▶ サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイションの特許一覧
(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】2024-05-24
(54)【発明の名称】可変静翼ブッシング組立体
(51)【国際特許分類】
F01D 11/00 20060101AFI20240517BHJP
F01D 17/16 20060101ALI20240517BHJP
F01D 25/16 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
F01D11/00
F01D17/16 A
F01D25/16 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023571911
(86)(22)【出願日】2022-06-28
(85)【翻訳文提出日】2023-11-20
(86)【国際出願番号】 US2022073217
(87)【国際公開番号】W WO2023278993
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】63/216,937
(32)【優先日】2021-06-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500149223
【氏名又は名称】サン－ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｉｎｔ－Ｇｏｂａｉｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ， Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】３１５００ Ｓｏｌｏｎ Ｒｏａｄ Ｓｏｌｏｎ， ４４１３９ ＯＨ ＵＳＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100196449
【弁理士】
【氏名又は名称】湯澤 亮
(72)【発明者】
【氏名】メキレフ，ナフィー
(72)【発明者】
【氏名】マーフィー，クリスチャン
(72)【発明者】
【氏名】レブラン，ジャンーマリー
(72)【発明者】
【氏名】ヴァージェル，アルノー
【テーマコード（参考）】
3G071
3G202
【Ｆターム（参考）】
3G071AA00
3G071BA27
3G202KK01
(57)【要約】
【解決手段】 システム及び方法は、可変静翼組立体のハウジング内、かつ静翼組立体の静翼の周りに環状に配置される静翼ブッシングを有する可変静翼組立体を提供することを含む。１つ以上のトレランスリングがハウジングとブッシングとの間に配置され、可変静翼組立体が高温で動作するとき、静翼とブッシングとの間、ハウジングとブッシングとの間、又はそれらの組み合わせの間のアライメントを維持する。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動静翼と、前記可動静翼の周りに環状に配置される静翼ハウジングと、
前記ハウジング内、かつ前記静翼の周りに環状に配置されるブッシングと、
前記ハウジングと前記ブッシングとの間に配置される１つ以上のトレランスリングと、を備える、可変静翼組立体であって、前記１つ以上のトレランスリングが、前記トレランスリングの内面から半径方向内向きに、又は前記トレランスリングの外面から半径方向外向きに突出する複数の突起を含む、可変静翼組立体。
【請求項2】
前記ハウジングが、アルミニウム、マグネシウム、炭素鋼、ステンレス鋼、チタン、タングステン、それらの合金、それらの炭化物、又はポリマー複合材料から形成される、請求項１に記載の組立体。
【請求項3】
前記ハウジングが１つ以上の溝を備え、前記１つ以上の溝の各々が、前記１つ以上のトレランスリングを少なくとも部分的に受容するように構成される、請求項１に記載の組立体。
【請求項4】
前記ブッシングが、前記静翼、前記ハウジング、又はそれらの組み合わせの熱膨張係数（ＣＴＥ）以上のＣＴＥを含む材料から形成される、請求項１に記載の組立体。
【請求項5】
前記ブッシングが、ポリマー、プラスチック、ポリイミド、複合材料、炭素繊維、ガラス繊維、グラファイト、又はそれらの組み合わせを含む材料から形成される、請求項１に記載の組立体。
【請求項6】
前記ブッシングが、前記静翼、前記ハウジング、又はそれらの組み合わせの前記ＣＴＥの、少なくとも０．１％、かつ３０％以下のＣＴＥを含む材料から形成される、請求項１に記載の組立体。
【請求項7】
前記ブッシングが、アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ホウ素、窒化ホウ素、クロム、銅、酸化銅、ハフニウム、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、タンタル、チタン、窒化チタン、タングステン、イットリウム、ジルコン、酸化ジルコニウム、それらの複合材料、又はそれらの組み合わせを含むセラミック材料から形成される、請求項１に記載の組立体。
【請求項8】
前記ブッシングが、フランジと、前記フランジから延びるバレルと、前記フランジ及び前記バレルを通って延びる中央開口部とを備える、請求項１に記載の組立体。
【請求項9】
前記ブッシングの前記バレルが前記ハウジング内に受容され、前記静翼が前記ブッシングの前記中央開口部を通して受容される、請求項８に記載の組立体。
【請求項10】
前記ブッシングが、前記ブッシングの前記バレル内に形成された１つ以上の溝を備え、前記１つ以上の溝の各々が、前記１つ以上のトレランスリングを少なくとも部分的に受容するように構成される、請求項８に記載の組立体。
【請求項11】
前記ブッシングの前記バレル内に形成された前記１つ以上の溝が、前記ブッシングの前記バレルが前記ハウジング内に受容されるときに、前記ハウジング内の前記１つ以上の溝と半径方向に整列する、請求項１０に記載の組立体。
【請求項12】
前記ブッシングの前記フランジと前記ハウジングとの間に配置されるワッシャを更に備える、請求項１０に記載の組立体。
【請求項13】
前記１つ以上のトレランスリングが、アルミニウム、ベリリウム、青銅、銅、鉄、マグネシウム、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼、スズ、チタン、タングステン、又はそれらの合金を含む金属材料から形成される、請求項１に記載の組立体。
【請求項14】
前記複数の突起が、複数の波形部、複数のフィンガ、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の組立体。
【請求項15】
前記ブッシングと前記ハウジングとの間に流体密封シールを形成するように構成される、少なくとも１つの金属シールを更に備える、請求項１に記載の組立体。【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0001】
ブッシングは、組立体の構成要素間の多くの産業用途で使用されている。ブッシングは、動作中に構成要素間のアライメントを維持し、かつ／又は構成要素間の相対運動を制御するために利用される。いくつかの用途では、ガスタービンエンジンの可変静翼組立体で利用されるものなどのブッシングは、極端な力、圧力、及び／又は温度などの極端な動作条件にさらされることが多い。これらの極端な動作条件に耐えるために、これらのブッシングは、通常、グラファイト又は他の高性能ポリマー材料から形成される。しかしながら、これらの材料は依然としてかなりの性能限界を示し、これらの材料の酸化は性能及び信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、産業界は、そのような用途のためのブッシング技術における改善を要求し続けている。
【図面の簡単な説明】
【0002】
実施形態の特徴及び利点が達成され、より詳細に理解され得るように、添付の図面に例解されるその実施形態を参照することによって、より具体的な説明が行われ得る。しかしながら、図面は、いくつかの実施形態のみを例解し、したがって、他の等しく有効な実施形態が存在し得るため、範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【0003】
【発明を実施するための形態】
【0004】
図１は、本開示の一実施形態による、組立体１００の部分断面図を示す。いくつかの実施形態では、組立体１００は、ジェットエンジン圧縮機又はガスタービンエンジンであってもよい。より具体的には、いくつかの実施形態では、組立体は、ジェットエンジン圧縮機又はガスタービンエンジンの可変静翼組立体であり得る。組立体１００は、一般に、静翼ハウジング１０２などの外側構成要素と、可動又は回転可能な静翼１０４などの内側構成要素とを備え得る。ハウジング１０２は、一般に、静翼１０４の周りに環状に配置され得る。いくつかの実施形態では、ハウジング１０２及び／又は静翼１０４は、アルミニウム、マグネシウム、炭素鋼、ステンレス鋼、チタン、タングステン、それらの合金、それらの炭化物、又はポリマー複合材料から形成され得る。
【0005】
組立体１００はまた、少なくとも部分的にハウジング１０２内、かつ静翼１０４の周りに環状に配置される環状ブッシング１５０を備え得る。ブッシング１５０は、フランジ１５２と、フランジ１５２から延びるバレル１５４と、フランジ１５２及びバレル１５４を通って延びる中央開口部１５６とを備え得る。より具体的には、ブッシング１５０は、バレル１５４がハウジング１０２内、かつハウジング１０２と静翼１０４との間に半径方向に配置されるように、配置されてもよい。フランジ１５２は、ハウジング１０２の外面１０６に隣接して配置され得る。静翼１０４は、ブッシング１５０の中央開口部１５６を通して受容されてもよい。いくつかの実施形態では、フランジ１５２は、ハウジング１０２の外面１０６に実質的に接してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、ワッシャ１０８が、フランジ１５２とハウジング１０２の外面１０６との間に配置されてもよい。
【0006】
いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、ハウジング１０２、静翼１０４、又はそれらの組み合わせの熱膨張係数（ＣＴＥ）以上のＣＴＥを備える材料から形成されてもよい。ブッシングが、ハウジング１０２、静翼１０４、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、０％、少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、又は少なくとも１５％大きいＣＴＥを備える材料から形成される、請求項１～５のいずれか一項に記載の組立体。いくつかの実施形態では、ブッシングは、ハウジング１０２、静翼１０４、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、又は１％以下大きいＣＴＥを備える材料から形成され得る。更に、ブッシング１５０は、ハウジング１０２、静翼１０４、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、０％～３０％以下、０％～２０％以下、更には少なくとも０％～１０％以下であるなど、これらの最小値と最大値のいずれかの間のＣＴＥを備える材料から形成されてもよいことが理解されるであろう。
【0007】
いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、ポリマー、プラスチック、ポリイミド、複合材料、炭素繊維、ガラス繊維、グラファイト、又はそれらの組み合わせを含む材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、少なくとも２Ｅ－６／Ｋ、少なくとも３Ｅ－６／Ｋ、少なくとも４Ｅ－６／Ｋ、少なくとも５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも６Ｅ－６／Ｋ、少なくとも７Ｅ－６／Ｋ、少なくとも８Ｅ－６／Ｋ、少なくとも９Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１０Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１１Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１２Ｅ－６／Ｋ、又は少なくとも１３Ｅ－６／ＫのＣＴＥを備える材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、１４Ｅ－６／Ｋ以下、１３Ｅ－６／Ｋ以下、１２Ｅ－６／Ｋ以下、１１Ｅ－６／Ｋ以下、又は１０Ｅ－６／Ｋ以下のＣＴＥを備える材料から形成されてもよい。更に、ブッシング１５０は、少なくとも２Ｅ－６／Ｋ～１０Ｅ－６／Ｋ以下、少なくとも３Ｅ－６／Ｋ～１０Ｅ－６／Ｋ以下、又は更に少なくとも５Ｅ－６／Ｋ～１２Ｅ－６／Ｋ以下など、これらの最小値と最大値のいずれかの間のＣＴＥを備える材料から形成され得ることが理解されるであろう。
【0008】
いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせの熱膨張係数（ＣＴＥ）以下のＣＴＥを備えるセラミック材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、０％、少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、又は少なくとも１５％低いＣＴＥを備えるセラミック材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、又は１％以下低いＣＴＥを備えるセラミック材料から形成され得る。更に、ブッシング１５０は、ハウジング１０２、静翼１０４、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、０％～３０％以下、０％～２０％以下、又は更には少なくとも０％～１０％以下低いなど、これらの最小値と最大値のいずれかの間のＣＴＥを備えるセラミック材料から形成され得ることが理解されるであろう。
【0009】
いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ホウ素、窒化ホウ素、クロム、銅、酸化銅、ハフニウム、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、タンタル、チタン、窒化チタン、タングステン、イットリウム、ジルコン、酸化ジルコニウム、それらの複合材料、又はそれらの組み合わせを含むセラミック材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、少なくとも０．５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１．０ Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１．５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも２Ｅ－６／Ｋ、少なくとも３Ｅ－６／Ｋ、少なくとも４Ｅ－６／Ｋ、少なくとも５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも６Ｅ－６／Ｋ、少なくとも７Ｅ－６／Ｋ、少なくとも８Ｅ－６／Ｋ、少なくとも９Ｅ－６／Ｋ、又は少なくとも１０Ｅ－６／ＫのＣＴＥを備えるセラミック材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０は、１６Ｅ－６／Ｋ以下、１５Ｅ－６／Ｋ以下、１４Ｅ－６／Ｋ以下、１３Ｅ－６／Ｋ以下、１２Ｅ－６／Ｋ以下、１１Ｅ－６／Ｋ以下、又は１０Ｅ－６／Ｋ以下のＣＴＥを含むセラミック材料から形成され得る。更に、ブッシング１５０は、少なくとも０．５Ｅ－６／Ｋ～１０Ｅ－６／Ｋ以下、少なくとも２Ｅ－６／Ｋ～１０Ｅ－６／Ｋ以下、又は更に少なくとも３Ｅ－６／Ｋ～１２Ｅ－６／Ｋ以下など、これらの最小値と最大値のいずれかの間のＣＴＥを備えるセラミック材料から形成され得ることが理解されるであろう。
【0010】
更に、ブッシング１５０は、ブッシング１５０のバレル１５４と、ハウジング１０２、静翼１０４、又はそれらの組み合わせとの間に有益な公差を有するように設計され得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０のバレル１５４は、ブッシング１５０がハウジング１０２との圧入設置を備えるように、ハウジング１０２との実質的にゼロの公差を含み得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０のバレル１５４は、ブッシング１５０がハウジング１０２内で最小限の移動を備えるように、ハウジング１０２と最小限の公差を含み得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０のバレル１５４とハウジング１００との間の公差は、ブッシング１５０のバレル１５４の直径の０％、少なくとも０．００５％、少なくとも０．０１％、少なくとも０．０２％、少なくとも０．０３％、少なくとも０．０４％、少なくとも０．０５％、少なくとも０．１０％、又は少なくとも０．１５％であり得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０のバレル１５４とハウジング１００との間の公差は、ブッシング１５０のバレル１５４の直径の５％以下、４％以下、３％以下、２．５％以下、２％以下、１．５％以下、１％以下、０．７５％以下、０．５０％以下、０．２５％以下、０．２０％以下、０．１５％以下、０．１０％以下、又は０．０５％以下であり得る。更に、ブッシング１５０のバレル１５４とハウジング１００との間の公差は、０％～５％以下、又は更に少なくとも０．１０％～０．２０％以下など、これらの最小値と最大値のいずれかの間であり得ることが理解されるであろう。
【0011】
組立体１００はまた、ハウジング１０２とブッシング１５０との間に配置される１つ以上のトレランスリング２００を備え得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のトレランスリング２００は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又は更に多くのトレランスリング２００を備えてもよい。複数のトレランスリング２００を備える実施形態では、複数のトレランスリング２００は、ブッシング１５０の軸方向長さに沿って離隔されてもよい。いくつかの実施形態では、ハウジング１０２は、１つ以上のトレランスリング２００を少なくとも部分的に受容するように構成される、１つ以上の溝１１０を備え得る。いくつかの実施形態では、ブッシング１５０はまた、ブッシング１５６のバレル１５６内に形成され、１つ以上のトレランスリング２００を少なくとも部分的に受容するように構成される、１つ以上の溝１５８を備え得る。更に、いくつかの実施形態では、ブッシング１５０のバレル１５４内に形成された１つ以上の溝１５８は、ブッシング１５０のバレル１５４がハウジング１０２内に受容されるとき、ハウジング１０２内の１つ以上の溝１１０と半径方向に整列してもよい。溝１１０、１５８は、１つ以上のトレランスリング２００を受容し、１つ以上のトレランスリング２００がハウジング１０２及び／又はブッシング１５０に対して軸方向に摺動することを防止するのに十分な深さであり得ることが理解されるであろう。
【0012】
加えて、いくつかの実施形態では、組立体１００は、ブッシング１５０とハウジング１０２との間に流体密封シールを形成するように構成される、少なくとも１つの金属シール１７０を備え得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの金属シール１７０は、金属リップシールを含んでもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの金属シール１７０は、独立型金属リップシールであってもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの金属シール１７０は、１つ以上のトレランスリング２００に一体化されてもよい。更に、少なくとも１つの金属シール１７０は、ブッシング１５０のバレル１５４に沿って軸方向に配置され得ることが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの金属シール１７０は、１つ以上のトレランスリング２００に隣接して配置されてもよい。
【0013】
図２は、本開示の一実施形態による、トレランスリング２００の斜視図を示す。１つ以上のトレランスリング２００は、一般に、環状の材料バンド又は環状のリング形状に形成された基板２０２を含み得る。いくつかの実施形態では、トレランスリング２００は、第１の周方向端部２０６及び第２の周方向端部２０８を画定する間隙２０４を含み得る。いくつかの実施形態では、トレランスリング２００は、弾性金属材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、金属材料は、アルミニウム、ベリリウム、青銅、銅、鉄、マグネシウム、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼、スズ、チタン、タングステン、又はそれらの合金を含んでもよい。
【0014】
トレランスリング２００は、複数の突起２１０（例えば、波形部２１２、フィンガ２１４、又はそれらの組み合わせ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、突起２１０は、内面２２２から半径方向内向きに突出してもよい。より具体的には、いくつかの実施形態では、複数の波形部２１２、複数のフィンガ２１４、又はそれらの組み合わせは、トレランスリング２００の内面２２２から半径方向内向きに突出してもよく、ブッシング１５０の溝１５８と接触している。いくつかの実施形態では、突起２１０は、外面２２４から半径方向外向きに突出してもよい。より具体的には、いくつかの実施形態では、複数の波形部２１２、複数のフィンガ２１４、又はそれらの組み合わせは、トレランスリング２００の外面２２４から半径方向外向きに突出してもよく、ハウジング１０２内の溝１１０と接触している。
【0015】
いくつかの実施形態では、突起２１０は、トレランスリング２００の周りに円周方向に配置され得る。いくつかの実施形態では、突起２１０は、互いに比較して同じ幾何学的形状及び／又はサイズを含んでもよい。他の実施形態では、いくつかの突起２１０は、互いに比較して異なる幾何学的形状及び／又はサイズを有してもよい。更に他の実施形態では、突起２１０の全てが、互いに比較して異なる幾何学的形状及び／又はサイズを有してもよい。
【0016】
いくつかの実施形態では、複数の突起２１０は、複数の波形部２１２、複数のフィンガ２１４、又はそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、複数の波形部２１２は、トレランスリング２００の周りに円周方向に１つ以上のバンド２１６内に配置され得る。いくつかの実施形態では、複数の波形部２１２は、波形部２１２の複数のグループ２１８にグループ化されてもよい。いくつかの実施形態では、波形部２１２の複数のグループ２１８の各々は、グループ２１８当たり同じ数の波形部２１２を含んでもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、波形部２１２の複数のグループ２１８のうちの少なくとも１つは、異なる数の波形部２１２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、波形部２１２の複数のグループ２１８の各々は、グループ２１８当たり少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、又は少なくとも５つの波形部を含んでもよい。更に、いくつかの実施形態では、波形部２１２の複数のグループ２１８の各々は、１つ以上の平坦部分２２０、１つ以上のフィンガ２１４、又はそれらの組み合わせによって分割されてもよい。
【0017】
突起２１０（例えば、波形部２１２、フィンガ２１４、又はそれらの組み合わせ）は、所望の弾性／塑性変形特性、所望の力伝達特性を提供するように、ハードウェア構成要素の製造公差を考慮するように、かつ／又は動作中にハードウェア構成要素間に生じ得る熱膨張及び摩耗を補償するように、選択され得ることが理解されるであろう。より具体的には、突起２１０は、ブッシング１５０に作用する垂直荷重を保持することができる応力レベル及び変形に適応するように選択されてもよく、一方で、曲げモーメントがブッシング１５０に加えられるとき、いくらかの圧縮を可能にし、それによって、ブッシング１５０の各端部における応力を最小限にする。
【0018】
ポリマーが可変静翼ブッシングに使用される場合、材料の可塑性により、ブッシングは、ブッシングと静翼との間のミスアライメントを補償することができ、したがって、摩耗を制限しながらいくらかの変形を生じさせることができる。本明細書に開示されるブッシング１５０に使用される材料などのより硬い材料の場合、塑性変形は事実上存在せず、曲げモーメントに起因してブッシング１５０に加えられる負荷は、ブッシング１５０を損傷させ得る。しかしながら、１つ以上のトレランスリング２００は、ブッシング１５０の剛性を補償することができ、ガスタービンエンジンの動作によって引き起こされる半径方向及び／又は軸方向の力から生じるブッシング１５０に加えられる曲げモーメントを防止又は大幅に低減することができ、それによって、ブッシング１５０が従来のブッシングよりも高い動作温度に耐えることができる。
【0019】
したがって、いくつかの実施形態では、１つ以上のトレランスリング２００は、静翼１０４とブッシング１５０との間、ハウジング１０２とブッシング１５０との間、又はそれらの組み合わせの間の、公差の不一致、ミスアライメント、ＣＴＥの差を補償するように構成され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のトレランスリング２００は、静翼１０４とブッシング１５０との間、ハウジング１０２とブッシング１５０との間、又はそれらの組み合わせの間のアライメントを維持するように構成されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、１つ以上のトレランスリング２００は、空気（例えば、空気流）下で少なくとも摂氏３５０度、少なくとも摂氏４００度、少なくとも摂氏４５０度、少なくとも摂氏５００度、少なくとも摂氏６００度、少なくとも摂氏７００度、少なくとも摂氏８００度、少なくとも摂氏８５０度、少なくとも摂氏９００度、少なくとも摂氏９５０度、少なくとも摂氏１０００度、又は更に高い動作温度に耐えながら、静翼１０４とブッシング１５０との間、ハウジング１０２とブッシング１５０との間、又はそれらの組み合わせの間のアライメントを維持するように構成されてもよい。これらの温度での動作は、標準大気圧で、少なくとも１０バール、少なくとも２０バール、少なくとも３０バール、少なくとも４０バール、少なくとも５０バール、又は更に少なくとも６０バールの圧力までであってもよい。
【0020】
ブッシング１５０及び１つ以上のトレランスリング２００を備えるブッシング組立体は、ジェットエンジン圧縮機又はガスタービンエンジン用の静翼組立体に適用可能なものとして開示され得るが、ブッシング１５０及び１つ以上のトレランスリング２００を備えるブッシング組立体は、公差補償が必要とされる様々な他の用途に適用可能であることが理解されるであろう。
【0021】
本明細書に開示される組立体１００の実施形態は、以下の実施形態のうちの１つ以上を含み得る。
【0022】
実施形態１．可動静翼と、可動静翼の周りに環状に配置される静翼ハウジングと、ハウジング内、かつ静翼の周りに環状に配置されるブッシングと、ハウジングとブッシングとの間に配置される１つ以上のトレランスリングと、を備える可変静翼組立体であって、１つ以上のトレランスリングが、トレランスリングの内面から半径方向内向きに、又はトレランスリングの外面から半径方向外向きに突出する複数の突起を含む、可変静翼組立体。
【0023】
実施形態２．ハウジングが、アルミニウム、マグネシウム、炭素鋼、ステンレス鋼、チタン、タングステン、それらの合金、それらの炭化物、又はポリマー複合材料から形成される、実施形態１に記載の組立体。
【0024】
実施形態３．ハウジングが１つ以上の溝を備え、１つ以上の溝の各々が、１つ以上のトレランスリングを少なくとも部分的に受容するように構成される、実施形態１～２のいずれか１つに記載の組立体。
【0025】
実施形態４．ブッシングが、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせの熱膨張係数（ＣＴＥ）以上のＣＴＥを備える材料から形成される、実施形態１～３のいずれか１つに記載の組立体。
【0026】
実施形態５．ブッシングが、ポリマー、プラスチック、ポリイミド、複合材料、炭素繊維、ガラス繊維、グラファイト、又はそれらの組み合わせを含む材料から形成される、実施形態１～４のいずれか１つに記載の組立体。
【0027】
実施形態６．ブッシングが、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、０％、少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、又は少なくとも１５％大きいＣＴＥを備える材料から形成される、実施形態１～５のいずれか１つに記載の組立体。
【0028】
実施形態７．ブッシングが、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、又は１％以下大きいＣＴＥを備える材料から形成される、実施形態１～６のいずれか１つに記載の組立体。
【0029】
実施形態８．ブッシングが、少なくとも２Ｅ－６／Ｋ、少なくとも３Ｅ－６／Ｋ、少なくとも４Ｅ－６／Ｋ、少なくとも５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも６Ｅ－６／Ｋ、少なくとも７Ｅ－６／Ｋ、少なくとも８Ｅ－６／Ｋ、少なくとも９Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１０Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１１Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１２Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１３Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１４Ｅ－６／Ｋ、又は少なくとも１５Ｅ－６／ＫのＣＴＥを備える材料から形成される、実施形態１～７のいずれか１つに記載の組立体。
【0030】
実施形態９．ブッシングが、１６Ｅ－６／Ｋ以下、１５Ｅ－６／Ｋ以下、１４Ｅ－６／Ｋ以下、１３Ｅ－６／Ｋ以下、１２Ｅ－６／Ｋ以下、１１Ｅ－６／Ｋ以下、又は１０Ｅ－６／Ｋ以下のＣＴＥを備える材料から形成される、実施形態１～８のいずれか１つに記載の組立体。
【0031】
実施形態１０．ブッシングが、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせの熱膨張係数（ＣＴＥ）以下のＣＴＥを備えるセラミック材料から形成される、実施形態１～３のいずれか１つに記載の組立体。
【0032】
実施形態１１．ブッシングが、アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ホウ素、窒化ホウ素、クロム、銅、酸化銅、ハフニウム、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、タンタル、チタン、窒化チタン、タングステン、イットリウム、ジルコン、酸化ジルコニウム、それらの複合材料、又はそれらの組み合わせを含むセラミック材料から形成される、実施形態１～３又は１０のいずれか１つに記載の組立体。
【0033】
実施形態１２．ブッシングが、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、０％、少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、又は少なくとも１５％低いＣＴＥを備えるセラミック材料から形成される、実施形態１～３又は１０～１１のいずれか１つに記載の組立体。
【0034】
実施形態１３．ブッシングが、静翼、ハウジング、又はそれらの組み合わせのＣＴＥよりも、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、又は１％以下低いＣＴＥを備えるセラミック材料から形成される、実施形態１～３又は１０～１２のいずれか１つに記載の組立体。
【0035】
実施形態１４．ブッシングが、少なくとも０．５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１．０Ｅ－６／Ｋ、少なくとも１．５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも２Ｅ－６／Ｋ、少なくとも３Ｅ－６／Ｋ、少なくとも４Ｅ－６／Ｋ、少なくとも５Ｅ－６／Ｋ、少なくとも６Ｅ－６／Ｋ、少なくとも７Ｅ－６／Ｋ、少なくとも８Ｅ－６／Ｋ、少なくとも９Ｅ－６／Ｋ、又は少なくとも１０Ｅ－６／ＫのＣＴＥを備えるセラミック材料から形成される、実施形態１～３又は１０～１３のいずれか１つに記載の組立体。
【0036】
実施形態１５．ブッシングが、１６Ｅ－６／Ｋ以下、１５Ｅ－６／Ｋ以下、１４Ｅ－６／Ｋ以下、１３Ｅ－６／Ｋ以下、１２Ｅ－６／Ｋ以下、１１Ｅ－６／Ｋ以下、又は１０Ｅ－６／Ｋ以下のＣＴＥを備えるセラミック材料から形成される、実施形態１～３又は１０～１４のいずれか１つに記載の組立体。
【0037】
実施形態１６．ブッシングが、フランジと、フランジから延びるバレルと、フランジ及びバレルを通って延びる中心開口部とを備える、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の組立体。
【0038】
実施形態１７．ブッシングのバレルがハウジング内に受容され、静翼がブッシングの中央開口部を通して受容される、実施形態１６の組立体。
【0039】
実施形態１８．ブッシングが、ブッシングのバレル内に形成された１つ以上の溝を備え、１つ以上の溝の各々が、１つ以上のトレランスリングを少なくとも部分的に受容するように構成される、実施形態１６～１７のいずれか１つに記載の組立体。
【0040】
実施形態１９．ブッシングのバレル内に形成された１つ以上の溝が、ブッシングのバレルがハウジング内に受容されるときに、ハウジング内の１つ以上の溝と半径方向に整列する、実施形態１８の組立体。
【0041】
実施形態２０．ブッシングのフランジが、ハウジングに実質的に接する、実施形態１６～１９のいずれか１つに記載の組立体。
【0042】
実施形態２１．ブッシングのフランジとハウジングとの間に配置されるワッシャを更に備える、実施形態１７～２０のいずれか１つに記載の組立体。
【0043】
実施形態２２．ブッシングのバレルとハウジングとの間の公差が、ブッシングのバレルの直径の０％、少なくとも０．００５％、少なくとも０．０１％、少なくとも０．０２％、少なくとも０．０３％、少なくとも０．０４％、少なくとも０．０５％、少なくとも０．１０％、又は少なくとも０．１５％である、実施形態１７～２１のいずれか１つに記載の組立体。
【0044】
実施形態２３．ブッシングのバレルとハウジングとの間の公差が、ブッシングのバレルの直径の５％以下、４％以下、３％以下、２．５％以下、２％以下、１．５％以下、１％以下、０．７５％以下、０．５０％以下、０．２５％以下、０．２０％以下、０．１５％以下、０．１０％以下、又は０．０５％以下である、実施形態１７～２２のいずれか１つに記載の組立体。
【0045】
実施形態２４．１つ以上のトレランスリングが、アルミニウム、ベリリウム、青銅、銅、鉄、マグネシウム、鋼、ばね鋼、ステンレス鋼、スズ、チタン、タングステン、又はそれらの合金を含む金属材料から形成される、実施形態１～２３のいずれか１つに記載の組立体。
【0046】
実施形態２５．１つ以上のトレランスリングが、複数のトレランスリングを備える、実施形態２４に記載の組立体。
【0047】
実施形態２６．複数のトレランスリングが、ブッシングの軸方向長さに沿って離隔される、実施形態２５に記載の組立体。
【0048】
実施形態２７．複数の突起が、複数の波形部、複数のフィンガ、又はそれらの組み合わせを含む、実施形態１～２６のいずれか１つに記載の組立体。
【0049】
実施形態２８．複数の波形部が、トレランスリングの周りに円周方向に１つ以上のバンド内に配置され、複数の波形部が、波形部の複数のグループ、又はそれらの組み合わせにグループ化される、実施形態２７に記載の組立体。
【0050】
実施形態２９．波形部の複数のグループの各々が、グループ当たり同じ数の波形部を含む、実施形態２８に記載の組立体。
【0051】
実施形態３０．波形部の複数のグループのうちの少なくとも１つが、異なる数の波形部を含む、実施形態２８に記載の組立体。
【0052】
実施形態３１．波形部の複数のグループの各々が、グループ当たり少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、又は少なくとも５つの波形部を含む、実施形態２８～３０のいずれか１つに記載の組立体。
【0053】
実施形態３２．波形部の複数のグループの各々が、１つ以上の平坦部分、１つ以上のフィンガ、又はそれらの組み合わせによって分割される、実施形態２８～３１のいずれか１つに記載の組立体。
【0054】
実施形態３３．複数の波形部、複数のフィンガ、又はそれらの組み合わせが、トレランスリングの内面から半径方向内向きに突出し、ブッシングの溝と接触している、実施形態２７～３２のいずれか１つに記載の組立体。
【0055】
実施形態３４．複数の波形部、複数のフィンガ、又はそれらの組み合わせが、トレランスリングの外面から半径方向外向きに突出し、ハウジングの溝と接触している、実施形態２７～３３のいずれか１つに記載の組立体。
【0056】
実施形態３５．ブッシングとハウジングとの間に流体密封シールを形成するように構成される、少なくとも１つの金属シールを更に備える、実施形態１～３４のいずれか１つに記載の組立体。
【0057】
実施形態３６．少なくとも１つの金属シールが金属リップシールを含む、実施形態３５に記載の組立体。
【0058】
実施形態３７．少なくとも１つの金属シールが、１つ以上のトレランスリングに一体化される、実施形態３５～３６のいずれか１つに記載の組立体。
【0059】
実施形態３８．複数のトレランスリングが、静翼とブッシングとの間、ハウジングとブッシングとの間、又はそれらの組み合わせの間のＣＴＥの差を補償するように構成される、実施形態１～３７のいずれか１つに記載の組立体。
【0060】
実施形態３９．複数のトレランスリングが、静翼とブッシングとの間、ハウジングとブッシングとの間、又はそれらの組み合わせの間の、公差の不一致、ミスアライメント、又はそれらの組み合わせを補償するように構成される、実施形態１～３８のいずれか１つに記載の組立体。
【0061】
実施形態４０．複数のトレランスリングが、静翼とブッシングとの間、ハウジングとブッシングとの間、又はそれらの組み合わせの間のアライメントを維持するように構成される、実施形態１～３９のいずれか１つに記載の組立体。
【0062】
実施形態４１．複数のトレランスリングが、空気下で少なくとも摂氏３５０度、少なくとも摂氏４００度、少なくとも摂氏４５０度、少なくとも摂氏５００度、少なくとも摂氏６００度、少なくとも摂氏７００度、少なくとも摂氏８００度、少なくとも摂氏８５０度、少なくとも摂氏９００度、少なくとも摂氏９５０度、又は少なくとも摂氏１０００度の動作温度において、静翼とブッシングとの間、ハウジングとブッシングとの間、又はそれらの組み合わせの間のアライメントを維持するように構成される、実施形態１～４０のいずれか１つに記載の組立体。
【0063】
一般的な説明又は実施例において、上で説明される活動の全てが必要とされるわけではなく、特定の活動の一部が必要とされない場合があり、説明される活動に加えて１つ以上の更なる活動が行われ得ることに留意されたい。更に、活動が列挙される順序は、必ずしもそれらが行われる順序ではない。
【0064】
前述の明細書では、特定の実施形態を参照して概念を記載してきた。しかしながら、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に掲げる本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができることを理解する。そのため、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で考慮されるべきであり、全てのこのような修正は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【0065】
本明細書で使用される場合、「備える（comprises）」、「備える（comprising）」、「含む（includes）」、「含む（including）」、「有する（has）」、「有する（having）」という用語、又はそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を網羅することが意図される。例えば、特徴のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、明示的に列挙されていないか、又はそのようなプロセス、方法、物品、若しくは装置に固有の他の特徴を含み得る。更に、矛盾する記載がない限り、「又は／若しくは（or）」は、包含的な「又は／若しくは（or）」を指し、排他的な「又は／若しくは（or）」を指すものではない。例えば、条件Ａ又はＢは、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａが真であり（又は存在し）、Ｂが偽である（又は存在しない）、Ａが偽であり（又は存在せず）、Ｂが真である（又は存在する）、及び、ＡとＢとの両方が真である（又は存在する）。
【0066】
また、「１つの（a）」又は「１つの（an）」の使用は、本明細書に記載の要素及び構成成分を説明するために用いられる。これは、単に便宜上、及び本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われる。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むように読まれるべきであり、単数はまた、そうでないことを意味することが明らかでない限り、複数も含む。
【0067】
利益、他の利点、及び問題の解決策は、特定の実施形態に関して上で説明されている。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、及び任意の利益、利点、又は解決策をもたらすかより顕著にする可能性がある任意の特徴は、請求項のいずれか又は全ての重要な、必要な、又は本質的な特徴として解釈されるべきではない。
【0068】
本明細書を読んだ後、当業者には、特定の特徴が、明確にするために、別個の実施形態の文脈において本明細書に記載されており、単一の実施形態において組み合わせて提供され得ることが理解されよう。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明されている様々な特徴は、別個に又は任意の部分的な組み合わせで提供され得る。更に、範囲で述べられた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。
【図1】
【図2】
【国際調査報告】