(57)【要約】      （修正有）【課題】パッド形ジャーナル軸受装置において、軸周速が増加しても、オイル枯渇が起こらないようにする。【解決手段】ジャーナル軸受４０の少なくとも１つの保持ヘッドを受けるように構成された最下凹部を有する少なくとも１つのパッド４４と、パッド４４のロータの回転方向に対応した前縁のところでオイルを注入して、パッド４４の後縁の方へ流すように構成されたオイル分配機構と、パッド４４の後縁からパッド４４の前縁へオイルを再分配するように構成された、パッド上のオイル再分配機構とを構成することにより、パッド上のオイル枯渇を低減する。【選択図】図４
2011069492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受装置であって、
少なくとも１つの保持ヘッドを有するリングと、
前記リングの内側に配置された少なくとも１つのパッドであって、前記少なくとも１つの保持ヘッドを受けるように構成された最下凹部を有する少なくとも１つのパッドと、
前記少なくとも１つのパッドの前縁のところでオイルを注入して、前記少なくとも１つのパッドの後縁の方へ流すように構成されたオイル分配機構と、
前記少なくとも１つのパッドの前記後縁から前記少なくとも１つのパッドの前記前縁へオイルを再分配するように構成された、前記少なくとも１つのパッド上のオイル再分配機構とを備え、
前記前縁および前記後縁が、それぞれ、前記少なくとも１つのパッドに支持されたロータが前記リングの周囲に沿って前記ロータの回転方向に進むとき出会う、前記少なくとも１つのパッドの第１および第２の縁部である軸受装置。
【請求項２】
前記オイル再分配機構が、
前記少なくとも１つのパッドの表面を通って前記前縁より前記後縁の近くに形成された少なくとも１つの入力チャネルと、
前記少なくとも１つのパッドの前記表面を通って前記後縁より前記前縁の近くに形成された少なくとも１つの出力チャネルと、
完全に前記少なくとも１つのパッドの前記表面の下に形成され、前記少なくとも１つの入力チャネルを前記少なくとも１つの出力チャネルに結合するように構成された管路とを備える請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのパッドに沿って軸方向に延びる、前記オイル再分配機構と流れ連絡するように構成された溝をさらに備える請求項１記載の軸受装置。
【請求項４】
前記オイル再分配機構が、
前記少なくとも１つのパッドの前記表面における少なくとも１つの溝であって、オイルのキャリーバックを促進しオイルのキャリーオーバーを助長しないように、前記リングの円周方向に沿って前記前縁から前記後縁へ延びるが前記前縁または前記後縁のいずれとも流れ連絡しないように構成された少なくとも１つの溝を備え、
前記オイルのキャリーバックが前記後縁から前記前縁へのオイルの伝達を含み、前記オイルのキャリーオーバーが前記後縁から次のパッドへのオイルの伝達を含む請求項１記載の軸受装置。
【請求項５】
軸受装置内に配置されるパッドであって、
前記軸受装置のリングの保持ヘッドを受けるように構成された最下凹部を有する本体と、
前記パッドの前縁のところでオイルを注入して前記パッドの後縁の方へ流すように構成されたオイル分配機構と、
前記パッドの前記後縁から前記パッドの前記前縁へオイルを再分配するように構成された、前記パッド上のオイル再分配機構とを備え、
前記前縁および前記後縁が、それぞれ、前記パッドに支持されたロータが前記リングの周囲に沿って前記ロータの回転方向に進むとき出会う前記パッドの第１および第２の縁部であるパッド。
【請求項６】
前記オイル再分配機構が、
前記パッドの表面を通って前記前縁より前記後縁の近くに形成された少なくとも１つの入力チャネルと、
前記パッドの前記表面を通って前記後縁より前記前縁の近くに形成された少なくとも１つの出力チャネルと、
完全に前記パッドの前記表面の下に形成され、前記少なくとも１つの入力チャネルを前記少なくとも１つの出力チャネルに結合するように構成された管路とを備える請求項５記載のパッド。
【請求項７】
前記オイル再分配機構が、
前記パッドの前記表面上の少なくとも１つの溝であって、オイルのキャリーバックを促進しオイルのキャリーオーバーを助長しないように、前記リングの円周方向に沿って前記前縁から前記後縁へ延びるが前記前縁または前記後縁のいずれとも流れ連絡しないように構成された少なくとも１つの溝を備え、
前記オイルのキャリーバックが前記後縁から前記前縁へのオイルの伝達を含み、前記オイルのキャリーオーバーが前記後縁から次のパッドへのオイルの伝達を含む請求項５記載のパッド。
【請求項８】
ロータを支持するように構成されたジャーナル軸受のパッド上にオイル再分配機構を形成する方法において、
前記パッドの側面から、前記パッドの長手方向に沿って延びるように前記パッドの内部に直線の管路を形成するステップと、
前記パッドの前記長手方向に対して実質的に垂直である半径方向に沿って前記ロータと対向する前記パッドの表面を通して第１および第２のチャネル形成するステップであって、前記第１および第２のチャネルが前記管路と流れ連絡するステップと、
流体が前記管路から漏れないように、前記パッドの前記側面と流れ連絡する前記管路の端部を閉塞するステップとを含む方法。
【請求項９】
前記管路を完全に前記パッドの表面の下に形成するステップをさらに含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
パッドの表面に前記パッドの後縁から前縁へ延びる溝を形成するステップであって、前記前縁および前記後縁が、それぞれ、前記ロータが前記パッドに沿って前記ロータの回転方向に進むとき出会う前記パッドの第１および第２の縁部であるステップをさらに含む請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される内容の実施形態は、一般に方法およびシステムに関し、より詳細には軸受装置内のパッドを保持するようにオイルを再分配するための機構および技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械は発展しつつあり、この分野での最新技術は、高速軸受を利用している。軸受設計の多くの領域において、ロータ軸受システムの設計は、機械の性能に直接影響を及ぼす。従来の設計は、転がり要素、すなわち、ロータを支持しながら保持ヘッドのまわりで枢動するパッドまたはシューを軸受に設けている。しかし、高速および／または高圧力時には、転がり要素の負荷容量および剛性限界が不足し、したがって機械の性能および耐用年数が低下する。例えば、従来のターボ機械に関する一般的な速度を上回る周速では、軸受の制限速度に適合するように回転軸の端に配置された玉軸受が超臨界的動作（すなわち臨界速度を上回る動作）に至ることがあり、これによって、不安定になったロータが、破壊的で回避不可能な分数調波振動（ｓｕｂｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｗｈｉｒｌ）および大きなラジアル振れを受ける恐れがある。
【０００３】
ターボ機械の通常の応用例は従来の周速を用いるが、より高速で動作することができる機械では、他にも利点がある中で特にパッド内の動力の消費および熱分布が改善されると思われる。しかし、これらの通常より速い速度は、次に論じる別の問題をもたらす恐れがある。
【０００４】
ロータと軸受との間の摩擦を低減するために、オイルを導入し、機械の２つの構成要素を分離することができる。当技術分野では、このシステムはジャーナル軸受として既知である。軸および軸受は、一般にどちらも簡単な研磨済みの円筒であり、軸端部と軸受のシューとの間の間隙に潤滑油が満たされている。潤滑油は、軸とシューの表面間の「摩擦低減」だけでなく、一方を他方に対してより容易に滑らせるので、潤滑油は、ひとたび回転すれば表面どうしが接触することは全くないほど十分に厚いものである。オイルが使用される場合、オイルは、一般に、圧力を受けている軸受の穴に供給され、これは負荷軸受に対して行われる。
【０００５】
そのような実施例が図１に示されており、この図面は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第６，３６１，２１５号の図１である。図１は、矢印１４が示す方向に回転する軸１２を囲むジャーナル軸受１０を示す。ジャーナル軸受１０は、リング１８によって所定の位置に保持される５つのパッド１６を含む。各パッド１６は、パッド１６の凹部領域２２に挿入されたパッド支持体２０を含む。パッド支持体２０は、リング１８に固定されたインサート２４に結合される。それぞれのパッド支持体２０および凹部領域２２は、軸１２が回転するとき、軸１２の表面に一致するように任意の方向でパッド１６が自由に枢動することができるように協働する球面を有する。また、ジャーナル軸受１０は、パッド１６と軸１２との間にオイルを供給するためにリング１８の内側に規則的に形成されたオイル補給装置２６を有する。
【０００６】
しかし、軸１２がパッド１６に対して、ある速度を上回って回転するとき、従来のターボ機械で判明した問題の１つにオイル枯渇がある。軸周速が増加するとき、この問題は悪化する。オイル枯渇は、軸とパッドとの間の油膜が分断されるほど回転軸および／またはパッドにとって十分なオイルがないことであり、これは軸とパッドとの間の高摩擦をもたらし、高温およびそれに続く損傷を引き起こす。
【０００７】
この問題に対して、前述の米国特許第６，３６１，２１５号は、同特許の図３に相当する図２に示される解決策を提案している。図２は、前縁２８ａおよび後縁２８ｂを有するパッド１６の表面１６ａを示す。パッド１６は、溝３０と流れ連絡するオイル補給装置２６を有する。したがって、オイルは、最初に溝３０の表面１６ａ上に供給される。そこから、オイルは、ロータによって（方向１４に沿って回転している間に）パッド１６の表面１６ａの内側に向かって取り出される。しかし、米国特許第６，３６１，２１５号の５段の４３〜４７行で説明されるように、オイルは、表面１６ａの中心からパッド１６の縁部３２ａおよび３２ｂへ押し出される。表面１６ａ上のオイル分配を改善するために、米国特許第６，３６１，２１５号は、そのオイルを再分配するためにパッドの中心から縁部３２ａおよび３２ｂへ移動するオイルを取り込むように、パッド１６の面に溝３４ａおよび３４ｂを追加することを提案している。したがって、米国特許第６，３６１，２１５号の溝３４ａおよび３４ｂには、縁部３２ａおよび３２ｂと平行な第１の領域３６ａおよび３６ｂと、その面からパッド１６の中心へのオイル分配を容易にするように角度を成す第２の領域３８ａおよび３８ｂとの２つの領域がある。
【０００８】
しかし、この方法がオイル再分配をもたらすのは、溝３４ａおよび３４ｂの第２の領域３８ａおよび３８ｂが位置する後縁２８ｂの近くのみであり、再分配は、パッド１６の縁部からパッド１６の中心へ行われる。したがって、オイル再分配は、第２の領域３８ａおよび３８ｂの幾何形状によって制限される。図３は、パッド１６の幅Ｗにわたるオイルの圧力分布を示しており、図２の表面１６ａの中心からのオイルが軸１２の回転によって縁部３２ａおよび３２ｂへ強制的に移動される理由を説明している。
【０００９】
従来のターボ機械に発生し得る別の問題にキャビテーションがある。キャビテーションは、流動する液体（例えばオイル）の圧力がその蒸気圧を下回る領域で、その液体の蒸気気泡が形成されることである。ロータが高速で回転するとき、オイルの圧力が、その蒸気圧以下に下がることがあり、キャビテーションおよび衝撃波の形成に至る。キャビテーションによって形成される衝撃波は可動部品を著しく損傷するほど十分に強いので、通常、キャビテーションは望ましくない現象である。
【００１０】
新規の応用例の軸周速が、所定速度を上回る速度を必要とするとき、これらの応用例を適切に機能させるために、上記に要約された問題に対処して解決する必要がある。上記の問題をジャーナル軸受との関連で論じたが、これらの問題は、軸がパッドに対して高速で回転する他の軸受でも見いだされる。
【００１１】
したがって、前述の問題および欠点、ならびに当業者には以下の開示内容を検討した後に理解されるその他のものを回避する装置、システムおよび方法を提供することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，３６１，２１５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
例示的実施形態によれば、少なくとも１つの保持ヘッドを有するリングと、リングの内側に配置された少なくとも１つのパッドであって、少なくとも１つの保持ヘッドを受けるように構成された最下凹部を有する少なくとも１つのパッドと、少なくとも１つのパッドの前縁のところでオイルを注入して、少なくとも１つのパッドの後縁の方へ流すように構成されたオイル分配機構と、少なくとも１つのパッドの後縁から少なくとも１つのパッドの前縁へオイルを再分配するように構成された、少なくとも１つのパッド上のオイル再分配機構とを含む軸受装置が存在する。前縁および後縁は、それぞれ、少なくとも１つのパッドに支持されたロータがリングの周囲に沿ってロータの回転方向に進むとき出会う、少なくとも１つのパッドの第１および第２の縁部である。
【００１４】
さらに別の例示的実施形態によれば、軸受装置内にパッドが配置されることになる。このパッドは、軸受装置のリングの保持ヘッドを受けるように構成された最下凹部を有する本体と、パッドの前縁のところでオイルを注入して、パッドの後縁の方へ流すように構成されたオイル分配機構と、パッドの後縁からパッドの前縁へオイルを再分配するように構成された、パッド上のオイル再分配機構とを含む。前縁および後縁は、それぞれ、パッドに支持されたロータがリングの周囲に沿ってロータの回転方向に進むとき出会う、パッドの第１および第２の縁部である。
【００１５】
さらに別の例示的実施形態によれば、ロータを支持するように構成されたジャーナル軸受のパッド上にオイルを再分配する機構を形成する方法が存在する。この方法は、パッドの側面から、パッドの長手方向に沿って延びるようにパッドの内部に直線の管路を形成するステップと、パッドの長手方向に対して実質的に垂直である半径方向に沿ってロータと対向するパッドの表面を通して第１および第２のチャネルを形成するステップであって、第１および第２のチャネルが管路と流れ連絡するステップと、流体が管路から漏れないように、パッドの側面と流れ連絡する管路の端部を閉塞するステップとを含む。
【００１６】
本明細書に組み込まれてその一部分を構成する添付図面は、１つまたは複数の実施形態を示し、記述と共にこれらの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来型のジャーナル軸受の概略図である。
【図２】図１のジャーナル軸受のパッドの表面の図である。
【図３】図２のパッドの幅にわたる圧力分布のグラフである。
【図４】例示的実施形態による、オイルを再分配するために形成されたチャネルおよび／または溝におけるジャーナル軸受の概略図である。
【図５】例示的実施形態による、オイルを再分配するためのチャネルを有するパッドの表面の概略図である。
【図６】例示的実施形態による、パッドの中央領域にわたるオイルの圧力分布を示すグラフである。
【図７】例示的実施形態による、パッドの表面にわたるオイルの圧力の図である。
【図８】例示的実施形態による、チャネルを有するパッドの断面図である。
【図９】例示的実施形態による、２つのチャネルを有するパッドの表面の図である。
【図１０】例示的実施形態による、複数のチャネルを有するパッドの表面の図である。
【図１１】例示的実施形態による、オイルを再分配するための溝を有するパッドの表面の図である。
【図１２】例示的実施形態による、複数の溝を有するパッドの表面の図である。
【図１３】例示的実施形態による、チャネルおよび溝を有するパッドの表面の図である。
【図１４】例示的実施形態による、オイルのキャリーバックのためのチャネルを有するパッドの図である。
【図１５】例示的実施形態による、溝と平行でないチャネルを有するパッドの図である。
【図１６】例示的実施形態による、パッド内にオイル再分配機構を形成する方法の諸ステップを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
例示的実施形態の以下の説明は、添付図面を参照する。様々な図における同じ参考番号は、同一または類似の要素を特定する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。以下の実施形態は、ジャーナル軸受の用語および構造体に関して、話を簡単にするために論じられる。しかし、その次に論じられることになる実施形態は、これらの構造体およびシステムに限定されるものではなく、パッドに支持されて回転する軸またはロータを含む他の軸受およびシステムに適用することができる。
【００１９】
本明細書を通じて、「一実施形態」または「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が、開示された内容の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、明細書を通じて様々な箇所における「一実施形態では」または「ある実施形態では」という言い回しの出現は、必ずしも同じ実施形態を参照するものではない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切なやり方で組み合わせることができる。
【００２０】
図４に示される例示的実施形態によれば、ジャーナル軸受４０は、それぞれが作動面４４ａを有する複数のパッド４４を保持するように構成されたリング４２を含む。軸（図示せず）が方向Ａに高速（例えば１００〜１７０ｍ／ｓ以上）で回転するとき、パッド４４が回転方向Ａに滑るのを防止するために、パッド４４は閉塞プレート４６によって保持される。対応する保持プレート４８は、軸方向のずれを防止するために、リング４２の近傍でパッド４４を保持する。図４で、保持プレート４８は、ねじ５０によってリング４２へ固定して示されている。他の応用例では、保持プレート４８を他のやり方でリング４２に固定することができ、このことは当業者には理解されよう。リング４２、閉塞プレート４６および保持プレート４８は、パッド４４が保持ヘッド（図示せず）のまわりで枢動することができる所定の容積を画定する。パッド４４をリング４２に保持することの詳細は、例えば、その開示の全体が参照によって本明細書に組み込まれている、同じ筆頭著者Ｓ．Ｐａｌｏｍｂａの「Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ，  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  ａｔ  Ｌｅａｓｔ  Ｏｎｅ  Ｐａｄ」という名称の米国特許出願に論じられている。
【００２１】
図５に示される例示的実施形態によれば、パッド４４の表面４４ａには、オイルのキャリーバックを助長するための様々な溝および／またはチャネルが備わっていてよい。オイルのキャリーバックプロセスを定義するために、ロータ（図５には示されていない）が、所与の外側速度ｖ（ロータの回転軸から最も遠いロータ上のポイントの線速度）で、パッド４４に対して前縁５２ａから後縁５２ｂの方向へ回転するものと見なす。前縁５２ａを後縁５２ｂに結合するパッド４４の縁部は、５４ａおよび５４ｂと符号を付けられている。パッド４４とロータとの間のオイルが前縁５２ａから後縁５２ｂの方向に移動するとき、オイルのキャリーオーバーが現われる。オイルが反対方向（すなわち後縁５２ｂから前縁５２ａの方向）に移動する場合、オイルのキャリーバックが現われる。
【００２２】
図２は、オイルを再分配するのにオイルのキャリーオーバーが用いられた従来型のパッドを示す。パッドに対するロータの速度が低いとき（７０ｍ／ｓ未満のとき）、パッドがオイルのキャリーオーバーを経験し得ると考えられる。しかし、より高速の場合、ならびに溝および／またはチャネルの様々な配置の場合、オイルのキャリーバックが支配的であると考えられ、これは以下で論じることになる。
【００２３】
図５は、パッド４４にチャネルだけが形成される実施形態を示す。１つのチャネル５６が、入口チャネル５６ａ、出口チャネル５６ｂおよび入口チャネル５６ａを出口チャネル５６ｂに結合する管路５６ｃを含むことができる。以下の理由で、入口チャネル５６ａは、前縁５２ａより後縁５２ｂに、より近く設けられることが注目される。図５は、縁部５４ａからの一定距離に入口チャネル５６ａおよび出口チャネル５６ｂを示しているが、入口チャネルおよび出口チャネルは、縁部５４ａにより近く、あるいはパッド４４の中央部分により近く設けられてよい。入口チャネル５６ａおよび出口チャネル５６ｂは、図８にチャネル状の構造を有して示されている。チャネル５６に沿って計算した圧力が図６に示されている。図６には、線Ａ−Ａに沿ったパッド４４のスライス（図５の軸Ｘに沿って切り取ったもの）も示されている。圧力は、後縁５２ｂにより近いＰ０で最も高いことが注目される。入口チャネル５６ａの圧力Ｐ１は、前縁５２ａにより近い出口チャネル５６ｂの圧力Ｐ２より高い。したがって、入口チャネル５６ａと出口チャネル５６ｂとの間の圧力差ΔＰがオイルの流れを決定する。入口および出口が、それらの圧力差がプラスになるようにパッド上に配置される限り、オイルのキャリーバックプロセスが達成される。
【００２４】
図６に示される圧力曲線は、例えば軸受の半径、長さ、パッドとロータとの間のオイル膜の厚さ、オイルの粘性など、多くの要因に左右される。したがって、圧力曲線は、ジャーナル軸受ごとに、また応用例ごとに変わる。しかし、所与のジャーナル軸受に対して前述の要因が既知の場合、図６に示される圧力曲線は例えばＲｅｙｎｏｌｄｓ方程式を用いて計算することができる。したがって、所与のジャーナル軸受および所定条件については、入口チャネル５６ａがＰ０により近く配置され、出口チャネル５６ｂがＰ２に近接して配置されるのが望ましい。しかし、応用例によっては、入口チャネル５６ａおよび出口チャネル５６ｂが、必ずしも高圧ポイントＰ０および低圧ポイントＰ２と一致するわけではない。例示の一実施形態では、逆方向、すなわち後縁５２ｂから前縁５２ａへのオイルの流れを助長するために、入口チャネル５６ａの位置が、出口チャネル５６ｂの位置より高い圧力を有してよい。この圧力分布をチャネル５６に得ることにより、オイルのキャリーバック状態が達成される。
【００２５】
図７は、パッド４４の上のオイル膜の、計算された圧力の２次元表示を示す。符号１から８は、最高の圧力（８）から最低の圧力（１）への任意のスケールを表す。パッドの中央領域では、オイルが領域８から領域１の方へ流れる（線５８を参照されたい）ことになり、すなわちオイルのキャリーバックになることが注目される。
【００２６】
図８に示されるように、チャネル５６は、パッド４４の側面から、直線に沿って穴をドリル加工し、管路５６ｃを形成することにより作製することができる。図８は、パッド４４に対して方向１４に沿って回転するロータ６０を示す。入口チャネル５６ａおよび出口チャネル５６ｂは、管路５６ｃに達するまでドリル加工してよい。この図に示されるように、入口チャネル５６ａおよび出口チャネル５６ｂは、どちらもパッド４４の内側の表面４４ａから延びる。次いで、入口チャネル５６ａに入るオイルがパッド４４を出るのを防止するために、ストッパ６２が、管路の５６ｃの端部へ、ねじ留め、ボルト締め、溶接などされてよい。動作可能なとき、出口チャネル５６ｂの圧力より入口チャネル５６ａの圧力が高いオイルは、入口チャネル５６ａに入り、管路５６ｃの端から端まで移動し、出口チャネル５６ｂを出て、したがって、後縁から前縁へ、パッドにわたってオイルを再分配することになる。
【００２７】
このオイル「再分配」機構は付加的なものであり、パッド４４にオイルを供給するチャネル６４に関連したオイル「分配」機構とは異なる。図８は、パッド４４を保持するように構成された保持ヘッド６５を示す。例示的実施形態によれば、入口チャネル５６ａ、出口チャネル５６ｂおよび管路５６ｃのそれぞれの直径は４ｍｍでよく、また管路５６ｃの長さは約１０ｍｍでよい。しかし、これらの数値は単なる例示であり、パッドの実際のサイズ、ロータのサイズおよび重量などに左右される。
【００２８】
２つのチャネル５６がパッド４４の表面４４ａ上に形成される場合、入口および出口の配置は図９に示される通りであり得て、すなわち、前縁５２ａに対して入口チャネル５６ａの位置を出口チャネル５６ｂの位置と比べると、後縁５２ｂにより近くなっている。また、入口および／または出口は領域６６に囲まれてよく、領域６６は、入口および／または出口に小量のオイルを蓄えるためにパッド４４の表面４４ａより低くなっている。当業者には理解されるように、領域６６は様々な形状を有するように構成することができる。図９は、オイルの供給源６４および供給源６４からのオイルが流れる方向６５も示している。
【００２９】
例示的実施形態によれば、入口チャネル５６ａおよび出口チャネル５６ｂは、低速に対するオイルのキャリーオーバー状態の可能性を回避するために、縁部５４ａおよび５４ｂから遠ざけて配置される。「遠ざけた配置」を規定する具体的な距離は、当業者には容易に理解されるように、応用例ごとに変わることがあり、ロータの速度および他の変数によって決まり得る。
【００３０】
図１０に示される例示的実施形態によれば、パッドは、２つを上回るチャネル５６の組合せを有することができる。いくつかのチャネル５６がパッド４４の中央領域に近接して形成されてよく、いくつかのチャネル５６が縁部５４ａおよび５４ｂに近接して形成されてよい。また、ある応用例では、様々なチャネル５６に対する領域５６ｃの長さは、パッド領域４４ａをより均一に覆うように別々のものになる。
【００３１】
図１１に示される例示的実施形態によれば、完全にパッド４４の表面４４ａの下に形成された管路を伴うチャネル５６を有する代わりに、表面４４ａ上で高圧ポイントと低圧ポイントとの間に溝８０を形成してよい。各溝８０は、第２の端部８２ｂより後縁５２ｂの近くに配置された第１の端部８２ａを有し、端部８２ａに存在するオイルは、より高圧であるために、より低圧の第２の端部８２ｂの方へ強制的に送られる。端部領域８２ａの油圧が端部領域８２ｂの油圧より高くなるように溝が配置された場合にも、溝８０は、オイルのキャリーバックを達成することができる。
【００３２】
例示的実施形態によれば、溝８０は、端部８２ａおよび８２ｂが、どちらも縁部５２ａおよび５２ｂと連絡しないように形成される。溝８０と図２に示された溝３６ａおよび３６ｂとの間のそのような相違点が、異なるオイル流れ状態、すなわち溝８０（図１１）に関するオイルのキャリーバック状態と溝３６ａおよび３６ｂに関するオイルのキャリーオーバー状態とを決定すると考えられる。また、図１２に示されるように、溝８０ａは、縁部５４ａおよび５４ｂにできるだけ近接して形成されてよい。図１２に示されるような一実施形態では、パッドの中央領域のより近くに形成された溝８０と、パッドの縁部のより近くに形成された溝８０ａとの組合せを有することができる。複数の溝の長さは、すべての溝に関して同じである必要はない。ある応用例では、各溝が他の溝と異なる長さを有し、あるいは図１２にも示されるように、溝の対が同じ長さを有し、かつ他の溝の対と異なる長さを有する。
【００３３】
図１３に示されるような例示的実施形態では、パッド４４の表面４４ａは、チャネル５６、溝８０、ならびに溝８０ａおよび８０ｂを含むことができる。ある応用例では、当業者には理解されるように、チャネル５６ならびに溝８０および８０ａを異なる順序、すなわち溝８０ａ、チャネル５６、溝８０、チャネル５６、溝８０、溝８０ａ、といった順序、または他の順序で配置することが可能である。また、溝８０をチャネル５６に重ねることができ、それらは同じ長さまたは異なる長さを有する。
【００３４】
図１４に示される例示的実施形態では、オイル分配システム６４がより詳細に示されている。出口９０は、１つの縁部５４ａから別の縁部５４ｂへ延びる、すなわちチャネル５６の管路５６ｃに実質的に垂直に延びる溝９２にオイルを供給するように構成される。溝９２は、出口９０からのオイルを蓄積し、パッド４４の表面４４ａ上にそれをできるだけ広く分配するように構成される。別の例示的実施形態では、チャネル５６の出口チャネル５６ｂには、入口チャネル５６ａから受け取ったオイルを蓄積し、それをパッド４４の表面４４ａへ戻してより均一に分配するように、対応する溝５６ｄが備わっている。さらに別の例示的実施形態によれば、図１４に示されるように、２つ以上のチャネル５６の出口を、同じ溝５６ｅによって連結することができる。チャネル５６および／または溝８０の数は、応用例ごとに変わることがあるが、２つから４つの範囲内が好ましい。
【００３５】
図１５に示されるような別の実施形態によれば、チャネル５６は溝８０ａと平行でなくてよく、あるいはそれら自体が平行でなくてよい（すなわち９０度未満、より好ましくは４５度以下の角度αを成す）。別の応用例では、溝８０および／または溝８０ａは、縁部５４ａおよび５４ｂと平行でなくてよい。
【００３６】
上記で論じられた例示的実施形態の１つまたは複数の利点は、オイルが外部動力源の必要性なしで再分配されることであり、したがってパッド上のオイル枯渇を低減する。
【００３７】
図１６に示された例示的実施形態によれば、ロータを支持するように構成されたジャーナル軸受のパッド上にオイルを再分配する機構を形成する方法が存在する。この方法は、パッドの側面から、パッドの長手方向に沿って延びるようにパッドの内部に直線の管路を形成するステップ１６０２と、パッドの長手方向に対して実質的に垂直である半径方向に沿ってロータと対向するパッドの表面を通して第１および第２のチャネルを形成するステップ１６０４であって、第１および第２のチャネルが管路と流れ連絡するステップ１６０４と、流体が管路から漏れないように、パッドの側面と流れ連絡する管路の端部を閉塞するステップ１６０６とを含む。
【００３８】
開示された例示的実施形態は、軸受装置およびオイル再分配機構を有するパッドを提供する。この説明は、本発明を限定するようには意図されてないことを理解されたい。それとは逆に、これらの例示的実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲の中に含まれる代替形態、変更形態および均等物を対象として含むように意図されている。さらに、例示的実施形態の詳細な説明では、特許請求する発明の包括的理解を提供するために、多くの具体的な詳細が説明されている。しかし、当業者なら、そのような具体的な詳細なしで様々な実施形態が実施され得ることを理解するであろう。
【００３９】
それらの実施形態では、本例示的実施形態の特徴および要素が特定の組合せで説明されているが、それぞれの特徴または要素は、実施形態の他の特徴および要素なしで単独で用いることができ、あるいは本明細書で開示された他の特徴および要素の有無にかかわらず様々な組合せで用いることができる。
【００４０】
本書は、最良の形態を含めて本発明を開示するために、また、あらゆる当業者が、任意の装置またはシステムを製作し使用すること、また任意の組み入れられた方法を実行すること含めて本発明を実施することも可能にするために、実施例を用いている。特許性のある本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想起される他の実施例を含み得る。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉の範囲内の均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲に入るものとする。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ジャーナル軸受
１２  軸
１４  矢印
１６  パッド
１６ａ  表面
１８  リング
２０  パッド支持体
２２  凹部領域
２４  インサート
２６  オイル補給装置
２８ａ  前縁
２８ｂ  後縁
３０  溝
３２ａ  縁部
３２ｂ  縁部
３４ａ  溝
３４ｂ  溝
３６ａ  領域
３６ｂ  領域
３８ａ  領域
３８ｂ  領域
４０  ジャーナル軸受
４２  リング
４４  パッド
４４ａ  作動面
４６  閉塞プレート
４８  保持プレート
５０  ねじ
５２ａ  前縁
５２ｂ  後縁
５４ａ  縁部
５４ｂ  縁部
５６  チャネル
５６ａ  入口チャネル
５６ｂ  出口チャネル
５６ｃ  管路
５６ｄ  溝
５６e  溝
５８  線
６０  ロータ
６４  オイルの供給源
６５  オイルが流れる方向
６６  領域
８０  溝
８０ａ  溝
８０ｂ  溝
８２ａ  端部
８２ｂ  端部
９０  出口
９２  溝
１６０２  ステップ
１６０４  ステップ
１６０６  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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