CN106536892A - 涡轮增压器用轴承机构 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮增压器用轴承机构，其以防止异常声音的产生、运转效率的降低并且能够谋求降低制造成本为课题。涡轮增压器用轴承机构(1)具备转子轴(10)、滚珠轴承(20)、保持架(60)及外壳(30)。转子轴(10)在一端(10a)安装了涡轮叶轮(1)，在另一端(10b)安装了压缩机叶轮(12)。滚珠轴承(20)具备可相互相对旋转地被支承的内环(21)和外环(22)。保持架(60)保持外环(22)。油呈膜状地夹在内环(21)和转子轴(10)的外周面(10c)之间，形成了油膜阻尼器(50)。

Description

涡轮增压器用轴承机构
技术领域
本发明涉及一种涡轮增压器用轴承机构。
背景技术
以往，在内燃机中有具备涡轮增压器的内燃机，该涡轮增压器利用从内燃机排出的废气的气流，将吸入空气压缩。涡轮增压器具备转子轴、被设置在转子轴的一端的涡轮叶轮和被设置在转子轴的另一端的压缩机叶轮，转子轴由轴承机构铰接。该轴承机构被收纳在轴承外壳内。而且，在专利文献1中公开了如下的涡轮增压器：作为这样的轴承机构，具备滚珠轴承和油膜阻尼器，该滚珠轴承安装在转子轴上，该油膜阻尼器是在滚珠轴承和轴承外壳之间充填润滑油而成的。
在专利文献1公开的结构中，滚珠轴承具有环状的内环及外环和夹在两者之间以便两者相互旋转的滚珠，转子轴被嵌装在内环的内侧。由此，形成了旋转体组件，以便转子轴和分别被设置在其端部的两叶轮和滚珠轴承的内环一体地旋转。而且，在滚珠轴承的外环和轴承外壳之间形成充填油而成的油膜阻尼器，被构成为起到抑制旋转体组件的振动的阻尼效果。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-92934号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述结构中，油膜阻尼器被形成在滚珠轴承的外环和轴承外壳之间。因此，因为位于油膜阻尼器的内侧的零件整体在转子轴及两叶轮的基础上还包括滚珠轴承，所以油膜阻尼器内侧的零件整体的质量变得比较大。另外，因为滚珠轴承的外环的外径与其内环的内径相比十分大，所以油膜阻尼器和滚珠轴承的外环的接触面积变得比较大。因此，在油膜阻尼器和外环之间产生的粘性力容易变大，特别是在低温时，这样的粘性的增大显著。
另一方面，因为在旋转体组件中但必然存在不少剩余失衡(不平衡)，所以旋转体组件的在径方向的质量中心位于从转子轴的轴心(图心)错开的位置。因此，在旋转体组件进行轴旋转时，欲进行以通过从转子轴的轴心错开的质量中心的轴线为中心的偏重心旋转。但是，在油膜阻尼器内侧的零件的(惯性)质量大而上述粘性力高的情况下，旋转体组件的偏重心旋转受到阻碍，不得不以靠近图心的位置为中心旋转。而且，因为被设置在转子轴的两端的两叶轮成为悬臂梁的状态，所以在这样的情况下，两叶轮伴随着转子轴的旋转而大幅摇摆。由此，在旋转初期，存在产生异常声音或两叶轮与外壳接触而破损的危险，这些在低温时更显著。而且，为了防止两叶轮的破损，需要使两叶轮和外壳的间隙(顶部间隙)变大。但是，若使顶部间隙大，则将导致涡轮增压器的运转效率的降低。
为了防止这样的异常声音的产生、运转效率的降低，可以考虑调整旋转体组件的质量平衡，以便不阻碍旋转体组件的偏重心旋转，旋转体组件的质量中心和转子轴的轴心的错开变得极小。但是，在这样的质量平衡的调整中要求高的精度，成本变高。
本发明是鉴于这样的背景做出的发明，是欲提供一种防止异常声音的产生、运转效率的降低并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构的发明。
为了解决课题的手段
本发明的一方式是一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，具备：
在一端安装了涡轮叶轮，在另一端安装了压缩机叶轮的转子轴；
具备可相互旋转地被支承的内环和外环的滚珠轴承；
保持上述外环的保持架；和
收纳上述转子轴、上述滚珠轴承及上述保持架的外壳，
油呈膜状地夹在上述内环和上述转子轴的外周面之间，形成了油膜阻尼器。
发明的效果
根据上述涡轮增压器用轴承机构，因为油膜阻尼器被形成在滚珠轴承的内环和转子轴之间，所以在油膜阻尼器内侧的零件中没有包括滚珠轴承中的内环以外的部分、保持架，油膜阻尼器内侧的零件的(惯性)质量变得比较小。另外，因为滚珠轴承的内环的内径与其外环的外径相比十分小，所以油膜阻尼器和转子轴的外周面的接触面积变得比较小。由此，能够使在油膜阻尼器和转子轴的外周面之间产生的粘性力变得比较小。
而且，因为能够使上述粘性力小，由此降低阻碍旋转体组件以质量中心为中心旋转的力，另外，由于油膜阻尼器内侧的零件的(惯性)质量变得比较小，所以旋转体组件变得容易进行偏重心旋转。其结果，在转子轴旋转时，由于设置在转子轴的两端的两叶轮大幅摇摆被抑制，所以可防止异常声音的产生，并且可使各叶轮和外壳的顶部间隙最佳化，谋求提高运转效率。另外，如上所述，因为旋转体组件变得容易进行偏重心旋转，所以在旋转体组件的质量平衡的调整中不需要那么高的精度，因此，该质量平衡的调整变得容易，能够谋求降低制造成本。
另外，如上所述，因为能够使在油膜阻尼器和旋转体组件之间产生的粘性力变得比较小，由此能够期待提高旋转体组件的旋转响应，所以能够有助于提高内燃机的过渡性能。
进而，即使在低温时等的油的粘性容易变高的情况下，因为能够使上述粘性力变小，所以能够充分地发挥相对于旋转体组件的油阻尼效果。
根据本发明，能够提供一种防止异常声音的产生、运转效率的降低并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构。
附图说明
图1是实施例1中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。
图2是图1中的在II-II线位置的剖视局部放大图。
图3是在使旋转体组件从图1的状态旋转了45°的状态下的油膜阻尼器附近的放大图。
图4是实施例2中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。
图5是图4中的油膜阻尼器附近的放大图。
图6是图4中的在III-III线位置的剖视局部放大图。
图7是图5中的在IV-IV线位置的剖视局部放大图。
图8是实施例2中的内环的轴方向端部的立体图。
图9是实施例3中的油膜阻尼器附近的放大图。
图10是实施例3中的环状部件的立体图。
图11是实施例4中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。
图12是实施例4中的环状部件的立体图。
图13是实施例4中的在与图5的IV-IV线位置相当的位置的剖视局部放大图。
图14是实施例4中的内环的轴方向端部的立体图。
图15是实施例5中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。
图16是图15中的油膜阻尼器附近的放大图。
图17是图15中的在III-III线位置的剖视局部放大图。
图18是实施例5中的内环的轴方向端部的立体图。
图19是变形例1中的油膜阻尼器附近的剖视示意图的放大图。
图20是变形例2中的油膜阻尼器附近的剖视示意图的放大图。
图21是实施例6中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。
图22是图21中的油膜阻尼器附近的放大图。
图23是图21中的在III-III线位置的剖视局部放大图。
具体实施方式
为了实施发明的优选方式
能够做成如下的结构：在上述内环上经卡合部件卡合了上述转子轴。在此情况下，能够使内环经卡合部件可靠地与转子轴一起旋转。
能够做成如下的结构：上述内环具有由贯通孔构成的油供给孔，并且上述油的至少一部分经上述油供给孔向上述油膜阻尼器供给。在此情况下，能够由简易的结构容易地向油膜阻尼器供给油。
在上述涡轮增压器用轴承机构中，若为了安装滚珠轴承而对转子轴进行螺纹孔加工等，则在旋转体组件的质量平衡的调整中花费更多的功夫，存在成本变高的情况。另外，若对转子轴进行螺纹孔加工，则存在因应力集中于该螺纹孔而导致转子轴的疲劳强度的降低的危险。在此情况下，可以考虑为了弥补疲劳强度的降低而预先使转子轴的径变大来确保足够的疲劳强度。然而，因为若使转子轴的径变大，则滚珠轴承也大型化，所以油膜阻尼器和滚珠轴承的接触面积变大，在两者之间产生的粘性力变大，导致涡轮增压器的运转效率的降低。另外，因为转子轴高速旋转，所以在直接紧固在转子轴上的螺钉中也可能发生容易产生松懈的问题。
因此，能够做成如下的结构：上述内环被形成为沿上述转子轴的轴方向延伸的筒状，在上述转子轴上，设置在轴方向与上述内环的轴方向端部相向的端部相向部，在上述轴方向端部及上述端部相向部的一方形成了朝向另一方突出的突出部，在上述轴方向端部及上述端部相向部的另一方形成了该突出部卡合的卡合部。在此情况下，通过内环的轴方向端部和被设置在转子轴上的端部相向部经突出部及卡合部卡合，内环伴随着转子轴的旋转而一起旋转。而且，因为端部相向部和轴方向端部在轴方向相向，所以突出部和卡合部在轴方向卡合。由此，不用在与轴方向交叉的方向将螺钉等安装在转子轴上，就能够使内环卡合在转子轴上。因此，因为不需要对转子轴实施螺纹孔加工等，所以旋转体组件的质量平衡的调整变得容易，能够降低制造成本。
能够做成如下的结构：上述端部相向部由与涡轮叶轮侧的轴方向端部相向的涡轮侧端部相向部和与压缩机叶轮侧的轴方向端部相向的压缩机侧端部相向部构成，上述涡轮侧端部相向部被形成在上述转子轴的与上述涡轮叶轮的接合部，上述压缩机侧端部相向部被形成在上述压缩机叶轮侧的轴环衬套上。在此情况下，因为不需要为了设置端部相向部而设置另外的部件，所以能够谋求降低制造成本。
能够做成如下的结构：在上述接合部及上述轴环衬套的至少一方设置了被形成为凹状的多个抛油环，以便使从上述油膜阻尼器流出的油向径方向外侧飞散，上述突出部与上述多个抛油环的一部分卡合，该抛油环的一部分构成上述卡合部。在此情况下，因为能够将抛油环作为上述卡合部利用，所以不需要另外的部件、实施加工，能够谋求降低制造成本。
能够做成如下的结构：上述转子轴具有被形成在上述涡轮轴侧的大径部；被形成在上述压缩机叶轮侧，并且具有比上述大径部的直径小的直径的小径部；和被形成在上述大径部和上述小径部之间的阶梯差部，在该阶梯差部和上述压缩机叶轮侧的轴环衬套之间夹持了穿插上述小径部的环状部件，在该环状部件上形成了位于上述压缩机侧的上述端部相向部。在此情况下，因为通过与轴环衬套另外设置上述环状部件，用于形成突出部或卡合部的加工变得容易，并且能够由简易的结构形成突出部或卡合部，所以能够谋求降低制造成本。
能够做成如下的结构：上述内环被构成为，经上述油膜阻尼器，伴随着上述转子轴的旋转而一起旋转。具体地说，油膜阻尼器中的摩擦(即，滚珠轴承的内环和转子轴之间的摩擦)比滚珠轴承中的摩擦(即，内环和外环之间的摩擦)大。因此，因为若转子轴旋转，则在滚珠轴承中，在内环和外环之间产生相对旋转，油膜阻尼器中的内环和转子轴之间的相对旋转被抑制，所以虽然产生一些滑动(内环和转子轴之间的相对旋转)，但内环能够仅经油膜阻尼器伴随着转子轴的旋转而一起旋转。因此，不需要另行设置为了使内环与转子轴一起旋转而使两者卡合的机构。例如，不需要对转子轴实施为了使转子轴和内环卡合的螺纹孔加工，或对内环的端部实施用于使内环的端部和抛油环卡合的加工或对内环的端部、轴环衬套实施用于使内环的端部、轴环衬套卡合的加工。因此，不需要加工费用，并且旋转体组件的质量平衡的调整变得容易，能够大幅降低制造成本。
另外，由于不需要对转子轴进行螺纹孔加工，所以与实施螺纹孔加工的情况相比，能够谋求提高转子轴的疲劳强度。而且，因为能够谋求提高该疲劳强度，所以不需要使转子轴的径变大，因此，能够使滚珠轴承小型化，能够使油膜阻尼器和滚珠轴承的接触面积变小。其结果，能够使在两者之间产生的粘性力变小，能够谋求提高涡轮增压器的运转效率。另外，不需要考虑因转子轴的高速旋转而造成的螺钉的松懈。
优选上述内环被形成为沿上述转子轴的轴方向延伸的筒状，在上述转子轴上设置了在轴方向与上述内环的轴方向端部相向的端部相向部，在上述轴方向端部及上述端部相向部的至少一方形成了进行切口而成的油排出槽，以便将从上述油膜阻尼器排出的油排出。由此，能够使从油膜阻尼器的排油性提高，使向油膜阻尼器的注油性提高。其结果，也能够防止油在外壳内充满而向外壳的外部漏出。
在上述涡轮增压器用轴承机构中，为了防止异常声音的产生、运转效率的降低，通过由油膜阻尼器产生的阻尼效果来抑制旋转体组件的振动是有效的。为了更可靠地发挥这样的阻尼效果，需要使油的润滑性十分高，以便油遍布该油膜阻尼器整体。
因此，能够做成如下的结构：上述保持架具有使上述油流通并且倾斜成越靠近上述转子轴则越靠近上述油膜阻尼器的油供给路，该油供给路在上述内环侧的端部具有将在该油供给路中流通的油朝向上述内环排放的油排放口，上述内环具有被形成为圆筒状并且与从上述油排放口排放的油的排放方向相向的排放口相向部，在该排放口相向部形成了使从上述油排放口排放的油向上述内环的内侧流通而向上述油膜阻尼器供给的多个油流通孔。在此情况下，油供给路倾斜地形成为越靠近转子轴则越靠近油膜阻尼器，在内环上，在与油供给路的油排放口中的油排放方向相向的排放口相向部形成了多个油流通孔。由此，从油排放口经油供给路向朝向油膜阻尼器的方向排放的油从多个油流通孔流入内环的内侧，向油膜阻尼器供给。其结果，因为从油排放口排放的油主动地向油膜阻尼器供给，所以油膜阻尼器中的油的润滑性提高。由此，能够得到更充分的阻尼效果，能够谋求防止异常声音的产生、提高运转效率。
能够做成如下的结构：上述油供给路呈直线状地贯通上述保持架，并且上述油供给路的中心线与上述排放口相向部正交。在此情况下，因为油流通孔在与从油排放口排放的油的行进方向垂直的面上开口，所以从油排放口排放的油容易流入油流通孔。其结果，促进油向油膜阻尼器的供给，油膜阻尼器中的油的润滑性提高，能够得到更充分的阻尼效果，能够进一步谋求防止异常声音的产生、提高运转效率。另外，油供给路的中心线是指通过油供给路的中心并与保持架中的油供给路的贯通方向平行的假想线。
上述油供给路的中心线和上述转子轴的轴心所成的角在45°以下，更优选在30°以下。在此情况下，因为起到从油排放口经油供给路排放的油朝向内环的内侧的油膜阻尼器行进而主动地注入油膜阻尼器的楔形效果，所以油膜阻尼器中的油的润滑性进一步提高，能够得到充分的阻尼效果，能够进一步谋求防止异常声音的产生、提高运转效率。
能够做成如下的结构：在上述内环上设置了形成上述油膜阻尼器的阻尼器形成部和储存部形成部，所述储存部形成部在该阻尼器形成部和上述排放口相向部之间形成将油储存在与上述转子轴的外周面之间的油储存部，该储存部形成部中的上述阻尼器形成部侧的壁面在包括上述转子轴的轴心及上述油供给路的中心线在内的剖面中与该中心线平行地形成。在此情况下，能够将经油流通孔供给的油储存在油储存部，并且能够由从油流通孔流入油储存部的油将该被储存的油沿阻尼器形成部侧的壁面向油膜阻尼器供给。由此，因为润滑性提高，并且起到上述楔形效果，所以在油膜阻尼器中，能够得到充分的阻尼效果，能够进一步谋求防止异常声音的产生、提高运转效率。
优选在上述内环上形成了排出部形成部，所述排出部形成部在上述阻尼器形成部中的与上述油储存部相反侧形成将供给到上述油膜阻尼器的油排出的油排出部，在与该油排出部相向的位置设置了使从该油排出部排出的油向上述转子轴的径方向外侧飞散的抛油环。在此情况下，容易由油排出部及抛油环将供给到油膜阻尼器的油从油膜阻尼器排出，促进轴承外壳内的油的循环。由此，能够使从油膜阻尼器的排油性提高，使向油膜阻尼器的注油性提高。其结果，也能够防止油在轴承外壳内充满而向轴承外壳的外部漏出。
实施例
(实施例1)
使用图1～图3，对有关实施例1的涡轮增压器用轴承机构1进行说明。
本例的涡轮增压器用轴承机构1具备转子轴10、滚珠轴承20、外壳30。
转子轴10在一端10a安装了涡轮叶轮11，在另一端10b安装了压缩机叶轮12。
滚珠轴承20具备可相互旋转地被支承的内环21和外环22。而且，在内环21上经卡合部件40卡合了转子轴10。
外壳30收纳转子轴10、滚珠轴承20及卡合部件40，构成了轴承外壳。
而且，外环22经保持架60固定在外壳30上，并且在内环21和转子轴10的外周面10c之间设置了充填油而成的油膜阻尼器50。
下面，对本例的涡轮增压器用轴承机构1详细地进行叙述。
如图1所示，在转子轴10的一端10a一体地设置了涡轮叶轮11。涡轮叶轮11被收纳在涡轮外壳33内，另一方面，转子轴10的另一端10b穿插于轴环衬套13及压缩机叶轮12中，它们由轴端螺母14防止脱落。而且，压缩机叶轮12被收纳在压缩机外壳34中。在转子轴10上的涡轮叶轮11和压缩机叶轮12之间设置了滚珠轴承20。
滚珠轴承20，如图1所示，具有内环21和外环22。内环21呈大致圆筒形。内环21的内径比转子轴10的外径大一些。具体地说，内环21的轴方向X的两方的端部附近区域S的内径分别比转子轴10的外径大0.05～0.1mm左右，两端部附近区域S之间的中间区域T的内径比端部附近区域S的内径大。而且，转子轴10穿插于内环21的内侧。通过内环21呈上述的形状，在内环21和转子轴10之间，在两端部附近区域S形成了间隙P，在中间区域T形成了比间隙P宽的间隙Q。两间隙P、Q在使内环21的中心和转子轴10的中心一致的静止状态下，在周方向成为一定的大小。
如图2所示，在内环21的轴方向X的中央区域212，分别形成多个卡合部件穿插孔215及油供给孔217，它们在周方向排列。在本例中，卡合部件穿插孔215被设置在相对于转子轴10的轴线L对称的2个部位，油供给孔217在一对卡合部件穿插孔215之间，在相对于转子轴10的轴线对称的位置合计设置了4个。如图2所示，卡合部件穿插孔215及油供给孔217都是贯通孔，油供给孔217的开口径比卡合部件穿插孔215的开口径大。
如图2所示，在卡合部件穿插孔215中穿插了具有比卡合部件穿插孔215的直径小一些的径的由棒状部件构成的卡合部件40。在卡合部件40的至少一端40a侧的侧面上形成了螺纹槽，卡合部件40被拧入形成在转子轴10上的螺纹孔15中而被安装在转子轴10上。卡合部件40的另一端侧的突出端部40b向转子轴10的径方向外侧突出，与内环21的内侧面21a相比位于径方向外侧。由此，若转子轴10旋转，则卡合部件40的侧面与卡合部件穿插孔215的侧壁面抵接，转子轴10和内环21相互卡合。其结果，内环21伴随着转子轴10的旋转而一起旋转。
滚珠轴承20的外环22呈环状。如图1所示，外环22具备2个，分别被配设成与内环21的在轴方向X的两端部附近的区域S中的外周面(与面向转子轴10的面相反侧的面)相向。而且，在内环21和外环22之间经未图示的保持器夹设了滚珠状的转子23。由此，内环21和外环22被构成为可经转子23相互旋转，形成了滚珠轴承20。外环22经保持架60固定在外壳30上，转子轴10经滚珠轴承20铰接在外壳30上。
如图1所示，在保持架60上形成了用于向滚珠轴承20周围供给油的油供给路62和将油从滚珠轴承20周围排出的油排出路63。油供给路62在保持架60中形成在外壳30的铅直方向的上侧，作为油供给路62具备向滚珠轴承20周围排放油的油排放口62a。油排放口62a在轴方向X被形成在与形成在内环21上的油供给孔217(参照图3)重叠的位置。油排出路63被形成在外壳30的铅直方向的下侧，在油排出路63的下方形成了在外壳30的外部开口的油排出口63b。
在形成于内环21的两端部附近的区域S中的内环21和转子轴10之间的间隙P中分别形成了油膜阻尼器50。如图3所示，在油供给孔217位于油排放口62a的正下方的状态下，从形成于保持架60上的油供给路62供给的油的一部分如由箭头表示的那样经油供给孔217进入内环21和转子轴10之间，通过间隙Q，到达间隙P，由此，形成油膜阻尼器50。另外，将油从油供给路62依次向油膜阻尼器50供给，并且将被供给的油从内环21中的轴方向X的两侧端部排出。
转子轴10如下面的那样被组装在外壳30上。首先，将滚珠轴承20的内环21插入保持架60的内侧。然后，从保持架60的轴方向X的两端侧向保持架60分别组装转子23及外环22，形成滚珠轴承20。然后，将滚珠轴承20及保持架60插入外壳30，由板70及螺栓71以夹入的方式固定到外壳30上。然后，将涡轮叶轮12和转子轴10插入外壳30，由轴端螺母14拧紧固定轴环衬套13及压缩机叶轮11。然后，将一方的卡合部件40通过外壳30的上侧孔31，从保持架60的油供给路62插入，拧紧固定在转子轴10的螺纹孔15上。而且，将另一方的卡合部件40通过外壳30的下侧孔32，从保持架60的油排出路63插入，拧紧固定在转子轴10的螺纹孔15上。最后，将塞子64安装在外壳30的上侧孔31上，关闭上侧孔31。
另外，也可以是，在使一方的卡合部件40通过外壳30的上侧孔31进行固定后，使转子轴10(旋转体组件100)旋转180°，使得位于与安装了一方的卡合部件40的螺纹孔15相反侧的螺纹孔15位于上侧孔31的正下方，将另一方的卡合部件40通过上侧孔31拧紧固定在该螺纹孔15上。
根据本例的涡轮增压器用轴承机构1，在内环21上经卡合部件40卡合了转子轴10。由此，能够使内环21经卡合部件40可靠地与转子轴10一起旋转。而且，因为油膜阻尼器50被形成在滚珠轴承20的内环21和转子轴10之间(间隙P)，所以旋转体组件100由转子轴10、被安装在转子轴10上的涡轮叶轮11及压缩机叶轮12和与转子轴10一起旋转的内环21构成，在旋转体组件100中没有包括滚珠轴承20中的内环21以外的部分(外环22、转子23、保持器等)。因此，旋转体组件100的质量变得比较小。另外，因为转子轴10的外径与滚珠轴承20的外环22的外径相比十分小，所以油膜阻尼器50和旋转体组件100(转子轴10的外周面10c)的接触面积变得比较小。由此，能够使在油膜阻尼器50和旋转体组件100之间产生的粘性力变得比较小。
而且，因为能够使上述粘性力变小，由此阻害旋转体组件100欲进行偏重心旋转的力被降低，所以即使是小的能量，旋转体组件100也容易进行偏重心旋转。其结果，在转子轴10旋转时，分别设置在转子轴10的两端的两叶轮11、12大幅摇摆被抑制。其结果，因为可防止异常声音的产生，并且不需要使各叶轮11、12和各自的外壳33、34的顶部间隙增大，所以能够防止运转效率的降低。另外，在压缩机外壳34具备耐磨密封件的情况下，因为可防止压缩机叶轮12相对于该耐磨密封件过度地接触，所以可防止压缩机叶轮12的破损、耐磨密封件的过度的磨损。另外，如上所述，因为旋转体组件100容易进行偏重心旋转，所以在旋转体组件100的重量平衡的调整中不需要那么高的精度，因此，该重量平衡的调整变得容易，能够谋求制造成本的降低。
另外，如上所述，因为能够使在油膜阻尼器50和旋转体组件100之间产生的粘性力变得比较小，由此能够期待提高旋转体组件100的旋转响应，所以能够有助于提高内燃机的过渡性能。
进而，即使在低温时等的油的粘性容易变高的情况下，因为能够使上述粘性力变小，所以能够有效地起到相对于旋转体组件100的油阻尼效果。
在本例中，内环21具有由贯通孔构成的油供给孔217，并且被构成为油的至少一部分经油供给孔217向内环21和转子轴10之间(间隙P)供给。因此，能够由简易的结构容易地向间隙P供给油，形成油膜阻尼器50。
在本例中，油供给孔217被形成在内环21的轴方向X的中央区域212，但不限于此，或者在此基础上，也可以在轴方向X在不同的部位形成油供给孔217。
根据本例，能够提供一种防止异常声音的产生、运转效率的降低并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构1。
(实施例2)
使用图4～图8，对有关实施例2的涡轮增压器用轴承机构1进行说明。
本例的涡轮增压器用轴承机构1，如图4所示，具备转子轴10、滚珠轴承20、保持架60和外壳30。
转子轴10在一端10a安装了涡轮叶轮11，在另一端10b安装了压缩机叶轮12。
滚珠轴承20具备可相互旋转地被支承的内环21和外环22。
保持架60保持外环22。
外壳30收纳转子轴10、滚珠轴承20及保持架60，构成了轴承外壳。
而且，油呈膜状地夹在内环21和转子轴10的外周面10c之间，形成油膜阻尼器50。
进而，内环21被形成为沿转子轴10的轴方向X延伸的筒状。
在转子轴10上，设置在轴方向X与内环21的轴方向端部21b、21c相向的端部相向部80。
而且，在轴方向端部21b、21c及端部相向部80的一方，形成了朝向另一方突出的突出部24，在另一方形成了突出部24卡合的卡合部25。
下面，对本例的涡轮增压器用轴承机构1详细地进行叙述。
如图4所示，在转子轴10的一端10a，一体地设置了涡轮叶轮11。涡轮叶轮11被收纳在涡轮外壳33内。另一方面，转子轴10的另一端10b穿插于轴环衬套13及压缩机叶轮12中，它们由轴端螺母14防止脱落及旋转。而且，压缩机叶轮12被收纳在压缩机外壳34中。在涡轮外壳33和压缩机外壳34之间，设置了作为转子轴10的轴承外壳的外壳30。
如图4所示，在外壳30内，经保持架60保持了铰接转子轴10的滚珠轴承20。在保持架60上，形成了用于向滚珠轴承20周围供给油的油供给路61和从滚珠轴承20周围将油排出的油排出路63。
油供给路61，如图5所示，倾斜地形成为越靠近转子轴10则越靠近油膜阻尼器50。在本例中，油供给路61呈直线状地贯通保持架60。因此，通过油供给路61的中心，与保持架60中的油供给路61的贯通方向平行的作为假想线的中心线L成为直线状。油供给路61的出口(油供给路61中的内环21侧的端部)，形成了以将在油供给路61中流通的油朝向内环21排放的方式开口的油排放口611。在本例中，油供给路61被设置在2个部位，以便向被形成在轴方向X的两端的油膜阻尼器50的每一个供给油。油排出路63被形成在外壳30的铅直方向的下侧，在油排出路63的下方形成了在外壳30的外部开口的油排出口63b。另外，也可以在2个部位的油供给路61之间形成在轴方向X垂直地延伸的辅助油供给路。
如图5所示，油供给路61的中心线L相对于转子轴10的轴心10d倾斜。中心线L和轴心10d所成的角α优选在45°以下，更优选在30°以下，在本例中，α是30°。
滚珠轴承20，如图4所示，具有内环21和外环22。内环21呈大致圆筒形。在内环21的轴方向X的两端部区域形成了在与转子轴10的外周面10c之间形成油膜阻尼器50的阻尼器形成部211。在本例中，阻尼器形成部211的内径比转子轴10的外径大0.05～0.1mm左右。
在轴方向X的内环21的中央区域212具有比阻尼器形成部211的内径大的内径。在本例中，中央区域212的内径比转子轴10的外径大0.2mm左右。因此，中央区域212中的内环21和转子轴10的外周面10c之间的间隙Q在阻尼器形成部211和转子轴10的外周面10c之间的间隙P(即，油膜阻尼器50的厚度)的2倍以上。两间隙P、Q在使内环21的中心和转子轴10的中心一致的静止状态下，在周方向成为一定的大小。
如图5所示，排放口相向部213被形成在与从油排放口611排放的油的排放方向相向的位置，位于阻尼器形成部211和中央区域212之间。在本例中，排放口相向部213与中心线L正交。
在排放口相向部213，形成了油流通孔214。油流通孔214，如图5所示，在包括转子轴10的轴心10d及油供给路61的中心线L在内的剖面中，与油供给路61的中心线L平行地形成。在本例中，油流通孔214的开口宽度d2比油排放口611的直径d1大。油流通孔214形成了多个，在周方向等间隔地排列，在本例中，4个油流通孔214在周方向等间隔地排列。
如图5所示，在内环21上，在轴方向X形成了储存部形成部216，该储存部形成部216在阻尼器形成部211和排放口相向部213之间形成将油储存在与转子轴10的外周面10c之间的油储存部51。储存部形成部216与阻尼器形成部211相比被扩径，阻尼器形成部211侧的壁面216a在包括转子轴10的轴心10d及中心线L在内的剖面中，与中心线L平行地形成。经油流通孔214供给的油通过油储存部51，向油膜阻尼器50供给。
如图5所示，在内环21中的压缩机叶轮12侧的轴方向端部21b，形成了向轴方向X突出的突出部24。如图8所示，突出部24在直径方向设置了一对。如图6所示，突出部24的周方向的宽度比后述的卡合部25的周方向的宽度窄一些。如图4所示，在内环21中的涡轮叶轮11侧的轴方向端部21c，也与压缩机叶轮12侧同样，形成了向轴方向X突出的突出部24。
如图4所示，转子轴10在一端10a侧具有大径部10e，在另一端10b侧具有小径部10f。小径部10f具有比大径部10e的直径小的直径，在大径部10e和小径部10f之间形成了阶梯差部10g。压缩机叶轮12被设置在小径部10f，在压缩机叶轮12和阶梯差部10g之间设置了作为环状部件的轴环衬套13。轴环衬套13呈环状，由轴端螺母14固定在小径部10f。如图5所示，轴环衬套13具备与轴方向端部21b相向的端部相向部80(压缩机侧端部相向部80b)。在本例中，在端部相向部80，如图5、图6所示，在周方向等间隔地形成了多个将端部相向部80呈湾状地切口而成的抛油环8。而且，在多个抛油环8中的相互位于直径方向的一对抛油环8上分别卡合了一对突出部24。即，突出部24卡合的抛油环8形成了卡合部25。
如图4所示，转子轴10和涡轮叶轮11经被设置在转子轴10的一端10a的扩径部111接合。扩径部111被焊接固定在转子轴10的一端10a。在扩径部111，与轴环衬套13同样地形成了与内环21的轴方向端部21c相向的端部相向部80(涡轮侧端部相向部80a)。在本例中，在涡轮侧端部相向部80a了，在周方向整体上呈环状地形成了抛油环8。如图7所示，在抛油环8上设置了被直立设置在径方向外侧的立壁部81。立壁部81在直径方向形成了一对。立壁部81由第一立壁81a和第二立壁81b构成。第一立壁81a和第二立壁81b在轴方向X(参照图4)平行，并且在周方向仅离开与突出部24的周方向的宽度大致相同的距离。而且，突出部24嵌合在第一立壁81a和第二立壁81b之间，立壁部81形成了卡合部25。
如上所述，通过被形成在内环21的轴方向端部21b、21c的突出部24分别与被形成在轴环衬套13及扩径部111的卡合部25卡合，内环21伴随着转子轴10的旋转而一起旋转。
滚珠轴承20的外环22呈环状。如图4所示，外环22具备2个，分别被配设成与内环21的在轴方向X的两端部附近的区域中的外周面(与面向转子轴10的面相反侧的面)相向。而且，在内环21和外环22之间经未图示的保持器夹设了滚珠状的转子23。由此，内环21和外环22被构成为可经转子23相互旋转，形成了滚珠轴承20。外环22经保持架60固定在外壳30上，转子轴10经滚珠轴承20铰接在外壳30上。
油呈膜状地夹在形成于内环21的两端部附近的区域中的内环21和转子轴10之间的间隙P中，分别形成了油膜阻尼器50。如图5所示，在内环21的油流通孔214与油排放口611相向的状态下，从形成于保持架60的油供给路61供给的油经油流通孔214进入内环21和转子轴10之间，通过油储存部51，到达间隙P，由此，形成油膜阻尼器50。
如图5所示，在内环21上，形成了排出部形成部218，该排出部形成部218在阻尼器形成部211中的与储存部形成部216相反侧形成将供给到油膜阻尼器50的油排出的油排出部52。在本例中，排出部形成部218在内环21的轴方向X的两端部离开转子轴10的外周面10c，由此，形成了油排出部52，该油排出部52通过排出部形成部218和外周面10c之间，使油从油膜阻尼器50排出。
而且，在与油排出部52相向的位置设置了被形成为凹状的抛油环8，以便使从油排出部52排出的油向转子轴10的径方向外侧飞散。在本例中，如图4所示，抛油环8分别被形成在设置于压缩机叶轮12侧的轴环衬套13及涡轮叶轮14的扩径部111。如图5及图7所示，抛油环8将轴环衬套13的滚珠轴承20侧的端部13a呈湾状地切口，在周方向等间隔地形成了多个。同样，在扩径部111也形成了多个抛油环8。
转子轴10如下面的那样被组装在外壳30上。首先，将滚珠轴承20的内环21插入保持架60的内侧。然后，从保持架60的轴方向X的两端侧向保持架60分别组装转子23及外环22，形成滚珠轴承20。然后，将滚珠轴承20及保持架60插入外壳30，由板70及螺栓71以夹入的方式固定在外壳30上。此后，将涡轮叶轮11和转子轴10插入外壳30，使内环21的涡轮叶轮11侧的突出部24和被形成在扩径部111的卡合部25卡合。而且，在使压缩机叶轮12侧的突出部24和被形成在轴环衬套13上的卡合部25卡合的状态下，由轴端螺母14拧紧固定轴环衬套13及压缩机叶轮12。
根据本例的涡轮增压器用轴承机构1，因为油膜阻尼器50被形成在滚珠轴承20的内环21和转子轴10之间(间隙P)，所以油膜阻尼器50内侧的零件由转子轴10、被安装在转子轴10上的涡轮叶轮11及压缩机叶轮12、与转子轴10一起旋转的内环21构成，在油膜阻尼器50内侧的零件中没有包括滚珠轴承20中的内环21以外的部分(外环22、转子23、保持器等)。因此，油膜阻尼器50内侧的零件的质量变得比较小。另外，因为滚珠轴承20的内环21的内径与外环22的外径相比十分小，所以油膜阻尼器50和转子轴10的外周面10c的接触面积变得比较小。由此，能够使在油膜阻尼器50和油膜阻尼器50内侧的零件之间产生的粘性力变得比较小。
而且，因为能够使上述粘性力小，由此阻碍由油膜阻尼器50内侧的零件构成的旋转体组件100以质量中心为中心旋转的力被降低，所以即使是小的能量，旋转体组件100也容易进行偏重心旋转。其结果，在转子轴10旋转时，分别设置在转子轴10的两端的两叶轮11、12大幅摇摆被抑制。其结果，因为可防止异常声音的产生，并且不需要使各叶轮11、12和各自的外壳33、34的顶部间隙增大，所以能够谋求提高运转效率。另外，在压缩机外壳34具备耐磨密封件的情况下，因为可防止压缩机叶轮12相对于该耐磨密封件过度地接触，所以可防止压缩机叶轮12的破损、耐磨密封件的过度的磨损。另外，如上所述，因为旋转体组件100变得容易进行偏重心旋转，所以在旋转体组件100的质量平衡的调整中不需要那么高的精度，因此，该质量平衡的调整变得容易，能够谋求降低制造成本。
另外，如上所述，因为能够使在油膜阻尼器50和旋转体组件100之间产生的粘性力变得比较小，由此能够期待提高旋转体组件100的旋转响应，所以能够有助于提高内燃机的过渡性能。
进而，即使在低温时等的油的粘性容易变高的情况下，特别是因为能够使上述粘性力变小，所以能够有效地起到相对于旋转体组件100的油阻尼效果。
另外，通过内环21的轴方向端部21b、21c和被设置在转子轴10的端部相向部80经突出部24及卡合部25卡合，内环21伴随着转子轴10的旋转而可靠地一起旋转。而且，因为端部相向部80和轴方向端部21b、21c在轴方向X相向，所以突出部24和卡合部25在轴方向X卡合。因此，不用在与轴方向X交叉的方向将螺钉等安装在转子轴10上，就能够使内环21卡合在转子轴10上。因此，因为不需要对转子轴10实施螺纹孔加工等，所以旋转体组件100的质量平衡的调整变得容易，能够降低制造成本。
另外，因为不需要对转子轴10进行螺纹孔加工，所以与实施螺纹孔加工的情况相比，能够谋求提高转子轴10的疲劳强度。而且，因为能够谋求提高该疲劳强度，所以不需要使转子轴10的径变大，因此，能够使滚珠轴承20小型化，能够使油膜阻尼器50和滚珠轴承20的接触面积变小。其结果，能够使在两者之间产生的粘性力变小，能够谋求提高涡轮增压器1的运转效率。另外，不需要考虑因转子轴10的高速旋转而造成的螺钉的松懈。
另外，在本例中，端部相向部80由与涡轮叶轮11侧的轴方向端部21c相向的涡轮侧端部相向部80a和与压缩机叶轮12侧的轴方向端部21b相向的压缩机侧端部相向部80b构成。而且，涡轮侧端部相向部80a被形成在作为转子轴10的与涡轮叶轮11的接合部的扩径部111。压缩机侧端部相向部80b被形成在压缩机叶轮12侧的轴环衬套13上。由此，因为不需要为了设置端部相向部80而设置另外的部件，所以能够谋求降低制造成本。
另外，在本例中，在扩径部111及轴环衬套13上，设置了被形成为凹状的多个抛油环8，以便使从油膜阻尼器50流出的油向径方向外侧飞散，突出部24与多个抛油环8的一部分卡合，抛油环8的一部分构成了卡合部25。由此，因为能够将抛油环8作为卡合部25利用，所以不需要另外的部件、实施加工，能够谋求降低制造成本。
在本例中，在端部相向部80形成了被形成为凹状的多个抛油环8，突出部24与多个抛油环8的一部分卡合，该抛油环8的一部分构成了卡合部25。由此，因为能够将抛油环8作为卡合部25利用，所以不需要另外的部件、实施加工，能够谋求降低制造成本。
在本例中，突出部24及卡合部25设置在压缩机叶轮12侧及涡轮叶轮11侧的两方，但不限于此，也可以设置在压缩机叶轮12侧及涡轮叶轮11侧中的一方。在此情况下，与设置在两方的情况相比，能够谋求降低制造成本。另外，突出部24及卡合部25也可以设置在一个部位，但优选如本例的那样，在直径方向设置一对，即设置在两个部位。这是因为旋转体组件100的质量平衡的调整变得容易。因此，最优选突出部24及卡合部25在压缩机叶轮12侧及涡轮叶轮11侧的一方在直径方向设置一对。
根据本例，能够提供一种能够谋求防止异常声音的产生、提高运转效率，并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构1。
(实施例3)
在本例的涡轮增压器用轴承机构1中，作为环状部件，替代实施例2中的轴环衬套13(参照图4)，如图9、图10所示，采用了环状部件131。而且，如图9所示，与实施例2同样，转子轴10具有被形成在涡轮轴11侧的大径部10e；被形成在压缩机叶轮12侧，并且具有比大径部10e的直径小的直径的小径部10f；和被形成在大径部10e和小径部10f之间的阶梯差部10g。而且，小径部10f穿插在环状部件131中，并且由被烧嵌于小径部10f的轴环衬套13和阶梯差部10g夹持。在环状部件131上，在端部相向部80中，如图10所示，从外缘131a朝向内侧，在直径方向形成了一对凹状的卡合部25。另外，除此之外，对与实施例2等同的结构标注相同的符号，省略其说明。
根据本例的涡轮增压器用轴承机构1，因为通过与轴环衬套13另行设置环状部件131，用于形成卡合部25的加工变得容易，并且能够以简易的结构形成卡合部25，所以能够谋求降低制造成本。另外，在本例的情况下，除了因在轴环衬套13上形成卡合部25而产生的作用效果外，还起到与实施例2的情况等同的作用效果。
(实施例4)
在本例的涡轮增压器用轴承机构1中，替代实施例2中的突出部24及卡合部25(参照图4～图7)，具备图11～图13所示的突出部240及卡合部250。如图11所示，设置在压缩机叶轮12侧的突出部240被形成在环状部件132上。环状部件132与实施例3中的环状部件131(参照图9)同样，由轴环衬套13和阶梯差部10f夹持。如图12所示，在环状部件132上，在直径方向形成了一对突出部240。突出部240从环状部件132的外缘132a向径方向外侧突出，并且如图11所示，朝向内环21侧屈曲。
另外，如图11、图13所示，在扩径部111形成了被设置在涡轮叶轮11侧的突出部240。该突出部240以朝向内环21呈肋状地延伸的方式在直径方向形成了一对。
另外，如图14所示，在内环21的轴方向端部21b，形成了被形成为凹状的卡合部250。卡合部250在直径方向形成了一对。另外，在内环21的轴方向端部21c，也同样在直径方向形成了一对卡合部250。而且，如图11所示，形成在环状部件132及扩径部111的突出部240分别与卡合部250卡合。由此，内环21伴随着转子轴10的轴旋转而一起旋转。除此之外，对与实施例2等同的结构标注相同的符号，省略其说明。在本例的涡轮增压器用轴承机构1中，也起到与实施例3的情况等同的作用效果。
另外，在本例中，如图13所示，在内环21的轴方向端部21b、21c的两方设置了卡合部250，但也可以在轴方向端部21b、21c的任意一方形成卡合部250(参照图14)，并且在另一方形成实施例2的情况下的突出部24(参照图8)。在此情况下，分别形成环状部件132(参照图12)或扩径部111(参照图13)和卡合部25(参照图4)，该环状部件132或扩径部111形成了与卡合部250(参照图14)卡合的突出部240，该卡合部25(参照图4)是突出部24卡合的部分。在此情况下，也起到上述的作用效果。
(实施例5)
使用图15～图18，对有关实施例的涡轮增压器用轴承机构1进行说明。
本例的涡轮增压器用轴承机构1，如图15所示，具备转子轴10、滚珠轴承20、保持架60和外壳30。
转子轴10在一端10a安装了涡轮叶轮11，在另一端10b安装了压缩机叶轮12。
滚珠轴承20具备可相互相对地旋转地被支承的内环21和外环22。
保持架60保持外环22。
外壳30收纳转子轴10、滚珠轴承20及保持架60，构成了轴承外壳。
油被膜状地夹在内环21和转子轴10的外周面10c之间，形成了油膜阻尼器50。
而且，在本例中，内环21被构成为经油膜阻尼器50，伴随着转子轴10的旋转而一起旋转。
下面，对本例的涡轮增压器用轴承机构1详细地进行叙述。
如图15所示，在转子轴10的一端10a，一体地设置了涡轮叶轮11。涡轮叶轮11被收纳在涡轮外壳33内。另一方面，转子轴10的另一端10b穿插于轴环衬套13及压缩机叶轮12中，它们由轴端螺母14防止脱落及旋转。而且，压缩机叶轮12被收纳在压缩机外壳34中。在涡轮外壳33和压缩机外壳34之间，设置了作为转子轴10的轴承外壳的外壳30。
如图15所示，在外壳30内，经保持架60保持铰接转子轴10的滚珠轴承20。在保持架60上，形成了用于向滚珠轴承20周围供给油的油供给路61和从滚珠轴承20周围将油排出的油排出路63。
油供给路61，如图16所示，倾斜地形成为越靠近转子轴10则越靠近油膜阻尼器50。在本例中，油供给路61呈直线状地贯通保持架60。因此，通过油供给路61的中心，与保持架60中的油供给路61的贯通方向平行的作为假想线的中心线L成为直线状。油供给路61的出口(油供给路61中的内环21侧的端部)形成了以将在油供给路61中流通的油朝向内环21排放的方式开口的油排放口611。在本例中，如图15所示，油供给路61被设置在2个部位，以便向被形成在轴方向X的两端的油膜阻尼器50的每一个供给油。油排出路63被形成在外壳30的铅直方向的下侧，在油排出路63的下方形成了在外壳30的外部开口的油排出口63b。另外，也可以在2个部位的油供给路61之间，形成在轴方向X垂直地延伸的辅助油供给路。
如图16所示，油供给路61的中心线L相对于转子轴10的轴心10d倾斜。中心线L和轴心10d所成的角α优选在45°以下，更优选在30°以下，在本例中，α是30°。
滚珠轴承20，如图15所示，具有内环21和外环22。内环21呈大致圆筒形。在内环21的轴方向X的两端部区域形成了在与转子轴10的外周面10c之间形成油膜阻尼器50的阻尼器形成部211。在本例中，阻尼器形成部211的内径比转子轴10的外径大0.05～0.1mm左右。
在轴方向X的内环21的中央区域212，具有比阻尼器形成部211的内径大的内径。在本例中，中央区域212的内径比转子轴10的外径大0.2mm左右。因此，中央区域212中的内环21和转子轴10的外周面10c之间的间隙Q在阻尼器形成部211和转子轴10的外周面10c之间的间隙P(即，油膜阻尼器50的厚度)的2倍以上。两间隙P、Q在使内环21的中心和转子轴10的中心一致的静止状态下，在周方向成为一定的大小。
如图16所示，排放口相向部213被形成在与从油排放口611排放的油的排放方向相向的位置，位于阻尼器形成部211和中央区域212之间。在本例中，排放口相向部213与中心线L正交。
在排放口相向部213，形成了油流通孔214。油流通孔214，如图16所示，在包括转子轴10的轴心10d及油供给路61的中心线L在内的剖面中，被形成在油供给路61的中心线L上。在本例中，油流通孔214的开口宽度d2比油排放口611的直径d1大。油流通孔214形成了多个，在周方向等间隔地排列，在本例中，4个油流通孔214在周方向等间隔地排列。
如图16所示，在内环21上，在轴方向X形成了储存部形成部216，该储存部形成部216在阻尼器形成部211和排放口相向部213之间形成将油储存在与转子轴10的外周面10c之间的油储存部51。储存部形成部216与阻尼器形成部211相比被扩径，阻尼器形成部211侧的壁面216a在包括转子轴10的轴心10d及中心线L在内的剖面中，与中心线L平行地形成。经油流通孔214供给的油通过油储存部51，向油膜阻尼器50供给。
如图16所示，在内环21中的压缩机叶轮12侧的轴方向端部21b，形成了进行切口而形成为凹状的油排出槽219。如图4所示，油排出部219在内环21的直径方向设置了两对。油排出槽219与后述的排出部形成部218一起形成了油排出部52。如图15所示，在内环21中的涡轮叶轮11侧的轴方向端部21c，也与压缩机叶轮12侧同样形成了进行切口而被形成为凹状的油排出槽219。
如图16所示，在内环21中的压缩机叶轮12侧的轴方向端部21b，在相邻的油排出槽219之间，形成了与后述的轴环衬套13中的端部相向部80(压缩机侧端部相向部80b)相向的相向面53。在内环21中的涡轮叶轮11侧的轴方向端部21c，也在相向的油排出槽219之间形成了与后述的扩径部111中的端部相向部80(涡轮侧端部相向部80a)相向的相向面53。而且，两相向面53和端部相向部80(压缩机侧端部相向部80b、涡轮侧端部相向部80a)的间隙成为规定的大小，由相向面53及端部相向部80进行转子轴10的滑动方向(即，轴方向X)的定位。
如图15所示，转子轴10在一端10a侧具有大径部10e，在另一端10b侧具有小径部10f。小径部10f具有比大径部10e的直径小的直径，在大径部10e和小径部10f之间形成了阶梯差部10g。压缩机叶轮12被设置在小径部10f，在压缩机叶轮12和阶梯差部10g之间设置了作为环状部件的轴环衬套13。轴环衬套13呈环状，由轴端螺母14固定在小径部10f。如图16所示，轴环衬套13具备与轴方向端部21b的相向面53相向的端部相向部80(压缩机侧端部相向部80b)。在本例中，在端部相向部80，如图16、图17所示，在周方向等间隔地形成了多个将端部相向部80呈湾状地切口而成的抛油环8。
如图15所示，转子轴10和涡轮叶轮11经被设置在转子轴10的一端10a的扩径部111接合。扩径部111被焊接固定在转子轴10的一端10a。在扩径部111，与轴环衬套13同样地形成了与内环21的轴方向端部21c的相向面53相向的端部相向部80(涡轮侧端部相向部80a)。
滚珠轴承20的外环22呈环状。如图15所示，外环22具备2个，分别被配设成与内环21的在轴方向X的两端部附近的区域中的外周面(与面向转子轴10的面相反侧的面)相向。而且，在内环21和外环22之间经未图示的保持器夹设了滚珠状的转子23。由此，内环21和外环22被构成为可经转子23相对地旋转，形成了滚珠轴承20。外环22经保持架60固定在外壳30上，转子轴10经滚珠轴承20配置在外壳30上。
油呈膜状地夹在形成于内环21的两端部附近的区域中的内环21和转子轴10之间的间隙P中，分别形成了油膜阻尼器50。如图16所示，在内环21的油流通孔214与油排放口611相向的状态下，从形成于保持架60的油供给路61供给的油经油流通孔214进入内环21和转子轴10之间，通过油储存部51，到达间隙P，由此，形成油膜阻尼器50。
如图16所示，在内环21上形成了排出部形成部218，该排出部形成部218在阻尼器形成部211中的与储存部形成部216相反侧与上述的油排出槽219一起形成了油排出部52。在本例中，排出部形成部218在内环21的轴方向X的两端部离开转子轴10的外周面10c，由此，形成了油排出部52，该油排出部52通过排出部形成部218和外周面10c之间，使油从油膜阻尼器50排出。
而且，在与油排出部52相向的位置，设置了被形成为凹状的抛油环8，以便使从油排出部52排出的油向转子轴10的径方向外侧飞散。在本例中，如图15所示，抛油环8分别被形成在设置于压缩机叶轮12侧的轴环衬套13及涡轮叶轮11的扩径部111。如图16所示，抛油环8将轴环衬套13的滚珠轴承20侧的端部13a呈湾状地切口，如图17所示，在周方向等间隔地形成了多个。同样，在扩径部111也形成了多个抛油环8。
转子轴10如下面的那样被组装在外壳30上。首先，将滚珠轴承20的内环21插入保持架60的内侧。然后，从保持架60的轴方向X的两端侧向保持架60分别组装转子23及外环22，形成滚珠轴承20。然后，将滚珠轴承20及保持架60插入外壳30，由板70及螺栓71以夹入的方式固定在外壳30上。此后，将涡轮叶轮11和转子轴10插入外壳30。然后，由轴端螺母14拧紧固定轴环衬套13及压缩机叶轮12。
根据本例的涡轮增压器用轴承机构1，因为油膜阻尼器50被形成在滚珠轴承20的内环21和转子轴10之间(间隙P)，所以油膜阻尼器50内侧的零件由转子轴10、被安装在转子轴10上的涡轮叶轮11及压缩机叶轮12、与转子轴10一起旋转的内环21构成，在油膜阻尼器50内侧的零件中没有包括滚珠轴承20中的内环21以外的部分(外环22、转子23、保持器等)。因此，油膜阻尼器50内侧的零件的(惯性)质量变得比较小。另外，因为滚珠轴承20的内环21的内径与外环22的外径相比十分小，所以油膜阻尼器50和转子轴10的外周面10c的接触面积变得比较小。由此，能够使在油膜阻尼器50和油膜阻尼器50内侧的零件之间产生的粘性力变得比较小。
而且，因为能够使上述粘性力小，由此降低阻碍由油膜阻尼器50内侧的零件构成的旋转体组件100以质量中心为中心旋转的力，另外，由于油膜阻尼器50内侧的零件的(惯性)质量变得比较小，所以即使是小的能量，旋转体组件100也容易进行偏重心旋转。其结果，在转子轴10旋转时，分别设置在转子轴10的两端的两叶轮11、12大幅摇摆被抑制。其结果，因为可防止异常声音的产生，并且不需要使各叶轮11、12和各自的外壳33、34的顶部间隙增大，所以能够谋求提高运转效率。另外，在压缩机外壳34具备耐磨密封件的情况下，因为可防止压缩机叶轮12相对于该耐磨密封件过度地接触，所以可防止压缩机叶轮12的破损、耐磨密封件的过度的磨损。另外，如上所述，因为旋转体组件100变得容易进行偏重心旋转，所以在旋转体组件100的质量平衡的调整中不需要那么高的精度，因此，该质量平衡的调整变得容易，能够谋求降低制造成本。
另外，如上所述，因为能够使在油膜阻尼器50和旋转体组件100之间产生的粘性力变得比较小，由此能够期待提高旋转体组件100的旋转响应，所以能够有助于提高内燃机的过渡性能。
进而，即使在低温时等的油的粘性容易变高的情况下，特别是因为能够使上述粘性力变小，所以能够有效地起到相对于旋转体组件100的油阻尼效果。
而且，内环21被构成为经油膜阻尼器50，伴随着转子轴10的旋转而一起旋转。具体地说，油膜阻尼器50中的摩擦(即，内环21和转子轴10之间的摩擦)比滚珠轴承20中的摩擦(即，内环21和外环22之间的摩擦)大。因此，因为若转子轴10旋转，则在滚珠轴承20中，在内环21和外环22之间产生相对旋转，油膜阻尼器50中的内环21和转子轴10之间的相对旋转被抑制，所以内环21能够仅经油膜阻尼器50，伴随着转子轴10的旋转而一起旋转。因此，不需要另行设置为了使内环21与转子轴10一起旋转而使两者卡合的机构。例如，不需要对转子轴10实施为了使转子轴10和内环21卡合的螺纹孔加工，或对内环21的端部实施用于使内环21的端部和抛油环8卡合的加工或对内环21的端部、轴环衬套13实施用于使内环21的端部和轴环衬套13卡合的加工。因此，不需要加工费用，并且旋转体组件100的质量平衡的调整变得容易，能够降低制造成本。
另外，因为不需要对转子轴10进行螺纹孔加工，所以与实施螺纹孔加工的情况相比，能够谋求提高转子轴10的疲劳强度。而且，因为能够谋求提高该疲劳强度，所以不需要使转子轴10的径变大，因此，能够使滚珠轴承20小型化，能够使油膜阻尼器50和滚珠轴承20的接触面积变小。其结果，能够使在两者之间产生的粘性力变小，能够谋求提高涡轮增压器1的运转效率。另外，不需要考虑因转子轴10的高速旋转而造成的螺钉的松懈。
另外，在本例中，内环21被形成为沿转子轴10的轴方向X延伸的筒状，在转子轴10上，设置了在轴方向X与内环21的轴方向端部21b、21c相向的端部相向部80。而且，在轴方向端部21b0、21c及端部相向部80的至少一方(在本例中为两方)，形成了进行切口而成的油排出槽219，以便使从油膜阻尼器50排出的油排出。由此，容易由油排出槽219将供给到油膜阻尼器50的油从油膜阻尼器50排出，促进外壳30内的油的循环。而且，从油膜阻尼器50的排油性提高，向油膜阻尼器50的注油性提高。其结果，也能够防止油在外壳30内充满而向外壳30的外部漏出。
另外，也可以是油排出槽219设置在一个部位，但优选在直径方向设置多个，例如，在直径方向设置一对，或如本例的那样，在内环21的直径方向设置两对等。这是因为旋转体组件100的重量平衡的调整变得容易。
另外，为了从油膜阻尼器50排油，不一定限定为形成油排出槽219及抛油环8的两方，若确保必要的排油性，则也可以形成两者的至少一方。例如，也可以是如图19所示的变形例1的那样，没有形成油排出槽219，而是形成了抛油环8的结构。在变形例1中，供给到油膜阻尼器50的油，经形成在内环21的轴方向端部21b的排出部形成部218朝向抛油环8排出，由抛油环8向转子轴10的径方向外侧飞散。由此，能够确保必要的排油性。
另外，例如，也可以是如图20所示的变形例2的那样，形成了油排出槽219而没有形成抛油环8的结构。在变形例2中，供给到油膜阻尼器50的油，经形成在内环21的轴方向端部21b的排出部形成部218和油排出槽219向转子轴10的径方向外侧飞散。由此，能够确保必要的排油性。
如上所述，根据本例，能够提供一种能够谋求防止异常声音的产生、提高运转效率，并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构1。
(实施例6)
使用图21～图23，对有关实施例6的涡轮增压器用轴承机构1进行说明。在有关实施例60的涡轮增压器用轴承机构1中，在没有特别说明的情况下，对与上述的实施例等同的部件标注相同的符号，省略其说明。
在本例中，如图21所示，在保持架60上形成了用于向滚珠轴承20周围供给油的油供给路61和辅助油供给路62的两方。油供给路61被设置在2个部位，以便向被形成在轴方向X的两端的油膜阻尼器50的每一个供给油。辅助油供给路62被形成在2个部位的油供给路61之间。另外，如图21、图23所示，辅助油供给路62，与实施例1中的油供给路62(参照图1、2)同样地形成。
根据本例的涡轮增压器用轴承机构1，起到与实施例1等同的作用效果。进而，在实施例1中，如图1、图3所示，被构成为经油供给路62和被形成在内环21的轴方向X的中央区域212的卡合部件穿插孔215及油供给孔217向内环21的内侧供给油，但在本例中，在此基础上，被构成为主要经油供给路61和油流通孔214向内环21的内侧供给油。而且，油供给路61倾斜地形成为越靠近转子轴10则越靠近油膜阻尼器50，在内环21上，在与油供给路61的油排放口611中的油排放方向(图22中的箭头)相向的排放口相向部213形成了油流通孔214。由此，从油排放口611经油供给路61向朝向油膜阻尼器50的方向排放的油从油流通孔214流入内环21的内侧，向油膜阻尼器50供给。其结果，因为从油排放口611排放的油主动地向油膜阻尼器50供给，所以油膜阻尼器50中的油的润滑性提高。由此，能够得到更充分的阻尼效果，能够谋求防止异常声音的产生、提高运转效率。
在本例中，油供给路61呈直线状地贯通保持架60，并且油供给路61的中心线L与排放口相向部213正交。由此，因为油流通孔214在与从油排放口611排放的油的行进方向垂直的面上开口，所以从油排放口611排放的油变得容易流入油流通孔214。其结果，促进油向油膜阻尼器50的供给，油膜阻尼器50中的油的润滑性进一步提高，能够得到更充分的阻尼效果，能够进一步防止异常声音的产生、提高运转效率。
在本例中，如图22所示，油流通孔214在包括转子轴10的轴心10d及油供给路61的中心线L在内的剖面中，与该中心线L平行地形成。由此，因为从油排放口611排放的油的行进方向和油流通孔214的形成方向一致，所以流入到油流通孔214的油变得容易到达内环21的内侧的油膜阻尼器50。
另外，油供给路61的中心线L和转子轴10的轴心10d所成的角α优选在45°以下，更优选在30°以下，在本例中为30°。由此，因为起到从油排放口611排放的油经油供给路61朝向内环21的内侧的油膜阻尼器50行进而主动地注入油膜阻尼器50的楔形效果，所以油膜阻尼器50中的油的润滑性提高，能够得到充分的阻尼效果，能够进一步谋求防止异常声音的产生、提高运转效率。
在本例中，在内环21上设置了形成油膜阻尼器50的阻尼器形成部211和储存部形成部216，该储存部形成部216在阻尼器形成部211和排放口相向部213之间形成将油储存在与转子轴50的外周面10c之间的油储存部51，储存部形成部216中的阻尼器形成部211侧的壁面216a在包括转子轴10的轴心10d及油供给路61的中心线L在内的剖面中与中心线L平行地形成。由此，能够将经油流通孔214供给的油储存在油储存部51，并且能够由从油流通孔24流入油储存部51的油将被储存在油储存部51的油沿阻尼器形成部211侧的壁面216a向油膜阻尼器50供给。由此，因为被储存在油储存部51的油由上述楔形效果主动地向油膜阻尼器50供给，所以在油膜阻尼器50中，能够得到充分的阻尼效果，能够进一步谋求防止异常声音的产生、提高运转效率。
另外，在本例中，在内环21上形成了排出部形成部218，该排出部形成部218在阻尼器形成部211中的与油储存部61相反侧形成将供给到油膜阻尼器50的油排出的油排出部52，在与油排出部52相向的位置设置了使从油排出部52排出的油向转子轴10的径方向外侧飞散的抛油环8。由此，容易由油排出部52及抛油环8将供给到油膜阻尼器50的油从油膜阻尼器50排出，促进外壳30内的油的循环。由此，能够使从油膜阻尼器50的排油性提高，使向油膜阻尼器50的注油性提高。其结果，也能够防止油在外壳30内充满而向外壳30的外部漏出。
在本例中，在保持架60上设置了辅助油供给路62，在内环21上设置了辅助油供给孔217，从中央区域212向内环21的内侧供给油，但在能够由油供给路61及油流通孔214向油膜阻尼器50供给足够的油的情况下，也可以不设置辅助油供给路62及辅助油供给孔217。
如上所述，根据本例，也能够提供一种能够谋求防止异常声音的产生、提高运转效率，并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构1。

Claims (14)

1.一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，具备：
在一端安装了涡轮叶轮，在另一端安装了压缩机叶轮的转子轴；
具备可相互旋转地被支承的内环和外环的滚珠轴承；
保持上述外环的保持架；和
收纳上述转子轴、上述滚珠轴承及上述保持架的外壳，
油呈膜状地夹在上述内环和上述转子轴的外周面之间，形成了油膜阻尼器。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，在上述内环上经卡合部件卡合了上述转子轴。
3.如权利要求1或2所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述内环具有由贯通孔构成的油供给孔，并且上述油的至少一部分经上述油供给孔向上述油膜阻尼器供给。
4.如权利要求1所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，
上述内环被形成为沿上述转子轴的轴方向延伸的筒状，
在上述转子轴上，设置在轴方向与上述内环的轴方向端部相向的端部相向部，
在上述轴方向端部及上述端部相向部的一方形成了朝向另一方突出的突出部，在上述轴方向端部及上述端部相向部的另一方形成了该突出部卡合的卡合部。
5.如权利要求4所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述端部相向部由与涡轮叶轮侧的轴方向端部相向的涡轮侧端部相向部和与压缩机叶轮侧的轴方向端部相向的压缩机侧端部相向部构成，上述涡轮侧端部相向部被形成在上述转子轴的与上述涡轮叶轮的接合部，上述压缩机侧端部相向部被形成在上述压缩机叶轮侧的轴环衬套上。
6.如权利要求5所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，在上述接合部及上述轴环衬套的至少一方设置了被形成为凹状的多个抛油环，以便使从上述油膜阻尼器流出的油向径方向外侧飞散，上述突出部与上述多个抛油环的一部分卡合，该抛油环的一部分构成上述卡合部。
7.如权利要求4所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述转子轴具有被形成在上述涡轮轴侧的大径部；被形成在上述压缩机叶轮侧，并且具有比上述大径部的直径小的直径的小径部；和被形成在上述大径部和上述小径部之间的阶梯差部，在该阶梯差部和上述压缩机叶轮侧的轴环衬套之间夹持了穿插上述小径部的环状部件，在该环状部件上形成了位于上述压缩机侧的上述端部相向部。
8.如权利要求1所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述内环被构成为，经上述油膜阻尼器，伴随着上述转子轴的旋转而一起旋转。
9.如权利要求8所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述内环被形成为沿上述转子轴的轴方向延伸的筒状，在上述转子轴上设置了在轴方向与上述内环的轴方向端部相向的端部相向部，在上述轴方向端部及上述端部相向部的至少一方形成了进行切口而成的油排出槽，以便将从上述油膜阻尼器排出的油排出。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，
上述保持架具有使上述油流通并且倾斜成越靠近上述转子轴则越靠近上述油膜阻尼器的油供给路，该油供给路在上述内环侧的端部具有将在该油供给路中流通的油朝向上述内环排放的油排放口，
上述内环具有被形成为圆筒状并且与从上述油排放口排放的油的排放方向相向的排放口相向部，在该排放口相向部形成了使从上述油排放口排放的油向上述内环的内侧流通而向上述油膜阻尼器供给的油流通孔。
11.如权利要求10所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述油供给路呈直线状地贯通上述保持架，并且上述油供给路的中心线与上述排放口相向部正交。
12.如权利要求11所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述油供给路的中心线和上述转子轴的轴心所成的角在45°以下。
13.如权利要求11或12所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，在上述内环上设置了形成上述油膜阻尼器的阻尼器形成部和储存部形成部，所述储存部形成部在该阻尼器形成部和上述排放口相向部之间形成将油储存在与上述转子轴的外周面之间的油储存部，该储存部形成部中的上述阻尼器形成部侧的壁面在包括上述转子轴的轴心及上述油供给路的中心线在内的剖面中与该中心线平行地形成。
14.如权利要求13所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，在上述内环上形成了排出部形成部，所述排出部形成部在上述阻尼器形成部中的与上述油储存部相反侧形成将供给到上述油膜阻尼器的油排出的油排出部，在与该油排出部相向的位置设置了使从该油排出部排出的油向上述转子轴的径方向外侧飞散的抛油环。
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