JP2006349090A - 転がり軸受 - Google Patents

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寿人 山本
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
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Abstract

【課題】
低コストであり、且つ十分な耐熱性・耐久性を確保できる転がり軸受を提供する。
【解決手段】
比較的高価なＭ５０を、第２の内輪１２Ｂ（或いはそれに加えて外輪１１）のみに限定して用いることで、耐久性等を犠牲にすることなくコストを抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばターボチャージャなどの高温環境下で用いられると好適な転がり軸受に関する。
排気ガスのエネルギを用いてタービンを回転させ、同軸上のコンプレッサを回転駆動させることで吸気を圧縮し、エンジンに大気圧以上の高密度の空気を供給するターボチャージャが知られている。ターボチャージャのシャフトは、エンジンの運転に伴って、数万乃至十数万ｍｉｎ-1の高速で回転すると共に、高温の排気ガスに触れるタービンからの伝わる熱で加熱されるので、これを支持するための軸受には、高速耐久性に加えて耐熱性が要求される。特許文献１には、ターボチャージャのシャフトを支持できる転がり軸受が開示されている。
特開平２−７０９２３号公報
ところで、転動体が転動する硬度を有しながら耐熱性を有する素材は高価である。そこで、特許文献１に開示された転がり軸受においては、一対の内輪部分において、高い温度にさらされる方の内輪部分のみを、耐熱性を持つ素材から形成することによって低コスト化を図っている。しかしながら、更なるコスト化の要求がある。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、低コストであり、且つ十分な耐熱性・耐久性を確保できる転がり軸受を提供することを目的とする。
本発明の転がり軸受は、単一の外輪と、第１の内輪及び第２の内輪と、前記外輪と前記第１の内輪及び前記第２の内輪との間をそれぞれ転動可能な複数の転動体と、前記第１の内輪及び前記第２の内輪間に配置された間座とからなり、前記第１の内輪と前記第２の内輪は、異なる素材を用いて形成されていることを特徴とする。
本発明の転がり軸受によれば、前記第１の内輪と前記第２の内輪が、異なる素材を用いて形成されているので、例えばターボチャージャのシャフトを支持するような場合において、高温となるタービン側の内輪には耐熱性の高い素材（Ｍ５０，ＳＨＸ等）を用いることで耐久性を向上させ、比較的温度上昇の少ないコンプレッサ側の内輪には安価で入手しやすい素材（ＳＵＪ等）を用いることで、低コストなものとすることができる。更に、前記第１の内輪及び前記第２の内輪間に間座を配置しているので、その分だけ耐熱性の高い素材を用いた内輪の寸法を小さくすることができ、より一層のコスト低減を図れる。又、前記間座上を前記転動体が転動することがないため、例えタービンに近くても間座には耐熱性や硬度は不要であり、よって安価で入手しやすい素材（ＳＳ材等）を用いることで、低コストなものとすることができる。
前記転がり軸受は、ターボチャージャのシャフトを回転自在に支持するために用いられ、前記第１の内輪と前記第２の内輪のうちタービンに近い方に耐熱素材を用いていると好ましい。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる転がり軸受を含むターボチャージャの一部断面図である。ハウジング１内に、シャフト２が挿通されている。シャフト２の左端には、コンプレッサのインペラ３が固定されている。一方、シャフト２の右端には、タービンのブレード４が固定されている。シャフト２は、ハウジング１に対して、転がり軸受１０により回転自在に支持されている。
図１のターボチャージャを不図示の内燃機関に取り付けたとき、その排気マニホールドを介して排出される排気ガスを受けたタービンのブレード４が回転し、シャフト２を介してコンプレッサのインペラ３を回転させることで、圧縮された空気が給気マニホールド内へ圧送されるようになる。
ハウジング１の内周には、単一円筒からなり両端近傍に軌道面１１ａを有する外輪１１が固定されている。一方、シャフト２の外周には、軌道面１２ａをそれぞれ有する第１の内輪１２Ａ及び第２の内輪１２Ｂが取り付けられている。軌道面１１ａと軌道面１２ａとの間を転動可能なように、保持器１４によって周方向に等間隔に支持された複数の玉（転動体）１３が配置されている。更に、第１の内輪１２Ａ及び第２の内輪１２Ｂ間には、間座１５が配置されている。外輪１１，内輪１２Ａ，１２Ｂ，玉１３、保持器１４，間座１５により転がり軸受１０を構成する。
外輪１１には、貫通孔１１ｂが設けられており、ハウジング１の潤滑油供給孔１ａを介して供給される潤滑油を、貫通孔１１ｂを介して転がり軸受１０内へと供給できるようになっている。
ここで、外輪１１は、タービンのブレード４の近くまで延在するので、耐熱性に優れたＭ５０を用いるか，あまり仕様温度が高くならない場合にはＳＵＪを用いることができる。一方、タービンのブレード４に近い第２の内輪１２Ｂは、シャフト２を介して熱が伝導されやすいので、耐熱性の高いＭ５０を用いている。ただし、コンプレッサのインペラ３に近い第１の内輪１２Ａは、加熱されにくいので、ＳＵＪ等を用いることができる。更に、第１の内輪１２Ａ及び第２の内輪１２Ｂの間に配置された間座１５は、第１の内輪１２Ａ及び第２の内輪１２Ｂに予圧のための軸線方向力を伝達するのみで足りることから、耐熱性も硬度も不要であり、よってＳＴＫＭ材、ＳＳ材、Ｓ２５Ｃ〜Ｓ３５Ｃなど比較的入手しやすい一般構造材を用いることができる。
本実施の形態によれば、比較的高価なＭ５０を、第２の内輪１２Ｂ（或いはそれに加えて外輪１１）のみに限定して用いることで、耐久性等を犠牲にすることなくコストを抑えることができる。
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明は、ターボチャージャに限らず、耐熱性が要求される用途に用いることができる。
本実施の形態にかかる転がり軸受を含むターボチャージャの一部断面図である。
符号の説明
１ ハウジング
２ シャフト
３ コンプレッサのインペラ
４ タービンのブレード
１０ 転がり軸受
１１ 外輪
１２Ａ 第１の内輪
１２Ｂ 第２の内輪
１３ 玉
１４ 保持器
１５ 間座

Claims (2)

  1. 単一の外輪と、第１の内輪及び第２の内輪と、前記外輪と前記第１の内輪及び前記第２の内輪との間をそれぞれ転動可能な複数の転動体と、前記第１の内輪及び前記第２の内輪間に配置された間座とからなり、前記第１の内輪と前記第２の内輪は、異なる素材を用いて形成されていることを特徴とする転がり軸受。
  2. 前記転がり軸受は、ターボチャージャのシャフトを回転自在に支持するために用いられ、前記第１の内輪と前記第２の内輪のうちタービンに近い方に耐熱素材を用いていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

JP2005177642A 2005-06-17 2005-06-17 転がり軸受 Pending JP2006349090A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012092934A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Nsk Ltd ターボチャージャ用玉軸受ユニット

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