JP2019504251A - ターボチャージャーのための非対称ボールベアリングシステム - Google Patents

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Abstract

多数の変形例は第１通路を限定する第１内周面を有する外輪（１２）、第２通路を限定する第１内輪（１８）、及び第３通路を限定する第２内輪（２２）を含むことができ、第１内輪と第２内輪は第１通路内に配置されることができ、第１内輪と外輪との間の第１接触角に配置された複数の第１ボールベアリング、及び第２内輪と外輪との間の第２接触角に配置された複数の第２ボールベアリングを含むことができ、外輪は複数の第１ボールベアリングに潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第１オイルジェット、及び複数の第２ボールベアリングに潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第２オイルジェットを限定する第１外周面を含むことができる。
【選択図】図１

Description

関連出願との相互参照
本出願は２０１５年１２月４日に出願されたアメリカ仮出願第６２／２６３，１３９号の恩恵を主張する。
本開始が一般的に関連する分野はボールベアリングシステムを含む。
ターボチャージャー内のベアリングシステムはターボチャージャーハウジングの圧縮機側とタービン側で実質的に異なる条件で作動する。
多数の変形例は第１通路を限定する第１内周面を有する外輪（ｏｕｔｅｒ ｒａｃｅ）、第２通路を限定する第１内輪（ｉｎｎｅｒ ｒａｃｅ）、及び第３通路を限定する第２内輪を含むことができるボールベアリングシステムを含むことができ、第１内輪及び第２内輪は第１通路内に配置されることができ、第１内輪と外輪との間の第１接触角に配置された複数の第１ボールベアリング、及び第２内輪と外輪との間の第２接触角に配置された複数の第２ボールベアリングをさらに含むことができ、外輪は複数の第１ボールベアリングに潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第１オイルジェット、及び複数の第２ボールベアリングに潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第２オイルジェットを限定する第１外周面をさらに含むことができる。
本発明の範囲内の他の多数の例示的な変形例は以下で提供する詳細な説明から明らかになれる。詳細な説明及び列挙される変形例は選択的な変形を開示しているが、ただ例示の目的で意図したものであり、本発明の範囲を制限する意図ではないことを理解すべきである。
本発明の範囲内で変形例の選択例は詳細な説明及び添付された図面からより完全に理解され得る。
非対称ボールベアリングシステムの一変形例を示す。
以下の多数の変形例に対する説明は本質的に単純な例示であり、本発明の範囲、この適用または用途を制限することを決して意図しない。以下の変形例の説明は本発明の範囲内に属するものと見なされる構成要素、構成部分、動作、製品及び方法の例示に過ぎず、具体的に開示あるいは明示的に記載しないことによってその範囲を何らの形式で限定する意図はない。本明細書に記載された構成要素、構成部分、動作、製品及び方法は本明細書に明示的に記載されもの以外のものを組合及び再配置することができ、本発明の範囲内に属するものと見なされる。
図１を参照すれば、ボールベアリングシステム１０は第１通路１６を限定する第１内周面１４及びスクイーズフィルムダンパ表面５４を有する縦方向軸Ｃを有する外輪１２を含むことができ、外輪１２は円周状のオイル溝５２をさらに含むことができ、第１外輪３６は第１外輪材料３８を含むことができ、第２外輪４０は第２外輪材料４２を含むことができ、第１外輪材料３８と第２外輪材料４２は互いに異なる。ボールベアリングシステム１０は第２通路２０を限定する第１内輪１８及び第３通路２４を限定する第２内輪２２をさらに含むことができ、第１内輪１８と第２内輪２２は第２通路２０と第３通路２４を含むシャフト通路を限定するように第１通路１６内に配置される。ボールベアリングシステム１０は第１内輪１８と外輪１２との間の第１接触角Ａに配置された複数の第１ボールベアリング２６、及び第２内輪２２と外輪１２との間の第２接触角Ｂに配置された複数の第２ボールベアリング２８を含むことができ、第１接触角は第２接触角の角度と異なる角度であり得る。第１内輪１８は第１内輪材料４８を含むことができ、第２内輪２２は第２内輪材料５０を含むことができ、第１内輪材料４８と第２内輪材料５０は互いに異なる。外輪１２は複数の第１ボールベアリング２６に潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第１オイルジェット３２、及び複数の第２ボールベアリング２８に潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第２オイルジェット３４を限定する第１外周面３０をさらに含むことができる。複数の第１ボールベアリング２６は第１直径を含むことができ、複数の第２ボールベアリング２８は第２直径を含むことができ、第１直径と第２直径は互いに異なり、複数の第１ボールベアリング２６はまた複数の第２ボールベアリング２８と互いに異なる数のボールベアリングを含むことができる。ボールベアリングシステム１０は複数の第１ボールベアリング２６を保持するような構成及び配置にされた第１内輪１８と外輪１２との間に配置された第１ケージ４４、及び複数の第２ボールベアリング２８を保持するような構成及び配置にされた第２内輪２２と外輪１２との間に配置された第２ケージ４６をさらに含むことができる。
ボールベアリングシステムはターボチャージャーハウジング内で利用されるような構成及び配置にされることができ、第１内輪、第２通路、複数の第１ボールベアリング、第１ケージ、第１外輪、及び第１オイルジェットがターボチャージャーハウジングの圧縮機側と流体連通するような構成及び配置にされることができる。付加的に、ボールベアリングシステムはターボチャージャーハウジング内で用いられるような構成及び配置にされることができ、第２内輪、第３通路、複数の第２ボールベアリング、第２ケージ、第２外輪、及び第２オイルジェットがターボチャージャーハウジングのタービン側と流体連通されるような構成及び配置にされることができる。一部の場合において、ターボチャージャーハウジングのタービン側はターボチャージャーハウジングの圧縮機側より高い温度、高い費用及び高い性能で作動する構成要素を必要とすることができる。付加的に、第１ケージはターボチャージャーハウジングの圧縮機側で利用されることができ、ターボチャージャーハウジングのタービン側で利用されることができる第２ケージより低い費用、低い温度可能材料を含むことができる。第１内輪、第２内輪、第１外輪、第２外輪は共に共通の縦方向軸Ｃを共有することができる。
ボールベアリングシステムはスクイーズフィルムダンピングを含むように付加的な構成及び配置にされることができ、スクイーズフィルムダンパ表面（複数）は第１外輪及び第２外輪に対して異なるクリアランス（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を有することができる。
付加的に、第１オイルジェット及び第２オイルジェットはボールベアリングシステムの圧縮機側またはタービン側または複数の第１ボールベアリングまたは複数の第２ボールベアリングに異なるオイル流量を提供するような構成及び配置にされることができる。
第１接触角Ａと第２接触角Ｂはボールベアリングシステム内のスラスト荷重の大きさを考慮するように可変されることができ、より低いスラスト荷重に対して相対的により小さい角度である。
ボールベアリングシステムは低速作動中に回転子を中心に置くことができるデカップリングまたはデカップリング（図示せず）を含むことができる。
本発明が属する技術分野における技術者が理解するように、ボールベアリングシステムは、部品幾何学的構造、部品材料、及び部品の物理的特徴と特性に対する多数の変形例を含むことができ、開示された変形例の範囲内にある。例えば、複数の第１ベアリング、第２ベアリングまたは第３ベアリングは多様なボールベアリング寸法、材料及びボールベアリング数を含むことができる。同様に、第１オイルジェット及び第２オイルジェット、または付加的なオイルジェットは複数の第１ボールベアリング、第２ボールベアリングまたは第３ボールベアリング内の何れの変形を収容するような構成及び配置にされることができる。同様に、第１外輪及び第２外輪と第１内輪及び第２内輪は寸法及び材料を含むことができる。
変形例１によれば、ボールベアリングシステム１０は第１通路１６を限定する第１内周面１４を有する外輪１２、第２通路２０を限定する第１内輪１８、及び第３通路２４を限定する第２内輪２２を含むことができ、第１内輪１８と第２内輪２２は第１通路１６内に配置されることができ、第１内輪１８と外輪１２との間の第１接触角Ａに配置された複数の第１ボールベアリング２６、及び第２内輪２２と外輪１２との間の第２接触角Ｂに配置された複数の第２ボールベアリング２８をさらに含むことができ、外輪１２は複数の第１ボールベアリング２６に潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第１オイルジェット３２、及び複数の第２ボールベアリング２８に潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第２オイルジェット３４を限定する第１外周面３０をさらに含むことができる。
変形例２は、外輪１２が円周状のオイル溝５２をさらに含むことができ、第１外輪３６が第１外輪材料３８を含むことができ、第２外輪４０が第２外輪材料４２を含むことができ、第１外輪材料３８と第２外輪材料４２が異なる、変形例１で記載した製品を含むことができる。
変形例３は、複数の第１ボールベアリング２６を保持するような構成及び配置にされた第１内輪１８と外輪１２との間に配置された第１ケージ４４、及び複数の第２ボールベアリング２８を保持するような構成及び配置にされた第２内輪２２と外輪１２との間に配置された第２ケージ４６をさらに含むことができる、変形例１または２に記載された製品を含むことができる。第１ケージ及び第２ケージは第１ケージまたは第２ケージ上に加えられる応力に応じて相異するボールポケット直径、内径、外径、及び厚さを特徴とすることができる。また、第１ケージ及び第２ケージはボールベアリングシステム内の多様な応力を収容するような構成及び配置にされた多様な材料及びコーティングを含むことができる。
変形例４は、第１内輪１８が第１内輪材料４８を含むことができ、第２内輪２２が第２内輪材料５０を含むことができ、第１内輪材料４８と第２内輪材料５０が異なる、変形例１〜３の中の何れか一つに記載された製品を含むことができる。
変形例５は、複数の第１ボールベアリング２６が第１直径を含むことができ、複数の第２ボールベアリング２８が第２直径を含むことができ、第１直径と第２直径が異なる、変形例１〜４の中の何れか一つに記載された製品を含むことができる。
変形例６は、複数の第１ボールベアリング２６が複数の第２ボールベアリング２８と異なる数のボールベアリングを含むことができる、変形例１〜５の中の何れか一つに記載された製品を含むことができる。
変形例７は、第１接触角が第２接触角の角度と異なる角度である、変形例１〜６の中の何れか一つに記載された製品を含むことができる。
変形例８は、複数の第１ボールベアリング、複数の第２ボールベアリング、またはこの二つともに隣接するように配置された複数の第３ボールベアリングをさらに含む、変形例１〜７の中の何れか一つに記載された製品を含むことができる。
本発明の変形例に対する以上の説明は本質的に例示に過ぎず、従ってその変形例は本明細書内に開示された本発明の思想及び範囲から逸脱するものと見なしてはならない。

Claims (8)

  1. 第１通路を限定する第１内周面を有する外輪、第２通路を限定する第１内輪、及び第３通路を限定する第２内輪を含むボールベアリングシステムを含み、前記第１内輪及び第２内輪は前記第１通路内に配置され、前記ボールベアリングシステムは前記第１内輪と前記外輪との間の第１接触角に配置された複数の第１ボールベアリング、及び前記第２内輪と前記外輪との間の第２接触角に配置された複数の第２ボールベアリングをさらに含み、前記外輪は前記複数の第１ボールベアリングに潤滑剤を提供するような構成及び配置にされた少なくとも第１オイルジェット、及び前記複数の第２ボールベアリングに潤滑剤を提供するような構成及び配置にするような構成及び配置にされた少なくとも第２オイルジェットを限定する第１外周面をさらに含む、製品。
  2. 前記外輪は円周状のオイル溝、第１外輪材料を含む第１外輪、及び第２外輪材料を含む第２外輪をさらに含み、前記第１外輪材料と前記第２外輪材料が異なる、請求項１に記載の製品。
  3. 前記複数の第１ボールベアリングを保持するような構成及び配置にするような構成及び配置にされた前記第１内輪と前記外輪との間に配置された第１ケージ、及び前記複数の第２ボールベアリングを保持するような構成及び配置にするような構成及び配置にされた前記第２内輪と前記外輪との間に配置された第２ケージをさらに含む、請求項１に記載の製品。
  4. 前記第１内輪は第１内輪材料を含み、前記第２内輪は第２内輪材料を含み、前記第１内輪材料と前記第２内輪材料が異なる、請求項１に記載の製品。
  5. 前記複数の第１ボールベアリングは第１直径を含み、前記複数の第２ボールベアリングは第２直径を含み、前記第１直径と前記第２直径が異なる、請求項１に記載の製品。
  6. 前記複数の第１ボールベアリングは前記複数の第２ボールベアリングと異なる数のボールベアリングを含む、請求項１に記載の製品。
  7. 前記第１接触角は前記第２接触角と互いに異なる角度である、請求項１に記載の製品。
  8. 前記複数の第１ボールベアリング、前記複数の第２ボールベアリング、またはこの二つの中の少なくとも一つに隣接するように配置された複数の第３ボールベアリングをさらに含む、請求項１に記載の製品。

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