[发明专利]推力轴承

说明书

本公开是与设于旋转轴的推力套环相向地配置的推力轴承。具备顶部箔和背部箔以及基板。背部箔由沿基板的周向方向排列的多个背部箔片形成，顶部箔由分别配置在背部箔片上的多个顶部箔片形成。在基板，在对背部箔进行支撑的一侧的面的对背部箔片的内周侧端部进行支撑的部位，形成有内周侧凹部。

技术领域

本公开涉及推力轴承。

本申请基于在日本于2015年2月10日申请的日本特愿2015-24442号来主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

一直以来，作为高速旋转体用的轴承，已知与设于旋转轴的推力套环相向地配置的推力轴承。作为此种推力轴承，箔式的推力轴承，即推力箔轴承是众所周知的。推力箔轴承为了能够吸收因振动、冲击而发生的旋转轴的动作(推力套环的轴方向位移和倾斜)，轴承面由柔性的箔(金属制薄板)形成，在轴承面的下方具有用于柔性地支撑该轴承面的箔构造。

作为此种推力箔轴承的一种形态，已知通过将圆环板沿周向方向分割并切出的多个圆轮(圆环)片形状的箔片(顶部箔片)来形成轴承面，并分别用波板状的箔片(波箔(bumpfoil)片)来支撑这些顶部箔片的构造(例如，参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。各个顶部箔片(厚度100μm前后)相对于推力套环具有倾斜角，由此，推力套环与顶部箔片之间的轴承间隙在侧面视图中形成为楔形。即，以随着从推力套环(旋转轴)的旋转方向上游侧去往下游侧，轴承间隙变窄的方式形成。因而，若推力套环从轴承间隙宽的一侧(上游侧)朝轴承间隙窄的一侧(下游侧)旋转，则润滑流体流入楔，以发挥负载能力。

在顶部箔片中，仅推力套环(旋转轴)的旋转方向上游侧的端边固定于基板，若轴承载荷增加，则将该固定边(上游侧的端边)作为支点，顶部箔以变得水平的方式使倾斜减缓，在倾斜角变为0.1°左右时产生最大负载能力。另一方面，波箔片以山的棱线变得与波箔片的下游侧端边平行的方式配置，仅波箔片中的推力套环(旋转轴)的旋转方向下游侧的端边固定于基板。即，上游侧的端边为自由端。

波箔片如此配置且固定是因为，在顶部箔片产生的流体润滑膜的压力在轴承间隙较窄侧(下游侧)处变高，且是为了通过以高刚性支撑该部位来提高负载能力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-331847号公报；

专利文献2：日本特开昭61-092316号公报；

专利文献3：日本特开2011-17385号公报。

发明内容

发明要解决的课题

另外，在上述推力箔轴承构造中，在顶部箔的下游侧端边侧处，轴承间隙最窄，在高负载时有时达到亚微米。因而，在该下游侧端边侧处，容易发生与推力套环的接触，若发生接触，则轴承寿命降低，在最坏的情况下产生烧接(焼き付き)。避免该问题的一种方式是使顶部箔的下游侧端边与推力套环始终平行。

然而，一般来说在推力箔轴承中，由于其外周端侧处的推力套环的周向速度比内周端侧处的周向速度快，故在外周端侧处流体润滑膜的压力(膜压)高，在内周端侧处周向速度慢故压力(膜压)低。因此，虽然顶部箔的外周端侧被向波箔侧推入并向从推力套环离开的方向移动，但内周端侧向推力套环侧立起，从而接近推力套环。其结果，在顶部箔的下游侧端边侧，内周端侧处的流体润滑膜的膜厚极端地变薄，变得无法耐受高负载。

因此，在以往的推力轴承中，例如如专利文献1所示，将波箔沿径向方向分割为多个。而且，在如此分割的波箔中，考虑通过(a)在内周侧配置刚性低的波箔，或者(b)降低内周侧的波箔的山的高度，从而减弱顶部箔内周侧的支撑力，以抑制内周端侧的立起。