KR20120004517A - 롤링 요소 베어링 카트리지를 위한 회전 방지 방법 - Google Patents

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롤링 요소 베어링(REB)을 구비한 터보차저에서 열 흡수 및 열 방출 능력 감소를 해결하기 위해, REB 카트리지가 느슨하게 베어링 하우징에 장착되어 감쇠용 오일막을 허용하는 동시에, 축방향으로 고정되어 스러스트 하중을 베어링 하우징에 전달하며, 회전 고정되어 베어링 하우징에 대해 회전하지 않는다. 이 때, REB의 수 특징부들 또는 암 특징부들 및 베어링 보어 또는 베어링 하우징 폐쇄부의 터빈 단부면과 연관된, 대응하는 암 특징부들 또는 수 특징부들을 이용한다.

Description

롤링 요소 베어링 카트리지를 위한 회전 방지 방법{ANTI-ROTATION METHOD FOR A ROLLING ELEMENT BEARING CARTRIDGE}
본 발명은 베어링 카트리지가 베어링 하우징에 대해 회전하는 것을 방지하는, 터보차저 롤링 요소 베어링 카트리지를 위한 회전 방지 시스템의 설계에 관한 것이다.
터보차저는 정상 급기 구성에서 있을 수 있는 밀도보다 더 큰 밀도로 공기를 엔진 흡기구에 전달하고, 더 많은 연료를 연소되게 하며, 따라서 엔진 중량을 현저히 증가시킴 없이 엔진 마력을 부스팅한다. 이는 더 작은 터보차지된 엔진의 사용을 가능하게 할 수 있고, 더 큰 물리적 크기의 정상 흡기 엔진을 대체하여, 차량의 공기역학적 전면 면적과 질량을 감소시킨다.
터보차저는 일종의 과급 시스템(forced induction system)으로, 엔진 배기 매니폴드로부터 터빈 하우징에 유입된 배기 유동을 이용하여, 터빈 하우징 내에 위치한 터빈 휠(51)을 구동한다. 터빈 휠은 샤프트에 견고하게 부착되어 샤프트/휠 조립체를 구성하고, 샤프트의 타 단에는, 샤프트/휠의 스터브 샤프트(56) 단부에 장착되며 압축기 너트(29)로부터의 클램프 하중에 의해 적소에 고정되는 압축기 휠(20)이 수용된다. 터빈 휠의 주요 기능은 압축기를 구동하는 회전력을 제공하는 것이다.
압축기단은 휠(20)과 그 하우징으로 구성된다. 여과된 공기는 압축기 휠의 회전에 의해 압축기 커버의 입구에 축방향으로 유입된다. 터빈단에 의해 샤프트/휠에 발생된 동력은 압축기 휠을 구동하여 정압 및 일부 잔여 운동 에너지와 열의 조합을 형성한다. 가압된 기체는 압축기 출구를 통해 압축기 커버를 빠져나가고, 통상 인터쿨러를 경유하여 엔진 흡기구에 전달된다.
압축기단의 성능의 일 양상에서, 압축기단의 효율은 압축기 휠의 형상(28) 및 압축기 커버의 상응하는 형상 사이의 간극에 의해 영향을 받는다. 압축기 휠의 형상이 압축기 커버의 형상에 근접할수록, 압축기단의 효율이 높아진다. 압축기 휠이 커버에 근접할수록, 압축기 휠의 마찰 가능성이 높아지므로, 효율성 개선과 내구성 개선 사이에 절충이 이루어져야 한다.
육안으로는, 통상의 터보차저의 압축기 휠의 노우즈가 베어링 하우징의 기하학적 종축을 중심으로 회전하는 것으로 보인다. 그러나, X, Y 오실로스코프 상의 트랙으로 바라볼 때, 압축기 휠의 노우즈는 다양한 형상의 궤도를 그린다. 평균 궤도 중심은 터보차저의 기하학적 종축에 근접하지만, 정확히 집중되는 것은 아니다. 터보차저의 기하학적 축(100)이 도 1에 도시되어 있다.
샤프트에 의해 수행된 동적 행정(dynamic excursion)은 회전 조립체의 불균형, 지지대(즉, 엔진 및 배기 매니폴드)의 여기, 및 지면에 대한 차량의 경계면으로부터의 저속 여기를 포함하는 다수의 인자들에 기인한다.
휠들에 의해 수행된 이러한 행정의 순 효과(net effect)는, 통상의 터보차저의 설계가 공기역학적 효율 레벨을 위해 바람직한 간극보다 훨씬 큰 간극을 가진다는 점이다.
통상의 터보차저는 엔진으로부터 오일을 공급받는다. 통상 엔진의 압력과 동일한 압력 하에서 오일은 몇 가지 기능을 수행한다. 오일은 저널 베어링들의 양 측에 전달되어 이중 유체동압 압착막을 제공하고, 그 압력이 샤프트의 반력(reactionary force)을 베어링의 내경에, 그리고 베어링의 외경의 반력을 베어링 하우징 보어에 가하게 된다. 오일막들은 반력의 감쇠를 제공하여 샤프트의 행정의 진폭을 감소시킨다. 오일은 또한 터보차저로부터 열을 제거하는 기능을 한다.
통상의 터보차저의 설계는 두 개의 인접한 베어링 시스템을 포함한다. 하나는 베어링 하우징의 압축기 단부에, 다른 하나는 베어링 하우징의 터빈 단부에 구비된다. 각각의 시스템은 두 개의 경계면, 즉 회전 샤프트와 부동 베어링의 내경 사이의 경계면, 및 부동 베어링의 외경과 베어링 하우징의 고정 보어 사이의 경계면을 가진다.
통상의 터보차저 이중 유체동압 압착막 베어링들의 강성 및 감쇠능은, 베어링 요소들의 회전 속도에 의해 발생한 막의 두께, 상기 요소들 사이의 간극, 및 샤프트의 양 단에서 오일이 피스톤 링 시일을 통과하게 하는 터보차저의 성향으로 인한 오일 유동 한계 사이의 절충이다.
터보차저에서의 롤링 요소 베어링(REB)의 사용은, 높은 오일 유량, 베어링 감쇠, 및 베어링 시스템을 통한 동력 손실을 포함하는 몇 가지 문제점을 해결한다.
도 1은 통상의 터보차저 이중 유체동압 압착막 베어링의 구성을 도시한다. 이러한 구성에서, 가압된 오일이 엔진으로부터 오일 유입구(80)를 통해 베어링 하우징(2)에 수용된다. 오일은 오일 갤러리들(82, 83)을 통해 베어링 하우징 저널 베어링 보어(4)에 가압 공급된다. 터빈 단부 및 압축기 단부 베어링들(30) 양자에 대해, 오일 유동이 샤프트/휠 저널 베어링 영역에 전달되고, 상기 영역에서는 오일이 샤프트 주위에 분산되어, 샤프트 표면(52)과 부동 저널 베어링들(30)의 내부 보어 사이에 오일막을 형성한다. 저널 베어링들(30)의 외측에서, 베어링 하우징 저널 베어링 보어(4)에 대한 저널 베어링의 회전에 의해 유사한 오일막이 형성된다.
도 1에 도시된 통상의 터보차저에서, 스러스트 베어링(19)이 또한 유체동압 베어링 또는 유체막 타입의 베어링이다. 이러한 구성에서, 고정 스러스트 베어링은 오일 갤러리(81)로부터 오일을 공급받아, 램프/패드 설계의 베어링에 공급한다. 고정 스러스트 램프/패드에 대한 스러스트 와셔(40) 및 샤프트에 장착된 플린저(44)의 대향면의 상대 운동에 의해, 오일이 웨지 형상으로 구동된다. 이러한 베어링은 회전 조립체의 축방향 위치를 제어한다.
터보차저의 효율을 높이는 하나의 방법은 REB를 채택하여 회전 조립체를 지지하는 것이다.
REB 터보차저의 채택에 의한 몇 가지 개선이 있다. 통상의 터보차저 베어링 시스템 상에서 REB 시스템의, 특히 낮은 터보차저 RPM에서의 동력 손실 감소로 인해 과도 응답이 개선된다. REB 시스템의 동력 손실은 통상의 슬리브 타입 터보차저 베어링 시스템의 동력 손실보다 작다. REB 시스템은 통상의 터보차저 베어링 시스템보다 훨씬 큰 스러스트 하중을 지지할 수 있으므로, 스러스트 부품을 더 견고하게 만든다. 통상의 램프/패드 스러스트 베어링이 터보차저에 전달된 오일 유동의 상당량을 필요로 하고, REB 시스템이 (통상의 터보차저 베어링 시스템보다) 적은 오일 유동을 필요로 하기 때문에, 더 적은 오일 유동이 REB 시스템에 요구되는 경우, 오일이 촉매를 오염시킬 수 있는 압축기단 또는 터빈단을 향하는 오일 유로가 감소하는 긍정적인 결과가 있다.
볼 베어링 시스템이 이러한 효율 및 과도 성능 이득을 제공하지만, 볼 베어링들의 감쇠능은 통상의 터보차저 이중 유체동압 압착막 베어링들의 감쇠능만큼 좋지 않다. 그러므로, 볼 베어링들은 스틸 카트리지 내에 유지되고, 상기 카트리지는 카트리지의 외경 및 베어링 하우징 보어의 내경 사이의 오일막에 의해 베어링 하우징 내에 현수된다. 샤프트 임계 이벤트의 감쇠 및 베어링들의 윤활을 위해 오일이 사용된다.
미국 특허 제5,145,334호(Gutknecht) 및 제7,214,037호(Mavrosakis)는 베어링 카트리지를 베어링 하우징 내에 지지하는 방법을 개시한다. 이러한 방법들은 부동 베어링 카트리지를 허용하고, 상기 베어링 카트리지에 대해, 베어링 하우징 내에 고정된 기둥이 축력 및 회전력에 반작용하는 한편, 다른 경우에 베어링 하우징 내에서 베어링 카트리지의 비구속 운동(unconstrained motion)을 허용한다. 이러한 방법들은 제조 단계에서 터보차저에 대한 추가적인 기계가공 및 조립을 필요로 한다.
미국 특허 제5,145,334호(Gutknecht) 및 제7,214,037호(Mavrosakis)는 부동 베어링 카트리지를 베어링 하우징 내에 지지하는 방법을 개시한다. 베어링 하우징 내에 고정된 기둥(예를 들어, 제한기(86))은 축력 및 회전력에 반작용하도록 베어링 카트리지를 제한하는 한편, 다른 경우에 베어링 하우징 내에서 베어링 카트리지의 비구속(부동) 운동을 허용한다. 미국 특허 제7,214,037호에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(440)의 개구(444)에 수용된 핀(460)이, 하우징(440)에 대해 방위각으로 카트리지의 위치를 결정하는 것을 선택적으로 돕는다. 미국 특허 제5,145,334호의 핀과 유사한 핀(72)이 본 출원의 도 3에 도시되어 있고, 상기 핀은 카트리지의 보어(68) 및 외부 레이스의 보어(70)의 위치를 결정하여, 베어링 하우징에 대한 축방향 구속 및 회전 구속을 제공한다. 이러한 방법들 모두는 베어링 하우징의 오리피스를 통한 기계가공을 필요로 하고, 아울러 조립자에게 잘 보이지 않는 영역에서의 복잡한 조립을 필요로 하여, 상기 핀들의 올바른 조립 및 조립의 확인을 어렵게 한다.
따라서, 베어링 하우징에 대한 REB의 외부 레이스의 회전을 방지하는 개선된 방법이 필요함을 알 수 있다.
본 발명자들은, REB 카트리지가 느슨하게(not rigid) 베어링 하우징에 장착되어 봉지용(encapsulating) 오일막에 의한 감쇠를 허용하는 동시에, 축방향으로 고정되어 축방향 하중을 베어링 하우징에 전달하며, 회전 고정되어 베어링 하우징에 대해 회전하지 않게 함으로써, 상기한 과제를 해결할 수 있음을 고려하였다. 그러므로, REB 주위의 감쇠용 오일막으로 하여금 REB 조립체가 베어링 하우징에 대해 회전하는 것을 방지하게 하는, 비용 효율적이며 조립이 간단한 회전 방지 특징부에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은, 단순하고 조립이 간단하며 저가의 회전 방지 특징부를 제공하여, REB 주위의 감쇠용 오일막으로 하여금 REB 조립체의 베어링 카트리지가 베어링 하우징에 대해 회전하는 것을 방지하게 한다.
본 발명은 유사한 도면 번호가 유사한 부품을 나타내는 첨부 도면에 제한의 의도가 아닌 예로서 도시된다.
도 1은 터보차저 조립체의 단면도를 도시한다.
도 2는 통상의 볼 베어링 터보차저 베어링 하우징 조립체의 단면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 확대도를 도시한다.
도 4는 제1 실시형태의 두 단면도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 제1 실시형태의 분리도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 제1 실시형태의 변형예의 단면도를 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 제1 실시형태의 변형예를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제4 실시형태를 도시한다.
볼 베어링 카트리지가 내부에 장착된 베어링 하우징에 대해, 상기 카트리지가 회전하는 것을 방지하는 몇 가지 방법이 있다. 미국 특허 제5,145,334호(Gutknecht) 및 제7,214,037호(Mavrosakis)에 개시된 방법들을 포함하는 이러한 방법들은 베어링 하우징 내에서 베어링 카트리지를 구속하는 볼트, 스터드 또는 핀을 채용한다. 이러한 볼트, 핀 등은 터보차저 조립 시에 베어링 하우징 조립체 내에 조립되어야 한다. 본 발명자들은, 조립 공정 중에, 종래 기술 참조 문헌에 개시된 구속용 핀, 볼트 등이 베어링 하우징 벽 내에 있는 경우 상대적으로 보이지 않기 때문에 부주의하게 생략될 수 있으며, 상기 구속용 특징부들의 생략은 베어링 카트리지를 축방향 구속 및 회전 구속되지 않은 상태로 만들 수 있다는 점을 인지하였다. 축방향 구속의 부재로 인해, 휠들은 하우징과 접촉하고, 카트리지는 베어링 하우징 내에서 회전하며, 이들 각각은 터보차저의 수명을 단축시킬 것이다.
REB 구성의 일부 형태에서, (내부 레이스, 외부 레이스, 케이지, 볼 및 시일을 의미하는) 개별 REB 조립체는 "카트리지" 또는 "슬리브"에 장착되어, 예를 들어 압입되어, 베어링들을 유지 및 정렬한다. REB 구성의 다른 형태에서, 외부 레이스는 두 레이스웨이의 기계가공을 포함하고, REB 조립체(내부 레이스, 케이지, 볼 및 시일)는 이러한 단일 외부 레이스에 조립된다. 본 출원 및 청구범위에서, 다양한 실시형태의 설명의 용이함을 위해, 카트리지 또는 슬리브 또는 진짜 외부 레이스의 외경이 "외부 레이스(outer race)"로 지칭될 것이다.
본 발명의 제1 실시형태에서, 본 발명자들은 조립의 용이함 및 회전 방지 특징부를 허용하는 REB 카트리지와 베어링 하우징 사이의 경계면을 설계하였다. 이러한 실시형태는, 직경 감소 영역인 접경부(87)가 베어링 하우징 보어의 터빈 단부에 구비되어 REB 카트리지의 축방향 위치를 제공한다는 사실을 이용한다. 재료가 터빈 단부면으로부터 단지 돌기를 남기고 제거되도록 REB 카트리지의 터빈 단부를 기계가공하고, REB 카트리지의 터빈 단부의 수 돌기의 반대 형상(reverse image)을 (예를 들어, 부채꼴을 형성하도록) 베어링 하우징 접경부에 기계가공함으로써, 결과적으로 베어링 카트리지가 베어링 하우징에 "자물쇠와 열쇠(lock and key)" 방식으로 끼워맞춤될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태에서, 도a, 도 4b, 도 5에 도시된 바와 같이, REB 카트리지의 터빈 단부면(67) 또는 외부 레이스(64)는 돌기 재료가 하나 이상의 탭(104)의 형상을 이루도록 형성된다. 터빈 단부의 REB 또는 외부 레이스에 형성된 돌기의 반대 형상인 하나 이상의 부채꼴(105)이 베어링 하우징 접경부(87)의 압축기 단부면에 기계가공된다.
REB 또는 외부 레이스의 수 탭(104)의 수용 시에, 암 형상(105)은 터보차저 축(100)을 중심으로 REB 카트리지를 회전 구속한다. 카트리지의 터빈 단부 또는 외부 레이스(64)의 비대칭 이격된 수 탭들(104)이 이러한 암 형상(105)에 끼워맞춤된다. 본 발명의 예시적인 제1 실시형태에서는, 두 개의 비대칭 이격된 탭이 존재한다. 탭의 수 및 형상은 회전 방지 기능에 대해 임의적이지만, 베어링 하우징 오일 갤러리들에 대한 REB 카트리지의 올바른 배향을 보장한다.
도 5a에서, REB 카트리지 또는 외부 레이스(64)가 베어링 하우징 접경부(87)로부터 압축기 단부 쪽으로 당겨짐에 따라, REB 카트리지 또는 외부 레이스(64)의 돌출 탭(104) 및 베어링 하우징(3)의 접경부(87)의 리세스(105)를 보여준다. 도 5b는 당겨진 상태의 REB 단부면을 도시하고, 따라서 베어링 하우징 접경부(87)를 보여주지 않는다. 암 리세스(105)에서 베어링 하우징 접경부(87)를 관통한 횡단면은 탭(104)을 끼움 결합 방식으로 수용하도록 크기가 정해진 암 리세스(105)를 보여줄 것이다. 수 탭(104)은 축방향으로 REB 카트리지의 길이보다 덜 연장될 수 있으며, 바람직하게 축방향으로 1 또는 수 밀리미터만큼 연장된다.
본 발명의 제1 실시형태의 변형예에서, 수 탭(104)이 REB 카트리지의 압축기 단부에 기계가공되고, 암 리세스(105)가 베어링 하우징 폐쇄부(6)에 기계가공되어, 베어링 하우징에 대한 REB 카트리지의 회전을 방지할 수 있다. 양 단부에서의 기능은 동일하다. 전자의 방식은 조립이 더 용이하고, 후자의 방식은 더 어렵다. 수 탭(104)이 베어링 하우징 폐쇄부(6)의 결합 평면으로부터 베어링 하우징 경계면으로 돌출되어, 베어링 하우징 폐쇄부(6)에 기계가공된 반대 형상의 리세스(105)에 "자물쇠와 열쇠" 방식으로 끼워맞춤되도록, REB 카트리지가 베어링 하우징 내에 위치 결정된다.
본 발명의 제2 실시형태에서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 회전 방지 특징부가 REB의 외경(72)으로부터 돌출된다. REB의 외경(72) 외부의 단부면 상에서 이러한 수 탭의 기능은 본 발명의 제1 실시형태의 상기한 변형예의 특징부(105)의 기능과 유사하다.
본 발명의 예시적인 제2 실시형태에서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 수 탭(108)이 REB 카트리지의 외경으로부터 돌출되도록 REB 카트리지 또는 외부 레이스에 형성된다. 수 특징부(108)는 베어링 하우징(3)의 압축기 단부의 반대 형상의 특징부(109)에 끼워맞춤되어, REB 카트리지 또는 외부 레이스가 베어링 하우징에 대해 터보차저 축(100)을 중심으로 회전하는 것을 방지하고, REB 카트리지 조립체를 압축기 단부 및 터빈 단부 모두를 향해 축방향으로 구속한다.
본 발명의 예시적인 제2 실시형태의 변형예에서, 수 특징부가 베어링 하우징면으로부터 돌출된 것을 제외하면 본 발명의 예시적인 제2 실시형태에서와 같이 형성되고, 반대 형상 특징부가 베어링 하우징 폐쇄부(6)의 면에 형성되어, REB 카트리지 또는 외부 레이스가 베어링 하우징에 대해 터보차저 축(100)을 중심으로 회전하는 것을 방지하고, REB 카트리지 조립체를 압축기 단부 및 터빈 단부 모두를 향해 축방향으로 구속한다. 이 경우, 반대 형상 특징부(109)는 베어링 하우징(3)에 형성되지 않는다.
본 발명의 제2 실시형태의 다른 변형예에서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 수 회전 방지 특징부(110)가 REB 카트리지의 전장(full length)에 걸쳐 돌출 형성되고, 반대 형상 특징부가 베어링 하우징 내에 REB 카트리지의 전장에 걸쳐 형성되어, REB 카트리지 또는 외부 레이스가 베어링 하우징에 대해 터보차저 축(100)을 중심으로 회전하는 것을 방지한다. 이 경우, 압축기 단부를 향한 축방향 하중은 베어링 하우징 폐쇄부(6)에 의해 구속되거나, 또는 어떤 다른 방식으로 베어링 하우징 내에 보어의 길이에 걸쳐 형성되어야 한다.
본 발명의 제3 실시형태에서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 낮은 열 전도율 슬리브(79)가 REB 카트리지 또는 외부 레이스를 봉지한다. 이러한 슬리브의 기능은 주로 터빈 하우징으로부터 베어링 하우징을 통해 REB의 외부 레이스로 흐르는 열 흐름을 제한하는 것이다. 슬리브 자체는 또한 회전 방지 기능을 제공하도록 설계될 수 있다. REB 카트리지 또는 외부 레이스는 열가소성 슬리브에 의해 봉지되고, 수 회전 방지 특징부(102)가 그 단부면에 형성되고, 베어링 하우징(3)의 보어(71)의 터빈 단부면(87)의 암 특징부(103) 내부로 슬라이딩된다.
본 발명의 예시적인 제3 실시형태에서, 이러한 회전 방지 특징부는 세 개의 비대칭 이격된 돌기이지만, 상기 기능을 적절하게 수행할 수 있는 임의의 수 또는 형상의 돌기일 수 있다.
본 발명의 예시적인 제3 실시형태의 변형예에서, 암 특징부가 베어링 하우징 폐쇄부(6)의 압축기 단부면에 형성되어, REB 카트리지 또는 외부 레이스가 베어링 하우징에 대해 터보차저 축(100)을 중심으로 회전하는 것을 방지한다. 수 회전 방지 특징부는 봉지용 슬리브(79)의 압축기 단부에 형성된다.
본 발명의 제4 실시형태에서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, REB 카트리지 또는 외부 레이스는 비대칭이지만 실질적으로 원통형인 슬리브 내에 고정되고, 상기 슬리브는 회전 방지 특징부를 제공하는 것 외에도 REB를 위한 열적 보호를 제공한다. 비대칭 외부 형상을 형성하는 이유는, REB 카트리지가 베어링 하우징에 대해 회전하는 것을 방지하는 구속부를 제공하기 위함이다. 비대칭 형상을 형성하는 다른 이유는, 베어링 하우징 내에서 오일 갤러리들에 대해 REB 카트리지 또는 외부 레이스의 올바른 정렬을 실시하기 위함이다.
비대칭 회전 방지 특징부는 REB 카트리지 또는 외부 레이스에 형성될 수 있지만, 열 변형의 관점에서 바람직하지 않다. 터보차저 속도로 작동하는 REB는 굉장히 긴밀한 공차로 설계 및 제조되는데, 상기 공차는 허용 베어링 수명을 달성하기 위해 유지되어야 한다. 대칭 실린더가 대칭적으로 확장되는 반면, 비대칭 형상은 벽의 재료의 비대칭 질량으로 인해 비대칭적으로 확장될 것이고, 이러한 비대칭 확장은 베어링 레이스웨이를 원형에서 벗어나게 하여 베어링 장애(bearing distress)를 초래할 것이다.
본 발명의 예시적인 제4 실시형태에서, 슬리브가 외표면의 전장에 걸쳐 형성되고, 슬리브의 모든 외표면이 베어링 하우징 내측의 유사한 표면에 인접하는 반면, 슬리브의 내표면은 REB 카트리지와 완전히 접촉하진 않는다. 슬리브는 REB 카트리지의 외표면(72) 또는 외부 레이스와 접촉하는 다른 전체 표면(full surface)을 가질 수 있고, REB 카트리지의 외표면에 완전히 결합될 수 있다.
이상으로, 본 발명이 설명되었다.

Claims (10)

  1. 샤프트(52), 및 샤프트의 일 단에 견고하게 부착된 터빈 휠(51)을 포함하는 회전 조립체;
    베어링 보어를 포함하는 베어링 하우징(3)으로, 베어링 보어는 압축기 단부, 터빈 단부, 베어링 보어 내경, 및 베어링 보어의 터빈 단부에 인접한 직경 감소 영역에 의해 형성된 접경부(87)를 구비한 것인 베어링 하우징(3); 및
    상기 베어링 하우징 내에 지지되며, 하나 이상의 내부 레이스 및 하나 이상의 외부 레이스(64)를 포함하고, 일련의 롤링 요소들 각각이 내부 레이스 및 외부 레이스와 접촉하는 롤링 요소 베어링 카트리지를 포함하며,
    상기 회전 조립체는 상기 롤링 요소 베어링에 의해 회전 동안 지지되고;
    리세스(105)가 접경부(87)의 압축기 단부면 또는 베어링 하우징 폐쇄부(6)의 터빈 단부면에 형성되고, 외부 레이스의 일 단부는, 리세스(105)에 대응하여 치수가 정해진 영역(104)을 제외하고, 반경방향으로 직경이 감소하고 축방향으로 길이가 감소하여, 조립된 상태에서, 리세스(105) 및 직경이 감소하지 않은 영역(104)이 외부 레이스의 회전을 방지하도록 맞물리는 것인 터보차저.
  2. 제1항에 있어서, 리세스(105)는 베어링 하우징 접경부(87)의 압축기 단부면에 형성되고, 외부 레이스의 터빈 단부는, 접경부(87)의 압축기 단부면에 형성된 리세스(105)에 대응하는 영역(104)을 제외하고, 반경방향으로 직경이 감소하고 축방향으로 길이가 감소하여, 조립된 상태에서, 접경부(87)의 압축기 단부면에 형성된 리세스(105) 및 외부 레이스의 터빈 단부에서 반경방향 직경과 축방향 길이가 감소하지 않은 영역(104)이 외부 레이스의 회전을 방지하도록 맞물리는 것인 터보차저.
  3. 제1항에 있어서, 리세스는 베어링 하우징 폐쇄부(6)의 터빈 단부면에 형성되고, 외부 레이스의 압축기 단부는, 베어링 하우징 폐쇄부의 터빈 단부면에 형성된 리세스에 대응하는 영역을 제외하고, 반경방향으로 직경이 감소하고 축방향으로 길이가 감소하여, 조립된 상태에서, 베어링 하우징 폐쇄부의 터빈 단부면에 형성된 리세스 및 외부 레이스의 압축기 단부에서 직경과 축방향 길이가 감소하지 않은 영역이 외부 레이스의 회전을 방지하도록 맞물리는 것인 터보차저.
  4. 제1항에 있어서, 롤링 요소 베어링 카트리지를 적어도 부분적으로 봉지하는 낮은 열 전도율 슬리브(79)를 더 포함하는 터보차저.
  5. 샤프트(52), 및 샤프트의 일 단에 견고하게 부착된 터빈 휠(51)을 포함하는 회전 조립체;
    베어링 보어를 포함하는 베어링 하우징(3)으로, 베어링 보어는 압축기 단부, 터빈 단부, 베어링 보어 내경, 및 베어링 보어의 터빈 단부에 인접한 직경 감소 영역(87)을 구비한 것인 베어링 하우징(3); 및
    상기 베어링 하우징 내에 지지되며, 각각 하나 이상의 레이스웨이를 구비한 하나 이상의 내부 레이스 및 하나 이상의 외부 레이스(64)를 포함하고, 일련의 롤링 요소들 각각이 내부 레이스웨이 및 외부 레이스웨이와 접촉하는 롤링 요소 베어링 카트리지를 포함하며,
    상기 회전 조립체는 상기 롤링 요소 베어링에 의해 회전 동안 지지되고;
    돌기(106, 108)가 외부 레이스의 일 단부에 반경방향으로 돌출 형성되고, 리세스가 돌기(106, 108)에 대응하여 베어링 하우징 또는 베어링 하우징 폐쇄부(6)의 터빈 단부면에 형성되어, 조립된 상태에서, 리세스와 돌기가 외부 레이스의 회전을 방지하도록 맞물리는 것인 터보차저.
  6. 제5항에 있어서, 돌기(108)는 외부 레이스의 압축기 단부에 반경방향으로 돌출 형성되고, 리세스는 돌기(108)에 대응하여 베어링 하우징에 형성되어, 조립된 상태에서, 리세스와 돌기가 외부 레이스의 회전을 방지하도록 맞물리는 것인 터보차저.
  7. 제5항에 있어서, 롤링 요소 베어링 카트리지를 적어도 부분적으로 봉지하는 낮은 열 전도율 슬리브(79)를 더 포함하는 터보차저.
  8. 샤프트(52), 및 샤프트의 일 단에 견고하게 부착된 터빈 휠(51)을 포함하는 회전 조립체;
    베어링 보어를 포함하는 베어링 하우징(3)으로, 베어링 보어는 압축기 단부, 터빈 단부, 베어링 보어 내경, 및 베어링 보어의 터빈 단부에 인접한 직경 감소 영역에 의해 형성된 접경부(87)를 구비한 것인 베어링 하우징(3);
    상기 베어링 하우징 내에 지지되며, 각각 하나 이상의 레이스웨이를 구비한 하나 이상의 내부 레이스 및 하나 이상의 외부 레이스(64)를 포함하고, 일련의 롤링 요소들 각각이 내부 레이스웨이 및 외부 레이스웨이와 접촉하는 롤링 요소 베어링 카트리지; 및
    롤링 요소 베어링 카트리지를 적어도 부분적으로 봉지하는 낮은 열 전도율 슬리브(79)를 포함하며,
    상기 회전 조립체는 상기 롤링 요소 베어링에 의해 회전 동안 지지되고;
    수 회전 방지 특징부들(102)이 슬리브(79)의 압축기 단부 또는 터빈 단부로부터 축방향으로 돌출 형성되거나, 슬리브(79)의 압축기 단부로부터 반경방향으로 돌출 형성되고, 암 특징부들(103)이 베어링 하우징(3)의 보어(71)의 접경부(87)의 압축기 단부면에 축방향으로 형성되거나, 베어링 보어(71)의 압축기 단부에 반경방향으로 형성되거나, 베어링 하우징 폐쇄부(6)의 터빈 단부면에 축방향으로 형성되어, 조립된 상태에서, 상기 수 특징부들과 암 특징부들이 외부 레이스의 회전을 방지하도록 연동하는 것인 터보차저.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수 특징부들과 암 특징부들은 비대칭 패턴으로 구비되는 것인 터보차저.
  10. 샤프트(52), 및 샤프트의 일 단에 견고하게 부착된 터빈 휠(51)을 포함하는 회전 조립체;
    베어링 보어를 포함하는 베어링 하우징(3)으로, 베어링 보어는 압축기 단부, 터빈 단부, 베어링 보어 내경, 및 베어링 보어의 터빈 단부에 인접한 직경 감소 영역(87)을 구비한 것인 베어링 하우징(3); 및
    상기 베어링 하우징 내에 지지되며, 하나 이상의 내부 레이스 및 하나 이상의 외부 레이스(64)를 포함하고, 일련의 롤링 요소들 각각이 내부 레이스 및 외부 레이스와 접촉하는 롤링 요소 베어링을 포함하며,
    베어링 하우징 보어가 비대칭 횡단면을 가지고, 단열 재킷이 외부 레이스를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 베어링 하우징 보어의 비대칭 횡단면에 대응하는 비대칭 외부 횡단면을 가지며, 상기 회전 조립체가 상기 롤링 요소 베어링에 의해 회전 동안 지지되는 경우, 조립된 상태에서, 외부 레이스에 기계적 또는 화학적으로 연결되고, 외부 레이스의 회전을 방지하는 것인 터보차저.
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