KR102192746B1 - 과급기 - Google Patents

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KR102192746B1
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신지 오가와
다이요 시라카와
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

임펠러의 손상을 방지할 수 있음과 함께, 성능의 저감을 억제할 수 있는 과급기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 과급기 (1) 는, 회전 구동되는 로터축 (4) 과, 로터축 (4) 에 장착되는 컴프레서 임펠러 (12) 와, 내통 (14) 과 외통 (15) 을 가지고 로터축 (4) 을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 통상의 베어링부 (5) 를 구비하고 있다. 내통 (14) 은, 축 방향의 타단부에 있어서 외통 (15) 의 축 방향의 타단부와 접속됨과 함께, 축 방향의 일단부에 있어서 외통 (15) 의 축 방향의 일단부와의 사이에 제 1 감쇠부 (21) 를 형성하고 있다. 하우징 (6) 과 외통 (15) 의 타단부 사이에는, 제 2 감쇠부 (25) 가 형성되어 있다. 하우징 (6) 과 베어링부 (5) 는, 외통 (15) 의 일단부에 형성된 플랜지부 (15c) 에 의해, 플랜지부 (15c) 의 반경 방향의 이동 및 축 방향의 이동을 규제하도록 고정되어 있다.

Description

과급기
본 발명은, 과급기에 관한 것이다.
내연 기관에서 발생한 배기 가스를 터빈으로 유도하여, 터빈부를 회전 구동시킴으로써, 로터축을 회전시켜, 로터축의 단부에 장착된 임펠러로 내연 기관에 흡기되는 공기를 압축하는 과급기가 알려져 있다. 과급기에는, 로터축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 형성되어 있다. 과급기에 적용되는 베어링에는, 통상의 베어링과 베어링에 삽입 통과된 로터축 사이에 오일을 개재시킴으로써, 로터축을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 세미 플로트식의 베어링이 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).
일본 공개특허공보 2010-133530호
이와 같은 세미 플로트식의 베어링은, 베어링의 축 방향의 단면을 로터축과 맞닿게 하여, 로터축의 축 방향의 이동을 규제함으로써, 스러스트 베어링의 역할도 하는 세미 플로트식 저널 스러스트 일체 베어링으로 하는 것도 생각할 수 있다.
이와 같은 세미 플로트식 저널 스러스트 일체 베어링은 위치 결정을 할 필요가 있는데, 위치 결정을 하는 구조로서, 핀 고정 구조로 하는 것을 생각할 수 있다. 상세하게는, 베어링의 축 방향의 중앙부에 원형의 개구를 형성함과 함께, 이 개구에, 개구의 직경보다 약간 외경이 작은 핀을 삽입 통과시킴으로써, 위치 결정하는 것이 생각된다. 이와 같은 구성에서는, 핀과 개구의 가장자리가 간섭함으로써, 베어링의 수평 방향의 이동을 규제하고 있기 때문에, 베어링을 위치 결정할 수 있다.
그런데, 일반적으로, 세미 플로트식의 베어링에는, 진동 안정성 향상을 위해서 베어링의 외주면과, 베어링을 수용하는 본체부 사이에 배면 댐퍼가 형성되어 있다. 세미 플로트식의 베어링은, 이 배면 댐퍼를 작용시킴으로써, 반경 방향의 진동을 감쇠한다. 따라서, 세미 플로트식의 베어링은, 배면 댐퍼를 작용시키기 위해서, 반경 방향으로 이동 가능할 필요가 있다.
그러나, 상기의 세미 플로트식 저널 스러스트 일체 베어링의 구조에서는, 배면 댐퍼를 작용시키기 위해서 반경 방향으로 이동 가능하게 하기 위해서는, 개구의 가장자리와 핀의 외주면 사이에 간극을 형성할 필요가 있다. 이와 같이 개구의 가장자리와 핀의 외주면 사이에 간극을 형성하면, 당해 간극분만큼 베어링의 축 방향의 이동이 허용되게 된다. 로터축이 이동하면, 로터축의 일단에 장착된 임펠러도 축 방향으로 이동한다. 임펠러가 하우징측으로 이동한 경우, 임펠러와 다른 부재 (예를 들어, 임펠러를 수용하는 하우징 등) 가 간섭하여, 임펠러가 손상될 가능성이 있다. 또, 임펠러와 다른 부재의 간섭을 방지하기 위해서, 임펠러와 다른 부재 사이에 간극을 형성하면, 당해 간극으로부터 임펠러로 압축한 기체가 누설되어 버려, 과급기의 성능이 저감될 가능성이 있다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 임펠러의 손상을 방지할 수 있음과 함께, 성능의 저감을 억제할 수 있는 과급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 과급기는 이하의 수단을 채용한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 과급기는, 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스가 공급되는 터빈부의 구동력에 의해, 회전 구동되는 로터축과, 상기 로터축에 장착됨과 함께 기체를 압축하는 임펠러와, 내부에 상기 로터축이 배치되는 통상의 내통부와, 상기 내통부를 반경 방향 외측으로부터 덮는 통상의 외통부를 갖고, 상기 로터축을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 통상의 베어링부와, 상기 임펠러 및 상기 베어링부를 수용하는 하우징을 구비한 과급기로서, 상기 내통부는, 축 방향의 타단부에 있어서 상기 외통부의 축 방향의 타단부와 접속됨과 함께, 축 방향의 일단부에 있어서 상기 외통부의 축 방향의 일단부와의 사이에 간극을 형성하고, 상기 간극에는, 제 1 감쇠 부재가 형성되고, 상기 하우징과 상기 외통부의 상기 타단부 사이에는, 제 2 감쇠 부재가 형성되고, 상기 하우징과 상기 베어링부는, 상기 외통부의 상기 일단부에 형성된 고정부에 의해, 그 고정부의 반경 방향의 이동 및 축 방향의 이동을 규제하도록 고정되어 있다.
로터축이 이동하면, 로터축에 장착된 임펠러도 축 방향으로 이동한다. 임펠러가 하우징측으로 이동한 경우, 임펠러와 하우징이 간섭하여, 임펠러 및 하우징이 손상될 가능성이 있다. 또, 임펠러와 하우징의 간섭을 방지하기 위해서, 임펠러와 하우징 사이에 간극을 형성하면, 당해 간극으로부터 임펠러로 압축한 기체가 누설되어 버려, 과급기의 성능이 저감될 가능성이 있다. 상기 구성에서는, 베어링부와 하우징을 고정시킴으로써, 베어링부의 축 방향의 이동을 규제하고 있다. 이와 같이, 베어링부의 축 방향의 이동을 규제하고 있으므로, 베어링부의 축 방향의 이동에서 기인한 로터축의 축 방향의 이동을 방지할 수 있다. 따라서, 임펠러와 하우징의 간섭에 의한 임펠러 및 하우징의 손상을 방지할 수 있음과 함께, 과급기의 성능의 저감을 억제할 수 있다.
또, 터빈부의 구동 등에 의해 로터축에 반경 방향의 진동이 입력되는 경우가 있다. 로터축에 반경 방향의 진동이 입력되면, 당해 진동은 로터축으로부터 베어링부에 입력된다. 상기 구성에서는, 베어링부는, 외통부의 일단부에 형성된 고정부에 의해 하우징에 고정되어 있다. 즉, 베어링부는, 캔틸레버상으로 하우징에 고정되어 있다. 이로써, 베어링부에 반경 방향의 진동이 입력되면, 베어링부는, 일단부를 고정단으로 한 상태에서, 일단부의 반대측의 단부인 타단부를 자유단으로 하여 진동한다. 타단부가 자유단으로서 진동하면, 하우징과 외통부의 타단부 사이에 형성된 제 2 감쇠 부재가 작용하여, 진동이 감쇠된다. 이와 같이, 베어링부의 타단부측에 있어서의 진동을 감쇠할 수 있다.
한편, 베어링부의 내통부는, 타단부가 외통과 접속됨과 함께, 일단부에 있어서 외통부의 일단부와의 사이에 간극을 형성하고 있다. 이로써, 베어링부에 반경 방향의 진동이 입력되면, 내통부는, 일단부를 자유단으로 하여 진동한다. 일단부가 자유단으로서 진동하면, 내통부의 일단부와 외통부의 일단부 사이에 형성된 제 1 감쇠 부재가 작용하여, 진동이 감쇠된다. 이와 같이, 베어링부의 일단부측에 있어서의 진동을 감쇠할 수 있다.
따라서, 상기 구성에서는, 로터축에 반경 방향의 진동이 입력된 경우여도, 축 방향의 대략 전역에 있어서 진동을 감쇠할 수 있기 때문에, 바람직하게 진동을 감쇠하여, 과급기 전체의 진동을 억제할 수 있다.
또, 상기 구성에서는, 편측 단부를 고정단으로 함과 함께, 역측 단부를 자유단으로 하여 베어링부가 진동한다. 이로써, 자유단에 있어서의 진동폭을 크게 할 수 있기 때문에, 감쇠 부재에 의해 진동을 보다 바람직하게 감쇠할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 과급기는, 상기 내통부와 상기 외통부는, 다른 부재에 의해 형성되어 있어도 된다.
상기 구성에서는, 내통부와 외통부가 다른 부재에 의해 형성되어 있다. 이로써, 비교적 간소한 구조인 통상의 내통부 및 외통부를 성형하고, 성형한 내통부의 타단부와 외통의 타단부를 고정시킴으로써, 베어링부를 형성할 수 있다. 따라서, 용이하게 베어링부를 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에 관련된 과급기는, 상기 내통부와 상기 외통부는, 하나의 부재에 의해 형성되어 있어도 된다.
상기 구성에서는, 내통부와 외통부가 하나의 부재에 의해 형성되어 있으므로, 부품 점수의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 임펠러의 손상을 방지할 수 있음과 함께, 성능의 저감을 억제할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 과급기의 종단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 과급기의 주요부를 확대한 모식적인 종단면도이다.
도 3 은, 도 2 의 내통의 사시도이다.
도 4 는, 도 2 의 외통의 사시도이다.
이하에, 본 발명에 관련된 과급기의 일 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시형태에 관련된 과급기 (1) 는, 예를 들어, 선박의 주기인 디젤 기관 (내연 기관) 이나, 자동차 등의 차량의 디젤 기관 (내연 기관) 에 사용되고, 디젤 기관으로부터의 배기 가스에 의해 얻어진 구동력으로 공기를 압축하여 디젤 기관의 연소실에 압축 공기를 공급하는 것이다. 본 실시형태의 과급기 (1) 는, 디젤 기관으로부터의 배기 가스의 운동 에너지를 주로 사용하는 동압식이 된다.
과급기 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스가 공급되는 배기 터빈부 (2) 와, 흡입한 공기를 압축하는 컴프레서부 (3) 와, 배기 터빈부 (2) 의 구동력에 의해 회전 구동되는 로터축 (4) 과, 로터축 (4) 을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 통상의 베어링부 (5) 와, 과급기 (1) 의 외각을 이루는 하우징 (6) 을 구비하고 있다.
배기 터빈부 (2) 는, 디젤 기관으로부터의 배기 가스를 도입하는 배기 가스 도입부 (도시 생략) 와, 배기 가스 도입부의 하류측에 배치된 터빈 임펠러 (터빈부) (11) 와, 배기 가스를 배출하기 위한 배기 가스 배출부 (도시 생략) 를 가지고 있다. 배기 가스 도입부로부터 도입된 배기 가스는, 터빈 임펠러 (11) 를 회전시켜, 배기 가스 배출부로부터 배출된다.
터빈 임펠러 (11) 는, 배기 가스 도입부로부터의 배기 가스를 받는 면인 전면 (11a) 과, 전면 (11a) 과 반대측의 면인 배면 (11b) 을 가지고 있다. 터빈 임펠러 (11) 의 배면 (11b) 은, 후술하는 베어링부 하우징 (6a) 과 대향하고 있다.
컴프레서부 (3) 는, 외부로부터 공기를 도입하는 공기 흡입부 (도시 생략) 와, 공기 흡입부로부터 유도된 공기를 압축하는 컴프레서 임펠러 (임펠러) (12) 와, 컴프레서 임펠러 (12) 의 하류측에 배치되어 컴프레서 임펠러 (12) 로 압축된 공기를 디젤 기관에 공급하는 공기 공급부 (도시 생략) 를 구비하고 있다.
컴프레서 임펠러 (12) 는, 공기 흡입부로부터의 공기를 받는 면인 전면 (12a) 과, 전면 (12a) 과 반대측의 면인 배면 (12b) 을 가지고 있다. 컴프레서 임펠러 (12) 의 배면 (12b) 은, 후술하는 베어링부 하우징 (6a) 과 대향하고 있다.
로터축 (4) 은, 단면 형상이 원형으로서, 일단 (도 1 에 있어서 좌단) 에 컴프레서 임펠러 (12) 가 고정되고, 타단 (도 1 에 있어서 우단) 에 터빈 임펠러 (11) 가 고정되어 있다. 로터축 (4) 은, 배기 가스에 의해 터빈 임펠러 (11) 가 회전함으로써, 축 방향의 중심축을 회전축으로 하여 회전 구동된다. 또, 로터축 (4) 은, 베어링부 (5) 의 내부에 배치되는 본체부 (4a) 와, 본체부 (4a) 의 축 방향의 단부에 형성되는 오일 시일부 (4b) 를 가지고 있다. 오일 시일부 (4b) 와 본체부 (4a) 는 동심상으로 형성되어 있음과 함께, 오일 시일부 (4b) 의 단면 형상의 직경이, 본체부 (4a) 의 단면 형상의 직경보다 크게 형성된다. 즉, 오일 시일부 (4b) 쪽이 본체부 (4a) 보다 굵게 형성되어 있다. 오일 시일부 (4b) 는, 로터축 (4) 과 베어링부 (5) 사이에 공급되는 윤활유가, 배기 터빈부 (2) 에 유입되는 것을 방지하고 있다.
베어링부 (5) 는, 통상의 부재로서, 내부에 로터축 (4) 의 본체부 (4a) 가 삽입 통과되어 있고, 로터축 (4) 과 동심상으로 형성되어 있다. 로터축 (4) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 내부에 로터축 (4) 의 본체부 (4a) 가 배치되는 내통 (내통부) (14) 과, 내통 (14) 을 반경 방향 외측으로부터 덮는 외통 (외통부) (15) 을 갖는다. 또, 베어링부 (5) 에는, 내통 (14) 및 외통 (15) 을 반경 방향으로 관통하는 2 개의 급유공 (16) 이 형성되어 있다. 급유공 (16) 에는, 하우징 (6) 내에 형성된 윤활유 공급 장치 (도시 생략) 로부터, 윤활유 공급 유로 (17) 를 통하여 윤활유가 공급된다.
베어링부 (5) 와 로터축 (4) 사이에는, 급유공 (16) 을 유통한 윤활유가 공급된다. 베어링부 (5) 는, 윤활유를 개재하여 로터축 (4) 을 지지함으로써, 로터축 (4) 을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하고 있다. 또, 베어링부 (5) 의 축 방향의 길이는, 로터축 (4) 의 본체부 (4a) 의 축 방향의 길이와 거의 동일하게 되어 있다.
내통 (14) 은, 금속으로 형성됨과 함께, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 원통상으로 형성되어 있다. 내통 (14) 의 내경은, 로터축 (4) 의 본체부 (4a) 의 단면 형상의 직경보다 약간 크게 형성된다. 또, 내통 (14) 의 외경은, 외통 (15) 의 내경보다 작게 형성된다. 또, 내통 (14) 의 외주면의 터빈 임펠러 (11) 측의 단부 영역에는, 다른 영역보다 반경 방향 외측으로 돌출되는 내통 돌출부 (14a) 가 형성되어 있다. 또한, 도 3 에서는, 도시의 관계상 내통 돌출부를 생략하여 도시하고 있다.
외통 (15) 은, 금속으로 형성됨과 함께, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 내통 (14) 을 반경 방향 외측으로부터 덮는 원통상의 통부 (15b) 와, 통부 (15b) 의 컴프레서 임펠러 (12) 측의 단부의 외주면으로부터 반경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부 (고정부) (15c) 를 일체적으로 갖는다. 통부 (15b) 의 내경은, 내통 (14) 의 외경보다 크게 형성된다. 또, 외통 (15) 의 내주면의 터빈 임펠러 (11) 측의 단부 영역에는, 다른 영역보다 반경 방향 내측으로 돌출되는 외통 돌출부 (15a) 가 형성되어 있다. 또한, 도 4 에서는, 도시의 관계상 외통 돌출부를 생략하여 도시하고 있다.
플랜지부 (15c) 는, 통부 (15b) 의 외주면의 둘레 방향 대략 전역에 형성되어 있는 원환상의 부재로서, 하우징 (6) 에 고정된다. 플랜지부 (15c) 는, 하우징 (6) 에 대해, 플랜지부 (15c) 의 반경 방향의 이동 및 축 방향의 이동을 규제하도록 고정되어 있다. 플랜지부 (15c) 와 하우징 (6) 의 고정 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 플랜지부 (15c) 를 관통함과 함께 하우징 (6) 에 나사 결합하는 볼트에 의해 고정시켜도 된다. 또, 플랜지부 (15c) 의 일면을 하우징 (6) 에 대해, 용접 고정 또는 납땜 고정시켜도 된다. 또, 하우징 (6) 에 플랜지부 (15c) 와 끼워 맞추는 오목부를 형성하고, 당해 오목부와 플랜지부 (15c) 를 끼워 맞추게 함으로써 고정시켜도 된다.
내통 (14) 과 외통 (15) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 내통 돌출부 (14a) 및 외통 돌출부 (15a) 가 접촉하는 접촉부 (18) 에 있어서 고정됨으로써, 접속되어 있다. 내통 돌출부 (14a) 와 외통 돌출부 (15a) 의 고정 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 내통 (14) 및 외통 (15) 을 관통하는 볼트나 나사에 의해 고정시켜도 된다. 또, 내통 돌출부 (14a) 와 외통 돌출부 (15a) 를 용접 고정 또는 납땜 고정시켜도 된다. 또, 내통 돌출부 (14a) 및 외통 돌출부 (15a) 에 대해, 서로 끼워 맞추는 끼워 맞춤부를 형성하여, 당해 끼워 맞춤부끼리를 수축 끼워 맞춤이나 냉각 끼워 맞춤에 의해 고정시켜도 된다.
내통 (14) 과 외통 (15) 은, 고정되는 내통 돌출부 (14a) 및 외통 돌출부 (15a) 이외의 영역에 있어서, 소정 거리 이간되어, 내통 (14) 의 내주면과 외통 (15) 의 외주면 사이에 간극 (이하, 내통 (14) 의 내주면과 외통 (15) 의 외주면 사이에 형성된 간극을 「제 1 간극 (20)」이라고 한다) 을 형성하고 있다. 제 1 간극 (20) 은, 내통 (14) 및 외통 (15) 의 둘레 방향의 전역에 걸쳐 형성되어 있다.
제 1 간극 (20) 은, 급유공 (16) 과 연통되어 있고, 급유공 (16) 을 통하여 공급된 윤활유 (제 1 감쇠 부재) 가 충전되어 있다. 윤활유가 충전된 제 1 간극 (20) 은, 베어링부 (5) 의 반경 방향의 진동을 감쇠하는 감쇠부 (이하, 「제 1 감쇠부 (21)」라고 한다) 로서 기능한다. 또, 제 1 간극 (20) 은, 터빈 임펠러 (11) 측의 단부에 있어서, 축 방향을 따른 단면 형상으로 원형상으로 형성된다. 즉, 제 1 간극 (20) 은, 터빈 임펠러 (11) 측의 단부에 있어서, 원환상으로 형성되어 있다.
상기와 같이, 베어링부 (5) 는, 내통 (14) 과 외통 (15) 으로 구성되는 이중관 구조로서, 이른바 절첩 스프링 구조를 하고 있다. 또, 베어링부 (5) 는, 플랜지부 (15c) 에 의해 로터축 (4) 의 축 방향의 하중을 지지함과 함께, 베어링부 (5) 와 로터축 (4) 사이에 개재하는 윤활유에 의해 로터축 (4) 을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하고 있다. 즉, 베어링부 (5) 는, 이른바 세미 플로트식의 저널 스러스트 일체형의 베어링이다.
하우징 (6) 은, 터빈 임펠러 (11) 를 수용하는 터빈 하우징 (도시 생략) 과, 베어링부 (5) 를 수용하는 베어링부 하우징 (6a) 과, 컴프레서 임펠러 (12) 를 수용하는 임펠러 하우징 (도시 생략) 을 갖는다. 베어링부 하우징 (6a) 과 외통 (15) 의 외주면의 대략 전역 사이에는 간극 (이하, 베어링부 하우징 (6a) 과 외통 (15) 의 외주면 사이에 형성된 간극을 「제 2 간극 (24)」이라고 한다) 이 형성되어 있다. 제 2 간극 (24) 에는, 급유공 (16) 을 통하여 공급된 윤활유 (제 2 감쇠 부재) 가 충전되어 있다. 윤활유가 충전된 제 2 간극 (24) 은, 베어링부 (5) 의 반경 방향의 진동을 감쇠하는 감쇠부 (이하, 「 제 2 감쇠부 (25)」라고 한다) 로서 기능한다.
또, 베어링부 (5) 에 형성되는 급유공 (16) 은, 내통 (14) 및 외통 (15) 을 반경 방향으로 관통하고 있다. 급유공 (16) 은, 2 개 지점에 형성되어 있다. 2 개의 급유공 (16) 은, 축 방향으로 소정 거리 이간되도록 형성되어 있고, 1 개는 컴프레서 임펠러 (12) 측에 형성되고, 다른 1 개는 터빈 임펠러 (11) 측에 형성되어 있다. 각각의 급유공 (16) 은, 제 1 간극 (20) 및 제 2 간극 (24) 과 연통되어 있고, 제 1 간극 (20) 및 제 2 간극 (24) 에 윤활유를 공급함과 함께, 베어링부 (5) 와 로터축 (4) 사이에 윤활유를 공급한다.
본 발명에 의하면, 이하의 작용 효과를 발휘한다.
로터축 (4) 이 이동하면, 로터축 (4) 에 장착된 컴프레서 임펠러 (12) 도 축 방향으로 이동한다. 컴프레서 임펠러 (12) 가 베어링부 하우징 (6a) 측으로 이동한 경우, 컴프레서 임펠러 (12) 의 배면 (12b) 과 베어링부 하우징 (6a) 이 간섭하여, 컴프레서 임펠러 (12) 및 베어링부 하우징 (6a) 이 손상될 가능성이 있다. 또, 컴프레서 임펠러 (12) 와 베어링부 하우징 (6a) 의 간섭을 방지하기 위해서, 컴프레서 임펠러 (12) 와 베어링부 하우징 (6a) 사이에 간극을 형성하면, 당해 간극으로부터 컴프레서 임펠러 (12) 로 압축한 공기가 누설되어 버려, 과급기 (1) 의 성능이 저감될 가능성이 있다. 본 실시형태에서는, 베어링부 (5) 에 형성된 플랜지부 (15c) 가 하우징 (6) 에 고정되어, 베어링부 (5) 의 축 방향의 이동을 규제하고 있다. 이로써, 베어링부 (5) 의 축 방향의 이동에서 기인한 로터축 (4) 의 축 방향의 이동을 방지할 수 있다. 따라서, 컴프레서 임펠러 (12) 와 베어링부 하우징 (6a) 의 간섭에 의한 컴프레서 임펠러 (12) 및 베어링부 하우징 (6a) 의 손상을 방지할 수 있음과 함께, 과급기 (1) 의 성능의 저감을 억제할 수 있다.
또, 터빈 임펠러 (11) 나 컴프레서 임펠러 (12) 의 회전 구동 등에 의해 로터축 (4) 에 반경 방향의 진동이 입력되는 경우가 있다. 로터축 (4) 에 반경 방향의 진동이 입력되면, 당해 진동은 로터축 (4) 으로부터 베어링부 (5) 에 입력된다. 본 실시형태에서는, 베어링부 (5) 는, 외통 (15) 의 일단부 (본 실시형태에서는, 컴프레서 임펠러 (12) 측의 단부) 에 형성된 플랜지부 (15c) 에 의해 하우징 (6) 에 고정되어 있다. 즉, 베어링부 (5) 는, 캔틸레버상으로 하우징 (6) 에 고정되어 있다. 이로써, 베어링부 (5) 에 반경 방향의 진동이 입력되면, 베어링부 (5) 는, 일단부를 고정단으로 한 상태에서, 일단부의 반대측의 단부인 타단부 (본 실시형태에서는, 터빈 임펠러 (11) 측의 단부) 를 자유단으로 하여 진동한다. 타단부가 자유단으로서 진동하면, 제 2 감쇠부 (25) 가 작용하여, 진동이 감쇠된다. 특히, 제 2 감쇠부 (25) 중, 타단부측의 영역 (A) (도 2 참조) 에 있어서, 진동이 감쇠된다. 이와 같이, 베어링부 (5) 의 타단부측에 있어서의 진동을 감쇠할 수 있다.
한편, 베어링부 (5) 의 내통 (14) 은, 타단부 (본 실시형태에서는, 터빈 임펠러 (11) 측의 단부) 가 외통 (15) 과 고정되어 있다. 또, 내통 (14) 은, 일단부 (본 실시형태에서는, 컴프레서 임펠러 (12) 측의 단부) 에 있어서 외통 (15) 의 일단부와는 고정되지 않고, 외통 (15) 의 일단부와의 사이에 간극을 형성하고, 외통 (15) 의 일단부와 상대 이동 가능하게 되어 있다. 이로써, 베어링부 (5) 에 반경 방향의 진동이 입력되면, 내통 (14) 은, 일단부를 자유단으로 하여 진동한다. 일단부가 자유단으로서 진동하면, 내통 (14) 과 외통 (15) 사이에 형성된 제 1 감쇠부 (21) 가 작용하여, 진동이 감쇠된다. 특히, 제 1 감쇠부 (21) 중, 일단부측의 영역 (B) (도 2 참조) 에 있어서, 진동이 감쇠된다. 이와 같이, 베어링부 (5) 의 일단부측에 있어서의 진동을 감쇠할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서는, 로터축 (4) 에 반경 방향의 진동이 입력된 경우여도, 축 방향의 전역에 있어서 진동을 감쇠할 수 있다. 바람직하게 진동을 감쇠함으로써, 과급기 (1) 전체의 진동을 억제할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 편측의 단부를 고정단으로 함과 함께, 역측의 단부를 자유단으로 하여 베어링부 (5) 가 진동한다. 이로써, 자유단에 있어서의 진동폭을 크게 할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 축 방향의 중심부에서 베어링부 (5) 를 고정시키는 구성과 비교하여, 제 1 감쇠부 (21) 및 제 2 감쇠부 (25) 에 의해 진동을 보다 바람직하게 감쇠할 수 있다.
본 실시형태에서는, 내통 (14) 과 외통 (15) 이 다른 부재에 의해 형성되어 있다. 이로써, 비교적 간소한 구조인 통상의 내통 (14) 및 외통 (15) 을 성형하고, 성형한 내통 (14) 의 타단부와 외통 (15) 의 타단을 고정시킴으로써, 베어링부 (5) 를 형성할 수 있다. 따라서, 용이하게 베어링부 (5) 를 형성할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 제 1 간극 (20) 이, 터빈 임펠러 (11) 측의 단부에 있어서, 원환상으로 형성되어 있다. 이로써, 응력 집중을 억제하고, 바람직하게 내통 (14) 의 자유단부를 진동시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 관련된 발명에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 적절히 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 내통 (14) 과 외통 (15) 이 다른 부재에 의해 형성되는 예에 대해 설명했지만, 내통 (14) 과 외통 (15) 은 하나의 부재에 의해 형성되어도 된다. 이와 같이 하나의 부재에 의해 형성함으로써, 부품 점수의 저감을 도모할 수 있다.
1 : 과급기
4 : 로터축
5 : 베어링부
6 : 하우징
11 : 터빈 임펠러 (터빈부)
12 : 컴프레서 임펠러 (임펠러)
14 : 내통 (내통부)
14a : 내통 돌출부
15 : 외통 (외통부)
15a : 외통 돌출부
15c : 플랜지부
16 : 급유공
17 : 윤활유 공급 유로
20 : 제 1 간극
21 : 제 1 감쇠부
24 : 제 2 간극
25 : 제 2 감쇠부

Claims (3)

  1. 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스가 공급되는 터빈부의 구동력에 의해, 회전 구동되는 로터축과,
    상기 로터축에 장착됨과 함께 공기를 압축하는 임펠러와,
    내부에 상기 로터축이 배치되는 통상의 내통부와, 상기 내통부를 반경 방향 외측으로부터 덮는 통상의 외통부를 갖고, 상기 로터축을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 통상의 베어링부와,
    상기 임펠러 및 상기 베어링부를 수용하는 하우징을 구비한 과급기로서,
    상기 내통부는, 축 방향의 타단부에 있어서 상기 외통부의 축 방향의 타단부와 접속됨과 함께, 축 방향의 일단부에 있어서 상기 외통부의 축 방향의 일단부와의 사이에 간극을 형성하고,
    상기 간극에는, 제 1 감쇠 부재가 형성되고,
    상기 하우징과 상기 외통부의 상기 타단부 사이에는, 제 2 감쇠 부재가 형성되고,
    상기 하우징과 상기 베어링부는, 상기 외통부의 상기 일단부에 형성된 고정부에 의해, 그 고정부의 반경 방향의 이동 및 축 방향의 이동을 규제하도록 고정되어 있는, 과급기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내통부와 상기 외통부는, 다른 부재에 의해 형성되어 있는, 과급기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내통부와 상기 외통부는, 하나의 부재에 의해 형성되는, 과급기.
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