推力軸承的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及推力軸承。
[0002]本申請基于2013年9月19日在日本申請的日本特愿2013-194440號而主張優先權，將其內容引用于此。
【背景技術】
[0003]—直以來，作為高速旋轉體用的軸承，已知與設置于旋轉軸的推力環對置而配置的推力軸承。作為這樣的推力軸承，眾所周知箔式的推力軸承，即推力箔軸承。該推力箔軸承具有如下的箔構造:軸承面由柔軟的箔(金屬制薄板)形成，以便能夠吸收由振動或沖擊產生的旋轉軸的活動(推力環的軸向位移或傾斜)，用于在軸承面之下柔軟地支撐該軸承面。
[0004]作為這樣的推力箔軸承的一個方式，已知如下的構造(例如，參照專利文獻I):由將圓環板沿周向分割的多個單片形狀的箔片(頂箔片)形成圓圈(圓環)狀的軸承面，分別由波紋板形狀的箔片(波箔片)支撐這些頂箔片。各個頂箔片(厚度ΙΟΟμπι左右)相對于推力環具有傾斜角而配置，由此，推力環與頂箔片之間的軸承間隙形成為側面觀察呈楔形。即，形成為，隨著從推力環(旋轉軸)的旋轉方向上游側朝向下游側，軸承間隙變窄。所以，如果推力環從軸承間隙寬的一側(上游側)朝向軸承間隙窄的一側(下游側)旋轉，則潤滑流體流入楔狀的軸承間隙窄的部分，發揮推力軸承的負荷能力。
[0005]關于頂箔片，僅推力環(旋轉軸)的旋轉方向上游側的端邊固定于底板，該端邊作為固定邊而構成。如果軸承載荷增加，則頂箔以該固定邊(上游側的端邊)作為支點而水平(與推力環的被支撐面平行)地位移，其傾斜角變小，在傾斜角成為0.1°左右時，推力軸承產生最大負荷能力。另一方面，波箔片配置成，波峰的棱線與頂箔片的下游側端邊平行，僅波箔片中的推力環(旋轉軸)的旋轉方向下游側的端邊固定于底板。即，波箔片的上游側的端邊成為自由立而。
[0006]由于波箔片這樣地配置而固定，因而產生于頂箔片的流體潤滑膜的壓力在軸承間隙窄的一側(下游側)變高。因而，通過以高的剛性支撐該部位，從而能夠提高推力軸承的負荷能力。
[0007]另外，在專利文獻2至4中，公開了具有頂箔和波箔的推力軸承。在專利文獻5中，公開了具有軸承箔的推力軸承，在該軸承箔的軸承面，形成有導入槽。
[0008]在先技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平10-331847號公報專利文獻2:日本特開2005-155802號公報專利文獻3:日本特開昭63-195412號公報專利文獻4:日本實開平1-109617號公報專利文獻5:日本特開2006-183786號公報。
【發明內容】
[0009]發明要解決的課題
在前述的推力箔軸承構造中，在頂箔的下游側端邊側，軸承間隙最窄，在高負荷時，有時候該下游側端邊側處的間隙達到亞微米級。所以，在該下游側端邊側，容易發生頂箔與推力環的接觸，如果發生接觸，則頂箔等損傷而軸承壽命下降，在最壞的情況下，存在產生燒結的可能性。為了避免這種情況，期望預先使頂箔的下游側端邊與推力環始終平行。
[0010]然而，在前述推力箔軸承中，由于其外周端側(徑向外端側)的推力環的周速與內周端側(徑向內端側)的周速相比更快，因而在外周端側，流體潤滑膜的壓力(膜壓)高，在內周端側，由于周速慢，因而壓力(膜壓)低。因此，頂箔的外周端側向波箔壓入而向遠離推力環的方向活動，另一方面，內周端側有時候由于朝向推力環立起而接近推力環。
[0011 ]其結果是，在頂箔的下游側端邊側，內周端側的流體潤滑膜的膜厚極端地薄，有時候不能承受高負荷。因此，一直以來例如將波箔在徑向上分割成多個，(a)在內周端側配置剛性低的波箔，或(b)降低內周端側的波箔的波峰的高度，由此，削弱對頂箔內周端側的支撐力，抑制頂箔內周端側的立起。
[0012]可是，在前述(a)中，有時候波箔的設計，即在內周端側和外周端側適當地控制波箔的剛性是困難的。另外，在前述(b)中，由于有必要將波箔的波峰的高度控制在IΟμπι水平，因而其制作困難，特別地，存在批量生產時的質量控制變得非常困難的可能性。
[0013]本發明是鑒于前述情況而作出的，其目的在于，提供一種推力軸承，該推力軸承能夠防止頂箔片的下游側端邊側與推力環接觸，由此，能夠防止軸承壽命的下降或燒結。
[0014]用于解決課題的方案
在本發明的第一方式中，推力軸承是與設置于旋轉軸的推力環對置地配置的推力軸承，具備:頂箔，與前述推力環對置地配置;背箔，與前述頂箔的與前述推力環所對置的面相反側的面對置地配置而支撐前述頂箔；以及圓環板狀的底板，配置于前述背箔的與靠近前述頂箔的一側相反的一側而支撐前述背箔。前述背箔具有沿前述底板的周向排列的多個背箔片。前述頂箔具有分別配設于前述多個背箔片上的多個頂箔片。另外，在前述頂箔片，在前述旋轉軸的旋轉方向上游側，形成有固定于前述底板的固定部，并且形成有將與前述背箔片對置的面去除而成的在其內周端側比外周端側更薄壁地形成的內周端側薄壁部。
[0015]依據本發明的第一方式，通過將與前述背箔片對置的面去除，從而在頂箔片的內周端側形成有比外周端側更薄壁地形成的內周端側薄壁部。因此，該內周端側與外周端側相比而容易撓曲。另外，在該內周端側，由于內周端側薄壁部而在與背箔片之間形成間隙，因而容易將內周端側朝向背箔片壓入。此時，由于在該內周端側形成有前述間隙，因而難以產生由背箔片將頂箔片朝向推力環推回的力。因而，該推力軸承的內周端側的推力環的周速與外周端側的周速相比較慢，由此，抑制內周端側容易朝向推力環立起，防止頂箔片接近推力環并與其接觸。
[0016]另外，在本發明的第二方式中，在前述第一方式的推力軸承中，在前述固定部和該固定部的附近部比該固定部更靠近前述旋轉軸的旋轉方向下游側，形成有比前述外周端側更薄壁地形成的固定部側薄壁部。
[0017]依據該第二方式，頂箔片中的旋轉軸的旋轉方向下游側能夠容易地且順利地位移，所以，例如在推力環被一對頂箔夾入那樣的情況下，旋轉軸的起動轉矩降低。另外，在旋轉軸開始旋轉之后，頂箔片也容易地且順利地位移，因而容易得到頂箔片的最佳傾斜角，推力軸承的負荷能力提尚。
[0018]另外，在本發明的第三方式中，在前述第一或第二方式的推力軸承中，前述頂箔片形成為將圓環板在其周向上分割的圓弧板狀。另外，前述內周端側薄壁部與其外周端側的邊界線成為沿著前述頂箔片的內周端的周向的圓弧狀。
[0019]依據該第三方式，頂箔片的內周端側容易朝向推力環立起，但從旋轉軸的旋轉方向上游側至下游側而大致均勻地被抑制，所以更可靠地防止了頂箔片接近推力環并與其接觸。
[0020]另外，在本發明的第四方式中，在前述第一至第三中的任一方式的推力軸承中，前述固定部包括位于前述旋轉軸的旋轉方向下游側的直線狀的固定邊。前述背箔片由交替地形成了波峰部和波谷部的波紋板狀的波箔片形成，并且前述波峰部的排列方向與前述固定邊交叉而配置。另外，在前述頂箔片，與前述波箔片對置的面的一部分被去除，在與前述波谷部對置的部位，形成有與和前述波峰部對置的部位相比而薄壁地形成的波谷部側薄壁部。
[0021 ]如果流體潤滑膜的壓力作用于頂箔片，則在被頂箔片的內周端和外周端夾著的徑向的中央部，朝向背箔的撓曲變大，在該中央部，有時候流體潤滑膜的壓力下降，軸承的負荷能力下降。
[0022]依據本發明的第四方式，形成有波谷部側薄壁部，由此，雖然頂箔片容易從旋轉軸的旋轉方向上游側至下游側，即在周向上彎曲，但是在徑向上維持彎曲難度(彎曲剛性)ο所以，通過為了形成頂箔片而使用與現有技術相比較厚的板材，從而能夠在周向上維持與現有技術同樣的彎曲容易度，并且在徑向上與現有技術相比而難以彎曲，抑制朝向背箔的中央部處的撓曲。
[0023]另外，在本發明的第五方式中，在前述第四方式的推力軸承中，前述波峰部形成為，其高度隨著從前述固定邊側朝向前述旋轉軸的旋轉方向下游側而變高。
[0024]依據該第五方式，能夠由波箔片彈性地支撐頂箔片。另外，能夠使頂箔片的高度與高度變化的波箔片的波峰部相應地變化。
[0025]另外，在本發明的第六方式中，在前述第一至第三中的任一方式的推力軸承中，在前述底板，在支撐前述背箔片的各支撐區域，形成有隨著從前述頂箔片的前述固定邊側朝向前述旋轉軸的旋轉方向下游側的端邊側而高度增加的傾斜面。
[0026]依據該第六方式，通過將頂箔片經由背箔片配設于該傾斜面上，從而能夠使頂箔片的高度沿著傾斜面精度良好地變化。另外，此時關于背箔片，不使高度變化而是制作成一定的高度即可，所以能夠抑制加工成本。
[0027]另外，在本發明的第七方式中，在前述第六方式的推力軸承中，前述背箔片配置成由交替地形成了波峰部和波谷部的波紋板狀的波箔片形成，并且前述波峰部的排列方向與前述傾斜面的傾斜方向一致。
[0028]依據該第七方式，能夠由波箔片彈性地支撐頂箔片。另外，由于能夠使最