WO2015186524A1 - 軸受構造、および、過給機 - Google Patents

軸受構造、および、過給機 Download PDF

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村山　友一
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株式会社Ihi
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    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the present invention relates to a bearing structure including an oil film damper that suppresses vibration of a shaft, and a supercharger.
  • a turbocharger in which a shaft having a turbine impeller provided at one end and a compressor impeller provided at the other end is rotatably supported by a bearing housing is known.
  • a supercharger is connected to the engine, the turbine impeller is rotated by exhaust gas discharged from the engine, and the compressor impeller is rotated through the shaft by the rotation of the turbine impeller.
  • the supercharger compresses air and sends it to the engine as the compressor impeller rotates.
  • Patent Document 1 describes a configuration in which a rolling bearing that supports a shaft is supported inside an oil film damper.
  • the oil film damper has a cylindrical shape and is fitted into a hole formed in the housing of the turbocharger, and an oil film of lubricating oil is formed between the inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the oil film damper. . This oil film suppresses vibration of the shaft.
  • the oil film damper is formed with an oil guide passage that penetrates from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface and guides the lubricating oil to the rolling bearing. After lubricating the rolling bearing, the lubricating oil is discharged to the outside of the oil film damper through an oil drain hole formed vertically below the oil guide path. At this time, if the lubricating oil stays in the oil film damper without being quickly discharged, the mechanical loss increases due to the rotation resistance of the shaft, or the flow rate of the lubricating oil decreases and the cooling performance is affected. There is a need for improved oil drainage of oil film dampers.
  • An object of the present invention is to provide a bearing structure and a supercharger that can improve oil drainage.
  • a first aspect of the present invention is a bearing structure that rotatably supports a shaft, and is housed in a bearing hole formed in a housing, and has an oil film damper having a cylindrical main body portion, and a main body portion of the oil film damper. And two bearings arranged opposite to each other in the direction of the rotation axis of the shaft.
  • the oil film damper is located between the opposing surfaces of the two bearings.
  • the oil film damper protrudes inward in the radial direction from the inner peripheral surface of the main body portion and passes through the two protrusion portions adjacent to the opposing surfaces of the two bearings from the protrusion portion to the outer peripheral surface of the main body portion.
  • An oil guide path that guides the lubricating oil from the outer periphery of the bearing to the bearing, and an inclined surface that is provided on the opposite side of the protruding portion from the adjacent surface adjacent to the bearing, and whose inner diameter gradually increases as it is separated from the adjacent surface in the shaft rotation axis direction And an oil drain hole provided between two projecting portions of the main body portion and for discharging the lubricating oil from the main body portion to the outside.
  • the oil guide passage may extend linearly in a direction inclined with respect to the rotation axis direction of the shaft.
  • the oil guide path may extend in parallel to the inclined surface.
  • the protrusion has a curved portion that is continuous with the radially inner end of the adjacent surface and has a curvature center on the side opposite to the side where the bearing adjacent to the adjacent surface is located with respect to the adjacent surface.
  • the oil guide path may be opened in the part.
  • a second aspect of the present invention is a turbocharger, which is accommodated in a housing in which a bearing hole is formed, a shaft in which a turbine impeller is provided on one end side, and a compressor impeller on the other end side, and a bearing hole.
  • an oil film damper having a cylindrical main body, and two bearings that are held in the main body of the oil film damper and are opposed to each other in the rotation axis direction of the shaft so as to rotatably support the shaft. .
  • the oil film damper is located between the opposing surfaces of the two bearings.
  • the oil film damper protrudes inward in the radial direction from the inner peripheral surface of the main body portion and passes through the two protrusion portions adjacent to the opposing surfaces of the two bearings from the protrusion portion to the outer peripheral surface of the main body portion.
  • An oil guide path that guides the lubricating oil from the outer periphery of the bearing to the bearing, and an inclined surface that is provided on the opposite side of the protruding portion from the adjacent surface adjacent to the bearing, and whose inner diameter gradually increases as it is separated from the adjacent surface in the shaft rotation axis direction
  • an oil drain hole provided between two projecting portions of the main body portion and for discharging the lubricating oil from the main body portion to the outside.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a supercharger according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a diagram showing the bearing structure in FIG. 1
  • FIG. 2B is a diagram showing the inside of the broken line in FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a perspective view of an oil film damper according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a comparative example.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams for explaining a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of the supercharger C.
  • the arrow L shown in FIG. 1 will be described as a direction indicating the left side of the supercharger C
  • the arrow R will be described as a direction indicating the right side of the supercharger C.
  • the supercharger C includes a supercharger main body 1.
  • the turbocharger body 1 includes a bearing housing 2, a turbine housing 4 connected to the left side of the bearing housing 2 by a fastening mechanism 3, a seal plate 6 connected to the right side of the bearing housing 2 by a fastening bolt 5, and a seal.
  • a compressor housing 8 connected to the right side of the plate 6 by fastening bolts 7; These are integrated.
  • a protrusion 2 a is provided on the outer peripheral surface of the bearing housing 2 in the vicinity of the turbine housing 4.
  • the protrusion 2 a protrudes in the radial direction of the bearing housing 2.
  • a projection 4 a is provided on the outer peripheral surface of the turbine housing 4 in the vicinity of the bearing housing 2.
  • the protrusion 4 a protrudes in the radial direction of the turbine housing 4.
  • the bearing housing 2 and the turbine housing 4 are fixed by fastening the protrusions 2 a and 4 a with the fastening mechanism 3.
  • the fastening mechanism 3 includes a coupling (for example, G coupling) that holds the protrusions 2a and 4a.
  • the bearing housing 2 is formed with a bearing hole 2b that penetrates the supercharger C in the left-right direction.
  • a bearing structure 9 is provided in the bearing hole 2b.
  • the bearing structure 9 supports the shaft 10 rotatably.
  • a turbine impeller 11 is integrally fixed to the left end (one end, one end side) of the shaft 10.
  • the turbine impeller 11 is rotatably accommodated in the turbine housing 4.
  • a compressor impeller 12 is integrally fixed to the right end portion (the other end, the other end side) of the shaft 10.
  • the compressor impeller 12 is rotatably accommodated in the compressor housing 8.
  • An air inlet 13 is formed in the compressor housing 8.
  • the intake port 13 opens to the right side of the supercharger C and is connected to an air cleaner (not shown).
  • the seal plate 6 and the compressor housing 8 are connected by the fastening bolt 7, the opposing surfaces of the seal plate 6 and the compressor housing 8 that are opposed to each other form a diffuser flow path 14 that pressurizes air.
  • the diffuser flow path 14 is formed in an annular shape from the radially inner side to the outer side of the shaft 10.
  • the diffuser flow path 14 communicates with the intake port 13 via the compressor impeller 12 on the radially inner side.
  • the compressor housing 8 is provided with a compressor scroll passage 15.
  • the compressor scroll channel 15 is formed in an annular shape, and is located on the radially outer side of the shaft 10 with respect to the diffuser channel 14.
  • the compressor scroll passage 15 communicates with an intake port (not shown) of the engine.
  • the compressor scroll passage 15 communicates with the diffuser passage 14. Therefore, when the compressor impeller 12 rotates, air is sucked into the compressor housing 8 from the intake port 13 and is accelerated by the action of centrifugal force in the process of flowing between the blades of the compressor impeller 12, and the diffuser flow path 14 and the compressor The pressure is increased in the scroll flow path 15 and guided to the intake port of the engine.
  • a discharge port 16 is formed in the turbine housing 4.
  • the discharge port 16 opens on the left side of the supercharger C and is connected to an exhaust gas purification device (not shown).
  • the turbine housing 4 is provided with a flow path 17 and annular turbine scroll flow paths 18 a and 18 b positioned on the radially outer side of the turbine impeller 11 with respect to the flow path 17.
  • the turbine scroll passages 18a and 18b communicate with a gas inlet (not shown) through which exhaust gas discharged from an engine exhaust manifold (not shown) is guided.
  • the turbine scroll flow paths 18 a and 18 b communicate with the flow path 17. Therefore, the exhaust gas is guided from the gas inlet to the turbine scroll passages 18 a and 18 b and further to the discharge port 16 via the passage 17 and the turbine impeller 11. In this distribution process, the exhaust gas rotates the turbine impeller 11.
  • the supercharger C of the present embodiment has two turbine scroll flow paths 18a and 18b. In the low speed region, the exhaust gas flows into only one of the two turbine scroll channels 18a and 18b. Thereby, the pressure of the exhaust gas necessary for rotating the turbine impeller 11 is ensured.
  • Rotational force of the turbine impeller 11 is transmitted to the compressor impeller 12 through the shaft 10, and the compressor impeller 12 is thereby rotated.
  • the air is boosted by the rotational force of the compressor impeller 12 and guided to the intake port of the engine.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are explanatory views for explaining the bearing structure 9.
  • FIG. 2A shows the bearing structure 9 in FIG. 1
  • FIG. 2B shows the inside of the broken line in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of the oil film damper 19.
  • the oil film damper 19 is accommodated in the bearing hole 2 b formed in the bearing housing 2.
  • the oil film damper 19 has a cylindrical main body 19a. Projections 19c and 19d are provided on the outer peripheral surface 19b of the main body 19a.
  • the protrusions 19c and 19d protrude outward in the radial direction of the main body 19a and are formed in an annular shape.
  • the protrusions 19c and 19d are provided on both ends of the shaft 10 in the rotation axis direction of the shaft 10 (hereinafter simply referred to as the axial direction).
  • These annular protrusions 19c and 19d face the inner peripheral surface of the bearing hole 2b. As a result, an oil film is formed between the annular protrusions 19c and 19d and the inner peripheral surface of the bearing hole 2b, and the vibration of the shaft 10 is suppressed by this oil film.
  • a tapered surface 19e is formed between the two annular protrusions 19c and 19d.
  • the tapered surface 19e is inclined with respect to the axial direction.
  • An oil guide path 19f is formed on the tapered surface 19e of the main body 19a.
  • the oil guide path 19f extends perpendicularly to the tapered surface 19e and communicates with the inside of the main body 19a.
  • the oil guide passage 19f guides the lubricating oil to a rolling bearing 20 (hereinafter referred to as a bearing for convenience of explanation) 20 housed in the main body 19a.
  • a rolling bearing 20 (hereinafter referred to as a bearing for convenience of explanation) 20 housed in the main body 19a.
  • One bearing 20 is accommodated in each end of the shaft 10 in the axial direction inside the main body 19a.
  • the two bearings 20 are provided so as to be separated from each other in the axial direction, and the surfaces (opposing surfaces) 20e of the outer ring 20a are arranged to face each other in the axial direction.
  • the bearing 20 includes an outer ring 20a and an inner ring 20b having a smaller diameter than the outer ring 20a, a plurality of balls 20c sandwiched between the outer ring 20a and the inner ring 20b, and a cage 20d that holds the plurality of balls 20c.
  • Have Each ball 20c is provided in the circumferential direction of the outer ring 20a (inner ring 20b) and is held by a cage 20d.
  • the outer ring 20 a is fixed to the oil film damper 19, and the inner ring 20 b rotates integrally with the shaft 10. At this time, by rolling the ball 20c, the frictional resistance between the outer ring 20a and the inner ring 20b is suppressed, and the outer ring 20a and the inner ring 20b can be rotated relative to each other. Thus, the shaft 10 is rotatably supported by the rolling bearing 20.
  • the regulating part 21 is arranged between the two inner rings 20b.
  • the restricting portion 21 is a member formed in an annular shape (tubular shape).
  • the shaft 10 is inserted through the restriction portion 21. Further, both axial ends of the restricting portion 21 are in contact with the inner ring 20b.
  • the restricting portion 21 restricts the movement of the two inner rings 20b in the proximity direction while rotating integrally with the inner ring 20b.
  • Two protrusions 19h and 19h are formed on the inner peripheral surface 19g of the oil film damper 19. Each protrusion 19h protrudes inward in the radial direction of the oil film damper 19 and is formed in an annular shape. The two protrusions 19h are located between the opposing surfaces 20e, 20e of the outer rings 20a, 20a in the two bearings 20, 20. Each protrusion 19h is adjacent to the facing surface 20e of the outer ring 20a of the adjacent bearing 20.
  • the two bearings 20 and 20 are fitted from both ends of the main body portion 19a into the main body portion 19a until they abut against the protruding portion 19h. Further, the oil guide passage 19f penetrates from the radially inner tip of the protruding portion 19h to the tapered surface 19e through the protruding portion 19h.
  • the protrusion 19h has an inclined surface 19j formed on the opposite side of the adjacent surface 19i adjacent to the bearing 20. As shown in FIG. The inner diameter of the inclined surface 19j gradually increases as the distance from the adjacent surface 19i increases in the axial direction. In the present embodiment, the inclined surface 19j is parallel to the extending direction of the oil guide passage 19f in the cross section including the rotation axis of the shaft 10.
  • the protruding portion 19h is continuous with the radially inner end (inner diameter side end) 19k of the adjacent surface 19i and is adjacent to the adjacent surface 19i with reference to the adjacent surface 19i.
  • a curved portion 19l having a center of curvature is provided on the side opposite to the side where the bearing 20 is located.
  • the oil guide path 19f opens to the bending portion 19l and passes through the center of curvature of the bending portion 19l.
  • the oil guide path 19f ejects lubricating oil toward the outer peripheral surface 20f of the inner ring 20b of the bearing 20.
  • an oil drain hole 19m is provided between the two protrusions 19h and 19h.
  • the upper side substantially coincides with the vertical upper side
  • the lower side substantially coincides with the lower vertical side
  • the oil drain hole 19m is formed on the lower vertical side than the oil guide passage 19f.
  • Lubricating oil is supplied to the bearing 20 from the oil guide path 19f, and a part of the lubricating oil bounces off the ball 20c and the like, and is discharged from the main body 19a to the outside through the oil drain hole 19m.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a comparative example, and shows a cross section of a portion corresponding to FIG. 2A in the above-described embodiment.
  • the protrusion h extends in the axial direction from one bearing 20 to the other bearing 20. Therefore, for example, depending on the attitude of the supercharger, the lubricating oil is supplied from the oil guide path f, hits the ball 20c and bounces off, and then becomes difficult to flow toward the oil discharge hole k, resulting in a decrease in oil discharge performance. There is a fear.
  • the two projecting portions 19h and 19h are separated from each other, and each projecting portion 19h is provided with an inclined surface 19j. Yes. Therefore, the lubricating oil is supplied from the oil guide path 19f, bounces off the ball 20c and the like, and then is guided to the inclined surface 19j of the projecting portion 19h to be quickly discharged from the oil discharge hole 19m. Thus, in the bearing structure 9, it becomes possible to improve oil drainage.
  • the oil guide passage 19f extends linearly in a direction inclined with respect to the axial direction and is perpendicular to the tapered surface 19e. Accordingly, the oil guide passage 19f can be formed by one drilling process, and the processing cost can be reduced.
  • the oil guide passage 19f extends in parallel to the inclined surface 19j. Therefore, the inclined surface 19j can have a shape in which the protruding portion 19h is cut along the oil guide passage 19f to a thickness that can maintain the strength. That is, the thickness of the protruding portion 19h in the axial direction can be reduced as much as the strength permits. Therefore, it is possible to secure a larger space for oil drainage to improve oil drainage and to reduce the weight. Moreover, since the space is ensured as much as possible outside the shaft 10 in the radial direction, the frictional resistance with the lubricating oil accompanying the rotation of the shaft 10 can be reduced. As a result, the mechanical loss of the bearing can be reduced.
  • the oil guide passage 19f is open to the curved portion 19l, the oil guide passage 19f is concentrated toward a predetermined position of the bearing 20 (for example, the outer peripheral surface 20f of the inner ring 20b in this embodiment) while suppressing diffusion. Lubricating oil can be ejected.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are explanatory diagrams for explaining a modification of the present embodiment, and show a cross section corresponding to a portion within a broken line in FIG. 2A in the above-described embodiment. .
  • the curved part 19l like embodiment mentioned above is not provided in the 1st modification.
  • the protrusion part 19h has the innermost diameter part 19n as an inner peripheral surface located in the innermost radial direction.
  • the oil guide passage 29f of the first modified example opens in the projecting portion 19h across the adjacent surface 19i and the innermost diameter portion 19n.
  • a chamfered portion 391 is provided instead of the curved portion 19l.
  • the chamfered portion 391 has a linear shape in a cross section including the rotation axis of the shaft 10 (for example, a cross section shown in FIG. 5B).
  • the chamfered portion 39l is not perpendicular to the oil guide passage 39f.
  • the oil guide passage 39f does not extend perpendicular to the chamfered portion 39l. That is, the oil guide passage 39f may be inclined with respect to the vertical direction of the chamfered portion 39l.
  • the drilling process is performed from the tapered surface 19e side by forming the oil guide passages 19f, 29f, and 39f perpendicular to the tapered surface 19e. Can be carried out easily. Further, the inclination of the opening surface on the bearing 20 side (curved portion 19l, chamfered portion 39l, etc.) may be finely adjusted according to the supply mode of the lubricating oil to the bearing 20.
  • oil guide passages 19f, 29f, and 39f have been described as extending in parallel to the inclined surface 19j, but may be inclined with respect to the inclined surface 19j. .
  • the oil guide passage 19f has been described as passing through the center of curvature of the curved portion 19l.
  • the oil guide path 19f may not pass through the center of curvature of the curved portion 19l.
  • the first modification, and the second modification it is possible to intensively eject the lubricating oil toward the predetermined position of the bearing 20 while suppressing diffusion.
  • the oil guide passage 39f has been described as not extending perpendicularly to the chamfered portion 391. However, even if the oil guiding passageway 39f extends perpendicular to the chamfered portion 391l. Good. In this case, as in the above-described embodiment, the lubricating oil can be intensively ejected toward a predetermined position of the bearing 20 while suppressing diffusion.
  • the oil guide passage 29f opens to both the adjacent surface 19i and the innermost diameter portion 19n of the protruding portion 19h has been described.
  • the oil guide passage 29f may be opened only in one of the adjacent surface 19i and the innermost diameter portion 19n.
  • the present invention can be used for a bearing structure including an oil film damper that suppresses vibration of a shaft, and a supercharger.

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Abstract

　軸受構造のオイルフィルムダンパ（１９）は、シャフト（１０）の回転軸方向に離隔して対向配置される２つの軸受（２０、２０）の対向面（２０ｅ、２０ｅ）間に位置し、本体部（１９ａ）の内周面（１９ｇ）から径方向内側に突出して２つの軸受の対向面それぞれに隣接する２つの突出部（１９ｈ）と、突出部から本体部の外周面（１９ｂ）まで貫通するとともに、本体部の外周から軸受まで潤滑油を導く導油路（１９ｆ）と、突出部のうち軸受に隣接する隣接面とは反対側に設けられ、隣接面からシャフトの回転軸方向に離隔するにつれて内径が漸増する傾斜面（１９ｊ）と、本体部のうち２つの突出部の間に設けられ、本体部内から外部に潤滑油を排出する排油孔（１９ｍ）と、を備える。

Description

軸受構造、および、過給機
　本発明は、シャフトの振動を抑えるオイルフィルムダンパを備える軸受構造、および、過給機に関する。
　従来、一端にタービンインペラが設けられ他端にコンプレッサインペラが設けられたシャフトが、ベアリングハウジングに回転自在に支持された過給機が知られている。こうした過給機をエンジンに接続し、エンジンから排出される排気ガスによってタービンインペラを回転させるとともに、このタービンインペラの回転によって、シャフトを介してコンプレッサインペラを回転させる。こうして、過給機は、コンプレッサインペラの回転に伴い空気を圧縮してエンジンに送出する。
　特許文献１には、シャフトを支持する転がり軸受が、オイルフィルムダンパの内側に支持された構成が記載されている。オイルフィルムダンパは、円筒形状であって、過給機のハウジングに形成された孔に嵌め込まれ、孔の内周面とオイルフィルムダンパの外周面との間には潤滑油の油膜が形成される。この油膜によってシャフトの振動が抑制される。
特開２０１４－０２０４６１号公報
　ところで、オイルフィルムダンパには、外周面から内周面まで貫通し、転がり軸受に潤滑油を導く導油路が形成されている。潤滑油は、転がり軸受を潤滑した後、導油路よりも鉛直下方に形成された排油孔を介して、オイルフィルムダンパの外部に排出される。このとき、潤滑油が速やかに排出されずにオイルフィルムダンパ内に留まると、シャフトの回転の抵抗となってメカロスが増したり、潤滑油の流量が低下して冷却性能に影響が出ることから、オイルフィルムダンパの排油性の向上が希求されている。
　本発明の目的は、排油性を向上することが可能となる軸受構造、および、過給機を提供することである。
　本発明の第１の態様はシャフトを回転自在に支持する軸受構造であって、ハウジングに形成された軸受孔に収容され、円筒形状の本体部を有するオイルフィルムダンパと、オイルフィルムダンパの本体部内に保持され、前記シャフトの回転軸方向に離隔して対向配置される２つの軸受とを備える。オイルフィルムダンパは、２つの軸受の、互いに対向する対向面間に位置する。オイルフィルムダンパは、本体部の内周面から径方向内側に突出して２つの軸受の対向面のそれぞれに隣接する２つの突出部と、突出部から本体部の外周面まで貫通するとともに、本体部の外周から軸受まで潤滑油を導く導油路と、突出部のうち軸受に隣接する隣接面とは反対側に設けられ、隣接面からシャフトの回転軸方向に離隔するにつれて内径が漸増する傾斜面と、本体部のうち２つの突出部の間に設けられ、本体部内から外部に潤滑油を排出する排油孔と、を備える。
　導油路は、シャフトの回転軸方向に対し傾斜する方向に直線状に延在してもよい。
　導油路は、傾斜面に対して平行に延在していてもよい。
　突出部は、隣接面における径方向内側の端部に連続するとともに、隣接面を基準にして隣接面に隣接する軸受が位置する側とは反対側に曲率中心をもつ湾曲部を有し、湾曲部に導油路が開口していてもよい。
　本発明の第２の態様は過給機であって、軸受孔が形成されたハウジングと、一端側にタービンインペラが設けられ、他端側にコンプレッサインペラが設けられたシャフトと、軸受孔に収容され、円筒形状の本体部を有するオイルフィルムダンパと、オイルフィルムダンパの本体部内に保持され、シャフトの回転軸方向に離隔して対向配置され、シャフトを回転自在に支持する２つの軸受とを備える。オイルフィルムダンパは、２つの軸受の、互いに対向する対向面間に位置する。オイルフィルムダンパは、本体部の内周面から径方向内側に突出して２つの軸受の対向面のそれぞれに隣接する２つの突出部と、突出部から本体部の外周面まで貫通するとともに、本体部の外周から軸受まで潤滑油を導く導油路と、突出部のうち軸受に隣接する隣接面とは反対側に設けられ、隣接面からシャフトの回転軸方向に離隔するにつれて内径が漸増する傾斜面と、本体部のうち２つの突出部の間に設けられ、本体部内から外部に潤滑油を排出する排油孔と、を備える。
　本発明によれば、排油性を向上することが可能となる。
図１は、本発明の一実施形態に係る過給機の概略断面図である。 図２（ａ）は図１における軸受構造を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の破線内を示す図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るオイルフィルムダンパの斜視図である。 図４は、比較例を説明するための図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例を説明するための図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　図１は、過給機Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌを過給機Ｃの左側を示す方向とし、矢印Ｒを過給機Ｃの右側を示す方向として説明する。図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備える。この過給機本体１は、ベアリングハウジング２と、ベアリングハウジング２の左側に締結機構３によって連結されるタービンハウジング４と、ベアリングハウジング２の右側に締結ボルト５によって連結されるシールプレート６と、シールプレート６の右側に締結ボルト７によって連結されるコンプレッサハウジング８と、を有する。これらは一体化されている。
　ベアリングハウジング２のタービンハウジング４近傍の外周面には、突起２ａが設けられている。突起２ａは、ベアリングハウジング２の径方向に突出している。また、タービンハウジング４のベアリングハウジング２近傍の外周面には、突起４ａが設けられている。突起４ａは、タービンハウジング４の径方向に突出している。ベアリングハウジング２とタービンハウジング４は、突起２ａ、４ａを締結機構３によってバンド締結して固定される。締結機構３は、突起２ａ、４ａを挟持するカップリング（例えばＧカップリング）で構成される。
　ベアリングハウジング２には、過給機Ｃの左右方向に貫通する軸受孔２ｂが形成されている。軸受孔２ｂには、軸受構造９が設けられている。軸受構造９は、シャフト１０を回転自在に支持する。シャフト１０の左端部（一端、一端側）にはタービンインペラ１１が一体的に固定されている。タービンインペラ１１は、タービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、シャフト１０の右端部（他端、他端側）にはコンプレッサインペラ１２が一体的に固定されている。コンプレッサインペラ１２は、コンプレッサハウジング８内に回転自在に収容されている。
　コンプレッサハウジング８には吸気口１３が形成されている。吸気口１３は、過給機Ｃの右側に開口し、エアクリーナ（図示せず）に接続する。また、締結ボルト７によってシールプレート６とコンプレッサハウジング８が連結された状態では、シールプレート６とコンプレッサハウジング８の、互いに対向する対向面が、空気を昇圧するディフューザ流路１４を形成する。ディフューザ流路１４は、シャフト１０の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。ディフューザ流路１４は、径方向内側において、コンプレッサインペラ１２を介して吸気口１３に連通している。
　また、コンプレッサハウジング８にはコンプレッサスクロール流路１５が設けられている。コンプレッサスクロール流路１５は環状に形成され、ディフューザ流路１４よりもシャフト１０の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１５は、エンジンの吸気口（図示せず）に連通している。また、コンプレッサスクロール流路１５は、ディフューザ流路１４にも連通している。したがって、コンプレッサインペラ１２が回転すると、空気は、吸気口１３からコンプレッサハウジング８内に吸引され、コンプレッサインペラ１２の翼間を流通する過程において遠心力の作用により増速され、ディフューザ流路１４およびコンプレッサスクロール流路１５で昇圧されてエンジンの吸気口に導かれる。
　タービンハウジング４には吐出口１６が形成されている。吐出口１６は、過給機Ｃの左側に開口し、排気ガス浄化装置（図示せず）に接続する。また、タービンハウジング４には、流路１７と、この流路１７よりもタービンインペラ１１の径方向外側に位置する環状のタービンスクロール流路１８ａ、１８ｂとが設けられている。タービンスクロール流路１８ａ、１８ｂは、エンジンの排気マニホールド（図示せず）から排出される排気ガスが導かれるガス流入口（図示せず）に連通している。また、タービンスクロール流路１８ａ、１８ｂは、流路１７にも連通している。排気ガスは、したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路１８ａ、１８ｂに導かれ、更に、流路１７およびタービンインペラ１１を介して吐出口１６に導かれる。この流通過程において、排気ガスはタービンインペラ１１を回転させる。
　本実施形態の過給機Ｃは、２つのタービンスクロール流路１８ａ、１８ｂを有する。低速域においては、２つのタービンスクロール流路１８ａ、１８ｂのうちの一方にのみ排気ガスが流入する。これにより、タービンインペラ１１を回転させるために必要な排気ガスの圧力が確保される。
　上記のタービンインペラ１１の回転力は、シャフト１０を介してコンプレッサインペラ１２に伝達され、これによりコンプレッサインペラ１２は回転する。空気は、このコンプレッサインペラ１２の回転力によって昇圧され、エンジンの吸気口に導かれる。
　図２（ａ）及び図２（ｂ）は、軸受構造９を説明するための説明図である。図２（ａ）は、図１における軸受構造９を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）の破線内を示す。また、図３は、オイルフィルムダンパ１９の斜視図である。図２（ａ）に示すように、軸受構造９においては、上記のベアリングハウジング２に形成された軸受孔２ｂにオイルフィルムダンパ１９が収容される。
　図３に示すように、オイルフィルムダンパ１９は、円筒形状の本体部１９ａを有する。本体部１９ａの外周面１９ｂには突起１９ｃ、１９ｄが設けられている。突起１９ｃ、１９ｄは、本体部１９ａの径方向外側に向かって突出し、環状に形成されている。突起１９ｃ、１９ｄは、シャフト１０の回転軸方向（以下、単に軸方向と称す）における当該シャフト１０の両端側にそれぞれ設けられている。これら環状突起１９ｃ、１９ｄが、軸受孔２ｂの内周面と対向する。その結果、環状突起１９ｃ、１９ｄと軸受孔２ｂの内周面との間に油膜が形成され、この油膜によってシャフト１０の振動が抑制される。
　図２（ａ）に示すように、２つの環状突起１９ｃ、１９ｄの間には、テーパ面１９ｅが形成されている。テーパ面１９ｅは軸方向に対して傾斜している。本体部１９ａのテーパ面１９ｅには導油路１９ｆが形成されている。導油路１９ｆはテーパ面１９ｅに垂直に延伸し、本体部１９ａの内部に連通している。
　図２（ａ）に示すように、導油路１９ｆは、本体部１９ａの内部に収容された転がり軸受（以下、説明の便宜上、軸受と称する）２０に潤滑油を導く。軸受２０は、本体部１９ａの内部におけるシャフト１０の軸方向の両端側にそれぞれ１つずつ収容されている。２つの軸受２０は、軸方向に離隔して設けられ、外輪２０ａの面（対向面）２０ｅが、軸方向において互いに対向するように配置される。
　軸受２０は、外輪２０ａと、外輪２０ａよりも小径の内輪２０ｂと、を有し、外輪２０ａと内輪２０ｂの間に挟まれた複数のボール２０ｃと、複数のボール２０ｃを保持する保持器２０ｄとを有する。各ボール２０ｃは、外輪２０ａ（内輪２０ｂ）の周方向に設けられ、保持器２０ｄによって保持されている。
　外輪２０ａは、オイルフィルムダンパ１９に固定され、内輪２０ｂはシャフト１０と一体回転する。このとき、ボール２０ｃが転がることで、外輪２０ａおよび内輪２０ｂとの摩擦抵抗を抑え、外輪２０ａと内輪２０ｂの相対回転が可能となっている。こうして、シャフト１０は、転がり軸受２０によって回転自在に支持されている。
　２つの内輪２０ｂの間には、規制部２１が配されている。規制部２１は環状（管状）に形成された部材である。規制部２１には、シャフト１０が挿通される。また、規制部２１における軸方向の両端は、それぞれ内輪２０ｂに当接している。規制部２１は、内輪２０ｂと一体に回転しつつ、２つの内輪２０ｂの近接方向の移動を規制する。
　オイルフィルムダンパ１９の内周面１９ｇには、２つの突出部１９ｈ、１９ｈが形成されている。各突出部１９ｈは、オイルフィルムダンパ１９の径方向内側に突出し、環状に形成されている。２つの突出部１９ｈは、２つの軸受２０、２０における外輪２０ａ、２０ａの対向面２０ｅ、２０ｅ間に位置する。各突出部１９ｈは、近接する軸受２０の、外輪２０ａの対向面２０ｅに隣接する。
　すなわち、２つの軸受２０、２０は、本体部１９ａの両端側のそれぞれから、本体部１９ａの内部に、突出部１９ｈに突き当たるまで嵌め込まれている。また、導油路１９ｆは、突出部１９ｈにおける径方向内側の先端から、当該突出部１９ｈを通じて、テーパ面１９ｅまで貫通している。
　図２（ａ）に示すように、突出部１９ｈは、軸受２０と隣接する隣接面１９ｉと反対側に形成された傾斜面１９ｊを有する。傾斜面１９ｊの内径は、隣接面１９ｉから軸方向に離隔するにつれて漸増する。本実施形態では、傾斜面１９ｊは、シャフト１０の回転軸を含む断面において導油路１９ｆの延在方向に平行である。
　図２（ｂ）に示すように、突出部１９ｈは、隣接面１９ｉにおける径方向内側の端部（内径側端部）１９ｋに連続するとともに、隣接面１９ｉを基準にして隣接面１９ｉに隣接する軸受２０が位置する側とは反対側に曲率中心をもつ湾曲部１９ｌを有する。導油路１９ｆは、湾曲部１９ｌに開口し、湾曲部１９ｌの曲率中心を通る。導油路１９ｆは、軸受２０における内輪２０ｂの外周面２０ｆに向かって潤滑油を噴出する。
　図２（ａ）に示すように、２つの突出部１９ｈ、１９ｈの間には排油孔１９ｍが設けられている。図２（ａ）中、上側は鉛直上側、下側は鉛直下側に大凡一致しており、排油孔１９ｍは導油路１９ｆよりも鉛直下側に形成されている。潤滑油は、導油路１９ｆから軸受２０に給油され、その一部が、ボール２０ｃなどに当たって跳ね返り、排油孔１９ｍを介して、本体部１９ａ内から外部に排出される。
　図４は、比較例を説明するための説明図であり、上述した実施形態における図２（ａ）に対応する部位の断面を示す。図４に示すように、比較例においては、突出部ｈが、一方の軸受２０から他方の軸受２０まで、軸方向に延在している。そのため、例えば、過給機の姿勢によっては、潤滑油が、導油路ｆから給油され、ボール２０ｃなどに当たって跳ね返った後、排油孔ｋに向かって流れにくくなり、排油性が低下してしまうおそれがある。
　本実施形態では、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、２つの突出部１９ｈ、１９ｈの間が離隔しており、それぞれの突出部１９ｈには傾斜面１９ｊが設けられている。そのため、潤滑油は、導油路１９ｆから給油され、ボール２０ｃなどに当たって跳ね返った後、突出部１９ｈの傾斜面１９ｊに導かれて、速やかに排油孔１９ｍから排出される。このように、軸受構造９においては排油性を向上することが可能となる。
　また、導油路１９ｆは、軸方向に対し傾斜する方向に直線状に延在し、テーパ面１９ｅに対し垂直である。従って、１回の孔開け加工によって、導油路１９ｆを形成することが可能となり、加工コストを低減することができる。
　また、導油路１９ｆは、傾斜面１９ｊに対して平行に延在している。従って、傾斜面１９ｊは、導油路１９ｆに沿って、強度を維持できるぎりぎりの厚さまで突出部１９ｈを削った形状とすることができる。即ち、軸方向における突出部１９ｈの厚さを、強度の許す限り薄くできる。そのため、排油のための空間をより大きく確保して排油性を向上するとともに、軽量化を図ることができる。また、シャフト１０の径方向外側に空間を極力大きく確保しているので、シャフト１０の回転に伴う潤滑油との摩擦抵抗を緩和することができる。その結果、軸受のメカニカルロスを低減することができる。
　また、導油路１９ｆは、湾曲部１９ｌに開口していることから、拡散を抑えつつ、軸受２０の所定位置（例えば、本実施形態では、内輪２０ｂの外周面２０ｆ）に向けて集中的に潤滑油を噴出させることができる。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施形態の変形例を説明するための説明図であり、上述した実施形態における図２（ａ）の破線内の部分に対応する断面を示す。図５（ａ）に示すように、第１変形例においては、上述した実施形態のような湾曲部１９ｌが設けられていない。また、突出部１９ｈは、最も径方向内側に位置する内周面としての最内径部１９ｎを有する。第１変形例の導油路２９ｆは、突出部１９ｈにおいて、隣接面１９ｉと最内径部１９ｎのそれぞれにまたがって開口している。
　この場合も、上述した実施形態と同様に、拡散を抑えつつ、軸受２０の所定位置に向けて潤滑油を集中的に噴出させることができる。
　図５（ｂ）に示すように、第２変形例においては、湾曲部１９ｌの代わりに面取り部３９ｌが設けられている。面取り部３９ｌは、シャフト１０の回転軸を含む断面（例えば、図５（ｂ）に示す断面）において、直線形状である。
　面取り部３９ｌは、導油路３９ｆに対して垂直になっていない。換言すれば、導油路３９ｆは、面取り部３９ｌに対して垂直に延在していない。つまり、導油路３９ｆは、面取り部３９ｌの垂直方向に対して傾斜していてもよい。
　上述した実施形態、第１変形例、第２変形例のいずれにおいても、テーパ面１９ｅに対して垂直な導油路１９ｆ、２９ｆ、３９ｆを形成することで、テーパ面１９ｅ側から孔開け加工を容易に遂行できる。また、軸受２０側の開口面（湾曲部１９ｌ、面取り部３９ｌなど）の傾斜を、軸受２０への潤滑油の供給態様に応じて、微調整してもよい。
　上述した実施形態および変形例では、導油路１９ｆ、２９ｆ、３９ｆは、傾斜面１９ｊに対して平行に延在している場合について説明したが、傾斜面１９ｊに対して傾斜していてもよい。
　また、上述した実施形態においては、導油路１９ｆは、湾曲部１９ｌの曲率中心を通る場合について説明したが、湾曲部１９ｌの曲率中心を通らずともよい。この場合、実施形態、第１変形例、第２変形例と同様、拡散を抑えつつ、軸受２０の所定位置に向けて潤滑油を集中的に噴出させることができる。
　また、上述した第２変形例においては、導油路３９ｆは、面取り部３９ｌに対して垂直に延在していない場合について説明したが、面取り部３９ｌに対して垂直に延在していてもよい。この場合、上述した実施形態と同様、拡散を抑えつつ、軸受２０の所定位置に向けて潤滑油を集中的に噴出させることができる。
　また、上述した第１変形例では、湾曲部１９ｌや面取り部３９ｌを設けず、導油路２９ｆは、突出部１９ｈのうち、隣接面１９ｉと最内径部１９ｎの両方に開口する場合について説明した。しかし、導油路２９ｆは、隣接面１９ｉと最内径部１９ｎのいずれか一方にのみ開口していてもよい。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　本発明は、シャフトの振動を抑えるオイルフィルムダンパを備える軸受構造、および、過給機に利用することができる。

Claims (5)

  1. シャフトを回転自在に支持する軸受構造であって、
    　ハウジングに形成された軸受孔に収容され、円筒形状の本体部を有するオイルフィルムダンパと、
    　前記オイルフィルムダンパの前記本体部内に保持され、前記シャフトの回転軸方向に離隔して対向配置される２つの軸受と
    を備え、
    　前記オイルフィルムダンパは、
    　前記２つの軸受の、互いに対向する対向面間に位置し、
    　前記オイルフィルムダンパは、
    　前記本体部の内周面から径方向内側に突出して前記２つの軸受の対向面のそれぞれに隣接する２つの突出部と、
    　前記突出部から前記本体部の外周面まで貫通するとともに、前記本体部の外周から前記軸受まで潤滑油を導く導油路と、
    　前記突出部のうち前記軸受に隣接する隣接面とは反対側に設けられ、前記隣接面から前記シャフトの回転軸方向に離隔するにつれて内径が漸増する傾斜面と、
    　前記本体部のうち２つの前記突出部の間に設けられ、前記本体部内から外部に潤滑油を排出する排油孔と、を備えたことを特徴とする軸受構造。
  2. 　前記導油路は、前記シャフトの回転軸方向に対し傾斜する方向に直線状に延在することを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
  3. 　前記導油路は、前記傾斜面に対して平行に延在していることを特徴とする請求項２に記載の軸受構造。
  4. 　前記突出部は、前記隣接面における径方向内側の端部に連続するとともに、前記隣接面を基準にして前記隣接面に隣接する前記軸受が位置する側とは反対側に曲率中心をもつ湾曲部を有し、前記湾曲部に前記導油路が開口していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の軸受構造。
  5. 過給機であって、
    　軸受孔が形成されたハウジングと、
    　一端側にタービンインペラが設けられ、他端側にコンプレッサインペラが設けられたシャフトと、
    　前記軸受孔に収容され、円筒形状の本体部を有するオイルフィルムダンパと、
    　前記オイルフィルムダンパの前記本体部内に保持され、前記シャフトの回転軸方向に離隔して対向配置され、前記シャフトを回転自在に支持する２つの軸受と
    を備え、
    　前記オイルフィルムダンパは、
    　前記２つの軸受の、互いに対向する対向面間に位置し、
    　前記オイルフィルムダンパは、
    　前記本体部の内周面から径方向内側に突出して前記２つの軸受の対向面のそれぞれに隣接する２つの突出部と、
    　前記突出部から前記本体部の外周面まで貫通するとともに、前記本体部の外周から前記軸受まで潤滑油を導く導油路と、
    　前記突出部のうち前記軸受に隣接する隣接面とは反対側に設けられ、前記隣接面から前記シャフトの回転軸方向に離隔するにつれて内径が漸増する傾斜面と、
    　前記本体部のうち２つの前記突出部の間に設けられ、前記本体部内から外部に潤滑油を排出する排油孔と、
    を備えたことを特徴とする過給機。
     
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