特許 7597504 一体型スクィーズフィルムダンパを備えた単列玉軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】一体型スクィーズフィルムダンパを備えた単列玉軸受

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20241203BHJP

   F02B 37/04 20060101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

F02B39/00 J

F02B37/04 C

【請求項の数】 9

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019096449

(22)【出願日】2019-05-23

(65)【公開番号】P2019203506

(43)【公開日】2019-11-28

【審査請求日】2022-05-23

(31)【優先権主張番号】15/989,921

(32)【優先日】2018-05-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500124378

【氏名又は名称】ボーグワーナー インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100093861

【弁理士】

【氏名又は名称】大賀 眞司

(72)【発明者】

【氏名】アーウィン・ペリー・エルウッド・サード

(72)【発明者】

【氏名】ティム・ハウス

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１７１７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００９６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５１２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０１２７９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０００７９９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／００６８６５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ３７／００

Ｆ０２Ｂ ３９／００

Ｆ１６Ｃ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動アシスト型ターボチャージャ用のローリング要素軸受アセンブリであって、前記軸受アセンブリは、
内側軌道を画定する外径を有する内輪；
外径及び内径を有する外輪であって、前記外輪内径が外側軌道を画定する外輪；
内側軌道と外側軌道との間の単列のローリング要素；及び
前記外輪と一体化されて形成されるスクィーズフィルムダンパであって、前記スクィーズフィルムダンパが外輪外径とハウジングとの間にスクィーズフィルムダンパ表面を提供する、スクィーズフィルムダンパ；を含み、
前記外輪は、前記外輪と一体化されたエンドストップフランジを有し、前記エンドストップフランジは、前記外輪と一体化され単一の構成部品を形成し、前記スクィーズフィルムダンパ表面の半径方向に延在し前記スクィーズフィルムダンパ表面と隣接する境界を画定する、
軸受アセンブリ。

【請求項2】

前記外輪内にオイルジェットをさらに含む、請求項１に記載の軸受アセンブリ。

【請求項3】

前記エンドストップフランジは、前記ハウジングと係合するように構成された、請求項１に記載の軸受アセンブリ。

【請求項4】

前記エンドストップフランジは、前記ハウジングと係合するように構成された回転防止用特徴部を含む、請求項３に記載の軸受アセンブリ。

【請求項5】

電動アシスト型ターボチャージャであって、
ハウジング；
タービンホイール；
圧縮機ホイール；
前記ハウジング内に支持され、前記タービンホイールと前記圧縮機ホイールと相互連結するシャフト；
前記ハウジング内に配置されて前記シャフトに作動可能に結合される電気モーター；及び
前記シャフトを取り囲む少なくとも１つのローリング要素軸受アセンブリ；を含み、前記少なくとも１つのローリング要素軸受アセンブリは、
内輪；
外輪；
前記内輪と前記外輪との間の複数のローリング要素；及び
外輪の外径とハウジングとの間にスクィーズフィルムダンパ表面を提供するために外輪に一体化されたスクィーズフィルムダンパ；を含み、
前記外輪は、前記外輪と一体化されたエンドストップフランジを有し、前記エンドストップフランジは、前記外輪と一体化され単一の構成部品を形成し、前記スクィーズフィルムダンパ表面の半径方向に延在し前記スクィーズフィルムダンパ表面と隣接する境界を画定する、
電動アシスト型ターボチャージャ。

【請求項6】

前記外輪内にオイルジェットをさらに含む、請求項５に記載のターボチャージャ。

【請求項7】

前記エンドストップフランジは、前記ハウジングと係合するように構成された、請求項５に記載のターボチャージャ。

【請求項8】

前記エンドストップフランジは、前記ハウジングと係合するように構成された回転防止用特徴部を含む、請求項７に記載のターボチャージャ。

【請求項9】

前記エンドストップフランジの前記回転防止用特徴部は、回転防止ピンと係合するように構成されたピン開口を含む、請求項８に記載のターボチャージャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に軸受に関し、より詳細には回転機械で使用するための軸受及び軸受構成部品を製造する方法または装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ローリング要素軸受（ｒｏｌｌｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ｂｅａｒｉｎｇ）は、回転部品を有する機械及び装置に頻繁に使用されている。典型的なローリング要素軸受は、レースの間に配置されたボールまたはローラーを備えた内輪（ｉｎｎｅｒ ｒａｃｅ）及び外輪（ｏｕｔｅｒ ｒａｃｅ）を含む。

【0003】

ターボチャージャ、圧縮機タービン及びガスタービンなどの高速装備は、回転シャフトの周りにローリング要素軸受を使用する。特に、ターボチャージャは、内燃機関の性能を向上させるために使用される。いくつかのターボチャージャは、動力のために排気ガスを利用するが、他のターボチャージャは、ターボチャージャに動力を供給するために単独でまたは排気ガスによって補助されてシャフトに作動可能に連結された電子モーターで作動し得る。

【0004】

ターボチャージャは、１００，０００ｒｐｍを超過する速度で回転できる。特に潤滑の問題に関連して、それらの性能及び寿命を向上させるために多くの改良がなされてきた。例えば、いくつかのターボチャージャ軸受は、振動を減衰させるために減衰特性を組み込んでおり、装置が共振領域を介して加速化するときに安全な作動速度を得ることを可能にする。さらに、減衰型軸受は、機械が正常状態または正常作動速度で作動しているときに不均衡によって生じる小さな振動を減衰させるのに役立つ。

【0005】

米国特許第５，４２５，５８４号には，ローリング要素軸受用の流体減衰型支持体が開示されている。’５８４特許では、密接な間隔のビームらのネットワークは、任意の方向への移動からころ軸受の外輪を支持する。移動を減衰させるためにビーム間の空間に液体が供給される。ビームの間の構造と間隔は、減衰特性を提供するように設計される。しかしながら、部品数を減らし、容易な組み立てを提供し、複数の構成部品の公差累積（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｓｔａｃｋ－ｕｐ）を減らすために、システム及び方法が依然として必要である。このように、一体型スクィーズフィルムダンパ（ｓｑｕｅｅｚｅ－ｆｉｌｍ ｄａｍｐｅｒ）を備えた単列玉軸受が必要である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一様態によれば、ローリング要素軸受アセンブリが開示される。ローリング要素軸受アセンブリは、電動アシスト型ターボチャージャに使用され得る。軸受アセンブリは、内側軌道を画定する外径を有する内輪、外径及び内径を有する外輪であって、外輪の内径が外側軌道を画定する外輪、内側軌道と外側軌道との間の単列のローリング要素、及び外輪と一体化されて単一の構成部品を形成するスクィーズフィルムダンパを含む。スクィーズフィルムダンパは、外輪外径とハウジングとの間にスクィーズフィルムダンパ表面を提供する。

【0007】

このような一実施形態において、軸受アセンブリは、外輪内にオイルジェットをさらに含む。別のこのような実施形態において、軸受アセンブリは、外輪と嵌合可能であり、ハウジングと係合するように構成されたエンドストップフランジ（ｅｎｄ－ｓｔｏｐ ｆｌａｎｇｅ）を含む。このような実施形態において、エンドストップフランジは、外輪に対して回転拘束されることができ、ハウジングと係合するように構成された回転防止用特徴部をさらに含む。このような一実施形態において、エンドストップフランジは、スナップリングを介して外輪に取り付けられる。

【0008】

別の実施形態において、軸受アセンブリは、外輪と一体化されかつハウジングと係合するように構成されたエンドストップフランジを含む。このような一実施形態において、エンドストップフランジは、ハウジングと係合するように構成された回転防止用特徴部をさらに含む。

【0009】

別の実施形態は、ハウジング、タービンホイール、圧縮機ホイール、ハウジング内に支持されかつタービンホイールと圧縮機ホイールとを相互連結するシャフト、ハウジング内に配置されてシャフトに作動可能に結合される電気モーター、及びシャフトを取り囲む少なくとも１つのローリング要素軸受アセンブリを含む電動アシスト型ターボチャージャの形態を取る。少なくとも１つのローリング要素軸受アセンブリは、内輪、外輪、内輪と上記外輪との間の複数のローリング要素、及び外輪の外径とハウジングとの間にスクィーズフィルムダンパ表面を提供するために外輪に一体化されたスクィーズフィルムダンパを含む。

【0010】

このような一実施形態において、ターボチャージャは、外輪内にオイルジェットをさらに含む。別のこのような実施形態において、ターボチャージャは、外輪と嵌合可能であり、ハウジングと係合するように構成されたエンドストップフランジをさらに含む。このような実施形態において、エンドストップフランジは、外輪に対して回転拘束され、ハウジングと係合するように構成された回転防止用特徴部をさらに含む。このような一実施形態において、エンドストップフランジは、スナップリングを介して外輪に取り付けられる。

【0011】

別のこのような実施形態において、ターボチャージャは、外輪と一体化されたエンドストップフランジをさらに含み、ハウジングと係合するように構成される。エンドストップフランジは、回転防止ピンと係合するように構成されたピン開口をさらに含み得る。

【0012】

別の実施形態は、ハウジング、タービンホイール、圧縮機ホイール、ハウジング内に支持されかつタービンホイールと圧縮機ホイールとを相互連結するシャフト、ハウジング内に配置されて上記シャフトに作動可能に結合される電気モーター、電気モーターのタービン側のシャフトの周りに配置されたタービン側ローリング要素軸受、及び電気モーターの圧縮機側のシャフトの周りに配置された圧縮機側ローリング要素軸受を備える電動アシスト型ターボチャージャの形態を取る。

【0013】

タービン側ローリング要素軸受及び圧縮機側ローリング要素軸受のうちの少なくとも１つまたは両方は、内側軌道を画定する外径を有する内輪、外側軌道を画定する外径、内径を有する外輪、内側軌道に潤滑を提供するように構成されたオイルジェット、内側軌道と外側軌道との間の単列のローリング要素、外輪と一体化されて単一の構成部品を形成するスクィーズフィルムダンパを含む。スクィーズフィルムダンパは、外輪外径とハウジングとの間にスクィーズフィルムダンパ表面を提供する。エンドストップフランジは、外輪と嵌合可能であり、スナップリングで外輪に取り付けられる。エンドストップフランジは、外輪に対して回転拘束され、ハウジングの回転防止用特徴部にさらに係合する。

【0014】

別の実施形態は、ハウジング、少なくとも１つの圧縮機ホイール、ハウジング内に支持されかつ少なくとも１つの圧縮機ホイールと相互連結されるシャフト、ハウジング内に配置されてシャフトに作動可能に結合される電気モーター、及び電気モーターの圧縮機側でシャフトの周りに配置される少なくとも１つの圧縮機ローリング要素軸受を備える電動駆動型圧縮機の形態を取る。このような実施形態において、圧縮機側ローリング要素軸受は、内側軌道を画定する外径を有する内輪、外径及び内径を有する外輪、及び内側軌道に潤滑を提供するように構成されたオイルジェットであって、上記外輪内径が外側軌道を画定するオイルジェット、内側軌道と外側軌道との間の単列のローリング要素、外輪と一体化されて単一の構成部品を形成するスクィーズフィルムダンパであって、上記スクィーズフィルムダンパが外輪外径とハウジングとの間にスクィーズフィルムダンパ表面を提供するスクィーズフィルムダンパ、及び上記外輪と嵌合可能であり、スナップリングで上記外輪に取り付けられるエンドストップフランジ（ｅｎｄ－ｓｔｏｐ ｆｌａｎｇｅ）を含む。エンドストップフランジは、外輪に対して回転拘束され、ハウジングの回転防止用特徴部にさらに係合する。

【0015】

本開示のこれらおよび他の様態、ならびに特徴は、添付の図面と関連させて読むと、より容易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、従来のターボチャージャ軸受アセンブリの断面図を示す。

【図2】図２は、本開示の一実施形態による第１の軸受アセンブリの断面図を示す。

【図3】図３は、本開示の一実施形態による外輪の斜視図を示す。

【図4】図４は、本開示の一実施形態による内輪の斜視図を示す。

【図5】図５は、本開示の一実施形態によるエンドストップフランジの斜視図を示す。

【図6】図６は、本開示の一実施形態によるスナップリングの斜視図を示す。

【図7】図７は、本開示の一実施形態によるターボチャージャ内に設置された軸受アセンブリの断面図を示す。

【図8】図８は、本開示の一実施形態による第２の軸受アセンブリの断面図を示す。

【図9】図９は、本開示の一実施形態によるターボチャージャの断面図を示す。

【図10】図１０は、本開示の一実施形態による軸受アセンブリを有する電動圧縮機を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に図面を参照すると、図１は、従来のターボチャージャ軸受アセンブリの断面図を示す。特に、図１は、ローリング要素軸受を備えた従来のターボチャージャの断面図５０を示す。本明細書に含まれた断面図では、複数の構成部品が図の上部及び下部の両方に示されている。例えば、リング状の外輪は、シャフトを取り囲むが、中心線に沿って取った断面では中心線の上と下の両方に現れる。本開示の全般を通して、このような構成部品は、明確にするために中心線の両方の半分に図示及び表示されていない。

【0018】

断面図５０において、シャフト１０は、軸受によって支持されているように示されている。軸受は、ハウジング１５内に受容され、内輪外径に沿って内側軌道１２を有する内輪１１、及び外輪内径に沿って外側軌道１４を有する外輪１３を含む。ローリング要素２１は、内輪１１と外輪１３の軌道１２、２４との間に配置される。

【0019】

軸受カップ１８は、外輪１３と軸受カップ１８との間の堅固な連結を形成するために、タイトな隙間嵌め（ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｆｉｔ）、締り嵌め（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｔ）などを介して外輪１３とインターフェースする。いくつかの実施形態において、内輪及び外輪は、軸受カップ１８内に圧入される。軸受カップ１８は、シャフト１０の中心線に沿って、長手方向軸ＣＬに沿って軸受の並進運動を制限するためにハウジング１５の一部とインターフェーシングする軸方向端部ストップ１９をさらに含む。軸受は、軸受全体にオイルを誘導するために使用されるオイルデフレクタ２０をさらに含む。

【0020】

スクィーズフィルムダンパ表面１６は、軸受カップ１８とハウジング１５との間に形成される。スクィーズフィルムダンパ表面１６は、オイル膜厚さを最適化するように調整された寸法を有する間隙を含み、その結果、軸受アセンブリの減衰特性を含む。複数の構成部品がそれぞれ製造公差を有する結果として、スクィーズフィルムダンパ表面１６に対する間隙寸法を最適化することは、ローリング要素軸受の従来の設計において困難になり得る。

【0021】

図２は、本開示の一実施形態による第１の軸受アセンブリの断面図を示す。特に、図２は、軸受アセンブリ１００の図を示す。軸受アセンブリ１００は、任意の適用可能な回転機械に使用され得る。例示的な機械は、ターボチャージャ、電動ターボチャージャ（例えば、ｅＴｕｒｂｏｓ）、電動アシスト型ターボチャージャ、ガスタービンなどを含む。軸受アセンブリ１００は、内側軌道１１４を画定する外径１１２を有する内輪１１０（図４において、他の軸受アセンブリ構成部品から分離して示す）、及び外径１２２と内径１２４の両方を有する外輪１２０（図３において、他の軸受アセンブリ構成部品から分離して示す）を含み、外輪内径１２４は、外側軌道１２６を画定する。

【0022】

内側軌道１１４と外側軌道１２６との間には、単列のローリング要素１３０が配置される。ローリング要素１３０は、軌道１１４、１２６の間に嵌合され、内輪と外輪１１０、１２０の間に堅固な金属対金属接触を提供するように適切に大きさが決まる。スクィーズフィルムダンパ１４０は、外輪１２０に一体化されて単一の構成部品を形成する。スクィーズフィルムダンパ１４０は、外輪外径１２２とハウジング１４２（図１には図示せず）との間にスクィーズフィルムダンパ表面１４４を提供する。スクィーズフィルムダンパ表面１４４は、スクィーズフィルムダンパ１４０とハウジング１４２との間に適切な間隙を提供して、軸受アセンブリが受ける振動を適切に減衰させる。

【0023】

一実施形態において、軸受アセンブリ１００は、外輪１２０内にオイルジェット２０２をさらに含む。オイルジェット２０２は、外輪１２０の内径１２４から外輪１２０の外径１２２へのオイルの流れを提供する。オイルジェット２０２は、外輪１２０の射出金型の特徴であり、外輪１２０の機械加工または穿孔することなどを含む、任意の数の方式で外輪１２０内に形成され得る。さらに、オイルジェット２０２の位置は、外輪に沿って様々な位置に配置され得る。例えば、オイルジェット２０２は、外輪１２０の上部または下部位置のいずれに配置され得る。

【0024】

外輪１２０は、外輪１２０の円周に沿って円周方向に配置された複数のオイルジェット２０２を含み得る。例えば、３つのオイルジェット２０２は、互いに１２０゜離隔して外輪の円周に沿って配置され得る。しかし、任意の数のオイルジェット２０２が使用され得る。

【0025】

一実施形態において、軸受アセンブリ１００は、外輪１２０と嵌合可能なエンドストップフランジ３０２（図５において、他の軸受アセンブリ構成部品から分離して示す）をさらに含む。エンドストップフランジ３０２は、ハウジング１４２と係合するか、またはこれと当接するように構成される。エンドストップフランジ３０２は，外輪１２０上のスロット３４０内に挿入されるように構成されたタブ３４２を含み得る。タブ３４２をスロット３４０に挿入することは、外輪１２０とエンドストップフランジ３０２との間の軸ＣＬを中心に回転整列を維持する（例えば、外輪１２０をエンドストップフランジ３０２に回転拘束する）。別の実施形態において、エンドストップフランジは、ハウジング１４２と係合するように構成された回転防止用特徴部３０４をさらに含む。例えば、回転防止用特徴部３０４は、ハウジング上に回転防止ピンを受容するように構成されたピン開口を含み得る。回転防止ピン（図示せず）が回転防止用特徴部３０４に挿入されると、エンドストップフランジ３０２はハウジング１４２に対して回転拘束される。

【0026】

いくつかの実施形態は、タブ３４２及びスロット３４０の両方を有するエンドストップフランジ３０２を回転防止用特徴部３０４とともに組み合わせる。このような実施形態において、回転防止用特徴部３０４がエンドストップフランジ３０２と係合すると、外輪１２０及びエンドストップフランジ３０２の両方は、部分的にはハウジング１４２と係合する外輪１２０の回転防止用特徴部、及び外輪１２０のスロット３４０内に設置されるエンドストップフランジ３０２のタブ３４２によって、ＣＬ軸の周りを回転することが禁止される。様々な実施形態において、回転防止用特徴部３０４を係合させることは、ハウジングの回転防止ピンを回転防止用特徴部３０４内に挿入することを含む。

【0027】

また軸受アセンブリ１００には、スナップリング３０６があることが示されている。スナップリング３０６は、溝３０８内に嵌合されるように大きさが決まり、エンドストップフランジ３０２が軸ＣＬに沿って並進することを制限する。

【0028】

図３は、本開示の一実施形態による外輪の斜視図を示す。図３に示した外輪１２０は、図２に示した外輪１２０の様態をより明確に示す。特に、図３の外輪１２０は、エンドストップフランジ３０２のタブ３４２と整列されるように構成されたスロット３４０を示す。

【0029】

また、外輪１２０の外周から外輪１２０の内周まで延びるオイルジェット２０２も示される。

【0030】

図４は、本開示の一実施形態による内輪の斜視図を示す。図４に示した内輪１１０は、図２に示した内輪の様態をより明確に示す。

【0031】

図５は、本開示の一実施形態によるエンドストップフランジの斜視図を示す。図５に示したエンドストップフランジ３０２は、図２に示したエンドストップフランジの様態をより明確に示す。特に、エンドストップフランジ３０２は、エンドストップフランジ３０２の外周に沿って配置された回転防止用特徴部３０４を含む。示したように、回転防止用特徴部３０４は、エンドストップフランジ３０２の外周に沿って対向する側部に配置された２つの開口として実現される。いくつかの実施形態において、異なる数の開口がエンドストップフランジ３０２の外周に沿って配置される。図５のエンドストップフランジ３０２はまた、スロット３４０と整列されるタブ３４２を示す。タブ３４２及びスロット３４０は、位置を切り替えることができ、スロットはエンドストップフランジ３０２上に配置され、タブ３４２は外輪１２０上に配置されることを留意すべきである。

【0032】

図６は、本開示の一実施形態によるスナップリングの斜視図を示す。スナップリング３０６は、上部に膨張破断部を有する円形として示され、アイホール３１０は、膨張破断部に近接して配置される。

【0033】

図７は、本開示の一実施形態によるターボチャージャ内に設置された軸受アセンブリの断面図を示す。特に、図７は、図２に示した軸受アセンブリの断面図を示す。図７に示したように、エンドストップフランジ３０２は、スナップリング３０６を介して外輪１２０に取り付けられる。スナップリング３０６（図６において、他の軸受アセンブリ構成部品から分離して示す）は、外輪１２０上の溝８０２内に嵌合されるように大きさが決まる。

【0034】

エンドストップフランジ３０２及びスナップリング３０６を外輪１２０上に取り付けることは、エンドストップフランジ３０２のタブ３４２を外輪１２０のスロット３４０と整列させることによって達成することができ、その結果、外輪１２０が接点８０４でエンドストップフランジ３０２に当接する。スナップリング３０６は、アイホール３１０をこじ開ける（ｐｒｙｉｎｇ ａｐａｒｔ）ことによって膨張され得る。次いで、スナップリング３０６は、エンドストップフランジ３０２の溝８０２内に配置され得る。次いで、スナップリング３０６は、アイホール３１０をこじ開けない公称位置に戻すことによって、公称幾何形状に復元し得る。したがって、スナップリング３０６は、溝８０２内に拘束される。さらに、エンドストップフランジ３０２は、一側では外輪１２０上の接点８０４で軸ＣＬに沿って並進すること、反対側ではスナップリング３０６によって並進することが制限される。

【0035】

図８は、本開示の一実施形態による第２の軸受アセンブリの断面図を示す。特に、図８は、ハウジング１４２に設置された軸受アセンブリ８００を示し、図２及び図７に示した軸受アセンブリと同じ多くの構成部品を含む。しかしながら、図８において、エンドストップフランジ４０４は、外輪１２０と一体化され、単一の構成部品４２０を形成する。これは、図２及び図７に示したように、外輪及びエンドストップフランジが別々の構成部品であるのとは反対である。

【0036】

このように、エンドストップフランジ４０４は、エンドストップフランジ３０２と同様の構成部品を含み得る。このような一実施形態において、エンドストップフランジ４０４は、ハウジング１４２と係合するように構成された回転防止用特徴部（例えば、回転防止用特徴部３０４など）を含む。したがって、回転防止用特徴部（例えば、３０４）がハウジング１４２と係合するときに、一体型外輪１２０及びエンドストップフランジ４０４は、共に単一の構成部品４２０としてハウジング１４２と回転拘束される。

【産業上の利用可能性】

【0037】

一般に、本開示の教示内容は、これらに限定されないが、自動車、単線式（ｓｉｎｇｌｅ－ｔｒａｃｋ）車両、海上、電子、及び運送産業を含む多くの産業において広範囲な適用可能性を見出すことができる。特に、本開示は、回転構成部品を含む機械または装備を使用するあらゆる産業において適用可能性を見出すことができる。本明細書には、本開示のローリング要素軸受アセンブリを含み得る機械の様々な非限定的な例が開示されている。

【0038】

図９は、本開示の一実施形態によるターボチャージャの断面図を示す。特に、図９は、電動アシスト型ターボチャージャ９００を示す。ターボチャージャ９００は、ハウジング９０１、タービンホイール９０２、圧縮機ホイール９０３、ハウジング９０１内に支持されタービンホイール９０２と圧縮機ホイール９０３とを相互連結するシャフト９０４、ハウジング９０１内に配置されシャフト９０４に作動可能に連結される電気モーター９０５、オイル供給システム９０６、及びシャフト９０４を支持する少なくとも１つのローリング要素軸受アセンブリ９０７を含む。

【0039】

このような実施形態において、電気モーター９０５は、第１の端部（例えば、左側のタービン端部）と第２の端部（例えば、右側の圧縮機端部）との間に配置される。このように、電気モーター９０５の各側でシャフト９０４を支持するために複数の軸受アセンブリ９０７を使用することができる。ここで、軸受アセンブリ９０７－１は、電気モーター９０５のタービン側に示されており、軸受アセンブリ９０７－２は、電気モーター９０５の圧縮機側に示されている。

【0040】

電気モーター９０５は、シャフト９０４に作動可能に連結されてシャフト９０４に回転力を提供することができ、したがってタービン及び圧縮機ホイール９０２、９０３の回転を様々な方式で駆動する。例えば、電気モーター９０５は、ターボチャージャ９００の外側に取り付けられ、スプラインカプラを介して圧縮機ホイールのノーズに連結され得る。電気モーター９０５は、磁力を介してシャフトにさらに作用して所望の回転効果を提供することができる。

【0041】

少なくとも１つのローリング要素軸受アセンブリ９０７－１、９０７－２は、図２及び図７に示した軸受アセンブリ１００によって、または図８に示した軸受アセンブリ８００によって実現することができる。このように、軸受アセンブリは、内輪１１０、外輪１２０、内輪１１０と外輪１２０との間の複数のローリング要素１３０、及び外輪１２０の外径１２２とハウジング９０１との間にスクィーズフィルムダンパ表面１４４を提供するために、外輪１２０に一体化されたスクィーズフィルムダンパ１４０を含む。

【0042】

このような一実施形態において、ターボチャージャ９００の軸受アセンブリ９０７－１、９０７－２は、オイル供給システム９０６に流体連結される外輪１２０内にオイルジェット２０２をさらに含む。

【0043】

図１０は、本開示の本開示の一実施形態による軸受アセンブリを有する電動圧縮機を示す。特に、図１０は、ハウジング１００１、シャフト１００４に作動可能に連結された圧縮機ホイール１００３、シャフトに作動可能に連結された電気モーター１００５、及び軸受アセンブリ１００７－１及び１００７－２を含む圧縮機１０００を示す。ここで、ターボチャージャ９００と同様に、軸受アセンブリ１００７－１、１００７－２の一方または両方は、本明細書に開示された軸受アセンブリ１００または８００のいずれかによって実現され得る。しかしながら、ターボチャージャ９００とは異なり、圧縮機１０００は、タービンホイールを含まず、一端に圧縮機ホイール１００３を含む。このように、シャフト１００４は、電気モーター１００５によって作動され、軸受アセンブリ１００７－１、１００７－２は、電気モーター１００５の両側に配置される。軸受アセンブリ１００７－１（例えば、圧縮機側軸受アセンブリ）は、電気モーター１００５の圧縮機側に配置され、軸受アセンブリ１００７－２（例えば、第２の軸受アセンブリ）は、圧縮機ホイール１００３の反対側である電気モーター１００５の側面に配置される。

【0044】

別の実施形態において、二段電動圧縮機は、本明細書に開示された軸受アセンブリを利用することができる。このような機械は、ターボチャージャ９００と同様であり得るが、タービンホイールを含まず、電気モーターの対向側に２つの圧縮機ホイールを含み得る。

【0045】

別の実施形態は、ハウジング、少なくとも１つの圧縮機ホイール、ハウジング内に支持されて少なくとも１つの圧縮機ホイールと相互連結されるシャフト、ハウジング内に配置されてシャフトに作動可能に結合される電気モーター、及び電動モーターの圧縮機側でシャフトの周りに配置される少なくとも１つの圧縮機ローリング要素軸受を含む電動駆動型圧縮機の形態を取る。このような実施形態において、圧縮機側ローリング要素軸受は、内側軌道１１４を画定する外径を有する内輪１１０、外径及び内径１２４を有する外輪１２０、内側軌道１１４に潤滑を提供するように構成されたオイルジェット２０２であって、外輪１２４が外側軌道１２６を画定する、オイルジェット２０２、内側軌道１１４と外側軌道１２６との間の単列のローリング要素１３０、外輪１２０と一体化され単一の構成部品を形成するスクィーズフィルムダンパ１４０であって、スクィーズフィルムダンパ１４０が外輪外径とハウジングとの間にスクィーズフィルムダンパ表面１４４を提供する、スクィーズフィルムダンパ１４０、外輪１２０と嵌合可能でありかつスナップリングで外輪１２０に取り付けられるエンドストップフランジを含む。エンドストップフランジは、外輪１２０に対して回転拘束されており、ハウジングの回転防止用特徴部とさらに係合する。

【0046】

前述の詳細な説明は、ある特定の実施形態に関連して提供されたが、本開示の範囲はこのような実施形態に限定されるべきではないことを理解すべきであろう。本開示の範囲及び精神は、具体的に開示されかつ以下の特許請求の範囲内に含まれる実施形態よりも広い。

【0047】

さらに、いくつかの特徴がある特定の実施形態に関連して説明されているが、これらの特徴は説明されている実施形態だけでの使用に限定されない。むしろ、特定の実施形態の様態は、代替的な実施形態に関連して開示されている他の特徴と組み合わせることができるか、または代替的な実施形態に関連して開示されている他の特徴で代替することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】