(57)【要約】【課題】フォイル式流体軸受のフォイルアセンブリの真円度を高める。【解決手段】フォイル式流体軸受Ｂは、回転するジャーナルの外周を環状の空隙を存して囲む静止保持部材１２と、静止保持部材１２の内周面に固定されてジャーナルを支持するフォイルアセンブリ１３′とを備えており、フォイルアセンブリ１３′は、半径方向外側から内側に向かってバンプフォイル、ミッドフォイルおよびトップフォイルを順次積層してなる。フォイルアセンブリ１３′のトップフォイルを除くバンプフォイルおよびミッドフォイルを静止保持部材１２に溶接した状態で、ミッドフォイルの内周面を熱処理用治具３１の円形断面の心軸３３の外周面に嵌合させて溶体化処理する。これにより、ミッドフォイルの内周面の歪みを矯正して真円に近づけ、ミッドフォイルの内周面に接するように静止保持部材１２に溶接されたトップフォイルを真円に近づけてフォイル式流体軸受の性能を高めることができる。【選択図】      図７
2005030460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するジャーナル（１１）の外周を環状の空隙を存して囲む静止保持部材（１２）と、前記空隙に配置されてジャーナル（１１）を支持するフォイルアセンブリ（１３）とを備え、
前記フォイルアセンブリ（１３）は、
静止保持部材（１２）に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれてジャーナル（１１）の外周面を流体膜層を介して支持するトップフォイル（１４）と、
静止保持部材（１２）に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれ、その内周面がトップフォイル（１４）の外周面に摺動自在に摩擦接触することにより、ジャーナル（１１）の半径方向外側への移動に対抗する摩擦減衰力を発生するミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）と、
一端部が静止保持部材（１２）に固定されてミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）および静止保持部材（１２）間に配置される複数の波板状のバンプフォイル（１６）とから構成されたフォイル式流体軸受において、
静止保持部材（１２）に固定されたミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）およびバンプフォイル（１６）を、ミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）の内部に挿入した円形断面の熱処理用治具（３１）の外周面と静止保持部材（１２）の内周面との間に挟んだ状態で溶体化処理したことを特徴とするフォイル式流体軸受。
【請求項２】
バンプフォイル（１６）の一端部に静止保持部材（１２）の内周面と同じ曲率半径の固定部（１６ａ）を設け、この固定部（１６ａ）を静止保持部材（１２）の内周面に溶接（Ｗ４）したことを特徴とする、請求項１に記載のフォイル式流体軸受。
【請求項３】
回転するジャーナル（１１）の外周を環状の空隙を存して囲む静止保持部材（１２）と、前記空隙に配置されてジャーナル（１１）を支持するフォイルアセンブリ（１３）とを備え、
前記フォイルアセンブリ（１３）は、
静止保持部材（１２）に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれてジャーナル（１１）の外周面を流体膜層を介して支持するトップフォイル（１４）と、
静止保持部材（１２）に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれ、その内周面がトップフォイル（１４）の外周面に摺動自在に摩擦接触することにより、ジャーナル（１１）の半径方向外側への移動に対抗する摩擦減衰力を発生するミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）と、
一端部が静止保持部材（１２）に固定されてミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）および静止保持部材（１２）間に配置される複数の波板状のバンプフォイル（１６）とから構成されたフォイル式流体軸受の製造方法において、
バンプフォイル（１６）を金型（２１）に挟持した状態で溶体化処理する第１工程と、
バンプフォイル（１６）およびミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）を静止保持部材（１２）に溶接（Ｗ３，Ｗ４）する第２工程と、
バンプフォイル（１６）およびミッドフォイル（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）を円形断面の熱処理用治具（３１）で静止保持部材（１２）の内周面に押し付けた状態で溶体化処理する第３工程と、
トップフォイル（１４）を静止保持部材（１２）に溶接（Ｗ１）する第４工程と、
を含むことを特徴とするフォイル式流体軸受の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程において溶体化処理されたバンプフォイル（１６）は一端部に静止保持部材（１２）の内周面と同じ曲率半径を有する固定部（１６ａ）を備えており、前記第２工程においてバンプフォイル（１６）の固定部（１６ａ）を静止保持部材（１２）の内周面に溶接（Ｗ４）することを特徴とする、請求項３に記載のフォイル式流体軸受の製造方法。
【請求項５】
前記第４工程の後に、トップフォイル（１４）の内径を測定する第５工程を含むことを特徴とする、請求項４に記載のフォイル式流体軸受の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のフォイル式流体軸受の製造方法の第５工程の実施に直接使用するフォイル式流体軸受の寸法測定装置であって、
全体として円筒状をなして外径の拡大・縮小が可能な治具本体（４７）と、治具本体（４７）の半径方向位置を測定する測定手段（４９）とを備え、
治具本体（４７）の外周面にトップフォイル（１４）の内周面を嵌合させ、治具本体（４７）の外径を拡大してトップフォイル（１４）の内周面に所定の圧力で押し付けた状態で、トップフォイル（１４）の内径を測定手段（４９）で測定することを特徴とするフォイル式流体軸受の寸法測定装置。
【請求項７】
円周方向に複数に分割された治具本体（４７）を支持するベース部材（４２）の雌ねじ部（４２ａ）に、治具本体（４７）の中心を貫通するボルト部材（４８）の雄ねじ部（４８ａ）を螺合し、ボルト部材（４８）に設けたテーパ部（４８ｂ）を治具本体（４７）の内周面に設けた被当接部（４７ｃ）に当接させたことを特徴とする、請求項６に記載のフォイル式流体軸受の寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転するジャーナルの外周を環状の空隙を存して囲む静止保持部材と、前記空隙に配置されてジャーナルを支持するフォイルアセンブリとを備えたフォイル式流体軸受およびその製造方法と、その製造方法の所定の工程の実施に直接使用するフォイル式流体軸受の寸法測定装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転するジャーナルの外周を環状の空隙を存して囲む静止保持部材と、前記空隙に配置されてジャーナルを支持するフォイルアセンブリとを備えたフォイル式流体軸受が、下記特許文献１により公知である。このフォイル式流体軸受のフォイルアセンブリは、半径方向内側に配置された環状のトップフォイルと、半径方向中間に配置された環状のミッドフォイルと、半径方向外側に配置された複数の波板状のバンプフォイルとから構成されている。
【０００３】
またフォイル式流体軸受の内周フォイル（トップフォイル）の一端をスリーブ（静止保持部材）に形成したキー溝にキーで固定し、内周フォイルの他端の両側縁に形成したタブを前記キー溝に係止することで、内周フォイルの形状を環状に保持するものが、下記特許文献２により公知である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３７２０４２号公報
【特許文献２】
特表平１０−５０４０９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、静止保持部材の内周面にバンプフォイル、ミッドフォイルおよびトップフォイルを径方向外側から内側に向かって順次積層したフォイル式流体軸受では、前記各フォイルの歪みが径方向内側に向かって次第に蓄積されるため、最内層のトップフォイルの形状が真円からずれてしまい、その内部に流体膜層を介して支持するジャーナルとの間の隙間が円周方向に不均一になり、これがフォイル式流体軸受の性能低下の原因となる問題があった。
【０００６】
上記特許文献２に記載されているように、一端を静止保持部材に固定したトップフォイルの真円度を確保するために、その他端に形成したタブをキー溝に係止するものでは、ジャーナルの振動に追従してトップフォイルが変形し難くなってフォイル式流体軸受の機能が充分に発揮されない可能性があるだけでなく、タブやキー溝を設けるための加工工数が増加する問題がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、フォイル式流体軸受のフォイルアセンブリの真円度を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、回転するジャーナルの外周を環状の空隙を存して囲む静止保持部材と、前記空隙に配置されてジャーナルを支持するフォイルアセンブリとを備え、前記フォイルアセンブリは、静止保持部材に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれてジャーナルの外周面を流体膜層を介して支持するトップフォイルと、静止保持部材に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれ、その内周面がトップフォイルの外周面に摺動自在に摩擦接触することにより、ジャーナルの半径方向外側への移動に対抗する摩擦減衰力を発生するミッドフォイルと、一端部が静止保持部材に固定されてミッドフォイルおよび静止保持部材間に配置される複数の波板状のバンプフォイルとから構成されたフォイル式流体軸受において、静止保持部材に固定されたミッドフォイルおよびバンプフォイルを、ミッドフォイルの内部に挿入した円形断面の熱処理用治具の外周面と静止保持部材の内周面との間に挟んだ状態で溶体化処理したことを特徴とするフォイル式流体軸受が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、環状の静止保持部材の内側にバンプフォイル、ミッドフォイルおよびトップフォイルを順次配置したフォイル式流体軸受において、ミッドフォイルの内部に挿入した円形断面の熱処理用治具の外周面と静止保持部材の内周面との間にバンプフォイルおよびミッドフォイルを挟んだ状態で溶体化処理したので、ミッドフォイルの内周面の歪みを矯正して真円に近づけることで、ミッドフォイルの内周面に接するトップフォイルを真円に近づけてフォイル式流体軸受の性能を高めることができる。
【００１０】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、バンプフォイルの一端部に静止保持部材の内周面と同じ曲率半径の固定部を設け、この固定部を静止保持部材の内周面に溶接したことを特徴とするフォイル式流体軸受が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、バンプフォイルの一端部に設けた静止保持部材の内周面と同じ曲率半径の固定部を該静止保持部材の内周面に溶接したので、溶接位置が円周方向に若干ずれても、バンプフォイルを静止保持部材の内周面に正しく沿わせることができる。
【００１２】
また請求項３に記載された発明によれば、回転するジャーナルの外周を環状の空隙を存して囲む静止保持部材と、前記空隙に配置されてジャーナルを支持するフォイルアセンブリとを備え、前記フォイルアセンブリは、静止保持部材に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれてジャーナルの外周面を流体膜層を介して支持するトップフォイルと、静止保持部材に固定された一端部から他端部に向けて環状に巻かれ、その内周面がトップフォイルの外周面に摺動自在に摩擦接触することにより、ジャーナルの半径方向外側への移動に対抗する摩擦減衰力を発生するミッドフォイルと、一端部が静止保持部材に固定されてミッドフォイルおよび静止保持部材間に配置される複数の波板状のバンプフォイルとから構成されたフォイル式流体軸受の製造方法において、バンプフォイルを金型に挟持した状態で溶体化処理する第１工程と、バンプフォイルおよびミッドフォイルを静止保持部材に溶接する第２工程と、バンプフォイルおよびミッドフォイルを円形断面の熱処理用治具で静止保持部材の内周面に押し付けた状態で溶体化処理する第３工程と、トップフォイルを静止保持部材に溶接する第４工程とを含むことを特徴とするフォイル式流体軸受の製造方法が提案される。
【００１３】
上記構成によれば、環状の静止保持部材の内側にバンプフォイル、ミッドフォイルおよびトップフォイルを順次配置したフォイル式流体軸受において、バンプフォイルを金型に挟持した状態で溶体化処理するので、波板状のバンプフォイルをプレス成形した際のスプリングバックによる歪みを矯正して、その歪みの影響がミッドフォイルおよびトップフォイルに及ぶのを防止することができる。しかもミッドフォイル内部に挿入した円形断面の熱処理用治具の外周面と静止保持部材の内周面との間にバンプフォイルおよびミッドフォイルを挟んだ状態で溶体化処理するので、ミッドフォイルの内周面の歪みを矯正して真円に近づけることで、ミッドフォイルの内周面に接するトップフォイルを真円に近づけてフォイル式流体軸受の性能を高めることができる。
【００１４】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記第１工程において溶体化処理されたバンプフォイルは一端部に静止保持部材の内周面と同じ曲率半径を有する固定部を備えており、前記第２工程においてバンプフォイルの固定部を静止保持部材の内周面に溶接することを特徴とするフォイル式流体軸受の製造方法が提案される。
【００１５】
上記構成によれば、バンプフォイルの一端部に設けた静止保持部材の内周面と同じ曲率半径の固定部を該静止保持部材の内周面に溶接するので、溶接位置が円周方向に若干ずれても、バンプフォイルを静止保持部材の内周面に正しく沿わせることができる。
【００１６】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記第４工程の後に、トップフォイルの内径を測定する第５工程を含むことを特徴とするフォイル式流体軸受の製造方法が提案される。
【００１７】
上記構成によれば、トップフォイルを静止保持部材に溶接してフォイル式流体軸受の組み立てを完了した後にトップフォイルの内径を測定するので、トップフォイルの内径が規定の寸法に一致しているか否かを確認することができる。
【００１８】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項５に記載のフォイル式流体軸受の製造方法の第５工程の実施に直接使用するフォイル式流体軸受の寸法測定装置であって、全体として円筒状をなして外径の拡大・縮小が可能な治具本体と、治具本体の半径方向位置を測定する測定手段とを備え、治具本体の外周面にトップフォイルの内周面を嵌合させ、治具本体の外径を拡大してトップフォイルの内周面に所定の圧力で押し付けた状態で、トップフォイルの内径を測定手段で測定することを特徴とするフォイル式流体軸受の寸法測定装置が提案される。
【００１９】
上記構成によれば、治具本体の外周面にフォイル式流体軸受のトップフォイルの内周面を嵌合させ、治具本体の外径を拡大してトップフォイルの内周面に所定の圧力で押し付けた状態で該トップフォイルの内径を測定手段で測定するので、弾性を有して形状が定まり難いトップフォイルの内径を精密に測定することができるだけでなく、円筒状をなす治具本体の外周面でトップフォイルの内周面を押圧することで、トップフォイルの歪みを矯正して更に真円に近づけることができる。
【００２０】
また請求項７に記載された発明によれば、請求項６の構成に加えて、円周方向に複数に分割された治具本体を支持するベース部材の雌ねじ部に、治具本体の中心を貫通するボルト部材の雄ねじ部を螺合し、ボルト部材に設けたテーパ部を治具本体の内周面に設けた被当接部に当接させたことを特徴とするフォイル式流体軸受の寸法測定装置が提案される。
【００２１】
上記構成によれば、ベース部材の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有するボルト部材を回転させるだけで、ボルト部材のテーパ部で治具本体の内周面に設けた被当接部を押圧し、複数に分割された治具本体の外周面を円筒状に保持しながら外径を一斉に拡大することができる。
【００２２】
尚、実施例のマイクロメータ４９は本発明の測定手段に対応する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００２４】
図１〜図９は本発明の一実施例を示すもので、図１はフォイル式流体軸受の縦断面図、図２は図１の２部拡大図、図３はバンプフォイルの熱処理用金型の平面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図４の５部拡大図、図６はバンプフォイルの熱処理用金型の作用説明図、図７はミッドフォイルの熱処理用治具の縦断面図、図８は内径測定治具の縦断面図、図９は図８の９−９線断面図である。
【００２５】
図１および図２に示すように、円形断面のジャーナル１１を回転自在に支持するフォイル式流体軸受Ｂは、ジャーナル１１の外周を囲むように回転不能に固定された円筒状の静止保持部材１２と、静止保持部材１２の内周面およびジャーナル１１の外周面間に形成された環状の空隙に配置されるフォイルアセンブリ１３とから構成される。フォイルアセンブリ１３は、半径方向内側に配置された１枚のトップフォイル１４と、その外側に配置された３枚のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと、その外側に円周方向に離間して配置された７個のバンプフォイル１６…とから構成される。トップフォイル１４、ミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃおよびバンプフォイル１６…は、厚さが０．１ｍｍ程度の金属薄板で構成される。
【００２６】
トップフォイル１４は平坦なシートを略３６０°の中心角を有する環状に湾曲させたもので、その一端の固定部１４ａが静止保持部材１２の内周面の上部（重力の方向に対して）に溶接Ｗ１される。各々のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは平坦なシートを略３６０°の中心角を有する環状に湾曲させたもので、３枚重ねにされて予め一体に溶接Ｗ２，Ｗ２されたミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの一端の固定部１５ａ…が、静止保持部材１２の内周面に前記溶接部Ｗ１に隣接するように溶接Ｗ３される。トップフォイル１４は溶接Ｗ１された一端部から他端部に向けて時計方向に巻かれており、３枚のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは溶接Ｗ３された一端部から他端部に向けて反時計方向に巻かれている。そしてトップフォイル１４の外周面および最内層のミッドフォイル１５Ａの内周面は円周方向に摺動自在に接触する。
【００２７】
７個のバンプフォイル１６…は、それらの一端の固定部１６ａ…が静止保持部材１２の内周面に溶接Ｗ４…される。各々のバンプフォイル１６は、半径方向外側に向けて突出する５個の湾曲部１６ｂ…と、それらの湾曲部１６ｂ…に対して交互に配置される６個の接続部１６ｃ…とが連続する波板状の部材である。部分円筒状の湾曲部１６ｂ…の頂点は静止保持部材１２の内周面に円周方向に摺動自在に接触し、静止保持部材１２と中心Ｏｂを共有する円弧状の接続部１６ｃ…は最外層のミッドフォイル１５Ｃの外周面に円周方向に摺動自在に接触する。
【００２８】
トップフォイル１４、ミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃおよびバンプフォイル１６…には、耐熱Ｎｉ合金等の硬度が高く耐熱性に優れた材料が使用される。
【００２９】
トップフォイル１４の内周面、つまりジャーナル１１に対向する面には、優れた潤滑特性（低摩擦係数、表面平滑性、高摩耗寿命）を有するＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）がコーティングされており、ジャーナル１１が回転を開始してトップフォイル１４の内周面との間に安定した流体膜層が形成されるまでの間、その摺動面に焼きつき等の異常が発生するのを防止している。尚、トップフォイル１４の内周面だけでなく、それに対向するジャーナル１１の外周面にもＤＬＣあるいはＰＴＦＥのコーティングを施すことにより、更に優れた潤滑特性を得ることができる。
【００３０】
また最内層のミッドフォイル１５Ａに対向するトップフォイル１４の外周面と、３枚のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの内周面および外周面と、バンプフォイル１６…の湾曲部１６ｂ…および接続部１６ｃ…と、静止保持部材１２の内周面とには、例えば銅よりなる金属コーティングが施されており、これにより摺動面の摩擦係数を増加させてジャーナル１１の変位に対抗する大きな摩擦減衰力を発生させることができる。
【００３１】
フォイルアセンブリ１３の内部空間、つまり円筒状のトップフォイル１４の内部空間にジャーナル１１が僅かな隙間を存して回転自在に支持される。前記隙間は平均して２０μｍ程度であるが、図では誇張して示されている。重力により下向きの荷重Ｗを受けるジャーナル１１が、その中心Ｏｓを静止保持部材１２の中心Ｏｂから距離εだけ偏心させた平衡位置で矢印Ｒ方向（反時計方向）に回転すると、トップフォイル１４との間に介在する空気がジャーナル１１に引きずられて該ジャーナル１１の下方の楔状空間に押し込まれて正圧が発生し、逆にジャーナル１１の上方の楔状空間に負圧が発生する。そして前記空気力と荷重Ｗとが釣り合う前記平衡位置においてジャーナル１１はフォイルアセンブリ１３の内部に非接触状態で支持される。
【００３２】
外力の作用や空気力の変動でジャーナル１１が平衡位置から半径方向外側に変位すると、空気膜層を介してジャーナル１１に押圧されたフォイルアセンブリ１３が変形し、その際に発生する摺動面の摩擦抵抗によりジャーナル１１の移動を阻止する復元力が発生する。そして前記フォイルアセンブリ１３による復元力でジャーナル１１は平衡位置に安定して保持される。
【００３３】
ところで、バンプフォイル１６…は平坦な金属板に湾曲部１６ｂ…を所定間隔でプレス加工して製造されるが、図６（Ａ）に示すプレス加工後の形状は、スプリングバックにより、図６（Ｄ）に示す最終的な形状に対して逆方向に湾曲してしまう。即ち、最終的な形状はバンプフォイル１６…の全体的な湾曲方向に対して湾曲部１６ｂ…が外向きに突出しているが（図６（Ｄ）参照）、プレス加工後の形状はバンプフォイル１６…の全体的な湾曲方向に対して湾曲部１６ｂ…が内向きに突出している（図６（Ａ）参照）。そこで、スプリングバックにより変形したプレス加工後のバンプフォイル１６…を、金型２１を用いて正しい形状に矯正する。
【００３４】
図３〜図５に示すように、略長方形の金型２１は下型２２および上型２３からなり、下型２２および上型２３は対角位置に２本のノックピン２４，２４を備えるとともに、長手方向両端位置に下型２２および上型２３を締め付ける２本の締め付けボルト２５，２５を備える。また金型２１の中央部には、上型２３だけに螺合して下型２２の上面に当接する１本のスペーサボルト２６が設けられる。そして下型２２および上型２３間に、２列に配置した１６個のバンプフォイル１６…を同時に挟持することができる。
【００３５】
しかして、２本の締め付けボルト２５，２５を緩めた状態で、図５（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、スペーサボルト２６をねじ込むと下型２２に対して上型２３が離間して隙間が形成されるため、その隙間に金型２１の両側縁からバンプフォイル１６…を正常な方向に湾曲させながら挿入する。続いて、図５（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、スペーサボルト２６を緩めた後に、２本の締め付けボルト２５，２５を締め付けて下型２２および上型２３間に１６個のバンプフォイル１６…を挟持する。
【００３６】
続いてバンプフォイル１６…を金型２１ごと炉内に挿入し、所定の温度に加熱して合金元素を固溶させた後に急冷する溶体化処理（固溶化熱処理）を行い、プレス成形後のスプリングバックで変形したバンプフォイル１６…を最終的な形状に矯正する。このとき、熱処理により歪みを解放させながら最終的な形状を出すため、残留歪みは残らない。以上の熱処理を終えたバンプフォイル１６…の形状は、図６（Ｄ）に示す最終形状に極めて精度良く一致しており、しかもショットブラストを行うとバンプフォイル１６…の表面に傷が生じるが、上記熱処理を採用したことにより残留歪みが残ることもなく、かつバンプフォイル１６…の表面に傷が生じることもない。
【００３７】
次に、７個のバンプフォイル１６…の固定部１６ａ…を静止保持部材１２の内周面に溶接Ｗ４…する。このとき、前記固定部１６ａ…は静止保持部材１２の内周面の曲率半径と同じ曲率半径を持つように成形されているため、溶接Ｗ４…の位置が円周方向に若干ずれた場合でも、湾曲部１６ｂ…の頂点が静止保持部材１２の内周面から浮き上がったり、前記内周面に強く押し付けられて変形したりする不具合が解消される。このようにして７個のバンプフォイル１６…が静止保持部材１２の内周面に沿って正しく装着されることで、その内側に配置されるミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃおよびトップフォイル１４の真円度が影響を受けるのを防止し、フォイル式流体軸受Ｂの性能を高めることができる。
【００３８】
続いて重ね合わせた３枚のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの固定部１５ａ…を一体に溶接Ｗ２，Ｗ２したものを、その固定部１５ａ…において静止保持部材１２の内周面に溶接Ｗ３する。このとき、３枚のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは真円であることが望ましいが、実際にはかなりの寸法誤差が存在することが避けられない。そこで、図７に示す熱処理用治具３１を用いてミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを真円に近づけるように矯正する。
【００３９】
熱処理用治具３１は、ベース部３２から上方に立ち上がる円筒状の心軸３３を備えており、その心軸３３の外径寸法は、静止保持部材１２の内周面に固定された３枚のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのうちの、最内層のミッドフォイル１５Ａの内径の設計寸法に等しくなるように設定されている。
【００４０】
しかして、静止保持部材１２のフォイルアセンブリ１３のうち、トップフォイル１４を除いたバンプフォイル１６…およびミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃよりなるフォイルアセンブリ１３′を熱処理用治具３１の心軸３３の外周に嵌合させる。この状態で、熱処理用治具３１に支持されたバンプフォイル１６…およびミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに前述と同じ溶体化処理および時効硬化処理を施すことにより、最内層のミッドフォイル１５Ａの内径が設計寸法の真円に近づくように矯正するとともに強度を増加させる。
【００４１】
続いて固定部１４ａを静止保持部材１２の内周面に溶接Ｗ１したトップフォイル１４を、最内層のミッドフォイル１５Ａの内周面に接するように配置することで、フォイル式流体軸受Ｂの組み立てを完了する。熱処理用治具３１による熱処理をトップフォイル１４の溶接Ｗ１後に行わない理由は、トップフォイル１４の内周面に施されたＤＬＣやＰＴＦＥのコーティングが熱処理の熱で損傷するのを防止するためである。ミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが３層であるのに対し、トップフォイル１４は１層であるため、溶体化処理を施さなくても真円度を許容範囲に収めることができる。
【００４２】
このようにして組み立てを完了したフォイル式流体軸受Ｂは、図８および図９に示す内径測定治具４１に装着し、そのトップフォイル１４の内径を拡張して最終寸法に仕上げるとともに、その内径寸法の評価を行う。
【００４３】
内径測定治具４１は、中心に雌ねじ部４２ａを有する円板状のベース部材４２と、ベース部材４２の上面に固定された下部ガイド部材４３と、ベース部材４２にボルト４４…，４５，４５で固定されて下部ガイド部材４３の上面に隙間を存して対向する上部ガイド部材４６と、円周方向に６分割され、その下部に設けたフランジ４７ａ…が下部ガイド部材４３および上部ガイド部材４６間に挟まれて摺動自在に案内される、全体として円筒状の治具本体４７…と、治具本体４７…の中心を貫通してベース部材４２の雌ねじ部４２ａに螺合する雄ねじ部４８ａを有するボルト部材４８と、上部ガイド部材４６に固定され、その測定子４９ａが一つの治具本体４７の環状突起部４７ｂに当接するマイクロメータ４９とを備える。
【００４４】
全体として円筒状を成す治具本体４７…の外周にトップフォイル１４の内周を嵌合させたフォイル式流体軸受Ｂは、その静止保持部材１２が治具本体４７…の環状突起部４７ｂ…の上面に支持される。ボルト部材４８の中間部には下向きに僅かにテーパしたテーパ部４８ｂが設けられており、このテーパ部４８ｂは治具本体４７…の内周の被当接部４７ｃ…に当接する。従って、ボルト部材４８の上端のノブ４８ｃを回転させて雄ねじ部４８ａを雌ねじ部４２ａにねじ込むと、テーパ部４８ｂが被当接部４７ｃ…を押圧することで、６個の治具本体４７…の外周面を円筒状に保持しながら径方向外側に一斉に移動させることができる。
【００４５】
次に、内径測定治具４１の使用方法を説明する。
【００４６】
先ず、トップフォイル１４の内径の設計寸法に等しい内径を有する環状のマスターリングを、内径測定治具４１の円筒状を成す６個の治具本体４７…の外周に嵌合させる。続いてボルト部材４８のノブ４８ｃを回転させて雄ねじ部４８ａを雌ねじ部４２ａにねじ込むことで、ボルト部材４８のテーパー部４８ｂで被当接部４７ｃ…を押圧して治具本体４７…を径方向外側に移動させ、マスターリングの内周面に押し付ける。そしてマスターリングの内周面と治具本体４７…の外周面との間の摩擦力が所定値になるように、つまりマスターリングを治具本体４７…まわりに回転させるのに必要なトルクが所定値になるように、ボルト部材４８のねじ込み量を調整し、この状態でマイクロメータ４９の指針が０を指すように較正する。
【００４７】
続いてボルト部材４８を緩めて内径測定治具４１からマスターリングを取り外した後に、マスターリングの代わりにフォイル式流体軸受Ｂを内径測定治具４１に装着し、フォイル式流体軸受Ｂを治具本体４７…まわりに回転させるのに必要なトルクが前記所定値に一致するまで、再びボルト部材４８をねじ込んでゆく。そしてフォイル式流体軸受Ｂを回転させるのに必要なトルクが前記所定値に一致したときに、マイクロメータ４９の指針が指す値を読み取り、その値が０であればフォイル式流体軸受Ｂのトップフォイル１４の内径が設計寸法に一致していることが確認され、０でなければその値に応じた寸法誤差が存在することが確認される。
【００４８】
このように、内径測定治具４１を用いてフォイル式流体軸受Ｂのトップフォイル１４の内径寸法を評価する際に、治具本体４７…でトップフォイル１４を径方向外側に拡張させるので、トップフォイル１４の歪みを修正して真円度を更に高めることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５０】
例えば、実施例のフォイル式流体軸受は７枚のバンプフォイル１６…と、３枚のミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃとを備えているが、バンプフォイル１６…およびミッドフォイル１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの数は実施例に限定されるものではない。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、環状の静止保持部材の内側にバンプフォイル、ミッドフォイルおよびトップフォイルを順次配置したフォイル式流体軸受において、ミッドフォイルの内部に挿入した円形断面の熱処理用治具の外周面と静止保持部材の内周面との間にバンプフォイルおよびミッドフォイルを挟んだ状態で溶体化処理したので、ミッドフォイルの内周面の歪みを矯正して真円に近づけることで、ミッドフォイルの内周面に接するトップフォイルを真円に近づけてフォイル式流体軸受の性能を高めることができる。
【００５２】
また請求項２に記載された発明によれば、バンプフォイルの一端部に設けた静止保持部材の内周面と同じ曲率半径の固定部を該静止保持部材の内周面に溶接したので、溶接位置が円周方向に若干ずれても、バンプフォイルを静止保持部材の内周面に正しく沿わせることができる。
【００５３】
また請求項３に記載された発明によれば、環状の静止保持部材の内側にバンプフォイル、ミッドフォイルおよびトップフォイルを順次配置したフォイル式流体軸受において、バンプフォイルを金型に挟持した状態で溶体化処理するので、波板状のバンプフォイルをプレス成形した際のスプリングバックによる歪みを矯正して、その歪みの影響がミッドフォイルおよびトップフォイルに及ぶのを防止することができる。しかもミッドフォイル内部に挿入した円形断面の熱処理用治具の外周面と静止保持部材の内周面との間にバンプフォイルおよびミッドフォイルを挟んだ状態で溶体化処理するので、ミッドフォイルの内周面の歪みを矯正して真円に近づけることで、ミッドフォイルの内周面に接するトップフォイルを真円に近づけてフォイル式流体軸受の性能を高めることができる。
【００５４】
また請求項４に記載された発明によれば、バンプフォイルの一端部に設けた静止保持部材の内周面と同じ曲率半径の固定部を該静止保持部材の内周面に溶接するので、溶接位置が円周方向に若干ずれても、バンプフォイルを静止保持部材の内周面に正しく沿わせることができる。
【００５５】
また請求項５に記載された発明によれば、トップフォイルを静止保持部材に溶接してフォイル式流体軸受の組み立てを完了した後にトップフォイルの内径を測定するので、トップフォイルの内径が規定の寸法に一致しているか否かを確認することができる。
【００５６】
また請求項６に記載された発明によれば、治具本体の外周面にフォイル式流体軸受のトップフォイルの内周面を嵌合させ、治具本体の外径を拡大してトップフォイルの内周面に所定の圧力で押し付けた状態で該トップフォイルの内径を測定手段で測定するので、弾性を有して形状が定まり難いトップフォイルの内径を精密に測定することができるだけでなく、円筒状をなす治具本体の外周面でトップフォイルの内周面を押圧することで、トップフォイルの歪みを矯正して更に真円に近づけることができる。
【００５７】
また請求項７に記載された発明によれば、ベース部材の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有するボルト部材を回転させるだけで、ボルト部材のテーパ部で治具本体の内周面に設けた被当接部を押圧し、複数に分割された治具本体の外周面を円筒状に保持しながら外径を一斉に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォイル式流体軸受の縦断面図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】バンプフォイルの熱処理用金型の平面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】図４の５部拡大図
【図６】バンプフォイルの熱処理用金型の作用説明図
【図７】ミッドフォイルの熱処理用治具の縦断面図
【図８】内径測定治具の縦断面図
【図９】図８の９−９線断面図
【符号の説明】
１１        ジャーナル
１２        静止保持部材
１３        フォイルアセンブリ
１４        トップフォイル
１５Ａ      ミッドフォイル
１５Ｂ      ミッドフォイル
１５Ｃ      ミッドフォイル
１６        バンプフォイル
１６ａ      固定部
２１        金型
３１        熱処理用治具
４２        ベース部材
４２ａ      雌ねじ部
４７        治具本体
４７ｃ      被当接部
４８        ボルト部材
４８ａ      雄ねじ部
４８ｂ      テーパ部
４９        マイクロメータ（測定手段）
Ｗ１        溶接
Ｗ３        溶接
Ｗ４        溶接
Ｗ５        溶接
【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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