[发明专利]箔片轴承单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种箔片轴承(foilbearing)单元。

背景技术

燃气轮机、涡轮增压器等的涡轮机械的支承主轴的轴承要求能够耐受 高温、高速旋转这样的严酷环境。作为适于在这样的条件下使用的轴承， 着眼于箔片轴承。箔片轴承通过对于弯曲刚性低而具有挠性的薄膜(箔片) 构成轴承面，通过允许轴承面的挠曲来支承负载。在轴旋转时，在轴的外 周面与箔片的轴承面之间形成有流体膜(例如空气膜)，对轴进行非接触 支承。

例如，在下述的专利文献1以及专利文献2中示出应用了箔片轴承的 涡轮机械。

在这些涡轮机械中，在涡轮轴上固定有旋转构件，它们通过箔片轴承 被支承为旋转自如。旋转构件具有向外径突出的凸缘部，该凸缘部通过箔 片轴承而在推力方向上被支承。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平9-510522号公报

专利文献2：日本特表平10-511446号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述这种涡轮机械中，将箔片直接固定于设置在涡轮机械的壳体的 内周面的作业较为困难。因此，通常，如上述专利文献1以及2那样，预 先形成在圆筒状的外壳的内周固定有箔片的箔片轴承盒，通过将该箔片轴 承盒固定于壳体的内周面，从而实现组装作业的容易化。另一方面，由于 将箔片固定于壳体的端面的作业比较容易，因此在上述专利文献1以及2 中，推力箔片直接固定于壳体的端面。

然而，在如上述那样在径向方向以及推力方向上支承轴的箔片轴承 中，为了高精度地支承旋转轴，进行径向方向的支承的箔片(径向轴承箔 片)与进行推力方向的支承的箔片(推力轴承箔片)的相对的位置关系非 常重要。因此，需要高精度地设定安装径向轴承箔片的安装面与安装推力 轴承箔片的安装面的相对的位置精度(例如直角度)。但是，在上述这种 结构中，径向轴承箔片的安装面设置于轴承盒的外壳的内周面，另一方面， 推力轴承箔片的安装面设置于壳体的端面，因此为了提高上述安装面的相 对的位置精度，需要各构件的高精度的加工以及组装，制造成本增高。

本发明的第一目的在于提供一种不会导致制造成本的高涨而能够高 精度地支承旋转轴的箔片轴承单元。

另外，当涡轮机械的涡轮轴高速旋转时，在旋转构件上施加有离心力。 特别是，在如上述那样旋转构件上设置有向外径突出的凸缘部的情况下， 随着涡轮轴的旋转而在凸缘部上施加有较大的离心力。当通过金属材料 (例如不锈钢)形成这样的旋转构件时，凸缘部的重量增大，旋转构件以 及涡轮轴的惯性力矩增大。涡轮机械、特别是涡轮增压器对于发动机的输 出要求高旋转响应性，若如上述那样涡轮轴的惯性力矩增大，则旋转响应 性降低。另外，若旋转构件的重量大，则施加于旋转构件的离心力增大， 因此存在旋转构件因离心力而破损的可能性。

本发明的第二目的在于被箔片轴承支承的旋转构件的旋转响应性以 及离心强度(对于离心力的强度)的提高。

用于解决课题的手段

为了实现上述第一目的而完成的本申请第一发明涉及一种箔片轴承 单元，具备：第一箔片支架，其由一个部件构成；径向轴承箔片，其安装 于所述第一箔片支架的内周面；推力轴承箔片，其安装于所述第一箔片支 架的端面；以及内侧构件，其具有插入到所述第一箔片支架的内周的轴部 以及从所述轴部向外径突出的凸缘部，通过在所述径向轴承箔片的轴承面 与所述轴部的外周面之间的径向轴承间隙产生的流体压力，而在径向方向 上支承所述内侧构件，并且通过在所述推力轴承箔片的轴承面与所述凸缘 部的一端面之间的推力轴承间隙产生的流体压力，而在推力方向上支承所 述内侧构件。

这样，通过将径向轴承箔片以及推力轴承箔片安装于由一个部件构成 的第一箔片支架，能够与各构件的加工精度、组装精度无关地高精度地设 定两轴承箔片的安装面的相对的位置精度、以及径向轴承箔片的轴承面 (径向轴承面)与推力轴承箔片的轴承面(推力轴承面)的相对的位置精 度。这样，制成径向轴承面以及推力轴承面的相对的位置精度被高精度地 设定的箔片轴承单元，通过将该单元组装于涡轮机械等，能够高精度地制 成内侧构件以及涡轮机械等的旋转轴。需要说明的是，“由一个部件构成 的构件”并非组合多个部件而构成的构件，而是指通过相同的材料一体地 形成的构件。