JPH051018U - 高速回転軸の軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外輪及び回転軸の回転軸方向の大きなガタ付
きの発生を抑制して、ケーシングとロータ間の隙間を可
及的に小さくし、該隙間損失を十分に低減する。 【構成】 ケーシング７内に有するベアリングハウジン
グ６と両端部にタービンロータ１及びコンプレッサイン
ペラ２を連結した回転軸３との間に、一対の転がり軸受
４，５を設けると共に、該両軸受４，５の外輪４ｂ，５
ｂ間に一対のアウタースーペーサ１４，１５を介装した
軸受装置において、両アウタースペーサ１４，１５間に
一対のカラー部材２３，２４を介装すると共に、前記ケ
ーシング７に、両アウタースペーサ１４，１５を圧入部
材２７により互いに各外輪４ｂ，５ｂ方向へ押し出す調
整機構２５を設ける構成とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば内燃機関のターボチャージャに用いられる高速回転軸の軸受 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えばターボチャージャの軸受装置としては、本出願人が先に出願した特開昭 ６３−１５２７１６号公報に記載されているものがある。

【０００３】 この軸受装置は、図２に示すように構成され、タービンロータ１とコンプレッ サインペラ２とを同軸上で連結する回転軸３は、その外周に設けられたアンギュ ラ型転がり軸受４，５を介して、ほぼ円筒状のベアリングハウジング６にて支持 されている。このベアリングハウジング６は、ほぼ円筒状のケーシング７内に形 成される円筒部８内に嵌入されて、コンプレッサインペラ２側のフランジ９にて センターケーシング７にボルト１０により固定されている。

【０００４】 尚、ケーシング７内空間のコンプレッサインペラ２側は、該コンプレッサイン ペラ２の背面側に配置されたバックプレート１１により封止されている。

【０００５】 前記転がり軸受４，５は、それぞれ内輪４ａ，５ａ、外輪４ｂ，５ｂ及びボー ル４ｃ，５ｃからなり、内輪４ａ，５ａの夫々の内輪軌道４ｄ，５ｄが図中左右 対称に対向して配置されている。また、各転がり軸受４，５の外周に位置するベ アリングハウジング６の中間部内周には、回転軸３に向かって突出するスラスト 受け部１２が一体に設けられている。

【０００６】 前記スラスト受け部１２と各外輪４ｂ，５ｂの間には、圧縮スプリング１３に よってそれぞれ外輪４ｂ，５ｂ方向に付勢されるアウタースペーサ１４，１５が 介装され、スラスト受け部１２に対する外輪４ｂ，５ｂの回転軸方向の相対位置 が規制されている。

【０００７】 また、一方の内輪４ａは、インナースペーサ１６とスラストカラー１７との間 に、他方の内輪５ａは、回転軸３に形成された段付部３ａとインナースペーサ１ ６との間に挾持されて回転軸方向の位置決めが行なわれている。

【０００８】 更に、ベアリングハウジング６と各外輪４ｂ，５ｂ及びアウタースペーサ１４ ，１５との間には、所定の隙間が形成され、この隙間にオイル通路１８から導か れる圧油（潤滑油）が通孔１９ａ，１９ｂ、環状溝２０ａ，２０ｂを夫々介して 供給されるようになっている。

【０００９】 斯かる構成において、低速域では、転がり軸受４，５が転動するのに対して、 高速域では、間隙に回転軸３を十分支持できる厚さの油膜層が形成され、外輪４ ｂ，５ｂ及びアウタースペーサ１４，１５は回転軸３と一体になって高速回転す る。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

然し乍ら、前記従来の軸受装置にあっては、夫々の内輪４ａ，５ａは、筒状一 体のインナースペーサ１６を介して回転軸方向の位置決めが行なわれるが、各外 輪４ｂ，５ｂは一対のアウタースペーサ１４，１５を介して圧縮スプリング１３ のばね力によって回転軸方向の位置決めが行なわれている。このため、該各内輪 ４ａ，５ａは、回転軸方向へ固定的に位置決めされているものの、各外輪４ｂ， ５ｂは、回転軸方向へガタ付きが発生している。したがって、特に高速域におい て、回転軸３が外輪４ｂ，５ｂを介して回転軸方向へガタ付きが発生し、タービ ンロータ１とコンプレッサインペラ２の各外端縁１ａ，２ａがタービンハウジン グ２１とコンプレッサシュラウド２２の内端部に干渉する虞がある。そこで、外 端縁１ａ，２ａとタービンハウジング２１及びコンプレッサシュラウド２２内端 部との間の隙間Ｃ，Ｃを大きくしなければならない。この結果、ターボチャージ ャの全回転域において前記の隙間損失が生じ、過給効率の低下を招く。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので、とりわけ両アウター スペーサ間に一対のカラーを介装すると共に、ケーシングに、両カラー間に圧入 することにより該アウタースペーサを互いに各外輪方向へ押圧する調整機構を設 けたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】

前記構成によれば、各アウタースペーサ間のカラー調整機構が圧入されること によって、該アウタースペースが各外輪側に押し出されて、該各外輪が弾性的で はなく固定的に支持される。したがって、該各外輪の回転軸方向へのガタ付きが 確実に規制され、回転軸も回転軸方向へのガタ付きが解消される。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１に基づいて詳述する。尚、従来と共通の構成個 所には同一の符号を付して説明する。

【００１４】 即ち、図中３はタービンロータ１とコンプレッサインペラ２とを同軸上で連結 する回転軸、４，５は該回転軸３の両端部外周に設けられた転がり軸受、６は該 両転がり軸受４，５を支持する円筒状のベアリングハウジングであって、このベ アリングハウジング６は、センターケーシング７内の円筒部８内に嵌入されて、 フランジ９にボルト１０により固定されている。

【００１５】 前記転がり軸受４，５は、内輪４ａ，５ａと外輪４ｂ，５ｂ及びボール４ｃ， ５ｃからなり、内輪４ａ，５ａの内輪軌道４ｄ，５ｄが図中左右対称に対向して 配置されている。また、一方の内輪４ａは、インナースペーサ１６とスラストカ ラー１７との間に、他方の内輪５ａは、回転軸３に形成された段付部３ａとイン ナースペーサ１６との間に挾持されて回転軸方向の位置決めがなされている。

【００１６】 そして、前記外輪４ｂ，５ｂは、該両者の間に配置された円筒状の左右一対の アウタースペーサ１４，１５と、該アウタースペーサ１４，１５の間に介装され た左右一対のカラー部材２３，２４と、該カラー部材２３，２４を介して両アウ タースペーサ１４，１５を外輪４ｂ，５ｂ側に押し出す調整機構２５とによって 回転軸方向の相対位置が規制されるようになっている。

【００１７】 即ち、前記カラー部材２３，２４は、円筒状を呈しその全体の軸方向の長さが 両アウタースペーサ１４，１５間の隙間長さよりも小さく設定されて、両者２３ ，２４間に円環状の隙間部Ｓが形成されている。また、該カラー部材２３，２４ の軸方向の長さは、調整機構２５の作用と相俟ってアウタースペサー１４，１５ を含めた全体の軸方向の長さを決定するのもであり、したがって、その軸方向の 長さは適宜徴調整するようになっている。

【００１８】 前記調整機構２５は、センターケーシング７の略中央で、かつ図１と異なる平 面内（図中破断面で示す）に外方から回転軸３の中心方向に沿って形成された雌 ねじ部２６と、該雌ねじ部２６の内部に挿入されて先端部が前記隙間部Ｓ内に圧 入されるボルト状の圧入部材２７とから構成されている。前記圧入部材２７は、 外側に位置する頭部２７ａ下面に一体に有する軸部２７ｂの外周面に前記雌ねじ 部２６に螺合する雄ねじ部２７ｃが形成されていると共に、該軸部２７ｂの先端 部２７ｄが先細り状の略円錐形に形成されている。また、この軸部２７ｂは、外 径が前記隙間部Ｓの巾よりも大きく設定されて隙間部Ｓに挿入した先端部２７ｄ で各カラー部材２３，２４を左右軸方向に押し出すようになっている。

【００１９】 尚、ベアリングハウジング６と各外輪４ｂ，５ｂ及びアウタースペーサ１４， １５との間には、所定の隙間が形成され、この隙間にオイル通路１８から導かれ る潤滑油が通孔１９ａ，１９ｂ，環状溝２０ａ，２０ｂを夫々介して供給される ようになっている。

【００２０】 したがって、この実施例によれば、各構成部品の組み立て時において、まず転 がり軸受４，５の両内輪４ａ，５ａ間にインナースペーサ１６を圧入してスラス トカラー１７と段付部３ａを介して各内輪４ａ，５ａの回転軸方向の位置決めを 行なう。その後、各アウタースペーサ１４，１５及びカラー部材２３，２４を、 両外輪４ｂ，５ｂ間に配置しつつ圧入部材２７を雌ねじ部２６の外方から内部に 挿通して頭部２７ａをドライバー等で旋回させながらねじこむ。このため、圧入 部材２７の略円錐形の先端部２７ｄが、隙間部Ｓ内に圧入されて各カラー部材２ ３，２４を左右軸方向へ圧接力により押し出す。これによって、アウタースペー サ１４，１５が、両外輪４ｂ，５ｂを左右軸方向に押圧する。このため、該両外 輪４ｂ，５ｂの回転軸方向の位置決めが固定的に行なわれると共に、該両外輪４ ｂ，５ｂ間の長さと両内輪４ａ，５ａ間の長さが同一になる。したがって、該外 輪４ｂ，５ｂ及び回転軸３の回転軸方向のガタ付きが解消される。この結果、タ ービンロータ１とタービンハウジング２１間の隙間Ｃ及びコンプレッサインペラ ２とコンプレッサシュラウド２２間の隙間Ｃを大きくする必要がなく、可及的に 小さくすることが可能となる。このため、ターボチャージャの全回転域での隙間 損失が十分に小さくなり、タービンロータ１及びコンプレッサインペラ２による 過給効率が向上し、燃費等を改善できる。

【００２１】 また、調整機構２５の構造が極めて簡単であり、製造作業が容易であると共に 、コストの上昇も抑制できる。また、カラー部材２３，２４の軸方向の長さ及び 圧入部材２７の圧入量を調整することにより、インナースペーサ１６との相対的 な長さを微調整できることは云うまでもない。

【００２２】 尚、本考案は前記実施例の構成に限定されものではなく、例えば調整機構２５ の圧入部材２７をボルト状ではなく、単に丸棒状に形成してセンターケーシング の固定用孔内に打ち込んで先端部で各カラー部材２３，２４を左右軸方向に押し 出すことも可能である。また、先端部２７ｄをくさび状に形成してもよい。更に は、ターボチャージャ以外にも適用できることは勿論である。

【００２３】

【考案の効果】 以上の説明で明らかなように、本考案に係る高速回転軸の軸受装置によれば、 両アウタースペーサの間に設けられたカラー及び調整機構によって該アウタース ペーサを互いに各外輪側へばね力ではなく、圧接力により押し出すことにより、 両外輪の回転軸方向の位置決めを固定的に行なうようにしたため、該外輪及び回 転軸の回転軸方向の大きなガタ付きが抑制される。この結果、回転軸の両側に有 する各ロータとケーシング間の隙間を可及的に小さくすることが可能となり、該 隙間損失を十分に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す縦断面図。

【図２】ターボチャージャに適用された従来の軸受装置
を示す縦断面図。

【符号の説明】

１…タービンロータ、２…コンプレッサインペラ、３…
回転軸、４，５…転がり軸受、４ｂ，５ｂ…外輪、１
４，１５…アウタースペーサ、２３，２４…カラー部
材、２５…調整機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 ケーシング内に有するベアリングハウジ
   ングと端部にロータを有する回転軸との間に、該回転軸
   を支持する一対の転がり軸受を設けると共に、該両転が
   り軸受の外輪間に一対のアウタースペーサを介装した軸
   受装置において、前記両アウタースペーサ間に一対のカ
   ラーを介装すると共に、前記ケーシングに、前記両カラ
   ー間に圧入することにより該アウタースペーサを互いに
   前記各外輪方向へ押圧する調整機構を設けたことを特徴
   とする高速回転体の軸受装置。