WO2022118606A1 - 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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WO2022118606A1
WO2022118606A1 PCT/JP2021/040847 JP2021040847W WO2022118606A1 WO 2022118606 A1 WO2022118606 A1 WO 2022118606A1 JP 2021040847 W JP2021040847 W JP 2021040847W WO 2022118606 A1 WO2022118606 A1 WO 2022118606A1
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WO
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bearing
semi
peripheral surface
floating
rotation axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/040847
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English (en)
French (fr)
Inventor
瑞記 田中
眞熹 ビョン
Original Assignee
株式会社Ihi
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/18Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with floating brasses or brushing, rotatable at a reduced speed

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a supercharger provided with a semi-floating bearing and a bearing housing.
  • the bearing housing of Patent Document 1 is formed with a bearing wall portion that supports a semi-floating bearing.
  • Semi-floating bearings rotatably support the shaft provided with the turbine impeller.
  • the outer peripheral surface of the semi-floating bearing faces the end of the bearing wall in the rotation axis direction in the radial direction.
  • the outer peripheral surface of the semi-floating bearing may come into contact with the end portion of the bearing wall portion in the rotation axis direction due to the vibration accompanying the rotation of the shaft. If the outer peripheral surface of the semi-floating bearing comes into contact with the end portion of the bearing wall portion in the rotation axis direction, the outer peripheral surface of the semi-floating bearing may be worn or abnormal noise may be generated.
  • An object of the present disclosure is to provide a bearing structure capable of suppressing contact between the outer peripheral surface of a semi-floating bearing and the end portion of the bearing wall portion in the rotation axis direction, and a supercharger.
  • the bearing structure of the present disclosure includes a semi-floating bearing that rotatably supports the shaft and a bearing wall portion that supports the semi-floating bearing, and the bearing wall portion in the rotation axis direction of the shaft. At least one end of both ends of the semi-floating bearing faces the end of the outer peripheral surface of the semi-floating bearing in the radial direction with the bearing wall located on the other side of the one-sided end face of the semi-floating bearing. It is provided with a recess formed at a position.
  • the recessed portion may have an extending portion extending toward the end surface close to the end portion of both end faces in the rotation axis direction of the semi-floating bearing.
  • the recessed portion may have an inclined portion in which the amount of recessing decreases toward the end surface close to the end portion of both end faces in the rotation axis direction of the semi-floating bearing.
  • the inclined portion may have a curved surface shape.
  • the turbocharger of the present disclosure is provided with the above bearing structure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the turbocharger.
  • FIG. 2 is a diagram in which the alternate long and short dash line portion of FIG. 1 is extracted.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of the recessed portion of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the bearing structure of the modified example.
  • FIG. 5 is a schematic enlarged cross-sectional view of the recessed portion of the modified example.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the turbocharger TC.
  • the direction of the arrow L shown in FIG. 1 will be described as the left side of the turbocharger TC.
  • the arrow R direction shown in FIG. 1 will be described as the right side of the turbocharger TC.
  • the supercharger TC includes a supercharger main body 1.
  • the turbocharger main body 1 includes a bearing housing 3, a turbine housing 5, and a compressor housing 7.
  • the turbine housing 5 is connected to the left side of the bearing housing 3 by a fastening mechanism 9.
  • the compressor housing 7 is connected to the right side of the bearing housing 3 by a fastening bolt 11.
  • a protrusion 3a is provided on the outer peripheral surface of the bearing housing 3.
  • the protrusion 3a is provided on the turbine housing 5 side.
  • the protrusion 3a protrudes in the radial direction of the bearing housing 3.
  • a protrusion 5a is provided on the outer peripheral surface of the turbine housing 5.
  • the protrusion 5a is provided on the bearing housing 3 side.
  • the protrusion 5a protrudes in the radial direction of the turbine housing 5.
  • the bearing housing 3 and the turbine housing 5 are band-fastened by the fastening mechanism 9.
  • the fastening mechanism 9 is composed of, for example, a G coupling.
  • the fastening mechanism 9 sandwiches the protrusions 3a and 5a.
  • a bearing hole 3b is formed in the bearing housing 3.
  • the bearing hole 3b penetrates the bearing housing 3 in the left-right direction of the turbocharger TC.
  • a semi-floating bearing 13 is arranged in the bearing hole 3b.
  • the semi-floating bearing 13 rotatably supports the shaft 15.
  • a turbine impeller 17 is provided at the left end of the shaft 15.
  • the turbine impeller 17 is rotatably housed in the turbine housing 5.
  • a compressor impeller 19 is provided at the right end of the shaft 15.
  • the compressor impeller 19 is rotatably housed in the compressor housing 7.
  • the axial direction, the radial direction and the circumferential direction of the shaft 15, the turbine impeller 17 and the compressor impeller 19 may be simply referred to as the rotational axis direction, the radial direction and the circumferential direction unless otherwise specified.
  • An intake port 21 is formed in the compressor housing 7.
  • the intake port 21 opens on the right side of the turbocharger TC.
  • the intake port 21 is connected to an air cleaner (not shown).
  • a diffuser flow path 23 is formed between the bearing housing 3 and the compressor housing 7.
  • the diffuser flow path 23 is located outside the compressor impeller 19 in the radial direction.
  • the diffuser flow path 23 is formed in an annular shape.
  • the diffuser flow path 23 communicates with the intake port 21 via the compressor impeller 19 on the inner side in the radial direction.
  • the diffuser flow path 23 pressurizes air.
  • a compressor scroll flow path 25 is formed in the compressor housing 7.
  • the compressor scroll flow path 25 is formed in an annular shape.
  • the compressor scroll flow path 25 is located, for example, radially outside the diffuser flow path 23.
  • the compressor scroll flow path 25 communicates with the intake port of an engine (not shown) and the diffuser flow path 23.
  • the intake air is pressurized and accelerated in the process of flowing between the blades of the compressor impeller 19.
  • the pressurized and accelerated air is pressurized in the diffuser flow path 23 and the compressor scroll flow path 25.
  • the pressurized air is guided to the intake port of the engine.
  • a discharge port 27 is formed in the turbine housing 5.
  • the discharge port 27 opens on the left side of the turbocharger TC.
  • the discharge port 27 is connected to an exhaust gas purification device (not shown).
  • a connecting passage 29 and a turbine scroll passage 31 are formed in the turbine housing 5.
  • the communication passage 29 is located on the radial outer side of the turbine impeller 17.
  • the communication passage 29 is formed in an annular shape.
  • the communication passage 29 communicates with the discharge port 27 via the turbine impeller 17 on the inner side in the radial direction.
  • the communication passage 29 connects the turbine scroll flow path 31 and the discharge port 27 via the turbine impeller 17.
  • the turbine scroll flow path 31 is formed in an annular shape.
  • the turbine scroll flow path 31 is located, for example, radially outside the communication path 29.
  • the turbine scroll flow path 31 communicates with a gas inlet (not shown).
  • Exhaust gas discharged from an engine exhaust manifold (not shown) is guided to the gas inlet.
  • the exhaust gas guided from the gas inlet to the turbine scroll flow path 31 is guided to the discharge port 27 via the communication passage 29 and the turbine impeller 17.
  • the exhaust gas guided to the discharge port 27 rotates the turbine impeller 17 in the distribution process.
  • the rotational force of the turbine impeller 17 is transmitted to the compressor impeller 19 via the shaft 15.
  • the compressor impeller 19 rotates, the air is pressurized as described above. In this way, air is guided to the intake port of the engine.
  • FIG. 2 is a diagram in which the alternate long and short dash line portion of FIG. 1 is extracted.
  • a bearing structure BS is provided inside the bearing housing 3.
  • the bearing structure BS includes a bearing wall portion 33 and a semi-floating bearing 13.
  • the bearing wall portion 33 is formed inside the bearing housing 3.
  • a bearing hole 3b is formed inside the bearing wall portion 33.
  • the bearing wall portion 33 supports the semi-floating bearing 13.
  • An oil passage 3c is formed in the bearing housing 3 from the outer surface of the bearing housing 3 toward the bearing hole 3b.
  • the oil passage 3c connects the outside of the bearing housing 3 and the inside of the bearing wall portion 33 (bearing hole 3b).
  • Lubricating oil is supplied to the oil passage 3c.
  • the oil passage 3c guides the lubricating oil supplied from the outside of the bearing housing 3 into the bearing hole 3b.
  • a semi-floating bearing 13 is arranged in the bearing hole 3b.
  • the semi-floating bearing 13 has an annular body 13a.
  • An insertion hole 13b is formed in the main body 13a.
  • the insertion hole 13b penetrates the main body 13a in the direction of the rotation axis.
  • the shaft 15 is inserted through the insertion hole 13b.
  • Two radial bearing surfaces 13d and 13e are formed on the inner peripheral surface 13c of the main body 13a (insertion hole 13b).
  • the two radial bearing surfaces 13d and 13e are arranged apart from each other in the rotation axis direction.
  • An oil hole 13f is formed in the main body 13a.
  • the oil hole 13f penetrates from the inner peripheral surface 13c of the main body 13a to the outer peripheral surface 13g.
  • the oil holes 13f are arranged between the two radial bearing surfaces 13d and 13e.
  • the oil hole 13f faces the opening of the oil passage 3c in the radial direction.
  • a part of the lubricating oil that has flowed into the bearing hole 3b flows from the outer peripheral surface 13g side of the main body 13a to the inner peripheral surface 13c side through the oil hole 13f.
  • the lubricating oil that has flowed into the inner peripheral surface 13c side of the main body 13a moves between the inner peripheral surface 13c and the shaft 15 along the circumferential direction. Further, the lubricating oil that has flowed into the inner peripheral surface 13c side of the main body 13a moves between the inner peripheral surface 13c and the shaft 15 along the rotation axis direction (left-right direction in FIG. 2).
  • Lubricating oil is supplied to the gap between the shaft 15 and the two radial bearing surfaces 13d and 13e.
  • the gap between the shaft 15 and the radial bearing surfaces 13d and 13e is filled with lubricating oil.
  • the shaft 15 is supported by the oil film pressure of the lubricating oil.
  • the two radial bearing surfaces 13d and 13e receive the radial load of the shaft 15.
  • a through hole 13h is formed in the main body 13a.
  • the through hole 13h penetrates from the inner peripheral surface 13c of the main body 13a to the outer peripheral surface 13g.
  • the through hole 13h is arranged between the two radial bearing surfaces 13d and 13e.
  • the through hole 13h is arranged on the side of the main body 13a opposite to the side on which the oil hole 13f is formed.
  • the oil hole 13f is located vertically above the main body 13a
  • the through hole 13h is located vertically below the main body 13a.
  • the present invention is not limited to this, and the position of the through hole 13h may be an arbitrary position different from the position of the oil hole 13f in the circumferential direction.
  • a pin hole 33a is formed in the bearing wall portion 33.
  • the pin hole 33a is formed at a position of the bearing hole 3b facing the through hole 13h.
  • the pin hole 33a penetrates from the inner peripheral surface (bearing hole 3b) of the bearing wall portion 33 to the outer peripheral surface.
  • the pin hole 33a connects the internal space and the external space of the bearing hole 3b.
  • a positioning pin 35 is inserted through the pin hole 33a.
  • the positioning pin 35 is press-fitted into the pin hole 33a.
  • the tip of the positioning pin 35 is inserted into the through hole 13h of the main body 13a.
  • the positioning pin 35 regulates the movement of the main body 13a in the rotation direction and the rotation axis direction.
  • the shaft 15 includes a large diameter portion 15a, a medium diameter portion 15b, and a small diameter portion 15c.
  • the large diameter portion 15a is located closer to the turbine impeller 17 (see FIG. 1) than the main body 13a.
  • the large diameter portion 15a has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the large diameter portion 15a is larger than the inner diameter of the inner peripheral surface 13c (radial bearing surface 13d) of the main body 13a.
  • the outer diameter of the large diameter portion 15a is larger than the outer diameter of the outer peripheral surface 13g of the main body 13a.
  • the outer diameter of the large diameter portion 15a may be equal to or smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface 13g of the main body 13a.
  • the large diameter portion 15a faces the main body 13a in the direction of the rotation axis.
  • the large diameter portion 15a has a constant outer diameter. However, the outer diameter of the large diameter portion 15a does not have to be constant.
  • the medium diameter portion 15b is located closer to the compressor impeller 19 (see FIG. 1) than the large diameter portion 15a.
  • the medium diameter portion 15b has a cylindrical shape.
  • the medium diameter portion 15b is inserted into the insertion hole 13b of the main body 13a. Therefore, the medium diameter portion 15b faces the inner peripheral surface 13c of the insertion hole 13b in the radial direction.
  • the medium diameter portion 15b has an outer diameter smaller than that of the large diameter portion 15a.
  • the outer diameter of the medium diameter portion 15b is smaller than the inner diameter of the radial bearing surfaces 13d and 13e of the main body 13a.
  • the middle diameter portion 15b has a constant outer diameter. However, the outer diameter of the middle diameter portion 15b does not have to be constant.
  • the small diameter portion 15c is located closer to the compressor impeller 19 (see FIG. 1) than the medium diameter portion 15b (main body 13a).
  • the small diameter portion 15c has a cylindrical shape.
  • the small diameter portion 15c has an outer diameter smaller than that of the middle diameter portion 15b.
  • the small diameter portion 15c has a constant outer diameter. However, the outer diameter of the small diameter portion 15c does not have to be constant.
  • An annular oil draining member 37 is fitted in the small diameter portion 15c.
  • the oil draining member 37 scatters the lubricating oil flowing out from the semi-floating bearing 13 (medium diameter portion 15b) toward the compressor impeller 19 in the radial direction. That is, the oil draining member 37 suppresses the leakage of the lubricating oil toward the compressor impeller 19.
  • the oil draining member 37 has an outer diameter larger than that of the middle diameter portion 15b.
  • the outer diameter of the oil draining member 37 is larger than the inner diameter of the inner peripheral surface 13c (radial bearing surface 13e) of the main body 13a.
  • the outer diameter of the oil draining member 37 is larger than the outer diameter of the outer peripheral surface 13g of the main body 13a.
  • the outer diameter of the oil draining member 37 may be equal to or smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface 13g of the main body 13a.
  • the oil draining member 37 faces the main body 13a in the direction of the rotation axis.
  • the main body 13a is sandwiched in the rotation axis direction by the oil draining member 37 and the large diameter portion 15a.
  • the lubricating oil that has passed between the shaft 15 and the inner peripheral surface 13c of the semi-floating bearing 13 moves outward in the radial direction through the gap between the main body 13a and the oil draining member 37 due to the centrifugal force accompanying the rotation of the shaft 15. ..
  • the gap between the main body 13a and the oil draining member 37 is filled with the lubricating oil.
  • the lubricating oil that has passed between the shaft 15 and the inner peripheral surface 13c of the semi-floating bearing 13 is directed outward in the radial direction through the gap between the main body 13a and the large diameter portion 15a due to the centrifugal force accompanying the rotation of the shaft 15. And move. As a result, the gap between the main body 13a and the large diameter portion 15a is filled with the lubricating oil.
  • Damper portions 13k and 13m are formed on the outer peripheral surface 13g of the main body 13a.
  • the damper portions 13k and 13m are separated from each other in the direction of the rotation axis.
  • the diameters of the damper portions 13k and 13m are larger than those of the other portions of the outer peripheral surface 13g.
  • Lubricating oil is supplied to the gap between the damper portions 13k and 13m and the inner peripheral surface of the bearing hole 3b.
  • the gap between the damper portions 13k and 13m and the inner peripheral surface of the bearing hole 3b is filled with the lubricating oil.
  • the vibration of the shaft 15 is suppressed by the oil film pressure of the lubricating oil.
  • the bearing wall portion 33 has end portions 3d and 3e in the direction of the rotation axis.
  • the end portion 3d is located near the turbine impeller 17 in the bearing wall portion 33.
  • the end portion 3d faces the space Sa where the lubricating oil after lubricating the thrust bearing surface 13i is scattered.
  • the end portion 3e is located near the compressor impeller 19 in the bearing wall portion 33.
  • the end portion 3e faces the space Sb where the lubricating oil after lubricating the thrust bearing surface 13j is scattered.
  • the length of the bearing wall portion 33 in the rotation axis direction is shorter than the length of the semi-floating bearing 13 in the rotation axis direction. That is, both end faces (thrust bearing surfaces 13i, 13j) of the semi-floating bearing 13 in the rotation axis direction protrude in the rotation axis direction from both end portions 3d and 3e of the bearing wall portion 33. As a result, both end portions 3d and 3e of the bearing wall portion 33 are radially opposed to the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the present invention is not limited to this, and the end portion 3d or the end portion 3e of the bearing wall portion 33 does not have to face the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 in the radial direction. That is, at least one of both ends 3d and 3e of the bearing wall portion 33 may face the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 in the radial direction. Specifically, at least one end of both ends 3d and 3e of the bearing wall 33 may be located on the other side of the end face on one side of the semi-floating bearing 13.
  • the contact position and contact width between the shaft 15 and the semi-floating bearing 13 are adjusted as parameters for the rotational stability of the turbine impeller 17. Further, the contact position and contact width between the semi-floating bearing 13 and the bearing wall portion 33 are adjusted as parameters. These parameters affect the rotational stability of the turbine impeller 17. As a result of considering the rotational stability of the turbine impeller 17, the length of the bearing wall portion 33 of the present embodiment in the rotational axis direction is designed to be shorter than the length of the semi-floating bearing 13 in the rotational axis direction.
  • the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 is radially opposite to both ends 3d and 3e of the bearing wall portion 33. opposite.
  • the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 may come into contact with both ends 3d and 3e of the bearing wall portion 33 due to the vibration accompanying the rotation of the shaft 15.
  • the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 may be worn or noise may be generated.
  • a pair of recessed portions 50a and 50b are formed on the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the recessed portions 50a and 50b are portions of the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 whose outer diameter is smaller than the periphery.
  • the recessed portions 50a and 50b are formed over the entire circumferential direction of the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the recessed portion 50a is formed near the turbine impeller 17 in the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the recessed portion 50b is formed near the compressor impeller 19 in the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the recessed portion 50a faces the end portion 3d of the bearing wall portion 33 in the radial direction.
  • the recessed portion 50b is radially opposed to the end portion 3e of the bearing wall portion 33.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of the recessed portion 50a of the present embodiment. Since the configuration of the recessed portion 50b is the same as the configuration of the recessed portion 50a, the configuration of the recessed portion 50a will be described in detail here, and the description of the configuration of the recessed portion 50b will be omitted.
  • the recessed portion 50a has an extending portion 52a and a tapered portion 54a.
  • the extending portion 52a is located closer to the turbine impeller 17 (left side in FIG. 3) than the end portion 3d of the bearing wall portion 33 in the rotation axis direction.
  • the tapered portion 54a is located closer to the compressor impeller 19 (on the right side in FIG. 3) than the end portion 3d of the bearing wall portion 33 in the rotation axis direction.
  • the tapered portion 54a is located between the extending portion 52a and the damper portion 13k.
  • the extending portion 52a has a surface substantially parallel to the rotation center axis of the semi-floating bearing 13.
  • the extending portion 52a extends toward the end surface (thrust bearing surface 13i) close to the end portion 3d of both end faces (thrust bearing surfaces 13i, 13j) in the rotation axis direction of the semi-floating bearing 13.
  • the outer diameter of the extending portion 52a is substantially constant from the end portion 3d to the thrust bearing surface 13i in the rotation axis direction.
  • the amount of depression of the extending portion 52a is substantially constant from the end portion 3d to the thrust bearing surface 13i in the rotation axis direction.
  • the dented amount is a decrease amount in which the outer diameter of the outer peripheral surface 13 g of the semi-floating bearing 13 is smaller than that of the surrounding surface.
  • the outer diameter of the tapered portion 54a gradually increases from the extending portion 52a toward the damper portion 13k. In other words, the amount of depression in the tapered portion 54a gradually increases from the damper portion 13k toward the extending portion 52a.
  • the recessed portion 50b has an extending portion 52b and a tapered portion 54b. Since the extending portion 52b and the tapered portion 54b have the same configuration as the extending portion 52a and the tapered portion 54a, the description thereof will be omitted.
  • the recessed portion 50a has an extending portion 52a and a tapered portion 54a.
  • the recessed portion 50a extended portion 52a, tapered portion 54a
  • the recessed portion 50a can be formed only by cutting the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 from the thrust bearing surface 13i in the rotation axis direction. Therefore, the recessed portion 50a can be formed at the same time when the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 is cut. Therefore, in addition to forming the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13, the step of separately forming the recessed portion 50a can be reduced, and the forming of the recessed portion 50a can be facilitated. The same applies to the recessed portion 50b.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the bearing structure BSa of the modified example. Components that are substantially the same as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the bearing structure BSa of the modified example differs from the bearing structure BS of the above embodiment only in the shapes of the recesses 150a and 150b.
  • a pair of recesses 150a and 150b are formed on the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the recessed portion 150a is formed near the turbine impeller 17 in the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the recessed portion 150b is formed near the compressor impeller 19 in the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13.
  • the recessed portion 150a is radially opposed to the end portion 3d of the bearing wall portion 33.
  • the recessed portion 150b is radially opposed to the end portion 3e of the bearing wall portion 33.
  • FIG. 5 is a schematic enlarged cross-sectional view of the recessed portion 150a of the modified example. Since the configuration of the recessed portion 150b is the same as the configuration of the recessed portion 150a, the configuration of the recessed portion 150a will be described in detail here, and the description of the configuration of the recessed portion 150b will be omitted.
  • the recessed portion 150a has a first inclined portion 152a and a second inclined portion 154a.
  • the first inclined portion 152a is located closer to the turbine impeller 17 (left side in FIG. 5) than the end portion 3d of the bearing wall portion 33 in the rotation axis direction.
  • the second inclined portion 154a is located closer to the compressor impeller 19 (on the right side in FIG. 3) than the end portion 3d of the bearing wall portion 33 in the rotation axis direction.
  • the second inclined portion 154a is located between the first inclined portion 152a and the damper portion 13k.
  • the first inclined portion 152a has a curved surface shape having a constant curvature.
  • the amount of depression of the first inclined portion 152a becomes smaller as it approaches the thrust bearing surface 13i in the rotation axis direction. That is, the amount of depression of the first inclined portion 152a becomes smaller toward the end surface (thrust bearing surface 13i) close to the end portion 3d of both end faces (thrust bearing surfaces 13i, 13j) in the rotation axis direction of the semi-floating bearing 13. Become.
  • the second inclined portion 154a has a curved surface shape having a constant curvature.
  • the amount of depression of the second inclined portion 154a becomes smaller as it is separated from the thrust bearing surface 13i in the rotation axis direction.
  • the radius of curvature of the second inclined portion 154a is equal to the radius of curvature of the first inclined portion 152a. That is, the first inclined portion 152a and the second inclined portion 154a form a curved surface-shaped recessed portion 150a having a constant curvature.
  • equality includes cases where they are completely equal and cases where they are substantially equal with manufacturing tolerances and errors.
  • the radius of curvature of the second inclined portion 154a may be different from the radius of curvature of the first inclined portion 152a.
  • the recessed portion 150b has a first inclined portion 152b and a second inclined portion 154b. Since the first inclined portion 152b and the second inclined portion 154b have the same configuration as the first inclined portion 152a and the second inclined portion 154a, the description thereof will be omitted.
  • the recessed portion 150a has a first inclined portion 152a.
  • the lubricating oil that has moved the damper portion 13k to the left in FIG. 5 is introduced into the recessed portion 150a of the outer peripheral surface 13g.
  • the lubricating oil introduced into the recessed portion 150a moves in the recessed portion 150a in the left direction in FIG.
  • the amount of depression of the first inclined portion 152a becomes smaller as it approaches the thrust bearing surface 13i in the rotation axis direction. Therefore, the moving direction of the lubricating oil is directed outward in the radial direction by the first inclined portion 152a.
  • the lubricating oil can be moved more radially outward than when the first inclined portion 152a has a flat tapered shape.
  • the lubricating oil whose moving direction is directed outward in the radial direction is separated from the outer peripheral surface 13g of the semi-floating bearing 13 and is scattered in the space Sa.
  • the amount of lubricating oil that moves to the left in FIG. 5 beyond the large diameter portion 15a of the shaft 15 can be reduced.
  • first inclined portions 152a and 152b are formed by a curved surface shape having a constant curvature.
  • the present invention is not limited to this, and the first inclined portions 152a and 152b are composed of tapered surfaces that are inclined so that the outer diameter increases from the end portions 3d and 3e toward the thrust bearing surfaces 13i and 13j in the rotation axis direction. May be done.

Abstract

軸受構造(BS)は、シャフト(15)を回転可能に支持するセミフローティング軸受(13)と、セミフローティング軸受(13)を支持する軸受壁部(33)であって、シャフト(15)の回転軸方向における当該軸受壁部(33)の両端部(3d、3e)のうち少なくとも一側の端部(3d)が、セミフローティング軸受(13)の一側の端面(スラスト軸受面(13i))よりも他側に位置する軸受壁部(33)と、セミフローティング軸受(13)の外周面(13g)のうち、端部(3d)と径方向に対向する位置に形成された窪み部(50a)と、を備える。

Description

軸受構造、および、過給機
 本開示は、軸受構造、および、過給機に関する。本出願は2020年12月2日に提出された日本特許出願第2020-200277号に基づく優先権の利益を主張し、その内容は本出願に援用される。
 特許文献1には、セミフローティング軸受と、ベアリングハウジングを備えた過給機について開示がある。特許文献1のベアリングハウジングには、セミフローティング軸受を支持する軸受壁部が形成されている。セミフローティング軸受は、タービン翼車が設けられたシャフトを回転可能に支持している。
特開2014-51939号公報
 シャフトの回転軸方向において、軸受壁部の全長が、セミフローティング軸受の全長より小さい場合、セミフローティング軸受の外周面は、軸受壁部の回転軸方向の端部と径方向に対向する。このとき、シャフトが回転すると、シャフトの回転に伴う振動により、セミフローティング軸受の外周面が、軸受壁部の回転軸方向の端部と接触する場合がある。セミフローティング軸受の外周面が軸受壁部の回転軸方向の端部と接触すると、セミフローティング軸受の外周面が摩耗したり、異音が発生したりするおそれがある。
 本開示の目的は、セミフローティング軸受の外周面と軸受壁部の回転軸方向の端部との接触を抑制可能な軸受構造、および、過給機を提供することである。
 上記課題を解決するために、本開示の軸受構造は、シャフトを回転可能に支持するセミフローティング軸受と、セミフローティング軸受を支持する軸受壁部であって、シャフトの回転軸方向における当該軸受壁部の両端部のうち少なくとも一側の端部が、セミフローティング軸受の一側の端面よりも他側に位置する軸受壁部と、セミフローティング軸受の外周面のうち、端部と径方向に対向する位置に形成された窪み部と、を備える。
 窪み部は、セミフローティング軸受の回転軸方向の両端面のうち端部と近接する端面に向かって延在する延在部を有してもよい。
 窪み部は、セミフローティング軸受の回転軸方向の両端面のうち端部と近接する端面に向かって窪み量が小さくなる傾斜部を有してもよい。
 傾斜部は、曲面形状を有してもよい。
 上記課題を解決するために、本開示の過給機は、上記軸受構造を備える。
 本開示によれば、セミフローティング軸受の外周面と軸受壁部の回転軸方向の端部との接触を抑制することが可能となる。
図1は、過給機の概略断面図である。 図2は、図1の一点鎖線部分を抽出した図である。 図3は、本実施形態の窪み部の概略拡大断面図である。 図4は、変形例の軸受構造の概略断面図である。 図5は、変形例の窪み部の概略拡大断面図である。
 以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、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、本開示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、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
 図1は、過給機TCの概略断面図である。以下では、図1に示す矢印L方向を過給機TCの左側として説明する。図1に示す矢印R方向を過給機TCの右側として説明する。図1に示すように、過給機TCは、過給機本体1を備える。過給機本体1は、ベアリングハウジング3と、タービンハウジング5と、コンプレッサハウジング7とを含む。タービンハウジング5は、ベアリングハウジング3の左側に締結機構9によって連結される。コンプレッサハウジング7は、ベアリングハウジング3の右側に締結ボルト11によって連結される。
 ベアリングハウジング3の外周面には、突起3aが設けられる。突起3aは、タービンハウジング5側に設けられる。突起3aは、ベアリングハウジング3の径方向に突出する。タービンハウジング5の外周面には、突起5aが設けられる。突起5aは、ベアリングハウジング3側に設けられる。突起5aは、タービンハウジング5の径方向に突出する。ベアリングハウジング3とタービンハウジング5は、締結機構9によってバンド締結される。締結機構9は、例えば、Gカップリングで構成される。締結機構9は、突起3a、5aを挟持する。
 ベアリングハウジング3には、軸受孔3bが形成される。軸受孔3bは、ベアリングハウジング3を過給機TCの左右方向に貫通する。軸受孔3bには、セミフローティング軸受13が配される。セミフローティング軸受13は、シャフト15を回転可能に支持する。シャフト15の左端部には、タービン翼車17が設けられる。タービン翼車17は、タービンハウジング5に回転可能に収容される。シャフト15の右端部には、コンプレッサインペラ19が設けられる。コンプレッサインペラ19は、コンプレッサハウジング7に回転可能に収容される。本開示において、シャフト15、タービン翼車17およびコンプレッサインペラ19の回転軸方向、径方向および周方向は、他に指示が無い限り、単に回転軸方向、径方向および周方向と称され得る。
 コンプレッサハウジング7には、吸気口21が形成される。吸気口21は、過給機TCの右側に開口する。吸気口21は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング3とコンプレッサハウジング7との間に、ディフューザ流路23が形成される。ディフューザ流路23は、コンプレッサインペラ19の径方向外側に位置する。ディフューザ流路23は、環状に形成される。ディフューザ流路23は、径方向内側において、コンプレッサインペラ19を介して吸気口21に連通している。ディフューザ流路23は、空気を加圧する。
 コンプレッサハウジング7には、コンプレッサスクロール流路25が形成される。コンプレッサスクロール流路25は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路25は、例えば、ディフューザ流路23よりも径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路25は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路23とに連通している。コンプレッサインペラ19が回転すると、吸気口21からコンプレッサハウジング7内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ19の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路23およびコンプレッサスクロール流路25で加圧される。加圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。
 タービンハウジング5には、吐出口27が形成される。吐出口27は、過給機TCの左側に開口する。吐出口27は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。タービンハウジング5には、連通路29と、タービンスクロール流路31とが形成される。連通路29は、タービン翼車17の径方向外側に位置する。連通路29は、環状に形成される。連通路29は、径方向内側において、タービン翼車17を介して吐出口27と連通している。連通路29は、タービン翼車17を介してタービンスクロール流路31と吐出口27とを接続する。
 タービンスクロール流路31は、環状に形成される。タービンスクロール流路31は、例えば、連通路29よりも径方向外側に位置する。タービンスクロール流路31は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。ガス流入口からタービンスクロール流路31に導かれた排気ガスは、連通路29、タービン翼車17を介して吐出口27に導かれる。吐出口27に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービン翼車17を回転させる。
 タービン翼車17の回転力は、シャフト15を介してコンプレッサインペラ19に伝達される。コンプレッサインペラ19が回転すると、上記のとおりに空気が加圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。
 図2は、図1の一点鎖線部分を抽出した図である。図2に示すように、ベアリングハウジング3の内部には軸受構造BSが設けられる。軸受構造BSは、軸受壁部33と、セミフローティング軸受13とを含む。
 軸受壁部33は、ベアリングハウジング3の内部に形成される。軸受壁部33の内部には、軸受孔3bが形成される。軸受壁部33は、セミフローティング軸受13を支持する。
 ベアリングハウジング3には、ベアリングハウジング3の外面から軸受孔3bに向かって油路3cが形成される。油路3cは、ベアリングハウジング3の外部と、軸受壁部33(軸受孔3b)の内部とを接続する。油路3cには、潤滑油が供給される。油路3cは、ベアリングハウジング3の外部から供給される潤滑油を、軸受孔3b内に導く。
 軸受孔3bには、セミフローティング軸受13が配される。セミフローティング軸受13は、環状の本体13aを有する。本体13aには、挿通孔13bが形成される。挿通孔13bは、本体13aを回転軸方向に貫通する。挿通孔13bには、シャフト15が挿通される。
 本体13a(挿通孔13b)の内周面13cには、2つのラジアル軸受面13d、13eが形成される。2つのラジアル軸受面13d、13eは、回転軸方向に離隔して配される。本体13aには、油孔13fが形成される。油孔13fは、本体13aの内周面13cから外周面13gまで貫通する。油孔13fは、2つのラジアル軸受面13d、13eの間に配される。油孔13fは、径方向において、油路3cの開口と対向する。
 軸受孔3b内に流入した潤滑油の一部は、本体13aの外周面13g側から、油孔13fを通って内周面13c側に流入する。本体13aの内周面13c側に流入した潤滑油は、内周面13cとシャフト15との間を、周方向に沿って移動する。また、本体13aの内周面13c側に流入した潤滑油は、内周面13cとシャフト15との間を、回転軸方向(図2中、左右方向)に沿って移動する。潤滑油は、シャフト15と2つのラジアル軸受面13d、13eとの間隙に供給される。これにより、シャフト15とラジアル軸受面13d、13eとの間隙には、潤滑油が満たされる。潤滑油の油膜圧力によってシャフト15が支持される。2つのラジアル軸受面13d、13eは、シャフト15のラジアル荷重を受ける。
 本体13aには、貫通孔13hが形成される。貫通孔13hは、本体13aの内周面13cから外周面13gまで貫通する。貫通孔13hは、2つのラジアル軸受面13d、13eの間に配される。貫通孔13hは、本体13aのうち油孔13fが形成される側とは反対側に配される。本実施形態では、油孔13fは、本体13aの鉛直上部に位置し、貫通孔13hは、本体13aの鉛直下部に位置する。ただし、これに限定されず、貫通孔13hの位置は、周方向において油孔13fの位置と異なる任意の位置であってもよい。
 軸受壁部33には、ピン孔33aが形成される。ピン孔33aは、軸受孔3bのうち貫通孔13hと対向する位置に形成される。ピン孔33aは、軸受壁部33の内周面(軸受孔3b)から外周面まで貫通する。ピン孔33aは、軸受孔3bの内部空間と外部空間とを接続する。ピン孔33aには、位置決めピン35が挿通される。
 本実施形態では、ピン孔33aには、位置決めピン35が圧入される。位置決めピン35の先端は、本体13aの貫通孔13hに挿通される。位置決めピン35は、本体13aの回転方向および回転軸方向の移動を規制する。
 シャフト15は、大径部15aと、中径部15bと、小径部15cとを備える。大径部15aは、本体13aよりもタービン翼車17(図1参照)近くに位置する。大径部15aは、円柱形状である。大径部15aの外径は、本体13aの内周面13c(ラジアル軸受面13d)の内径より大きい。大径部15aの外径は、本体13aの外周面13gの外径より大きい。ただし、大径部15aの外径は、本体13aの外周面13gの外径と等しくてもよいし、小さくてもよい。大径部15aは、本体13aと回転軸方向に対向する。大径部15aは、一定の外径を有する。ただし、大径部15aの外径は、一定でなくてもよい。
 中径部15bは、大径部15aよりもコンプレッサインペラ19(図1参照)近くに位置する。中径部15bは、円柱形状である。中径部15bは、本体13aの挿通孔13bに挿通される。したがって、中径部15bは、径方向において挿通孔13bの内周面13cと対向する。中径部15bは、大径部15aより小さい外径を有する。中径部15bの外径は、本体13aのラジアル軸受面13d、13eの内径より小さい。中径部15bは、一定の外径を有する。ただし、中径部15bの外径は、一定でなくてもよい。
 小径部15cは、中径部15b(本体13a)よりもコンプレッサインペラ19(図1参照)近くに位置する。小径部15cは、円柱形状である。小径部15cは、中径部15bより小さい外径を有する。小径部15cは、一定の外径を有する。ただし、小径部15cの外径は、一定でなくてもよい。
 小径部15cには、環状の油切り部材37が嵌められる。油切り部材37は、セミフローティング軸受13(中径部15b)からコンプレッサインペラ19に向かって流出する潤滑油を径方向外側に飛散させる。つまり、油切り部材37は、コンプレッサインペラ19に向かう潤滑油の漏出を抑制する。
 油切り部材37は、中径部15bより大きな外径を有する。油切り部材37の外径は、本体13aの内周面13c(ラジアル軸受面13e)の内径より大きい。油切り部材37の外径は、本体13aの外周面13gの外径より大きい。ただし、油切り部材37の外径は、本体13aの外周面13gの外径と等しくてもよいし、小さくてもよい。油切り部材37は、本体13aと回転軸方向に対向する。
 本体13aは、油切り部材37および大径部15aによって回転軸方向に挟まれている。シャフト15とセミフローティング軸受13の内周面13cとの間を通過した潤滑油は、シャフト15の回転に伴う遠心力により本体13aと油切り部材37との隙間を径方向外側に向かって移動する。これにより、本体13aと油切り部材37との間隙には、潤滑油が満たされる。
 同様に、シャフト15とセミフローティング軸受13の内周面13cとの間を通過した潤滑油は、シャフト15の回転に伴う遠心力により本体13aと大径部15aとの隙間を径方向外側に向かって移動する。これにより、本体13aと大径部15aとの間隙には、潤滑油が満たされる。
 シャフト15が回転軸方向(図2中、左方向)に移動すると、油切り部材37からの回転軸方向の荷重は、本体13aと油切り部材37との間の潤滑油の油膜圧力によって支持される。シャフト15が回転軸方向(図2中、右方向)に移動すると、大径部15aからの回転軸方向の荷重は、本体13aと大径部15aとの間の潤滑油の油膜圧力によって支持される。つまり、本体13aの回転軸方向の両端面が、スラスト荷重を受けるスラスト軸受面13i、13jとして機能する。
 本体13aの外周面13gには、ダンパ部13k、13mが形成される。ダンパ部13k、13mは、互いに回転軸方向に離隔する。ダンパ部13k、13mの径は、外周面13gのうち他の部位よりも大きい。ダンパ部13k、13mと軸受孔3bの内周面との間隙には、潤滑油が供給される。これにより、ダンパ部13k、13mと軸受孔3bの内周面との間隙には、潤滑油が満たされる。潤滑油の油膜圧力によってシャフト15の振動が抑制される。
 軸受壁部33は、回転軸方向に端部3d、3eを有する。端部3dは、軸受壁部33のうちタービン翼車17近くに位置する。端部3dは、スラスト軸受面13iを潤滑した後の潤滑油が飛散する空間Saに面する。端部3eは、軸受壁部33のうちコンプレッサインペラ19近くに位置する。端部3eは、スラスト軸受面13jを潤滑した後の潤滑油が飛散する空間Sbに面する。
 本実施形態では、軸受壁部33の回転軸方向の長さは、セミフローティング軸受13の回転軸方向の長さよりも短い。つまり、セミフローティング軸受13の回転軸方向の両端面(スラスト軸受面13i、13j)は、軸受壁部33の両端部3d、3eから回転軸方向に突出している。これにより、軸受壁部33の両端部3d、3eは、セミフローティング軸受13の外周面13gと径方向に対向する。ただし、これに限定されず、軸受壁部33の端部3dあるいは端部3eは、セミフローティング軸受13の外周面13gと径方向に対向しなくてもよい。つまり、軸受壁部33の両端部3d、3eのうち少なくとも一方の端部が、セミフローティング軸受13の外周面13gと径方向に対向していればよい。具体的には、軸受壁部33の両端部3d、3eのうち少なくとも一側の端部が、セミフローティング軸受13の一側の端面よりも他側に位置していればよい。
 本実施形態の軸受構造BSでは、タービン翼車17の回転安定性のため、シャフト15とセミフローティング軸受13との接触位置と接触幅がパラメータとして調整される。また、セミフローティング軸受13と軸受壁部33との接触位置と接触幅がパラメータとして調整される。これらのパラメータがタービン翼車17の回転安定性に影響する。タービン翼車17の回転安定性を考慮した結果、本実施形態の軸受壁部33の回転軸方向の長さは、セミフローティング軸受13の回転軸方向の長さより短く設計されている。
 軸受壁部33の回転軸方向の長さがセミフローティング軸受13の回転軸方向の長さより短い場合、セミフローティング軸受13の外周面13gは、軸受壁部33の両端部3d、3eと径方向に対向する。シャフト15が回転すると、シャフト15の回転に伴う振動により、セミフローティング軸受13の外周面13gが、軸受壁部33の両端部3d、3eと接触する場合がある。セミフローティング軸受13の外周面13gが軸受壁部33の両端部3d、3eと接触すると、セミフローティング軸受13の外周面13gが摩耗したり、異音が発生したりするおそれがある。
 本実施形態の軸受構造BSでは、セミフローティング軸受13の外周面13gに、一対の窪み部50a、50bを形成している。窪み部50a、50bは、セミフローティング軸受13の外周面13gのうち、周囲より外径が小さくなる部分である。窪み部50a、50bは、セミフローティング軸受13の外周面13gの周方向の全域に亘って形成される。窪み部50aは、セミフローティング軸受13の外周面13gのうちタービン翼車17近くに形成される。窪み部50bは、セミフローティング軸受13の外周面13gのうちコンプレッサインペラ19近くに形成される。
 窪み部50aは、軸受壁部33の端部3dと径方向に対向する。窪み部50bは、軸受壁部33の端部3eと径方向に対向する。これにより、シャフト15が回転しても、シャフト15の回転に伴う振動によるセミフローティング軸受13の外周面13gと軸受壁部33の両端部3d、3eとの接触を回避あるいは抑制することができる。その結果、セミフローティング軸受13の外周面13gの摩耗や、異音の発生を抑制することができる。
 図3は、本実施形態の窪み部50aの概略拡大断面図である。なお、窪み部50bの構成は、窪み部50aの構成と同様であるため、ここでは窪み部50aの構成について詳細に説明し、窪み部50bの構成については説明を省略する。
 図3に示すように、窪み部50aは、延在部52aと、テーパ部54aとを有する。延在部52aは、回転軸方向において、軸受壁部33の端部3dよりもタービン翼車17近く(図3中左側)に位置する。テーパ部54aは、回転軸方向において、軸受壁部33の端部3dよりもコンプレッサインペラ19近く(図3中右側)に位置する。テーパ部54aは、延在部52aとダンパ部13kとの間に位置する。
 延在部52aは、セミフローティング軸受13の回転中心軸と大凡平行な面を有する。延在部52aは、セミフローティング軸受13の回転軸方向の両端面(スラスト軸受面13i、13j)のうち端部3dと近接する端面(スラスト軸受面13i)に向かって延在する。延在部52aの外径は、回転軸方向において、端部3dからスラスト軸受面13iに至るまで大凡一定である。換言すれば、延在部52aの窪み量は、回転軸方向において、端部3dからスラスト軸受面13iに至るまで大凡一定である。窪み量は、セミフローティング軸受13の外周面13gのうち、周囲より外径が小さくなる減少量である。
 テーパ部54aの外径は、延在部52aからダンパ部13kに向かって漸増する。換言すれば、テーパ部54aの窪み量は、ダンパ部13kから延在部52aに向かって、漸増する。
 同様に、図2に示すように、窪み部50bは、延在部52bと、テーパ部54bとを有する。延在部52bおよびテーパ部54bは、延在部52aおよびテーパ部54aの構成と同様であるため説明を省略する。
 以上のように、窪み部50aは、延在部52aと、テーパ部54aとを有する。これにより、セミフローティング軸受13の外周面13gを、スラスト軸受面13iから回転軸方向に切削加工するだけで、窪み部50a(延在部52a、テーパ部54a)を形成することができる。したがって、セミフローティング軸受13の外周面13gの切削加工時に、窪み部50aを同時に形成することができる。よって、セミフローティング軸受13の外周面13gの形成に加え、別途窪み部50aを形成する工程を削減することができ、窪み部50aの形成を容易にできる。窪み部50bについても同様である。
 図4は、変形例の軸受構造BSaの概略断面図である。上記実施形態と実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。変形例の軸受構造BSaは、上記実施形態の軸受構造BSと、窪み部150a、150bの形状のみが異なる。
 図4に示すように、セミフローティング軸受13の外周面13gには、一対の窪み部150a、150bが形成される。窪み部150aは、セミフローティング軸受13の外周面13gのうちタービン翼車17近くに形成される。窪み部150bは、セミフローティング軸受13の外周面13gのうちコンプレッサインペラ19近くに形成される。
 窪み部150aは、軸受壁部33の端部3dと径方向に対向する。窪み部150bは、軸受壁部33の端部3eと径方向に対向する。
 図5は、変形例の窪み部150aの概略拡大断面図である。なお、窪み部150bの構成は、窪み部150aの構成と同様であるため、ここでは窪み部150aの構成について詳細に説明し、窪み部150bの構成については説明を省略する。
 図5に示すように、窪み部150aは、第1傾斜部152aと、第2傾斜部154aとを有する。第1傾斜部152aは、回転軸方向において、軸受壁部33の端部3dよりもタービン翼車17近く(図5中左側)に位置する。第2傾斜部154aは、回転軸方向において、軸受壁部33の端部3dよりもコンプレッサインペラ19近く(図3中右側)に位置する。第2傾斜部154aは、第1傾斜部152aとダンパ部13kとの間に位置する。
 第1傾斜部152aは、一定の曲率を有する曲面形状を有する。第1傾斜部152aの窪み量は、回転軸方向において、スラスト軸受面13iに近づくほど小さくなる。つまり、第1傾斜部152aの窪み量は、セミフローティング軸受13の回転軸方向の両端面(スラスト軸受面13i、13j)のうち端部3dと近接する端面(スラスト軸受面13i)に向かって小さくなる。
 第2傾斜部154aは、一定の曲率を有する曲面形状を有する。第2傾斜部154aの窪み量は、回転軸方向において、スラスト軸受面13iから離隔するほど小さくなる。第2傾斜部154aの曲率半径は、第1傾斜部152aの曲率半径と等しい。つまり、第1傾斜部152aと第2傾斜部154aとは、一定の曲率を有する曲面形状の窪み部150aを構成する。ここで、等しいとは、完全に等しい場合と、製造上の公差や誤差を有する実質的に等しい場合とを含む。ただし、第2傾斜部154aの曲率半径は、第1傾斜部152aの曲率半径と異なっていてもよい。
 同様に、図4に示すように、窪み部150bは、第1傾斜部152bと、第2傾斜部154bとを有する。第1傾斜部152bおよび第2傾斜部154bは、第1傾斜部152aおよび第2傾斜部154aの構成と同様であるため説明を省略する。
 本変形例の軸受構造BSaでも、セミフローティング軸受13の外周面13gに、一対の窪み部150a、150bが形成される。そのため、本変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
 また、本変形例では、窪み部150aは、第1傾斜部152aを有する。ダンパ部13kを図5中左方向に移動した潤滑油は、外周面13gの窪み部150aに導入される。窪み部150aに導入された潤滑油は、窪み部150a内を図5中左方向に移動する。第1傾斜部152aの窪み量は、回転軸方向において、スラスト軸受面13iに近づくほど小さくなる。そのため、潤滑油の移動方向は、第1傾斜部152aにより径方向外側に向けられる。第1傾斜部152aが曲面形状を有することで、第1傾斜部152aが平面のテーパ形状である場合よりも、潤滑油をより径方向外側に移動させることができる。径方向外側に移動方向が向けられた潤滑油は、セミフローティング軸受13の外周面13gから離隔し、空間Saに飛散する。これにより、シャフト15の大径部15aを越えて図5中左方向に移動する潤滑油の油量を低減することができる。窪み部150bの第1傾斜部152bにおいても同様である。
 以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示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開示の技術的範囲に属するものと了解される。
 上記変形例では、第1傾斜部152a、152bが一定の曲率を有する曲面形状によって構成される例について説明した。しかし、これに限定されず、第1傾斜部152a、152bは、回転軸方向において、端部3d、3eからスラスト軸受面13i、13jに向かって外径が大きくなるように傾斜するテーパ面によって構成されてもよい。
BS 軸受構造
BSa 軸受構造
TC 過給機
3 ベアリングハウジング
3b 軸受孔
3d 端部
3e 端部
5 タービンハウジング
13 セミフローティング軸受
13a 本体
13b 挿通孔
13c 内周面
13d ラジアル軸受面
13e ラジアル軸受面
13f 油孔
13g 外周面
13h 貫通孔
13i スラスト軸受面
13j スラスト軸受面
13k ダンパ部
13m ダンパ部
15 シャフト
33 軸受壁部
50a 窪み部
50b 窪み部
52a 延在部
52b 延在部
150a 窪み部
150b 窪み部
152a 第1傾斜部(傾斜部)
154b 第2傾斜部

Claims (5)

  1.  シャフトを回転可能に支持するセミフローティング軸受と、
     前記セミフローティング軸受を支持する軸受壁部であって、前記シャフトの回転軸方向における当該軸受壁部の両端部のうち少なくとも一側の端部が、前記セミフローティング軸受の前記一側の端面よりも他側に位置する軸受壁部と、
     前記セミフローティング軸受の外周面のうち、前記端部と径方向に対向する位置に形成された窪み部と、
    を備える軸受構造。
  2.  前記窪み部は、前記セミフローティング軸受の前記回転軸方向の両端面のうち前記端部と近接する端面に向かって延在する延在部を有する、請求項1に記載の軸受構造。
  3.  前記窪み部は、前記セミフローティング軸受の前記回転軸方向の両端面のうち前記端部と近接する端面に向かって窪み量が小さくなる傾斜部を有する、請求項1に記載の軸受構造。
  4.  前記傾斜部は、曲面形状を有する、請求項3に記載の軸受構造。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の軸受構造を備える過給機。
PCT/JP2021/040847 2020-12-02 2021-11-05 軸受構造、および、過給機 WO2022118606A1 (ja)

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JP2014009701A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Toyota Motor Corp 軸受装置
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