特開 2025-28377 スラストフォイル軸受

(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】P2025028377

(43)【公開日】2025-02-28

(54)【発明の名称】スラストフォイル軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 27/02 20060101AFI20250220BHJP

【ＦＩ】

F16C27/02 A

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024226542

(22)【出願日】2024-12-23

(62)【分割の表示】P 2024509774の分割

【原出願日】2022-12-27

(31)【優先権主張番号】P 2022046283

(32)【優先日】2022-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100209657

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 宏

(72)【発明者】

【氏名】飯田 勘

(72)【発明者】

【氏名】中島 雅祐

(72)【発明者】

【氏名】青山 茂一

(57)【要約】

【課題】所望の負荷能力を発揮させる。
【解決手段】スラストフォイル軸受は、回転軸が挿通される挿通孔及び支持面を有するベースプレートと、支持面に支持される複数のトップフォイル片と、支持面に載置され、ベースプレートに対して別体で形成されると共に、複数の段差面によって構成された複数の段差支持部を含む段差部材と、トップフォイル片とベースプレートとの間に配置されると共に複数の段差支持部のそれぞれに配置され、段差面にそれぞれ接する谷部を含む複数のバンプフォイル片と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸が挿通される挿通孔及び支持面を有するベースプレートと、
前記支持面に支持される複数のトップフォイル片と、
前記支持面に載置され、複数の段差面によって構成された複数の段差支持部を含む段差部材と、
前記トップフォイル片と前記ベースプレートとの間に配置されると共に前記複数の段差支持部のそれぞれに配置された複数のバンプフォイル片と、を備え、
前記段差部材は、前記支持面上に配置された第１板部材と、前記第１板部材に積層された第２板部材と、を有し、
前記第１板部材は、第１内周縁部と、第２内周縁部とを含み、
前記第１内周縁部は、前記第２内周縁部よりも前記挿通孔の軸線から遠くに位置し、
前記第１板部材は、前記第１内周縁部から前記挿通孔を囲む方向に延びる仮想線と前記第２内周縁部との間に位置する第１段差内周領域を含み、
前記第１段差内周領域は、前記第２板部材と重なる内周面重複領域と、前記第２板部材と重ならない内周面露出領域とを含む、スラストフォイル軸受。

【請求項2】

回転軸が挿通される挿通孔及び支持面を有するベースプレートと、
前記支持面に支持される複数のトップフォイル片と、
前記支持面に載置され、複数の段差面によって構成された複数の段差支持部を含む段差部材と、
前記トップフォイル片と前記ベースプレートとの間に配置されると共に前記複数の段差支持部のそれぞれに配置された複数のバンプフォイル片と、を備え、
前記段差部材は、前記支持面上に配置された第１板部材と、前記第１板部材に積層された第２板部材と、を有し、
前記第２板部材は、第１内周縁部と、前記第１内周縁部よりも前記挿通孔の軸線の近くに位置する第２内周縁部とを含み、
前記第１板部材は、前記挿通孔の前記軸線の方向から見た場合に、前記第１内周縁部よりも前記挿通孔の前記軸線の近くに位置する第１段差内周領域を含み、
前記第１段差内周領域は、前記第２板部材と重なる内周面重複領域と、前記第２板部材と重ならない内周面露出領域とを含む、スラストフォイル軸受。

【請求項3】

回転軸が挿通される挿通孔及び支持面を有するベースプレートと、
前記支持面に支持される複数のトップフォイル片と、
前記支持面に載置され、複数の段差面によって構成された複数の段差支持部を含む段差部材と、
前記トップフォイル片と前記ベースプレートとの間に配置されると共に前記複数の段差支持部のそれぞれに配置された複数のバンプフォイル片と、を備え、
前記段差部材は、前記支持面上に配置された第１板部材と、前記第１板部材に積層された第２板部材と、を有し、
前記第１板部材は、前記挿通孔を囲む方向において互いに隣り合う二つの支持領域を含み、
前記二つの支持領域の間には、外径側から内径側に伸びる溝が形成されており、
前記溝は、拡大部を含み、
前記挿通孔を囲む方向における前記拡大部の幅は、前記外径側から前記内径側に向かって拡大している、スラストフォイル軸受。

【請求項4】

回転軸が挿通される挿通孔及び支持面を有するベースプレートと、
前記支持面に支持される複数のトップフォイル片と、
前記支持面に載置され、複数の段差面によって構成された複数の段差支持部を含む段差部材と、
前記トップフォイル片と前記ベースプレートとの間に配置されると共に前記複数の段差支持部のそれぞれに配置された複数のバンプフォイル片と、を備え、
前記段差部材は、前記支持面上に配置された第１板部材と、前記第１板部材に積層された第２板部材と、を有し、
前記第１板部材は、内周領域を含み、
前記内周領域は、前記第２板部材と重なる内周面重複領域と、前記第２板部材と重ならない内周面露出領域とを含み、
前記内周面重複領域と前記内周面露出領域とは、前記挿通孔を囲む方向に配置されている、スラストフォイル軸受。

【請求項5】

前記複数の段差支持部は、前記挿通孔を囲むように設けられる、請求項１～４の何れか一項に記載のスラストフォイル軸受。

【請求項6】

前記第１板部材は、
弧状の外周縁を含む第１被挟持部と、
前記挿通孔の軸線の方向から見て、前記第１被挟持部と前記挿通孔との間に設けられた第１支持領域と、を含み、
前記第２板部材は、
弧状の外周縁を含む第２被挟持部と、
前記挿通孔の軸線の方向から見て、前記第２被挟持部と前記挿通孔との間に設けられた第２支持領域と、を含み、
前記段差支持部は、前記第１支持領域と前記第２支持領域とが積層して形成される、請求項１～４の何れか一項に記載のスラストフォイル軸受。

【請求項7】

前記第２支持領域の形状は、前記挿通孔の軸線の方向から見て前記第１支持領域の形状と異なる、請求項６に記載のスラストフォイル軸受。

【請求項8】

前記第１被挟持部及び前記第２被挟持部は、前記段差部材を前記ベースプレートに締結するための締結部材が挿通される貫通孔を有する、請求項６に記載のスラストフォイル軸受。

【請求項9】

前記貫通孔の数は、前記段差支持部の数と異なる、請求項８に記載のスラストフォイル軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スラストフォイル軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、高速回転体用の軸受として用いられるスラストフォイル軸受を開示する。特許文献１が開示するスラストフォイル軸受は、回転軸に設けられたスラストカラーに対向して配置される。スラストフォイル軸受の軸受面は、金属製の薄板である柔軟なフォイルによって構成されている。スラストフォイル軸受は、軸受面を柔軟に支持するためのフォイル構造を有している。回転軸は、振動及び衝撃によって意図しない動きを生じることがある。回転軸の意図しない動きによって、例えば、スラストカラーは、軸方向に動くことがある。また、回転軸の意図しない動きによって、スラストカラーは、傾くこともある。スラストフォイル軸受は、回転軸の動きに起因するスラストカラーの動きを吸収できる。

【0003】

スラストフォイル軸受は、複数のトップフォイル片と、複数のバンプフォイル片と、を備える。トップフォイル片は、バンプフォイル片に支持されている。スラストカラーが回転すると、トップフォイル片とスラストカラーとの間に潤滑流体が導入される。潤滑流体は、トップフォイル片とスラストカラーとの間に楔状の流体潤滑膜を形成する。流体潤滑膜が形成された結果、スラストフォイル軸受の負荷能力が発揮される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】日本国特許第６０６５９１７号公報

【特許文献2】特開２００６－５７６５２号公報

【特許文献3】特開２００４－２７０９０４号公報

【特許文献4】特開２００９－２９９７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

スラストフォイル軸受の負荷能力は、流体潤滑膜の形態の影響を受ける。従って、所望の負荷能力を発揮させるためには、所望の流体潤滑膜を生じさせる必要がある。所望の流体潤滑膜の形態は、トップフォイル片とスラストカラーとの間の隙間の形状の影響を受ける。楔状の隙間は、ベースプレートに設けられた傾斜面によって形成されている。

【0006】

例えば、傾斜面は、切削加工などによって形成する場合がある。切削加工によって形成された傾斜面は、加工誤差などに起因して、意図した構成とならないこともある。傾斜面が意図した構成とならない場合には、楔状の隙間も意図した構成とならない。その結果、スラストフォイル軸受の負荷能力が、所望の能力に満たないこともあり得る。

【0007】

本開示は、所望の負荷能力を発揮することができるスラストフォイル軸受を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示のスラストフォイル軸受は、回転軸が挿通される挿通孔及び支持面を有するベースプレートと、支持面に支持される複数のトップフォイル片と、支持面に載置され、ベースプレートに対して別体で形成されると共に、複数の段差面によって構成された複数の段差支持部を含む段差部材と、トップフォイル片とベースプレートとの間に配置されると共に複数の段差支持部のそれぞれに配置され、段差面に接する接触部を含む複数のバンプフォイル片と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示のスラストフォイル軸受は、所望の負荷能力を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示のスラストフォイル軸受が適用されるターボ機械の一例を示す側面図である。

【図2】図２は、本開示のスラストフォイル軸受を示す断面図である。

【図3】図３は、本開示のスラストフォイル軸受の一部を分解して示す斜視図である。

【図4】図４（ａ）は、トップフォイル片の平面図である。図４（ｂ）は、バンプフォイル片の平面図である。

【図5】図５は、本開示のスラストフォイル軸受の要部を拡大して示す断面図である。

【図6】図６は、本開示のスラストフォイル軸受が備える段差部材の斜視図である。

【図7】図７は、段差支持部を拡大して示す斜視図である。

【図8】図８は、段差部材を構成する第１シムの斜視図である。

【図9】図９は、段差部材を構成する第２シムの斜視図である。

【図10】図１０は、段差部材を構成する第３シムの斜視図である。

【図11】図１１は、変形例１のスラストフォイル軸受の要部を拡大して示す断面図である。

【図12】図１２は、変形例１のスラストフォイル軸受の作用効果を説明するための図である。

【図13】図１３は、変形例２のスラストフォイル軸受の要部を拡大して示す断面図である。

【図14】図１４は、変形例３のスラストフォイル軸受の要部を示す斜視図である。

【図15】図１５は、変形例４のスラストフォイル軸受の要部を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示のスラストフォイル軸受は、回転軸が挿通される挿通孔及び支持面を有するベースプレートと、支持面に支持される複数のトップフォイル片と、支持面に載置され、ベースプレートに対して別体で形成されると共に、複数の段差面によって構成された複数の段差支持部を含む段差部材と、トップフォイル片とベースプレートとの間に配置されると共に複数の段差支持部のそれぞれに配置され、段差面に接する接触部を含む複数のバンプフォイル片と、を備える。

【0012】

スラストフォイル軸受は、ベースプレートとは別体とされた段差部材を有する。この段差部材によれば、設計値からの段差寸法のずれを小さくしやすくなる。その結果、段差寸法のずれに起因する負荷能力の低下が抑制される。従って、スラストフォイル軸受は、所望の負荷能力を発揮することができる。

【0013】

上記のスラストフォイル軸受の複数の段差支持部は、挿通孔を囲むように設けられてもよい。このような構成によれば、複数の段差支持部を挿通孔の周囲に設けることができる。

【0014】

上記のスラストフォイル軸受の第１板部材は、弧状の外周縁を含む第１被挟持部と、挿通孔の軸線の方向から見て、第１被挟持部と挿通孔との間に設けられた第１支持領域と、を含んでもよい。第２板部材は、弧状の外周縁を含む第２被挟持部と、挿通孔の軸線の方向から見て、第２被挟持部と挿通孔との間に設けられた第２支持領域と、を含んでもよい。段差支持部は、第１支持領域と第２支持領域とが積層して形成されてもよい。このような構成によっても、所望の負荷能力を発揮することができる。

【0015】

上記のスラストフォイル軸受の第２支持領域の形状は、挿通孔の軸線の方向から見て第１支持領域の形状と異なってもよい。このような構成によれば、バンプフォイル片を支持する仮想的な斜面を形成することができる。

【0016】

上記のスラストフォイル軸受の第１支持領域は、挿通孔を囲むように延びる内周縁を含んでもよい。内周縁は、第１内周縁部と、第２内周縁部と、を含んでもよい。挿通孔の軸線から第１内周縁部までの距離は、挿通孔の軸線から第２内周縁部までの距離と異なってもよい。このような構成によっても、所望の負荷能力を発揮することができる。

【0017】

上記のスラストフォイル軸受の被挟持部は、段差部材をベースプレートに締結するための締結部材が挿通される貫通孔を有してもよい。このような構成によれば、段差部材をベースプレートに締結することができる。

【0018】

上記のスラストフォイル軸受の貫通孔の数は、段差支持部の数と異なってもよい。このような構成によっても、段差部材をベースプレートに固定することができる。

【0019】

以下、添付図面を参照して、本開示のスラストフォイル軸受を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面に図示された同一要素には同一の符号を付す。同一要素に関する重複する説明は、省略する。

【0020】

図１は、本開示のスラストフォイル軸受が適用されるターボ機械の一例を示す側面図である。インペラ２は、回転軸１の端部に取り付けられている。チップクリアランス６は、インペラ２とハウジング５との間に存在する。回転軸１は、スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂと、ラジアルフォイル軸受７と、によって支持されている。

【0021】

ラジアルフォイル軸受７は、回転軸１を軸線Ａに対して直交する方向（ラジアル方向）に支持する。スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂは、回転軸１を軸線Ａに沿った方向（スラスト方向）に支持する。円板のスラストカラー４は、回転軸１に取り付けられている。スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂは、スラストカラー４を挟む。

【0022】

図２に示すように、スラストフォイル軸受３Ａは、スラストカラー４とインペラ２との間に配置されている。スラストフォイル軸受３Ｂは、スラストカラー４とラジアルフォイル軸受７との間に配置されている。スラストフォイル軸受３Ａの構成は、スラストフォイル軸受３Ｂの構成と同じである。スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂは、複数のトップフォイル片１１と、複数のバンプフォイル片２１と、ベースプレート３０と、段差部材５０と、をそれぞれ有する。

【0023】

円筒状の軸受スペーサ４０は、スラストフォイル軸受３Ａのベースプレート３０とスラストフォイル軸受３Ｂのベースプレート３０との間に配置されている。スラストフォイル軸受３Ａのベースプレート３０は、締結ボルト４１によってスラストフォイル軸受３Ｂに連結されている。締結ボルト４１を挿通するための貫通孔４２は、ベースプレート３０の外周部に形成されている。締結ボルト４１の先端は、ハウジング５のネジ孔３１にねじ込まれている。スラストフォイル軸受３Ａのベースプレート３０は、締結ボルト４１による締め付けによってハウジング５に当接している。

【0024】

以下、図３～図１０を参照しながら、スラストフォイル軸受３Ａについて詳細に説明する。スラストフォイル軸受３Ｂの構成は、スラストフォイル軸受３Ａの構成と同じである。従って、スラストフォイル軸受３Ｂの詳細な説明は省略する。

【0025】

なお、以下の説明においては、ベースプレート３０に設けられた挿通孔３０ａを基準に各部材の位置関係を説明する。例えば、「軸方向」とは、挿通孔３０ａの軸線Ａが延びる方向である。「軸方向」とは、回転軸１が挿通される方向である。また、「軸方向」とは、回転軸１が延びる方向である。「径方向」とは、挿通孔３０ａの直径に沿う方向である。「径方向」は、挿通孔３０ａの軸線Ａの方向に視たときに当該軸線Ａと交差する方向である。「周方向」とは、挿通孔３０ａの内周面に沿う方向である。「周方向」は、挿通孔３０ａの軸線Ａまわりの方向である。上記の説明では、「軸方向」、「径方向」及び「周方向」は、挿通孔３０ａの軸線Ａを基準にして定義した。「軸方向」、「径方向」及び「周方向」は、挿通孔３０ａの軸線Ａに代えて、回転軸１の軸線を基準にして定義してもよい。

【0026】

図３に示すように、ベースプレート３０は、軸方向におけるスラストフォイル軸受３Ａの最外部を構成している。スラストフォイル軸受３Ａの最外部とは、スラストカラー４から遠い側を意味する。ベースプレート３０は、円環状の板部材である。ベースプレート３０は、金属板である。一例として、ベースプレート３０の厚みは、数ｍｍ程度である。ベースプレート３０の外形形状は、円板とは異なっていてもよい。ベースプレート３０の外形形状は、矩形であってもよい。ベースプレート３０は、挿通孔３０ａと、支持面３０ｂと、裏面３０ｃと、を有する。

【0027】

挿通孔３０ａは、貫通孔である。挿通孔３０ａは、支持面３０ｂから裏面３０ｃに至る。挿通孔３０ａは、必ずしも厳密な円筒形状でなくてもよい。回転軸１（図２参照）は、挿通孔３０ａに配置される。挿通孔３０ａの内径は、回転軸１の外径よりも大きい。

【0028】

支持面３０ｂは、平坦面である。支持面３０ｂは、挿通孔３０ａの軸方向に直交する方向に広がる。支持面３０ｂは、スラストカラー４に向いている。支持面３０ｂに形成された挿通孔３０ａの周囲には、複数のトップフォイル片１１と、複数のバンプフォイル片２１と、段差部材５０と、が配置されている。段差部材５０は、支持面３０ｂに取り付けられている。トップフォイル片１１の一部は、支持面３０ｂに取り付けられている。トップフォイル片１１は、バンプフォイル片２１に支持されている。トップフォイル片１１は、介在物が存在したとしても、トップフォイル片１１自体が荷重を受ける部材として機能してよい。バンプフォイル片２１は、ベースプレート３０及び段差部材５０に支持されている。トップフォイル片１１は、バンプフォイル片２１を介してベースプレート３０及び段差部材５０に支持されている。

【0029】

トップフォイル片１１の数は、７枚である。複数のトップフォイル片１１を総称して、トップフォイルと称してもよい。バンプフォイル片２１の数も７枚である。複数のバンプフォイル片２１を総称して、バンプフォイルと称してもよい。トップフォイル片１１及びバンプフォイル片２１は、周方向に沿って等間隔に配置されている。トップフォイル片１１の数は、７枚に限定されない。トップフォイル片１１の数は、７枚より少なくてもよい。トップフォイル片１１の数は、７枚より多くてもよい。バンプフォイル片２１の数は、７枚に限定されない。バンプフォイル片２１の数は、７枚より少なくてもよい。バンプフォイル片２１の数は、７枚より多くてもよい。

【0030】

トップフォイル片１１は、傾斜部１２と、取付部１３と、を有している。傾斜部１２は、周方向に沿って回転軸１の回転方向Ｒの上流側から下流側に向かって上方に傾斜する。トップフォイル片１１の傾斜部１２は、スラストカラー４に対面する。上方に傾斜するとは、回転方向Ｒの上流側から下流側に向かってベースプレート３０から次第に離間する形態である。上方に傾斜するとは、回転方向Ｒの上流側から下流側に向かってスラストカラー４に近づく形態である。取付部１３は、曲げ部１４を介して傾斜部１２に繋がっている。取付部１３は、ベースプレート３０に固定される。

【0031】

図４（ａ）に示すように、傾斜部１２は、平面視して扇形である。扇形である傾斜部１２の頂点は、切り欠かれている。傾斜部１２の内周辺は、円弧である。傾斜部１２の外周辺も、円弧である。傾斜部１２は、平面視して略台形状である。傾斜部１２は、傾斜部前端１２ａと、傾斜部後端１２ｂと、傾斜部内周端１２ｃと、傾斜部外周端１２ｄと、を有する。傾斜部前端１２ａ及び傾斜部後端１２ｂは、径方向に延びる。例えば、回転軸１の回転方向Ｒを基準として、下流側が傾斜部後端１２ｂであると定義すると共に、上流側が傾斜部前端１２ａであると定義してよい。回転軸１の回転方向Ｒは、反時計周りであるとする。傾斜部前端１２ａ及び傾斜部後端１２ｂの定義は例示である。従って、傾斜部前端１２ａ及び傾斜部後端１２ｂは、上記とは異なる定義に従って決められてもよい。回転軸１の回転方向Ｒも、時計周りであってもよい。

【0032】

傾斜部後端１２ｂは、自由端である。傾斜部後端１２ｂは、固定されていない。

【0033】

図５に示すように、傾斜部前端１２ａは、曲げ部１４を介して取付部１３に繋がっている。曲げ部１４は、第１屈曲１４ａと、第２屈曲１４ｂとを含む。第１屈曲１４ａは、取付部１３が曲げ部１４に接続された部分である。第２屈曲１４ｂは、曲げ部１４が傾斜部１２に接続された部分である。第１屈曲１４ａ及び第２屈曲１４ｂは、いずれも鈍角である。

【0034】

傾斜部１２は、バンプフォイル片２１に支持されている。傾斜部１２は、支持面３０ｂに対して傾いている。例えば、傾斜部１２の傾きは、第１屈曲１４ａ及び第２屈曲１４ｂによって決まる初期傾斜角に基づく。その結果、傾斜部１２は、回転軸１の回転方向Ｒに沿って、ベースプレート３０から次第に遠ざかる。初期傾斜角とは、荷重がゼロであるとき、トップフォイル片１１の傾斜部１２がベースプレート３０の支持面３０ｂに対してなす角度である。

【0035】

取付部１３の径方向の長さは、曲げ部１４の長さと同じである。取付部１３の形状は、径方向に延びる帯状である。取付部１３の長さは、曲げ部１４の長さと異なってもよい。取付部１３は、ベースプレート３０に対して固定要素１１ｆによって固定されている。ベースプレート３０に対する取付部１３の固定には、例えば、スポット溶接を採用してもよい。ベースプレート３０に対する取付部１３の固定には、ねじ締結構造を採用してもよい。

【0036】

バンプフォイル片２１は、周方向に配列されている。バンプフォイル片２１は、トップフォイル片１１とベースプレート３０との間に配置される。バンプフォイル片２１は、後述する複数の段差支持部５１のそれぞれに配置される。バンプフォイル片２１の形状は、平面視して扇形である。バンプフォイル片２１の大きさは、トップフォイル片１１の傾斜部１２の大きさよりも小さい。従って、バンプフォイル片２１は、トップフォイル片１１に覆われている。バンプフォイル片２１の形状は、トップフォイル片１１の形状と同じである。

【0037】

図４（ｂ）に示すように、バンプフォイル片２１の形状は、平面視して扇形である。扇形であるバンプフォイル片２１の頂点は、切り欠かれている。バンプフォイル片２１の内周辺は、円弧である。バンプフォイル片２１の外周辺も、円弧である。バンプフォイル片２１は、バンプフォイル前端２１ａと、バンプフォイル後端２１ｂと、バンプフォイル内周端２１ｃと、バンプフォイル外周端２１ｄと、バンプフォイル基端２１ｅと、を有する。バンプフォイル前端２１ａ及びバンプフォイル後端２１ｂは、径方向に延びる。例えば、回転軸１の回転方向Ｒを基準として、上流側がバンプフォイル前端２１ａであると定義してよい。さらに、下流側がバンプフォイル後端２１ｂであると定義してよい。バンプフォイル基端２１ｅは、バンプフォイル前端２１ａとバンプフォイル外周端２１ｄとの間に形成される。

【0038】

バンプフォイル片２１は、支持部２２を有する。支持部２２は、トップフォイル片１１の傾斜部１２を弾性的に支持する。支持部２２は、波型のフォイルである。支持部２２は、３個の山部２２ｒ１、２２ｒ２、２２ｒ３と、４個の谷部２２ｓ１、２２ｓ２、２２ｓ３、２２ｓ４（接触部）とを有する。以下の説明において、山部２２ｒ１、２２ｒ２、２２ｒ３をそれぞれ区別する必要がない場合には、単に山部２２ｒと称する。谷部２２ｓ１、２２ｓ２、２２ｓ３、２２ｓ４をそれぞれ区別する必要がない場合には、単に谷部２２ｓと称する。

【0039】

支持部２２は、例えば、特開２００６－５７６５２号公報及び特開２００４－２７０９０４号公報などに記載されているスプリングフォイルを採用してよい。支持部２２は、特開２００９－２９９７４８号公報などに記載されているバンプフォイルなどを採用してもよい。特開２００６－５７６５２号公報及び特開２００４－２７０９０４号公報に記載されているスプリングフォイルは、ラジアル軸受に用いられる。同様に、特開２００９－２９９７４８号公報に記載されているバンプフォイルも、ラジアル軸受に用いられる。ラジアル軸受に用いられるフォイルを平面状に展開することによって、円環板状のフォイルを得る。このフォイルは、スラストフォイル軸受３Ａの支持部２２として用いることができる。

【0040】

バンプフォイル基端２１ｅは、内周から外周に向かって延びている。バンプフォイル前端２１ａを仮想的に延長すると、軸線Ａと交差する。バンプフォイル基端２１ｅは、バンプフォイル前端２１ａとは異なり、バンプフォイル基端２１ｅを仮想的に延長しても軸線Ａとは交差しない。バンプフォイル基端２１ｅが延びる方向は、山部２２ｒ及び谷部２２ｓが延びる方向と平行である。山部２２ｒ及び谷部２２ｓは、バンプフォイル基端２１ｅが延びる方向と直交する方向に沿って交互に並んでいる。

【0041】

図５に示すように、谷部２２ｓは、平坦面を含む。複数の谷部２２ｓ１、２２ｓ２、２２ｓ３、２２ｓ４は、等間隔で並んでいる。全ての谷部２２ｓは、トップフォイル片１１には接しない。谷部２２ｓ１は、ベースプレート３０に接する。谷部２２ｓ１は、バンプフォイル基端２１ｅを含む。谷部２２ｓ１（第１部分）は、ベースプレート３０には固定されていない。バンプフォイル基端２１ｅは、自由端である。バンプフォイル基端２１ｅは、固定されていない。バンプフォイル前端２１ａも、自由端である。バンプフォイル前端２１ａも、固定されていない。バンプフォイル片２１に荷重が作用すると、バンプフォイル基端２１ｅ及びバンプフォイル前端２１ａは、移動することが可能である。

【0042】

谷部２２ｓ２、２２ｓ３、２２ｓ４（第２部分）は、段差部材５０に接する。例えば、谷部２２ｓ４は、固定要素２１ｆによって段差部材５０に固定されている。谷部２２ｓ４は、バンプフォイル後端２１ｂを含む。段差部材５０に対するバンプフォイル後端２１ｂの固定には、例えば、スポット溶接を採用してもよい。段差部材５０に対するバンプフォイル後端２１ｂの固定には、ねじ締結構造を採用してもよい。溶接位置は、周方向におけるバンプフォイル片２１の取付位置である。従って、回転方向Ｒを基準にすると、バンプフォイル片２１の取付位置は、下流側の端部である。一方、回転方向Ｒを基準にすると、トップフォイル片１１の取付位置は、上流側の端部である。バンプフォイル片２１の取付位置は、トップフォイル片１１の位置に対して回転方向Ｒを基準にして逆である。

【0043】

山部２２ｒは、アーチ状の部位である。山部２２ｒの高さは、一定である。複数の山部２２ｒ１、２２ｒ２、２２ｒ３は、等間隔で並んでいる。山部２２ｒは、トップフォイル片１１の傾斜部１２に接する。山部２２ｒは、ベースプレート３０には接しない。山部２２ｒは、段差支持部５１にも接しない。山部２２ｒ１は、谷部２２ｓ１、２２ｓ２をつなぐ。山部２２ｒ２は、谷部２２ｓ２、２２ｓ３をつなぐ。山部２２ｒ３は、谷部２２ｓ３、２２ｓ４をつなぐ。

【0044】

＜段差部材＞
図６に示すように、段差部材５０は、ベースプレート３０と別体である。段差部材５０は、支持面３０ｂに載置されている。「別体」とは、段差部材５０とベースプレート３０とが一つの金属塊から削り出しといった加工によって形成されていないことをいう。段差部材５０は、ベースプレート３０とは別の加工によって準備される。ベースプレート３０も段差部材５０とは別の加工によって準備される。個別に準備されたベースプレート３０及び段差部材５０は、それらを一体化する組み立て工程を経て、スラストフォイル軸受１Ａ、１Ｂを形成する。例えばベースプレート３０及び段差部材５０がボルトなどの締結部材によって一体化されている場合には、締結を解除することによってベースプレート３０から段差部材５０を取り外すことができる。ベースプレート３０と段差部材５０との間には、ベースプレート３０と段差部材５０とが互いに接すると共にベースプレート３０と段差部材５０とを区分する境界線が存在する。

【0045】

段差部材５０は、複数の段差支持部５１と、被挟持部５３と、を有する。段差支持部５１は、バンプフォイル片２１を支持する。段差部材５０が有する段差支持部５１の数は、７個である。段差支持部５１の数は、７個よりも多くてもよい。段差支持部５１の数は、７個より少なくてもよい。段差支持部５１は、周方向におおよそ等間隔に配置されている。被挟持部５３の形状は、平面視して円環である。被挟持部５３の外周縁は、弧状である。図６に示す段差部材５０の形状は、平面視して円環である。被挟持部５３は、ひとつづきの円弧である外周縁５３ｅを有する。本明細書でいう「弧」とは、図６に示すように、閉じた円弧を含む。閉じた円弧とは、例えば、中心角が３６０度である円弧を含む。「弧」とは、後述する変形例３で示すように、円環の一部分も含む。円環の一部分とは、例えば、中心角が３６０度未満である円弧を含む。中心角が３６０度未満である円弧であって、外周縁を含んだ被挟持部については、変形例３として例示する。円弧は必ずしも真円形状や、真円形状の一部である必要はない。被挟持部５３の内側には、複数の段差支持部５１が設けられている。複数の段差支持部５１は、被挟持部５３と一体である。

【0046】

第１貫通孔５５は、被挟持部５３に形成されている。第１貫通孔５５は、軸受スペーサ４０のためのものである。第１貫通孔５５の数は、一例として４個である。周方向に沿った第１貫通孔５５の配置は、中心角がおおよそ９０度であってもよい。図２に示すように、段差部材５０がベースプレート３０に配置された状態では、第１貫通孔５５からは、ベースプレート３０の支持面３０ｂが露出する。第１貫通孔５５は、ベースプレート３０の貫通孔４２と、重なっている。第１貫通孔５５には、軸受スペーサ４０が挿通される。第１貫通孔５５の内径は、軸受スペーサ４０の外径と同じである。または、第１貫通孔５５の内径は、軸受スペーサ４０の外径よりわずかに大きい。第１貫通孔５５に配置した軸受スペーサ４０の第１端面４０ａは、スラストフォイル軸受３Ａのベースプレート３０に当接する。軸受スペーサ４０の第２端面４０ｂは、スラストフォイル軸受３Ｂのベースプレート３０に当接する。

【0047】

被挟持部５３には、さらに、第２貫通孔５６が形成されている。第２貫通孔５６は、締結ボルト４３のためのものである。第２貫通孔５６の数は、一例として２個である。周方向に沿った第２貫通孔５６の配置は、中心角がおおよそ１８０度であってもよい。第２貫通孔５６の配置の基準となる第２基準円の直径は、第１貫通孔５５の配置の基準となる第１基準円の直径より小さくてもよい。第２貫通孔５６は、第１貫通孔５５よりも内側に形成されてもよい。図５に示すように、締結ボルト４３は、段差部材５０をベースプレート３０に固定する。締結ボルト４３の先端部分は、ベースプレート３０のネジ孔３２にねじ込まれる。従って、第２貫通孔５６は、ベースプレート３０のネジ孔３２と重なっている。第２貫通孔５６の内径は、第１貫通孔５５の内径よりも小さくてよい。

【0048】

図３に示すように、段差部材５０は、第１シム６０（板部材）と、第２シム７０（板部材）と、第３シム８０（板部材）と、を有する。第１シム６０と、第２シム７０と、第３シム８０は、金属製の板部材である。第１シム６０、第２シム及び第３シム８０の厚みは、それぞれ一定である。第１シム６０、第２シム及び第３シム８０形状は、板状である。第１シム６０、第２シム７０及び第３シム８０は、それらの厚み方向に積層される。

【0049】

段差部材５０を構成するシムの数は、バンプフォイル片２１の山部２２ｒの数と同じである。図５に示す構成では、山部２２ｒの数は３個である。従って、シムの数も３枚である。段差部材５０を構成するシムの数は、谷部２２ｓの数よりも１つ少ない。図５に示す構成では、谷部２２ｓの数は、４個である。従って、シムの数は、４個より１つ少ない３枚である。

【0050】

＜第１シム＞
図７及び図８に示すように、第１シム６０（第１板部材）は、複数の第１段差支持領域６１（第１支持領域）と、第１被挟持部６３と、含む。

【0051】

第１段差支持領域６１は、後述する第２段差支持領域７１及び第３段差支持領域８１と共に段差支持部５１を構成する。第１段差支持領域６１は、第１段差支持前端面６１ａと、第１段差支持後端面６１ｂと、第１段差内周領域６１ｃと、を有する。

【0052】

第１シム６０は、第１シム裏面６０ｂと、第１シム主面６０ｆと、を有する。第１シム裏面６０ｂは、ベースプレート３０に接する。第１シム主面６０ｆは、第２シム７０に接する。第１シム裏面６０ｂの全面は、ベースプレート３０の支持面３０ｂに接する。第１シム主面６０ｆは、第２シム７０に接する部分と、第２シム７０に接しない部分と、を有する。第２シム７０に接しない部分は、第１段差支持領域６１に含まれる。第１段差支持領域６１が含む第２シム７０に接しない部分は、第１段差面６１ｓである。第１段差面６１ｓは、第１段差支持前端面６１ａに繋がっている。第１段差面６１ｓは、バンプフォイル片２１の谷部２２ｓ２を支持する（図５参照）。

【0053】

複数の第１段差支持領域６１の形状は、それぞれ同じである。複数の第１段差支持領域６１は、第１被挟持部６３に沿って周方向に配列されている。第１被挟持部６３の平面形状は円環である。複数の第１段差支持領域６１は、第１被挟持部６３の内側に配置されている。外径側から内径側に伸びる溝６７は、周方向に隣接する２つの第１段差支持領域６１の間に形成されている。溝６７は、縮小部６７ａと拡大部６７ｂとを有する。縮小部６７ａの周方向の幅は、外径側から内径側に向かって縮小する。縮小部６７ａでは、軸線Ａに近づくに従って、互いに隣接する第１段差支持領域６１の間隔が狭くなる。拡大部６７ｂの周方向の幅は、外径側から内径側に向かって拡大する。拡大部６７ｂでは、軸線Ａに近づくに従って、互いに隣接する第１段差支持領域６１の間隔が広くなる。

【0054】

第１段差支持領域６１は、第１切り欠き６１ｐを含む。第１切り欠き６１ｐは、第１段差内周領域６１ｃの一部が切り取られることによって、形成されている。第１切り欠き６１ｐは、回転方向Ｒに沿って第１段差内周領域６１ｃの上流側に形成されている。第１切り欠き６１ｐは、第１段差支持前端面６１ａ側に形成されている。

【0055】

図７に示すように、第１段差支持領域６１は、段差内周縁６１ｄを有する。段差内周縁６１ｄは、円弧状である第１内周縁部６１ｄ１と、円弧状である第２内周縁部６１ｄ２と、を含む。第１内周縁部６１ｄ１は、第１段差支持前端面６１ａに繋がっている。第２内周縁部６１ｄ２は、第１段差支持後端面６１ｂに繋がっている。回転方向Ｒを基準とした場合に、第１内周縁部６１ｄ１は、第２内周縁部６１ｄ２よりも上流側である。

【0056】

軸線Ａから第１内周縁部６１ｄ１までの距離は、第１半径として規定される。軸線Ａから第２内周縁部６１ｄ２までの距離は、第２半径として規定される。第１内周縁部６１ｄ１の第１半径は、第２内周縁部６１ｄ２の第２半径より、大きい。第１内周縁部６１ｄ１は、第２内周縁部６１ｄ２よりも軸線Ａから遠い。

【0057】

第１内周縁部６１ｄ１は、連結縁部６１ｄ３によって第２内周縁部６１ｄ２に繋がっている。連結縁部６１ｄ３は、径方向に沿って延びてもよい。連結縁部６１ｄ３は、径方向に対して傾いていてもよい。連結縁部６１ｄ３は、径方向に対して傾いている。第１切り欠き６１ｐは、連結縁部６１ｄ３と第１内周縁部６１ｄ１とに囲まれた部分である。

【0058】

第２内周縁部６１ｄ２の位置は、第１内周縁部６１ｄ１よりも内側である。第１段差内周領域６１ｃは、第１内周縁部６１ｄ１を径方向に延長した仮想線と、第２内周縁部６１ｄ２と、連結縁部６１ｄ３と、第１段差支持後端面６１ｂと、に囲まれた領域である。第１段差内周領域６１ｃは、内周面重複領域６１ｃ１と、内周面露出領域６１ｃ２（図８参照）と、を含む。内周面重複領域６１ｃ１は、後述する第２シム７０及び第３シム８０と重なる。内周面重複領域６１ｃ１と内周面露出領域６１ｃ２との境界には、第２シム７０及び第３シム８０の端面によって構成されるシム２枚分の段差が生じる。

【0059】

内周面露出領域６１ｃ２は、第２シム７０とは重ならない。内周面露出領域６１ｃ２は、露出する。内周面露出領域６１ｃ２は、連結縁部６１ｄ３を含む。内周面重複領域６１ｃ１は、第１段差支持後端面６１ｂを含む。内周面露出領域６１ｃ２の位置は、内周面重複領域６１ｃ１よりも上流側である。内周面露出領域６１ｃ２の面積は、内周面重複領域６１ｃ１の面積よりも大きい。

【0060】

図８に示すように、第１被挟持部６３は、後述する第２被挟持部７３及び第３被挟持部８３と共に被挟持部５３を構成する。第１被挟持部６３は、第１被挟持外周面６３ａと、第１被挟持内周面６３ｂと、を有する。第１被挟持外周面６３ａは、外周縁５３ｅを構成する一部分である。第１被挟持外周面６３ａの平面形状は、閉じた円弧（円環）である。第１被挟持部６３は、第１貫通孔５５を構成する第１孔部６３ｓと、第２貫通孔５６を構成する第２孔部６３ｔと、を有する。

【0061】

＜第２シム＞
図７及び図９に示すように、第２シム７０（第２板部材）は、複数の第２段差支持領域７１（第２支持領域）と、第２被挟持部７３と、を含む。

【0062】

第２段差支持領域７１は、第２段差支持前端面７１ａと、第２段差支持後端面７１ｂと、第２段差内周領域７１ｃと、を有する。

【0063】

第２シム７０は、第１シム主面６０ｆに接する第２シム裏面７０ｂと、第３シム８０に接する第２シム主面７０ｆと、を有する。第２シム裏面７０ｂは、第１シム主面６０ｆに接する。第２シム主面７０ｆは、第３シム８０に接する。第２シム裏面７０ｂの全面は、第１シム主面６０ｆに接する。第２シム主面７０ｆは、第３シム８０に接する部分と、第３シム８０に接しない部分と、を有する。第３シム８０に接しない部分は、第２段差支持領域７１に含まれる。第２段差支持領域７１が含む第３シム８０に接しない部分は、第２段差面７１ｓである。第２段差面７１ｓは、バンプフォイル片２１の谷部２２ｓ３を支持する（図５参照）。

【0064】

第２段差面７１ｓは、第２段差支持前端面７１ａを含む。第２段差支持前端面７１ａから第２段差支持後端面７１ｂまでの周方向の長さは、第１段差支持前端面６１ａから第１段差支持後端面６１ｂまでの周方向の長さよりも短い。第１段差面６１ｓは、この周方向の長さの差分によって形成されている。周方向の長さの差分によって第２段差支持前端面７１ａは、第１段差支持前端面６１ａに対してずらし量Ｐ（図７参照）だけずれている。周方向の長さの差分は、ずらし量Ｐに相当する。ずらし量Ｐは、バンプフォイル片２１の谷部２２ｓのピッチと同じであってもよい。

【0065】

第２段差支持領域７１は、第２切り欠き７１ｐを含む。第２段差内周領域７１ｃの一部が切り取られることによって、第２切り欠き７１ｐが形成されている。第２切り欠き７１ｐは、回転方向Ｒに沿って第２段差内周領域７１ｃの上流側に形成されている。第２切り欠き７１ｐは、第２段差支持前端面７１ａ側に形成されている。

【0066】

第２段差支持領域７１も第１段差支持領域６１と同様に、段差内周縁７１ｄを有する。段差内周縁７１ｄは、第１内周縁部７１ｄ１と、第２内周縁部７１ｄ２と、連結縁部７１ｄ３と、を含む。第１内周縁部７１ｄ１の形状は、円弧である。第２内周縁部７１ｄ２の形状も、円弧である。連結縁部７１ｄ３は、第１内周縁部７１ｄ１と第２内周縁部７１ｄ２とをつなぐ。第２段差支持領域７１の第１内周縁部７１ｄ１の半径は、第１段差支持領域６１の第１内周縁部６１ｄ１の半径と同じである。第２段差支持領域７１の第２内周縁部７１ｄ２の半径も、第１段差支持領域６１の第２内周縁部６１ｄ２の半径と同じである。第２段差支持領域７１の第２内周縁部７１ｄ２の周方向の長さは、第１段差支持領域６１の第２内周縁部６１ｄ２の周方向の長さより短い。その結果、内周面露出領域６１ｃ２が形成される。

【0067】

第２段差支持領域７１において、第１内周縁部７１ｄ１と第２段差支持前端面７１ａとがつながっている部分には、角部７１ｅが形成される。角部７１ｅは、第１段差支持領域６１の連結縁部６１ｄ３と第１内周縁部６１ｄ１とがつながる角部６１ｅと一致する。

【0068】

第２段差内周領域７１ｃは、第１段差内周領域６１ｃとは異なる。第２段差内周領域７１ｃの全面は、重複領域である。第２段差内周領域７１ｃの全面には、第３シム８０が重なる。例えば、第２段差支持領域７１の第２内周縁部６１ｄ２の周方向の長さは、第１段差支持領域６１の第２内周縁部６１ｄ２の周方向の長さより短い。

【0069】

第２被挟持部７３は、第２被挟持外周面７３ａと、第２被挟持内周面７３ｂと、を有する。第２被挟持外周面７３ａは、第１被挟持外周面６３ａと共に外周縁５３ｅを構成する一部分である。第２被挟持外周面７３ａの平面形状は、閉じた円弧（円環）である。第２被挟持部７３は、孔部７３ｓと、孔部７３ｔと、を有する。孔部７３ｓは、第１貫通孔５５を構成する。孔部７３ｔは、第２貫通孔５６を構成する。

【0070】

＜第３シム＞
図７及び図１０に示すように、第３シム８０は、複数の第３段差支持領域８１と、第３被挟持部８３と、を含む。

【0071】

第３段差支持領域８１は、第３段差支持前端面８１ａと、第３段差支持後端面８１ｂと、第３段差内周縁８１ｄと、を有する。

【0072】

第３シム８０は、第３シム裏面８０ｂと、第３シム主面８０ｆと、を有する。第３シム裏面８０ｂは、第２シム主面７０ｆに接する。第３シム主面８０ｆは、谷部２２ｓ４が固定される。第３シム裏面８０ｂの全面は、第２シム主面７０ｆに接する。第３段差支持領域８１は、第３段差面８１ｓを有する。第３段差面８１ｓには、バンプフォイル片２１の谷部２２ｓ４が固定される（図５参照）。谷部２２ｓ４を固定するための固定要素２１ｆは、第３シム８０のみに固定されていてもよい。固定要素２１ｆは、第３シム８０だけでなくそのほかの要素に固定されていてもよい。

【0073】

第３段差支持前端面８１ａから第３段差支持後端面８１ｂまでの周方向の長さは、第２段差支持前端面７１ａから第２段差支持後端面７１ｂまでの周方向の長さよりも短い。第２段差面７１ｓは、この周方向の長さの差分によって形成されている。第２段差支持前端面７１ａは、第３段差支持前端面８１ａに対してずらし量Ｐだけずれている。

【0074】

第３段差支持領域８１は、切り欠きを含まない。段差部材５０を構成する複数のシムのうち、最も上に配置されるシムは、切り欠きを含まなくてよい。軸線Ａから第３段差内周縁８１ｄまでの距離は、軸線Ａから第１段差支持領域６１の第２内周縁部６１ｄ２までの距離と同じである。軸線Ａから第３段差支持領域８１の段差内周縁８１ｄまでの距離は、軸線Ａから第２段差支持領域７１の第２内周縁部６１ｄ２までの距離と同じである。

【0075】

第３被挟持部８３は、第３被挟持外周面８３ａと、第３被挟持内周面８３ｂと、を有する。第３被挟持外周面８３ａは、第１被挟持外周面６３ａ及び第２被挟持外周面７３ａと共に外周縁５３ｅを構成する一部分である。第３被挟持外周面８３ａの平面形状は、閉じた円弧（円環）である。第３被挟持部８３は、第１貫通孔５５を構成する孔部８３ｓと、第２貫通孔５６を構成する孔部８３ｔと、を有する。

【0076】

＜作用効果＞
上述した第１シム６０、第２シム７０及び第３シム８０の積層構造は、仮想的な斜面を構成する。スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂは、トップフォイル片１１とスラストカラー４との間に形成される潤滑流体膜によって支持力を発揮する。潤滑流体膜は、トップフォイル片１１とスラストカラー４との間に形成される隙間の形状の影響を受ける。隙間の形状は、トップフォイル片１１の傾きによって設定される。トップフォイル片１１は、バンプフォイル片２１によって支持されている。バンプフォイル片２１は、段差部材５０によって支持されている。隙間の形状は、段差部材５０の形状によって決まる。

【0077】

図５に示すように、バンプフォイル片２１は、段差部材５０に接している。しかし、バンプフォイル片２１の全面は、段差部材５０に接していない。バンプフォイル片２１は、谷部２２ｓにおいて段差部材５０に接している。バンプフォイル片２１の傾きは、谷部２２ｓに接する段差部材５０の形状によって決まる。例えば、バンプフォイル片２１の傾きは、仮想的な斜面２００とみなすことができる。仮想的な斜面２００とは、谷部２２ｓがそれぞれ接する段差部材５０の部分を仮想的に結んだ仮想的な面である。例えば、谷部２２ｓ２と谷部２２ｓ３の間は、連続的に高さが増加する斜面である必要はない。谷部２２ｓ２と谷部２２ｓ３の間は、不連続的に高さが増加する段差を含んでいてもよいということに発明者らは想到した。段差によって仮想的な斜面を実現するためには、厚さが精密に制御されたシムを積層させればよいことに、発明者らはさらに想到した。

【0078】

スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂは、回転軸１が挿通される挿通孔３０ａ及び支持面３０ｂを有するベースプレート３０と、支持面３０ｂに支持される複数のトップフォイル片１１と、支持面に載置され、ベースプレート３０に対して別体で形成されると共に、複数の段差面６１ｓ、７１ｓ、８１ｓによって構成された複数の段差支持部５１を含む段差部材５０と、トップフォイル片１１とベースプレート３０との間に配置されると共に複数の段差支持部５１のそれぞれに配置され、段差面６１ｓ、７１ｓ、８１ｓに接する谷部２２ｓを含む複数のバンプフォイル片と、を備える。

【0079】

スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂは、ベースプレート３０とは別体とされた段差部材５０を有する。段差部材５０によれば、設計値からの段差寸法のずれを小さくしやすくなる。その結果、段差寸法のずれに起因する負荷能力の低下が抑制される。従って、スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂは、所望の負荷能力を発揮することができる。

【0080】

スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂの複数の段差支持部５１は、挿通孔３０ａを囲むように設けられる。このような構成によれば、複数の段差支持部５１を挿通孔３０ａの周囲に設けることができる。

【0081】

スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂの第１シム６０は、弧状の外周縁を含む第１被挟持部６３と、挿通孔３０ａの軸線Ａの方向から見て、第１被挟持部６３と挿通孔３０ａとの間に設けられた第１段差支持領域６１と、を含む。第２シム７０は、弧状の外周縁を含む第２被挟持部７３と、挿通孔３０ａの軸線Ａの方向から見て、第２被挟持部７３と挿通孔３０ａとの間に設けられた第２段差支持領域と、を含む。段差支持部５１は、第１段差支持領域６１と第２段差支持領域７１とが積層して形成される。このような構成によっても、所望の負荷能力を発揮することができる。

【0082】

スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂの第２段差支持領域７１の形状は、挿通孔３０ａの軸線Ａの方向から見て第１段差支持領域６１の形状と異なる。このような構成によれば、バンプフォイル片２１を支持する仮想的な斜面２００を形成することができる。

【0083】

スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂの第１段差支持領域６１は、挿通孔３０ａを囲むように延びる段差内周縁６１ｄを含む。段差内周縁６１ｄは、第１内周縁部６１ｄ１と、第２内周縁部６１ｄ２と、を含む。挿通孔３０ａの軸線Ａから第１内周縁部６１ｄ１までの距離は、挿通孔３０ａの軸線Ａから第２内周縁部６１ｄ２までの距離と異なる。このような構成によっても、所望の負荷能力を発揮することができる。

【0084】

上記のスラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂの被挟持部５３は、第１シム６０、第２シム７０及び第３シム８０をベースプレート３０に固定するための締結ボルト４３が挿通される第２貫通孔５６を有する。このような構成によれば、段差部材５０をベースプレート３０に取付ることができる。

【0085】

上記のスラストフォイル軸受３Ａ、３Ｂの第２貫通孔５６の数は、段差支持部５１の数と異なる。このような構成によっても、段差部材５０をベースプレート３０に取り付けることができる。

【0086】

本開示のスラストフォイル軸受は、上記の実施形態に限定されない。

【0087】

＜変形例１＞
図１１は、変形例１のスラストフォイル軸受３Ｓの要部を示す断面図である。変形例１のスラストフォイル軸受３Ｓは、段差部材５０Ｓを有する。段差部材５０Ｓは、第１シム６０Ｓと、第２シム７０Ｓと、第３シム８０Ｓと、第４シム９０Ｓと、第５シム１００Ｓと、を有する。バンプフォイル片２１Ｓは、６個の谷部２２ｓを有する。谷部２２ｓ１は、支持面３０ｂに接する。谷部２２ｓ２は、第１シム６０Ｓに接する。谷部２２ｓ３は、第２シム７０Ｓに接する。谷部２２ｓ４は、第３シム８０Ｓに接する。谷部２２ｓ５は、第４シム９０Ｓに接する。谷部２２ｓ６は、第５シム１００Ｓに接する。上記実施形態では、第１シム６０の厚さ、第２シム７０の厚さ及び第３シム８０の厚さは、互いに同じであった。変形例１では、第１シム６０Ｓの厚さ、第２シム７０Ｓの厚さ、第３シム８０Ｓの厚さ、第４シム９０Ｓの厚さ及び第５シム１００Ｓの厚さは、互いに異なる。

【0088】

第１シム６０Ｓの厚みは、厚み（ｔ１）である。第２シム７０Ｓの厚みは、厚み（ｔ２）である。厚み（ｔ２）は、厚み（ｔ１）よりも大きい。第３シム８０Ｓの厚みは、厚み（ｔ３）である。第４シム９０Ｓの厚みは、厚み（ｔ４）である。第５シム１００Ｓの厚みは、厚み（ｔ５）である。第１シム６０Ｓは、最も厚い。第５シム１００Ｓは、最も薄い。段差部材５０Ｓによって実現されるトップフォイル片１１Ｓの傾斜部１２Ｓは、湾曲する。傾斜部１２Ｓは、支持面３０ｂに対する傾きが次第に小さくなるように湾曲している。例えば、傾斜部１２Ｓは、スラストカラー４に向かって凸であるとも言える。

【0089】

図１２は、スラストフォイル軸受３Ａの負荷能力と変形例１のスラストフォイル軸受３Ｓの負荷能力と示す。横軸ｘは周方向の位置を示す。縦軸Ｐ（ｘ）は流体潤滑膜の圧力を示す。縦軸Ｐ（ｘ）は、スラストフォイル軸受３Ａ、３Ｓの負荷能力を示す。グラフＧ１１ａは、実施形態のスラストフォイル軸受３Ａの負荷能力を示す。グラフＧ１１ｂは、変形例１のスラストフォイル軸受３Ｓの負荷能力を示す。グラフＧ１１ａ、Ｇ１１ｂを参照すると、メッシュによって示す領域Ｇ１１ｃの分だけ、スラストフォイル軸受３Ｓの流体潤滑膜の圧力が高くなっていることがわかる。この上昇分は、トップフォイル片１１Ｓの傾斜部１２Ｓが湾曲していることに起因している。

【0090】

変形例１のスラストフォイル軸受３Ｓは、第１シム６０Ｓ、第２シム７０Ｓ、第３シム８０Ｓ、第４シム９０Ｓ及び第５シム１００Ｓの厚みを異ならせることにより、スラストフォイル軸受３Ｓの負荷能力を向上させることができる。

【0091】

＜変形例２＞
図１３は、変形例２のスラストフォイル軸受３Ｒの要部を示す断面図である。上記実施形態では、ずらし量Ｐが一定であった。図１３に示すように、変形例２の段差部材５０Ｒは、互いに異なるずらし量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５に従って、第１シム６０、第２シム７０、第３シム８０、第４シム９０及び第５シム１００が配置されている。第１シム６０、第２シム７０、第３シム８０、第４シム９０及び第５シム１００の厚みは、互いに同じであるが、必ずしもすべてのシムの厚みが同じである必要はない。

【0092】

第２シム７０の第２段差支持前端面７１ａは、第１シム６０の第１段差支持前端面６１ａに対して、ずらし量Ｐ１だけずれている。第３シム８０の第３段差支持前端面８１ａは、第２シム７０の第２段差支持前端面７１ａに対して、ずらし量Ｐ２だけずれている。ずらし量Ｐ１、Ｐ２の相違は、第１段差面６１ｓの面積と第２段差面７１ｓの面積の相違となる。以下、同様に、第４シム９０の第４段差支持前端面９１ａは、第３シム８０の第３段差支持前端面８１ａに対して、ずらし量Ｐ３だけずれている。第５シム１００Ｓの第５段差支持前端面１００ａは、第４シム９０の第４段差支持前端面９１ａに対して、ずらし量Ｐ５だけずれている。

【0093】

変形例２の段差部材５０Ｒは、上側のシムほど、ずらし量Ｐが大きい。例えば、第２段差面７１ｓの面積は、第１段差面６１ｓの面積よりも大きい。第３段差面８１ｓ、第４段差９１ｓ及び第５段差面１０１ｓの面積についてもそれぞれのずれ量Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に応じる。

【0094】

バンプフォイル片２１Ｒは、段差部材５０Ｒに支持されている。バンプフォイル片２１Ｒに支持されるトップフォイル片１１Ｒの傾斜部１２Ｒは、回転方向Ｒに沿って上流側に凸となるように湾曲する。その結果、変形例２と同様に、スラストフォイル軸受３Ｒの負荷能力を向上させることができる。

【0095】

変形例２では、第２シム７０は、バンプフォイル片２１Ｒの谷部２２ｓ２を直接的には支持していない。換言すると、第２シム７０には、バンプフォイル片２１が接しない。さらに、第４シム９０には、谷部２２ｓ４と谷部２２ｓ４５が接している。このような構成によると、トップフォイル片１１Ｒの傾斜部１２Ｒの形状を単純な２次関数的な湾曲面ではなく、３次関数的な湾曲面に形成することもできる。図１３に示す例では、トップフォイル片１１Ｒは、傾斜部１２Ｒの回転方向Ｒにおける下流側が次第に反り上がるように湾曲している。これにより、トップフォイル片１１Ｒの回転方向Ｒにおける下流側における負荷能力を向上させることができる。

【0096】

変形例２のトップフォイル片１１Ｒは、傾斜部１２Ｒの上流側と下流側とで凸になる方向が逆向きである。その結果、トップフォイル片１１Ｒの傾斜部１２Ｒの断面は、逆Ｓ字状である。

【0097】

＜変形例３＞
上述の説明では段差部材５０が、平面視して円環である１個の部材である構成を例示した。段差部材５０は、１個の円環状の部材に限定されない。例えば、段差部材は、複数の段差部材片によって構成されてもよい。段差部材を構成する段差部材片の数は、２個であってもよい。段差部材を構成する段差部材片の数は、２個以上の整数であってもよい。図１４には、２個の段差部材片５０Ｔによって構成された段差部材５０Ｃの例示である。図１４に示すように、段差部材片５０Ｔの外周縁５０Ｃ１は、円弧状である。段差部材片５０Ｔに含まれる被挟持部５３Ｔの外周縁５３Ｔ１も円弧である。

【0098】

＜変形例４＞
上述の説明では、バンプフォイル片２１のバンプフォイル基端２１ｅは、ベースプレート３０に接していた。例えば、図１５に示すように、バンプフォイル片２１Ｄのバンプフォイル基端２１ｅは、第１段差面６１ｓに配置されてもよい。この構成によれば、バンプフォイル片２１は、段差部材５０に接する。しかし、バンプフォイル片２１は、ベースプレート３０に接しない。

【0099】

＜さらなる変形例＞
例えば、段差部材５０は、互いに異なる厚みを有する複数のシムを備えており、互いに異なるずらし量Ｐに従って構成されてもよい。

【符号の説明】

【0100】

１ 回転軸
３Ａ，３Ｂ，３Ｒ，３Ｓ スラストフォイル軸受
１１ トップフォイル片
２１ バンプフォイル片
２２ｓ１，２２ｓ２，２２ｓ３，２２ｓ４ 谷部
３０ ベースプレート
３０ａ 挿通孔
３０ｂ 支持面
５５ 第１貫通孔
５６ 第２貫通孔
５０，５０Ｒ，５０Ｓ 段差部材
５１ 段差支持部
５３ 被挟持部
６０ 第１シム（第１板部材）
６１ 第１段差支持領域（第１支持領域）
６１ｄ 段差内周縁（内周縁）
６１ｄ１ 第１内周縁部
６１ｄ２ 第２内周縁部
６１ｓ 第１段差面
６３ 第１被挟持部
７０ 第２シム（第２板部材）
７１ 第２段差支持領域（第２支持領域）
７１ｓ 第２段差面
７３ 第２被挟持部
８０ 第３シム
８１ 第３段差支持領域
８１ｓ 第３段差面
８３ 第３被挟持部
Ａ 軸線

【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】

【図15】