CN115066564A - 多圆弧轴承 - Google Patents

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Abstract

半浮动轴承(多圆弧轴承)(13)具备：环状的主体(13a)，其供轴(15)插通；以及径向轴承面(13d)，其包括多个圆弧面(37)，所述多个圆弧面(37)形成于主体(13a)的内周面，具有相互不同的曲率中心(A)且在主体(13a)的周向上相邻地配置，轴(15)的中心轴(O)与圆弧面(37)的最小距离(Ra)、圆弧面(37)的曲率半径(Rb)以及轴(15)的半径(Rs)满足由以下的式(1)以及式(2)表示的关系：Ra/Rs≥1.001...(1)，(Rb‑Ra)/0.9≤(Rb‑Rs)≤(Rb‑Ra)/0.6...(2)，其中，Ra：轴(15)的中心轴(O)与圆弧面(37)的最小距离，Rb：圆弧面(37)的曲率半径，Rs：轴(15)的半径。

Description

多圆弧轴承
技术领域
本公开涉及多圆弧轴承。本申请主张在2020年4月6日提交的基于日本专利申请第2020-068572号的优先权的利益，其内容引用于本申请。
背景技术
在专利文献1中，公开了具有多个(具体而言，3个)圆弧面的多圆弧轴承。多圆弧轴承轴支撑轴。多个圆弧面形成于成为多圆弧轴承的径向轴承面的区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利第4937588号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在多圆弧轴承中，与径向轴承面的横截面形状为正圆的情况相比，能够提高轴的容许转速(即，能够稳定地轴支撑轴的转速的极限值)。然而，考虑期望进一步提高轴的容许转速。
本公开的目的在于，提供一种能够提高轴的容许转速的多圆弧轴承。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本公开的多圆弧轴承具备：环状的主体，其供轴插通；以及径向轴承面，其包括多个圆弧面，所述多个圆弧面形成于主体的内周面，具有相互不同的曲率中心，且在主体的周向上相邻地配置，轴的中心轴与圆弧面的最小距离、圆弧面的曲率半径以及轴的半径满足由以下的式(1)以及式(2)表示的关系：
Ra/Rs≥1.001...(1)，
(Rb-Ra)/0.9≤(Rb-Rs)≤(Rb-Ra)/0.6...(2)，
其中，
Ra：轴的中心轴与圆弧面的最小距离，
Rb：圆弧面的曲率半径，
Rs：轴的半径。
也可以轴的中心轴与圆弧面的最小距离、圆弧面的曲率半径以及轴的半径满足由以下的式(3)表示的关系：
(Rb-Ra)/0.85≤(Rb-Rs)≤(Rb-Ra)/0.75...(3)。
发明的效果
根据本公开，能够提高轴的容许转速。
附图说明
图1是增压器的示意性截面图。
图2是提取图1的单点划线部分的图。
图3是用于说明本实施方式的径向轴承面的形状的说明图。
图4是示出预压系数与容许转速比的关系的图。
图5是示出预压系数与损耗比之间的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本公开的实施方式。实施方式所示的尺寸、材料、其他具体的数值等只不过是用于容易理解的例示，除了特别说明的情况以外，并不限定本公开。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示具有基本相同的功能和结构的元件，并且省略对这些元件的重复说明，并且省略与本公开没有直接关系的要件的图示。
图1是增压器TC的示意性截面图。以下，将图1所示的箭头L方向作为增压器TC的左侧进行说明。将图1所示的箭头R方向作为增压器TC的右侧进行说明。如图1所示，增压器TC具备增压器主体1。增压器主体1包括轴承壳体3、涡轮壳体5以及压缩机壳体7。涡轮壳体5通过紧固机构9连结于轴承壳体3的左侧。压缩机壳体7通过紧固螺栓11与轴承壳体3的右侧连结。
在轴承壳体3的外周面设置有突起3a。突起3a设置于涡轮壳体5侧。突起3a沿轴承壳体3的径方向突出。在涡轮壳体5的外周面设置有突起5a。突起5a设置于轴承壳体3侧。突起5a沿涡轮壳体5的径方向突出。轴承壳体3与涡轮壳体5通过紧固机构9而被带紧固。紧固机构9例如是G联轴器。紧固机构9夹持突起3a和突起5a。
在轴承壳体3形成有轴承孔3b。轴承孔3b沿增压器TC的左右方向贯通。在轴承孔3b配置有半浮动轴承13。半浮动轴承13将轴15轴支撑为旋转自如。在轴15的左端部设置有涡轮叶轮17。涡轮叶轮17旋转自如地收容于涡轮壳体5。在轴15的右端部设置有压缩机叶轮19。压缩机叶轮19旋转自如地收容于压缩机壳体7。
在压缩机壳体7形成有吸气口21。吸气口21在增压器TC的右侧开口。吸气口21与未图示的空气滤清器连接。由轴承壳体3与压缩机壳体7的对置面形成扩散流路23。扩散流路23使空气升压。扩散流路23形成为环状。扩散器流路23在径方向内侧经由压缩机叶轮19与吸气口21连通。
在压缩机壳体7设置有压缩机涡旋流路25。压缩机涡旋流路25形成为环状。压缩机涡旋流路25例如位于比扩散流路23靠轴15的径方向外侧的位置。压缩机涡旋流路25与未图示的发动机的吸气口和扩散流路23连通。当压缩机叶轮19旋转时，从吸气口21向压缩机壳体7内吸入空气。被吸入的空气在压缩机叶轮19的叶片间流通的过程中被加压加速。加压加速后的空气在扩散流路23以及压缩机涡旋流路25中升压。升压后的空气被引导至发动机的吸气口。
在涡轮壳体5形成有排出口27。排出口27在增压器TC的左侧开口。排出口27与未图示的废气净化装置连接。在涡轮壳体5形成有连通路29和涡轮涡旋流路31。涡轮涡旋流路31形成为环状。涡轮涡旋流路31例如位于比连通路29靠涡轮叶轮17的径方向外侧的位置。涡轮涡旋流路31与未图示的气体流入口连通。从未图示的发动机的排气歧管排出的废气被引导至气体流入口。连通路29经由涡轮叶轮17使涡轮涡旋流路31与排出口27连通。从气体流入口被引导至涡轮涡旋流路31的废气经由连通路29、涡轮叶轮17被引导至排出口27。被引导至排出口27的废气在流通过程中使涡轮叶轮17旋转。
涡轮叶轮17的旋转力经由轴15传递至压缩机叶轮19。若压缩机叶轮19旋转，则空气如上述那样被升压。这样，空气被引导至发动机的吸气口。
图2是提取了图1的单点划线部分的图。如图2所示，在轴承壳体3的内部设置有轴承构造S。轴承构造S包括轴承孔3b、半浮动轴承13以及轴15。
在轴承壳体3形成有油路3c。向油路3c供给润滑油。油路3c在轴承孔3b开口(连通)。油路3c将润滑油引导至轴承孔3b。润滑油从油路3c流入轴承孔3b内。
在轴承孔3b配置有半浮动轴承13。半浮动轴承13具有环状的主体13a。在主体13a形成有插通孔13b。插通孔13b沿轴15的轴向(以下，简称为轴向)贯通主体13a。在插通孔13b中插通轴15。
在主体13a(具体而言，插通孔13b)的内周面13c形成有2个径向轴承面13d、13e。2个径向轴承面13d、13e在轴向上分离地配置。在主体13a形成有油孔13f。油孔13f从主体13a的内周面13c贯通至外周面13g。油孔13f配置在2个径向轴承面13d、13e之间。油孔13f在轴15(以及主体13a)的径方向(以下，简称为径方向)上与油路3c的开口对置。
润滑油从主体13a的外周面13g侧通过油孔13f流入内周面13c侧。流入到主体13a的内周面13c侧的润滑油在内周面13c与轴15之间沿着轴15的周向移动。另外，流入到主体13a的内周面13c侧的润滑油在内周面13c与轴15之间沿着轴15的轴向(图2中的左右方向)移动。润滑油被供给到轴15与2个径向轴承面13d、13e之间的间隙。通过润滑油的油膜压力轴支撑轴15。2个径向轴承面13d、13e承受轴15的径向载荷。
在主体13a形成有贯通孔13h。贯通孔13h从主体13a的内周面13c贯通至外周面13g。贯通孔13h配置在2个径向轴承面13d、13e之间。贯通孔13h配置于主体13a中的与形成油孔13f的一侧相反的一侧。但是，并不限定于此，贯通孔13h的位置只要在主体13a的周向上与油孔13f的位置不同即可。
在轴承壳体3形成有销孔3e。销孔3e形成于轴承孔3b中的与贯通孔13h对置的位置。销孔3e贯通形成轴承孔3b的壁部。销孔3e将轴承孔3b的内部空间与外部空间连通。在销孔3e中插通有定位销33。
在本实施方式中，定位销33被压入销孔3e。定位销33的前端插通于主体13a的贯通孔13h。定位销33限制主体13a的旋转方向以及轴向的移动。
轴15具备大径部15a、中径部15b以及小径部15c。大径部15a位于比主体13a靠涡轮叶轮17(参照图1)侧的位置。大径部15a为圆柱形状。大径部15a的外径比主体13a的内周面13c(具体而言，径向轴承面13d)的内径大。大径部15a的外径比主体13a的外周面13g的外径大。但是，大径部15a的外径可以与主体13a的外周面13g的外径相等，也可以较小。大径部15a与主体13a在轴向上对置。大径部15a具有恒定的外径。但是，大径部15a的外径也可以不恒定。
中径部15b位于比大径部15a靠压缩机叶轮19(参照图1)侧的位置。中径部15b为圆柱形状。中径部15b插通于主体13a的插通孔13b。因此，中径部15b在径方向上与插通孔13b的内周面13c对置。中径部15b具有比大径部15a小的外径。中径部15b的外径比主体13a的径向轴承面13d、13e的内径小。中径部15b具有恒定的外径。但是，中径部15b的外径也可以不恒定。
小径部15c位于比中径部15b(以及主体13a)靠压缩机叶轮19(参照图1)侧的位置。小径部15c为圆柱形状。小径部15c具有比中径部15b小的外径。小径部15c具有恒定的外径。但是，小径部15c的外径也可以不恒定。
在小径部15c插通有环状的挡油部件35。挡油部件35使沿着轴15向压缩机叶轮19侧流动的润滑油向径方向外侧飞散。即，挡油部件35抑制润滑油向压缩机叶轮19侧漏出。
挡油部件35具有比中径部15b大的外径。挡油部件35的外径比主体13a的内周面13c(具体而言，径向轴承面13e)的内径大。挡油部件35的外径比主体13a的外周面13g的外径小。但是，挡油部件35的外径可以与主体13a的外周面13g的外径相等，也可以较大。挡油部件35与主体13a在轴向上对置。
主体13a在轴向上被挡油部件35和大径部15a夹持。向主体13a与挡油部件35的间隙供给润滑油。向主体13a与大径部15a的间隙供给润滑油。
当轴15在轴向(图2中的左侧)移动时，通过主体13a与挡油部件35之间的润滑油的油膜压力来支撑轴向的载荷。当轴15在轴向(图2中的右侧)移动时，通过主体13a与大径部15a之间的润滑油的油膜压力来支撑轴向的载荷。即，主体13a的轴向的两端面成为承受推力载荷的推力轴承面13i、13j。
在主体13a的外周面13g形成有阻尼部13k、13m。阻尼部13k、13m相互在轴向上分离。阻尼部13k、13m形成于外周面13g中的轴向的两端部。阻尼部13k、13m的外径比外周面13g中的其他部位的外径大。向阻尼部13k、13m与轴承孔3b的内周面3f之间的间隙供给润滑油。通过润滑油的油膜压力来抑制轴15的振动。
图3是用于说明本实施方式的径向轴承面13d的形状的说明图。图3是主体13a中的形成有径向轴承面13d的部位的、与轴15的轴向垂直的截面图(与轴15的中心轴O(即，插通孔13b的中心轴)垂直的截面图)。在此，对径向轴承面13d的截面形状进行说明。径向轴承面13e是与径向轴承面13d大致相等的形状。因此，对于径向轴承面13e的形状，省略说明。
如图3所示，在径向轴承面13d形成有多个圆弧面37和多个轴向槽39。在本实施方式中，径向轴承面13d具有4个圆弧面37和4个轴向槽39。但是，多个圆弧面37的数量和多个轴向槽39的数量并不限定于此。例如，多个圆弧面37的数量也可以是2个、3个、5个或者6个以上。多个轴向槽39的数量也可以是2个、3个、5个或者6个以上。圆弧面37的数量与轴向槽39的数量相同。但是，圆弧面37的数量与轴向槽39的数量也可以不同。
圆弧面37的曲率中心A位于径向轴承面13d的内侧(即，插通孔13b的内侧)。圆弧面37的曲率中心A位于与轴15的中心轴O不同的位置。多个圆弧面37的曲率中心A位于互不相同的位置。多个圆弧面37的曲率中心A位于在径方向上与轴15的中心轴线O分离的位置。多个圆弧面37的曲率中心A位于以中心轴O为中心的同心圆上。多个圆弧面37的曲率中心A在主体13a的周向(以下，简称为周向)上等间隔地配置。
多个圆弧面37在径方向上与轴15分离。多个圆弧面37在主体13a(以及径向轴承面13d)的周向上彼此相邻地配置。在相邻的2个圆弧面37之间形成有轴向槽39。轴向槽39沿轴15的轴向延伸。轴向槽39的与轴向垂直的截面为三角形状。但是，并不限定于此，轴向槽39的与轴向垂直的截面也可以是矩形、半圆形、多边形。
轴向槽39从径向轴承面13d中的2个径向轴承面13d、13e(参照图2)接近的一侧的端部延伸至2个径向轴承面13d、13e分离的一侧的端部。轴向槽39在推力轴承面13i(即，主体13a的轴向的端面)开口。轴向槽39使润滑油流通。轴向槽39向径向轴承面13d供给润滑油。另外，轴向槽39向推力轴承面13i供给润滑油。
圆弧面37具备缩小部37a、中间部37b以及扩大部37c。缩小部37a位于圆弧面37中的轴15的旋转方向(图3中箭头方向)后方侧。中间部37b位于圆弧面37中的周向的中间(中央)。扩大部37c位于圆弧面37中的轴15的旋转方向前方侧。即，缩小部37a相对于中间部37b位于轴15的旋转方向后方侧。扩大部37c相对于中间部37b位于轴15的旋转方向前方侧。
轴15与圆弧面37的间隔在中间部37b最小。轴15与缩小部37a的间隔比轴15与中间部37b的间隔大。轴15与缩小部37a的间隔越靠近轴15的旋转方向后方侧越大。轴15与扩大部37c的间隔比轴15与中间部37b的间隔大。轴15与扩大部37c的间隔越靠近轴15的旋转方向后方侧越小。
轴15与径向轴承面13d之间的润滑油随着轴15的旋转而在轴15的旋转方向上移动。此时，润滑油随着从缩小部37a朝向中间部37b而被压缩。被压缩的润滑油将轴15向径方向内侧(即，径向方向)按压(楔效果)。由此，径向方向的载荷被径向轴承面13d支撑。
在径向轴承面13d形成有多个(在此为4个)缩小部37a和中间部37b。多个缩小部37a及中间部37b在径向轴承面13d的周向上等间隔地配置。轴15被多个缩小部37a和中间部37b向径方向内侧按压。由此，轴15稳定地轴支撑于半浮动轴承13。这样，本实施方式的半浮动轴承13是具有多个圆弧面37的多圆弧轴承。由此，能够提高轴支撑轴15的稳定性。
轴支撑轴15的稳定性，根据由以下的式(4)表示的预压系数Mp而变化。此外，预压系数Mp为0的情况相当于径向轴承面13d的横截面形状假设为正圆的情况。
Mp＝1-(Ra-Rs)/(Rb-Rs)...(4)
如图3所示，在式(4)中，Ra表示中心轴O与圆弧面37的最小距离，Rb表示圆弧面37的曲率半径，Rs表示轴15(具体而言，中径部15b)的半径。中心轴O与圆弧面37的最小距离Ra相当于中心轴O与中间部37b的距离。圆弧面37的曲率半径Rb相当于中心轴O与圆弧面37的最小距离Ra和从中心轴O到曲率中心A的距离之和。多个圆弧面37的曲率半径Rb彼此相等。但是，多个圆弧面37的曲率半径Rb也可以彼此不同。
通过实机试验，导出了轴15的容许转速(即，能够稳定地轴支撑轴15的转速的极限值)有效地提高的预压系数Mp的范围。以下，对实机试验的结果进行说明。
在本实机试验中，在满足上述的式(1)(Ra/Rs≥1.001)的条件下，一边使插通于半浮动轴承13的轴15的转速逐渐上升一边观察轴15的举动，由此确定轴15的容许转速。通过变更径向轴承面13d、13e的尺寸(具体而言，圆弧面37的曲率半径Rb和曲率中心A的位置)以及轴15的尺寸(具体而言，中径部15b的半径Rs)，来变更预压系数Mp。针对各种不同的预压系数Mp的每一个，确定了轴15的容许转速。
Ra/Rs相当于表示轴15与径向轴承面13d的最小间隙的大小的指标。在轴15与径向轴承面13d的最小间隙过小的情况下，在轴15与径向轴承面13d之间，润滑油不足，有可能难以稳定地轴支撑轴15。根据本实机试验的结果可知，在满足上述的式(1)(Ra/Rs≥1.001)的情况下，能够抑制轴15与径向轴承面13d之间的润滑油的不足。
将与本实机试验的容许转速相关的结果示于图4。图4是表示预压系数Mp与容许转速比的关系的图。图4中的容许转速比表示预压系数Mp为0的情况下(即，径向轴承面13d的横截面形状假设为正圆的情况下)的相对于容许转速的比率。容许转速比越大，轴15的容许转速越高。
根据图4，在预压系数Mp为0.0至0.8附近之间的范围内，随着预压系数Mp的增加，容许转速比上升。容许转速比在预压系数Mp为0.8附近成为最大。在预压系数Mp为0.8附近至1.0之间的范围内，随着预压系数Mp的增加，容许转速比下降。
预压系数Mp越大，径向轴承面13d的横截面形状与正圆相比越接近正方形，因此缩小部37a中的轴15的旋转方向后方侧的端部与轴15的间隔变大。由此，伴随轴15的旋转而被压缩的润滑油的楔效果(即，将轴15向径方向内侧按压的效果)变大，轴支撑轴15的稳定性变高。另一方面，在预压系数Mp过大的情况下，在轴15与径向轴承面13d之间存在被压缩的润滑油的范围变得过窄。由此，在径向轴承面13d中支撑径向方向的载荷的范围变得过窄，轴支撑轴15的稳定性反而变低。因此，如图4所示，在预压系数Mp增加的过程中，容许转速比在上升之后下降。
根据图4可知，在预压系数Mp满足以下的式(5)的情况下，容许转速比超过1.025，容许转速有效地提高。
0.6≤Mp≤0.9...(5)
上述式(2)((Rb-Ra)/0.9≤(Rb-Rs)≤(Rb-Ra)/0.6)由式(5)导出。在本实施方式的半浮动轴承13中，轴15的中心轴O与圆弧面37的最小距离Ra、圆弧面37的曲率半径Rb以及轴15的半径Rs除了满足上述的式(1)之外，还满足由上述的式(2)表示的关系。由此，能够提高轴15的容许转速。
根据图4可知，在预压系数Mp满足以下的式(6)的情况下，容许转速比超过1.045，容许转速更有效地提高。
0.75≤Mp≤0.85...(6)
上述式(3)((Rb-Ra)/0.85≤(Rb-Rs)≤(Rb-Ra)/0.75)由式(6)导出。轴15的中心轴O与圆弧面37的最小距离Ra、圆弧面37的曲率半径Rb以及轴15的半径Rs优选满足由上述的式(3)表示的关系。由此，能够更有效地提高轴15的容许转速。
在本实机试验中，针对各种不同的预压系数Mp的每一个，确定了半浮动轴承13中的损耗。损耗是在半浮动轴承13中产生的摩擦损耗。通过对向轴15输入的能量和从轴15输出的能量进行比较来确定损耗。
将与本实机试验的损耗相关的结果示于图5。图5是表示预压系数Mp与损耗比的关系的图。图5中的损耗比表示相对于预压系数Mp为0的情况(即，径向轴承面13d的横截面形状假设为正圆的情况)下的损耗的比率。损耗比越小，在半浮动轴承13中产生的摩擦损耗越小。
根据图5可知，预压系数Mp越大，损耗比越小。预压系数Mp越大，轴15与径向轴承面13d的间隔(具体而言，轴15与缩小部37a的间隔以及轴15与扩大部37c的间隔)的周向的平均值越大。由此，轴15与径向轴承面13d之间的润滑油的发热量变小，因此在半浮动轴承13中产生的摩擦损耗变小。
根据图5，在预压系数Mp满足上述的式(5)(0.6≤Mp≤0.9)的情况下，损耗比低于0.90(特别是在预压系数Mp为0.9的情况下，损耗比低于0.70)。在预压系数Mp满足上述的式(6)(0.75≤Mp≤0.85)的情况下，损耗比低于0.80。这样，可知在预压系数Mp满足上述的式(5)或者上述的式(6)的情况下，能够有效地降低损耗。
以上，参照附图对本公开的实施方式进行了说明，但本公开当然不限定于该实施方式。只要是本领域技术人员，在权利要求书所记载的范畴内，显然能够想到各种变更例或修正例，这些变更例或修正例当然也属于本公开的技术范围。
在上述中，对多圆弧轴承为半浮动轴承13的例子进行了说明。但是，并不限定于此，多圆弧轴承也可以是全浮动轴承。在多圆弧轴承为全浮动轴承的情况下，也可以在轴承壳体3的轴承孔3b的内周面3f形成具有相互不同的曲率中心且在周向上相邻地配置的多个圆弧面。在轴承孔3b的内周面3f形成有多个圆弧面的情况下，优选全浮动轴承的中心轴与该圆弧面的最小距离、该圆弧面的曲率半径、以及全浮动轴承的外周面的半径满足与由上述的式(1)以及上述的式(2)表示的关系相同的关系。在该情况下，全浮动轴承的中心轴与轴承孔3b的圆弧面的最小距离与上述的式(1)以及上述的式(2)的Ra对应，该圆弧面的曲率半径与上述的式(1)以及上述的式(2)的Rb对应，全浮动轴承的外周面的半径与上述的式(1)以及上述的式(2)的Rs对应。
符号说明
13半浮动轴承(多圆弧轴承)；13a主体；13c内周面；13d径向轴承面；13e径向轴承面；15轴；37圆弧面；A曲率中心；O中心轴；Ra轴的中心轴与圆弧面的最小距离；Rb圆弧面的曲率半径；Rs轴的半径。

Claims (2)

1.一种多圆弧轴承，其特征在于，具备：
环状的主体，其供轴插通；以及
径向轴承面，其包括多个圆弧面，所述多个圆弧面形成于所述主体的内周面，具有相互不同的曲率中心，且在所述主体的周向上相邻地配置，所述轴的中心轴与所述圆弧面的最小距离、所述圆弧面的曲率半径以及所述轴的半径满足由以下的式(1)以及式(2)表示的关系：
Ra/Rs≥1.001...(1)，
(Rb-Ra)/0.9≤(Rb-Rs)≤(Rb-Ra)/0.6...(2)，
其中，
Ra：所述轴的中心轴与所述圆弧面的最小距离，
Rb：所述圆弧面的曲率半径，
Rs：所述轴的半径。
2.根据权利要求1所述的多圆弧轴承，其特征在于，
所述轴的中心轴与所述圆弧面的最小距离、所述圆弧面的曲率半径以及所述轴的半径满足由以下的式(3)表示的关系：
(Rb-Ra)/0.85≤(Rb-Rs)≤(Rb-Ra)/0.75...(3)。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09200998A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Hitachi Ltd 動圧軸受スピンドルモータ及びこれを用いた回転ディスク装置
CN1461891A (zh) * 2002-05-31 2003-12-17 乐金电子(天津)电器有限公司 涡轮压缩机的轴承结构
CN101160472A (zh) * 2005-04-19 2008-04-09 Ntn株式会社 动压轴承装置
CN101184929A (zh) * 2005-04-07 2008-05-21 Ntn株式会社 流体轴承装置
CN201236891Y (zh) * 2008-06-12 2009-05-13 王誉燕 磁悬浮装置的水平轴枢接旋转机构
JP2010203504A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Ihi Corp スクイーズフィルムダンパ軸受
CN102071979A (zh) * 2009-11-24 2011-05-25 霍尼韦尔国际公司 用于涡轮增压器轴承的定位机构
KR101131386B1 (ko) * 2011-09-21 2012-04-03 심혁수 로터리 조인트
JP2013245663A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Ihi Corp 過給機
CN104421337A (zh) * 2013-08-26 2015-03-18 大同金属工业株式会社 内燃机的曲柄轴用主轴承
KR20150097451A (ko) * 2015-08-10 2015-08-26 주식회사 티엠시 요홈 형상의 오일 저장소를 내주면에 구비한 원통형 슬라이딩 베어링의 제작 방법
US20150267740A1 (en) * 2012-10-26 2015-09-24 Borgwarner Inc. Fluid film hydrodynamic flexure pivot tilting pad semi-floating ring journal bearing with compliant dampers
WO2017203880A1 (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 株式会社Ihi 軸受、および、過給機
CN107850114A (zh) * 2015-07-16 2018-03-27 株式会社Ihi 多圆弧轴承以及增压器
CN109690050A (zh) * 2016-09-29 2019-04-26 株式会社Ihi 轴承构造及增压器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54118936A (en) * 1978-03-08 1979-09-14 Hitachi Ltd Multiarc plain bearing
JPS566914A (en) * 1979-06-30 1981-01-24 Toshiba Corp Journal bearing
JP2001116046A (ja) * 1999-08-06 2001-04-27 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 動圧軸受装置
JP4937588B2 (ja) 2006-01-19 2012-05-23 Ｎｔｎ株式会社 軸受装置およびこれを備えたモータ
JP2015196419A (ja) 2014-03-31 2015-11-09 オイレス工業株式会社 ラックガイドおよびギア機構
JP2019065934A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 Ntn株式会社 ラジアル軸受
JP7152251B2 (ja) 2018-10-23 2022-10-12 矢崎総業株式会社 電気配線ブロック接合体、電気接続箱及びワイヤハーネス

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09200998A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Hitachi Ltd 動圧軸受スピンドルモータ及びこれを用いた回転ディスク装置
CN1461891A (zh) * 2002-05-31 2003-12-17 乐金电子(天津)电器有限公司 涡轮压缩机的轴承结构
CN101184929A (zh) * 2005-04-07 2008-05-21 Ntn株式会社 流体轴承装置
CN101160472A (zh) * 2005-04-19 2008-04-09 Ntn株式会社 动压轴承装置
CN201236891Y (zh) * 2008-06-12 2009-05-13 王誉燕 磁悬浮装置的水平轴枢接旋转机构
JP2010203504A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Ihi Corp スクイーズフィルムダンパ軸受
CN102071979A (zh) * 2009-11-24 2011-05-25 霍尼韦尔国际公司 用于涡轮增压器轴承的定位机构
KR101131386B1 (ko) * 2011-09-21 2012-04-03 심혁수 로터리 조인트
JP2013245663A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Ihi Corp 過給機
US20150267740A1 (en) * 2012-10-26 2015-09-24 Borgwarner Inc. Fluid film hydrodynamic flexure pivot tilting pad semi-floating ring journal bearing with compliant dampers
CN104421337A (zh) * 2013-08-26 2015-03-18 大同金属工业株式会社 内燃机的曲柄轴用主轴承
CN107850114A (zh) * 2015-07-16 2018-03-27 株式会社Ihi 多圆弧轴承以及增压器
KR20150097451A (ko) * 2015-08-10 2015-08-26 주식회사 티엠시 요홈 형상의 오일 저장소를 내주면에 구비한 원통형 슬라이딩 베어링의 제작 방법
WO2017203880A1 (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 株式会社Ihi 軸受、および、過給機
CN109690050A (zh) * 2016-09-29 2019-04-26 株式会社Ihi 轴承构造及增压器

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