JPS58190524A - タ−ボチヤ−ジヤ - Google Patents

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】 発明の技術分野 本発明はターがチャージャに関する。

従来技術 公知のターがチャーツヤでは、内燃機関の排気ガスで駆
動されるタービンホイールはコングレッサを駆動し、エ
ンジンに供給さｎるべき燃焼ガスの圧縮を行う。

公知のター−チャージャでは、タービン及びコングレ、
ナホイールは双方共に共通の軸に固定され、その共通軸
はスラスト軸受によって軸方向変位しないよう保持さｎ
る。そのスラスト軸受は軸上に設けた回転対スラスト面
に対して面している・対スラスト面は軸の中心線に対し
て実質上直角をなす第１の平面内に位置し、スラスト軸
受が配置される第２の平面は第１の平面と平行に配置さ
れるべく意図されている。回転−を支承する檀々の軸受
の遊び故に、軸の中心線は円錐の形を画く。

その結果、第１の平面は絽２のそれに対して傾斜し、こ
ｎらの間の隙間は楔状となシ、その最も狭いのは、対ス
ラスト面の半径方向の最も外−０部分がスラスト軸受に
最も近くなるところである。

軸か円錐の形状を画くことから、対スラスト面とスラス
ト軸受間の最も狭い隙間はスラスト軸受の廻りを動く。

高速例えば１２０．００　Ｏｒ、ｐ、ｍで回転するその
ようなター−チャージャの効率は軸に生ずる摩擦によっ
て損われる。摩擦の一つの箇所として、スラスト軸受と
対スラスト面との間の隙間の潤滑油内の剪断力の発達が
持つ遅れ効果である。

スラスト軸受は静止であることから、それに近いオイル
層もまた実質的に静止でｔｂシ、−力対スラスト面に近
いオイル層は対スラスト面の実質上角適度で動く・かく
して、オイル層を横切って、オイル層が薄い鵬速度勾配
が急となシ、必然的にオイル層が薄い程剪断力は増す（
これはオイルの粘性が実質上一定に留まることを仮定の
話である）０軸が円錐形状を画く結果前記の隙度は狭く
なることから、軸を遅らせる摩擦力は大きくなる。

スラスト軸受上に働く軸か、その軸の回転に従って円錐
形状を描くとき、生ずる摩擦力を減少するため、テーノ
中状ランドを持つスラスト軸受が使用さｎてきた。この
スラスト軸受は軸を収納する孔を形成した板を有し、そ
の板は更に複数のテーパ状ランドを有し、テーノ中状ラ
ンドは軸の回シを環状に一連配列された軸受セクタよシ
成シ、各セクタは低い端部から他の高い端部に向けてセ
クタに沿って一つの方向に延びるｗＩ状をなし、一つの
セクタの高いｍｓから次のセクタの低い端部のルベル″
筐で下降する段部か形成される。ここにおいて注意すべ
きは、＠筒＃′″降下するＲ部”及び“レベル”とは説
明上若しくは図面上においてチー・ｆ状スラスト軸受に
対して楔形状の異った部分を単に識別する意図で使用さ
ｎておシーセクタの配置の如何なる方向的限定を加える
ことも意図しない。

対スラスト面は、軸が円錐図形を通るに従って、各セク
タの低い端部から高い端部を横切るように摺動し、対ス
ラスト面は潤滑油中の圧力は、幾分かのオイルがセクタ
の縁部を超えて逃れることはあっても、次第に増大し、
それ故に対スラスト面とセクタとの間のオイルの容量を
担持するスラスト負荷を提供する。圧力は、セクタに向
けて傾斜された対スラスト面の部分けはとんど高い端部
に対面しているとき、最大となる。

セクタに最も近い傾斜対スラスト面の部分が高い端部に
実質上対向したときのみ、最大の摩擦が、オイルに作用
する剪断力に帰因して生ずる。他の時には剪断に基づく
摩擦は小さい。かくして、軸によって円錐形状が画かれ
ている最中を通じてこの最大４ｆ擦か生ずる代シに、ス
ラスト軸受に最も近い傾斜対スラスト面の全ての部分ｉ
≦全てのセクタの高端に相対することが、その最中に何
回も生ずるにすぎない、それ故、オイルの剪断に帰因す
ルＪＩｊｍｌの集合効果は、チー・４状ランドの軸受の
操用によシ少くなる。

対スラスト面とテーノ中状ランド軸受との間の摩擦はそ
の面もしくはセクタの軸受領域の集合の関数である。セ
クタの環状配列の内径は孔の直径によって決定さｎｌそ
の孔の直径はそれ自体軸の直径によって大きく影響され
る。従って、上述の集合表面領域は、公知の軸受では、
セクタの環状配列の外径をできる限シ小さくすることに
よって減少することかできる。それにも係わらず、上述
の通シ、剪断ＫＲ因する最大摩擦が各セクタの高い端部
において生ずる。

発明の目的 本発明の目的は、軸受に作用する軸が軸の回転に従って
円錐形を画いているときの摩擦力を少くとも押えること
かできるスラスト軸受付のターボチャーツヤを提供する
ことにある。

以下余白 発明の構成 本発明によれば、ターボチャージャは回転軸を備え・そ
の回転軸は該軸上の回転対スラスト面に面するスラスト
軸受内の孔に延びておシ、前記スラスト軸受は軸受セク
タを有したチー・９状のランドを複数持ち、前記セクタ
は孔の回りにおいて一連に環状に配され、各セクタの半
径外部又はセクタの高い端部に近接した部分はセクタの
対向下端に向はセクタに沿って切欠かれ、セクタの通過
する対スラスト面の回転方向において、前記外部はセク
タの半径内方の部分よシ先に終端するようになっている
。

オイル（潤滑油）の剪断に帰因する最大摩擦は、円錐状
に回転している対スラスト面と高い端部でのセクタ表面
との間の接触領域を減少するｉａ記切欠きによって、減
少される。

セクタの高い端部における切欠きはセクタの外周からそ
の内周に向けて幾らか延びている。

各切欠きは凹部によって形成することかできる。

セクタの高い端部での切欠きの側面は次のように配置さ
れる、即ちそのｌｌ１面に沿った点がセクタの環状配列
の中心即ち配列の軸線に近い程その点のセクタ下端から
の角度距離か大きくなるようになっている・このように
することで、セクタ面と、このセクタ面上を摺動する円
錐的に回転する対スラスト面間の接触は、高い端部又は
これに近いところで、切欠き及び切欠き側の配置によっ
て実質上線接触に減少される。

前記切欠きは、セクタの環状配列の半径に対して実質上
直線的にかつ横方向に延び、その半径は前記側と交叉す
る。

チーノナ状ランド着しくはセクタはセクタの高い端部で
如何なる所望の楔形状もしくは傾斜をもった傾斜形状と
することができ、セクタの配列に最も近い対スラスト面
の部分かその縁に対するとき傾斜対スラストに実質上平
行な端部工、ジ若しくは切欠きにおいて終端する。

全てのセクタはらせんの支持面を持つことかで龜る・ラ
ンドとして作られるセクタは焼結形成可能な金属板の一
側上に位置することができる・円形溝が板肉に形成され
、セクタの列のｍｂを延び、半径外方に流れる油を受け
とる。各切欠きは溝と合併できる。各切欠きは、その切
欠きがあっても一つのセクタの高い端部の部分のみなら
ず近接セクタの近接下端の部分を除去するように、配ｔ
ｊｉｔされる。

孔の壁から多数のノツチか延びておｐ、その少くとも一
部は各セクタの幅を一部横切って嬌びている。これらの
ノツチは、オイルかスラスト軸受に浸透するに従ってと
ｎを受けるリデーパとして働く。外部の供給源から少く
とも一つのノツチにオイルを供給する手段が設けられる
。

溝及び切欠きを包囲するセクタのスラスト軸受構造は同
一の板の対向側に設けることができる。

実施例 以下本発明の実施例を添附図面を参照にしながら説明す
る。

図示したターがデャーノヤは鋳造のハウジング２を有し
、ハウジングは軸８を支承するスリーブ軸受４及び６を
有し、その軸８は半径内方向流タービンホイール１０を
固定している。タービンホイール１０は軸８を回転駆動
し、軸８は１この軸に固定の遠心コングレッサホイール
１２を回転する。

コングレッサホイール１２は、ハウジング２に取付けら
れ喪コングレ、サハウジング１４内に在る。

ホイール１２０回転は空気を加速し、空気は環状ｆ”イ
フユーデ１６、それからスクロール状出口１８に圧送さ
れ、ここから加圧空気は導管２０を経て、如何なる公知
の手段でも良いが、内燃機関の燃焼空気として供給され
る。排気ガスは公知の適当な手段によってハウジング２
に固定されるタービンハウジング２６の入口渦巻き２４
の入口２２に供給される。渦巻きは環状通路２８を介し
てガス供給を行い、タービンの駆動を行う。

図示しない供給源から通路３０に供給される潤滑油はギ
ヤラリ３２及び３４を通シ、軸受４及び６を潤滑し、軸
受から室３６に流出し、出口３８を通し前記供給源に循
環される。

バッフル板装ｆｉｉ４０はハウジング２と１４との間に
フラングされている。バッフル板装置４０は、ブツシュ
若しくはスリンガ４４の７ランジ４２の近くでその囲υ
を延びており、そのプツシ＆４４はコングレ、サノ島つ
ジング１４の側部４８内の孔の壁面に対して密封リング
４６を持っている。

軸８は肩部５０を持ち、肩部５０に対してプツシ３Ｌ５
２がスリンガ４４によって加圧され＼そのスリンガ４４
はフラングナツト５４の圧力に応じてコングレ、サホイ
ール１２によって付勢される・かくして、軸上の！、シ
エ５２及びスリンガ４４は肩部５０に対してきつくフラ
ングされ、軸Ｘ）ｉコンブレ、サホイールを廻したとき
この軸を一緒になって回転する。

軸８は、７ランジ４２とブツシュ５２上の７ランゾとの
間に介挿された板５６によって構成されるスラスト軸受
組立体によって、実質的に軸方向の変位しないように維
持される。焼結金属とすることができる板５６はブツシ
ュ５２の筒状本体を受は取る円形孔６０を持つ。また板
５６は６４のところでさらもみされた孔６２を持ち、ノ
・ウジング２のねし孔と係合するねじ頭部を受けとり、
板５６をハウジング２にフラングしている。

軸８の軸線に実質上直角に平行に隔てた平担側Ｗｉ６６
及び６ｇ（ＭＩＡ図）は、夫々の７ランジ５８及び４２
上で、対スラスト表面を有し、その夫々が、板の側部７
４及び７６上で環状スラスト軸受７０及び７２に面して
いる。

孔６０の軸線Ｘ上に中心のある各ｌｌＩ状スラスラスト
軸受７０着は７２は、連続的な類似のセクタ８２ｍ、８
２ｂ、８２ｅ及び８２ｄを持ち、夫々が軸線ｘｏｉｉＡ
ｐｔｌ！質上９０°の角度で延びておシ、セクタの各環
状列は１１１部７４若しくは７６上で溝７８若しくは８
０によりて包囲されている・セクタの列の外周８４に近
接して各セクタの幅よシ広い部分を横切るようにノツチ
８６　ａ　ｅ　８６　ｂ　＋８６ａ及び８６ｄが夫々延
びている。それらのノ、デは孔６０から実質上半径方向
に延びておシ、近接し九ノツチは相互に実質上９０１′
をなすように配置される。

矢印Ｃ及びＤ（第２図若しくは第３図）は対スラスト面
６６着しくは６８の回転方向を夫々のスラスト軸受７０
若しぐは７２に対して示すの各セクタ８２は、各端部で
、軸線Ｘに対して実質的に半径方向に延びる短い段部８
８によって近接し九セクタから分離される。

各段部８８は、各セクタに帰因して、相当する溝７８若
しくは８０の平担基部に対して、先細のランドを形成し
ておシ、セクタの廻シで、対応する対スラスト面の回転
方向において、セクタの軸受（若しくはスラスト）面は
溝の平担基部から徐徐に延びる。かくして、一つのセク
タの各端で段部に近接して、セクタの一端りは低く、他
端Ｈは高くなると考えられる。端ＢＨ及びＬ間で各セク
タ８２のスラスト軸受面は実質上らせん若しくはくさび
状の通路に従い、このとき端部Ｈは、スラスト軸受（例
えば７０）が面する方向（ｆｌｌえは第７図のＥ）にお
いて、端部りよシ軸線Ｘによシ沿りている。

与えられたスラスト軸受７０若しくは７２のために、各
段部８８は軸線Ｘに対して半径方向に延びる、近接ノツ
チ８６の軸線Ｆからθの角度だけ角度方向に隔てらｎて
いる。角度θは、そのノツチに対して、そのスラスト面
に相当する対スラスト面かノツチを通過して回る方向と
は反対方向にとられている。その角度θは例えば大体３
０１′とすることかできる。

＃７８及び８０の基部若しくは板５６の面７４及び７６
に対して平行とすることができる与えられ虎千面Ｔに対
する、各セクタ８６の横状スラスト面に対するチー・豐
（もしくは傾斜）角度φは小さく、かつ秒の程度、例え
ば２２秒である。

切欠き９０ｍ、９０ｂ、９０ａ及び９０ｄは対応する＃
１７８若しくは８ｏに対して面一の基部を持ち、各スラ
スト軸受７０若しくｔ′ｉ７２の大体牛後内方に延び、
軸＠Ｘ（ＤｉｉＡシで実質上等間隔をなしている。各切
欠き９ｏは、各セクタ８２０？ｋＪい趨ｓＨから９２で
示される部分、及び近接するセクタの近接他端りがら９
４で示さｎる部分を削去している。

各切欠き９０は軸ａＸを中心とする、かつ双方のスラス
ト軸受７ｏ及び７２の内周を形成するがつ孔６０の壁面
９８と実質上芯の合う実質上弓状の側部９６を持つ。与
えらｒｔ＋ｍ状スラススラスト軸受欠き９０の側部１０
０　（ｌＩ４３図）は実質上軸線Ｘを中心とするかつ円
Ｆより半径が小さい円Ｇに対し夫々の接線（その１つを
第３図のｔにて示す。）上に位置する。

切欠きの側部１００は段部８０に対し閉じるが若しくは
実質上−紋し、がっもし軸受の内方に延ばすことかでき
るとすれば、段部の半径方向における最も内側の端部と
一致する。

ギヤラリ３２から分岐するギャラＩＪ　１０４は、一端
で面７４に開口し、他端でノッチ８６ａＫ開孔壁９８と
軸８間の９間に入シ、他のノツチに分配される．同時に
、ノツチからのオイルは対スラスト面の回転によって、
スラスト軸受７０，及び７２に送られ、対スラスト面と
、セクタのスラスト面との間の相互作用はオイル（即ち
水力学的潤？ｖ）を加圧し、オイルは＃＄７８及び８ｏ
に向けて半径外方に押出され、その結果オイルは９関１
０８（パルプ装置４０を持つ）に流出し室３６に至る。

各セクタ８２の高端Ｈから削除さｎる切欠き９０の各部
分９２において、その部分の大きな領域が、高端の半径
外部の一部を切除することにょｐ得られる．こｎはその
切欠きの外径最外側端１００が、軸Ｘに関し、側部１０
０の半径最内端よルセクタの他端に角度的に近いととに
位置していることＫよる。

回転軸８が円錐回転をなすので、対スラスト面６６及び
６８は板５６のａ部夫々に対し円錐角αをなす（第９図
の破線におけるプツシ＆５２のスラスト面６６を見よ）
、必然的に、対スラスト面の半径部は対応するスラスト
軸受７０若しくは７２の最中近くに来て、スラスト軸受
を摺動する半径部は半ｉ部がセクタ８２の高端Ｈと対面
すると島はスラスト軸受に最も近くなる。対スラスト面
とスラスト軸受面との関に形成される最も薄いオイル層
は、対スラスト面かその上を摺動するに従って、各高趨
に制限さｎる。潤滑油中の最大剪断力の発生は端ｆｉｌ
Ｈ　Ｋｌａらｎる。切欠き９０の部分９２は各高端Ｈか
ら除かれることから、最も薄いオイル層は本質的には切
欠き縁１００に沿う線にのる。この線は、切欠き部９２
の表面領域と比較して極めて小さな面を持ち、切欠き９
０が設けられないとすれば最も薄いオイル層の領域に実
買上対応する・最大剪断力の発生箇所でのそのようなス
ラスト面の表面積減少にょシ一層摩擦が減少できる。

第９図から、切欠の側面１００に沿りて、相当するセク
タの上級は、軸８の円錐回転の角度αと同−又は同一程
度の角度をもって傾斜している。

セクタ縁の傾斜を得るため、切欠きの各々はαは前述の
円錐角度、φは各セクタ８２の軸受面の前述傾斜角度、
ψはセクタの半径方向段ｓ８８もしくは高端と、それに
対応する切欠きの側１００との角度である。

ノツチ８６を外周８４から僅か出すことで、軸受に充填
されるオイルは、ノツチかないもしくは通路１０６か壁
９８で開口している場合よシも、爽質上限定される。そ
れにも係わらず、ノツチを設けることで、各セクタか幅
全体で給油されることを確保する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るター〆テヤーノヤの長手方向断面
図、 ＃！１人図は１１１１図の部分拡大図、＃！２図は第１
図のスラスト軸受を形成するグレートの正面図、 第３図はグレートの他方の而を示す図、第４図は第２図
の■−■線に沿う断面図、第５図はｊ８４図の部分拡大
図、 Ｊｉａ図は菖２図の■−■線に沿う部分拡大図＃Ｉ７図
はＪＩＥＺ図の線Ａ上での一部を、その部分を直線に展
闘して、方向Ｂよシ見たａｇ１図、ｊ１！８図は第２図
の線■−■線上での一部を、その部分を直線状にして示
すＩＩＢｇＩ図、＄９図は絹２図ＯＫ−に線上の一部拡
大図。 ２・・・ハウジング、８・・・軸、ｌＯ・・・タービン
、１２・・・コンブレＶす、１４・・・ハウジング、１
６・・・ディフューザ、３２．３４・・・オイルギヤラ
リ、４０・・・バッフル、５２・・・プ、シエ、５６・
・・スラスト軸受板、７０．７２・・・スラスト軸受、
８２１゜８２　ｂ　、　８２　ｃ　、　８２　ｄ　・・
・セクタ、８６ｍ、８６ｂ。 ８６ｃ、８６ｄ・・・ノツチ、８８・・・段部、Ｈ・・
・セクタの高い端部、Ｌ・・・セクタの低い端部〇特許
出願人 ホルセット　エンジニアリング　カンノヤニーリミティ
ド 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士三井孝夫 弁理士　　山　　口　　昭　　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸を備え、その回転軸は線軸上の回転対スラス
   ト面に面するスラスト軸受内の孔に延びておシ、前記ス
   ラスト軸受は軸受セクタを有したテーノ譬状のランドを
   複数持ち、前記セクタは孔の回シにおいて一連に環状に
   配さｎ１各セクタの半径外部又はセクタの高い端部に近
   接した部分はセクタの対向下端に向はセクタに沿って切
   欠かれ、セクタの通過する対スラスト面の回転方向にお
   いて、前記外部はセクタの半径内方の部分よシ先に終端
   するようになっているターボチャージャ。 ２、前記セクタの高い端部における切欠きはセクタの外
   周からセクタの内周に向けて幾分輩出している特許請求
   の範囲ｆｓ１項のターｌチャージャ。 ３、各切欠きは凹部によって形成さｎる特許請求の範囲
   第１項若しくは第２項のター〆ナヤーノヤＯ ４、セクタの高い端部での切欠きの＠面は次のように配
   置される、即ちその側面に沿った点かセクタの環状配列
   の中心即ち配列の軸線に近い程その点のセクタ下端から
   の角度距−が大きくなるようになりている特許請求の範
   囲第１ＪＪｉから第３積のいづれかのターがチャージャ
   ・ 五　軸及び対スラスト面が円錐状に回転するとき、セク
   タの面とそのセクタ面上を摺動する回転対スラスト面間
   の接触は、高い端部でもしくはこれに近接して、セクタ
   内の切欠き及び切欠きの前記側面の配置数Ｋ、線接触に
   実質上減少される特許請求の範囲第４項のターがチャー
   ジャ。 ６、前記切欠きは、セクタの環状配列の半径に対して実
   質上直線的にかつ横方向に延び、その半径は前記側と交
   叉する特許請求の範囲第４ＸＪ若しくは第５積のター−
   チャージャ・ ７、　セクタの環状配列に最も近い対スラスト面の部分
   かその轍に対向するとき、各切欠きの前記着しくは縁は
   傾斜した若しくは円錐回転対スラスト向に実質上平行と
   なる特許請求の範囲Ｍ４Ｍか　　５ら第６項のいづれか
   のターがチャージャ。 ８．　セクタの環状配列に対して各セクタの高い地部と
   近接したセクタの低い端部との間に半径方ここにαは対
   ７ラスト面の円錐回転角度、φは各セクタの軸受面若し
   くはテーパ状ランドの傾斜角、φは半径方向に延びる段
   部と近接切欠きの側面若しくは縁との間の角度である特
   許請求の範囲紀４項から第７項のいづれかのター−チャ
   ージャ。 ９、全ての又は各セクタの軸受面はらせん状である特許
   請求の範囲第１項からａ！１８項のいづれかのターゲテ
   ヤーノヤ。 １０、　　前記切欠きの存在は前記セクタの制い端部の
   部分を除去するのみならず、近接セクタの近接下端の部
   分を特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項のいづ
   れかのターがチャージャ。 １１、スラスト軸受は孔の壁からセクタの幅にわたって
   延びる少くとも１つのノツチを持つ％軒請求の範囲第１
   ＪＡから＃ＩｌＯ項のいづｎかのター−チャージャ。 １２、　　スラスト軸受は少くとも一つの前記ノツチに
   開口する手Ｒを有し、ノツチに給油するようになってい
   る特許請求の範囲９１１項のターゴテヤーノヤ。 １３、七夕りの列によｐ形成されるチー・ダ状ランドは
   セクタの列のｍｂｔ−延びる溝を持つ支持４奈の一側上
   に位置し、切欠きは溝に開口している特許請求の範囲第
   １項から第１２積のいづれのターｌデャーノヤ・