１２の波形部１２ａのピツチを前縁側より後縁
側の方が小さくなるよう形成してあり、つまり前
縁側より後縁側の方がばね剛性を大きくしてある
ので（lOL＞lOT）、スラストランナー１５が回転
せず、停止しているとき、自重その他の外力によ
りトツプフオイル１４にスラストランナー１５が
押圧された場合でも、バンプフオイル１２の後縁
側の撓みの方が前縁側の撓みより小さくなる。こ
のため、トツプフオイル１４の軸受面１４ａの内
前縁側には、くさび形の微少隙間が形成できるこ
とになる。したがつて、スラストランナー１５が
回転し始めたとき、このくさび形の微少隙間に周
囲の気体が引き込まれ、段々小さくなる隙間に引
き込まれることによつて、すなわちくさび膜作用
によつて圧力の発生が容易となる。 However, in this embodiment, the pitch of the corrugated portion 12a of the bump oil 12 is formed to be smaller on the rear edge side than on the leading edge side, that is, the spring rigidity is greater on the trailing edge side than on the leading edge side. (lO L > lO T ), even if the thrust runner 15 is pressed against the top oil 14 due to its own weight or other external force while the thrust runner 15 does not rotate and is stopped, the deflection of the rear edge side of the bump oil 12 will be reduced. is smaller than the deflection on the leading edge side. Therefore, a wedge-shaped minute gap can be formed on the inner front edge side of the bearing surface 14a of the top oil 14. Therefore, when the thrust runner 15 begins to rotate, the surrounding gas is drawn into this wedge-shaped minute gap, and pressure is generated by being drawn into the gap that gradually becomes smaller, that is, by the wedge film action. becomes easier.
また、スラストランナー１５の回転数が大きい
場合、気体膜圧力は第３図に実線（なお、破線は
従来の場合を示す）で示すようになる。すなわ
ち、くさび膜作用により発生する気体膜圧力は、
前縁から後縁にかけて後縁寄りに圧力のピークを
形成する。そして、バンプフオイル１２はこの気
体膜圧力によつて撓み、後縁寄りに大きい圧力分
布を受けることにより後縁側のバンプフオイル１
２の撓みは大きくなる。しかしながら、本実施例
では、気体膜圧力の大きい後縁側のバンプフオイ
ル１２のばね剛性を前縁側のそれより大きくして
いるので、後縁側のバンプフオイル１２の撓みが
過大にならず、したがつて、スラストランナー１
５とトツプフオイル１４の軸受面１４ａの間の軸
受隙間を常に適正なくさび形状に確保することが
できる。 Further, when the rotational speed of the thrust runner 15 is high, the gas film pressure becomes as shown by a solid line in FIG. 3 (the broken line indicates the conventional case). In other words, the gas film pressure generated by the wedge film action is
A pressure peak is formed near the trailing edge from the leading edge to the trailing edge. The bump oil 12 is bent by this gas film pressure, and the bump oil 12 on the trailing edge side is bent by the pressure distribution that is large toward the trailing edge.
The deflection of 2 becomes large. However, in this embodiment, the spring stiffness of the bump oil 12 on the trailing edge side where the gas film pressure is high is made greater than that on the leading edge side, so the deflection of the bump oil 12 on the trailing edge side does not become excessive, and therefore the thrust runner 1
5 and the bearing surface 14a of the top oil 14 can always be maintained in an appropriate wedge shape.
また第４図ａ〜ｃはバンプフオイル１２のばね
剛性の分布を示す実施例である。ａは前縁側から
後縁側に向つて単調に増加していく場合、ｂは前
縁側から徐々に大きくしていき途中から後縁側に
かけて一定の剛性をもつ場合、ｃは前縁側より後
縁側を大きく形成するが、途中においてピーク部
（Kp）を有する場合の各実施例である。この第４
図において、KLは前縁側の剛性の大きさ、KTは
後縁側の剛性の大きさを示す。このような各実施
例構成としても上述した作用効果を有することは
勿論である。 4a to 4c are examples showing the distribution of spring stiffness of the bump oil 12. FIG. If a increases monotonically from the leading edge side to the trailing edge side, b gradually increases from the leading edge side and has constant rigidity from the middle to the trailing edge side, c increases from the leading edge side to the trailing edge side. The following are examples in which a peak portion (Kp) is formed in the middle. This fourth
In the figure, KL indicates the rigidity on the leading edge side, and KT indicates the rigidity on the trailing edge side. Of course, each of the embodiments has the above-mentioned effects.
第５図はバンプフオイル１２のばね剛性Ｋと波
形部１２ａの弦長loとの関係を示す図で、ばね剛
性Ｋと弦長loとの関係は、Ｋ＝６・DB／lo3という式
で表わされる。ここで、DB＝Ｅ・tB 2／12（１−γ2）と
いう
式で表わされ、Ｅは縦弾性率、γはポアソン比、
tBはバンプフオイル１２の部分の厚みである。 Figure 5 is a diagram showing the relationship between the spring stiffness K of the bump oil 12 and the chord length lo of the corrugated portion 12a.The relationship between the spring stiffness K and the chord length lo is expressed by the formula K=6・D B /lo 3 expressed. Here, it is expressed by the formula D B = E・t B 2 /12 (1-γ 2 ), where E is the longitudinal elastic modulus, γ is Poisson's ratio,
tB is the thickness of the bump oil 12 portion.
また、第６図は本実施例に係る動圧型スラスト
気体軸受の他の実施例を示すもので、バンプフオ
イル１２の波形部１２ａのピツチを前縁側よりも
後縁側が小となる構成に加えて、ベースプレート
１０に、該ベースプレート１０とバンプフオイル
１２との間に位置するごとくペデスタル１６を設
けた構成としたものである。また、このペデスタ
ル１６の高さは、スペーサ１３の高さより僅か大
きくなつており、より厳密には、ペデスタル１６
の部分におけるトツプフオイル１４の軸受面１４
ａの高さが、スペーサ１３の位置における軸受面
１４ａより僅かに大きくなるよう構成されてい
る。 FIG. 6 shows another embodiment of the dynamic pressure type thrust gas bearing according to the present embodiment, in which the pitch of the corrugated portion 12a of the bump oil 12 is smaller on the trailing edge side than on the leading edge side. The base plate 10 is provided with a pedestal 16 located between the base plate 10 and the bump oil 12. Moreover, the height of this pedestal 16 is slightly larger than the height of the spacer 13, and more precisely, the height of the pedestal 16 is
The bearing surface 14 of the topfoil 14 in the part
The height of a is slightly larger than the height of the bearing surface 14a at the position of the spacer 13.
このような構成においては、たとえば回転軸に
大きな変動荷重あるいは衝撃荷重がかかつた場
合、スラストランナー１５はトツプフオイル１４
の軸受面１４ａに急激かつ大きな変位で接近す
る。そのため、バンプフオイル１２に大きな反力
が気体膜を介して作用することになり、バンプフ
オイル１２の撓みが大きくなる。そしてバンプフ
オイル１２が弾性限界を超えて変形すると、永久
変形を生じて元の形状に復さなくなつたり、更に
はへたりを生じて高さが小さくなつてしまう。そ
の結果、バンプフオイル１２の耐久性が劣化する
だけでなく、スラストランナー１５とトツプフオ
イル１４の軸受面１４ａの間の軸受隙間も適正で
なくなり、軸受性能が劣化してしまう。また、バ
ンプフオイル１２が余り大きい変形を生じると、
該バンプフオイル１２の高さがスペーサ１３の高
さより小さくなつてしまい、その結果、スラスト
ランナー１５とトツプフオイル１４の軸受面１４
ａの間にはくさび形状の軸受隙間がもはや形成さ
れなくなり、したがつて、くさび膜作用による気
体膜圧力が発生せず、軸受としての性能がなくな
つてしまう。しかしながら、本実施例ではペデス
タル１６を設けることにより、バンプフオイル１
２の変形を規制するので、上記不具合は全く生じ
ない。さらにペデスタル１６位置の軸受面１４ａ
の高さがスペーサ１３の位置の軸受面１４ａより
僅かに大きくなるよう構成することによつて、常
にくさび形状を形成できるという効果も有する。 In such a configuration, for example, when a large fluctuating load or impact load is applied to the rotating shaft, the thrust runner 15
approaches the bearing surface 14a with a sudden and large displacement. Therefore, a large reaction force acts on the bump oil 12 through the gas film, and the deflection of the bump oil 12 increases. If the bump oil 12 is deformed beyond its elastic limit, it will undergo permanent deformation and will no longer return to its original shape, or will even sag and become smaller in height. As a result, not only the durability of the bump oil 12 deteriorates, but also the bearing clearance between the thrust runner 15 and the bearing surface 14a of the top oil 14 becomes inappropriate, resulting in deterioration of bearing performance. Also, if the bump oil 12 is deformed too much,
The height of the bump oil 12 becomes smaller than the height of the spacer 13, and as a result, the thrust runner 15 and the bearing surface 14 of the top oil 14
A wedge-shaped bearing gap is no longer formed between a and a, and therefore no gas film pressure is generated due to the wedge film action, resulting in loss of performance as a bearing. However, in this embodiment, by providing the pedestal 16, the bump oil 1
Since the deformation of 2 is restricted, the above-mentioned problem does not occur at all. Furthermore, the bearing surface 14a at the pedestal 16 position
By configuring the height of the bearing surface 14a to be slightly larger than the height of the bearing surface 14a at the position of the spacer 13, there is also an effect that a wedge shape can always be formed.
また、第７図はバンプフオイル１２の外周側の
高さ（Hout）を内周側の高さ（Hin）より僅か
に大きくした構成の実施例である。これをさらに
詳述すれば、スラストランナー１５の回転により
引き込まれた気体は軸受隙間でくさび膜作用を生
せず、遠心力により外周側から流出するので、気
体膜圧力の発生が小さくなる。また、外周側は内
周側より周速が大きいので、発生する圧力は大き
い。したがつて、本実施例のように、バンプフオ
イル１２の外周側の高さを内周側の高さより大き
くすることにより、遠心力による気体の流出を防
止でき、発生圧力を大きくできる。さらに、外周
側は発生圧力が大きいので、バンプフオイル１２
より大きい撓みが生じても、軸受隙間を適正に保
つことができ、よつて支持力の大きい気体軸受を
得ることができる。 Further, FIG. 7 shows an embodiment in which the height (Hout) on the outer circumferential side of the bump oil 12 is slightly larger than the height (Hin) on the inner circumferential side. To explain this in more detail, the gas drawn in by the rotation of the thrust runner 15 does not produce a wedge film effect in the bearing gap, but flows out from the outer circumferential side due to centrifugal force, so that the generation of gas film pressure is reduced. Further, since the circumferential speed is higher on the outer circumferential side than on the inner circumferential side, the pressure generated is large. Therefore, as in this embodiment, by making the height of the outer circumferential side of the bump oil 12 larger than the height of the inner circumferential side, gas outflow due to centrifugal force can be prevented and the generated pressure can be increased. Furthermore, since the pressure generated on the outer circumferential side is large, the bump oil 12
Even if a larger deflection occurs, the bearing gap can be maintained appropriately, and thus a gas bearing with a large supporting force can be obtained.
さらに、第８図は本考案に係る動圧型スラスト
気体軸受の他の実施例を示すもので、本実施例に
おいては(i)バンプフオイル１２の高さを前縁側
（HL）より後縁側（HT）の方が高くなるよう形
成すると共に、(ii)バンプフオイル１２の波形部１
２ａのピツチを前縁側（loL）より後縁側（loT）
の方が小さくなるよう形成したものである。すな
わち、一般にバンプフオイル１２は気体膜圧力に
よつて撓み、後縁寄りに大きい圧力分布を受け、
これによつて後縁側のバンプフオイル１２の撓み
が大きくなる傾向にある。しかし、前記(ii)のごと
くloL＞loTとして前縁側より後縁側のばね剛性を
大きくし、しかも前記(i)のごとくHL＜HTなる構
成とすれば、上述した第１実施例よりさらに確実
にスラストランナー１５とトツプフオイル１４の
軸受面１４ａの間の軸受隙間を適正なくさび形状
に形成することができる。 Furthermore, FIG. 8 shows another embodiment of the dynamic pressure type thrust gas bearing according to the present invention. In this embodiment, (i) the height of the bump oil 12 is set higher on the trailing edge side (H T ) is formed so that it is higher, and (ii) the corrugated portion 1 of the bump oil 12 is
Change the pitch of 2a from the leading edge side (lo L ) to the trailing edge side (lo T ).
is formed so that it is smaller. That is, the bump oil 12 is generally bent by the gas film pressure and receives a large pressure distribution toward the trailing edge.
As a result, the deflection of the bump oil 12 on the trailing edge side tends to increase. However, if the spring stiffness on the trailing edge side is made larger than on the leading edge side as in (ii) above, and H L < H T as in (i) above, then the first embodiment described above The bearing gap between the thrust runner 15 and the bearing surface 14a of the top oil 14 can be formed into an appropriate wedge shape even more reliably.
なお、第９図は第８図の構成においてベースプ
レート１０に、該ベースプレート１０とバンプフ
オイル１２との間に位置するごとくペデスタル１
６を設けた構成としたものである。なお、このペ
デスタル１６の高さはスペーサ１３の高さより僅
かに大きく形成されており、より厳密にはペデス
タル１６の部分におけるトツプフオイル１４の軸
受面１４ａの高さがスペーサ１３の位置における
軸受面１４ａより僅かに大きくなるよう構成され
ている。このように、ペデスタル１６を設けるこ
とによつて、バンプフオイル１２の変形を規制す
ることができ、さらにペデスタル１６位置の軸受
面１４ａの高さがスペーサ１３の位置の軸受面１
４ａより僅かに大きくなるよう構成することによ
つて常にくさび形状を形成できるという効果を有
する。 9 shows a pedestal 1 located between the base plate 10 and the bump oil 12 in the configuration shown in FIG. 8.
6 is provided. Note that the height of this pedestal 16 is formed to be slightly larger than the height of the spacer 13, and more precisely, the height of the bearing surface 14a of the top oil 14 at the pedestal 16 is higher than the height of the bearing surface 14a at the spacer 13. It is designed to be slightly larger. In this way, by providing the pedestal 16, deformation of the bump oil 12 can be restricted, and furthermore, the height of the bearing surface 14a at the pedestal 16 position is equal to that of the bearing surface at the spacer 13 position.
By configuring it to be slightly larger than 4a, there is an effect that a wedge shape can always be formed.
以上説明したように本考案によればスラストラ
ンナーと対向するベースプレートに複数個の軸受
セグメントが円周方向に等間隔おきに配設され、
該軸受セグメントは、ベースプレートに固定され
たスペーサに一端が固定されかつ軸受面を構成す
るトツプフオイルと、該トツプフオイルを支持す
るごとくトツプフオイルとベースプレート間に配
設されかつ弾性を有する波形状のバンプフオイル
とから成る動圧型スラスト気体軸受において、前
記バンプフオイルの波形部のピツチを前縁側より
も後端側が小となるよう構成し、バンプフオイル
の前縁側より後縁側の方がばね剛性が大きくなる
よう構成した。したがつて、このような構成とし
たことにより、回転軸の始動及び低回転時におけ
る気体膜のくさび膜形状を形成し易く、かつ適正
なくさび膜を形成することができ、これによつて
軸受の支持力を大きくできるので、固体接触を確
実に防止でき、軸受の耐久性を向上できるという
効果を奏する。また、高回転時においても、適正
な気体膜形状を形成できるので、負荷容量の向上
を図ることができる。さらに大きな変動荷重や衝
撃荷重に対しても軸受性能の劣化、耐久性の劣化
を防止できるので、耐衝撃性に優れた軸受を提供
できるという種々の効果を奏する。
As explained above, according to the present invention, a plurality of bearing segments are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the base plate facing the thrust runner,
The bearing segment consists of a topfoil having one end fixed to a spacer fixed to a base plate and forming a bearing surface, and an elastic wave-shaped bumpfoil disposed between the topfoil and the base plate to support the topfoil. In the dynamic pressure type thrust gas bearing, the pitch of the waveform part of the bump oil is configured to be smaller on the rear end side than on the leading edge side, and the spring rigidity is configured to be larger on the trailing edge side of the bump oil than on the leading edge side. Therefore, with such a configuration, it is easy to form a wedge film shape of the gas film during startup and low rotation of the rotating shaft, and an appropriate wedge film can be formed, thereby making it possible to Since the supporting force of the bearing can be increased, solid contact can be reliably prevented and the durability of the bearing can be improved. In addition, since an appropriate gas film shape can be formed even during high rotation, the load capacity can be improved. Furthermore, since deterioration of bearing performance and durability can be prevented even under large fluctuating loads and impact loads, various effects such as being able to provide a bearing with excellent impact resistance can be achieved.
第１図は本考案に係る動圧型スラスト気体軸受
の一実施例を示す要部断面図、第２図は同動圧型
スラスト気体軸受の一部平面図、第３図は気体膜
圧力の発生を示す説明図、第４図ａ〜ｃはバンプ
フオイルの他の実施例の剛性と長さの関係を示す
図、第５図はバンプフオイルのばね剛性と弦長と
の関係を説明するための図、第６図は本考案に係
る動圧型スラスト気体軸受の他の実施例を示す要
部断面図、第７図はバンプフオイルの他の実施例
を示す一部斜視図、第８図は本考案に係る動圧型
スラスト気体軸受のさらに他の実施例を示す要部
断面図、第９図は第８図の変形例を示す要部断面
図、第１０図ａ，ｂは従来の動圧型スラスト気体
軸受の一部平面図と要部断面図である。
１０……ベースプレート、１１……軸受セグメ
ント、１２……バンプフオイル、１２ａ……波形
部、１３……スペーサ、１４……トツプフオイ
ル、１４ａ……軸受面、１５……スラストランナ
ー、１６……ペデスタル。
Fig. 1 is a sectional view of a main part showing an embodiment of a dynamic pressure type thrust gas bearing according to the present invention, Fig. 2 is a partial plan view of the same dynamic pressure type thrust gas bearing, and Fig. 3 shows the generation of gas film pressure. 4a to 4c are diagrams showing the relationship between the stiffness and length of other embodiments of the bump oil, and FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the spring rigidity of the bump oil and the chord length. Fig. 6 is a sectional view of main parts showing another embodiment of the dynamic pressure type thrust gas bearing according to the present invention, Fig. 7 is a partial perspective view showing another embodiment of the bump oil, and Fig. 8 is a cross-sectional view of the main part showing another embodiment of the dynamic pressure type thrust gas bearing according to the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a modification of FIG. 8, and FIGS. 10a and 10b are a cross-sectional view of a conventional dynamic pressure thrust gas bearing. They are a partial plan view and a main part sectional view. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Base plate, 11... Bearing segment, 12... Bump oil, 12a... Corrugated part, 13... Spacer, 14... Topf oil, 14a... Bearing surface, 15... Thrust runner, 16... Pedestal.
Claims (1)
に複数個の軸受セグメントが円周方向に等間隔
おきに配設され、該軸受セグメントは、ベース
プレートに固定されたスペーサに一端が固定さ
れかつ軸受面を構成するトツプフオイルと、該
トツプフオイルを支持するごとくトツプフオイ
ルとベースプレート間に配設されかつ弾性を有
する波形状のバンプフオイルとから成る動圧型
スラスト気体軸受において、前記バンプフオイ
ルの波形部のピツチを前縁側よりも後縁側が小
となるよう構成したことを特徴とする動圧型ス
ラスト気体軸受。 (2) 前記ベースプレートには、該ベースプレート
とバンプフオイルとの間に位置するごとくペデ
スタルが固定されて成る実用新案登録請求の範
囲第(1)項記載の動圧型スラスト気体軸受。 (3) 前記ペデスタルはスペーサより若干高さが大
となるよう形成されて成る実用新案登録請求の
範囲第(1)項又は第(2)項記載の動圧型スラスト気
体軸受。 (4) バンプフオイルの外周側の高さが内周側の高
さより僅かに大きくなるよう形成されて成る実
用新案登録請求の範囲第(1)項、第(2)項又は第(3)
項記載の動圧型スラスト気体軸受。[Claims for Utility Model Registration] (1) A plurality of bearing segments are arranged at equal intervals in the circumferential direction on a base plate facing the thrust runner, one end of which is attached to a spacer fixed to the base plate. In a dynamic pressure type thrust gas bearing comprising a fixed topfoil constituting a bearing surface and an elastic wave-shaped bumpfoil disposed between the topfoil and a base plate to support the topfoil, the pitch of the waveform portion of the bumpfoil is A dynamic pressure type thrust gas bearing characterized in that it is configured such that the rear edge side is smaller than the leading edge side. (2) The hydrodynamic thrust gas bearing according to claim 1, wherein a pedestal is fixed to the base plate so as to be located between the base plate and the bump oil. (3) The hydrodynamic thrust gas bearing according to claim 1 or 2, wherein the pedestal is formed to have a slightly larger height than the spacer. (4) Utility model registration claims (1), (2), or (3), in which the bump oil is formed so that the height on the outer circumference side is slightly larger than the height on the inner circumference side.
Dynamic pressure type thrust gas bearing as described in .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984123936U JPS6138321U (en) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | Dynamic pressure type thrust gas bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984123936U JPS6138321U (en) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | Dynamic pressure type thrust gas bearing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138321U JPS6138321U (en) | 1986-03-10 |
| JPH0211614Y2 true JPH0211614Y2 (en) | 1990-03-27 |
Family
ID=30682668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984123936U Granted JPS6138321U (en) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | Dynamic pressure type thrust gas bearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138321U (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9033579B2 (en) | 2011-08-01 | 2015-05-19 | Ntn Corporation | Thrust foil bearing |
| US9964143B2 (en) | 2013-12-12 | 2018-05-08 | Ntn Corporation | Foil bearing and method for manufacturing thereof |
| JP6615573B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-12-04 | Ｎｔｎ株式会社 | Thrust foil bearing |
| KR102485661B1 (en) * | 2015-11-26 | 2023-01-09 | 한온시스템 주식회사 | Air foil bearing |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP1984123936U patent/JPS6138321U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6138321U (en) | 1986-03-10 |
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