JP2014009701A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受性能を低下させることなく、オイル消費量を低減させることができる軸受装置を提供する。
【解決手段】ベアリングスリーブ２１およびタービンシャフト１１により、オイル導入通路１４ｂを通しオイルが導入されてタービンシャフト１１とベアリングスリーブ２１の間の内側軸受隙間Ｃ１にオイルを補給する内側オイル貯留室２２が形成される一方、ベアリングスリーブ２１およびハウジング１０により、内側オイル貯留室２２内のオイルの一部を径方向外側に流出させてハウジング１０とベアリングスリーブ２１の間の外側軸受隙間Ｃ２にオイルを補給する流出通路Ｃ３が形成されており、ハウジング１０とタービンシャフト１１との間に、内側オイル貯留室２２内を通して内側軸受隙間Ｃ１と外側軸受隙間Ｃ２のそれぞれにオイルを補給するオイル補給通路２５が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、軸受装置に関し、特に半浮動の軸受筒を有する強制潤滑式のもので、車両用エンジン等に装備されるターボチャージャに好適な軸受装置に関する。

車両用エンジン等に装備されるターボチャージャでは、タービンホイールとコンプレッサホイールをシャフトで連結したロータが、過酷な温度環境下で高速回転するため、そのロータのシャフトをすべり軸受の一種である浮動または半浮動の軸受筒（ブッシュまたはスリーブともいう）を有する軸受装置を介してハウジングに支持させるものが多い。

このような軸受装置では、潤滑油の供給によって各軸受筒とシャフトの間に油膜が形成されるとともに、軸受筒が内外の油膜に支持される浮動状態（フルフローティング状態））で、あるいはハウジングに対する回転を制限されつつ内外の油膜に支持される半浮動状態（セミフローティング状態）で、シャフトが高速回転するようになっている。

従来のそのような軸受装置としては、例えばターボチャージャのハウジングに第１給油孔を有する軸受穴を形成する一方、第２給油孔が形成されたスリーブ（軸受筒）をそのハウジングの軸受穴内に緩く嵌入させるものがある。この装置では、スリーブとハウジングの間に第１給油孔からのオイルをスリーブの内外に給油可能なオイル貯留室を形成し、そのスリーブを廻止めピンにより廻り止めすることで、スリーブを半浮動状態で軸受作動させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、ターボチャージャからの異音を低減すべく、タービンホイール側のスリーブを給油孔付きの軸受穴内に緩く嵌入させて浮動状態化する一方、コンプレッサホイール側の軸受穴内への給油孔にスプリングピン式の給油ピンを設けて、コンプレッサホイール側のスリーブをその給油ピンによりハウジングに係止させて半浮動化するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０７−１３９３６３号公報 特開２００６−２６６２４４号公報

しかしながら、上述のような従来の軸受装置にあっては、軸受筒であるスリーブの所要の浮動状態または半浮動状態を確保する必要から、スリーブの外周側の軸受クリアランスが比較的大きくならざるを得ないため、軸受の潤滑および冷却に供するオイルの消費量が多くなってしまうという問題があった。

すなわち、特許文献１に記載のように、コンプレッサホイール側とタービンホイール側とに離間する複数の軸受面を有するスリーブを設けて、スリーブとターボチャージャのハウジングとの間にオイル貯留室を形成する場合、スリーブ内の潤滑・冷却に要するオイルの供給量を確保して軸受性能を安定させることができる程度のオイル供給圧力を設定すると、スリーブの外周側を通りドレーンされる流量が多くなってしまう。そのため、この場合には、オイルの消費量が多くなっていた。

また、特許文献２に記載のように、コンプレッサホイール側とタービンホイール側とに離間する複数のスリーブを設ける場合、スプリングピン式の給油ピンを用いてコンプレッサ側のスリーブを半浮動化することはオイル消費量の低減に比較的有効である。しかし、この場合、給油ピンの組付けが容易でなく、浮動状態で作動するタービンホイール側のスリーブを潤滑・冷却するオイル消費量が多くなっていた。

そこで、本発明は、軸受性能を低下させることなく、オイル消費量を低減させることができる軸受装置を提供するものである。

本発明に係る軸受装置は、上記課題を解決するために、（１）回転軸と、前記回転軸が貫通する軸穴部および該軸穴部の内方にオイルを導入可能なオイル導入通路を有するハウジングと、前記ハウジングに対する前記回転軸回りの回転を制限されつつ前記軸穴部内に収納され、前記回転軸および前記ハウジングの間に介在する軸受筒と、を備える軸受装置であって、前記軸受筒および前記回転軸により、前記オイル導入通路を通して前記オイルが導入されるとともに前記回転軸と前記軸受筒の間の内側軸受隙間に前記オイルを補給する内側オイル貯留室が形成される一方、前記軸受筒および前記ハウジングにより、前記内側オイル貯留室内の前記オイルの一部を前記ハウジングと前記軸受筒の間に流出させて前記ハウジングと前記軸受筒の間の外側軸受隙間に前記オイルを補給する流出通路が形成されており、前記ハウジングと前記回転軸との間に、前記内側オイル貯留室内を通して前記内側軸受隙間に前記外側軸受隙間のそれぞれに前記オイルを補給するオイル補給通路が形成されていることを特徴とする。

したがって、ハウジングと回転軸との間に形成されるオイル補給通路は、内側オイル貯留室から内側軸受隙間に直接にオイルを補給する一方で、内側オイル貯留室内のオイルの一部を半径方向外側のハウジングと軸受筒の間に流出させて外側軸受隙間にもオイルを補給することができる軸受筒内優先のオイル補給通路となり得る。したがって、軸受筒内の内側軸受隙間に補給すべきオイルを十分に確保しながらオイル消費量を有効に抑制でき、軸受性能を低下させることなくオイル消費量を低減させることができる軸受装置となる。

本発明の軸受装置においては、（２）前記ハウジングには前記軸穴部の内壁から突出する突出部材が設けられており、前記突出部材が、前記オイル導入通路の一部を形成するとともに、前記軸受筒との間に前記流出通路を形成していることが好ましい。

この構成により、突出部材の内部にはオイル導入通路の一部を、突出部材の外部には流出通路を、それぞれ容易に形成可能となる。

上記（２）の構成を有する軸受装置においては、（３）前記突出部材が、前記ハウジングに対する前記軸受筒の前記回転軸回りの回転を半浮動可能範囲内に制限する回転制限部材を構成していることがより好ましい。

この場合、軸受筒の回転を制限して半浮動状態にする回転制限部材が、オイル導入通路の一部を形成しつつ軸受筒との間に流出通路を形成するものとなる。したがって、専用部品を追加したりすることなく、軸受筒内優先のオイル補給通路を形成可能となる。なお、突出部材と回転制限部材がそれぞれ独立して設けられてもよいが、その場合、一体化する場合より部品点数は増えることになる。

本発明の軸受装置においては、（４）前記ハウジングと前記軸受筒とが、前記オイル補給通路中における前記流出通路の前後に差圧を生じさせる絞りを構成していることが望ましい。

この構成により、ハウジングと軸受筒とで構成される流出通路の前後、すなわち、オイル補給通路のうち流出通路の上流側と下流側の間に十分な差圧を生じさせることで、内側軸受隙間に十分なオイルを補給しながらも、全体のオイル消費量を低減させることが可能となる。

上記（４）の構成を有する軸受装置においては、（５）前記流出通路中における前記オイル補給通路の断面積が、前記外側軸受隙間の環状断面積より小さくなっていることが好ましい。

この構成により、ハウジングと軸受筒とで構成される流出通路において、有効な絞りを生じさせることができる。

上記（４）または（５）の構成を有する軸受装置においては、（６）前記軸受筒が、前記ハウジングとの間に、前記流出通路を通して前記内側オイル貯留室から流出する前記オイルが導入されるとともに前記外側軸受隙間に前記オイルを補給する外側オイル貯留室を形成しており、前記内側オイル貯留室内の前記オイルの圧力が前記外側オイル貯留室内の前記オイルの圧力より高くなっていることが好ましい。

この場合、内側軸受隙間および外側軸受隙間のそれぞれに補給されるオイルの圧力変動を緩和して安定したオイル補給を行うことができるとともに、オイルによる冷却性能を高めることができる。

上記（２）または（３）の構成を有する軸受装置においては、（７）前記ハウジングが、前記軸穴部が形成されたハウジング本体部と、前記軸穴部に向けて前記ハウジング本体部の内部に挿入された挿入部材とによって構成され、前記挿入部材の挿入方向の先端部によって前記突出部材が構成されるとともに、前記挿入部材の前記挿入方向における中間部には、前記挿入方向において前記ハウジング本体部に突当て可能な突当て部が設けられていることが好ましい。

この場合、突出部材の軸穴部内への突出高さを正確に管理できる。

上記（７）の構成を有する軸受装置においては、（８）前記突出部材が前記軸受筒の壁面を貫通しているとともに、前記回転軸が前記軸受筒の内部に前記内側オイル貯留室を形成するよう部分的に縮径されているのがよい。

この場合、突出部材の外径や軸受筒内への突出量の設定の自由度を高めることができ、突出部材を回転制限部材と兼用するのに好適な流出通路形状を容易に設定できる。

本発明によれば、ハウジングと回転軸との間に、オイルを導入し内側軸受隙間に補給する内側オイル貯留室内のオイルの一部を、ハウジングと軸受筒の間に流出させて外側軸受隙間にもオイルを補給する軸受筒内優先のオイル補給通路を形成しているので、軸受筒内の内側軸受隙間に補給すべきオイル量を十分に確保しながら、軸受筒外の外側軸受隙間に適量のオイルを流出させることができる。その結果、オイル消費量を有効に抑制でき、軸受性能を低下させることなくオイル消費量を低減させることができる軸受装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る軸受装置を備えたターボチャージャの要部断面図である。 本発明の一実施形態に係る軸受装置を示す図１の要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る軸受装置におけるクリアランス設定条件の説明図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 図２のＶ−Ｖ断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る軸受装置を実装したターボチャージャの断面を示しており、図２はその軸受装置の断面を示している。なお、本実施形態は、本発明を車両の動力源となる内燃機関（以下、単にエンジンという）に装備されるターボチャージャの軸受装置部分に適用したものである。

まず、そのターボチャージャの全体構成について説明する。

図１および図２に示すように、ターボチャージャ１は、回転軸であるタービンシャフト１１と、タービンシャフト１１の一端側（両図中の右端側）に一体に連結され図示しないエンジンの排気により回転駆動されるタービンホイール１２と、タービンシャフト１１の他端側に一体に連結され回転により遠心圧縮作用をなすコンプレッサホイール１３と、タービンシャフト１１を回転自在に支持するセンターハウジング１４と、を備えている。

詳細を図示しないが、ターボチャージャ１は、さらに、センターハウジング１４に連結されてタービンホイール１２を収納するとともに、ノズル型の排気通路を形成するタービンハウジングと、センターハウジング１４に連結されてコンプレッサホイール１３を収納するとともにコンプレッサホイール１３からの空気を減速するディフューザ型の吸気通路を形成するコンプレッサハウジングとを備えている。

これらタービンハウジングおよびコンプレッサハウジングは、センターハウジング１４と一体に結合され、これら全体として、ターボチャージャ１のハウジング１０を構成している。このハウジング１０、特にそのセンターハウジング１４は、タービンシャフト１１が貫通する軸穴部１４ａおよびその軸穴部１４ａの内方にオイルを導入可能なオイル導入通路１４ｂを有している。

タービンシャフト１１は、図示しない排気通路からの排気エネルギによってタービンホイール１２が回転駆動されるとき、タービンホイール１２と一体に回転するようになっており、このタービンシャフト１１の回転によって、コンプレッサホイール１３を回転させ、エンジンの吸気通路内に空気を過給するようになっている。

すなわち、タービンハウジングに形成されるノズル型の排気通路は、上流側の排気通路部分からタービンホイール１２に向かって放射内方へと湾曲しており、そのノズル通路部分を通り加速された排気ガスによって、タービンホイール１２が駆動されるようになっている。一方、コンプレッサハウジングに形成される吸気通路は、コンプレッサホイール１３によって中心部から放射外方へと湾曲させられており、その下流のディフューザ通路部分がコンプレッサホイール１３の周囲を取り囲むとともにタービンシャフト１１とほぼ直交する円環状の板状通路となっている。そして、コンプレッサホイール１３より下流側の吸気通路部分が、ディフューザ通路部分の外周部に接続された渦巻状の下流端で、図外のエンジンの吸気ポート側の吸気通路に接続されている。

コンプレッサホイール１３の背面側には、コンプレッサホイール１３側の軸穴部１４ｅを封止するためのシール部材１５と、タービンシャフト１１の軸方向変位を規制するスラストブッシュ１６とが装着されており、タービンホイール１２の背面側にはタービンシャフト１１の一部を拡径させて複数の環状凹凸を設けたシール部１７が配置されている。

タービンシャフト１１が貫通するセンターハウジング１４の中心部には、タービンシャフト１１を回転自在に支持するための軸受装置２０が装備されており、この軸受装置２０は、ハウジング１０のセンターハウジング１４に対してタービンシャフト１１を回転自在に支持させるセミフローティングタイプ（半浮動型）のベアリングスリーブ２１を有している。

ベアリングスリーブ２１は、ハウジング１０に対する軸線回りの回転を制限されつつ軸穴部１４ａ内に収納された略円筒状のもので、タービンシャフト１１およびハウジング１０の間に半浮動状態で介在することができる軸受筒となっている。

このベアリングスリーブ２１は、略円筒状の軸方向両端側に離間する一対の内周側軸受面部２１ａおよび一対の外周側軸受面部２１ｂと、一対の内周側軸受面部２１ａの間に連続して形成される半径方向内側に開いた略円筒状の中間凹面部２１ｃ（壁面）と、一対の外周側軸受面部２１ｂの間に連続して形成される半径方向外側に開いた略円筒状の中間凹面部２１ｄと、を有している。また、ベアリングスリーブ２１には、中間凹面部２１ｃおよび中間凹面部２１ｄの間の壁面部２１ｅを貫通する貫通穴２１ｈが形成されている。

タービンシャフト１１は、ベアリングスリーブ２１の内方に、一対の内周側軸受面部２１ａに近接する一対の軸受係合面部１１ａと、これら一対の軸受係合面部１１ａの間で軸受係合面部１１ａより外径が小径になるように部分的に縮径された縮径部１１ｂとを有している。また、タービンシャフト１１は、ベアリングスリーブ２１の外方に、軸受係合面部１１ａより小径に形成されてベアリングスリーブ２１からコンプレッサホイール１３側に突出するコンプレッサ側端部１１ｃと、軸受係合面部１１ａより大径に形成されてベアリングスリーブ２１からタービンホイール１２側に突出するタービン側端部１１ｄとを有している。

ここで、ベアリングスリーブ２１は、タービンシャフト１１との間に内側オイル貯留室２２を形成する一方、ハウジング１０との間に外側オイル貯留室２３を形成している。

具体的には、図３〜図５に示すように、タービンシャフト１１の一対の軸受係合面部１１ａは、ベアリングスリーブ２１の一対の内周側軸受面部２１ａに対して、半径分の隙間寸法Ｃ１を隔てて近接している。そして、タービンシャフト１１の一対の軸受係合面部１１ａとベアリングスリーブ２１の一対の内周側軸受面部２１ａとの間に、隙間寸法Ｃ１に対応する環状の内側軸受隙間（以下、内側軸受隙間Ｃ１という）が形成され、そこに油膜が形成されるようになっている。

また、ベアリングスリーブ２１の一対の外周側軸受面部２１ｂは、センターハウジング１４の軸穴部１４ａの内周壁面１４ｄに対して、半径分の隙間寸法Ｃ２を隔てて近接している。そして、ベアリングスリーブ２１の一対の外周側軸受面部２１ｂとセンターハウジング１４の軸穴部１４ａの内周壁面１４ｄとの間に、隙間寸法Ｃ２に対応する環状の外側軸受隙間（以下、外側軸受隙間Ｃ２という）が形成され、そこに油膜が形成されるようになっている。

さらに、タービンシャフト１１の縮径部１１ｂは、ベアリングスリーブ２１の内部に中間凹面部２１ｃに対応する軸方向長さを有する内側オイル貯留室２２を形成するように、中間凹面部２１ｃよりわずかに短い軸方向長さの範囲内で軸受係合面部１１ａより小径に形成されている。

また、内側オイル貯留室２２は、センターハウジング１４のオイル導入通路１４ｂを通してオイルを導入するとともに、タービンシャフト１１とベアリングスリーブ２１の間の内側軸受隙間Ｃ１に補給されるオイルを所定量貯留することができるようになっている。

外側オイル貯留室２３は、ベアリングスリーブ２１とハウジング１０との間の隙間寸法Ｃ３の流出通路（以下、流出通路Ｃ３という）を通して内側オイル貯留室２２から半径方向外側に流出するオイルを導入するようになっている。また、外側オイル貯留室２３は、その軸方向両側に隣接するベアリングスリーブ２１の一対の軸受隙間、すなわち、外周側軸受面部２１ｂとセンターハウジング１４の軸穴部１４ａの内周壁面１４ｄとの間の外側軸受隙間Ｃ２にオイルを補給することができるようになっている。

より具体的には、ハウジング１０のセンターハウジング１４は、軸穴部１４ａが形成されたハウジング本体部１４Ｍ（図２参照）と、軸穴部１４ａに向けてハウジング本体部１４Ｍの内部に挿入された挿入部材３１とによって構成されており、挿入部材３１は、その挿入方向の先端部３１ａでセンターハウジング１４の軸穴部１４ａの内壁から突出する突出部材を構成している。

挿入部材３１は、その先端部３１ａをベアリングスリーブ２１の貫通穴２１ｈ内に挿入し貫通させた状態で、ハウジング本体部１４Ｍに支持されている。この挿入部材３１の挿入方向における中間部には、挿入方向においてハウジング本体部１４Ｍに突当て可能な突当て部３１ｂが設けられている。

また、挿入部材３１には、その軸心部を通るようにオイル導入通路１４ｂが形成されるとともに、ベアリングスリーブ２１の貫通穴２１ｈの内壁面と挿入部材３１の先端部外周面（共に符号無し）との間に、略円環状の流出通路Ｃ３が形成されている。

この流出通路Ｃ３は、内側オイル貯留室２２内のオイルの一部を、ハウジング１０とベアリングスリーブ２１の間に向かう径方向外側に流出させて外側オイル貯留室２３内に供給し、外側オイル貯留室２３から外側軸受隙間Ｃ２にオイルを補給させることができるようになっている。

また、挿入部材３１は、ハウジング本体部１４Ｍにねじ結合するユニオンボルト４１によって挿入方向に押し付けられることで、突当て部３１ｂをハウジング本体部１４Ｍに押し付けつつ、内部のオイル導入通路１４ｂをユニオンボルト４１側に形成された上流側のオイル導入通路１４ｃに接続するようになっている。この上流側のオイル導入通路１４ｃは、ユニオンボルト４１に結合された配管部材４２の内部通路４２ａに接続されており、図外のオイルポンプから給送されるオイルをオイル導入通路１４ｂを通して、内側オイル貯留室２２内に導入させることができるようになっている。

一方、内側軸受隙間Ｃ１および外側軸受隙間Ｃ２は、内側オイル貯留室２２から離隔するそれぞれの外端側で、センターハウジング１４の内部ドレーン通路４３内に開放されており、内側軸受隙間Ｃ１および外側軸受隙間Ｃ２を通過したオイルは、この内部ドレーン通路４３を通して図外のオイルリザーバ内に回収されるようになっている。そして、そのオイルリザーバ内のオイルが、前記オイルポンプによって汲み上げられる。

このように、本実施形態では、ハウジング１０とタービンシャフト１１との間に、内側オイル貯留室２２内を通して内側軸受隙間Ｃ１に優先的にオイルを補給しつつ、流出通路Ｃ３を通して外側軸受隙間Ｃ２にも所要流量のオイルを補給することができる、すなわち、内側軸受隙間Ｃ１および外側軸受隙間Ｃ２のそれぞれにオイルを補給することができるベアリング内優先のオイル補給通路２５が形成されている。

一方、センターハウジング１４の一部を構成する挿入部材３１は、センターハウジング１４に対するベアリングスリーブ２１の軸線回り（タービンシャフト１１の周り）の回転を、予め設定された半浮動可能範囲（例えば直径で０．１ｍｍ程度の径方向の隙間）内に制限する回転制限部材として機能するように寸法設定されている。

また、挿入部材３１とベアリングスリーブ２１とは、オイル補給通路２５中における流出通路Ｃ３の前後に差圧を生じさせる絞りを構成している。

すなわち、流出通路Ｃ３中におけるオイル補給通路２５の断面積Ａ３（隙間が小さいので、概ね、半径分の隙間寸法Ｃ３×隙間の半径Ｒ３）は、外側軸受隙間Ｃ２の環状断面積Ａ２（概ね、半径分の隙間寸法Ｃ２×隙間の半径Ｒ２）より小さくなっている。そして、圧力Ｐ０で供給されるオイルがセンターハウジング１４のオイル導入通路１４ｂを通して内側オイル貯留室２２内に導入されるとき、内側オイル貯留室２２内のオイルの圧力Ｐ１が外側オイル貯留室２３内のオイルの圧力Ｐ２より高くなるようになっている。

流出通路Ｃ３中におけるオイル補給通路２５の断面積Ａ３と、内側軸受隙間Ｃ１におけるオイル補給通路２５の断面積Ａ１（概ね、半径分の隙間寸法Ｃ１×隙間の半径Ｒ１）との大小関係および断面積比は、内側軸受隙間Ｃ１に補給すべきオイルの流量と外側軸受隙間Ｃ２に補給すべきオイルの流量との比率に応じて設定される。あるいは、その流量比率を得るのに好適な内側オイル貯留室２２と外側オイル貯留室２３の間の好ましい圧力比等に応じて設定されてもよい。

外側軸受隙間Ｃ２の半径分の隙間寸法Ｃ２は、内側軸受隙間Ｃ１の半径分の隙間寸法Ｃ１より十分に大きい（例えば３倍以上に大きい）値に設定されるが、例えば０．１ｍｍより小さい値である。

また、図１に示すように、センターハウジング１４には、主にタービンホイール１２側を冷却するウォータージャケット１４ｊが形成されるとともに、上流側のオイル導入通路１４ｃから分岐してスラストブッシュ１６にオイルを補給するオイル補給通路４６が形成されている。

スラストブッシュ１６を通過したオイルは、内側軸受隙間Ｃ１および外側軸受隙間Ｃ２を通過したオイルと同様に、遮蔽板１９によりコンプレッサホイール１３側から隔離されつつセンターハウジング１４の内部ドレーン通路４３内に流下するよう案内されるようになっている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態のターボチャージャ１の軸受装置２０においては、ターボチャージャ１の作動中のタービンシャフト１１の回転に伴って、軸穴部１４ａ内のベアリングスリーブ２１が内外の油膜の間で半浮動状態に支持されつつ、タービンシャフト１１をハウジング１０に回転自在に支持させる。

また、この状態において、センターハウジング１４のオイル導入通路１４ｂを通して、内側オイル貯留室２２内にオイルが直接に導入される。そして、ハウジング１０とタービンシャフト１１との間に形成されるオイル補給通路２５が、内側オイル貯留室２２から内側軸受隙間Ｃ１に直接にオイルを補給する一方で、内側オイル貯留室２２内のオイルの一部を流出通路Ｃ３を通して半径方向外側のハウジング１０とベアリングスリーブ２１の間に流出させる。

この状態においては、流出通路Ｃ３でオイル補給通路２５の通路断面積が絞られ、その絞りに応じた前後差圧が生じて、内側オイル貯留室２２内のオイルの圧力Ｐ１が外側オイル貯留室２３内のオイルの圧力Ｐ２より高くなる。

したがって、ベアリングスリーブ２１内の内側軸受隙間Ｃ１に補給すべきオイルの補給流量を十分に確保しながら、外側軸受隙間Ｃ２にも好適な流量のオイルを補給することができ、ベアリングスリーブ２１の内方側にオイルを優先供給することができるとともに、オイル補給通路２５を通過するオイルの消費量を有効に抑制することができる。よって、ベアリングスリーブ２１を用いる軸受装置２０の軸受性能を低下させることなくそのオイル消費量を低減させることができる。

また、本実施形態では、挿入部材３１の先端部３１ａをベアリングスリーブ２１の貫通穴２１ｈ内に挿入するだけで、挿入部材３１の先端部３１ａの内部にはオイル導入通路１４ｂの一部を、先端部３１ａの外部には流出通路Ｃ３を、それぞれ容易に形成できる。

しかも、挿入部材３１の先端部３１ａは、ベアリングスリーブ２１の回転を制限して半浮動状態にする回転制限部材として機能しながら、オイル導入通路１４ｂの一部を形成するとともに、ベアリングスリーブ２１との間に流出通路Ｃ３を形成するものとなるから、専用部品を追加したりしないで済む。

さらに、流出通路Ｃ３を形成するよう挿入部材３１の先端部３１ａとベアリングスリーブ２１の一部とによって構成される絞りの前後に、すなわち、オイル補給通路２５のうち流出通路Ｃ３の上流側と下流側の間に、十分な差圧を生じさせることができるので、内側軸受隙間Ｃ１に十分なオイルを補給しながらも、全体のオイル消費量を低減させることが可能となる。

加えて、流出通路Ｃ３の前後に所定容積の内側オイル貯留室２２および外側オイル貯留室２３を設けているので、内側軸受隙間Ｃ１および外側軸受隙間Ｃ２のそれぞれに補給されるオイルの圧力および流量の変動を緩和して安定したオイル補給を行うことができる。

さらに、挿入部材３１は、その先端部３１ａの基端側にセンターハウジング１４のハウジング本体部１４Ｍに突当て可能な突当て部３１ｂを有している。したがって、センターハウジング１４の軸穴部１４ａ内への挿入部材３１の先端部３１ａの突出高さは、その突当て位置からの軸穴部１４ａの離間寸法や突当て部３１ｂからの先端部３１ａの突出高さ寸法によって正確に管理できる。

また、本実施形態では、挿入部材３１の先端部３１ａがベアリングスリーブ２１の中間凹面部２１ｃおよび中間凹面部２１ｄの間の壁面部２１ｅを貫通しているとともに、タービンシャフト１１がベアリングスリーブ２１の内部に内側オイル貯留室２２を形成するよう部分的に縮径されている。したがって、挿入部材３１の先端部３１ａの外径やそのベアリングスリーブ２１内への突出量の設定の自由度を高めることができ、挿入部材３１の先端部３１ａをオイル補給通路２５を形成する部材のみならず回転制限部材にも兼用する場合に、好適な流出通路Ｃ３形状を容易に設定することができる。

なお、上述の一実施形態においては、挿入部材３１の先端部３１ａを本発明にいう突出部材および回転制限部材に兼用するものとしたが、オイル補給通路２５の一部を形成するための突出部材とベアリングスリーブ２１の半浮動状態を得るための回転制限部材とを、それぞれ独立して設けてもよい。その場合、挿入部材３１の先端部３１ａのように軸穴部１４ａ内に突出する部品の点数が一実施形態より増えることになる。

ハウジング１０の形状や分割構造等に応じて、挿入部材３１の挿入位置や挿入方向を適宜設定できることはいうまでもない。

また、ベアリングスリーブ２１の両端側の一対の内周側軸受面部２１ａおよび一対の外周側軸受面部２１ｂは、図１および図２中では、互いに軸方向長さの異なるものとして図示したが、軸方向長さが同一であってもよいし、環状の液溜まりを挟んだ複数の軸受面に分割されてもよい。

さらに、ベアリングスリーブ２１の端部、例えばタービンホイール１２側のベアリングスリーブ２１の端部外周に環状溝を設けて、内周側軸受面部２１ａより軸方向外方にその環状溝を用いた液溜まりを形成したり、その液溜まりからハウジング本体部１４Ｍの軸穴部１４ａの内周壁面１４ｄを貫通するドレーン孔を通して内部ドレーン通路４３内に流下させたりすることもできる。

以上説明したように、本発明の軸受装置は、ハウジングと回転軸との間に、オイルを導入し内側軸受隙間に補給する内側オイル貯留室を有し、その内側オイル貯留室内のオイルの一部をハウジングと軸受筒の間に流出させて外側軸受隙間にもオイルを補給する軸受筒内優先のオイル補給通路を形成している。したがって、軸受筒内の内側軸受隙間に補給すべきオイル量を十分に確保しながら、軸受筒外の外側軸受隙間に適量のオイルを流出させることができ、オイル消費量を有効に抑制することができる。その結果、軸受装置の軸受性能を低下させることなくそのオイル消費量を低減させることができる。このような本発明は、半浮動の軸受筒を有する強制潤滑式のもので、車両用エンジン等に装備されるターボチャージャに好適な軸受装置全般に有用である。

１ ターボチャージャ
１０ ハウジング
１１ タービンシャフト（回転軸）
１１ａ 軸受係合面部
１１ｂ 縮径部
１２ タービンホイール
１３ コンプレッサホイール
１４ センターハウジング
１４Ｍ ハウジング本体部
１４ａ 軸穴部
１４ｂ オイル導入通路
２０ 軸受装置
２１ ベアリングスリーブ（軸受筒）
２１ａ 内周側軸受面部
２１ｂ 外周側軸受面部
２１ｅ 壁面部
２１ｈ 貫通穴
２２ 内側オイル貯留室
２３ 外側オイル貯留室
２５ オイル補給通路
３１ 挿入部材
３１ａ 先端部
３１ｂ 突当て部
Ａ１ 内側軸受隙間の断面積（通路断面積、環状断面積）
Ａ２ 環状断面積の断面積（通路断面積、環状断面積）
Ａ３ 流出通路の断面積
Ｃ１ 内側軸受隙間（内側軸受隙間の隙間寸法）
Ｃ２ 外側軸受隙間（外側軸受隙間の隙間寸法）
Ｃ３ 流出通路（流出通路の隙間寸法）
Ｒ１ 隙間の半径（内側軸受隙間の半径）
Ｒ２ 隙間の半径（外側軸受隙間の半径）
Ｒ３ 隙間の半径（流出通路の半径）

Claims (8)

1. 回転軸と、前記回転軸が貫通する軸穴部および該軸穴部の内方にオイルを導入可能なオイル導入通路を有するハウジングと、前記ハウジングに対する前記回転軸回りの回転を制限されつつ前記軸穴部内に収納され、前記回転軸および前記ハウジングの間に介在する軸受筒と、を備える軸受装置であって、
   前記軸受筒および前記回転軸により、前記オイル導入通路を通して前記オイルが導入されるとともに前記回転軸と前記軸受筒の間の内側軸受隙間に前記オイルを補給する内側オイル貯留室が形成される一方、
   前記軸受筒および前記ハウジングにより、前記内側オイル貯留室内の前記オイルの一部を前記ハウジングと前記軸受筒の間に流出させて前記ハウジングと前記軸受筒の間の外側軸受隙間に前記オイルを補給する流出通路が形成されており、
   前記ハウジングと前記回転軸との間に、前記内側オイル貯留室内を通して前記内側軸受隙間に前記外側軸受隙間のそれぞれに前記オイルを補給するオイル補給通路が形成されていることを特徴とする軸受装置。
2. 前記ハウジングには前記軸穴部の内壁から突出する突出部材が設けられており、前記突出部材が、前記オイル導入通路の一部を形成するとともに、前記軸受筒との間に前記流出通路を形成していることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記突出部材が、前記ハウジングに対する前記軸受筒の前記回転軸回りの回転を半浮動可能範囲内に制限する回転制限部材を構成していることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
4. 前記ハウジングと前記軸受筒とが、前記オイル補給通路中における前記流出通路の前後に差圧を生じさせる絞りを構成していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の軸受装置。
5. 前記流出通路中における前記オイル補給通路の断面積が、前記外側軸受隙間の環状断面積より小さくなっていることを特徴とする請求項４に記載の軸受装置。
6. 前記軸受筒が、前記ハウジングとの間に、前記流出通路を通して前記内側オイル貯留室から流出する前記オイルが導入されるとともに前記外側軸受隙間に前記オイルを補給する外側オイル貯留室を形成しており、
   前記内側オイル貯留室内の前記オイルの圧力が前記外側オイル貯留室内の前記オイルの圧力より高くなっていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の軸受装置。
7. 前記ハウジングが、前記軸穴部が形成されたハウジング本体部と、前記軸穴部に向けて前記ハウジング本体部の内部に挿入された挿入部材とによって構成され、
   前記挿入部材の挿入方向の先端部によって前記突出部材が構成されるとともに、
   前記挿入部材の前記挿入方向における中間部には、前記挿入方向において前記ハウジング本体部に突当て可能な突当て部が設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の軸受装置。
8. 前記突出部材が前記軸受筒の壁面を貫通しているとともに、前記回転軸が前記軸受筒の内部に前記内側オイル貯留室を形成するよう部分的に縮径されていることを特徴とする請求項７に記載の軸受装置。

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