JPH05162687A - ピボット式パッド軸受組立体及び水中推進装置 - Google Patents
ピボット式パッド軸受組立体及び水中推進装置Info
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- JPH05162687A JPH05162687A JP4139742A JP13974292A JPH05162687A JP H05162687 A JPH05162687 A JP H05162687A JP 4139742 A JP4139742 A JP 4139742A JP 13974292 A JP13974292 A JP 13974292A JP H05162687 A JPH05162687 A JP H05162687A
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- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
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- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
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- B63H1/16—Propellers having a shrouding ring attached to blades
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- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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- B63H23/32—Other parts
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- B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
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- F16C2326/30—Ships, e.g. propelling shafts and bearings therefor
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 従来の機械的なリンク装置よりも、騒音が小
さく且つレベリング作用が充分な小型のピボット式パッ
ド軸受組立体を提供する。 【構成】 ピボット式パッド軸受組立体３９は、静水圧
を用いる円形列状に配列された軸受けパッド５３のレベ
リングを可能にする。レベリング装置は、可変容量油圧
室を持つ油圧軸受支持モジュール４９の形態である。管
セグメント５１は各油圧室を連結して閉回路を形成し、
常時等しい力が各パッドに及ぼされて、全てのパッドは
同一のスラスト荷重で動作する。軸受組立体３９Ａ，３
９Ｂはプロペラ１５の周囲に取り付けられた回転子２１
の上流端と下流端の両方で推進装置の外側シュラウド３
内に収納され、大径のスラスト軸受として有用である。
さく且つレベリング作用が充分な小型のピボット式パッ
ド軸受組立体を提供する。 【構成】 ピボット式パッド軸受組立体３９は、静水圧
を用いる円形列状に配列された軸受けパッド５３のレベ
リングを可能にする。レベリング装置は、可変容量油圧
室を持つ油圧軸受支持モジュール４９の形態である。管
セグメント５１は各油圧室を連結して閉回路を形成し、
常時等しい力が各パッドに及ぼされて、全てのパッドは
同一のスラスト荷重で動作する。軸受組立体３９Ａ，３
９Ｂはプロペラ１５の周囲に取り付けられた回転子２１
の上流端と下流端の両方で推進装置の外側シュラウド３
内に収納され、大径のスラスト軸受として有用である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、回転部分と固
定部分を相互に連結するための軸受組立体に関し、かか
る軸受組立体を備えた水中推進装置に関する。より詳細
には、本発明は、船舶、潜水艦または他の艦船に動力を
供給するための推進装置内に設けられたスラスト軸受と
して用いるためのピボット式パッド軸受組立体に関し、
水中推進装置はそのシュラウド内に大径のスラスト軸受
を備えている。
定部分を相互に連結するための軸受組立体に関し、かか
る軸受組立体を備えた水中推進装置に関する。より詳細
には、本発明は、船舶、潜水艦または他の艦船に動力を
供給するための推進装置内に設けられたスラスト軸受と
して用いるためのピボット式パッド軸受組立体に関し、
水中推進装置はそのシュラウド内に大径のスラスト軸受
を備えている。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】キング
スベリー（Kingsbury)タイプのピボット式または傾動式
パッド軸受は周知である。かかる軸受組立体は一般に、
スラストを回転部材、例えばシャフトから固定部材、例
えばハウジングに伝達するのに用いられる。かかる構成
では、シャフトの回転中、スラスト力はスラスト・カラ
ーから、カラー及びパッドの間で自動的に生じる油膜を
介してピボット式スラスト・パッドに伝えられる。次い
で、典型的な例では、スラストは支持ディスク、レベリ
ング・リンク及びリテーナを介してスラスト・パッドか
ら軸受ハウジングに伝えられ、最終的には装置の基礎又
は支持体へ伝わる。流体力学的に膜が生じ、この膜は、
流体の粘性、シャフトとパッドとの間の相対的な運動及
びパッドの先細形状に起因して維持される。重要な点
は、かかる膜が常時スラストパッドを完全に分離させる
ことである。そうでなければ、過度の抗力及び軸受組立
体の摩耗が生じることになる。全ての作動条件を通じ
て、回転シャフトと軸受パッドとの正確な整列関係が確
保できない場合、レベリング・リンクを用いてピボット
式パッドの高さ調節を行って荷重が全てのパッドによっ
て均等に分配されるようにすることが知られている。か
かるレベリング・リンクは代表的には、各パッド間で枢
動する多数の機械的なリンク部材から成る。かかる傾動
式パッド・スラスト軸受は、例えばＷａｕｋｅｓｈａＢ
ｅａｒｉｎｇｓ社によって製造され、これらは当該製造
会社発行の刊行物（発行日不明）第ＴＰＦ−１００（こ
の刊行物の題は TILTING PAD THRUST BEARING SELECTI
ON GUIDE" ）に記載されている。
スベリー（Kingsbury)タイプのピボット式または傾動式
パッド軸受は周知である。かかる軸受組立体は一般に、
スラストを回転部材、例えばシャフトから固定部材、例
えばハウジングに伝達するのに用いられる。かかる構成
では、シャフトの回転中、スラスト力はスラスト・カラ
ーから、カラー及びパッドの間で自動的に生じる油膜を
介してピボット式スラスト・パッドに伝えられる。次い
で、典型的な例では、スラストは支持ディスク、レベリ
ング・リンク及びリテーナを介してスラスト・パッドか
ら軸受ハウジングに伝えられ、最終的には装置の基礎又
は支持体へ伝わる。流体力学的に膜が生じ、この膜は、
流体の粘性、シャフトとパッドとの間の相対的な運動及
びパッドの先細形状に起因して維持される。重要な点
は、かかる膜が常時スラストパッドを完全に分離させる
ことである。そうでなければ、過度の抗力及び軸受組立
体の摩耗が生じることになる。全ての作動条件を通じ
て、回転シャフトと軸受パッドとの正確な整列関係が確
保できない場合、レベリング・リンクを用いてピボット
式パッドの高さ調節を行って荷重が全てのパッドによっ
て均等に分配されるようにすることが知られている。か
かるレベリング・リンクは代表的には、各パッド間で枢
動する多数の機械的なリンク部材から成る。かかる傾動
式パッド・スラスト軸受は、例えばＷａｕｋｅｓｈａＢ
ｅａｒｉｎｇｓ社によって製造され、これらは当該製造
会社発行の刊行物（発行日不明）第ＴＰＦ−１００（こ
の刊行物の題は TILTING PAD THRUST BEARING SELECTI
ON GUIDE" ）に記載されている。
【０００３】上述の型式のピボット式パッド軸受組立体
は、レベリング・リンクのレベリング（一定高さへの調
節又は平らにすること）により、機械的な騒音を発生さ
せる傾向があるという特徴がある。また、機械的なレベ
リング・リンクは重く且つ嵩張る傾向があり、かくして
結果的に得られる軸受組立体の寸法及び重量をかなり増
大させる傾向がある。さらにまた、かかるレベリング・
リンクはあらゆる作動条件のもとでパッド間の荷重の均
等な分配を一貫して生じさせることはない。これらの特
徴は全ての用途において必ずしも問題を生じさせるとは
限らないが、後に詳細に述べるように、電動機又はモー
ター型推進装置では難題が生じる。
は、レベリング・リンクのレベリング（一定高さへの調
節又は平らにすること）により、機械的な騒音を発生さ
せる傾向があるという特徴がある。また、機械的なレベ
リング・リンクは重く且つ嵩張る傾向があり、かくして
結果的に得られる軸受組立体の寸法及び重量をかなり増
大させる傾向がある。さらにまた、かかるレベリング・
リンクはあらゆる作動条件のもとでパッド間の荷重の均
等な分配を一貫して生じさせることはない。これらの特
徴は全ての用途において必ずしも問題を生じさせるとは
限らないが、後に詳細に述べるように、電動機又はモー
ター型推進装置では難題が生じる。
【０００４】艦船用の最新式電動機型推進装置が、本出
願人に譲渡された米国特許第４，８３１，２９７号に開
示されている。この特定の推進装置は構造がジェット・
エンジンに似ており、主要構成要素として、水流入口及
び水排出口を有する円筒状シュラウド、複数の支持羽根
によってシュラウド内にこれと同心状に取り付けられた
シャフトに回転自在に取り付けられたハブを有するプロ
ペラ、及びプロペラ羽根の回りに設けた環状回転子とシ
ュラウド内にこれと一体に設けた固定子とを含むプロペ
ラ駆動用の電動機から成る。この公知の推進装置の斬新
な設計は所与の重量及びサイズにおける推進装置のスラ
スト出力を著しく増大すると同時に、シュラウドを流体
力学的に形成することでプロペラが極めて自由な水流を
発生させることができるため、発生する騒音の量を軽減
する。推進装置の低騒音性はシュラウドの遮音特性によ
って一段と高められる。
願人に譲渡された米国特許第４，８３１，２９７号に開
示されている。この特定の推進装置は構造がジェット・
エンジンに似ており、主要構成要素として、水流入口及
び水排出口を有する円筒状シュラウド、複数の支持羽根
によってシュラウド内にこれと同心状に取り付けられた
シャフトに回転自在に取り付けられたハブを有するプロ
ペラ、及びプロペラ羽根の回りに設けた環状回転子とシ
ュラウド内にこれと一体に設けた固定子とを含むプロペ
ラ駆動用の電動機から成る。この公知の推進装置の斬新
な設計は所与の重量及びサイズにおける推進装置のスラ
スト出力を著しく増大すると同時に、シュラウドを流体
力学的に形成することでプロペラが極めて自由な水流を
発生させることができるため、発生する騒音の量を軽減
する。推進装置の低騒音性はシュラウドの遮音特性によ
って一段と高められる。
【０００５】米国特許第４，８３１，２９７号に開示し
た推進装置では、軸受組立体は、プロペラ手段のハブ
と、プロペラ手段が回転自在に取り付けられている中央
に位置したシャフトとの間に設けられているラジアル軸
受表面及びスラスト軸受表面の両方を有する。かかる構
成は、多くの推進装置用途に対する適合性は申し分な
い。しかしながら、この構成はスラスト軸受に対して与
えることのできる軸受表面の表面積に関しては制限があ
る。即ち、スラスト軸受表面は推進装置を通る流体流の
流れに対して垂直に延びる必要があるので、かかる表面
の寸法が増大するにつれて、シュラウドによって画定さ
れる流体通路は制限されることになる。
た推進装置では、軸受組立体は、プロペラ手段のハブ
と、プロペラ手段が回転自在に取り付けられている中央
に位置したシャフトとの間に設けられているラジアル軸
受表面及びスラスト軸受表面の両方を有する。かかる構
成は、多くの推進装置用途に対する適合性は申し分な
い。しかしながら、この構成はスラスト軸受に対して与
えることのできる軸受表面の表面積に関しては制限があ
る。即ち、スラスト軸受表面は推進装置を通る流体流の
流れに対して垂直に延びる必要があるので、かかる表面
の寸法が増大するにつれて、シュラウドによって画定さ
れる流体通路は制限されることになる。
【０００６】多くの海軍用途についての一体モーター型
水中推進装置は大径の水潤滑式スラスト軸受を用いるこ
とが必要となっている。一体型モーター推進装置は大型
の船舶、例えばフリゲート艦に動力を供給するのに使用
される場合、推進装置におけるスラストに関する非常に
厳しい要件により、広いスラスト軸受表面が設けられ
る。その目的は、軸受表面の単位面積当たりの力を許容
レベルまで小さくすることにある。さもなければ、例え
ばピボット式パッドタイプのスラスト軸受は正しく機能
せず、構成部材は過度の集中荷重のもとで疲労により最
終的には破損する場合があるからである。従って、推進
装置を通る流体の流れを制限することなく、大きなスラ
スト軸受表面積を提供することができるスラスト軸受組
立体を備えた水中推進装置に対する要望がある。
水中推進装置は大径の水潤滑式スラスト軸受を用いるこ
とが必要となっている。一体型モーター推進装置は大型
の船舶、例えばフリゲート艦に動力を供給するのに使用
される場合、推進装置におけるスラストに関する非常に
厳しい要件により、広いスラスト軸受表面が設けられ
る。その目的は、軸受表面の単位面積当たりの力を許容
レベルまで小さくすることにある。さもなければ、例え
ばピボット式パッドタイプのスラスト軸受は正しく機能
せず、構成部材は過度の集中荷重のもとで疲労により最
終的には破損する場合があるからである。従って、推進
装置を通る流体の流れを制限することなく、大きなスラ
スト軸受表面積を提供することができるスラスト軸受組
立体を備えた水中推進装置に対する要望がある。
【０００７】作動が静かであることは、海軍用途に使用
される一体モーター型水中推進装置の必須条件である。
上述のように、公知のキングズベリー・ピボット式パッ
ド型軸受は、スラスト・ランナーに対するパッドの高さ
を平らにするための手段を必要とする。その目的は、パ
ッド間の荷重を均等にしてパッド支持体及びスラストラ
ンナーを含む軸受組立体中の寸法形状のばらつきを補償
することにある。かくして、機械的なレベリング法によ
って生じる騒音は、特に一体型水中推進装置の海軍用途
について有害である。従って、機械的なリンク装置の騒
音性を回避する軸受パッドの軸受表面のレベリング手段
に対する要望が存在することは明らかである。
される一体モーター型水中推進装置の必須条件である。
上述のように、公知のキングズベリー・ピボット式パッ
ド型軸受は、スラスト・ランナーに対するパッドの高さ
を平らにするための手段を必要とする。その目的は、パ
ッド間の荷重を均等にしてパッド支持体及びスラストラ
ンナーを含む軸受組立体中の寸法形状のばらつきを補償
することにある。かくして、機械的なレベリング法によ
って生じる騒音は、特に一体型水中推進装置の海軍用途
について有害である。従って、機械的なリンク装置の騒
音性を回避する軸受パッドの軸受表面のレベリング手段
に対する要望が存在することは明らかである。
【０００８】また、一体モーター型水中推進装置の寸法
及び重量を最少限に抑えることも重要である。かくし
て、機械的なレベリング・リンクと比較して寸法及び重
量の減じられたパッド・レベリング機構に対する要望が
存在する。本発明の幾つかの特徴は、既存のピボット式
パッド軸受組立体における上述の欠点、一体モーター型
水中推進装置に用いられるよう特に構成されたピボット
式パッドタイプのスラスト軸受組立体における欠点及び
一体モーター型水中推進装置それ自体の上述の欠点を解
決或いは少なくとも軽減するようにすることにある。
及び重量を最少限に抑えることも重要である。かくし
て、機械的なレベリング・リンクと比較して寸法及び重
量の減じられたパッド・レベリング機構に対する要望が
存在する。本発明の幾つかの特徴は、既存のピボット式
パッド軸受組立体における上述の欠点、一体モーター型
水中推進装置に用いられるよう特に構成されたピボット
式パッドタイプのスラスト軸受組立体における欠点及び
一体モーター型水中推進装置それ自体の上述の欠点を解
決或いは少なくとも軽減するようにすることにある。
【０００９】より詳細には、本発明の目的は、レベリン
グ・リンクを備えた従来型ピボット式パッド軸受の問題
点、即ち、騒音が大きいこと、パッドのレベリング効果
が不十分なこと及び寸法及び重量が過度であることを改
善するピボット式パッド型の軸受組立体を提供すること
にある。
グ・リンクを備えた従来型ピボット式パッド軸受の問題
点、即ち、騒音が大きいこと、パッドのレベリング効果
が不十分なこと及び寸法及び重量が過度であることを改
善するピボット式パッド型の軸受組立体を提供すること
にある。
【００１０】本発明のもう１つの目的は、一体モーター
型水中推進装置に最適であり機械的なレベリング・リン
クを備えた既存のピボット式パッド型スラスト軸受の問
題点を回避するスラスト軸受の構成を提供することにあ
る。
型水中推進装置に最適であり機械的なレベリング・リン
クを備えた既存のピボット式パッド型スラスト軸受の問
題点を回避するスラスト軸受の構成を提供することにあ
る。
【００１１】本発明のさらにもう１つの目的は、水中推
進装置を通る水の流れを制限することなく、スラスト軸
受面積の表面積をより大きくし、かくして大きなスラス
ト荷重の取扱いを可能にするスラスト軸受組立体を備え
る構成の水中推進装置を提供することにある。
進装置を通る水の流れを制限することなく、スラスト軸
受面積の表面積をより大きくし、かくして大きなスラス
ト荷重の取扱いを可能にするスラスト軸受組立体を備え
る構成の水中推進装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】これらの目的及びその他
の目的は本発明によって達成され、本発明の要旨は、ピ
ボット式パッド軸受組立体であって、環状軸受ハウジン
グと、各々、流体薄膜が形成される軸受表面を備え、軸
受ハウジング内に枢着された円形列状配置の軸受パッド
と、軸受パッドの軸受表面を静水圧によって互いに対し
て平にし、それにより軸受表面に及ぼされる荷重を均等
化するための荷重均等化手段とを有し、荷重均等化手段
は、各ピボット式パッドと軸受ハウジングとの間に可変
容量油圧室を画定し、それにより、それぞれのパッドを
油圧室の容量に相応するレベルで支持するためのパッド
支持手段と、各油圧室を相互に連結して閉回路を形成す
るための導管手段と、導管手段を完全に満たす油圧油と
を含むことを特徴とするピボット式パッド軸受組立体に
ある。
の目的は本発明によって達成され、本発明の要旨は、ピ
ボット式パッド軸受組立体であって、環状軸受ハウジン
グと、各々、流体薄膜が形成される軸受表面を備え、軸
受ハウジング内に枢着された円形列状配置の軸受パッド
と、軸受パッドの軸受表面を静水圧によって互いに対し
て平にし、それにより軸受表面に及ぼされる荷重を均等
化するための荷重均等化手段とを有し、荷重均等化手段
は、各ピボット式パッドと軸受ハウジングとの間に可変
容量油圧室を画定し、それにより、それぞれのパッドを
油圧室の容量に相応するレベルで支持するためのパッド
支持手段と、各油圧室を相互に連結して閉回路を形成す
るための導管手段と、導管手段を完全に満たす油圧油と
を含むことを特徴とするピボット式パッド軸受組立体に
ある。
【００１３】本発明の要旨は更に、水流入口及び水排出
口を備えたシュラウドと、シュラウド内に回転自在に設
けられているプロペラ手段と、プロペラ手段の周囲の周
りに取り付けられた回転子及びシュラウド内に設けられ
ていて、回転子から間隔をおいているがこれに磁気的に
結合された固定子を含む電動機を有する水中推進装置に
おいて、スラスト軸受組立体が、回転子に隣接すると共
にその円周方向の広がりと同一の広がりをもつようシュ
ラウド内に固定的に取り付けられている環状軸受ハウジ
ングと、各々軸受表面を有していて、軸受ハウジング内
に揺動自在に設けられている円形列状の軸受パッドと、
軸受パッドの軸受表面と対向した状態で回転子に取り付
けられていてその円周方向の広がりと同一の広がりをも
っていて、プロペラ手段によって生じたスラストを、軸
受表面との間につくられた流体薄膜を介して軸受パッド
に伝達する環状スラスト・ランナーとを有することを特
徴とするスラスト軸受組立体にある。
口を備えたシュラウドと、シュラウド内に回転自在に設
けられているプロペラ手段と、プロペラ手段の周囲の周
りに取り付けられた回転子及びシュラウド内に設けられ
ていて、回転子から間隔をおいているがこれに磁気的に
結合された固定子を含む電動機を有する水中推進装置に
おいて、スラスト軸受組立体が、回転子に隣接すると共
にその円周方向の広がりと同一の広がりをもつようシュ
ラウド内に固定的に取り付けられている環状軸受ハウジ
ングと、各々軸受表面を有していて、軸受ハウジング内
に揺動自在に設けられている円形列状の軸受パッドと、
軸受パッドの軸受表面と対向した状態で回転子に取り付
けられていてその円周方向の広がりと同一の広がりをも
っていて、プロペラ手段によって生じたスラストを、軸
受表面との間につくられた流体薄膜を介して軸受パッド
に伝達する環状スラスト・ランナーとを有することを特
徴とするスラスト軸受組立体にある。
【００１４】本発明の要旨は更に、水流入口及び水排出
口を備えたシュラウドと、シャフトのシュラウド内に回
転自在に設けられたハブを備えたプロペラ手段と、プロ
ぺラ手段の周囲の周りに設けられた回転子及びシュラウ
ド内に設けられていて、回転子から間隔をおいた状態で
これに磁気的に結合された固定子を含み、プロペラ手段
を駆動するための電動機と、プロペラ手段のハブとシャ
フトとの間に設けられている軸受表面を備えたラジアル
軸受組立体と、回転子の端部と、プロペラ手段の半径方
向において回転子の上に位置するシュラウドの片部分と
の間でシュラウド内に設けられている軸受表面を備えた
スラスト軸受組立体とを有することを特徴とする水中推
進装置にある。
口を備えたシュラウドと、シャフトのシュラウド内に回
転自在に設けられたハブを備えたプロペラ手段と、プロ
ぺラ手段の周囲の周りに設けられた回転子及びシュラウ
ド内に設けられていて、回転子から間隔をおいた状態で
これに磁気的に結合された固定子を含み、プロペラ手段
を駆動するための電動機と、プロペラ手段のハブとシャ
フトとの間に設けられている軸受表面を備えたラジアル
軸受組立体と、回転子の端部と、プロペラ手段の半径方
向において回転子の上に位置するシュラウドの片部分と
の間でシュラウド内に設けられている軸受表面を備えた
スラスト軸受組立体とを有することを特徴とする水中推
進装置にある。
【００１５】本発明のこれらの目的及びその他の目的並
びに特徴は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を
読むと明らかに且つ完全に理解されよう。
びに特徴は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を
読むと明らかに且つ完全に理解されよう。
【００１６】
【実施例】図１を参照すると、主要構成要素として、水
流入口５及び水排出口７を備えたシュラウド組立体３を
有する一体モーター型水中推進装置１が示されており、
推進装置１を通る流れの方向が矢印９で指示されてい
る。固定状態のシャフト１１が複数の羽根部材１３によ
りシュラウド３内の中央に設けられている。シュラウド
３は例えばコルト（Ｋｏｌｔ）ノズルのような流体力学
的な形状をしている。この特定の実施例では、シュラウ
ド３を想像線で示しているが、その理由は、シュラウド
３は、事実上、内部に推進装置の残りの構成要素のサブ
アセンブリが固定される艦船のゴンドラ組立体の一部だ
からである。突起部２７が、予め組み立てられているモ
ーター／プロペラ・サブアセンブリをシュラウド３内へ
固定するためのキー溝その他の連結手段を概略的に示し
ている。このサブアセンブリは、妨害物とはならない滑
らかな流体通路を形成するようシュラウド３と同一平面
に位置することになる内面２９を備えている。さらに、
サブアセンブリを、その端部フランジ３１の中へ延びる
ボルトその他公知の連結手段によりシュラウド３内に固
定するのが良い。
流入口５及び水排出口７を備えたシュラウド組立体３を
有する一体モーター型水中推進装置１が示されており、
推進装置１を通る流れの方向が矢印９で指示されてい
る。固定状態のシャフト１１が複数の羽根部材１３によ
りシュラウド３内の中央に設けられている。シュラウド
３は例えばコルト（Ｋｏｌｔ）ノズルのような流体力学
的な形状をしている。この特定の実施例では、シュラウ
ド３を想像線で示しているが、その理由は、シュラウド
３は、事実上、内部に推進装置の残りの構成要素のサブ
アセンブリが固定される艦船のゴンドラ組立体の一部だ
からである。突起部２７が、予め組み立てられているモ
ーター／プロペラ・サブアセンブリをシュラウド３内へ
固定するためのキー溝その他の連結手段を概略的に示し
ている。このサブアセンブリは、妨害物とはならない滑
らかな流体通路を形成するようシュラウド３と同一平面
に位置することになる内面２９を備えている。さらに、
サブアセンブリを、その端部フランジ３１の中へ延びる
ボルトその他公知の連結手段によりシュラウド３内に固
定するのが良い。
【００１７】プロペラ１５がシュラウド組立体３の内部
に設けられており、このプロペラ１５は２つの間隔をお
いて位置したラジアル軸受表面の対１９によって固定状
態のシャフト１１に回転自在に取り付けられたハブ組立
体１７を中央に備えている。合致している状態のラジア
ル軸受表面１９の各々は、適当な耐摩耗性材料、例えば
Ｋ−モネル（Monel)または適当なセラミックスで作られ
ている。プロペラ１５は、内端部がハブ１７の周りに等
間隔に設けられ、外端部がシュラウド３の中央部分内に
位置した電動機または電動機組立体２３の一部を形成す
る回転子２１に連結されている複数の傾角翼を有する。
電動機２３はさらに、シュラウド３内で回転子２３の周
りに密に間隔をおいた関係で設けられた固定子２５をさ
らに有する。固定子２５は可変周波数サイクロ・コンバ
ータ等であるのがよい電源（図示せず）に接続されてい
る。電源は気密封止電気コネクタ２６を介して固定子２
５に接続されている。この特定の実施例は同期型ＡＣモ
ーターを利用しており、ここでは回転子２１は公知形式
のブラシレス励磁機２２によって励磁される。
に設けられており、このプロペラ１５は２つの間隔をお
いて位置したラジアル軸受表面の対１９によって固定状
態のシャフト１１に回転自在に取り付けられたハブ組立
体１７を中央に備えている。合致している状態のラジア
ル軸受表面１９の各々は、適当な耐摩耗性材料、例えば
Ｋ−モネル（Monel)または適当なセラミックスで作られ
ている。プロペラ１５は、内端部がハブ１７の周りに等
間隔に設けられ、外端部がシュラウド３の中央部分内に
位置した電動機または電動機組立体２３の一部を形成す
る回転子２１に連結されている複数の傾角翼を有する。
電動機２３はさらに、シュラウド３内で回転子２３の周
りに密に間隔をおいた関係で設けられた固定子２５をさ
らに有する。固定子２５は可変周波数サイクロ・コンバ
ータ等であるのがよい電源（図示せず）に接続されてい
る。電源は気密封止電気コネクタ２６を介して固定子２
５に接続されている。この特定の実施例は同期型ＡＣモ
ーターを利用しており、ここでは回転子２１は公知形式
のブラシレス励磁機２２によって励磁される。
【００１８】固定子シャフト１１は、流体力学的な形状
の端部キャップ３３、３５を備えている。キャップ３３
は羽根部材１３のためのハブとして役立つ固定シャフト
の一部に取り付けられている。本発明のこの実施例は、
片持ち式支持構造体を有し、即ちただ一組の羽根１３が
プロペラ１５の下流側に設けられている。プロペラ１５
の前に複数の羽根の存在することを回避することによっ
て、シュラウドを通って流れる水の流れによって生じる
騒音の量が軽減される。キャップ３５は２つのラジアル
軸受１９の内の前方側の１つのための保護構造体３７を
形成している。特に図示していないが、適当な通路が、
合致しているラジアル軸受表面１９の各々を潤滑するた
めに設けられている。
の端部キャップ３３、３５を備えている。キャップ３３
は羽根部材１３のためのハブとして役立つ固定シャフト
の一部に取り付けられている。本発明のこの実施例は、
片持ち式支持構造体を有し、即ちただ一組の羽根１３が
プロペラ１５の下流側に設けられている。プロペラ１５
の前に複数の羽根の存在することを回避することによっ
て、シュラウドを通って流れる水の流れによって生じる
騒音の量が軽減される。キャップ３５は２つのラジアル
軸受１９の内の前方側の１つのための保護構造体３７を
形成している。特に図示していないが、適当な通路が、
合致しているラジアル軸受表面１９の各々を潤滑するた
めに設けられている。
【００１９】従来設計とは異なり、プロペラのハブ１７
と固定シャフト１１の間にはスラスト軸受表面が存在し
ていない。本発明では、以下に詳細に説明するように、
大径の一次及び二次スラスト軸受組立体３９Ａ、３９Ｂ
がシュラウド３内に収納されている。
と固定シャフト１１の間にはスラスト軸受表面が存在し
ていない。本発明では、以下に詳細に説明するように、
大径の一次及び二次スラスト軸受組立体３９Ａ、３９Ｂ
がシュラウド３内に収納されている。
【００２０】一次及び二次スラスト軸受組立体３９Ａ、
３９Ｂはそれぞれ形状が環状であり、またそれぞれ回転
子２１の上流側及び下流側縁部４１Ａ、４１Ｂに隣接し
てこれと同一の広がりをもって設けられている。環状縁
部４１Ａ、４１Ｂは各々、例えばＫ−モネルまたはセラ
ミックス製の適当な軸受表面を備えており、かくして回
転子２１は２つの側部を持つスラスト・ランナーとして
二重の働きをする。軸受組立体３９Ａ、３９Ｂは、軸受
組立体３９Ａ、３９Ｂは回転子２１の端部４１Ａ、４１
Ｂの上に位置する内側片部分を形成していてプロペラ１
５の前方スラストがシュラウド３に伝えられ、それによ
って一次軸受組立体３９Ａを介して艦船に伝えられるよ
うになっており、これに対して反対側に向くスラストは
二次軸受組立体３９Ｂを介して同様な態様で伝えられ
る。スラスト軸受をシュラウド３と回転子２１との間に
設けることにより、スラスト軸受表面の総面積をより広
く取ることができ、これはスラスト軸受表面がプロペラ
のハブと同心状に取り付けられた固定シャフトとの間に
位置している従来設計と対照的である。さらに、固定シ
ャフト１１を包囲するハウジングを、スラスト軸受表面
の表面積を制限することなく、流体力学的な流れを最適
化するような形状にするのがよい。軸受組立体３９Ａ、
３９Ｄはこれらが向かい合った配向関係にあることを除
き、本質的には同一なので、軸受組立体３９Ａを各軸受
組立体を代表するものとして詳細に説明する。
３９Ｂはそれぞれ形状が環状であり、またそれぞれ回転
子２１の上流側及び下流側縁部４１Ａ、４１Ｂに隣接し
てこれと同一の広がりをもって設けられている。環状縁
部４１Ａ、４１Ｂは各々、例えばＫ−モネルまたはセラ
ミックス製の適当な軸受表面を備えており、かくして回
転子２１は２つの側部を持つスラスト・ランナーとして
二重の働きをする。軸受組立体３９Ａ、３９Ｂは、軸受
組立体３９Ａ、３９Ｂは回転子２１の端部４１Ａ、４１
Ｂの上に位置する内側片部分を形成していてプロペラ１
５の前方スラストがシュラウド３に伝えられ、それによ
って一次軸受組立体３９Ａを介して艦船に伝えられるよ
うになっており、これに対して反対側に向くスラストは
二次軸受組立体３９Ｂを介して同様な態様で伝えられ
る。スラスト軸受をシュラウド３と回転子２１との間に
設けることにより、スラスト軸受表面の総面積をより広
く取ることができ、これはスラスト軸受表面がプロペラ
のハブと同心状に取り付けられた固定シャフトとの間に
位置している従来設計と対照的である。さらに、固定シ
ャフト１１を包囲するハウジングを、スラスト軸受表面
の表面積を制限することなく、流体力学的な流れを最適
化するような形状にするのがよい。軸受組立体３９Ａ、
３９Ｄはこれらが向かい合った配向関係にあることを除
き、本質的には同一なので、軸受組立体３９Ａを各軸受
組立体を代表するものとして詳細に説明する。
【００２１】図２、図３及び図５を参照すると、スラス
ト軸受組立体３９Ａは、直立の内側及び外側フランジ４
５Ａ、４５Ｂを備えると共にこれらの間に環状のチャン
ネル４７及び支持表面４８を画定する環状軸受ハウジン
グ４３を有することが分かる。Ｓ字型の管セグメント５
１によって流体的に相互に結合されている円形列状に配
置された油圧支持モジュール４９が支持表面４８のチャ
ンネル４７内に設けられている。管セグメント５１の形
状がＳ字形なので、管の可撓性が得られるという利点が
あり、従ってセグメント５１を管セグメントの長さの正
確な公差を考えないでモジュール４９の間に取り付ける
ことができるようになる。図４で示すように、ピボット
式軸受パッド５３が油圧支持モジュール４９の球形の表
面５５上にルーズに設けられている。軸受パッド５３は
焼入れ材料（例えば、Ｋ−モネルまたは適当なセラミッ
ク）の表面を備えていると共に、当該技術分野で公知の
ように作動中に薄い流体膜が形成されるよう僅かなテー
パ部分を持つよう形作られている。
ト軸受組立体３９Ａは、直立の内側及び外側フランジ４
５Ａ、４５Ｂを備えると共にこれらの間に環状のチャン
ネル４７及び支持表面４８を画定する環状軸受ハウジン
グ４３を有することが分かる。Ｓ字型の管セグメント５
１によって流体的に相互に結合されている円形列状に配
置された油圧支持モジュール４９が支持表面４８のチャ
ンネル４７内に設けられている。管セグメント５１の形
状がＳ字形なので、管の可撓性が得られるという利点が
あり、従ってセグメント５１を管セグメントの長さの正
確な公差を考えないでモジュール４９の間に取り付ける
ことができるようになる。図４で示すように、ピボット
式軸受パッド５３が油圧支持モジュール４９の球形の表
面５５上にルーズに設けられている。軸受パッド５３は
焼入れ材料（例えば、Ｋ−モネルまたは適当なセラミッ
ク）の表面を備えていると共に、当該技術分野で公知の
ように作動中に薄い流体膜が形成されるよう僅かなテー
パ部分を持つよう形作られている。
【００２２】図６を特に参照すると、本発明の第１の実
施例に従って構成された支持モジュール４９の細部を説
明する。ピボット式パッド５３が取り付けられた球面５
５が中空の円筒形本体５９内に摺動自在に設けられたピ
ストン５７の上部拡大部分上に設けられている。ピスト
ン５７の拡大中空部分６１は円筒形本体５９内で摺動し
てピボット式パッド５３と環状軸受ハウジング４３の支
持面４８との間に可変容量油圧室６３を形成する。
施例に従って構成された支持モジュール４９の細部を説
明する。ピボット式パッド５３が取り付けられた球面５
５が中空の円筒形本体５９内に摺動自在に設けられたピ
ストン５７の上部拡大部分上に設けられている。ピスト
ン５７の拡大中空部分６１は円筒形本体５９内で摺動し
てピボット式パッド５３と環状軸受ハウジング４３の支
持面４８との間に可変容量油圧室６３を形成する。
【００２３】上述したように、導管手段、例えば管セグ
メント５１が各支持モジュール４９を相互に連結してい
る。より詳細に述べると、管セグメント５１はそれぞれ
の支持モジュール４９の可変容量室６３を相互に連結し
ている。図６に示す本発明の第１の実施例では、管セグ
メント５１は溶接によって、室６３に通じる通路６７に
連結されている。室６３はさらに、ピストン５７及び円
筒形本体５９とを気密封止するような働きをする金属製
ベローズ７３との間に形成されて二次室７１と通路６９
を介して流体連通状態に設けられている。ピストン５７
及び円筒形本体５９をピストン５７に取り付けられたピ
ストン・リングによって封止してもよい。しかしなが
ら、図示の金属製ベローズ構造が、油圧室６３からの流
体の漏れを防止する上で一層効果がある。
メント５１が各支持モジュール４９を相互に連結してい
る。より詳細に述べると、管セグメント５１はそれぞれ
の支持モジュール４９の可変容量室６３を相互に連結し
ている。図６に示す本発明の第１の実施例では、管セグ
メント５１は溶接によって、室６３に通じる通路６７に
連結されている。室６３はさらに、ピストン５７及び円
筒形本体５９とを気密封止するような働きをする金属製
ベローズ７３との間に形成されて二次室７１と通路６９
を介して流体連通状態に設けられている。ピストン５７
及び円筒形本体５９をピストン５７に取り付けられたピ
ストン・リングによって封止してもよい。しかしなが
ら、図示の金属製ベローズ構造が、油圧室６３からの流
体の漏れを防止する上で一層効果がある。
【００２４】軸受組立体の構成部品の組立を一旦完了す
ると、相互に連結された支持モジュール４９によって構
成される回路はまず最初に排気され、次に油圧油で満た
される。これは、２つの専用のカップリング（図示せ
ず）を設けることにより、即ち１つを真空ポンプに連結
し、他方を油圧油の容器に連結することによって達成す
るのが好ましい。専用のカップリングは別々の箇所で管
セグメント５１及び／又は支持モジュール４９のうちの
１つに連結された２本の管の形態であるのがよい。真空
は一方のカップリング（管）に取り付けられた真空ポン
プによって回路内に生じる。次に、このカップリングを
例えば、管を圧着させることによって封止する。次に、
油圧の容器と連通している他方のカップリングを開いて
油圧油が真空によって導き入れられて気泡を生じさせる
ことなく回路を完全に満たすようにする。回路を適切に
油圧油で満たした後、第２のカップリングを例えば管の
圧着により封止する。そのように構成すると、環状の列
の状態に相互に連結した支持モジュール４９は静水圧に
よって互いに対して軸受パッド５３の軸受表面を平らに
するための荷重均等手段を構成する。より詳細に述べる
と、各ピストン５７は、油圧油にさらされる面積が等し
いので、同一の支持力が各モジュールで及ぼされること
になり、全てのパッド５３は同一のスラスト荷重で動作
することになる。スラストの均等化は支持モジュール４
９の軸方向の位置の変動又はピストンの行程の限度内で
のスラスト・ランナー（回転子２１の端部４１Ａによっ
て構成される）の軸方向の振れにかかわらず正確に維持
されることになる。さらに、荷重の均等化は、機械的な
リンク手段によって生じる騒音が発生することなく達成
され、寸法及び重量が減じられる。
ると、相互に連結された支持モジュール４９によって構
成される回路はまず最初に排気され、次に油圧油で満た
される。これは、２つの専用のカップリング（図示せ
ず）を設けることにより、即ち１つを真空ポンプに連結
し、他方を油圧油の容器に連結することによって達成す
るのが好ましい。専用のカップリングは別々の箇所で管
セグメント５１及び／又は支持モジュール４９のうちの
１つに連結された２本の管の形態であるのがよい。真空
は一方のカップリング（管）に取り付けられた真空ポン
プによって回路内に生じる。次に、このカップリングを
例えば、管を圧着させることによって封止する。次に、
油圧の容器と連通している他方のカップリングを開いて
油圧油が真空によって導き入れられて気泡を生じさせる
ことなく回路を完全に満たすようにする。回路を適切に
油圧油で満たした後、第２のカップリングを例えば管の
圧着により封止する。そのように構成すると、環状の列
の状態に相互に連結した支持モジュール４９は静水圧に
よって互いに対して軸受パッド５３の軸受表面を平らに
するための荷重均等手段を構成する。より詳細に述べる
と、各ピストン５７は、油圧油にさらされる面積が等し
いので、同一の支持力が各モジュールで及ぼされること
になり、全てのパッド５３は同一のスラスト荷重で動作
することになる。スラストの均等化は支持モジュール４
９の軸方向の位置の変動又はピストンの行程の限度内で
のスラスト・ランナー（回転子２１の端部４１Ａによっ
て構成される）の軸方向の振れにかかわらず正確に維持
されることになる。さらに、荷重の均等化は、機械的な
リンク手段によって生じる騒音が発生することなく達成
され、寸法及び重量が減じられる。
【００２５】図６に示すような支持モジュールの第１の
実施例では、支持モジュール４９は、支持表面４８に形
成された凹部７５及びモジュール４９の底部に設けられ
た相補形状の突出部分７７によって軸受ハウジング４３
に固定されている。さらに、円筒形本体５９の一体部分
は孔８１を備えたフランジ７９であり、ボルト８３はこ
れを貫通して軸受ハウジング４３の支持表面４８に設け
られたネジ孔８５内へ延びている。図２及び図３で分か
るように、フランジ７９は各コーナーに孔８１（一つし
か示さず）が設けられた全体として矩形の形状を有して
いる。
実施例では、支持モジュール４９は、支持表面４８に形
成された凹部７５及びモジュール４９の底部に設けられ
た相補形状の突出部分７７によって軸受ハウジング４３
に固定されている。さらに、円筒形本体５９の一体部分
は孔８１を備えたフランジ７９であり、ボルト８３はこ
れを貫通して軸受ハウジング４３の支持表面４８に設け
られたネジ孔８５内へ延びている。図２及び図３で分か
るように、フランジ７９は各コーナーに孔８１（一つし
か示さず）が設けられた全体として矩形の形状を有して
いる。
【００２６】軸受組立体孔３９Ａは、完全なスラスト軸
受を形成するのに必要なパッドの個数と同数のモジュー
ル４９で構成されている。特定の直径のスラスト軸受の
ためのパッドの個数は、ピボット式パッド軸受に関する
公知の原理に従って決定されることになり、それにより
適当な圧力ウェッジが流体によって（この場合は、周囲
の水）スラスト・ランナー（回転子の端部４１Ａ）と各
軸受パッド４９との間の形成されてこれらの間に薄い膜
が維持されるようにする。例えば、各パッドの円周方向
の長さは各パッドの半径方向の幅の２倍以下であるべき
である。好ましくは、各パッドの円周方向の長さは半径
方向の幅にほぼ等しい。
受を形成するのに必要なパッドの個数と同数のモジュー
ル４９で構成されている。特定の直径のスラスト軸受の
ためのパッドの個数は、ピボット式パッド軸受に関する
公知の原理に従って決定されることになり、それにより
適当な圧力ウェッジが流体によって（この場合は、周囲
の水）スラスト・ランナー（回転子の端部４１Ａ）と各
軸受パッド４９との間の形成されてこれらの間に薄い膜
が維持されるようにする。例えば、各パッドの円周方向
の長さは各パッドの半径方向の幅の２倍以下であるべき
である。好ましくは、各パッドの円周方向の長さは半径
方向の幅にほぼ等しい。
【００２７】次に、組立て中及び軸受を除荷したときの
作動中、球面５５上にピボット式パッド５３を保持する
ための構造につき説明する。図４を参照すると、各パッ
ド５３は公知の手段、例えば機械加工または注型により
その各円周方向端部に形成された溝８７を備えている。
隣り合うパッド５３の溝８７は協働してピン８９の貫通
するチャンネルを形成する。これについては図５も参照
されたい。また、ピン８９が半径方向内側フランジ４５
Ａ及び半径方向外側フランジ４５Ｂに形成された孔９
１、９３の中に延びている。ピン８９は基本的には円筒
形であるが、シリンダーの一部が除去されて隣り合うパ
ッド５３の溝８７を形成するチャンネル内に設けられた
それぞれの表面と合致するための平らな表面９５を形成
するようになった中央部分を有している。ピンを挿入中
正しく配向させるために、半径方向内側フランジ４５Ａ
の孔９１は、楕円形状になっており、これと対応したピ
ン８９の端部９９はこれに嵌まり込むよう楕円形状に機
械加工されている。ピン８９は、楕円形の端部９９に隣
接して形成された肩９７によって半径方向内側の方向に
おける軸方向の運動ができないよう保持されている。半
径方向外側への軸方向運動は、半径方向が外側のフラン
ジ４５Ｂに形成された孔９３の中に機械加工された溝の
中に設けられる弾性リング１０１によって拘束されてい
る。例えば保守作業のためにピン８９を取り外すことが
できるようにするために、孔９３の中に延びるピン８９
の端部は、引張り工具をねじ込んで固定できるネジ孔１
０３を備えている。ピン８９は、パッド５３の保持に有
効であるが、作動中、球面５５上でパッドを中心として
正しく揺動することを妨害する。即ち、作動中、図４で
分かるような隙間１０５が平らな表面９５と隣り合う溝
８７の対応関係にある平らな表面との間に維持される。
作動中、球面５５上にピボット式パッド５３を保持する
ための構造につき説明する。図４を参照すると、各パッ
ド５３は公知の手段、例えば機械加工または注型により
その各円周方向端部に形成された溝８７を備えている。
隣り合うパッド５３の溝８７は協働してピン８９の貫通
するチャンネルを形成する。これについては図５も参照
されたい。また、ピン８９が半径方向内側フランジ４５
Ａ及び半径方向外側フランジ４５Ｂに形成された孔９
１、９３の中に延びている。ピン８９は基本的には円筒
形であるが、シリンダーの一部が除去されて隣り合うパ
ッド５３の溝８７を形成するチャンネル内に設けられた
それぞれの表面と合致するための平らな表面９５を形成
するようになった中央部分を有している。ピンを挿入中
正しく配向させるために、半径方向内側フランジ４５Ａ
の孔９１は、楕円形状になっており、これと対応したピ
ン８９の端部９９はこれに嵌まり込むよう楕円形状に機
械加工されている。ピン８９は、楕円形の端部９９に隣
接して形成された肩９７によって半径方向内側の方向に
おける軸方向の運動ができないよう保持されている。半
径方向外側への軸方向運動は、半径方向が外側のフラン
ジ４５Ｂに形成された孔９３の中に機械加工された溝の
中に設けられる弾性リング１０１によって拘束されてい
る。例えば保守作業のためにピン８９を取り外すことが
できるようにするために、孔９３の中に延びるピン８９
の端部は、引張り工具をねじ込んで固定できるネジ孔１
０３を備えている。ピン８９は、パッド５３の保持に有
効であるが、作動中、球面５５上でパッドを中心として
正しく揺動することを妨害する。即ち、作動中、図４で
分かるような隙間１０５が平らな表面９５と隣り合う溝
８７の対応関係にある平らな表面との間に維持される。
【００２８】支持モジュール４９及び管セグメント５１
は、環状スラスト軸受ハウジング４３への列状配置のモ
ジュール４９の組立てまで、異なる場所で製造、組立て
及び流体力学的な試験を行うのがよい。この場合、円形
列状の支持モジュール４９の部品を組み立てるのが輸送
にとって便利であり、或る特定の海軍用途に用いられる
ような非常に大径のスラスト軸受の場合は特にそうであ
る。次に、円形列状の支持モジュールの部品を組立て時
にスラスト軸受ハウジング４３に連結するのがよい。図
３は、図２に示す構成の変形例を示しており、この変形
例では、随意に用いられる溶接継手１０６が環状軸受ハ
ウジング４３への支持モジュール４９の組立て時に実施
されるよう管セグメント５１に施される。これにより、
溶接が容易になる。その理由は、一旦モジュールがハウ
ジング４３のチャンネル４７内に配置されると、管セグ
メントをモジュール４９に直接溶接することが困難にな
るからである。
は、環状スラスト軸受ハウジング４３への列状配置のモ
ジュール４９の組立てまで、異なる場所で製造、組立て
及び流体力学的な試験を行うのがよい。この場合、円形
列状の支持モジュール４９の部品を組み立てるのが輸送
にとって便利であり、或る特定の海軍用途に用いられる
ような非常に大径のスラスト軸受の場合は特にそうであ
る。次に、円形列状の支持モジュールの部品を組立て時
にスラスト軸受ハウジング４３に連結するのがよい。図
３は、図２に示す構成の変形例を示しており、この変形
例では、随意に用いられる溶接継手１０６が環状軸受ハ
ウジング４３への支持モジュール４９の組立て時に実施
されるよう管セグメント５１に施される。これにより、
溶接が容易になる。その理由は、一旦モジュールがハウ
ジング４３のチャンネル４７内に配置されると、管セグ
メントをモジュール４９に直接溶接することが困難にな
るからである。
【００２９】図７及び図８は支持モジュール４９の変形
例を示している。図７及び図８では、同一の参照番号は
同一の要素を指示するものとして用いられている。図７
の実施例を参照すると、図６の実施例のボルト止めフラ
ンジ７９はなくされていてこれに代えて止めナット構造
１０９が用いられている。この実施例では、支持モジュ
ール４９の下端部は、支持表面４８に設けられた相補す
る寸法形状の貫通ボア１１０の中に延びている。肩１１
１、１１３が表面４８上に載るよう円筒形本体５９と一
体に設けられている。１本または２本以上のピン１１５
が各支持モジュール４９の正しい位置決め及び配向を行
うための手段として支持表面４８に設けられている。こ
の実施例では、連結管５１を、スラスト軸受ハウジング
４３へのモジュールの組立て後、支持モジュール４９に
溶接する必要がある。図示のように、この実施例では、
可変容量油圧室６３に通じる通路１１６が円筒形本体５
９の下側部分を介してピストン６１の運動の方向に沿っ
て延びている。
例を示している。図７及び図８では、同一の参照番号は
同一の要素を指示するものとして用いられている。図７
の実施例を参照すると、図６の実施例のボルト止めフラ
ンジ７９はなくされていてこれに代えて止めナット構造
１０９が用いられている。この実施例では、支持モジュ
ール４９の下端部は、支持表面４８に設けられた相補す
る寸法形状の貫通ボア１１０の中に延びている。肩１１
１、１１３が表面４８上に載るよう円筒形本体５９と一
体に設けられている。１本または２本以上のピン１１５
が各支持モジュール４９の正しい位置決め及び配向を行
うための手段として支持表面４８に設けられている。こ
の実施例では、連結管５１を、スラスト軸受ハウジング
４３へのモジュールの組立て後、支持モジュール４９に
溶接する必要がある。図示のように、この実施例では、
可変容量油圧室６３に通じる通路１１６が円筒形本体５
９の下側部分を介してピストン６１の運動の方向に沿っ
て延びている。
【００３０】図７に示す実施例のもう１つの特徴とし
て、コイル・バネ１１７が枢動パッド５３と支持表面４
８との間に挿入されていることが挙げられる。かかるバ
ネは、スラスト軸受に対する荷重を取り除いた時に枢動
パッド５３のがたつきを防止するという点で有利であ
る。かかるバネを今説明している支持モジュールの実施
例の各々に組み込むのが良いことが理解されよう。図４
を参照すると、パッド５３を外方に付勢することによっ
て、溝８７の平らな表面はリム９５に設けられた平らな
表面の接触を保つようになる。バネの剛性の度合いは、
作動中枢動軸受パッド５３の正常な機能の発揮を妨害し
ないよう選択される。
て、コイル・バネ１１７が枢動パッド５３と支持表面４
８との間に挿入されていることが挙げられる。かかるバ
ネは、スラスト軸受に対する荷重を取り除いた時に枢動
パッド５３のがたつきを防止するという点で有利であ
る。かかるバネを今説明している支持モジュールの実施
例の各々に組み込むのが良いことが理解されよう。図４
を参照すると、パッド５３を外方に付勢することによっ
て、溝８７の平らな表面はリム９５に設けられた平らな
表面の接触を保つようになる。バネの剛性の度合いは、
作動中枢動軸受パッド５３の正常な機能の発揮を妨害し
ないよう選択される。
【００３１】次に図８を参照すると、第３の実施例とし
ての支持モジュールが示されており、かかる実施例で
は、モジュール４９は表面４８にボルト止めされ、図６
の実施例と類似した凹部７５内に嵌まっている。しかし
ながらこの場合、管セグメント５１は環状スラスト軸受
ハウジング４３に、これを貫通して延びる通路１１９と
連通して溶接されている。通路１１９の上端には凹部７
５が設けられている。円筒形本体５９は開口端部１２１
を有し、従って室６３の端部は凹部７５の底面１２３に
よって形成されている。この実施例では、ハウジング４
３とモジュール４９との間には気密封止が維持されるこ
とが不可欠である。かかる気密封止状態を形状及び寸法
がＯリングと非常に一致している特定の溝１２７に設け
られたＯリング１２５によって確保するのがよい。かか
る溝は、後の時点で油圧油の中に放出されることがある
真空作業中の空気を取り込まないようになっている。
ての支持モジュールが示されており、かかる実施例で
は、モジュール４９は表面４８にボルト止めされ、図６
の実施例と類似した凹部７５内に嵌まっている。しかし
ながらこの場合、管セグメント５１は環状スラスト軸受
ハウジング４３に、これを貫通して延びる通路１１９と
連通して溶接されている。通路１１９の上端には凹部７
５が設けられている。円筒形本体５９は開口端部１２１
を有し、従って室６３の端部は凹部７５の底面１２３に
よって形成されている。この実施例では、ハウジング４
３とモジュール４９との間には気密封止が維持されるこ
とが不可欠である。かかる気密封止状態を形状及び寸法
がＯリングと非常に一致している特定の溝１２７に設け
られたＯリング１２５によって確保するのがよい。かか
る溝は、後の時点で油圧油の中に放出されることがある
真空作業中の空気を取り込まないようになっている。
【００３２】図２及び図３で分かるように、モジュール
４９の第１の実施例では、管セグメント５１は環状軸受
ハウジング４３のチャンネル４７内の支持表面４８に沿
って延びている。これとは対照的に、図７及び図８に示
す変形例では、管セグメントは溝４３と対向したハウジ
ング４３の側部に沿って延びている。
４９の第１の実施例では、管セグメント５１は環状軸受
ハウジング４３のチャンネル４７内の支持表面４８に沿
って延びている。これとは対照的に、図７及び図８に示
す変形例では、管セグメントは溝４３と対向したハウジ
ング４３の側部に沿って延びている。
【００３３】本発明の推進装置及び軸受組立体の構造上
の構成要素は、当該技術分野で公知のような種々の適当
な材料で構成されるのがよい。海水と接触状態にあるで
あろう構成要素は十分な構造強度を備えるが、高い耐腐
食性を備えた材料で構成する必要がある。かかる構成要
素の適当な材料としては１つにはニッケル・アルミニウ
ム・真鍮系合金が挙げられる。
の構成要素は、当該技術分野で公知のような種々の適当
な材料で構成されるのがよい。海水と接触状態にあるで
あろう構成要素は十分な構造強度を備えるが、高い耐腐
食性を備えた材料で構成する必要がある。かかる構成要
素の適当な材料としては１つにはニッケル・アルミニウ
ム・真鍮系合金が挙げられる。
【図１】本発明による大径の軸受組立体を組み込んだ一
体モーター型水中推進装置の横断面図である。
体モーター型水中推進装置の横断面図である。
【図２】ピボット式パッド支持モジュール（ピボット式
パッドを取り外した状態）を収納すると共に相互に連結
した環状軸受ハウジングの部分正面図である。
パッドを取り外した状態）を収納すると共に相互に連結
した環状軸受ハウジングの部分正面図である。
【図３】支持モジュールを相互に連結する管セグメント
が中間に位置した溶接継手からなるような変形例を示す
図２と類似した図である。
が中間に位置した溶接継手からなるような変形例を示す
図２と類似した図である。
【図４】環状軸受ハウジング内に取り付けられた２つの
隣り合うピボット式パッド及び支持モジュールの部分横
断面図である。
隣り合うピボット式パッド及び支持モジュールの部分横
断面図である。
【図５】図４でＡ−Ａ線に沿う軸受組立体の部分横断面
図である。
図である。
【図６】軸受組立体を構成する複数のピボット式パッド
支持モジュールの細部を示す軸受組立体の部分横断面図
である。
支持モジュールの細部を示す軸受組立体の部分横断面図
である。
【図７】軸受組立体の変形例を示す図６と類似の図であ
る。
る。
【図８】軸受組立体の変形例を示す図６と類似の図であ
る。
る。
３９ ピボット式パッド軸受組立体 ４３ 環状軸受ハウジング ４９ パッド支持手段 ５３ 軸受パッド ６３ 可変容量油圧室 ５１ 管セグメント又は導管手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ アルバート ドレイク アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ コーンウォール ドライブ 241
Claims (44)
- 【請求項１】 ピボット式パッド軸受組立体であって、
環状軸受ハウジングと、各々、流体薄膜が形成される軸
受表面を備え、軸受ハウジング内に枢着された円形列状
配置の軸受パッドと、軸受パッドの軸受表面を静水圧に
よって互いに対して平にし、それにより軸受表面に及ぼ
される荷重を均等化するための荷重均等化手段とを有
し、荷重均等化手段は、各ピボット式パッドと軸受ハウ
ジングとの間に可変容量油圧室を画定し、それにより、
それぞれのパッドを油圧室の容量に相応するレベルで支
持するためのパッド支持手段と、各油圧室を相互に連結
して閉回路を形成するための導管手段と、導管手段を完
全に満たす油圧油とを含むことを特徴とするピボット式
パッド軸受組立体。 - 【請求項２】 パッド支持手段は、各可変容量油圧室を
画定するようシリンダー内で運動できるピストンを含む
ことを特徴とするピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項３】 各軸受パッドは、各パッド支持手段の端
部に設けられている球面上で揺動自在に取り付けられて
いることを特徴とする請求項２のピボット式パッド軸受
組立体。 - 【請求項４】 軸受組立体は、スラスト軸受組立体とし
て構成されていることを特徴とする請求項１のピボット
式パッド軸受組立体。 - 【請求項５】 各可変容量油圧室は、支持手段と支持手
段の各々を密封自在に封入する金属製ベローズとの間に
形成される２次室と流体連通状態に設けられていること
を特徴とする請求項２のピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項６】 各軸受パッドは、軸受ハウジングに固着
されると共に軸受パッドを貫通する少なくとも１本のピ
ンによって支持手段の端部上に揺動自在に保持されてい
ることを特徴とする請求項２のピボット式パッド軸受組
立体。 - 【請求項７】 各軸受パッドと軸受ハウジングとの間に
位置していて、各パッドを外方に付勢し、それにより、
軸受組立体を除荷したときのがたつきを防止するための
バネ付勢手段を更に有することを特徴とする請求項６の
ピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項８】 各軸受パッドはその円周方向端部にそれ
ぞれ設けられている溝を有し、隣合う軸受パッドの端部
の溝は協働してチャンネルを形成し、軸受組立体を除荷
したときにピンのうちの１本がこのチャンネルを貫通し
て各軸受パッドをそれぞれのパッド支持手段上に固定す
ることを特徴とする請求項６のピボット式パッド軸受組
立体。 - 【請求項９】 軸受ハウジングは、円周方向に延びるチ
ャンネルを画定する２つの円周方向に延びるフランジを
有するリング状の部分を有し、各パッド支持手段はチャ
ンネル内に固定されており、各ピンはそれぞれの軸受パ
ッド対と符合した状態で２つのフランジに設けられた孔
の中に延びていることを特徴とする請求項６のピボット
式パッド軸受組立体。 - 【請求項１０】 各ピンは、隣接の軸受パッドの端部の
溝を形成するチャンネルの平らな表面部分に接触するた
めの平らな表面を有することを特徴とする請求項８のピ
ボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項１１】 各ピンは、平らな表面部分に対して正
しい配向関係でピンの平らな表面に接触保持させるため
の保持手段を更に有することを特徴とする請求項１０の
ピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項１２】 保持手段は、軸受ハウジング内に設け
られた相補形状の孔の中に挿入できるピンの少なくとも
一端部を含むことを特徴とする請求項１１のピボット式
パッド軸受組立体。 - 【請求項１３】 各ピンは、一方のフランジの孔のうち
のそれぞれの１つに設けられている弾性リングと、他方
のフランジに設けられているそれぞれの孔を包囲する部
分の所で他方のフランジに当接する各ピンに設けられて
いる肩とによってフランジに対し軸方向に固定されてい
ることを特徴とする請求項９のピボット式パッド軸受組
立体。 - 【請求項１４】 軸受ハウジングはリング状の部材であ
り、各パッド支持手段は等間隔を置いてその周囲の周り
に固定されていることを特徴とする請求項２のピボット
式パッド軸受組立体。 - 【請求項１５】 パッド支持手段は、リング状の部材の
第１の側部に設けられている対応の凹部内に固定されて
いることを特徴とする請求項１４のピボット式パッド軸
受組立体。 - 【請求項１６】 導管は、リング状部材の第１の側部に
沿って油圧室間に延びる管セグメントから成ることを特
徴とする請求項１５のピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項１７】 導管手段は、リング状部材を貫通する
通路を介して油圧室と連通する管セグメントから成り、
管セグメントは第１の側部と反対側のリング状部材の第
２の側部に沿って油圧室間に延びていることを特徴とす
る請求項１５のピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項１８】 パッド支持手段はリング状部材に設け
られている相補形状の孔を貫通した状態でこの中に固定
されていることを特徴とする請求項１４のピボット式パ
ッド軸受組立体。 - 【請求項１９】 導管手段は、リング状部材に沿って油
圧室間に延びる単一の管セグメントから成ることを特徴
とする請求項１４のピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項２０】 導管手段は、隣接の油圧室の各々から
それぞれ延びていて、隣接の油圧室の各対の中間に設け
られている溶接継手によって互いに密封状態で連結され
ている少なくとも２つの管セグメントから成ることを特
徴とする請求項１４のピボット式パッド軸受組立体。 - 【請求項２１】 水流入口及び水排出口を備えたシュラ
ウドと、シュラウド内に回転自在に設けられているプロ
ペラ手段と、プロペラ手段の周囲の周りに取り付けられ
た回転子及びシュラウド内に設けられていて、回転子か
ら間隔をおいているがこれに磁気的に結合された固定子
を含む電動機を有する水中推進装置において、スラスト
軸受組立体が、回転子に隣接すると共にその円周方向の
広がりと同一の広がりをもつようシュラウド内に固定的
に取り付けられている環状軸受ハウジングと、各々軸受
表面を有していて、軸受ハウジング内に揺動自在に設け
られている円形列状の軸受パッドと、軸受パッドの軸受
表面と対向した状態で回転子に取り付けられていてその
円周方向の広がりと同一の広がりをもっていて、プロペ
ラ手段によって生じたスラストを、軸受表面との間につ
くられた流体薄膜を介して軸受パッドに伝達する環状ス
ラスト・ランナーとを有することを特徴とするスラスト
軸受組立体。 - 【請求項２２】 静水圧によって互いに対し軸受パッド
の軸受表面を平にし、それによりこれに加わる荷重を均
等化するための荷重均等化手段をさらに有することを特
徴とする請求項２１のスラスト軸受組立体。 - 【請求項２３】 荷重均等化手段は、各ピボット式パッ
ドと軸受ハウジングとの間に可変要領の油圧室を画定
し、それにより油圧室の容積に対応するレベルで各パッ
ドを支持するためのパッド支持手段と、各油圧室を相互
に連結して閉回路を形成する導管手段と、導管手段を完
全に満たす油圧油とを含むことを特徴とする請求項２２
のスラスト軸受組立体。 - 【請求項２４】 パッド支持手段は、可変容量各油圧室
を画定するようシリンダー内で移動できるピストンを有
することを特徴とする請求項２３のスラスト軸受組立
体。 - 【請求項２５】 各軸受パッドは、各パッド支持手段の
端部に設けられている球面上で揺動自在に取り付けられ
ていることを特徴とする請求項２４のスラスト軸受組立
体。 - 【請求項２６】 各軸受パッドは、環状軸受ハウジング
に固定されていて軸受パッドを貫通する少なくとも１本
のピンによってパッド支持手段の端部に揺動自在に保持
されていることを特徴とする請求項２４スラスト軸受組
立体。 - 【請求項２７】 各軸受パッドは各円周方向端部にそれ
ぞれ設けられている溝を有し、隣合う軸受パッドの端部
の溝は協働してチャンネルを形成し、ピンのうち１本は
これを貫通していて、軸受組立体を除荷したときに各軸
受パッドを各パッド支持手段上に固定することを特徴と
する請求項２６のスラスト軸受組立体。 - 【請求項２８】 環状軸受ハウジングは、円周方向に延
びるチャンネルを画定する内側及び外側の円周方向に延
びるフランジを有し、各パッド支持手段はチャンネル内
に固定され、各ピンは軸受パッドの各対と符合する状態
で２つのフランジに設けられた孔の中に延びていること
を特徴とする請求項２６のスラスト軸受組立体。 - 【請求項２９】 パッド支持手段は、等間隔を置いた状
態で環状軸受ハウジングの周面の周りに固定されている
ことを特徴とする請求項２３のスラスト軸受組立体。 - 【請求項３０】 導管手段は、環状軸受ハウジングの周
面に沿って油圧室関に延びる管セグメントから成ること
を特徴とする請求項２９のスラスト軸受組立体。 - 【請求項３１】 管セグメントは、隣合う油圧室の各々
からそれぞれ延び、隣り合う油圧室の各対の中間に設け
られた溶接継手によって互いに密封状態に連結されてい
る少なくとも２つの管セグメントを含むことを特徴とす
る請求項３０のスラスト軸受組立体。 - 【請求項３２】 水流入口及び水排出口を備えたシュラ
ウドと、シャフトのシュラウド内に回転自在に設けられ
たハブを備えたプロペラ手段と、プロぺラ手段の周囲の
周りに設けられた回転子及びシュラウド内に設けられて
いて、回転子から間隔をおいた状態でこれに磁気的に結
合された固定子を含み、プロペラ手段を駆動するための
電動機と、プロペラ手段のハブとシャフトとの間に設け
られている軸受表面を備えたラジアル軸受組立体と、回
転子の端部と、プロペラ手段の半径方向において回転子
の上に位置するシュラウドの片部分との間でシュラウド
内に設けられている軸受表面を備えたスラスト軸受組立
体とを有することを特徴とする水中推進装置。 - 【請求項３３】 スラスト軸受組立体は、回転子の反対
側に位置した端部のそれぞれに隣接していて、プロペラ
手段によって生じた前方向及び後方向のスラストの両方
をシュラウドに伝達するための一対の反対側に位置した
軸受表面を含むことを特徴とする請求項３２の水中推進
装置。 - 【請求項３４】 スラスト軸受組立体が、回転子に隣接
すると共にその円周方向の広がりと同一の広がりをもつ
ようシュラウド内に固定的に取り付けられている環状軸
受ハウジングと、各々軸受表面を有していて、軸受ハウ
ジング内に揺動自在に設けられている円形列状の軸受パ
ッドと、軸受パッドの軸受表面と対向した状態で回転子
に取り付けられると共にその円周方向の広がりと同一の
広がりをもち、プロペラ手段によって生じたスラスト
を、軸受表面との間につくられた流体薄膜を介して軸受
パッドに伝達する環状素スラスト・ランナーとを有する
ことを特徴とする水中推進装置。 - 【請求項３５】 静水圧によって互いに対し軸受パッド
の軸受表面を平にし、それによりこれに加わる荷重を均
等化するための荷重均等化手段をさらに有することを特
徴とする請求項３４の水中推進装置。 - 【請求項３６】 荷重均等化手段は、各ピボット式パッ
ドと軸受ハウジングとの間に可変要領の油圧室を画定
し、それにより油圧室の容積に対応するレベルで各パッ
ドを支持するためのパッド支持手段と、各油圧室を相互
に連結して閉回路を形成する導管手段と、導管手段を完
全に満たす油圧油とを含むことを特徴とする請求項３５
の水中推進装置。 - 【請求項３７】 パッド支持手段は、可変容量各油圧室
を画定するようシリンダー内で移動できるピストンを有
することを特徴とする請求項３６の水中推進装置。 - 【請求項３８】 各軸受パッドは、各パッド支持手段の
端部に設けられている球面上で揺動自在に取り付けられ
ていることを特徴とする請求項３７の水中推進装置。 - 【請求項３９】 各軸受パッドは、環状軸受ハウジング
に固定されていて軸受パッドを貫通する少なくとも１本
のピンによってパッド支持手段の端部に揺動自在に保持
されていることを特徴とする請求項３７の水中推進装
置。 - 【請求項４０】 各軸受パッドは各円周方向端部にそれ
ぞれ設けられている溝を有し、隣合う軸受パッドの端部
の溝は協働してチャンネルを形成し、ピンのうち１本は
これを貫通していて、軸受組立体を除荷したときに各軸
受パッドを各パッド支持手段上に固定することを特徴と
する請求項３９の水中推進装置。 - 【請求項４１】 環状軸受ハウジングは、円周方向に延
びるチャンネルを画定する内側及び外側の円周方向に延
びるフランジを有し、各パッド支持手段はチャンネル内
に固定され、各ピンは軸受パッドの各対と符合する状態
で２つのフランジに設けられた孔の中に延びていること
を特徴とする請求項３９の水中推進装置。 - 【請求項４２】 パッド支持手段は、等間隔を置いた状
態で環状軸受ハウジングの周面の周りに固定されている
ことを特徴とする請求項３６の水中推進装置。 - 【請求項４３】 導管手段は、環状軸受ハウジングの周
面に沿って油圧室関に延びる管セグメントから成ること
を特徴とする請求項４２の水中推進装置。 - 【請求項４４】 管セグメントは、隣合う油圧室の各々
からそれぞれ延び、隣り合う油圧室の各対の中間に設け
られた溶接継手によって互いに密封状態に連結されてい
る少なくとも２つの管セグメントを含むことを特徴とす
る請求項４３の水中推進装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/694,322 US5205653A (en) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | Bearing assembly and submersible propulsor unit incorporating the same |
| US694322 | 1991-05-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05162687A true JPH05162687A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=24788344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4139742A Withdrawn JPH05162687A (ja) | 1991-05-01 | 1992-05-01 | ピボット式パッド軸受組立体及び水中推進装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5205653A (ja) |
| EP (2) | EP0511772A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05162687A (ja) |
| KR (1) | KR100214899B1 (ja) |
| FI (1) | FI921974A7 (ja) |
| NO (1) | NO921420L (ja) |
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