JPS61211519A - タ−ボチヤ−ジヤの軸受構造 - Google Patents

タ−ボチヤ−ジヤの軸受構造

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JPS61211519A
JPS61211519A JP60051233A JP5123385A JPS61211519A JP S61211519 A JPS61211519 A JP S61211519A JP 60051233 A JP60051233 A JP 60051233A JP 5123385 A JP5123385 A JP 5123385A JP S61211519 A JPS61211519 A JP S61211519A
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JP
Japan
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lubricating oil
engine
bearing
pressing force
rotation
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Hiroshi Komatsu
宏 小松
Takeshi Yamane
健 山根
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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】 （産業上の利用分野） この発明は、ターボチャージャの軸受構造、特に回転軸
をころがり軸受により軸支したターボチャージャの軸受
構造に関する。
（従来の技術） 従来のターボチャージャの軸受構造としては、例えば第
４図および第５図に示すようなものが知られている（業
界誌自動車技術　Ｖｏｌ、３７、Ｎ１１１２「高速回転
軸の振動に及ぼすころがり軸受の影響」参照）。
第４図および第５図において１．１はターボチャージャ
を示し、ターボチャージャ１はエンジン２からの排気エ
ネルギにより回転駆動されるタービンホイール３と、タ
ービンホイール３に回転軸４を介して連結され、タービ
ンホイール３の回転駆動により回転軸４とともに一体回
転し、吸入空気を加圧してエンジン２に送給するコンプ
レッサホイール５と、を有している。回転軸４は一対の
アンギュラ型ころがり軸受６Ａ、６Ｂを介して軸受ハウ
ジング７に支持されており、この軸受ハウジング７とこ
ろがり軸受６Ａ、６Ｂとの間には所定の間隙りを有して
一対のカラー部材８Ａ、８Ｂが挿入されている。すなわ
ち、各軸受６Ａ、６Ｂの各内輪６Ｃ１６Ｄは回転軸４に
嵌合した円筒状の固定部材９を介して回転軸４の係止部
に固定され、各外輪６Ｅ、６Ｆは各カラー部材８Ａ、８
Ｂの内周に形成した環状溝８Ｃ，８Ｄに挿入されて各カ
ラー部材８Ａ、８Ｂに支持されている。また、カラー部
材８Ａ、８Ｂ間には一本の支持ばね１０が縮設されてお
り、この支持ばね１０により各カラー部材８Ａ、８Ｂを
介してころがり軸受６Ａ、６Ｂに対して一定の予圧力が
それぞれ付与されている。
したがって、各軸受６Ａ、６Ｂはこれらの予圧力により
スラスト方向に位置決めされる。また、カラー部材８Ａ
、８Ｂの各端部にはっは部８Ｅ１８Ｆがそれぞれ形成さ
れており、これらのっぽ部８Ｅ、８Ｆにより回転軸４の
軸方向のスラスト力を受けるようにしている。ＩＩＡ、
ＩＩＢは軸受ハウジング７に形成された潤滑油の供給通
路であり、これらの供給通路１１Ａ、ＩＩＢは前記間隙
りにそれぞれ開口している。したがって、供給通路１１
Ａ、１１Ｂを介して間隙りに供給される潤滑油により間
隙り内に油膜が形成される。また、カラー部材８Ａ、８
Ｂには間隙りに連通する斜孔１２Ａ、　１２Ｂ　（噴射
孔）がそれぞれ形成されており、間隙りからの潤滑油は
これらの斜孔１２Ａ、１２Ｂから各軸受６Ａ。
６Ｂの転動体６Ｇ、６Ｈに向かって噴射される。
したがって、エンジン２から排気ガス（矢印ａ）のエネ
ルギーによってタービンホイール３が回転駆動されると
、タービンホイール３に回転軸４を介して連結されてい
るコンプレッサホイール５も回転軸４とともに一体回転
する。このとき、回転軸４は各ころがり軸受８Ａ、８Ｂ
を介して回転自在に軸支される。一方、吸入空気（矢印
ｂ）はコンプレッサホイール５の回転により加圧され、
加圧された空気（矢印Ｃ）はエンジン２に供給される。
こうして、エンジン２の出力トルクを増大し、車両の加
速性能の向上を図ることができる。
一方、エンジン２からの潤滑油（矢印ｄ）は、供給通路
１１Ａ、ＩＩＢ間隙りおよび斜孔１２Ａ、１２Ｂを介し
て各ころがり軸受８Ａ、８Ｂに供給され、各軸受８Ａ、
８Ｂを潤滑した後、潤滑油（矢印ｅ）は重力排出されて
、エンジン２に戻る。
（この発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
従来のターボチャージャの軸受構造にあっては、運転中
のターボチャージャの回転軸の最大スラスト力を受ける
ようにばね定数が大きい支持ばねによりカラー部材を介
してころがり軸受に一定の予圧力を付与するようになっ
ていたため、エンジンの低回転における、いわゆるター
ボラグが存在する回転領域においては、前記予圧力が必
要以上に過大となっていた。その結果、予圧力によるこ
ろがり軸受の摩擦抵抗が増大して、ターボチャージャの
加速性能が悪化するという問題点があった。
（問題点を解決するための手段） この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであって、回転軸を軸支するころがり軸受と、こ
ろがり軸受を複数個のカラー部材を介して支持する軸受
ハウジングと、を有し、前記カラー部材間に、軸受ハウ
ジングに形成したＷＲ滑油の供給通路からの潤滑油の油
圧に応じてそのカラー部材押力が可変とされる潤滑油室
を画成する可変部材を介装したものである。
（作用） このような構成を有するこの発明にあっては、可変部材
で画成した潤滑油室内に供給される潤滑油の油圧に応じ
てそのカラー部材押力が可変とされ、この押力によりこ
ろがり軸受に付与される予圧力が可変とされる。したが
って、エンジンの低回転時のいわゆるターボラグが存在
する回転領域においては、前記軸受に対する予圧力は小
さなものとなるので、軸受の摩擦抵抗を低減することが
でき、タービンホイールの回転の立上がりを良好なもの
とすることができる。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図および第２図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の一実施
例を示す図である。なお、従来例と同一構成部分につい
ては同一符号を付してその説明を省略する。
まず、構成を説明すると、第１図において、２１Ａ、２
１Ｂは断面り字形の一対のリテーナをそれぞれ示し、こ
れらのリテーナ２１Ａ、２１Ｂは各カラー部材８Ａ、８
Ｂの各一端側にそれぞれ取付けられている。これらのリ
テーナ２１Ａ、２１Ｂの間には半円環状（断面Ｕ字形状
）の弾性部材２２が各リテーナ２１Ａ、２１Ｂに接着、
固定されている。この弾性部材２２の内部には潤滑油室
２３（圧力室）が画成されており、この清湧油室詔内に
は主として軸受ハウジング７の中央部に形成した供給通
路Ｕから潤滑油が供給される。したがって、潤滑油室羽
内に導入される潤滑油の油圧の大きさに応じて渭滑油室
詔の受圧面積による横方向押力、すなわちカラー部材８
Ａ、８Ｂへの押力が可変とされる。各ころがり軸受６Ａ
、６Ｂには各カラー部材８Ａ。
８Ｂを介して押力がそれぞれ付与される。したがって、
油圧の大きさに応じて押力が可変とされ、これに伴って
、各軸受６Ａ、６Ｂに対する押圧力も可変される。
次に作用を説明する。
エンジン２からの排気ガスのエネルギーによりタービン
ホイール３が回転駆動されると、タービンホイール３に
回転軸４を介して連結されているコンプレッサホイール
５も一体回転する。吸入空気はコンプレッサホイール５
の回転により加圧され、加圧された圧縮空気はエンジン
２に供給される。こうして、エンジン２の出力トルクを
増大させ、車両の加速性能等を向上させることができる
。ここで、回転軸４は各ころがり軸受８Ａ１８Ｂを介し
て回転自在にカラー部材８Ａ、８Ｂに軸支される。そし
て、カラー部材８Ａ、８Ｂと軸受ハウジング７との間隙
りには軸受ハウジング７に形成した供給通路１１Ａ、Ｉ
ＩＢ、２４を介して潤滑油が供給される。この潤滑油に
より間隙り内には油膜が形成され、この油膜を介してカ
ラー部材８Ａ、８Ｂは軸受ハウジング７に支持される。
また、潤滑油は、主として軸受ハウジング７の中央部に
形成した供給通路Ｕを介して弾性部材２２で画成された
潤滑油室お内へ供給される。さらに、潤滑油は、間隙り
を介して斜孔１２Ａ、１２Ｂから各軸受６Ａ、６Ｂの各
転動体６Ｇ、６Ｈに向かって噴射され、各軸受６Ａ、６
Ｂを潤滑することになる。
ここで、前記潤滑室ｎ内に供給される潤滑油の油圧は、
第２図（Ａ）の実線Ａで示すように、エンジンの回転数
Ｎの上昇とともに増大する。そして、この油圧の増大に
より潤滑油室詔の受圧面積に応じて押圧力が大きくなり
、これに伴って各リテーナ２１Ａ、２１Ｂと各カラー部
材８Ａ、８Ｂを介して各軸受６Ａ、６Ｂに付与される押
圧力は、第２図（Ｂ）の実線Ｂで示すように、従来例の
それ（破線Ｃ）が一定であるのに対して、エンジンの回
転数Ｎの上昇に伴って増大し、エンジンの高回転数領域
においては従来例のそれに接近する。
こめため、エンジンの低回転時の、いわゆるターボラグ
が存在する回転数領域においては、押圧力は小さく、各
軸受６Ａ、６Ｂの摩擦抵抗も小さい。
その結果、回転軸４の駆動トルクを減少できるので、タ
ービンホイール３の回転の立ち上がりが良好となり、タ
ーボラグを解消でき、ひいてはエンジンの出力トルクお
よび、車両の加速性能の向上を図ることができる。なお
、各軸受６Ａ、６Ｂの潤滑を終えた潤滑油は重力排出さ
れて、エンジン２に戻ることになる。
次に、この発明の他の実施例は、第１図に示す弾性部材
２２を形状記憶合金等の温度変化によりその形状を可変
とする可変部材３２に代えたものである。なお、前記実
施例と断面形状として同一であるので図示を省略する。
この実施例においては、可変部材部により画成された潤
滑油室詔内に導入される潤滑油の圧力及び油温の変化に
より、可変部材３２が変位して、各軸受６Ａ、６Ｂに対
する押圧力を可変とする。
すなわち、第３図の実線りで示すように、潤滑油、の油
温が低い場合には（このとき、潤滑油の粘性は高い）可
変部材部は変位せず、供給油圧のみにより各軸受６Ａ、
６Ｂに対して付与される押圧力は小さなものとなる。こ
の場合、潤５滑油の粘度が高いため、回転軸４のスラス
ト方向の多少の移動を許容しても、油膜切れを生ずるこ
とがないので、各軸受６Ａ、６Ｂの摩擦抵抗を低減する
ことができる。一方、油温が高い場合には（このとき、
粘性は低い）、可変部材３２は外方に拡がるように変位
して、各軸受６Ａ、６Ｂに対して大きな押圧力を付与す
る。したがって、回転軸４の軸方向のスラスト力を充分
受けることができ、粘度が低くても油膜切れは生ずるこ
とがなく、各軸受６Ａ、６Ｂの摩擦抵抗が増大すること
がない。
（効果） 以上説明してきたように、この発明によればエンジンの
回転数の上昇に伴って、ころがり軸受に付与される押圧
力を可変とすることができるので、エンジンの低回転時
の、ターボラグが存在する回転数領域において、ころが
り軸受の摩擦抵抗を大幅に低減することができ、タービ
ンホイールの回転の立ち上がりを良好なものとすること
ができる。その結果、ターボラグの発生を解消すること
ができ、エンジンの出力トルクおよび加速性能を向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明に係るタ
ーボチャージャの軸受構造の実施例を示す図であり、第
１図はその縦半断面図、第２図（Ａ）はエンジン回転数
と油圧との関係を示すグラフ、第２図（Ｂ）はエンジン
回転数と軸受押圧力との関係を示すグラフ、第３図はこ
の発明の他の実施例におけるその効果を説明するための
グラフ、第４図および第５図は従来のターボチャージャ
の軸受構造を示す図であり、第４図はその縦半断面図、
第５図は全体構成図である。 １・−・ターボチャージャ　　４−回転軸６Ａ、６Ｂ−
−・ころがり軸受　　７・−軸受ハウジング　　８Ａ　
　８Ｂ・・・カラー部材　　１１Ａ、１１Ｂ１２４・−
供給通路　　ｎ、３２−・可変部材　　詔−・潤滑油室

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 回転軸を軸支するころがり軸受と、ころがり軸受を複数
    個のカラー部材を介して支持する軸受ハウジングと、を
    有し、前記カラー部材間に、軸受ハウジングに形成した
    潤滑油の供給通路からの潤滑油の油圧に応じてそのカラ
    ー部材押力が可変とされる潤滑油室を画成する可変部材
    を介装したことを特徴とするターボチャージャの軸受構
    造。
JP60051233A 1985-03-13 1985-03-13 タ−ボチヤ−ジヤの軸受構造 Pending JPS61211519A (ja)

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