(57)【要約】  本発明はベアリングデバイスに関し、当該ベアリングデバイスは、互いに対して移動可能でありかつ磁気粘性液体または電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である潤滑剤が充填されるベアリングギャップによって離間される第１の表面および第２の表面と、第１または第２の表面における１つ以上の供給入口と、第１または第２の表面に埋め込まれて閉塞領域で潤滑剤の粘度を局所的に増加させて閉塞領域で潤滑剤の流れを阻止する活性装置とを備え、ベアリングギャップは、潤滑剤の流れが阻止されない非閉塞領域を備え、潤滑剤の流路が供給入口で始まり、非閉塞領域に沿って延び、閉塞領域を横断し、かつベアリングギャップ端部で終端し、表面には表面テクスチャリングがなく滑らかで連続的であり、閉塞領域は、潤滑剤がベアリングギャップから流出することを阻止し、増粘した潤滑剤は流路の閉塞物として機能する。
2020521095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリングデバイス（１０）であって、
−  互いに対して移動可能でありかつ互いに面する第１の表面（１２）および第２の表面（１４）であって、前記第１の表面および前記第２の表面は、潤滑剤が充填されたベアリングギャップ（１６）によって離間されており、前記潤滑剤は、磁気粘性液体もしくは電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、第１の表面および第２の表面と、
−  前記第１の表面または前記第２の表面における１つ以上の供給入口（１８）であって、前記供給入口のそれぞれは、加圧液体供給源から前記ベアリングギャップ（１６）へ前記潤滑剤を供給するよう構成された、供給入口と、
−  前記第１の表面または前記第２の表面に埋め込まれた１つ以上の活性装置（２０）であって、前記ベアリングギャップにおける少なくとも１つの閉塞領域（２２）内で前記潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは前記潤滑剤のスリップ速度を局所的に低下させるよう構成され、それによって前記閉塞領域内の前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流れを局所的に阻止する、１つ以上の活性装置と、
を備えており、
前記ベアリングギャップは、前記潤滑剤の流れが阻止されない少なくとも１つの非閉塞領域（２４）を備えており、前記非閉塞領域のそれぞれは、関連する前記供給入口（１８）を包囲しており、
前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流路が画定されており、前記流路は、少なくとも１つの前記供給入口（１８）で始まり、少なくとも１つの前記非閉塞領域（２４）に沿って延在し、前記閉塞領域を横断し、かつベアリングギャップ端部（２６）で終端しており、
前記第１の表面（１２）および前記第２の表面（１４）は、特に山部およびパッドの形態の、表面テクスチャリングがなく、滑らかで連続的であり、かつ前記ベアリングギャップの高さの急激な変化を伴わず、
少なくとも１つの前記閉塞領域（２２）は、それ自体によってまたは他の閉塞領域と協働して、少なくとも１つの前記非閉塞領域（２４）を取り囲み、
前記閉塞領域で増加された粘度または低下されたスリップ速度を有する前記潤滑剤は、前記流路の閉塞物として機能し、かつそれ自体でまたは他の閉塞領域において粘度が増加されるかまたはスリップ速度が低下された潤滑剤と協働して、前記潤滑剤が前記非閉塞領域から流出すること、および前記ベアリングギャップ端部を通って前記ベアリングギャップから流出することを阻止し、それによって、前記非閉塞領域内の前記潤滑剤の圧力を、前記ベアリングデバイスにかかる負荷を担持するのに十分なレベルまで高め、同時に前記第１の表面と前記第２の表面との間の接触を防止することを特徴とするベアリングデバイス。
【請求項２】
前記活性装置（２０）は、磁界を作り出す電磁石もしくは永久磁石である、または電界を作り出すために帯電可能な電気活性装置であり、あるいは前記活性装置は、少なくとも１つの前記閉塞領域内の前記潤滑剤を冷却するよう構成された冷却要素であることを特徴とする請求項１に記載のベアリングデバイス。
【請求項３】
それぞれの前記供給入口（１８）を各々が有する複数の非閉塞領域（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）、特に３つの非閉塞領域と、複数の閉塞領域（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）と、を備えており、
前記閉塞領域それぞれが、前記閉塞領域に関連付けられる前記非閉塞領域を包囲し、かつ関連付けられた前記非閉塞領域から前記潤滑剤が流出するのを阻止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベアリングデバイス。
【請求項４】
前記非閉塞領域は、パイ形状、円形、正方形、長方形、三角形、例えば六角形などの多角形、楕円形、またはこれらの形状の組み合わせであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項５】
前記第１の表面（１２）および前記第２の表面（１４）は、円筒形または円錐形であり、かつ主回転軸線（３０）周りに延在していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項６】
前記第１の表面および前記第２の表面は、円筒形または円錐形であり、
前記ベアリングデバイスは、複数の非閉塞領域（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ）を備えており、前記非閉塞領域のそれぞれは、閉塞領域（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ）によって包囲されており、
前記閉塞領域のそれぞれは、所定の軸線方向距離（Ｄ１）にわたって延在する第１の軸線方向部分（Ａ１）および第２の軸線方向部分（Ａ２）と、所定の円周方向距離（Ｄ２）にわたって延在する第１の円周方向部分（Ｃ１）および第２の円周方向部分（Ｃ２）と、を備えており、
前記閉塞領域のそれぞれは、前記第１の軸線方向部分および前記第２の軸線方向部分と前記第１の円周方向部分および前記第２の円周方向部分とを相互接続する４つの角部（３２）を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項７】
少なくとも、リング形状の第１の閉塞領域（２２Ａ）と、リング形状の第２の閉塞領域（２２Ｂ）と、を備えており、
前記第１の閉塞領域（２２Ａ）は、円筒形または円錐形ベアリングの第１の端部（４０Ａ）に配置され、
前記第２の閉塞領域（２２Ｂ）は、前記円筒形または円錐形ベアリングの反対側の第２の端部（４０Ｂ）に配置されており、
前記非閉塞領域は、前記第１の閉塞領域と前記第２の閉塞領域との間に設けられており、
前記第１の閉塞領域および前記第２の閉塞領域は、前記潤滑剤が前記非閉塞領域からかつ前記ベアリングギャップ端部を介して円筒形または円錐形ベアリングギャップから流出するのを阻止するシールとして機能することを特徴とする請求項５に記載のベアリングデバイス。
【請求項８】
前記第１の表面（１２）および前記第２の表面（１４）は球状であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項９】
前記第１の表面（１２）および前記第２の表面（１４）は平坦であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項１０】
軸線方向における荷重を担持するよう構成されるスラストベアリングであり、
前記第１の表面および前記第２の表面は、環状であり、かつ前記ベアリングデバイスの主回転軸線（３０）周りに延在しており、
前記主回転軸線（３０）は、前記第１の表面および前記第２の表面に直交するよう延在しており、前記ベアリングデバイスは、外周ベアリング端部（２６Ａ）と内周ベアリング端部（２６Ｂ）とを備えており、前記ベアリングデバイスは、少なくとも１つの前記非閉塞領域から前記外周ベアリング端部（２６Ａ）への前記潤滑剤の流れを阻止する少なくとも１つの外側閉塞領域（２２Ａ）と、少なくとも１つの前記非閉塞領域から前記内周ベアリング端部（２６Ｂ）への前記潤滑剤の流れを阻止する少なくとも１つの内側閉塞領域（２２Ｂ）と、を備えており、
少なくとも１つの前記非閉塞領域（２４）は、前記内側閉塞領域と前記外側閉塞領域との間に配置されることを特徴とする請求項９に記載のベアリングデバイス。
【請求項１１】
前記第１の表面および前記第２の表面は平坦または球状であり、前記ベアリングデバイスは、外側ベアリングギャップ端部（２６）と、前記潤滑剤が前記外側ベアリングギャップ端部を通って前記ベアリングギャップから流出することを阻止する環状閉塞領域（２２）によって取り囲まれた非閉塞領域（２４）と、のみを備えることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項８または請求項９に記載のベアリングデバイス。
【請求項１２】
内側閉塞領域を包囲する少なくとも１つの外側閉塞領域を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項１３】
１つ以上の前記活性装置（２０）は一次活性装置と称されており、
前記ベアリングデバイスは、電磁石または永久磁石もしくは電気活性装置あるいは加熱要素である１つ以上の反活性装置（４４）をさらに備えており、
前記反活性装置は、前記非閉塞領域の少なくとも一部において前記一次活性装置によって作り出された磁界または電界を打ち消すための逆磁界または逆電界を作り出すか、または前記非閉塞領域または前記非閉塞領域の少なくとも一部において前記潤滑剤を加熱するための加熱要素であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項１４】
前記反活性装置（４４）は、前記非閉塞領域の一部に作用し、
当該部分は、耐閉塞領域と称されており、
前記非閉塞領域は、前記一次活性装置または前記反活性装置の影響下にない非影響領域（４８）をさらに備えており、
少なくとも１つの前記耐閉塞領域（４６）は、前記閉塞領域（２４）に隣接して前記閉塞領域と前記非影響領域との間に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のベアリングデバイス。
【請求項１５】
前記活性装置は電磁石であり、前記ベアリングデバイスは、電磁界を増大するよう構成される少なくとも１つの受動的な強磁性部材（６０）をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のベアリングデバイス（１０）。
【請求項１６】
前記電磁活性装置は、主回転軸線（３０）を有するコイルであり、前記コイルは、前記第１の表面（１２）または前記第２の表面（１４）の下に配置されており、前記コイルの端部（６２）は、下に前記コイルが配置される前記表面から所定の距離（Ｄｃ）をおいて配置されており、
少なくとも１つの前記強磁性部材は、前記コイルの内側に配置される内側部材（６４）と、前記コイルの外側に配置される外側部材（６６）と、を備えており、
前記内側部材および前記外側部材はそれぞれ、前記コイルの前記端部を越えて前記第１の表面または前記第２の表面へ向けて延在する内側突起（６５）および外側突起（６７）を備えており、
前記内側突起と前記外側突起との間には開口（７０）が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のベアリングデバイス。
【請求項１７】
前記ベアリングデバイスには、ボールまたは円筒形ローラー要素などのローラー要素がないことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項１８】
１つ以上の前記活性装置は、少なくとも１つの前記活性装置をカバーしかつ前記第１の表面または前記第２の表面を形成する材料の層（２８）の下に位置されることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項１９】
前記閉塞領域は、所定の線に沿って互いに隣接して配置される複数の前記活性装置によって画定されることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項２０】
前記ベアリングギャップは、前記供給入口と前記ベアリングギャップ端部との間に均等な高さを有することを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項２１】
動圧ベアリングデバイス（１０）であって、
−  第１のベアリング表面（１２）と、
−  前記第１のベアリング表面（１２）に面する第２のベアリング表面（１４）と、
を備えており、
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、主回転軸線（３０）周りで互いに対して回転するよう構成されており、
前記動圧ベアリングデバイスは、
−  前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間に画定されるベアリングギャップ（１６）であって、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、前記ベアリングギャップには、前記ベアリングギャップの高さの急激な変化がなく、前記ベアリングギャップには、潤滑剤が充填されており、前記潤滑剤は、磁気粘性液体または電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、ベアリングギャップ（１６）と、
−  前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面に埋め込まれた複数の活性装置（２０）であって、複数の閉塞領域（２２）において前記潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは前記スリップ速度を局所的に低下させるよう構成されており、それによって、前記閉塞領域のそれぞれにおいて前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流れが阻止される、複数の活性装置と、
−  前記潤滑剤の流れが阻止されない複数の非閉塞領域（２４）であって、前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間の相対移動方向において、前記閉塞領域および前記非閉塞領域が交互に設けられており、前記非閉塞領域のそれぞれは、関連付けられた前記閉塞領域の上流に配置される、複数の非閉塞領域と、
を備えており、
前記閉塞領域のそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有しており、
前記湾曲形状または前記角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、
前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域のそれぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域それぞれの上流に位置された前記非閉塞領域において、かつ特に前記頂部（３６）それぞれのすぐ上流に位置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されていることを特徴とする動圧ベアリングデバイス。
【請求項２２】
前記閉塞領域のそれぞれは、半径方向に対して所定の角度で延在する左セクション（４２）および右セクション（４０）を備えており、前記左セクションおよび前記右セクションは、前記潤滑剤を前記ピーク領域（３８）へ向けて方向付けることを特徴とする請求項２１に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項２３】
前記頂部のそれぞれが、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の中央領域に配置されており、
前記頂部（３６）は、特に、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の内側ベアリング端部（２６Ｂ）から所定の距離（Ａ１）を置いて配置されており、
前記距離（Ａ１）は、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の幅（Ｗ１）の３０パーセントから７０パーセント、より具体的には４０パーセントから６０パーセントであることを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項２４】
スラストベアリングデバイスであり、
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、平坦であり、かつ前記主回転軸線に直交するよう延在しており、
前記閉塞領域は、所定の半径方向の距離（Ｄｒ）にわたって延在することを特徴とする請求項２１から請求項２３のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項２５】
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、環状であり、かつ前記ベアリングギャップは環状であることを特徴とする請求項２１から請求項２４のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項２６】
前記閉塞領域（２２）は、Ｖ字形状またはＵ字形状を有することを特徴とする請求項２１から請求項２５のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項２７】
前記動圧ベアリングデバイスは、傾動パッドベアリングデバイスであり、かつ傾斜可能な複数の傾動パッド（８０）を備えており、
前記第１のベアリング表面（１２）は、複数の第１の表面セクション（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を備えており、前記第１の表面セクション（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）のそれぞれは、傾動パッドに関連付けられており、
前記ベアリングギャップは、複数のベアリングギャップセクションを備えており、前記ベアリングギャップセクションのそれぞれは傾動パッドに関連付けられており、
前記第１の表面セクションのそれぞれは、滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、傾動パッドと反対側の前記第２のベアリング表面との間の前記ベアリングギャップセクションのそれぞれには、前記ベアリングギャップ（１６）の高さの急激な変化がなく、
前記第１の表面セクションのそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有する閉塞領域（２２）を備えており、
前記湾曲形状または角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、
前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域それぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域それぞれの上流に位置された前記非閉塞領域（２４）において、かつ特に前記頂部（３６）それぞれのすぐ上流に位置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されていることを特徴とする請求項２１から請求項２６のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項２８】
前記ベアリングは、ジャーナルベアリングまたはコニカルベアリングであり、
湾曲したまたは角のある前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の周囲に間隔をあけて配置され、かつ所定の軸線方向距離（Ｄａ）にわたって延在していることを特徴とする請求項２１から請求項２３および請求項２５から請求項２７のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項２９】
動圧ジャーナルベアリングデバイスであって、
−  シャフト周りに延在する円筒形ベアリング部材（１３）であって、内側に面する第１の表面（１２）を備える円筒形ベアリング部材（１３）と、
−  外側に面する第２の表面（１４）を備える前記シャフト（５０）と、
を備えており、
前記動圧ジャーナルベアリングデバイスは、所定のベアリング長さ（Ｌ１）を有しており、かつ第１のベアリング端部（４０Ａ）と反対側の第２のベアリング端部（４０Ｂ）とを有しており、
前記動圧ジャーナルベアリングデバイスは、
−  前記第１の表面（１２）と前記第２の表面（１４）との間に存在するベアリングギャップ（１６）であって、前記ベアリングギャップは、前記第１のベアリング端部における第１のベアリングギャップ端部（２６Ａ）と、前記第２のベアリング端部における第２のベアリングギャップ端部（２６Ｂ）とを有し、前記第１の表面（１２）および前記第２の表面（１４）は滑らかでありかつ連続的であり、前記ベアリングギャップには潤滑剤が充填されており、前記潤滑剤は、磁気粘性液体または電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、ベアリングギャップと、
−  前記第１の表面または前記第２の表面に埋め込まれた少なくとも第１の活性装置（２０Ａ）および第２の活性装置（２０Ｂ）であって、前記ベアリングギャップにおける第１の閉塞領域（２２Ａ）および第２の閉塞領域（２２Ｂ）で前記潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは前記スリップ速度を局所的に低下させるよう構成されており、前記第１の活性装置および前記第２の活性装置は、稼働された場合、前記第１の閉塞領域および前記第２の閉塞領域において前記潤滑剤の粘度を増加させるかまたは前記スリップ速度を低下させて、前記潤滑剤が前記第１の閉塞領域および前記第２の閉塞領域を横切って流出することを阻止する、第１の活性装置および第２の活性装置と、
を備えており、
前記第１の表面（１２）および前記第２の表面（１４）は、表面テクスチャリングがなく、滑らかでありかつ連続的であり、前記ベアリングギャップの高さの急激な変化を伴わず、
前記ベアリングギャップは、前記潤滑剤の流れが阻止されない少なくとも１つの非閉塞領域（２４）を備えており、
前記第１のベアリングギャップ端部および前記第２のベアリングギャップ端部は環状であり、かつ前記シャフトの周りに延在しており、長手方向ベアリング軸線（３０）に直交する平面内に延在しており、
前記第１の閉塞領域および前記第２の閉塞領域は、リング形状であり、かつ前記動圧ジャーナルベアリングデバイスの前記第１のベアリング端部（４０Ａ）および前記第２のベアリング端部（４０Ｂ）の両方に配置されており、前記非閉塞領域は、前記第１の閉塞領域と前記第２の閉塞領域との間に配置されており、
前記第１の閉塞領域は、前記潤滑剤が前記第１のベアリングギャップ端部に到達することを阻止し、かつ前記第２の閉塞領域は、前記潤滑剤が前記第２のベアリングギャップ端部に到達することを阻止し、
前記第１の閉塞領域および前記第２の閉塞領域はともに、前記潤滑剤が前記非閉塞領域から流出することおよび前記第１のベアリングギャップ端部および前記第２のベアリングギャップ端部を通って前記ベアリングギャップから流出することを阻止することを特徴とする動圧ジャーナルベアリングデバイス。
【請求項３０】
前記ベアリングギャップの高さは円周方向において変化することを特徴とする請求項２９に記載の動圧ジャーナルベアリングデバイス。
【請求項３１】
前記ベアリングギャップの高さは、軸線方向において一定であることを特徴とする請求項２９または請求項３０に記載の動圧ジャーナルベアリングデバイス。
【請求項３２】
前記動圧ジャーナルベアリングデバイスは、所定の長さ（Ｌ１）を有しており、
前記前記第１の閉塞領域および前記第２の閉塞領域のそれぞれは所定の幅（Ｗｏｚ）を有しており、
前記前記第１の閉塞領域および前記第２の閉塞領域のそれぞれの前記幅（Ｗｏｚ）は、前記長さ（Ｌ１）の１０パーセント未満であることを特徴とする請求項２９から請求項３１のいずれか一項に記載の動圧ジャーナルベアリングデバイス。
【請求項３３】
シャフト（５０）を備える駆動アセンブリ（１００）であって、
前記シャフトは、請求項１から請求項３２のいずれか一項に記載の少なくとも１つのベアリングデバイスによって支持されていることを特徴とする駆動アセンブリ。
【請求項３４】
前記シャフトは、ジャーナルベアリングデバイスに関する限りにおいて請求項１から請求項３２のいずれか一項に記載の第１のベアリングデバイス（１０Ａ）と、ジャーナルベアリングデバイスに関する限りにおいて請求項１から請求項３２のいずれか一項に記載の第２のベアリングデバイス（１０Ｂ）と、スラストベアリングデバイスに関する限りにおいて請求項１から請求項３２のいずれか一項に記載の第３のベアリングデバイス（１０Ｃ）と、によって支持されており、
第１のジャーナルベアリングデバイスおよび第２のジャーナルベアリングデバイスは、２つの独立した半径方向（Ｙ、Ｚ）において前記シャフトを位置決めしかつ前記シャフトのための支持を提供し、
第３のスラストベアリングデバイスは、軸線方向（Ｘ）において前記シャフトを位置決めしかつ前記シャフトのための支持を提供することを特徴とする請求項３３に記載の駆動アセンブリ。
【請求項３５】
船体（１０６）と、エンジン（１０８）と、プロペラ（１１０）と、前記エンジンを前記プロペラに接続する請求項３３または請求項３４に記載の駆動アセンブリと、を備えることを特徴とする船舶。
【請求項３６】
動圧ベアリングデバイス（１０）であって、
−  第１のベアリング表面（１２）と、
−  前記第１のベアリング表面（１２）に面する第２のベアリング表面（１４）と、
を備えており、
前記第１のベアリング表面（１２）および前記第２のベアリング表面（１４）は、主回転軸線（３０）周りで互いに対して回転するよう構成されており、
前記動圧ベアリングデバイスは、
−  前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間に画定されるベアリングギャップ（１６）であって、前記ベアリングギャップには、潤滑剤が充填されており、前記潤滑剤は、磁気粘性液体または電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、ベアリングギャップと、
−  前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面に埋め込まれた複数の活性装置（２０）であって、複数の閉塞領域（２２）において前記潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは前記スリップ速度を局所的に低下させるよう構成されており、それによって、前記閉塞領域（２２）のそれぞれにおいて前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流れが阻止される、複数の活性装置と、
−  前記潤滑剤の流れが阻止されない複数の非閉塞領域（２４）であって、前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間の相対移動方向において、前記閉塞領域および前記非閉塞領域が交互に設けられており、前記非閉塞領域のそれぞれは、関連付けられた前記閉塞領域の上流に配置される、複数の非閉塞領域と、
を備えており、
前記閉塞領域のそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有しており、前記湾曲形状または前記角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域のそれぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域のそれぞれの上流に配置された前記非閉塞領域において、かつ特に前記頂部（３６）のそれぞれのすぐ上流に配置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されており、
前記動圧ベアリングデバイスは、傾動パッドベアリングデバイスであり、かつ傾斜可能な複数の傾動パッド（８０）を備えており、前記第１のベアリング表面（１２）は、複数の第１の表面セクション（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を備えており、前記第１の表面セクションのそれぞれは、傾動パッドに関連付けられ、前記ベアリングギャップは、複数のベアリングギャップセクションを備えており、前記ベアリングギャップセクションのそれぞれは傾動パッドに関連付けられており、
前記第１の表面セクションのそれぞれは滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、傾動パッドと反対側の前記第２のベアリング表面との間の個々の前記ベアリングギャップセクションには前記ベアリングギャップの高さの急激な変化がなく、
前記第１の表面セクションのそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有する閉塞領域（２２）を備えており、前記湾曲形状または角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域のそれぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域のそれぞれの上流に位置された前記非閉塞領域（２４）において、かつ特に前記頂部（３６）のそれぞれのすぐ上流に位置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ（１６）内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されていることを特徴とする動圧ベアリングデバイス。
【請求項３７】
前記閉塞領域のそれぞれは、半径方向に対して所定の角度で延在する左セクション（４２）および右セクション（４０）を備えており、
前記左セクションおよび前記右セクションは、前記ピーク領域（３８）へ向けて前記潤滑剤を方向付けることを特徴とする請求項３６に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項３８】
前記頂部のそれぞれが、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の中央領域に位置されており、
前記頂部（３６）は、特に、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の内側ベアリング端部（２６Ｂ）から所定の距離（Ａ１）に位置されており、
前記距離（Ａ１）は、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の幅（Ｗ１）の３０パーセントから７０パーセント、より具体的には４０パーセントから６０パーセントであることを特徴とする請求項３６または請求項３７に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項３９】
スラストベアリングデバイスであり、
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は平坦であり、前記主回転軸線に直交するよう延在しており、
前記閉塞領域は、所定の半径方向の距離（Ｄｒ）にわたって延在することを特徴とする請求項３６から請求項３８のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項４０】
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は環状であり、
前記ベアリングギャップは環状であることを特徴とする請求項３６から請求項３９のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項４１】
前記閉塞領域（２２）はＶ字形状またはＵ字形状を有することを特徴とする請求項３６から請求項４０のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項４２】
前記ベアリングは、ジャーナルベアリングまたはコニカルベアリングであり、
湾曲したまたは角のある前記閉塞領域（２２）は、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の周囲に間隔をあけて配置され、かつ所定の軸線方向距離（Ｄａ）にわたって延在していることを特徴とする請求項３６から請求項３８、請求項４０および請求項４１のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気粘性または磁気粘性の潤滑剤もしくは温度依存性粘度を有する潤滑剤を有し、かつ局所的に潤滑剤の粘度を増加させるための１つ以上の活性装置を備えるベアリングデバイスに関する。本発明は、また、電界を用いて制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤を有し、かつ潤滑剤のスリップ速度を局所的に低下させるための１つ以上の（電気）活性装置を備えるベアリングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑剤を用いる多くのさまざまなベアリングデバイスが存在する。これらのベアリングデバイスは、船舶、発電所、自動車などの他の車両、および他の機械装置などを含む機械装置で広く使用される。
【０００３】
ベアリングデバイスは、静圧（静水圧）、動圧（動水圧）、またはハイブリッドに分類できる。これらの各々は、特有の利点および欠点を有する。本明細書の文脈における「ベアリングデバイス」との用語は、ボールベアリングなどのローラー要素のないベアリングデバイスに限定されることを意図していることに留意されたい。言い換えると、負荷がベアリングデバイスの固定部とベアリングデバイスの可動部との間で潤滑剤によって伝達される。
【０００４】
静圧ベアリングデバイスの利点は、可動部が動くかどうかにかかわらず、使用中に固定部と可動部との間の接触が決して生じないことである。静圧ベアリングデバイスの欠点は、静圧ベアリングデバイスが外部加圧源による潤滑剤の連続供給を必要とすることである。外部加圧源が故障すると、ベアリング内の潤滑剤の圧力が失われる。部品同士が接触する可能性があり、その結果としてベアリングは損傷されるかまたは摩耗することがある。
【０００５】
静圧ベアリングデバイスのさらなる欠点は、性能を向上させるためにより高い静圧を獲得して維持するべく、ベアリングギャップの端部における表面同士をより近接するよう間隔をあけてともに配置する必要があることである。これは一般的に、山部およびパッドの形態のいわゆる「表面テクスチャリング」を用いて実行される。この表面テクスチャリングは、所望の表面仕上げを達成するために非常に正確な機械加工を必要とする。さらに、非常に正確な機械加工が必要なため、表面テクスチャリングはまた、可動部と固定部とが互いに接触する場合の摩耗および裂けに弱い。
【０００６】
動圧ベアリングデバイスの利点は、表面のテクスチャリングを必要としないことである。固定部および可動部の表面を完全に滑らかにすることができ、そうした表面は製造が容易である。さらなる利点は、動圧ベアリングデバイスが潤滑剤の加圧源を必要としないことである。これによって、故障のリスクが軽減される。
【０００７】
動圧ベアリングの欠点は、その動作が動圧の形成に左右されることである。この圧力は、可動部が固定部に対して移動する場合にのみ形成される。可動部が動かないか動きが遅すぎる場合、可動部と固定部との間の物理的な接触が発生し、その結果、部品の摩耗および裂けが生じる。これは、特に、部品の相対速度が低い機械の始動時または減速時に発生する。言い換えると、動圧ベアリングは作動のために十分な速度を有する必要がある。
【０００８】
また、動圧ベアリングデバイスは、一般的に、ベアリングデバイスが空になるのを防ぐために潤滑剤の供給源を有することに留意されたい。しかしながら、動圧ベアリングデバイスに関して、潤滑剤がベアリングに入る圧力は非常に低く、動圧ベアリングの耐荷重能力に大きく寄与しない。代わりに、耐荷重能力は、固定部に対する回転部の回転によって作り出される動圧によって形成される。
【０００９】
静圧ベアリングおよび動圧ベアリングの利点のいくつかを組み合わせたハイブリッドベアリングが存在する。しかしながら、ハイブリッドベアリングの性能は限定される。一般的に、ハイブリッドベアリングは、限定的な表面テクスチャリングを有する。少量の表面テクスチャリングは、動的な作動体制での性能を向上させるが、静的な作動体制での性能を制限する。また、静的な作動体制はポンプを必要とするが、ポンプは故障しやすい。
【００１０】
ベアリングデバイスは、それらの形状とそれらベアリングデバイスが許容する動作とに従って分類することもできる。ジャーナルベアリングは、典型的には、回転シャフトを包囲して半径方向における支持を提供する。ジャーナルベアリングは、ラジアルベアリングと称されることがある。スラストベアリングはまた、回転シャフトを包囲するが、シャフトの軸線方向における支持を提供する。スラストベアリングは、アキシャルベアリングと称されることがある。フラットベアリングは、平坦なベアリング表面を有しており、平坦なベアリング表面に直交する方向における支持を提供する。スラストベアリングは、フラットベアリングの一例である。コニカルベアリングも存在する。コニカルベアリングは、ジャーナルベアリングとスラストベアリングとの間のハイブリッドを形成し、かつ軸線方向負荷および半径方向負荷の両方を伝達できる。多くの場合、コニカルベアリングはペアで提供され、第１および第２のコニカルベアリングは相対する方向において先細形状になされている。
【００１１】
ベアリングデバイスのさまざまな部品の摩耗および裂けを低減するために潤滑性を改善することが長年の目標である。過去では、電気粘性特性または磁気粘性特性を有する潤滑剤を使用するベアリングデバイスが開示されている。電気粘性潤滑剤（ＥＲＬ）は、液体中に分散された電気分極可能な粒子を備える潤滑剤である。磁気粘性潤滑剤（ＭＲＬ）は、流体中に分散された磁性粒子を備える潤滑剤である。
【００１２】
これらベアリングデバイスは、ベアリングデバイスの潤滑性を改善するために、潤滑剤の粘度を増加させるための活性装置を備える。
【００１３】
そうした開示の１つが特許文献１である。この文献は、活性装置を有する動圧ベアリングデバイスを開示する。この活性装置を用いて、潤滑剤の粘度を局所的に増加できる。このようにして、潤滑剤を特定の領域に留まるように操ることができ、それによって潤滑性と、ベアリングデバイスが担持できる負荷とが改善される。
【００１４】
特に、特許文献１の図１４に開示される実施形態は興味深い。図１４は、動圧ジャーナルベアリングデバイスを示す。活性装置２００、２００１は、細長く、かつシャフトの主軸線に平行に延在している。活性装置は、一方のベアリング端部から反対側のベアリング端部まで延在する。活性装置は、シャフト周りにおいて円周方向に間隔をあけて配置される。活性装置は、活性装置の近くのベアリングギャップ内の閉塞領域で潤滑剤の粘度を増加させる。回転シャフトが回転すると、回転シャフトは、潤滑剤をシャフトの回転方向と同じ方向に流れるよう付勢する。ベアリングギャップ内の各活性装置において各閉塞領域で粘度が増加された潤滑剤は、潤滑剤が各閉塞領域を横切るのを防止する。その結果、ベアリングギャップ内の潤滑剤の圧力は、各活性装置のすぐ上流で増加される。これによって、ベアリングの動圧効果が向上する。
【００１５】
図１４の実施形態の欠点は、活性装置から遠く離れておりかつ活性装置による影響を受けないギャップ内の領域に関して、圧力の増加がないかまたは比較的小さい圧力の増加しか生じないことである。活性装置はベアリング表面全体の一部にしか作用しないため、活性装置の複合効果は限られる。
【００１６】
特許文献１で提案される解決案は、第２０欄の第３１行目から第４１行目を参照すると、固定部の内面全体をカバーするために多数の活性装置を設けることである。しかしながら、本発明では、この解決案はかなり複雑かつ高価であると認識される。
【００１７】
本発明は、限られた数の活性装置を用いてベアリングギャップ全体またはベアリングギャップの大部分に効果を拡張できるとの見識に基づいている。
【００１８】
この分野における別の発表は、非特許文献１である。非特許文献１は、図１および図３を参照すると、山部およびパッドを有する静圧ベアリングデバイスを開示している。静圧ベアリングデバイスは、入口と、外部圧力供給源と、を備える。コイルの形態の活性装置が、潤滑剤の粘度を局所的に増加させるために設けられる。コイルはベアリング周りに延在しており、図３で見ることができる。このベアリングデバイスの欠点は、山部およびパッドを作るために非常に正確な機械加工が依然として要求されることである。山部およびパッドの摩耗および裂けに関連する脆弱性も依然として存在する。
【００１９】
同じ趣旨に対するさらなる改善案が、非特許文献２に開示される。非特許文献２に開示されるデバイスもまた、精密な機械加工を必要とし、かつさらに脆弱である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】米国特許第７９８０７６５号明細書
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Hesselbach著、「Active hydrostatic bearing with magnetorheological fluid」、Journal of applied physics、２００３年５月１５日、第９３巻、ｐ．8441-8443
【非特許文献２】GuldbakkeおよびHesselbach著、「Development of bearings and a damper based on magnetically controllable fluids」、IOP Publishing、２００６年９月８日、第３８巻、第１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の目的は、静圧ベアリングデバイスおよび動圧ベアリングデバイスの多くの利点、特に固定部と可動部との間の接触がさまざまな部品の移動中および停止中の両方で回避される静圧ベアリングデバイスの利点と、特に表面テクスチャリングが存在しないという動圧ベアリングデバイスの利点と、を組み合わせたベアリングデバイスを提供することである。表面テクスチャリングがないことは、関連して脆弱性が低減されるという利点を有する。
【００２３】
本発明の目的は、電気粘性潤滑剤または磁気粘性潤滑剤を使用する従来技術のベアリングデバイスよりも大きな負荷を担持できるベアリングデバイスを提供することである。本発明は、温度依存性粘度または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤とともに使用されてもよい。
【００２４】
本発明のさらなる目的は、改良された動圧ベアリングを提供することである。
【００２５】
本発明のさらなる目的は、従来技術の動圧ベアリングデバイスと比較してベアリングギャップからの潤滑剤の漏出が低減される改良された動圧ベアリングを提供することである。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、従来技術に取って代わるベアリングデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
これら目的の少なくとも１つを達成するために、本発明は、
−  互いに対して移動可能であり、かつ互いに向かい合う第１の表面および第２の表面であって、第１の表面および第２の表面は、潤滑剤が充填されるベアリングギャップによって離間されており、潤滑剤は磁気粘性液体または電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、もしくは制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、第１の表面および第２の表面と、
−  第１の表面または第２の表面における１つ以上の供給入口であって、供給入口は、潤滑剤を加圧液体供給源からベアリングギャップに供給するよう構成される、供給入口と、
−  第１の表面または第２の表面に埋め込まれた１つ以上の活性装置であって、ベアリングギャップにおける少なくとも１つの閉塞領域で潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは潤滑剤のスリップ速度を局所的に減少させるよう構成され、それによって、閉塞領域におけるベアリングギャップを通る潤滑剤の流れを局所的に阻止する、１つ以上の活性装置と、を
備え、
ベアリングギャップは、潤滑剤の流れが阻止されない少なくとも１つの非閉塞領域を備えており、非閉塞領域は、関連する供給入口を包囲しており、
ベアリングギャップを通る潤滑剤の流路が画定されており、当該流路は、少なくとも１つの供給入口で始まり、少なくとも１つの非閉塞領域に沿って延在し、閉塞領域を横断し、かつベアリングギャップ端部で終端し、
第１の表面および第２の表面は、特に山部およびパッドの形態の表面テクスチャリングがなく、滑らかで連続的であり、ベアリングギャップの高さの急激な変化を伴わず、
少なくとも１つの閉塞領域は、それ自体でまたは他の閉塞領域と協働して、少なくとも１つの非閉塞領域を取り囲み、
閉塞領域で粘度が増加されたかまたはスリップ速度が低下された潤滑剤は、流路の閉塞物として機能し、かつそれ自体でまたは他の閉塞領域において粘度が増加されたかまたはスリップ速度が低下された潤滑剤と協働して、潤滑剤が、非閉塞領域から流出すること、およびベアリングギャップ端部を通ってベアリングギャップから流出することを阻止し、それによって、非閉塞領域内の潤滑剤の圧力を、ベアリングデバイスにかかる負荷を担持するのに十分なレベルまで高め、かつ同時に第１の表面と第２の表面との間の接触を防ぐ、ベアリングデバイスを提供する。
【００２８】
活性装置が稼働されると、閉塞領域内の閉塞物は、潤滑剤が閉塞領域を通って流れるのを阻止し、かつ活性装置の非稼働状態と比較して非閉塞領域内の圧力を上昇させる。
【００２９】
実際には、閉塞領域は、静圧ベアリングデバイスのパッド（表面テクスチャリングとも称される）として機能し、かつ静圧ベアリングデバイスのパッドに取って代わる。これは、動圧ベアリングデバイスの利点を、山部およびパッド構成を伴わずに、言い換えると表面テクスチャリングを伴わずに実現できるという利点を有する。したがって、本発明に基づくベアリングデバイスは、表面の急激な変化を伴わずに、滑らかでありかつ連続的な第１および第２の表面を有する。
【００３０】
このため、活性装置の適切に選択されるパターンは、「仮想」表面テクスチャを生成する。特定の分布を伴う静電界、磁界、または温度場は、流体に特定の空間的な粘度変化をもたらす。この空間的な粘度の変化は、物理的な表面テクスチャを有するベアリング内を流れる一定の粘度を有する流体で観察される流れと同様のパターンで、流体を強制的に流す。
【００３１】
加えて、この仮想テクスチャは、出現されたり消したりされてもよく、または異なる仮想テクスチャを画定するべく変更されてもよく、幅広い範囲の動作条件で、最適な効率でベアリングを機能させることができる。
【００３２】
ベアリングの性能は、稼働される活性装置の選択と、これらの活性装置が稼働される程度とに影響される。この選択および稼働の程度が、さまざまなスライド方向またはさまざまな負荷などのさまざまな動作条件に最適なベアリングの動作を可能にする。
【００３３】
本発明に基づくベアリングデバイスは、制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤とともに使用されてもよい。これは、電気双極子を備える潤滑剤であってもよい。（一般的には電気的な）活性装置の稼働は、双極子が閉塞領域内で所定の方向に向けられるとの効果を有する。これは、スリップ速度が局所的につまり閉塞領域で低下するという効果を有しており、結果として、潤滑剤の分子が第１および第２の表面に良好に付着する傾向があるとの効果を有する。これによって、閉塞領域内のベアリング表面における潤滑剤のスリップ角が増加し、閉塞領域内の潤滑剤の流れが妨げられる。
【００３４】
理論的には、流体力学では一般的に、スリップのない境界条件がその境界面において想定される。しかしながら、実際には、潤滑剤のスリップ速度が高い場合、当該境界条件は必ずしも完全に適用されるとは限らない場合がある。本発明では、スリップ角とも称される境界条件は、潤滑剤のスリップ速度を変更することによって影響され得る。実際にはベアリングギャップは非常に薄い（数十マイクロメートル）ため、スリップ角が増加する効果は、閉塞領域内の流れが阻害されることである。
【００３５】
双極子は、正の電荷を有する側と負の電荷を有する側とを有してもよい。これらの側の１つは境界面に引き付けられることがあり、他の側は境界面に反発されることがある。活性装置が、境界面に引き付けられる側が当該境界面に面するように双極子を配向する場合、これらの双極子は境界面に付着されることがある。このようにして、スリップ角は増加されてもよく、かつゼロ速度の境界条件が完全に実現されてもよい。境界条件は、潤滑剤の粘度を変更することなく、局所的に変更されてもよい。したがって、それは、電気粘性または磁気粘性の潤滑剤もしくは温度依存性粘度を有する潤滑剤を本発明に基づいて使用した場合と比べて、同じ結果を達成するための異なる方法である。
【００３６】
非閉塞領域が閉塞領域によって完全に取り囲まれているため、潤滑剤は非閉塞領域に閉じ込められる。閉塞領域は閉塞物として機能する。当業者は、この閉じ込めは実際には絶対的なものではないこと、およびある程度の潤滑剤が閉塞領域を通過し続けてベアリングギャップ端部に到達することを理解するだろう。しかしながら、実際にはそれは主要な問題ではない。
【００３７】
当業者はまた、１つ以上の活性装置が効果を持たない少なくとも１つの非閉塞領域において、「効果がない」との用語は、理論的には電界の磁界は終わりがないが徐々に強度が低下することを決定する物理法則に従って解釈されるべきであることを理解するだろう。「影響がない」との用語は、粘性に対する閉塞領域の影響が無視できることを意味する。
【００３８】
非閉塞領域内の潤滑剤の圧力は、ベアリングデバイスにかかる負荷を担持して第１の表面と第２の表面との間の接触を防止するのに十分なレベルまで高められる。閉塞領域内の潤滑剤もまた、圧力下にありかつ負荷の一部を担持して第１の表面と第２の表面との間の接触を防止する役に立つことを理解されたい。
【００３９】
ベアリングデバイスの一実施形態では、活性装置は、磁界を作り出す電磁石または永久磁石であるか、または電界を作り出すように帯電可能な電気活性装置である。代替実施形態では、活性装置は、少なくとも１つの閉塞領域内の潤滑剤を冷却するよう構成される冷却要素であってもよい。
【００４０】
一実施形態では、ベアリングデバイスは、複数の非閉塞領域、特に３つの非閉塞領域であって、各非閉塞領域がそれぞれ入口を有する非閉塞領域と、複数の閉塞領域であって、各閉塞領域が関連する非閉塞領域を包囲して当該関連付けられた非閉塞領域から潤滑剤が流出するのを阻止する複数の閉塞領域と、を備える。
【００４１】
ベアリングデバイスの一実施形態では、非閉塞領域は、パイ形、円形、正方形、長方形、三角形、多角形または楕円形、もしくはよりおおまかには閉塞領域によって包囲され得る任意の形状である。多角形の場合、非閉塞領域は六角形であってもよい。他の形状が使用されてもよく、異なる形状の組み合わせが使用されてもよい。
【００４２】
ベアリングデバイスの一実施形態では、第１の表面および第２の表面は、円筒形または円錐形、球形または平坦であり、かつ主回転軸線周りに延在する。
【００４３】
ベアリングデバイスの一実施形態では、第１および第２の表面は、円筒形、円錐形、球形または平坦であり、ベアリングデバイスは、複数の非閉塞領域を備えており、各非閉塞領域は閉塞領域によって包囲されており、各閉塞領域は、所定の軸線方向距離にわたって延在する第１の軸線方向部分および第２の軸線方向部分と、所定の円周方向距離にわたって延在する第１の円周方向部分および第２の円周方向部分とを備えており、各閉塞領域は、第１および第２の軸線方向部分と第１および第２の円周方向部分とを相互接続する４つの角部を備える。
【００４４】
一実施形態では、ベアリングデバイスは、少なくとも、リング形状の第１の閉塞領域と、リング形状の第２の閉塞領域とを備えており、第１の閉塞領域は、円筒形、円錐形、球形または平坦なベアリングの第１の端部に配置されており、第２の閉塞領域は、円筒形、円錐形、球形または平坦なベアリングの第２の反対側の端部に配置されており、非閉塞領域は、第１の閉塞領域と第２の閉塞領域との間に設けられており、第１および第２の閉塞領域は、非閉塞領域から、そしてベアリングギャップ端部を介して円筒形、円錐形、球形または平坦なベアリングギャップから潤滑剤が流出するのを阻止するシールとして機能する。
【００４５】
ベアリングデバイスの一実施形態では、第１および第２の表面は、円筒形、円錐形、球形または平坦な表面セクションの組み合わせである。
【００４６】
一実施形態では、ベアリングデバイスは、内側閉塞領域を包囲する少なくとも１つの外側閉塞領域を備える。これによって、全体的な構成がより安定する。
【００４７】
一実施形態では、ベアリングデバイスは、軸線方向において負荷を担持するよう構成されるスラストベアリングであり、第１および第２の表面は環状でありかつベアリングデバイスの主回転軸線周りに延在しており、主回転軸線は第１の表面および第２の表面に直交するよう延在しており、ベアリングデバイスは外周ベアリング端部および内周ベアリング端部を備えており、ベアリングデバイスは、少なくとも１つの非閉塞領域から外周ベアリング端部への潤滑剤の流れを阻止する少なくとも１つの外側閉塞領域と、少なくとも１つの非閉塞領域から内周ベアリング端部への潤滑剤の流れを阻止する少なくとも１つの内側閉塞領域と、を備えており、少なくとも１つの非閉塞領域（２４）は、内側閉塞領域と外側閉塞領域との間に配置される。
【００４８】
ベアリングデバイスの一実施形態では、第１の表面および第２の表面は平坦または球状であり、ベアリングデバイスは、外側ベアリングギャップ端部、および、潤滑油が当該外側ベアリングギャップ端部を通ってベアリングギャップから流出するのを阻止する環状閉塞領域によって取り囲まれた非閉塞領域のみを備える。
【００４９】
ベアリングデバイスの一実施形態では、１つの以上の活性装置が一次活性装置と称されており、ベアリングデバイスはさらに、電磁石または永久磁石もしくは電気活性装置あるいは加熱要素である１つ以上の反活性装置(anti-activators)を備えており、反活性装置は、非閉塞領域の少なくとも一部において一次活性装置によって作り出された磁界または電界を打ち消すための逆磁界または逆電界を作り出すか、もしくは非閉塞領域または非閉塞領域の少なくとも一部で潤滑剤を加熱するための加熱要素である。代替実施形態では、反活性装置は、加熱要素を備えてもよい。
【００５０】
ベアリングデバイスの一実施形態では、反作動装置は、非閉塞領域の一部に作用し、この部分は、耐閉塞領域(anti-obstruction zone)と称されており、非閉塞領域は、一次活性装置または反活性装置の影響下にない非影響領域をさらに備えており、少なくとも１つの耐閉塞領域は、閉塞領域に隣接して当該閉塞領域と非影響領域との間に配置される。
【００５１】
ベアリングデバイスの一実施形態では、活性装置は電磁石であり、ベアリングデバイスは、電磁界を増大させるよう構成される少なくとも１つの受動的な強磁性部材をさらに備える。
【００５２】
ベアリングデバイスの一実施形態では、電磁活性装置は、主軸線を有するコイルであり、コイルは、第１または第２の表面の下に配置され、コイルの端部は、その下にコイルが配置される表面から所定の距離を置いて配置され、少なくとも１つの強磁性部材が、コイル内に配置される内側部材と、コイルの外側に配置される外側部材とを備えており、内側部材および外側部材は、コイルの端部を越えて当該第１または第２の表面へ向けて延在する内側突起および外側突起をそれぞれ備えており、前記内側突起と外側突起との間には開口が設けられる。
【００５３】
ベアリングデバイスの一実施形態では、ベアリングデバイスは、ボールまたは円筒形ローラー要素などのローラー要素を含まない。
【００５４】
ベアリングデバイスの一実施形態では、１つ以上の活性装置は、少なくとも１つの活性装置をカバーして第１または第２の表面を形成する材料層の下に位置される。
【００５５】
ベアリングデバイスの一実施形態では、閉塞領域は、所定の線に沿って互いに隣接して配置される複数の活性装置によって画定される。この線は、１つまたは２つの曲率面内で湾曲されてもよく、かつ／または角を有してもよい。
【００５６】
ベアリングデバイスの一実施形態では、ベアリングギャップは、入口とベアリングギャップ端部との間で均等な高さを有する。
【００５７】
動圧ベアリングデバイス
さらなる実施形態では、本発明は、動圧ベアリングデバイスに関し、
−  第１のベアリング表面と、
−  第１のベアリング表面に面する第２のベアリング表面と、
を備えており、
第１および第２のベアリング表面は、主回転軸線周りで互いに対して回転するよう構成されており、
−  第１のベアリング表面と第２のベアリング表面との間に画定されるベアリングギャップであって、第１および第２のベアリング表面は滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、ベアリングギャップは、ベアリングギャップの高さの急激な変化がなく、ベアリングギャップは潤滑剤が充填され、潤滑剤は、磁気粘性液体または電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、ベアリングギャップと、
−  第１または第２のベアリング表面に埋め込まれた複数の活性装置であって、複数の活性装置は、複数の閉塞領域内で潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは潤滑剤のスリップ速度を低下させるよう構成されており、それによって各閉塞領域においてベアリングギャップを通る潤滑剤の流れを阻止する、複数の活性装置と、
−  潤滑剤の流れが阻止されない複数の非閉塞領域であって、第１のベアリング表面と第２のベアリング表面との間の相対移動方向において、閉塞領域および非閉塞領域が交互に設けられ、各非閉塞領域は関連付けられた閉塞領域の上流に配置される、複数の非閉塞領域と、
を備えており、
各閉塞領域は、湾曲形状または角のある形状を有しており、湾曲形状または角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部を画定し、閉塞領域は、第１および第２の表面が互いに対して移動する場合に、閉塞領域において局所的に粘度を増加するかまたはスリップ速度を低下させて各閉塞領域を横切る潤滑剤の流れを阻止することによって、各閉塞領域の上流に配置された非閉塞領域において、かつ特に各頂部のすぐ上流に配置されたピーク領域において、ベアリングギャップ内の潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されている。
【００５８】
閉塞領域は、動圧ベアリングにおける表面テクスチャリングとして機能する。一般的に、従来技術の動圧ベアリングのそうした表面テクスチャリングは、溝の形態で設けられる。従来技術では、そうした溝は、動圧の増加を最適化するよう設計される入り組んだ形を有することがある。溝は、正確な機械加工を必要とし、また摩耗および裂けに対して脆弱である。これらの溝がないことによって、有利なことに、ベアリングの製造が容易となりかつ脆弱性が少なくなる。その結果、ベアリングデバイスの耐用期間がより長くなり得る。
【００５９】
動圧ベアリングデバイスの一実施形態では、各閉塞領域は、半径方向に対して所定の角度で延在する左セクションおよび右セクションを備えており、左セクションおよび右セクションは、潤滑剤をピーク領域へ向けて方向付ける。
【００６０】
動圧ベアリングデバイスの一実施形態では、各頂部は、第１または第２の表面の中央領域に配置されており、頂部は、特に、第１または第２の表面の内側ベアリング端部から所定の距離を置いて位置しており、この距離は、第１または第２の表面の幅の４０パーセントから６０パーセントである。外側ベアリング端部までの距離も、第１または第２の表面の幅の４０パーセントから６０パーセントであってもよい。
【００６１】
一実施形態では、動圧ベアリングデバイスはスラストベアリングデバイスであり、第１および第２の表面は、平坦であり、かつ主回転軸線に直交するよう延在しており、閉塞領域は、所定の半径方向距離にわたって延在する。
【００６２】
動圧ベアリングデバイスの一実施形態では、第１および第２の表面は環状であり、かつベアリングギャップは環状である。
【００６３】
動圧ベアリングデバイスの一実施形態では、閉塞領域はＶ字形状またはＵ字形状を有する。
【００６４】
動圧ベアリングデバイスの一実施形態では、ベアリングはジャーナルベアリングまたはコニカルベアリングであり、湾曲したまたは角のある閉塞領域は、第１または第２の表面外周の周りに間隔を置いて配置され、かつ所定の軸線方向距離にわたって延在する。
【００６５】
一般的に傾動パッドベアリングと称される特別な種類の動圧ベアリングが存在することに留意されたい。この実施形態では、ベアリングデバイスは傾動パッドベアリングデバイスであり、ピボット軸線周りで傾斜可能な複数の傾動パッドを備えており、第１の表面は複数の第１の表面セクションを備え、各第１の表面セクションは傾動パッドに関連付けられ、ベアリングギャップは複数のベアリングギャップセクションを備え、各ベアリングギャップセクションは傾動パッドに関連付けられ、
各第１の表面セクションは、滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、傾動パッドと反対側の第２の表面との間の個々のベアリングギャップセクションそれぞれは、ベアリングギャップの高さの急激な変化がなく、
各第１の表面セクションは、湾曲形状または角のある形状を有する閉塞領域を備えており、湾曲形状または角のある形状は、下流に向けて方向付けられた頂部を画定し、閉塞領域は、第１および第２の表面が互いに対して移動する場合に、閉塞領域において局所的に粘度を増加するかまたは局所的にスリップ速度を低下させて各閉塞領域を横切る潤滑剤の流れを阻止することによって、各閉塞領域の上流に配置された非閉塞領域において、かつ特に各頂部のすぐ上流に配置されたピーク領域において、ベアリングギャップ内の潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されている。
【００６６】
傾動パッド同士の間には、第１の表面と第２の表面との間での力の伝達に実質的に寄与しないために、ベアリングギャップの一部とは見なされずかつ第１の表面の一部と見なされない非支持領域が存在し得ることに留意されたい。
【００６７】
各傾動パッドの閉塞領域の形状は、一般的にＵ字形状であるが、Ｖ字形状などの角のある形態を有してもよく、あるいは湾曲形態を有してもよい。また、単一の傾動パッドに複数の閉塞領域が並んで設けられてもよい。
【００６８】
本発明はさらに、動圧ジャーナルベアリングデバイスに関し、
−  シャフト周りに延在する円筒形ベアリング部材であって、内側に面する第１の表面を備える円筒形ベアリング部材と、
−  外側に面する第２の表面を備えるシャフトと、
を備えており、
動圧ジャーナルベアリングデバイスは、所定のベアリング長さを有し、かつ第１の端部および反対側の第２の端部を有しており、
−  第１の表面と第２の表面との間に存在するベアリングギャップであって、ベアリングギャップは、第１のベアリング端部における第１のベアリングギャップ端部と、第２のベアリング端部における第２のベアリングギャップ端部と、を有しており、第１のベアリング表面および第２のベアリング表面は、滑らかでありかつ連続的であり、ベアリングギャップは潤滑剤が充填されており、潤滑剤は、磁気粘性液体または電気粘性液体、温度依存性粘度を有する潤滑剤、または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、ベアリングギャップと、
−  第１または第２の表面に埋め込まれた少なくとも第１の活性装置および第２の活性装置であって、ベアリングギャップにおける第１の閉塞領域および第２の閉塞領域内で潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは潤滑剤のスリップ速度を局所的に低下するよう構成されており、第１の活性装置および第２の活性装置が稼働された場合に、第１の活性装置および第２の活性装置は、第１および第２の閉塞領域内の潤滑剤の粘度を増加させるかまたは潤滑剤のスリップ速度を低下させて、潤滑剤が第１および第２の閉塞領域を横切って流れるのを阻止する、第１の活性装置および第２の活性装置と、
を備えており、
第１の表面および第２の表面には、表面テクスチャリングがなく、滑らかで連続的であり、かつベアリングギャップの高さの急激な変化を伴っておらず、
ベアリングギャップは、潤滑剤の流れが阻止されない少なくとも１つの非閉塞領域を備えており、
第１および第２のベアリングギャップ端部は、環状であり、シャフト周りに延在しており、かつ長手方向ベアリング軸線に直交する平面内に延在しており、
第１および第２の閉塞領域は、リング形状になされており、ジャーナルベアリングの両端部に配置されており、非閉塞領域は、第１の閉塞領域と第２の閉塞領域との間に配置され、
第１の閉塞領域は、潤滑剤が第１のベアリングギャップ端部に到達することを阻止し、第２の閉塞領域は、潤滑剤が第２のベアリングギャップ端部に到達することを阻止し、
第１の閉塞領域および第２の閉塞領域はともに、潤滑剤が非閉塞領域から流出しかつベアリングギャップの端部を通ってベアリングギャップから流出することを阻止する。
【００６９】
本発明のこの実施形態は、動圧ジャーナルベアリングデバイスのための非常に単純な全体構造を提供する。潤滑剤がベアリングギャップの端部から流出することが効果的に防止される。
【００７０】
動圧ジャーナルベアリングデバイスの一実施形態では、ベアリングギャップの高さは、軸線方向において一定である。
【００７１】
動圧ジャーナルベアリングデバイスの一実施形態では、ベアリングギャップの高さは、円周方向において変化する。シャフトは必要なラジアル力を作り出すために一般的にわずかに中心がずれているため、これは、動圧ジャーナルベアリングに関しては慣習的なものである。
【００７２】
動圧ジャーナルベアリングデバイスの一実施形態では、ベアリングデバイスは所定の長さを有しており、各閉塞領域は所定の幅を有しており、各閉塞領域の幅は、その長さの１０パーセント未満である。有利なことに、ベアリングデバイスの大部分が、負荷の担持に寄与する。
【００７３】
本発明はさらに、シャフトを備える駆動アセンブリに関し、当該シャフトは、本発明に基づく少なくとも１つのベアリングデバイスによって支持される。
【００７４】
駆動アセンブリの一実施形態では、シャフトは、ジャーナルベアリングデバイスに関する限りにおいて本発明に基づく第１のベアリングデバイスと、ジャーナルベアリングデバイスに関する限りにおいて本発明に基づく第２のベアリングデバイスと、スラストベアリングデバイスに関する限りにおいて本発明に基づく第３のベアリングデバイスと、によって支持されており、第１および第２のジャーナルベアリングデバイスは、２つの独立した半径方向（Ｙ、Ｚ）においてシャフトを位置決めしかつシャフトを支持し、第３のスラストベアリングデバイスは、軸線方向（Ｘ）においてシャフトを位置決めしかつシャフトのための支持を提供する。この構成によって、すべての必要な方向におけるシャフトのための支持が提供される。
【００７５】
本発明はさらに、船体と、エンジンと、プロペラと、エンジンをプロペラに接続する本発明に基づく駆動アセンブリと、を備える船舶に関する。本発明は、堅牢でありかつ信頼性のある全体構成を提供するため、船舶に特に適していることが判明している。なお、本発明は、他の車両、発電所、風力タービン、エンジン一般を含む機器および他のタイプの機器を含むあらゆる種類の機器で使用されてもよい。
【００７６】
本発明のこれらの態様および他の態様は、以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されかつ同様の参照符号が同様の部分を示す添付の図面に関連して説明されるため、より容易に認識され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態の等角図である。
【図１Ｂ】図１Ａの実施形態における圧力勾配を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の等角図である。
【図３】本発明に基づく第３の実施形態の等角図である。
【図４】図３の実施形態の側面図である。
【図５】図３および図４の実施形態の変形例の下からの等角図である。
【図６】図５の実施形態の上からの等角図である。
【図７】図５および図６の実施形態の側面図である。
【図８】本発明の別の実施形態の等角図である。
【図９Ａ】本発明の別の実施形態の等角図である。
【図９Ｂ】本発明の別の実施形態の等角図である。
【図１０Ａ】本発明の別の実施形態の等角図である。
【図１０Ｂ】本発明の別の実施形態の等角図である。
【図１１】本発明の別の実施形態の等角図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態の等角図である。
【図１３Ａ】本発明に基づく３つのベアリングデバイスを有する駆動アセンブリの等角図である。
【図１３Ｂ】本発明に基づく３つのベアリングデバイスを有する駆動アセンブリを備える船舶の等角図である。
【図１４】本発明に基づく線形ベアリングデバイスの上面図である。
【図１５】本発明に基づく平面ベアリングデバイスの上面図である。
【図１６】本発明の別の実施形態の側方断面図である。
【図１７】図１６の実施形態の等角図である。
【図１８】本発明の別の実施形態の等角図である。
【図１９】図１８の実施形態の上面図である。
【図２０】図１８の実施形態の側方断面図である。
【図２１】傾動パッドを備える本発明の実施形態の等角図である。
【図２２】図２１の実施形態の上面図である。
【図２３】図２１の実施形態の側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態が示されている。ベアリングデバイス１０が提供されている。ベアリングデバイスは、互いに対して移動可能な第１の表面１２および第２の表面１４を備える。この実施形態では、第１および第２の表面の両方が平坦である。第１の表面および第２の表面は互いに面している。第１の表面および第２の表面は、潤滑剤が充填されるベアリングギャップ１６によって離間されている。ベアリングギャップは、数十マイクロメートルほどの高さを有してもよいが、ベアリングデバイスのサイズに応じて明らかに他の高さも用いることができる。第１の表面１２は第１の部材１３によって形成され、かつ第２の表面１４は第２の部材１５によって形成される。
【００７９】
潤滑剤は液体である。潤滑剤は、磁気粘性液体または電気粘性液体、もしくは温度依存性粘度を有する潤滑剤、あるいは制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である。
【００８０】
ベアリングデバイスは、第１の表面または第２の表面に１つ以上の供給入口１８を備える。この実施形態では、供給入口は第１の表面１２に設けられるが、入口が第２の表面に設けられることが想定されてもよい。各供給入口１８は、加圧液体供給源からベアリングギャップに潤滑剤を供給するよう構成される。加圧液体供給源は、静圧ベアリングデバイスの場合に設けられるが、本発明の一部としてみなされるものではない。
【００８１】
ベアリングデバイスは、１つ以上の活性装置２０を備えており、活性装置２０は、第１の表面１２に埋め込まれ、かつベアリングギャップ内の少なくとも１つの閉塞領域２２において潤滑剤の粘度を局所的に増加させるよう構成されており、それによって、閉塞領域においてベアリングギャップを通る潤滑剤の流れが阻止される。ベアリングギャップは、潤滑剤の流れが阻止されない非閉塞領域２４を備える。非閉塞領域２４は、より低い粘度を有する、影響のない潤滑剤を備える。非閉塞領域２４は、供給入口１８を包囲する。この実施形態では、非閉塞領域２４は円形状を有する。
【００８２】
閉塞領域は、所定の線に沿って互いに隣接して配置される複数の活性装置によって画定されてもよい。各活性装置２０と、同様に各閉塞領域２４とは、半径方向に延在する２つの半径方向部分２９Ａ、２９Ｂと、円周方向に延在する円周セクション３３と、を備える。流出領域３５が、隣接する閉塞領域の半径方向部分２９の各対の間に画定される。
【００８３】
ベアリングギャップを通る潤滑剤の流路が画定されている。流路は、少なくとも１つの供給入口１８から始まり、少なくとも１つの非閉塞領域２４に沿って延在し、閉塞領域２２を横断して、ベアリングギャップ端部２６で終端する。
【００８４】
従来の静圧ベアリングデバイスとは対照的に、第１の表面１２および第２の表面１４は、山部およびパッドの形態の表面テクスチャリングがなく、滑らかで連続的であり、ベアリングギャップの高さの急激な変化を伴わない。活性装置２０の上面は、第１の表面１２の残りと同一平面になされている。これによって、ベアリングデバイスはその製造が比較的簡単となりかつ比較的堅牢となる。
【００８５】
閉塞領域２２は、少なくとも１つの非閉塞領域２６を包囲しており、かつ潤滑剤が、閉塞領域２２を越えてベアリングギャップ端部２６へ流れてベアリングギャップ端部２６を介してベアリングギャップから流出することによって、非閉塞領域２６から出るのを阻止する。
【００８６】
図１Ｂを参照すると、この包囲によって、外部圧力源が、圧力を、従来の表面テクスチャリングを伴わずに、ベアリングデバイスが負荷を担持して第１のベアリング表面と第２のベアリング表面との間の接触を防止できるレベルまで上昇させることが可能となる。言い換えると、閉塞領域は表面テクスチャリングとして機能し、特にパッドとして機能する。図１Ｂでは、流路２５が、ベアリングギャップ内において矢印で示されている。流路に沿った移動距離ｘの関数ｐ（ｘ）としての圧力が、破線で示されている。非閉塞領域２４では、圧力勾配ｐ’（ｘ）は比較的小さい。閉塞領域では、圧力勾配ｐ’（ｘ）は急激に変化し、圧力はベアリングギャップ端部２６でゼロまで低下する。
【００８７】
ベアリングギャップ端部２６は円周状であり、ベアリングギャップ１６の周りに延在する。この実施形態では、ベアリングデバイスは、外側ベアリングギャップ端部２６および非閉塞領域２４のみを備えており、非閉塞領域２４は、潤滑剤がベアリングギャップから外側ベアリングギャップ端部を通って流出するのを阻止する環状閉塞領域２２に取り囲まれている。他の実施形態を参照して説明されるように、ベアリングデバイスは複数のベアリングギャップ端部を有してもよい。
【００８８】
閉塞領域２２で増加された粘度を有する潤滑剤は、流路の閉塞物として作用し、かつそれ自体によってまたは他の閉塞領域で粘度が増加された潤滑剤と協働して、潤滑剤が少なくとも１つの非閉塞領域２６から出るのを阻止し、これによって、非閉塞領域内の潤滑剤の圧力を、ベアリングデバイスにかかる負荷を担持しかつ第１の表面と第２の表面との間の接触を防止するのに十分なレベルまで増加させる。
【００８９】
活性装置は、磁界を作り出す電磁石または永久磁石を備えてもよい。別の実施形態では、活性装置は、電界を作り出すために帯電可能な電気活性装置を備えてもよい。別の実施形態では、活性装置は、少なくとも１つの閉塞領域２２内の潤滑剤を冷却するよう構成される冷却要素である。制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤とともに使用される別の実施形態では、活性装置は、電界を作り出す電気活性装置であり、それによって潤滑剤中の双極子を配向して、潤滑剤のスリップ速度を制御する。
【００９０】
図２を参照すると、同様の実施形態が示されており、活性装置は、少なくとも１つの活性装置をカバーしかつ第１の表面または第２の表面を形成する材料の層２８の下に配置される。これによって、第１の表面および第２の表面を完全に滑らかにすることが容易となる。
【００９１】
図１および図２に示される実施形態では第１および第２の表面は平坦であるが、別の実施形態では第１および第２の表面は球状であってもよく、あるいは半球などの球体の一部の形状を有してもよい。この時、ベアリングギャップも球状または半球状となる。ベアリングデバイスは、球体の「スライス」の形態を有する第１および第２の表面を有するスイングアームベアリングであってもよい。
【００９２】
図１および図２のベアリングデバイスは、２つの独立した移動方向Ｘ、Ｙにおける第２の表面に対する第１の表面の移動を可能にし、同時に第３の移動方向における支持を提供する。図１および図２の実施形態はまた、第２の表面に対する第１の表面のＺ軸線周りでの回転を可能にする。図１および図２の実施形態は、軸線Ｘおよび軸線Ｙ周りの回転を防止する。
【００９３】
ベアリングデバイスには、ボールまたは円筒形ローラー要素などのローラー要素が存在しなくてもよい。
【００９４】
図３および図４を参照すると、別の実施形態が示されている。第１および第２の表面１２、１４は平坦である。第１および第２の表面は円形である。ベアリングデバイスは、複数の非閉塞領域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ（共通して２４で示される）、特に３つの非閉塞領域を備える。各非閉塞領域は、それぞれの入口１８を有する。ベアリングデバイスは、複数の閉塞領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ（共通して２２で示される）を備える。各閉塞領域は、関連する非閉塞領域を包囲し、かつ関連する非閉塞領域から潤滑剤が流出するのを抑制する。
【００９５】
図３および図４の実施形態における非閉塞領域は、パイ形状（すなわち円弧の形状）である。なお、非閉塞領域が異なる形状、例えば円形、正方形、長方形、三角形、多角形（例えば六角形）、楕円形、またはこれらの形状の組み合わせを有し得るよう実現することもできる。
【００９６】
これら閉塞領域は、中心３１の周りおよび／または中心軸線３０の周りに規則的な角度間隔で、特に約１２０度の角度間隔で離間されている。
【００９７】
図３および図４の実施形態は、図１および図２の実施形態と同じ動作および支持能力を提供するが、図３および図４の実施形態は、Ｘ軸線およびＹ軸線周りでの第１の表面に対する第２の表面の傾斜に対する支持をより良好に提供できるという点で異なる。したがって、Ｘ軸線およびＹ軸線に対する第２の表面の向きを維持するのにより適している。これの背景は、ベアリングギャップが非閉塞領域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃである３つの独立した圧力領域に仕切られていることである。
【００９８】
圧力供給源は、異なる非閉塞領域に独立した圧力を提供するよう構成されてもよい。異なる圧力を制御するために、制御ユニット１０１が提供されてもよい。また、センサ１０２が提供されてもよい。センサは、異なる非閉塞領域のための圧力センサを含んでもよい。センサ１０２は、入口開口１８内または入口開口１８に配置されてもよい。圧力差がある場合、制御ユニット１０１は、圧力平衡状態を回復するために、入口開口１８の１つへの流れを増加させてもよい。また、位置センサまたは方位センサが設けられてもよい。第２の表面が傾斜する場合、傾斜はセンサによって感知されてもよく、かつ非閉塞領域の１つ以上における圧力の増加が、制御ユニット１０１によってもたらされてもよく、その結果、傾斜の反転と、第１の表面および第２の表面の再整列が行われる。
【００９９】
ベアリングデバイスは、２つの独立した方向Ｘ、Ｙにおける移動を可能にし、第３の方向Ｚにおける支持を提供してもよい。ベアリングデバイスは、Ｚ軸線の周りでの回転を可能にし、かつＸ軸線およびＹ軸線の周りでの回転を防止してもよい。
【０１００】
当業者であれば、この実施形態が拡張されてもよいことおよび閉塞領域に包囲された多数の非閉塞領域を備えてもよいことを理解するであろう。図３および図４のベアリングデバイスは円形形状を有するが、正方形または長方形の形状もしくは直線的な形状などの異なる全体形状を有することも可能である。ベアリングデバイスはかなりのサイズを有し、３つ以上の非閉塞領域を有してもよい。
【０１０１】
図１４を参照すると、ベアリングデバイスがリニアベアリングデバイスである変形例が示される。非閉塞領域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄなどは、例えばＸ軸線に沿って直線構造で配置され、かつＸ軸線のみに沿う第１の表面に対する第２の表面の移動を可能にする一方で、Ｚ方向において第２の表面を支持し、かつＹ方向におけるガイド面などの別の手段を介して支持する。異なる非閉塞領域２４はまた、Ｙ軸線の周りでの第１の表面に対する第２の表面の傾斜に対する支持を提供し、かつＸ軸線の周りでの傾斜に対する支持も提供してもよい。別のガイドが、Ｚ軸線周りでの回転に対する支持を提供してもよい。
【０１０２】
非閉塞領域２４は、正方形または長方形の形状を有するが、異なる形状が可能である。
【０１０３】
図１５を参照すると、図１５Ａの変形例は、平坦表面をカバーするように拡張されてもよく、このベアリングデバイスは、複数の非閉塞領域２４の多数の列１３０を有する。そうした実施形態では、ベアリングデバイスは、Ｚ軸線周りでのＸ方向およびＹ方向の両方における相対運動を可能にする一方で、Ｘ軸線およびＹ軸線周りでの傾斜を防止する。全体形状は正方形または長方形として示されるが、円形であっても、もしくは異なる形状を有してもよい。
【０１０４】
図５、図６、および図７を参照すると、図４および図５の実施形態の変形が示されている。その変形例では、活性装置２０は、図２の変形例と同様に、第１の表面を形成する材料の層の下に配置されている。これによって、完全に均一な（つまり滑らかな）第１の表面がもたらされ、製造プロセスが容易となる。付加的な利点は、ベアリングの脆弱性が小さくかつ摩耗および裂けに対する耐性が高いことである。図６では、閉塞領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃおよび非閉塞領域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、活性装置２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃが第１の表面１２の下に配置されるため視認できないので、破線で示されている。
【０１０５】
ジャーナルベアリング
図８を参照すると、本発明の別の変形例が示されており、当該変形例において、ベアリングデバイスは、ラジアルベアリングとも称されるジャーナルベアリングである。図８は、ジャーナルベアリングデバイスの外側部分を示している。内側部分は、明確にするために図示されないシャフトであってもよい。外側部分は、第１の表面として画定される内面１２を有する。シャフトは、第２の表面を形成する外面を有する。ベアリングギャップは、内面１２と外面との間に画定される。ベアリングデバイスは主回転軸線３０を有する。第１の表面１２および第２の表面は円筒形であり、かつ主回転軸線３０周りに延在する。
【０１０６】
別の実施形態では、ベアリングデバイスは円錐形であってもよく、そうした変形例では、第１の表面および第２の表面も円錐形である。
【０１０７】
ベアリングデバイスは、複数の、特に５つの非閉塞領域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅを備える。５との数は、異なる非閉塞領域における圧力を独立して制御することによって半径方向軸線Ｙ、Ｚ周りでの軸線の傾斜をサポートできる点において利点を有する。なお５以外の数も可能である。各非閉塞領域は、閉塞領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅによって包囲されている。
【０１０８】
各閉塞領域は、所定の軸線方向距離Ｄ１にわたって延在する第１の軸線方向部分Ａ１および第２の軸線方向部分Ａ２と、所定の円周方向距離Ｄ２にわたって延在する第１の円周方向部分Ｃ１および第２の円周方向部分Ｃ２と、を備える。各閉塞領域は、第１および第２の軸線方向部分と第１および第２の円周方向部分を相互接続する４つの角部３２を備える。これは、閉塞領域２２Ｄのみに関して図示されるが、他の閉塞領域についても同様であることは明らかである。
【０１０９】
ベアリングデバイスが円錐形である場合、閉塞領域と非閉塞領域が先細形状になるという違いがあるが、同様の構成が適用されてもよい。
【０１１０】
一実施形態では、制御ユニット１０１が提供されてもよく、かつ半径方向軸線Ｙ、Ｚ周りでの軸線の傾斜を感知するためにセンサ１０２が提供されてもよい。制御ユニットは、非閉塞領域内側の圧力を個別に制御するために、加圧流体の供給源にまたは加圧流体供給源から入口まで延在する導管内の制御バルブに、連結されてもよい。付加的または代替的に、内面に対するシャフトの位置および／または向きを測定するセンサが設けられてもよく、制御ユニットは、内面に対するシャフトの位置および／または向きを制御するために個々の非閉塞領域内の圧力を制御するよう構成されてもよい。
【０１１１】
スラストベアリング
図９Ａを参照すると、本発明に基づくスラストベアリングデバイスが図示されている。スラストベアリングは、軸線方向における負荷を担持するよう構成されており、アキシャルベアリングと呼ばれることがある。第１の表面１２の１つのみが図示される。
【０１１２】
第１の表面１２および第２の表面は環状であり、ベアリングの主回転軸線３０周りに延在している。主回転軸線３０は、第１の表面１２および第２の表面に直交するよう延在している。
【０１１３】
ベアリングデバイス１０は、外周ベアリング端部２６Ａと内周ベアリング端部２６Ｂとを備えている。ベアリングデバイスは、円周方向に延在しかつ外側閉塞領域２２Ａを画定する少なくとも１つの外側活性装置２０Ａを備えており、外側活性装置２０Ａは、少なくとも１つの非閉塞領域２４から外周ベアリング端部２６Ａへの潤滑剤の流れを抑制する。
【０１１４】
ベアリングデバイスは、円周方向に延在しかつ内側閉塞領域２２Ｂを画定する少なくとも１つの内側活性装置２０Ｂを備えており、内側活性装置２０Ｂは、少なくとも１つの非閉塞領域２４から内周ベアリング端部２６Ｂへの潤滑剤の流れを抑制する。
【０１１５】
少なくとも１つの非閉塞領域２４は、環状であり、かつ内側閉塞領域と外側閉塞領域との間に配置される。
【０１１６】
ベアリングデバイスは、第１の表面１２に複数の供給入口１８を備える。この実施形態は静圧ベアリングデバイスであり、当該ベアリングデバイスでは、負荷を担持して第１の表面と第２の表面との間の接触を防止するのに必要な圧力が、静圧によって作り出される。円周方向閉塞領域２２Ａ、２２Ｂは、潤滑剤がベアリングギャップ端部２６Ａ、２６Ｂを介して環状非閉塞領域から出るのを阻止する。
【０１１７】
複数の非閉塞領域を有するスラストベアリング
図９Ｂを参照すると、別の実施形態では、スラストベアリングデバイスは、複数の非閉塞領域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、特に３つの非閉塞領域を有してもよく、これら非閉塞領域は、主回転軸線３０周りにおいて円周方向に間隔をあけて配置される。各非閉塞領域２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは入口１８を有する。各閉塞領域は、
−  内側ベアリングギャップ端部の一部に沿って延在する内周セクション（３３Ａ）と、
−  外側ベアリングギャップ端部の一部に沿って延在する外周セクション（３３Ｂ）と、
−  所定の半径方向距離（Ｄｒ）にわたって延在しかつ内周セクションと外周セクションを相互接続する第１の半径方向部分（２９Ａ）および第２の半径方向部分（２９Ｂ）と、
を備える。この実施形態では、非閉塞領域は、弓形状を有する。この実施形態は、異なる非閉塞領域２４における個々の圧力制御を可能にする。
【０１１８】
動圧ベアリング
図１０Ａを参照すると、ベアリングデバイスが動圧ベアリングデバイスとして構成されている別の実施形態が図示されている。ベアリングデバイスは、第１のベアリング表面１２と第２のベアリング表面とを有するが、第２のベアリング表面は第１のベアリング表面１２をより良く表示するために図示されていない。第２のベアリング表面は第１のベアリング表面に面している。第１および第２のベアリング表面は、主回転軸線３０周りで互いに対して回転するよう構成されている。第１および第２のベアリング表面は平坦かつ環状であり、主回転軸線３０に直交するよう延在している。
【０１１９】
ベアリングギャップは、第１のベアリング表面と第２のベアリング表面との間に画定される。第１および第２のベアリング表面は滑らかであり、表面テクスチャリングがない。ベアリングギャップ１６は、ベアリングギャップの高さの急激な変化がない。ベアリングギャップは潤滑剤が充填されており、潤滑剤は、磁気粘性液体または電気粘性液体、もしくは温度依存性粘度を有する潤滑剤である。
【０１２０】
複数の活性装置２０が、第１の（または第２の）のベアリング表面１２に埋め込まれており、かつ複数の閉塞領域２２内の潤滑剤の粘度を局所的に増加させるよう構成されている。これの効果は、ベアリングギャップを通る潤滑剤の流れが各閉塞領域２２で阻止されることである。
【０１２１】
ベアリングデバイスは、潤滑剤の流れが阻止されない複数の非閉塞領域２４を備える。円周方向において、閉塞領域と非閉塞領域とが交互に設けられており、各非閉塞領域２４は、２つの閉塞領域２２の間に配置される。
【０１２２】
閉塞領域の効果は、閉塞領域２２に対する潤滑剤の（矢印で示される）流れ方向３４を考慮した場合に、閉塞領域の上流にある非閉塞領域２４において顕著となる。例えば、閉塞領域２２Ｊの効果は、閉塞領域２２Ｊの上流に配置された非閉塞領域２４Ｊで感じられる。
【０１２３】
各閉塞領域は、湾曲形状または角のある形状である。各閉塞領域は、所定の半径距離Ｄｒにわたって延在しており、半径距離Ｄｒは、環状の第１または第２の表面の幅Ｗ１に等しくてもよい。
【０１２４】
角のある形状の場合、図１０Ａに示されるヘリンボーンパターンが有利であることが見いだされた。ヘリンボーンパターンは、溝の形態の表面テクスチャリングを有する動圧ベアリングから公知となっている。これらのベアリングでは、ヘリンボーンパターンは表面テクスチャリングによって作られる。これは非常に正確な機械加工を必要とする。結果として生じるベアリングは、摩耗および裂けに非常に敏感である。第１の表面と第２の表面との間の接触の結果としての表面テクスチャの破損は、ベアリングデバイスの機能不良を容易に引き起こす可能性がある。本発明は、この点において重要な利点を提供する。
【０１２５】
湾曲形状または角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部３６を画定する。閉塞領域は、第１および第２の表面が互いに対して移動する場合に、閉塞領域内の粘度を局所的に増加させて各閉塞領域を横切る潤滑剤の流れを阻止することによって、各閉塞領域の上流に配置された非閉塞領域２４において、かつ特に各頂部３６のすぐ上流に配置された各閉塞領域２４のピーク領域３８において、ベアリングギャップ内の潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されている。
【０１２６】
閉塞領域２４の湾曲形状または角のある形状によって、潤滑剤は、図９において矢印４０によって示されるように、ピーク領域へ向けて半径方向に付勢される。閉塞領域２２の左側４２および右側４３は、潤滑剤をピーク領域に向けて付勢する。より詳細には、潤滑剤の流れはピーク領域３８である程度収縮し、ピーク領域３８において潤滑剤のより高い動圧をもたらす。明らかなことに、湾曲形状も同様に機能する。別の実施形態では、頂部３６は開放されていてもよく、構成領域の単独の左側４２と構成領域の単独の右側４３とをもたらす。この左側および右側はさらに、ずらして配置されてもよい。これは、閉塞領域の左側が右側に対して傾斜され、さらに半径方向に対しても傾斜されているため、依然として角のある形状と見なされる。
【０１２７】
各頂部３６は、第１の表面１２の中央領域に配置されており、頂部３８は、特に、内側ベアリング端部２６Ｂから所定の距離（Ａ１）をおいて配置されており、距離（Ａ１）は、第１の表面１２または第２の表面の幅（Ｗ１）の３０パーセントから７０パーセント、より具体的には４０パーセントから６０パーセントである。
【０１２８】
閉塞領域は、図１０Ａに示すようにＶ字形状（ヘリンボーン構成）を有してもよく、あるいはＵ字形状を有してもよい。
【０１２９】
図１０Ｂを参照すると、動圧ベアリングデバイス１０の直線的な変形例が示されている。直線的な変形例は、図１０Ａの環状変形例とほぼ同じように機能する。
【０１３０】
図１１を参照すると、活性装置２０によって画定される閉塞領域２２が第１または第２の表面の周囲に間隔をあけて配置されかつ主軸線３０の方向において所定の軸線方向距離（Ｄａ）にわたって延在する動圧ジャーナルベアリングが示されている。閉塞領域は湾曲されるかまたは角のあるものとなっている。湾曲形状の場合、その曲率は懸垂線、放物線形状、おおむねＵ字の形状、または異なる曲率であってもよい。角のある形状の場合、閉塞領域は単一の角度付き頂部（Ｖ形状）を有してもよく、あるいは複数の角度、例えば３つの角度（または角部）を有してもよく、１つの中心角が頂部と左右の角度とを規定する。
【０１３１】
図１２を参照すると、本発明の別の実施形態が示されており、これは動圧ジャーナルベアリングデバイス１０である。ベアリングデバイスは、第１の表面１２を有する円筒形ベアリング部材１３を備えており、当該第１の表面１２は、内側に面しておりかつシャフトの周りに延在する。シャフトは、外側に面する第２の表面を備える。シャフトは、第１の表面１２をより明確に示すために、図１２には図示されない。
【０１３２】
動圧ジャーナルベアリングデバイスは所定のベアリング長さ（Ｌ１）を有する。ベアリングデバイスは、ベアリングギャップを有し、かつ第１のベアリングギャップ端部２６Ａと反対側の第２のベアリングギャップ端部２６Ｂとを有する。第１のベアリングギャップ端部２６Ａおよび第２のベアリングギャップ端部２６Ｂは、対向する第１および第２のベアリング端部４０Ａ、４０Ｂに配置される。
【０１３３】
ベアリングギャップは、内向きの第１のベアリング表面と外向きの第２のベアリング表面との間に存在する。第１の表面１２および第２の表面は滑らかでありかつ連続的である。ベアリングギャップは潤滑剤が充填される。潤滑剤は、磁気粘性液体、電気粘性液体、または温度依存性粘度を有する潤滑剤である。
【０１３４】
少なくとも第１の活性装置２０Ａおよび第２の活性装置２０Ｂは、第１または第２の表面に埋め込まれており、かつベアリングギャップにおける第１および第２の閉塞領域２２Ａ、２２Ｂ内の潤滑剤の粘度を局所的に増加させるよう構成される。第１および第２の活性装置は、稼働された場合、第１および第２の閉塞領域内の潤滑剤の粘度を増加させ、潤滑剤が第１および第２の閉塞領域を越えて流出するのを阻止する。
【０１３５】
第１の表面１２および第２の表面は、山部およびパッドの形態の表面テクスチャリングがなく、滑らかでありかつ連続的であり、ベアリングギャップの高さの急激な変化を伴わない。ベアリングギャップは、潤滑剤の流れが阻止されない少なくとも１つの非閉塞領域２４を備える。
【０１３６】
第１および第２のベアリングギャップ端部２６Ａ、２６Ｂは環状であり、シャフトの周りに延在しており、かつ長手方向ベアリング軸線３０に直交する平面内に延在する。
【０１３７】
第１および第２の閉塞領域２２Ａ、２２Ｂは、リング形状であり、かつジャーナルベアリングの両端部４０Ａ、４０Ｂに配置される。非閉塞領域２４は、第１の閉塞領域２２Ａと第２の閉塞領域２２Ｂとの間に配置される。
【０１３８】
第１の閉塞領域２２Ａは、潤滑剤が第１のベアリングギャップ端部２６Ａに到達するのを阻止し、第２の閉塞領域２２Ｂは、潤滑剤が第２のベアリングギャップ端部２６Ｂに到達するのを阻止する。第１の閉塞領域２２Ａおよび第２の閉塞領域２２Ｂはともに、潤滑剤が非閉塞領域２４から流出することおよびベアリングギャップ端部２６Ａ、２６Ｂを通ってベアリングギャップから流出することを阻止する。
【０１３９】
ほとんどの動圧ジャーナルベアリングと同様に、ベアリングギャップの高さは円周方向において変化することがある。軸線が円筒形ベアリング部材１３と整列される場合、ベアリングギャップの高さは軸線方向において一定となる。しかしながら、実際には、軸線にかかる負荷の結果として、小さなずれが発生することがある。
【０１４０】
ベアリングは長さＬ１を有しており、各閉塞領域は幅Ｗｏｚを有する。各閉塞領域の幅Ｗｏｚは、ベアリングの長さＬ１の１０パーセント未満である。これは、ベアリングの長さの少なくとも８０パーセントを形成する非閉塞領域２４をもたらす。
【０１４１】
図１３Ａを参照すると、シャフト５０を備える駆動アセンブリ１００が図示されており、シャフトは、少なくとも１つのベアリングデバイス１０、特に本発明に基づく３つのベアリングデバイス１０によって支持されている。
【０１４２】
シャフトは、第１のジャーナルベアリングデバイス１０Ａおよび第２のジャーナルベアリングデバイス１０Ｂと、軸線方向Ｘにおける支持を提供する第３のスラストベアリングデバイス１０Ｃとによって支持されており、第１および第２のベアリングデバイスは、ジャーナルベアリングデバイスであり、かつ半径方向Ｙ、Ｚにおける支持を提供する。
【０１４３】
駆動アセンブリは、さまざまな用途で使用されてもよい。
【０１４４】
図１３Ｂを参照すると、１つの用途において、駆動アセンブリ１００は船舶１０４に搭載されて使用され、船舶１０４は、船体１０６、エンジン１０８、プロペラ１１０、およびエンジンをプロペラに接続する駆動アセンブリ１００を備える。
【０１４５】
シャフトは、第１のジャーナルベアリングデバイス１０Ａおよび第２のジャーナルベアリングデバイス１０Ｂによって、かつ軸線方向Ｘにおける支持を提供する第３のスラストベアリングデバイスによって、支持されており、第１および第２のジャーナルベアリングデバイスは、２つの独立した半径方向Ｙ、Ｚにおける支持を提供する。
【０１４６】
エンジンは、ギアボックス１１２、船外シール１１４および船内シール１１５をさらに備える。シール１１４、１１５は、海水１１６の侵入を防止する。エンジン１０８およびギアボックス１１２は、エンジンルーム１１８内に配置され、かつ１つ以上のブルヘッド１２０によって船舶の内部容積の残りから分離されてもよい。シャフト５０は、一般的に、船尾管１２２内に配置される。船尾管１２２とシャフト５０との間の環状空間１２４は、オイルを充填されてもよい。
【０１４７】
さらなる実施形態
図１６および図１７を参照すると、別の実施形態が示されている。１つ以上の活性装置２０は、一次活性装置と称される。ベアリングデバイスは、電磁石または永久磁石もしくは電気活性装置あるいは加熱要素である１つ以上の反活性装置４４をさらに備える。反活性装置は、非閉塞領域２４の少なくとも一部において一次活性装置２０によって作り出された磁界または電界を打ち消すために、あるいは非閉塞領域におけるまたは非閉塞領域の少なくとも一部において潤滑剤を加熱するために、反対向きの磁界または電界を作り出す。
【０１４８】
この実施形態では、一次活性装置２０は、入口１８周りに延在するコイルである。コイルは、主軸線３０を有する。反活性装置４４もまた、入口１８周りに延在するコイルであり、当該コイルは同じ主軸線３０を有する。（コイルの軸線３０に平行に延在する）Ｘ方向に見た場合に、一次活性装置２０および反活性装置４４は同心円を形成する。
【０１４９】
反作動装置４４は、非閉塞領域の一部に作用し、その部分は、耐閉塞領域４６と称される。非閉塞領域２４は、一次活性装置または反活性装置の影響下にない非影響領域４８をさらに備えており、少なくとも１つの耐閉塞領域が、閉塞領域に隣接して当該閉塞領域と非影響領域との間に配置される。
【０１５０】
活性装置２０は電磁石である。そのベアリングデバイスは、電磁界を増大させるよう構成される少なくとも１つの受動的な強磁性部材６０をさらに備える。
【０１５１】
コイル２０、４４は、第１の表面１２の下および材料層２８の下に配置されている。コイルの端部６２は、第１の表面１２から所定の距離（Ｄｃ）をおいて配置されており、第１の表面１２の下にはコイルが配置される。少なくとも１つの強磁性部材は、コイル内に配置される内側部材６４と、コイルの外側に配置される外側部材６６とを備える。内側部材６４および外側部材６６はそれぞれ、第１の表面１２へ向けてコイルの端部６２を越えて延在する内側突起６５および外側突起６７を備えており、開口７０が、内側突起と外側突起との間に設けられる。開口７０の上方におけるベアリングギャップ１６の領域は、閉塞領域２２である。少なくとも１つの閉塞領域２２は、少なくとも１つの非閉塞領域２４を完全に包囲している。
【０１５２】
非閉塞領域内に閉塞領域を備える実施形態
図１８、図１９および図２０を参照すると、内側閉塞領域２２Ｍを包囲する非閉塞領域２４を有する本発明に基づく静圧ベアリングデバイスの実施形態が示されている。非閉塞領域２４はまた、外側の環状閉塞領域２２によって包囲されている。
【０１５３】
内側閉塞領域２２Ｍは、第１の表面１２に直交する方向において互いに対して移動する２つのベアリング表面に生じることがある振動（または共振）を減衰させるという有益な効果を有する。ベアリング表面が互いへ向けて移動する場合、いわゆる「スクイーズ流れ」が生成される。スクイーズ流れは、内側閉塞領域２２Ｍから非閉塞領域２４へ、かつ非閉塞領域２４から閉塞領域２２を通ってベアリングギャップ端部２６へ、そしてベアリングギャップから外方への潤滑剤の流れである。
【０１５４】
スクイーズ流れ自体は、ベアリングデバイスの分野で公知となっている。しかしながら、この実施形態では、中央閉塞領域２２Ｍにおけるベアリングギャップ内の潤滑剤は、粘度が増加される（またはスリップ角が増加する）。その結果、スクイーズ流れが妨げられ、ベアリングギャップから絞り出される潤滑剤が少なくなる。その結果、振動または共振のより良い減衰がもたらされる。
【０１５５】
図２１、図２２、図２３を参照すると、傾動パッド８０を備える動圧ベアリングデバイスの実施形態が示されている。傾動パッドを備えるベアリングデバイスは公知である。傾動パッドは、ピボット軸線８４を規定するヒンジ８２を介してベアリングデバイスの外側部分に接続されている。傾動パッドは、例えば球状ヒンジを介して、互いに対して直角に延在する２つのピボット軸線周りで枢軸回動可能であると考えられる。
【０１５６】
この実施形態では、第１の表面１２に対する潤滑剤の流れの方向が、矢印３４で示されている。閉塞領域２２の形状は、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１１の実施形態に関して説明したものと同じであるが、傾動パッドがおおむね正方形または長方形であるという違いがある。傾動パッドの閉塞領域２２はＵ字形状を有してもよい。Ｕ字形状の閉塞領域は、傾動パッドの３つの側面８８に沿って延在している。閉塞領域は、Ｖ字形状などの角のある形態を有してもよく、あるいは湾曲形態を有してもよい。また、単一の傾動パッドに複数の閉塞領域が並んで設けられてもよい。
【０１５７】
矢印３４は、第１の表面に対する潤滑剤の流れの方向を示すだけでなく、第１の表面に対する第２の表面の移動方向も示す。
【０１５８】
閉塞領域２２は、Ｕ字形状の「底部」である頂部３６を有する。頂部３６のすぐ上流において、ピーク領域３８が非閉塞領域に形成される。ピーク領域３８では、潤滑剤の圧力が最大値に達する。
【０１５９】
１つのみの傾動パッド８０が図示されているが、完成したベアリングデバイスでは、回転軸線周りに間隔をあけて配置される複数の傾動パッドが存在することは明らかであろう。例えば、３、４、６、または８個の傾動パッドが設けられてもよいが、異なる数も可能である。傾動パッドの第１の表面１２は平坦であってもよいが、傾動パッドについて公知のように湾曲していても、特に凹形であってもよい。
【０１６０】
スラストベアリングの場合、傾動パッドはリング形状の一部の形状を有してもよい。これら傾動パッドは、ともに、リング形状を形成する。
【０１６１】
当業者は、２つの隣接する傾動パッドの間には一般的に非支持領域（つまり非支持ギャップ）が存在することを理解するであろう。本明細書の目的上、これらの非支持領域はベアリングギャップの一部とは見なされない。第１および第２の表面の特徴的な均一性は、傾動パッドの個別の第１の表面セクションに適用される。「表面テクスチャリングのない」および「ベアリングギャップの高さの急激な変化がない」との特徴は、傾動パッドによって形成される個別のセクションにも適用される。
【０１６２】
傾動パッドは、正確に正方形または長方形である必要はない。台形形状も可能である。傾動パッド８０は、丸みをおびた角を有してもよい。
【０１６３】
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態が本明細書に開示されている；しかしながら、開示される実施形態は、本発明の単なる例示であり、様々な形態で実施できることを理解されたい。したがって、本明細書で開示される特定の構造および機能の詳細は、限定として解釈されるべきではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、かつ本発明を事実上任意の適切な詳述された構造で様々に使用するように当業者に教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。さらに、本明細書で使用される用語および表現は、限定することを意図するものではなく、むしろ本発明の理解可能な説明を提供することを意図している。
【０１６４】
「ａ」または「ａｎ」との用語は、本明細書で使用される場合、１つまたは複数として規定される。「複数」との用語は、本明細書で使用される場合、２つまたは２つ以上として規定される。「別の」との用語は、本明細書で使用される場合、少なくとも２番目以降として規定される。「含む」および／または「有する」との用語は、本明細書で使用される場合、備える（すなわち他の要素またはステップを除外しないオープンな言葉）として規定される。請求項中の参照符号は、特許請求の範囲または本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【０１６５】
特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【符号の説明】
【０１６６】
１０  ベアリングデバイス
１２  第１の表面
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  第１の表面セクション
１４  第２の表面
１６  ベアリングギャップ
１８  供給入口
２０  活性装置
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ  閉塞領域
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ  非閉塞領域
２５  流路
２６  ベアリングギャップ端部
２６Ａ  外周ベアリング端部
２６Ｂ  内周ベアリング端部
２８  材料層
３０  主回転軸線
３２  角部
３６  頂部
３８  ピーク領域
４０  第２のベアリング端部
４２  左セクション
４３  右セクション
４４  反活性装置
４６  耐閉塞領域
４８  非影響領域
５０  シャフト
６０  強磁性部材
６２  コイルの端部
６４  内側部材
６５  内側突起
６６  外側部材
６７  外側突起
７０  開口
８０  傾動パッド
１００  駆動アセンブリ
１０１  制御ユニット
１０２  センサ
１０４  船舶
１０６  船体
１０８  エンジン
１１０  プロペラ
１１２  ギアボックス
１１４  船外シール
１１４  シール
１１５  船内シール
１１５  シール
【図１Ａ】
2020521095.tif 000003
【図１Ｂ】
2020521095.tif 000004
【図２】
2020521095.tif 000005
【図３】
2020521095.tif 000006
【図４】
2020521095.tif 000007
【図５】
2020521095.tif 000008
【図６】
2020521095.tif 000009
【図７】
2020521095.tif 000010
【図８】
2020521095.tif 000011
【図９Ａ】
2020521095.tif 000012
【図９Ｂ】
2020521095.tif 000013
【図１０Ａ】
2020521095.tif 000014
【図１０Ｂ】
2020521095.tif 000015
【図１１】
2020521095.tif 000016
【図１２】
2020521095.tif 000017
【図１３Ａ】
2020521095.tif 000018
【図１３Ｂ】
2020521095.tif 000019
【図１４】
2020521095.tif 000020
【図１５】
2020521095.tif 000021
【図１６】
2020521095.tif 000022
【図１７】
2020521095.tif 000023
【図１８】
2020521095.tif 000024
【図１９】
2020521095.tif 000025
【図２０】
2020521095.tif 000026
【図２１】
2020521095.tif 000027
【図２２】
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【図２３】
2020521095.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月29日(2020.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動圧ベアリングデバイス（１０）であって、
−  第１のベアリング表面（１２）と、
−  前記第１のベアリング表面（１２）に面する第２のベアリング表面（１４）と、
を備えており、
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、主回転軸線（３０）周りで互いに対して回転するよう構成されており、
前記動圧ベアリングデバイスは、
−  前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間に画定されるベアリングギャップ（１６）であって、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、前記ベアリングギャップには、前記ベアリングギャップの高さの急激な変化がなく、前記ベアリングギャップには、潤滑剤が充填されており、前記潤滑剤は、磁気粘性液体または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、ベアリングギャップ（１６）と、
−  前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面に埋め込まれた複数の活性装置（２０）であって、複数の閉塞領域（２２）において前記潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは前記スリップ速度を局所的に低下させるよう構成されており、それによって、前記閉塞領域のそれぞれにおいて前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流れが阻止される、複数の活性装置と、
−  前記潤滑剤の流れが阻止されない複数の非閉塞領域（２４）であって、前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間の相対移動方向において、前記閉塞領域および前記非閉塞領域が交互に設けられており、前記非閉塞領域のそれぞれは、関連付けられた前記閉塞領域の上流に配置される、複数の非閉塞領域と、
を備えており、
前記閉塞領域のそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有しており、
前記湾曲形状または前記角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、
前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域のそれぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域それぞれの上流に位置された前記非閉塞領域において、かつ特に前記頂部（３６）それぞれのすぐ上流に位置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されていることを特徴とする動圧ベアリングデバイス。
【請求項２】
前記閉塞領域のそれぞれは、半径方向に対して所定の角度で延在する左セクション（４２）および右セクション（４０）を備えており、前記左セクションおよび前記右セクションは、前記潤滑剤を前記ピーク領域（３８）へ向けて方向付けることを特徴とする請求項１に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項３】
前記頂部のそれぞれが、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の中央領域に配置されており、
前記頂部（３６）は、特に、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の内側ベアリング端部（２６Ｂ）から所定の距離（Ａ１）を置いて配置されており、
前記距離（Ａ１）は、前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面の幅（Ｗ１）の３０パーセントから７０パーセント、より具体的には４０パーセントから６０パーセントであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項４】
スラストベアリングデバイスであり、
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、平坦であり、かつ前記主回転軸線に直交するよう延在しており、
前記閉塞領域は、所定の半径方向の距離（Ｄｒ）にわたって延在することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項５】
前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面は、環状であり、かつ前記ベアリングギャップは環状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項６】
前記閉塞領域（２２）は、Ｖ字形状またはＵ字形状を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項７】
前記動圧ベアリングデバイスは、傾動パッドベアリングデバイスであり、かつ傾斜可能な複数の傾動パッド（８０）を備えており、
前記第１のベアリング表面（１２）は、複数の第１の表面セクション（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を備えており、前記第１の表面セクション（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）のそれぞれは、傾動パッドに関連付けられており、
前記ベアリングギャップは、複数のベアリングギャップセクションを備えており、前記ベアリングギャップセクションのそれぞれは傾動パッドに関連付けられており、
前記第１の表面セクションのそれぞれは、滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、傾動パッドと反対側の前記第２のベアリング表面との間の前記ベアリングギャップセクションのそれぞれには、前記ベアリングギャップの高さの急激な変化がなく、
前記第１の表面セクションのそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有する閉塞領域（２２）を備えており、
前記湾曲形状または角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、
前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域それぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域それぞれの上流に位置された前記非閉塞領域（２４）において、かつ特に前記頂部（３６）それぞれのすぐ上流に位置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の動圧ベアリングデバイス。
【請求項８】
ベアリングデバイス（１０）であって、
−  一方が他方に対して移動可能でありかつ互いに面する第１の表面（１２）および第２の表面（１４）であって、前記第１の表面および前記第２の表面は、潤滑剤が充填されるベアリングギャップ（１６）によって分離されており、前記潤滑剤は、磁気粘性液体または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、前記第１の表面および前記第２の表面と、
−  前記第１の表面または前記第２の表面における１つ以上の供給入口（１８）であって、前記供給入口のそれぞれは、加圧液体供給源から前記ベアリングギャップ（１６）へ前記潤滑剤を供給するよう構成されている、供給入口と、
−  前記第１の表面または前記第２の表面に埋め込まれた１つ以上の活性装置（２０）であって、前記ベアリングギャップにおける少なくとも１つの閉塞領域（２２）内で前記潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは前記潤滑剤のスリップ速度を局所的に低下させるよう構成され、それによって前記閉塞領域内の前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流れを局所的に阻止する、１つ以上の活性装置と、
を備えており、
前記ベアリングギャップは、前記潤滑剤の流れが阻止されない少なくとも１つの非閉塞領域（２４）を備えており、前記非閉塞領域のそれぞれは、関連する前記供給入口（１８）を包囲しており、
前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流路が画定されており、前記流路は、少なくとも１つの前記供給入口（１８）で始まり、少なくとも１つの前記非閉塞領域（２４）に沿って延在し、前記閉塞領域を横断し、かつベアリングギャップ端部（２６）で終端しており、
前記第１の表面（１２）および前記第２の表面（１４）は、特に山部およびパッドの形態の、表面テクスチャリングがなく、滑らかで連続的であり、かつ前記ベアリングギャップの高さの急激な変化を伴わず、
少なくとも１つの前記閉塞領域は、それ自体によってまたは他の閉塞領域と協働して、少なくとも１つの前記非閉塞領域（２４）を取り囲み、
前記閉塞領域で増加された粘度または低下されたスリップ速度を有する前記潤滑剤は、前記流路の閉塞物として機能し、かつそれ自体でまたは他の閉塞領域において粘度が増加されるかまたはスリップ速度が低下された潤滑剤と協働して、前記潤滑剤が前記非閉塞領域から流出することおよび前記ベアリングギャップ端部を通って前記ベアリングギャップから流出することを阻止し、それによって、前記非閉塞領域内の前記潤滑剤の圧力を、前記ベアリングデバイスにかかる負荷を担持するのに十分なレベルまで高め、同時に前記第１の表面と前記第２の表面との間の接触を防止することを特徴とするベアリングデバイス。
【請求項９】
前記活性装置（２０）は、磁界を作り出す電磁石もしくは永久磁石であるか、または少なくとも１つの前記閉塞領域内に電界を作り出すために帯電可能な電気活性装置であることを特徴とする請求項８に記載のベアリングデバイス。
【請求項１０】
それぞれの前記供給入口（１８）を各々が有する複数の非閉塞領域（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）、特に３つの非閉塞領域と、複数の閉塞領域（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）と、を備えており、
前記閉塞領域それぞれが、前記閉塞領域に関連付けられる前記非閉塞領域を包囲し、かつ関連付けられた前記非閉塞領域から前記潤滑剤が流出するのを阻止することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のベアリングデバイス。
【請求項１１】
前記第１の表面および前記第２の表面は、円筒形または円錐形であり、
前記ベアリングデバイスは、複数の非閉塞領域（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ）を備えており、前記非閉塞領域のそれぞれは、閉塞領域（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ）によって包囲されており、
前記閉塞領域のそれぞれは、所定の軸線方向距離（Ｄ１）にわたって延在する第１の軸線方向部分（Ａ１）および第２の軸線方向部分（Ａ２）と、所定の円周方向距離（Ｄ２）にわたって延在する第１の円周方向部分（Ｃ１）および第２の円周方向部分（Ｃ２）と、を備えており、
前記閉塞領域のそれぞれは、前記第１の軸線方向部分および前記第２の軸線方向部分と前記第１の円周方向部分および前記第２の円周方向部分とを相互接続する４つの角部（３２）を備えることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のベアリングデバイス。
【請求項１２】
シャフト（５０）を備える駆動アセンブリ（１００）であって、
前記シャフトは、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つのベアリングデバイスによって支持されていることを特徴とする駆動アセンブリ。
【請求項１３】
前記シャフトは、ジャーナルベアリングデバイスに関する限りにおいて請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の第１のベアリングデバイス（１０Ａ）と、ジャーナルベアリングデバイスに関する限りにおいて請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の第２のベアリングデバイス（１０Ｂ）と、スラストベアリングデバイスに関する限りにおいて請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の第３のベアリングデバイス（１０Ｃ）と、によって支持されており、
第１のジャーナルベアリングデバイスおよび第２のジャーナルベアリングデバイスは、２つの独立した半径方向（Ｙ、Ｚ）において前記シャフトを位置決めしかつ前記シャフトのための支持を提供し、
第３のスラストベアリングデバイスは、軸線方向（Ｘ）において前記シャフトを位置決めしかつ前記シャフトのための支持を提供することを特徴とする請求項１２に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１４】
船体（１０６）と、エンジン（１０８）と、プロペラ（１１０）と、前記エンジンを前記プロペラに接続する請求項１２または請求項１３に記載の駆動アセンブリと、を備えることを特徴とする船舶。
【請求項１５】
動圧ベアリングデバイス（１０）であって、
−  第１のベアリング表面（１２）と、
−  前記第１のベアリング表面（１２）に面する第２のベアリング表面（１４）と、
を備えており、
前記第１のベアリング表面（１２）および前記第２のベアリング表面（１４）は、主回転軸線（３０）周りで互いに対して回転するよう構成されており、
前記動圧ベアリングデバイスは、
−  前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間に画定されるベアリングギャップ（１６）であって、前記ベアリングギャップには、潤滑剤が充填されており、前記潤滑剤は、磁気粘性液体または制御可能なスリップ速度を有する潤滑剤である、ベアリングギャップと、
−  前記第１のベアリング表面または前記第２のベアリング表面に埋め込まれた複数の活性装置（２０）であって、複数の閉塞領域（２２）において前記潤滑剤の粘度を局所的に増加させるかまたは前記スリップ速度を局所的に低下させるよう構成されており、それによって、前記閉塞領域のそれぞれにおいて前記ベアリングギャップを通る前記潤滑剤の流れが阻止される、複数の活性装置と、
−  前記潤滑剤の流れが阻止されない複数の非閉塞領域（２４）であって、前記第１のベアリング表面と前記第２のベアリング表面との間の相対移動方向において、前記閉塞領域および前記非閉塞領域が交互に設けられており、前記非閉塞領域のそれぞれは、関連付けられた前記閉塞領域の上流に配置される、複数の非閉塞領域と、
を備えており、
前記閉塞領域のそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有しており、前記湾曲形状または前記角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域のそれぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域のそれぞれの上流に配置された前記非閉塞領域において、かつ特に前記頂部（３６）のそれぞれのすぐ上流に配置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されており、
前記動圧ベアリングデバイスは、傾動パッドベアリングデバイスであり、かつ傾斜可能な複数の傾動パッド（８０）を備えており、前記第１のベアリング表面（１２）は、複数の第１の表面セクション（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を備えており、前記第１の表面セクションのそれぞれは、傾動パッドに関連付けられ、前記ベアリングギャップは、複数のベアリングギャップセクションを備えており、前記ベアリングギャップセクションのそれぞれは傾動パッドに関連付けられており、
前記第１の表面セクションのそれぞれは滑らかでありかつ表面テクスチャリングがなく、傾動パッドと反対側の前記第２のベアリング表面との間の個々の前記ベアリングギャップセクションには、前記ベアリングギャップの高さの急激な変化がなく、
前記第１の表面セクションのそれぞれは、湾曲形状または角のある形状を有する閉塞領域（２２）を備えており、前記湾曲形状または角のある形状は、下流へ向けて方向付けられた頂部（３６）を画定し、前記閉塞領域は、前記第１のベアリング表面および前記第２のベアリング表面が互いに対して移動する際に、前記閉塞領域において局所的に前記粘度を増加させるかまたは局所的に前記スリップ速度を低下させて前記閉塞領域のそれぞれを横切る前記潤滑剤の流れを阻止することによって、前記閉塞領域のそれぞれの上流に位置された前記非閉塞領域（２４）において、かつ特に前記頂部（３６）のそれぞれのすぐ上流に位置されたピーク領域（３８）において、前記ベアリングギャップ（１６）内の前記潤滑剤の圧力の局所的な上昇を引き起こすよう構成されていることを特徴とする動圧ベアリングデバイス。
【国際調査報告】
2020521095.tif 000030
2020521095.tif 000031
2020521095.tif 000032