JP2015513029A - 排気ガスターボチャージャの軸受ハウジング - Google Patents

Abstract

本発明は、排気ガスターボチャージャ（２）の軸受ハウジング（１）であって、軸受ハウジングの穿孔穴（３）に配置されたロータ（５）用の軸受カートリッジ（４）を有し、軸受カートリッジ（４）の外周（７）で軸受カートリッジ（４）を取り囲む油膜（６）を有し、少なくとも１つの分離／シール要素（８、９）であって、金属リングとして形成され、第１の関連の軸受カートリッジの端部領域（１０）と、隣接して配置された軸受ハウジングの壁部領域（１１）との間で弾性的に張力が加えられる少なくとも１つの分離／シール要素（８、９）が設けられる軸受ハウジング（１）に関する。

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の排気ガスターボチャージャの軸受ハウジングに、同様に請求項１２の前文に記載の排気ガスターボチャージャに関する。

ロータを取り付けるために、また動作力を吸収するために、一般的なタイプの多数のターボチャージャは、排気ガスターボチャージャの軸受ハウジングに配置される軸受カートリッジ又は軸受インサートを使用する。

波経路とノイズエミッションとの調和したプロフィールの達成を可能にするために、油膜をカートリッジの周りに配置することができ、ノイズダンパとして使用される。

しかし、この構造システムの不都合は、油がロータシールの方向に制御しがたく流れる可能性があり、排気ガスエミッションの増加をもたらし得ることである。さらに、流れるこの部分的な油流がシステムの減衰及び冷却のために失われる。

したがって、本発明の目的は、請求項１の前文に記載の排気ガスターボチャージャの軸受ハウジング、及び上に言及した不都合を排除することを可能にする請求項１０の前文に記載の排気ガスターボチャージャも提供することである。

この目的は、請求項１及び請求項１２の特徴によって達成される。

例えば、成形工程によって金属材料から製造することができる１つ又は複数の分離／シール要素は、弾性及びシール作用の両方を有し得るので、第一に、カートリッジが常に軸受ハウジングの穿孔穴の中央でセンタリングされるという利点がある。これによって、軸受カートリッジ全体の周りに均質な油膜が形成することができる。

さらに、本発明による構成は、構造伝播音を伝達するための表面を低減することができるという利点を提供する。

さらに、軸受ハウジング内の油流を導くことができ、したがってバランス品質を低減したロータを使用し、これによって、本発明による軸受ハウジング、同様に本発明による排気ガスターボチャージャを製造するための支出を低減することが可能である。

独国特許出願公開第１０２００８０４８８６Ａ１号明細書及び欧州特許出願公開第２０４２７５８Ａ２号明細書から、エラストマー又はプラスチックから製造された第１の例において、またワイヤメッシュから製造された第２の例において、軸受カートリッジの周りにスリーブを配置することが公知であるが、これらのスリーブは、それらの材料及びそれらの成形のため限定されたシール及び減衰機能を満たすことができるに過ぎない。

これと対照的に、軸受ハウジング及び軸受カートリッジの構造、同様に分離／シール要素の組み合わせのため、分離／シール要素の組み合わせが軸受ハウジングの穿孔穴に挿入された後にこれらの組み合わせに弾性的に張力を加えることが可能であり、このことは、これらの組み合わせが最小の程度に半径方向に移動できることを意味する。さらに、本発明による分離／シール要素の構造は、軸受カートリッジの２つの端部における減衰間隙をシールするさらなる利点を提供する。

これによって、軸受カートリッジと、軸受ハウジング又は軸受ハウジングの穿孔穴との間の減衰油膜のより優れた形成が可能である。

構造伝播音の伝達は、分離及びシール要素が線接触によって壁部に支持され、また構造伝播音及び波経路用の別の減衰手段としてカートリッジの周りのオイル容量を利用できることにより、本発明による構造によって少なくとも低減又は最少にすることができる。

したがって、本発明による構成は、ばね／質量／ダンパシステムを形成する。

従属請求項は、本発明の有利な発展形態を含む。

さらなる詳細、特徴及び利点は、図面に基づき例示的な実施形態の以下の説明から理解される。

本発明による排気ガスターボチャージャの大幅に単純化した概略図である。 本発明による軸受ハウジングの全体図の単純化した概略図である。 分離／シール要素の実施形態の斜視図である。 図３に示した要素の側面図である。 図２に示した実施形態による軸受ハウジングの詳細図である。 本発明による分離／シール要素の実施形態の変形例の単純化した概略図である。

図１は、コンプレッサ１８及びタービン１９を有する本発明による排気ガスターボチャージャ２を示している。本発明による軸受ハウジング１は、コンプレッサ１８とタービン１９との間に配置され、ロータ５を取り付ける役割を果たし、その端部領域にコンプレッサ又はタービンホイールが配置される。ロータ５を取り付けるために、軸受カートリッジ４が設けられ、このカートリッジは、図１に選択した図による排気ガスターボチャージャ２の他のすべての部分と同様に、大幅に概略的にのみ示されている。軸受カートリッジ４は油膜６によって取り囲まれている。

さらに、本発明によれば、少なくとも１つの分離／シール要素８は、軸受カートリッジ４の少なくとも１つの端部領域に配置され、このような要素は、軸受カートリッジ４の２つの端部領域の各々に設けられることが好ましい。これらの分離／シール要素の構造について、図２〜図５に基づき以下に詳細に説明する。図１に示した排気ガスターボチャージャ２も、当然、構造及び動作モードに必要な他のすべての構成要素を有するが、これらの構成要素は、本発明の原理を説明するために必要でないので、詳細に示さない。

図２は、軸受ハウジング１の全体の単純化した概略図を示している。軸受ハウジング１は、その中の軸受ハウジングの穿孔穴３（図１に図示）内に軸受カートリッジ４を有する。

図１に示した特に好ましい実施形態では、２つの分離／シール要素８と９が設けられ、これらは、軸受カートリッジ４と、隣接する軸受ハウジング壁部との間の軸受カートリッジ４の２つの端部領域に配置される。詳細に、金属リングとして、例えばばね鋼リングとして形成される分離／シール要素８は、軸受カートリッジ４の第１の関連の端部領域１０と、軸受ハウジング１の隣接する壁部領域１１との間に配置されかつ弾性的に張力が加えられる。

第２の分離／シール要素９は、同様に金属リングとして形成され、軸受カートリッジ４の第２の関連の端部領域１３と、軸受ハウジング１の隣接する壁部領域１２との間に配置されかつ同様に弾性的に張力が加えられる。この場合、要素８と９に弾性的に張力を加えることは、これらの要素が軸受ハウジング１の半径方向に最小の程度に移動することができることを意味する。この構成により、主に、カートリッジを常に軸受ハウジングの穿孔穴３の中央でセンタリングすることができ、また均質な油膜６を軸受カートリッジ４の全体の周りに形成することができるという利点が得られる。

分離／シール要素８と９の構造は、図３、図４及び図６の図から詳細に見ることができる。図３は、これらの要素８と９が、実施例では、金属から製造された円形リングであり、その寸法決めはそれぞれの用途に適合させることができることを示している。図４から、要素８と９の各々が、少なくとも２つのシール領域１４と１５の間に少なくとも１つの弾性領域１６を有することが明らかである。一方のシール領域は軸受カートリッジ４に支持され、他方のシール領域は軸受ハウジング１に支持される。分離要素８、９のシール領域１４と１５も、軸受ハウジングインサート又は軸受ハウジングカバーに支持され得る。

図１０に示したように、さらに、２つの弾性領域２３、２４と３つのシール領域２０、２１、２２とを有する要素８、９を設計することも可能である。分離要素８、９のシール領域２０、２１、２２が接触する箇所は、軸受ハウジング１又はカートリッジ４の横方向側面に、あるいは前記横方向側面（図８参照）の溝１７、１９にも直接配置し得る。スロット又は継手を有する金属リング８、９を設計し、この継手を開放したままにするか、あるいは継手を溶接することも可能である。

図５に示したように、シール領域１４と１５は、線接触によって軸受ハウジング１又はカートリッジ４の隣接する壁部領域１１に当接し、その結果、油膜６からの制御しがたい油の流出を防止することができる。

図７は、本発明による分離／シール要素８、９の別の実施形態を示しており、この実施形態では、次に、各々が丸め成形される２つの端部シール領域１４と１５が設けられる。この実施形態で直線形状を有する弾性領域１６は、前記シール領域１４と１５の間に延びる。

上に既述したように、図８は、原理的に、図７による実施形態を示しているが、溝１７と１９が軸受ハウジング１又はカートリッジ４に設けられる。図９は、本発明による分離／シール要素８、９の別の可能な実施形態を示している。この場合、これらの要素はＹ字状の構造を有する。したがって、この構造は、弾性領域２７の端部に脚部２７ａと２７ｂを形成し、その端部に、僅かに丸い形状を有するシール領域２５と２６を形成する。脚部２７ａと２７ｂは、図９から詳細に理解できるように、弾性領域２７の基部領域２７Ｃで中断される。

本発明の上述の開示に加えて、この場合、図１〜１０の本発明の例示的な図面が明示的に参照される。

１ 軸受ハウジング
２ 排気ガスターボチャージャ
３ 軸受ハウジングの穿孔穴
４ 軸受カートリッジ
５ ロータ
６ 油膜
７ 外周面
８、９ 分離／シール要素
１０ 軸受カートリッジの端部領域
１２ 軸受ハウジング壁の領域
１１ 軸受ハウジング壁の領域
１３ 軸受カートリッジの端部領域
１４ シール領域
１５ 接触点
１６ 弾性領域
１７ 溝
１８ コンプレッサ
１９ 溝
２０、２１、２２ シール領域
２３、２４ 弾性領域
２５、２６ シール領域
２７ 弾性領域
２７Ａ、２７Ｂ 脚部
２７Ｃ 基部領域
Ｌ 長手方向チャージャ軸線

Claims (13)

1. 排気ガスターボチャージャ（２）の軸受ハウジング（１）であって、
   −軸受ハウジングの穿孔穴（３）に配置されたロータ（５）用の軸受カートリッジ（４）を有し、
   −軸受カートリッジ（４）の外周（７）で前記軸受カートリッジ（４）を取り囲む油膜（６）を有する軸受ハウジング（１）において、
   −少なくとも１つの分離／シール要素（８、９）であって、
   ・金属リングとして形成され、
   ・少なくとも１つの関連の軸受カートリッジの端部領域（１０）と、隣接して配置された軸受ハウジングの壁部領域（１１）との間で弾性的に張力が加えられる少なくとも１つの分離／シール要素（８、９）を特徴とする軸受ハウジング（１）。
2. 前記１つ又は複数の分離／シール要素（８、９）が前記軸受カートリッジ（４）に取り付けられる請求項１に記載の軸受ハウジング。
3. 前記１つ又は複数の分離／シール要素（８、９）が、前記シール領域（１４、１５）の一方により前記軸受カートリッジ（４）の溝に取り付けられる請求項２に記載の軸受ハウジング。
4. 前記１つ又は複数の分離／シール要素（８、９）が前記軸受ハウジングの穿孔穴（３）に取り付けられる請求項１に記載の軸受ハウジング。
5. 前記１つ又は複数の分離／シール要素（８、９）が、前記シール領域（１４、１５）の一方により前記軸受ハウジングの穿孔穴（３）の溝に取り付けられる請求項１に記載の軸受ハウジング。
6. 前記１つ又は複数の分離／シール要素（８、９）が、少なくとも１つの弾性領域（１６）と、前記弾性領域に隣接する少なくとも２つのシール領域（１４、１５）とを有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の軸受ハウジング。
7. 前記金属リング（８、９）が正確に０．１５ｍｍのシート厚さを有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の軸受ハウジング。
8. 前記金属リングの材料がばね鋼である請求項１〜７のいずれか一項に記載の軸受ハウジング。
9. 前記軸受カートリッジ（４）が平軸受システムとして形成される請求項１〜８のいずれか一項に記載の軸受ハウジング。
10. 前記軸受カートリッジ（４）が転がり軸受システムとして形成される請求項１〜８のいずれか一項に記載の軸受ハウジング。
11. 別の分離／シール要素（９）であって、
    ・金属リングとして形成され、
    ・少なくとも１つの関連の軸受カートリッジの端部領域（１０）と、隣接して配置された軸受ハウジングの壁部領域（１１）との間で弾性的に張力が加えられる別の分離／シール要素（９）が設けられる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の軸受ハウジング。
12. 排気ガスターボチャージャ（２）であって、
    −コンプレッサ（１８）を有し、
    −タービン（１９）を有し、
    −軸受ハウジング（１）であって、
    ・軸受ハウジングの穿孔穴（３）に配置されたロータ（５）用の軸受カートリッジ（４）を有し、
    ・前記軸受カートリッジ（４）の外周（７）で前記軸受カートリッジ（４）を取り囲む油膜（６）を有する軸受ハウジング（１）を有し、
    −少なくとも１つの分離／シール要素（８、９）であって、
    ・金属リングとして形成され、
    ・少なくとも１つの関連の軸受カートリッジの端部領域（１０）と、隣接する軸受ハウジングの壁部領域（１１）との間で弾性的に張力が加えられる少なくとも１つの分離／シール要素（８、９）が設けられる、
    排気ガスターボチャージャ（２）。
13. 請求項２〜１１のいずれか一項を特徴とする請求項１２に記載の排気ガスターボチャージャ。

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