(57)【要約】  回転可能な軸（１２）用の流体力学的軸受装置（１０）であって、軸（１２）がそれを通って延びる開口を備える軸支持部材（１６）がその中に設けられたハウジング（１４）を含み、軸支持部材（１６）と、軸（１２）との間に空間があり、軸支持部材（１６）が少なくとも１つの流路（２２ａ、２２ｂ）を含み、流路がそれを通って、軸支持部材（１６）の第１側から、軸支持部材（１６）の第２側でハウジング（１４）内に設けられた室（２８）に、軸（１２）のほぼ軸方向に延び、したがって、軸支持部材（１６）の第１側の液体が、軸支持部材（１６）の第２側の室（２８）と連通し、したがって、軸支持部材（１６）の第１側からと軸支持部材（１６）の第２側からとの両側から、流路（２２ａ、２２ｂ）および室（２８）を通って、軸（１２）と軸支持部材（１６）の間の空間内に流入することができ、軸（１２）と軸支持部材（１６）の間の液体が軸（１２）と軸支持部材（１６）の間の空間を維持し、軸（１２）用の流体力学的軸受をもたらす流体力学的軸受装置（１０）。
2007514112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な軸用の流体力学的軸受装置であって、前記軸がそれを通って延びる開口を備える軸支持部材がその中に設けられたハウジングを含み、前記軸支持部材と、前記軸との間に空間があり、前記軸支持部材が少なくとも１つの流路を含み、前記流路がそれを通って、前記軸支持部材の第１側から、前記軸支持部材の第２側で前記ハウジング内に設けられた室に、前記軸のほぼ軸方向に延び、したがって、前記軸支持部材の前記第１側の液体が、前記軸支持部材の前記第２側で前記室と連通し、したがって、前記軸支持部材の前記第１側からと前記軸支持部材の前記第２側からとの両側から、前記流路および前記室を通って、前記軸と前記軸支持部材の間の前記空間内に流入することができ、前記軸と前記軸支持部材の間の前記液体が前記軸と前記軸支持部材の間の前記空間を維持し、前記軸用の流体力学的軸受をもたらす流体力学的軸受装置。
【請求項２】
前記軸が、ポンプの駆動軸であり、前記軸支持部材の第１側の流体が、ポンピングされた流体である請求項１に記載の流体力学的軸受装置。
【請求項３】
前記軸支持部材に、前記軸の周りに配列として配置されたほぼ軸方向に延びる複数の流路が設けられる請求項１または２に記載の流体力学的軸受装置。
【請求項４】
シールが、前記室を閉じ前記室からの流体の漏れを防止するために前記ハウジングと前記軸の間に設けられる前記請求項のいずれかに記載の流体力学的軸受装置。
【請求項５】
前記軸支持部材が前記軸に沿って軸方向に間隔を置いて配置された２つのほぼ環状の支持部材部品を含む前記請求項のいずれかに記載の流体力学的軸受装置。
【請求項６】
前記軸に、２つの前記支持部材部品の間を径方向に延びる環状プレートが設けられる請求項５に記載の流体力学的軸受装置。
【請求項７】
前記環状プレートと前記支持部材部品のそれぞれとの間に空間があり、各支持部材部品が、前記軸にほぼ平行に延びる２つの流路を含み、その外側のものが前記環状プレートの径方向に外側に配置され、その内側のものが前記環状プレートに一端が隣接するように配置される請求項６に記載の流体力学的軸受装置。
【請求項８】
前記軸支持部材に、前記軸の周りに２つの配列として配置された複数の内側流路および複数の外側流路が設けられる前記請求項のいずれかに記載の流体力学的軸受装置。
【請求項９】
ポンピング室と、駆動軸上で前記ポンピング室に取り付けられた回転可能なポンピング部品を囲むハウジングを含むポンプであって、前記駆動軸がそれを通って延びる開口を備える軸支持部材が設けられ、前記軸支持部材と、前記駆動軸との間に空間があり、前記軸支持部材が少なくとも１つの流路を含み、前記流路が、それを通って、前記駆動軸が前記ポンピング室と連通した前記軸支持部材の前記第１側から、前記軸支持部材の第２側で前記ハウジング内に設けられた第２室に、前記駆動軸のほぼ軸方向に延び、したがって、前記ポンピング室のポンピングされた流体が、前記軸支持部材の前記第２側で前記室と連通し、したがって、前記ハウジングの前記第１側からと前記ハウジングの前記第２側からとの両側から、前記流路および前記室を通って、前記駆動軸と前記軸支持部材の間の前記空間内に流入することができ、前記駆動軸と前記軸支持部材の間の前記液体が前記駆動軸と前記軸支持部材の間の前記空間を維持し、前記駆動軸用の流体力学的軸受をもたらすポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸受に関し、詳細には液体が２つの相対的に回転する部品の間を流れることを可能にする流体力学的軸受装置（ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  ｂｅａｒｉｎｇ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体が一方の部品を他方に対して支持し、流体が２つの相対的に回転する部品の間を流れることを可能にする流体力学的軸受装置が知られている。
【０００３】
本発明の第１態様によれば、回転可能な軸用の流体力学的軸受装置であって、軸がそれを通って延びる開口をその中に備える軸支持部材がその中に設けられたハウジングを含み、軸支持部材と、軸との間に空間があり、軸支持部材が少なくとも１つの流路（ｐａｓｓａｇｅ）を含み、流路がそれを通って、軸支持部材の第１側から、軸支持部材の第２側でハウジング内に設けられた室に、軸のほぼ軸方向に延び、したがって、軸支持部材の第１側の液体が、軸支持部材の第２側で室と連通し、したがって、軸支持部材の第１側からと軸支持部材の第２側からとの両側から、流路および室を通って、軸と軸支持部材の間の空間内に流入することができ、軸と軸支持部材の間の液体が軸と軸支持部材の間の空間を維持し、軸用の流体力学的軸受をもたらす流体力学的軸受装置を提供する。
【０００４】
軸支持部材の第１および第２側の両側から軸と軸支持部材の間の空間に流体が入ることができるようにすることによって、軸受装置の効率を上げることができる。
【０００５】
好ましくは、軸はポンプの駆動軸であり、軸支持部材の第１側の流体はポンプ式に押し出された流体（ｐｕｍｐｅｄ  ｆｌｕｉｄ）である。
【０００６】
この場合、ポンプの羽根車を、軸支持部材の第１側で軸に取り付けることができ、軸を軸支持部材の第２側でモータに接続できる。
【０００７】
軸支持部材には、軸の周りに配列として配置された複数のほぼ軸方向に延びる流路を設けることができる。
【０００８】
好ましくは、室を閉じ、室からの流体の漏れを防止するためにハウジングと軸との間にシールが設けられる。
【０００９】
軸支持部材は、軸に沿って軸方向に間隔を置いて配置された２つのほぼ環状の支持部材部品を含むことができる。この場合、軸に、２つの支持部材部品の間で径方向に延びる環状プレートを設けることができる。
【００１０】
環状プレートを設けることによって、ハウジングに対する軸の軸方向の運動を大幅に防止することができる。
【００１１】
好ましくは、環状プレートと支持部材部品のそれぞれとの間に空間があり、各支持部材部品は軸にほぼ平行に延びる２つの流路を含み、その外側のものは環状プレートの径方向に外側に配置され、その内側のものは一端が環状プレートに隣接するように配置される。
【００１２】
したがって、軸支持部材の第１側の流体は、外側流路を通って、両方の支持部材部品内を軸支持部材の第２側の室に流入でき、ならびに内側流路を通って、軸支持部材の第１側から、かつハウジングの第２側の室から、環状プレートと軸支持部材部品との間の空間に流入でき、プレートと軸支持部材との間の摩擦力を低減することができる。
【００１３】
各軸支持部材には、軸の周りに２つの配列として配置された複数の内側流路および複数の外側流路を設けることができる。
【００１４】
本発明の第２態様によれば、ポンピング室（ｐｕｍｐｉｎｇ  ｃｈａｍｂｅｒ）と、駆動軸上でポンピング室に取り付けられた回転可能なポンピング部品（ｐｕｍｐｉｎｇ  ｐａｒｔ）を囲むハウジングを含むポンプであって、駆動軸がそれを通って延びる開口を備える軸支持部材が設けられ、軸支持部材と、駆動軸との間に空間があり、軸支持部材が少なくとも１つの流路を含み、流路が、それを通って、駆動軸がポンピング室と連通した軸支持部材の第１側から、軸支持部材の第２側でハウジング内に設けられた第２室に、駆動軸のほぼ軸方向に延び、したがって、ポンピング室のポンピングされた流体が、軸支持部材の第２側で室と連通し、したがって、ハウジングの第１側からとハウジングの第２側からとの両側から、流路および室を通って、駆動軸と軸支持部材の間の空間内に流入することができ、駆動軸と軸支持部材の間の液体が駆動軸と軸支持部材の間の空間を維持し、駆動軸用の流体力学的軸受をもたらすポンプを提供する。
【００１５】
次に、本発明の実施形態が、本発明による軸受装置を通る断面の図である添付の図面に関して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図を参照して、この例では、流体ポンプの駆動軸１２を支持する流体力学的軸受装置１０が示される。ポンプは、ポンピング室を囲み、かつ駆動軸１２がそれを通って延びる開口を備える軸支持部材１６がその中に設けられたハウジング１４を含む。軸支持部材１６は、ポンピング室内部の第１端からハウジング１４に隣接する第２端に延びる。羽根車１８が、駆動軸１２の第１端１２ａでハウジング１４のポンピング室内部に取り付けられ、駆動軸１２の第２端がハウジング１４の外側に配置されたモータ（図示せず）に連結される。モータの動作は、駆動軸１２を長手方向軸Ａの周りに回転させ、かつ羽根車１８を回転させ、ハウジング１４内に収納された流体のポンピングを実行させる。
【００１７】
ハウジング１４は軸支持部材１６がその中に取り付けられるほぼ円形のアパーチャを含み、ほぼ円筒形の保持構成（ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）２０がアパーチャを囲むハウジング１４の内側および外側に延びる。
【００１８】
この例の軸支持部材１６は２つのほぼ環状の支持部材部品１６ａおよび１６ｂを含み、その内側のもの１６ａはポンピング室内に延びる保持構成２０ａの部品と係合し、その外側のもの１６ｂはポンピング室から延びる保持構成２０ｂの部品と係合する。保持構成２０ｂの外側部品は外側支持部材部品１６ｂを越えて延び、径方向にアパーチャの内側に延びるシーリング部品２６が設けられている。シーリング部品２６は、なおハウジング１４に対する駆動軸１２の回転を可能にしながら、駆動軸１２と係合して、駆動軸１２とハウジング１４の間で実質的に流体密シール（ｆｌｕｉｄ  ｔｉｇｈｔ  ｓｅａｌ）をもたらし、従来の設計である。したがって、室は、シーリング部品２６と外側保持構成２０ｂと外側支持部材部品１６ｂとの間に囲まれて、軸支持部材１６の第２端に設けられる。
【００１９】
各支持部材部品１６ａ、１６ｂは、駆動軸がそれを通って延びるほぼ中央の円形アパーチャと、駆動軸１２の長手方向軸Ａにほぼ平行に延びる複数の流路２２とを含む。流路２２は、駆動軸１２の周りに２つの配列、内側配列２２ａおよび外側配列２２ｂとして配置される。この例では、８つの流路が各配列２２ａ、２２ｂに設けられ、駆動軸１２の周りにほぼ円形の配置に均等の間隔に置かれ、内側流路２２ａは、外側流路２２ｂと比べて駆動軸１２により近く、またより小さい直径である。
【００２０】
駆動軸１２には、２つの支持部材部品１６ａ、１６ｂの間で軸１２の外側に径方向に延びるほぼ環状のプレート２４が設けられる。内側流路２２ａはそれぞれ、プレート２４に隣接する一端をもち、一方、外側流路２２ｂはプレート２４の径方向の外側に配置される。この例では、駆動軸１２は、軸支持部材１６の内部の駆動軸１２のほぼ中央の部分に配置されたねじ装置によって結合された２つの部品から形成される。プレート２４は、羽根車１８をもっている駆動軸１２の第１部品１２ａに組み込まれ、第１部品１２ａには、雌ねじを備えたボアが設けられている。モータに接続された駆動軸１２の第２部品１２ｂには、対応する雄ねじ部分が設けられる。
【００２１】
駆動軸１２と２つの支持部材部品１６ａ、１６ｂとの間に空間があり、したがって、ポンプの動作の間、ポンピング室内部の加圧された流体が、空間を維持し、軸１２用の流体力学的軸受を提供するために駆動軸１２と軸支持部材１６との間に押し込まれる。ポンピングされた流体も、軸支持部材１６の第１端から第２端に軸支持部材部品１６ａ、１６ｂ内の流路２２に沿って押し込まれる。
【００２２】
ポンピング室から内側支持部材部品１６ａ内の内側流路２２ａに沿って流れる流体は、プレート２４と内側の支持部材部品１６ａとの間の空間に入る。ポンピング室から内側の支持部材部品１６ａ内の外側流路２２ｂに沿って流れる流体は、２つの支持部材部品１６ａ、１６ｂの間の空間に入り、プレート２４と支持部材部品１６ａ、１６ｂとの間、あるいは外側支持部材部品１６ｂ内の外側流路２２ｂのうちの１つに沿って軸支持部材１６の第２端の室２８の空間に入る。室２８内の流体は、駆動軸１２と外側支持部材部品１６ｂとの間、あるいは外側の支持部材部品１６ｂの内側流路２２ａを通って、プレート２４と外側の支持部材部品１６ｂとの間の空間に流入することができる。
【００２３】
したがって、軸支持部材１６と駆動軸１２との間、ならびにプレート２４と軸支持部材１６との間の空間のポンピングされた流体は、これらの空間を維持し、相対的に回転する部品の間に流体力学的軸受を提供する。そのような流体力学的軸受は、ポンプの動作の間に起こる摩擦損失を低減し、駆動軸１２および軸支持部材１６の摩耗を低減することができる。ポンピングされた流体が、軸支持部材１６の第１および第２端からこれらの空間に入ることができるので、流体力学的軸受の効率を改善することができ、摩擦エネルギー損失および摩耗をさらに低減することができる。
【００２４】
上記の実施形態は、例としてのみ説明され、本発明の範囲内で軸受装置に多くの修正形態を形成することができることが理解されるであろう。
【００２５】
例えば、軸支持部材１６は、２つの支持部材部品１６ａ、１６ｂを含む必要はなく、１つで十分である。さらに、径方向に延びるプレート２４を設けることは、駆動軸１２の軸支持部材１６に対する軸方向の移動を限定するので好ましいが、不可欠というわけではない。
【００２６】
この例では、軸支持部材１６がポンプのハウジング１４とは別に作られるが、そうではなく、軸支持部材１６を、ポンプのハウジング１４に組み込むことができる。軸支持部材１６は複数の支持部材部品１６ａ、１６ｂを含むが、１つまたは複数の支持部材部品１６ａ、１６ｂをハウジング１４に組み込むことができる。
【００２７】
しかし、軸支持部材１６が、ポンピング室を囲むハウジング１４内に設けられる必要はない。そうではなく、軸支持部材１６を、ハウジング１４から離して、その外部に配置することができ、ポンピングされる流体用の導管がポンピング室から軸支持部材１６の第１側に設けられる。
【００２８】
支持部材部品１６ａおよび１６ｂを、それぞれ単一部品として形成されることができ、流路は例えば機械加工によって、または部品中に鋳物として形成される。別法として、各支持部材部品１６ａ、１６ｂを、２つまたはそれ以上の部分で形成することができ、流路が隣接する部分の適切に形状化された構成の間に形成される。
【００２９】
複数の流路２２の配列を軸支持部材１６内に設ける必要はなく、特にプレート２４を設けられないときは１つの配列で十分であり、この場合では、支持部材の第１端のポンピング室から、軸支持部材１６の第２端の室２８に流体を導くことだけが必要であり、したがって流体が駆動軸１２と軸支持部材１６との間の空間に両端から入ることができる。別法として、上で示された実施形態で、内側流路２２ａを省略して、２つの支持部材部品１６ａ、１６ｂの間の空間から、ならびに駆動軸１２と支持部材部品１６ａ、１６ｂとの間の空間から、プレート２４と支持部材部品１６ａ、１６ｂとの間の空間に入る流体を利用して、適切な流体力学的軸受効果のために十分な流体を提供することが可能であろう。
【００３０】
上で説明された流体力学的軸受装置を、ポンプの駆動軸を支持するために使用する必要はない。それを、加圧流体の供給をその中で利用できる任意の回転可能軸用の軸受を設けるために使用することができる。
【００３１】
ほぼ円筒形で管状のブッシュを、軸１２と支持部材部品１６ａ、１６ｂとの間で各支持部材部品１６ａ、１６ｂ上に取り付けることができる。この場合、流体力学的軸受を提供する流体用の空間は、軸１２とブッシュとの間に配置され、軸１２はブッシュの中を回転する。流体を保持するためのリザバとして働き、したがって流体力学的軸受を提供するのを助けることができる、軸に隣接した複数のリセスまたはアパーチャをブッシュに設けることができる。
【図１】
2007514112.tif 000003
【国際調査報告】
2007514112.tif 000004
2007514112.tif 000005
2007514112.tif 000006