JP7341218B2

JP7341218B2 - 浮動ブッシュ軸受および過給機

Info

Publication number: JP7341218B2
Application number: JP2021501457A
Authority: JP
Inventors: 貴也二江; 洋輔段本; 淳鈴木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2023-09-08
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: DE112019006709T5; US11460042B2; WO2020174611A1; US20220145900A1; CN113454354A; JPWO2020174611A1

Description

本開示は、回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受、および該浮動ブッシュ軸受を備える過給機に関する。

回転シャフトを回転可能に支持する軸受として、回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状の浮動ブッシュ本体部を備える浮動ブッシュ軸受が知られている（特許文献１参照）。該浮動ブッシュ軸受は、浮動ブッシュ本体部と回転シャフトとの隙間に満たされた潤滑油により形成される液膜により、回転シャフトを回転可能に支持するように構成されている。

特許文献１に記載された発明では、浮動ブッシュ本体部は、内周面と、内周面よりも軸方向における幅寸法が大きな外周面と、内周面の一端と外周面の一端とを接続する軸端面と、を含む。上記軸端面は、外周面の一端から内周側に向かって軸方向に対して直交方向に延在する鉛直面と、上記鉛直面の内周端と上記内周面の一端とを直線状に結ぶ直線状傾斜面と、を含む。

特許第５７０５６６５号公報

上記浮動ブッシュ本体部は、浮動ブッシュ本体部の内周面と外周面とを連通する給油孔が形成されている。浮動ブッシュ本体部と回転シャフトとの隙間には、上記給油孔を介して、径方向外側から潤滑油が導入されるようになっている。浮動ブッシュ軸受は、回転シャフトを相対回転可能に支持し、回転シャフトの回転により浮動ブッシュ本体部が連れ回るので、回転シャフトが高速回転する場合には、浮動ブッシュ本体部に径方向外側に向かって大きな遠心力が働く。給油孔を通過する潤滑油には、導入方向とは反対の方向に向かって上記遠心力が作用するため、上記隙間への潤滑油の供給量が低下する虞がある。上記隙間への潤滑油の供給量が不十分であると、浮動ブッシュ本体部の焼付きや損傷を招く虞がある。

また、上記隙間に軸方向外側から潤滑油を導入することが考えられる。しかし、回転シャフトが高速回転する場合には、浮動ブッシュ本体部の直線状傾斜面と回転シャフトの外周面との間に位置する潤滑油は、径方向内側が径方向外側よりも高圧となり、径方向外側に向かう流れを生じさせる。このため、軸方向外側から軸中央側に向かって回転シャフトに沿って流れる潤滑油の多くが、径方向外側に曲がり、直線状傾斜面に沿って軸方向外側に向かって逆流するため、上記隙間への潤滑油の供給量が不十分となる虞があり、浮動ブッシュ本体部の焼付きや損傷を招く虞がある。

上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、浮動ブッシュ本体部の内周面と回転シャフトの外周面との隙間への潤滑油の供給量を増やすことができ、浮動ブッシュ本体部の焼付きや損傷を防止することができる浮動ブッシュ軸受を提供することにある。

（１）本発明の少なくとも一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受は、
回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
上記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
上記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
上記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、上記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
上記内周面の一端と上記外周面の一端とを接続する軸端面であって、上記外周面の上記一端から内周側に向かって上記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および上記鉛直面の内周端から上記内周面の上記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
上記傾斜面は、上記鉛直面の上記内周端と上記内周面の上記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有する。

回転シャフトが高速回転する場合には、浮動ブッシュ本体部の傾斜面と回転シャフトの外周面との間に位置する潤滑油は、径方向内側が径方向外側よりも高圧となり、圧力差により径方向外側に向かう流れを生じさせる。上記（１）の構成によれば、浮動ブッシュ軸受の傾斜面は、鉛直面の内周端と内周面の一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有するので、浮動ブッシュ本体部の傾斜面と回転シャフトの外周面との間に位置する潤滑油が、傾斜面に沿って軸方向外側に向かって逆流することを抑制することができる。軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の逆流を抑制することで、浮動ブッシュ本体部の内周面と回転シャフトの外周面との隙間への潤滑油の供給量を増やすことができ、ひいては浮動ブッシュ本体部の焼付きや損傷を防止することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の浮動ブッシュ軸受であって、上記傾斜面は、上記内周面の上記一端から直線状に延在するとともに、上記仮想線よりも上記浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が小さく形成された軸中央側直線部と、上記軸中央側直線部の先端と上記鉛直面の上記内周端とを直線状に結ぶように形成された軸端側直線部と、を含む。

上記（２）の構成によれば、傾斜面は、内周面の一端から直線状に延在するとともに、仮想線よりも、浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が小さい軸中央側直線部を含むので、浮動ブッシュ本体部の傾斜面と回転シャフトの外周面との間に位置する潤滑油が、軸中央側直線部（傾斜面）に沿って軸方向外側に向かって逆流することを効果的に抑制することができる。

また、傾斜面は、軸中央側直線部の先端と鉛直面の内周端とを直線状に結ぶように形成された軸端側直線部と、を含む。軸端側直線部は、仮想線よりも、浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が大きいので、軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の導入量を多くすることができ、ひいては上記隙間への潤滑油の供給量を増やすことができる。また、軸端側直線部は、軸中央側直線部よりも、浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が大きいので、軸中央側直線部に沿って延在する場合に比べて、回転シャフトの回転抵抗を小さくすることができるため、回転シャフトの回転損失を少なくすることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の浮動ブッシュ軸受であって、上記傾斜面は、上記鉛直面の上記内周端と上記内周面の上記一端とを結ぶように形成された凸曲面部を含む。

上記（３）の構成によれば、傾斜面は、鉛直面の内周端と内周面の一端とを結ぶように形成された凸曲面部を含む。ここで、凸曲面部における仮想線よりも最も突出した部分に対して、軸中央側に位置する部分を軸中央側凸曲面部とし、上記最も突出した部分に対して、軸端側に位置する部分を軸端側凸曲面部とする。軸中央側凸曲面部は、仮想線よりも、軸中央側凸曲面部における接線の浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が小さいので、浮動ブッシュ本体部の軸中央側凸曲面部と回転シャフトの外周面との間に位置する潤滑油が、軸中央側凸曲面部（傾斜面）に沿って軸方向外側に向かって逆流することを効果的に抑制することができる。

また、軸端側凸曲面部は、仮想線よりも、軸端側凸曲面部における接線の浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が大きいので、軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の導入量を多くすることができ、ひいては上記隙間への潤滑油の供給量を増やすことができる。また、軸端側凸曲面部は、軸中央側凸曲面部よりも、軸端側凸曲面部における接線の浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が大きいので、軸中央側凸曲面部に沿って延在する場合に比べて、回転シャフトの回転抵抗を小さくすることができるため、回転シャフトの回転損失を少なくすることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載の浮動ブッシュ軸受であって、上記仮想線の中点を通り、上記仮想線に直交する直線を仮想法線としたときに、上記突出部は、上記仮想線よりも最も突出した部分が、上記仮想法線よりも軸中央側に位置するように構成された。

上記（４）の構成によれば、突出部は、仮想線よりも最も突出した部分が、仮想法線よりも軸中央側に位置するように構成されている。つまり、上記傾斜面における軸端側直線部や軸端側凸曲面部が長くなる。この場合には、最も突出した部分が、仮想法線よりも軸端側に位置する場合に比べて、軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の導入量を多くすることができ、ひいては上記隙間への潤滑油の供給量を増やすことができる。また、上記の構成によれば、最も突出した部分が、回転シャフトの回転抵抗を小さくすることができるため、回転シャフトの回転損失を少なくすることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の何れかに記載の浮動ブッシュ軸受であって、上記傾斜面は、上記浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有する。

上記（５）の構成によれば、傾斜面は、浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有するので、浮動ブッシュ軸受が回転した際に、スパイラル溝の内部に入り込んだ潤滑油には、スパイラル溝の壁面から回転方向の下流側に向かって押し流すような力が作用する。よって、上記の構成によれば、スパイラル溝を有しない場合よりも、上記隙間への潤滑油の供給量を増やすことができる。

（６）本発明の少なくとも一実施形態にかかる過給機は、回転シャフトと、上記回転シャフトの一端に取り付けられるコンプレッサホイールと、上記（１）～（５）の何れかに記載の浮動ブッシュ軸受の浮動ブッシュ本体部と、上記回転シャフト、上記コンプレッサホイールおよび上記浮動ブッシュ本体部を収容するように構成されたハウジングと、を備える。

上記（６）の構成によれば、過給機は、回転シャフトと、コンプレッサホイールと、浮動ブッシュ軸受の浮動ブッシュ本体部と、ハウジングと、を備えるので、浮動ブッシュ本体部の内周面と回転シャフトの外周面との隙間への潤滑油の供給量を増やすことができ、浮動ブッシュ本体部の焼付きや損傷を防止することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、浮動ブッシュ本体部の内周面と回転シャフトの外周面との隙間への潤滑油の供給量を増やすことができ、浮動ブッシュ本体部の焼付きや損傷を防止することができる浮動ブッシュ軸受が提供される。

一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受を備える過給機の軸線に沿った概略断面図である。図１に示す浮動ブッシュ軸受近傍を拡大して示す概略部分拡大断面図である。一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受の軸線に沿った概略断面図である。一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受の軸線に沿った概略断面図である。比較例にかかる浮動ブッシュ軸受の軸線に沿った概略断面図である。一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受の軸方向視の概略図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
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。
例えば、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。
一方、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。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

図１は、一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受を備える過給機の軸線に沿った概略断面図である。図１中の矢印は、空気や排ガスの流れる方向を示している。
幾つかの実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受２は、図１に示されるように、浮動ブッシュ本体部２０を含み、回転シャフト１１を回転可能に支持するように構成されている。図示される実施形態では、浮動ブッシュ軸受２は、図１に示されるように、回転シャフト１１のラジアル荷重を支持するように構成され、ジャーナル軸受として過給機１に搭載されている。

過給機１は、図１に示されるように、軸線ＬＡに沿って延在する上述した回転シャフト１１と、回転シャフト１１の延在方向における一端（図中左端）に取り付けられるコンプレッサホイール１２と、回転シャフト１１のコンプレッサホイール１２よりも軸方向（軸線ＬＡが延在する方向）における中央側の位置に、回転シャフト１１に対して相対回転可能に取り付けられる少なくとも一つの上述した浮動ブッシュ本体部２０と、回転シャフト１１、コンプレッサホイール１２および少なくとも一つの浮動ブッシュ本体部２０を収容するように構成されたハウジング１４と、を備える。

図示される実施形態では、過給機１は、ターボチャージャからなり、図１に示されるように、回転シャフト１１の延在方向における他端（図中右端）に取り付けられるタービンホイール１３をさらに備える。

図示される実施形態では、ハウジング１４は、図１に示されるように、コンプレッサホイール１２を収容するように構成されたコンプレッサハウジング１５と、タービンホイール１３を収容するように構成されたタービンハウジング１６と、少なくとも一つの浮動ブッシュ本体部２０を収容するように構成された軸受ハウジング１７と、を含む。軸受ハウジング１７は、軸方向におけるコンプレッサハウジング１５とタービンハウジング１６との間に配置されている。軸受ハウジング１７は、不図示の締結装置によって、一端がコンプレッサハウジング１５に連結固定され、他端がタービンハウジング１６に連結固定されている。締結装置としては、ボルトやナット、Ｖクランプなどが挙げられる。

過給機１（ターボチャージャ）は、エンジンなどの内燃機関（燃焼装置）からタービンハウジング１６内に導入された排ガスにより、タービンホイール１３を回転させ、回転シャフト１１を介してタービンホイール１３に連結されたコンプレッサホイール１２を回転させるように構成されている。過給機１（ターボチャージャ）は、コンプレッサホイール１２を回転させることで、コンプレッサハウジング１５内に導入された空気（燃焼用気体）を圧縮して圧縮空気を生成して上述した内燃機関に送るように構成されている。

図示される実施形態では、タービンハウジング１６は、図１に示されるように、径方向（軸線ＬＡに直交する方向）外側から排ガスが導入されて、タービンホイール１３を回転させた排ガスを軸方向に沿って外側に排出するように構成されている。また、コンプレッサハウジング１５は、図１に示されるように、軸方向外側から空気が導入されて、コンプレッサホイール１２やディフューザ流路を通過した空気を径方向に沿って外側に排出するように構成されている。

軸受ハウジング１７は、図１に示されるように、回転シャフト１１を軸方向に沿って挿通可能に構成された内部空間１７０を内部に区画している。軸受ハウジング１７は、内部空間１７０に少なくとも一つの（図１では二つの）浮動ブッシュ本体部２０を収容するように構成されている。

軸受ハウジング１７は、図１に示されるように、軸受ハウジング１７の外部から内部空間１７０に潤滑油を流すための給油流路１８を内部に画定している。軸受ハウジング１７は、潤滑油を給油流路１８に導入するために、軸受ハウジング１７の外面１７１に形成された導入口１８１と、給油流路１８を流れる潤滑油を内部空間１７０に排出するために軸受ハウジング１７の内面１７２に形成された排出口１８２と、を含む。
図示される実施形態では、導入口１８１は、軸受ハウジング１７の上部に設けられ、排出口１８２は、導入口１８１よりも下方に設けられている。給油流路１８は、導入口１８１から給油流路１８に導入された潤滑油が自重により、給油流路１８内を排出口１８２に向かって流れて、排出口１８２から内部空間１７０に排出するように構成されている。

図２は、図１に示す浮動ブッシュ軸受近傍を拡大して示す概略部分拡大断面図である。図３および図４の夫々は、一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受の軸線に沿った概略断面図である。図５は、比較例にかかる浮動ブッシュ軸受の軸線に沿った概略断面図である。図３～５の夫々は、図２と同様に、挿通孔２１に回転シャフト１１を挿通した状態を示している。

浮動ブッシュ本体部２０は、図２～４に示されるように、回転シャフト１１が挿通される挿通孔２１を有する円筒状に形成されている。浮動ブッシュ本体部２０は、内周面３と、外周面４と、一対の軸端面５、６とを含む。

内周面３および外周面４は、図２～４に示されるように、浮動ブッシュ本体部２０の軸方向（軸線ＬＢが延在する方向）に沿って延在している。外周面４は、内周面３よりも大きな幅寸法を有している。

浮動ブッシュ本体部２０は、図２～４に示されるように、内周面３と外周面４とを連通する給油孔２２が、浮動ブッシュ本体部２０の周方向に互いに間隔を開けて複数形成されている。
或る実施形態では、給油孔２２は、浮動ブッシュ本体部２０の径方向に沿って直線状に形成されている。
また、或る実施形態では、給油孔２２は、内周面３に形成された開口が、外周面４に形成された開口よりも浮動ブッシュ本体部２０の回転方向（回転シャフト１１の回転方向Ｒと同方向）における下流側に位置するように、浮動ブッシュ本体部２０の径方向に対して交差する方向に沿って直線状に形成されている。
給油孔２２は直線状に形成されているので、浮動ブッシュ本体部２０の外周面４側から機械加工により給油孔２２を容易に形成することができる。

軸端面５は、図２～４に示されるように、内周面３の軸方向における一端３１（図中右端）と、外周面４の軸方向における一端４１（図中右端）と、を接続している。
軸端面６は、図２～４に示されるように、内周面３の軸方向における他端３２（図中左端）と、外周面４の軸方向における他端４２（図中左端）と、を接続している。

軸端面５は、図２～４に示されるように、外周面４の一端４１から内周側に向かって軸方向に対して直交する方向（径方向）に沿って延在する鉛直面７Ａと、鉛直面７Ａの内周端７１Ａから内周面３の一端３１に向かって延在する傾斜面８Ａと、を含む。
軸端面６は、図２～４に示されるように、外周面４の他端４２から内周側に向かって軸方向に対して直交する方向（径方向）に沿って延在する鉛直面７Ｂと、鉛直面７Ｂの内周端７１Ｂから内周面３の他端３２に向かって延在する傾斜面８Ｂと、を含む。
なお、傾斜面８Ａおよび傾斜面８Ｂの夫々は、直線状に傾斜する面だけでなく、凸曲面や凹曲面などのような曲面状に傾斜する面を含んでいてもよく、これらの面が複数組み合わされて構成されていてもよい。

浮動ブッシュ本体部２０は、図２に示されるように、上述した内部空間１７０において、挿通孔２１に回転シャフト１１が相対回転可能に挿通された状態で配置されている。浮動ブッシュ本体部２０は、内部空間１７０を区画する軸受ハウジング１７の内面１７２に対して相対回転可能に配置されている。

図２に示されるように、内部空間１７０を区画する軸受ハウジング１７の内面１７２と、浮動ブッシュ本体部２０の外周面４と、の間に隙間Ｓ１が形成される。
また、図２～４に示されるように、浮動ブッシュ本体部２０の内周面３と、回転シャフト１１の外周面１１１との間に隙間Ｓ２が形成される。また、浮動ブッシュ本体部２０の傾斜面８Ａ、８Ｂの夫々と、回転シャフト１１の外周面１１１との間には隙間Ｓ３、Ｓ４が形成される。

図２に示されるように、排出口１８２は、隙間Ｓ１に面するように形成されており、給油流路１８と隙間Ｓ１とが連通している。給油流路１８を流れる潤滑油は、排出口１８２を通り、隙間Ｓ１に流れ込む。隙間Ｓ１における潤滑油の一部は、浮動ブッシュ本体部２０の給油孔２２を通って隙間Ｓ２～Ｓ４の夫々に流れ込む。また、隙間Ｓ１における潤滑油の他の一部は、軸端面５、６の鉛直面７Ａ、７Ｂに沿うように流れた後、浮動ブッシュ本体部２０の軸方向における外側から隙間Ｓ２～Ｓ４の夫々に流れ込む。

浮動ブッシュ軸受２は、図２に示されるように、上述した浮動ブッシュ本体部２０と、軸受ハウジング１７と、作動流体２３（潤滑油）とにより構成されている。作動流体２３は、上述した隙間Ｓ１に充填される作動流体２４（潤滑油）と、上述した隙間Ｓ２～Ｓ４の夫々に充填される作動流体２５（潤滑油）と、を含む。

浮動ブッシュ本体部２０は、作動流体２３により満たされた回転シャフト１１と軸受ハウジング１７との隙間（内部空間１７０）において回転しながら、回転シャフト１１を支持するように構成されている。
具体的には、過給機１が作動し、タービンホイール１３が回転駆動されると、タービンホイール１３が取り付けられた回転シャフト１１が高速回転してコンプレッサホイール１２が回転駆動される。回転シャフト１１が高速回転すると、回転シャフト１１の高速回転により浮動ブッシュ本体部２０が連れ回るので、上述した隙間Ｓ１に充填された作動流体２４によって、軸受ハウジング１７の内面１７２と、浮動ブッシュ本体部２０の外周面４との間に液膜が形成され、上述した隙間Ｓ２～Ｓ４の夫々に充填された作動流体２５によって、浮動ブッシュ本体部２０の内周面３、傾斜面８Ａ、８Ｂの夫々と、回転シャフト１１の外周面１１１との間に液膜が形成される。このため、回転シャフト１１が浮動ブッシュ本体部２０に対して非接触で支持されるとともに、浮動ブッシュ本体部２０が軸受ハウジング１７に対して非接触で支持される。

幾つかの実施形態では、図２～４に示されるように、上述した浮動ブッシュ軸受２は、上述した浮動ブッシュ本体部２０を含み、浮動ブッシュ本体部２０は、上述した内周面３と、上述した外周面４と、鉛直面７Ａおよび傾斜面８Ａを含む上述した軸端面５と、を含む。上述した傾斜面８Ａは、図２～４に示されるように、鉛直面７Ａの内周端７１Ａと内周面３の一端３１とを直線状に結んだ仮想線ＬＣに対して突出する突出部９を有する。
回転シャフト１１が高速回転する場合には、浮動ブッシュ本体部２０の傾斜面８Ａと回転シャフト１１の外周面１１１との間（隙間Ｓ３）に位置する潤滑油は、径方向内側が径方向外側よりも高圧となり、圧力差により径方向外側に向かう流れを生じさせる。

比較例にかかる浮動ブッシュ軸受２Ａの浮動ブッシュ本体部２０Ａは、図５に示されるように、上述した傾斜面８Ａが突出部９を有しない点において、上述した浮動ブッシュ本体部２０とは異なるものである。浮動ブッシュ本体部２０Ａは、鉛直面７Ａの内周端７１Ａと内周面３の一端３１とを直線状に結んだ直線状傾斜面８７を含む。この場合には、叙述した隙間Ｓ３において、軸方向外側から軸中央側に向かって回転シャフト１１に沿って流れる潤滑油の多くが、径方向における圧力差により径方向外側に曲がり、直線状傾斜面８７に沿って軸方向外側に向かって逆流するため、上述した隙間Ｓ２への潤滑油の供給量が不十分となる虞がある。隙間Ｓ２への潤滑油の供給量が不十分であると、液膜が薄くなり、浮動ブッシュ本体部２０Ａの焼付きや損傷を招く虞がある。

上記の構成によれば、浮動ブッシュ軸受２の傾斜面８Ａは、鉛直面７Ａの内周端７１Ａと内周面３の一端３１とを直線状に結んだ仮想線ＬＣ（図５に示される直線状傾斜面８７に相当）に対して突出する突出部９を有するので、浮動ブッシュ本体部２０の傾斜面８Ａと回転シャフト１１の外周面１１１との間（隙間Ｓ３）に位置する潤滑油が、傾斜面８Ａに沿って軸方向外側に向かって逆流することを抑制することができる。軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の逆流を抑制することで、浮動ブッシュ本体部２０の内周面３と回転シャフト１１の外周面１１１との隙間Ｓ２への潤滑油の供給量を増やすことができ、ひいては浮動ブッシュ本体部２０の焼付きや損傷を防止することができる。

幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した傾斜面８Ａは、内周面３の一端３１から直線状に延在するとともに、仮想線ＬＣよりも浮動ブッシュ本体部２０の軸線ＬＢに対する傾斜角度が小さく形成された軸中央側直線部８１と、軸中央側直線部８１の先端８１１と鉛直面７Ａの内周端７１Ａとを直線状に結ぶように形成された軸端側直線部８２と、を含む。この場合には、突出部９は、内周面３の一端３１から鉛直面７Ａの内周端７１Ａまでに亘って形成されている。

上記の構成によれば、傾斜面８Ａは、内周面３の一端３１から直線状に延在するとともに、仮想線ＬＣよりも、浮動ブッシュ本体部２０の軸線ＬＢに対する傾斜角度が小さい軸中央側直線部８１を含むので、浮動ブッシュ本体部２０の傾斜面８Ａと回転シャフト１１の外周面１１１との間（隙間Ｓ３）に位置する潤滑油が、軸中央側直線部８１（傾斜面８Ａ）に沿って軸方向外側に向かって逆流することを効果的に抑制することができる。

また、傾斜面８Ａは、軸中央側直線部８１の先端８１１と鉛直面７Ａの内周端７１Ａとを直線状に結ぶように形成された軸端側直線部８２と、を含む。軸端側直線部８２は、仮想線ＬＣよりも、浮動ブッシュ本体部２０の軸線ＬＢに対する傾斜角度が大きいので、軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の導入量を多くすることができ、ひいては上述した隙間Ｓ２への潤滑油の供給量を増やすことができる。また、軸端側直線部８２は、軸中央側直線部８１よりも浮動ブッシュ本体部２０の軸線ＬＢに対する傾斜角度が大きいので、軸中央側直線部８１に沿って延在する場合に比べて、回転シャフト１１の回転抵抗を小さくすることができるため、回転シャフト１１の回転損失を少なくすることができる。

また、軸中央側直線部８１および軸端側直線部８２の夫々は、直線状に形成されているので、浮動ブッシュ本体部２０の軸方向外側から機械加工により軸中央側直線部８１および軸端側直線部８２の夫々を容易に形成することができる。

幾つかの実施形態では、図４に示されるように、上述した傾斜面８Ａは、上述した鉛直面７Ａの内周端７１Ａと、内周面３の一端３とを結ぶように形成された凸曲面部８３を含む。この場合には、突出部９は、内周面３の一端３１から鉛直面７Ａの内周端７１Ａまでに亘って形成されている。

上記の構成によれば、傾斜面８Ａは、鉛直面７Ａの内周端７１Ａと内周面３の一端３１とを結ぶように形成された凸曲面部８３を含む。ここで、凸曲面部８３における仮想線ＬＣよりも最も突出した部分８６（仮想線ＬＣに対して直交する方向の長さが最大となる部分）に対して、軸中央側に位置する部分を軸中央側凸曲面部８４とし、最も突出した部分８６に対して、軸端側に位置する部分を軸端側凸曲面部８５とする。軸中央側凸曲面部８４は、仮想線ＬＣよりも、軸中央側凸曲面部８４における接線の浮動ブッシュ本体部２０の軸線ＬＢに対する傾斜角度が小さいので、浮動ブッシュ本体部２０の軸中央側凸曲面部８４と回転シャフト１１の外周面１１１との間に位置する潤滑油が、軸中央側凸曲面部８４（傾斜面８Ａ）に沿って軸方向外側に向かって逆流することを効果的に抑制することができる。

また、軸端側凸曲面部８５は、仮想線ＬＣよりも、軸端側凸曲面部８５における接線の浮動ブッシュ本体部２０の軸線ＬＢに対する傾斜角度が大きいので、軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の導入量を多くすることができ、ひいては上述した隙間Ｓ２への潤滑油の供給量を増やすことができる。また、軸端側凸曲面部８５は、軸中央側凸曲面部８４よりも、軸端側凸曲面部８５における接線の浮動ブッシュ本体部２０の軸線ＬＢに対する傾斜角度が大きいので、軸中央側凸曲面部８４に沿って延在する場合に比べて、回転シャフト１１の回転抵抗を小さくすることができるため、回転シャフト１１の回転損失を少なくすることができる。

幾つかの実施形態では、図３、４に示されるように、上述した仮想線ＬＣの中点Ｍを通り、仮想線ＬＣに直交する直線を仮想法線ＬＤとしたときに、突出部９は、上述した仮想線ＬＣより最も突出した部分８６が、仮想法線ＬＤよりも軸中央側に位置するように構成されている。

図３に示される実施形態では、上述した軸中央側直線部８１の先端８１１が上述した最も突出した部分８６となる。また、図４に示される実施形態では、上述した軸中央側凸曲面部８４と上述した軸端側凸曲面部８５との境が上述した最も突出した部分８６となる。

上記の構成によれば、突出部９は、仮想線ＬＣよりも最も突出した部分８６が、仮想法線ＬＤよりも軸中央側に位置するように構成されている。つまり、傾斜面８Ａにおける軸端側直線部８２や軸端側凸曲面部８５が長くなる。この場合には、最も突出した部分８６が、仮想法線ＬＤよりも軸端側に位置する場合に比べて、軸方向外側から軸方向に沿って流れる潤滑油の導入量を多くすることができ、ひいては上述した隙間Ｓ２への潤滑油の供給量を増やすことができる。また、上記の構成によれば、最も突出した部分８６が、仮想法線ＬＤよりも軸端側に位置する場合に比べて、回転シャフト１１の回転抵抗を小さくすることができるため、回転シャフト１１の回転損失を少なくすることができる。

上述した幾つかの実施形態では、上述した傾斜面８Ａが有する突出部９について説明したが、他の幾つかの実施形態では、図３、４に示されるように、上述した傾斜面８Ｂが上述した突出部９を有していてもよい。
或る実施形態では、上述した傾斜面８Ａおよび上述した傾斜面８Ｂの両方が上述した突出部９を有する。この場合には、傾斜面８Ａと傾斜面８Ｂの形状が同様の形状となるので、傾斜面８Ａおよび傾斜面８Ｂのうちの一方が突出部９を有する場合に比べて、浮動ブッシュ本体部２０が回転した際の振動を抑制することができる。

図６は、一実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受の軸方向視の概略図である。
幾つかの実施形態では、図６に示されるように、上述した傾斜面８Ａは、浮動ブッシュ軸受２の回転方向（回転シャフト１１の回転方向Ｒと同方向）に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝８８を有する。

図示される実施形態では、図６に示されるように、スパイラル溝８８は、長さ方向の一端８８１（外周端）が上述した鉛直面７Ａの内周端７１Ａに形成され、長さ方向の他端８８２（内周端）が上述した内周面３の一端３１に形成されている。つまり、スパイラル溝８８は、鉛直面７Ａの内周端７１Ａから内周面３の一端３１までに亘り形成されている。
また、図示される実施形態では、図６に示されるように、スパイラル溝８８は、上述した仮想線ＬＣと同じ深さを有するように構成されている。つまり、スパイラル溝８８の底面８８３は、上述した仮想線ＬＣにより形成される仮想面上を延在している。

上記の構成によれば、傾斜面８Ａは、浮動ブッシュ軸受２の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝８８を有するので、浮動ブッシュ軸受２が回転した際に、スパイラル溝８８の内部に入り込んだ潤滑油には、スパイラル溝８８の壁面から回転方向の下流側に向かって押し流すような力Ｆが作用する。よって、上記の構成によれば、スパイラル溝８８を有しない場合よりも、上述した隙間Ｓ２への潤滑油の供給量を増やすことができる。

なお、図６に示される実施形態では、図３に示されるような、軸中央側直線部８１および軸端側直線部８２を含む傾斜面８Ａがスパイラル溝８８を有しているが、他の幾つかの実施形態では、図４に示されるような、凸曲面部８３を含む傾斜面８Ａがスパイラル溝８８を有していてもよい。
上述した幾つかの実施形態では、上述した傾斜面８Ａが有するスパイラル溝８８について説明したが、他の幾つかの実施形態では、上述した傾斜面８Ｂが上述したスパイラル溝８８を有していてもよい。或る実施形態では、上述した傾斜面８Ａおよび上述した傾斜面８Ｂの両方が上述したスパイラル溝８８を有する。

幾つかの実施形態にかかる過給機１は、図１に示されるように、上述した回転シャフト１１と、回転シャフト１１の一端に取り付けられる上述したコンプレッサホイール１２と、上述した浮動ブッシュ軸受２の浮動ブッシュ本体部２０と、回転シャフト１１、コンプレッサホイール１２および浮動ブッシュ本体部２０を収容するように構成された上述したハウジング１４と、を備える。

上記の構成によれば、過給機１は、回転シャフト１１と、コンプレッサホイール１２と、浮動ブッシュ軸受２の浮動ブッシュ本体部２０と、ハウジング１４と、を備えるので、浮動ブッシュ本体部２０の内周面３と回転シャフト１１の外周面１１１との隙間Ｓ２への潤滑油の供給量を増やすことができ、浮動ブッシュ本体部２０の焼付きや損傷を防止することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

上述した幾つかの実施形態では、過給機１としてコンプレッサホイール１２と、タービンホイール１３とを備えるターボチャージャを例に説明したが、過給機１は、ターボチャージャに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、過給機１は、ターボチャージャ以外の過給機であってもよい。また、過給機１は、上述したタービンホイール１３を備えない構成にしてもよい。タービンホイール１３を備えない過給機１としては、不図示の電動機によりコンプレッサホイール１２を回転させるように構成された電動コンプレッサなどが挙げられる。

１過給機
１１回転シャフト
１１１外周面
１２コンプレッサホイール
１３タービンホイール
１４ハウジング
１５コンプレッサハウジング
１６タービンハウジング
１７軸受ハウジング
１７０内部空間
１７１外面
１７２内面
１８潤滑油供給流路
１８１導入口
１８２排出口
２浮動ブッシュ軸受
２Ａ比較例にかかる浮動ブッシュ軸受
２０浮動ブッシュ本体部
２０Ａ比較例にかかる浮動ブッシュ本体部
２１挿通孔
２２給油孔
２３～２５作動流体
３内周面
３１一端
３２他端
４外周面
４１一端
４２他端
５，６軸端面
７Ａ，７Ｂ鉛直面
７１Ａ，７１Ｂ内周端
８Ａ，８Ｂ傾斜面
８１軸中央側直線部
８１１先端
８２軸端側直線部
８３凸曲面部
８４軸中央側凸曲面部
８５軸端側凸曲面部
８６最も突出した部分
８７直線状傾斜面
８８スパイラル溝
９突出部
ＬＡ回転シャフトの軸線
ＬＢ浮動ブッシュ本体部の軸線
ＬＣ仮想線
ＬＤ仮想法線
Ｍ中点
Ｒ回転方向

Claims

回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、
前記内周面の前記一端から直線状に延在するとともに、前記仮想線よりも前記浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が小さく形成された軸中央側直線部と、
前記軸中央側直線部の先端と前記鉛直面の前記内周端とを直線状に結ぶように形成された軸端側直線部と、を含む
浮動ブッシュ軸受。
前記仮想線の中点を通り、前記仮想線に直交する直線を仮想法線としたときに、前記突出部は、前記仮想線よりも最も突出した部分が、前記仮想法線よりも軸中央側に位置するように構成された
請求項１に記載の浮動ブッシュ軸受。
回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを結ぶように形成された凸曲面部を含み、
前記仮想線の中点を通り、前記仮想線に直交する直線を仮想法線としたときに、前記突出部は、前記仮想線よりも最も突出した部分が、前記仮想法線よりも軸中央側に位置するように構成された
浮動ブッシュ軸受。
前記傾斜面は、前記浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有する
請求項１乃至３の何れか１項に記載の浮動ブッシュ軸受。
回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを結ぶように形成された凸曲面部を含み、
前記傾斜面は、前記浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有する
浮動ブッシュ軸受。
回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、前記浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有する
浮動ブッシュ軸受。
回転シャフトと、
前記回転シャフトの一端に取り付けられるコンプレッサホイールと、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の浮動ブッシュ軸受の浮動ブッシュ本体部と、
前記回転シャフト、前記コンプレッサホイールおよび前記浮動ブッシュ本体部を収容するように構成されたハウジングと、を備える過給機。