JPH05125952A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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Publication number
JPH05125952A
JPH05125952A JP3313653A JP31365391A JPH05125952A JP H05125952 A JPH05125952 A JP H05125952A JP 3313653 A JP3313653 A JP 3313653A JP 31365391 A JP31365391 A JP 31365391A JP H05125952 A JPH05125952 A JP H05125952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spring
bearing
outer ring
ball
bearings
Prior art date
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Pending
Application number
JP3313653A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Hotta
三樹雄 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Priority to JP3313653A priority Critical patent/JPH05125952A/ja
Publication of JPH05125952A publication Critical patent/JPH05125952A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06Ball or roller bearings
    • F16C25/08Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C25/083Ball or roller bearings self-adjusting with resilient means acting axially on a race ring to preload the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • F16C19/548Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings in O-arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Abstract

(57)【要約】 【構成】 支持部材7に挿入されるボールベアリング
8、9により回転軸4が支持される。その支持部材7と
ボールベアリングの外輪8a、9aとの内外周間に油膜
が形成される。その支持部材7に軸方向に移動可能かつ
軸中心に実質的に回転不能に連結されるバネ受け15、
16が、バネ19によりボールベアリングの外輪8a、
9aの軸方向一方側に押し付けられる。そのバネ受け1
5、16と外輪8a、9aとの軸中心の相対回転が実質
的に阻止される。 【効果】 高速回転軸をボールベアリングにより支持す
ることで機械効率を向上し、かつボールベアリングに作
用する負荷を低減することで寿命を延長することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速回転軸をボールベ
アリングを介して支持する軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、内燃機関の排気ターボ過給機の
タービンシャフトはすべり軸受により支持されている。
これは、タービンシャフトは数万回転の高速度で回転す
るので、ボールベアリングを用いたのでは短時間で焼き
付き等の損傷を生じるためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、すべり軸受に
あっては動力伝達時における機械効率が最高でも90%
程度であり、90%以上の機械効率を見込めるボールベ
アリングよりも機械損失が大きいという問題がある。
【0004】特に排気ターボ過給機にあっては効率の向
上が要望されているが、ブロワー効率やタービン効率の
大きな向上は困難なもので限界があることから、タービ
ンシャフトの軸受部における機械損失の低減が要望され
ている。また、排気ターボ過給機にあっては機械損失が
大きいと、排気ガス圧力の変動に対する応答性が悪くな
り、内燃機械の性能向上、燃費低減、排気温度低下を妨
げる原因にもなっている。
【0005】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とのできる軸受装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、支持部材と、この支持部材に挿入されるボールベ
アリングとを備え、そのボールベアリングにより回転軸
が支持される軸受装置において、その支持部材とボール
ベアリングの外輪との内外周間に油膜を形成する手段
と、その支持部材に軸方向に移動可能かつ軸中心に実質
的に回転不能に連結されるバネ受けと、このバネ受けを
ボールベアリングの外輪の軸方向一方側に押し付けるバ
ネと、そのバネ受けと外輪との軸中心の相対回転を実質
的に阻止する手段とが設けられている点にある。
【0007】その回転軸が内燃機関の排気ターボ過給機
のタービンシャフトとされ、ボールベアリングとバネ受
けとが一対ずつ設けられ、両バネ受けの間にバネが配置
され、各バネ受けにボールベアリングへの潤滑油の給油
孔が設けられているのが好ましい。
【0008】
【作用】本発明の構成によれば、ボールベアリングの外
輪と支持部材との内外周間に油膜が設けられることによ
り、その油膜がダンパーとして機能し、ボールベアリン
グに作用する負荷が低減される。
【0009】そのボールベアリングには軸方向から最適
な予圧を与える必要がある。そのため、支持部材にバネ
受けが軸方向に移動可能に連結され、このバネ受けはバ
ネによりボールベアリングの外輪の軸方向一方側に押し
付けられ、そのバネの弾性力によりボールベアリングに
最適な予圧を与えることができる。
【0010】ボールベアリングとバネ受け部材とが一対
ずつ設けられ、両バネ受け部材の間に予圧を付与するた
めのバネが配置され、各バネ受け部材にボールベアリン
グの潤滑油の給油口が設けられることで、排気ターボ過
給機のタービンシャフトの軸受装置としてコンパクトな
構造になる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0012】図2は内燃機関の排気ターボ過給機を示
し、タービンブレード2にタービンシャフト4が一体化
され、このタービンシャフト4にコンプレッサーブレー
ド3が連結され、そのシャフト4は軸受装置5を介して
ハウジング6に支持されている。
【0013】その軸受装置5は図1に示すように、ハウ
ジング6に圧入されると共にボルト24により固定され
る筒状の支持部材7と、この支持部材7に挿入される一
対のボールベアリング8、9を備えている。各ボールベ
アリング8、9の外輪8a、9aと支持部材7との内外
周間には油膜を形成する手段が設けられている。すなわ
ち、ハウジング6にオイル溜まり10と、このオイル溜
まり10と図外潤滑油タンクとをポンプを介し接続する
ための入口11が形成され、支持部材7にオイル溜まり
10に連通する溝12と、この溝12の両端の周溝13
a、13bと、この周溝13a、13bを支持部材7と
外輪8a、9aとの内外周間に連通させる小径孔14
a、14bとが形成されている。
【0014】また、支持部材7の内部に、各ボールベア
リング8、9の間に位置するように一対のリング状のバ
ネ受け15、16が、シャフト4の軸方向に沿って移動
可能かつ軸中心に回転可能に挿入されている。各バネ受
け15、16の外周部にはピン孔15a、16aが開口
され、このピン孔15a、16aに挿入されるピン1
7、18が支持部材7にねじ込まれている。そのピン1
7、18の外周とピン孔15a、16aの内周との間に
僅かな隙間が設けられることで、バネ受け15、16の
支持部材7に対する軸方向移動と軸中心の回転は僅かな
ものとされている。
【0015】一方のバネ受け15を、一方のボールベア
リング8の外輪8aの軸方向内方側に押し付けると共
に、他方のバネ受け16を、他方のボールベアリング9
の外輪9aの軸方向内方側に押し付けるコイルバネ19
が、両バネ受け15、16の間においてシャフト4の外
周に嵌合されている。そのバネ19と一方のバネ受け1
5との間にはリング状のシム20が介在されている。ま
た、一方のボールベアリング8の内輪8bの軸方向外方
への移動を阻止するため、シャフト4に筒部材25が嵌
合され、その筒部材25を介して内輪8bはコンプレッ
サーブレード3に支持されている。また、他方のボール
ベアリング9の内輪9bの軸方向外方への移動を阻止す
るため、シャフト4にリング26が嵌合され、そのリン
グ26を介して内輪9bはタービンブレード2に支持さ
れている。これにより、バネ19の弾性力により各バネ
受け15、16が軸方向外方に移動して外輪8a、9a
に押し付けられ、各ボールベアリング8、9に予圧が与
えられる。なお、前記各バネ受け15、16の軸方向へ
の僅かな移動量は、この予圧を与えるのに充分な移動量
とされている。
【0016】一方のバネ受け15と一方のボールベアリ
ング8の外輪8aとの軸中心の相対回転と、他方のバネ
受け16と他方のボールベアリング9の外輪9aとの軸
中心の相対回転とが阻止されている。すなわち、図3に
も示すように各外輪8a、9aの内端面に一対の凸部3
5が設けられ、各バネ受け15、16の外端面に一対の
凹部37が設けられ、その凸部35が凹部37に嵌まり
込むことでバネ受け15、16と外輪8a、9aとの軸
中心の回転が阻止される。そして、前述のように各バネ
受け15、16の支持部材7に対する軸中心の回転は僅
かなものであることから、外輪8a、9aの支持部材7
に対する軸中心の回転が実質的に阻止される。すなわ
ち、その回転は完全に阻止されている必要はなく、外輪
8a、9aと支持部材7との内外周間の油膜が保持でき
れば、多少の回転は許容される。
【0017】また、各バネ受け15、16には給油孔3
2、33が設けられ、この給油孔32、33の一端は前
記オイル溜まり12に、支持部材7に形成された連通孔
30、31と溝12を介し連通し、他端はボールベアリ
ング8、9に向かって開口する。これによりボールベア
リング8、9に潤滑油が給油可能とされている。
【0018】上記構成によれば、高速で回転するシャフ
ト4をボールベアリング8、9により支持することで機
械効率は向上する。また、ボールベアリング8、9の外
輪8a、9aと支持部材7との内外周間に油膜が形成さ
れ、この油膜がダンパーとして機能することにより、ボ
ールベアリング8、9に作用する負荷が低減され、ベア
リング寿命を延長することができる。そのベアリングの
外輪8a、9aと支持部材7との内外周間に形成される
油膜は、外輪8a、9aの回転がバネ受け15、16を
介し実質的に阻止されることにより保持される。そのバ
ネ受け15、16を介しバネ19により各ボールベアリ
ング8、9に最適な予圧を与えることができる。また、
両バネ受けの間にバネ19が介在されることによりコン
パクトな構造とされている。また、バネ受け15、16
に給油口32、33が形成されることで、ボールベアリ
ング8、9への潤滑油の給油構造の簡単化が図られ、こ
れによっても構造がコンパクトなものとなる。
【0019】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、排気ターボ過給機のタービンシャフ
ト以外の高速回転軸の支持に本発明による軸受装置を用
いてもよい。
【0020】
【発明の効果】本発明による軸受装置によれば、高速回
転軸をボールベアリングにより支持することで機械効率
を向上し、かつボールベアリングに作用する負荷を低減
することで寿命を延長することができる。また、本発明
による軸受装置を内燃機関の排気ターボ過給機のタービ
ンシャフトの支持に用いることで、内燃機関の性能改
善、燃費の低減および排気温度低下による弁間亀裂の防
止等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る軸受装置の断面図
【図2】本発明の実施例に係る排気ターボ過給機の断面
【図3】本発明の実施例に係る外輪とバネ受けの斜視図
【符号の説明】
1 排気ターボ過給機 4 タービンシャフト 7 支持部材 8、9 ボールベアリング 15、16 バネ受け 19 バネ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持部材と、この支持部材に挿入される
    ボールベアリングとを備え、そのボールベアリングによ
    り回転軸が支持される軸受装置において、その支持部材
    とボールベアリングの外輪との内外周間に油膜を形成す
    る手段と、その支持部材に軸方向に移動可能かつ軸中心
    に実質的に回転不能に連結されるバネ受けと、このバネ
    受けをボールベアリングの外輪の軸方向一方側に押し付
    けるバネと、そのバネ受けと外輪との軸中心の相対回転
    を実質的に阻止する手段とが設けられていることを特徴
    とする軸受装置。
  2. 【請求項2】 回転軸が内燃機関の排気ターボ過給機の
    タービンシャフトとされ、ボールベアリングとバネ受け
    とが一対ずつ設けられ、両バネ受けの間にバネが配置さ
    れ、各バネ受けにボールベアリングへの潤滑油の給油孔
    が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の軸
    受装置。
JP3313653A 1991-10-30 1991-10-30 軸受装置 Pending JPH05125952A (ja)

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JP3313653A JPH05125952A (ja) 1991-10-30 1991-10-30 軸受装置

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JP3313653A JPH05125952A (ja) 1991-10-30 1991-10-30 軸受装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5120494B2 (ja) * 2009-03-27 2013-01-16 トヨタ自動車株式会社 ターボチャージャの軸受装置
CN106460942A (zh) * 2014-06-25 2017-02-22 大陆汽车有限公司 用于尤其是涡轮增压器装置的轴的轴承装置

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US8602655B2 (en) 2009-03-27 2013-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Bearing unit for turbocharger
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CN106460942B (zh) * 2014-06-25 2019-06-18 大陆汽车有限公司 用于尤其是涡轮增压器装置的轴的轴承装置

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