推力轴承的制作方法

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。

技术实现要素：

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)。为了避免该情况，优选地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。

但是，即使欲如此将波箔分割且调整以制造推力轴承，例如在(a)中，也难以在波箔的内周侧和外周侧处适当地控制各自的刚性，因而波箔的设计是困难的。另外，在(b)中，由于需要以10μm水平控制波箔的山的高度，故制作困难，特别是量产时的品质保证是困难的。

本公开是鉴于以上情况完成的，其目的在于提供能够抑制顶部箔片与推力套环接触的情况以耐受高负载的推力轴承。

用于解决问题的方案

本公开的推力轴承的第一方式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，其与上述推力套环相向地配置；背部箔，其与上述顶部箔的以下面相向地配置，且支撑所述顶部箔，所述面和与上述推力套环相向的面为相反侧；以及圆环板状的基板，其配置在上述背部箔的与上述顶部箔侧相反的一侧，且支撑所述背部箔，上述背部箔由沿上述基板的周向方向排列的多个背部箔片形成，上述顶部箔由分别配置在上述背部箔片之上的多个顶部箔片形成，在上述基板，在对上述背部箔进行支撑的一侧的面的对上述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。

发明效果

在本公开的推力轴承中，由于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，故能够抑制顶部箔片的内周端侧的立起以防止内周端侧处的流体润滑膜的膜厚变得极端地薄。因而，根据本公开的推力轴承，能够防止顶部箔片接近推力套环并与其接触，并且能够获得能够耐受高负载的优秀的推力轴承。

附图说明

图1是示出适用本公开所涉及的推力轴承的涡轮机械的一例的示意图；

图2是示出本公开所涉及的推力轴承的第一实施方式的图，是将夹着推力套环的状态的主要部分截面示出的推力轴承的侧面图；

图3是本公开所涉及的推力轴承的第一实施方式的平面图；

图4a是示出本公开所涉及的推力轴承的第一实施方式的图，是图3的a-a线向视截面图；

图4b是示出本公开所涉及的推力轴承的第一实施方式的图，是基板的支撑区域的平面图；

图4c是示出本公开所涉及的推力轴承的第一实施方式的图，是波箔片的平面图；

图4d是示出本公开所涉及的推力轴承的第一实施方式的图，是为了说明波箔片以及基板的支撑区域而使其平面图与侧面图对应的说明图；

图5a是示出本公开所涉及的推力轴承的第二实施方式的图，是波箔片的平面图；

图5b是示出本公开所涉及的推力轴承的第二实施方式的图，是用于说明波箔片以及基板的支撑区域的平面图；图6a是示出本公开所涉及的推力轴承的第三实施方式的图，是推力轴承3的平面图；

图6b是示出本公开所涉及的推力轴承的第三实施方式的图，是基板的支撑区域的平面图；

图6c是示出本公开所涉及的推力轴承的第三实施方式的图，是为了说明波箔片以及基板的支撑区域而使其平面图与侧面图对应的说明图；

图7是本公开所涉及的推力轴承的第四实施方式的推力轴承的平面图；

图8a是示出本公开所涉及的推力轴承的第四实施方式的图，是图7的c-c线向视截面图；

图8b是示出本公开所涉及的推力轴承的第四实施方式的图，是使基板的支撑区域的平面图和侧面图对应的说明图；

图8c是示出本公开所涉及的推力轴承的第四实施方式的图，是波箔片的平面图；

图8d是示出本公开所涉及的推力轴承的第四实施方式的图，是为了说明波箔片以及基板的支撑区域而使其平面图与侧面图对应的说明图；

图9a是示出本公开所涉及的推力轴承的变形例的图，是波箔片的平面图；

图9b是示出本公开所涉及的推力轴承的变形例的图，是用于说明波箔片以及基板的支撑区域的平面图；

图10a是示出本公开所涉及的推力轴承的第五实施方式的图，是波箔片的平面图；

图10b是示出本公开所涉及的推力轴承的第五实施方式的图，是用于说明波箔片以及基板的支撑区域的平面图；

图11a是示出本公开所涉及的推力轴承的第六实施方式的图，是推力轴承3的平面图；

图11b是示出本公开所涉及的推力轴承的第六实施方式的图，是基板的支撑区域的平面图；

图11c是示出本公开所涉及的推力轴承的第六实施方式的图，是为了说明波箔片以及基板的支撑区域而使其平面图与侧面图对应的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本公开的推力轴承。此外，在以下的附图中，为了使各部件为能够识别的大小，适当变更了各部件的比例尺。

图1是示意地示出适用本公开的推力轴承的涡轮机械的一例的侧面图，图1中的符号1是旋转轴，2是设于旋转轴顶端部的叶轮，3是本公开所涉及的推力轴承。

在旋转轴1，在形成有叶轮2的一侧固定有推力套环4，一对推力轴承3以夹持该推力套环4的方式配置于该推力套环4。

另外，叶轮2配置在为静止侧的壳体5内，在与壳体5之间具有屑隙6。

另外，在旋转轴1，与推力套环4相比在中央侧，设有径向轴承7。

[第一实施方式]

图2、图3、图4a、图4b、图4c、图4d是示出适用于此种构成的涡轮机械的推力轴承3的第一实施方式的图，图2是将夹着推力套环4的状态的主要部分截面示出的推力轴承3的侧面图。另外，图3是推力轴承3a(3)的平面图，图4a是图3的a-a线向视截面图，图4b是基板的支撑区域31的平面图，图4c是波箔片21的平面图，图4d是为了说明波箔片21以及基板的支撑区域31而使其平面图与侧面图对应的说明图。

如图2所示，在该第一实施方式中，推力轴承3a(3)夹着推力套环4分别配置在其两侧。这一对推力轴承3a(3)、推力轴承3a(3)都为相同的构成，是与固定于旋转轴1的圆环板状推力套环4相向地配置的圆环状(圆筒状)装置，并外插设置于旋转轴1。

推力轴承3a(3)具备下列部分而构成：顶部箔10，其与推力套环4相向地配置；背部箔20，其与该顶部箔10的以下面相向地配置，该面和与所述推力套环4相向的面为相反侧；以及圆环板状的基板30，其配置在该背部箔20的与顶部箔10侧相反的一侧。在本实施方式中，以两点划线示出的圆筒状的轴承间隔件40被夹持在一对推力轴承3a(3)、推力轴承3a(3)的分别的基板30、30之间，基板30、基板30通过紧固螺栓41隔着轴承间隔件40而连结。另外，一个基板30的外表面通过紧固螺栓41而固定于壳体5，从而一对推力轴承3a(3)、推力轴承3a(3)在夹着推力套环3的状态下通过紧固螺栓41而固定于壳体5。

基板30如图3所示，是厚度数mm左右的圆环板状且金属制的部件，在其外周部，形成有多个(在本实施方式为8个)用于将上述紧固螺栓41贯通插入的贯通孔42。在该基板30，在推力套环4侧的面，设有用于支撑背部箔20、顶部箔10的支撑区域。在本实施方式中，如后所述，背部箔20、顶部箔10都由多片(6片)背部箔片21、顶部箔片11形成，从而，基板30将其内周部沿周向方向分成六个以形成六个支撑区域31。此外，在本实施方式中这六个支撑区域31是设计上的区域，在相邻的支撑区域31、支撑区域31之间不特别设置边界线等。

但是，在本实施方式中，在这些支撑区域31，在对后述背部箔(波箔片)的内周侧端部进行支撑的部位，如图4b、图4d所示地形成有内周侧凹部35。内周侧凹部35形成在基板30的推力套环4侧的面，通过从推力套环4侧的面被挖入数十μm左右而形成。在本实施方式中，内周侧凹部35形成为平面视图弧状且带状。此种内周侧凹部35的形成虽然使通过研磨等来进行的，但也能够通过蚀刻等其他加工方法来进行。

在基板30的各支撑区域30，如图2所示，背部箔片21、顶部箔片11以此顺序配置并受到支撑。

如图3所示，背部箔20由沿基板30的周向方向排列的6片背部箔片21形成。这些背部箔片21分别配置在基板30的各支撑区域31上，由此沿基板30的周向方向排列。另外，这些背部箔片21与后述顶部箔片11相比稍小地形成，从而，如图3所示，不会在基板30上朝推力套环4侧露出，而是被顶部箔片11覆盖。

包括这些背部箔片21的背部箔20由箔(薄板)形成，并弹性地支撑顶部箔10(顶部箔片11)。作为此种背部箔20，例如使用波箔、日本特开2006-57652号公报、日本特开2004-270904号公报等所记载的弹簧箔、日本特开2009-299748号公报等所记载的背部箔等。此外，日本特开2006-57652号公报、日本特开2004-270904号公报所记载的弹簧箔、日本特开2009-299748号公报所记载的背部箔虽然是用于径向轴承的箔，但若将它们展开为平面状并形成为圆环板状，则变为用于推力轴承的箔。

在本实施方式中，如图3、图4a、图4c、图4d所示，背部箔20由波箔构成，从而背部箔片21由波箔片构成。波箔片21(背部箔片)是厚度数百μm左右的箔(金属制薄板)通过冲压成型而成形为波板状的部件，如图4c所示，整体形成为将扇形的顶点侧切缺且使内周侧、外周侧分别为圆弧状的大致梯形状。

在如此形成为波板状的波箔片21，如图4a、图4d所示，是与基板4接触的谷部22、以及与顶部箔片11接触的山部23交替地配置而形成的。谷部22形成波箔片21(背部箔片21)的最底部，山部23的顶部(棱线)形成波箔片21(背部箔片21)的最顶部。在此，在波箔片21中，图3所示的旋转轴1的旋转方向下游侧的端边21a为波箔片21的固定边(波箔固定边)。谷部22以及山部23如图4c所示，沿与波箔片21的固定边(端边21a)正交的方向排列。即，谷部22、山部23的排列方向形成为与上述固定边正交的方向，从而谷部22、山部23以与上述固定边平行地延伸的方式形成。

这些谷部22以及山部23分别以大致等间距形成。另外，山部23的高度以随着从与上述固定边21a相反的一侧去往固定边21a侧，即，去往图3中以箭头示出的旋转轴1(推力套环4)的旋转方向的下游侧，如图4a、图4d所示地各既定高度地变高的方式形成。

波箔片21在本实施方式中如图4c所示，整体为两个零件，即为波箔片21的内周侧端部的第一零件24、以及为外周端侧的第二零件25。第一零件24以如图4d所示，在波箔片21配置在基板30的支撑区域31上时，整体进入并没入上述内周侧凹部35内的方式，比内周侧凹部35小一圈的方式形成。配置在内周侧凹部35内的第一零件24的旋转轴1的旋转方向下游侧的端边24a被点焊(点焊接)而固定于基板30，与端边24a相反的一侧为自由端。由于第一零件24如此配置在内周侧凹部35内，故其到支撑区域31上的定位是容易的。

第二零件25的周向方向的一侧，即旋转轴1的旋转方向上游侧被沿径向方向等分为3个，为另一侧的端边25a是在径向方向上连续的连续边。通过如此将与端边25a相反的一侧分割为三个，第二零件25由三个带状分割片25b和端边25a构成。此外，通过第一零件24的端边24a和第二零件25的端边25a，形成图3所示的端边21a，即固定边21a。另外，第一零件24的径向方向的宽度与第二零件25的分割片25b相同地形成。从而，包括这些第一零件24和第二零件25的波箔片21在外观上为旋转轴1的旋转方向上游侧，即周向方向的一侧被分割为4个分割片的形状。而且，这些分割片之中最内周侧的分割片，即第一零件24配置在内周侧凹部35内。

在第二零件25中的三个带状分割片25b之间，分别形成有狭缝25c。这些狭缝25c在本实施方式中形成为圆弧状，该圆弧状形成第二零件25的外周所形成的圆的同心圆的一部分。这些狭缝25c的宽度设定为沿径向方向相邻的分割片21b不相互干扰，能够独立地活动那样的长度。通过利用此种宽度的狭缝25c将第二零件25的一侧分割为三个带状分割片25b，这三个带状分割片25b分别独立地活动。另外，在第一零件24与第二零件25之间，设有与上述狭缝25c大致相同宽度的间隙。由此，第一零件24也与上述分割片25b同样，自由端侧独立地活动。

此外，在本实施方式中，波箔片21在第一零件24以及第二零件25中，特别是在内周侧与外周侧之间，不改变刚性，而是全部形成为几乎均等的刚性。另外，位于同一列上的山部23的顶部的高度也几乎相同地形成。由此，波箔片21的设计、制作容易。

另外，波箔片21的旋转轴1的旋转方向下游侧的端边24a、端边25a如图3所示，与后述顶部箔片11的旋转轴1的旋转方向下游侧的端边11a配置在俯视的状态下大致一致的位置。此外，第二零件25的端边25a也沿形成该端边25a的谷部22的形成方向被点焊(点焊接)、固定于基板30。

但是，关于端边24a、端边25a对基板30的固定，除了点焊以外，能够通过例如螺纹固定等来进行。

顶部箔10也由沿基板30的周向方向排列的6片顶部箔片11形成。这些顶部箔片11由厚度数百μm左右的金属制薄板(箔)，将扇形的顶点侧切缺而形成为使内周侧、外周侧分别为圆弧状的大致梯形状。即，形成为与波箔片21大致相同的形状，且沿周向方向稍长的形状。此种形状的顶部箔片11分别在基板30的各支撑区域31上覆盖波箔片21而配置，沿基板30的周向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。

此外，顶部箔片11比支撑区域31小一圈地形成，且比波箔片21稍大地形成。由此，顶部箔片11互不干涉，另外，不使波箔片21在推力套环4侧露出，以覆盖其上表面的状态配置于各支撑区域31。但是，本公开不限定于此，可以将顶部箔片11形成为与波箔片21相同的大小，或者，还可以比波箔片21小地形成。

另外，该顶部箔片11将旋转轴1(推力套环4)的旋转方向上游侧的端边作为固定边12，并通过该固定边12而固定于基板30。即，该固定边12如图4a所示地与波箔片21间隔地配置，并通过点焊(点焊接)而固定于基板30。

另外，该顶部箔片11如图3所示，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。在本实施方式中，利用该固定部13对基板30的固定通过上述固定边12处的点焊(点焊接)来进行。此外，关于该固定部12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。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是直线状，但在本实施方式中，为形成为具有一定程度宽度的直线状的固定边12。

另外，该顶部箔片11如图4a所示，其固定边12侧被弯曲加工，由此，以能够吸收波箔片21的山部23的高度的量的阶梯差的方式竖起，与固定边12相比端边11a侧载置于山部23上。

另一方面，端边11a(后缘)侧是不被固定而仅仅被支撑在波箔片21山部23上的自由端。

在本实施方式中，以如上所述波箔片21的谷部22以及山部23沿与波箔片21的固定边21a正交的方向排列的方式配置波箔片21。由此，通过载置在该波箔片21上，顶部箔片11以随着沿上述山部23的排列方向从固定边12侧去往波箔片21的固定边21a侧，逐渐从基板30的内表面远离的方式，以通过波箔片21的山部23设定的初始倾斜角倾斜地配置。

在此，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4d所示地由波箔片21的山部23的高度增加量决定的角度(倾斜角、斜率)θ。从而，若载荷增加，则波箔片21的山部23被朝基板30侧推入，整体平坦化，从而倾斜角θ变得比初始倾斜角小。

接着，说明由此种构成形成的推力轴承3a(3)的作用。

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。通过如此设于推力套环4的两侧，能够极力抑制推力方向的移动量。即，通过减小推力移动量，能够使图1所示的屑隙变窄，由此能够提高作为涡轮机械的流体性能。

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被少许推顶的状态。

若在此种状态下旋转轴1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，周围流体被推入在二者之间形成的楔形空间。而且，若推力套环4达到一定的旋转速度，则在二者之间形成流体润滑膜。通过该流体润滑膜，顶部箔片11(顶部箔10)被朝波箔片21(背部箔20)侧推顶，推力套环4脱离与顶部箔片11的接触状态，变为非接触地旋转。

若施加推力载荷，则顶部箔片11被进一步向波箔片21侧推，顶部箔片11的倾斜角θ变浅(变小)。此时，在推力轴承3a(3)中，其外周端侧处的推力套环4的周向速度比内周端侧处的周向速度快，因而在周向速度慢的内周端侧处，顶部箔片11容易向推力套环4侧立起。

但是，在本实施方式中，由于在基板30的内周端侧，即对波箔片21的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35，且构成波箔片21内周侧端部的第一零件24配置在该内周侧凹部35内，故即使顶部箔片11的内周端侧欲向推力套环4侧立起，通过波箔片21的内周侧端部(第一零件24)没在上述内周侧凹部35内而在顶部箔片11与波箔片21之间产生了间隙，因而，在此间隙消失之前，在背部箔片21不会产生将顶部箔片11的内周端侧向推力套环4侧推回的力。因而，不会发生顶部箔片11的内周端侧的立起。

另外，即使顶部箔片11的内周端侧被向波箔片21侧推入，上述间隙消失，与外周端侧相比，因波箔片21引起的弹簧反力与间隙的量相应地变弱，因而顶部箔片11的内周端侧变得难以立起。

因此，即使推力载荷进一步增大，流体润滑膜的膜厚进一步变薄，顶部箔片11也变得难以接触推力套环，结果能够承受更高的推力载荷。

另外，由于将波箔片21的旋转轴1的旋转方向上游侧沿径向方向分割为4个(多个)，故内周侧的第一零件24与外周侧的分割片25b分别独立地动作，因而，在顶部箔片11被向波箔片21侧推入时产生的波箔片21的变形在径向方向上变得平滑，因而波箔片21(背部箔片21)的支撑力也从内周侧朝外周侧平滑地变化。

在本实施方式的推力轴承3a(3)中，由于在基板30中的对背部箔20(波箔20)进行支撑的一侧的面的，对波箔片21的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35，故抑制顶部箔片11的内周端侧的立起以防止内周端侧处的流体润滑膜的膜厚变得极端地薄。因而，能够防止顶部箔片11接近推力套环4并与其接触，并且能够获得能够耐受高负载的优秀的推力轴承3a(3)。

[第二实施方式]

接着参照图5a、图5b说明本公开的推力轴承的第二实施方式。此外，图5a是波箔片50的平面图，图5b是用于说明波箔片50以及基板的支撑区域31的平面图。第二实施方式的推力轴承的与第一实施方式的推力轴承3a(3)的主要不同之处在于，如图5a、图5b所示，作为波箔片50，不由第一零件24和第二零件25形成，而是使用由单一的零件形成的波箔片这一点。

即，本实施方式的波箔片50的为周向方向一侧的旋转轴1的旋转方向上游侧被沿径向方向等分为4个(多个)，为另一侧的端边51(固定边)是在径向方向上连续的连续边。通过如此将与端边51相反的一侧分割为4个，波箔片50由四个带状分割片52和固定边51(连续边)构成。此外，在该波箔片50也形成有谷部22、山部23这一点与上述波箔片21同样。

在四个带状分割片52之间，与上述波箔片21的第二零件25同样，分别形成有狭缝53。通过这些狭缝53，四个分割片52分别独立地活动。而且，在本实施方式中，如图5b所示，在基板30的内周端侧，即对波箔片50的内周侧端部进行支撑的部位，形成有内周侧凹部35。在该内周侧凹部35内，配置有构成波箔片50内周侧端部的，最内周侧的分割片52。

因而，该最内周侧的分割片52为几乎整体没入内周侧凹部35内的状态。

在本实施方式的推力轴承3中，由于也在对波箔片50的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35，故能够抑制顶部箔片11的内周端侧的立起以防止内周端侧处的流体润滑膜的膜厚变得极端地薄的情况。因而，能够防止顶部箔片11接近推力套环4并与其接触，并且能够获得能够耐受高负载的优秀的推力轴承3。

另外，由于将波箔片50的周向方向的一侧沿径向方向分割以作为分割片52，故各分割片52分别独立地动作，因而，在顶部箔片11被向波箔片50侧推入时产生的波箔片50的变形在径向方向上变得平滑。因此，波箔片50的支撑力也从内周侧朝外周侧平滑地变化。

另外，由于分割片之中最内周侧的分割片52配置在内周侧凹部35内，故波箔片50的内周端侧可靠地没入内周侧凹部35内，因而，在顶部箔片11的内周端侧处，在顶部箔片11与波箔片50之间可靠地形成间隙，能够可靠地防止顶部箔片11与推力套环4接触。

另外，由于波箔片50的分割片52通过为连续边的端边51而一体化，故波箔片50的处理变得容易，并且波箔片50到基板30上的固定变得容易。

[第三实施方式]

接着，说明本公开的推力轴承的第三实施方式。

第三实施方式的推力轴承3b(3)的与第二实施方式的推力轴承的主要不同之处在于，如图6a、图6b、图6c所示，在基板30的支撑区域31形成有倾斜面32这一点、以及使波箔片50的山部23的高度全部相同这一点。此外，图6a是推力轴承3b(3)的平面图，图6b是基板的支撑区域31的平面图，图6c是用于说明波箔片50以及基板的支撑区域31而使其平面图与侧面图对应的说明图。

在本实施方式中，如图6a所示，使轴承区域31中的，对上述波箔片50、顶部箔片11进行支撑的区域整体，为高度随着从顶部箔片11的固定边12侧去往下游侧的端边11a侧而增加的倾斜面32。即，使倾斜面32如图6c所示地沿相对于端边11a正交的方向倾斜地形成。

另外，与第二实施方式同样，使用四个分割片52通过为连续边的端边51而一体化的波箔片50。因而，该波箔片50也与第一实施方式同样，形成为将与基板30接触的谷部22、以及与顶部箔片11接触的山部23交替地配置的波板状。但是，在本实施方式中，如图6c所示，将山部23的高度形成为全部相同。

另外，关于谷部22以及山部23，与第一实施方式、第二实施方式同样，使它们沿与顶部箔片11的固定边12交叉的方向排列。即，使谷部22、山部23的排列方向为与上述固定边12交叉的方向，与倾斜面32的倾斜方向一致。由此，波箔片50的山部23的高度沿着基板30的倾斜面32的倾斜方向，即，随着去往旋转轴1的旋转方向下游侧，各既定高度地变高。即，与第一实施方式、第二实施方式在外观上相同。因而，配置在该波箔片50上的顶部箔片11的倾斜角θ与第一实施方式、第二实施方式同样地形成。在本实施方式中，该倾斜角θ如图6c所示地由倾斜面32的倾斜角θ决定。

另外，在本实施方式中，如图6c所示，在基板30的内周端侧，即对波箔片50的内周侧端部进行支撑的部位，形成有内周侧凹部35。在该内周侧凹部35内，配置有构成波箔片50内周侧端部的，最内周侧的分割片52。因而，该最内周侧的分割片52为几乎整体没入内周侧凹部35内的状态。

但是，在本实施方式中，内周侧凹部35的底面与基板30的倾斜面32平行地形成，因而该内周侧凹部35的底面也是倾斜面。由此，没入内周侧凹部35内的波箔片50的最内周侧的分割片52的山部23的高度也随着去往旋转轴1的旋转方向下游侧而各既定高度地变高。

在本实施方式的推力轴承3b(3)中，由于也在对波箔片50的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35，故能够抑制顶部箔片11的内周端侧的立起以防止内周端侧处的流体润滑膜的膜厚变得极端地薄的情况。因而，能够防止顶部箔片11接近推力套环4并与其接触，并且能够获得能够耐受高负载的优秀的推力轴承3b(3)。

另外，由于在基板30的各支撑区域31形成倾斜面32，使波箔片21的山部23的高度全部相同，并且使山部23的排列方向与倾斜面32的倾斜方向一致，故通过在该倾斜面32上隔着波箔片50配置顶部箔片11，能够使顶部箔片11的高度沿倾斜面32精度良好地变化。即，能够对顶部箔片11赋予既定的倾斜角θ。另外，此时关于波箔片50，不使山部23的高度变化，而是制作为一定的高度即可，因而能够抑制其加工成本。因而，根据该推力轴承3b(3)，能够使加工容易以提高量产型，以谋求成本的降低。另外，由于加工变得容易，偏差变少，故容易获得设计时预测的轴承性能(例如轴承负载能力)。

此外，在该第三实施方式中，虽然作为波箔片使用第二实施方式的波箔片50，但也能够代替其，使用第一实施方式的波箔片21。

[第四实施方式]

接着，说明本公开的推力轴承的第四实施方式。

第四实施方式的推力轴承3c(3)的与第一实施方式的推力轴承3a(3)的主要不同之处在于，如图7、图8a、图8b、图8c、图8d所示，在基板30的对波箔片60进行支撑的一侧的面的，对波箔片60的外周侧端部进行支撑的部位形成有外周侧凹部36这一点、以及波箔片60包括三个零件这一点。此外，图7是推力轴承3c(3)的平面图，图8a是图7的c-c线向视截面图，图8b是使基板的支撑区域31的平面图和侧面图对应的说明图，图8c是波箔片60的平面图，图8d是为了说明波箔片60以及基板的支撑区域31而使其平面图与侧面图对应的说明图。

如图8b所示，在基板30，除了内周侧凹部35之外，形成有外周侧凹部36。如此形成外周侧凹部36是基于以下理由。

在顶部箔10(顶部箔片11)的外周侧，由于在其外周端处，流体润滑膜的压力与周围压力(例如大气压力)相同，故该外周侧端部处的流体润滑膜的膜压与其他外周侧(从外周端靠内地深入的地方)相比低。因此，顶部箔10(顶部箔片11)不仅在其内周端，在外周端处也发生立起，该外周端也存在局部地磨耗的可能性。

因此，在本实施方式中，如上所述地形成有外周侧凹部36。外周侧凹部36是与内周侧凹部35同样地形成在基板30的推力套环4侧的面的部分，通过从推力套环4侧的面被挖入数十μm左右而形成。但是，在本实施方式中，图8b所示的内周侧凹部35的深度d1比外周侧凹部36的深度d2深地形成。这是因为，与因在顶部箔片11的外周端处流体润滑膜的压力与周围压力(例如大气压)相同引起的，容易向推力套环4侧立起的顶部箔片11的外周端侧的部位相比，因推力轴承3的内周端侧处的推力套环4的周向速度比外周端侧处的周向速度慢引起的，容易向推力套环4侧立起的顶部箔片11的内周端侧的部位大。

即，这是因为，通过将内周侧凹部35的深度d1比外周侧凹部36的深度d2深地形成，能够使内周侧凹部35上的顶部箔片11与波箔片60之间的间隙比外周侧凹部36上的间隙大，因而，能够更有效地防止顶部箔片11接近推力套环4并与其接触的情况。但是，为了简化制造工序，也能够将内周侧凹部35的深度d1与外周侧凹部36的深度d2相同地形成。

另外，在本实施方式中，波箔60如图8c所示，整体由三个零件，即为波箔片60的内周侧端部的第一零件61、为外周侧端部的第二零件62、以及构成这些内周侧端部与外周侧端部之间的中间部的第三零件63形成。第一零件61以如图8d所示，在波箔片60配置在基板30的支撑区域31上时，整体进入并没入内周侧凹部35内的方式，比内周侧凹部35小一圈的方式形成。配置在内周侧凹部35内的第一零件61的旋转轴1的旋转方向下游侧的端边61a被点焊(点焊接)而固定于基板30，与端边61a相反的一侧为自由端。由于第一零件61如此配置在内周侧凹部35内，故第一零件61到支撑区域31上的定位是容易的。

第二零件62以在波箔片60配置在基板30的支撑区域31上时，整体进入并没入外周侧凹部36内的方式，比外周侧凹部36小一圈的方式形成。配置在外周侧凹部36内的第二零件62的旋转轴1的旋转方向下游侧的端边62a被点焊(点焊接)而固定于基板30，与端边62a相反的一侧为自由端。由于第二零件62如此配置在外周侧凹部36内，故第二零件62到支撑区域31上的定位也是容易的。

第三零件63的周向方向的一侧，即旋转轴1的旋转方向上游侧被沿径向方向等分为2个，为另一侧的端边63a是在径向方向上连续的连续边。通过如此将与端边63a相反的一侧分割为两个，第三零件63由两个带状分割片63b和端边63a构成。另外，第一零件61、第二零件62的径向方向的宽度与第三零件63的分割片63b相同地形成。从而，包括这些第一零件61和第二零件62以及第三零件63的波箔片60在外观上为旋转轴1的旋转方向上游侧，即周向方向的一侧被分割为4个分割片的形状。而且，这些分割片之中最内周侧的分割片，即第一零件61配置在内周侧凹部35内，最外周侧的分割片，即第二零件62配置在外周侧凹部36内。

在第三零件63中的两个带状分割片63b之间，形成有狭缝63c。狭缝63c在本实施方式中形成为圆弧状，该圆弧状形成第二零件62的外周所形成的圆的同心圆的一部分。狭缝63c的宽度设定为两个分割片63b不相互干扰，能够独立地活动那样的长度。通过利用此种宽度的狭缝63c将第三零件63的一侧分割为两个带状分割片63b，这两个带状分割片63b分别独立地活动。另外，在第一零件61与第三零件63之间，设有与狭缝63c大致相同宽度的间隙，在第二零件62与第三零件63之间，也设有与狭缝63c大致相同宽度的间隙。由此，第一零件61、第二零件62与第三零件63的分割片63b同样，自由端侧独立地活动。

此外，在本实施方式中，在波箔片60也与第一实施方式的波箔片21同样地形成有谷部22以及山部23。

在本实施方式的推力轴承3c(3)中，在对波箔片60的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35以抑制顶部箔片11的内周端侧的立起，并且在对波箔片60的外周侧端部进行支撑的部位形成有外周侧凹部36以抑制顶部箔片11的外周端侧的立起。因而，能够防止顶部箔片11接近推力套环4并与其接触，由此能够防止轴承寿命的降低、烧接。另外，由于内周端侧、外周端侧处的流体润滑膜的膜厚不会极端地变薄，故能够获得能够耐受高负载的优秀的推力轴承3c(3)。

[变形例]

虽然在第四实施方式中，以径向方向的宽度相同的方式形成了波箔片60的第一零件61和第二零件62，但例如还可以如图9a、图9b所示，将第一零件61和第二零件62形成为不同的形状。如图9a所示，本例的波箔片60的第一零件64和第三零件63同样，由两个分割片64b和使它们连续的端边64a形成。

因而，该波箔片60通过由第一零件64、第二零件62、第三零件63形成，在外观上，为旋转轴1的旋转方向上游侧被等分为五个分割片的形状。由此，五个分割片的径向方向的宽度与图8c所示的波箔片60的分割片的径向方向的宽度相比窄。

另外，在本例中，如图9b所示，内周侧凹部35以第一零件64整体进入的方式，与图8d所示的内周侧凹部35相比，径向方向的宽度大。

另一方面，外周侧凹部36与图8d所示的外周侧凹部36相比，径向方向的宽度窄。

如上所述，与因在顶部箔片11的外周端处流体润滑膜的压力与周围压力(例如大气压)相同引起的，容易向推力套环4侧立起的顶部箔片11的外周端侧的部位相比，因推力轴承3的内周端侧处的推力套环4的周向速度比外周端侧处的周向速度慢引起的，容易向推力套环4侧立起的顶部箔片11的内周端侧的部位大。

因而，在本例的推力轴承3中，由于使内周侧凹部35的径向方向的宽度比外周侧凹部36大，并将波箔片60的第一零件64和被其支撑的顶部箔片11之间的间隙形成为更大的范围，故能够更有效地防止顶部箔片11的内周端侧接近推力套环4并与其接触的情况。

[第五实施方式]

接着参照图10a、图10b说明本公开的推力轴承的第五实施方式。此外，图10a是波箔片50的平面图，图10b是用于说明波箔片50以及基板的支撑区域31的平面图。第五实施方式的推力轴承的与第四实施方式的推力轴承3c(3)的主要不同之处在于，如图10a、图10b所示，作为波箔片50，使用图5a所示的波箔片50这一点。

即，图10a、图10b所示的本实施方式的波箔片50的为周向方向一侧的旋转轴1的旋转方向上游侧也被沿径向方向等分为4个(多个)，为另一侧的端边51(固定边)是在径向方向上连续的连续边。通过如此将与端边51相反的一侧分割为4个，波箔片50由四个带状分割片52和固定边51(连续边)构成。

而且，在本实施方式中，如图10b所示，在基板30的外周端侧，即对波箔片50的外周侧端部进行支撑的部位，形成有外周侧凹部36。在该外周侧凹部36内，配置有构成波箔片50外周侧端部的，最外周侧的分割片52。因而，该最外周侧的分割片52为几乎整体没入外周侧凹部36内的状态。

在本实施方式的推力轴承3中，也在对波箔片50的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35以抑制顶部箔片11的内周端侧的立起，并且在对波箔片50的外周侧端部进行支撑的部位形成有外周侧凹部36以抑制顶部箔片11的外周端侧的立起。因而，能够防止顶部箔片11接近推力套环4并与其接触，由此能够防止轴承寿命的降低、烧接。另外，由于内周端侧、外周端侧处的流体润滑膜的膜厚不会极端地变薄，故能够获得能够耐受高负载的优秀的推力轴承3。

另外，由于与第二实施方式同样，将波箔片50的周向方向的一侧作为分割片52，故波箔片50的支撑力也从内周侧朝外周侧平滑地变化。而且，由于波箔片50的分割片52通过为连续边的端边51而一体化，故波箔片50的处理变得容易，并且波箔片50到基板30上的固定变得容易。

[第六实施方式]

接着，说明本公开的推力轴承的第六实施方式。

第六实施方式的推力轴承3d(3)的与第五实施方式的推力轴承的主要不同之处在于，如图11a、图11b、图11c所示，在基板30的上述支撑区域31形成有倾斜面32这一点、以及使波箔片21的山部23的高度全部相同这一点。此外，图11a是推力轴承3d(3)的平面图，图11b是基板的支撑区域31的平面图，图11c是为了说明波箔50片以及基板的支撑区域31而使其平面图与侧面图对应的说明图。

在本实施方式中，与图6a、图6b、图6c所示的第三实施方式同样，使图11a所示的轴承区域31中的，使对波箔片50、顶部箔片11进行支撑的区域整体为高度随着从顶部箔片11的固定边12侧去往下游侧的端边11a侧而增加的倾斜面32。即，使倾斜面32如图11c所示地沿相对于端边11a正交的方向倾斜地形成。

另外，关于波箔片50，与第五实施方式同样，使用四个分割片52通过为连续边的端边51而一体化的波箔片。因而，该波箔片50也与形成为将与基板30接触的谷部22、以及与顶部箔片11接触的山部23交替地配置的波板状。另外，如图11c所示，将山部23的高度全部相同地形成。而且，使谷部22、山部23的排列方向为与顶部箔片11的固定边12交叉的方向，与倾斜面32的倾斜方向一致。由此，波箔片50的山部23的高度沿着基板30的倾斜面32的倾斜方向，即，随着去往旋转轴1的旋转方向下游侧，各既定高度地变高。

另外，在基板30，在对波箔片50的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35，在对外周侧端部进行支撑的部位形成有外周侧凹部36。在内周侧凹部35内，配置有波箔片50的最内周侧的分割片52，在外周侧凹部36内，配置有波箔片50的最外周侧的分割片52。因而，最内周侧的分割片52为几乎整体没入内周侧凹部35内的状态，最外周侧的分割片52为几乎整体没入外周侧凹部36内的状态。。

但是，在本实施方式中，内周侧凹部35的底面和外周侧凹部36的底面都与基板30的倾斜面32平行地形成。因而，内周侧凹部35的底面、外周侧凹部36的底面都是倾斜面。由此，没入内周侧凹部35内的波箔片50的最内周侧的分割片52、没入外周侧凹部36内的波箔片50的最外周侧的分割片52中的山部23的高度都随着去往旋转轴1的旋转方向下游侧而各既定高度地变高。此外，在本实施方式中，也优选地将内周侧凹部35的深度形成得比外周侧凹部36的深度深。

在本实施方式的推力轴承3d(3)中，也在对波箔片50的内周侧端部进行支撑的部位形成有内周侧凹部35以抑制顶部箔片11的内周端侧的立起，并且在对波箔片50的外周侧端部进行支撑的部位形成有外周侧凹部36以抑制顶部箔片11的外周端侧的立起。因而，能够防止顶部箔片11接近推力套环4并与其接触，由此能够防止轴承寿命的降低、烧接。另外，由于内周端侧、外周端侧处的流体润滑膜的膜厚不会极端地变薄，故能够获得能够耐受高负载的优秀的推力轴承3d(3)。

另外，由于在基板30的各支撑区域31形成倾斜面32，使波箔片21的山部23的高度全部相同，并且使山部23的排列方向与倾斜面32的倾斜方向一致，故通过在该倾斜面32上隔着波箔片50配置顶部箔片11，能够使顶部箔片11的高度沿倾斜面32精度良好地变化。另外，此时关于波箔片50，不使山部23的高度变化，而是制作为一定的高度即可，因而能够抑制其加工成本。因而，根据该推力轴承3d(3)，能够使加工容易以提高量产型，以谋求成本的降低。另外，由于加工变得容易，偏差变少，故容易获得设计时预测的轴承性能(例如轴承负载能力)。

此外，在该第六实施方式中，虽然作为波箔片使用第五实施方式的波箔片50，但也能够代替其，使用第四实施方式的波箔片60。另外，还能够使用图9a所示的波箔片60，如图9b所示地形成基板30的内周侧凹部35、外周侧凹部36。

此外，本公开不限于上述实施方式，能够在不脱离本公开主旨的范围内进行各种变更。

例如，虽然在上述实施方式中，分别由6个背部箔片21(波箔片21)、顶部箔片11构成背部箔20、顶部箔10，因而基板30的支撑区域31与此配合地形成(设定)了六个，但背部箔片21(波箔片21)、顶部箔片11若为多个，则也可以是5个以下，还可以是7个以上。在该情况下，关于支撑区域31的数量，也可与背部箔片21(波箔片21)、顶部箔片11的数量配合。

另外，虽然在上述实施方式中，通过多个分割片和连续边(固定边)形成波箔片，或者通过分为多个零件而在外观上由多个分割片和固定边形成，但作为分割片的数量，不限定于四个、五个，若是两个以上则可以分割为任意多个。另外，关于各分割片的径向方向的宽度，也可以不全部相同，而是对各分割片变化。例如，在图9a所示的波箔片60中，也可以不利用两个分割片64b形成第一零件64而是作为一个分割片，第三零件63也可以不由两个分割片63b形成而是作为一个分割片。

另外，顶部箔片、波箔片的形状、顶部箔片、波箔片到支撑区域上的配置、倾斜面的倾斜方向等除了上述实施方式以外还能够采用各种形态。

根据本公开的推力轴承，由于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，故即使顶部箔片的外周端侧被向背部箔片侧推入并欲沿从推力套环离开的方向移动，内周端侧欲向推力套环侧立起，背部箔片的内周侧端部也没入上述内周侧凹部内从而在顶部箔片与背部箔片之间产生了间隙，因而在该间隙消失之前，在背部箔片不产生将顶部箔片的内周端侧向推力套环侧推回的力，不会发生顶部箔片的内周端侧的立起。因而，在顶部箔的下游侧端边侧，防止内周端侧处的流体润滑膜的膜厚极端地变薄。

另外，在上述推力轴承中，优选地，上述背部箔片的至少周向方向的一侧被沿径向方向分割为多个分割片，且上述分割片之中最内周侧的分割片配置在上述内周侧凹部内。

如此，由于将背部箔片的周向方向的一侧沿径向方向分割为多个，故内周侧的被分割的片和外周侧的被分割的片分别独立地动作，因而，在顶部箔片被向背部箔片侧推入时产生的背部箔片的变形在径向方向上变得平滑。因此，背部箔片的支撑力也从内周侧朝外周侧平滑地变化。另外，由于分割片之中最内周侧的分割片配置在内周侧凹部内，故背部箔片的内周端侧可靠地没入上述内周侧凹部内，因而，在顶部箔片的内周端侧处，在该顶部箔片与背部箔片之间可靠地形成间隙。

另外，在上述推力轴承中，优选地，上述背部箔片的对上述背部箔进行支撑的一侧的面的周向方向的另一侧为使上述分割片沿径向方向一体化的连续边。

如此，由于背部箔片的被分割的各片通过连续边而一体化，故背部箔片的处理变得容易，并且背部箔片到基板上的固定变得容易。

另外，在上述推力轴承中，优选地，在上述基板，在对上述背部箔进行支撑的一侧的面的对上述背部箔片的外周侧端部进行支撑的部位，形成有外周侧凹部。

一般来说在推力轴承中，在顶部箔片的外周端处，流体润滑膜的压力与周围压力(例如大气压力)相同，故上述外周端的膜压与其他外周侧(即与外周端相比向内周侧深入的地方)相比低。因而，顶部箔片的外周端也与内周端侧同样，容易向推力套环侧立起。

因此，由于在对背部箔进行支撑的一侧的面的，对背部箔片的外周侧端部进行支撑的部位形成有外周侧凹部，故即使顶部箔片的外周端欲向推力套环侧立起，背部箔片的外周侧端部也没入上述外周侧凹部内从而在顶部箔片与背部箔片之间产生了间隙，因而在该间隙消失之前，在背部箔片不产生将顶部箔片的外周端侧向推力套环侧推回的力，不会发生顶部箔片的外周端侧的立起。因而，在顶部箔的下游侧端边侧，防止外周端侧处的流体润滑膜的膜厚极端地变薄。

另外，在上述推力轴承中，优选地，上述背部箔片的至少周向方向的一侧被沿径向方向分割为多个分割片，且上述分割片之中最内周侧的分割片配置在上述内周侧凹部内，上述分割片之中最外周侧的分割片配置在上述外周侧凹部内。

如此，由于将背部箔片的周向方向的一侧沿径向方向分割为多个，故内周侧的被分割的片和外周侧的被分割的片分别独立地动作，因而，在顶部箔片被向背部箔片侧推入时产生的背部箔片的变形在径向方向上变得平滑。因此，背部箔片的支撑力也从内周侧朝外周侧平滑地变化。另外，由于分割片之中最内周侧的分割片配置在内周侧凹部内，故背部箔片的内周端侧可靠地没入上述内周侧凹部内，因而，在顶部箔片的内周端侧处，在该顶部箔片与背部箔片之间可靠地形成间隙。同样，由于分割片之中最外周侧的分割片配置在外周侧凹部内，故背部箔片的外周端侧可靠地没入上述外周侧凹部内，因而，在顶部箔片的外周端侧处，在该顶部箔片与背部箔片之间可靠地形成间隙。

另外，在上述推力轴承中，优选地，上述背部箔片的对上述背部箔进行支撑的一侧的面的周向方向的另一侧为使上述分割片沿径向方向一体化的连续边。

如此，由于背部箔片的被分割的各片通过连续边而一体化，故背部箔片的处理变得容易，并且背部箔片到基板上的固定变得容易。

另外，在上述推力轴承中，优选地，上述内周侧凹部的深度比上述外周侧凹部的深度深地形成。

与因在顶部箔的外周端处流体润滑膜的压力与周围压力(例如大气压)相同引起的，容易向推力套环侧立起的顶部箔的外周端侧的部位相比，因推力轴承的内周端侧处的推力套环的周向速度比外周端侧处的周向速度慢引起的，容易向推力套环侧立起的顶部箔片的内周端侧的部位大。因而，通过将内周侧凹部的深度形成得比外周侧凹部的深度深，能够使内周侧凹部上的顶部箔片与背部箔片之间的间隙比外周侧凹部上的间隙大，因而，更有效地防止顶部箔片接近推力套环并与其接触的情况。

产业上的利用可能性

根据本公开，能够提供能够抑制顶部箔片与推力套环接触的情况以耐受高负载的推力轴承。

符号说明

1旋转轴

3、3a、3b、3c、3d推力轴承

4推力套环

10顶部箔

11顶部箔片

11a端边

20背部箔(波箔)

21、50、60背部箔片(波箔片)

21a、51端边(固定边)

21b、52分割片

22谷部

23山部

30基板

31支撑区域

32倾斜面

35内周侧凹部

36外周侧凹部