CN114667388A - 推力轴承装置以及涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

推力轴承装置具备：旋转轴；轴环部件，所述轴环部件嵌合于旋转轴，具有第一推力面；以及推力部件，所述推力部件具有供旋转轴插通的插通孔和设置在该插通孔的周围且与轴环部件的第一推力面相向的第二推力面。第一推力面构成为相对于与旋转轴的轴线正交的面倾斜，以使第一推力面与第二推力面之间的距离伴随着旋转轴的旋转而周期性地增减。

Description

推力轴承装置以及涡轮增压器

技术领域

本公开涉及推力轴承装置以及涡轮增压器。

背景技术

例如，使旋转轴沿轴向移动的力(推力)作用于涡轮增压器的旋转轴。因此，在涡轮增压器具备用于在轴向上支承旋转轴的推力轴承装置。作为这样的推力轴承装置的一例，例如可举出专利文献1所示的推力轴承装置。

在涡轮增压器中的推力轴承装置中，如专利文献1所记载的那样，通过轴环部件(推力衬套10)与推力部件(推力盘11)滑动接触来负担作用于旋转轴的推力载荷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-2136号公报

发明内容

发明要解决的课题

例如在涡轮增压器中的推力轴承装置中，为了抑制推力轴承装置中的机械损失而提高涡轮增压器的过渡响应性，优选减小负担推力载荷的滑动接触面的面积。但是，若减小负担推力载荷的滑动接触面的面积，则推力载荷的负载能力降低，接触、磨损的风险有可能升高。

鉴于上述情形，本公开的至少一实施方式的目的在于，兼顾推力轴承装置中的机械损失的抑制和推力载荷的负载能力降低的抑制。

用于解决课题的方案

(1)本公开的至少一实施方式的推力轴承装置具备：

旋转轴；

轴环部件，所述轴环部件嵌合于所述旋转轴，具有第一推力面；以及

推力部件，所述推力部件具有供所述旋转轴插通的插通孔和设置在该插通孔的周围且与所述轴环部件的所述第一推力面相向的第二推力面，

所述第一推力面构成为相对于与所述旋转轴的轴线正交的面倾斜，以使所述第一推力面与所述第二推力面之间的距离伴随着所述旋转轴的旋转而周期性地增减。

(2)本公开的至少一实施方式的涡轮增压器具备：

安装在所述旋转轴的一端的涡轮叶轮；

安装在所述旋转轴的另一端的压缩机叶轮；以及

上述(1)的结构的推力轴承装置。

发明的效果

根据本公开的至少一实施方式，能够兼顾推力轴承装置中的机械损失的抑制和推力载荷的负载能力降低的抑制。

附图说明

图1是表示在本公开的一实施方式的涡轮增压器中沿着其旋转轴的轴线方向的截面的剖视图。

图2是图1中的a部附近的放大图。

图3是一实施方式的推力轴承装置的示意性剖视图。

图4是示意性地表示在一实施方式的推力轴承装置中旋转轴旋转时的情形的剖视图。

图5是关于轴环部件的另一实施方式的示意性剖视图。

图6是关于轴环部件的又一实施方式的示意性剖视图。

图7是关于轴环部件的又一实施方式的示意性剖视图。

图8是关于推力部件的另一实施方式的示意性剖视图。

图9是关于推力部件的又一实施方式的示意性剖视图。

图10是关于第二推力面上的垫的一实施方式的图。

图11是关于第二推力面上的垫的另一实施方式的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图所示的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，其主旨并非将本公开的范围限定于此，只不过是说明例。

例如，“在某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对的配置的表述，不仅严格地表示上述那样的配置，还表示具有公差或能得到相同功能这种程度的角度或距离相对位移的状态。

例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示处于事物相等的状态的表述，不仅表示严格地相等的状态，还表示存在公差或存在能得到相同功能这种程度的差的状态。

例如，四边形或圆筒形状等表示形状的表述，不仅表示在几何学方面严格意义上的四边形或圆筒形状等形状，还表示在能得到相同效果的范围内包括凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，“配备”、“备有”、“具备”、“包括”或“具有”一个构成要素这种表述并非是排除其他构成要素的存在的排他性的表述。

(涡轮增压器100的整体结构)

图1是表示在本公开的一实施方式的涡轮增压器中沿着其旋转轴的轴线方向的截面的剖视图。

本公开的一实施方式的涡轮增压器没有特别限定，例如是搭载于汽车用发动机等的涡轮增压器。

如图1所示，本实施方式的涡轮增压器100由以下三个壳体构成：涡轮壳体102，该涡轮壳体102收容设置在旋转轴2的一端侧的涡轮叶轮103；压缩机壳体104，该压缩机壳体104收容设置在旋转轴2的另一端侧的压缩机叶轮105；以及轴承壳体106，该轴承壳体106收容将旋转轴2支承为能够旋转的径向轴承装置110和支承旋转轴2的推力的推力轴承装置1。

在涡轮壳体102的外周部形成有涡旋状的涡轮涡旋流路113。而且，在涡轮涡旋流路113的中心部分配置有涡轮叶轮103。涡轮叶轮103由将圆锥体的头部用与底面平行的面切下的截头圆锥状的涡轮轮毂103a和从涡轮轮毂103a的周面沿径向突出设置的多个涡轮叶片103b构成。涡轮叶轮103的涡轮轮毂103a例如通过焊接与旋转轴2的一端部接合。而且，在涡轮涡旋流路113中流动而作用于涡轮叶轮103的废气从在旋转轴2的轴向上开口的排气流出口111向涡轮壳体102的外部排出。

在压缩机壳体104的外周部形成有涡旋状的压缩机涡旋流路117。而且，在压缩机涡旋流路117的中心部分配置有压缩机叶轮105。压缩机叶轮105由将圆锥体的头部用与底面平行的面切下的截头圆锥状的压缩机轮毂105a和从压缩机轮毂105a的周面沿径向突出设置的多个压缩机叶片105b构成。在压缩机叶轮105的压缩机轮毂105a的中心部形成有供旋转轴2的另一端侧嵌插的嵌插孔(未图示)。压缩机叶轮105在旋转轴2的一端侧嵌插于该嵌插孔之后，从压缩机轮毂105a的前端紧固螺母116，从而固定在旋转轴2的另一端部。而且，在沿旋转轴2的轴向开口的进气流入口115流动，被压缩机叶轮105压缩后的进气气体在压缩机涡旋流路117中流动而向未图示的发动机供给。

轴承壳体106配置在涡轮壳体102与压缩机壳体104之间，一端侧与涡轮壳体102连结，另一端侧与压缩机壳体104连结。在轴承壳体106的内部形成有能够供旋转轴2沿轴向插通的内部空间，在该内部空间收容有上述径向轴承装置110、推力轴承装置1。另外，在轴承壳体106的上部，形成有用于对上述径向轴承装置110以及推力轴承装置1供给润滑油的入口油路112。从入口油路112被导入到轴承壳体106的内部的润滑油在对径向轴承装置110以及推力轴承装置1进行润滑后，从形成在轴承壳体106的下部的出口油路114向轴承壳体106的外部排出。

(推力轴承装置1的概要)

图2是图1中的a部附近的放大图，是表示本发明一实施方式的推力轴承装置的剖视图。图3是一实施方式的推力轴承装置的示意性剖视图。图4是示意性地表示在一实施方式的推力轴承装置中旋转轴旋转时的情形的剖视图。图5是关于轴环部件的另一实施方式的示意性剖视图。图6是关于轴环部件的又一实施方式的示意性剖视图。图7是关于轴环部件的又一实施方式的示意性剖视图。图8是关于推力部件的另一实施方式的示意性剖视图。图9是关于推力部件的又一实施方式的示意性剖视图。图10是关于第二推力面上的垫的一实施方式的图。图11是关于第二推力面上的垫的另一实施方式的图。

如图2～图9所示，几个实施方式的推力轴承装置1具备旋转轴2、作为轴环部件的压缩机侧推力环3及涡轮侧推力环9、以及推力部件4。

在几个实施方式中，如图2所示，具备导油器5和构成为在旋转轴2的外周侧保持导油器5及推力部件4的保持器7。

在几个实施方式中，保持器7是环形部件，在其外周部形成有向推力部件4侧突出的突出部71。在突出部71中的与推力部件4和导油器5抵接的部分形成有前端面71a。而且，利用前端面71a将导油器5的外周缘部以及推力部件4的外周端部按压于轴承壳体106的内周凸部106A的一端面106a，从而将推力部件4以及导油器5保持在旋转轴2的外周侧。另外，突出部71的后端面71b与嵌合于轴承壳体106的内周槽的环形的移动限制部件73抵接。而且，通过该移动限制部件73，保持器7被向推力部件4侧按压。

(压缩机侧推力环3)

如图2～图9所示，压缩机侧推力环3具有圆筒状的轴环主体部31以及与轴环主体部31相比形成为大径的凸缘部32。而且，以能够与旋转轴2一起旋转的方式安装于旋转轴2的外周。

如图3～图9所示，在凸缘部32的涡轮侧的面即一端面32a形成有压缩机侧第一推力面310。关于压缩机侧第一推力面310的详细情况，在后面进行说明。

(涡轮侧推力环9)

在图示的实施方式中，在比压缩机侧推力环3靠涡轮侧的旋转轴2的外周面安装有涡轮侧推力环9。涡轮侧推力环9具有圆筒状的轴环主体部91以及与轴环主体部91相比形成为大径的凸缘部92。而且，涡轮侧推力环9的轴环主体部91的前端面91a与压缩机侧推力环3的凸缘部32的一端面32a抵接。

如图3～图9所示，在凸缘部92的压缩机侧的面形成有涡轮侧第一推力面910。关于涡轮侧第一推力面910的详细情况，在后面进行说明。

(推力部件4)

如图2～图11所示，几个实施方式的推力部件4是具有供旋转轴2插通的插通孔41的环形的板状部件。如图3～图11所示，在几个实施方式的推力部件4的压缩机侧的面(一端面4a)，形成有与压缩机侧推力环3的压缩机侧第一推力面310相向的压缩机侧第二推力面430。而且，构成为，在从压缩机叶轮105侧向涡轮叶轮103侧对旋转轴2作用轴向力时，压缩机侧第二推力面430与压缩机侧第一推力面310滑动接触，由此在轴向上支承以插通于插通孔41的状态旋转的旋转轴2。

在图示的实施方式中，上述涡轮侧推力环9的轴环主体部91位于推力部件4的内周侧。即，在推力部件4的插通孔41中插通有旋转轴2和安装于旋转轴2的外周的涡轮侧推力环9的轴环主体部91。推力部件4的外周端部固定于轴承壳体106。而且，推力部件4的内周面与涡轮侧推力环9的轴环主体部91的外周面构成为伴随着旋转轴2的旋转而滑动接触。

如图3～图11所示，在几个实施方式的推力部件4的涡轮侧的面(另一端面4b)，形成有与涡轮侧推力环9的涡轮侧第一推力面910相向的涡轮侧第二推力面490。而且，构成为，在从涡轮叶轮103向压缩机叶轮105侧对旋转轴2作用轴向力时，涡轮侧第二推力面490与涡轮侧第一推力面910滑动接触，由此在轴向上支承以插通于插通孔41的状态旋转的旋转轴2。

另外，在推力部件4的内部形成有供给油路43。供给油路43在推力部件4的另一端面4b形成有入口侧开口，在推力部件4的内周面(插通孔41)形成有出口侧开口。而且，构成为，从出口侧开口供给的润滑油被供给到推力部件4的内周面与涡轮侧推力环9的轴环主体部91的外周面之间、推力部件4的压缩机侧第二推力面430与压缩机侧推力环3的压缩机侧第一推力面310之间、以及推力部件4的涡轮侧第二推力面490与涡轮侧推力环9的涡轮侧第一推力面910之间。

需要说明的是，在以下的说明中，在不需要特意区分压缩机侧推力环3的压缩机侧第一推力面310和涡轮侧推力环9的涡轮侧第一推力面910的情况下，有时也将压缩机侧第一推力面310以及涡轮侧第一推力面910简称为第一推力面10。另外，在以下的说明中，在提及压缩机侧第一推力面310以及涡轮侧第一推力面910双方的情况下，有时也将压缩机侧第一推力面310以及涡轮侧第一推力面910简称为第一推力面10。

同样地，在以下的说明中，在不需要特意区分推力部件4的压缩机侧第二推力面430和涡轮侧第二推力面490的情况下，有时也将压缩机侧第二推力面430以及涡轮侧第二推力面490简称为第二推力面20。另外，在以下的说明中，在提及压缩机侧第二推力面430以及涡轮侧第二推力面490双方的情况下，有时也将压缩机侧第二推力面430以及涡轮侧第二推力面490简称为第二推力面20。

例如在涡轮增压器100中的推力轴承装置1中，为了抑制推力轴承装置1中的机械损失而提高涡轮增压器100的过渡响应性，优选减小作为负担推力载荷的滑动接触面的第一推力面10以及第二推力面20的面积。但是，若仅减小第一推力面10以及第二推力面20的面积，则推力载荷的负载能力降低，接触、磨损的风险有可能升高。

(关于各实施方式共同的特征)

因此，如图3～图9所示，在几个实施方式的推力轴承装置1中，第一推力面10构成为相对于与旋转轴2的轴线AX正交的面(正交面)S(参照图3)倾斜，以使第一推力面10与第二推力面20之间的距离Lx(参照图3)伴随着旋转轴2的旋转而周期性地增减。

即，如图3～图9所示，在几个实施方式的推力轴承装置1中，压缩机侧第一推力面310构成为相对于与旋转轴2的轴线AX正交的正交面S倾斜，以使压缩机侧第一推力面310与压缩机侧第二推力面430之间的距离Lx1(参照图3)伴随着旋转轴2的旋转而周期性地增减。

同样地，如图3～图9所示，在几个实施方式的推力轴承装置1中，涡轮侧第一推力面910构成为相对于与旋转轴2的轴线AX正交的正交面S倾斜，以使涡轮侧第一推力面910与涡轮侧第二推力面490之间的距离Lx2(参照图3)伴随着旋转轴2的旋转而周期性地增减。

需要说明的是，在图3～图9所示的几个实施方式的推力轴承装置1中，压缩机侧推力环3的凸缘部32的整体以及涡轮侧推力环9的凸缘部92的整体相对于正交面S倾斜。但是，在实施方式的推力轴承装置1中，只要第一推力面10相对于正交面S倾斜，则压缩机侧推力环3的凸缘部32的整体以及涡轮侧推力环9的凸缘部92的整体也可以不相对于正交面S倾斜。

如图3～图9所示，根据几个实施方式的推力轴承装置1，第一推力面10与第二推力面20之间的距离Lx伴随着旋转轴2的旋转而周期性地增减，由此，在第一推力面10与第二推力面20之间产生挤压效果，从而提高推力载荷的负载能力。因此，即便抑制负担推力载荷的滑动接触面的面积、即第一推力面10以及第二推力面20的面积，也能够抑制推力载荷的负载能力的降低。因此，如图3～图9所示，根据几个实施方式的推力轴承装置1，能够兼顾基于第一推力面10以及第二推力面20的面积的抑制的机械损失的抑制和推力载荷的负载能力降低的抑制。

需要说明的是，在图3中，用双点划线表示第一推力面10相对于正交面S不倾斜、即与正交面S平行的情况下的压缩机侧推力环3的凸缘部32x以及涡轮侧推力环9的凸缘部92x。

另外，在图4中，利用实线以及虚线示意性地表示在图3所示的推力轴承装置1中第一推力面10与第二推力面20之间的距离Lx伴随着旋转轴2的旋转而周期性地增减的情形。在图4中，用虚线表示用实线表示的压缩机侧推力环3以及涡轮侧推力环9以轴线AX为中心旋转了180度时的压缩机侧推力环3的凸缘部32以及涡轮侧推力环9的凸缘部92的状态。

如图3、图4以及图6～图9所示，在几个实施方式的推力轴承装置1中，压缩机侧推力环3的轴环主体部31以及涡轮侧推力环9的轴环主体部91与旋转轴2的轴线AX平行地延伸。即，如图3、图4以及图6～图9所示，在几个实施方式的推力轴承装置1中，压缩机侧推力环3的轴环主体部31的轴线AX1以及涡轮侧推力环9的轴环主体部91的轴线AX2与旋转轴2的轴线AX平行。而且，如上所述，第一推力面10相对于正交面S倾斜。

但是，在图3、图4以及图6～图9所示的几个实施方式中，例如也可以如图5所示的一实施方式那样，通过使压缩机侧推力环3的轴环主体部31的轴线AX1相对于旋转轴2的轴线AX相对于倾斜，从而压缩机侧第一推力面310相对于正交面S倾斜。同样地，在图3、图4以及图6～图9所示的几个实施方式中，例如也可以如图5所示的一实施方式那样，通过使涡轮侧推力环9的轴环主体部91的轴线AX2相对于旋转轴2的轴线AX倾斜，从而涡轮侧第一推力面910相对于正交面S倾斜。

需要说明的是，在图5所示的一实施方式中，压缩机侧第一推力面310也可以以与压缩机侧推力环3的轴环主体部31的轴线AX1的径向平行的方式延伸，涡轮侧第一推力面910也可以以与涡轮侧推力环9的轴环主体部91的轴线AX2的径向平行的方式延伸。

即，在图3、图4以及图6～图9所示的几个实施方式中，也可以如图5所示的一实施方式那样，通过将供旋转轴2贯通的贯通孔形成为相对于压缩机侧推力环3的轴环主体部31的轴线AX1倾斜，从而使压缩机侧第一推力面310相对于正交面S倾斜。同样地，在图3、图4以及图6～图9所示的几个实施方式中，也可以如图5所示的一实施方式那样，通过将供旋转轴2贯通的贯通孔形成为相对于涡轮侧推力环9的轴环主体部91的轴线AX2倾斜，从而使涡轮侧第一推力面910相对于正交面S倾斜。

需要说明的是，在图2～图9所示的几个实施方式的推力轴承装置1中，也可以如图3～图5以及图7～图9所示的实施方式那样，压缩机侧推力环3的凸缘部32具有在一端面32a与该凸缘部32的外周面32b之间实施了倒直角或倒圆角的倾斜部32c。需要说明的是，倾斜部32c是不负担推力载荷的部位。同样地，虽未图示，但涡轮侧推力环9的凸缘部92也可以在朝向推力部件4的另一端面4b的面、即与涡轮侧第一推力面910相反的一侧的面与该凸缘部92的外周面之间与上述倾斜部32c同样地具有倾斜部。

在本公开中，上述倾斜部32c、该凸缘部92中的未图示的倾斜部对推力载荷的负担没有贡献，因此，不包含于第一推力面10。

(关于图6以及图7所示的实施方式)

为了便于说明，在对图6以及图7所示的实施方式进行说明时，如以下那样定义第一角度位置、第二角度位置以及第一假想线。

即，如图6所示，关于以旋转轴2的轴线AX为中心的角度位置，将第一推力面10的外周缘11中的与第二推力面20之间的距离Lx最小的第一外周位置13所处的角度位置定义为第一角度位置θ1。

将与第一角度位置θ1相差180度的角度位置定义为第二角度位置θ2。

将通过第一角度位置θ1处的第一推力面10的内周缘15即第一内周位置17和第二角度位置θ2处的第一推力面10的内周缘15即第二内周位置18的假想线定义为第一假想线VL1。

在图6以及图7所示的实施方式中，第一推力面10构成为，在包含第一假想线VL1和旋转轴2的轴线AX在内的截面、即沿着图6所示的轴线AX的截面以及图7所示的截面中，第一外周位置13隔着第一假想线VL1位于第二推力面20的相反侧。

因此，在图6以及图7所示的实施方式中，第一外周位置13比第一假想线VL1远离第二推力面20，因此，在第一外周位置13的附近，第一推力面10难以与第二推力面20接触。由此，能够提高推力轴承装置1的可靠性以及耐久性。

在图6以及图7所示的实施方式中，第一推力面10包括形成为相对于第二推力面20滑动的圆锥面12。

在图6以及图7所示的实施方式中，圆锥面12形成为使圆锥的顶部侧朝向推力部件4。在图6以及图7所示的实施方式中，与第一推力面10为平面的情况相比，能够使第一推力面10的外周缘11远离第二推力面20。由此，在外周缘11的附近，第一推力面10难以与第二推力面20接触，能够提高推力轴承装置1的可靠性以及耐久性。

需要说明的是，圆锥面12可以如图6所示的实施方式那样从第一推力面10的内周缘15形成至外周缘11，也可以如图7所示的实施方式那样形成于第一推力面10的外周缘11侧的一部分区域。

(关于图8以及图9所示的实施方式)

为了便于说明，在对图8以及图9所示的实施方式进行说明时，如以下那样定义第一径向位置及第二径向位置。

即，如图8以及图9所示，在第二推力面20上，将与第一推力面10的外周缘11相向的径向位置定义为第一径向位置21。需要说明的是，第一径向位置21在第二推力面20上沿着周向存在于整周。

另外，在第二推力面中，将径向最内侧的位置定义为第二径向位置22。

在图8以及图9所示的实施方式中，第二推力面20构成为第一径向位置21位于比第二径向位置22远离第一推力面10的位置。

即，例如在图8所示的实施方式中，第二推力面20以随着从第二径向位置22朝向径向外侧而远离第一推力面10的方式倾斜。另外，例如在图9所示的实施方式中，在第二推力面20，在第一径向位置21形成有圆环状的凹部25。因此，在图9所示的实施方式中，第一径向位置21与凹部25的底面25a的径向位置相同，因此，第一径向位置21位于比第二径向位置22远离第一推力面10的位置。

因此，在图8以及图9所示的实施方式中，第二推力面20的第一径向位置21比第二径向位置22远离第一推力面10，因此，在第一径向位置21的附近，第一推力面10难以与第二推力面20接触。由此，能够提高推力轴承装置1的可靠性以及耐久性。

在图9所示的实施方式中，第二推力面20构成为，在位于比第一径向位置21靠径向外侧的位置的区域27的至少一部分，位于比第一径向位置21靠近第一推力面10的位置。

即，在图9所示的实施方式中，比圆环状的凹部25靠径向外侧的位置的区域的至少一部分位于比凹部25的底面25a靠近第一推力面10的位置。

因此，在图9所示的实施方式中，在位于比第一径向位置21靠径向外侧的位置的区域27的至少一部分，能够使沿着轴向的推力部件4的尺寸比第一径向位置21处的沿着轴向的推力部件4的尺寸大。例如，若如图示的各实施方式那样推力部件4是沿着径向延伸的板状的部件，则通过设为与图9所示的实施方式的推力部件4相同，由此，能够在位于比第一径向位置21靠径向外侧的位置的区域27的至少一部分增大推力部件4的厚度而确保推力部件4的强度。

(关于垫200的一实施方式)

参照图10，对第二推力面20上的垫200的一实施方式进行说明。需要说明的是，在图10中，表示从轴向观察推力部件4的状态。

在图2～图9所示的几个实施方式中，推力部件4也可以具备图10所示的垫200。图10所示的垫200形成于第二推力面20。

图10所示的垫200在第二推力面20沿周向设置有多个凹部211、形成在凹部211的径向外侧的多个外侧堰部213、以及形成在凹部211的径向内侧的多个内侧堰部215。

在图10所示的垫200中，多个凹部211分别经由连通孔217与插通孔41连通。连通孔217分别相对于旋转轴2的周向上的凹部211的中心位置211C向旋转轴2的旋转方向上游侧偏移地配置。需要说明的是，在图10中，用箭头R表示旋转轴2的旋转方向。

在图10所示的垫200中，在周向上相邻的两个凹部211之间形成有台肩部219。

在图10所示的垫200中，在周向上配置有多个凹部211，因此，在构成为相对于正交面S倾斜的第一推力面10以轴线AX为中心旋转时，能够更有效地得到挤压效果。另外，根据图10所示的垫200，能够利用立铣刀等容易地形成凹部211，因此，加工容易。

在图10所示的垫200中，润滑油从插通孔41分别经由多个连通孔217流入多个凹部211，但该润滑油由于旋转轴2的旋转的影响而具有朝向旋转方向下游侧的速度分量。而且，连通孔217分别相对于旋转轴2的周向上的凹部211的中心位置211C向旋转轴2的旋转方向上游侧偏移地配置，因此，润滑油容易流入多个凹部211的每一个。由此，流入到各个凹部211的润滑油容易从凹部211流入第一推力面10与第二推力面20之间的间隙(第一推力面10与台肩部219之间的间隙)，容易确保推力轴承装置1的负载能力。

(关于垫200的其他实施方式)

参照图11，对第二推力面20上的垫200的其他实施方式进行说明。在图11中，表示从轴向观察推力部件4的状态。在图11中，为了便于对后述的圆环槽45进行说明，为了与压缩机侧推力环3的各部分对比尺寸，一并记载了压缩机侧推力环3的沿着轴线AX的剖视图。需要说明的是，为了便于说明，图11所示的压缩机侧推力环3的压缩机侧第一推力面310相对于上述正交面S不倾斜。

在图2～图9所示的几个实施方式中，推力部件4也可以具备图11所示的垫200。图11所示的垫200形成于第二推力面20。

图11所示的垫200是在第二推力面20沿周向设置有多个锥形部221和多个台肩部229的垫200，是所谓的锥面型推力轴承的垫200。在图11所示的垫200中，在各个锥形部221的径向外侧形成有外侧堰部223。

(关于圆环槽45)

在图2～图9所示的几个实施方式中，推力部件4也可以在图10以及图11所示的垫200的径向外侧的区域具备图11所示的圆环槽45。图11所示的圆环槽45可以设置于一端面4a和另一端面4b中的任一个。即，在图2～图9所示的几个实施方式中，推力部件4也可以在第二推力面20具有沿周向延伸的圆环槽45。圆环槽45形成为，圆环槽45的内周缘45a的直径比第一推力面10的外周缘11的直径小，圆环槽45的外周缘45b的直径比第一推力面10的外周缘11的直径大。

根据图11所示的圆环槽45，通过圆环槽45抑制第一推力面10的外周缘11附近的区域与第二推力面20的接触，并且通过积存于圆环槽45的润滑油能够更有效地得到挤压效果。

本公开的至少一实施方式的涡轮增压器100具备：安装在旋转轴2的一端的涡轮叶轮103、安装在旋转轴2的另一端的压缩机叶轮105、以及上述任一实施方式的推力轴承装置1。

由此，能够确保涡轮增压器100的耐久性，并且能够确保涡轮增压器100的良好的过渡响应性。

本公开并不限定于上述实施方式，也包括对上述实施方式进行了变形而得到的方式、将这些方式适当组合而得到的方式。

例如，上述那样的构成为相对于正交面S倾斜的第一推力面10也可以仅设置于压缩机侧推力环3或涡轮侧推力环9的任一方。

在上述几个实施方式中，推力轴承装置1是用于支承涡轮增压器100中的旋转轴2的推力的轴承装置，但也可以是用于支承涡轮增压器100以外的其他旋转设备中的旋转轴的推力的轴承装置。在该情况下，润滑用的流体也可以不是润滑油而是其他液体，也可以是气体。

上述各实施方式所记载的内容例如如以下那样掌握。

(1)本公开的至少一实施方式的推力轴承装置1具备：旋转轴2；嵌合于旋转轴2的、作为具有第一推力面10的轴环部件的压缩机侧推力环3及涡轮侧推力环9；以及推力部件4，该推力部件4具有供旋转轴2插通的插通孔41和设置在该插通孔41的周围且与轴环部件的第一推力面10相向的第二推力面20。第一推力面10构成为相对于与旋转轴2的轴线AX正交的正交面S倾斜，以使第一推力面10与第二推力面20之间的距离Lx伴随着旋转轴2的旋转而周期性地增减。

根据上述(1)的结构，第一推力面10与第二推力面20之间的距离Lx伴随着旋转轴2的旋转而周期性地增减，由此，在第一推力面10与第二推力面20之间产生挤压效果，从而提高推力载荷的负载能力。因此，即便抑制负担推力载荷的滑动接触面的面积、即第一推力面10以及第二推力面20的面积，也能够抑制推力载荷的负载能力的降低。因此，根据上述(1)的结构，能够兼顾基于第一推力面10以及第二推力面20的面积的抑制的机械损失的抑制和推力载荷的负载能力降低的抑制。

如上所述，将第一推力面10的外周缘11中的与第二推力面20之间的距离Lx最小的第一外周位置13所处的角度位置定义为第一角度位置θ1。

另外，将通过第一角度位置θ1处的第一推力面10的内周缘15即第一内周位置17和与第一角度位置θ1相差180度的第二角度位置θ2处的第一推力面10的内周缘15即第二内周位置18的假想线定义为第一假想线VL1。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，第一推力面10构成为，在包含第一假想线VL1和旋转轴2的轴线AX在内的截面中，第一外周位置13隔着第一假想线VL1位于第二推力面20的相反侧。

根据上述(2)的结构，第一外周位置13比第一假想线VL1远离第二推力面20，因此，在第一外周位置13的附近，第一推力面10难以与第二推力面20接触。由此，能够提高推力轴承装置1的可靠性以及耐久性。

(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构中，第一推力面10包括形成为相对于第二推力面20滑动的圆锥面12。

根据上述(3)的结构，若上述圆锥面12形成为使圆锥的顶部侧朝向推力部件4，则与第一推力面10为平面的情况相比，能够使第一推力面10的外周缘11远离第二推力面20。由此，在外周缘11的附近，第一推力面10难以与第二推力面20接触，能够提高推力轴承装置1的可靠性以及耐久性。

在第二推力面20上，将与第一推力面10的外周缘11相向的径向位置定义为第一径向位置21。

另外，在第二推力面20上，将径向最内侧的位置定义为第二径向位置22。

(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)中的任一结构中，第二推力面20构成为第一径向位置21位于比第二径向位置22远离第一推力面10的位置。

根据上述(4)的结构，第二推力面20的与第一推力面10的外周缘11相向的第一径向位置21比第二径向位置22远离第一推力面10，因此，在第一径向位置21的附近，第一推力面10难以与第二推力面20接触。由此，能够提高推力轴承装置1的可靠性以及耐久性。

(5)在几个实施方式中，在上述(4)的结构中，第二推力面20构成为，在位于比第一径向位置21靠径向外侧的位置的区域27的至少一部分，位于比第一径向位置21靠近第一推力面10的位置。

根据上述(5)的结构，在位于比第一径向位置21靠径向外侧的位置的区域27的至少一部分，能够使沿着轴向的推力部件4的尺寸比第一径向位置21处的沿着轴向的推力部件4的尺寸大。例如，若推力部件4是沿着径向延伸的板状的部件，则通过上述(5)的结构，能够在位于比第一径向位置21靠径向外侧的位置的区域27的至少一部分增大推力部件4的厚度而确保推力部件4的强度。

(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中的任一结构中，推力部件4在第二推力面20沿周向设置有多个凹部211、形成在凹部211的径向外侧的多个外侧堰部213、以及形成在凹部211的径向内侧的多个内侧堰部215。

根据上述(6)的结构，由于凹部211在周向上配置有多个，因此，在构成为相对于正交面S倾斜的第一推力面10以轴线AX为中心旋转时，能够更有效地得到挤压效果。另外，根据上述(6)的结构，能够利用立铣刀等容易地形成凹部211，因此，加工容易。

(7)在几个实施方式中，在上述(6)的结构中，多个凹部211分别经由连通孔217与插通孔41连通。连通孔217分别相对于旋转轴2的周向上的凹部211的中心位置211C向旋转轴2的旋转方向上游侧偏移地配置。

根据上述(7)的结构，流体从插通孔41分别经由多个连通孔217流入多个凹部211，但该流体由于旋转轴2的旋转的影响而具有朝向旋转方向下游侧的速度分量。而且，连通孔217分别相对于旋转轴2的周向上的凹部211的中心位置211C向旋转轴2的旋转方向上游侧偏移地配置，因此，流体容易流入多个凹部211的每一个。由此，流入到各个凹部211的流体容易从凹部211流入第一推力面10与第二推力面20之间的间隙，容易确保推力轴承装置1的负载能力。

(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中的任一结构中，推力部件4在第二推力面20具有沿周向延伸的圆环槽45。圆环槽45形成为，圆环槽45的内周缘45a的直径比第一推力面10的外周缘11的直径小，圆环槽45的外周缘45b的直径比第一推力面10的外周缘11的直径大。

根据上述(8)的结构，通过圆环槽45抑制第一推力面10的外周缘11附近的区域与第二推力面20的接触，并且通过积存于圆环槽45的流体能够更有效地得到挤压效果。

(9)本公开的至少一实施方式的涡轮增压器100具备：安装在旋转轴2的一端的涡轮叶轮103、安装在旋转轴2的另一端的压缩机叶轮105、以及上述(1)至(8)中的任一结构的推力轴承装置1。

根据上述(9)的结构，由于具备上述(1)至(8)中的任一结构的推力轴承装置1，因此，能够确保涡轮增压器100的耐久性，并且能够确保涡轮增压器100的良好的过渡响应性。

附图标记说明

1推力轴承装置

2旋转轴

3压缩机侧推力环(轴环部件)

4推力部件

9涡轮侧推力环(轴环部件)

10第一推力面

11外周缘

12圆锥面

13第一外周位置

15内周缘

17第一内周位置

18第二内周位置

20第二推力面

21第一径向位置

22第二径向位置

25凹部

27区域

32凸缘部

41插通孔

45圆环槽

92凸缘部

100涡轮增压器

103涡轮叶轮

105压缩机叶轮

200垫

211凹部

213外侧堰部

215内侧堰部

217连通孔

219台肩部

310压缩机侧第一推力面

430压缩机侧第二推力面

490涡轮侧第二推力面

910涡轮侧第一推力面

Claims (9)

1.一种推力轴承装置，其中，所述推力轴承装置具备：

旋转轴；

轴环部件，所述轴环部件嵌合于所述旋转轴，具有第一推力面；以及

推力部件，所述推力部件具有供所述旋转轴插通的插通孔和设置在该插通孔的周围且与所述轴环部件的所述第一推力面相向的第二推力面，

所述第一推力面构成为相对于与所述旋转轴的轴线正交的面倾斜，以使所述第一推力面与所述第二推力面之间的距离伴随着所述旋转轴的旋转而周期性地增减。

2.如权利要求1所述的推力轴承装置，其中，

将所述第一推力面的外周缘中的与所述第二推力面之间的所述距离最小的第一外周位置所处的角度位置定义为第一角度位置，将通过所述第一角度位置处的所述第一推力面的内周缘即第一内周位置和与所述第一角度位置相差180度的第二角度位置处的所述第一推力面的内周缘即第二内周位置的假想线定义为第一假想线，在这种情况下，

所述第一推力面构成为，在包含所述第一假想线和所述旋转轴的轴线在内的截面中，所述第一外周位置隔着所述第一假想线位于所述第二推力面的相反侧。

3.如权利要求2所述的推力轴承装置，其中，

所述第一推力面包括形成为相对于所述第二推力面滑动的圆锥面。

4.如权利要求1～3中任一项所述的推力轴承装置，其中，

在所述第二推力面上，将与所述第一推力面的外周缘相向的径向位置定义为第一径向位置，在所述第二推力面上，将径向最内侧的位置定义为第二径向位置，在这种情况下，

所述第二推力面构成为，所述第一径向位置位于比所述第二径向位置远离所述第一推力面的位置。

5.如权利要求4所述的推力轴承装置，其中，

所述第二推力面构成为，在位于比所述第一径向位置靠径向外侧的位置的区域的至少一部分，位于比所述第一径向位置靠近所述第一推力面的位置。

6.如权利要求1～5中任一项所述的推力轴承装置，其中，

所述推力部件在所述第二推力面沿周向设置有多个凹部、形成在所述凹部的径向外侧的多个外侧堰部、以及形成在所述凹部的径向内侧的多个内侧堰部。

7.如权利要求6所述的推力轴承装置，其中，

多个所述凹部分别经由连通孔与所述插通孔连通，

所述连通孔分别相对于所述旋转轴的周向上的所述凹部的中心位置向所述旋转轴的旋转方向上游侧偏移地配置。

8.如权利要求1～7中任一项所述的推力轴承装置，其中，

所述推力部件在所述第二推力面具有沿周向延伸的圆环槽，

所述圆环槽形成为，所述圆环槽的内周缘的直径比所述第一推力面的外周缘的直径小，所述圆环槽的外周缘的直径比所述第一推力面的外周缘的直径大。

9.一种涡轮增压器，其中，所述涡轮增压器具备：

安装在所述旋转轴的一端的涡轮叶轮；

安装在所述旋转轴的另一端的压缩机叶轮；以及

权利要求1～8中任一项所述的推力轴承装置。

Images