JP2010203347A

JP2010203347A - 過給機の潤滑装置

Info

Publication number: JP2010203347A
Application number: JP2009050606A
Authority: JP
Inventors: Osamu Igarashi; 修五十嵐; Yoshiro Kato; 吉郎加藤; Keiji Yotsueda; 啓二四重田; Naruto Yamane; 成人山根; Satoshi Sugiyama; 怜杉山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】過給機の運転状態に拘わらず安定的にオイル漏れを防止できる過給機の潤滑装置を提供する。
【解決手段】潤滑装置１Ａは、ターボチャージャー２のコンプレッサ室６と、オイルが供給される軸受室７とを区画するとともに回転軸４が挿入される貫通孔９ａが形成された区画壁９に、コンプレッサ室６及び軸受室７間のオイル漏れを防止する一対のオイルシール２１、２２が回転軸４の軸線Ａｘ方向に関して距離を隔てて装着されている。一対のオイルシール２１、２２に挟まれて回転軸４の外周面と貫通孔９ａの内周面との間に形成される空間Ｓと、軸受室７に供給されたオイルをオイルパン１１に戻すためのオイル戻り通路１０とを連通する連通路２３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機の潤滑を行う潤滑装置に関する。

ターボチャージャーやスーパーチャージャー等の過給機は回転軸が高速回転するため回転軸の軸受を収容する軸受室にオイルを供給して潤滑及び冷却を行うことが必要である。こうした軸受室からのオイル漏れを防止する潤滑装置として、ターボチャージャーの軸受とオイルシールとの間に空間を設け、その空間内に堰部とスリンガーとを配置したものが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。

特開２００１−２８９０５２号公報特開平９−２１７６３０号公報特開平７−１４１２８号公報

上述した潤滑装置においては、過給機の運転状態によって軸受室とその外部との間に差圧が発生し、その差圧がこれらの境界に設けられたオイルシールに作用して軸受室からのオイル漏れを誘発する場合がある。

そこで、本発明は、過給機の運転状態に拘わらず安定的にオイル漏れを防止できる過給機の潤滑装置を提供することを目的とする。

本発明の過給機の潤滑装置は、過給機の回転軸に設けられた回転翼を収容する回転翼室と、前記回転軸を回転自在に支持する軸受を収容しかつ前記軸受を潤滑するためのオイルが供給される軸受室とを区画するとともに前記回転軸が挿入される貫通孔が形成された区画壁に、前記回転翼室及び前記軸受室間のオイル漏れを防止する一対のオイルシールが前記回転軸の軸線方向に関して距離を隔てて装着された過給機の潤滑装置において、前記一対のオイルシールに挟まれて前記回転軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間に形成される空間と、前記軸受室に供給されたオイルが戻され、かつ負圧源に通じているオイル回収手段とを連通する連通路が設けられているものである（請求項１）。

この潤滑装置によれば、一対のオイルシールに挟まれた空間が、連通路を介して負圧源に通じたオイル回収手段に繋がるため、この空間内の圧力がオイル回収手段の圧力と略等しい負圧となる。そのため、仮に過給機の運転状態の変化によって回転翼室内の圧力が負圧になった場合でも、回転翼室側のオイルシールの前後差圧、即ち上記空間と回転翼室との差圧が低減する。また、軸受室側のオイルシールを通過して軸受室から空間内に漏れたオイルは連通路を経由してオイル回収手段に戻される。従って、過給機の運転状態に拘わらず軸受室から回転翼室へのオイル漏れを安定的に防止することができる。

以上説明したように、本発明の潤滑装置によれば、回転翼室側のオイルシールの前後差圧が低減し、軸受室側のオイルシールを通過して軸受室から空間内に漏れたオイルが連通路を経由してオイル回収手段に戻されるから、過給機の運転状態に拘わらず軸受室から回転翼室へのオイル漏れを安定的に防止できる。

本発明の第１の形態に係る潤滑装置の構成を模式的に示した図。本発明の第２の形態に係る潤滑装置の構成を模式的に示した図。

（第１の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る潤滑装置の構成を模式的に示している。潤滑装置１Ａは不図示の内燃機関に搭載される過給機としてのターボチャージャー２に適用されている。ターボチャージャー２は、内燃機関の排気にて駆動される不図示のタービンと、そのタービンにて駆動されるコンプレッサ３とを備えている。コンプレッサ３は不図示のタービンホイールが結合された回転軸４に取り付けられ、複数の翼５ａが周方向に設けられた回転翼としてのコンプレッサホイール５を備えている。コンプレッサホイール５は回転翼室としてのコンプレッサ室６に収容されている。回転軸４は図示しない一対の軸受にて回転自在に支持されており、各軸受は軸受室７に収容されている。軸受室７には各軸受を潤滑及び冷却するためのオイルが供給されている。軸受室７は軸受ハウジング８にて規定されており、その軸受ハウジング８は回転軸４にて貫かれている。軸受ハウジング８はコンプレッサ室６と軸受室７とを区画する区画壁９を有しており、その区画壁９には回転軸４が挿入される貫通孔９ａが形成されている。

軸受室７に供給されたオイルは軸受ハウジング８の下部に開口するオイル戻り通路１０を通じて内燃機関のオイルパン１１に戻される。周知のように、オイルパン１１はクランクケース室１２と繋がっており、そのクランクケース室１２のブローバイガスはシリンダブロックに形成された換気通路を通じてシリンダヘッド１３に導かれる。シリンダヘッド１３に導かれたブローバイガスはブローバイ通路１４を通じてコンプレッサ３の入口部１５に導かれる。ターボチャージャー２の運転中にはコンプレッサ３の入口部１５は負圧になるので、オイル戻り通路１０及びオイルパン１１は負圧源としての入口部１５と図示の経路に従って通じることになる。従って、本形態においてはオイル戻り通路１０及びオイルパン１１を組み合わせたものが本発明のオイル回収手段に相当する。

潤滑装置１Ａは、軸受室７及びコンプレッサ室６間のオイル漏れを防止するため、区画壁９の貫通孔９ａと回転軸４との間に装着される一対のオイルシール２１、２２を備えている。これらのオイルシール２１、２２は回転軸４の軸線Ａｘ方向に関して距離を隔てて装着されている。そのため、回転軸４の外周面と貫通孔９ａの内周面との間には一対のオイルシール２１、２２に挟まれた円環状の空間Ｓが形成される。この空間Ｓとオイル戻り通路１０とは連通路２３によって連通している。連通路２３は軸受ハウジング８とオイル戻り通路１０のフランジ部１０ａとを貫くように形成されていて、その両端部は空間Ｓ及びオイル戻り通路１０のそれぞれに開口している。

潤滑装置１Ａによれば、連通路２３によって空間Ｓ内の圧力がコンプレッサ３の入口部１５に通じるオイルパン１１の圧力と略等しい負圧となる。そのため、ターボチャージャー２の運転状態の変化によってコンプレッサ室６内の圧力が負圧になった場合でも、コンプレッサ室６側の第１オイルシール２１の前後差圧、即ち空間Ｓとコンプレッサ室６との差圧が低減する。また、軸受室７側の第２オイルシール２２を通過して軸受室７から空間Ｓ内に漏れたオイルは連通路２３及びオイル戻り通路１０を経由してオイルパン１１に戻される。従って、ターボチャージャー２の運転状態に拘わらず軸受室７からコンプレッサ室６へのオイル漏れを安定的に防止することができる。

（第２の形態）
次の本発明の第２の形態を図２を参照して説明する。図２は第２の形態に係る潤滑装置の構成を模式的に示している。なお、第１の形態と共通の部材には同一の符号を図２に付して説明を省略する。潤滑装置１Ｂは、空間Ｓに接続された連通路２５を有しており、この連通路２５は二つの分岐通路２６、２７に分岐している。一方の分岐通路２６は負圧源としての負圧ポンプ２８に接続されており、他方の分岐通路２７はオイルパン１１に接続されている。連通路２５がこのように構成されることで、オイルパン１１は負圧ポンプ２８に通じることになる。従って、本形態のオイルパン１１は本発明のオイル回収手段に相当する。連通路２５の分岐部にはオイルミストセパレータ２９が装着されており、このオイルミストセパレータ２９は連通路２５内のオイルを分離し、これを分岐通路２７に導くことができる。

負圧ポンプ２８は電動式ポンプとして構成されており、その動作は不図示のコントロールユニットにて制御される。負圧ポンプ２８は、ターボチャージャー２の運転状態のうち、例えばアイドル運転状態等のオイル漏れが起こり易い領域で限定的に運転制御され、又は負圧が消費されるように、換言すればオイル漏れを防止できる最小の負圧が得られるように運転制御される。これにより、負圧ポンプ２８の運転に伴う燃費悪化を最小限に抑えることができる。

潤滑装置１Ｂによれば、負圧ポンプ２８で強制的に空間Ｓ内のオイルを吸引するとともに、負圧ポンプ２８の運転制御により適正な大きさに負圧を調整できるため、確実にオイル漏れを防止することが可能になる。

本発明は、上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施してよい。上記各形態では潤滑装置を過給機としてのターボチャージャーのコンプレッサ側に適用したが、タービン側に適用することもできる。即ち、タービン室と軸受室とを区画する区画壁に一対のオイルシールを設け、これらオイルシールで挟まれた空間とオイル回収手段（オイルパン又はオイル戻り通路）とを連通路にて連通することによって、本発明を実施することもできる。この場合にはタービン室が本発明に係る回転翼室に相当し、回転軸に設けられたタービンホイールが回転翼に相当する。

また、本発明の潤滑装置の適用対象となる過給機はターボチャージャーに限定されるものではなく、例えば内燃機関等の発動機の出力にて駆動されるスーパーチャージャーに本発明の潤滑装置を適用して実施することもできる。

１Ａ、１Ｂ潤滑装置
２ターボチャージャー（過給機）
４回転軸
５コンプレッサホイール（回転翼）
６コンプレッサ室（回転翼室）
９区画壁
９ａ貫通孔
１０オイル戻り通路（オイル回収手段）
１１オイルパン（オイル回収手段）
１５入口部（負圧源）
２１第１オイルシール
２２第２オイルシール
２３、２５連通路
Ｓ空間

Claims

過給機の回転軸に設けられた回転翼を収容する回転翼室と、前記回転軸を回転自在に支持する軸受を収容しかつ前記軸受を潤滑するためのオイルが供給される軸受室とを区画するとともに前記回転軸が挿入される貫通孔が形成された区画壁に、前記回転翼室及び前記軸受室間のオイル漏れを防止する一対のオイルシールが前記回転軸の軸線方向に関して距離を隔てて装着された過給機の潤滑装置において、
前記一対のオイルシールに挟まれて前記回転軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間に形成される空間と、前記軸受室に供給されたオイルが戻され、かつ負圧源に通じているオイル回収手段とを連通する連通路が設けられていることを特徴とする過給機の潤滑装置。