JP2010121589A - 車両用過給機の潤滑油シール構造 - Google Patents

車両用過給機の潤滑油シール構造 Download PDF

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Abstract

【課題】設置スペースを追加することなく、スラストベアリングからの排出流路面積を増大させ、かつコンプレッサ側へ漏れる潤滑油の漏れ量を大幅に低減することができる車両用過給機の潤滑油シール装置を提供する。
【解決手段】コンプレッサ側スラストベアリング36が、ハウジング側表面36aとコンプレッサ側裏面36bとを有する平板状部材であり、タービン軸12が貫通する中空貫通孔36cと、ハウジング側表面に設けられたスラスト支持面37、油排出凹溝38、及び油供給凹溝39を有する。油排出凹溝38は、スラスト支持面37を円弧状に囲む円弧状凹溝38aとこれと連通する下部凹溝38bとからなり、下部凹溝38bはベアリングハウジング内の潤滑油排出口16bに連通している。さらに、油供給凹溝39からスラスト支持面37の複数箇所に潤滑油bを供給する複数の油供給流路40と、中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝41から油排出凹溝38に潤滑油dを排出する複数の油排出流路42とを有する。
【選択図】図4

Description

本発明は、コンプレッサ側へ漏れる潤滑油の漏れ量を低減する車両用過給機の潤滑油シール構造に関する。
圧縮機により密度を高めた空気を機関(エンジン)に供給することを過給(supercharging)といい、このうち排気エネルギにより圧縮機の駆動仕事をまかなうものを排気タービン過給機(exhaust gas turbocharger)と呼ぶ。
排気タービン過給機は、一般的に、軸受ユニットを挟んで配置された圧縮機(コンプレッサ)とタービンからなり、圧縮機はコンプレッサインペラを、タービンはタービンインペラをそれぞれ内蔵する。コンプレッサインペラとタービンインペラは、軸受ユニットで支持された連結軸(シャフト)で互いに連結されており、エンジンの排ガスでタービンインペラを回転駆動し、この回転力を連結軸によりコンプレッサインペラに伝達し、コンプレッサインペラで空気を圧縮してエンジンに過給するようになっている。
以下、排気タービン過給機を単に「過給機」と呼ぶ。
自動車等に搭載する車両用過給機では、軸受ユニットを潤滑する潤滑油が過給空気に混入するとエンジン性能が低下し、かつ排気ガスが汚染するおそれがある。そこで、車両用過給機のオイルシール性能を向上し、油漏れを防止する手段として、種々のシール構造が従来から提案されている(例えば、特許文献1〜4)。
特許文献1は、図6に示すように、排気ガスタービン過給機のタービン側の潤滑油シールを行うタービン側油ラビリンス7の途中に外部へ通じる放風孔50を設け、この放風孔50を通してタービン側のシール空気を外部へ放風することによりタービン側のシール空気がシール空間となる軸受台55等に多く入り込まないようにし、同軸受台55等の内部からコンプレッサ側への潤滑油ミストの漏洩を防止するようにしたものである。
なおこの図において、53はタービンディスク、54はロータ軸、57はタービン側油ラビリンス、58はタービン背面である。
特許文献2は、図7に示すように、転がり軸受64,65と油膜緩衝層68に潤滑油を供給する給油通路62と、転がり軸受64,65と油膜緩衝層68から流出する潤滑油を回収するオイル回収室63と、ベアリングハウジング61とタービン軸63の間に介装されるシールリング69とを備えるターボチャージャの軸受装置において、ベアリングハウジング61に転がり軸受65とシールリング69の間に位置して凹状に窪むオイル回収溝66を形成するものである。
特許文献3は、図8に示すように、排気ガスのガス流によりタービンを回転し、タービンと同回転軸上に設けられたコンプレッサ73を回転することで、吸入空気を圧縮して送給する過給機において、回転軸71の軸受に供給される潤滑油が過給機外部に漏出しないよう、回転軸回りに対峙する軸受サポート72にラビリンスフィン76を設けると共に、ラビリンスフィンの内側に位置した回転軸上のスリーブ77外周に同回転軸表面を伝わってきた潤滑油を同回転軸の回転による遠心力により外方へ振り飛ばし得るフィン78を一体形成するものである。
特許文献4は、図9に示すように、タービン軸81に作用するスラスト力を回転可能に支持するスラスト軸受80を備える。スラスト軸受80は、タービン軸と共に回転する円板状のスラストカラー82と、スラストカラーの軸方向移動を阻止するタービン側スラストベアリング84及びコンプレッサ側スラストベアリング86とからなる。コンプレッサ側スラストベアリング86は、スラストカラーと接する表面にハウジング内から潤滑油を供給する油供給流路86aと、タービン軸が貫通する中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝86bと、この凹溝内に溜まる潤滑油を下方に落下させる油排出流路86cとを有するものである。
特開平9−189232号公報、「排気ガスタービン過給機の潤滑油シール装置」 特開2000−110577号公報、「過給機の軸受装置」 特開2003−293783号公報、「過給機の油シール装置」 特開2008−31949号公報、「過給機」
上述した従来の潤滑油シール構造は、要約すると、特許文献1はラビリンスシールを用いたもの、特許文献2はオイル回収溝を設けたもの、特許文献3はラビリンスシールと遠心力を利用するフィンを用いたもの、特許文献4はコンプレッサ側のスラストベアリングに内周溝と油排出流路を設けたものである。
しかし、これらの潤滑油シール構造は、以下の問題点があった。
(1)特許文献1の構造は、ラビリンスシールを設置するスペースが必要となる。また、形状が複雑であるため、加工が困難であり、製造コストが高い。
(2)特許文献2の構造は、オイル回収溝を設けるスペースが必要となる。
(3)特許文献3の構造は、ラビリンスシール設置のスペースが必要となる。また、形状が複雑であるため、加工が困難であり、製造コストが高い。
(4)特許文献4の構造は、スラストベアリングの厚さに制約があるため、排出流路面積が限られてしまう。また、排出流路形状が不明確である。
本発明は上述した従来の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、設置スペースを拡大することなく、スラストベアリングからの排出流路面積を増大させ、かつコンプレッサ側へ漏れる潤滑油の漏れ量を低減することができる車両用過給機の潤滑油シール構造を提供することにある。
本発明によれば、タービンインペラを一端に有するタービン軸と、タービン軸で回転駆動されるコンプレッサインペラと、タービン軸を回転可能に支持するベアリングハウジングとを備えた車両用過給機の潤滑油シール構造であって、
タービン軸に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するスラスト支持面を有するハウジング側表面とベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通するコンプレッサ側裏面とを有する平板状のコンプレッサ側スラストベアリングを備え、
該コンプレッサ側スラストベアリングは、タービン軸が貫通する中空貫通孔と油排出凹溝と油供給凹溝を有し、
該油排出凹溝は、スラスト支持面を円弧状に囲む円弧状凹溝とこれと連通する下部凹溝とからなり、該下部凹溝はベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通しており、
さらに、油供給凹溝からスラスト支持面の複数箇所に潤滑油を供給する複数の油供給流路と、中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝から油排出凹溝に潤滑油を排出する複数の油排出流路とを有する、ことを特徴とする車両用過給機の潤滑油シール構造が提供される。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記タービン軸と共に回転する円板状のスラストカラーを備え、
前記ハウジング側表面は、ベアリングハウジングのタービン軸に直交するシール面で液密かつ着脱可能に固定され、
前記スラスト支持面は、中空貫通孔を囲み、前記スラストカラーと当接し、放射状の油溝を有するリング状平面であり、
前記円弧状凹溝は、前記スラスト支持面の放射状油溝と連通しており、
前記油供給凹溝は、前記油排出凹溝を前記シール面を隔てて円弧状に囲み、ベアリングハウジング内の潤滑油供給穴と連通している。
また、前記複数の油供給流路は、前記スラスト支持面に直交し周方向に間隔を隔てた複数の油流出穴と、該油流出穴と前記油供給凹溝とを直結する放射状の斜め貫通穴とからなる。
また、前記複数の油排出流路は、タービン軸から放射状、鉛直、又はタービン軸の回転方向に斜めに延びる。
また、コンプレッサ側スラストベアリングとコンプレッサインペラの間を仕切る固定隔壁と、該固定隔壁とコンプレッサ側スラストベアリングとの間に位置しタービン軸と共に回転する油切り部材と、該油切り部材と固定隔壁との間を液密にシールするシール部材とを有し、
前記油切り部材は、コンプレッサ側スラストベアリングの中空貫通孔より大きく、かつタービン軸にほぼ直交する垂直面を有する。
上記本発明の構成によれば、タービン軸に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するコンプレッサ側スラストベアリングが、ハウジング側表面とコンプレッサ側裏面を有する平板状部材であるので、ハウジング側表面をベアリングハウジングに液密かつ着脱可能に固定するだけで、設置スペースを拡大することなく、コンプレッサ側スラストベアリングを設置できる。
また、コンプレッサ側スラストベアリングは、油供給凹溝を有し、ベアリングハウジング内の潤滑油供給穴から油供給凹溝に供給された潤滑油は、複数の油供給流路を介してスラスト支持面の複数箇所に供給されるので、スラスト支持面に充分な量の潤滑油を供給できる。
さらに、スラスト支持面から排出された潤滑油は、スラスト支持面を円弧状に囲む円弧状凹溝を介して、これと連通する下部凹溝に流れるので、スラストベアリングからの排出流路面積を大幅に増大でき、スラスト支持面から排出された潤滑油を円滑にベアリングハウジング内の潤滑油排出口に排出することができる。
さらに、タービン軸が貫通する中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝から油排出凹溝に潤滑油を排出する複数の油排出流路を有するので、タービン軸と中空貫通孔の隙間に漏れ出した潤滑油を複数の油排出流路を介して下部凹溝に流すことができる。これにより、タービン軸と中空貫通孔の隙間に漏れ出し、さらに中空貫通孔内面の環状の凹溝を超えて、コンプレッサ側裏面まで漏れ出す潤滑油の漏れ量を大幅に低減することができる。
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図1は、本発明の潤滑油シール構造を備えた車両用過給機の全体構成図である。この図において、本発明の車両用過給機10は、タービン軸12、コンプレッサインペラ14、およびベアリングハウジング16を備える。なお、この図では、タービンハウジングとコンプレッサハウジングは、図示を省略している。
タービン軸12は、タービンインペラ11を一端(図で左端)に有する。この例において、タービンインペラ11はタービン軸12に一体的に形成されているが、本発明はこれに限定されず、タービンインペラ11を別に取り付ける構成であってもよい。
コンプレッサインペラ14は、タービン軸12の他端(図で右端)に軸端ナット15により一体で回転するように連結されている。
ベアリングハウジング16は、タービン軸12をラジアル軸受17で回転可能に支持する。また、タービン軸12は、スラスト軸受30により軸方向に移動しないように支持されている。
上述した構成により、エンジンの排ガスでタービンインペラ11を回転駆動し、この回転力をタービン軸12を介してコンプレッサインペラ14に伝達し、コンプレッサインペラ14で空気を圧縮してエンジンに過給するようになっている。
この図において、スラスト軸受30は、タービン軸12と共に回転する円板状のスラストカラー32と、スラストカラー32の軸方向移動を阻止するタービン側スラストベアリング34及びコンプレッサ側スラストベアリング36とからなる。
図1において、この車両用過給機は、さらに、固定隔壁26、油切り部材28、及びシール部材29を有する。
固定隔壁26は、この例ではベアリングハウジング16に固定され、コンプレッサ側スラストベアリング36とコンプレッサインペラの間を仕切る隔壁である。
油切り部材28は、固定隔壁26とコンプレッサ側スラストベアリング36との間に位置し、タービン軸12に固定され、タービン軸12と共に回転する。この油切り部材28は、コンプレッサ側スラストベアリング36の中空貫通孔より大きく、かつタービン軸12にほぼ直交する垂直面を有する。
シール部材29は、油切り部材28と固定隔壁26との間を液密にシールする。
この構成により、コンプレッサ側スラストベアリング36を超えてコンプレッサ側に流れ、油切り部材28の垂直面まで達した潤滑油を油切り部材28の高速回転による遠心力で半径方向外方に振り飛ばすことができる。
従って、垂直面の軸方向反対側に位置するシール部材29まで達する潤滑油量を大幅に低減することができ、コンプレッサ側のシール部に到達する潤滑油量を減らし、シールの性能を確保し、過給機全体の信頼性を高めることができる。
図2は、本発明の第1実施形態を示す図1のA−A矢視図である。また、図3は、図2のB−O−C線における断面図である。
図2、図3に示すように、コンプレッサ側スラストベアリング36は、ハウジング側表面36aとコンプレッサ側裏面36bとを有する平板状部品(この例では円板部材)である。
ハウジング側表面36aは、タービン軸12に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持する。また、コンプレッサ側裏面36bは、ベアリングハウジング16内の油排出用キャビティイ16aを介して潤滑油排出口16bに連通する。
図2において、コンプレッサ側スラストベアリング36は、タービン軸12が貫通する中空貫通孔36cと、ハウジング側表面36aに設けられたスラスト支持面37、油排出凹溝38、及び油供給凹溝39を有する。
なおこの図で36dは、取付用貫通穴であり、この例では周方向に分散させて4つ設けられている。コンプレッサ側スラストベアリング36は、取付用貫通穴36dを通るボルト(図示せず)により、ベアリングハウジング16にタービン軸に直交するシール面16cに液密かつ着脱可能に固定される。
このシール面16cは、コンプレッサ側スラストベアリング36のハウジング側表面36aのうち、後述する下部凹溝38bより上方部分に設けられている。
ハウジング側表面36aのスラスト支持面37は、ベアリングハウジング16のシール面16cには接触せず、その代わりにスラストカラー32と当接してその軸方向移動を阻止する面である。
スラスト支持面37は、ハウジング側表面37aとほぼ面一であり、中空貫通孔36cを囲み、放射状の油溝37bを有するリング状平面37aである。この例では4本の放射状油溝37bで周方向に分割された4つのリング状平面37aからなる。
油排出凹溝38は、スラスト支持面37を円弧状に囲む円弧状凹溝38aとこれと連通する下部凹溝38bとからなる。
円弧状凹溝38aは、スラスト支持面37の放射状油溝37bと連通している。
また下部凹溝38bは、ベアリングハウジング16のシール面16cには接触せず、図1に示すように、ベアリングハウジング16内の油排出用キャビティイ16aを介して潤滑油排出口16bに連通している。
油供給凹溝39は、油排出凹溝38の円弧状凹溝38aをシール面16c(すなわちハウジング側表面36a)を隔てて円弧状に囲み、かつベアリングハウジング16内の潤滑油供給穴16dと連通している。
図2において、コンプレッサ側スラストベアリング36は、さらに、油供給凹溝39からスラスト支持面37の複数箇所に潤滑油を供給する複数の油供給流路40と、中空貫通孔36cの内面に設けられた環状の凹溝41から油排出凹溝38(下部凹溝38b)に潤滑油を排出する複数の油排出流路42とを有する。
複数(この例では4つ)の油供給流路40は、スラスト支持面37に直交し周方向に間隔を隔てた複数(この例では4つ)の油流出穴40aと、油流出穴40aと油供給凹溝39とを直結する放射状の複数(この例では4つ)の斜め貫通穴40bとからなる。
また複数(この例では3つ)の油排出流路42は、タービン軸12の軸心から放射状に延びる。
図4は、本発明のコンプレッサ側スラストベアリングにおける潤滑油の流れを示す説明図である。図4(A)において、ハウジング側表面36a、スラスト支持面37、およびタービン軸12を異なるピッチの斜線で示す。また、油排出凹溝38(円弧状凹溝38aと下部凹溝38b)と油供給凹溝39を斜線なしで示す。これらの凹溝38,39は、ハウジング側表面36aから内側に凹んだ溝である。さらに、油供給流路40と油排出流路42は細い細線で示している。
図4(A)において、シール面16cは、下部凹溝38bの上端より上方部分であり、この範囲で、ハウジング側表面36aは、ベアリングハウジング16のシール面16cに液密に固定されている。従って、油排出凹溝38と油供給凹溝39は、間に位置するハウジング側表面36a(シール面16c)で液密に仕切られている。
上述した本発明の構成によれば、タービン軸12に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するコンプレッサ側スラストベアリング36が、ハウジング側表面36aとコンプレッサ側裏面36bを有する平板状部材であるので、ハウジング側表面36aをベアリングハウジング16に液密かつ着脱可能に固定するだけで、設置スペースを拡大することなく、コンプレッサ側スラストベアリング36を設置できる。
また、コンプレッサ側スラストベアリング36は、タービン軸12が貫通する中空貫通孔36cと、ハウジング側表面に設けられたスラスト支持面37、油排出凹溝38、及び油供給凹溝39を有し、ベアリングハウジング16内の潤滑油供給穴16dから油供給凹溝39に供給された潤滑油aは、複数の油供給流路40を介してスラスト支持面37の複数箇所に供給されるので、スラスト支持面17に充分な量の潤滑油bを供給できる。
さらに、スラスト支持面37から排出された潤滑油cは、スラスト支持面37を円弧状に囲む円弧状凹溝38aを介して、これと連通する下部凹溝38bに流れるので、スラストベアリング37からの排出流路面積を大幅に増大でき、スラスト支持面37から排出された潤滑油cを円滑にベアリングハウジング16内の油排出用キャビティイ16aを介して潤滑油排出口16bに排出することができる。
さらに、タービン軸12が貫通する中空貫通孔36cの内面に設けられた環状の凹溝41から油排出凹溝38(下部凹溝38b)に潤滑油dを排出する複数の油排出流路42を有するので、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出した潤滑油dを複数の油排出流路42を介して下部凹溝に流すことができる。これにより、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出し、さらに中空貫通孔内面の環状の凹溝41を超えて、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を大幅に低減することができる。
図5は、本発明の第2実施形態を示す図1のA−A矢視図である。
この例において、複数(この例では3つ)の油排出流路42は、タービン軸12の軸心から下方に鉛直に延びる。さらに、複数の油排出流路42をタービン軸12の回転方向に斜めに設けてもよい。
これらの構成によっても、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出した潤滑油dを複数の油排出流路42を介して下部凹溝に流すことができる。これにより、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出し、さらに中空貫通孔内面の環状の凹溝41を超えて、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を大幅に低減することができる。
図2に示した本発明のコンプレッサ側スラストベアリング36を従来のコンプレッサ側スラストベアリングとを用いて、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を比較した。得られた試験結果を表1に示す。
なお、従来のコンプレッサ側スラストベアリングは、環状の凹溝41と複数の油排出流路42がない点以外は、本発明のコンプレッサ側スラストベアリング36と同一とした。
またこの試験では、実際の運転条件を模擬して、タービン回転数を0.39〜8.8万rpm、潤滑油流量を0.72〜2.00L/minの範囲で10分ずつ保持した。
Figure 2010121589
表1から、本発明により、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を従来と比較して95%以上も大幅に低減することができることが確認された。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
本発明の潤滑油シール構造を備えた車両用過給機の全体構成図である。 本発明の第1実施形態を示す図1のA−A矢視図である。 図2のB−O−C線における断面図である。 本発明のコンプレッサ側スラストベアリングにおける潤滑油の流れを示す説明図である。 本発明の第2実施形態を示す図1のA−A矢視図である。 特許文献1のシール構造を示す模式図である。 特許文献2のシール構造を示す模式図である。 特許文献3のシール構造を示す模式図である。 特許文献4のシール構造を示す模式図である。
符号の説明
10 車両用過給機、11 タービンインペラ、12 タービン軸、
14 コンプレッサインペラ、15 軸端ナット、
16 ベアリングハウジング、16a 油排出用キャビティイ、
16b 潤滑油排出口、16c シール面、16d 潤滑油供給穴、
17 ラジアル軸受、
26 固定隔壁、28 油切り部材、29 シール部材、
30 スラスト軸受、32 スラストカラー、
34 タービン側スラストベアリング、
36 コンプレッサ側スラストベアリング、
36a ハウジング側表面、36b コンプレッサ側裏面、
36c 中空貫通孔、36d 取付用貫通穴、
37 スラスト支持面、37a リング状平面、37b 放射状油溝、
38 油排出凹溝、38a 円弧状凹溝、38b 下部凹溝、
39 油供給凹溝、40 油供給流路、40a 油流出穴、
40b 斜め貫通穴、41 環状凹溝、42 油排出流路

Claims (5)

  1. タービンインペラを一端に有するタービン軸と、タービン軸で回転駆動されるコンプレッサインペラと、タービン軸を回転可能に支持するベアリングハウジングとを備えた車両用過給機の潤滑油シール構造であって、
    タービン軸に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するスラスト支持面を有するハウジング側表面とベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通するコンプレッサ側裏面とを有する平板状のコンプレッサ側スラストベアリングを備え、
    該コンプレッサ側スラストベアリングは、タービン軸が貫通する中空貫通孔と油排出凹溝と油供給凹溝を有し、
    該油排出凹溝は、スラスト支持面を円弧状に囲む円弧状凹溝とこれと連通する下部凹溝とからなり、該下部凹溝はベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通しており、
    さらに、油供給凹溝からスラスト支持面の複数箇所に潤滑油を供給する複数の油供給流路と、中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝から油排出凹溝に潤滑油を排出する複数の油排出流路とを有する、ことを特徴とする車両用過給機の潤滑油シール構造。
  2. 前記タービン軸と共に回転する円板状のスラストカラーを備え、
    前記ハウジング側表面は、ベアリングハウジングのタービン軸に直交するシール面で液密かつ着脱可能に固定され、
    前記スラスト支持面は、中空貫通孔を囲み、前記スラストカラーと当接し、放射状の油溝を有するリング状平面であり、
    前記円弧状凹溝は、前記スラスト支持面の放射状油溝と連通しており、
    前記油供給凹溝は、前記油排出凹溝を前記シール面を隔てて円弧状に囲み、ベアリングハウジング内の潤滑油供給穴と連通している、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用過給機の潤滑油シール構造。
  3. 前記複数の油供給流路は、前記スラスト支持面に直交し周方向に間隔を隔てた複数の油流出穴と、該油流出穴と前記油供給凹溝とを直結する放射状の斜め貫通穴とからなる、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用過給機の潤滑油シール構造。
  4. 前記複数の油排出流路は、タービン軸から放射状、鉛直、又はタービン軸の回転方向に斜めに延びる、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用過給機の潤滑油シール構造。
  5. コンプレッサ側スラストベアリングとコンプレッサインペラの間を仕切る固定隔壁と、該固定隔壁とコンプレッサ側スラストベアリングとの間に位置しタービン軸と共に回転する油切り部材と、該油切り部材と固定隔壁との間を液密にシールするシール部材とを有し、
    前記油切り部材は、コンプレッサ側スラストベアリングの中空貫通孔より大きく、かつタービン軸にほぼ直交する垂直面を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用過給機の潤滑油シール構造。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8001781B2 (en) * 2006-06-02 2011-08-23 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8096126B2 (en) 2006-06-02 2012-01-17 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8152489B2 (en) 2006-08-18 2012-04-10 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8157544B2 (en) 2006-08-18 2012-04-17 Ihi Corporation Motor driven supercharger with motor/generator cooling efficacy
US8157543B2 (en) 2006-03-23 2012-04-17 Ihi Corporation High-speed rotating shaft of supercharger
CN103398095A (zh) * 2013-07-02 2013-11-20 广西玉柴机器股份有限公司 止推轴承及具有其的发动机增压器
US8622691B2 (en) 2008-01-28 2014-01-07 Ihi Corporation Supercharger
CN103835804A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 株式会社Ihi 增压器
JP2014101825A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Ihi Corp 過給機
CN104379900A (zh) * 2012-06-29 2015-02-25 株式会社Ihi 增压器
DE102013224413A1 (de) * 2013-11-28 2015-05-28 Continental Automotive Gmbh Axiallager mit Schmiermittelzuführung für eine schnelllaufende Welle
CN116624271A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 成都中科翼能科技有限公司 一种燃气轮机涡轮轴的轴承挡油组件

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60137128U (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 アイシン精機株式会社 タ−ボチヤ−ジヤ用スラスト軸受
JPH09189232A (ja) * 1996-01-08 1997-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気ガスタービン過給機の潤滑油シール装置
JPH09242747A (ja) * 1996-03-12 1997-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スラスト軸受
JPH10331654A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ターボチャージャのスラスト軸受構造
JP2000110577A (ja) * 1998-10-01 2000-04-18 Nissan Diesel Motor Co Ltd 過給機の軸受装置
JP2003293783A (ja) * 2002-04-02 2003-10-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 過給機の油シール装置
JP2006038221A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Borgwarner Inc スラスト軸受け
JP2008031949A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Ihi Corp 過給機

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60137128U (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 アイシン精機株式会社 タ−ボチヤ−ジヤ用スラスト軸受
JPH09189232A (ja) * 1996-01-08 1997-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気ガスタービン過給機の潤滑油シール装置
JPH09242747A (ja) * 1996-03-12 1997-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スラスト軸受
JPH10331654A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ターボチャージャのスラスト軸受構造
JP2000110577A (ja) * 1998-10-01 2000-04-18 Nissan Diesel Motor Co Ltd 過給機の軸受装置
JP2003293783A (ja) * 2002-04-02 2003-10-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 過給機の油シール装置
JP2006038221A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Borgwarner Inc スラスト軸受け
JP2008031949A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Ihi Corp 過給機

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8157543B2 (en) 2006-03-23 2012-04-17 Ihi Corporation High-speed rotating shaft of supercharger
US8096126B2 (en) 2006-06-02 2012-01-17 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8001781B2 (en) * 2006-06-02 2011-08-23 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8152489B2 (en) 2006-08-18 2012-04-10 Ihi Corporation Motor-driven supercharger
US8157544B2 (en) 2006-08-18 2012-04-17 Ihi Corporation Motor driven supercharger with motor/generator cooling efficacy
US8622691B2 (en) 2008-01-28 2014-01-07 Ihi Corporation Supercharger
CN104379900A (zh) * 2012-06-29 2015-02-25 株式会社Ihi 增压器
US10598184B2 (en) 2012-06-29 2020-03-24 Ihi Corporation Turbocharger
US9790950B2 (en) 2012-06-29 2017-10-17 Ihi Corporation Turbocharger
JP2014101826A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Ihi Corp 過給機
JP2014101825A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Ihi Corp 過給機
CN103835804B (zh) * 2012-11-21 2016-08-17 株式会社Ihi 增压器
US9581043B2 (en) 2012-11-21 2017-02-28 Ihi Corporation Turbocharger
CN103835804A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 株式会社Ihi 增压器
CN103398095A (zh) * 2013-07-02 2013-11-20 广西玉柴机器股份有限公司 止推轴承及具有其的发动机增压器
DE102013224413A1 (de) * 2013-11-28 2015-05-28 Continental Automotive Gmbh Axiallager mit Schmiermittelzuführung für eine schnelllaufende Welle
CN116624271A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 成都中科翼能科技有限公司 一种燃气轮机涡轮轴的轴承挡油组件
CN116624271B (zh) * 2023-07-24 2023-09-15 成都中科翼能科技有限公司 一种燃气轮机涡轮轴的轴承挡油组件

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