JP5605942B2 - 排気ターボ過給機 - Google Patents

Description

本発明は，内燃機関に使用される排気ターボ過給機に関し，特に，その回転軸に対する潤滑油の排出装置に関するものである。

内燃機関に適用される排気ターボ過給機は，従来から良く知られているように，排気タービンとブロワー圧縮機とを，その間における軸受けハウジングにて連結し，この軸受けハウジングにおける軸受け部にて軸支した回転軸によって，前記排気タービンの回転を前記ブロワー圧縮機に伝達するという構成であり，前記回転軸の軸受け部には，可成りの量の潤滑油を絶えず供給することによって，前記排気タービンの熱による前記軸受け部の焼き付きを防止している。

この場合，前記ブロワー圧縮機内のうち前記回転軸が貫通して差し込まれる部分は，インペラーの回転による大気空気の吸入に伴い大気圧より低い負圧になっており，この負圧によって，前記回転軸の軸受け部に対する潤滑油が，前記回転軸が貫通するブロワー圧縮機内に吸い込まれることになる。

そこで，従来は，例えば先行技術としての特許文献１，２等に記載されているように，前記ブロワー圧縮機と前記軸受けハウジングとの間に，底部にオイル排出ポートを備えたオイル切り室を，前記回転軸の全周囲を囲むように形成する一方，前記回転軸のうち前記オイル切り室内の部分に，オイル切り板を回転軸と一体（一緒）に回転するように取付けて，前記軸受け部からの潤滑油を，このオイル切り板の回転による遠心力にて半径方向の外向きに振り飛ばすというオイル切りすることにより，前記潤滑油のブロワー圧縮機へのオイルの吸い込みを阻止する構成にしている。

実開昭６１−１０７９３５号公報 特開２００９−１７４４６６号公報

しかし，前記従来の構成の場合，前記回転軸におけるオイル切り板の外周からは，潤滑油が当該オイル切り板の回転で半径方向の外向きに振り飛ばされることによって，オイルカーテンが前記オイル切り板の全周にわたって形成される。

そして，ここに形成されるオイルカーテンは，前記回転軸の軸線と直角な平面状で，前記オイル切り室における内周面にまで届くことになるから，前記オイル切り室内は，前記オイルカーテンによって，軸受けハウジング側の部分と前記ブロワー圧縮機側の部分との非連通の二室に区画された状態になる。

前記オイル切り室内のうち前記オイルカーテンよりも軸受けハウジング側の部分では，その底部にオイル排出ポートを備えていることにより，潤滑油はオイル排出ポートから円滑に排出されるものの，前記オイル切り室内のうち前記オイルカーテンよりもブロワー圧縮機側の部分では，当該部分からオイル排出ポートへの潤滑油の排出が前記オイルカーテンにて阻害され，潤滑油が溜まり勝手になって潤滑油面が高くなるから，この分，ブロワー圧縮機に吸い込まれる潤滑油が多くなるというように，前記オイル切り板によるオイル切りの機能が低いという問題があった。

また，従来の構成においては，前記ブロワー圧縮機と軸受けハウジングとの間にオイル切り室が回転軸の全周囲を囲うように形成されていることにより，このオイル切り室は，温度の高い前記軸受けハウジングから温度の低いブロワー圧縮機への熱伝達を阻害するから，内燃機関の運転を排気ターボ過給機を作動している状態から停止した場合における前記軸受け部の急速な冷却が遅れて，その冷却までの間に，軸受け部が焼き付くおそれがあるという問題もあった。

本発明は，これらの解消した排気ターボ過給機を提供することを技術的課題としている。

この技術的課題を達成するため請求項１は，
「排気タービンとブロワー圧縮機とを，その間の軸受けハウジングにて連結して，この軸受けハウジングに設けた軸受け部により，前記排気タービンから前記ブロワー圧縮機への回転伝達用の回転軸を軸支する一方，前記ブロワー圧縮機と前記軸受けハウジングとの間に，下方の底部にオイル排出ポートを備えたオイル切り室を，前記回転軸の周囲を囲むように形成し，前記回転軸のうち前記オイル切り室内の部分に，オイル切り板を回転軸と一緒に回転するように設けて成る構成であって，
前記オイル切り室内のうち前記オイル切り板の下方の部位であって前記オイル切り板とオイル排出ポートとの間の部位には，前記オイル切り板によって半径方向の外向きに振り飛ばされた潤滑油が当たるオイル当て部材を，前記回転軸の軸線方向から見て，前記オイル排出ポートを上から覆うような姿勢でかつ，潤滑油が当該オイル当て部材の左右外側から下方に流下するように設けており，
更に，前記オイル当て部材の下方に，前記オイル排出ポートが，その上端は前記オイル切り室の下部と連通してその下端は前記オイル切り板を挟んで前記ブロワー圧縮機と反対側にずれた位置において下方に開口するように設けられている。」
ことを特徴としている。

また，請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記オイル当て部材は，前記オイル切り室内の部分で，前記ブロワー圧縮機と軸受けハウジングの軸受け部とを連結している。」
ことを特徴としている。

更にまた，請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記オイル当て部材の上面は，前記回転軸の軸線方向から見て傾斜面に形成されている。」
ことを特徴としている。

請求項１によると，回転軸に対する軸受け部からオイル切り室内に排出された潤滑油は，前記回転軸におけるオイル切り板の回転による遠心力にて半径方向の外向きに振り飛ばされることにより，前記オイル切り板の外周外側には，半径外向きに広がるオイルカーテンが全周囲にわたって形成されるから，前記オイル切り室内は，このオイルカーテンを挟んで，底部にオイル排出ポートを備えた軸受けハウジング側の部分と，ブロワー圧縮機側の部分とに区画される。

この場合，前記オイル切り板から半径方向の外向きに振り飛ばされる潤滑油の一部は，前記オイル切り室内のうち前記オイル切り板の下方に設けたオイル当て部材に当たることにより，前記オイルカーテンは，前記オイル当て部材の下方には形成されない。

これにより，前記オイル切り室内のうち，オイル切り板を挟んで軸受けハウジング側の部分とブロワー圧縮機側の部分とが前記オイルカーテンによって非連通に区画されるのを回避することができ，換言すると，前記オイル切り室内のうちブロワー圧縮機側の部分を，前記オイル当て部材の下方の部分におけるオイルカーテンなしの部分において，オイル排出ポートに，常時，連通した状態に保持することができるから，前記オイル切り室内のうちブロワー圧縮機側の部分における潤滑油のオイル排出ポートへの円滑な排出を確保でき，潤滑油が前記ブロワー圧縮機に吸い込まれることを大幅に低減できる。

また，請求項２によると，前記オイル当て部材は，ブロワー圧縮機と軸受けハウジングの軸受け部とを連結する構成であることにより，前記軸受けハウジングの軸受け部からブロワー圧縮機への熱伝達を向上することに寄与するから，内燃機関の運転を排気ターボ過給機を作動している状態から停止した場合における前記軸受け部の急速冷却を促進でき，内燃機関の運転を停止したあとに前記軸受け部に焼き付きが発生するおそれを低減できる。

更にまた，請求項３によると，前記オイル切り板から振り飛ばされた潤滑油がオイル当て部材に当たるときに飛散するオイルミストを，当該オイル当て部材の傾斜面によって少なくできるとともに，潤滑油を前記傾斜面によってオイル排出ポートに向けてより円滑に誘導することができるから，潤滑油の前記ブロワー圧縮機への吸い込みを更に低減できる。

本発明における第１の実施形態を示す縦断正面図である。 図１のII−II視一部省略断面図である。 図２の変形例を示す図である。 本発明における第２の実施形態を示す縦断正面図である。

以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１〜図３は，第１の実施の形態を示している。

この図において，符号１は，内燃機関の過給に使用される排気ターボ過給機を示し，この排気ターボ過給機１は，排気タービン２とブロワー圧縮機３とを，その間に配設した軸受けハウジング４にて連結して成る構成である。

前記軸受けハウジング４には，前記排気タービン２から前記ブロワー圧縮機３への回転伝達用の回転軸５を軸支する軸受け部６が設けられているほか，上部に前記軸受け部６に対するオイル供給ポート７が，下部にオイル排出ポート８が各々設けられている。

なお，前記回転軸５のうち前記ブロワー圧縮機３側の一端５ａは，前記ブロワー圧縮機３におけるケーシング３ａ内に，これを貫通して差し込まれており，この一端５ａには，前記ブロワー圧縮機３におけるインペラー３ｂが取付けられている。

前記ブロワー圧縮機３におけるケーシング３ａと前記軸受けハウジング４との間には，オイル切り室９が，前記回転軸５の周囲を囲むように形成されており，このオイル切り室９の底部（下部）は，前記オイル排出ポート８に連通している。図１のとおり，オイル排出ポート８の下端は，その上端を挟んでブロワー圧縮機３と反対側にずれた位置で下方に開口している。従って，オイル排出ポート８の上端と下端とは回転軸５の軸方向にずれている。

前記オイル供給ポート７から軸受け部６に供給された潤滑油は，軸受け部６を潤滑したのち前記オイル切り室９内に流出し，このオイル切り室９内から前記オイル排出ポート８より機外に排出される。

なお，前記オイル排出ポート８から排出された潤滑油は，図示してはいないが，オイルパン又はオイルクーラ等において冷却されたのち，再び前記オイル供給ポート７に供給される循環を行なう。

前記回転軸５のうち前記オイル切り室９内の部分には，回転軸５の軸径よりも大径にしたオイル切り板１０が，前記回転軸５と一体（一緒）に回転するように設けられている。

前記軸受け部６から前記オイル切り室９に流出した潤滑油が，前記オイル切り板１０の回転による遠心力にて半径方向の外向きに振り飛ばされることにより，前記オイル切り板１０の外周の外側には，前記のように振り飛ばされた潤滑油によるオイルカーテンが当該オイル切り板１０の全周にわたって形成される。

そして，前記回転軸５の軸線方向から見て，前記オイル切り室９内のうち前記オイル切り板１０の下方の部分には，前記回転軸５の軸方向に延びるオイル当て部材１１が，前記オイル切り板１０における円周方向の一部に設けられている。

なお，本実施の形態の場合，前記オイル当て部材１１は，前記オイル切り板１０と，その下方における前記オイル排出ポート８の上端との間に位置している。

前記オイル当て部材１１は，当該オイル当て部材１１のうち前記オイル切り板１０側に向いた上面に，前記オイル切り板１０から振り飛ばされた潤滑油が当たるという構成であり，且つ，前記ブロワー圧縮機３におけるケーシング３ａと，前記軸受けハウジング４における軸受け部６とを一体に連結するという構成である。

前記オイル切り板１０から半径方向の外向きに振り飛ばされる潤滑油の一部は，前記オイル当て部材１１に当たることにより，前記オイルカーテンは，前記オイル当て部材１１のうち前記オイル切り板１０と反対の裏側部分（下方部分）には形成されない。

これにより，前記オイル切り室９内のうち軸受けハウジング４側の部分とブロワー圧縮機３側の部分とが前記オイルカーテンによって非連通に区画されるのを回避することができ，換言すると，前記オイル切り室９内のうちブロワー圧縮機３側の部分を，前記オイル当て部材１１の裏側部分におけるオイルカーテンなしの部分において，オイル排出ポート８に，常時，連通する状態に保持することができるから，前記オイル切り室９内のうちブロワー圧縮機４側の部分における潤滑油のオイル排出ポート８への円滑な排出を確保できる。

一方，前記オイル当て部材１１は，前記ブロワー圧縮機３におけるケーシング３ａと，前記軸受けハウジング４における軸受け部６とを一体に連結するという構成であることにより，前記軸受け部６からブロワー圧縮機３への熱伝達を向上することに寄与するから，内燃機関の運転を排気ターボ過給機１を作動している状態から停止した場合における前記軸受け部６の急速な冷却を促進できる。

また，前記オイル当て部材１１のうち前記オイル切り板１０から振り飛ばされる潤滑油が当たる上面は，前記回転軸５の軸線方向から見て，図２に示すように，両端に向けて前記オイル切り部材１０の外周面から離れるように山型等の中高にした傾斜面１１ａ，１１ｂと成すか，或いは，図３に示すように，一端から他端に向けて前記オイル切り部材１０
の外周面から離れるようにした傾斜面１１ｃと成している。

これらの傾斜面１１ａ，１１ｂ，１１ｃを設けたことにより，前記オイル切り板１０から振り飛ばされた潤滑油が前記オイル当て部材１１に当たるときに飛散するオイルミストを少なくすることができるとともに，前記オイル当て部材１１に当る潤滑油を，前記傾斜面１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって，素早く前記オイル切り板１０から離れるように誘導することができる。

次に，図４は，第２の実施の形態を示している。

この第２の実施の形態は，前記軸受けハウジング４を，ブロワー圧縮機３におけるケーシング３ａとは別体にして（切り離して），その両者を，その間にオイル切り室９が形成されるように着脱可能に結合した場合であり，この第２の実施の形態においては，前記オイル切り室９内に設けるオイル当て部材１１′を，金属等のような良熱伝導性の材料製にして，その両端を前記ケーシング３ａと前記軸受けハウジング４とに対してボルト等によって着脱可能に連結するという構成にしている。

この場合，前記オイル当て部材１１′を，前記ケーシング３ａ及び軸受けハウジング４のうちいずれか一方には一体に連結し，他方にはボルト等によって着脱可能に連結するという構成にすることができる。

１ 排気ターボ過給機
２ 排気タービン
３ ブロワー圧縮機
４ 軸受けハウジング
５ 回転軸
６ 軸受け部
７ オイル供給ポート
８ オイル排出ポート
９ オイル切り室
１０ オイル切り板
１１，１１′ オイル当て部材
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 傾斜面

Claims (3)

1. 排気タービンとブロワー圧縮機とを，その間の軸受けハウジングにて連結して，この軸受けハウジングに設けた軸受け部により，前記排気タービンから前記ブロワー圧縮機への回転伝達用の回転軸を軸支する一方，前記ブロワー圧縮機と前記軸受けハウジングとの間に，下方の底部にオイル排出ポートを備えたオイル切り室を，前記回転軸の周囲を囲むように形成し，前記回転軸のうち前記オイル切り室内の部分に，オイル切り板を回転軸と一緒に回転するように設けて成る構成であって，
   前記オイル切り室内のうち前記オイル切り板の下方の部位であって前記オイル切り板とオイル排出ポートとの間の部位には，前記オイル切り板によって半径方向の外向きに振り飛ばされた潤滑油が当たるオイル当て部材を，前記回転軸の軸線方向から見て，前記オイル排出ポートを上から覆うような姿勢でかつ，潤滑油が当該オイル当て部材の左右外側から下方に流下するように設けており，
   更に，前記オイル当て部材の下方に，前記オイル排出ポートが，その上端は前記オイル切り室の下部と連通してその下端は前記オイル切り板を挟んで前記ブロワー圧縮機と反対側にずれた位置において下方に開口するように設けられている，
   排気ターボ過給機。
2. 前記オイル当て部材は，前記オイル切り室内の部分で，前記ブロワー圧縮機と軸受けハウジングの軸受け部とを連結している，
   請求項１に記載した排気ターボ過給機。
3. 前記オイル当て部材の上面は，前記回転軸の軸線方向から見て傾斜面に形成されている，
   請求項１又は２に記載した排気ターボ過給機。

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