JPH04119624U - 過給機のスラスト軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない潤滑油の供給で負荷能力を増大できる
とともに、オイルシール構造を簡単にでき、回転の安定
化も図ることができる過給機のスラスト軸受構造を提供
することにある。 【構成】 スラスト軸受を正スラスト軸受３１と反スラ
スト軸受３２に機能を分離し、スラストブッシュ１３の
一側面に正スラスト軸受３１を対向させるとともに、正
スラスト軸受３１に専用油路３４によって潤滑油を供給
し、荷重側での洩れを無くして少ない潤滑油で負荷能力
を高めることを可能とし、コンプレッサ側への油洩れの
可能性を少なくし、シール性を向上する。また、反スラ
スト軸受３２をスラストブッシュ１３の他側面と対向さ
せるように配置し、これをジャーナル軸受１０の止め輪
と兼用して、ジャーナル軸受１０の端面を相対回転のな
い状態で押さえ、過給機１の回転の安定化を図る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、過給機のスラスト軸受構造に関し、負荷能力を増大でき、シール 構造を簡単にし、回転の安定化を図るようにしたものであり、ラジアル軸受を備 えた過給機に広く適用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】

過給機の軸受構造としては、すべり軸受を用いるものと転がり軸受を用いるも のに大別することができ、すべり軸受を用いる場合には、ラジアル軸受とスラス ト軸受を設けるようにしており、例えば自動車用の過給機の場合には、図３に示 すように構成されている。 この過給機１では、過給機１自体を３つの車室２，３，４で構成し、タービン 軸５のタービン車室２内の一端部にタービンインペラ６を配置するとともに、タ ービン軸５のコンプレッサ車室４内の他端部にコンプレッサインペラ７を配置し 、中央部の軸受車室３に軸受部８を設けるオーバーハング構造が採られている。

【０００３】 この軸受車室３の軸受部８としては、２つのジャーナル軸受９，１０をタービ ン側とコンプレッサ側に配置し、さらに温度の低いコンプレッサ側にスラスト軸 受１１を設けている。 これら２つのジャーナル軸受９，１０のうち、一方のタービン側のジャーナル 軸受９は両端部が軸受車室３に取付けられたリテーニングリング（止め輪）１２ で押えられ、コンプレッサ側のジャーナル軸受１０はタービン側の端部がリテー ニングリング（止め輪）１２で押えられ、コンプレッサ側の端部はタービン軸５ に取付けられたスラストブッシュ１３で押えられるようになっている。

【０００４】 また、スラスト軸受１１としては、タービン軸５にスラストブッシュ１３、油 きり１４、コンプレッサインペラ７が順に嵌合されてナット１５で締付けられて おり、スラストブッシュ１３のコンプレッサ側の側面１３ａが正スラスト（ター ビン軸５がコンプレッサ側に移動しようとする方向のスラスト）軸受面とされ、 油きり１４のタービン側の側面が反スラスト（タービン軸５がタービン側に移動 しようとする方向のスラスト）軸受面とされる。そして、これら正スラスト軸受 面と反スラスト軸受面との間に両側にパッド面が形成されたスラスト軸受１１が 装着されている。

【０００５】 このような軸受部８のジャーナル軸受９，１０及びスラスト軸受１１は潤滑す る必要があり、軸受車室３に給油口１６が形成され、油路１７によってそれぞれ の軸受９〜１１に潤滑油を供給し、軸受車室３の排油孔１８及び排油口１９から 過給機１外に回収するように構成されている。 このような過給機１では、軸受部８を潤滑するための潤滑油をシールする必要 からオイルシール構造が設けられるが、特にコンプレッサ側のオイルシールが完 全でないと吸気中に潤滑油が混入してしまう。

【０００６】 このため、コンプレッサ側のオイルシール構造２０としては、タービン軸５に 嵌合された油きり１４の外周に２つの溝を形成し、これら２つの溝に大小それぞ れのピストンリング２１，２２を装着する一方、軸受車室３にシールプレート２ ３を固設し、シールプレート２３の内周面にピストンリング２１，２２を摺接さ せるようになっている。 このようなシール構造２０によれば、まず内側のピストンリング２１でシール し、漏れ出た油をシールプレート２３の中空部２４から軸受車室３の排油口１９ に戻すようにし、さらに外側のピストンリング２２でシールすることで、コンプ レッサ側への潤滑油の混入を防止するようになっている。その他にオイルデフレ フタ式のもの（実願平２年第３１４６２号）もあるが正スラスト力が大きい場合 にはスラスト軸受への供油量を大巾に増加しなければならず、デフレフタ側にオ イルが多量に流入して洩れ易かった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような過給機１では、通常運転中は、ほとんど正スラストがス ラスト軸受１１に作用するため、スラスト軸受１１の正スラスト側が荷重側とな り、反スラスト側が非荷重側となって正スラスト側のパッド面１１ａとスラスト ブッシュ１３の正スラスト軸受面１３ａとの間の隙間が減少すると同時に、スラ スト軸受１１の反スラスト側のパッド面１１ｂと油きり１４の反スラスト軸受面 との間の隙間が増大し、潤滑油が油路１７の抵抗の少ない反スラスト側に多く流 れ、過給圧の増大に伴うスラスト軸受１１の負荷能力を高めるためには、荷重側 で必要とする潤滑油量に応じて非荷重側に流れる潤滑油量を考慮にいれた大量の 潤滑油を供給しなければならないという問題がある。 また、大量の潤滑油を供給して負荷能力の増大を図ろうとすると、オイルシー ル構造２０でシールしなければならない油量が増大し、コンプレッサ側へのオイ ル洩れの可能性が増大するとともに、オイルシール構造２０自体を２本のピスト ンリング２１，２２と２本のリング溝を備えたシールプレート２３を設けるなど 複雑な構造としなければならないという問題がある。 さらに、コンプレッサ側のジャーナル軸受１０の端部は、本来タービン側のジ ャーナル軸受９と同様に両端にリチーニングリング１２を配置し軸受が安定して 回転する様にすることが望ましいが、軸受スパンを長くし、しかも過給機１自体 をコンパクトにするため、スラストブッシュ１３の側面で押えるようにしており 、これによってジャーナル軸受１０とスラストブッシュ１３との間の相対回転で ジャーナル軸受１０が捩れるようになって過給機１の回転が不安定になるという 問題もある。

【０００８】 この考案は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたもので、少ない潤滑油の 供給で負荷能力を増大できるとともに、オイルシール構造を簡単にでき、回転の 安定化も図ることができる過給機のスラスト軸受構造を提供しようとするもので ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するためこの考案の過給機のスラスト軸受構造は、過給機のタ ービン軸にスラストブッシュを装着し、このスラストブッシュの一側面に対向さ せて正スラスト専用の正スラスト軸受を設置するとともに、この正スラスト軸受 のパッド面に潤滑油を供給する専用油路を当該正スラスト軸受に形成する一方、 スラストブッシュの他側面と対向させて反スラスト専用の反スラスト軸受をジャ ーナル軸受の止め輪と兼用して設置したことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

この過給機のスラスト軸受構造によれば、スラスト軸受を正スラスト軸受と反 スラスト軸受に機能を分離し、スラストブッシュの一側面に正スラスト軸受を対 向させるとともに、正スラスト軸受に専用油路によって潤滑油を供給するように しており、荷重側での洩れを無くして少ない潤滑油で負荷能力を高めることがで き、しかもコンプレッサ側への油洩れの可能性を少なくするようにしている。 また、反スラスト軸受をスラストブッシュの他側面と対向させるように配置し 、これをジャーナル軸受の止め輪と兼用するようにしており、ジャーナル軸受の 端面を相対回転のない状態で押さえ、過給機の安定回転ができるようにしている 。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。 図１および図２はこの考案の過給機のスラスト軸受構造の一実施例にかかる主 要部の拡大断面図および全体の断面図である。なお、図３で説明した過給機及び そのオイルシール構造と同一部分には同一番号を記してある。 この過給機のスラスト軸受構造３０では、スラスト軸受を正スラスト（タービ ン軸５がコンプレッサ側に移動しようとする方向のスラスト）を支持するための 正スラスト軸受３１と、反スラスト（タービン軸５がタービン側に移動しようと する方向のスラスト）を支持するための反スラスト軸受３２とに機能を分離して スラストブッシュ１３の両側面と対向するよう別々に設けている。

【００１２】 正スラスト軸受３１は、タービン軸５のコンプレッサ側に嵌合されたスラスト ブッシュ１３と油きり３３との間に配置されており、スラストブッシュ１３のコ ンプレッサ側の側面（軸受面）と対向する一側面にのみパッド面３１ａが形成さ れている。そして、この正スラスト軸受３１には、軸受車室３の潤滑油の油路１ ７と連通する専用油路３４がパッド面３１ａにのみ開口するように形成してある 。 したがって、正スラスト軸受３１に油路１７及び専用油路３４を介して供給 される潤滑油は全てがスラスト荷重が加わるパッド面３１ａに供給され、従来の ように非荷重側の隙間に流れ出ることがない。

【００１３】 反スラスト軸受３２は、タービン軸５に嵌合されたスラストブッシュ１３のタ ービン側の側面と対向して軸受車室３に取付けられており、スラストブッシュ１ ３を挾んで正スラスト軸受３１と対向するように配置されている。この反スラス ト軸受３２はスラストブッシュ１３のタービン側の側面と対向する一側面にのみ パッド面３２ａが形成され、反スラスト軸受３２の他側面３２ｂはジャーナル軸 受１０のコンプレッサ側の端部を押さえる止め輪と兼用されている。 この反スラスト軸受３２は過給機１の運転中、反スラストが生じる負荷状態と なることがほとんど無く、しかも反スラストによる荷重自体が小さいことから強 制潤滑は行わず、ジャーナル軸受１０を強制潤滑した後の潤滑油によって潤滑さ れる。

【００１４】 このようにスラスト軸受を正スラスト軸受３１と反スラスト軸受３２に分離し て設置し、正スラスト軸受３１のみを強制潤滑するとともに、パッド面３１ａに のみ潤滑油を供給するようにしたので、正スラスト軸受３１を潤滑すると同時に 、油きり３３側に大量の潤滑油がもれでることが無くなり、コンプレッサ側オイ ルシール構造が簡単になっている。総油量も大巾に減少しエンジンの給油ポンプ 容量が少なくてすむ、又給油量が少ないため軸受車室３の排油スペース８にオイ ルが充満することもなくなり、結果としてタービン側のオイルシール性能も向上 する。

【００１５】 このオイルシール構造３５では、タービン軸５のコンプレッサ側に嵌合された 油きり３３のタービン側の端部にフランジ部３３ａが形成され、コンプレッサ側 の外周部にリング溝３３ｂが１本形成してある。この油きり３３のフランジ部３ ３ａのコンプレッサ側の側面は、軸受車室３のコンプレッサ車室４側の接合面３ ａの僅かに内側となるように形成してある。 そして、この油きり３３のフランジ部３３ａのコンプレッサ側にオイルデフェ ンサプレート３６が配設されており、正スラスト軸受３１を潤滑したのちの潤滑 油を排油口１９に案内する。 このオイルデフェンサプレート３６は、例えば薄板で円板状に形成され、その 外径が軸受車室３のコンプレッサ車室４側の接合面３ａの外周に対応する大きさ とされてこの外周部をガスケットとして機能させ、中心部に油きり３３がわずか な隙間を明けて挿通される中心孔を形成し、さらに下部にＵ字状の切り込みが入 れられて折り起こされた潤滑油のガイド部３６ａおよび油戻口３６ｂが形成され る。

【００１６】 このオイルデフェンサプレート３６の外側には、シールプレート３７が嵌合さ れており、シールプレート３７の内周部が油きり３３のリング溝３３ｂに装着さ れたピストンリング３８と摺接するようになっている。 さらに、この過給機１では、シールプレート３６の外周部にコンプレッサ車室 ４が嵌合連結されるようになっており、軸受車室３とコンプレッサ車室４との間 にオイルデフェンサプレート３６及びシールプレート３７が挾まれ、液状ガスケ ットなどでシールされている。 また、タービン側のオイルシール構造については、タービン軸５にピストンリ ング３８が装着され、軸受車室３との間でシールされるようになっている。 さらに、軸受部８自体の構造は、図３で説明した構成と同様になっているので 説明は省略する。

【００１７】 このように構成した過給機のスラスト軸受構造３０では、過給機１の通常運転 状態では、ほとんど正スラスト状態となり、正スラスト軸受３１のパッド面３１ ａとスラストブッシュ１３のコンプレッサ側の側面でスラスト荷重を支持する。

【００１８】 この正スラスト状態では、正スラスト軸受３１のパッド面３１ａに油路１７及 び専用油路３４を介して潤滑油が供給され、しかも潤滑油の全てがスラスト荷重 が加わるパッド面３１ａに供給されるので、十分な油膜が形成でき、従来のよう に非荷重側の隙間に潤滑油が大量に流れ出ることがなく、少ない潤滑油量で負荷 能力を増大することができる。また従来はスラスト荷重が変化するたびにスラス ト軸受への給油変動が発生するがこのようなこともなくジャーナル軸受へ安定し た給油が行なわれる。

【００１９】 また、正スラスト軸受３１から洩れ出す潤滑油量も少なく、オイルデフェンサ プレート３６によって正スラスト軸受３１を潤滑したのちの潤滑油を排油口１９ に導くことで、コンプレッサ側への油洩れを防止でき、オイルデフェンサプレー ト３６でシール出来なかった潤滑油をシールプレート３７とピストンリング３８ でシールするので、コンプレッサ側への潤滑油の洩れを防止できる。 したがって、オイルシールを、油きり３３、オイルデフェンサプレート３６、 シールプレート３７及び１本のピストンリング３８などで構成でき、オイルシー ル構造を従来に比べ、簡単で安価にすることができる。

【００２０】 さらに、反スラスト軸受３２のパッド面３２ａをスラストブッシュ１３のター ビン側の側面と対向して反スラスト荷重を支持するようにし、しかも反スラスト 軸受３２の他側面３２ｂをジャーナル軸受１０の止め輪（リテーニングリング） と兼ねるようにしたので、反対スラスト荷重の支持ができるともに、従来のよう なジャーナル軸受１０とスラストブッシュ１３のつれ回り力がなくなり、ジャー ナル軸受１０の捩じれなどに起因する回転の不安定化を防止して安定な回転を確 保できる。

【００２１】 また、オイルデフェンサプレート３６を軸受車室３の接合面３ａ全周に渡って 挾み込むようにしたので、ガスケットと兼用でき、軸受車室３とシールプレート ３７との間に隙間が形成されず、完全に密着させることができ、Ｏリングとリン グ溝などの特別なシール構造を設けること無く簡単に車室３，４間をシールする ことができる。

【００２２】 なお、上記実施例では、自動車用の過給機を例に説明したが、これに限らず他 のジャーナル軸受とスラスト軸受を用いる過給機に広く適用できるものである。

【００２３】 また、この考案の要旨を変更しない範囲で各構成要素に変更を加えるようにし ても良い。

【００２４】

【考案の効果】

以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの考案の過給機のスラスト 軸受構造によれば、スラスト軸受を正スラスト軸受と反スラスト軸受に機能を分 離し、スラストブッシュの一側面に正スラスト軸受を対向させるとともに、正ス ラスト軸受に専用油路によって潤滑油を供給するようにしたので、荷重側での洩 れを無くして少ない潤滑油で負荷能力を高めることができ、しかもコンプレッサ 側への油洩れの可能性を少なくしてシール性を向上することができる。 また、反スラスト軸受をスラストブッシュの他側面と対向させるように配置し 、これをジャーナル軸受の止め輪と兼用するようにしたので、ジャーナル軸受の 端面を相対回転のない状態で押さえ、過給機の回転を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の過給機のスラスト軸受構造の一実施
例にかかる主要部の拡大断面図である。

【図２】この考案の過給機のスラスト軸受構造の一実施
例にかかる全体の断面図である。

【図３】従来の過給機の構造の断面図である。

【符号の説明】

１ 過給機 ２ タービン車室 ３ 軸受車室 ４ コンプレッサ車室 ５ タービン軸 ６ タービンインペラ ７ コンプレッサインペラ ８ 軸受部 ９ ジャーナル軸受 １０ ジャーナル軸受 １３ スラストブッシュ ３０ 過給機のスラスト軸受構造 ３１ 正スラスト軸受 ３１ａ パッド面 ３２ 反スラスト軸受（止め輪） ３２ａ パッド面 ３２ｂ 他側面 ３３ 油切り ３４ 専用油路 ３５ オイルシール構造 ３６ オイルデフェンサプレート ３７ シールプレート ３８ ピストンリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 過給機のタービン軸にスラストブッシュ
   を装着し、このスラストブッシュの一側面に対向させて
   正スラスト専用の正スラスト軸受を設置するとともに、
   この正スラスト軸受のパッド面に潤滑油を供給する専用
   油路を当該正スラスト軸受に形成する一方、スラストブ
   ッシュの他側面と対向させて反スラスト専用の反スラス
   ト軸受をジャーナル軸受の止め輪と兼用して設置したこ
   とを特徴とする過給機のスラスト軸受構造。