JP2021131025A - 過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】すべり軸受の耐久性の低下を抑制する。
【解決手段】過給機は、タービンインペラを収容する収容部が形成されたハウジングと、ハウジングに形成され、収容部の径方向外側に位置し、収容部と連通する第１タービンスクロール流路と、ハウジングに形成され、収容部の径方向外側に位置し、第１タービンスクロール流路に対してタービンインペラの周方向の異なる位置で収容部と連通する第２タービンスクロール流路と、タービンインペラのシャフト１５を軸支するセミフローティング軸受（すべり軸受）１３と、セミフローティング軸受１３に形成され、ラジアル軸受面１３ｄを有する軸受部ＢＰと、軸受部ＢＰに形成され、ラジアル軸受面１３ｄを含み、セミフローティング軸受１３の径方向の肉厚のうち最も薄い肉厚を有する変形部１３ｋと、を備える。
【選択図】図３

Description

本開示は、過給機に関する。

従来、過給機は、コンプレッサとタービンとを備える。特許文献１には、２つのタービンスクロール流路が形成されるタービンについて開示されている。２つのタービンスクロール流路は、タービンインペラが収容される収容部と連通する。２つのタービンスクロール流路は、タービンインペラの周方向の異なる位置で収容部と連通する。

特開２０１７−１８０２８６号公報

２つのタービンスクロール流路には、エンジンの異なる気筒から排気ガスが導入される。そのため、タービンインペラには、異なるタイミングで２つのタービンスクロール流路から排気ガスが導入される。その結果、タービンインペラには、径方向に非定常の荷重（以下、非定常荷重という）が作用する。ここで、タービンインペラのシャフトは、例えば、すべり軸受により軸支される。タービンインペラに作用する非定常荷重により、すべり軸受に片当たりが生じ、すべり軸受の耐久性が低下するおそれがあった。

本開示の目的は、すべり軸受の耐久性の低下を抑制することが可能な過給機を提供することである。

上記課題を解決するために、本開示の過給機は、タービンインペラを収容する収容部が形成されたハウジングと、ハウジングに形成され、収容部の径方向外側に位置し、収容部と連通する第１タービンスクロール流路と、ハウジングに形成され、収容部の径方向外側に位置し、第１タービンスクロール流路に対してタービンインペラの周方向の異なる位置で収容部と連通する第２タービンスクロール流路と、タービンインペラのシャフトを軸支するすべり軸受と、すべり軸受に形成され、ラジアル軸受面を有する軸受部と、軸受部に形成され、ラジアル軸受面を含み、すべり軸受の径方向の肉厚のうち最も薄い肉厚を有する変形部と、を備える。

軸受部は、すべり軸受の軸方向の端面において、周方向に延在する周溝が形成され、周溝の径方向内側に変形部が設けられてもよい。

周溝は、端面において周方向の全周に亘って形成されてもよい。

ハウジングのうち、第１タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、第１タービンスクロール流路と第２タービンスクロール流路とを区画する第１舌部と、ハウジングのうち、第２タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、第２タービンスクロール流路と第１タービンスクロール流路とを区画する第２舌部と、を備え、第１舌部と第２舌部を結ぶ線に対し周方向に傾斜した傾斜方向に離隔して複数の周溝が形成されてもよい。

周溝に配される弾性部材を備えてもよい。

本開示によれば、すべり軸受の耐久性の低下を抑制することができる。

図１は、過給機の概略断面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、図１の破線部分を抽出した図である。 図４は、図３に示すＩＶ矢視図である。 図５は、第１変形例の軸受構造の概略断面図である。 図６は、第２変形例の周溝の概略正面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、過給機ＴＣの概略断面図である。図１に示す矢印Ｌ方向を過給機ＴＣの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機ＴＣの右側として説明する。図１に示すように、過給機ＴＣは、過給機本体１を備える。過給機本体１は、ベアリングハウジング３と、タービンハウジング（ハウジング）５と、コンプレッサハウジング７とを備える。タービンハウジング５は、ベアリングハウジング３の左側に締結ボルト９によって連結される。コンプレッサハウジング７は、ベアリングハウジング３の右側に締結ボルト１１によって連結される。タービンＴは、ベアリングハウジング３およびタービンハウジング５を含む。遠心圧縮機Ｃは、ベアリングハウジング３およびコンプレッサハウジング７を含む。

ベアリングハウジング３には、軸受孔３ａが形成される。軸受孔３ａは、過給機ＴＣの左右方向に貫通する。軸受孔３ａには、セミフローティング軸受（すべり軸受）１３が配される。セミフローティング軸受１３は、シャフト１５を回転自在に軸支する。シャフト１５の左端部には、タービンインペラ１７が設けられる。タービンインペラ１７は、タービンハウジング５内に配される。タービンインペラ１７は、タービンハウジング５に回転自在に収容されている。シャフト１５の右端部には、コンプレッサインペラ１９が設けられる。コンプレッサインペラ１９は、コンプレッサハウジング７内に配される。コンプレッサインペラ１９は、コンプレッサハウジング７に回転自在に収容されている。

コンプレッサハウジング７には、吸気口２１が形成される。吸気口２１は、過給機ＴＣの右側に開口する。吸気口２１は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング７の対向面によって、ディフューザ流路２３が形成される。ディフューザ流路２３は、空気を昇圧する。ディフューザ流路２３は、環状に形成される。ディフューザ流路２３は、シャフト１５の径方向内側において、コンプレッサインペラ１９を介して吸気口２１に連通している。

また、コンプレッサハウジング７には、コンプレッサスクロール流路２５が形成される。コンプレッサスクロール流路２５は、環状形状に形成される。コンプレッサスクロール流路２５は、例えば、ディフューザ流路２３よりもシャフト１５の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路２５は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路２３とに連通している。コンプレッサインペラ１９が回転すると、吸気口２１からコンプレッサハウジング７内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ１９の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路２３およびコンプレッサスクロール流路２５で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

タービンハウジング５には、排出流路２７と、収容部２９と、排気流路３１とが形成される。排出流路２７は、過給機ＴＣの左側に開口する。排出流路２７は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。排出流路２７は、収容部２９と連通する。排出流路２７は、収容部２９に対して、タービンインペラ１７の回転軸方向（以下、単に軸方向ともいう）に連続する。収容部２９は、タービンインペラ１７を収容する。収容部２９の径方向外側（外周側）には、排気流路３１が形成される。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図２では、タービンインペラ１７について、外周のみを円で示す。図２に示すように、排気流路３１は、連通部３３と、タービンスクロール流路３５と、排気導入口３７と、排気導入路３９とを備える。

連通部３３は、収容部２９の径方向外側に配される。連通部３３は、収容部２９の全周に亘って環状形状に形成される。連通部３３は、収容部２９とタービンスクロール流路３５とを連通させる。タービンスクロール流路３５は、収容部２９の径方向外側に配される。タービンスクロール流路３５は、収容部２９（連通部３３）の全周に亘って環状形状に形成される。タービンスクロール流路３５は、例えば、連通部３３よりもシャフト１５の径方向外側に位置する。

排気導入口３７は、タービンハウジング５の外部に開口する。排気導入口３７には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導入される。排気導入口３７とタービンスクロール流路３５との間には、排気導入路３９が形成される。

排気導入路３９は、排気導入口３７とタービンスクロール流路３５とを接続する。排気導入路３９は、例えば、直線形状に形成される。排気導入路３９は、排気導入口３７から導入された排気ガスをタービンスクロール流路３５に導く。

タービンスクロール流路３５は、排気導入路３９から導入された排気ガスを、連通部３３を介して収容部２９に導く。このように、排気流路３１は、排気導入口３７、排気導入路３９、タービンスクロール流路３５および連通部３３を含み、排気導入口３７から連通部３３まで延在している。

タービンハウジング５には、仕切板４１が形成される。仕切板４１は、排気流路３１内に配される。より具体的に、仕切板４１は、排気導入口３７、排気導入路３９、および、タービンスクロール流路３５内に配される。

仕切板４１は、排気導入口３７、排気導入路３９、および、タービンスクロール流路３５の内面に対して、タービンインペラ１７の軸方向（以下、仕切板４１の短手方向ともいう）に接続される。仕切板４１は、排気導入口３７から離隔する方向に向かって延在する。仕切板４１は、排気流路３１に沿って延在する。つまり、仕切板４１は、排気ガスが流れる排気流動方向（以下、仕切板４１の長手方向ともいう）に沿って延在する。以下、排気流動方向の上流側を単に上流側といい、排気流動方向の下流側を単に下流側という。

仕切板４１は、上流側の端部が排気導入口３７に配され、下流側の端部がタービンスクロール流路３５と連通部３３との境界部に配される。仕切板４１は、排気流路３１をタービンインペラ１７の周方向に仕切る（分割する）。

仕切板４１は、排気導入口３７を二分割する。本実施形態では、排気導入口３７は、仕切板４１により内径側排気導入口３７ａと外径側排気導入口３７ｂとに分割される。内径側排気導入口３７ａは、外径側排気導入口３７ｂよりもタービンインペラ１７の径方向内側に位置する。内径側排気導入口３７ａは、外径側排気導入口３７ｂと径方向に並んで形成される。

ここで、不図示の排気マニホールドは、２つ（複数）の分割路を備える。２つの分割路は、内径側排気導入口３７ａおよび外径側排気導入口３７ｂに接続される。不図示のエンジンから排出される排気ガスは、２つの分割路を流通し、内径側排気導入口３７ａおよび外径側排気導入口３７ｂに導入される。２つの分割路を流通する排気ガスのうち、一方は内径側排気導入口３７ａに導入され、他方は外径側排気導入口３７ｂに導入される。

仕切板４１は、排気導入路３９を二分割する。本実施形態では、排気導入路３９は、仕切板４１により内径側排気導入路３９ａと、外径側排気導入路３９ｂとに分割される。内径側排気導入路３９ａは、外径側排気導入路３９ｂよりもタービンインペラ１７の径方向内側に位置する。内径側排気導入路３９ａは、外径側排気導入路３９ｂとタービンインペラ１７の径方向に並んで形成される。内径側排気導入路３９ａは、内径側排気導入口３７ａと連通する。外径側排気導入路３９ｂは、外径側排気導入口３７ｂと連通する。

仕切板４１は、タービンスクロール流路３５を二分割する。本実施形態では、タービンスクロール流路３５は、仕切板４１により内径側タービンスクロール流路（第１タービンスクロール流路）３５ａと、外径側タービンスクロール流路（第２タービンスクロール流路）３５ｂとに分割される。内径側タービンスクロール流路３５ａは、外径側タービンスクロール流路３５ｂよりも径方向内側に位置する。内径側タービンスクロール流路３５ａは、外径側タービンスクロール流路３５ｂと径方向に並んで形成される。内径側タービンスクロール流路３５ａは、内径側排気導入路３９ａと連通する。外径側タービンスクロール流路３５ｂは、外径側排気導入路３９ｂと連通する。

内径側タービンスクロール流路３５ａは、内径側排気導入路３９ａから遠ざかるにつれて径方向の幅が小さくなる。つまり、内径側タービンスクロール流路３５ａは、上流側から下流側に向かって径方向の幅が小さくなる。

外径側タービンスクロール流路３５ｂは、外径側排気導入路３９ｂから遠ざかるにつれて径方向の幅が小さくなる。つまり、外径側タービンスクロール流路３５ｂは、上流側から下流側に向かって径方向の幅が小さくなる。

収容部２９は、図２中、左側の半周において、連通部３３（第１連通部３３ａ）を介して内径側タービンスクロール流路３５ａと連通する。収容部２９は、図２中、右側の半周において、連通部３３（第２連通部３３ｂ）を介して外径側タービンスクロール流路３５ｂと連通する。第１連通部３３ａは、内径側タービンスクロール流路３５ａと収容部２９との間に形成される。第２連通部３３ｂは、外径側タービンスクロール流路３５ｂと収容部２９との間に形成される。

換言すれば、内径側タービンスクロール流路３５ａは、第１連通部３３ａを介して収容部２９と連通する。また、外径側タービンスクロール流路３５ｂは、第２連通部３３ｂを介して収容部２９と連通する。収容部２９は、内径側タービンスクロール流路３５ａ（第１連通部３３ａ）と連通する位置が、外径側タービンスクロール流路３５ｂ（第２連通部３３ｂ）と連通する位置とタービンインペラ１７の周方向において異なる。

タービンハウジング５には、第１舌部４３ａと、第２舌部４３ｂとが形成される。第１舌部４３ａは、仕切板４１の下流側の端部（すなわち、排気導入口３７から離隔する側の端部）に形成される。第１舌部４３ａは、内径側タービンスクロール流路３５ａの下流側の端部（下流端）に面する位置に設けられる。第１舌部４３ａは、内径側タービンスクロール流路３５ａと外径側タービンスクロール流路３５ｂとを区画する。

第２舌部４３ｂは、外径側タービンスクロール流路３５ｂの下流側の端部（下流端）に面する位置に設けられる。第２舌部４３ｂは、外径側タービンスクロール流路３５ｂと内径側タービンスクロール流路３５ａとを区画する。

第１舌部４３ａは、第２舌部４３ｂに対して、タービンインペラ１７の回転方向の位相が大凡１８０度ずれている。つまり、第１舌部４３ａおよび第２舌部４３ｂは、タービンインペラ１７の回転方向に等間隔で配されている。ただし、第１舌部４３ａは、第２舌部４３ｂに対して、タービンインペラ１７の回転方向の位相（位置）が異なればよく、位相のずれが大凡１８０度でなくてもよい。すなわち、第１舌部４３ａおよび第２舌部４３ｂは、タービンインペラ１７の回転方向に不等間隔に配されてもよい。第１舌部４３ａおよび第２舌部４３ｂは、タービンインペラ１７に対して径方向に対向する。

図１に戻り、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出された排気ガスは、排気流路３１、および、収容部２９を介して排出流路２７に導かれる。排出流路２７に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービンインペラ１７を回転させる。

タービンインペラ１７の回転力は、シャフト１５を介してコンプレッサインペラ１９に伝達される。コンプレッサインペラ１９が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。

図３は、図１の破線部分を抽出した図である。図３に示すように、ベアリングハウジング３の内部には軸受構造Ｓが設けられる。軸受構造Ｓは、軸受孔３ａと、セミフローティング軸受１３と、シャフト１５とを含む。

ベアリングハウジング３には、油路３ｂが形成される。油路３ｂには、潤滑油が供給される。油路３ｂは、軸受孔３ａに開口（連通）する。油路３ｂは、潤滑油を軸受孔３ａに導く。潤滑油は、油路３ｂから軸受孔３ａ内に流入する。

軸受孔３ａには、セミフローティング軸受１３が配される。セミフローティング軸受１３は、環状の本体１３ａを有する。本体１３ａには、挿通孔１３ｂが形成される。挿通孔１３ｂは、本体１３ａを中心軸方向（以下、単に軸方向という）に貫通する。挿通孔１３ｂには、シャフト１５が挿通される。

本体１３ａ（挿通孔１３ｂ）の内周面１３ｃには、２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅが形成される。２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅは、軸方向に離隔して配される。２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅは、内周面１３ｃのうち軸方向の両端部に形成される。ラジアル軸受面１３ｄは、ラジアル軸受面１３ｅに対しタービンインペラ１７側に配される。ラジアル軸受面１３ｅは、ラジアル軸受面１３ｄに対しコンプレッサインペラ１９側に配される。

本体１３ａのうち、ラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅが形成された部位を軸受部ＢＰという。また、本体１３ａのうち、２つの軸受部ＢＰ（ラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅ）の間の部位を中間部ＭＰという。中間部ＭＰは、２つの軸受部ＢＰと接続し、２つの軸受部ＢＰを支持する。

本体１３ａには、油孔１３ｆが形成される。油孔１３ｆは、本体１３ａの内周面１３ｃから外周面１３ｇまで貫通する。油孔１３ｆは、２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅの間に配される。油孔１３ｆは、シャフト１５（本体１３ａ）の径方向（以下、単に径方向という）において、油路３ｂの開口と対向する。換言すれば、油孔１３ｆは、シャフト１５の軸方向および周方向において、油路３ｂと大凡等しい位置に位置する。

潤滑油は、本体１３ａの外周面１３ｇ側から、油孔１３ｆを通って内周面１３ｃ側に流入する。本体１３ａの内周面１３ｃ側に流入した潤滑油は、内周面１３ｃとシャフト１５との間を、シャフト１５の周方向に沿って移動する。また、本体１３ａの内周面１３ｃ側に流入した潤滑油は、内周面１３ｃとシャフト１５との間を、シャフト１５の軸方向（図３中、左右方向）に沿って移動する。潤滑油は、シャフト１５と２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅとの間隙に供給される。潤滑油の油膜圧力によってシャフト１５が軸支される。２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅは、シャフト１５のラジアル荷重を受ける。

本体１３ａには、貫通孔１３ｈが形成される。貫通孔１３ｈは、本体１３ａの内周面１３ｃから外周面１３ｇまで貫通する。貫通孔１３ｈは、２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅの間に配される。貫通孔１３ｈは、本体１３ａのうち油孔１３ｆが形成される側とは反対側に配される。ただし、これに限定されず、貫通孔１３ｈの位置は、本体１３ａの周方向において油孔１３ｆの位置と異なっていればよい。

ベアリングハウジング３には、ピン孔３ｃが形成される。ピン孔３ｃは、軸受孔３ａのうち貫通孔１３ｈと対向する位置に形成される。換言すれば、ピン孔３ｃは、シャフト１５の軸方向および周方向において、貫通孔１３ｈと大凡等しい位置に設けられる。ピン孔３ｃは、軸受孔３ａを形成する壁部３ｄを貫通する。ピン孔３ｃは、軸受孔３ａの内部空間と外部空間とを連通する。ピン孔３ｃには、位置決めピン４５が挿通される。

本実施形態では、ピン孔３ｃには、位置決めピン４５が圧入される。位置決めピン４５の先端は、本体１３ａの貫通孔１３ｈに挿通される。位置決めピン４５は、本体１３ａの回転方向および軸方向の移動を規制する。

本体１３ａの外周面１３ｇには、２つのダンパ部１３ｉ、１３ｊが形成される。２つのダンパ部１３ｉ、１３ｊは、互いに軸方向に離隔する。２つのダンパ部１３ｉ、１３ｊは、外周面１３ｇのうち軸方向の両端部に形成される。ダンパ部１３ｉは、ダンパ部１３ｊに対しタービンインペラ１７側に配される。ダンパ部１３ｊは、ダンパ部１３ｉに対しコンプレッサインペラ１９側に配される。ダンパ部１３ｉ、１３ｊと軸受孔３ａの内周面３ｅとの間隙には、潤滑油が供給される。潤滑油の油膜圧力によってシャフト１５の振動が抑制される。

ダンパ部１３ｉ、１３ｊは、ラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅよりもシャフト１５の径方向外側に位置する。ダンパ部１３ｉは、シャフト１５の軸方向において、ラジアル軸受面１３ｄと大凡等しい位置に位置する。ダンパ部１３ｊは、シャフト１５の軸方向において、ラジアル軸受面１３ｅと大凡等しい位置に位置する。ただし、ダンパ部１３ｉ、１３ｊは、シャフト１５の軸方向において、ラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅと異なる位置に配されてもよい。

ダンパ部１３ｉ、１３ｊの外径は、中間部ＭＰの外径よりも大きい。また、ラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅの内径は、中間部ＭＰの内径より小さい。

シャフト１５は、一対の大径部１５ａ、１５ｂと、中径部１５ｃと、一対のテーパ部１５ｄ、１５ｅと、小径部１５ｆとを備える。一対の大径部１５ａ、１５ｂは、軸方向に離隔して配される。大径部１５ａは、大径部１５ｂに対しタービンインペラ１７側に配される。大径部１５ｂは、大径部１５ａに対しコンプレッサインペラ１９側に配される。大径部１５ａは、シャフト１５の径方向において、ラジアル軸受面１３ｄと対向する。大径部１５ｂは、シャフト１５の径方向において、ラジアル軸受面１３ｅと対向する。一対の大径部１５ａ、１５ｂは、外径が大凡一定の円柱形状である。一対の大径部１５ａ、１５ｂの外径は、セミフローティング軸受１３の２つのラジアル軸受面１３ｄ、１３ｅの内径より小さい。

中径部１５ｃは、一対の大径部１５ａ、１５ｂの間に配される。中径部１５ｃは、外径が大凡一定の円柱形状である。中径部１５ｃの外径は、一対の大径部１５ａ、１５ｂの外径よりも小さい。ただし、中径部１５ｃの外径は、一対の大径部１５ａ、１５ｂの外径と等しくてもよい。

一対のテーパ部１５ｄ、１５ｅは、一対の大径部１５ａ、１５ｂと中径部１５ｃとの間に配される。テーパ部１５ｄ、１５ｅは、大径部１５ａ、１５ｂと中径部１５ｃとの間にそれぞれ配される。テーパ部１５ｄ、１５ｅは、円錐台形状である。テーパ部１５ｄ、１５ｅの外径は、大径部１５ａ、１５ｂの外径から中径部１５ｃの外径まで漸減する。

なお、中径部１５ｃおよび一対のテーパ部１５ｄ、１５ｅの構成は、必須ではなく、一対の大径部１５ａ、１５ｂと中径部１５ｃの代わりに、一対の大径部１５ａ、１５ｂと等しい外径を有する大径部が設けられてもよい。

小径部１５ｆは、大径部１５ｂに対しコンプレッサインペラ１９側に配される。小径部１５ｆは、外径が大凡一定の円柱形状である。小径部１５ｆの外径は、一対の大径部１５ａ、１５ｂおよび中径部１５ｃの外径よりも小さい。

大径部１５ｂと小径部１５ｆとの間には、大径部１５ｂと小径部１５ｆの外径差による段差部が形成される。小径部１５ｆには、段差部と隣接する位置にスラストカラー４７が取り付けられる。

ベアリングハウジング３の壁部３ｄには、コンプレッサインペラ１９側の端部にスラスト軸受４９が取り付けられる。スラスト軸受４９は、スラストカラー４７のタービンインペラ１７側に配される。スラスト軸受４９は、スラストカラー４７を介して、シャフト１５がタービンインペラ１７側に移動する際のスラスト荷重を受ける。

また、ベアリングハウジング３には、スラスト軸受４９よりもコンプレッサインペラ１９側に、スラスト軸受５１が取り付けられる。スラスト軸受５１は、スラストカラー４７のコンプレッサインペラ１９側に配される。スラスト軸受５１は、スラストカラー４７を介して、シャフト１５がコンプレッサインペラ１９側に移動する際のスラスト荷重を受ける。スラストカラー４７は、スラスト軸受４９、５１の間に配される。

軸受孔３ａ内に流入した潤滑油の一部は、軸受孔３ａの軸方向の両端から排出される。軸受孔３ａのコンプレッサインペラ１９側から排出された潤滑油の一部は、スラスト軸受４９に供給される。スラスト軸受４９に供給された潤滑油の一部は、スラスト軸受４９を潤滑した後、鉛直下方に排出される。

小径部１５ｆには、環状の油切り部材５３が挿通される。油切り部材５３は、スラスト軸受５１と小径部１５ｆとの間に配される。油切り部材５３は、シャフト１５を伝ってコンプレッサインペラ１９側に流れる潤滑油を径方向外側に飛散させる。つまり、油切り部材５３は、コンプレッサインペラ１９側への潤滑油の漏出を抑制する。

ところで、不図示の排気マニホールドには、エンジンに設けられた異なる気筒（例えば、４つの異なる気筒）から排気ガスが導入される。上述したように、排気マニホールドは、２つの分割路を備え、エンジンの異なる気筒から排出された排気ガスを内径側排気導入口３７ａおよび外径側排気導入口３７ｂに導く。例えば、排気マニホールドは、エンジンの第１気筒および第４気筒から排出された排気ガスを外径側排気導入口３７ｂに導く。また、排気マニホールドは、エンジンの第２気筒および第３気筒から排出された排気ガスを内径側排気導入口３７ａに導く。

このとき、第１気筒および第４気筒から排出された排気ガスは、外径側排気導入路３９ｂ、外径側タービンスクロール流路３５ｂ、第２連通部３３ｂを介して、タービンインペラ１７に供給される。また、第２気筒および第３気筒から排出された排気ガスは、内径側排気導入路３９ａ、内径側タービンスクロール流路３５ａ、第１連通部３３ａを介して、タービンインペラ１７に供給される。

各気筒の燃焼行程は、それぞれタイミングが異なるため、各気筒から排出される排気ガスも、それぞれ排出タイミングが異なる。そのため、タービンインペラ１７には、異なるタイミング、かつ、異なる方向（第１連通部３３ａまたは第２連通部３３ｂ）から排気ガスが導入される。その結果、タービンインペラ１７には、径方向に非定常荷重が作用する。タービンインペラ１７に作用する非定常荷重により、シャフト１５にコニカルな振れが生じる。シャフト１５にコニカルな振れが生じると、セミフローティング軸受１３に片当たりが生じ、セミフローティング軸受１３の耐久性が低下するおそれがあった。

そこで、本実施形態のセミフローティング軸受１３は、軸受部ＢＰに変形部１３ｋを備える。変形部１３ｋは、軸受部ＢＰのうち最も径方向内側に配され、ラジアル軸受面１３ｄを含む。変形部１３ｋは、シャフト１５の径方向において大径部１５ａと対向する。変形部１３ｋは、径方向の厚さが一定である。ただし、変形部１３ｋは、軸方向の位置によって、径方向の厚さが異なってもよい。例えば、変形部１３ｋは、軸受部ＢＰのタービンインペラ１７側の端面１３ｍに近づくにつれ厚さが薄くなってもよい。

変形部１３ｋの径方向の厚さ（肉厚）は、軸受部ＢＰの径方向の厚さ（肉厚）より小さい。変形部１３ｋの径方向の厚さ（肉厚）は、中間部ＭＰの径方向の厚さ（肉厚）より小さい。つまり、変形部１３ｋは、セミフローティング軸受１３の径方向の肉厚のうち最も薄い肉厚を有する。そのため、変形部１３ｋは、セミフローティング軸受１３のうち最も径方向に変形し易い。変形部１３ｋは、例えば径方向に荷重が加えられた際、径方向に変形（変位）することができる。

本実施形態では、セミフローティング軸受１３の軸方向のタービンインペラ１７側の端面１３ｍに周溝１３ｎが形成される。周溝１３ｎは、端面１３ｍから軸方向にリング状の深溝加工を施すことで形成される。周溝１３ｎは、セミフローティング軸受１３の周方向に延在する。

本実施形態では、周溝１３ｎの深さ（シャフト１５の軸方向の長さ）は、ラジアル軸受面１３ｄのシャフト１５の軸方向の長さと大凡等しい。ただし、周溝１３ｎの深さは、ラジアル軸受面１３ｄのシャフト１５の軸方向の長さと異なっていてもよい。周溝１３ｎの深さは、ラジアル軸受面１３ｄのシャフト１５の軸方向の長さの半分以上が望ましい。ここで、周溝１３ｎの内径側に変形部１３ｋが形成される。軸受部ＢＰのうち、周溝１３ｎと軸方向に隣接する部分は厚肉部となり、周溝１３ｎと径方向に隣接する部分は薄肉部（変形部１３ｋ）となる。なお、周溝１３ｎの深さは、ラジアル軸受面１３ｄのシャフト１５の軸方向の長さより長くてもよい。

図４は、図３に示すＩＶ矢視図である。図４に示すように、周溝１３ｎは、端面１３ｍにおいて径方向の中央に位置する。ただし、周溝１３ｎは、端面１３ｍにおいて径方向の中央より、内径側に配されてもよいし、外径側に配されてもよい。

周溝１３ｎは、端面１３ｍにおいて周方向の全周に亘って形成される。周溝１３ｎに対し径方向外側にダンパ部１３ｉが形成される。周溝１３ｎに対し径方向内側に変形部１３ｋが形成される。周溝１３ｎは、径方向の幅が一定である。

以上のように、本実施形態のセミフローティング軸受１３は、変形部１３ｋを備える。変形部１３ｋは、セミフローティング軸受１３の径方向の肉厚のうち最も薄い肉厚を有する。そのため、シャフト１５のタービンインペラ１７側でコニカルな振れが生じた場合でも、変形部１３ｋは、シャフト１５の振れに追従するように変形することができる。変形部１３ｋが変形することで、セミフローティング軸受１３に片当たりが生じ難くなる。その結果、セミフローティング軸受１３の耐久性の低下を抑制することができる。また、セミフローティング軸受１３に生じる摩耗を低減することができる。また、ラジアル軸受面１３ｄを含む変形部１３ｋが変形することで、ラジアル軸受面１３ｄとシャフト１５の大径部１５ａとの間の油膜圧力が作用し易くなる。

（第１変形例）
図５は、第１変形例の軸受構造Ｓ１の概略断面図である。上記実施形態の軸受構造Ｓと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第１変形例のセミフローティング軸受１１３は、周溝１３ｎにＯリング（弾性部材）１２０が配される点で、上記実施形態のセミフローティング軸受１３と異なっている。

図５に示すように、第１変形例では、周溝１３ｎにＯリング１２０が配されている。ただし、これに限定されず、周溝１３ｎには、Ｏリング１２０の代わりに、周溝１３ｎの形状と同様の形状を有し、ゴム等の弾性を有する弾性部材が配されてもよい。Ｏリング１２０は、径方向においてダンパ部１３ｉと変形部１３ｋとの間に配される。Ｏリング１２０は、軸方向において、周溝１３ｎの端面１３ｍ側（タービンインペラ１７側）に配される。ただし、Ｏリング１２０は、軸方向において、周溝１３ｎのコンプレッサインペラ１９側に配されてもよい。Ｏリング１２０は、図４に示す周溝１３ｎの全周に亘って延在する。

変形部１３ｋが変形（すなわち、径方向に変位）したとき、変形部１３ｋには、Ｏリング（弾性部材）１２０により変形部１３ｋの変位する速度に比例した反力（減衰力）が作用する。そのため、第１変形例のセミフローティング軸受１１３は、上記実施形態よりも、シャフト１５に生じる振動（例えば、アンバランス振動やホワール振動など）を抑制することができる。

（第２変形例）
図６は、第２変形例の周溝２１３ｎの概略正面図である。上記実施形態の軸受構造Ｓと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。第２変形例のセミフローティング軸受２１３は、周溝２１３ｎの周方向の長さが上記実施形態の周溝１３ｎよりも短い点で、上記実施形態のセミフローティング軸受１３と異なっている。

図６は、端面１３ｍから軸方向に向かって周溝２１３ｎを見た図を示す。図６に示すように、第２変形例では、周溝２１３ｎは、端面１３ｍの周方向において部分的に形成される。換言すれば、周溝２１３ｎは、端面１３ｍにおいて周方向の全周に亘って形成されない。周溝２１３ｎは、端面１３ｍに２つ（複数）形成される。２つの周溝２１３ｎの間には、厚肉部２２０が形成される。２つの周溝２１３ｎの周方向の長さは、厚肉部２２０の周方向の長さよりも長い。２つの周溝２１３ｎは、径方向の幅よりも周方向に長い。周溝２１３ｎは、径方向に一定の幅を有する。ただし、周溝２１３ｎの径方向の幅は、周方向に異なっていてもよい。例えば、周溝２１３ｎの径方向の幅は、厚肉部２２０に近づくほど小さくなってもよい。

上述したように、タービンインペラ１７には、異なるタイミングで、異なる方向から排気ガスが導入される。このとき、タービンインペラ１７には、非定常荷重が作用する。非定常荷重の方向（以下、単に荷重方向という）は、第１舌部４３ａおよび第２舌部４３ｂの位置に応じて決定される。

図２に示す例では、タービンインペラ１７には、非定常荷重が荷重方向Ｒ１に作用する。荷重方向Ｒ１は、第１舌部４３ａと第２舌部４３ｂとを結ぶ結線Ｌ１が延在する方向と異なる方向である。荷重方向Ｒ１は、タービンインペラ１７の回転中心軸Ｏを中心として、結線Ｌ１に対しタービンインペラ１７の回転方向ＲＤに所定角度傾斜（角度α傾斜）した方向である。角度αは、例えば４５度である。第２変形例では、荷重方向Ｒ１は、結線Ｌ１から回転方向ＲＤに４５度傾斜した傾斜方向である。

第２変形例では、図６に示すように、荷重方向Ｒ１に離隔して２つの周溝２１３ｎが形成される。一方、セミフローティング軸受２１３の中心を通り荷重方向Ｒ１と直交する直交方向Ｒ２には、厚肉部２２０が形成される。換言すれば、２つの周溝２１３ｎは、セミフローティング軸受２１３の中心を通り荷重方向Ｒ１と直交する直交方向Ｒ２とは異なる方向に形成される。

２つの周溝２１３ｎの外径側にダンパ部１３ｉが形成される。２つの周溝２１３ｎの内径側に変形部１３ｋが形成される。第２変形例では、２つの周溝２１３ｎの内径側に２つの変形部１３ｋが形成される。２つの変形部１３ｋは、荷重方向Ｒ１に離隔している。２つの変形部１３ｋは、セミフローティング軸受２１３の中心を通り荷重方向Ｒ１と直交する直交方向Ｒ２とは異なる方向に形成される。厚肉部２２０は、２つの周溝２１３ｎおよび２つの変形部１３ｋの間に形成される。厚肉部２２０は、セミフローティング軸受２１３の中心を通り荷重方向Ｒ１と直交する直交方向Ｒ２に形成される。厚肉部２２０は、変形部１３ｋよりも径方向の厚さ（肉厚）が大きい。そのため、厚肉部２２０は、変形部１３ｋより変形し難い。

以上のように、第２変形例のセミフローティング軸受２１３は、セミフローティング軸受２１３の中心を通る荷重方向Ｒ１に変形部１３ｋが形成される。そのため、タービンインペラ１７に荷重方向Ｒ１の非定常荷重が作用すると、変形部１３ｋは、荷重方向Ｒ１に変形することができる。変形部１３ｋが変形することで、セミフローティング軸受２１３に片当たりが生じ難くなる。その結果、セミフローティング軸受２１３の耐久性の低下を抑制することができる。

また、第２変形例のセミフローティング軸受２１３は、セミフローティング軸受２１３の中心を通る直交方向Ｒ２に厚肉部２２０が形成される。厚肉部２２０が形成されることで、厚肉部２２０が形成されない場合よりも、セミフローティング軸受２１３のタービンインペラ１７側の強度低下を抑制することができる。また、厚肉部２２０がセミフローティング軸受２１３の中心を通る直交方向Ｒ２に形成されることで、変形部１３ｋを荷重方向Ｒ１に変形し易くすることができる。これにより、セミフローティング軸受２１３の耐久面と強度面の両立を図ることができる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態および変形例では、軸受構造Ｓ、Ｓ１、Ｓ２が過給機ＴＣに組み込まれる例について説明した。しかし、これに限定されず、軸受構造Ｓ、Ｓ１、Ｓ２は、過給機ＴＣ以外の装置に組み込まれてもよいし、単体であってもよい。

上記実施形態および変形例では、周溝１３ｎ、２１３ｎが２つの軸受部ＢＰのうちタービンインペラ１７側の軸受部ＢＰに形成される例について説明した。ただし、これに限定されず、周溝１３ｎ、２１３ｎは、２つの軸受部ＢＰのうちコンプレッサインペラ１９側の軸受部ＢＰに形成されてもよい。その場合、周溝１３ｎ、２１３ｎは、セミフローティング軸受１３の軸方向のコンプレッサインペラ１９側の端面に形成される。換言すれば、変形部１３ｋは、タービンインペラ１７側とコンプレッサインペラ１９側の軸受部ＢＰの双方に設けられてもよい。コンプレッサインペラ１９側の軸受部ＢＰの周溝１３ｎ、２１３ｎの深さは、タービンインペラ１７側の軸受部ＢＰの周溝１３ｎ、２１３ｎの深さと等しくてもよいし、異なっていてもよい。例えば、コンプレッサインペラ１９側の軸受部ＢＰの周溝１３ｎ、２１３ｎの深さは、タービンインペラ１７側の軸受部ＢＰの周溝１３ｎ、２１３ｎよりも深くてもよい。これにより、コンプレッサインペラ１９側の軸受部ＢＰにかかる荷重がタービンインペラ１７側の軸受部ＢＰにかかる荷重より小さい場合でも、コンプレッサインペラ１９側の変形部１３ｋは、シャフト１５の振れに追従するように変形することができる。

上記実施形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。例えば、第１変形例の周溝１３ｎに配された弾性部材は、第２変形例の２つの周溝２１３ｎに配されてもよい。

上記第２変形例では、厚肉部２２０がセミフローティング軸受２１３の中心を通る直交方向Ｒ２に形成される例について説明した。しかし、これに限定されず、厚肉部２２０は、セミフローティング軸受２１３の中心を通る直交方向Ｒ２と異なる方向に形成されてもよい。その場合、２つの周溝２１３ｎは、一部がセミフローティング軸受２１３の中心を通る直交方向Ｒ２に形成されてもよい。

本開示は、過給機に利用することができる。

５ タービンハウジング（ハウジング）
１３ セミフローティング軸受（すべり軸受）
１３ｄ ラジアル軸受面
１３ｅ ラジアル軸受面
１３ｋ 変形部
１３ｍ 端面
１３ｎ 周溝
１７ タービンインペラ
２９ 収容部
３５ａ 内径側タービンスクロール流路（第１タービンスクロール流路）
３５ｂ 外径側タービンスクロール流路（第２タービンスクロール流路）
４３ａ 第１舌部
４３ｂ 第２舌部
１２０ Ｏリング（弾性部材）
１１３ セミフローティング軸受（すべり軸受）
２１３ セミフローティング軸受（すべり軸受）
２１３ｎ 周溝
ＢＰ 軸受部
ＴＣ 過給機

Claims (5)

1. タービンインペラを収容する収容部が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに形成され、前記収容部の径方向外側に位置し、前記収容部と連通する第１タービンスクロール流路と、
   前記ハウジングに形成され、前記収容部の径方向外側に位置し、前記第１タービンスクロール流路に対して前記タービンインペラの周方向の異なる位置で前記収容部と連通する第２タービンスクロール流路と、
   前記タービンインペラのシャフトを軸支するすべり軸受と、
   前記すべり軸受に形成され、ラジアル軸受面を有する軸受部と、
   前記軸受部に形成され、前記ラジアル軸受面を含み、前記すべり軸受の径方向の肉厚のうち最も薄い肉厚を有する変形部と、
   を備える過給機。
2. 前記軸受部は、前記すべり軸受の軸方向の端面において、周方向に延在する周溝が形成され、
   前記周溝の径方向内側に前記変形部が設けられる、請求項１に記載の過給機。
3. 前記周溝は、前記端面において前記周方向の全周に亘って形成される、請求項２に記載の過給機。
4. 前記ハウジングのうち、前記第１タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、前記第１タービンスクロール流路と前記第２タービンスクロール流路とを区画する第１舌部と、
   前記ハウジングのうち、前記第２タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、前記第２タービンスクロール流路と前記第１タービンスクロール流路とを区画する第２舌部と、
   を備え、
   前記第１舌部と前記第２舌部を結ぶ線に対し前記周方向に傾斜した傾斜方向に離隔して複数の前記周溝が形成される、請求項２に記載の過給機。
5. 前記周溝に配される弾性部材を備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載の過給機。

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