CN106460652A - 轴承结构以及增压器 - Google Patents

Abstract

轴承结构(7)具备：轴承保持架(18)，其具备中空的主体部(18a)、具有从主体部的外周面(18e)贯通至内周面(18b)并向主体部(18a)引导润滑油的油孔(18f)，被固定于轴承外壳(2)内的；在轴承保持架(18)内，在主轴(8)的轴向上隔离配置并支撑主轴(8)的两个全浮式轴承(19、19)；在主轴(8)的轴向上分别配置于两个全浮式轴承(19、19)外侧的两个推力轴承面(20b、21b)；在主轴(8)的轴向上分别配置于两个推力轴承面(20b、21b)的外侧，设置于主轴(8)上的两个轴环部(22、23)。润滑油在润滑全浮式轴承(19、19)之后，润滑推力轴承面(20b、21b)。

Description

轴承结构以及增压器

技术领域

本发明涉及通过全浮式轴承(轴承)支撑主轴的轴承结构以及增压器。

背景技术

一直以来，众所周知在一端设置涡轮叶轮在另一端设置压缩机叶轮的主轴自由旋转地被支撑于轴承外壳上的增压器。将这种增压器连接于发动机上，通过从发动机排出的废气气体使涡轮叶轮旋转的同时，通过该涡轮叶轮的旋转，经主轴使压缩机叶轮旋转。如此，增压器伴随压缩机叶轮的旋转压缩空气并向发动机输送。

专利文献1中所记载的增压器作为支撑主轴的轴承使用两个全浮式轴承(轴承)。两个全浮式轴承收纳于被固定于轴承外壳内的轴承保持架中。在相比于轴承保持架靠压缩机叶轮侧配置承受推力载荷的推力轴承。在轴承外壳以及轴承保持架中形成润滑油的油路。油路向两个全浮式轴承以及推力轴承分支，润滑油通过各分支路供给各个轴承。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4407780号公报

发明内容

发明所需要解决的课题

可是，压缩机叶轮侧相比较于高温的排气气体流通的涡轮叶轮侧温度低。因此，如上述专利文献1中所记载，在设置轴承保持架的结构中，向推力轴承供给的润滑油比较低温且粘性高。由此，对由润滑油的粘性阻力而产生的机械损失(机械损失、机械损失)的影响大。因此，希望可降低机械损失的结构的开发。

本发明的目的在于提供一种可降低由润滑油而导致的机械损失的轴承结构以及增压器。

用于解决课题的方法

本发明的第一方案的宗旨是：是具备在两端设置叶轮的主轴、收纳主轴并在内部形成引导润滑油的油路的外壳的增压器的轴承结构。轴承结构具备：轴承保持架，其具有外周面以及内周面的中空的主体部、具有从主体部的外周面贯通至内周面且与油路连通地向主体部的内部引导润滑油的油孔，被固定于外壳内；在轴承保持架内，在主轴的轴向上相互隔离地配置并支撑主轴的两个全浮式轴承(轴承)；在主轴的轴向上分别配置于两个全浮式轴承外侧的两个推力轴承面、在主轴的轴向上分别配置于两个推力轴承面的外侧且设置于主轴上的两个轴环部。

还可以具备具有推力轴承面、与轴承保持架分开设置且被固定于轴承保持架上的推力轴承。

油孔的轴承保持架的主体部的内周面侧的开口部位于主轴的轴向上的两个全浮式轴承之间，两个全浮式轴承可以具备圆筒形状的轴承主体部、从轴承主体部的外周面贯穿至内周面并从内周面向外周面引导润滑油的导油孔。

油孔的主体部的外周面侧的开口部与形成于外壳的油路的轴承保持架侧的开口部在主轴的圆周方向上的位置不同。

本发明的第二方案是增压器，将具备涉及第一方案的轴承结构作为宗旨。

发明效果

根据本发明可降低由润滑油而产生的机械损失。

附图说明

图1是涉及本发明的实施方式的增压器的概略剖视图。

图2是用于说明涉及本实施方式的轴承结构的图。

图3是用于说明本实施方式中的润滑油流动的图。

图4是用于说明本实施方式的变形例中的润滑油流动的图。

具体实施方式

以下参照附图，关于本发明的实施方式进行详细说明。该实施方式所示的尺寸、材料、其他具体的数值等只不过为了容易地进行发明的理解的示例，除了特别不允许的情况，不限定本发明。并且，在本说明书以及图纸中，关于实质性具备相同的功能、结构的要素通过标注相同的符号省略重复说明，另外，与本发明无直接关系的要素省略图示。

图1是增压器C的概略剖视图。以下，将图1所示的箭头L作为表示增压器C的左侧的方向、将箭头R作为表示增压器C的右侧的方向进行说明。如图1所示，增压器C具备增压器主体1。该增压器主体1具备轴承外壳2、通过紧固机构3连接于轴承外壳2左侧的涡轮外壳4、通过紧固螺栓5连结于轴承外壳2右侧的压缩机外壳6。这些一体化构成。

在轴承外壳2的涡轮外壳4附近的外周面上设置突起2a。突起2a向轴承外壳2的径向突出。另外，在涡轮外壳4的轴承外壳2附近的外周面设置突起4a。突起4a向涡轮外壳4的径向突出。轴承外壳2与涡轮外壳4通过紧固机构3带式紧固突起2a、4a而固定。紧固机构3由夹持突起2a、4a的紧固带(如G型环)构成。

在轴承外壳2上设置轴承结构7。具体地说，在轴承外壳2上形成在增压器C的左右方向(主轴8的轴向)贯穿的贯穿孔2b，主轴8在贯穿孔2b内自由旋转地被支撑。关于轴承结构7后面进行详细叙述。

在主轴8的左端部一体化地固定涡轮叶轮9，该涡轮叶轮9自由旋转地被收纳于涡轮外壳4内。另外，在主轴8的右端部一体化固定压缩机叶轮10，该压缩机叶轮10自由旋转地被收纳于压缩机外壳6内。

在压缩机外壳6上形成吸气口11。吸气口11向增压器C的右侧开口，连接于空气过滤器(未图示)。另外，在通过紧固螺栓5连结轴承外壳2与压缩机外壳6的状态下，两外壳2、6的相互对置的对置面形成使空气升压的扩散流路12。扩散流路12从主轴8的径向内侧向外侧环状地形成。扩散流路12在上述的径向内侧通过压缩机叶轮10连通于吸气口11。

另外，在压缩机外壳6上设置压缩机涡旋流路13。压缩机涡旋流路13环状地形成，相比于扩散流路12位于主轴8(压缩机叶轮10)的径向外侧。压缩机涡旋流路13连通于发动机的吸气口(未图示)。另外，压缩机涡旋流路13也连通于扩散流路12。因此，压缩机叶轮10旋转时，空气从吸气口11被吸入压缩机外壳6内，在流通于压缩机叶轮10的叶片间的过程中通过离心力的作用而增速，在扩散流路12以及压缩机涡旋流路13中升压被引导至发动机的吸气口。

在涡轮外壳4上形成喷出口14。喷出口14向增压器C的左侧开口，连接于排气气体净化装置(未图示)。另外，在涡轮外壳4上设置流路15、比该流路15位于主轴8(涡轮叶轮9)的径向外侧的环状的涡轮涡旋流路16。涡轮涡旋流路16连通于引导从发动机的排气分流器(未图示)排出的废气气体的气体流入口(未图示)。另外，涡轮涡旋流路16也连通于流路15。因此，废气气体从气体流入口引入涡轮涡旋流路16，通过流路15以及涡轮叶轮9被引导至喷出口14。在此流通过程中，废气气体使涡轮叶轮9旋转。涡轮叶轮9的旋转力通过主轴8传递至压缩机叶轮10，由此，压缩机叶轮10旋转。空气通过压缩机叶轮10的旋转而升压，被引导至发动机的吸气口。

图2是用于说明轴承结构7的图，提取图1中虚线的部分进行表示。如图2所示，轴承结构7包含形成于轴承外壳2上的贯穿孔2b的轴承保持架18。轴承保持架18具备中空形状(圆筒形状)的主体部18a，通过将主体部18a压入贯穿孔2b，固定于轴承外壳2。另外，在主体部18a上插通主轴8。

在主体部18a的内周面18b上形成两个环状突起18c、18c。两个环状突起18c、18c在主轴8的轴向上相互隔离。各环状突起18c从内周面18b向轴承保持架18的径向内侧突出，以形成环状的方式向轴承保持架18的圆周方向延伸。另外，在内周面18b上设置两个大径部18d、18d。各大径部18d在主轴8的轴向上设置于相比于两个环状突起18c、18c靠外侧。即，一大径部18d设置于相比于环状突起18c、18c靠涡轮叶轮9侧(主体部18a中的一端部侧)，另一大径部18d设置于相比于环状突起18c、18c靠压缩机叶轮10侧(主体部18a中的另一端部侧)。大径部18d是在主体部18a的内周面18b中、具备比内周面18b的其它部位大的内径的部位。

在主体部18a上形成油孔18f。油孔18f从主体部18a的外周面18e贯通至内周面18b，向主体部18a的内部引导润滑油。油孔18f的主体部18a的内周面18b侧的开口位于两个环状突起18c(后述的两个全浮式轴承19)之间。

另外，在轴承外壳2上设置油路2c。油路2c从轴承外壳2的外部到贯穿孔2b引导润滑油。油路2c与油孔18f通过贯穿孔2b而连通。因此，润滑油从轴承外壳2的外部通过油路2c以及油孔18f，向轴承保持架18的主体部18a的内部供给。

在主体部18a的内侧配置两个全浮式轴承(轴承)19、19。两个全浮式轴承19、19在主轴8的轴向上相互隔离。两个全浮式轴承19、19位于比轴承保持架18的环状突起18c、18c靠外侧(即，主体部18a的任意端部侧)、且位于比轴承保持架18的大径部18d、18d靠内侧(即，主体部18a的中心侧)。

全浮式轴承19具备圆筒形状的轴承主体部(轴承主体部)19a。在轴承主体部19a上插通主轴8。全浮式轴承19位于径向上的主轴8与轴承保持架18的间隙。

在轴承主体部19a上形成导油孔19d。导油孔19d从轴承主体部19a的外周面19b贯通至内周面19c。导油孔19d如在轴承主体部19a的圆周方向上隔离并设置多个，从轴承主体部19a的内周面19c向外周面19b引导润滑油。全浮式轴承19通过被引导至轴承主体部19a的内周面19c以及外周面19b的润滑油的油膜压力可自由旋转地支撑主轴8。并且，全浮式轴承19通过伴随主轴8的旋转的润滑油的流动，比主轴8以低速旋转(所谓连动旋转)。

润滑油通过油孔18f向轴承保持架18的主体部18a的内部引导，然后，向全浮式轴承19的轴承主体部19a的内周面19c侧以及外周面19b侧供给。此时，向轴承主体部19a的内周面19c侧引导的润滑油的一部分通过导油孔19d也向轴承主体部19a的外周面19b侧引导。

在轴承保持架18中的两个大径部18d、18d中分别嵌入推力轴承20、21。推力轴承20、21是具备圆板形状的部件。在推力轴承20的中心形成推力孔20a。推力孔20a在主轴8的轴向上贯通推力轴承20。在推力轴承21的中心形成推力孔21a。推力孔21a在主轴8的轴向上贯通推力轴承21。主轴8插通这些推力孔20a、21a。并且，推力轴承20、21通过被压入大径部18d，被固定于轴承保持架18的主体部18a中。两个全浮式轴承19通过环状突起18c与推力轴承20、21限制轴向的移动。

轴环部22、23相对于两个推力轴承20、21分别配置于主轴8的轴向外侧。换而言之，轴环部22、23在主轴8的轴向上位于成对的推力轴承20、21的两侧。轴环部22是与主轴8一体形成的环状突起。轴环部22的外径比推力轴承20的推力孔20a的内径大。

轴环部23是与主轴8为不同个体而设置的环状部件。轴环部23具备在主轴8的轴向上贯通的轴环孔23a。在轴环孔23a插通主轴8。主轴8包含插入推力轴承21的部位、轴环部23插通的部位。轴环部23插通的部位的外径比插通推力轴承21的部位小。通过该主轴8的外径差，在主轴8上形成台阶面8a。台阶面8a在主轴8的径向上延伸。

轴环部23具备形成于推力轴承20侧的端面23b。在主轴8上装配轴环部23时，主轴8插入轴环部23的轴环孔23a直至该端面23b抵接于台阶面8a的位置。然后，轴环部23被台阶面8a与压缩机叶轮10夹持而被固定于主轴8上。

推力轴承20具备作为与轴环部22对置的面而形成的推力轴承面20b。另外，推力轴承21具备作为与轴环部23对置的面而形成的推力轴承面21b。即，两个轴环部22、23相对于两个推力轴承面20b、21b分别配置于主轴8的轴向外侧。进一步换而言之，两个轴环部22、23在主轴8的轴向上位于成对的推力轴承面20b、21b的两侧。

当向图2中的右侧的推力载荷作用在主轴8上时，则在轴环部22、推力轴承20的推力轴承面20b之间产生润滑油的油膜压力，推力轴承20通过润滑油承受来自轴环部22的推力载荷。

另一方面，当向图2中的左侧的推力载荷作用在主轴8上时，则在轴环部23、推力轴承21的推力轴承面21b之间产生润滑油的油膜压力，推力轴承21通过润滑油承受来自轴环部23的载荷。

此时，推力轴承20、21被固定于轴承保持架18上，相对于非旋转状态，轴环部22、23为旋转状态。以下，使用图3说明轴承结构7中的润滑油的流动。

图3是用于说明本实施方式中的润滑油的流动的图。如图3所示，润滑油从油路2c向贯穿孔2b供给，然后，通过油孔18f流入轴承保持架18的内部。此时，位于主体部18a的外周面18e侧的油孔18f的开口部18g作为一例，在图3中位于主体部18a的下侧。另一方面，位于轴承保持架18侧的油路2c的开口部2d在图3中与主体部18a上侧的部位对置。

即，油孔18f的开口部18g与油路2c的开口部2d在主轴8的圆周方向上的位置不同。其结果，假如即使发生在从油路2c向贯穿孔2b供给的润滑油中混入异物的情况，也能够抑制从油孔18f向轴承保持架18的主体部18a的内部的异物进入。

并且，润滑油从油孔18f流入轴承保持架18的主体部18a的内部，通过主轴8与环状突起18c的间隙引导至两个全浮式轴承19。然后，对全浮式轴承19的内周面19c进行润滑的润滑油的一部分通过导油孔19d也润滑外周面19b。另外，润滑油的一部分不通过内周面19c直接润滑外周面19b。

如此，润滑两个全浮式轴承19之后的润滑油润滑推力轴承20、21的两推力轴承面20b、21b。

在现有的润滑油的供给机构中，向推力轴承供给的润滑油由于为比较低温的且粘性高，因此对由润滑油的粘性阻力而产生的机械损失的影响大。在本实施方式中，润滑油通过润滑全浮式轴承19而升温，粘性变低。由于粘性低的润滑油向两个推力轴承20、21供给，因此能够降低由润滑油而产生的机械损失。而且，由于压缩机叶轮10侧比涡轮叶轮9侧温度低，因此伴随由全浮动轴承19而产生的润滑油升温的机械损失的降低效果高。

另外，与在轴承外壳2上固定推力轴承20、21的结构不同，在本实施方式中，在轴承保持架18中固定推力轴承20、21。由此，能够降低轴承外壳2的加工工时。而且，例如，润滑油的供给路径单纯化，用于形成润滑油的供给路径的加工变得容易。另外，由于向轴承保持架18中压入推力轴承20、21而固定，相比较于螺纹固定等能够减少螺纹孔的加工等。

图4是用于说明本实施方式的变形例中的润滑油的流动的图。如图4所示，在变形例的轴承结构37中，油孔38f形成于两个全浮式轴承19各自的径向外侧。油孔38f在主轴8的圆周方向上设置多个。

并且，润滑油通过多个油孔38f被引导至全浮式轴承19中，润滑全浮式轴承19的外周面19b侧的同时，一部分通过导油孔19d被引导至内周面19c侧而润滑内周面19c。然后，润滑油润滑推力轴承20、21的推力轴承面20b、21b。

如此，即使在变形例中，也与上述实施方式相同，润滑全浮式轴承19而升温的润滑油润滑推力轴承面20b、21b。因此，能够降低机械损失。

并且，在图3所示的实施方式中，与图4所示的变形例相反，润滑油从轴承主体部19a的内周面19c向外周面19b在全浮式轴承19的导油孔19中流动。因此，通过离心力促进沿导油孔19d流动的润滑油的流动，能够向比较而言润滑油容易不足的外周面19b侧充足地供给润滑油。

另外，由于推力轴承20、21从主轴8的轴向外侧夹持两个全浮式轴承19，因此在两个全浮式轴承19的双方上油压升高。其结果，在两个全浮式轴承19上能够平衡地供给润滑油。

在上述实施方式以及其变形例中，轴承保持架18的主体部18a通过被压入轴承外壳2的贯穿孔2b中，被固定于轴承外壳2中。可是，例如，通过由销等固定，关于轴承保持架18的主体部18a可以限制主轴8的轴向上的移动。另外，向轴承外壳2上的轴承保持架18的固定方法如可以并用压入与销等的多个固定方法。这种情况下，能够提高对轴承外壳2的轴承保持架18的固定力。轴承保持架18的主体部18a可以分别在主轴8的轴向的两端侧被压入贯穿孔2b，也可以只压入任意一个贯穿孔2b，通过发动机的运转条件等能够任意选择。可是，如在仅压缩机侧、涡轮侧任意一个被压入的情况下，能够通过降低轴承保持架18与轴承外壳2的接触面积，抑制伴随主轴8旋转的振动向轴承外壳2的传递。另外，在如仅压缩机侧被压入的情况下，能够抑制通过轴承保持架18从涡轮侧向全浮式轴承19传递过大的热量。

另外，在上述实施方式中，油孔18f的开口部18g与油路2c的开口部2d在主轴8的圆周方向上位置不同。可是，例如，油孔18f的开口部18g可以配置于油路2c的与开口部2d对置的位置上。

另外，在上述实施方式以及其变形例中，推力轴承20、21形成为与轴承保持架18不同体，被固定于轴承保持架18上。可是，可以使推力轴承20、21的任意一方或双方与轴承保持架18一体形成。例如，可以是在通过轴承保持架18的端面且借助于轴环部22、23承受推力载荷的情况下将轴承保持架18的一部分作为推力轴承面20b、21b而发挥功能的结构。另外，该情况下，例如为了限制两个全浮式轴承19的外侧中的轴向上的移动，可以单独设置扣环等的限制部件。

以上，参照附图关于本发明的实施方式进行说明，本发明未限定为该实施方式。如果是本领域技术人员，则当然明白能在保护范围所记载的范畴内，得到各种变形例或修正例，即使关于那些也当然属于本发明的技术性范畴内的技术。

产业上利用的可能性

本发明能够利用于通过全浮式轴承支撑主轴的轴承结构以及增压器。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种轴承结构，其是增压器的轴承结构，该增压器具备在两端设置叶轮的主轴和收纳上述主轴并在内部形成润滑油的油路的外壳，该轴承结构的特征在于，

具备：

轴承保持架，其具备具有外周面以及内周面的中空的主体部和从上述主体部的上述外周面贯通至上述内周面并与上述油路连通的油孔，被固定于上述外壳内；

两个全浮式轴承，其在上述轴承保持架内，在上述主轴的轴向上相互隔离地配置，并支撑上述主轴；以及

两个推力轴承面，其在上述主轴的轴向上，分别配置于上述两个全浮式轴承的外侧，

润滑了上述两个全浮式轴承后的润滑油润滑上述两个推力轴承面。

2.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，

还具备推力轴承，其具有上述推力轴承面，与上述轴承保持架分开设置，并且被固定于上述轴承保持架。

3.根据权利要求1或2所述的轴承结构，其特征在于，

上述油孔在上述轴承保持架的主体部的内周面侧的开口部位于上述主轴的轴向上的上述两个全浮式轴承之间，

上述两个全浮式轴承具备圆筒形状的轴承主体部和导油孔，该导油孔从上述轴承主体部的上述外周面贯通至上述内周面，并从上述内周面向上述外周面引导润滑油。

4.根据权利要求1至3任一项所述的轴承结构，其特征在于，

上述油孔的上述主体部的外周面侧的开口部与形成于上述外壳的上述油路的上述轴承保持架侧的开口部在上述主轴的圆周方向上的位置不同。

5.一种增压器，其特征在于，

具备上述权利要求1至4任一项所述的轴承结构。

6.(追加)一种增压器，其特征在于，

具备：

包括润滑油的油路的外壳；

固定于上述外壳，且包括与上述油路连接的油孔的轴承保持架；

配置于上述轴承保持架的全浮式轴承；以及

设于上述轴承保持架的推力轴承，

上述润滑油在润滑了上述全浮式轴承后润滑上述推力轴承的推力轴承面。

Claims (5)

1.一种轴承结构，其是增压器的轴承结构，该增压器具备在两端设置叶轮的主轴和收纳上述主轴并在内部形成引导润滑油的油路的外壳，该轴承结构的特征在于，

具备：

轴承保持架，其具备具有外周面以及内周面的中空的主体部和从上述主体部的上述外周面贯通至上述内周面并与上述油路连通地向上述主体部的内部引导润滑油的油孔，被固定于上述外壳内；

两个全浮式轴承，其在上述轴承保持架内，在上述主轴的轴向上相互隔离地配置，并支撑上述主轴；

两个推力轴承面，其在上述主轴的轴向上，分别配置于上述两个全浮式轴承的外侧；以及

两个轴环部，其在上述主轴的轴向上，分别配置于上述两个推力轴承面的外侧，并设置于上述主轴。

2.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，

还具备推力轴承，其具有上述推力轴承面，与上述轴承保持架分开设置，并且被固定于上述轴承保持架。

3.根据权利要求1或2所述的轴承结构，其特征在于，

上述油孔在上述轴承保持架的主体部的内周面侧的开口部位于上述主轴的轴向上的上述两个全浮式轴承之间，

上述两个全浮式轴承具备圆筒形状的轴承主体部和导油孔，该导油孔从上述轴承主体部的上述外周面贯通至上述内周面，并从上述内周面向上述外周面引导润滑油。

4.根据权利要求1至3任一项所述的轴承结构，其特征在于，

上述油孔的上述主体部的外周面侧的开口部与形成于上述外壳的上述油路的上述轴承保持架侧的开口部在上述主轴的圆周方向上的位置不同。

5.一种增压器，其特征在于，

具备上述权利要求1至4任一项所述的轴承结构。