JP6579717B2 - ターボチャージャ - Google Patents

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Description

この発明は、ターボチャージャに関する。
ターボチャージャは、軸受によって回転軸を支持している。このようなターボチャージャは、軸受を収容するための筒状の収容部を有するハウジングを備えている。ハウジングの収容部の中に軸受を嵌め込むことで、軸受がハウジングに支持される。このような軸受は、回転軸の軸方向に間隔をあけて複数設けられている。ターボチャージャの回転軸は、これら複数の軸受に挿通されている。これによって、回転軸がハウジングに対して相対的に回転可能となる。
このようなターボチャージャにおいては、軸受における摩擦抵抗を抑えるため、軸受に潤滑油を供給する。
特許文献1,2には、ターボチャージャの軸受に潤滑油を供給するための給油孔を備える構成が開示されている。
特開2009−270612号公報 特開2013−217436号公報
ハウジング内に潤滑油が過剰に供給される場合や、潤滑油が適切に排出されない場合に、ハウジング内に潤滑油が溜まる場合がある。溜まった潤滑油によって、回転軸等の回転部材において攪拌損失が増大し、ターボチャージャを駆動するときの機械的損失(メカニカルロス)に繋がる。
この発明は、ハウジング内の潤滑油による回転部材の攪拌損失を抑えることで、ターボチャージャの機械的損失を抑えることのできるターボチャージャを提供することを目的とする。
この発明に係る第一態様によれば、ターボチャージャは、軸線に沿って延びる回転軸と、前記回転軸の第一端部に設けられたタービンホイールと、前記回転軸の第二端部に設けられたコンプレッサホイールと、前記回転軸の前記軸線に沿った長さ方向の少なくとも一部を収容したハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記回転軸を前記軸線回りに回転可能に支持する軸受と、前記軸受に潤滑油を供給する供給流路と、前記ハウジング内に形成され、前記軸受から前記潤滑油が排出される排油室と、前記排油室の下部に形成され、前記潤滑油を前記ハウジング外に排出する排油口と、を備え、前記排油室及び前記排油口のうち少なくとも前記排油室が、前記回転軸の前記軸線を含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成され、前記排油室の断面積は、前記回転軸の上端における前記回転軸の回転方向の上流側よりも前記回転方向の下流側で大きく、前記排油口は、前記回転軸の前記軸線を含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成されている
このような構成によれば、供給流路から軸受に供給された潤滑油は、下方の排油室を経て排油口からハウジング外に排出される。排油室を、回転軸の軸線を含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成することで、排油室内において、潤滑油が溜まりやすい部位における潤滑油の排出性を高めることができる。これにより、排油室に潤滑油が溜まるのを抑え、回転部材において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。
さらに、排油口を、排油室の形状に応じた非対称形状に形成することができる。そのため、潤滑油の排出性をより高めることができる。
排油室内においては、回転軸と接触した潤滑油が回転軸の回転方向にはね飛ばされる。特に、排油室において回転軸よりも上方から流れてくる潤滑油は、回転軸の回転方向にはね飛ばされて、回転軸の上端における回転方向の下流側に、より多く溜まる。これにより、排油室内においては、回転軸の回転方向に応じて潤滑油が溜まりやすい部位が生じる。そこで、排油室及び排油口の少なくとも一方を、回転軸の上端における回転軸の回転方向の上流側と下流側とで非対称に形成することで、排油室内において、回転軸の回転方向に応じて潤滑油が溜まりやすい部位における潤滑油の排出性を高めることができる。
さらに排油室の断面積を、回転軸の上端における回転軸の回転方向の上流側よりも回転方向の下流側で大きくすることで、より多くの潤滑油を排油室で受けとめることができる。これによって、潤滑油が下方の排油口に向かう流れを妨げるのを抑え、潤滑油の排出性を高めることができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第一態様において、前記排油口が、前記鉛直面に対して前記回転軸の回転方向の下流側にオフセットして設けられているようにしてもよい。
これにより、排油室において回転軸よりも上方の部位で、回転軸の回転方向の下流側に溜まりやすい潤滑油を、その下方にオフセットして設けた排油口から、円滑に排出することができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第態様のターボチャージャにおいて、前記排油室の下部において、前記回転軸の回転方向の下流側に、上方から下方に向かって前記回転軸の回転方向の上流側から下流側に傾斜した傾斜面が設けられているようにしてもよい。
これにより、回転軸の回転方向下流側にはね飛ばされた潤滑油を、傾斜面に沿って円滑に排油口に向かって流すことができる。これにより、潤滑油の排出性を高めることができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第態様のターボチャージャにおいて、前記排油室の下部において、前記回転軸の回転方向の上流側で前記傾斜面に対向する部位に、前記傾斜面よりも傾斜角度が小さい縦面が形成されているようにしてもよい。
これにより、潤滑油が傾斜面に当たって跳ね返った場合に、跳ね返った潤滑油を、傾斜面に対向する部位に設けられた縦面で受けとめることができる。このとき、縦面は、傾斜面よりも傾斜角度が小さいので、この縦面で潤滑油を斜め上方に跳ね返してしまうのを抑える。これにより、縦面で受け止めた潤滑油を、下方の排油口に向かって円滑に流すことができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第態様または第態様のターボチャージャにおいて、前記排油口が、前記傾斜面の下方に連続して形成され、前記鉛直面に対して前記回転軸の上側における回転方向の上流側にオフセットして設けられているようにしてもよい。
このようにして排油口をオフセットさせることで、傾斜面を、回転軸の回転方向の上流側に向かって、より長く形成することができる。これによって、潤滑油を、より円滑に排油口に向かって流すことができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第態様から第態様の何れか一つのターボチャージャにおいて、前記排油口が、上方から下方に向かって前記回転軸の回転方向の上流側から下流側に傾斜しているようにしてもよい。
これにより、回転軸の回転方向下流側にはね飛ばされた潤滑油を、傾斜面から排油口に円滑に流すことができる。これにより、潤滑油の排出性を高めることができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第一態様から第態様の何れか一つのターボチャージャにおいて、前記排油口が、前記鉛直面に交差する断面形状が前記鉛直面に沿って長い楕円形であってもよい。
このようにすることで、排油口の断面形状を単なる円形とした場合と比較して、排油口を非対称形状としつつ、流路断面積を拡大することができる。これにより、排油室から流れ込む潤滑油を、より効率よく排出することができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第一態様から第態様の何れか一つのターボチャージャにおいて、前記排油口が、前記鉛直面に交差する断面形状が前記鉛直面に沿って長い長方形であってもよい。
このようにすることで、排油口の断面形状を単なる円形とした場合と比較して、排油口を非対称形状としつつ、流路断面積を拡大することができる。これにより、排油室から流れ込む潤滑油を、より効率よく排出することができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第一態様から第態様の何れか一つのターボチャージャにおいて、前記排油口が、前記鉛直面に交差する断面形状が、下流側に向かって軸方向の寸法が段階的に増える、断面T字状であってもよい。
このようにすることで、排油口の断面形状を単なる円形とした場合と比較して、排油口を非対称形状としつつ、流路断面積を拡大することができる。これにより、排油室から流れ込む潤滑油を、より効率よく排出することができる。
この発明に係る第態様によれば、ターボチャージャは、第一態様から第態様の何れか一つのターボチャージャにおいて、前記排油口が、前記鉛直面に交差する断面形状が、下流側に向かって軸方向の寸法が漸次増える、断面三角形状であってもよい。
このようにすることで、排油口の断面形状を単なる円形とした場合と比較して、排油口を非対称形状としつつ、流路断面積を拡大することができる。これにより、排油室から流れ込む潤滑油を、より効率よく排出することができる。
この発明に係る第十態様によれば、ターボチャージャは、第一態様から第態様の何れか一つのターボチャージャにおいて、前記排油室が、潤滑油の巻き込みを抑制する巻き込み抑制部を備えていてもよい。
このようにすることで、潤滑油が回転軸に巻き込まれることを抑制できる。その結果、潤滑油の排出性を更に高めることができる。
上述したターボチャージャによれば、ハウジング内の潤滑油による回転部材の攪拌損失を抑えることで、ターボチャージャの機械的損失を抑えることが可能となる。
この発明の第1実施形態におけるターボチャージャの構成を示す断面図である。 この発明の第1実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図1におけるD1−D1矢視断面図である。 この発明の第1実施形態におけるターボチャージャの変形例を示す図であり、図1におけるD1−D1矢視断面図である。 この発明の第2実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。 この発明の第2実施形態におけるターボチャージャの第1変形例の構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。 この発明の第2実施形態におけるターボチャージャの第2変形例の構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。 この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。 この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの第1変形例の構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。 この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの第2変形例の構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。 この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの第3変形例の構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。 この発明の第4実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。 この発明の第4実施形態におけるターボチャージャの変形例の構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。 この発明の第5実施形態における図2に相当する断面図である。
(第1実施形態)
図1は、この発明の第1実施形態におけるターボチャージャの構成を示す断面図である。
図1に示すように、ターボチャージャ1Aは、タービンホイール2、コンプレッサホイール3、回転軸4、ジャーナルベアリング(軸受)5A,5B、及びハウジング6を備えている。このターボチャージャ1Aは、例えば、回転軸4が水平方向に延在するような姿勢で自動車等にエンジンの補機として搭載される。
図1に示す一点鎖線は、回転軸4の中心軸(軸線)Cを示している。
以下の説明において、ターボチャージャ1Aを自動車等に搭載した状態において上方を向く側を「上方」、下方を向く側を「下方」と称する。また、上下方向をZ方向、回転軸4の中心軸Cが延びる方向をY方向、Z方向およびY方向に直交する方向をX方向とする。
ターボチャージャ1Aは、図示しないエンジンからタービンTに供給される排気ガス流によってタービンT内に設けられたタービンホイール2が中心軸Cを中心に回転する。回転軸4及びコンプレッサホイール3は、タービンホイール2の回転に伴って中心軸Cを中心に回転する。コンプレッサP内に設けられたコンプレッサホイール3は、回転することによって空気を圧縮する。コンプレッサPで圧縮された空気は、図示しないエンジンに供給される。
ハウジング6は、ブラケット(図示せず)、コンプレッサP、タービンT等を介して車体等に支持されている。ハウジング6は、その内部にジャーナルベアリング5A,5Bを収容するベアリング収容部61A,61Bを有している。このハウジング6は、その一端側に開口部60aを有し、その他端側に開口部60bを有している。回転軸4は、ベアリング収容部61A,61Bに収容されたジャーナルベアリング5A,5Bによって、中心軸C回りに回転自在に支持されている。この回転軸4の第一端部4a、第二端部4bは、開口部60a,60bを通してハウジング6の外部に突出している。つまり、回転軸4は、中心軸Cに沿った長さ方向の一部がハウジング6に収容されている。
中心軸Cの延びる軸線方向において、タービンホイール2は、ハウジング6の第一側に設けられており、コンプレッサホイール3は、ハウジング6の第二側に設けられている。タービンホイール2は、回転軸4の第一端部4aに一体に設けられている。コンプレッサホイール3は、回転軸4の第二端部4bに形成されたネジ部4nにナット31をねじ込むことで結合されている。回転軸4、タービンホイール2及びコンプレッサホイール3は、回転軸4と一体に中心軸C回りに回転する。
ハウジング6の内部に形成されるベアリング収容部61A,61Bは、中心軸Cに沿ったY方向に間隔をあけて設けられている。これらベアリング収容部61A,61Bは、回転軸4の第一端部4aに近い側と第二端部4bに近い側とに設けられている。
ベアリング収容部61A,61Bは、それぞれ、Y方向から見て断面円形に形成されている。これらベアリング収容部61A,61Bは、中心軸Cの延びるY方向に連続するように形成されている。
ジャーナルベアリング5A,5Bは、ベアリング収容部61A,61Bのそれぞれに収容されている。これにより、回転軸4は、Y方向に間隔をあけて設けられたジャーナルベアリング5A,5Bによって回転自在に支持されている。
ジャーナルベアリング5A,5Bは、それぞれ、円環状に形成されている。これらジャーナルベアリング5A,5Bは、その内周側に円弧状をなした摺動面5sを有している。ジャーナルベアリング5A,5Bは、それぞれ、連通孔5mを有している。連通孔5mは、ジャーナルベアリング5A,5Bの周方向に所定の間隔で複数形成されている。連通孔5mは、Y方向におけるジャーナルベアリング5A,5Bの中間部においてジャーナルベアリング5A,5Bの径方向に貫通している。その一方で、連通孔5mに対向するハウジング6の内周面には、周方向に連続するとともに、供給流路72A,72Bに連通するオイル溝(図示無し)が形成されている。すなわち、潤滑油は、供給流路72A,72Bからオイル溝に供給されて、このオイル溝から連通孔5mを介してジャーナルベアリング5A,5Bの摺動面5sに供給される。
ジャーナルベアリング5A,5Bは、回転軸4のY方向における中央部4c側の端面がそれぞれ止め輪63に突き当たっている。ジャーナルベアリング5A,5Bは、これら止め輪63によってスラスト方向の位置決めがなされている。
回転軸4のY方向における中央部4cは、後述する排油室68の上部に露出する。
回転軸4は、スラストスリーブ43およびスラストリング44を備えている。これらスラストスリーブ43およびスラストリング44は、回転軸4の第二端部4bに近い側のジャーナルベアリング5Bに対して設けられている。スラストスリーブ43及びスラストリング44は、それぞれ円筒状で、その内側に回転軸4が挿通されている。スラストスリーブ43及びスラストリング44は、ジャーナルベアリング5Bの内径よりも大きな外径を有し、ジャーナルベアリング5Bとコンプレッサホイール3との間に挟み込まれている。
ベアリング収容部61Aの回転軸4の第一端部4aに近い側の端部61には、隙間66が形成され、ベアリング収容部61Bの第二端部4bに近い側の端部61dには、隙間67が形成されている。これら隙間66,67を介して潤滑油が流れ落ちることが可能となっている。
回転軸4の延びる方向において、ハウジング6とタービンホイール2との間には、プレート41が設けられている。このプレート41は、タービンTからハウジング6への熱伝達を抑制するとともに、タービンTからのガスが漏れないようにシールする機能を有している。このプレート41は、その周縁部41aが、回転軸4の延びる方向でタービンハウジングTHとハウジング6との間に挟まれて保持されている。
回転軸4の外周部には、プレート41よりも回転軸4の第二端部4bに近い側に、オイルリング42が設けられている。このオイルリング42によって、開口部60aと回転軸4との間のシール性が維持されている。
ハウジング6の開口部60bには、この開口部60bを閉塞するとともに、スラストベアリング65を押さえつける押え部材64が設けられている。押え部材64は、その中央部にスラストスリーブ43が貫通する貫通孔64aを有している。押え部材64の外周部には、回転軸4の第一端部4aに向かって延びる周壁部64bが一体に形成されている。押え部材64は、貫通孔64aにスラストスリーブ43を挿入した状態で開口部60bを閉塞するように取り付けられる。押え部材64の周壁部64bは、スラストリング44の外周部に設けられた板状のスラストベアリング65を回転軸4の延びる方向で回転軸4の第一端部4a側に押し付ける状態で設けられている。
スラストスリーブ43の外周面には、貫通孔64aの内側の位置に、環状のシールリング46が設けられている。このシールリング46は、押え部材64の貫通孔64aとスラストスリーブ43との間から潤滑油が流出しないようにシールしている。
ハウジング6は、ハウジング6の最上部における外周面6fからハウジング6の径方向内方に向かって延びる給油管接続口71を有している。この給油管接続口71には、ハウジング6の外部から潤滑油を供給するための潤滑油供給管(図示無し)が接続されている。
給油管接続口71の先端部と、ベアリング収容部61A,61Bとの間には、供給流路72A,72Bが形成されている。回転軸4の第一端部4aに近い側の供給流路72Aは、ジャーナルベアリング5Aの連通孔5mに向かって開口している。回転軸4の第二端部4bに近い側の供給流路72Bは、ジャーナルベアリング5Bの連通孔5mに向かって開口している。
ハウジング6は、ベアリング収容部61A,61Bの下方に、排油室68を備えている。上述した隙間66,67は、排油室68の上部で開口している。
ハウジング6は、排油室68の下端部と、ハウジング6の最下部における外周面6gとを貫通し、下方に向かって開口する排油口69を備えている。この排油口69には、潤滑油を排出する配管(図示無し)が接続されるフランジ70(図4参照)を設けることができる。
排油室68内には、ベアリング収容部61Bの下方に、スラストスリーブ43に支持された案内部材73が設けられている。案内部材73は、ベアリング収容部61Bとスラストリング44との間の隙間67に近い位置から、回転軸4の第一端部4a側に向かって延びるよう形成されている。
このようなターボチャージャ1Aでは、給油管接続口71に接続された潤滑油供給管(図示無し)から潤滑油が送り込まれると、潤滑油は、給油管接続口71から2つの供給流路72A,72Bを通り、ベアリング収容部61A,61B内に送り込まれる。このベアリング収容部61A,61B内において、潤滑油は、ジャーナルベアリング5A,5Bの連通孔5mに供給され、これら連通孔5mを通ってジャーナルベアリング5A,5Bの内側に送り込まれる。これにより、ジャーナルベアリング5A,5Bと回転軸4との間に潤滑油が供給される。
ベアリング収容部61A内に送り込まれて、ジャーナルベアリング5Aと回転軸4の間に供給された潤滑油は、回転軸4の中央部4cすなわち2つの止め輪63の間の排油室68に流れ出る。
さらに、ジャーナルベアリング5Aと回転軸4の間に供給された潤滑油は、第一端部4a側の隙間66から排油室68に排出される。ベアリング収容部61B内に送り込まれて、ジャーナルベアリング5Bと回転軸4の間に供給された潤滑油は、第二端部4b側の隙間67を通って排油室68に排出される。このとき、隙間67から排出された潤滑油は、案内部材73によって排油口69にダイレクトに落下せず、排油室68内へと排出される。
排油室68に排出された潤滑油は、重力により排油口69に向かって流れ、排油口69からハウジング6の外部に排出される。
図2は、この発明の第1実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図1におけるD1−D1矢視断面図である。
図2に示すように、この実施形態において、ターボチャージャ1Aは、ベアリング収容部61A,61B間で回転軸4の中央部4cが露出している部分で、排油室68が、幅方向Xにおいて、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として非対称に形成されている。
この実施形態において、排油室68は、回転軸4の中心軸Cおよび上下方向Zに直交する幅方向Xにおいて、幅方向Xの第一の側の側壁面68aと第二の側の側壁面68bとで、中心軸Cからの距離w1,w2が互いに異なっている。ここで、回転軸4の上端P1における回転方向Rの下流側(第二領域)X2に位置する側壁面68bは、その中心軸Cからの距離w2が、上流側(第一領域)X1に位置する側壁面68aの中心軸Cからの距離w1よりも大きくなるよう設定されている。上述した上端P1は、回転軸4の中心軸Cと直交する図2の断面における最も上端の位置である。
上述した「回転方向Rの下流側」は、上端P1における回転軸4の接線の延びる方向で回転方向Rの前方と言い換えることができる。同様に、「回転方向Rの上流側」は、上端P1における回転軸4の接線方向の延びる方向で回転方向Rの後方と言い換えることができる。
これにより、排油室68において、幅方向Xにおいて、中心軸Cに対して側壁面68aに近い側の断面積S1よりも側壁面68bに近い側の断面積S2が大きい。言い換えると、排油室68は、回転方向Rの上流側X1の領域A1の断面積S1よりも、回転方向Rの下流側X2の領域A2の断面積S2の方が大きい。
排油室68内に排出された潤滑油は、回転する回転軸4に接触すると、回転軸4の回転方向Rにおける接線方向tに吹き飛ばされる。このようにして回転軸4によって吹き飛ばされた潤滑油のうち、下方に吹き飛ばされた潤滑油は、そのまま、排油口69に向かう。これに対し、回転軸4によって、排油室68の上方に吹き飛ばされた潤滑油は、排油室68の上面68tや側壁面68a,68bに当たった後、下方へと流れ落ちる。このとき、回転軸4の回転方向Rの下流側X2には、上流側X1よりも、より多くの潤滑油が吹き飛ばされる。
これに対し、排油室68は、回転軸4の上側における回転方向Rの上流側X1の領域A1の断面積S1よりも、回転方向Rの下流側X2の領域A2の断面積S2の方が大きいので、回転方向Rの下流側に吹き飛ばされた潤滑油が、排油室68の領域A2に留まりにくく、下方へと速やかに流れ落ちる。
上述した実施形態のターボチャージャ1Aによれば、排油室68が、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として、回転方向Rの上流側X1と回転方向Rの下流側X2とで非対称に形成した。排油室68の断面積を、回転軸4の上端P1における回転軸4の回転方向Rの上流側X1よりも下流側X2で大きくすることで、より多くの潤滑油を排油室68で受けとめることができる。これにより、排油室68内において、潤滑油が溜まりやすい回転方向Rの下流側X2の部位で潤滑油が滞るのを抑え、潤滑油の排出性を高めることができる。これにより、回転軸4において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。その結果、ターボチャージャ1Aの機械的損失を抑えることが可能となる。
(第1実施形態の変形例)
第1実施形態では、ベアリング収容部61A,61B間で回転軸4の中央部4cが露出している部分において、排油室68を、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として幅方向Xで非対称に形成するために、幅方向Xにおいて側壁面68aと側壁面68bとで、中心軸Cからの距離w1,w2を異ならせるようにしたがこれに限らない。
図3は、この発明の第1実施形態におけるターボチャージャの変形例を示す図であり、図1におけるD1−D1矢視断面図である。
この図3に示すように、ターボチャージャ1Bの排油室68Bは、幅方向Xの第一の側の上面68taと第二の側の上面68tbとで、中心軸Cからの上下方向Zにける距離h1,h2が互いに異なっている。ここで、回転軸4の上側において、回転軸4の回転方向Rの上流側X1の上面68taにおける中心軸Cからの距離h1よりも、回転軸4の回転方向Rの下流側X2の上面68tbにおける中心軸Cからの距離h2の方が大きくなるよう設定されている。
この場合、幅方向Xの第一の側の側壁面68aと第二の側の側壁面68bとで、中心軸Cからの距離wは同一としてもよい。
これにより、排油室68Bにおいて、中心軸Cに対して幅方向Xにおける上面68taに近い側の断面積S11よりも、幅方向Xにおける上面68tbに近い側の断面積S12が大きい。言い換えると、排油室68は、回転軸4の上側における回転方向Rの上流側となる領域A11の断面積S11よりも、回転方向Rの下流側となる領域A12の断面積S12の方が大きい。
このような構成によっても、ターボチャージャ1Bは、排油室68Bが、幅方向Xにおいて、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として非対称に形成される。
これによって、上記第1実施形態と同様、排油室68B内において、潤滑油が溜まりやすい回転方向Rの下流側X2の部位で潤滑油が滞るのを抑え、潤滑油の排出性を高めることができる。これにより、回転軸4において攪拌損失が増大することを抑制できる。その結果、ターボチャージャ1Bの機械的損失を抑えることが可能となる。
上記変形例以外にも、排油室68,68Bを、幅方向Xにおいて、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として非対称に形成することができるのであれば、いかなる構成としてもよい。
上記第1実施形態およびその変形例で示した構成は、排油室68において、ベアリング収容部61A,61B間で回転軸4の中央部4cが露出している部分に限らず、潤滑油が溜まる部位であれば、同様の構成を適用可能である。
(第2実施形態)
次に、この発明にかかるターボチャージャの第2実施形態について説明する。この第2実施形態で示すターボチャージャ1Cは、第1実施形態のターボチャージャ1A,1Bに対して、排油口69Cの構成が異なるのみである。したがって、第2実施形態の説明においては、第1実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第1実施形態で説明した構成と共通するターボチャージャ1A,1Bの全体構成については、その説明を省略する。
図4は、この発明の第2実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。
この図4に示すように、ターボチャージャ1Cのハウジング6の排油室68Cの下方に形成された排油口69Cは、幅方向Xにおいて、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として非対称に形成されている。
この実施形態において、排油口69Cは、回転軸4の中心軸Cに対し、幅方向Xにおいて、回転方向Rの上流側X1にオフセットして形成されている。
排油口69Cの上方に形成された排油室68Cは、幅方向Xにおいて、回転方向Rの下流側X2の底面が、排油口69Cに向かって漸次下方に傾斜した傾斜面68dとされている。つまり、傾斜面68dは、上方から下方に向かって、回転方向Rの上流側X1から下流側X2に向かって傾斜している。なお、図示都合上、鉛直面Vよりも左側を「上流側X1」、右側を「下流側X2」と称しているが、回転軸4よりも下方における潤滑油の流れは、「下流側X2」が上流となり、「上流側X1」が下流となる。
排油室68Cにおいて、傾斜面68dに対し、回転方向Rの上流側X1で対向する部分には、上下方向Zに延びる縦面68vが形成されている。縦面68vは、鉛直面Vからの傾斜角度が、傾斜面68dよりも小さい。
このような構成では、排油室68C内に排出され、回転軸4によって排油室68Cの上方に吹き飛ばされた潤滑油は、回転軸4の回転方向Rの下流側に、上流側よりも、より多くの潤滑油が溜まりやすい。これに対し、排油室68Cは、回転方向Rの下流側X2の底部に傾斜面68dが形成され、しかも排油口69Cが回転方向Rの下流側にオフセットしているので、潤滑油が、下方の排油口69Cへと速やかに流れ落ちる。
傾斜面68dに対して幅方向Xで対向する部分に縦面68vが形成されているので、傾斜面68dで跳ね返った潤滑油を縦面68vで受け止め、下方の排油口69Cへと導くことができる。
この実施形態のターボチャージャ1Cでは、回転軸4の回転方向Rの下流側X2にはね飛ばされた潤滑油を、傾斜面68dに沿って円滑に排油口69Cに向かって流すことができる。これにより、潤滑油の排出性を高めることができる。
潤滑油が傾斜面68dに当たって跳ね返った場合に、跳ね返った潤滑油を、傾斜面68dに対向する部位に設けられた縦面68vで受けとめることができる。このとき、縦面68vは、傾斜面68dよりも傾斜面68dの傾斜角度が小さいので、この縦面68vで潤滑油を斜め上方に跳ね返してしまうのを抑える。これにより、縦面68vで受け止めた潤滑油を、下方の排油口69Cに向かって円滑に流すことができる。
さらに、排油口69Cが、傾斜面68dの下方に連続して形成され、鉛直面Vに対して回転軸4の回転方向Rの上流側X1にオフセットして設けられている。これにより、傾斜面68dを、回転軸4の回転方向Rの上流側X1に向かって、より長く形成することができる。これによって、潤滑油を、より円滑に排油口69Cに向かって流すことができる。さらに、潤滑油が排油口69Cの内部を流れるときに、排油口69Cの周方向で潤滑油が偏って流れることを抑制できる。その結果、潤滑油を円滑に排出させることができる。
さらに、上記第1実施形態と同様、排油室68C内において、潤滑油が溜まりやすい回転方向Rの下流側X2の部位で潤滑油が滞ることを抑え、潤滑油の排出性を高めることができる。これにより、回転軸4において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。その結果、ターボチャージャ1Cの機械的損失を抑えることが可能となる。
(第2実施形態の第1変形例)
第2実施形態では、排油口69Cを回転方向Rの下流側にオフセットして設けたが、これに限らない。
図5は、この発明の第2実施形態におけるターボチャージャの第1変形例の構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。
図5に示すように、この変形例において、排油口69Dは、幅方向Xにおいて回転軸4の中心軸Cと同位置にオフセットせずに形成してもよい。この場合、排油室68Dは、回転軸4の上側における回転方向Rの下流側X2の底部に傾斜面68dを形成することで、潤滑油を、下方の排油口69へと速やかに流下させることができる。
この場合も、排油室68Dは、傾斜面68dに対して幅方向Xで対向する部分に、縦面68vを形成するのが好ましい。
このような構成においても、回転軸4の回転方向Rの下流側X2にはね飛ばされた潤滑油を、傾斜面68dに沿って円滑に排油口69Cに向かって流すことができる。
さらに、潤滑油が傾斜面68dに当たって跳ね返った場合に、跳ね返った潤滑油を、傾斜面68dに対向する部位に設けられた縦面68vで受けとめることができる。
これにより、縦面68vで受け止めた潤滑油を、下方の排油口69Dに向かって円滑に流すことができる。
したがって、排油室68D内において、潤滑油が溜まりやすい回転方向Rの下流側X2の部位で潤滑油が滞るのを抑え、潤滑油の排出性を高めることができる。これにより、回転軸4において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。その結果、ターボチャージャ1Dの機械的損失を抑えることが可能となる。
(第2実施形態の第2変形例)
図6は、この発明の第2実施形態におけるターボチャージャの第2変形例の構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。
図6に示すように、この変形例において、排油口69Eは、回転軸4の中心軸Cに対し、幅方向Xにおいて、回転軸4の上側における回転方向Rの下流側X2にオフセットして形成されている。
このような構成では、回転軸4によって排油室68の上方に吹き飛ばされた潤滑油は、回転軸4の回転方向Rの下流側X2に、より多くの潤滑油が溜まりやすい。これに対し、排油口69Eが回転方向Rの下流側X2にオフセットしているので、排油室68の上部に溜まった潤滑油が、そのまま下方の排油口69Eへと速やかに流れ落ちる。
このような構成においても、排油室68において回転軸4よりも上方の部位で、回転軸4の回転方向Rの下流側X2に溜まりやすい潤滑油を、その下方にオフセットして設けた排油口69Eから、円滑に排出することができる。
したがって、排油室68内において、潤滑油が溜まりやすい回転方向Rの下流側X2の部位で潤滑油が滞るのを抑え、潤滑油の排出性を高めることができる。これにより、回転軸4において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。その結果、ターボチャージャ1Eの機械的損失を抑えることが可能となる。
(第3実施形態)
次に、この発明にかかるターボチャージャの第3実施形態について説明する。この第3実施形態のターボチャージャは、第2実施形態で示したターボチャージャ1Cに対して、排油口69Fの断面形状が異なるのみである。したがって、第3実施形態の説明においては、同一部分に同一符号を付して重複説明を省略する。つまり、第2実施形態に対する相違点を中心に説明を行い、第1、第2実施形態で説明した構成と共通するターボチャージャ1A,1Cの構成については、その説明を省略する。
図7は、この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。
この図7に示すように、ターボチャージャ1Fのハウジング6の下方に形成された排油口69Fは、図4に示した上記第2実施形態と同様、幅方向Xにおいて、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として非対称に形成されている。
この実施形態において、排油口69Fは、回転軸4の中心軸Cに対し、幅方向Xにおいて、回転軸4の上側における回転方向Rの上流側X1にオフセットして形成されている。排油口69Cは、上下方向Zに直交する断面形状が、幅方向Xにおける開口寸法よりも、中心軸Cに沿った軸方向Yにおける開口寸法が大きい、楕円形状とされている。
このような構成によれば、排油口69Cは、その断面形状を単なる円形とした場合(図7中に二点鎖線で図示)に比較し、排油口69Cをオフセットさせつつ、流路断面積を拡大することができる。これにより、排油室68から流れ込む潤滑油を、より効率よく排出することができる。
この実施形態のターボチャージャ1Fによれば、上記第2実施形態と同様、排油室68C内において、潤滑油が溜まりやすい回転方向Rの下流側X2の部位で潤滑油が滞るのを抑え、潤滑油の排出性を高めることができる。
しかも、排油口69Fは、幅方向Xにおいて第一の側にオフセットしつつも、流路断面積を大きく確保することができるので、排油室68から流れ込む潤滑油を、より効率よく排出することができる。
これにより、回転軸4において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。その結果、ターボチャージャ1Fの機械的損失を抑えることが可能となる。
(第3実施形態の第1変形例)
第3実施形態では、幅方向Xにおいて回転軸4の上側における回転方向Rの上流側X1にオフセットして設けた排油口69Fを、断面視楕円形状としたが、これに限らない。
図8は、この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの第1変形例の構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。
図8に示すように、幅方向Xにおいて回転軸4の上側における回転方向Rの上流側X1にオフセットして設けた排油口69Gは、例えば、断面視矩形状(長方形状)とすることができる。
(第3実施形態の第2変形例)
図9は、この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの第2変形例の構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。
図9に示すように、排油口69Hは、例えば、回転軸4の中心軸Cに対し、幅方向Xに沿って回転軸4の上側における回転方向Rの上流側X1に向かって、軸方向Yにおける開口寸法K1,K2が段階的に増える、断面T字状としてもよい。
図4に示すように、排油室68の回転方向Rの下流側X2側から傾斜面68dによって流れ込む潤滑油は、その慣性により、図9に示す排油口69Hにおいて、回転方向Rの上流側X1の、開口寸法K2が大きい部分に、より多く流れ込む。
このような排油口69Hは、回転方向Rの上流側X1に向かって開口寸法K1,K2が段階的に増えるので、流れ込んだ潤滑油を効率よく下方に流すことができる。
(第3実施形態の第3変形例)
図10は、この発明の第3実施形態におけるターボチャージャの第3変形例の構成を示す図であり、図4におけるD3−D3矢視断面図である。
図10に示すように、排油口69Jは、例えば、回転軸4の中心軸Cに対し、幅方向Xに沿って回転軸4の上側における回転方向Rの上流側X1に向かって、軸方向Yにおける開口寸法Kが漸次増える、断面三角形状としてもよい。
排油室68の回転方向Rの下流側X2側から傾斜面68d(図4参照)によって流れ込む潤滑油は、その慣性により、排油口69Hにおいて、回転方向Rの上流側X1の開口寸法Kが大きい部分に、より多く流れ込む。
このような排油口69Jは、回転方向Rの上流側X1に向かって開口寸法Kが漸次増えるので、流れ込んだ潤滑油を効率よく下方に流すことができる。
(第4実施形態)
次に、この発明にかかるターボチャージャの第4実施形態について説明する。この第4実施形態で示すターボチャージャ1Kは、第2実施形態のターボチャージャ1Cに対して、排油口69Kの構成が異なるのみである。したがって、第4実施形態の説明においては、第1〜第3実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第1〜第3実施形態で説明した構成と共通するターボチャージャ1A〜1Jの全体構成については、その説明を省略する。
図11は、この発明の第4実施形態におけるターボチャージャの構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。
この図11に示すように、ターボチャージャ1Kのハウジング6の排油室68Kの下方に形成された排油口69Kは、幅方向Xにおいて、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面Vを境界面として非対称に形成されている。
この実施形態において、排油口69Kは、上方の排油室68K側から下方に向かって、幅方向Xにおいて、回転軸4の上側における回転方向Rの下流側X2から上流側X1に傾斜して形成されている。
排油室68Kは、上記第2実施形態と同様、幅方向Xにおいて、回転軸4の上側における回転方向Rの下流側X2の底面が、排油口69Kに向かって漸次下方に傾斜した傾斜面68dとされている。
また、排油室68Kにおいて、傾斜面68dに対し、回転軸4の上側における回転方向Rの上流側X1で対向する部分には、上下方向Zに延びる縦面68vが形成されている。
このような構成において、ハウジング6の最下部における外周面6gに設けるフランジ70Kには、排油口69Kに連続して傾斜する排油孔70hを形成するのが好ましい。
このような構成では、排油室68Cの底部に傾斜面68dに連続して、下方に向かって傾斜面68dと同じ方向に傾斜した排油口69Cが形成されているので、潤滑油が、下方の排油口69Kへと速やかに流れ落ちる。
また、傾斜面68dに対して幅方向Xで対向する部分に縦面68vが形成されているので、傾斜面68dで跳ね返った潤滑油を縦面68vで受け止め、下方の排油口69Cへと導くことができる。
この実施形態のターボチャージャ1Kでは、排油口69Kが、上方から下方に向かって回転軸4の回転方向Rの下流側X2から上流側X1に傾斜している。これにより、回転軸4の回転方向Rの下流側X2にはね飛ばされた潤滑油を、傾斜面68dから排油口69Kに円滑に流すことができる。これにより、潤滑油の排出性を高めることができる。
これにより、回転軸4において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。その結果、ターボチャージャ1Kの機械的損失を抑えることが可能となる。
(第4実施形態の変形例)
上記第4実施形態では、フランジ70Kに、排油口69Kに連続して傾斜する排油孔70hを設けるようにしたが、これに限らない。
図12は、この発明の第4実施形態におけるターボチャージャの変形例の構成を示す図であり、図1におけるD2−D2矢視断面図である。
図12に示すように、ターボチャージャ1Lのハウジング6の下方に形成された排油口69Lは、上方の排油室68K側から下方に向かって、幅方向Xにおいて、回転軸4の上側における回転方向Rの下流側X2から上流側X1に傾斜して形成されている。
このターボチャージャ1Lにおいて、ハウジング6の最下部における外周面6g’は、排油口69Lの傾斜方向に直交するよう形成されている。
このような構成において、外周面6g’に設けるフランジ70Lには、排油口69Lに連続して傾斜する排油孔70h’を形成するのが好ましい。
このような構成においても、排油口69Lが、上方から下方に向かって回転軸4の回転方向Rの下流側X2から上流側X1に傾斜している。これにより、回転軸4の回転方向Rの下流側X2にはね飛ばされた潤滑油を、傾斜面68dから排油口69Kに円滑に流すことができる。これにより、潤滑油の排出性を高めることができる。
これにより、回転軸4において攪拌損失が増大するのを抑えることができる。その結果、ターボチャージャ1Lの機械的損失を抑えることが可能となる。
(第5実施形態)
次に、この発明にかかるターボチャージャの第5実施形態について説明する。この第5実施形態で示すターボチャージャは、第1〜第4実施形態のターボチャージャ1Aに対して、潤滑油の巻き込みを抑制する巻き込み抑制部を設けたものである。したがって、第5実施形態の説明においては、第1〜第4実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第1〜第5実施形態で説明した構成と共通するターボチャージャ1A〜1Lの全体構成については、その説明を省略する。
図13は、この発明の第5実施形態における図2に相当する断面図である。
図13に示すように、この実施形態におけるターボチャージャ1Mは、巻き込み抑制部80を備えている。この巻き込み抑制部80は、回転軸4による巻き込みや、内壁面の跳ね返りによって、回転軸4の下方に存在する潤滑油が回転軸4の上方に回り込んでしまうことを抑制する。
この実施形態の一例における巻き込み抑制部80は、回転軸4に近い回転軸4の下方で、鉛直面Vよりも下流側に配置されている。巻き込み抑制部80は、鉛直面Vと交差する方向に延びて、側壁面68aから鉛直面Vの近傍にまで至る下面80aを有している。
したがって、第5実施形態によれば、巻き込み抑制部80によって、回転軸4の下方に存在する潤滑油が、回転軸4に巻き込まれたり、側壁面68aへ衝突して跳ね返ったりして、再度上方に移動してしまうことを抑制できる。すなわち、潤滑油を円滑に排出することが可能となる。
この第5実施形態における巻き込み抑制部80は平板状に形成される場合を例示したが、潤滑油の巻き込み、跳ね返りを抑制できる形状であれば平板状に限られない。さらに、巻き込み抑制部80が、鉛直面Vの近傍にまで至るように突出する場合について説明したが、巻き込み抑制部80の突出量は適宜設定すればよい。さらに、巻き込み抑制部80が水平に延びる場合を例示したが、水平に対して傾斜していても良い。
(その他の実施形態)
この発明は、上述した各実施形態及びそれらの変形例に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、設計変更可能である。
例えば、ターボチャージャ1A〜1Lの各部の構成は、例えばジャーナルベアリング5A,5Bに代えて転がり軸受を採用する等、上記した以外の適宜構成に変更することができる。
例えば、上述した実施形態においては、排油室と排油口との両方が、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成されている場合を説明した。しかし、排油室68と排油口69とのうち排油室68が、回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成されていればよい。すなわち、排油室68のみ回転軸4の中心軸Cを含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成されていればよい。
さらに、上記各実施形態及び各変形例に示した構成を、適宜組み合わせることもできる。
ハウジングに形成した排油室及び排油口の少なくとも一方を、回転軸の軸線を含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成することで、ハウジング内の潤滑油による回転部材の攪拌損失を抑えることで、ターボチャージャの機械的損失を抑えることができる。
1A〜1M ターボチャージャ
2 タービンホイール
3 コンプレッサホイール
4 回転軸
4a 第一端部
4b 第二端部
4c 中央部
4d 大径部
4n ネジ部
5A,5B ジャーナルベアリング(軸受)
5m 連通孔
5s 摺動面
6 ハウジング
6f 外周面
6g 外周面
31 ナット
41 プレート
42 オイルリング
43 スラストスリーブ
44 スラストリング
46 シールリング
60a 開口部
60b 開口部
61A,61B ベアリング収容部
61c 端部
61d 端部
63 止め輪
64 押え部材
64a 貫通孔
64b 周壁部
65 スラストベアリング
66,67 隙間
68,68B,68C,68D,68K 排油室
68a,68b 側壁面
68d 傾斜面
68t,68ta,68tb 上面
68v 縦面
69 排油口
69C,69D,69E,69F,69G,69H,69J,69K,69L 排油口
70,70K,70L フランジ
70h 排油孔
71 給油管接続口
72A,72B 供給流路
73 案内部材
80 巻き込み抑制部
A1 領域
A2 領域
A11 領域
A12 領域
C 中心軸(軸線)
h1,h2 距離
K,K1,K2 開口寸法
P コンプレッサ
R 回転方向
S1,S2,S11,S12 断面積
t 接線方向
T タービン
V 鉛直面
w,w1,w2 距離
X 幅方向
X1 回転軸の上側における回転軸の回転方向の上流側(第一領域)
X2 回転軸の上側における回転軸の回転方向の下流側(第二領域)
Y 軸方向
Z 上下方向

Claims (11)

  1. 軸線に沿って延びる回転軸と、
    前記回転軸の第一端部に設けられたタービンホイールと、
    前記回転軸の第二端部に設けられたコンプレッサホイールと、
    前記回転軸の前記軸線に沿った長さ方向の少なくとも一部を収容したハウジングと、
    前記ハウジング内に設けられ、前記回転軸を前記軸線回りに回転可能に支持する軸受と、
    前記軸受に潤滑油を供給する供給流路と、
    前記ハウジング内に形成され、前記軸受から前記潤滑油が排出される排油室と、
    前記排油室の下部に形成され、前記潤滑油を前記ハウジング外に排出する排油口と、を
    備え、
    前記排油室及び前記排油口のうち少なくとも前記排油室が、前記回転軸の前記軸線を含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成され、
    前記排油室は、前記回転軸の上端における前記回転軸の回転方向の上流側と下流側とで非対称に形成され、
    前記排油室の断面積は、前記回転軸の上端における前記回転軸の回転方向の上流側よりも前記回転方向の下流側で大きく、
    前記排油口は、前記回転軸の前記軸線を含む鉛直面を境界面として定義される第一領域と第二領域とで非対称に形成されている
    ターボチャージャ。
  2. 前記排油口が、前記鉛直面に対して前記回転軸の回転方向の下流側にオフセットして設けられている請求項1に記載のターボチャージャ。
  3. 前記排油室の下部において、前記回転軸の回転方向の下流側に、上方から下方に向かって前記回転軸の回転方向の上流側から下流側に傾斜した傾斜面が設けられている請求項1に記載のターボチャージャ。
  4. 前記排油室の下部において、前記回転軸の回転方向の上流側で前記傾斜面に対向する部位に、前記傾斜面よりも傾斜角度が小さい縦面が形成されている請求項に記載のターボチャージャ。
  5. 前記排油口が、前記傾斜面の下方に連続して形成され、前記鉛直面に対して前記回転軸の上側における回転方向の上流側にオフセットして設けられている請求項又はに記載のターボチャージャ。
  6. 前記排油口が、上方から下方に向かって前記回転軸の回転方向の上流側から下流側に傾斜している請求項からの何れか一項に記載のターボチャージャ。
  7. 前記排油口は、前記鉛直面に交差する断面形状が前記鉛直面に沿って長い楕円形である請求項1から6の何れか一項に記載のターボチャージャ。
  8. 前記排油口は、前記鉛直面に交差する断面形状が前記鉛直面に沿って長い長方形である請求項1から6の何れか一項に記載のターボチャージャ。
  9. 前記排油口は、前記鉛直面に交差する断面形状が、下流側に向かって軸方向の寸法が段階的に増える、断面T字状である請求項1から6の何れか一項に記載のターボチャージャ。
  10. 前記排油口は、前記鉛直面に交差する断面形状が、下流側に向かって軸方向の寸法が漸次増える、断面三角形状である請求項1から6の何れか一項に記載のターボチャージャ。
  11. 前記排油室は、潤滑油の巻き込みを抑制する巻き込み抑制部を備える請求項1から10の何れか一項に記載のターボチャージャ。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10605160B2 (en) * 2014-11-17 2020-03-31 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Turbomachine
JP6998720B2 (ja) * 2017-10-11 2022-01-18 日産自動車株式会社 ターボチャージャ
GB2580180B (en) * 2018-12-24 2022-11-09 Cummins Ltd Compressor seal system
WO2021192420A1 (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 株式会社Ihi 過給機

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07208191A (ja) * 1994-01-10 1995-08-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ターボチャージャー
JP4419730B2 (ja) * 2004-07-13 2010-02-24 株式会社Ihi ターボチャージャー
CN2864099Y (zh) 2005-11-29 2007-01-31 重庆希沃船机电设备有限公司 废气涡轮增压器
JP2008111502A (ja) 2006-10-31 2008-05-15 Toyota Motor Corp 軸受構造
JP2009270612A (ja) 2008-05-07 2009-11-19 Toyota Motor Corp ターボチャージャーの軸受構造
JP2011111900A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Toyota Motor Corp 過給機のタービン軸支持構造
JP5974597B2 (ja) 2012-04-09 2016-08-23 株式会社ジェイテクト ターボチャージャー用転がり軸受装置
DE102012108973A1 (de) 2012-09-24 2014-03-27 Firma IHI Charging Systems International GmbH Lagervorrichtung und Abgasturbolader
WO2014132886A1 (ja) * 2013-02-28 2014-09-04 大豊工業株式会社 ターボチャージャの潤滑油供給機構
JP6258773B2 (ja) * 2014-04-24 2018-01-10 大豊工業株式会社 内燃機関の流量制御弁
US10605160B2 (en) 2014-11-17 2020-03-31 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Turbomachine
EP3184834B1 (en) 2014-12-18 2019-04-03 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Oil draining device for thrust bearing and turbo charger provided with same
JP6418331B2 (ja) * 2015-08-11 2018-11-07 株式会社Ihi 軸受構造、および、過給機
DE112016003677B4 (de) * 2015-08-11 2021-05-27 Ihi Corporation Lagerstruktur und Turbolader

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