JP2024081250A - ターボ機械 - Google Patents

Abstract

【課題】第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受によって回転軸をスラストカラーを介して安定的に支持すること。【解決手段】スラストカラー２１の回転時において、例えば、第１動圧スラスト軸受２５と第１面２２との間で生じる動圧が、第２動圧スラスト軸受２６と第２面２３との間で生じる動圧よりも大きいとする。ここで、スラストカラー２１が、回転時における第１面２２の反りによる変形を低減するように形状を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。このため、スラストカラー２１において、第１面２２と第２面２３との熱膨張差による変形が緩和される。その結果、スラストカラー２１において、第１面２２の反りによる変形が生じることが抑制される。よって、第１動圧スラスト軸受２５の負荷容量が低下することが抑制される。【選択図】図２

Description

本発明は、ターボ機械に関する。

ターボ機械は、回転軸と、羽根車と、スラストカラーと、第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受と、を備えている。羽根車は、回転軸と一体的に回転する。スラストカラーは、円盤状である。スラストカラーは、回転軸の外周面から回転軸の径方向外側に向けて突出している。スラストカラーは、回転軸と一体的に回転する。例えば特許文献１のように、第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受は、回転軸の軸方向に対して、スラストカラーを間に挟んで設けられている。スラストカラーは、第１動圧スラスト軸受に対向する第１面と、第２動圧スラスト軸受に対向する第２面と、を有している。

国際公開第２０２０／１４９１３７号

ところで、スラストカラーの回転時において、例えば、第１動圧スラスト軸受とスラストカラーの第１面との間で生じる動圧が、第２動圧スラスト軸受とスラストカラーの第２面との間で生じる動圧よりも大きい場合がある。すると、第１面の温度が第２面の温度よりも高くなる。その結果、第１面と第２面との間で熱膨張差が生じる。第１面と第２面との間で熱膨張差が生じると、スラストカラーにおいて、第１面の反りによる変形が生じる虞がある。スラストカラーにおいて、第１面の反りによる変形が生じると、第１動圧スラスト軸受とスラストカラーの第１面との間の空気の膜厚が大きくなってしまう。第１動圧スラスト軸受とスラストカラーの第１面との間の空気の膜厚が大きくなるほど、第１動圧スラスト軸受とスラストカラーの第１面との間で生じる動圧が小さくなるため、第１動圧スラスト軸受の負荷容量が低下する。すると、第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受によって、回転軸をスラストカラーを介してスラスト方向で安定的に支持することが困難となる。

上記課題を解決するターボ機械は、回転軸と、前記回転軸と一体的に回転する羽根車と、前記回転軸の外周面から前記回転軸の径方向外側に向けて突出し、前記回転軸と一体的に回転する円盤状のスラストカラーと、前記回転軸の軸方向に対して、前記スラストカラーを間に挟んで設けられた第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受と、を備え、前記スラストカラーは、前記第１動圧スラスト軸受に対向する第１面と、前記第２動圧スラスト軸受に対向する第２面と、を有するターボ機械であって、前記スラストカラーの回転時において、前記第１動圧スラスト軸受と前記第１面との間に生じる動圧は、前記第２動圧スラスト軸受と前記第２面との間に生じる動圧よりも大きく、前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように形状又は材料を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなる。

スラストカラーの回転時において、例えば、第１動圧スラスト軸受とスラストカラーの第１面との間で生じる動圧が、第２動圧スラスト軸受とスラストカラーの第２面との間で生じる動圧よりも大きいとする。ここで、スラストカラーが、スラストカラーの回転時における第１面の反りによる変形を低減するように形状又は材料を異ならせた第１面及び第２面からなる。このため、スラストカラーにおいて、第１面と第２面との熱膨張差による変形を緩和することができる。その結果、スラストカラーにおいて、第１面の反りによる変形が生じることを抑制することができる。よって、第１動圧スラスト軸受の負荷容量が低下することを抑制することができるため、第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受によって回転軸をスラストカラーを介して安定的に支持することができる。

上記ターボ機械において、前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように前記形状を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなり、
前記第１面は、前記径方向における外周部において、前記第２面に向けて凹む凹部が構成されていることで前記形状を異ならせてもよい。

これによれば、例えば、スラストカラーの第１面が平坦面状である場合に比べると、第１面全体において、凹部が構成されている部分が第１動圧スラスト軸受から離れている分だけ温度上昇が抑えられる。その結果、第１面の熱膨張が抑制される。このため、スラストカラーにおいて、第１面と第２面との熱膨張差による変形を緩和することができる。

上記ターボ機械において、前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように前記材料を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなり、前記スラストカラーは、前記第１面を形成する第１カラー部材と、前記第２面を形成し、前記第１カラー部材に接続される第２カラー部材と、を有し、前記第１カラー部材の材料の線膨張係数は、前記第２カラー部材の材料の線膨張係数よりも小さいことで前記材料を異ならせてもよい。

これによれば、第１カラー部材の材料の線膨張係数が、第２カラー部材の材料の線膨張係数よりも小さいため、例えば、第１カラー部材の材料の線膨張係数が第２カラー部材の材料の線膨張係数と同じである場合に比べると、第１面の熱膨張が抑制される。このため、スラストカラーにおいて、第１面と第２面との熱膨張差による変形を緩和することができる。

上記ターボ機械において、前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように前記形状を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなり、前記第１面は、前記径方向における内周側から外周側にかけて、前記第１動圧スラスト軸受に漸次近づくとともに前記第２動圧スラスト軸受から漸次遠ざかる湾曲面であり、前記第２面は、前記径方向における内周側から外周側にかけて、前記第１動圧スラスト軸受に漸次近づくとともに前記第２動圧スラスト軸受から漸次遠ざかる湾曲面であり、前記第１面の周長は、前記第２面の周長よりも短いことで前記形状を異ならせてもよい。

例えば、第１面が、回転軸の径方向に平坦面状に延びており、且つ、第１面の周長と第２面の周長とが同じである場合を考える。この場合に比べる、第１面全体において、第１動圧スラスト軸受から離れている部分ほど温度上昇が抑えられ、且つ、第１面での熱膨張する部位を小さくすることができる。その結果、第１面の熱膨張が抑制される。このため、スラストカラーにおいて、第１面と第２面との熱膨張差による変形を緩和することができる。

この発明によれば、第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受によって回転軸をスラストカラーを介して安定的に支持することができる。

実施形態におけるターボ機械の概略構成図である。 スラストカラーと第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受との関係を示す断面図である。 別の実施形態におけるスラストカラーと第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受との関係を示す断面図である。 別の実施形態におけるスラストカラーと第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受との関係を示す断面図である。

以下、ターボ機械を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。本実施形態のターボ機械は、燃料電池車に搭載されている。燃料電池車には、酸素及び水素を車載用燃料電池に供給して発電させる燃料電池システムが搭載されている。そして、ターボ機械は、車載用燃料電池に供給される酸素を含む空気を圧縮する。

＜ターボ機械１０の基本構成＞
図１に示すように、ターボ機械１０は、筒状のハウジング１１を備えている。ターボ機械１０は、回転軸１２と、羽根車１３と、を備えている。回転軸１２及び羽根車１３は、ハウジング１１内に収容されている。回転軸１２は、回転軸１２の軸線とハウジング１１の軸線とが一致した状態でハウジング１１内に配置されている。羽根車１３は、回転軸１２の第１端に連結されている。羽根車１３は、回転軸１２と一体的に回転する。羽根車１３は、背面１３ａから先端に向かうにつれて徐々に縮径している。羽根車１３は、車載用燃料電池に供給される空気を圧縮するために回転する。

ターボ機械１０は、モータ１４を備えている。モータ１４は、ステータ１５と、ロータ１６と、を有している。ステータ１５は、筒状である。ステータ１５は、ハウジング１１の内周面に固定されている。ロータ１６は、ステータ１５の内側に配置されている。ロータ１６は、回転軸１２に固定されている。ロータ１６は、回転軸１２と一体的に回転する。ステータ１５は、コイル１７を有している。そして、図示しないバッテリからコイル１７に電流が流れることによって、ロータ１６が回転軸１２と一体的に回転する。これにより、羽根車１３が回転軸１２と一体的に回転する。

回転軸１２は、第１支持部１８及び第２支持部１９を有している。第１支持部１８は、回転軸１２におけるモータ１４よりも羽根車１３寄りに位置する部分である。第２支持部１９は、回転軸１２におけるモータ１４よりも羽根車１３とは反対側に位置する部分である。

ターボ機械１０は、第１ラジアル軸受２０ａ及び第２ラジアル軸受２０ｂを備えている。第１ラジアル軸受２０ａは、第１支持部１８をラジアル方向で回転可能に支持する。第２ラジアル軸受２０ｂは、第２支持部１９をラジアル方向で回転可能に支持する。なお、「ラジアル方向」とは、回転軸１２の軸方向に対して直交する方向である。したがって、「ラジアル方向」とは、回転軸１２の径方向である。また、以下の説明において、回転軸１２の軸方向を「スラスト方向」と記載する場合もある。

ターボ機械１０は、スラストカラー２１を備えている。スラストカラー２１は、円盤状である。スラストカラー２１は、回転軸１２の外周面から回転軸１２の径方向外側に向けて突出している。具体的には、スラストカラー２１は、回転軸１２の外周面において、羽根車１３と第１支持部１８との間の部分から回転軸１２の径方向外側に向けて突出している。スラストカラー２１の厚み方向は、回転軸１２の軸方向に一致している。したがって、スラストカラー２１の厚み方向は、スラスト方向に一致している。スラストカラー２１の径方向は、回転軸１２の径方向に一致している。スラストカラー２１は、回転軸１２と一体的に回転する。

スラストカラー２１は、第１面２２と、第２面２３と、を有している。第１面２２は、スラストカラー２１におけるスラスト方向の一方に位置する面である。第２面２３は、スラストカラー２１におけるスラスト方向の他方に位置する面である。スラストカラー２１は、第１面２２が羽根車１３側に位置するとともに、第２面２３が第１支持部１８側に位置するように回転軸１２に対して設けられている。

ターボ機械１０は、動圧スラスト軸受２４を備えている。動圧スラスト軸受２４は、第１動圧スラスト軸受２５と、第２動圧スラスト軸受２６と、を含む。したがって、ターボ機械１０は、第１動圧スラスト軸受２５及び第２動圧スラスト軸受２６を備えている。第１動圧スラスト軸受２５は、回転軸１２の軸方向でスラストカラー２１と羽根車１３との間に配置されている。第１動圧スラスト軸受２５は、スラストカラー２１の第１面２２を支持する。したがって、第１面２２は、第１動圧スラスト軸受２５に対向している。第２動圧スラスト軸受２６は、回転軸１２の軸方向でスラストカラー２１と第１支持部１８との間に配置されている。第２動圧スラスト軸受２６は、スラストカラー２１の第２面２３を支持する。したがって、第２面２３は、第２動圧スラスト軸受２６に対向している。第１動圧スラスト軸受２５及び第２動圧スラスト軸受２６は、回転軸１２の軸方向に対して、スラストカラー２１を間に挟んで設けられている。第１動圧スラスト軸受２５及び第２動圧スラスト軸受２６は、回転軸１２をスラストカラー２１を介してスラスト方向で支持する。

図２に示すように、第１動圧スラスト軸受２５及び第２動圧スラスト軸受２６は、軸受ハウジング２７と、トップフォイル２８と、バンプフォイル２９と、をそれぞれ有している。第１動圧スラスト軸受２５及び第２動圧スラスト軸受２６は同一構成である。

軸受ハウジング２７は、ハウジング１１に固定されている。トップフォイル２８は、軸受ハウジング２７とスラストカラー２１との間に配置されている。トップフォイル２８は、スラストカラー２１に対して、スラスト方向で対向する対向面２８ａを有している。バンプフォイル２９は、軸受ハウジング２７とトップフォイル２８との間に配置されている。バンプフォイル２９は、軸受ハウジング２７に支持されている。バンプフォイル２９は、軸受ハウジング２７とトップフォイル２８との間においてトップフォイル２８を弾性的に支持する。バンプフォイル２９は、薄板状である。バンプフォイル２９は、回転軸１２の周方向に山谷を繰り返してなる波板状である。動圧スラスト軸受２４のトップフォイル２８は、平面視扇状のトップフォイル片が回転軸１２の周方向に複数並ぶことにより構成されている。このような第１動圧スラスト軸受２５及び第２動圧スラスト軸受２６は既に公知である。

＜スラストカラー２１＞
スラストカラー２１の第１面２２は、第１段差面３１と、第２段差面３２と、を有している。第１段差面３１及び第２段差面３２は、スラストカラー２１の径方向に延びている。第１段差面３１と第２段差面３２とは互いに平行に延びている。第１段差面３１及び第２段差面３２は環状である。第１段差面３１は、第２段差面３２よりもスラストカラー２１の径方向内側に位置している。第１段差面３１は、第２段差面３２よりも第１動圧スラスト軸受２５に近い位置に配置されている。第１段差面３１と第２段差面３２とは、スラストカラー２１の厚み方向に延びる環状の接続面３３によって接続されている。第１面２２は、スラストカラー２１の径方向外側に向かうにつれて第１動圧スラスト軸受２５から離間する階段状に形成されている。よって、第１面２２は、回転軸１２の径方向外側に向かうにつれて第１動圧スラスト軸受２５から離間する階段状である。

第１段差面３１は、回転軸１２の外周面から第１動圧スラスト軸受２５のトップフォイル２８の外周縁に対してスラスト方向で対向する位置まで延びている。したがって、第１段差面３１は、トップフォイル２８の対向面２８ａの全面とスラスト方向で対向している。第２段差面３２は、トップフォイル２８の対向面２８ａとスラスト方向で対向していない。第２面２３は、平坦面状である。スラストカラー２１の外周面は、第２面２３の外周縁と第１面２２の第２段差面３２の外周縁とを接続している。

第２段差面３２及び接続面３３は、第１段差面３１に対して、第２面２３に向けて凹む凹部４０を構成している。したがって、第１面２２は、回転軸１２の径方向における外周部において、第２面２３に向けて凹む凹部４０が構成されていることで、第２面２３と形状が異なっている。よって、スラストカラー２１は、形状を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。凹部４０は、スラストカラー２１の外周面に連続している。

［実施形態の作用］
次に、本実施形態の作用について説明する。
ターボ機械１０の運転時において、羽根車１３の背面１３ａには、空気の圧力が作用する。すると、回転軸１２には、羽根車１３の回転に伴ってスラスト荷重が作用することになる。回転軸１２に作用するスラスト荷重の方向は、羽根車１３に向かう方向である。したがって、ターボ機械１０の運転時において、スラストカラー２１は、回転軸１２と一体的に第１動圧スラスト軸受２５に向けて移動する。

第１動圧スラスト軸受２５は、回転軸１２の回転数が、第１動圧スラスト軸受２５によりスラストカラー２１が浮上する浮上回転数に達するまでは、スラストカラー２１と接触した状態でスラストカラー２１を支持する。そして、回転軸１２の回転数が浮上回転数に達すると、スラストカラー２１と第１動圧スラスト軸受２５との間に生じる空気の動圧によって、スラストカラー２１が第１動圧スラスト軸受２５に対して浮上する。これにより、第１動圧スラスト軸受２５は、スラストカラー２１と非接触の状態でスラストカラー２１を支持する。さらに、スラストカラー２１と第２動圧スラスト軸受２６との間に生じる空気の動圧によって、スラストカラー２１が第１動圧スラスト軸受２５に対して浮上する。これにより、動圧スラスト軸受２４は、スラストカラー２１と非接触の状態でスラストカラー２１を支持する。

ところで、回転軸１２に作用するスラスト荷重の方向が、羽根車１３に向かう方向である。このため、スラストカラー２１の回転時において、第１動圧スラスト軸受２５とスラストカラー２１の第１面２２との間で生じる動圧が、第２動圧スラスト軸受２６とスラストカラー２１の第２面２３との間で生じる動圧よりも大きい。すると、第１面２２の温度が第２面２３の温度よりも高くなる。その結果、第１面２２と第２面２３との間で熱膨張差が生じる。ここで、図２において仮想線で示すように、第１面２２が平坦面状である場合を考える。この場合、第１面２２と第２面２３との間で熱膨張差が生じると、スラストカラー２１において、第１面２２の反りによる変形が生じる虞がある。

そこで、第１面２２が、回転軸１２の径方向における外周部において、第２面２３に向けて凹む凹部４０が構成されていることで、スラストカラー２１は、形状を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。これによれば、例えば、スラストカラー２１の第１面２２が平坦面状である場合に比べると、第１面２２全体において、凹部４０が構成されている部分が第１動圧スラスト軸受２５から離れている分だけ温度上昇が抑えられる。その結果、第１面２２の熱膨張が抑制される。このため、スラストカラー２１において、第１面２２と第２面２３との熱膨張差による変形が緩和される。その結果、スラストカラー２１において、第１面２２の反りによる変形が生じることが抑制されている。このように、スラストカラー２１は、回転時における第１面２２の反りによる変形を低減するように形状を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。

［実施形態の効果］
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）スラストカラー２１の回転時において、例えば、第１動圧スラスト軸受２５と第１面２２との間で生じる動圧が、第２動圧スラスト軸受２６と第２面２３との間で生じる動圧よりも大きいとする。ここで、スラストカラー２１が、回転時における第１面２２の反りによる変形を低減するように形状を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。このため、スラストカラー２１において、第１面２２と第２面２３との熱膨張差による変形を緩和することができる。その結果、スラストカラー２１において、第１面２２の反りによる変形が生じることを抑制することができる。よって、第１動圧スラスト軸受２５の負荷容量が低下することを抑制することができるため、第１動圧スラスト軸受２５及び第２動圧スラスト軸受２６によって回転軸１２をスラストカラー２１を介して安定的に支持することができる。

（２）第１面２２は、回転軸１２の径方向における外周部において、第２面２３に向けて凹む凹部４０が構成されていることで形状を異ならせた。これによれば、例えば、スラストカラー２１の第１面２２が平坦面状である場合に比べると、第１面２２全体において、凹部４０が構成されている部分が第１動圧スラスト軸受２５から離れている分だけ温度上昇が抑えられる。その結果、第１面２２の熱膨張が抑制される。このため、スラストカラー２１において、第１面２２と第２面２３との熱膨張差による変形を緩和することができる。

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 図３に示すように、スラストカラー２１が、第１面２２を形成する第１カラー部材５１と、第２面２３を形成し、第１カラー部材５１に接続される第２カラー部材５２と、を有していてもよい。第１カラー部材５１及び第２カラー部材５２は、板状である。第１カラー部材５１及び第２カラー部材５２は、第１カラー部材５１及び第２カラー部材５２それぞれの厚み方向が一致した状態で互いに固定されている。第１カラー部材５１における第２カラー部材５２側の面には、嵌合凹部５１ａが形成されている。第２カラー部材５２における第１カラー部材５１側の面には、嵌合凸部５２ａが形成されている。そして、嵌合凸部５２ａが嵌合凹部５１ａに嵌合することにより、第１カラー部材５１と第２カラー部材５２とが互いに接続されている。

第１カラー部材５１における第２カラー部材５２とは反対側の面は、第１面２２である。第１面２２は、平坦面状である。第２カラー部材５２における第１カラー部材５１とは反対側の面は、第２面２３である。第２面２３は、平坦面状である。

第１カラー部材５１の材料の線膨張係数は、第２カラー部材５２の材料の線膨張係数よりも小さい。第１カラー部材５１は、例えば、ステンレス製である。第２カラー部材５２は、例えば、鉄製である。なお、第１カラー部材５１の材料は、第２カラー部材５２よりも線膨張係数が小さい材料であれば特に限定されるものではない。このように、スラストカラー２１は、材料を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。

第１カラー部材５１の材料の線膨張係数が、第２カラー部材５２の材料の線膨張係数よりも小さいため、例えば、第１カラー部材５１の材料の線膨張係数が第２カラー部材５２の材料の線膨張係数と同じである場合に比べると、第１面２２の熱膨張が抑制される。このため、スラストカラー２１において、第１面２２と第２面２３との熱膨張差による変形を緩和することができる。このように、スラストカラー２１は、回転時における第１面２２の反りによる変形を低減するように材料を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。

なお、第１カラー部材５１と第２カラー部材５２との接続は、嵌合凸部５２ａと嵌合凹部５１ａとの嵌合ではなく、例えば、ボルト等の固定具によって連結してもよい。また、接着や溶接などによって、第１カラー部材５１と第２カラー部材５２とを連結してもよい。

○ 図４に示すように、第１面２２が、回転軸１２の径方向における内周側から外周側にかけて、第１動圧スラスト軸受２５に漸次近づくとともに第２動圧スラスト軸受２６から漸次遠ざかる湾曲面であってもよい。さらに、第２面２３が、回転軸１２の径方向における内周側から外周側にかけて、第１動圧スラスト軸受２５に漸次近づくとともに第２動圧スラスト軸受２６から漸次遠ざかる湾曲面であってもよい。スラストカラー２１の外周面は、第１面２２の外周縁と第２面２３の外周縁とを接続している。第１面２２の周長は、第２面２３の周長よりも短い。

例えば、第１面２２が、回転軸１２の径方向に平坦面状に延びており、且つ、第１面２２の周長と第２面２３の周長とが同じである場合に比べると、第１面２２全体において、第１動圧スラスト軸受２５から離れている部分ほど温度上昇が抑えられ、且つ、第１面２２での熱膨張する部位を小さくすることができる。その結果、第１面２２の熱膨張が抑制される。このため、スラストカラー２１において、第１面２２と第２面２３との熱膨張差による変形を緩和することができる。このように、スラストカラー２１は、回転時における第１面２２の反りによる変形を低減するように形状を異ならせた第１面２２及び第２面２３からなる。

○ 実施形態において、第１面２２が回転軸１２の径方向外側に向かうにつれて第１動圧スラスト軸受２５から離間するとともに第２面２３に接近する形状に構成されていてもよい。すなわち、第１面２２が第２面２３に対して傾斜する傾斜面であってもよい。この場合、第１面２２における第２面２３に対して傾斜する傾斜面は、回転軸１２の径方向における外周部において、第２面２３に向けて凹む凹部を構成している。このように、第１面２２が、回転軸１２の径方向における外周部において、第２面２３に向けて凹む凹部である傾斜面が構成されていることで形状を異ならせてもよい。例えば、第１面２２が、回転軸１２の径方向に平坦面状に延びており、且つ、第１面２２の周長と第２面２３の周長とが同じである場合に比べると、第１面２２全体において、第１動圧スラスト軸受２５から離れる部分ほど温度上昇が抑えられ、且つ、第１面２２での熱膨張する部位を小さくすることができる。したがって、第１面２２の熱膨張が抑制される。

○ 実施形態において、凹部４０が、スラストカラー２１の外周面に連続していなくてもよい。
○ 実施形態において、ターボ機械１０は、回転軸１２の両端に羽根車１３が設けられている構成であってもよい。そして、一方の羽根車１３によって圧縮された空気が、他方の羽根車１３によって再び圧縮されるような構成であってもよい。

○ 実施形態において、ターボ機械１０の適用対象及び圧縮対象の流体は任意である。例えば、ターボ機械１０は空調装置に用いられていてもよく、圧縮対象の流体は冷媒であってもよい。また、ターボ機械１０の搭載対象は、車両に限られず任意である。

○ 実施形態において、ターボ機械１０は、例えば、羽根車であるタービンホイールが回転軸１２に連結されている膨張機であってもよい。

１０…ターボ機械、１２…回転軸、１３…羽根車、２１…スラストカラー、２２…第１面、２３…第２面、２５…第１動圧スラスト軸受、２６…第２動圧スラスト軸受、４０…凹部、５１…第１カラー部材、５２…第２カラー部材。

Claims (4)

1. 回転軸と、
   前記回転軸と一体的に回転する羽根車と、
   前記回転軸の外周面から前記回転軸の径方向外側に向けて突出し、前記回転軸と一体的に回転する円盤状のスラストカラーと、
   前記回転軸の軸方向に対して、前記スラストカラーを間に挟んで設けられた第１動圧スラスト軸受及び第２動圧スラスト軸受と、を備え、
   前記スラストカラーは、前記第１動圧スラスト軸受に対向する第１面と、前記第２動圧スラスト軸受に対向する第２面と、を有するターボ機械であって、
   前記スラストカラーの回転時において、前記第１動圧スラスト軸受と前記第１面との間に生じる動圧は、前記第２動圧スラスト軸受と前記第２面との間に生じる動圧よりも大きく、
   前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように形状又は材料を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなることを特徴とするターボ機械。
2. 前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように前記形状を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなり、
   前記第１面は、前記径方向における外周部において、前記第２面に向けて凹む凹部が構成されていることで前記形状を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のターボ機械。
3. 前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように前記材料を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなり、
   前記スラストカラーは、
   前記第１面を形成する第１カラー部材と、
   前記第２面を形成し、前記第１カラー部材に接続される第２カラー部材と、を有し、
   前記第１カラー部材の材料の線膨張係数は、前記第２カラー部材の材料の線膨張係数よりも小さいことで前記材料を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のターボ機械。
4. 前記スラストカラーは、回転時における前記第１面の反りによる変形を低減するように前記形状を異ならせた前記第１面及び前記第２面からなり、
   前記第１面は、前記径方向における内周側から外周側にかけて、前記第１動圧スラスト軸受に漸次近づくとともに前記第２動圧スラスト軸受から漸次遠ざかる湾曲面であり、
   前記第２面は、前記径方向における内周側から外周側にかけて、前記第１動圧スラスト軸受に漸次近づくとともに前記第２動圧スラスト軸受から漸次遠ざかる湾曲面であり、
   前記第１面の周長は、前記第２面の周長よりも短いことで前記形状を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のターボ機械。

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