CN108350932A - 轴承构造以及增压器 - Google Patents

Abstract

轴承构造具备：形成有轴承孔(2b)的轴承外壳(2)；设于轴承孔(2b)，且供轴(8)插通的主体部(7a)；形成于主体部(7a)的外周面(7e)的阻尼部(7j)；设于主体部(7a)的内周面(7b)的径向轴承面(7c)；设于轴(8)的轴向的一端面的止推轴承面(7h)；以及连通孔(22)，一端(22a)在主体部(7a)的外周面(7e)与轴承孔(2b)的内周面(2e)的缝隙(Sc)或阻尼部(7j)开口，另一端(22b)在止推轴承面(7h)、径向轴承面(7c)、或者止推轴承面(7h)与径向轴承面(7c)之间开口。

Description

轴承构造以及增压器

技术领域

本公开涉及轴支承轴的轴承构造以及增压器。

背景技术

目前，已知轴旋转自如地被轴支承于轴承外壳的增压器。在轴的一端设置涡轮叶轮，在另一端设置压缩机叶轮。增压器连接于发动机，通过从发动机排出的尾气使涡轮叶轮旋转。通过该涡轮叶轮的旋转，经由轴而使压缩机叶轮旋转。增压器随着压缩机叶轮的旋转而压缩空气并送出至发动机。

专利文献1记载了在轴承孔收纳有半浮式轴承的结构。半浮式轴承具有环状的主体部。轴承孔形成于轴承外壳。在半浮式轴承的主体部的内周面形成两个径向轴承面。两个径向轴承面在轴向上分离。在轴承孔的内周面上的两个径向轴承面之间开设油孔。供给至轴承孔的润滑油的一部分进入轴承孔与主体部的缝隙，有助于振动抑制。供给至轴承孔的润滑油的一部分从油孔流入内周面侧，润滑径向轴承面。另外，在主体部的两端面作为止推轴承面发挥功能的情况下，与主体部的轴向的两端面对置地设置与轴一体旋转的对置部。润滑径向轴承面后的润滑油从两端面流出，润滑止推轴承面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5510592号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述地，在半浮式轴承的主体部的两端面作为止推轴承面发挥功能的情况下，止推轴承面与对置部的缝隙的润滑油随着对置部共转。润滑油受离心力而向径向外侧排出。此时，径向轴承面与轴的缝隙的润滑油也向止推轴承面侧被吸出。之后，若要求的轴的转速高速化，则从径向轴承面侧向止推轴承面侧吸出润滑油的压力也变大。因此，存在润滑径向轴承面的润滑油的油膜厚度减少的问题。

本公开的目的是提供即使轴的转速高速化也能够充分确保润滑径向轴承面的润滑油的油膜厚度的轴承构造以及增压器。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本公开的一方案的轴承构造具备：形成有轴承孔的外壳；设于轴承孔，且供轴插通的主体部；形成于主体部的外周面的阻尼部；设于主体部的内周面的径向轴承面；在主体部中设于轴的轴向的一端面的止推轴承面；以及连通孔，一端在主体部的外周面与轴承孔的内周面的缝隙或者阻尼部开口，另一端在止推轴承面、径向轴承面、或者止推轴承面与径向轴承面之间开口。

也可以具备油孔，该油孔在主体部中设在相对于径向轴承面与止推轴承面相反的一侧，且从主体部的内周面贯通至外周面。

也可以具备油路，该油路形成于外壳，在轴承孔开口，且在轴的轴向上的位置比径向轴承面靠近油孔。

也可以油路与油孔的至少一部分对置。

也可以连通孔的一端在主体部中在比阻尼部远离止推轴承面的位置开口。

也可以连通孔的另一端在止推轴承面中在轴的径向的最内侧开口。

为了解决上述课题，本公开的一方案的增压器的特征在于，具备上述轴承构造。

发明的效果

根据本公开，即使轴的转速高速化，也能够充分确保润滑径向轴承面的润滑油的油膜度。

附图说明

图1是增压器的概略剖视图。

图2是提取了图1的点划线部分的图。

图3是提起了图2的虚线部分的图。

图4(a)是第一变形例的与图3对应的部位的提取图。图4(b)是第二变形例的与图3对应的部位的提取图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本公开的实施方式详细地进行说明。该实施方式所示的尺寸、材料、其它具体的数值等仅是为了使理解变得容易的示例，除非另有说明，否则不限定本公开。此外，在本说明书以及附图中，对具有实质上相同的功能、结构的单元标注相同的符号，从而省略重复说明。另外，与本公开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方向设为增压器C的左侧。将图1所示的箭头R方向设为增压器C的右侧来进行说明。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的左侧通过紧固机构3连结涡轮外壳4。在轴承外壳2的右侧通过紧固螺栓5连结压缩机外壳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的外周面设有突起2a。突起2a设于涡轮外壳4附近。突起2a向轴承外壳2的径向突出。另外，在涡轮外壳4的外周面设有突起4a。突起4a设于轴承外壳2附近。突起4a向涡轮外壳4的径向突出。轴承外壳2和涡轮外壳4通过将突起2a、4a利用紧固机构3带紧固而固定。紧固机构3例如由夹持突起2a、4a的G联接器构成。

在轴承外壳2形成有轴承孔2b。轴承孔2b在增压器C的左右方向上贯通。在轴承孔2b设置半浮式轴承7。通过半浮式轴承7旋转自如地支撑轴8。在轴8的左端部设置涡轮叶轮9。涡轮叶轮9旋转自如地收纳于涡轮外壳4内。另外，在轴8的右端部设置压缩机叶轮10。压缩机叶轮10旋转自如地收纳于压缩机外壳6内。

在压缩机外壳6形成有吸气口11。吸气口11向增压器C的右侧开口。吸气口11连接于未图示的空气滤清器。另外，如上述，在通过紧固螺栓5连结轴承外壳2和压缩机外壳6的状态下，形成扩散器流路12。扩散器流路12由轴承外壳2和压缩机外壳6的对置面形成。扩散器流路12对空气进行升压。扩散器流路12从轴8的径向内侧朝向外侧形成为环状。扩散器流路12在上述的径向内侧经由压缩机叶轮10连通于吸气口11。

另外，在压缩机外壳6设有压缩机涡旋流路13。压缩机涡旋流路13呈环状。压缩机涡旋流路13位于比扩散器流路12靠轴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。压缩机涡旋流路13还连通于扩散器流路12。因此，当压缩机叶轮10旋转时，从吸气口11向压缩机外壳6内吸取空气。该吸取的空气在压缩机叶轮10的叶片间流动的过程中受离心力的作用而增速。增速后的空气在扩散器流路12以及压缩机涡旋流路13升压。升压后的空气被引导至发动机的吸气口。

在涡轮外壳4形成有排出口14。排出口14向增压器C的左侧开口。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设有流路15和涡轮涡旋流路16。涡轮涡旋流路16呈环状。涡轮涡旋流路16位于比流路15靠涡轮叶轮9的径向外侧。涡轮涡旋流路16与未图示的气体流入口连通。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。气体流入口还连通于上述的流路15。因此，从气体流入口引导至涡轮涡旋流路16的尾气经由流路15以及涡轮叶轮9而引导至排放口14。向吐出口14引导的尾气在其流动过程中使涡轮叶轮9旋转。

而且，上述涡轮叶轮9的旋转力经由轴8传递至压缩机叶轮10。如上所述，空气受压缩机叶轮10的旋转力而升压，并引导至发动机的吸气口。

图2是提取了图1的点划线部分的图。如图2所示，轴承构造S含有轴承外壳2而构成。轴承构造S在轴承外壳2形成油路2c。油路2c在轴承孔2b开口。润滑油从油路2c流入轴承孔2b。流入到轴承孔2b的润滑油供给至设于轴承孔2b的半浮式轴承7。

半浮式轴承7具有环状的主体部7a。在主体部7a的内部(内周面7b侧)插通有轴8。在主体部7a的内周面7b形成有两个径向轴承面7c、7d。两个径向轴承面7c、7d在轴8的轴向(以下，简称为轴向)上分离。

在两个径向轴承面7c、7d之间的内周面7b开设有油孔7f。油孔7f将主体部7a从内周面7b贯通至外周面7e。油路2c中的轴承孔2b侧的开口在轴8的轴向上的位置比径向轴承面7c、7d和后述的连通孔22靠近油孔7f。油路2c中的轴承孔2b侧的开口的内径与油孔7f大致相等。油路2c中的轴承孔2b侧的开口与油孔7f对置。但是，油路2c中的轴承孔2b侧的开口的内径也可以比油孔7f大，也可以比其小。另外，油路2c中的轴承孔2b侧的开口也可以仅一部分与油孔7f对置。另外，油路2c中的轴承孔2b侧的开口也可以与油孔7f不对置，而轴向的位置错开。供给至轴承孔2b的润滑油的一部分通过油孔7f从主体部7a的外部向内周面7b侧引导。引导至内周面7b侧的润滑油供给至轴8与径向轴承面7c、7d的间隙。而且，通过供给至轴8与径向轴承面7c、7d的间隙的润滑油的油膜压力轴支承轴8。

另外，在主体部7a设置贯通孔7g。贯通孔7g将主体部7a从内周面7b贯通至外周面7e。在轴承外壳2形成有销孔2d。销孔2d形成于与贯通孔7g对置的部位。销孔2d贯通形成轴承孔2b的壁部。从图2中下侧向销孔2d压入定位销20。定位销20的前端插入半浮式轴承7的贯通孔7g。通过定位销20，限制半浮式轴承7的旋转以及轴向的移动。

另外，在轴8设有抛油部件21。抛油部件21相对于主体部7a配置于图2中右侧(压缩机叶轮10侧)。抛油部件21是环状部件。抛油部件21使沿轴8流向压缩机叶轮10侧的润滑油向径向外侧飞溅。也就是，通过抛油部件21，抑制润滑油向压缩机叶轮10侧漏出。

抛油部件21与主体部7a在轴向上对置。抛油部件21中的与主体部7a的对置面的外径比径向轴承面7d地内径大。抛油部件21中的与主体部7a的对置面的外径比主体部7a的外径小。在此，抛油部件21中的与主体部7a的对置面的外径不限于比主体部7a的外径小的结构。例如，根据搭载增压器C的发动机的运转状况等，与主体部7a的对置面的外径既可以与主体部7a的外径相同，也可以比主体部7a的外径大。

另外，在轴8设有大径部8a。大径部8a的外径比主体部7a的径向轴承面7c的内径大。大径部8a的外径比主体部7a的外径大。大径部8a相对于主体部7a位于图2中左侧(涡轮叶轮9侧)。大径部8a与主体部7a在轴向上对置。在此，大径部8a的外径不限于比主体部7a的外径大的结构。例如，根据搭载增压器C的发动机的运转状况等，大径部8a的外径既可以与主体部7a的外径相同，也可以比主体部7a的外径小。

这样，主体部7a通过定位销20限制轴向的移动。主体部7a被抛油部件21以及大径部8a在轴向上夹住。向主体部7a与抛油部件21的间隙供给有润滑油。向主体部7a与大径部8a的间隙供给有润滑油。当轴8在轴向上移动时，抛油部件21或大径部8a通过与主体部7a之间的油膜压力而被支撑。轴8通过半浮式轴承7限制轴向的移动。即，半浮式轴承7的主体部7a的轴向的两端面成为止推轴承面7h、7i。止推轴承面7h、7i承受止推负载。油孔7f相对于径向轴承面7c设于止推轴承面7h的相反侧。油孔7f相对于径向轴承面7d设于止推轴承面7i的相反侧(参照图2)。

另外，在主体部7a的外周面7e中的轴向的两端侧分别形成有阻尼部7j、7k。在主体部7a的外周面7e，在阻尼部7j、7k之间形成小径部7m。小径部7m比阻尼部7j、7k外径小。小径部7m设置有油孔7f。在小径部7m与阻尼部7j、7k之间分别形成锥形面7n。锥形面7n的外径从小径部7m侧向阻尼部7j、7k变大。如上述，供给至轴承孔2b的润滑油的一部分从油孔7f引导至主体部7a的内周面7b。剩余的润滑油通过主体部7a的外周面7e与轴承孔2b的内周面2e的缝隙，引导至阻尼部7j、7k。阻尼部7j、7k通过供给至与轴承孔2b的内周面2e的间隙的润滑油的油膜压力吸收(抑制)轴8的振动。

图3是提取了图2的虚线部分的图。但是，图3中，为了使理解变得容易，放大地强调供润滑油通过的缝隙Sa、Sb、Sc。图3中，用箭头表示润滑油流。另外，止推轴承面7h侧和止推轴承面7i侧的构造实质上相同。为了避免说明的重复，对止推轴承面7h侧的构造进行详细叙述。

如上所述，润滑油介于止推轴承面7h与大径部8a的缝隙Sa。于是，在轴8旋转时，缝隙Sa的润滑油与大径部8a共转。共转的润滑油如图3中箭头a所示地受离心力而向径向外侧排出。

此时，径向轴承面7c与轴8的缝隙Sb和缝隙Sa连通。缝隙Sb的润滑油向止推轴承面7h(缝隙Sa)侧被吸出。另外，当轴8的转速高速化时，从径向轴承面7c侧向止推轴承面7h侧吸出润滑油的压力变大。其结果，例如，若来自发动机的供油条件等变得极端，则向止推轴承面7h侧吸出的润滑油的油量增加。于是，存在润滑径向轴承面7c的润滑油的油膜厚度变薄的问题。

因此，在主体部7a设置了连通孔22。在主体部7a的周向上隔离地设置多个连通孔22。连通孔22是贯通主体部7a的一部分的孔。连通孔22的一端22a在主体部7a的外周面7e开口。连通孔22的一端22a在比阻尼部7j靠润滑油的流向的上游侧(图3中右侧)的部位开口。换言之，如图3所示，连通孔22的一端22a在比阻尼部7j靠近油路2c侧的部位开口。连通孔22的一端22a在主体部7a中在比阻尼部7j远离止推轴承面7h的位置开口。即，连通孔22的一端22a在两个阻尼部7j、7k之间开口。另外，连通孔22的一端22a在连接外周面7e中在连接小径部7m和阻尼部7j的锥形面7n开口。

供给至轴承孔2b的润滑油的一部分在主体部7a的外周面7e与轴承孔2b的内周面2e的缝隙Sc流动。缝隙Sc例如是在主体部7a的外周面7e中在阻尼部7j、7k之间的部位(去除了阻尼部7j、7k的外周面7e)与轴承孔2b的内周面2e之间的空间。该润滑油的一部分如图3中用箭头b所示地通过连通孔22引导至止推轴承面7h。

即使润滑油受离心力向箭头a的方向排出，通过设置连通孔22，供给至阻尼部7j的润滑油的一部分供给至止推轴承面7h侧。因此，抑制从径向轴承面7c侧向止推轴承面7h侧吸出的润滑油的油量。其结果，即使轴8的转速高速化，也能够充分确保润滑径向轴承面7c的润滑油的油膜厚度。

另外，如图3所示，连通孔22的另一端22b在止推轴承面7h开口。详细而言，在止推轴承面7h中在轴8的径向的最内侧开口。这样，通过使连通孔22的另一端22b在止推轴承面7h中的轴8的径向最内侧开口，具有以下效果。

即，在径向轴承面7c侧的缝隙Sb流动后的润滑油因摩擦热而成为高温，粘性较低。另一方面，通过连通孔22流入止推轴承面7h侧的缝隙Sa的润滑油相比在缝隙Sb流动后的润滑油，低温且粘性高。

若润滑油的粘性高，则机械损耗增加，因此从连通孔22向止推轴承面7h流入的低温的润滑油可能成为机械损耗增加的主要原因。当使连通孔22的另一端22b在止推轴承面7h中的轴8的径向的最内侧开口时，能够确保供来自连通孔22的低温的润滑油与来自缝隙Sb的高温的润滑油混合而被升温的流路较长。其结果，在大径部8a的周速变大的外周侧，能够提高润滑油的温度。因此，能够降低润滑油的粘性，降低机械损耗。

图4(a)是第一变形例的与图3对应的部位的提取图。图4(b)是第二变形例的与图3对应的部位的提取图。

如图4(a)所示，在第一变形例中，连通孔32的一端32a在阻尼部7j开口。该情况下，也与上述的实施方式同样地能够充分确保润滑径向轴承面7c的润滑油的油膜厚度。另外，在如第一变形例所示地使连通孔32的一端32a在阻尼部7j开口的情况下，具有以下效果。即，在位于连通孔32的一端32a附近的阻尼部7j的一部分区间升温后的润滑油供给至止推轴承面7h侧。其结果，能够降低止推轴承面7h的机械损耗。另一方面，在如上述的实施方式所示地使连通孔22的一端22a在主体部7a的外周面7e中的比阻尼部7j靠润滑油的流向的上游侧开口的情况下，具有以下效果。即，不会因连通孔22而缩小阻尼部7j的面积。因此，能够维持阻尼部7j的性能，并且充分确保径向轴承面7c的润滑油的油膜厚度。

另外，如图4(b)所示的第二变形例所示，连通孔42的另一端42b也可以在径向轴承面7c开口。该情况下也能够与上述的实施方式同样地充分确保润滑径向轴承面7c的润滑油的油膜厚度。另外，在径向轴承面7c的一部分区间升温后的润滑油供给至止推轴承面7h。因此，能够降低止推轴承面7h的机械损耗。

以上，一边参照附图，一边对实施方式进行了说明，但是不言而喻，本公开不限定于该实施方式。应当明白，本领域技术人员在权利要求书记载的范围内能够想到各种变更例及修正例，应当了解，它们也当然属于技术性范围。

例如，在上述的实施方式以及变形例中，说明了连通孔22、32、42的另一端22b、32b、42b在止推轴承面7h、径向轴承面7c开口的情况。但是，连通孔22、32、42的另一端22b、32b、42b也可以在止推轴承面7h与径向轴承面7c之间开口。即，连通孔22、32、42的另一端22b、32b、42b也可以横跨止推轴承面7h和径向轴承面7c而延伸。

另外，在上述的实施方式以及变形例中，说明了配置于涡轮叶轮9侧的止推轴承面7h侧和配置于压缩机叶轮10侧的止推轴承面7i侧的构造实质上相同的情况。另外，在上述的实施方式以及变形例中，说明了在止推轴承面7h侧和止推轴承面7i侧双方设有连通孔22、32、42的情况。但是，连通孔22、32、42可以设于止推轴承面7h侧以及止推轴承面7i侧的任意一方。

另外，在上述的实施方式以及第一变形例中，说明了连通孔22、32的另一端22b、32b在止推轴承面7h中的轴8的径向的最内侧开口的情况。但是，连通孔22、32的另一端22b、32b也可以在止推轴承面7h的任意位置开口。

另外，在上述的实施方式以及变形例中，说明了连通孔22、32、42设于主体部7a中的图中上侧(油路2c侧)的情况。但是，连通孔22、32、42也可以设于主体部7a的周向的任意位置。另外，对于连通孔22、32、42，配置、大小、配置数量也可以根据发动机的运转状况等适当设定。例如，连通孔22、32、42也可以仅配置一处。该情况下，能够降低加工连通孔22、32、42花费的作业时间。另外，例如，也可以在主体部7a的周向上等间隔地配置两处、三处、或者六处等多个连通孔22、32、42。该情况下，对于止推轴承面7h侧的润滑油的油膜厚度，能够提高周向的均匀性。另外，例如，也可以以使止推轴承面7h侧的润滑油的油膜厚度尽量均匀的方式考虑轴8的旋转方向、离心力而在周向上非等间隔而偏置地配置多个连通孔22、32、42。另外，连通孔的截面形状(垂直于润滑油流的截面形状)不限于圆形状，例如可以是椭圆形状，也可以是多边形状。

生产上的可利用性

本公开能够应用于对轴进行轴支承的轴承构造以及增压器。

符号说明

C—增压器，S—轴承构造，Sc—缝隙，2—轴承外壳(外壳)，2b—轴承孔，2c—油路，7—半浮式轴承，7a—主体部，7b—内周面，7c—径向轴承面，7d—径向轴承面，7e—外周面，7f—油孔，7h—止推轴承面，7i—止推轴承面，7j—阻尼部，7k—阻尼部，8—轴，22—连通孔，22a—一端，22b—另一端，32—连通孔，32a—一端，42—连通孔，42b—另一端。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(补正后)一种轴承构造，其特征在于，具备：

形成有轴承孔的外壳；

设于上述轴承孔，且供轴插通的主体部；

形成于上述主体部的外周面的阻尼部；

设于上述主体部的内周面的径向轴承面；

在上述主体部中设于上述轴的轴向的一端面的止推轴承面；以及

连通孔，一端在上述主体部的外周面与上述轴承孔的内周面的缝隙或者上述阻尼部开口，另一端仅在上述止推轴承面、上述径向轴承面以及上述止推轴承面与上述径向轴承面之间的任何一个开口。

2.根据权利要求1所述的轴承构造，其特征在于，

具备油孔，该油孔在上述主体部中设在相对于上述径向轴承面与上述止推轴承面相反的一侧，且从上述主体部的内周面贯通至外周面。

3.根据权利要求2所述的轴承构造，其特征在于，

具备油路，该油路形成于上述外壳，在上述轴承孔开口，且在上述轴的轴向上的位置比上述径向轴承面靠近上述油孔。

4.根据权利要求3所述的轴承构造，其特征在于，

上述油路与上述油孔的至少一部分对置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴承构造，其特征在于，

上述连通孔的一端在上述主体部中在比上述阻尼部远离上述止推轴承面的位置开口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴承构造，其特征在于，

上述连通孔的另一端在上述止推轴承面中在上述轴的径向的最内侧开口。

7.一种增压器，其特征在于，具备上述权利要求1至6中任一项所述的轴承构造。

8.(追加)根据权利要求1所述的轴承构造，其特征在于，

上述阻尼部连通于上述缝隙。

Claims (7)

1.一种轴承构造，其特征在于，具备：

形成有轴承孔的外壳；

设于上述轴承孔，且供轴插通的主体部；

形成于上述主体部的外周面的阻尼部；

设于上述主体部的内周面的径向轴承面；

在上述主体部中设于上述轴的轴向的一端面的止推轴承面；以及

连通孔，一端在上述主体部的外周面与上述轴承孔的内周面的缝隙或者上述阻尼部开口，另一端在上述止推轴承面、上述径向轴承面、或者上述止推轴承面与上述径向轴承面之间开口。

2.根据权利要求1所述的轴承构造，其特征在于，

具备油孔，该油孔在上述主体部中设在相对于上述径向轴承面与上述止推轴承面相反的一侧，且从上述主体部的内周面贯通至外周面。

3.根据权利要求2所述的轴承构造，其特征在于，

具备油路，该油路形成于上述外壳，在上述轴承孔开口，且在上述轴的轴向上的位置比上述径向轴承面靠近上述油孔。

4.根据权利要求3所述的轴承构造，其特征在于，

上述油路与上述油孔的至少一部分对置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴承构造，其特征在于，

上述连通孔的一端在上述主体部中在比上述阻尼部远离上述止推轴承面的位置开口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴承构造，其特征在于，

上述连通孔的另一端在上述止推轴承面中在上述轴的径向的最内侧开口。

7.一种增压器，其特征在于，具备上述权利要求1至6中任一项所述的轴承构造。