JP2015124727A - Thrust bearing of turbocharger - Google Patents

Thrust bearing of turbocharger Download PDF

Info

Publication number
JP2015124727A
JP2015124727A JP2013270846A JP2013270846A JP2015124727A JP 2015124727 A JP2015124727 A JP 2015124727A JP 2013270846 A JP2013270846 A JP 2013270846A JP 2013270846 A JP2013270846 A JP 2013270846A JP 2015124727 A JP2015124727 A JP 2015124727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sliding
thrust
turbine
compressor
side engaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013270846A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
棚田 雅之
Masayuki Tanada
雅之 棚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013270846A priority Critical patent/JP2015124727A/en
Publication of JP2015124727A publication Critical patent/JP2015124727A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1075Wedges, e.g. ramps or lobes, for generating pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/047Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thrust bearing of a turbocharger which can suppress seizure in starting an engine while reducing friction at an operation of an engine.SOLUTION: A thrust bearing limits an axial movement of a rotating shaft by a turbine-side engagement part 201 in which a turbine-side thrust collar 401 and a thrust disc 30 are engaged with each other, and a compressor-side engagement part 202 in which a compressor-side thrust collar 402 and the thrust disc 30 are engaged with each other. Non-slide parts 303, 304 formed of recesses and slide parts 305, 306 having no recesses are alternately aligned at the thrust disc 30 in a circumferential direction, and a total area of the slide part 306 at the compressor-side engagement part 202 is larger than a total area of the slide part 305 at the turbine-side engagement part 201.

Description

本発明は、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受に関する。   The present invention relates to a thrust bearing for a turbocharger that restricts axial movement of a rotating shaft that connects a turbine impeller and a compressor impeller.

ターボチャージャのスラスト軸受は、ハウジングに固定されているスラストディスクと、回転軸に固定されているスラストカラーとによって構成され、スラストディスクとスラストカラーとの係合によって回転軸の軸方向の移動を制限している。これらスラストディスクとスラストカラーとが対向する係合部には、オイルポンプの駆動によってオイルが供給されている。   The turbocharger thrust bearing is composed of a thrust disk fixed to the housing and a thrust collar fixed to the rotating shaft, and the axial movement of the rotating shaft is limited by the engagement between the thrust disk and the thrust collar. doing. Oil is supplied to the engaging portion where the thrust disk and the thrust collar face each other by driving an oil pump.

特許文献1には、一対のスラストカラーの間にスラストディスクを配設したスラスト軸受が開示されている。この特許文献1のスラスト軸受におけるスラストディスクには、スラストカラーと対向する面に複数の窪みが周方向に一定の間隔で設けられている。   Patent Document 1 discloses a thrust bearing in which a thrust disk is disposed between a pair of thrust collars. In the thrust disk in the thrust bearing of this Patent Document 1, a plurality of depressions are provided at regular intervals in the circumferential direction on the surface facing the thrust collar.

このようにスラストディスクにおけるスラストカラーと対向する面に窪みが設けられていると、窪みが設けられた部分が非摺動部になり、スラストカラーとスラストディスクとの摺動面積が小さくなるため、フリクションを低減することができる。   Thus, if a recess is provided on the surface facing the thrust collar in the thrust disk, the portion provided with the recess becomes a non-sliding part, and the sliding area between the thrust collar and the thrust disk becomes small, Friction can be reduced.

また、回転軸の回転に伴いスラストカラーが回転すると、スラストディスクとスラストカラーとの間でオイルが流動し、オイルが非摺動部から窪みの設けられていない摺動部に引き込まれ、広い部分から狭い部分へと流れ込むことになる。そのため、スラストディスクの摺動部とスラストカラーとが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスクとスラストカラーとを引き離す力が作用するようになる。その結果、スラストディスクとスラストカラーとの摺動面における油膜の厚さが確保され、流体潤滑によりフリクションが更に低減する。   Also, when the thrust collar rotates with the rotation of the rotating shaft, oil flows between the thrust disk and the thrust collar, and the oil is drawn from the non-sliding part to the sliding part where there is no depression, and the wide part Will flow into the narrow part. For this reason, the hydraulic pressure is increased at the portion where the sliding portion of the thrust disk and the thrust collar face each other, and a force for separating the thrust disk and the thrust collar acts. As a result, the thickness of the oil film on the sliding surface between the thrust disk and the thrust collar is secured, and the friction is further reduced by fluid lubrication.

特開2011−127428号公報JP 2011-127428 A

ところで、タービンインペラ及びコンプレッサインペラが回転し、過給が行われているときには、それぞれのインペラの上流と下流に圧力差が生じ、各インペラにはそれぞれを先端側に引っ張る力が作用する。このときには、回転軸が両端から引っ張られていることになるため、回転軸は一方に偏りにくい。   By the way, when the turbine impeller and the compressor impeller are rotated and supercharging is performed, a pressure difference is generated between the upstream and the downstream of each impeller, and a force for pulling each impeller to the tip side acts. At this time, since the rotating shaft is pulled from both ends, the rotating shaft is not easily biased to one side.

これに対して機関始動時には、過給がなされていないため、コンプレッサインペラを先端側に引っ張る力が作用する前にタービンインペラを先端側に引っ張る力が作用し、回転軸がタービンハウジング側に引っ張られるようになる。そして、こうした機関始動時には、十分にオイルが供給されていないため、上記のようにスラストディスクの表面に窪みが形成されていたとしてもスラストディスクとスラストカラーとの間に存在するオイルの油圧を高めることができない。さらにこのときには、窪みによって非摺動部が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。   On the other hand, when the engine is started, since supercharging is not performed, the force that pulls the turbine impeller toward the tip side acts before the force that pulls the compressor impeller toward the tip side, and the rotating shaft is pulled toward the turbine housing side. It becomes like this. At the time of starting the engine, since the oil is not sufficiently supplied, the oil pressure of the oil existing between the thrust disk and the thrust collar is increased even if the depression is formed on the surface of the thrust disk as described above. I can't. Further, at this time, the non-sliding portion is formed by the depression and the sliding area is reduced, resulting in an increase in the surface pressure acting on the sliding surface. Therefore, there is a possibility that the oil film cannot be held and seizure occurs.

なお、こうした課題は、スラストカラーに窪みを設けてフリクションの低減を図る構成を採用している場合にも同様に生じ得る。また、一対のスラストディスクの間にスラストカラーを配設したスラスト軸受においてスラストディスクやスラストカラーに窪みを設けてフリクションの低減を図る構成を採用している場合にも、こうした課題と同様の課題が生じ得る。   Such a problem can occur in the same manner when a configuration is adopted in which a depression is provided in the thrust collar to reduce friction. In addition, when a thrust bearing in which a thrust collar is disposed between a pair of thrust disks adopts a configuration in which a recess is provided in the thrust disk or the thrust collar to reduce friction, the same problem as this problem occurs. Can occur.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することのできるターボチャージャのスラスト軸受を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a turbocharger thrust bearing capable of suppressing the occurrence of seizure during engine start-up while reducing friction during engine operation. There is to do.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのターボチャージャのスラスト軸受は、ハウジングに固定されたスラストディスクと、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定され、前記スラストディスクを挟むように配設されたタービン側スラストカラー及びコンプレッサ側スラストカラーを備え、前記タービン側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積が、前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A turbocharger thrust bearing for solving the above-mentioned problems is a turbine fixed to a thrust disk fixed to a housing, a rotating shaft connecting a turbine impeller and a compressor impeller, and disposed so as to sandwich the thrust disk. A turbine side engaging portion that engages the turbine side thrust collar and the thrust disc, and a compressor side engaging portion that engages the compressor side thrust collar and the thrust disc A thrust bearing of a turbocharger that restricts the axial movement of the rotary shaft by a recess formed on a surface of each engagement portion facing the other of at least one of the thrust disk and the thrust collar. Of the non-sliding part and the depression Non-sliding sliding parts are provided alternately in the circumferential direction, and the total area of the sliding parts in the compressor side engaging part is the total of the sliding parts in the turbine side engaging part. It is larger than the area.

スラストディスクを挟むように一対のスラストカラーを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に移動すると、コンプレッサ側スラストカラーがスラストディスクに近づくことになる。すなわち、スラストディスクを挟むように一対のスラストカラーを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に引っ張られる機関始動時にはコンプレッサ側係合部において焼き付きが生じやすくなる。   In the case of a thrust bearing in which a pair of thrust collars are disposed so as to sandwich the thrust disk, when the rotation shaft moves to the turbine housing side, the compressor-side thrust collar approaches the thrust disk. That is, in the case of a thrust bearing in which a pair of thrust collars are disposed so as to sandwich the thrust disk, seizure is likely to occur at the compressor side engaging portion at the time of engine start in which the rotating shaft is pulled to the turbine housing side.

各係合部における摺動面積を増大させれば、荷重を分散させて摺動面に作用する面圧を小さくすることができるため、機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。しかし、各係合部における摺動面積を増大させると、機関運転時のフリクションが増大してしまう。   If the sliding area at each engaging portion is increased, the surface pressure acting on the sliding surface can be reduced by dispersing the load, and therefore the oil film can be easily held even when the engine is started. However, if the sliding area at each engagement portion is increased, the friction during engine operation increases.

これに対して上記構成では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるコンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部における摺動部の総面積を大きくする場合と比較して、摺動部を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。   On the other hand, in the above configuration, the total area of the sliding portion in the compressor side engaging portion where seizure is likely to occur when the engine is started is selectively increased. Therefore, the friction reduction effect during engine operation obtained by reducing the sliding portion is less likely to be lost compared with the case where the total area of the sliding portion in the engaging portion on both the compressor side and the turbine side is increased.

すなわち、上記構成によれば、各係合部における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。   That is, according to the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of seizure when starting the engine while reducing the friction during engine operation by reducing the sliding area at each engagement portion.

また、上記ターボチャージャのスラスト軸受では、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数と前記タービン側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積が前記タービン側係合部における各摺動部の面積よりも大きい。   Further, in the turbocharger thrust bearing, the number of sliding portions in the compressor side engaging portion is equal to the number of sliding portions in the turbine side engaging portion, and each sliding in the compressor side engaging portion The area of the part is larger than the area of each sliding part in the turbine side engaging part.

コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を、タービン側係合部における摺動部の総面積よりも大きくするためには、上記構成のように、コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積をタービン側係合部における各摺動部の面積よりも大きくする構成を採用すればよい。   In order to make the total area of the sliding part in the compressor side engaging part larger than the total area of the sliding part in the turbine side engaging part, each sliding part in the compressor side engaging part is configured as described above. It is sufficient to adopt a configuration in which the area of is larger than the area of each sliding part in the turbine side engaging part.

こうした構成によれば、コンプレッサ側係合部における摺動部の数とタービン側係合部における摺動部の数が等しい場合であっても、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を、タービン側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。   According to such a configuration, even if the number of sliding portions in the compressor side engaging portion and the number of sliding portions in the turbine side engaging portion are equal, the total area of the sliding portions in the compressor side engaging portion is reduced. The total area of the sliding part in the turbine side engaging part can be made larger.

また、コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積とタービン側係合部における各摺動部の面積を等しくし、コンプレッサ側係合部における摺動部の数をタービン側係合部における摺動部の数よりも多くする構成を採用することもできる。   In addition, the area of each sliding part in the compressor side engaging part is equal to the area of each sliding part in the turbine side engaging part, and the number of sliding parts in the compressor side engaging part is set to the sliding part in the turbine side engaging part. A configuration in which the number of moving parts is larger than the number of moving parts may be employed.

こうした構成を採用した場合にもコンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を、タービン側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。
上記のように、機関始動時には、スラストディスクとスラストカラーとの間に存在するオイルの油圧を高めることができず、さらに窪みによって非摺動部が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。
Even when such a configuration is adopted, the total area of the sliding portion in the compressor side engaging portion can be made larger than the total area of the sliding portion in the turbine side engaging portion.
As described above, when the engine is started, the oil pressure of the oil existing between the thrust disk and the thrust collar cannot be increased, and the non-sliding portion is formed by the depression to reduce the sliding area. Increases the surface pressure acting on the sliding surface. Therefore, there is a possibility that the oil film cannot be held and seizure occurs.

上記課題を解決するためのターボチャージャのスラスト軸受は、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定されたスラストカラーと、ハウジングに固定され、前記スラストカラーを挟むように配設されたタービン側スラストディスク及びコンプレッサ側スラストディスクを備え、前記タービン側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積が、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっている。   A thrust bearing of a turbocharger for solving the above-mentioned problems is provided by a thrust collar fixed to a rotating shaft connecting a turbine impeller and a compressor impeller, a turbine fixed to a housing and disposed so as to sandwich the thrust collar. A turbine-side engaging portion that engages the turbine-side thrust disc and the thrust collar, and a compressor-side engaging portion that engages the compressor-side thrust disc and the thrust collar. A thrust bearing of a turbocharger that restricts the axial movement of the rotary shaft by a recess formed on a surface of each engagement portion facing the other of at least one of the thrust disk and the thrust collar. Of the non-sliding part and the depression Non-sliding sliding parts are provided alternately in the circumferential direction, and the total area of the sliding parts in the turbine side engaging part is the total of the sliding parts in the compressor side engaging part. It is larger than the area.

スラストカラーを挟むように一対のスラストディスクを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に移動すると、スラストカラーがタービン側スラストディスクに近づくことになる。すなわち、スラストカラーを挟むように一対のスラストディスクを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に引っ張られる機関始動時にはタービン側係合部において焼き付きが生じやすくなる。   In the case of a thrust bearing in which a pair of thrust disks are disposed so as to sandwich the thrust collar, when the rotating shaft moves to the turbine housing side, the thrust collar approaches the turbine side thrust disk. That is, in the case of a thrust bearing in which a pair of thrust disks are disposed so as to sandwich the thrust collar, seizure is likely to occur at the turbine side engaging portion at the time of engine start in which the rotating shaft is pulled to the turbine housing side.

各係合部における摺動面積を増大させれば、荷重を分散させて摺動面に作用する面圧を小さくすることができるため、機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。しかし、各係合部における摺動面積を増大させると、機関運転時のフリクションが増大してしまう。   If the sliding area at each engaging portion is increased, the surface pressure acting on the sliding surface can be reduced by dispersing the load, and therefore the oil film can be easily held even when the engine is started. However, if the sliding area at each engagement portion is increased, the friction during engine operation increases.

これに対して上記構成では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるタービン側係合部における摺動部の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部における摺動部の総面積を大きくする場合と比較して、摺動部を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。   On the other hand, in the said structure, the total area of the sliding part in the turbine side engaging part which becomes easy to produce seizing at the time of engine starting is selectively enlarged. Therefore, the friction reduction effect during engine operation obtained by reducing the sliding portion is less likely to be lost compared with the case where the total area of the sliding portion in the engaging portion on both the compressor side and the turbine side is increased.

すなわち、上記構成によれば、各係合部における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。   That is, according to the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of seizure when starting the engine while reducing the friction during engine operation by reducing the sliding area at each engagement portion.

また、上記ターボチャージャのスラスト軸受では、前記タービン側係合部における前記摺動部の数と前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記タービン側係合部における各摺動部の面積が前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積よりも大きい。   Further, in the turbocharger thrust bearing, the number of the sliding portions in the turbine side engaging portion is equal to the number of the sliding portions in the compressor side engaging portion. The area of the part is larger than the area of each sliding part in the compressor side engaging part.

タービン側係合部における摺動部の総面積を、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積よりも大きくするためには、上記構成のように、タービン側係合部における各摺動部の面積をコンプレッサ側係合部における各摺動部の面積よりも大きくする構成を採用すればよい。   In order to make the total area of the sliding part in the turbine side engaging part larger than the total area of the sliding part in the compressor side engaging part, each sliding part in the turbine side engaging part is configured as described above. A configuration may be adopted in which the area is larger than the area of each sliding part in the compressor side engaging part.

こうした構成によれば、タービン側係合部における摺動部の数とコンプレッサ側係合部における摺動部の数が等しい場合であっても、タービン側係合部における摺動部の総面積を、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。   According to such a configuration, even if the number of sliding portions in the turbine side engaging portion and the number of sliding portions in the compressor side engaging portion are equal, the total area of the sliding portions in the turbine side engaging portion is reduced. The total area of the sliding portion in the compressor side engaging portion can be made larger.

また、タービン側係合部における各摺動部の面積とコンプレッサ側係合部における各摺動部の面積を等しくし、タービン側係合部における摺動部の数をコンプレッサ側係合部における摺動部の数よりも多くする構成を採用することもできる。   Further, the area of each sliding part in the turbine side engaging part and the area of each sliding part in the compressor side engaging part are made equal, and the number of sliding parts in the turbine side engaging part is set to the sliding part in the compressor side engaging part. A configuration in which the number of moving parts is larger than the number of moving parts may be employed.

こうした構成を採用した場合にもタービン側係合部における摺動部の総面積を、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。   Even when such a configuration is adopted, the total area of the sliding portion in the turbine side engaging portion can be made larger than the total area of the sliding portion in the compressor side engaging portion.

(a)は第1実施形態のスラスト軸受を備えるターボチャージャの断面図。(b)はスラスト軸受近傍の拡大図。(A) is sectional drawing of a turbocharger provided with the thrust bearing of 1st Embodiment. (B) is an enlarged view of the vicinity of the thrust bearing. 同スラスト軸受を構成するスラストディスクの斜視図。The perspective view of the thrust disk which comprises the same thrust bearing. 図2における矢印3方向から見たスラストディスクの端面図。FIG. 3 is an end view of the thrust disk as viewed from the direction of arrow 3 in FIG. 2. 図1における4−4線に沿った断面図。Sectional drawing along line 4-4 in FIG. 第1実施形態のスラスト軸受の第1変更例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st modification of the thrust bearing of 1st Embodiment. 第1実施形態のスラスト軸受の第2変更例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd modification of the thrust bearing of 1st Embodiment. 第1実施形態のスラスト軸受の第3変更例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 3rd modification of the thrust bearing of 1st Embodiment. 第2実施形態のスラスト軸受を備えるターボチャージャのスラスト軸受近傍の断面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross-sectional structure of the thrust bearing vicinity of a turbocharger provided with the thrust bearing of 2nd Embodiment. 図8における9−9線に沿った断面図。Sectional drawing along line 9-9 in FIG. 第2実施形態のスラスト軸受の第1変更例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st modification of the thrust bearing of 2nd Embodiment. 第2実施形態のスラスト軸受の第2変更例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd modification of the thrust bearing of 2nd Embodiment. 第2実施形態のスラスト軸受の第3変更例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 3rd modification of the thrust bearing of 2nd Embodiment.

(第1実施形態)
以下、ターボチャージャのスラスト軸受の第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
(First embodiment)
A turbocharger thrust bearing according to a first embodiment will be described below with reference to FIGS.

図1(a)に示すように、ターボチャージャ10では、タービンインペラ110を収容するタービンハウジング11と、コンプレッサインペラ120を収容するコンプレッサハウジング12とがベアリングハウジング14に組み付けられている。ベアリングハウジング14には、タービンインペラ110とコンプレッサインペラ120とを連結する回転軸13が挿通される挿通孔140が形成されており、ベアリングハウジング14は、後に説明するスラスト軸受20及びラジアル軸受141を介して回転軸13を回転可能に支持している。   As shown in FIG. 1A, in the turbocharger 10, a turbine housing 11 that houses a turbine impeller 110 and a compressor housing 12 that houses a compressor impeller 120 are assembled to a bearing housing 14. The bearing housing 14 is formed with an insertion hole 140 through which the rotary shaft 13 that connects the turbine impeller 110 and the compressor impeller 120 is inserted. The bearing housing 14 is provided with a thrust bearing 20 and a radial bearing 141 described later. Thus, the rotary shaft 13 is rotatably supported.

タービンハウジング11には、タービンインペラ110の外周を囲むように延びるスクロール通路112と、タービンインペラ110の先端近傍から回転軸13の延伸方向に延びる排出通路111とが形成されている。タービンハウジング11は内燃機関の排気通路の途中に配設され、スクロール通路112に上流側排気通路が接続され、排出通路111に下流側排気通路が接続される。これにより、上流側排気通路からスクロール通路112に導入された排気がタービンインペラ110を回転させ、排出通路111から下流側排出通路に流れ込むようになる。   A scroll passage 112 extending so as to surround the outer periphery of the turbine impeller 110 and a discharge passage 111 extending in the extending direction of the rotary shaft 13 from the vicinity of the tip of the turbine impeller 110 are formed in the turbine housing 11. The turbine housing 11 is disposed in the middle of the exhaust passage of the internal combustion engine, the upstream exhaust passage is connected to the scroll passage 112, and the downstream exhaust passage is connected to the discharge passage 111. As a result, the exhaust introduced into the scroll passage 112 from the upstream exhaust passage rotates the turbine impeller 110 and flows from the discharge passage 111 into the downstream discharge passage.

コンプレッサハウジング12には、コンプレッサインペラ120の外周を囲むように延びるコンプレッサ通路122と、コンプレッサインペラ120の先端近傍から回転軸13の延伸方向に延びる導入通路121とが形成されている。コンプレッサハウジング12は内燃機関の吸気通路の途中に配設され、導入通路121に上流側吸気通路が接続され、コンプレッサ通路122に下流側吸気通路が接続される。これにより、上流側吸気通路から導入通路121に導入された吸気は、コンプレッサインペラ120の回転に伴ってコンプレッサ通路122に送り出され、下流側吸気通路を通じて燃焼室に送り込まれる。   In the compressor housing 12, a compressor passage 122 extending so as to surround the outer periphery of the compressor impeller 120 and an introduction passage 121 extending in the extending direction of the rotary shaft 13 from the vicinity of the tip of the compressor impeller 120 are formed. The compressor housing 12 is arranged in the middle of the intake passage of the internal combustion engine, the upstream intake passage is connected to the introduction passage 121, and the downstream intake passage is connected to the compressor passage 122. As a result, the intake air introduced from the upstream intake passage into the introduction passage 121 is sent to the compressor passage 122 as the compressor impeller 120 rotates, and is sent to the combustion chamber through the downstream intake passage.

回転軸13を支持しているラジアル軸受141は、ベアリングハウジング14の挿通孔140内に配設された略円筒状の軸受であり、回転軸13の径方向の移動を制限する。なお、図1では、ラジアル軸受141の概略形状のみ図示している。   The radial bearing 141 that supports the rotating shaft 13 is a substantially cylindrical bearing disposed in the insertion hole 140 of the bearing housing 14, and restricts the radial movement of the rotating shaft 13. In FIG. 1, only the schematic shape of the radial bearing 141 is shown.

図1(a)に示すように、ベアリングハウジング14の端部のうち、ラジアル軸受141が配設される位置よりもコンプレッサインペラ120側の端部には、コンプレッサインペラ120の基端と対向する略円盤状のリテーナ142が嵌め込まれている。なお、リテーナ142とベアリングハウジング14との間には、円板状のスラストディスク30が挟み込まれている。そして、スラストディスク30は、ボルト145によってリテーナ142と併せてベアリングハウジング14に固定されている。   As shown in FIG. 1A, the end portion of the bearing housing 14, the end portion closer to the compressor impeller 120 than the position where the radial bearing 141 is disposed, is substantially opposed to the base end of the compressor impeller 120. A disc-shaped retainer 142 is fitted. A disc-shaped thrust disk 30 is sandwiched between the retainer 142 and the bearing housing 14. The thrust disk 30 is fixed to the bearing housing 14 together with the retainer 142 by bolts 145.

図1(b)に示すように、回転軸13には、スラストディスク30と対応する位置にスラストリング40が固定されている。そして、スラストリング40の外周面の中央部には、全周にわたってスラストディスク30の厚みに対応する凹部41が設けられている。これにより、スラストリング40の外周面には、凹部41よりもタービンインペラ110側(図1における右側)に位置するタービン側スラストカラー401と、凹部41よりもコンプレッサインペラ120側(図1における左側)に位置するコンプレッサ側スラストカラー402とが形成されている。   As shown in FIG. 1B, a thrust ring 40 is fixed to the rotary shaft 13 at a position corresponding to the thrust disk 30. A recess 41 corresponding to the thickness of the thrust disk 30 is provided over the entire circumference at the center of the outer peripheral surface of the thrust ring 40. Thereby, on the outer peripheral surface of the thrust ring 40, the turbine side thrust collar 401 positioned on the turbine impeller 110 side (right side in FIG. 1) with respect to the recess 41, and the compressor impeller 120 side (left side in FIG. 1) with respect to the recess 41. And a compressor-side thrust collar 402 located at the same position.

そして、図1(b)に示すように、スラストディスク30は、これらタービン側スラストカラー401とコンプレッサ側スラストカラー402の間に挟み込まれている。これにより、ターボチャージャ10では、スラストディスク30のタービンインペラ110側の面である第1の面301とタービン側スラストカラー401とが対向し、タービン側係合部201を形成している。一方で、ターボチャージャ10では、スラストディスク30のコンプレッサインペラ120側の面である第2の面302とコンプレッサ側スラストカラー402とが対向し、コンプレッサ側係合部202を形成している。   As shown in FIG. 1B, the thrust disk 30 is sandwiched between the turbine-side thrust collar 401 and the compressor-side thrust collar 402. As a result, in the turbocharger 10, the first surface 301, which is the surface on the turbine impeller 110 side of the thrust disk 30, and the turbine-side thrust collar 401 face each other to form the turbine-side engagement portion 201. On the other hand, in the turbocharger 10, the second surface 302, which is the surface on the compressor impeller 120 side of the thrust disk 30, and the compressor-side thrust collar 402 face each other to form a compressor-side engagement portion 202.

このため、回転軸13が挿通孔140内でタービンハウジング11側(図1における右側)に移動した場合には、回転軸13に固定されているスラストリング40のコンプレッサ側スラストカラー402と、ベアリングハウジング14に固定されているスラストディスク30の第2の面302とが係合する。すなわち、この場合には、コンプレッサ側係合部202により、回転軸13の軸方向の移動が制限される。一方で、回転軸13が挿通孔140内でコンプレッサハウジング12側(図1における左側)に移動した場合には、回転軸13に固定されているスラストリング40のタービン側スラストカラー401と、ベアリングハウジング14に固定されているスラストディスク30の第1の面301とが係合する。すなわち、この場合には、タービン側係合部201により、回転軸13の軸方向の移動が制限される。   For this reason, when the rotating shaft 13 moves to the turbine housing 11 side (the right side in FIG. 1) in the insertion hole 140, the compressor-side thrust collar 402 of the thrust ring 40 fixed to the rotating shaft 13, the bearing housing 14 is engaged with the second surface 302 of the thrust disk 30 fixed to the disk 14. That is, in this case, the compressor-side engagement portion 202 restricts the movement of the rotary shaft 13 in the axial direction. On the other hand, when the rotary shaft 13 moves to the compressor housing 12 side (left side in FIG. 1) in the insertion hole 140, the turbine side thrust collar 401 of the thrust ring 40 fixed to the rotary shaft 13 and the bearing housing 14 is engaged with the first surface 301 of the thrust disk 30 fixed to the outer surface 14. That is, in this case, the turbine side engagement portion 201 restricts the movement of the rotating shaft 13 in the axial direction.

すなわち、このターボチャージャ10では、スラストディスク30と、一対のスラストカラー401,402を備えるスラストリング40とによって回転軸13の軸方向の移動を制限するスラスト軸受20が構成されている。   That is, in the turbocharger 10, the thrust bearing 20 that restricts the axial movement of the rotary shaft 13 is configured by the thrust disk 30 and the thrust ring 40 including the pair of thrust collars 401 and 402.

なお、スラスト軸受20の各係合部201,202やラジアル軸受141には、オイルポンプの駆動によってオイルが供給されている。
次に図2を参照してスラストディスク30の構成を説明する。
Note that oil is supplied to the engaging portions 201 and 202 of the thrust bearing 20 and the radial bearing 141 by driving an oil pump.
Next, the configuration of the thrust disk 30 will be described with reference to FIG.

図2に示すように、スラストディスク30の第2の面302におけるコンプレッサ側スラストカラー402と対向する中央部分には、周方向に一定の間隔で6つの窪みが設けられており、これらの窪みによって非摺動部304が形成されている。これにより、スラストディスク30の第2の面302には、図2に示すようにこれらの窪みによって形成された6つの非摺動部304と窪みの設けられていない6つの摺動部306とが周方向に交互に並んで設けられている。なお、窪みは一方向に向かって次第に深くなるようにテーパ形状になっている。   As shown in FIG. 2, six recesses are provided in the central portion of the second surface 302 of the thrust disk 30 facing the compressor-side thrust collar 402 at regular intervals in the circumferential direction. A non-sliding portion 304 is formed. Thereby, on the second surface 302 of the thrust disk 30, as shown in FIG. 2, there are six non-sliding portions 304 formed by these depressions and six sliding portions 306 without any depressions. They are provided alternately in the circumferential direction. Note that the recess is tapered so as to gradually become deeper in one direction.

また、第1の面301のタービン側スラストカラー401と対向する中央部分にも、同様に、周方向に一定の間隔で6つの窪みが設けられており、これらの窪みによって非摺動部303が形成されている。すなわち、スラストディスク30の第1の面301にも、これらの窪みによって形成された6つの非摺動部303と窪みの設けられていない6つの摺動部305とが周方向に交互に並んで設けられている。   Similarly, in the central portion of the first surface 301 facing the turbine-side thrust collar 401, six recesses are provided at regular intervals in the circumferential direction, and the non-sliding portion 303 is formed by these recesses. Is formed. That is, on the first surface 301 of the thrust disk 30, six non-sliding portions 303 formed by these recesses and six sliding portions 305 not provided with the recesses are alternately arranged in the circumferential direction. Is provided.

なお、スラストディスク30には、ボルト145を挿通するための貫通孔であるボルト孔310が形成されている。このターボチャージャ10では、複数箇所で締結することによってリテーナ142及びスラストディスク30が固定されるため、ボルト孔310は複数個形成されているが、図2ではボルト孔310を1つだけ図示している。なお、締結箇所は必ずしも複数設ける必要はなく、リテーナ142及びスラストディスク30を固定することができるのであれば、締結箇所は1つであってもよい。   The thrust disk 30 is formed with a bolt hole 310 that is a through hole for inserting the bolt 145. In the turbocharger 10, the retainer 142 and the thrust disk 30 are fixed by being fastened at a plurality of locations. Therefore, a plurality of bolt holes 310 are formed, but only one bolt hole 310 is illustrated in FIG. 2. Yes. Note that a plurality of fastening locations are not necessarily provided, and there may be only one fastening location as long as the retainer 142 and the thrust disk 30 can be fixed.

次に図3を参照してスラストディスク30の構成について更に詳しく説明する。なお、図3はスラストディスク30を図2における矢印3方向から見た端面図である。また、以下の説明では、図3に示すように、第2の面302における各非摺動部304の長さをL1とし、各摺動部306の長さをL2とする。また、第1の面301における各非摺動部303の長さをL3とし、各摺動部305の長さをL4とする。   Next, the configuration of the thrust disk 30 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is an end view of the thrust disk 30 as viewed from the direction of the arrow 3 in FIG. In the following description, as shown in FIG. 3, the length of each non-sliding portion 304 on the second surface 302 is L1, and the length of each sliding portion 306 is L2. In addition, the length of each non-sliding portion 303 on the first surface 301 is L3, and the length of each sliding portion 305 is L4.

図3に示すように、第2の面302に形成された一組の非摺動部304及び摺動部306の長さ(L1+L2)と、第1の面301に形成された一組の非摺動部303及び摺動部305の長さ(L3+L4)は等しくなっている。   As shown in FIG. 3, the length (L1 + L2) of the set of non-sliding portions 304 and sliding portions 306 formed on the second surface 302 and the set of non-sliding portions 306 formed on the first surface 301 The length (L3 + L4) of the sliding part 303 and the sliding part 305 is equal.

そして、第2の面302における各摺動部306の長さL2は、第1の面301における各摺動部305の長さL4よりも長くなっている。これにより、第2の面302における一組の非摺動部304及び摺動部306の長さ(L1+L2)に対する摺動部306の長さL2の占める割合λcが、第1の面301における一組の非摺動部303及び摺動部305の長さ(L3+L4)に対する摺動部305の長さL4の占める割合λtよりも大きくなっている。   The length L2 of each sliding portion 306 on the second surface 302 is longer than the length L4 of each sliding portion 305 on the first surface 301. Accordingly, the ratio λc of the length L2 of the sliding portion 306 to the length (L1 + L2) of the pair of non-sliding portions 304 and the sliding portions 306 on the second surface 302 is equal to one in the first surface 301. It is larger than the ratio λt of the length L4 of the sliding portion 305 to the length (L3 + L4) of the non-sliding portion 303 and the sliding portion 305 of the set.

なお、フリクションを低減するうえでは、摺動部305,306の占める割合λt,λcを小さくするほど有利になるため、このスラストディスク30では、割合λtを0.1程度にし、割合λcを0.3程度にしている。   In order to reduce the friction, the smaller the ratios λt and λc occupied by the sliding portions 305 and 306, the more advantageous. Therefore, in this thrust disk 30, the ratio λt is set to about 0.1 and the ratio λc is set to 0.1. About 3

こうして割合λcが割合λtよりも大きくされていることにより、このスラスト軸受20では、コンプレッサ側係合部202を構成する第2の面302における各摺動部306の面積がタービン側係合部201を構成する第1の面301における各摺動部305の面積よりも大きくなっている。   Thus, by making the ratio λc larger than the ratio λt, in this thrust bearing 20, the area of each sliding portion 306 on the second surface 302 constituting the compressor-side engaging portion 202 is the turbine-side engaging portion 201. It is larger than the area of each sliding part 305 in the 1st surface 301 which comprises.

そして、これにより、スラスト軸受20では、コンプレッサ側係合部202における摺動部306の総面積が、タービン側係合部201における摺動部305の総面積よりも大きくなっている。   As a result, in the thrust bearing 20, the total area of the sliding portion 306 in the compressor side engaging portion 202 is larger than the total area of the sliding portion 305 in the turbine side engaging portion 201.

次に、本実施形態に係るターボチャージャ10のスラスト軸受20の作用について図1及び図4を参照して説明する。なお、図4は図1における4‐4線に沿った断面図である。   Next, the operation of the thrust bearing 20 of the turbocharger 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG.

タービンインペラ110及びコンプレッサインペラ120が回転し、過給が行われているときには、それぞれのインペラ110,120の上流と下流に圧力差が生じ、図1に白抜き矢印で示すように、各インペラ110,120にはそれぞれを先端側に引っ張る力が作用する。   When the turbine impeller 110 and the compressor impeller 120 are rotated and supercharging is performed, a pressure difference is generated between the upstream and downstream sides of the respective impellers 110 and 120, and as shown by white arrows in FIG. , 120 is acted upon by a force for pulling each of them to the tip side.

また、回転軸13が回転する際には、図4に実線矢印で示すように、回転軸13に固定されているスラストリング40も回転する。このとき、タービン側係合部201及びコンプレッサ側係合部202に供給されているオイルも、スラストリング40の回転に伴い、破線矢印で示すように流動する。   Further, when the rotating shaft 13 rotates, the thrust ring 40 fixed to the rotating shaft 13 also rotates as indicated by a solid arrow in FIG. At this time, the oil supplied to the turbine side engaging portion 201 and the compressor side engaging portion 202 also flows as indicated by the broken-line arrows as the thrust ring 40 rotates.

上述したように、このスラスト軸受20では、スラストディスク30の第1の面301には非摺動部303が形成されており、第2の面302には非摺動部304が形成されているため、スラストディスク30とスラストリング40の各スラストカラー401,402との摺動面積が小さくされている。そのため、タービン側係合部201,コンプレッサ側係合部202におけるフリクションを低減することができる。   As described above, in the thrust bearing 20, the non-sliding portion 303 is formed on the first surface 301 of the thrust disk 30, and the non-sliding portion 304 is formed on the second surface 302. Therefore, the sliding area between the thrust disk 30 and the thrust collars 401 and 402 of the thrust ring 40 is reduced. Therefore, the friction in the turbine side engaging part 201 and the compressor side engaging part 202 can be reduced.

また、破線矢印で示すように、スラストリング40の回転に伴い、各係合部201,202において、オイルが非摺動部303,304とスラストカラー401,402とが対向する部分から摺動部305,306とスラストカラー401,402とが対向する部分に引き込まれ、広い部分から狭い部分に流れ込むことになる。そのため、摺動部305,306とスラストカラー401,402とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク30とスラストカラー401,402とを引き離す力が作用するようになる。その結果、スラストディスク30とスラストカラー401,402との摺動面における油膜の厚さが確保され、流体潤滑によりフリクションが更に低減する。   Further, as indicated by the broken line arrows, with the rotation of the thrust ring 40, in each of the engaging portions 201 and 202, the oil slides from the portion where the non-sliding portions 303 and 304 and the thrust collars 401 and 402 face each other. 305 and 306 and the thrust collars 401 and 402 are drawn into the facing part, and flow from a wide part to a narrow part. Therefore, the hydraulic pressure is increased at the portion where the sliding portions 305 and 306 and the thrust collars 401 and 402 face each other, and a force for separating the thrust disk 30 and the thrust collars 401 and 402 acts. As a result, the thickness of the oil film on the sliding surface between the thrust disk 30 and the thrust collars 401 and 402 is ensured, and the friction is further reduced by fluid lubrication.

なお、図4に示すように、非摺動部303,304を形成している窪みが、このときのオイルの流動方向下流側に向かって次第に浅くなるテーパ形状になっているため、オイルの流れがスムーズになる。このことは、フリクションの低減するうえで有利になる。   As shown in FIG. 4, the recesses forming the non-sliding portions 303 and 304 have a tapered shape that gradually becomes shallower toward the downstream side in the oil flow direction at this time. Becomes smooth. This is advantageous in reducing friction.

ところで、機関始動時には、過給がなされていない状態からタービンインペラ110が回転し始めることになるため、コンプレッサインペラ120を先端側に引っ張る力が作用する前にタービンインペラ110を先端側に引っ張る力が作用し、回転軸13がタービンハウジング11側に引っ張られるようになる。そして、こうした機関始動時には、各係合部201,202に十分にオイルが供給されていないため、スラストディスク30に非摺動部303,304が形成されていたとしても、摺動部305,306とスラストカラー401,402とが対向している部分において油圧を高めることができない。さらにこのときには、非摺動部303,304が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。本実施形態のように、スラストディスク30を挟むようにスラストカラー401,402を配設したスラスト軸受20の場合、回転軸13がタービンハウジング11側に移動すると、コンプレッサ側スラストカラー402がスラストディスク30に近づくことになる。すなわち、スラストディスク30を挟むようにスラストカラー401,402を配設したスラスト軸受20の場合、機関始動時にはコンプレッサ側係合部202において焼き付きが生じやすくなる。   By the way, when the engine is started, the turbine impeller 110 starts to rotate from a state where supercharging is not performed. Therefore, before the force that pulls the compressor impeller 120 toward the front end acts, the force that pulls the turbine impeller 110 toward the front end is increased. As a result, the rotary shaft 13 is pulled toward the turbine housing 11 side. At the time of starting the engine, since the oil is not sufficiently supplied to the respective engaging portions 201 and 202, even if the non-sliding portions 303 and 304 are formed on the thrust disk 30, the sliding portions 305 and 306 are provided. The hydraulic pressure cannot be increased at the portion where the thrust collars 401 and 402 face each other. Further, at this time, the non-sliding portions 303 and 304 are formed and the sliding area is reduced, which leads to an increase in the surface pressure acting on the sliding surface. Therefore, there is a possibility that the oil film cannot be held and seizure occurs. In the case of the thrust bearing 20 in which the thrust collars 401 and 402 are disposed so as to sandwich the thrust disk 30 as in this embodiment, when the rotary shaft 13 moves to the turbine housing 11 side, the compressor-side thrust collar 402 is moved to the thrust disk 30. Will approach. That is, in the case of the thrust bearing 20 in which the thrust collars 401 and 402 are disposed so as to sandwich the thrust disk 30, seizure is likely to occur in the compressor side engaging portion 202 when the engine is started.

これに対して本実施形態のスラスト軸受20では、コンプレッサ側係合部202における摺動部306の総面積をタービン側係合部201における摺動部305の総面積よりも大きくして、コンプレッサ側係合部202における摺動面積を大きくしている。そのため、摺動面に作用する荷重が分散し、摺動面に作用する面圧が小さくなるため機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。   On the other hand, in the thrust bearing 20 of the present embodiment, the total area of the sliding portion 306 in the compressor side engaging portion 202 is made larger than the total area of the sliding portion 305 in the turbine side engaging portion 201 so that the compressor side The sliding area in the engaging portion 202 is increased. Therefore, the load acting on the sliding surface is dispersed, and the surface pressure acting on the sliding surface is reduced, so that the oil film can be easily held even when the engine is started.

なお、タービン側係合部201及びコンプレッサ側係合部202の双方において、摺動部305,306の摺動面積を増大させると、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転時のフリクションを低減する効果が損なわれ、機関運転時のフリクションが増大してしまうことになる。   If the sliding areas of the sliding parts 305 and 306 are increased in both the turbine side engaging part 201 and the compressor side engaging part 202, the friction during engine operation obtained by reducing the sliding area is reduced. The reduction effect is impaired, and the friction during engine operation increases.

これに対して、本実施形態のスラスト軸受20では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるコンプレッサ側係合部202における摺動部306の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部201,202における摺動部305,306の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくくなる。   On the other hand, in the thrust bearing 20 of the present embodiment, the total area of the sliding portion 306 in the compressor side engaging portion 202 where seizure is likely to occur when the engine is started is selectively increased. Therefore, the friction reduction during engine operation obtained by reducing the sliding area compared to the case where the total area of the sliding parts 305 and 306 in the engaging parts 201 and 202 on both the compressor side and the turbine side is increased. The effect is less likely to be impaired.

以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)タービン側係合部201に非摺動部303を設け、コンプレッサ側係合部202に非摺動部304を設けることにより、各係合部201,202における摺動面積を小さくしているため、フリクションを低減することができる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) By providing the non-sliding portion 303 in the turbine side engaging portion 201 and providing the non-sliding portion 304 in the compressor side engaging portion 202, the sliding area in each engaging portion 201, 202 is reduced. Therefore, friction can be reduced.

(2)スラストリング40の回転に伴い、摺動部305,306とスラストカラー401,402とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク30とスラストカラー401,402とを引き離す力が作用するようになる。そのため、スラストディスク30とスラストカラー401,402との摺動面における油膜の厚さを確保でき、流体潤滑によりフリクションを低減することができる。   (2) Along with the rotation of the thrust ring 40, the hydraulic pressure increases at the portion where the sliding portions 305 and 306 and the thrust collar 401 and 402 face each other, and the force that separates the thrust disk 30 and the thrust collar 401 and 402 acts. Will come to do. Therefore, the thickness of the oil film on the sliding surface between the thrust disk 30 and the thrust collars 401 and 402 can be secured, and friction can be reduced by fluid lubrication.

(3)機関始動時に焼き付きが生じやすくなるコンプレッサ側係合部202における摺動部306の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部201,202における摺動部305,306の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。   (3) The total area of the sliding portion 306 in the compressor side engaging portion 202 that is likely to be seized when the engine is started is selectively increased. Therefore, the friction reduction during engine operation obtained by reducing the sliding area compared to the case where the total area of the sliding parts 305 and 306 in the engaging parts 201 and 202 on both the compressor side and the turbine side is increased. The effect is hard to be impaired.

すなわち、本実施形態のスラスト軸受20によれば、各係合部201,202における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。   That is, according to the thrust bearing 20 of the present embodiment, the occurrence of seizure at the start of the engine is suppressed while reducing the friction during the engine operation by reducing the sliding area in each of the engaging portions 201 and 202. be able to.

なお、上記第1実施形態は、上記で説明した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・スラストディスク30の第1の面301及び第2の面302にそれぞれ6つの窪みを設ける構成を例示したが、各面301,302に設ける窪みの数は6つに限らない。窪みの数は適宜変更することができる。
In addition, the said 1st Embodiment is not limited to the structure demonstrated above, It can also implement with the following forms which changed this suitably.
-Although the structure which provides six hollows in the 1st surface 301 and the 2nd surface 302 of the thrust disc 30, respectively was illustrated, the number of the hollows provided in each surface 301,302 is not restricted to six. The number of depressions can be changed as appropriate.

・割合λtを0.1程度とし、割合λcを0.3程度にする例を示したが、割合λtよりも割合λcが大きくなっていれば、割合λt及び割合λcの大きさは適宜変更可能である。なお、フリクション低減の観点からは摺動部305,306を小さくすることが好ましいため、割合λt,λcを小さくすることが好ましいが、摺動部305,306を小さくしすぎると油膜の保持が難しくなり、スラスト軸受20の負荷容量が小さくなってしまう。そのため、割合λt,λcの大きさは実験や計算によるシミュレーションの結果に基づいて必要な負荷容量を確保しつつ、フリクションを極力低減することができる大きさに設定することが望ましい。例えば、割合λtは、0.05〜0.2であることが好ましく、割合λcは、0.25〜0.5であることが好ましい。   Although the example in which the ratio λt is set to about 0.1 and the ratio λc is set to about 0.3 is shown, the ratio λt and the ratio λc can be appropriately changed as long as the ratio λc is larger than the ratio λt It is. Since it is preferable to reduce the sliding portions 305 and 306 from the viewpoint of reducing friction, it is preferable to reduce the ratios λt and λc. However, if the sliding portions 305 and 306 are too small, it is difficult to hold the oil film. Thus, the load capacity of the thrust bearing 20 is reduced. Therefore, it is desirable that the ratios λt and λc be set to a size that can reduce friction as much as possible while securing a necessary load capacity based on the results of simulations through experiments and calculations. For example, the ratio λt is preferably 0.05 to 0.2, and the ratio λc is preferably 0.25 to 0.5.

・上記第1実施形態では、スラストディスク30の第1の面301に非摺動部303及び摺動部305が形成され、第2の面302に非摺動部304及び摺動部306が形成されていた。しかし、各係合部201,202の互いに対向する面のうち、少なくとも一方の面に非摺動部及び摺動部が形成されていれば、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the non-sliding portion 303 and the sliding portion 305 are formed on the first surface 301 of the thrust disk 30, and the non-sliding portion 304 and the sliding portion 306 are formed on the second surface 302. It had been. However, if the non-sliding portion and the sliding portion are formed on at least one of the opposing surfaces of the engaging portions 201 and 202, the same effect as in the first embodiment can be obtained. it can.

そのため、第1実施形態の第1変更例として、図5に示すように、タービン側スラストカラー401に非摺動部403と摺動部405とを形成し、コンプレッサ側スラストカラー402に非摺動部404と摺動部406とを形成する構成を採用することもできる。なお、こうして各スラストカラー401,402に窪みによる非摺動部403,404を形成する場合には、図5に示すように、窪みは、スラストリング40の回転方向前方側ほど深くなるテーパ形状にすることが好ましい。   Therefore, as a first modification of the first embodiment, as shown in FIG. 5, a non-sliding portion 403 and a sliding portion 405 are formed in the turbine-side thrust collar 401, and non-sliding is performed on the compressor-side thrust collar 402. A configuration in which the portion 404 and the sliding portion 406 are formed may be employed. In this way, when the non-sliding portions 403 and 404 due to the depressions are formed in the thrust collars 401 and 402, as shown in FIG. 5, the depressions have a tapered shape that becomes deeper toward the front side in the rotation direction of the thrust ring 40. It is preferable to do.

そして、このように各スラストカラー401,402に非摺動部403,404を形成する場合、図5に示すように、コンプレッサ側係合部202における摺動部406の長さL12を、タービン側係合部201における摺動部405の長さL14よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、コンプレッサ側における一組の非摺動部404及び摺動部406の長さ(L11+L12)に対する摺動部406の長さL12の占める割合λcが、タービン側における一組の非摺動部403及び摺動部405の長さ(L13+L14)に対する摺動部405の長さL14の占める割合λtよりも大きくなる。こうして割合λcが割合λtよりも大きくされていれば、このスラスト軸受20でも、コンプレッサ側係合部202を構成するコンプレッサ側スラストカラー402における各摺動部406の面積が、タービン側係合部201を構成するタービン側スラストカラー401における各摺動部405の面積よりも大きくなる。   When the non-sliding portions 403 and 404 are formed in the thrust collars 401 and 402 in this way, as shown in FIG. 5, the length L12 of the sliding portion 406 in the compressor side engaging portion 202 is set to the turbine side. What is necessary is just to make it longer than length L14 of the sliding part 405 in the engaging part 201. FIG. By adopting such a configuration, the ratio λc of the length L12 of the sliding portion 406 to the length (L11 + L12) of the pair of non-sliding portions 404 and sliding portions 406 on the compressor side is set to one set on the turbine side. It becomes larger than the ratio λt of the length L14 of the sliding portion 405 to the length (L13 + L14) of the non-sliding portion 403 and the sliding portion 405. Thus, if the ratio λc is larger than the ratio λt, even in this thrust bearing 20, the area of each sliding portion 406 in the compressor-side thrust collar 402 constituting the compressor-side engaging portion 202 is the turbine-side engaging portion 201. It becomes larger than the area of each sliding part 405 in the turbine side thrust collar 401 which comprises.

その結果、このスラスト軸受20でも、コンプレッサ側係合部202における摺動部406の総面積をタービン側係合部201における摺動部405の総面積よりも大きくすることができ、上記第1実施形態における(1)〜(3)と同様の効果が得られるようになる。   As a result, also in this thrust bearing 20, the total area of the sliding part 406 in the compressor side engaging part 202 can be made larger than the total area of the sliding part 405 in the turbine side engaging part 201. Effects similar to (1) to (3) in the embodiment can be obtained.

また、第2変更例として、図6に示すように、スラストディスク30の第1の面301に非摺動部303と摺動部305とを形成し、コンプレッサ側スラストカラー402に非摺動部404と摺動部406とを形成する構成を採用することもできる。   As a second modification, as shown in FIG. 6, a non-sliding portion 303 and a sliding portion 305 are formed on the first surface 301 of the thrust disk 30, and the non-sliding portion is formed on the compressor-side thrust collar 402. A configuration in which 404 and the sliding portion 406 are formed may be employed.

この場合、図6に示すように、コンプレッサ側係合部202における摺動部406の長さL12を、タービン側係合部201における摺動部305の長さL24よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、コンプレッサ側における一組の非摺動部404及び摺動部406の長さ(L11+L12)に対する摺動部406の長さL12の占める割合λcが、タービン側における一組の非摺動部303及び摺動部305の長さ(L23+L24)に対する摺動部305の長さL24の占める割合λtよりも大きくなる。こうして割合λcが割合λtよりも大きくされていれば、このスラスト軸受20でも、コンプレッサ側係合部202における各摺動部406の面積が、タービン側係合部201における各摺動部305の面積よりも大きくなる。   In this case, as shown in FIG. 6, the length L12 of the sliding portion 406 in the compressor side engaging portion 202 may be longer than the length L24 of the sliding portion 305 in the turbine side engaging portion 201. By adopting such a configuration, the ratio λc of the length L12 of the sliding portion 406 to the length (L11 + L12) of the pair of non-sliding portions 404 and sliding portions 406 on the compressor side is set to one set on the turbine side. It becomes larger than the ratio λt of the length L24 of the sliding portion 305 to the length (L23 + L24) of the non-sliding portion 303 and the sliding portion 305. Thus, if the ratio λc is made larger than the ratio λt, the area of each sliding portion 406 in the compressor side engaging portion 202 is equal to the area of each sliding portion 305 in the turbine side engaging portion 201 even in this thrust bearing 20. Bigger than.

その結果、このスラスト軸受20でも、コンプレッサ側係合部202における摺動部406の総面積をタービン側係合部201における摺動部305の総面積よりも大きくすることができ、上記第1実施形態における(1)〜(3)と同様の効果が得られるようになる。   As a result, in this thrust bearing 20 as well, the total area of the sliding part 406 in the compressor side engaging part 202 can be made larger than the total area of the sliding part 305 in the turbine side engaging part 201. Effects similar to (1) to (3) in the embodiment can be obtained.

また、この第2変更例とは反対にスラストディスク30の第2の面302に非摺動部304と摺動部306を形成し、タービン側スラストカラー401に非摺動部403と摺動部405を形成する構成を採用することもできる。また、図4に示したスラストディスク30と図5に示したスラストリング40とを組合せ、各係合部201,202において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設ける構成を採用することもできる。   Contrary to the second modified example, the non-sliding portion 304 and the sliding portion 306 are formed on the second surface 302 of the thrust disk 30, and the non-sliding portion 403 and the sliding portion are formed on the turbine-side thrust collar 401. A configuration that forms 405 can also be employed. Further, the thrust disk 30 shown in FIG. 4 and the thrust ring 40 shown in FIG. 5 are combined, and the sliding portions and the non-sliding portions are provided on both surfaces facing each other in the engaging portions 201 and 202. It can also be adopted.

・上記第1実施形態では、タービン側係合部201における摺動部305と、コンプレッサ側係合部202における摺動部306とを同じ数にしていたが、タービン側係合部201における摺動部の数とコンプレッサ側係合部202における摺動部の数は必ずしも同じでなくてもよい。コンプレッサ側係合部202における摺動部の総面積がタービン側係合部201における摺動部の総面積よりも大きくなっていれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the sliding parts 305 in the turbine side engaging part 201 and the sliding parts 306 in the compressor side engaging part 202 have the same number. The number of parts and the number of sliding parts in the compressor side engaging part 202 are not necessarily the same. If the total area of the sliding part in the compressor side engaging part 202 is larger than the total area of the sliding part in the turbine side engaging part 201, the same effect as the first embodiment can be obtained.

そのため、上記第1実施形態の第3変更例として、図7に示すように、コンプレッサ側係合部202における摺動部306の数をタービン側係合部201における摺動部305の数よりも多くした構成を採用することもできる。   Therefore, as a third modification of the first embodiment, as shown in FIG. 7, the number of sliding portions 306 in the compressor side engaging portion 202 is made larger than the number of sliding portions 305 in the turbine side engaging portion 201. Many configurations can be adopted.

例えば、図7に示す第3変更例の場合には、コンプレッサ側係合部202における一組の非摺動部304及び摺動部306の長さ(L21+L22)を、タービン側係合部201における一組の非摺動部303及び摺動部305の長さ(L23+L24)の半分にしている。すなわち、このスラスト軸受20では、コンプレッサ側係合部202における非摺動部304の数をタービン側係合部201における非摺動部303の数の2倍にするとともに、コンプレッサ側係合部202における摺動部306の数をタービン側係合部201における摺動部305の数の2倍にしている。   For example, in the case of the third modified example shown in FIG. 7, the lengths (L21 + L22) of the pair of non-sliding portions 304 and sliding portions 306 in the compressor side engaging portion 202 are set in the turbine side engaging portion 201. The length of the pair of non-sliding portion 303 and sliding portion 305 (L23 + L24) is half. That is, in the thrust bearing 20, the number of non-sliding portions 304 in the compressor side engaging portion 202 is double the number of non-sliding portions 303 in the turbine side engaging portion 201, and the compressor side engaging portion 202. The number of sliding parts 306 in the turbine is doubled from the number of sliding parts 305 in the turbine side engaging part 201.

また、このスラスト軸受20では、コンプレッサ側係合部202における各摺動部306の長さL22をタービン側係合部201における各摺動部305の長さL24と等しくしている。   In the thrust bearing 20, the length L22 of each sliding portion 306 in the compressor side engaging portion 202 is made equal to the length L24 of each sliding portion 305 in the turbine side engaging portion 201.

こうした構成によれば、コンプレッサ側係合部202全体における摺動部の数がタービン側係合部201全体における摺動部の数よりも多くなる。そのため、コンプレッサ側係合部202における摺動部306の総面積を、タービン側係合部201における摺動部305の総面積よりも大きくすることができる。   According to such a configuration, the number of sliding portions in the entire compressor side engaging portion 202 is larger than the number of sliding portions in the entire turbine side engaging portion 201. Therefore, the total area of the sliding part 306 in the compressor side engaging part 202 can be made larger than the total area of the sliding part 305 in the turbine side engaging part 201.

そのため、この第3変更例によっても、上記第1実施形態における(1)〜(3)と同様の効果が得られるようになる。
なお、各係合部における摺動部と非摺動部の長さの設定態様は、上記のような設定態様に限定されず、コンプレッサ側係合部202における摺動部の総面積がタービン側係合部201における摺動部の総面積よりも大きくなるような設定態様であれば、任意に変更することができる。
Therefore, the same effect as (1) to (3) in the first embodiment can be obtained also by the third modified example.
In addition, the setting aspect of the length of the sliding part in each engaging part and a non-sliding part is not limited to the above setting aspects, The total area of the sliding part in the compressor side engaging part 202 is turbine side. Any setting mode can be used as long as it is larger than the total area of the sliding portions in the engaging portion 201.

また、非摺動部及び摺動部を形成する面の組み合わせは変更することができる。例えば、上記第1変更例のように各スラストカラー401,402に摺動部及び非摺動部を形成するスラスト軸受20に、この技術的思想を適用することもできる。すなわち、この場合にも、各スラストカラー401,402における摺動部及び非摺動部の数を異ならせることによってコンプレッサ側係合部202における摺動部の総面積をタービン側係合部201における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。同様に、第2変更例のように一方のスラストカラーに摺動部及び非摺動部を形成するとともに、スラストディスク30の他方のスラストカラーと対向する面に摺動部及び非摺動部を形成したスラスト軸受20にも、この技術的思想を適用することができる。さらに、この技術的思想は、各係合部201,202において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設けるスラスト軸受20にも適用することができる。   Moreover, the combination of the surface which forms a non-sliding part and a sliding part can be changed. For example, this technical idea can also be applied to the thrust bearing 20 in which the sliding portions and the non-sliding portions are formed in the thrust collars 401 and 402 as in the first modified example. That is, also in this case, the total area of the sliding parts in the compressor side engaging part 202 is changed in the turbine side engaging part 201 by making the number of sliding parts and non-sliding parts in the thrust collars 401 and 402 different. The total area of the sliding portion can be made larger. Similarly, as in the second modified example, a sliding portion and a non-sliding portion are formed on one thrust collar, and a sliding portion and a non-sliding portion are provided on the surface of the thrust disk 30 facing the other thrust collar. This technical idea can also be applied to the formed thrust bearing 20. Furthermore, this technical idea can also be applied to the thrust bearing 20 in which the sliding portions and the non-sliding portions are provided on both surfaces of the engaging portions 201 and 202 facing each other.

(第2実施形態)
次に、ターボチャージャのスラスト軸受の第2実施形態について、図8及び図9を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of a turbocharger thrust bearing will be described with reference to FIGS.

図8に示すように、この第2実施形態のスラスト軸受50では、一対のスラストディスク61,62の間にスラストカラー71を配設した構成を採用している。その他の構成は、上記第1実施形態と同じであるため、同じ符号を用いることにより重複する説明を省略し、以下では相違する点を中心に説明する。   As shown in FIG. 8, the thrust bearing 50 of the second embodiment employs a configuration in which a thrust collar 71 is disposed between a pair of thrust disks 61 and 62. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are used to omit redundant description, and the following description will focus on differences.

図8に示すように、本実施形態のスラスト軸受50を備えるターボチャージャ10では、リテーナ142とベアリングハウジング14との間に、タービン側スラストディスク61と、スペーサ部材143と、コンプレッサ側スラストディスク62とが挟み込まれている。なお、スペーサ部材143は、一対のスラストディスク61,62の間に挟み込まれている。そして、これら一対のスラストディスク61,62とスペーサ部材143は、ボルト145によってリテーナ142と併せてベアリングハウジング14に固定されている。   As shown in FIG. 8, in the turbocharger 10 including the thrust bearing 50 of the present embodiment, a turbine side thrust disk 61, a spacer member 143, a compressor side thrust disk 62, and the like are interposed between the retainer 142 and the bearing housing 14. Is sandwiched. The spacer member 143 is sandwiched between the pair of thrust disks 61 and 62. The pair of thrust disks 61 and 62 and the spacer member 143 are fixed to the bearing housing 14 together with the retainer 142 by bolts 145.

回転軸13には、一対のスラストディスク61,62と対応する位置にスラストリング70が固定されている。そして、スラストリング70の外周面の中央部には、全周にわたってスラストカラー71が形成されている。スラストカラー71は、タービン側スラストディスク61と、コンプレッサ側スラストディスク62との間に挟み込まれている。   A thrust ring 70 is fixed to the rotary shaft 13 at a position corresponding to the pair of thrust disks 61 and 62. A thrust collar 71 is formed at the center of the outer peripheral surface of the thrust ring 70 over the entire circumference. The thrust collar 71 is sandwiched between the turbine side thrust disk 61 and the compressor side thrust disk 62.

これにより、図9に示すように、このターボチャージャ10では、タービン側スラストディスク61とスラストカラー71の第1の面73とが対向し、タービン側係合部201を形成している。一方で、このターボチャージャ10では、コンプレッサ側スラストディスク62とスラストカラー71の第2の面72とが対向し、コンプレッサ側係合部202を形成している。   As a result, as shown in FIG. 9, in the turbocharger 10, the turbine side thrust disk 61 and the first surface 73 of the thrust collar 71 face each other to form a turbine side engaging portion 201. On the other hand, in the turbocharger 10, the compressor side thrust disk 62 and the second surface 72 of the thrust collar 71 face each other to form a compressor side engaging portion 202.

このため、回転軸13が挿通孔140内でタービンハウジング11側(図8,9における右側)に移動した場合には、回転軸13に固定されているスラストカラー71の第1の面73と、ベアリングハウジング14に固定されているタービン側スラストディスク61とが係合する。すなわち、この場合には、タービン側係合部201により、回転軸13の軸方向の移動が制限される。一方で、回転軸13が挿通孔140内でコンプレッサハウジング12側(図8,9における左側)に移動した場合には、回転軸13に固定されているスラストカラー71の第2の面72と、ベアリングハウジング14に固定されているコンプレッサ側スラストディスク62とが係合する。すなわち、この場合には、コンプレッサ側係合部202により、回転軸13の軸方向の移動が制限される。   For this reason, when the rotating shaft 13 moves to the turbine housing 11 side (the right side in FIGS. 8 and 9) in the insertion hole 140, the first surface 73 of the thrust collar 71 fixed to the rotating shaft 13, The turbine side thrust disk 61 fixed to the bearing housing 14 is engaged. That is, in this case, the turbine side engagement portion 201 restricts the movement of the rotating shaft 13 in the axial direction. On the other hand, when the rotary shaft 13 moves to the compressor housing 12 side (left side in FIGS. 8 and 9) within the insertion hole 140, the second surface 72 of the thrust collar 71 fixed to the rotary shaft 13, The compressor-side thrust disk 62 fixed to the bearing housing 14 is engaged. That is, in this case, the compressor-side engagement portion 202 restricts the movement of the rotary shaft 13 in the axial direction.

すなわち、このターボチャージャ10では、一対のスラストディスク61,62と、スラストカラー71を備えるスラストリング70とによって回転軸13の軸方向の移動を制限するスラスト軸受50が構成されている。   That is, in the turbocharger 10, the thrust bearing 50 that restricts the axial movement of the rotary shaft 13 is configured by the pair of thrust disks 61 and 62 and the thrust ring 70 including the thrust collar 71.

なお、スラスト軸受50の各係合部201,202には、オイルポンプの駆動によってオイルが供給されている。
図9の右側に示すように、タービン側スラストディスク61におけるスラストカラー71と対向する部分には、第1実施形態におけるスラストディスク30と同様に周方向に一定の間隔で窪みが設けられ、これらの窪みによって非摺動部603が形成されている。これにより、タービン側スラストディスク61には、これらの窪みによって形成された非摺動部603と窪みの設けられていない摺動部605とが周方向に交互に並んで設けられている。
Note that oil is supplied to the engaging portions 201 and 202 of the thrust bearing 50 by driving an oil pump.
As shown on the right side of FIG. 9, the portions facing the thrust collar 71 in the turbine side thrust disk 61 are provided with depressions at regular intervals in the circumferential direction as in the thrust disk 30 in the first embodiment. A non-sliding portion 603 is formed by the depression. Thus, the turbine-side thrust disk 61 is provided with non-sliding portions 603 formed by these recesses and sliding portions 605 not provided with the recesses arranged alternately in the circumferential direction.

また、図9の左側に示すように、コンプレッサ側スラストディスク62におけるスラストカラー71と対向する部分にも、第1実施形態におけるスラストディスク30と同様に周方向に一定の間隔で窪みが設けられ、これらの窪みによって非摺動部604が形成されている。これにより、コンプレッサ側スラストディスク62には、これらの窪みによって形成された非摺動部604と窪みの設けられていない摺動部606とが周方向に交互に並んで設けられている。   Further, as shown on the left side of FIG. 9, in the portion facing the thrust collar 71 in the compressor side thrust disk 62, depressions are provided at regular intervals in the circumferential direction as in the thrust disk 30 in the first embodiment. A non-sliding portion 604 is formed by these depressions. As a result, the compressor-side thrust disk 62 is provided with non-sliding portions 604 formed by these recesses and sliding portions 606 provided with no recesses alternately arranged in the circumferential direction.

なお、各スラストディスク61,62には等しい数の窪みが設けられている。そのため、タービン側スラストディスク61に設けられている摺動部605の数とコンプレッサ側スラストディスク62に設けられている摺動部606の数は等しくなっている。また、このスラスト軸受50における窪みの形状も一方向に向かって次第に深くなるようにテーパ形状になっている。   Each thrust disk 61, 62 is provided with an equal number of depressions. Therefore, the number of sliding parts 605 provided on the turbine side thrust disk 61 is equal to the number of sliding parts 606 provided on the compressor side thrust disk 62. Further, the shape of the recess in the thrust bearing 50 is also tapered so as to gradually become deeper in one direction.

ここで、コンプレッサ側スラストディスク62における各非摺動部604の長さをL31とし、各摺動部606の長さをL32とする。また、タービン側スラストディスク61における各非摺動部603の長さをL33とし、各摺動部605の長さをL34とする。   Here, the length of each non-sliding portion 604 in the compressor-side thrust disk 62 is L31, and the length of each sliding portion 606 is L32. In addition, the length of each non-sliding portion 603 in the turbine-side thrust disk 61 is L33, and the length of each sliding portion 605 is L34.

図9に示すように、コンプレッサ側スラストディスク62に形成された一組の非摺動部604及び摺動部606の長さ(L31+L32)と、タービン側スラストディスク61に形成された一組の非摺動部603及び摺動部605の長さ(L33+L34)は等しくなっている。   As shown in FIG. 9, the set of non-sliding portions 604 and the length of the sliding portion 606 (L31 + L32) formed on the compressor-side thrust disk 62 and the set of non-sliding portions 606 formed on the turbine-side thrust disk 61. The length (L33 + L34) of the sliding part 603 and the sliding part 605 is equal.

そして、タービン側スラストディスク61における各摺動部605の長さL34は、コンプレッサ側スラストディスク62における各摺動部606の長さL32よりも長くなっている。これにより、タービン側における一組の非摺動部603及び摺動部605の長さ(L33+L34)に対する摺動部605の長さL34の占める割合λtが、コンプレッサ側における一組の非摺動部604及び摺動部606の長さ(L31+L32)に対する摺動部606の長さL32の占める割合λcよりも大きくなっている。   The length L34 of each sliding portion 605 in the turbine-side thrust disk 61 is longer than the length L32 of each sliding portion 606 in the compressor-side thrust disk 62. As a result, the ratio λt of the length L34 of the sliding portion 605 to the length (L33 + L34) of the pair of non-sliding portions 603 and the sliding portions 605 on the turbine side is a set of non-sliding portions on the compressor side. The ratio λc of the length L32 of the sliding portion 606 to the length (L31 + L32) of 604 and the sliding portion 606 is larger.

なお、フリクションを低減するうえでは、摺動部605,606の占める割合λc,λtを小さくするほど有利になるため、このスラスト軸受50では、割合λcを0.1程度にし、割合λtを0.3程度にしている。   In order to reduce the friction, the smaller the ratios λc and λt occupied by the sliding portions 605 and 606, the more advantageous. Therefore, in this thrust bearing 50, the ratio λc is set to about 0.1 and the ratio λt is set to 0. About 3

こうして割合λtが割合λcよりも大きくされていることにより、このスラスト軸受50では、タービン側係合部201を構成するタービン側スラストディスク61における各摺動部605の面積がコンプレッサ側係合部202を構成するコンプレッサ側スラストディスク62における各摺動部606の面積よりも大きくなっている。   Thus, by making the ratio λt larger than the ratio λc, in this thrust bearing 50, the area of each sliding portion 605 in the turbine-side thrust disk 61 constituting the turbine-side engaging portion 201 is the compressor-side engaging portion 202. It is larger than the area of each sliding part 606 in the compressor side thrust disk 62 which comprises.

そして、これにより、スラスト軸受50では、タービン側係合部201における摺動部605の総面積が、コンプレッサ側係合部202における摺動部606の総面積よりも大きくなっている。   As a result, in the thrust bearing 50, the total area of the sliding part 605 in the turbine side engaging part 201 is larger than the total area of the sliding part 606 in the compressor side engaging part 202.

次に、本実施形態に係るスラスト軸受50の作用について説明する。
上述したように、ターボチャージャ10では、過給が行われているときに各インペラ110,120にそれぞれを先端側に引っ張る力が作用する。
Next, the operation of the thrust bearing 50 according to this embodiment will be described.
As described above, in the turbocharger 10, when supercharging is performed, a force that pulls each impeller 110, 120 to the tip side acts.

また、回転軸13が回転する際には、図9に矢印で示すように、回転軸13に固定されているスラストリング70も回転する。このとき、タービン側係合部201及びコンプレッサ側係合部202に供給されているオイルも、スラストリング70の回転に伴って流動する。   Further, when the rotating shaft 13 rotates, the thrust ring 70 fixed to the rotating shaft 13 also rotates as indicated by an arrow in FIG. At this time, the oil supplied to the turbine side engaging portion 201 and the compressor side engaging portion 202 also flows as the thrust ring 70 rotates.

上述したように、このスラスト軸受50では、タービン側スラストディスク61に非摺動部603が形成されており、コンプレッサ側スラストディスク62に非摺動部604が形成されているため、各スラストディスク61,62とスラストカラー71との摺動面積が小さくされている。そのため、タービン側係合部201,コンプレッサ側係合部202におけるフリクションを低減することができる。   As described above, in this thrust bearing 50, the non-sliding portion 603 is formed on the turbine-side thrust disk 61 and the non-sliding portion 604 is formed on the compressor-side thrust disk 62. , 62 and the thrust collar 71 are reduced in sliding area. Therefore, the friction in the turbine side engaging part 201 and the compressor side engaging part 202 can be reduced.

また、スラストリング70の回転に伴い、各係合部201,202において、オイルが非摺動部603,604とスラストカラー71とが対向する部分から摺動部605,606とスラストカラー71とが対向する部分に引き込まれ、広い部分から狭い部分に流れ込むことになる。そのため、摺動部605,606とスラストカラー71とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク61,62とスラストカラー71とを引き離す力が作用するようになる。その結果、スラストディスク61,62とスラストカラー71との摺動面における油膜の厚さが確保され、流体潤滑によりフリクションが更に低減する。   Further, as the thrust ring 70 rotates, the sliding portions 605 and 606 and the thrust collar 71 are moved from the portion where the non-sliding portions 603 and 604 and the thrust collar 71 face each other in the engaging portions 201 and 202. It is drawn into the opposite part and flows from a wide part to a narrow part. Therefore, the hydraulic pressure is increased at the portion where the sliding portions 605 and 606 and the thrust collar 71 are opposed to each other, and a force that separates the thrust disks 61 and 62 and the thrust collar 71 acts. As a result, the thickness of the oil film on the sliding surface between the thrust disks 61 and 62 and the thrust collar 71 is secured, and the friction is further reduced by fluid lubrication.

なお、図9に示すように、非摺動部603,604を形成している窪みが、このときのオイルの流動方向下流側に向かって次第に浅くなるテーパ形状になっているため、オイルの流れがスムーズになる。このことは、フリクションの低減するうえで有利になる。   In addition, as shown in FIG. 9, since the hollow which forms the non-sliding parts 603 and 604 becomes a taper shape which becomes shallow gradually toward the flow direction of the oil at this time, the flow of oil Becomes smooth. This is advantageous in reducing friction.

ところで、機関始動時には、過給がなされていない状態からタービンインペラ110が回転し始めることになるため、コンプレッサインペラ120を先端側に引っ張る力が作用する前にタービンインペラ110を先端側に引っ張る力が作用し、回転軸13がタービンハウジング11側に引っ張られるようになる。そして、こうした機関始動時には、各係合部201,202に十分にオイルが供給されていないため、スラストディスク61,62に非摺動部603,604が形成されていたとしても、摺動部605,606とスラストカラー71とが対向している部分において油圧を高めることができない。さらにこのときには、非摺動部603,604が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。本実施形態のように、スラストカラー71を挟むように一対のスラストディスク61,62を配設したスラスト軸受50の場合、回転軸13がタービンハウジング11側に移動すると、スラストカラー71がタービン側スラストディスク61に近づくことになる。すなわち、スラストカラー71を挟むように一対のスラストディスク61,62を配設したスラスト軸受50の場合、機関始動時にはタービン側係合部201において焼き付きが生じやすくなる。   By the way, when the engine is started, the turbine impeller 110 starts to rotate from a state where supercharging is not performed. Therefore, before the force that pulls the compressor impeller 120 toward the front end acts, the force that pulls the turbine impeller 110 toward the front end is increased. As a result, the rotary shaft 13 is pulled toward the turbine housing 11 side. At the time of starting the engine, since the oil is not sufficiently supplied to the engaging portions 201 and 202, even if the non-sliding portions 603 and 604 are formed on the thrust disks 61 and 62, the sliding portion 605 is used. , 606 and the thrust collar 71 are opposed to each other, the hydraulic pressure cannot be increased. Further, at this time, the non-sliding portions 603 and 604 are formed and the sliding area is reduced, which causes an increase in the surface pressure acting on the sliding surface. Therefore, there is a possibility that the oil film cannot be held and seizure occurs. In the case of the thrust bearing 50 in which the pair of thrust disks 61 and 62 are disposed so as to sandwich the thrust collar 71 as in the present embodiment, when the rotary shaft 13 moves to the turbine housing 11 side, the thrust collar 71 is moved to the turbine side thrust. The disk 61 is approached. That is, in the case of the thrust bearing 50 in which the pair of thrust disks 61 and 62 are disposed so as to sandwich the thrust collar 71, seizure is likely to occur in the turbine side engaging portion 201 when the engine is started.

これに対して本実施形態のスラスト軸受50では、タービン側係合部201における摺動部605の総面積をコンプレッサ側係合部202における摺動部606の総面積よりも大きくして、タービン側係合部201における摺動面積を大きくしている。そのため、摺動面に作用する荷重が分散し、摺動面に作用する面圧が小さくなるため機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。   On the other hand, in the thrust bearing 50 of the present embodiment, the total area of the sliding portion 605 in the turbine side engaging portion 201 is made larger than the total area of the sliding portion 606 in the compressor side engaging portion 202 so that the turbine side The sliding area in the engaging portion 201 is increased. Therefore, the load acting on the sliding surface is dispersed, and the surface pressure acting on the sliding surface is reduced, so that the oil film can be easily held even when the engine is started.

なお、タービン側係合部201及びコンプレッサ側係合部202の双方において、摺動部605,606の摺動面積を増大させると、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転時のフリクションを低減する効果が損なわれ、機関運転時のフリクションが増大してしまうことになる。   If the sliding area of the sliding parts 605 and 606 is increased in both the turbine side engaging part 201 and the compressor side engaging part 202, the friction during engine operation obtained by reducing the sliding area is reduced. The reduction effect is impaired, and the friction during engine operation increases.

これに対して、本実施形態のスラスト軸受50では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるタービン側係合部201における摺動部605の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部201,202における摺動部605,606の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくくなる。   On the other hand, in the thrust bearing 50 of the present embodiment, the total area of the sliding portion 605 in the turbine side engaging portion 201 where seizure is likely to occur when the engine is started is selectively increased. Therefore, the friction reduction during engine operation obtained by reducing the sliding area compared to the case where the total area of the sliding parts 605 and 606 in the engaging parts 201 and 202 on both the compressor side and the turbine side is increased. The effect is less likely to be impaired.

以上説明した第2実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)タービン側係合部201に非摺動部603を設け、コンプレッサ側係合部202に非摺動部604を設けることにより、各係合部201,202における摺動面積を小さくしているため、フリクションを低減することができる。
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) By providing the non-sliding portion 603 in the turbine side engaging portion 201 and providing the non-sliding portion 604 in the compressor side engaging portion 202, the sliding area in each engaging portion 201, 202 is reduced. Therefore, friction can be reduced.

(2)スラストリング70の回転に伴い、摺動部605,606とスラストカラー71とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク61,62とスラストカラー71とを引き離す力が作用するようになる。そのため、スラストディスク61,62とスラストカラー71との摺動面における油膜の厚さを確保でき、流体潤滑によりフリクションを低減することができる。   (2) With the rotation of the thrust ring 70, the hydraulic pressure increases at the portion where the sliding portions 605, 606 and the thrust collar 71 face each other, so that the force that separates the thrust disks 61, 62 and the thrust collar 71 acts. become. Therefore, the thickness of the oil film on the sliding surface between the thrust disks 61 and 62 and the thrust collar 71 can be secured, and friction can be reduced by fluid lubrication.

(3)機関始動時に焼き付きが生じやすくなるタービン側係合部201における摺動部605の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部201,202における摺動部605,606の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。   (3) The total area of the sliding part 605 in the turbine side engaging part 201 where seizure is likely to occur when the engine is started is selectively increased. Therefore, the friction reduction during engine operation obtained by reducing the sliding area compared to the case where the total area of the sliding parts 605 and 606 in the engaging parts 201 and 202 on both the compressor side and the turbine side is increased. The effect is hard to be impaired.

すなわち、本実施形態のスラスト軸受50によれば、各係合部201,202における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。   That is, according to the thrust bearing 50 of the present embodiment, the occurrence of seizure at the start of the engine is suppressed while reducing the friction during the engine operation by reducing the sliding area in each of the engaging portions 201 and 202. be able to.

なお、上記第2実施形態は、上記で説明した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・割合λcを0.1程度とし、割合λtを0.3程度にする例を示したが、割合λcよりも割合λtが大きくなっていれば、割合λt及び割合λcの大きさは適宜変更可能である。なお、フリクション低減の観点からは摺動部605,606を小さくすることが好ましいため、割合λt,λcを小さくすることが好ましいが、摺動部605,606を小さくしすぎると油膜の保持が難しくなり、スラスト軸受50の負荷容量が小さくなってしまう。そのため、割合λt,λcの大きさは実験や計算によるシミュレーションの結果に基づいて必要な負荷容量を確保しつつ、フリクションを極力低減することができる大きさに設定することが望ましい。例えば、割合λcは、0.05〜0.2であることが好ましく、割合λtは、0.25〜0.5であることが好ましい。
In addition, the said 2nd Embodiment is not limited to the structure demonstrated above, It can also implement with the following forms which changed this suitably.
An example in which the ratio λc is set to about 0.1 and the ratio λt is set to about 0.3 is shown, but if the ratio λt is larger than the ratio λc, the sizes of the ratio λt and the ratio λc can be changed as appropriate. It is. Since it is preferable to reduce the sliding portions 605 and 606 from the viewpoint of reducing friction, it is preferable to reduce the ratios λt and λc. However, if the sliding portions 605 and 606 are too small, it is difficult to hold the oil film. Thus, the load capacity of the thrust bearing 50 is reduced. Therefore, it is desirable that the ratios λt and λc be set to a size that can reduce friction as much as possible while securing a necessary load capacity based on the results of simulations through experiments and calculations. For example, the ratio λc is preferably 0.05 to 0.2, and the ratio λt is preferably 0.25 to 0.5.

・上記第2実施形態では、タービン側スラストディスク61に非摺動部603及び摺動部605が形成され、コンプレッサ側スラストディスク62に非摺動部604及び摺動部606が形成されていた。しかし、各係合部201,202の互いに対向する面のうち、少なくとも一方の面に非摺動部及び摺動部が形成されていれば、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the second embodiment, the non-sliding portion 603 and the sliding portion 605 are formed on the turbine-side thrust disk 61, and the non-sliding portion 604 and the sliding portion 606 are formed on the compressor-side thrust disk 62. However, if the non-sliding portion and the sliding portion are formed on at least one of the mutually opposing surfaces of the engaging portions 201 and 202, the same effect as in the second embodiment can be obtained. it can.

そのため、第2実施形態の第1変更例として、図10に示すように、スラストカラー71の第1の面73に非摺動部703と摺動部705とを形成し、第2の面72に非摺動部704と摺動部706とを形成する構成を採用することもできる。なお、こうしてスラストカラー71の各面73,72に窪みによる非摺動部703,704を形成する場合には、図10に示すように、窪みは、スラストカラー71の回転方向前方側ほど深くなるテーパ形状にすることが好ましい。   Therefore, as a first modification of the second embodiment, a non-sliding portion 703 and a sliding portion 705 are formed on the first surface 73 of the thrust collar 71 as shown in FIG. Alternatively, a configuration in which the non-sliding portion 704 and the sliding portion 706 are formed may be employed. When the non-sliding portions 703 and 704 are formed on the respective surfaces 73 and 72 of the thrust collar 71 in this way, the recess becomes deeper toward the front side in the rotation direction of the thrust collar 71 as shown in FIG. A tapered shape is preferred.

そして、このようにスラストカラー71の各面73,72に非摺動部703,704を形成する場合、図10に示すように、タービン側係合部201における摺動部705の長さL44を、コンプレッサ側係合部202における摺動部706の長さL42よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、タービン側における一組の非摺動部703及び摺動部705の長さ(L43+L44)に対する摺動部705の長さL44の占める割合λtが、コンプレッサ側における一組の非摺動部704及び摺動部706の長さ(L41+L42)に対する摺動部706の長さL42の占める割合λcよりも大きくなる。こうして割合λtが割合λcよりも大きくされていれば、このスラスト軸受50でも、タービン側係合部201を構成するスラストカラー71の第1の面73における各摺動部705の面積が、コンプレッサ側係合部202を構成するスラストカラー71の第2の面72における各摺動部706の面積よりも大きくなる。   When the non-sliding portions 703 and 704 are formed on the surfaces 73 and 72 of the thrust collar 71 as described above, the length L44 of the sliding portion 705 in the turbine side engaging portion 201 is set as shown in FIG. The length L42 of the sliding portion 706 in the compressor side engaging portion 202 may be made longer. By adopting such a configuration, the ratio λt of the length L44 of the sliding portion 705 to the length (L43 + L44) of the pair of non-sliding portions 703 and the sliding portions 705 on the turbine side is a set on the compressor side. It becomes larger than the ratio λc of the length L42 of the sliding portion 706 to the length (L41 + L42) of the non-sliding portion 704 and the sliding portion 706. Thus, if the ratio λt is made larger than the ratio λc, even in this thrust bearing 50, the area of each sliding portion 705 on the first surface 73 of the thrust collar 71 constituting the turbine side engaging portion 201 is the compressor side. It becomes larger than the area of each sliding part 706 in the 2nd surface 72 of the thrust collar 71 which comprises the engaging part 202. FIG.

その結果、このスラスト軸受50でも、タービン側係合部201における摺動部705の総面積をコンプレッサ側係合部202における摺動部706の総面積よりも大きくすることができ、上記第2実施形態における(1)〜(3)と同様の効果が得られるようになる。   As a result, also in this thrust bearing 50, the total area of the sliding part 705 in the turbine side engaging part 201 can be made larger than the total area of the sliding part 706 in the compressor side engaging part 202, and the second embodiment described above. Effects similar to (1) to (3) in the embodiment can be obtained.

また、第2変更例として、図11に示すように、タービン側スラストディスク61に非摺動部603と摺動部605とを形成し、スラストカラー71の第2の面72に非摺動部704と摺動部706とを形成する構成を採用することもできる。   As a second modification, as shown in FIG. 11, a non-sliding portion 603 and a sliding portion 605 are formed on the turbine-side thrust disk 61, and a non-sliding portion is formed on the second surface 72 of the thrust collar 71. A configuration in which 704 and the sliding portion 706 are formed may be employed.

この場合、図11に示すように、タービン側係合部201における摺動部605の長さL34を、コンプレッサ側係合部202における摺動部706の長さL42よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、タービン側における一組の非摺動部603及び摺動部605の長さ(L33+L34)に対する摺動部605の長さL34の占める割合λtが、コンプレッサ側における一組の非摺動部704及び摺動部706の長さ(L41+L42)に対する摺動部706の長さL42の占める割合λcよりも大きくなる。こうして割合λtが割合λcよりも大きくされていれば、このスラスト軸受50でも、タービン側係合部201における各摺動部605の面積が、コンプレッサ側係合部202における各摺動部706の面積よりも大きくなる。   In this case, as shown in FIG. 11, the length L34 of the sliding portion 605 in the turbine side engaging portion 201 may be made longer than the length L42 of the sliding portion 706 in the compressor side engaging portion 202. By adopting such a configuration, the ratio λt of the length L34 of the sliding portion 605 to the length (L33 + L34) of the pair of non-sliding portions 603 and the sliding portions 605 on the turbine side is a set on the compressor side. It becomes larger than the ratio λc of the length L42 of the sliding portion 706 to the length (L41 + L42) of the non-sliding portion 704 and the sliding portion 706. Thus, if the ratio λt is larger than the ratio λc, also in this thrust bearing 50, the area of each sliding portion 605 in the turbine side engaging portion 201 is equal to the area of each sliding portion 706 in the compressor side engaging portion 202. Bigger than.

その結果、このスラスト軸受50でも、タービン側係合部201における摺動部605の総面積をコンプレッサ側係合部202における摺動部706の総面積よりも大きくすることができ、上記第2実施形態における(1)〜(3)と同様の効果が得られるようになる。   As a result, also in this thrust bearing 50, the total area of the sliding part 605 in the turbine side engaging part 201 can be made larger than the total area of the sliding part 706 in the compressor side engaging part 202, and the second embodiment described above. Effects similar to (1) to (3) in the embodiment can be obtained.

また、この第2変更例とは反対にコンプレッサ側スラストディスク62に非摺動部604と摺動部606を形成し、スラストカラー71の第1の面73に非摺動部703と摺動部705を形成する構成を採用することもできる。また、図9に示したスラストディスク61,62と図10に示したスラストリング70とを組合せ、各係合部201,202において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設ける構成を採用することもできる。   Contrary to the second modified example, the non-sliding portion 604 and the sliding portion 606 are formed on the compressor side thrust disk 62, and the non-sliding portion 703 and the sliding portion are formed on the first surface 73 of the thrust collar 71. A configuration for forming 705 may be employed. Further, the thrust disks 61 and 62 shown in FIG. 9 and the thrust ring 70 shown in FIG. 10 are combined, and a sliding portion and a non-sliding portion are provided on both surfaces facing each other in the engaging portions 201 and 202. A configuration can also be adopted.

・上記第2実施形態では、タービン側係合部201における摺動部605と、コンプレッサ側係合部202における摺動部606とを同じ数にしていたが、タービン側係合部201における摺動部の数とコンプレッサ側係合部202における摺動部の数は必ずしも同じでなくてもよい。タービン側係合部201における摺動部の総面積がコンプレッサ側係合部202における摺動部の総面積よりも大きくなっていれば、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the second embodiment, the sliding portion 605 in the turbine side engaging portion 201 and the sliding portion 606 in the compressor side engaging portion 202 are the same number, but sliding in the turbine side engaging portion 201 is performed. The number of parts and the number of sliding parts in the compressor side engaging part 202 are not necessarily the same. If the total area of the sliding part in the turbine side engaging part 201 is larger than the total area of the sliding part in the compressor side engaging part 202, the same effect as the second embodiment can be obtained.

そのため、上記第2実施形態の第3変更例として、図12に示すように、タービン側係合部201における摺動部605の数をコンプレッサ側係合部202における摺動部606の数よりも多くした構成を採用することもできる。   Therefore, as a third modification of the second embodiment, as shown in FIG. 12, the number of sliding portions 605 in the turbine side engaging portion 201 is set to be larger than the number of sliding portions 606 in the compressor side engaging portion 202. Many configurations can be adopted.

例えば、図12に示す第3変更例の場合には、タービン側係合部201における一組の非摺動部603及び摺動部605の長さ(L51+L52)を、コンプレッサ側係合部202における一組の非摺動部604及び摺動部606の長さ(L31+L32)の半分にしている。すなわち、このスラスト軸受50では、タービン側係合部201における非摺動部603の数をコンプレッサ側係合部202における非摺動部604の数の2倍にするとともに、タービン側係合部201における摺動部605の数をコンプレッサ側係合部202における摺動部606の数の2倍にしている。   For example, in the case of the third modified example shown in FIG. 12, the lengths (L51 + L52) of the pair of non-sliding portions 603 and sliding portions 605 in the turbine side engaging portion 201 are set in the compressor side engaging portion 202. One set of the non-sliding portion 604 and the sliding portion 606 is half the length (L31 + L32). That is, in the thrust bearing 50, the number of non-sliding portions 603 in the turbine side engaging portion 201 is double the number of non-sliding portions 604 in the compressor side engaging portion 202, and the turbine side engaging portion 201. The number of sliding portions 605 in the compressor is set to be twice the number of sliding portions 606 in the compressor side engaging portion 202.

また、このスラスト軸受50では、タービン側係合部201における各摺動部605の長さL52をコンプレッサ側係合部202における各摺動部606の長さL32と等しくしている。   Further, in the thrust bearing 50, the length L52 of each sliding portion 605 in the turbine side engaging portion 201 is made equal to the length L32 of each sliding portion 606 in the compressor side engaging portion 202.

こうした構成によれば、タービン側係合部201全体における摺動部の数がコンプレッサ側係合部202全体における摺動部の数よりも多くなる。そのため、タービン側係合部201における摺動部605の総面積を、コンプレッサ側係合部202における摺動部606の総面積よりも大きくすることができる。   According to such a configuration, the number of sliding portions in the entire turbine side engaging portion 201 is larger than the number of sliding portions in the entire compressor side engaging portion 202. Therefore, the total area of the sliding part 605 in the turbine side engaging part 201 can be made larger than the total area of the sliding part 606 in the compressor side engaging part 202.

そのため、この第3変更例によっても、上記第2実施形態における(1)〜(3)と同様の効果が得られるようになる。
なお、各係合部における摺動部と非摺動部の長さの設定態様は、上記のような設定態様に限定されず、タービン側係合部201における摺動部の総面積がコンプレッサ側係合部202における摺動部の総面積よりも大きくなるような設定態様であれば、任意に変更することができる。
Therefore, the same effect as (1) to (3) in the second embodiment can be obtained also by the third modified example.
In addition, the setting aspect of the length of the sliding part in each engaging part and the non-sliding part is not limited to the above setting aspects, The total area of the sliding part in the turbine side engaging part 201 is the compressor side. Any setting mode can be used as long as it is larger than the total area of the sliding portions in the engaging portion 202.

また、非摺動部及び摺動部を形成する面の組み合わせは変更することができる。例えば、上記第1変更例のようにスラストカラー71の各面73,72に摺動部及び非摺動部を形成するスラスト軸受50に、この技術的思想を適用することもできる。すなわち、この場合にも、スラストカラー71の各面73,72における摺動部及び非摺動部の数を異ならせることによってタービン側係合部201における摺動部の総面積をコンプレッサ側係合部202における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。同様に、第2変更例のように一方のスラストディスクに摺動部及び非摺動部を形成するとともに、スラストカラー71の他方のスラストディスクと対向する面に摺動部及び非摺動部を形成したスラスト軸受50にも、この技術的思想を適用することができる。さらに、この技術的思想は、各係合部201,202において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設けるスラスト軸受20にも適用することができる。   Moreover, the combination of the surface which forms a non-sliding part and a sliding part can be changed. For example, this technical idea can also be applied to the thrust bearing 50 in which the sliding portions and the non-sliding portions are formed on the surfaces 73 and 72 of the thrust collar 71 as in the first modified example. That is, also in this case, the total area of the sliding parts in the turbine side engaging part 201 is made to be the compressor side engaging by making the number of sliding parts and non-sliding parts in the surfaces 73 and 72 of the thrust collar 71 different. The total area of the sliding part in the part 202 can be made larger. Similarly, as in the second modified example, the sliding portion and the non-sliding portion are formed on one thrust disk, and the sliding portion and the non-sliding portion are provided on the surface of the thrust collar 71 facing the other thrust disk. This technical idea can also be applied to the formed thrust bearing 50. Furthermore, this technical idea can also be applied to the thrust bearing 20 in which the sliding portions and the non-sliding portions are provided on both surfaces of the engaging portions 201 and 202 facing each other.

なお、上記課題を解決するためのターボチャージャのスラスト軸受としては、上記各実施形態に示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。   In addition, as a thrust bearing of the turbocharger for solving the said subject, it is not limited to the structure shown to each said embodiment, It can also implement with the following forms which changed this suitably.

・上記各実施形態では、各係合部201,202における非摺動部は、テーパ形状の窪みが設けられることで形成されていた。しかし、窪みの形状はテーパ形状には限らない。例えば、断面形状が矩形の窪みを設けてもよい。この構成によっても、各係合部201,202における摺動面積を小さくしてフリクションを低減することができる。また、クレーター状の窪みを設けてもよく、この構成によっても各係合部201,202における摺動面積を小さくしてフリクションを低減することができる。   In each of the above embodiments, the non-sliding portion in each of the engaging portions 201 and 202 is formed by providing a tapered recess. However, the shape of the recess is not limited to the tapered shape. For example, a recess having a rectangular cross-sectional shape may be provided. Also with this configuration, it is possible to reduce the friction by reducing the sliding area in each of the engaging portions 201 and 202. Further, a crater-like depression may be provided, and this configuration can also reduce the friction by reducing the sliding area in each of the engaging portions 201 and 202.

10…ターボチャージャ、11…タービンハウジング、110…タービンインペラ、111…排出通路、112…スクロール通路、12…コンプレッサハウジング、120…コンプレッサインペラ、121…導入通路、122…コンプレッサ通路、13…回転軸、14…ベアリングハウジング、140…挿通孔、141…ラジアル軸受、142…リテーナ、143…スペーサ部材、145…ボルト、20…スラスト軸受、201…タービン側係合部、202…コンプレッサ側係合部、30…スラストディスク、301…第1の面、302…第2の面、303…非摺動部、304…非摺動部、305…摺動部、306…摺動部、310…ボルト孔、40…スラストリング、41…凹部、401…タービン側スラストカラー、402…コンプレッサ側スラストカラー、403…非摺動部、404…非摺動部、405…摺動部、406…摺動部、50…スラスト軸受、61…タービン側スラストディスク、62…コンプレッサ側スラストディスク、603…非摺動部、604…非摺動部、605…摺動部、606…摺動部、70…スラストリング、71…スラストカラー、72…第2の面、73…第1の面、703…非摺動部、704…非摺動部、705…摺動部、706…摺動部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Turbocharger, 11 ... Turbine housing, 110 ... Turbine impeller, 111 ... Discharge passage, 112 ... Scroll passage, 12 ... Compressor housing, 120 ... Compressor impeller, 121 ... Introduction passage, 122 ... Compressor passage, 13 ... Rotating shaft, DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Bearing housing, 140 ... Insertion hole, 141 ... Radial bearing, 142 ... Retainer, 143 ... Spacer member, 145 ... Bolt, 20 ... Thrust bearing, 201 ... Turbine side engaging part, 202 ... Compressor side engaging part, 30 ... Thrust disk 301 ... First surface 302 ... Second surface 303 ... Non-sliding part 304 ... Non-sliding part 305 ... Sliding part 306 ... Sliding part 310 ... Bolt hole, 40 ... thrust ring, 41 ... concave, 401 ... turbine side thrust collar, 402 ... compress Side thrust collar, 403 ... non-sliding part, 404 ... non-sliding part, 405 ... sliding part, 406 ... sliding part, 50 ... thrust bearing, 61 ... turbine side thrust disk, 62 ... compressor side thrust disk, 603 ... Non-sliding part, 604 ... Non-sliding part, 605 ... Sliding part, 606 ... Sliding part, 70 ... Thrust ring, 71 ... Thrust collar, 72 ... Second surface, 73 ... First surface, 703 ... non-sliding part, 704 ... non-sliding part, 705 ... sliding part, 706 ... sliding part.

Claims (6)

ハウジングに固定されたスラストディスクと、
タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定され、前記スラストディスクを挟むように配設されたタービン側スラストカラー及びコンプレッサ側スラストカラーを備え、
前記タービン側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、
各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、
前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積が、前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっているターボチャージャのスラスト軸受。
A thrust disk fixed to the housing;
A turbine-side thrust collar and a compressor-side thrust collar, which are fixed to a rotating shaft connecting the turbine impeller and the compressor impeller and disposed so as to sandwich the thrust disk;
The axial movement of the rotary shaft is limited by the turbine side engaging portion where the turbine side thrust collar and the thrust disk are engaged and the compressor side engaging portion where the compressor side thrust collar and the thrust disk are engaged. Is a turbocharger thrust bearing
A non-sliding portion formed by a recess and a sliding portion not provided with the recess are circumferentially provided on a surface of each engaging portion facing the other of at least one of the thrust disk and the thrust collar. It is provided side by side alternately,
A turbocharger thrust bearing in which a total area of the sliding portion in the compressor side engaging portion is larger than a total area of the sliding portion in the turbine side engaging portion.
前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数と前記タービン側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積が前記タービン側係合部における各摺動部の面積よりも大きい
請求項1に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
The number of sliding parts in the compressor side engaging part is equal to the number of sliding parts in the turbine side engaging part, and the area of each sliding part in the compressor side engaging part is the turbine side engaging part. The thrust bearing of the turbocharger according to claim 1, wherein the thrust bearing is larger than an area of each sliding portion.
前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積と前記タービン側係合部における各摺動部の面積が等しく、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数が前記タービン側係合部における前記摺動部の数よりも多い
請求項1に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
The area of each sliding part in the compressor side engaging part is equal to the area of each sliding part in the turbine side engaging part, and the number of sliding parts in the compressor side engaging part is equal to the turbine side engaging part. The turbocharger thrust bearing according to claim 1, wherein the thrust bearing is larger than the number of the sliding portions.
タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定されたスラストカラーと、
ハウジングに固定され、前記スラストカラーを挟むように配設されたタービン側スラストディスク及びコンプレッサ側スラストディスクを備え、
前記タービン側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、
各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、
前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積が、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっているターボチャージャのスラスト軸受。
A thrust collar fixed to a rotating shaft connecting the turbine impeller and the compressor impeller;
A turbine-side thrust disk and a compressor-side thrust disk fixed to the housing and disposed so as to sandwich the thrust collar;
The axial movement of the rotary shaft is limited by the turbine side engaging portion where the turbine side thrust disc and the thrust collar engage and the compressor side engaging portion where the compressor side thrust disc and the thrust collar engage. Is a turbocharger thrust bearing
A non-sliding portion formed by a recess and a sliding portion not provided with the recess are circumferentially provided on a surface of each engaging portion facing the other of at least one of the thrust disk and the thrust collar. It is provided side by side alternately,
A turbocharger thrust bearing in which a total area of the sliding portion in the turbine side engaging portion is larger than a total area of the sliding portion in the compressor side engaging portion.
前記タービン側係合部における前記摺動部の数と前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記タービン側係合部における各摺動部の面積が前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積よりも大きい
請求項4に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
The number of sliding parts in the turbine side engaging part is equal to the number of sliding parts in the compressor side engaging part, and the area of each sliding part in the turbine side engaging part is the compressor side engaging part. The turbocharger thrust bearing according to claim 4, wherein the thrust bearing is larger than an area of each sliding portion.
前記タービン側係合部における各摺動部の面積と前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積が等しく、前記タービン側係合部における前記摺動部の数が前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数よりも多い
請求項4に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
The area of each sliding part in the turbine side engaging part is equal to the area of each sliding part in the compressor side engaging part, and the number of sliding parts in the turbine side engaging part is the compressor side engaging part. The turbocharger thrust bearing according to claim 4, wherein the number of the sliding parts is greater than the number of the sliding parts.
JP2013270846A 2013-12-27 2013-12-27 Thrust bearing of turbocharger Pending JP2015124727A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013270846A JP2015124727A (en) 2013-12-27 2013-12-27 Thrust bearing of turbocharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013270846A JP2015124727A (en) 2013-12-27 2013-12-27 Thrust bearing of turbocharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015124727A true JP2015124727A (en) 2015-07-06

Family

ID=53535599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013270846A Pending JP2015124727A (en) 2013-12-27 2013-12-27 Thrust bearing of turbocharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015124727A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019015753A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Konzelmann Gmbh Hydrodynamic bearing
CN110192040A (en) * 2017-01-10 2019-08-30 雷诺股份公司 It is intended for bearing the static thrust bearing of the static and rotating thrust bearings system of axial load

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009107819A1 (en) * 2008-02-25 2009-09-03 三菱重工業株式会社 Cooling device of thrust bearing in exhaust turbo- supercharger
JP2013113412A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Thrust bearing and rotary machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009107819A1 (en) * 2008-02-25 2009-09-03 三菱重工業株式会社 Cooling device of thrust bearing in exhaust turbo- supercharger
JP2013113412A (en) * 2011-11-30 2013-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Thrust bearing and rotary machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110192040A (en) * 2017-01-10 2019-08-30 雷诺股份公司 It is intended for bearing the static thrust bearing of the static and rotating thrust bearings system of axial load
WO2019015753A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Konzelmann Gmbh Hydrodynamic bearing
US11047420B2 (en) 2017-07-19 2021-06-29 Konzelmann Gmbh Hydrodynamic bearing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150102043A (en) Fluid film conical or hemispherical floating ring bearings
KR101990883B1 (en) Turbocharger with thrust bearing providing combined journal and thrust bearing functions
US10408260B2 (en) Bearing structure and turbocharger
US9435379B2 (en) Bearing device
EP1896696A1 (en) Turbocharger bearing and associated components
JP2013526672A (en) Exhaust gas turbocharger
JP6806150B2 (en) Bearings and turbochargers
JP2011153668A (en) Bearing device
JP6704107B2 (en) Thrust collar and thrust bearing device
CN107850114B (en) Multi-arc bearing and supercharger
JP2016537564A (en) Turbocharger double ball bearing system
JP6595572B2 (en) Half thrust bearing
US8360657B2 (en) Hydrodynamic tapered roller bearings and gas turbine engine systems involving such bearings
JP2015124727A (en) Thrust bearing of turbocharger
JP2010138753A (en) Bearing device for supercharger
JP2010116944A (en) Floating bush bearing type bearing device and supercharger of internal combustion engine equipped therewith
JP6398212B2 (en) Bearing structure and turbocharger
JP6597780B2 (en) Seal structure and turbocharger
JP2010133530A (en) Bearing structure and supercharger with the bearing structure
JP6459247B2 (en) Thrust bearing and turbocharger
JP2019178756A (en) Bearing structure and supercharger
JP6799773B2 (en) Crankshaft bearing device
JP2020537096A (en) Exhaust gas type supercharger
US9732800B2 (en) Turbocharger journal bearing system
JP6115994B2 (en) Bearing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161025

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170418