(57)【要約】  ターボチャージャが、ハウジングと、ハウジングの中で受けられるシャフトと、その第１の端部のところでまたはそれに隣接するところでシャフトに装着されたタービンホイールと、その第２の反対側の端部のところでまたはそれに隣接するところでシャフトに装着されたコンプレッサホイールと、シャフト上のタービンホイールとコンプレッサホイールとの間で受けられる第１のベアリングと、シャフト上の第１のベアリングとコンプレッサホイールとの間で受けられる第２のベアリングと、を有する。第１および第２のベアリングのうちの一方がシャフトに対して浮動してハウジングに装着され、もう一方が、シャフトに対して、またハウジングに対しても浮動する。【選択図】図２
2018505342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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内で受けられるターボチャージャシャフトと、
前記ターボチャージャシャフトの第１の端部のところでまたはそれに隣接するところで前記ターボチャージャシャフトに装着されたタービンホイールと、
前記ターボチャージャシャフトの第２の端部のところでまたはそれに隣接するところで前記ターボチャージャシャフトに装着されたコンプレッサホイールであって、前記第２の端部が前記第１の端部の反対側にある、コンプレッサホイールと、
前記ターボチャージャシャフト上の前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとの間で受けられる第１のベアリングと、
前記ターボチャージャシャフト上の前記第１のベアリングと前記コンプレッサホイールとの間で受けられる第２のベアリングと
を備え、
前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングのうちの一方が前記ターボチャージャシャフトに対して浮動して前記ターボチャージャハウジングに装着され、前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングのうちのもう一方が前記ターボチャージャシャフトに対して浮動し、前記ターボチャージャハウジングに対して浮動する
ターボチャージャ。
【請求項２】
前記ターボチャージャハウジングが第１のボスおよび第２のボスを中に画定し、前記第１のベアリングが前記第１のボス内に配置され、前記第２のベアリングが前記第２のボス内に配置され、前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングのうちの前記一方が前記ハウジングに装着されて、前記第１のボスおよび前記第２のボスのうちのそれぞれ一方に対して回転することが防止される、請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記ターボチャージャハウジングが、前記第１のボスを中に画定するタービン収容部分と、前記タービン収容部分に結合され、前記第２のボスを中に画定するコンプレッサ収容部分と、を画定する、請求項２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間で前記ターボチャージャシャフトに装着されたロータを有する電気機械をさらに備える、請求項１から３までのいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記電気機械が、前記ロータに結合されて前記ターボチャージャハウジング内に設置されたステータを有する、請求項４に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記ターボチャージャの前記第２の端部がねじ切りされ、前記ターボチャージャが、前記ターボチャージャシャフトに対して前記コンプレッサホイールを固着するために前記ターボチャージャシャフトの前記ねじ切りされた第２の端部に係合されるように構成されたねじ切りされたナットをさらに備える、請求項１から５までのいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記コンプレッサホイールが、前記ターボチャージャシャフトにプレス嵌合されること、および、前記ターボチャージャシャフトに溶接されること、のうち一方である、請求項１から５までのいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項８】
前記タービンホイールが、前記ターボチャージャシャフトにプレス嵌合されること、および、前記ターボチャージャシャフトに溶接されること、のうち一方である、請求項１から５までおよび請求項７のうちのいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項９】
前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングの各々が内径を画定し、前記第１のベアリングの前記内径が前記第２のベアリングの前記内径より大きい、請求項１から８までのいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項１０】
前記第１のボスおよび前記第２のボスの各々が同心状に形成される、請求項２または３に記載のターボチャージャ。
【請求項１１】
第１のボスおよび第２のボスを中に画定する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内で受けられるターボチャージャシャフトと、
前記ターボチャージャシャフトの第１の端部のところでまたはそれに隣接するところで前記ターボチャージャシャフトに装着されたタービンホイールと、
前記ターボチャージャシャフトの第２の端部のところでまたはそれに隣接するところで前記ターボチャージャシャフトに装着されたコンプレッサホイールであって、前記第２の端部が前記第１の端部の反対側にある、コンプレッサホイールと、
前記ターボチャージャシャフト上の前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとの間で受けられ、前記第１のボス内に配置される第１のベアリングと、
前記ターボチャージャシャフト上の前記第１のベアリングと前記コンプレッサホイールとの間で受けられ、前記第２のボス内に配置される第２のベアリングと
を備え、
前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングのうちの一方が、前記ターボチャージャシャフトと、前記第１のボスおよび前記第２のボスのそれぞれ一方と、の両方に対して自由に回転可能であり、前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングのうちのもう一方が前記ターボチャージャハウジングに装着され、その結果、前記ターボチャージャシャフトが前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングのうちの前記もう一方に対して自由に回転可能となるが、前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングのうちの前記もう一方が前記第１のボスおよび前記第２のボスのうちのそれぞれ一方に対して回転することが防止される、
ターボチャージャ。
【請求項１２】
前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間で前記ターボチャージャシャフトに装着されたロータを有する電気機械をさらに備える、請求項１１に記載のターボチャージャ。
【請求項１３】
前記電気機械が、前記ロータに結合されて前記ターボチャージャハウジング内に設置されたステータを有する、請求項１２に記載のターボチャージャ。
【請求項１４】
前記ターボチャージャハウジングが、前記第１のボスを中に画定するタービン収容部分と、前記第２のボスを中に画定するコンプレッサ収容部分と、前記電気機械が中に設置された電気機械収容部分と、を備え、前記タービン収容部分および前記コンプレッサ収容部分の各々が前記電気機械収容部分に結合される、請求項１２または１３に記載のターボチャージャ。
【請求項１５】
前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングの各々が内径を画定し、前記第１のベアリングの前記内径が前記第２のベアリングの前記内径より大きい、請求項１１から１４までのいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項１６】
第１のボスおよび第２のボスを中に画定する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内で受けられるターボチャージャシャフトと、
前記ターボチャージャシャフトの第１の端部のところでまたはそれに隣接するところで前記ターボチャージャシャフトに装着されたタービンホイールと、
前記ターボチャージャシャフトの第２の端部のところでまたはそれに隣接するところで前記ターボチャージャシャフトに装着されたコンプレッサホイールであって、前記第２の端部が前記第１の端部の反対側にある、コンプレッサホイールと、
前記ターボチャージャシャフト上の前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとの間で受けられ、前記第１のボス内に配置される第１のベアリングであって、前記第１のベアリングが前記ターボチャージャシャフトおよび前記第１のボスの両方に対して自由に回転可能である、第１のベアリングと、
前記ターボチャージャシャフト上の前記第１のベアリングと前記コンプレッサホイールとの間で受けられ、前記第２のボス内に配置される第２のベアリングであって、前記第２のベアリングが前記ターボチャージャハウジングに固着され、その結果、前記ターボチャージャシャフトが前記第２のベアリングに対して自由に回転可能となるが、前記第２のベアリングが前記第２のボスに対して回転することが防止される、第２のベアリングと
を備えるターボチャージャ。
【請求項１７】
前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間で前記ターボチャージャシャフトに装着されたロータを有する電気機械をさらに備える、請求項１６に記載のターボチャージャ。
【請求項１８】
前記ターボチャージャハウジングが、前記第１のボスを中に画定するタービン収容部分と、前記第２のボスを中に画定するコンプレッサ収容部分と、前記電気機械が中に設置された電気機械収容部分と、を備え、前記タービン収容部分および前記コンプレッサ収容部分の各々が前記電気機械収容部分に結合される、請求項１７に記載のターボチャージャ。
【請求項１９】
前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングの各々が内径を画定し、前記第１のベアリングの前記内径が前記第２のベアリングの前記内径より大きい、請求項１６から１８までのいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項２０】
前記第１のボスおよび前記第２のボスの各々が同心状に形成される、請求項１６から１９までのいずれか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
[0001]本特許出願は、２０１５年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／１１４，６３２号の利益および優先権を主張するものであり、その開示内容が参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０００２】
[0002]本発明は、概して、ハウジング内のターボチャージャシャフトの支持に関し、詳細には、シャフトを支持するためのベアリングの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]一部のターボチャージャは、特定の用途において最大３５０，０００ｒｐｍの回転速度で動作することができる。低摩擦のベアリングと、シャフトの十分な支持とにより、ターボチャージャが効率的に動作するようになり、その動作寿命が延びる。したがって、高い安定性および低摩擦の二重の目標を達成するようにターボチャージャベアリングを設計することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]本発明は、添付の特許請求の範囲に記載される特徴のうちの１つもしくは複数の特徴および／または以下の特徴のうちの１つもしくは複数の特徴ならびにその組み合わせを含むことができる。第１の例示の態様では、ターボチャージャが、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内で受けられるターボチャージャシャフトと、その第１の端部のところでまたはそれに隣接するところでターボチャージャシャフトに装着されたタービンホイールと、その第２の端部のところでまたはそれに隣接するところでターボチャージャシャフトに装着されたコンプレッサホイールであって、第２の端部が第１の端部の反対側にある、コンプレッサホイールと、ターボチャージャシャフト上のタービンホイールとコンプレッサホイールとの間で受けられる第１のベアリングと、ターボチャージャシャフト上の第１のベアリングとコンプレッサホイールとの間で受けられる第２のベアリングと、を備えることができる。第１および第２のベアリングのうちの一方がターボチャージャシャフトに対して浮動してターボチャージャハウジングに装着され得、第１および第２のベアリングのうちのもう一方がターボチャージャシャフトに対して浮動することができ、ターボチャージャハウジングに対して浮動することができる。
【０００５】
[0005]第２の例示の態様は第１の例示の態様の主題を含み、ここでは、ターボチャージャハウジングが第１のボスおよび第２のボスを中に画定し、第１のベアリングが第１のボス内に配置され、第２のベアリングが第２のボス内に配置され、第１および第２のベアリングのうちの一方がハウジングに装着されて、第１および第２のボスのうちのそれぞれ一方に対して回転することが防止される。
【０００６】
[0006]第３の例示の態様は第２の例示の態様の主題を含み、ここでは、ターボチャージャハウジングが、第１のボスを中に画定するタービン収容部分と、タービン収容部分に結合され、第２のボスを中に画定するコンプレッサ収容部分と、を画定する。
【０００７】
[0007]第４の例示の態様は第１から第３の例示の態様のうちのいずれか１つ態様の主題を含み、第１のベアリングと第２のベアリングとの間でターボチャージャシャフトに装着されたロータを有する電気機械をさらに備える。
【０００８】
[0008]第５の例示の態様は第４の例示の態様の主題を含み、ここでは、電気機械が、ロータに結合されてターボチャージャハウジング内に設置されたステータを有する。
[0009]第６の例示の態様は第１から第５の例示の態様のうちのいずれか１つの態様の主題を含み、ここでは、ターボチャージャの第２の端部がねじ切りされ、ターボチャージャが、ターボチャージャシャフトに対してコンプレッサホイールを固着するためにターボチャージャシャフトのねじ切りされた第２の端部に係合されるように構成されたねじ切りされたナットをさらに備える。
【０００９】
[0010]第７の例示の態様は第１から第５の例示の態様のうちのいずれか１つの態様の主題を含み、ここでは、コンプレッサホイールが、ターボチャージャシャフトにプレス嵌合されること、および、ターボチャージャシャフトに溶接されること、のうち一方である。
【００１０】
[0011]第８の例示の態様は第１から５の態様ならびに第７の態様のうちのいずれか１つの態様の主題を含み、ここでは、タービンホイールが、ターボチャージャシャフトにプレス嵌合されること、および、ターボチャージャシャフトに溶接されること、のうち一方である。
【００１１】
[0012]第９の例示の態様は第１から第８の例示の態様のうちのいずれか１つの態様の主題を含み、ここでは、第１および第２のベアリングの各々が内径を画定し、第１のベアリングの内径が第２のベアリングの内径より大きい。
【００１２】
[0013]第１０の例示の態様は第２および第３の例示の態様のいずれかの主題を含み、ここでは、第１および第２のボスの各々が同心状に形成される。
[0014]第１１の例示の態様では、ターボチャージャが、第１および第２のボスを中に画定する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内で受けられるターボチャージャシャフトと、その第１の端部のところでまたはそれに隣接するところでターボチャージャシャフトに装着されたタービンホイールと、その第２の端部のところでまたはそれに隣接するところでターボチャージャシャフトに装着されたコンプレッサホイールであって、第２の端部が第１の端部の反対側にある、コンプレッサホイールと、ターボチャージャシャフト上のタービンホイールとコンプレッサホイールとの間で受けられ、第１のボス内に配置される第１のベアリングと、ターボチャージャシャフト上の第１のベアリングとコンプレッサホイールとの間で受けられ、第２のボス内に配置される第２のベアリングと、を備えることができる。第１および第２のベアリングのうちの一方が、ターボチャージャシャフトと、第１および第２のボスのそれぞれ一方と、の両方に対して自由に回転可能となり得、第１および第２のベアリングのうちのもう一方がターボチャージャハウジングに装着され得、その結果、ターボチャージャシャフトが第１および第２のベアリングのうちのそのもう一方に対して自由に回転可能となるが、第１のベアリングおよび第２のベアリングのうちのその一方が第１および第２のボスのうちのそれぞれ一方に対して回転することが防止される。
【００１３】
[0015]第１２の例示の態様は第１１の例示の態様の主題を含み、第１のベアリングと第２のベアリングとの間でターボチャージャシャフトに装着されたロータを有する電気機械をさらに備えることができる。
【００１４】
[0016]第１３の例示の態様は第１２の例示の態様の主題を含み、ここでは、電気機械が、ロータに結合されてターボチャージャハウジング内に設置されたステータを有する。
[0017]第１４の例示の態様は第１２および第１３の態様のいずれかの主題を含み、ここでは、ターボチャージャハウジングが、第１のボスを中に画定するタービン収容部分と、第２のボスを中に画定するコンプレッサ収容部分と、電気機械が中に設置された電気機械収容部分と、を備え、タービン収容部分およびコンプレッサ収容部分の各々が電気機械収容部分に結合される。
【００１５】
[0018]第１５の例示の態様は第１１から第１４の例示の態様のうちのいずれか１つの態様の主題を含み、ここでは、第１および第２のベアリングの各々が内径を画定し、第１のベアリングの内径が第２のベアリングの内径より大きい。
【００１６】
[0019]第１６の例示の態様では、ターボチャージャが、第１および第２のボスを中に画定する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内で受けられるターボチャージャシャフトと、その第１の端部のところでまたはそれに隣接するところでターボチャージャシャフトに装着されたタービンホイールと、その第２の端部のところでまたはそれに隣接するところでターボチャージャシャフトに装着されたコンプレッサホイールであって、第２の端部が第１の端部の反対側にある、コンプレッサホイールと、ターボチャージャシャフト上のタービンホイールとコンプレッサホイールとの間で受けられ、第１のボス内に配置される第１のベアリングであって、第１のベアリングがターボチャージャシャフトおよび第１のボスの両方に対して自由に回転可能である、第１のベアリングと、ターボチャージャシャフト上の第１のベアリングとコンプレッサホイールとの間で受けられ、第２のボス内に配置される第２のベアリングであって、第２のベアリングがターボチャージャハウジングに固着され、その結果、ターボチャージャシャフトが第２のベアリングに対して自由に回転可能となるが、第２のベアリングが第２のボスに対して回転することが防止される、第２のベアリングと、を備えることができる。
【００１７】
[0020]第１７の例示の態様は第１６の例示の態様の主題を含み、第１のベアリングと第２のベアリングとの間でターボチャージャシャフトに装着されたロータを有する電気機械をさらに備えることができる。
【００１８】
[0021]第１８の例示の態様は第１７の例示の態様の主題を含み、ここでは、ターボチャージャハウジングが、第１のボスを中に画定するタービン収容部分と、第２のボスを中に画定するコンプレッサ収容部分と、電気機械が中に設置された電気機械収容部分と、を備え、タービン収容部分およびコンプレッサ収容部分の各々が電気機械収容部分に結合される。
【００１９】
[0022]第１９の例示の態様は第１６から第１８の例示の態様のうちのいずれか１つの態様の主題を含み、ここでは、第１および第２のベアリングの各々が内径を画定し、第１のベアリングの内径が第２のベアリングの内径より大きい。
【００２０】
[0023]第２０の例示の態様は第１６から第１９の例示の態様のうちのいずれか１つの態様の主題を含み、ここでは、第１および第２のボスの各々が同心状に形成される。
[0024]本開示は例として説明され、添付図に限定されるものとして説明されない。適切であるとみなされる場合、対応する要素または類似の要素を示すために複数の図に跨って参照符号が繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】[0025]高速の電気機械を有する従来技術の電子制御ターボチャージャ（ＥＣＴ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ）を示す断面図である。
【図２】[0026]一般的なターボチャージャ内に、また特には図１に示されるようなＥＣＴ内に実装され得るターボチャージャシャフト・ベアリング構成の実施形態を示す分解図である。
【図３】[0027]ターボチャージャのハウジングに固着されるように構成されたターボチャージャシャフトのベアリング構成の実施形態を示す分解図である。
【図４】[0028]ターボチャージャハウジングに固着された状態で示される図３のターボチャージャシャフトのベアリング構成を示す組立図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
[0029]本開示の概念は種々の修正形態および代替的形態を受け入れるが、図面にはその特定の例示の実施形態が例として示されており、本明細書ではそれらが詳細に説明される。しかし、本開示の概念が、開示される特定の形態のみに限定されることを意図されず、むしろ、本開示および添付の特許請求の範囲と一致するすべての修正形態、均等物および代替形態を包含することを意図される、ことを理解されたい。
【００２３】
[0030]本明細書で「一実施形態」、「実施形態」、「例示の実施形態」などを参照することは、説明される実施形態が特定の特徴、構造または特性を含むことができるが、すべての実施形態が特定の特徴、構造または特性を必ずしも含まなくてもよいことを意味する。さらに、そのようなフレーズは同じ実施形態を意味する場合も、または、必ずしも同じ実施形態を意味しない場合もある。さらに、特定の特徴、構造、プロセス、プロセスステップまたは特性が実施形態に関連して説明される場合、明確に説明されていようがいまいが他の実施形態に関連させてそのような特徴、構造、プロセス、プロセスステップまたは特性を有効にすることが当業者の知識の範囲内にあると考えられる。本明細書で開示される任意の１つの特徴、構造、プロセス、プロセスステップまたは特性が、明確に説明されていようがいまいが、開示される任意の１つまたは複数の他の特徴、構造、プロセス、プロセスステップまたは特性と組み合され得ること、ならびに、したがってその組み合わせの種類および／または数が限定されないことが暗示されることが企図される。
【００２４】
[0031]本開示は、ターボチャージャハウジング内でおよびターボチャージャハウジングを基準として、回転可能なターボチャージャシャフトを支持するためのベアリング構成を対象とする。本明細書で例示および説明されるベアリングの概念は、限定しないが例えば、固定形状ターボチャージャ、可変形状ターボチャージャ、ターボチャージャの回転速度を制御するための結合される１つまたは複数の電気機械を有するいわゆる電子制御ターボチャージャ（ＥＣＴ）、および、他の従来のターボ機械を含めた、任意の従来のターボチャージャに適用可能であることを理解されたい。図２〜４を参照して詳細に説明されるように、本開示の主題であるベアリング構成はそのような任意の従来のターボチャージャ内に実装され得、このような１つの例示のターボチャージャが図１の断面図に示される従来のＥＣＴ１０である。
【００２５】
[0032]図１を参照すると、示されるＥＣＴ１０はターボチャージャシャフト１２を有し、そのターボチャージャシャフト１２に対して、その一方の端部のところで、例えば溶接により、または、他の従来のタービンホイール装着構造および／またはタービンホイール装着技術により、タービンホイール１４が装着される。シャフト１２の反対側の端部のところにコンプレッサホイール１６が装着される。一実施形態では、ターボチャージャシャフト１２のコンプレッサ側端部がねじ切りされ、相補的にねじ切りされたナットがシャフト１２上を前進させられ、コンプレッサホイール１６をシャフト１２に装着する。代替的実施形態では、コンプレッサホイール１６をシャフト１２に装着するために他の従来の構造および／または技術が使用されてもよく、その例には、限定しないが、溶接またはプレス嵌合などが含まれる。
【００２６】
[0033]ターボチャージャシャフト１２が一対のベアリング１８および２８によって支持され、各ベアリング１８、２８が、ターボチャージャハウジング内にそれぞれ形成されたボスまたはクレードル２０、３０内に配置される。示される実施形態では、ベアリング１８がターボチャージャハウジングのタービン収容部分２４内のボスまたはクレードル２０内に配置され、ベアリング２８がターボチャージャハウジングのコンプレッサ収容部分２６内のボスまたはクレードル３０内に配置される。いくつかの実施形態では、ボスまたはクレードル２０、３０が同心状に機械加工されるが、代替的実施形態では、一方のみが同心状に機械加工されてもよく、またはいずれも同心状に機械加工されなくてもよい。
【００２７】
[0034]示される実施形態では、ターボチャージャシャフト１２の外径は、その周りにベアリング２８が配置される領域１２Ｂ内よりも、その周りにベアリング１８が配置される領域１２Ａ内で大きくなっている。したがって、この実施形態では、ベアリング１８の内径がベアリング２８の内径より大きい。しかし、代替的実施形態では、シャフト領域１２Ａ、１２Ｂの外径およびひいてはベアリング１８、２８の内径が等しくてもよく、あるいは、シャフトの領域１２Ｂの外径／ベアリング２８の内径が、シャフトの領域１２Ａの外径／ベアリング１８の内径より大きくてもよい。
【００２８】
[0035]例えば電気的に制御されるモータまたはモータ／発電機などの電気機械３２が、ベアリング１８、２８の間でターボチャージャシャフト１２に装着されるロータ３４を有し、その結果、ロータ３４がシャフト１２と共に回転する。ステータ３６がロータ３４に動作可能に結合され、電気機械３２がターボチャージャハウジングの電気機械収容部分２２内に配置される。したがって、示される実施形態では、ターボチャージャハウジングが、タービン収容部分２４と、コンプレッサ収容部分２６と、電気機械収容部分２２と、の３つの収容部分で作られる。タービン収容部分２４およびコンプレッサ収容部分２６の各々が、例示としては、従来の手法で電気機械収容部分２２に装着されている。収容部分の分割部（ｓｐｌｉｔ）の場所に応じて、ボス２２および２４がターボチャージャ１０の他の収容部分内に含まれてもよいこと、および、図１に示される実施形態が単にその非限定的な一実施例であることを当業者であれば認識するであろう。
【００２９】
[0036]次に図２を参照すると、ターボチャージャシャフト４６によって担持されるベアリング構成の実施形態を有するターボチャージャシャフト４６の部分分解図が示されている。示される実施形態では、タービンホイール４０が、例えば、溶接により、あるいは、スプライン係合、押圧カラーまたはプレス嵌合などの、他の従来の固定構造および／または固定技術により、シャフト４６の一方の端部のところでまたはそれに隣接するところでシャフト４６に装着される。ベアリング４２が、タービンホイール４０に隣接するところでシャフト４６に接触するようにおよびその上方で摺動可能に受けられる。示される実施形態では、ベアリング４２は完全に浮動するベアリングであり、つまり、ベアリングはシャフト４６またはターボチャージャハウジングのいずれにも装着されず、逆に、シャフト４６を中心として、ならびにターボチャージャハウジングのボスまたはクレードル２０内で、自由に回転可能である。一実施形態では、ベアリング４２とボス２９（図２には示されないが図１に示される）との間ならびにシャフト４６とベアリング４２との間に、オイルまたは他の潤滑剤が提供される。いずれの場合も、ベアリング４２はボスまたはクレードル２０およびシャフト４６の両方に対して自由に回転することができる。しかし、ベアリング４２は自由に浮動するので、ベアリング４２は、例示としては、ターボチャージャシャフト４６の回転速度より低い回転速度で回転する。
【００３０】
[0037]図２に示される実施形態では、例えば、プレス嵌合、溶接、ねじ山、ロータ４４をシャフト４６のショルダまたは円錐セクションの中に押圧するナットまたは他の構造、スプライン係合、押圧カラー、および／または、キー係合などの、任意の従来の構造および／または技術により、電気機械のロータ４４がシャフト４６に装着される。貫通した開口部が画定されたプレート５０が、ターボチャージャシャフト４６の反対側の端部のところでターボチャージャシャフト４６に接触するようにおよびその上方で受けられ、さらに、別のベアリング５２がシャフト４６に接触するようにおよびその上方で受けられ、ここでは、プレート５０がロータ４４とベアリング５２との間に配置される。次いで、スラストベアリング組立体がベアリング５２とシャフト４６の端部との間でターボチャージャシャフト４６に接触するようにおよびその上方で受けられる。示される実施形態では、スラストベアリング組立体が、例示としては、ベアリング５２に近い方から順番に、スラストベアリングワッシャ５４、スラストベアリング５６、スラストベアリング密閉プレート５８、コンプレッサシール６０、および、ピストンリングシール６２を有する。次いで、コンプレッサホイール６４が、シャフト４６の反対側の端部のところでまたはそれに隣接するところで、つまり、タービンホイール４０を装着する端部の反対側にあるシャフト４６の端部のところでまたはそれに隣接するところで、シャフト６４に装着される。示される実施形態では、ターボチャージャシャフト４６の反対側の端部がねじ山６８を装備し、コンプレッサホイール６４が、相補的にねじ切りされたナット６６をねじ山６８に沿わせて前進させてナット６６をシャフト４６に係合させ、それによりコンプレッサホイール６４をシャフトに固着するという形で、シャフトに装着される。代替的実施形態では、コンプレッサホイール６４が、溶接、スプライン係合、押圧カラー、または、プレス嵌合などの、１つまたは複数の他の従来の固定構造および／または固定技術を介して、シャフト４６に装着されてもよい。
【００３１】
[0038]一実施形態では、ベアリング５２が、例示としては、１つまたは複数のスロット、溝部または凹部を中に画定し、プレート５０が、例示としては、シャフト４６上でプレート５０およびベアリング５２が受けられるときにベアリング５２内に画定される１つまたは複数のスロット、溝部または凹部に係合される相補的に構成された１つまたは複数の歯、タングまたは突出部を画定し、それにより、ベアリング５２がプレート５０に対して回転することが防止される。いくつかの代替的実施形態では、プレート５０が１つまたは複数のスロット、溝部または凹部を画定してもよく、ベアリングが１つまたは複数の歯、タングまたは突出部を画定してもよい。いずれの場合も、プレート５０がさらに、例示としては、例えば、ねじ、ボルトなど、の従来の固定部材をそこを通して受けるようにサイズ決定される１つまたは複数の通路または開口部を貫通させる形で画定する。プレート５０およびベアリング５２がシャフト４６上で受けられた状態では、ベアリング５２内に画定される１つまたは複数のスロット、溝部または凹部が、プレート５０内に画定される１つまたは複数の対応する歯、タングまたは突出部に位置合わせされて係合され、プレート５０を通るように画定された１つまたは複数の開口部または通路が、ターボチャージャハウジングのコンプレッサ収容部分２６（および／または、電気機械収容部分２２）内に画定される対応する開口部または通路に位置合わせされる。１つまたは複数の従来の固定部材が、プレート５０を通るように画定された開口部または通路を通され、コンプレッサ収容部分２６内に画定された位置合わせされた開口部または通路に係合され、それにより、プレート５０およびベアリング５２をターボチャージャハウジングに固着し、その結果、ベアリング５２およびプレート５０がターボチャージャハウジングに対して回転することが防止される。このようにして、ベアリング１５２がコンプレッサ収容部分２６に「ピン留めされた（ｐｉｎｎｅｄ）」と呼ばれるような状態となり、その結果、ベアリング１５２がターボチャージャハウジングに対して回転することができなくなる。
【００３２】
[0039]図３に示される分解図および図４に示される組立図では、このようなピン留め構成の具体的ではあるが非限定的な実施例が示されている。図３および図４では、プレート５０、ベアリング５２およびコンプレッサ収容部分２６の上記の細部が隠れないように、ターボチャージャシャフト４６が排除されている。示される実施形態では、プレート５０が、その中心を通るような形で画定されるターボチャージャシャフトを受けるための開口部の中へと径方向内側に各々が延在する一対の径方向反対側にある歯またはタング７０を画定し、ベアリング５２が、その環状縁部またはリム内にある対応する一対の径方向反対側にあるスロットまたは溝部７２を画定し、ここでは、歯またはタング７０およびスロットまたは溝部７２が、図３に示されるように対応するスロットまたは溝部７２内で歯またはタング７０を受けるようにサイズ決定および構成され、その結果、ベアリング５２がプレート５０に対して回転することが防止される。
【００３３】
[0040]図３および図４に示される実施形態では、プレート５０が、ターボチャージャシャフトを受けるための開口部と同じ面内に、プレート５０を貫通する一対の径方向反対側にある開口部または通路７４をさらに画定し、同様に、コンプレッサ収容部分２６が、開口部または通路７４に位置合わせされる一対の開口部または通路７６を中に画定する。例えばねじなどの固定部材７８が開口部または通路７４に通されて開口部または通路７６に係合され、それによりプレート５０およびベアリング５２をコンプレッサ収容部分２６に固着し、その結果、ベアリング５２がターボチャージャハウジングに対して回転することが防止される。
【００３４】
[0041]一実施形態では、薄いオイル層または他の潤滑剤の薄い層がベアリング５２とハウジング内のボス３０との間に配置され得、この薄いオイル層または他の潤滑剤の薄い層がハウジング内に閉じ込められる。代替的実施形態では、ベアリング５２とボス３０との間にオイル層または他の潤滑剤の層が配置されない状態で、ベアリング５２がコンプレッサ収容部分２６に固定されてもよい。いずれの場合も、ベアリング５２が、ターボチャージャハウジングに対して回転することがないような形で、ターボチャージャハウジングにピン留めされる。
【００３５】
[0042]示される実施形態では、ベアリング５２は部分的に浮動するベアリングである。つまり、ベアリングはターボチャージャハウジングに装着されるが、シャフト４６に対して浮動し、つまり、シャフト４６に対してかつシャフト４６を中心として自由に回転可能である。一実施形態では、ベアリング５２とシャフト４６との間にオイルまたは他の潤滑剤が提供される。いずれの場合も、ベアリング５２は、コンプレッサ収容部分３０のボスまたはクレードル３０に対して回転するのを防止されるがターボチャージャシャフト４６に対して自由に回転することができるような形で、ターボチャージャハウジングにピン留めされる。
【００３６】
[0043]示される実施形態では、ベアリング４２が、ターボチャージャシャフト４６に対して、またターボチャージャハウジングのボスまたはクレードル２０に対しても、自由に浮動するものとして説明され、ベアリング５２が、ターボチャージャハウジングにピン留めされるがターボチャージャシャフト４６に対して自由に浮動するものとして説明される。したがって、タービン側のベアリング４２は、ターボチャージャハウジングのボスまたはクレードル２０に対して、またターボチャージャシャフト４６に対しても回転することができるが、ベアリング４２は、シャフト４６に装着されないので、概して、また特にそれらの間にオイルまたは他の潤滑剤を配置する場合には、シャフト４６の回転速度より低い回転速度で回転することになる。一方、コンプレッサ側のベアリング５２は、プレート５０によりターボチャージャハウジングに固着されるためターボチャージャハウジングのボス３０に対して固定されるが、ターボチャージャシャフト４６に対して浮動する。したがって、ベアリング５２はターボチャージャシャフト４６に対して回転することができるが、ベアリング５２に係合されてハウジングに装着されるプレート５０により、ターボチャージャハウジングに対して回転することが防止される。
【００３７】
[0044]代替的実施形態では、ベアリング４２、５２の役割および構造が入れ替えられてもよく、つまり、タービン側のベアリング４２がターボチャージャハウジングにピン留めされ、例えばベアリング５２に関連して上述したように、ターボチャージャシャフト４６に対して浮動し、コンプレッサ側のベアリング５２が、例えばベアリング４２に関連して上述したように、自由に浮動することができる。
【００３８】
[0045]図面および上記の記述で本開示を詳細に例示および説明してきたが、このような例示および説明はその性質が例示的であり限定的ではないとみなされるべきであり、したがって、単に説明的である実施形態が示されて説明されてきたこと、ならびに、本開示および記載される特許請求の範囲と一致するすべての変更形態および修正形態が保護されることが望まれること、を理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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