JPH09501758A

JPH09501758A - 流体静力学的能動制御可動パッド型軸受

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Publication number: JPH09501758A
Application number: JP7507133A
Authority: JP
Inventors: ディー．アイド、ラセル; ワイ．ゼイダン、フォウアド
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1994-08-15
Publication date: 1997-02-18
Also published as: EP0714483A4; TW306586U; IL110371A0; EP0714483A1; US5513917A; AU7632094A; ZA946144B; CN1111327A; CA2169085A1; WO1995005547A1; US5743654A

Abstract

(57)【要約】流体静力学的支持機能（３０ｐ）を含む単一片流体力学的軸受である。パッド（３１）は単一の薄いウエッブ（３７）に支持されており、１つ以上のビーム状部材（３０２）を含む支持構造において揺動可能である。この軸受は流体静力学的能動制御機能を有しており、従来の流体静力学的ティルトパッド軸受では流体漏れを防止することが非常に困難となる極低温環境での用途において極めて有用である。支柱（３７）を貫通する流体静力学的供給路（３０ｐ）はこの課題を完全に解決し、従来のティルトパッド軸受に共通して生ずる揺動時のフレッチングを防止する。パッド支持膜（３０１）の下方に設けられたキャビティ（３０ｇ）は能動制御装置として使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】流体静力学的能動制御可動パッド型軸受発明の分野本願発明はパッド型軸受に関し、特に極低温における用途に適するものであるがこれに限定されるわけではない。この軸受は流体静力学的可動パッド型軸受とすることも可能である。発明の背景極低温（すなわち極めて低い温度）の用途に使用されるパッド型軸受は特有の作動状況に置かれる。このような軸受は−２００〜−３００°Ｆの温度範囲で作動しなければならず、使用する流体は非常に低い粘性を有するのが通常である。その結果、宇宙空間で使用するポンプなど、極低温での用途に使用する軸受の設計は難しくなることが分かっている。周知の流体静力学的軸受には、相対的に運動する軸受の２つの部材間の限界内をパッドが可動あるいは浮動するタイプが含まれる。従来、このようなタイプの軸受では、前記相対的に運動する２つの部材の一方に設けられたチャンバあるいはポケットにパッドが収容されており、作動時には、前記チャンバあるいはポケットのベース部材とパッドの側面との間に作用する流体圧力により、他方の可動部材の方向に力を受けて変位する。流体静力学的軸受の許容範囲内での操作に対しては、各軸受ポケットには個別のポンプから供給するか、あるいは、共通のポンプをすべての又はあるグループの軸受ポケットに対して組み込むことが適切であることが分かっている。この場合は水力学的抵抗が各個別の軸受ポケットに先行するので、一つの軸受ポケットにおける圧力降下が、同じポンプによる他方の軸受ポケットへの供給に悪影響を与えることがない。パッドを通して通路が設けられ、そのために軸受表面の流体圧力がパッドの外側面にも作用するので、内側面の有効面積が外側面よりも大きくなり、従って、流体静力学的軸受を作動させる場合、パッドを外側に移動させる差し引きの力が生ずるように構成する必要がある。従来の流体静力学的軸受を極低温での用途に使用する試みがなされている。このとき、従来の流体静力学的軸受は典型的には、ベース部材に対してスライドして移動する個別のパッドを含んでいる。これら部材の相対的なスライドは揺動箇所におけるフレッチングにつながる。さらに、このようなスライドのために、従来の流体静力学的軸受における漏れを接触シールで防ぐことは非常に難しい。このことは、粘性の低い静力学的流体の使用を含む極低温用途などの場合に特に当てはまる。より一般的な意味において、本願発明は広く可動パッド軸受に関するものである。従って本出願人による以前の軸受設計が、本願発明の出発点である。この意味において、本願発明は、可動パッド軸受としても知られる流体力学的軸受及びその製造方法に関する。一般に、これらの軸受は、相対的に運動する部材の間に楔状の潤滑剤膜を形成するように構成されている。液体が過度であると好ましくない摩擦及び力の損失が生ずるので、流体の厚さは最大荷重を支持するのに十分な厚さであることが好ましい。このことは、楔の形成が最適化される場合に当てはまる。本質的に、パッドは、パッド表面前に位置する中心周りのピボットあるいは揺動運動により変位し、軸受摩擦が楔を開かせることになる。楔の形成が最適化されている場合は、この楔はパッド面全体に延びる。さらに、楔は可能な限の低速でも形成され、これがシャフトが回転し始めるのと同時に起こることが理想的である。いわゆるティルトパッドラジアル軸受はそのまれな安定特性のために、回転時の安定性を最大限にすることが期待される機械において、最も頻繁に使用される設計である。その結果、安定性の高い軸受設計を求める場合、この軸受が他の軸受に対する基準となってきた。ティルトパッド軸受の人気は、当初の設備から、あるいは取り替え用として、工業分野において数多くの用途が見出されることから明らかである。用途は、ターボチャージャ及びコンプレッサなどの小型高速機械から蒸気タービン及び発電機などの超大型設備にまでおよんでいる。高い回転安定性は、パッドがそれぞれの揺動点周りに自由に揺動するときに、交差対剛性 (cross-coupled stiffness)が低減されることにより実現する。これにより、従来の固定形状軸受を備えた機械において、破壊的な分数調波振動を引き起こす要因となる、不安定化作用のある垂直方向油膜力を弱められる。非常に多くの機械が軸受に起因するこのような不安定さの被害をうけるので、高品質のティルトパッド軸受に対する需要は多い。多くの運動部材及び製造上の許容差のために、ティルトパッド設計は、あらゆるジャーナル軸受の中でも製造が最も複雑且つ困難である。この設計の複雑さは軸受の製造に要求される数多くの高度に機械加工された部材を見れば明らかである。外枠や、ピボット、及びパッドなど、許容範囲にあるシャフトクリアランスを実現するために製造において高い精度を必要とする部材を組み立てる際に、クリアランスの許容差は積み重なっていく。大きなラジアル荷重の下におけるパッドの揺動摩擦が早期磨耗や、さらには疲労破壊につながる可能性があり、このことのために、クリアランスが拡大し、回転の不安定な応答の増加につながる。これらの要求すべてを総合すると、設計、製造及び材料の面で、ティルトパッド軸受が最大の注目を集めることになる。許容差を小さくする必要性は、周知のラジアルパッド型軸受の場合を考えれば明らかである。というのは、軸受パッドを適切に撓ませて流体力学的楔を形成するには、軸受と支持される回転体との間に所定のクリアランスを正確に設ける必要があると考えられているからである。小さな許容差を要求することは、気体潤滑軸受を製造する場合に特に面倒である。気体潤滑軸受に関する他の問題は高速における流体膜の破壊である。これらの問題が気体潤滑型流体力学的軸受の使用を制限してきた。さらに、シャフトを中央に維持することが本質的な用途において使用可能であるような流体力学的ラジアル軸受に対する要求がさらにある。現在のところ、機械的シールなどのラジアルエンベロープ内部におけるシャフトの浮動が許されない用途の場合は、転動体軸受が使用される。転動体型軸受の場合は、シャフトが実質的にハウジングとの固体接触により支持されるので、シャフトのセンタリングは問題とはならない。しかしながら、従来の流体力学的軸受の場合、シャフトはラジアルエンベロープとして知られているハウジングからある間隔だけ分離されており、作動時にはシャフトは流体膜によって支持される。従って、従来の流体力学的軸受におけるシャフトと軸受表面との間の間隔のために、シャフトの中心が作動中に浮動あるいは位置ずれを起こす。例えは機械的なシールの場合は、このようなシャフトの動きにより、シャフト振れ(shaft run out)と呼ばれる問題が生じ、これが機械的シールの機能の障害となる。一般的に使用されるティルトパッド軸受にかわるものが幾つか提出されている。このような試みの焦点は、単純な軸受構造によって、より複雑なティルトパッド軸受の性能に迫ることはできないかということにあった。例えば、潤滑：その原理と応用の１８０〜１８１ページにおいて、ミシェル(Michell)は複数の部品からなるパッド型軸受について述べているが、この軸受のパッドは、これらが一体形成されている環状部材において弾性的に揺動可能である。ここに示されている設計は剛性が極めて大きい。これは、パッドを支持するネック部材の周方向寸法が、このネック部材の半径方向寸法の少なくとも２倍はあることによる。ヒーバーライン(Haeberlein)の米国特許第２，４２４，０２８号は、ボルトによって連結された２つの個別部分を有する軸受部材を開示している。下方部材は幾つかの部分に分かれており、上方部材は連続的である。トランプラー(Trumpler)の米国特許第３，１０７，９５５号は、パッド表面の前方に位置する中心周りの枢動、あるいは揺動を以て変位するビーム支持された軸受パッドを有する軸受の一例が開示されている。この軸受は、多くの先行技術の軸受と同様に、パッドの変形の２次元モデルにのみ基づいたものである。したがって、最適な楔の形成は実現できない。ホール(Hall)の米国特許第２，１３７，４８７号は、流体力学的可動パッド型軸受を開示しており、この軸受は、球面に沿ってそのパッドが慴動することにより、流体力学的楔を形成する。多くの場合に、このようなパッドはひっついてしまい、対応する楔が形成されなくなる。グリーン(Greene)の米国特許第３，９３０，６９１号は、エラストマによる揺動が提案されているが、エラストマは汚染や劣化をうけやすい。エトシオン(Etsion)の米国特許第４，０９９，７９９号は、一体性のない片持梁で支持された弾性パッド型気体軸受を開示している。このような軸受にはパッド表面と回転軸との間に潤滑楔を生成するために、矩形の片持ビーム上に支持されたパッドが用いられている。スラスト軸受及びラジアルあるいはジャーナル軸受の双方が開示されている。アイド(Ide)の米国特許第４，４９６，２５１号は、ウエッブ状リガメントによって変形するパッドが開示しており、これによって楔状の潤滑膜が相対的に運動する部材の間に形成される。離間配置された３つのリガメントを使用することにより必然的に柔軟性が制限され、単純なティルティング作用の妨げとなる。米国特許第４，５１５，４８６号は、流体力学的なスラスト及びジャーナル軸受を開示しており、これらは複数の軸受パッドを含んでおり、各パッドは表面部材と支持部材を備え、これら部材は個別に形成されエラストマ材料で連結されている。米国特許第４，５２６，４８２号は、主としてプロセス潤滑用途を意図した流体力学的軸を開示している。すなわち、この軸受は流体内で作動するように設計されている。この流体力学的軸受には、荷重支持表面の中央部材が形成されており、この中央部材は軸受のその他の部分よりも変形容易になっており、このために負荷がかかれば変形して、大きな負荷を支持するための流体の圧力ポケットを形成する。アイドの米国特許第４，６７６，６６８号には、３方向に変形が容易になるような少なくとも一つの脚部によって、軸受パッドを支持部材から離間配置してもよいことが開示されていることにも注意されたい。運動面における柔軟性を付与するために、脚部は、パッド表面の前方において円錐の頂点あるいは交点を持つ円錐形状を形成するように、内側に向けて角度をつけられている。各脚部は、心振れを補償するための適切な動きの方向に比較的小さな断面係数をもつ。これらの教示は、ジャーナル及びスラスト軸受の双方に適用可能である。この特許の開示は当技術分野における著しい進歩が表されているが、幾つかの短所もある。その短所の一つは、支持構造と軸受パッドの剛性であって、これがパッド表面の変形を妨げている。さらには、上記軸受構造は単一形成ではない。最後の二つの特許は特に興味深いものである。それはこれらの特許において、スラスト及びジャーナル軸受間の固有かつ顕著な相違があるにもかかわらず、流体力学的ジャーナル軸受と流体力学的スラスト軸受の間に概念的に相似した点が存在することが示されているからである。従来の流体力学的軸受は流体漏れを起こすことが多く、このために流体膜の破壊が生ずる。ラジアル軸受の場合、流体漏れは主として軸受パッド表面の軸方向端部で起こる。スラスト軸受の場合、流体漏れは、流体に作用する遠心力の影響により、主としてパッド表面の外周で起こる。楔形成が最適化されている場合は流体漏れは最小となる。現代の最新ターボ機械の多くは、特に、高速度で作動し軸受に対する負荷が小さい機械は、回転時の不安定さを防止するためにティルトパッドジャーナル軸受の優れた安定特性を要求する。現在までのところ、ティルトパッド軸受の設計が複雑であるために、コストとサイズが重要であるような小型で大量生産が必要な用途においては、このような軸受は使用できない。発明の要約本願発明は、複数の部材からなる設計の複雑さに煩わされることなくティルトパッド軸受の回転特性の多くを発揮することができるパッド型軸受を開示する。好ましくは単一片からなるこのパッド型軸受の製造は、肉厚のチューブあるいはシリンダ状ジャーナルの単一片に機械加工を行い、あるいは小さな溝や、スリット、孔あるいは切込みを軸受の壁に設けることで、柔軟なジャーナル又はスラストパッド及び支持構造を規定することによって可能である。パッド及び支持構造は、シャフトが回転したときにパッド表面とシャフトとの間に形成される先細状楔の形状が最適化されるように設計する。これは、パッドの形状や支持構造、あるいはこの両方を改変することで可能である。具体的には、負荷の下で所望の変形が実現されるように、溝や、切込み、レール、及び凹部を含むように、パッドを改変すればよい。最大６自由度（すなわち＋ｘ、−ｘ、＋ｙ、−ｙ、＋ｚ、及び−ｚへの平行移動あるいは変位）の動き及びＸ、Ｙ、Ｚ軸回りの回転を可能となるようにパッドを支持するよう、支持構造を設計して流体力学的楔の形成を最適化すればよい。ここに開示する軸受は構造と作動の面において主に流体力学的であるが、軸受の機能は、ある方面の用途例えば極低温で使用する場合において、流体静力学的な揚力を付与することにより向上可能である。従って、本願発明によれば、流体静力学的揚力の原理は、とりわけ流体力学的軸受に適用することにより、流体力学的圧力の発生に対する要求を低減することが可能となる。より具体的には、加圧流体を各軸受パッドの中央に直接供給して、流体静力学的揚力を発揮し且つ軸受の作動を容易にすることが可能である。本願発明の流体静力学的軸受において、パッドはハウジングあるいは支持部材と単一片として一体的に形成してもよい。これにより、流体静力学的軸受の構成が、特に軸受の製造許容差を単純化することにより大幅に簡略化できる。より具体的には、複数の個別部品を組み合わせて単一の一体形成片に構成する場合、各特定部品に対して異なる許容差を設定する必要性がなくなり、１つの部品に対する単一の許容差で間に合うことになる。これにより許容差の積み重なりの問題を避けることができる。さらに、一体的な構成により、軸受に直接、流体静力学的供給路を形成することが可能である。これにより、加圧流体を流体静力学的凹部に供給するための柔軟なチューブを設ける必要がなく、従ってコストの削減と、信頼性及び性能の向上が実現できる。さらに、スライド面の間にシールを設ける必要がなくなる。本願発明の別の側面によると、柔軟なパッド支持部材下方のキャビティは能動制御装置として使用可能である。このキャビティに圧力を供給することにより、軸受の組立てあるいはアセンブリクリアランスを低減し、その結果より良いダンピング及びセンタリング能力が発揮されるようにできる。パッドの予荷重はこのような態様で能動制御可能である。パッドは制限装置を有しており、好ましくはこれは細目ネジであって、負の予荷重状態が生ずることを防止できる。軸受クリアランスを能動制御することにより、広い温度範囲にわたって軸受を作動することが可能となる。これは極低温におけるターボエクスパンダの使用や最新の高性能性、高効率ターボ機械に対して理想的なことである。流体静力学的供給を備えたキャビティはまたスクィーズ膜ダンピング作用を発揮し、軸受による衝撃状負荷の吸収が可能となる。従って、本願発明により、負荷が小さい流体膜軸受及び気体軸受における予荷重及び軸受の組立てクリアランスを正確に制御することが可能である。このクリアランスは製造後に調節して、軸受特性を支持される回転体に適合させることが可能である。この調節は細目ネジによって行う。このネジによりパッドを内側に動かして軸受クリアランス及び予荷重を変化させる。本願発明はまた、パッドが支持部材とは個別に形成されるモジュール式軸受構造にも関する。この場合もパッド及び支持部材は直接に固定して、部品が互いに変位可能とすることなくティルトパッドに近い特性で機能するように構成することが可能である。モジュール式構造の使用は、コスト及び性能の双方において有利である。１つの実施例において、本願発明は周方向に離間配置された複数のパッドを有するパッド型軸受に関しており、各パッドは半径方向に延びる単一のリガメントを介してハウジングに支持されている。孔あるいは通路が、流体リザーバとパッド中央の好ましくは凹部状の領域とを通じあうようにすべく、リガメント及び／又はパッドを貫通して設けられており、これにより高圧流体が孔を通ってパッドの中央において流体静力学的揚力を付与する。本願発明の軸受のパッド、支持リガメント及びハウジングは単一片として一体形成可能である。また、本願発明の他の側面によれば、各部材は個別片として製造し、互いに螺合させて着脱可能に固定してもよい。こうすることで、モジュール方式構造が実現され、さらに、軸受のきめ細かな調節や正確な調製が可能となる。現時点での好ましい１つの実施例では、撓み支柱がモジュール方式であり、パッドとは一体的に構成されていない。このように支柱を設計することで現場での互換性が発揮される。さらに、これにより剛性が小さくよりしなやかなパッド材料を使用することができるようになり、その一方で剛性の大きい耐久限度の高いスチール製支柱を支持用に用いることが可能となる。支柱はどんな形状であっても円柱状でもよいし、両方向に撓んでもよい。支柱又は支持リガメントはより優れた安定性をもたらすために周方向に撓むことができ、偏位するシャフトを適切に位置あわせすべく軸の方向に撓むことができる。さらに、調整可能な剛性を有するセンタリングスプリング及びスクィーズ膜ダンパをハウジングに構成することが可能である。撓み揺動又は半径方向支持リガメントをハウジングに固定する際に、それを流体静力学的揚力装置の一部として使用できるように調整することは容易である。このような構成においては、流体静力学的供給はパッドの側面を通し又は支柱を通して導かれるので、高圧用柔軟性チューブは必要ではない。本願発明の軸受は、最大６自由度の撓みを可能とすべく３次元的に設計し、常に最適楔形状が確保できるようにすることが可能である。具体的には、流体力学的軸受が最も効率よく作動するのは、流体力学的楔が幾つかの特性を有しているときであることが分かっている。特に、楔はパッド表面全体に延びている必要がある。楔は常に適切な厚みでなければならない。楔は位置ずれに適応し、軸受の主軸がシャフトの軸心と一致するかあるいは実質的に平行である必要がある。そして、楔はできるだけ低速で形成されて、通常シャフトとパッド表面が低速で接触することにより起こる楔形成面に対する損傷を防止できるようにしておく必要がある。流体膜の厚さに関し、その最適厚さは負荷によって変化することを理解しておく必要がある。高いあるいは重い負荷の下では、十分に負荷を支持できるように相対的に厚い流体膜が望まれる。しかしながら、膜が厚くなると摩擦や力の損失が増える。従って、軸受は、最大負荷においてシャフトを支持するのに必要な最小厚さとなるように設計することが好ましい。支持構造は単一片（１ピース）であることが好ましく、支持スタブ、ビーム、及び／又はハウジングに連結された膜部材を有している。ハウジングは、ジャーナル軸受においては軸受の半径方向最外殻部材によって規定されることが多く、また、スラスト軸受の場合は軸受はハウジングの中に設置される。本願発明者は、高速状態における用途など多くの特定の用途において、シャフトあるいは回転体、流体力学的潤滑膜、及び軸受からなるシステム全体の動的柔軟性を検査し、評価することが必要であることを見いだした。有限要素モデルを用いたこのシステムのコンピュータ分析において、軸受全体を、作動負荷の下で形状が変化する完全に柔軟な部材として扱う必要があることが分かった。基本構造を機械加工し、多少の柔軟性を付け加えることにより、広い作動範囲にわたって安定した低い摩擦の操作を実現する軸受特性が達成できる。複数の変数が軸受の性能特性に実質的に影響することが分かっている。最も重要な変数の中には、軸受及び、軸受に形成された孔、スリットあるいは切込み、溝が規定する支持部材の形状、寸法、位置及び材料特性（弾性率など）が含まれる。支持部材の形状が特に重要であることが分かっている。また、柔軟性を有する部材に液体による背面支持(backing)を付与することで、大きなダンピング作用を達成することができ、これによりさらにシステムの安定性が増す。場合によっては、このダンピング作用は二次的なスクィーズ膜ダンピングと交換してもよい。後者が起きるのは、油膜が軸受のケーシングとハウジングとの間に存在するときである。本願発明者はまた、気体あるいは空気潤滑撓みパッド軸受において、負荷や速度が気体膜の能力を越える場合があることを見いだした。このような場合、液体リザーバや液体槽を設けることなく液体タイプの潤滑剤を先細状楔に送り込むことが必要である。本願発明は、必要なときに液体潤滑剤を供給することにより、この課題を解決する軸受を構成するものである。本願発明の軸受の１つの実施例は、形状が変化し任意の方向に可動な（すなわち６自由度の動きが可能であるように支持された）パッドを含んでいる。この軸受はまた組み込まれたダンピング装置を有しており、好ましくは単一片型の、あるいは１ピースによる構造であって、経済的な大量生産が可能である。本願発明のジャーナル軸受はまた相対的に小さなエンベロープ（すなわちハウジングの外径とパッドの内径との間の距離）に適切に納まる。本願発明の軸受は、最大６自由度まで撓むように設計可能であるが、このような柔軟性は必ずしも必要あるいは望ましいものではない。より大きな安定性が要求される用途の場合には、軸受パッドを６自由度よりも少ない自由度をもたせて支持すればよい。本願発明に基づく１つの軸受は、放電加工法（ＥＤＭ）により中実の青銅片から機械加工により形成された中央揺動型パッドを含んでいる。支持構造は単一の幅狭ウエッブを含んでおり、このウエッブが十分な半径方向剛性で各パッドを支持しており、これにより、過大応力状態になることなくシャフトの負荷を支持する一方、ティルトパッド特性を発揮するために必要な回転（傾斜）柔軟性を付与している。個別の用途に応じて支持構造の形状を最適化すると、大きな応力を排除でき、長期にわたって使用することが可能となる。移動部分をなくすことにより、パッドの揺動による接触応力を排除することができるので、ピボットによる磨耗を防ぎ、耐久性の心配をする必要がなくなる。製造許容差は最後の軸受孔を除き完全に除去されるので、製造工程の簡略化につながる。ＥＤＭによる製造は少量生産の場合に効率が良く正確であり、一方、大量生産の場合はここで述べるように鋳造、押出し成形、あるいは鍛造が用いられる。パッドを支持する単一のリガメントを用いて単一片設計による可変パッド形状を実現するには、リガメントが十分しなやかであり、回転するシャフトから加えられる負荷によりパッドが回転する必要がある。この特徴的な撓みによる回転が本願発明を他の流体膜軸受と区別する点である。負荷に応じて撓みそして回転するパッドの機能により、ティルトパッド軸受の場合と同様に、交差対剛性がゼロに近づく。このために安定した作動が可能となる。ウエッブの寸法は、特定の用途において加わる負荷及び、その用途や軸受の材料構成によって変化する他のパラメータに依存して変化する。特定の用途における回転剛性値は安定性分析により決定されるが、この分析では、回転の柔軟性によりティルトパッド軸受と同様の性能が発揮されるようになるまで剛性を変化させている。ティルトパッド軸受は揺動することにより、シャフトのジャーナル周りに形成される対称的な油膜に圧力が生ずる。本願発明の軸受も揺動するが、しかしながら、この揺動は標準的なティルトパッド軸受に見られるようなローリング作用によるものではない。それとは異なり、本願発明の軸受における揺動は、パッドを回転あるいは揺動させて加わる負荷に対応できるようにしているウエッブの柔軟性によるものである。特定の寸法は特定の用途に依存するが、原則として、リガメントは周方向の幅よりも半径方向の長さの方が大きくなるようにする必要がある。本願発明の軸受設計から得られる他の好ましい特徴は、予荷重の範囲をより狭くすることが可能なことである。ティルトパッド軸受は許容差の積み重なりに悩まされるので、予荷重を広い範囲にする必要がある。この範囲は軸受寸法が小さくなるほど増大する。しかしながら、本願発明の単一片軸受は、より小さな許容差で製造することが可能である。これは一つには、構成部品が単一片設計において互いに固定された位置に配置されるからである。従って、許容差が積み重なることはない。本願発明によると、軸受パッドと支持されるシャフト部分の間の許容差を小さくする必要性は無用となる。これは、軸受パッドと支持されるシャフト部分との間の間隔をなくすように軸受の寸法を設定し、同時に、半径方向の（ジャーナル軸受の場合）あるいは軸方向の（スラスト軸受の場合）軸受剛性を支持流体の流体膜剛性よりも小さくなるように支持構造の寸法を設定することで実現可能である。パッドの全体あるいはその一部だけに予めバイアスをかけてシャフトと接触させておいてもよい。例えば、極めてしなやかな軸受の場合、軸受パッド全体に予めトルクを与えておいてシャフトと接触させるようにしてもよい。また、場合によっては、軸受パッドの後行縁だけに予めトルクを与えておいてシャフトに接触させ、流体力学的楔を形成するようにしておくことが有利である。このように本願発明の軸受は、シャフトへの取付けの際にシャフトと接触するように設計することが可能である。１つの実施例において、軸受は力を加えながらシャフトに取りつけるので、パッド支持構造はわずかに撓んで先細状楔を形成し、設置制止位置において軸受パッドの後行縁がシャフトと接触した状態となっている。軸受が制止位置において楔を形成するように設計されている場合は、流体膜の剛性によりシャフトが回転を始めると即座にパッドとシャフトとの間に適切な間隔が生じる。これは流体膜が楔に入り込み、流体圧力を上昇させてシャフトとパッドとの分離が生ずる。具体的には、相対的に剛性の大きい流体により、柔軟性のあるビーム支持構造は、支持構造の剛性が流体膜剛性と等しくなるまで撓む。流体膜が即座に形成されることにより、軸受パッド表面は、シャフトと直接接触する場合に低い始動速度において生ずる損傷を免れることができる。上述したような締まりばめ軸受により、機械加工許容差をより広い範囲にとることが可能である。例えば、締まりばめにおいて、相対的に大きな（例えば０．００３インチ）許容差範囲でも楔に対してほとんど影響を与えないように設計可能である。このことは、別の軸受形状にした場合には適切な作動のために極めて正確な加工を必要とするような気体潤滑軸受において特に重要である。本願発明によると加工条件をゆるめることができる。本願発明により、締まりばめの用途において特に適している特定の支持構造が構成される。このような支持構造は、負荷の下では適切な支持機能を、制止状態では後行縁の接触を実現しなければならない。このためには、後行縁に作用する負荷により生ずるモーメントがパッドをシャフトから遠ざけるように作用する必要がある。このように設計された軸受を使用することにより、シャフトを正確に中心位置に設定し、始動時までその位置にシャフトを保持しておくことが可能である。本願発明はまた改良された可変形状パッド軸受に関しており、この軸受は現在の軸受よりも優れたシャフトセンタリング機能を作動速度範囲にわたって発揮することができ、同時に優れた回転動的安定性を維持することが可能である。具体的には本願発明は、伝統的な軸受の安定特性を維持し、同時に優れたシャフトセンタリング特性を発揮する新しい軸受設計を提供するものである。この軸受構造は、１９９１年１０月３０日に提出した本願出願人による以前の米国特許出願番号０７／７８５，００５号に記載されたタイプの撓みパッド型軸受であって、本願明細書にも参考として掲載している。軸受パッドの少なくとも幾つかには、軸受パッドが制止時においてシャフトに接触するような支持構造が設けられている。制止時にシャフトと接触しているこのような軸受パッドを使用すると、シャフトは適切な中心位置に保持される。片持ち梁型センタリングパッドはクリアランスが無い状態から始動し、運動中は流体力学的圧力により拡張してより大きな作動クリアランスが生ずることになる。より大きな中央揺動型パッドは揺動回転剛性が小さい一方、半径方向剛性が大きいので、バランスの悪いレスポンスを減少させ、安定性を維持する。この軸受構造の研究により、単一のリガメントに支持されるパッドを含むこのような単一片ジャーナル軸受は、ティルトパッド軸受と同様の好ましい回転動的安定性を発揮でき、しかも複数部材設計のコスト及び複雑さを除去することが可能である。ジャーナル又はラジアル荷重及びパッド揺動作用によりリガメントに発生する応力は、材料の疲労限界よりもはるかに小さいので、長期にわたる耐久寿命が確保できる。これは主に、作動中のパッドにより横切り方向に加えられる傾斜振動が極めて小さく、これに対応して生ずる応力も非常にわずかであることによる。本願発明は、本願発明の軸受に対するさまざまな製造方法も提供している。どの製造方法を選択するかは、主として製造する軸受の分量と使用する材料とに依存する。少量生産の場合、あるいは試験及び／又はモールド等を製造するためのプロトタイプを製作する場合には、軸受は好ましくは肉厚のチューブあるいは他のジャーナル等、金属製のシリンダ状ブランクから形成する。この際、これらブランクを機械加工して、半径方向の及び／又は対向する孔又は溝を形成し、数値制御された放電加工法や、数値制御されたレーザー加工法、あるいは数値制御されたウォータージェット加工法などにより半径方向の切込みあるいはスリットを形成する。中量生産の場合は、本願発明の軸受は好ましくは本願発明に基づくインベストメント鋳造法により製造する。大量生産の場合は、本願発明の軸受は、プラスチィク、セラミックス、粉状金属、非粉状金属、及び複合材料などさまざまな材料を利用して製造可能である。大量生産の場合は、射出成形、鋳造、粉状金属ダイキャスティング、及び押出し形成を含むさまざまな製造方法を経済的に使用可能である。本願発明の軸受は形成容易な形状で製造することができる。要約すれば、本願発明は、従来の軸受よりも極めて優れた機能を発揮し且つ競合する軸受の何分の１かのコストで製造可能な、流体力学的ラジアル軸受及び流体静力学的軸受に関する。図面の簡単な説明本願発明の詳細を、以下の添付図面に基づいて説明する。図１Ａは、本願発明に基づくティルトパッド軸受の側面図である。図１Ｂは、本願発明に基づく別のティルトパッド軸受の側面図である。図１Ｃは、本願発明に基づく流体力学的軸受の側面図である。図１Ｄは、負荷の下におけるパッドの揺動を示す揺動支持軸受パッドの側面図である。図１Ｅは、従来技術によるティルトパッド軸受のパッドの側面図である。図２は、図１に示す実施例に基づく単一パッドの概略図である。図２Ａは、本願発明の実施例に基づくジャーナル軸受の一部を示す断面図である。図３は、負荷状態における支持構造及びパッドの配向を示す図２のパッドの側面図である。図４は、本願発明に基づくジャーナル軸受の第２実施例の部分断面図である。図５は、図４の単一パッドの部分的断面図である。図５Ａは、図４の軸受の改変例の部分斜視図である。図５Ｂは、図４に示す軸受の改変例の斜視図である。図６は、図４の軸受の端面図である。図７は、ビームの誇張された捩じり偏位の概略図である。図８は、２つのビームを含む本願発明の特徴を取り入れた軸受の一例を示すジャーナル軸受の断面図である。図９は、支持構造の撓みをともなわないパッド表面の局所撓みを示す図１のパッドの側面図である。図１０は、負荷状態における支持構造をともなうパッドの配向を示す図８のパッドの側面図である。図１０Ａは、パッド表面の誇張された局所撓みを示す図８のパッドの側面図である。図１１Ａ及び１１Ｂは、機械加工前のシリンダ状ジャーナル又はブランクの横断面図である。図１２Ａ及び１２Ｂは、機械加工されたジャーナル又はブランクの横断面図である。図１３Ａ及び１３Ｂは、さらに機械加工されたジャーナル又はブランクの横断面図である。図１４Ａ及び１４Ｂは、機械加工されたジャーナル又はブランクの改変例の横断面図である。図１４Ｃ及び１４Ｄは、図１４Ａ及び１４Ｂの機械加工されたジャーナル又はブランクの改変例から構成された軸受の横断面図である。図１５は、本願発明に基づくセンタリングスプリング及びスクィーズ膜ダンパを備えたティルトパッド軸受の部分断面側面図である。図１６は、図１５の指示された部分の詳細図である。図１７は、能動クリアランス及びダンピング制御を備えたティルトパッド軸受の詳細図である。図１８は、図１７のものと類似のティルトパッド軸受の側面図であるが、さらに制限装置を含んでいる。図１８Ａは、図１８の軸受の詳細図である。図１９は、直接的潤滑機能を備えたティルトパッド軸受の部分断面図側面図である。図２０は、図１９に示す線に沿う図１９の軸受の軸方向断面図である。図２１は、テルティングパッド軸受の断面的詳細を示す側面図であり、リガメント又は支持部材はモジュール式であってパッドと一体形成でない。図２２は、図２１に示す線に沿う軸方向断面図である。図２３は、図２１の軸受に使用するパッド及び支持部材の側面断面の詳細図である。図２４は、図２３に示されたパッド及び支持部材の軸方向断面図である。図２５は、流体静力学的揚力を備えたティルトパッド軸受の部分断面側面図である。図２６は、図２５に示す線に沿う軸方向断面図である。図２７は、流体静力学的揚力機能を有する別のテルティングパッド軸受の付加的な断面詳細をともなう側面図である。図２８は、図２７に示す線に沿う軸方向断面図である。図２９は、図２７に示された部分の詳細図である。図３０は、流体静力学的揚力を備えた一体形成単一片テルティングパッド軸受の側面図である。図３１は、本願発明に基づく別のジャーナル軸受構造の側面図である。図３１Ａは、図３１の軸受の一部の半径方向断面図である。図３２は、本願発明に基づく別のジャーナル軸受構造の側面図である。図３２Ａは、図３２の軸受の半径方向断面図である。図３２Ｂは、図３２の軸受の斜視図である。図３３は、本願発明に基づく別のジャーナル軸受構造の側面図である。図３３Ａは、図３３の軸受の外縁の一部の詳細図である。図３３Ｂは、図３３の軸受の断面図である。図３３Ｃは、図３３の軸受の別の断面図である。図３４は、本願発明に基づく別のジャーナル軸受の側面図である。図３４Ａは、図３４の軸受の外縁の一部の詳細図である。図３４Ｂは、図３４の軸受の断面図である。図３４Ｃは、図３４の軸受の別の断面図である。図３４Ｄは、図３４の軸受のまた別の断面図である。図３５は、本願発明に基づく自己潤滑式軸受の側面図である。図３５Ａは、図３５の軸受の断面図である。図３６は、平面図、端面図、及び側面図に対する視線を示す矢印をともなうジャーナル軸受パッドの斜視図である。図３７は、２つの縁に放射状の切込みが形成されたジャーナル軸受パッドの側面図である。図３８は、図３７のジャーナル軸受パッドの平面図である。図３９は、テーパー状の縁を有するジャーナル軸受パッドの側面図である。図４０は、軸方向の縁に側面縁レールを備えたジャーナル又はラジアル軸受パッドの端面斜視図である。図４１は、側面近傍の底面に形成された溝を有するラジアル又はジャーナル軸受パッドの側面図である。図４２は、個別のパッドがパッド規定溝により規定されているラジアル又はジャーナル軸受の側面図である。図４３は、仮想線で示す底面凹部が形成されたラジアル軸受パッドの側面図である。図４４は、仮想線で示すように各縁の近傍に形成された底面凹部を有するラジアル又はジャーナル軸受パッドの側面図である。図４５は、ラジアル軸受用の軸受パッドの平面図である。図４６は、図４５の軸受パッドの側面図である。図４７は、図４５の軸受パッドの底面図である。詳細な説明本願発明の軸受を理解しやすいように説明するには、軸受の構造を溝や、スリット、孔又は他の開口を円筒ブランクに設けて、この円筒ブランクから形成されるものとして記述すると都合がよい。以下にのべるように、この形成方法はプロトタイプの軸受を製作するための有用な技法である。しかしながら、円筒ブランクに言及するのは主として本願発明の理解の助けとなることを意図したものである。本願発明の軸受の多くは、円筒ブランクから製造することができるが、その全てをこのように製造する必要はない。実際、軸受はさまざまな方法で製造することができ、そのうちの幾つかを以下に説明する。本願発明はパッドが６方向に自由に動くように設計可能である軸受構造を構成するものであるが、このような動きの自由度は必ずしも必要ではない。例えば図ＩＥに示すように、従来のティルトパッド軸受ではそれぞれのパッドがローターに平行な軸心周りに揺動したり枢動したりするだけでよい。周知のロッカピボットパッドの回転方向枢動剛性はほとんどゼロである。このような軸受も充分な性能を有していることが知られているが、高価であり個々の用途に合わせて製作することは難しい。これらが有する機能を本願発明ももちろん備えており、しかもロッカピボットパッド軸受にくらべて非常に安価にできる。本願発明はまた、潤滑剤に満たされた環境においてティルトパッド軸受として作動すべく設計された単一片軸受に関する。特に、複数の部品からなる高価なロッカピボットパッド軸受の性能は、パッドが単一の薄いウエッブに支持されているような単一片軸受によっても再現可能であることを本願発明者は見出した。このようなパッドの枢動剛性は支持ウエッブの厚さに依存する。ウエッブが充分に薄いと、図１Ｄに示すようにティルトパッドとして作用する。ウエッブ厚さの影響は通常、主応力と交差対剛性(cross coupled stiffness) によって表現される。交差対剛性とは技術用語であって、傾きにくさの尺度であるとされている。傾斜剛性が低下すると交差対剛性は漸近的にゼロに近づく。これはその定義により、ティルトパッドとして振る舞うことを意味している。パッドの傾斜剛性が大きいと、交差対剛性は漸近的に大きな（負の）固定形状値に近づき、固定形状軸受の特徴である非常に低い安定性を示すようになる。主応力係数は非対称な（等しくない）固定形状値から僅かに変化して、パッドに負荷がかかった状態における４つのパッドを有するティルトパッド軸受に特徴的な対称性のある（等しい）値になる。一般に、さまざまな試験や分析により、本願発明の単一片ティルトパッド軸受は、傾斜剛性が大きいときには固定形状特性を示し、傾斜剛性が小さいときには可変形状ティルトパッド特性を示す。その中間の剛性では、固定形状からティルトパッドへの移行的な挙動を示す。従って、シャフトの負荷や傾斜応力に起因し過大応力状態にならないようにしつつ、ティルトパッドの安定性を発揮するように、ウエッブの厚さを充分小さく選ぶ必要がある。作動中、パッドの傾きにより生ずる傾斜角度は非常にわずかであるから、傾斜応力は小さい。本願発明の軸受設計から得られる他の好ましい特徴は、予荷重の範囲を従来よりも狭くすることができる点である。ティルトパッド軸受では許容差が積み重なってしまうので、広い範囲の予荷重が必要となる。この範囲は軸受の寸法が減少するにつれて増大する。しかしながら本願発明の単一片軸受は許容差のより近くで製造することができる。これは一部には、部品の位置が互いに単一設計において固定されていることによるものである。従って許容差は積み重ならない。図１Ａは、本願発明に基づくティルトパッド軸受の一例を示している。この軸受は液体が満たされた環境で作動するように設計されている。作動時にはパッドが傾斜して液体に圧力を加える。図から分かるように、この軸受は離間配置された５つの軸受パッド３１を有している。もちろん軸受パッドの数を変更して、特定の用途に適するようにしてもよい。軸受パッド３１の各々は単一の薄いウエッブ状リガメント３７を介して軸受ハウジング３０に支持されている。図から分かるように、リガメントの半径方向の長さは周方向の幅よりもかなり長くなっている。上記実施例のウエッブ３７はパッド３１の周方向中心線上に設けられ、これにより軸受がシャフトの時計回りあるいは反時計回りの回転を支持するように、すなわち両方向回転式であるように構成されている。ウエッブ３７はパッドと軸受ハウジングの間を略半径方向に延びている。軸受は、放電加工（ＥＤＭ）により中実のブロンズ片を加工することにより形成してもよいが、これは必ずしも必要ではない。本願発明によると、ウエッブ３７は充分な半径方向剛性でパッドを支持し、過大応力にならないようにしながらシャフト負荷を支える必要があるが、その一方でティルトパッド特性を発揮すべく、回転方向（傾斜）に対する充分な柔軟性を有する必要がある。ウエッブ厚さの許容範囲は用途ごとに異なるが、本願発明者は、少なくともウエッブ厚さはその半径方向長さよりも小さくなくてはいけないことを見出した。ウエッブ厚さが小さすぎると、ウエッブは過大応力を受けて軸受の破壊につながる。逆にウエッブが厚すぎると、パッドはティルトパッドとして機能しなくなり、上述した中間段階の、あるいは固定形状のパッドとして作用することになる。もちろん、疲労による故障を避けるために、傾斜に起因する応力も耐久限度内になければならない。耐久限度とは、それよりも小さい範囲ではサイクルを無限回繰り返すことのできる許容応力として定義される。性能を左右する他の要素としては熱的な効果やパッド表面の撓み特性などが含まれる。個々の用途に対する支持構造の形状を最適化することで、過度の応力の発生を防止することができ、耐久寿命をのばすことが可能となる。すでに述べたように、傾斜角度がわずかであるから応力は最小化される。移動部分が存在しないのでピボットパッドの接触応力を除去することができ、枢動磨耗や耐久性の心配をしなくてもよい。製作許容差は、最終的な軸受内径を除き、完全に除去されるので製造工程を簡素化することができる。少量の用途においては、ＥＤＭ法が効率的且つ正確であり、大量生産が必要となる用途では以下に述べるように、鋳造、型形成、押し出し形成、鍛造などが可能である。図１Ｄ及び１Ｅは、本願発明のティルトパッド軸受（図１Ｄ）のティルティングパッド機能と従来技術のティルティングパッド構造（図１Ｅ）との比較を示している。ここに示すように、本願発明の単純な単一片ティルトパッド軸受構造は従来のピボット軸受と本質的に同じ態様で枢動する。この場合でも、ティルトパッド軸受の機能を効果的に発揮するために設計上重要なことは、ウエッブを適切な厚さに構成することである。注目すべきことは、図１Ａの示す軸受は、極めて単純で且つ容易にピボットパッド軸受の機能を発揮できるように設計されているということである。しかしながら本願発明の教示に一貫性をもたせるため、この軸受構造をさらに改変して付加的な柔軟性を付与することも可能であるとする。例えは、対向する溝を軸受の側面に設けてウエッブの軸方向の厚さを小さくしてもよく、これによりパッドの捩じれやすさを向上しシャフトの軸心がずれたときでもこれに対応することができるようになる。さらに、軸受ハウジングの外側表面に溝や突起を設けることでパッドの半径方向の柔軟性を高め、パッドが半径方向に移動可能であるようにしてもよい。本願発明の１つの側面によれば、例えば、図１Ａに示されるようなタイプのテルティングパッド軸受は、これらの軸受が単一片として形成されるという特徴を変更することなく、センタリングスプリングやスクィーズ膜ダンパを設けることが可能である。個別の調整ネジを設けてダンピング及びスプリング特性を調節することも可能であるし、現在の好ましい実施例では軸受の予荷重を能動的に制御できる。図１５及び１６に示す軸受は構造が図１Ａに示すものと似ている。この軸受は周方向に離間配置された複数のパッド３１と、ハウジングと、ハウジング３０上でパッド３１を支持するための複数の薄いウエッブあるいは支柱３７と、を備えている。この実施例では、ウエッブ３７は非常に薄く、傾斜剛性をほとんど示さない。すでに述べたように、このような支持機構は複数部分からなるティルトパッド軸受と同じ特性を発揮する。さらに、ウエッブ３７は薄膜部材３０１に支持され、この薄膜部材の各端部は短いスタブビーム(stub-liKe beam)３０２に支持されている。図１５及び１６から明らかなように、薄膜部材３０１と支持スタブ３０２は、他の箇所で述べるようにハウジング３０に切込みを設けることで形成している。もちろん、別の形態の薄膜構造及びダンパ構造も使用可能であるが、同実施例の形態が現在のところ好ましい。ハウジング３０の本体と薄膜部材３０１の間のギャップ３００ｇにはオイルなどの非圧縮性流体が満たされている。薄膜部材の半径方向上下動はスクィーズ膜ダンパ作用により吸収される。さらに、支持スタブ３０２に支持されているので、薄膜部材３０１はウエッブ３７及びこれに支持されたパッド３１に対してスプリング状の支持特性を与えている。従って、図１５及び１６に示される構造は全体として、センタリングスプリングとスクィーズ膜ダンパを備えたテルティングパッド軸受としての機能を有することになる。再度強調すべきことは、これら全てが単一片軸受構造である、すなわちパッド、支持リガメントあるいは支柱、及びハウジングがすべて一体的に単一片として構成されていることである。図１５及び１６に示すように個別のネジ３２を設けることでストップ手段が構成され、軸受の予荷重の調整が可能になる。ネジ３２は周方向や後方に位置をずらして設置する位置を広くしてもよく、振動や熱の発生により、パッド３１が半径方向に移動できるようにすることが可能である。図に示すようにネジ３２が中央に設けられた場合は、半径方向の動きを制限し、軸受がスクィーズ膜効果を発揮でるようになる。図１５及び１６に示す軸受構造は、高速での軸受使用や気体軸受として使用する場合などに極めて有用である。図１７の示す軸受は図１５のものと似ているが、これは能動制御装置を備えている。具体的には、この実施例では、ベース部分を通ってダンピングギャップ３００ｇに通じるように通路３０ｐが形成されている。これによりダンピングギャップ３００ｇへの流体の供給及び圧力を能動的に制御できる。通路３０ｐを通ってダンピングギャップ３００ｇへ流れる流体の圧力を増すと、薄膜部材３０１は半径方向上向きに押される。これとは逆に、通路３０ｐを通ってダンピングギャップ３００ｇへ流れる流体の供給圧力を低減すると、薄膜部材３０１は静止位置に戻る。このように、通路３０ｐを介して供給される流体圧力により、軸受の組立てクリアランスを小さくし、ダンピング効果及びセンタリング能力を向上することができる。従って、これによりパッドの予荷重を能動的に制御することが可能である。図１８及び１８Ａは図１７の軸受構造の変形例を示しており、この場合の能動制御軸受は、負の予荷重状態が生じないようにするための制限装置が設けられている。実際、これが現時点での本願発明による好ましい実施例である。この図１８Ａの実施例はすべての重要な点においては図１７の場合と同様であるが、図１６と同じ態様で細目ネジによる制限装置が設けられている点が異なっている。細目ネジ３２を設けるために、流体供給の通路３０ｐは図１８に示すように周方向にずれた位置に設けられている。図１７の実施例と同じく、流体供給通路３０ｐを介してダンピングギャップ３００ｇに供給する流体圧力を変化させることにより、図１８の軸受も能動的に制御可能である。このような圧力により軸受の組立てクリアランスを小さくし、ダンピング及びセンタリング能力を向上させることが可能である。パッドの予荷重はこのようにして能動的に制御可能である。この軸受は細目ネジの制限装置を設けているので、予荷重が負となるのを防止することができる。この場合も、軸受クリアランスの能動制御により、広い温度範囲にわたって軸受を作動させることが可能となる。これは、現代の高性能、高効率ターボ機械における極低温ターボエキスパンダの応用に特に適している。図１５〜１８Ａに示すような軸受構造のために、予荷重や、軸受のサイドクリアランス、僅かに負荷された流体膜及び気体軸受を正確に制御することが可能である。クリアランスは、軸受特性を支持ローターに合わせるため製造後に調節することも可能である。このような調節は、例えば図１６及び１８に示す細目ネジ３２により行う。このネジによりパッドは内側に移動し、軸受のクリアランス及び予荷重を変化させる。図１Ａのテルティングパッド軸受構造のまた別のバリエーションを図１９及び２０の実施例に基づいて説明する。図から分かるように、このテルティングパッド軸受は、軸受パッド３１と、ハウジング３０と、ウエッブ３７と、を有しており、各パッド３１は単一の半径方向に延びるウエッブ３７により支持され、直接的に潤滑剤を供給される。より具体的には、図に示すように半径方向に延びるノズル３０ｎが隣接するパッド３１の各組の間に設けられている。ノズル３０ｎは半径方向内側に延びており、パッド３１の表面をわずかに越えている。半径方向に延びる潤滑剤通路３０ｐが各ノズル３０ｎの内部に形成されている。さらに、ハウジング３０には環状の潤滑剤チャンバ３０ｃが設けられている。図に示すように、各ノズル３０ｎに設けられた通路３０ｐはこの環状潤滑剤チャンバ３０ｃに通じている。図２０から明らかなように、軸受アセンブリの軸方向端部は、ネジによりハウジング３０に固定されたエンドシール３０ｓなどを用いてシールされる。しかしながらこの場合も、軸受の主要な構成部品すなわちパッド支持部材３７、ハウジング３０、及びノズル３０ｎは単一片として一体形成されている。操作時には、ノズル３０ｎは直接的な潤滑を行うために、すなわち軸受パッドの先行縁に直接潤滑剤を供給するために使用される。圧力下で環状潤滑剤チャンバ３０ｃに供給された潤滑剤は通路３０ｐを介して各パッド３１の先行縁の近傍領域に直接送られる。ノズルは軸受と一体であるから、ノズル３０ｎがゆるんだり、パッドの動きを妨害したりあるいはパッドに支持されるシャフトに接触したりする可能性はない。直接的に潤滑を行うことで、パッドとハウジングの間に切込みをいれて形成された幅の狭いギャップ（図１９参照）がダンピング作用を発揮する。これによりパッドの不安定さの問題が解決できることは図から明らかである。ここでも、切込みは放電加工により、あるいは十分幅の狭いギャップが形成可能な他の方法により形成すればよい。図１９及び２０の実施例では、ハウジング３０は２つの個別ハウジング部材から構成されるように示されている。こうすることにより、シャフトが長い場合やシャフトが軸受の中に滑り込むことが望ましくない場合などに、組立てが容易になる。しかしながら図１９及び２０に示す分割構成の場合でも、パッド３１と支持ウエッブ３７及びハウジング３０は一体的に形成されている。このような軸方向における分割構成は、図２１及び２２に示され且つ以下に述べるようなモジュール構造において特に有利であるが、それは軸受内部へのアクセスが容易で、組立てが促進されるからである。この明細書において開示する軸受パッド形状はいずれもモジュール方式の部品として使用可能である。これを実現するには、例えばパッド部分と支持構造部材を個別の連結可能な部品として形成し且つ／又はこの支持構造部材をキャリアあるいはハウジングに着脱可能に固定する手段を構成すればよい。具体的には、同明細書で説明する軸受パッドにおいて、パッド部分は支持部材とは個別に製造して、このパッド部分にコネクタを設けておいてこれに対応する支持部材のコネクタと組み合わせることで、製造過程で着脱可能にあるいは不可能にパッド部分を支持部材に固定し、軸受パッドを形成すればよい。例えば、図２１〜２４に示す（以下で説明する）実施例では、コネクタは支柱３７ｐの上端部に形成されたネジの形態である。これと対になるネジきりされた孔あるいはネジ受入れ部がパッド３１に形成されている。従って、パッド３１は着脱可能に支柱３７ｐにねじ込むことができ、単一の支柱に支持された軸受パッドが構成される。もちろん、互いに対をなす周知のコネクタを用いてパッドあるいはリガメント部材を支持部材に連結してもよい。さらに、パッドは着脱可能に固定、つまり通常の態様で繰り返し外したり固定したりできるようにしてもよいし、あるいは着脱不可能に固定してもよい。例えば、パッドの構成を支持部材への圧入方式や、カムによる固定方式（着脱不可）、キーによる固定方式（着脱可能）などとし、あるいは支持部材がパッドに係合する（一般に着脱不可）ように構成すればよい。重合体あるいはゴム製のパッド部材が望まれる場合は、これを型形成するか、あるいは支持構造に直接に形成することが可能である。パッドや支持支柱又はリガメント又は他の支持構造を個別に形成することは、周知の単一体構造に比べて非常に有利である。例えば、異なるパッド部材をある特定の支持部材と組み合わせることが可能である。そうすることで標準的なパッド部材と標準的な支持部材とを用いることで、数々の用途において適する多彩な種類の軸受パッドが構成できる。従って、標準的な軸受パッド部材を所定数Ｘ用意し、標準的な支持部材を所定数Ｙ用意しておけば、Ｘ×Ｙ種の軸受パッドを構成することができる。従って、実質的にいかなる作動特性をも達成可能である。モジュール方式の用途の広さは、以下に述べるように、ハウジングに設けたスプリング状ビームを使用することによりさらに拡大される。これらハウジングもまた流体ダンピング式にしてもよい。標準的なパッド部材及び支持部材は、形や、材料及び寸法に応じて選択し、所望の作動特性を得るようにすることができる。例えば、パッドは重合体材料や、金属、セラミックスあるいは複合材料などで形成すればよい。通常、パッドの形状は製造工程及び作動特性を考慮して決められる。パッドを個別に製造すると、所望の形状に形成することが容易になる。例えば、軸受全体は型形成できなくても、パッドは打ち抜きや型形成が可能である。現時点での好ましい実施例が図に示されている。モジュール方式のティルティングパッド構造の一態様が図２１及び２２に示されている。この実施例から分かるように、軸受はこの場合も、単一の半径方向に延びる部材によってハウジング３０に支持されるパッド３１を有している。しかしながら、この場合は、支持の態様は、規格品ではあるがパッド３１とは一体的ではない支柱３７ｐである。この支柱の設計は現場での支柱の互換性を可能とするものである。さらに、このような設計により、より強度が低く弱いパッド用材料を使用し、同時に、支持に対しては、強度のある耐久限度の大きいスチール製支柱３７ｐを用いることが可能である。支柱は任意の形状、あるいは円柱状であり、その結果、この支柱は周方向及び半径方向に撓ませることが可能である。より具体的には、支柱３７ｐはすでに述べたリガメント３７を有しているので周方向に撓んで、安定性を向上させることが可能である。さらに、支柱３７ｐは半径方向にも撓むことができ、支持をうけるシャフトの軸心の位置調節作用を向上することが可能である。図２３及び２４は、支柱３７ｐのパッド３１への連結状態を示すものである。この明細書で説明するごとく、支柱３７ｐは図のようにパッドと螺合する。もちろん、他の形式の取り外し可能な固定手段を用いてもよい。図２１及び２２から明らかなように、支柱３７ｐは調節ネジ３７ａによりハウジングに固定してもよい。ここまでに述べてきた軸受は流体力学的なものであったが、ある用途においては、軸受特性は流体静力学的揚力を設けることで向上する。本願発明の軸受は流体静力学的揚力を構成するように改変することが可能である。このことについては図２５〜３０を参照してさらに説明する。図２５及び２６に示す実施例において、図１Ａに示したものに類似のティルティングパッド軸受が流体静力学的揚力を有している。この場合も、軸受の有する複数のパッド３１は、周方向に離間されており、薄いウエッブ３７を介してウジング３０に支持されている。また、ハウジング３０は図に示すように軸方向に分割可能であるようにしてもよい。この軸受は、圧縮流体をパッド３１の中央、好ましくは窪んだ領域に供給することで流体静力学的揚力を発揮する。単一のウエッブ３７を介してハウジング３０にパッド３１を設けることにより、パッド表面に静力学的流体を送ることが容易になる。特に、このような軸受においては、高圧用の柔軟なチューブは必要ない。流体静力学的供給路３１ｈｆは図２５及び２６に示すようにパッドの側面に導くか、あるいは図２７、２８、２９、３０に示すように支柱３７ｐ又はウエッブ３７の内部を貫通するように形成すればよい。図２７〜２９は、流体静力学的揚力を備えたティルティングパッド軸受の別の実施例を示している。この軸受は図２１〜２４のものと非常によく類似しているが、流体静力学的供給路３１ｈｆが支柱３７ｐ及びパッド３１内部を延びている点で相違する。図２９から明らかなように、流体静力学的供給路３１ｈｆは支柱３７ｐの中心を通って実質的に半径方向に延び、パッド３１の表面上の拡大された流体静力学的凹部３１ｈｒのところまで延びている。この流体静力学的凹部３１ｈｒとは反対側の流体静力学的供給路３１ｈｆの端部は環状流体溝３０ｃと流体の供給が可能であるように連結されている。作動時には、加圧された静力学的流体が環状流体溝３０ｃを介して、周方向に離間配置された各流体静力学的供給路３１ｈｆに供給される。このときの加圧流体は流体静力学的供給路３１ｈｆを通って流体静力学的凹部３１ｈｒに送られ、軸受操作に関連して流体静力学的揚力を発揮する。支柱３７ｐをハウジング３０に連結するネジは中心からずれて設けられ、支柱の底部は拡張形成されているが、これは、この実施例の流体静力学的供給路３１ｈｆが支柱３７ｐの中心を通っているためである。図３０は、本願発明に基づく流体静力学的軸受の別の実施例を示している。この実施例では、軸受パッド３１、支持リガメント３７及びハウジング３０は単一片として一体形成されている。この点を除き、図３０に示される構造は図２７〜２９に示すものと同様である。具体的には、流体静力学的供給路３１ｈｆは各支持リガメント３７の内部を半径方向に延びて、環状流体溝３０ｃと、離間した各軸受パッド３１のパッド表面に形成した流体静力学的凹部３１ｈｒとの間の流体通路として機能している。流体静力学的揚力を発揮するように改変した本願発明の軸受のいずれの場合にも、流体静力学的揚力の基礎的原理は、流体の圧力抵抗膜をパッドとシャフト表面の間に形成し、この２つの表面が直接に接触することを防ぐ点にある。流体静力学的効果を得るには、図２７〜３０に示しすような拡張された流体静力学的凹部３１ｈｒを設けることが望ましい。これは、全体的な流体静力学的力が、圧力とこの流体圧力が作用する面積の双方の関数だからである。シャフトに作用する流体静力学的力は、流体圧力を受ける表面積が大きいほど増大する。容易に分かるように、流体静力学的凹部を設けることで高圧流体が作用する表面積が大きくなり、従って全体的な流体静力学的力も増大する。最後に、本願発明の流体静力学的作用及びダンピング作用を併せて使用することが有利な場合もあろう。これは、ダンピングギャップあるいはキャビティを、流体静力学的供給路及び流体静力学的凹部と組合せることで達成できる。このようにすると、軸受は衝撃型の負荷を吸収することが可能となる。これまでにおいて、本願明細書の請求項に係る発明の最良の、すなわち極低温での使用形態に従い、本願発明の軸受を説明してきた。しかしながら、本願発明はこのような用途にのみ限定されるわけではない。それどころか、本願発明は他の流体静力学的軸受や、軸受クリアランス及び流体ダンピングが有用である他の場合にも適用可能である。図１Ｂは本願発明に基づく別のティルトパッド軸受を示している。この軸受は図１Ａに示したものと同様であるが、いくつかの相違点がある。まず、ウエッブ３７が周方向に偏位しているので、この軸受は実際上、一方向にのみシャフトの回転を支えるように設計されている。支持態様は各回転方向により異なるので、パッドの傾斜特性は変化し、一方向にのみ適切に作動する。図１Ｂの軸受は、周方向に離間された６つのパッド３１を有している。このパッドもまた単一の半径方向に延びた薄いウエッブ３７により支持されている。このウエッブは軸受ハウジング３０に支持される。この場合も、ウエッブ３７は、傾斜応力を避けることができるように十分厚く、且つ、固定されることなくティルトパッドとしてパッドが揺動ほどに十分薄く形成されていることが重要である。図から明らかなように、リガメントの長さは周方向の幅よりも長くなっている。図１Ｂの実施例において、軸受ハウジング３０は半径方向に延びる潤滑油通路３０ｏを備えており、潤滑剤を軸受ハウジングに供給している。潤滑油通路３０ｏは図１Ｂに示すように、隣接するパッドの間に設けることが好ましい。本願発明の別の側面によると、テーパー状スラストランド部３１Ｔが軸受ハウジング３０に設けられ、作動中に発生する僅かなスラスト荷重を支持している。これが必要となるのは、軸受を遊星歯車装置などに使用する場合であって、このときには、遊星歯車シャフトの位置決めの際に僅かなスラスト荷重が発生する。スラストランド部３１Ｔは、好ましくは軸受に沿って周方向に離間配置する。図１Ａの実施例と同様に、図１Ｂの実施例は単純なピボット型ウエッブを備えている。しかしながらこの場合も、支持構造を改変して同明細書で述べるような柔軟性を付加することも可能である。図２、２Ａ及び３に示す構造は、ジャーナル軸受アセンブリの一部である。ここには溝及びスリットが形成されており、これがハウジング１０及び周方向に配置された複数の軸受パッド１２を規定している。各軸受パッドは、ハウジング、ビーム１４及びスタブ部材１６を含む支持構造により支持されている。この軸受は、パッドの周方向中央ライン１３ａ（図３）に関して非対称である。従って、この軸受は一方向型のラジアル軸受である。すなわち、この軸受は一方向にのみ回転するシャフトを半径方向に支持するために使用される。この実施例における軸受は、矢印で示されたような反時計回りに回転するシャフトのみを支持する。一方、軸受がパッドの中央ラインに関して対称であれば、時計回りや反時計回りのどちらの回転に対してもシャフト５を支持することが可能である。すなわち、この場合の軸受は両方向型である。各軸受パッド１２は先行縁１５及び後行縁１７を備えている。先行縁は、回転中のシャフト上の一点が最初に近づくほうの縁として定義する。同様に、後行縁は、回転中のシャフト上の前記一点が周方向にみて後で近づくほうの縁として定義する。正しい方向に回転しているとき、シャフト５は、先行縁を始点とし、軸受パッドを横切って後行縁から出ていくように流体膜の上を移動する。最適特性が得られるのは、周方向のパッド１２の中央ライン１３ａと後行縁１７の間で、好ましくは中央ライン１３ａにより近い点１６ａ（図３）において、スタブ部材１６が軸受パッド１２を、従って負荷を支持するときである。ビーム１４は点１４ａ周りに揺動する必要がある。前記点は中心角に関して先行縁と後行縁との間に位置し、ビーム１４が撓むと後行縁１７は内側に撓む。もちろん、撓みの程度は、いろいろな因子の中でもビームの形状や、軸受に設けられた切込みあるいはスリットの長さに依存する。図２及び３から明らかなように、パッド１２は円弧状面１３を備えており、この面は、パッドが（流体膜を介して）支持するシャフトの外径半径あるいは弧に本質的に対応しており、各パッドは軸方向及び半径方向に延びる縁により規定されている。軸方向に延びる縁には先行縁及び後行縁が含まれている。図３には、ビームが静止位置（実線）及び撓み位置（仮想線）の双方にある場合が描かれている。図１に示すような支持構造の基本的構成は、小さなスリットあるいはきりこみを壁に設けることで実現されている。典型的には、これらスリットあるいは半径方向の切込みの幅は、０．００２インチ〜０．１２５インチの間である。撓みの程度は、他の因子の中でも、切込みの長さを変えることにより変化する。切込みを長くするほどモーメントに関する腕の長さが大きくなり、撓み量も大きくなる。切込みが短くなると、ビームの柔軟性は小さくなり、大きな負荷を支持することが可能となる。切込みあるいはスリットの長さを選択する場合に、共振が生じないように配慮する必要がある。ビーム１４の端部を図に示すような位置に設けると、連結点１６ａ周りの下方向に撓むことで、パッド１２の後行縁１７は内側方向に、先行縁１５は外側に移動し、パッド１２は図９の破線に示すように僅かに平坦化する。このような撓みの結果、パッド面１３とシャフト５の外表面との間に形成され且つ流体が流れるギャップが楔形状となって、よく知られた流体力学的支持効果を生み出す。理想的には、後行縁−シャフト間の間隔の、先行縁−シャフト間の間隔に対する比は１：２から１：５の間である。換言すれば、先行縁−シャフト間の間隔は後行縁−シャフト間の間隔の２〜５倍であることが必要である。具体的な用途に対して、常にこのような理想的な間隔あるいは楔形状比を達成するためには、この単一体部品の数や寸法、位置、形状及び材料特性を含む適切な撓み変数を選択する必要がある。コンピュータを利用した有限要素法が、これら変数の最適化手段として最も有効であることが分かっている。コンピュータを利用した解析方法が特に有用なのは、６つの方向すべてに可動な（６自由度の）上述のような軸受の場合である。流体力学的軸受の性能を考慮する場合に最も重要な点は、支持を受ける回転シャフトと軸受パッド表面の間の空間の形状であって、これは典型的には先細りの楔状である。支持シャフト表面の形状は基本的に変化しないから、流体力学的軸受の設計を考える場合に最も重要な点は、負荷を加えた状態におけるパッド表面の形状である。負荷をかけた場合のパッド表面の形状は２つの要因に依存する。すなわち、パッド自体の形状と、パッドに対する支持部材の構造及び位置関係である。これを説明するために、まず様々な支持構造の態様を説明し、これに続いてパッドの様々な設計態様について述べる。強調すべきは、ここに開示する様々な支持構造は、ここに開示するパッド形状のどれに対しても適用可能であり、ここに使用するパッド形状は、ここに開示する支持構造のどれに対しても適用可能であるということである。図４及び５は、本願発明の特徴を取り入れた軸受の第２例を示すものであり、この場合の軸受はスリットあるいは切込み及び溝を備えていて、これらが軸受ハウジング３０と伴に軸受パッド３２を規定している。このパッドをハウジング３０に対して支持している支持構造は、一組のビーム部３４ａ、３４ｂを有するビームを具備しており、これらビーム部は直線状にパッドから延びている。さらに、パッドにはアンダーカットが施されていて、パッドはパッド支持面３４ｐｓにおいてビームにのみ支持される構成になっている。図５から明らかなように、ビーム部３４、３４ａは適当なスタブ状ビーム端部３６、３６ａを有しており、それぞれがビームに対して片持ち梁として作用する。図４から分かるように、図５の斜視図はパッド３２の一部だけを示している。完全なパッドが図５Ａ及び５Ｂに示されており、これらの図は図４の軸受の改変例を示したものである。図から明らかなように、パッド支持面３４ｐｓは、先行縁３５よりも後行縁３７の近くに位置している。このように構成することで、図７が示すようにビームの捩じりがビームの中間で起こり、図に示すような捩じり変形が生ずる。この場合も、主となる柔軟性は、軸受ハウジング壁に設けられた僅かな切込みやスリットにより与えられる。このような切込みにより、軸受パッドが６自由度を有する（すなわちパッドは＋ｘ、−ｘ、＋ｙ、−ｙ、＋ｚ、−ｚ方向に平行移動可能であり且つ、ｘ、ｙ、ｚ軸周りに回転可能である）ようになり、切込みをうまく設計することで流体力学的な楔の形成を最適化できるようになる。切込みあるいはスリットを貫通させることなく途中で止めてビーム部３４ａ、３４ｂを形成すれば、パッド３２は、図５Ａに示すように連続したシリンダー状の膜３４ｍによって支持されることになる。この膜は流体ダンパとして作用し、このうえにパッド３２が支持される。切込みは図４の点Ａ及び点Ｂで止まっている。膜の柔軟性が流体潤滑剤とともにダンピング作用を変化させ且つパッドをハウジングから分離する。ダンピング作用は、高いダンピング特性を示すダッシュポットの形態をとる。図５Ｂに示すように、切込みあるいはスリットを点Ａ及びＢから下方に延ばすことにより、ビームを図５に示すものよりも単純に規定することができる。この場合、軸受は単純な撓みによる回転を行うように、換言すれば単一の半径方向に延びるビームにより支持されている。すでに指摘したように、このような構成はある種の用途に適している。このような構成では、ビームはその幅よりも半径方向に僅かに長くなっており、柔軟性を十分に確保できる。図８は本願発明の特徴を取り入れた軸受のまた別の実施例を示すものである。この実施例では、内部にスリットや切込みが設けられており、ビーム支持構造のビームを構成している。具体的には、この軸受は溝及びスリットあるいは切込みを備え、これがパッド４０を規定し、このパッドはビーム４２及び４４を介してハウジングに支持されている。パッドは支持スタブ４０ａ及び４０ｂの箇所でビームに連結されている。ビームは、ハウジングに対して支持スタブ４６及び４８の箇所で連結されている。この場合も、軸受は軸受壁を貫通する薄い切込みあるいはスリットによって構成されている。パッド表面下方の切込みあるいはスリット６０は柔軟性を追加する作用がある。これにより負荷の下でパッドが変形して翼形状を形成し、潤滑剤を導き入れることを可能としている。このように２点支持によるビームを設けることで、パッドはスプリング状の膜として作用する。図１０Ａは，パッド４０が負荷により撓んでいる形状を示している。図（誇張あり）に示すように、パッドは、負荷により撓んで翼形状をとるように形成及び支持されている。この翼形状により性能が著しく向上する。図から明らかなように、パッドはｘ、ｙ、ｚ方向に平行移動可能でありｘ、ｙ、ｚ軸回りに回転可能である、すなわち、パッドは６自由度を有している。この場合の構造も、最適な流体力学的楔を形成することが可能である。図９は、表面パッド５０固有の局所的な撓みを示すものであって、負荷の下でパッドが平坦になっている。これらの撓みは、図３及び1０に示す支持構造の撓みと協働するが、この支持構造の撓みと比較すると程度は小さい。これらを総合した場合の結果は図３及び１０に示すような形をとって表れ、面の曲がりは僅かに平坦化される。図３１及び３１Ａは本願発明に基づくジャーナル軸受の別の実施例を示している。図３１及び３１Ａに示す軸受構造はすでに述べたジャーナル軸受構造とは異なり、両方向式である、すなわち、図３１に示すように時計回り及び反時計回りのどちらにもシャフトを支持することが可能である。この軸受は、パッドが中央ラインに関して対称形であるため両方向に回転できる。このときの中央ラインとは、軸受の軸心（６０６）及びパッドの幾何学的中心を通って半径方向に延びる線として定義される。すでに述べたジャーナル軸受と同様に、図３１及び３１Ａの軸受は、半径方向及び周方向に延びる複数の薄いスリットを備えており、周方向に離間配置された軸受パッド６３２を規定している。軸受パッド６３２のそれぞれに対する支持構造は、図８に示すジャーナル軸受の支持構造とやや類似している。特に、各軸受パッド６３２は、２つのパッド支持面６３２ｐｓにおいてビーム支持構造により支持されている。各パッド支持面６３２ｐｓにおいて軸受パッドに連結されているビームのネットワークは同一形状であり、軸受構造を対称形にしているので軸受は両方向式である。これに関する説明を単純化するために、１つのパッド支持面において軸受を支持しているビームのネットワークのみを説明することにする。これは、もう一方のパッド支持面も同様に支持されているからである。まず第一に、図３１に示すように、略半径方向に延びるビーム６４０がパッド支持面６３２ｐｓにおいて軸受パッド６３２に連結されている。第二に、略周方向に延びるビーム６４２はビーム６４０の半径方向外側端部に連結されている。第三に、略半径方向ビーム６４４はビーム６４２から半径方向内側に向かって延びている。第四に、略半径方向ビーム６４８はビーム６４４から半径方向外側に向かって支持構造のハウジング部分まで延びている。要約すると、図３１に示す各軸受パッド６３２及び軸受は、１０個のビームと軸受ハウジングによって支持されていることになる。さらに、以下に述べるように、半径方向に延びる周方向に離間配置された溝や、支持構造のハウジング部分において連続的に延びる周方向の溝を形成することにより、支持構造のハウジング部分が複数のビーム又は膜として作用するように設計することが可能である。また、図８の軸受と同様に、パッド面の下方に切込みあるいはスリットを形成することにより、付加的な柔軟性が付与され、負荷の下でパッドが変形して潤滑剤を導入するための翼形状が形成される。従って、２点支持によるビームにより、パッドはスプリング状の膜として作用することになる。図３１Ａは図３１の半径方向断面図であり、第三のビーム６４４、軸受パッド６３２及びハウジングを示している。図３２、３２Ａ及び３２Ｂは、本願発明に基づく別のジャーナル軸受の構造を示している。この軸受構造がすでに述べた軸受構造と異なる点は、この軸受のパッド及び支持構造が、シリンダ状ブランクに形成された相対的に大きな溝や開口により規定されていることである。このタイプの構造はブランクを機械加工して作成するのが通常であって、すでに説明した実施例で小さな溝を形成するために用いた放電加工やその他の類似技術はあまり使用しない。図３２に示す軸受構造の利点は、極めて小型の軸受が必要となる用途において、図３２、３２Ａ及び３２Ｂに示すタイプの軸受を形成する際に必要な、相対的に大きな切込み及び開口を正確に形成することが容易であることである。これに対して、例えば図１及び８に示す構造に必要とされる切込み及び開口スリットは相対的に小さなものである。さらに、溝や開口は一般に大きいほど型形成や押出し形成が容易である。相対的に大きな切込みにより形成された軸受は、大きな剛性の軸受パッド支持構造を有する極めて大型の軸受が必要な用途にも使用可能である。図３２に示す軸受パッドは、パッドの中央ライン７０６Ａに関して対称形である。従って、この軸受は両方向式である。さらに、３２Ｂの斜視図から明らかなように、この軸受は隠れた開口をもたず、その断面は連続的である。従って、この軸受は押出し及び型形成が容易である。もちろん、この支持構造を改変して、断面を不連続なものにすることも可能である。具体的には、半径方向に延びる周方向に離間配置された溝や、非対称に配置された半径方向に延びる開口などを設けて支持構造を改変し、それにより性能特性を変更してもよい。この軸受の軸心は７０６である。図３２に示すように、この軸受は周方向に離間配置された複数の軸受パッド７３２を備えている。各軸受パッド７３２は支持構造により支持されており、これは略半径方向に延び且つパッド支持面において軸受パッド７３２に連結された一組のビーム７４０を有している。また、略周方向に延びるビーム７４２が各ビーム７４０を支持している。ビーム７４２はハウジングあるいは支持スタブ７４４に連結され、片持ち梁の態様をなしている。この軸受において、ビーム７４０は第１支持構造として、ビーム７４２は第２支持構造として、ビーム７４４は第３支持構造としてみなすことができる。図３２に示す第２ビーム７４２は、支持構造のハウジングにおいて軸方向に延びる周方向溝７５０を複数個、設けることで規定される。両方向式軸受の対称性を維持するために、これらの溝は、軸受パッド７３２の周方向の間隔と同様の態様で、パッド中央ライン７０６Ａに関して周方向に離間配置されている。もちろん、これと同様の周方向に離間配置された半径方向溝を、すでに述べた軸受構造のいずれに設けてもよい。例えばすでに述べたように、このような溝を図３１及び３１Ａに示す軸受構造の外周に設けて、追加のビーム状支持構造を構成することも可能である。図３２Ａは、図３２に示す軸受の一部の半径方向断面図である。この断面図では、軸受パッド７３２及び第１ビーム７４０が見えている。図３２Ｂは、図３２の軸受の斜視図である。ここで、軸受の外周面における周方向のシリンダ状部分は、曲面を強調するためにやや誇張されたセグメントとして描かれているが、これらは実際には連続的な曲面である。図３３は、本願発明に基づくジャーナル軸受構造を示している。図３２の軸受と同様に、図３３の軸受は相対的に大きな溝及び孔を有するように形成されている。特に、等しく間隔で離間された半径方向に延びる周方向溝が、周方向に離間配置された複数の軸受パッド８３２を規定している。パッド８３２はさらに、軸方向に延びる一組の周方向溝によっても規定されており、これらの溝はシリンダ状ブランクの平坦面から対称に延び、これらを最もよく表している図３３Ｂ及び３３Ｃにおいて符号８３４及び８３５により示されている。この軸受支持構造は、すでに述べた構造的特徴と、周方向に離間配置され且つ対称的に配置された複数の浅い孔８３８と、周方向に離間配置され且つ対称的に配置された複数の深い孔８３７と、によって規定されている。このような隠れた孔８３７、８３８があるために、図３３の軸受構造は押出し形成できず、単純なツーピースモールドによる型形成も不可能、すなわち、容易には型形成できないということである。図３３Ａから明らかなように、深い方の孔８３７は軸方向溝８３６と交わって、各軸受パッドに対する支持構造を規定する。この支持構造はさらに、シリンダ状ブランクの外周面から延びる周方向溝８３９によっても規定されている。図３３〜３３Ｃを参照すれば分かるように、上述のような構造部材を設けることが、軸受パッド８３２に対する支持構造を付与することとなる。この支持構造は、パッドを直接支持するビーム８４０すなわち第１支持構造と、２つの連続的なビーム８８２すなわち第３支持構造と、第２支持構造と、を含んでいる。この第２支持構造は、ビーム８４０を連続的なビーム８８２に連結する孔８３７及び８３８により部分的に規定される複数のビームを有している。図３３〜３３Ｃの軸受の支持構造は、軸心８０６から延びるパッド中央ラインに関して非対称なので、一方向回転式である。さらに、図３２の軸受と同様に、この軸受は、非常に小さな軸受を必要とする用途において特に適している。これは、この軸受及びその支持構造を規定している相対的に大きな溝及び孔が、より簡単に製造できるからである。図３４及び３４Ａ〜３４Ｄは、本願発明に基づく別のジャーナル軸受構造を示している。軸受パッド及びそれらの支持構造が、図に示すような相対的に大きな溝及び孔により規定されているという限りにおいて、図３４の軸受構造は、図３３のものと類似している。軸受パッド９３２に対する支持構造は、軸受パッド８３２に対するものと同様である。特に、軸受パッド９３２のそれぞれに対する支持構造が同一であるのに対し、この支持構造は各軸受パッドに関して対称ではない。従って、図３４に示される軸受は一方向回転式である。さらに、支持構造が隠れた開口を含んでいるので、この軸受は押出し形成も、単純なツーピースモールドによる型形成も不可能である。図から明らかなように、この軸受支持構造は、一組のビーム状部材９４０を含む第１支持構造を有している。このビーム状部材は軸受パッド９３２に連結され且つ対称的に配置された開口９４２によって部分的に規定されている。軸受の外縁に形成された周方向の浅い溝は、連続した一組のビーム状エレメント９８２を備えた第３の支持構造を規定している。ビームと、ビーム９４０を連続したビーム９８２に連結するための膜状ネットワーク９６０と、を含む第２支持構造は、対称的に配置された複数の大きな孔９４４と、対称的に配置された複数の相対的に小さな孔９４６と、非対称的に配置された小さな孔９４８と、を設けることにより規定される。非対称的に配置された孔９４８を設けることによる利点は、支持構造がより柔軟になり、このためにこれら孔の方向にバイアスされることである。従来は、流体力学的軸受のパッド形状は、主に製造上の都合により決められていた。スラスト軸受の場合は、これが意味するところは扇状パッドであり、これにより支持面積が最大化される。また、本願出願人の以前の米国特許第４，６７６，６６８号の場合は、製造コストを低くするための円形パッドであった。ラジアル軸受の場合は、単純なシリンダ状の断面形状を有するパッドが使用されてきた。しかしながら、本願発明者は、重要な性能特性が、従来のパッド形状を改変することで達成可能であることを見出した。それにより支持構造は単純化され、時には省略してしまえる場合もある。典型的なラジアル軸受パッドの例が図３６に示されている。平面図Ｔ、端面図Ｅ、側面図Ｓのそれぞれに対応する視線が、Ｔ、Ｅ、Ｓを付した各矢印により示されている。伝統的なラジアルパッド形状に対するさまざまな改変例に関し、以下に述べることにする。パッド形状に対するこのような改変例は、組み合わせてもよいし、単独で使用してもよい。また、このような改変例は、図示したような特定のパッド形状以外のパッドにも容易に適用可能である。さらに、パッドは、両方向の操作を可能とするために対称的に形成してもよいし、回転方向に応じて異なる操作状況を付与するために非対称的に形成してもよい。以下に述べる改変されたパッド形状は、本願明細書に述べる構造を含む任意の支持構造と共に使用することが可能であり、また、適切な組合せで使用する場合には、可撓性の支持構造を全く必要としないようにすることも可能である。一般的なパッド形状の第一の改変例を図３７及び３８に示す。この改変例は有限要素法に基づくものである。これにより分かったことは、潤滑剤が入る縁（先行縁）の長さを増すと軸受特性が向上する場合があるということである。具体的には、先行縁を長くすることにより、パッド中央に向かう潤滑剤の量が増加する。この効果を実現するためには、放射状の切込みをパッド表面に設けて先行縁を長くすればよい。このときの切込みはパッド全体にわたってもよいし、あるいは、部分的に設けてパッド表面に凹部を形成してもよい。ただしこのような放射状の切込みにより、パッドの負荷支持面は減少する。従って、この２つの兼ね合いが問題となる。潤滑剤を増加しようとすれば負荷支持面が少なくなってしまうのである。図３７及び３８はそれぞれ、各縁に放射状の切込み３２Ｃを設けたラジアル軸受パッド３２の側面図及び平面図である。放射状の切込み３２Ｃを設けることでパッド中央への潤滑剤の供給量が増え、同時にパッドの負荷支持表面積が減少する。図３７及び３８に示すラジアル軸受は、各縁に形成された放射状の切込み３２Ｃに関して対称的であるので、両方向式のパッドである。図３９は基本的なパッド形状に対する別の改変例を示している。具体的には、軸受パッドの先行縁をテーパ状にすることで、インレットベンディング(inlet b ending)が増大する。これにより、より多くの潤滑剤がシャフトとパッドの間のスペースに流れ込み、パッドの負荷支持能力が増す。コンピュータを用いた複合有限要素法(complex finite element analysis)により、最適潤滑剤流れを得るために必要な曲げの量が予測可能である。図３９はラジアル軸受パッド３２の側面図であって、テーパー３２ｔが各縁に設けられており、両方向に作動可能である。基本的なパッド形状の改変はまた、パッドの側面縁にレール(rails)を設けることによっても可能であり、この場合は負荷の下でパッドが撓んで、パッド面に潤滑剤を保持する溝を形成し、端部あるいは側面からの漏れを最小限にすることが可能である。そのように改変したパッド形状の例が図４０に示されている。図４０が示すラジアルあるいはジャーナル軸受パッド３２は、軸方向の縁に側面縁レール３２ｒを備えている。負荷をかけたときのパッドの撓みを、ここでも相当に誇張してはいるが、仮想線により示す。この誇張した例から明らかなように、パッドは負荷をうけて撓み、潤滑剤保持溝を形成して、軸受の軸方向端部に沿う潤滑剤の漏れを防止している。図３９を参照してすでに述べたように、軸受パッドの先行縁のインレットベンディングを大きくした方が望ましい場合がある。この望まれる結果を達成あるいは強化するための軸受パッド形状の別の改変例を図４１に示す。具体的には、先行縁をテーパー状にすることに加えて、あるいはそのかわりに、パッド下方面における下方縁の先行縁近傍に溝を形成し先行縁の曲げを大きくし、同時に平坦な表面を保持するようにしてもよい。図４１は、各側面縁近傍の外表面に形成された溝３２ｇを有するラジアル軸受パッド３２を示している。流体力学的パッドを設計する際にさらに考慮しなげればならないことは、パッド自体が、各個別のパッドを規定するために溝を形成するだけで、単一の部材から形成可能であることである。図４２はシリンダ状の本体が、その半径方向内側面にパッド規定溝３２ｐを設けることで、個別のジャーナルパッド３２に分割されていく様子を示すものである。特定のパッド形状の設計において考慮すべき最後の点は、パッドに底面凹部を設けることである。具体的には、底面凹部を設けることにより、図４０に示すものとやや類似した態様でチャネリング(channeling)が起こり、図３９に示すテーパー状構造と同様にしてインレットベンディングが可能となる。一方向型操作用に設計されたパッドに形成される底面凹部の例が、図４３に示されている。この場合における唯一の相違点はパッドが円錐の一部を形成することである。図４３は、ある縁に底面凹部３２ｂが形成されたラジアル軸受パッド３２を示している。この軸受も一方向型である。図４４は、図４３と同様の軸受パッド形状を示しているが、相違点は、底面凹部１３２ｂが軸受パッドの双方の縁に設けられており、そのために両方向に操作が可能な点である。具体的には、図４４のラジアル軸受パッド３２は各縁に底面凹部３２ｂを有している。この凹部は、図４３の一方向型軸受に設けられた凹部よりも短くなっている。すでに述べたように、特定の用途に対するパッド形状の設計は、その用途において要求される条件に依存する。ここまでに述べた構造上の改変例及び考慮すべき点は単独で、あるいは組合わせて適用することが可能である。図４５は、ジャーナルあるいはラジアル軸受パッド３２の平面図である。このパッドは各縁に放射状の切込み３２Ｃが形成されており、先行縁の長さを増大している。これにより軸受パッド表面に供給される潤滑剤の量が増加する。図４６は、図４５の軸受パッド３２の側面図である。この図から明らかなように、パッドの頂面には放射状の切込み３２Ｃが、パッド底面の縁にはテーパー３２ｔが、パッド底面には底面凹部３２ｂが、パッド底側面には溝３２ｇが、そしてパッドの底面から半径方向外側に延びるレール３２ｒが、それぞれ設けられている。図４７は、図４５及び４６の軸受パッドの底面図である。ここでは、底面レール３２ｒ、溝３２ｇ及び底面凹部３２ｂが見えている。必要に応じ、図４５及び４６に示すようなパッドを備えた軸受を単一片から形成し、この際にパッドが、図４２に示すようなパッド規定溝により、互いに分離するように形成することが可能である。本願発明の重要な側面の１つは、機械加工可能な軸受形状を開示することにある。すなわち、このときの軸受形状は、標準的な既存の加工技術を用い、肉厚のテューブ又は同様のシリンダ状ジャーナルの単一片を機械加工することにより製造できる。このような軸受の特徴は、それらが肉厚のテューブ又は同様のシリンダ状ジャーナルの単一片に、孔や、スリット及び溝を設けることで形成される点にある。このような軸受の利点は、プロトタイプの製造が容易であり、試験の後にこれらプロトタイプを改変することが可能なことである。もちろん、このような軸受を、型形成や鋳造技術などを用いて大量に製造するときには、異なる製造上の配慮により、異なる形状をとることになる。形状を変えると軸受特性が影響を受けるという認識が、重要である。製造の際に考慮すべきまた別の点は、型形成の容易さである。もちろん、本願発明の軸受構造のほとんどは、なんらかの型形成技術により形成可能である。しかしながら、ある特定の形状だけが、単純なツーピースモールド、すなわち、カム(cams)を含まない鋳型により射出成形可能である。本願発明の軸受の別の利点は、軸受が容易に型形成可能な形状に、すなわち、単純なツーピースモールドを用いた射出成形法により製造可能な形状に構成することができる点である。一般に、型形成容易な形状とは、型形成にカムを必要とする隠れたキャビティがないことにより特徴付けられる。例えば、ラジアル軸受の場合は、型形成容易な形状とは、半径方向に延びる溝を内径及び外径に含まず且つ連続的な軸方向断面を有するものである。図３２、３２Ａ及び３２Ｂに示す軸受は、容易に型形成可能なラジアルあるいはジャーナル軸受の一例である。ある種のガス又は気体潤滑撓みパッド軸受の場合、負荷やスピードが空気膜の能力を超えることがある。このような場合は、液体リザーバあるいは液体槽を設けることなく、液体式の潤滑剤を先細りの楔状部分に付与する必要がある。図３５〜３５Ａは、この目的を達成するための軸受構造を示している。特に、これらの図は、本願発明のまた別の重要な側面に基づく新規な自己潤滑型撓みパッド軸受を示している。この軸受は、本質的に本願明細書に説明する撓みパッド軸受であり、それぞれの開口に潤滑プラスチィクを含むように改変されている。この軸受に用いるプラスチィクは従来のキャスタブル(castable)多孔質プラスチィクであって潤滑液に浸されるとこれを吸収する機能を有している。このようなプラスチィクの一例として、ポレックス(POREX^TM)の商標で販売されているものがある。一般に、多孔質プラスチィクは、空気をプラスチィク材料に射出し、多孔質状態に構成することで、さまざまなプラスチィクから形成可能である。特に、潤滑液体は、多孔質プラスチィクにロウソクの芯と同じ態様で吸収されてこのプラスチィク体に保持される。自己潤滑型撓みパッド軸受は、上述したような従来のジャーナル型、スラスト型あるいはラジアル・スラスト複合型の撓みパッド軸受の撓み部材間のスペースに、従来の多孔質プラスチィクを型形成又は射出成形により挿入することによって構成できる。このような構成の結果、作動中のシャフトの動き及び撓み部材の圧縮によって液体潤滑剤が多孔質プラスチィクから出てゆき、先細状楔の先行縁に引き込まれる。液体が充満した楔の形成により、軸受の負荷特性及び速度特性が著しく向上する。潤滑剤は、パッド表面を通過し後行縁から出たのちは多孔質プラスチィクによって再度吸収される。本願発明の一つの重要な側面は、標準的な軸受材料と多孔質プラスチィクを組み合わせた複合構造にある。このような組合せにより、両材料特有の性質を利用することが可能となる。具体的には、従来の多孔質プラスチィクだけでは、撓みパッド軸受の材料としては適切ではない。これは、このプラスチィク内部の孔は完全に空虚であり、非常に薄い流体膜の形成には障害となる。他方、従来のプラスチィク又は金属軸受材料には孔がないので、潤滑剤を大量に吸収するわけにはいかない。しかしながら、上述したような方法で両方の材料を使用すれば、効果的な自己潤滑型流体力学的軸受が構成できる。さらに、標準的な軸受材料と潤滑剤を吸収する多孔質プラスチィクを組み合わせて使用することによる協働効果が生ずる。例えば、軸受表面の撓みが補助となって、液体潤滑剤が先行縁に供給される。さらに、軸受表面のチャネリングあるいは潤滑剤保持撓みが、潤滑剤を保持する助けとなる。図３５及び３５Ａは、本願発明に基づく自己潤滑型撓みパッド軸受の一例を示している。特にこれらの図が示す軸受は、撓み部材間のスペースに液体潤滑剤を吸収する多孔質プラスチィクを詰めた、すでに述べた軸受の改変例と類似のものである。ある程度までは、この軸受は骨格部材として作用し、多孔質プラスチィク部材は潤滑剤の保持及び放出スポンジとして作用する。特に、図３５及び３５Ａが示す自己潤滑型軸受は、図３２及び３２Ａの軸受と本質的に同一の基礎軸受構造を有している。しかしながら図３５の軸受構造は、多孔質プラスチィクが、軸受間の開口部と、軸受パッド７３２間のスペースと連続した軸受構造内部の開口と、を満たすように改変されている。もちろん、軸受パッド下方のスペースも多孔質プラスチィクで詰めてもよい。しかしながら、多孔質プラスチィクと軸受パッド表面とが通じていない場合は、このような多孔質プラスチィク領域を設けても無意味である。自己潤滑型撓みパッド軸受の製造は、大きく分けて３つのステップを含んでいる。まず第一に、基礎となる軸受構造あるいは骨格部材を標準的な軸受材料から作成する。第二に、多孔質プラスチィクを軸構造の所望のスペースに注入する。製造上の都合を考慮し、このときのプラスチィクは潤滑剤を含ませないで注入する。最後に、多孔質プラスチィクが所定のスペースに詰められた軸受に液体潤滑剤を付与する。多孔質プラスチィクに液体潤滑剤を適切に付与するには、一方の側面から潤滑剤を作用させることが必要である。液体潤滑剤のなかにつけてしまうと内部に潤滑剤が行き渡らない部分が生ずる。これは、孔が一方向から通気されなくなったためである。本願発明の軸受はシャフトに取付けられたときに、締まりばめとなるように設計することも可能である。この場合、軸受はシャフトに押しつけられ、パッドはわずかに撓んで、静止した設置状態のままで先細状楔を形成する。軸受パッドの後行縁はシャフトに接触する。瞬間的に始動すると、流体膜が楔の中に進入し、流体圧力を増大させてシャフトとパッドの分離が起こる。従って、本願発明の別の重要な側面によれば、シャフトが作動していないときに、軸受の後行縁がこの支持シャフト部分に接触するように、本願発明の軸受を設計し、寸法を決めることが可能である。図１Ｃは、３つのパッドを有する能動的センタリング撓みパッド軸受の側面図であり、この軸受は、回転軸の浮動状態を最小化あるいは完全に除去することが必要とされる場合に使用される。図１Ｃに示すように、この軸受は２種類の異なる軸受パッドを含んでいる。すなわち、３２と表示されている周方向に短いパッドと、３１と表示されている周方向に長いパッドでる。短いパッド３２は柔軟性のあるセンタリングパッドとして作動する。これらのパッドはゼロクリアランスから始動する。すなわち、シャフトとの接触状態から設計速度において流体力学的圧力のもとでより大きな作動クリアランスまで広がる。大きい方の中央揺動型パッド３１は揺動回転に対する剛性は小さく、半径方向の剛性は大きいので、バランスの悪いレスポンスを低減し、安定性を維持する。大きい方の中央揺動型パッド３１の作動態様は、図１Ａ及び１Ｂを参照して既に述べたティルト型パッドと同様である。このパッド３１は単一のリガメント３７によって支持されており、図の平面内で単純な柔軟性を発揮する。しかしながら、このリガメントは、揺動に対して実質的に抵抗をもたない程、薄く形成することが重要である。少なくとも、このリガメントの半径方向の長さは周方向の幅よりも長くなければならない。つまり、大きい方のパッド３１は支持構造３７を有しており、このためにパッド３１の単純な揺動が可能となる。このような単純な揺動構造が作動速度において十分な支持機能を付与することは周知である。シャフトのセンタリング及び始動時の支持を確実にするためには、小さい方のパッド３２がより柔軟な支持構造を有しておればよい。具体的には、パッド３２の支持構造は、スタブ状シャフトの形態をした第１支持部材３７１と、周方向に長く延びたビーム３７２の形態をした第２支持部材と、第２支持部材３７２を軸受３０のベースあるいは外縁に連結するスタブシャフトの形態をした第３支持部材３７３と、を備えている。ビーム３７２が周方向に延びていることにより、パッド３２の表面に作用する力はすべて、図１Ｃに示す揺動点ＰＰの周りの揺動を生じさせることとなる。この揺動点ＰＰは軸受パッド３２の後行縁３２ｔを周方向にこえた位置に設定されている。その結果、パッド３２に作用する力は、図１Ｃに示す方向にモーメントＭを生じさせる。このため、静止状態において、パッド３２とシャフトはパッドの後行縁でのみ接触する。このようにして、静止状態であっても好適な楔が形成される。さらに、シャフトと各パッド３２の後行縁との接触が協働して、シャフトの中心を適切な位置に保持している。従って、流体力学的作用が始動直後から生じることになり、同時にシャフトは適切に中心づけられ、シャフトの振れも起こらない。従って、周知の流体力学的軸受とは異なり、この様な流体力学的軸受は、シャフトの浮動が許容できないような、ギャップ型の機械的端面シールなどの用途において使用可能である。転動体式軸受に対する流体力学的軸受の利点は、上記のようなことである。重要な利点がさらに高速運転の場合に付加される。この場合、転動体式軸受は急速に磨耗するが、流体力学的軸受はシャフトとパッドの接触がないため、磨耗することなく作動する。図１Ｃに示す軸受構造は２種類のパッド支持構造を含んでいる。このために、広範囲の支持状態を実現できる。しかしながら、軸受の設計において、各パッドが同様の形式で支持されるようにしてもよいことが理解されよう。シャフトのセンタリングが必要な場合は、支持構造を軸受パッド３２のように設計する必要がある。すなわち、静止荷重による揺動が、図１Ｃに示す態様でパッドの後行縁をこえた位置で生ずるようにし、静止荷重の下でのパッドの撓みにより、後行縁だけがシャフトに接触するように構成するのである。これにより、好適な楔が形成され、同時にシャフトを適切に中心位置に置くことができる。少量生産の場合は、ここに開示した軸受を放電加工や、レーザー加工法により構成することが好ましい。図に示す二重線はワイヤあるいはビームの実際の通路であり、典型的には直径が０．００２〜０．０６０インチ（０．５０〜１．５２ミリメートル）である。放電加工により形成された通路に流れこむ潤滑剤は流体ダンパとして作用し、共鳴周波数における振動や不安定性を低減する。連続的なシリンダ状の膜が形成される上に述べた状況において、ダンピングは、高いダンピング特性を示すダッシュポットの形態をとる。この設計の際に考慮すべき重要な点は、支持構造の長さ及び向きは図３に示すような内向きの撓みを生ずるように構成する必要があるということである。また、図９に示すように、負荷の方向パッド自体がわずかに撓むと偏心が変化し、さらに軸受特性が向上する。フェアー(Falres)の機械要素の設計によると、軸受の中心とシャフトの中心との間の距離が軸受の偏心と言われるものである。この技術用語は軸受設計の当業者にとっては周知である。特定の軸受用途に適するように、軸受形状又は軸受構造、そして特にビームの剛性を調節あるいは改変する新規な方法によって、最適特性が容易に実現できる。最近のコンピュータ分析により、実質的にいかなる剛性も撓みも達成可能である。上述したように、本願発明の軸受の少量生産あるいはプロトタイプ形成の場合は、軸受を放電加工やレーザー加工法により構成することが望ましい。このような少量生産やプロトタイプの場合は金属で製作することが一般的である。しかしながら、特定の軸受をより大量に製造する場合は、射出成形や鋳造、粉状金属ダイキャスティング及び押出し形成などによる製造方法が経済的である。このような製造方法と関連し、プラスチィクやセラミックス、粉状金属あるいは複合材料を使用して本願発明の軸受を形成するとさらに経済的である。射出成形や鋳造、粉状金属ダイキャスティングなどの方法とともに焼結及び押出し法は非常によく知られたプロセスであるので、ここで説明する必要はないであろう。また、プロトタイプの軸受が形成された後、軸受を大量生産するためのモールド等の製造方法は、型形成及び鋳造分野における当業者には周知であろう。さらに、本願発明に基づく軸受のうちのあるものだけが、押出し法により大量生産可能であることも理解できよう。一般に、これらは、軸受全体を軸方向に延びる周方向の溝、放射状の周方向の切込みあるいはスリットを設けるだけで形成できる軸受である。すなわち、これら軸受は一定の、あるいは押出し成形可能な断面を有しているのである。本願発明のまた別の側面によれば、新規なインベストメント鋳造法が、中程度すなわち、５０００以下の軸受を製造する際に特に有用であることが分かった。この製造方法によると、インベストメント鋳造工程の第一段階は、プロトタイプ軸受の製造である。上述し、さらに以下で説明するように、プロトタイプはさまざまな方法で製造可能であるが、肉厚のチューブ又は同様のシリンダ状ジャーナルの単一片を機械加工することにより製造することが好ましい。相対的に大きな軸受の場合、シリンダ状ジャーナルを加工するにあったては、表面及び周方向溝の形成には旋盤を、軸方向及び半径方向孔の形成にはフライス盤を用いる。相対的に小さなシリンダ状ジャーナルを機械加工する場合は、ウォータージェットカッティングや、レーザー及びワイヤ放電加工などの技術が一般に適する。しかしながら、どの方法においても、典型的にはジャーナルを回転させ、さらに機械加工して相対的に大きな溝を形成する。プロトタイプ軸受が形成された後、このプロトタイプを試験にかけて、所定の方法で軸受機能を確かめておくことが望ましい。このような試験の結果によっては、プロトタイプを改変及び精密化して所望の結果が得られるようにする必要がある。満足のいくプロトタイプが得られたならば、このプロトタイプのゴム製のモールドを形成する。典型的にはこのステップは、プロトタイプを溶融ゴムで覆い、ゴムを硬化させてプロトタイプのゴム製モールドを作成する過程を含んでいる。その後、プロトタイプを被覆したゴムを切り裂き、プロトタイプを取り出すと、開いた状態のゴム製モールドが得られる。得られたゴム製モールドは、蝋製キャスティングの形成に使用する。このステップは、典型的には、溶融した蝋をゴム製モールドに流し込み、蝋が硬化して、軸受の蝋製キャスティングを形成する過程を含んでいる。得られた蝋製キャスティングは、石膏型の形成に使用する。このステップは、典型的には、蝋製キャスティングを石膏で覆い、石膏を蝋製キャスティングの周囲で硬化させて石膏型を形成する過程を含んでいる。この後、石膏型を使用して軸受を形成する。具体的には、青銅など、溶融状態の軸受材料を石膏型に流し込み、蝋製キャスティングを溶かして石膏型から取り除く。すると、石膏型は溶融状態の軸受材料で満たされて、溶けた蝋は石膏型から取り除かれる。溶融状態の軸受材料を硬化させた後、軸受の周囲から石膏型を取り除くと、軸受が得られることになる。この製造方法は蝋製キャスティングを無駄にしているので、インベストメント鋳造法あるいは犠牲鋳造法として知られている。上述のインベストメントあるいは犠牲鋳造法は、蝋製キャスティングや、ゴム製及び石膏製モールドの双方を最後には無駄にし、しかも労働力が非常に大量に必要であるけれども、ある特定の軸受の中量生産、例えば、５０００以下の部品が要求されている場合にはコスト効率がよいことが分かっている。相対的に少ない軸受要求に対してこの工程のコスト効率がよいのは、この方法で使用するモールドの生産費用が、射出成形や粉状金属ダイキャスティングで必要となる複雑なモールドよりもはるかに安価であることによる。上述のように、本願発明に基づく軸受を製造するためのインベストメント鋳造法の第一ステップは、実際はどの方法でも同じであるが、プロトタイプ軸受の製造を含んでいる。本願発明のまた別の側面によると、本願発明の相対的に複雑なジャーナル及びスラスト軸受は、単純な製造技術を用いて形成可能である。類似の技術がスラスト及びジャーナル軸受の双方に用いられる。上記の内容を考慮すれば、放電加工法及び機械加工法を用いて、単一のジャーナル軸受を形成する方法を説明すれば十分であろう。このような製法の説明により、本願発明の比較的複雑な軸受形状がいかに容易に形成可能であるかが分かるであろう。各軸受の最初の形状は、図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、シリンダ状の孔を有するシリンダ状のブランクである。このブランクを機械加工して、図１２Ａ及び１２Ｂに示すような半径方向の液体潤滑剤溝を形成する。用途によっては、ブランクをさらに機械加工することによって、図１３Ａ及び１３Ｂに示すように好ましくは軸受の半径方向面に対称的に配置される対向溝を含むようにすることが望まれる。このような対向溝を設けることで形成される最終的な軸受では、捩じり変形が容易に実現できる。図１３Ａ及び１３Ｂに示す溝は、シリンダ状であるが、図１４Ａ及び１４Ｂに示すようなテーパー状溝を設けることも可能である。以下において明らかになるが、このような構成によれば、支持ビームの角度のアラインメントにより、撓み特性が向上した軸受が得られる。このような場合、図１４Ａに示す支持ビームは、シャフトの中央ライン付近の点に収束する直線に沿ってテーパー状になっていることが好ましい。このような構成にしておくと、系全体に対する運動の中心を確立することにより、シャフトの中央ライン周りの柔軟性が確保されることになり、パッドがシャフトの位置ずれに適応することが可能となる。つまり、支持ビームにテーパーを設けることで、この軸受を球面軸受と同様の態様で作用させることが可能となる。これは、支持力を単一の点に集中させ、この点の周りにシャフトがあらゆる方向に揺動して位置ずれを修正できるようにしているからである。図１４Ａの矢印は撓みの作用線を示している。図１２Ａ及び１４Ａに示すような断面を有する軸受は、動力学的流体を保持することに関して特に効果がある。これは、この軸受パッドが、その軸方向の端部付近において支持されており、軸受パッドの中央部分は直接的に支持されていないからである。このような構成により、軸受パッドは負荷の下で撓み、流体を保持する凹形ポケットを形成する。換言すれば、軸受パッドの中央部分は半径方向外側に撓む。これにより流体の漏れが大幅に低減される。もちろん、前記ポケットが形成される程度は、軸受パッド及び支持構造の相対的な寸法に依存する。相対的に大きな流体保持ポケットを構成する場合には、軸受パッド表面を薄く形成し、このパッド表面の支持を軸受パッドの軸方向最端部にて行えばよい。図１２Ａ及び１２Ｂ、１３Ａ及び１３Ｂ、あるいは１４Ａ及び１４Ｂに示すように、シリンダ状ブランクを適切に加工した後、半径方向及び／又は周方向スリットあるいは溝を、機械加工されたブランクの半径方向面に沿って形成し、軸受パッド、ビーム支持部材、及びハウジングを規定する。図１４Ｃ及び１４Ｄは、このような溝が、図１４Ａ及び１４Ｂの機械加工されたブランクに形成された状態を示している。モールドの構成に使用するための軸受及び軸受のプロトタイプを少量生産する場合、切込みあるいはスリットは、放電加工法やレーザーの利用により生成することが好ましい。シリンダ状ブランクを機械加工し、図１２Ａ及び１２Ｂ、１３Ａ及び１３Ｂ、１４Ａ及び１４Ｂに示すような形状又は類似の形状を実現することは、旋盤などの従来の工作機械などにより可能である。本願発明の軸受の性能特性は、ブランクに機械加工して形成した孔及び切込みにより規定される軸受パッド及びビーム支持部材の相対的な形状、寸法、位置及び材料特性に基づくものである。これらパラメーターを主に規定しているのは、軸受に形成された半径方向及び周方向の孔、切込みあるいはスリットの寸法及び位置であり、これに加わるのが、これら孔やスリットが形成されて軸受を構成している機械加工されたブランクの形状である。上述したように、本願発明の軸受の構成が機械加工プロセスを参照することで最も容易に理解できる一方で、大量生産の場合は本願発明のインベストメント鋳造法により製造することが好ましく、本願発明の軸受をこれよりもさらに多く製造する場合には、射出成形法や鋳造法、粉状金属ダイキャスティング、押出し法などにより形成すると経済的である。パイプ状シリンダブランクから大量の軸受を押出し成形する場合、図１２Ａ及び１２Ｂに示すような半径方向の液体潤滑溝は、押出し成形の前に、パイプ状シリンダブランクの長さに沿って形成すればよい。しかしながら、軸受に対向溝を設けるならば、個々の軸受を、押出し成形され且つ機械加工されたブランクから切り離した後に、別々に規定することが可能である。このために、押出し成形法は、捩じりの柔軟性を強化するための対向溝が要求される軸受を製造する方法としては好ましいものではない。パッドの支持に単一のリガメントを使用する単一片設計において、パッド形状を可変とするためには、このリガメントが十分に柔軟であり、図１Ｄに示すように、回転するシャフトが付与する荷重に対して、パッドが回転できるようにする必要がある。この特性、すなわち撓み回転特性が本願発明と他の流体膜軸受とを区別するものである。パッドが負荷の下で撓み且つ回転可能であるので、ティルトパッド軸受の場合、交差対剛性はゼロに近づく。これにより安定した作動状態が得られる。ウエッブの寸法は、それぞれの用途における負荷と、その用途及び軸受の材料構成に依存して変化するその他のパラメーターとに依存する。特定の用途における回転剛性値は安定性解析により決定されるが、ここでは、ティルトパッド軸受と同等の特性を示すようになるまで、回転柔軟性を変化させる。ティルトパッド軸受は揺動し、シャフトのジャーナルの周りにおける対称的な圧力を油膜に生じさせる。本願発明の軸受も揺動するが、この揺動は標準的なティルトパッド軸受におけるようなローリング作用に起因するものではない。これと異なり、本願発明の軸受の揺動はウエッブ部材の柔軟性によるものであって、これによりパッドが回転あるいは揺動し、付与される負荷に対応する。特定の寸法は特定の用途に依存するけれども、リガメントは原則として、周方向の幅よりも半径方向に長くなっている必要がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ゼイダン、フォウアドワイ. アメリカ合衆国、ロードアイランド 02886、ワーウィック、セダーポンドドライブ２

Claims

【特許請求の範囲】１．シャフト及び液体の供給を含むアセンブリにおいて、加圧流体膜の上で前記シャフトの回転を支持すべく前記液体を加圧するための流体力学的流体膜軸受であって、前記軸受は、前記シャフトの周りに実質的に周方向に離間配置された複数の軸受パッドと、前記軸受パッドの半径方向外側を延び且つ前記軸受パッドを取り囲んでいる軸受ハウジングと、前記軸受パッドと数が等しい複数の薄いウエッブと、を備えており、前記各ウエッブは前記ハウジングに形成された膜部材に支持され且つ前記ハウジングに形成された前記膜部材と前記パッドの１つとの間を半径方向に延びて前記パッドを揺動可能に支持しており、前記各ウエッブは半径方向長さ及び周方向幅を有しており、前記半径方向長さは前記周方向幅よりも長くなっている構成において、負荷の下で前記ウエッブが撓むことにより前記パッドが前記シャフトとパッド表面との間に先細状楔を形成すべく前記シャフトに対して揺動し、前記先細状楔により前記液体が圧縮されて前記シャフトとパッドとの間に加圧流体膜を形成することを特徴とする軸受。２．請求項１の軸受であって、負の予荷重状態が生ずることを防止するための制限装置をさらに含んでいる。３．請求項１の軸受であって、前記各膜部材は液体が満たされた幅狭のダンピングギャップの上方で支持されており、前記軸受はハウジング内を延び且つ前記パッドの位置及びダンピング特性を能動制御すべく前記ダンピングギャップと通じている流体供給通路をさらに含んでいる。４．シャフト及び液体の供給を含むアセンブリにおいて、シャフトの回転を支持するための単一片流体力学的流体膜軸受であって、前記軸受は、周方向に離間配置された複数の軸受パッド及び単一で前記各軸受パッドを前記軸受ハウジングに連結している半径方向に延びるウエッブを規定している切込み及び溝を設けた実質的にシリンダ状の軸受ハウジングを備えており、各ウエッブは十分薄く形成されており、負荷の下で前記軸受パッドが回転して前記パッドと前記回転シャフトとの間に先細状楔を形成することで前記液体を加圧し且つ対称的な圧力分布を維持しており、さらに前記軸受は隣接するパッドの各組の間に設けられた半径方向に延びるノズルを備えており、前記各ノズルは前記パッドの表面のわずか外側の点まで半径方向内側に延びており、潤滑剤通路が前記各ノズルに形成され、前記各潤滑剤通路は潤滑剤供給と通じている。５．シャフト及び液体の供給を含むアセンブリにおいて、加圧流体膜の上で前記シャフトの回転を支持すべく、前記液体を加圧するための流体膜軸受であって、前記軸受は、前記シャフトの周りに実質的に周方向に離間配置された複数の軸受パッドと、前記軸受パッドの半径方向外側を延び且つ前記軸受パッドを取り囲んでいる軸受ハウジングと、前記ハウジングに形成され且つ前記パッドの１つと前記軸受ハウジングとの間を延びて前記パッドの動きを支持するための少なくとも１つの支持部材と、を備えており、負荷の下で前記支持部材が動くことにより前記パッドが前記シャフトに対して動き、前記軸受に設けられた流体静力学的供給通路が加圧流体の供給と前記軸受パッド表面とが通じるように連結している。６．請求項５の軸受であって、前記軸受パッドを支持する前記支持部材は前記パッドの１つと前記ハウジングとの間を半径方向に延びて前記パッドの揺動運動を支持している単一の薄いウエッブを含んでいる。７．請求項６の軸受であって、前記流体静力学的供給通路は前記単一の薄いウエッブを貫通しこのウエッブに支持されているパッドの表面まで半径方向に延びている。８．請求項５の軸受であって、前記各軸受パッドは前記回転シャフトに面するパッド表面と、前記支持構造に面する支持表面と、先行縁と、後行縁と、２つの側縁と、を有しており、前記先行縁にはこの先行縁の長さを増加させるべく放射状切込み面が形成されている。９．請求項５の軸受であって、前記軸受パッド表面は中央ラインを有しており、前記支持部材は前記軸受パッドを前記中央ラインと前記後行縁との間の位置で支持している。 10．請求項５の軸受であって、前記軸受の形状は容易に型形成可能である。 11．請求項５の軸受であって、前記軸受パッド間のスペースを満たす多孔質プラスチィク材料をさらに有しており、この多孔質プラスチィク材料は潤滑剤を含んでおり、前記軸受パッド及び支持構造の少なくとも１つの撓みにより前記多孔質プラスチィク材料が潤滑剤を放出し前記軸受パッド表面に供給する。 12．請求項５の軸受であって、この軸受は両方向式であり、２つの先行縁と２つの後行縁とを含んでいる。 13．請求項５の軸受であって、前記各軸受パッドの前記支持表面は先行縁に向かってテーパー状に形成されており、前記軸受パッドの前記先行縁の柔軟性を増大すべく、前記パッドの先行縁は前記パッドの中央よりも薄くなっている。 14．請求項５の軸受であって、この軸受は前記各軸受パッドの前記支持表面における前記軸受パッドの前記先行縁の近傍に形成された溝をさらに含んでおり、前記支持表面の方向へ前記軸受パッドの柔軟性を増大している。 15．請求項５の軸受であって、この軸受は前記各軸受パッドの前記支持表面に形成された底面凹部をさらに含んでおり、この底面凹部は前記側縁から離間し且つ前記軸受パッドの前記先行縁から延びることにより、負荷の下で前記パッドが撓んで潤滑剤保持溝が形成され且つ前記先行縁の曲がりが増大する。 16．回転するシャフトを支持する流体力学的軸受であって、この軸受は、離間配置された複数の軸受パッドと、この軸受パッドを支持するための支持構造と、を有しており、前記各軸受パッドは前記回転シャフトに面するパッド表面と、前記支持構造に面する支持表面と、先行縁と、後行縁と、２つの側縁と、を有しており、前記軸受パッドの前記支持表面に設けられた単一の薄いウエッブが前記支持表面から前記支持構造まで半径方向外側に延びることで前記支持構造によって前記軸受パッドを支持しており、負荷の下で前記パッドが揺動し、前記ウエッブは前記軸受パッドとは個別に形成されて前記軸受パッドに螺合される。 17．請求項１４の流体力学的軸受であって、前記各軸受パッドの前記支持表面は前記先行縁に向かってテーパー状に形成されており、前記軸受パッドの前記先行縁は前記軸受パッドの中央領域よりも薄くなっている。 18．請求項１４の流体力学的軸受であって、溝が前記支持表面において前記軸受パッドの前記先行縁近傍に形成されており、前記溝は前記軸受パッドの前記側縁の間を前記パッド表面に向かって延びることにより、前記先行縁の柔軟性を増し、前記先行縁が前記支持されるシャフトから離れるようにしている。 19．請求項１４の流体力学的軸受であって、凹部が前記各軸受パッドの前記支持表面に形成されており、この凹部は前記側縁から離間配置され且つ前記軸受パッドの前記先行縁から延びることで前記軸受パッドのアンダーカット領域を規定しており、前記軸受パッドにおける凹部が形成されていない部分は前記支持構造と接触し、負荷の下で前記軸受パッドの前記アンダーカット領域は前記支持されるシャフトから離れて前記支持構造の方向に撓むことにより潤滑剤保持ポケットを規定し且つ潤滑剤が前記先行縁に入り込むことを可能としている。