CN107850120B - 轴承结构以及增压器 - Google Patents

Abstract

轴承结构至少具备：外壳(2)；形成于外壳并设置有对轴(8)进行轴支撑的轴承(7)的轴承孔(2b)；避让槽(23)，其形成于轴承孔，具有在径向上与轴对置的对置壁部(23a)，与设置于比轴的轴心靠下方的排油通路(Sb)连通；以及狭小部(25)或扩大部的任一方，狭小部设于避让槽的对置壁部中、将轴的轴心的正上方作为边界的轴的旋转方向的后方侧，与轴的间隔比轴的旋转方向的前方侧小，扩大部设于避让槽的对置壁部中、将轴的轴心的正上方作为边界的轴的旋转方向的前方侧，与轴的间隔比轴的旋转方向的后方侧大。

Description

轴承结构以及增压器

技术领域

本发明涉及轴支撑轴的轴承结构以及增压器。

背景技术

一直以来，所熟知在轴承外壳上可自由旋转地轴支撑轴的增压器。在增压器中，在轴的一端设置涡轮叶轮，在轴的另一端设置压缩机叶轮。增压器连接于发动机，涡轮叶轮通过从发动机排出的尾气旋转。通过涡轮叶轮的旋转，通过轴压缩机叶轮旋转。增压器伴随压缩机叶轮的旋转，压缩空气向发动机输送。

在专利文献1中所记载的增压器中，在形成于外壳的轴承孔中收纳环状的半浮轴承。润滑半浮轴承之后的润滑油向形成于轴承孔与叶轮之间的飞散空间流出。流出至飞散空间的润滑油在形成于轴承孔的铅垂下侧的排油通路中流下而排出至外壳外部。避让槽位于半浮轴承与飞散空间之间。从轴承孔向飞散空间的润滑油的一部分流入避让槽。在形成避让槽的轴的铅垂下侧的壁部上形成将轴承孔与排油通路连通的切口部。流入避让槽中的润滑油通过切口部向排油通路排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-214094号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上述专利文献1所述，在该轴承结构中通过在轴承孔中形成避让槽，润滑油的一部分流入避让槽。即，流入避让槽中的一部分润滑油不通过飞散空间而直接向排油通路排出。因此，能抑制向叶轮侧的润滑油的泄漏。可是，在增压器等的装置中，要求转数的高速化。转数高速化就会增加向轴承供给的润滑油的油量。因此，更加期望排油性的提高。

本发明的目的在于提供一种可提高排油性的轴承结构以及增压器。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，涉及本发明的一方案的轴承结构具备：外壳；形成于外壳并设置有对轴进行轴支撑的轴承的轴承孔；形成于轴承孔的内周面，具备在径向上与轴对置的对置壁部，与相比于轴的轴心设置于下方的排油通路连通的避让槽；至少狭小部或扩大部的任一方，该狭小部设于避让槽的对置壁部中、将轴的轴心的正上方作为边界的轴的旋转方向的后方侧，与轴的间隔比轴的旋转方向前方侧小，该扩大部设于避让槽的对置壁部中、将轴的轴心的正上方作为边界的轴的旋转方向的前方侧，与轴的间隔比轴的旋转方向的后方侧大。

另外，还可以具备形成于外壳并位于设置于轴的一端的叶轮与避让槽之间，并与排油通路连通的飞散空间。

另外，还可以具备形成于外壳并连通避让槽和排油通路、在轴的旋转方向前方侧连续地设置狭小部的连通开口部。

另外，具备形成于外壳并连通避让槽和排油通路的连通开口部，扩大部越靠近连通开口部，与轴的间隔就越大。

为了解决上述课题，涉及本发明的一方案的增压器具备上述轴承结构。发明效果

根据本发明可提高排油性。

附图说明

图1是增压器的概略剖视图。

图2是将图1中的单点划线部分抽出的图。

图3是图2中的III-III线剖视图。

图4是用于说明变形例的说明图。

具体实施方式

以下参照附图关于适当的实施方式详细地进行说明。该实施方式中所表示的尺寸、材料、其他具体数字等只是为了容易地理解的示例，除了个别不允许的情况外并不限定结构。并且，在本说明书以及附图中，关于具有实质性相同的功能、结构的元件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的概略剖面图。以下，将图1所示的箭头L方向作为增压器C的左侧，将箭头R方向作为增压器C的右侧进行说明。如图1所示，增压器C具备增压器主体1而构成。该增压器主体1具备轴承外壳2(外壳)。在轴承外壳2的左侧通过连结螺栓3连结涡轮外壳4。另外，在轴承外壳2的右侧上通过连结螺栓5连接压缩机外壳6。轴承外壳2、涡轮外壳4、压缩机外壳6被一体化。

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附近的外周面上设置突起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通过连结机构3并利用带连结固定突起2a、4a。连结机构3例如由夹持突起2a、4a的G型环构成。

在轴承外壳2上形成在增压器C的左右方向贯通的轴承孔2b。另外，在轴承孔2b上设置半浮轴承7(轴承)。轴8由半浮轴承旋转自如地轴支撑。在轴8的左端部一体地固定涡轮叶轮9(叶轮)。涡轮叶轮9可自由旋转地被收纳于涡轮外壳4内。另外，在轴8的右端部上一体化地固定压缩机叶轮10(叶轮)。该压缩机叶轮10可自由旋转地被收纳于压缩机外壳6内。

在压缩机外壳6上形成向增压器C的右侧开口的吸气口11。吸气口11连接于未图示的空气过滤器。另外，在通过连结螺栓5连结轴承外壳2与压缩机外壳6的状态下，通过这些轴承外壳2与压缩机外壳6的对置面形成使空气增压的扩散流路12。该扩散流路12从轴8的径向内侧向外侧环状地形成。扩散流路12在上述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上设置压缩涡旋流路13。压缩机涡旋流路13相比于扩散流路12位于轴8的径向外侧。压缩机涡旋流路13与未图示的发动机的吸气口连通。压缩涡旋流路13也连通于扩散流路12。因此，若压缩机叶轮10旋转，则从吸气口11向压缩机外壳6内吸入空气。另外，被吸入的空气在流通压缩机叶轮10的叶片间的过程中通过离心力的作用增速。该空气在扩散流路12以及压缩机涡旋流路13中增压并被导入发动机的吸气口。

在涡轮外壳4上形成向增压器C的左侧开口的排出口14。排出口14连接于未图示的尾气净化装置。另外，在涡轮外壳4上设置流路15、位于比该流路15靠涡轮叶轮9的径向外侧的环状的涡轮涡旋流路16。涡轮涡旋流路16与未图示的气体流入口连通。向气体流入口引导从未图示的发动机的排气歧管排出的尾气。另外，涡轮涡旋流路16也连通于上述流路15。因此，从气体流入口向涡轮涡旋流路16导入的尾气通过流路15以及涡轮叶轮9被引导至排出口14。尾气在其流通过程中使涡轮叶轮9旋转。

并且，上述涡轮叶轮9的旋转力通过轴8向压缩机叶轮10传递。通过压缩机叶轮10的旋转力，如上述，空气增压并被引导至发动机的吸气口。

图2是将图1中的单点划线部分抽出的图。如图2所示，在轴承外壳2的内部设置轴承结构S。在轴承结构S中，从形成于轴承外壳2上的油路2c流入轴承孔2b的润滑油向半浮轴承7中供给。

半浮轴承7具备环状的主体部7a。在主体部7a的内部插入轴8。在主体部7a的内周面上，在轴8的轴向(以下，仅称为轴向)上隔离地形成两个轴承面7b、7c。

半浮轴承7具备从内周面贯通至外周面的油孔2d。向轴承孔2b供给的润滑油的一部分通过油孔2d流入主体部7a的内周面。流入主体部7a的内周面的润滑油向轴8与轴承面7b、7c的间隙供给。并且，通过向轴8与轴承面7b、7c的间隙供给的润滑油的油膜压力轴支撑轴8。

另外，在主体部7a上设置从内周面贯通至外周面的贯通孔7d。在轴承外壳2上，在与贯通孔7d对置的部位上形成销孔2e。销孔2e贯通形成轴承孔2b的壁部。在销孔2e中，图2中定位销20从下侧通过如压入而被保持。定位销20的前端插入半浮轴承7的贯通孔7d中。通过定位销20限制半浮轴承7的旋转以及轴向的移动。

另外，在轴8上，在相比于主体部7a靠图2中右侧(压缩机叶轮10侧)固定挡油部件21。挡油部件21是环状部件。挡油部件21使沿着轴8向压缩机叶轮10侧流的润滑油向径向外侧飞溅。即，通过挡油部件21能抑制向压缩机叶轮10侧的润滑油的泄漏。

挡油部件21与主体部7a在轴向上对置。挡油部件21中、与主体部7a的对置面21a的外径比轴承面7c的内径大，比主体部7a的外径小。

在轴8上设置外径比主体部7a的轴承面7b的内径大的大径部8a。另外，大径部8a的外径比主体部7a的外径大。大径部8a位于相比于主体部7a靠图2中左侧(涡轮叶轮9侧)，与主体部7a在轴向上对置。

如此，主体部7a通过挡油部件21以及大径部8a在轴向上被夹持。另外，主体部7a通过定位销20限制轴向的移动。另外，分别向主体部7a与挡油部件21的间隙、主体部7a与大径部8a的间隙供给润滑油。若轴8向轴向移动，则挡油部件21或大径部8a通过与主体部7a之间的油膜压力被支撑。即，在半浮轴承7上，在主体部7a的轴向两端面设置承受推力负载的轴承面7e、7f。

另外，在主体部7a的外周面上、轴向的两端侧上分别形成减震部7g、7h。减震部7g、7h通过向与轴承孔2b的内周面2f的间隙供给的润滑油的油膜压力抑制轴8的振动。

如上述，向轴承面7b、7e、减震部7g供给之后的润滑油的一部分从轴承孔2b向涡轮叶轮9侧流出。在轴承外壳2的内部中形成飞散空间Sa。飞散空间Sa形成于涡轮叶轮9与轴承孔2b之间。飞散空间Sa与轴承孔2b在轴8的轴向上连续。另外，飞散空间Sa在轴8的旋转方向上(以下，简称为旋转方向)延伸至相比于轴承孔2b靠径向外侧。从轴承孔2b向涡轮叶轮9侧流出的润滑油通过轴8的离心力在飞散空间Sa中向径向外侧飞散。

飞散空间Sa在轴承孔2b的垂直下侧(图2中、下侧)中与排油通路Sb连接。排油通路Sb相比于轴8的轴心设置于下方。更详细的说，排油通路Sb向轴承外壳2内部中的轴承孔2b的垂直下侧延伸。排油通路Sb与图1所示的轴承外壳2中、形成与图1中、下侧(垂直下侧)的排油孔2g连通。

飞散到飞散空间Sa中、比轴8靠铅垂上侧的润滑油沿形成飞散空间Sa的轴承外壳2的内壁向比轴8靠铅垂下侧流下。沿轴承外壳2的内壁流下的润滑油与飞散到飞散空间Sa中、比轴8靠铅垂下侧的润滑油汇合，向排油通路Sb中导入。向排油通路Sb中导入的润滑油向排油口2g沿排油通路Sb流下，排出至轴承外壳2的外部。

在飞散空间Sa与涡轮叶轮9之间配置密封环22。密封环22位于轴8与轴承外壳2的径向间隙。密封环22抑制从飞散空间Sa向涡轮叶轮9侧的润滑油的泄漏。

如此，通过密封环22能抑制向涡轮叶轮9侧的润滑油的泄漏。可是，若从轴承孔2b向飞散空间Sa流出的润滑油的油量过多，则密封环22的密封性就会降低。因此，在轴承外壳2上形成避让槽23。避让槽23设置于轴承孔2b的内周面2f。

另外，在轴承外壳2中、大径部8a的径向外侧形成环状突起2h。环状突起2h环状地围绕大径部8a。另外，环状突起2h相比于避让槽23的底面向径向内侧突出。避让槽23隔着环状突起2h，位于与飞散空间Sa相反侧(轴承孔2b的中心侧、压缩机叶轮10侧)。即，避让槽23相对于飞散空间Sa，隔着壁面(环状突起2h)在轴8的轴向上隔离。换而言之，飞散空间Sa位于涡轮叶轮9与避让槽23之间。向轴承面7b、7e、减震部7g供给之后的润滑油的一部分流入避让槽23。

此时，大径部8a中、与主体部7a的对置面8b位于避让槽23的径向内侧。因此，润滑了轴承面7b、7e之后的润滑油容易沿对置面8b流入避让槽23中。另外，避让槽23位于主体部7a的径向外侧。因此，通过减震部7g与轴承孔2b的间隙之后的润滑油容易流入避让槽23中。

另外，大径部8a的外径比主体部7a的外径大。因此，从减震部7g沿主体部7a的外周面在轴向上流动的润滑油通过大径部8a在径向上改变流动方向，容易流入避让槽23中。

而且，在轴承外壳2上设置连通开口部24。连通开口部24贯通轴承外壳2中、在径向上使轴承孔2b与排油通路Sb隔开的隔壁。即，连通开口部24将避让槽23(轴承孔2b)与排油通路Sb连通。因此，流入避让槽23的润滑油通过连通开口部24导入至排油通路Sb。

图3是图2中III-III线的剖视图。在图3中，为了容易理解，用虚线表示轴承外壳2的一部分省略。另外，省略相比于排油通路Sb靠轴8的径向外侧的部位的图示。

润滑油的一部分随着大径部8a的旋转而连动旋转，通过离心力向避让槽23中、比轴8靠上方飞溅。飞散至比轴8靠上方的润滑油沿避让槽23的内壁向比轴8靠下方流下。沿避让槽23内壁流动的润滑油与飞散至避让槽23中、比轴8靠下方的润滑油汇合，从连通开口部24向排油通路Sb排出。

此时，如图2、图3所示，环状突起2h也向轴8的下方延伸。因此，能抑制从连通开口部24向飞散空间Sa的润滑油的飞散，润滑油容易被引导至排油通路Sb中。

如此，润滑油的一部分不通过飞散空间Sa而直接从轴承孔2b向排油通路Sb喷出。因此，能抑制流向比大径部8a还靠涡轮叶轮9侧的润滑油的油量。因此，能抑制从密封环22向涡轮叶轮9侧的润滑油的泄漏。

并且，避让槽23具备在径向上与轴8对置的对置壁部23a。对置壁部23a在径向上空出预定间隔与轴8对置。在对置壁部23a上如图3所示形成狭小部25。狭小部25将轴8的轴心正上方(图3中，用虚线表示的、与轴8的轴心相交且向上下方向延伸的线)作为边界(夹持)，设置于轴8的旋转方向的后方侧。狭小部25从与连通开口部24的边界向旋转方向的前方侧连续地形成。换而言之，狭小部25相对于连通开口部24在轴8的旋转方向的前方侧连续。狭小部25在铅垂方向上平行地延伸。并且，就狭小部25的壁面与轴8的间隔而言，与将轴8的轴心正上方作为边界(夹持)、轴8的旋转方向的前方侧的对置壁部23a与轴8的间隔小。换而言之，狭小部25中的壁面与轴8的间隔比将轴8的轴心正上方作为边界(夹持)、轴8的旋转方向的前方侧的对置壁部23a与轴8的间隔中、为最小的部位的间隔小。另外，在狭小部25中、与轴8的轴心高度相等的部位中，与轴8的间隔最小。在此，狭小部25形成相比于假设对置壁部23a延伸至圆周方向的相同相位的情况下的假想壁面向径向内侧突出的壁面。例如，如图3所示，能够成为大致圆弧状地向内侧突出的形状。

伴随大径部8a的旋转而连动旋转的润滑油从连通开口部24侧向轴8的上方被卷起。流入避让槽23中的润滑油伴随轴8的旋转而连动旋转并在旋转方向上流过狭小部25。可是，若设置与轴8的径向间隔狭窄的狭小部25，则能抑制被卷起的润滑油的油量。因此，能容易地从避让槽23向排油通路Sb排出润滑油，可提高排油性。

图4是用于说明变形例的说明图。图4表示变形例中与图3相同位置的剖视图。如图4所示，在变形例中，在避让槽23的对置壁部23a设置扩大部36。扩大部36将轴8的轴心正上方作为边界(夹持)形成于旋转方向的前方侧的对置壁部23a。详细地说，扩大部36从连通开口部24与旋转方向的后方侧连续地形成。扩大部36将轴8的轴心的正上方作为边界(夹持)，与轴8的间隔比旋转方向后方侧的对置壁部23a大。

伴随大径部8a旋转而连动旋转的润滑油在沿轴8的旋转方向向下时，通过离心力向径向外侧扩大并流下。通过形成扩大部36，向径向外侧扩大并流下的润滑油的流动难以被阻碍。因此，可高效地从避让槽23向排油通路Sb排出润滑油。

另外，扩大部36在旋转方向的前方侧随着靠近连通开口部24(向旋转方向的前方)，与轴8的间隔变大。即，扩大部36的壁面越靠近连通开口部24，与轴8的间隔就越大。在此，扩大部36的壁面形成相比于假设对置壁部23a延伸至圆周方向的相同相位的情况下的假想壁面向径向外侧突出的壁面。例如，扩散部36在垂直于图4所示的轴8的轴向的剖面上为曲线形状。并且，随着靠近连通开口部24，其曲线的曲率半径就越大。

即，扩大部36沿通过离心力向径向外侧扩大并流下的润滑油的流而延伸。因此，通过扩大部36难以阻碍润滑油的流动，可进一步提高排油性。

在上述实施方式中，关于形成狭小部25的情况进行说明。可是，可以在实施方式的结构中适用变形例中所说明的扩大部36。即，可以在避让槽23的对置壁部23a上同时形成狭小部25以及扩大部36。该情况下，由于通过狭小部25以及扩大部36能促进从避让槽23向排油通路Sb的润滑油的排出，因此能成倍地提高排油性。

另外，在上述实施方式中，关于在轴承孔2b的涡轮叶轮9侧设置连通开口部24、避让槽23以及狭小部25的情况进行说明。可是，可以在轴承孔2b的压缩机叶轮10侧上设置连通开口部24、避让槽23以及狭小部25。同样，在上述变形例中，关于在轴承孔2b的涡轮叶轮9侧设置连通开口部24、避让槽23以及扩大部36的情况进行说明。可是，可以在轴承孔2b的压缩机叶轮10侧设置连通开口部24、避让槽23以及扩大部36。

另外，在上述实施方式中，关于狭小部25从与连通开口部24的边界与旋转方向的前方侧连续地形成的情况进行说明。可是，狭小部25可以从与连通开口部24的边界隔离而形成。换而言之，狭小部25的后方侧端部可以与连通开口部24隔离。可是，若狭小部25从与连通开口部24边界与旋转方向的前方侧连续地形成，则从连通开口部24向狭小部25侧流入的润滑油能有效地降低并进一步提高排油性。

另外，在上述变形例中，关于扩大部36从与连通开口部24的边界与旋转方向的后方侧连续地形成的情况进行说明。可是，扩大部36可以从与连通开口部24的边界隔离而形成。换而言之，扩大部36的前方侧端部可以与连通开口部24隔离。即使该情况下，通过扩大部36也能够抑制涡流等的发生。并且，难以产生由涡流等的影响而导致连通开口部24的实际流路面积缩小的这种情况，能提高排油性。可是，如果扩大部36从连通开口部24与旋转方向的后方侧连续地形成，则可有效地从避让槽23向连通开口部24排出润滑油。

另外，在上述变形例中，关于扩大部36随着在旋转方向的前方侧靠近连通开口部24，与轴8的间隔变大的情况进行说明。可是，随着在旋转方向的前方侧靠近连通开口部24，扩大部36与轴8的间隔可以不变大。例如，扩大部36与轴8的间隔可以为恒定。

另外，在上述实施方式以及变形例中，具备位于涡轮叶轮9、避让槽23之间并与排油通路Sb连通的飞散空间Sa。可是，飞散空间Sa不是必须的。

另外，在上述实施方式以及变形例中，狭小部25以及扩大部36分别独立设置。可是，也可以同时设置狭小部25与扩大部36。即，轴承结构只要至少具备狭小部25或扩大部36中任意一个即可。

以上，参照附图关于实施方式进行说明，本发明并不限定于所涉及的实施方式。只要是本领域技术人员，在技术方案所记载的范围内，想到各种变形例或修正例是显而易见的，关于那些也会当然地理解为属于技术性范围内。

符号说明

C—增压器，S—轴承结构，Sa—飞散空间，Sb—排油通路，2—轴承外壳(外壳)，2b—轴承孔，2f—内周面，7—半浮轴承(轴承)，8—轴，9—涡轮叶轮(叶轮)，10—压缩机叶轮(叶轮)，23—避让槽，23a—对置壁部，24—连通开口部，25—狭小部，36—扩大部。

Claims (5)

1.一种轴承结构，其特征在于，

具备：

外壳；

形成于上述外壳并设置有对轴进行轴支撑的轴承的轴承孔；

避让槽，其形成于上述轴承孔的内周面，具有在径向上与上述轴对置的对置壁部，与设置于比上述轴的轴心靠下方的排油通路连通；以及

狭小部和扩大部的至少任一方，该狭小部设于上述避让槽的对置壁部中的、将上述轴的轴心的正上方作为边界的上述轴的旋转方向的后方侧，与上述轴的间隔比与上述轴的旋转方向的前方侧的间隔小，该扩大部设于上述避让槽的对置壁部中的、将上述轴的轴心的正上方作为边界的上述轴的旋转方向的前方侧，与上述轴的间隔比与上述轴的旋转方向的后方侧的间隔大，

具备形成于上述外壳并连通上述避让槽和上述排油通路的连通开口部，

上述扩大部越靠近上述连通开口部，与上述轴的间隔越大。

2.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，

具备飞散空间，该飞散空间形成于上述外壳，并位于设置于上述轴的一端的叶轮与上述避让槽之间，并与上述排油通路连通。

3.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，

在上述轴的旋转方向的前方侧连续地设置上述狭小部。

4.根据权利要求2所述的轴承结构，其特征在于，

在上述轴的旋转方向的前方侧连续地设置上述狭小部。

5.一种增压器，其特征在于，

具备上述权利要求1～4任一项所述的轴承结构。

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