(57)【要約】      （修正有）【課題】ターボチャージャのための二重ボールベアリングシステムを供給する。【解決手段】ターボチャージャのためのベアリングシステム１０は、第１端部と第２端部とを有するベアリングハウジング１４であって、中央通路を画定するベアリングハウジングを含む。第１ボールベアリング２２および第２ボールベアリングは、前記ベアリングハウジングによって収容される。前記第２ボールベアリングは、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられている。前記第１および第２ボールベアリングには、それぞれ、予荷重がかけられる。【選択図】図１
2019218952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端部と第２端部とを有し、中央通路を画定するベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられた第２ボールベアリングとを備え、
前記第１および第２ボールベアリングには、それぞれ、予荷重がかけられる、
ターボチャージャのためのベアリングシステム。
【請求項２】
前記ベアリングハウジングは、前記第１ボールベアリングと隣り合って配置される第１肩部と、前記第２ボールベアリングと隣り合って配置される第２肩部とを含む、
請求項１に記載のベアリングシステム。
【請求項３】
前記第１肩部と前記第１ボールベアリングとの間に配置された第１付勢装置と、前記第２肩部と前記第２ボールベアリングとの間に配置された第２付勢装置とをさらに備え、
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、前記第１および第２ボールベアリングに予荷重をかけるように構成される、  
請求項２に記載のベアリングシステム。
【請求項４】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれバネを備える、
請求項３に記載のベアリングシステム。
【請求項５】
前記バネは、ベルヴィルワッシャである、
請求項４に記載のベアリングシステム。
【請求項６】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、第１および第２オイルポートを介して供給される油圧を備える、
請求項３に記載のベアリングシステム。
【請求項７】
前記付勢装置は、スクイズ膜ダンパを提供する、
請求項６に記載のベアリングシステム。
【請求項８】
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、
前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える、
請求項１に記載のベアリングシステム。
【請求項９】
前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、
前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、
請求項８に記載のベアリングシステム。
【請求項１０】
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、
前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、
前記第１付勢装置は、前記第１ボールベアリングの前記第１外輪を付勢し、前記第２付勢装置は、前記第２ボールベアリングの前記第２外輪を付勢する、
請求項３に記載のベアリングシステム。
【請求項１１】
前記ベアリングハウジング内に前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に前記第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに備える、
請求項３に記載のベアリングシステム。
【請求項１２】
前記第１ボールベアリングは、前記第１リテーナと前記第１肩部との間に配置され、前記第２ボールベアリングは、前記第２リテーナと前記第２肩部との間に配置される、
請求項１１に記載のベアリングシステム。
【請求項１３】
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されるスペーサをさらに備える、
請求項１に記載のベアリングシステム。
【請求項１４】
ターボチャージャハウジングと、
前記ターボチャージャハウジングによって収容される軸であって、前記軸の第１端部と隣り合うコンプレッサホイールと、前記軸の第２端部と隣り合うタービンホイールとを有する軸と、
前記ターボチャージャハウジングによって収容されるベアリングシステムと、を備えるターボチャージャであって、
前記ベアリングシステムは、
第１端部と第２端部とを有し、中央通路を画定するベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられた第２ボールベアリングと、を備え、
前記第１ボールベアリングには、第１付勢装置によって予荷重がかけられ、
前記第２ボールベアリングには、第２付勢装置によって予荷重がかけられる、
ターボチャージャ。
【請求項１５】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれバネを備える、
請求項１４に記載のターボチャージャ。
【請求項１６】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、第１および第２オイルポートを介して供給される油圧を備える、
請求項１４に記載のターボチャージャ。
【請求項１７】
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、
前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える、
請求項１４に記載のターボチャージャ。
【請求項１８】
前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、
前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、
請求項１７に記載のターボチャージャ。
【請求項１９】
前記ベアリングハウジング内に前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に前記第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに備える、
請求項１４に記載のターボチャージャ。
【請求項２０】
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されるスペーサをさらに備え、
前記軸は、前記スペーサを通って延びている、
請求項１４に記載のターボチャージャ。
【請求項２１】
第１端部と第２端部とを有し、中央通路を画定するベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられた第２ボールベアリングとを備え、
前記第１および第２ボールベアリングには、それぞれ予荷重がかけられる、
ターボチャージャのためのベアリングシステム。
【請求項２２】
前記ベアリングハウジングは、前記第１ボールベアリングと隣り合って配置される第１肩部と、前記第２ボールベアリングと隣り合って配置される第２肩部とを含む、
請求項２１に記載のベアリングシステム。
【請求項２３】
前記第１肩部と前記第１ボールベアリングとの間に配置される第１付勢装置と、前記第２肩部と前記第２ボールベアリングとの間に配置される第２付勢装置とをさらに備え、
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、前記第１および第２ボールベアリングに予荷重をかけるように構成される、
請求項２２に記載のベアリングシステム。
【請求項２４】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、バネを備える、
請求項２３に記載のベアリングシステム。
【請求項２５】
前記バネは、ベルヴィルワッシャである、
請求項２４に記載のベアリングシステム。
【請求項２６】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、第１および第２オイルポートを介して供給される油圧を備える、
請求項２３乃至２５のいずれか１項に記載のベアリングシステム。
【請求項２７】
前記付勢装置は、スクイズ膜ダンパを提供する、
請求項２３乃至２６のいずれか１項に記載のベアリングシステム。
【請求項２８】
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、
前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える、
請求項２１乃至２７のいずれか１項に記載のベアリングシステム。
【請求項２９】
前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、
前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、
請求項２１乃至２８のいずれか１項に記載のベアリングシステム。
【請求項３０】
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、
前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、
前記第１付勢装置は、前記第１ボールベアリングの前記第１外輪を付勢し、前記第２付勢装置は、前記第２ボールベアリングの前記第２外輪を付勢する、
請求項２３乃至２９のいずれか１項に記載のベアリングシステム。
【請求項３１】
前記ベアリングハウジング内に前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に前記第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに備える、
請求項２３乃至３０のいずれか１項に記載のベアリングシステム。
【請求項３２】
前記第１ボールベアリングは、前記第１リテーナと前記第１肩部との間に配置され、前記第２ボールベアリングは、前記第２リテーナと前記第２肩部との間に配置される、
請求項３１に記載のベアリングシステム。
【請求項３３】
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されるスペーサをさらに備える、
請求項２１乃至３２のいずれか１項に記載のベアリングシステム。
【請求項３４】
ターボチャージャハウジングと、
前記ターボチャージャハウジングによって収容される軸であって、前記軸の第１端部と隣り合うコンプレッサホイールと前記軸の第２端部と隣り合うタービンホイールとを有する軸と、
前記ターボチャージャハウジングによって収容されるベアリングシステムと、を備えるターボチャージャであって、
前記ベアリングシステムは、
第１端部と第２端部とを有し、中央通路を画定するベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられた第２ボールベアリングと、を備え、
前記第１ボールベアリングは、第１付勢装置によって予荷重がかけられ、前記第２ボールベアリングは、第２付勢装置によって予荷重がかけられる、
ターボチャージャ。
【請求項３５】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、バネを備える、
請求項３４に記載のターボチャージャ。
【請求項３６】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、第１および第２オイルポートを介して供給される油圧を備える、
請求項３４または３５に記載のターボチャージャ。
【請求項３７】
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える、
請求項３４乃至３６のいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項３８】
前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、
請求項３４乃至３７のいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項３９】
前記ベアリングハウジング内に前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに備える、
請求項３４乃至３８のいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項４０】
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されるスペーサをさらに備え、
前記軸は、前記スペーサを通って延びている、
請求項３４乃至３９のいずれか１項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】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１３年１１月５日に出願された米国仮特許出願第６１／９００，０８８号、および２０１４年１１月４日に出願された米国特許出願第１４／５３２，３８８号についての優先権を主張し、上記出願の両方は、参照によりその全体が本願明細書に包含される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、概して、ボールベアリングシステム、特に、ターボチャージャのための二重ボールベアリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年のターボチャージャは、極めて高い回転速度で作動し、かつ機械的損失を小さくして回転群を支持でき、かつ軸方向荷重および半径方向荷重を高くできるベアリングシステムを要する。旧来のジャーナルベアリングおよびスラストベアリングにより、この課題は達成されるが、これらのベアリングは、終極荷重容量の点で制限を受け、かつ高い機械抗力を有することが多い。これらのベアリングは、潤滑油が必要最低限しかない条件では、十分に作動することができず、組み立てが難しくなることが多い。近年、摩擦損失を減らして、高速ターボチャージャロータに対する耐久性を付与するベアリングシステムが要求されている。また、近年、これらの特徴を提供でき、組み立てが容易であり、かつターボチャージャに容易に内蔵されるベアリングシステムに対する要求もある。
【発明の概要】
【０００４】
好ましい一つの、かつ非限定的な実施形態または態様では、ターボチャージャのためのベアリングシステムは、第１端部と第２端部とを有するベアリングハウジングであって、中央通路を画定するベアリングハウジングを含む。前記ベアリングシステムは、前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングとを含む。前記第２ボールベアリングは、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられている。前記第１および第２ボールベアリングには、それぞれ予荷重がかけられる。
【０００５】
前記ベアリングハウジングは、前記第１ボールベアリングに隣り合って配置される第１肩部と、前記第２ボールベアリングに隣り合って配置される第２肩部とを含んでいてもよい。前記ベアリングシステムは、前記第１肩部と前記第１ボールベアリングとの間に配置される第１付勢装置と、前記第２肩部と前記第２ボールベアリングとの間に配置される第２付勢装置と、を含んでいて、前記第１および第２付勢装置は、前記第１および第２ボールベアリングに予荷重をかけるようにそれぞれ構成されてもよい。前記第１および第２付勢装置は、バネであってもよい。前記バネは、ベルヴィルワッシャであってもよい。好ましい他の、かつ非限定的な実施形態または態様では、前記第１および第２付勢装置は、第１および第２オイルポートを介してそれぞれ供給される油圧であってもよい。前記付勢装置は、スクイズ膜ダンパを提供してもよい。前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングであってもよく、前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングであってもよい。前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成されてもよく、前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成されてもよい。前記第１付勢装置は、前記第１ボールベアリングの前記第１外輪を付勢してもよく、前記第２付勢装置は、前記第２ボールベアリングの前記第２外輪を付勢してもよい。第１リテーナは、前記ベアリングハウジング内に、前記第１ボールベアリングを固定してもよく、第２リテーナは、前記ベアリングハウジング内に、前記第２ボールベアリングを固定してもよい。前記第１ボールベアリングは、前記第１リテーナと前記第１肩部との間に配置されてもよく、前記第２ボールベアリングは、前記第２リテーナと前記第２肩部との間に配置されてもよい。スペーサは、前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されてもよい。
【０００６】
好ましい別の、かつ非限定的な実施形態または態様では、ターボチャージャは、ターボチャージャハウジングと、ターボチャージャハウジングによって収容される軸であって、前記軸の第１端部と隣り合うコンプレッサホイールと前記軸の第２端部と隣り合うタービンホイールとを有する軸と、前記ターボチャージャハウジングによって収容されるベアリングシステムとを含む。前記ベアリングシステムは、第１端部と第２端部とを有するベアリングハウジングであって、中央通路を画定するベアリングハウジングと、前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングとを含む。前記第２ボールベアリングは、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられている。前記第１ボールベアリングには、第１付勢装置によって予荷重がかけられ、前記第２ボールベアリングには、第２付勢装置によって予荷重がかけられる。
【０００７】
前記第１および第２付勢装置は、それぞれバネであってもよい。前記第１および第２付勢装置は、第１および第２オイルポートを介してそれぞれ供給される油圧として具現化されてもよい。前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングであってもよく、前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングであってもよい。前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成されてもよく、前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成されてもよい。第１リテーナは、前記ベアリングハウジング内に、前記第１ボールベアリングを固定してもよく、第２リテーナは、前記ベアリングハウジング内に、前記第２ボールベアリングを固定してもよい。スペーサは、前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されてもよく、前記軸は前記スペーサを通って延びている。
【０００８】
好ましい、かつ非限定的な実施形態または態様は、ここでは、以下の番号を付けられた節において説明されることとなる。
【０００９】
第１節
第１端部と第２端部とを有するベアリングハウジングであって、中央通路を画定するベアリングハウジングと、前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられている第２ボールベアリングと、を備え、前記第１および第２ボールベアリングには、それぞれ予荷重がかけられる、ターボチャージャのためのベアリングシステム。
【００１０】
第２節
前記ベアリングハウジングは、前記第１ボールベアリングと隣り合って配置される第１肩部と、前記第２ボールベアリングと隣り合って配置される第２肩部とを含む、第１節のベアリングシステム。
【００１１】
第３節
前記第１肩部と前記第１ボールベアリングとの間に配置される第１付勢装置と、前記第２肩部と前記第２ボールベアリングとの間に配置される第２付勢装置と、をさらに備え、前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、前記第１および第２ボールベアリングに予荷重をかけるように構成されている、第２節のベアリングシステム。
【００１２】
第４節
前記第１および第２付勢装置は、それぞれバネを備える、第３節のベアリングシステム。
【００１３】
第５節
前記バネは、ベルヴィルワッシャである、第４節のベアリングシステム。
【００１４】
第６節
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、第１および第２オイルポートを介して供給される油圧を備える、第３節〜５節のいずれかのベアリングシステム。
【００１５】
第７節
前記付勢装置は、スクイズ膜ダンパを提供する、第３節〜６節のいずれかのベアリングシステム。
【００１６】
第８節
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える、第１節〜７節のいずれかのベアリングシステム。
【００１７】
第９節
前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、第１節〜８節のいずれかのベアリングシステム。
【００１８】
第１０節
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、前記第１付勢装置は、前記ボールベアリングの前記第１外輪を付勢し、前記第２付勢装置は、前記ボールベアリングの前記第２外輪と付勢する、第３節〜９節のいずれかのベアリングシステム。
【００１９】
第１１節
前記ベアリングハウジング内に、前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に、前記第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに備える、第３節〜１０節のいずれかのベアリングシステム。
【００２０】
第１２節
前記第１ボールベアリングは、前記第１リテーナと前記第１肩部との間に配置され、前記第２ボールベアリングは、前記第２リテーナと前記第２肩部との間に配置される、第１１節のベアリングシステム。
【００２１】
第１３節
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されるスペーサをさらに備える、第１節〜１２節のいずれかのベアリングシステム。
【００２２】
第１４節
ターボチャージャハウジングと、前記ターボチャージャハウジングによって収容される軸であって、前記軸の第１端部と隣り合うコンプレッサホイールと前記軸の第２端部と隣り合うタービンホイールとを有する軸と、前記ターボチャージャハウジングによって収容されるベアリングシステムとを備えるターボチャージャであって、
前記ベアリングシステムは、第１端部および第２端部を有するベアリングハウジングであって、中央通路を画定するベアリングハウジングと、前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングと、前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられた第２ボールベアリングとを含み、
前記第１ボールベアリングは、第１付勢装置によって予荷重がかけられ、前記第２ボールベアリングは、第２付勢装置によって予荷重がかけられる、ターボチャージャ。
【００２３】
第１５節
前記第１および第２付勢装置は、それぞれバネを備える、第１４節のターボチャージャ。
【００２４】
第１６節
前記第１および第２付勢装置は、それぞれ、第１および第２オイルポートを介して供給される油圧を備える、第１４節または第１５節のターボチャージャ。
【００２５】
第１７節
前記第１ボールベアリングは、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、前記第２ボールベアリングは、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える、第１４節〜１６節のいずれかのターボチャージャ。
【００２６】
第１８節
前記第１ボールベアリングは、第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、第１４節〜１７節のいずれかのターボチャージャ。
【００２７】
第１９節
前記ベアリングハウジング内に、前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に、前記第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに含む、第１４節〜１８節のいずれかのターボチャージャ。
【００２８】
第２０節
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間に配置されたスペーサをさらに備え、前記軸は前記スペーサを通って延びている、第１４節〜１９節のいずれかのターボチャージャ。
【００２９】
前記ベアリングシステムのこれらの特徴および特性、および他の特徴および特性は、添付の図面を参照しながら、以下の詳細な説明を考慮すると、より明らかになるであろう。これらの全ては、本明細書の一部をなし、種々の図面において、同様の参照番号は、対応する部品を示している。しかしながら、図面は、例示および説明だけを目的としたものであり、本発明の範囲を限定するように意図されたものではないことが明確に理解されるであろう。本明細書で使用されたように、単数形である“ａ”、“ａｎ”、および“ｔｈｅ”は、文脈上そうでないとする明確な指示がない限り、複数の指示物を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の好ましい一つの、かつ非限定的な実施形態または態様に係るベアリングシステムの斜視図である。
【図２】図２は、図１のベアリングシステムの正面図である。
【図３】図３は、図２の３−３線に沿った、図１のベアリングシステムの断面図である。
【図４】図４は、図２の４−４線に沿った、図１のベアリングシステムの断面図である。
【図５】図５は、本発明の好ましい一つの、かつ非限定的な実施形態または態様に係るターボチャージャの正面図である。
【図６】図６は、図５の６−６線に沿った、ターボチャージャの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、説明のために、何らかの方向を示す用語およびその派生語は、図中で方向付けられているように、本発明に関連付けられるであろう。しかしながら、反する内容が特に明示されていない限り、本発明において、代替的な変形例が想定されてもよいことが理解される。添付の図面に示され、かつ以下の明細書中に記載される特定の装置は、本発明の単なる例示的な実施形態または態様であることも理解される。本明細書で開示された実施形態または態様に関連する特定の寸法および他の物理的特性は、限定するものとして考慮されない。
【００３２】
本発明は、概して、ベアリングシステム、特に、ターボチャージャのための二重ボールベアリングシステムを対象とする。前記ベアリングシステムの部品の、ある好ましい、かつ非限定的な実施形態または態様が、図１〜４に示される。
【００３３】
図１〜２を参照すると、ベアリングシステム１０が示される。このベアリングシステム１０は、図５および６に示されるように、ターボチャージャ１２とともに使用されてもよく、以下において、より詳細に論じられてもよい。ベアリングシステム１０は、第１端部１６および第２端部１８を有するベアリングハウジング１４を含む。好ましい一つの、かつ非限定的な実施形態または態様において、ベアリングハウジング１４は円筒形であってもよい。しかしながら、ベアリングハウジング１４の他の好適な断面形状が使用されてもよい。
【００３４】
図３〜４を参照すると、ベアリングシステム１０は、ベアリングハウジング１４内に配置された、第１ボールベアリング２２と第２ボールベアリング２４とを含む。第１ボールベアリング２２はベアリングハウジング１４の第１端部１６と隣り合って配置され、第２ボールベアリング２４は、第１ボールベアリング２２と間隔を空けて、かつベアリングハウジング１４の第２端部１８と隣り合って配置される。しかしながら、ボールベアリング２２、２４の他の適切な配置が使用されてもよい。ボールベアリング２２、２４は、それぞれアンギュラコンタクトボールベアリングである。しかしながら、他の適切なボールベアリングが使用されてもよい。第１ボールベアリング２２は、第１内輪２６と、第１外輪２８と、第１内輪２６と第１外輪２８との間に配置された複数の第１ベアリングボール３０とを含む。第１ベアリングボール３０は、第１内輪２６と第１外輪２８との間に隙間ばめされていてもよい。第２ボールベアリング２４は、第２内輪３２と、第２外輪３４と、第２内輪３２と第２外輪３４との間に配置された複数の第２ベアリングボール３６とを含む。第２ベアリングボール３６は、第２内輪３２と第２外輪３４との間に隙間ばめされていてもよい。第１および第２ベアリングボール３０、３６は、セラミックであってもよい。しかしながら、他の適切なベアリングボールが使用されてもよい。第１および第２ボールベアリング２２、２４は、背面合わせで二重に配置されてもよい。しかしながら、他の適切な構成が使用されてもよい。第１ボールベアリング２２は、第１方向の押圧力を受けるように構成され、第２ボールベアリング２４は、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力を受けるように構成される。前記第１方向は、ベアリングハウジング１４の第１端部１６からベアリングハウジング１４の第２端部１８に向かって延びる。第１および第２ボールベアリング２２、２４は、それぞれ、ベアリングハウジング１４内に隙間ばめされてもよい。このとき、第１および第２ボールベアリング２２、２４は、ベアリングハウジング１４に挿入される前に組み立てられてもよい。
【００３５】
図３〜４を再び参照すると、ベアリングハウジング１４は、第１肩部３８と第２肩部４０とを含み、これらはそれぞれ半径方向内向きに延びている。第１および第２肩部３８、４０は、それぞれ、第１および第２ボールベアリング２２、２４を収容するように構成される。第１肩部３８は、ベアリングハウジング１４の第１端部１６の近くに配置され、第２肩部４０は、ベアリングハウジング１４の第２端部１８の近くに配置される。第１および第２ボールベアリング２２、２４には、それぞれ、第１付勢装置４２および第２付勢装置４４によって、予荷重がかけられている。第１付勢装置４２は、第１肩部３８と第１ボールベアリング２２との間に配置される。第２付勢装置４４は、第２肩部４０と第２ボールベアリング２４との間に配置される。好ましい一つの、かつ非限定的な実施形態または態様では、第１および第２付勢装置４２、４４は、それぞれ、バネ、例えば、ベルヴィルワッシャである。しかしながら、他の適切なバネが使用されてもよい。好ましい他の、かつ非限定的な実施形態または態様では、第１および第２付勢装置４２、４４は、それぞれ、第１オイルポート４６および第２オイルポート４８によって供給される油圧によって提供されてもよい。また、第１および第２オイルポート４６、４８によって供給される油圧は、第１および第２ボールベアリング２２、２４とベアリングハウジング１４との間の隙間ばめによって、スクイズ膜ダンパを提供してもよい。第１オイルポート４６は、ベアリングハウジング１４によって画定され、かつ第１肩部３８と隣り合って配置され、第２オイルポート４８は、ベアリングハウジング１４によって画定され、かつ第２肩部４０と隣り合って配置される。しかしながら、第１および第２オイルポート４６、４８の他の適切な配置が使用されてもよい。
【００３６】
第１および第２ボールベアリング２２、２４は、それぞれ、第１および第２リテーナ５６、５８によってベアリングハウジング１４内に固定される。第１および第２リテーナ５６、５８は、リテーナリングであってもよい。しかしながら、他の適切なリテーナが使用されてもよい。より詳細には、第１リテーナ５６は、ベアリングハウジング１４によって画定される第１リテーナ凹部６０によって収容され、第２リテーナ５８は、ベアリングハウジング１４によって画定される第２リテーナ凹部６２によって収容される。第１リテーナ５６は、第１ボールベアリング２２の第１外輪２８であって、第１リテーナ５６と第１付勢装置４２との間に配置される第１外輪２８と係合する。第１外輪２８は、第１肩部３８上に据え付けられる。同様に、第２リテーナ５８は、第２ボールベアリング２４の第２外輪３４であって、第２リテーナ５８と第２付勢装置４４との間に配置される第２外輪３４と係合する。第１および第２ボールベアリング２２、２４は、最初に、各肩部３８、４０に対して、第１および第２付勢装置４２、４４を配置し、次に、第１および第２ボールベアリング２２、２４が各第１および第２付勢装置４２、４４に係合するように、第１および第２ボールベアリング２２、２４をベアリングハウジング１４内に配置することによって、取り付けられる。第１および第２リテーナ５６、５８が取り付けられると、第１および第２付勢装置４２、４４は、第１および第２ボールベアリング２２、２４に所定の予荷重を付与するように、係合され付勢される。第１および第２ボールベアリング２２、２４に対する予荷重は、ボールベアリング２２、２４の設計およびボールベアリング２２、２４の想定される操作条件に基づいて決定されてもよい。
【００３７】
図３〜４をさらに参照すると、ベアリングシステム１０は、ベアリングハウジング１４内に収容され、かつ第１及び第２ボールベアリング２２、２４の間に配置されるスペーサ６４を含む。スペーサ６４は、第１ボールベアリング２２の第１内輪２６に係合される第１端部６６と、第２ボールベアリング２４の第２内輪３２に係合される第２端部６８とを有する。
【００３８】
図５〜６を参照すると、ベアリングシステム１０は、ターボチャージャ１２内に内蔵されて示される。ターボチャージャ１２は、軸７２を収容するターボチャージャハウジング７０を含む。軸７２は、第１端部７６に固定されるとともに、軸７２の第１端部７６と隣り合って配置されるコンプレッサホイール７４と、第２端部８０に固定されるとともに、軸７２の第２端部８０と隣り合って配置されるタービンホイール７８とを有する。ベアリングシステム１０は、ターボチャージャハウジング７０内に収容され、リテーナプレート８２によって固定される。しかしながら、任意の他の適切な固定装置が使用されてもよい。図示していないが、ターボチャージャ１２は、コンプレッサハウジングおよびタービンハウジングを含んでいてもよい。ターボチャージャ１２の軸７２は、第１ボールベアリング２２と、スペーサ６４と、第２ボールベアリング２４とを通って延び、これらによって収容される。上で論じたように、第１および第２リテーナ５６、５８は、第１および第２ボールベアリング２２、２４の第１外輪２８および第２外輪３４を固定する。第１および第２ボールベアリング２２、２４の第１内輪２６および第２内輪３２は、それぞれ、スペーサ６４とクランプリング８４または軸７２の一部８６との間で締付けられる。ターボチャージャハウジング７０は、第１および第２オイルポート４６、４８と流体連通するオイル供給溝８８を画定する。
【００３９】
上述の説明においては、ベアリングシステムの種々の実施形態または態様が提供されたが、当業者であれば、本発明の範囲および趣旨を逸脱しない限りにおいて、これらの実施形態または態様を修正したり置き換えたりできる。例えば、本開示は、可能な限りにおいて、任意の実施形態または態様の１または複数の特徴が、任意の他の実施形態または態様の１または複数の特徴に組み合わせられ得ることを意図していることが理解される。したがって、上の説明は、限定するというよりは、例示することを意図している。上述の本発明は、本明細書によって規定され、本明細書の等価の意味および範囲に属する本発明に対する全ての変形は、本発明の範囲内に包含される。
【図１】
2019218952.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月28日(2019.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端部と第２端部とを有し、中央通路を画定し、かつ第１肩部と第２肩部とを含むベアリングハウジングであって、第１及び第２オイルポートを画定するベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングであって、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、かつ前記第１肩部と隣り合って配置される第１ボールベアリングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられ、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備え、かつ前記第２肩部と隣り合って配置される第２ボールベアリングと、
前記第１肩部と前記第１ボールベアリングの前記第１外輪との間に配置された第１バネ及び前記第２肩部と前記第２ボールベアリングの前記第２外輪との間に配置された第２バネであって、それぞれが前記第１及び第２ボールベアリングにそれぞれ予荷重をかけるように構成されている第１バネ及び第２バネと、
前記第１及び第２ボールベアリングの間に配置され、前記第１内輪及び前記第２内輪と係合するスペーサと、を備え、
前記第１及び第２ボールベアリングは、前記ベアリングハウジング内に隙間ばめされていて、前記第１及び第２オイルポートは、前記第１及び第２ボールベアリングと前記ハウジングとの間に、それぞれスクイズ膜ダンパを提供するように構成されている、
ターボチャージャのためのベアリングシステム。
【請求項２】
前記バネは、ベルヴィルワッシャである、
請求項１に記載のベアリングシステム。
【請求項３】
前記第１ボールベアリングは、前記ベアリングハウジングの前記第１端部から前記ベアリングハウジングの前記第２端部に向かって延びる第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、
前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、
請求項１に記載のベアリングシステム。
【請求項４】
前記ベアリングハウジング内に前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に前記第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに備える、
請求項１に記載のベアリングシステム。
【請求項５】
前記第１ボールベアリングは、前記第１リテーナと前記第１肩部との間に配置され、前記第２ボールベアリングは、前記第２リテーナと前記第２肩部との間に配置される、
請求項４に記載のベアリングシステム。
【請求項６】
ターボチャージャハウジングと、
前記ターボチャージャハウジングによって収容される軸であって、前記軸の第１端部と隣り合うコンプレッサホイールと、前記軸の第２端部と隣り合うタービンホイールとを有する軸と、
前記ターボチャージャハウジングによって収容されるベアリングシステムと、を備えるターボチャージャであって、
前記ベアリングシステムは、
第１端部と第２端部とを有し、中央通路を画定し、かつ前記第１ボールベアリングと隣り合って配置される第１肩部及び前記第２ボールベアリングと隣り合って配置される第２肩部を含むベアリングハウジングであって、第１及び第２オイルポートを画定するベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第１ボールベアリングであって、第１内輪と第１外輪と複数の第１ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える第１ボールベアリングと、
前記ベアリングハウジングによって収容される第２ボールベアリングであって、前記第１ボールベアリングと間隔が空けられ、第２内輪と第２外輪と複数の第２ベアリングボールとを有するアンギュラコンタクトベアリングを備える第２ボールベアリングと、
前記第１肩部と前記第１ボールベアリングの前記第１外輪との間に配置された第１バネ及び前記第２肩部と前記第２ボールベアリングの前記第２外輪との間に配置された第２バネであって、それぞれが前記第１及び第２ボールベアリングにそれぞれ予荷重をかけるように構成されている第１バネ及び第２バネと、
前記第１及び第２ボールベアリングの間に配置され、前記第１内輪及び前記第２内輪と係合するスペーサであって、該スペーサを通って前記軸が延びているスペーサと、を備え、
前記第１及び第２ボールベアリングは、前記ベアリングハウジング内に隙間ばめされていて、前記第１及び第２オイルポートは、前記第１及び第２ボールベアリングと前記ハウジングとの間に、それぞれスクイズ膜ダンパを提供するように構成されている、
ターボチャージャ。
【請求項７】
前記第１ボールベアリングは、前記ベアリングハウジングの前記第１端部から前記ベアリングハウジングの前記第２端部に向かって延びる第１方向の押圧力のみを受けるように構成され、
前記第２ボールベアリングは、前記第１方向と反対向きの第２方向の押圧力のみを受けるように構成される、
請求項６に記載のターボチャージャ。
【請求項８】
前記ベアリングハウジング内に前記第１ボールベアリングを固定する第１リテーナと、前記ベアリングハウジング内に前記第２ボールベアリングを固定する第２リテーナとをさらに備える、
請求項６に記載のターボチャージャ。