(57)【要約】  回転軸の両端に設けられたタービンおよびコンプレッサを備えた過給機であって、ハウジングに対して回転軸を支持するための軸受構造であって、回転軸のタービン側に設けられた油潤滑式の第１ラジアル軸受と、回転軸のコンプレッサ側に設けられた空気軸受である第２ラジアル軸受と、第１ラジアル軸受とタービンとの間において回転軸の周囲に設けられたガスシール部と、回転軸のコンプレッサ側に設けられた空気軸受であるスラスト軸受と、を備える。
2017199695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の両端に設けられたタービンおよびコンプレッサを備えた過給機であって、ハウジングに対して前記回転軸を支持するための軸受構造であって、
前記回転軸の前記タービン側に設けられた油潤滑式の第１ラジアル軸受と、
前記回転軸の前記コンプレッサ側に設けられた空気軸受である第２ラジアル軸受と、
前記第１ラジアル軸受と前記タービンとの間において前記回転軸の周囲に設けられたガスシール部と、
前記回転軸の前記コンプレッサ側に設けられた空気軸受であるスラスト軸受と、を備える、過給機の軸受構造。
【請求項２】
前記回転軸の前記タービン側には、前記タービン側から前記コンプレッサ側への油の移動を抑制する油移動防止機構が設けられている、請求項１に記載の過給機の軸受構造。
【請求項３】
前記油移動防止機構は、前記回転軸のうち前記第１ラジアル軸受が設けられた部分よりも径方向に突出し前記第１ラジアル軸受に対面する段部を含む、請求項２に記載の過給機の軸受構造。
【請求項４】
前記油移動防止機構は、前記回転軸のうち前記第１ラジアル軸受が設けられた部分よりも径方向に突出し前記第１ラジアル軸受に対面するつば部を含む、請求項２に記載の過給機の軸受構造。
【請求項５】
前記タービンと、
前記コンプレッサと、
前記回転軸を収容する前記ハウジングと、
前記ハウジングに対して前記回転軸を支持するための請求項１〜４のいずれか一項に記載の軸受構造と、を備える、過給機。
【請求項６】
前記タービン側の圧力よりも前記コンプレッサ側の圧力の方が高くなるように構成されている、請求項５に記載の過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、過給機の軸受構造および過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過給機の軸受構造に関する技術として、たとえば特許文献１に記載のベアリング保護装置が知られている。この装置は、タービン羽根車およびシャフトと、このシャフトに装着されるコンプレッサ羽根車とを備えている。シャフトの周囲には複数のフォイルを有するフォイルベアリングが設けられており、シャフトは、このフォイルベアリングによってハウジング内で支持されている。シャフトのコンプレッサ側の端部とタービン側の端部とには、それぞれ、ラビリンス密封体が設けられている。コンプレッサ側のラビリンス密封体は、コンプレッサ側から中央部へのガスの漏出を抑制する。タービン側のラビリンス密封体は、燃焼生成物等がタービン側からフォイルベアリングに浸入することを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１５２９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の軸受構造では、フォイルベアリング等の空気軸受が用いられることがある。タービンに流入するガスが低温の場合は、空気軸受が問題になることは少ない。しかしながら、タービンに高温のガスを流入させる過給機に空気軸受を採用した場合、空気軸受の耐久性および信頼性が損なわれるおそれがある。【０００５】
本開示は、タービンに高温のガスを流入させる場合において、軸受の耐久性を向上することができる軸受構造、およびその軸受構造を備えた過給機を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る過給機の軸受構造は、回転軸の両端に設けられたタービンおよびコンプレッサを備えた過給機であって、ハウジングに対して回転軸を支持するための軸受構造であって、回転軸のタービン側に設けられた油潤滑式の第１ラジアル軸受と、回転軸のコンプレッサ側に設けられた空気軸受である第２ラジアル軸受と、第１ラジアル軸受とタービンとの間において回転軸の周囲に設けられたガスシール部と、回転軸のコンプレッサ側に設けられた空気軸受であるスラスト軸受と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、タービンに高温のガスを流入させる場合において、軸受の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本開示の一実施形態に係る過給機の適用例を示す図である。
【図２】図２は図１中の過給機を示す断面図である。
【図３】図３は図２の過給機におけるガスの流れを示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は第１変形例に係る過給機の軸受構造を示す断面図、図４（ｂ）は第２変形例に係る過給機の軸受構造を示す断面図、図４（ｃ）は第３変形例に係る過給機の軸受構造を示す断面図である。
【図５】図５は従来の過給機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の一態様に係る過給機の軸受構造は、回転軸の両端に設けられたタービンおよびコンプレッサを備えた過給機であって、ハウジングに対して回転軸を支持するための軸受構造であって、回転軸のタービン側に設けられた油潤滑式の第１ラジアル軸受と、回転軸のコンプレッサ側に設けられた空気軸受である第２ラジアル軸受と、第１ラジアル軸受とタービンとの間において回転軸の周囲に設けられたガスシール部と、回転軸のコンプレッサ側に設けられた空気軸受であるスラスト軸受と、を備える。
【００１０】
この過給機の軸受構造によれば、タービン側には油潤滑式の第１ラジアル軸受が設けられるので、潤滑油によって第１ラジアル軸受が冷却され、第１ラジアル軸受の冷却に伴って回転軸そのものも冷却される。よって、タービンに高温のガスが流入する場合でも、従来空気軸受を用いた場合のように耐久性が不足することはなく、軸受の耐久性および信頼性を向上することができる。また、コンプレッサ側には空気軸受である第２ラジアル軸受が設けられるので、圧縮ガスへの油の流入が抑制される。このことは、圧縮ガスへの油の流入は好ましくないような過給機の使用形態（すなわち、オイルフリーの圧縮ガスを必要とする場合）において、特に有効である。コンプレッサ側では、ラジアル軸受およびスラスト軸受のいずれも空気軸受となるので、圧縮ガス（コンプレッサ側）への油の流入がより一層抑制される。
【００１１】
いくつかの態様において、回転軸のタービン側には、タービン側からコンプレッサ側への油の移動を抑制する油移動防止機構が設けられている。この構成によれば、圧縮ガス（コンプレッサ側）への油の流入がより一層抑制される。
【００１２】
いくつかの態様において、油移動防止機構は、回転軸のうち第１ラジアル軸受が設けられた部分よりも径方向に突出し第１ラジアル軸受に対面する段部を含む。段部を備える構成によれば、回転軸の回転に伴って、段部から、油が径方向の外方に飛散する。よって、圧縮ガス（コンプレッサ側）への油の流入がより一層抑制される。
【００１３】
いくつかの態様において、油移動防止機構は、回転軸のうち第１ラジアル軸受が設けられた部分よりも径方向に突出し第１ラジアル軸受に対面するつば部を含む。つば部を備える構成によれば、回転軸の回転に伴って、つば部から、油が径方向の外方に飛散する。よって、圧縮ガス（コンプレッサ側）への油の流入がより一層抑制される。
【００１４】
本開示の一態様に係る過給機は、タービンと、コンプレッサと、回転軸を収容するハウジングと、ハウジングに対して回転軸を支持するための上記のいずれかの軸受構造と、を備える。上記の軸受構造を備えた過給機によれば、タービンに高温のガスを流入させる場合において、軸受の耐久性および信頼性を向上することができる。しかも、上記したように、コンプレッサ側には空気軸受である第２ラジアル軸受が設けられるので、圧縮ガスへの油の流入が抑制される。
【００１５】
いくつかの態様において、過給機は、タービン側の圧力よりもコンプレッサ側の圧力の方が高くなるように構成されている。この構成によれば、コンプレッサ側からタービン側へ向かうガスの流れがハウジング内に生み出されるので、油はコンプレッサ側へ移動しにくくなり、過給機において、オイルフリーの圧縮ガスを発生させることができる。そのガスの流れは、回転軸を冷却するので、第１ラジアル軸受の耐久性の観点からも有効である。
【００１６】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
本実施形態の軸受構造Ｘは、たとえば電動過給機１に適用され得る。まず、図１を参照して、電動過給機１の適用例について説明する。電動過給機１は、たとえば燃料電池システム４０に適用される。燃料電池システム４０の型式は特に限定されない。燃料電池システム４０は、たとえば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）であってもよい。燃料電池システム４０は、りん酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）等のＰＥＦＣ以外の燃料電池であってもよい。燃料電池システム４０には、水素源４１から、燃料としての水素が供給される。一方、燃料電池システム４０には、空気供給ラインＬ１を通じて酸化剤としての空気（酸素）が供給される。燃料電池システム４０内では、燃料と酸化剤との化学反応によって、発電が行われる。燃料電池システム４０からは、排ガスラインＬ２を通じて、水蒸気を含む空気が排出される。一方、燃料電池システム４０からは、水が排出される。
【００１８】
電動過給機１は、燃料電池システム４０に接続されている。より詳しくは、電動過給機１は、タービン２と、コンプレッサ３と、タービン２およびコンプレッサ３が両端に設けられた回転軸５とを備えている。タービン２およびコンプレッサ３の間において、回転軸５には、回転軸５に回転駆動力を与えるための電動機１０が設けられている。上記した排ガスラインＬ２はタービン２に接続されており、空気供給ラインＬ１はコンプレッサ３に接続されている。電動過給機１は、燃料電池システム４０から排出される高温の空気を用いて、タービン２のタービン翼車８（図２参照）を回転させる。タービン翼車８が回転することにより、コンプレッサ３のコンプレッサ翼車９が回転し、空気供給ラインＬ１を通じて、圧縮空気が燃料電池システム４０に供給される。
【００１９】
燃料電池システム４０の排ガスである空気の温度は、たとえば７００℃程度までの任意の温度であってもよい。電動過給機１は、後述する軸受構造Ｘを備えることにより、高温のガスを用いる場合に特に適している。電動過給機１は、燃料電池システム４０のように、コンプレッサ３によって発生する圧縮空気（圧縮ガス）に油分が含まれることを嫌う（すなわち油分の混入は好ましくない）場合に、特に適している。言い換えれば、電動過給機１は、高温ガスを処理するタービン２とオイルフリーの空気を必要とする用途向けの電動ターボである。
【００２０】
燃料電池システム４０および電動過給機１は、たとえば車両（電気自動車）に搭載され得る。なお、電動過給機１の電動機１０には、燃料電池システム４０で発電された電気が供給されてもよいが、燃料電池システム４０以外から電気が供給されてもよい。
【００２１】
次に図２を参照して、電動過給機１についてより詳細に説明する。図２では、ハウジングの部分が仮想線で示されている。電動過給機１は、タービン２とコンプレッサ３と電動機１０とを備える。電動機１０は、コンプレッサ３のコンプレッサ翼車９に連結された回転軸５に回転駆動力を付加する。
【００２２】
タービン２は、タービンハウジング６と、タービンハウジング６に収納されたタービン翼車８と、を備える。コンプレッサ３は、コンプレッサハウジング７と、コンプレッサハウジング７に収納されたコンプレッサ翼車９と、を備える。
【００２３】
回転軸５の一端にタービン翼車８が設けられ、回転軸５の他端にコンプレッサ翼車９が設けられている。タービン翼車８は回転軸５の一端に設けられており、コンプレッサ翼車９は、軸端ナット１８によって、回転軸５の他端に固定されている。回転軸５の軸線Ｈ方向において、タービン翼車８とコンプレッサ翼車９との間には、上記の電動機１０が設けられている。
【００２４】
タービンハウジング６とコンプレッサハウジング７との間には、軸受ハウジング４が設けられている。回転軸５は、軸受構造Ｘを介して、軸受ハウジング４に回転可能に支持されている。
【００２５】
タービンハウジング６には、排ガス流入口（不図示）及び排ガス流出口１３が設けられている。燃料電池システム４０から排出された水蒸気を含む空気は、排ガスラインＬ２に接続された排ガス流入口を通じてタービンハウジング６内に流入する。流入した空気は、タービンスクロール流路１２ａを通過して、タービン翼車８の入口側に供給される。タービン翼車８は、例えばラジアルタービンであり、供給された空気の圧力を利用して、回転力を発生させる。その後、空気は、排ガス流出口１３を通じてタービンハウジング６外に流出する。
【００２６】
コンプレッサハウジング７には、吸入口１４及び吐出口（不図示）が設けられている。上記のようにタービン翼車８が回転すると、回転軸５及びコンプレッサ翼車９が回転する。回転するコンプレッサ翼車９は、例えばラジアルコンプレッサであり、吸入口１４を通じて外部の空気を吸入し、圧縮する。コンプレッサ翼車９によって圧縮された空気は、コンプレッサスクロール流路７ａを通過して吐出口から排出される。吐出口から吐出された圧縮空気は、吐出口に接続された空気供給ラインＬ１を通じて、燃料電池システム４０に供給される。
【００２７】
電動機１０は、例えばブラシレスの交流電動機であり、回転子であるモータロータ１６と、固定子であるモータステータ１７とを備える。モータロータ１６は、１つないし複数のマグネットを含む。モータロータ１６は、回転軸５に固定され、回転軸５と共に軸周りに回転可能となっている。モータロータ１６は、回転軸５の軸線Ｈ方向における中央部５ａに配置されている。モータステータ１７は、複数のコイル及び鉄心を備える。モータステータ１７は、モータロータ１６を回転軸５の周方向に囲むように配置されている。モータステータ１７は、軸受ハウジング４に収容されている。モータステータ１７は、回転軸５の周りに磁場を生じさせて、モータロータ１６との協働により、モータロータ１６を回転させる。
【００２８】
電動機１０における回転軸５の回転域は、たとえば２０万ｒｐｍまでの任意の回転数であってよい。電動機１０は、加速時の回転駆動と減速時の回生運転との両方が可能であってもよい。電動過給機１では、高温の空気を用いて回転駆動力を得ているため、たとえば最大出力時等には、タービン２で発生し得る動力は、電動機１０で発生し得る動力よりも大きくなり得る。すなわち、高温ガスを用いることにより、タービン２の高出力化が図られている。なお、部分負荷時や、タービン２の排ガス流入口における空気の温度が低い場合等には、タービン２で発生し得る動力は、電動機１０で発生し得る動力より小さくなり得る。
【００２９】
回転軸５のタービン２側の端部５ｂには、第１ラジアル軸受２０と、ガスシール部２１とが設けられている。第１ラジアル軸受２０は、軸受ハウジング４内に設けられて、回転軸５を径方向に支持する。第１ラジアル軸受２０は、油潤滑式の玉軸受である。第１ラジアル軸受２０は、油潤滑式であればどのような軸受であってもよい。第１ラジアル軸受２０の軸受としての型式は、特に限られない。第１ラジアル軸受２０は、転がり軸受でもあってもよいし、滑り軸受であってもよい。なお、「油潤滑式」とは、潤滑油による潤滑、および、グリースによる潤滑を含む意である。油潤滑式の第１ラジアル軸受２０の採用により、タービン２に流入する高温ガスに対しても耐久性および信頼性が確保されている。
【００３０】
ガスシール部２１は、回転軸５の周囲に設けられたピストンリング式のシール部である。端部５ｂとタービン翼車８との間に設けられたボス部５ｄには、円環状のシール用溝５ｅが形成されている。このシール用溝５ｅを包囲するようにして、円板状のシールプレート２２が設けられている。シールプレート２２の内周面とボス部５ｄのシール用溝５ｅとの間に、ガスシール部２１が設けられている。ガスシール部２１は、シール用溝５ｅに配置されている。
【００３１】
第１ラジアル軸受２０は、タービン翼車８とモータロータ１６との間に設けられている。ガスシール部２１は、タービン翼車８と第１ラジアル軸受２０との間に設けられている。
【００３２】
一方、回転軸５のコンプレッサ３側の端部５ｃには、スラスト軸受２４と、ラビリンスシール２７とが設けられている。スラスト軸受２４は、軸受ハウジング４内に設けられて、回転軸５を軸線Ｈ方向に支持する。スラスト軸受２４は、空気軸受である。スラスト軸受２４は、たとえばフォイル軸受である。スラスト軸受２４は、フォイル軸受以外の空気軸受であってもよい。スラスト軸受２４は、回転軸５の端部５ｃに固定された円板状のスラストカラー２６を介して、回転軸５を支持する。
【００３３】
スラスト軸受２４は、コンプレッサ翼車９とモータロータ１６との間に設けられている。ラビリンスシール２７は、コンプレッサ翼車９とスラスト軸受２４との間に設けられている。
【００３４】
回転軸５には、スラスト軸受２４とモータロータ１６との間、すなわち中央部５ａのコンプレッサ３側において、第２ラジアル軸受２３が設けられている。第２ラジアル軸受２３は、軸受ハウジング４内に設けられて、回転軸５を径方向に支持する。第２ラジアル軸受２３は、空気軸受である。第２ラジアル軸受２３は、たとえばフォイル軸受である。第２ラジアル軸受２３は、空気軸受であればどのような軸受であってもよい。
【００３５】
このように、電動過給機１では、中央部５ａのタービン２側に油潤滑式の第１ラジアル軸受２０が設けられ、中央部５ａのコンプレッサ３側に、いずれも空気軸受である第２ラジアル軸受２３およびスラスト軸受２４が設けられている。
【００３６】
本実施形態の軸受構造Ｘは、上記した第１ラジアル軸受２０、ガスシール部２１、シールプレート２２、第２ラジアル軸受２３、スラストカラー２６、スラスト軸受２４、およびラビリンスシール２７を備えている。
【００３７】
電動過給機１では、タービン２側の圧力よりもコンプレッサ３側の圧力の方が高くなるように構成されている。具体的には、図３に示されるように、タービン２背面側におけるガスシール部２１の内側の領域５０は低圧室を構成しており、コンプレッサ３背面側におけるラビリンスシール２７の内側の領域５１は高圧室を構成している。タービン２側にガスシール部２１が設けられ、またラビリンスシール２７の内側の領域５１の圧力は、ガスシール部２１の内側の領域５０よりも高くなっている。タービン２側では、第１ラジアル軸受２０の潤滑油を回収するため、ほぼ大気圧レベルに維持されている。たとえば、第１ラジアル軸受２０の潤滑油は、軸受ハウジング４内に設けられた潤滑油排油空間を流通して、その出口から電動過給機１の外部に排出される。一方、コンプレッサ３側では、圧縮空気が発生するため、大気圧よりも高圧に維持されている。この圧力差により、油分がラビリンスシール２７からコンプレッサ３側に漏れ出すことが防止されている。なお、別の機構を追加することにより、タービン２を低圧側とし、コンプレッサ３を高圧側としてもよい。例えば、電動過給機１の外部（燃料電池システム側）に設けられた空気源から、コンプレッサ３側の領域５１に圧縮空気（冷却空気）を供給することができる。
【００３８】
以上説明した電動過給機１の軸受構造Ｘによれば、タービン２側には油潤滑式の第１ラジアル軸受２０が設けられるので、潤滑油によって第１ラジアル軸受２０が冷却され、第１ラジアル軸受２０の冷却に伴って回転軸５そのものも冷却される。すなわち、回転軸５の温度上昇が防止される。よって、タービン２に高温の空気が流入する場合でも、従来タービン２側に空気軸受を用いた場合のように耐久性が不足することはない。これにより、軸受の耐久性および信頼性を向上することができる。また、コンプレッサ３側には空気軸受である第２ラジアル軸受２３が設けられるので、圧縮ガスへの油の流入が抑制される。このことは、圧縮ガスへの油の流入は好ましくないような過給機の使用形態（すなわち、オイルフリーの圧縮ガスを必要とする場合）において、特に有効である。たとえば、燃料電池システム４０はオイルフリーの圧縮ガスを必要とするため、電動過給機１が燃料電池システム４０に適用される場合には、電動過給機１および軸受構造Ｘは特に有効である。さらに、第１ラジアル軸受２０とタービン２との間にはガスシール部２１が設けられているため、コンプレッサ３側に油が漏れ出すことが抑制されている。図３に示されるように、ガスシール部２１は、タービン翼車８の背面側を通り電動機１０側へと進み得る空気の流れｆを規制することにより、当該方向への油の移動を規制している。
【００３９】
図５に示される従来の電動過給機１００では、回転軸５に、モータロータ１１６およびモータステータ１１７からなる電動機１１０が設けられ、電動機１１０とタービン翼車８との間には第１ラジアル軸受１２０およびガスシール部１２１が設けられていた。第１ラジアル軸受１２０としては、空気軸受が採用されていた。空気軸受は、熱に弱い。タービン２に高温空気が流入する場合、第１ラジアル軸受１２０が空気軸受であると、軸受の耐久性および信頼性が損なわれるおそれがあった。この点、図２および図３に示される本実施形態の軸受構造Ｘおよび電動過給機１では、タービン２側では高温に耐え得る構成とされており、軸受の耐久性および信頼性が向上している。
【００４０】
また、スラスト軸受２４が回転軸５のコンプレッサ３側に設けられている。これにより、コンプレッサ３側では、第２ラジアル軸受２３およびスラスト軸受２４のいずれもが空気軸受となるので、圧縮空気への油の流入がより一層抑制される。
【００４１】
軸受構造Ｘを備えた電動過給機１によれば、タービン２に高温のガスを流入させる場合において、軸受の耐久性および信頼性を向上することができる。しかも、上記したように、コンプレッサ３側には空気軸受である第２ラジアル軸受２３が設けられるので、圧縮空気の油の流入が抑制される。
【００４２】
さらに、電動過給機１は、タービン２側の圧力よりもコンプレッサ３側の圧力の方が高くなるように構成されているため、図３に示されるように、コンプレッサ３側からタービン２側へ向かう空気の流れＦが軸受ハウジング４内に生み出される。潤滑油はコンプレッサ３側へ移動しにくくなる。その結果、電動過給機１において、オイルフリーの圧縮空気を発生させることができる。また、冷却空気の流れが回転軸５を冷却するので、第１ラジアル軸受２０の耐久性の観点からも有効である。
【００４３】
上記した形態の他にも種々の変形態様が採られ得る。たとえば、図４（ａ）に示されるように、回転軸５の中央部５ａと端部５ｂとの間に、段部３０が設けられてもよい。段部３０は、タービン２側に設けられて、タービン２側からコンプレッサ３側への潤滑油の移動を抑制する油移動防止機構である。段部３０は、たとえば軸線Ｈに垂直な円環状の表面を含む。段部３０は、回転軸５のうち第１ラジアル軸受２０が設けられた端部５ｂよりも、径方向に突出している（張り出している）。段部３０は、軸線Ｈ方向において、第１ラジアル軸受２０の側面から離間しており、当該側面に対面している。このような段部３０を備える軸受構造ＸＡによれば、回転軸５の回転に伴って、段部３０から、潤滑油が径方向の外方に飛散する。このように遠心力を積極的に利用して、コンプレッサ３で発生する圧縮空気への油の流入がより一層抑制される。
【００４４】
また、図４（ｂ）に示されるように、回転軸５の中央部５ａと端部５ｂとの間に、つば部３１が設けられてもよい。つば部３１は、タービン２側に設けられて、タービン２側からコンプレッサ３側への潤滑油の移動を抑制する油移動防止機構である。つば部３１は、たとえば軸線Ｈに垂直な円環状の表面を含む。つば部３１は、回転軸５のうち第１ラジアル軸受２０が設けられた端部５ｂよりも、径方向に突出している（張り出している）。つば部３１は、軸線Ｈ方向において、第１ラジアル軸受２０の側面から離間しており、当該側面に対面している。このようなつば部３１を備える軸受構造ＸＢによれば、回転軸５の回転に伴って、段部３０から、潤滑油が径方向の外方に飛散する。このように遠心力を積極的に利用して、コンプレッサ３で発生する圧縮空気への油の流入がより一層抑制される。つば部３１は、段部３０上に設けられてもよい。
【００４５】
また、図４（ｃ）に示されるように、つば部３１に加えて、回転軸５の中央部５ａとつば部３１との間に、溝部３２が設けられてもよい。溝部３２は、回転軸５の外周部に形成された円環状の溝である。溝部３２は、タービン２側に設けられて、タービン２側からコンプレッサ３側への潤滑油の移動を抑制する油移動防止機構である。溝部３２は、潤滑油を潤滑油排油空間の出口に導き得る。このようなつば部３１および溝部３２を備える軸受構造ＸＣによれば、遠心力を利用して、コンプレッサ３で発生する圧縮空気への油の流入がより一層抑制される。
【００４６】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。たとえば、油潤滑式のスラスト軸受を、回転軸５のタービン２側に設けてもよい。この場合、スラスト軸受は油潤滑式であるため、スラスト軸受を小型化できる。よって、低イナーシャ性が実現され、回転軸５の回転時に有利な構成となる。
【００４７】
また、タービン２側に設けられたピストンリング式のガスシール部２１は、たとえばシールリングなどであってよく、任意の形態を採り得る。またピストンリング式のガスシール部２１に代えて、タービン２側に、メカニカルシールが設けられてもよい。
【００４８】
また、ラジアル式のタービン翼車８とコンプレッサ翼車９に代えて、軸流式または斜流式のタービン翼車８とコンプレッサ翼車９を設けてもよい。
【００４９】
本発明の軸受構造は、電動過給機に適用される場合に限られない。軸受構造は、電動機を備えない過給機に適用されてもよい。すなわち、タービンと、コンプレッサと、回転軸とを備える過給機であれば、どのような過給機に本発明が適用されてもよい。燃料電池用の過給機に限られない。本開示の軸受構造は、オイルフリーの圧縮空気（圧縮ガス）が必要とされる過給機に適用される場合に、特に有利な効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本開示のいくつかの態様によれば、タービンに高温のガスを流入させる場合において、軸受の耐久性を向上することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  電動過給機（過給機）
２  タービン
３  コンプレッサ
４  軸受ハウジング（ハウジング）
５  回転軸
６  タービンハウジング
７  コンプレッサハウジング
８  タービン翼車
９  コンプレッサ翼車
１０  電動機
１６  モータロータ
１７  モータステータ
２０  第１ラジアル軸受
２１  ガスシール部
２３  第２ラジアル軸受
２４  スラスト軸受
２７  ラビリンスシール
３０  段部
３１  つば部
３２  溝部
Ｈ  軸線
Ｘ，ＸＡ，ＸＢ，ＸＣ  軸受構造
【図１】
2017199695.tif 000003
【図２】
2017199695.tif 000004
【図３】
2017199695.tif 000005
【図４】
2017199695.tif 000006
【図５】
2017199695.tif 000007
【国際調査報告】
2017199695.tif 000008
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