[发明专利]径向箔轴承

说明书

技术领域

本发明涉及径向箔轴承(radial foil bearing)。

本申请基于在日本于2011年7月22日申请的日本专利申请2011-160772号而主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

以往，作为高速旋转体用的轴承，已知以围绕旋转轴的方式装配而使用的径向轴承。作为此种径向轴承，众所周知一种径向箔轴承，其具备形成轴承面的薄板状的顶部箔(top foil)、弹性地支撑该顶部箔的背部箔(back foil)、以及收容上述顶部箔和上述背部箔的圆筒状的轴承壳体。作为径向箔轴承的背部箔，主要使用将薄板成形为波板状的波箔(bump foil)。

在此种径向箔轴承中，通常，为了防止顶部箔或波箔从轴承壳体脱落，其一端部(紧固端部)通过点焊直接固定于轴承壳体，或者经由垫片间接固定于轴承壳体。

另外，在专利文献1中，使顶部箔的两端分别碰触壳体内壁的止动壁而卡止、固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-57828号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，若将顶部箔焊接，则附加热，因而在顶部箔产生应变的可能性高。另外，为了代替焊接而机械地进行固定，还已知将顶部箔的一端部(紧固端部)弯曲加工的构成，但在此情况下，存在由于弯曲加工而在顶部箔产生应变的可能性。再者，在上述专利文献1中，由于使顶部箔的两端碰触止动壁，因而有时候在顶部箔附加从其两端部朝向中心部的反作用力，应变产生。

通过旋转轴的旋转而在旋转轴与顶部箔之间形成的箔轴承的流体润滑膜为10μm左右，非常薄。因此，若在顶部箔产生即使很少的应变，则有可能影响到轴承的负载能力和动态特性(刚性和衰减性能)，得不到设计那样的性能。

另外，在通过点焊将一端部(紧固端部)固定于轴承壳体的一般顶部箔中，其两端附近(紧固端侧和自由端侧)难以沿着构成轴承壳体内周面的曲面，为接近平面的状态。在此情况下，在接近平面的上述部位中，产生夹紧旋转轴的力(局部预加载荷)。结果，有时候起动转矩变高、运转中的发热变高至设定以上。

另外，在上述专利文献1中，有时候由于上述反作用力而在顶部箔产生应变，因而有可能顶部箔不为沿着轴承壳体的内周面接近正圆的形状，而为由于应变而部分地具有平面部的接近方形的形状。在此情况下，接近平面部的部位相对于旋转轴强烈地抵接，由此，有时候夹紧旋转轴的力(局部预加载荷)产生，起动转矩变高、运转中的发热变高至设定以上。

在减小此种夹紧旋转轴的力(局部预加载荷)时，例如，考虑消除支承顶部箔的两端附近的波箔(背部箔)的隆起的方法。但是，若消除波箔的隆起，则消除隆起的部位处的旋转轴的支撑刚性大幅地降低。因此，不能防止冲击载荷等引起的旋转轴朝向上述部位的移动，设于旋转轴的叶轮等旋转部分与静止部(壳体等)接触的可能性变高。

另外，为了不过度降低消除隆起的部位处的旋转轴的支撑刚性，考虑代替消除隆起而是降低上述部位的波箔的隆起的高度的方法。但是，由于降低的量小至数十μm，因而此类波箔的制作极为困难。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其第一目的在于提供充分地减少在顶部箔产生的应变且关于轴承的负载能力和动态特性(刚性和衰减性能)方面获得设计那样的良好性能的径向箔轴承。另外，第二目的在于，提供一种能够防止夹紧旋转轴的力(局部预加载荷)产生的径向箔轴承。

用于解决问题的方案

依照本发明的第一方式，围绕旋转轴且支撑该旋转轴的径向箔轴承具备与上述旋转轴相向地配置的圆筒状的顶部箔、配置在上述顶部箔的径方向外侧的背部箔、以及收容上述顶部箔和上述背部箔的圆筒状的轴承壳体。在上述轴承壳体的内周面，沿着其轴方向形成有多个卡合槽。矩形状的金属箔沿旋转轴的周方向卷绕而形成上述顶部箔。金属箔在其一边侧具备具有第一凸部和第一凹部的第一凹凸部，在与上述一边相反的另一边侧具备第二凹凸部，该第二凹凸部具有以包含与第一凸部对应的位置的方式形成的第二凹部、以及在与第一凹部对应的位置的至少一部分形成的第二凸部。另外，金属箔以上述第一凹凸部和上述第二凹凸部重叠的方式卷绕成圆筒状。第一凸部和第二凸部分别通过对应的第一凹部和第二凹部而在上述轴承壳体侧引出。再者，在上述轴承壳体侧引出的第一凸部和第二凸部分别卡合至对应的上述卡合槽。