JP2020020266A - 軸受装置及びターボ過給機 - Google Patents

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Abstract

【課題】フローティングメタルの内周面及び外周面に油を供給するための給油経路を簡素化可能な軸受装置及びターボ過給機を提供する。【解決手段】軸受装置は、軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの収容孔の中に設けられ、回転シャフトが挿通される筒状のフローティングメタルと、前記回転シャフトの径方向に沿って設けられ、前記軸受ハウジングに対する前記フローティングメタルの位置決めをするための位置決めピンと、を備え、前記位置決めピンは、前記位置決めピンを貫通するように形成され、前記フローティングメタルの内周面と前記回転シャフトの外周面との間の第１空間に連通する第１給油孔と、前記フローティングメタルの外周面と前記収容孔の内周面との間の第２空間と、前記第１給油孔と、を連通させるように前記位置決めピンの内部に形成された第２給油孔と、を有する。【選択図】 図１

Description

本開示は、軸受装置及びターボ過給機に関する。
回転軸を回転可能に支持する軸受装置として、回転軸が挿通される円筒状のフローティングメタルを用いた浮動軸受が用いられることがある。このような浮動軸受装置では、フローティングメタルの内周面と回転軸との隙間に油を供給して油膜を形成し、該油膜によって回転軸を回転可能に支持するようになっている。
特許文献１には、このような浮動軸受装置を用いたターボ過給機が開示されている。このターボ過給機は、排ガスで駆動されるタービン翼と、空気を圧縮するコンプレッサ翼とが固定された回転軸を回転可能に支持するフローティングメタルを含む軸受装置を備える。この軸受装置では、フローティングメタルに設けられた回り止め穴にハウジングに固定された回り止めピンが嵌合することにより、フローティングメタルが回転軸とともに連れ回るのを防止するようになっている。また、回り止めピンに設けられた孔を介して、フローティングメタルの内周面と回転軸との間に形成されるオイルたまり部に油が供給されるようになっている。
特許第５９７７１１８号公報
ところで、浮動軸受装置では、フローティングメタルの外周面と軸受ハウジングの間にも油膜を形成することがあり、この油膜により、ロータの振動を抑制する等の効果が期待できる。そして、軸受装置や該軸受装置を用いた回転機械の小型化の観点から、簡素な装置構成で上述の油膜を形成することが望まれる。
この点、特許文献１の軸受装置では、フローティングメタルの外周面と軸受ハウジングの間に油を供給すること、及び、油を供給するための構成について開示されていない。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、フローティングメタルの内周面及び外周面に油を供給するための給油経路を簡素化可能な軸受装置及びターボ過給機を提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受装置は、
軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの収容孔の中に設けられ、回転シャフトが挿通される筒状のフローティングメタルと、
前記回転シャフトの径方向に沿って設けられ、前記軸受ハウジングに対する前記フローティングメタルの位置決めをするための位置決めピンと、を備え、
前記位置決めピンは、
前記位置決めピンを貫通するように形成され、前記フローティングメタルの内周面と前記回転シャフトの外周面との間の第１空間に連通する第１給油孔と、
前記フローティングメタルの外周面と前記収容孔の内周面との間の第２空間と、前記第１給油孔と、を連通させるように前記位置決めピンの内部に形成された第２給油孔と、を有する。
上記（１）の構成によれば、フローティングメタルの位置決めをするための位置決めピンに、第１空間に連通する第１給油孔、及び、第２空間と第１給油孔を連通させる第２給油孔を設けたので、位置決めピンに第１給油孔及び第２給油孔を設けるとの簡素な構成で、フローティングメタルの内周面（第１空間）及び外周面（第２空間）に油を供給することができる。よって、軸受装置において油膜形成のための給油経路を簡素化し、軸受装置を小型化することができる。
また、位置決めピンは比較的容易に交換可能であるから、軸受装置に設置された位置決めピンを、該位置決めピンの第１給油孔又は第２給油孔とは異なる径の第１給油孔又は第２給油孔を有する位置決めピンに交換することで、軸受装置における第１給油孔及び／又は第２給油孔の径を容易に変更できる。よって、第１給油孔及び第２給油孔を介した軸受装置への給油量の調節が容易となる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記フローティングメタルの外周側において、前記フローティングメタルの前記外周面に面して前記軸受ハウジングに設けられた環状油路をさらに備え、
前記第２給油孔は、前記環状油路を介して前記第２空間に連通する。
上記（２）の構成によれば、軸受ハウジングに、フローティングメタルの外周面に面する環状油路を設けたので、フローティングメタルの外周面に、全周にわたって油を供給しやすくなる。よって、第２空間により円滑に給油して、フローティングメタルの外周側の油膜をより確実に形成することができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記第１給油孔は、前記径方向に沿って延びる半径方向孔部を含み、
前記第２給油孔は、前記半径方向孔部に接続されている。
上記（３）の構成によれば、第２給油孔が第１給油孔の半径方向孔に接続されているので、第１給油孔に供給される油を、第２給油孔を介して第２空間に円滑に供給することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記第２給油孔は、前記回転シャフトの周方向に沿って形成される。
上記（４）の構成によれば、第２給油孔を周方向に沿って形成したので、第２給油孔を介して、フローティングメタルの周りに形成される第２空間又は環状油路に円滑に油を供給することができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記軸受ハウジングは、前記収容孔に接続するように前記径方向に沿って設けられた径方向孔を有し、
前記フローティングメタルは、前記フローティングメタルの前記外周面から前記径方向の内側に凹んだ凹部を有し、
前記位置決めピンは、
前記径方向孔に係合する基端部と、
前記凹部に遊嵌される先端部と、
を含む。
上記（５）の構成によれば、位置決めピンの基端部が軸受ハウジングの径方向孔に係合するとともに、位置決めピンの先端部がフローティングメタルの凹部に遊嵌されているので、フローティングメタルの軸受ハウジングに対する若干の移動を許容しながら、フローティングメタルを軸受ハウジングに対して確実に位置決めすることができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記径方向孔に挿入され、前記位置決めピンよりも前記径方向の外側に位置するプラグをさらに備え、
前記径方向において前記プラグと前記位置決めピンとの間に形成される空間を介して、前記第１給油孔に油が供給されるように構成される。
上記（６）の構成によれば、プラグと位置決めピンとの間の空間を油供給のための通路として利用して、該通路を介して第１給油孔に油を供給することができる。また、軸受ハウジングの径方向孔からプラグを取り外した状態とすれば、該径方向孔を介して、位置決めピンを容易に取り付け及び取り外しすることができる。よって、軸受装置のメンテナンスを容易にすることができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、
前記フローティングメタルは、該フローティングメタルの内部において、前記径方向沿って延びるとともに、両端が前記凹部の底面及び前記フローティングメタルの前記内周面にそれぞれ開口するように形成された連通孔を有し、
前記第１給油孔は、前記先端部を通り、かつ、前記径方向に沿って前記位置決めピンを貫通するように設けられ、
前記第１給油孔は、前記連通孔を介して前記第１空間に連通する。
上記（７）の構成によれば、フローティングメタルに、位置決めピンの先端部が遊嵌される凹部の底面、及び、フローティングメタルの内周面にそれぞれ開口する連通孔を設けたので、該連通孔を介して、第１給油孔からの油を第１空間に円滑に供給することができる。また、上記（７）の構成によれば、プラグと位置決めピンの間の空間、位置決めピンに形成された第１給油孔及び第２給油孔、及び、フローティングメタルに形成された連通孔を介して第１空間及び第２空間に油を供給可能である。すなわち、プラグ、位置決めピン及びフローティングメタル等の比較的容易に交換可能な部品を利用して給油経路を形成したので、これらの部品を交換することにより油量を比較的容易に調節することができる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）のの構成において、
前記軸受ハウジングに対して前記位置決めピンを係止するための係止部をさらに備える。
上記（８）の構成によれば、係止部により軸受ハウジングに対して位置決めピンを係止するようにしたので、フローティングメタルを軸受ハウジングに対してより確実に位置決めすることができる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記係止部は、
前記位置決めピンに該位置決めピンの軸方向において少なくとも部分的に形成された雄ねじと、
前記軸受ハウジングに形成され、前記雄ねじと螺合された雌ねじと、
を含む。
上記（９）の構成によれば、位置決めピンに形成された雄ねじと軸受ハウジングに形成された雌ねじを螺合させることにより、位置決めピンを軸受ハウジングに確実に係止することができる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、
前記回転シャフトの軸方向において前記フローティングメタルの隣に位置し、前記回転シャフトとともに回転するように構成された少なくとも１つのスラストカラーをさらに備え、
前記回転シャフトの軸方向における前記フローティングメタルの端面と、前記少なくとも１つのスラストカラーとの間に、前記第１空間を介して油が供給されるように構成される。
上記（１０）の構成によれば、軸方向におけるフローティングメタルの端面とスラストカラーとの間に供給される油を介して回転機械のスラスト荷重を支持可能としたので、上述のフローティングメタルを含む軸受装置によってラジアル軸受及びスラスト軸受の両方の機能が果たされる。よって、回転機械の軸受装置をより小型化することができる。
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成において、
前記軸受ハウジングの外表面に形成され、前記回転シャフトを挟んで前記位置決めピンとは反対側の領域に位置する油導入口と、
前記軸受ハウジングの内部において、前記位置決めピンの延在方向に沿って延びるように形成された供給通路と、を備え、
前記供給通路は、前記油導入口から前記第１給油孔に向けて油を供給するための通路であり、
前記供給通路は、前記回転シャフトの軸方向において前記位置決めピンとずれて位置している。
上記（１１）の構成によれば、回転シャフトを挟んで位置決めピンとは反対側の領域に位置する油導入口から第１給油孔に向けて油を供給するための供給通路を、軸方向において位置決めピンとずらして配置したので、軸方向において位置決めピンの近傍に位置する部品や油の通路（例えば、回転シャフト、フローティングメタル又は上述の環状油路等）と供給通路との干渉を回避しつつ、給油口から第１給油孔までの給油経路の長さを低減しながら、第１給油孔に油を円滑に供給することができる。
（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係るターボ過給機は、
上記（１）乃至（１１）の何れかに記載の軸受装置と、
前記軸受装置によって回転可能に支持される回転シャフトと、
前記回転シャフトに設けられるコンプレッサインペラ及びタービンインペラと、
を備える。
上記（１２）の構成によれば、フローティングメタルの位置決めをするための位置決めピンに、第１空間に連通する第１給油孔、及び、第２空間と第１給油孔を連通させる第２給油孔を設けたので、位置決めピンに第１給油孔及び第２給油孔を設けるとの簡素な構成で、フローティングメタルの内周面（第１空間）及び外周面（第２空間）に油を供給することができる。よって、軸受装置において油膜形成のための給油経路を簡素化し、軸受装置及びターボ過給機を小型化することができる。
また、位置決めピンは比較的容易に交換可能であるから、軸受装置に設置された位置決めピンを、該位置決めピンの第１給油孔又は第２給油孔とは異なる径の第１給油孔又は第２給油孔を有する位置決めピンに交換することで、軸受装置における第１給油孔及び／又は第２給油孔の径を容易に変更できる。よって、第１給油孔及び第２給油孔を介した軸受装置への給油量の調節が容易となる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、フローティングメタルの内周面及び外周面に油を供給するための給油経路を簡素化可能な軸受装置及びターボ過給機が提供される。
一実施形態に係るターボ過給機の概略断面図である。 図１に示すターボ過給機の軸受装置の部分的な拡大図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
まず、図１を参照して、一実施形態に係る軸受装置を備えたターボ過給機について説明する。図１は、一実施形態に係るターボ過給機の概略断面図である。同図に示すように、一実施形態に係るターボ過給機１は、回転シャフト２と、回転シャフト２の一端部に設けられるコンプレッサインペラ４と、回転シャフト２の他端部に設けられるタービンインペラ６と、回転シャフト２を回転可能に指示する軸受装置８と、を備えている。軸受装置８は、回転シャフト２の軸方向において、コンプレッサインペラ４と、タービンインペラ６との間に位置している。
また、ターボ過給機１は、コンプレッサインペラ４を囲うコンプレッサハウジング１０と、タービンインペラ６を囲うタービンハウジング１２と、回転シャフト２の軸方向において、コンプレッサハウジング１０とタービンハウジング１２との間に位置する軸受ハウジング１４と、を備えている。コンプレッサハウジング１０と軸受ハウジング１４、及び、タービンハウジング１２と軸受ハウジング１４は、それぞれ、ボルト（不図示）で締結されていてもよい。
コンプレッサハウジング１０は、軸方向におけるターボ過給機１の一端部において軸方向外側に向かって開口する空気入口を有するとともに、コンプレッサインペラ４の径方向外側に位置する環状流路１８を形成している。
また、タービンハウジング１２は、軸方向におけるターボ過給機１の他端部において軸方向外側に向かって開口する排ガス出口２０を有するとともに、タービンインペラ６の径方向外側に位置する環状流路２２を形成している。
上述の構成を有するターボ過給機１は、例えば、以下のように動作する。
空気入口１６を介してコンプレッサインペラ４に空気が流入し、回転シャフト２とともに回転するコンプレッサインペラ４によってこの空気が圧縮される。このようにして生成した圧縮空気は、コンプレッサインペラ４の径方向外側に形成された環状流路１８を介してターボ過給機１から一旦排出され、燃焼機関（不図示）に供給される。
燃焼機関では、上述の圧縮空気とともに燃料が燃焼され、この燃焼反応により燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは、燃焼機関から排出される排ガスとして、タービンインペラ６の径方向外側に形成された環状流路２２を介してタービンインペラ６に流入する。このように流入した排ガスの流れによってタービンインペラ６に回転力が付与され、これにより回転シャフト２が駆動される。タービンで仕事を終えた排ガスは、排ガス出口２０を介して、ターボ過給機１から排出されるようになっている。
次に、図１〜図３を参照して、幾つかの実施形態に係る軸受装置８についてより詳細に説明する。図２は、図１に示すターボ過給機１の軸受装置８の部分的な拡大図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
図１及び図２に示すように、軸受装置８は、上述した軸受ハウジング１４と、軸受ハウジング１４の収容孔２８の中に設けられ、回転シャフト２が挿通される筒状のフローティングメタル３０と、を含む。フローティングメタル３０は、回転シャフト２の軸方向において、コンプレッサインペラ４と、タービンインペラ６との間に位置している。
また、軸受装置８は、回転シャフト２に設けられたスラストカラー９Ａ，９Ｂをさらに備えている。スラストカラー９Ａ，９Ｂは、回転シャフト２の軸方向においてフローティングメタル３０の隣に位置し、回転シャフト２とともに回転するように構成されている。
スラストカラー９Ａ，９Ｂは、回転シャフト２と一体的に形成されていてもよいし、あるいは、回転シャフト２とは別体として設けられたスラストカラー９Ａ，９Ｂが回転シャフト２に固定されていてもよい。
フローティングメタル３０の内周面３０ａと、回転シャフト２の外周面２ａとの間には、第１空間３２が形成されている。第１空間３２は、フローティングメタル３０の軸方向中央近傍に位置する油溜まり部３４と、フローティングメタル３０の軸方向において油溜まり部３４の両側方に位置し、油溜まり部３４に連通する隙間部３６と、を含む。
また、フローティングメタル３０の外周面３０ｂと、収容孔２８の内壁面との間には、第２空間３８（隙間）が形成されている。
また、回転シャフト２の軸方向におけるフローティングメタル３０の一方の端面３０ｃとスラストカラー９Ａとの間、及び、上述の軸方向におけるフローティングメタル３０の他方の端面３０ｄとスラストカラー９Ｂとの間には、若干の軸方向隙間３１Ａ，３１Ｂがそれぞれ形成されている。
フローティングメタル３０は、上述の第１空間３２（油溜まり部３４及び隙間部３６）、第２空間３８、及び軸方向隙間３１Ａ，３１Ｂに潤滑油が満たされることで、セミフローティング軸受として機能する。
すなわち、フローティングメタル３０の外周面３０ｂと収容孔２８の内壁面との間の第２空間３８に形成される油膜を介してフローティングメタル３０が軸受ハウジング１４に支持されるとともに、フローティングメタル３０の内周面３０ａと回転シャフト２との間の第１空間３２に形成される油膜を介して回転シャフト２のラジアル荷重を負担するようになっている。また、フローティングメタル３０の端面３０ｃ、３０ｄとスラストカラー９Ａ，９Ｂとの間に供給される潤滑油を介して、回転シャフト２のスラスト荷重を負担するようになっている。
軸受装置８は、回転シャフト２の径方向（以下、単に「径方向」ともいう。）に沿って設けられ、軸受ハウジング１４に対するフローティングメタル３０の位置決めをするための位置決めピン４０を備えている。
位置決めピン４０は、典型的には、回転シャフト２の軸方向において、フローティングメタル３０の中央位置に設けられる。なお、位置決めピン４０は、回転シャフト２の軸方向において、フローティングメタル３０の中央位置からずれて設けられていてもよい。
位置決めピン４０は、軸受ハウジング１４に設けられた径方向孔２７に係合するとともに、フローティングメタル３０に設けられた凹部４２に隙間を開けた状態で嵌められている（即ち遊嵌されている）。
上述の径方向孔２７は、軸受ハウジング１４の収容孔２８に接続するように、径方向に沿って軸受ハウジング１４に設けられている。また、上述の凹部４２は、フローティングメタル３０の外周面３０ｂから径方向の内側に凹むように設けられている。そして、位置決めピン４０は、軸受ハウジング１４の径方向孔２７に係合する基端部４４と、フローティングメタル３０の凹部４２に遊嵌される先端部４６と、を含む。即ち、位置決めピン４０の先端部４６とフローティングメタル３０の凹部４２との間には隙間が空いている。
特に図示しないが、他の実施形態では、フローティングメタル３０には、上述の凹部４２の代わりに、一端がフローティングメタル３０の内周面３０ａに開口し他端が外周面３０ｂに開口する貫通孔が設けられていてもよい。そして、位置決めピン４０は、軸受ハウジング１４に設けられた径方向孔２７に係合するとともに、フローティングメタル３０に設けられた上述の貫通孔の内壁面との間に隙間を開けた状態で、該貫通孔を貫通するように設けられていてもよい。
この場合、位置決めピン４０は、軸受ハウジング１４の径方向孔２７に係合する基端部と、フローティングメタル３０の貫通孔を貫通する先端部と、を含む。
また、位置決めピン４０は、係止部４８により軸受ハウジング１４に対して係止されていてもよい。例えば、図２に示すように、位置決めピン４０には、該位置決めピン４０の軸方向において部分的に雄ねじ５０が形成されているとともに、軸受ハウジング１４の径方向孔２７には、雌ねじ５２が形成されている。そして、位置決めピン４０の雄ねじ５０と軸受ハウジング１４の雌ねじ５２とが螺合することにより、位置決めピン４０が軸受ハウジング１４に係止されるようになっている。即ち、係止部４８は、位置決めピン４０の雄ねじ５０と、軸受ハウジング１４の雌ねじ５２と、を含む。
このように、位置決めピン４０は、係止部４８により軸受ハウジング１４に対して固定されているとともに、フローティングメタル３０に対しては遊嵌しているので、フローティングメタル３０の回転シャフト２との連れ回りを抑制しながらフローティングメタル３０の若干の移動が許容される。よって、フローティングメタル３０は、セミフローティング軸受としての機能を発揮することができる。
軸受ハウジング１４の径方向孔２７には、位置決めピン４０よりも径方向の外側においてプラグ５４が挿入されている。プラグ５４の外周面には雄ねじ５６が設けられており、径方向孔２７に設けられた雌ねじ５８に螺合されることにより、軸受ハウジング１４に対する位置が固定されている。
径方向において、プラグ５４と位置決めピン４０との間には、空間６０が形成されている。
位置決めピン４０には、第１給油孔６２、及び、第２給油孔６４が形成されている。第１給油孔６２は、位置決めピン４０を貫通するように形成されており、後述するフローティングメタル３０の連通孔６６を介して第１空間３２に連通している。第２給油孔６４は、第２空間３８と、上述の第１給油孔６２とを連通させるように、位置決めピン４０の内部に形成されている。
第１給油孔６２は、径方向に沿って延びる半径方向孔部を有していてもよい。この半径方向孔部は、径方向において第１給油孔６２の全域に亘って延びていてもよく、あるいは、径方向において部分的に延びていてもよい。また、第１給油孔６２は、径方向に対して傾斜して延びる傾斜部を有していてもよく、半径方向孔部及び傾斜部の両方を有していてもよい。
図示する実施形態では、第１給油孔６２は、径方向に沿って延びる半径方向孔部６３を含んでいるとともに、第２給油孔６４は、半径方向孔部６３に接続されている。
図示する実施形態では、第１給油孔６２は、位置決めピン４０の先端部４６を通り、かつ、径方向に沿って位置決めピン４０を貫通するように設けられた半径方向孔部６３を含む。
なお、第１給油孔６２は、必ずしも直線状の孔でなくてもよく、例えば、少なくとも部分的に、径方向に対して傾斜するように設けられていてもよい。第１給油孔６２の一端又は両端は、位置決めピン４０の側面に開口していてもよい。
第２給油孔６４は、回転シャフト２の周方向に沿って延在していてもよい。
また、第２給油孔６４は、位置決めピン４０の軸中心を中心として放射状に複数本設けられていてもよい。なお、図示する実施形態では、位置決めピン４０の軸中心を中心として放射状に４本の第２給油孔６４が設けられている。
フローティングメタル３０には、該フローティングメタル３０の内部において径方向に沿って延びる連通孔６６が形成されている。連通孔６６は、凹部４２の底面に開口する一端と、フローティングメタル３０の内周面３０ａに開口する他端と、を有している。
第１給油孔６２は、連通孔６６を介して第１空間３２に連通している。
そして、上述の空間６０、第１給油孔６２、第２給油孔６４、及び、連通孔６６を介して、第１空間３２及び第２空間３８に潤滑油が供給されるようになっている。また、第１空間３２を介して、フローティングメタル３０の端面３０ｃ、３０ｄとスラストカラー９Ａ，９Ｂとの間に潤滑油が供給されるようになっている。
軸受ハウジング１４においてフローティングメタル３０の外周側には、該フローティングメタル３０の外周面３０ｂに面する環状油路８０が設けられている。環状油路８０は、軸受ハウジング１４の収容孔２８の内周面に設けられた周方向溝８２によって形成されている。図３に示すように、第２給油孔６４は、上述の環状油路８０を介して第２空間３８に連通するようになっている。
環状油路８０は、回転シャフト２の軸方向において位置決めピン４０と重なる位置に設けられていてもよい。
幾つかの実施形態では、軸受ハウジング１４に潤滑油を導入するための油導入口６８は、回転シャフト２を挟んで位置決めピン４０とは反対側の領域において、軸受ハウジング１４の外表面に形成される。図示する実施形態では、位置決めピン４０は回転シャフト２の上方に設けられるとともに、油導入口６８は、軸受ハウジング１４の下部領域に設けられている。
油導入口６８からの潤滑油は、軸受ハウジング１４の内部に形成された供給通路７０を介して、上述の空間６０に導かれるようになっている。すなわち、供給通路７０は、油導入口６８から第１給油孔６２に向けて油を供給するための通路である。
供給通路７０は、位置決めピン４０の延在方向（図示する実施形態では上下方向）に沿って延びている。また、供給通路７０は、供給通路７０と空間６０とを接続する接続路７２とを含んでいる。図示する実施形態において、供給通路７０は、水平方向に沿って延びている。
また、供給通路７０は、回転シャフト２の軸方向において位置決めピン４０とずれて位置している。なお、接続路７２は、平面視において、回転シャフト２の軸方向に対して傾斜するように延びている。
第１空間３２、第２空間３８等から漏出した潤滑油は、フローティングメタル３０の下方に位置する排油空間７６を通って、油排出口７８から排出されるようになっている。
以上に説明した実施形態に係る軸受装置８では、フローティングメタル３０の位置決めをするための位置決めピン４０に、第１空間３２に連通する第１給油孔６２、及び、第２空間３８と第１給油孔６２を連通させる第２給油孔６４を設けられている。よって、位置決めピン４０に第１給油孔６２及び第２給油孔６４を設けるとの簡素な構成で、フローティングメタル３０の内周面３０ａ（第１空間３２）及び外周面３０ｂ（第２空間３８）に油を供給することができる。よって、軸受装置８において油膜形成のための給油経路を簡素化し、軸受装置８を小型化することができる。
また、位置決めピン４０は比較的容易に交換可能であるから、軸受装置８に設置された位置決めピン４０を、該位置決めピン４０の第１給油孔６２又は第２給油孔６４とは異なる径の第１給油孔又は第２給油孔を有する位置決めピン４０に交換することで、軸受装置８における第１給油孔６２及び／又は第２給油孔６４の径を容易に変更できる。よって、第１給油孔６２及び第２給油孔６４を介した軸受装置８への給油量の調節が容易となる。
また、上述した実施形態では、軸受ハウジング１４に、フローティングメタル３０の外周面３０ｂに面する環状油路８０を設けたので、フローティングメタル３０の外周面３０ｂに、全周にわたって油を供給しやすくなる。よって、第２空間３８により円滑に給油して、フローティングメタル３０の外周側の油膜をより確実に形成することができる。
また、上述した実施形態では、第２給油孔６４が第１給油孔６２の半径方向孔部６３に接続されているので、第１給油孔６２に供給される油を、第２給油孔６４を介して第２空間３８に円滑に供給することができる。
また、上述の実施形態では、第２給油孔６４を複数本設けたので、複数の第２給油孔６４のうちの少なくともいずれかは、周方向溝８２に連通した状態としやすい。よって、例えば、位置決めピン４０の向きが変わった場合であっても、第２給油孔６４の全てが軸受ハウジング１４の径方向孔２７の内壁面によって閉塞されるのを防ぐことができ、円滑に第２空間３８に給油することができる。
また、上述の実施形態では、第２給油孔６４を周方向に沿って形成したので、第２給油孔６４を介して、フローティングメタル３０の周りに形成される第２空間３８又は環状油路８０に円滑に油を供給することができる。
なお、第２給油孔６４を、環状油路８０に接続されるように設けることで、環状油路８０及び第２空間３８により円滑に給油することができる。
また、上述の実施形態では、位置決めピン４０の基端部４４が軸受ハウジング１４の径方向孔２７に係合するとともに、位置決めピン４０の先端部４６がフローティングメタル３０の凹部４２に遊嵌されている。よって、フローティングメタル３０の軸受ハウジング１４に対する若干の移動を許容しながら、フローティングメタル３０を軸受ハウジング１４に対して確実に位置決めすることができる。
上述の実施形態では、プラグ５４と位置決めピン４０との間の空間６０を油供給のための通路として利用して、該通路を介して第１給油孔６２に油を供給することができる。また、軸受ハウジング１４の径方向孔２７からプラグ５４を取り外した状態とすれば、該径方向孔２７を介して、位置決めピン４０を容易に取り付け及び取り外しすることができる。よって、軸受装置８のメンテナンスを容易にすることができる。
また、上述の実施形態では、フローティングメタル３０に、位置決めピン４０の先端部４６が遊嵌される凹部４２の底面、及び、フローティングメタル３０の内周面３０ａにそれぞれ開口する連通孔６６を設けたので、該連通孔６６を介して、第１給油孔６２からの油を第１空間３２に円滑に供給することができる。
また、上述の実施形態では、プラグ５４と位置決めピン４０の間の空間６０、位置決めピン４０に形成された第１給油孔６２及び第２給油孔６４、及び、フローティングメタル３０に形成された連通孔６６を介して第１空間３２及び第２空間３８に油を供給可能である。すなわち、プラグ５４及び位置決めピン４０等の比較的容易に交換可能な部品を利用して給油経路を形成したので、これらの部品を交換することにより油量を比較的容易に調節することができる。
また、上述の実施形態では、係止部４８により軸受ハウジング１４に対して位置決めピン４０を係止するようにしたので、フローティングメタル３０を軸受ハウジング１４に対してより確実に位置決めすることができる。
上述の実施形態では、係止部４８として、位置決めピン４０に形成された雄ねじ５０と軸受ハウジング１４に形成された雌ねじ５２とを設けたので、これらの雄ねじ５０と雌ねじ５２を螺合させることにより、位置決めピン４０を軸受ハウジング１４に確実に係止することができる。
幾つかの実施形態では、係止部４８は、位置決めピン４０の径方向孔２７からの抜け出しを防止するためのスナップリング（不図示）と、径方向孔２７の内壁面に設けられ、該スナップリングが嵌合する溝（不図示）と、を含んでいてもよい。スナップリングを用いた係止部４８により、位置決めピン４０を軸受ハウジング１４に確実に係止することができる。
また、上述の実施形態では、軸方向におけるフローティングメタル３０の端面３０ｃ、３０ｄとスラストカラー９Ａ，９Ｂとの間に供給される油を介してターボ過給機１（回転機械）のスラスト荷重を支持可能としたので、上述のフローティングメタル３０を含む軸受装置８によってラジアル軸受及びスラスト軸受の両方の機能が果たされる。よって、ターボ過給機１（回転機械）の軸受装置をより小型化することができる。
また、上述の実施形態では、回転シャフト２を挟んで位置決めピン４０とは反対側の領域に位置する油導入口６８から第１給油孔６２に向けて油を供給するための供給通路７０を、回転シャフト２の軸方向において位置決めピン４０とずらして配置したので、軸方向において位置決めピン４０の近傍に位置する部品や油の通路（例えば、回転シャフト２、フローティングメタル３０、油排出口７８又は上述の環状油路８０等）と供給通路７０との干渉を回避しつつ、油導入口６８から第１給油孔６２までの給油経路の長さを低減しながら、第１給油孔６２に油を円滑に供給することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
１ ターボ過給機
２ 回転シャフト
２ａ 外周面
４ コンプレッサインペラ
６ タービンインペラ
８ 軸受装置
９Ａ スラストカラー
９Ｂ スラストカラー
１０ コンプレッサハウジング
１２ タービンハウジング
１４ 軸受ハウジング
１６ 空気入口
１８ 環状流路
２０ 排ガス出口
２２ 環状流路
２７ 径方向孔
２８ 収容孔
３０ フローティングメタル
３０ａ 内周面
３０ｂ 外周面
３０ｃ 端面
３０ｄ 端面
３１Ａ 軸方向隙間
３１Ｂ 軸方向隙間
３２ 第１空間
３４ 油溜まり部
３６ 隙間部
３８ 第２空間
４０ 位置決めピン
４２ 凹部
４４ 基端部
４６ 先端部
４８ 係止部
５０ 雄ねじ
５２ 雌ねじ
５４ プラグ
５６ 雄ねじ
５８ 雌ねじ
６０ 空間
６２ 第１給油孔
６３ 半径方向孔部
６４ 第２給油孔
６６ 連通孔
６８ 油導入口
７０ 供給通路
７２ 接続路
７６ 排油空間
７８ 油排出口
８０ 環状油路
８２ 周方向溝

Claims (12)

  1. 軸受ハウジングと、
    前記軸受ハウジングの収容孔の中に設けられ、回転シャフトが挿通される筒状のフローティングメタルと、
    前記回転シャフトの径方向に沿って設けられ、前記軸受ハウジングに対する前記フローティングメタルの位置決めをするための位置決めピンと、を備え、
    前記位置決めピンは、
    前記位置決めピンを貫通するように形成され、前記フローティングメタルの内周面と前記回転シャフトの外周面との間の第１空間に連通する第１給油孔と、
    前記フローティングメタルの外周面と前記収容孔の内周面との間の第２空間と、前記第１給油孔と、を連通させるように前記位置決めピンの内部に形成された第２給油孔と、を有する
    ことを特徴とする軸受装置。
  2. 前記フローティングメタルの外周側において、前記フローティングメタルの前記外周面に面して前記軸受ハウジングに設けられた環状油路をさらに備え、
    前記第２給油孔は、前記環状油路を介して前記第２空間に連通する
    ことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
  3. 前記第１給油孔は、前記径方向に沿って延びる半径方向孔部を含み、
    前記第２給油孔は、前記半径方向孔部に接続されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
  4. 前記第２給油孔は、前記回転シャフトの周方向に沿って形成された
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
  5. 前記軸受ハウジングは、前記収容孔に接続するように前記径方向に沿って設けられた径方向孔を有し、
    前記フローティングメタルは、前記フローティングメタルの前記外周面から前記径方向の内側に凹んだ凹部を有し、
    前記位置決めピンは、
    前記径方向孔に係合する基端部と、
    前記凹部に遊嵌される先端部と、
    を含む
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
  6. 前記径方向孔に挿入され、前記位置決めピンよりも前記径方向の外側に位置するプラグをさらに備え、
    前記径方向において前記プラグと前記位置決めピンとの間に形成される空間を介して、前記第１給油孔に油が供給されるように構成された
    ことを特徴とする請求項５に記載の軸受装置。
  7. 前記フローティングメタルは、該フローティングメタルの内部において、前記径方向沿って延びるとともに、両端が前記凹部の底面及び前記フローティングメタルの前記内周面にそれぞれ開口するように形成された連通孔を有し、
    前記第１給油孔は、前記先端部を通り、かつ、前記径方向に沿って前記位置決めピンを貫通するように設けられ、
    前記第１給油孔は、前記連通孔を介して前記第１空間に連通する
    ことを特徴とする請求項５に記載の軸受装置。
  8. 前記軸受ハウジングに対して前記位置決めピンを係止するための係止部をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
  9. 前記係止部は、
    前記位置決めピンに該位置決めピンの軸方向において少なくとも部分的に形成された雄ねじと、
    前記軸受ハウジングに形成され、前記雄ねじと螺合された雌ねじと、
    を含むことを特徴とする請求項８に記載の軸受装置。
  10. 前記回転シャフトの軸方向において前記フローティングメタルの隣に位置し、前記回転シャフトとともに回転するように構成された少なくとも１つのスラストカラーをさらに備え、
    前記回転シャフトの軸方向における前記フローティングメタルの端面と、前記少なくとも１つのスラストカラーとの間に、前記第１空間を介して油が供給されるように構成された
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
  11. 前記軸受ハウジングの外表面に形成され、前記回転シャフトを挟んで位置決めボルトとは反対側の領域に位置する油導入口と、
    前記軸受ハウジングの内部において、前記位置決めボルトの延在方向に沿って延びるように形成された供給通路と、を備え、
    前記供給通路は、前記油導入口から前記第１給油孔に向けて油を供給するための通路であり、
    前記供給通路は、前記回転シャフトの軸方向において前記位置決めボルトとずれて位置している
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
  12. 請求項１又は２に記載の軸受装置と、
    前記軸受装置によって回転可能に支持される回転シャフトと、
    前記回転シャフトに設けられるコンプレッサインペラ及びタービンインペラと、
    を備えることを特徴とするターボ過給機。
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