(57)【要約】【課題】フォイルの周り止めを行う係止部と軸との接触を回避して、係止部の損傷や軸の回転トルクの増大を防止する。【解決手段】フォイル軸受１は、フォイルホルダ１０と、フォイルホルダ１０に取り付けられたフォイル部材Ｘとを備える。フォイル部材Ｘは、軸受面Ａを有するトップフォイル部２１と、トップフォイル部２１の軸受面Ａと反対側の面を支持するアンダーフォイル部２３とを有する。アンダーフォイル部２３が、本体部２３ａと、軸方向で本体部２３ａと連続して設けられ、フォイルホルダ１０と回転方向で係合可能な係止部２３ｂとを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォイルホルダと、前記フォイルホルダに取り付けられたフォイル部材とを備え、軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受であって、
前記フォイル部材が、軸受面を有するトップフォイル部と、前記トップフォイル部の前記軸受面と反対側の面を支持するアンダーフォイル部とを有し、
前記アンダーフォイル部が、本体部と、前記軸受面に沿う面内で前記軸の相対回転方向と直交する回転直交方向で前記本体部と連続して設けられ、前記軸の相対回転方向で前記フォイルホルダと係合可能な係止部とを備えたフォイル軸受。
【請求項２】
前記トップフォイル部が、前記軸受面と直交する方向で前記係止部と重ねて配置された請求項１に記載のフォイル軸受。
【請求項３】
前記フォイルホルダの回転直交方向端部に凹部を設け、前記凹部に前記係止部を収容した請求項２に記載のフォイル軸受。
【請求項４】
前記係止部が、正逆両回転方向で前記フォイルホルダと係合可能である請求項１〜３の何れか１項に記載のフォイル軸受。
【請求項５】
前記係止部と前記フォイルホルダとを回転直交方向で係合可能とした請求項１〜４の何れか１項に記載のフォイル軸受。
【請求項６】
前記フォイル部材が、前記軸の相対回転方向に並べられた複数のフォイルを有し、各フォイルが、前記トップフォイル部及び前記アンダーフォイル部を一体に有する請求項１〜５の何れか１項に記載のフォイル軸受。
【請求項７】
前記係止部が、前記本体部と回転直交方向で連続した第１領域と、前記第１領域から回転方向に延びた第２領域とを備えた請求項１〜６の何れか１項に記載のフォイル軸受。
【請求項８】
前記係止部の前記第１領域と前記第２領域との境界に塑性的な曲げ部が形成された請求項７に記載のフォイル軸受。
【請求項９】
前記係止部の前記第１領域と前記第２領域との境界が滑らかに連続した請求項７に記載のフォイル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォイル軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォイル軸受は、可撓性を有する金属薄板（フォイル）で軸受面を構成し、この軸受面のたわみを許容しながら荷重を支持するものであり、フォイルが撓むことにより、軸の回転速度や荷重、周囲温度等の運転条件に応じて軸受隙間が適切な幅に自動調整されるという特徴を有する。
【０００３】
フォイル軸受において、軸の停止直前や起動直後の低速回転時や、軸の一時的な逆回転時には、軸受隙間の流体圧力が十分に高まらないため、軸とフォイルとが摺動し、フォイルが軸と共に周方向に移動しようとする。このため、フォイル軸受では、上記のような軸との摺動によるフォイルの供回りを規制する手段を講じる必要がある。
【０００４】
例えば、フォイルをフォイルホルダに溶接固定すれば、上記の不具合を防止できるが、溶接時の熱によりフォイルに歪が生じる恐れがある。フォイルの軸受面と軸の外周面との間に形成される軸受隙間は、通常、数十μｍ程度の極小幅であるため、フォイルに僅かでも歪が生じると、軸受隙間の精度に悪影響を及ぼす。
【０００５】
溶接を用いないフォイルの固定方法として、例えば下記の特許文献１では、フォイルホルダの内周面に突出部（峰）を設け、この突出部の側壁（止め壁）にフォイルの周方向端部を突き当てることで、フォイルの周方向移動を規制している。また、下記の特許文献２では、フォイルホルダの内周面に係合溝を設け、この係合溝にフォイルの周方向端部を挿入することで、フォイルの周方向移動を規制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−５７８２８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の特許文献１や特許文献２のように、フォイルの周方向両端部をフォイルホルダに突き当てる構造を設けると、フォイルやフォイルホルダの設計が制限されるため、軸受性能を十分に高めることができないおそれがある。このような課題は、軸をラジアル方向に支持するラジアルフォイル軸受に限らず、軸をスラスト方向に支持するスラストフォイル軸受においても同様に生じる。
【０００８】
本出願人は、特願２０１７−１３９６９２において、図９に示すようなフォイル軸受１０１を提案している。このフォイル軸受１０１は、円筒状のフォイルホルダ１１０と、フォイルホルダ１１０の内周面１１１に取り付けられた３枚のフォイル１２０とを備える。各フォイル１２０は、図１０に示すように、軸受面Ａを有するトップフォイル部１２１と、トップフォイル部１２１の上流側（図中下側）に設けられたアンダーフォイル部１２３とを一体に有し、各フォイル１２０のトップフォイル部１２１の外径側に、隣接するフォイル１２０のアンダーフォイル部１２３が配される。トップフォイル部１２１の軸方向両側には係止部１２４が設けられる。図９に示すように、各フォイル１２０の係止部１２４を、フォイルホルダ１１０の内周面の軸方向両端に形成された凹部１１１ｃに収容し、係止部１２４と凹部１１１ｃの内壁とを軸の正逆両回転方向で係合させることで、フォイル１２０のフォイルホルダ１１０に対する周方向両側への移動を規制している。
【０００９】
このように、フォイルホルダ１１０と回転方向で係合可能な係止部１２４を、トップフォイル部１２１の軸方向両側に設けることにより、フォイル１２０の周方向両端部をフォイルホルダ１１０に突き当てる構造を設ける必要が無くなるため、フォイル１２０やフォイルホルダ１１０の設計の自由度が高められる。
【００１０】
しかし、トップフォイル部１２１に係止部１２４を設けると、係止部１２４が軸に近接するため、軸とフォイル軸受とのミスアライメントが大きいと、係止部１２４が軸と接触して、係止部１２４の損傷や軸の回転トルクの増大を招く恐れがある。
【００１１】
以上のような事情から、本発明は、図９に示すようなフォイル軸受をさらに改良することにより、係止部と軸との接触を回避して、係止部の損傷や軸の回転トルクの増大を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明は、フォイルホルダと、前記フォイルホルダに取り付けられたフォイル部材とを備え、軸を相対回転自在に支持するフォイル軸受であって、前記フォイル部材が、軸受面を有するトップフォイル部と、前記トップフォイル部の前記軸受面と反対側の面を支持するアンダーフォイル部とを有し、前記アンダーフォイル部が、本体部と、前記軸受面に沿う面内で前記軸の相対回転方向と直交する回転直交方向で前記本体部と連続して設けられ、前記軸の相対回転方向で前記フォイルホルダと係合可能な係止部とを備えたフォイル軸受を提供する。
【００１３】
このように、係止部をアンダーフォイル部に設けることで、係止部をトップフォイル部に設ける場合よりも、少なくともトップフォイル部の厚さの分だけ係止部を軸から離反させることができる。これにより、係止部と軸とが接触する恐れが低減され、係止部の損傷や軸の回転トルクの増大を防止できる。
【００１４】
図９に示すフォイル軸受１０１では、係止部１２４を設けた分だけ、各フォイル１２０のトップフォイル部１２１の軸方向長さ（すなわち軸受面Ａの軸方向長さ）がフォイルホルダ１１０の軸方向長さよりも短くなっている。これに対し、本発明に係るフォイル軸受では、係止部をアンダーフォイル部に設けているため、トップフォイル部を、軸受面と直交する方向で係止部と重ねて配置することができる。このように、トップフォイル部を、アンダーフォイル部の本体部と重なる領域のみに設けるのではなく、係止部と重なる領域まで延ばすことにより、例えば軸受面をフォイルホルダ１１０の軸方向全長まで拡大して負荷容量を高めることができる。
【００１５】
上記のフォイル軸受では、フォイルホルダの回転直交方向（ラジアル軸受では軸方向、スラスト軸受では半径方向）の端部に凹部を設け、この凹部に係止部を収容することが好ましい。これにより、トップフォイル部の回転直交方向端部は、フォイルホルダの凹部に収容された係止部が背後に配されるため、アンダーフォイル部の本体部で支持される回転直交方向中間部と比べて弾性変形しやすくなる。このため、軸が振れ回ってトップフォイル部の回転直交方向端部と接触したときでも、トップフォイル部の回転直交方向端部が容易に弾性変形することで損傷を軽減できる。
【００１６】
上記のフォイル軸受では、例えば、係止部を、正逆両回転方向でフォイルホルダと係合可能とすることができる。
【００１７】
上記のフォイル軸受において、係止部とフォイルホルダとを回転直交方向で係合可能とすれば、フォイルのフォイルホルダに対する回転直交方向移動を規制することができる。
【００１８】
フォイル部材は、例えば軸の相対回転方向に並べられた複数のフォイルを有し、各フォイルが、前記トップフォイル部及び前記アンダーフォイル部を一体に有する構成とすることができる。この場合、各フォイルのトップフォイル部の軸受面と反対側の面が、隣接するフォイルのアンダーフォイル部で支持される。
【００１９】
フォイルの係止部は、例えば、本体部と回転直交方向で連続した第１領域と、第１領域から回転方向に延び第２領域とを備えた構成とすることができる。この場合、例えば、第１領域と第２領域との境界を塑性的に曲げて、第２領域を、フォイルホルダに設けられた段や溝に引っ掛けることができる。あるいは、第１領域と第２領域との境界を滑らかに連続させて、第２領域の先端をフォイルホルダの凹部の内壁等に突き当てることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、フォイル部材の回り止めを行う係止部をアンダーフォイル部に設けることで、係止部と軸との接触を回避して、係止部の損傷や軸の回転トルクの増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るフォイル軸受の斜視図である。
【図２】上記フォイル軸受の正面図である。
【図３】上記フォイル軸受のフォイルを平板状に展開した平面図である。
【図４】３枚のフォイルからなるフォイル部材の斜視図である。
【図５】図２の拡大図である。
【図６】他の実施形態に係るフォイルを展開した斜視図である。
【図７】図６のフォイルを折り返した状態を示す側面図である。
【図８】図６のフォイルを有するフォイル軸受の正面図である。
【図９】特願２０１７−１３９６９２に示されたフォイル軸受の斜視図である。
【図１０】図９のフォイル軸受のフォイルを平板状に展開した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１及び図２に、本発明の一実施形態に係るフォイル軸受１を示す。フォイル軸受１は、内周に挿入された軸２（図２参照）を回転自在にラジアル方向に支持するものであり、作動流体として空気を用いる空気動圧軸受である。フォイル軸受１は、フォイルホルダ１０と、フォイルホルダ１０の内周面１１に取り付けられたフォイル部材Ｘとを有する。本実施形態では、フォイル部材Ｘが複数（図示例では３枚）のフォイル２０で構成される。尚、以下では、各フォイル２０の説明において、軸２が正方向（図２の矢印方向）に回転したときの、フォイル２０に対する流体の流れ方向下流側を「下流側」と言い、その反対側を「上流側」と言う。また、３枚のフォイル２０は同じ形状であるが、図１及び４では、理解しやすいように、各フォイル２０を密なハッチング、疎なハッチング、ハッチング無しで示している。
【００２４】
フォイルホルダ１０は、金属や樹脂等で円筒状に形成される。フォイルホルダ１０の内周面１１には、図２に示すように、円筒面１１ａと、軸方向溝１１ｂと、凹部１１ｃとが設けられる。円筒面１１ａは、内周面１１の大部分を構成している。軸方向溝１１ｂは、フォイルホルダ１０の内周面１１の周方向に離隔した複数箇所（図示例では３箇所）に設けられる。本実施形態では、軸方向溝１１ｂの軸方向両端がフォイルホルダ１０の軸方向両側の端面に開口している。凹部１１ｃは、内周面１１の軸方向端部に設けられ、本実施形態では内周面１１の軸方向両端部に設けられる。凹部１１ｃは、フォイルホルダ１０の内周面１１の周方向に離隔した複数箇所（図示例では３箇所）に設けられる。図示例の凹部１１ｃは、円筒面状の底面１１ｃ１と、底面１１ｃ１の周方向両端から半径方向に延びて円筒面１１ａにつながる側面１１ｃ２とを有する。フォイルホルダ１０の外周面１２は、フォイル軸受１が組み込まれる設備（例えばガスタービン等のターボ機械）のハウジングに固定される。
【００２５】
フォイル２０は、ばね性に富み、かつ加工性のよい金属で形成され、例えば鋼や銅合金で形成される。フォイル２０は、厚さ２０μｍ〜２００μｍ程度の金属薄板にプレス加工や放電加工を施すことで形成される。本実施形態のように作動流体として空気を用いる空気動圧軸受では、雰囲気に潤滑油が存在しないため、ステンレス鋼もしくは青銅でフォイル２０を形成することが好ましい。
【００２６】
フォイル２０は、図３に示すように、軸受面Ａを有するトップフォイル部２１と、トップフォイル部２１の下流側（図３の上側）に設けられた差込部２２と、トップフォイル部２１の上流側（図３の下側）に設けられたアンダーフォイル部２３とを一体に備える。フォイルホルダ１０に取り付ける前の状態では、フォイル２０は全体が平板状を成している。
【００２７】
差込部２２は、トップフォイル部２１から下流側に延びている。本実施形態では、差込部２２が、軸方向に離隔した複数箇所（図示例では３箇所）に設けられる。トップフォイル部２１の下流側の縁のうち、差込部２２付近には、周方向の切り込み２１ａが設けられる。尚、特に必要がなければ、切り込み２１ａを省略してもよい。
【００２８】
アンダーフォイル部２３は、本体部２３ａと、係止部２３ｂとを備える。
【００２９】
本体部２３ａは、トップフォイル部２１から上流側に延びている。本実施形態では、本体部２３ａの上流側端部のうち、軸方向に離隔した複数箇所（図示例では２箇所）に切り欠き部２３ａ１が設けられる。トップフォイル部２１とアンダーフォイル部２３との境界には、スリット２５が設けられる。スリット２５は、差込部２２と同じ軸方向位置に設けられる。軸方向両端のスリット２５は、軸方向に延び、フォイル２０の軸方向端部に開口している。軸方向中央のスリット２５は、軸方向に延びており、その軸方向中央部に上流側に延びる切り欠き部が設けられる。
【００３０】
係止部２３ｂは、軸受面Ａに沿う面内で軸２の回転方向と直交する方向（本実施形態では軸方向、図３では左右方向）で、本体部２３ａと連続して設けられる。本実施形態では、本体部２３ａの軸方向両側に係止部２３ｂが設けられる。図示例の係止部２３ｂは、本体部２３ａと軸方向に連続した第１領域２３ｂ１と、第１領域２３ｂ１から周方向に延びる第２領域２３ｂ２とを備える。第１領域２３ｂ１は、本体部２３ａと軸方向に連続している。第２領域２３ｂ２は、第１領域２３ｂ１の周方向両側に設けられる。第２領域２３ｂ２と本体部２３ａとは、スリット２３ｃにより軸方向で分断されている。
【００３１】
上記のフォイル２０は、以下の手順でフォイルホルダ１０に組み付けられる。まず、図４に示すように、各フォイル２０の差込部２２を、隣接するフォイル２０のスリット２５に差し込むことにより、３枚のフォイル２０を連結してフォイル部材Ｘを円筒状に仮組みする。このように、各フォイル２０を円筒状に丸めると、アンダーフォイル部２３の本体部２３ａに追従して、係止部２３ｂの第１領域２３ｂ１は円筒状に変形しようとする。一方、係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２は、本体部２３ａと軸方向で分断されているため、本体部２３ａに追従せず、第１領域２３ｂ１の接線方向に延びる平板状となる。その結果、係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２は、本体部２３ａよりも外径側に配される。
【００３２】
そして、上記のように円筒状に丸めたフォイル部材Ｘを、フォイルホルダ１０の内周に挿入する。具体的には、フォイルホルダ１０の端面に開口した軸方向溝１１ｂに、各フォイル２０の差込部２２を軸方向から差し込みながら、フォイルホルダ１０の内周にフォイル部材Ｘを挿入する。このとき、図５に示すように、各フォイル２０のアンダーフォイル部２３の本体部２３ａが、上流側に隣接するフォイル２０のトップフォイル部２１とフォイルホルダ１０の内周面１１の円筒面１１ａとの間に配される。これにより、各フォイル２０のトップフォイル部２１の外径面（軸受面Ａと反対側の面）が、下流側に隣接するフォイル２０のアンダーフォイル部２３の本体部２３ａで支持される。以上により、３枚のフォイル２０からなるフォイル部材Ｘがフォイルホルダ１０に取り付けられる。
【００３３】
フォイル２０の係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２は、フォイルホルダ１０の内周面１１の軸方向両端に設けられた凹部１１ｃに収容される。これにより、係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２の外径側に空間が設けられるため、係止部２３ｂの弾性復元力により、第２領域２３ｂ２が本体部２３ａよりも外径側、特に、フォイルホルダ１０の内周面１１の円筒面１１ａよりも外径側に配される。このとき、係止部２３ｂの第１領域２３ｂ１と第２領域２３ｂ２とが滑らかに連続し、第２領域２３ｂ２が、第１領域２３ｂ１の周方向端部における略接線方向に延びている。各第２領域２３ｂ２の先端（第１領域２３ｂ１と反対側の端部）は、フォイルホルダ１０の凹部１１ｃと周方向（軸２の回転方向）で係合している。図示例では、各第２領域２３ｂ２の先端が、凹部１１ｃの底面１１ｃ１と側面１１ｃ２との境界に設けられた角部に突き当たることで、係止部２３ｂが周方向に突っ張った状態で凹部１１ｃに収容される。
【００３４】
このように、フォイル２０の係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２を、フォイルホルダ１０の凹部１１ｃと周方向で係合させることで、フォイル２０のフォイルホルダ１０に対する周方向移動が規制される。図示例では、各フォイル２０の係止部２３ｂが、フォイルホルダ１０の凹部１１ｃと周方向で何れの向きにも係合し、これにより、各フォイル２０のフォイルホルダ１０に対する周方向両側への移動が規制される。特に、係止部２３ｂの周方向両端を凹部１１ｃの周方向両側の角部に突っ張らせることで、フォイル２０のフォイルホルダ１０に対する周方向両側への移動を確実に規制できる。
【００３５】
このように、アンダーフォイル部２３の本体部２３ａの軸方向両側に設けた係止部２３ｂをフォイルホルダ１０と周方向で係合させてフォイル２０の回り止めを行うことで、例えば各フォイル２０の周方向両端部をフォイルホルダ１０に突き当てる構造と比べて、フォイル２０やフォイルホルダ１０の設計の自由度が高められる。
【００３６】
また、係止部２３ｂをアンダーフォイル部２３に設けることで、係止部をトップフォイル部２１に設ける場合よりも、少なくともトップフォイル部２１の厚さの分だけ係止部２３ｂを軸２から離反させることができる。これにより、係止部２３ｂと軸２とが接触する恐れが低減され、係止部２３ｂの損傷や軸２の回転トルクの増大を防止できる。
【００３７】
また、本実施形態では、フォイル２０の係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２が、フォイルホルダ１０の端面と軸方向で係合可能とされる。図示例では、係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２が、フォイルホルダ１０の凹部１１ｃの底面１１ｃ１と円筒面１１ａとを連続する端面１１ｃ３（図２参照）と軸方向で係合可能とされる。これにより、フォイル２０とフォイルホルダ１０との軸方向の位置ずれを防止できる。特に、本実施形態では、フォイル２０の軸方向両端に係止部２３ｂを設け、これらの係止部２３ｂでフォイルホルダ１０を軸方向両側から挟持することで、フォイル２０のフォイルホルダ１０に対する軸方向両側への移動が規制される。
【００３８】
上記のフォイル軸受１の内周に挿入された軸２が正方向（図２の矢印方向）に回転すると、フォイル軸受１の各フォイル２０のトップフォイル部２１の軸受面Ａと軸２の外周面２ａとの間に軸受隙間Ｒが形成される。このとき、各フォイル２０のトップフォイル部２１の下流側領域が、隣接するフォイル２０のアンダーフォイル部２３の本体部２３ａに乗り上げることで、各フォイル２０の軸受面Ａと軸２の外周面２ａとの間に、下流側に向けて隙間幅が徐々に狭くなった楔状の軸受隙間Ｒが形成される。本実施形態では、図５に示すように、各フォイル２０の差込部２２がフォイルホルダ１０の軸方向溝１１ｂに差し込まれていることで、トップフォイル部２１の下流端近傍が、トップフォイル部２１全体の湾曲方向（フォイルホルダ１０の内周面１１の円筒面１１ａの湾曲方向）と逆向き、すなわち内径側に凸となるように湾曲し、この領域が内径側に膨出する。これにより、各フォイル２０の軸受面Ａと軸２の外周面２ａとの間に楔状の軸受隙間Ｒが形成されやすくなる。この楔状の軸受隙間Ｒの幅狭側に空気が押し込まれることにより、軸受隙間Ｒの空気膜の圧力が高められ、この圧力により軸２がラジアル方向に非接触支持される。尚、図２では、軸受隙間Ｒの幅を誇張して示している。
【００３９】
上記のように、トップフォイル部２１の下流側領域が隣接するフォイルのアンダーフォイル部２３に乗り上げることで、トップフォイル部２１に半径方向のバネ性が付与される。また、本実施形態では、トップフォイル部２１の下流端近傍が内径側に凸となるように湾曲することで、トップフォイル部２１にさらにバネ性が付与される。これにより、各フォイル２０のトップフォイル部２１の軸受面Ａが、荷重や軸２の回転速度、周囲温度等の運転条件に応じて任意に変形するため、軸受隙間Ｒは運転条件に応じた適切幅に自動調整される。そのため、高温・高速回転といった過酷な条件下でも、軸受隙間を最適幅に管理することができ、軸２を安定して支持することが可能となる。
【００４０】
このとき、トップフォイル部２１を、アンダーフォイル部２３の本体部２３ａと重なる領域だけでなく、係止部２３ｂと重なる軸方向領域まで延ばすことで、軸受面Ａの面積が拡大され、負荷容量が高められる。図示例では、フォイルホルダ１０の内周面１１の全域に軸受面Ａが形成される。
【００４１】
また、上記のフォイル軸受１では、トップフォイル部２１の軸方向中間部の背後（外径側）にアンダーフォイル部２３の本体部２３ａが配される。一方、トップフォイル部２１の軸方向両端部の背後に、フォイルホルダ１０の凹部１１ｃに収容された係止部２３ｂが配される。この場合、凹部１１ｃに収容された係止部２３ｂは外径側に逃がすことができるため、例えば軸２に振れ回ってトップフォイル部２１の軸方向端部に接触した場合でも、係止部２３ｂと重ねられたトップフォイル部２１の軸方向端部を外径側に逃がしてトップフォイル部２１の損傷を軽減することができる。
【００４２】
また、各フォイル２０のトップフォイル部２１は、隣接するフォイル２０のアンダーフォイル部２３の上（内径側）に重ねられているため、軸受隙間Ｒの流体圧力でトップフォイル部２１がアンダーフォイル部２３に押し付けられることで、トップフォイル部２１に、アンダーフォイル部２３の本体部２３ａの切り欠き部２３ａ１に沿った段差が形成される。軸２の回転時に軸受隙間Ｒを流れる流体が、上記の段差に沿って各切り欠き部２３ａ１の軸方向中央に集められることで、軸受隙間Ｒの流体圧力が積極的に高められる。本実施形態では、切り欠き部２３ａ１が２箇所に設けられることで、軸方向に離隔した２箇所に高圧力部が設けられるため、軸２のコニカルモードの振動に対する剛性が高められる。
【００４３】
軸２の回転開始直後や停止直前の低速回転時には、軸受隙間Ｒの流体圧力が十分に高まっていないため、軸２の外周面２ａとフォイル２０の軸受面Ａとが摺動する。このとき、フォイル２０が下流側に移動しようとするが、フォイル２０の係止部２３ｂの下流側の第２領域２３ｂ２がフォイルホルダ１０の凹部１１ｃと周方向で係合することで、フォイル２０の下流側への移動が規制される。本実施形態では、フォイル２０の差込部２２がフォイルホルダ１０の軸方向溝１１ｂの奥部に突き当たっており、ここでもフォイル２０の下流側の移動が規制される。尚、フォイル２０の下流側への移動を規制する構造は、上記の何れか一方のみでもよい。例えば、フォイル２０の係止部２３ｂの下流側の第２領域２３ｂ２をフォイルホルダ１０の凹部１１ｃと周方向で係合させる一方で、フォイル２０の差込部２２の下流側端部をフォイルホルダ１０の軸方向溝１１ｂの奥部よりも手前側に配してもよい。
【００４４】
また、軸２は、通常は正方向（図２の矢印方向）のみに回転するが、停止直後等に一時的に逆方向に回転することがある。このような場合、軸２の外周面２ａとフォイル２０の軸受面Ａとが摺動することで、フォイル２０が上流側に移動しようとする。このとき、フォイル２０の係止部２３ｂの上流側の第２領域２３ｂ２がフォイルホルダ１０の凹部１１ｃと周方向で係合することで、フォイル２０の上流側への移動が規制される。
【００４５】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上記の実施形態と重複する点は説明を省略する。
【００４６】
上記の実施形態では、フォイル部材Ｘが複数のフォイル２０で構成された場合を示したが、これに限られない。例えば、図６〜８に示す実施形態では、フォイル部材Ｘが１枚のフォイル２０で構成される。このフォイル２０は、図６に示すように、平板状のトップフォイル部２１と、波形のアンダーフォイル部２３とを一体に有する。図７に示すように、フォイル２０のトップフォイル部２１とアンダーフォイル部２３の境界で折り返すことにより、トップフォイル部２１とアンダーフォイル部２３とが重ねられる。このフォイル２０を円筒状に丸めてフォイルホルダ１０の内周に挿入することで、図８に示すフォイル軸受１が得られる。アンダーフォイル部２３の軸方向両端に設けられた係止部２３ｂは、フォイルホルダ１０の内周面の軸方向両端に設けられた凹部１１ｃに収容される。トップフォイル部２１は、波形のアンダーフォイル部２３で背後から弾性的に支持される。係止部２３ｂの第２領域２３ｂ２は、フォイルホルダ１０の凹部１１ｃと周方向で係合し、これにより、フォイル２０のフォイルホルダ１０に対する周方向両側への移動が規制される。
【００４７】
以上の実施形態では、フォイル２０の係止部２３ｂの第１領域２３ｂ１と第２領域２３ｂ２との境界を弾性的に曲げた場合を示したが、これに限らず、予め、係止部の第１領域と第２領域との境界を塑性的に曲げてから、フォイル２０をフォイルホルダ１０に取り付けてもよい。この場合、例えば、係止部の第２領域を、フォイルホルダに設けられた段や溝に引っ掛けることで、フォイル２０の周方向移動を規制することができる。
【００４８】
以上の実施形態では、フォイル２０のアンダーフォイル部２３の係止部２３ｂとフォイルホルダ１０とを完全に固定せず、係止部２３ｂの周方向端部とフォイルホルダ１０の凹部１１ｃの内壁との突き当て構造のみでフォイル２０の周方向移動を規制したが、これに限られない。例えば、係止部２３ｂとフォイルホルダ１０とを、溶接や接着等の手段により完全に固定してもよい。
【００４９】
以上の実施形態では、フォイル軸受１が、軸２をラジアル方向に支持するラジアルフォイル軸受である場合を示したが、これに限らず、軸に設けたスラストカラーをスラスト方向に支持するスラストフォイル軸受に本発明を適用してもよい（図示省略）。この場合、フォイル部材が、軸受面を有するトップフォイル部と、トップフォイル部とフォイルホルダとの間に配されたアンダーフォイル部とを有し、アンダーフォイル部に係止部が設けられる。係止部が、円盤状のフォイルホルダと周方向で係合することで、軸との摺動によるフォイル部材の供回りが規制される。
【００５０】
以上の実施形態では、フォイル軸受１を固定し、軸２を回転させた場合を示したが、これに限らず、軸２を固定し、フォイル軸受１を回転させてもよい。ただし、フォイル軸受１を回転させると、フォイルに遠心力が加わるため、遠心力で破損しないようにフォイルを設計する必要がある。
【００５１】
以上に示したフォイル軸受１は、ガスタービンやターボチャージャ（過給機）等のターボ機械の他、自動車等の車両用軸受、あるいは産業機器用の軸受等として使用することが可能である。
【００５２】
以上に示したフォイル軸受は、作動流体として空気を使用した空気動圧軸受のみならず、作動流体として潤滑油を使用した油動圧軸受としても使用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１     フォイル軸受
２     軸
１０   フォイルホルダ
１１ｃ 凹部
２０   フォイル
２１   トップフォイル部
２２   差込部
２３   アンダーフォイル部
２３ａ 本体部
２３ｂ 係止部
２３ｂ１      第１領域
２３ｂ２      第２領域
Ｘ     フォイル部材
Ａ     軸受面
Ｒ     軸受隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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