JPH05231169A - ターボチャージャ用オイルシールの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ターボチャージャ用オイルシール
の構造に関し、駆動軸の軸方向の移動に際して所定寸法
のすき間が維持されるラビリンスシールのシール性をさ
らに改良することを目的とする。 【構成】 ハウジング５側に弾性部材７の摩擦力によっ
て保持されるリング部材８と、このリング部材８のリン
グ状両側面のうち、ハウジング５のより内部側の側面に
所定寸法１０ａのすき間をもって対向するリング状表面
を有する第１カラー部材９ａと、もう一方のリング状側
面に所定寸法のすき間１０ｂをもって対向し、前記リン
グ状表面より小径のリング状表面を有する第２カラー部
材９ｂ、とを具備し、第１及び第２カラー部材９ａ，９
ｂが駆動軸２側に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャの駆
動軸のハウジング内において駆動軸用のベアリングへ供
給される潤滑油が、ハウジングの外へ漏れることを防止
するためのターボチャージャ用オイルシールの構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ターボチャージャの駆動軸は、高速で回
転するために、この軸の径方向及び軸方向の位置決めに
は、一般的に潤滑油を必要とする種類のベアリングが使
用されている。この潤滑油には通常エンジンオイルが使
用され、駆動軸のハウジング内のコンプレッサ側及びタ
ービン側に設けられたオイルシールにより、潤滑油を駆
動軸のハウジング外に漏らすことなしにオイルパンに戻
す必要がある。

【０００３】特に、コンプレッサ側のオイルシールは、
スロットル弁の急開時にコンプレッサホイールが応答遅
れを起こし、吸気通路内が負圧となることがあり、その
負圧に対抗してシール性を保証できるものでないと、エ
ンジンオイルの消費量が増大するばかりでなく、漏れた
潤滑油がシリンダ内に供給され、エンジンの異常燃焼及
び白煙の発生等が起こる。

【０００４】このようなオイルシールの構造として、図
３に示すものが特願平３−１５４７５０号に記載されて
いる。同図はコンプレッサ側の断面図であり、１はコン
プレッサホイール、２は駆動軸である。

【０００５】駆動軸２は、ラジアルベアリング３及びス
ラストベアリング４によって位置決めされている。両方
のベアリング３，４は潤滑油を必要とするものであり、
この潤滑油としてエンジンオイルが使用される。

【０００６】ハウジング５に固定されるインサート６
は、内部空間の駆動軸２に対向する表面に設けられた溝
６ａに、リング状の弾性部材７が挿入されている。

【０００７】前述の弾性部材７に当接し、駆動軸２の方
向に延在するリング状突部８ａを有するリング部材８が
設けられ、このリング状突部８ａの駆動軸２の軸線に対
して垂直なリング状両側面と所定寸法のすき間をもって
対向する二つの表面を有するカラー部材９が二分割され
て駆動軸２に固定されている。

【０００８】駆動軸２が回転する時、カラー部材９は駆
動軸２と共に回転し、リング部材８は弾性部材７の摩擦
力によりハウジング側に保持される。それによりリング
部材８とカラー部材９によって形成されるすき間１０
ａ，１０ｂを満たす潤滑油は、その粘性によりカラー部
材９と共に回転し、半径方向外側に存在するものほど高
速となるために、その圧力が低くなる。

【０００９】従って、両すき間１０ａ，１０ｂのうち、
ベアリング側のすき間１０ａにおいて、この圧力差は、
新たな潤滑油がこのすき間に流入することを防止するよ
うに機能して潤滑油のシールが行なわれる。

【００１０】このようなラビリンスシール構造におい
て、前述のすき間１０ａは所定寸法に維持されないと、
シール性が悪化することは明らかである。この従来技術
は、リング部材８が弾性部材７の摩擦力によりハウジン
グ側に保持され、すき間を満たす潤滑油を介してカラー
部材９によって挟持されているために、駆動軸の遊びに
よる軸方向の移動の際に、リング部材８は、カラー部材
９に追従して軸方向に滑り、前述のすき間１０ａを所定
寸法に維持することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、リング部材８の両側に形成されるすき間１０ａ，１
０ｂのうち、コンプレッサ側のすき間１０ｂにおいて
も、前述のような圧力差が生じる。この圧力差は、逆に
ベアリング側のすき間１０ａに新たな潤滑油を流入させ
ようと機能する。この新たな潤滑油の流入量は、結果と
してこのラビリンスシール構造を通過する潤滑油の漏れ
量となる。

【００１２】この従来技術は、コンプレッサ側のすき間
１０ｂに発生する圧力差が、ベアリング側のすき間１０
ａに発生する圧力差とほぼ等しく、比較的大きなもので
ある。それにより、このラビリンスシール構造における
良好なシール性能を悪化させる。

【００１３】従って、本発明の目的は、遊び等による駆
動軸の軸方向の移動に対して所定寸法のすき間が維持さ
れるラビリンスシールのシール性能をさらに改良するこ
とができるターボチャージャ用オイルシール構造を提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明による第１のターボチャージャ用オイルシ
ールの構造は、ターボチャージャの駆動軸回りに配設さ
れ、ターボチャージャの駆動軸側又は前述駆動軸のハウ
ジング側のいずれか一方に弾性部材の摩擦力によって保
持されると共に、他方に向かって延在するリング状突部
を有するリング部材と、前記リング状突部の前記駆動軸
の軸線に対して垂直なリング状両側面のうち、前記ハウ
ジングのより内部側に位置する前記リング状側面に所定
寸法のすき間をもって対向するリング状表面を有する第
１カラー部材と、もう一方の前記リング状側面に所定寸
法のすき間をもって対向し、前記リング状表面より小径
のリング状表面を有する第２カラー部材、とを具備し、
前記第１及び第２カラー部材が前記駆動軸側又は前記ハ
ウジング側の他方に固定されていることを特徴とする。

【００１５】また、本発明による第２のターボチャージ
ャのオイルシールの構造は、第１のターボチャージャの
オイルシールの構造において、前記第１カラー部材のリ
ング状表面又はそれに対向する前記リング部材のリング
状側面に、前記第１カラー部材と前記リング状側面との
間のすき間と同等以下の高さを有する突起を設けること
を特徴とする。

【００１６】

【作用】第１の構造によれば、従来同様、リング部材と
第１カラー部材とがラビリンスシールを形成し、リング
部材が、駆動軸側又はハウジング側に弾性部材の摩擦力
によって保持され、径方向には不動であり、軸方向には
可動であり、すき間を満たす潤滑油を介して第１及び第
２カラー部材によって挟持されているために、駆動軸の
遊びによる軸方向の移動に際して、両カラー部材に追従
して軸方向に滑ることができ、常に所定寸法のすき間が
維持されると共に、第２カラー部材の有するリング状表
面が第１カラー部材の有するリング状表面より小径であ
るために、第２カラー部材側のすき間に発生する圧力差
を小さくすることができ、この圧力差により生じる漏れ
量をその分減少することができ、このような構造のラビ
リンスシールのシール性を改良することが可能となる。

【００１７】第２の構造によれば、第１の構造と同様に
リング部材の第２カラー部材側のすき間に発生する圧力
差が小さくなり、漏れ量を減少することができると共
に、コンプレッサ側からの高圧によりリング部材が第１
カラー部材側に移動しても、リング部材のリング状側面
が突起により第１カラー部材のリング状表面と直接接触
することはなく、接触部が突起先端に限定されるため
に、駆動軸の回転抵抗を増加させることはない。

【００１８】

【実施例】図１に本発明によるターボチャージャ用オイ
ルシールの構造の第１実施例を示す。同図は従来例を示
す図３と同様にコンプレッサ側の断面図であり、図３と
同一部材は同一参照番号によって示されている。

【００１９】ハウジング５に固定されるインサート６
は、内部空間の駆動軸２に対向する表面に、ゴム製Ｏリ
ンク等の切れ目のないリング状の弾性部材７が挿入され
る溝６ａが設けられ、またその溝の外側には、ベアリン
グ３，４を潤滑した後の油を溜めて、下部に設けられた
排出口（図示せず）からオイルパンに戻すためのオイル
チャンバ６ｂが設けられ、このオイルチャンバ６ｂはそ
れに流入した油の逆流を防止するためのスペーサ１１に
よって閉鎖されている。また、そのコンプレッサ側端部
は、駆動軸２に固定された第２カラー部材９ｂに嵌挿さ
れたシールリング１２と当接する形状となっており、そ
の外側には内部空間内の油をオイルパンに戻すための環
状通路６ｃが形成されている。

【００２０】前述の弾性部材７に当接し、駆動軸２の方
向に延在するリング状突部８ａを有するリング部材８が
設けられ、このリング状突部８ａの駆動軸２の軸線に対
して垂直なリング状両側面のうち、ハウジング５のより
内部側に位置するリング状側面に所定寸法のすき間１０
ａをもって対向するリング状表面を有する第１カラー部
材９ａと、もう一方のリング状側面に所定寸法のすき間
をもって対向し、第１カラー部材９ａのリング状表面よ
り小径のリング状表面を有する第２カラー部材９ｂと
が、駆動軸２に固定されている。

【００２１】スラストベアリング４は、一部が省略され
たリング形状を有し、それにより第１カラー部材９ａの
溝に挿入可能となっている。またその外側部分は、イン
サート６をハウジング５にＣ軸輪１３によって固定する
際に、インサート６とハウジング５とによって挟持され
ている。

【００２２】このように、駆動軸２は、ハウジング５に
固定されたスラストベアリング４を、駆動軸２に固定さ
れた第１カラー部材９ａが軸方向に保持することによっ
て軸方向に位置決めされる。

【００２３】このような構造により、ハウジング５に設
けられた油供給通路（図示せず）を通して供給される潤
滑油は、各ベアリング３，４を潤滑した後、その大部分
が駆動軸２と共に回転する第１カラー部材９ａによって
遠心力が与えられ、インサート６とスペーサ１１との間
のすき間を通ってオイルチャンバ６ｂに達し、その下部
に設けられた排出口からオイルパンに戻される。

【００２４】潤滑油の一部が、リング部材８とインサー
ト６との間のすき間に達するが、前記弾性部材７によっ
てシールされるために、このすき間を通過することはな
い。この弾性部材７は、摩擦抵抗が大きいために摺動部
には使用できないが、本実施例のように不動部に使用す
る場合は、良好なシール性能を保証することが一般に知
られている。

【００２５】リング部材８と第１カラー部材９ａとによ
って形成されるすき間１０ａは、従来同様、ラビリンス
シールを形成する。このラビリンスシールを通過した潤
滑油は、大部分が環状通路６ｃを通りオイルパンに戻さ
れるが、その一部がシールリング１２に達する。シール
リング１２は、合い口を有するものであり、高いシール
性を期待できず、従って、前述のラビリンスシールは優
れたシール性を有するものでなければならない。

【００２６】このラビリンスシールは、リング部材８が
弾性部材７の摩擦力によってハウジング５側に保持さ
れ、駆動軸２の停止時などに両すき間１０ａ，１０ｂに
満たされた潤滑油を介して第１及び第２カラー部材９
ａ，９ｂによって挟持されているために、回転を可能に
するために設けられている駆動軸２の遊びによってそれ
が軸方向に移動しても、リング部材８は第１及び第２カ
ラー部材９ａ，９ｂに追従して軸方向に移動し、このラ
ビリンスシールのすき間１０ａは常に所定寸法に維持さ
れ、それにより、このラビリンスシールに達する潤滑油
を良好にシールするものである。

【００２７】また、このシール性能を悪化させるコンプ
レッサ側のすき間１０ｂに発生する圧力差は、第２カラ
ー部材９ｂのリング状表面が第１カラー部材９ａのもの
より小径となっているために、比較的小さいものとな
り、従来に比べてその分シール性能を改良することがで
きる。

【００２８】図２は、第２実施例を示すリング部材の拡
大断面図であり、以下に第１実施例との違いについての
み説明する。

【００２９】本実施例のリング部材８′のリング状突部
８′ａは、第１カラー部材９ａ側の側面先端に、ラビリ
ンスシールのすき間と同等以下の高さを有するリング状
突起８′ｂが一体に形成されている。

【００３０】コンプレッサ側のハウジング５外部は、駆
動軸２の動作中にかなり高圧となり、その圧力がシール
リング１２を介するために、ある程度下げられてハウジ
ング５内に伝わり、リング部材８′に作用する。

【００３１】図３に示した従来技術においては、リング
部材８のこの圧力に対する受圧面積が小さく、それによ
りリング部材をハウジング５内部側に押圧する力は、そ
れほど大きくないが、図１に示す第１実施例において、
第２カラー部材９ｂのリング状表面を小径としたため
に、この圧力に対する受圧面積が増加し、それに伴い前
述の押圧力が増加するために、この力を弾性部材７の摩
擦力で対抗することができないことがあり、リング部材
８がハウジング５内部側に移動する可能性がある。

【００３２】この移動が起こるとリング部材８のリング
状側面と第１カラー部材９ａのリング状表面とが接触
し、その接触面積が比較的大きいために、駆動軸２の回
転に対するかなりの摩擦となり、コンプレッサの効率が
低下する。

【００３３】しかし、本第２実施例により、リング部材
８′にリング状突起８′ｂを設けることで、前述の接触
面積をこの突起８ｂ先端に限定することが可能となり、
駆動軸２の回転に対する摩擦が減少し、コンプレッサの
効率の低下を防止することができる。

【００３４】また、この構造により形成されるラビリン
スシールは、第１実施例と同様に、所定寸法のすき間１
０ａが維持され、良好にシール性を発揮すると共に、突
起８ｂの先端において、すき間がさらに小さくなり、第
１実施例より良好なシール性能が得られる。

【００３５】この突起８′ｂの先端の断面形状は、エッ
ジ状又は半円状にすることで、さらに前述の接触面積を
小さくすることができる。また、このような突起８′ｂ
は、第１カラー部材９ａのリング状表面に設けても同様
な効果が得られ、その形状はリング状に限定されず、例
えば部分的なものとすれば、駆動軸２の摩擦をさらに小
さなものとすることができる。

【００３６】第１及び第２実施例は、リング部材８及び
８′がハウジング５側に保持される場合を示したが、反
対に弾性部材７を駆動軸２側に設けてリング部材８をそ
の摩擦力によって駆動軸２と共に回転させ、第１及び第
２カラー部材９ａ，９ｂをハウジング５側に固定しても
同様な効果が得られることは明らかであり、また弾性部
材７の材質を耐熱性の高いものとすれば、タービン側の
オイルシール構造としても使用できる。

【００３７】

【発明の効果】このように、本発明のターボチャージャ
用オイルシール構造によれば、従来同様、駆動軸の遊び
によるその軸方向の移動に対して、ラビリンスシールの
すき間を所定寸法に維持することができ、良好なシール
性が得られると共に、それを悪化させるコンプレッサ側
のすき間に発生する圧力差を小さなものとすることがで
き、その分このようなラビリンスシールのシール性を改
善することが可能となる。

【００３８】また、コンプレッサ側の圧力によりリング
部材がハウジングの内部側に動かされる場合において、
リング部材に突起を設けることで、接触面積をこの突起
の先端に限定することができ、駆動軸の回転に対する摩
擦力を小さくすることができ、コンプレッサの効率が低
下することを防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるターボチャージャ用オイルシール
の構造の第１実施例を示すコンプレッサ側の断面図であ
る。

【図２】本発明によるターボチャージャ用オイルシール
の構造の第２実施例を示すリング部材の拡大図である。

【図３】従来例を示す図１と同様な断面図である。

【符号の説明】

２…駆動軸 ３…ラジアルベアリング ４…スラストベアリング ６…インサート ７…弾性部材 ８，８′…リング部材 ８′ｂ…リング状突起 ９ａ…第１カラー部材 ９ｂ…第２カラー部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターボチャージャの駆動軸回りに配設さ
   れ、ターボチャージャの駆動軸側又は前記駆動軸のハウ
   ジング側のいずれか一方に弾性部材の摩擦力によって保
   持されると共に、他方に向かって延在するリング状突部
   を有するリング部材と、前記リング状突部の前記駆動軸
   の軸線に対して垂直なリング状両側面のうち、前記ハウ
   ジングのより内部側に位置する前記リング状側面に所定
   寸法のすき間をもって対向するリング状表面を有する第
   １カラー部材と、もう一方の前記リング状側面に所定寸
   法のすき間をもって対向し、前記リング状表面より小径
   のリング状表面を有する第２カラー部材、とを具備し、
   前記第１及び第２カラー部材が前記駆動軸側又は前記ハ
   ウジング側の他方に固定されていることを特徴とするタ
   ーボチャージャ用オイルシールの構造。
2. 【請求項２】 前記第１カラー部材のリング状表面又は
   それに対向する前記リング部材のリング状側面に、前記
   第１カラー部材と前記リング状側面との間のすき間と同
   等以下の高さを有する突起を設けることを特徴とする請
   求項１に記載のターボチャージャ用オイルシールの構
   造。