JP2513652Y2 - 過給機のスラスト軸受装置 - Google Patents

過給機のスラスト軸受装置

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JP2513652Y2
JP2513652Y2 JP6657291U JP6657291U JP2513652Y2 JP 2513652 Y2 JP2513652 Y2 JP 2513652Y2 JP 6657291 U JP6657291 U JP 6657291U JP 6657291 U JP6657291 U JP 6657291U JP 2513652 Y2 JP2513652 Y2 JP 2513652Y2
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thrust
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尚昭 小池
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案はタービン軸に作用するス
ラスト力を支持するために用いる過給機のスラスト軸受
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】中間支持軸受方式の過給機は、図4に一
例を示す如く、タービン車室1とコンプレッサ車室2と
を軸受車室3を介して一体構造とし、タービン車室1内
のタービンホイール4とコンプレッサ車室2内のコンプ
レッサホイール5とを、軸受車室3内にてジャーナル軸
受により回転自在に支持されたタービン軸6によって連
結し、エンジンの排気によってタービンホイール4を回
転させることによりタービン軸6を介してコンプレッサ
ホイール5を回転させ、吸気を圧縮してエンジンに給気
するようにしてある。
【0003】上記過給機のタービン軸6は、高速回転す
るので、ジャーナル軸受部を潤滑させる必要があり、そ
のため、従来は、軸受車室3のタービン軸貫通部に、周
方向及び径方向に給油路7を有する軸受嵌輪8を組み込
み、該軸受嵌輪8内の軸方向両端部に、径方向に給油孔
11を有するフローティングメタル9,10を上記のジ
ャーナル軸受として回転自在に嵌入して、軸受車室3に
設けた給油路12を経て供給された潤滑油がフローティ
ングメタル9,10の内外周面に導かれるようにし、更
に、上記タービンホイール4側のフローティングメタル
9を、軸受嵌輪8の内径部に組み付けた2つのリテーニ
ングリング13間に挾持させて軸方向の位置を保持させ
ると共に、コンプレッサホイール5側のフローティング
メタル10を、リテーニングリング13とコンプレッサ
側のタービン軸6上に装着したスラストブッシュ14と
の間に保持させるようにしてある。
【0004】又、上記コンプレッサ車室2内でコンプレ
ッサホイール5を取り付けているタービン軸6の外側
に、表面に凹凸を形成した油切り15を設けると共に、
該油切り15の外面にピストンリング16を嵌合させ、
該ピストンリング16に内周面が接するようにしたシー
ルプレート17を軸受車室3に取り付けてオイルシール
部を形成し、更に、上記油切り15とスラストブッシュ
14のコンプレッサ側の面との間に、軸受車室3の給油
路12に連通する専用給油路19を備えたスラスト軸受
18を配置し、スラストブッシュ14のコンプレッサ側
の面が正スラスト(タービン軸6がコンプレッサ側に移
動しようとする方向のスラスト)軸受面とされ、油切り
15のタービン側の面が反スラスト(タービン軸6がタ
ービン側に移動しようとする方向のスラスト)軸受面と
され、これらスラスト軸受面が上記スラスト軸受18の
専用給油路19から出てくる潤滑油によって潤滑される
ようにしてある。なお、図中、20は軸受車室3の排油
孔、21は軸受車室3の排油口を示す。
【0005】しかしながら、上記過給機の場合、通常運
転中はほとんど正スラストがスラスト軸受18に作用す
るため、スラスト軸受18の正スラスト側が荷重側とな
り、反スラスト側が非荷重側となって正スラスト側のパ
ッド面18aとスラストブッシュ14の正スラスト軸受
面との間の隙間が減少すると同時に、スラスト軸受18
の反スラスト側のパッド面18bと油切り15の反スラ
スト軸受面との間の隙間が増大し、潤滑油が給油抵抗の
少ない反スラスト側に多く流れてしまい、過給圧の増大
に伴ってスラスト軸受18の負荷能力を高めるために
は、荷重側で必要とする潤滑油量に応じて非荷重側に流
れる潤滑油量を考慮に入れた大量の潤滑油を供給しなけ
ればならないという問題がある。
【0006】又、コンプレッサ側のフローティングメタ
ル10は、本来、タービン側のフローティングメタル9
と同様に両端面をリテーニングリング13に位置決めさ
せて安定回転させることが望ましいが、軸受スパンを長
くし且つ過給機自体をコンパクトにするために、スラス
トブッシュ14の側面で押えるようにしていることか
ら、フローティングメタル10とスラストブッシュ14
との間の相対回転でフローティングメタルが捩れるよう
になってタービン軸6の回転が不安定になるという問題
もある。
【0007】そのため、図5に示す如く、上記スラスト
軸受18を機能分離させる如く、正スラストを支持する
ための正スラスト軸受22と、反スラストを支持するた
めの反スラスト軸受23とを備え、正スラスト軸受22
をスラストブッシュ14と油切り15との間に配置し
て、軸受車室3にボルト25により取り付け、且つスラ
ストブッシュ14のコンプレッサ側の面(軸受面)と対
向する一側面にのみパッド面22aを形成すると共に、
該正スラスト軸受22に、軸受車室3の給油路12と連
通する専用給油路24を上記パッド面22aにのみ開口
させるようにし、一方、上記反スラスト軸受23をスラ
ストブッシュ14のタービン側の面と対向させて配置し
て軸受車室3に圧入又はボルトにより取り付け、且つス
ラストブッシュ14への対向面にのみパッド面23aを
形成すると共に、該反スラスト軸受23の他側面を、フ
ローティングメタル10のコンプレッサ側の端面を押え
る止め輪と兼用させるようにした方式のスラスト軸受装
置が、最近提案されている(実願平3−33427
号)。
【0008】上記最近提案されているスラスト軸受装置
によれば、正スラスト状態では、正スラスト軸受22の
パッド面22aに給油路12及び専用給油路24を通し
て潤滑油が供給され、しかも潤滑油のすべてがスラスト
荷重が加わるパッド面22aに供給されるので、充分な
油膜を形成でき、従来のように非荷重側の隙間に潤滑油
が大量に流れ出ることがなく、少ない潤滑油で負荷能力
を増大することができる。又、反スラスト軸受23のパ
ッド面23aをスラストブッシュ14のタービン側の側
面と対向させて反スラスト荷重を支持させるようにし、
しかも反スラスト軸受23の他側面をフローティングメ
タル10の止め輪と兼ねるようにしたので、反スラスト
荷重の支持ができると共に、従来のようなフローティン
グメタル10とスラストブッシュ14のつれ回り力がな
くなり、フローティングメタル10の捩れなどに起因す
る回転の不安定化を防止して安定な回転を確保できるも
のである。
【0009】
【考案が解決しようとする課題】ところが、上記最近提
案されているスラスト軸受装置において、フローティン
グメタル10の外周部から排油された潤滑油を反スラス
ト軸受23への給油に利用する場合、フローティングメ
タル10の外側端面(コンプレッサ側の端面)側に反ス
ラスト軸受23が配置してあることから、フローティン
グメタル10の内、外側端面側への排油抵抗のバランス
が崩れて、外側端面に作用する圧力が高くなり過ぎた場
合には、フローティングメタル10は、フルフロート形
であるとタービン側へ押されてリテーニングリング13
に接触することになるので、回転によりリテーニングリ
ング13への接触部が摩耗する問題が惹起されると考え
られる。
【0010】上記の問題を解決するためには、反スラス
ト軸受23のタービン軸貫通孔26の内径寸法を拡大し
て、タービン側の面からタービン軸貫通孔26を経由し
てパッド面23a側に供給される潤滑油量を増やすこと
が考えられるが、反スラスト軸受23のパッド面23a
には、図6の(イ)(ロ)に示す如く、タービン軸貫通
孔26から流入した潤滑油によってスラスト圧をもたせ
るようにテーパランドと称する潤滑油溜め27を形成す
るので、タービン軸貫通孔26を拡径すると、潤滑油溜
め27の容積が小さくなってしまうことによりスラスト
力容量の不足が生じて安定性が損われてしまう。
【0011】そこで、本考案は、図5及び図6に示す最
近提案されているものを更に進め、反スラスト軸受の安
定性を確保しつつジャーナル軸受の挙動を安定化させる
ことができるようにしようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本考案は、上記課題を解
決するために、軸受車室を通るタービン軸に装着したス
ラストブッシュのコンプレッサ側の面に、一側面に形成
したパッド面を対向させるようにして正スラスト軸受を
配置すると共に、上記スラストブッシュのタービン側の
面に、一側面に形成した潤滑油溜めを有するパッド面を
対向させるようにし且つ他側面にて上記タービン軸のコ
ンプレッサ側ジャーナル軸受の外側端面を位置決めする
ように反スラスト軸受を配置し、更に、上記反スラスト
軸受のタービン軸貫通孔の周辺部に、タービン軸方向に
貫通する潤滑油通路を設けた構成とする。
【0013】
【作用】ジャーナル軸受の外周部から排油された潤滑油
が反スラスト軸受のタービン側の面に供給されると、こ
の潤滑油は反スラスト軸受のタービン軸貫通孔を通って
パッド面側の潤滑油溜めに供給されるが、このとき、一
部の潤滑油は潤滑油通路を通ってパッド面側へ逃がされ
ることになる。したがって、ジャーナル軸受の内、外側
端面に作用する圧力がバランスされ、ジャーナル軸受の
挙動が安定する。又、上記潤滑油通路は潤滑油溜めの容
積を変化させないように設定することにより、スラスト
力容積を不足させることがなく、反スラスト軸受の安定
性も確保される。
【0014】
【実施例】以下、図面に基づき本考案の実施例を説明す
る。
【0015】図1及び図2は本考案の一実施例を示すも
ので、図5に示したと同様に、軸受車室3を通るタービ
ン軸6のコンプレッサ側端部に装着したスラストブッシ
ュ14を軸方向から挟む如く、上記スラストブッシュ1
4のコンプレッサ側の面に、一側面に形成したパッド面
22aを対向させるようにして正スラスト軸受22を配
置すると共に、上記スラストブッシュ14のタービン側
の面に、一側面に形成した潤滑油溜め27を有するパッ
ド面23aを対向させるようにして反スラスト軸受23
を配置し、上記正スラスト軸受22には、軸受車室3の
給油路12と連通して上記パッド面23aへ潤滑油を供
給するための専用給油路24を設け、又、上記反スラス
ト軸受23の他側面にて、上記タービン軸6のコンプレ
ッサ側ジャーナル軸受としてのフローティングメタル1
0の外側端面を位置決めするようにしてある構成におい
て、図2の(イ)(ロ)に示す如く、上記反スラスト軸
受23のタービン軸貫通孔26部に、タービン軸方向へ
貫通する潤滑油通路としてのバランススリット28を、
潤滑油溜め27と干渉しないように周方向へ等間隔に配
列して設ける。
【0016】反スラスト軸受23のタービン軸貫通孔2
6部にタービン軸方向へ貫通するバランススリット28
を設けると、フローティングメタル10の外周部から排
油された潤滑油が上記反スラスト軸受23のタービン側
の面からタービン軸貫通孔26を通ってパッド面23a
側の潤滑油溜め27に供給されるときに、上記潤滑油の
一部がバランススリット28を通ってパッド面23a側
に逃がされることになる。したがって、上記バランスス
リット28の通路断面積を適正に設定しておくことによ
り、フローティングメタル10の外側端面(コンプレッ
サ側の端面)に作用する圧力を必要以上上昇させること
を防止でき、フローティングメタル10がタービン側へ
押されることによってリテーニングリング13との間で
発生する虞がある摩耗を未然に防ぐことができ、フロー
ティングメタル10の挙動を容易に安定化することがで
きる。又、上記バランススリット28は、パッド面23
aの潤滑油溜め27と干渉しない位置に設けてあって、
当初から形成されている潤滑油溜め27の容積を変化さ
せることがないため、必要なスラスト力容量を不足させ
てしまうことはなく、反スラスト軸受23の安定性も確
保される。
【0017】次に、図3は本考案の他の実施例を示すも
ので、上記実施例において反スラスト軸受23に潤滑油
通路として設けたバランススリット28に代えて、ター
ビン軸方向へ貫通するバランスホール29を、各潤滑油
溜め27の位置に穿設したものである。
【0018】図3に示す反スラスト軸受23を用いた場
合でも、フローティングメタル10の外周部から排油さ
れた潤滑油の一部をバランスホール29を通してパッド
面23a側に逃がすことができるので、バランスホール
29の通路断面積を適正に設定しておくことによりフロ
ーティングメタル10の内、外側端面側への潤滑油の排
油抵抗をバランスさせることができる。この際、上記バ
ランスホール29は潤滑油溜め27の中に開口している
が、潤滑油溜め27自体の容積は変化しないので、必要
とするスラスト力容量を不足させてしまうことはなく、
上記実施例と同様な作用効果が奏し得られる。
【0019】なお、本考案は上記実施例のみに限定され
るものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。
【0020】
【考案の効果】以上述べた如く、本考案の過給機のスラ
スト軸受装置によれば、コンプレッサ側ジャーナル軸受
の外側端面を位置決めするように、スラストブッシュを
挟んで正スラスト軸受と対向させて配置した反スラスト
軸受のタービン軸貫通孔の周辺部に、タービン軸方向へ
貫通する潤滑油通路を設けたので、ジャーナル軸受の外
周部から排油されて反スラスト軸受のタービン軸貫通孔
を経由してパッド面側の潤滑油溜めに供給される潤滑油
の一部を、上記潤滑油通路を通してパッド面側へ逃がす
ことができ、これによりジャーナル軸受の内、外側端面
側への潤滑油の排油抵抗をバランスさせることができて
ジャーナル軸受の挙動を安定化させることができ、更
に、上記潤滑油通路は潤滑油溜めの機能容積を変化させ
ることがないように設定することにより、潤滑油溜めの
潤滑油によるスラスト力容量を不足させることなく反ス
ラスト軸受の安定性を確保することができる、等の優れ
た効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の過給機のスラスト軸受装置の一実施例
を示す概要図である。
【図2】本考案の装置で用いるスラスト軸受を示すもの
で、(イ)はコンプレッサ側から見た正面図、(ロ)は
(イ)のA−A線拡大矢視図である。
【図3】反スラスト軸受の他の構造例を示すもので、
(イ)はコンプレッサ側から見た正面図、(ロ)は
(イ)のB−B線拡大矢視図である。
【図4】過給機の一例を示す概要図である。
【図5】最近提案されているスラスト軸受装置の概要図
である。
【図6】図5の装置で用いる反スラスト軸受の一例を示
すもので、(イ)はコンプレッサ側から見た概略図、
(ロ)は(イ)のC−C線拡大矢視図である。
【符号の説明】
1 タービン車室(タービン) 2 コンプレッサ車室(コンプレッサ) 3 軸受車室 10 フローティングメタル(ジャーナル軸受) 14 スラストブッシュ 22 正スラスト軸受 22a パッド面 23 反スラスト軸受 23a パッド面 26 タービン軸貫通孔 27 潤滑油溜め 28 バランススリット(潤滑油通路) 29 バランスホール(潤滑油通路)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−92817(JP,A) 実開 平4−119624(JP,U) 実開 平1−118130(JP,U) 実開 昭61−202647(JP,U) 実開 昭58−87935(JP,U) 実開 平1−143425(JP,U) 実開 昭64−47938(JP,U) 実開 昭54−168456(JP,U) 実開 昭58−90327(JP,U) 実開 昭62−8416(JP,U) 特公 昭63−64618(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受車室を通るタービン軸に装着したス
    ラストブッシュのコンプレッサ側の面に、一側面に形成
    したパッド面を対向させるようにして正スラスト軸受を
    配置すると共に、上記スラストブッシュのタービン側の
    面に、一側面に形成した潤滑油溜めを有するパッド面を
    対向させるようにし且つ他側面にて上記タービン軸のコ
    ンプレッサ側ジャーナル軸受の外側端面を位置決めする
    ように反スラスト軸受を配置し、更に、上記反スラスト
    軸受のタービン軸貫通孔の周辺部に、タービン軸方向に
    貫通する潤滑油通路を設けた構成を有することを特徴と
    する過給機のスラスト軸受装置。
JP6657291U 1991-07-29 1991-07-29 過給機のスラスト軸受装置 Expired - Lifetime JP2513652Y2 (ja)

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JPH0512635U JPH0512635U (ja) 1993-02-19
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3924844B2 (ja) 1997-05-30 2007-06-06 石川島播磨重工業株式会社 ターボチャージャのスラスト軸受構造
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JP7321722B2 (ja) * 2019-02-22 2023-08-07 三菱重工マリンマシナリ株式会社 ジャーナル軸受構造およびそれを備えた過給機

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