JP6510096B1 - 過給機 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなセミフロート式ジャーナルスラスト一体軸受は位置決めをする必要があるが、位置決めをする構造として、ピンとめ構造とすることが考えられる。詳細には、軸受の軸方向の中央部に円形の開口を形成するとともに、この開口に、開口の直径よりも僅かに外径が小さいピンを挿通することで、位置決めすることが考えられる。このような構成では、ピンと開口の縁とが干渉することで、軸受の水平方向の移動を規制しているため、軸受を位置決めすることができる。
本発明の一態様に係る過給機は、内燃機関から排出される排ガスが供給されるタービン部の駆動力により、回転駆動するロータ軸と、前記ロータ軸に取り付けられるとともに気体を圧縮する羽根車と、内部に前記ロータ軸が配置される筒状の内筒部と、前記内筒部を半径方向外側から覆う筒状の外筒部と、を有し、前記ロータ軸を回転自在に支持する筒状の軸受部と、前記羽根車及び前記軸受部を収容するハウジングと、を備えた過給機であって、前記内筒部は、軸方向の他端部において前記外筒部の軸方向の他端部と接続されるとともに、軸方向の一端部において前記外筒部の軸方向の一端部との間に隙間を形成し、前記隙間には、第1減衰部材が設けられ、前記ハウジングと前記外筒部の前記他端部との間には、第2減衰部材が設けられ、前記ハウジングと前記軸受部とは、前記外筒部の前記一端部に設けられた固定部によって、該固定部の半径方向の移動及び軸方向の移動を規制するように固定されている。
一方、軸受部の内筒部は、他端部が外筒と接続されるとともに、一端部において外筒部の一端部との間に隙間を形成している。これにより、軸受部に半径方向の振動が入力すると、内筒部は、一端部を自由端として振動する。一端部が自由端として振動すると、内筒部の一端部と外筒部の一端部との間に設けられた第1減衰部材が作用し、振動が減衰される。このように、軸受部の一端部側における振動を減衰することができる。
したがって、上記構成では、ロータ軸に半径方向の振動が入力した場合であっても、軸方向の略全域において振動を減衰することができるので、好適に振動を減衰し、過給機全体の振動を抑制することができる。
本実施形態に係る過給機は、過給機1は、例えば、船舶の主機であるディーゼル機関(内燃機関)や、自動車等の車両のディーゼル機関(内燃機関)に用いられ、ディーゼル機関からの排ガスによって得られた駆動力で空気を圧縮してディーゼル機関の燃焼室に圧縮空気を供給するものである。本実施形態の過給機1は、ディーゼル機関からの排ガスの運動エネルギーを主に用いる動圧式とされる。
タービン羽根車11は、排ガス導入部からの排ガスを受ける面である前面11aと、前面11aと反対側の面である背面11bとを有している。タービン羽根車11の背面11bは、後述する軸受部ハウジング6aと対向している。
コンプレッサ羽根車12は、空気吸入部からの空気を受ける面である前面12aと、前面12aと反対側の面である背面12bとを有している。コンプレッサ羽根車12の背面12bは、後述する軸受部ハウジング6aと対向している。
軸受部5とロータ軸4との間には、給油穴16を流通した潤滑油が供給される。軸受部5は、潤滑油を介してロータ軸4を支持することで、ロータ軸4を回転自在に支持している。また、軸受部5の軸方向の長さは、ロータ軸4の本体部4aの軸方向の長さと略同一となっている。
フランジ部15cは、筒部15bの外周面の周方向略全域に設けられている円環状の部材であって、ハウジング6に固定される。フランジ部15cは、ハウジング6に対して、フランジ部15cの半径方向の移動及び軸方向の移動を規制するように固定されている。フランジ部15cとハウジング6との固定方法は、特に限定されないが、フランジ部15cを貫通するとともにハウジング6に螺合するボルトによって固定してもよい。また、フランジ部15cの一面をハウジング6に対して、溶接固定又はろう付け固定してもよい。また、ハウジング6にフランジ部15cと嵌合する凹部を形成し、当該凹部とフランジ部15cを嵌合させることで固定してもよい。
内筒14と外筒15とは、固定される内筒突出部14a及び外筒突出部15a以外の領域において、所定距離離間し、内筒14の内周面と外筒15の外周面との間に隙間(以下、内筒14の内周面と外筒15の外周面との間に形成された隙間を「第1隙間20」という。)を形成している。第1隙間20は、内筒14及び外筒15の周方向の全域に亘って形成されている。
ロータ軸4が移動すると、ロータ軸4に取り付けられたコンプレッサ羽根車12も軸方向に移動する。コンプレッサ羽根車12が軸受部ハウジング6a側に移動した場合、コンプレッサ羽根車12の背面12bと軸受部ハウジング6aとが干渉し、コンプレッサ羽根車12及び軸受部ハウジング6aが損傷する可能性がある。また、コンプレッサ羽根車12と軸受部ハウジング6aとの干渉を防止するために、コンプレッサ羽根車12と軸受部ハウジング6aとの間に隙間を設けると、当該隙間からコンプレッサ羽根車12で圧縮した空気が漏えいしてしまい、過給機1の性能が低減する可能性がある。本実施形態では、軸受部5に設けられたフランジ部15cがハウジング6に固定され、軸受部5の軸方向の移動を規制している。これにより、軸受部5の軸方向の移動に起因したロータ軸4の軸方向の移動を防止することができる。したがって、コンプレッサ羽根車12と軸受部ハウジング6aとの干渉によるコンプレッサ羽根車12及び軸受部ハウジング6aの損傷を防止することができるとともに、過給機1の性能の低減を抑制することができる。
一方、軸受部5の内筒14は、他端部(本実施形態では、タービン羽根車11側の端部)が外筒15と固定されている。また、内筒14は、一端部(本実施形態では、コンプレッサ羽根車12側の端部)において外筒15の一端部とは固定されずに、外筒15の一端部との間に隙間を形成し、外筒15の一端部と相対移動可能とされている。これにより、軸受部5に半径方向の振動が入力すると、内筒14は、一端部を自由端として振動する。一端部が自由端として振動すると、内筒14と外筒15との間に設けられた第1減衰部21が作用し、振動が減衰される。特に、第1減衰部21のうち、一端部側の領域B(図2参照)において、振動が減衰される。このように、軸受部5の一端部側における振動を減衰することができる。
したがって、本実施形態では、ロータ軸4に半径方向の振動が入力した場合であっても、軸方向の全域において振動を減衰することができる。好適に振動を減衰することで、過給機1全体の振動を抑制することができる。
例えば、上記実施形態では、内筒14と外筒15が別部材によって形成される例について説明したが、内筒14と外筒15とは一部材によって形成されてもよい。このように一部材によって形成することで、部品点数の低減を図ることができる。
4 ロータ軸
5 軸受部
6 ハウジング
11 タービン羽根車(タービン部)
12 コンプレッサ羽根車(羽根車)
14 内筒(内筒部)
14a 内筒突出部
15 外筒(外筒部)
15a 外筒突出部
15c フランジ部
16 給油穴
17 潤滑油供給流路
20 第1隙間
21 第1減衰部
24 第2隙間
25 第2減衰部
Claims (3)
- 内燃機関から排出される排ガスが供給されるタービン部の駆動力により、回転駆動するロータ軸と、
前記ロータ軸に取り付けられるとともに空気を圧縮する羽根車と、
内部に前記ロータ軸が配置される筒状の内筒部と、前記内筒部を半径方向外側から覆う筒状の外筒部と、を有し、前記ロータ軸を回転自在に支持する筒状の軸受部と、
前記羽根車及び前記軸受部を収容するハウジングと、を備えた過給機であって、
前記内筒部は、軸方向の他端部において前記外筒部の軸方向の他端部と接続されるとともに、軸方向の一端部において前記外筒部の軸方向の一端部との間に隙間を形成し、
前記隙間には、第1減衰部材が設けられ、
前記ハウジングと前記外筒部の前記他端部との間には、第2減衰部材が設けられ、
前記ハウジングと前記軸受部とは、前記外筒部の前記一端部に設けられた固定部によって、該固定部の半径方向の移動及び軸方向の移動を規制するように固定されている過給機。 - 前記内筒部と前記外筒部とは、別部材によって形成されている請求項1に記載の過給機。
- 前記内筒部と前記外筒部とは、一部材によって形成される請求項1に記載の過給機。
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