JP2019100316A - ハウジングアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】軸受側油路の加工が簡単で、スラスト軸受の小径化が可能なハウジングアセンブリを提供することを課題とする。【解決手段】ハウジングアセンブリ2は、回転軸50に作用する軸方向のスラスト荷重を油膜を介して支持する摺動面41を有するスラスト軸受4と、スラスト軸受4が配置されるスラスト軸受配置部900と、スラスト軸受配置部900に連通するハウジング側油路905aと、を有するベアリングハウジング90と、ハウジング側油路905aと、摺動面41と、を連通する油路7と、を備える。油路7は、スラスト軸受4とスラスト軸受配置部900との間の隙間に設定される境界側油路71を有する。【選択図】図2
Description
本発明は、スラスト軸受を備えるハウジングアセンブリに関する。
特許文献1に示すように、ターボチャージャの回転軸は、油膜を介して、スラスト軸受により回転可能に支持されている。スラスト軸受は、摺動面と油路(軸受側油路)とを備えている。摺動面は、コンプレッサホイールの突出部に、油膜を介して摺接している。油膜形成用の潤滑油は、軸受側油路を介して、ベアリングハウジングの油路(ハウジング側油路)から摺動面に供給されている。軸受側油路の入口は、スラスト軸受の軸方向端面に開口している。他方、軸受側油路の出口は、スラスト軸受の内周面に開口している。すなわち、軸受側油路は、ターボチャージャの軸方向断面において、斜め方向(軸方向および径方向に対して交差する方向)に延在している。
スラスト軸受を小径化すると、スラスト軸受の製造コスト(例えば、スラスト軸受の材料費、表面処理が必要な場合は処理費など)を削減することができる。しかしながら、スラスト軸受を小径化すると、その分、スラスト軸受の軸方向端面の面積が小さくなる。このため、軸受側油路の傾斜角度(回転軸の軸方向に対する軸受側油路の傾斜角度)を小さくする必要がある。したがって、軸受側油路の加工が困難になる。
そこで、本発明は、軸受側油路の加工が簡単で、スラスト軸受の小径化が可能なハウジングアセンブリを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のハウジングアセンブリは、回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を油膜を介して支持する摺動面を有するスラスト軸受と、前記スラスト軸受が配置されるスラスト軸受配置部と、前記スラスト軸受配置部に連通するハウジング側油路と、を有するベアリングハウジングと、前記ハウジング側油路と、前記摺動面と、を連通する油路と、を備えるハウジングアセンブリであって、前記油路は、前記スラスト軸受と前記スラスト軸受配置部との間の隙間に設定される境界側油路を有することを特徴とする。
スラスト軸受と軸受配置部との間には、隙間が介在している。本発明のハウジングアセンブリによると、当該隙間を、油路の少なくとも一部(境界側油路)として利用することができる。その分、スラスト軸受に配置される軸受側油路の構成(形状、配置数など)を簡単にすることができる。このため、スラスト軸受に対する軸受側油路の設置、つまり軸受側油路の加工が簡単になる。また、スラスト軸受を小径化することができる。
以下、本発明のハウジングアセンブリの実施の形態について説明する。
<第一実施形態>
[ターボチャージャの構成]
まず、本実施形態のハウジングアセンブリを備えるターボチャージャの構成について説明する。なお、以降の図において、前後方向は本発明の「軸方向」に対応している。図1に、本実施形態のハウジングアセンブリを備えるターボチャージャの軸方向断面図を示す。図2(A)に、図1の枠IIA内の拡大図を示す。図2(B)に、図2(A)のIIB−IIB方向断面図を示す。なお、図2(B)においては、リテーナを省略して示す。図3(A)に、スラスト軸受配置部の軸方向断面図を示す。図3(B)に、図3(A)のIIIB−IIIB方向断面図(スラスト軸受配置部の前面図)を示す。なお、図3(A)は図2(A)と、図3(B)は図2(B)と、各々対応している。図4に、同スラスト軸受の前面図を示す。
[ターボチャージャの構成]
まず、本実施形態のハウジングアセンブリを備えるターボチャージャの構成について説明する。なお、以降の図において、前後方向は本発明の「軸方向」に対応している。図1に、本実施形態のハウジングアセンブリを備えるターボチャージャの軸方向断面図を示す。図2(A)に、図1の枠IIA内の拡大図を示す。図2(B)に、図2(A)のIIB−IIB方向断面図を示す。なお、図2(B)においては、リテーナを省略して示す。図3(A)に、スラスト軸受配置部の軸方向断面図を示す。図3(B)に、図3(A)のIIIB−IIIB方向断面図(スラスト軸受配置部の前面図)を示す。なお、図3(A)は図2(A)と、図3(B)は図2(B)と、各々対応している。図4に、同スラスト軸受の前面図を示す。
図1〜図4に示すように、ターボチャージャ1は、ジャーナル軸受3と、スラスト軸受4と、回転部5と、リテーナ60と、デフレクタ61と、油路7と、ベアリングハウジング90と、コンプレッサハウジング91と、タービンハウジング92と、を備えている。また、本実施形態のハウジングアセンブリ2は、スラスト軸受4と、ベアリングハウジング90と、油路7と、を備えている。
ベアリングハウジング90の内部には、スラスト軸受配置部900と、ジャーナル軸受配置部904と、ハウジング側油路905a、905bと、が形成されている。ハウジング側油路905a、905bには、潤滑油Oが流れている。ジャーナル軸受配置部904は、回転軸50の軸心Aを中心とする、孔状を呈している。ジャーナル軸受配置部904は、前後方向に延在している。スラスト軸受配置部900は、ジャーナル軸受配置部904の前側に連なっている。スラスト軸受配置部900は、回転軸50の軸心Aを中心とする、段付き孔状を呈している。スラスト軸受配置部900は、前後方向に延在している。
ジャーナル軸受3は、円筒状を呈している。ジャーナル軸受3は、ジャーナル軸受配置部904に配置されている。スラスト軸受4は、スラスト軸受配置部900に配置されている。コンプレッサハウジング91は、ベアリングハウジング90の前側に配置されている。タービンハウジング92は、ベアリングハウジング90の後側に配置されている。
回転部5は、ベアリングハウジング90に対して、回転可能である。回転部5は、回転軸50と、コンプレッサインペラ51と、タービンインペラ52と、スラストカラー53と、カラーターボシールリング54と、を備えている。
回転軸50は、ベアリングハウジング90を前後方向に貫通している。回転軸50は、軸心Aを中心とする段付き円柱状を呈している。回転軸50は、ジャーナル軸受3により、径方向外側から、回転可能に支持されている。回転軸50は、スラスト軸受4により、スラストカラー53を介して、前後方向から、回転可能に支持されている。コンプレッサインペラ51は、回転軸50の前端に取り付けられている。タービンインペラ52は、回転軸50の後端に連なっている。すなわち、回転軸50は、コンプレッサインペラ51とタービンインペラ52とを連結している。
スラストカラー53は、回転軸50の外周面に固定されている。スラストカラー53は、スラスト軸受4により、前後方向から、回転可能に支持されている。カラーターボシールリング54は、スラストカラー53の前側に配置されている。
リテーナ60およびデフレクタ61は、前述のスラスト軸受4と共に、スラスト軸受配置部900に配置されている。リテーナ60は、底壁部600と、周壁部601と、を備えている。底壁部600の径方向中心には、貫通孔600aが形成されている。貫通孔600aの径方向内側には、カラーターボシールリング54が回転可能に配置されている。貫通孔600aとカラーターボシールリング54との間には、リングシール600bが配置されている。周壁部601の下側部分には、貫通孔601aが形成されている。
デフレクタ61は、周壁部601の開口縁を、後側から覆っている。デフレクタ61には、貫通孔610と排出孔611とが形成されている。貫通孔610の径方向内側には、カラーターボシールリング54が回転可能に配置されている。排出孔611は、貫通孔610の下側に配置されている。
[スラスト軸受配置部付近の構成]
次に、スラスト軸受配置部付近の構成について詳しく説明する。スラスト軸受配置部900の径方向内側には、リテーナ60、デフレクタ61、スラストカラー53、カラーターボシールリング54、スラスト軸受4、回転軸50の一部が配置されている。
次に、スラスト軸受配置部付近の構成について詳しく説明する。スラスト軸受配置部900の径方向内側には、リテーナ60、デフレクタ61、スラストカラー53、カラーターボシールリング54、スラスト軸受4、回転軸50の一部が配置されている。
スラストカラー53は、カラー本体530と、フランジ531と、を備えている。カラー本体530は、筒部530aとフランジ部530bとを備えている。フランジ部530bは、筒部530aの外周面後端から、径方向外側に張り出している。フランジ531は、筒部530aの前側に配置されている。フランジ531は、フランジ部530bと同径である。
スラスト軸受4は、スラストカラー53の径方向外側に配置されている。スラスト軸受4は、前側(軸方向)から見て、四隅が丸面取りされた正方形状を呈している。スラスト軸受4は、貫通孔40と、一対の摺動面41と、外周面42と、を備えている。貫通孔40は、筒部530aの径方向外側に配置されている。一対の摺動面41は、スラスト軸受4の前後両面に配置されている。前側の摺動面41はフランジ531の後面に、後側の摺動面41はフランジ部530bの前面に、各々、油膜を介して摺接している。一対の摺動面41は、回転軸50に作用する前後方向のスラスト荷重を支持している。摺動面41は、テーパ部410と、ランド部411と、を備えている。ランド部411は、テーパ部410の下流側(具体的には、図2(B)に矢印Yで示すように、摺動面41における潤滑油Oの流動方向下流側)に配置されている。外周面42は、四つの接触部420と、四つの非接触部421と、を備えている。接触部420と非接触部421とは、周方向に交互に配置されている。接触部420は、曲面状(前側から見て、回転軸50の軸心Aを曲率中心とする曲率一定の部分円弧状)を呈している。非接触部421は、平面状(前側から見て直線状)を呈している。
スラスト軸受4には、軸受側油路70が配置されている。軸受側油路70は、軸受側第一区間700と、軸受側第二区間701と、を備えている。軸受側第二区間701は、油孔である。軸受側第二区間701は、前後方向に直線状に延在している。軸受側第二区間701は、前後一対の摺動面41間を貫通している。軸受側第二区間701は、テーパ部410の上流部分に開口している。軸受側第一区間700は、油孔である。軸受側第一区間700は、径方向に直線状に延在している。軸受側第一区間700の入口は、スラスト軸受4の外周面42の非接触部421に開口している。他方、軸受側第一区間700の出口は、軸受側第二区間701の前後方向中間部分に開口している。
スラスト軸受配置部900は、前側から後側に向かって段階的に縮径する段付き孔状を呈している。すなわち、スラスト軸受配置部900は、前側から後側に向かって、大径部901と、中径部902と、小径部903と、を備えている。
大径部901は、前側から見て円形を呈している。大径部901は、大径内周面901aと大径段差面901bとを備えている。大径段差面901bには、ハウジング側油路905aの出口の上側部分が開設されている。大径内周面901aは、本発明の「スラスト軸受配置部の内周面」の概念に含まれる。大径部901の径方向内側には、リテーナ60の底壁部600の一部、リテーナ60の周壁部601、デフレクタ61、スラストカラー53の前側部分、スラスト軸受4の前側部分、回転軸50の一部が配置されている。
中径部902は、前側から見て円形を呈している。中径部902は、大径部901よりも小径である。中径部902は、中径内周面902aと中径段差面902bとを備えている。中径段差面902bには、ハウジング側油路905aの出口の下側部分が開設されている。中径内周面902aは、本発明の「スラスト軸受配置部の内周面」の概念に含まれる。中径部902の径方向内側には、スラストカラー53の筒部530aの一部、スラスト軸受4の後側部分、回転軸50の一部が配置されている。
小径部903は、前側から見て円形を呈している。小径部903は、中径部902よりも小径である。小径部903は、小径内周面903aと小径段差面903bとを備えている。小径部903の径方向内側には、スラストカラー53のフランジ部530b、回転軸50の一部が配置されている。
スラスト軸受4の外面(外周面42、後面(軸方向端面))と、スラスト軸受配置部900の内面(内周面(大径内周面901a、中径内周面902a、小径内周面903a)、段差面(大径段差面901b、中径段差面902b、小径段差面903b)すなわち軸方向端面)と、の間の隙間には、双方の形状の相違に起因して、境界側油路71が区画されている。
境界側油路71は、四つの境界側第一区間710と、二つの境界側第二区間711、712と、を備えている。図2(B)に示すように、前側から見て、境界側第一区間710は、非接触部421と、中径内周面902aと、の間に区画されている。図2(A)に示すように、右側(径方向)から見て、境界側第一区間710は、デフレクタ61の後面(軸方向端面)と、中径段差面902bと、の間に区画されている。図2(B)に示すように、前側から見て、四つの境界側第一区間710は、中心角(中心は軸心A)90°ごとに、離間して配置されている。
図2(B)に示すように、前側から見て、境界側第二区間711は、外周面42と、大径内周面901aと、の間に区画されている。図2(A)に示すように、右側(径方向)から見て、境界側第二区間711は、周壁部601の後端面(軸方向端面)と、大径段差面901bと、の間に区画されている。図2(B)に示すように、前側から見て、境界側第二区間711は、無端環状を呈している。境界側第二区間711は、四つの境界側第一区間710を連結している。
図2(A)に示すように、境界側第二区間712は、油溝である。境界側第二区間712は、中径段差面902bに凹設されている。言い換えると、境界側第二区間712は、スラスト軸受4の後面と、中径段差面902bと、の間に区画されている。図2(B)に示すように、前側から見て、境界側第二区間712は、無端環状を呈している。境界側第二区間712は、四つの境界側第一区間710を連結している。
[油路]
次に、本実施形態の油路の構成について説明する。油路7は、ハウジング側油路905aと、前後一対の摺動面41と、を連通している。油路7は、前述の軸受側油路70と、前述の境界側油路71と、を備えている。
次に、本実施形態の油路の構成について説明する。油路7は、ハウジング側油路905aと、前後一対の摺動面41と、を連通している。油路7は、前述の軸受側油路70と、前述の境界側油路71と、を備えている。
ターボチャージャ1の駆動時において、潤滑油Oは、ハウジング側油路905aを経由して、四つの境界側第一区間710のうち、最上部の境界側第一区間710に流入する。最上部の境界側第一区間710に流入した潤滑油Oは、境界側第二区間711、712を介して、残りの三つの境界側第一区間710に行き渡る。四つの境界側第一区間710に行き渡った潤滑油Oは、軸受側第一区間700、軸受側第二区間701を介して、一対の摺動面41(具体的には、テーパ部410の上流部分)に供給される。供給された潤滑油Oは、テーパ部410流動時に昇圧され、ランド部411において所望の負荷容量の油膜を形成する。当該油膜により、スラスト軸受4は、回転軸50に作用するスラスト荷重を支持する。油膜形成後の潤滑油Oは、ハウジング側油路905b、貫通孔601aから、ベアリングハウジング90の外部に排出される。
[作用効果]
次に、本実施形態のハウジングアセンブリの作用効果について説明する。図2(A)、図2(B)、図4に示すように、本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4の軸受側油路70の軸受側第一区間700は、外周面42に開口している。このため、軸受側油路70がスラスト軸受4の後面(軸方向端面)に開口している場合と比較して、軸受側第一区間700を径方向に延在させやすくなる。言い換えると、軸受側第一区間700の延在方向が、前後方向成分を含みにくくなる。したがって、スラスト軸受4に対する軸受側油路70の設置、つまり軸受側油路70の加工が簡単になる。
次に、本実施形態のハウジングアセンブリの作用効果について説明する。図2(A)、図2(B)、図4に示すように、本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4の軸受側油路70の軸受側第一区間700は、外周面42に開口している。このため、軸受側油路70がスラスト軸受4の後面(軸方向端面)に開口している場合と比較して、軸受側第一区間700を径方向に延在させやすくなる。言い換えると、軸受側第一区間700の延在方向が、前後方向成分を含みにくくなる。したがって、スラスト軸受4に対する軸受側油路70の設置、つまり軸受側油路70の加工が簡単になる。
具体的には、スラスト軸受4の後面に軸受側油路70を斜め方向(前後方向および径方向に対して交差する方向)に開設する場合、軸受側油路70の加工を簡単にするために、スラスト軸受4の後面に、予め凹部(軸受側油路70開設用の凹部)を形成しておく必要がある。また、当該凹部の底面は、平面状にしておく必要がある。加えて、当該底面は、軸受側油路70の加工性を考慮して、軸受側油路70の延在方向(斜め方向)に対して直交する方向に延在させておく必要がある。しかしながら、当該凹部の形成作業は煩雑である。この点、本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4の軸受側油路70の軸受側第一区間700は、外周面42に開口している。このため、スラスト軸受4の後面に敢えて凹部を形成する必要がない。したがって、スラスト軸受4に対する軸受側油路70の設置、つまり軸受側油路70の加工が簡単になる。
また、軸受側第一区間700を径方向に延在させると、その分軸受側第一区間700の長さを短縮することができる。このため、スラスト軸受4を小径化することができる。したがって、ベアリングハウジング90を小径化することができる。
図2(A)、図2(B)に示すように、軸受側第一区間700は、非接触部421に開口している。また、軸受側第一区間700は、境界側第一区間710に連通している。このため、エンジン停止時に、境界側第一区間710に潤滑油Oを溜めておくことができる。したがって、エンジン始動時に、迅速に潤滑油Oを摺動面41に供給することができる。
図2(A)、図2(B)、図4に示すように、単一の非接触部421には、単一の軸受側第一区間700が開口している。すなわち、四つのテーパ部410の各々に対して、個別に軸受側第一区間700および軸受側第二区間701、非接触部421が配置されている。このため、四つのテーパ部410の各々に対して、確実に潤滑油Oを供給することができる。
図2(A)、図2(B)に示すように、本実施形態のハウジングアセンブリ2によると、スラスト軸受4とスラスト軸受配置部900との形状の相違に起因する境界側油路71を、油路7の少なくとも一部として利用することができる。その分、スラスト軸受4に配置される軸受側油路70の構成(形状、配置数など)を簡単にすることができる。このため、スラスト軸受4を小径化することができる。
具体的には、軸受側第一区間700は、非接触部421に開口している。また、軸受側第一区間700は、境界側第一区間710に連通している。このように、境界側第一区間710を、油路7の一部として利用することができる。また、軸受側油路70を、径方向に直線状に延在する軸受側第一区間700と、前後方向に直線状に延在する軸受側第二区間701と、から構成することができる。このため、スラスト軸受4を小径化することができる。
図2(A)、図2(B)に示すように、軸受側第二区間701は、軸受側第一区間700に連通し、少なくとも前後方向を含む方向に延在している。また、軸受側第二区間701は、摺動面41に開口している。このため、貫通孔40を介さずに、摺動面41に潤滑油Oを供給することができる。
図2(A)、図2(B)に示すように、非接触部421は、平面状を呈している。また、非接触部421は、径方向に対して直交する方向に延在している。他方、軸受側第一区間700は、径方向に延在している。このため、非接触部421に軸受側第一区間700を簡単に配置することができる。
図2(A)、図2(B)に示すように、境界側第二区間711は、スラスト軸受4の径方向外側に配置されている。境界側第二区間711は、四つの境界側第一区間710間を連通している。このため、最上部の境界側第一区間710から、残りの三つの境界側第一区間710に、潤滑油Oを行き渡らせることができる。同様に、境界側第二区間712は、スラスト軸受4の後側に配置されている。境界側第二区間712は、四つの境界側第一区間710間を連通している。このため、最上部の境界側第一区間710から、残りの三つの境界側第一区間710に、潤滑油Oを行き渡らせることができる。
図2(A)、図2(B)に示すように、接触部420は中径内周面902aに面接触している。このため、スラスト軸受配置部900に対するスラスト軸受4の径方向位置を決めることができる。また、非接触部421は中径内周面902aから離間している。このため、境界側第一区間710を区画することができる。
図2(A)、図2(B)に示すように、スラスト軸受4は、前側のデフレクタ61と、後側の中径段差面902bと、により挟持されている。このため、スラスト軸受4の前後方向位置(軸方向位置)を決めることができる。
なお、スラスト軸受4の周方向位置は決まっていない。このため、スラスト軸受4は回転可能である。しかしながら、仮にスラスト軸受4がスラストカラー53に連れられて供回りしても、周方向に延在する境界側第二区間711、712により、軸受側油路70に潤滑油Oを供給することができる。このため、摺動面41に油膜を形成することができる。このように、本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4によると、周方向位置決め用の締結具(ボルト、スクリューなど)が不要である(勿論、スラスト軸受4の周方向位置を決めてもよい)。
図5(A)に、本実施形態のハウジングアセンブリの径方向断面図(その1)を示す。図5(B)に、同ハウジングアセンブリの径方向断面図(その2)を示す。なお、図5(A)、図5(B)は、図2(B)に対応している。
図2(B)に示すように、境界側第一区間710の周方向幅Bは、ハウジング側油路905aの出口の周方向幅Cよりも、広い。このため、図5(A)に示すように、ハウジング側油路905a(つまりベアリングハウジング90)に対して、境界側第一区間710(つまりスラスト軸受4)が中心角+θだけ傾斜して取り付けられていても、確実にハウジング側油路905aと境界側第一区間710とを連通することができる。
同様に、図5(B)に示すように、ハウジング側油路905aに対して、境界側第一区間710が中心角−θだけ傾斜して取り付けられていても、確実にハウジング側油路905aと境界側第一区間710とを連通することができる。
このように、本実施形態のハウジングアセンブリ2によると、ベアリングハウジング90に対するスラスト軸受4の、周方向の取付精度(位置決め精度)が悪い場合であっても、確実に摺動面41に潤滑油を供給することができる。したがって、ベアリングハウジング90に対するスラスト軸受4の取付作業が簡単になる。
<第二実施形態>
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、潤滑油がスラスト軸受の内周面を介して、摺動面に供給されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、潤滑油がスラスト軸受の内周面を介して、摺動面に供給されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
図6に、本実施形態のハウジングアセンブリの径方向断面図を示す。なお、図2(B)と対応する部位については、同じ符号で示す。図6に示すように、スラスト軸受4の外周面42は、単一の接触部420と、単一の非接触部421と、を備えている。軸受側油路70は、単一の軸受側第一区間700を備えている。軸受側第一区間700は、径方向に直線状に延在している。軸受側第一区間700の入口(径方向外端)は、非接触部421に開口している。軸受側第一区間700の出口(径方向内端)は、貫通孔40、つまりスラスト軸受4の内周面に開口している。潤滑油は、ハウジング側油路905aから、境界側第一区間710、軸受側第一区間700、貫通孔40と筒部530aとの間の隙間を介して、摺動面41に供給されている。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4によると、図2(B)に示す軸受側第二区間701が不要である(勿論、軸受側第二区間701を配置してもよい)。このため、軸受側油路70の構成が簡単になる。また、本実施形態のハウジングアセンブリ2によると、図2(B)に示す境界側第二区間712が不要である(勿論、境界側第二区間712を配置してもよい)。このため、境界側油路71の構成が簡単になる。また、本実施形態のハウジングアセンブリ2によると、非接触部421、境界側第一区間710、軸受側第一区間700の配置数が、各々単一で済む。このため、ハウジングアセンブリ2の構成が簡単になる。なお、図6に示す境界側第二区間711を配置しなくてもよい。こうすると、境界側油路71の構成が簡単になる。
<第三実施形態>
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、潤滑油がスラスト軸受の前後両面(軸方向両端面)を介して、摺動面に供給されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、潤滑油がスラスト軸受の前後両面(軸方向両端面)を介して、摺動面に供給されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
図7に、本実施形態のハウジングアセンブリの径方向断面図を示す。なお、図2(B)と対応する部位については、同じ符号で示す。図7に示すように、軸受側油路70は、四つの軸受側第一区間700を備えている。軸受側第一区間700は、油溝である。軸受側第一区間700は、スラスト軸受4の前後両面に凹設されている。軸受側第一区間700は、径方向に直線状に延在している。軸受側第一区間700の入口(径方向外端)は、非接触部421に開口している。軸受側第一区間700の出口(径方向内端)は、テーパ部410の上流端に開口している。潤滑油は、ハウジング側油路905aから、四つの境界側第一区間710(潤滑油は、境界側第二区間711、712により周方向全体に行き渡る)、四つの軸受側第一区間700を介して、摺動面41に供給されている。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4によると、図2(B)に示す軸受側第二区間701が不要である(勿論、軸受側第二区間701を配置してもよい)。このため、軸受側油路70の構成が簡単になる。また、本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4によると、軸受側第一区間700が溝状である。このため、軸受側第一区間700が孔状である場合と比較して、スラスト軸受4に軸受側第一区間700を簡単に配置することができる。
<第四実施形態>
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、単一の非接触部に、複数の軸受側第一区間が開口している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、単一の非接触部に、複数の軸受側第一区間が開口している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
図8に、本実施形態のハウジングアセンブリの径方向断面図を示す。なお、図2(B)と対応する部位については、同じ符号で示す。図8に示すように、スラスト軸受4の外周面42は、左右二つの接触部420と、上下二つの非接触部421と、を備えている。軸受側油路70は、四つの軸受側第一区間700と、四つの軸受側第二区間701と、を備えている。軸受側第一区間700は、上下方向(径方向および周方向を含む方向)に直線状に延在している。上側の非接触部421には、二つの軸受側第一区間700の入口(径方向外端)が開口している。同様に、下側の非接触部421には、二つの軸受側第一区間700の入口が開口している。潤滑油は、ハウジング側油路905aから、二つの境界側第一区間710(潤滑油は、境界側第二区間711、712により周方向全体に行き渡る)、四つの軸受側第一区間700、四つの軸受側第二区間701を介して、摺動面41に供給されている。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4によると、単一の非接触部421に、複数の軸受側第一区間700が開口している。このため、スラスト軸受4における非接触部421の配置数を減らすことができる。
<第五実施形態>
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、中径内周面が、前側から見て、四隅が丸面取りされた正方形状を呈している点である。また、スラスト軸受が、前側から見て、四隅が角面取りされた正方形状を呈している点である。また、接触部に、軸受側第一区間が開口している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、中径内周面が、前側から見て、四隅が丸面取りされた正方形状を呈している点である。また、スラスト軸受が、前側から見て、四隅が角面取りされた正方形状を呈している点である。また、接触部に、軸受側第一区間が開口している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
図9に、本実施形態のハウジングアセンブリの径方向断面図を示す。なお、図2(B)と対応する部位については、同じ符号で示す。図9に示すように、スラスト軸受4は、前側から見て、四隅が角面取りされた正方形状(八角形状)を呈している。すなわち、スラスト軸受4の外周面42は、四つの接触部420と、四つの非接触部421と、を備えている。接触部420、非接触部421は、各々、平面状(前側から見て直線状)を呈している。接触部420には、軸受側第一区間700の入口(径方向外端)が開口している。
中径内周面902aは、前側から見て、四隅が丸面取りされた正方形状を呈している。スラスト軸受4の接触部420は、中径内周面902aに、平面状に面接触している。中径内周面902aには、四つの境界側第二区間712が凹設されている。境界側第二区間712は、油溝である。境界側第二区間712は、周方向および径方向を含む方向に延在している。任意の単一の境界側第二区間712の長手方向両側には、一対の境界側第一区間710が配置されている。境界側第二区間712は、一対の境界側第一区間710同士を連通している。また、境界側第二区間712は、一対の境界側第一区間710と軸受側第一区間700とを連通している。潤滑油は、ハウジング側油路905aから、四つの境界側第一区間710、(潤滑油は、境界側第二区間711、四つの境界側第二区間712により周方向全体に行き渡る)、四つの境界側第二区間712、四つの軸受側第一区間700、四つの軸受側第二区間701を介して、摺動面41に供給されている。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第一実施形態のハウジングアセンブリとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4のように、接触部420が平面状を呈していてもよい。また、接触部420に、軸受側油路70が開口していてもよい。また、スラスト軸受配置部900の内周面に、境界側第二区間712が凹設されていてもよい。本実施形態のハウジングアセンブリ2によると、境界側第二区間712を介して、境界側第一区間710から軸受側第一区間700に潤滑油を供給することができる。
<第六実施形態>
本実施形態のハウジングアセンブリと、第五実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、境界側第二区間の代わりに境界側第三区間が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第五実施形態のハウジングアセンブリと、の相違点は、境界側第二区間の代わりに境界側第三区間が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
図10に、本実施形態のハウジングアセンブリの径方向断面図を示す。なお、図9と対応する部位については、同じ符号で示す。図10に示すように、スラスト軸受4の接触部420には、境界側第三区間713が凹設されている。境界側第三区間713は、油溝である。境界側第三区間713は、前後方向に延在している。境界側第三区間713は、境界側第二区間711と軸受側第一区間700とを連通している。潤滑油は、ハウジング側油路905aから、四つの境界側第一区間710、(潤滑油は、境界側第二区間711により周方向全体に行き渡る)、四つの境界側第三区間713、四つの軸受側第一区間700、四つの軸受側第二区間701を介して、摺動面41に供給されている。
本実施形態のハウジングアセンブリと、第五実施形態のハウジングアセンブリとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のハウジングアセンブリ2のスラスト軸受4のように、接触部420に境界側第三区間713を凹設してもよい。本実施形態のハウジングアセンブリ2によると、境界側第二区間711、境界側第三区間713を介して、境界側第一区間710から軸受側第一区間700に潤滑油を供給することができる。
<その他>
以上、本発明のハウジングアセンブリの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
以上、本発明のハウジングアセンブリの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
境界側油路71を区画する面(例えば、大径内周面901a、大径段差面901b、非接触部421、中径内周面902a、中径段差面902b、スラスト軸受4の前面や後面など)に保油部を配置してもよい。こうすると、境界側油路71における保油性を向上させることができる。例えば、境界側第一区間710に保油部を配置してもよい。なお、保油部は、境界側油路71を区画する面に、例えば凹凸加工(シボ加工、エンボス加工、ヘアライン加工、ディンプル加工など)を施すことにより、形成することができる。
境界側油路71の区画方法は特に限定しない。スラスト軸受配置部900の内面(内周面(大径内周面901a、中径内周面902a、小径内周面903a)、段差面(大径段差面901b、中径段差面902b、小径段差面903b))と、スラスト軸受4の外面(外周面42(接触部420、非接触部421)、前面、後面)と、の形状の相違(溝や凸部を配置したことによる形状の相違を含む)を利用して境界側油路71を区画すればよい。溝状の境界側油路71(境界側第一区間710、境界側第二区間711、712、境界側第三区間713)を配置する場合は、スラスト軸受配置部900の内面およびスラスト軸受4の外面のうち、少なくとも一方に境界側油路71を凹設してもよい。境界側第二区間711、712の連通対象は特に限定しない。例えば、複数の境界側第一区間710同士を連通してもよい。また、複数の軸受側第一区間700同士を連通してもよい。また、境界側第一区間710と軸受側第一区間700とを連通してもよい。
軸受側油路70の軸受側第一区間700は、径方向を含む方向に延在していればよい。すなわち、径方向を含んでいれば、軸方向および周方向のうち少なくとも一方を含む方向に延在していてもよい。軸受側油路70の軸受側第二区間701は、軸方向を含む方向に延在していればよい。すなわち、軸方向を含んでいれば、径方向および周方向のうち少なくとも一方を含む方向に延在していてもよい。
境界側油路71の境界側第二区間711、712は、周方向を含む方向に延在していればよい。すなわち、周方向を含んでいれば、軸方向および径方向のうち少なくとも一方を含む方向に延在していてもよい。境界側油路71の境界側第三区間713は、軸方向を含む方向に延在していればよい。すなわち、軸方向を含んでいれば、径方向および周方向のうち少なくとも一方を含む方向に延在していてもよい。
接触部420の形状等(形状、大きさ、位置、配置数など)は特に限定しない。同様に、非接触部421の形状等は特に限定しない。前側から見て、スラスト軸受4は有端環状であってもよい。例えば、馬蹄状(C字状)であってもよい。摺動面41におけるテーパ部410、ランド部411の形状等は特に限定しない。スラストカラー53は、一体物であってもよい。ターボチャージャ1にデフレクタ61を配置しなくてもよい。
1:ターボチャージャ、2:ハウジングアセンブリ、3:ジャーナル軸受、4:スラスト軸受、5:回転部、7:油路、40:貫通孔、41:摺動面、42:外周面、50:回転軸、51:コンプレッサインペラ、52:タービンインペラ、53:スラストカラー、54:カラーターボシールリング、60:リテーナ、61:デフレクタ、70:軸受側油路、71:境界側油路、90:ベアリングハウジング、91:コンプレッサハウジング、92:タービンハウジング、410:テーパ部、411:ランド部、420:接触部、421:非接触部、530:カラー本体、530a:筒部、530b:フランジ部、531:フランジ、600:底壁部、600a:貫通孔、600b:リングシール、601:周壁部、601a:貫通孔、610:貫通孔、611:排出孔、700:軸受側第一区間、701:軸受側第二区間、710:境界側第一区間、711:境界側第二区間、712:境界側第二区間、713:境界側第三区間、900:スラスト軸受配置部、901:大径部、901a:大径内周面(スラスト軸受配置部の内周面)、901b:大径段差面、902:中径部、902a:中径内周面(スラスト軸受配置部の内周面)、902b:中径段差面、903:小径部、903a:小径内周面、903b:小径段差面、904:ジャーナル軸受配置部、905a:ハウジング側油路、905b:ハウジング側油路、A:軸心、O:潤滑油
Claims (6)
- 回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を油膜を介して支持する摺動面を有するスラスト軸受と、
前記スラスト軸受が配置されるスラスト軸受配置部と、前記スラスト軸受配置部に連通するハウジング側油路と、を有するベアリングハウジングと、
前記ハウジング側油路と、前記摺動面と、を連通する油路と、
を備えるハウジングアセンブリであって、
前記油路は、前記スラスト軸受と前記スラスト軸受配置部との間の隙間に設定される境界側油路を有することを特徴とするハウジングアセンブリ。 - 前記スラスト軸受の外周面と、前記スラスト軸受配置部の内周面と、は径方向に対向し、
前記スラスト軸受の前記外周面は、前記スラスト軸受配置部の前記内周面に接触する接触部と、前記スラスト軸受配置部の前記内周面に接触しない非接触部と、を有し、
前記境界側油路は、前記非接触部と、前記スラスト軸受配置部の前記内周面と、の間に区画される境界側第一区間を有し、
前記油路は、前記境界側油路と、前記スラスト軸受に配置される軸受側油路と、を有し、
前記軸受側油路は、少なくとも径方向を含む方向に延在し、前記接触部および前記非接触部のうち少なくとも一方に開口する軸受側第一区間を有する請求項1に記載のハウジングアセンブリ。 - 前記軸受側第一区間は、前記非接触部に開口し、前記境界側第一区間に連通する請求項2に記載のハウジングアセンブリ。
- 軸方向から見て、前記ハウジング側油路は前記境界側第一区間に開口しており、
前記境界側第一区間の方が、前記ハウジング側油路の開口よりも、周方向幅が広い請求項3に記載のハウジングアセンブリ。 - 前記軸受側第一区間は、前記スラスト軸受の前記内周面に開口する請求項2ないし請求項4のいずれかに記載のハウジングアセンブリ。
- 前記境界側油路は、少なくとも周方向を含む方向に延在し、以下の(A)〜(C)のうち少なくとも一つを連通する境界側第二区間を有する請求項2ないし請求項5のいずれかに記載のハウジングアセンブリ。
(A)複数の前記境界側第一区間同士
(B)複数の前記軸受側第一区間同士
(C)前記境界側第一区間と前記軸受側第一区間
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