JP2015124870A - Bearing device - Google Patents

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真司 小川
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貴也 二江
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はるな 小野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve vibration damping effect to a rotating shaft by making the rotating shaft easily float by simple and inexpensive means, in a bearing device of the rotating shaft having a squeeze film damper function.SOLUTION: A bearing chamber cs filled with a lubricant o is formed around a turbine rotor shaft 20. A cylindrical floating bush 32A surrounding the turbine rotor shaft 20 is disposed in the bearing chamber cs. Squeeze dampers are formed by oil films formed between the turbine rotor shaft 20 and the floating bush 32A and between the floating bush 32A and a bearing housing 13. A detent regulation device 33 is composed of a recessed portion 34 formed on the bearing housing 13 and a projecting portion 36 projecting from the floating bush 32A. The projecting portion 36 is slidably fitted inside of the recessed portion 34, and the recessed portion 34 is inclined with respect to the vertical direction.

Description

本発明は、スクイズフィルムダンパを形成した浮動リングの浮き上がりを助長し、回転軸系の安定支持を可能にした軸受装置に関する。   The present invention relates to a bearing device that promotes floating of a floating ring formed with a squeeze film damper and enables stable support of a rotating shaft system.

最近の過給機などのターボ機械においては、大容量化及び高速化が要求され、大容量化及び高速化されるに伴って、回転軸系は不安定振動を起こしやすくなっている。その対策としてティルティングパッド軸受を用いることが有効であるが、反面高コストとなる。
そこで、スクイズフィルムダンパ機能を有する軸受を用いることで、不安定振動を抑えつつ低コスト化及びコンパクト化が図られている。この軸受装置は、回転軸の周囲に潤滑油が充填された軸受室を形成し、軸受室に浮動ブッシュを配置し、回転軸と浮動ブッシュとの間に潤滑油を介在させて、回転軸系の振動抑制を可能にするものである。
In recent turbo machines such as turbochargers, large capacity and high speed are required, and as the capacity and high speed are increased, the rotating shaft system tends to cause unstable vibration. As a countermeasure, it is effective to use a tilting pad bearing, but it is expensive.
Therefore, by using a bearing having a squeeze film damper function, cost reduction and compactness are achieved while suppressing unstable vibration. This bearing device has a rotating shaft system in which a bearing chamber filled with lubricating oil is formed around the rotating shaft, a floating bush is disposed in the bearing chamber, and the lubricating oil is interposed between the rotating shaft and the floating bush. This makes it possible to suppress vibrations.

特許文献1にはスクイズフィルムダンパ機能を有する軸受装置が開示されている。また特許文献2には、回転軸を囲む軸受室に潤滑油を充填し、回転軸の周囲に浮動ブッシュを設けた軸受装置が開示されている。また、特許文献3には、回転軸と軸受ハウジングとの間に円筒形状のフローティングメタルを介在させた軸受装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a bearing device having a squeeze film damper function. Patent Document 2 discloses a bearing device in which a bearing chamber surrounding a rotating shaft is filled with lubricating oil and a floating bush is provided around the rotating shaft. Patent Document 3 discloses a bearing device in which a cylindrical floating metal is interposed between a rotating shaft and a bearing housing.

小型の排気タービン過給機では、回転軸の回転数が数十万rpmにも達するため、浮動ブッシュやフローティングメタルを回転させて、回転しない軸受ハウジングと回転軸との相対速度差を緩和させている。一方、舶用排気タービン過給機のように、大型の回転機械は、回転軸が小型過給機ほど高速回転しないため、浮動ブッシュやフローティングメタルに回転止めを設けて、これら部材の回転による振動や騒音の発生を抑制している。   In a small exhaust turbine supercharger, the rotational speed of the rotating shaft reaches several hundred thousand rpm, so the floating bush or metal is rotated to reduce the relative speed difference between the bearing housing that does not rotate and the rotating shaft. Yes. On the other hand, large rotating machines, such as marine exhaust turbine superchargers, do not rotate as fast as small superchargers. Noise generation is suppressed.

特許文献1及び特許文献3には、軸受ハウジングと浮動ブッシュやフローティングメタルとの間に回り止めピンを架け渡してこれらの回転を止める手段が開示されている。さらに、特許文献1には、浮動ブッシュと非回転部位間にセンタリングばねを架設し、浮動ブッシュを軸受ハウジングと同心位置に保持する手段が開示されている。
また、特許文献4には、軸受室を形成する軸受ハウジングの内面を波形曲面などの曲面形状にして軸受ハウジングの自励振動を抑える手段が開示されている。
Patent Document 1 and Patent Document 3 disclose means for stopping rotation by bridging a detent pin between a bearing housing and a floating bush or a floating metal. Further, Patent Document 1 discloses a means for constructing a centering spring between the floating bush and the non-rotating portion and holding the floating bush in a concentric position with the bearing housing.
Patent Document 4 discloses means for suppressing the self-excited vibration of the bearing housing by making the inner surface of the bearing housing forming the bearing chamber a curved surface such as a corrugated curved surface.

特開平05−044722号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-044722 特開2002−213450号公報JP 2002-213450 A 特開2002−070570号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-070570 特開平11−336744号公報JP 11-336744 A

センタリングばねを設けていない場合、回転軸の停止中、回転軸及び浮動ブッシュは軸受室内で下方に下降している。軸が回転するとそれにつられて潤滑油が広い空間から狭い隙間に引きずり込まれ、油膜圧力が発生し、軸保持圧力が高まる。これをくさび効果と言い、その空間をくさび空間と言う。
回転機械の起動後、回転軸と浮動ブッシュ間及び浮動ブッシュと軸受ハウジング内面間に形成されるくさび空間に潤滑油が入り込み、くさび空間に油膜圧が発生することで、回転軸及び浮動ブッシュは軸受室の中心位置に上昇する。回転軸及び浮動ブッシュはある程度浮上し、これら部材間に潤滑油が介在しないと、振動減衰効果が得られない。
一方、前述のセンタリングばねなどを用いた浮動ブッシュの下降防止手段は、構造の簡素化及び低コスト化に反する。
When the centering spring is not provided, the rotating shaft and the floating bush are lowered downward in the bearing chamber while the rotating shaft is stopped. When the shaft rotates, the lubricating oil is dragged from a wide space into a narrow gap, oil film pressure is generated, and the shaft holding pressure is increased. This is called the wedge effect, and that space is called the wedge space.
After the rotating machine is started, the lubricating oil enters the wedge space formed between the rotating shaft and the floating bush and between the floating bush and the inner surface of the bearing housing, and the oil film pressure is generated in the wedge space. Ascend to the center of the chamber. The rotating shaft and the floating bush are lifted to some extent, and if no lubricating oil is interposed between these members, the vibration damping effect cannot be obtained.
On the other hand, the floating bush lowering prevention means using the centering spring described above is contrary to the simplification of the structure and the cost reduction.

特許文献1及び3に開示された回り止めピンは、浮動ブッシュの頂部に鉛直方向に配置されているため、浮動ブッシュや回転軸の鉛直方向の動きを許容する。しかし、回転軸に付加される潤滑油圧は必ずしも回転軸に対し垂直方向に作用するわけではない。前記回り止めピンは浮動ブッシュや回転軸の鉛直方向から傾斜方向への動きを許容しないため、回転軸に鉛直方向に対して傾斜した方向へ潤滑油圧が作用したとき、浮動ブッシュや回転軸はスムーズに浮上しない。そのため、始動時又は低回転時に回転軸に対して振動減衰効果が良好に発揮されないという問題がある。   Since the detent pins disclosed in Patent Documents 1 and 3 are arranged in the vertical direction on the top of the floating bush, the floating bush and the rotary shaft are allowed to move in the vertical direction. However, the lubricating oil pressure applied to the rotating shaft does not necessarily act in the direction perpendicular to the rotating shaft. Since the non-rotating pin does not allow the floating bush and the rotating shaft to move from the vertical direction to the inclined direction, when the lubricating oil pressure acts on the rotating shaft in a direction inclined with respect to the vertical direction, the floating bush and the rotating shaft are smooth. Does not surface. Therefore, there is a problem that the vibration damping effect is not satisfactorily exhibited with respect to the rotating shaft at the time of starting or during low rotation.

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、スクイズフィルムダンパ機能を有する回転軸系の軸受装置において、簡易かつ低コスト化な手段で回転軸を浮上しやすくすることで、回転軸に対する振動減衰効果を高めることを目的とする。   In view of the problems of the prior art, the present invention is a rotary shaft bearing device having a squeeze film damper function, which makes it easy to float the rotary shaft with a simple and low-cost means, thereby reducing the vibration damping effect on the rotary shaft. The purpose is to increase.

本発明の一実施態様に係る軸受装置は、潤滑油が充填される軸受室を含む軸受ハウジングと、軸受室内に配置される浮動ブッシュと、浮動ブッシュ内に少なくとも一部が配置される回転軸と、浮動ブッシュ及び軸受ハウジングのうち一方に設けられた凸部と、浮動ブッシュ及び軸受ハウジングのうち他方に設けられ、凸部を鉛直方向に対し傾斜する径方向に往復可能に受け入れる凹部とを備えている。   A bearing device according to an embodiment of the present invention includes a bearing housing including a bearing chamber filled with lubricating oil, a floating bush disposed in the bearing chamber, and a rotating shaft at least partially disposed in the floating bush. A convex portion provided on one of the floating bush and the bearing housing, and a concave portion provided on the other of the floating bush and the bearing housing and reciprocally receiving the convex portion in a radial direction inclined with respect to the vertical direction. Yes.

前記構成において、前記凹部は前記凸部を鉛直方向から傾斜した径方向に往復可能に受け入れるので、回転軸に鉛直方向から傾斜した方向に潤滑油圧が付加されても、回転軸をスムーズに浮上させることができる。そのため、浮動ブッシュも回転軸に追従させてスムーズに浮上させることができる。従って、始動時又は低回転時に回転軸に対する振動減衰効果が速やかに発揮され、回転軸系を安定支持できる。また、これを簡易かつ低コストに達成できる。   In the above-described configuration, the concave portion receives the convex portion so as to be able to reciprocate in the radial direction inclined from the vertical direction, so that even if lubricating oil pressure is applied to the rotational shaft in a direction inclined from the vertical direction, the rotational shaft is smoothly floated. be able to. Therefore, the floating bush can follow the rotating shaft and float smoothly. Therefore, the vibration damping effect with respect to the rotating shaft is promptly exhibited at the time of starting or during low rotation, and the rotating shaft system can be stably supported. Moreover, this can be achieved simply and at low cost.

本発明の一実施態様は、前記凸部は浮動ブッシュに設けられた回り止めピンからなり、前記凹部は軸受ハウジングに設けられたガイド溝からなるものである。これによって、前記凸部及び前記凹部の構成を簡易かつ低コスト化できると共に、回転軸に鉛直方向から傾斜方向に潤滑油圧が付加されても、回転軸をスムーズに浮上させることができる。   In one embodiment of the present invention, the convex portion is constituted by a detent pin provided on the floating bush, and the concave portion is constituted by a guide groove provided on the bearing housing. Accordingly, the configuration of the convex portion and the concave portion can be simplified and reduced in cost, and the rotating shaft can be smoothly lifted even when lubricating oil pressure is applied to the rotating shaft from the vertical direction to the inclined direction.

本発明の一実施態様において、前記ガイド溝は、鉛直方向に対し回転軸の回転方向とは反対方向に傾斜して延びており、あるいは鉛直方向に対し回転軸の回転方向と同一方向に傾斜して延びている。   In one embodiment of the present invention, the guide groove extends with an inclination in a direction opposite to the rotation direction of the rotation axis with respect to the vertical direction, or inclines in the same direction as the rotation direction of the rotation axis with respect to the vertical direction. It extends.

また、本発明の一実施態様において、回転軸の少なくとも一部(例えば回転軸に形成されたジャーナル部)及び浮動ブッシュは、回転軸の少なくとも一部と浮動ブッシュとの間に形成されるくさび空間に存する潤滑油により回転軸の少なくとも一部にスクイズ力が作用するように構成され、ガイド溝はスクイズ力が作用する方向に沿って延在するように配置されている。
このように、回転軸に作用するスクイズ力の作用方向とガイド溝の配置方向とが一致しているので、回転軸及び浮動ブッシュの浮上がスムーズに行われる。
In one embodiment of the present invention, at least a part of the rotating shaft (for example, a journal portion formed on the rotating shaft) and the floating bush are wedge spaces formed between at least a part of the rotating shaft and the floating bush. The squeeze force is applied to at least a part of the rotating shaft by the lubricating oil existing in the above, and the guide groove is disposed so as to extend along the direction in which the squeeze force is applied.
Thus, since the direction of action of the squeeze force acting on the rotating shaft and the arrangement direction of the guide groove coincide with each other, the rotating shaft and the floating bush are smoothly lifted.

本発明の一実施態様において、浮動ブッシュの内面は、横断面視にて複数の円弧を含むように構成することができる。
これによって、複数の円弧の境界にスクイズ力を発生させる潤滑油の圧力分布の端部を形成できる。そのため、回転軸に作用するスクイズ力を回転軸に対して所望の方向へ作用させることができる。従って、ガイド溝の配置を配置しやすい所望の位置に選定できる。
In one embodiment of the present invention, the inner surface of the floating bush can be configured to include a plurality of arcs in a cross-sectional view.
This makes it possible to form an end portion of the pressure distribution of the lubricating oil that generates a squeeze force at the boundaries of a plurality of arcs. Therefore, the squeeze force acting on the rotation shaft can be applied to the rotation shaft in a desired direction. Therefore, it is possible to select a desired position where the guide groove is easily arranged.

本発明の一実施態様において、浮動ブッシュの内面は横断面視にて曲率中心位置が相対的に異なる複数の円弧を含むようにすることができる。これによって、複数の円弧の境界に潤滑油の圧力分布の端部を形成できるので、回転軸に作用するスクイズ力を所望の方向へ作用させ、ガイド溝を配置しやすい所望の位置に選定できる。   In one embodiment of the present invention, the inner surface of the floating bush may include a plurality of arcs having relatively different curvature center positions in a cross-sectional view. As a result, the end portion of the pressure distribution of the lubricating oil can be formed at the boundaries of the plurality of arcs, so that the squeeze force acting on the rotating shaft can be applied in a desired direction and the guide groove can be selected at a desired position.

本発明の一実施態様において、浮動ブッシュの内面は、曲率中心位置が相対的に異なる2つの半円筒と、該2つの半円筒の端をつなぐ少なくとも1つの段差面とを含むようにすることができる。これによって、前記段差面に潤滑油の圧力分布の端部を形成できため、回転軸に作用するスクイズ力を所望の方向へ作用させ、ガイド溝の配置を配置しやすい所望の位置に選定できる。   In one embodiment of the present invention, the inner surface of the floating bush may include two half cylinders having relatively different curvature center positions and at least one stepped surface connecting the ends of the two half cylinders. it can. As a result, the end portion of the pressure distribution of the lubricating oil can be formed on the stepped surface, so that the squeeze force acting on the rotating shaft can be applied in a desired direction, and the guide groove can be easily arranged at a desired position.

本発明の一実施態様において、浮動ブッシュの内面に含まれる複数の円弧は、相互に等しい長さを有するようにすることができる。これによって、回転軸に作用するスクイズ力を所望の方向へ作用させ、ガイド溝の配置を配置しやすい所望の位置に選定できる。   In an embodiment of the present invention, the plurality of arcs included in the inner surface of the floating bush may have the same length. As a result, the squeeze force acting on the rotating shaft can be applied in a desired direction, and the guide groove can be arranged at a desired position where it can be easily arranged.

本発明の一実施態様において、浮動ブッシュの外面及び軸受ハウジングの内面は、浮動ブッシュの周方向にて回り止めピンの位置と該回り止めピンの位置と反対の位置との間に位置する2つの領域を有し、浮動ブッシュの外面及び軸受ハウジングの内面のうち少なくとも一方の前記2つの領域は、少なくとも一部において相互に異なる形状を有するようにすることができる。
このように、前記2つの領域で異なる形成としたので、潤滑油を介して軸受ハウジングから浮動ブッシュに加わる力に差を付けることができる。そのため、回り止めピンを基点として浮動ブッシュを浮上させる方向へ作用するモーメントを発生させることができる。従って、浮動ブッシュの浮上をさらに容易にできる。
In one embodiment of the present invention, the outer surface of the floating bush and the inner surface of the bearing housing are two between the position of the detent pin and the position opposite to the position of the detent pin in the circumferential direction of the floating bush. The two regions of at least one of the outer surface of the floating bush and the inner surface of the bearing housing may have different shapes at least partially.
As described above, since the two regions are formed differently, it is possible to make a difference in the force applied from the bearing housing to the floating bush via the lubricating oil. For this reason, it is possible to generate a moment that acts in the direction in which the floating bush floats with the rotation stopper pin as a base point. Therefore, the floating bush can be floated more easily.

本発明の一実施態様において、浮動ブッシュの外面は、前記2つの領域のうち鉛直方向にて頂点を含む領域の少なくとも一部に凹凸部を有するようにすることができる。
これによって、回り止めピンを基点として浮動ブッシュを浮上させる方向へ作用するモーメントを発生させ、浮動ブッシュの浮上をさらに容易にできる。
In one embodiment of the present invention, the outer surface of the floating bush may have a concavo-convex portion in at least a part of a region including the apex in the vertical direction among the two regions.
As a result, a moment acting in the direction in which the floating bush is floated with the rotation stopper pin as a base point is generated, and the floating bush can be floated more easily.

本発明の一実施態様において、軸受ハウジングの内面は、横断面視において、前記2つの領域のうち鉛直方向にて頂点を含む一方の領域を形成する上部円弧と、他方の領域を形成する下部円弧とを含み、上部円弧の曲率半径は下部円弧の曲率半径よりも大とすることができる。
これによって、回り止めピンを基点として浮動ブッシュを浮上させる方向へ作用するモーメントを発生させ、浮動ブッシュの浮上をさらに容易にできる。
In one embodiment of the present invention, the inner surface of the bearing housing has an upper arc that forms one region including the apex in the vertical direction among the two regions, and a lower arc that forms the other region in the cross-sectional view. And the radius of curvature of the upper arc can be greater than the radius of curvature of the lower arc.
As a result, a moment acting in the direction in which the floating bush is floated with the rotation stopper pin as a base point is generated, and the floating bush can be floated more easily.

本発明の一実施態様は、回転軸の少なくとも一部及び浮動ブッシュは、回転軸の少なくとも一部と浮動ブッシュとの間に形成されるくさび空間に存する潤滑油により回転軸の少なくとも一部にスクイズ力が作用するように構成され、浮動ブッシュの外面及び軸受ハウジングの内面のうち少なくとも一方の形状は、回転軸の少なくとも一部に作用する重力とスクイズ力との合力を減殺する力が軸受ハウジングの内面から浮動ブッシュに作用するように形成されている。
これによって、回り止めピンを基点として浮動ブッシュを浮上させる方向へ作用し、前記合力を減殺するモーメントが発生するので、浮動ブッシュをさらに容易に浮上させることができる。
According to an embodiment of the present invention, at least a part of the rotating shaft and the floating bush are squeezed into at least a part of the rotating shaft by lubricating oil existing in a wedge space formed between at least a part of the rotating shaft and the floating bush. And the shape of at least one of the outer surface of the floating bush and the inner surface of the bearing housing is such that the force that reduces the resultant force of gravity and squeeze force acting on at least a part of the rotating shaft is reduced. It is formed so as to act on the floating bush from the inner surface.
As a result, a moment is generated that acts in the direction in which the floating bush is floated with the non-rotating pin as a base point to reduce the resultant force, so that the floating bush can be floated more easily.

本発明の一実施態様によれば、簡易かつ低コストな手段で、回転軸系の始動時又は低回転時に軸受室内で回転軸及び浮動ブッシュの浮上が容易となるので、回転軸系に対する振動減衰効果を高め、回転軸系を安定支持することができる。   According to one embodiment of the present invention, the rotary shaft and the floating bush can be easily lifted in the bearing chamber when the rotary shaft system is started or when the rotary shaft system is rotated at low speed by simple and low-cost means. The effect can be enhanced and the rotating shaft system can be stably supported.

本発明の軸受装置を適用した排気タービン過給機の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of an exhaust turbine supercharger to which a bearing device of the present invention is applied. 図1の一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of FIG. 本発明の第1実施形態に係る軸受装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the bearing device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る軸受装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of a bearing device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る軸受装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of a bearing device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る軸受装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of a bearing device according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る軸受装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of a bearing device according to a fifth embodiment of the present invention.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.

(実施形態1)
本発明の第1実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。図1は本実施形態の軸受装置が設けられた舶用等の排気タービン過給機を示している。図1において、排気タービン過給機10は、タービンハウジング11と、アルミニウム合金からなるコンプレッサハウジング12と、軸受ハウジング13とで構成されている。符号11aは排気ガスeの出口通路、符号11bは排気ガスeの入口通路、符号15は軸流型のタービン翼、符号16はタービン翼15の入口に設けられたタービンノズルである。このタービンノズル16で静圧膨張された軸方向の排気ガス流により、タービン翼15が回転駆動されるようになっている。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a marine exhaust turbine supercharger provided with the bearing device of the present embodiment. In FIG. 1, an exhaust turbine supercharger 10 includes a turbine housing 11, a compressor housing 12 made of an aluminum alloy, and a bearing housing 13. Reference numeral 11 a denotes an outlet passage for the exhaust gas e, reference numeral 11 b denotes an inlet passage for the exhaust gas e, reference numeral 15 denotes an axial-flow turbine blade, and reference numeral 16 denotes a turbine nozzle provided at the inlet of the turbine blade 15. The turbine blade 15 is rotationally driven by the axial exhaust gas flow statically expanded by the turbine nozzle 16.

コンプレッサハウジング12の内部に、コンプレッサ羽根車17及びディフューザ18が収容されている。コンプレッサハウジング12内には、空気入口(作動流体入口)12aが形成されており、この空気入口12aからコンプレッサ羽根車17に空気aが供給されるようになっている。そして、コンプレッサ羽根車17で加圧(圧縮)された空気aはディフューザ18及び出口スクロール19を通り、舶用等の大型ディーゼル機関(不図示)に供給される。
なお、図1中、符号20は、ディスク21を備え、2個の本発明のラジアル軸受装置30Aで支持されたタービンロータ軸、符号22は軸方向のスラストを受圧するスラスト軸受、符号14は排気タービン過給機10の回転軸である。
A compressor impeller 17 and a diffuser 18 are accommodated in the compressor housing 12. An air inlet (working fluid inlet) 12 a is formed in the compressor housing 12, and air a is supplied from the air inlet 12 a to the compressor impeller 17. The air a pressurized (compressed) by the compressor impeller 17 passes through the diffuser 18 and the outlet scroll 19 and is supplied to a large diesel engine (not shown) such as a ship.
In FIG. 1, reference numeral 20 is a turbine rotor shaft provided with a disk 21 and supported by two radial bearing devices 30A of the present invention, reference numeral 22 is a thrust bearing that receives axial axial thrust, and reference numeral 14 is an exhaust. It is a rotating shaft of the turbine supercharger 10.

このような構成の排気タービン過給機10の作動時において、大型ディーゼル機関からの排気ガスeは、入口通路11bを通り、タービンノズル16で静圧膨張された軸方向の排気ガス流によりタービン翼15が回転駆動される。そして、タービン翼15を駆動した排気ガスeは、出口通路11aから外部へ排出される。
タービン翼15の回転は、タービンロータ軸20を介してコンプレッサ羽根車17を回転させ、空気入口12aから空気aを吸入する。吸入された空気aはコンプレッサ羽根車17で加圧され、ディフューザ18及び出口スクロール19を通り、大型ディーゼル機関に供給される。
During the operation of the exhaust turbine supercharger 10 having such a configuration, the exhaust gas e from the large diesel engine passes through the inlet passage 11b and is turbine blades by the axial exhaust gas flow statically expanded by the turbine nozzle 16. 15 is rotationally driven. And the exhaust gas e which driven the turbine blade 15 is discharged | emitted outside from the exit channel | path 11a.
The rotation of the turbine blade 15 rotates the compressor impeller 17 through the turbine rotor shaft 20 and sucks air a from the air inlet 12a. The sucked air a is pressurized by the compressor impeller 17, passes through the diffuser 18 and the outlet scroll 19, and is supplied to the large diesel engine.

また、コンプレッサ羽根車17の底面(大径側の端面)外周部と対向するコンプレッサハウジング12に、板厚方向に貫通する少なくとも1つの噴出穴23が形成されている。この噴出穴23には冷却空気供給管24の一端が接続されている。   Further, at least one ejection hole 23 penetrating in the plate thickness direction is formed in the compressor housing 12 facing the outer periphery of the bottom surface (end surface on the large diameter side) of the compressor impeller 17. One end of a cooling air supply pipe 24 is connected to the ejection hole 23.

図2に示すように、軸受ハウジング13の内面は真円形状を有し、タービンロータ軸20を囲むように軸受室csが形成されている。軸受ハウジング13に潤滑油路26が形成され、潤滑油路26は軸受室csに連通している。潤滑油供給源(不図示)から潤滑油路26を介して軸受室csに潤滑油oが供給され、軸受室csは潤滑油oで充満している。   As shown in FIG. 2, the inner surface of the bearing housing 13 has a perfect circle shape, and a bearing chamber cs is formed so as to surround the turbine rotor shaft 20. A lubricating oil passage 26 is formed in the bearing housing 13, and the lubricating oil passage 26 communicates with the bearing chamber cs. Lubricating oil o is supplied from a lubricating oil supply source (not shown) to the bearing chamber cs through the lubricating oil passage 26, and the bearing chamber cs is filled with the lubricating oil o.

本実施形態に係る軸受装置30Aは、軸受室csでタービンロータ軸20を囲むように配置された円筒形状の浮動ブッシュ32Aと、軸受ハウジング13の上部領域に形成されたガイド溝34と、浮動ブッシュ32Aの一端面から浮動ブッシュ32Aの軸方向へ突設された円筒形状の回り止めピン36とで構成されている。軸受ハウジング13にはガイド溝34が形成され、回り止めピン36はガイド溝34に挿入されている。ガイド溝34及び回り止めピン36で回り止め規制装置33を構成している。
なお、ガイド溝34に代えて、ガイド孔を形成するようにしてもよい。ガイド孔は浮動ブッシュ32Aに形成してもよく、この場合、回り止めピン36は軸受ハウジング13に設けてもよい。
The bearing device 30A according to the present embodiment includes a cylindrical floating bush 32A disposed so as to surround the turbine rotor shaft 20 in the bearing chamber cs, a guide groove 34 formed in an upper region of the bearing housing 13, and a floating bush. It is composed of a cylindrical anti-rotation pin 36 projecting from one end face of 32A in the axial direction of the floating bush 32A. A guide groove 34 is formed in the bearing housing 13, and a detent pin 36 is inserted into the guide groove 34. The guide groove 34 and the anti-rotation pin 36 constitute the anti-rotation restricting device 33.
Instead of the guide groove 34, a guide hole may be formed. The guide hole may be formed in the floating bush 32 </ b> A. In this case, the detent pin 36 may be provided in the bearing housing 13.

図3に示すように、軸受室csは潤滑油oで満たされ、ガイド溝34は、軸受ハウジング13からタービンロータ軸20に向けて配置され、回り止めピン32はガイド溝34の内部を摺動可能なようにガイド溝34に緩く嵌合されている。図中、矢印bは回転軸14の回転方向を示し、X軸は水平方向を示し、Y軸は垂直方向を示している。ガイド溝34は理解しやすいように模式的に図示されている。
タービンロータ軸20が矢印b方向へ回転すると、タービンロータ軸20と浮動ブッシュ32Aとの間に形成されたくさび空間wsに介在する潤滑油膜のくさび効果によって圧力分布Pが形成される。図中、矢印F1は、圧力分布Pによってタービンロータ軸20が潤滑油膜から受けるスクイズ力を示している。
As shown in FIG. 3, the bearing chamber cs is filled with the lubricating oil o, the guide groove 34 is disposed from the bearing housing 13 toward the turbine rotor shaft 20, and the anti-rotation pin 32 slides inside the guide groove 34. The guide groove 34 is loosely fitted as possible. In the figure, the arrow b indicates the rotational direction of the rotary shaft 14, the X axis indicates the horizontal direction, and the Y axis indicates the vertical direction. The guide groove 34 is schematically shown for easy understanding.
When the turbine rotor shaft 20 rotates in the direction of arrow b, the pressure distribution P is formed by the wedge effect of the lubricating oil film interposed in the wedge space ws formed between the turbine rotor shaft 20 and the floating bush 32A. In the figure, an arrow F1 indicates the squeeze force that the turbine rotor shaft 20 receives from the lubricating oil film due to the pressure distribution P.

ガイド溝34は鉛直方向に対し傾斜した一の方向に沿って延びている。より詳しくは、ガイド溝34はくさび効果によるスクイズ力F1が作用する方向に配置され、かつスクイズ力F1に沿って配置されている。図中、F2は浮動ブッシュ32Aが潤滑油膜から受ける力である。
かかる構成において、排気タービン過給機10の運転開始と共に、タービンロータ軸20はスクイズ力F1を受け、スクイズ力F1が作用する方向へ浮上する。また、浮動ブッシュ32Aも軸受ハウジング13の内面から力F2に対する反力として潤滑油を介して受ける力によってタービンロータ軸20と同一方向へ浮上する。
好ましくは、ガイド溝34の周方向位置はくさび効果によって最大のスクイズ力F1が発生する位置と180°反対に設定される。
The guide groove 34 extends along one direction inclined with respect to the vertical direction. More specifically, the guide groove 34 is disposed in the direction in which the squeeze force F1 due to the wedge effect acts, and is disposed along the squeeze force F1. In the figure, F2 is the force that the floating bush 32A receives from the lubricating oil film.
In such a configuration, when the operation of the exhaust turbine supercharger 10 is started, the turbine rotor shaft 20 receives the squeeze force F1 and floats in the direction in which the squeeze force F1 acts. The floating bush 32A also floats in the same direction as the turbine rotor shaft 20 due to the force received from the inner surface of the bearing housing 13 through the lubricating oil as a reaction force against the force F2.
Preferably, the circumferential position of the guide groove 34 is set 180 ° opposite to the position where the maximum squeeze force F1 is generated by the wedge effect.

本実施形態によれば、くさび空間wsに介在する潤滑油膜によりタービンロータ軸20が受けるスクイズ力F1と相対する位置にガイド溝34が設けられ、かつスクイズ力F1と相対する向きにガイド溝34が配置されているので、浮動ブッシュ32Aはタービンロータ軸20の浮上と共に、タービンロータ軸20と同一方向へ容易に浮上できる。
そのため、排気タービン過給機10の始動時又は回転軸14の始動時又は低回転時に、回転軸系に対する振動減衰効果が急速に高まるので、不安定振動の発生を効果的に防止できる。また、これを簡易かつ低コストな構成で実現できる。
According to this embodiment, the guide groove 34 is provided at a position opposite to the squeeze force F1 received by the turbine rotor shaft 20 by the lubricating oil film interposed in the wedge space ws, and the guide groove 34 is provided in a direction opposite to the squeeze force F1. Thus, the floating bush 32 </ b> A can easily float in the same direction as the turbine rotor shaft 20 as the turbine rotor shaft 20 floats.
Therefore, when the exhaust turbine supercharger 10 is started or when the rotating shaft 14 is started or when the rotating shaft 14 is rotating at a low speed, the vibration damping effect on the rotating shaft system is rapidly increased, so that unstable vibration can be effectively prevented. In addition, this can be realized with a simple and low-cost configuration.

(実施形態2)
次に、本発明の第2実施形態を図4に基づいて説明する。本実施形態に係る軸受装置30Bは、浮動ブッシュ32Bの内面形状を前記第1実施形態の浮動ブッシュ32Aと異ならせたものである。浮動ブッシュ32Bの内面形状は、軸受ハウジング内面の上半分の半周領域を形成する半円弧38a及び下半分の半周領域を形成する半円弧38bで形成されている。半円弧38a及び38bは互いにタービンロータ軸20の半径方向(X軸方向)へずれた位置にあり、両者の境界は平坦な段差面40a及び40bが形成されている。その他の構成は第1実施形態と同一である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the bearing device 30B according to the present embodiment, the inner surface shape of the floating bush 32B is different from that of the floating bush 32A of the first embodiment. The shape of the inner surface of the floating bush 32B is formed by a semicircular arc 38a that forms the upper half semicircular region of the bearing housing inner surface and a semicircular arc 38b that forms the lower half semicircular region. The semicircular arcs 38a and 38b are located at positions shifted from each other in the radial direction (X-axis direction) of the turbine rotor shaft 20, and flat step surfaces 40a and 40b are formed at the boundary between them. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

図4に示すように、本実施形態では、タービンロータ軸20と浮動ブッシュ32Bとの間に形成される潤滑油膜による圧力分布Pの始端は段差面40bに形成される。そのため、スクイズ力F1は左上方向きにタービンロータ軸20に作用する。従って、ガイド溝34はスクイズ力F1と相対する位置(軸受ハウジング13の左上方領域)に設けられ、かつスクイズ力F1と相対する向きに配置されている。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the start end of the pressure distribution P by the lubricating oil film formed between the turbine rotor shaft 20 and the floating bush 32B is formed on the step surface 40b. Therefore, the squeeze force F1 acts on the turbine rotor shaft 20 in the upper left direction. Accordingly, the guide groove 34 is provided at a position (the upper left region of the bearing housing 13) facing the squeeze force F1 and arranged in a direction facing the squeeze force F1.

このように、浮動ブッシュ32Bの内面形状を形成することで、スクイズ力F1が作用する方向を所望方向へ向けることができ、ガイド溝34をジャーナル部上方の形成が容易な設定された位置に配置できる。そのため、ガイド溝34の形成が容易になると共に、ガイド溝34をタービンロータ軸20の上方位置に配置できるので、浮動ブッシュ32Bが浮上しやすくなる。また、圧力分布Pの端部の圧力を段差面40bのX軸方向寸法だけ大きくできるので、その分圧力分布Pの圧力値を大きくできる。
これによって、始動時又は低回転時に回転軸系に対する潤滑油膜による振動減衰効果を高め、不安定振動の発生を効果的に防止できる。
Thus, by forming the inner surface shape of the floating bush 32B, the direction in which the squeeze force F1 acts can be directed to a desired direction, and the guide groove 34 is disposed at a set position where the formation above the journal portion is easy. it can. Therefore, the guide groove 34 can be easily formed, and the guide groove 34 can be disposed above the turbine rotor shaft 20, so that the floating bush 32B can easily float. Further, since the pressure at the end of the pressure distribution P can be increased by the dimension in the X-axis direction of the stepped surface 40b, the pressure value of the pressure distribution P can be increased accordingly.
As a result, the vibration damping effect by the lubricating oil film on the rotating shaft system can be enhanced at the time of starting or at a low rotation, and the occurrence of unstable vibration can be effectively prevented.

(実施形態3)
次に、本発明の第3実施形態を図5に基づいて説明する。本実施形態に係る軸受装置30Cは、浮動ブッシュ32Cの内面形状を円形としたときの該円形の内径より大きな曲率半径を有する3個の円弧42a、42b及び42cで形成されている。各円弧は夫々交点B、C及びDで交わり、曲率中心が異なっており、ルーローの三角形をなしている。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The bearing device 30C according to the present embodiment is formed by three arcs 42a, 42b, and 42c having a radius of curvature larger than the inner diameter of the circular shape when the inner surface shape of the floating bush 32C is circular. The arcs intersect at intersections B, C, and D, respectively, have different centers of curvature, and form a Reuleaux triangle.

本実施形態では、タービンロータ軸20と浮動ブッシュ32Bとの間に形成されるくさび空間wsの潤滑油膜の圧力分布Pの始端は、交点Dと一致する。そのため、図5に示すように、スクイズ力F1は右上方向きにタービンロータ軸20に作用する。従って、ガイド34はスクイズ力F1と相対する位置(軸受ハウジング13の右上方領域)に設けられ、かつガイド溝34はスクイズ力F1と相対する向きに配置されている。その他の構成は前記第2実施形態と同一である。   In the present embodiment, the start end of the pressure distribution P of the lubricating oil film in the wedge space ws formed between the turbine rotor shaft 20 and the floating bush 32B coincides with the intersection D. Therefore, as shown in FIG. 5, the squeeze force F1 acts on the turbine rotor shaft 20 in the upper right direction. Accordingly, the guide 34 is provided at a position (the upper right region of the bearing housing 13) facing the squeeze force F1, and the guide groove 34 is arranged in a direction facing the squeeze force F1. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

このように、浮動ブッシュ32Cの内面形状を形成することで、ガイド溝34をジャーナル部上方の形成が容易な設定された位置に配置できる。そのため、ガイド溝34の形成が容易になると共に、ガイド溝34をタービンロータ軸20の上方位置に配置できるので、浮動ブッシュ32Cが浮上しやすくなり、排気タービン過給機10の始動時又は低回転時、回転軸系に対する潤滑油膜による振動減衰効果を高め、不安定振動の発生を効果的に防止できる。従って、不安定振動の発生を効果的に防止できる。   In this way, by forming the inner shape of the floating bush 32C, the guide groove 34 can be disposed at a set position where the formation above the journal portion is easy. Therefore, the guide groove 34 can be easily formed, and the guide groove 34 can be disposed above the turbine rotor shaft 20, so that the floating bush 32 </ b> C is likely to float, and the exhaust turbine supercharger 10 is started or is rotated at a low speed. At this time, the vibration damping effect of the lubricating oil film on the rotating shaft system can be enhanced, and the occurrence of unstable vibration can be effectively prevented. Therefore, the occurrence of unstable vibration can be effectively prevented.

(実施形態4)
次に、本発明の第4実施形態を図6に基づいて説明する。本実施形態に係る軸受装置30Dにおいて、浮動ブッシュ32Dの内面形状は前記第1実施形態の浮動ブッシュ32Aと同様に円形で構成されている。そのため、タービンロータ軸20と浮動ブッシュ32Dとの間に形成される潤滑油膜による圧力分布Pは、第1実施形態で形状される圧力分布Pと同じ位置で生じ、かつ同じ圧力形状となる。
従って、図6に示すように、スクイズ力F1は第1実施形態と同じ向きでタービンロータ軸20に作用するので、ガイド溝34は第1実施形態におけるガイド溝34と軸受ハウジング13の同じ領域かつ同じ向きに設けられている。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the bearing device 30 </ b> D according to the present embodiment, the inner shape of the floating bush 32 </ b> D is configured to be circular like the floating bush 32 </ b> A of the first embodiment. Therefore, the pressure distribution P due to the lubricating oil film formed between the turbine rotor shaft 20 and the floating bush 32D is generated at the same position as the pressure distribution P formed in the first embodiment and has the same pressure shape.
Therefore, as shown in FIG. 6, the squeeze force F1 acts on the turbine rotor shaft 20 in the same direction as in the first embodiment, so that the guide groove 34 is the same region as the guide groove 34 and the bearing housing 13 in the first embodiment. They are installed in the same direction.

タービンロータ軸20にはスクイズ力F1と重力Gとが付加される。即ち、回転軸14には、スクイズ力F1と重力Gとの合力Frが付加されることになる。
一方、浮動ブッシュ32Dは、周囲の軸受ハウジング13の内面から潤滑油を介して力を受けている。浮動ブッシュ32Dの外周面が第1実施形態の浮動ブッシュ32Aのように真円形状のとき、浮動ブッシュ32Dは軸受ハウジング13から周方向に均等な力を受ける。
A squeeze force F <b> 1 and gravity G are added to the turbine rotor shaft 20. That is, the resultant force Fr of the squeeze force F1 and the gravity G is added to the rotating shaft 14.
On the other hand, the floating bush 32D receives force from the inner surface of the surrounding bearing housing 13 via the lubricating oil. When the outer peripheral surface of the floating bush 32D has a perfect circle shape like the floating bush 32A of the first embodiment, the floating bush 32D receives a uniform force from the bearing housing 13 in the circumferential direction.

これに対し、図6に示すように、ガイド34の配置位置を境にして、浮動ブッシュ32Dを夫々鉛直方向頂点を含む上部円弧h1及び下部円弧h2の2つの領域に区分けし、上部円弧h1に属する浮動ブッシュ32Dの外周面には、浮動ブッシュ32Dの軸方向に配置された複数の凹溝44が所定間隔で形成されている。凹溝44は浮動ブッシュ32Dの外周面に凹凸部を形成している。   On the other hand, as shown in FIG. 6, the floating bush 32D is divided into two regions of an upper arc h1 and a lower arc h2 each including the vertical apex, with the arrangement position of the guide 34 as a boundary. On the outer peripheral surface of the floating bush 32D to which it belongs, a plurality of concave grooves 44 arranged in the axial direction of the floating bush 32D are formed at predetermined intervals. The concave groove 44 forms an uneven portion on the outer peripheral surface of the floating bush 32D.

そのため、上部円弧h1で浮動ブッシュ32Dが軸受ハウジング13から潤滑油膜を介して付加される力F3は、下部円弧h2で浮動ブッシュ32Dが軸受ハウジング13から潤滑油膜を介して受ける力F4より小さくなる。従って、浮動ブッシュ32Dには、回り止めピン36を基点としたモーメントMが付加される。モーメントMは浮動ブッシュ32Dを浮上させる方向へ作用するモーメントであると共に、ガイド溝34を摺動できる回り止めピン36を基点としているため、ガイド溝34によって妨げられることがないモーメントである。   Therefore, the force F3 that the floating bush 32D is applied from the bearing housing 13 through the lubricating oil film in the upper arc h1 is smaller than the force F4 that the floating bush 32D receives from the bearing housing 13 through the lubricating oil film in the lower arc h2. Therefore, a moment M with the rotation stop pin 36 as a base point is added to the floating bush 32D. The moment M is a moment that acts in the direction in which the floating bush 32D is lifted, and is a moment that is not hindered by the guide groove 34 because it is based on the detent pin 36 that can slide the guide groove 34.

本実施形態によれば、浮動ブッシュ32Dに対して、スクイズ力F1に加えて、さらにモーメントMが作用するので、軸受ハウジング13の内部で浮動ブッシュ32Dを一層浮上させやすくすることができる。そのため、排気タービン過給機10の運転時に、回転軸系に対する振動減衰効果をさらに高め、回転軸系を安定支持できる。
なお、力F4−力F3>合力Frとなるようにすれば、浮動ブッシュ32Dをさらに浮上させやすくすることができる。
また、浮動ブッシュ32Dの外周面に、凹溝44の代わりに、浮動ブッシュ32Dの周方向に配置された凹溝、又はディンプル(凹部)、バンプ(凸部)を設けるようにしてもよい。
According to the present embodiment, since the moment M further acts on the floating bush 32D in addition to the squeeze force F1, the floating bush 32D can be more easily floated inside the bearing housing 13. Therefore, during operation of the exhaust turbine supercharger 10, the vibration damping effect on the rotating shaft system can be further enhanced, and the rotating shaft system can be stably supported.
If the force F4−the force F3> the resultant force Fr is satisfied, the floating bush 32D can be further lifted.
Further, instead of the concave groove 44, a concave groove, a dimple (concave part), or a bump (convex part) arranged in the circumferential direction of the floating bush 32D may be provided on the outer peripheral surface of the floating bush 32D.

(実施形態5)
次に、本発明の第5実施形態を図7に基づいて説明する。本実施形態に係る軸受装置30Eでは、浮動ブッシュは第1実施形態における浮動ブッシュ32Aと同一構成の浮動ブッシュが用いられている。また、軸受ハウジング13の内面は、ガイド溝34の配置位置を境にして、夫々上部円弧h3及び下部円弧h4に区分けし、上部円弧h3の内径を下部円弧h4の内径より大きくしている。その他の構成は前記第1実施形態と同一である。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the bearing device 30E according to the present embodiment, a floating bush having the same configuration as that of the floating bush 32A in the first embodiment is used. Further, the inner surface of the bearing housing 13 is divided into an upper arc h3 and a lower arc h4, respectively, with the guide groove 34 as a boundary, and the inner diameter of the upper arc h3 is larger than the inner diameter of the lower arc h4. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

前記構成により、タービンロータ軸20に加わるスクイズ力F1は第1実施形態の場合と同一方向に作用するので、ガイド溝34は第1実施形態と軸受ハウジング13の同一位置及び同一向きに設けられている。
また、軸受ハウジング13の上部円弧h3から浮動ブッシュ32Aに付加される力F3を、下部円弧h4から浮動ブッシュ32Eに付加される力F4より小さくすることができる。
With the above configuration, the squeeze force F1 applied to the turbine rotor shaft 20 acts in the same direction as in the first embodiment, so that the guide groove 34 is provided at the same position and in the same direction as the first embodiment and the bearing housing 13. Yes.
Further, the force F3 applied to the floating bush 32A from the upper arc h3 of the bearing housing 13 can be made smaller than the force F4 applied to the floating bush 32E from the lower arc h4.

そのため、第4実施形態と同様に、タービンロータ軸20を浮上させるスクイズ力F1に加えて、浮動ブッシュ32Aを浮上させるモーメントMが発生するので、排気タービン過給機10の始動時又は低回転時に、回転軸14及び浮動ブッシュ32Eが容易に浮上できる。そのため、回転軸系に対する振動減衰効果を高め、回転軸系を安定支持できる。
なお、好ましくは、力F4−力F3>合力Frとなるようにすれば、浮動ブッシュ32Aをさらに浮上させやすくすることができる。
Therefore, as in the fourth embodiment, in addition to the squeeze force F1 that floats the turbine rotor shaft 20, a moment M that floats the floating bush 32A is generated. The rotating shaft 14 and the floating bush 32E can easily float. Therefore, the vibration damping effect on the rotating shaft system can be enhanced and the rotating shaft system can be stably supported.
Preferably, when the force F4−the force F3> the resultant force Fr is satisfied, the floating bush 32A can be further lifted.

本発明によれば、スクイズフィルムダンパ機能を有する浮動ブッシュを備えた回転軸において、浮動ブッシュを浮上しやすくし、回転軸系に対する振動減衰効果を高めた簡易かつ低コスト化な軸受装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a simple and low-cost bearing device that facilitates floating of the floating bush and enhances the vibration damping effect on the rotating shaft system in the rotating shaft having the floating bush having a squeeze film damper function. .

10 排気タービン過給機
11 タービンハウジング
11a 出口通路
11b 入口通路
12 コンプレッサハウジング
12a 空気入口
13 軸受ハウジング
14 回転軸
15 タービン翼
16 タービンノズル
17 コンプレッサ羽根車
18 ディフューザ
19 出口スクロール
20 タービンロータ軸
21 ディスク
22 スラスト軸受
23 噴出穴
24 冷却空気供給管
26 潤滑油路
30A、30B、30C、30D、30E 軸受装置
32A、32B、32C、32D 浮動ブッシュ
33 回り止め規制装置
34 ガイド溝(凹部)
36 回り止めピン(凸部)
38a、38b 半円弧
40a、40b 段差面
42a、42b、42c 円弧
44 凹溝
B、C、D 交点
G 重力
Fr 合力
M モーメント
a 空気
cs 密閉空間
e 排気ガス
h1、h3 上部円弧
h2、h4 下部円弧
o 潤滑油
ws くさび空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Exhaust turbine supercharger 11 Turbine housing 11a Outlet passage 11b Inlet passage 12 Compressor housing 12a Air inlet 13 Bearing housing 14 Rotating shaft 15 Turbine blade 16 Turbine nozzle 17 Compressor impeller 18 Diffuser 19 Outlet scroll 20 Turbine rotor shaft 21 Disc 22 Thrust Bearing 23 Spray hole 24 Cooling air supply pipe 26 Lubricating oil passage 30A, 30B, 30C, 30D, 30E Bearing device 32A, 32B, 32C, 32D Floating bush 33 Anti-rotation restricting device 34 Guide groove (concave portion)
36 Non-rotating pin (convex)
38a, 38b Semi-arc 40a, 40b Stepped surface 42a, 42b, 42c Arc 44 Groove B, C, D Intersection G Gravity Fr Resulting force M Moment a Air cs Sealed space e Exhaust gas h1, h3 Upper arc h2, h4 Lower arc o Lubricant ws wedge space

Claims (11)

潤滑油が充填される軸受室を含む軸受ハウジングと、
前記軸受室内に配置される浮動ブッシュと、
前記浮動ブッシュ内に少なくとも一部が配置される回転軸と、
前記浮動ブッシュ及び前記軸受ハウジングのうち一方に設けられた凸部と、
前記浮動ブッシュ及び前記軸受ハウジングのうち他方に設けられ、前記凸部を鉛直方向に対し傾斜する径方向に往復可能に受け入れる凹部とを備える軸受装置。
A bearing housing including a bearing chamber filled with lubricating oil;
A floating bush disposed in the bearing chamber;
A rotating shaft at least partially disposed within the floating bush;
A convex portion provided on one of the floating bush and the bearing housing;
A bearing device comprising: a concave portion provided on the other of the floating bush and the bearing housing and receiving the convex portion so as to reciprocate in a radial direction inclined with respect to a vertical direction.
前記凸部は、前記浮動ブッシュに設けられた回り止めピンであり、
前記凹部は、前記軸受ハウジングに設けられたガイド溝である請求項1に記載の軸受装置。
The convex portion is a detent pin provided on the floating bush;
The bearing device according to claim 1, wherein the recess is a guide groove provided in the bearing housing.
前記回転軸の少なくとも一部及び前記浮動ブッシュは、前記回転軸の少なくとも一部と前記浮動ブッシュとの間に形成されるくさび空間に存する潤滑油により前記回転軸の少なくとも一部にスクイズ力が作用するように構成され、
前記ガイド溝は、前記スクイズ力が作用する方向に沿って延在するように配置されている請求項2に記載の軸受装置。
At least a part of the rotating shaft and the floating bush are subjected to a squeeze force on at least a part of the rotating shaft by lubricating oil existing in a wedge space formed between at least a part of the rotating shaft and the floating bush. Configured to
The bearing device according to claim 2, wherein the guide groove is disposed so as to extend along a direction in which the squeeze force acts.
前記浮動ブッシュの内面は、横断面視にて複数の円弧を含む請求項1乃至3の何れか一項に記載の軸受装置。   The bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein an inner surface of the floating bush includes a plurality of arcs in a cross-sectional view. 前記浮動ブッシュの内面は、横断面視にて曲率中心位置が相対的に異なる複数の円弧を含むる請求項4に記載の軸受装置。   5. The bearing device according to claim 4, wherein an inner surface of the floating bush includes a plurality of arcs whose curvature center positions are relatively different in a cross-sectional view. 前記浮動ブッシュの内面は、曲率中心位置が相対的に異なる2つの半円筒と、該2つの半円筒の端をつなぐ少なくとも1つの段差面とを含む請求項5に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 5, wherein an inner surface of the floating bush includes two semicylinders having relatively different curvature center positions and at least one stepped surface connecting ends of the two semicylinders. 前記複数の円弧は、相互に等しい長さを有する請求項4又は5に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 4, wherein the plurality of arcs have mutually equal lengths. 前記浮動ブッシュの外面及び前記軸受ハウジングの内面は、前記浮動ブッシュの周方向にて前記回り止めピンの位置と該回り止めピンの位置と反対の位置との間に位置する2つの領域を有し、
前記浮動ブッシュの外面及び前記軸受ハウジングの内面のうち少なくとも一方の前記2つの領域は、少なくとも一部において相互に異なる形状を有する請求項1乃至7の何れか一項に記載の軸受装置。
The outer surface of the floating bush and the inner surface of the bearing housing have two regions located between the position of the detent pin and the position opposite to the position of the detent pin in the circumferential direction of the floating bush. ,
The bearing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the two regions of at least one of the outer surface of the floating bush and the inner surface of the bearing housing have different shapes at least partially.
前記浮動ブッシュの外面は、前記2つの領域のうち鉛直方向にて頂点を含む領域の少なくとも一部に凹凸部を有する請求項8に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 8, wherein an outer surface of the floating bush has an uneven portion in at least a part of a region including a vertex in the vertical direction among the two regions. 前記軸受ハウジングの内面は、横断面視において、前記2つの領域のうち鉛直方向にて頂点を含む一方の領域を形成する上部円弧と、他方の領域を形成する下部円弧とを含み、
前記上部円弧の曲率半径は、前記下部円弧の曲率半径よりも大である請求項8に記載の軸受装置。
The inner surface of the bearing housing includes an upper arc that forms one region including the apex in the vertical direction of the two regions in a cross-sectional view, and a lower arc that forms the other region,
The bearing device according to claim 8, wherein a curvature radius of the upper arc is larger than a curvature radius of the lower arc.
前記回転軸の少なくとも一部及び前記浮動ブッシュは、前記回転軸の少なくとも一部と前記浮動ブッシュとの間に形成されるくさび空間に存する潤滑油により前記回転軸の少なくとも一部にスクイズ力が作用するように構成され、
前記浮動ブッシュの外面及び前記軸受ハウジングの内面のうち少なくとも一方の形状は、前記回転軸の少なくとも一部に作用する重力と前記スクイズ力との合力を減殺する力が前記軸受ハウジングの内面から前記浮動ブッシュに作用するように形成されている請求項8乃至10の何れか一項に記載の軸受装置。
At least a part of the rotating shaft and the floating bush are subjected to a squeeze force on at least a part of the rotating shaft by lubricating oil existing in a wedge space formed between at least a part of the rotating shaft and the floating bush. Configured to
The shape of at least one of the outer surface of the floating bush and the inner surface of the bearing housing is such that a force that reduces the resultant force of gravity and squeeze force acting on at least a part of the rotating shaft is floating from the inner surface of the bearing housing. The bearing device according to claim 8, wherein the bearing device is formed to act on the bush.
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