JP4314627B2

JP4314627B2 - 過給機の軸受装置

Info

Publication number: JP4314627B2
Application number: JP32212599A
Authority: JP
Inventors: 暢宏近藤; 鎮男下村
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: JP2001140654A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、過給機の軸受装置に係り、特に潤滑油漏れを防止することができる過給機の軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
過給機のスラスト軸受装置に関する技術は、本発明の出願人によって多数出願されている（例えば、実開平４−１１９６２４号、実開平５−１２６３４号）。この過給機のスラスト軸受装置は、図３の側断面図に示すように、タービン車室１とコンプレッサ車室２内とが軸受車室３を介して一体構造になったものである。この過給機は、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によって連結したものである。この過給機のスラスト軸受装置は、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なっている。
【０００３】
上記過給機のタービン軸６は、高速で回転するため、ジャーナル軸受部を潤滑させる必要があるので、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を上記ジャーナル軸受として回転自在に嵌め入れ、軸受車室３に設けた各給油路１２を経て供給される潤滑油ＬＯ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なっている。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間に挟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間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なっている。
【０００４】
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の外側には、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に外面にピストンリング１６を嵌め合わせ、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てある。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３７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２３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ＬＯによって潤滑されるようになっている。この潤滑油ＬＯは、軸受車室３の排油孔２０，２４とコンプレッサ側の排油路３３を経由して排油口２１から排油される。
【０００５】
上記過給機は、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に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２３との間の隙間が増大し、潤滑油ＬＯが給油抵抗の少ない反スラスト側に多く流れてしまう。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ＬＯを供給していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成のタービン軸６の中央部に２個のフローティングメタル９，１０を使用する過給機では、潤滑油ＬＯを過給機上部にある給油孔３１に供給し、各給油路１２，３７を経て、タービン軸６を潤滑させた後、排油孔２０，２４と各排油路３２，３３を経由して排油口２１から排油していた。
【０００７】
しかし、タービンが回転すると、過給機内部における潤滑油ＬＯの流速が速くなるため、図４の排油口部分を示す拡大断面図に示すように、排油口２１手前の合流路３６でタービン側から排油路３２を経由してくる潤滑油ＬＯと、コンプレッサ側から排油路３３を経由してくる潤滑油ＬＯが衝突して円滑に排油されないことがあった。このように衝突した潤滑油ＬＯは、その流勢の弱い潤滑油ＬＯが流勢の強い潤滑油ＬＯに押し戻されることがある。この押し戻された潤滑油ＬＯは、排油口２１以外の隙間から流出して、油漏れの原因になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、過給機の内部において高速かつ流勢の強い潤滑油の流れを規制することで、この潤滑油の油漏れを防止することができる過給機の軸受装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、タービン車室（１）とコンプレッサ車室（２）とが軸受車室（３）を介して一体構造になった過給機の軸受装置において、前記軸受車室（３）に設けた、潤滑油（ＬＯ）を注入する給油孔（３１）と、前記軸受車室（３）のタービン軸貫通孔（２６）の周辺部から排油口（２１）に向けて、タービン側とコンプレッサ側それぞれに設けた排油路（３２，３３）と、両排油路（３２，３３）と前記排油口（２１）との間に設けた合流路（３６）と、該合流路（３６）において、各排油路（３２，３３）から流れてきた潤滑油（ＬＯ）同士が当たらないように形成した仕切り（３４）と、から成ることを特徴とする過給機の軸受装置が提供される。
【００１０】
上記発明の構成によれば、過給機上部の給油孔（３１）から注入した潤滑油（ＬＯ）は、各給油路（１２，３７）を経てタービン軸（６）を潤滑させる。この潤滑油（ＬＯ）は、タービン軸（６）を経て過給機下部へ排油されるとき、タービン側の回転により排出される潤滑油（ＬＯ）と、コンプレッサ側の回転により排出される潤滑油（ＬＯ）が仕切り（３４）に当たり、潤滑油（ＬＯ）同士では当たらないため、潤滑油（ＬＯ）は排油口（２１）から円滑に排油される。従って、一方の潤滑油（ＬＯ）が他方の潤滑油（ＬＯ）を押し戻すことにより、潤滑油（ＬＯ）が過給機の隙間から流出することを阻止して、油漏れを防止する。
【００１１】
また、前記仕切り（３４）は、前記軸受車室（３）の合流路（３６）において、前記タービン側の排油路（３２）と前記コンプレッサ側の排油路（３３）が合流する位置に立壁（３５）を形成したものである。
【００１２】
この仕切り（３４）は、排油口（２１）内部（合流路（３６））において、異なる方向の排油路（３２，３３）からの潤滑油（ＬＯ）の流勢を止める作用又は流勢を弱める作用があるため、一方の潤滑油（ＬＯ）が他方の潤滑油（ＬＯ）を押し戻すという不具合を解消することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、図において共通の部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は本発明の過給機の軸受装置を示す側断面図である。図２は排油口と仕切り部分を示す断面図である。本発明の過給機の軸受装置は、図３で示したものと同様に、タービン車室１とコンプレッサ車室２内とが軸受車室３を介して一体構造になったものであり、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によって連結したものである。
【００１４】
上記タービン軸６は、ジャーナル軸受部を潤滑させるため、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を保持（該軸受嵌輪８の組み込みと同じ働き）し、軸受スペーサ３９（リテーニングリング１３の働き）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をジャーナル軸受として回転自在に嵌め入れ、軸受車室３に設けた各給油路１２を経て供給される潤滑油ＬＯ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なっている。
【００１５】
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の外側には、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を嵌め合わせ、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てある。更に上記油切り１５とスラストカラー４１のコンプレッサ側の面との間に、軸受車室３の給油路３７に連通する専用給油路１９を備えたコンプレッサ側スラスト軸受１８を配置し、スラストカラー４１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、タービン側スラスト軸受４０のパッド面とスラストカラー４１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コンプレッサ側スラスト軸受１８の専用給油路１９から出てくる潤滑油ＬＯによって潤滑されるようになっている。
【００１６】
本発明の過給機の軸受装置は、排油口２１手前の合流路３６において各排油路３２，３３から流れてきた潤滑油ＬＯ同士が当たらないように仕切り３４が設けてある。この仕切り３４は、図２に示すように軸受車室３の下部位置において排油口２１から排油孔２０を支える外周部３８まで立壁状に形成したものである。この仕切り３４の位置は、潤滑油ＬＯの流速や流量等に応じて決定されるものである。例えば、コンプレッサ側の排油路３３の潤滑油ＬＯの流勢が強いときは、タービン側の排油路３２へバランスが取れるように位置を決める。
【００１７】
このように構成した過給機の軸受装置では、潤滑油ＬＯを過給機上部の給油孔３１から注入し、この潤滑油ＬＯは各給油路１２，３７を経てタービン軸６を潤滑させる。この潤滑油ＬＯは、タービン軸６を経て、過給機下部へ排油されるとき、タービン側の回転により排出される潤滑油ＬＯと、コンプレッサ側の回転により排出される潤滑油ＬＯが排油口２１手前の合流路３６においての各排油路３２，３３が向かい合う位置の仕切り３４によって、両方の潤滑油ＬＯを排油口２１から円滑に排油させることができる。このように、一方の潤滑油ＬＯが他方の潤滑油ＬＯを押し戻すことにより、潤滑油ＬＯが過給機の隙間から流出することを阻止して、油漏れを防止することができる。
【００１８】
なお、図示例では、仕切り３４は、各排油路３２，３３が合流する軸受車室３の合流路３６において、両方の排油路３２，３３が向かい合う位置に立壁３５を形成したものについて説明した。しかし、高速かつ流勢の強い潤滑油ＬＯの流れを規制するために、排油口２１の近傍（合流路３６）のみではなくタービン軸６の近傍に各排油路３２，３３に仕切り３４を１又は２以上形成することも可能である。このように合流路３６以外に設けた仕切り３４であっても，両排油路３２，３３から流れてきた潤滑油（ＬＯ）同士が当たることなく排油口２１へ円滑に導くことができる。
【００１９】
このように本発明の仕切り３４は、排油口２１の内部（合流路３６）において、異なる方向の排油路３２，３３からの潤滑油ＬＯの流勢を止める作用又は流勢を弱める作用があるため、一方の潤滑油ＬＯが他方の潤滑油ＬＯを押し戻すことを防止ことができる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、高速かつ流勢の強い潤滑油の流れを規制するために、立壁３５となる仕切り３４を形成した実施の形態について説明してあるが、この立壁３５の仕切り３４に代えて溝を形成することにより各潤滑油の流れを排油口２１へ導くように構成することも可能であり、そのため本発明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。
【００２１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の過給機の軸受装置は、過給機下部へ排油されるときに、タービン側の回転により排出される潤滑油と、コンプレッサ側の回転により排出される潤滑油が合流する位置に形成した仕切りによって、両方の潤滑油を排油口へ円滑に排油させることができるので、一方の潤滑油が他方の潤滑油を押し戻すことにより、潤滑油が過給機の隙間から流出することを阻止して、油漏れを防止することができる。
【００２２】
また、本発明の仕切りは、排油口の内部において、異なる方向の排油路からの潤滑油の流勢を止める作用又は流勢を弱める作用があるため、一方の潤滑油が他方の潤滑油を押し戻すという不具合を解消することができ、この潤滑油の油漏れを防止することができる、等の優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過給機の軸受装置を示す側断面図である。
【図２】排油口と仕切り部分を示す断面図であり、（ａ）は図１のII−II線拡大断面図、（ｂ）はこの図（ａ）のｂ−ｂ線拡大断面図である。
【図３】従来の過給機のスラスト軸受装置を示す側断面図である。
【図４】排油口部分を示す、図３のIV−IV線拡大断面図である。
【符号の説明】
１タービン車室
２コンプレッサ車室
３軸受車室
６タービン軸
２１排油口
２６タービン軸貫通孔
３１給油孔
３２排油路（タービン側）
３３排油路（コンプレッサ側）
３４仕切り
３５立壁
３６合流路
ＬＯ潤滑油

Claims

タービン車室（１）とコンプレッサ車室（２）とが軸受車室（３）を介して一体構造になった過給機の軸受装置において、
前記軸受車室（３）に設けた、潤滑油（ＬＯ）を注入する給油孔（３１）と、
前記軸受車室（３）のタービン軸貫通孔（２６）の周辺部から排油口（２１）に向けて、タービン側とコンプレッサ側それぞれに設けた排油路（３２，３３）と、
両排油路（３２，３３）と前記排油口（２１）との間に設けた合流路（３６）と、
該合流路（３６）において、各排油路（３２，３３）から流れてきた潤滑油（ＬＯ）同士が当たらないように形成した仕切り（３４）と、
から成ることを特徴とする過給機の軸受装置。
前記仕切り（３４）が、前記軸受車室（３）の合流路（３６）において、前記タービン側の排油路（３２）と前記コンプレッサ側の排油路（３３）が合流する位置に立壁（３５）を形成したものである、ことを特徴とする請求項１の過給機の軸受装置。