0也如图3A所示,由沿基板30的周方向排列的6片顶部箔片11形成。这些顶部箔片11是将圆环板沿其周方向分割的圆弧板状,即,使用厚度数百μπι左右的金属制的薄板(箔),从扇形切除其包含顶点的部分,并使内周端(径方向内端)以及外周端(径方向外端)分别为圆弧状的圆弧板状的部件。
[0064]此种形状的顶部箔片11分别在基板30的各支持区域31上覆盖前述背部箔片21而配置,沿基板30的周方向以等间隔排列且整体配置为大致圆环板状,从而形成顶部箔10。
[0065]此外,顶部箔片11与支持区域31相比在俯视图中稍小地形成,并且与背部箔片21相比在俯视图中稍大地形成。由此,多个顶部箔片11不彼此干涉,另外,不使背部箔片21对推力套环4露出,以覆盖其上表面的状态配置于各支持区域31。但是,本发明不限定于此,可以将顶部箔片11形成为在俯视图中与背部箔片21相同大小,或者,还可以在俯视图中与背部箔片21相比较小地形成。
[0066]另外,该顶部箔片11在旋转轴1(推力套环4)的旋转方向上游侧具有固定部13,并通过该固定部13而固定于基板30。利用该固定部13对基板30的固定与前述背部箔片21的端边21a同样,通过点焊(点焊接)来进行。此外,关于该固定部13的对基板30的固定,除了点焊以外,还能够通过例如螺纹固定等来进行。
[0067]固定部13若设于旋转轴1(推力套环4)的旋转方向上游侧,则可以是面状也可以使直线状,但在本实施方式中,作为固定边12而构成,该固定边12形成为具有一定程度宽度的直线状。即,虽然本实施方式的固定部13和固定边12配置在大致相同的位置,但本发明的固定边作为固定部13的位于旋转轴I的旋转方向下游侧的边而构成。
[0068]另外,该顶部箔片11如图3C所示,在其固定边12附近处被弯曲加工,由此,以能够确保与背部箔片21的隆部23的高度大致相同的高度的方式被立起,与固定边12相比距端边Ila近的部分载置于隆部23上。
[0069]另一方面,端边Ila(交易边缘(tradingedge))侧不固定于基板30等,仅是被支持在背部箔片21隆部23上的自由端。
[0070]在本实施方式中,如前所述,以背部箔片21的洼部22以及隆部23沿与顶部箔片11的固定边12交叉的方向交叉的方式,配置背部箔片21。从而,这些洼部22、隆部23沿顶部箔片11的固定边12、端边Ila的长度方向延伸,特别是相对于端边Ila平行地延伸。由此,通过载置在该背部箔片21上,顶部箔片11以随着沿前述隆部23的排列方向从固定边12朝向端边11a,逐渐从基板30的内表面(设有支持区域31的面)远离的方式,以通过背部箔片21的隆部23设定的初始倾斜角倾斜地配置。
[0071]初始倾斜角是指载荷为零时顶部箔片11相对于基板30的倾斜角。另外,倾斜角是指如图3D所示地由背部箔片21的隆部23的高度增加量决定的角度(斜率)θ。前述倾斜角是顶部箔片11与基板30的内表面之间的角度。此外,该倾斜角与顶部箔片11与推力套环4的被支持面之间的角度。从而,若载荷增加,则背部箔片21的隆部23被朝基板30推入,背部箔片21的整体平坦化,从而顶部箔片11也朝基板30位移,倾斜角Θ变得比初始倾斜角小。
[0072]在此种构造中,顶部箔片11的端边Ila与背部箔片21的洼部22、隆部23的延伸方向平行地配置,背部箔片21的隆部23的排列方向与端边Ila正交地配置。因此,关于顶部箔片11的成为自由端的端边I Ia,在初始倾斜角的状态下,另外,在通过推力套环4的旋转而经由顶部箔片11对背部箔片21施加载荷,倾斜角Θ变小时,其从基板30开始的高度也是大致一定的。
[0073]另外,在该顶部箔片11,与前述背部箔片21相向的面通过蚀刻加工等而被切削(去除),如图3Β所示,在顶部箔片11的固定边12(固定部13)及其附近部,即固定边12和与该固定边12相比位于旋转轴I的旋转方向下游侧的附近部,形成有固定部侧薄壁部14(薄壁部),固定部侧薄壁部14与其他部位相比形成为薄壁。此外,作为固定部侧薄壁部14的形成方法,若不允许在顶部箔片11发生应变等,则还可以使用电解加工等。
[0074]固定部侧薄壁部14沿固定边12的长度方向形成为直线状,S卩,沿顶部箔片11的径方向从其外周端到内周端延伸地形成,通过蚀刻加工等而形成。关于固定部侧薄壁部14的厚度,优选地设为顶部箔片11的不进行基于蚀刻的切削加工的部位的厚度(数百μπι左右)的50%?70%左右的厚度。通过将固定部侧薄壁部14形成为此种厚度,能够由此使旋转轴I的下游侧的部分更容易位移。
[0075]另外,该固定部侧薄壁部14以相对于图3C所示的背部箔片21,不碰到其隆部23之中距固定边12最近的隆部23的顶点(棱线)的方式形成。即,固定部侧薄壁部14以包含固定边12位于其与距固定边12最近的隆部23的顶点(棱线)之间的方式设定其宽度、形成。由此,关于顶部箔片11,其固定部侧薄壁部14以外的部位载置于全部的隆部23上并由它们均等地支持,因而维持图3D所示的倾斜角Θ。另外,通过形成固定部侧薄壁部14,与该固定部侧薄壁部14相比距端边Ila近的部分能够更容易且平稳地位移(其倾斜角容易变更)。而且,通过形成此种固定部侧薄壁部14,能够使顶部箔片11容易地转动,因而还可能使该固定部侧薄壁部14以外的部位的壁厚与以往相比较厚。
[0076]接着,说明由此种构成形成的推力轴承3A(3)的作用。
[0077]在本实施方式中,如图2所示,将推力轴承3A设于推力套环4的两侧。通过如此在推力套环4的两侧设置推力轴承3A,能够极力抑制推力方向上的推力套环4(旋转轴I)的移动量。即,通过使推力移动量较小,在如图1所示的使碎片空隙6较窄的情况下,也能够防止叶轮2等对壳体5的接触,能够通过使碎片空隙6较窄来提高涡轮机械等的作为涡轮机械的流体性能。
[0078]为了极力抑制推力方向的移动量,两个推力轴承3A相对于推力套环4以不产生大的间隙的方式接近地设置。由此,两个推力轴承3A的顶部箔片11(顶部箔10)成为相对于推力套环4被稍微推抵的状态。此时,在本实施方式中,由于在顶部箔片11形成有固定部侧薄壁部14,故靠近端边Ila的部分变得容易倾斜(容易位移)。因此,与推抵量相比,产生的推抵力变小,由此,旋转轴I的起动转矩变小。
[0079]S卩,一直以来,为了在施加于轴承的载荷增大时顶部箔片的倾斜角变为最佳角,预先附以比最佳角大的倾斜角。从而,在旋转停止状态下,顶部箔片从两面夹紧推力套环4,成为被推抵的状态(施加了预载的状态)。燃而,一直以来由于顶部箔片的壁厚是一定的,故对推力套环4的推抵力(预载)较强,存在旋转轴I的起动转矩变大的情况。
[0080]与此相对,在本实施方式中,如前所述,由于在顶部箔片11形成有固定部侧薄壁部14,故起动转矩变小。
[0081]若在此种状态下,旋转轴I旋转,推力套环4开始旋转,则推力套环4和顶部箔片11相互摩擦,周围流体被推入在两者之间形成的侧视图楔形的空间(轴承间隙)。若推力套环4达到一定的旋转速度,则在两者之间形成流体润滑膜。通过该流体润滑膜的压力,顶部箔片11(顶部箔10)被向背部箔片21(背部箔20)推抵,推力套环4脱离与顶部箔片11的接触状态,在非接触的情况下旋转。
[0082]若施加推力载荷,则顶部箔片11被进一步向背部箔片21推,顶部箔片11的倾斜角Θ变小。此时,顶部箔片11绕旋转轴I的旋转方向上游侧的固定边12转动(弯曲),因而通过固定部侧薄壁部14,该旋转轴I的旋转方向下游侧,即靠近端边Ila的部分容易且平稳地位移。然而,即使推力载荷进一步增大且流体润滑膜的膜厚进一步变薄,顶部箔片也变得难以接触推力套环4,变得容易获得最佳的倾斜角。
[0083]在本实施方式的推力轴承3A(3)中,由于在顶部箔片11的固定边12和相对于其旋转方向下游侧的附近部形成有固定部侧薄壁部14,故在载荷施加于轴承时,靠近端边Ila的部分能够更加容易且平稳地位移,从而降低旋转轴I的起动转矩。另外,在旋转轴I开始旋转之后,顶部箔片11也以固定部侧薄壁部14为中心容易且平稳地转动,故变得容易获得顶部箔片11的最佳倾斜角,轴承的负载能力提高。
[0084]由于在受到高的推力载荷时,流体润滑膜的压力变高,故在顶部箔片11中,不由背部箔片21直接支撑的部分,即位于背部箔片21洼部22上的部位挠曲,存在压力从此逃逸,负载能力降低的可能性。
[0085]然而,在本实施方式中,在顶部箔片11的固定边12(固定边12及其附近)形成有固定部侧薄壁部14,故不会妨碍顶部箔片11位移(弯曲)动作,与以往相比,能够使构成顶部箔片11的板材(薄板)的板厚较厚