JP7269706B2 - 軸受装置及びターボ過給機 - Google Patents
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Description
この点、特許文献1の軸受装置では、フローティングメタルの外周面と軸受ハウジングの間に油を供給すること、及び、油を供給するための構成について開示されていない。
軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの収容孔の中に設けられ、回転シャフトが挿通される筒状のフローティングメタルと、
前記回転シャフトの径方向に沿って設けられ、前記軸受ハウジングに対する前記フローティングメタルの位置決めをするための位置決めピンと、を備え、
前記位置決めピンは、
前記位置決めピンを貫通するように形成され、前記フローティングメタルの内周面と前記回転シャフトの外周面との間の第1空間に連通する第1給油孔と、
前記フローティングメタルの外周面と前記収容孔の内周面との間の第2空間と、前記第1給油孔と、を連通させるように前記位置決めピンの内部に形成された第2給油孔と、を有する。
また、位置決めピンは比較的容易に交換可能であるから、軸受装置に設置された位置決めピンを、該位置決めピンの第1給油孔又は第2給油孔とは異なる径の第1給油孔又は第2給油孔を有する位置決めピンに交換することで、軸受装置における第1給油孔及び/又は第2給油孔の径を容易に変更できる。よって、第1給油孔及び第2給油孔を介した軸受装置への給油量の調節が容易となる。
前記フローティングメタルの外周側において、前記フローティングメタルの前記外周面に面して前記軸受ハウジングに設けられた環状油路をさらに備え、
前記第2給油孔は、前記環状油路を介して前記第2空間に連通する。
前記第1給油孔は、前記径方向に沿って延びる半径方向孔部を含み、
前記第2給油孔は、前記半径方向孔部に接続されている。
前記第2給油孔は、前記回転シャフトの周方向に沿って形成される。
前記軸受ハウジングは、前記収容孔に接続するように前記径方向に沿って設けられた径方向孔を有し、
前記フローティングメタルは、前記フローティングメタルの前記外周面から前記径方向の内側に凹んだ凹部を有し、
前記位置決めピンは、
前記径方向孔に係合する基端部と、
前記凹部に遊嵌される先端部と、
を含む。
前記径方向孔に挿入され、前記位置決めピンよりも前記径方向の外側に位置するプラグをさらに備え、
前記径方向において前記プラグと前記位置決めピンとの間に形成される空間を介して、前記第1給油孔に油が供給されるように構成される。
前記フローティングメタルは、該フローティングメタルの内部において、前記径方向沿って延びるとともに、両端が前記凹部の底面及び前記フローティングメタルの前記内周面にそれぞれ開口するように形成された連通孔を有し、
前記第1給油孔は、前記先端部を通り、かつ、前記径方向に沿って前記位置決めピンを貫通するように設けられ、
前記第1給油孔は、前記連通孔を介して前記第1空間に連通する。
前記軸受ハウジングに対して前記位置決めピンを係止するための係止部をさらに備える。
前記係止部は、
前記位置決めピンに該位置決めピンの軸方向において少なくとも部分的に形成された雄ねじと、
前記軸受ハウジングに形成され、前記雄ねじと螺合された雌ねじと、
を含む。
前記回転シャフトの軸方向において前記フローティングメタルの隣に位置し、前記回転シャフトとともに回転するように構成された少なくとも1つのスラストカラーをさらに備え、
前記回転シャフトの軸方向における前記フローティングメタルの端面と、前記少なくとも1つのスラストカラーとの間に、前記第1空間を介して油が供給されるように構成される。
前記軸受ハウジングの外表面に形成され、前記回転シャフトを挟んで前記位置決めピンとは反対側の領域に位置する油導入口と、
前記軸受ハウジングの内部において、前記位置決めピンの延在方向に沿って延びるように形成された供給通路と、を備え、
前記供給通路は、前記油導入口から前記第1給油孔に向けて油を供給するための通路であり、
前記供給通路は、前記回転シャフトの軸方向において前記位置決めピンとずれて位置している。
上記(1)乃至(11)の何れかに記載の軸受装置と、
前記軸受装置によって回転可能に支持される回転シャフトと、
前記回転シャフトに設けられるコンプレッサインペラ及びタービンインペラと、
を備える。
また、位置決めピンは比較的容易に交換可能であるから、軸受装置に設置された位置決めピンを、該位置決めピンの第1給油孔又は第2給油孔とは異なる径の第1給油孔又は第2給油孔を有する位置決めピンに交換することで、軸受装置における第1給油孔及び/又は第2給油孔の径を容易に変更できる。よって、第1給油孔及び第2給油孔を介した軸受装置への給油量の調節が容易となる。
また、タービンハウジング12は、軸方向におけるターボ過給機1の他端部において軸方向外側に向かって開口する排ガス出口20を有するとともに、タービンインペラ6の径方向外側に位置する環状流路22を形成している。
空気入口16を介してコンプレッサインペラ4に空気が流入し、回転シャフト2とともに回転するコンプレッサインペラ4によってこの空気が圧縮される。このようにして生成した圧縮空気は、コンプレッサインペラ4の径方向外側に形成された環状流路18を介してターボ過給機1から一旦排出され、燃焼機関(不図示)に供給される。
スラストカラー9A,9Bは、回転シャフト2と一体的に形成されていてもよいし、あるいは、回転シャフト2とは別体として設けられたスラストカラー9A,9Bが回転シャフト2に固定されていてもよい。
また、フローティングメタル30の外周面30bと、収容孔28の内壁面との間には、第2空間38(隙間)が形成されている。
また、回転シャフト2の軸方向におけるフローティングメタル30の一方の端面30cとスラストカラー9Aとの間、及び、上述の軸方向におけるフローティングメタル30の他方の端面30dとスラストカラー9Bとの間には、若干の軸方向隙間31A,31Bがそれぞれ形成されている。
すなわち、フローティングメタル30の外周面30bと収容孔28の内壁面との間の第2空間38に形成される油膜を介してフローティングメタル30が軸受ハウジング14に支持されるとともに、フローティングメタル30の内周面30aと回転シャフト2との間の第1空間32に形成される油膜を介して回転シャフト2のラジアル荷重を負担するようになっている。また、フローティングメタル30の端面30c、30dとスラストカラー9A,9Bとの間に供給される潤滑油を介して、回転シャフト2のスラスト荷重を負担するようになっている。
位置決めピン40は、典型的には、回転シャフト2の軸方向において、フローティングメタル30の中央位置に設けられる。なお、位置決めピン40は、回転シャフト2の軸方向において、フローティングメタル30の中央位置からずれて設けられていてもよい。
上述の径方向孔27は、軸受ハウジング14の収容孔28に接続するように、径方向に沿って軸受ハウジング14に設けられている。また、上述の凹部42は、フローティングメタル30の外周面30bから径方向の内側に凹むように設けられている。そして、位置決めピン40は、軸受ハウジング14の径方向孔27に係合する基端部44と、フローティングメタル30の凹部42に遊嵌される先端部46と、を含む。即ち、位置決めピン40の先端部46とフローティングメタル30の凹部42との間には隙間が空いている。
この場合、位置決めピン40は、軸受ハウジング14の径方向孔27に係合する基端部と、フローティングメタル30の貫通孔を貫通する先端部と、を含む。
図示する実施形態では、第1給油孔62は、位置決めピン40の先端部46を通り、かつ、径方向に沿って位置決めピン40を貫通するように設けられた半径方向孔部63を含む。
また、第2給油孔64は、位置決めピン40の軸中心を中心として放射状に複数本設けられていてもよい。なお、図示する実施形態では、位置決めピン40の軸中心を中心として放射状に4本の第2給油孔64が設けられている。
第1給油孔62は、連通孔66を介して第1空間32に連通している。
環状油路80は、回転シャフト2の軸方向において位置決めピン40と重なる位置に設けられていてもよい。
供給通路70は、位置決めピン40の延在方向(図示する実施形態では上下方向)に沿って延びている。また、供給通路70は、供給通路70と空間60とを接続する接続路72とを含んでいる。図示する実施形態において、供給通路70は、水平方向に沿って延びている。
また、供給通路70は、回転シャフト2の軸方向において位置決めピン40とずれて位置している。なお、接続路72は、平面視において、回転シャフト2の軸方向に対して傾斜するように延びている。
なお、第2給油孔64を、環状油路80に接続されるように設けることで、環状油路80及び第2空間38により円滑に給油することができる。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
2 回転シャフト
2a 外周面
4 コンプレッサインペラ
6 タービンインペラ
8 軸受装置
9A スラストカラー
9B スラストカラー
10 コンプレッサハウジング
12 タービンハウジング
14 軸受ハウジング
16 空気入口
18 環状流路
20 排ガス出口
22 環状流路
27 径方向孔
28 収容孔
30 フローティングメタル
30a 内周面
30b 外周面
30c 端面
30d 端面
31A 軸方向隙間
31B 軸方向隙間
32 第1空間
34 油溜まり部
36 隙間部
38 第2空間
40 位置決めピン
42 凹部
44 基端部
46 先端部
48 係止部
50 雄ねじ
52 雌ねじ
54 プラグ
56 雄ねじ
58 雌ねじ
60 空間
62 第1給油孔
63 半径方向孔部
64 第2給油孔
66 連通孔
68 油導入口
70 供給通路
72 接続路
76 排油空間
78 油排出口
80 環状油路
82 周方向溝
Claims (13)
- 軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの収容孔の中に設けられ、回転シャフトが挿通される筒状のフローティングメタルと、
前記回転シャフトの径方向に沿って設けられ、前記軸受ハウジングに対する前記フローティングメタルの位置決めをするための位置決めピンと、を備え、
前記位置決めピンは、
前記位置決めピンを貫通するように形成され、前記フローティングメタルの内周面と前記回転シャフトの外周面との間の第1空間に連通する第1給油孔と、
前記フローティングメタルの外周面と前記収容孔の内周面との間の第2空間と、前記第1給油孔と、を連通させるように前記位置決めピンの内部に形成された第2給油孔と、を有し、
前記フローティングメタルの外周側において、前記フローティングメタルの前記外周面に面して前記軸受ハウジングに設けられた環状油路をさらに備え、
前記位置決めピンの前記第2給油孔は、前記第2空間に直接連通せずに、前記環状油路を介して前記第2空間に連通し、
前記環状油路は、前記回転シャフトの軸方向及び前記径方向において前記位置決めピンと重なる位置に設けられ、
前記第2給油孔は、前記径方向において前記第2空間とはずれて位置し、
前記位置決めピンには、前記第2空間に開口する孔が設けられていない
ことを特徴とする軸受装置。 - 前記第2給油孔は、前記環状油路に開口する
ことを特徴とする請求項1に記載の軸受装置。 - 前記第1給油孔は、前記径方向に沿って延びる半径方向孔部を含み、
前記第2給油孔は、前記半径方向孔部に接続されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。 - 前記第2給油孔は、前記回転シャフトの周方向に沿って形成された
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。 - 前記軸受ハウジングは、前記収容孔に接続するように前記径方向に沿って設けられた径方向孔を有し、
前記フローティングメタルは、前記フローティングメタルの前記外周面から前記径方向の内側に凹んだ凹部を有し、
前記位置決めピンは、
前記径方向孔に係合する基端部と、
前記凹部に遊嵌される先端部と、
を含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。 - 前記径方向孔に挿入され、前記位置決めピンよりも前記径方向の外側に位置するプラグをさらに備え、
前記径方向において前記プラグと前記位置決めピンとの間に形成される空間を介して、前記第1給油孔に油が供給されるように構成された
ことを特徴とする請求項5に記載の軸受装置。 - 前記フローティングメタルは、該フローティングメタルの内部において、前記径方向に沿って延びるとともに、両端が前記凹部の底面及び前記フローティングメタルの前記内周面にそれぞれ開口するように形成された連通孔を有し、
前記第1給油孔は、前記先端部を通り、かつ、前記径方向に沿って前記位置決めピンを貫通するように設けられ、
前記第1給油孔は、前記連通孔を介して前記第1空間に連通する
ことを特徴とする請求項5に記載の軸受装置。 - 前記連通孔の径は、前記位置決めピンの前記先端部の径よりも小さい
請求項7に記載の軸受装置。 - 前記軸受ハウジングに対して前記位置決めピンを係止するための係止部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。 - 前記係止部は、
前記位置決めピンに該位置決めピンの軸方向において少なくとも部分的に形成された雄ねじと、
前記軸受ハウジングに形成され、前記雄ねじと螺合された雌ねじと、
を含むことを特徴とする請求項9に記載の軸受装置。 - 前記回転シャフトの軸方向において前記フローティングメタルの隣に位置し、前記回転シャフトとともに回転するように構成された少なくとも1つのスラストカラーをさらに備え、
前記回転シャフトの軸方向における前記フローティングメタルの端面と、前記少なくとも1つのスラストカラーとの間に、前記第1空間を介して油が供給されるように構成された
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。 - 前記軸受ハウジングの外表面に形成され、前記回転シャフトを挟んで位置決めボルトとは反対側の領域に位置する油導入口と、
前記軸受ハウジングの内部において、前記位置決めボルトの延在方向に沿って延びるように形成された供給通路と、を備え、
前記供給通路は、前記油導入口から前記第1給油孔に向けて油を供給するための通路であり、
前記供給通路は、前記回転シャフトの軸方向において前記位置決めボルトとずれて位置している
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受装置。 - 請求項1乃至12の何れか一項に記載の軸受装置と、
前記軸受装置によって回転可能に支持される回転シャフトと、
前記回転シャフトに設けられるコンプレッサインペラ及びタービンインペラと、
を備えることを特徴とするターボ過給機。
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