JPS5910346Y2 - 高速回転装置の軸受構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は高速回転装置の軸受構造に係り、特に主動機器
と従動機器とを同一の回転軸で連結駆動するものにおい
て、該回転軸を支承すべく内外周及び回転軸方向に沿っ
て適当なクリアランスで装着される浮動メタルのスラス
ト方向移動を確実に規制すると共に、且つそれを達或す
るための構造を極く簡略化することができる高速回転装
置の軸受構造に関する。

一般に主動機器と従動機器とを同一回転軸で連結した構
造の機器は多方面に亘って見られ、特に内燃機関に採用
されているターボ過給機はその典型的なものであり、こ
のターボ過給機を例にして本考案に係る軸受構造につい
て詳述する。

ターボ過給機とは、自動車、建設機械等に用いられる内
燃機関において、その排気ガスを利用して主動機器たる
タービンを回転させ、その回転力で同一回転軸上に設け
られた従動機器としての圧縮機のブロワを駆動して、空
気を圧送し、内燃機関へ送り込みその出力を向上させる
ものである。

ここで、ターボ過給機の軸受構造を簡単に述べると、一
端部に排気タービン翼車を有し、且つ他端部にブロワ翼
車を有する回転軸がこの軸方向に沿ってこれを囲繞する
軸受室の両端部に嵌入された２つの浮動メタルによって
支承されている。

浮動メタルは軸受室内で回転自在であり、且つこの浮動
メタル内で軸を回転支承するように戒されたジャーナル
軸受である。

そして回転軸の回転速度を、回転軸と浮動メタルおよび
浮動メタルと軸受室との接触面とで２分するように威さ
れているものであり、高速回転軸受に広く採用されてい
る。

そして上記述べてきたように浮動メタルは軸受室内で回
転自在なために、これを軸受室に嵌装するのみではスラ
スト方向へ移動してしまうために、従来この移動を規制
するための何等かの手段が採られていた。

例えば最も広く採用されている構造としでは、一部分に
切矢部を有するリング状のスナップリングを浮動メタル
の両側に位置する軸受室に形或された溝に嵌入されたス
ナップリングによって浮動メタルのスラスト方向への移
動を規制していた。

ところが、このスナップリングは極めてラフな要素であ
り、このスナップリングにスラスト方向への移動を規制
されながら浮動メタルが回転すると、これの端面がスナ
ップリングによって削られ（特にスナップリングを軸受
室の溝に嵌入するために設けられている切矢部が刃の役
目を威す等）浮動メタルにスラスト方向へのガタが生じ
たりして大変好ましくなかった。

また、軸受室にスナップリングが嵌入されているため、
そのスペースを確保するため、軸受室はその回転軸の軸
方向に長くならざるを得す軸受構造を大にするもととな
った。

また構造のが複雑になるために組み立ておよびその保守
・点検（特にスナップリング）等に労力を費した。

本考案は以上述べてきたような高速回転装置の軸受構造
の諸問題に鑑みこれらを有効に解決するために案出され
るに至った。

本考案の目的は次に述べるところにある。

浮動メタルのスラスト方向への移動規制を軸受室および
回転軸に形或された段部で威し、確実にスラスト方向へ
の移動を規制すると共に、軸受構造を簡略化威し得、コ
ンパクトで取扱い容易な高速回転装置の軸受構造を提供
する。

次に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述する
。

第１図は本考案に係る高速回転装置の軸受構造を過給機
に採用した場合を示す断面図、第２図は第１図の変形実
施例を示す断面図である。

第１図に示すように過給機１は回転軸２とその両端に設
けられた図示しない主動機器としての排気タービン翼車
および従動機器としてのブロワ翼車とを備え、且つこの
回転軸２には、この軸方向に沿ってこれを囲繞するよう
に形或された軸受室３と、更に該回転軸２を径方向外方
から囲繞するように嵌装された浮動メタル４，５とによ
って支承されている。

軸２を支承するタービン側の浮動メタル４は、軸受室３
のタービン側端部にその内径が軸２の半径方向外方に拡
大され軸２との間に拡大形威された段部状の第１の軸受
室３ａに嵌入されて、軸２を支承するように威されてい
る。

また一方ブロワ側の浮動メタル５は、回転軸２上にその
外径が半径方向に縮小され軸受室３との間に第１の軸受
室３ａより縮径させて形威された段部状の第２の軸受室
２ａに嵌入し、且つ軸受室３に嵌大している。

これら第１の軸受室３ａと第２の軸受室２ａとを回転軸
２の軸方向に区画する軸受室３と回転軸２との段部の端
面は、浮動メタル４，５の欠損を可及的に抑止すべく滑
らかに加工される。

また、回転軸２はその径がブロワ側よりもタービン側で
段違いに拡大されて形或され、且つ又第１の軸受室３ａ
は第２の軸受室２ａよりも径大に形威され、比較的重量
が大で軸重心がその軸方向に沿って片寄り動面圧が高く
なるタービン側の浮動メタル４を大径、広軸受面積にし
てその面圧低下を図っている。

また、第２の軸受室２ａには回転軸２のブロア側端部に
溝３ｂが形或され、この溝３ｂ内には第２の軸受室２ａ
を軸２の軸方向に区画して上記段部と共に浮動メタル５
が回転軸２の軸方向へ移動するのを規制するための第２
の規制部材たるスナップリング６が嵌装されている。

また、回転軸２のタービン側端部には第１の軸受室３ａ
を軸２の軸方向に区画して上記段部と共に浮動メタル４
が回転軸の軸方向へ移動するのを規制するために浮動メ
タル４のタービン側側部に当接するように滑らかな端面
で加工された第１の規制部材たる油切り部７ａが形威さ
れている。

さらにまた、この油切り部７ａのタービン側にはシール
部７が設けられ、ハウジング８に支承されるシールリン
グ９とともにガスシールを行なわしめるようにしている
。

また回転軸２のブロワ側端部にはスラストプッシュ１０
．１１およびスラストメタル１２が設けられ、回転軸２
のスラスト方向への移動を規制している。

スラストプッシュ１０．１１はその一端部にその半径方
向外方に拡大するフランジ部を有する筒状の部材で、そ
のフランジ部をタービン側に向けて、順に隣り合せにな
るように回転軸２に嵌人されている。

そしてこの両スラストプッシュ１０，１１のフランジ間
に形威された凹部１０ ａ内に、軸受室３に固定され、
凹部１０ ａ内に嵌装し得るような適宜な肉厚を有した
リング状のスラストメタル１２が嵌装されている。

またスラストプッシュ１１のブロワ側は油切り部となり
シールリンン１３．１３を介してハウジング８に支承さ
れている。

また軸受室３の上部には油路１４が形或され、浮動メタ
ル４，５およびスラストプッシュ１０．１１によって形
威されている凹部１０ ａに潤滑油が供給されるように
威されている。

また浮動メタル４，５には軸２の中心方向に向かって貫
通孔４ａ，４ａ・・・ ５ａ，５ａ・・・が形威され軸
２と浮動メタル４，５間にも潤滑油が供給されるように
威されている。

また、軸受室３の下部には、一つの貫通孔１５が形或さ
れ、この貫通孔１５より軸受室３内に供給された潤滑油
は排出されるように威されている。

以上のような構戒から或る過給機１が駆動した場合に、
軸２によるジャーナル方向への荷重は、浮動メタル４，
５で支承する。

これに際し、回転軸２自体のスラスト方向への移動は、
スラストメタル１２の先端がスラストプッシュ１０．
１１によって形威されている四部１０ ａの両側壁に当
接することによって規制され、浮動メタル４，５にはス
ラストカが作用しないようになっている。

この浮動メタル４，５は、それ自体が軸受室３内で摺動
自在となる軸受メタルであり、回転軸２を支承しつつそ
れ自体も軸受室３内で回転するために、回転軸２が高速
で回転しても、その摺動速度は、軸受室３と浮動メタル
４，５問および回転軸２と浮動メタル４，５間とに２分
される。

従って、高速で回転する軸２をも良好に支承し得る。

このように浮動メタル４，５が軸受室３内で摺動自在な
ために、何等かの規制する手段がないと浮動メタル４，
５は、スラスト方向に移動してしまう。

ところが、本考案においては浮動メタル４のブロワ側の
移動は段部状の第１の軸受室３ａの側壁と浮動メタルの
側壁が当接することによって規制し得る。

また、タービン側への移動は第１の規制部材たる軸２の
油切り部７に当接することによって規制し得る。

また、浮動メタル５のタービン側への移動は軸２の段部
状の第２の軸受室２ａの側壁に当接することによってこ
れを規制し得、またブロワ側への移動は第２の規制部材
たるスナップリング６によって規制される。

このように浮動メタル４，５のスラスト方向への移動を
規制する手段として従来採用されてきたスナップリング
が本考案における軸受構造では１つだけであり （図中
６）部品点数が減少させられると共に、スナップリング
の欠部によって、浮動メタルの側壁が削られることが防
止できる。

また、タービン側の浮動メタル４のスラスト方向への移
動を規制するためにスナップリングを採用していないた
めに、浮動メタル４を軸受室３の端部ギリギリに設ける
ことができる。

従って、従来スナップリングを備えるためのスペース分
、軸受室をコパクトに製作することができ、軸受構造ひ
いては過給機１自体をもコンパクトにすることができる
。

また回転軸２を軸受室３に組み込む場合にも、面倒な手
間のかかる工程は、スナップリング６を溝３ｂに嵌入す
るのみであり、これを除外すれば浮動メタル４，５は回
転軸２および軸受室３に挿入（嵌入）するだけで良く頗
る容易に組み立てを行なうことができ、組立て製作コス
トを低減させることか゛できる。

また、スナップリングの数が減少したためにこれに費す
保守、点検の作業も容易となり過給機１のメンテナンス
フリー化を促進することができる。

更に、本考案にあっては回転軸２に段部を形威し、軸重
心が片寄って比較的動面圧の高くなる主動機側の軸部分
を拡径した如く構或して第１の軸受室３ａの浮動メタル
４を第２の軸受室２ａのそれよりも径大、広軸受面積の
ものとして可及的に面圧低下を図ることができ、軸２の
軸方向に沿って的確に回転軸２を軸受させることができ
る。

また第２図は本考案の変形実施例を示す図であるが、前
記実施例と同一の部分および同様の効果を発揮する部分
には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

そして前記実施例との相違点は、上記スナップリング６
を廃止して、第２の規制部材として回転軸２のブロア側
端部に設けたスラストプッシュ１０を採用したことにあ
る。

スラストプッシュ１０に形威されたフランジ部のタービ
ン側の側面が滑らかな端面に加工され浮動メタル５のブ
ロワ側端面に当接するように戊され、これによって浮動
メタル５のブロワ側への移動を規制するように威されて
いる。

この実施例においては、浮動メタル４，５のスラスト方
向への移動を規制する手段としてスナップリングが全く
使用されていないために、浮動メタルの端面がこれによ
って削られる虞れはない。

また、スナップリングか゛使用されていないために、前
記実施例よりも増してそれを設けるスペース分、軸受室
３をコンパクトにでき、軸受構造、ひいては過給機をコ
ンパクトにすることができる。

また同様にスナツフ゜リングか゛使用されておらず、ま
たその構造からも、回転軸２を軸受室３内に組み込む場
合において、浮動メタル４，５は回転軸２および軸受室
３に挿入（嵌入）するだけでよいため、その組み立て製
造コストを著しく低減させることができる。

またスナップリングが皆無なため、従来これに費されて
いた保守・点検作業が軽減でき、この軸受のメンテナン
スフリー化を促進させることができる。

以上要するに本考案によれば次のような優れた効果を発
揮する。

（１） 浮動メタルのスラスト方向への移動を規制す
ることかできる。

（２）軸受構造をコンパクトにすることができる。

（３）軸受の組み立てを容易に行なうことができる。

（４）保守・点検（軸受の）作業を軽減させることがで
きる。

（５）軸重心の片寄りにより動面圧が高くなる軸部の浮
動メタルを大径且つ広軸受面積として可及的に面圧の低
下を達威し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る高速回転装置の軸受構造を過給機
に採用した場合を示す断面図、第２図は第１図の変形実
施例を示す断面図である。 尚、図中２は回転軸、′）．ａは第２の軸受室、３は軸
受室、３ａは第１の軸受室、４，５は浮動メタル、６，
１０は第２の規制部材として例示したスナップリング又
はスラス１〜プッシュ、７ａは第１の規制部材として例
示した油切り部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主動機器と従動機器とを同一の回転軸で連結駆動する高
   速回転装置の軸受構造において、該回転軸の軸方向に沿
   ってこれを囲繞するように形威された軸受室と、該軸受
   室の主動機器側にその内径を拡大して上記回転軸との間
   に拡大されて形或された第１の軸受室と、上記軸受室の
   従動機器側に上記回転軸の外径を縮小させて上記軸受室
   との間に上記第１の軸受室より縮径されて形或された第
   ２の軸受室と、これら第１の軸受室内と第２の軸受室内
   とに上記回転軸を囲繞するように嵌装された浮動メタル
   と、上記回転軸の主動機器側に設けられた上記第１の軸
   受室を軸方向に区画して上記第１の軸受室内に嵌装され
   た上記浮動メタルの上記回転軸の軸方向への移動を規制
   する第１の規制部材と、上記回転軸の従動機器側に設け
   られ上記第２の軸受室を軸方向に区画して上記第２の軸
   受室内に嵌装された上記浮動メタルの上記回転軸の軸方
   向への移動を規制する第２の規制部材とを備えたことを
   特徴とする高速回転装置の軸受構造。