JP2014051898A - 過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】すべり面における潤滑油の流通を促進するためのガイド溝に異物が入り込んでも、すべり面への異物の噛み込みを抑制する。
【解決手段】過給機は、過給機本体と、過給機本体に形成された軸受孔と、軸受孔に回転自在に収容され、一端にタービンインペラが設けられるとともに他端にコンプレッサインペラが設けられたタービン軸７と、軸受孔に収容されたセミフローティングメタル２０と、タービン軸を軸支するセミフローティングメタルのラジアル軸受面２０ｄに形成され、タービン軸の軸方向に延在して潤滑油を流通させるガイド溝２４ａと、を備え、ガイド溝は、当該ガイド溝を形成するセミフローティングメタルの壁部のうち、タービン軸の回転方向前方側の壁部２０ｌによって形成され、当該ガイド溝に流入した潤滑油中に混入する異物ｍを、当該ガイド溝内に保持する異物保持部２５を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、軸受孔に潤滑油が供給される過給機に関する。

従来、一端にタービンインペラが設けられ他端にコンプレッサインペラが設けられたタービン軸が、ベアリングハウジングに回転自在に保持された過給機が知られている。こうした過給機をエンジンに接続し、エンジンから排出される排気ガスによってタービンインペラを回転させるとともに、このタービンインペラの回転によって、タービン軸を介してコンプレッサインペラを回転させる。こうして、過給機は、コンプレッサインペラの回転に伴い空気を圧縮してエンジンに送出する。

ベアリングハウジングには軸受孔が形成され、当該軸受孔の中には軸受として機能するブッシュが配される。ブッシュは、タービン軸が挿通される挿通孔を有し、その内周面にラジアル荷重を受けるすべり面が形成される。特許文献１に記載の過給機では、このようなブッシュの一種であり、タービン軸の回転方向の移動が規制されたセミフローティングメタルが設けられている。そして、セミフローティングメタルの内周面に形成されたすべり面において、タービン軸の軸方向の両端を連通するガイド溝を設け、潤滑油の流通を促進して当該すべり面における潤滑性能の向上が図られている。

また、軸受孔に配されるブッシュとしては、タービン軸の回転に伴ってタービン軸より低い回転数で回転するフルフローティングメタルもある。フルフローティングメタルは、タービン軸、軸受孔のいずれに対しても相対的に回転しているため、内周面側、外周面側のいずれにもすべり面が形成される。このフルフローティングメタルや、当該フルフローティングメタルが配された軸受孔に対し、上記のガイド溝を設ける構成も考えられる。

特開２００７−２３８５８号公報

例えば、潤滑油に異物が混在し、上記のガイド溝に入り込んだ場合、異物はタービン軸の回転方向の潤滑油の流れの影響を受け、ガイド溝から飛び出して、タービン軸とすべり面との間に噛み込むおそれがある。

本発明の目的は、すべり面における潤滑油の流通を促進するためのガイド溝に異物が入り込んでも、すべり面への異物の噛み込みを抑制することが可能な過給機を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の過給機は、過給機本体と、前記過給機本体に形成された軸受孔と、前記軸受孔に回転自在に収容され、一端にタービンインペラが設けられるとともに他端にコンプレッサインペラが設けられたタービン軸と、前記軸受孔に収容され、前記軸受孔に対して前記タービン軸の軸方向および回転方向の移動が規制されて、前記タービン軸を回転自在に軸支するセミフローティングメタルと、前記タービン軸を軸支する前記セミフローティングメタルのすべり面に形成され、前記タービン軸の軸方向に延在して潤滑油を流通させるガイド溝と、を備え、前記ガイド溝は、当該ガイド溝を形成する前記セミフローティングメタルの壁部のうち、前記タービン軸の回転方向前方側の壁部によって形成され、当該ガイド溝に流入した潤滑油中に混入する異物を、当該ガイド溝内に保持する異物保持部を有することを特徴とする。

前記すべり面における前記タービン軸の回転方向前方側の壁部と連続する部分の接線と、前記異物保持部を形成する該タービン軸の回転方向前方側の壁部とが成す角度のうち、該壁部より該タービン軸の回転方向前方側の角度は、９０度以下であってもよい。

前記異物保持部を形成する前記タービン軸の回転方向前方側の壁部は、弧状に湾曲する曲面であってもよい。

前記ガイド溝は、当該ガイド溝における前記タービン軸の回転方向の中心である面を境にして、該タービン軸の回転方向前方側の形状と、回転方向後方側の形状とが対称であってもよい。

前記セミフローティングメタルは、前記タービン軸の軸方向に離隔する２つの前記すべり面と、前記すべり面の径方向外方から当該すべり面まで貫通するとともに、当該すべり面に潤滑油を導く油孔と、前記タービン軸の軸方向の端面に設けられ、スラスト荷重を受けるスラスト軸受面と、を備え、前記ガイド溝は、前記油孔から前記スラスト軸受面まで延在するとともに、該油孔よりも前記２つのすべり面が近接する方向において、該すべり面を残して形成されてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他の過給機は、過給機本体と、前記過給機本体に形成された軸受孔と、前記軸受孔に回転自在に収容され、一端にタービンインペラが設けられるとともに他端にコンプレッサインペラが設けられたタービン軸と、前記軸受孔に収容され、前記タービン軸を回転自在に軸支するとともに該タービン軸の回転に伴って回転するフルフローティングメタルと、前記タービン軸を軸支する前記フルフローティングメタルのすべり面、および、前記フルフローティングメタルを保持する前記軸受孔のすべり面のいずれか一方または双方に形成され、前記タービン軸の軸方向に延在して潤滑油を流通させるガイド溝と、を備え、前記ガイド溝は、当該ガイド溝を形成する前記フルフローティングメタルもしくは前記過給機本体の壁部のうち、前記フルフローティングメタルの回転方向前方側の壁部によって形成され、当該ガイド溝に流入した潤滑油中に混入する異物を、当該ガイド溝内に保持する異物保持部を有することを特徴とする。

本発明によれば、すべり面における潤滑油の流通を促進するためのガイド溝に異物が入り込んでも、すべり面への異物の噛み込みを抑制することが可能となる。

第１の実施形態における過給機の概略断面図である。 図１のベアリングハウジング内部の部分拡大図である。 セミフローティングメタルを説明するための説明図である。 ガイド溝における異物の流れを説明するための説明図である。 変形例におけるガイド溝を説明するための説明図である。 第２の実施形態における軸受構造を説明するための説明図である。 フルフローティングメタルを説明するための説明図である。 フルフローティングメタルとタービン軸の断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における過給機Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｆ方向を過給機Ｃの前側とし、矢印Ｒ方向を過給機Ｃの後側として説明する。図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備えて構成される。この過給機本体１は、ベアリングハウジング２と、ベアリングハウジング２の前側に締結ボルト３によって連結されるタービンハウジング４と、ベアリングハウジング２の後側に締結ボルト５によって連結されるコンプレッサハウジング６と、が一体化されて形成されている。

ベアリングハウジング２には、過給機Ｃの前後方向（タービン軸７の軸方向）に貫通する軸受孔２ａが形成されており、この軸受孔２ａに収容されたセミフローティングメタル２０（ブッシュ）によって、タービン軸７が回転自在に軸支されている。タービン軸７の前端部（一端）にはタービンインペラ８が一体的に固定されており、このタービンインペラ８がタービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、タービン軸７の後端部（他端）にはコンプレッサインペラ９が一体的に固定されており、このコンプレッサインペラ９がコンプレッサハウジング６内に回転自在に収容されている。

コンプレッサハウジング６には、過給機Ｃの後側に開口するとともに不図示のエアクリーナに接続される吸気口１０が形成されている。また、締結ボルト５によってベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６とが連結された状態では、これら両ハウジング２、６の対向面によって、空気を圧縮して昇圧するディフューザ流路１１が形成される。このディフューザ流路１１は、タービン軸７（コンプレッサインペラ９）の径方向内側から外側に向けて環状に形成されており、上記の径方向内側において、コンプレッサインペラ９を介して吸気口１０に連通している。

また、コンプレッサハウジング６には、ディフューザ流路１１よりもタービン軸７（コンプレッサインペラ９）の径方向外側に位置する環状のコンプレッサスクロール流路１２が設けられている。コンプレッサスクロール流路１２は、不図示のエンジンの吸気口と連通するとともに、ディフューザ流路１１にも連通している。したがって、コンプレッサインペラ９が回転すると、吸気口１０からコンプレッサハウジング６内に流体が吸気されるとともに、当該吸気された流体は、ディフューザ流路１１およびコンプレッサスクロール流路１２で昇圧されてエンジンの吸気口に導かれることとなる。

タービンハウジング４には、過給機Ｃの前側に開口するとともに不図示の排気ガス浄化装置に接続される吐出口１３が形成されている。また、タービンハウジング４には、流路１４と、この流路１４よりもタービン軸７（タービンインペラ８）の径方向外側に位置する環状のタービンスクロール流路１５とが設けられている。タービンスクロール流路１５は、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれるガス流入口と連通するとともに、上記の流路１４にも連通している。したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路１５に導かれた排気ガスは、流路１４およびタービンインペラ８を介して吐出口１３に導かれるとともに、その流通過程においてタービンインペラ８を回転させることとなる。そして、上記のタービンインペラ８の回転力は、タービン軸７を介してコンプレッサインペラ９に伝達されることとなり、コンプレッサインペラ９の回転力によって、上記のとおりに、流体が昇圧されてエンジンの吸気口に導かれることとなる。

図２は、図１のベアリングハウジング２内部の部分拡大図であり、図１中、破線の四角で囲われた部分を示す。以下、図２を参照しながら、軸受孔２ａ内に収容されたセミフローティングメタル２０によるタービン軸７の支持構造について説明する。

潤滑油供給部２１は、ベアリングハウジング２の外部から軸受孔２ａまで連通する孔を含んで構成され、ベアリングハウジング２の外部から軸受孔２ａに潤滑油を供給する。詳細には、潤滑油供給部２１を構成する孔は分岐しており、軸受孔２ａのうち、タービンインペラ８側（図２中、左側）に出口端２１ａ、コンプレッサインペラ９側（図２中、右側）に出口端２１ｂが位置する。

セミフローティングメタル２０は、タービン軸７の軸方向に貫通する挿通孔２０ａを有し、当該挿通孔２０ａにタービン軸７が挿通される環状部材である。また、セミフローティングメタル２０には、セミフローティングメタル２０の内周面から外周面まで貫通する油孔２０ｂ、２０ｃが形成されている。

詳細には、油孔２０ｂは、セミフローティングメタル２０のうち、潤滑油供給部２１の出口端２１ａに対向する位置の周方向に亘って等間隔に４つ設けられ、油孔２０ｃは、セミフローティングメタル２０のうち、潤滑油供給部２１の出口端２１ｂに対向する位置の周方向に亘って等間隔に４つ設けられている。

そして、セミフローティングメタル２０のうち、４つの油孔２０ｂが設けられた位置の外周面には、当該セミフローティングメタル２０の周方向に亘って、油孔２０ｂの入口端（油孔２０ｂにおけるセミフローティングメタル２０の外周面の開口部）を連通する溝が形成されている。同様に、セミフローティングメタル２０のうち、４つの油孔２０ｃが設けられた位置の外周面には、当該セミフローティングメタル２０の周方向に亘って、油孔２０ｃの入口端（油孔２０ｃにおけるセミフローティングメタル２０の外周面の開口部）を連通する溝が形成されている。潤滑油供給部２１から供給された潤滑油は、この溝によってすべての油孔２０ｂ、２０ｃに行き渡り、各油孔２０ｂ、２０ｃからセミフローティングメタル２０の内周面側に流入する。

また、セミフローティングメタル２０のうち、タービンインペラ８側の内周面は、油孔２０ｂから流入した潤滑油によって、タービン軸７との間に油膜を保持し、当該油膜圧力によってタービン軸７の径方向の荷重を受けるラジアル軸受面２０ｄ（すべり面）となっている。

同様に、セミフローティングメタル２０のうち、コンプレッサインペラ９側の内周面は、油孔２０ｃから流入した潤滑油によって、タービン軸７との間に油膜を保持し、当該油膜圧力によってタービン軸７の径方向の荷重を受けるラジアル軸受面２０ｅ（すべり面）となっている。両ラジアル軸受面２０ｄ、２０ｅは、タービン軸７の軸方向に離隔している。

また、セミフローティングメタル２０には、タービン軸７の軸方向に垂直な方向に貫通するピン孔２０ｆが設けられている。そして、ベアリングハウジング２には、軸受孔２ａの径方向外側から内側に貫通するとともに、軸受孔２ａに収容されたセミフローティングメタル２０のピン孔２０ｆに対向するネジ孔２ｂが形成されている。

ピン２２は、一部にネジ溝が切られ、ネジ孔２ｂに螺合すると共に、先端側がセミフローティングメタル２０のピン孔２０ｆに挿通される。こうして、セミフローティングメタル２０は、軸受孔２ａに対して、タービン軸７の回転方向および軸方向の移動が規制される。

また、タービン軸７には、段部７ａが設けられている。段部７ａは、セミフローティングメタル２０のタービンインペラ８側の端面２０ｇにおける挿通孔２０ａの内径に対し、タービンインペラ８側の部位の外径が大きく、コンプレッサインペラ９側の部位の外径が小さく形成された段である。タービン軸７は、段部７ａの外径差によるタービン軸７の軸方向に垂直な面７ｂに、セミフローティングメタル２０の端面２０ｇが当接する位置まで、挿通孔２０ａに挿通可能となっている。

油切り部材２３は、タービン軸７の軸方向に貫通する孔２３ａを有し、当該孔２３ａにタービン軸７を挿通し、コンプレッサインペラ９の背面に隣接させて、タービン軸７に固定されている。そして、油切り部材２３はタービン軸７と一体回転し、ベアリングハウジング２から漏れ出した潤滑油を、タービン軸７の回転による遠心力で径方向に飛散させ、コンプレッサインペラ９の背面まで潤滑油が到達するのを防ぐ。

タービン軸７のうち、段部７ａよりコンプレッサインペラ９側には、もう一つの段部７ｃが設けられている。段部７ｃは、油切り部材２３のタービンインペラ８側の端面２３ｂにおける孔２３ａの内径に対し、タービンインペラ８側の部位の外径が大きく、コンプレッサインペラ９側の部位の外径が小さく形成された段である。

そして、油切り部材２３は、段部７ｃの外径差によるタービン軸７の軸方向に垂直な面７ｄに、端面２３ｂが当接する位置まで、タービン軸７を挿入可能となっている。

ここで、セミフローティングメタル２０とタービン軸７との組立工程について簡単に説明する。組立工程では、まず、ベアリングハウジング２の軸受孔２ａにセミフローティングメタル２０を固定する。この状態で、前端部にタービンインペラ８が固定されたタービン軸７を、その後端部から、セミフローティングメタル２０の挿通孔２０ａに挿通する。タービン軸７は、段部７ａによる面７ｂに、セミフローティングメタル２０のタービンインペラ８側の端面２０ｇが当接する位置まで、セミフローティングメタル２０の挿通孔２０ａに挿通される。

そして、軸受孔２ａのコンプレッサインペラ９側に突出した、タービン軸７の後端部から、油切り部材２３を挿通する。油切り部材２３は、タービン軸７の段部７ｃによる面７ｄに、油切り部材２３のセミフローティングメタル２０側の端面２３ｂが当接する位置まで、挿通孔２０ａに挿通でき、この位置でタービン軸７に固定される。

このとき、セミフローティングメタル２０の軸方向の長さに対して、段部７ａの面７ｂと油切り部材２３の端面２３ｂとの間隔がわずかに大きくなるように設計されている。これにより、タービン軸７が軸方向に移動すると、セミフローティングメタル２０のタービンインペラ８側の端面２０ｇが、タービン軸７の段部７ａによる面７ｂに面接触したり、セミフローティングメタル２０のコンプレッサインペラ９側の端面２０ｈが油切り部材２３の端面２３ｂに面接触したりする。

つまり、セミフローティングメタル２０は、段部７ａおよび油切り部材２３を介してタービン軸７のスラスト荷重を受ける。換言すれば、端面２０ｇ、２０ｈは、スラスト荷重を受けるスラスト軸受面として機能することとなる。

図３は、セミフローティングメタル２０を説明するための説明図であり、図３（ａ）は、図２におけるセミフローティングメタル２０の抽出図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）線断面図である。

セミフローティングメタル２０には、複数のガイド溝２４ａ、２４ｂが設けられている。ガイド溝２４ａ、２４ｂは、セミフローティングメタル２０の内周面からタービン軸７の径方向に窪んだ部位であって、タービン軸７の軸方向に延在している。

図３（ａ）に示すように、ガイド溝２４ａは、ラジアル軸受面２０ｄに形成された溝であり、ガイド溝２４ｂは、ラジアル軸受面２０ｅに形成された溝である。ガイド溝２４ａ、２４ｂは、それぞれ、セミフローティングメタル２０の周方向に等間隔に４つずつ設けられている。

上記の油孔２０ｂの内周面側の端部は、ラジアル軸受面２０ｄに形成されたガイド溝２４ａに連通しており、油孔２０ｃの内周面側の端部は、ラジアル軸受面２０ｅに形成されたガイド溝２４ｂに連通している。

そして、ラジアル軸受面２０ｄに設けられたガイド溝２４ａは、ラジアル軸受面２０ｄのタービン軸７の軸方向に沿って延在するように形成され、油孔２０ｂの内周面側の端部から、セミフローティングメタル２０のタービン軸７の軸方向の端面２０ｇに設けられたテーパ面２０ｉまで延在する。テーパ面２０ｉは、軸受孔２ａの端面２０ｇ側の面取り加工によって生成された面である。

また、ラジアル軸受面２０ｅに設けられたガイド溝２４ｂは、ラジアル軸受面２０ｅのタービン軸７の軸方向に沿って延在するように形成され、油孔２０ｃの内周面側の端部から、セミフローティングメタル２０のタービン軸７の軸方向の端面２０ｈに設けられたテーパ面２０ｊまで延在する。テーパ面２０ｊは、軸受孔２ａの端面２０ｈ側の面取り加工によって生成された面である。

そして、ガイド溝２４ａは、油孔２０ｂよりも２つのラジアル軸受面２０ｄ、２０ｅが近接する方向（セミフローティングメタル２０の中心側）において、ラジアル軸受面２０ｄを残して形成される。同様に、ガイド溝２４ｂは、油孔２０ｃよりも２つのラジアル軸受面２０ｄ、２０ｅが近接する方向において、ラジアル軸受面２０ｅを残して形成される。

上記のように、潤滑油は、油孔２０ｂによってラジアル軸受面２０ｄに導かれると、ラジアル軸受面２０ｄを潤滑しながら、端面２０ｇに向かって流通する。また、潤滑油は、油孔２０ｃによってラジアル軸受面２０ｅに導かれると、ラジアル軸受面２０ｅを潤滑しながら、端面２０ｈに向かって流通する。また、潤滑油の一部は、セミフローティングメタル２０の中心側にも流れる。

セミフローティングメタル２０には、当該セミフローティングメタル２０の挿通孔２０ａと連通する排油孔２０ｋが、両ラジアル軸受面２０ｄ、２０ｅの間に設けられ、ベアリングハウジング２には、当該排油孔２０ｋと対向する位置に鉛直孔２ｃ（図２参照）が設けられている。セミフローティングメタル２０の中心側に流れた潤滑油は、排油孔２０ｋ、鉛直孔２ｃを介して鉛直下方に排出される。

そして、ガイド溝２４ａ、２４ｂは、端面２０ｇ、２０ｈに向かう潤滑油の流通を促進し、ひいてはラジアル軸受面２０ｄ、２０ｅへの潤滑油の供給を促進している。

このとき、ガイド溝２４ａ、２４ｂそれぞれについて、セミフローティングメタル２０の中心側にラジアル軸受面２０ｄ、２０ｅを残しているため、油孔２０ｂ、２０ｃから導かれた潤滑油は、それぞれセミフローティングメタル２０の中心側に流れにくく、セミフローティングメタル２０の端面２０ｇ、２０ｈに向かって流れやすい。そのため、スラスト軸受面として機能する端面２０ｇ、２０ｈに供給される潤滑油を増量し、端面２０ｇ、２０ｈにおける欠油による損傷を回避して、使用可能な負荷条件の範囲を拡大することが可能となる。

また、仮に潤滑油に異物が混入していた場合、ガイド溝２４ａ、２４ｂを介して端面２０ｇ、２０ｈ（セミフローティングメタル２０の挿通孔２０ａの外）へと異物が排出される。

図４は、ガイド溝における異物の流れを説明するための説明図であり、図４（ａ）に本実施形態におけるセミフローティングメタル２０とタービン軸７の断面図を示し、図４（ｂ）に比較例におけるセミフローティングメタルＭとタービン軸Ｔの断面図を示す。ただし、理解を容易とするため、図４では、タービン軸に垂直な断面について、断面を示すハッチングを省略し、１つのガイド溝が設けられた部分近傍を拡大して示す。

図４（ｂ）に示すように、比較例のガイド溝Ａは、断面形状が半円であって、ラジアル軸受面Ｓにおけるガイド溝Ａと連続する部分のうち、タービン軸Ｔの回転方向（図４（ｂ）において白抜き矢印で示す）前方側の部分の接線ａ’と、ガイド溝Ａを区画形成するタービン軸７の回転方向前方側の壁部Ｗの接線ｂ’とが成す角度α’は、９０度を超えている。この場合、異物ｍはタービン軸Ｔの回転方向の潤滑油の流れの影響を受けて流動する。そして、ガイド溝Ａからタービン軸Ｔとラジアル軸受面Ｓとの隙間（軸受隙間）へと、緩やかな傾斜で連続しているため、異物ｍはガイド溝Ａから飛び出して、軸受隙間に噛み込んでしまうおそれがある。特に、異物ｍのサイズが軸受隙間と同等かそれ以下の場合には噛み込まれやすい。

そこで、本実施形態では、ガイド溝２４ａ、２４ｂの形状を工夫し、異物保持部２５を設けている。異物保持部２５は、当該ガイド溝２４ａ、２４ｂに流入した潤滑油中に混入する異物ｍを、当該ガイド溝２４ａ、２４ｂ内に保持する機能を有する。

具体的に、異物保持部２５は、ガイド溝２４ａの一部で構成され、図４（ａ）に示すように、当該ガイド溝２４ａを形成するセミフローティングメタル２０の壁部のうち、タービン軸７の回転方向（図４（ａ）において白抜き矢印で示す）の前方側（図４中、右側）の壁部２０ｌによって形成される。また、異物保持部２５を区画形成するタービン軸７の回転方向前方側の壁部２０ｌは、弧状に湾曲する曲面である。

また、図４（ａ）に示すように、ラジアル軸受面２０ｄにおけるガイド溝２４ａと連続する部分のうち、タービン軸７の回転方向前方側の壁部２０ｌと連続する部分の接線ａと、異物保持部２５を区画形成するタービン軸７の回転方向前方側の壁部２０ｌの接線ｂとが成す角度α、βのうち、当該壁部２０ｌよりタービン軸７の回転方向前方側の角度αは、９０度以下である。

異物保持部２５は、ガイド溝２４ａに入り込んだ異物ｍが、ガイド溝２４ａの回転方向前方側から飛び出しそうになっても、図４（ａ）に示す矢印ｃのように渦を巻いて還流させる。そのため、異物ｍがガイド溝２４ａから飛び出し難くなり、軸受隙間への異物ｍの噛み込みを抑制することができる。異物ｍは、ガイド溝２４ａから飛び出さずに異物保持部２５に保持されることで、やがて端面２０ｇから排出されることとなる。

ここでは、タービンインペラ８側のガイド溝２４ａに設けられた異物保持部２５について説明したが、コンプレッサインペラ９側のガイド溝２４ｂについても、同様に、異物保持部２５が設けられる。

（変形例）
図５は、変形例におけるガイド溝３４ａ、４４ａを説明するための説明図であり、図５（ａ）に第１変形例におけるセミフローティングメタル３０とタービン軸７の断面図を示し、図５（ｂ）に第２変形例におけるセミフローティングメタル４０とタービン軸７の断面図を示す。ただし、図５では、タービン軸７に垂直な断面について、断面を示すハッチングを省略し、１つのガイド溝３４ａ、４４ａが設けられた部分近傍を拡大して示し、タービン軸７の回転方向を白抜き矢印で示す。

第１変形例においても、上述した第１の実施形態と同様、ラジアル軸受面３０ｄにおけるガイド溝３４ａと連続する部分のうち、タービン軸７の回転方向前方側の部分の接線ａと、異物保持部３５を区画形成するタービン軸７の回転方向前方側の壁部３０ｌの延長線ｂとが成す角度α、βのうち、当該壁部３０ｌよりタービン軸７の回転方向前方側の角度αは、９０度以下である。

そして、第１変形例における異物保持部３５は、図５（ａ）に示すように、異物保持部３５を区画形成するタービン軸７の回転方向前方側の壁部３０ｌが平面である。このように、壁部３０ｌが平面であっても、異物保持部３５によって異物ｍがガイド溝３４ａ内に保持されるため、異物ｍがガイド溝３４ａから飛び出し難くなり、軸受隙間への異物ｍの噛み込みを抑制することができる。

ただし、上述した第１の実施形態のガイド溝２４ａのように、壁部２０ｌを曲面で構成することで、異物ｍが渦を巻いて還流し易くなり、異物ｍをガイド溝３４ａからより飛び出し難くさせることが可能となる。

図５（ｂ）に示す第２変形例においても、上述した第１の実施形態と同様、ラジアル軸受面４０ｄにおけるガイド溝４４ａと連続する部分のうち、タービン軸７の回転方向前方側の部分の接線ａと、異物保持部４５を区画形成するタービン軸７の回転方向前方側の壁部４０ｌの接線ｂとが成す角度α、βのうち、当該壁部４０ｌよりタービン軸７の回転方向前方側の角度αは、９０度以下である。また、異物保持部４５を区画形成するタービン軸７の回転方向前方側の壁部４０ｌは、弧状に湾曲する曲面である。

そして、第２変形例におけるガイド溝４４ａは、ガイド溝４４ａにおけるタービン軸７の回転方向の中心である面（図５（ｂ）中、中心となる面ｄを一点鎖線で示す）を境にして、タービン軸７の回転方向前方側の形状と、回転方向後方側の形状とが対称である。すなわち、ガイド溝４４ａは、破線ｄを中心に線対称となっており、タービン軸７の回転方向後方側にも、異物保持部４５が形成されることとなる。ここで、面ｄは、ガイド溝４４ａのうち、タービン軸７の回転方向の中心に位置する任意の２つの点と、タービン軸７の軸心とを含む仮想の面である。ただし、タービン軸７の回転方向の中心に位置する任意の２つの点を通る直線上に、タービン軸７の軸心が位置しないものとする。すなわち、面ｄは、ガイド溝４４ａを、タービン軸７の回転方向の前方側と後方側とに２等分する面となる。

そのため、回転方向前方側のみならず、回転方向後方側についても、異物ｍが渦を巻いて還流し易くなり、異物ｍをガイド溝４４ａからより飛び出し難くさせることが可能となる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、セミフローティングメタル２０を設ける場合について説明したが、第２の実施形態では、フルフローティングメタルを設ける場合について、異物ｍによる噛み込みを抑制する構成について説明する。

図６は、第２の実施形態における軸受構造を説明するための説明図であり、第２の実施形態におけるベアリングハウジング５０の軸受孔５０ａ近傍の断面図である。

図６に示すように、軸受孔５０ａには、２つのフルフローティングメタル５１、５２が設けられている。フルフローティングメタル５１は、軸受孔５０ａにおいて、タービンインペラ８側（図６中、左側）に配され、フルフローティングメタル５２は、コンプレッサインペラ９側（図６中、右側）に配される。

そして、フルフローティングメタル５１、５２は、それぞれ、環状の本体５１ａ、５２ａにタービン軸５３を挿通させて軸支する。タービンインペラ８側に配されるフルフローティングメタル５１は、タービン軸５３の軸方向の前後から２つのリング５４ａ、５４ｂに挟まれ、タービン軸５３の軸方向の動きが規制されている。

また、コンプレッサインペラ９側に配されるフルフローティングメタル５２は、タービン軸５３の軸方向の前側（図６中、左側）からリング５４ｃ、後ろ側（図６中、右側）からスラスト軸受５６ａで挟まれ、タービン軸５３の軸方向の動きが規制されている。

スラスト軸受５６ａは、タービン軸５３のコンプレッサインペラ９側に固定されたスラストカラー５７に対してタービンインペラ８側に対向し、スラスト軸受５６ｂは、スラストカラー５７に対してコンプレッサインペラ９側に対向する。そして、両スラスト軸受５６ａ、５６ｂは、それぞれ、タービン軸５３の軸方向の荷重を受ける。

潤滑油供給部５８は、ベアリングハウジング５０の外部から軸受孔５０ａ、および、スラスト軸受５６ｂまで連通する孔を含んで構成され、ベアリングハウジング５０の外部から軸受孔５０ａ、および、スラスト軸受５６ａ、５６ｂに潤滑油を供給する。

ベアリングハウジング５０には、軸受孔５０ａと連通し、鉛直下方に開口する鉛直孔５０ｂが設けられている。そして、潤滑油供給部５８によってフルフローティングメタル５１、５２に供給された潤滑油の一部は、フルフローティングメタル５１、５２を潤滑した後、鉛直孔５０ｂを介して、鉛直下方に排出される。

また、フルフローティングメタル５１、５２に供給された潤滑油は、軸受孔５０ａのタービン軸５３の軸方向の両端側からも排出され、軸受孔５０ａのコンプレッサインペラ９側に排出された潤滑油は、スラスト軸受５６ａ、５６ｂを潤滑して鉛直下方に排出される。

図７は、フルフローティングメタル５１を説明するための説明図であり、図７（ａ）は、フルフローティングメタル５１についての図６のＶＩＩ（ａ）矢視を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ）線断面図を示す。

フルフローティングメタル５１とフルフローティングメタル５２は実質的に等しい構造であるため、ここでは、フルフローティングメタル５１について説明し、フルフローティングメタル５２についての説明は省略する。

図７に示すように、フルフローティングメタル５１の外周面５１ｂと軸受孔５０ａとの間には、潤滑油供給部５８によって供給された潤滑油が流通しており、フルフローティングメタル５１は、外周面５１ｂと軸受孔５０ａとの間の油膜圧力によって回転自在に支持される。

また、図７（ｂ）に示すように、フルフローティングメタル５１は、本体５１ａの径方向に貫通する油孔５１ｃを有する。油孔５１ｃは、例えば、本体５１ａの周方向に等間隔に４つ設けられ、潤滑油供給部５８によって軸受孔５０ａに供給された潤滑油の一部を、本体５１ａの外周面５１ｂ（すべり面）側から内周面５１ｄ（すべり面）側に導く。

フルフローティングメタル５１の内周面５１ｄとタービン軸５３との間には、潤滑油供給部５８によって供給された潤滑油が流通しており、フルフローティングメタル５１は、内周面５１ｄとタービン軸５３との間の油膜圧力によって、タービン軸５３を回転自在に軸支する。

そして、フルフローティングメタル５１は、タービン軸５３の回転に伴う潤滑油の流れによってタービン軸５３より低速で回転する。すなわち、フルフローティングメタル５１は、軸受孔５０ａに対して非接触なまま相対回転する。

また、フルフローティングメタル５１の内周面５１ｄには、フルフローティングメタル５１の周方向に等間隔に４つ、ガイド溝５１ｅが設けられている。ガイド溝５１ｅは、タービン軸５３の径方向に窪んだ部位であって、タービン軸５３の軸方向（本体５１ａの軸心方向）に沿って延在するように形成され、フルフローティングメタル５１のタービン軸５３の軸方向の両端面５１ｆ、５１ｇに設けられたテーパ面５１ｈ、５１ｉまで延在する。

テーパ面５１ｈ、５１ｉは、軸受孔５０ａの両端面５１ｆ、５１ｇ側の面取り加工によって生成された面である。また、上記の油孔５１ｃの内周面５１ｄ側の端部は、ガイド溝５１ｅに連通している。

図８は、フルフローティングメタル５１とタービン軸５３の断面図である。ただし、図８では、タービン軸５３に垂直な断面について、断面を示すハッチングを省略し、１つのガイド溝５１ｅが設けられた部分近傍を拡大して示す。

図８に示すように、フルフローティングメタル５１には、異物保持部５５が設けられている。異物保持部５５は、第１の実施形態の異物保持部２５と同様、ガイド溝５１ｅに流入した潤滑油中に混入する異物ｍを、当該ガイド溝５１ｅ内に保持する機能を有する。

具体的に、異物保持部５５は、ガイド溝５１ｅの一部であって、当該ガイド溝５１ｅを形成するフルフローティングメタル５１の壁部のうち、タービン軸５３の回転方向前方側（図８中、右側）の壁部５１ｌによって形成される。

また、異物保持部５５を区画形成するタービン軸５３の回転方向前方側の壁部５１ｌは、弧状に湾曲する曲面である。さらに、内周面５１ｄにおけるガイド溝５１ｅと連続する部分のうち、タービン軸５３の回転方向前方側の部分の接線ａと、異物保持部５５を区画形成するタービン軸５３の回転方向前方側の壁部５１ｌの接線ｂとが成す角度α、βのうち、当該壁部５１ｌよりタービン軸７の回転方向前方側の角度αは、９０度以下である。

このように、フルフローティングメタル５１に異物保持部５５を設けた場合であっても、上述した第１の実施形態と同様、ガイド溝５１ｅに入り込んだ異物ｍが、矢印ｃのように渦を巻いて還流するため、軸受隙間への異物ｍの噛み込みを抑制することが可能となる。

また、フルフローティングメタル５１の異物保持部５５は、第１変形例と同様、異物保持部５５を区画形成するタービン軸５３の回転方向前方側の壁部が平面であってもよい。ただし、当該壁部を曲面で構成することで、異物ｍが渦を巻いて還流し易くなり、異物ｍをガイド溝５１ｅからより飛び出し難くさせることが可能となる。

また、フルフローティングメタル５１のガイド溝５１ｅは、第２変形例と同様、ガイド溝５１ｅにおけるタービン軸５３の回転方向の中心である面を境にして、タービン軸５３の回転方向前方側の形状と、回転方向後方側の形状とが対称であってもよい。フルフローティングメタル５１の場合も、セミフローティングメタル２０の場合と同様、回転方向前方側のみならず、回転方向後方側についても、異物ｍが渦を巻いて還流し易くなり、異物ｍをガイド溝５１ｅからより飛び出し難くさせることが可能となる。

上述した第２の実施形態では、フルフローティングメタル５１の内周面５１ｄにガイド溝５１ｅが設けられる場合について説明したが、フルフローティングメタル５１が配されるベアリングハウジング５０（過給機本体）の軸受孔５０ａの内周面（すべり面）に、ガイド溝を設けてもよい。この場合、異物保持部は、ベアリングハウジング５０の軸受孔５０ａの壁部に設けられる。

すなわち、ガイド溝は、タービン軸５３を軸支するフルフローティングメタル５１のすべり面、および、フルフローティングメタル５１を保持する軸受孔５０ａのすべり面のいずれか一方または双方に形成され、異物保持部は、当該ガイド溝を形成するフルフローティングメタル５１もしくはベアリングハウジング５０の壁部のうち、フルフローティングメタル５１の回転方向前方側の壁部によって形成されればよい。

いずれにしても、異物保持部によって異物ｍがガイド溝から飛び出し難くなり、異物ｍの噛み込みを抑制できる。特に、ガイド溝は、内周面に形成されるすべり面に設けることで、遠心力によって異物ｍがガイド溝の底面に押し付けられるため、より異物ｍがガイド溝から飛び出し難く、噛み込みを抑制することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、軸受孔に潤滑油が供給される過給機に利用することができる。

Ｃ …過給機
１ …過給機本体
２ａ、５０ａ …軸受孔
７、５３ …タービン軸
８ …タービンインペラ
９ …コンプレッサインペラ
２０、３０、４０ …セミフローティングメタル
２０ａ …挿通孔
２０ｂ、２０ｃ …油孔
２０ｄ、２０ｅ、３０ｄ、４０ｄ …ラジアル軸受面（すべり面）
２０ｇ、２０ｈ …端面
２０ｌ、３０ｌ、４０ｌ、５１ｌ …壁部
２４ａ、２４ｂ、３４ａ、４４ａ、５１ｅ …ガイド溝
２５、３５、４５、５５ …異物保持部
５１、５２ …フルフローティングメタル
５１ｄ …内周面（すべり面）

Claims (6)

1. 過給機本体と、
   前記過給機本体に形成された軸受孔と、
   前記軸受孔に回転自在に収容され、一端にタービンインペラが設けられるとともに他端にコンプレッサインペラが設けられたタービン軸と、
   前記軸受孔に収容され、前記軸受孔に対して前記タービン軸の軸方向および回転方向の移動が規制されて、前記タービン軸を回転自在に軸支するセミフローティングメタルと、
   前記タービン軸を軸支する前記セミフローティングメタルのすべり面に形成され、前記タービン軸の軸方向に延在して潤滑油を流通させるガイド溝と、を備え、
   前記ガイド溝は、
   当該ガイド溝を形成する前記セミフローティングメタルの壁部のうち、前記タービン軸の回転方向前方側の壁部によって形成され、当該ガイド溝に流入した潤滑油中に混入する異物を、当該ガイド溝内に保持する異物保持部を有することを特徴とする過給機。
2. 前記すべり面における前記タービン軸の回転方向前方側の壁部と連続する部分の接線と、前記異物保持部を形成する該タービン軸の回転方向前方側の壁部とが成す角度のうち、該壁部より該タービン軸の回転方向前方側の角度は、９０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の過給機。
3. 前記異物保持部を形成する前記タービン軸の回転方向前方側の壁部は、弧状に湾曲する曲面であることを特徴とする請求項１または２に記載の過給機。
4. 前記ガイド溝は、
   当該ガイド溝における前記タービン軸の回転方向の中心である面を境にして、該タービン軸の回転方向前方側の形状と、回転方向後方側の形状とが対称であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の過給機。
5. 前記セミフローティングメタルは、
   前記タービン軸の軸方向に離隔する２つの前記すべり面と、
   前記すべり面の径方向外方から当該すべり面まで貫通するとともに、当該すべり面に潤滑油を導く油孔と、
   前記タービン軸の軸方向の端面に設けられ、スラスト荷重を受けるスラスト軸受面と、を備え、
   前記ガイド溝は、
   前記油孔から前記スラスト軸受面まで延在するとともに、該油孔よりも前記２つのすべり面が近接する方向において、該すべり面を残して形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の過給機。
6. 過給機本体と、
   前記過給機本体に形成された軸受孔と、
   前記軸受孔に回転自在に収容され、一端にタービンインペラが設けられるとともに他端にコンプレッサインペラが設けられたタービン軸と、
   前記軸受孔に収容され、前記タービン軸を回転自在に軸支するとともに該タービン軸の回転に伴って回転するフルフローティングメタルと、
   前記タービン軸を軸支する前記フルフローティングメタルのすべり面、および、前記フルフローティングメタルを保持する前記軸受孔のすべり面のいずれか一方または双方に形成され、前記タービン軸の軸方向に延在して潤滑油を流通させるガイド溝と、を備え、
   前記ガイド溝は、
   当該ガイド溝を形成する前記フルフローティングメタルもしくは前記過給機本体の壁部のうち、前記フルフローティングメタルの回転方向前方側の壁部によって形成され、当該ガイド溝に流入した潤滑油中に混入する異物を、当該ガイド溝内に保持する異物保持部を有することを特徴とする過給機。

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