▶ ブレイドン ジェッツ ホールディングス リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-24
(54)【発明の名称】コンプライアントフォイルスラストベアリング
(51)【国際特許分類】
F16C 27/02 20060101AFI20221116BHJP
【ＦＩ】
F16C27/02 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022500513
(86)(22)【出願日】2019-07-01
(85)【翻訳文提出日】2022-02-07
(86)【国際出願番号】 EP2019067622
(87)【国際公開番号】W WO2021001016
(87)【国際公開日】2021-01-07
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522004047
【氏名又は名称】ブレイドン ジェッツ ホールディングス リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100145241
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 康裕
(72)【発明者】
【氏名】パイ、スティーブン
(72)【発明者】
【氏名】ニマ、バスデバ
(72)【発明者】
【氏名】ヒワード、フィリップ
【テーマコード（参考）】
3J012
【Ｆターム（参考）】
3J012AB20
3J012BB02
3J012CB04
3J012CB05
3J012DB07
3J012EB08
3J012EB10
3J012FB01
(57)【要約】
コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリは、環状の嵌合リングと流体プレート嵌合リングから半径方向内側に配置された複数の流体フォイルエレメントとを含む流体プレートと、環状の嵌合リングと力伝達プレート嵌合リングから半径方向内側に配置された複数の力伝達エレメントとを含む力伝達プレートと、環状の嵌合リングとスプリングプレート嵌合リングから半径方向内側に配置された複数の撓みエレメントとを含むスプリングプレートとを備え、流体プレート、力伝達プレート、およびスプリングプレートは、各流体フォイルエレメントが重なり合った力伝達エレメントおよび撓みエレメントの対応する組によって軸方向に支持されるように積み重ねられている。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状の嵌合リングと、流体プレート嵌合リングから半径方向内側に配置された複数の流体フォイルエレメントとを備える流体プレートと、環状の嵌合リングと、力伝達プレート嵌合リングから半径方向内側に配置された複数の力伝達エレメントとを備える力伝達プレートと、
環状の嵌合リングと、スプリングプレート嵌合リングから半径方向内側に配置された複数の撓みエレメントとを備えるスプリングプレートと、
を備え、
流体プレート、力伝達プレート、およびスプリングプレートは、各流体フォイルエレメントが重なり合った力伝達エレメントと撓みエレメントの対応する組によって軸方向に支持されるように積み重ね可能である、
コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ。
【請求項2】
力伝達エレメントは、軸方向の貫通孔を備える、請求項１に記載のコンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ。
【請求項3】
撓みエレメントは、対応する力伝達エレメントの軸方向の貫通孔と重なり合うように配置された部分を備える、請求項２に記載のコンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ。
【請求項4】
撓みエレメントは、半径方向に延びる部分を含み、力伝達エレメントは、対応する撓みエレメントの半径方向に延びる部分の間に配置された半径方向に延びる部分を含む、
請求項１～３のいずれかに記載のコンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ。
【請求項5】
力伝達エレメントは、撓みエレメントの半径方向に延びる部分に接触するように配置された円周方向に延びる部分を含む、請求項４に記載のコンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ。
【請求項6】
力伝達プレートは、実質的に平面であり、および／またはスプリングプレートが実質的に平面である、
請求項１～５のいずれかに記載のコンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ。
【請求項7】
環状嵌合面と、環状嵌合面から半径方向内側に配置された凹面と、を備える、
コンプライアントフォイルスラストベアリング用のスラストプレート。
【請求項8】
凹面から軸方向に延びる１つ以上の支持体を備える請求項７に記載のスラストプレート。
【請求項9】
各支持体は、環状の方向に伸びている、請求項８に記載のスラストプレート。
【請求項10】
各支持体は、凸面を含む、請求項８または９に記載のスラストプレート。
【請求項11】
各支持体は、軸方向に、凹面から、環状嵌合面によって規定される平面内に実質的に横たわる位置まで延びている、請求項８～１０のいずれか１項に記載のスラストプレート。
【請求項12】
請求項１～６のいずれか１項に記載のコンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリと、請求項７～１１のいずれか１項に記載のスラストプレートと、
を備えるコンプライアントフォイルスラストベアリング。
【請求項13】
軸方向に凹面を有するスラストプレートを提供し、スラストプレートの上に、半径方向内側に延びる撓みエレメントを有するスプリングプレートを重ね、
スプリングプレートの上に、撓みエレメントと重なり合うように配置された半径方向内側に延びる力伝達エレメントを有する力伝達プレートを重ね、
力伝達プレートの上に、力伝達エレメントと重なり合うように配置された流体フォイルエレメントを有する流体プレートを重ねること、
を含み、
スラストディスクから伝達された軸方向の力は、各流体フォイルエレメントを介し、対応する下側の力伝達エレメントを介し、対応する下側の撓みエレメントに伝達され、撓みエレメントは、スラストプレートの凹面に向かって軸方向に撓む、
スラストプレートにスラストディスクを回転可能に支持する方法。
【請求項14】
スラストプレートは、軸方向の凹面から軸方向に延び、撓みエレメントに接触するように配置された１つまたは複数の支持体を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
１つまたは複数の支持体は、環状の方向に延びている、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ここで開示されている主題は、一般に、コンプライアントフォイルスラストベアリングに関するものである。
【背景技術】
【0002】
マイクロタービンは、分散型エネルギー源に利用され、圧縮機、燃焼器、タービン、発電機に活用されることで、燃料をローカルな電力源に変換することができる。マイクロタービンは、動作温度が高いため、従来の油静圧軸受（ベアリング）のような軸受は実用的ではないが、回転数が高いため空気軸受を使用することができる。また、油を使わないことで、設計の簡素化とメンテナンスの軽減を実現する。
【0003】
ラジアル軸受がラジアル荷重を支えるのに対し，スラスト軸受はアキシアル荷重を支える。コンプライアント流体フォイルスラストベアリングは、スラストプレート、スラストプレートにより軸方向に支持されたコンプライアントスプリングフォイル部材、スプリングフォイル部材により軸方向に支持され、残りのプレートを介して回転するスラストディスクを軸方向に支持するための流体フォイルエレメントを備える流体プレートを利用する。
【0004】
スピンアップ後、回転するスラストディスクは、非回転流体プレートと回転するスラストディスクの間にできる流体の薄い層によって軸方向に支持され、低摩擦の流体力学的空気軸受が生まれ、さらに、流体の移動によって熱伝導が促進される。
【0005】
スラストディスクが一般的に平坦であるのに対し、流体フォイルエレメントは一般的に円周方向に傾斜し、階段状であり、この円周方向の表面傾斜は、流体フィルムの生成とスラストディスクへの軸方向のリフティング効果をもたらす。このように、回転するスラストディスクから付与される軸方向の荷重は、流体フィルム、流体プレート、コンプライアントスプリングフォイル部材を経てスラストプレートに伝達され、ベアリングに付与される軸方向の荷重と同等の逆方向の軸方向の力を与える。この力の伝達経路に流体フィルムが存在することで、表面間の相対的な回転によって発生する可能性のある摩擦損失を大幅に低減することができる。
【0006】
コンプライアント流体フォイルスラストベアリングは、マイクロタービンに採用することで、回転数や動作温度が高い従来のベアリングでは実現できない問題を解決することができる。
【0007】
既存の流体フォイルスラストベアリングの設計は、一般的に、一連の独立したプレートを使用し、時には非平面的な特徴を用いて復元力のあるスプリング効果を提供しています。このような既存の設計では、製造が過度に複雑になるだけでなく、特に低回転/分では過剰な摩擦力が発生するなど、性能面でも問題がありました。
【0008】
そのため、既存の設計における上述の欠陥の１つ以上を解決する流体フォイルスラストベアリングを提供することが望まれる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
開示された仕組みは、例として、また添付の図面を参照して、以下にさらに説明されている。
図１は、コンプライアントスラストベアリングサブアセンブリとスラストプレートを備えるコンプライアントスラストベアリングの一例を示す分解透視図である。
図２は、流体フォイルエレメントを備える流体プレートの一例を示す。
図３は、半径方向内側に延びる力伝達エレメントを備える力伝達プレートの一例を示す。
図４は、半径方向内側に延びる撓みエレメントを備えるスプリングプレートの一例を示す。
図５は、軸方向に凹んだ凹面を含むスラストプレートの一例を示す。
図６ａはコンプライアントスラストベアリングの一例を示し、図６ｂはプレートを通して同じものを透視した図である。
図７ａおよび図７ｂは、コンプライアントスラストベアリングの別の図で、流体フォイルプレートに切り込みを入れて下のプレートを露出させた状態を示す。
図８ａおよび図８ｂは、コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリの下面の一例で、保持タブがそれぞれ伸びた位置と折り畳まれた位置にある状態を示す。
図９Ａ、図９Ｂは、スラストプレートの支持体とスプリングプレートの撓みエレメントの相互作用の一例を示す誇張図である。
図１は、コンプライアントスラストベアリングサブアセンブリとスラストプレートを備えるコンプライアントスラストベアリングの一例を示す分解透視図である。
図２は、流体フォイルエレメントを備える流体プレートの一例を示す。
図３は、半径方向内側に延びる力伝達エレメントを備える力伝達プレートの一例を示す。
図４は、半径方向内側に延びる撓みエレメントを備えるスプリングプレートの一例を示す。
図５は、軸方向に凹んだ凹面を含むスラストプレートの一例を示す。
図６ａはコンプライアントスラストベアリングの一例を示し、図６ｂはプレートを通して同じものを透視した図である。
図７ａおよび図７ｂは、コンプライアントスラストベアリングの別の図で、流体フォイルプレートに切り込みを入れて下のプレートを露出させた状態を示す。
図８ａおよび図８ｂは、コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリの下面の一例で、保持タブがそれぞれ伸びた位置と折り畳まれた位置にある状態を示す。
図９Ａ、図９Ｂは、スラストプレートの支持体とスプリングプレートの撓みエレメントの相互作用の一例を示す誇張図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図１は、コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ１００とスラストプレート２００を備えるコンプライアントフォイルスラストベアリングの一例を示している。
【0011】
コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ１００は、流体プレート１１０、力伝達プレート１２０、およびスプリングプレート１３０を備える。
【0012】
図１に示すように、力伝達プレート１２０およびスプリングプレート１３０は、少なくとも実質的に平面である。流体フォイルプレート１１０が面外の特徴を含んでいてもよいのに対し、力伝達プレート１２０およびスプリングプレート１３０は平面であってもよい。図示の例では、力伝達プレート１２０およびスプリングプレート１３０は、固定された断面形状で形成されている。コンプライアントフォイルスラストベアリングの平面的で軸方向に均一なプレートの提供は、製造の大幅な簡素化を提供する。特に、プレートは、板金からの切り出しとして形成されてもよい。
【0013】
示された例では、コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ１００のプレートは、その中心を通る共通軸を共有するように配置されている。図１の例では、この共通軸は、プレートの中心を通って垂直に延びている。スラストプレート２００は、この共通軸を共有するように配置されている。
【0014】
流体フォイルエレメント１１４は、環状嵌合リング１１２の円周上に均等に配置されていてもよい。流体フォイルエレメント１１４は、図２に示すように、半径方向に対向する組で形成されてもよい。このような対称的な配分は、特に、対応して配分された力伝達エレメント１２４および撓みエレメント１３４に関して同じものと組み合わせて、均一な円周方向の荷重配分を容易にし、さもなければ損失や摩耗を増加させるであろう、あらゆる局所的な応力集中に対する予防対策を助ける。
【0015】
図２は、回転するスラストディスクを受けるのに適した流体プレート１１０を示している。流体プレート１１０は、環状の嵌合リング１１２と、流体プレートの嵌合リング１１２から半径方向内側に配置された流体フォイルエレメント１１４とを備えている。流体フォイルエレメント１１４は、円周方向に軸方向のうねりを与えるように配置されている。この円周方向のうねりは、隣接するスラストディスクの回転時に流体膜を生成する役割を果たし、この流体膜は、回転するスラストディスクを軸方向に支持するためのものである。
【0016】
回転するスラストディスクにより流体プレートの上面に与えられる軸力は、起動時と通常運転時の両方で一定ではない。このような荷重変動に対して、スラストベアリングでは、流体プレートの下面に結合されたスプリング機構の形態でコンプライアンスすなわち復元力を持たせることで対応する。
【0017】
流体プレート１１０は、その半径方向外側端部に設けられた、タブを受け入れるためのノッチ１１８を含んでいてもよい。あるいは、流体プレート１１０は、１つ以上の基礎となるプレートの半径方向外側端部に設けられた対応するノッチによって受け取られる、図示しないタブを含んでいてもよい。このノッチとタブの配置は、スラストベアリングサブアセンブリ１００の１つ以上のプレート間の保持を容易にする。
【0018】
図３は、環状の嵌合リング１２２と、環状の嵌合リング１２２から半径方向内側に配置された力伝達エレメント１２４とを備える力伝達プレート１２０を示している。力伝達エレメント１２４は、環状の嵌合リング１２２から半径方向内側に延びていてもよい。
【0019】
以下に詳細に説明するように、各力伝達エレメント１２４は、貫通孔１２６を含んでいてもよい。この例に示すように、各力伝達エレメント１２４は、開いた１２６ａおよび／または閉じた１２６ｂの貫通孔を形成するグリッドで構成されてもよい。
【0020】
図示するように、力伝達プレート１２０は、タブを受け入れるためにその半径方向外側端部に設けられたノッチ１２８を含んでいてもよい。
【0021】
図４は、環状の嵌合リング１３２と、環状の嵌合リング１３２から半径方向内側に配置された撓みエレメント１３４とを備えるスプリングプレート１３０を示している。撓みエレメント１３４は、環状の嵌合リング１３２から半径方向内側に延びていてもよい。
【0022】
スラストベアリングサブアセンブリ１００の力伝達プレート１２０およびスプリングプレート１３０は、一緒になって、流体プレート１１０の流体フォイルエレメント１１４によって生成される軸方向の荷重の伝達を容易にする。特に、円周方向に間隔を空けた流体フォイルエレメント１１４のそれぞれは、軸方向に重なり合う力伝達エレメント１２４および撓みエレメント１３４の対応する組によって支持されてもよい。図７ａに示すように、力伝達エレメントおよび撓みエレメントの重なり合う組は、オフセットされた円周方向および／または半径方向の部分から構成されていてもよく、すなわち、力伝達エレメントのオフセットされた円周方向および／または半径方向の部分は、撓みエレメントのものからオフセットされている、または重なり合わないようになっている。
【0023】
図７ａの具体例では、力伝達エレメント１２４は、相互に接続された周方向部分および半径方向部分を備え、対応する撓みエレメント１３４は、相互に接続された半径方向部分を備える。力伝達エレメント１２の半径方向部分４は、撓みエレメント１３４の半径方向部分に対して円周方向にオフセットされており、力伝達エレメント１２４の円周方向部分は、撓みエレメント１３４の半径方向部分に接触するように配置されている。この重なり合う接触は、流体プレート１１０の円周方向に間隔を空けた流体フォイルエレメント１１４によって付与される軸方向の負荷を支持するために、それによって円周方向に間隔を空けた領域で、サブアセンブリ１００の力伝達およびスプリングプレート１２０および１３０を介した軸方向の力の伝達を容易にする。力伝達エレメント１２４と撓みエレメント１３４との間の重なり合う接触の他の形態が可能であることが認識されるであろう。
【0024】
力伝達エレメント１２４および撓みエレメント１３４は、円周方向に分離していてもよく、それにより、積層時にスラストベアリング内に円周方向に間隔をあけた軸方向の支持チャネルを設けることが容易になる。
【0025】
以下でより詳細に説明するように、各撓みエレメント１３４は、半径方向に延びる部分１３５を含んでいてもよい。これらの半径方向に延びる部分は、力伝達エレメント１２４に設けられた軸方向の貫通孔１２６と重なり合うように配置されてもよく、この軸方向の貫通孔１２６は、半径方向に延びる部分１３５と重なるように配置されてもよい。これにより、撓みエレメントの復元力のあるたわみが容易になる。
【0026】
各撓みエレメント１３４および／または各力伝達エレメント１２４は、開いたおよび／または閉じた貫通孔１２６，１３６を形成するグリッドで構成されてもよい。図示の例では、撓みエレメント１２４には閉じた貫通孔のみが存在するが、力伝達プレート１２０の力伝達エレメント１２４に関して示されているように、さらに開いた貫通孔を設けることも可能であることが認識されるであろう。
【0027】
スプリングプレート１３０は、その半径方向外側端部に設けられたノッチ１３８で構成されており、上側または下側のプレートからタブを受け取ることができる。
【0028】
図示の例では、スプリングプレート１３０は、タブ１３８を備える。タブ１３８は、重ね合わせた力伝達プレート１２０と流体プレート１１０のノッチに包み込むように配置され、スラストベアリングサブアセンブリ１００のプレートを一緒にしっかりと保持する。
【0029】
また、流体プレート１１０は、力伝達プレートおよびスプリングプレートのノッチに巻き付くように配置されたタブで構成されることも可能である。
【0030】
図５は，環状嵌合面２４２と、その環状嵌合面２４２から半径方向内側に配置された凹面２４４とを備えたスラストプレート２００を示している．凹面２４４は、環状の嵌合面２４２から軸方向に凹んでいる。図示の例では、環状嵌合面２４２は、凹面２４４よりも軸方向に延びている。このように、スラストプレート１４０の厚さは、環状嵌合面２４２を構成する半径方向外側の部分の厚さが、凹面２４４を含む半径方向内側の部分の厚さよりも大きいという、半径方向に不均一なものとなっている。
【0031】
これは、実質的に平坦なスラストプレート１４０が提供される先行技術の配置とは対照的である。
【0032】
軸方向に凹面２４４を設けることで、上にある撓みエレメント１３４がスラストプレート１４０に向かって、環状の嵌合面２４２を超えて軸方向に延びる機会を提供する。
【0033】
撓みエレメント134のこのような軸方向のたわみを容易にすることで、スプリングプレートによるコンプライアンスを提供することができる。このようにして、撓みエレメント134は、半径方向内側に延びる片持ち梁として作用すると考えられる。
【0034】
各流体フォイルエレメント１１４は、重なり合う力伝達エレメント１２４および撓みエレメント１３４の下にある組によって軸方向に支持されてもよい。したがって、図示されていない回転スラストディスクから流体フィルムを介して付与される荷重は、流体フォイルエレメント１１４を介して、対応する力伝達エレメント１２４を通って、対応する撓みエレメント１３４に伝達されてもよく、この撓みエレメントは、スラストプレート１４０に向かって軸方向に弾力的にたわみ、スラストプレートに設けられた凹部によって形成された凹部空間に入るようにされてもよい。
【0035】
図示の例では、スラストプレート１４０は、環状の嵌合面２４２から半径方向内側に配置された支持体２４６を備えている。支持体は、環状嵌合面の高さと同じ高さを有していてもよく、すなわち、支持体は、環状嵌合面２４２によって画定される平面内に実質的に位置する軸方向の位置で終端していてもよい。
【0036】
支持体２４６は、上にある撓みエレメント１３４に接触するための凸面を備えてもよい。このような凸面を設けることで、各支持体の片側または両側を中心とした撓みエレメント１３４の屈曲が容易になる。
【0037】
凹部２４４および／または支持体２４６の深さは、軸方向の撓みエレメント１３４のたわみを制限する役割を果たす。この場合、撓みエレメント１３４は、各支持体２４６の片側または両側でたわむように配置される。例えば、撓みエレメント１３４の半径方向内側の端部よりも半径方向外側に支持体２４６が設けられている場合には、撓みエレメントは支持体２４６の半径方向外側と内側の両方で曲がることがあり、一方、撓みエレメント１３４の半径方向内側の端部に支持体２４６が実質的に配置されている場合には、撓みエレメント１３４は支持体２４６の半径方向外側で曲がることがある。軸方向に凹面２４４は、撓みエレメント１３４の十分なたわみの後に、その間の接触によって、撓みエレメント１３４のたわみを制限する役割を果たしてもよい。
【0038】
図の例では、支持体２４６は環状かつ同心円状である。しかし、支持体２４６は他の形態であってもよい。例えば、支持体２４６は、各撓みエレメント１３４の下で環状に延び、任意に支持体間に環状の不連続部が存在してもよい。あるいは、支持体２４６は、ロッドなどの他の形状の形態をとる。環状の支持体を設けることで、製造が容易になる。
【0039】
各撓みエレメント１２４の下に配置された支持体３４６が設けられていてもよい。
【0040】
１つ以上の支持体２４６は、各撓みエレメント１３４の半径方向内側端部の半径方向外側に配置されるように配置されてもよい。１つ以上の支持体２４６は、スプリングプレート１３０の嵌合面１３２の半径方向内側に配置され、かつ、スプリングプレート１３０の半径方向内側端部の半径方向外側に配置されてもよい。
【0041】
図７Ａに示すように、力伝達エレメント１２４は、相互に接続された円周方向および半径方向の部分を有していてもよい。対応する下にある撓みエレメント１３４は、力伝達エレメント１２４の半径方向部分の間に延びるように配置された半径方向部分を含んでもよい。力伝達エレメント１２４の周方向部分は、撓みエレメント１３４の半径方向部分に接触するように配置されてもよい。支持体２４６は、力伝達エレメント１２４の周方向部分の間に延び、撓みエレメント素１３４の半径方向部分に接触するように配置された周方向部分を含んでもよい。このようにして、重なり合った円周方向／半径方向の接触によって力の伝達が行われる。
【0042】
力伝達エレメント１２４にかかる下向きの軸方向の荷重は、力伝達エレメント１２４の周方向部分を介して撓みエレメント１３４に伝達されてもよく、撓みエレメント１３４の半径方向部分と接触し、支持体１３４の周方向部分と接触し、スラストプレート２００の軸方向に凹んだ領域２４４に軸方向に撓むように配置される。
【0043】
図９ａと図９ｂは、コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ１００とスラストプレート２００を備えるコンプライアントフォイルスラストベアリングの層構造を示す誇張された半径方向の断面図である。
【0044】
【0045】
この例では、回転するスラストディスクによって流体フォイルエレメント１１４の上に形成された流体フィルムを介して付与された荷重は、流体フォイルエレメント１１４から、対応する力伝達エレメント１２４を介して、対応する撓みエレメント１３４に伝達され、そのうちの１つ以上の部分は、支持体２４６上で、軸方向の貫通孔１２６に入るようにたわみ、そのような軸方向のたわみは、図９ａから図９ｂへの変化に示されている。
【0046】
【0047】
同様に、図７ａおよび７ｂは、コンプライアントフォイルスラストベアリング３００を示しているが、これは、凹面２４４、支持体２４６、撓みエレメント１３４、力伝達エレメント１２４、および流体フォイルエレメント１１４を示す切り抜き部分３１０がある。
【0048】
切り抜き部分３１０は、コンプライアントフォイルスラストベアリング３００のこの例では、コンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ１００とスラストプレート２００のプレート間の相対的な相互作用を示している。
【0049】
図６ａ、図６ｂ、図７ａ、図７ｂを考慮すると明らかなように、流体プレート１１０、力伝達プレート１２０、およびスプリングプレート１３０は、流体フォイルエレメント１１４、力伝達エレメント１２４、および撓みエレメント１３４が軸方向に重なり合う関係で互いに周方向に整列するように、垂直方向に積層されてもよい。
【0050】
したがって、サブアセンブリ１００のプレートは、各流体フォイルエレメント１１４が１組の対応する軸方向に重なり合う力伝達エレメント１２４および撓みエレメント１３４によって軸方向に支持されるように積層されてもよい。
【0051】
図１に示す例では、流体プレート１１０が力伝達プレート１２０の上に重なり、力伝達プレート１２０がスプリングプレート１３０の上に重なる。また、サブアセンブリ１００とスラストプレート２００が組み合わされた場合には、スプリングプレートがスラストプレート２００の上に重なる。
【0052】
図１の例で予想される積層の順序は、スプリングプレート１３０がスラストプレート２００の上に配置され、力伝達プレート１２０がスプリングプレート１３０の上に配置され、最後に流体プレート１１０が力伝達プレート１２０の上に配置される。積層中または積層後に、プレートは、流体フォイルエレメント１１４が、重なり合う力伝達エレメント１２４および撓みエレメント１３４の対応する組によって軸方向に支持されるように配向することができる。
【0053】
プレートは、各流体フォイルエレメント１１４が対応する力伝達エレメント１２４を上に重なるように配向可能であり、力伝達エレメント１２４は対応する撓みエレメント１３４の上に重なる。このようにして、各流体フォイルエレメント１１４から伝達された力は、対応する力伝達エレメント１２４を介して、対応する撓みエレメント１３４に伝達されてもよい。撓みエレメント１３４に付与された力は、撓みエレメント１３４を、スプリングプレート嵌合リング１３２に対して軸方向に変位させてもよい。変位の方向は、流体プレート１１０から軸方向に離れる方向である。
【0054】
先行技術の中には、使用時に塑性変形を起こす傾向のあるコンプライアンスを促進するために波形のフォイル（箔）が実装されているものもある、ここに記載されている例によれば、ここに開示されている力の伝達メカニズムによりそのような塑性変形を防止する可能性が促進される。
【0055】
本明細書に開示されている例では、最小限の数のプレートを提供するスラストプレート２００上に直接位置決めするためのコンプライアントフォイルスラストベアリングサブアセンブリ１００が提供されており、したがって、より多くの数のプレートが採用される場合と比較して、製造の複雑さおよび性能のばらつきを低減することができる。
【0056】
特に、力伝達エレメント１２４とそれに対応する撓みエレメント１３４の間の相互作用に注目すべきである。
【0057】
特に、これらの図に示すように、力伝達エレメント１２４および／または撓みエレメント１３４は、軸方向の貫通孔１２６、１３６を含んでいてもよい。これらの軸方向貫通孔は、開いたおよび／または閉じた軸方向貫通孔であってもよい。力伝達エレメント１２４および／または撓みエレメント１３４は、軸方向の貫通孔を含むグリッドを構成してもよい。例えば、各力伝達エレメント１２４は、軸方向の貫通孔１２６を画定するグリッドを含んでもよい。
【0058】
撓みエレメント１３４、またはその少なくとも一部は、力伝達エレメント１２４の軸方向貫通孔１２６内に伸長可能に配置されてもよい。
【0059】
【0060】
各力伝達エレメント１２４は、力伝達エレメントグリッドを含んでもよく、各対応する撓みエレメント１３４は、重なり合ってオフセットされた撓みエレメントグリッドを含んでもよい。このように力伝達エレメントおよび撓みエレメントグリッドを重なり合いおよびオフセットさせることにより、コンプライアントフォイルスラストベアリングにおいて、荷重を弾力的に伝達し、コンプライアンスを提供する目的で、軸方向におけるそれらの間の相対的な変位が促進される。
【0061】
ここで提供される例は、特定の力伝達エレメント１２４および撓みエレメント１３４の形状を示しているが、全体的な原理は、形状の点で幅広いバリエーションに適用可能であることが認識されるであろう。
【0062】
スラストプレート２００の支持体２４６は、図７ａおよび図７ｂに特に見られるように、力伝達プレート１２０の軸方向貫通孔１２６および／またはスプリングプレート１３０の軸方向貫通孔１３６と軸方向に重なり合うように配置されてもよい。
【0063】
【0064】
したがって、スラストプレート２００の支持体２４６、および／または、撓みエレメント１３４の一部と力伝達エレメント１２４の一部とは、撓みエレメント１３４の一部が延びることができる間隙を提供するように、軸方向に噛みあってもよい。そのような延長は、プレート間の相対的な動きを容易にし、復元力を与える。
【0065】
図７ａおよび図７ｂに示す例では、力伝達エレメント１２４は、円周方向に延びる部分によって相互に連結された半径方向に延びる部分を備える。力伝達エレメント１２４は、下層の撓みエレメント１３４と重なり合っている。撓みエレメント１３４は、対応する力伝達エレメント１２４の半径方向に延びる部分の間に延びるように配置された半径方向に延びる部分を備える。力伝達エレメント１２４の円周方向に延びる部分は、下にある対応する撓みエレメント１３４の半径方向に延びる部分と接触する。下にあるスラストプレート２００の環状支持体２４６は、力伝達エレメント１２４の円周方向の部分の間に延びている。このような形態の相互接続は、個々の用途に高度に構成可能な優れた復元特性を促進する。
【0066】
図８ａおよび図８ｂは、スプリングプレート１３０のタブ１３８を伸ばした状態と折り畳んだ状態で示している。このようにして、プレートは一緒に積み重ねることができ、タブ１３８は残りのプレートの上に折り畳まれて位置を保持する。
【0067】
力伝達プレート１２０は、図９ａおよび図９ｂに示すように、スプリングプレート１３０の厚さよりも大きく、任意に流体プレート１１０の厚さよりも大きい厚さを備えていてもよい。スプリングプレートの厚さよりも大きな厚さの力伝達プレートを設けることで、力伝達プレートの歪みに伴う性能低下を防ぐことができることが確認されている。厚みを増した力伝達プレートは、流体プレートのより広い作業領域に伝達される力を均等に分散させるのに役立つ。
【0068】
流体プレートは、０．０７６から０．１２７ｍｍの間の厚さで構成されていてもよい。力伝達プレート１２０は、０．１～０．２５ｍｍ、または０．１２７～０．２５ｍｍの厚さで構成されていてもよい。スプリングプレート１３０は、０．０７６～０．１２７ｍｍの厚さで構成されていてもよい。
【0069】
請求された例を含む、本明細書に開示された各例は、任意の１つの例に従ったコンプライアントフォイルスラストベアリングを含むガスタービンシステム、例えばマイクロタービンシステムに提供されてもよい。このようなコンプライアントフォイルスラストベアリングをガスタービンシステムに採用することで、摩擦損失や熱の管理が改善され、製造が簡素化されることにより、性能特性が向上したガスタービンシステムを提供することができる。
【0070】
ここで開示されている例は限定的なものではなく、多数の変更や置換が可能であることが認識されるであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図7a】
【図7b】
【図8a】
【図8b】
【図9a-9b】
【国際調査報告】