(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ）を含む少なくとも１つの第１の軸受層（２０ａ）と、少なくとも１つの第２の軸受支持要素（２１ｃ、２２ｃ）を含む少なくとも１つの第２の軸受層（２０ｂ）と、を備えた軸受装置（２０）であって、
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）が少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）によって滑走式に相互接続され、少なくとも１つの第１の滑走表面（１６ａ）が前記少なくとも１つの第１の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ）と前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）との間に配置され、少なくとも１つの第２の滑走表面（１６ｂ）が前記少なくとも１つの第２の軸受支持部材（２１ｃ、２２ｃ）と前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）との間に配置され、
前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）が、少なくとも１つの第１のたわみ節（１４ａ）により前記少なくとも１つの第１の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ）に弾力的に取り付けられ、少なくとも１つの第２のたわみ節（１４ｂ）により前記少なくとも１つの第２の軸受支持要素（２１ｃ、２２ｃ）に弾力的に取り付けられる、軸受装置（２０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１のたわみ節（１４ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２のたわみ節（１４ｂ）が、少なくとも１つのエラストマーばね及び／又は少なくとも１つの機械ばねを含むことを特徴とする、請求項１記載の軸受装置（２０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第１のたわみ節（１４ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２のたわみ節（１４ｂ）が、前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）の無負荷状態で緩和されることを特徴とする、請求項１記載の軸受装置（２０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節（１４ａ、１４ｂ）が、少なくとも実質的に剪断荷重を伝えるために設計されることを特徴とする、請求項１記載の軸受装置（２０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）が、限られた角振幅を備えた真円又は球面軸受を規定することを特徴とする、請求項１記載の軸受装置（２０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）が装荷状態にある時に前記少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節（１４ａ、１４ｂ）が復元力を発生し、前記復元力が、前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）のうちの対応する１つに関連する現行角振幅とともに増進する大きさを含むことを特徴とする、請求項５記載の軸受装置（２０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ、２１ｃ、２２ｃ）と前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）が、シェル形ブッシュを規定することを特徴とする、請求項５記載の軸受装置（２０）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（３０ａ、３０ｂ）が、限られた線形変位を備えたリニア軸受を規定することを特徴とする、請求項１記載の軸受装置（２０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（３０ａ、３０ｂ）が装荷状態にある時に前記少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節（１４ａ、１４ｂ）が復元力を発生し、前記復元力が、前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（３０ａ、３０ｂ）のうちの対応する１つに関連する現行線形変位とともに増進する大きさを含むことを特徴とする、請求項８記載の軸受装置（２０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第１の滑走表面（１６ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２の滑走表面（１６ｂ）が、ポリテトラフルオロエチレン滑走コンポーネントによって形成されることを特徴とする、請求項１記載の軸受装置（２０）。
【請求項１１】
多数の回転翼羽根（２）と、関連の回転翼ハブ（５）を備えた回転翼取り付け部（３）と、を備えた多羽根回転翼（１）であって、
前記多数の回転翼羽根（２）のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの第１の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ）を含む少なくとも１つの第１の軸受層（２０ａ）と、少なくとも１つの第２の軸受支持要素（２１ｃ、２２ｃ）を含む少なくとも１つの第２の軸受層（２０ｂ）と、を備えた軸受装置（２０）により前記回転翼ハブ（５）と接続され、
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）が少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）によって滑走式に相互接続され、少なくとも１つの第１の滑走表面（１６ａ）が前記少なくとも１つの第１の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ）と前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）との間に配置され、少なくとも１つの第２の滑走表面（１６ｂ）が前記少なくとも１つの第２の軸受支持部材（２１ｃ、２２ｃ）と前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）との間に配置され、
前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）が、少なくとも１つの第１のたわみ節（１４ａ）により前記少なくとも１つの第１の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ）に弾力的に取り付けられ、少なくとも１つの第２のたわみ節（１４ｂ）により前記少なくとも１つの第２の軸受支持要素（２１ｃ、２２ｃ）に弾力的に取り付けられる、多羽根回転翼（１）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの第１のたわみ節（１４ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２のたわみ節（１４ｂ）が、少なくとも１つのエラストマーばね及び／又は少なくとも１つの機械ばねを含むことを特徴とする、請求項１１記載の多羽根回転翼（１）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの第１のたわみ節（１４ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２のたわみ節（１４ｂ）が、前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）の無負荷状態で緩和されることを特徴とする、請求項１１記載の多羽根回転翼（１）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節（１４ａ、１４ｂ）が、少なくとも実質的に剪断荷重を伝えるために設計されることを特徴とする、請求項１１記載の多羽根回転翼（１）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）が、限られた角振幅を備えた真円又は球面軸受を規定することを特徴とする、請求項１１記載の多羽根回転翼（１）。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）が装荷状態にある時に前記少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節（１４ａ、１４ｂ）が復元力を発生し、前記復元力が、前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受層（２０ａ、２０ｂ）のうちの対応する１つに関連する現行角振幅とともに増進する大きさを含むことを特徴とする、請求項１５記載の多羽根回転翼（１）。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの第１及び第２の軸受支持要素（２１ａ、２２ａ、２１ｃ、２２ｃ）と前記少なくとも１つの中間滑走要素（２１ｂ、２２ｂ）が、シェル形ブッシュを規定することを特徴とする、請求項１５記載の多羽根回転翼（１）。
【請求項１８】
前記回転翼ハブ（５）が前記少なくとも１つの第１の軸受支持要素を形成し、前記多数の回転翼羽根（２）のうちの前記少なくとも１つが、前記少なくとも１つの第２の軸受支持要素を形成する継手スリーブ（７）を含むことを特徴とする、請求項１１記載の多羽根回転翼（１）。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの第１の滑走表面（１６ａ）及び／又は前記少なくとも１つの第２の滑走表面（１６ｂ）が、ポリテトラフルオロエチレン滑走コンポーネントによって形成されることを特徴とする、請求項１１記載の多羽根回転翼（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの第１の軸受層（bearing layer）と少なくとも１つの第２の軸受層とを備え、請求項１の特徴を含む軸受装置（bearing arrangement）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、少なくとも１つの第１の軸受層と少なくとも１つの第２の軸受層とを備えた軸受装置は、それぞれの許容運動に関して大まかに分類することができる。従って、４つの大まかな軸受装置カテゴリ、即ち、蝶番運動を可能にするように構成される蝶番運動軸受装置、球面回転を可能にするように構成される球面軸受装置、軸回転を可能にするように構成されるラジアル軸受装置、及び直線運動を可能にするように構成される並進軸受装置を定義することができる。
【０００３】
蝶番運動軸受装置は当業者によって周知のものであり、例えば、ドア、窓などに使用されている。しかし、このような蝶番運動軸受装置は本出願とは無関係のものであり、従って、簡潔及び簡明にするため、その詳細な説明は省略することができる。
【０００４】
球面軸受装置も当業者によって周知のものであり、例えば、中国実用新案第２０２８３３６４２Ｕ号、米国特許出願第２０１１／０２０６３０３Ａ１号、国際特許出願第２０１１／００８７０４Ａ１号、イタリア特許出願第ＲＭ２００９／０２２２Ａ１号、国際特許出願第２０１０／０３７４７６Ａ２号、国際特許出願第２００９／１０８６４４Ａ１号、米国特許出願第２００９／０２１２５５８Ａ１号、日本特許出願公開第２００７−０６９８２０Ａ号、欧州特許出願第１６０５１７３Ａ１号、中国実用新案第２６７７１０２Ｕ号、米国特許出願第２００４／０１８４８６９Ａ１号、欧州特許出願第１１９９４８３Ａ１号、米国特許第５６０１４０８Ａ号、ドイツ特許出願第４１３８６０９Ａ１号、ハンガリー第９１０４０３８Ｄ０号、フランス特許出願第２６４２１２１Ａ１号、ドイツ特許第３１３２７１１Ｃ１号、ノルウェー特許出願第８１０２３２１Ａ号、米国特許第４１２１８６１Ａ号、及びドイツ特許出願第２５２０９４７Ａ１号という文献に記載されている。従って、簡潔及び簡明にするため、このような球面軸受装置についてはより詳細な説明は以後省略する。
【０００５】
また、ラジアル軸受装置も当業者によって周知のものであり、例えば、中国特許出願第１０２８５２９７５Ａ号、ドイツ特許出願第１０２０１１０７７８１６Ａ１号、ドイツ特許出願第１０２０１１０７７８１４Ａ１号、中国実用新案第２０２４６８７０２Ｕ号、欧州特許出願第２５０３１６４Ａ１号、ドイツ特許出願第１０２０１１００１９０２Ａ１号、ロシア特許出願第２０１０／１２７０３０Ａ号、ドイツ特許出願第１０２０１００１２４７４Ａ１号、国際特許出願第２０１１／０６２２５７Ａ１号、ドイツ特許出願第１０２００９０２２２０６Ｂ３号、中国実用新案第２０１６０６４０８Ｕ号、ドイツ特許出願第１０２００８０４９８１３Ａ１号、中国実用新案第２０１４１２４４３Ｕ号、ドイツ特許出願第１０２００７０６２２９０Ａ１号、カナダ特許出願第２６３６２２１Ａ１号、中国実用新案第２００９８９３７７Ｕ号、フランス特許出願第２９１００９０Ａ１号、ドイツ特許出願第１０２００６０５１６４３Ａ１号、国際特許出願第２００８／０４７０４６Ａ１号、ドイツ特許出願第１０２００６００４２９７Ａ１号、ロシア特許出願第２００５／１１９１２０Ａ号、ドイツ特許出願第１０２００５０２７５０３Ａ１号、国際特許出願第２００６／０４５３８９Ａ１号、ドイツ特許出願第１０２００４０１４７７５Ａ１号、ドイツ実用新案第２０３１６００９Ｕ１号、イタリア特許出願第ＭＩ２００４／０５６９Ａ１号、中国実用新案第２５７３７５２Ｕ号、国際特許出願第２００４／００２７６２Ａ１号、スウェーデン特許出願第２００２／００６１７Ｄ０号、ロシア特許第２２２４１４６Ｃ２号、ドイツ特許第１００３９５７３Ｃ１号、日本特許出願公開第２０００−０２７８５７号、ドイツ特許出願第４１１２２５３Ａ１号、フランス特許出願第２６６３０９０Ａ１号、日本特許平成第０２８５１２号、米国特許第４６６４５３９Ａ号、イタリア特許第８２２０９３２Ｄ０号、ドイツ特許出願第２６３９８９３Ａ１号、ドイツ特許出願第２７２６９１４Ａ１号、米国特許第３９５０９６４Ａ号、イタリア特許第９６４４８６Ｂ号、ドイツ特許出願第２１５５０４８Ａ１号、米国特許第２９５８５６３Ａ号、ドイツ特許第８７００４７Ｃ号、ドイツ特許第７２９０３２Ｃ号、及び東独特許第４９７２９Ａ号という文献に記載されている。従って、簡潔及び簡明にするため、このような軸受装置についてもより詳細な説明は以後省略する。
【０００６】
模範的な並進軸受装置は中国実用新案第１０１９０８６６８Ｕ号という文献に記載されている。この並進軸受装置は、複数の軸受層を備えた多層軸受の形で実施され、外側軸受リング、内側軸受リング、外側軸受リングと内側軸受リングとの間の環状空間内に均等に配置された複数の多層摺動モジュール、並びに多層摺動モジュールの両端又は適切な中間位置に配置された複数の拘束メカニズムを含む。拘束メカニズムは、多層摺動モジュールを拘束するために使用され、拘束メカニズム内に配置される。より具体的には、拘束メカニズムは、多層摺動モジュールを規定する関連の摺動レールを保持するために多層軸受の各端に使用されるリセットスプリング又はダイヤフラムによって実現される。この配置を使用すると、リセットスプリング又はダイヤフラムによって引き起こされるモーメントが内側軸受リングに向かって減少するので、内側軸受リングの摺動レールは外側軸受リングの摺動レールより大きい距離を移動することができる。
【０００７】
上記の軸受装置のいずれでも、関連の軸受手段（bearing means）により対応する軸受支持要素（bearing support element）間の相対運動を可能にするように構成される関連の軸受層が設けられている。このような運動は関連の軸受層又は軸受層コンポーネント間の相対速度によって特徴付けられ、この相対速度は基礎をなす軸受装置の耐久性を少なくともある程度決定するものである。更に、軸受手段と軸受支持要素との間の相対速度には適用例固有の最大値が存在し、これは、例えば、適用可能な軸受手段の選択並びに比較的高荷重の軸受装置におけるそれらの寸法を制限する。
【０００８】
より具体的には、単一の軸受層又は並列に配置された複数の軸受層を備えた軸受装置では、通常、軸受リングとして実現される対応軸受支持要素は、関連の軸受手段によって互いに相対的に移動可能である。しかし、このような軸受層によって実現可能な相対速度は、所与の角回転速度及び振幅について、軸受リングの直径に依存し、従って、軸受装置の最大回転速度はその軸受リングの最大直径によって制限される。これは、軽量設計において頻繁に要求される大きいシャフト径を制限するものである。
【０００９】
特に、いわゆる保守の手間がかからないか又は保守不要の軸受装置では、基礎をなす耐久性は、軸受リング間の表面圧と相対速度の積（Ｐ×Ｖ）に比例している。従って、この積（Ｐ×Ｖ）の値は軸受リングのそれぞれ与えられた直径から独立しているので、このような軸受装置の基礎をなす幅を変更することによって、耐用年数の持続時間を変更することができる。しかし、軸受装置の幅は任意のサイズにすることができない。従って、比較的高い荷重と高い角振動数と振幅では、保守の手間がかからないか又は保守不要の軸受装置の適用は不可能である。
【００１０】
更に、同心円状に配置された複数の軸受装置は、その軸受装置の関連の抵抗、例えば、摩擦が、通常、それぞれの実現例において必ず変化し、その結果、実現可能な相対速度にほとんど依存しないので、通常、冗長性を提供するために使用されない。従って、最低抵抗を有する関連の軸受支持要素は最高相対速度で移動し、その他のすべての軸受支持要素はかなり低い相対速度で移動するか又は静止したままになる。しかし、このような相対速度は規定されない。
【００１１】
その上、エラストマー軸受装置は、通常、同心円状に配置された複数のエラストマー層を含み、そのエラストマー層は、剛性中間層、例えば、スチールによって分離されている。これらの中間層はエラストマー層を支持し、そうでなければ、エラストマー層は、基礎をなす相対的に高い横収縮が比較的高い荷重で発生することにより横方向に圧搾されることになり、従って、軸受装置が故障することになる。エラストマー層の数は、回転角振動数ではなく、所与の荷重及びエラストマー層の全厚に基づくものである。しかし、エラストマー軸受は、一般に、保管時間が限られ、相対的に高い質量と高い品質分散及び耐久性を有する。更に、最大回転角はエラストマー層の全厚とそれぞれに適用されたエラストマーの所与の降伏点に依存する。適用されたエラストマーは同時に圧縮応力と剪断応力にかけられるので、所与のタイプの荷重についてのみ最適化することができないが、少なくとも両方のタイプの荷重について受け入れられる妥協点を表す必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の一目的は、少なくとも１つの第１の軸受層と少なくとも１つの第２の軸受層とを備え、耐久性、安定性、及び頑強性が増進した軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、少なくとも１つの第１の軸受層と少なくとも１つの第２の軸受層とを備え、請求項１の特徴を備えた軸受装置によって解決される。
【００１４】
より具体的には、本発明による軸受装置は、少なくとも１つの第１の軸受支持要素を含む少なくとも１つの第１の軸受層と、少なくとも１つの第２の軸受支持要素を含む少なくとも１つの第２の軸受層と、を含む。少なくとも１つの第１及び第２の軸受層は少なくとも１つの中間滑走要素（intermediate gliding element）によって滑走式に相互接続され、少なくとも１つの第１の滑走表面（gliding surface）は少なくとも１つの第１の軸受支持要素と少なくとも１つの中間滑走要素との間に配置され、少なくとも１つの第２の滑走表面は少なくとも１つの第２の軸受支持部材（bearing support member）と少なくとも１つの中間滑走要素との間に配置される。少なくとも１つの中間滑走要素は、少なくとも１つの第１のたわみ節（flexible connector）により少なくとも１つの第１の軸受支持要素に弾力的に取り付けられ、少なくとも１つの第２のたわみ節により少なくとも１つの第２の軸受支持要素に弾力的に取り付けられる。
【００１５】
少なくとも１つの中間滑走要素を使用して少なくとも１つの第１の軸受支持要素と少なくとも１つの第２の軸受支持要素を滑走式に相互接続することにより、少なくとも２つの軸受層を直列に配置することができる。より具体的には、単一の中間滑走要素を使用して単一の第１の軸受支持要素と単一の第２の軸受支持要素を滑走式に相互接続することにより、第１及び第２の軸受層が直列に配置される。しかし、Ｎ個の中間滑走要素を使用して単一の第１の軸受支持要素と単一の第２の軸受支持要素を滑走式に相互接続することにより、Ｎ＋１個の軸受層を直列に配置することができる。更に、Ｎ個の中間滑走要素を使用してＭ個の第１及び第２の軸受支持要素が滑走式に相互接続される場合、並列に配置され、それぞれがＮ＋１個の直列軸受層（serial bearing layer）を有するＭ個の軸受段（bearing stage）を提供することができる。
【００１６】
好ましくは、多数の軸受層が直列に配置される。真円又は球面軸受装置の場合、これは、それぞれの軸受層の同心配置によって達成することができ、並進軸受装置では、これは、層状配置によって達成することができる。これらの直列軸受層間で発生する全体的な相対速度は、それぞれ直列に配置された対応する軸受支持要素、中間滑走要素、滑走表面、及びたわみ節に分配され、それにより、全体的な相対速度の分配はそれぞれの軸受層に設けられたたわみ節によって実行され、従って、すべての直列軸受層について一定の速度分配を達成することができる。
【００１７】
有利なことに、互いに直列に搭載された個々の軸受層の全相対速度は増加し、単一の軸受層の対応する最大相対速度を超えることすら可能である。これにより、本発明の軸受装置の内側部品、即ち、中間滑走要素、滑走表面、及びたわみ節のシャフト又は継手の直径をより大きくすることが可能になる。更に、軸受装置コンポーネントの角振動数又はシフト速度をより高くすることも可能になる。
【００１８】
好ましくは、本発明の軸受装置は、たわみ節を実施する機械ばね又はエラストマーばね（elastomeric spring）を含む。エラストマーばねを使用する場合、このばねは圧力荷重の代わりに互いに対する軸受層の移動によって発生する剪断荷重を少なくとも実質的に伝えるように優先的に実施されるので、従来から使用されているばねより小さく設計することができる。このような圧力荷重は有利なことに滑走表面に分配される。
【００１９】
更に、従来の軸受装置と比較して、本発明の軸受装置の個々の直列軸受層の相対速度は、同じ荷重、回転数、角振幅、及び同様の寸法の時に単一ストックのものより小さくなる。しかし、比較的多数の軸受装置の耐久性は軸受層間又は軸受層コンポーネント間の相対速度の関数であるので、全体としての軸受装置の耐久性はこの相対速度の低減によって増進することができる。
【００２０】
その上、直列軸受層のうちの１つが動作中に閉塞した場合、例えば、停止した場合、本発明の軸受装置の残りの直列軸受層は、有利なことに、依然として移動を可能にする。互いに直列に搭載された個々の軸受層の全相対速度の増進並びにそれぞれの個々の軸受層の最大可能角振幅の低減とともに、これは、本発明の軸受装置の安全性を大幅に増進する。
【００２１】
剪断ひずみを許容範囲内に保持するために、より大きい角振幅によってエラストマーばねの厚さ全体が非常に大きくなるので、機械ばねを使用すると、より小型かつ軽量の設計を可能にすることができる。更に、それぞれの直列軸受層の残りのコンポーネントは、機械ばねとは無関係のサイズにすることができ、エラストマー材料と比較して比較的大きい耐久性及び保管時間を備えた材料の使用が可能である。その上、エラストマー材料が機械ばねの材料として選択された場合でも、この弾性ばねは主要な軸受荷重によって荷重を加えられず、機械ばねとしてのみ見なされなければならず、圧縮強さは従属的役割を果たす。
【００２２】
好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１のたわみ節及び／又は少なくとも１つの第２のたわみ節は、少なくとも１つのエラストマーばね及び／又は少なくとも１つの機械ばねを含む。
【００２３】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１のたわみ節及び／又は少なくとも１つの第２のたわみ節は、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層の無負荷状態で緩和される。
【００２４】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節は、少なくとも実質的に、剪断荷重を伝えるために設計される。
【００２５】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層は、限られた角振幅を備えた真円又は球面軸受を規定する。
【００２６】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層が装荷状態にある時に少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節が復元力を発生し、復元力は、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層のうちの対応する１つに関連する現行角振幅とともに増進する大きさを含む。
【００２７】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受支持要素と少なくとも１つの中間滑走要素はシェル形ブッシュを規定する。
【００２８】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層は、限られた線形変位を備えたリニア軸受を規定する。
【００２９】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層が装荷状態にある時に少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節が復元力を発生し、復元力は、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層のうちの対応する１つに関連する現行線形変位とともに増進する大きさを含む。
【００３０】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１の滑走表面及び／又は少なくとも１つの第２の滑走表面は、ポリテトラフルオロエチレン滑走コンポーネントによって形成される。
【００３１】
本発明は、多数の回転翼羽根（rotor blade）と、関連の回転翼ハブ（rotor hub）を備えた回転翼取り付け部（rotor head）と、を含む多羽根回転翼（multi-blade rotor）を更に提供し、多数の回転翼羽根のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの第１の軸受支持要素を含む少なくとも１つの第１の軸受層と、少なくとも１つの第２の軸受支持要素を含む少なくとも１つの第２の軸受層と、を備えた軸受装置により回転翼ハブと接続される。少なくとも１つの第１及び第２の軸受層は少なくとも１つの中間滑走要素によって滑走式に相互接続され、少なくとも１つの第１の滑走表面は少なくとも１つの第１の軸受支持要素と少なくとも１つの中間滑走要素との間に配置され、少なくとも１つの第２の滑走表面は少なくとも１つの第２の軸受支持部材と少なくとも１つの中間滑走要素との間に配置される。少なくとも１つの中間滑走要素は、少なくとも１つの第１のたわみ節により少なくとも１つの第１の軸受支持要素に弾力的に取り付けられ、少なくとも１つの第２のたわみ節により少なくとも１つの第２の軸受支持要素に弾力的に取り付けられる。
【００３２】
従って、本発明により、多羽根回転翼の１つ以上の回転翼羽根を関連の回転翼ハブに接続するために、多羽根回転翼を備えた本発明の軸受装置の有利な適用例が可能になる。
【００３３】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１のたわみ節及び／又は少なくとも１つの第２のたわみ節は、少なくとも１つのエラストマーばね及び／又は少なくとも１つの機械ばねを含む。
【００３４】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１のたわみ節及び／又は少なくとも１つの第２のたわみ節は、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層の無負荷状態で緩和される。
【００３５】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節は、少なくとも実質的に、剪断荷重を伝えるために設計される。
【００３６】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層は、限られた角振幅を備えた真円又は球面軸受を規定する。
【００３７】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層が装荷状態にある時に少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節が復元力を発生し、復元力は、少なくとも１つの第１及び第２の軸受層のうちの対応する１つに関連する現行角振幅とともに増進する大きさを含む。
【００３８】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１及び第２の軸受支持要素と少なくとも１つの中間滑走要素はシェル形ブッシュを規定する。
【００３９】
他の好ましい一実施形態によれば、多数の回転翼羽根のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの第１の軸受支持要素を形成する継手スリーブを含み、回転翼ハブは少なくとも１つの第２の軸受支持要素を形成する。
【００４０】
他の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの第１の滑走表面及び／又は少なくとも１つの第２の滑走表面は、ポリテトラフルオロエチレン滑走コンポーネントによって形成される。
【００４１】
添付図面に関連して以下の説明において例として本発明の好ましい諸実施形態について概説する。これらの添付図面では、同一の又は同一機能のコンポーネント及び要素は同一参照番号及び文字で示され、その結果、以下の説明では１回しか説明しない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態による軸受装置を有する多羽根回転翼の断面図を示している。
【図２】図１の多羽根回転翼の切り抜き斜視図を示している。
【図３】図１の軸受装置の拡大断面図を示している。
【図４】第２の実施形態により構成される図３の軸受装置を示している。
【図５】第３の実施形態による軸受装置の断面図を示している。
【図６】第４の実施形態による軸受装置の断面図を示している。
【図７】第５の実施形態による軸受装置の断面図を示している。
【図８】第６の実施形態による軸受装置の断面図を示している。
【図９】第７の実施形態による軸受装置の断面図を示している。
【図１０】動作中の図９の軸受装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、回転翼航空機の多羽根回転翼１、特にヘリコプタのメインロータ用の多羽根回転翼を示しており、これはＳＴＡＲＦＬＥＸロータと同様の全関節式回転翼として例証的に実施されている。多羽根回転翼１は、好ましくは、多数の回転翼羽根２と、関連の回転翼ハブ５を備えた回転翼取り付け部３と、を含み、このハブは優先的に関連の回転翼支柱４と一体化している。しかし、図面を単純かつ明瞭にするため、多数の回転翼羽根２については図１並びに残りの図のいずれでもより詳細に示されていないことに留意されたい。
【００４４】
多数の回転翼羽根２のうちの少なくとも１つは、第１の実施形態による軸受装置６により回転翼ハブ５に接続され、この軸受装置は、好ましくは、限られた角振幅を備えた球面軸受装置として実施されている。好ましくは、多数の回転翼羽根２のうちの少なくとも１つは、球面軸受装置６により回転翼ハブ５に接続される継手スリーブ７を含む。
【００４５】
図２は、多数の回転翼羽根２のうちの少なくとも１つの継手スリーブ７と回転翼ハブ５との間の領域における球面軸受装置６の位置決めを更に例示するために、図１の多数の回転翼羽根２のうちの少なくとも１つと回転翼ハブ５を備えた回転翼支柱４の切り抜き図を示している。球面軸受装置６は、好ましくは、回転翼ハブ５に対して多数の回転翼羽根２にうちの少なくとも１つのフラップ、ピッチ、及びドラグ・ヒンジのための球面運動を可能にするように実施される。
【００４６】
図３は、図１及び図２の球面軸受装置６を示しており、この軸受装置は第１の実施形態により実施され、回転翼ハブ５を図１及び図２の継手スリーブ７に接続する。より具体的には、この第１の実施形態により、球面軸受装置６は、少なくとも１つの第１の軸受支持要素を備えた少なくとも１つの第１の軸受層と、少なくとも１つの第２の軸受支持要素を備えた少なくとも１つの第２の軸受層と、を含む。例として、球面軸受装置６は、回転翼ハブ５によって実施される単一の第１の軸受支持要素を備えた単一の第１の軸受層６ａと、継手スリーブ７によって実施される単一の第２の軸受支持要素を備えた単一の第２の軸受層６ｇと、を含む。
【００４７】
２つ以上の第１の軸受層と２つ以上の第２の軸受層を設けると、これらの軸受層を並列に配置することが可能になることに留意されたい。従って、並列軸受装置を提供することができる。
【００４８】
継手スリーブ７と回転翼ハブ５は、球面軸受装置６の領域において、シェル形又は球面形状を例証的に含み、好ましくは、少なくとも１つの中間滑走要素によって滑走式に相互接続される。好ましくは、継手スリーブ７と回転翼ハブ５は、多数の中間滑走要素によって滑走式に相互接続され、以下により詳細に記載されているように、多数の直列配置の軸受層が継手スリーブ７と回転翼ハブ５との間に設けられるようになっている。例として、６つの中間滑走要素１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆが設けられ、これらは例証的に実施され、以下、シェル形又は球面ブッシュと呼ばれる。
【００４９】
継手スリーブ７と球面ブッシュ１２ａとの間には、少なくとも１つの第１の滑走表面が配置される。例証的に、２つの第１の滑走表面９ａ、１０ａが継手スリーブ７と球面ブッシュ１２ａとの間に配置される。この２つの第１の滑走表面９ａ、１０ａは、好ましくは、継手スリーブ７に接着又は結合され、第１の内側開口部を有する一体型の球面滑走コンポーネントを規定する。しかし、この２つの第１の滑走表面９ａ、１０ａは２つの別個のコンポーネントとして実施することもでき、３つ以上のこのようなコンポーネントを設けることさえ可能である。
【００５０】
同様に、回転翼ハブ５と球面ブッシュ１２ｆとの間には、少なくとも１つの第２の滑走表面が配置される。例証的に、２つの第２の滑走表面９ｇ、１０ｇが回転翼ハブ５と球面ブッシュ１２ｆとの間に配置される。この２つの第２の滑走表面９ｇ、１０ｇは、好ましくは、球面ブッシュ１２ｆに接着又は結合され、第２の内側開口部を有する一体型の球面滑走コンポーネントを規定する。しかし、この２つの第２の滑走表面９ｇ、１０ｇは２つの別個のコンポーネントとして実施することもでき、３つ以上のこのようなコンポーネントを設けることさえ可能である。
【００５１】
例証的に、対応する中間滑走表面は、例示されているように、それぞれ２つの隣接球面ブッシュの間にそれぞれ配置され、それらのうちの１つに接着又は結合される。換言すれば、中間滑走表面９ｂ、１０ｂは球面ブッシュ１２ａ、１２ｂの間に配置され、中間滑走表面９ｃ、１０ｃは球面ブッシュ１２ｂ、１２ｃの間に配置され、中間滑走表面９ｄ、１０ｄは球面ブッシュ１２ｃ、１２ｄの間に配置され、中間滑走表面９ｅ、１０ｅは球面ブッシュ１２ｄ、１２ｅの間に配置され、中間滑走表面９ｆ、１０ｆは球面ブッシュ１２ｅ、１２ｆの間に配置される。このようなそれぞれ２つの第２の滑走表面９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、及び９ｆ、１０ｆは、それぞれ優先的に、関連の内側開口部を備えた一体型の球面滑走コンポーネントを規定するが、しかし、２つ以上の別個のコンポーネントとして実施することもできる。滑走表面９ａ、１０ａ、９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、９ｆ、１０ｆ、９ｇ、１０ｇの内側開口部は、好ましくは、関連のたわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇを受け入れるように構成される。
【００５２】
一態様によれば、滑走表面９ａ、１０ａ、９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、９ｆ、１０ｆ、９ｇ、１０ｇのそれぞれ１つは、球面又は少なくとも湾曲形状を有し、回転翼ハブ５又は継手スリーブ７のいずれかに強固に取り付けられるか、或いは球面ブッシュ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆの関連の球面ブッシュに強固に取り付けられる。例証的に、滑走表面９ａ、１０ａは回転翼ハブ５に強固に取り付けられ、滑走表面９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、９ｆ、１０ｆ、９ｇ、１０ｇはそれぞれ球面ブッシュ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆに強固に取り付けられる。
【００５３】
滑走表面９ａ、１０ａ、９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、９ｆ、１０ｆ、９ｇ、１０ｇは、球面ブッシュ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを使用して回転翼ハブ５と継手スリーブ７との間に実施される軸受層の数を規定する。従って、７つの直列配置の軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇが継手スリーブ７と回転翼ハブ５との間に実施される。
【００５４】
好ましくは、球面ブッシュ１２ａは、少なくとも１つの第１のたわみ節、例証的にたわみ節１１ａにより回転翼ハブ５に弾力的に取り付けられ、球面ブッシュ１２ｆは、少なくとも１つの第２のたわみ節、例証的にたわみ節１１ｇにより継手スリーブ７に弾力的に取り付けられる。更に、それぞれ２つの隣接球面ブッシュは、それぞれ、たわみ節１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆのうちの関連の１つにより互いに弾力的に取り付けられる。従って、球面ブッシュ１２ａ、１２ｂはたわみ節１１ｂによって互いに弾力的に取り付けられ、球面ブッシュ１２ｂ、１２ｃはたわみ節１１ｃによって互いに弾力的に取り付けられ、球面ブッシュ１２ｃ、１２ｄはたわみ節１１ｄによって互いに弾力的に取り付けられ、球面ブッシュ１２ｄ、１２ｅはたわみ節１１ｅによって互いに弾力的に取り付けられ、球面ブッシュ１２ｅ、１２ｆはたわみ節１１ｆによって互いに弾力的に取り付けられる。
【００５５】
一態様によれば、たわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは、回転翼ハブ５、継手スリーブ７、及び球面ブッシュ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを相互接続し、滑走表面９ａ、１０ａ、９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、９ｆ、１０ｆ、９ｇ、１０ｇは、図４に関連して以下により詳細に説明するように、それらが強固に取り付けられていない関連のコンポーネントから間隔を開けて配置され、それにより関連のギャップを規定するようになっている。例えば、滑走表面９ａ、１０ａは球面ブッシュ１２ａから間隔を開けて配置され、滑走表面９ｂ、１０ｂは球面ブッシュ１２ｂから間隔を開けて配置され、以下同様である。
【００５６】
たわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは、好ましくは、少なくとも１つのエラストマーばねを含む。これらは、第１及び第２の軸受層６ａ、６ｇが装荷状態にある時に動作中に復元力を生成するように優先的に構成され、前記復元力は、第１及び第２の軸受層６ａ、６ｇのうちの対応する１つに関連する現行角振幅とともに増進する大きさを含む。
【００５７】
本発明の一態様によれば、たわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇのそれぞれ１つは、エラストマー材料を使用して実施される。更に、たわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは、好ましくは、回転翼ハブ５、継手スリーブ７、又は球面ブッシュ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆにそれぞれ接着又は結合され、少なくとも実質的に、動作中に発生する剪断荷重を伝えるために設計される。
【００５８】
たわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは一般に、変位荷重を可能にするために構成する必要があり、従って、相対運動によって発生した所与の限られた角変位は故障なしにそれぞれの軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇで発生することに留意されたい。しかし、このような変位荷重は、エラストマーばねの場合、上述の剪断荷重である。
【００５９】
軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇのそれぞれ１つは、例証的に、関連の内側及び外側ピボット中心と関連の内側及び外側軸受半径を有する個々の球面軸受を規定する。内側及び外側軸受半径は参照符号８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ、８ｈによって参照され、８ａは軸受層６ａの内側軸受半径を規定し、８ｂは軸受層６ａの外側軸受半径を規定し、以下同様である。ピボット中心は、一般に、参照符号１３によって参照され、図面を単純かつ明瞭にするため、軸受層６ａの内側ピボット中心及び軸受層６ｇの外側ピボット中心のみは参照符号１３ａ、１３ｈによって個別に参照される。これらのピボット中心１３は、好ましくは、荷重がかかった状態でたわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇのプレテンションを可能にするために、特にエラストマーばねの場合に、動作中のこれらのエラストマーばねの故障又は破壊を回避するために、オフセットになっている。
【００６０】
一態様によれば、軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇは、いわゆる自己給油軸受として実施され、相対速度及び表面速度は基礎をなす最大能力及び耐久性に特に大きい影響を及ぼす。従って、滑走表面９ａ、１０ａ、９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、９ｆ、１０ｆ、９ｇ、１０ｇのうちの少なくとも１つ、好ましくは、それぞれ１つは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）滑走コンポーネントによって形成される。
【００６１】
多羽根回転翼１と、従って、球面軸受装置６の動作中に、たわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは、好ましくは、それぞれの軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇの無負荷状態で緩和され、軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇが装荷状態である時に復元力を発生する。この復元力は、好ましくは、軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇのうちの対応する１つに関連する現行角振幅とともに増加する大きさを含む。
【００６２】
継手スリーブ７と、従って、図１及び図２の多数の回転翼羽根２のうちの少なくとも１つが所与の角振幅で回転翼ハブ５に対して変位する場合、滑走表面９ａ、１０ａ、９ｂ、１０ｂ、９ｃ、１０ｃ、９ｄ、１０ｄ、９ｅ、１０ｅ、９ｆ、１０ｆ、９ｇ、１０ｇがそれらが強固に取り付けられていないコンポーネントに接触するまで、たわみ節１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは圧縮される。例えば、滑走表面９ａ、１０ａは球面ブッシュ１２ａに接触し、滑走表面９ｂ、１０ｂは球面ブッシュ１２ｂに接触し、以下同様である。この構成では、すべてのピボット中心１３は単一のピボット中心に合体する。
【００６３】
図４は、図１及び図２の回転翼ハブ５を継手スリーブ７に接続し、第２の実施形態により実施される、図１及び図２の球面軸受装置６を示している。より具体的には、この第２の実施形態によれば、球面軸受装置６は、直列に配置された２つの球面ブッシュ１２ａ、１２ｂを備えた３つの軸受層６ａ、６ｂ、６ｃのみを含む。
【００６４】
第１の実施形態とは対照的に、球面ブッシュ１２ａ、１２ｂのそれぞれ１つは、この場合、少なくとも断面図では、２つの肩３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを含む。より具体的には、球面ブッシュ１２ａは、この場合、２つの肩３３ａ、３３ｂを含み、これらは、好ましくは、球面ブッシュ１２ａの所与の半径を第１の値から第２の値に低減する単一の環状肩を規定する。球面ブッシュ１２ｂは、この場合、２つの肩３３ｃ、３３ｄを含み、これらは、好ましくは、球面ブッシュ１２ｂの所与の半径を第３の値から、好ましくは少なくともおおよそ第１の値に対応する第４の値に低減する単一の環状肩を規定する。更に、回転翼ハブ５は、この場合、好ましくは、特定の軸受支持要素５ａを含み、この支持要素は断面図では少なくともおおよそ鳩の尾の形をしている。
【００６５】
その上、第２の実施形態によれば、軸受層６ａ、６ｂ、６ｃは、この場合、滑走表面９ａ、９ｂ、９ｃのみを含み、これらはそれぞれ回転翼ハブ５及び球面ブッシュ１２ａ、１２ｂに強固に取り付けられている。より具体的には、滑走表面９ａは、好ましくは、特定の軸受支持要素５ａの領域で、例えば、圧入、接着、又は結合により、回転翼ハブ５に強固に取り付けられ、滑走表面９ｂは、好ましくは、第１の値を備えた所与の半径を有する領域で、例えば、圧入、接着、又は結合により、球面ブッシュ１２ａに強固に取り付けられ、滑走表面９ｃは、好ましくは、第３の値を備えた所与の半径を有する領域で、例えば、圧入、接着、又は結合により、球面ブッシュ１２ｂに強固に取り付けられる。
【００６６】
一態様によれば、球面ブッシュ１２ｂは、少なくとも２つのたわみ節３６ａ、３６ｆにより、継手スリーブ７に弾力的に取り付けられる。これらのたわみ節３６ａ、３６ｆは、例証的に、第４の値を備えた所与の半径を有する球面ブッシュ１２ｂの領域に配置され、滑走表面９ｃと継手スリーブ７との間にギャップ３２ｃが規定されるようになっている。しかし、３つ以上のたわみ節を適用できることと、代わってたわみ節３６ａ、３６ｆが１つの環状コネクタも実施できることに留意されたい。
【００６７】
好ましくは、球面ブッシュ１２ｂは、少なくとも２つのたわみ節３６ｂ、３６ｅにより、球面ブッシュ１２ａにも弾力的に取り付けられる。これらのたわみ節３６ｂ、３６ｅは、例証的に、第４の値を備えた所与の半径を有する球面ブッシュ１２ｂの領域と、第２の値を備えた所与の半径を有する球面ブッシュ１２ａの領域に配置され、滑走表面９ｂと球面ブッシュ１２ｂとの間にギャップ３２ｂが規定されるようになっている。しかし、３つ以上のたわみ節を適用できることと、代わってたわみ節３６ｂ、３６ｅが１つの環状コネクタも実施できることに留意されたい。
【００６８】
更に、球面ブッシュ１２ａは、少なくとも２つのたわみ節３６ｃ、３６ｄにより、回転翼ハブ５にも弾力的に取り付けられる。これらのたわみ節３６ｃ、３６ｄは、例証的に、第２の値を備えた所与の半径を有する球面ブッシュ１２ａの領域に配置され、滑走表面９ａと球面ブッシュ１２ａとの間にギャップ３２ａが規定されるようになっている。しかし、この場合も３つ以上のたわみ節を適用できることと、代わってたわみ節３６ｃ、３６ｄが１つの環状コネクタも実施できることに留意されたい。
【００６９】
たわみ節３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆは、好ましくは、少なくとも１つのエラストマーばねを含む。本発明の一態様によれば、たわみ節３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆのそれぞれ１つは、エラストマー材料を使用して実施される。更に、たわみ節３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆは、好ましくは、それぞれ回転翼ハブ５、継手スリーブ７、又は球面ブッシュ１２ａ、１２ｂに接着又は結合され、少なくとも実質的に動作中に発生する剪断荷重を伝えるために設計される。
【００７０】
第２の実施形態による球面軸受装置６の機能は第１の実施形態による球面軸受装置の機能に対応し、従って、簡潔及び簡明にするため、その詳細な説明は省略することができる。
【００７１】
図５は、本発明による直列配置の軸受装置の機能を代表的に説明するために、第３の実施形態による軸受装置１５を示している。軸受装置１５は、例証的に、並進軸受装置として実施され、より具体的には、限られた線形変位のために構成される平面軸受装置として実施され、好ましくは、関連の平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄによって相互接続される多数の平面軸受支持要素１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを含み、平面軸受支持要素１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは例証的に中間滑走要素を規定する。
【００７２】
平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのそれぞれ１つは、限られた線形変位を備えたリニア軸受を規定し、好ましくは、それぞれ少なくとも１つの滑走表面３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄと、それぞれ少なくとも１つのたわみ節１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを含む。滑走表面３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、例証的に、プレート形の平面滑走表面として実施され、たわみ節１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、図１〜図４とは対照的に、機械ばねとして実施される。
【００７３】
図５のセクション（Ａ）では、平面軸受装置１５は無負荷状態で示され、機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは緩和され、平面軸受支持要素１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅはそれに応じてそれぞれの中立位置に位置決めされている。図５のセクション（Ｂ）では、平面軸受装置１５は装荷状態で示され、機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは緊張している。
【００７４】
装荷状態では、平面軸受支持要素１５ｅは、例証的に、ＬＴｏｔａｌとも呼ばれる全線形変位１９で平面軸受支持要素１５ａに対して変位方向１８ａに直線的に変位する。この全線形変位ＬＴｏｔａｌは、それぞれの中立位置から隣接平面軸受支持要素１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに対する個々の平面軸受支持要素１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの対応する変位距離Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｎを規定するすべての変位セクション１９ａ、１９ｂ、１９ｃの合計として規定され、ｎ＋１は設けられる平面軸受支持要素１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの数を規定し、ｎは実施される平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの数を規定する。
【００７５】
例示されている例では、設けられる平面軸受支持要素１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの数はｎ＋１＝５であり、設けられる平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの数はｎ＝４である。更に、変位セクション１９ａは平面軸受支持要素１５ｂと平面軸受支持要素１５ａとの間の変位距離Ｌ１を表し、変位セクション１９ｂは平面軸受支持要素１５ｃと平面軸受支持要素１５ｂとの間の変位距離Ｌ２を表し、以下同様である。
【００７６】
全線形変位ＬＴｏｔａｌ次第で、すべての機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの全弾性力Ｆを決定することができる。この全弾性力Ｆは、全線形変位ＬＴｏｔａｌの時に以下のようになる。
Ｆ＝ＣＴｏｔａｌ×ＬＴｏｔａｌ
【００７７】
この全弾性力Ｆは、すべての機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの全剛性ＣＴｏｔａｌに比例し、それぞれの個々の機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは剛性Ｃｋを有し、ｋ＝１・・・ｎであり、従って、ＣＴｏｔａｌは以下のようになる。
ＣＴｏｔａｌ＝１／（１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋・・・＋１／Ｃｎ）
【００７８】
ここで、すべての適用された機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが少なくとも実質的に同一に実施されていると想定すると、直列に配置されたすべての機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの弾性力は同一である。従って、所与の平面軸受層ｋにおける対応する変位距離は以下のようになる。
Ｌｋ＝Ｆ／Ｃｋ＝ＬＴｏｔａｌ×（ＣＴｏｔａｌ／Ｃｋ）
【００７９】
換言すれば、平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのそれぞれ１つでは、動作中に設定されるそれぞれの変位距離Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｎは、個別にそれぞれの機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの剛性Ｃｋに対する直列に接続されたすべての機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの全剛性ＣＴｏｔａｌの割合に比例する。
【００８０】
次に、平面軸受装置１５の全相対速度ｖＴｏｔａｌは、変位距離Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｎに比例して、平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのそれぞれに分かれ、従って、所与の軸受層ｋの相対速度ｖｋは以下のようになる。
ｖｋ＝ｖＴｏｔａｌ×（Ｌｋ／ＬＴｏｔａｌ）＝ｖＴｏｔａｌ×（ＣＴｏｔａｌ／Ｃｋ）
【００８１】
平面軸受装置１５の動作中に発生する最大弾性力は、好ましくは、設けられる平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの摩擦抵抗間の差より数倍大きく、従って、それぞれの機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの剛性によって規定される相対速度は少なくともおおよそ事前定義されることに留意されたい。
【００８２】
限られた線形変位を備えた平面軸受装置１５の場合、図１〜図４の球面軸受装置６などの限られた角振幅を備えた真円又は球面軸受装置の場合にも、基礎をなす相対速度はそれぞれの相対変位により間接的に設定できることに更に留意されたい。この目的のために、機械ばね１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのそれぞれ１つにおいて平面軸受支持要素１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの間に挿入される。これらは、平面軸受層３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの中立位置で緩和され、それぞれの線形変位によって緊張する可能性がある。これは、相似的に図１〜図４の球面軸受装置６に適用され、エラストマーばね１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇは球面軸受層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇのそれぞれ１つに挿入される。
【００８３】
図６は、少なくとも本質的に限られた角振幅のために構成されるラジアル・アキシアル軸受装置（radial-axial bearing arrangement）として例証的に実施される、第４の実施形態による軸受装置２０を示している。ラジアル・アキシアル軸受装置２０は、例証的に、第１の軸受支持要素２１ａと第２の軸受支持要素２１ｃとを含む。この第１及び第２の軸受支持要素２１ａ、２１ｃの間には、２つのラジアル軸受層２０ａ、２０ｂが直列に配置される。この２つの直列ラジアル軸受層２０ａ、２０ｂは、中間滑走要素２１ｂによって滑走式に相互接続される。
【００８４】
例として、第１の軸受支持要素２１ａは、例えば、圧入、接着、又は結合接続により、軸受ホルダ２３ａに強固に取り付けられ、第２の軸受支持要素２１ｃは、例えば、圧入、接着、又は結合接続により、シャフト２５に強固に取り付けられ、ナット２４によりシャフト２５上に固定される。シャフト２５は、矢印１８ｂによって示されているように、２つの直列ラジアル軸受層２０ａ、２０ｂにより、関連の回転軸の周りを回転可能であり、従って、軸受ホルダ２３ａに対して所与の角振幅で変位可能である。
【００８５】
例証的に、第１の直列ラジアル軸受層２０ａは第１の軸受支持要素２１ａと中間滑走要素２１ｂとの間に配置され、第２の直列ラジアル軸受層２０ｂは中間滑走要素２１ｂと第２の軸受支持要素２１ｃとの間に配置される。第１の直列ラジアル軸受層２０ａは、第１の軸受支持要素２１ａと中間滑走要素２１ｂとの間に配置され、好ましくは、例えば、圧入、接着、又は結合接続により、第１の軸受支持要素２１ａに強固に取り付けられ、定義済みのギャップだけ中間滑走要素２１ｂから間隔を開けて配置される少なくとも１つの第１の滑走表面１６ａを含む。第２の直列ラジアル軸受層２０ｂは、中間滑走要素２１ｂと第２の軸受支持要素２１ｃとの間に配置され、好ましくは、例えば、圧入、接着、又は結合接続により、中間滑走要素２１ｂに強固に取り付けられ、定義済みのギャップだけ第２の軸受支持要素２１ｃから間隔を開けて配置される少なくとも１つの第２の滑走表面１６ｂを含む。
【００８６】
滑走表面１６ａ、１６ｂはＰＴＦＥ滑走コンポーネントによって優先的に形成され、従って、第１及び第２の直列ラジアル軸受層２０ａ、２０ｂは自己給油軸受として実施される。更に、滑走表面１６ａ、１６ｂは、真円軸受を形成するように環状コンポーネントとして優先的に設けられる。
【００８７】
一態様によれば、第１の軸受支持要素２１ａ、中間滑走要素２１ｂ、及び第２の軸受支持要素２１ｃは、それぞれ、関連のつば形フランジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが設けられたスリーブ又は中空円筒として実施される。つば形フランジ２２ａは、好ましくは、少なくとも１つの第１のたわみ節１４ａにより、つば形フランジ２２ｂに弾力的に取り付けられ、そのつば形フランジ２２ｂは、好ましくは、少なくとも１つの第２のたわみ節１４ｂにより、つば形フランジ２２ｃに弾力的に取り付けられる。
【００８８】
少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節１４ａ、１４ｂのそれぞれ１つは、少なくとも１つのエラストマーばねを優先的に含む。好ましくは、少なくとも１つの第１及び第２のたわみ節１４ａ、１４ｂは、それぞれつば形フランジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに接着又は結合されるエラストマー・リングとして設けられる。
【００８９】
好ましくは、エラストマーばね１４ｂの基礎をなすばね剛性に対するエラストマーばね１４ａの基礎をなすばね剛性の所与の割合は、中間滑走要素２１ｂ上の所与のトレッドの直径に対する第１の軸受支持要素２１ａ上の所与のトレッドの直径の割合に等しい。この結果、シャフト２５と軸受ホルダ２３ａとの間の相対速度が軸受層２０ａ、２０ｂ間の滑走速度に均一に分配されることになる。
【００９０】
エラストマーばね１４ａ、１４ｂによりシャフト２５の回転軸に沿って軸受ホルダ２３ａに対するシャフト２５の線形変位が可能になることに留意されたい。従って、エラストマーばね１４ａ、１４ｂは、少なくともある程度は並進軸受として機能する。
【００９１】
ラジアル・アキシアル軸受装置２０の機能は、図１〜図４の球面軸受装置６及び図５の並進軸受装置１５の上記の機能と同様であることに更に留意されたい。従って、簡潔及び簡明にするため、ラジアル・アキシアル軸受装置２０については詳細に説明しない。
【００９２】
図７は、同じく少なくとも本質的に限られた角振幅のために構成されるラジアル・アキシアル軸受装置として例証的に実施される、第５の実施形態による軸受装置２６を示している。ラジアル・アキシアル軸受装置２６は、図６のラジアル・アキシアル軸受装置２０に基づくものであり、従って、図６のこのラジアル・アキシアル軸受装置２０との相違点についてのみ以下により詳細に説明する。
【００９３】
ラジアル・アキシアル軸受装置２６では、好ましくは、第１のアキシアル軸受層２０ｃはつば形フランジ２２ａとつば形フランジ２２ｂとの間に配置され、第２のアキシアル軸受層２０ｄはつば形フランジ２２ｂとつば形フランジ２２ｃとの間に配置される。第１及び第２のアキシアル軸受層２０ｃ、２０ｄは第１及び第２のラジアル軸受層２０ａ、２０ｂに対して並列に配置される。
【００９４】
より具体的には、第１及び第２のアキシアル軸受層２０ｃ、２０ｄは、それぞれ、関連の滑走表面１６ｃ、１６ｄを含み、その滑走表面は、好ましくは、プレート形及びリング形であり、ＰＴＦＥ滑走コンポーネントによって形成される。これらの滑走表面１６ｃ、１６ｄは、例えば、圧入、接着、又は結合接続により、それぞれつば形フランジ２２ａ及びつば形フランジ２２ｂに強固に取り付けられる。好ましくは、滑走表面１６ｃ、１６ｄは、関連のギャップだけ、それぞれつば形フランジ２２ｂ及びつば形フランジ２２ｃから間隔を開けて配置される。
【００９５】
更に、図６とは対照的に、つば形フランジ２２ａはラジアル方向に拡張され、つば形フランジ２２ｂ、２２ｃにはそれぞれのＬ形ラジアル拡張部２７ａ、２７ｂが設けられる。つば形フランジ２２ａは、好ましくは、そのラジアル拡張部の領域で、少なくとも１つの第１のたわみ節１４ａにより、Ｌ形ラジアル拡張部２７ａに弾力的に取り付けられ、そのＬ形ラジアル拡張部２７ａは、好ましくは、少なくとも１つの第２のたわみ節１４ｂにより、Ｌ形ラジアル拡張部２７ｂに更に弾力的に取り付けられる。たわみ節１４ａ、１４ｂは、好ましくは、それぞれつば形フランジ２２ａ及びＬ形ラジアル拡張部２７ａ、２７ｂに接着又は結合される。
【００９６】
ラジアル拡張部２７ａ、２７ｂは、例として、断面図においてＬ形であるに過ぎないことに留意されたい。しかし、斜視図で見た場合、それらはプレート形又はつば形の端面フランジを備えた中空円筒として形成されるであろう。任意選択のスペーサ２３ｂは例証的にナット２４と第２の軸受支持要素２１ｃ、即ち、そのつば形フランジ２２ｃとの間に示されていることに更に留意されたい。この任意選択のスペーサ２３ｂは、シャフト２５上の第２の軸受支持要素２１ｃのより確実な固定を可能にするが、全体的な設計を単純にするために省略することもできる。
【００９７】
図８は、限られた角振幅のために構成されるラジアル軸受装置として例証的に実施される、第６の実施形態による軸受装置２８を示している。ラジアル軸受装置２８も、図６のラジアル・アキシアル軸受装置２０に基づくものであり、従って、この場合も図６のこのラジアル・アキシアル軸受装置２０との相違点についてのみ以下により詳細に説明する。
【００９８】
一態様によれば、つば形フランジ２２ａはラジアル方向に拡張され、Ｉ形アキシアル拡張部２８ａが設けられ、つば形フランジ２２ｂにはＩ形アキシアル拡張部２８ｂが設けられる。更に、つば形フランジ２２ｃは第２の軸受支持要素２１ｃから除去され、その軸受支持要素２１ｃはこの時点でアキシアル拡張部２８ｃを含む。
【００９９】
Ｉ形アキシアル拡張部２８ａは、好ましくは、図４の少なくとも１つの第１のたわみ節３６ａにより、Ｉ形アキシアル拡張部２８ｂに弾力的に取り付けられ、そのＩ形アキシアル拡張部２８ｂは、好ましくは、図４の少なくとも１つの第２のたわみ節３６ｂにより、アキシアル拡張部２８ｃに更に弾力的に取り付けられる。たわみ節３６ａ、３６ｂは、好ましくは、それぞれＩ形アキシアル拡張部２８ａ、２８ｂ及びアキシアル拡張部２８ｃに接着又は結合される。
【０１００】
アキシアル拡張部２８ａ、２８ｂは、例として、断面図においてＩ形であるに過ぎないことに留意されたい。しかし、斜視図で見た場合、それらはスリーブとして形成されるであろう。
【０１０１】
更に、ナット２４はラジアル軸受装置２８において省略されていることに留意されたい。従って、第２の軸受支持要素２１ｃとシャフト２５との接続はナット２４なしで確実に固定する必要がある。
【０１０２】
図９は、並進軸受装置として、より具体的には、限られた線形変位のために構成される平面軸受装置として例証的に実施される、第７の実施形態による軸受装置２９を示している。並進軸受装置２９は、例証的に、２つの外側滑走プレート２９ａ、２９ｂと、内側の中間滑走要素３１と、を含む。
【０１０３】
外側滑走プレート２９ａ、２９ｂと中間滑走要素３１との間には、例として、２つの平面軸受層３０ａ、３０ｂが設けられる。この２つの平面軸受層３０ａ、３０ｂは、例証的に、好ましくは、中間滑走要素３１と外側滑走プレート２９ｂにそれぞれ取り付けられるＰＴＦＥプレートとして実施される、図５の２つの平面滑走表面３５ａ、３５ｂを含む。
【０１０４】
中間滑走要素３１は、模範的に、へら形であり、たわみ節３７ａ、３７ｂにより外側滑走プレート２９ａ、２９ｂに弾力的に取り付けられ、そのたわみ節は、好ましくは、例えば、図６〜図８のたわみ節と類似して、エラストマーばねとして実施される。これらのたわみ節３７ａ、３７ｂは、好ましくは、それぞれ中間滑走要素３１及び外側滑走プレート２９ａ、２９ｂに接着又は結合される。
【０１０５】
動作中に、外側滑走プレート２９ａは、図５の矢印１８ａによって示されているように、外側滑走プレート２９ｂに対して直線的に変位することができる。
【０１０６】
図１０は、動作中の図９の平面軸受装置２９を示している。例証的に、外側滑走プレート２９ａは、ここでは例として平面軸受層３０ａ、３０ｂのそれぞれ１つに関連する変位セクション１９ａ、１９ｂのみから構成される、図５の全線形変位１９について直線的に変位する。
【０１０７】
上記の好ましい諸実施形態は、単に、本発明について可能な諸実施形態に本発明を制限するためではなく、その諸実施形態を例示するために記載されていることに留意されたい。その代わりに、本発明の多数の変更及び変形は可能であり、従って、その変更及び変形も本発明の一部であると見なさなければならない。例えば、個々の軸受層の直列配置は、転がり軸受、例えば、玉軸受、真円ころ軸受、又は円錐ころ軸受、摩擦軸受、例えば、流体、静圧、又は寿命潤滑軸受、並びに、異なるタイプの軸受の組み合わせなど、多種多様な軸受装置タイプに適用することができる。また、個々の軸受層の直列配置は、スラスト軸受、ラジアル・アキシアル軸受、球面軸受、及び／又は平面軸受など、多種多様な軸受装置カテゴリ又は形式にも適用することができる。その上、直列配置の軸受のそれぞれ所与の数は適用例固有に変更することができる。その上、相対速度の分配モードも適用例固有に変更することができる。例えば、荷重が軸受ホルダに対して回転しない場合、最も外側の相対速度を非常に小さく保持することができ、及び／又は荷重がシャフトそれぞれのボルトに対して回転しない場合、最も内側の相対速度を非常に小さく保持することができる。最後に、その他のタイプのばね及びばね材料も使用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  多羽根回転翼
２  回転翼羽根
３  回転翼取り付け部
４  回転翼支柱
５  回転翼ハブ
５ａ  回転翼ハブ支持要素
６  球面軸受装置
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ  直列球面軸受層
７  継手スリーブ
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ、８ｈ  直列軸受半径
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ  第１の湾曲滑走表面
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ  第２の湾曲滑走表面
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ  内側たわみ節
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ  球面ブッシュ
１３、１３ａ、１３ｈ  ピボット中心
１４ａ、１４ｂ  外側たわみ節
１５  平面軸受装置
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ  平面支持要素
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  スリーブ形滑走表面
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ  ばね形たわみ節
１８ａ、１８ｂ  滑走方向
１９  全滑走距離
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ  滑走距離セクション
２０  ラジアル・アキシアル軸受装置
２０ａ、２０ｂ  直列ラジアル軸受層
２０ｃ、２０ｄ  直列アキシアル軸受層
２１ａ、２１ｃ  軸受支持要素
２１ｂ  中間滑走要素
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  支持要素フランジ
２３ａ  軸受ホルダ
２３ｂ  スペーサ
２４  ナット
２５  シャフト
２６  ラジアル・アキシアル軸受装置
２７ａ、２７ｂ  Ｌ形ラジアル拡張部
２８  ラジアル軸受装置
２８ａ、２８ｂ  Ｉ形アキシアル拡張部
２８ｃ  アキシアル拡張部
２９  平面軸受装置
２９ａ、２９ｂ  滑走プレート
３０ａ、３０ｂ  直列アキシアル軸受層
３１  中間滑走要素
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  ギャップ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  肩
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  平面軸受層
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ  平面滑走表面
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ、３７ａ、３７ｂ  たわみ節
【図１】
0006043816.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006043816.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006043816.tif 000007
【図７】
0006043816.tif 000008
【図８】
0006043816.tif 000009
【図９】
0006043816.tif 000010
【図１０】
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