DE112015002761T5

DE112015002761T5 - Lageraufbau und turbolader

Info

Publication number: DE112015002761T5
Application number: DE112015002761.0T
Authority: DE
Inventors: Tomomi SUGIURA; Yutaka UNEURA
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: US20170045085A1; CN106460648B; CN106460648A; WO2015190364A1; JPWO2015190364A1; JP6296157B2; DE112015002761B4

Abstract

Ein Lageraufbau weist eine Welle (8) mit einem Rad, das zumindest an einem Ende vorgesehen ist, und einem teilweise schwimmenden Metalllager (7) auf, das die Welle (8) drehbar stützt. Das teilweise schwimmende Metalllager (7) hat einen Hauptkörper (7a) mit einer zylindrischen Form, eine Lagerfläche (7b), die an einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers (7a) ausgebildet ist und die Welle (8) stützt, und eine Vielzahl von Lagernuten (7f), die in Abständen in einer Umfangsrichtung in der Lagerfläche (7b) vorgesehen sind und sich von einem Ende zu dem anderen Ende der Welle (8) in einer Drehachsenrichtung erstrecken. Zumindest eine von einer Form und einer Anordnung von der Vielzahl von Lagernuten (7f) ist asymmetrisch zu einer Mitte einer Drehachse in einem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle (8).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerstruktur bzw. einen Lageraufbau, in dem eine Welle durch einen Lagerabschnitt gestützt ist, und einen Turbolader.
STAND DER TECHNIK
Gewöhnlicherweise ist ein Turbolader bekannt, in dem eine Welle mit einem Turbinenrad, das an einem Ende vorgesehen ist, und einem Kompressorrad, das an dem anderen Ende vorgesehen ist, drehbar durch ein Lagergehäuse gestützt wird. Solch ein Turbolader ist mit einer Maschine verbunden und das Turbinenrad wird durch ein Abgas gedreht, das von der Maschine abgegeben wird, während das Kompressorrad durch die Welle durch eine Drehung von diesem Turbinenrad gedreht wird. Wie vorangehend beschrieben ist, komprimiert der Turbolader Luft mit einer Drehung des Kompressorrads und schickt es zu der Maschine.
In dem Lagergehäuse ist ein Lagerloch ausgebildet und ein Lager ist in dem Lagerloch angeordnet. Das Lager hat ein Einsetzloch, durch das die Welle eingesetzt ist, und eine Lagerfläche zum Aufnehmen einer radialen Last ist an einer Innenumfangsfläche von diesem ausgebildet. Als eines von solch einem Lager, das in dem Turbolader vorgesehen ist, sind ein teilweise schwimmendes Metalllager und ein vollständig schwimmendes Metalllager bekannt. In dem teilweise schwimmenden Metalllager wird eine Bewegung der Welle in einer Drehrichtung reguliert, während sich das vollständig schwimmende Metalllager mit einer Drehung der Welle dreht (sogenannte Schleppdrehung). Das teilweise schwimmende Metalllager ist in dem Turbolader vorgesehen, der in Patentliteratur 1 beschrieben ist. Zwei gänzlich bzw. vollständig schwimmende Metalllager (full-floating metal bearings) sind in dem Turbolader vorgesehen, der in Patentliteratur 2 beschrieben ist.
LITERATURSTELLENLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012-193709
Patentliteratur 2: Japanisches Patent Nr. 3125227

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In jüngsten Jahren ist eine Erhöhung der Drehzahl der Welle gefragt. Jedoch kann in einem Hochdrehzahlbereich, in dem eine Drehzahl der Welle hoch ist, eine Ölverwirbelung (selbsterregte Schwingung) leicht aufgrund eines Einflusses einer Schleppdrehung eines Schmieröls auftreten, das zu einem Abschnitt zwischen der Lagerfläche und der Welle zugeführt wird. Deshalb muss eine Maßnahme gegen eine Ölverwirbelung getroffen werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lageraufbau und einen Turbolader zu bieten, die ein Auftreten einer Ölverwirbelung niederhalten können und eine Stabilität eines Drehkörpers in einem Hochdrehzahlbereich verbessern können.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lageraufbau mit einer Welle mit einem Rad, das an zumindest einem Ende vorgesehen ist; und einem Lagerabschnitt, der gestaltet ist, um die Welle drehbar zu stützen, wobei der Lagerabschnitt Folgendes aufweist: einen Hauptkörper mit einer zylindrischen Form; eine Lagerfläche, die an einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist und gestaltet ist, um die Welle zu stützen; und eine Vielzahl von Lagernuten, die in Abständen in einer Umfangsrichtung der Lagerfläche vorgesehen sind und sich von einem Ende zu dem anderen Ende der Welle in einer Drehachsenrichtung erstrecken; und wobei zumindest eine von einer Form und Anordnung von der Vielzahl von Lagernuten asymmetrisch zu einer Mitte einer Drehachse in einem Abschnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle ist.
Der Lagerabschnitt kann ein teilweise schwimmendes Metalllager sein, in dem die zwei Lagerflächen separat voneinander in der Drehachsenrichtung an der Innenumfangsfläche des Hauptkörpers ausgebildet sind.
Zumindest eine von der Vielzahl von Lagernuten kann eine eigenartige bzw. besondere Nut sein, die einen Bereich bzw. eine Fläche in dem Abschnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle hat, wobei der Bereich verschieden von jenen der anderen Lagernuten ist.
Es kann derart gestaltet sein, dass eine Ölbahn zum Zuführen eines Schmieröls in einem Gehäuse ausgebildet ist, das den Lagerabschnitt beinhaltet, wobei die besondere Nut eine Fläche größer als jene der anderen Lagernuten hat und eine in jeder von den Lagerflächen vorgesehen ist, und mit einem Auslassende der Ölbahn, das dem Lagerabschnitt als einem Startpunkt zugewandt ist, wobei die besondere Nut (peculiar groove) innerhalb eines Phasenbereichs von dem Startpunkt bis zu 180 Grad zu einer Vorderseite in einer Drehrichtung der Welle angeordnet ist.
Es kann derart gestaltet sein, dass eine Ölbahn zum Zuführen eines Schmieröls in einem Gehäuse ausgebildet ist, das den Lagerabschnitt beinhaltet, wobei die besondere Nut eine Fläche bzw. einen Bereich größer als jenen der anderen Lagernuten hat und eine in jeder der Lagerflächen vorgesehen ist, und mit einem Auslassende der Ölbahn, die dem Lagerabschnitt als einem Startpunkt zugewandt ist, wobei die besondere Nut innerhalb eines Phasenbereichs von dem Startpunkt aus bis 180 Grad zu einer Rückseite in der Drehrichtung der Welle angeordnet ist.
Der Lagerabschnitt kann eine Vielzahl von Ölzuführlöchern haben, die von einer Außenumfangsfläche zu den entsprechenden Lagernuten hin durchdringt; und zumindest eines von der Vielzahl von Ölzuführlöchern kann eine Größe verschieden von jenen der anderen Ölzuführlöcher haben.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lageraufbau mit einer Welle mit einem Rad, das an zumindest einem Ende vorgesehen ist; und zwei gänzlich bzw. vollständig schwimmenden Metalllagern (full-floating metal bearings), die separat voneinander in einer axialen Richtung der Welle angeordnet sind und gestaltet sind, um die Welle drehbar zu stützen, wobei jedes gänzlich schwimmende Metalllager Folgendes aufweist: einen Hauptkörper, der eine zylindrische Form hat und durch den die Welle eingesetzt ist; wobei eine Lagerfläche an einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist und gestaltet ist, um die Welle zu stützen; und eine Vielzahl von Ölzuführlöchern, die in einer Umfangsrichtung des Hauptkörpers angeordnet sind, von einer Außenumfangsfläche der Lagerfläche aus durchdringen und ein Schmieröl zu der Lagerfläche führen; und wobei zumindest eine von einer Form und einer Anordnung von der Vielzahl von Ölzuführlöchern asymmetrisch zu einer Mitte einer Drehachse in einem Abschnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle ist.
Zumindest eines von der Vielzahl von Ölzuführlöchern kann eine Größe verschieden von jenen der anderen Ölzuführlöcher haben.
Das gänzlich schwimmende Metalllager hat eine Vielzahl von Lagernuten, die in Abständen in der Umfangsrichtung auf der Lagerfläche angeordnet sind und sich von einem Ende zu dem anderen Ende in der Drehachsenrichtung der Welle erstrecken; und zumindest eine von der Vielzahl von Lagernuten kann eine Größe verschieden von jenen der anderen Lagernuten haben.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Turbolader, der die vorangehend genannte Lagerstruktur bzw. den vorangehend genannten Lageraufbau aufweist.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Auftreten einer Ölverwirbelung unterdrückt bzw. niedergehalten und eine Stabilität eines Drehkörpers in einem hohen Drehzahlbereich kann verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Übersichtsschnittansicht eines Turboladers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine entnommene Ansicht eines Abschnitts in 1 mit einer Strichlinie.
3(a) bis 3(c) sind erläuternde Ansichten zum Erläutern eines teilweise schwimmenden Metalllagers gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der 3(a) eine Ansicht einer Endfläche auf einer linken Seite des Turboladers in dem teilweise schwimmenden Metalllager ist, wenn von einer Vorderseite aus gesehen, 3(b) eine Ansicht ist, die einen Schnitt an einer III(b)-III(b)-Linie in 3(a) darstellt, und 3(c) ist eine Ansicht, die einen Schnitt an einer III(c)-III(c)-Linie in 3(b) darstellt.
4(a) bis 4(d) sind Ansichten zum Erläutern eines ersten bis dritten modifizierten Beispiels der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in denen 4(a) und 4(b) ein erstes modifiziertes Beispiel sind, 4(c) ein zweites modifiziertes Beispiel ist und ein drittes modifiziertes Beispiel ist.
5(a) und 5(b) sind Ansichten zum Erläutern eines vierten modifizierten Beispiels der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Ansicht zum Erläutern eines fünften modifizierten Beispiels der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7(a) bis 7(c) sind Ansichten zum Erläutern eines gänzlich schwimmenden Metalllagers gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail durch Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben. Abmessungen, Materialien und andere spezifische numerische Werte und dergleichen, die in solch einer Ausführungsform dargestellt sind, sind lediglich Beispiele zum Vereinfachen eines Verstehens der Erfindung und beschränken die vorliegende Erfindung nicht, soweit nicht anderweitig spezifiziert. In dieser Beschreibung und Zeichnungen sind Elemente mit im Wesentlichen den gleichen Funktionen und Gestaltungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine doppelte Erläuterung wird weggelassen und Elemente, die sich nicht direkt auf die vorliegende Erfindung beziehen, sind nicht dargestellt.
1 ist eine Überblicksschnittansicht eines Turboladers C. Im Folgenden wird angenommen, dass ein Pfeil L, der in 1 dargestellt ist, eine Richtung ist, die eine linke Seite des Turboladers C darstellt, und ein Pfeil R eine Richtung ist, die eine rechte Seite des Turboladers C in der Erläuterung darstellt. Wie in 1 dargestellt ist, weist der Turbolader C einen Turboladerhauptkörper 1 auf. Der Turboladerhauptkörper 1 hat ein Lagergehäuse 2, ein Turbinengehäuse 4, das mit einer linken Seite des Lagergehäuses 2 durch einen Befestigungsmechanismus 3 verbunden ist, und ein Kompressorgehäuse 6, das mit einer rechten Seite des Lagergehäuses 2 durch einen Befestigungsbolzen bzw. eine Anzugsschraube 5 verbunden ist. Sie sind integriert bzw. zusammengesetzt.
Eine Außenumfangsfläche des Lagergehäuses 2 hat einen Vorsprung 2a. Der Vorsprung 2a ist in einem Nahbereich des Turbinengehäuses 4 vorgesehen und ragt zu einer radialen Richtung des Lagergehäuses 2 hin vor. Darüber hinaus hat eine Außenumfangsfläche des Turbinengehäuses 4 einen Vorsprung 4a. Der Vorsprung 4a ist in einem Nahbereich des Lagergehäuses 2 vorgesehen und ragt zu einer radialen Richtung des Turbinengehäuses 4 hin vor. Das Lagergehäuse 2 und das Turbinengehäuse 4 sind durch eine Bandbefestigung bzw. ein Bandanziehen der Vorsprünge 2a und 4a mit dem Befestigungs- bzw. Anzugsmechanismus 3 fixiert. Der Befestigungsmechanismus 3 ist durch ein Befestigungsband bzw. Anzugsband (eine G-Kopplung beispielsweise) gebildet, das die Vorsprünge 2a und 4a zwischen sich nimmt.
Ein Lagerloch 2b ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Das Lagerloch 2b dringt durch den Turbolader C in der Rechts-und-Links-Richtung hindurch. Ein teilweise schwimmendes Metalllager (semi-floating metal bearing) 7 (Lagerabschnitt) ist in dem Lagerloch 2b vorgesehen. Das teilweise schwimmende Metalllager 7 stützt drehfähig eine Welle 8. Ein Turbinenrad 9 ist einstückig an einem linken Endabschnitt der Welle 8 fixiert. Das Turbinenrad 9 ist in dem Turbinengehäuse 4 drehbar enthalten. Ferner ist ein Kompressorrad 10 einstückig an einem rechten Endabschnitt der Welle 8 fixiert. Das Kompressorrad 10 ist in dem Kompressorgehäuse 6 drehfähig enthalten.
Ein Einlassanschluss 11 ist in dem Kompressorgehäuse 6 ausgebildet. Der Einlassanschluss 11 ist auf der rechten Seite des Turboladers C offen bzw. geöffnet und ist mit einem Luftfilter (nicht gezeigt) verbunden. Ferner, wenn das Lagergehäuse 2 und das Kompressorgehäuse 6 durch die Befestigungsschraube bzw. Anzugsschraube 5 verbunden sind, bilden zugewandte Flächen von den beiden Gehäusen 2 und 6 eine Diffusorströmungsbahn 12, die einen Luftdruck anhebt. Die Diffusorströmungsbahn 12 ist ringförmig von einer inneren Seite zu einer äußeren Seite in einer radialen Richtung der Welle 8 ausgebildet (Kompressorrad 10). Darüber hinaus steht die Diffusorströmungsbahn 12 mit dem Einlassanschluss 11 durch das Kompressorrad 10 auf der inneren Seite in der radialen Richtung in Verbindung.
Eine Kompressorschneckenströmungsbahn 13 ist in dem Kompressorgehäuse 6 vorgesehen. Die Kompressorschneckenströmungsbahn 13 ist ringförmig ausgebildet und befindet sich auf der äußeren Seite in der radialen Richtung der Welle 8 (Kompressorrad 10) von der Diffusorströmungsbahn 12. Die Kompressorschneckenströmungsbahn 13 steht mit einem Einlassanschluss (nicht gezeigt) der Maschine in Verbindung. Darüber hinaus steht die Kompressorschneckenströmungsbahn 13 mit der Diffusorströmungsbahn 12 in Verbindung. Deshalb, wenn das Kompressorrad 10 gedreht wird, wird die Luft in das Kompressorgehäuse 6 von dem Einlassanschluss 11 aus angesaugt, durch einen Effekt einer Zentrifugalkraft in einem Ablauf eines Strömens durch Schaufeln des Kompressorrads 10 beschleunigt, durch die Diffusorströmungsbahn 12 und die Kompressorschneckenströmungsbahn 13 verstärkt und zu dem Einlassanschluss der Maschine geleitet.
Ein Abgabeanschluss 14 ist in dem Turbinengehäuse 4 ausgebildet. Der Abgabeanschluss 14 ist in der linken Seite des Turboladers C offen bzw. geöffnet und ist mit einer Abgasreinigungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Darüber hinaus sind eine Strömungsbahn 15 und eine Turbinenschneckenströmungsbahn 16 in dem Turbinengehäuse 4 vorgesehen. Die Turbinenschneckenströmungsbahn 16 ist ringförmig ausgebildet und befindet sich auf der äußeren Seite in der radialen Richtung der Welle 8 (Turbinenrad 9) von der Strömungsbahn 15 aus. Die Turbinenschneckenströmungsbahn 16 steht mit einem Gaseinlass (nicht gezeigt) in Verbindung, zu dem das Abgas geleitet wird, das von einem Auslasskrümmer bzw. Abgaskrümmer (nicht gezeigt) der Maschine abgegeben wird. Darüber hinaus steht die Turbinenschneckenströmungsbahn 16 ebenfalls mit der Strömungsbahn 15 in Verbindung. Deshalb wird das Abgas von dem Gaseinlass zu der Turbinenschneckenströmungsbahn 16 geleitet und wird durch die Strömungsbahn 15 und das Turbinenrad 9 zu dem Abgabeanschluss 14 geleitet. In diesem Strömungsprozess dreht das Abgas das Turbinenrad 9. Dann wird eine Drehkraft des Turbinenrads 9 an das Kompressorrad 10 durch die Welle 8 übertragen und die Luft wird durch die Drehkraft des Kompressors 10 verstärkt und wird zu dem Einlassanschluss der Maschine geleitet.
2 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Lageraufbaus bzw. einer Lagerstruktur B des Turboladers C und ist eine entnommene Ansicht eines Abschnitts von 1 mit einer Strichlinie. Wie in 2 dargestellt ist, weist der Lageraufbau B ein teilweise schwimmendes Metalllager 7 und die Welle 8 auf.
Das teilweise schwimmende Metalllager 7 hat einen zylindrisch geformten Hauptkörper 7a. Die Welle 8 ist durch den Hauptkörper 7a hindurch eingesetzt. Zwei Lagerflächen 7b und 7b sind auf einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers 7a vorgesehen. Die Lagerflächen 7b und 7b sind voneinander in einer Drehachsenrichtung (hiernach lediglich als eine axiale Richtung bezeichnet) der Welle 8 voneinander getrennt.
Darüber hinaus ist zwischen den zwei Lagerflächen 7b und 7b in der axialen Richtung eine Nichtlagerfläche 7c als eine Innenumfangsfläche des Hauptkörpers 7a vorgesehen. Ein Innendurchmesser der Lagerfläche 7b ist kleiner als ein Innendurchmesser der Nichtlagerfläche 7c.
An einem Abschnitt, der durch den Hauptkörper 7a des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 hindurch eingesetzt ist, in der Welle 8, sind ein kleindurchmessriger Abschnitt 8a und zwei großdurchmessrige Abschnitte 8b und 8b ausgebildet. Jeder von den großdurchmessrigen Abschnitten 8b hat einen Durchmesser größer als jener des kleindurchmessrigen Abschnitts 8a. Die großdurchmessrigen Abschnitte 8b sind auf beiden Seiten von dem kleindurchmessrigen Abschnitt 8a in der axialen Richtung jeweils ausgebildet. Jeder von den großdurchmessrigen Abschnitten 8b ist der Lagerfläche 7b des entsprechenden teilweise schwimmenden Metalllagers 7 in der radialen Richtung der Welle 8 zugewandt.
Die Nichtlagerfläche 7c des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 und die Welle 8 sind voneinander in der radialen Richtung der Welle 8 getrennt. Dementsprechend ist ein Spalt S in dem Hauptkörper 7a ausgebildet. Dann wird eine Ölbahn 7d in dem teilweise schwimmenden Metalllager 7 vorgesehen. Die Ölbahn 7d durchdringt das teilweise schwimmende Metalllager 7 in der radialen Richtung der Welle 8 und mündet in der Nichtlagerfläche 7c. Darüber hinaus ist die Ölbahn 7d einer Ölbahn 2c zugewandt, die in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet ist. Die Ölbahn 7d führt das Schmieröl zu dem Spalt S zu.
Das teilweise schwimmende Metalllager 7 hat dessen Relativbewegung hinsichtlich des Lagergehäuses 2, die durch einen Stift 18 reguliert wird. Wenn die Welle 8 gedreht wird, wird eine Relativdrehbewegung zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt 8b der Welle 8 und der Lagerfläche 7b des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt schmiert das Schmieröl, das zu dem Spalt S zugeführt wird, die zwei Lagerflächen 7b, wodurch die Welle 8 durch die Lagerfläche 7b drehbar gestützt wird.
Darüber hinaus ist ein Kragen 8c in der Welle 8 vorgesehen. Der Kragen 8c befindet sich auf der Seite des Turbinenrads 9 in dem großdurchmessrigen Abschnitt 8b der Seite des Turbinenrads 9 (linke Seite in 2) und ist stetig zu dem großdurchmessrigen Abschnitt 8b ausgebildet. Darüber hinaus hat der Kragen 8c einen Außendurchmesser, der größer als der großdurchmessrige Abschnitt 8b ist. Der Kragen 8c ist einer Endfläche 7e des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 auf der Seite des Turbinenrads 9 zugewandt und wird einstückig mit der Welle 8 gedreht. Das teilweise schwimmende Metalllager 7 nimmt eine Axiallast der Welle 8 durch den Kragen 8c auf.
3(a) bis 3(c) sind Ansichten zum Erläutern des teilweise schwimmenden Metalllagers 7. 3(a) ist eine Ansicht der Endfläche 7e auf der linken Seite des Turboladers C in dem teilweise schwimmenden Metalllager 7, wenn von einer Vorderseite aus gesehen. Zu Erläuterungszwecken nimmt 3(a) einen Teil des Lagergehäuses 2 heraus und stellt diesen dar. 3(b) ist eine Ansicht, die einen Schnitt an einer III(b)-III(b)-Linie in 3(a) darstellt, und 3(c) ist eine Ansicht, die einen Schnitt an einer III(c)-III(c)-Linie in 3(b) darstellt.
Wie in 3(a) und 3(b) dargestellt ist, ist eine Lagernut 7f in der Lagerfläche 7b des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 ausgebildet. Die Lagernuten 7f sind in einer Mehrzahl (im vorliegenden Fall vier Nuten) in Abständen in einer Umfangsrichtung der Welle 8 angeordnet und erstrecken sich von einem Ende zu dem anderen Ende in der axialen Richtung. Im vorliegenden Fall erstreckt sich die Lagernut 7f entlang der axialen Richtung.
Darüber hinaus ist eine von der Vielzahl von Lagernuten 7f eine besondere Nut (peculiar groove) 7g. Ein Bereich in einem Abschnitt (ein Abschnitt, der in 3(c) beispielsweise dargestellt ist) senkrecht zu einer Drehachse der Welle 8 der besonderen Nut 7g ist verschieden von jenen der anderen Lagernuten 7f. In 3(c) ist der Bereich der besonderen Nut 7g ein Bereich einer Region, die durch eine Erstreckungslinie bzw. Verlängerungslinie (die durch eine Strichlinie dargestellt ist) der Lagerfläche 7b und einer Wandfläche der besonderen Nut 7g umgeben ist.
In der Umfangsrichtung des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 ist eine Breite der besonderen Nut 7g (hiernach lediglich als eine Nutbreite bezeichnet) größer als jene der anderen Lagernuten 7f und der Bereich bzw. die Fläche ist größer als jene der anderen Lagernuten 7f. Das heißt, die Vielzahl von Lagernuten 7f hat eine Form, die zu einer Drehachsenmitte in dem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle 8 asymmetrisch ist. Übrigens kann in einem Hochdrehzahlbereich, in dem eine Drehzahl der Welle 8 hoch ist, eine Ölverwirbelung (selbsterregende Schwingung) leicht aufgrund eines Einflusses einer Schleppdrehung des Schmieröls auftreten, das zu dem Raum zwischen der Lagerfläche 7b und der Welle 8 zugeführt wird. Die Ölverwirbelung (selbsterregende Schwingung) kann besonders leicht auftreten, wenn eine Exzentrizität klein ist. Im vorliegenden Fall bedeutet Exzentrizität ein Grad einer Abweichung von der Drehachsenmitte (ein Wellenkern des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 in dem dargestellten Beispiel) der Welle 8 hinsichtlich eines Wellenkerns (Mittelachse) der Welle 8. Mit anderen Worten stellt eine Exzentrizität einen Grad eines Betrags (Exzentrizitätsbetrag) einer Abweichung des Wellenkerns der Welle 8 hinsichtlich des Wellenkerns des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 während einer Drehung der Welle 8 dar. Diese Exzentrizität wird zum Beispiel als ein Verhältnis des Abweichungsbetrags des Wellenkerns der Welle 8 ausgedrückt, wenn der Wellenkern der Welle 8 sich konzentrisch zu dem teilweise schwimmenden Metalllager 7 befindet, während einer Drehung der Welle 8 hinsichtlich des Spalts zwischen den beiden.
In dieser Ausführungsform ist die vorangehend genannte besondere Nut 7g vorgesehen. Dementsprechend ist eine Differenz in einem Betrag des Schmieröls erzeugt, das zu den Nuten zugeführt wird, zwischen der besonderen Nut 7g und den anderen Lagernuten 7f. Als ein Ergebnis wird ein Ölfilmdruck, der zwischen der Welle 8 und der Lagerfläche 7b erzeugt wird, uneinheitlich in einer Diagonalrichtung (Drehrichtung) der Welle 8, was eine Exzentrizität vergrößern kann.
Dementsprechend wird in dem teilweise schwimmenden Metalllager 7 ein Auftreten einer Ölverwirbelung unterdrückt und eine Stabilität in dem Hochdrehzahlbereich kann verbessert werden.
Ein Auslassende 2d der Ölbahn 2c ist dem teilweise schwimmenden Metalllager 7 zugewandt. Das Auslassende 2d ist auf einer oberen Seite des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 in 3(a) angeordnet. Es sei vermerkt, dass in 3(a), 3(b) und 3(c) angenommen wird, dass die obere Seite eine vertikal obere Seite ist und eine untere Seite eine vertikal untere Seite ist.
Die besondere Nut 7g ist in jeder der Lagerflächen 7b einmal vorgesehen. Dann wird die besondere Nut 7g in einem Phasenbereich A in der Lagerfläche 7b angeordnet. Der Phasenbereich A ist ein Bereich, der durch eine Drehung von 180 Grad zu der Vorderseite hin (durch einen Pfeil in 3(a) dargestellt) in der Drehrichtung der Welle 8 zu dem Auslassende 2d der Ölbahn 2c als einem Startpunkt erlangt wird. Mit anderen Worten bezieht er sich auf einen Bereich von dem Startpunkt (0 Grad) bis 180 Grad zu der Vorderseite in der Drehrichtung der Welle 8 hin (das heißt, in einer Vorwärtsdrehrichtung) mit dem Auslassende 2d der Ölbahn 2c als einem Startpunkt (das heißt, einem Phasenwinkel bei 0 Grad). Es sei vermerkt, dass der Startpunkt angenommen wird, um die Mitte in einer Breite des Auslassendes 2d in der Drehrichtung der Welle 8 zu sein. 3(c) stellt eine Position O dar, die dem entspricht.
Im Detail ist die besondere Nut 7g in einem Bereich Aa in dem Phasenbereich A angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Bereich Aa ein Bereich, der durch eine Drehung von 90 Grad zu der Vorderseite in der Drehrichtung der Welle 8 mit der Position O (Auslassende 2d) als einem Startpunkt erlangt wird. Mit anderen Worten bezieht sich der Bereich Aa auf einen Phasenbereich von dem Startpunkt (Position O, Auslassende 2d) bis 90 Grad zu der Vorderseite in der Drehrichtung der Welle 8 (das heißt, in der Vorwärtsdrehrichtung). In noch anderen Worten bezieht sich der Bereich Aa auf einen Bereich von der Mitte des Phasenbereichs A (das heißt, 90 Grad von der Position O aus) bis 90 Grad zu der Rückseite in der Drehrichtung (in einer Rückwärtsdrehrichtung).
Da das Auslassende 2d der Ölbahn 2c auf der vertikal oberen Seite des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 angeordnet ist, ist die Ölbahn 7d des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 auf der vertikal oberen Seite des teilweise schwimmenden Metalllagers 7 angeordnet, um so dem Auslassende 2d zugewandt zu sein. Dementsprechend wird das Schmieröl, das in das teilweise schwimmende Metalllager 7 zugeführt wird, von der vertikal oberen Seite zu der vertikal unteren Seite hin zugeführt.
Wie vorangehend beschrieben, wird die Welle 8 in einer Richtung eines Pfeils, der in 3(a) dargestellt ist, gedreht. Deshalb wird auch das Schmieröl in der gleichen Richtung gedreht, um der Welle 8 zu folgen. Das heißt, eine Schleppdrehung (drag rotation) des Schmieröls tritt auf. Als ein Ergebnis wird das Schmieröl leicht zu der vertikal oberen Seite hin zugeführt, während die Zufuhr schwierig wird, wenn es zu der Vorderseite in der Drehrichtung von der vertikal oberen Seite aus geht.
Das heißt, falls es vier Lagernuten 7f gibt, wie in 3(a) dargestellt ist, ist eine obere linke Lagernut 7f, die sich in dem Bereich Aa in 3(c) befindet, an einer Strömung am weitesten stromaufwärts in einer Strömungsrichtung des Schmieröls zu dem Auslassende 2d als dem Startpunkt angeordnet. Deshalb kann das Schmieröl zu der oberen linken Lagernut 7f noch leichter als zu den anderen Lagernuten 7f zugeführt werden. Das heißt, es ist möglich, eine Exzentrizität effektiv zu erhöhen und ein Auftreten einer Ölverwirbelung durch ein Ausbilden der oberen linken Lagernut 7f als der besonderen Nut 7g in 3(a) zu unterdrücken.
4(a) bis 4(c) sind Ansichten zum Erläutern eines ersten bis dritten modifizierten Beispiels. 4(a) stellt einen Schnitt eines Abschnitts in dem ersten modifizierten Beispiel dar, das 3(b) in der vorangehend genannten Ausführungsform entspricht, und 4(b) stellt einen Schnitt an einer IV(b)-IV(b)-Linie in 4(a) dar.
Wie in 4(a) und 4(b) dargestellt ist, ist in einem teilweise schwimmenden Metalllager 17 des ersten modifizierten Beispiels eine untere linke Lagernut 7f in 4(a) als eine besondere Nut 17g vorgesehen. Das heißt, die besondere Nut 17g ist in einem Bereich Ab in dem Phasenbereich A angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Bereich Ab ein Phasenbereich von 90 Grad auf der Vorderseite in der Drehrichtung. Mit anderen Worten bezieht sich der Bereich Ab auf einen Phasenbereich von der Mitte des Phasenbereichs A bis zu 90 Grad auf der Vorderseite in der Drehrichtung (in der Vorwärtsdrehrichtung).
Falls das Schmieröl zu der Vielzahl von Lagernuten mit verschiedenen Nutbreiten zugeführt wird, neigt das Schmieröl dazu, leichter zu der Nut mit einer großen Nutbreite als der Nut mit einer kleinen Nutbreite zugeführt zu werden. Wie in 4(b) dargestellt ist, ist es möglich, eine Exzentrizität in dem Hochdrehzahlbereich zu verbessern und ein Auftreten einer Ölverwirbelung durch ein Einstellen einer Anordnung der besonderen Nut 17g in dem Bereich auf der Vorderseite in der Drehrichtung zu unterdrücken. Darüber hinaus ist es möglich, eine Exzentrizität der Welle 8 noch feiner als in der vorangehend genannten Ausführungsform einzustellen durch ein Vorsehen der unteren linken Lagernut 7f als der besonderen Nut 17g mit einer großen Nut.
4(c) stellt einen Abschnitt bzw. eine Sektion eines Abschnitts dar, der 3(c) in der vorangehend genannten Ausführungsform in einem zweiten modifizierten Beispiel entspricht. Wie in 4(c) dargestellt ist, ist in dem teilweise schwimmenden Metalllager 27 in dem zweiten modifizierten Beispiel eine von den vier Lagernuten 7f als eine besondere Nut 27g vorgesehen. Die besondere Nut 27g hat eine Nutbreite kleiner als jene der anderen Lagernuten 7f und einen Bereich bzw. eine Fläche, die wie vorangehend reguliert wird, die kleiner als bei den anderen Lagernuten 7f ist.
Die obere rechte Lagernut 7f in 4(c) ist als die besondere Nut 27g vorgesehen. Das heißt, die besondere Nut 27g ist in einem Phasenbereich B in der Lagerfläche 7b angeordnet. Der Phasenbereich B bezieht sich auf einen Bereich, der durch eine Drehung von 180 Grad zu der Rückseite in der Drehrichtung (durch einen durchgezogenen Pfeil in 4(c) dargestellt) der Welle 8 mit der Position O der Ölbahn 2c als dem Startpunkt erlangt wird. Mit anderen Worten ist der Phasenbereich B ein Bereich von dem Startpunkt bis 180 Grad in der Rückseite in der Drehrichtung der Welle 8 (in der Rückwärtsdrehrichtung) mit der Position O der Ölbahn 2c als einem Startpunkt. Im Detail ist die besondere Nut 27g gemäß dem zweiten modifizierten Beispiel in einem Bereich Ba in dem Phasenbereich B angeordnet. Im vorliegenden Fall bezieht sich der Bereich Ba auf einen Phasenbereich bis 90 Grad zu der Rückseite in der Drehrichtung. Mit anderen Worten bezieht sich der Bereich Ba auf einen Phasenbereich, der durch eine Drehung von 90 Grad zu der Rückseite in der Drehrichtung der Welle 8 mit der Position O als dem Startpunkt erlangt wird. Mit noch anderen Worten bezieht sich der Bereich Ba auf einen Phasenbereich von dem Startpunkt bis 90 Grad zu der Rückseite in der Drehrichtung (in der Rückwärtsdrehrichtung).
Wie vorangehend beschrieben ist, wird das Schmieröl leicht zu der vertikal oberen Seite hin zugeführt, während die Zufuhr schwieriger wird, wenn es zu der Vorderseite in der Drehrichtung von der vertikal oberen Seite aus geht. Das heißt, falls es vier Lagernuten 7f gibt, wie in 4(c) dargestellt ist, ist die Zufuhr des Schmieröls zu der oberen rechten Lagernut 7f in 4(c) kleiner als jene zu den anderen Lagernuten 7f. Dementsprechend ist es möglich, eine Exzentrizität effektiv zu erhöhen und ein Auftreten einer Ölverwirbelung zu unterdrücken durch ein Einstellen der oberen rechten Lagernut 7f in 4(c) als die besondere Nut 27g mit einer kleinen Nutbreite.
4(d) stellt eine Sektion eines Abschnitts dar, die 3(c) entspricht, in der vorangehend genannten Ausführungsform in einem dritten modifizierten Beispiel. Wie in 4(d) dargestellt ist, hat in einem teilweise schwimmenden Metalllager 37 in dem dritten modifizierten Beispiel eine besondere Nut 37g eine Nutbreite kleiner als jene der anderen Lagernuten 7f und den vorangehend genannten Bereich kleiner als jene der anderen Lagernuten 7f, wie in dem zweiten modifizierten Beispiel.
Die besondere Nut 37g ist die untere rechte Lagernut 7f in 4(d). Das heißt, die besondere Nut 37g ist in dem Bereich Bb in dem Phasenbereich B in der Lagerfläche 7b angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Bereich Bb ein Phasenbereich hin zu 90 Grad auf der Rückseite in der Drehrichtung. Mit anderen Worten bezieht sich der Bereich Bb auf einen Phasenbereich von der Mitte des Phasenbereichs B hin zu 90 Grad auf der Rückseite in der Drehrichtung (in der Rückwärtsdrehrichtung).
Da die untere rechte Lagernut 7f in 4(d) als die besondere Nut 37g vorgesehen ist, neigt die Zufuhr des Schmieröls zu der besonderen Nut 37g dazu, ähnlicherweise wie das zweite modifizierte Beispiel kleiner zu sein. Wie vorangehend beschrieben ist, ist es möglich, eine Exzentrizität effektiv zu erhöhen in dem Hochdrehzahlbereich und ein Auftreten der Ölverwirbelung zu unterdrücken durch ein Einstellen einer Anordnung bzw. eine Einstellungsanordnung der besonderen Nut 37g mit einer kleinen Nutbreite auf einen Bereich auf der Rückseite in der Drehrichtung. Jedoch ist es möglich, eine Exzentrizität noch feiner als in dem vorangehend genannten zweiten modifizierten Beispiel einzustellen durch ein Vorsehen der unteren rechten Lagernut 7f als die besondere Nut 17g mit einer kleinen Nutbreite.
5(a) und 5(b) sind Ansichten zum Erläutern eines vierten modifizierten Beispiels. 5(a) stellt eine Endfläche, die 3(a) entspricht, in dem vierten modifizierten Beispiel dar. 5(b) stellt einen Abschnitt bzw. eine Sektion auf einer V(b)-V(b)-Linie in 5(a) dar. Wie in 5(a) und 5(b) dargestellt ist, hat in dem vierten modifizierten Beispiel ein teilweise schwimmendes Metalllager 47 eine Vielzahl von Ölzuführlöchern 47i anstelle der Ölbahn 7d, die in der Nichtlagerfläche 7c mündet. Jedes von den Ölzuführlöchern 47i durchdringt von einer Außenumfangsfläche 47h zu den jeweils entsprechenden Lagernuten 7f.
Das Ölzuführloch 47i ist jeweils einmal für jede von den Lagernuten 7f vorgesehen. Jede von den Lagernuten 7f erstreckt sich von der Lagernut 7f zu der Außenumfangsfläche 47h in der radialen Richtung auswärts. Darüber hinaus, wie in 5(b) dargestellt ist, ist eine Außenumfangsnut bzw. eine äußere Umfangsnut 47j in der Außenumfangsfläche 47h ausgebildet. Die Außenumfangsnut 47j ist eine ringförmige Nut, die in der radialen Richtung eingedrückt bzw. vertieft ist, und erlaubt den vier Ölzuführlöchern 47i, in der Umfangsrichtung in Verbindung zu stehen.
Die Ölbahn 2c, die in dem Lagergehäuse 2 vorgesehen ist, steht mit einem Abschnitt in Verbindung, an dem die Außenumfangsnut 47j sich in dem Lagerloch 2b befindet. Deshalb wird das Schmieröl direkt zu der Außenumfangsnut 47j zugeführt. Das Schmieröl wird zu der Außenumfangsnut 47j zugeführt und während es in der Umfangsrichtung entlang der Außenumfangsnut 47 strömt, strömt es zu den entsprechenden Ölzuführlöchern 47i und wird zu der Lagerfläche 7b durch das Ölzuführloch 47i zugeführt.
Das obere linke Ölzuführloch 47i in 5(a) in der Vielzahl von Ölzuführlöchern 47i steht mit der besonderen Nut 7g mit einer Nutbreite größer als jener der anderen Lagernuten 7f in Verbindung. Darüber hinaus ist dieses Ölzuführloch 47i größer als die anderen Ölzuführlöcher 47i. Das heißt, das obere linke Ölzuführloch 47i hat eine Größe verschieden von jenen der anderen Ölzuführlöcher 47i. Dementsprechend kann das Schmieröl zu der besonderen Nut 7g noch leichter als zu den anderen Lagernuten 7f zugeführt werden, wodurch eine Exzentrizität verbessert werden kann und ein Auftreten einer Ölverwirbelung unterdrückt werden kann ähnlich zu der vorangehend genannten Ausführungsform. Darüber hinaus ist in diesem modifizierten Beispiel eine gesamte Zuführmenge durch ein direktes Zuführen des Schmieröls zu der Außenumfangsnut 47j reduziert und ein mechanischer Verlust kann reduziert werden.
In diesem modifizierten Beispiel ist es lediglich notwendig, dass zumindest ein Ölzuführloch 47i eine Größe verschieden von jenen der anderen Ölzuführlöcher 47i hat. Zum Beispiel kann die besondere Nut 7g eine Nutbreite kleiner als die anderen Lagernuten 7f haben oder das Ölzuführloch 47i, das mit der besonderen Nut 7g in Verbindung steht, kann kleiner als die anderen Ölzuführlöcher 47i sein. Darüber hinaus kann es so gestaltet sein, dass das Ölzuführloch 47i mit einer Größe verschieden von jenen der anderen Ölzuführlöcher 47i nicht mit der besonderen Nut 7g in Verbindung steht, sondern mit den anderen Lagernuten 7f in Verbindung steht. Auf jeden Fall ist es zusätzlich zu dem Einstellen der besonderen Nut 7g möglich, noch leichter einen Freiheitsgrad einer Einstellung zum Verbessern einer Exzentrizität auszudehnen durch ein Einstellen des Ölzuführlochs 47i mit der unterschiedlichen Größe.
6 ist eine Ansicht zum Erläutern eines fünften modifizierten Beispiels und entnimmt und stellt einen Abschnitt in dem Nahbereich des Lagerabschnitts in dem fünften modifizierten Beispiel dar. Wie in 6 dargestellt ist, ist in dem fünften modifizierten Beispiel der Lagerabschnitt durch vollständig schwimmende Metalllager 57 gebildet. Zwei vollständig schwimmende Metalllager (full-floating metal bearings) 57 sind separat voneinander in der axialen Richtung angeordnet. Das vollständig schwimmende Metalllager 57 weist einen Hauptkörper 57a mit einer zylindrischen Form auf. Die Welle 8 ist in den Hauptkörper 57a eingesetzt. Das vollständig schwimmende Metalllager 57, das auf der Seite des Turbinenrads 9 angeordnet ist, ist zwischen zwei Ringen 58 von einer Vorderseite und einer Rückseite in der axialen Richtung angeordnet und hat dessen Axialbewegung reguliert. Darüber hinaus ist das vollständig schwimmende Metalllager 57, das auf der Seite des Kompressorrads 10 angeordnet ist, durch den Ring 58 von einer linken Seite in der axialen Richtung und einem Axiallager, das nicht gezeigt ist, von der rechten Seite aus genommen und dessen Bewegung in der axialen Richtung ist reguliert.
Die Ölbahn 2c, die in dem Lagergehäuse 2 vorgesehen ist, steht mit Abschnitten in Verbindung, an denen die entsprechenden gänzlich schwimmenden Metalllager 57 in dem Lagerloch 2b angeordnet sind. Deshalb wird das Schmieröl direkt zu dem gänzlich schwimmenden Metalllager 57 zugeführt.
Eine Lagerfläche 57b, die die Welle 8 stützt, ist an einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers 57a des gänzlich schwimmenden Metalllagers 57 ausgebildet. Dann wird ein Ölzuführloch 57d in dem Hauptkörper 57a ausgebildet. Das Ölzuführloch 57d dringt durch die Außenumfangsfläche 57c des Hauptkörpers 57a zu der Lagerfläche 57b hin durch und leitet das Schmieröl zu der Lagerfläche 57b.
Das Ölzuführloch 57d hat eine Positionsbeziehung, in der dessen Position in der axialen Richtung mit dem Auslassende 2d der Ölbahn 2c überlappt ist. Das gänzlich schwimmende Metalllager 57 wird mit einer Drehzahl gedreht, die im Wesentlichen eine Hälfte von der der Welle 8 ist, um so der Welle 8 zu folgen. Mit einer Drehung der Welle 8 wird eine Schleppdrehung (drag rotation) des vollständig schwimmenden Metalllagers 57 erzeugt. Das Schmieröl wird zu der Lagerfläche 57b durch das Ölzuführloch 57d geleitet. Darüber hinaus schwimmt das Schmieröl zu einem Spalt zwischen der Außenumfangsfläche 57c des vollständig schwimmenden Metalllagers 57 und dem Lagerloch 2b und stützt bzw. unterstützt eine Bewegung des vollständig schwimmenden Metalllagers 57 hinsichtlich des Lagerlochs 2b.
7(a) bis 7(c) sind Ansichten zum Erläutern des vollständig schwimmenden Metalllagers 57. 7(a) ist eine Ansicht einer Endfläche in der axialen Richtung in dem vollständig schwimmenden Metalllager 57, wenn von einer Vorderseite aus gesehen. 7(b) stellt eine Sektion bzw. einen Schnitt an einer VII(b)-VII(b)-Linie in 7(a) dar. 7(c) stellt eine Sektion bzw. einen Schnitt an einer VII(c)-VII(c)-Linie in 7(b) dar.
Wie in 7(a) und 7(c) dargestellt ist, sind die Ölzuführlöcher 57d in einer Mehrzahl (im vorliegenden Fall vier Löcher) in der Umfangsrichtung des Hauptkörpers 57a des vollständig schwimmenden Metalllagers 57 ausgebildet. In einem Schnitt (ein Schnitt, der in 7(c) beispielsweise dargestellt ist) senkrecht zu der Drehachse der Welle 8 sind die Formen der Vielzahl von Ölzuführlöchern 57d asymmetrisch zu der Rotationsachsenmitte. Zum Beispiel ist das Ölzuführloch 57d auf einer unteren Seite in 7(c) in der Vielzahl von Ölzuführlöchern 57d größer als die anderen Ölzuführlöcher 57d.
Dementsprechend wird das Schmieröl in einer Menge, die größer als jene zu den anderen Ölzuführlöchern 57d ist, zu dem Ölzuführloch 57d auf der unteren Seite in 7(c) zugeführt. Als ein Ergebnis wird der Ölfilmdruck, der zwischen der Welle 8 und der Lagerfläche 57b erzeugt wird, uneinheitlich in einer Diagonalrichtung der Welle 8, wodurch eine Exzentrizität vergrößert werden kann. Dementsprechend wird ein Auftreten einer Ölverwirbelung reduziert und eine Stabilität in dem hohen Rotationsbereich kann verbessert werden.
Darüber hinaus ist eine Lagernut 57f in der Lagerfläche 57b des vollständig schwimmenden Metalllagers 57 vorgesehen. Die Lagernuten 57f sind in einer Mehrzahl (im vorliegenden Fall vier Nuten) in Abständen in der Umfangsrichtung des vollständig schwimmenden Metalllagers 57 angeordnet. Jede von den Lagernuten 57f erstreckt sich von einem Ende zu dem anderen Ende in der axialen Richtung der Welle 8.
Die Lagernut 57f ist zwischen Öffnungen der Ölzuführlöcher 57d benachbart in der Umfangsrichtung vorgesehen. Dann ist eine von der Vielzahl von Lagernuten 57f (die untere rechte Lagernut 57f in 7(a) und 7(c)) größer als die anderen Lagernuten 57f. Das heißt, die untere rechte Lagernut 57f hat eine Größe, die verschieden von jenen der anderen Lagernuten 57f ist. Als ein Ergebnis wird der Ölfilmdruck, der in der Lagerfläche 57b erzeugt wird, in der Diagonalrichtung der Welle 8 uneinheitlich.
Dementsprechend wird es zusätzlich zu dem Ölzuführloch 57d leicht, einen Freiheitsgrad einer Einstellung zum Verbessern einer Exzentrizität durch Einsetzen bzw. Einstellen der Lagernut 57f mit einer unterschiedlichen Größe beispielsweise auszudehnen.
In der vorangehend genannten Ausführungsform und den modifizierten Beispielen ist der Fall beschrieben, in dem die Nut auf einer Diagonallinie zu den besonderen Nuten 7g, 17g, 27g und 37g vorhanden ist (mit anderen Worten auf der entgegengesetzten Seite zu dem Wellenkern des teilweise schwimmenden Metalllagers zwischen diesen). Jedoch kann eine Phase, bei der die Nut angeordnet ist, beliebig sein, so dass drei Nuten bei einem 120°-Abstand beispielsweise angeordnet sind, solange die Form asymmetrisch zu der Drehachsenmitte ist.
In der vorangehend genannten Ausführungsform und modifizierten Beispielen ist der Fall beschrieben, in dem die Form asymmetrisch zu der Rotationsachsenmitte in dem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle 8 ist durch ein Vorsehen der besonderen Nuten 7g, 17g, 27g und 37g. Jedoch kann es so gestaltet sein, dass ein Abstand (Intervall) der Lagernuten 7f in der Umfangsrichtung uneinheitlich gemacht ist und eine Anordnung der Lagernuten 7f asymmetrisch zu der Drehachsenmitte in dem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle 8 gemacht ist.
Jedoch ist es möglich, die besondere Nut in einer geeigneten Phase anzuordnen, ohne den Abstand zu erhöhen durch ein Vorsehen der besonderen Nuten 7g, 17g, 27g und 37g, um so eine Symmetrie durch die Form beispielsweise zu brechen. Als ein Ergebnis kann ein Auftreten einer Ölverwirbelung unterdrückt werden, während ein Teilmangel des Schmieröls der Lagerfläche 7b unterdrückt wird.
Darüber hinaus ist in der vorangehend genannten Ausführungsform und modifizierten Beispielen der Fall beschrieben, in dem die besonderen Nuten 7g, 17g, 27g und 37g jeweils eine auf jeder von den Lagerflächen 7b vorgesehen sind, jedoch kann eine Vielzahl von diesen für jede von den Lagerflächen 7b vorgesehen sein.
Darüber hinaus ist in der vorangehend genannten Ausführungsform und modifizierten Beispielen der Fall beschrieben, in dem die besonderen Nuten 7g, 17g, 27g und 37 verschiedene Nutbreiten zu jenen der anderen Lagernuten 7f haben, jedoch nicht auf die Nutbreite begrenzt, ist es lediglich notwendig, dass ein Bereich in einem Schnitt (der Schnitt, der in 3(c) beispielsweise dargestellt ist) senkrecht zu der Drehachse der Welle 8 verschieden ist.
Darüber hinaus ist in dem vorangehend genannten fünften modifizierten Beispiel der Fall beschrieben, in dem in dem vollständig schwimmenden Metalllager 57 die Größe von einem der Ölzuführlöcher 57d größer als jene der anderen Ölzuführlöcher 57d ist, jedoch kann es derart gestaltet sein, dass der Abstand in der Umfangsrichtung des Ölzuführlochs 57d uneinheitlich gemacht ist, und die Anordnung der Ölzuführlöcher 57d asymmetrisch zu der Drehachsenmitte in dem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle 8 gemacht ist.
Jedoch ist es möglich, ein Auftreten einer Ölverwirbelung zu unterdrücken, während solch eine Situation vermieden wird, dass als ein Ergebnis eines aufgeweiteten Abstands das Schmieröl der Lagerfläche 7b teilweise zu dünn wird, durch eine unterbrechende Asymmetrie durch die Form der Ölzuführlöcher 57d.
Darüber hinaus ist in dem vorangehend genannten fünften modifizierten Beispiel der Fall beschrieben, in dem in dem vollständig schwimmenden Metalllager 57 die Größe von einem von den Ölzuführlöchern 57d größer als jene der anderen Ölzuführlöcher 57d ist, jedoch kann die Größe von dem einen Ölzuführloch 57d kleiner als jene der anderen Ölzuführlöcher 57d sein oder die Größe von zwei oder mehreren von den Ölzuführlöchern 57d kann verschieden von den Größen der anderen Ölzuführlöcher 57d sein.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden vorangehend unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, jedoch ist es unnötig zu sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt ist. Es ist offensichtlich, dass Fachmänner verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb eines Bereichs erdenken können, der in den Ansprüchen beschrieben ist, und es wird verstanden, dass sie natürlich zu dem technischen Bereich der vorliegenden Erfindung gehören.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann für eine Lagerstruktur bzw. einen Lageraufbau verwendet werden, in dem eine Welle durch einen Lagerabschnitt gestützt wird, und für einen Turbolader.
Ein Lageraufbau weist eine Welle (8) mit einem Rad, das zumindest an einem Ende vorgesehen ist, und einem teilweise schwimmenden Metalllager (7) auf, das die Welle (8) drehbar stützt. Das teilweise schwimmende Metalllager (7) hat einen Hauptkörper (7a) mit einer zylindrischen Form, eine Lagerfläche (7b), die an einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers (7a) ausgebildet ist und die Welle (8) stützt, und eine Vielzahl von Lagernuten (7f), die in Abständen in einer Umfangsrichtung in der Lagerfläche (7b) vorgesehen sind und sich von einem Ende zu dem anderen Ende der Welle (8) in einer Drehachsenrichtung erstrecken. Zumindest eine von einer Form und einer Anordnung von der Vielzahl von Lagernuten (7f) ist asymmetrisch zu einer Mitte einer Drehachse in einem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle (8).

Claims

Lageraufbau, der Folgendes aufweist: eine Welle mit einem Rad, das an zumindest einem Ende vorgesehen ist; und einen Lagerabschnitt, der gestaltet ist, um die Welle drehbar zu stützen, wobei der Lagerabschnitt Folgendes aufweist: einen Hauptkörper mit einer zylindrischen Form; eine Lagerfläche, die an einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist und gestaltet ist, um die Welle zu stützen; und eine Vielzahl von Lagernuten, die in Abständen in einer Umfangsrichtung in der Lagerfläche vorgesehen sind und sich von einem Ende zu dem anderen Ende der Welle in einer Drehachsenrichtung erstrecken; und wobei zumindest eine von einer Form und einer Anordnung von der Vielzahl von Lagernuten asymmetrisch zu einer Mitte einer Drehachse in einem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle ist.
Lageraufbau nach Anspruch 1, wobei der Lagerabschnitt ein teilweise schwimmendes Metalllager ist, in dem die zwei Lagerflächen separat voneinander in der Drehachsenrichtung an der Innenumfangsfläche des Hauptkörpers ausgebildet sind.
Lageraufbau nach Anspruch 2, wobei zumindest eine von der Vielzahl von Lagernuten eine besondere Nut ist, die einen Bereich in dem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle hat, wobei der Bereich von jenen der anderen Lagernuten verschieden ist.
Lageraufbau nach Anspruch 3, wobei eine Ölbahn zum Zuführen eines Schmieröls in einem Gehäuse ausgebildet ist, das den Lagerabschnitt beinhaltet; und wobei die besondere Nut einen Bereich hat, der größer als jene der anderen Lagernuten ist, und jeweils eine in jeder von den Lagerflächen vorgesehen ist, und mit einem Auslassende der Ölbahn, das dem Lagerabschnitt als einem Startpunkt zugewandt ist, ist die besondere Nut innerhalb eines Phasenbereichs von dem Startpunkt bis 180 Grad zu einer Vorderseite in einer Drehrichtung der Welle oder innerhalb eines Phasenbereichs von dem Startpunkt bis 180 Grad zu einer Rückseite in der Drehrichtung der Welle angeordnet.
Lageraufbau nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Lagerabschnitt Folgendes hat: eine Vielzahl von Ölzuführlöchern, die von einer Außenumfangsfläche zu den entsprechenden Lagernuten hin durchdringt; und zumindest eines von der Vielzahl von Ölzuführlöchern eine Größe hat, die von jenen der anderen Ölzuführlöcher verschieden ist.
Lageraufbau, der Folgendes aufweist: eine Welle mit einem Rad, das an zumindest einem Ende vorgesehen ist; und zwei vollständig schwimmende Metalllager, die separat voneinander in einer axialen Richtung der Welle angeordnet sind und die Welle drehbar stützen, wobei jedes vollständig schwimmende Metalllager Folgendes aufweist: einen Hauptkörper, der eine zylindrische Form hat und durch den die Welle eingesetzt ist; eine Lagerfläche, die an einer Innenumfangsfläche des Hauptkörpers ausgebildet ist und gestaltet ist, um die Welle zu stützen; und eine Vielzahl von Ölzuführlöchern, die in einer Umfangsrichtung des Hauptkörpers angeordnet sind, von einer Außenumfangsfläche zu der Lagerfläche hin durchdringen und ein Schmieröl zu der Lagerfläche führen; und wobei zumindest eine von einer Form oder einer Anordnung von der Vielzahl von Ölzuführlöchern asymmetrisch zu einer Mitte einer Drehachse in einem Schnitt senkrecht zu der Drehachse der Welle ist.
Lageraufbau nach Anspruch 6, wobei zumindest eines von der Vielzahl von Ölzuführlöchern eine Größe hat, die von jenen der anderen Ölzuführlöcher verschieden ist.
Lageraufbau nach Anspruch 6 oder 7, wobei das vollständig schwimmende Metalllager eine Vielzahl von Lagernuten hat, die in Intervallen in der Umfangsrichtung an der Lagerfläche angeordnet sind und sich von einem Ende zu dem anderen Ende in der Drehachsenrichtung der Welle erstrecken; und zumindest eine von der Vielzahl von Lagernuten eine Größe hat, die von jenen der anderen Lagernuten verschieden ist.
Turbolader mit einem Lageraufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8.