JP2016040471A - ターボチャージャーの軸受ハウジング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タービンとコンプレッサとを連結したシャフトを内包するとともに当該シャフトを回動可能に支持するターボチャージャーの軸受ハウジング100であって、当該ターボチャージャーの軸受ハウジング100は、タービン側に配置されるタービン側ハウジング120と、コンプレッサ側に配置されるコンプレッサ側ハウジング110と、に分割され、コンプレッサ側ハウジング110はアルミニウム系材料により形成され、タービン側ハウジング120はステンレス鋼により形成され、軸受ハウジング100は冷却水路130を有し、冷却水路130は、コンプレッサ側円弧状冷却水路131とタービン側円弧状冷却水路132からなり、シャフトの軸線方向においてコンプレッサ側円弧状冷却水路131の最大厚みは、タービン側円弧状冷却水路132の最大厚み以上である。
【選択図】図16
Description
このように構成することにより、軸受ハウジング100に形成される冷却水路130及び潤滑油路140は機械加工によって形成されるため、当該軸受ハウジング100を鋳造によって作成する場合に中子を用いる必要が無くなり、コストの削減を図ることができる。また、鋳造する段階で砂中子による冷却水路130及び潤滑油路140を形成する必要が無くなるため、当該冷却水路130及び潤滑油路140内に砂中子の鋳砂が残留しているか否かを検査する必要が無くなる。また、軸受ハウジング100を2つの部材に分割することで、冷却水路130及び潤滑油路140の加工性を向上させる(機械加工を施し易くする)ことができる。
このように構成することにより、潤滑油路140の形状を簡素化することができ、ひいては潤滑油路140の加工性を向上させることができる。また、潤滑油を第一潤滑油路142を介して軸受ハウジング100内に供給することによって、当該潤滑油は重力に従って第一潤滑油路142、軸受部111b、第二潤滑油路143の順に流通することになり、当該潤滑油を円滑に循環させることができる。
このように構成することにより、軸受部111bの両端部から、軸受ハウジング100の下方へと潤滑油を排出することができ、当該潤滑油を円滑に循環させることができる。また、潤滑油を軸受部111bの両端へと確実に導くことができ、当該軸受部111bを効果的に潤滑及び冷却することができる。
このように構成することにより、シャフト20の周囲を囲むように冷却水路を形成することによって、当該シャフト20を介してタービン40側から伝達される熱やシャフト20が回転することによって発生する熱によって軸受ハウジング100の温度が上昇するのを効果的に抑制することができる。
このように構成することにより、潤滑油路140の流動抵抗を低減することができ、ひいてはターボチャージャー10の機械効率の向上を図ることができる。また、潤滑油が滞留し難くなるため、オイルコーキングの発生率を低減させることができる。
このように構成することにより、比較的低温となるコンプレッサ側ハウジング110をアルミニウム系材料により形成することで、軸受ハウジング100の軽量化を図ることができる。
このように構成することにより、高温の環境下に配置される(具体的には、エンジンの排気の熱や、シャフト20の回転によって発生する熱が伝達される)軸受ハウジング100の温度上昇を抑制することができる。
このように、比較的高温となるタービン側ハウジング120をステンレス鋼により形成することで、高温による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼により形成されたタービン側ハウジング120によって遮熱することで、アルミニウム系材料で形成されたコンプレッサ側ハウジング110の熱による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼は鋳鉄に比べて表面粗さが低いため、タービン側ハウジング120に潤滑油が滞留し難くなり、オイルコーキングの発生率を低減させることができる。
このように構成することにより、軸受部111bの温度が上昇した場合、アルミニウム系材料で形成された軸受部111bの内径が銅系材料で形成されたすべり軸受80の外径よりも大きく膨張するため、当該軸受部111bとすべり軸受80との間に介在する潤滑油量が増加し、ホワール振動を低減させることができる。また同様に、軸受部111bの温度が上昇した場合、銅系材料で形成されたすべり軸受80の内径が鉄鋼材料で形成されたシャフト20の外径よりも大きく膨張するため、当該すべり軸受80とシャフト20との間に介在する潤滑油量が増加し、ホワール振動を低減させることができる。また、アルミニウム系材料で形成された軸受部111b内径は熱伝導率が高いため、軸受部111bで発生した熱を効果的に吸収・伝導し、軸受部111bの温度を下げる事で熱による変形や損傷等をより効果的に防止できる。
このように、比較的高温となるタービン側ハウジング120をステンレス鋼により形成することで、高温による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼により形成された当該タービン側ハウジング120によって遮熱することで、アルミニウム系材料で形成された軸受部111bの熱による変形や損傷等を防止することができる。
このように、金属ガスケット150をタービン側ハウジング120とコンプレッサ側ハウジング110との間に介在させることによって、タービン40側からの熱を遮熱することができ、アルミニウム系材料で形成された軸受部111bの熱による変形や損傷等をより効果的に防止することができる。
また、本実施形態において、タービン側ハウジング120はステンレス鋼を用いた板金加工により形成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば鋳鉄を用いた鋳造により形成することも可能である。
また、本実施形態において、潤滑油路140に表面粗さを小さくするための加工を施すものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、冷却水路130に表面粗さを小さくするための加工を施すことも可能である。これによって、当該冷却水路130を流通する冷却水の流動抵抗を低減することができる。
このように構成することにより、タービン側ハウジング120の熱をコンプレッサ側ハウジング110に伝わり難くすることができる。
30 コンプレッサ
40 タービン
80 すべり軸受
100 軸受ハウジング
110 コンプレッサ側ハウジング
111b 軸受部
111c ヒートシンク部
120 タービン側ハウジング
130 冷却水路
131 コンプレッサ側円弧状冷却水路
132 タービン側円弧状冷却水路
140 潤滑油路
142 第一潤滑油路
143 第二潤滑油路
150 金属ガスケット
Claims (2)
- タービンとコンプレッサとを連結したシャフトを内包するとともに当該シャフトを回動可能に支持するターボチャージャーの軸受ハウジングであって、
当該ターボチャージャーの軸受ハウジングは、
前記タービン側に配置されるタービン側ハウジングと、
前記コンプレッサ側に配置されるコンプレッサ側ハウジングと、
に分割され、
前記コンプレッサ側ハウジングはアルミニウム系材料により形成され、
前記タービン側ハウジングはステンレス鋼により形成され、
前記軸受ハウジングは冷却水路を有し、
前記冷却水路は、コンプレッサ側冷却水路とタービン側冷却水路からなり、
前記シャフトの軸線方向において前記コンプレッサ側冷却水路の最大厚みは、前記タービン側冷却水路の最大厚み以上であることを特徴とする、
ターボチャージャーの軸受ハウジング。 - 前記タービン側ハウジングの前記コンプレッサ側ハウジングと接触する面及び前記コンプレッサ側ハウジングの前記タービン側ハウジングと接触する面のうち少なくとも一方には、凹部が形成される、
請求項1に記載のターボチャージャーの軸受ハウジング。
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