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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024092677
(43)【公開日】2024-07-08
(54)【発明の名称】フォイル軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 27/02 20060101AFI20240701BHJP
【ＦＩ】
F16C27/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022208783
(22)【出願日】2022-12-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】篠田 史也
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 文博
【テーマコード（参考）】
3J012
【Ｆターム（参考）】
3J012AB20
3J012BB01
3J012CB05
3J012DB05
3J012EB10
3J012GB10
3J012HB01
(57)【要約】
【課題】部品点数を増加させたり軸受ハウジングを大型化させたりすることなく、バンプフォイルが軸受ハウジングから抜け落ちることを規制できるフォイル軸受を提供する。
【解決手段】回転軸１４が挿通される筒状の軸受ハウジング４０には、トップフォイル５０の一部と薄板部材７０の一部とが挿入され、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の周方向への移動を規制する第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄが形成されている。第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄには、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の軸方向への移動を規制する規制部材８０が設けられている。薄板部材７０は、内周面７１ａに開口する開口部としての貫通孔７４を有している。バンプフォイル６０は、バンプフォイル６０の一部が貫通孔７４に挿入係合されることによって軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。
【選択図】図３
【解決手段】回転軸１４が挿通される筒状の軸受ハウジング４０には、トップフォイル５０の一部と薄板部材７０の一部とが挿入され、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の周方向への移動を規制する第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄが形成されている。第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄには、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の軸方向への移動を規制する規制部材８０が設けられている。薄板部材７０は、内周面７１ａに開口する開口部としての貫通孔７４を有している。バンプフォイル６０は、バンプフォイル６０の一部が貫通孔７４に挿入係合されることによって軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸が挿通される筒状の軸受ハウジングと、
前記回転軸と前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に延在する軸受面を構成するトップフォイルと、
前記トップフォイルの外周側に設けられ、伸長することで前記トップフォイルを弾性的に支持する複数のバンプフォイルと、
前記バンプフォイルと前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記周方向に延在する薄板部材と、
を有し、
前記軸受ハウジングには、前記トップフォイルの一部と前記薄板部材の一部とが挿入され、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記周方向への移動を規制する規制溝が形成されているフォイル軸受であって、
前記規制溝には、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記回転軸の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられ、
前記薄板部材は、内周面に開口する開口部を有し、
前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記開口部に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されていることを特徴とするフォイル軸受。
前記回転軸と前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に延在する軸受面を構成するトップフォイルと、
前記トップフォイルの外周側に設けられ、伸長することで前記トップフォイルを弾性的に支持する複数のバンプフォイルと、
前記バンプフォイルと前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記周方向に延在する薄板部材と、
を有し、
前記軸受ハウジングには、前記トップフォイルの一部と前記薄板部材の一部とが挿入され、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記周方向への移動を規制する規制溝が形成されているフォイル軸受であって、
前記規制溝には、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記回転軸の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられ、
前記薄板部材は、内周面に開口する開口部を有し、
前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記開口部に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されていることを特徴とするフォイル軸受。
【請求項2】
前記開口部は、前記薄板部材を前記回転軸の径方向に貫通する貫通孔であり、
前記軸受ハウジングには、前記径方向に前記貫通孔に重なる重合溝が形成されており、
前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記貫通孔を貫通し、前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されている請求項１に記載のフォイル軸受。
前記軸受ハウジングには、前記径方向に前記貫通孔に重なる重合溝が形成されており、
前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記貫通孔を貫通し、前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されている請求項１に記載のフォイル軸受。
【請求項3】
前記薄板部材は、前記貫通孔を区画し、前記軸受ハウジングに向けて突出する突出部を有し、
前記薄板部材は、前記突出部が前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向への移動が規制されている請求項２に記載のフォイル軸受。
前記薄板部材は、前記突出部が前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向への移動が規制されている請求項２に記載のフォイル軸受。
【請求項4】
前記バンプフォイルは、前記トップフォイルに当接する山部と、前記薄板部材に当接する谷部とを有し、前記山部と前記谷部とは、前記周方向において交互に並んでおり、
前記薄板部材は、前記回転軸の径方向に貫通し、前記軸方向に冷媒が流れる複数の冷媒流路を有し、
前記山部と前記冷媒流路とは、前記径方向に並んでおり、前記谷部と前記冷媒流路とは、前記周方向に並んでいる請求項１～３の何れか一項に記載のフォイル軸受。
前記薄板部材は、前記回転軸の径方向に貫通し、前記軸方向に冷媒が流れる複数の冷媒流路を有し、
前記山部と前記冷媒流路とは、前記径方向に並んでおり、前記谷部と前記冷媒流路とは、前記周方向に並んでいる請求項１～３の何れか一項に記載のフォイル軸受。
【請求項5】
前記周方向における隣り合う前記冷媒流路に挟まれる前記薄板部材の幅は、前記周方向における前記谷部の幅よりも広い請求項４に記載のフォイル軸受。
【請求項6】
前記薄板部材は、前記軸方向において前記冷媒流路の両端で、前記冷媒流路を跨ぐ接続部を有している請求項４に記載のフォイル軸受。
【請求項7】
前記軸方向における前記冷媒流路の寸法は、前記軸方向における前記バンプフォイルの寸法よりも短く、
前記軸方向における前記山部の両端は、前記接続部と前記径方向に並んでいる請求項６に記載のフォイル軸受。
前記軸方向における前記山部の両端は、前記接続部と前記径方向に並んでいる請求項６に記載のフォイル軸受。
【請求項8】
前記軸方向における前記冷媒流路の寸法は、前記軸方向における前記バンプフォイルの寸法よりも長く、
前記軸方向における前記山部の全体が前記冷媒流路と前記径方向に並んでいる請求項４に記載のフォイル軸受。
前記軸方向における前記山部の全体が前記冷媒流路と前記径方向に並んでいる請求項４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】
特許文献１に記載のフォイル軸受は、筒状の軸受ハウジングと、トップフォイルと、複数のバンプフォイルと、薄板部材とを備えている。軸受ハウジングには回転軸が挿通される。トップフォイルは、回転軸と軸受ハウジングとの間に設けられている。トップフォイルは、回転軸に対して回転軸の周方向に延在する軸受面を構成している。バンプフォイルは、トップフォイルの外周側に設けられている。バンプフォイルは、伸長することでトップフォイルを弾性的に支持する。薄板部材は、軸受ハウジングとバンプフォイルとの間に設けられている。薄板部材は、回転軸の周方向に延在している。軸受ハウジングには、トップフォイルの一部と薄板部材の一部とが挿入される規制溝が形成されている。トップフォイルの一部と薄板部材の一部とが規制溝に挿入されることによって、トップフォイルと薄板部材との回転軸の周方向への移動が規制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－２１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように複数のバンプフォイルを有するフォイル軸受では、各バンプフォイルが軸受ハウジングに対して回転軸の軸方向に移動することによって軸受ハウジングから抜け落ちることを規制する必要がある。
【0005】
例えば、回転軸の周方向に複数の規制部材を配置することによって、複数のバンプフォイルの移動を個別に規制することが考えられる。しかしながら、この場合には複数の規制部材が必要になるため、フォイル軸受の部品点数が増加する。
【0006】
例えば、サークリップなどの環状の規制部材によって、複数のバンプフォイルの移動をまとめて規制することが考えられる。この場合、フォイル軸受の部品点数の増加を回避できる。しかしながら、軸受ハウジングに環状の規制部材を嵌め込むための溝を形成する必要があるため、軸受ハウジングは回転軸の径方向に大型化する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記問題点を解決するためのフォイル軸受は、回転軸が挿通される筒状の軸受ハウジングと、前記回転軸と前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に延在する軸受面を構成するトップフォイルと、前記トップフォイルの外周側に設けられ、伸長することで前記トップフォイルを弾性的に支持する複数のバンプフォイルと、前記バンプフォイルと前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記周方向に延在する薄板部材と、を有し、前記軸受ハウジングには、前記トップフォイルの一部と前記薄板部材の一部とが挿入され、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記周方向への移動を規制する規制溝が形成されているフォイル軸受であって、前記規制溝には、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記回転軸の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられ、前記薄板部材は、内周面に開口する開口部を有し、前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記開口部に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されていることを要旨とする。
【0008】
上記構成によれば、薄板部材は、内周面に開口する開口部を有している。バンプフォイルは、バンプフォイルの一部が開口部に挿入係合されることによって、軸受ハウジングに対する回転軸の軸方向への移動が規制されている。これにより、バンプフォイルが軸受ハウジングから抜け落ちることが規制される。この場合、軸受ハウジングの周方向に複数の規制部材を配置したり、円環状の規制部材を嵌め込むための溝を軸受ハウジングに形成したりする必要がない。したがって、フォイル軸受の部品点数を増加させたり軸受ハウジングを大型化させたりすることなく、バンプフォイルが軸受ハウジングから抜け落ちることを規制できる。
【0009】
上記フォイル軸受において、前記開口部は、前記薄板部材を前記回転軸の径方向に貫通する貫通孔であり、前記軸受ハウジングには、前記径方向に前記貫通孔に重なる重合溝が形成されており、前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記貫通孔を貫通し、前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されていてもよい。
【0010】
上記構成によれば、例えば、開口部が薄板部材の内周面から凹む凹部である場合と比較して、バンプフォイルの一部が開口部から抜けにくくなる。
上記フォイル軸受において、前記薄板部材は、前記貫通孔を区画し、前記軸受ハウジングに向けて突出する突出部を有し、前記薄板部材は、前記突出部が前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向への移動が規制されていてもよい。
上記フォイル軸受において、前記薄板部材は、前記貫通孔を区画し、前記軸受ハウジングに向けて突出する突出部を有し、前記薄板部材は、前記突出部が前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向への移動が規制されていてもよい。
【0011】
上記構成によれば、薄板部材は、突出部が重合溝に挿入係合されることによっても、軸受ハウジングに対する回転軸の周方向への移動が規制されている。したがって、薄板部材が軸受ハウジングに対して回転軸の周方向へ移動することをより規制できる。
【0012】
上記フォイル軸受において、前記バンプフォイルは、前記トップフォイルに当接する山部と、前記薄板部材に当接する谷部とを有し、前記山部と前記谷部とは、前記周方向において交互に並んでおり、前記薄板部材は、前記回転軸の径方向に貫通し、前記軸方向に冷媒が流れる複数の冷媒流路を有し、前記山部と前記冷媒流路とは、前記径方向に並んでおり、前記谷部と前記冷媒流路とは、前記周方向に並んでいてもよい。
【0013】
フォイル軸受は、バンプフォイルの山部と軸受ハウジングとの間の隙間を流れる冷媒によって冷却される。上記構成によれば、バンプフォイルの山部と薄板部材の冷媒流路とは、回転軸の径方向に並んでいる。したがって、山部と冷媒流路とが回転軸の径方向に並ぶ部分では、山部と軸受ハウジングとの間には薄板部材が配置されないため、薄板部材の厚さの分だけ、冷媒が流れる隙間が広くなる。つまり、冷媒流路によって、冷媒が流れる隙間が広くなる。その結果、フォイル軸受の冷却効果が増大する。
【0014】
なお、薄板部材に冷媒流路を設ける代わりに軸受ハウジングの内周面を凹ませることによっても冷媒が流れる隙間を広げることが可能であるが、軸受ハウジングを加工するよりも薄板部材を加工する方が製造コストを削減できる。
【0015】
上述したように、突出部が重合溝に挿入係合されることによって薄板部材の周方向への移動が規制されている場合には、周方向におけるバンプフォイルと薄板部材との位置関係がよりずれにくい。したがって、山部と冷媒流路とが回転軸の径方向に並ぶことによって冷媒が流れる隙間が広くなる状態が維持されやすい。
【0016】
上記フォイル軸受において、前記周方向における隣り合う前記冷媒流路に挟まれる前記薄板部材の幅は、前記周方向における前記谷部の幅よりも広くてもよい。
上記構成によれば、谷部と軸受ハウジングとの間には、薄板部材が介在する。このため、バンプフォイルが回転軸の周方向に移動しても、谷部が軸受ハウジングに接触しにくくなる。したがって、バンプフォイルが軸受ハウジングに対して摺動することによる軸受ハウジングの摩耗を抑制できる。
上記構成によれば、谷部と軸受ハウジングとの間には、薄板部材が介在する。このため、バンプフォイルが回転軸の周方向に移動しても、谷部が軸受ハウジングに接触しにくくなる。したがって、バンプフォイルが軸受ハウジングに対して摺動することによる軸受ハウジングの摩耗を抑制できる。
【0017】
上記フォイル軸受において、前記薄板部材は、前記軸方向において前記冷媒流路の両端で、前記冷媒流路を跨ぐ接続部を有していてもよい。
上記構成によれば、冷媒流路は、回転軸の軸方向における薄板部材の両端において開口していない。したがって、例えば、冷媒流路が回転軸の軸方向における薄板部材の一端において開口するスリットである場合と比較して、薄板部材の耐久性が向上する。また、薄板部材が変形しにくいため、フォイル軸受の組み付け時の薄板部材の取り扱いが容易になる。
上記構成によれば、冷媒流路は、回転軸の軸方向における薄板部材の両端において開口していない。したがって、例えば、冷媒流路が回転軸の軸方向における薄板部材の一端において開口するスリットである場合と比較して、薄板部材の耐久性が向上する。また、薄板部材が変形しにくいため、フォイル軸受の組み付け時の薄板部材の取り扱いが容易になる。
【0018】
上記フォイル軸受において、前記軸方向における前記冷媒流路の寸法は、前記軸方向における前記バンプフォイルの寸法よりも短く、前記軸方向における前記山部の両端は、前記接続部と前記径方向に並んでいてもよい。
【0019】
上記構成によれば、回転軸の軸方向における冷媒流路の両側では、山部と軸受ハウジングとの間には接続部が配置されている。このため、冷媒が流れる隙間は、回転軸の軸方向における冷媒流路の両側で狭くなっている。これにより、隙間を流れる冷媒の流れが回転軸の軸方向における冷媒流路の両側で変化することによって、フォイル軸受の冷却効果をさらに増大させることができる。
【0020】
上記フォイル軸受において、前記軸方向における前記冷媒流路の寸法は、前記軸方向における前記バンプフォイルの寸法よりも長く、前記軸方向における前記山部の全体が前記冷媒流路と前記径方向に並んでいてもよい。
【0021】
例えば、回転軸の軸方向における山部の一部が薄板部材と回転軸の径方向に並んでいる場合、山部と薄板部材とが並んでいる部分では冷媒が流れる隙間が狭くなる。これに対し、上記構成では、回転軸の軸方向における山部の全体が冷媒流路と回転軸の径方向に並んでいるため、冷媒が流れる隙間には狭くなる部分が生じない。したがって、冷媒は隙間を流れやすくなる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、部品点数を増加させたり軸受ハウジングを大型化させたりすることなく、バンプフォイルが軸受ハウジングから抜け落ちることを規制できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】遠心圧縮機を示す断面図である。
【図2】第１実施形態におけるフォイル軸受を示す分解斜視図である。
【図3】第１実施形態におけるフォイル軸受を示す断面図である。
【図4】第１実施形態における薄板部材を示す展開図である。
【図7】第２実施形態における薄板部材を示す展開図である。
【図8】第２実施形態におけるフォイル軸受を示す断面図である。
【図10】変更例における薄板部材を示す部分斜視図である。
【図11】変更例におけるフォイル軸受を示す部分断面図である。
【図12】変更例における薄板部材を示す展開図である。
【図13】変更例におけるフォイル軸受を示す断面図である。
【図14】変更例における薄板部材を示す展開図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
【0025】
＜遠心圧縮機の構成＞
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、ハウジング１２と、モータ１３と、回転軸１４と、インペラ１５と、タービンホイール１６と、２つのフォイル軸受１７とを備えている。
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、ハウジング１２と、モータ１３と、回転軸１４と、インペラ１５と、タービンホイール１６と、２つのフォイル軸受１７とを備えている。
【0026】
ハウジング１２は、モータ１３、回転軸１４、インペラ１５、及びタービンホイール１６を収容している。ハウジング１２は、金属製である。本実施形態のハウジング１２は、アルミニウム製である。
【0027】
本実施形態のハウジング１２は、筒状のモータハウジング２１と、筒状のコンプレッサハウジング２２、筒状のタービンハウジング２３と、円環状の第１プレート２４と、円環状の第２プレート２５とを有している。モータハウジング２１は、コンプレッサハウジング２２とタービンハウジング２３との間に配置されている。第１プレート２４は、モータハウジング２１とコンプレッサハウジング２２との間に配置されている。第１プレート２４は、内周縁からモータハウジング２１側に突出する筒状の第１ボス２６を有している。第２プレート２５は、モータハウジング２１とタービンハウジング２３との間に配置されている。第２プレート２５は、内周縁からモータハウジング２１側に突出する筒状の第２ボス２７を有している。
【0028】
モータ１３は、モータハウジング２１の内側に収容されている。モータ１３は、ステータ３１と、ロータ３２とを有している。
ステータ３１は、ステータコア３３とコイル３４とを有している。ステータコア３３は、円筒形状である。ステータコア３３の外周面は、モータハウジング２１の内周面に固定されている。コイル３４は、ステータコア３３に巻回されている。コイル３４は、ステータコア３３の軸方向の両端面から突出する一対のコイルエンド３４ａを有している。本実施形態では、一方のコイルエンド３４ａは第１ボス２６を取り囲んでいるとともに、他方のコイルエンド３４ａは第２ボス２７を取り囲んでいる。言い換えると、第１ボス２６及び第２ボス２７はそれぞれ、コイルエンド３４ａの内側に位置している。
ステータ３１は、ステータコア３３とコイル３４とを有している。ステータコア３３は、円筒形状である。ステータコア３３の外周面は、モータハウジング２１の内周面に固定されている。コイル３４は、ステータコア３３に巻回されている。コイル３４は、ステータコア３３の軸方向の両端面から突出する一対のコイルエンド３４ａを有している。本実施形態では、一方のコイルエンド３４ａは第１ボス２６を取り囲んでいるとともに、他方のコイルエンド３４ａは第２ボス２７を取り囲んでいる。言い換えると、第１ボス２６及び第２ボス２７はそれぞれ、コイルエンド３４ａの内側に位置している。
【0029】
ロータ３２は、ステータ３１の内側に配置されている。本実施形態のロータ３２は、筒部材３５と、磁性体である永久磁石３６とを有している。筒部材３５は、円筒状である。筒部材３５は、例えば、チタン合金製である。永久磁石３６は、円柱状である。永久磁石３６の軸方向の寸法は、筒部材３５の軸方向の寸法よりも短い。永久磁石３６は、筒部材３５の内側に配置されている。永久磁石３６の軸方向は、筒部材３５の軸方向と一致している。筒部材３５は、永久磁石３６の軸方向の両端面よりも軸方向の両側に突出している。コイル３４に電力が供給されることによりステータ３１に回転磁界が生じると、ロータ３２は回転する。
【0030】
回転軸１４は、第１軸部材１４ａ及び第２軸部材１４ｂを有している。第１軸部材１４ａ及び第２軸部材１４ｂは、例えば、鉄製である。第１軸部材１４ａは、筒部材３５の軸方向の一端部に挿入されるとともに、第２軸部材１４ｂは、筒部材３５の軸方向の他端部に挿入されている。第１軸部材１４ａ及び第２軸部材１４ｂは、筒部材３５の軸方向において永久磁石３６を挟んだ両側に設けられている。回転軸１４は、ロータ３２に固定されている。回転軸１４は、ロータ３２と一体的に回転する。
【0031】
第１軸部材１４ａは、第１ボス２６に挿通されるとともに第１プレート２４を貫通している。第１軸部材１４ａは、コンプレッサハウジング２２の内側に突出している。インペラ１５は、コンプレッサハウジング２２の内側において第１軸部材１４ａに連結されている。インペラ１５は、コンプレッサハウジング２２の内側に収容されている。回転軸１４が回転すると、インペラ１５は回転軸１４と一体的に回転する。インペラ１５が回転することによって、ハウジング１２の外部からコンプレッサハウジング２２の内側に空気が吸入される。コンプレッサハウジング２２の内側に吸入された空気は、インペラ１５の回転に伴って圧縮される。圧縮された空気は、例えば、図示しない燃料電池スタックに供給される。
【0032】
第２軸部材１４ｂは、第２ボス２７に挿通されるとともに第２プレート２５を貫通している。第２軸部材１４ｂは、タービンハウジング２３の内側に突出している。タービンホイール１６は、タービンハウジング２３の内側において第２軸部材１４ｂに連結されている。タービンホイール１６は、タービンハウジング２３の内側に収容されている。回転軸１４が回転すると、タービンホイール１６は回転軸１４と一体的に回転する。また、燃料電池スタックの排気は、タービンハウジング２３の内側に導入される。タービンホイール１６は、タービンハウジング２３の内側に導入された排気によっても回転する。
【0033】
２つのフォイル軸受１７は、回転軸１４をラジアル方向に支持している。ラジアル方向とは、回転軸１４の軸方向と直交する方向である。２つのフォイル軸受１７のうち、一方のフォイル軸受１７は、第１軸部材１４ａを回転可能に支持するとともに、他方のフォイル軸受１７は、第２軸部材１４ｂを回転可能に支持している。
【0034】
本実施形態では、第１軸部材１４ａを支持するフォイル軸受１７の一部は、第１ボス２６によって構成されている。第２軸部材１４ｂを支持するフォイル軸受１７の一部は、第２ボス２７によって構成されている。上述したように、第１ボス２６及び第２ボス２７はそれぞれ、コイルエンド３４ａの内側に配置されている。したがって、フォイル軸受１７は、コイルエンド３４ａの内側に配置されている。
【0035】
＜フォイル軸受＞
フォイル軸受１７について詳述する。
図２及び図３に示すように、フォイル軸受１７は、筒状の軸受ハウジング４０と、トップフォイル５０と、複数のバンプフォイル６０と、薄板部材７０と、規制部材８０とを備えている。本実施形態では、フォイル軸受１７は、３つのバンプフォイル６０を備えている。
フォイル軸受１７について詳述する。
図２及び図３に示すように、フォイル軸受１７は、筒状の軸受ハウジング４０と、トップフォイル５０と、複数のバンプフォイル６０と、薄板部材７０と、規制部材８０とを備えている。本実施形態では、フォイル軸受１７は、３つのバンプフォイル６０を備えている。
【0036】
軸受ハウジング４０の内周面４０ａは、円筒面である。回転軸１４は、軸受ハウジング４０に挿通されている。軸受ハウジング４０の軸方向は、回転軸１４の軸方向と一致している。本実施形態では、軸受ハウジング４０は第１ボス２６又は第２ボス２７である。したがって、本実施形態の軸受ハウジング４０は、アルミニウム製である。
【0037】
軸受ハウジング４０は、４つの溝４１を有している。各溝４１は、軸受ハウジング４０の内周面４０ａから凹んでいる。４つの溝４１は、軸受ハウジング４０の周方向において間隔を空けて配置されている。各溝４１は、軸受ハウジング４０の軸方向に延びている。本実施形態では、各溝４１は、軸受ハウジング４０の軸方向の一端面であるボス２６，２７の先端面２６ａ，２７ａにおいて開口している。
【0038】
以下では、４つの溝４１を区別する必要がある場合には、第１溝４１ａ、第２溝４１ｂ、第３溝４１ｃ、第４溝４１ｄとする。第１溝４１ａ、第２溝４１ｂ、第３溝４１ｃ、及び第４溝４１ｄは、軸受ハウジング４０の周方向においてこの順に並んでいる。軸受ハウジング４０の周方向における第１溝４１ａの幅は、第２溝４１ｂ、第３溝４１ｃ、及び第４溝４１ｄの各々の幅よりも大きい。軸受ハウジング４０の周方向における第１溝４１ａと第２溝４１ｂとの間隔、第２溝４１ｂと第３溝４１ｃとの間隔、及び第３溝４１ｃと第４溝４１ｄとの間隔はそれぞれ、第４溝４１ｄと第１溝４１ａとの間隔よりも広い。
【0039】
トップフォイル５０は、フォイル筒部５１と、自由端５２と、固定端５３とを有している。フォイル筒部５１は、周方向の一部が途切れた円筒形状をなしている。自由端５２は、フォイル筒部５１の周方向の第１端部からフォイル筒部５１の径方向外側に向けて突出している。固定端５３は、フォイル筒部５１の周方向の第２端部からフォイル筒部５１の径方向外側に向けて突出している。自由端５２及び固定端５３は、トップフォイル５０の一部である。
【0040】
トップフォイル５０は、可撓性を有する帯状の金属板材を湾曲させることによって形成されている。トップフォイル５０を形成する金属板材は、例えば、ＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４などのステンレス鋼からなる板材である。フォイル筒部５１は、帯状の金属板材の一部を筒状に湾曲させることによって形成されている。本実施形態では、トップフォイル５０を形成する金属板材の長手方向は、フォイル筒部５１の周方向と一致している。トップフォイル５０を形成する金属板材の短手方向は、フォイル筒部５１の軸方向と一致している。自由端５２及び固定端５３は、金属板材の長手方向の両端部をフォイル筒部５１の径方向外側に向けて折り曲げることによって形成されている。
【0041】
図３に示すように、トップフォイル５０は、回転軸１４と軸受ハウジング４０との間に設けられている。フォイル筒部５１の軸方向は、回転軸１４の軸方向と一致している。フォイル筒部５１の内周面５１ａは、回転軸１４の外周面と対向している。フォイル筒部５１の内周面５１ａは、回転軸１４に対して回転軸１４の周方向に延在する軸受面である。自由端５２及び固定端５３は、フォイル筒部５１の周方向の両端部から軸受ハウジング４０に向かって突出している。自由端５２は、第１溝４１ａに挿入されている。固定端５３は、第４溝４１ｄに挿入されている。トップフォイル５０は、自由端５２が第１溝４１ａに挿入されるとともに、固定端５３が第４溝４１ｄに挿入されることによって、軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向への移動が規制されている。
【0042】
３つのバンプフォイル６０はそれぞれ、トップフォイル５０の外周側に設けられている。３つのバンプフォイル６０はそれぞれ、伸長することでトップフォイル５０を弾性的に支持する。３つのバンプフォイル６０は、回転軸１４の周方向において間隔を空けて並んでいる。以下、３つのバンプフォイル６０を区別する必要がある場合には、第１バンプフォイル６０ａ、第２バンプフォイル６０ｂ、第３バンプフォイル６０ｃとする。
【0043】
図２及び図３に示すように、バンプフォイル６０は、本体部６１と係止部６２とを有している。
本体部６１は、波型である。本体部６１は、複数の山部６１ａと複数の谷部６１ｂとを有している。山部６１ａと谷部６１ｂとは、回転軸１４の周方向において交互に並んでいる。山部６１ａは、トップフォイル５０のフォイル筒部５１の外周面に当接している。本体部６１は、山部６１ａが回転軸１４の周方向に伸長するように弾性変形することによって、トップフォイル５０を弾性的に支持可能である。谷部６１ｂは、薄板部材７０の内周面７１ａに当接している。
本体部６１は、波型である。本体部６１は、複数の山部６１ａと複数の谷部６１ｂとを有している。山部６１ａと谷部６１ｂとは、回転軸１４の周方向において交互に並んでいる。山部６１ａは、トップフォイル５０のフォイル筒部５１の外周面に当接している。本体部６１は、山部６１ａが回転軸１４の周方向に伸長するように弾性変形することによって、トップフォイル５０を弾性的に支持可能である。谷部６１ｂは、薄板部材７０の内周面７１ａに当接している。
【0044】
係止部６２は、回転軸１４の周方向における本体部６１の一端部から軸受ハウジング４０に向けて突出している。詳しくは、第１バンプフォイル６０ａの係止部６２は、回転軸１４の周方向における本体部６１の両端部のうち、第２バンプフォイル６０ｂに近い方の端部から軸受ハウジング４０に向けて突出している。第２バンプフォイル６０ｂの係止部６２は、回転軸１４の周方向における本体部６１の両端部のうち、第３バンプフォイル６０ｃに近い方の端部から軸受ハウジング４０に向けて突出している。第３バンプフォイル６０ｃの係止部６２は、回転軸１４の周方向における本体部６１の両端部のうち、第１バンプフォイル６０ａに近い方の端部から軸受ハウジング４０に向けて突出している。
【0045】
第１バンプフォイル６０ａ及び第２バンプフォイル６０ｂでは、回転軸１４の軸方向における係止部６２の寸法は、回転軸１４の軸方向における本体部６１の寸法よりも短い。第３バンプフォイル６０ｃでは、回転軸１４の軸方向における係止部６２の寸法は、回転軸１４の軸方向における本体部６１の寸法と同じである。
【0046】
バンプフォイル６０は、可撓性を有する帯状の金属板材を湾曲させることにより形成されている。バンプフォイル６０を形成する金属板材は、ＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４などのステンレス鋼からなる板材である。したがって、本実施形態のバンプフォイル６０の硬度は、トップフォイル５０の硬度と同等である。また、バンプフォイル６０の硬度は、軸受ハウジング４０の硬度よりも高い。
【0047】
本体部６１は、帯状の金属板材の一部を波型に成形することによって形成されている。本実施形態では、バンプフォイル６０を形成する金属板材の長手方向は、軸受ハウジング４０の周方向と一致している。バンプフォイル６０を形成する金属板材の短手方向は、軸受ハウジング４０の軸方向と一致している。係止部６２は、軸受ハウジング４０の周方向における金属板材の一端部を径方向外側に折り曲げることによって形成されている。
【0048】
図３に示すように、第１バンプフォイル６０ａの係止部６２は、第２溝４１ｂに挿入されている。第２バンプフォイル６０ｂの係止部６２は、第３溝４１ｃに挿入されている。第３バンプフォイル６０ｃの係止部６２は、トップフォイル５０の固定端５３とともに第４溝４１ｄに挿入されている。
【0049】
図２及び図３に示すように、薄板部材７０は、筒部７１と、第１突出部７２と、第２突出部７３とを有している。筒部７１は、周方向の一部が途切れた円筒形状をなしている。本実施形態では、筒部７１の軸方向の寸法は、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０の本体部６１の寸法とほぼ同じである。第１突出部７２は、筒部７１の周方向の第１端部から筒部７１の径方向外側に向けて突出している。第２突出部７３は、筒部７１の周方向の第２端部から筒部７１の径方向外側に向けて突出している。第１突出部７２及び第２突出部７３は、薄板部材７０の一部である。
【0050】
薄板部材７０は、可撓性を有する帯状の金属板材を湾曲させることにより形成されている。薄板部材７０を形成する金属板材は、ＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４などのステンレス鋼からなる板材である。したがって、本実施形態の薄板部材７０の硬度は、バンプフォイル６０の硬度と同等である。
【0051】
筒部７１は、帯状の金属板材の一部を筒状に湾曲させることによって形成されている。本実施形態では、薄板部材７０を形成する金属板材の長手方向は、筒部７１の周方向と一致している。薄板部材７０を形成する金属板材の短手方向は、筒部７１の軸方向と一致している。第１突出部７２及び第２突出部７３は、金属板材の長手方向の両端部を筒部７１の径方向外側に向けて折り曲げることによって形成されている。
【0052】
図３に示すように、薄板部材７０は、軸受ハウジング４０とバンプフォイル６０との間に配置されている。筒部７１の軸方向は、回転軸１４の軸方向と一致している。筒部７１は、回転軸１４の周方向に延在している。したがって、薄板部材７０は、回転軸１４の周方向に延在している。薄板部材７０の外周面は、軸受ハウジング４０の内周面４０ａに当接している。薄板部材７０の内周面７１ａは、バンプフォイル６０の谷部６１ｂに当接する一方、バンプフォイル６０の山部６１ａからは離れている。したがって、バンプフォイル６０の山部６１ａと軸受ハウジング４０との間には、隙間Ｓが形成されている。本実施形態では、隙間Ｓは、バンプフォイル６０の山部６１ａと薄板部材７０の内周面７１ａとの間に形成されている。フォイル軸受１７は、この隙間Ｓを流れる冷媒によって冷却される。
【0053】
第１突出部７２及び第２突出部７３は、筒部７１の周方向の両端部から軸受ハウジング４０に向かって突出している。第１突出部７２は、トップフォイル５０の自由端５２とともに第１溝４１ａに挿入されている。第２突出部７３は、トップフォイル５０の固定端５３及び第３バンプフォイル６０ｃの係止部６２とともに第４溝４１ｄに挿入されている。薄板部材７０は、第１突出部７２が第１溝４１ａに挿入されるとともに、第２突出部７３が第４溝４１ｄに挿入されることによって、軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向への移動が規制されている。第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄは、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の周方向への移動を規制する規制溝である。第３バンプフォイル６０ｃの係止部６２は、軸受ハウジング４０の周方向においてトップフォイル５０の固定端５３と薄板部材７０の第２突出部７３との間に位置している。
【0054】
図２及び図３に示すように、薄板部材７０は、薄板部材７０の内周面７１ａに開口する開口部としての貫通孔７４を有している。本実施形態では、薄板部材７０は、２つの貫通孔７４を有している。２つの貫通孔７４は、筒部７１の周方向において間隔を空けて配置されている。２つの貫通孔７４を区別する必要がある場合には、一方の貫通孔７４を第１貫通孔７４ａといい、他方の貫通孔７４を第２貫通孔７４ｂという。
【0055】
本実施形態の各貫通孔７４は、筒部７１を板厚方向に貫通している。すなわち、各貫通孔７４は、筒部７１を回転軸１４の径方向に貫通している。各貫通孔７４は、回転軸１４の軸方向に延びている。回転軸１４の軸方向における貫通孔７４の寸法は、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０ａ，６０ｂの係止部６２の寸法よりも大きく設定されている。
【0056】
図４は、薄板部材７０の展開図である。なお、図４では、第１突出部７２及び第２突出部７３を形成する際の折り曲げ位置を破線で示している。したがって、薄板部材７０において一対の破線の内側に位置する部分は、筒部７１となる部分である。薄板部材７０において一対の破線の外側に位置する部分は、第１突出部７２及び第２突出部７３となる部分である。
【0057】
図４に示すように、薄板部材７０は、一対の第１対向面７４１と一対の第２対向面７４２とを有している。一対の第１対向面７４１及び一対の第２対向面７４２は、貫通孔７４を区画する面である。一対の第１対向面７４１は、回転軸１４の軸方向において互いに対向する対向面である。一対の第２対向面７４２は、回転軸１４の周方向において互いに対向している。
【0058】
図３及び図５に示すように、第１バンプフォイル６０ａの係止部６２は、第１貫通孔７４ａに挿入係合されている。本実施形態では、第１貫通孔７４ａは、軸受ハウジング４０の第２溝４１ｂと回転軸１４の径方向に重なっている。第２溝４１ｂは、回転軸１４の径方向において第１貫通孔７４ａと重なる重合溝である。本実施形態の第１バンプフォイル６０ａの一部は、第１貫通孔７４ａを貫通した後、第２溝４１ｂに挿入係合されている。第１バンプフォイル６０ａの係止部６２は、回転軸１４の軸方向において第１貫通孔７４ａを区画する一対の第１対向面７４１の間に位置している。第１バンプフォイル６０ａの係止部６２は、回転軸１４の周方向において第１貫通孔７４ａを区画する一対の第２対向面７４２の間に位置している。
【0059】
第２バンプフォイル６０ｂの係止部６２は、第２貫通孔７４ｂに挿入係合されている。本実施形態では、第２貫通孔７４ｂは、軸受ハウジング４０の第３溝４１ｃと回転軸１４の径方向に重なっている。第３溝４１ｃは、回転軸１４の径方向において第２貫通孔７４ｂと重なる重合溝である。本実施形態の第２バンプフォイル６０ｂの一部は、第２貫通孔７４ｂを貫通した後、第３溝４１ｃに挿入係合されている。第２バンプフォイル６０ｂの係止部６２は、回転軸１４の軸方向において第２貫通孔７４ｂを区画する一対の第１対向面７４１の間に位置している。第２バンプフォイル６０ｂの係止部６２は、軸受ハウジング４０の周方向において第２貫通孔７４ｂを区画する一対の第２対向面７４２の間に位置している。
【0060】
図６に示すように、第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄには、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の周方向への移動を規制する規制部材８０が設けられている。本実施形態では、規制部材８０は、軸受ハウジング４０の軸方向の一端面であるボス２６，２７の先端面２６ａ，２７ａに設けられている。規制部材８０は、図示しないボルトによってボス２６，２７に固定されている。規制部材８０は、ボス２６，２７の先端面２６ａ，２７ａに開口する第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄの開口部を覆うように配置されることによって、第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄに設けられている。
【0061】
トップフォイル５０の自由端５２及び薄板部材７０の第１突出部７２は、軸受ハウジング４０の軸方向において第１溝４１ａを区画する面と規制部材８０との間に位置している。トップフォイル５０の固定端５３、第３バンプフォイル６０ｃの係止部６２、及び薄板部材７０の第２突出部７３は、軸受ハウジング４０の軸方向において第４溝４１ｄを区画する面と規制部材８０との間に位置している。
【0062】
このため、トップフォイル５０が回転軸１４の軸方向に移動しようとすると、自由端５２は、第１溝４１ａを区画する面又は規制部材８０に接触する。固定端５３は、第４溝４１ｄを区画する面又は規制部材８０に接触する。これにより、トップフォイル５０が軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の軸方向に移動することが規制される。したがって、トップフォイル５０が軸受ハウジング４０から抜け落ちることが規制される。
【0063】
また、薄板部材７０が回転軸１４の軸方向に移動しようとすると、第１突出部７２は、第１溝４１ａを区画する面又は規制部材８０に接触する。第２突出部７３は、第４溝４１ｄを区画する面又は規制部材８０に接触する。これにより、薄板部材７０が軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の軸方向に移動することが規制される。したがって、薄板部材７０が軸受ハウジング４０から抜け落ちることが規制される。このように規制部材８０は、軸受ハウジング４０に対するトップフォイル５０及び薄板部材７０の回転軸１４の軸方向への移動を規制する。
【0064】
さらに、第３バンプフォイル６０ｃが回転軸１４の軸方向に移動しようとすると、係止部６２は第４溝４１ｄを区画する面又は規制部材８０に接触する。これにより、第３バンプフォイル６０ｃが軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の軸方向に移動することが規制される。したがって、第３バンプフォイル６０ｃが軸受ハウジング４０から抜け落ちることが規制される。本実施形態の規制部材８０は、軸受ハウジング４０に対する第３バンプフォイル６０ｃの回転軸１４の軸方向への移動も規制する。
【0065】
遠心圧縮機１０が駆動すると、回転軸１４が回転する。回転軸１４が回転する方向を回転方向Ｒとする。回転軸１４が回転すると、回転軸１４の外周面とフォイル筒部５１の内周面５１ａとの間に空気が引き込まれる。当該空気は、回転軸１４とフォイル筒部５１との間を回転軸１４の回転方向Ｒに流れる。トップフォイル５０の固定端５３は、回転軸１４とフォイル筒部５１との間を流れる空気の流れにより、第４溝４１ｄを区画する面のうち、回転軸１４の回転方向Ｒに先行した面、すなわち第１溝４１ａに近い面に押し付けられる。これにより、固定端５３は、回転軸１４の回転時において、第４溝４１ｄの内部で回転方向Ｒに移動することが規制される。
【0066】
そして、回転軸１４の回転数が所定の回転数に到達すると、回転軸１４とフォイル筒部５１との間に引き込まれた空気により流体膜１７ａが形成される。回転軸１４は、流体膜１７ａの動圧によってトップフォイル５０に対して浮上する。回転軸１４は、流体膜１７ａによってトップフォイル５０と接触しない状態でラジアル方向に支持される。
【0067】
流体膜１７ａが形成されると、トップフォイル５０は、フォイル筒部５１が回転軸１４の径方向外側に向けて膨らむように弾性変形する。このとき、トップフォイル５０の自由端５２は、第１溝４１ａの内部を回転方向Ｒに移動する。軸受ハウジング４０の周方向における第１溝４１ａの幅は、フォイル筒部５１が弾性変形しても自由端５２が第１溝４１ａを区画する面に接触しない程度の幅に設定されている。これにより、自由端５２は、フォイル筒部５１が弾性変形したとき、第１溝４１ａの内部での回転方向Ｒへの移動が規制されない。よって、フォイル筒部５１の弾性変形が許容されている。
【0068】
フォイル筒部５１が弾性変形すると、フォイル筒部５１からバンプフォイル６０の各山部６１ａに荷重が入力される。各山部６１ａは、フォイル筒部５１から入力される荷重によって、回転軸１４の周方向に伸長するように弾性変形する。これにより、トップフォイル５０は、バンプフォイル６０の本体部６１によって弾性的に支持される。各山部６１ａが弾性変形する際、谷部６１ｂは薄板部材７０の内周面７１ａに対して摺動する。
【0069】
［第１実施形態の作用］
本実施形態の作用を説明する。
薄板部材７０は、薄板部材７０の内周面７１ａに開口する第１貫通孔７４ａを有している。第１バンプフォイル６０ａの係止部６２は、第１貫通孔７４ａに挿入係合されている。第１バンプフォイル６０ａは、第１バンプフォイル６０ａの一部が第１貫通孔７４ａに挿入係合されることにより、軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。
本実施形態の作用を説明する。
薄板部材７０は、薄板部材７０の内周面７１ａに開口する第１貫通孔７４ａを有している。第１バンプフォイル６０ａの係止部６２は、第１貫通孔７４ａに挿入係合されている。第１バンプフォイル６０ａは、第１バンプフォイル６０ａの一部が第１貫通孔７４ａに挿入係合されることにより、軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。
【0070】
詳しくは、第１バンプフォイル６０ａが回転軸１４の軸方向に移動しようとすると、係止部６２は、第１貫通孔７４ａを区画する第１対向面７４１に接触する。これにより、第１バンプフォイル６０ａが軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の軸方向に移動することが規制される。よって、第１バンプフォイル６０ａが軸受ハウジング４０から抜け落ちることが規制される。また、第１バンプフォイル６０ａが回転軸１４の周方向に移動しようとすると、係止部６２は、第１貫通孔７４ａを区画する第２対向面７４２に接触する。これにより、第１バンプフォイル６０ａが軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の周方向に移動することが規制される。
【0071】
薄板部材７０は、薄板部材７０の内周面７１ａに開口する第２貫通孔７４ｂを有している。第２バンプフォイル６０ｂの係止部６２は、第２貫通孔７４ｂに挿入係合されている。第２バンプフォイル６０ｂは、第２バンプフォイル６０ｂの一部が第２貫通孔７４ｂに挿入係合されることにより、軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。
【0072】
詳しくは、第２バンプフォイル６０ｂが回転軸１４の軸方向に移動しようとすると、係止部６２は、第２貫通孔７４ｂを区画する第１対向面７４１に接触する。これにより、第２バンプフォイル６０ｂが軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の軸方向に移動することが規制される。よって、第２バンプフォイル６０ｂが軸受ハウジング４０から抜け落ちることが規制される。また、第２バンプフォイル６０ｂが回転軸１４の周方向に移動しようとすると、係止部６２は、第２貫通孔７４ｂを区画する第２対向面７４２に接触する。これにより、第２バンプフォイル６０ｂが軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の周方向に移動することが規制される。
【0073】
［第１実施形態の効果］
本実施形態の効果を説明する。
（１－１）軸受ハウジング４０には、トップフォイル５０の一部と薄板部材７０の一部とが挿入されることによって、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の周方向への移動を規制する第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄが形成されている。第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄには、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の軸方向への移動を規制する規制部材８０が設けられている。
本実施形態の効果を説明する。
（１－１）軸受ハウジング４０には、トップフォイル５０の一部と薄板部材７０の一部とが挿入されることによって、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の周方向への移動を規制する第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄが形成されている。第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄには、トップフォイル５０と薄板部材７０との回転軸１４の軸方向への移動を規制する規制部材８０が設けられている。
【0074】
薄板部材７０は、薄板部材７０の内周面７１ａに開口する貫通孔７４を有している。バンプフォイル６０は、バンプフォイル６０の一部が貫通孔７４に挿入係合されることによって、軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。したがって、バンプフォイル６０が軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の軸方向に移動することにより軸受ハウジング４０から抜け落ちることが規制される。この場合、軸受ハウジング４０の周方向に複数の規制部材を配置したり、円環状の規制部材を嵌め込むための溝を軸受ハウジング４０に形成したりする必要がない。したがって、フォイル軸受１７の部品点数を増加させたり軸受ハウジング４０を大型化させたりすることなく、バンプフォイル６０が軸受ハウジング４０から抜け落ちることを規制できる。
【0075】
（１－２）薄板部材７０は、回転軸１４の径方向に貫通する第１貫通孔７４ａを有している。第１貫通孔７４ａは、薄板部材７０の内周面７１ａに開口する開口部である。軸受ハウジング４０には、第１貫通孔７４ａと回転軸１４の径方向に重なる第２溝４１ｂが形成されている。第１バンプフォイル６０ａは、係止部６２が第１貫通孔７４ａを貫通した後、第２溝４１ｂに挿入係合されることによって軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。この場合、例えば、開口部が薄板部材７０の内周面７１ａから凹む凹部である場合と比較して、係止部６２が開口部から抜けにくくなる。
【0076】
同様に、薄板部材７０は、回転軸１４の径方向に貫通する第２貫通孔７４ｂを有している。第２貫通孔７４ｂは、薄板部材７０の内周面７１ａに開口する開口部である。軸受ハウジング４０には、第２貫通孔７４ｂと回転軸１４の径方向に重なる第３溝４１ｃが形成されている。第２バンプフォイル６０ｂは、係止部６２が第２貫通孔７４ｂを貫通した後、第３溝４１ｃに挿入係合されることによって軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向と軸方向への移動が規制されている。この場合、例えば、開口部が薄板部材７０の内周面７１ａから凹む凹部である場合と比較して、係止部６２が開口部から抜けにくくなる。
【0077】
（１－３）軸受ハウジング４０の硬度は、バンプフォイル６０の硬度よりも低い。このため、軸受ハウジング４０とバンプフォイル６０との間に薄板部材７０が配置されていない場合には、バンプフォイル６０が軸受ハウジング４０に対して摺動することによって、軸受ハウジング４０が摩耗する。これに対し、本実施形態では、軸受ハウジング４０とバンプフォイル６０との間には薄板部材７０が配置されている。したがって、バンプフォイル６０が軸受ハウジング４０に対して摺動することによる軸受ハウジング４０の摩耗を抑制できる。なお、薄板部材７０の硬度は、バンプフォイル６０の硬度と同等である。このため、バンプフォイル６０が薄板部材７０に対して摺動しても、バンプフォイル６０及び薄板部材７０は摩耗しにくい。
【0078】
（１－４）軸受ハウジング４０と複数のバンプフォイル６０との間には、１つの薄板部材７０が配置されている。したがって、複数の薄板部材７０が軸受ハウジング４０とバンプフォイル６０との間において回転軸１４の周方向に並ぶように配置される場合と比較して、フォイル軸受１７の部品点数を削減できる。
【0079】
（１－５）本実施形態では、軸受ハウジング４０であるボス２６，２７は、ステータ３１のコイルエンド３４ａの内側に位置している。このため、ボス２６，２７が大型化すると、ボス２６，２７がコイルエンド３４ａに干渉するおそれがある。また、ボス２６，２７がコイルエンド３４ａに干渉しないとしても、例えば、冷却流路等を配置するスペースのために、ボス２６，２７とコイルエンド３４ａとの間の隙間は確保しておくのが好ましい。本実施形態では、薄板部材７０に貫通孔７４を設けることによって、ボス２６，２７を大型化させることなく、バンプフォイル６０が軸受ハウジング４０から抜け落ちることを規制できる。したがって、ボス２６，２７がコイルエンド３４ａに干渉することを回避できる。また、ボス２６，２７とコイルエンド３４ａとの隙間も確保しやすくなる。
【0080】
【0081】
図７及び図８に示すように、薄板部材７０は、複数の冷媒流路７５を有している。各冷媒流路７５は、筒部７１を回転軸１４の径方向に貫通している。各冷媒流路７５は、回転軸１４の軸方向に延びている。複数の冷媒流路７５は、筒部７１の周方向において間隔を空けて配置されている。本実施形態では、冷媒流路７５の形状及び大きさは、全ての冷媒流路７５で同じである。薄板部材７０は、当接部７０ａを有している。当接部７０ａは、薄板部材７０において回転軸１４の周方向に隣り合う冷媒流路７５に挟まれる部分である。また、薄板部材７０は、接続部７０ｂを有している。接続部７０ｂは、回転軸１４の軸方向において冷媒流路７５の両端で冷媒流路７５を跨ぐ部分である。冷媒流路７５は、回転軸１４の軸方向における薄板部材７０の両端において開口していない。
【0082】
図８及び図９に示すように、薄板部材７０の冷媒流路７５とバンプフォイル６０の山部６１ａとは、回転軸１４の径方向に並んでいる。冷媒流路７５と山部６１ａとが回転軸１４の径方向に並ぶ部分では、山部６１ａと軸受ハウジング４０との間に薄板部材７０が配置されていないため、薄板部材７０の厚さの分だけ、山部６１ａと軸受ハウジング４０との間の隙間Ｓは広くなっている。つまり、冷媒流路７５によって、山部６１ａと軸受ハウジング４０との間の隙間Ｓは広くなっている。隙間Ｓに流入した冷媒は、冷媒流路７５を回転軸１４の軸方向に流れる。
【0083】
図８に示すように、薄板部材７０の冷媒流路７５とバンプフォイル６０の谷部６１ｂとは、回転軸１４の周方向に並んでいる。薄板部材７０の当接部７０ａとバンプフォイル６０の谷部６１ｂとは、回転軸１４の径方向に並んでいる。当接部７０ａは、谷部６１ｂと当接している。本実施形態では、回転軸１４の周方向における当接部７０ａの幅Ｗ７０ａは、回転軸１４の周方向における谷部６１ｂの幅Ｗ６１ｂよりも広い。回転軸１４の周方向における当接部７０ａの幅Ｗ７０ａは、回転軸１４の周方向における隣り合う冷媒流路７５に挟まれる薄板部材７０の幅である。したがって、回転軸１４の周方向における隣り合う冷媒流路７５に挟まれる薄板部材７０の幅Ｗ７０ａは、回転軸１４の周方向における谷部６１ｂの幅Ｗ６１ｂよりも広い。当接部７０ａは、回転軸１４の周方向における谷部６１ｂの全体と当接している。
【0084】
図９に示すように、回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の寸法Ｌ７５は、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０の本体部６１の寸法Ｌ６１よりも短い。回転軸１４の軸方向における山部６１ａの両端は、薄板部材７０の接続部７０ｂと回転軸１４の径方向に並んでいる。回転軸１４の軸方向における隙間Ｓの両端部は、回転軸１４の軸方向において冷媒流路７５の両側に位置している。回転軸１４の軸方向における隙間Ｓの両端部では、山部６１ａと軸受ハウジング４０との間には薄板部材７０の接続部７０ｂが配置されている。このため、隙間Ｓは、回転軸１４の軸方向における両端部で狭くなっている。
【0085】
［第２実施形態の作用及び効果］
第２実施形態では、第１実施形態の効果（１－１）～（１－５）と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
第２実施形態では、第１実施形態の効果（１－１）～（１－５）と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【0086】
（２－１）バンプフォイル６０は、トップフォイル５０に当接する山部６１ａと、薄板部材７０に当接する谷部６１ｂとを有している。山部６１ａと谷部６１ｂとは、回転軸１４の周方向において交互に並んでいる。フォイル軸受１７は、バンプフォイル６０の山部６１ａと軸受ハウジング４０との間の隙間Ｓを流れる冷媒によって冷却される。
【0087】
本実施形態では、薄板部材７０は、回転軸１４の径方向に貫通する冷媒流路７５を有している。隙間Ｓに流入した冷媒は、冷媒流路７５を回転軸１４の軸方向に流れる。バンプフォイル６０の山部６１ａと薄板部材７０の冷媒流路７５とは、回転軸１４の径方向に並んでいる。このため、山部６１ａと冷媒流路７５とが回転軸１４の径方向に並ぶ部分では、山部６１ａと軸受ハウジング４０との間には薄板部材７０が配置されないため、薄板部材７０の厚さの分だけ、隙間Ｓが広くなっている。つまり、冷媒流路７５によって、隙間Ｓが広くなっている。その結果、フォイル軸受１７の冷却効果が増大する。
【0088】
なお、薄板部材７０に冷媒流路７５を設ける代わりに軸受ハウジング４０の内周面４０ａを凹ませることによっても隙間Ｓを広げることが可能だが、軸受ハウジング４０を加工するよりも薄板部材７０を加工する方が製造コストを削減できる。
【0089】
（２－２）回転軸１４の周方向における隣り合う冷媒流路７５に挟まれる薄板部材７０の幅Ｗ７０ａは、回転軸１４の周方向における谷部６１ｂの幅Ｗ６１ｂよりも広い。この構成によれば、谷部６１ｂと軸受ハウジング４０との間には、薄板部材７０が介在する。このため、バンプフォイル６０が回転軸１４の周方向に移動しても、谷部６１ｂが軸受ハウジング４０に接触しにくくなる。したがって、バンプフォイル６０が軸受ハウジング４０に対して摺動することによる軸受ハウジング４０の摩耗をより抑制できる。
【0090】
（２－３）薄板部材７０は、回転軸１４の軸方向において冷媒流路７５の両端で、冷媒流路７５を跨ぐ接続部７０ｂを有している。この構成によれば、冷媒流路７５は、回転軸１４の軸方向における薄板部材７０の両端において開口していない。したがって、例えば、冷媒流路７５が回転軸１４の軸方向における薄板部材７０の一端において開口するスリットである場合と比較して、薄板部材７０の耐久性が向上する。また、薄板部材７０が変形しにくいため、フォイル軸受１７の組み付け時の薄板部材７０の取り扱いが容易になる。
【0091】
（２－４）回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の寸法Ｌ７５は、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０の本体部６１の寸法Ｌ６１よりも短い。回転軸１４の軸方向における山部６１ａの両端は、接続部７０ｂと回転軸１４の径方向に並んでいる。
【0092】
この構成によれば、回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の両側では、山部６１ａと軸受ハウジング４０との間には接続部７０ｂが配置されている。このため、隙間Ｓは、回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の両側で狭くなっている。これにより、隙間Ｓを流れる冷媒の流れが回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の両側で変化することによって、フォイル軸受１７の冷却効果をさらに増大させることができる。
【0093】
［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
【0094】
○ バンプフォイル６０の一部が挿入係合される開口部は、薄板部材７０を回転軸１４の径方向に貫通する貫通孔７４でなくてもよい。開口部は、薄板部材７０の内周面７１ａに開口していれば、薄板部材７０の内周面７１ａから凹む凹部であってもよい。
【0095】
○ 薄板部材７０は次のように構成されていてもよい。
図１０及び図１１に示すように、薄板部材７０は、突出部としての第３突出部７６を有していてもよい。第３突出部７６は、貫通孔７４を区画している。第３突出部７６は、軸受ハウジング４０に向けて突出している。具体的には、第３突出部７６は、一対の第２対向面７４２のうち、一方の第２対向面７４２を構成している。
図１０及び図１１に示すように、薄板部材７０は、突出部としての第３突出部７６を有していてもよい。第３突出部７６は、貫通孔７４を区画している。第３突出部７６は、軸受ハウジング４０に向けて突出している。具体的には、第３突出部７６は、一対の第２対向面７４２のうち、一方の第２対向面７４２を構成している。
【0096】
図１１に示すように、第３突出部７６は、バンプフォイル６０の係止部６２が挿入される重合溝としての溝４１に挿入係合されている。薄板部材７０は、第３突出部７６が溝４１に挿入係合されることによって軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向への移動が規制されている。
【0097】
この構成によれば、薄板部材７０は、規制溝である第１溝４１ａ及び第４溝４１ｄに挿入されることに加えて、第３突出部７６が溝４１に挿入係合されることによっても、軸受ハウジング４０に対する回転軸１４の周方向への移動が規制される。したがって、薄板部材７０が軸受ハウジング４０に対して回転軸１４の周方向へ移動することをより規制できる。
【0098】
第２実施形態のように、山部６１ａと冷媒流路７５とが回転軸１４の径方向に並ぶとともに谷部６１ｂと冷媒流路７５とが回転軸１４の周方向に並ぶように、バンプフォイル６０と薄板部材７０とが配置されている場合、上記構成が特に効果的である。軸受ハウジング４０に対する薄板部材７０の周方向へ移動がより規制されると、回転軸１４の周方向におけるバンプフォイル６０と薄板部材７０との位置関係がよりずれにくくなる。したがって、山部６１ａと冷媒流路７５とが回転軸１４の径方向に並ぶ状態を維持しやすくなるため、冷媒流路７５により隙間Ｓが広くなった状態を維持しやすくなる。
【0099】
なお、第３突出部７６は、貫通孔７４を区画するのであれば、第１対向面７４１を構成してもよい。
○ 図１２及び図１３に示すように、冷媒流路７５は、筒部７１の軸方向の第１端面７１ｂに開口しているスリットであってもよい。回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の寸法Ｌ７５は、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０の本体部６１の寸法Ｌ６１よりも長い。回転軸１４の軸方向における山部６１ａの全体が冷媒流路７５と回転軸１４の径方向に並んでいる。
○ 図１２及び図１３に示すように、冷媒流路７５は、筒部７１の軸方向の第１端面７１ｂに開口しているスリットであってもよい。回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の寸法Ｌ７５は、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０の本体部６１の寸法Ｌ６１よりも長い。回転軸１４の軸方向における山部６１ａの全体が冷媒流路７５と回転軸１４の径方向に並んでいる。
【0100】
例えば、回転軸１４の軸方向における山部６１ａの一部が薄板部材７０と回転軸１４の径方向に並んでいる場合、山部６１ａと薄板部材７０とが並んでいる部分では、隙間Ｓが狭くなる。これに対し、上記構成では、回転軸１４の軸方向における山部６１ａの全体が冷媒流路７５と回転軸１４の径方向に並んでいるため、隙間Ｓには狭くなる部分が生じない。したがって、冷媒は隙間Ｓを流れやすくなる。
【0101】
なお、図１４に示すように、筒部７１の軸方向の第１端面７１ｂに開口するスリットである第１冷媒流路７５ａと、筒部７１の軸方向の第２端面７１ｃに開口するスリットである第２冷媒流路７５ｂとが、混在していてもよい。第１冷媒流路７５ａと第２冷媒流路７５ｂとは、例えば、筒部７１の周方向において交互に配置されている。
【0102】
【0103】
○ 第１実施形態の第１バンプフォイル６０ａ及び第２バンプフォイル６０ｂにおいて、回転軸１４の軸方向における係止部６２の寸法は、回転軸１４の軸方向における本体部６１の寸法と同じでもよい。この場合、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０の寸法は、回転軸１４の軸方向における貫通孔７４の寸法未満に設定される。
【0104】
○ 第２実施形態において、回転軸１４の軸方向における冷媒流路７５の寸法Ｌ７５は、回転軸１４の軸方向におけるバンプフォイル６０の本体部６１の寸法Ｌ６１以上であってもよい。回転軸１４の軸方向における山部６１ａの全体が冷媒流路７５と回転軸１４の径方向に並んでいてもよい。
【0105】
○ 回転軸１４の周方向における冷媒流路７５の幅は、適宜変更されてもよい。回転軸１４の周方向における冷媒流路７５の幅は、例えば、フォイル軸受１７の周方向において高温になりやすい部分では広く設定されるとともに、フォイル軸受１７の周方向において高温になりにくい部分では狭く設定されていてもよい。
【0106】
○ 冷媒流路７５の数は、適宜変更されてもよい。冷媒流路７５の数は、例えば、フォイル軸受１７の周方向において高温になりやすい部分では多く設定されるとともに、フォイル軸受１７の周方向において高温になりにくい部分では少なく設定されていてもよい。
【0107】
○ 軸受ハウジング４０は、ボス２６，２７でなくてもよい。軸受ハウジング４０は、ボス２６，２７とは別体の部材であってもよい。
○ 軸受ハウジング４０の各溝４１は、軸受ハウジング４０の軸方向の両端面において開口していてもよい。この場合、規制部材８０は、軸受ハウジング４０の軸方向の両端面に設けられる。
○ 軸受ハウジング４０の各溝４１は、軸受ハウジング４０の軸方向の両端面において開口していてもよい。この場合、規制部材８０は、軸受ハウジング４０の軸方向の両端面に設けられる。
【0108】
○ フォイル軸受１７が有するバンプフォイル６０の数は、３つに限定されない。フォイル軸受１７は、２つのバンプフォイル６０を有していてもよいし、４つ以上のバンプフォイル６０を有していてもよい。
【0109】
○ フォイル軸受１７が有する薄板部材７０の数は、１つに限定されない。フォイル軸受１７は、２つ以上の薄板部材７０を有していてもよい。
○ 薄板部材７０の硬度は、バンプフォイル６０の硬度よりも低くてもよい。この場合、薄板部材７０の内周面７１ａには、バンプフォイル６０が薄板部材７０に対して摺動した際の薄板部材７０の摩耗を抑制するためのコーティングが施される。
○ 薄板部材７０の硬度は、バンプフォイル６０の硬度よりも低くてもよい。この場合、薄板部材７０の内周面７１ａには、バンプフォイル６０が薄板部材７０に対して摺動した際の薄板部材７０の摩耗を抑制するためのコーティングが施される。
【0110】
○ 薄板部材７０の材質は、バンプフォイル６０の材質と全く同じでなくてもよい。薄板部材７０の硬度とバンプフォイル６０の硬度とが同程度であれば、バンプフォイル６０が薄板部材７０に対して摺動した際に、バンプフォイル６０及び薄板部材７０の双方の摩耗が抑制される。つまり、薄板部材７０の硬度とバンプフォイル６０の硬度とが同程度になるのであれば、薄板部材７０の材質とバンプフォイル６０の材質は異なっていてもよい。
【0111】
○ 規制部材８０によって、軸受ハウジング４０に対するトップフォイル５０及び薄板部材７０の回転軸１４の軸方向への移動を規制可能であれば、軸受ハウジング４０に対する規制部材８０の固定方法は適宜変更されてもよい。例えば、規制部材８０は、第１溝４１ａ内及び第４溝４１ｄ内に圧入されることによって、軸受ハウジング４０に固定されていてもよい。
【0112】
○ フォイル軸受１７の適用先は遠心圧縮機１０に限定されない。
［付記］
上記各実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
［付記］
上記各実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【0113】
［１］回転軸が挿通される筒状の軸受ハウジングと、前記回転軸と前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸に対して前記回転軸の周方向に延在する軸受面を構成するトップフォイルと、前記トップフォイルの外周側に設けられ、伸長することで前記トップフォイルを弾性的に支持する複数のバンプフォイルと、前記バンプフォイルと前記軸受ハウジングとの間に設けられ、前記周方向に延在する薄板部材と、を有し、前記軸受ハウジングには、前記トップフォイルの一部と前記薄板部材の一部とが挿入され、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記周方向への移動を規制する規制溝が形成されているフォイル軸受であって、前記規制溝には、前記トップフォイルと前記薄板部材との前記回転軸の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられ、前記薄板部材は、内周面に開口する開口部を有し、前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記開口部に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されていることを特徴とするフォイル軸受。
【0114】
［２］前記開口部は、前記薄板部材を前記回転軸の径方向に貫通する貫通孔であり、前記軸受ハウジングには、前記径方向に前記貫通孔に重なる重合溝が形成されており、前記バンプフォイルは、前記バンプフォイルの一部が前記貫通孔を貫通し、前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向と前記軸方向への移動が規制されている［１］に記載のフォイル軸受。
【0115】
［３］前記薄板部材は、前記貫通孔を区画し、前記軸受ハウジングに向けて突出する突出部を有し、前記薄板部材は、前記突出部が前記重合溝に挿入係合されることによって前記軸受ハウジングに対する前記周方向への移動が規制されている［２］に記載のフォイル軸受。
【0116】
［４］前記バンプフォイルは、前記トップフォイルに当接する山部と、前記薄板部材に当接する谷部とを有し、前記山部と前記谷部とは、前記周方向において交互に並んでおり、前記薄板部材は、前記回転軸の径方向に貫通し、前記軸方向に冷媒が流れる複数の冷媒流路を有し、前記山部と前記冷媒流路とは、前記径方向に並んでおり、前記谷部と前記冷媒流路とは、前記周方向に並んでいる［１］～［３］の何れか１つに記載のフォイル軸受。
【0117】
［５］前記周方向における隣り合う前記冷媒流路に挟まれる前記薄板部材の幅は、前記周方向における前記谷部の幅よりも広い［４］に記載のフォイル軸受。
［６］前記薄板部材は、前記軸方向において前記冷媒流路の両端で、前記冷媒流路を跨ぐ接続部を有している［４］又は［５］に記載のフォイル軸受。
［６］前記薄板部材は、前記軸方向において前記冷媒流路の両端で、前記冷媒流路を跨ぐ接続部を有している［４］又は［５］に記載のフォイル軸受。
【0118】
［７］前記軸方向における前記冷媒流路の寸法は、前記軸方向における前記バンプフォイルの寸法よりも短く、前記軸方向における前記山部の両端は、前記接続部と前記径方向に並んでいる［６］に記載のフォイル軸受。
【0119】
［８］前記軸方向における前記冷媒流路の寸法は、前記軸方向における前記バンプフォイルの寸法よりも長く、前記軸方向における前記山部の全体が前記冷媒流路と前記径方向に並んでいる［４］～［６］の何れか１つに記載のフォイル軸受。
【符号の説明】
【0120】
１４…回転軸、１７…フォイル軸受、４０…軸受ハウジング、４１ａ…規制溝としての第１溝、４１ｂ…重合溝としての第２溝、４１ｃ…重合溝としての第３溝、４１ｄ…規制溝としての第４溝、５０…トップフォイル、５１ａ…軸受面としての内周面、６０…バンプフォイル、６１ａ…山部、６１ｂ…谷部、７０…薄板部材、７０ｂ…接続部、７１ａ…内周面、７６…突出部としての第３突出部、７４…開口部としての貫通孔、７５…冷媒流路、８０…規制部材、Ｌ６１…バンプフォイルの寸法、Ｌ７５…冷媒流路の寸法、Ｗ６１ｂ…谷部の幅、Ｗ７０ａ…薄板部材の幅。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】