WO2018180388A1

WO2018180388A1 - フォイル軸受

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Publication number: WO2018180388A1
Application number: PCT/JP2018/009344
Authority: WO
Inventors: 純御堂前; 真人吉野; 晶美多田
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2018-10-04
Also published as: JP2018165523A

Abstract

保護被膜（１６）が形成されたフォイル（１２）と、フォイル（１２）を支持するフォイルホルダ（１１）とを備え、保護被膜（１６）と軸（１３）との間の軸受隙間に形成された流体膜で軸（１３）を支持するフォイル軸受（１０）において、フォイル（１２）の摺動面側に、化成処理によって形成された凹凸面（１５ａ）を有する化成被膜（１５）と、凹凸面（１５ａ）上に設けられた保護被膜（１６）とを有するフォイル軸受（１０）である。

Description

フォイル軸受

　本発明は、フォイル軸受に関する。

　ガスタービンやターボチャージャ等のターボ機械の軸を支持する軸受として、フォイル軸受が着目されている。フォイル軸受は、曲げに対して剛性の低い可撓性を有する薄膜（フォイル）で軸受面を構成し、軸受面のたわみを許容することで荷重を支持するものである。軸の回転時には、軸の外周面とフォイルの軸受面との間に流体膜（例えば空気膜）が形成され、軸が非接触支持される。この場合、フォイルの可撓性により軸の回転速度や荷重、周囲温度等の運転条件に応じた適切な軸受隙間が自動的に形成されるため、安定性に優れ、一般的な空気動圧軸受と比べて高速での使用が可能となる。

　上記のフォイル軸受としては、バックフォイルに設けた切り起こしでトップフォイルを弾性的に支持するもの（特許文献１）、素線を網状に編成した弾性体で軸受フォイルを弾性的に支持するもの（特許文献２）、および、バックフォイルに、外輪内面に接触し周方向に移動しない支持部とトップフォイルからの面圧により弾性的に撓む弾性部とを設けたもの（特許文献３）等が公知である。また、特許文献４及び５には、複数のフォイルを周方向に並べて配置し、各フォイルの周方向両端を外方部材に取り付けた、いわゆる多円弧型のフォイル軸受が示されている。

　このようなフォイル軸受においては、例えば軸の起動停止時等に、軸とトップフォイルとが接触および摺動する。そして、トップフォイルと軸との接触や摺動を繰り返すことにより、摺動面に凝着が生じ、摩擦トルクの増大、ひいては軸受面の焼付き、破損に至ることがある。

　上記の摺動面の凝着を防止するために、トップフォイルの軸との摺動面に耐摩耗性の被膜を設けることが一般的になされている。例えば、特許文献６では、トップフォイルの表面に、フッ素樹脂焼成膜や、黒鉛、二硫化モリブデンからなる膜等を形成し、トップフォイルの耐摩耗性を向上させている。

特開２００２－３６４６４３号公報特開２００３－２６２２２２号公報特開２００９－２９９７４８号公報特開２００９－２１６２３９号公報特開２００６－５７８２８号公報特開２００３－５６５６１号公報

　前述のように、フォイル軸受は、軸の回転運動時に可撓性を有する薄板状のフォイルが弾性変形することで、軸との間に適当な軸受隙間を形成することができる。この際、特許文献６のような構成のフォイル軸受では、フォイルの変形に対して、被膜の形状が十分に追従することができず、被膜がフォイルから剥離して摺動面の耐摩耗性が損なわれてしまう虞がある。

　このような事情から、本発明では、被膜の剥離等によりフォイルの摺動面の耐摩耗性を損なうことなく、フォイルの凝着を防止できるフォイル軸受を提供することを目的としている。

　上記の課題を解決するため、本発明は、被膜が形成されたフォイルと、フォイルを支持するフォイルホルダとを備え、前記被膜と軸との間の軸受隙間に形成された流体膜で前記軸を支持するフォイル軸受において、前記被膜が、化成処理で形成された凹凸面上に形成されていることを特徴とする。

　本発明のフォイル軸受では、フォイルに形成した凹凸面に被膜を設けることで、被膜との接触面の表面積の増加、および、アンカー効果により、凹凸面と被膜の密着力を向上させることができる。従って、被膜の剥離を抑制することができ、フォイルの摺動面に、安定して耐摩耗性の向上効果をもたらすことができる。

　また、仮に被膜が摩耗した場合や、フォイルから剥離した場合であっても、凹凸面の間に残存した被膜成分が、摺動面に一定の耐摩耗性効果をもたらすため、長期に渡って、フォイルの凝着やフォイル自身の摩耗を防止することができる。

　さらに、化成処理により凹凸面を形成することで、より微細で入り組んだ形状の凹凸を形成することができ、保護被膜の密着力をより向上させることができる。また、ショットブラストやエメリー紙を用いた研磨等のように、物理的に凹凸面を形成する場合と比較して、より均一な大きさの凹凸面を形成することができるだけでなく、加工時にフォイルに外力を加える必要がなく、外力によってフォイルの変形を生じることもない。

　上記のフォイル軸受として、ＰＴＦＥ，ＭｏＳ₂、炭素系材料の少なくともいずれか一つを含む被膜を形成することができる。このような構成の被膜は、特にフォイルからの剥離を生じやすく、凹凸面の形成によるフォイルと被膜の密着力の向上が重要になる。

　また、本発明は、軸受面を形成するフォイルと、フォイルを支持するフォイルホルダとを備え、軸受面と軸との間の軸受隙間に形成された流体膜で前記軸を支持するフォイル軸受において、前記軸受面に、化成処理によって形成された凹凸面を設け、前記凹凸面の凹部に充填剤が充填されていることを特徴とする。

　本発明のフォイル軸受では、フォイルに形成した凹凸面の凹部に充填剤を充填することで、耐摩耗性の被膜を設けることなく、軸受面の耐摩耗性を向上させることができる。

　上記のフォイル軸受として、充填剤に固体潤滑剤を用いることができる。

　上記のフォイル軸受として、凹凸面をフォイルに形成することができる。

　上記のフォイル軸受として、凹凸面を化成処理で得られた化成被膜に形成することができる。

　以上のように、本発明では、化成処理によって形成した凹凸面に被膜を設けることで被膜のフォイルに対する密着力を向上させることができる。従って、被膜の剥離等による耐摩耗性の低下を生じることがなく、フォイルの摺動面に、長期に渡って安定した耐摩耗性の向上効果をもたらすことができる。

本発明の実施形態に係るフォイル軸受の概略構成図である。フォイルを示す平面図である。二つのフォイルの連結について説明する平面図である。三つのフォイルの連結について説明する斜視図である。フォイルをフォイルホルダに取り付ける様子を説明する斜視図である。フォイルがフォイルホルダに保持される様子を説明する断面図である。本発明の実施形態に係るフォイルの凹凸面、および、保護被膜を形成する様子を説明する概略図である。実施形態に係るフォイルの凹凸面、および、保護被膜を形成する様子を説明する概略図である。実施形態に係るフォイルの凹凸面、および、保護被膜を形成する様子を説明する概略図である。本発明の異なる実施形態に係るフォイルの凹凸面、および、保護被膜を形成する様子を説明する概略図である。異なる実施形態に係るフォイルの凹凸面、および、保護被膜を形成する様子を説明する概略図である。異なる実施形態に係るフォイルの凹凸面、および、保護被膜を形成する様子を説明する概略図である。異なる実施形態に係るフォイルの凹凸面、および、保護被膜を形成する様子を説明する概略図である。異なる実施形態における、凹凸面の拡大図である。異なる実施形態におけるフォイルの摺動面を示す概略図である。

　以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

　図１に示す様に、フォイル軸受１０は、円筒面状の内周面１１ａを有するフォイルホルダ１１と、内周面１１ａに取り付けられた３枚のフォイル１２とを有する。フォイル軸受１０は、内周面１１ａに３枚のフォイル１２が周方向に並べて配置された、いわゆる多円弧型のフォイル軸受である。フォイル軸受１０には、その内周面１１ａ側でフォイル１２の内側に、軸１３が挿入される。フォイル軸受１０と軸１３とでフォイル軸受装置１４が構成される。フォイル軸受１０は、フォイル１２の後述する軸受面Ｘと軸１３の間に形成した流体膜で軸１３を相対回転自在に支持する。

　フォイルホルダ１１は、例えば焼結金属や溶製材等の金属（例えば鋼材）で形成される。内周面１１ａのうち、周方向に離隔した複数箇所（図示例では３箇所）には、保持部としての軸方向溝１１ｂが形成される。

　フォイル１２は、ばね性に富み、かつ加工性のよい金属、例えば鋼材料や銅合金からなる厚さ２０μｍ～２００μｍ程度の帯状フォイルで形成される。本実施形態のように流体膜として空気を用いる空気動圧軸受では、雰囲気に潤滑油が存在しないため、油による防錆効果は期待できない。鋼材料や銅合金の代表例として、炭素鋼や黄銅を挙げることができるが、一般的な炭素鋼では錆による腐食が発生し易く、黄銅では加工ひずみによる置き割れを生じることがある（黄銅中のＺｎの含有量が多いほどこの傾向が強まる）。そのため、帯状フォイルとしては、ステンレス鋼もしくは青銅製のものを使用するのが好ましい。

　図２に示す様に、フォイル１２は、フォイルホルダ１１の周方向に並べて配置される第一領域１２ａと、第二領域１２ｂを有する。

　第一領域１２ａは、軸受面を有するトップフォイル部１２ａ１と、軸方向の上端、中央、下端に、それぞれ周方向一端側に突出した差込部１２ａ２とを有する。差込部１２ａ２に近接した位置には、周方向の微小な切り込み１２ａ３が設けられる。

　第二領域１２ｂには、周方向他端側に向けて軸方向幅を徐々に狭めた三つの突出部分である、アンダ－フォイル部としての突出部１２ｂ１が設けられる。突出部１２ｂ１は、軸方向の上端、中央、下端にそれぞれ設けられ、それぞれの突出部１２ｂ１の間には、略円弧状に形成される切り欠き部１２ｂ２が設けられる。このほか、切り欠き部１２ｂ２を、直線をそれぞれの突出部１２ｂ１の中央で折り曲げた略Ｖ字形状としてもよい。

　図１に示すように、フォイル軸受１０において、トップフォイル部１２ａ１は軸１３の側に配置され、その内周面は軸受面Ｘを形成する。そして、アンダーフォイル部１２ｂ１は、フォイルホルダ１１の側に配置され、隣接する他のフォイル１２のトップフォイル部１２ａ１と重なることで、トップフォイル部１２ａ１に弾性を与える。

　図２に示すように、第一領域１２ａと第二領域１２ｂの境界には、隣接するフォイル１２の差込部１２ａ２が差し込まれる差込口１２ｃ１、１２ｃ２、１２ｃ１がそれぞれ軸方向の上端、中央、下端に設けられる。差込口１２ｃ１は、長方形状の切り欠き部分で、フォイル１２の軸方向端部にまで亘って設けられる。差込口１２ｃ２は、差込口１２ｃ１と周方向の同一位置に設けられた長方形状の切り欠き部分と、周方向他端側へ突出した、その先端が円弧状で、長方形状の切り欠き部分よりもその幅が狭い切り欠き部分からなる。また、第一領域１２ａと第二領域１２ｂの境界には、両者を連結する連結部１２ｃ３が形成される。

　図３に示す様に、一方のフォイル１２の差込部１２ａ２、１２ａ２、１２ａ２を、隣接するフォイル１２の差込口１２ｃ１、１２ｃ２、１２ｃ１に差し込むことにより、２枚のフォイル１２を連結する事ができる。フォイル１２は、後述するフォイル軸受１０に組み付けされた状態で、軸１３の半径方向に重複するフォイル重複部Ｃを構成する。

　そして、図４に示す様に、３枚のフォイル１２を当該方法により周状に連結する事で、３枚のフォイル１２を仮組みする事ができる。この仮組体を、図５に示す様に、筒状にしてフォイルホルダ１１の内周に矢印Ｂ２の方向へ挿入する事で、フォイル軸受１０が組み立てられる。具体的には、３枚のフォイル１２の仮組体をフォイルホルダ１１の内周に挿入しながら、各フォイル１２の差込部１２ａ２を、フォイルホルダ１１の一方の端面に開口した軸方向溝１１ｂに軸方向一端側から差し込む。以上により、３枚のフォイル１２が、フォイルホルダ１１の内周面１１ａに周方向に並べた状態で取り付けられる。

　図６に示す様に、３枚のフォイル１２をフォイルホルダ１１に組み付けた状態で、各フォイル１２の周方向一端である差込部１２ａ２は、フォイルホルダ１１に接触した状態で保持される。図示例では、各フォイル１２の差込部１２ａ２が、それぞれ隣接するフォイル１２の背後（外径側）に配されている。具体的には、各フォイル１２の周方向一端に設けられた差込部１２ａ２は、隣接するフォイル１２の差込口１２ｃ１（１２ｃ２）を介して、フォイルホルダ１１の内周面１１ａの軸方向溝１１ｂに差し込まれる。一方、各フォイル１２の周方向他端に設けられた突出部１２ｂ１は、隣接するフォイル１２のトップフォイル部１２ａ１とフォイルホルダ１１の内周面１１ａとの間に配され、隣接するフォイル１２のトップフォイル部１２ａ１を背後から支持し、アンダーフォイル部１２ｂ１を構成する。尚、隣接するフォイル１２同士は、周方向で係合して互いに突っ張り合っている。これにより、各フォイル１２のトップフォイル部１２ａ１が外径側に張り出し、フォイルホルダ１１の内周面１１ａに沿った形状に湾曲する。

　また、本実施形態では、図３に示すように、突出部１２ｂ１に切り欠き部１２ｂ２を設けることで、これに乗り上げるトップフォイル部１２ａ１に、切り欠き部１２ｂ２に沿った段差が形成される。これにより、トップフォイル部１２ａ１に沿って流れる流体が、上記の段差に沿って流れて軸方向中央側に集められるため、圧力向上効果が高められる（図３の矢印参照）。

　このとき、トップフォイル部１２ａ１の周方向一端部のうち、差込部１２ａ２の近傍に、微小な切り込み１２ａ３を設けることで、この部分の剛性が低下する。これにより、トップフォイル部１２ａ１を、その背後に配された第二領域１２ｂの切り欠き部１２ｂ２に沿って変形させやすくなる。

　軸１３が図１の矢印Ｂ１の方向に回転すると、フォイル軸受１０の各フォイル１２のトップフォイル部１２ａ１の内径面（軸受面）と軸１３の外周面との間のラジアル軸受隙間の流体膜の圧力が高められる。トップフォイル部１２ａ１の周方向一端（回転方向先行側の端部）を含む領域は、隣接するフォイル１２の突出部１２ｂ１に乗り上げているため、軸受面が、回転方向先行側へ向けて軸１３の外周面に徐々に接近する。これにより、各フォイル１２の軸受面と軸１３の外周面との間に、回転方向先行側へ向けて徐々に狭くなったラジアル軸受隙間が形成され、ラジアル軸受隙間の幅狭側に流体が押し込まれる。これにより、ラジアル軸受隙間の流体膜の圧力が高められ、この圧力により軸１３がラジアル方向に非接触支持される。

　ところで、軸１３の起動時や停止時等には、軸１３の回転が低速になってフォイル軸受１０と軸１３との間の流体圧が低くなることで、軸１３が重力により降下し、軸１３とトップフォイル部１２ａ１との接触（いわゆるタッチダウン）が生じる。そして、軸１３とトップフォイル部１２ａ１が接触および摺動を繰り返すと、その摺動面に凝着が生じ、摩擦トルクの増大、ひいては軸受面の焼付き、破損に至ることがある。このため、軸１３と摺動するトップフォイル部１２ａ１（フォイル１２の軸１３との摺動面）には、高い耐摩耗性が要求される。

　そこで、トップフォイル部１２ａ１の表面に、耐摩耗性の保護被膜（被膜）を設けることにより、上記の凝着を防止することができる。トップフォイル部１２ａ１の表面に設ける保護被膜の例として、クロムメッキやニッケルメッキ、ＤＬＣ等を用いた硬質性の被膜や、グラファイト等の炭素系材料、二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）、二硫化タングステン（ＷＳ₂₎、ＰＴＦＥ等の摩擦特性に優れる固体潤滑剤を使用した被膜を採用することができる。

　上記の保護被膜を設けることにより、トップフォイル部１２ａ１の耐摩耗性を向上させ、軸１３との間で、摺動面における凝着を防止できる。しかし一方で、このような保護被膜を設ける構成の場合、トップフォイル部１２ａ１に対する被膜の密着力が問題となる。つまり、前述のように、可撓性を有する薄板状のフォイル１２は、軸受隙間に生じる流体膜の圧力によって弾性変形し、その軸受面のたわみを許容することで、フォイル軸受１０が軸１３を非接触支持している。従って、フォイル１２の弾性変形時に、保護被膜のトップフォイル部１２ａ１に対する密着力が小さいと、フォイル１２に対して保護被膜の形状が十分に追従することができず、保護被膜がフォイル１２から剥離してしまう。特に、前述した保護被膜のうち、ＤＬＣやＰＴＦＥを用いた被膜は、フォイルに対する密着性に課題があり、このような剥離が生じやすいため、その対策が重要となる。

　以上のことから、本実施形態では、保護被膜のトップフォイル部１２ａ１に対する密着性を向上させるために、化成処理によって凹凸面を形成し、この凹凸面に保護被膜を密着させて設けている。

　具体的には、図７ａに示すように、トップフォイル部１２ａ１の表面のうち、軸受面を形成する側の表面（摺動面）に、処理剤を反応させて化学反応を起こさせる。これにより、図７ｂに示すように、トップフォイル部１２ａ１の表面に、凹凸面１５ａを備えた化成被膜１５を形成する。そして、図７ｃに示すように、凹凸面１５ａに前述した耐摩耗性の保護被膜（被膜）１６を設ける。

　このように、化成処理によって形成した凹凸面１５ａは、その表面に微細な凹凸が複雑に設けられた形状をしている。そして、この凹凸面１５ａに保護被膜１６を成膜することで、保護被膜１６が微細な凹凸に入り込むようにして形成される。これにより、保護被膜１６が密着する面積の増加、および、アンカー効果により、保護被膜１６の化成被膜１５（トップフォイル部１２ａ１）に対する密着度を向上させることができる。

　以上のようにして、保護被膜１６をトップフォイル部１２ａ１から剥離しにくくすることができる。また仮に、フォイル軸受の繰り返しの使用によって保護被膜１６の一部が剥離した場合や摩耗した場合であっても、保護被膜１６の凹凸面１５ａに入り込んだ部分が残存し、一定の耐摩耗性効果を摺動面に付与することができる。従って、長期に渡って、トップフォイル部１２ａ１と軸１３の凝着を防止することができる。

　本実施形態のように、トップフォイル部１２ａ１と保護被膜１６の間に中間層（化成被膜１５）を設け、この中間層に保護被膜１６を密着させる構成は、特に、前述した保護被膜１６として、トップフォイル部１２ａ１に対する密着性が良好でないＤＬＣやＰＴＦＥを使用する場合に有効である。また、保護被膜１６にＤＬＣを使用する場合、被膜の剥離が伝播しにくく、保護被膜１６が剥離した際に、その一部を残存させやすい構成とすることができる。

　本実施形態では、リン酸鉄、リン酸亜鉛、リン酸マンガンなどのリン酸塩やしゅう酸塩をフォイル１２の表面に作用させて化成被膜１５を形成することができる。また、クロム酸塩をフォイル１２の表面に作用させて化成被膜１５を形成するクロメート処理や、高温高濃度のアルカリ溶液をフォイル１２の表面に作用させて化成被膜１５を形成する黒染め処理を使用することもできる。これらの方法は、フォイル１２に用いられる材質や目的とする凹凸面の粗さ等に応じて、適宜、最適な方法を選択することができる。一例として、リン酸亜鉛を処理剤として用いた化成処理により、凹凸面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）が０．５～４．０μｍの化成被膜１５をトップフォイル部１２ａ１の表面に形成することができる。なお、ここでいう凹凸面の最大高さ粗さは、ＪＩＳＢ０６０１－２００１で定義される最大高さ粗さである。

　フォイル１２の表面に凹凸面を形成する方法として、上記のように、化成処理によってフォイル１２の表面に化成被膜を形成する方法を採用することで、低温で処理を施すことができ、処理時の加熱によるフォイル１２の変形を抑制することができる。また、物理的にフォイル１２の表面に凹凸面を形成する場合のように、フォイル１２に外力を加えることもないので、これによるフォイル１２の変形や歪みも生じない。また、物理的な加工方法と比較して、凹凸面１５ａの高さのバラつきを生じることなく、均等な粗さの凹凸面１５ａを形成することができる。

　さらに、上記の実施形態と異なる方法として、化成処理によりトップフォイル部１２ａ１の軸受面側の表面を凹凸面に形成した後、化成被膜を取り除く方法を採用することができる。具体的には、まず、図８ａに示すように、トップフォイル部１２ａ１の表面に化成処理を施す。この化成処理により、図８ｂに示すように、トップフォイル部１２ａ１の表面に化成被膜１５が形成され、処理剤の作用によって、化成被膜１５とフォイル１２の間の界面に凹凸が形成される。その後、図８ｃに示すように、化学的に化成被膜１５をトップフォイル部１２ａ１から除去することで、その表面に凹凸面１２ｄを有するトップフォイル部１２ａ１を形成する。そして、図８ｄに示すように、トップフォイル部１２ａ１の凹凸面１２ｄに保護被膜１６を被膜させる。

　本実施形態では、トップフォイル部１２ａ１の凹凸面１２ｄに入り込むようにして、保護被膜１６を形成することができ、保護被膜１６のトップフォイル部１２ａ１に対する密着性を向上させることができる。本実施形態は、特に、トップフォイル部１２ａ１に対する密着性の良好な材料を保護被膜１６に使用する場合に採用することができ、前述した実施形態のように、保護被膜１６を密着させるための中間層（化成被膜）を設けることなく、保護被膜１６を摺動面に設けたフォイル１２を形成することができる。従って、前述した構成と比較して、フォイル１２の厚みの変化を小さくすることができ、厚みの変化によって可撓性に与える影響を最小限に留めることができる。なお、図８ｃで示すトップフォイル部１２ａ１に凹凸面を形成しただけの状態でも、その凹凸面により軸との凝着を防止する一定の効果を得ることができ、トップフォイル部１２ａ１の焼き付きを防止することができる。

　また、前述した実施形態と同様、処理の過程でフォイルが加熱や外力による変形を生じることもなく、また、均一な粗さで凹凸面を形成することができる。

　上記の化成被膜の除去方法の一例として、日本パーカライジング社のケミブラスト（登録商標）処理を用いることができる。ケミブラスト処理では、処理剤によるエッチング作用でフォイルの表面に凹凸面を形成した後、フォイル表面に形成された化成被膜を脱膜する。この方法により、フォイルの表面粗さは、一例として最大高さ粗さ（Ｒｚ）が０．２～５．０μｍの粗さを付与することができる。

　図９に、上記のケミブラスト処理により形成したフォイル１２の凹凸面の拡大図を示す。本実施形態では、通常の化成処理と比較して、より微細で鋭い凹凸面を形成することができ、その表面積をより大きくすることができる。従って、保護被膜１６のトップフォイル部１２ａ１に対する密着性をより高めることができる。

　また、本発明は、保護被膜１６を設ける構成に限らず、凹凸面に潤滑剤（充填剤）を充填する構成を採用することもできる。具体的には、図１０に示すように、前述した化成処理により形成されたトップフォイル部１２ａ１の凹凸面１２ｄに、耐熱性の固体粉末状の潤滑剤１７を充填する。

　耐熱性の固体潤滑剤１７としては、例えば、モリブデン化合物（ＭｏＳ₂、ＭｏＯ₃、モリブデン酸塩等）、二硫化タングステン（ＷＳ₂）、グラファイト、窒化ホウ素（ＢＮ）、金属（Ｃｕ，Ａｇ等）、金属酸化物（Ｆｅ₂Ｏ₃、ＳｎＯ、ＺｎＯ等）を使用することができる。

　上記の潤滑剤１７を凹凸面１２ｄに充填することで、保護被膜１６を設けることなく、トップフォイル部１２ａ１の摺動面の耐摩耗性を向上させ、フォイルと軸の凝着を防止することができる。また、潤滑剤１７が耐熱性を有することにより、高温雰囲気下でも、摺動面に優れた潤滑性を付与することができる。なお、潤滑剤１７を凹凸面１２ｄの隙間に充填するために、潤滑剤１７の粒径は凹凸面１２ｄの凹凸よりも小さく設ける必要がある。また、図１０に示す潤滑剤の粒径は一例であり、用いる潤滑剤の種類や凹凸面の形成方法、および、表面処理の方法等を選択することで、適宜、潤滑剤の粒径、および、凹凸面の大きさを調整することができる。

　また、以上の説明では、一例として、トップフォイル部１２ａ１の凹凸面１２ｄに潤滑剤１７を埋め込む場合について説明したが、前述の図７で示した実施形態のように、化成被膜１５の凹凸面１５ｄに潤滑剤１７を埋め込む構成であってもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。　

　以上の実施形態では、ラジアルフォイル軸受１０を多円弧軸受で構成した場合を示したが、これに限らず、各フォイルの周方向一端をフォイルホルダ１１の内周面１１ａに取り付けると共に、各フォイルの周方向他端を自由端とした、いわゆるリーフ型のラジアル軸受フォイルや、円筒状のトップフォイルの外径に波型のバックフォイルを配した、いわゆるバンプフォイル型のラジアル軸受フォイルを使用してもよい。また、スラストフォイル軸受に本発明を適用できることはもちろんである。

　また、以上の実施形態では、軸１３を回転側部材とし、フォイルホルダ１１を固定側部材とした場合を例示したが、これとは逆に軸１３を固定側部材とし、フォイルホルダ１１を回転側部材とした場合にも図１の構成をそのまま適用することもできる。但し、この場合はフォイル１２が回転側部材となるので、遠心力によるフォイル１２全体の変形を考慮してフォイル１２の設計を行う必要がある。

　　１０　　　フォイル軸受
　　１１　　　フォイルホルダ
　　１１ａ　　内周面
　　１１ｂ　　軸方向溝（保持部）
　　１２　　　フォイル
　　１２ａ１　トップフォイル部
　　１２ａ２　差込部
　　１２ｂ１　突出部（アンダーフォイル部）
　　１２ｄ　　凹凸面
　　１３　　　軸
　　１５　　　化成被膜
　　１５ａ　　凹凸面
　　１６　　　保護被膜（被膜）
　　１７　　　潤滑剤
　　Ｘ　　　　軸受面

Claims

　被膜が形成されたフォイルと、フォイルを支持するフォイルホルダとを備え、
　前記被膜と軸との間の軸受隙間に形成された流体膜で前記軸を支持するフォイル軸受において、
　前記被膜が、化成処理で形成された凹凸面上に形成されていることを特徴とするフォイル軸受。
　前記被膜が、ＰＴＦＥ，ＭｏＳ₂、炭素系材料の少なくともいずれか一つにより形成される請求項１記載のフォイル軸受。
　軸受面を形成するフォイルと、フォイルを支持するフォイルホルダとを備え、
　軸受面と軸との間の軸受隙間に形成された流体膜で前記軸を支持するフォイル軸受において、
　前記軸受面に、化成処理によって形成された凹凸面を設け、前記凹凸面の凹部に充填剤が充填されていることを特徴とするフォイル軸受。
　前記充填剤として固体潤滑剤を用いた請求項３記載のフォイル軸受。
　前記凹凸面が、前記フォイルに形成されている請求項１から４いずれか１項に記載のフォイル軸受。
　前記凹凸面が、前記化成処理で得られた化成被膜に形成されている請求項１から４いずれか１項に記載のフォイル軸受。