JP5609217B2 - Turbocharger - Google Patents

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Description

本発明は、車両用過給機等の過給機に関する。   The present invention relates to a supercharger such as a supercharger for a vehicle.

従来から、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給する過給機が知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a supercharger that supercharges air supplied to an engine using energy of exhaust gas from the engine is known (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献1に記載された過給機は、中央側に配置されたベアリングハウジングと、該ベアリングハウジングの一方側に配置されたコンプレッサハウジングと、前記ベアリングハウジングの他方側に配置されたタービンハウジングとを備えている。また、ベアリングハウジング内にはベアリングを介して回転可能にロータ軸が設けられ、該ロータ軸の一端部にはコンプレッサインペラが連結され、他端部にはタービンインペラが連結されている。   The turbocharger described in Patent Document 1 includes a bearing housing disposed on the center side, a compressor housing disposed on one side of the bearing housing, and a turbine housing disposed on the other side of the bearing housing. It has. A rotor shaft is rotatably provided in the bearing housing via a bearing. A compressor impeller is connected to one end of the rotor shaft, and a turbine impeller is connected to the other end.

ここで、タービンハウジング内に取り入れた排気ガスがタービンインペラ側へ供給されると、排気ガスのエネルギーによってタービンインペラを回転させ、ロータ軸を介してコンプレッサインペラを連動して一体的に回転させることができる。これにより、コンプレッサハウジング内に吸入した空気を圧縮して、エンジンに供給される空気を過給することができる。   Here, when the exhaust gas taken into the turbine housing is supplied to the turbine impeller side, the turbine impeller can be rotated by the energy of the exhaust gas, and the compressor impeller can be integrally rotated via the rotor shaft. it can. Thereby, the air suck | inhaled in the compressor housing can be compressed, and the air supplied to an engine can be supercharged.

特開2002−70570号公報JP 2002-70570 A

しかしながら、近年は、コンプレッサインペラの高圧力比・高回転化に伴ってロータ軸に掛かるスラスト荷重が増大する傾向にある。このスラスト荷重が大きくなると、前記ベアリングのうちのスラスト軸受の温度が上昇し、過給機の耐久性が低下するおそれがある。   However, in recent years, the thrust load applied to the rotor shaft tends to increase as the compressor impeller increases in pressure ratio and rotation. When this thrust load becomes large, the temperature of the thrust bearing among the bearings increases, and the durability of the turbocharger may be reduced.

そこで、本発明は、コンプレッサインペラの高圧力比・高回転化に伴ってロータ軸に掛かるスラスト荷重が増大しても、高い耐久性を維持することができる過給機を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a supercharger that can maintain high durability even when a thrust load applied to the rotor shaft increases with an increase in the pressure ratio and rotation of the compressor impeller. To do.

本発明は、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機において、ベアリングハウジング内にベアリングを介して回転可能に設けられたロータ軸と、前記ベアリングハウジングの一方側のコンプレッサハウジング内に設けられ、前記ロータ軸の一端部に連結されたコンプレッサインペラと、前記ベアリングハウジングの他方側のタービンハウジング内に設けられ、前記ロータ軸の他端部に連結されたタービンインペラと、を備え、前記ロータ軸の少なくとも一部を、前記コンプレッサハウジング側に向かうにつれて外径が徐々に小さくなるテーパ部に形成すると共に、このテーパ部の外周側に位置するベアリングについて、前記テーパ部に当接するようにベアリングの内周面を前記コンプレッサハウジング側に向かうにつれて内径が徐々に小さくなるように形成し、前記ロータ軸のテーパ部の中心軸線は、ロータ軸の中心軸線と一致するように構成し
前記ロータ軸のテーパ部の外周面とベアリングの内周面との当接部分は、前記テーパ部におけるコンプレッサハウジング側の端縁からテーパ部の途中部までに設定したことを特徴とする過給機。
The present invention relates to a supercharger that supercharges air supplied to the engine using energy of exhaust gas from the engine, and a rotor shaft that is rotatably provided in a bearing housing via a bearing; A compressor impeller provided in a compressor housing on one side of the bearing housing and connected to one end of the rotor shaft; and a turbine housing on the other side of the bearing housing, and connected to the other end of the rotor shaft. A turbine impeller coupled to the bearing, and at least a part of the rotor shaft is formed into a tapered portion whose outer diameter gradually decreases toward the compressor housing, and the bearing is located on the outer peripheral side of the tapered portion. The inner peripheral surface of the bearing is brought into contact with the tapered portion. Formed so the inner diameter becomes gradually smaller toward the suppressor housing side, the central axis of the tapered portion of the rotor shaft, configured to coincide with the center axis of the rotor shaft,
The turbocharger characterized in that the contact portion between the outer peripheral surface of the tapered portion of the rotor shaft and the inner peripheral surface of the bearing is set from the end of the tapered portion on the compressor housing side to the middle portion of the tapered portion. .

本発明によれば、コンプレッサインペラの高圧力比・高回転化に伴ってロータ軸に掛かるスラスト荷重が増大しても、このスラスト荷重の一部がロータ軸のテーパ部に作用する反力によって打ち消されるため、前記ベアリングのうちのスラスト軸受に入力される。スラスト荷重の増大を抑制することができる。このため、コンプレッサインペラが高圧力比・高回転化になっても、過給機の高い耐久性を維持させることができる。   According to the present invention, even if the thrust load applied to the rotor shaft increases as the compressor impeller increases in pressure ratio and rotation, a part of this thrust load is canceled by the reaction force acting on the tapered portion of the rotor shaft. Therefore, it is input to a thrust bearing among the bearings. An increase in thrust load can be suppressed. For this reason, even if the compressor impeller has a high pressure ratio and high rotation, the high durability of the supercharger can be maintained.

本発明の実施形態に係る車両用過給機の側断面図である。It is a sectional side view of the supercharger for vehicles concerning the embodiment of the present invention. 図1におけるロータ軸の近傍を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the vicinity of the rotor shaft in FIG. 1 was expanded. ロータ軸のタービン側軸受部が第1のベアリングから受ける反力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reaction force which the turbine side bearing part of a rotor shaft receives from a 1st bearing.

本発明の実施形態について図1から図3を参照して説明する。なお、図面中、「F」は前方向、「R」は後方向を指してある。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In the drawings, “F” indicates the forward direction and “R” indicates the backward direction.

図1は、本発明の実施形態に係る車両用過給機の側断面図である。   FIG. 1 is a side sectional view of a supercharger for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施形態に係る車両用過給機1は、エンジン(図示省略)からの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給するものである。そして、車両用過給機1の具体的な構成等は、以下のようになる。 As shown in FIG. 1, a vehicular supercharger 1 according to an embodiment of the present invention supercharges air supplied to an engine using energy of exhaust gas from an engine (not shown). is there. And the specific structure of the supercharger 1 for vehicles is as follows.

車両用過給機1は、前方側に配置されたコンプレッサハウジング3と、中央側に配置されたベアリングハウジング5と、後方側に配置されたタービンハウジング7とを有する。即ち、ベアリングハウジング5の前方側(一方側)にはコンプレッサハウジング3が配設され、後方側(他方側)にはタービンハウジング7が配設されている。   The vehicle supercharger 1 includes a compressor housing 3 disposed on the front side, a bearing housing 5 disposed on the center side, and a turbine housing 7 disposed on the rear side. That is, the compressor housing 3 is disposed on the front side (one side) of the bearing housing 5, and the turbine housing 7 is disposed on the rear side (the other side).

前記コンプレッサハウジング3には、前方側に向けて開口する空気吸入口9が形成され、該空気吸入口9はディフューザ流路11を介してコンプレッサスクロール流路13に連通されている。空気吸入口9は、エアクリーナー(図示省略)に接続可能である。また、前記ディフューザ流路11は、ベアリングハウジング5とコンプレッサハウジング3との間に形成されており、圧縮された空気を昇圧する。そして、コンプレッサスクロール流路13は、コンプレッサインペラ15を外周から取り囲むように、コンプレッサハウジング15内に環状に繋がって形成されている。また、コンプレッサインペラ15は、前記空気吸入口9の開口部の内方に配置され、細径の取付軸17とナット19を介してベアリングハウジング5内に配置されたロータ軸21に締結されている。このコンプレッサインペラ15は、取付軸17に取り付けられたコンプレッサホイール23と、該コンプレッサホイール23の外周側に配置されたコンプレッサブレード25とが一体形成されたものである。   The compressor housing 3 is formed with an air inlet 9 that opens toward the front side, and the air inlet 9 communicates with a compressor scroll passage 13 via a diffuser passage 11. The air inlet 9 can be connected to an air cleaner (not shown). The diffuser channel 11 is formed between the bearing housing 5 and the compressor housing 3, and pressurizes compressed air. The compressor scroll passage 13 is formed in a ring shape in the compressor housing 15 so as to surround the compressor impeller 15 from the outer periphery. The compressor impeller 15 is disposed inside the opening of the air suction port 9 and is fastened to a rotor shaft 21 disposed in the bearing housing 5 via a thin mounting shaft 17 and a nut 19. . The compressor impeller 15 is formed by integrally forming a compressor wheel 23 attached to the attachment shaft 17 and a compressor blade 25 disposed on the outer peripheral side of the compressor wheel 23.

前記ベアリングハウジング5には、複数のベアリングに潤滑油を供給するオイル供給通路27が形成されており、ベアリングハウジング5内は、所定の温度以下に管理されている。また、ベアリングハウジング5の下端部には、前記潤滑油を車両用過給機1の外部に排出する排出穴73が形成されている。なお、潤滑油の流れについては後述する。   The bearing housing 5 is formed with an oil supply passage 27 for supplying lubricating oil to a plurality of bearings, and the inside of the bearing housing 5 is controlled to a predetermined temperature or lower. A discharge hole 73 for discharging the lubricating oil to the outside of the vehicle supercharger 1 is formed at the lower end of the bearing housing 5. The flow of the lubricating oil will be described later.

また、ベアリングハウジング5の内部には、前後方向に貫通して延びる挿通孔29が形成されており、該挿通孔29内にロータ軸21が第1〜第3のベアリング31,33,35を介して回転可能に挿入されている。そして、第2のベアリング33と第3のベアリング35との間にはスラストカラー37が設けられている。   Further, an insertion hole 29 extending in the front-rear direction is formed inside the bearing housing 5, and the rotor shaft 21 is inserted into the insertion hole 29 via the first to third bearings 31, 33, and 35. It is inserted so that it can rotate. A thrust collar 37 is provided between the second bearing 33 and the third bearing 35.

前記タービンハウジング7には、排気ガスを取り入れるガス取入口(図示省略)が形成されており、このガス取入口は、エンジンの排気マニホールド(図示省略)に接続可能である。また、タービンハウジング7の内部には、タービンスクロール流路39がタービンインペラ41を囲むように環状に形成されており、このタービンスクロール流路39は、ガス取入口に連通してある。更に、タービンハウジング7には、排気ガスを排出するガス排出口43が後方側に向けて形成されており、このガス排出口43は、タービンスクロール流路39に連通しており、排気触媒(図示省略)に接続可能である。また、タービンインペラ41は、タービンホイール45と、該タービンホイール45の外周側に配置されたタービンブレード47とが一体形成されたものである。ロータ軸21は、タービンホイール45に一体形成されており、タービンホイール45の前端部から前方に向けて延びている。前記タービンホイール45およびタービンブレード47は、前記ガス排出口43の開口部の内方に配置され、ロータ軸21は、ベアリングハウジング5内に配置されている。   The turbine housing 7 is formed with a gas intake (not shown) for taking in exhaust gas, and this gas intake can be connected to an exhaust manifold (not shown) of the engine. A turbine scroll passage 39 is formed in an annular shape inside the turbine housing 7 so as to surround the turbine impeller 41, and the turbine scroll passage 39 communicates with the gas intake. Further, a gas exhaust port 43 for exhaust gas exhaust is formed in the turbine housing 7 toward the rear side, and this gas exhaust port 43 communicates with the turbine scroll flow path 39 to provide an exhaust catalyst (not shown). (Omitted) can be connected. The turbine impeller 41 is formed by integrally forming a turbine wheel 45 and a turbine blade 47 disposed on the outer peripheral side of the turbine wheel 45. The rotor shaft 21 is integrally formed with the turbine wheel 45 and extends forward from the front end portion of the turbine wheel 45. The turbine wheel 45 and the turbine blade 47 are disposed inside the opening of the gas discharge port 43, and the rotor shaft 21 is disposed in the bearing housing 5.

図2は、図1におけるロータ軸の近傍を拡大した断面図である。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the rotor shaft in FIG.

図2に示すように、ロータ軸21の後端部(タービンホイール45の根本部)には、前方側(コンプレッサハウジング3側)に向かうにつれて外周面49aの外径が徐々に小さくなって先細りする略円錐台状のタービン側軸受部(テーパ部)49が形成されている。このように、タービン側軸受部49を、前記ロータ軸21におけるタービンホイール45の近傍に配置している。また、ロータ軸21の前端部には、前後方向に沿って外径が同一径に形成された円筒状のコンプレッサ側軸受部51が設けられており、ロータ軸21の中央部には、これらのタービン側軸受部49およびコンプレッサ側軸受部51よりも細径に形成された連結部53とが設けられ、これらのタービン側軸受部49、連結部53およびコンプレッサ側軸受部51は、ともに一体に形成されている。なお、ベアリングハウジング5の下部には、潤滑油を車両用過給機1の外部に排出する排油穴71,72が形成されている。また、タービン側軸受部49の後方側(タービンホイール45側)には、工具逃げ部74、オイルスリンガー75、オイルスリンガー溝76が形成されている。   As shown in FIG. 2, the outer diameter of the outer peripheral surface 49 a gradually decreases toward the front side (compressor housing 3 side) at the rear end portion (the root portion of the turbine wheel 45) of the rotor shaft 21. A substantially frustoconical turbine side bearing portion (tapered portion) 49 is formed. Thus, the turbine side bearing portion 49 is disposed in the vicinity of the turbine wheel 45 in the rotor shaft 21. In addition, a cylindrical compressor-side bearing 51 having an outer diameter that is the same in the front-rear direction is provided at the front end of the rotor shaft 21. A turbine-side bearing portion 49 and a connecting portion 53 having a smaller diameter than the compressor-side bearing portion 51 are provided. The turbine-side bearing portion 49, the connecting portion 53, and the compressor-side bearing portion 51 are integrally formed. Has been. Note that oil drain holes 71 and 72 for discharging the lubricating oil to the outside of the vehicle supercharger 1 are formed in the lower portion of the bearing housing 5. A tool escape portion 74, an oil slinger 75, and an oil slinger groove 76 are formed on the rear side (turbine wheel 45 side) of the turbine side bearing portion 49.

一方、ロータ軸21の外周側には、円筒状に形成されて前後方向に延びる第1のベアリング31が配設されている。この第1のベアリング31は銅から形成されており、ボルト55を介してベアリングハウジング5に回転不能な状態で支持されている。第1のベアリング31における後端部には、ロータ軸21のタービン側軸受部49に係合する後側当接部57が形成され、前端部には、ロータ軸21のコンプレッサ側軸受部51に係合する前側当接部59が形成されている。そして、これらの後側当接部57と前側当接部59との間には中間部61が形成されており、この中間部61の内周面とロータ軸21の連結部53の外周面との間には、ロータ軸21の径方向に所定の間隙が形成されている。また、第1のベアリング31の後側当接部57の内周面57aは、前方側に向かうにつれて内径が徐々に小さくなっており、ロータ軸21のタービン側軸受部49に当接可能に構成されている。   On the other hand, a first bearing 31 formed in a cylindrical shape and extending in the front-rear direction is disposed on the outer peripheral side of the rotor shaft 21. The first bearing 31 is made of copper and is supported by the bearing housing 5 through a bolt 55 so as not to rotate. A rear contact portion 57 that engages with the turbine side bearing portion 49 of the rotor shaft 21 is formed at the rear end portion of the first bearing 31, and the compressor side bearing portion 51 of the rotor shaft 21 is formed at the front end portion. A front contact portion 59 to be engaged is formed. An intermediate portion 61 is formed between the rear contact portion 57 and the front contact portion 59. The inner peripheral surface of the intermediate portion 61 and the outer peripheral surface of the connecting portion 53 of the rotor shaft 21 are formed. A predetermined gap is formed in the radial direction of the rotor shaft 21. Further, the inner peripheral surface 57a of the rear contact portion 57 of the first bearing 31 has an inner diameter that gradually decreases toward the front side, and can be brought into contact with the turbine side bearing portion 49 of the rotor shaft 21. Has been.

さらに、第1のベアリング31の前側当接部59の内周面59aは、前後方向に沿った内径が同一に形成されており、ロータ軸21のコンプレッサ側軸受部51に当接可能に構成されている。これによって、ロータ軸21の径方向(ラジアル方向)にかかるラジアル荷重を受けるラジアルベアリングとして機能する。   Further, the inner peripheral surface 59 a of the front contact portion 59 of the first bearing 31 has the same inner diameter along the front-rear direction and is configured to be able to contact the compressor-side bearing portion 51 of the rotor shaft 21. ing. This functions as a radial bearing that receives a radial load applied in the radial direction (radial direction) of the rotor shaft 21.

そして、前記第2のベアリング33および第3のベアリング35は、ロータ軸21の軸方向(スラスト方向)にかかるスラスト荷重を受けるスラストベアリングとして機能する。   The second bearing 33 and the third bearing 35 function as a thrust bearing that receives a thrust load applied in the axial direction (thrust direction) of the rotor shaft 21.

ここで、潤滑油の流れについて説明する。   Here, the flow of the lubricating oil will be described.

まず、前述したオイル供給通路27を介してそれぞれのベアリング31,33,35に潤滑油が供給される。   First, the lubricating oil is supplied to the bearings 31, 33, and 35 through the oil supply passage 27 described above.

ベアリング33,35に供給された潤滑油は、排油穴72および排出穴73を介して車両用過給機1の外部に排出される。   The lubricating oil supplied to the bearings 33 and 35 is discharged to the outside of the vehicle supercharger 1 through the oil discharge hole 72 and the discharge hole 73.

また、タービン側軸受部49に供給された潤滑油は、大部分が排油穴71を介して車両用過給機1の外部に排出されるが、残りの潤滑油は、オイルスリンガー75を介してオイルスリンガー溝76に流れたのち、排出穴73から車両用過給機1の外部に排出される。   Most of the lubricating oil supplied to the turbine side bearing portion 49 is discharged to the outside of the vehicle supercharger 1 through the oil drain hole 71, but the remaining lubricating oil is passed through the oil slinger 75. Then, after flowing into the oil slinger groove 76, the oil is discharged from the discharge hole 73 to the outside of the vehicle supercharger 1.

図3は、ロータ軸のタービン側軸受部が第1のベアリングから受ける反力を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a reaction force that the turbine-side bearing portion of the rotor shaft receives from the first bearing.

ロータ軸21のタービン側軸受部49は、テーパ角θに形成されており、ロータ軸21のタービン側軸受部49の外周面49aと第1のベアリング31の後側当接部57の内周面57aとの間には、潤滑油の油膜が形成される。このように、本実施形態によるロータ軸21は、いわゆるセミフロートタイプに構成されている。   The turbine side bearing portion 49 of the rotor shaft 21 is formed at a taper angle θ, and the outer peripheral surface 49 a of the turbine side bearing portion 49 of the rotor shaft 21 and the inner peripheral surface of the rear contact portion 57 of the first bearing 31. An oil film of lubricating oil is formed between 57a and 57a. Thus, the rotor shaft 21 according to the present embodiment is configured as a so-called semi-float type.

ここで、図1に示すように、コンプレッサハウジング3における空気吸入口9における空気圧は大気圧のP1であり、コンプレッサスクロール流路13における空気圧はP2である。P2は、P1よりも昇圧されているため、P2>P1となっている。従って、コンプレッサインペラ15には、前方に向けてスラスト方向に荷重Tcが掛かる。一方、タービンハウジング7におけるガス排出口43における空気圧は大気圧のP3であり、タービンスクロール流路39における空気圧はP4である。P4は、P3よりも昇圧されているため、P4>P3となっている。従って、タービンインペラ41には、後方に向けてスラスト方向に荷重Ttが掛かる。そして、荷重Tcは荷重Ttよりも大きいため、ロータ軸21には、前方側(コンプレッサハウジング3側)に向けてスラスト荷重Trが掛かっている。このスラスト荷重Trは、Tcとtrとの差:(Tc−Tt)である。   Here, as shown in FIG. 1, the air pressure at the air inlet 9 in the compressor housing 3 is P1 of atmospheric pressure, and the air pressure in the compressor scroll flow path 13 is P2. Since P2 is boosted from P1, P2> P1. Therefore, a load Tc is applied to the compressor impeller 15 in the thrust direction toward the front. On the other hand, the air pressure at the gas discharge port 43 in the turbine housing 7 is P3 of atmospheric pressure, and the air pressure in the turbine scroll passage 39 is P4. Since P4 is boosted more than P3, P4> P3. Therefore, a load Tt is applied to the turbine impeller 41 in the thrust direction toward the rear. Since the load Tc is larger than the load Tt, a thrust load Tr is applied to the rotor shaft 21 toward the front side (compressor housing 3 side). The thrust load Tr is a difference between Tc and tr: (Tc−Tt).

すると、図2,3に示すように、ロータ軸21のタービン側軸受部49の外周面49aは、第1のベアリング31における後側当接部57の内周面57aから油膜を介して反力Pを受ける。この反力Pは、タービン側軸受部49の外周面49aに対して面直方向に作用する。なお、反力Pは、ロータ軸21のスラスト方向(軸方向)の成分:P・sinθと、ロータ軸21のラジアル方向(径方向内側)の成分:P・cosθと、の合力である。このうち、スラスト方向(軸方向)の成分:P・sinθがロータ軸21が受けるスラスト荷重Trの一部を分担して受ける。なお、テーパ角θが大きくなるにつれてロータ軸21のスラスト方向(軸方向)の成分:P・sinθも大きくなる。   Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the outer peripheral surface 49 a of the turbine side bearing portion 49 of the rotor shaft 21 reacts with the reaction force from the inner peripheral surface 57 a of the rear contact portion 57 of the first bearing 31 via the oil film. Receive P. This reaction force P acts in a direction perpendicular to the outer peripheral surface 49 a of the turbine side bearing portion 49. The reaction force P is a resultant force of a thrust direction (axial direction) component of the rotor shaft 21: P · sin θ and a radial direction (radial inner side) component of the rotor shaft 21: P · cos θ. Among these components, the thrust direction (axial direction) component: P · sin θ shares and receives a part of the thrust load Tr received by the rotor shaft 21. As the taper angle θ increases, the thrust direction (axial direction) component: P · sin θ of the rotor shaft 21 also increases.

次いで、本実施形態による作用効果を説明する。   Next, the function and effect of this embodiment will be described.

(1)本実施形態による車両用過給機1は、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機1において、ベアリングハウジング5内に第1のベアリング31(ベアリング)を介して回転可能に設けられたロータ軸21と、前記ベアリングハウジング5の前方側(一方側)のコンプレッサハウジング3内に設けられ、前記ロータ軸21の前端部(一端部)に連結されたコンプレッサインペラ15と、前記ベアリングハウジング5の後方側(他方側)のタービンハウジング7内に設けられ、前記ロータ軸21の後端部(他端部)に連結されたタービンインペラ41と、を備え、前記ロータ軸21の少なくとも一部を、前記コンプレッサハウジング3側に向かうにつれて外径が徐々に小さくなるタービン側軸受部(テーパ部)49に形成すると共に、このタービン側軸受部49の外周側に位置する第1のベアリング31について、前記タービン側軸受部49に当接するように第1のベアリング31の内周面を前記コンプレッサハウジング3側に向かうにつれて内径が徐々に小さくなるように形成している。 (1) A supercharger 1 for a vehicle according to the present embodiment includes a first turbocharger 1 in a bearing housing 5 in the supercharger 1 that supercharges air supplied to the engine using energy of exhaust gas from the engine. A rotor shaft 21 rotatably provided via a bearing 31 (bearing), and a compressor housing 3 on the front side (one side) of the bearing housing 5, and a front end portion (one end) of the rotor shaft 21. ) And a turbine impeller provided in the turbine housing 7 on the rear side (the other side) of the bearing housing 5 and connected to the rear end portion (the other end portion) of the rotor shaft 21. 41, and the outer diameter of at least a part of the rotor shaft 21 gradually decreases toward the compressor housing 3 side. The first bearing 31 is formed on the bin-side bearing portion (tapered portion) 49 and is positioned on the outer peripheral side of the turbine-side bearing portion 49 so that the first bearing 31 contacts the turbine-side bearing portion 49. The inner circumferential surface is formed so that the inner diameter gradually decreases as it goes toward the compressor housing 3 side.

前記ロータ軸21には、コンプレッサハウジング3に向かうスラスト荷重Trが掛かるため、ロータ軸21のタービン側軸受部49にはタービンハウジング7側に向かう反力P・sinθが作用する。従って、コンプレッサインペラ15の高圧力比・高回転化に伴ってロータ軸21のスラスト荷重Trが増大しても、このスラスト荷重Trの一部がロータ軸21のタービン側軸受部49に作用する前記反力P・sinθによって打ち消されるため、スラスト軸受に入力するスラスト荷重の増大を抑制することができる。このため、過給機1の内部の温度が上昇することを抑制し、温度上昇に伴う各構成部品の高温腐食も抑えられるため、コンプレッサインペラ15が高圧力比・高回転化になっても、過給機1の耐久性を維持させることができる。   Since the thrust load Tr toward the compressor housing 3 is applied to the rotor shaft 21, a reaction force P · sin θ toward the turbine housing 7 acts on the turbine side bearing portion 49 of the rotor shaft 21. Therefore, even if the thrust load Tr of the rotor shaft 21 increases as the compressor impeller 15 increases in pressure ratio and rotation, a part of the thrust load Tr acts on the turbine side bearing portion 49 of the rotor shaft 21. Since it is canceled out by the reaction force P · sin θ, an increase in the thrust load input to the thrust bearing can be suppressed. For this reason, since it suppresses that the temperature inside the supercharger 1 rises and the high temperature corrosion of each component accompanying temperature rise is also suppressed, even if the compressor impeller 15 becomes a high pressure ratio and high rotation, The durability of the supercharger 1 can be maintained.

(2)また、前記タービン側軸受部(テーパ部)49を、前記ロータ軸21におけるタービンインペラ41の近傍に配置しているため、タービンインペラ41の回転を安定化させることができる。 (2) Further, since the turbine side bearing portion (tapered portion) 49 is disposed in the vicinity of the turbine impeller 41 in the rotor shaft 21, the rotation of the turbine impeller 41 can be stabilized.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。   In addition, this invention is not restricted to description of the above-mentioned embodiment, It can implement in a various aspect. Further, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.

1 車両用過給機(過給機)
3 コンプレッサハウジング
5 ベアリングハウジング
7 タービンハウジング
15 コンプレッサインペラ
21 ロータ軸
31 第1のベアリング(ベアリング)
41 タービンインペラ
49 タービン側軸受部(テーパ部)
1 Vehicle turbocharger (supercharger)
3 Compressor housing 5 Bearing housing 7 Turbine housing 15 Compressor impeller 21 Rotor shaft 31 First bearing (bearing)
41 Turbine impeller 49 Turbine side bearing (taper)

Claims (2)

エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジンに供給される空気を過給する過給機において、
ベアリングハウジング内にベアリングを介して回転可能に設けられたロータ軸と、
前記ベアリングハウジングの一方側のコンプレッサハウジング内に設けられ、前記ロータ軸の一端部に連結されたコンプレッサインペラと、
前記ベアリングハウジングの他方側のタービンハウジング内に設けられ、前記ロータ軸の他端部に連結されたタービンインペラと、を備え、
前記ロータ軸の少なくとも一部を、前記コンプレッサハウジング側に向かうにつれて外径が徐々に小さくなるテーパ部に形成すると共に、このテーパ部の外周側に位置するベアリングについて、前記テーパ部に当接するようにベアリングの内周面を前記コンプレッサハウジング側に向かうにつれて内径が徐々に小さくなるように形成し、前記ロータ軸のテーパ部の中心軸線は、ロータ軸の中心軸線と一致するように構成し、
前記ロータ軸のテーパ部の外周面とベアリングの内周面との当接部分は、前記テーパ部におけるコンプレッサハウジング側の端縁からテーパ部の途中部までに設定したことを特徴とする過給機。
In the supercharger that supercharges the air supplied to the engine using the energy of the exhaust gas from the engine,
A rotor shaft rotatably provided via a bearing in the bearing housing;
A compressor impeller provided in a compressor housing on one side of the bearing housing and connected to one end of the rotor shaft;
A turbine impeller provided in the turbine housing on the other side of the bearing housing and connected to the other end of the rotor shaft,
At least a part of the rotor shaft is formed as a tapered portion whose outer diameter gradually decreases toward the compressor housing, and a bearing located on the outer peripheral side of the tapered portion is in contact with the tapered portion. The inner peripheral surface of the bearing is formed so that the inner diameter gradually decreases toward the compressor housing side, and the central axis of the tapered portion of the rotor shaft is configured to coincide with the central axis of the rotor shaft ,
The turbocharger characterized in that the contact portion between the outer peripheral surface of the tapered portion of the rotor shaft and the inner peripheral surface of the bearing is set from the end of the tapered portion on the compressor housing side to the middle portion of the tapered portion. .
前記テーパ部を、前記ロータ軸におけるタービンインペラの近傍に配置したことを特徴とする請求項1に記載の過給機。   The supercharger according to claim 1, wherein the tapered portion is disposed in the vicinity of a turbine impeller on the rotor shaft.
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