JPH0118887Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車輌に用いられるターボチヤージヤの
軸受構造に関する。

ターボチヤージヤは高出力を得るために多くの
車輌に搭載されている。このようなターボチヤー
ジヤは10万回転／分を越えるような高速度で回転
されることが多く、そのためにターボチヤージヤ
の回転部分のダイナミツクバランス精度を確保す
ることが重要となつていて、各構成部品は高精度
に加工されている。一方、ターボチヤージヤの回
転部分はタービンシヤフトと呼ばれる回転軸に結
合され、このタービンシヤフトが浮動型軸受に支
承されている。この浮動型軸受には内外周に通じ
る複数個の貫通穴が円周方向に設けられていてハ
ウジングのオイルポートから供給されたオイルが
軸受の外周面及び貫通穴を介して内周面に達し、
軸受とタービンシヤフトをオイルによつて浮動状
態に保持し、軸受はタービンシヤフトの回転数の
約20〜30％の回転数でタービンシヤフトととも回
りをすることによつてオイルに動圧を生ぜしめ、
これによつてタービンシヤフトはある中心に沿つ
て自動調心され且つ回転体のアンバランスに起因
する振動に対しても振動減衰性をもたらすように
なつている。

しかしながら、上述の振動減衰性だけでは吸収
し切れない振動が発生しているのが現状であり、
各構成部品の残留アンバランス量を極端に低く抑
える必要に迫られ、各構成部品の高精度なバラン
ス修正作業が必要とされていた。

本考案は振動減衰性の高い軸受構造を得ること
を目的とするものである。

以下図面を参照して本考案の実施例について説
明する。

第１図は本考案が適用されるターボチヤージヤ
の縦断面図を示すものである。１はタービンホイ
ールでエンジンの排気を受けて回転され、タービ
ンホイール１の回転がタービンシヤフト２を介し
てインペラ３に伝達され、インペラ３によつて吸
気をエンジンに過給するようになつている。これ
らの組立体がターボチヤージヤハウジングに収容
される。ターボチヤージヤハウジングはタービン
ホイール１を収容するタービンハウジング（図示
せず）、インペラ３を収容するコンプレツサハウ
ジング（図示せず）、及びタービンシヤフト２を
収容するベアリングハウジング（センターハウジ
ングとも呼ばれる）４とから成つている。上記組
立体はハウジングに２個の軸受５によつて回転支
承され、スラストカラー６及びスラスト軸受７に
よつて軸方向に支承される。スラストカラー６と
インペラ３との間にはスペーサ８が挿入される。
これらの各部品が一体となつてターボチヤージヤ
の回転部分を構成する。

前述の軸受５には浮動型軸受（フルフロートベ
アリングと呼ばれる）が採用され、これらはベア
リングハウジング４の軸穴９にあるクリアランス
をもつて嵌合され、一方軸受５とタービンシヤフ
ト２との間にもあるクリアランスが存在するよう
な寸法とされる。軸受５の円周面には複数個のオ
イル穴１０が設けられる。ベアリングハウジング
４には該ハウジングの外部からハウジング内にオ
イルを供給するためのポート１１、ポート１１に
通じて軸穴９に対してほぼ平行に延びるポート１
２、ポート１２から軸受５の前記穴１０近くに延
びるポート１３、ポート１３と前記穴１０を通じ
させるために円周方向に約120度にわたつて延び
る半月溝１４が設けられ、従つて、ポート１３か
ら供給されたオイルが半月溝１４を介して軸受５
の外周面に運ばれ、ここでオイルは前記軸穴９の
内周面と軸受５の外周面との間にクリアランス空
間を満たし、軸受の両端から吐出する。一方、前
記半月溝１４に達したオイルは軸受５の前記穴１
０から軸受５の内周面に入り、ここで軸受５の内
周面とタービンシヤフト２の外周面との間のクリ
アランス空間を満たし、軸受の両端から吐出す
る。ここまでは従来の構造と同じであり、前述し
たように、軸受５はタービンシヤフト２を支承す
るとともに上記回転部分の振動を吸収するダンパ
作用を有するものである。しかしながら、軸受５
自体がタービンシヤフト２とともにその約30％の
回転数でとも回りするために前記穴１０から入ろ
うとするオイルに遠心作用をもたらし、軸受５の
外周側と内周側とのオイルの流入量が適正となら
ず、軸受５内周面とタービンシヤフト外周面間の
ダンパ効果が十分ではなかつたと思われる。

第２図及び第３図は本考案により改善された軸
受５の縦断面図及び横断面図で、第３図は第２図
の線−に沿つて見た断面図である。軸受５は
同心円筒状外壁２１及び内壁２２の二重壁で形成
される。外壁２１の両端部２３は第２図に示され
るように半径方向内側に向かつて曲げられて内壁
２２の円筒状外周面の端部に圧着嵌合される。従
つて、外壁２１と内壁２２との間に環状空間２４
であるオイル溜りが形成される。又、外壁２１の
円筒面には複数個の貫通穴２５が設けられ、これ
らの穴２５を介して外壁２１の外側と環状空間２
４が通じ合うようになる。

一方、内壁２２にも同様に貫通穴が設けられ、
それによつて、外壁２１の外側から貫通穴２５を
介して環状空間２４にオイルが導入され、ここか
らさらに内壁２２の貫通穴を介して内壁２２の内
側に導入される。内壁２２の貫通穴は外壁２１の
貫通穴２５と同様のものであつても良いが、減衰
作用をさらに向上させるために、第２図に示され
るように、円周方向に延びるＵ字状のスリツト２
６とするのが好ましい。この実施例においては、
Ｕ字状スリツト２６が円周方向に沿つて３個設け
られる。第４図はＵ字状スリツト２６を有する内
壁２２の詳細を示すものであつて、同図ロ及びハ
は同図イのそれぞれ線Ａ−Ａ、線Ｂ−Ｂの断面を
示すものである。内壁２２の貫通穴をＵ字状スリ
ツト２６として形成することにより、スリツト２
６の中に囲まれた部分２７が弾性変形することが
可能になる。尚、Ｕ字状スリツト２６は逆Ｕ字状
としてもよい。

本考案による軸受は上述したように同心円筒状
内外二重壁構造とされてその中間に環状空間が形
成されるので、軸受外周側から供給されるオイル
が中間空間に入り易く、ここをオイル溜りとして
オイルが軸受の内周側に導入され易くなる。従つ
て、軸受の外周側及び内周側にそれぞれ期待した
ような油膜が形成され、振動減衰性が向上する。

さらに、内壁にＵ字状スリツトを設けることに
より、内壁には小さい力でも変形するばね作用が
具備され、これはターボチヤージヤ作動時発生す
る動圧で変形し、軸受内周とタービンシヤフト外
周間のクリアランスが大きくなり、振動減衰性が
向上する。実験ではクリアランスが1μm大きくな
ると0.3dB振動が低下する結果が実際得られてい
る。

第５図は従来構造のターボチヤージヤと本考案
による軸受構造を用いたターボチヤージヤの振動
を比較測定したグラフである。曲線Ｐは本考案に
基くターボチヤージヤの振動を示し、曲線Ｑは従
来のターボチヤージヤに基くものである。この測
定におてはタービンロータの回転数を計測し、こ
の5000rpm毎にターボチヤージヤに固定した加速
度計によりターボチヤージヤの振動を求めた。第
５図から明らかなように、本考案を適用したター
ボチヤージヤの振動はかなり低減され、最も問題
とされる60000rpm付近の振動低減効果は12dBと
いう非常に大きいものであつた。

第６図は前記実施例における内壁２２のＵ字状
スリツト２６の代りに軸線状に延びる複数個の長
手スリツト２８を設けた内壁２２を示すものであ
る。これによつても内壁２２に前記実施例と同様
のばね作用を生じさせることができる。

以上説明したように、本考案によればターボチ
ヤージヤの振動を低減させることができ、各構成
部品のバランス修正作業が緩和されるという効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案が適用されるターボチヤージヤ
の縦断面図、第２図は本考案によるターボチヤー
ジヤの軸受構造の第１実施例の縦断面図、第３図
は第２図の線−に沿つた横断面図、第４図は
第１実施例の内壁構造の詳細図、第５図はタービ
ン回転数に対するターボチヤージヤ振動を表すグ
ラフ、第６図は内壁構造の第２実施例を示す断面
図である。 １……タービンホイール、２……タービンシヤ
フト、３……インペラ、４……ベアリングハウジ
ング、５……軸受、２１……外壁、２２……内
壁、２４……環状空間、２５……貫通穴、２６…
…Ｕ字状スリツト、２８……長手スリツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ターボチヤージヤのタービンシヤフトを支承
   するためにベアリングハウジングにすきま嵌め
   される軸受であつて、同心円筒状内外二重壁で
   形成され、これら内壁と外壁とはこれら間に環
   状空間を形成するように両端部において結合さ
   れ、さらに、内壁及び外壁にはそれぞれ上記環
   状空間に通じる複数個の貫通穴が設けられてい
   ることを特徴とするターボチヤージヤの浮動型
   軸受構造。 ２ 前記内壁にはほぼＵ字状のスリツトが設けら
   れることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載のターボチヤージヤの浮動型軸受構
   造。 ３ 前記内壁には軸線方向に延びる複数個の長手
   スリツトが設けられることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のターボチヤージ
   ヤの浮動型軸受構造。