JP2007023858A - Bearing structure for turbocharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターボ過給機におけるタービン軸の軸受構造に関する。 The present invention relates to a turbine shaft bearing structure in a turbocharger.
内燃機関のターボ過給機に組み込まれるタービン軸の軸受構造として、ターボ過給機のハウジングに設けられた軸受孔にタービン軸を支える軸受を嵌め込み、そのハウジングの外部から軸受に対して半径方向に位置決めピンを挿入して軸受の回転を阻止するとともに、軸受の潤滑用のオイルをその位置決めピンが嵌め込まれたハウジングのピン孔及び位置決めピンに形成されたオイル孔を順次経由して軸受の内周部のオイル溜室まで導き、さらに、そのオイル溜室のオイルを軸受に形成された半径方向の貫通孔を介して軸受の外周部のオイル溜室に導く軸受構造が知られている(例えば特許文献1参照)。その他に、本願発明に関連する先行技術文献として特許文献2が存在する。 As a bearing structure for a turbine shaft incorporated in a turbocharger of an internal combustion engine, a bearing that supports the turbine shaft is fitted into a bearing hole provided in the turbocharger housing, and the bearing is supported radially from the outside of the housing. The bearing pin is inserted to prevent rotation of the bearing, and the bearing lubricating oil is sequentially passed through the housing pin hole in which the positioning pin is fitted and the oil hole formed in the positioning pin. There is known a bearing structure that guides the oil in the oil reservoir to the oil reservoir in the outer peripheral portion of the bearing through a radial through hole formed in the bearing (for example, patent) Reference 1). In addition, there is Patent Document 2 as a prior art document related to the present invention.
従来の軸受構造では、位置決めピンがハウジングの外周面よりもピン孔の内部に後退して嵌め込まれ、ハウジングの外部から供給されるオイルはハウジングのピン孔の内周面に接しつつ位置決めピンのオイル孔に導入されている。従って、オイルがハウジングから熱を受け、その結果、オイルによる軸受内外周の冷却効果あるいは潤滑効果が損なわれるおそれがある。 In the conventional bearing structure, the positioning pin is fitted back in the pin hole rather than the outer peripheral surface of the housing, and the oil supplied from the outside of the housing is in contact with the inner peripheral surface of the pin hole of the housing, It is introduced into the hole. Therefore, the oil receives heat from the housing, and as a result, the cooling effect or the lubricating effect on the inner and outer periphery of the bearing by the oil may be impaired.
そこで、本発明は、オイルの温度上昇を抑えて軸受の内外における冷却効果又は潤滑効果を高めることが可能なターボ過給機の軸受構造を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a turbocharger bearing structure capable of suppressing the temperature rise of oil and enhancing the cooling effect or lubrication effect inside and outside the bearing.
本発明のターボ過給機の軸受構造は、タービン軸が通過する軸受孔と外周面から前記軸受孔まで延びるピン孔とが設けられたハウジングと、前記軸受孔に嵌め合わされる軸受と、一端が前記軸受に嵌り合い、他端が前記ピン孔の前記外周面側の開口部に達するようにして前記ピン孔に嵌め込まれ、内部には前記一端から前記他端まで軸線方向に延びるオイル通路が設けられた位置決めピンと、を備え、前記軸受の内周面と前記タービン軸との間及び前記軸受の外周面と前記軸受孔との間にはオイル導入部が各々設けられ、前記軸受には、前記軸受の内外周の前記オイル導入部を連通するように当該軸受を半径方向に貫通するオイル孔が設けられることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 A turbocharger bearing structure according to the present invention includes a housing provided with a bearing hole through which a turbine shaft passes and a pin hole extending from an outer peripheral surface to the bearing hole, a bearing fitted into the bearing hole, and one end thereof. An oil passage that fits into the bearing and is fitted into the pin hole so that the other end reaches the opening on the outer peripheral surface side of the pin hole and extends in the axial direction from the one end to the other end is provided inside. Positioning pins, and oil introduction portions are provided between the inner peripheral surface of the bearing and the turbine shaft and between the outer peripheral surface of the bearing and the bearing hole, respectively, The above-described problem is solved by providing an oil hole penetrating the bearing in the radial direction so as to communicate with the oil introduction portion on the inner and outer circumferences of the bearing (Claim 1).
本発明のターボ過給機の軸受構造によれば、位置決めピンがハウジングの外周面側におけるピン孔の開口部まで達しているので、ハウジングの外部からピン孔を介することなく位置決めピンのオイル通路にオイルを直接的に導入し、そのオイル通路を介して軸受の内周のオイル導入部までオイルを導き、さらにそのオイルを軸受のオイル孔を介して軸受外周のオイル導入部へと導くことができる。従って、ハウジングのピン孔の内周面とオイルとの接触によるオイル温度の上昇を防止し、軸受の内外周に温度の低いオイルを確実に導入して冷却効果又は潤滑効果を高めることができる。 According to the bearing structure of the turbocharger of the present invention, the positioning pin reaches the opening of the pin hole on the outer peripheral surface side of the housing, so that the oil passage of the positioning pin can be passed from the outside of the housing without passing through the pin hole. Oil can be introduced directly, the oil can be led to the oil introduction part on the inner circumference of the bearing through the oil passage, and the oil can be led to the oil introduction part on the outer circumference of the bearing through the oil hole of the bearing . Accordingly, it is possible to prevent the oil temperature from rising due to the contact between the inner peripheral surface of the pin hole of the housing and the oil, and to reliably introduce the low temperature oil to the inner and outer periphery of the bearing, thereby enhancing the cooling effect or the lubricating effect.
本発明の一形態において、前記ハウジングの前記ピン孔の内周面と、前記ピン孔に嵌め込まれた前記位置決めピンの外周面との間には隙間が設けられてもよい(請求項2)。この形態によれば、ハウジングと位置決めピンとの間に隙間が設けられているため、ハウジングから位置決めピンへの熱伝達を抑え、それにより位置決めピンのオイル通路を通過するオイルの温度上昇をさらに効果的に抑えることができる。 In one embodiment of the present invention, a gap may be provided between an inner peripheral surface of the pin hole of the housing and an outer peripheral surface of the positioning pin fitted in the pin hole (Claim 2). According to this embodiment, since the gap is provided between the housing and the positioning pin, heat transfer from the housing to the positioning pin is suppressed, thereby further effectively increasing the temperature of the oil passing through the oil passage of the positioning pin. Can be suppressed.
本発明の一形態において、前記位置決めピンの他端には前記ハウジングの外周面から突出するヘッド部が設けられ、該ヘッド部が前記ハウジングの外周面に固定手段を利用して固定されてもよい(請求項3)。この形態によれば、位置決めピンをハウジングの外周面に固定することにより、ピン孔に対して位置決めピンを圧入する等して位置決めピンをぬけ止めする必要がなくなる。従って、位置決めピンをピン孔に嵌め込む際にピン孔の壁面がかじられるおそれがなく、位置決めピンの取付けに由来する異物が軸受の周囲に混入するおそれがなくなる。 In one embodiment of the present invention, a head portion protruding from the outer peripheral surface of the housing may be provided at the other end of the positioning pin, and the head portion may be fixed to the outer peripheral surface of the housing using a fixing means. (Claim 3). According to this aspect, by fixing the positioning pin to the outer peripheral surface of the housing, it is not necessary to press the positioning pin into the pin hole and to prevent the positioning pin from being seized. Therefore, there is no possibility that the wall surface of the pin hole will be gnawed when the positioning pin is fitted into the pin hole, and there is no possibility that foreign matters derived from the attachment of the positioning pin will be mixed around the bearing.
本発明の一形態において、前記軸受の両端面がスラスト軸受として構成され、前記軸受の内周面には、前記軸受の内周の前記オイル導入部から前記軸受の両端側に向かうに従って前記タービン軸の回転方向前方に漸次変位しつつ、前記軸受の内周の前記オイル導入部から前記両端面まで延びる螺旋状のオイル溝が設けられてもよい(請求項4)。この形態によれば、タービン軸が回転しているときのオイルの速度ベクトルの方向とオイル溝の方向とのずれを、オイル溝をタービン軸線の方向に真っ直ぐ形成した場合と比較して減少させることができるので、軸受の内周のオイル導入部からオイル溝を介して軸受の両端面までオイルを効率よく導くことができる。これにより、軸受の両端面のスラスト軸受部分に十分な量のオイルを導入して必要かつ十分な油膜を形成することができる。 In one embodiment of the present invention, both end surfaces of the bearing are configured as thrust bearings, and the turbine shaft is arranged on the inner peripheral surface of the bearing from the oil introduction portion of the inner periphery of the bearing toward both end sides of the bearing. A spiral oil groove extending from the oil introduction portion on the inner periphery of the bearing to the both end surfaces may be provided while being gradually displaced forward in the rotation direction. According to this aspect, the deviation between the direction of the oil velocity vector and the direction of the oil groove when the turbine shaft is rotating is reduced as compared with the case where the oil groove is formed straight in the direction of the turbine axis. Therefore, the oil can be efficiently guided from the oil introduction portion on the inner periphery of the bearing to both end faces of the bearing through the oil groove. As a result, a sufficient amount of oil can be introduced into the thrust bearing portions on both end faces of the bearing to form a necessary and sufficient oil film.
軸受の内周面にオイル溝を設ける形態において、前記軸受の両端面には、前記軸受に対する前記タービン軸の回転方向に向かうに従って前記タービン軸線方向の深さが漸次減少するテーパ部が設けられ、前記オイル溝は前記テーパ部に連通してもよい(請求項5)。この形態によれば、オイル溝からテーパ部にオイルが流入し、そのオイルがタービン軸の回転に伴ってテーパ部から軸受端面とタービン軸又はそれと一体に回転する回転部品との間のスラスト方向の隙間に円滑に流入する。これにより、軸受の両端面に油膜をさらに円滑かつ容易に形成することができる。 In the form in which the oil groove is provided on the inner peripheral surface of the bearing, the both end surfaces of the bearing are provided with tapered portions in which the depth in the turbine axis direction gradually decreases toward the rotation direction of the turbine shaft relative to the bearing, The oil groove may communicate with the tapered portion. According to this aspect, oil flows from the oil groove into the taper portion, and the oil in the thrust direction between the taper portion and the bearing end surface and the turbine shaft or a rotating part that rotates integrally with the turbine shaft rotates as the turbine shaft rotates. Smoothly flows into the gap. Thereby, an oil film can be more smoothly and easily formed on both end faces of the bearing.
以上に説明したように、本発明のターボ過給機の軸受構造によれば、軸受の周囲に供給されるべきオイルをハウジングのピン孔に接触させることなく位置決めピン内のオイル通路を介して軸受の内外周のオイル導入部まで導くことができるので、ハウジングの熱によるオイルの温度上昇を抑えて軸受の内外に低温のオイルを供給して潤滑効果又は冷却効果を高めることができる。 As described above, according to the turbocharger bearing structure of the present invention, the bearing to be supplied through the oil passage in the positioning pin without bringing the oil to be supplied around the bearing into contact with the pin hole of the housing. Since the oil can be guided to the oil introduction part on the inner and outer circumferences of the shaft, the temperature rise of the oil due to the heat of the housing can be suppressed, and the low temperature oil can be supplied to the inside and outside of the bearing to enhance the lubrication effect or the cooling effect.
図1は本発明を自動車用内燃機関のターボ過給機に適用した一形態を示す。ターボ過給機1は、排気タービン部2と、コンプレッサ部3と、それらの間に配置された回転電機部4と、軸受部5とを備えている。排気タービン部2は、内燃機関の排気通路の一部を構成するように設けられるタービンハウジング6と、そのタービンハウジング6の内部に設けられるタービン7とを備えている。一方、コンプレッサ部3は、内燃機関の吸気通路の一部を構成するように設けられるコンプレッサハウジング8と、そのコンプレッサハウジング8の内部に設けられるインペラ(圧縮機インペラ)9とを備えている。回転電機部4は、タービン7の回転を補う回転力を発生し、あるいはタービン7の回転を利用して発電するために設けられており、モータハウジング10と、そのモータハウジング10の開口部を閉じるシールプレート11と、モータハウジング10内に配置されるステータ12、コイル巻線部13、及び回転子14とを備えている。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a turbocharger of an automobile internal combustion engine. The turbocharger 1 includes an exhaust turbine section 2, a compressor section 3, a rotating electrical machine section 4 disposed between them, and a bearing section 5. The exhaust turbine section 2 includes a
モータハウジング10及びシールプレート11はコンプレッサハウジング8の開口部を閉じるようにしてコンプレッサハウジング8と組み合わされている。そのシールプレート11にモータハウジング10のフランジ10aが重ね合わされ、さらにそのフランジ10aを押さえるようにして複数のボルト15及びワッシャ16がコンプレッサハウジング8に装着されることにより、コンプレッサハウジング8とモータハウジング10とが互いに連結される。
The
軸受部5は、排気タービン部2と回転電機部4との間に配置されるベアリングハウジング17と、そのベアリングハウジング17の軸受孔18に嵌め合わされる軸受20と、ベアリングハウジング17のピン孔21に嵌め合わされる位置決めピン22とを備えている。ベアリングハウジング17とタービンハウジング6とは締結バンド19により相互に結合されている。タービンハウジング6、ベアリングハウジング17、モータハウジング10、シールプレート11及びコンプレッサハウジング8が組み合わされることにより、過給機ハウジング1aが構成される。なお、過給機ハウジング1aの構成は図示の形態に限らず、適宜に変更してよい。軸受20及び位置決めピン22の詳細は後述する。
The bearing unit 5 is formed in a
タービン7の一端にはタービン軸23が一体回転可能かつ軸線方向に分離不能に設けられている。タービン軸23には、タービン7側から順に、大径部23a、中間軸部23b及び小径部23cが設けられている。大径部23aは軸受20のタービン7側の端面20aに突き当てられている。中間軸部23bは、ベアリングハウジング17の軸受孔18、より詳しくは軸受孔18に嵌め合わされた軸受20の内部を貫いて軸受20のインペラ側の端面20bまで延びている。小径部23cは回転電機部4を貫いてコンプレッサハウジング8の内部まで延びている。小径部23cの外周にはスラストカラー24が一体回転可能に嵌め合わされ、さらにそのスラストカラー24の先方には上述した回転子14及びインペラ9が順次嵌め合わされている。インペラ9は小径部23cの先端にねじ込まれたナット25にて軸線方向に締め込まれている。これにより、タービン軸23とスラストカラー24、回転子14、インペラ9及びナット25とが一体回転可能に組み合わされ、これらの回転部品とタービン7とによってターボ過給機1の回転体アッセンブリ26が構成される。軸受20は、タービン軸23の大径部23aとスラストカラー24との間に挟み込まれている。これにより、軸受20の両端面20a、20bは回転体アッセンブリ26をタービン軸23の軸線方向に支持するスラスト軸受として機能する。つまり、軸受20は、タービン軸23、ひいては回転体アッセンブリ26を半径方向に支持するためのラジアル軸受と、回転体アッセンブリ26をタービン軸23の軸線方向に支持するためのスラスト軸受とを一体化した構造を有している。このような軸受20を用いた場合には、回転体アッセンブリ26の全長を短縮できる利点がある。
A
図2に詳しく示すように、位置決めピン22は、ヘッド部22aと、そのヘッド部22aに続く中間部22bと、その中間部22bよりも小径の先端部22cと、位置決めピン22を軸線方向に貫くオイル通路22dとを備えている。ヘッド部22aにはベアリングハウジング17の外周面上に形成されたピン取付座面17aに当接するフランジ22eが設けられている。オイル通路22dのヘッド部22a側の端部には不図示のオイル配管と接続される配管接続部22fが設けられている。
As shown in detail in FIG. 2, the
ベアリングハウジング17のピン孔21は、ピン取付座面17aに開口する大径部21aと、その大径部21aと同軸的に連なって軸受孔18に開口する小径部21bとを組み合わせることにより、過給機ハウジング1aの外周面の一部としてのピン取付座面17aから軸受孔18まで延びる貫通孔として形成されている。大径部21aの内径は位置決めピン22の中間部22bの直径よりも大きくかつヘッド部22aのフランジ22eの外径よりも小さい。一方、小径部21bの内径は、位置決めピン22の先端部22cが半径方向に関してほぼ緩みなく嵌合するように設定されている。但し、先端部22cと小径部21bとの嵌め合いは隙間ばめでよい。大径部21aとの中間部22bとの径の差は、小径部21bと先端部22cとの径の差よりも十分に大きく設定される。さらに、軸受20にはピン孔21の小径部21bと同径の貫通孔20cが形成されている。
The
位置決めピン22は、その先端部22cがピン孔21の小径部21bを貫いて軸受20の貫通孔20cに嵌り合うようにしてピン孔21に嵌め合わされている。これにより、軸受20が半径方向に関して回り止めされるとともに、タービン軸23の軸線方向に関して軸受20が過給機ハウジング1a内の定位置に位置決めされる。位置決めピン22のヘッド部22aは、ピン孔21のピン取付座面17aへの開口部を超えて過給機ハウジング1aの外部に突出する。ヘッド部22aのフランジ22eはピン取付座面17aに突き当てられた状態で適宜の固定手段によりベアリングハウジング17に固定される。一例として、図3に示すように、ヘッド部22aのフランジ22eがベアリングハウジング17の周方向(図2において紙面と直交する方向に相当。)に幾らか延ばされ、その延長部分を貫くようにしてベアリングハウジング17に固定手段としてのボルト42がねじ込まれることにより、位置決めピン22がベアリングハウジング17に固定される。このような取付け構造によれば、位置決めピン22をピン孔21に対して圧入、焼きばめといった締結手段を用いてピン孔21の内周に固定する必要がないので、位置決めピン22の取付け時にピン孔21の壁面が位置決めピン22でかじられるおそれがない。これにより、位置決めピン22の取付け作業に由来して発生した異物が軸受20の周囲に混入するおそれを排除することができる。
The
図2に戻って、上記のように取り付けられた位置決めピン22の中間部22bの外周と、ピン孔21の大径部21aの内周との間には隙間が生じている。その隙間は位置決めピン22のヘッド部22aのフランジ22eにより過給機ハウジング1aの外部に対して閉じられる。そして、位置決めピン22が上記のように取り付けられることにより、軸受20の周囲を潤滑するためのオイルを、位置決めピン22のオイル通路22dを介して過給機ハウジング1aの外部から軸受20の内周まで導入することが可能となる。なお、図示の形態では位置決めピン22の先端部22cが軸受20の内周面とほぼ同一位置まで達しているが、位置決めピン22の先端部22cが軸受20の貫通孔20cに嵌っている限り、その位置決めピン22の先端は軸受20の内周面よりも外周側に幾らか後退してもよい。
Returning to FIG. 2, a gap is generated between the outer periphery of the
軸受20の内周面とタービン軸23との間、及び軸受20の外周面と軸受孔18との間には、オイル導入部としてのオイル溜室27、28がそれぞれ設けられている。内周側のオイル溜室27の半径方向の隙間は外周側のオイル溜室28のそれよりも幾らか大きい。内周側のオイル溜室27は位置決めピン22のオイル通路22dと連通する。一方、外周側のオイル溜室28は軸受20を半径方向に貫通するオイル孔20dを介して内周側のオイル溜室27と連通している。従って、位置決めピン22のオイル通路22dに導入されたオイルはまず内周側のオイル溜室27に流入し、そこからオイル孔20dを経由して外周側のオイル溜室28へ流入する。オイル孔20dは、タービン軸23の軸線方向に関して貫通孔20cと同一位置に設けられ、軸受20の周方向に関しては貫通孔20cに対して適度な角度、例えば180°ずらされている。但し、貫通孔20cに対して周方向に位置を変えて複数のオイル孔20dを設けてもよい。貫通孔20c及びオイル孔20dは同一の孔明け工具にてそれらを加工できるように同一径に設定されている。但し、両孔20c、20dの内径が互いに異なっていてもよい。
オイル溜室27、28と軸受20の両端面20a、20bとの間の領域において、軸受20の内径はタービン軸23の中間軸部23aの外径よりも幾らか大きく、かつ軸受20の外径はベアリングハウジング17の軸受孔18の内径よりも幾らか小さく設定されている。これにより、オイル溜室27、28以外の部分でも軸受20の内外とタービン軸23及び軸受孔18との間には幾らか隙間が生じている。それらの隙間にオイル溜室27、28からオイルが侵入して油膜が形成されることにより、タービン軸23及び軸受20のそれぞれが油膜を介して半径方向に支持される。つまり、軸受20とその内外の油膜にとによってタービン軸23に対するオイルダンパ構造が形成される。さらに、軸受20の内外の隙間に導かれたオイルは軸受20の両端面20a、20bとタービン軸23の大径部23a及びスラストカラー24との隙間に流出し、それらの隙間においてスラスト方向の油膜を形成する。そして、軸受20とタービン軸大径部23a及びスラストカラー24の隙間から流出するオイルはベアリングハウジング17のドレン路17bを経由して過給機ハウジング1aの外部へ排出される。なお、軸受20の内外の隙間に導かれる油量はオイル孔20dの大きさ、個数によって適宜に調整することができる。タービン軸23の大径部23a及びスラストカラー24のそれぞれの外周には、タービンハウジング6及びモータハウジング10の内部とベアリングハウジング17の内部とをシールするためのシールリング40、41が装着される。
In the region between the
図4にも示したように、軸受20の内周面には、オイル溜室27から軸受20のタービン7側の端面20aまで延びる複数本のオイル溝30と、オイル溜室27から軸受20のインペラ9側の端面20bまで延びる複数本のオイル溝31とが、周方向にそれぞれ間隔を空けて設けられている。これらのオイル溝30、31は、オイル溜室27から両端面20a、20bまでオイルを円滑に導くために設けられている。オイル溝30、31の本数はそれぞれ4本に設定されているがその数は適宜変更してよい。図4はインペラ側の端面20bを示すが、反対側の端面20aも同様の構成である。オイル溝30、31はタービン軸23の軸線方向と平行に延びる直線溝状に形成されてもよい。しかしながら、本形態では、図5に示すようにタービン軸23の軸線方向(図5において左右方向)に対して傾けて形成されている。それらの傾きの方向は、オイル溜室27から端面20a、20bに向かうに従ってタービン軸23の回転方向前方(図に矢印Voで示す方向)に漸次変位するように設定されている。より詳しく言えば、タービン軸23の回転が停止しているときにオイル溜室27から軸受20とタービン軸23との隙間を通過して端面20a、20bまで流れるオイルの速度ベクトルをVa、タービン軸23の回転時における速度ベクトルをVoとすれば、これらの速度ベクトルを合成することによってタービン軸23が回転しているときのオイルの速度ベクトルVbが求められる。オイル溝30、31は、それらの長手方向が速度ベクトルVbの方向に一致するように傾けられている。オイル溜室27の左右においてオイルの速度ベクトルVbは互いに等しく逆向きとなるため、オイル溝30、31はオイル溜室27をタービン軸線方向に二等分する中心線Lcに対して左右対称である。また、図5は軸受20の内周面を展開しているためにオイル溝30、31は速度ベクトルVbの方向に真っ直ぐ延びているが、実際にはオイル溝30、31はタービン軸線の回りに捩れ角一定で螺旋状に延びる。なお、タービン軸23の回転速度が変動する場合、速度ベクトルVoは代表的な回転速度のときの速度ベクトルを採用すればよい。例えば、速度ベクトルVoとして、潤滑条件が最も厳しくなる最高回転数のときの速度ベクトルを使用し、あるいはタービン軸23の常用回転数のときの速度ベクトルを利用することが考えられる。
As shown in FIG. 4, the inner circumferential surface of the
さらに、軸受20の内周面と端面20a、20bと境界部分には面取部32が軸受20の全周に亘って形成され、端面20a、20bにはそれらの面取部32を介してオイル溝30、31と連通する複数本の縦溝33が形成されている。一部の縦溝33はオイル溝30、31と周方向に位置を合わせて設けられている。そして、図6に拡大して示したように、軸受20の端面20a、20bのそれぞれには、オイル溝30、31と周方向に位置が合わされた縦溝33のそれぞれから、タービン軸23の回転方向前方(図6において矢印Voで示す方向)に延び、かつ縦溝33から回転方向前方に離れるに従ってタービン軸線方向の深さが漸次減少するテーパ部34が形成されている。従って、オイル溝30、31によって端面20a、20bまで導かれたオイルはこれらのテーパ部34を介して軸受20の端面20a、20bと回転体アッセンブリ26(より詳しくはタービン軸23の大径部23a又はスラストカラー24)との間の隙間35に導かれる。
Further, a chamfered
以上のように構成されたターボ過給機1においては、位置決めピン22が軸受20の貫通孔20cからピン取付座面17aまで延び、その位置決めピン22の外周側の端部に配管接続部22fが設けられているため、軸受20の周囲に供給されるべきオイルをベアリングハウジング17に接触させることなく、過給機ハウジング1aの外部から軸受20の内周側のオイル溜室27まで位置決めピン22のオイル通路22dを介して導くことができる。従って、オイル溜室27に達するまでのオイルの温度上昇を抑え、それにより軸受20の内外におけるオイルによる冷却効果あるいは潤滑効果を高く維持することができる。しかも、位置決めピン22の中間部22bとベアリングハウジング17のピン孔21との間には隙間が設けられているため、ベアリングハウジング17から位置決めピン22への熱伝達が抑制され、オイルの温度上昇防止効果がさらに高まる。
In the turbocharger 1 configured as described above, the
また、オイル溝30、31のそれぞれがタービン軸23の回転方向前方へ変位しつつオイル溜室27から両端面20a、20bまで延びているので、これらのオイル溝30、31をタービン軸線方向に真っ直ぐ設ける場合と比較して、タービン軸23の回転時におけるオイルの速度ベクトルの方向とオイル溝30、31の長手方向とのずれを減少させ、それにより、オイル溜室27から軸受20の両端面20a、20bへのオイルの供給効率を高め、両端面20a、20bと回転体アッセンブリ26との間のスラスト軸受部分に十分な油膜と確実に形成することができる。これにより、スラスト軸受部分の冷却効果又は潤滑効果を高く維持することができる。
Further, since each of the
さらに、オイル溝30、31の両端面20a、20bへの出口部分にテーパ部34が設けられているため、オイル溝30、31から流出するオイルを軸受20の端面20a、20bと回転体アッセンブリ26との間の隙間に円滑に導入してそれらの隙間にさらに円滑に油膜を形成することができる。そして、スラスト軸受部分に十分な油膜が形成されることにより、スラスト軸受の負荷容量を増加させても軸受20の外径の増加を最小限に抑えることができる。軸受20の外径を増加させた場合には、軸受20をタービン7側からベアリングハウジング17の軸受孔18に収める都合から、タービン7側のシールリング40の外径も増加させる必要が生じるが、その軸受20の外径の増加を抑えることによりシールリング40の外径の増加も抑えることができる。これにより、シールリング40の周方向の長さの増加を抑え、シール性能の低下を防止することができる。
Further, since the tapered
本発明は以上の形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、位置決めピンの外周側の端部からヘッド部22aを省略し、過給機ハウジング1aの外周面(ピン取付座面17a)と略面一の位置、換言すればピン孔21のピン取付座面17aへの開口部に位置決めピン22の外周側の端部を配置し、その端部にてオイル配管をオイル通路22dと接続してもよい。要するに、オイル配管のようにハウジング外部からオイルを導くための手段をオイル通路22dに対して直接的に接続することにより、ピン孔21を介することなくオイルをオイル通路22dへ導入することができる程度に位置決めピン22がピン孔21の開口部、言い換えれば過給機ハウジング1aの外周部まで延ばされていればよい。位置決めピン22を熱伝導率が小さい材料で構成することにより、位置決めピン22とピン孔21との半径方向の隙間を狭め、あるいは省略してもよい。オイル導入部はオイル溜室27、28のように明確な空間として設けられるものに限らず、位置決めピン22のオイル通路22dから導かれるオイルを軸受20の内外周の隙間に導入する起点として機能する限りにおいて様々な形状に形成してよい。本発明の軸受構造は、回転電機が組み込まれたターボ過給機に限らず、回転電機が存在しないターボ過給機にも適用できる。
The present invention is not limited to the above forms, and may be implemented in various forms. For example, the
1 ターボ過給機
1a 過給機ハウジング
2 排気タービン部
3 コンプレッサ部
4 回転電機部
5 軸受部
17 ベアリングハウジング
17a ピン取付座面
18 軸受孔
20 軸受
20a、20b 軸受の端面
20c 軸受の貫通孔
20d 軸受のオイル孔
21 ピン孔
21a 大径部
21b 小径部
22 位置決めピン
22a ヘッド部
22b 中間部
22c 先端部
22d オイル通路
22e フランジ
22f 配管接続部
23 タービン軸
26 回転体アッセンブリ
27 オイル溜室(軸受内周のオイル導入部)
28 オイル溜室(軸受外周のオイル導入部)
30、31 オイル溝
34 テーパ部
42 ボルト(固定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbocharger 1a Supercharger housing 2 Exhaust turbine part 3 Compressor part 4 Rotating electrical machine part 5
28 Oil reservoir (oil introduction part around the bearing)
30, 31
Claims (5)
前記軸受孔に嵌め合わされる軸受と、
一端が前記軸受に嵌り合い、他端が前記ピン孔の前記外周面側の開口部に達するようにして前記ピン孔に嵌め込まれ、内部には前記一端から前記他端まで軸線方向に延びるオイル通路が設けられた位置決めピンと、を備え、
前記軸受の内周面と前記タービン軸との間及び前記軸受の外周面と前記軸受孔との間にはオイル導入部が各々設けられ、
前記軸受には、前記軸受の内外周の前記オイル導入部を連通するように当該軸受を半径方向に貫通するオイル孔が設けられている、
ことを特徴とするターボ過給機の軸受構造。 A housing provided with a bearing hole through which the turbine shaft passes and a pin hole extending from the outer peripheral surface to the bearing hole;
A bearing fitted into the bearing hole;
An oil passage that is fitted in the pin hole so that one end fits into the bearing and the other end reaches the opening on the outer peripheral surface side of the pin hole, and extends in the axial direction from the one end to the other end. And a positioning pin provided with
Oil introduction portions are provided between the inner peripheral surface of the bearing and the turbine shaft and between the outer peripheral surface of the bearing and the bearing hole,
The bearing is provided with an oil hole that penetrates the bearing in a radial direction so as to communicate with the oil introduction portion on the inner and outer periphery of the bearing.
A turbocharger bearing structure characterized by that.
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