JP2008286050A - ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構造を必要とすることなくタービンシャフトの円筒モードでの振動を抑制して、ホワール音を低減することができるターボチャージャを提供する。
【解決手段】センタハウジング２の内周面２ａとタービンシャフト６の外周面６ａとの間には、外周面１０ａを有する１つの浮動ブッシュ軸受１０が設けられている。外周面１０ａは、浮動ブッシュ軸受１０の軸心を通り長手方向に沿った面で切ったあらゆる断面形状が同様の断面形状をしているとともに、曲率半径ρ１を有し、浮動ブッシュ軸受１０の径方向外側に膨らむ円弧状に形成されており、長手方向の中央部の外径Ｄ１を最大として、両端部の外径Ｄ２に至るまでに徐々に小さくなっている。また、センタハウジング２と浮動ブッシュ軸受１０との間には微小な隙間が設けられているため、浮動ブッシュ軸受１０はセンタハウジング２の内周面２ａ内を径方向に移動可能であるとともに内周面２ａと点接触する。
【選択図】図２

Description

この発明はターボチャージャに係り、特にターボチャージャにおけるホワール音の低減構造に関する。

エンジンの排気エネルギーを利用して、吸気を過給するターボチャージャにおいて、ターボチャージャを起点として発生する騒音の１つにホワール音が挙げられる。ホワール音は、非特許文献１に記載されているように、ターボチャージャの比較的低周波である振動が放射する、または排気管系と共振することによって発生する。また、ホワール音の発生は、タービンシャフトの両端部が同じ位相で振れまわる円筒モードでの振動に起因するため、異なる位相で振れまわる円錐モードで振動する場合には抑制される。
このホワール音を低減するため、例えば特許文献１には、タービンシャフトを支持する浮動ブッシュ軸受の振動を抑制する軸受装置を備えたターボチャージャが開示されている。これによれば、タービンシャフトを支持する一対の浮動ブッシュ軸受の間に、両端部に巻線が巻かれたスペーサが設けられる。タービンシャフトの回転数は回転数センサによって検知されてＥＣＵに出力されており、所定の回転数以下の場合、ＥＣＵからスペーサの巻線に電流が供給される。巻線に電流が供給されるとスペーサがソレノイドとして機能し、浮動ブッシュ軸受がスペーサに吸着されてセミフローティング方式に切り替わり、浮動ブッシュ軸受が振動することを防止する。

久間啓司、外２名，「ターボホワール音低減技術の開発」，学術講演会前刷集，社団法人自動車技術会，平成１８年９月，Ｎｏ．９６−０６，ｐ．１−４ 特開２００６−１５３１２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の軸受装置は、スペーサをソレノイドとして機能するような構造にすることや、スペーサの巻線に供給する電流を制御するＥＣＵが必要になるため、軸受装置が複雑になるという問題点を有していた。また、浮動ブッシュ軸受をセミフローティング方式にすることは、ホワール音の真因であるタービンシャフトの円筒モードでの振動を抑制するものではないため、対策が不十分であるという問題点を有していた。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、複雑な構造を必要とすることなくタービンシャフトの円筒モードでの振動を抑制して、ホワール音を低減することができるターボチャージャ提供することを目的とする。

この発明に係るターボチャージャは、一端にタービンホイール、他端にコンプレッサホイールが設けられるタービンシャフトと、タービンシャフトを内部に収容するハウジングと、タービンシャフトの外周面とハウジングの内周面との間に設けられ、タービンシャフトの外周面との間、ハウジングの内周面との間にそれぞれ形成される潤滑剤膜を介してタービンシャフトを回転可能に支持する浮動ブッシュ軸受とを備えるターボチャージャにおいて、ハウジングの内周面と、浮動ブッシュ軸受の外周面とが、タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切った断面において点接触することを特徴とするものである。

タービンホイールに供給される排気エネルギーに起因して、タービンシャフトには強制力が作用する。この強制力によって、浮動ブッシュ軸受もハウジングの内周面に押し付けられるが、ハウジングの内周面と浮動ブッシュ軸受の外周面とが、タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切った断面において点接触するため、浮動ブッシュ軸受の両端部が同じ方向に押し付けられることがない。よって、タービンシャフトは、タービンシャフトの両端部が同じ位相で振れまわる円筒モードで振動することがなく、両端部が異なる位相で振れまわる円錐モードで振動する。タービンシャフトが円錐モードで振動すると、その両端部は互いの振動エネルギーを打ち消しあうため、ホワール音が軽減する。したがって、複雑な構造を必要とすることなくタービンシャフトの円筒モードでの振動を抑制して、ホワール音を低減することが実現できる。ここで、センタハウジングの内周面とは、センタハウジングを主に形成する部材の内周面を表す以外にも、例えば、センタハウジングと浮動ブッシュ軸受との間に、センタハウジング側に固定される円筒部材を配置した場合には、その円筒部材の内周面が請求項１で言うセンタハウジングの内周面に相当する。

浮動ブッシュ軸受の外周面は、タービンシャフトの軸心を通り、その長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、浮動ブッシュ軸受の径方向外側に膨らむ円弧によって形成されてもよい。ハウジングの内周面と浮動ブッシュ軸受の外周面とが、タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切った断面において点接触するように構成することを容易に実現できる。
浮動ブッシュ軸受の外周面は、タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、浮動ブッシュ軸受の径方向外側に膨らむように、所定の角度を有して交わる２直線によって形成されてもよい。
ハウジングの内周面は、タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、内周面の径方向内側に膨らむ円弧によって形成されてもよい。
ハウジングの内周面は、タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、内周面の径方向内側に膨らむように、所定の角度を有して交わる２直線によって形成されてもよい。
ハウジングの内周面には、内周面の径方向内側に突出する突起部が周方向に設けられ、内周面の突起部と、浮動ブッシュ軸受の外周面とが、点接触してもよい。

この発明によれば、複雑な構造を必要とすることなくタービンシャフトの円筒モードでの振動を抑制して、ホワール音を低減することが可能となる。

以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態１に係るターボチャージャ１を示す。
ターボチャージャ１は、センタハウジング２を備えている。センタハウジング２は、内周面２ａを有する略円筒形状であって、その両端部における外周面は径方向に延びたフランジ状に形成されている。センタハウジング２の一方の側部にはタービンハウジング３が接合されており、他方の側部にはコンプレッサハウジング４が接合されている。

タービンハウジング３の内部において、センタハウジング２の側方にはタービンホイール５が収容されている。センタハウジング２に対向するタービンホイール５の背面５ａにはボス５ｂが形成されており、ボス５ｂはセンタハウジング２の同一径の円筒状である内周面２ａ内に挿入されている。ボス５ｂにはタービンシャフト６の一端が嵌入されており、溶接等によって一体として固定されている。タービンシャフト６の他端は、センタハウジング２の内周面２ａ内を通ってコンプレッサハウジング４内に延出している。また、センタハウジング２の内周面２ａとボス５ｂの外周面との間にはメカニカルシール７が挟持されており、メカニカルシール７によってセンタハウジング２の内周面２ａ内とタービンハウジング３の内部との連通が遮断されている。

一方、コンプレッサハウジング４の内部においても、センタハウジング２の側方にはコンプレッサホイール８が収容されている。コンプレッサハウジング４の内部に延出するタービンシャフト６は、コンプレッサホイール８を貫通しており、その先端部にナット９が螺合されてタービンシャフト６とコンプレッサホイール８とが一体として固定されている。したがって、タービンホイール５とコンプレッサホイール８とが、タービンシャフト６を介して一体として連結された状態となっている。また、センタハウジング２の内周面２ａ内には１つの浮動ブッシュ軸受１０が設けられており、浮動ブッシュ軸受１０によって、タービンシャフト６がハウジングを構成するセンタハウジング２に対して回転可能に支持されている。

ここで、浮動ブッシュ軸受１０の構造とタービンシャフト６の支持構造とについて、図２を用いて詳細に説明する。
浮動ブッシュ軸受１０は、センタハウジング２とタービンシャフト６との間に設けられる略円筒形状の軸受であって、センタハウジング２の内周面２ａに対向する外周面１０ａと、タービンシャフト６の外周面６ａに対向する内周面１０ｂとを有している。外周面１０ａは、浮動ブッシュ軸受１０の軸心を通り長手方向に沿った面で切ったあらゆる断面形状が同様の断面形状をしているとともに、曲率半径ρ１を有し、浮動ブッシュ軸受１０の径方向外側に膨らむ円弧状に形成されており、長手方向の中央部における外径Ｄ１を最大として、両端部における外径Ｄ２に至るまでに徐々に小さくなっている。また、浮動ブッシュ軸受１０の長手方向の中央部における外径Ｄ１は、センタハウジング２の内周面２ａの内径Ｄ３よりも小さく、センタハウジング２の内周面２ａと外周面１０ａとの間に微小な隙間が設けられた状態となっている。したがって、浮動ブッシュ軸受１０は、センタハウジング２の内周面２ａ内を径方向に移動可能となっている。また、外周面１０ａが円弧状の断面形状を有することによって、浮動ブッシュ軸受１０の外周面１０ａとセンタハウジング２の内周面２ａとは、タービンシャフトの軸心を通り、その長手方向に沿った面で切った断面において点接触するようになっている。ここで、タービンシャフト６の軸心に対して垂直な面で切ったときの断面において、浮動ブッシュ軸受１０の外周面１０ａとセンタハウジング２の内周面２ａとは、必ずしも点接触するとは限らず、線接触する場合もある。以上のような構造によって、外周面１０ａとセンタハウジング２の内周面２ａとが接触すると、内周面１０ｂ内のタービンシャフト６が図３に模式的に示す円筒モードではなく、図４に模式的に示す円錐モードで振れまわる構造となっている。

一方、図２に示すように、浮動ブッシュ軸受１０の内周面１０ｂは、長手方向において同一径の円筒形状を形成している。内周面１０ｂの内径Ｄ４はタービンシャフト６の外径ｄよりも大きく、タービンシャフト６の外周面６ａと内周面１０ｂとの間にも微小な隙間が設けられた状態となっている。
また、外周面１０ａの両端部には、矩形断面を有する外周溝１０ｃが周方向に全周にわたってそれぞれ設けられている。外周溝１０ｃの底部には、径方向に開けられた導入孔１０ｄが周方向に９０°の間隔で４つずつ設けられており、浮動ブッシュ軸受１０の外周面１０ａ側と内周面１０ｂ側とを連通している。さらに、内周面１０ｂ側において、両端部に設けられた導入孔１０ｄ同士の間には、矩形断面を有する内周溝１０ｅが周方向に全周にわたって設けられている。内周溝１０ｅの底部において、長手方向の中央部には、径方向に開けられた排出孔１０ｆが周方向に１８０°の間隔で２つ設けられており、浮動ブッシュ軸受１０の外周面１０ａ側と内周面１０ｂ側とを連通している。

タービンシャフト６の、浮動ブッシュ軸受１０とコンプレッサホイール８との間にはスラストブッシュ１１が嵌入されており、浮動ブッシュ軸受１０がタービンシャフト６の軸方向に移動するのを防止している。スラストブッシュ１１の外周部には、矩形断面を有する溝１１ａが周方向に全周にわたって設けられており、溝１１ａに円板状のスラストベアリング１２が設けられている。スラストベアリング１２の一方の側部はセンタハウジング２の壁部２ｂに当接しており、他方の側部にはスペーサ１３が設けられている。スペーサ１３の、スラストベアリング１２とは反対側の側部には止め輪１４が設けられており、止め輪１４によって、スラストベアリング１２及びスペーサ１３がセンタハウジング２に対して固定されている。また、スペーサ１３の内周部はスラストブッシュ１１の外周面近傍まで延在しており、スラストブッシュ１１の外周面とスペーサ１３の内周面との間にメカニカルシール１５が挟持されて、センタハウジング２の内周面２ａ内とコンプレッサハウジング４の内部との連通を遮断している。

図１に戻って、センタハウジング２には、センタハウジング２の外部と内周面２ａ内とを連通する潤滑油供給路１６が設けられている。潤滑油供給路１６の一端はセンタハウジング２の外部に開口しており、ターボチャージャ１の外部に設けられている図示しない潤滑油供給手段に接続されている。潤滑油供給路１６の他端はセンタハウジング２内で分岐して、内周面２ａ内における浮動ブッシュ軸受１０の外周溝１０ｃに対向する位置にそれぞれ開口している。また、センタハウジング２には、センタハウジング２の外部と内周面２ａ内とを連通する潤滑油排出路１７も設けられている。潤滑油排出路１７の一端は、内周面２ａにおける浮動ブッシュ軸受１０の排出孔１０ｆに対向する位置に開口している。潤滑油排出路１７の他端はセンタハウジング２の外部に開口しており、エンジン本体の内部に設けられた図示しないオイルパンに接続されている。

次に、この実施の形態１に係るターボチャージャ１の動作について説明する。
図１に示すように、ターボチャージャ１を備えるエンジンが動作すると、エンジンのシリンダ内から排出された排気が排気マニホールドを介してタービンハウジング３内に導入され、タービンホイール５を駆動して、タービンホイール５、タービンシャフト６及びコンプレッサホイール８が一体として回転する。タービンホイール５が排気によって駆動される一方で、コンプレッサハウジング４内に導入された吸気はコンプレッサホイール８によって圧縮され、シリンダ内に過給される。

図２に示すように、ターボチャージャ１の動作中、センタハウジング２の内周面２ａ内には、図示しない潤滑油供給手段から圧送される潤滑油が潤滑油供給路１６を介して供給される。内周面２ａ内に供給された潤滑油は、内周面２ａと浮動ブッシュ軸受１０の外周面１０ａとの間に流通して潤滑剤膜を形成するとともに、外周溝１０ｃ及び導入孔１０ｄを介して浮動ブッシュ軸受１０の内周面１０ｂ側にも供給される。内周面１０ｂ側に供給された潤滑油は、内周面１０ｂとタービンシャフト６の外周面６ａとの間にも流通して潤滑剤膜を形成する。このように、浮動ブッシュ軸受１０は、センタハウジング２との間及びタービンシャフト６との間に形成された潤滑剤膜によって、タービンシャフト６とともに連れ回りしながらタービンシャフト６を回転可能に支持している。また、浮動ブッシュ軸受１０の内周面１０ｂ側に供給された余剰の潤滑油は排出孔１０ｆを介して外周面１０ａ側に排出され、外周面１０ａ側の余剰の潤滑油とともに潤滑油排出路１７を介してセンタハウジング２の外部に排出される。

ここで、ターボチャージャ１の動作中におけるタービンシャフト６及び浮動ブッシュ軸受１０の動作について説明する。
タービンシャフト６は、一方の端部に設けられたタービンホイール５に供給される排気エネルギーによってタービンホイール５及びコンプレッサホイール８と一体として回転している。したがって、タービンシャフト６の回転中、タービンシャフト６にはタービンホイール５側から排気エネルギーに起因する強制力が作用している状態となっている。この強制力の作用によってタービンシャフト６は、タービンシャフト６と浮動ブッシュ軸受１０との隙間、浮動ブッシュ軸受１０とセンタハウジング２との隙間の範囲内で振れまわって振動する。

タービンシャフト６が振れまわることによって、タービンシャフト６と浮動ブッシュ軸受１０とが接触し、浮動ブッシュ軸受１０もセンタハウジング２と接触する。ここで、浮動ブッシュ軸受１０の外周面１０ａは、その長手方向の中央部を最大の外径とする円弧状の断面形状を有しているため、外周面１０ａとセンタハウジング２の内周面２ａとは、浮動ブッシュ軸受１０の長手方向における中央部近傍で点接触する。ここで、点接触とは、浮動ブッシュ軸受１０からセンタハウジング２の内周面２ａに作用する荷重が、浮動ブッシュ軸受１０の両端部に分散せずに一ヶ所に集中し、その位置で潤滑剤膜を介して、または潤滑剤膜を介さずに接触することである。

したがって、図５に模式的に示すように、浮動ブッシュ軸受１０のタービンホイール５側の端部は、強制力が作用して矢印Ａの方向に押し付けられる。一方、コンプレッサホイール８側の端部は、強制力が作用する方向とは反対側の方向である矢印Ｂの方向に押し付けられる。よって、浮動ブッシュ軸受１０の両端部が共に同じ方向に押し付けられることがないため、タービンシャフト６の両端部が同じ位相で振れまわる円筒モード（図３参照）での振動が、センタハウジング２と浮動ブッシュ軸受１０の接触点によって規制される。円筒モードでの振動を規制されたタービンシャフト６は、その両端部が異なる位相で振れまわる円錐モード（図４参照）で振動し、両端部が互いの振動エネルギーを打ち消しあうことによってホワール音が低減する。

このように、浮動ブッシュ軸受１０がセンタハウジング２に点接触する構造としたので、浮動ブッシュ軸受１０が排気エネルギーに起因して作用する強制力によってセンタハウジング２に押し付けられる際に、浮動ブッシュ軸受１０の両端部が同じ方向に押し付けられることがない。よって、タービンシャフト６は、タービンシャフト６の両端部が同じ位相で振れまわる円筒モードで振動することがなく、両端部が異なる位相で振れまわる円錐モードで振動する。タービンシャフト６が円錐モードで振動すると、その両端部は互いの振動エネルギーを打ち消しあうため、ホワール音が軽減する。したがって、複雑な構造を必要とすることなくタービンシャフト６の円筒モードでの振動を抑制して、ホワール音を低減することが実現できる。
また、浮動ブッシュ軸受１０の外周面１０ａは、長手方向の中央部において最大の外径Ｄ１となり、両端部において最小の外径Ｄ２となるような円弧状に形成したので、容易にセンタハウジング２と浮動ブッシュ軸受１０とが点接触する構造とすることができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るターボチャージャについて、図６に基づいて説明する。この実施の形態２に係るターボチャージャは、実施の形態１における浮動ブッシュ軸受１０の代わりに、浮動ブッシュ軸受２０を用いるように構成したものである。尚、以下の実施の形態において、図１〜５の参照符号と同一の符号は同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
浮動ブッシュ軸受２０は外周面２０ａと内周面２０ｂとを有している。外周面２０ａは、浮動ブッシュ軸受２０の軸心を通り長手方向に沿った面で切ったあらゆる断面形状が同様の断面形状をしているとともに、浮動ブッシュ軸受２０の径方向外側に膨らむように所定の角度で交わる２本の直線Ｌ１、Ｌ２によって形成されており、長手方向の中央部における外径Ｄ２１を最大として、両端部における外径Ｄ２２に至るまでに徐々に小さくなっている。一方、内周面２０ｂは同一径の円筒状に形成されている。

浮動ブッシュ軸受２０の長手方向中央部における外径Ｄ２１は、センタハウジング２の内周面２ａの内径Ｄ３よりも小さく、センタハウジング２と浮動ブッシュ軸受２０との間には微小な隙間が設けられた状態となっている。浮動ブッシュ軸受２０の内径Ｄ２３はタービンシャフト６の外径ｄよりも大きく、タービンシャフト６と浮動ブッシュ軸受２０との間にも微小な隙間が設けられた状態となっている。また、浮動ブッシュ軸受２０には、実施の形態１における浮動ブッシュ軸受１０の外周溝１０ｃ、導入孔１０ｄ、内周溝１０ｅ、排出孔１０ｆと同様に構成される外周溝２０ｃ、導入孔２０ｄ、内周溝２０ｅ、排出孔２０ｆが設けられている。その他の構造については実施の形態１と同様である。
このように、浮動ブッシュ軸受２０の外周面２０ａにおいて、長手方向に沿った断面形状を所定の角度で交わる２直線によって形成しても、センタハウジング２と浮動ブッシュ軸受２０とが点接触する。したがって、タービンシャフト６が円筒モードで振動することが抑制され、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るターボチャージャを図７に示す。実施の形態３に係るターボチャージャは、実施の形態１におけるセンタハウジング２及び浮動ブッシュ軸受１０の代わりに、センタハウジング３２及び浮動ブッシュ軸受３０を用いるように構成したものである。
センタハウジング３２は略円筒形状であって、内周面３２ａを有している。内周面３２ａは、タービンシャフト６の軸心を通り長手方向に沿った面で切ったあらゆる断面形状が同様の断面形状をしているとともに、曲率半径ρ２を有し、内周面３２ａの径方向内側に膨らむ円弧状に形成されており、長手方向の中央部における内径Ｄ３４を最小として、両端部における内径Ｄ３３に至るまでに徐々に大きくなっている。センタハウジング３２の内周面３２ａとタービンシャフト６の外周面６ａとの間には、外周面３０ａと内周面３０ｂとを有する浮動ブッシュ軸受３０が設けられている。浮動ブッシュ軸受３０の外周面３０ａは同一径の円筒状に形成されており、その外径Ｄ３１はセンタハウジング３２の内周面３２ａにおける最小の内径Ｄ３４よりも小さくなっている。また、浮動ブッシュ軸受３０の内周面３０ｂも同一径の円筒状に形成されており、その内径Ｄ３２はタービンシャフト６の外径ｄよりも大きくなっている。したがって、センタハウジング３２と浮動ブッシュ軸受３０との間、浮動ブッシュ軸受３０とタービンシャフト６との間には微小な隙間がそれぞれ設けられた状態となっている。

センタハウジング３２には、実施の形態１におけるセンタハウジング２の潤滑油供給路１６及び潤滑油排出路１７と同様に構成される潤滑油供給路３３及び潤滑油排出路３４が設けられている。また、浮動ブッシュ軸受３０には、実施の形態１における浮動ブッシュ軸受１０の外周溝１０ｃ、導入孔１０ｄ、内周溝１０ｅ、排出孔１０ｆと同様に構成される外周溝３０ｃ、導入孔３０ｄ、内周溝３０ｅ、排出孔３０ｆが設けられている。その他の構造については実施の形態１と同様である。
このように、センタハウジング３２の内周面３２ａを、長手方向に沿った断面形状が円弧状となるように形成しても、センタハウジング３２と浮動ブッシュ軸受３０とが点接触する。したがって、タービンシャフト６が円筒モードで振動することが抑制され、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るターボチャージャを図８に示す。実施の形態４に係るターボチャージャは、実施の形態３におけるセンタハウジング３２の代わりに、センタハウジング４２を用いるように構成したものである。
センタハウジング４２は略円筒形状であって、内周面４２ａを有している。内周面４２ａの長手方向に沿った断面形状は、内周面４２ａの径方向内側に膨らむように所定の角度で交わった２本の直線Ｌ３、Ｌ４によって形成されており、長手方向の中央部における内径Ｄ４４を最小として、両端部における内径Ｄ４３に至るまでに徐々に大きくなっている。センタハウジング４２の内周面４２ａにおける最小の内径Ｄ４２は、浮動ブッシュ軸受３０の外径Ｄ３１よりも大きく、センタハウジング４２のと浮動ブッシュ軸受３０との間には微小な隙間が設けられた状態となっている。また、センタハウジング４２には、実施の形態１におけるセンタハウジング２の潤滑油供給路１６及び潤滑油排出路１７と同様に構成される潤滑油供給路４３及び潤滑油排出路４４が設けられている。その他の構造については実施の形態３と同様である。
このように、センタハウジング４２の内周面４２ａにおいて、長手方向に沿った断面形状を所定の角度で交わる２直線によって形成しても、センタハウジング４２と浮動ブッシュ軸受３０とが点接触する。したがって、タービンシャフト６が円筒モードで振動することが抑制され、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るターボチャージャを図９に示す。実施の形態５に係るターボチャージャは、実施の形態３におけるセンタハウジング３２の代わりに、センタハウジング５２を用いるように構成したものである。
センタハウジング５２は略円筒形状であって、内周面５２ａを有している。内周面５２ａの長手方向中央部には、円弧状の断面形状を有するとともに内周面５２ａの径方向内側に突出する突起部５２ｂが、周方向に全周にわたって設けられている。突起部５２ｂの頂部における内径Ｄ５２は浮動ブッシュ軸受３０の外径よりも大きく、突起部５２ｂと浮動ブッシュ軸受３０との間には微小な隙間が設けられている状態となっている。また、センタハウジング５２には、実施の形態１におけるセンタハウジング２の潤滑油供給路１６及び潤滑油排出路１７と同様に構成される潤滑油供給路４３及び潤滑油排出路４４が設けられている。その他の構成については実施の形態１または３と同様である。
このように、センタハウジング５２の内周面５２ａに、円弧状の断面形状を有する突起部５２ｂを設けたので、突起部５２ｂと浮動ブッシュ軸受３０とが点接触する。したがって、タービンシャフト６の円筒モードでの振動が抑制され、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態１〜５において、浮動ブッシュ軸受は、その回転方向をタービンシャフトの回転方向に対して規制されない、いわゆるフルフローティング方式として説明されたが、常時フルフローティング方式であることに限定されるものではなく、一時的にセミフローティング方式に切替え可能な軸受構造においても適用することができる。
また、実施の形態１及び実施の形態３において、曲率半径ρ１、ρ２の中心位置は排出孔１０ｆ、３０ｆの中心線上であるが、曲率半径の中心位置を限定するものではない。浮動ブッシュ軸受の外周面またはセンタハウジングの内周面の断面を形成する円弧の最大径となる位置が、浮動ブッシュ軸受にかかる負荷状況に応じてタービンホイール側またはコンプレッサホイール側にずれるように、曲率半径の中心位置をずらしてもよい。
実施の形態１及び実施の形態３において、浮動ブッシュ軸受の外周面あるいはセンタハウジングの内周面は円弧状に形成されたが、楕円の円弧であってもよい。
浮動ブッシュ軸受の排出孔は、浮動ブッシュ軸受の外周面とハウジングの内周面とが点接触する部分から外れる位置にずらして形成してもよい。
実施の形態１〜５において、浮動ブッシュ軸受の外周面あるいはセンタハウジングの内周面に全周にわたって点接触する構造が形成されたが、周方向において部分的に点接触する構造を形成してもよい。

この発明の実施の形態１に係るターボチャージャの構造を示す断面側面図である。 実施の形態１に係るターボチャージャのタービンシャフトの支持構造を示す部分断面側面図である。 実施の形態１に係るターボチャージャのタービンシャフトの振動を説明するための模式図である。 実施の形態１に係るターボチャージャのタービンシャフトの振動を説明するための模式図である。 実施の形態１に係るターボチャージャのタービンシャフトの動作を説明するための模式図である。 この発明の実施の形態２に係るターボチャージャのタービンシャフトの支持構造を示す部分断面側面図である。 この発明の実施の形態３に係るターボチャージャのタービンシャフトの支持構造を示す部分断面側面図である。 この発明の実施の形態４に係るターボチャージャのタービンシャフトの支持構造を示す部分断面側面図である。 この発明の実施の形態５に係るターボチャージャのタービンシャフトの支持構造を示す部分断面側面図である。

符号の説明

１ ターボチャージャ、２，３２，４２，５２ センタハウジング（ハウジング）、２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ ハウジングの内周面、５ タービンホイール、６ タービンシャフト、６ａ タービンシャフトの外周面、８ コンプレッサホイール、１０，２０，３０ 浮動ブッシュ軸受、１０ａ，２０ａ，３０ａ 浮動ブッシュ軸受の外周面、５２ｂ 突起部。

Claims (6)

1. 一端にタービンホイール、他端にコンプレッサホイールが設けられるタービンシャフトと、
   前記タービンシャフトを内部に収容するハウジングと、
   前記タービンシャフトの外周面と前記ハウジングの内周面との間に設けられ、前記タービンシャフトの前記外周面との間、前記ハウジングの前記内周面との間にそれぞれ形成される潤滑剤膜を介して前記タービンシャフトを回転可能に支持する浮動ブッシュ軸受と
   を備えるターボチャージャにおいて、
   前記ハウジングの前記内周面と、前記浮動ブッシュ軸受の外周面とが、前記タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切った断面において点接触することを特徴とするターボチャージャ。
2. 前記浮動ブッシュ軸受の前記外周面は、前記タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、前記浮動ブッシュ軸受の径方向外側に膨らむ円弧によって形成される請求項１に記載のターボチャージャ。
3. 前記浮動ブッシュ軸受の前記外周面は、前記タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、前記浮動ブッシュ軸受の径方向外側に膨らむように、所定の角度を有して交わる２直線によって形成される請求項１に記載のターボチャージャ。
4. 前記ハウジングの前記内周面は、前記タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、前記内周面の径方向内側に膨らむ円弧によって形成される請求項１に記載のターボチャージャ。
5. 前記ハウジングの前記内周面は、前記タービンシャフトの軸心を通り長手方向に沿った面で切ったときの断面形状が、前記内周面の径方向内側に膨らむように、所定の角度を有して交わる２直線によって形成される請求項１に記載のターボチャージャ。
6. 前記ハウジングの前記内周面には、前記内周面の径方向内側に突出する突起部が周方向に設けられ、前記内周面の前記突起部と、前記浮動ブッシュ軸受の前記外周面とが、前記点接触する請求項１に記載のターボチャージャ。

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