JP6361460B2 - スラスト軸受 - Google Patents

Description

本発明は、スラスト軸受に関する。

従来、高速回転体用の軸受として、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軸受が知られている。このようなスラスト軸受としては、フォイル式のスラスト軸受、すなわちスラストフォイル軸受がよく知られている。スラストフォイル軸受は、振動や衝撃によって発生する回転軸の動き(スラストカラーの軸方向変位と傾き)を吸収できるように、軸受面が柔軟なフォイル(金属製薄板)によって形成されており、軸受面の下に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。

このようなスラストフォイル軸受の一形態として、円環板を周方向に分割して切り出した複数の円輪片（円環片）形状のフォイル片（トップフォイル片）によって軸受面を形成し、これらトップフォイル片をそれぞれ波板状のフォイル片（バンプフォイル片）で支持した構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。各々のトップフォイル片（厚さ１００μｍ前後）はスラストカラーに対して傾斜角を有しており、これによってスラストカラーとトップフォイル片との間の軸受隙間は側面視くさび形に形成される。すなわち、スラストカラー（回転軸）の回転方向上流側から下流側に向かうに連れて軸受隙間が狭くなるように形成されている。従って、軸受隙間が広い側(上流側)から軸受隙間が狭い側（下流側）に向かってスラストカラーが回転すると、潤滑流体がくさびに流れ込み、負荷能力が発揮される。

トップフォイル片は、スラストカラー（回転軸）の回転方向上流側の端辺のみがベースプレートに固定されており、軸受荷重が増加すると、この固定辺(上流側の端辺)を支点としてトップフォイルは水平になるように傾斜を緩め、傾斜角が０．１°程度になったとき最大負荷能力を発生する。一方、バンプフォイル片は山の稜線がトップフォイル片の下流側端辺に平行になるように配置され、バンプフォイル片におけるスラストカラー（回転軸）の回転方向下流側の端辺のみがベース板に固定されている。すなわち、上流側の端辺は自由端となっている。

バンプフォイル片がこのように配置／固定されているのは、トップフォイル片に発生する流体潤滑膜の圧力が軸受隙間の狭い側(下流側)で高くなるためであり、該部位を高い剛性で支持することにより、負荷能力を高めるためである。

特開平１０−３３１８４７号公報

ところで、前記のスラストフォイル軸受構造では、トップフォイルの下流側端辺側で軸受隙間が最も狭くなっており、高負荷時にはサブミクロンに達することがある。従って、この下流側端辺側ではスラストカラーとの接触が起こり易くなっており、接触が起こると軸受寿命が低下し、最悪の場合焼き付きが生じてしまう。これを避けるには、トップフォイルの下流側端辺とスラストカラーとを常に平行にしておくのが望ましい。

しかしながら、一般にスラストフォイル軸受では、その外周端側でのスラストカラーの周速が内周端側での周速に比べて速いため、外周端側では流体潤滑膜の圧力(膜圧)が高くなり、内周端側では周速が遅いため圧力（膜圧）が低くなる。このため、トップフォイルの外周端側はバンプフォイル側へ押し込まれてスラストカラーから離れる方向へ動くものの、内周端側はスラストカラーの側へ起き上がることにより、スラストカラーに近づいてしまう。その結果、トップフォイルの下流側端辺側では、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなり、高負荷に耐えられなくなる。

そこで、従来のスラスト軸受では、例えば特許文献１に示されるようにバンプフォイルを径方向にて複数に分割している。そして、このように分割したバンプフォイルにおいて、（ａ）内周側に剛性の低いバンプフォイルを配置したり、（ｂ）内周側のバンプフォイルの山の高さを低くすることにより、トップフォイル内周側の支持力を弱め、内周端側の起き上がりを抑制することが考えられている。

しかし、このようにバンプフォイルを分割し調整してスラスト軸受を製造しようとしても、例えば（ａ）では、バンプフォイルの内周側と外周側とでそれぞれの剛性を適切にコントロールするのが難しく、従ってバンプフォイルの設計が困難である。また、（ｂ）では、バンプフォイルの山の高さを１０μｍレベルでコントロールする必要があるため製作が難しく、特に量産時での品質の確保が困難である。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、トップフォイル片がスラストカラーに接触するのを抑制して高負荷に耐え得るようにした、スラスト軸受を提供することにある。

本発明のスラスト軸受は、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軸受であって、前記スラストカラーに対向して配置されるトップフォイルと、前記トップフォイルの、前記スラストカラーに対向する面と反対の面側に配置されたバックフォイルと、前記バックフォイルの、前記トップフォイル側と反対の側に配置されて、該バックフォイルを支持する円環板状のベースプレートと、を備え、前記バックフォイルは、前記ベースプレートの周方向に配列された複数のバックフォイル片によって形成され、前記トップフォイルは、前記バックフォイル片の上にそれぞれ配設された複数のトップフォイル片によって形成され、前記バックフォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割され、前記バックフォイル片と前記ベースプレートとの間には、前記バックフォイル片の内周側領域において該バックフォイル片の少なくとも最底部に対向することなく、前記バックフォイル片の少なくとも径方向における中間領域に対向するシム片が配設されていることを特徴とする。

このスラスト軸受によれば、バックフォイル片とベースプレートとの間に、バックフォイル片の内周側領域において該バックフォイル片の少なくとも最底部に対向することなく、バックフォイル片の少なくとも径方向における中間領域に対向するシム片を配設しているので、トップフォイル片の外周端側がバックフォイル片側に押し込まれてスラストカラーから離れる方向に動こうとし、内周端側がスラストカラー側へ起き上がろうとしても、内周端側では前記シム片によってトップフォイル片とバックフォイル片との間に隙間が生じているので、この隙間が無くなるまではトップフォイル片の内周端側をスラストカラー側へ押し返す力が生じず、トップフォイル片の内周端側の起き上がりが起こらない。従って、トップフォイルの下流側端辺側では、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることが防止される。

また、このスラスト軸受において、前記シム片は、前記バックフォイル片の外周側領域において、該バックフォイル片の少なくとも最底部に対向しないように形成されていることが好ましい。

一般にスラスト軸受においては、トップフォイル片の外周端で流体潤滑膜の圧力が周囲圧（例えば大気圧）と同じになるため、前記外周端の膜圧は、その他の外周側、すなわち外周端より内周側に入ったところに比べて低くなっている。従って、トップフォイル片の外周端も内周端側と同様に、スラストカラー側へ起き上がり易くなっている。
そこで、バックフォイル片の外周側領域において、該バックフォイル片の少なくとも最底部に対向しないようにシム片を形成することで、トップフォイル片の外周端がスラストカラー側へ起き上がろうとしても、外周端側では前記シム片によってトップフォイル片とバックフォイル片との間に隙間が生じているので、この隙間が無くなるまではトップフォイル片の外周端をスラストカラー側へ押し返す力が生じず、トップフォイル片の外周端の起き上がりが起こらない。従って、トップフォイル片の下流側端辺側では、外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることも防止される。

本発明の別のスラスト軸受では、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軸受であって、前記スラストカラーに対向して配置されるトップフォイルと、前記トップフォイルの、前記スラストカラーに対向する面と反対の面側に配置されたバックフォイルと、前記バックフォイルの、前記トップフォイル側と反対の側に配置されて、該バックフォイルを支持する円環板状のベースプレートと、を備え、前記バックフォイルは、前記ベースプレートの周方向に配列された複数のバックフォイル片によって形成され、前記トップフォイルは、前記バックフォイル片の上にそれぞれ配設された複数のトップフォイル片によって形成され、前記バックフォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割され、前記トップフォイル片と前記バックフォイル片との間には、前記バックフォイル片の内周側領域において該バックフォイル片の少なくとも最頂部に対向することなく、前記バックフォイル片の少なくとも径方向における中間領域に対向するシム片が配設されていることを特徴とする。

このスラスト軸受によれば、トップフォイル片とバックフォイル片との間に、バックフォイル片の内周側領域において該バックフォイル片の少なくとも最頂部に対向することなく、バックフォイル片の少なくとも径方向における中間領域に対向するシム片を配設しているので、トップフォイル片の外周端側がバックフォイル片側に押し込まれてスラストカラーから離れる方向に動こうとし、内周端側がスラストカラー側へ起き上がろうとしても、内周端側では前記シム片によってトップフォイル片とバックフォイル片との間に隙間が生じているので、この隙間が無くなるまではトップフォイル片の内周端側をスラストカラー側へ押し返す力が生じず、トップフォイル片の内周端側の起き上がりが起こらない。従って、トップフォイル片の下流側端辺側では、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることが防止される。

また、このスラスト軸受において、前記シム片は、前記バックフォイル片の外周側領域において、該バックフォイル片の少なくとも最頂部に対向しないように形成されていることが好ましい。

前述したように、トップフォイル片の外周端で流体潤滑膜の圧力が周囲圧と同じになるため、外周端も内周端側と同様にスラストカラー側へ起き上がり易くなっている。
そこで、バックフォイル片の外周側領域において、該バックフォイル片の少なくとも最頂部に対向しないようにシム片を形成することで、トップフォイル片の外周端がスラストカラー側へ起き上がろうとしても、外周端側では前記シム片によってトップフォイル片とバックフォイル片との間に隙間が生じているので、この隙間が無くなるまではトップフォイル片の外周端をスラストカラー側へ押し返す力が生じず、トップフォイル片の外周端の起き上がりが起こらない。従って、トップフォイル片の下流側端辺側では、外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることも防止される。

また、前記スラスト軸受において、前記バックフォイル片は、その周方向の一方の側が径方向にて複数に分割され、且つ、他方の側が径方向にて連続する連続辺とされていることが好ましい。
このスラスト軸受によれば、バックフォイル片の周方向の一方の側を径方向にて複数に分割しているので、内周側の分割された片と外周側の分割された片とがそれぞれ独立して動作するようになり、従って、トップフォイル片がバックフォイル片側へ押し込まれたときに生じるバックフォイル片の変形が径方向において滑らかになる。よって、バックフォイル片による支持力も内周側から外周側に向けてより滑らかに変化する。また、バックフォイル片の分割された各片が、連続辺によって一体化されているため、バックフォイル片のベースプレート上への固定が容易になる。

また、前記スラスト軸受において、前記シム片には、その周方向の一方の側に、前記ベースプレートに固定されるシム固定辺が一体に形成され、該シム固定辺は、前記バックフォイル片もしくは前記トップフォイル片の径方向の長さと同じ長さに形成されていることが好ましい。
このスラスト軸受によれば、シム固定辺をバックフォイル片もしくはトップフォイル片の径方向の長さと同じ長さに形成しているので、製造時にシム固定辺をバックフォイル片の固定辺もしくはトップフォイル片の固定辺と重ねることで、スポット溶接等によるベースプレートへの固定を容易に行うことができる。

本発明のスラスト軸受によれば、バックフォイル片とベースプレートとの間、もしくはトップフォイル片とバックフォイル片との間に、バックフォイル片の内周側領域において該バックフォイル片の最底部もしくは最頂部に対向することなく、バックフォイル片の少なくとも径方向における中間領域に対向するシム片を配設したので、内外周間での流体潤滑膜の膜厚の差をシム片によって少なくすることができ、従って内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、内周端側でトップフォイル片がスラストカラーに接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

本発明に係るスラスト軸受が適用されるターボ機械の一例を示す模式図である。 本発明に係るスラスト軸受の第１実施形態を示す図であり、スラストカラーを挟んだ状態の要部を断面視したスラスト軸受の側面図である。 本発明に係るスラスト軸受の第１実施形態の平面図である。 本発明に係るスラスト軸受の第１実施形態を示す図であり、（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第２実施形態を示す図であり、（ａ）はスラスト軸受の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｃ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第３実施形態の平面図である。 本発明に係るスラスト軸受の第３実施形態を示す図であり、（ａ）は図６のＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第４実施形態の平面図である。 本発明に係るスラスト軸受の第４実施形態を示す図であり、（ａ）は図８のＤ−Ｄ線矢視断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第５実施形態の平面図である。 本発明に係るスラスト軸受の第５実施形態を示す図であり、（ａ）は図１０のＥ−Ｅ線矢視断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 第５実施形態の変形例におけるシムの平面図である。 本発明に係るスラスト軸受の第６実施形態の平面図である。 本発明に係るスラスト軸受の第６実施形態を示す図であり、（ａ）は図１３のＦ−Ｆ線矢視断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第７実施形態を示す図であり、（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図に対応する断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第９実施形態を示す図であり、（ａ）は図６のＣ−Ｃ線矢視断面図に対応する断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第１０実施形態を示す図であり、（ａ）は図８のＤ−Ｄ線矢視断面図に対応する断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第１１実施形態を示す図であり、（ａ）は図１０のＥ−Ｅ線矢視断面図に対応する断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。 本発明に係るスラスト軸受の第１２実施形態を示す図であり、（ａ）は図１３のＦ−Ｆ線矢視断面図に対応する断面図、（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、（ｃ）はシムの平面図、（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。

以下、図面を参照して本発明のスラスト軸受を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明のスラスト軸受が適用されるターボ機械の一例を模式的に示す側面図であり、図１中符号１は回転軸、２は回転軸の先端部に設けられたインペラ、３は本発明に係るスラスト軸受である。

回転軸１には、インペラ２が形成された側にスラストカラー４が固定されており、このスラストカラー４には、このスラストカラー４を挟持するようにして一対のスラスト軸受３が配置されている。
また、インペラ２は静止側となるハウジング５内に配置されており、ハウジング５との間にチップクリアランス６を有している。
また、回転軸１には、スラストカラー４より中央側に、ラジアル軸受７が設けられている。

「第１実施形態」
図２、図３、図４（ａ）〜（ｄ）は、このような構成のターボ機械に適用されたスラスト軸受３の第１実施形態を示す図であり、図２はスラストカラー４を挟んだ状態の要部を断面視したスラスト軸受３の側面図である。また、図３はスラスト軸受３の平面図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、図４（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図４（ｃ）はシムの平面図、図４（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。

図２に示すようにこの第１実施形態では、スラスト軸受３Ａ（３）はスラストカラー４を挟んでその両側にそれぞれ配置されている。これら一対のスラスト軸受３Ａ（３）は、共に同じ構成となっており、回転軸１に固定された円環板状のスラストカラー４に対向して配置された円環状（円筒状）のもので、回転軸１に外挿されて設けられている。

スラスト軸受３Ａは、スラストカラー４に対向して配置されたトップフォイル１０と、このトップフォイル１０の、前記スラストカラー４に対向する面と反対側の面に対向して配置されたバックフォイル２０と、このバックフォイル２０の、前記トップフォイル１０側と反対の側に配置された円環板状のベースプレート３０と、を備え、さらに、バックフォイル２０とベースプレート３０との間に複数のシム５０を有して構成されている。

本実施形態では、一対のスラスト軸受３Ａのそれぞれのベースプレート３０間に、二点鎖線で示す円筒状の軸受スペーサ４０が挟持されており、ベースプレート３０は締結ボルト４１によって軸受スペーサ４０を介して連結されている。また、一方のベースプレート３０は、その外面が締結ボルト４１によってハウジング５に固定されており、従って一対のスラスト軸受３Ａ、３Ａは、スラストカラー４を挟んだ状態で締結ボルト４１によってハウジング５に固定されている。

ベースプレート３０は、図３に示すように円環板状で金属製のもので、その外周部に前記締結ボルト４１を挿通するための貫通孔４２を複数（本実施形態では８個）形成している。このベースプレート３０には、前記スラストカラー４側の面に、前記シム５０やバックフォイル２０、トップフォイル１０を支持するための支持領域が設けられている。本実施形態では、後述するようにバックフォイル２０、トップフォイル１０がいずれも複数枚（６枚）のバックフォイル片２１、トップフォイル片１１によって形成されており、従ってベースプレート３０は、その周方向を６分割（６つに等分割）して６つの支持領域３１を形成している。そして、シム５０も、これら６つの支持領域３１に対応して６つ設けられている。ただし、本実施形態では、これら６つの支持領域３１は設計上の領域であり、これら支持領域３１を形成するベースプレート３０の表面は単なる平面となっている。

これら各支持領域３１には、図２に示したようにそれぞれシム５０、バックフォイル片２１、トップフォイル片１１がこの順に配置され、支持されている。
図３に示すようにバックフォイル２０は、ベースプレート３０の周方向に配列された６枚のバックフォイル片２１によって形成されている。これらバックフォイル片２１は、ベースプレート３０の各支持領域３１上にそれぞれ配置され、これによってベースプレート３０の周方向に配列されている。また、これらバックフォイル片２１は、後述するトップフォイル片１１より僅かに小さく形成され、従って図３に示すようにベースプレート３０上にてスラストカラー４側に露出することなく、トップフォイル片１１に覆われている。

これらバックフォイル片２１からなるバックフォイル２０は、フォイル（薄板）で形成されてトップフォイル１０（トップフォイル片１１）を弾性的に支持する。このようなバックフォイル２０としては、例えば、バンプフォイル、特開２００６−５７６５２号公報や特開２００４−２７０９０４号公報などに記載されているスプリングフォイル、特開２００９−２９９７４８号公報などに記載されているバックフォイルなどが用いられる。なお、特開２００６−５７６５２号公報や特開２００４−２７０９０４号公報に記載されているスプリングフォイル、特開２００９−２９９７４８号公報に記載されているバックフォイルは、ラジアル軸受に用いられるフォイルであるが、これらを平面状に展開して円環板状に形成すれば、スラスト軸受に用いられるフォイルとなる。

本実施形態では、図３、図４（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すようにバックフォイル２０がバンプフォイルからなり、従ってバックフォイル片２１はバンプフォイル片からなっている。バンプフォイル片２１（バックフォイル片）は、厚さ数百μｍ程度のフォイル（金属製薄板）がプレス成形によって波板状に成形されたもので、図４（ｂ）に示すように全体が扇形の頂点側を切り欠いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。

このように波板状に成形されたバンプフォイル片２１は、図４（ｄ）に示すようにシム５０を介してベースプレート３０に接する谷部２２と、トップフォイル片１１に接する山部２３とが交互に配置されて形成されている。谷部２２は、バンプフォイル片２１（バックフォイル片２１）の最底部を形成しており、山部２３の頂部（稜線）は、バンプフォイル片２１（バックフォイル片２１）の最頂部を形成している。ここで、バンプフォイル片２１は、図３に示す回転軸１の回転方向下流側の端辺２１ａが、バンプフォイル片２１の固定辺（バンプフォイル固定辺）となっている。前記谷部２２及び山部２３は、バンプフォイル片２１の固定辺２１ａ（端辺）と直交する方向に配列されている。すなわち、谷部２２、山部２３の配列方向は、前記固定辺２１ａと直交する方向に形成されており、従って谷部２２、山部２３は、前記固定辺２１ａと平行に延在するように形成されている。

これら谷部２２及び山部２３は、それぞれほぼ等ピッチで形成されている。また、山部２３の高さは、前記固定辺２１ａと反対の側から固定辺２１ａ側に向かって、すなわち図３中に矢印で示す回転軸１（スラストカラー４）の回転方向の下流側に向かうに連れて、図４（ａ）、（ｄ）に示すように所定の高さずつ高くなるように形成されている。

また、バンプフォイル片２１は、図４（ｂ）に示すようにその周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向下流側の端辺２１ａと反対の側が、径方向にて４つ（複数）に等分割され、他方の側となる端辺２１ａ（固定辺）が径方向にて連続する連続辺とされている。このように端辺２１ａと反対の側が４つに分割されたことで、バンプフォイル片２１は、４つの帯状のバンプフォイル分割片２１ｂ（バックフォイル分割片）と固定辺２１ａ（連続辺）とによって構成されている。

４つの帯状のバンプフォイル分割片２１ｂ間には、それぞれスリット２１ｃが形成されている。これらスリット２１ｃは、本実施形態ではバンプフォイル片２１の外周が形成する円と同心円の一部を形成する円弧状に形成されている。これらスリット２１ｃの幅は、径方向に隣り合うバンプフォイル分割片２１ｂが互いに干渉することなく、独立して動けるような寸法に設定されている。このような幅のスリット２１ｃによってバンプフォイル片２１の一方の側が４つの帯状のバンプフォイル分割片２１ｂに分割されていることにより、これら４つの帯状のバンプフォイル分割片２１ｂはそれぞれ独立して動くようになっている。

なお、本実施形態では、バンプフォイル片２１はその４つのバンプフォイル分割片２１ｂ間において、特に内周側と外周側との間で剛性を変えることなく全てがほぼ均一な剛性に形成されている。また、同じ列上にある山部２３の頂部の高さも、ほぼ同じに形成されている。これにより、バンプフォイル片２１の設計や製作が容易になっている。

また、バンプフォイル片２１は、その固定辺２１ａが、後述するシム５０やトップフォイル片１１における回転軸１の回転方向下流側の端辺と、平面視した状態でほぼ重なる位置に配置されている。そして、この端辺２１ａとなる谷部２２の形成方向に沿って、後述するシム５０とともにベースプレート３０にスポット溶接（点付溶接）され、固定されている。

その際、バンプフォイル片２１の端辺２１ａは、全体が連続する一つの谷部２２によって形成されているため、この谷部２２全体を容易に溶接することができる。従って、バンプフォイル片２１は、溶接による固定が容易に行えるようになっている。
なお、ベースプレート３０への端辺２１ａ及びシム５０の固定については、スポット溶接以外にも、例えばネジ止めなどによって行うことができる。

シム５０は、前記したように図３に示した６つの支持領域３１に対応してベースプレート３０の周方向に６つ設けられており、図４（ｃ）、（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の内周側に対向することなく、外周側に対向するように形成配置されたシム片５１と、このシム片５１の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向下流側に一体に形成されたシム固定辺５２と、からなっている。

シム片５１は、扇形の頂点側を切り欠いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。本実施形態では、前記バンプフォイル片２１の内周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向する部位が切り欠かれて、これに対向することなく、外周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向してその最底部、すなわち谷部２２に接して配置されている。

シム固定辺５２は、本実施形態ではバンプフォイル片２１の径方向の長さと同じ長さに形成されており、従ってバンプフォイル片２１の固定辺２１ａ（端辺）と同じ長さに形成されて、これと重ねられて配置されている。これにより、前記したようにシム固定辺５２は、バンプフォイル片２１の固定辺２１ａとともにベースプレート３０にスポット溶接（点付溶接）され、固定されている。

これらシム５０は、厚さ数十μｍ程度の金属製または合金製の薄板（フォイル）によって形成されている。具体的には、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属や、各種の制振合金によって形成される。このような厚さのシム５０を配置したことで、シム片５１はバンプフォイル片２１の外周側のみをその厚さ分持ち上げて支持することにより、相対的に内周側でのバンプフォイル片２１のバネ反力を弱めることができる。従って、スラストカラー４とトップフォイル１０との間に形成される流体潤滑膜の、内外周間での膜厚の差を、充分に少なくすることができる。

すなわち、流体潤滑膜の圧力はトップフォイル片１１の外周側で高圧となり、内周側で低圧となるため、バンプフォイル片２１が外周側でトップフォイル片１１を相対的に強く支持し、内周側で弱く支持することにより、トップフォイル片１１にかかる力が外周側と内周側とで釣り合うようになる。従って、トップフォイル片１１は外周側、内周側共に、概ね等しくバンプフォイル片２１側へ押し込まれるようになり、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることが防止される。

なお、シム５０のシム片５１については、図４（ｃ）に示したようにその内周側を完全に切り欠くことなく、バンプフォイル片２１の内周側領域において、少なくとも該バンプフォイル片２１の最底部となる谷部２２に対向しないようにすれば、その一部をバンプフォイル片２１の内周側領域に残しておいてもよい。具体的には、谷部２２を除いた山部２３に対向する部位を櫛歯状に残しておいてもよい。このように山部２３に対向する部位を残しておいても、この部位はバンプフォイル片２１に直接接することなく、隙間を空けて山部２３に対向するので、シム片は図４（ｃ）に示したシム片５１と同様にバンプフォイル片２１の外周側のみをその厚さ分持ち上げるようになり、従ってシム片５１と同様に機能する。

トップフォイル１０も、図３に示すようにベースプレート３０の周方向に配列された６枚のトップフォイル片１１によって形成されている。これらトップフォイル片１１は、厚さ数百μｍ程度、例えば１５０μｍ程度の金属製の薄板（フォイル）により、扇形の頂点側を切り欠いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。すなわち、バンプフォイル片２１とほぼ同じ形状で、周方向に少し長い形状に形成されている。このような形状のトップフォイル片１１は、ベースプレート３０の各支持領域３１上にて前記バンプフォイル片２１を覆ってそれぞれ配置され、ベースプレート３０の周方向に等間隔で配列されて全体として略円環板状に配置されたことにより、トップフォイル１０を形成している。

なお、トップフォイル片１１は支持領域３１より一回り小さく形成されるとともに、バンプフォイル片２１より僅かに大きく形成されている。これによってトップフォイル片１１は、互いに干渉することなく、また、バンプフォイル片２１やシム５０をスラストカラー４側に露出させることなく、その上面を覆った状態で各支持領域３１に配置されている。ただし、本発明はこれに限定されることなく、例えばトップフォイル片１１をバンプフォイル片２１と同じ大きさに形成してもよく、あるいは、バンプフォイル片２１より小さく形成してもよい。

また、このトップフォイル片１１は、回転軸１（スラストカラー４）の回転方向上流側の端辺を固定辺１２としており、この固定辺１２によってベースプレート３０に固定されている。すなわち、この固定辺１２は、図４（ａ）に示したようにバンプフォイル片２１やシム５０から離間して配置されて、スポット溶接（点付溶接）によってベースプレート３０に固定されている。

また、トップフォイル片１１は、その固定辺１２より回転方向下流側が曲げ加工されており、これによってバンプフォイル片２１の山部２３の高さ分の段差を吸収できるように立ち上げられ、回転方向下流側がバンプフォイル片２１の山部２３上に載せられている。一方、回転方向下流側の端辺（トレーリングエッジ）側は、固定されることなく単にバンプフォイル片２１の山部２３上に支持された自由端となっている。

本実施形態ではバンプフォイル片２１を、前記したようにその谷部２２及び山部２３がバンプフォイル片２１の固定辺２１ａと直交する方向に配列するように配置している。従って、このバンプフォイル片２１上に載置されることでトップフォイル片１１は、前記山部２３の配列方向に沿って固定辺１２側からバンプフォイル片２１の固定辺２１ａ側に向かうに連れて、漸次ベースプレート３０の内面から遠ざかるようにバンプフォイル片２１の山部２３によって設定された初期傾斜角で傾斜して配置されている。

ここで、初期傾斜角とは、荷重がゼロのときのベースプレート３０に対するトップフォイル片１１の傾斜角である。また、傾斜角とは、図４（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の山部２３の高さ増加量によって決まる角度（勾配）θである。従って、荷重が増すとバンプフォイル片２１の山部２３がベースプレート３０側に押し込まれ、全体が平坦化することにより、傾斜角θは初期傾斜角より小さくなる。

また、トップフォイル片１１には、図４（ａ）に示すように固定辺１２の近傍部、すなわち固定辺１２に対して回転軸１の回転方向下流側に位置する近傍部が、その他の部位に比べて薄肉に形成された薄肉部１４となっている。薄肉部１４は、固定辺１２に沿って直線状に形成されたもので、トップフォイル片１１を構成するその他の部位の厚さ（数百μｍ程度）の、５０％〜７０％程度の厚さに形成されている。このような薄肉部１４の形成は、例えばエッチング加工によって行うことができる。

また、この薄肉部１４は、図４（ａ）に示すバンプフォイル片２１に対して、その山部２３のうち固定辺１２に最も近い山部２３の頂点（稜線）にかからないように、形成されている。すなわち、薄肉部１４は、固定辺１２と該固定辺１２側の山部２３の頂点（稜線）との間に位置するように、その幅が設定され、形成されている。これにより、トップフォイル片１１は、薄肉部１４以外の箇所（その他の部位）が全ての山部２３上に載ってこれらに均等に支持されるようになる。また、薄肉部１４を形成したことにより、該薄肉部１４より回転方向下流側がより容易に且つ円滑に傾斜できる（傾くことができる）ようになっている。さらに、このような薄肉部１４を形成することにより、該薄肉部１４以外の箇所の肉厚を、従来に比べて厚くすることも可能になる。

次に、このような構成からなるスラスト軸受３Ａ（３）の作用について説明する。
本実施形態では、図２に示したようにスラスト軸受３Ａをスラストカラー４の両側に設けている。このようにスラストカラー４の両側に設けることにより、スラスト方向の移動量を極力抑えることができる。すなわち、スラスト移動量を小さくすることにより、図１に示したチップクリアランス６を狭くすることができ、これによって流体性能を向上することができる。

スラスト方向の移動量を極力抑えるため、両スラスト軸受３Ａはスラストカラー４に対して大きな隙間が生じないように近接して設置される。これにより、両スラスト軸受３Ａのトップフォイル片１１（トップフォイル１０）はスラストカラー４に対して若干押し付けられた状態になる。その際、本実施形態ではトップフォイル片１１に薄肉部１４を形成しているので、回転方向下流側（自由端側）が傾き易く（曲がり易く）なっている。そのため、押し付け量に比して押し付け力が小さくなっており、これにより、始動トルクが小さくなっている。

すなわち、従来では荷重が増大したときにトップフォイル片の傾斜角が最適角になるように、予め最適角より大きい傾斜角が付けられている。従って、回転停止状態ではトップフォイル片はスラストカラー４を両面から挟み込み、押し付けられた状態(プリロードが掛かった状態)となる。しかしながら、従来ではトップフォイル片の肉厚も一定であることから、スラストカラー４への押し付け力(プリロード)が強く、始動トルクが大きくなっている。これに対して本実施形態では、前記したようにトップフォイル片１１に薄肉部１４を形成しているため、始動トルクが小さくなる。

また、回転軸１が回転してスラストカラー４が回転を始めると、スラストカラー４とトップフォイル片１１は擦れ合いつつ、両者の間に形成されたくさび形の空間に周囲流体が押し込まれる。そして、スラストカラー４が一定の回転速度に達すると、両者の間に流体潤滑膜が形成される。この流体潤滑膜の圧力によってトップフォイル片１１（トップフォイル１０）はバンプフォイル片２１（バックフォイル２０）側へ押し付けられ、スラストカラー４はトップフォイル片１１との接触状態を脱し、非接触で回転するようになる。

また、流体潤滑膜の圧力が高まってトップフォイル片１１がバンプフォイル片２１側へ押し込まれると、トップフォイル片１１の外周側では周速が速く流体潤滑膜の圧力(膜圧)は高くなっており、内周側では周速が遅く膜圧が低くなっているので、トップフォイル片１１の外周部はバンプフォイル片２１側へ押し込まれてスラストカラー４から離れる方向へ動こうとし、内周部はスラストカラー４の側へ起き上がろうとする。

しかし、バンプフォイル片２１とベースプレート３０との間にはシム５０が配設されているので、外周端側ではシム片５１によってバンプフォイル片２１がスラストカラー４側（トップフォイル片１１側）に持ち上げられているのに対し、内周端側ではバンプフォイル片２１が持ち上げられることなく、従ってトップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間に隙間が形成される。よって、この隙間が無くなるまではバンプフォイル片２１にトップフォイル片１１の内周端側をスラストカラー４側へ押し返す力が生じないため、トップフォイル片１１の内周端側の起き上がりが起こらない。

また、トップフォイル片１１の内周端側がバンプフォイル片２１側へ押し込まれて前記の隙間が無くなったとしても、外周端側に比べれば隙間の分だけバンプフォイル片２１によるバネ反力が弱くなっており、従ってトップフォイル片１１の内周端側は起き上がり難くなる。よって、トップフォイル片１１の下流側端辺側では、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることが防止される。

また、バンプフォイル片２１を径方向にて４つ（複数）に分割しているので、内周側のバンプフォイル分割片２１ｂと外周側のバンプフォイル分割片２１ｂとがそれぞれ独立して動作するため、トップフォイル片１１がバンプフォイル片２１側へ押し込まれたときに生じるバンプフォイル片２１の変形が径方向において滑らかになり、従ってバンプフォイル片２１（バックフォイル片）による支持力も内周側から外周側に向けてより滑らかに変化する。

本実施形態のスラスト軸受３Ａ（３）にあっては、バンプフォイル片２１とベースプレート３０との間にシム片５１（シム５０）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止することができ、従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受３Ａ（３）は、内周端側でトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

また、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えることなく、シム片５１を配設することでトップフォイル片１１の内周端側の起き上がりを防止しているので、バンプフォイル片２１の山の高さを変えることで起き上がりを防止する場合に比べて、トップフォイル片１１に対する内外周間での支持力の違いを、容易に、且つ精度良く作り出すことができる。従って、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えたり、剛性を変える場合に比べ、スラスト軸受３Ａ（３）の設計や製作を容易にすることができる。また、寸法管理が容易になるため量産化に有効となり、製造コストの低減化も可能となる。

また、バンプフォイル片２１の周方向の一方の側を径方向にて複数に分割してバンプフォイル分割片２１ｂとしているので、内周側のバンプフォイル分割片２１ｂと外周側のバンプフォイル分割片２１ｂとがそれぞれ独立して動作するようになり、従って、トップフォイル片１１がバンプフォイル片２１側へ押し込まれたときに生じるバンプフォイル片２１の変形が径方向において滑らかになる。よって、バンプフォイル片２１による支持力も内周側から外周側に向けてより滑らかに変化するので、トップフォイル片１１がスラストカラー４に局所的に接触するのを抑制することができ、これによってトップフォイル片１１の局所摩耗を防止し、軸受寿命の低下や焼き付きを防止することができる。また、バンプフォイル分割片２１ｂが端辺２１ａ（連続辺）によって一体化されているため、バンプフォイル片２１のベースプレート３０上への固定が容易になる。

また、シム固定辺５２をバンプフォイル片２１の径方向の長さと同じ長さに形成しているので、シム固定辺５２をバンプフォイル片２１の固定辺（端辺２１ａ）と重ねてスポット溶接等によりベースプレート３０に固定することができる。従って、製作を容易にして製造コストの低減化を図ることができる。

「第２実施形態」
次に、本発明のスラスト軸受３の第２実施形態について、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、図５（ａ）はスラスト軸受の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、図５（ｃ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第２実施形態のスラスト軸受３Ｂ（３）が第１実施形態のスラスト軸受３Ａ（３）と主に異なるところは、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成した点と、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを、全て同一にした点である。

本実施形態では、図５（ａ）に示すように支持領域３１における、前記シム５０、前記バンプフォイル片２１、トップフォイル片１１を支持する領域全体を、トップフォイル片１１の固定辺１２側から下流側の端辺側に向かうに連れて高さが増加する傾斜面３２としている。すなわち、傾斜面３２を、図５（ｂ）に示すようにバンプフォイル片２１の固定辺２１ａに対して直交する方向に傾斜させて形成している。

また、バンプフォイル片２１については、前記第１実施形態と同様に、シム５０を介してベースプレート３０に接する谷部２２と、トップフォイル片１１に接する山部２３とを交互に配置した波板状に形成している。ただし、本実施形態では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、山部２３の高さをベースプレート３０の周方向で全て同一に形成している。なお、４つのバンプフォイル分割片２１ｂを、剛性を変えることなく、また山部２３の頂部の高さを変えることなく、ほぼ同じに形成している点も、第１実施形態と同様である。

また、谷部２２及び山部２３については、前記第１実施形態と同様に、バンプフォイル片２１の固定辺２１ａに対して直交する方向に配列させている。これにより、バンプフォイル片２１の山部２３は、その高さがベースプレート３０の傾斜面３２の傾斜方向に沿って、すなわち回転軸１の回転方向の下流側に向かうに連れて、所定の高さずつ高くなっている。つまり、第１実施形態と見かけ上同一になっている。従って、このバンプフォイル片２１上に配置されるトップフォイル片１１は、その傾斜角θが、第１実施形態と同様に形成される。本実施形態では、この傾斜角θは図５（ｃ）に示すように傾斜面３２の傾斜角θによって決まる。

本実施形態のスラスト軸受３Ｂ（３）にあっても、バンプフォイル片２１とベースプレート３０との間にシム片５１（シム５０）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止することができ、従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受３Ｂ（３）も、内周端側でトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

また、ベースプレート３０の各支持領域３１に傾斜面３２を形成し、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にするとともに、該山部２３の配列方向を傾斜面３２の傾斜方向に一致させているので、この傾斜面３２上にシム５０、バックフォイル片２１を介してトップフォイル片１１を配設することにより、トップフォイル片１１の高さを傾斜面３２に沿って精度よく変化させることができる。すなわち、トップフォイル片１１に所定の傾斜角θを付与することができる。また、その際にバンプフォイル片２１については、山部２３の高さを周方向で変化させることなく一定の高さに作製すればよく、従ってその加工コストを抑えることができる。よって、このスラスト軸受３Ｂ（３）によれば、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができる。また、加工が容易になってバラツキが少なくなるため、設計時に予測した軸受性能（例えば軸受負荷能力）が得やすくなる。

「第３実施形態」
次に、本発明のスラスト軸受３の第３実施形態について、図６、図７（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図６はスラスト軸受の平面図、図７（ａ）は図６のＣ−Ｃ線矢視断面図、図７（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図７（ｃ）はシムの平面図、図７（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第３実施形態のスラスト軸受３Ｃ（３）が第１実施形態のスラスト軸受３Ａ（３）と主に異なるところは、シム５０のシム固定辺５２が、回転軸１の回転方向上流側に位置している点である。

すなわち、本実施形態におけるシム５０も、図６に示した６つの支持領域３１に対応してベースプレート３０の周方向に６つ設けられたもので、図７（ｃ）、（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の内周側に対向することなく、外周側に対向するように形成配置されたシム片５１と、このシム片５１の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向上流側に一体に形成されたシム固定辺５２とからなっている。

シム片５１は、第１実施形態のシム片５１と同様に、扇形の頂点側を切り欠いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。本実施形態でも、前記バンプフォイル片２１の内周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向する部位が切り欠かれて、これに対向することなく、外周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向してその最底部、すなわち谷部２２に接して配置されている。

シム固定辺５２は、図６に示すように本実施形態ではトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成されており、従ってトップフォイル片１１の固定辺１２と同じ長さに形成されて、これと重ねられて配置されている。これにより、本実施形態のシム固定辺５２は、トップフォイル片１１の固定辺１２とともにベースプレート３０にスポット溶接（点付溶接）され、固定されている。なお、シム片５１の周方向の他方の側の端縁、すなわち回転軸１の回転方向下流側の端縁は、図７（ａ）、（ｄ）に示すように、バンプフォイル片２１の端辺２１ａ（固定辺）より回転軸１の回転方向上流側に位置していて、自由端となっている。

なお、本実施形態のシム５０のシム片５１についても、図７（ｃ）に示したようにその内周側を完全に切り欠くことなく、バンプフォイル片２１の内周側領域において、少なくとも該バンプフォイル片２１の最底部となる谷部２２に対向しないようにすれば、その一部をバンプフォイル片２１の内周側領域に残しておいてもよい。具体的には、谷部２２を除いた山部２３に対向する部位を櫛歯状に残しておいてもよい。

本実施形態のスラスト軸受３Ｃ（３）にあっても、バンプフォイル片２１とベースプレート３０との間にシム片５１（シム５０）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止することができ、従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受３Ｃ（３）も、内周端側でトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

また、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えることなく、シム片５１を配設することでトップフォイル片１１の内周端側の起き上がりを防止しているので、バンプフォイル片２１の山の高さを変えることで起き上がりを防止する場合に比べて、トップフォイル片１１に対する内外周間での支持力の違いを、容易に、且つ精度良く作り出すことができる。従って、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えたり、剛性を変える場合に比べ、スラスト軸受３Ａ（３）の設計や製作を容易にすることができる。また、寸法管理が容易になるため量産化に有効となり、製造コストの低減化も可能となる。

また、シム固定辺５２をトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成しているので、シム固定辺５２をトップフォイル片１１の固定辺１２と重ねてスポット溶接等によりベースプレート３０に固定することができる。従って、製作を容易にして製造コストの低減化を図ることができる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。
このように各支持領域３１に傾斜面３２を形成し、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にするとともに、該山部２３の配列方向を傾斜面３２の傾斜方向に一致させれば、この傾斜面３２上にシム５０、バンプフォイル片２１を介してトップフォイル片１１を配設することにより、トップフォイル片１１の高さを傾斜面３２に沿って精度よく変化させることができる。すなわち、トップフォイル片１１に所定の傾斜角θを付与することができる。また、その際にバンプフォイル片２１については、山部２３の高さを周方向で変化させることなく一定の高さに作製すればよく、従ってその加工コストを抑えることができる。

よって、この変形例のスラスト軸受によれば、第３実施形態の効果に加えて、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができるという効果も得ることができる。また、加工が容易になってバラツキが少なくなるため、設計時に予測した軸受性能（例えば軸受負荷能力）が得やすくなる。

「第４実施形態」
次に、本発明のスラスト軸受３の第４実施形態について、図８、図９（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図８はスラスト軸受の平面図、図９（ａ）は図８のＤ−Ｄ線矢視断面図、図９（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図９（ｃ）はシムの平面図、図９（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第４実施形態のスラスト軸受３Ｄ（３）が第３実施形態のスラスト軸受３Ｃ（３）と主に異なるところは、シム５０が、トップフォイル片１１とバンプフォイル片２１（バックフォイル片）との間に配設されている点である。

すなわち、本実施形態におけるシム５０も、図８に示した６つの支持領域３１に対応してベースプレート３０の周方向に６つ設けられたもので、図９（ｃ）、（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の内周側に対向することなく、外周側に対向するように形成配置されたシム片５１と、このシム片５１の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向上流側に一体に形成されたシム固定辺５２とからなっている。

シム片５１は、第３実施形態のシム片５１と同様に、扇形の頂点側を切り欠いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。本実施形態でも、前記バンプフォイル片２１の内周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向する部位が切り欠かれて、これに対向することなく、外周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向して配置されている。ただし、本実施形態のシム５０のシム片５１は、バンプフォイル片２１（バックフォイル片）の下側でなく、バンプフォイル片２１の上側に配設されているため、バンプフォイル片２１の最頂部、すなわち山部２３の稜線（頂部）に接して配置されている。

なお、シム５０のシム片５１については、図９（ｃ）に示したようにその内周側を完全に切り欠くことなく、バンプフォイル片２１の内周側領域において、少なくとも該バンプフォイル片２１の山部２３の最頂部に対向してこれに接しないようにすれば、その一部をバンプフォイル片２１の内周側領域に残しておいてもよい。具体的には、山部２３を除いた谷部２２に対向する部位を櫛歯状に残しておいてもよい。このように谷部２２に対向する部位を残しておいても、この部位はバンプフォイル片２１に直接接することなく、隙間を空けて谷部２２に対向するので、シム片は図９（ｃ）に示したシム片５１と同様にバンプフォイル片２１の内周側に隙間を生じるようになり、従ってシム片５１と同様に機能する。

シム固定辺５２は、第３実施形態と同様に本実施形態でも、トップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成されており、従ってトップフォイル片１１の固定辺１２と同じ長さに形成されて、これと重ねられて配置されている。これにより、本実施形態のシム固定辺５２も、トップフォイル片１１の固定辺１２とともにベースプレート３０にスポット溶接（点付溶接）され、固定されている。

ただし、本実施形態ではシム５０がバンプフォイル片２１の上側に配設されているため、シム５０のシム固定辺５２側は、トップフォイル片１１の固定辺１２側と同様に、シム固定辺５２より回転方向下流側が曲げ加工されている。すなわち、バンプフォイル片２１の山部２３の高さ分の段差を吸収できるように立ち上げられ、回転方向下流側がバンプフォイル片２１の山部２３上に載せられている。そして、この回転方向下流側の端辺側は、固定されることなく単にバンプフォイル片２１の山部２３上に支持された自由端となっている。

本実施形態のスラスト軸受３Ｄ（３）にあっては、トップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間にシム片５１（シム５０）を配設しているので、トップフォイル片１１の外周端側がバンプフォイル片２１側に押し込まれてスラストカラー４から離れる方向に動こうとし、内周端側がスラストカラー４側へ起き上がろうとしても、内周端側ではシム片５１によってトップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間に隙間が生じているので、この隙間が無くなるまではトップフォイル片１１の内周端側をスラストカラー４側へ押し返す力が生じず、トップフォイル片１１の内周端側の起き上がりが起こらない。従って、トップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受３Ｄ（３）も、内周端側でトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

また、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えることなく、シム片５１を配設することでトップフォイル片１１の内周端側の起き上がりを防止しているので、バンプフォイル片２１の山の高さを変えることで起き上がりを防止する場合に比べて、トップフォイル片１１に対する内外周間での支持力の違いを、容易に、且つ精度良く作り出すことができる。従って、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えたり、剛性を変える場合に比べ、スラスト軸受３Ｄ（３）の設計や製作を容易にすることができる。また、寸法管理が容易になるため量産化に有効となり、製造コストの低減化も可能となる。

また、シム固定辺５２をトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成しているので、シム固定辺５２をトップフォイル片１１の固定辺１２と重ねてスポット溶接等によりベースプレート３０に固定することができる。従って、製作を容易にして製造コストの低減化を図ることができる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。
このように各支持領域３１に傾斜面３２を形成し、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にするとともに、該山部２３の配列方向を傾斜面３２の傾斜方向に一致させれば、この傾斜面３２上にバンプフォイル片２１、シム５０を介してトップフォイル片１１を配設することにより、トップフォイル片１１の高さを傾斜面３２に沿って精度よく変化させることができる。すなわち、トップフォイル片１１に所定の傾斜角θを付与することができる。また、その際にバンプフォイル片２１については、山部２３の高さを周方向で変化させることなく一定の高さに作製すればよく、従ってその加工コストを抑えることができる。

よって、この変形例のスラスト軸受によれば、第４実施形態の効果に加えて、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができるという効果も得ることができる。また、加工が容易になってバラツキが少なくなるため、設計時に予測した軸受性能（例えば軸受負荷能力）が得やすくなる。

「第５実施形態」
次に、本発明のスラスト軸受３の第５実施形態について、図１０、図１１（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図１０はスラスト軸受の平面図、図１１（ａ）は図１０のＥ−Ｅ線矢視断面図、図１１（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図１１（ｃ）はシムの平面図、図１１（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第５実施形態のスラスト軸受３Ｅ（３）が第４実施形態のスラスト軸受３Ｄ（３）と主に異なるところは、シム５０のシム固定辺５２が、回転軸１の回転方向下流側に位置している点である。

すなわち、本実施形態におけるシム５０も、図１０に示した６つの支持領域３１に対応してベースプレート３０の周方向に６つ設けられたもので、図１１（ｃ）、（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の内周側に対向することなく、外周側に対向するように形成配置されたシム片５１と、このシム片５１の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向下流側に一体に形成されたシム固定辺５２とからなっている。

シム片５１は、第４実施形態のシム片５１と同様に、扇形の頂点側を切り欠いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。本実施形態でも、前記バンプフォイル片２１の内周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向する部位が切り欠かれて、これに対向することなく、外周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向してその最頂部、すなわち山部２３の稜線（頂部）に接して配置されている。

シム固定辺５２は、本実施形態ではトップフォイル片１１もしくはバンプフォイル片２１の径方向の長さと同じ長さに形成されている。ただし、回転軸１の回転方向下流側に形成されているため、図１１（ａ）に示すようにトップフォイル片１１の固定辺１２と重ねられることなく、また、バンプフォイル片２１の端辺２１ａ（固定辺）とも重ねられることなく、バンプフォイル片２１の端辺２１ａの外側（回転軸１の回転方向下流側）にて単独でベースプレート３０にスポット溶接（点付溶接）され、固定されている。

また、本実施形態でもシム５０がバンプフォイル片２１の上側に配設されているため、シム５０のシム固定辺５２側は、シム固定辺５２より回転方向上流側が曲げ加工されている。すなわち、バンプフォイル片２１の山部２３の高さ分の段差を吸収できるように立ち上げられ、回転方向上流側がバンプフォイル片２１の山部２３上に載せられている。そして、回転方向上流側の端辺側は、固定されることなく単にバンプフォイル片２１の山部２３上に支持された自由端となっている。

本実施形態のスラスト軸受３Ｅ（３）にあっても、トップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間にシム片５１（シム５０）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止することができ、従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受３Ｅ（３）も、内周端側でトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

また、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えることなく、シム片５１を配設することでトップフォイル片１１の内周端側の起き上がりを防止しているので、バンプフォイル片２１の山の高さを変えることで起き上がりを防止する場合に比べて、トップフォイル片１１に対する内外周間での支持力の違いを、容易に、且つ精度良く作り出すことができる。従って、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えたり、剛性を変える場合に比べ、スラスト軸受３Ｅ（３）の設計や製作を容易にすることができる。また、寸法管理が容易になるため量産化に有効となり、製造コストの低減化も可能となる。

さらに、シム５０のシム固定辺５２は回転方向下流側に位置しているので、トップフォイル片１１が流体潤滑膜を介してスラストカラー４に押し込まれた際、上下に重ねられたトップフォイル片１１とシム５０とはその自由端側が互いに対向する方向、すなわち相反する方向（互いの固定辺の方向）に滑るようになる。従って、これらトップフォイル片１１とシム５０との間の相対的な滑り量が増加するため、これらの間にて高い摩擦減衰効果が得られるようになる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。
このように各支持領域３１に傾斜面３２を形成し、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にするとともに、該山部２３の配列方向を傾斜面３２の傾斜方向に一致させれば、この傾斜面３２上にバンプフォイル片２１、シム５０を介してトップフォイル片１１を配設することにより、トップフォイル片１１の高さを傾斜面３２に沿って精度よく変化させることができる。すなわち、トップフォイル片１１に所定の傾斜角θを付与することができる。また、その際にバンプフォイル片２１については、山部２３の高さを周方向で変化させることなく一定の高さに作製すればよく、従ってその加工コストを抑えることができる。

よって、この変形例のスラスト軸受によれば、第５実施形態の効果に加えて、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができるという効果も得ることができる。また、加工が容易になってバラツキが少なくなるため、設計時に予測した軸受性能（例えば軸受負荷能力）が得やすくなる。

また、前記第５実施形態、及びその変形例において、シム固定辺５２については、バンプフォイル片２１の端辺２１ａ（固定辺）に重ねて配置し、この端辺２１ａと共にスポット溶接等によりベースプレート３０に固定してもよい。

また、前記第５実施形態、及びその変形例においては、図１２に示すようにシム片５１のみによってシムを形成してもよい。このシム片５１にあっても、図１１（ｃ）に示したシム５０と同様にバンプフォイル片２１の上側に配設されているため、その回転方向下流側、すなわちベースプレート３０に固定される側が曲げ加工されている。これにより、回転方向上流側がバンプフォイル片２１の山部２３上に載せられる。そして、この回転方向上流側の端辺側は、固定されることなく単にバンプフォイル片２１の山部２３上に支持された自由端となっている。

このようなシム片５１のみからなるシムを用いた場合には、シム（シム片５１）の形状が単純であるため部品としての取り扱い性が良いといった効果が得られる。また、ベースプレート３０に固定される部位がバンプフォイル片２１やトップフォイル片１１の長さより短いものの、シム片５１はベースプレート３０に独立してスポット溶接等により固定されるため、支障無く良好に固定される。すなわち、シム片５１の固定される部位がバンプフォイル片２１の端辺２１ａやトップフォイル片１１の固定辺１２に重ねられて固定される場合、径方向の長さの相違によって固定部にて段差が形成されてしまう。しかし、本例ではシム片５１が独立してベースプレート３０に固定されるため、このような段差が形成されず、従って段差に起因する溶接不良等の不都合が回避される。

「第６実施形態」
次に、本発明のスラスト軸受３の第６実施形態について、図１３、図１４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図１３はスラスト軸受の平面図、図１４（ａ）は図１３のＦ−Ｆ線矢視断面図、図１４（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図１４（ｃ）はシムの平面図、図１４（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第６実施形態のスラスト軸受３Ｆ（３）が第５実施形態のスラスト軸受３Ｅ（３）と主に異なるところは、図１４（ａ）に示すようにシム５０の、回転軸１の回転方向下流側のシム固定辺５２が、トップフォイル片１１の固定辺１２とともに、ベースプレート３０に固定されている点である。

すなわち、本実施形態におけるシム５０も、図１３に示した６つの支持領域３１に対応してベースプレート３０の周方向に６つ設けられたもので、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の内周側に対向することなく、外周側に対向するように形成配置されたシム片５１と、このシム片５１の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向下流側に一体に形成されたシム固定辺５２と、からなっている。

シム片５１は、第５実施形態のシム片５１と同様に、扇形の頂点側を切り欠いて内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。本実施形態でも、前記バンプフォイル片２１の内周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向する部位が切り欠かれて、これに対向することなく、外周側の２つのバンプフォイル分割片２１ｂに対向してその最頂部、すなわち山部２３の稜線（頂部）に接して配置されている。

また、シム５０は、図１０、図１１（ａ）〜（ｄ）に示した第５実施形態のシム５０に比べ、回転方向下流側が長く形成されており、その端辺、すなわちシム固定辺５２が、図１３、図１４（ａ）に示すように回転方向下流側に隣り合うトップフォイル片１１の、固定辺１２とともにベースプレート３０にスポット溶接（点付溶接）され、固定されている。一方、回転方向上流側は、本実施形態では固定されることなく単にバンプフォイル片２１の山部２３上に支持された自由端となっている。

本実施形態のスラスト軸受３Ｆ（３）にあっても、トップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間にシム片５１（シム５０）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止することができ、従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受３Ｆ（３）も、内周端側でトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

また、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えることなく、シム片５１を配設することでトップフォイル片１１の内周端側の起き上がりを防止しているので、バンプフォイル片２１の山の高さを変えることで起き上がりを防止する場合に比べて、トップフォイル片１１に対する内外周間での支持力の違いを、容易に、且つ精度良く作り出すことができる。従って、内周端側と外周端側とでバンプフォイル片２１の山の高さを変えたり、剛性を変える場合に比べ、スラスト軸受３Ｆ（３）の設計や製作を容易にすることができる。また、寸法管理が容易になるため量産化に有効となり、製造コストの低減化も可能となる。

さらに、シム固定辺５２を回転方向下流側に隣り合うトップフォイル片１１の固定辺１２とともにベースプレート３０に固定しているので、トップフォイル片１１が流体潤滑膜を介してスラストカラー４に押し込まれた際、上下に重ねられたトップフォイル片１１とシム５０とはその自由端側が互いに対向する方向、すなわち相反する方向（互いの固定辺の方向）に滑るようになる。従って、これらトップフォイル片１１とシム５０との間の相対的な滑り量が増加するため、これらの間にて高い摩擦減衰効果が得られるようになる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。
このように各支持領域３１に傾斜面３２を形成し、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にするとともに、該山部２３の配列方向を傾斜面３２の傾斜方向に一致させれば、この傾斜面３２上にバンプフォイル片２１、シム５０を介してトップフォイル片１１を配設することにより、トップフォイル片１１の高さを傾斜面３２に沿って精度よく変化させることができる。すなわち、トップフォイル片１１に所定の傾斜角θを付与することができる。また、その際にバンプフォイル片２１については、山部２３の高さを周方向で変化させることなく一定の高さに作製すればよく、従ってその加工コストを抑えることができる。

よって、この変形例のスラスト軸受によれば、第６実施形態の効果に加えて、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができるという効果も得ることができる。また、加工が容易になってバラツキが少なくなるため、設計時に予測した軸受性能（例えば軸受負荷能力）が得やすくなる。

次に、本発明のスラスト軸受３の第７実施形態〜第１２実施形態について説明する。これら第７実施形態〜第１２実施形態は、それぞれ、第１実施形態〜第６実施形態に対応した実施形態であり、第１実施形態〜第６実施形態に対して、シムの形状を変えた点でのみ異なっている。すなわち、第７実施形態〜第１２実施形態のシム５５は、そのシム片５６が、バンプフォイル片２１（バックフォイル片）の内周側領域だけでなく、外周側領域においても切り欠かれて形成されている。

「第７実施形態」
前記したように第７実施形態のスラスト軸受は、第１実施形態に対応する実施形態であり、第１実施形態のスラスト軸受３Ａ（３）と異なるところは、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すようにシム片の形状にある。なお、図１５（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るスラスト軸受の第７実施形態を示す図であり、図１５（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図に対応する断面図、図１５（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図１５（ｃ）はシムの平面図、図１５（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。

図１５（ｃ）に示すように本実施形態のシム５５は、シム片５６と、このシム片５６の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向下流側に一体に形成されたシム固定辺５７と、からなっている。なお、本実施形態、及び後述する第８実施形態〜第１２実施形態では、第１実施形態〜第７実施形態と同様に、シム固定辺５７はバンプフォイル片２１（バックフォイル片）もしくはトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成されている。

シム片５６は、扇形の頂点側及び外周側を共に切り欠いて、内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。すなわち、本実施形態では、図１５（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の径方向における中間領域に対向して、シム片５６が形成され、配置されている。従ってこのシム片５６は、バンプフォイル片２１の中間領域に対向してその最底部、すなわち谷部２２に接して配置されている。

シム片５６が、シム固定辺５７に対して内周側で切り欠かれた径方向の長さＬ１は、シム固定辺５７の径方向の長さをＬとすると、０．２Ｌ以上０．５Ｌ以下程度とされる。また、外周側で切り欠かれた径方向の長さＬ２は、０．０５Ｌ以上０．３Ｌ以下程度とされる。ここで、シム固定辺５７に対して外周側も切り欠いてシム片５６を形成しているのは、以下の理由による。

トップフォイル１０（トップフォイル片１１）の外周側では、その外周端で流体潤滑膜の圧力が周囲圧（例えば大気圧）と同じになるため、この外周側端部での流体潤滑膜の膜圧は、その他の外周側（外周端から内寄りに入ったところ）に比べて低くなる。このため、トップフォイル１０（トップフォイル片１１）はその内周端だけでなく、外周端でも起き上がりが生じ、この外周端も局所的に摩耗するおそれがある。

そこで、本実施形態では、前記したようにバンプフォイル片２１に対して外周側でもこれに対向させることなく、切り欠いてシム片５６を形成することにより、トップフォイル片１１の外周端での起き上がりも防止している。
なお、シム片５６については、内周側だけでなく、外周側についてもこれを完全に切り欠くことなく、少なくとも該バンプフォイル片２１の最底部となる谷部２２に対向しないようにすれば、その一部をバンプフォイル片２１の外周側領域に残しておいてもよい。具体的には、谷部２２を除いた山部２３に対向する部位を櫛歯状に残しておいてもよい。このように山部２３に対向する部位を残しておいても、この部位はバンプフォイル片２１に直接接することなく、隙間を空けて山部２３に対向するので、シム片は図１５（ｃ）に示したシム片５６と同様にバンプフォイル片２１の中間領域のみをその厚さ分持ち上げて支持するようになり、従ってシム片５６と同様に機能する。

本実施形態のスラスト軸受にあっては、バンプフォイル片２１とベースプレート３０との間にシム片５６（シム５５）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止するとともに、トップフォイル片１１の外周端側の、スラストカラー４側への起き上がりも防止することができる。従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜、及び外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受は、内周端側、外周端側のいずれにおいてもトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

「第８実施形態」
前記したように第８実施形態のスラスト軸受は、第２実施形態に対応する実施形態である。そして、第８実施形態のスラスト軸受が第７実施形態のスラスト軸受３と主に異なるところは、第２実施形態の図５（ａ）〜（ｃ）に示したように、ベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成した点と、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを、全て同一にした点である。すなわち、本実施形態においても、シム５５として図１５（ｃ）に示した形状のシム片５６を有するシム５５が用いられる。

従って、本実施形態のスラスト軸受にあっても、バンプフォイル片２１とベースプレート３０との間にシム片５６（シム５５）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止するとともに、トップフォイル片１１の外周端側の、スラストカラー４側への起き上がりも防止することができる。これにより、トップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜、及び外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受は、内周端側、外周端側のいずれにおいてもトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

また、ベースプレート３０の各支持領域３１に傾斜面３２を形成し、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にするとともに、該山部２３の配列方向を傾斜面３２の傾斜方向に一致させているので、第２実施形態のスラスト軸受３Ｂ（３）と同様に加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができる。

「第９実施形態」
前記したように第９実施形態のスラスト軸受は、第３実施形態に対応する実施形態である。なお、図１６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るスラスト軸受の第９実施形態を示す図であり、図１６（ａ）は図６のＣ−Ｃ線矢視断面図に対応する断面図、図１６（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図１６（ｃ）はシムの平面図、図１６（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第９実施形態のスラスト軸受が第７実施形態のスラスト軸受３と主に異なるところは、図１６（ｃ）に示すようにシム５０のシム固定辺５２が、回転軸１の回転方向上流側に位置している点である。

図１６（ｃ）に示すように本実施形態のシム５５は、シム片５６と、このシム片５６の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向上流側に一体に形成されたシム固定辺５７と、からなっている。
シム片５６は、扇形の頂点側及び外周側を共に切り欠いて、内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。すなわち、本実施形態でも、図１６（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の径方向における中間領域に対向して、シム片５６が形成され、配置されている。従ってこのシム片５６は、バンプフォイル片２１の中間領域に対向してその最底部、すなわち谷部２２に接して配置されている。

また、本実施形態においても、シム固定辺５７はバンプフォイル片２１（バックフォイル片）もしくはトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成されている。
そして、第７実施形態と同様に、シム片５６がシム固定辺５７に対して内周側で切り欠かれた径方向の長さＬ１は、シム固定辺５７の径方向の長さをＬとすると、０．２Ｌ以上０．５Ｌ以下程度とされる。また、外周側で切り欠かれた径方向の長さＬ２は、０．０５Ｌ以上０．３Ｌ以下程度とされる。

本実施形態のスラスト軸受にあっても、バンプフォイル片２１とベースプレート３０との間にシム片５６（シム５５）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止するとともに、トップフォイル片１１の外周端側の、スラストカラー４側への起き上がりも防止することができる。従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜、及び外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受は、内周端側、外周端側のいずれにおいてもトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。その場合には、第２実施形態のスラスト軸受３Ｂ（３）と同様に、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができる。

「第１０実施形態」
前記したように第１０実施形態のスラスト軸受は、第４実施形態に対応する実施形態である。なお、図１７（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るスラスト軸受の第１０実施形態を示す図であり、図１７（ａ）は図８のＤ−Ｄ線矢視断面図に対応する断面図、図１７（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図１７（ｃ）はシムの平面図、図１７（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第１０実施形態のスラスト軸受が第９実施形態のスラスト軸受３と主に異なるところは、シム５５が、図１７（ａ）に示すようにトップフォイル片１１とバンプフォイル片２１（バックフォイル片）との間に配設されている点である。

図１７（ｃ）に示すように本実施形態のシム５５は、シム片５６と、このシム片５６の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向上流側に一体に形成されたシム固定辺５７と、からなっている。
シム片５６は、扇形の頂点側及び外周側を共に切り欠いて、内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。すなわち、本実施形態でも、図１７（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の径方向における中間領域に対向して、シム片５６が形成され、配置されている。従ってこのシム片５６は、バンプフォイル片２１の中間領域に対向してその最頂部、すなわち山部２３の稜線（頂部）に接して配置されている。

また、本実施形態においても、シム固定辺５７はバンプフォイル片２１（バックフォイル片）もしくはトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成されている。
そして、第７実施形態と同様に、シム片５６がシム固定辺５７に対して内周側で切り欠かれた径方向の長さＬ１は、シム固定辺５７の径方向の長さをＬとすると、０．２Ｌ以上０．５Ｌ以下程度とされる。また、外周側で切り欠かれた径方向の長さＬ２は、０．０５Ｌ以上０．３Ｌ以下程度とされる。

本実施形態のスラスト軸受にあっては、トップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間にシム片５６（シム５５）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止するとともに、トップフォイル片１１の外周端側の、スラストカラー４側への起き上がりも防止することができる。従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜、及び外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受は、内周端側、外周端側のいずれにおいてもトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。その場合には、第２実施形態のスラスト軸受３Ｂ（３）と同様に、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができる。

「第１１実施形態」
前記したように第１１実施形態のスラスト軸受は、第５実施形態に対応する実施形態である。なお、図１８（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るスラスト軸受の第１１実施形態を示す図であり、図１８（ａ）は図１０のＥ−Ｅ線矢視断面図に対応する断面図、図１８（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図１８（ｃ）はシムの平面図、図１８（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第１１実施形態のスラスト軸受が第１０実施形態のスラスト軸受３と主に異なるところは、図１８（ａ）に示すようにシム５５のシム固定辺５７が、回転軸１の回転方向下流側に位置している点である。

図１８（ｃ）に示すように本実施形態のシム５５は、シム片５６と、このシム片５６の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向下流側に一体に形成されたシム固定辺５７と、からなっている。
シム片５６は、扇形の頂点側及び外周側を共に切り欠いて、内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。すなわち、本実施形態でも、図１８（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の径方向における中間領域に対向して、シム片５６が形成され、配置されている。従ってこのシム片５６は、バンプフォイル片２１の中間領域に対向してその最頂部、すなわち山部２３の稜線に接して配置されている。

また、本実施形態においても、シム固定辺５７はバンプフォイル片２１（バックフォイル片）もしくはトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成されている。
そして、第７実施形態と同様に、シム片５６がシム固定辺５７に対して内周側で切り欠かれた径方向の長さＬ１は、シム固定辺５７の径方向の長さをＬとすると、０．２Ｌ以上０．５Ｌ以下程度とされる。また、外周側で切り欠かれた径方向の長さＬ２は、０．０５Ｌ以上０．３Ｌ以下程度とされる。

本実施形態のスラスト軸受にあっても、トップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間にシム片５６（シム５５）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止するとともに、トップフォイル片１１の外周端側の、スラストカラー４側への起き上がりも防止することができる。従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜、及び外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受は、内周端側、外周端側のいずれにおいてもトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。その場合には、第２実施形態のスラスト軸受３Ｂ（３）と同様に、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができる。

また、前記第５実施形態、及びその変形例において、図１２に示したようにシム片５１のみによってシムを形成したように、本第１１実施形態、及びその変形例においても、図１８（ｂ）に示したシム片５６のみによってシムとし、これを用いてスラスト軸受としてもよい。このようなシム片５６のみからなるシムを用いた場合には、シム（シム片５６）の形状が単純であるため部品としての取り扱い性が良いといった効果が得られる。

「第１２実施形態」
前記したように第１２実施形態のスラスト軸受は、第６実施形態に対応する実施形態である。なお、図１９（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るスラスト軸受の第１２実施形態を示す図であり、図１９（ａ）は図１３のＦ−Ｆ線矢視断面図に対応する断面図、図１９（ｂ）はバンプフォイル片の平面図、図１９（ｃ）はシムの平面図、図１９（ｄ）はバンプフォイル片及びシムの形状を説明するためにその平面図と側面図を対応させた説明図である。第１２実施形態のスラスト軸受が第１１実施形態のスラスト軸受３と主に異なるところは、図１９（ａ）に示すようにシム５５の、回転軸１の回転方向下流側のシム固定辺５７が、トップフォイル片１１の固定辺１２とともに、ベースプレート３０に固定されている点である。

図１９（ｃ）に示すように本実施形態のシム５５は、シム片５６と、このシム片５６の周方向の一方の側、本実施形態では回転軸１の回転方向下流側に一体に形成されたシム固定辺５７と、からなっている。
シム片５６は、扇形の頂点側及び外周側を共に切り欠いて、内周側、外周側をそれぞれ円弧状とした、略台形状に形成されている。すなわち、本実施形態でも、図１９（ｄ）に示すようにバンプフォイル片２１の径方向における中間領域に対向して、シム片５６が形成され、配置されている。従ってこのシム片５６は、バンプフォイル片２１の中間領域に対向してその最頂部、すなわち山部２３の稜線に接して配置されている。

また、本実施形態においても、シム固定辺５７はバンプフォイル片２１（バックフォイル片）もしくはトップフォイル片１１の径方向の長さと同じ長さに形成されている。
そして、第７実施形態と同様に、シム片５６がシム固定辺５７に対して内周側で切り欠かれた径方向の長さＬ１は、シム固定辺５７の径方向の長さをＬとすると、０．２Ｌ以上０．５Ｌ以下程度とされる。また、外周側で切り欠かれた径方向の長さＬ２は、０．０５Ｌ以上０．３Ｌ以下程度とされる。

本実施形態のスラスト軸受にあっても、トップフォイル片１１とバンプフォイル片２１との間にシム片５６（シム５５）を配設しているので、トップフォイル片１１の内周端側の、スラストカラー４側への起き上がりを防止するとともに、トップフォイル片１１の外周端側の、スラストカラー４側への起き上がりも防止することができる。従ってトップフォイル片１１の下流側端辺側において、内周端側における流体潤滑膜、及び外周端側における流体潤滑膜の膜厚が極端に薄くなることを防止することができる。よって、このスラスト軸受は、内周端側、外周端側のいずれにおいてもトップフォイル片１１がスラストカラー４に接触するのを防止することができるとともに、高負荷に耐え得る優れたものとなる。

なお、本実施形態の変形例として、前記第１実施形態に対する第２実施形態のように、本実施形態のベースプレート３０の前記支持領域３１に傾斜面３２を形成するとともに、バンプフォイル片２１の山部２３の高さを全て同一にしてもよい。その場合には、第２実施形態のスラスト軸受３Ｂ（３）と同様に、加工を容易にして量産性を向上し、コストの低減化を図ることができる。

また、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態ではバックフォイル２０やトップフォイル１０をそれぞれ６つのバックフォイル片２１（バンプフォイル片２１）、トップフォイル片１１で構成し、さらにシム５０（５５）も６つ用い、従ってベースプレート３０の支持領域３１もこれに合わせて６つ形成（設定）したが、バックフォイル片２１（バンプフォイル片２１）やトップフォイル片１１、シム５０（５５）は、複数であれば５つ以下でも７つ以上であってもよい。その場合に、支持領域３１の数についても、バックフォイル片２１（バンプフォイル片２１）やトップフォイル片１１、シム５０（５５）の数に合わせるのはもちろんである。

また、前記実施形態では、バンプフォイル片２１（バックフォイル片２１）を４つのバンプフォイル分割片２１ｂと連続辺（固定辺）とによって形成したが、各分割片については４つに限定されることなく、２つ以上であればいくつに分割してもよい。さらに、連続辺を形成することなく、従って分割片をそれぞれ連結することなく、完全に独立した形態に形成してもよい。

また、前記実施形態では、バンプフォイル片２１（バックフォイル片２１）を径方向にて複数に分割することで形成されるスリット２１ｃを円弧状に形成したが、該スリット２１ｃを例えば直線状に形成してもよい。
また、バンプフォイル片２１（バックフォイル片２１）については、これを径方向に分割して複数のバンプフォイル分割片２１ｂを形成することなく、全体が径方向に連続した通常のフォイル片によって、バンプフォイル片２１（バックフォイル片２１）を形成してもよい。

また、トップフォイル片やバンプフォイル片、シムの形状、支持領域上へのトップフォイル片やバンプフォイル片、シムの配置、傾斜面の傾斜方向など、前記実施形態以外にも種々の形態を採用することが可能である。

１…回転軸、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ…スラスト軸受、４…スラストカラー、１０…トップフォイル、１１…トップフォイル片、１２…固定辺、２０…バックフォイル（バンプフォイル）、２１…バックフォイル片（バンプフォイル片）、２１ａ…固定辺（端辺）、２１ｂ…バックフォイル分割片（バンプフォイル分割片）、２１ｃ…スリット、２２…谷部、２３…山部、３０…ベースプレート、３１…支持領域、３２…傾斜面、５０、５５…シム、５１、５６…シム片、５２、５７…シム固定辺

Claims (6)

1. 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軸受であって、
   前記スラストカラーに対向して配置されるトップフォイルと、
   前記トップフォイルの、前記スラストカラーに対向する面と反対の面側に配置されたバックフォイルと、
   前記バックフォイルの、前記トップフォイル側と反対の側に配置されて、該バックフォイルを支持する円環板状のベースプレートと、を備え、
   前記バックフォイルは、前記ベースプレートの周方向に配列された複数のバックフォイル片によって形成され、
   前記トップフォイルは、前記バックフォイル片の上にそれぞれ配設された複数のトップフォイル片によって形成され、
   前記バックフォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割され、
   前記バックフォイル片と前記ベースプレートとの間には、前記バックフォイル片の内周側領域において該バックフォイル片の少なくとも最底部に対向することなく、前記バックフォイル片の少なくとも径方向における中間領域に対向するシム片が配設されていることを特徴とするスラスト軸受。
2. 前記シム片は、前記バックフォイル片の外周側領域において、該バックフォイル片の少なくとも最底部に対向しないように形成されていることを特徴とする請求項１記載のスラスト軸受。
3. 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軸受であって、
   前記スラストカラーに対向して配置されるトップフォイルと、
   前記トップフォイルの、前記スラストカラーに対向する面と反対の面側に配置されたバックフォイルと、
   前記バックフォイルの、前記トップフォイル側と反対の側に配置されて、該バックフォイルを支持する円環板状のベースプレートと、を備え、
   前記バックフォイルは、前記ベースプレートの周方向に配列された複数のバックフォイル片によって形成され、
   前記トップフォイルは、前記バックフォイル片の上にそれぞれ配設された複数のトップフォイル片によって形成され、
   前記バックフォイル片は、その周方向の少なくとも一方の側が径方向にて複数に分割され、
   前記トップフォイル片と前記バックフォイル片との間には、前記バックフォイル片の内周側領域において該バックフォイル片の少なくとも最頂部に対向することなく、前記バックフォイル片の少なくとも径方向における中間領域に対向するシム片が配設されていることを特徴とするスラスト軸受。
4. 前記シム片は、前記バックフォイル片の外周側領域において、該バックフォイル片の少なくとも最頂部に対向しないように形成されていることを特徴とする請求項３記載のスラスト軸受。
5. 前記バックフォイル片は、その周方向の一方の側が径方向にて複数に分割され、且つ、他方の側が径方向にて連続する連続辺とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスラスト軸受。
6. 前記シム片には、その周方向の一方の側に、前記ベースプレートに固定されるシム固定辺が一体に形成され、該シム固定辺は、前記バックフォイル片もしくは前記トップフォイル片の径方向の長さと同じ長さに形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスラスト軸受。

Images