JP6140703B2 - 排気ガスターボチャージャのシャフトの転がり軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の排気ガスターボチャージャのシャフトの転がり軸受装置、及び請求項５の前文に記載の排気ガスターボチャージャに関する。

急速回転するスピンドル軸受装置、特に転がり軸受を有する排気ガスターボチャージャの軸受装置を取り付けるために、予荷重を受けた角度接触玉軸受として前記転がり軸受を設計することが有利であることが分かっている。予荷重は、製造中に構成要素の組み合わせによって固定的に設定することが可能である。代わりに、予荷重は、例えば独国特許出願公開第１０２００７０１３７２７Ａ１号明細書に記載されているように、熱によって誘発される長さの変化を補償する変位可能なばね負荷された少なくとも１つの外側リングによって発生してもよい。

軸方向に生じる力の方向及び大きさは、内燃機関に対する力学的な操作の間に相当変化する。この場合、軸方向の遊びが生ずるように、ばね力を克服することが可能であり、このことは、荷重を受けていない箇所におけるノイズ及び摩耗の原因となる。

前記不都合を克服するために、独国特許発明第３８０１５９０Ｃ２号明細書は、汎用の軸受装置を記載し、軸方向に対称のオイル充填の環状チャンバによって実現される油圧式の予荷重について記載している。

本発明の目的は、熱によって誘発されるか又は荷重によって誘発される軸方向の遊びを補償することを可能にする、請求項１の前文に規定されたタイプの転がり軸受装置を提供することである。

前記目的は、請求項１の特徴によって達成される。

環状チャンバを閉鎖する本発明による逆止弁の提供によって、準静的な予荷重力、したがって軸受摩擦損失が最小にされるように、本発明による転がり軸受装置の構成要素を設計することが可能である。

オイルを環状チャンバから押し出すことができないので、力学的に生じる力の変動はオイルによって受け止められる。

さらに、熱によって誘発されるか又は荷重によって誘発される軸方向の遊びが、本発明による転がり軸受装置にもはや生じることができず、転がり軸受装置の荷重を受けていない側面にノイズ及び摩耗が生じることができないという利点が得られる。

従属請求項は、本発明の有利な改良に関する。

本発明のさらなる詳細、特徴及び利点は、図面に基づき例示的な実施形態の以下の説明から理解される。

本発明による排気ガスターボチャージャの著しく単純化した概略図である。 本発明による転がり軸受装置の第１の実施形態を有する軸受ハウジングの部分の断面図である。 図２に対応する本発明による転がり軸受装置の第２の実施形態の図面である。

図１は、本発明による排気ガスターボチャージャ３を著しく単純化した形態で示しており、従来のように、コンプレッサ１８、タービン１７及び軸受ハウジング１１を有し、この軸受ハウジングは、コンプレッサ１８とタービン１７との間に配置されかつシャフト２を取り付けるために使用され、前記シャフトのそれぞれの端部領域には、コンプレッサホイール及びタービンホイールが設けられ、前記シャフトは、軸受ハウジング１１に配置される転がり軸受装置によって取り付けられる。この軸受装置については、次の図２及び図３に基づき詳細に説明する。

図２は、本発明による転がり軸受装置１の実施形態を示しており、述べたように、この軸受装置は、排気ガスターボチャージャ３のシャフト２を軸受ハウジング１１に取り付けるために使用される。

転がり軸受装置１は、好ましくは角度接触の玉軸受の形態である２つの間隔を空けた転がり軸受４と５を有する。

転がり軸受４の内側リング６及び転がり軸受５の内側リング７は、シャフト２に配置され、この場合、同様にシャフト２に配置されるスペーサ８は、互いにある距離に２つの内側リング６と７を保持するために使用される。

転がり軸受４と５の外側リング９と１０は、次に軸受ハウジング１１に固定される軸受ブッシュ１２に配置される。

軸受ハウジング１１には、オイル供給装置１３が設けられ、このオイル供給装置は、図示した実施例では、中央供給ダクト１３Ａと、前記中央供給ダクトから分岐する２つのオイルダクト１３Ｂと１３Ｃとを有する。オイルダクト１３Ｃは、軸受ブッシュ１２で延びるオイルダクト１９に流動接続され、オイルダクト１９は、前記転がり軸受の潤滑のために、環状ダクト２０を介して転がり軸受５及び転がり軸受４の両方にオイルを供給する。

オイルライン１３Ｂは、同様に軸受ブッシュ１２に配置されるオイル供給ダクトに流動接続される。図示した例では、オイル供給ダクトは、シャフト２の軸線Ａに対して少なくとも略直角に延びる第１のダクト部分１４Ａと、第１のダクト部分に隣接しかつ軸線Ａに対し少なくとも略平行に延びるダクト部分１４Ｂとを有する。代わりに、オイル供給ダクトが１つのみのダクト部分を有することも可能であろう。

オイル供給ダクト１４Ａ、１４Ｂは、オイル供給装置１３を、その部分１３Ｂを介して環状チャンバ１５に接続し、この環状チャンバは、図２に図示した実施形態では、転がり軸受４の外側９に直接隣接して配置される。

同様に図２に示されているように、逆止弁１６は、オイル供給ダクトに、図示した実施例ではダクト部分１４Ａに配置され、この逆止弁は、環状チャンバ１５内へのオイル供給を許容するが、オイルが環状チャンバ１５からオイル供給装置１３内に流れて戻ることができないように、環状チャンバを閉鎖する。これにより、冒頭に記載した従来技術に対して、冒頭に説明した本発明による転がり軸受装置の利点が得られる。

図３による第２の実施形態は、図２による実施形態と対照的に、２つのブッシュ部分１２Ａと１２Ｂに分割される軸受ブッシュ１２を有する。図示した実施形態では、ブッシュ部分１２Ａは軸受ハウジング１１に固定され、これに対して、第２のブッシュ部分１２Ｂは、第１のブッシュ部分１２Ａに対してシャフト２の軸方向Ａに変位可能であるように案内される。シール目的で、シール１７が２つのブッシュ部分１２Ａと１２Ｂの間に設けられる。

図３に示したように、この実施形態では、環状チャンバ１５は、環状チャンバ１５で上昇したオイル圧力が転がり軸受４の第１のリング９に間接的に作用するようにブッシュ部分１２Ａと１２Ｂの間に位置するが、この理由は、環状チャンバ１５で上昇したオイル圧力が、第２の変位可能なブッシュ部分１２Ｂが転がり軸受４の方向に変位するようにさせ、この結果、従来技術に対して関連の利点を有する冒頭に説明した軸方向遊びの補償が、同じくこの実施形態によって可能であるからである。

図３に示した実施形態では、オイルを軸方向軸受４に供給するために、ダクト１８’が第２のブッシュ部分１２Ｂに設けられ、オイル供給装置１３のダクト部分１３Ｂに流動接続される。

オイルを転がり軸受５に供給するために、オイル供給ダクト部分１４Ａから分岐するオイルダクト１９も設けられ、この結果、ダクト部分１３Ｃを通して供給されたオイルにより、前記ダクト１９及び環状チャンバ１５の両方にオイルを供給することができる。

図３の実施形態は、他の点では、図２の実施形態に対応し、したがって、同一の参照符号が使用されており、図２の上記の説明を参照することが可能である。

上述の開示に加えて、この場合、図１〜図３の概略図が明示的に参照される。

１ 転がり軸受装置
２ シャフト
３ 排気ガスターボチャージャ
４、５ 転がり軸受
６、７ 内側リング
８ スペーサ
９、１０ 外側リング
１１ 軸受ハウジング
１２ 軸受ブッシュ
１３、１３Ａ、１３Ｃ オイル供給装置
１４Ａ、１４Ｂ オイル供給ダクト
１５ 環状チャンバ
１６ 逆止弁
１７ タービン
１８ コンプレッサ
１８’ ダクト
１９ オイルダクト
２０ 環状ダクト
２１ シール
Ａ シャフト２の軸線

Claims (5)

1. 排気ガスターボチャージャ（３）のシャフト（２）の転がり軸受装置（１）であって、
   −２つの間隔を空けた転がり軸受（４、５）であって、
   ・前記転がり軸受の内側リング（６、７）が前記シャフト（２）に配置されかつ前記内側リング（６、７）の間にスペーサ（８）が配置され、
   ・前記転がり軸受の外側リング（９、１０）が、軸受ハウジング（１１）に締結される軸受ブッシュ（１２）に着座する、２つの間隔を空けた転がり軸受（４、５）を有し、
   −前記軸受ハウジング（１１）に配置されたオイル供給装置（１３）であって、前記軸受ブッシュ（１２）に配置されかつ環状チャンバ（１５）内に開口するオイル供給ダクト（１４Ａ、１４Ｂ）に流動接続されるオイル供給装置（１３）を有し、
   −逆止弁（１６）が前記オイル供給ダクト（１４Ａ、１４Ｂ）に配置され、
   前記環状チャンバ（１５）は、軸方向の遊びを補償するためのオイル圧力を調整し、当該環状チャンバ（１５）が、前記２つの転がり軸受（４、５）の一方（４）の前記外側リング（９）に隣接して直接配置される、
   排気ガスターボチャージャ（３）のシャフト（２）の転がり軸受装置（１）。
2. 前記軸受ブッシュ（１２）が２つのブッシュ部分（１２Ａ、１２Ｂ）に分割され、第１のブッシュ部分（１２Ａ）が前記軸受ハウジング（１１）に固定され、第２のブッシュ部分（１２Ｂ）が、前記第１のブッシュ部分（１２Ａ）に対して前記シャフト（２）の軸方向（Ａ）に変位可能であるように案内され、また前記環状チャンバ（１５）が、前記第１及び前記第２のブッシュ部分（１２Ａ、１２Ｂ）の間に配置される、請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. シール（２１）が前記ブッシュ部分（１２Ａ、１２Ｂ）の間に配置される、請求項２に記載の転がり軸受装置。
4. 排気ガスターボチャージャ（３）であって、
   −軸受ハウジング（１１）を有し、
   −２つの間隔を空けた転がり軸受（４、５）を有する転がり軸受装置（１）であって、前記転がり軸受（４、５）の内側リング（６、７）がシャフト（２）に配置され、前記内側リング（６、７）の間にスペーサ（８）が配置される転がり軸受装置（１）を有し、前記転がり軸受（４、５）の前記外側リング（９、１０）が、前記軸受ハウジング（１１）に締結される軸受ブッシュ（１２）に着座し、
   −オイル供給装置（１３）が前記軸受ハウジング（１１）に配置され、前記オイル供給装置が、前記軸受ブッシュ（１２）に配置されかつ環状チャンバ（１５）内に開口するオイル供給ダクト（１４Ａ、１４Ｂ）に流動接続され、
   −逆止弁（１６）が前記オイル供給ダクト（１４Ａ、１４Ｂ）に配置され、
   前記環状チャンバ（１５）は、軸方向の遊びを補償するためのオイル圧力を調整し、当該環状チャンバ（１５）が、前記２つの転がり軸受（４、５）の一方（４）の前記外側リング（９）に隣接して直接配置される、
   排気ガスターボチャージャ（３）。
5. 前記転がり軸受装置が、請求項２または３に記載の転がり軸受装置であることを特徴とする、請求項４に記載の排気ガスターボチャージャ（３）。