JP2014533342A - 流体動圧スラスト軸受 - Google Patents

Abstract

軸受ハウジング（２０）内に回転可能に軸支された軸（４０）を軸支する流体動圧スラスト軸受は、軸受ハウジングの軸方向ストッパ（２１）と、軸と一緒に回転する軸受カラー（１０）とを備える。軸方向ストッパ（２１）と軸受カラー（１０）との間に、異形成形された円形リング面と平らな滑り面（１１）とにより画定された、潤滑油が供給された潤滑隙間（５２）が形成されている。異形成形された円形リング面（３１）及び滑り面（１１）は、潤滑隙間（５２）が半径方向外向きに軸方向に関して狭くなるように、形成されている。これにより軸受カラーにおいて運転時に生じる温度変形並びに遠心力、推進力及び別の力による変形を補整することができる。

Description

本発明は、例えば流体機械、特に排ガスターボチャージャに使用されるような、回転する軸の流体動圧スラスト軸受の分野に関する。

背景技術
高速で回転するローラに軸方向の推進力が加えられる場合、支持能力のあるスラスト軸受が用いられる。例えば排ガスターボチャージャのような流体機械では、例えば、流体動圧スラスト軸受は、流れに起因する高い軸方向力を吸収するため、又、軸方向で軸を案内するために用いられる。そのような用途において傾き姿勢補整能力及び摩耗特性を改善するために、流体動圧スラスト軸受において、軸回転数で回転する軸受カラーと、非回転の、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパとの間に、潤滑油の中で支持されずに浮動するディスク、いわゆる浮動ディスクを用いることができる。回転する軸受カラーと浮動ディスクとの間、並びに浮動ディスクと、停止している、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパとの間の潤滑隙間は、好適には、それぞれ異形成形された円形リング面と、異形成形された円形リング面に対向する平らな滑り面とにより画定されている。異形成形された円形リング面は、スラスト軸受の支持力にとって決定的な、潤滑隙間内の増圧の最適化に役立つ。半径方向内側に位置する域で、異形成形された円形リング面に供給される潤滑油を分配するために、半径方向外向きに通じる複数の潤滑油溝が設けられている。潤滑油溝の隣に、潤滑隙間を周方向で狭くするテーパ面が形成されており、テーパ面を介して、潤滑油溝に導入された潤滑油が流出する。この場合、潤滑油は、できるだけ潤滑油溝の半径方向高さ全体にわたってテーパ面に案内される。スラスト軸受の支持能力にとって必要な増圧は、主にテーパ面の域で行われる。周方向でテーパ面の隣にランド面が形成されており、ランド面は、平らな面を有し、ランド面は、異形成形された円形リング面の支持面を構成する。

このようなスラスト軸受の例は、特に英国特許出願公開第１０９５９９９号明細書、欧州特許出願公開第０８４００２７号明細書、欧州特許出願公開第１１９９４８６号明細書、欧州特許出願公開第１６４４６４７号明細書及び欧州特許出願公開第２０４２７５３号明細書に認められる。浮動ディスクの半径方向の案内は、例えば欧州特許公開第０８４００２７号明細書に開示されているように、浮動ディスクに組み込まれたラジアル軸受により、回転するボディ、つまり軸もしくは軸受カラー上で行われる、又、例えば欧州特許公開第１１９９４８６号明細書に開示されているように、位置固定の、回転するボディを同心に包囲する軸受カラー上で行われる。そのような流体動圧スラスト軸受の潤滑は、通常、固有の潤滑油システムからの潤滑油を用いて、又は、排ガスターボチャージャでは、排ガスターボチャージャに接続された内燃機関の潤滑油システムを介して行われる。

従来慣用のスラスト軸受の全ての支持面は、冷間状態、つまり停止状態で、ロータの回転軸線に対して垂直に、又、少なくとも相互に平行に位置する。運転時に、支持面は、温度勾配、遠心力、推進力及び別の力により変形する可能性がある。軸受支持面のこのような変形は、軸受の支持力を損なう恐れがある。カラースラスト軸受のカラー上の温度勾配が、特に大きな影響を有する。軸に対して半径方向に突出するカラーは、支持面と背面との間の温度差に基づいて傘状に変形する。このような変形は、特に低い油供給圧の場合に、浮動ディスクに対するカラースラスト軸受の接触を生じさせることがある。温度勾配に基づく変形は、従来慣用のカラースラスト軸受構造と相俟って特に問題である。というのも変形が外側に対して拡がる潤滑隙間の原因となるかである。一方では、このような位置関係は、幾何学的な理由から支持能力を減少させ、他方では、このような位置関係は、半径方向外向きの潤滑油の流出抵抗が低減されるので、半径方向の遠心力に起因する増圧を低下させる。

発明の概要
従って、本発明の課題は、軸受ハウジング内に回転可能に軸支された軸を軸支する流体動圧スラスト軸受の支持能力を改善することである。

支持面が少なくとも半径方向外側域で相互に傾斜して配置されていることにより、スラスト軸受の支持面の間に形成された隙間が半径方向外向きに狭窄されて形成されると、運転時に、回転する支持面の前述の変形に基づいて支持面の相対的な傾斜姿勢が低減する。半径方向外域の狭窄が低減され、その結果、支持面は、運転時に均一に対向して位置する。

例えば円錐形の、つまり対向する支持面に向けて傾けられた軸受面を有する軸受カラーが製作される場合、カラースラスト軸受の温度変形を補整することができる。補整時に、遠心力、推進力及び別の力による変形も考慮しなければならない。

カラースラスト軸受変形が運転時点に関連しているので、潤滑隙間は、所定の運転状況下で半径方向に小さくなる。この状況は、昨今の拡張される潤滑隙間よりも好適である。というもの支持能力はあまり低減されず、遠心力に起因する半径方向の増圧が促進されるからである。

温度勾配、遠心力、推進力及び別の力による支持面変形に基づく補整は、浮動ディスクで、もしくは浮動ディスクを有しないスラスト軸受では軸受ハウジングの軸方向ストッパで行ってもよい。軸受ハウジングにおける軸受ストッパの域における、場合によっては生じる温度に起因する変形は、カラースラスト軸受と同様の形で行われてよい。

両面で円錐形の浮動ディスク、又は極めて薄い、運転時に変化する幾何学比に適合する浮動ディスクが用いられる場合、カラースラスト軸受変形は、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパの円錐形の構成により補整することもできる。

変形の補整のおかげで、スラスト軸受は、隣り合う軸受部分に対する浮動ディスク又は軸受カラーもしくは浮動ディスクを有しないスラスト軸受ではスラスト軸受の接触に対してより頑丈になる。ターボチャージャは、運転がより確実になり、摩耗に起因するコストを削減することができる。

以下に、図示の態様に基づいて本発明の実施の形態を詳説する。

右側部分は、回転する軸受カラーと位置固定の軸方向ストッパと浮動ディスクとを備える、背景技術に基づいて構成されたスラスト滑り軸受の構成の回転軸線に沿った断面図であり、左側部分は、異形成形された円形リング面を有する相応の浮動ディスクを軸方向にみた正面図である。 図１に示すスラスト滑り軸受を概略的に示す図であり、図２以下においてそれぞれ軸受カラーは冷間状態で示し、追加的に、運転状態で温度上昇及び高速回転に基づく軸受カラーの変形及び変形の結果生じる潤滑隙間は破線で示してある。 円錐形に成形された軸受カラーと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる１つの潤滑隙間とを有する、本発明に係るスラスト滑り軸受の第１の態様を概略的に示す図である。 軸受カラー側で円錐形に成形された浮動ディスクと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる１つの潤滑隙間とを有する、本発明に係るスラスト滑り軸受の第２の態様を概略的に示す図である。 円錐形に成形されたスラスト軸受と、円錐形に成形された軸受カラーと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる２つの潤滑隙間とを有する、本発明に係るスラスト滑り軸受の第３の態様を概略的に示す図である。 円錐形に成形されたスラスト軸受と、軸受カラー側で円錐形に成形された浮動ディスクと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる２つの潤滑隙間とを有する、本発明に係るスラスト滑り軸受の第４の態様を概略的に示す図である。 両側で円錐形に成形された浮動ディスクと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる２つの潤滑隙間とを有する、本発明に係るスラスト滑り軸受の第５の態様を概略的に示す図である。 円錐形に成形された軸受カラーと、スラスト軸受側で円錐形に成形された浮動ディスクと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる２つの潤滑隙間とを有する、本発明に係るスラスト滑り軸受の第６の態様を概略的に示す図である。 円錐形に成形された軸受カラーと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる１つの潤滑隙間とを有し、浮動ディスクを有しない、本発明に係るスラスト滑り軸受の第７の態様を概略的に示す図である。 円錐形に成形された軸方向ストッパと、その結果生じる半径方向外向きに先細りになる１つの潤滑隙間とを有し、同様に浮動ディスクを有しない、本発明に係るスラスト滑り軸受の第８の態様を概略的に示す図である。

実施を実施するための形態
図１には、背景技術による流体動圧スラスト軸受が示されており、図面の右側部分に、回転軸に沿って軸方向に延在する断面で、スラスト軸受の主要な３つの構成要素が看取される。軸受カラー１０は、回転する軸４０に被せ嵌められている、又は、選択的に軸に材料結合（材料結合とは例えば接着や溶接等の材料の力（原子、分子の力）に基づく結合を意味する）式に結合されている、もしくは軸と単一の部材から製作されており、軸と一緒に回転する。軸受ハウジング２０における軸方向ストッパ２１と軸受カラーとの間に、浮動ディスク３０が配置されている。一方では軸方向ストッパと浮動ディスクとの間に、他方では浮動ディスクと軸受カラーとの間に、それぞれ１つの潤滑隙間が形成されており、潤滑隙間には、支持面の間に薄い潤滑油層が存在する。図示の態様では、軸方向ストッパにおける支持面２２及び軸受カラーにおける支持面１１は、周方向に平らに形成された滑り面をそれぞれ有し、これに対して浮動ディスクの両支持面は、異形成形された円形リング面の一部である。両潤滑隙間の基本構造は、本発明に係る、浮動ディスクを備える流体動圧スラスト滑り軸受の後述の全ての態様にも取り入れられる。これら全ての態様に当てはまるが、滑り面及び異形成形された円形リング面は、潤滑隙間の一方又は両方で、潤滑隙間のそれぞれ別の側に配置してよいので、例えば浮動ディスクは、両側で、それぞれ平らな滑り面を有し、これに対して異形成形された円形リング面は、軸受カラーの支持面及び軸受ハウジングの軸方向ストッパに取り付けられている。浮動ディスクを有しない態様では、相応に、異形成形された円形リング面が回転する軸受カラーに配置され、平らな滑り面が軸受ハウジングの軸方向ストッパに配置される、又は、場合によってはその逆に、つまり平らな滑り面が回転する軸受カラーに配置され、異形成形された円形リング面が軸受ハウジングの軸方向ストッパに配置される。

異形成形された円形リング面の構造は、図１の左側部分から看取され、左側部分では、浮動ディスクは９０°回されているので、一方からみた図で、浮動ディスクの端面の１つが看取される。

異形成形された円形リング面は、スラスト軸受の支持力にとって決定的な、支持面の間の潤滑隙間における増圧の最適化に用いられる。円形リング面の異形成形部は、半径方向内側域で異形成形された円形リング面に供給される潤滑油を分配するための、半径方向外向きに通じる潤滑油溝３３をそれぞれ１つ有する複数のセグメントを備える。異形成形された円形リング面の、黒色の矢印で示唆した回転方向とは逆向きに、潤滑油溝３３の隣に、潤滑隙間を周方向で狭くするテーパ面３４が形成されており、テーパ面３４を介して、潤滑油溝３３に導入された潤滑油が、太い矢印に従って流出する。この場合、潤滑油は、できるだけ潤滑油溝３３の半径方向高さ全体にわたってテーパ面３４に案内される。スラスト軸受の支持性能にとって必要な増圧は、主にテーパ面の域で行われる。周方向でテーパ面３４に隣接してランド面３５が形成されており、ランド面３５は、前述の滑り面としての対向輪郭に対して最小間隔を有する平面を含む。従って、潤滑隙間の軸方向の延伸長さ（幅）は、ランド面３５と、これに対向する滑り面との間の間隔と云うことができる。潤滑油溝内並びにテーパ面にわたる半径方向の増圧の最適化のために、潤滑油溝及びテーパ面は、半径方向外向きに、潤滑隙間を狭くするウェブで終端されていてよい。この場合、ウェブは、典型的には、ランド面の高さまで位置するので、ランド面及びウェブは同一平面上に位置する。

以下の記載の態様において、潤滑油溝及びテーパ面の構成は考慮されない。相応に、以下に、異形成形された円形リング面及び滑り面の概念はもはや適用されない。しかし実際の使用のために、潤滑隙間が、前述のように、好適にはそれぞれ異形成形された円形リング面と平らな滑り面とにより画定されていることを指摘しておく。以下において適用される有効支持面の概念では、異形成形された円形リング面の、概してランド面と云われる域を意味している。ランド面は、典型的には、潤滑油の流れ方向でみて、テーパ面に続いて位置する。

図１において、又、図２に拡大して示された詳細図に示唆されているように、スラスト軸受の支持面は、冷間状態で、つまりロータの停止状態で、ロータの回転軸線に対して垂直に、又、少なくとも相互に平行に構成されている。運転時に、軸受カラーにおける支持面は、温度勾配、遠心力、推進力及び別の力により変形され得る。軸に対して半径方向に突出するカラーは、スラスト軸受に関係する支持面と、この支持面とは反対側の背面との間の温度差に基づいて傘状に変形する。この変形は、図２において破線で示唆されたように、半径方向内側域で浮動ディスクに対するカラー軸受の接触を招くことがある。なぜならばスラスト軸受の半径方向外向きに拡がる支持面３１，１１’及びこれに伴う妨げられない潤滑油の流出に基づいて、特に十分な潤滑油を補充することができない低い油供給圧の場合に、潤滑隙間の支持力が弱まるからである。

図３には、本発明の第１の態様による流体動圧スラスト滑り軸受が概略的に示されている。図３の態様では、有効支持面３１は、浮動ディスク３０の、軸受カラーに向いた側で、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。これに対して軸受カラーの支持面１１は、浮動ディスク３０に向けて傾けられて成形されているので、潤滑隙間５２の半径方向外側域に軸方向の狭窄部が生じる。軸受カラーの支持面１１の傾きは、本態様では、以下に説明する別の態様と同様に、均等な真っ直ぐな傾き又はカーブ状の傾きにより実現してよい。図面において、回転する構成要素の変形並びに潤滑隙間の狭窄部は、大きく誇張して示されている。実際には、傾けられた構成要素の半径全体にわたる、本発明により設定された傾き角は、１００分の数°の範囲にあり、これにより、例えば２００ミリメートルの直径を有するディスクでは、１００分の数ミリメートルの、半径方向外側縁部における潤滑隙間の狭窄部が生じる。運転中、軸受カラーの前述の温度上昇に基づいて、並びに、前述の力の作用により、軸受カラーの変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で浮動ディスクに向けて傾けられた軸受カラーの支持面１１は、定格運転時に潤滑隙間５２’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面３１及び１１’が相互に平行に延在するように、又は、冷間状態に対して弱く現れる潤滑隙間の狭窄を維持しつつ、少なくとも相互に略平行に延在するように、延在している。冷間状態で、つまり停止状態や低い回転数の場合でも、本発明に係るスラスト滑り軸受の構成が半径方向外側域で潤滑隙間の狭窄をもたらすことは、問題ではない。というのも堰塞された潤滑油が追加的な増圧をもたらすからである。

図４には、本発明の第２の態様による流体動圧スラスト滑り軸受が概略的に示されている。図４の態様では、軸受カラーの支持面１１は、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。このために、本態様では、支持面３１は、浮動ディスク３０の、軸受カラーに向いた側で、軸受カラー１０に向けて傾けられて形成されているので、潤滑隙間５２の半径方向外側域で同様に軸方向の狭窄部が生じる。従って、浮動ディスクは、軸受カラーに向いた側で円錐形に形成されており、これに対して浮動ディスクは、別の、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパに向いた側で、軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。運転時に、軸受カラーの前述の温度上昇並びに前述の力の作用により、軸受カラーの変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で、軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された、軸受カラーの支持面１１は、定格運転時に潤滑隙間５２’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面３１及び１１’が相互に平行に又は略平行に延在するように、曲がる。

図５〜図８に示された態様では、浮動ディスク３０と軸受カラー１０との間の潤滑隙間５２の他に、軸方向ストッパ２１と浮動ディスク３０との間の潤滑隙間５１も、半径方向外側域に軸方向の狭窄部を有して形成されている。

図５には、本発明の第３の態様による流体動圧スラスト滑り軸受が概略的に示されている。図５の態様では、浮動ディスク３０の、軸受カラーに向いた側の支持面３１は、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。これに対して軸受カラーの支持面１１は、浮動ディスク３０に向けて傾けられて成形されているので、潤滑隙間５２の半径方向外側域に軸方向の狭窄部が生じる。同様に半径方向外側域に軸方向の狭窄部を有する第２の潤滑隙間は、浮動ディスク３０の、軸方向ストッパに向いた側の、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された支持面３２と、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパ２１の、浮動ディスク３０に向けて傾けられた支持面２２との間を延在している。従って、浮動ディスクに、軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された、相互に平行に延在する２つの面が設けられている。運転時に、軸受カラーの前述の温度上昇に基づいて、並びに前述の力の作用により、軸受カラー１０の変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で浮動ディスク３０に向いて傾けられた、軸受カラーの支持面１１は、定格運転時に潤滑隙間５２’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面３１及び１１’が相互に平行に又は略平行に延在するように、延在している。

図６には、本発明の第４の態様による流体動圧スラスト滑り軸受が概略的に示されている。図６の態様は、前述の態様とは異なり、軸受カラーの支持面１１が厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されていて、これに対して浮動ディスク３０の、軸受カラーに向いた側の支持面３１が軸受カラー１０に向けて傾けられて形成されている。同様に半径方向外側域に軸方向の狭窄部を有する第２の潤滑隙間は、同様に浮動ディスクの、軸方向ストッパに向いた側の、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された支持面３２と、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパ２１の、浮動ディスク３０に向けて傾けられた支持面２２との間を延在している。従って、浮動ディスクは、軸受カラーに向いた側で円錐形に形成されており、これに対して浮動ディスクは、別の、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパに向いた側で、軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。運転時に、軸受カラーの前述の温度上昇に基づいて、並びに前述の力の作用により、軸受カラーの変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された、軸受カラーの支持面１１は、定格運転時に潤滑隙間５２’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面３１及び１１’が相互に平行に又は略平行に延在するように、曲がる。

図７には、本発明の第５の態様による流体動圧スラスト滑り軸受が概略的に示されている。図７の態様では、軸受カラーの支持面１１は、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。これに対して浮動ディスク３０の、軸受カラーに向いた側の支持面３１は、軸受カラー１０に向けて傾けられて形成されているので、潤滑隙間５２の半径方向外側域に軸方向の狭窄部が生じる。同様に半径方向外側域に軸方向の狭窄部を有する第２の潤滑隙間は、軸受ハウジングにおける軸方向ストッパ２１の、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された支持面と、浮動ディスクの、軸方向ストッパに向いた側の、軸方向ストッパに向いて傾斜した支持面３２との間を延在している。従って、浮動ディスク３０は、両側で円錐形に形成されている。運転時に、軸受カラーの前述の温度上昇に基づいて、並びに前述の力の作用により、軸受カラー１０の変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された、軸受カラーの支持面１１は、定格運転時に潤滑隙間５２’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面３１及び１１’が相互に平行に又は略平行に延在するように、曲がる。

図８には、本発明の第６の態様による流体動圧スラスト滑り軸受が概略的に示されている。図８の態様は、前述の態様とは異なり、浮動ディスク３０の、軸受カラーに向いた側の支持面３１は、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されており、これに対して軸受カラーの支持面１１は、浮動ディスク３０に向けて傾けられて成形されているので、同様に潤滑隙間５２の半径方向外側域に軸方向の狭窄部が生じる。同様に半径方向外側域に軸方向の狭窄部を有する第２の潤滑隙間は、同様に軸受ハウジングにおける軸方向ストッパ２１の、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された支持面２２と、浮動ディスクの、軸方向ストッパに向いた側の、軸方向ストッパに向いて傾けられた支持面３２との間を延在している。従って、浮動ディスクは、軸受ハウジングの軸方向ストッパに向いた側で円錐形に形成されており、これに対して浮動ディスクは、別の、軸受カラーに向いた側で、軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。運転時に、軸受カラーの前述の温度上昇に基づいて、並びに前述の力の作用により、軸受カラーの変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で浮動ディスクに向けて傾けられた、軸受カラーの支持面１１は、定格運転時に潤滑隙間５２’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面３１及び１１’が相互に平行に又は略平行に延在するように、延在している。

最後の２つの図面には、それぞれ浮動ディスクを有しない流体動圧スラスト滑り軸受が示されており、これらの態様では、支持面１２が、回転する軸受カラー１０に配置されており、支持面２２が、軸受ハウジング２０の軸方向ストッパ２１に配置されている。これらの支持面の間に生じる潤滑隙間５３は、本発明によれば、同様に半径方向外向きに収束するように形成されており、つまり潤滑隙間は半径方向外側域で先細りになっている。

図９に示された、本発明の第７の態様による流体動圧スラスト滑り軸受は、軸受カラー１０の支持面１２を有し、この支持面１２は、軸受ハウジング２０の軸受ストッパ２１に向けて傾けられて成形されているので、潤滑隙間５３の半径方向外側域に軸方向の狭窄部が生じる。軸受ハウジング２０の軸方向ストッパ２１の支持面２２は、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。運転時に、軸受カラーの前述の温度上昇に基づいて、並びに前述の力の作用により、同様に軸受カラーの変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で軸方向ストッパ２１の支持面に向けて傾けられた、軸受カラーの支持面１２は、定格運転時に潤滑隙間５３’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面１２’及び２２が相互に平行に又は略平行に延在するように、延在している。

図１０に示された、本発明の第８の態様による流体動圧スラスト滑り軸受は、軸受カラー１０の支持面１２を有し、この支持面１２は、厳密に半径方向に、つまり軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整されている。これに対して軸受ハウジング２０における軸方向ストッパ２１の支持面２２は、本態様では、軸受カラー１０に向けて傾けられて形成されているので、同様に潤滑隙間５３の半径方向外側域に軸方向の狭窄部が生じる。従って、軸方向ストッパは、軸受カラーに向いた側で円錐形に形成されている。運転時に、軸受カラーの前述の温度上昇に基づいて、並びに前述の力の作用により、同様に軸受カラーの変形が生じる。この変形は、同じく破線で示唆されている。本発明によれば、冷間状態で軸４０の回転軸線に対して垂直に方向調整された、軸受カラー１０の支持面１２は、定格運転時に潤滑隙間５３’の狭窄部の角度が低下し、軸受の両支持面１２’及び２２が相互に平行に又は略平行に延在するように、曲がる。

全ての態様において、複数の支持面のそれぞれ１つは、軸の回転軸線に対して垂直に方向調整された平面から逸れて延在するものとして記載されており、別の支持面は、厳密に半径方向に、つまり軸の回転軸線に対して垂直に方向調整された平面に沿って延在するものとして記載されている。本発明によれば、狭窄する潤滑隙間は、各支持面の両方が、軸の回転軸線に対して垂直に方向調整された各平面から逸れるが、相互に所定の角度を成して位置することによっても実現することができる。例えば、浮動ディスクを有する態様では、浮動ディスクの、軸受カラーに向いた側の支持面及び軸受カラーにおける支持面が、軸の回転軸線に対して垂直に方向調整された平面に対して、潤滑隙間に向けて傾けられて延在して、そうして狭窄する潤滑隙間を画定してよい。

前述の全ての態様においてそれぞれ支持面しか言及されなかったが、各潤滑隙間を画定する構成要素の一方または両方が潤滑油溝とテーパ面とランド面とを有する異形成形された表面を含む場合、用語「支持面」とはそれぞれランド面と云われる異形成形された表面の範囲を意味することを再度指摘しておく。ランド面を有しない場合、支持面は、テーパ面の最大隆起部に沿ってそれぞれ次の潤滑油溝への移行域に延在している。

１０ 軸受カラー
１１，１２ 軸受カラーの支持面
１１’，１２’軸受カラーの支持面（運転状態）
２０ 軸受ハウジング
２１ 軸方向ストッパ
２２ 滑り面
３０ 浮動ディスク
３１，３２ 浮動ディスクの支持面
３３ 潤滑油溝
３４ テーパ面
３５ ランド面
４０ 軸
５１ 軸方向ストッパと浮動ディスクとの間の潤滑隙間
５２ 浮動ディスクと軸受カラーとの間の潤滑隙間
５２’ 浮動ディスクと軸受カラー（運転状態）との間の潤滑隙間
５３ 軸方向ストッパと軸受カラーとの間の潤滑隙間
５３’ 軸方向ストッパと軸受カラー（運転状態）との間の潤滑隙間

Claims (9)

1. 軸受ハウジング（２０）の軸方向ストッパ（２１）と、
   軸と一緒に回転する軸受カラー（１０）と、
   を備える、前記軸受ハウジング（２０）内に回転可能に軸支された前記軸（４０）を軸支する流体動圧スラスト軸受であって、
   前記軸方向ストッパ（２１）と前記軸受カラー（１０）との間に、異形成形された円形リング面と、該異形成形された円形リング面に対向する、平らな滑り面（２２）とにより画定された、潤滑油が供給される少なくとも１つの潤滑隙間（５１，５２，５３）が形成されており、異形成形された前記円形リング面は、前記軸（４０）を中心に回転するように、又は前記軸（４０）と一緒に回転するように構成されており、前記円形リング面の異形成形部は、半径方向に延在する潤滑油溝（３３）と、周方向で前記潤滑油溝（３３）に接続されたテーパ面（３４）と、周方向で前記テーパ面（３４）に隣接するランド面（３５）とをそれぞれ１つ有する複数のセグメントを備える、流体動圧スラスト軸受において、
   少なくとも１つの潤滑隙間（５１，５２，５３）において、前記ランド面（３５）及び平らな前記滑り面（２２）が、前記ランド面（３５）と平らな前記滑り面（２２）とにより画定された潤滑隙間（５２）が半径方向外向きに軸方向に関して狭くなるように、形成されていることを特徴とする、流体動圧スラスト軸受。
2. 半径方向外向きに狭くなる潤滑隙間（５１，５３）を画定する、前記軸方向ストッパの平らな滑り面（２２）は、少なくとも半径方向外側部分で、回転軸線に対して垂直に位置する平面から逸れて、前記軸受カラー（１０）に向けて傾けられて形成されている、請求項１記載の流体動圧スラスト軸受。
3. 半径方向外向きに狭くなる潤滑隙間（５２，５３）を画定する、前記軸受カラー（１０）の平らな滑り面（２２）は、回転軸線に対して垂直に位置する平面から逸れて、前記軸方向ストッパ（２１）に向けて傾けられて形成されている、請求項１又は２記載の流体動圧スラスト軸受。
4. 軸方向で前記軸方向ストッパ（２１）と前記軸受カラー（１０）と間に浮動ディスク（３０）が配置されており、異形成形された円形リング面と、該円形リング面に対向する平らな滑り面（２２）とにより画定された、半径方向外向きに狭くなる潤滑隙間（５２）が、前記浮動ディスク（３０）と前記軸受カラー（１０）との間に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の流体動圧スラスト軸受。
5. 前記浮動ディスク（３０）の異形成形された円形リング面及び前記軸受カラー（１０）の平らな滑り面は、半径方向外向きに狭くなる潤滑隙間（５２）を画定し、平らな滑り面は、少なくとも半径方向外側部分で、回転軸線に対して垂直に位置する平面から逸れて、前記軸方向ストッパ（２１）に向けて傾けられて形成されている、請求項４記載の流体動圧スラスト軸受。
6. 前記軸方向ストッパ（２１）と前記浮動ディスク（３０）とにより別の潤滑隙間（５１）が画定されており、別の潤滑隙間（５１）を画定する、前記軸方向ストッパ（２１）の平らな滑り面（２２）は、回転軸線に対して垂直に位置する平面から逸れて、前記浮動ディスク（３０）に向けて傾けられて形成されている、請求項４又は５記載の流体動圧スラスト軸受。
7. ハウジング（２０）内で回転可能に軸支された軸（４０）を有し、請求項１から６までのいずれか１項記載の流体動圧スラスト軸受を備える、流体機械。
8. ハウジング（２０）内で回転可能に軸支された軸（４０）を有し、請求項１から６までのいずれか１項記載の流体動圧スラスト軸受を備える、排ガスターボチャージャ。
9. 軸受カラー（１０）及び軸（４０）が材料結合式に相互に結合されている、又は、単一の部材から製作されている、請求項８記載の排ガスターボチャージャ。

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