JP7321722B2

JP7321722B2 - ジャーナル軸受構造およびそれを備えた過給機

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Publication number: JP7321722B2
Application number: JP2019030839A
Authority: JP
Inventors: 由祐矢野; 康弘和田; 幸博岩佐
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2023-08-07
Anticipated expiration: 2039-02-22
Also published as: KR20210113382A; WO2020171057A1; KR102661579B1; EP3913200A4; US20230167852A1; EP3913200A1; EP3913200B1; CN113508221A; FI3913200T3; JP2020133831A; CN113508221B

Description

本発明は、ジャーナル軸受構造およびそれを備えた過給機に関するものである。

従来、回転軸の径方向の荷重（ラジアル荷重）を支持するジャーナル軸受構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、排気タービン過給機のタービンに一体に設けられた回転軸のラジアル荷重を一対のジャーナル軸受構造により支持することが開示されている。

特開２０１８－１４５９４２号公報

ジャーナル軸受構造は、例えば、回転軸を支持するジャーナル軸受（ブッシュメタル）と軸受ハウジングにより構成され、軸受ハウジングにジャーナル軸受を圧入することによりジャーナル軸受が軸受ハウジングに保持される。また、例えば、ジャーナル軸受と軸受ハウジングには、ジャーナル軸受と回転軸との隙間に潤滑油を供給するために、それぞれ回転軸の軸線回りの周方向の同一位置に給油孔が設けられる。周方向の同一位置に給油孔が設けられるため、軸受ハウジングの給油孔に供給される潤滑油は、ジャーナル軸受の給油孔を介して、ジャーナル軸受と回転軸との隙間に供給される。

しかしながら、例えば、回転軸とジャーナル軸受とが焼き付き、ジャーナル軸受が軸受ハウジングに圧入された状態が解除されてしまうと、軸受ハウジングの給油孔とジャーナル軸受の給油孔の周方向の位置が異なった位置となってしまう。この場合、軸受ハウジングの給油孔とジャーナル軸受の給油孔が連通しない状態となり、ジャーナル軸受と回転軸との隙間に潤滑油が供給されない状態となってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ジャーナル軸受の給油孔と軸受ハウジングの給油孔の周方向の位置が異なった状態となっても、ジャーナル軸受と回転軸との隙間に潤滑油を供給することが可能なジャーナル軸受構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造は、軸線に沿って延びる円筒状に形成される第１内周面および第１外周面を有し、該第１内周面により回転軸を支持するジャーナル軸受と、前記軸線に沿って延びる円筒状に形成される第２内周面を有し、該第２内周面により前記ジャーナル軸受の前記第１外周面を保持する軸受ハウジングと、を備え、前記ジャーナル軸受は、前記第１内周面と前記第１外周面とを連通させる第１給油孔を有し、前記軸受ハウジングは、前記第２内周面に向けて開口する第２給油孔を有し、前記軸受ハウジングの前記第２内周面および前記ジャーナル軸受の前記第１外周面の少なくともいずれかには、前記軸線回りの周方向に延びるとともに前記第２給油孔から排出される潤滑油を前記第１給油孔へ導く給油溝が形成されている。

本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造によれば、軸受ハウジングの第２内周面およびジャーナル軸受の第１外周面の少なくともいずれかに給油溝が形成されている。そのため、ジャーナル軸受が軸受ハウジングに保持された状態が解除されて第１給油孔と第２給油孔の周方向の位置が異なった位置となっても、第２給油孔から排出される潤滑油が第１給油孔へ導かれる状態が維持される。よって、ジャーナル軸受の給油孔と軸受ハウジングの給油孔の周方向の位置が異なった状態となっても、ジャーナル軸受と回転軸との隙間に潤滑油を供給することが可能なジャーナル軸受構造を提供することができる。

本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造において、前記給油溝は、前記軸受ハウジングの前記第２内周面に形成されていてもよい。給油溝が軸受ハウジング側に形成されるため、ジャーナル軸受が薄肉化して強度が低下することを抑制できる。

本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造において、前記給油溝は、前記ジャーナル軸受の前記第１外周面に形成されていてもよい。給油溝がジャーナル軸受側に形成されるため、軸受ハウジング側に形成する場合に比べ、給油溝を形成する加工を容易に行うことができる。

本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造において、前記給油溝の前記軸線方向の幅は、前記第２給油孔の前記軸線方向の幅以下であってもよい。給油溝の軸線方向の幅を第２給油孔の軸線方向の幅よりも広くすると、軸受ハウジングの第２内周面がジャーナル軸受の第１外周面を保持する領域が減少し、軸受ハウジングによるジャーナル軸受の保持力が低下してしまう。本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造では、給油溝の軸線方向の幅が第２給油孔の軸線方向の幅以下であるため、前述した不具合を抑制することができる。

本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造において、前記給油溝は、前記軸線回りの周方向の全周に形成されていてもよい。給油溝が周方向の全周に形成されるため、軸受ハウジングの給油孔とジャーナル軸受の給油孔の周方向の位置がどのような周方向の位置関係となった場合でも、給油溝により第２給油孔から第１給油孔へ潤滑油を確実に供給することができる。

本発明の一態様に係るジャーナル軸受構造において、前記第１給油孔が配置される前記周方向の第１位置と、前記第２給油孔が配置される前記周方向の第２位置とが異なる位置であってもよい。第１給油孔と第２給油孔の周方向の位置が異なる位置であっても、給油溝を介して第２給油孔から第１給油孔へ潤滑油を供給することができる。そのため、例えば、軸受ハウジングにジャーナル軸受を取り付ける際に第１給油孔と第２給油孔の周方向の位置を一致させる必要がないため、取り付け作業が容易となる。また、ジャーナル軸受に設けられる第１給油孔の数よりも軸受ハウジングに設けられる第２給油孔の数を少なくしても給油溝を介して潤滑油が供給されるため、軸受ハウジングへ潤滑油を供給する給油系統を簡素化することができる。

本発明によれば、ジャーナル軸受の給油孔と軸受ハウジングの給油孔の周方向の位置が異なった状態となっても、ジャーナル軸受と回転軸との隙間に潤滑油を供給することが可能なジャーナル軸受構造を提供することができる。

第１実施形態の排気タービン過給機の全体構成を示す縦断面図である。図１に示すＡ部分の部分拡大図である。図２に示すジャーナル軸受構造のI－I矢視断面である。図１に示すＡ部分の部分拡大図である。図４に示すジャーナル軸受構造のII－II矢視断面図である。図１に示すＡ部分の部分拡大図である。図６に示すジャーナル軸受構造のIII－III矢視断面図である。図１に示すＡ部分の部分拡大図である。図８に示すジャーナル軸受構造のIV－IV矢視断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態の排気タービン過給機について、図１を用いて説明する。
図１に示すように、排気タービン過給機１１は、主に、タービン１２と、コンプレッサ１３と、回転軸１４とにより構成され、これらがハウジング１５内に収容されている。

ハウジング１５は、内部が中空に形成され、タービン１２の構成を収容する第一空間部Ｓ１をなすタービンハウジング１５Ａと、コンプレッサ１３の構成を収容する第二空間部Ｓ２をなすコンプレッサハウジング１５Ｂと、回転軸１４を収容する第三空間部Ｓ３をなす軸受ハウジング１５Ｃとを有している。軸受ハウジング１５Ｃの第三空間部Ｓ３は、タービンハウジング１５Ａの第一空間部Ｓ１とコンプレッサハウジング１５Ｂの第二空間部Ｓ２との間に位置している。

回転軸１４は、タービン１２側の端部がタービン側軸受であるジャーナル軸受２１により回転自在に支持され、コンプレッサ１３側の端部がコンプレッサ側軸受であるジャーナル軸受２２により回転自在に支持され、且つ、スラスト軸受２３により回転軸１４が延在する軸方向への移動を規制されている。回転軸１４は、軸方向における一端部にタービン１２のタービンホイール２４が固定されている。

タービンホイール２４は、タービンハウジング１５Ａの第一空間部Ｓ１に収容され、外周部に複数のタービン翼２５が周方向に所定間隔で設けられている。また、回転軸１４は、軸方向における他端部にねじ部３７が形成されており、コンプレッサ１３のコンプレッサ羽根車２６のねじ穴３８に締結されている。コンプレッサ羽根車２６は、コンプレッサハウジング１５Ｂの第二空間部Ｓ２に収容され、外周部に複数のブレード２７が周方向に所定間隔で設けられている。

タービンハウジング１５Ａは、タービン翼２５に対して排気ガスの入口通路３１と排気ガスの出口通路３２が設けられている。そして、タービンハウジング１５Ａは、入口通路３１から流入する排気ガス流が複数のタービン翼２５に導かれることで、タービン１２を駆動回転することができる。コンプレッサハウジング１５Ｂは、コンプレッサ羽根車２６に対して吸入口３４と圧縮空気吐出口３５が設けられている。コンプレッサ羽根車２６により圧縮された空気は、圧縮空気吐出口３５へ排出される。

そのため、この排気タービン過給機１１は、エンジン（図示せず）から排出された排ガスによりタービン１２が駆動し、タービン１２の回転が回転軸１４に伝達されてコンプレッサ１３が駆動し、このコンプレッサ１３が燃焼用気体を圧縮してエンジンに供給する。従って、エンジンからの排気ガスは、排気ガスの入口通路３１を通り、排気ガス流が複数のタービン翼２５に導かれることで、複数のタービン翼２５が固定されたタービンホイール２４を介してタービン１２が駆動回転する。

そして、複数のタービン翼２５を駆動した排気ガスは、出口通路３２から外部に排出される。一方、タービン１２により回転軸１４が回転すると、一体のコンプレッサ羽根車２６が回転し、吸入口３４を通って空気が吸入される。吸入された空気は、コンプレッサ羽根車２６で加圧されて圧縮空気となり、この圧縮空気は、圧縮空気吐出口３５からエンジンに供給される。

次に、本実施形態のジャーナル軸受構造１００について図面を参照して説明する。本実施形態のジャーナル軸受構造１００は、回転軸１４を支持する軸受構造であり、ジャーナル軸受２１と、軸受ハウジング１５Ｃとを備える。以下では、ジャーナル軸受２１について説明するが、ジャーナル軸受２２の構造はジャーナル軸受２１と同様であるため説明を省略する。

図２および図４は、図１に示すＡ部分の部分拡大図であり、本実施形態のジャーナル軸受構造１００を示す。図３は、図２に示すジャーナル軸受構造１００のI－I矢視断面図である。図５は、図４に示すジャーナル軸受構造１００のII－II矢視断面図である。図２から図５において、軸線Ｘは図１に示す回転軸１４の中心軸であるが、回転軸１４の図示を省略している。以下、図２および図３に示すジャーナル軸受構造１００について主に説明し、図４および図５に示すジャーナル軸受構造１００で同一の符号を持つ構成についての説明を省略する。

図２および図３に示すジャーナル軸受構造１００は、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が一致した状態を示す。一方、図４および図５に示すジャーナル軸受構造１００は、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態を示す。図２および図３に示すジャーナル軸受構造１００は製造当初の状態を示し、図４および図５に示すジャーナル軸受構造１００は使用によって回転軸１４とジャーナル軸受２１が焼き付き、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに圧入された状態が少なくとも一時的に解除された後の状態を示す。

図２および図３に示すように、ジャーナル軸受２１は、軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成される内周面（第１内周面）２１ａと、軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成される外周面（第１外周面）２１ｂと、を有する円筒状部材である。ジャーナル軸受２１は、内周面２１ａにより回転軸１４を支持する。ジャーナル軸受２１は、軸受ハウジング１５Ｃに圧入されることにより軸受ハウジング１５Ｃに取り付けられる。

ジャーナル軸受２１は、軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成されるバックメタル２１Ａと、バックメタル２１Ａの内側に接合される軸受メタル２１Ｂとを有する。バックメタル２１Ａは、鉄などの金属材料により形成される。軸受メタル２１Ｂは、銅合金や白金などの金属材料により形成される。

ジャーナル軸受２１は、軸線Ｘに直交する径方向に延びるとともに内周面２１ａと外周面２１ｂの双方に開口する給油孔（第１給油孔）２１ｃを有する。給油孔２１ｃは、内周面２１ａと外周面２１ｂとを連通させ、軸受ハウジング１５Ｃから供給される潤滑油を内周面２１ａと回転軸１４との間の隙間に供給する。図３に示すように、ジャーナル軸受２１には、３つの給油孔２１ｃが軸線Ｘ回りの周方向に１２０°間隔で３か所に設けられている。給油孔２１ｃは、１つのみ、１８０°間隔で２つ、９０°間隔で４つなど、任意の個数を設けるようにしてもよい。

ジャーナル軸受２１の内周側の給油孔２１ｃの周囲には、内周面２１ａを形成する軸受メタル２１Ｂが設けられない凹所２１ｄが形成されている。凹所２１ｄは、周囲の内周面２１ａよりも外周面２１ｂ側に向けて凹んだ領域である。給油孔２１ｃから流出する潤滑油は、凹所２１ｄに一定量を保持した状態で、回転軸１４の回転により、内周面２１ａと回転軸１４との間に導かれる。凹所２１ｄを設けることで、給油孔２１ｃから排出される潤滑油を円滑に内周面２１ａと回転軸１４との間に導くことができる。

図２および図３に示すように、軸受ハウジング１５Ｃは、軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成される内周面（第２内周面）１５ａを有し、内周面１５ａによりジャーナル軸受２１の外周面２１ｂを保持する部材である。軸受ハウジング１５Ｃは、内周面１５ａに対してジャーナル軸受２１の外周面２１ｂを圧入することによりジャーナル軸受２１を保持する。

軸受ハウジング１５Ｃは、給油孔（第２給油孔）１５ｂと、給油溝１５ｃと、を有する。給油孔１５ｂは、軸線Ｘに直交する径方向に延びるとともに内周面１５ａに向けて開口する貫通孔である。給油孔１５ｂは、軸受ハウジング１５Ｃの内部に設けられる給油系統（図示略）から供給される潤滑油を、後述する給油溝１５ｃを介してジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃへ供給する。

図３に示すように、軸受ハウジング１５Ｃには、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと対応するように、３つの給油孔１５ｂが軸線Ｘ回りの周方向に１２０°間隔で３か所に設けられている。給油孔１５ｂは、１つのみ、１８０°間隔で２つ、９０°間隔で４つなど、給油孔２１ｃと同数の任意の個数を設けるようにしてもよい。

給油溝１５ｃは、軸線Ｘ回りの周方向に沿って延びるとともに周方向の全周に形成され、径方向に深さを有する溝である。給油溝１５ｃは、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａに形成されており、軸線Ｘから遠ざかる方向に凹んでいる。給油溝１５ｃは、給油孔１５ｂから排出される潤滑油をジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃへ導く。本実施形態の給油溝１５ｃは軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａに形成されており、ジャーナル軸受２１の外周面２１ｂには形成されていない。そのため、ジャーナル軸受２１が薄肉化して強度が低下することを抑制できる。

図２に示すように、給油溝１５ｃの軸線Ｘ方向の幅Ｗ１は、給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２と略同じとなっている。給油孔１５ｂと給油孔２１ｃの幅はそれぞれＷ２で等しい。給油孔１５ｂは断面視が円形の孔であるため、給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２は給油孔１５ｂの直径と一致する。幅Ｗ１と幅Ｗ２は、例えば、以下の式（１）のような関係を有するのが望ましい。
Ｗ１≦Ｗ２（１）

給油溝１５ｃの幅Ｗ１を給油孔２１ｃの幅Ｗ２以下としているのは、軸受ハウジング１５Ｃとジャーナル軸受２１との接触面積を十分に確保し、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに圧入により固定される状態を確実に維持するためである。

図２および図３に示すジャーナル軸受構造１００は、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が一致した状態を示す。図２および図３に示すジャーナル軸受構造１００は製造当初の状態を示している。図３に矢印で示すように、給油孔１５ｂから給油溝１５ｃへ導かれた潤滑油は、その一部が給油溝１５ｃに沿って周方向に流れるものの、主として径方向に沿って給油孔２１ｃへ流入する。これは、給油孔１５ｂから給油溝１５ｃへ流入した潤滑油の流入方向の延長線上に給油孔２１ｃが配置されており、かつ給油溝１５ｃの開口面積に対して給油孔２１ｃの開口面積が大きいためである。

一方、図４および図５に示すジャーナル軸受構造１００は、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態を示す。図４および図５に示すジャーナル軸受構造１００は使用によって回転軸１４とジャーナル軸受２１が焼き付き、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに圧入された状態が少なくとも一時的に解除された後の状態を示す。

図５に示すように、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置は、軸線Ｘ回りに角度θだけ異なった位置となっている。図５に矢印で示すように、給油孔１５ｂから給油溝１５ｃへ導かれた潤滑油は、給油溝１５ｃに沿って周方向に流れた後に、径方向に沿って給油孔２１ｃへ流入する。

図４および図５に示す状態で、給油溝１５ｃが設けられていない場合、給油孔１５ｂの内周側の端部がジャーナル軸受２１の外周面２１ｂによって閉塞される。そのため、軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂからジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃへ潤滑油が供給されない状態となる。それに対して、給油溝１５ｃが設けられる本実施形態の軸受ハウジング１５Ｃでは、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態となっても、給油孔１５ｂから給油孔２１ｃへ潤滑油を供給することができる。

以上説明した本実施形態のジャーナル軸受構造１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のジャーナル軸受構造１００によれば、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａに給油溝１５ｃが形成されている。そのため、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに保持された状態が解除されて給油孔１５ｂと給油孔２１ｃの周方向の位置が異なった位置となっても、給油孔１５ｂから排出される潤滑油が給油孔２１ｃへ導かれる状態が維持される。よって、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態となっても、ジャーナル軸受２１と回転軸１４との隙間に潤滑油を供給することが可能なジャーナル軸受構造１００を提供することができる。

本実施形態のジャーナル軸受構造１００において、給油溝１５ｃの軸線Ｘ方向の幅Ｗ１は、給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２と略同じである。給油溝１５ｃの軸線Ｘ方向の幅Ｗ１を給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２よりも広くしすぎると、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａがジャーナル軸受２１の外周面２１ｂを保持する領域が減少し、軸受ハウジング１５Ｃによるジャーナル軸受２１の保持力が低下してしまう。

また、給油溝１５ｃの軸線Ｘ方向の幅Ｗ１を給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２よりも狭くしすぎると、給油孔１５ｂから給油溝１５ｃへの潤滑油の供給が円滑に行われなくなってしまう。本実施形態のジャーナル軸受構造１００では、給油溝１５ｃと給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅が略同じであるため、前述した不具合を抑制することができる。

本実施形態のジャーナル軸受構造１００において、給油溝１５ｃは、軸線Ｘ回りの周方向の全周に形成されている。給油溝１５ｃが周方向の全周に形成されるため、軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂとジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃの周方向の位置がどのような周方向の位置関係となった場合でも、給油溝１５ｃにより給油孔１５ｂから給油孔２１ｃへ潤滑油を確実に供給することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の排気タービン過給機について説明する。本実施形態は、第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとし、以下での説明を省略する。本実施形態の排気タービン過給機は、ジャーナル軸受構造を除き、第１実施形態の排気タービン過給機と同様である。

第１実施形態のジャーナル軸受構造１００は、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａに軸線Ｘ回りに周方向に延びる給油溝１５ｃを設けるものであった。それに対して、本実施形態のジャーナル軸受構造１００Ａは、ジャーナル軸受２１の外周面２１ｂに給油溝２１ｅを設けたものである。

図６および図８は、図１に示すＡ部分の部分拡大図であり、本実施形態のジャーナル軸受構造１００Ａを示す。図７は、図６に示すジャーナル軸受構造１００ＡのIII－III矢視断面図である。図９は、図８に示すジャーナル軸受構造１００ＡのIV－IV矢視断面図である。図６から図９おいて、軸線Ｘは図１に示す回転軸１４の中心軸であるが、回転軸１４の図示を省略している。以下、図６および図７に示すジャーナル軸受構造１００Ａについて主に説明し、図８および図９に示すジャーナル軸受構造１００で同一の符号を持つ構成についての説明を省略する。

図６および図７に示すジャーナル軸受構造１００Ａは、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が一致した状態を示す。一方、図８および図９に示すジャーナル軸受構造１００Ａは、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態を示す。

図６および図７に示すジャーナル軸受構造１００Ａは製造当初の状態を示し、図８および図９に示すジャーナル軸受構造１００Ａは使用によって回転軸１４とジャーナル軸受２１が焼き付き、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに圧入された状態が少なくとも一時的に解除された後の状態を示す。

ジャーナル軸受２１は、給油溝２１ｅを有する。給油溝２１ｅは、軸線Ｘ回りの周方向に沿って延びるとともに周方向の全周に形成され、径方向に深さを有する溝である。給油溝２１ｅは、ジャーナル軸受２１の外周面２１ｂに形成されており、軸線Ｘに近づく方向に凹んでいる。給油溝２１ｅは、給油孔１５ｂから排出される潤滑油をジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃへ導く。

図６示すように、給油溝２１ｅの軸線Ｘ方向の幅Ｗ３は、給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２と略同じとなっている。給油孔１５ｂと給油孔２１ｃの幅はそれぞれＷ２で等しい。給油孔１５ｂは断面視が円形の孔であるため、給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２は給油孔１５ｂの直径と一致する。幅Ｗ３と幅Ｗ２は、例えば、以下の式（２）のような関係を有するのが望ましい。
Ｗ３≦Ｗ２（２）

給油溝２１ｅの幅Ｗ３を給油孔１５ｂの幅Ｗ２以下としているのは、軸受ハウジング１５Ｃとジャーナル軸受２１との接触面積を十分に確保し、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに圧入により固定される状態を確実に維持するためである。

図６および図７に示すジャーナル軸受構造１００Ａは、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が一致した状態を示す。図６および図７に示すジャーナル軸受構造１００Ａは製造当初の状態を示している。図７に矢印で示すように、給油孔１５ｂから給油溝２１ｅへ導かれた潤滑油は、その一部が給油溝２１ｅに沿って周方向に流れるものの、主として径方向に沿って給油孔２１ｃへ流入する。これは、給油孔１５ｂから給油溝２１ｅへ流入した潤滑油の流入方向の延長線上に給油孔２１ｃが配置されており、かつ給油溝２１ｅの開口面積に対して給油孔２１ｃの開口面積が大きいためである。

一方、図８および図９に示すジャーナル軸受構造１００Ａは、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態を示す。図８よび図９に示すジャーナル軸受構造１００は使用によって回転軸１４とジャーナル軸受２１が焼き付き、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに圧入された状態が少なくとも一時的に解除された後の状態を示す。

図９に示すように、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置は、軸線Ｘ回りに角度θだけ異なった位置となっている。図９に矢印で示すように、給油孔１５ｂから給油溝２１ｅへ導かれた潤滑油は、給油溝２１ｅに沿って周方向に流れた後に、径方向に沿って給油孔２１ｃへ流入する。

図８および図９に示す状態で、給油溝２１ｅが設けられていない場合、給油孔１５ｂの内周側の端部がジャーナル軸受２１の外周面２１ｂによって閉塞される。そのため、軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂからジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃへ潤滑油が供給されない状態となる。それに対して、給油溝２１ｅが設けられる本実施形態のジャーナル軸受２１では、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態となっても、給油孔１５ｂから給油孔２１ｃへ潤滑油を供給することができる。

以上説明した本実施形態のジャーナル軸受構造１００Ａによれば、ジャーナル軸受２１の外周面２１ｂに給油溝２１ｅが形成されている。そのため、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに保持された状態が解除されて給油孔１５ｂと給油孔２１ｃの周方向の位置が異なった位置となっても、給油孔１５ｂから排出される潤滑油が給油孔２１ｃへ導かれる状態が維持される。よって、ジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃと軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂの周方向の位置が異なった状態となっても、ジャーナル軸受２１と回転軸１４との隙間に潤滑油を供給することが可能なジャーナル軸受構造１００Ａを提供することができる。

本実施形態の給油溝２１ｅはジャーナル軸受２１の外周面２１ｂに形成されており、第１実施形態のように軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａには形成されていない。軸受ハウジング１５Ｃよりもジャーナル軸受２１が小さい部材である。そのため、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａに給油溝１５ｃを形成する加工よりも、ジャーナル軸受２１の外周面２１ｂに給油溝２１ｅを形成する加工の方が容易である。本実施形態によれば、給油溝を形成する加工を容易に行うことができる。

本実施形態のジャーナル軸受構造１００Ａにおいて、給油溝２１ｅの軸線Ｘ方向の幅Ｗ３は、給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２と略同じである。給油溝２１ｅの軸線Ｘ方向の幅Ｗ３を給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２よりも広くしすぎると、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａがジャーナル軸受２１の外周面２１ｂを保持する領域が減少し、軸受ハウジング１５Ｃによるジャーナル軸受２１の保持力が低下してしまう。

また、給油溝２１ｅの軸線Ｘ方向の幅Ｗ３を給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅Ｗ２よりも狭くしすぎると、給油孔１５ｂから給油溝２１ｅへの潤滑油の供給が円滑に行われなくなってしまう。本実施形態のジャーナル軸受構造１００Ａでは、給油溝２１ｅと給油孔１５ｂの軸線Ｘ方向の幅が略同じであるため、前述した不具合を抑制することができる。

本実施形態のジャーナル軸受構造１００Ａにおいて、給油溝２１ｅは、軸線Ｘ回りの周方向の全周に形成されている。給油溝２１ｅが周方向の全周に形成されるため、軸受ハウジング１５Ｃの給油孔１５ｂとジャーナル軸受２１の給油孔２１ｃの周方向の位置がどのような周方向の位置関係となった場合でも、給油溝２１ｅにより給油孔１５ｂから給油孔２１ｃへ潤滑油を確実に供給することができる。

〔他の実施形態〕
以上の説明において、給油溝１５ｃおよび給油溝２１ｅは、軸線Ｘ回りの全周に設けられるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、給油溝１５ｃおよび給油溝２１ｅを、軸線Ｘ回りの周方向の一部の領域（例えば、半周分の領域）に設けるようにしてもよい。

また、以上の説明において、給油溝は、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａまたはジャーナル軸受２１の外周面２１ｂのいずれか一方に設けるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、給油溝は、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａおよびジャーナル軸受２１の外周面２１ｂの双方に設けてもよい。給油溝を双方に設けることで、給油溝を流通する潤滑油の容積を十分に確保することができる。このように、給油溝は、軸受ハウジング１５Ｃの内周面１５ａおよびジャーナル軸受２１の外周面２１ｂの少なくともいずれかに設ければよい。

以上で説明したジャーナル軸受構造１００は、使用によって回転軸１４とジャーナル軸受２１が焼き付き、ジャーナル軸受２１が軸受ハウジング１５Ｃに圧入された状態が少なくとも一時的に解除された場合、給油孔２１ｃが配置される周方向の位置と、給油孔１５ｂが配置される周方向の位置とが異なる位置となる。

それに対して、他の態様として、ジャーナル軸受構造１００の製造時から、給油孔２１ｃが配置される周方向の位置と、給油孔１５ｂが配置される周方向の位置とが異なる位置としてもよい。この場合、例えば、軸受ハウジング１５Ｃにジャーナル軸受２１を取り付ける際に給油孔２１ｃと給油孔１５ｂの周方向の位置を一致させる必要がないため、取り付け作業が容易となる。

また、ジャーナル軸受２１に設けられる給油孔２１ｃの数よりも軸受ハウジング１５Ｃに設けられる給油孔１５ｂの数を少なくしてもよい。例えば、ジャーナル軸受２１に設けられる給油孔２１ｃの数を３つとし、軸受ハウジング１５Ｃに設けられる給油孔１５ｂの数を１つとしてもよい。ジャーナル軸受２１に設けられる給油孔２１ｃの数よりも軸受ハウジング１５Ｃに設けられる給油孔１５ｂの数を少なくしても給油溝１５ｃを介して潤滑油が供給されるため、軸受ハウジング１５Ｃへ潤滑油を供給する給油系統を簡素化することができる。

１１排気タービン過給機
１５Ｃ軸受ハウジング
１５ａ内周面
１５ｂ給油孔
１５ｃ給油溝
２１ジャーナル軸受
２１Ａバックメタル
２１Ｂ軸受メタル
２１ａ内周面
２１ｂ外周面
２１ｃ給油孔
２１ｄ凹所
２１ｅ給油溝
２２ジャーナル軸受
１００，１００Ａジャーナル軸受構造
Ｘ軸線

Claims

軸線に沿って延びる円筒状に形成される第１内周面および第１外周面を有し、該第１内周面により回転軸を支持するジャーナル軸受と、
前記軸線に沿って延びる円筒状に形成される第２内周面を有し、該第２内周面により前記ジャーナル軸受の前記第１外周面を保持する軸受ハウジングと、を備え、
前記ジャーナル軸受は、前記第１内周面と前記第１外周面とを連通させる第１給油孔を有し、前記軸受ハウジングに圧入されることにより前記軸受ハウジングに固定されており、
前記軸受ハウジングは、前記第２内周面に向けて開口する第２給油孔を有し、
前記軸受ハウジングの前記第２内周面および前記ジャーナル軸受の前記第１外周面の少なくともいずれかには、前記軸線回りの周方向に延びるとともに前記第２給油孔から排出される潤滑油を前記第１給油孔へ導く給油溝が形成されているジャーナル軸受構造。
前記給油溝は、前記軸受ハウジングの前記第２内周面に形成されている請求項１に記載のジャーナル軸受構造。
前記給油溝は、前記ジャーナル軸受の前記第１外周面に形成されている請求項１に記載のジャーナル軸受構造。
前記給油溝の前記軸線方向の幅は、前記第２給油孔の前記軸線方向の幅以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のジャーナル軸受構造。
前記給油溝は、前記軸線回りの周方向の全周に形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のジャーナル軸受構造。
前記第１給油孔が配置される前記周方向の第１位置と、前記第２給油孔が配置される前記周方向の第２位置とが異なる位置である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のジャーナル軸受構造。
前記第１給油孔の前記軸線方向の幅と前記第２給油孔の前記軸線方向の幅は等しい請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のジャーナル軸受構造。
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のジャーナル軸受構造と、
前記ジャーナル軸受構造により支持される前記回転軸と、
前記回転軸に連結されるコンプレッサと、を備える過給機。