JP6938648B2 - 異物除去装置及びこの異物除去装置を備えるターボチャージャ - Google Patents

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Description

本開示は、異物除去装置及びこの異物除去装置を備えるターボチャージャに関する。
ターボチャージャの回転シャフトを支持するために、フローティングブッシュ等のすべり軸受が採用されるが、近年では、損失低減のために転がり軸受を採用する場合がある。転がり軸受で回転シャフトを支持するターボチャージャが特許文献1に開示されている。特許文献1のターボチャージャでは、転がり軸受は、エンジンの稼働中はエンジン各所を潤滑するオイルで潤滑され、エンジンを停止させたときには、別の場所に貯留されたきれいなオイルで転がり軸受を洗い流すように構成されている。
特開2012−57544号公報
転がり軸受の寿命は、オイルに含まれる異物の質や量に著しく影響される。通常は、エンジン各所を潤滑するオイルよりも異物の少ないオイルで転がり軸受を潤滑することが要求されるので、特許文献1のようにエンジン各所を潤滑するオイルで転がり軸受を潤滑すると、転がり軸受の寿命が短くなるおそれがあるといった問題があった。逆に、転がり軸受を潤滑するオイルに適したフィルタを、エンジン各所を潤滑するオイルから異物を除去するために用いると、フィルタのメッシュサイズが小さすぎて短期間に目詰まりを起こしてしまうという問題点があった。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも1つの実施形態は、ターボチャージャの回転シャフトを支持する転がり軸受を潤滑するのに適した程度にオイルから異物を除去できるとともに異物除去性能の低下時に交換作業を容易に行える異物除去装置及びこの異物除去装置を備えるターボチャージャを提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも1つの実施形態に係る異物除去装置は、
ターボチャージャの回転シャフトを支持する転がり軸受を潤滑するためのオイルから異物を除去するための異物除去装置であって、
該異物除去装置は、
前記オイルが流通するためのオイル流路を含む本体部と、
前記オイル流路内に設けられ、前記オイル流路を流通する前記オイルから異物を除去するための異物除去要素と
を備え、
前記ターボチャージャのハウジングに形成された前記オイルが流通するための給油流路と前記オイル流路とが連通するように前記本体部が前記ハウジングに着脱可能に構成され、
前記本体部は、前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記給油流路内に挿入可能に構成された挿入取付部と、頭部とを有し、
前記オイル流路は、該オイル流路の一方の開口端が前記頭部の上端面に開口するとともに、前記オイル流路の他方の開口端が前記挿入取付部の下端面に開口するように構成され、
前記本体部は、前記オイル流路の方の開口端側に、前記ターボチャージャが設けられる内燃機関から供給される前記オイル用の配管が接続される接続部が形成され、前記接続部の内径と前記挿入取付部の外径とは同径である。
上記(1)の構成によると、ターボチャージャが設けられた内燃機関の各所を潤滑するためのオイルから異物を除去するための異物除去要素の仕様とは別の仕様の異物除去要素を異物除去装置に取り付けることができるので、転がり軸受を潤滑するのに適した程度にオイルから異物を除去することができる。また、異物除去要素を含む本体部をターボチャージャのハウジングに脱着可能であるので、異物除去要素の異物除去性能の低下時に交換作業を容易に行うことができる。
上記()の構成によると、挿入取付部を給油流路の開口部から給油流路内に挿入することで、本体部を容易にターボチャージャに取り付けることができる。
上記()の構成によると、内燃機関の各所を潤滑するためのオイル用の配管を容易に異物除去装置に接続させることができる。
上記()の構成によると、給油流路と、内燃機関の各所を潤滑するためのオイル用の配管との間に本体部を取り付けることができるので、既存のターボチャージャに異物除去装置を用いることができる。
)いくつかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記挿入取付部の外周面には第1雄ねじが形成され、
記給油流路の内周面には、前記開口部から前記転がり軸受に向かって第1雌ねじが形成され、
前記本体部は、前記第1雄ねじと前記第1雌ねじとを螺合させるために前記本体部を回すための工具を前記本体部に対して固定する工具固定部を有する。
上記()の構成によると、工具を工具固定部に固定することで本体部を回しやすくなるので、本体部をターボチャージャのハウジングに容易に取り付けることができる。
本発明の少なくとも1つの実施形態に係る異物除去装置は
ターボチャージャの回転シャフ卜を支持する転がり軸受を潤滑するためのオイルから異物を除去するための異物除去装置であって、
該異物除去装置は、
前記オイルが流通するためのオイル流路を含む本体部と、
前記オイル流路内に設けられ、前記オイル流路を流通する前記オイルから異物を除去するための異物除去要素と
を備え、
前記ターボチャージャのハウジングに形成された取付孔部に前記本体部を挿入することにより、前記ハウジングに形成された前記オイルが流通するための給油流路と前記オイル流路とが連通するように前記本体部が前記ハウジングに着脱可能に構成され、
前記給油流路は、
前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部を含む第1給油流路部と、
前記転がり軸受に連通する第2給油流路部と
を備え、前記第1給油流路部と前記第2給油流路部とは前記取付孔部によって分離され、
前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記転がり軸受までの間で前記本体部が前記給油流路に交差するように前記本体部を前記取付孔部に挿入することにより、前記オイル流路が前記第1給油流路部と前記第2給油流路部とを連通する。
上記()の構成によると、ハウジングに、本体部を挿入するための構成を予め形成しておくことで、この構成に本体部を挿入するだけで本体部をハウジングに取り付けることができるので、本体部の取り付けを容易に行うことができる。
)いくつかの実施形態では、上記(1)〜()のいずれかの構成において、
前記オイル流路の内周面には第2雌ねじが形成され、
前記異物除去要素は、前記第2雌ねじに螺合可能な第2雄ねじを含み、
前記第2雄ねじを前記第2雌ねじに螺合させることにより、前記異物除去要素が前記オイル流路内に設けられる。
上記()の構成によると、第2雄ねじを第2雌ねじに螺合させることにより、異物除去要素を容易にオイル流路内に設けることができる。
)いくつかの実施形態では、上記(1)〜()のいずれかの構成において、
前記ターボチャージャが設けられる内燃機関から供給される前記オイル用の配管が前記オイル流路又は前記給油流路に接続されるとともに前記本体部が前記ハウジングに取り付けられた状態で、前記異物除去装置は、前記異物除去要素が前記オイル流路から抜けることを防止する抜け止め部を有する。
上記()の構成によると、オイル流路内に設けられた異物除去要素が、ターボチャージャの稼働中にオイル流路内を移動したとしても、抜け止め部によって移動を制限することにより、異物除去要素がオイル流路から抜けてしまうことを防ぐことができる。
)いくつかの実施形態では、上記(1)〜()のいずれかの構成において、
前記異物除去要素は、前記オイル流路内に設けられたフィルタを含む。
上記()の構成によると、内燃機関の各所を潤滑するためのオイル用のフィルタとは別の仕様のフィルタをオイル流路内に設けることができるので、転がり軸受の潤滑に適したオイルを調製して、転がり軸受を潤滑することができる。
)いくつかの実施形態では、上記()の構成において、
前記フィルタのメッシュサイズは3〜15μmである。
上記()の構成によると、内燃機関の各所を潤滑するためのオイル用のフィルタとして使用すると短期間で目詰まりを起こしてしまう可能性のあるフィルタを、転がり軸受を潤滑するオイルのためのみに使用することができるので、内燃機関の各所の潤滑に支障をきたすことなく、転がり軸受を潤滑するオイルを調製することができる。
)いくつかの実施形態では、上記(1)〜()のいずれかの構成において、
前記異物除去要素は、前記オイル流路内に設けられた磁石を含む。
オイルに含まれる異物は金属粉等の、磁石に吸引される物質である場合が多いので、上記()の構成によると、磁石に異物を吸引することで異物をオイルから除去することができる。尚、磁石はフィルタのように目詰まりを起こすことがなく、フィルタに比べて給油抵抗も小さいので、フィルタを用いる場合に比べて、転がり軸受へのオイルの供給のトラブルの可能性を抑制することができる。
)本発明の少なくとも1つの実施形態に係るターボチャージャは、
タービンロータと、
コンプレッサロータと、
前記タービンロータ及び前記コンプレッサロータのそれぞれに接続されて前記タービンロータ及び前記コンプレッサロータと共に回転する回転シャフトと、
前記回転シャフトを支持する転がり軸受と、
前記転がり軸受を収容するハウジングと、
前記ハウジングに形成され、前記転がり軸受を潤滑するためのオイルが流通する給油流路と、
前記ハウジングに着脱可能に取り付けられた上記(1)〜()のいずれかの少なくとも1つの異物除去装置と
を備える。
上記()の構成によると、ターボチャージャが設けられた内燃機関の各所を潤滑するためのオイルから異物を除去するための異物除去要素の仕様とは別の仕様の異物除去要素を異物除去装置に取り付けることができるので、転がり軸受を潤滑するのに適した程度にオイルから異物を除去することができる。また、異物除去要素を含む本体部をターボチャージャのハウジングに脱着可能であるので、異物除去要素の異物除去性能の低下時に交換作業を容易に行うことができる。
10)いくつかの実施形態では、上記()の構成において、
前記少なくとも1つの異物除去装置は、第1異物除去装置及び第2異物除去装置を含み、
前記給油流路は、
前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部を含む第1給油流路部と、
前記転がり軸受に連通する第2給油流路部と
を備え、
前記第1異物除去装置は、前記オイルが流通するための第1オイル流路を含む第1本体部を有し、該第1本体部は、前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記給油流路内に挿入可能に構成された挿入取付部を有し、該挿入取付部には、前記第1オイル流路の一方の開口端が設けられ、
前記第2異物除去装置は、前記オイルが流通するための第2オイル流路を含む第2本体部を有し、該第2本体部は、前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記転がり軸受までの間で前記第2オイル流路が前記給油流路に交差するように前記ハウジングに取り付けることにより、前記オイル流路が前記第1給油流路部と前記第2給油流路部とを連通する。
上記(10)の構成によると、第1異物除去装置及び第2異物除去装置の2段階でオイルから異物を除去することができるので、よりきれいなオイルで転がり軸受を潤滑することができる。
11)いくつかの実施形態では、上記(10)の構成において、
前記第1異物除去装置の第1異物除去要素は、前記第1オイル流路内に設けられた磁石であり、
前記第2異物除去装置の第2異物除去要素は、前記第2オイル流路内に設けられたフィルタである。
上記(11)の構成によると、第1異物除去装置に設けられた磁石でオイルから異物を除去した後、第2異物除去装置に設けられたフィルタでオイルから異物を除去することにより、フィルタでの異物の除去量を低減できるので、フィルタの寿命を長くすることができる。
この発明の少なくとも1つの実施形態によれば、ターボチャージャが設けられた内燃機関の各所を潤滑するためのオイルから異物を除去するための異物除去要素の仕様とは別の仕様の異物除去要素を異物除去装置に取り付けることができるので、転がり軸受を潤滑するのに適した程度にオイルから異物を除去することができる。また、異物除去要素を含む本体部をターボチャージャのハウジングに脱着可能であるので、異物除去要素の異物除去性能の低下時に交換作業を容易に行うことができる。
本発明の実施形態1に係るターボチャージャの断面図である。 本発明の実施形態1に係る異物除去装置の斜視図である。 本発明の実施形態1に係るターボチャージャのハウジングに形成された給油流路の部分断面図である。 本発明の実施形態1に係る異物除去装置の断面図である。 本発明の実施形態1に係る異物除去装置の部分断面図である。 本発明の実施形態2に係る異物除去装置の断面図である。 本発明の実施形態2に係る異物除去装置の部分断面図である。 本発明の実施形態3に係るターボチャージャの断面図である。 本発明の実施形態3に係る異物除去装置の断面図である。 本発明の実施形態3に係るターボチャージャのハウジングに形成された給油流路の部分断面図である。 本発明の実施形態3に係る異物除去装置の部分断面図である。 本発明の実施形態3に係る異物除去装置の変形例の部分断面図である。 本発明の実施形態4に係る異物除去装置の断面図である。 本発明の実施形態4に係る異物除去装置の部分断面図である。 本発明の実施形態4に係る異物除去装置の変形例の部分断面図である。 本発明の実施形態5に係るターボチャージャの断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
(実施形態1)
図1に示されるように、ターボチャージャ1は、タービンロータ2と、コンプレッサロータ3と、タービンロータ2及びコンプレッサロータ3のそれぞれに接続されてタービンロータ2及びコンプレッサロータ3と共に回転する回転シャフト4と、回転シャフト4を支持する転がり軸受5と、転がり軸受5を収容するハウジング6とを備えている。ハウジング6内には、転がり軸受5にオイルを供給するための給油流路7と、オイルをターボチャージャ1から排出させるための排油流路8とが形成されている。ハウジング6に着脱可能に取り付けられた異物除去装置10を介して、ターボチャージャ1が設けられる図示しないエンジン(内燃機関)から供給されるオイル用の配管9と給油流路7とが連通されている。
転がり軸受5は、タービンロータ2とコンプレッサロータ3との間で回転シャフト4を支持するように配置されている。転がり軸受5は、回転シャフト4に同軸状に結合された円筒形状の内輪50と、内輪50と同軸に内輪50の半径方向外側に配置された円筒形状の外輪51と、内輪50と外輪51との間に設けられた複数の転動体52とを備えている。内輪50と外輪51とは、周方向全体にわって互いに間隔をあけて配置されている。
給油流路7は、その下流端側で2つの分岐給油流路7a,7bに分岐し、分岐給油流路7a,7bはそれぞれ、外輪51に形成された貫通孔51a,51bを介して、内輪50と外輪51との間の空間に連通している。これにより、配管9を介して図示しないエンジンから供給されたオイルが異物除去装置10と給油流路7と分岐給油流路7a,7bとを順次流通して、内輪50と外輪51との間の空間に供給されるようになっている。
排油流路8は、転がり軸受5の軸方向両側の開口端5a,5bと、内輪50と外輪51との間の空間に一端が連通するとともに他端が排油流路8に開口する排出孔53と連通している。これにより、内輪50と外輪51との間の空間に供給されたオイルは、開口端5a,5b及び排出孔53を介して排油流路8に排出され、排油流路8を流通してターボチャージャ1から排出されるようになっている。
図2に示されるように、異物除去装置10は本体部11を有し、本体部11は、挿入取付部12と、6つの平坦な側面14によって六角柱形状に構成された頭部13とを備えている。本体部11は、後述する動作で異物除去装置10をターボチャージャ1のハウジング6に取り付けるためのアタッチメントである。挿入取付部12の外周面には第1雄ねじ15が形成されている。図3に示されるように、給油流路7の内周面には、ハウジング6における給油流路7の開口部7cから転がり軸受5に向かって第1雌ねじ7dが形成されている。給油流路7の内径と挿入取付部12の外径とは同径、すなわち第1雌ねじ7dの谷の径と第1雄ねじ15の外径とが同径である。このため、第1雌ねじ7dと第1雄ねじ15とを螺合させながら挿入取付部12を、ハウジング6における給油流路7の開口部7cから給油流路7内に挿入することによって、異物除去装置10をハウジング6に取り付けることができる。
図2に示されるように、挿入取付部12を給油流路7(図3参照)に挿入する際、スパナのような工具(図示せず)で平坦な側面14を把持して本体部11を回すことにより、第1雄ねじ15と第1雌ねじ7dとを螺合させることができるので、異物除去装置10をハウジング6(図3参照)に容易に取り付けることができる。ここで、工具は平坦な側面14を把持することによって本体部に対して固定されるので、側面14は、工具を本体部11に対して固定するための工具固定部である。
図4に示されるように、異物除去装置10の本体部11には、その軸方向に貫通するオイル流路20が形成されている。オイル流路20は、一方の開口端20aが頭部13の上端面13aに開口するとともに他方の開口端20bが挿入取付部12の端部12aに開口するように構成されている。オイル流路20の内周面には、開口端20aから開口端20bに向かって雌ねじである接続部21が形成されている。接続部21は、配管9(図1参照)の先端部に形成された雄ねじと螺合可能に構成されている。
また、オイル流路20の内周面には、接続部21が形成された領域に続いて開口端20bに向かって第2雌ねじ22も形成されている。異物除去要素23は、コップ形状を有するフィルタ23aと、フィルタ23aを保持する円筒形状の保持部材24とを備えている。保持部材24の外周面には、第2雌ねじ22と螺合可能に構成された第2雄ねじ25が形成されている。第2雌ねじ22に第2雄ねじ25が螺合することにより、フィルタ23aを保持する保持部材24がオイル流路20内に設けられている。すなわち、第2雄ねじ25を第2雌ねじ22に螺合させることにより、異物除去要素23を容易にオイル流路20内に設けることができる。尚、保持部材24は、このような形態に限定するものではない。オイル流路20の内周面に第2雌ねじ22を形成しないとともに保持部材24に第2雄ねじ25を形成しない形態で、オイル流路20内に、フィルタ23aを保持した保持部材24をしまりバメで押し込む形態であってもよい。この場合には、フィルタ23aの交換は、異物除去装置10そのものを交換してもよいし、オイル流路20の逆側の端部から、フィルタ23aを保持した保持部材24を押すことによって取り外して交換を行ってもよい。
異物除去装置10には、エンジンの各所を潤滑するためのオイル用のフィルタとは別の仕様のフィルタ23aをオイル流路20内に設けることができる。例えば、エンジンの各所を潤滑するためのオイルに用いると短期間で目詰まりを起こしてしまうようなメッシュサイズ、例えば3〜15μm、好ましくは10μmのフィルタ23aをオイル流路20内に設けることができる。転がり軸受5(図1参照)の潤滑には、エンジン各所を潤滑するオイルよりも異物の少ないオイルを用いる必要があるため、フィルタ23aによって、転がり軸受5の潤滑に適したオイルを調製して、転がり軸受5に供給することができる。
次に、異物除去装置10の動作について説明する。
図1に示されるように、図示しないエンジンの各所を潤滑するためのオイルの一部が配管9を介して異物除去装置10に供給される。異物除去装置10に供給されたオイルは、オイル流路20(図4参照)を流通する際にフィルタ23a(図4参照)により異物が除去される。上述したように、フィルタ23aのメッシュサイズはエンジン各所を潤滑するオイル用のフィルタよりも小さいので、異物除去装置10を流通したオイルは、エンジン各所を潤滑するオイルに比べて異物が少ない。このような異物の少ないオイルが、給油流路7と、分岐給油流路7a,7bと、貫通孔51a,51bとを順次流通して、転がり軸受5に、すなわち、内輪50と外輪51との間の空間に供給されて、転がり軸受5を潤滑する。内輪50と外輪51との間の空間に供給されたオイルは、開口端5a,5b又は排出孔53を介して転がり軸受5から排油流路8に流出し、排油流路8を流通してターボチャージャ1から排出される。
このように、ターボチャージャ1が設けられたエンジンの各所を潤滑するためのオイルから異物を除去するためのフィルタの仕様とは別の仕様のフィルタ23aを異物除去装置に取り付けることができるので、転がり軸受5を潤滑するのに適した程度にオイルから異物を除去することができる。また、フィルタ23aを含む本体部11をターボチャージャのハウジングに脱着可能であるので、フィルタ23aの異物除去性能の低下時に交換作業を容易に行うことができる。
図5に示されるように、実施形態1では、配管9の内径rを異物除去要素23の保持部材24の外径Rよりも小さくなるように構成することができる。この構成により、ターボチャージャ1(図1参照)の稼働中に、オイル流路20内に設けられた異物除去要素23が、第2雄ねじ25と第2雌ねじ22との螺合が緩むことによってオイル流路20内を開口端20a(図4参照)に向かって(矢印Aの方向に)移動したとしても、配管9の端面9aに当接することによってそれ以上の移動が制限されるので、異物除去要素23がオイル流路20から抜けてしまうことを防ぐことができる。この場合、配管9の端面9aは、異物除去要素23がオイル流路20から抜けてしまうことを防ぐための抜け止め部である。
図4に示されるように、実施形態1では、異物除去装置10において、雌ねじ部である接続部21の谷の径と、第1雄ねじ15の外径とを同径とすることができる。図1に示されるように、ターボチャージャ1に異物除去装置10を設けない場合は、配管9が給油流路7に直接接続されることになるが、この場合、配管9の先端部に形成された図示しない雄ねじ部の外径と、給油流路7の第1雌ねじ7d(図3参照)の谷の径とが同径となっている。接続部21の谷の径と配管9の先端部に形成された雄ねじ部の外径とを同径に構成するとともに第1雄ねじ15の外径と第1雌ねじ7dの谷の径とを同径に構成することにより、配管9と給油流路7との間に異物除去装置10を取り付けることができる。したがって、既存のターボチャージャに異物除去装置10を用いることができる。
(実施形態2)
次に、実施形態2に係る異物除去装置について説明する。実施形態2に係る異物除去装置は、実施形態1に対して、異物除去要素を変更したものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図6に示されるように、実施形態2では、異物除去要素23は円筒形状の磁石23bである。磁石23bの外周面には第2雄ねじ25が形成されており、第2雄ねじ25は第2雌ねじ22に螺合している。すなわち、オイル流路20と同軸状に円筒形状の磁石23bがオイル流路20内に設けられている。その他の構成は、実施形態1と同じである。
実施形態1と同じ動作で異物除去装置10に供給されたオイルは、オイル流路20を流通する。オイル流路20を流通する際に、円筒形状の磁石23bの内部を流通する。オイルに含まれる異物は金属粉等の、磁石に吸引される物質である場合が多い。このため、磁石23bの内部を流通すると、磁石23bに異物が吸引されることで異物がオイルから除去される。このようにして異物が除去されたオイルが実施形態1と同様の動作で転がり軸受5(図1参照)に供給されて、転がり軸受5を潤滑する。
実施形態2でも、ターボチャージャ1が設けられたエンジンの各所を潤滑するためのオイルから異物を除去するためのフィルタとは別の仕様の異物除去要素23である磁石23bを異物除去装置10に取り付けることができるので、転がり軸受5を潤滑するのに適した程度にオイルから異物を除去することができる。また、磁石23bを含む本体部11をターボチャージャのハウジングに脱着可能であるので、磁石23bの異物除去性能の低下時に交換作業を容易に行うことができる。
また、磁石23bは、フィルタ23aのように目詰まりを起こすことがなく、フィルタ23aに比べて給油抵抗も小さいので、フィルタ23aを用いる場合に比べて、転がり軸受5へのオイルの供給のトラブルの可能性を抑制することができる。尚、フィルタ23aの異物除去性能の調整はメッシュサイズの選択によって行うことができるが、磁石23bの異物除去性能の調整は、磁石23bの軸方向の長さ及び/又は磁石23bの磁力の強さを調整することにより行うことができる。
図7に示されるように、実施形態2では、配管9の内径rを磁石23bの外径Rよりも小さくなるように構成することができる。この構成により、ターボチャージャ1(図1参照)の稼働中に、オイル流路20内に設けられた磁石23bが、第2雄ねじ25と第2雌ねじ22との螺合が緩むことによってオイル流路20内を開口端20a(図6参照)に向かって(矢印Bの方向に)移動したとしても、配管9の端面9a(抜け止め部)に当接することによってそれ以上の移動が制限されるので、磁石23bがオイル流路20から抜けてしまうことを防ぐことができる。
(実施形態3)
次に、実施形態3に係る異物除去装置について説明する。実施形態3に係る異物除去装置は、実施形態1に対して、異物除去装置の本体部の構成を変更したものである。尚、実施形態3において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図8に示されるように、異物除去装置30は、給油流路7の開口部7cから転がり軸受5までの間で本体部31の軸方向と給油流路7の軸方向とが交差するようにハウジング6に取り付けられている。図9に示されるように、異物除去装置30は、直方体形状の本体部31を有している。本体部31には、本体部31の軸方向と直交する方向に貫通するオイル流路40が形成されている。オイル流路40の内周面には、オイル流路40の一方の開口端40aから他方の開口端40bに向かって第2雌ねじ22が形成されている。異物除去要素23は、円盤形状のフィルタ23cと、フィルタ23c保持する円筒形状の保持部材24とを備えている。保持部材24の外周面には、第2雌ねじ22と螺合可能に構成された第2雄ねじ25が形成されている。第2雌ねじ22に第2雄ねじ25が螺合することにより、フィルタ23cを保持する保持部材24がオイル流路40内に設けられている。すなわち、第2雄ねじ25を第2雌ねじ22に螺合させることにより、異物除去要素23を容易にオイル流路40内に設けることができる。
図10に示されるように、ハウジング6には、異物除去装置30の本体部31(図9参照)が挿入可能な取付孔部35が形成されている。給油流路7は、取付孔部35によって、開口部7cを含む第1給油流路部7eと、分岐給油流路7a,7bが接続された第2給油流路部7fとに分離されている。異物除去装置30の本体部31を取付孔部35に挿入することにより、オイル流路40(図9参照)が第1給油流路部7eと第2給油流路部7fとを連通することができ、配管9(図8参照)を流通したオイルは、第1給油流路部7eと、オイル流路40と、第2給油流路部7fと、分岐給油流路7a,7bとを順次流通して、転がり軸受5に供給されるようになっている。その他の構成は、実施形態1と同じである。
実施形態3では、ハウジング6に、異物除去装置30の本体部31を挿入するための取付孔部35を予め形成しておくことで、取付孔部35に異物除去装置30の本体部31を挿入するだけで異物除去装置30をハウジング6に取り付けることができるので、異物除去装置30の取り付けを容易に行うことができる。
図8に示されるように、配管9を流通したオイルが給油流路7を流通する際にフィルタ23c(図9参照)によってオイルから異物が除去される。したがって、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
図11に示されるように、実施形態3では、第1給油流路部7eの内径r’を異物除去要素23の保持部材24の外径Rよりも小さくなるように構成することができる。この構成により、ターボチャージャ1(図8参照)の稼働中に、オイル流路40内に設けられた異物除去要素23が、第2雄ねじ25と第2雌ねじ22との螺合が緩むことによってオイル流路40内を開口端40a(図8参照)に向かって(矢印Cの方向に)移動したとしても、開口部7cとは反対側の第1給油流路部7eの開口部7c’を画定するハウジング6の端面6aによってそれ以上の移動が制限されるので、異物除去要素23がオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐことができる。この場合、ハウジング6の端面6aは、異物除去要素23がオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐための抜け止め部である。
また、図12に示されるように、実施形態3では、異物除去装置30の本体部31において、オイル流路40の開口端40aを含むとともにオイル流路40と同心円状に本体部31の表面から窪んだ窪み部45を形成し、この窪み部45に円盤形状のフィルタ23cを配置して、フィルタ23cの表面と本体部31の表面とを面一に構成してもよい。この場合、第1給油流路部7eの内径r’をフィルタ23cの外径Rよりも小さくなるように構成する。この形態では、異物除去装置30をハウジング6に取り付けると、第1給油流路部7eの開口部7c’を画定するハウジング6の端面6aによってフィルタ23cが抑えられるので、フィルタ23cがオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐことができる。この場合も、ハウジング6の端面6aは、フィルタ23cがオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐための抜け止め部である。
(実施形態4)
次に、実施形態4に係る異物除去装置について説明する。実施形態4に係る異物除去装置は、実施形態3に対して、異物除去要素を変更したものである。尚、実施形態4において、実施形態3の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図13に示されるように、実施形態4では、異物除去要素23は円筒形状の磁石23bである。磁石23bの外周面には第2雄ねじ25が形成されており、第2雄ねじ25は第2雌ねじ22に螺合している。すなわち、オイル流路40と同軸状に円筒形状の磁石23bがオイル流路40内に設けられている。その他の構成は、実施形態3と同じである。
実施形態3と同じ動作で異物除去装置30にオイルが供給される。異物除去装置30内に設けられた磁石23bによってオイルから異物が除去される原理は、実施形態2と同じである。磁石23bによって異物が除去されたオイルは、実施形態3と同様の動作で転がり軸受5(図8参照)に供給されて、転がり軸受5を潤滑する。したがって、実施形態2と同様の効果を得ることができる。
尚、異物除去要素23としてフィルタ23cの代わりに磁石23bを使用する利点と、磁石23bの異物除去性能の調整方法とについては、実施形態2と同じである。
図14に示されるように、実施形態4では、第1給油流路部7eの内径r’を磁石23bの外径Rよりも小さくなるように構成することができる。この構成により、ターボチャージャ1(図8参照)の稼働中に、オイル流路40内に設けられた磁石23bが、第2雄ねじ25と第2雌ねじ22との螺合が緩むことによってオイル流路40内を開口端40a(図8参照)に向かって(矢印Dの方向に)移動したとしても、開口部7cとは反対側の第1給油流路部7eの開口部7c’を画定するハウジング6の端面6aによってそれ以上の移動が制限されるので、磁石23bがオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐことができる。この場合、ハウジング6の端面6aは、磁石23bがオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐための抜け止め部である。
また、図15に示されるように、実施形態4では、異物除去装置30の本体部31において、オイル流路40の開口端40aを含むとともにオイル流路40と同心円状に本体部31の表面から窪んだ窪み部45を形成し、この窪み部45に円筒形状の磁石23bを配置して、磁石23bの表面と本体部31の表面とを面一に構成してもよい。この場合、第1給油流路部7eの内径r’を磁石23bの外径Rよりも小さくなるように構成する。この形態では、異物除去装置30をハウジング6に取り付けると、第1給油流路部7eの開口部7c’を画定するハウジング6の端面6aによって磁石23bが抑えられるので、磁石23bがオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐことができる。この場合も、ハウジング6の端面6aは、磁石23bがオイル流路40から抜けてしまうことを防ぐための抜け止め部である。
(実施形態5)
次に、実施形態5に係る異物除去装置について説明する。実施形態5は、ターボチャージャに、実施形態2に係る異物除去装置と、実施形態3に係る異物除去装置とを取り付けたものである。尚、実施形態5において、実施形態2及び3の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図16に示されるように、ターボチャージャ1のハウジング6には、実施形態2に係る異物除去装置10が、実施形態2で説明した構成で取り付けられている。また、ターボチャージャ1のハウジング6には、実施形態3に係る異物除去装置30が、実施形態3で説明した構成で取り付けられている。その他の構成は、実施形態2及び3と同じである。
図示しないエンジンの各所を潤滑するためのオイルの一部が配管9を介して異物除去装置10に供給される。異物除去装置10に供給されたオイルは、異物除去装置10のオイル流路20(図6参照)を流通する際に磁石23b(図6参照)により異物が吸引されて除去される。続いて、オイルは、異物除去装置30に流入する。異物除去装置30のオイル流路40(図9参照)を流通する際にフィルタ23c(図9参照)により異物が除去される。この構成では、磁石23bによって異物が除去された後に、フィルタ23cが異物を除去することになるので、配管9を流通したオイルからフィルタ23cが最初に異物を除去する構成に比べて、フィルタ23cによって除去される異物の量が低減するので、フィルタ23cが目詰まりを起こすまでの時間、すなわちフィルタ23cの寿命を長くすることができる。異物除去装置10及び30によって2段階に異物を除去されたオイルが転がり軸受5を潤滑する動作は、実施形態2及び3と同じである。
このように、異物除去装置10及び30の2段階でオイルから異物を除去することができるので、よりきれいなオイルで転がり軸受5を潤滑することができる。
尚、実施形態5において、実施形態2で記載したいくつかの変形例を異物除去装置10に対して適用することができ、実施形態3で記載したいくつかの変形例を異物除去装置30に対して適用することができる。
実施形態5では、異物除去装置10の異物除去要素23が磁石23bであり、異物除去装置30の異物除去要素がフィルタ23cを含むものであったが、この形態に限定するものではない。異物除去装置10の異物除去要素23がフィルタ23aを含むとともに異物除去装置30の異物除去要素が磁石23bである構成でもよく、異物除去装置10及び30のそれぞれの異物除去要素23がフィルタ23a及び23cを含む構成や、異物除去装置10及び30のそれぞれの異物除去要素23が磁石23bである構成であってもよい。
実施形態1、2及び5では、異物除去装置10の頭部13は六角柱形状であったが、この形状に限定するものではない。工具で頭部13を挟めるように平坦な側面14が少なくとも2つあればよく、多角柱形状であれば3つ以上の側面を有するので、任意の多角柱形状であってもよい。これらの場合、少なくとも2つの平坦な側面、及び、任意の多角柱を構成する側面がそれぞれ、工具固定部となる。また、工具固定部は、頭部13の平坦な側面に限定するものではない。例えば、工具が、筒状のソケットに柄がついたタイプのレンチである場合に、頭部13の上端面13aに、ソケットの断面形状と同じ形状の溝を形成し、この溝にソケットを挿入した状態で工具を回すことにより、本体部11を回すことができる。この場合、この溝が工具固定部となる。
1 ターボチャージャ
2 タービンロータ
3 コンプレッサロータ
4 回転シャフト
5 転がり軸受
5a 開口端
5b 開口端
6 ハウジング
6a 端面(抜け止め部)
7 給油流路
7a 分岐給油流路
7b 分岐給油流路
7c 開口部
7c’ 開口部
7d 第1雌ねじ
7e 第1給油流路部
7f 第2給油流路部
8 排油流路
9 配管
9a 端面(抜け止め部)
10 異物除去装置
11 本体部
12 挿入取付部
12a 端部
13 頭部
13a 上端面
14 側面(工具固定部)
15 第1雄ねじ
20 オイル流路
20a 開口端
20b 開口端
21 接続部
22 第2雌ねじ
23 異物除去要素
23a フィルタ
23b 磁石
23c フィルタ
24 保持部材
25 第2雄ねじ
30 異物除去装置
31 本体部
35 取付孔部
40 オイル流路
40a 開口端
40b 開口端
45 窪み部
50 内輪
51 外輪
51a 貫通孔
51b 貫通孔
52 転動体
53 排出孔

Claims (11)

  1. ターボチャージャの回転シャフ卜を支持する転がり軸受を潤滑するためのオイルから異物を除去するための異物除去装置であって、
    該異物除去装置は、
    前記オイルが流通するためのオイル流路を含む本体部と、
    前記オイル流路内に設けられ、前記オイル流路を流通する前記オイルから異物を除去するための異物除去要素と
    を備え、
    前記ターボチャージャのハウジングに形成された前記オイルが流通するための給油流路と前記オイル流路とが連通するように前記本体部が前記ハウジングに着脱可能に構成され、
    前記本体部は、前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記給油流路内に挿入可能に構成された挿入取付部と、頭部とを有し、
    前記オイル流路は、該オイル流路の一方の開口端が前記頭部の上端面に開口するとともに、前記オイル流路の他方の開口端が前記挿入取付部の下端面に開口するように構成され、
    前記本体部は、前記オイル流路の方の開口端側に、前記ターボチャージャが設けられる内燃機関から供給される前記オイル用の配管が接続される接続部が形成され、前記接続部の内径と前記挿入取付部の外径とは同径である異物除去装置。
  2. 前記挿入取付部の外周面には第1雄ねじが形成され、
    前記給油流路の内周面には、前記開口部から前記転がり軸受に向かって第1雌ねじが形成され、
    前記本体部は、前記第1雄ねじと前記第1雌ねじとを螺合させるために前記本体部を回すための工具を前記本体部に対して固定する工具固定部を有する、請求項1に記載の異物除去装置。
  3. ターボチャージャの回転シャフ卜を支持する転がり軸受を潤滑するためのオイルから異物を除去するための異物除去装置であって、
    該異物除去装置は、
    前記オイルが流通するためのオイル流路を含む本体部と、
    前記オイル流路内に設けられ、前記オイル流路を流通する前記オイルから異物を除去するための異物除去要素と
    を備え、
    前記ターボチャージャのハウジングに形成された取付孔部に前記本体部を挿入することにより、前記ハウジングに形成された前記オイルが流通するための給油流路と前記オイル流路とが連通するように前記本体部が前記ハウジングに着脱可能に構成され、
    前記給油流路は、
    前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部を含む第1給油流路部と、
    前記転がり軸受に連通する第2給油流路部と
    を備え、前記第1給油流路部と前記第2給油流路部とは前記取付孔部によって分離され、
    前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記転がり軸受までの間で前記本体部が前記給油流路に交差するように前記本体部を前記取付孔部に挿入することにより、前記オイル流路が前記第1給油流路部と前記第2給油流路部とを連通する異物除去装置。
  4. 前記オイル流路の内周面には第2雌ねじが形成され、
    前記異物除去要素は、前記第2雌ねじに螺合可能な第2雄ねじを含み、
    前記第2雄ねじを前記第2雌ねじに螺合させることにより、前記異物除去要素が前記オイル流路内に設けられる、請求項1〜のいずれか一項に記載の異物除去装置。
  5. 前記ターボチャージャが設けられる内燃機関から供給される前記オイル用の配管が前記オイル流路又は前記給油流路に接続されるとともに前記本体部が前記ハウジングに取り付けられた状態で、前記異物除去装置は、前記異物除去要素が前記オイル流路から抜けることを防止する抜け止め部を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の異物除去装置。
  6. 前記異物除去要素は、前記オイル流路内に設けられたフィルタを含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の異物除去装置。
  7. 前記フィルタのメッシュサイズは3〜15μmである、請求項に記載の異物除去装置。
  8. 前記異物除去要素は、前記オイル流路内に設けられた磁石を含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の異物除去装置。
  9. タービンロータと、
    コンプレッサロータと、
    前記タービンロータ及び前記コンプレッサロータのそれぞれに接続されて前記タービンロータ及び前記コンプレッサロータと共に回転する回転シャフトと、
    前記回転シャフトを支持する転がり軸受と、
    前記転がり軸受を収容するハウジングと、
    前記ハウジングに形成され、前記転がり軸受を潤滑するためのオイルが流通する給油流路と、
    前記ハウジングに着脱可能に取り付けられた請求項1〜のいずれか一項に記載の少なくとも1つの異物除去装置と
    を備えるターボチャージャ。
  10. 前記少なくとも1つの異物除去装置は、第1異物除去装置及び第2異物除去装置を含み、
    前記給油流路は、
    前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部を含む第1給油流路部と、
    前記転がり軸受に連通する第2給油流路部と
    を備え、
    前記第1異物除去装置は、前記オイルが流通するための第1オイル流路を含む第1本体部を有し、該第1本体部は、前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記給油流路内に挿入可能に構成された挿入取付部を有し、該挿入取付部には、前記第1オイル流路の一方の開口端が設けられ、
    前記第2異物除去装置は、前記オイルが流通するための第2オイル流路を含む第2本体部を有し、該第2本体部は、前記ハウジングにおける前記給油流路の開口部から前記転がり軸受までの間で前記第2オイル流路が前記給油流路に交差するように前記ハウジングに取り付けることにより、前記オイル流路が前記第1給油流路部と前記第2給油流路部とを連通する、請求項に記載のターボチャージャ。
  11. 前記第1異物除去装置の第1異物除去要素は、前記第1オイル流路内に設けられた磁石であり、
    前記第2異物除去装置の第2異物除去要素は、前記第2オイル流路内に設けられたフィルタである、請求項10に記載のターボチャージャ。
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