JPH05502288A

JPH05502288A - 自動位置決め式ビーム支持軸受、および、これを含む軸受・シャフト組立体

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Publication number: JPH05502288A
Application number: JP3514762A
Authority: JP
Inventors: アイド、ラセル　ディー．
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1991-08-22
Publication date: 1993-04-22
Also published as: PL169263B1; AU8498291A; HU9201371D0; PT98769A; HUT62685A; BR9105876A; CN1030793C; WO1992003667A1; IL99096A0; ZA916701B; CA2067366A1; EP0497957A1; CN1063747A; IE912870A1; MX173695B; EP0497957A4; US5102237A; RU2070674C1; AU650057B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】自動位置決め式ビーム支持軸受、および、これを含む軸受・シャフト組立体「発明の要約」本願発明は、パッド型軸受およびその製造方法を開示する。好ましくは、一体構造とされるこのパッド型軸受は、好ましくは、厚肉の壁をもったチューブ材あるいは円筒状ジャーナル部材からなる単一の部材から、その軸受壁上あるいはこれを貫通する小さな溝およびスリット、孔あるいは切り込みを機械加工等によって形成することにより得られる。上記の溝およびスリット、孔あるいは切り込みを形成する機械加工は、撓み変形しつるジャーナルまたはスラストパッドと、流体力学的楔を最適に形成するように６自由度の動き（すなわち、＋Ｘ、−Ｘ、＋ｙ、−ｙ、＋２および−Ｚ方向の動き）と上記ｘＳｙおよび２軸周りの回転をしうるように上記パッドを支持することができる支承構造とを形成する。

本願発明の軸受は、常に最適な流体楔の形成を確保するべく６自由度をもった撓み変形を行わせるように、三次元的に設計される。より詳しくは、流体力学的軸受は、流体楔か次のいくつかの特性をもっているとき最も効果的に作動することか発見されている。すなわち、流体楔はパッド面全体にわたって延在するべきこと、流体楔は常に適正な厚みをもつべきこと、流体楔は流体漏れを最小にするように形成されるべきこと、流体楔は軸受の主軸線がシャフトの軸線に対して同一軸線上となるか、または実質的に平行となるようにシャフトの心振れを補償するへきこと、および、流体楔は、一般的には低速回転においてシャフトがパッド面に接触する結果として起こる楔形放置に対する損傷を防止するために、可能な限り低速において形成されるべきことである。さらには、スラスト軸受の場合は、間隔配置された各軸受パッドにかかる荷重を均等とするべきである。

流体フィルムの厚みに関していえば、最適な厚みは、荷重の大きさに応して変化することに留意するべきである。高いまたは重い荷重か作用している場合には、この荷重を十分に支持するために比較的厚い流体フィルムか望ましい。しかしながら、より厚い流体フィルムは、摩擦と動力損失を増大させる。したがって、軸受は、最大の荷重下においてシャフトを支持するに必要な最小厚みをもつように設計するのか望ましい。

上記支承構造は、好ましくは一体構造であり、ハウジングに連結された支持茎根、ビーム、および／または膜状体を含む。上記ハウジングは、ジャーナル軸受の場合にはこの軸受の半径方向最外周部によって規定される場合があるか、スラスト軸受の場合にはこのハウジングはその内部に上記の軸受が組み込まれる悪態をもつ。

本発明者は、高速での適用なとの多くの特定の適用において、シャフトまたは回転子と、流体力学的潤滑剤フィルムと、軸受とを含む系全体の動的な撓み変形性を検査し評価する必要かあることを見出した。有限要素法を用いたこのような系のコンピュータ解析において、軸受全体を作動荷重下で形状が変化する一つの完全な撓み変形性のある部材として取扱う必要があることがわかった。基本構造に機械加工を施して撓み変形性を加減することにより、広い作動範囲にわたって安定した低摩擦作動か行われる軸受特性が達成される。軸受の性能特性に対して実質的に影響を及ぼす多くの変数が発見された。これらのうち最も重要な変数は、軸受に孔、スリットあるいは切り込み、および溝を設けることによって規定されるバットおよびその支持部材の形状、大きさ、位置および材料特性（たとえば弾性率等）である。上記支持部材の形状は、特に重要であることが判明した。また、上記の変形しつる部材を流体で背面支持する構造を設けることにより、高度な防振機能か達成され、これか系の安定性をさらに高める。ある例においては、この防振機能は、軸受のケーシングとハウジングの間に油膜が存在する場合に発生する二次的な圧搾フィルムによる防振機能の代替となる。

さらに、ある場合には、模擬的な作動条件に基づいて設計された軸受が実際の作動条件では最適に作動しないということがわかった。

本願発明はさらに、パッド支承構造か軸受支承構造内およびこの支承構造と軸受バットとの間の空間に１またはそれ以上の圧電素子を含んでいる流体力学的軸受にも関係する。上記のようにして圧電素子を設けると、パッド形状および方向を積極的に制御または調整して支承構造の撓み特性に影響を与えることか可能となる。このことは、摩擦を最小にし、荷重支承能力を最大にし、共振およびシャフトの回転乱れを解消するべく支承構造の剛性あるいは防振機能を変更するために、適正に配置された圧電素子に正確な電流を供給することによって行うことができる。すなわち、実際の作動条件に応答してパッドおよびその支承構造を正確に調整することにより軸受性能を最適化することかできるのである。

本願発明のその他の側面によれば、各圧電素子に対する電流の供給は、流体楔を最適に形成するために検知された諸条件に応答して、中央処理装置（ＣＰｔｌ）によって制御することができる。より詳しくは、このＣＰＵは、温度、シャフト・バット間接触、雑音、動力消費に関する抵抗（すなわちａｍｐ低下）のような物理特性を検知することができるセンサ類からの信号を受け取る。流体楔は、荷重支承能力を最大にし、あるいは動力損失を最小にするように制御される。がかる支承荷重の最大化あるいは動力損失の最小化は、楔の質を示すものである。ＣＰＵは、これらの信号を処理し、上記楔の質を改善し、あるいは満足する範囲内にある場合にはその楔の質をそのまま維持するよう（こ圧電素子のそれぞれへの電流供給を制御する。あるいは、特定の変形あるいは撓みを起こさせるための手動の入力指令に応答して上記圧電素子に電流を供給するようにすることもできる。

たとえば、オペレータは、「剛性をあげよ」あるいは「後続縁をあげよ」との指令を入力することができ、これに応じてＣＰＵは所望の結果を達成するために圧電素子に対して適正な電流を供給することになる。

上記の流体襖の質は、軸受支承構造の撓み特性を物理的に変更するためのジャックねしあるいは流体力学的流体によって機械的に変更することもできる。上記の各システムは、検知された条件あるいは手動で入力された信号に応答して電気的に制御され得る。しかしながら、検知された条件あるいはその他の条件に応答して軸受特性を変更する最も効果的な方法としては、圧電素子か最適であると思われる。

本願発明者はまた、ガスまたは空気潤滑式の撓みパッド型軸受においては、荷重または回転速度かガスフィルムの支承能力を超える場合かあることを見出した。

このような場合には、液体溜めあるいは液体浴を設けることなしに、液体潤滑剤を先細状流体横内に導入することか必要である。本願発明はまた、必要時に液体潤滑剤を供給することによってこの問題を解決した軸受を提供している。

本願発明の軸受の具体的な用途としては、電動モータ、ファン、ターボチャーツヤ、内燃機関、船外モータ、圧縮機または膨張機等がある。テスト速度は３０００００ｒｐｍを超えることができた。上記切り込み、溝および開口は、流体力学的潤滑のための先細状の楔を形成するために軸受バットか動くことを許容することに加え、パッドそれ自体かたとえば平坦化するように撓み変形しあるいはその形状を変更することを許容する。このことは、他の要素と組み合わさって、軸受の偏心度を変更することによって作動性能を高める。

この軸受は、金属、粉末金属、プラスチック、セラミック、あるいはこれらの複合物によって形成することかできる。少量生産をする場合には、通常この軸受は、比較的大きい溝または開口を形成するためにブランクを面削り、旋盤加工またはフライス削りによって機械加工される。比較的小さい溝は、ウォータ・ジェット切削法、放電加工法あるいはレーザ加工法によって形成され、これにより、所望の特性を与えるへくこの軸受を調整するための設計上の総合的な融通性か得られる。上記のチューニングは振動を解消できるように剛性を大きく変更することかできる。単−壓の軸受の大量生産は、好ましくは射出成形法、押し出し成形法、金属粉末のダイカスト、インベストメント鋳造法あるいはその他の同種の製造技術によって達成される。本願発明の一つの側面によれば、中程度の量の軸受は、機械加工とインベストメント鋳造法とを組み合わせた新規な方法によって製造される。本願発明はまた、簡単な二つの金型によって型成形することができるように隠れた開口のない成形しやすい軸受を企図している。一般的にいって、本願発明の軸受は、競合する軸受の製造コストの何分の１かのコストで製造することかできる。

本質的に荷重の方向を向けられた支承構造をもつ従来のパッド型軸受とは異なり、本願発明の軸受は、比較的小さいエンベロープ（すなわち、半径方向内方のジャーナル表面と半径方向外方のジャーナル表面との間の距離）内での比較しうる撓み変形を可能にし、先細状流体楔を形成するように軸受のあらゆる方向の動き（すなわち６自由度）を可能にし、軸受の性能を高めるためにパッドそれ自体か変形する（すなわち平坦化する）ことを可能にし、軸受の安定性を高めるために膜状防振系を生成することを可能にし、支承されるシャフト等の部品の心振れを補償し、スラスト軸受の場合にはその各軸受パッドにかかる荷重を均等化することを可能にする配向を提供する。これらの全ての特性が、最適な流体力学的体の形成に寄与する。

孔、溝、切り込み、あるいはスリットの悪様は多くあるか、撓み変形については主として二つのモートかある。すなわち、その一つは、はぼ荷重の方向に曲かりモードで１またはそれ以上の帯状体あるいは膜状体か撓むというものであり、もう一つは、ジャーナル軸受の長手方向軸線に沿って軸受パッドから離れる方向へのビームあるいは膜状体のねしり撓み変形によるものである。曲がりモードでの撓み変形の度合いは、一部には、支承構造の半径方向についての剛性の関数である。軸受バッドそれ自体、パッドの下方に内向きの切り込みを設けたり、バットの縁にアンダーカットを設けたりすることにより、荷重のもとで異なる形態をとるように撓み変形するモードをとることができる。いずれの場合についても、切り込みは、荷重のもとて所定の形態をとることになるように特定の形態に形成される。また、特定の帯状体または膜状体を潤滑流体によって取り囲み、あるいは背後から押さえることにより、設計に防振要素を付加することができる。

ジャーナル軸受およびスラスト軸受に対して同様の切り込みを用いることができる。最適な性能のためにどのような撓み変形が必要であるかによって切り込みの形態が決められる。しかしながら、ジャーナル軸受とスラスト軸受とは非常に異なった機能をもつので、それぞれの軸受の望ましい性能には固有の相違か存在し、したがって、望ましい撓み変形も異なる。したがって、本願発明のジャーナル軸受とスラスト軸受との間には一般的な概念的類似性があるが、大きな概念的相違およびあきらかな構造的相違がある。

本願発明の軸受は、形状が変化することができ、かつあらゆる方向に動くことかできる（すなわち６自由度で動けるように支持されている）軸受パッドを含んでいる。そしてこの軸受はまた、組み込み型防振系をもっことができるとともに、好ましくは、大量の経済的製造のために一体的あるいは単一部材からなる構造となっている。本願発明のジャーナル軸受はまた、比較的小さなエンベロープ（すなわち、ハウジング外径とパッド内径との間の領域）内に組み込むことができる。

本願発明によれば、軸受パッドとこれに支承されるシャフト部分との間の隙間を無くすように軸受を寸法づけると同時に、パッド支承構造を軸受のラジアル方向（ジャーナル軸受の場合）あるいは軸方向（スラスト軸受の場合）の剛性か支持流体の対応する流体フィルム剛性よりも小さくなるように寸法づけることによって、軸受パッドとこれに支承されるべきシャフト部分との間の厳密な公差が必要とされないようにすることができる。軸受パッド全体あるいはその一部をシャフトに接触するようにあらかじめバイアスさせておくこともてきる。たとえば、大きな変形容易性をもった軸受の場合、シャフトに対して軸受パッド全体か接触するトルクをあらかじめ与えておくのか望ましい。一方、ある場合には、軸受パッドの後続縁のみかシャフトに接触して流体力学的体か形成されるようにするのか望ましい。このように、本願発明の軸受は、シャフトに対して取付けられたとき、軸に干渉する態様となるように設計することができる。一つの例において、軸受かシャフト表面に強制的に装着されたとき、軸受パッド支承構造がわずかに撓んて先細状の楔空間を形成し、こうして組立てられた静的な状態においてパッドの後続縁かシャフトと接触する。このように静的に負荷か与えられた楔か形成されるように設計された軸受の場合、流体フィルムの剛性によって、シャフトか回転を始めるとその瞬間にパッドとシャフトとの闇の適正な空隙か形成される。

なぜならば、流体フィルムが上記の楔に入り込むとともに、流体圧を生成し、この流体圧かシャフトとパッドとを分離させるからである。特に、比較的剛性の高い流体は、比較的撓み変形性のあるビーム支持構造を、この支持構造の剛性か流体フィルムの剛性と等しくなるまて撓み変形させる。このようにシャフトの回転にともなって瞬間的に流体フィルムか形成されることは、軸受パッドの表面を、低速においてシャフトとパッドとか直接接触すると起こる損傷から保護する。

上述したタイプの干渉取付は型軸受は、非常に大きな機械加工公差を許容する。

たとえば、流体楔の顕著な影響を維持しつつ設計するために、比較的に大きな（たとえば、０００３インチ）の干渉化の変更か許される。このことは、ガス潤滑軸受の場合に特に重要である。ガス潤滑軸受の場合は、軸受形状の変更には適正な作動のためにきわめて正確な機械加工が要求されるからである。本願発明は、機械加工における要件を緩和する。

同様にして、本願発明のスラスト軸受は、静的に負荷が与えられた流体楔を形成するように設計することかできる。すなわち、本願発明のスラス）・軸受は、軸受バットの内側周縁部かシャフトから離れ、後続縁かシャフトに向かうように軸受バソ）へかバイアスされるように設計することかできる。この構成によれば、静的負荷状態におし・て、軸受パッドは、半径方向について（軸心から外側方向に向かうほど）シャフトに向けて傾斜する。そして、この軸受パッドは、先行縁から後続縁にかけてシャフトに向けて傾斜する。このようにして最適な楔形状に近い静的な負荷状態ての楔か形成され、パッドとシャフトどの間の適正な空隙かノヤフＩ・の回転と同時に生成される。

本願発明の軸受においては、シャフトを位置づけ、かつシャフトの心振れを調整するとともにバット間の荷重を平均化する能力をパッドに与えるために、バットの動きをシャフトに向けて指向させることもてきる。もちろん、本願発明は、ラジアル、スラスト、あるいはラジアル・スラスト複合型のとの軸受にも適用することかでき、軸受の形状によって一方向用あるいは双方向用とすることができるのはもちろんのことである。すなわち、軸受支承構造か軸受パッドの軸受半径方向の中心線に対して対称であるならば、この軸受は、双方向用の軸受、すなわち、シャフトを同一態様において二方向に回転支持することができる軸受である。

しかしながら、軸受支承構造か軸受パッドの中心線に関して非対称であるならば、この軸受はシャフトを一方向に回転支持しているとき、反対方向の回転をする場合に対して異なった撓み変形をする。ジャーナルまたはラジアル軸受とスラスト軸受とのいずれの場合についても、主軸線は、この軸受が形成される元の円筒形ブランクの中心線である。

本願発明のその他の重要な側面によれば、軸受パッドは流体力学的流体を保持するような撓み変形か得られるように支持することができ、これにより、流体漏れの問題をなくすことかできる。ラジアルまたはジャーナル軸受についていえば、支承構造は、負荷作用時において、この軸受パッドか流体保持ポケットを形成するように撓み変化するように設計される。一般的には、このような支持構造は、主支持部を軸受バットの軸方向両端部に連結するとともに、軸受バットの中央部を直接支持しない（すなわち中央部は半径方向外方に自由に撓み変形てきるようにすること）によって達成される。また、選択的にあるいは付加的に、上記支承構造内あるいは支承構造とパッドとの間にｌまたはそれ以上の圧電素子を組み込み、これによって流体保持ポケットを形成し、あるいはかかるポケットの形成を補助するべくパッドを強制的に変形させることができるようにしてもよい。

スラスト軸受に関しては、遠心力の作用による漏れを防止するために負荷時において軸受の内周に向かって傾斜するようにパッドを支持することかできる。一般的には、主支持構造が軸受パッドを支持するパッド支持面が軸受内周部よりも軸受外周部に近い位置に設けられた時に達成される。主支持構造か２またはそれ以上の半径方向に離れたビームをもつ場合、支承構造の全体は、軸受バットかその内端部において撓み変形を起こすように設計されねばならない。さらに、軸受バットか半径方向に離れた複数のビームによって支持され、かつこれらのビーム間の領域が直接的に支持されていない場合、軸受パッドは、凹状の流体保持溝を形成するように撓み変形する。ここにおいても、流体力学的体の形成においてこの形成を行いかつそれを補助するように、支承構造内に圧電素子を組み込むことができる。

本願発明のさらに他の側面によれば、本願発明の流体力学的軸受は、回転シャフトに固定してハウジング内の静的支持面に対してシャフトを相対運動させることができる。このように回転シャフトに取付けるべく適用される軸受の一般的な形状は、静的ハウジングに取付けることを意図した軸受と大略においては同様であるか、半径方向に反転した形状となる。もちろん、支持の方向を反転することによる相違も存在する。上記のパッド部に相当するラニングパッド部は、半径方向内方の支持構造に対して支持される。この支持構造は、軸受パッドを、ハウジングの滑らかな面に対して流体力学的体を生成するために半径方向内方および外方に撓み変形するように支持する。加えて、この軸受がシャフトとともに回転すると、遠心力が軸受パッドに作用して、この軸受パッドをハウジングの滑らかな面に向けて強制的に外方に押し付けようとする傾向を発生させる。このような構造は、一般的には、軽負荷の応用例に最も適している。

本願発明はまた、好ましくは本明細書に開示したタイプの、あるいは本願発明者による先行出願に開示したタイプの１またはそれ以上の流体力学的軸受を内装するノールド軸受ハウジング組立体あるいはシールド軸受バックに関する。一般的にはこのソールト軸受組立体は、静止ハウジング部と回転ノーウジ２フ部、および、これら静止ハウジング部と回転ノーウジ２フ部との間に延出し、かつ回転ノ１ウノング部か静止ハウジング部に対して相対回転するときにハウジングの流体漏れを防止するためのシール部材を備える。

上記回転ハウジング部は、シャフトに取付けられ、このシャフトとともに回転する。かかる回転ハウジング部のシャフトへの取付けは、スプライン、ねし、キー、接着、溶接、熱収縮あるいはこれに類する手法のような種々の方法によって行われる。上記静止ハウジング部はハウジングに固定され、かつ回転不能状態におかれる。かかる静止ハウジング部もまた、スプライン、キー、接着、溶接、あるいはこれに類する公知の手法によってハウジングに対して固定される。

一般的には、静止ハウジング部と回転ノーウジ２フ部のいずれも（通常は静止部）、２またはそれ以上の部材によって構成される。このことは、特に２以上の軸受がハウジングユニット内にシールドされる場合に、ハウジングユニ・ノドの組立を容易にする。上記のシール部材は、０リング、ベースシール、ツク・ノキングシール、リップシール、圧縮バッキングシール、Ｕ・カップ・ｌ＜ツキングシール、フランジあるいはハツト状バッキングノール、■リング状ツク・ノキングシール、０リング状バツキングシール、Ｔリング状バッキングシール、カップ状ノ（・ソキングシール、および制限バッキングシールを含むどのようなタイプの公知のシール部材を用いることもできる。このソール構造は、確実なシール性能の維持が必要とされるか、低摩擦性能をもったシールが必要とされるかのバランスによって決定すればよい。

本願発明のその他の重要な側面によれば、静止）＼ウジング部と回転ハウジング部との間にフェロ流体シールを設けることができる。具体的には、上記二つのハウジング部の一方、好ましくは静止ハウジング部に、これら回転／’ｔウジング部と静止ハウジング部との間のギャップ領域に磁場を生成するための永久磁石、電磁石あるいはその他の手段を設ける。ハウジングの内部にはフェロ流体が満たされ、この流体か流体力学的流体として用いられる。このフェロ流体の一部が上記のギャップ領域に流れ込む。磁場の存在のために、フェロ流体はＯリングの形状を上記ギャップを完全に満たすようになさせ、密封障壁を形成する。しかも、この密封障壁は、ハウジング内に封入されたフェロ流体の漏れを生しさせることなく回転ハウジング部の静止ハウジング部に対する相対回転を許容する。このようなノールは池の弾性ノールまたはその他の固体シールのように磨耗しないことかたやすく理解できよう。

上記ソール部材、静止ハウジングおよび回転ハウジングは、これらか組み合わさってリング状または環状の部屋を形成するように作られる。１またはそれ以上の流体力学的軸受、好ましくは本明細書に開示したタイプの軸受か上記の部屋の中に配置される。そして、この部屋は、流体力学的流体によって満たされる。上記流体力学的軸受は、互いに相対回転する回転ハウジング部または静止ハウジング内のいずれかに一体的に形成され、あるいは固定状に取付けられる。軸受パット面と隣接する他方部材には、円滑な支持面か形成される。この軸受は、シャフトか回転すると、軸受パッドと上記支持表面との間に流体力学的体か形成されるように設計される。このようにして、シャフトはフィルム状流体によって支持される。

上記部屋には、とのようなタイプの流体力学的軸受を設けてもよい。このような軸受としては、ラジアル軸受、スラスト軸受、ラジアル・スラスト複合型軸受、あるいは上記三つのタイプの軸受のとの組合せも含まれる。さらに、本願発明の重要な側面によれば、個別のスラストパッドを本願発明のスラスト軸受の代替とすることもてきる。このスラストパッドとは、たとえば、本願発明者の先行米国特許第４，６７６．６６８号明細書に開示されたタイプのものとすることができる。ハウジング内に複数個の軸受を設ける場合、これらは、適正な作動を確実にするために、とりわけ軸心方向について緊密な関係となるように組み込まれるへきである。

本願発明のその池の側面によれば、本願発明のシールド流体軸受ユニットは、標準的なハウジングか異なる要求を満たすためのさまざまの標準的な軸受とともに用いられつるモノニール構造とすることもできる。このモジュール構造の基本要素は、ハウジング要素、すなわち、静止ハウジング部、シール部材、回転ハウジング部、ラジアル、スラストおよびラジアル・スラスト複合型軸受を各種紐み合わせたもの、および、適正な性能を確実にするために上記ハウジングを軸方向に緊密に組み付けるためのクリップおよび／またはスペーサ類の各種組合せである。このようなモジュール構造は、標準化された部品を使用してさまざまな結果を得ることかでき、流体軸受の製造において経済性を与える。このように、かかるモジュール構造は、製造のコスト面において潜在的な節約をすることかできる。

本願発明はまた、ホール・ベアリングに一般的に関連する応用において用いることかできる軸受を提供する。ある例においては、このことは、本願発明にしたかってシールド軸受組立体内に上記軸受を組み込むことによって可能となる。あまり要求かきびしくなく、しかも最適化された性能がめられない大量の適用の場合には、本願発明の一つの側面にしたがった、単一の部材で構成された自動位置決め式シャフト・軸受組立体か、現存する転勤要素を用いた軸受組立体の代替となることができる。この軸受は、射出または圧縮成形された単一のプラスチック要素として製造することかでき、そのコストは、公知の転勤要素軸受組立体のコストの数分の−ですむ。さらに、この軸受は、より良好なシャフトの位置決め機能を達成するように、隙間なしにシャフトを支持するように設計することかできる。また、この軸受は、ハウジング内に型成形することもできるし、ハウジングの一体部分として形成することもできる。このような軸受の利用は、組立時間を劇的に短縮する。なぜなら、単一の部材のみが含まれており、かつ軸受は、所定の位置に簡単かつ正確にスナップ係合によって位置決めされつるからである。

上記シャフト・軸受組合せ体には、一体形成されまたは一体に取付けられたランナをもつ略同筒状シャフトか含まれる。このランナは、好ましくは、スラスト荷重とラジアル荷重の双方を伝達できるようにコーン状のテーパか付けられる。

この軸受はまた、上記シャフトランナを支持するための周方向に間隔配置された複数の軸受パッドを含む。これらの各軸受パッドは、上記ランナが受容されかつ内部に支持されるように、上記ランナの形状と実質的に対応してこれを受容する（好ましくはコーン状のテーパを付けられた）溝形状をもっている（すなわち、上記ランナ面と溝面とが互いに量的に接触するが必ずしも上記ランナ面か上記溝面の全体に渡って接触する必要のない溝形状）。上記溝内にあるとき、上記ランナは、上記軸受バンドに対してラジアル荷重とスラスト荷重とを伝達する。各軸受バットは、ハウジング内に組み込まれたベース部材によって支持される長手ビームによって支持される。この長手ビームは上記各軸受パ・ノド用の片持ち支持体を提供するようにして上記ベース部材から軸方向に延びている。各長手ビームは、各軸受パッドか半径方向外方に撓み変位してその溝内に上記ランナ面か受容されうるように、充分な弾性をもっている。ここにおいても、上記ランナか上記溝内に受容される時、上記シャフトと上記軸受バット間の傾斜した面に沿う接触か起こり、軸受バットは、シャフトに作用するラジアル荷重とスラスト荷重の双方を受けとめる。

上記軸受はまた、上記シャフト用のラジアル方向の支持を提供するためのラジアル軸受バットのセントを含むことかできる。このラジアルノクソドは、上記ランアル・スラストバットと同様の方法によって長手ビームによる片持ち形態で支持することもてきるし、あるいは、負荷時において流体力学的体を形成するようにビーム・ネットワーク上に支持することもできる。この軸受のベース支持部材には、本明細書において種々のビーム支持された軸受について述べたとの特徴をもつビーム支持ラジアル軸受を含ませてもよい。

上記シャフト・軸受組合せ構造は、単に上記軸受とシャフトとをラジアル・スラスト軸受パッドの軸方向端部か上記ランナに接触するまで互いにスライドさせるたけで組立てられる。上記ランナに接触すると、上記軸受ツク・ノドは半径方向外方にカム従動あるいは撓み変位し、やがて上記ランナか、上記軸受が上記シャフトに対して正確に位置づけられる点において軸受パッドの溝内に受容される。

なお、上記の組立てを達成するために、上記シャフトまたは軸受のいずれかまたは双方を置き換えることかできる。

このように、本願発明は、ハウジング内に組み込むように適合させたシャフト・軸受の組合せを提供する。上記シャフトは、略円筒状の長状要素とこの長状要素とともに回転可能な少なくとも一つのランナとを有する。このランナは、好ましくは、所定の角度でコーン状にテーパを付けられた少なくとも一つの面をもっている。この軸受は、複数のシャフトパッドと、このシャフトベッドを支持するための支承構造とを備えている。各パッドは、シャフト支持面をもっており、少なくとも一つのパッドのシャフト支持面は、上記シャフトランチの上記コーン状にテーパを付けられた面の角度と対応する角度でコーン状に傾斜させられている。

上記支承構造は、上記ハウジングに接触する外周面と、複数の片持ちビームとをもつベース部材を含んでいる。上記各片持ちビームは、上記シャフトとハウジングとの双方から間隔をあけられており、長手方向に対向する第一の端部と第二の端部とをもっている。上記片持ちビームの第一の端部は、上記軸受パッドに連結されてかつこれを支持する。上記片持ちビームの第二の端部は、上記ベース部材に接続される。上記長手方向の支持ビームは、上記パッドを、このバットか半径方向外方に弾性変位して上記コーン状の面をもつ軸受バットかシャフトのランナ部に組み付けられるのを許容するように支持する。所望であれば、上記シャフト・軸受組立体の軸受には、荷重の下で所望の撓み変位を起こさせるために、付加的なビームまたは膜状要素を含ませることかできる。また、回転可能なノーウジング部かランナを含む場合には、上記軸受は、シールド軸受組立体内において用いることかできる。加えて、上記軸受の性能の最適化するために、効果的な材料を用いつる。この軸受はまた、潤滑剤か含浸させられた多孔質のプラスチック部分を含むことかでき、これによって潤滑剤供給をたやす（行うことができる。さらには、この軸受は、自己潤滑型プラスチックを型成形することによっても得ることかできる。

本願発明によれば、本願発明の軸受のさまざまな製造方法もまた企図されている。特定の製造方法の選択は、製造するべき特定の軸受の量と、使用する材質とに大きく依存する。少量生産あるいはテストおよび／または成形室あるいはこれに類するものの製造のための試作品を作製する必要がある場合には、軸受か好ましくは厚肉チューブ体あるいはジャーナル部材のような金属円筒ブランクから作製され、このブランクには、軸方向のおよび／または互いに向き合う孔あるいは溝か機械加工され、そして、数値制御放電加工法、数値制御レーザ切削法、あるいは数値開園つオーク・ジェット切削法のいずれかによって半径方向の切り込みあるいはスリットか設けられる。中程間の量の製造をする場合には、本願発明の軸受は、好ましくは、本願発明にしたがうインベストメント鋳造法を利用して製造される。大量生産の場合には、本願発明の軸受は、プラスチック、セラミック、粉末状および非粉末状の金属、ならびにこれらの複合物のような広範囲の種類の材料を用いて製造することができる。この大量生産において、射出成形法、鋳造法、粉末金属ダイカスト法、および押し出し成形法を含むさまざまな製造法か経済性もって採用されうる。本願発明の軸受は、容易に型成形しつる形態に形成することができる。

要約すれば、本願発明は、公知の軸受に対して著しく優れた性能をもつとともに、競合する軸受の製造コストの数分の１で製造しつる、ラジアル、スラストおよびラジアル・スラスト複合型流体力学軸受なのである。さらに、本願発明は、回転要素の支持のための応用において上述した軸受を容易に用いることかできるシールト軸受装置なのである。

（このページ、以下余白）「図面の簡単な説明」本願発明の詳細は、次の添付図面にもとづいて後述される。

図ＩＡは、モジュール型のシールドハウジング組立体内に組み込まれたラジアル軸受を模式的に示す断面図である。

図ＩＢは、一つのスラスト軸受組立体か組み込まれた図Ｉへのハウジング組立体の模式的断面図である。

図１ｃは、スラスト軸受とラジアル軸受とか組み込まれた図ＩＡのハウジング組立体の模式的断面図である。

図ＩＤは、一対のラジアル・スラスト複合型軸受か組み込まれた図Ｉへのハウシング組立体の模式的断面図である。

図２は、本願発明の第一の実施例を部分的に示すジャーナル軸受の断面図である。

図２Ａは、図２に示された例にしたがって作製された単一軸受パッドの模式図である。

図３は、図２の軸受バットの断面図であり、負荷状態での支承構造に対するバットの方向を合わせ示している。

図４は、本願発明にしたがって作製されたジャーナル軸受の第二の実施例の部分断面図である。

図５は、図４の単一パッドを部分的に断面で示す図である。

図５Ａは、図４の軸受を改変したものの一部分の斜視図である。

図５Ｂは、図４に示される軸受の改変した形態の斜視図である。

図６は、図４の軸受の端面図である。

図６Ａは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図６の軸受の断面図である。

図７は、ビームのねじり撓みを拡大して示す概略図である。

図８は、本願発明の特徴か組み込まれ、かつ二つのビームを含む軸受の例を示す、ンヤーナル軸受の断面図である。

図９は、支承構造の撓み変形なしにバンド表面の部分的な撓み変形を大きく強調して示す、図１のバットの端面図である。

図１０は、負荷時における支承構造に対するバットの方向を示す、図８のバットの端面図である。

図１０Ａは、バット面の部分的な撓み変形を大きく強調して示す、図８の／＜ソトの断面図である。

図１１ＡおよびＩＮＩ　ＩＢは、機械加工前の円筒ジャーナル部材あるいはブランクの断面図である。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、機械加工されたジャーナル部材あるいはブランクの断面図である。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、さらに機械加工されたジャーナル部材あるいはブランクの断面図である。

図１４Ａおよび図１４Ｂは、機械加工されたジャーナル部材あるいはブランクの変更例の断面図である。

図１４Ｃおよび図１４Ｄは、図１４Ａおよび図１４Ｂの機械加工されたジャーナル部材あるいはブランクから構成された軸受の断面図である。

図１５は、軸受パッドが設けられたビームをもつスラスト軸受の頂面図である。

図１５Ａは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた二つの図１５に示されるタイプの軸受を示す断面図である。

図１６は、図１５のスラスト軸受の部分断面側面図である。

図１７は、図１５のスラスト軸受の底面図である。

図１８は、図１５のスラスト軸受の一部分の斜視図である。

図１９は、従来例のスラスト軸受の頂面図である。

図２０は、図１９の従来例のスラスト軸受の断面図である。

図２０Ａは、図１９および図２０に示される従来例のスラスト軸受のセグメントを模式的に示す図であり、軸受パッドの表面全体にわたる圧力分布を示している。

図２１は、二つの脚状支持体をもつ、本願発明にしたかうスラスト軸受の頂面図である。

図２２は、図２１のスラスト軸受の一部断面側面図である。

図２３は、図２１の軸受の底面図である。

図２３Ａは、図２１の軸受の改変例の底面図である。

図２４は、図２１の軸受のセグメントの斜視図である。

図２５は、本願発明にしたかうその他の軸受の一部断面側面図である。

図２６は、本願発明にしたがうさらに他の軸受の一部断面側面図である。

図２６Ａは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図２６の軸受の断面図である。

図２７は、本願発明にしたかうさらに他の軸受構造の一部断面側面図である。

図２８は、図２７の軸受構造の断面図である。

図２９は、本願発明にしたかうさらに他の軸受構造の一部断面側面図である。

図２９Ａは、本願発明にしたかうさらに他のスラスト軸受構造の断面図である。

図２９Ｂは、図２９Ａの軸受のその他の断面図である。

図２９Ｃは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図２９Ａの軸受の断面図である。

図３０は、図２９の軸受構造の頂面断面図である。

図３０Ａは、図２９Ａの軸受の頂面図である。

図３０Ｂは、図２９Ａの軸受の底面図である。

図３１は、本願発明にしたがうその他のジャーナル軸受構造の側面図である。

図３１Ａは、図３１に示された軸受の一部分の半径方向断面図である。

図３１Ｂは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図３１の軸受の断面図である。

図３２は、本願発明にしたがうその他のジャーナル軸受構造の側面図である。

図３２Ａは、図３２の軸受の半径方向断面図である。

図３２Ｂは、図３２の軸受の斜視図である。

図３２Ｃは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図３２の軸受の断面図である。

図３３は、本願発明にしたがうさらに他のジャーナル軸受構造の側面図である。

図３３Ａは、図３３の軸受の外周の一部の詳細図である。

図３３Ｂは、図３３の軸受の断面図である。

図３３Ｃは、図３３のさらに他の断面図である。

図３３Ｄは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図３３の軸受の断面図である。

図３４は、本願発明にしたかうその他のジャーナル軸受の側面図である。

図３４Ａは、図３４の軸受の外周の一部の詳細図である。

図３４Ｂは、図３４の軸受の断面図である。

図３４Ｃは、図３４の軸受の他の断面図である。

図３４Ｄは、図３４の軸受のその他の断面図である。

図３５は、本願発明にしたかうラジアル・スラスト複合型軸受の側面図である。

図３５Ａは、図３５の軸受の断面図である。

図３５Ｂは、図３５の軸受の他の断面図である。

図３６は、本願発明にしたかうラジアル・スラスト複合型軸受の他の例の側面図である。

図３７は、図３６の軸受の概略的断面図であり、軸受バッドに作用する力を示している。

１１ｉＪ３７Ａは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図３７の軸受の断面図である。

図３８Ａは、本願発明にしたがう容易に型成形可能なスラスト軸受の頂面図である。

図３８Ｂは、図３８Ａの軸受の底面図である。

図３８Ｃは、図３８Ａに示された線に沿って切断した断面図である。

図３８Ｄは、図３８Ａないし図３８Ｃに示された軸受の変形例を示す底面図である。

図３８Ｅは、シールドハウジング組立体内に組み込まれた図３８Ａの軸受の部分断面図である。

図３９Ａは、本願発明にしたかう型成形容易なスラスト軸受の他の例の頂面図である。

図３９Ｂは、図３９Ａの軸受の底面図である。

図３９Ｃは、図３９Ａおよび図３９Ｂの軸受における軸受バット用支承構造を示す部分断面図である。

図４０は、本願発明にしたかう自己潤滑式軸受の側面図である。

図４０Ａは、図４０の軸受の断面図である。

図４１は、本願発明にしたかう自己潤滑式のラジアル・スラスト複合型軸受の側面図である。

図４１Ａは、図４１の軸受の断面図である。

図４２は、静止ハウジング部に個別の軸受パッドか固定されたシールド軸受組立体の断面図である。

図４３は、本願発明にしたかうラジアル・スラスト複合型軸受の側面図である。

図４３Ａは、図４３の軸受の断面図である。

図４４は、ハウジングに対してシャフトを相対回転させるためにシャフトに対して取付けられるべく適合させた軸受の断面図である。

図４５は、シャフトに対して取付けられるべく適合されたその他の軸受の断面図である。

図４６は、本願発明にしたかう自動位置決め式軸受・シャフト組立体の一部断面側面図である。

図４６Ａは、図４６に示す線に沿う断面図である。

図４６Ｂは、図４６に示す線に沿う断面図である。

図４７は、詳細を示すために軸受の一部を取り除いである図４６のシャフト・軸受組立体の分解斜視図である。

図４８は、本願発明にしたがう軸受バッドおよび長手方向ビームを示す部分斜視図である。

図４８Ａは、変更されたパッドおよびランナ構造の一部断面詳細図である。

図４９は、本願発明にしたがうその他の自動位置決め式軸受・シャフト組立体の一部断面側面図である。

図４９Ａは、図４９に示す側面に沿う断面図である。

（このページ、以下余白）「詳細な説明」本願発明の軸受を理解しやすい方法で説明するにあたり、この軸受構造を、円筒形ブランクに溝、スリット、孔あるいはその他の開口を設けることによって形成されたものとして説明することが有効である。以下に説明するように、かかる方法はしばしば、試作の軸受を製造するために育用な技法である。しかしながら、このように円筒形のブランクを前提として述べることは、主として本願発明の理解を助けるためのものである。そして、本願発明の軸受の多くは円筒形ブランクから製造しうるものであるが、それらの全てかそのように製造される必要かないということに留意するへきである。実際のところ、この軸受は、さまざまな手法によって製造することかできるのであり、そのいくつかは後に説明する。

図２を参照して説明すると、この図に示された構造は、ハウジングｌＯと、周方向に配置され、かつそれぞれか上記ハウジング、ビーム１４および基板部分１６を含む支承構造によって支持された複数のパッド１２を規定するように形成された溝およびスリットをもつジャーナル軸受組立体の一部分である。上記溝およびスリットによって規定される軸受は、パッドの周方向中心線１３ａ（図３）に関して非対称となっている。したがって、図示された軸受は、一方向ラジアル軸受、すなわち、シャフトを一方向にのみ回転支持するラジアル軸受に適用される。

図示された実施例において、軸受は、シャフト５を図に矢印で示された反時計回り方向にのみ回転支持する。一方、もし、この軸受がパッドの中心線に関して対称であれば、この軸受は、シャフト５を時計回り方向と反時計回り方向の双方向に回転支持することが可能となる。すなわち、この場合、軸受は、双方向軸受となる。

各軸受バット１２は、先行縁１５と後続縁１７とを含んでいる。先行縁は、シャフトか回転するとき、その外周の点が最初に近づく縁として定義される。同様に、後続縁は、シャフトが回転するときその外周の薇か周方向に遅れて近づく縁として定義される。シャフト５が正しい方向に回転しているとき、シャフトの外周上の点は、流体フィルム上を、上記先行縁から軸受バッドを横切り、そして上記後続縁から離れるように移動する。最適な性能は、基根部１６か軸受バッド１２、すなわち荷重を、バット１２の軸受円周方向中心線１３ａと上記後続縁１７との間の屯１６ａ（図３）、好ましくは上記中心線１３ａにより近い点において支持する場合に得られる。上記ビームＩ４はまた、上記先行縁と上記後続縁との間に位置する点１４ａを支屯として枢動するようになされるべきてあり、このようなビーム１４の撓み枢動の結果、後続縁１７はシャフトの中心方向に撓み変位する。もちろん、上記の撓み変形の程度は、特に、ビームの形状および軸受に形成された溝あるいはスリットの長さに依存する。

本願発明の理解を容易にするために、ジャーナル軸受あるいはスラスト軸受に関連して説明するか、同様の軸受設計上の原理の幾つは、設計される軸受の形態のいかんにかかわりなく適用される。たとえば、いずれのタイプの軸受も、流体力学的体の形成という原理のもとて作動する。さらに、ジャーナル軸受の主軸線およびスラスト軸受の主軸線はともに、これら軸受か形成される元の円筒形ブランクの中心軸線である。パッドの軸受周方向のついての中心線は、バットの幾何学中心と軸受の主軸線とを通って半径方向に延びる線である。したがって、スラスト軸受あるいはジャーナル軸受のいずれであっても、それか中心軸線、すなわち主軸線に関して対称であれば、これらの軸受は双方向軸受となる。

スラスト軸受とジャーナルあるいはラジアル軸受との間には大きな相違がある。

その最も顕著な相違は、もちろん、それらが支承するシャフトの部位であり、したがって、軸受パッド支持体の方向および／または姿勢である。たとえば、ジャーナル軸受は、シャフトの外周部を支持するが、スラスト軸受はシャフトの肩部あるいは軸端部を支持する。その他の相違は、上記の基本的な相違から派生する。

たとえば、ラジアルあるいはジャーナル軸受の場合、パッドが荷重の方向においてその荷重を支持する。これに対してスラスト軸受の場合は、通常、すべてのパッドか荷重を分担する。さらには、ジャーナル軸受は一般に、シャフトと軸受の径差によって本来的に流体力学的体を形成するが、スラスト軸受においてはこのような本来的な流体力学的体の形成はない。また、ジャーナルあるいはラジアル軸受は、回転の安定性と荷重とを制御するか、スラスト軸受は、単に荷重を支持するだけである。また、ジャーナル軸受の設計、特に流体力学的ジャーナル軸受の設計は、スラスト軸受の設計よりもはるかに複雑であることに留意するべきである。それは、ジャーナル軸受の場合、半径方向のエンベロープを制限する必要のために課せられる制約による。このような相違に適応するために、スラスト軸受の形態は、ジャーナル軸受のそれとは幾分具なるものとなる。しかしなから、本明細書の開示事項から明らかなように、本明細書で説明される原理の多くは、スラスト軸受にもジャーナル軸受にも適用可能である。

図１人ないし図ＩＤは、本願発明のシールド軸受ユニット構造か模式的に示されている。これらの図に示されているように、シールドハウジング組立体１は、ハウジングに固定された静止ハウジング部２と、スプライン、ねし、キー、溶接、接着、熱収縮等によってシャフト５に固定された回転ハウジング部３と、上記回転ハウジング部３と静止ハウジング部２との間のシールを行うシール部材７と、上記ノールドハウシング１内に装填された流体４と、上記回転ハウジング部３と静止ハウジング部２との間のラジアルおよび／またはスラスト支持を行うｌまたはそれ以上の流体力学的軸受とを備える。

一般的に、上記２つのハウジング部２．３の少なくとも一方は、分割可能になっている。通常、上記静止ハウジング部２は、軸方向に分割しつるか、または図ＩＡないし図ＩＤに示されるように、取り外し可能なエンドキャップをもっている。このようにハウジングを分割しうることは、軸受構成要素をシールドハウジング内に組み込むことを容易にする。これらの図かられかるように、ある場合には、分離可能なハウジング部分なしでは、シールドハウジング内に軸受を組み込むことか不可能になる。一方、図６Ａ、図２６Ａ、図２９Ｃ１図３１Ｄ、図３２Ｃ１図３３Ｄおよび図３７Ａに示されているように、互いに連結された二つの部分からなるハウジングを用いることが、時には可能である。

図ＩＡないし図ＩＤは、一般的な軸受ハウジング構造内への流体力学的軸受の様々な組合せか示されている。軸受は模式的に描かれており、スラスト軸受を符号ＴＢで示し、ラジアル軸受をＲＢて示し、ラジアル荷重とスラスト荷重を双方を支承する軸受をＴＲで示している。これらの図に示されるように、種々異なるシャフト支持の要求に適応するために、多くの軸受の組合せか可能である。特にスラスト荷重を受ける場合には、ハウジング内に軸方向の遊びか存在しなけれは軸受ユニシトのより良好な作動か得られる。これらの模式的な図において、軸受組立体はまた、ハウジングに対して軸受を定位置に保持するだめのスペーサＳおよびクリンプＣを含んでいる。各ハウジング部２，３はまた、構成部品を固定状に配置するためのねし、スプラインあるいはこれに類する固定手段をもっことかできる。上記スペーサＳはまた、スラスト、ラジアルあるいはスラスト・ラジアルランナとして機能することかでき、このことは、スペーサか軸受パッドか載る面をもつ場合に可能である。図ＩＡないし図ＩＤはまた、シールド軸受ユニットかモジュール構造をもつことかできることを示している。特に、図ＩＡないし図ＩＤに示されるような標準的なハウジングは、広範囲な軸受配置に適用することかできる。標準的なハウジングと、標準的な流体力学的スラスト、ラジアル、あるいはラジアル・スラスト複合型軸受と、軸受を定位置に保持するとともに軸方向の遊びを除くためのクリップおよびスペーサ等を渭いることにより、種々の軸受特性を達成することかできる。上記スペーサには、スラスト部材が載ることかできる滑らかな面か設けられる。

もちろん、シールド軸受ユニットは、特別な軸受用として設計することかできる。特別なノールド軸受構造の例は、以下に説明される。この場合、ハウジングは、それか収容する軸受を最適に支持するに必要な寸法に設定される。そうすると、通常、スペーサおよびクリップを設ける必要はなくなる。種々の形式のシール部材が、図における符号７に位置するシール用として用いることができる。そして、このシール部材は、あらゆる公知のバッキングシール、リップシール、面ノール、リーフシールあるいはそれに類するものが含まれる。

本願発明にしたがい、フェロ流体シールもまた使用できる。適当な流体シール構造の例が図ＩＥに示されている。なお、本明細書に開示されるいかなる流体力学的な流体に満たされたシールド軸受組立体】にも同種のシール構造がシール部材７として使用できることに、まず留意するべきである。

図ＩＥに示されるように、フェロ流体シールを用いるシールド軸受組立体の構造は、本明細書に開示されている他のシールド軸受組立体の構造とほぼ同様であり、ハウジングに固定された静止ハウジング部２と、シャフト５に固定された回転ハウジング部３と、シールドハウジング内に装填された流体４と、組立体の軸方向両端におけるシール構造７と、流体力学的軸受とを含んでいる。この流体力学的軸受は、本例においては、静止ハウジング部２に対して回転ハウジング部３を支承するラジアル軸受ＲＢか用いられている。なお、図ＩＥに示される構成においては、ラジアル軸受ＲＢの支持構造において流体４かこの軸受に不連続な外観を与える空間を満たしていることに留意するべきである。フェロ流体ノールを設けるためには、フェロ流体かギャップ内に導入されねばならず、そして、フェロ流体を正確は位置に保持するために、回転ハウジング部と静止ハウジング部との間のギャップ領域に磁場か形成されねばならない。現在のところ、上記の磁場は、上記ギャップ領域における回転ハウジング部３まはた静止ハウジング部２に永久磁石あるは電磁石を配置することにより形成するのか好ましい。図示した実施例では、上記磁石が静止ハウジング部２の半径方向最内縁に設けられている。

この磁石のＮ極とＳ極は、フェロ流体を位置づけるための磁場か回転ハウジング部と静止ハウジング部との間のギャップ領域に生成されるように配置される。本願発明にしたかえば、シールドハウジング内の流体４はフェロ流体である。上記シールドハウジングがフェロ流体に満たされているため、上記のギャップへのフェロ流体の導入は容易に達成される。図ＩＥに示されるように、少量のフェロ流体よりなる流体４が上記ギャップ内に流れ、磁場の影響のもと、上記ギャップを完全に満たすＯリングを形成する役割を果たしている。磁場の影響のもとてのフェロ流体のリングは、ハウジング内に封入されたフェロ流体４の漏れを生じさせることなく静止ハウジング部に対する回転ハウジング部３の回転を許容する密封障壁を形成する。

上記のシール構造が弾性部材によるシールのような固体接触シールよりも優れていることは、容易に理解されよう。その顕著な利点の一つは、もちろん、磨耗か発生しないことである。また、多くのフェロ流体における被覆された磁気粒子のための担体か合成樹脂潤滑剤であるために、フェロ流体は流体軸受のための流体としてきわめて良好に機能する。このように、フェロ流体シール構造か採用されるシールド軸受組立体には多くの適用可能性があることが理解できる。この点において、フェロ流体シールか本明細書で開示されるあらゆるシールド軸受組立体におけるシール部材７として用い得ることを再度留意すべきである。

図ＩＡないし図ＩＤに示されるハウジングには特別な形状は必要ではないことを認識するへきである。たとえば、このハウジングがラジアル軸受のみを支持するためにｔ図されたものである場合、半径方向に延長された方形の横断面をもっていることか適当である。一般に、図ＩＡないし図ＩＤに示されるような軸方向に長いハウジングは、この軸受ハウジングが複数個の軸受あるいは軸受組立体を収容するためのものである場合に用いられる。独立した軸受が収容される場合、このハウジングは、軸方向により短いものとなる。上述したように、ハウジングを構成する各部は、必要てあれば、所望の軸受形状の形成を許容するためにさらに細かく分割してもよい。上記回転ハウジング部は、単に円筒形をしたスリーブとすることかできるし、上記静止ハウジング部は、図ＩＡないし図ＩＤに示されるように１またはそれ以上の端壁をもつ円筒状部材とすることができる。上記静止ハウジング部２は、組立を容易にするための取り外し可能な端壁をもっている。

ハウジングのその他の形態の中には、図６八に示される互いに連結された筒状をもつものかある。

また、上記静止ハウジング部を筒状スリーブとし、回転ハウジング部を上記筒状スリーブの内周面に対するシールか施された外方に延びるフランジあるいは端壁をもつ内側スリーブとすることもできる。さらには、図示はしないが、静止ハウジング部または回転ハウジング部が中央に延びるフランジをもっていてもよく、これは、スラストランナ面を設ける上で特に有用である。もちろん、スラストランナ面は回転面あるいは静止ハウジング部に対してクリップで止められあるいは楔によって係止された、または、一方の面に対してねじ付けられたスペーサによって形成することかできる。

このように、はぼ円筒形をした空間を内部に含み、かつ、この円筒形の空間内に１またはそれ以上の流体力学的軸受を組み付は得る方法によって互いに回転し得る、二つの部分をもつシールドハウジングを設けるための多くの方法かあることかわかる。特定のハウジング形状の選択は、このハウジング内にシールドされた軸受組立体の性質、およびこの軸受か用いられるべき環境に依存する。

流体軸受用流体の選択は、特定の適用に依存する。しかしながら、一般的には、モータオイルあるいはスピンドルオイル、またはトランスミッション流体か適当な流体であろう。

特定の軸受の選択もまた、特定の適用に依存する。通常、公知の流体力学的軸受か用いられ得る。しかしながら、本願発明は、改善された結果を得ることができる軸受を提供する。

次に、図２、図２Ａおよび図３を参照すると、パッド１２は、それか（流体フィルムを介して）支承するシャフトの半径あるいは外径の円弧と基本的に対応する凹円弧面１３をもっており、各パッドは、軸方向に延びる縁と半径方向に延びる縁とによって規定されているのかわかる。上記軸方向に延びる縁は、先行縁と後続縁とを含んでいる。図３において、ビームは、静的な状態（実線）および撓み変位した状態（仮患線）の双方か示されている。図１に示されているように、この支承構造の基本的な構成は、壁面に設けられた小さなスリットあるいは切り込みによって達成される。典型的には、これらのスリットあるいは半径方向に延びる切り込みは０．００２ないしＯ１２５インチの幅をもっている。撓み変形の度合いは、他の要素も含むが、上記切り込みの長さを変更することによって変化させ得る。より長い切り込みは、より大きな撓み変形を生み出すより長いモーメント腕を作ることかできる。そしてより短い切り込みは、撓み変形性か乏しくかつより高い荷重支持能力をもったビームを作る。上記切り込みあるいはスリットの長さの選択においては、共振を避けるための注意を払わなければならない。

また、軸受の撓み変形特性を強制的に変更するための圧電素子＋００あるいはその他の手段をこの支承構造内において上記パッドと支承構造との間に設けてもよい。圧電素子を設ける場合、ワイヤ、金属ストリップ、あるいはその他の、圧電素子に電流を供給するための手段を配設せねばならない。

ビームＩ４の端部を図に示すように位置させることにより、図９に仮想線で示すように、連結点］６ａを中心とする下方向への撓み変形が、パッド１２の後続縁１７の内側への変位をうみ、先行縁１５の外側への変位をうみ、そして、パラ目２をわずかに平坦化させる。かかる変形の結果として、流体が通過する上記パッド面１３とシャフト５の外周面との間の隙間が楔状となり、よく知られた流体力学的支承作用を生み出す。理想的には、後続縁とシャフト間の間隔対先行縁とシャフト間の間隔の比は、ｌ　２から１５である。換言すると、先行縁とシャフト間の間隔は、後続縁とシャフト間の間隔の２ないし５倍とするへきである。

特定の適用のためのかかる理想的な間隔比あるいは横比を得るためには、一体要素の数、寸法、配置、形状および材料特性を含む適当な撓み変数を選択しなければならない。コンピュータに支援された有限要素分析かかかる変数の最適値を選択する最も有効な手段であることがわかっている。「理想的な楔」は、所望の性能特性に依存することもまた留意されるべきである。たとえば、荷重支承能力を最大にするための理想楔は、動力消費に関係する摩擦を最小にするための理想楔とは同一ではない。コンピュータで支援された解析は、６方向全ての方向（６自由度）の運動を許容する上述した形式の軸受において特に有用である。

かかる技術は、優れた結果を生んだか、一方、いくつかの場合において、模擬作動条件のもとての最適な性能を得るべく設計された軸受が実際の作動条件のもとては最適に作動しない場合かあることもわかっている。本願発明の軸受は、検出された作動条件に応じて、作動の不良をただすべく調整することかできるようにすることかできる。より具体的には、本願発明の軸受は、楔形状、パット面および／または支承構造の撓み特性を物理的に変更するための他の要素を含むことかできる。この他の要素は楔の質を示す信号を順次受は取る中央処理装置（ＣＰＵ）によって制御しうる。たとえば、センサ類が温度、シャフトとパッドとの接触、トルク、振動、動力消費等の物理特性を検知することができる。センサ類からの信号はＣＰＵに伝達され、最適な楔形状を示す条件と比較される。実際に検知された条件と最適な楔特性を示す条件との間に実質的なずれがある場合には、ＣＰＵは、楔を最適な楔形状とするべく強制的に調整するために、楔形状、バット面および／または支承構造の撓み特性を物理的に調整する手段に対して信号を送る。選択的に、あるいは付加的に、ＣＰＵは、「剛性を上げよ」あるいは「後続縁を上げよ」のような手動による入力あるいは命令に反応するように構成することもできる。このような命令を受け取ると、ＣＰＵは、所望の結果を得るための所定のルーチンを実行する。

楔の特性を物理的に変更するためにさまざまな手段か採用され得る。たとえば、楔特性は、軸受支承構造の減衰特性を変更するために減衰室内に強制的に流体を送り込むことによって物理的に変更することができる。あるいは、支承ねじの撓み特性を物理的に変更するために機械的なロノドあるいはジャックねじを支承構造に接触させることができる。これらの手段はいずれも電気的に制御することかできる。

検知された作動条件に応じて楔を物理的に調整するための多くの手段か用いられ得るか、現在のところ、そのような最良の手段は、ｌまたはそれ以上の圧電素子を軸受支承構造内のすきまあるいは支承構造と軸受バ・ノドとの間に設けることであると思われる。このような場合に圧電素子を設けると、ツク、ノド形状およびその方向を積極的に制御ないし調整することか可能となるし、支承構造の撓み特性に影響を及ぼすこと力河能となる。より具体的には、ある種の結晶あるいはセラミック材料に対して電流を流すと機械的な伸張力を生み出すことができるということか知られている。電圧を変更すると、その結晶あるいはセラミ・ツク材料は、厚み方向に振動する。しかしながら、直流電流か定常的に与えられている場合には、厚みの変化は起こらない。このように、ある種の材料は電圧を与えると寸法か変化することか知られているのである。この種の材料の中で著名なものには、水晶、ロツンエル塩（酒石酸ナトリウムカリウム）、適正に分極されたチタン酸バリウム、二水素リン酸アンモニウム、普通の糖およびある種のセラミ・ツクかある。圧電効果を示すあらゆる材料の中で、安定性、高出力、温度変化および湿度に対する安定性、および所望の形状への成形の容易性のような望ましい特性をすへて備えるものはない。ロッシェル塩は高出力を示すか、湿気と空気からの保護か必要であり、また、４５°Ｃを超える温度で使用することができない。水晶は疑いなく最も安定しているが、その出力は低い。水晶は、その安定性ゆえに、電子振動機において安定化の目的できわめて普通に使用されている。

しばしば、上記水晶が、各面に電極を取付けるための銀被膜をつけられた薄状の円板の形態に形成される。この水晶板の厚みは、所望の電気周波数に対２する機械的共振周波数を提供する寸法に応して決められる。この結晶は次に、周波数制御をともなう適正な電気回路につなげられる。

多くの圧電素子のように単結晶状態で存在するものの他に、チタン酸ノくリウムのように多結晶のものもある。そして、これらは様々な大きさおよび形状に形成することかできる。圧電効果は、この素子が分極処理の対象となって初めて現れる。

上記の圧電素子は、本願発明のどの流体力学的軸受の空間内にも配置することができる。しかし、支承構造内あるいは支承構造と軸受バッドとの間への圧電素子の配置の利便性は、もちろん、上記支承構造と軸受パッドとの間の間隔あるいは上記支承構造内の間隔に依存する。後述する軸受には様々な種類の内部的空間か設けられており、また、かかる内部空間の実際の大きさは軸受の大きさに依存しているため、後述する種々の形態から圧電素子で制御される軸受としての使用のための選択を行うことは、他の要素の中で、使用するへき軸受の直径に依存する。

支承構造内の開口か比較的大きな軸受に対しては、図２、図８、図２５、図３１および図３７に示された軸受にしたかった構造の軸受が適当である。一方、内部の空間か非常に小さい小型の軸受に対しては、図３２あるは図３８に示されたタイプの軸受かより適当である。

圧電素子の大きさか支承構造の各要素の大きさに近づくと、この圧電素子による軸受構造全体に対する効果か比例的に大きくなるということに留意するへきである。通常の環境のもとでは、圧電素子は、軸受性能のわずかな修正を行うことのみを意図している。この場合軸受は、圧電素子の機能がない場合でさえ、最適に近いからである。このように、図３２において軸受の支承構造内の空間を満たす圧電素子を設けると、軸受の基本的特性を、流体力学的軸受から圧電的に制御される軸受に変更することができる。ある場合には、このことが望まれる。

たとえば、図２および図２Ａに示される軸受には、支承構造内において支承構造と軸受パッドとの間に介装された圧電素子１００を含ませることかできる。電気的なリード（図示略）が圧電素子のそれぞれに接続される。電気的リードへの電流供給は、制御装置によって制御される。好ましくは、この制御装置は、流体力学的体の状態をモニタリングするセンサ類から得られる信号に応答して、あるいは手動入力された信号に応答して、全ての圧電素子を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）を含む。

本願発明の軸受における圧電素子１８を制御する制御装置の一例は、流体力学的体の特性を示す条件をモニタする様々なセンサ類からの入力信号を受け取るＣＰＵを含む。たとえば、このＣＰＵは、温度センサ、ノイズセンサ、シャフトとパッド間の接触センサ、動力消費センサ、トルクセンサおよび／またはひずみセンサからの信号を受け取る。これらのセンサ類から入力された信号は、次に、適正な楔形態を示す続出専用メモＵ　（ＲＯＭ）に格納された数値と順次的に比較される。このＲＯＭには、　「最大荷重支承能力」あるいは［低摩擦／低出力Ｊのような１またはそれ以上の所望の楔形態のための数値を格納しておくことかできる。

検知された条件か適正な範囲外にあると判断されると、適当な修正量を決定するための診断解析か実行される。この診断解析の結果として、解析による決定、必要ならば、圧電素子のだめの決定が行われ、そうして、この圧電素子への必要な負荷か行われる。

図８の軸受には、流体力学的体の好適な調整をするために、選択された領域において圧電素子１００を含ませることができる。ここにおいても、リード（図示時）か各圧電素子につながれ、この圧電素子への電流の制御か上述したタイプの制御装置によって行われる。図２５の軸受は、軸受パッド１３２の下方向への撓み変形量を正確に制御することができるようにするための、支承構造と軸受パッド１３２との間に位置させられた圧電素子１００を含むことかできる。この特定の例においては、圧電素子１００は軸受パッドのそれぞれに対して同じ位置に設けられており、これにより、圧電素子は、単一の機能、すなわち、軸受パッドの下方向への撓み変形を制御する機能をもつ。当然ながら、付加的な圧電素子１００を、所望により、他の目的のために他の部位に設けることもできる。ここにおいても、圧電素子１００はこれに接続されたリード（図示時）を備えており、このリートへの電流は、上述したタイプの中央処理装置によって制御される。

次に、図３１の軸受か、検知された作動条件にしたがって流体楔を選択的に調節することかできるように、選択された領域に配置された圧電素子１００を含むことかてきる。ここにおいても、リードがこの圧電素子に接続されており、り一ト線を介する圧電素子への電流は、上述したタイプの制御装置によって制御される。なお、圧電素子への電流は、手動で操作しつる電気的制御装置によって制御することもてきるということに留意するべきである。しかしなから、中央処理装置を用いることによって、より良好な結果か得られると思われる。

図３７のラジアル・スラスト複合型軸受は、支持構造と軸受バッドとの間の空間に導入された圧電材料１００を含むことかできる。この圧電材料に接続されたリードかこの圧電材料に対して選択的に電流を与え、圧電材料の寸法を変化させる。その結果、この軸受の撓み変形特性か制御され、上記リードへの電流、すなわち上記圧電材料への電流は、好ましくは、中央処理装置によって制御するのかよい。

同様にして、本願発明のいずれの軸受も、その撓み変形特性を調整することかできるように１または複数の圧電素子を含むことかできるのである。

次に、図４および図５を参照すると、本願発明の特徴を組み込んだ軸受の第二の実施例か示されている。この軸受は、軸受バッド３２をもつ軸受ハウジングを規定するためのスリットまたは切り込みか形成されており、上記軸受バッド３２は、このバンドから実質的に単一の直線に沿って延びる一対のビーム部３４ａ。

３４ｂをもつ支承構造によってハウジングに対して支持されている。さらに、このパッドには、バット支持面３４ｐｓのみにおいてビームによって支持されるように、アンダーカットを施すことかできる。図５を参照すると、ビーム３４，３４ａは、このビームのための片持ち支持体として機能する基根状ビーム端３６゜３６ａをもっているのがわかる。図４から明らかなように、図５の斜視図には、パッド３２の一部分のみが示されている。完全なパッドは、図４に示された軸受の変形例を示す図５ａおよび図５ｂに示されている。これらの図かられかるように、パッド支持面３４ｐｓは、先行縁３５よりも後続縁３７に近いところに位置している。この構造によると、図７に示されるように、ビームの中間部分においてビームのねしれが起こり、図示のようなねじれ撓みか起こる。ここにおいても、主たる撓み変形性は、軸受ハウジング壁を貫通して形成された小さな切り込みあるいはスリットによって選べるのである。このような切り込みは、軸受パッドに対して６自由度（すなわち、パッドが、Ｘ、ＹおよびＺ軸回りに回転することかできるとともに、＋Ｘ、−Ｘ、＋Ｙ、−Ｙ、＋Ｚおよび−Ｚ方向に変位することかできる）を与え、流体力学的体の形成を最適化するように設計される。切り込みまたはスリットをビーム部３４ａ、３４ｂを形成するように壁を貫通する手前て終わらせると、パッド３２は、図５Ａに示されるように連続した円筒形の膜状部分３４ｍによって支持されることになる。この膜状部分は、その上にノクット３２か支持される流体防振部材として機能する。切り込みは、図４における点ＡおよびＢて終わらせる。上記膜状部分の撓み変形性と流体潤滑剤とか相まって、防振作用を変化させるとともにパッド３２をハウジングから隔離するための手段か提供される。図１ないし図３に示された軸受と同様に、図４ないし図７に示された軸受も、そのパッドの中心線に関して非対称となっており、したがって、これらの軸受は、単一方向用の軸受である。

したかって、この軸受は、外方に向けて撓み変形する先行縁３５と、内方に向けて撓み変形して流体模を形成する後続縁３７とをもつ。ここにおいても、後続縁とシャフトとの間の間隔対先行縁とシャフトとの間の間隔の比、すなわち横比は、１２ないし１．５とするべきである。さらに、パッド３２に対するビーム３４の、パット支持部３７ｐｓの位置によって主として決定される荷重の作用中心の位置は、ここにおいても、パッド表面の軸受周方向についての中心線と後続縁との間、好ましくは上記中心線帯りとするへきである。

図５Ｂに示されるように、ビームは、単に切り込みあるいはスリットを点ＡおよびＢから下方に延ばすことによって、図５に示す例よりも簡単に形成することができる。

図６８は、図６に示されるタイプの軸受をシールド軸受ユニ・シトとしたものを示している。図に示されるように、軸受は、静止ハウジング部２に対して、公知の手法、たとえば、スプライン、ねじ、クリップ、接着、あるいはこれらの組合せによって固定されている。軸受バッド３２は、回転７１９９２７部３の回転面を支承するために適用されている。この回転ｌ＼ウジング部３は、シャフトに対し、スプライン、ねじ、熱収縮、あるいはこれに類する手法によって固定されている。

軸受は、流体力学的な流体４および静止ｉｚｉジング部と回転７１９９２７部とを互いにノールするシール部材７によって取り囲まれている。上述したように、静止ハウジング部２は静止シャフトハウジングに対して固定され、かつその一部として機能し、回転ハウジング部３はシャフト５に対して固定されて、このシャフト５の延長部分として機能する。その結果、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は固定ハウジング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。このようにして、シャフトは回転ハウジング部を介して軸受によって支持される。

図８を参照すると、本願発明の特徴か組み込まれた軸受の第三の実施例か示されている。この例においては、ビーム支持構造上にビームを形成するように、内部スリットあるいは切り込みが設けられている。より具体的には、この軸受には、ビーム４２，４４によってハウジングに対して支持されるパッド４０を規定するように溝およびスリットあるいは切り込みか形成されている。パッド４０は、支持基根４０ａ、４０ｂにおいてビーム４２．４４に連結されている。そしてビームとハウジングとの連結は、支持基根４６．４８によってなされている。この場合において、軸受は、軸受壁を貫通して形成された細幅の切り込みあるいはスリットによって形成される。パッド面の下に位置する切り込みあるいはスリット６０は、荷重を受けてパッドか変形し、流体潤滑剤を導入するためのエアフォイルを形成するように付加的な撓み変形性を付与する。このようにして、軸受パッドは、二点支持によるビーム支持構成とした結果、ばね状膜として機能する。

ラジアル・スラスト複合型ユニットにおいて用いられる図８に示すタイプの軸受は、図４３および図４３Ａに関する説明において後述する。

図１０Ａは、荷重を受けた時のパッド４０の撓み変形の状態を示す。図に（誇張して）示されるように、このパッドは、荷重を受けたときエアフォイル形に撓むように形成し、かつ支持することかできる。このエアフォイルは、軸受性能を劇的に改善する。図から明らかなように、このパッドは、Ｘ、　Ｙ、およびＺ軸線周りに回転することができるとともに、Ｘ、　Ｙ、およびＺ方向に変位することができるのであり、６自由度を有している。ここにおいても、この構造は、最適な流体力学的体の形成を行うことができる。

図９には、荷重を受けて平坦化する場合のパッド４０の固有の局部的撓みか示されている。このような撓み変形は、図３および図１０に示される支持構造の撓み変形と組み合わさるが、その撓み変形の度合いが比較的小さいものである。かかる変形の組合せの正味の結果として生じる形状は、図３および図１Ｏに示された形状に対し、パッドの円弧状表面かわずかに平坦化したものとなる。

図３１２図３２Ａは、本願発明によるジャーナル軸受の別の実施例を示している。この軸受構造は、双方向用軸受であるとの点で先に述べた軸受とは異なる。

すなわち、この軸受は、図３１において時計回り方向用としても、反時計回り方向用としてもシャフトを支承することができる。この軸受は、軸受パッドか軸受の主軸線６０６とパッドの幾何学的中心とを通る半径方向の線６０６ａとして規定される中心線に関して対称となっているので、双方向用軸受である。先に述へたジャーナル軸受の場合と同様に、図３１および図３１Ａの軸受も、複数の円周方向に間隔配置された軸受バッド６３２を規定するように、複数の細い半径方向および円周方向のスリットが形成されている。

各軸受パット６３２のための支持構造は、図８のジャーナル軸受の支持構造と多少類似している。詳しくは、各軸受バッド６３２は、ビーム支持構造によって二つのバット支持面６３２ｐｓにおいて支持されている。各パッド支持面６３２ｐｓにおいて軸受バット６３２に連結されているビームのネットワークは、いずれも同一であり、対称構造を育するので、この軸受は、双方向用軸受となる。説明を簡単にするために、ここでは、この軸受の一つのパッド支持面を支持するビームネットワークについてのみ説明するか、他のパッド支持面も同様に支持されている。図３１に示されるように、はぼ半径方向に延びる第１ビーム６４０は、軸受パット６３２に対してパッド支持面６３２ｐｓにおいて連結されている。はぼ円周方向に延びる第２ビーム６４２が第１ビーム６４０の半径方向外方端に連結されており、はぼ半径方向に延びる第３ビーム６４４が第２ビーム６４２から半径方向内方へ延びており、はぼ円周方向に延びる第４ビーム６４６が第３ビーム６４４の半径方向内端部から延出している。さらに、はぼ半径方向に延びる第５ビーム６４８が、第４ビーム６４６から半径方向外方に延出し、支持構造のハウジング部分に連結されている。要約すると、図３１に示される各軸受バンド６３２および軸受は、１０個のビームと軸受ハウジングとによって支持されている。

さらに、後述するように、バット支持構造のハウジング部に複数の半径方向の溝を円周方向に間隔をおいて形成することにより、または、周方向に連続する溝を形成することにより、この支持構造のハウジング部を複数のビームあるいは膜状部材として機能するように設計することかできる。図８の軸受と同様に、バット面の下に形成された切り込みあるいはスリットは筒型を受けた場合に変形して、潤滑剤を導入するためのエアフォイルを形成するように付加的な撓み変形性を与えることにもまた習意するべきである。このようにして、軸受バッドは、ビームによって支持される２点支持構造としたことにより、ばね状膜として機能する。

図３１Ａは、図３１の半径方向断面であり、第３ビーム６４４と、軸受バッド６３２とハウジングとを示している。

図３１Ｂは、シールド軸受ユニットの形態とした図３１および図３］Ａのタイプの軸受を示している。この図に示されるように、軸受の外周面は静止ハウジング部２に対して固定されている。軸受バッド６３２は、回転ハウジング部３の回転面を支承するために用いられている。この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング２および回転ハウジング３を互いにシールするシール部材７とによって取り囲まれている。上述したように、静止ハウジング部２は、静止シャフトハウジングに対して固定されていて、その一部として機能し、回転ハウジング部３は、シャフト５に固定されてその延長部分として機能する。その結果、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は静止ハウジング部およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。このようにして、軸受は、回転シャフトを回転ハウジング部を介して支承する。

図３２、図３２Ａおよび図３２Ｂは、本願発明にしたがうジャーナル軸受のさらに別の実施例を示している。この軸受構造は、円筒形ブランクに比較的大きな溝および開口を形成することによって軸受バッドおよびその支持構造体か規定されているという点においてすでに説明した各軸受構造とは異なっている。通常、この実施例の軸受は、すでに説明した各実施例の場合のように放電加工やそれに類する技法によるよりもむしろ、ブランクに切削加工を施すことによって形成される。図３２に示された軸受構造の一つの利点は、きわめて小さな軸受を必要とする適用例において、軸受を製造することか容易であるということである。すなわち、図３２、図３２Ａ１図３２Ｂにおいては、軸受を形成するのに必要な切り込みあるいは開口か軸受全体の大きさに対して比較的大きいので、これを正確に形成することか容易だからである。これに対して、たとえば、図１１図４、および図８の軸受構造では、軸受全体の寸法に対して著しく小さい切り込みや開口か必要とされるので、軸受全体の寸法を小さくするには、微小な切り込みを形成しなければならず、この切り込みを正確な寸法に成形するのか困難である。さらに、大きな溝あるいは開口は、大きな切り込みか形成された軸受を型成形あるいは押し出し成形することを容易にし、そしてまた、強固な軸受バッド−次構造を備えたきわめて大きな軸受を必要とする応用例にも適用することかできる。

図３２に示される軸受バッドはそのパッドの中心線７０６Ａに関して対称となっている。したかって、この軸受は双方向用軸受である。さらに、図３２Ｂの斜視図において最もよく表れているように、この軸受ｊよ、隠れた開口のない連続する断面をもっている。したかって、この軸受は、容易に押し出し成形あるいは型成形し得る。もちろん、パッド支持構造は、その断面においで不連続部分を設けることにより、たとえば半径方向に延びる円周方向の溝あるいは半径方向に延びる非対称の開口を設けることによって、支持構造を変更し、これによって軸受の性能特性を変更することかてきる。なおこの軸受の主軸線は符号７０６て示されている。

図３２に示されるように、この軸受は、円周方向に間隔配置された複数の軸受バッド７３２を有している。各軸受バッド７３２は、この軸受バッドにバット支持面で連結された半径方向に延びる一対の第１ビーム７４０を含む支持構造によって支持されている。各第１ビームは、はぼ円周方向に延びる第２ビーム７４２によって支持されている。第２ビーム７４２は、ハウジングまたは支持茎根７４４に対して片持ち状に連結されている。この軸受においては、ビーム７４０を主支持構造と見ることかでき、ビーム７４２を二次支持構造と見ることがてきる。

そして支持茎根７４４を三次支持構造とみることができる。

図３２において第２ビーム７４２は、支持構造のハウジング部分に複数の軸方向に延びる円周方向に配された溝７５０を設けることによって規定されている。

双方向軸受としての対称性を維持するために、この溝７５０は、軸受バッド７３２か周方向に間隔をあけて配置されているのと同様にして、パッドの中心線７０６ａに関して周方向に間隔か開けられている。当然のことながら、すてに説明したとの軸受構造においても、同様な周方向に間隔を開けて配置された軸方向溝を形成することかできる。たとえば、すでに述べたように、このような溝は、図３１および図３１Ａに示された軸受構造の外周面に、付加的なビーム状支持を提供するために形成することができる。

図３２Ａは、図３２に示された軸受の一部分の半径方向断面図である。この断面図において、軸受バッド７３２および第１ビーム７４０が表れている。

図３２Ｂは、図３２の軸受の斜視図である。この図において軸受の外周は、外周部の変曲状態を強調するために多少セグメント状に描かれているが、外周の変曲部は、実際には連続的なものとなっている。

図３２Ｃは、図３２、図３２Ａおよび図３２Ｂに示されるタイプの軸受をシールド軸受ユニットの形態としたものを示している。これらの図に示されるように、軸受の支持基根部７４は、静止ハウジング部２に対して固定されている。軸受バッド７３２は、回転ハウジング部３の回転面を支承するために用いられている。

この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング部２および回転ハウジング部３を互いにシールするためのソール部材７とによって取り囲まれている。上述したように、静止ハウシング部２は、静止シャフトハウジングに対して固定されてその一部として機能し、回転ハウジング部３は、シャフト５に対して固定されてその延長部として機能する。したがって、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は、静止ハウジング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。

図３３は、本願発明にしたがったジャーナル軸受構造の他の例を示している。

図３２の軸受と同様に、この図３３の軸受には、比較的大きな溝あるいは孔か形成されている。とりわけ、等間隔に配置された半径方向に延びる複数の内周上に設けられた溝が、周方向に間隔配置された軸受バッド８３２を規定している。この軸受バッド８３２は、さらに、軸方向に延びる一対の溝によっても規定されている。この一対の軸方向に延びる溝８３４，８３５は、図３３Ｂ、および図３３０に示されているように、円筒形のブランクの平面状の端面から対称的に切り込まれて形成されている。この軸受支持構造は、上述した構造的特徴と、周方向に間隔配置された対称的な複数の浅い孔８３８と、周方向に間隔配置された対称的な深い孔８３７とによって規定される。上記のような「隠れた」孔８３７，８３８の存在により、図３３の軸受構造は、押し出し成形することもできず、二つの金型による型成形、すなわち、簡便な型成形をすることもできない。

図３３Ａに最もよく表れているように、上記の深い孔８３７は各軸受バッドのだめの支承構造を規定するように軸方向溝８３６と交差させられている。このパッド支承構造はさらに、円筒形ブランクの外周から切り込まれた周溝８３９によっても規定される。

図３３ないし図３３Ｃかられかるように、上述した構造部材を設けることにより、軸受バッド８３２を直接支持するビーム８４０を含む軸受パッド８３２のための支承構造か形成される。この支承構造は、さらに、孔８３７および８３８によって一部規定された複数のビームからなる二次支持体と、二つの連続ビーム８８２からなる三次支持体を含んでいる。孔８３７および８３８によって一部規定された複数のビームからなる二次支持体か、ビーム８４０を三次支持体である連続ビーム８４２に連結している。

図３３ないし図３３Ｃに示された軸受の支承構造は、主軸線８０６から延ばされたバット中心線８０６ａに関して非対称であるので、この軸受は、一方向用の軸受である。さらに、図３２の軸受のように、この軸受は、特に、きわめて小さな軸受かめられる場合に相応しい。なぜなら、この軸受およびその支承構造を規定する溝あるいは孔か比較的大きいために、これらをより製造しやすいからである。

［１Ｎ３３Ｄは、図３３および図３３Ｃに示されたタイプの軸受をシールト軸受ユニットとしたものを示している。これらの図に示されているように、軸受の連続ビーム８８０か静止ハウジング部２に対して固定されている。軸受パッド８３２は、回転ハウジング部３の回転面を支承するために用いられている。この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング部２および回転ハウジング部３を互いにシールするためのノール部材７とによって取り囲まれている。上述したように、静止ハウジング部２は静止シャフトハウジングに対して固定されてその一部として機能し、回転ハウジング部３はシャフト５に対して固定されその延長部として機能する。したがって、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は、静止ハウジング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。このようにして、上記のシャフトは、回転ハウジング部３を介して上記軸受によって回転支持される。

図３４および図３４Ａないし図３４Ｄは、本願発明にしたかうジャーナル軸受構造のさらに他の例を示している。図３４の軸受構造は、その軸受バッドおよびバッド支承構造か図示されているような比較的大きな溝および孔によって規定されている屯において、図３３の構造と近似している。軸受パッド９３２のための支承構造は、軸受バッド８３２のための支承構造と近似している。特に、軸受バッド９３２のそれぞれのための支承構造は同一であるとともに、この支承構造は各軸受バットに関して非対称である。したかって、図３４に示された軸受は、一方向用の軸受である。さらに、この支持構造には「隠れた」開口か含まれているため、この軸受は押し出し成形も、あるいは二つの金量による単純な型成形もできない。

図に示されているように、軸受支承構造は、主支持構造を含んでおり、この主支持構造は、軸受バノｌ’９３２に対して連結されるとともに対称配置された開口９４２によって部分的に規定される一対のビーム状部材９４０を含んでいる。この軸受の外周に形成された浅い周溝は、一対の連続状ビーム要素９８０を含む三次的な支持構造を規定している。ビーム９４０を連続ビーム９８Ｇに連結するためのビーム・膜ネットワーク９６０からなる二次支持体は、複数の対称的に配置された大きな孔９４４と、複数の対称的に配置された小さな孔９４６と、複数の非対称的に配置された小さな孔９４８とを形成することによって規定されている。

複数の非対称に配置された小さな孔９４８により、この支持構造は、いっそう撓み変形性か与えられ、上記の孔の方向にバイアスされ得る。

先に説明したように、本願発明の軸受を従前の回転要素軸受の代替とする方法は数多くある。ある適用においては、この軸受は、単に回転要素軸受と置き換えて用いる二とができる。そして他の適用においては、本明細書に記載したようなシールド軸受ハウジングを用いることによって上記の代替を行うこともできる。

しかしながら、ある適用においては、本明細書に記載した上記のシールＩ・軸受組立体を用いることによって得られる高い性能特性は必要とされない。むしろ、組み立ての簡便さや容易さがめられる場合かあるのである。かかる適用の一つの例としては、コンピュータやその周辺機器あるいはその他の事務機器内に装備される「チューブ状」あるいは「軸状」ファンにおいて用いられる高速／低負荷シャフトのような大量生産によって製造される低コストの適用において用いられる軸受組立体かある。このようなファンは、毎年１億１千万個以上か組み立てられていると考えられている。一般的には、このようなファンは、高速かつ低負荷であるかゆえに、流体力学的体の形成を最適化する必要はない。実際のところ、軸受バット面を自己潤滑型プラス千ツクや同種の耐磨耗性材料で形成すると、シャフトと軸受との間は、単に摺動接触させるだけでよくなる。しかしながら、毎週数１０万個以上の組み立てか必要であるというこのようなファンの製造量のために、組み立ての容易さにこそ優位性かめられる。製造あるいは組み立てコストにおけるいかなる削減も、著しい節約につなげることができるのである。一つのシャフト毎にこれを支持するために二つの軸受と、二つのワッシャと、二つのロックリングとか典型的に必要な従前の回転要素軸受組立体に比較し、本明細書に開示するシールド軸受組立体は、その組み立てがはるかに容易である。このような組み立ての容易性のために、ここに開示するシールド軸受は、組み立ての容易さか重要とされる適用のための可能性を与える。製造により費用かかかる場合てさえ、上記のシールド軸受組立体は、そのような適用において転勤要素軸受よりもより費用節減効果があると思われる。

本願発明のさらなる側面によれば、射出成形あるいは圧縮成形によって好ましくは得ることかできる費用のかからない単一部材からなるビーム支持軸受を用いることによって、優れた結果を得ることができる。図４６、図４６Ａ、図４６Ｂおよび図４７は、本願発明にしたがう第一の自動位置決め式シャフト・軸受組立体を示している。図４６および図４７に最もよく表れているように、この組立体は、ハウジングＩＯ内に回転不能にそれぞれ組み込まれた軸受７０内に回転可能に支持されたシャフト５を含んでいる。上記軸受７０は、ハウジング１０と一体的に形成することもできるし、ハウジング１０内に型成形することもできるし、あるいは、単にハウジングＩＯ内に組み込むこともできる。略円阿形シャフト５には、このシャフト５に一体形成されあるいは固定される非円筒形のランナ５Ｒか設けられている。図示した実施例においては、上記ランナ５Ｒは、コーン状にテーパを付けられた対向する二つの面をもっている。

上記軸受７０は、周方向に間隔配置された第一の複数のパッド７５のセットど、周方向に間隔配置された第二の複数のパッド７２のセットと、上記各パッド７５゜７２を支持するための支承構造７１．７４とを備えている。これら支承構造は、途切れのない周状のベース部材７１と、一端において上記ベース７１に固定され、他端において上記パッド７５を片持ち状に支持するように上記パッド７５につなげられた第一の長手ビーム７４のセントとを含んでいる。上記第二の長手ビーム７４のセントは、同様に、上記第二のバｙ　ｌ”　７２のセットを片持ち状に支持するために設（プられている。

図４７に示されるように、上記第一の軸受バッド７５のセットのそれぞれは、上記ランナ５Ｒのテーパを付けられた面と対応してこれを受容しうる溝７５Ｇを含んでおり、組み立ての際、上記ランナ５Ｒのコーン状の面か、この溝７５Ｇの内面に接触するようになっている。この場合、シャフトに作用するラジアル荷重と軸方向荷重の双方か、上記ランナ５Ｒを介して上記軸受バッド７５によって受け止められる。このように、上記パッド７５は、　［ラジアル・スラスト」複合型バットといえる。

なお、上記ランナは、上記溝全体を満たす必要はないということに留意することか重要である。実際のところ、全ての荷重が、上記パッドに半径方向に伝達されるのではなく、角度をつけられた溝内面に伝達されるように、上記ランナ５Ｒのテーパを付けられた側面のみか上記溝に接触するのが望ましい。このように、「互いに嵌まり合う形状」とは、単に、傾斜するランナ面と傾斜する溝面との間の面接触を許容する形状を意味するのである。

軸受パット７２のそれぞれには、ンヤフｌ−５の円筒部に接触するように適合された滑らかな周状パッド面か設けられている。この滑らかなパッド面は、ラジアル荷重のみを受け止める。このように、軸受パッド７２は、ラジアルバットである。

図４６に表れているように、組み立てられた状態において、第一の軸受パッド７５のセットは、本明細書に説明したようなラジアル・スラスト複合型軸受と同様にして、ラジアル荷重とスラスト荷重の双方に対抗してシャフト５を支承する。

第二の軸受パッド７２のセットは、ラジアル荷重の支持のみを行う。上記の各軸受パラｌ”７５．７２は、変位可能に支持されている。なぜなら、片持ち支持状態が長子ビーム７４によって付与されているからである。かかる変位性は、小型のファンのようなある高速・低荷重に充分適用できると思われる。当然のことながら、所望であれば、より大きな撓み変形性と最適な流体力学的性能を達成するために、本明細書において開示した他の軸受に関して説明されている手法によって上記の支承構造を改変することもできる。たとえば、上記ベース部材７１には、撓み変形しうるビーム支持構造を規定するように切り込みおよび溝を設けることもできる。より具体的には、上記ベース部材７１に半径方向の撓み変形性を与えることか望まれる場合には、上記ベース部材７１を所望の半径方向の変形性をもったビーム支持による膜量支持体に分割するようにして、本願明細書に説明した手法によって、上記ベース部材７１の外周面に半径方向内向きに延びる溝を形成することかできる。加えて、図４８に関して後述するように、上記長手ビーム７４は、バット７５．７２に対して変位させ、荷重に応答して所定のようにパッド７５．７２に撓み変形か起こるようにすることもできる。

図４６、図４６Ａ、図４６Ｂおよび図４７に示される軸受組立体は、従前の転勤要素軸受組立体に対して、著しい経費節減のための選択になる。特に、軸受７０は、単一部材として射出成形または圧縮成形することができる。この単一部材による軸受は、ラジアル軸受機能とスラスト軸受機能の双方を備えるのであり、これによって別々の軸受要素の必要性を無くしているのである。さらに、本願発明の重要な側面によれば、上記の軸受７０は、ハウジング１０に対して一体成形することかできる。また、この軸受７０は、ハウジング内に型成形することを選択することもてきる。

さらに、本願発明の重要な側面によれば、組み立てにおいて著しい経費節減か現実のものとなる。なぜなら、この軸受は、図４７に示されるランナ５Ｒのようなランナをもつシャフトととも用いられる場合、単一工程において組み立てられかつ正確に位置決めされ得るからである。シャフト５に対して軸受７０を正確に位置付けし、かつ組み立てるためには、この軸受７０を上記パッド７５の軸端部が上記ランナ５Ｒに接触するまでシャフトの端部上をスライドさせることが必要なたけである。ランナ５Ｒに対して接触すると、上記軸受バッド７５は、傾斜面に乗り上げ、すなわち、このバットは、カム従動し、かつ、上記ビーム７４か撓み変形してバットか上記ランナ５Ｒ上をスライドしつるように半径方向外方に動くのを許容する。上記パッド７５の溝７５Ｇが上記ランナ５Ｒ上に位置させられると、このパッド７５は軸受を所期の正確な位置にロックするようにスナップ係合する。もちろん、このような簡単な組み立て方法を可能とするためには、上記パッド７５を支持するビーム７４は、上記パッド７５か外方に撓み変位するのを許容するへく充分な弾性を備えていなければならない。上記のような撓み変位を許すために、上記バット７５とビーム７４とは、上記ハウジング内に充分な間隙をもって配置されることもまた必要である。上記ランナ５Ｒのコーン面の傾斜角を充分に小さくして、上記パッド７５か上記ランナに接触する際に、これらか効果的に上方および半径方向外方にカム従動して組み立てにおける所望のスナップ係合を許容するようにするということが、設計上のその他の考慮すべき事項として考えられる。

すてに述へたように、上記軸受は、シャフトと軸受組立体との組み立てに先立ってハウジングに一体形成することもできるし、ハウジング内に型成形することもてきる。このような場合、上記シャフトは、軸受内にスライドさせて組み立てられる。このように、組み立てには、単に軸受とシャフトとを相対的に動かすことのみか必要であるということを理解するべきである。なお、軸受とシャフトのいずれを物理的に移動させるかについては何らの相違はない。

かかる一体型の軸受・シャフト組立体を製造しおよび組み立てることに著しいコスト低減か得れることに加え、かかる組立体は、ボールベアリング組立体に対する数多くの性能上の優位性がある。特に、ビーム支持体７４の弾性のために、上記パッド７５は、ランナ５Ｒと接触するようにバイアスされる。同様にして、上記パッド７２をシャフト５の円筒状部分に接触するようにバイアスすることもてきる。長手ビーム７４に充分な弾性を与えることにより、シャフトは、上記軸受によって隙間なく正確な位置に保持される。厳密な公差をもって製造することか困難な転勤要素軸受を使用すると、同様の結果を達成するのはきわめて困難である。このように、シャフトを位置決めするという意味において、この軸受７０は、転勤要素軸受に対して優れた結果を得ることてきる。すてに説明したように、図４６に示される軸受７０の支承構造は、本明細書に述べた他の軸受に匹敵する変形性はもってはない。特に、パッド７５は、単一の片持ちビームによって支持されている。それにもかかわらず、図４６に示される軸受７０は、最適化された軸受特性か要求されない低コストの適用によく適合する。さらに、所望であれば、この軸受は、各軸受パットのための流体力学的支承構造を提供し、あるいはこれを改良するために本明細書に示された他の軸受構造に沿って簡単に修正することかできる。さらに、コスト面ての正当性かあるならば、この軸受７０をここに説明したようなシールト軸受ハウジング内で使用することもできるし、手動または自動的に別画される本明細書に説明したような効果的な材料を含むこともてきる。

さらに、本願発明の重要な側面によれば、型成形されたプラスチック軸受の内部空間あるいはこれに形成されたその他の開口を、図４０、図４０Ａ、図４１および図４１Ａに関してここに説明した手法によって、潤滑剤を含浸させた多孔質プラス千ノつて充填してもよい。なお同様の結果は、この軸受を自己潤滑型プラスチックで型成形することによっても得られる。

図４８Ａは、長手ビーム７４およびパッド７５の改変例の詳細を示す斜視図である。このビーム７４およびパッド７５は、本質的には、図４６、図４６Ａ１図４６Ｂおよび図４７に示すものと同様である。しかしながら、かかるビーム７４は、軸受バット７５の周方向の寸法に関して変位している。具体的には、上記ビーム７４は、軸受パッドの他端縁よりも一端縁により近い位置に位置している。

図３および図１８に関してすでに説明したように、たとえば、このようなタイプの変位支持構造は、一方向用軸受において、適正な楔形成を確実にするために、荷重のもとての所望の方向への撓み変形を起こすために使用され得る。

本明細書に説明したように、（カム従動作用によって）組み立てを簡単化できるとともに、荷重支持を改善することになるために、テーバをつけられたランナか望ましい。しかしなから、本願発明は、テーバを付けられたランナおよび溝面に限定されるものではない。図４８Ａは、図４６に示されるタイプのシャフト・軸受組立体を、シャフト５のランナ５Ｒを円筒状とし、パッド７５における溝７５Ｇを円筒状とするように変更した例の一部を例示的に示している。この場合においては、上記ランナ５Ｒは、円筒面と直交して延びるスラスト面と、円筒状のラジアル面とを含んでいる。このように、シャフトに対するラジアル荷重は上記溝の底部て受け止められ、かつ、スラスト荷重は上記溝の側壁で受け止められる。

この組立体は、相当な結果を達成し得るか、おそらく、テーパを付けられた形式の組立体と同様、シャフトのランナ５Ｒと溝７５Ｇのスラスト面とか互いにバイアスされない限り、スラスト荷重を伝達することかできない。さらに、ランナ５Ｒは、テーパを付けられた設計の場合のようにバットを外方にカム従動させることかできないために、組み立ては複雑になるであろう。

図４９および図４９Ａは、本願発明にしたかう自動位置決め式軸受・シャフト組立体の改変例を示している。この図４９および図４９Ａのシャフト・軸受組立体は、大略図４６、図４６Ａ、図４６Ｂおよび図４７と近似している。しかしながら、ラジアル支持バット７２および長手ビーム７４は、後述するように、ベース部材７１の一体部分として形成されたビーム支持ラジアル軸受構造に置き換えられている。さらに、上述の実施例と同一の軸受パッド７５を支持するために、修正された形態をもつビーム７３か用いられている。図４９Ａに最もよく表れているように、上記ビーム７３は上記軸受パッド７５に関して周方向にやや変位している。すてに説明しであるように、軸受パッド７５の後続縁に向けての周方向の変位は、荷重のもとて軸受パッドの先行縁をシャフトランナ５Ｒから遠ざかる方向に撓み変位させる。

上述したように、図４９の軸受７０は、ビーム支持されたラジアル支持部材を含んている。より詳しくは、上記軸受７０は、図４ないし図６に示されかつこれに関して上述したのと本質的に同様のラジアル軸受構造を含んでいる。このラジアル軸受は、ベース部材７１の一体部分として形成されている。このラジアル軸受バッドおよび支承構造３２，３４．３６および３６Ａは、図４ないし図６に関して説明した軸受における対応要素と本質的に同様の作用を行う。このようにして、一体構造の軸受７０は、流体力学的なビーム支持軸受を含むことができるのである。

ここに説明した特定の例には、図４ないし図６に示されるのと同様の軸受を含んているか、本明細書に開示するとのラジアル軸受構造も採用されつる。実際、上記軸受７０か射出成形あるいは圧縮成形されるべき場合には、より簡単に型成形される他の軸受構造を採用するのか有利であろう。また、所望であれば、ラジアル・スラスト複合型のパッド７５には、付加的な支持ビームを設けることもできる。

採用されるラジアル支持の形態が変わろうとも、図４９および図４９Ａに示される軸受は、図４６および図４７に開示した軸受と同様の製造上および組み立て上の利点を備えるということが理解されるべきである。さらに、すてに説明したシャフト・軸受組立体のように、コスト面での正当性があるならば、かかるシャフト・軸受組立体は、最適化された軸受性能を得るために手動または自動的に制御される効果的な材料を採用することかできる。さらに、この軸受は、回転ハウジング内か適正なランナを含むシールド軸受組立体内に組み込んで用いることもてきる。この軸受７０はまた、性能を高めるために、自己潤滑型ブラスチンつて成形することかできるし、潤滑剤を含浸させた多孔質プラスチック部分を含むこともてきる。

図１５ないし図１８は、本願発明にしたがった一体構造の流体力学的スラスト軸受の例を示している。先に述へたように、本願発明にしたかうスラスト軸受は、本願発明のジャーナル軸受と同様の特徴の幾つかを組み入れている。たとえば、ツヤ−ナル軸受のように、本願発明のスラスト軸受もこの軸受か形成される元のブランクの中心軸線として規定される主軸線をもっている。また、軸受バッドは、上記主軸線からバンドの幾何学的中心を通って半径方向に延びる中心線をもっている。このスラスト軸受か上記半径方向に延びる中心線について対称であれば、この軸受は双方向用軸受であり、この軸受か上記半径方向中心線について非対称てあれば、一方向用軸受である。しかしながら、ジャーナル軸受との機能上の相違からスラスト軸受は幾分異なった形状をしている。たとえば、図１５ないし図１８に示されるスラスト軸受は、実質的に同一な形状の複数の軸受バット１３２を含んている。図１８は、軸受パッド＋３２における外周線を分割する線ＣＤＭと半径線を分割する線ＲＤＬとを示している。軸受パット１３２のバット面は、支承されるべきシャフトの軸線および軸受の主軸線と直交する平面内に存在する。

もちろん、このバンド面か負荷を受けて撓み変形したり、この軸受か組み込まれた状態あるいは静的な状態においてシャフトに接触するようにわずかに歪んでいることか望まれる場合には、軸受パッド面は幾分非平面となり、そして支承されるへきシャフトの軸線あるいは上記主軸線に対して幾分歪んでいてもよい。

本願発明のスラスト軸受の設計において特に考慮するへき重要な点は、流体の漏れの防止である。この目的は、パッド支承構造を、負荷時において軸受バンドの内側縁か下方向に撓み（図１６参照）、外側縁か上方に撓むように設計することにより、かなりの程度にまて達成される。本明細書に説明する全てのスラスト軸受は、かかる方法によって設計されつる。たとえば、図１６に示される軸受においては、軸受パラ）・の内側縁に対するよりも外側縁により近いパッド支持面１３４ｐｓにおいて、ビーム１３４かパッド１３２に対して接続されている。このように、上記パッド支持面１３４ｐｓは図１８に示される半径分割線ＲＤＬの半径方向外側に位置している。したかって、この軸受は、負荷状態において軸受の内側縁か下方向に撓むように設計されている。

上述したように、バンド形状および／またはその撓み特性は強制的に変更しうる。たとえば、圧電素子か上記バット形状あるいは撓み特性を強制的に変更するために用いられる。スラスト軸受の場合、圧電素子は、軸受パットを下方向に撓ませるために用いることかできる。所望であれば、パッド支承構造内に圧電素子ててきた支持体（図示時）を設けることもできる。

作動において軸受パットの内方縁か下方向に撓むことは、支承されるシャフトから遠ざかる方向に撓むことであり、軸受バンドの外方縁が上向きに撓むことは、上記シャフトに向かって撓むことである。軸受バッドの撓みのこのような向きは、流体に遠心力か作用する結果として生しる、二とかある流体力学的流体の損失を防止する。

流体力学的流体の漏損は、軸受バッドを負荷時において軸受バッドか潤滑剤保持ポケットを形成するように変形するように支持することにより、さらに減じられる。一般に、そのような支持は、軸受バッドが半径方向または周方向に離れた複数のビームによって支持され、かつ、各ビーム間の領域が直接的に支持されずに、この支持されないパッドの中央領域か流体保持チャンネルを形成するように外側に変形する傾向をもつ場合に達成される。以下に説明する図２９には、上記のような半径方向に離れたビームをもつ軸受の一例か示されている。上記ビームかさらに離れていれば、より大きな潤滑剤保持ポケットか得られる。同様にして、ツヤ−ナル軸受においても、軸方向あるいは周方向に離れたビーム支持体およびこれらのビームの間の支持されない領域を設けることにより、潤滑剤保持チャンネルを形成することかできる。また、この流体保持ポケットを形成しあるいはこれを補助するために、圧電素子あるいはその他の部品を用いることかできる。

図１５および図１６に最もよく表れているように、各軸受パット２は、その全周にわたって面取り部１３２ｂか設けられている。この面取りの目的は、潤滑剤の流入および流出損失を少なくすることである。

各軸受パット１３２は、主支持体によって支持されており、この主支持体は、図示例では、軸受バット支持面１３４ｐｓにおいてパッドを支持するビーム状支持部材１３４を含んでいる。各ビーム１３４は、ビームに支持されたビームあるいは膜状部材１３６のような二次支持部によって支持されている。上記ビームあるいは膜状体１３６は、一対のビーム状部１３８ａ、１３８ｂのような三次支持部材によって支持されている。

上記ビームあるいは膜状部１３６に孔または開口１４２を設けることにより、連続的な膜状体１３６か複数のビーム１３６になる。孔または開口１４２か膜状体１３６に設けられていない場合には、上記膜状体は連続的な膜状体として機能することはもちろんである。場合によっては、内側のビーム状部１３８は、短い基根状ビームに置き換えてもよく、あるいは上記二次支持体が片持ち状に支持されるように三次支持体を規定するべく省略してもよい。結局、上記孔または開口か主軸線に関して対称に配置されているために、この軸受は、上記主軸線に関して対称であり、したがって、双方向用軸受である。

図１５、図１７および図１８に示されるように、上記連続状の膜状体を分割してこれを分離されたビームとるする孔または開口４２は円形となっている。このように円形の開口を用いると、軸受材料に対してかかる円形開口は容易にドリル形成できることから、軸受試作品を作製するのを容易化する。このことは、本明細書に説明するすべての軸受についていえることである。いったんこのような円形開口を設けると、この開口をビームあるいは膜状部材３６を通過してさらに軸受バノ）”１３２の下方部まで延長し、ビーム状部材１３４を規定する場合に有利である。すなわち、図１５に表れているように、パッド支持面１３４ｐｓの横断面δよびビーム１３４の側壁か円弧状に表れているからである。

ビーム部材の形状は、製造上の都合によって左右され得るが、この形状はまた、各個別の軸受の性能に影響を及ぼす。このように、図１５ないし図１８に示されるスラスト軸受を含む本明細書に説明する軸受の特定の形状は、主として試作を容易に製造するようにすることに起因したものであるが、特定の応用において優れた結果を生み出すこともまたわかっている。もちろん、パッド形状のいかなる変更も、たとえば、このバットを支持するビームの曲げ特性あるいはねじり特性を変更することになって軸受の性能特性に影響を及ぼす。このように、ビーム、バンド、および膜状体の他の形状を考慮する場合、製造の容易性と、軸受性能に対するビーム、バット、あるいは膜状体の形状による効果とか考慮されねばなない。

図１５Ａは、図１５ないし図１８に示されたタイプの二つの軸受をシールド軸受ユニットとしたものを示している。この図に示されているように、軸受のビーム状部１３８は、静止ハウジング部２に対して固定されている。回転ハウジング部は、これと一体に形成された、または、スプライン、あるいはねじあるいはこれに類する手法によって回転可能に連結されたスラストランナＲを含んでいる。

軸受パットは、上記回転ハウジング部３の回転スラストランナＲの対向面を支持するように設けられている。この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング部２および回転ハウジング部３を互いにシールするためのシール部材７とによって取り囲まれている。上述したように、静止ハウジング部２は静止シャツトハウジングに対して固定されてその一部として機能し、回転ノｈウジング部３はシャフトに対して固定されてこの延長部として機能する。このように、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は、静止ハウジング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。このようにして、軸受は、シャフトに作用するスラスト荷重をシャフトランナを介して吸収する。もちろん、スラスト荷重の支承を一方向にのみ行うことで十分な場合には、単一のスラスト軸受をハウジング内に組み込むことか可能である。

スラスト軸受の形状の他の例か図２１ないし図３０および図３８ないし図３９に示されている。これらの図に示された軸受と図１５ないし図１８に示された軸受構造との間の相違は、主として、主支持部、二次支持部および三次支持部の構造の相違にある。

かかる他の軸受形状の一つが図２１ないし図２４に示されている。図２１はこの軸受の頂面図であり、図２２はこの軸受の縦断面図であり、図２３はこの軸受の底面図であり、図２４はこの軸受の斜視図である。この図２１ないし図２４に示された軸受は、二つの重要な点を除き、図１５ないし図１８の軸受と近似している。第一に、図２１ないし図２４の軸受は、図】５に示されるような垂直支持ビームの代わりに角度を付けられたあるいは傾斜させられた支持ビーム１３４ａを含んている。第二に、この軸受は、上記傾斜ビーム１３４を貫通する筒状開口を形成するために支持ビーム１３６を貫通して延びる付加的な孔１３４を含んており、この孔は、支持ビームに長円状の開口を形成するようになっている。上記長円状の開口はビームを一対の複雑な帯状体に分割しており、その帯状体の形状は、図２４の斜視図を参照することにより理解される。このような開口１４４を設けて傾斜ビームＩ　３４ａを複雑な帯状体に分割することは、図２１ないし図２４に示される軸受の支承構造に、図１５ないし図１８に示される軸受と比較してその撓み変形性を著しく高めることになる。したがって、図２１ないし図２４の軸受のパッド１３２は、図１５ないし図１８の軸受のパッド１３２よりもより小さな荷重に応答して流体力学的模を形成するように撓み変形する。したかって、図２１ないし図２４に示される軸受は、軽荷重を支承するのによく適合しており、図１５ないし図１８に示される軸受は、より大きな荷重を支持する場合によく適合していることになる。さらに、ビーム１３４ａのような角度をつけられたあるいは傾斜させられた支持ビームを設けることは、複雑な帯状体にこのビームを分割する開口を設けるにせよ設けないにせよ、パッドの垂直方向への撓み変形性を増大させる。なぜなら、垂直方向に付与された荷重は、ビームに対して軸受の中心あるいは内径に向けた撓み変形を引き起こす傾向をもつからであり、これにより、潤滑流体の遠心力に起因する漏損を解消することができる。

図２３Ａは、図２１ないし図２４に示されたタイプの軸受の底面図であり、ここにおいて、ビームあるいは膜状体３３６の撓み変形性を高めるために、上記膜状体あるいは支持ビーム１３６に付加的な孔１４６を形成しである。この図２３８に示されているように、上記孔１３６は、各軸受セグメントに関して非対称に形成されている。このような孔を非対称に設けると、軸受におけるパッドが一方向について他方向よりもより容易に撓み変形することができるようになる。換言すると、軸受パッドはパッド支承構造において非対称の開口を設けることにより、一方向についてバイアスをかけられた恰好となる。もちろん、軸受バッドに対して一方向についてバイアスをかける必要かある場合に、かかる非対称に配置されたＮｏを、本願発明のとの軸受構造に対しても設けることができる。また、このような非対称の開口は、幾つかの選択された軸受バッドのみをバイアスさせるように設けるのか望ましい場合もある。

図２５は、本願発明にしたかうその他の軸受の縦断面を示している。この構造によれば、軸受パット１３２は、水平方向を動くビーム部１３４ｈにそれぞれ支持されたパッド支持基根部１３４ｓ上に支持されている。上記水平方向を向くビーム部１３４ｈはまた、逆方向に角度をつけられたビーム部１３４１上に支持されている。その他の点においては、この構造は、直前に説明した軸受の構造と近似している。この構造によれば、軸受は、一方向については大きな撓み変形性を獲得する、二とができるか、他方向については剛性か維持される。図に示されるように、水平ビーム部とパッドとの間に圧電素子１００を設けることかできる。

上記と近似した構造が図２６に示されている。図２６に示された軸受と図２５に示された軸受との間の相違は、図２６に示された軸受は、逆方向に角度を付けられたビーム部１３４１に代えて垂直ビーム部１３４ｖを用いている点である。

これらの軸受は、その他の全ての点において近似している。図２６の軸受において傾斜状のビームが存在しないことは、この軸受に垂直方向により高い剛性をもつ傾向を与えることになる。

図２６Ａは、図２６に示されるタイプの軸受をシールド軸受ユニットとしたものを示している。この図に示されているように、周状に配置された軸受の脚あるいはビーム部は、静止ハウジング部２に対して固定されている。軸受バッドは、回転ハウジング部３の回転面を支承するために形成されている。この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング部２および回転ハウジング部３を互いにノールするシール部材７とによって取り囲まれている。すでに述べたように、静止ハウジング部２は静止シャフトハウジングに対して固定されてその一部として機能し、回転ハウジング部３は、シャフトに対して固定されてその延長部として機能する。したかって、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は、静止ハウジング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。このようにして、軸受は回転ハウジング部３を介してシャフトのためのスラスト支持を行う。

図２７ないし図２８は、本願発明の軸受構造の他の実施例を示している。

これらの図に示されているように、この軸受は、複数個の軸受バッド３２１−３２６（図２８において仮想線で示す。）を含んでいる。各軸受バッド３２１−３２６は、軸受支持構造のパッド支持面３４２に対して支持されている。この軸受支持構造は、一対の入れ千秋の截頭円錐体からなる主支持部をもっており、この主支持部は、割り状周縁膜状体３６０を含む二次支持部上に支持されている。

そして上記二次支持部は、一対の周縁ビーム３８２を含む三次支持部上に支持されている。上記各周縁ビーム３８０および３８２は、すてに説明した構造におけるそれと近似している。膜状体３６０は、先に説明した構造とそれとは異なっている。なぜなら、この膜状態３６０は、入れ千秋の截頭円錐体を形成する軸受支持構造の底部において形成された溝によって半径方向に分割されているからである。内側の截頭円錐体は外側の截頭円錐体に対して逆向きとなっており、両日錐体の中心線はパッド支持面３４２の上方の点３５０において交差し、逆Ｖ字状の断面を呈する。各截頭円錐体の中心線がパッド面の上方の点３５０において交差するため、主支持構造は、上記パッド面の上方の点を中心として枢動するように軸受バッドを支持する。これにより、適正な撓み変形か確保される。

上記軸受バッドを支持する二つのビーム３４６および３４４は、同じ角度て互いの方向を向いて角度をつけられてもよいし、異なった角度で互いの方向を向いて角度をつけられてもよいし、一方のビームに角度をつけて他方のビームに角度をつけなくてもよいし、双方か同じ方向に角度をつけられてもよい。もちろん、主支持構造におけるビームに与えるべき角度の変更は、軸受の撓み特性に影響する。上記軸受支承構造に関して対称に配置された複数の孔または開口４２０は、上記入れ千秋の截頭円錐体あるいは逆Ｖ字型構造を複数の支持ビーム３４４，３４６に分割し、上記入れ千秋の截頭円錐体の頂点をパッド支持面３４２を規定するように分割している。したがって、たとえば、軸受バッド３２１は、一対の複雑な支持ビーム３４４および３４６によってパッド支持面３４２に支持される。

この場合、上記一対の複雑な支持ビーム３４４および３４６は、互いにテーパを付けられているのであり、かつ、上記入れ千秋の截頭円錐体を貫通して延びる円筒状開口によって規定される複雑な幾何学的形状をもっている。図２７に最もよく表れているように、ビーム３４４および３４６の中心線は、パッド面の上方の点３５０において交差しており、適正な枢動支持を確保している。各ビーム３４４および３４６は、上記截頭円錐体を規定する溝によって分割された周状膜状体３６０上に個別に支持されている。上記膜状体は、周状ビーム３８０，３８２によって支持されている。上述したように、層状ビーム３８０．３８２および周状膜状体３６０は、個別のビーム支持体を規定するために周方向について分割することかてきる。

上記軸受支承構造に対する様々な改良が可能である。たとえば、この支承構造の撓み変形を、ビームの角度を変更することにより、あるいは各脚を規定する孔あるいは開口の位置を変更することにより、あるいはビームあるいは膜状体のいずれかの長さを変更することにより、さらには、ビームまたは膜状体のいずれかの輻または厚みを変更することによって、修正することできる。これらの複数の可能性を図示するために、図２７および図２８には、各軸受バッド３２１ないし３２６に対してそれぞれ異なる支承構造を描いである。これらのさまざまな支承構造が、本願発明を図示する目的のために、一つの軸受において示されているということが理解されるべきである。通常の使用においては、各軸受バッド３２１ないし３２６が必ずしも同一である必要はないにせよ、一定の性能を確保するために近似した支承構造をもつことになる。

軸受バッド３２２のための支承構造は、ビーム３４６を複数のビームあるいは副ビーム３４６ａおよび３４６ｂに分割するように上記ビーム３４６を貫通して延びる孔あるいは開口４２２が設けられている点において軸受バッド３２１の支承構造とは異なっている。もし、開口４２２のように、この開口の直径および位置づけが上記ビームを完全に分離する態様となっている場合、かかるビームは分離されたビームに分けられる。一方、上記開口かビームを部分的に分割するものである場合（たとえば開口４２３）　、このビームは副ビームに分けられる。図２７に示されているように、図２７において半径方向外方のビーム３４６か見えているように、ビーム３４６の側面において楕円状の開口を形成する。このような構造によると、パッド３２２は、角度つけられた三つの帯状体あるいはビーム３４４．３４６ａおよび３４６ｂによって支持されることになる。

軸受パッド３２３は、角度をつけられた四つのビームあるいは帯状体３４４ａ、３４４ｂ、３４６ａおよび３４６ｂによって支持されている。この構造は、ビーム３４４とビーム３４６の双方を貫通して延び、かつ、パッド支持面３４２を二つの部分に分ける孔あるいは開口４２３を設けることによって達成される。ここに説明するすべての改良事項に関して、開口の大きさはビーム３４４および３４６を分離されたビームに分割するべき程度をもとにして選択されるべきことに留意するへきである。ある例においては、より大きな開口を用いてビームを完全に分割することか望ましい。また、軸受パッド３２３のための支承体に関して図示されているようなその他の例においては、ビームの側壁に沿ったある点においてこのビームを不完全に分割するのか望ましい。なお、図面にはビーム３４４および３４６を分割するために、軸受支承構造に一つの開口を設ける場合のみが示されているか、ビーム３４４，３４６を三つあるいはそれ以上の副ビームに分割するように図２８において設けられてた開口４２２ないし４２６のような２またはそれ以上の開口を設けることも可能であることに留意するべきである。通常のように、採用されるべき支持体のタイプの決定は、所望の性能特性に依存する。一般には、ビームを分離されたビームあるいは副ビームに分割することは、支持構造をより変形性をもつものとする。軸受パッド３４２，３２４．３２６のための支承構造のように、支承構造の一方向の撓み変形性を他方向の撓み変形性より大きくすることによって、その軸受パッドを所定方向にバイアスさせることかてきる。

軸受パット３２４のための支承構造は、開口４２４が内側支持ビーム３４６ではなく外側支持ビーム３４４を貫通して延びる開口４２４が設けられている点を除き、軸受バッド３２２のための支承構造と近似している。したがって、軸受パット３２２のように、軸受バッド３２４は、角度をつけられた三つの脚によって支持されている。

軸受パッド２３５のための支承構造は、開口４２５を外側周縁ビーム３８および周縁膜状体３６０を貫通して非対称の位置に設けられている点を除き、軸受バソｉ”３２］のための支承構造と近似している。したかつて、この軸受パット３２５は、所定の方向、すなわち、この開口４２５を設けることによって生しる最も大きな変形容易性か生じる方向にバイアスされている。

軸受バッド３２６のための支承構造は、ビーム３４６を分割する開口４２６か軸受パット３２６をより大きな変形容易性か生じる方向、すなわち、より小さくてより変形容易なビームの方向にバイアスするように非対称的に設けられているりを除き、軸受パッド３２２のための支承構造と近似している。

もちろん、所望の性能特性を達成するために、図２７１図２８に示された支承構造のいずれかを組み合わせて採用することかできる。

図２９および図３０は、本願発明の軸受のさらに他の実施例を示している。これらの図に示されているように、この軸受は、複数の軸受パッド５２１−５２６（これらの位置は図３０に仮想線で示されている）を含んでいる。各軸受パ１．ド５２１−５２６は、軸受パッド支承構造に対して一体的に支持されている。概略的にいうと、この軸受パッド支承構造は、少なくとも、内側周縁支持ビーム５４６および外側周縁支持ビーム５４４を含む主支持構造と、内側周縁膜状体３６２を含む二次支持部と、外側周縁膜状体３６４、内側周縁支持ビーム３８２および外側周縁支持ビーム３８０を含む三次支持部とを備えている。図２９に最もよく表れているように、上記周縁支持ビーム５４４，５４６は、軸受の底部から上記軸受パットに向けて延びる深い周状チャンネルによって部分的に規定されている。

これらの支持ビームはさらに、軸受パッド支承構造に関して対称的に配置された複数の孔または開口によっても規定されており、これらの孔または開口は、上記ビーム５４４，５４６を隣接した他のビームから分離している。したかって、たとえば、軸受パッド５２１は、一対のビーム５４４，５４６によって支持され、これら一対のビーム５４４，５４６は、はぼ円弧状の側壁を有することになる。

先に述べたように、このビーム支承構造はまた、膜状体３６４，３６２および周状ビーム３８０．３８２を備えている。

かかる軸受支承構造に対するさまざまな変更が可能である。複数のこのような変更の可能性を図示するために、図２９および図３０には、各軸受パット５２１− ５２６に対して異なる支承構造を描いである。図２７および図２８の実施例について先に説明したのと同様に、複数の支承構造か本願発明を図示する目的で単一の軸受の図の中に示しである。通常の使用においては、各軸受パッド５２１−５２６は、必ずしも同一である必要はないが、一様な性能を確保するために近似した支承構造をもつことになる。

軸受パッド５２２のための支承構造は、ビーム５４６を複数のビーム５４６ａおよび５４６ｂに分割するようにこの内側周状ビーム５４合を貫通して延びる孔あるいは開口６２２を設けている点において、軸受バッド５２１のための支承構造とは異なっている。このような構造をとる結果、上記パッド５２２は垂直方向に延びる三つのビームあるいは帯状体５４４，５４６ａ、５４６ｂによって支持されることになる。

軸受パット５２３は、垂直方向に延びる四つのビームあるいは帯状体５４４　ａ。

５４４ｂ、５４６ａ、５４６ｂによって支持されている。この構造は、ビーム５４４およびビーム５４６の双方を貫通して延びる孔あるいは開口６２３を設けることによって達成される。このような変更の結果としてのより薄状のビームは、軸受パッド５２２あるいは軸受バッド５２１のための支承構造よりも大きな変形容易性を生み出す。

軸受パッド５２４は、垂直方向に延びる比較的薄状の五つのビームあるいは帯状体によって支持されている。この構造は、内側ビーム５４６を二つのビームに分割する孔あるいは開口６２４と、外側ビーム５４４を三つのビームに分割するだめの二つの孔６２４を設けることによって達成される。

軸受パッド５２５のための支承構造は、外側ビーム５４４を非対称的に二つのビームに分割する付加的な開口６３５を設けである点を除き、軸受バッド５２２のための支承構造と近似している。

軸受バッド５２６のための支承構造は、外側ビーム５４４の方が内側ビーム５４６よりもより大きく分割されている点を除き、軸受バッド５２２のための支承構造と近似している。

当然のことながら、所望の性能特性を達成するために、図２９および図３０に示された支承構造をどのように組み合わせてもよい。

図２９Ａ、図２９Ｂ、図３０Ａおよび図３０Ｂは、各軸受バッド５２１ａを支持するための構造として、図２９および図３０において軸受バッド５２１を支持するために用いられた構造と非常に近似したものであるスラスト軸受の詳細を示している。この軸受構造はしかしながら、周状ビーム５４４ａおよび５４６ａが図２９および図３０に示された軸受の場合よりも厚みが減じられているとともに垂直方向により短い点において異なっている。通常、ビームが短ければこれに比較して長いビームよりもより剛性か高められ、ビームの厚みが小さければこれに比較して厚みの大きいビームよりも剛性か小さくなる。さらに、ビーム５４４ａはビーム５４６ａよりも厚みか小さくなっているのに対し、図２９および図３０に示された軸受においては、ビーム５４４およびビーム５４６は等しい厚みとなっている。このような半径方向の厚みの相違は、各ビーム５４４ａ、５４６ａの周方向の長さを規定する大きな開口６２０が、ビーム５４４ａの周方向の幅がビーム５４６ａのそれよりも著しく広くなるように配置されていることにより、補償されている。結局、上記開口６２０は、図２９および図３０の軸受構造における対応する開口６２０よりも相当に大きいということがいえる。もちろん、開口か大きくなると、この開口によって規定される支承構造の変形容易性が高められる。

図２９Ｃは、図２９Ａおよび図２９Ｂに示されたタイプの軸受をシールド軸受ユニットとしたものを示している。この図に示されているように、上記軸受の脚３８０ａ、３８２ａは静止ハウジング部２に対して固定されている。軸受バッド３２１ａは、回転ハウジング部３０回転面を支承するべく適用されている。この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング部２および回転ハウジング部３を互いにソールするシール部材７とによって取り囲まれている。すでに説明したように、上記静止ハウジング部２は静止シャフトハウジング１０に固定されてその一部として機能し、回転ハウジング部３はシャフト５に固定されてその延長部として機能する。したがって、シャフト５が回転すると、回転ハウジング部３は静止ハウジング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。このようにしてシャフトのスラスト力は、回転ハウジング部を介して軸受によって支持される。

図３５ないし図３７は、本願発明にしたがうスラストおよびラジアル複合型の流体力学的軸受を示している。図３５に示された軸受は、図３４に示された軸受に非常に近似しており、同様の部材に対して同一の参照符号を付しである。また、図３７の断面図に示されるように、図３６および図３７の軸受は、次の点を除いて図４および図１４Ｂに示されたラジアル軸受と幾分近似している。すなわち、この図３６および図３７に示された軸受においては、軸受バッド１０３２およびビームおよび／または膜状体１０３４，１０３６．１０３８を含む軸受バッド支承構造は、比較的大きなスリットおよび溝によって規定されている。しかしなから、このラジアル・スラスト軸受は、軸受パッド面１０３２ｐｓか主軸線１００６に対して傾斜している点において、ラジアル荷重のみを支承する軸受と相違している。このようにパッド面を傾斜させることにより、図３５ないし図３７の軸受は、主軸線１００６に沿う方向に作用する荷重と、この主軸線１００６に対して半径方向に作用する荷重の双方を支持する。この軸受の変形特性を選択的に調整することかできるようするために、図に示されているように、圧電素子１００を設けることができる。

上記のような傾斜したバンド支持面１０３２ｐｓによって支持されることかできるように、シャフトには、上記バット支持面の角度に対応した角度をつけられたランナを取付けなければならない。この軸受によって支承される軸方同筒重分およびラジアル方向荷重分は、上記パッド面１０３２ｐｓの角度に依存する。上記バットか仮に主軸線１００６に対してαの角度で傾斜しているとすると、上記軸受に作用する軸方同筒重分は次式によって決定される。

軸方向荷重分＝全軸方同筒重ｘｓｉｎα同様にして、上記軸受に作用するラジアル方向荷重分は、次式によって決定される。

ラジアル方向荷重分＝全うジアル方同筒重ｘｃｏｓα図３５に示される軸受のための支承構造は、図３４に示される軸受のための支承構造と近似している。

図３６および図３７に示される軸受のための支承構造は、軸受バット１０３２を支持するビーム１０３４をもつ間隔配置された軸受バッド１０３２のための主支持構造と、連続的に形成することかできる一対の周状ビーム１０３８を含む三次支持構造とを備えている。二次支持構造は、ビーム１０３４をビーム１０３８に対して連結するための膜状体１０３６あるいはビームネットワークを含んでいる。図３６に最も明瞭に表れているように、複数の軸受バッド１０３２のそれぞれのための支承構造は、非対称的である。したかって、図３６および図３７に示された軸受は、一方向用軸受である。

９３７Ａは、図３７に示されたタイプの軸受をシールド軸受ユニットとしたものを示している。この図に表れているように、軸受の脚１０３８は、静止ハウジング部に対して固定されている。軸受バット１０３２は、回転ハウジング部３の傾斜した回転面を支承するために適用されている。この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング部および回転ハウジング部３を互いにシールするシール部材７とによって取り囲まれている。上述したように、上記静止ハウジング部２は静止シャフトハウジングに対して固定されてその一部として機能し、回転ハウジング部３はシャフト５に固定されてその延長部として機能する。したかって、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は静止ハウジング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。このようにして、この軸受は、傾斜したハウジング部を介してシャフトを軸方向およびラジアル方向に支持する。

一般的にいって、本明細書に説明したどの軸受構造も、図３６および図３７に示されたタイプのラジアル・スラスト複合型軸受の設計において採用することかできる。もちろん、ラジアルおよびスラスト複合量の軸受特性を達成するために、軸受パッド面は軸受主軸線に対して０°から９０°の範囲で傾斜させられなければならない。さらに、ラジアル方向および軸方向の双方の荷重に適用させる場合には、当然ながら、軸受バッド支承構造の設計に影響を及ぼす。

ラジアル・スラスト複合型軸受の他の形態が図４３および図４３Ａに示されている。これらの図に示されているように、この軸受は、分離状の軸受部品を組み立てることによって形成されている。Ｗｉシていえば、このタイプのラジアル・スラスト複合型軸受は、二つの軸方向の面と、一つの内周面と、ハウジングに組み込むための一つの外周面とをもったキャリアを含んている。少なくとも一つのラジアル軸受ＲＢかシャフトをラジアル方向に支持するために上記キャリアの内周面に対して支持され、連結され、または一体に形成されている。幾つかの周方向に間隔配置された開口か、上記キャリアの二つの軸方向面の少なくとも一方に形成されている。複数の軸受バッドが上記の開口内に配置されている。このようにして、この軸受にスラスト面か設けられる。

図４３および図４３Ａに示された特定の例において、この軸受は、図８に示されかつすてに説明したタイプの二つのラジアル軸受ＲＢを含んでいる。すてに述へたように、このタイプの軸受は双方向支持を提供する。も始ろん、本願発明の一方向用あるいは双方向用のとの流体力学的軸受を使用してもよい。図に示されているように、上記のラジアル軸受は、上記キャリア１１０に支持された別体の要素である。この軸受はまた、上記キャリア１１０に一体形成してもよいし、あるいは固定してもよい。スラストバッド１１２は、図４２に関して後述するタイプのものを用いることかできる。より具体的には、このスラストパッドは、一つのバｙｌ”！１４と、主支持部１１６と、二次支持部１１８と、三次支持部１２０とを含んでいる。上記主支持部１１６は、複数の傾斜した脚、あるいは単一のコーン状（あるいはより正確には截頭円錐状）要素とすることができる。上記二次支持部＋１８および三次支持部１２０は、同様にして、連続状あるいは個々の部材に分割されたものとすることかできる。

本願発明の一つの重要なｆｆ１ｌｌｉは、機械加工可能な軸受形状を開示していることである。換言すると、標準的に入手可能な機械加工技術を用いて厚肉状チューブあるいはこれと類似の円筒状ジャーナル部材を機械加工して製造しつる軸受形状を開示しているのである。このような軸受は、厚肉チューブあるいはこれに類する筒状ジャーナル状の素材から孔、スリットおよび溝を設けることによって形成されるという点に特徴づけられる。このような軸受の利点は、試作品の製造か容易であるとともに、試験後この試作品を修正することか容易であるということである。もちろん、たとえば金型成形や注型性を用いてこの軸受を大量生産する場合には、そのような異なる製造法についての製造上の配置から軸受の形状を変更しなければならないことも生じる。上記のような形状の変更は、軸受性能に影響を及ぼすということを認識することか重要である。

製造において考慮するべきその他の点は、金型成形を容易にするということである。もちろん、本願発明の軸受構造のほとんとは、幾つかの金型成形技術によって成形することか可能である。しかしなから、ある限定された形状のみか単純な二つの金型による成形、すなわちカムを含まない金型によって射出成形することかできる。本願発明の軸受のその他の利点は、簡単な二つの金型を用いて射出成形しつる形状として定義される成形容易な形状に構成することができるということである。このような成形容易な形状とは、一般的には、成形のためにカムか必要とされる「隠れた」空腔が存在しないとことによって特徴づけられる。たとえば、ラジアル軸受についていえば、成形容易な形状には、内周および外周に半径方向に延びる溝を含まず、そして、途切れのない連続した軸方向断面を有するものである。図３２、図３２Ａおよび図３２Ｂに示される軸受は、容易に金型成形しうるラジアルあるいはジャーナル軸受の例である。

同様に、容易に金型成形しうるスラスト軸受とは、たとえば、頂面および底面から全ての面か視認し得るような、一本の継ぎ目線によって型成形しつるような軸受である。

図３８Ａないし図３８Ｃは、容易に金型成形しうるスラスト軸受を示している。

この軸受は、周状に間隔配置された複数の軸受バッド１３２ｍと、上記各軸受バッド１３２ｍを支持する支持構造とをもっている。この支持構造は、周状ビーム１３４ｍｂおよび１３４ｍａを含む主支持部と、半径方向に延びるビーム１３６ｍを含む二次支持部と、茎根状の一対のビーム１３８ｍを含む三次支持部とを含んでいる。なお、図３８Ａないし図３８Ｃにおいては、支承構造の寸法は、その形状を明瞭化するために幾分変更しであることに留意するべきである。たとえば、図３８Ｃに示されるように、周状ビーム１３４ｍａおよび１３４ｍｂは、相当厚みかあるように示しである。このようなビーム構造は、軸受バッド１３２ｍに対する非常に剛性のある支持を与えることになるが、実際上、このような剛性のある支持はおそらく必要がなくまたは望ましくはない。

図示された特定の成形容易なビーム構造は、種々に変更しつる。たとえば、層状に間隔配置されたビームセグメント１３４ｍａあるいは１３４ｍｂのいずれか一方または双方は、周状に連続するビーム要素として形成することもできる。加えて、上記二次支持部には、各軸受パッド１３２ｍ間に半径方向に延びる複数のビームを含ませることもできる。さらに、上記主支持構造は、三つあるいはそれ以上の周状ビームセグメントを含ませて構成し、各ビームセグメントかそれぞれ一対の隣接する軸受パッドを連結するようにすることもでき、また、半径方向の幅か異なる周状ビームセグメントを用いることもできる。さらに、基板状ビーム部１３８ｍは、上記ビーム１３６の周方向に延びる端部に設ける以外に、その半径方向に延びる縁に沿って配！することもできる。結局、本願発明にしたがうとの軸受についても同様に、軸受構造は、パッド支承構造における各要素の長さあるいは厚みを変更することにより、この支承構造の撓み特性を変化させることかできる。

幾つかの可能性のある支承構造の構成を示すために、図３８Ｄは、各軸受バット３２１ｍ−３２６ｍのそれぞれについて、互いに異なる支承構造を描いである。

特に、図３８Ｄは、上記の変更例を示した底面図である。これらの種々の支承構造は、本願発明を図示する目的のために、単一の軸受の図中に示されているに過ぎないことを理解するべきである。通常の使用においては、上記軸受バット３２１ｍ−３２６ｍのそれぞれは、同一である必要はないにせよ、一様な性能を確保するために近似した支承構造をもつことになる。

軸受パット３２２ｍのための支承構造は、軸受バッド３２１ｍの外側の周縁部に対する高い支持剛性を与えるためにこの軸受パッド面の裏側から楕円形状の突起を形成している点において、軸受バッド１３２ｍのための支承構造とは異なっている。かかる構造により、軸受バッド３２１ｍは、その外側周縁部において非常に高（渭り性か得られる。

軸受バッド３２２ｍのための支承構造は、単一の大きな突起の代わりに上記軸受バンドの外側周縁部近傍において二つのより小さな突起１２２ｍか軸受の底部から延びている点を除き、バット３２１のための支承構造と近似している。突起１２０ｍのように、これらの二つの突起１２２ｍは、軸受バッド３２２ｍの外側周縁部に対して剛性を与える。しかしながら、この構造は、上記各突起の間の支持されていない領域において軸受の撓み変形を許容する。

軸受バット３２３ｍは、その主支持部において周方向に連続状に延びるビーム１３４ｍａを含む変更された支承構造によって支持されている。同様に、軸受バッド３２４ｍは、連続的に延びる内側の周状ビーム１３４ｍｂを含んでいる。このような連続状のビームを設けると、軸受支承構造の剛性か高められる。

軸受バッド３２５のための支承構造は、内側ビーム１３４ｍｂに大きな開口１４２ｍを設けるとともに、外側ビーム１３４ｍａにより小さな開口１４４を設けることによって変更されている。このような二つの開口を設けると、ビームの変形容易性か高まる。もちろん、大きな開口を設ける方か小さな開口１４４を設けるよりもビームの変形容易性かより高まる。軸受バッド３２５ｍを所定の方向にバイアスさせるために、異なる寸法あるいは異なる数の開口を含ませることにより、この支承構造をさらに変更することかできる。

軸受バンド３２６ｍは、主支持部に一対のビームに代えて膜状体１３４ｍを含むことによって変更された構造によって支持されている。図示した例においては、上記膜状体の一つに軸受バッド３２６ｍを所定の方向にバイアスするための開口１４６か設けられている。もちろん、このような開口１４６ｍを設けることは必ずしも必要ないが、所望であればいくつかの開口を設けてもよい。これらの図から明らかなように、型成形しつる軸受には、複雑な金型および／または変位しうるカムを含む金型の使用を必要とする隠れた空腔は含まれていない。特に、この軸受構造のそれぞれの表面は、図３８Ａの頂面図あるいは図３８Ｂの底面図において直接的に視認できるから、この軸受は、二つの金型を用いて簡単に型成形することかできる。より詳述すれば、第一の金型には、図３８Ａの頂面図のみにおいて直接的に視認できる各表面か規定される。そして、第二の金型には、図３８Ｂの底面図においてのみ視認できる各表面が規定される。図３８Ａおよび図３８Ｂの双方において視認できる縁をもつ面は、いずれか一方または双方の金型によって成形することかできる。図示した軸受において、その型成形の容易性は、二次支持部および三次支持部が各軸受バッドの間の空間に周状に配置されているゆえに達成されるのである。図３８Ｄにおいて一括して示されたさまざまな変形例は、軸受の型成形容易性を減じることはない。

図３８Ｅは、図３８Ａないし図３８Ｄに示されたタイプの軸受をシールド軸受ユニットとしたものを示している。この図に示されているように、軸受は静止ハウシング部２に対して固定されている。軸受バッド２３２ｍは、回転）＼ウノング部３の回転面を支承するために適用されている。この軸受は、流体力学的流体４と、静止ハウジング部２および回転ハウジング部３を互いにソールするノール部材７とによって取り囲まれている。すてに説明しているように、上記静止／Ｓ” Ｊジング部は静止シャフトハウジングに対して固定されてその一部として機能し、回転ハウジング部３は、シャフト５に対して固定されてその延長部として機能する。

したかって、シャフト５か回転すると、回転ハウジング部３は静止ノ＼ウノング部２およびこれに連結された軸受に対して相対回転する。これ（：より、シャフトに作用するスラスト荷重か回転ハウジング部３を介してこの軸受によって支持される。

図３８Ａないし図３８Ｄに示される型成形可能なスラスト軸受のさらに複雑な変更例か可能である。特に、型成形を容易化するために適用しうる軸受構造の先に説明したいずれの変更例を採用することもてきる。たとえば、主支持ビームは途切れのない連続的なものであってもよい。このように、型成形の容易な軸受を提供することには、必ずしも軸受構造を簡単化することがめられるのではない。

より複雑な軸受構造の一例か図３９Ａない図３９Ｃに示されている。

図３９Ａないし図３９Ｃに示されているように、この軸受は、軸受パッド支承構造によって支持された複数の周方向に間隔配置された軸受バッド２３２ｍを含んでいる。この支承構造における二次支持部および三次支持部は、図３８の軸受支承構造における対応部分と近似している。しかしながら、図３９の軸受は、その主支持部に複数の複雑なビーム２３４を含んでいる点において図３８の軸受とは異なっている。より詳述すれば、各軸受バッドは半径方向外側の連続状の複雑な周方向ビーム２３４ｍａによって支持されている。このパッドはさらに、周方向に間隔配置された複数の複雑なビーム２３４ｍｂによっても支持されている。

かかる連続状ビーム２３４ｍａおよびビームセグメント２３４ｍｂの複雑な形状は、図３９Ｃを参照することによってよく理解される。ただしこの図３９Ｃは、上記複雑なビーム２３４の外形を幾分模式的に示している。作動において、上記ビーム２３４ｍａおよび２３４ｍｂはビームネットワークとして機能する。このように、軸受の単純な二つの金型による成形性、すなわちより容易な金型成形性を維持しつつ様々な複雑なスラスト軸受構造を提供し得ることかわかる。もちろん、各構造は、特異な撓み変形特性をもつのであり、このことは最適な流体楔の形成のために軸受設計において考慮されねばならない。

ある種のガスあるいは空気潤滑式撓みパッド型軸受においては、荷重または速度か空気フィルムの能力を超える場合がある。このような場合においては、液体溜めあるいあ液体浴を設けることなしに、楔空間内に液体潤滑剤を導入する必要かある。図４０、図４０Ａ、図４１、図４１Ａは、上記の目的を達成するための軸受構造を示している。特に、これらの図は、本願発明のもう一つの重要な側面にしたかった新規な自己潤滑式撓みパッド型軸受を示している。この軸受は、基本的には本明細嘗て説明したタイプの撓みバ・ソド型軸受であり、その開口部内（こ潤滑性プラスチックを含ませることによって改良されている。

上記の軸受に採用されるプラスチックは、潤滑液中に浸漬されるとその潤滑液を吸収することがてきる従来の成形可能な多孔質プラスチ・ツクである。このようなプラスチックの一つは、商標ｒＰＯＲＥＸ　Ｊのもとで販売されている。一般的（こ１′１、この多孔質プラスチックは、プラスチック材料中に孔を形成するべく空気を噴射することにより、種々のプラスチックから作製することができる。特に、−の潤滑液は、毛管現象に似た態様で上記多孔質プラスチック内に吸収され、そしてこのプラスチックによって内部に保持される。

潤滑式撓みバット型軸受は、上述したタイプの従前のジャーナル、スラスト、あるいはラジアル・スラスト複合型撓みパッド軸受を採用し、かつ、従前の多孔質プラスチックを撓み変形部材間の空間内あるいはその周囲に注型し、あるし）（よ注入することによって構成される。このような構造の結果として、作動中、シャフトの運動および撓み変形部材の収縮が、上記潤滑液を多孔質プラスチ・ツクから引き出して流体楔の先行縁に向かわせる。このような潤滑液で満たされた梗の形成は、軸受の荷重限界および速度限界を著しく高める。上記潤滑液がツク・ソド面を通過した後、この潤滑液は上記楔空間の後続縁を離れた後、多孔質プラスチ・ツクに再吸着される。

本願発明の一つの重要な側面は、桿準的な軸受材料に多孔質プラスチ・ツクを組み合わせて複合構造を造るということである。このように複合させることにより、両材料に特有の特性の利点をとることができる。より具体的には、従前の多孔質プラスチックのみでは撓みパッド型軸受材料としては不十分である。なぜなら、上記プラスチック中の孔は、非常に薄い流体フィルムを形成するのに育害な空間だからである。一方、孔をもたない従前のプラスチックあるいは金属軸受材料は、潤滑剤を相当程度にまで吸着する能力かない。しかしながら、両方の材料を上述した方法によって使用することにより、効果的な自己潤滑式流体軸受か得られる。

さらに、標準的な軸受材料と潤滑剤吸着型多孔質プラスチックとを組み合わせて用いることにより、相乗的な結果か得られる。たとえば、軸受面の撓み変形か液体潤滑剤を強制的に流体楔の先行縁に送るのを助ける。さらに、軸受面の変形か溝を形成して潤滑剤を保持するのを助ける。

図４０および図４１は９本願発明の自己潤滑式撓みパッド型軸受の二つの例を示している。特に、これらの図は、すてに説明した軸受と近似した軸受を示しており、撓み変形部材の間の空間に装填された液体吸着型多孔質プラスチックを含ませることにより改良されている。ある程度まで、上記軸受は、骨格部として機能するとともに、多孔質プラスチック部は潤滑剤を保持しかつ送り出すスポンジとして機能する。

図４０および図４０Ａは、図３２および図３２Ａに示した軸受と本質的に同一の軸受構造を基本とした自己潤滑式軸受を示している。しかしながら、図４０の軸受構造は、各軸受の間の空間と、各軸受パッド７３２の間の空間に連続する支承構造内の開口とに多孔質プラスチックを充填することによって変更されている。

しかしながら、多孔質プラスチックと軸受パッド面との間に関連性がなければ、このような多孔質プラスチック領域を設けることになんらの利点もない。

同様に、図４１および図４１Ａは、図３６および図３７に示されたラジアル・スラスト複合車軸受の構造と本質的に同一な構造をもつ軸受を示している。しかしながら、ここにおいても、多孔質プラスチックがパッド支承構造内において各パッド間の端部間の空間に注入されている。そして、図に示すようにして多孔質プラスチックを注入する結果、軸受において、途切れのない連続する外径をもつようになる。しかしなから、図４０の軸受のように、内径に沿う方向についての材質特性は、大きく異なっている。

より具体的に述べれば、図４０の軸受のように、図４１の軸受の内径には、流体楔を形成するべき軸受パッド面と、周方向に間隔配置された潤滑剤送出、吸着および保持部とを備えている。作動において、シャフトか運動しかつ撓み部材か圧縮変形することにより、潤滑液を多孔質プラスチックから引き出してこれを次第に幅か縮小する楔における先行縁に導入する。このような潤滑剤で満たされた楔の形成は、軸受の荷重限界および速度限界を著しく高める。

上記の自己潤滑式撓みパッド型軸受の製造には、三つの一般工程を必要とする。

第一に、基本軸受あるいは骨格部か標準的な軸受材料によって形成される。第二に、多孔質プラスチックか軸受構造における所望の空間に注入される。製造の都合上、上記のプラスチックは、＃Ｊ滑剤を含ませないで軸受に注入される。最後に、所望の空間内に注入された多孔質プラスチックをもつ軸受か、流体潤滑剤に浸漬される。上記プラスチックに液体潤滑剤を適正に含浸させるために、潤滑剤をその一側部から毛管現象を利用して浸透させる必要がある。潤滑剤にとぶ漬けすると、内部に潤滑剤か浸透しない部分が生じる。このことは、−側方から空気抜きを行わないことによって生じる。図４０においては、基本的な軸受構造は、図３６に示された構造と同様のラジアル・スラスト複合構造のものである。しかしながら、多孔質プラスチックが支承構造内部の空間を満たしている。このように多孔質プラスチックを設けると、途切れのない内周面をもつ複合軸受か得られる。

しかしながら、上記内周面に沿う方向の撓み特性は大きく異なる。より具体的には、金属あるいは孔のないプラスチックのような標準的な軸受材料で形成された撓みパッドは、撓み変形および流体楔の形成用の部分である。一方、多孔質プラスチックでできた部分は、軸受パッドの先行縁において潤滑剤を送出し、かつ、軸受パッドの後続縁において潤滑剤を再吸着するように圧縮変形する部分である。

図に示した各実施例に関してすでに説明したように、本願発明の軸受は、１・２から１．５の横比を生じさせるように形成することができ、形状を変更することができる変形可能な軸受面をもっており、軸受パッドの６自由度の動きを許容し、かつ、ダッンユボノト型の防振機能をも備える。そしてかかる軸受は、典型的には、一体構造をもっている。

軸受パッドか撓み変形することによって横空間か形成されることにより、かつ、上記パッドが６自由度で動くことができることにより、本願発明の軸受は、例外的な性能特性を示す。具体的には、一体構造の軸受において規定される要素の数、寸法、形状、位置および材料特性を含む軸受寸法および撓み変数は、広い範囲の荷重を支持するための特定の応用において選定することかできる。もちろん、支持部材の変数および形状は特に重要である。支持部材の形状が支承構造の撓み特性に与える影響か大きいことは、一つの例において慣性モーメントのための変数式ｂｈ’／＋２（英国単位）（矩形断面のための断面弾性率の主成分　Ｚ＝Ｉ／ｃ＝ｂｈ２／６）を用いればよく理解できよう。さらには、パッドか６自由度に動きうろことは、シャフトの心振れを補償しかつ修正することがてきるようになる。この点において、本願発明の軸受は、軸受がその剛性ゆえに撓み変形前の状態に戻ろうとする傾向をもつことによって得られる、自己修正特性をもっていることに注目するへきである。もちろん、軸受の剛性は、支承構造の形状の関数であるか、それより影響は少ないにせよ、一体要素に形成される溝および切り込みあるいはスリットに規定される各要素の数、大きさ、位置および材料特性を含むその他の撓み変数の影響をうける。より剛性の高い軸受は、より大きな自己修正傾向をもつか、シャフトの心振れ調整機能は減じられる。

本願発明の特徴を組み入れた軸受は、本願の発明者によって先行米国特許第４゜４９６．２５１号明細書中に開示された構造との比較においてさえ、劇的に改良された性能を示すということか試験によって判明した。最近行われた試験において、０．０９１インチ（２，３１ｍｍ）の半径方向エンベロープを有するラジアル軸受について本願発明が適用された。この場合、軸受の内方撓みがｏ、ｏｏ。

３インチ（０，００７６ｍｍ）であり、格別の安定性と軸受性能を発揮した。比較のために本願発明者の先行米国特許第４，４９６，２５１号明細書に示された構造を用いて置き換えると、０３０インチ（７，６ｍｍ）の半径方向のスペースか必要であろう。

従前の流体ジャーナル軸受においては、軸受パッド面とこれに支持されるべきシャフトとの間に流体フィルム状隙間を設ける必要がある。このことは、きわめて厳しい製造公差が要求され、大量生産の障害になる。

本願発明の軸受では、そのような厳密な製造公差の必要性を排除するように設計することができる。より詳しくは、適当な孔、溝あるいは切り込みまたはスリットを設けることにより、実際上いかなる所望の性能特性をもつ軸受を設計することも可能である。このような特性の一つは、荷重の方向、すなわち、ジャーナル軸受に関してはラジアル方向、スラスト軸受に関しては軸方向についての軸受パットの剛性あるいははね特性である。軸受の技術分野においては、シャフトと軸受との間の流体フィルムは計算可能なラジアル方向または軸方向の流体フィルム剛性あるいははね特性をもっていることから、ばねとしてモデル化できるということか知られている。このことは、圧縮性流体と非圧縮性流体の双方に当てはまるのであるか、特にガス流体潤滑剤において有効である。流体フィルム剛性と軸受剛性とは互いに反対方向に作用するので、流体フィルム剛性あるいはばね特性か軸受剛性あるいははね剛性を上回っていると、軸受は、流体フィルム剛性の方向に（すなわち、ジャーナル軸受についてはラジアル方向、スラスト軸受については軸方向）、流体の剛性と軸受剛性とか平衡するまで撓む。したがって、ジャーナル軸受をそのラジアル方向の剛性が流体フィルムのラジアル方向の剛性よりも小さくなるように設計すると、シャフトと軸受との間に正確な隙間を設ける必要がなくなるということか判明した。その理由は、流体フィルムのラジアル方向の剛性は、シャフトの回転に応じて自動的かつ瞬間的にジャーナル軸受の適正なラジアル方向への撓みを発生させるからである。実際上、瞬間的に流体楔か形成されることから、実質的に瞬間的に防護流体フィルムが形成され、これにより、軸受の模形成表面への損傷か防止される。かかる損傷は、典型的には、流体フィルムの形成中、低速度において発生する。

軸受のラジアル方向の剛性は、もちろん、主として支承構造の断面弾性率すなわち曲げ弾性率の関数であり、このような弾性率は支承構造の形状に依存する。

パッドのラジアル方向の剛性はまた、軸受に形成されたスリットあるいは切り込みの長さに依存する。同様のことかスラスト軸受にも当てはまるが、通常、軸受の軸方向剛性がより重要である。したがって、本願発明によれば、流体軸受において典型的に要求される厳しい製造公差なしに高い性能を達成することが可能である。

たとえば、本願発明の軸受は、シャフトに嵌め込まれたとき軸に干渉するように設計することもできる。そうすると、軸受がシャフトに押し付けられて静的な組み立て状態においてさえ隙間がしだいに変化する楔形状を形成するように、パッドかわずかに撓み変形する。軸受パッドとシャフトとの間の接触は後続縁において起こる。シャフトか回転を始める瞬間において、流体フィルムか上記の楔空間に入り込み、流体圧を発生させて上記シャフトとパッドとを分離させる。このように、本願発明の別の重要な側面によれば、本願発明の軸受は、シャフトか静止状態にあるとき支持されるべきシャフトの部分に対して軸受の後続縁か接触するように設計しかつ寸法づけを行うことができる。

本願発明のスラスト軸受についても、静止状態において負荷をうける楔を形成するように設計することができる。この静止状態で負荷された楔を形成するためには、軸受パッドかその半径方向内側周縁部から半径方向外側周縁部にかけてシャフトに向かって傾斜するように軸受用支承構造が設計される。さらに、この支承構造は、半径方向に延びる先行縁から後続縁にかけてシャフトに向かってパッドか傾斜するように設計される。これにより、最適な楔に近い静止状態で負荷される楔か形成される。さらに、上記のパッドは、外側の周縁部において所望の流体保持特性が得られるようにシャフトに向かって傾斜させられる。また、軸受支承構造の剛性も、シャフトの回転によってパッドとシャフトとの間の適正な空間か形成されるように設計することかできる。

その他の方法として、この軸受は、シャフトの静止時において軸受パット全体かこの支持されるべきシャフト部分に接触するように設計することかできる。本願発明のこの側面は、機械加工の公差を大幅に広げることができるので、軸受を大量生産する場合において、ガス状潤滑流体を用いた軸受を生産する場合に特に作用である。一つの例において、流体楔の形成に対して著しい影響を与えるべく０００３インチもの大きな公差をもって設計することかできるのであり、これに反して、従前のガス軸受の製造においては、０．０００００ｘインチもの厳しい公差か要求され、かかる厳しい公差はエツチングによるマイクロインチレベルの精巧かつ高コストな機械加工法を使用しなければ達成することができない。

本願発明のその他の側面によれば、すでに説明した流体軸受に共通する教示に沿って、流体力学的ラジアル軸受を、回転シャフトに取付けてこのシャフトとともにハウジング内の静的支持面に対して相対的に動くように適用するべく構成することもてきる。回転シャフトに取付けるべく適用される軸受の大略形状は上述した各軸受と同様であるか、半径方向に反転した構造となる。支持の方向か半径方向に反転するために、構造において差か生じるのはもちろんである。たとえば、ノヤフｌ〜とともに回転する軸受のランナパッド部は、半径方向内方の支承構造に支持される。この支承構造は、ハウジングの滑らかな部分に対して流体力学的体を確立するように半径方向内側および外側に撓み変形させるための軸受パッドを支持している。この軸受がシャフトとともに回転すると、遠心力が軸受パットに対してこの軸受パットをハウジングの滑らかな面に向けて外方に向けて押し付けるように作用する。

かかる軸受構造の一つの例か図４４に示されている。この軸受は、図４ないし図６の軸受を半径方向に反転させた構成をもっている。この軸受１３０は、実質的に円筒状の外径をもっているか、複数個の周方向に延びる軸受パッド１３１に分割されている。図に示されている軸受パッドは、次の二つの理由によって相対的に厚いものとなっている。第一に、上記の厚みは軸受パッド１３１の変形を抑制する。第二に、厚みを高めることか軸受パッド１３１の質量を高め、その結果、シャフトが回転するとき、軸受パッド１３１を外方に向かわせようとする遠心力か増大する。このようなパッド１３１が外方に向けて撓もうとする傾向のために、ハウジング２に対して隙間をもつように寸法づけることかできる。もちろん、所望であれば、上記のパッド１３１は、パッドの変形を許容しまたは／および遠心力１こよる作用を制限するように、より薄く形成することもできる。

上述の事項は、シャフトに対して取付けるべく設計される本願発明のとの軸受にも関係する。種々のこのタイプの軸受における相違は、軸受パッドを支持するのに用いられる支承構造において存在する。一般的にいえば、すでに説明したラジアル軸受の支承構造のとれもが軸受パッド１３１のための支承構造として用いることができる。しかしながら、支承構造の方向が半径方向に反転しているために生しる相違か存在する。図４４に示される軸受構造においては、パッド１３１は、複数の第一の基板法あるいは半径方向のビーム＋３２ａ、周状ビーム１３２ｂ、および第二の基板法あるいは半径方向ビーム１３２Ｃを含む主支持部１３２によって支持されている。この主支持部１３２および軸受パッド１３１は、二次支持部として機能する連続的な膜状体１３３に支持されている。図に表れているように、この膜状体１３３は半径方向について非常に薄く（シたかって、この方向に変形容易である）、かつ、三次支持部として機能する支持ビームあるいは脚＋３４の間を延びている。図４ないし図６の軸受と同様に、上記膜状体１３３は、この膜状体を貫通する半径方向の切り込みを設けることによって、複数の軸方向に延びるビームに分割することもてきる。図４３Ａおよび図４３Ｂに示される実施例においては、支持ビームあるいは脚３４は、連続する筒状の部材てあり、比較的剛性をもっていて、そのため薄状の膜状体１３３はトランポリンのような形態で支持される。すてに説明したその他の軸受と同様に、この支持脚は異なる構造をもつことかできる。

図４３に示される軸受の構造は、一方向の支持のために設計されている。具体的には、図４４に描かれた支承構造の配置は、軸受か所定の方向に回転させられたときにのみ適正な撓みかおこるようにパッドを支持している。このような回転において、先行縁（支持構造から最も遠い縁）かハウジングから離れて内向きに撓み、後続縁が軸受パッドとハウジングとの間に流体力学的体を形成するようにハウジングに向けて外側に撓む。

シャフトとともに回転するように取付けられるその他の軸受が図４５に示されてし）る。この軸受は、図３２に示された軸受を半径方向に反転させた形態をもっている。この軸受は、図４に示された構造と近似している。しかしながら、これらの二つの構造の間には、主としてパッド支承構造において相違かある。たとえば、図４５の構造は、図４４の軸受の連続する周状脚に代えて、軸方向に延びるビームあるいは脚部１３４を含んでいる。また、主支持部は、角度をつけられたビーム＋３２ｄ、１３２ｅの対称的な配置を含んている。この軸受における上記のような対称的な構造により、この図４５に示された軸受は、双方向用の軸受である。この軸受はまた、　「隠れたＪｒＭ口をもっていないことから、容易に梨成形し得る。

この軸受がハウジングに対して相対回転すると、支承構造か撓んでパットと１１ウノングとの間に流体力学的模か形成される。

同様にして、すでに図示した一般的な軸受構造のとれもが、固定壁に対して回転するシャフトに取付ける軸受としての使用のために適用しつる。一般的には、上に説明したようにして構造を反転することのみが必要となる。

一般的にいって、上述した軸受のとれもか、あるいはかかる軸受のとの組合せもか本明細書て開示したタイプのシールドハウジング内に組み込まれることできる。この場合、シールド軸受ユニットの設計においては、各軸受は、ハウジングの静止部に固定されるベース部をもっており、パッドは、シャフトに対して回転可能に取付けられる面を支持するように配置される。たとえば、米国特許第４゜６７６．６６８号明細書に開示された軸受パッドか、シールド軸受ユニット内に組み込んで用いるものとしてよく適合すると思われる。

図４２は、静止ハウジング２か個々のパッド４２０のためのキャリアとして機能する構造を示してし・る。パット４２０の面は、回転ハウジング部３の平面部を支承するために適用されている。ここにおいても、回転ハウジング部３はシャフト５ととも静止ハウジング部２に対して相対回転する。このようにして、パット４２０は、シャフトに作用するスラスト荷重を回転ハウジング部を介して支承する。

少量生産の場合、本明細書に開示された軸受は、放電加工法あるいレーザ切削法によって形成するのか好ましい。図面に示される二重線は、典型的には直径０００２ないし００６０インチ（０，５０ないし１．５２ｍｍ）の放電ワイヤあるいはレーザビームの実際の経路である。放電加工あるいはレーザ切削された経路内に流入する潤滑剤は、共振周波数での振動あるいは不安定性を減衰する流体ダンパとして機能する。途切れのない円筒状の膜状体か形成される上述の状況においては、この防振作用は、高い防振特性をもつタラシュポットの形態をとる。

この設計において配慮するべき重要な点は、主要構造の長さと向きとを図３に示される内方への撓みを発生させるように定める、二とである。また、図９に示されるような荷重の方向へのパッドそれ自体の撓みが生じれば、軸受性能をさらに向上させる偏心度の変化をもたらす。フエアーズ著「機械要素の設計」においては、軸受中心とシャフト中心との隔たりを軸受の偏心度と呼んでいる。この用語は、軸受設計における技術者にはよく知られている。軸受を特定の用途に適用させるために軸受形状あるいは軸受構造およびとりわけビームの剛性を調整しあるいは修正するという新規なアプローチによれば、最適な性能が容易に得られる。

最近のコンピュータ解析は、いかなる剛性あるいは撓みをも達成できることを立証している。

上述したように、本願発明の軸受を少量生産しあるいはその試作品を製造する場合、軸受は、好ましくは放電加工法あるいはレーザ切削法によって形成される。

このような少量の軸受あるいは試作品は、通常金属から作られる。しかしながら、特定の軸受を大量生産するような場合には、射出成形、鋳造、粉末金属のダイカストまたは押し出し成形等の他の方法がより経済的である。このような製造方法に関しては、プラスチック、セラミック、粉末金属または複合物を用いることか本願発明の軸受の形成にはより経済的である。射出成形、鋳造、焼結をともなう粉末金属のダイカストおよび押し出し成形等の方法は、周知であり、本明細書においてその詳細を説明する必要はない。また、いったん軸受の試作品を製造したならば、その軸受の大量生産のための金型を作る方法は、成形および鋳造の技術分野の当業者に周知である。ただし、本願発明の軸受において押し出し成形によって大量生産するのに適合するのは、ある種の形態のものに限られることに留意するべきである。一般的に、押し出し成形に適合するのは、周方向に配置された溝と、軸受全体にわたって軸線方向に切り込まれた半径方向の切り込みあるいはスリットおよび周方向に配置された切り込みまたはスリットだけによって構成された軸受である。換言すると、このような軸受は、一定のあるいは押し出し成形可能な断面を有する軸受である。

本願発明のさらに別の側面によれば、たとえば５０００個未満の中程度の量の軸受を生産する場合には、新規なインベストメント鋳造法か特に存用であることかわかった。この製造方法によれば、最初の工程は、軸受の試作を製造することである。すてに述へたように、また以下に詳述するように、この試作は、さまざまな方法によって製造できるか、好ましくは、肉厚の大きいパイプ材あるいはそれに類した円筒形のジャーナル素材を機械加工することによって製造される。大型の軸受の場合には、通常、円筒形のジャーナル素材を旋盤を用いて機械加工することによって軸受面と周状溝とを形成し、フライス盤を用いて軸方向および半径方向の孔を形成する。小型の円筒状ジャーナル素材を機械加工する場合、つオーク・ジェット切削法、レーザ切削法および放電加工法が一般的にはより適合する。しかしながら、いずれの場合においても、ジャーナル素材は、比較的大きい溝を形成するべく回転させてフライス削りする。

試作軸受か形成された後に、その軸受が予定された通りに機能することを確認するために試作のテストをするのか望ましい。このようなテストの結果として、所望の結果を達成するためにこの試作品を修正しあるいは改良する必要がでてくることかある。

いったん満足のいく試作品か得られると、その試作品のゴム型を形成する。典型的には、この工程は、溶融ゴム中にその試作品を浸漬するとともに、試作のゴム型を形成するようにそれを硬化させる工程か含まれる。試作品を包み込んだゴムは次に分割され、そして、開放状のゴム型を作るために試作品か取り除かれる。

いったんゴム型か得られると、このゴム型は蝋型を作るために用いられる。この工程は、典型的には、溶融蝋をゴム型内に注入し、軸受の蝋型を形成するためにこの蝋を硬化させることを含む。

上記蝋型か得られた後、この蝋型は、石膏型を形成するために用いられる。この工程は、典型的には、蝋型を石膏で包み込み、石膏型を形成するようにこの石膏を蝋型の周囲で硬化させることを含む。

この石膏型は次に、軸受を形成するために使用することかできる。より具体的には、青銅等の溶融軸受材料を石膏壓内に注入し、蝋型を溶かして蝋を石膏型から取り除く。このようにして上記石膏室は、溶融軸受材料によって満たされ、そして溶かされた蝋は石膏型から除かれる。

溶融軸受材料を硬化させた後、その軸受材料の周囲から石膏型を除去すれば軸受か得られる。この製造法は蝋型を犠牲にすることを含んでいるので、インベストメント鋳造法または犠牲鋳造法と称されている。

上述したインベストメント鋳造法あるいは犠牲鋳造法は、蝋型の犠牲をともない、ゴム型と石膏型の二つの型を作製せねばならず、実に労働集約型の方法であるか、特定の軸受、たとえば５０００個未満の中程度の量の生産をする場合にはコスト的に効果かあることか判明している。比較的少量の製造を行う場合に経済性かあることは、この方法に使用される鋳型は、射出成形法や粉末金属ダイカスト法の場合に必要とされる複雑な金型に比較してその製作費用がかなり安いという事実による。

すてに述へたように、本願発明にしたかった軸受の製造の最初の工程は、インへストメント鋳造法においては、あるいは他のどの方法においても、試作軸受を作製することである。本願発明のその他の側面にしたかえば、本願発明の比較的複雑なジャーナル軸受およびスラスト軸受を簡単な製造技術によって形成することもてきる。同様の製造技術がスラスト軸受とジャーナル軸受の双方について使用できる。

以上のことを念頭におくことにより、機械加工および放電加工を用いて単一のジャーナル軸受を製造する方法を説明することで十分であると思われる。また、そのような製造方法の説明から、本願発明の比較的複雑な軸受形状を容易に形成することかできると思われる。

各々の軸受は、最初は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるような円筒状の孔を有する円筒形のブランクの形態をもっている。このブランクは次に機械加工されて図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるような半径方向の潤滑流体溝か形成される。ある種の応用においては、このブランクをさらに機械加工して、図１３および図１３Ｂに示されるような軸受の半径方向の面に、好ましくは対照的に配置された互いに対向する溝を設けることが好ましい場合がある。このような互いに対向する溝を設けることにより、容易にねじり撓みをしつる軸受が得られる。図１３Ａおよび図１３Ｂに示される溝は円筒形をしているが、これは図１４Ａおよび図１４Ｂに示されるようなテーパ状の溝とすることもできる。以下の説明から明らかになるように、このテーパ状の溝によって、支持ビームの傾斜された配列によって撓み性能か向上させられた軸受を形成することができる。これに関連して、図１４Ａに示されたような支持ビームは、軸の中心線に近い点に収斂する線に沿ってテーパ状とさせるのか好ましいということに留意するべきである。これにより、軸受バットがシャフトの心振れを補償することができるような態様に軸受全体の作用中心を設定することによって、撓みがシャフトの中心の周りに生じることを保証する。基本的に、支持ビームにテーバを施すと、その軸受は、シャフトが心振れを修正するためにどの方向にでも枢動することかできる単一の枢動点に支持力を集中させることによって、球状軸受に近似した態様で作動することかできる。図１４Ａの矢印は、撓みの作用線を示している。

図１２および図１４に示されるタイプの断面をもつ軸受は、流体力学的流体を保持するという克について特に効果的である。なぜなら、軸受バッドかその両端に近いところで支持され、軸受パッドの両端間の中央部分が直接支持されないからである。この構造により、軸受パッドは、荷重を受けて撓み変形するように支持され、流体を保持する凹状のポケットを形成する、すなわち、パッドかその中央部分か半径方向外方に撓み変形する。このことは、流体の漏損を著しく減少させる。もちろん、このようなポケットを形成する程度は、軸受バッドおよびその支承構造の相対寸法によって変化する。より大きな流体保持ポケットは、軸受バット面をより薄状とするとともに、上記パッド面を軸受パッドの軸方向端部において支持することによって得られる。

円筒状ブランクか図１２Ａおよび図１２Ｂ、図１３Ａおよび図１３８１あるいは図１４Ａおよび図１４Ｂに示されるように適正に機械加工されると、このブランクには、その半径方向の面に沿って、軸受バッド、ビーム支持体およびハウジングを規定するために半径方向および／または周方向に延びるスリットあるいは溝か形成される。図１４０および図１４Ｄは、図］、４Ａおよび図１４Ｂの加工されたブランクに対して上記のような溝が形成された状態を示している。軸受を少量生産する場合あるいは鋳型を作るために用いる軸受試作品を製造する場合には、この切り込みあるいはスリットは、好ましくは、放電加工法あるいはレーザ切削法によって形成される。図１２Ａおよび図１２Ｂ、図１３Ａおよび図１３Ｂ、図１４Ａおよび図１４Ｂに示された外形あるいはこれに類する形状を得るために行う円筒状ブランクに対する機械加工は、旋盤あるいはこれに類するもののような伝統的な工作機械によって行うことができる。

上述の説明は、特にジャーナル軸受を指向するものであるが、原理的にはスラスト軸受にもよくあてはまる。たとえば、図１５ないし図１８に示されるスラスト軸受は、肉厚の大きいパイプ材に機械加工によって半径方向内方および外方の溝、互いに向き合う溝、軸方向の化生径方向の切り込み、および面取りを行って軸受パッドとその支承構造を規定することができる。

本願発明の軸受の性能特性は、機械加工されたブランクに形成される孔および切り込みあるいはスリットによって規定される軸受パッドとビーム支持体との相対形状、大きさ、位置および材料特性の結果として現れる。これらのパラメータは、軸受を作るためにスリットを形成するための機械加工されたブランクの形状、ならびに、軸受に形成された半径方向および周方向の切り込みあるいはスリットの形状寸法および配置によって、主として決定される。

すてに述へたように、本願発明の軸受の構造は、その機械加工法を参照することによって最もよく理解されるか、本願発明の軸受は、中程度または比較的多量に製造する場合は、インベストメント鋳造法によって製造するのが好ましく、それ以上の大量生産も、射出成形、鋳造、粉末金属のダイカスト法、および押し出し成形等によって経済的に実施することができる。

一本のバイブ状の円筒形ブランクから多数の軸受を押し出し成形する場合には、押し出し成形の前に図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるような半径方向の潤滑流体溝をバイブ状の円筒形ブランクの長さに沿って形成しておくことかできる。ただし、この軸受に互いに向き合う溝を形成したい場合には、そのような溝は、押し出し成形され、機械加工されたブランクから個々の軸受をスライス状に取り出したのち、個々に形成する。このような理由により、押し出し成形法は、ねじり変形性を高めるために互いに向き合う溝が必要とされる軸受を製造する方法としては好ましいものとはいえない。

ＦＩＧ、ＩＥＦＩＧ、６ｒＦＩＧ、ｆ２ＡＦＩＧ−１４ＡＦＩＧ、　ｆ４ＣＦＪＧ、ｆ５ＦＩＧ、　１６ＦＩＧ、　１７ＦＪＧ、ｆ９　先行技術ＦＩＧ、２０Ａ　先行技術ＦＩＧ、　２ｆＦｊＧ、２２ＦＩＧ、　２３ＦＩＧ、２４ｆ３２　ｆ３２ＦＩＧ、２５ＦＩＧ、２６ＦＩＧ、２ＢＪｌＧ、３０ＦＩＧ、３１ＦＪＧ、３２ＦＩＧ、３２ＢＦＩＧ、　３３ＡＦＪＧ、３３Ｃ４ＡＦＩＧ、３４ＦＩＧ、　３８ＡＦＩＧ、　３８ＢＦＩＧ、　３９ＢＦＩＧ、４０ＦＩＧ、　４０ＡＦＪＧ、４１ＰＰＩＧ、４ｆＡＦＩＧ、４３ＦＩＧ、　４３ＡＦｔＧ、４５ＦＩＧ、４６国際調査報告要約書従前の転勤要素、ワッシャおよびロックリングの組立体に代わる、軸受、およびシャフトと軸受の組合せに関する。この軸受は、ハウジング内のシャフトに対して正確に位置決めされるように構成されている。加えて、この軸受は、別々の軸受の必要をなくすように、ラジアル支持とスラスト支持の双方を行う。この軸受装置は、コンピュータやその周辺機器およびその他の事務機器に用いられる小型の高速低負荷冷却ファンにおいての使用に理想的である。

上記シャフトには、好ましくはコーン状にテーパを付けられた半径方向外方に延出するランナか含まれる。そしてこの軸受は、ビーム支持されたラジアル軸受を含ませうるベース部材と、上記ベース部材から軸方向に離れて延びる複数の長手ビームとを備える。上記各長手ビームは、軸受パッドを片持ち状に支持する。

上記軸受パッドは、上記ランナの形状と対応する形状の溝を含むことかでき、その結果、上記ランナか上記溝の面上に支持されつるようになる。上記長手ビームは、上記パッドか上記ランナ上に組み付けられるのを許容するに充分な弾性をもっている。上記パッドが上記ランナ上に組み付けられると、軸受は、上記シャフトに対して正確に位置決めされる。この軸受はまた、ビーム支持されたラジアル支持パッドを含むこともできる。これらのラジアル支持パッドは、好ましくは上記ベース部材の反対側から延びる長手ビームに支持させることができる。さらに、上記ベース部材それ自体をビーム支持させ、かつ、複数のラジアル軸受パッドを備えるものとすることもできる。この軸受は、好ましくは、プラスチック材料によって射出成形されあるいは圧縮成形される。

Claims

【特許請求の範囲】

１．ハウジング内に組み込むべく適合されたシャフトと軸受との組合せであって、上記シャフトは、略円筒状の長状要素と、上記長状要素と共に回転する少なくとも一つランナとを含んでおり、上記ランナは、上記長状要素の面に対して所定の角度で延びる少なくとも一つの面をもっており、上記軸受は、複数のシャフト支持軸受パッドであって、各パッドはシャフト支持面を含んでいて、上記パッドのシャフト支持面の少なくとも一部は上記シャフトランナの角度を付けられた面と対応する角度で延びているもの、および、上記軸受パッドを支持する支承構造であって、この支承構造は、上記ハウジングに接する外周をもつベース部材と複数の長手方向に延びる片持ちビームとをもっていて、上記各ビームは、互いに反対側の第一の端部と第二の端部とをもつとともに上記シャフトと上記ハウジングの双方から間隔を開けて配置されており、上記片持ちビームの第一の端部は上記軸受パッドに連結されてかつこれを支持し、上記片持ちビームの第二の端部は上記ベース部材に連結されており、上記長手方向の支持ビームは、上記パッドを、これが上記ランナ部上に組み付けられるように半径方向外方に向けて弾性的に撓み変形しうるように支持しているもの、を含んでいることを特徴とする、シャフトと軸受との組み合わせ。
２．上記ベース部材は、ビーム支持されたラジアル軸受を含んでいる、請求項１のシャフトと軸受との組合せ。
３．上記シャフトの円筒部分を支持するための複数のラジアル軸受パッドをさらに含んでいる、請求項１のシャフトと軸受との組合せ。
４．上記軸受パッドは、第一の端部と第二の端部をもつ片持ちビームとによってそれぞれ支持されている、請求項３のシャフトと軸受との組合せ。
５．上記軸受は、プラスチックでできている、請求項１のシャフトと軸受との組合せ。
６．上記軸受は射出成形されている、請求項１のシャフトと軸受との組合せ。
７．上記軸受パッド、ビーム、およびベース部材は単一部材によって形成されている、請求項１のシャフトと軸受との組合せ。
８．上記各軸受パッドは、二つの周方向の縁部を含んでおり、かつ、上記長手ビームは、他方の周方向縁部よりも一方の周方向縁部に近い位置に位置させられている、請求項１のシャフトと軸受との組合せ。
９．上記軸受は、流体力学的軸受であり、上記パッドは、上記シャフトの回転によって起こされる摩擦と圧力との作用のもとで、各軸受パッドと上記シャフトとの間に流体力学的楔が形成されるように支持されている、請求項１のシャフトと軸受との組合せ。
１０．上記シャフトランナは、円筒状をしており、かつ、上記長状要素の面に対して直角に延びる面を含んでいる、請求項１の軸受。
１１．上記シャフトランナは、上記長状要素の面に対して鋭角で延びるコーン状にテーパを付けられた面を含んでいる、請求項１の軸受。
１２．ハウジング内に組み込むべく適合されたシャフトと軸受との組合せであって、上記シャフトは、円筒状外周面をもつ領域と、上記円筒状外周面から半径方向外方に延びる少なくとも一つの非円筒状面をもつ部分とを備える長状の略円筒状部材を含んでおり、上記非円筒状部分は、所定の半径をもつとともに、この非円筒状部材は、少なくとも一つの非円筒状面を含んでおり、上記軸受は、上記シャフトの非円筒状部分を支持するための周方向に間隔配置された軸受パッドのセットを含んでおり、上記各軸受パッドは、これに形成された溝もっており、上記溝は、上記非円筒状部分がパッドの溝内に受容されて回転するように上記シャフトの非円筒状部分の形状と対応する形状をもっており、上記パッドは、上記シャフトの非円筒状部分の最大半径よりも小さい所定の最小半径をもっており、上記軸受はさらに、上記各軸受パッドを支持するための支承構造を含んでおり、この支承構造は、連続的な周状ベース支持部材とこのベース部材から軸方向に延びる長手ビームのセットとを含んでおり、上記各長手ビームは、上記ベース部材に支持される第一の長手方向端部と、上記ベース部材から軸方向に間隔をあけられるとともに上記軸受パッドを上記ベース部材に対して片持ち状に支持する第二の長手方向端部とをもっており、かつ、この支承構造は、上記パッドの溝内にシャフトの非円筒状部分が受容されうるようにするべく半径方向外方に撓み変位するように、上記軸受パッドが半径方向外方に撓み変位するのを許容するに充分な弾性をもっていて、上記シャフトの非円筒状部分が上記パッドの溝内に受容されて、上記パッドがコーン状にテーパを付けられた面に沿って上記シャフトに接触し、シャフトに作用するスラスト荷重とラジアル荷重の双方が上記パッドに伝達されるようになっている、シャフトと軸受との組合せ。
１３．上記連続的な周状ベース支持部材は、ビーム支持されたラジアル軸受を含んでいる、請求項１２のシャフトと軸受との組合せ。
１４．周方向に間隔配置された第二の軸受パッドのセットと、上記シャフトの円筒状部分を支持する周方向に間隔配置された第二の軸受パッドのセットと、上記ベース部材から軸方向に延び、かつ、上記第二の軸受のセットを片持ち状に支持する第二の長手ビームのセットとをさらに含んでいる、請求項１２のシャフトと軸受との組合せ。
１５．上記軸受は、型成形されたプラスチックにより単一部材でできている、請求項１２のシャフトと軸受との組合せ。
１６．上記各軸受パッドは、周方向についての先行縁と、周方向についての後続縁とを含んでおり、かつ、上記長手ビームは、上記先行縁よりも上記後続縁に近い位置において上記各軸受パッドを支持している、請求項１２のシャフトと軸受との組合せ。
１７．上記軸受は流体力学的軸受であり、かつ、上記パッドは、上記シャフトの回転によって生じる摩擦および圧力の作用のもとで、上記軸受パッドと上記シャフトとの間に流体力学的楔が形成されるようにして支持されている、請求項１２のシャフトと軸受との組合せ。
１８．上記連続的なベース部材は、このベース部材の外周を二つの周状ビームに分割する外周溝を含んでいる、請求項１２のシャフトと軸受との組合せ。
１９．実質的に円筒状をした孔が内部に形成されたハウジングと、長状円筒部分および上記円筒状部分から外方に延びるコーン状にテーパをつけられた少なくとも一つのうンナ面とをもつシャフトと、上記シャフトを上記円筒状孔の内部において回転可能に支持するための自動位置調節軸受との組合せにおいて、上記軸受は、上記ハウジング内に形成された上記円筒状孔に組み込むように適合された実質的に円筒状の外周をもつ周方向に連続するベース部材と、上記ベース部材の少なくとも一側から軸方向に延びる複数の長手ビームとを含んでおり、上記各長手ビームは、上記ベース部材に固定される第一の長手方向端部と上記ベース部材から軸方向に離間された第二の長手方向端部とをもっており、上記長手ビームは、上記シャフトと上記ハウジングの双方から半径方向に間隔をあけられており、上記軸受はさらに、複数の軸受パッドを含んでおり、上記各軸受パッドは、上記長手ビームの一つに対して上記ベース部材から離間させられた長手ビームの端部において支持されており、かつ、上記各軸受パッドは、これに形成された溝をもっており、上記溝は、上記シャフトランナがこの溝内に受容されうるように上記シャフトランナの形状と対応した形状をもっており、かつ、上記長手ビームは、上記軸受パッドが上記シャフトランナ上に組み立てられうるようにこのパッドが半径方向外方に変位するのを許容するに充分な弾性をもっていることを特徴とする、軸と軸受との組立体。
２０．実質的に滑らかな周方向の面をもつ周方向に間隔配置された第二の軸受パッドのセットと、上記ベース部材から軸方向に延びるとともに上記ベース部材から間隔配置された長手ビームの端部において上記第二の軸受パッドのセットを支持する第二の複数の長手ビームとをさらに含んでいる、請求項１９の軸受。
２１．上記第二の軸受パッドのセットは、上記シャフトの回転によって生じる摩擦と圧力の作用のもとで上記パッドの周方向の面がこのパッド面と上記回転シャフトとの間に流体力学的軸受を形成するように撓み変形するように支持されている、請求項１９の軸受。
２２．上記軸受は型成形されたプラスチックによる単一部材でできている、請求項１９の軸受。
２３．上記ベース部材は、１９の軸受。ビーム支持されたラジアル軸受を含んでいる、請求項