(57)【要約】【課題】回転軸の軸受寿命の増大が図られる軸受装置を提供する。【解決手段】軸受装置１１０は、回転軸８２の軸方向において配設された前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０を有するラジアル方向軸受３７と、回転軸８２の外周面８２ａに設けられたターゲット部２４に対向してアキシャル方向の支持をなす磁気軸受５０を有するアキシャル方向軸受５１とを備える。２分割構造の前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０に転がり軸受１３，１４を設けるとともに、転がり軸受１３，１４の駆動モータ２０側端面１３ｂ，１４ｂの位置に係止部１７，１８を設ける。【選択図】図１
2008232289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に一体に設けられるロータとケーシングに固定されるステータとを備える駆動モータと、
前記回転軸の軸方向において前記駆動モータを挟むように配設された一対のフォイル軸受を有するラジアル方向軸受と、
前記回転軸の外周面に設けられたターゲット部に対向し、アキシャル方向の支持をなす磁気軸受を有するアキシャル方向軸受とを備える軸受装置において、
前記ラジアル方向軸受は、アキシャル方向に２分割構造の前記フォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたユニット構造であり、
前記回転軸の高速回転による前記フォイル軸受の非接触状態において、前記転がり軸受と前記回転軸との隙間が、前記フォイル軸受と前記回転軸との隙間より小さいことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置において、前記回転軸には、前記回転軸の軸方向において前記転がり軸受の前記駆動モータ側端面と係止する係止部が設けられ、
前記転がり軸受の前記駆動モータ側端面と前記係止部との隙間が、前記アキシャル方向軸受における前記磁気軸受と前記ターゲット部との隙間より小さいこと
を特徴とする軸受装置。
【請求項３】
回転軸に一体に設けられるロータとケーシングに固定されるステータとを備える駆動モータと、
前記回転軸の軸方向において前記駆動モータを挟むように配設された一対のフォイル軸受を有するラジアル方向軸受と、
前記回転軸の外周面に設けられたターゲット部に対向し、アキシャル方向の支持をなす磁気軸受を有するアキシャル方向軸受とからなる軸受装置を備えた回転駆動装置において、
前記ラジアル方向軸受は、アキシャル方向に２分割構造の前記フォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたユニット構造であり、
前記回転軸の高速回転による前記フォイル軸受の非接触状態において、前記転がり軸受と前記回転軸との隙間が、前記フォイル軸受と前記回転軸との隙間より小さい軸受装置を備えることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の回転駆動装置において、前記回転軸には、前記回転軸の軸方向において前記転がり軸受の前記駆動モータ側端面と係止する係止部が設けられ、
前記転がり軸受の前記駆動モータ側端面と前記係止部との隙間が、前記アキシャル方向軸受における前記磁気軸受と前記ターゲット部との隙間より小さい軸受装置を備えること
を特徴とする回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置に関し、さらに軸受装置を備えた回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンプレッサ、ブロワ、タービン等の回転機器を駆動する回転駆動装置には、回転軸を支承する軸受装置が備えられている。回転駆動装置において、ケーシング内の回転軸を支承する軸受装置として、静圧気体軸受、フォイル軸受等の動圧気体軸受及び磁気軸受等が挙げられる。特に小型の回転機器やオイルの使用を避けたい回転機器においては、フォイル軸受がラジアル方向軸受として、磁気軸受がアキシャル方向軸受として回転軸を支承する。
【０００３】
静圧気体軸受は、ケーシング内に備えられた隙間内に気体（空気）を常に供給して、隙間内に生じた静圧によって回転軸を浮上支持する軸受である。静圧気体軸受では、隙間内に供給される空気の粘性が低いために回転軸と空気との摩擦が少ないこと、空気膜によって軸受表面の形状誤差が平均化されること、及びオイルフリーであること等の利点が挙げられる。しかしながら、静圧気体軸受では、隙間内に一定の静圧を形成させるために、空気を常に供給する必要があるためランニングコストが高いという問題点がある。
【０００４】
フォイル軸受は、回転軸と軸受との相対滑りによって発生するくさび作用あるいはポンプ作用によって周囲の空気を引き込み，回転軸と軸受との間の圧力を上昇させ負荷能力と軸受剛性を得る軸受である。フォイル軸受は、低コスト、オイルフリー等の利点がある。しかしながら、回転軸の低速回転時及び外乱振動発生時において十分な動圧力を発生させることができず、摩擦による焼き付けや損傷を生じるという問題点がある。
【０００５】
上記問題点を解消するために、フォイル軸受と併用して、回転軸の一部をスラスト方向に支持する位置に、磁気軸受を備えた軸受装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図４に、動圧気体軸受と併用して、回転軸の一部をスラスト方向に支持する磁気軸受を有するアキシャル方向軸受を備えた軸受装置８０の正面断面図を示す。
【０００６】
図４において、軸受装置８０には、ケーシング８１内に回転軸８２が備えられ、ケーシング８１と回転軸８２との間に、回転軸８２の一方を回転軸８２の軸方向に浮上させることが可能な動圧気体軸受８３が設けられている。動圧気体軸受８３は、回転軸８２の下方の位置に一体形成されたスラスト円板８５の両面にフォイル８６を有するフォイル軸受である。さらに、回転軸８２の他方を支承する位置に、磁気軸受８４が設けられている。
【０００７】
軸受装置８０において、ケーシング８１の内周には、ケーシング８１上方から回転軸８２が挿通されている。ケーシング８１の内径は、回転軸８２の外径に比べて若干大きく設定されている。動圧気体軸受８３が機能する場合、ケーシング８１と回転軸８２との間に、微小隙間が形成される。
【０００８】
すなわち、軸受装置８０が定常運転をしている場合、回転軸８２の回転に伴って、スラスト円板８５の上面８５ａと、この上面８５ａに対向する位置にケーシング８１から突設された固定円板８７との間、及びスラスト円板８５の下面８５ｂと、下面８５ｂに対向するケーシング８１の内壁８１ａとの間に、それぞれ空気が高速状態で引き込まれることによって、動圧力が発生する。そして、発生した動圧力により、回転軸８２がアキシャル方向（図中矢印Ｐ方向）に浮上支承される。
【０００９】
さらに、軸受装置８０において、ケーシング８１の上方内周には、磁気軸受８４が設けられている。磁気軸受８４と対向する位置には、回転軸８２と一体形成された磁性材質のターゲット部８８が設けられている。そして、磁気軸受８４の電磁石の発生する磁力によりターゲット部８８が吸引され、回転軸８２が回転軸８２がアキシャル方向に浮上支承される。
【００１０】
このような構成によれば、回転軸８２の停止時や低速回転時及び外乱振動発生時において動圧気体軸受８３に十分な動圧が発生しない場合、回転軸８２は、磁気軸受８４とターゲット部８８との間に作用する磁気吸引力によって浮上支承される。その結果、動圧気体軸受８３に設けられたスラスト円板８５とケーシング８１の内壁８１ａとの間、及びスラスト円板８５と固定円板８７との間に隙間が形成され、回転軸８２がケーシング８１の内壁８１ａと接触することを防ぐことができると記載されている。また、軸受装置８０においては、回転軸８２が高速回転となった後は、ケーシング８１内の空気により動圧が発生し、静圧気体軸受のように一定の空気を供給し続ける必要がないので、低コスト化を図ることができると記載されている。
【００１１】
また、図５は、軸受装置を備えた回転駆動装置の一例としての圧縮機９０を示す概略模式図である。
この圧縮機９０は、回転軸８２が水平方向の横置きで用いられる。圧縮機９０には、圧縮部１及び駆動部２が設けられている。圧縮部１及び駆動部２は、ケーシング１０の圧縮部ケーシング１０ａと駆動部ケーシング１０ｂとによって連結されている。
【００１２】
圧縮部１は、駆動部２の前方、すなわち、図５において左側に位置している。圧縮部１には、空気が流入する空気流入路１２と、空気流入路１２を通じて流入した空気を圧縮するとともに、空気排出路（不図示）を通じて圧縮空気を排出する羽根車１１とが設けられている。
【００１３】
駆動部２には、駆動モータ２０と、該駆動モータ２０によって回転駆動される回転軸８２と、回転軸８２を支承する軸受装置１００とが設けられている。駆動モータ２０は、駆動部ケーシング１０ｂに固定されるステータ２２と、回転軸８２に一体に設けられたロータ２３とを備えている。回転軸８２の軸方向におけるロータ２３の後側、すなわち回転軸８２の軸方向において圧縮部１と反対側には、ターゲット部２４が設けられている。回転軸８２の先端側は、圧縮部１に収容されている。
【００１４】
軸受装置１００には、回転軸８２の軸方向において駆動モータ２０を挟むように配設された一対のフォイル軸受（即ち、前側フォイル軸受３０と後側フォイル軸受４０）を有するラジアル方向軸受２７と、回転軸８２の外周面８２ａに設けられたターゲット部２４に対向してアキシャル方向の支持をなす磁気軸受５０を有するアキシャル方向軸受５１とが設けられている。アキシャル方向軸受５１は、ラジアル方向にターゲット部２４を挟むように配設されている。回転軸８２の羽根車１１が設けられる端部と反対側の端部に対向する位置には、回転軸８２のアキシャル方向の位置を検出する位置センサ２６が設けられている。
【００１５】
前側フォイル軸受３０は、回転軸８２において駆動モータ２０より前方、すなわち、ロータ２３と羽根車１１との間に配設され、駆動部ケーシング１０ｂに固定される円筒状の前側軸受ハウジング３１を備える。該前側軸受ハウジング３１の回転軸８２との接触面には、波形状のバンプフォイル３２及びスリーブ状のトップフォイル３３が配設されている。
【００１６】
後側フォイル軸受４０は、回転軸８２において駆動モータ２０より後方、すなわち、ロータ２３とアキシャル方向軸受５１との間に配設され、前側フォイル軸受３０と同様に構成されている。すなわち、後側フォイル軸受４０は、駆動部ケーシング１０ｂに固定される円筒状の後側軸受ハウジング４１を備える。後側軸受ハウジング４１の回転軸８２との接触面には、波形状のバンプフォイル４２及びスリーブ状のトップフォイル４３が配設されている。
【００１７】
次に、前述のように構成された圧縮機９０の動作態様について説明する。
圧縮機９０は、駆動部２に設けられた駆動モータ２０により回転軸８２が回転し、回転軸８２に接続された圧縮部１の羽根車１１が回転する。これにより、圧縮部１において空気流入路１２を通じて流入した空気が圧縮され、圧縮部ケーシング１０ａに設けられた空気排出路（不図示）から排出される。
【００１８】
また、圧縮機９０が定常運転をしている場合、回転軸８２の回転に伴って、回転軸８２の外周面８２ａとトップフォイル３３，４３の内周面３３ａ，４３ａとの間に動圧力が発生する。そして、動圧力による空気潤滑作用によって、回転軸８２が前側フォイル軸受３０及び後側フォイル軸受４０と非接触状態で支承される。また、羽根車１１の回転により回転軸８２には、白抜き矢印に示すように、回転軸８２の軸方向に作用する力（スラスト力）が発生する。
【特許文献１】特開平１０−２９２８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記軸受装置１００では、前側フォイル軸受３０及び後側フォイル軸受４０において、回転軸８２の低速回転時及び外乱振動発生等によって軸受剛性を超える回転軸８２の振動が発生した場合、軸受装置１００内部の動圧力不足により、回転軸８２が前側フォイル軸受３０及び後側フォイル軸受４０と接触状態で支持される。これによって、少なからず軸受寿命が低下するという問題点がある。
【００２０】
また、上記軸受装置１００では、外乱振動や上述の回転軸８２の軸方向に作用する力（スラスト力）により、軸受剛性を超える回転軸８２の振動が発生した場合、アキシャル方向軸受５１とターゲット部２４とが接触するおそれがあり、アキシャル方向軸受５１が損傷するという問題点がある。
【００２１】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸の低速回転時及び外乱振動発生等によって軸受剛性を超える回転軸の振動が発生した場合でも、回転軸の軸受寿命の増大及び保護が図られる軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、回転軸に一体に設けられるロータとケーシングに固定されるステータとを備える駆動モータと、回転軸の軸方向において駆動モータを挟むように配設された一対のフォイル軸受を有するラジアル方向軸受と、回転軸の外周面に設けられたターゲット部に対向し、アキシャル方向の支持をなす磁気軸受を有するアキシャル方向軸受とを備える軸受装置において、ラジアル方向軸受は、アキシャル方向に２分割構造のフォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたユニット構造であり、回転軸の高速回転によるフォイル軸受の非接触状態において、転がり軸受と回転軸との隙間が、フォイル軸受と回転軸との隙間より小さいことを特徴とする。
【００２３】
同構成によれば、ラジアル方向軸受は、アキシャル方向に２分割構造のフォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたユニット構造であるとともに、回転軸の高速回転によるフォイル軸受の非接触状態において、転がり軸受と回転軸との隙間が、フォイル軸受と回転軸との隙間より小さいため、回転軸とラジアル方向軸受との接触頻度を抑制することができる。従って、ラジアル方向軸受の軸受寿命の増大及び保護を図ることができる。その結果、回転軸及び軸受装置の負担を軽減させ、耐久寿命を向上させることができる。また、アキシャル方向に２分割構造のフォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたため、ラジアル方向におけるラジアル方向軸受が、複合タイプの軸受ユニットとして構成される。このような構成により、ラジアル方向軸受の圧縮機への組み込みや交換作業が容易となる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸受装置において、回転軸には、回転軸の軸方向において転がり軸受の駆動モータ側端面と係止する係止部が設けられ、転がり軸受の駆動モータ側端面と係止部との隙間が、アキシャル方向軸受における磁気軸受とターゲット部との隙間より小さいことを特徴とする。
【００２５】
同構成によれば、回転軸には、回転軸の軸方向において転がり軸受の端面と係止する係止部が設けられ、転がり軸受の端面と係止部との隙間が、アキシャル方向軸受における磁気軸受とターゲット部との隙間より小さいため、アキシャル方向軸受とターゲット部との接触を防ぐことができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、回転軸に一体に設けられるロータとケーシングに固定されるステータとを備える駆動モータと、回転軸の軸方向において駆動モータを挟むように配設された一対のフォイル軸受を有するラジアル方向軸受と、回転軸の外周面に設けられたターゲット部に対向し、アキシャル方向の支持をなす磁気軸受を有するアキシャル方向軸受とからなる軸受装置を備えた回転駆動装置において、ラジアル方向軸受は、アキシャル方向に２分割構造のフォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたユニット構造であり、回転軸の高速回転によるフォイル軸受の非接触状態において、転がり軸受と回転軸との隙間が、フォイル軸受と回転軸との隙間より小さい軸受装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
同構成によれば、ラジアル方向軸受は、アキシャル方向に２分割構造のフォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたユニット構造であるとともに、回転軸の高速回転によるフォイル軸受の非接触状態において、転がり軸受と回転軸との隙間が、フォイル軸受と回転軸との隙間より小さいため、回転軸とラジアル方向軸受との接触頻度を抑制することができる。その結果、ラジアル方向軸受の軸受寿命の増大及び保護を図ることができる。その結果、回転軸及び軸受装置の負担を軽減させ、耐久寿命を向上させることができる。また、アキシャル方向に２分割構造のフォイル軸受の間に転がり軸受が配置されたため、ラジアル方向におけるラジアル方向軸受が、複合タイプの軸受ユニットとして構成される。このような構成により、ラジアル方向軸受の圧縮機への組み込みや交換作業が容易となる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の回転駆動装置において、回転軸には、回転軸の軸方向において転がり軸受の駆動モータ側端面と係止する係止部が設けられ、転がり軸受の駆動モータ側端面と係止部との隙間が、アキシャル方向軸受における磁気軸受とターゲット部との隙間より小さい軸受装置を備えることを特徴とする。
【００２９】
同構成によれば、回転軸には、回転軸の軸方向において転がり軸受の端面と係止する係止部が設けられ、転がり軸受の端面と係止部との隙間が、アキシャル方向軸受における磁気軸受とターゲット部との隙間より小さいため、アキシャル方向軸受とターゲット部との接触を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、軸受の寿命増大及び保護が図られる回転軸の軸受装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明にかかる軸受装置を回転駆動装置としての圧縮機９１に具体化した一実施形態について図を参照して説明する。図１は、圧縮機９１の構成を示す概略模式図である。なお、本発明に係る回転駆動装置としての圧縮機９１の構成において、従来の回転駆動装置としての圧縮機９０と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明する。
【００３２】
この圧縮機９１は、回転軸が水平方向の横置きで用いられる。圧縮機９０には、圧縮部１及び駆動部２が設けられている。圧縮部１及び駆動部２は、ケーシング１０の圧縮部ケーシング１０ａと駆動部ケーシング１０ｂとによって連結されている。
【００３３】
圧縮部１は、駆動部２の前方、すなわち、図１において左側に位置している。圧縮部１には、空気が流入する空気流入路１２と、その流入した空気を圧縮するとともに、圧縮空気を空気排出路（不図示）を通じて排出する羽根車１１とが設けられている。
【００３４】
駆動部２には、駆動モータ２０と、該駆動モータ２０によって回転駆動される回転軸８２と、回転軸８２を支承する軸受装置１１０とが設けられている。駆動モータ２０は、駆動部ケーシング１０ｂに固定されるステータ２２と、回転軸８２に一体に設けられたロータ２３とを備えている。回転軸８２の軸方向におけるロータ２３の後側、すなわち回転軸８２の軸方向において圧縮部１と反対側には、ターゲット部２４が設けられている。回転軸８２の先端側は、圧縮部１に収容されている。
【００３５】
軸受装置１１０には、回転軸８２の軸方向において駆動モータ２０を挟むように配設された一対のフォイル軸受（即ち、前側フォイル軸受６０と後側フォイル軸受７０）を有するラジアル方向軸受３７と、回転軸８２の外周面８２ａに設けられたターゲット部２４に対向してアキシャル方向の支持をなす磁気軸受５０を有するアキシャル方向軸受５１とが設けられている。アキシャル方向軸受５１は一対となってアキシャル方向にターゲット部２４を挟むように配設されている。回転軸８２の羽根車１１が設けられる端部と反対側の端部に対向する位置には、回転軸８２のアキシャル方向の位置を検出する位置センサ２６が設けられている。
【００３６】
前側フォイル軸受６０は、回転軸８２において駆動モータ２０より前方、すなわち、ロータ２３と羽根車１１との間に配設され、駆動部ケーシング１０ｂに固定される円筒状の前側軸受ハウジング６１を備える。前側軸受ハウジング６１の回転軸８２との接触面側には、波形状のバンプフォイル６２及びスリーブ状のトップフォイル６３が配設されている。
【００３７】
後側フォイル軸受７０は、回転軸８２において駆動モータ２０より後方、すなわち、ロータ２３とアキシャル方向軸受５１との間に配設され、前側フォイル軸受６０と同様に構成されている。すなわち、後側フォイル軸受７０は、駆動部ケーシング１０ｂに固定される円筒状の後側軸受ハウジング７１を備え、後側軸受ハウジング７１の回転軸８２との接触面側には、波形状のバンプフォイル７２及びスリーブ状のトップフォイル７３が配設されている。
【００３８】
ここで、本発明においては、ラジアル方向軸受３７のアキシャル方向に２分割構造の前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０の間に転がり軸受１３，１４が配置されたユニット構造をなしていることが特徴である。なお、オイルフリーが要求される場合は、固体潤滑タイプの転がり軸受を使用するのが好ましい。
【００３９】
図２は、本発明に係る前側フォイル軸受６０に転がり軸受１３を組み込んだフォイル軸受の拡大断面図である。前側フォイル軸受６０には、２分割構造の間に転がり軸受１３が配置されたユニット構造をなしている。転がり軸受１３の内周面１３ａは、前側フォイル軸受６０の内周面６０ａ，６０ｂよりも回転軸８２側に突出している。すなわち、圧縮機９１の停止時や低速回転時には、回転軸８２は転がり軸受１３に接触支持されているが、回転軸８２の回転数を上昇させて定常運転の回転数に達すると、動圧力により前側フォイル軸受６０と回転軸８２との隙間が十分に増加する。圧縮機９１の定常運転時において、回転軸８２の外周面８２ａと、前側フォイル軸受６０の２分割構造のうち、転がり軸受１３に対して左側（すなわち、羽根車１１側）に位置する内周面６０ａとの隙間をＵ、前側フォイル軸受６０の２分割構造のうち、転がり軸受１３に対して右側（すなわち、駆動モータ２０側）に位置する内周面６０ｂとの隙間をＶ、回転軸８２の外周面８２ａと転がり軸受１３の内周面１３ａとの隙間をＷとした場合、Ｗ＜Ｕ＝Ｖとなる。すなわち、回転軸８２が前側フォイル軸受６０と隙間Ｕ，Ｖにて浮上し、前側フォイル軸受６０とユニット構造である転がり軸受１３も同時に、回転軸８２と隙間Ｗにて非接触状態となる。その結果、圧縮機９１の定常運転時においては、前側フォイル軸受６０が回転軸８２と非接触状態となるため、前側フォイル軸受６０が保護されることとなる。
【００４０】
また、回転軸８２には、転がり軸受１３の駆動モータ２０側端面１３ｂに対向し、かつ、前側フォイル軸受６０の内周面６０ｂ側に対向した係止部１７が設けられている。転がり軸受１３の駆動モータ２０側端面１３ｂと係止部１７との隙間をＸとし、図１に示すターゲット部２４とアキシャル方向軸受５１との隙間をＹとすると、Ｘ＜Ｙとなり、外乱振動発生時等、回転軸８２がＳ方向に移動した場合、転がり軸受１３の駆動モータ２０側端面１３ｂが係止部１７に接触するため、アキシャル方向軸受５１はターゲット部２４と接触せず、保護されることとなる。
【００４１】
図３は、本発明に係る後側フォイル軸受７０に転がり軸受１４を組み込んだフォイル軸受の拡大断面図である。後側フォイル軸受７０には、２分割構造の間に転がり軸受１４が配置されたユニット構造をなしている。転がり軸受１４の内周面１４ａは、後側フォイル軸受７０の内周面７０ａ，７０ｂよりも回転軸８２側に突出している。すなわち、圧縮機９１の停止時や低速回転時には、回転軸８２は転がり軸受１４に接触支持されているが、回転軸８２の回転数を上昇させて定常運転の回転数に達すると、動圧力により後側フォイル軸受７０と回転軸８２との隙間が十分に増加する。圧縮機９１の定常運転時において、回転軸８２の外周面８２ａと、後側フォイル軸受７０の２分割構造のうち、転がり軸受１４に対して左側（すなわち、羽根車１１側）に位置する内周面７０ａとの隙間をＵ、後側フォイル軸受７０の２分割構造のうち、転がり軸受１４に対して右側（すなわち、駆動モータ２０側）に位置する内周面７０ｂとの隙間をＶ、回転軸８２の外周面８２ａと転がり軸受１４の内周面１４ａとの隙間をＷとした場合、Ｗ＜Ｕ＝Ｖとなる。すなわち、回転軸８２が後側フォイル軸受７０と隙間Ｕ，Ｖにて浮上し、後側フォイル軸受７０とユニット構造である転がり軸受１４も同時に、回転軸８２と隙間Ｗにて非接触状態となる。その結果、圧縮機９１の定常運転時においては、後側フォイル軸受７０が回転軸８２と非接触状態となるため、後側フォイル軸受７０が保護されることとなる。
【００４２】
また、回転軸８２には、転がり軸受１４の駆動モータ２０側端面１４ｂに対向し、かつ、後側フォイル軸受７０の内周面７０ａ側に対向した係止部１８が設けられている。転がり軸受１４の駆動モータ２０側端面１４ｂと係止部１８との隙間をＸとし、図１に示すターゲット部２４とアキシャル方向軸受５１との隙間をＹとすると、Ｘ＜Ｙとなり、外乱振動発生時等、回転軸８２がＴ方向に移動した場合、転がり軸受１４の駆動モータ２０側端面１４ｂが係止部１８に接触するため、アキシャル方向軸受５１はターゲット部２４と接触せず、保護されることとなる。
【００４３】
次に、前述のように構成された圧縮機９１の動作態様について説明する。
圧縮機９１においては、駆動部２に設けられる駆動モータ２０により回転軸８２が回転し、回転軸８２に接続された圧縮部１の羽根車１１が回転する。これにより、圧縮部１において空気流入路１２を通じて流入した空気が圧縮され、圧縮部ケーシング１０ａに接続された空気排出路（不図示）から排出される。
【００４４】
上述のように、圧縮機９１の停止時や低速回転時には、回転軸８２は転がり軸受１３，１４に接触支持されているが、回転数を上昇させて定常運転の回転数に達すると、動圧力により前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０と回転軸８２との隙間が十分に増加する。すなわち、回転軸８２が前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０と隙間Ｕ，Ｖにて浮上し、前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０とユニット構造である転がり軸受１３，１４も同時に、回転軸８２と隙間Ｗにて非接触状態となる。
【００４５】
また、アキシャル方向への外乱振動発生時には、ラジアル方向軸受３７における前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０の転がり軸受１３，１４と回転軸８２に設けられた係止部１７，１８によりアキシャル方向への移動が阻止される（Ｘ＜Ｙの関係）ので、アキシャル方向軸受５１における磁気軸受５０とターゲット部２４とが接触することがなく、回転軸８２や磁気軸受５０の損傷を保護できる。
【００４６】
上記実施形態の軸受装置１１０を備えた回転駆動装置としての圧縮機９１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）前側フォイル軸受６０の２分割構造の間に転がり軸受１３が配置されたユニット構造にするとともに、回転軸８２の外周面８２ａと転がり軸受１３の内周面１３ａとの隙間Ｗを、前側フォイル軸受６０の２分割構造のうち、転がり軸受１３に対して左側（すなわち、羽根車１１側）に位置する内周面６０ａと回転軸８２の外周面８２ａとの隙間Ｕ、及び前側フォイル軸受６０の２分割構造のうち、転がり軸受１３に対して右側（すなわち、駆動モータ２０側）に位置する内周面６０ｂと回転軸８２の外周面８２ａとの隙間Ｖよりも小さく形成している。従って、転がり軸受１３の内周面１３ａと回転軸８２の外周面８２ａとが接触することになり、回転軸８２と前側フォイル軸受６０との接触頻度を抑制することができるため、前側フォイル軸受６０の軸受の寿命増大及び保護を図ることが可能となる。
【００４７】
（２）また、回転軸８２の外周面８２ａに、転がり軸受１３の駆動モータ２０側端面１３ｂの位置で、転がり軸受１３と係止する係止部１７を設け、転がり軸受１３の駆動モータ２０側端面１３ｂと回転軸８２の係止部１７との隙間Ｘを、ターゲット部２４とアキシャル方向軸受５１における磁気軸受５０との隙間Ｙよりも小さく形成している。従って、アキシャル方向軸受５１とターゲット部２４との接触を防ぐことができる。
【００４８】
（３）後側フォイル軸受７０の２分割構造の間に転がり軸受１４が配置されたユニット構造にするとともに、回転軸８２の外周面８２ａと転がり軸受１４の内周面１４ａとの隙間Ｗを、後側フォイル軸受７０の２分割構造のうち、転がり軸受１４に対して左側（すなわち、駆動モータ２０側）に位置する内周面７０ａと回転軸８２の外周面８２ａとの隙間Ｖ、及び後側フォイル軸受７０の２分割構造のうち、転がり軸受１４に対して右側（すなわち、アキシャル方向軸受５１側）に位置する内周面７０ｂと回転軸８２の外周面８２ａとの隙間Ｕよりも小さく形成している。従って、転がり軸受１４の内周面１４ａと回転軸８２の外周面８２ａとが接触することになり、回転軸８２と後側フォイル軸受７０との接触頻度を抑制することができるため、後側フォイル軸受７０の軸受の寿命増大及び保護を図ることが可能となる。
【００４９】
（４）また、回転軸８２の外周面８２ａに、転がり軸受１４の駆動モータ２０側端面１４ｂの位置で、転がり軸受１４と係止する係止部１８を設け、転がり軸受１４の駆動モータ２０側端面１４ｂと回転軸８２の係止部１８との隙間Ｘを、ターゲット部２４とアキシャル方向軸受５１における磁気軸受５０との隙間Ｙよりも小さく形成している。従って、アキシャル方向軸受５１とターゲット部２４との接触を防ぐことができる。
【００５０】
（５）前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０に転がり軸受１３及び１４を設けたため、ラジアル方向における前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０が、複合タイプの軸受ユニットとして構成される。このような構成により、前側フォイル軸受６０及び後側フォイル軸受７０の圧縮機９１への組み込みや交換作業が容易となる。
【００５１】
・上記実施形態では、固体潤滑タイプの転がり軸受を使用したが、本発明において使用される転がり軸受は、これに限られない。
・上記実施形態では、回転駆動装置の構成として、図１に示すような構成としたが、回転駆動装置の構成はこれに限らず、他の構成を備えた回転駆動装置を使用しても良い。
・上記実施形態では、回転駆動装置として圧縮機に具体化したが、ブロワ、タービン等の回転機器を駆動する回転駆動装置に適用してもよい。
・上記実施形態にかかる圧縮機を、ハイブリッド車や燃料電池車の燃料電池に必要な空気を供給するための圧縮機として使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】圧縮機の構成を示す概略模式図である。
【図２】本発明に係る前側フォイル軸受に転がり軸受を組み込んだフォイル軸受の拡大断面図である。
【図３】本発明に係る後側フォイル軸受に転がり軸受を組み込んだフォイル軸受の拡大断面図である。
【図４】動圧気体軸受と併用して、回転軸の一部をスラスト方向に支持する磁気軸受を有するアキシャル方向軸受を備えた軸受装置の正面断面図である。
【図５】軸受装置を備えた回転駆動装置の一例としての圧縮機を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ…隙間、１０…ケーシング、１３，１４…転がり軸受、１７，１８…係止部、２０…駆動モータ、２２…ステータ、２３…ロータ、２４…ターゲット部、５０…磁気軸受、５１…アキシャル方向軸受、６０、７０…ラジアル方向軸受、８０，１１０…軸受装置、８２…回転軸、８２ａ…外周面。
【図１】
2008232289.tif 000003
【図２】
2008232289.tif 000004
【図３】
2008232289.tif 000005
【図４】
2008232289.tif 000006
【図５】
2008232289.tif 000007