KR102646973B1 - 베어링 구조 및 이것을 구비한 과급기 그리고 과급기의 조립 방법 - Google Patents

베어링 구조 및 이것을 구비한 과급기 그리고 과급기의 조립 방법 Download PDF

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미쓰비시주코마린마시나리 가부시키가이샤
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Abstract

적은 부품 점수로 회전축을 지지할 수 있는 베어링 구조를 제공한다. 중심 축선 (CL) 주위로 회전하는 회전축 (4) 의 외주를 포위하도록 설치되고, 회전축 (4) 과 함께 회전하는 원통 슬리브 (32) 와, 원통 슬리브 (32) 의 중심 축선 (CL) 방향에 있어서의 양단에 대하여 맞닿도록 각각 형성되고, 원통 슬리브 (32) 보다 대직경이 되고, 회전축 (4) 과 함께 회전하는 트러스트 칼라 (34a, 34b) 와, 원통 슬리브 (32) 의 외주측이고 또한 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 의 사이에 배치된 컴프레서측 저널 베어링 (12) 을 구비하고 있다.

Description

베어링 구조 및 이것을 구비한 과급기 그리고 과급기의 조립 방법
본 개시는, 베어링 구조 및 이것을 구비한 과급기 그리고 과급기의 조립 방법에 관한 것이다.
예를 들어 선박 등에 사용되는 디젤 엔진에는, 연소용 공기를 공급하기 위한 과급기가 사용된다 (특허문헌 1 참조). 과급기는, 환경 규제가 고조됨에 따라, 성능 향상이 요구되고 있다.
일본 공개특허공보 2018-145942호
특허문헌 1 에 기재된 과급기는, 날개차를 회전시키는 회전축을 지지하는 베어링으로서, 저널 베어링과 트러스트 베어링을 각각 별개로 구비하고 있다.
그러나, 저널 베어링과 트러스트 베어링을 각각 별개로 구비하는 구성으로 하면, 부품 점수가 많아져, 소형화에 대한 방해가 되고 있다.
본 개시는, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 적은 부품 점수로 회전축을 지지할 수 있는 베어링 구조 및 이것을 구비한 과급기 그리고 과급기의 조립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 관련된 베어링 구조는, 중심 축선 주위로 회전하는 회전축의 외주를 포위하도록 형성되고, 그 회전축과 함께 회전하는 슬리브와, 상기 슬리브의 상기 중심 축선 방향에 있어서의 양단에 대하여 맞닿도록 각각 형성되고, 상기 슬리브보다 대직경이 되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 칼라와, 상기 슬리브의 외주측이고 또한 각 상기 칼라의 사이에 배치된 베어링을 구비하고 있다.
회전축과 함께 회전하는 슬리브와, 슬리브의 양단에 맞닿도록 회전축과 함께 회전하는 칼라를 형성하였다. 그리고, 슬리브의 외주측이고 또한 양칼라 사이에 끼워지도록 베어링을 형성하는 것으로 하였다. 이로써, 베어링은, 슬리브를 개재하여 회전축의 래디얼 방향을 지지할 수 있고, 또한, 칼라를 개재하여 회전축의 트러스트 방향을 지지할 수 있다. 이로써, 1 개의 베어링으로 저널 베어링과 트러스트 베어링의 기능을 갖게 할 수 있기 때문에, 부품 점수를 저감시킬 수 있고, 또한 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 슬리브에 의해 칼라 사이의 거리가 정해지기 때문에, 중심 축선 방향에 있어서의 베어링과 칼라 사이의 트러스트 간극을 적절히 관리할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관련된 베어링 구조에서는, 상기 베어링의 상기 중심 축선 방향에 있어서의 양단부에는, 기름 홈이 형성되어 있다.
베어링의 양단부에 기름 홈을 형성하는 것으로 하였다. 이로써, 윤활유가 베어링의 양단부에 유도됨으로써 베어링의 양단부를 트러스트 패드로서 사용할 수 있다. 따라서, 베어링과는 별도의 부품으로서 트러스트 패드를 형성할 필요가 없기 때문에, 부품 점수를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관련된 베어링 구조에서는, 상기 베어링에는, 하류측이 그 베어링의 내주측으로 개구하는 윤활유 공급공이 형성되어 있다.
하류측이 베어링의 내주측으로 개구하는 윤활유 공급공이 형성되어 있기 때문에, 윤활유는 베어링의 내주측으로 유출된 후에, 베어링의 내주와 슬리브의 외주 사이의 래디얼 간극을 통과하고, 그 후에 베어링의 단부와 칼라 사이의 트러스트 간극을 흐른다. 이와 같이, 윤활유는 래디얼 간극을 통과하면서 마찰열에 의해 가열되어 점도가 저하한 후에, 트러스트 간극을 흐르게 된다. 이와 같이 온도 상승에 의해 윤활유의 점도를 낮춤으로써, 트러스트 간극에서 발생하는 기계 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관련된 과급기는, 날개차와, 상기 날개차가 장착된 회전축과, 상기 회전축을 지지하는 일 양태에 관련된 베어링 구조를 구비하고, 상기 회전축은, 소직경부와, 대직경부와, 그 소직경부와 그 대직경부를 접속하는 단차부를 구비하고, 상기 슬리브 및 각 상기 칼라는, 상기 소직경부에 형성되고, 상기 대직경부측의 상기 칼라는, 상기 단차부에 맞닿도록 형성되고, 상기 소직경부측의 상기 회전축의 단부에 장착되고, 각 상기 칼라 및 상기 슬리브를 상기 단차부측을 향하여 압압하는 고정구를 구비하고 있다.
회전축의 소직경부에 장착된 고정구에 의해, 칼라 및 슬리브를 회전축의 단차부측을 향하여 압압하는 것으로 하였다. 이로써, 칼라 및 슬리브가 회전축과 일체로 회전하도록 고정된다.
또한, 고정구와 단차부 사이에서, 회전축의 소직경부에 장력이 가해지게 된다. 소직경부는 대직경부에 비하여 탄성 변형에 의한 성장이 크기 때문에, 칼라 및 슬리브에 대하여 조임 마진 (신장 마진) 을 크게 할 수 있고, 체결의 러버스트성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관련된 과급기에서는, 상기 대직경부에 형성된 저널 베어링을 구비하고, 상기 슬리브의 외경은, 상기 대직경부와 동등하게 되어 있다.
슬리브의 외경을 대직경부와 동등하게 함으로써, 베어링의 내경과, 저널 베어링의 내경을 동등하게 할 수 있다. 이로써, 베어링과 저널 베어링의 내경을 공통으로 관리할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관련된 과급기의 조립 방법은, 날개차와, 상기 날개차가 장착되고, 중심 축선 주위로 회전하는 회전축과, 상기 회전축을 축 지지하는 베어링 구조를 구비한 과급기의 조립 방법으로서, 상기 회전축은, 소직경부와, 대직경부와, 그 소직경부와 그 대직경부를 접속하는 단차부를 구비하고, 상기 베어링 구조는, 상기 회전축의 외주를 포위하는 슬리브와, 상기 슬리브의 상기 중심 축선 방향에 있어서의 양단에 대하여 맞닿도록 각각 형성되고, 상기 슬리브보다 대직경으로 된 칼라와, 상기 슬리브의 외주측이고 또한 각 상기 칼라의 사이에 배치된 베어링을 구비하고, 상기 소직경부에 대하여, 상기 칼라 및 상기 슬리브를 삽입함과 함께, 양 상기 칼라 사이에 상기 베어링을 배치하는 배치 공정과, 일방의 상기 칼라를 상기 단차부에 맞닿음시키는 맞닿음 공정과, 상기 소직경부에 대하여 고정구를 고정시킴으로써, 상기 날개차, 상기 칼라 및 상기 슬리브를 상기 단차부에 압입하여 고정시키는 고정 공정을 가지고 있다.
회전축의 소직경부에 장착된 고정구에 의해, 칼라 및 슬리브를 회전축의 단차부측을 향하여 압압하는 것으로 하였다. 이로써, 칼라 및 슬리브가 회전축과 일체로 회전하도록 고정된다.
또한, 고정구와 단차부 사이에서, 회전축의 소직경부에 장력이 가해지게 된다. 소직경부는 대직경부에 비하여 탄성 변형에 의한 신장이 크기 때문에, 칼라 및 슬리브에 대하여 조임 마진 (신장 마진) 을 크게 할 수 있고, 체결의 러버스트성을 향상시킬 수 있다.
베어링으로 래디얼과 트러스트의 양방을 지지하는 것으로 했기 때문에, 부품 점수를 저감시킬 수 있다.
도 1 은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 과급기를 나타낸 종단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 컴프레서측 저널 베어링의 주위를 나타낸 개략 종단면도이다.
도 3 은, 변형예를 나타낸 도 2 에 대응하는 개략 종단면도이다.
이하에, 본 개시에 관련된 일 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기 터빈 과급기로 된 과급기 (1) 는, 예를 들어 선박의 주기로 된 디젤 엔진에 사용된다. 과급기 (1) 는, 터빈 (2) 과, 컴프레서 (3) 와, 회전축 (4) 과, 이것들을 수용하는 하우징 (5) 을 구비하고 있다. 또한, 과급기 (1) 는, 주기에 한정하지 않고 보조기에 사용해도 된다.
하우징 (5) 은, 내부가 중공으로 형성되고, 터빈 (2) 을 수용하는 터빈 하우징 (5a) 과, 컴프레서 (3) 를 수용하는 컴프레서 하우징 (5b) 과, 회전축 (4) 을 수용하는 베어링 하우징 (5c) 을 가지고 있다. 베어링 하우징 (5c) 은, 터빈 하우징 (5a) 과 컴프레서 하우징 (5b) 사이에 위치하고 있다.
회전축 (4) 의 중심 축선 (CL) 방향에 있어서의 일단부 (도 1 에 있어서 우단부) 에는, 터빈 (2) 의 터빈 휠 (14) 이 고정되어 있다. 터빈 휠 (14) 에는, 복수의 터빈 날개 (15) 가 둘레 방향으로 소정 간격으로 형성되어 있다. 회전축 (4) 의 중심 축선 (CL) 방향에 있어서의 타단부 (도 1 에 있어서 좌단부) 에는, 컴프레서 (3) 의 컴프레서 날개차 (16) 가 고정되어 있다. 컴프레서 날개차 (16) 에는, 복수의 블레이드 (17) 가 둘레 방향으로 소정 간격으로 형성되어 있다.
회전축 (4) 은, 터빈 (2) 측에서 터빈측 저널 베어링 (11) 에 의해 중심 축선 (CL) 주위로 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고, 컴프레서 (3) 측에서 컴프레서측 저널 베어링 (베어링) (12) 에 의해 중심 축선 (CL) 주위로 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 컴프레서측 저널 베어링 (12) 은, 후술하는 바와 같이 트러스트 베어링으로서의 기능도 가지고 있다.
터빈 하우징 (5a) 에는, 터빈 날개 (15) 에 대한 배기 가스의 입구 통로 (21) 와 배기 가스의 출구 통로 (22) 가 형성되어 있다. 디젤 엔진의 배기 가스가 입구 통로 (21) 로부터 유도되어 터빈 날개 (15) 를 통과할 때에 배기 가스의 에너지가 터빈 (2) 의 회전 에너지로 변환되어, 회전축 (4) 이 중심 축선 (CL) 주위로 회전한다.
컴프레서 하우징 (5b) 에는, 컴프레서 날개차 (16) 에 대한 공기의 흡입구 (24) 와, 압축 공기를 토출하는 토출구 (25) 가 형성되어 있다. 터빈 (2) 에 의해 얻어진 회전 동력에 의해 컴프레서 날개차 (16) 가 회전하고, 흡입구 (24) 로부터 흡입된 공기가 컴프레서 날개차 (16) 의 블레이드 (17) 를 통과할 때에 압축된다. 컴프레서 (3) 에 의해 압축된 압축 공기는, 토출구 (25) 로부터 디젤 엔진에 연소용 공기로서 유도된다.
베어링 하우징 (5c) 에는, 베어링 (11, 12) 등의 각처에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 경로 (30) 가 형성되어 있다. 윤활유 공급 경로 (30) 의 터빈측 윤활유 공급 경로 (30a) 는, 터빈측 저널 베어링 (11) 의 외주측에 접속되어 있다. 컴프레서측 윤활유 공급 경로 (30b) 는, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 외주측에 접속되어 있다.
＜베어링 구조＞
다음으로, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 주위의 베어링 구조에 대하여 설명한다.
회전축 (4) 은, 터빈 (2) 측의 대직경부 (4a) 와, 컴프레서 (3) 측의 소직경부 (4b) 를 구비하고 있다. 대직경부 (4a) 와 소직경부 (4b) 는, 단차부 (4c) 에 의해 접속되어 있다. 단차부 (4c) 는, 중심 축선 (CL) 에 직교하는 면을 구비하고 있다.
컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내주측에는, 원통 슬리브 (슬리브) (32) 가 형성되어 있다. 원통 슬리브 (32) 는, 원통 형상으로 되고, 회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 를 포위하도록 삽입되어 있다. 원통 슬리브 (32) 의 외주와 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내주 사이에는 래디얼 간극이 형성되어 있고, 이 래디얼 간극에 윤활유가 유도되어 회전축 (4) 의 래디얼 방향이 지지되도록 되어 있다.
컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 양측에는, 트러스트 칼라 (칼라) (34a, 34b) 가 각각 형성되어 있다. 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 는, 원판 형상으로 되어 있고, 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 의 중심을 관통하도록 회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 가 삽입되어 있다. 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 의 외경은, 원통 슬리브 (32) 의 외경보다 크다. 즉, 원통 슬리브 (32) 의 양단에 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 가 직경 방향으로 돌출된 상태로 되어 있다. 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 의 단면은, 원통 슬리브 (32) 의 양단에 대하여 각각 맞닿음되어 있다.
원통 슬리브 (32) 의 중심 축선 (CL) 방향의 치수는, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 중심 축선 (CL) 방향의 치수보다 크다. 이 때문에, 원통 슬리브 (32) 보다 중심 축선 (CL) 방향의 치수가 짧은 컴프레서측 저널 베어링 (12) 과 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 사이에는, 소정 트러스트 간극이 형성되어 있다. 이 트러스트 간극에 윤활유가 유도되어, 회전축 (4) 의 트러스트 방향이 지지되도록 되어 있다.
원통 슬리브 (32) 와 양측의 트러스트 칼라 (34a, 34b) 로 둘러싸인 영역에 위치하도록, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 이 배치되어 있다. 컴프레서측 저널 베어링 (12) 은, 베어링 하우징 (5c) 측에 둘레 방향의 회동을 제한하도록 유지되어 있다.
컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 양단부에는, 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 와 대향하는 면에, 기름 홈 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 기름 홈은, 소정 간격을 두고 둘레 방향으로 복수 형성되어 있다. 이들 기름 홈에 윤활유가 저류되어 액막을 형성함으로써, 트러스트 칼라 (34a, 34b) 로부터 컴프레서측 저널 베어링 (12) 에 가해지는 트러스트력이 지지되도록 되어 있다. 이와 같이, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 은, 양단부에 기름 홈을 구비함으로써 트러스트 패드의 기능도 구비하고 있다.
터빈 (2) 측의 트러스트 칼라 (34a) 의 터빈 (2) 측의 측단면은, 회전축 (4) 의 단차부 (4c) 에 맞닿음되어 있다. 즉, 터빈 (2) 측의 트러스트 칼라 (34a) 는, 단차부 (4c) 에 부딪쳐 중심 축선 (CL) 방향의 터빈 (2) 측으로는 그 이상은 이동할 수 없게 되어 있다.
컴프레서 (3) 측의 트러스트 칼라 (34b) 의 컴프레서 (3) 측의 측부는, 중간 슬리브 (36) 의 단부에 맞닿음되어 있다. 중간 슬리브 (36) 는, 원통 형상으로 되고, 회전축 (4) 을 포위하도록 배치되어 있다. 중간 슬리브 (36) 의 컴프레서 (3) 측의 단부는, 컴프레서 날개차 (16) 의 단부에 맞닿음되어 있다.
컴프레서 날개차 (16) 의 선단측 (흡입측) 에는, 고정 너트 (고정구) (38) 가 형성되어 있다. 고정 너트 (38) 는, 회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 의 선단 (도 1 에 있어서 좌단) 에 형성된 수나사에 대하여 나사 결합된다. 고정 너트 (38) 를 단단히 조임으로써, 컴프레서 날개차 (16), 중간 슬리브 (36), 트러스트 칼라 (34b), 원통 슬리브 (32) 및 트러스트 칼라 (34a) 를 순서대로 회전축 (4) 의 단차부 (4c) 에 대하여 압입하게 되어 있다. 이와 같이 고정 너트 (38) 를 단단히 조임으로써, 컴프레서 날개차 (16), 중간 슬리브 (36), 트러스트 칼라 (34b), 원통 슬리브 (32) 및 트러스트 칼라 (34a) 를 회전축 (4) 과 일체화하고 있다. 이로써, 컴프레서 날개차 (16), 중간 슬리브 (36), 원통 슬리브 (32) 및 트러스트 칼라 (34a, 34b) 는, 회전축 (4) 과 함께 회전하게 되어 있다.
도 2 에는, 상기 서술한 바와 같은, 컴프레서 날개차 (16), 중간 슬리브 (36), 트러스트 칼라 (34b), 원통 슬리브 (32) 및 트러스트 칼라 (34a) 의 위치 관계가 간략화하여 나타나 있다.
원통 슬리브 (32) 의 외경은, 회전축 (4) 의 대직경부 (4a) 의 외경과 동등하게 되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 대직경부 (4a) 를 축 지지하는 터빈측 저널 베어링 (11) 의 내경과, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내경을 동등하게 할 수 있다.
도 2 에는, 컴프레서측 윤활유 공급 경로 (30b) (도 1 참조) 에 의해 유도된 윤활유의 경로가 나타나 있다. 윤활유는, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 반경 방향으로 형성되고, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내주측으로 개구하는 윤활유 공급공을 화살표 (A1) 와 같이 통과하여, 화살표 (A2) 와 같이 양측으로 나뉘어 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내주와 원통 슬리브 (32) 의 외주 사이의 래디얼 간극을 중심 축선 (CL) 방향으로 흐른다. 그 후, 화살표 (A3) 와 같이, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 과 트러스트 칼라 (34a, 34b) 사이의 각 트러스트 간극을 흐른다. 이와 같이, 윤활유는, 래디얼 간극을 흐른 후에 트러스트 간극을 흐르도록 되어 있다.
상기 서술한 컴프레서측 저널 베어링 (12) 주위의 베어링 구조는, 이하와 같이 조립된다.
회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 에 대하여, 터빈 (2) 측의 트러스트 칼라 (34a) 를 삽입하여, 단차부 (4c) 에 맞닿음시킨다 (맞닿음 공정).
그리고, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 이 끼워 맞춰진 원통 슬리브 (32), 컴프레서 (3) 측의 트러스트 칼라 (34b), 중간 슬리브 (36) 및 컴프레서 날개차 (16) 를 순서대로 삽입한다. 이와 같이 하여, 양트러스트 칼라 (34a, 34b) 사이에 컴프레서측 저널 베어링 (12) 이 위치하도록 배치한다 (배치 공정).
그 후, 고정 너트 (38) 를 회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 에 대하여 나사 결합함으로써, 컴프레서 날개차 (16), 중간 슬리브 (36), 컴프레서 (3) 측의 트러스트 칼라 (34b), 원통 슬리브 (32), 터빈 (2) 측의 트러스트 칼라 (34a) 를 단차부 (4c) 에 대면서 압입하여 고정시킨다 (고정 공정). 이로써, 컴프레서 날개차 (16), 중간 슬리브 (36), 컴프레서 (3) 측의 트러스트 칼라 (34b), 원통 슬리브 (32) 및 터빈 (2) 측의 트러스트 칼라 (34a) 가 회전축 (4) 과 일체화하여 회전축 (4) 과 함께 회전하게 된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.
회전축 (4) 과 함께 회전하는 원통 슬리브 (32) 와, 원통 슬리브 (32) 의 양단에 맞닿도록 회전축 (4) 과 함께 회전하는 트러스트 칼라 (34a, 34b) 를 형성하였다. 그리고, 원통 슬리브 (32) 의 외주측이고 또한 양트러스트 칼라 (34a, 34b) 사이에 끼워지도록 컴프레서측 저널 베어링 (12) 을 형성하는 것으로 하였다. 이로써, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 은, 원통 슬리브 (32) 를 개재하여 회전축 (4) 의 래디얼 방향을 지지할 수 있고, 또한, 트러스트 칼라 (34a, 34b) 를 개재하여 회전축 (4) 의 트러스트 방향을 지지할 수 있다. 이로써, 1 개의 컴프레서측 저널 베어링 (12) 으로 저널 베어링과 트러스트 베어링의 기능을 갖게 할 수 있기 때문에, 부품 점수를 저감시킬 수 있고, 또한 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 원통 슬리브 (32) 에 의해 트러스트 칼라 (34a, 34b) 사이의 거리가 정해지기 때문에, 중심 축선 (CL) 방향에 있어서의 컴프레서측 저널 베어링 (12) 과 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 사이의 트러스트 간극을 적절히 관리할 수 있다.
컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 양단부에 기름 홈을 형성하는 것으로 하였다. 이로써, 윤활유가 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 양단부에 유도됨으로써 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 양단부를 트러스트 패드로서 사용할 수 있다. 따라서, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 과는 별도의 부품으로서 트러스트 패드를 형성할 필요가 없기 때문에, 부품 점수를 저감시킬 수 있다.
하류측이 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내주측으로 개구하는 윤활유 공급공이 형성되어 있기 때문에, 윤활유는 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내주측으로 유출 (도 2 의 화살표 (A1) 참조) 된 후에, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내주와 원통 슬리브 (32) 의 외주 사이의 래디얼 간극을 통과하고 (도 2 의 화살표 (A2) 참조), 그 후에 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 단부와 각 트러스트 칼라 (34a, 34b) 사이의 트러스트 간극을 흐른다 (도 2 의 화살표 (A3) 참조). 이와 같이, 윤활유는 래디얼 간극을 통과하면서 마찰열에 의해 가열되어 점도가 저하한 후에, 트러스트 간극을 흐르게 된다. 이와 같이 온도 상승에 의해 윤활유의 점도를 낮춤으로써, 트러스트 간극에서 발생하는 기계 손실을 저감시킬 수 있다.
회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 에 장착된 고정 너트 (38) 에 의해, 트러스트 칼라 (34a, 34b) 및 원통 슬리브 (32) 를 회전축 (4) 의 단차부 (4c) 측을 향하여 압압하는 것으로 하였다. 이로써, 트러스트 칼라 (34a, 34b) 및 원통 슬리브 (32) 가 회전축 (4) 과 일체로 회전하도록 고정된다.
또한, 고정 너트 (38) 와 단차부 (4c) 사이에서, 회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 에 장력이 가해지게 된다. 소직경부 (4b) 는 대직경부 (4a) 에 비하여 탄성 변형에 의한 신장이 크기 때문에, 트러스트 칼라 (34a, 34b) 및 원통 슬리브 (32) 에 대하여 조임 마진 (신장 마진) 을 크게 할 수 있고, 체결의 러버스트성을 향상시킬 수 있다.
원통 슬리브 (32) 의 외경을 회전축 (4) 의 대직경부 (4a) 와 동등하게 함으로써, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 의 내경과, 터빈측 저널 베어링 (11) 의 내경을 동등하게 할 수 있다. 이로써, 컴프레서측 저널 베어링 (12) 과 터빈측 저널 베어링 (11) 의 내경을 공통으로 관리할 수 있다.
또한, 원통 슬리브 (32) 의 반경 방향의 두께를 적절히 조정함으로써, 회전축 (4) 의 소직경부 (4b) 의 직경을 변경할 수 있다. 이로써, 고정 너트 (38) 로 단단히 조였을 때의 소직경부 (4b) 의 신장량을 조정할 수 있다. 또한, 터빈 (2) 측의 트러스트 칼라 (34a) 와 회전축 (4) 의 단차부 (4c) 의 접촉 면적을 조정함으로써, 마찰력을 적절히 설정할 수 있다.
＜변형예＞
또한, 본 실시형태는, 도 3 과 같이 변형할 수 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 저널 베어링을 1 개로 해도 된다. 구체적으로는, 도 2 에 나타낸 컴프레서측 저널 베어링 (12) 을 중심 축선 (CL) 방향으로 연장 형성한 컴프레서측 저널 베어링 (12') 으로 하고, 도 2 에 나타낸 원통 슬리브 (32) 를 중심 축선 (CL) 방향으로 연장 형성한 원통 슬리브 (32') 로 한다. 이에 수반하여, 소직경부 (4b') 도 중심 축선 (CL) 방향으로 연장한다. 이로써, 1 개의 컴프레서측 저널 베어링 (12') 에 의해 회전축 (4) 의 중심 축선 (CL) 주위의 흔들림을 지지할 수 있기 때문에, 도 2 에 나타낸 터빈측 저널 베어링 (11) 을 생략할 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 과급기 (1) 의 적용처로서 선박용 주기로서 사용되는 디젤 엔진으로 했지만, 본 개시는 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 선박용 주기 이외의 디젤 엔진에 사용할 수 있고, 또한, 디젤 엔진 이외의 내연 기관에 사용할 수도 있다.
1 ; 과급기
2 ; 터빈
3 ; 컴프레서
4 ; 회전축
4a ; 대직경부
4b, 4b' ; 소직경부
4c ; 단차부
5 ; 하우징
5a ; 터빈 하우징
5b ; 컴프레서 하우징
5c ; 베어링 하우징
11 ; 터빈측 저널 베어링
12, 12' ; 컴프레서측 저널 베어링
14 ; 터빈 휠
15 ; 터빈 날개
16 ; 컴프레서 날개차
17 ; 블레이드
21 ; 입구 통로
22 ; 출구 통로
24 ; 흡입구
25 ; 토출구
30 ; 윤활유 공급 경로
30a ; 터빈측 윤활유 공급 경로
30b ; 컴프레서측 윤활유 공급 경로
32, 32' ; 원통 슬리브 (슬리브)
34a ; (터빈측의) 트러스트 칼라
34b ; (컴프레서측의) 트러스트 칼라
36 ; 중간 슬리브
38 ; 고정 너트 (고정구)
CL ; 중심 축선

Claims (6)

  1. 중심 축선 주위로 회전하는 회전축의 외주를 포위하도록 형성되고, 그 회전축과 함께 회전하는 슬리브와,
    상기 슬리브의 상기 중심 축선 방향에 있어서의 양단에 대하여 맞닿도록 각각 형성되고, 상기 슬리브보다 대직경이 되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 칼라와,
    상기 슬리브의 외주측이고 또한 각 상기 칼라의 사이에 배치된 1 개의 베어링을 구비하고,
    상기 베어링은, 상기 슬리브를 개재하여 상기 회전축의 래디얼 방향을 지지하는 저널 베어링으로 됨과 함께, 상기 칼라를 개재하여 상기 회전축의 트러스트 방향을 지지하는 트러스트 베어링으로 되어 있는, 베어링 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링의 상기 중심 축선 방향에 있어서의 양단부에는, 기름 홈이 형성되어 있는, 베어링 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링에는, 하류측이 그 베어링의 내주측으로 개구하는 윤활유 공급공이 형성되어 있는, 베어링 구조.
  4. 날개차와,
    상기 날개차가 장착된 회전축과,
    상기 회전축을 지지하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 베어링 구조를 구비하고,
    상기 회전축은, 소직경부와, 대직경부와, 그 소직경부와 그 대직경부를 접속하는 단차부를 구비하고,
    상기 슬리브 및 각 상기 칼라는, 상기 소직경부에 형성되고,
    상기 대직경부측의 상기 칼라는, 상기 단차부에 맞닿도록 형성되고,
    상기 소직경부측의 상기 회전축의 단부에 장착되고, 각 상기 칼라 및 상기 슬리브를 상기 단차부측을 향하여 압압하는 고정구를 구비하고 있는, 과급기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대직경부에 형성된 저널 베어링을 구비하고,
    상기 슬리브의 외경은, 상기 대직경부와 동등하게 되어 있는, 과급기.
  6. 날개차와,
    상기 날개차가 장착되고, 중심 축선 주위로 회전하는 회전축과,
    상기 회전축을 축지하는 베어링 구조를 구비한 과급기의 조립 방법으로서,
    상기 회전축은, 소직경부와, 대직경부와, 그 소직경부와 그 대직경부를 접속하는 단차부를 구비하고,
    상기 베어링 구조는, 상기 회전축의 외주를 포위하는 슬리브와, 상기 슬리브의 상기 중심 축선 방향에 있어서의 양단에 대하여 맞닿도록 각각 형성되고, 상기 슬리브보다 대직경으로 된 칼라와, 상기 슬리브의 외주측이고 또한 각 상기 칼라의 사이에 배치된 1 개의 베어링을 구비하고,
    상기 베어링은, 상기 슬리브를 개재하여 상기 회전축의 래디얼 방향을 지지하는 저널 베어링으로 됨과 함께, 상기 칼라를 개재하여 상기 회전축의 트러스트 방향을 지지하는 트러스트 베어링으로 되고,
    상기 소직경부에 대하여, 상기 칼라 및 상기 슬리브를 삽입함과 함께, 양 상기 칼라 사이에 상기 베어링을 배치하는 배치 공정과,
    일방의 상기 칼라를 상기 단차부에 맞닿음시키는 맞닿음 공정과,
    상기 소직경부에 대하여 고정구를 고정시킴으로써, 상기 날개차, 상기 칼라 및 상기 슬리브를 상기 단차부에 압입하여 고정시키는 고정 공정을 가지고 있는, 과급기의 조립 방법.
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