JP2015048756A - ロータ軸支持構造及び過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用過給機１の軽量化を図りつつ、ロータ軸支持構造３３のメカニカルロスを低減して、車両用過給機１の効率を向上させる。
【解決手段】中間ブッシュ部３９ｃの外周面における第１軸受部３９ａに隣接する側の部位以外の部位に油を収容する収容周溝７５が第２軸受部３９ｂの外周面の右端から形成され、中間ブッシュ部３９ｃの下側部分に中間軸部５ｃの外周面と中間ブッシュ部３９ｃの内周面との間から油を排油する排油孔７７が貫通形成され、支持ブロック部３５におけるセミフローティングブッシュ３９の下側には、中間ブッシュ部３９ｃの外周面と中間穴部３７ｃの内周面との間から油を排油するための排油通路７９が貫通形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用過給機等の過給機に用いられるロータ軸支持構造等に関する。

一般に、車両用過給機は、軸受ハウジングと、この軸受ハウジングに対して回転可能に設けられかつコンプレッサインペラとタービンインペラを同軸上に一体的に連結するロータ軸とを備えている。また、車両用過給機の騒音低減の観点から、車両用過給機にはセミフローティングブッシュ（セミフローティングメタル）を備えたロータ軸支持構造が広く用いられている（特許文献１及び特許文献２等参照）。そして、先行技術に係るロータ軸支持構造の構成について簡単に説明すると、次のようになる。

軸受ハウジングは、内側に、支持ブロック部を有しており、この支持ブロック部には、設置穴がロータ軸の軸方向に沿って貫通形成されている。そして、支持ブロック部の設置穴内には、ロータ軸を回転可能に油膜を介して支持する筒状のセミフローティングブッシュが回転を規制された状態で設けられている。また、セミフローティングブッシュは、コンプレッサインペラ側に位置する円筒状の第１軸受部と、タービンインペラ側に位置する円筒状の第２軸受部と、第１軸受部と第２軸受部との間に位置する円筒状の中間ブッシュ部とからなっている。ここで、第１軸受部の内径と第２軸受部の内径は同じで、かつ第１軸受部の外径と第２軸受部の外径は同じであって、中間ブッシュ部の内径は第１軸受部の内径（第２軸受部の内径）よりも大きく、かつ中間ブッシュ部の外径は第１軸受部の外径（第２軸受部の外径）よりも小さくなっている。

軸受ハウジングには、設置穴の内周面とセミフローティングブッシュの外周面との間及びセミフローティングブッシュの内周面とロータ軸の外周面との間に油を給油するための給油経路（給油通路系）が形成されている。また、軸受ハウジングには、設置穴の内周面とセミフローティングブッシュの外周面との間及びセミフローティングブッシュの内周面とロータ軸の外周面との間に給油した油を軸受ハウジングの外側へ排油するための排油経路（排油通路系）が形成されている。

そして、設置穴の内周面とセミフローティングブッシュの外周面との間等に油を給油すると、設置穴の内周面と第１軸受部の外周面との間、設置穴の内周面と第２軸受部の外周面との間、第１軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間、第２軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間にそれぞれ油膜が形成されるようになっている。ここで、第１軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間、及び第２軸受部の内周面とロータ軸の外周面との間にそれぞれ形成された油膜は、ロータ軸のラジアル荷重を負担（支持）する機能を持っている。また、設置穴の内周面と第１軸受部の外周面との間、及び設置穴の内周面と第２軸受部の外周面との間にそれぞれ形成された油膜は、ロータ軸の回転振動に減衰を与える油膜ダンパーとしての機能を持っている。

特開２０１２−２１９７８８号公報 特開２０１２−１９３７０９号公報

ところで、近年、車両用過給機の高効率化の要請が強くなってきており、それに伴い、車両用過給機に用いられるロータ軸支持構造のメカニカルロス（機械損失）の低減を図ることが急務になっている。また、ロータ軸支持構造のメカニカルロスの低減を図るには、設置穴の内周面と中間ブッシュ部の外周面との隙間を一律に広げて、ロータ軸支持構造の排油性を高めることが考えられる。一方、設置穴の内周面と中間ブッシュ部の外周面との隙間を一律に広げると、コンプレッサインペラとタービンインペラの背面圧差による力が油に作用した場合に、設置穴の内周面と第２軸受部の外周面との間の油切れを起こして、設置穴とセミフローティングブッシュとの間の摩耗が増大することが懸念される。

つまり、車両用過給機の耐久性を高めつつ、ロータ軸支持構造のメカニカルロスを低減して、車両用過給機の効率を向上させることは容易でないという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のロータ軸支持構造等を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングに対して回転可能に設けられかつコンプレッサインペラとタービンインペラを同軸上に一体的に連結するロータ軸とを備えた過給機に用いられるロータ軸支持構造において、前記軸受ハウジングが内側に支持ブロック部を有し、前記支持ブロック部に設置穴が前記ロータ軸の軸方向に沿って貫通形成され、前記支持ブロック部の前記設置穴内に前記ロータ軸を回転可能に油膜を介して支持する筒状のセミフローティングブッシュ（セミフローティングメタル）が回転を規制された状態で設けられ、前記セミフローティングブッシュは、前記コンプレッサインペラ側に位置する円筒状の第１軸受部と、前記タービンインペラ側に位置しかつ内径が前記第１軸受部の内径と同じでかつ外径が前記第１軸受部の外径と同じになっている円筒状の第２軸受部と、前記第１軸受部と前記第２軸受部との間に位置しかつ内径が前記第１軸受部の内径（前記第２軸受部の内径）よりも大きくかつ外径が前記第１軸受部の外径（前記第２軸受部の内径）よりも小さくなっている円筒状の中間ブッシュ部とからなり、前記軸受ハウジングに、前記設置穴の内周面と前記セミフローティングブッシュの外周面との間及び前記セミフローティングブッシュの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に油を給油するための給油経路が形成され、前記軸受ハウジングにおける前記セミフローティングブッシュの下側に、前記設置穴の内周面と前記セミフローティングブッシュの外周面との間及び前記セミフローティングブッシュの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に給油した油を前記軸受ハウジングの外側へ排油するための排油経路が形成され、前記中間ブッシュ部の外周面における前記第１軸受部に隣接する側の部位以外の部位に、油を収容する収容周溝が形成されていることを要旨とする。

なお、「前記中間ブッシュ部の外周面における前記第１軸受部に隣接する側の部位以外の部位」とは、前記中間ブッシュ部の外周面における前記第２軸受部に隣接する側の部位、前記中間ブッシュ部の外周面における中間側（前記第１軸受部と前記第２軸受部の中間側）の部位を含む意である。

第１の特徴によると、前記過給機の運転中に、前記給油経路を経由して前記設置穴の内周面と前記セミフローティングブッシュの外周面との間及び前記セミフローティングブッシュの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に油を給油する。これにより、前記設置穴の内周面と前記第１軸受部の外周面との間、前記設置穴の内周面と前記第２軸受部の外周面との間、前記第１軸受部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間、及び前記第２軸受部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間にそれぞれ油膜を形成して、それらの油膜によって前記ロータ軸を回転可能に支持することができる。ここで、前記第１軸受部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間、及び前記第２軸受部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間にそれぞれ形成された油膜は、前記ロータ軸のラジアル荷重を負担（支持）する機能を持っている。また、前記設置穴の内周面と前記第１軸受部の外周面との間、前記設置穴の内周面と前記第２軸受部の外周面との間にそれぞれ形成された油膜は、前記ロータ軸の回転振動に減衰を与える油膜ダンパーとしての機能を持っている。

一方、前記設置穴の内周面と前記セミフローティングブッシュの外周面との間及び前記セミフローティングブッシュの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に給油した油は、前記排油経路を経由して前記軸受ハウジングの外側へ排油される。

前述の作用の他に、前記中間ブッシュ部の外周面における前記第１軸受部に隣接する側の部位以外の部位に前記収容周溝が形成されているため、前記収容周溝の容積分だけ前記セミフローティングブッシュの重量を削減しつつ、前記設置穴の内周面と前記中間ブッシュ部の外周面との間の隙間を局所的に拡げて、ロータ軸支持構造の排油性を高めることができる。また、前記収容周溝の形成箇所が限定され、前記中間ブッシュ部の外周面における前記第１軸受部に隣接する側に前記収容周溝の無い部位が存在しているため、前記過給機の運転中に、前記コンプレッサインペラと前記タービンインペラの背面圧差による力が油に作用し、油の流れ方向が前記コンプレッサインペラ側になっても、前記中間ブッシュ部の前記収容周溝から前記コンプレッサインペラ側への油の流れを抑えつつ、前記設置穴の内周面と前記第２軸受部の外周面との間の油切れを防止することができる。

本発明の第２の特徴は、エンジンからの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する過給機において、第１の特徴からなるロータ軸支持構造を備えたことを要旨とする。

第２の特徴によると、第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、前記収容周溝の容積分だけ前記セミフローティングブッシュの重量を削減しつつ、前記ロータ軸支持構造の排油性を高めることができるため、前記セミフローティングブッシュの軽量化、換言すれば、前記過給機の軽量化を図りつつ、前記ロータ軸支持構造のメカニカルロスを低減して、前記過給機の効率を向上させることができる。

前記過給機の運転中に、前記コンプレッサインペラと前記タービンインペラの背面圧差による力が油に作用しても、前記設置穴の内周面と前記第２軸受部の外周面との間の油切れを十分に防止することができるため、前記設置穴と前記セミフローティングブッシュとの間の摩耗や焼き付けを抑えて、前記過給機の耐久性を向上させることができる。

図１は、図４における矢視部Iの拡大図である。 図２は、本発明の実施形態に係るロータ軸支持構造におけるセミフローティングブッシュの断面図である。 図３（ａ）は、図２におけるIIIA-IIIA線に沿った断面図、図３（ｂ）は、図２におけるIIIB-IIIB線に沿った断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の正断面図である。

本発明の実施形態について図１から図４を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向である。

図１及び図４に示すように、本発明の実施形態に係る車両用過給機（過給機の一例）１は、エンジン（図示省略）からの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）するものである。そして、車両用過給機１の具体的な構成等は、以下のようになる。

車両用過給機１は、軸受ハウジング３と、この軸受ハウジング３に対して回転可能に設けられかつ左右方向へ延びたロータ軸（タービン軸）５とを備えている。また、ロータ軸５の一端部（右端部）には、遠心力を利用して空気を圧縮するコンプレッサインペラ７が一体的に設けられており、ロータ軸５の他端部（左端部）には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させるタービンインペラ９が一体的に設けられている。換言すれば、ロータ軸５は、コンプレッサインペラ７とタービンインペラ９を同軸上に一体的に連結するようになっている。なお、コンプレッサインペラ７の背面の外径は、タービンインペラ９の背面の外径よりも大きくなっている。

ロータ軸５は、コンプレッサインペラ７側（右端側）に位置する第１被支持軸部５ａと、タービンインペラ９側（左端側）に位置する第２被支持軸部５ｂと、第１被支持軸部５ａと第２被支持軸部５ｂとの間に位置する中間軸部５ｃとを備えている。ここで、第１被支持軸部５ａの外径と第２被支持軸部５ｂの外径は同じであって、中間軸部５ｃの外径は第１被支持軸部５ａの外径（第２被支持軸部５ｂの外径）よりも小さくなっている。また、ロータ軸５における第２被支持軸部５ｂの左側には、スリンガー１１が一体形成されており、ロータ軸５における第１被支持軸部５ａの右側には、油切り１３が一体的に設けられている。

図４に示すように、軸受ハウジング３の右側には、コンプレッサインペラ７を収容するコンプレッサハウジング１５が設けられている。また、コンプレッサハウジング１５におけるコンプレッサインペラ７の入口側（空気の流れ方向の上流側）には、空気を導入する空気導入口１７が形成されており、この空気導入口１７は、空気を浄化するエアクリーナ（図示省略）に接続可能である。更に、軸受ハウジング３とコンプレッサハウジング１５との間におけるコンプレッサインペラ７の出口側（空気の流れ方向の下流側）には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路１９が形成されている。また、コンプレッサハウジング１５の内部には、渦巻き状のコンプレッサスクロール流路２１が形成されており、このコンプレッサスクロール流路２１は、ディフューザ流路１９に連通してある。そして、コンプレッサハウジング１５の適宜位置には、圧縮された空気を排出するための空気排出口２３が形成されており、この空気排出口２３は、コンプレッサスクロール流路２１に連通してあって、エンジンの吸気マニホールド（図示省略）に接続可能である。

軸受ハウジング３の左側には、タービンインペラ９を収容するタービンハウジング２５が設けられている。また、タービンハウジング２５の適宜位置には、排気ガスを導入するためのガス導入口２７が形成されており、このガス導入口２７は、エンジンの排気マニホールド（図示省略）に接続可能である。更に、タービンハウジング２５の内部におけるタービンインペラ９の入口側（排気ガスの流れ方向の上流側）には、渦巻き状のタービンスクロール流路２９が形成されており、このタービンスクロール流路２９は、ガス導入口２７に連通してある。そして、タービンハウジング２５におけるタービンインペラ９の出口側（排気ガスの流れ方向の下流側）には、排気ガスを排出するためのガス排出口３１が形成されており、このガス排出口３１は、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置（図示省略）に接続可能である。

続いて、車両用過給機１に用いられるロータ軸支持構造３３の構成について説明する。

図１から図３（ａ）（ｂ）に示すように、軸受ハウジング３は、内側に、支持ブロック部３５を有しており、この支持ブロック部３５には、設置穴３７が左右方向（ロータ軸５の軸方向）に沿って貫通形成されている。また、設置穴３７は、コンプレッサインペラ７側に位置する第１支持穴部３７ａと、タービンインペラ９側に位置する第２支持穴部３７ｂと、第１支持穴部３７ａと第２支持穴部３７ｂとの間に位置する中間穴部３７ｃとを備えている。ここで、第１支持穴部３７ａの内径と第２支持穴部３７ｂの内径は同じであって、中間穴部３７ｃの内径は第１支持穴部３７ａの内径（第２支持穴部３７ｂの内径）よりも僅かに大きくなっている。

支持ブロック部３５の設置穴３７内には、筒状のセミフローティングブッシュ（セミフローティングメタル）３９が回止めピン４１を介して回転を規制された状態で設けられており、このセミフローティングブッシュ３９は、ロータ軸５を回転可能に油膜を介して支持するものである。また、セミフローティングブッシュ３９は、コンプレッサインペラ７側（換言すれば、第１支持穴部３７ａ内）に位置する円筒状の第１軸受部３９ａと、タービンインペラ９側（換言すれば、第２支持穴部３７ｂ内）に位置する円筒状の第２軸受部３９ｂと、第１軸受部３９ａと第２軸受部３９ｂとの間（換言すれば、中間穴部３７ｃ内）に位置する円筒状の中間ブッシュ部３９ｃとからなっている。ここで、第１軸受部３９ａの内径と第２軸受部３９ｂの内径は同じで、かつ第１軸受部３９ａの外径と第２軸受部３９ｂの外径は同じであって、中間ブッシュ部３９ｃの内径は第１軸受部３９ａの内径（第２軸受部３９ｂの内径）よりも大きく、かつ中間ブッシュ部３９ｃの外径は第１軸受部３９ａの外径（第２軸受部３９ｂの外径）よりも僅かに小さくなっている。

セミフローティングブッシュ３９は、第１軸受部３９ａの内周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ａｉが第１軸受部３９ａの外周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ａｏよりもコンプレッサインペラ７側（右側）に位置し、かつ第２軸受部３９ｂの内周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ｂｉが第２軸受部３９ｂの外周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ｂｏよりもタービンインペラ９側（左側）に位置するように構成されている。ここで、第１軸受部３９ａの外周面と内周面の幅（前記軸方向の長さ）の差Ｄ１は、第１軸受部３９ａの内周面の幅Ｌ１の２〜６２％に設定されており、第２軸受部３９ｂの外周面と内周面との幅の差Ｄ２は、第２軸受部３９ｂの内周面の幅Ｌ２の２〜６２％に設定されている。差Ｄ１及び差Ｄ２を前記の範囲に設定されるようにしたのは、車両用過給機１の運転中の油によるメカニカルロス（機械損失）を効果的に低減しつつ、ロータ軸３の回転振動に効果的に減衰を与えるためである。

なお、ロータ軸３の回転安定性を高めることができれば、差Ｄ１及び差Ｄ２は前記の範囲に限定されるものではない。また、第１軸受部３９ａの内周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ａｉが第１軸受部３９ａの外周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ａｏよりもコンプレッサインペラ７側に位置していなくても構わない。更に、第２軸受部３９ｂの内周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ｂｉが第２軸受部３９ｂの外周面の中間ブッシュ部３９ｃ側の端縁３９ｂｏよりもタービンインペラ９側に位置していなくても構わない。

第１軸受部３９ａの外周面には、周方向へ油を案内する第１ガイド周溝４３が形成されており、第１軸受部３９ａの内周面には、左右方向へ油を案内する複数の第１ガイド直線溝４５が周方向に間隔を置いて形成されている。また、第１軸受部３９ａには、第１ガイド周溝４３から第１ガイド直線溝４５側（内周面側）へ油を案内する複数の第１ガイド孔４７が周方向に間隔を置いて貫通形成されている。同様に、第２軸受部３９ｂの外周面には、周方向へ油を案内する第２ガイド周溝４９が形成されており、第２軸受部３９ｂの内周面には、左右方向へ油を案内する複数の第２ガイド直線溝５１が周方向に間隔を置いて形成されている。また、第２軸受部３９ｂには、第２ガイド周溝４９から第２ガイド直線溝５１側（内周面側）へ油を案内する複数の第２ガイド孔５３が周方向に間隔を置いて貫通形成されている。更に、中間ブッシュ部３９ｃの下側部分には、回止めピン４１を嵌合させるための嵌合穴５５が貫通形成されている。

セミフローティングブッシュ３９の右端面（第１軸受部３９ａの端面）は、油切り１３を介してコンプレッサインペラ７側からのスラスト荷重を負担（支持）するようになっており、セミフローティングブッシュ３９の左端面（第２軸受部３９ｂの端面）は、スリンガー１１を介してタービンインペラ９側からのスラスト荷重を負担するようになっている。換言すれば、セミフローティングブッシュ３９は、コンプレッサインペラ７側及びタービンインペラ９側からのスラスト荷重を負担するスラスト軸受としての機能を持っている。また、セミフローティングブッシュ３９の両端面（右端面と左端面）には、例えば特開平９−２４２５５３号公報及び特開２００７−２３８５８号公報等に示すように、ガイド溝（図示省略）及びテーパ部（図示省略）等が適宜に形成されている。なお、セミフローティングブッシュ３９からスラスト軸受としての機能を省略して、例えば特開２０１２−２３７２５４号公報、特開２００７−１７０２９６号公報等に示すように、支持ブロック部３５にコンプレッサインペラ７側及びタービンインペラ９側からのスラスト荷重を負担する複数のスラスト軸受（図示省略）が設けられるようにしても構わない。

図１に示すように、軸受ハウジング３には、設置穴３７の内周面とセミフローティングブッシュ３９の外周面との間及びセミフローティングブッシュ３９の内周面とロータ軸５の外周面との間に油を給油する給油経路（給油通路系）５７が形成されている。具体的には、軸受ハウジング３には、油を取入れるため給油口（油取入口）５９が形成されており、この給油口５９は、油を給油する給油ポンプ（図示省略）に接続可能である。また、支持ブロック部３５（軸受ハウジング３の内部）には、第１軸受部３９ａの第１ガイド周溝４３に油を直接給油するための第１給油通路６１が形成されており、この第１給油通路６１は、給油口５９に連通してある。更に、支持ブロック部３５の内部には、第２軸受部３９ｂの第２ガイド周溝４９に油を直接給油するための第２給油通路６３が形成されており、この第２給油通路６３は、給油口５９に連通してある。

軸受ハウジング３には、設置穴３７の内周面とセミフローティングブッシュ３９の外周面との間及びセミフローティングブッシュ３９の内周面とロータ軸５の外周面との間等に給油した油を排油するための排油経路（排油通路系）６５が形成されている。具体的には、支持ブロック部３５の設置穴３７の左端付近には、セミフローティングブッシュ３９の他端面とスリンガー１１との間から流出した油を一時的に貯留する環状の油溜まり６７が形成されている。また、支持ブロック部３５におけるセミフローティングブッシュ３９の下側には、油溜まり６７から油を排油するための排油通路６９が貫通形成されている。そして、軸受ハウジング３内における支持ブロック部３５の下方には、排油通路６９等から排油された油を回収する回収室７１が形成されている。更に、軸受ハウジング３の下側部分には、油を軸受ハウジング３の外側へ排油するための排油口７３が形成されており、この排油口７３は、回収室７１に連通してある。

本発明の実施形態に係るロータ軸支持構造３３は、前述の構成の他に、次のような構成を有している。

図２に示すように、中間ブッシュ部３９ｃの外周面における第１軸受部３９ａに隣接する側の部位以外の部位（本発明の実施形態にあっては、中間ブッシュ部３９ｃの外周面における第２軸受部３９ｂに隣接する側から中間側に亘る部位）には、油を収容する収容周溝７５が形成されている。ここで、収容周溝７５の幅Ｌ３は、中間ブッシュ部の幅Ｌ４の５０％以下（本発明の実施形態にあっては、４６〜５０％）に設定されている。中間ブッシュ部の幅Ｌ４の５０％以下設定されるようにしたのは、車両用過給機１の運転中に、コンプレッサインペラ７とタービンインペラ９の背面圧差による力が油に作用した場合に、タービンインペラ９側からコンプレッサインペラ７側への油の流れを十分に防止するためである。なお、収容周溝７５が中間ブッシュ部３９ｃの外周面における第１軸受部３９ａに隣接する側の部位以外の部位に形成されていれば、中間ブッシュ部３９ｃの外周面における第２軸受部３９ｂに隣接する側の部位に形成されなくても構わない。また、車両用過給機１の運転中にタービンインペラ９側からコンプレッサインペラ７側への油の流れを十分に防止できれば、収容周溝７５の幅Ｌ３が中間ブッシュ部の幅Ｌ４の５０％を超えてあっても構わない。

図１及び図２に示すように、中間ブッシュ部３９ｃの下側部分であって収容溝７５の底部分には、中間軸部５ｃの外周面と中間ブッシュ部３９ｃの内周面との間から油を排油する排油孔７７が貫通形成されている。また、支持ブロック部３５におけるセミフローティングブッシュ３９の下側には、中間ブッシュ部３９ｃの外周面と中間穴部３７ｃの内周面との間から油を排油するための排油通路７９が貫通形成されている。なお、排油通路７９は、排油経路６５の一部を構成するものであって、排油通路７９から排油された油は、回収室７１に回収されるようになっている。

図１に示すように、支持ブロック部３５の右側部には、給油経路５７の一部を閉じる環状の蓋部材８１が油切り１３を囲むように設けられている。また、軸受ハウジング３の右側部には、環状のシールプレート８３が油切り１３を囲むように設けられており、シールプレート８３の内周面と油切り１３の外周面との間には、軸受ハウジング３側からコンプレッサインペラ７側への油の漏れ等を防止する第１シールリング８５が設けられている。更に、軸受ハウジング３の左側部には、ロータ軸５の左端部を嵌挿させるための嵌挿穴８７が形成されており、嵌挿穴８７の内周面とロータ軸５の左端部の外周面との間には、軸受ハウジング３側からタービンインペラ９側への油の漏れ等を防止する第２シールリング８９が設けられている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

ガス導入口２７から導入した排気ガスがタービンスクロール流路２９を経由してタービンインペラ９の入口側から出口側へ流通することにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させて、ロータ軸５及びコンプレッサインペラ７をタービンインペラ９と一体的に回転させることができる。これにより、空気導入口１７から導入した空気を圧縮して、ディフューザ流路１９及びコンプレッサスクロール流路２１を経由して空気排出口２３から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給することができる。

車両用過給機１の運転中に、給油ポンプの作動により給油口５９から軸受ハウジング３の内部に油を取入れて、第１給油通路６１から第１軸受部３９ａの第１ガイド周溝４３に、第２給油通路６３から第２軸受部３９ｂの第２ガイド周溝４９にそれぞれ直接給油する。これにより、設置穴３７の内周面とセミフローティングブッシュ３９の外周面との間だけでなく、第１軸受部３９ａの複数の第１ガイド孔４７及び第２軸受部３９ｂの複数の第２ガイド孔５３等を経由してセミフローティングブッシュ３９の内周面とロータ軸５の外周面との間に油を給油することができる。よって、第１支持穴部３７ａの内周面と第１軸受部３９ａの外周面との間、第２支持穴部３７ｂの内周面と第２軸受部３９ｂの外周面との間、第１軸受部３９ａの内周面と第１被支持軸部５ａの外周面との間、及び第２軸受部３９ｂの内周面と第２被支持軸部５ｂの外周面との間にそれぞれ油膜を形成して、それらの油膜によってロータ軸５を回転可能に支持することができる。ここで、第１軸受部３９ａの内周面と第１被支持軸部５ａの外周面との間、及び第２軸受部３９ｂの内周面と第２被支持軸部５ｂの外周面との間にそれぞれ形成された油膜は、ロータ軸５のラジアル荷重を負担（支持）する機能を持っている。また、第１支持穴部３７ａの内周面と第１軸受部３９ａの外周面との間、第２支持穴部３７ｂの内周面と第２軸受部３９ｂの外周面との間にそれぞれ形成された油膜は、ロータ軸５の回転振動に減衰を与える油膜ダンパーとしての機能を持っている。なお、設置穴３７の内周面とセミフローティングブッシュ３９の外周面との間等に油が給油されると、セミフローティングブッシュ３９の右端面と油切り１３との間、及びセミフローティングブッシュ３９の左端面とスリンガー１１との間に油が給油されるようになっている。

一方、設置穴３７の内周面とセミフローティングブッシュ３９の外周面との間及びセミフローティングブッシュ３９の内周面とロータ軸５の外周面との間に給油した油は、排油通路６９，７９等から流出して、回収室７１を経由して排油口７３から軸受ハウジング３の外側へ排油される。なお、排油口７３から排油された油は、オイルパン（図示省略）に一旦回収されて、再び給油ポンプの作動により給油口５９から軸受ハウジング３の内部に取入られるようになっている。

前述の作用の他に、中間ブッシュ部３９ｃの外周面における第１軸受部３９ａに隣接する側の部位以外の部位に収容周溝７５が形成されているため、収容周溝７５の容積分だけセミフローティングブッシュ３９の重量を削減しつつ、中間穴部３７ｃの内周面と中間ブッシュ部３９ｃの外周面との間の隙間を局所的に拡げて、ロータ軸支持構造３３の排油性を高めることができる。

収容周溝７５の形成箇所が限定され、中間ブッシュ部３９ｃの外周面における第１軸受部３９ａに隣接する側に収容周溝７５の無い部位が存在しているため、車両用過給機１の運転中に、コンプレッサインペラ７とタービンインペラ９の背面圧差による力が油に作用し、油の流れ方向がコンプレッサインペラ７側（右方向）になっても、中間ブッシュ部３９ｃの収容周溝７５からコンプレッサインペラ７側への油の流れを抑えて、第２支持穴部３７ｂの内周面と第２軸受部３９ｂの外周面との間の油切れを防止することができる。

中間ブッシュ部３９ｃの下側部分に排油孔７７が貫通形成され、支持ブロック部３５におけるセミフローティングブッシュ３９の下側に排油通路７９が貫通形成されているため、設置穴３７の内周面とセミフローティングブッシュ３９の外周面との間に油が溜まり難くなって、ロータ軸支持構造３３の排油性を高めることができる。

第１軸受部３９ａの外周面に第１ガイド周溝４３が形成され、第１軸受部３９ａに複数の第１ガイド孔４７が周方向に間隔を置いて貫通形成され、支持ブロック部３５に第１給油通路６１が形成されているため、第１支持穴部３７ａの内周面と第１軸受部３９ａの外周面との間、及び第１軸受部３９ａの内周面と第１被支持軸部５ａの外周面との間に油を安定的に給油することができる。同様に、第２軸受部３９ｂの外周面に第２ガイド周溝４９が形成され、第２軸受部３９ｂに複数の第２ガイド孔５３が周方向に間隔を置いて貫通形成され、支持ブロック部３５の内部に第２給油通路６３が形成されているため、第２支持穴部３７ｂの内周面と第２軸受部３９ｂの外周面との間、及び第２軸受部３９ｂの内周面と第２被支持軸部５ｂの外周面との間に油を安定的に給油することができる。

以上の如き、本発明の実施形態によれば、収容周溝７５の容積分だけセミフローティングブッシュ３９の重量を削減しつつ、ロータ軸支持構造３３の排油性を高めることができるため、セミフローティングブッシュ３９の軽量化、換言すれば、車両用過給機１の軽量化を図りつつ、ロータ軸支持構造３３におけるメカニカルロスを低減して、車両用過給機１の効率を向上させることができる。特に、設置穴３７の内周面とセミフローティングブッシュ３９の外周面との間に油が溜まり難くなって、ロータ軸支持構造３３の排油性を高めることができるため、ロータ軸支持構造３３におけるメカニカルロスをより低減して、車両用過給機１の効率をより向上させることができる。

車両用過給機１の運転中に、コンプレッサインペラ７の背面の負圧が大きく作用しても、第２支持穴部３７ｂの内周面と第２軸受部３９ｂの外周面との間の油切れを防止できると共に、第１支持穴部３７ａの内周面と第１軸受部３９ａの外周面との間等に油を安定的に給油することができるため、設置穴３７とセミフローティングブッシュ３９との間及びセミフローティングブッシュ３９とロータ軸５との間の摩耗や焼き付けを抑えて、車両用過給機１の耐久性を向上させることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、適宜の変更を行うことにより、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

１：車両用過給機、３：軸受ハウジング、５：ロータ軸、５ａ：第１被支持軸部、５ｂ：第２被支持軸部、５ｃ：中間軸部、７：コンプレッサインペラ、９：タービンインペラ、１５：コンプレッサハウジング、２５：タービンハウジング、３３：ロータ軸支持構造、３５：支持ブロック部、３７：設置穴、３７ａ：第１支持穴部、３７ｂ：第２支持穴部、３７ｃ：中間穴部、３９：セミフローティングブッシュ、３９ａ：第１軸受部、３９ｂ：第２軸受部、３９ｃ：中間ブッシュ部、４１：回止めピン、４３：第１ガイド周溝、４５：第１ガイド直線溝、４７：第１ガイド孔、４９：第２ガイド周溝、５１：第２ガイド直線溝、５３：第２ガイド孔、５７：給油経路、６１：第１給油通路、６３：第２給油通路、６５：排油経路、６９：排油通路、７５：収容周溝、７７：排油孔、７９：排油通路

Claims (5)

1. 軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングに対して回転可能に設けられかつコンプレッサインペラとタービンインペラを同軸上に一体的に連結するロータ軸とを備えた過給機に用いられるロータ軸支持構造において、
   前記軸受ハウジングが内側に支持ブロック部を有し、前記支持ブロック部に設置穴が前記ロータ軸の軸方向に沿って貫通形成され、
   前記支持ブロック部の前記設置穴内に前記ロータ軸を回転可能に油膜を介して支持する筒状のセミフローティングブッシュが回転を規制された状態で設けられ、前記セミフローティングブッシュは、前記コンプレッサインペラ側に位置する円筒状の第１軸受部と、前記タービンインペラ側に位置しかつ内径が前記第１軸受部の内径と同じでかつ外径が前記第１軸受部の外径と同じになっている円筒状の第２軸受部と、前記第１軸受部と前記第２軸受部との間に位置しかつ内径が前記第１軸受部の内径よりも大きくかつ外径が前記第１軸受部の外径よりも小さくなっている円筒状の中間ブッシュ部とからなり、
   前記軸受ハウジングに、前記設置穴の内周面と前記セミフローティングブッシュの外周面との間及び前記セミフローティングブッシュの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に油を給油するための給油経路が形成され、前記軸受ハウジングに、前記設置穴の内周面と前記セミフローティングブッシュの外周面との間及び前記セミフローティングブッシュの内周面と前記ロータ軸の外周面との間に給油した油を前記軸受ハウジングの外側へ排油するための排油経路が形成され、
   前記中間ブッシュ部の外周面における前記第１軸受部に隣接する側の部位以外の部位に、油を収容する収容周溝が形成されていることを特徴とするロータ軸支持構造。
2. 前記中間ブッシュ部の下側部分に前記中間ブッシュ部の内周面と前記ロータ軸の外周面との間から油を排油する排油孔が貫通形成され、
   前記排油経路は、前記支持ブロック部における前記セミフローティングブッシュの下側に貫通形成されかつ前記設置穴の内周面と前記中間ブッシュ部の外周面との間から油を排油するための排油通路を有していることを特徴とする請求項１記載のロータ軸支持構造。
3. 前記収容周溝の幅は、前記中間ブッシュ部の幅の５０％以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータ軸支持構造。
4. 前記第１軸受部の外周面に周方向へ油を案内する第１ガイド周溝が形成され、前記第１軸受部に前記第１ガイド周溝から内周面側へ油を案内する第１ガイド孔が貫通形成され、前記第２軸受部の外周面に周方向へ油を案内する第２ガイド周溝が形成され、前記第２軸受部に前記第２ガイド周溝から内周面側へ油を案内する第２ガイド孔が貫通形成され、
   前記給油経路は、前記第１軸受部の前記第１ガイド周溝に油を直接給油するための第１給油通路、及び前記第２軸受部の前記第２ガイド周溝に油を直接給油するための第２給油通路を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のロータ軸支持構造。
5. エンジンからの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する過給機において、
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のロータ軸支持構造を備えたことを特徴とする過給機。

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