JP5771357B2 - 液圧式端部フロート調節器 - Google Patents

Description

（発明の背景）
スラストベアリングは、軸方向荷重を支持しながら、部品間の回転を可能にする一種のベアリングである。流体フィルムベアリングは、一種のスラストベアリングであり、ベアリングの荷重は、液体または気体の薄い流体層またはフィルム上に支持され、この層またはフィルムは、相対運動においてベアリング表面間に形成される。流体ベアリングは、しばしば、広範囲の荷重およびスピードをカバーする多くの用途において用いられる。

平坦なランドスラストベアリング、（ランドを有したり有しなかったりする）テーパスラストベアリング、およびチルトパッドスラストベアリングは、三種類の流体フィルムスラストベアリングである。平坦ランドスラストベアリングは、平坦板またはワッシャ（しばしば放射状の溝を有する）を利用して、軸方向荷重を保持する。テーパランドスラストベアリングは、平坦ランドスラストベアリングに似ているが、ベアリング表面に複数のプロフィール（一例としてはテーパランド）を有する平板を利用する。チルトパッドスラストベアリングは、多くの個別のセグメント（またはパッド）を利用し、これらの個別のセグメントの各々は、ほぼ最適な流体楔を形成するように旋回または傾斜するように構成されており、このほぼ最適な流体楔は、いずれの方向においても大きく変化するスピードに対して、かつ種々の潤滑剤を用いて高荷重を支持する。一部の用途において、レベリングリンクがピボットの後ろに配置され、小さな不整列を調整し、複数のパッドの各々における荷重を均等にする。

スラストベアリングは、回転シャフトとともに利用され、この回転シャフトは、スラストカラー、ランナーまたはブロックを含む。シャフトが２つのスラストベアリング間を移動し得る距離は、端部クリアランス（ｅｎｄ ｃｌｅａｒａｎｃｅ）または軸方向クリアランスと呼ばれる。

一般的に、端部クリアランスは、システムを組み立てるときにユーザによって設定される。クリアランスのサイズは、システムの性能に影響を与え得る。具体的には、相対的に大きなクリアランスは振動がシステム内で発生することを可能にし得る。この理由のために、ユーザはベアリングの着座およびシステムの許容性に非常に気をつける必要がある。

従って、システムセットアップにおいて厳しい許容性に対するニーズを低減させることと、振動の発生を防ぐためにクリアランスを低減させることとのために、端部クリアランスにおいて振動に対して対処する（ａｃｃｏｕｎｔ ｆｏｒ）ことが可能なベアリングを提供することが望ましい。

（発明の概要）
本発明は端部クリアランスを低減させることと、ベアリングシステム内の振動を防ぐこととのためのシステムおよび方法を提供する。

本発明の一局面は、スラストベアリングシステムを提供し、該スラストベアリングシステムは、固定のベアリングハウジングと、該ベアリングハウジング内に少なくとも部分的に配置され、第１の収縮位置と第２の伸長位置との間で可動である、可動ベアリングと、該ベアリングハウジングと、ベアリング保持器との間に形成された流体空洞と、該固定のベアリングハウジングを通って延びる少なくとも１つの流体通路であって、該流体通路は、該ベアリングハウジングの外部表面に第１の端部と、該流体空洞と流体連通する第２の端部とを有する、少なくとも１つの流体経路とを備えている。

スラストベアリングシステムは、少なくとも１つのベアリング表面をさらに含み得る。

スラストベアリングシステムのベアリング表面は、平坦なスラスト面であり得る。

スラストベアリングシステムのベアリング表面は、テーパランドスラストベアリングであり得る。

スラストベアリングシステムのベアリング表面は、少なくとも１つのチルトパッドスラスト面であり得る。

スラストベアリングシステムは、ベアリングハウジングに連結された少なくとも１つのベアリング保持器をさらに備え得、該保持器は、該ベアリングハウジングに対する前記ベアリングの動きを制限するように寸法設定され、構成されている。

スラストベアリングシステムは、可動ベアリングとベアリングハウジングとの間に配置された少なくとも１つのシーリング要素をさらに備え得る。

スラストベアリングシステムの少なくとも１つのシーリング要素はＯリングであり得る。

スラストベアリングシステムは、ベアリングを通って延びる少なくとも１つの第２の流体通路をさらに備え得、該第２の流体通路は、前記流体空洞において第１の端部と、前記ベアリング表面の近くに第２の端部とを有する。

本発明の別の局面は、ベアリングシステム内の端部クリアランスを低減する方法を提供し、該方法は、ベアリングハウジングを提供することであって、該ベアリングハウジングは、該ベアリングハウジング内に流体支持空洞を有し、該ベアリングハウジングは少なくとも１つの流体通路を含む、ことと、ベアリングを提供することであって、該ベアリングは、該ベアリングハウジング内に少なくとも部分的に着座するように、寸法設定され、構成され、流体空洞が該ベアリングの外部表面と、該ベアリングハウジングの内部表面との間で形成され、該流体空洞が該流対通路と流体連通する、ことと、該ベアリングを該ベアリングハウジングから離れるように動かすこととを包含する。

上記方法の流体通路は、ベアリングハウジングの外部表面近傍にに第１の端部を有し得、流体空洞に隣接するベアリングハウジングの内部表面において第２の端部を有し得る。

上記方法の動かすステップは、オイルを流体通路の前記第１の端部に供給することを包含し得る。

上記方法は、ベアリングを潤滑することを包含し得る。

上記方法の潤滑するステップは、ベアリング内に少なくとも１つの潤滑通路を提供することをさらに包含し、潤滑通路は流体空洞と流体連通する。

上記方法の潤滑通路は流体空洞において第１の端部を有し得、ベアリング表面において第２の端部を有し得る。

例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
スラストベアリングシステムであって、
固定のベアリングハウジングと、
可動ベアリングであって、該ベアリングは該ベアリングハウジング内に少なくとも部分的に配置され、該ベアリングは第１の収縮位置と第２の伸長位置との間で可動である、可動ベアリングと、
該ベアリングハウジングと、ベアリング保持器との間に形成された流体空洞と、
該固定のベアリングハウジングを通って延びる少なくとも１つの流体通路であって、該流体通路は、該ベアリングハウジングの外部表面において第１の端部と、該流体空洞と流体連通する第２の端部とを有する、少なくとも１つの流体経路と
を備えている、スラストベアリングシステム。
（項目２）
上記可動ベアリングは、少なくとも１つのベアリング表面をさらに含む、上記項目に記載のスラストベアリングシステム。
（項目３）
上記ベアリング表面は、平坦なスラスト面である、上記項目のいずれかに記載のスラストベアリングシステム。
（項目４）
上記ベアリング表面は、テーパランドスラストベアリングである、上記項目のいずれかに記載のスラストベアリングシステム。
（項目５）
上記ベアリング表面は、少なくとも１つのチルトパッドスラスト面である、上記項目のいずれかに記載のスラストベアリングシステム。
（項目６）
上記ベアリングハウジングに連結された少なくとも１つのベアリング保持器をさらに備え、該保持器は、該ベアリングハウジングに対する上記ベアリングの動きを制限するように寸法設定され、構成されている、上記項目のいずれかに記載のスラストベアリングシステム。
（項目７）
上記可動ベアリングと上記ベアリングハウジングとの間に配置された少なくとも１つのシーリング要素をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載のスラストベアリングシステム。
（項目８）
上記少なくとも１つのシーリングはＯリングである、上記項目のいずれかに記載のスラストベアリングシステム。
（項目９）
上記ベアリングを通って延びる少なくとも１つの第２の流体通路をさらに備え、該第２の流体通路は、上記流体空洞において第１の端部と、上記ベアリング表面の近傍に第２の端部とを有する、上記項目のいずれかに記載のスラストベアリングシステム。
（項目１０）
ベアリングシステム内の端部クリアランスを低減する方法であって、
ベアリングハウジングを提供することであって、該ベアリングハウジングは、該ベアリングハウジング内に流体支持空洞を有し、該ベアリングハウジングは少なくとも１つの流体通路を含む、ことと、
ベアリングを提供することであって、該ベアリングは、該ベアリングハウジング内に少なくとも部分的に位置するように、寸法設定され、構成され、流体空洞が該ベアリングの外部表面と、該ベアリングハウジングの内部表面との間に形成され、該流体空洞が該流対通路と流体連通する、ことと、
該ベアリングを該ベアリングハウジングから離れるように動かすことと
を包含する、方法。
（項目１１）
上記流体通路は、上記ベアリングハウジングの上記外部表面近傍に第１の端部を有し、上記流体空洞に隣接する該ベアリングハウジングの上記内部表面において第２の端部を有する、上記項目に記載の方法。
（項目１２）
上記動かすステップは、オイルを上記流体通路の上記第１の端部に供給することをさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
上記ベアリングを潤滑することをさらに包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
上記潤滑するステップは、上記ベアリング内に少なくとも１つの潤滑通路を提供することをさらに包含し、該潤滑通路は上記流体空洞と流体連通する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
上記潤滑通路は上記流体空洞において第１の端部を有し、ベアリング表面において第２の端部を有する、上記項目のいずれかに記載の方法。

（摘要）
端部クリアランスおよび軸方向の振動を低減するベアリングシステムは、ベアリングハウジングとベアリングとを含む。ベアリングはスラストベアリングであり、例えば、平坦スラスト面、テーパランドスラストベアリングまたはチルトパッドスラストベアリングのような任意の種類であり得る。ベアリングハウジングはベアリングを保持する空洞を含む。流体空洞は、ベアリングとベアリングハウジングとの間に形成される。少なくとも１つの流体通路がベアリングハウジングから延び、流体を流体空洞に送る。流体が流体空洞に導入されると、空洞内の圧力がベアリングを外側にベアリングハウジングから離れるように、そして、回転スラストカラーに向かうように動かし、ベアリング面とスラストカラーとの間のクリアランスまたは空間を低減し、振動を低減または除去する。

図１は、本発明に従うベアリングシステムの一実施形態の前部平面図である。 図２は、図１の線２−２に沿ってとられた断面図である。 図３は、図１のベアリングシステムの一部の分解斜視図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、図１のベアリングシステムの一部の、それぞれ伸長位置および収縮位置における部分断面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、図１のベアリングシステムの一部の、それぞれ伸長位置および収縮位置における部分断面図である。 図５は、本発明に従うベアリングシステムの代替の実施形態の前部平面図である。 図６は、図５の線５−５に沿ってとられた断面図である。 図７は、本発明に従うベアリングシステムのさらなる代替の実施形態の前部平面図である。 図８は、図７の線８−８に沿ってとられた断面図である。 図９は、本発明に従うベアリングシステムのさらなる代替の実施形態の前部平面図である。 図１０は、図９の線１０−１０に沿ってとられた断面図である。 図１１は、シャフトとスラストカラーと共に使用する際の図１のベアリングシステムの断面図である。

（好適な実施形態の説明）
本明細書の開示は、当業者が本発明を実施することが可能であるように詳しく、正確であるが、本明細書において開示される物理的な実施形態は、本発明を単に例示しているだけであり、本発明は他の詳細な構造において具体化され得る。好適な実施形態が説明されているが、詳細は、特許請求の範囲によって規定される本発明から逸脱することなしに変更され得る。

図１〜図１０において示される例示された実施形態のベアリングシステム１０、１１０、２１０、３１０は、それぞれ、ベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２と、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４とを備えている。ベアリング１４、１１４、２１４、３１４は、好適にはスラストベアリングであり、平坦スラスト面、テーパランドスラストベアリングまたはチルトパッドスラストベアリングを含むが、これらに限定されない当該分野で公知の任意のタイプであり得る。ベアリング１４、１１４、２１４、３１４は、好適には、少なくとも部分的にベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２内に保持される。好適には少なくとも１つの流体空洞４４、１４４、２４４、３４４が、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４と、ベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２との間に形成される。好適には少なくとも１つの流体通路４２、１４２、２４２、３４２が、ベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２を通って延び、流体を流体空洞４４、１４４、２４４、３４４に送る。

使用時、流体は、流体空洞４４、１４４、２４４、３４４に導入される。空洞４４、１４４、２４４、３４４が充填されると、空洞４４、１４４、２４４、３４４内の圧力は、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４を外側に、ベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２から離れるように、かつ、スラストカラーを一般的に備えているロータに向かって動かし、このロータは回転シャフトの一部である。この態様で、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４の面とスラストカラーとの間のクリアランスまたは空間が低減される。

本発明において、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４が移動する距離は非常に小さい。しかしながら、クリアランスにおける比較的小さい変化でさえ、シャフトの軸に沿った振動を低減するか、または取り除くことが理解されるべきである。本明細書において具現化される発明は、ベアリングとカラーとの間の間隔を液圧式に低減することによって、この問題を克服する。（例えば、使用によって）スラストカラーに荷重が加えられる場合、スラストカラーは、ベアリングシステム１０、１１０、２１０、３１０からの液圧荷重を克服し、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４がベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２に対して完全に着座するまで、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４をベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２に向けて押す。

必要に応じて、シール５２、１５２、２５２、３５２が、ベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２とベアリング１４、１１４、２１４、３１４との間に配置され、流体空洞４４、１４４、２４４、３４４を密閉する。クリアランスが十分に小さい場合に、もし十分な圧力が流体空洞内に保持されて、ベアリングとロータとの間のクリアランスを低減するならば、シールは必要とされない。必要に応じて、追加の流体通路６８、１６８、２６８、３６８が、ベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２および／またはベアリング１４、１１４、２１４、３１４内に提供され得、ベアリングに潤滑流体を提供する。この態様で、ベアリングシステム１０、１１０、２１０、３１０は、ベアリング面１８、１１８、２１８、３１８とロータとの間の端部のクリアランスを低減することと、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４を潤滑することとの両方を行い得る。

物理的な停止部が、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４がスラストカラーに向けて動き得る移動の量を制限するために用いられ得ることが企図される。このような物理的な停止部は、肩つきネジ、輪、締結タブ、鍵を含み得るが、これらに限定はされない。物理的な停止部が使用され得ず、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４の動きが単にスラストカラーによってのみ制限され得ることもさらに企図される。

流体力学的なフィルムを充填させるために必要とされる流体の量が低減され、そのことがフィルムのより良好な動的性能を提供することが企図される。スラストベアリングを介する流体供給圧力が、シャフト上に荷重を伝え、ロータベアリングに事前荷重を与え、このことはジャーナルベアリングにおける横方向の振動を低減する。

ベアリングシステム１０、１１０、２１０、３１０は、そのシステムが利用される機械の軸方向端部フロートを設定するために調整可能であり、このことが軸方向端部フロートにおける許容差を増加させることが企図される。言い換えると、顧客は、本明細書において記載されるようにベアリングシステム１０、１１０、２１０、３１０を用いる場合に端部クリアランスを設定するときに特定のことを行う必要はない。

図１〜図４および図１１は、液圧式に調整されるベアリングシステム１０の例示された実施形態を示す。ベアリングシステム１０は、ベアリングハウジング１２とベアリング１４とを含み得る。ベアリング１４は、好適には、チルトパッドスラストベアリング保持器１６と少なくとも２つのチルトパッド１８を含む。

オプションで、所望の場合には、ベアリングシステム１０は、図１に示されるような外部ハウジング２０をさらに含み得る。利用される場合には、外部ハウジング２０はベアリングハウジングと一体的に形成され得るか、または図１に示されるように別個に形成され得ることが企図される。ベアリングシステム１０は、図１に示されるような外部ハウジングスペーサ２２をさらに含み得る。利用される場合には、外部ハウジングスペーサ２２は、外部ハウジング２０と一体的に形成され得るか、または図１に示されるように別個に形成され得ることが企図される。

外部ハウジング２０は、ほぼ円筒形の空洞２４を含む。ベアリングハウジング１２は好適には、ほぼ円筒形の空洞２４内に適合する。ベアリングハウジング１２は、少なくとも１つのピストンロック２６によって、外部ハウジング空洞２４内に保持され得る。外部ハウジング２０は、内部表面上に形成された環状窪み２８を含み得る。ベアリングハウジング１２は、結果として、後部表面上に形成された環状突起３０を含み得る。ベアリングハウジング１２の環状突起３０は、好適には外部ハウジング２０の環状窪み２８と嵌合するように寸法設定され、構成されている。

ベアリングハウジング１２は、好適には、外部表面に形成された窪み３２を含む。図２Ａに示されるように、ベアリングハウジング１２が外部ハウジング２０内に配置される場合には、第１の流体空洞３４が窪み３２と外部ハウジング２０の内部表面３６との間に画定される。ベアリングハウジング１２は好適にはほぼ円筒形の空洞３８を含む。好適には、ベアリングハウジング１２は、円筒形空洞３８上の内部表面上に形成された環状窪み４０を含む。図２に示されるように、ベアリングハウジング１２は、好適には、ベアリングハウジング１２を通る少なくとも１つの流体通路４２を含む。少なくとも１つの流体通路４２は、流体が流体通路４２を通過することを可能にするように寸法設定され、構成されている。

ベアリング１４は、好適には、ベアリングハウジング１２内に位置する。ベアリング１４は、チルトパッドスラスト保持器１６を含み、該チルトパッドスラスト保持器１６は、ベアリングハウジング空洞３８内に少なくとも部分的に着座されるように寸法設定され、構成されている。図２Ａに示されるように、第２の流体空洞４４は、チルトパッドスラスト保持器１６の外部表面と、ベアリングハウジング１２の内部表面との間で画定される。ベアリングが荷重下にあり、ハウジングと直接接触している場合でさえも、（スロット、溝またはチャネルを含み得るがこれらに限定されない）追加のオイル通路４５が、オイルを供給するための経路と、ベアリング保持器１６とハウジング１２との間に存在する圧力とを提供するために用いられ得る。

チルトパッドスラスト保持器１６は、チルトパッドスラストパッド１８を保持する。チルトパッドスラスト保持器１６は、好適には環状窪み４６を含む。チルトパッドスラストパッド１８は、好適には、環状窪み４６内に少なくとも部分的に着座する。必要に応じて、ベアリングシステム１０は、軸方向ベアリング保持器４８を含み得る。例示される実施形態において、軸方向ベアリング保持器４８は、保持リングの形態をとる。しかしながら、ベアリングシステム１０は、肩ネジまたはタブを含むが、これらに限定されない、当該分野で公知の軸方向ベアリング保持器４８の任意の形態を利用し得ることが企図される。ベアリングシステム１０は軸方向ベアリング保持器４８を提供されない可能性があることもまた企図される。

図１に見られるように、外部ハウジング２０は、好適には、流体通路５０を含む。流体は、流体通路５０を通過し、第１の流体空洞３４に入る。ベアリングハウジング１２は、好適には、第１の空洞３４を密閉する手段５２を含む。例示される実施形態において、第１の空洞３４を密閉する手段５２は、ベアリングハウジング１２の外部表面の窪みに配置される一対のＯリングであり、１つのＯリングが空洞３４のそれぞれの側に配置される。流体は、次いで、ベアリングハウジング１２内の流体通路４２を通過し得、第２の流体空洞４４に入り得る。チルトパッドスラスト保持器１６は、第２の流体空洞４４を密閉する手段を含み得る。例示される実施形態において、第２の流体空洞４４を密閉する手段５２は、チルトパッドスラスト保持器１６の外部表面内の窪みに配置される。

流体は第２の流体空洞４４に入るので、第２の流体空洞４４内で圧力が増加し、このことがチルトパッドスラスト保持器１６を、その伸長位置に移動させる。図４Ａおよび４Ｂに示されるように、ベアリング１４は、ベアリングハウジング１２に対して外側に動く。チルトパッドスラスト保持器１６を、その伸長位置に動かすことによって、任意の軸方向の端部クリアランスが低減されるか、または取り除かれる。

図１１に示されるように、ベアリングシステム１０は、好適には、スラストカラー７４を有する回転シャフト７２と共に利用される。使用中、ベアリング１４は、システムによって加えられた液圧力によって、その伸長位置に動かされる（図４Ａ参照）。ベアリング１４が伸長位置にあるとき、ベアリング表面１８は、好適にはスラストカラー７４と係合する。シャフトシステムが使用されているとき、スラストカラー７４上の荷重がベアリングシステム１０によって加えられる液圧力を超える場合には、ベアリング１４が、スラストカラー７４によってその収縮位置（図４Ｂ参照）に戻るように力を受ける。

必要に応じて、ベアリング１４は、少なくとも１つの潤滑流体通路６８を含み得ることが企図される。潤滑流体通路６８は、好適には、流体空洞４４と流体連通し、ベアリング面１８を潤滑するために流体を提供し得る。この態様で、ベアリング１０の潤滑およびベアリング１０の移動が、同一の供給流体を用いて達成され得る。

例示される実施形態は、外部ハウジング２０および外部ハウジングスペーサ２２と共に用いられるベアリングハウジング１２を利用するベアリングシステム１０を示しているが、ベアリングハウジング１２は、ベアリングハウジング１２単独で使用され得ることが企図される。外部ハウジング２０および／または外部ハウジングスペーサ２２なしでベアリングハウジング１２が使用される場合には、ベアリングハウジング１２の構成は変更され得る。このような実施形態において、流体はベアリングハウジング流体通路４２に直接供給され、流体空洞４４に送られる。

ベアリングシステム１１０の別の実施形態が図５および６に示されている。ベアリングシステム１１０は、好適には、ベアリングハウジング１１２とベアリング１１４とを含み、ベアリング１１４は、チルトパッドスラスト保持器１１６と少なくとも１つのチルトパッドスラストパッド１１８とを含む。

ベアリングハウジング１１２は、好適には、ほぼ円筒形の空洞１３８を含む。好適には、ベアリングハウジング１１２は、円筒形空洞１３８の内部表面上に形成された環状窪み１４０を含む。ベアリングハウジング１１２は、好適には、図６に示されているように、少なくとも１つの流体空洞１３４を含む。図６に示されているように、ベアリングハウジング１１２は、ベアリングハウジング１１２を通る少なくとも１つの流体通路１４２を含む。少なくとも１つの流体通路１４２は、流体が流体通路１４２を通過することを可能にするように寸法設定され、構成され、流体を流体空洞１３４に提供するように適合されている。

ベアリング１１４は、好適には、少なくとも部分的にベアリングハウジング空洞１３８の内部に着座させられるように寸法設定され、構成されている。ベアリング１１４は、好適には、チルトパッドスラスト保持器１１６と、少なくとも１つのチルトパッドスラストパッド１１８とを含む。図６に示されるように、第２の流体空洞１４４は、チルトパッドスラスト保持器１１６の外部表面と、ベアリングハウジング１１２の内部表面との間に画定される。第１の流体空洞１３４は、好適には、第２の流体空洞１４４と流体連通する。

チルトパッドスラスト保持器１１６は、チルトパッドスラストパッド１１８を保持する。チルトパッドスラスト保持器１１６は、好適には、環状窪み１４６を含む。チルトパッドスラストパッド１１８は、好適には、少なくとも部分的に環状窪み１４６内部に位置する。必要に応じて、ベアリングシステム１１０は、軸方向ベアリング保持器（図示せず）を含み得る。軸方向ベアリング保持器は、保持リング、肩ネジまたはタブを含むが、それらに限定されない当該分野で公知の任意の形態をとり得る。ベアリングシステム１１０は、例示される実施形態のように、軸方向ベアリング保持器が提供されない可能性があることもまた企図される。

図６に見られるように、ベアリングハウジング１１２は、好適には、少なくとも１つの流体通路１４２を含む。流体は通路１４２を通過し、第１の流体空洞１３２に入る。
ベアリングハウジング１１２は、第１の流体空洞１３４を密閉する手段１５２を含み得る。流体は、次いで、形成される少なくとも１つの第２の流体通路１５４を通り、ベアリングハウジング１１２を通り、第２の流体空洞１４４に入る。図４Ａおよび４Ｂに関して前述したように、流体が第２の流体空洞１４４に入るとき、第２の流体空洞１４４内で圧力が増加し、このことが、ベアリング１１４をその伸長位置に動かす。ベアリング１１４は、ベアリングハウジング１１２に対して動く。ベアリング１１４をその伸長位置に動かすことによって、任意の軸方向端部クリアランスが低減される。

図６に示されるように、潤滑流体空洞１３８は、ハウジング空洞１３４と、直接的な連通状態にある必要はない。別個のオイル供給および結果として別個の圧力が、各空洞１３８および１３４に提供され得る。この実施形態は、軸方向の端部クリアランスを低減するため、および振動を低減または除去するために用いられる液圧力の追加の制御を可能にする。図示されていないが、空洞１３８および１３４は、Ｏリングまたは他の手段によって、互いから密閉され得る。

図７および８は、液圧式に調整されたベアリングシステム２１０の例示された実施形態を示す。ベアリングシステム２１０は、ベアリングハウジング２１２とベアリング２１４とを含み得る。ベアリング２１４は、当該分野で公知の任意の形態をとり得る。例示される実施形態において、ベアリング２１４は、テーパランドスラストベアリングの形態をとる。ベアリング２１４は、好適には、スラスト板保持器２１６とスラスト板２１８とを含む。

ベアリングハウジング２１２は、好適には、ほぼ円筒形の空洞２３８を含む。好適には、ベアリングハウジング２１２は、円筒形の空洞２３８の内部表面上に形成された環状窪み２４０を含む。ベアリングハウジング２１２は、好適には、ベアリングハウジング２１２を通る少なくとも１つの流体通路２４２を含む。少なくとも１つの流体通路２４２は、流体が流体通路２４２を通過することを可能にするように寸法設定され、構成され、以下により詳細に記載されるように流体を流体空洞２４４に送るように適合されている。必要に応じて、ベアリングハウジング２１２またはスラスト面保持器２１６は、流体空洞２４４を密閉する手段２５２を含み得る。

ベアリング２１４は、好適には、少なくとも部分的にベアリングハウジング空洞２３８内に着座させられるように寸法設定され、構成されている。図８に示されるように、流体空洞２４４は、スラスト面保持器２１６の外部表面と、ベアリングハウジング２１２との間に画定される。オプションで、図８に示されるように、スラスト面保持器２１６の少なくとも一部２５６が低減した外面直径を有する。スラスト面保持器２１６は、好適には、スラスト面保持器２１６の外径において、スラスト面保持器２１６の前表面から延びる環状突起２６０を含む。これはベアリング面２１８が着座させられ得る空洞２４６を形成する。

必要に応じて、ベアリングシステム２１０は、図８に示されるようなスラスト板シム板２５８をさらに含み得る。このシム板２５８は、好適には、スラスト板保持器突起２６０によって形成された空洞２４６内に少なくとも部分的に着座させられるように寸法設定され、構成されている。このシム板２５８は、好適には、シム板２５８の内径において、シム板２５８の前表面から延びる環状突起２６２を含む。ベアリングシステム２１０は、スラスト面板２１８をさらに含み得る。スラスト面板２１８は、好適には、少なくとも部分的にシム板２１８上に着座させられるように寸法設定され、構成されている。

図８において示されるように、少なくとも１つの流体通路２４２は、ベアリングハウジング２１２を通って流体空洞２４４まで延びる。流体は少なくとも１つの流体通路２４２に入り、ベアリングハウジング２１２を通って、流体空洞２４４に入る。図４Ａおよび４Ｂに関して前述したように、流体が流体空洞２４４に入るとき、流体空洞２４４内で圧力が増加し、このことが、ベアリング２１４をその伸長位置に動かす。ベアリング２１４は、ベアリングハウジング２１２に対して動く。ベアリング２１４をその伸長位置に動かすことによって、任意の軸方向端部クリアランスが低減されるか、または取り除かれる。

必要に応じて、ベアリング２１４は、少なくとも１つの潤滑流体通路２６８を含み得ることが企図される。潤滑流体通路２６８は、好適には、流体空洞２４４と流体連通し、ベアリング面２１８を潤滑するために流体を提供し得る。この態様で、ベアリング２１０の潤滑およびベアリング２１０の移動が、同一の供給流体を用いて達成され得る。

図９および１０は、液圧式に調整されたベアリングシステム３１０の代替の実施形態を示す。図９および１０の例示された実施形態は、ジャーナルベアリング３６４を含むが、３つのジャーナルベアリング３６４が必要に応じて除外され得ることが企図されることが留意されるべきである。ベアリングシステム３１０は、好適には、ベアリングハウジング３１２とベアリング３１４とを含み得る。この実施形態において、ベアリングは、テーパランドスラストベアリングを含むか、または任意の他の種類のスラストベアリングであり得る。

ベアリングハウジング３１２は、好適には、ほぼ円筒形の空洞３３８を含む。好適には、スラスト板３１８は、少なくとも部分的にベアリングハウジングの円筒形の空洞３３８内に着座する。例示される実施形態においては、ほぼ環状の端部板３７０が、ベアリングハウジング空洞３１２の内部端部壁と、スラスト面３１８との間に着座する。必要に応じて、端部板３７０は、少なくとも１つの固定部材（例えば、ねじであるが、これに限定されない）によって、ベアリングハウジング１２に固定され得る。この端部板３７０は、ジャーナルベアリングを適切な位置に保持するように寸法が合わせられ、構成されている。しかしながら、ベアリングシステム３１０がジャーナルベアリング３６４を含まない場合には、端部板３７０が必要とされないことが理解されるべきである。端部板３７０がハウジング３２０と一体化され得ることがさらに企図される。

図１０において見られるように、スラスト板３１８の少なくとも一部３６６が低減された外径を有する。スラスト板３１８が、ベアリングハウジング空洞３３８内に配置されるとき、流体空洞３４４がベアリングハウジング３１２の内壁と、スラスト板３１６の低減された直径の領域３６６との間に規定される。ベアリングハウジング３１２は、好適には、ベアリングハウジング３１２を通って延びる少なくとも１つの流体通路３４２を含む。流体通路３４２は、好適には、流体を流体空洞３４４に送るように寸法が合わせられ、構成されている。必要に応じて、スラスト板３１８は、スラスト板３１８を通って延びる少なくとも１つの潤滑流体通路を含み得る。潤滑流体通路３６８は、好適には、空洞３４４と流体連通する。

この態様で、ベアリングシステムに提供される流体は、ベアリングハウジング流体通路３４２を通って、流体空洞３４４に入る。図４Ａおよび図４Ｂに関して前述されたように、流体が流体空洞３４４に入ると、流体空洞３４４内の圧力が増加し、このことがベアリング３１４をベアリングハウジング３１２に対して動かす。ベアリング３１４をその展開位置に動かすことによって、任意の軸方向端部クリアランスが低減されるか、または除去される。必要に応じて、流体は、ベアリング板流体通路３６８を通ってスラストベアリング面３１８に提供され得る。

必要に応じて、ベアリング３１４が少なくとも１つの潤滑流体通路３６８を含み得ることが企図される。潤滑流体通路３６８は、好適には、流体空洞３４４と流体連通し、ベアリング面３１８を潤滑するために、流体を提供し得る。この態様で、ベアリング３１０の潤滑およびベアリング３１０の移動が、同一の供給流体を用いて達成され得る。

上記の例示された実施形態１０、１１０、２１０、３１０のうちの任意のものが、ベアリング１２、１１２、２１２、３１２と、ベアリング１４、１１４、２１４、３１４自体との間に形成された空洞を密閉するために少なくとも１つの密閉要素５２、１５２、２５２、３５２を含み得ることが企図される。密閉要素５２、１５２、２５２、３５２は、Ｏリングを含むがこれに限定されない当該分野で公知の任意の形態をとり得る。

任意の種類のスラストベアリング表面１８、１１８、２１８、３１８が、例示された実施形態の任意のものに示されるベアリングハウジング１２、１１２、２１２、３１２のうちの任意のものとの接続に利用され得ることもさらに企図される。

上記のベアリングシステム１０、１１０、２１０、３１０の例示された実施形態のうちの任意の実施形態が任意の種類のベアリング保持器４８を含み得るか、またはベアリング保持器を含まない可能性があり得ることがさらに企図される。

上記のベアリングシステム１０、１１０、２１０、３１０の例示された実施形態のうちの任意のものが図１および図２の例示された実施形態に示された外部ハウジングおよび／またはスペーサと共に利用され得るか、あるいは外部ハウジングおよび／または外部ハウジングおよび／またはスペーサを含み得ないことがさらに企図される。

任意の流体がベアリングシステムを達成するために利用され得ることがさらに企図される。これらの流体は水、オイルおよび空気を含むが、これらに限定されない。

前述は、本発明の原理の例示としてのみ考えられる。さらに、多くの修正および変化が当業者には容易に思いつくので、本発明を示され説明された正確な構成および動作に限定することは望ましくない。好適な実施形態が記載されてきたが、特許請求の範囲によって規定される本発明から逸脱することなしに詳細が変更され得る。

１０ ベアリングシステム
１２ ベアリングハウジング
１４ ベアリング
１６ チルトパッドスラストベアリング保持器
１８ チルトパッド
２０ 外部ハウジング
２２ 外部ハウジングスペーサ
２４ ほぼ円筒形の空洞
２６ ピストンロック
２８ 環状窪み
３０ 環状突起
３４ 第１の流体空洞
４２ 流体通路

Claims (15)

1. スラストベアリングシステムであって、
   該スラストベアリングシステムは、
   ベアリングハウジングであって、該ベアリングハウジングは、ほぼ円筒形の側壁を有し、該ハウジングは、該円筒形の側壁の内部表面に形成された環状窪みを有する、ベアリングハウジングと、
   ベアリングであって、該ベアリングは、該ベアリングハウジング内に少なくとも部分的に配置され、該ベアリングは、第１の収縮位置と第２の伸長位置との間で長手方向に可動であり、該ベアリングは、該ベアリングの外周に形成されたベアリングフランジを有する、ベアリングと、
   該ベアリングハウジング内の該環状窪みと、該ベアリングの該ベアリングフランジとの間に形成された環状流体空洞と、
   該ベアリングハウジングの該側壁を通って延びる少なくとも１つの流体通路であって、該流体通路は、該ベアリングハウジングの側壁の外部表面において第１の端部を有し、かつ、該流体空洞と流体連通する第２の端部を有し、該流体通路の該第２の端部は、該ベアリングが該第１の収縮位置および該第２の伸長位置の両方にあるときに該環状窪みおよび該ベアリングハウジングのそれぞれの長手方向位置の間に長手方向に位置する、少なくとも１つの流体通路と
   を備えている、スラストベアリングシステム。
2. 前記ベアリングは、少なくとも１つのベアリング表面をさらに含む、請求項１に記載のスラストベアリングシステム。
3. 前記ベアリング表面は、平坦なスラスト面である、請求項２に記載のスラストベアリングシステム。
4. 前記ベアリング表面は、テーパランドスラストベアリングである、請求項２に記載のスラストベアリングシステム。
5. 前記ベアリング表面は、少なくとも１つのチルトパッドスラスト面を有する、請求項２に記載のスラストベアリングシステム。
6. 前記ベアリングハウジングに連結された少なくとも１つのベアリング保持器をさらに備え、該ベアリング保持器は、該ベアリングハウジングに対する前記ベアリングの動きを制限するように寸法設定され、構成されている、請求項５に記載のスラストベアリングシステム。
7. 前記ベアリングと前記ベアリングハウジングとの間に配置された少なくとも１つのシーリング要素をさらに備えている、請求項１に記載のスラストベアリングシステム。
8. 前記少なくとも１つのシーリング要素はＯリングである、請求項７に記載のスラストベアリングシステム。
9. 前記ベアリングを通って延びる少なくとも１つのベアリング流体通路をさらに備え、該ベアリング流体通路は、前記流体空洞において第１の端部を有し、かつ、前記ベアリング表面の近傍に第２の端部を有する、請求項２に記載のスラストベアリングシステム。
10. ベアリングシステム内の端部クリアランスを低減する方法であって、
    該方法は、
    ベアリングハウジングを提供することであって、該ベアリングハウジングは、ほぼ円筒形の側壁を有し、該側壁は、内部表面および外部表面を有し、該ベアリングハウジングは、該内部表面に形成された環状窪みを有し、該ベアリングハウジングは、該ベアリングハウジングの該側壁を通って延びる少なくとも１つの流体通路を含む、ことと、
    ベアリングを提供することであって、該ベアリングは、該ベアリングハウジング内に少なくとも部分的に位置するように、寸法設定され、構成され、該ベアリングは、該ベアリングの外周に形成されたベアリングフランジを有し、流体空洞が、該ベアリングの該ベアリングフランジと、該ベアリングハウジングの該環状窪みとの間に形成され、該流体空洞が該流体通路と流体連通する、ことと、
    流体を該流体空洞に導入することにより、ベアリング空洞内の圧力の増加を引き起こし、それにより該ベアリングフランジに作用し、該ベアリングを該ベアリングハウジングから離れるように動かすことと
    を包含する、方法。
11. 前記流体通路は、前記ベアリングハウジングの側壁の前記外部表面において第１の端部を有し、かつ、前記流体空洞に隣接する該ベアリングハウジングの側壁の前記内部表面において第２の端部を有する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記動かすステップは、オイルを前記流体通路の前記第１の端部に供給することをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ベアリングを潤滑することをさらに包含する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記潤滑するステップは、前記ベアリング内に少なくとも１つの潤滑通路を提供することをさらに包含し、該潤滑通路は前記流体空洞と流体連通する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記潤滑通路は、前記流体空洞において第１の端部を有し、かつ、ベアリング表面において第２の端部を有する、請求項１４に記載の方法。

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