JP2008208732A - ターボチャージャの軸受ハウジング構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】タービンハウジング側への油漏れを防止し得、且つ油路の穿設位置や傾斜角度に関する加工上の制約をなくして自由度を高めることができ、冷却・潤滑性能の向上を図り得るターボチャージャの軸受ハウジング構造を提供する。
【解決手段】軸受ハウジング３を軸受ハウジング本体３ａとブッシュ３ｂに分割形成し、軸受ハウジング本体３ａ内部に、タービンハウジング１側上部に位置し且つブッシュ３ｂの上部外周を囲む上部冷却用空間９と、タービンハウジング１側のロータ軸貫通孔１０近傍に位置し且つブッシュ３ｂによって上部冷却用空間９から画成されるタービン側シール空間１１と、ブッシュ３ｂの下方に位置し且つ上部冷却用空間９及びタービン側シール空間１１に連通する下部排油空間１２とを形成し、軸受ハウジング本体３ａ及びブッシュ３ｂに、冷却用潤滑油Ｃを上部冷却用空間９へ供給可能な油路１６を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ターボチャージャの軸受ハウジング構造に関するものである。
一般に、ターボチャージャは、タービンとコンプレッサを同一回転軸上に連結し、タービンによってコンプレッサを駆動するようにしたものであって、内燃機関の性能向上のために広く用いられている。
従来におけるターボチャージャの軸受ハウジング構造の一例を示すものとしては、例えば、特許文献１があり、該特許文献１に開示されたものは、図３及び図４に示される如く、タービンハウジング１とコンプレッサハウジング２との間に軸受ハウジング３が設けられ、前記タービンハウジング１内に配設されるタービンロータ４のロータ軸５が前記軸受ハウジング３内を貫通してコンプレッサハウジング２側へ延びるようラジアルベアリング６及びスラストベアリング７により回転自在に支持され、前記ロータ軸５の反タービンロータ４側の端部にコンプレッサインペラ８が前記コンプレッサハウジング２内に配設されるよう嵌着されている。
前記軸受ハウジング３内部には、該軸受ハウジング３内部におけるタービンハウジング１側上部に位置し且つ前記ロータ軸５の上部外周側に同芯状に配設される上部冷却用空間９と、前記軸受ハウジング３内部におけるタービンハウジング１側のロータ軸貫通孔１０近傍に位置し且つ前記上部冷却用空間９に連通するタービン側シール空間１１と、前記軸受ハウジング３内下部に位置し且つ前記上部冷却用空間９及びタービン側シール空間１１に連通する下部排油空間１２とが形成されると共に、上方から下方へ向けロータ軸５の軸線と直交する方向へ延びるよう穿設され且つ冷却用潤滑油Ｃが供給される給油口１３と、該給油口１３に対して交差するよう穿設された給油穴１４と、該給油穴１４と連通するよう穿設され且つ前記上部冷却用空間９内へ向けて冷却用潤滑油Ｃを噴射するジェット孔１５とが形成されている。
そして、前記ターボチャージャの運転時には、図示していない内燃機関の排ガスがタービンハウジング１に導入され、該排ガスの圧力によってタービンロータ４が回転し、該タービンロータ４の回転がロータ軸５を介してコンプレッサインペラ８へ伝達されることにより、該コンプレッサインペラ８が回転駆動されて、前記内燃機関に供給される空気が圧縮（過給）されるようになっている。
この際、前記軸受ハウジング３の給油口１３には冷却用潤滑油Ｃが供給され、該冷却用潤滑油Ｃは、給油穴１４を経てジェット孔１５から上部冷却用空間９内へ向けて噴射され、該上部冷却用空間９内におけるタービンハウジング１側の壁面に衝突して該壁面を冷却し、タービン側シール空間１１から下部排油空間１２を経て外部へ排出される。
尚、前記冷却用潤滑油Ｃは、ラジアルベアリング６、スラストベアリング７、並びに軸受ハウジング３内部におけるコンプレッサハウジング２側にも供給され、ラジアルベアリング６及びスラストベアリング７を潤滑しつつ冷却すると共に、軸受ハウジング３内部におけるコンプレッサハウジング２側の冷却をも併せて行うようになっている。
又、従来におけるターボチャージャの軸受ハウジング構造の他の例を示すものとしては、例えば、特許文献２があり、該特許文献２に開示されたものは、図５に示される如く、上部冷却用空間９とタービン側シール空間１１とが軸受ハウジング３の上部において分離されるように形成されている。
尚、図５中、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
特許第３６０６２９３号公報 特開平７−１７４０２９号公報
ところで、特許文献１に開示されたものの場合、軸受ハウジング３の給油口１３より給油穴１４を経てジェット孔１５から上部冷却用空間９内へ向けて噴射される冷却用潤滑油Ｃが、タービン側シール空間１１にも直接かかり、シールリング４０にも潤滑油Ｃがかかる機会が多くなるため、ロータ軸貫通孔１０からタービンハウジング１側への油漏れが生じやすくなるという欠点を有していた。
これに対し、特許文献２に開示されたものでは、上部冷却用空間９とタービン側シール空間１１とが軸受ハウジング３の上部において分離されるように形成されており、軸受ハウジング３の給油口１３より給油穴１４を経てジェット孔１５から上部冷却用空間９内へ向けて噴射される冷却用潤滑油Ｃが、タービン側シール空間１１には直接かからないため、シールリング４０を通して、ロータ軸貫通孔１０からタービンハウジング１側への油漏れが生じにくくなっている。
しかしながら、特許文献１、２に開示されたものの場合、いずれも軸受ハウジング３自体は鋳物で製造されており、油路としての給油穴１４やジェット孔１５は機械加工にて穿設されるため、それらの穿設位置や傾斜角度に関して加工上の制約が多くなり、自由度が低く、冷却・潤滑性能の向上を阻害する要因の一つとなっていた。
尚、特に特許文献２に開示されたものの場合、軸受ハウジング３の製造段階においてロータ軸５が貫通配置されていない状態であっても、その空間はあまり広くないため、該空間から切削・穿設工具を挿入してジェット孔１５を形成することは現実問題として非常に困難となっていた。
本発明は、斯かる実情に鑑み、タービンハウジング側への油漏れを防止し得、且つ油路の穿設位置や傾斜角度に関する加工上の制約をなくして自由度を高めることができ、冷却・潤滑性能の向上を図り得るターボチャージャの軸受ハウジング構造を提供しようとするものである。
本発明は、タービンハウジングとコンプレッサハウジングとの間に、ロータ軸が回転自在に支持される軸受ハウジングを設けたターボチャージャの軸受ハウジング構造であって、
前記軸受ハウジングを、軸受ハウジング本体と、該軸受ハウジング本体内中心部に組み込まれ且つ前記ロータ軸をベアリングを介して回転自在に支持するブッシュとに分割形成し、
前記軸受ハウジング本体内部に、該軸受ハウジング本体内部におけるタービンハウジング側上部に位置し且つ前記ブッシュの上部外周を囲む上部冷却用空間と、前記軸受ハウジング本体内部におけるタービンハウジング側のロータ軸貫通孔近傍に位置し且つ前記ブッシュによって前記上部冷却用空間から画成されるタービン側シール空間と、前記軸受ハウジング本体内部におけるブッシュの下方に位置し且つ前記上部冷却用空間及びタービン側シール空間に連通する下部排油空間とを形成し、
前記軸受ハウジング本体及びブッシュに、冷却用潤滑油を軸受ハウジング本体からブッシュ内部を経て前記上部冷却用空間へ供給可能な油路を形成したことを特徴とするターボチャージャの軸受ハウジング構造にかかるものである。
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
前述の如く構成すると、ターボチャージャの運転時に、冷却用潤滑油は、軸受ハウジング本体及びブッシュに形成された油路により、軸受ハウジング本体からブッシュ内部を経て上部冷却用空間へ供給されるが、タービン側シール空間はブッシュによって上部冷却用空間から画成されているため、上部冷却用空間内へ向けて油路から冷却用潤滑油が噴射されても、該冷却用潤滑油はタービン側シール空間に直接かかってしまうことはなく、シールリング４０を通して、ロータ軸貫通孔からタービンハウジング側への油漏れが生じる心配はない。
しかも、前記ブッシュは軸受ハウジング本体と別体として形成され、該ブッシュに形成される油路は、その穿設位置や傾斜角度を自由に選定しつつブッシュの外周から機械加工することが可能となるため、冷却・潤滑性能の向上が可能となる。
前記ターボチャージャの軸受ハウジング構造においては、前記油路を、
前記軸受ハウジング本体上部に形成された給油口と、
該給油口に連通するよう前記ブッシュに形成された給油穴と、
該給油穴と連通し且つ前記上部冷却用空間内へ向けて冷却用潤滑油を噴射するジェット孔と
から構成することができる。
本発明のターボチャージャの軸受ハウジング構造によれば、タービンハウジング側への油漏れを防止し得、且つ油路の穿設位置や傾斜角度に関する加工上の制約をなくして自由度を高めることができ、冷却・潤滑性能の向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図３〜図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図３〜図５に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１及び図２に示す如く、軸受ハウジング３を、軸受ハウジング本体３ａと、該軸受ハウジング本体３ａ内中心部に組み込まれ且つ前記ロータ軸５をラジアルベアリング６を介して回転自在に支持するブッシュ３ｂとに分割形成し、前記軸受ハウジング本体３ａ内部に、該軸受ハウジング本体３ａ内部におけるタービンハウジング１側上部に位置し且つ前記ブッシュ３ｂの上部外周を囲む上部冷却用空間９と、前記軸受ハウジング本体３ａ内部におけるタービンハウジング１側のロータ軸貫通孔１０近傍に位置し且つ前記ブッシュ３ｂによって前記上部冷却用空間９から画成されるタービン側シール空間１１と、前記軸受ハウジング本体３ａ内部におけるブッシュ３ｂの下方に位置し且つ前記上部冷却用空間９及びタービン側シール空間１１に連通する下部排油空間１２とを形成し、前記軸受ハウジング本体３ａ及びブッシュ３ｂに、冷却用潤滑油Ｃを軸受ハウジング本体３ａからブッシュ３ｂ内部を経て前記上部冷却用空間９へ供給可能な油路１６を形成した点にある。
本図示例の場合、前記油路１６は、前記軸受ハウジング本体３ａ上部に上方から下方へ向けロータ軸５の軸線と直交する方向へ延びるよう形成された給油口１３と、該給油口１３に連通し且つロータ軸５の軸線と平行な方向へ延びるよう前記ブッシュ３ｂに形成された給油穴１４と、該給油穴１４と連通し且つ前記上部冷却用空間９内へ向けて冷却用潤滑油Ｃを噴射するジェット孔１５とから構成してある。尚、前記ブッシュ３ｂには、前記給油穴１４に対して交差するよう穿設され且つラジアルベアリング６に冷却用潤滑油Ｃを供給可能な給油孔１７も形成し、該給油孔１７の前記上部冷却用空間９とオーバーラップする箇所にはプラグ１８をねじ込むことにより、該給油孔１７から前記上部冷却用空間９へ冷却用潤滑油Ｃが流出しないようにしてある。又、前記スラストベアリング７に対しても前記給油穴１の端部から冷却用潤滑油Ｃを供給するようにしてある。
一方、前記ブッシュ３ｂは、前記軸受ハウジング本体３ａに対しそのコンプレッサインペラ８側の開口部から組み込んでボルト１９により締結し、前記軸受ハウジング本体３ａのコンプレッサインペラ８側の開口部は、スラストベアリング７をブッシュ３ｂに押し付けるように支持し且つロータ軸５が貫通するコンプレッサインペラ側シールプレート２０で蓋をするように覆い、該コンプレッサインペラ側シールプレート２０を軸受ハウジング本体３ａに対してボルト２１により締結するようにしてある。
尚、前記コンプレッサインペラ側シールプレート２０に対しても、前記給油穴１４と連通するように前記ブッシュ３ｂのコンプレッサインペラ８側に穿設されたジェット孔（図示せず）から冷却用潤滑油Ｃを噴射するようにしてある。
次に、上記図示例の作用を説明する。
前述の如く構成すると、ターボチャージャの運転時に、冷却用潤滑油Ｃは、軸受ハウジング本体３ａ及びブッシュ３ｂに形成された油路１６、即ち軸受ハウジング本体３ａの給油口１３からブッシュ３ｂ内部の給油穴１４及びジェット孔１５を経て上部冷却用空間９へ供給されるが、タービン側シール空間１１はブッシュ３ｂによって上部冷却用空間９から画成されているため、上部冷却用空間９内へ向けて前記油路１６のジェット孔１５から冷却用潤滑油Ｃが噴射されても、該冷却用潤滑油Ｃはタービン側シール空間１１に直接かかってしまうことはなく、ロータ軸貫通孔１０からタービンハウジング１側への油漏れが生じる心配はない。
しかも、前記ブッシュ３ｂは軸受ハウジング本体３ａと別体として形成され、該ブッシュ３ｂに形成される給油穴１４やジェット孔１５等の油路１６は、それらの穿設位置や傾斜角度を自由に選定しつつブッシュ３ｂの外周から機械加工することが可能となるため、冷却・潤滑性能の向上が可能となる。
こうして、タービンハウジング１側への油漏れを防止し得、且つ給油穴１４やジェット孔１５等の油路１６の穿設位置や傾斜角度に関する加工上の制約をなくして自由度を高めることができ、冷却・潤滑性能の向上を図り得る。
尚、本発明のターボチャージャの軸受ハウジング構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明を実施する形態の一例を示す全体概略断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 従来におけるターボチャージャの軸受ハウジング構造の一例を示す全体概略断面図である。 図３の要部拡大断面図である。 従来におけるターボチャージャの軸受ハウジング構造の他の例を示す要部拡大断面図である。
符号の説明
１ タービンハウジング
２ コンプレッサハウジング
３ 軸受ハウジング
３ａ 軸受ハウジング本体
３ｂ ブッシュ
４ タービンロータ
５ ロータ軸
６ ラジアルベアリング（ベアリング）
８ コンプレッサインペラ
９ 上部冷却用空間
１０ ロータ軸貫通孔
１１ タービン側シール空間
１２ 下部排油空間
１３ 給油口
１４ 給油穴
１５ ジェット孔
１６ 油路
４０ シールリング
Ｃ 冷却用潤滑油

Claims (2)

  1. タービンハウジングとコンプレッサハウジングとの間に、ロータ軸が回転自在に支持される軸受ハウジングを設けたターボチャージャの軸受ハウジング構造であって、
    前記軸受ハウジングを、軸受ハウジング本体と、該軸受ハウジング本体内中心部に組み込まれ且つ前記ロータ軸をベアリングを介して回転自在に支持するブッシュとに分割形成し、
    前記軸受ハウジング本体内部に、該軸受ハウジング本体内部におけるタービンハウジング側上部に位置し且つ前記ブッシュの上部外周を囲む上部冷却用空間と、前記軸受ハウジング本体内部におけるタービンハウジング側のロータ軸貫通孔近傍に位置し且つ前記ブッシュによって前記上部冷却用空間から画成されるタービン側シール空間と、前記軸受ハウジング本体内部におけるブッシュの下方に位置し且つ前記上部冷却用空間及びタービン側シール空間に連通する下部排油空間とを形成し、
    前記軸受ハウジング本体及びブッシュに、冷却用潤滑油を軸受ハウジング本体からブッシュ内部を経て前記上部冷却用空間へ供給可能な油路を形成したことを特徴とするターボチャージャの軸受ハウジング構造。
  2. 前記油路を、
    前記軸受ハウジング本体上部に形成された給油口と、
    該給油口に連通するよう前記ブッシュに形成された給油穴と、
    該給油穴と連通し且つ前記上部冷却用空間内へ向けて冷却用潤滑油を噴射するジェット孔と
    から構成した請求項１記載のターボチャージャの軸受ハウジング構造。
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