JPH04159421A - ターボチャージャの軸受構造 - Google Patents

ターボチャージャの軸受構造

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JPH04159421A JP2279093A JP27909390A JPH04159421A JP H04159421 A JPH04159421 A JP H04159421A JP 2279093 A JP2279093 A JP 2279093A JP 27909390 A JP27909390 A JP 27909390A JP H04159421 A JPH04159421 A JP H04159421A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアンギュラ玉軸受を使用したターボチャージ
ャの軸受構造に関する。
〔従来の技術〕
実開昭63−9429号公報はアンギュラ玉軸受を使用
したターボチャージャの軸受構造を開示する。
アンギュラ玉軸受はタービンホイール軸と軸受ハウジン
グとの間のラジアル力を受は止めると共に、タービンホ
イール軸に加わるスラスト力を受は止めるものである。
軸受の外輪はスプリングによって与圧を付与され、外輪
はスラスト力に抗して所定の弾性力(予圧)をもって軸
受ボールに押しつけられる。また、与圧以上のスラスト
力が加わるとスプリングは変形し、外輪は軸線方向に移
動する。外輪の軸線方向の移動によりガタが発生したり
、ポールが外れたりするおそれかある。そこで、ストッ
パ部を形成したカラーが外輪に設けられ、予圧以上のス
ラスト力が加わるとストッパ部は軸受ハウジングに接触
し、それ以上外輪が移動するのが防止されるようになっ
ている。
実開平1−159132号公輯て(゛ま軸受の外輪の外
側に油膜制陣用オイルフィルムダンパを設け、オイルフ
ィルムダンパ間に与圧付与用のスプリングが配置される
と共に、オイルダンパフィルム間にストッパ部材が配置
される。与圧以上のスラスト力が加わると、オイルフィ
ルムダンパがストッパ部材に当たり、それ以上のスラス
ト方向への移動が防止される。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来技術の場合与圧を付与するスプリングと、外輪のず
れの防止のためストッパ手段はスプリングとは別個の部
材として設けられる。即ち、従来技術ではスプリングに
加えてストッパか必要となり、部品点数か多くなる欠点
があった。
この発明はアンギュラ玉軸受を備えたターボチャージャ
の軸受構造において、部品点数を削減することを目的と
し、その解決手段としてストッパ機能と与圧付与機能と
を一つの部品で兼用させている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明によれば、タービンホイール軸を一対のアンギ
ュラ玉軸受によって軸受ハウジングに支持したターボチ
ャージャにおいて、前記一対のアンギュラ玉軸受の対向
する外輪間に、タービンホイール軸線と交差する方向に
延びるスリットを形成した与圧スペーサを配置したこと
を特徴とするターボチャージャの軸受構造か提供される
〔作用〕
与圧スペーサに形成されるスリットは与圧スペーサにタ
ービンホイール軸線と平行な方向の弾性を具備せしめ、
タービンホイール軸に加わるスラストに抗した与圧を軸
受外輪に付与する。
スラスト力が大きくなるとスリットが閉じ、弾性率か高
くなるため与圧スペーサは外輪のずれを防止するストッ
パ機能を達成する。
〔実施例〕
第6図において、10はターボチャージャの軸受ハウジ
ング、12はタービンホイール軸であり、−端にタービ
ンホイール14が一体に形成され、他端にコンプレッサ
ホイール16がナツト18によって固定される。タービ
ンホイール軸12は一対のアンギュラ玉軸受20によっ
て軸受ハウジング10に支持される。
第7図において、アンギュラ玉軸受20は内輪22と、
外輪24と、軸受ボール26とを有し、内輪22はター
ビンホイール軸12に嵌合され、外輪24は軸受ハウジ
ング10の軸孔28に嵌合される。タービンホイール軸
12上のタービンホイール14の側に、タービンホイー
ル側のアンギュラ玉軸受20のストッパとなる肩部29
に係合するリング30か設けられる。
軸受ハウジング10の軸孔28の内周にタービンホイー
ル側の玉軸受20の外輪24のストッパとなる環状肩部
32が形成される。軸受ハウジング10のコンプレッサ
ホイール16の側の端面に端部板40かポルト42(第
6図)によって固定される。端部板40はタービンホイ
ール軸孔28の内周を越えて突出した部分44を有し、
この突出部44かコンプレッサホイール16側のアンギ
ュラ玉軸受20の外輪24のストッパとなる。また、タ
ービンホイール軸12に環状部材46が嵌合されており
、コンプレッサホイール16と共にナツト18(第6図
)によってタービンホイール軸12に固定され、この環
状部材46はコンプレッサホイール16側のアンギュラ
玉軸受20の内輪22のストッパとなる。また、シール
48が、環状部材46の外周の環状溝47に設けられ、
端部板4oの内周面まで延びている。タービンホイール
軸12はタービンホイールへの接続部において径が大き
くなっており、シール50を収納する環状溝51を形成
している。
内側環状スペーサ56がタービンホイール軸上における
対向するアンギュラ玉軸受の内輪22間に配置される。
内側環状スペーサ56は内輪22をタービンホイール軸
12上の所定位置に保持する。
与圧スペーサ60はアンギュラ玉軸受20の外輪24に
予圧を加えると共に、スラストを受けたときの外輪24
のズレを防止するものである。与圧スペーサ60は第1
図、第2図に示すように軸線に対して幾分傾斜したらせ
ん状スリット62を形成しており、これにより軸方向に
おいて第5図に示すような2段予荷重特性を発揮するこ
とができる。変形量δか小さいときはスリット62の部
分が変形を許容するため、アンギュラ玉軸受20に予荷
重を加え、変形量δが大きい領域では外輪か軸線方向に
これ以上移動するのを防止するストッパ機能を達成する
ようになっている。第6図において外輪の軸方向の幅を
W!、与圧スペーサ60の長さをZP、外輪の可動寸法
を12としたとき、軸受ハウジングの挿入長さAn  
(与圧スペーサ60を挿入した状態における左右の突出
部44と環状肩部32との間の間隔)は、 1B≦(2XWE +ip +j’t)を満たす必要が
ある。
アンギュラ玉軸受の採用はターボチャージャの過渡状態
での特性の改善を図ることかてきる。第9図はエンジン
の回転数と吸気管圧力との関係を示すものであり、実線
が通常のフロート軸受の特性であり、破線かアンギュラ
玉軸受の特性を示す。
図から分かるようにアンギュラ玉軸受はフロート軸受と
比較して低回転側から吸気管圧力が立ち上がっており、
ターボチャージャの過渡応答特性の改善に有力であるこ
とが理解される。
第6図において軸受ハウジングは給油口67に通ずる潤
滑油通路65を有し、軸受20への潤滑を行うことがで
きる。潤滑後の潤滑油は回収室69に集められる。第7
図、第8図に示すようにアンギュラ玉軸受20の外輪2
4は円周方向に間隔をおいて穿設されたオイル導入孔8
0を有しており、このオイル導入孔80は外周の環状溝
8Iに開口しており、この環状溝81に軸受ハウジング
IOに設けられるオイル供給孔82が開口している。シ
ールリング84はアンギュラ玉軸受20の内輪22に形
成されるシール溝86に配置され、かつシールリング8
4は外輪24の内周面まで延びている。潤滑油は軸受ハ
ウジングに形成される潤滑油通路65よりオイル供給孔
82に導入され、潤滑油はオイル供給孔82より環状溝
81を経てオイル導入孔80に導かれ、軸受ボール26
の潤滑を行う。シールリング84か設けられているため
潤滑油は矢印fのように内向きに指向され、各部の隙間
を通過し最終的には軸受ハウジングのオイル回収室69
に集まる。このように潤滑油を内向きに指向させること
によりタービン側またはコンプレッサ側への潤滑油の漏
洩を最小とすることができる。また、タービン側又はコ
ンプレッサ側への潤滑油の漏洩が少ないためコンプレッ
サのボス部に通常設けられる油切りを廃止することがで
きる。
また、シールリング84によるオイルシールの代わりに
玉軸受のボール保持器自体かオイルシール機能を具備す
るものを採用することかできる。この場合、オイル導入
孔、溝はボールの内側に配置することになる。
ターボチャージャの作動の際にタービン軸にスラストか
加わる。与圧スペーサ60はスリット62を付けたこと
によってその弾性限界内で収縮され、軸受に予圧を付与
する。所定値以上のスラストを受けることによって外輪
の移動か大きくなると、スリット62の対向縁同士が接
触する状態に至り、与圧スペーサ60はそれ以上の外輪
の移動を阻止する。そのため、外輪のずれを防止するこ
とができる。このように、与圧スペーサ60は軸受に予
圧を付与すると共にそれ以上のスラストか軸受に加わっ
た場合にその移動を防止するストッパとしての機能を兼
備している。
第3図、第4図は与圧スペーサ60の別実施例を示して
おり、この実施例ではスリット70がその軸線に対して
垂直な平面に沿って与圧スペーサ60の円周方向に位相
をずらして交互に複数配列されている。与圧スペーサ6
0の予圧付与機能、及びずれ防止機能は第1実施例と相
違するところはない。
第10図および第11図はこの発明の軸受構造における
潤滑油供給構造の別実施例を示す。油切用の環状突起8
8が左右のアンギュラ玉軸受20に近接して内側スペー
サ56に形成される。この環状突起88は油切りとして
の機能をもつ。即ち、矢印fのような潤滑油の流れを受
は止め、これをタービンホイール軸12の回転による遠
心力により四散させ、潤滑油はオイル回収室69で受は
取られる。即ち、油切りにより潤滑油がタービンホイー
ル軸12を伝わってコンプレッサ側もしくはタービン側
に漏洩するおそれを解消することができる。
第12図および第13図は潤滑油供給構造の別実施例を
示しており、第10図および第11図の実施例とはアン
ギュラ玉軸受20の外輪24の外周と軸受ハウジング1
0の軸孔28の内周との間に円筒状ダンパ90を配置し
ている。この円筒状ダンパ90は変形を容易とするため
および耐久性を考慮して発泡シリコーンゴムなどの材質
により作られている。円筒状ダンパ90はオイル供給孔
82に開口する孔94を有し、外輪24の溝81、オイ
ル孔80を介してアンギュラ玉軸受20に給油を行う。
円筒状ダンパ90は走行振動やエンジン振動によって軸
受−シャフトとの間に過荷重が発生するのを防止し、タ
ービンホイールの破損を防止することかできる。
〔考案の効果〕
この考案によれば、与圧スペーサによってアンギュラ玉
軸受への与圧の付与と外輪のずれ止めとを兼用している
ためその分部品点数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は与圧スペーサの側面図。 第2図は第1図の与圧スペーサの正面図。 第3図は与圧スペーサの別実施例の側面図。 第4図は第3図の与圧スペーサの側面図。 第5図は与圧スペーサの荷重−変形特性図。 第6図はターボチャージャの軸受ハウジングの断面図。 第7図は第6図のアンギュラ玉軸受の部分の拡大図。 第8図は第6図のアンギュラ玉軸受の部分の概略的斜視
図。 第9図はアンギュラ玉軸受とフロート軸受とてエンジン
回転速度と吸気管圧力との関係を示す図。 第10図、第11図は別実施例における第7図、第8図
と同様な図。 第12図、第13図は更に別の実施例における第7図、
第8図と同様な図。 10・・・軸受ハウジング、 12・・・タービンホイール軸、 14・・・タービンホイール、 16・・・コンプレッサホイール、 20・・・アンギュラ玉軸受、22・・・内輪、24・
・・外輪、      26・・・ボール、40・・・
端部板、     46・・・環状部材、50・・・シ
ール、56・・・内側スペーサ、60・・・与圧スペー
サ、  62・・・スリット、67・・・給油口、  
   69・・・回収室、70・・・スリット、   
 80・・・オイル導入孔、81・・・環状溝、   
  82・・・オイル供給孔、88・・・環状突起、 
   90・・・環状ダンパ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  タービンホィール軸を一対のアンギュラ玉軸受によっ
    て軸受ハウジングに支持したターボチャージャにおいて
    、前記一対のアンギュラ玉軸受の対向する外輪間に、タ
    ービンホィール軸線と交差する方向に延びるスリットを
    形成した与圧スペーサを配置したことを特徴とするター
    ボチャージャの軸受構造。
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