WO2022224492A1 - 過給機 - Google Patents

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WO2022224492A1
WO2022224492A1 PCT/JP2021/046603 JP2021046603W WO2022224492A1 WO 2022224492 A1 WO2022224492 A1 WO 2022224492A1 JP 2021046603 W JP2021046603 W JP 2021046603W WO 2022224492 A1 WO2022224492 A1 WO 2022224492A1
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WO
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shaft
bearing
oil groove
oil
central axis
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PCT/JP2021/046603
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English (en)
French (fr)
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貴大 田中
朗弘 上田
英之 小島
Original Assignee
株式会社Ihi
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Publication date
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    • F16C2360/23—Gas turbine engines
    • F16C2360/24—Turbochargers

Definitions

  • the supercharger may have rolling bearings that support the shaft.
  • the turbocharger of Patent Document 1 includes a pair of rolling bearings.
  • the side surface of the outer ring of one rolling bearing faces the side wall of the housing.
  • a side wall of the housing has an oil supply groove.
  • the oil groove extends radially of the shaft and is inclined with respect to a vertical axis extending upward from the shaft.
  • the turbocharger of Patent Document 2 includes a pair of rolling bearings.
  • the side surface of the outer ring of one rolling bearing faces the damper retainer.
  • the damper stop has a generally toroidal shape.
  • the lower portion of the damper stop has a notch and is circumferentially discontinuous.
  • the damper restrainer has an oil supply groove.
  • the lubricating groove includes a generally arcuate groove. The arcuate groove is spaced from the inner peripheral edge of the damper stop by a projection.
  • the distance between the bearing hole and the compressor impeller may be shortened for miniaturization. In this case, oil leakage from the bearing hole to the accommodation space of the compressor impeller may become a problem.
  • An object of the present disclosure is to provide a turbocharger capable of reducing oil leakage in consideration of the above problems.
  • a turbocharger includes a rolling bearing having a shaft, an inner ring attached to the shaft, and an outer ring arranged around the inner ring, and housing the rolling bearing.
  • a compressor impeller provided on the shaft outside the bearing hole; and an end face disposed between the bearing hole and the compressor impeller in the central axis direction of the shaft and facing the side surface of the outer ring.
  • an annular bearing retainer plate comprising: an annular oil groove extending continuously along the entire circumference of the shaft; and an annular oil groove positioned inside the oil groove in the radial direction of the shaft. and a projection projecting in the direction of the central axis of the shaft.
  • the projection may be provided only within a range of -90 degrees or more and 90 degrees or less in the rotation direction of the shaft with respect to the vertical axis extending upward from the central axis of the shaft.
  • the end surface of the bearing retainer plate may include a guide oil groove extending inwardly from the outer side of the side surface of the outer ring and connected to the circumferential oil groove when viewed from the center axis direction of the shaft. It may be deeper than the oil groove.
  • the entire guide oil groove may be located in a range of greater than 0 degrees and less than 90 degrees in the rotational direction of the shaft with respect to the vertical axis extending upward from the central axis of the shaft.
  • oil leakage can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a turbocharger according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of part A in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a bearing retainer plate.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing a bearing retainer plate according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing evaluation results of oil leakage.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a bearing retainer plate according to still another embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the turbocharger TC according to the embodiment.
  • the supercharger TC is applied to an engine.
  • the supercharger TC includes a housing 1 , a shaft 7 , a turbine impeller 8 and a compressor impeller 9 .
  • central axial, radial and circumferential directions of the shaft 7 are simply referred to as “central axial”, “radial” and “circumferential” respectively, unless otherwise indicated. may be referred to as “direction”.
  • the housing 1 includes a bearing housing 2, a turbine housing 3 and a compressor housing 4.
  • One end of the bearing housing 2 is connected to the turbine housing 3 in the central axis direction by a fastening mechanism 21a such as a G coupling.
  • a fastening mechanism 21a such as a G coupling.
  • the other end of the bearing housing 2 is connected to the compressor housing 4 by a fastening mechanism 21b such as a fastening bolt.
  • the bearing housing 2 includes bearing holes 22 .
  • the bearing hole 22 extends in the center axis direction inside the bearing housing 2 .
  • One end of the bearing hole 22 is defined by a side wall 30 of the bearing housing 2 in the central axis direction.
  • the side wall 30 is positioned between the turbine impeller 8 and the bearing hole 22 in the central axis direction.
  • the other end of the bearing hole 22 is defined by a bearing retainer plate 40 in the central axis direction.
  • the bearing retainer plate 40 is positioned between the compressor impeller 9 and the bearing hole 22 in the central axis direction.
  • the side wall 30 protrudes radially inward with respect to the inner peripheral surface of the bearing hole 22 .
  • Side wall 30 is integral with bearing housing 2 .
  • sidewall 30 may be separate from bearing housing 2 or attached to bearing housing 2 .
  • Sidewall 30 includes an end surface 31 .
  • the end face 31 defines one end of the bearing hole 22 in the central axis direction.
  • the bearing retainer plate 40 is separate from the bearing housing 2 and attached to the surface 24 of the bearing housing 2 .
  • Surface 24 extends perpendicular to the inner peripheral surface of bearing hole 22 .
  • the bearing retainer plate 40 is fitted to the bearing housing 2 .
  • Bearing retainer plate 40 includes a first end surface 41 .
  • the first end surface 41 defines the other end of the bearing hole 22 in the center axis direction. The details of the bearing retainer plate 40 will be described later.
  • the bearing hole 22 accommodates a pair of rolling bearings 50,60.
  • Rolling bearings 50 and 60 rotatably support shaft 7 .
  • the pair of rolling bearings 50, 60 are separated from each other in the central axis direction.
  • the rolling bearing adjacent sidewall 30 may be referred to as primary bearing 50 .
  • the rolling bearing adjacent bearing retainer plate 40 may be referred to as secondary bearing 60 .
  • a turbine impeller 8 is provided at a first end of the shaft 7 in the central axis direction.
  • the turbine impeller 8 is positioned outside the bearing hole 22 in the central axis direction.
  • a turbine impeller 8 is rotatably housed in the turbine housing 3 .
  • a compressor impeller 9 is provided at a second end of the shaft 7 opposite to the first end in the central axis direction.
  • the compressor impeller 9 is positioned outside the bearing hole 22 in the central axis direction.
  • a compressor impeller 9 is rotatably housed in the compressor housing 4 .
  • the compressor housing 4 includes an air intake 10 at the end opposite to the bearing housing 2 in the central axis direction.
  • the intake port 10 is connected to an air cleaner (not shown).
  • Bearing housing 2 and compressor housing 4 define a diffuser flow path 11 therebetween.
  • the diffuser flow path 11 expands from the inner side to the outer side in the radial direction.
  • the diffuser channel 11 has an annular shape.
  • the diffuser flow path 11 communicates with the intake port 10 via the compressor impeller 9 .
  • the compressor housing 4 includes a compressor scroll flow path 12.
  • the compressor scroll passage 12 is located radially outside the compressor impeller 9 .
  • the compressor scroll channel 12 communicates with the diffuser channel 11 .
  • the compressor scroll flow path 12 communicates with an intake port of an engine (not shown).
  • an engine not shown.
  • the intake air is accelerated by centrifugal force while passing through the spaces between the blades of the compressor impeller 9 .
  • the accelerated air is pressurized in diffuser passage 11 and compressor scroll passage 12 .
  • the pressurized air flows out from a discharge port (not shown) and is led to the intake port of the engine.
  • the turbine housing 3 includes a discharge port 13 at the end opposite to the bearing housing 2 in the center axis direction.
  • the discharge port 13 is connected to an exhaust gas purification device (not shown).
  • Turbine housing 3 includes flowpath 14 and turbine scroll flowpath 15 .
  • the turbine scroll passage 15 is located radially outside the turbine impeller 8 .
  • the flowpath 14 is located between the turbine impeller 8 and the turbine scroll flowpath 15 .
  • the turbine scroll passage 15 communicates with a gas inlet (not shown).
  • the gas inlet receives exhaust gas discharged from an exhaust manifold of an engine (not shown).
  • Turbine scroll channel 15 communicates with channel 14 .
  • the flow path 14 communicates with the discharge port 13 via the turbine impeller 8 .
  • Exhaust gas is led from the gas inlet to the turbine scroll passage 15 and then to the discharge port 13 via the passage 14 and the turbine impeller 8 .
  • the exhaust gases rotate the turbine impeller 8 while passing through the spaces between the blades of the turbine impeller 8 .
  • the rotational force of the turbine impeller 8 is transmitted to the compressor impeller 9 via the shaft 7. As the compressor impeller 9 rotates, the air is pressurized as described above. Thus, pressurized air is directed to the intake of the engine.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of part A in FIG.
  • Bearing housing 2 includes a main oil passage 23 .
  • the main oil passage 23 extends in the central axis direction.
  • the main oil passage 23 extends parallel to the bearing hole 22 .
  • the main oil passage 23 is positioned above the bearing hole 22 .
  • the bearing hole 22 and the main oil passage 23 open onto the surface 24 of the bearing housing 2 .
  • the surface 24 is fitted with a bearing retainer plate 40 .
  • the bearing restraining plate 40 closes the opening of the main oil passage 23 .
  • the main oil passage 23 communicates with the through hole 25 .
  • a through hole 25 is formed in the bearing housing 2 .
  • the through hole 25 extends from the outer wall of the bearing housing 2 to the main oil passage 23 .
  • Oil is supplied to the main oil passage 23 from an oil pump (not shown) through a through hole 25 .
  • the bearing housing 2 includes a first oil passage 26 and a second oil passage 27.
  • Each of first oil passage 26 and second oil passage 27 opens into main oil passage 23 .
  • each of the first oil passage 26 and the second oil passage 27 opens into the bearing hole 22 .
  • Each of first oil passage 26 and second oil passage 27 connects main oil passage 23 and bearing hole 22 .
  • the first oil passage 26 is provided at a position corresponding to the first bearing 50 in the central axis direction and opens toward the first bearing 50 .
  • the second oil passage 27 is provided at a position corresponding to the second bearing 60 in the central axis direction and opens toward the second bearing 60 .
  • the bearing housing 2 includes a lower wall 29.
  • the lower wall 29 defines the lower portion of the bearing hole 22 in the radial direction.
  • the lower wall 29 includes an oil drain hole 29a.
  • the oil drain hole 29a penetrates the lower wall 29 in the vertical direction.
  • the oil drain hole 29a is positioned between the first oil passage 26 and the second oil passage 27 in the central axis direction. That is, the oil drain hole 29a is located between the first bearing 50 and the second bearing 60 in the center axis direction.
  • the shaft 7 includes a large diameter portion 7a, a medium diameter portion 7b and a small diameter portion 7c.
  • the medium-diameter portion 7b is located between the side wall 30 and the bearing retainer plate 40 in the central axis direction.
  • the large-diameter portion 7a is positioned between the first end portion of the shaft 7 and the medium-diameter portion 7b in the central axis direction.
  • the small diameter portion 7c is located between the second end of the shaft 7 and the medium diameter portion 7b in the central axis direction.
  • the outer diameter of the medium diameter portion 7b is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 7a.
  • the outer diameter of the small diameter portion 7c is smaller than the outer diameter of the medium diameter portion 7b.
  • the shaft 7 includes a first step surface 7d and a second step surface 7e.
  • the first stepped surface 7d is located between the large diameter portion 7a and the intermediate diameter portion 7b in the central axis direction.
  • the first step surface 7d radially extends from the outer peripheral surface of the large diameter portion 7a to the outer peripheral surface of the intermediate diameter portion 7b.
  • the second stepped surface 7e is positioned between the medium diameter portion 7b and the small diameter portion 7c in the central axis direction.
  • the second step surface 7e radially extends from the outer peripheral surface of the medium diameter portion 7b to the outer peripheral surface of the small diameter portion 7c.
  • the first bearing 50 includes an inner ring 51, an outer ring 52, multiple rolling elements 53, and a retainer 54.
  • the inner ring 51 is attached to the outer peripheral surface of the medium diameter portion 7 b of the shaft 7 .
  • the inner ring 51 rotates together with the shaft 7 .
  • the outer ring 52 is provided radially outside the inner ring 51 .
  • the outer ring 52 faces the inner peripheral surface of the bearing hole 22 .
  • a plurality of rolling elements 53 are arranged between the inner ring 51 and the outer ring 52 .
  • the retainer 54 retains the plurality of rolling elements 53 .
  • the second bearing 60 includes an inner ring 61, an outer ring 62, multiple rolling elements 63, and a retainer 64.
  • the inner ring 61 is attached to the outer peripheral surface of the medium diameter portion 7 b of the shaft 7 .
  • the inner ring 61 rotates together with the shaft 7 .
  • the outer ring 62 is provided radially outside the inner ring 61 .
  • the outer ring 62 faces the inner peripheral surface of the bearing hole 22 .
  • a plurality of rolling elements 63 are arranged between the inner ring 61 and the outer ring 62 .
  • a retainer 64 retains a plurality of rolling elements 63 .
  • the side surfaces 51a, 51b, 61a, 61b of the inner ring 51 of the first bearing 50 and the inner ring 61 of the second bearing 60 the side surfaces facing each other in the direction of the central axis are referred to as “inner side surfaces” 51b, 61b. and the side opposite the inner side 51b, 61b may be referred to as the “outer side” 51a, 61a.
  • the side surfaces 52a, 52b, 62a, and 62b of the outer ring 52 of the first bearing 50 and the outer ring 62 of the second bearing 60 the side surfaces facing each other in the direction of the central axis are referred to as the “inner side surface” 52b, 62b, and the side opposite the inner surface 52b, 62b may be referred to as the “outer surface” 52a, 62a.
  • the outer side surface 51a of the inner ring 51 of the first bearing 50 contacts the first stepped surface 7d of the shaft 7 in the central axis direction. Further, the outer surface 52a of the outer ring 52 of the first bearing 50 faces the end surface 31 of the side wall 30 in the center axis direction.
  • a spacer 70 is provided between the inner ring 51 and the inner ring 61 in the middle diameter portion 7 b of the shaft 7 .
  • Spacer 70 has a generally cylindrical shape.
  • the shaft 7 is inserted into the spacer 70 .
  • a spring and spring receiver may be provided instead of spacer 70.
  • the inner side surface 51b of the inner ring 51 of the first bearing 50 contacts one end of the spacer 70 in the center axis direction.
  • the inner side surface 61b of the inner ring 61 of the second bearing 60 contacts the other end of the spacer 70 in the center axis direction.
  • An oil slinger 80 is attached to the small diameter portion 7c of the shaft 7.
  • the oil slinger 80 scatters the oil radially outward.
  • the oil slinger member 80 is provided radially inside the bearing retainer plate 40 .
  • the oil slinger member 80 and the bearing retainer plate 40 are spaced apart in the radial direction.
  • the outer side surface 61a of the inner ring 61 of the second bearing 60 contacts the oil slinger member 80 in the central axis direction. Further, the outer side surface 62a of the outer ring 62 of the second bearing 60 faces the bearing restraining plate 40 in the center axis direction.
  • the first bearing 50, the spacer 70, the second bearing 60, the oil slinger member 80, and the compressor impeller 9 are attached to the shaft 7 in this order from the end of the shaft 7 on the compressor impeller 9 side.
  • a tightening bolt attached to the second end of the shaft 7 applies a compressive stress to these members in the central axis direction, thereby applying an axial force to the shaft 7 .
  • the inner ring 51 of the first bearing 50 , the spacer 70 , the inner ring 61 of the second bearing 60 , the oil slinger member 80 and the compressor impeller 9 rotate integrally with the shaft 7 .
  • the outer peripheral surface 52c of the outer ring 52 of the first bearing 50 includes a notch 55.
  • the notch 55 has an annular shape.
  • the notch 55 adjoins the outer surface 52a.
  • the outer diameter of the outer surface 52a is smaller than the diameter of the outer peripheral surface 52c by the length of the notch 55 in the radial direction.
  • the outer peripheral surface 62c of the outer ring 62 of the second bearing 60 includes a notch 65.
  • the notch 65 has an annular shape.
  • the notch 65 is adjacent to the outer surface 62a.
  • the outer diameter of the outer surface 62a is smaller than the diameter of the outer peripheral surface 62c by the length of the notch 65 in the radial direction.
  • the outer ring 52 of the first bearing 50 presses the side wall 30 . Therefore, the side wall 30 functions as a restricting member that restricts axial movement of the outer ring 52 . Further, when a thrust load directed toward the compressor impeller 9 acts on the shaft 7 , the outer ring 62 of the second bearing 60 presses the bearing restraining plate 40 . Therefore, the bearing retainer plate 40 functions as a restricting member that restricts axial movement of the outer ring 62 . According to the configuration as described above, the movement of the shaft 7 due to the thrust load is stopped by the side wall 30 and the bearing restraining plate 40 .
  • the supercharger TC does not have rotation stoppers for the outer rings 52 and 62 .
  • the outer ring 52 is circumferentially rotatable with respect to the bearing housing 2 when not pressing against the side wall 30 .
  • the outer ring 62 is circumferentially rotatable with respect to the bearing housing 2 when the bearing retaining plate 40 is not pressed.
  • the inner rings 51 and 61 rotate together with the shaft 7 .
  • the rolling elements 53 and 63 rotate as the inner rings 51 and 61 rotate.
  • the rolling elements 53, 63 move in the circumferential direction.
  • the outer rings 52, 62 rotate in the circumferential direction as the rolling elements 53, 63 rotate and move, or as the oil flows.
  • the rotation speed of the outer ring 52 is slower than the rotation speed of the inner ring 51 .
  • the pair of rolling bearings 50 and 60 are face-to-face. Therefore, no spacer is required between the outer ring 52 and the outer ring 62 . Therefore, no preload is applied to the outer rings 52,62. Therefore, the outer rings 52 and 62 are easily rotated with respect to the bearing housing 2 .
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the bearing retainer plate 40, and the bearing retainer plate 40 is viewed from the bearing hole 22 in the central axis direction. That is, FIG. 3 is obtained along line III-III in FIG.
  • the inner diameter of bearing hole 22 is indicated by a dashed line.
  • the outer diameter of the outer side surface 62a of the second bearing 60 is indicated by a dashed line.
  • a symbol Z indicates a vertical axis extending upward from the center axis of the shaft 7 .
  • the bearing retainer plate 40 has a generally annular shape or disk shape.
  • the bearing retainer plate 40 includes an inner peripheral edge 43 and an outer peripheral edge 44 .
  • the diameter of the inner peripheral edge 43 is smaller than the innermost diameter of the outer ring 62 of the second bearing 60 and larger than the outer diameter of the oil slinger member 80 .
  • the diameter of the outer peripheral edge 44 is larger than the inner diameter of the bearing hole 22 .
  • the bearing retainer plate 40 includes a first end surface 41 and a second end surface 42 in the center axis direction. As described above, the first end face 41 defines the end of the bearing hole 22 in the central axis direction. The first end surface 41 faces the outer side surface 62a of the outer ring 62 in the central axis direction. The second end face 42 is located on the opposite side of the first end face 41 .
  • the first end surface 41 includes a guide oil groove 45, a circumferential oil groove 46, an oil drain surface 47, and projections 48.
  • the guide oil groove 45 connects the gap between the outer ring 62 and the bearing hole 22 and the circumferential oil groove 46 and guides the oil in this gap to the circumferential oil groove 46 .
  • the guide oil groove 45 extends radially inward from the outside of the outer surface 62a of the outer ring 62 when viewed from the center axis direction.
  • the guide oil groove 45 has a generally linear shape along the radial direction.
  • the guide oil groove 45 has a central axis 45a extending in the radial direction.
  • the center axis 45a is positioned on the vertical axis Z. As shown in FIG.
  • the guide oil groove 45 does not have to extend radially as long as it extends inward from the outside of the side surface 62a. That is, in other embodiments, the central axis 45a may not extend toward the central axis of the shaft 7.
  • FIG. The guide oil groove 45 extends to the circumferential oil groove 46 and is connected to the circumferential oil groove 46 .
  • the guide oil groove 45 may have various cross-sectional shapes such as a semicircular shape, a triangular shape, or a square shape. Dimensions such as the width and depth of the guide oil groove 45 are determined according to factors such as the flow rate of the oil supplied to the second bearing 60, for example.
  • the circumferential oil groove 46 receives oil from the guide oil groove 45 and guides the received oil in the circumferential direction.
  • the circumferential oil groove 46 is positioned inside the guide oil groove 45 in the radial direction.
  • the circumferential oil groove 46 is connected to the guide oil groove 45 .
  • the circumferential oil groove 46 extends along the circumferential direction.
  • the circumferential oil groove 46 is continuous in the entire circumferential direction and has an annular shape. Circumferential oil groove 46 is spaced from inner peripheral edge 43 by projection 48 .
  • the circumferential oil groove 46 is integrally formed with the oil drain surface 47 at the lower portion.
  • the outer diameter of the circumferential oil groove 46 is the same as or substantially the same as the inner diameter of the outer surface 62a of the outer ring 62. In other embodiments, the outer diameter of the circumferential oil groove 46 may be smaller or larger than the inner diameter of the outer surface 62a.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the depth d1 of the circumferential oil groove 46 is deeper than the depth d2 of the guide oil groove 45.
  • the depth d1 of the circumferential oil groove 46 may be the same as the depth d2 of the guide oil groove 45.
  • the circumferential oil groove 46 may have various cross-sectional shapes such as a semicircular shape, a triangular shape, or a square shape. Dimensions such as the width and depth of the circumferential oil groove 46 are determined according to factors such as the flow rate of oil supplied to the second bearing 60, for example.
  • the oil drain surface 47 is provided in the area below the first end surface 41 .
  • the oil drain surface 47 guides oil below the shaft 7 toward the lower wall 29 .
  • the oil drain surface 47 is formed continuously in the circumferential oil groove 46 . Therefore, the depth of the oil drain surface 47 is the same as the depth d2 of the circumferential oil groove 46 .
  • the oil drain surface 47 has a sector shape coaxial with the shaft 7 when viewed from the central axis direction.
  • the oil drain surface 47 may be provided only within a range of 90 degrees or more and 270 degrees or less with respect to the vertical axis Z in the rotational direction. That is, the oil drain surface 47 can be provided only on the lower half of the bearing retainer plate 40 .
  • the projection 48 is located inside the circumferential oil groove 46 in the radial direction.
  • the protrusions 48 extend continuously along the entire circumference. That is, in this embodiment, the projection 48 has an annular shape.
  • the protrusion 48 protrudes from the circumferential oil groove 46 toward the second bearing 60 in the central axis direction.
  • the protrusion 48 may be flush with the first end surface 41 .
  • the supercharger TC as described above accommodates the second bearing 60 having the shaft 7, the inner ring 61 attached to the shaft 7, and the outer ring 62 arranged around the inner ring 61, and the second bearing 60.
  • a bearing housing 2 including a bearing hole 22; a compressor impeller 9 provided on the shaft 7 outside the bearing hole 22;
  • An annular bearing retainer plate 40 including a first end surface 41 facing the outer surface 62a, wherein the first end surface 41 includes an annular oil groove 46 continuously extending along the entire circumferential direction, and a bearing retainer plate 40 including a protrusion 48 located inside the circumferential oil groove 46 in the radial direction and protruding in the central axis direction.
  • the length of the gap between the bearing retainer plate 40 and the oil slinger member 80 in the central axis direction is increased by the height of the projection 48. Oil leakage to the second end face 42 of the restraining plate 40 can be reduced. Therefore, oil leakage can be reduced. Further, according to such a configuration, the oil is guided toward the space between the inner ring 61 and the outer ring 62 along the projection 48 in the direction of the central axis. Therefore, oil can be efficiently guided to the space between the inner ring 61 and the outer ring 62 . Therefore, the lubrication of the second bearing 60 can be improved.
  • the first end surface 41 of the bearing retainer plate 40 extends inwardly from the outside of the outer surface 62a of the outer ring 62 and is connected to the circumferential oil groove 46 when viewed from the center axis direction.
  • the circumferential oil groove 46 is deeper than the guide oil groove 45 . In this case, since more oil is guided downward along the circumferential direction, the oil can be efficiently guided in the discharge direction.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing a bearing retainer plate 90 according to another embodiment.
  • arrow R indicates the direction of rotation of shaft 7 .
  • a symbol Z indicates a vertical axis extending upward from the center axis of the shaft 7 .
  • the bearing restraining plate 90 differs from the bearing restraining plate 40 described above in that the guide oil groove 45 is inclined in the rotational direction R of the shaft 7 .
  • the bearing retainer plate 90 may be the same as the bearing retainer plate 40 .
  • the guide oil groove 45 including the radially outermost portion and the innermost portion, has an angle of more than 0 degrees and less than 90 degrees with respect to the vertical axis Z in the rotational direction R.
  • the cross-hatched area indicates the range Ar.
  • the central axis 45a is positioned at 45 degrees in the rotation direction R with respect to the vertical axis Z.
  • the angle ⁇ between the central axis 45a and the vertical axis Z is 45 degrees.
  • the angle ⁇ can be greater than 0 degrees and less than 90 degrees as long as the entire guide oil groove 45 is positioned within the range Ar1.
  • the turbocharger TC including the bearing restraining plate 90 as described above can achieve substantially the same effects as the turbocharger TC including the bearing restraining plate 40.
  • the entire guide oil groove 45 is located in a range of greater than 0 degrees and less than 90 degrees with respect to the vertical axis Z in the rotational direction R.
  • the oil passing through the guide oil groove 45 is supplied to the space around the shaft 7 in the range Ar of more than 0 degrees and less than 90 degrees with respect to the vertical axis Z in the rotation direction R.
  • both gravity and rotational forces from shaft 7 act downward on the oil. Therefore, the oil quickly flows downward toward the lower wall 29 including the oil drain hole 29a. Therefore, the oil can be efficiently guided in the discharge direction.
  • the oil since the oil is efficiently guided in the discharge direction around the gap between the bearing restraining plate 90 and the oil slinger member 80, oil leakage from the bearing hole 22 into the gap is reduced.
  • FIG. 6 is a graph showing evaluation results of oil leakage.
  • the following four types of bearing restraining plates were used in the supercharger TC.
  • the guide oil groove 45 is positioned at 0 degrees in the rotation direction R with respect to the vertical axis Z. That is, the guide oil groove 45 is positioned on the vertical axis Z. No protrusion is provided. Other points are the same as those of the bearing restraining plate 40 .
  • Example 1 The guide oil groove 45 is positioned at 0 degrees in the rotation direction R with respect to the vertical axis Z. That is, the guide oil groove 45 is positioned on the vertical axis Z. A protrusion is provided.
  • Example 2 The guide oil groove 45 is located at 60 degrees in the rotation direction R with respect to the vertical axis Z. A protrusion is provided.
  • Example 3 The guide oil groove 45 is positioned at 45 degrees to the vertical axis Z in the rotational direction R. A protrusion is provided.
  • the shaft 7 was rotated at multiple rotation speeds. Oil was supplied from the oil pump to the supercharger TC at a plurality of flow rates at each of a plurality of rotational speeds. The flow rate was measured when oil leakage from the gap between the bearing retainer plate and the oil slinger was confirmed. Regarding the flow rate when oil leakage was confirmed at each rotational speed, the ratio of the flow rate of each of the four types of bearing restraining plates to the flow rate of the comparative example was calculated. The calculated value is indicated as "improvement rate" on the vertical axis of FIG. If the improvement ratio is greater than 1, oil leakage is reduced relative to the comparative example. In contrast, when the improvement factor is less than 1, oil leakage increases relative to the comparative example.
  • the solid line shows the percent improvement of the comparative example over the comparative example, and therefore always shows 1.
  • a two-dot chain line indicates the improvement rate of Example 1 with respect to Comparative Example.
  • a dashed line indicates the improvement rate of Example 2 with respect to the comparative example.
  • a dashed-dotted line indicates the improvement rate of Example 3 with respect to Comparative Example.
  • Lubrication can be a problem in the high rpm range, so oil leakage can also be a problem in the high rpm range. Therefore, attention is paid to the improvement rate in the high rotational speed region.
  • Example 1 By comparing the comparative example and Example 1, it can be seen whether or not the projections contribute to the reduction of oil leakage. As can be clearly seen from FIG. 8, the improvement rate of Example 1 is greater than one. Therefore, it can be seen that the projection contributes to the reduction of oil leakage.
  • Example 1 By comparing Example 1, Example 2, and Example 3, it can be seen whether or not tilting the guide oil groove 45 in the direction of rotation contributes to reducing oil leakage.
  • the improvement rate of Example 2 is higher than that of Example 1.
  • the improvement rate of Example 3 is higher than the improvement rate of Example 1. Therefore, it can be seen that inclining the guide oil groove 45 in the rotational direction contributes to the reduction of oil leakage.
  • the improvement rate of Example 3 is substantially the same as the improvement rate of Example 2. Therefore, even if the guide oil groove 45 is inclined by more than 45 degrees, the improvement rate is substantially the same as when the guide oil groove 45 is inclined by 45 degrees. Therefore, it can be seen that the oil leakage can be sufficiently reduced by inclining the guide oil groove 45 by 45 degrees.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a bearing retainer plate 91 according to still another embodiment.
  • the bearing restraining plate 91 differs from the bearing restraining plate 40 in that the projection 48 is provided only within a range of ⁇ 90 degrees or more and 90 degrees or less with respect to the vertical axis Z in the rotational direction R.
  • the bearing retainer plate 91 may be the same as the bearing retainer plate 40 . That is, in the bearing restraining plate 91 , the protrusions 48 are provided only on the upper half of the bearing restraining plate 91 . In this case, the weight of the bearing restraining plate 91 can be reduced.
  • the turbocharger TC includes two rolling bearings 50, 60 in the bearing hole 22 so as to be spaced apart in the central axis direction.
  • the supercharger TC may comprise more than two rolling bearings.
  • the outer rings 52, 62 are rotatable with respect to the bearing housing 2.
  • the outer rings 52 , 62 may be rotationally fixed with respect to the bearing housing 2 .
  • the pair of rolling bearings 50, 60 are angular bearings and face-to-face.
  • the rolling bearings may be rolling bearings other than angular bearings (eg, deep groove ball bearings or self-aligning ball bearings).
  • the pair of rolling bearings 50 and 60 may be a back-to-back combination.

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Abstract

過給機ＴＣは、シャフト７と、シャフト７に取り付けられる内輪６１と、内輪６１の周りに配置される外輪６２と、を有する転がり軸受６０と、転がり軸受６０を収容する軸受孔２２を含むハウジング２と、軸受孔２２の外側においてシャフト７に設けられるコンプレッサインペラと、シャフト７の中心軸線方向において、軸受孔２２とコンプレッサインペラとの間に配置され、かつ、外輪６２の側面６２ａに対向する端面４１を含む円環状の軸受抑え板４０であって、端面４１は、シャフトの円周方向全体に沿って連続的に延びる円環状の円周油溝４６と、シャフト７の径方向において円周油溝４６の内側に位置し、かつ、シャフト７の中心軸線方向に突出する突起４８と、を含む、軸受抑え板４０と、を備える。

Description

過給機
　本開示は、過給機に関する。本出願は２０２１年４月２３日に提出された日本特許出願第２０２１－７３６６５号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。
　過給機は、シャフトを支持する転がり軸受を備え得る。例えば、特許文献１の過給機は、一対の転がり軸受を備える。一方の転がり軸受の外輪の側面は、ハウジングの側壁と対向する。ハウジングの側壁は、給油溝を有する。給油溝は、シャフトの径方向に沿って延び、シャフトから上方に延びる鉛直軸に対して傾いている。
　また、例えば、特許文献２の過給機は、一対の転がり軸受を備える。一方の転がり軸受の外輪の側面は、ダンパ抑えと対向する。ダンパ抑えは、概ね円環形状を有する。ただし、ダンパ抑えの下部分は、切り欠きを有し、円周方向に不連続である。ダンパ抑えは、給油溝を有する。給油溝は、概ね円弧状の溝を含む。円弧状の溝は、突起によって、ダンパ抑えの内周縁から離間されている。
国際公開第２０２０／０２１９０８号 実開昭６０－４３１３７号公報
　過給機では、例えば、小型化のために軸受孔とコンプレッサインペラとの間の距離が短縮化される場合がある。この場合、軸受孔からコンプレッサインペラの収容空間へのオイル漏れが問題になり得る。
　本開示は、上記のような課題を考慮して、オイル漏れを低減することができる過給機を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る過給機は、シャフトと、シャフトに取り付けられる内輪と、内輪の周りに配置される外輪と、を有する転がり軸受と、転がり軸受を収容する軸受孔を含むハウジングと、軸受孔の外側においてシャフトに設けられるコンプレッサインペラと、シャフトの中心軸線方向において、軸受孔とコンプレッサインペラとの間に配置され、かつ、外輪の側面に対向する端面を含む円環状の軸受抑え板であって、端面は、シャフトの円周方向全体に沿って連続的に延びる円環状の円周油溝と、シャフトの径方向において円周油溝の内側に位置し、かつ、シャフトの中心軸線方向に突出する突起と、を含む、軸受抑え板と、を備える。
　突起は、シャフトの中心軸線から上方に延びる鉛直軸に対して、シャフトの回転方向に－９０度以上９０度以下の範囲内のみに設けられてもよい。
　軸受抑え板の端面は、シャフトの中心軸線方向から見て、外輪の側面の外側から内向きに延びかつ円周油溝に連結される案内油溝を含んでもよく、円周油溝は、案内油溝よりも深くてもよい。
　案内油溝の全体が、シャフトの中心軸線から上方に延びる鉛直軸に対して、シャフトの回転方向に０度より大きく９０度未満の範囲に位置してもよい。
　本開示によれば、オイル漏れを低減することができる。
図１は、実施形態に係る過給機を示す概略的な断面図である。 図２は、図１中のＡ部の概略的な拡大断面図である。 図３は、軸受抑え板を示す概略的な平面図である。 図４は、図３中のIV-IV線に沿って得られる概略的な断面図である。 図５は、他の実施形態に係る軸受抑え板を示す概略的な平面図である。 図６は、オイル漏れの評価結果を示すグラフである。 図７は、さらに他の実施形態に係る軸受抑え板を示す概略的な平面図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の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具体的な寸法、材料および数値等は、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、実施形態に係る過給機ＴＣを示す概略的な断面図である。例えば、過給機ＴＣは、エンジンに適用される。過給機ＴＣは、ハウジング１と、シャフト７と、タービンインペラ８と、コンプレッサインペラ９と、を備える。
　過給機ＴＣの方向に関して、本開示では、シャフト７の中心軸線方向、径方向および円周方向が、他に指示が無い限り、それぞれ単に「中心軸線方向」、「径方向」および「円周方向」と称され得る。
　ハウジング１は、ベアリングハウジング２と、タービンハウジング３と、コンプレッサハウジング４と、を含む。中心軸線方向において、ベアリングハウジング２の一方の端部は、Ｇカップリング等の締結機構２１ａによってタービンハウジング３に連結される。中心軸線方向において、ベアリングハウジング２の他方の端部は、締結ボルト等の締結機構２１ｂによってコンプレッサハウジング４に連結される。
　ベアリングハウジング２は、軸受孔２２を含む。軸受孔２２は、ベアリングハウジング２内を中心軸線方向に延在する。中心軸線方向において、軸受孔２２の一方の端部は、ベアリングハウジング２の側壁３０によって規定される。側壁３０は、中心軸線方向において、タービンインペラ８と軸受孔２２との間に位置する。中心軸線方向において、軸受孔２２の他方の端部は、軸受抑え板４０によって規定される。軸受抑え板４０は、中心軸線方向において、コンプレッサインペラ９と軸受孔２２との間に位置する。
　側壁３０は、軸受孔２２の内周面に対して、径方向の内側に突出する。側壁３０は、ベアリングハウジング２と一体である。しかしながら、他の実施形態では、側壁３０は、ベアリングハウジング２と別体であってもよく、ベアリングハウジング２に取り付けられてもよい。側壁３０は、端面３１を含む。端面３１は、中心軸線方向において、軸受孔２２の一方の端部を規定する。
　軸受抑え板４０は、ベアリングハウジング２とは別体であり、ベアリングハウジング２の表面２４に取り付けられる。表面２４は、軸受孔２２の内周面に対して垂直に拡がる。例えば、軸受抑え板４０は、ベアリングハウジング２に嵌合される。軸受抑え板４０は、第１端面４１を含む。第１端面４１は、中心軸線方向において、軸受孔２２の他方の端部を規定する。軸受抑え板４０については、詳しくは後述する。
　軸受孔２２は、一対の転がり軸受５０，６０を収容する。転がり軸受５０，６０は、シャフト７を回転可能に支持する。一対の転がり軸受５０，６０は、中心軸線方向に互いに離隔している。本開示において、側壁３０に隣接する転がり軸受は、第１軸受５０と称され得る。本開示において、軸受抑え板４０に隣接する転がり軸受は、第２軸受６０と称され得る。
　中心軸線方向において、シャフト７の第１の端部には、タービンインペラ８が設けられる。タービンインペラ８は、中心軸線方向において、軸受孔２２の外側に位置する。タービンインペラ８は、タービンハウジング３に回転可能に収容される。中心軸線方向において、第１の端部とは反対側のシャフト７の第２の端部には、コンプレッサインペラ９が設けられる。コンプレッサインペラ９は、中心軸線方向において、軸受孔２２の外側に位置する。コンプレッサインペラ９は、コンプレッサハウジング４に回転可能に収容される。
　コンプレッサハウジング４は、中心軸線方向においてベアリングハウジング２と反対側の端部に、吸気口１０を含む。吸気口１０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２およびコンプレッサハウジング４は、それらの間にディフューザ流路１１を規定する。ディフューザ流路１１は、径方向の内側から外側に向けて拡がる。ディフューザ流路１１は、環状形状を有する。ディフューザ流路１１は、コンプレッサインペラ９を介して吸気口１０に連通する。
　コンプレッサハウジング４は、コンプレッサスクロール流路１２を含む。コンプレッサスクロール流路１２は、コンプレッサインペラ９に対して径方向の外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１２は、ディフューザ流路１１と連通する。また、コンプレッサスクロール流路１２は、不図示のエンジンの吸気口と連通する。コンプレッサインペラ９が回転すると、吸気口１０からコンプレッサハウジング４内に空気が吸気される。吸気は、コンプレッサインペラ９の翼の間の空間を通る間に、遠心力によって増速される。増速された空気は、ディフューザ流路１１およびコンプレッサスクロール流路１２で加圧される。加圧された空気は、不図示の吐出口から流出し、エンジンの吸気口に導かれる。
　タービンハウジング３は、中心軸線方向においてベアリングハウジング２と反対側の端部に、吐出口１３を含む。吐出口１３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３は、流路１４と、タービンスクロール流路１５とを含む。タービンスクロール流路１５は、タービンインペラ８に対して径方向の外側に位置する。流路１４は、タービンインペラ８とタービンスクロール流路１５との間に位置する。
　タービンスクロール流路１５は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口は、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を受け入れる。タービンスクロール流路１５は、流路１４と連通する。流路１４は、タービンインペラ８を介して吐出口１３に連通する。排気ガスは、ガス流入口からタービンスクロール流路１５に導かれ、さらに、流路１４およびタービンインペラ８を介して吐出口１３に導かれる。排気ガスは、タービンインペラ８の翼の間の空間を通る間に、タービンインペラ８を回転させる。
　タービンインペラ８の回転力は、シャフト７を介してコンプレッサインペラ９に伝達される。コンプレッサインペラ９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、加圧された空気がエンジンの吸気口に導かれる。
　図２は、図１中のＡ部の概略的な拡大断面図である。ベアリングハウジング２は、メイン油路２３を含む。メイン油路２３は、中心軸線方向に延在する。メイン油路２３は、軸受孔２２と平行に延在する。メイン油路２３は、軸受孔２２の上方に位置する。
　軸受孔２２およびメイン油路２３は、ベアリングハウジング２の表面２４に開口する。上記のように、表面２４には、軸受抑え板４０が取り付けられる。軸受抑え板４０は、メイン油路２３の開口を閉じる。
　メイン油路２３は、貫通孔２５と連通する。貫通孔２５は、ベアリングハウジング２に形成される。貫通孔２５は、ベアリングハウジング２の外壁からメイン油路２３まで延在する。オイルが、不図示のオイルポンプから貫通孔２５を介してメイン油路２３に供給される。
　ベアリングハウジング２は、第１油路２６および第２油路２７を含む。第１油路２６および第２油路２７の各々は、メイン油路２３に開口する。また、第１油路２６および第２油路２７の各々は、軸受孔２２に開口する。第１油路２６および第２油路２７の各々は、メイン油路２３と軸受孔２２とを接続する。第１油路２６は、中心軸線方向において、第１軸受５０に対応する位置に設けられ、第１軸受５０に向かって開口する。第２油路２７は、中心軸線方向において、第２軸受６０に対応する位置に設けられ、第２軸受６０に向かって開口する。
　ベアリングハウジング２は、下壁２９を含む。下壁２９は、径方向において、軸受孔２２の下部を規定する。下壁２９は、排油孔２９ａを含む。排油孔２９ａは、下壁２９を鉛直方向に貫通する。例えば、中心軸線方向において、排油孔２９ａは、第１油路２６と第２油路２７との間に位置する。すなわち、排油孔２９ａは、中心軸線方向において、第１軸受５０と第２軸受６０との間に位置する。
　軸受孔２２は、シャフト７の一部を収容する。シャフト７は、大径部７ａ、中径部７ｂおよび小径部７ｃを含む。中心軸線方向において、中径部７ｂは、側壁３０と軸受抑え板４０との間に位置する。中心軸線方向において、大径部７ａは、シャフト７の第１の端部と中径部７ｂとの間に位置する。中心軸線方向において、小径部７ｃは、シャフト７の第２の端部と中径部７ｂとの間に位置する。中径部７ｂの外径は、大径部７ａの外径よりも小さい。小径部７ｃの外径は、中径部７ｂの外径よりも小さい。
　シャフト７は、第１段差面７ｄおよび第２段差面７ｅを含む。中心軸線方向において、第１段差面７ｄは、大径部７ａと中径部７ｂとの間に位置する。第１段差面７ｄは、大径部７ａの外周面から中径部７ｂの外周面まで径方向に延在する。中心軸線方向において、第２段差面７ｅは、中径部７ｂと小径部７ｃとの間に位置する。第２段差面７ｅは、中径部７ｂの外周面から小径部７ｃの外周面まで径方向に延在する。
　第１軸受５０は、内輪５１と、外輪５２と、複数の転動体５３と、保持器５４と、を含む。内輪５１は、シャフト７の中径部７ｂの外周面に取り付けられる。内輪５１は、シャフト７と一体回転する。外輪５２は、内輪５１に対して径方向の外側に設けられる。外輪５２は、軸受孔２２の内周面と対向する。内輪５１と外輪５２との間には、複数の転動体５３が配置される。保持器５４は、複数の転動体５３を保持する。
　第２軸受６０は、内輪６１と、外輪６２と、複数の転動体６３と、保持器６４と、を含む。内輪６１は、シャフト７の中径部７ｂの外周面に取り付けられる。内輪６１は、シャフト７と一体回転する。外輪６２は、内輪６１に対して径方向の外側に設けられる。外輪６２は、軸受孔２２の内周面と対向する。内輪６１と外輪６２との間には、複数の転動体６３が配される。保持器６４は、複数の転動体６３を保持する。
　本開示において、第１軸受５０の内輪５１および第２軸受６０の内輪６１の側面５１ａ，５１ｂ、６１ａ，６１ｂのうち、中心軸線方向において互いに対向する側面は、「内側面」５１ｂ、６１ｂと称され得、内側面５１ｂ、６１ｂと反対側の側面は、「外側面」５１ａ，６１ａと称され得る。
　同様に、本開示において、第１軸受５０の外輪５２および第２軸受６０の外輪６２の側面５２ａ，５２ｂ、６２ａ，６２ｂのうち、中心軸線方向において互いに対向する側面は、「内側面」５２ｂ、６２ｂと称され得、内側面５２ｂ、６２ｂと反対側の側面は、「外側面」５２ａ，６２ａと称され得る。
　第１軸受５０の内輪５１の外側面５１ａは、中心軸線方向において、シャフト７の第１段差面７ｄに接触する。また、第１軸受５０の外輪５２の外側面５２ａは、中心軸線方向において、側壁３０の端面３１に対向する。
　シャフト７の中径部７ｂには、内輪５１および内輪６１の間にスペーサ７０が設けられる。スペーサ７０は概ね円筒形状を有する。スペーサ７０には、シャフト７が挿入される。他の実施形態では、スペーサ７０の代わりに、スプリングおよびスプリング受けが設けられてもよい。
　第１軸受５０の内輪５１の内側面５１ｂは、中心軸線方向において、スペーサ７０の一方の端部に接触する。第２軸受６０の内輪６１の内側面６１ｂは、中心軸線方向において、スペーサ７０の他方の端部に接触する。
　シャフト７の小径部７ｃには、油切り部材８０が取り付けられる。油切り部材８０は、オイルを径方向の外側に飛散させる。油切り部材８０は、軸受抑え板４０の径方向の内側に設けられる。油切り部材８０および軸受抑え板４０は、径方向に離間する。
　第２軸受６０の内輪６１の外側面６１ａは、中心軸線方向において、油切り部材８０に接触する。また、第２軸受６０の外輪６２の外側面６２ａは、中心軸線方向において、軸受抑え板４０に対向する。
　第１軸受５０、スペーサ７０、第２軸受６０、油切り部材８０およびコンプレッサインペラ９は、シャフト７のコンプレッサインペラ９側の端部から、この順にシャフト７に取り付けられる。シャフト７の第２端部に取り付けられる締結ボルトによって、これらの部材に中心軸線方向に圧縮応力が作用し、これによってシャフト７に軸力が加わる。第１軸受５０の内輪５１、スペーサ７０、第２軸受６０の内輪６１、油切り部材８０およびコンプレッサインペラ９は、シャフト７と一体回転する。
　第１軸受５０の外輪５２の外周面５２ｃは、切り欠き５５を含む。切り欠き５５は、環状形状を有する。切り欠き５５は、外側面５２ａに隣接する。外側面５２ａの外径は、切り欠き５５の径方向の長さの分だけ、外周面５２ｃの直径よりも小さい。
　第２軸受６０の外輪６２の外周面６２ｃは、切り欠き６５を含む。切り欠き６５は、環状形状を有する。切り欠き６５は、外側面６２ａに隣接する。外側面６２ａの外径は、切り欠き６５の径方向の長さの分だけ、外周面６２ｃの直径よりも小さい。
　シャフト７に対して、タービンインペラ８に向かうスラスト荷重が作用すると、第１軸受５０の外輪５２が側壁３０を押圧する。したがって、側壁３０は、外輪５２の軸方向の移動を規制する規制部材として機能する。また、シャフト７に対して、コンプレッサインペラ９に向かうスラスト荷重が作用すると、第２軸受６０の外輪６２が軸受抑え板４０を押圧する。したがって、軸受抑え板４０は、外輪６２の軸方向の移動を規制する規制部材として機能する。以上のような構成によれば、スラスト荷重によるシャフト７の移動は、側壁３０および軸受抑え板４０によって止められる。
　本実施形態では、過給機ＴＣは、外輪５２、６２の回転止めを備えない。外輪５２は、側壁３０を押圧しないとき、ベアリングハウジング２に対して周方向に回転可能である。同様に、外輪６２は、軸受抑え板４０を押圧しないとき、ベアリングハウジング２に対して周方向に回転可能である。シャフト７が回転すると、内輪５１、６１は、シャフト７と一体回転する。転動体５３、６３は、内輪５１、６１の回転に伴って回転する。転動体５３、６３は、周方向に移動する。外輪５２、６２は、転動体５３、６３の回転および移動に伴って、または、オイルの流れに伴って、周方向に回転する。外輪５２の回転速度は、内輪５１の回転速度よりも遅い。また、本実施形態では、一対の転がり軸受５０，６０は、正面組合せである。そのため、外輪５２と外輪６２との間にスペーサが不要である。したがって、外輪５２、６２には予圧がかけられない。そのため、外輪５２、６２はベアリングハウジング２に対して回転し易い。
　続いて、軸受抑え板４０について詳細に説明する。
　図３は、軸受抑え板４０を示す概略的な平面図であり、軸受抑え板４０を軸受孔２２から中心軸線方向に見る。すなわち、図３は、図２中のIII-III線に沿って得られる。図３において、軸受孔２２の内径が、破線で示される。また、第２軸受６０の外側面６２ａの外径が、破線で示される。符号Ｚは、シャフト７の中心軸線から上方に延びる鉛直軸を示す。
　軸受抑え板４０は、概ね円環形状またはディスク形状を有する。軸受抑え板４０は、内周縁４３と、外周縁４４と、を含む。
　図２を参照して、例えば、内周縁４３の直径は、第２軸受６０の外輪６２の最内径よりも小さく、かつ、油切り部材８０の外径よりも大きい。また、例えば、外周縁４４の直径は、軸受孔２２の内径よりも大きい。軸受抑え板４０は、中心軸線方向において、第１端面４１と、第２端面４２と、を含む。上記のように、第１端面４１は、中心軸線方向において、軸受孔２２の端部を規定する。第１端面４１は、中心軸線方向において、外輪６２の外側面６２ａに対向する。第２端面４２は、第１端面４１の反対側に位置する。
　図３を参照して、第１端面４１は、案内油溝４５と、円周油溝４６と、排油面４７と、突起４８と、を含む。
　案内油溝４５は、外輪６２と軸受孔２２との間の隙間と、円周油溝４６とを接続し、この隙間のオイルを、円周油溝４６に導く。案内油溝４５は、中心軸線方向から見て、外輪６２の外側面６２ａの外側から、径方向に沿って内向きに延在する。本実施形態では、案内油溝４５は、径方向に沿って概ね直線形状を有する。本実施形態では、案内油溝４５は、径方向に沿って延びる中心軸線４５ａを有する。本実施形態では、中心軸線４５ａは、鉛直軸Ｚ上に位置する。他の実施形態では、案内油溝４５は、側面６２ａの外側から内向きに延在する限りにおいて、径方向に沿わなくてもよい。すなわち、他の実施形態では、中心軸線４５ａが、シャフト７の中心軸線に向かって延在しなくてもよい。案内油溝４５は、円周油溝４６まで延在し、円周油溝４６に連結される。
　径方向に垂直な断面において、案内油溝４５は、半円形状、三角形状または四角形状等の様々な断面形状を有してよい。案内油溝４５の幅および深さ等の寸法は、例えば、第２軸受６０に供給されるオイルの流量等の因子に応じて決定される。
　円周油溝４６は、案内油溝４５からオイルを受け入れ、受け入れたオイルを円周方向に導く。円周油溝４６は、径方向において案内油溝４５の内側に位置する。円周油溝４６は、案内油溝４５に連結される。円周油溝４６は、円周方向に沿って延びる。円周油溝４６は、円周方向全体に連続しており、円環形状を有する。円周油溝４６は、突起４８によって内周縁４３から離間される。円周油溝４６は、下部では、排油面４７と一体的に形成される。
　図２を参照して、本実施形態では、円周油溝４６の外径は、外輪６２の外側面６２ａの内径と同じまたは概ね同じである。他の実施形態では、円周油溝４６の外径は、外側面６２ａの内径よりも小さくてもよく、または、大きくてもよい。
　図４は、図３中のIV-IV線に沿って得られる概略的な断面図である。本実施形態では、円周油溝４６の深さｄ１は、案内油溝４５の深さｄ２よりも深い。他の実施形態では、円周油溝４６の深さｄ１は、案内油溝４５の深さｄ２と同じであってもよい。
　円周方向に垂直な断面において、円周油溝４６は、半円形状、三角形状または四角形状等の様々な断面形状を有してよい。円周油溝４６の幅および深さ等の寸法は、例えば、第２軸受６０に供給されるオイルの流量等の因子に応じて決定される。
　排油面４７は、第１端面４１の下部の領域に設けられる。排油面４７は、シャフト７よりも下方のオイルを下壁２９に向けて導く。排油面４７は、円周油溝４６に連続的に形成される。したがって、排油面４７の深さは、円周油溝４６の深さｄ２と同じである。
　図３を参照して、排油面４７は、中心軸線方向から見て、シャフト７に同軸の扇型形状を有する。例えば、排油面４７は、鉛直軸Ｚに対して、回転方向に９０度以上２７０度以下の範囲内のみに設けられ得る。つまり、排油面４７は、軸受抑え板４０の下半分のみに設けられ得る。
　突起４８は、径方向において円周油溝４６の内側に位置する。本実施形態では、突起４８は、円周方向全体に沿って連続的に延びる。すなわち、本実施形態では、突起４８は、円環形状を有する。
　図４を参照して、突起４８は、円周油溝４６から第２軸受６０に向かって、中心軸線方向に突出する。突起４８の高さに関して、例えば、突起４８は、第１端面４１と面一であってもよい。
　図２を参照して、上記のような過給機ＴＣでは、オイルが貫通孔２５からメイン油路２３に供給されると、オイルは、第２油路２７から、第２軸受６０の外輪６２の外周面６２ｃと、軸受孔２２との間の隙間に流れる。オイルは、この隙間から、外側面６２ａおよび内側面６２ｂを経由して、シャフト７周りの空間に供給される。このような構成によって、オイルが内輪６１と外輪６２との間の空間に供給される。
　図３を参照して、特に、外輪６２の外側面６２ａが軸受抑え板４０の第１端面４１に接触する場合、オイルは、軸受抑え板４０の案内油溝４５を通って、円周油溝４６に供給される。円周油溝４６内のオイルは、突起４８に沿って、円周方向に案内される。このような構成によれば、突起４８の高さの分だけ、軸受抑え板４０と油切り部材８０との間の隙間の中心軸線方向における長さが増大されるため、軸受抑え板４０の第２断面４２へのオイル漏れを低減することができる。例えば、小型化のために軸受孔２２とコンプレッサインペラ９との間の距離が短縮化される場合、軸受孔２２からコンプレッサインペラ９の収容空間へのオイル漏れが問題になり得る。上記のような構成によれば、このようなオイル漏れを低減することができる。また、オイルは、突起４８に沿って、中心軸線方向に内輪６１と外輪６２との間の空間に向かって案内される。したがって、オイルを内輪６１と外輪６２との間の空間に効率よく導くことができる。よって、第２軸受６０の潤滑を向上することができる。
　図２を参照して、オイルが貫通孔２５からメイン油路２３に供給されると、オイルは、第１油路２６から、第１軸受５０の外輪５２の外周面５２ｃと、軸受孔２２との間の隙間に流れる。オイルは、この隙間から、外側面５２ａおよび内側面５２ｂを経由して、シャフト７周りの空間に流れる。このような構成によって、オイルが内輪５１と外輪５２との間の空間、および、側壁３０とシャフト７の大径部７ａとの間の空間に供給される。
　以上のような過給機ＴＣは、シャフト７と、シャフト７に取り付けられる内輪６１と、内輪６１の周りに配置される外輪６２と、を有する第２軸受６０と、第２軸受６０を収容する軸受孔２２を含むベアリングハウジング２と、軸受孔２２の外側においてシャフト７に設けられるコンプレッサインペラ９と、中心軸線方向において、軸受孔２２とコンプレッサインペラ９との間に配置され、かつ、外輪６２の外側面６２ａに対向する第１端面４１を含む円環状の軸受抑え板４０であって、第１端面４１は、円周方向全体に沿って連続的に延びる円環状の円周油溝４６と、径方向において円周油溝４６の内側に位置し、かつ、中心軸線方向に突出する突起４８と、を含む、軸受抑え板４０と、を備える。このような構成によれば、上記のように、突起４８の高さの分だけ、軸受抑え板４０と油切り部材８０との間の隙間の中心軸線方向における長さが増大されるため、軸受抑え板４０の第２端面４２へのオイル漏れを低減することができる。したがって、オイル漏れを低減することができる。また、このような構成によれば、オイルは、突起４８に沿って、中心軸線方向に内輪６１と外輪６２との間の空間に向かって案内される。したがって、オイルを内輪６１と外輪６２との間の空間に効率よく導くことができる。よって、第２軸受６０の潤滑を向上することができる。
　また、過給機ＴＣでは、軸受抑え板４０の第１端面４１は、中心軸線方向から見て、外輪６２の外側面６２ａの外側から内向きに延びかつ円周油溝４６に連結される案内油溝４５を含み、円周油溝４６は、案内油溝４５よりも深い。この場合、より多くのオイルが円周方向に沿って下方に案内されるため、オイルを効率よく排出方向に導くことができる。
　続いて、他の実施形態に係る軸受抑え板について説明する。
　図５は、他の実施形態に係る軸受抑え板９０を示す概略的な平面図である。図５において、矢印Ｒは、シャフト７の回転方向を示す。符号Ｚは、シャフト７の中心軸線から上方に延びる鉛直軸を示す。軸受抑え板９０は、案内油溝４５がシャフト７の回転方向Ｒに傾けられる点で、上記の軸受抑え板４０と異なる。他の点については、軸受抑え板９０は、軸受抑え板４０と同じであってもよい。
　本実施形態では、案内油溝４５は、径方向の最も外側の部分および最も内側の部分を含めて、全体的に、鉛直軸Ｚに対して、回転方向Ｒに０度より大きく９０度未満の範囲Ａｒに位置する。図５において、クロスハッチングされた領域は、範囲Ａｒを示す。本実施形態では、中心軸線４５ａが、鉛直軸Ｚに対して、回転方向Ｒに４５度に位置する。すなわち、中心軸線４５ａと鉛直軸Ｚとの間の角度αは４５度である。他の実施形態では、案内油溝４５の全体が範囲Ａｒ１に位置する限りにおいて、角度αは、０度より大きく９０度未満であり得る。
　上記のような軸受抑え板９０を備える過給機ＴＣは、軸受抑え板４０を備える過給機ＴＣと概ね同じ効果を奏し得る。
　特に、軸受抑え板９０では、案内油溝４５の全体が、鉛直軸Ｚに対して、回転方向Ｒに０度より大きく９０度未満の範囲に位置する。このような構成によれば、案内油溝４５を通るオイルは、鉛直軸Ｚに対して、回転方向Ｒに０度より大きく９０度未満の範囲Ａｒにおいて、シャフト７周りの空間に供給される。この場合、重力およびシャフト７からの回転力の双方が、オイルに下向きに作用する。よって、オイルは、排油孔２９ａを含む下壁２９に向かって、下方に素早く流れる。したがって、オイルを効率よく排出方向に導くことができる。また、軸受抑え板９０と油切り部材８０との間の隙間の周辺において、オイルが効率よく排出方向に導かれるため、軸受孔２２から隙間へのオイル漏れが低減される。
　続いて、オイル漏れの評価について説明する。
　図６は、オイル漏れの評価結果を示すグラフである。図６の評価では、過給機ＴＣにおいて、以下の４種類の軸受抑え板を使用した。
　比較例　：案内油溝４５が鉛直軸Ｚに対して回転方向Ｒに０度に位置する。
　　　　　　すなわち、案内油溝４５が鉛直軸Ｚ上に位置する。
　　　　　　突起は設けられていない。
　　　　　　その他の点については、軸受抑え板４０と同じである。
　実施例１：案内油溝４５が鉛直軸Ｚに対して回転方向Ｒに０度に位置する。
　　　　　　すなわち、案内油溝４５が鉛直軸Ｚ上に位置する。
　　　　　　突起が設けられている。
　実施例２：案内油溝４５が鉛直軸Ｚに対して回転方向Ｒに６０度に位置する。
　　　　　　突起が設けられている。
　実施例３：案内油溝４５が鉛直軸Ｚに対して回転方向Ｒに４５度に位置する。
　　　　　　突起が設けられている。
　４種類の軸受抑え板の各々を使用して、以下のような評価を実施した。
　シャフト７を、複数の回転数で回転させた。複数の回転数の各々において、オイルポンプから過給機ＴＣに、オイルを複数の流量で供給した。軸受抑え板と油切り部材との間の隙間からのオイル漏れが確認されたときの流量を測定した。各回転数におけるオイル漏れが確認されたときの流量について、比較例の流量に対する、４種類の軸受抑え板の各々の流量の割合を算出した。算出された値が、図８の縦軸の「改善率」として示される。改善率が１より大きい場合、比較例に対して、オイル漏れは低減される。対照的に、改善率が１より小さい場合、比較例に対して、オイル漏れは増大する。実線は、比較例に対する比較例の改善率を示し、したがって、常に１を示す。二点鎖線は、比較例に対する実施例１の改善率を示す。破線は、比較例に対する実施例２の改善率を示す。一点鎖線は比較例に対する、実施例３の改善率を示す。
　潤滑は、高回転数領域において問題となり得るため、オイル漏れも高回転数領域において問題となり得る。このため、高回転数領域における改善率について着目する。
　比較例および実施例１を比較することによって、突起がオイル漏れの低減に貢献するか否かがわかる。図８から明確にわかるように、実施例１の改善率は、１よりも大きい。したがって、突起がオイル漏れの低減に貢献することがわかる。
　実施例１、実施例２および実施例３を比較することによって、案内油溝４５を回転方向に傾けることが、オイル漏れの低減に貢献するか否かがわかる。図８から明確にわかるように、実施例２の改善率は、実施例１の改善率よりも高い。また、実施例３の改善率は、実施例１の改善率よりも高い。したがって、案内油溝４５を回転方向に傾けることが、オイル漏れの低減に貢献することがわかる。また、実施例３の改善率は、実施例２の改善率と略同じである。したがって、案内油溝４５を４５度より大きく傾けても、改善率は、案内油溝４５を４５度傾ける場合と略同じであることがわかる。よって、案内油溝４５を４５度傾ければ、オイル漏れを充分に低減し得ることがわかる。
　以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。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。
　例えば、上記の実施形態では、突起４８は、円周方向全体に沿って連続的に延びる。しかしながら、他の実施形態では、突起４８は、円周方向の一部にのみ設けられてもよい。例えば、図７は、さらに他の実施形態に係る軸受抑え板９１を示す概略的な平面図である。軸受抑え板９１は、突起４８が、鉛直軸Ｚに対して、回転方向Ｒに－９０度以上９０度以下の範囲内のみに設けられる点で、上記の軸受抑え板４０と異なる。他の点については、軸受抑え板９１は、軸受抑え板４０と同じでもよい。すなわち、軸受抑え板９１では、突起４８は、軸受抑え板９１の上半分のみに設けられる。この場合、軸受抑え板９１の重量を低減することができる。
　また、例えば、上記の実施形態では、過給機ＴＣは、軸受孔２２に、中心軸線方向に離隔して２つの転がり軸受５０，６０を備える。しかしながら、他の実施形態では、過給機ＴＣは、３つ以上の転がり軸受を備えてもよい。
　上記の実施形態では、外輪５２、６２は、ベアリングハウジング２に対して回転可能である。しかしながら、他の実施形態では、外輪５２、６２は、ベアリングハウジング２に対して回転方向に固定されてもよい。
　上記の実施形態では、一対の転がり軸受５０，６０は、アンギュラベアリングであって、正面組み合わせである。しかしながら、他の実施形態では、転がり軸受は、アンギュラベアリング以外の転がり軸受（例えば、深溝玉軸受または自動調心玉軸受）であってもよい。また、一対の転がり軸受５０，６０は、背面組み合わせであってもよい。
　本開示は、吸気へのオイル漏れを低減して、排気ガスの清浄化を促進することができるので、国際連合が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標１３「気候変動とその影響に立ち向かうため、緊急対策を取る」に貢献することが可能となる。
　２　　　　ベアリングハウジング
　７　　　　シャフト
　８　　　　タービンインペラ
　９　　　　コンプレッサインペラ
　２２　　　軸受孔
　４０　　　軸受抑え板
　４１　　　第１端面
　４５　　　案内油溝
　４６　　　円周油溝
　４８　　　突起
　５０　　　第１軸受（転がり軸受）
　５１　　　内輪
　５２　　　外輪
　５２ａ　　外側面（側面）
　９０　　　軸受抑え板
　９１　　　軸受抑え板
　Ｒ　　　　回転方向
　ＴＣ　　　過給機
　Ｚ　　　　鉛直軸

Claims (4)

  1. 　シャフトと、
    　前記シャフトに取り付けられる内輪と、前記内輪の周りに配置される外輪と、を有する転がり軸受と、
    　前記転がり軸受を収容する軸受孔を含むハウジングと、
    　前記軸受孔の外側において前記シャフトに設けられるコンプレッサインペラと、
    　前記シャフトの中心軸線方向において、前記軸受孔と前記コンプレッサインペラとの間に配置され、かつ、前記外輪の側面に対向する端面を含む円環状の軸受抑え板であって、前記端面は、前記シャフトの円周方向全体に沿って連続的に延びる円環状の円周油溝と、前記シャフトの径方向において前記円周油溝の内側に位置し、かつ、前記シャフトの前記中心軸線方向に突出する突起と、を含む、軸受抑え板と、
    　を備える、過給機。
  2. 　前記突起は、前記シャフトの中心軸線から上方に延びる鉛直軸に対して、前記シャフトの回転方向に－９０度以上９０度以下の範囲内のみに設けられる、請求項１に記載の過給機。
  3. 　前記軸受抑え板の前記端面は、前記シャフトの前記中心軸線方向から見て、前記外輪の前記側面の外側から内向きに延びかつ前記円周油溝に連結される案内油溝を含み、
    　前記円周油溝は、前記案内油溝よりも深い、請求項１または２に記載の過給機。
  4. 　前記案内油溝の全体が、前記シャフトの中心軸線から上方に延びる鉛直軸に対して、前記シャフトの回転方向に０度より大きく９０度未満の範囲に位置する、請求項３に記載の過給機。
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