JP6593516B2 - 軸受構造、および、過給機 - Google Patents

Description

本開示は、シャフトを軸支する軸受構造、および、過給機に関する。

従来、シャフトがベアリングハウジングに回転自在に軸支された過給機が知られている。シャフトの一端にはタービンインペラが設けられ、他端にはコンプレッサインペラが設けられる。過給機はエンジンに接続され、エンジンから排出される排気ガスによってタービンインペラが回転する。このタービンインペラの回転によって、シャフトを介してコンプレッサインペラが回転する。過給機は、コンプレッサインペラの回転に伴い空気を圧縮してエンジンに送出する。

特許文献１に記載の過給機では、ハウジングに形成された軸受孔に環状のセミフローティング軸受が収容される。セミフローティング軸受とシャフトの間隙に供給された潤滑油の油膜圧力によってシャフトが軸支される。そして、潤滑油は、セミフローティング軸受とシャフトの間隙を通る。その後、潤滑油は、軸受孔における軸方向の端部に形成された空間に流出する。空間に流出した潤滑油は、鉛直下側に形成された通路を流下してハウジング外部に排出される。また、特許文献１に記載の構成では、軸受孔の鉛直下側の壁部のうち、タービンインペラ側の端部に切欠き部が形成される。切欠き部は、軸受孔と通路を連通する。こうして、軸受孔からの潤滑油の排油性が高められる。

特開２０１４−０４７７３２号公報

過給機では、上記の特許文献１に記載のように、軸受孔と通路を連通する切欠き部などの連通部を形成することがある。この場合、潤滑油の一部は、空間を介さずに直接、軸受孔から通路に噴出する。この噴出量が多くなり過ぎると、通路には、連通部から噴出する潤滑油の壁が形成される。その結果、空間を通った後の潤滑油が通路を流下するとき、連通部から噴出する潤滑油の壁によって流れが阻害される場合がある。そのため、排油性が低下するおそれがある。

本開示の目的は、排油性を向上することが可能な軸受構造、および、過給機を提供することである。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る軸受構造は、ハウジングと、ハウジングに形成された軸受孔と、軸受孔に設けられ、一端にインペラが設けられたシャフトを軸支する軸受と、ハウジングに形成され、インペラと軸受孔との間に位置する空間と、空間と連通し、軸受孔の鉛直下側に延在する通路と、通路と軸受孔とを連通する連通開口部と、通路と軸受孔との間に、シャフトの軸心の直下を含む下部に設けられ、シャフトに対向する内壁面を有する下方壁部と、を備える。

内壁面は、シャフトの回転方向に、シャフトの外周面に沿って延在してもよい。

連通開口部は、下方壁部よりもシャフトの回転方向前方側および後方側にそれぞれ設けられてもよい。

連通開口部は、シャフトの軸心の直下を含む下部よりもシャフトの回転方向後方側の範囲内にのみ設けられていてもよい。

軸受孔の内周面に形成され、空間からシャフトの軸方向に離隔する逃げ溝をさらに備え、連通開口部は、通路と逃げ溝を連通してもよい。

逃げ溝のうち、シャフトと径方向に所定間隔を空けて対向する対向壁部には、シャフトの軸心の直上を挟んでシャフトの回転方向後方側に、回転方向前方側より、シャフトとの間隔が小さい狭小部が形成されてもよい。

シャフトに設けられ、空間と逃げ溝との間に位置し、軸受孔の内周面より径が大きい大径部をさらに備え、下方壁部は、大径部の直下から逃げ溝側に突出し、インペラ側に空間が位置してもよい。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る過給機は、上記軸受構造を備える。

本開示によれば、排油性を向上することが可能となる。

過給機の概略断面図である。 図１の一点鎖線部分を抽出した図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４（ａ）は、比較例における図２に対応する位置の抽出図である。図４（ｂ）は、比較例における図３に対応する位置の抽出図である。 第１変形例を説明するための説明図である。 第２変形例を説明するための説明図である。 第３変形例を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、過給機Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を過給機Ｃの左側とし、矢印Ｒ方向を過給機Ｃの右側として説明する。図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備えて構成される。この過給機本体１は、ベアリングハウジング２（ハウジング）を備える。ベアリングハウジング２の左側には、締結機構３によってタービンハウジング４が連結される。ベアリングハウジング２の右側には、締結ボルト５によってコンプレッサハウジング６が連結される。ベアリングハウジング２、タービンハウジング４、コンプレッサハウジング６は一体化されている。

ベアリングハウジング２のタービンハウジング４近傍の外周面には、突起２ａが設けられている。突起２ａは、ベアリングハウジング２の径方向に突出する。また、タービンハウジング４のベアリングハウジング２近傍の外周面には、突起４ａが設けられている。突起４ａは、タービンハウジング４の径方向に突出する。ベアリングハウジング２とタービンハウジング４は、突起２ａ、４ａを締結機構３によってバンド締結して固定される。締結機構３は、例えば、突起２ａ、４ａを挟持するＧカップリングで構成される。

ベアリングハウジング２には、軸受孔２ｂが形成されている。軸受孔２ｂは、過給機Ｃの左右方向に貫通する。この軸受孔２ｂに設けられたセミフローティング軸受７（軸受）によって、シャフト８が回転自在に軸支されている。シャフト８の左端部にはタービンインペラ９（インペラ）が一体的に固定されている。このタービンインペラ９がタービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、シャフト８の右端部にはコンプレッサインペラ１０（インペラ）が一体的に固定されている。このコンプレッサインペラ１０がコンプレッサハウジング６内に回転自在に収容されている。

コンプレッサハウジング６には、過給機Ｃの右側に開口する吸気口１１が形成されている。吸気口１１は、不図示のエアクリーナに接続される。また、締結ボルト５によってベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６が連結された状態では、これらのベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６の対向面によって、ディフューザ流路１２が形成される。ディフューザ流路１２は空気を昇圧する。このディフューザ流路１２は、シャフト８の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。ディフューザ流路１２は、上記の径方向内側において、コンプレッサインペラ１０を介して吸気口１１に連通している。

また、コンプレッサハウジング６には、環状のコンプレッサスクロール流路１３が設けられている。コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２よりもシャフト８の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１３は、不図示のエンジンの吸気口と連通する。コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２にも連通している。したがって、コンプレッサインペラ１０が回転すると、吸気口１１からコンプレッサハウジング６内に空気が吸気される。また、当該吸気された空気は、コンプレッサインペラ１０の翼間を流通する過程において遠心力の作用により増速される。増速された空気は、ディフューザ流路１２およびコンプレッサスクロール流路１３で昇圧されてエンジンの吸気口に導かれることとなる。

タービンハウジング４には、吐出口１４が形成されている。吐出口１４は、過給機Ｃの左側に開口する。また、吐出口１４は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。また、タービンハウジング４には、流路１５と、環状のタービンスクロール流路１６とが設けられている。タービンスクロール流路１６は、流路１５よりもタービンインペラ９の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路１６は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。また、タービンスクロール流路１６は、上記の流路１５にも連通している。したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路１６に導かれた排気ガスは、流路１５およびタービンインペラ９を介して吐出口１４に導かれる。吐出口１４に導かれる排気ガスは、その流通過程においてタービンインペラ９を回転させることとなる。

そして、上記のタービンインペラ９の回転力は、シャフト８を介してコンプレッサインペラ１０に伝達される。コンプレッサインペラ１０の回転力によって、上記のとおりに、空気が昇圧されてエンジンの吸気口に導かれることとなる。

図２は、図１の一点鎖線部分を抽出した図である。図２に示すように、ベアリングハウジング２の内部には軸受構造Ｓが設けられている。軸受構造Ｓでは、ベアリングハウジング２に形成された油路２ｃから軸受孔２ｂに潤滑油が流入する。軸受孔２ｂに流入した潤滑油は、軸受孔２ｂに設けられたセミフローティング軸受７に供給される。

セミフローティング軸受７は、環状の本体部７ａを有する。本体部７ａの内部にシャフト８が挿通されている。本体部７ａの内周面には、２つの軸受面７ｂ、７ｃが形成されている。２つの軸受面７ｂ、７ｃは、シャフト８の軸方向（以下、単に軸方向と称す）に離隔している。

本体部７ａには、内周面から外周面まで貫通する油孔２ｄが形成されている。軸受孔２ｂに供給された潤滑油の一部は、油孔２ｄを通って、本体部７ａの内周面に流入する。本体部７ａの内周面に流入した潤滑油は、シャフト８と軸受面７ｂ、７ｃとの間隙に供給される。そして、シャフト８と軸受面７ｂ、７ｃとの間隙に供給された潤滑油の油膜圧力によってシャフト８が軸支される。

また、本体部７ａには、貫通孔７ｄが設けられる。貫通孔７ｄは、本体部７ａの内周面から外周面まで貫通する。ベアリングハウジング２には、貫通孔７ｄに対向する部位にピン孔２ｅが形成されている。ピン孔２ｅは、軸受孔２ｂを形成する壁部を貫通している。ピン孔２ｅに、図２中、下側から位置決めピン２０が例えば圧入によって保持される。位置決めピン２０の先端は、セミフローティング軸受７の貫通孔７ｄに挿入される。こうして、位置決めピン２０により、セミフローティング軸受７の回転、および、軸方向の移動が規制される。

また、シャフト８には、本体部７ａよりも、図２中、右側（コンプレッサインペラ１０側）に油切り部材２１が固定されている。油切り部材２１は、環状部材である。油切り部材２１は、シャフト８を伝ってコンプレッサインペラ１０側に流れる潤滑油を径方向外側に飛散させる。つまり、油切り部材２１により、コンプレッサインペラ１０側への潤滑油の漏出が抑制される。

油切り部材２１は、本体部７ａに軸方向に対向している。油切り部材２１のうち、本体部７ａとの対向面２１ａの外径は、軸受面７ｃの内径よりも大きい。また、例えば、対向面２１ａの外径は、本体部７ａの外径よりも小さい。

シャフト８には、大径部８ａが設けられている。大径部８ａは、本体部７ａの軸受面７ｂの内径よりも外径が大きい。また、例えば、大径部８ａの外径は、本体部７ａの外径よりも大きい。大径部８ａは、本体部７ａに対して、図２中、左側（タービンインペラ９側）に位置する。大径部８ａは、本体部７ａに軸方向に対向している。

このように、本体部７ａは、油切り部材２１および大径部８ａによって軸方向に挟まれている。また、本体部７ａは、位置決めピン２０によって軸方向の移動が規制される。本体部７ａと油切り部材２１との間隙、および、本体部７ａと大径部８ａとの間隙には、それぞれ、潤滑油が供給されている。シャフト８が軸方向に移動すると、油切り部材２１または大径部８ａが本体部７ａとの間の油膜圧力によって支持される。すなわち、セミフローティング軸受７のうち、本体部７ａの軸方向の両端面は、軸受面７ｅ、７ｆとなっている。軸受面７ｅ、７ｆは、スラスト荷重を受ける。

また、本体部７ａの外周面のうち、軸方向の両端側それぞれにはダンパ部７ｇ、７ｈが形成されている。ダンパ部７ｇ、７ｈは、軸受孔２ｂの内周面２ｆとの間隙に供給された潤滑油の油膜圧力によってシャフト８の振動を抑制する。

上記のように、軸受面７ｂ、７ｅやダンパ部７ｇに供給された後の潤滑油の一部は、軸受孔２ｂからタービンインペラ９側に流出する。ベアリングハウジング２の内部には、タービンインペラ９と軸受孔２ｂとの間に空間Ｓａが形成されている。空間Ｓａは、軸受孔２ｂとシャフト８の軸方向に連続する。また、空間Ｓａは、軸受孔２ｂよりも径方向外側までシャフト８の回転方向に延在している。軸受孔２ｂからタービンインペラ９側に流出した潤滑油は、シャフト８と共に連れ回った遠心力により、空間Ｓａにおいて径方向外側に飛散する。

空間Ｓａは、軸受孔２ｂの鉛直下側（図２中、下側）において通路Ｓｂと連通している（ここでは、例えば、連続している。ただし、空間Ｓａの内壁面と通路Ｓｂの内壁面との間に段差が形成されてもよい。）通路Ｓｂは、ベアリングハウジング２の内部における軸受孔２ｂの鉛直下側に延在している。通路Ｓｂは、図１に示すベアリングハウジング２における、図１中、下側（鉛直下側）に形成された排油口２ｇと連通している。

空間Ｓａのうち、シャフト８より鉛直上側に飛散した潤滑油は、空間Ｓａを形成するベアリングハウジング２の内壁を伝ってシャフト８より鉛直下側に流下する。流下した潤滑油は、空間Ｓａのうち、シャフト８より鉛直下側に飛散した潤滑油と合流する。合流した潤滑油は、通路Ｓｂに導かれる。通路Ｓｂに導かれた潤滑油は、通路Ｓｂを排油口２ｇに向かって流下する。流下した潤滑油は、ベアリングハウジング２の外部に排出される。

空間Ｓａとタービンインペラ９との間にはシールリング２２が配設される。シールリング２２は、シャフト８とベアリングハウジング２との径方向の間隙に位置する。シールリング２２は、空間Ｓａ側からタービンインペラ９側への潤滑油の漏出を抑制する。

このように、シールリング２２によって、タービンインペラ９側への潤滑油の漏出は抑制される。しかし、軸受孔２ｂから空間Ｓａに流出する潤滑油の油量が多すぎると、シールリング２２によるシール性が低下してしまう。そこで、本実施形態では、軸受孔２ｂの内周面２ｆに逃げ溝２３が設けられている。

逃げ溝２３は、空間Ｓａに対して、シャフト８の軸方向に軸受孔２ｂの中心側に離隔している。逃げ溝２３には、軸受面７ｂ、７ｅやダンパ部７ｇに供給された後の潤滑油の一部が流入する。

また、大径部８ａのうち、本体部７ａとの対向面８ｂは、逃げ溝２３の径方向内側に位置している。また、対向面８ｂは、逃げ溝２３のうちタービンインペラ９側の内壁面２３ａよりも、タービンインペラ９から離隔する側に位置している。そのため、軸受面７ｂ、７ｅを潤滑した後の潤滑油が対向面８ｂを伝って逃げ溝２３に流入し易い。また、逃げ溝２３は、本体部７ａの径方向外側に位置している。そのため、ダンパ部７ｇと軸受孔２ｂとの間隙を通った後の潤滑油が、逃げ溝２３に流入し易い。

また、大径部８ａの外径が本体部７ａの外径よりも大きい。そのため、ダンパ部７ｇから本体部７ａの外周面を伝って軸方向に流れた潤滑油が、大径部８ａによって流れ方向を径方向に変えられて、逃げ溝２３に流入し易い。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３では、理解を容易とするため、ベアリングハウジング２の一部を破断線で示して省略する。また、図３では、通路Ｓｂよりもシャフト８の径方向外側の部位の図示を省略する。

図３に示すように、ベアリングハウジング２には連通開口部２４が設けられている。連通開口部２４は、ベアリングハウジング２のうち、軸受孔２ｂと通路Ｓｂとをシャフト８の径方向に仕切る隔壁を貫通する。連通開口部２４は、逃げ溝２３（軸受孔２ｂ）と通路Ｓｂを連通する。連通開口部２４は、逃げ溝２３に流入した潤滑油を通路Ｓｂに導く。

大径部８ａの回転に連れ回った潤滑油は遠心力で飛散する。そうすると、逃げ溝２３のうち、シャフト８より上方に飛散した潤滑油は、逃げ溝２３の内壁を伝ってシャフト８より下方に流下する。流下した潤滑油は、逃げ溝２３のうち、シャフト８より下方に飛散した潤滑油と合流する。そして、合流した潤滑油は、連通開口部２４から通路Ｓｂに噴出する。このように、潤滑油の一部は、空間Ｓａを介さずに直接、軸受孔２ｂから通路Ｓｂに噴出する。そのため、大径部８ａよりもタービンインペラ９側に流れる潤滑油の油量が抑制される。こうして、シールリング２２からタービンインペラ９側への潤滑油の漏出が抑制される。

図４（ａ）は、比較例における図２に対応する位置の抽出図である。図４（ｂ）は、比較例における図３に対応する位置の抽出図である。

比較例において、連通開口部Ｘから通路Ｓｂに噴出する潤滑油の油量が多くなり過ぎるとする。この場合、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、通路Ｓｂには、連通開口部Ｘから噴出する潤滑油の壁（図４（ａ）、図４（ｂ）中、クロスハッチングで示す）が形成される。その結果、空間Ｓａを通った後の潤滑油が通路Ｓｂを流下するとき、連通開口部Ｘから噴出する潤滑油の壁によって流れが阻害される場合がある。そのため、排油性が低下してしまう。

そこで、本実施形態では、分割壁部２５（下方壁部）が設けられている。分割壁部２５は、連通開口部２４をシャフト８の回転方向（図３中、時計回り方向）に複数に分割する。分割壁部２５は、シャフト８の軸心の直下を含む下部（下方部）に位置する。分割壁部２５のうち、シャフト８に対向する内壁面２５ａは曲面形状である。内壁面２５ａの曲率中心は、内壁面２５ａよりシャフト８側に位置する。内壁面２５ａは、シャフト８の回転方向（周方向）に延在して形成される。内壁面２５ａは、シャフト８の回転方向の両端が、図３中、上下方向において、シャフト８の回転方向に延在する領域の中心部（回転方向に延在している内壁面２５ａの中央部）よりも鉛直上側に突出した曲面形状である。内壁面２５ａは、シャフト８の外周面に沿って延在する。内壁面２５ａは、シャフト８の外周面からの距離が、シャフト８の回転方向に亘って大凡一定となる。また、仮に、後述の対向壁部２３ｃが内壁面２５ａの回転方向の位相まで延在する仮想線を考えるとする。対向壁部２３ｃは、この仮想線と大凡一致するように分割壁部２５を形成してもよい。分割壁部２５は、図２に示すように、逃げ溝２３の軸方向に亘って延在する。分割壁部２５は、タービンインペラ９側に空間Ｓａを空けて、大径部８ａの直下を含む下部から逃げ溝２３側に突出している。分割壁部２５は、逃げ溝２３のうち、図２中、右側（コンプレッサインペラ１０側）の内壁面２３ｂの径方向外側から、大径部８ａの直下まで（空間Ｓａの手前まで）軸方向に延在する。

詳細には、図２に示すように、ベアリングハウジング２のうち、大径部８ａの径方向外側には、環状突起２ｈが形成されている。環状突起２ｈは、大径部８ａを環状に囲繞する。また、環状突起２ｈは、逃げ溝２３の底面よりも径方向内側に突出する。そして、分割壁部２５は、環状突起２ｈから、逃げ溝２３を軸方向に挟んだ反対側の壁部まで延在している。

図３に戻って、分割壁部２５によって分割された連通開口部２４のうち、シャフト８の回転方向の前方側を前方側開口部２４ａと称する。また、連通開口部２４のうち、シャフト８の回転方向の後方側を後方側開口部２４ｂと称する。シャフト８の回転に伴って、図３中、白抜き矢印で示すように流れた潤滑油は、前方側開口部２４ａおよび後方側開口部２４ｂから流出する。

ここで、潤滑油の流れ方向は、分割壁部２５によって変化する。分割壁部２５の鉛直下側には潤滑油が直接噴出しない。そのため、連通開口部２４から通路Ｓｂに噴出する潤滑油の壁に間隙を形成できる。こうして、通路Ｓｂの閉塞が回避される。そのため、空間Ｓａを通った後の潤滑油が通路Ｓｂを流下するとき、連通開口部２４から噴出する潤滑油の壁によって流れが阻害され難くなる。こうして、排油性が向上する。

また、対向壁部２３ｃは、逃げ溝２３のうち、シャフト８と径方向に所定間隔を空けて対向する。潤滑油は、シャフト８の外周面と逃げ溝２３の対向壁部２３ｃとの間を、シャフト８の回転方向に流れる。潤滑油の一部は、後方側開口部２４ｂから排出される。残りの潤滑油は、シャフト８の外周面と、分割壁部２５の内壁面２５ａとの隙間を通って前方側開口部２４ａに向う。上記のように、分割壁部２５の内壁面２５ａは、曲率中心をシャフト８側に位置させる曲面形状である。そのため、シャフト８の外周面と、分割壁部２５の内壁面２５ａとの隙間を通る潤滑油の流れが滑らかとなる。その結果、分割壁部２５の内壁面２５ａからシャフト８への潤滑油の飛散が抑制される。したがって、シャフト８への潤滑油の付着が抑えられる。こうして、排油性が向上する。

また、分割壁部２５の内壁面２５ａは、シャフト８の外周面に沿って延在する。そのため、シャフト８の外周面と、分割壁部２５の内壁面２５ａとの隙間を通る潤滑油の流れがさらに滑らかとなる。その結果、シャフト８への潤滑油の付着が効果的に抑えられて排油性がさらに向上する。また、ここでは、分割壁部２５は、ベアリングハウジング２内に対向壁部２３ｃと連続した内壁面として一体形成されてもよい。この場合、ベアリングハウジング２の一部を、例えば、切削などの機械加工によって除去して前方側開口部２４ａおよび後方側開口部２４ｂが形成される。その結果、前方側開口部２４ａおよび後方側開口部２４ｂの間に残されたベアリングハウジング２が分割壁部２５となる。したがって、分割壁部２５は、容易に製作可能である。

対向壁部２３ｃのうち、前方側開口部２４ａからシャフト８の回転方向に連続する部位に、狭小部２６が形成されている。狭小部２６は、鉛直方向（図３中、上下方向）に延在する壁面である。狭小部２６は、対向壁部２３ｃのうち、狭小部２６よりシャフト８の回転方向の前方側の部位よりも、シャフト８との径方向の間隙が狭くなっている。

逃げ溝２３に流入した潤滑油が、連通開口部２４から通路Ｓｂに流出せずに、シャフト８の回転に連れ回って狭小部２６を回転方向に流通しようとしたとする。しかし、狭小部２６とシャフト８との径方向の間隙は狭い。そのため、巻き上げられる潤滑油の油量が抑えられる。その結果、逃げ溝２３へ潤滑油が巻き上げられ難くなる。したがって、前方側開口部２４ａから通路Ｓｂに排出される潤滑油の油量が多くなる。こうして、排油性が向上する。

ここでは、狭小部２６が前方側開口部２４ａからシャフト８の回転方向の前方側に連続して形成される場合について説明した。ただし、狭小部２６は、シャフト８の軸心の直上を挟んでシャフト８の回転方向の後方側に形成されてもよい。また、狭小部２６は、シャフト８の軸心の直上を挟んでシャフト８の回転方向の前方側より、シャフト８との間隔が小さければよい。狭小部２６は、例えば、前方側開口部２４ａから回転方向に離隔して形成されてもよい。

また、対向壁部２３ｃに、後方側開口部２４ｂからシャフト８の回転方向の後方側に連続して、シャフト８との間隙が広くなる部位を形成してもよい。この場合、シャフト８の回転に連れ回って後方側開口部２４ｂに向かって潤滑油が効率的に排出される。こうして、排油性が向上する。

図５は、第１変形例を説明するための説明図である。図５には、第１変形例における図３に対応する位置の抽出図を示す。図５に示すように、第１変形例においては、分割壁部２５は、シャフト８の軸心に垂直な断面形状が大凡扇形となっている。分割壁部３５（下方壁部）には、壁面３５ａおよび壁面３５ｂが形成される。壁面３５ａは、前方側開口部２４ａ側に形成される。壁面３５ｂは、後方側開口部２４ｂ側に形成される。壁面３５ａおよび壁面３５ｂは、軸方向に垂直な断面において、シャフト８の径方向に沿って延在している。

そのため、前方側開口部２４ａおよび後方側開口部２４ｂから流出する潤滑油の流れが、分割壁部３５から、図５中、左右方向に離隔する方向となる。そのため、通路Ｓｂにおける潤滑油の壁に形成する間隙を拡げることができる。こうして、排油性が一層向上する。

図６は、第２変形例を説明するための説明図である。図６には、第２変形例における図３に対応する位置の抽出図を示す。図６に示すように、第２変形例では、分割壁部２５を設けられていない。その代わりに、シャフト８の軸心の直下を含む下部に連続壁部５５（下方壁部）が設けられる。連続壁部５５は、ベアリングハウジング２のうち、逃げ溝２３を形成する壁部２ｉ（内周面２ｆ）の一部である。壁部２ｉは、少なくともシャフト８の軸心の直上から、シャフト８の回転方向の後方側に連続壁部５５まで延在する。連続壁部５５は、例えば、シャフト８の直下を含み僅かにシャフト８の回転方向の後方側まで延在する。連通開口部４４は、シャフト８の軸心の直下よりも、シャフト８の回転方向（図６中、時計回り方向）の後方側（図６中、破線の矢印で示す）の連続壁部５５から、回転方向の後方側に向かって延在している。換言すれば、連通開口部４４は、シャフト８の軸心の直下よりもシャフト８の回転方向後方側の範囲内でのみ、通路Ｓｂと軸受孔２ｂとを連通する。

内壁面４４ｅ、４４ｆは、連通開口部４４を形成する。内壁面４４ｅは、連通開口部４４のうち、シャフト８の回転方向の前方側に位置する壁面である。換言すれば、内壁面４４ｅは、連続壁部５５のうち、シャフト８の回転方向の後方側の端面である。内壁面４４ｅは、シャフト８の軸心の鉛直下側より回転方向の後方側に位置する。逃げ溝２３を形成する壁部２ｉは、内壁面４４ｅ（連続壁部５５の端面）から、シャフト８の回転方向の前方側に、内壁面４４ｆまで延在する。

連続壁部５５のうち、シャフト８に対向する内壁面５５ａは、上記の分割壁部２５の内壁面２５ａと同様、曲面形状である。内壁面５５ａの曲率中心は、内壁面５５ａよりシャフト８側に位置する。内壁面５５ａは、シャフト８の外周面に沿って延在する。内壁面５５ａは、シャフト８の外周面からの距離が、シャフト８の回転方向に亘って大凡一定となる。連続壁部５５は、逃げ溝２３の軸方向に亘って延在する。連続壁部５５は、上記の分割壁部２５と同様、タービンインペラ９側に空間Ｓａを空けて、大径部８ａの直下を含む下部から逃げ溝２３側に突出して形成される。連続壁部５５は、逃げ溝２３のうち、コンプレッサインペラ１０側の内壁面２３ｂ（図２参照）の径方向外側から、大径部８ａの直下を含む下部まで（空間Ｓａの手前まで）軸方向に延在する。

潤滑油は、シャフト８の外周面と逃げ溝２３の対向壁部２３ｃとの間を、シャフト８の回転方向に流れる。このとき、潤滑油の一部が連通開口部４４から排出される。残りの潤滑油は、シャフト８の外周面と、連続壁部５５の内壁面５５ａとの隙間を通って逃げ溝２３の内部に流入する。上記のように、連続壁部５５の内壁面５５ａは、曲率中心をシャフト８側に位置させる曲面形状である。そのため、シャフト８の外周面と、連続壁部５５の内壁面５５ａとの隙間を通る潤滑油の流れが滑らかとなる。その結果、連続壁部５５の内壁面５５ａからシャフト８への潤滑油の飛散が抑制される。したがって、シャフト８への潤滑油の付着が抑えられる。こうして、排油性が向上する。また、連続壁部５５の内壁面５５ａは、シャフト８の外周面に沿って延在する。そのため、シャフト８の外周面と、連続壁部５５の内壁面５５ａとの隙間を通る潤滑油の流れがさらに滑らかとなる。その結果、排油性がさらに向上する。また、ここでは、連続壁部５５は、ベアリングハウジング２と一体形成されている。ベアリングハウジング２の一部を、例えば、切削などの機械加工によって除去して連通開口部４４が形成される。その結果、連通開口部４４からシャフト８の回転方向の前方側に残されたベアリングハウジング２が連続壁部５５となる。そのため、連続壁部５５は、容易に製作可能である。

図６中、白抜き矢印で示すように、潤滑油が連通開口部４４から通路Ｓｂに流出する。しかし、内壁面４４ｅよりもシャフト８の回転方向前方側では、潤滑油がベアリングハウジング２によって遮られる。そのため、連通開口部４４から通路Ｓｂに噴出する潤滑油の壁に間隙を形成することができる。こうして、排油性が向上する。

図７は、第３変形例を説明するための説明図である。図７には、第３変形例における図６に対応する位置の抽出図を示す。図７に示すように、第３変形例では、第２変形例の構成に加えて、狭小部６６が設けられる。狭小部６６は、上述した実施形態の狭小部２６と同様、対向壁部２３ｃのうち、狭小部６６よりシャフト８の回転方向の前方側の部位よりも、シャフト８との径方向の間隙が狭くなっている。ここでは、狭小部６６は、連続壁部５５の内壁面５５ａに形成される。すなわち、連続壁部５５の内壁面５５ａを、シャフト８の回転方向の前方側の部位よりも、シャフト８に近く配置して狭小部６６としている。内壁面５５ａ（狭小部６６）は、上記の第２変形例と同様、シャフト８の外周面に沿って延在する曲面形状である。ただし、狭小部６６は、連続壁部５５の内壁面５５ａよりも、シャフト８の回転方向の前方側に形成されてもよい。

逃げ溝２３に流入した潤滑油が、連通開口部４４から通路Ｓｂに流出せずに、シャフト８の回転に連れ回って狭小部６６を回転方向に流通しようとする（潤滑油が巻き上げられる）力が遠心力によって作用する。しかし、狭小部６６とシャフト８との径方向の間隙は狭い。そのため、巻き上げられる潤滑油の油量が抑えられる。その結果、逃げ溝２３へ潤滑油が巻き上げられ難くなる。潤滑油を連通開口部４４から通路Ｓｂに効率よく排出できる。こうして、排油性が向上する。

ここでは、狭小部６６が連通開口部４４との境界（狭小部６６の回転方向の後方側端部）からシャフト８の回転方向の前方側に連続して形成される場合について説明した。ただし、狭小部６６の回転方向の後方側端部は、例えば、連通開口部４４から回転方向に離隔して形成されてもよい。ここで、狭小部６６は、シャフト８の軸心の直上（シャフト８の軸心に交差する上下方向の基準線）を挟んでシャフト８の回転方向の後方側に形成されればよい。また、狭小部２６は、シャフト８の軸心の直上を挟んでシャフト８の回転方向の前方側より、シャフト８との間隔が小さければよい。

上述した実施形態および第１変形例では、連通開口部２４は、シャフト８の回転方向に２つに分割される場合について説明した。ただし、連通開口部２４は、シャフト８の回転方向に３つ以上に分割されてもよい。

また、上述した実施形態および第１変形例では、軸受孔２ｂのタービンインペラ９側に連通開口部２４および分割壁部２５、３５が設けられる場合について説明した。ただし、軸受孔２ｂのコンプレッサインペラ１０側に連通開口部２４および分割壁部２５、３５を設けてもよい。同様に、上述した第２変形例および第３変形例では、軸受孔２ｂのタービンインペラ９側に連通開口部４４が設けられる場合について説明した。ただし、軸受孔２ｂのコンプレッサインペラ１０側に連通開口部４４を設けてもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、軸受としてセミフローティング軸受７を例に挙げて説明した。ただし、セミフローティング軸受７の代わりに、シャフト８の回転方向に回転するフルフローティングメタルや玉軸受を設けてもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、油切り部材２１のうち、本体部７ａとの対向面２１ａの外径は、本体部７ａの外径よりも小さい場合について説明した。ただし、対向面２１ａの外径は、本体部７ａの外径と同一、または、本体部７ａの外径よりも大きくてもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、逃げ溝２３が形成される場合について説明した。ただし、逃げ溝２３は必須の構成ではない。ただし、逃げ溝２３を設けることで、軸方向に流通する潤滑油の流れを径方向に変え易い。そのため、連通開口部２４、４４から通路Ｓｂへ潤滑油が流出し易い。その結果、排油性が向上する。

また、上述した実施形態および変形例では、大径部８ａのうち、本体部７ａとの対向面８ｂは、逃げ溝２３の径方向内側に位置する場合について説明した。すなわち、逃げ溝２３が、セミフローティング軸受７の軸受面７ｅの径方向外側に位置する場合について説明した。ただし、逃げ溝２３は、セミフローティング軸受７の軸受面７ｅの径方向外側に位置せずともよい。ただし、逃げ溝２３が、セミフローティング軸受７の軸受面７ｅの径方向外側に位置することで、以下の効果を奏する。すなわち、軸受面７ｅと大径部８ａの隙間から径方向に噴出する潤滑油が、効率的に排出される。こうして、排油性がさらに向上する。

また、上述した実施形態および変形例では、分割壁部２５、３５および連続壁部５５は、シャフト８の軸心の直下に位置する場合について説明した。ただし、分割壁部２５、３５および連続壁部５５は、シャフト８の軸心の直下を避けて配設されてもよい。ただし、分割壁部２５、３５および連続壁部５５の少なくとも一部が、シャフト８の軸心の直下に位置することで、以下の効果を奏する。すなわち、分割壁部２５、３５および連続壁部５５は、重力を受けて鉛直下側に流下する潤滑油を好適に遮る。そして、分割壁部２５、３５および連続壁部５５は、通路Ｓｂにおける潤滑油の壁に間隙を形成しやすくなる。

また、上述した実施形態、第１変形例、および、第３変形例では、狭小部２６、６６を備える場合について説明した。ただし、狭小部２６、６６は、必須の構成ではない。狭小部２６、６６を形成せずともよい。

また、上述した実施形態および変形例では、分割壁部２５、３５および連続壁部５５は、ベアリングハウジング２に一体形成される場合について説明した。ただし、分割壁部２５、３５および連続壁部５５は、ベアリングハウジング２と別体に形成され、シャフト８の軸心の直下に取り付けられてもよい。

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。

本開示は、シャフトを軸支する軸受構造、および、過給機に利用することができる。

Ｃ 過給機
Ｓ 軸受構造
Ｓａ 空間
Ｓｂ 通路
２ ベアリングハウジング（ハウジング）
２ｂ 軸受孔
２ｃ 油路
２ｅ ピン孔
２ｆ 内周面
７ セミフローティング軸受（軸受）
８ シャフト
８ａ 大径部
９ タービンインペラ（インペラ）
１０ コンプレッサインペラ（インペラ）
２３ 逃げ溝
２３ｃ 対向壁部
２４ 連通開口部
２４ａ 前方側開口部
２４ｂ 後方側開口部
２５ 分割壁部（下方壁部）
２６ 狭小部
３５ 分割壁部（下方壁部）
４４ 連通開口部
４４ｅ 内壁面
５５ 連続壁部（下方壁部）
６６ 狭小部

Claims (8)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに形成された軸受孔と、
   前記軸受孔に設けられ、一端にインペラが設けられたシャフトを軸支する軸受と、
   前記ハウジングに形成され、前記インペラと前記軸受孔との間に位置する空間と、
   前記空間と連通し、前記軸受孔の鉛直下側に延在する通路と、
   前記通路と前記軸受孔とを連通する連通開口部と、
   前記通路と前記軸受孔との間に、前記シャフトの軸心の直下を含む下部に設けられ、前記シャフトに対向する内壁面を有する下方壁部と、
   を備える軸受構造。
2. 前記内壁面は、前記シャフトの回転方向に、前記シャフトの外周面に沿って延在する請求項１に記載の軸受構造。
3. 前記連通開口部は、前記下方壁部よりも前記シャフトの回転方向前方側および後方側にそれぞれ設けられる請求項１または２に記載の軸受構造。
4. 前記連通開口部は、前記シャフトの軸心の直下を含む下部よりも前記シャフトの回転方向後方側の範囲内にのみ設けられている請求項１または２に記載の軸受構造。
5. 前記軸受孔の内周面に形成され、前記空間から前記シャフトの軸方向に離隔する逃げ溝をさらに備え、
   前記連通開口部は、前記通路と前記逃げ溝を連通する請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受構造。
6. 前記逃げ溝のうち、前記シャフトと径方向に所定間隔を空けて対向する対向壁部には、前記シャフトの軸心の直上を挟んで前記シャフトの回転方向後方側に、前記回転方向前方側より、前記シャフトとの間隔が小さい狭小部が形成される請求項５に記載の軸受構造。
7. 前記シャフトに設けられ、前記空間と前記逃げ溝との間に位置し、前記軸受孔の内周面より径が大きい大径部をさらに備え、
   前記下方壁部は、前記大径部の直下から前記逃げ溝側に突出し、前記インペラ側に前記空間が位置する請求項５または６のいずれか１項に記載の軸受構造。
8. 前記請求項１から７のいずれか１項に記載の軸受構造を備える過給機。

Images