WO2024161750A1 - 過給機 - Google Patents

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WO2024161750A1
WO2024161750A1 PCT/JP2023/040784 JP2023040784W WO2024161750A1 WO 2024161750 A1 WO2024161750 A1 WO 2024161750A1 JP 2023040784 W JP2023040784 W JP 2023040784W WO 2024161750 A1 WO2024161750 A1 WO 2024161750A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
retaining plate
oil
side wall
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/040784
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴大 田中
朗弘 上田
Original Assignee
株式会社Ihi
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Publication date
Application filed by 株式会社Ihi filed Critical 株式会社Ihi
Publication of WO2024161750A1 publication Critical patent/WO2024161750A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication

Definitions

  • the turbocharger may include a rolling bearing that supports the shaft.
  • the turbocharger of Patent Document 1 includes a pair of rolling bearings.
  • the outer ring of one rolling bearing is positioned by a side wall of the housing, and the outer ring of the other rolling bearing is positioned by a wall separate from the housing. Oil is supplied to the rolling bearings for lubrication.
  • the objective of this disclosure is to provide a turbocharger that can efficiently guide oil in the discharge direction.
  • a turbocharger includes a housing including a rolling bearing including a shaft, an inner ring attached to the shaft, and an outer ring arranged around the inner ring, a bearing hole that houses the rolling bearing, and a side wall that intersects the bearing hole, and a bearing retaining plate that is attached to the side wall and faces the side of the outer ring, the lower part of the bearing retaining plate including a small radius region, the distance from the central axis of the shaft to the outer edge of the small radius region being shorter than the distance from the central axis to the outer edge of other regions of the bearing retaining plate, the above-mentioned distance of the small radius region being greater than the radius of the bearing hole and less than or equal to the distance from the central axis to the outer edge of the portion of the side wall that faces the small radius region.
  • a portion of the outer edge of the bearing retaining plate may be pressed into the housing, and the small radius area may be formed in an area of the bearing retaining plate that is not pressed into the housing.
  • the small radius region may include a tapered surface in which the radius from the central axis decreases from a first end face facing the side surface of the outer ring to a second end face opposite the first end face.
  • oil can be efficiently guided in the direction of discharge.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a turbocharger according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows the second side wall and the bearing retaining plate of the bearing housing as viewed axially.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the bearing retaining plate.
  • FIG. 5 is a schematic enlarged cross-sectional view of part B in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a turbocharger TC according to an embodiment.
  • the turbocharger TC is applied to an engine.
  • the turbocharger TC includes a housing 1, a shaft 7, a turbine impeller 8, and a compressor impeller 9.
  • the shaft 7, turbine impeller 8, and compressor impeller 9 rotate integrally with one another. Therefore, in this disclosure, the axial, radial, and circumferential directions of the shaft 7, turbine impeller 8, and compressor impeller 9 may be referred to simply as the "axial direction,” the “radial direction,” and the “circumferential direction,” respectively, unless otherwise specified. Also, in this disclosure, the central axes of the shaft 7, turbine impeller 8, and compressor impeller 9 may be referred to simply as the "central axis.”
  • the housing 1 includes a bearing housing 2, a turbine housing 3, and a compressor housing 4.
  • One end of the bearing housing 2 in the axial direction is connected to the turbine housing 3 by a fastening mechanism 21a such as a G coupling.
  • the other end of the bearing housing 2 in the axial direction is connected to the compressor housing 4 by a fastening mechanism 21b such as a fastening bolt.
  • the bearing housing 2 includes a bearing hole 22.
  • the bearing hole 22 extends axially within the bearing housing 2.
  • the bearing hole 22 has a cylindrical shape.
  • first side wall 23 of the bearing housing 2 One end of the bearing hole 22 in the axial direction is defined by the first side wall 23 of the bearing housing 2.
  • the first side wall 23 is located between the turbine impeller 8 and the bearing hole 22 in the axial direction.
  • the first side wall 23 is integral with the bearing housing 2.
  • the first side wall 23 may be separate from the bearing housing 2 or may be attached to the bearing housing 2.
  • the other end of the bearing hole 22 in the axial direction is defined by a bearing retaining plate 40.
  • the bearing retaining plate 40 is located between the compressor impeller 9 and the bearing hole 22 in the axial direction.
  • the bearing retaining plate 40 is separate from the bearing housing 2 and is attached to the bearing housing 2.
  • the bearing housing 2 includes a second side wall 24.
  • a seal plate 30 is disposed adjacent to the second side wall 24.
  • a groove 25 is formed in the second side wall 24.
  • the bearing retaining plate 40 is press-fitted into the groove 25.
  • FIG. 2 shows the second side wall 24 and bearing retaining plate 40 of the bearing housing 2 viewed in the axial direction, with the second side wall 24 and bearing retaining plate 40 viewed from the right side in FIG. 1.
  • the second side wall 24 is hatched for better understanding.
  • the second side wall 24 is formed with a groove 25.
  • the groove 25 has an arc shape of greater than 180 degrees when viewed in the axial direction.
  • An oil drain space 26 is formed below the groove 25.
  • the groove 25 and the oil drain space 26 are continuous with each other in the radial direction. Therefore, a portion of the outer edge 42 of the bearing retaining plate 40 is pressed into the groove 25, and the remainder of the outer edge 42 is not pressed into the groove 25 and is exposed to the oil drain space 26.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of part A in FIG. 1.
  • the groove 25 includes a third side wall 27.
  • the third side wall 27 corresponds to the bottom surface of the groove 25.
  • the third side wall 27 extends in the radial direction.
  • the third side wall 27 intersects with the bearing hole 22. Specifically, the third side wall 27 may be perpendicular to the bearing hole 22.
  • the bearing retaining plate 40 is disposed adjacent to the third side wall 27. For example, the bearing retaining plate 40 contacts the third side wall 27. The bearing retaining plate 40 will be described in more detail below.
  • the bearing hole 22 accommodates a pair of rolling bearings 50, 60.
  • the rolling bearings 50, 60 rotatably support the shaft 7.
  • the pair of rolling bearings 50, 60 are spaced apart from each other in the axial direction.
  • the rolling bearing adjacent to the first side wall 23 may be referred to as the first rolling bearing 50.
  • the rolling bearing adjacent to the bearing retaining plate 40 may be referred to as the second rolling bearing 60.
  • a turbine impeller 8 is provided at a first end (the left end in FIG. 1) of the shaft 7 in the axial direction.
  • the turbine impeller 8 is located outside the bearing hole 22 in the axial direction.
  • the turbine impeller 8 is rotatably accommodated in the turbine housing 3.
  • the turbine impeller 8 rotates integrally with the shaft 7.
  • a compressor impeller 9 is provided at a second axial end of the shaft 7 (the right end in FIG. 1).
  • the compressor impeller 9 is located outside the bearing hole 22 in the axial direction.
  • the compressor impeller 9 is rotatably housed in the compressor housing 4.
  • the compressor impeller 9 rotates integrally with the shaft 7.
  • the compressor housing 4 includes an intake port 10 at the end opposite the bearing housing 2 in the axial direction.
  • the intake port 10 is connected to an air cleaner (not shown).
  • the bearing housing 2 and the compressor housing 4 define a diffuser passage 11 therebetween.
  • the diffuser passage 11 expands in the radial direction.
  • the diffuser passage 11 has a generally annular shape.
  • the diffuser passage 11 communicates with the intake port 10 via the compressor impeller 9.
  • the compressor housing 4 includes a compressor scroll passage 12.
  • the compressor scroll passage 12 is located radially outward from the compressor impeller 9.
  • the compressor scroll passage 12 communicates with the diffuser passage 11.
  • the compressor scroll passage 12 also communicates with an intake port of an engine (not shown).
  • the turbine housing 3 includes a discharge port 13 at the end opposite the bearing housing 2 in the axial direction.
  • the discharge port 13 is connected to an exhaust gas purification device (not shown).
  • the turbine housing 3 includes a flow path 14 and a turbine scroll flow path 15.
  • the turbine scroll flow path 15 is located radially outward from the turbine impeller 8.
  • the flow path 14 is located between the turbine impeller 8 and the turbine scroll flow path 15.
  • the turbine scroll flow path 15 communicates with the flow path 14.
  • the flow path 14 communicates with the discharge port 13 via the turbine impeller 8.
  • the turbine scroll passage 15 communicates with a gas inlet (not shown).
  • the gas inlet receives exhaust gas discharged from an exhaust manifold (not shown) of the engine.
  • the exhaust gas is guided from the gas inlet to the turbine scroll passage 15, and is further guided to the discharge port 13 via the passage 14 and the turbine impeller 8.
  • the exhaust gas rotates the turbine impeller 8 as it passes through 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.
  • the air from the intake port 10 is pressurized as described above. In this way, the pressurized air is guided to the intake port of the engine.
  • the bearing housing 2 includes a main oil passage 71.
  • the main oil passage 71 extends in the axial direction.
  • the main oil passage 71 extends parallel to the bearing hole 22.
  • the main oil passage 71 is located above the bearing hole 22.
  • the bearing hole 22 and the main oil passage 71 open into the third side wall 27. As described above, the bearing retaining plate 40 contacts the third side wall 27. The bearing retaining plate 40 blocks the opening of the main oil passage 71.
  • the bearing housing 2 includes a through hole 72.
  • the through hole 72 extends from the outer wall of the bearing housing 2 to the main oil passage 71.
  • the through hole 72 communicates with the main oil passage 71. Oil is supplied to the main oil passage 71 from an oil pump (not shown) through the through hole 72.
  • the bearing housing 2 includes a first oil passage 73 and a second oil passage 74.
  • the first oil passage 73 and the second oil passage 74 each open to the main oil passage 71.
  • the first oil passage 73 and the second oil passage 74 each open to the bearing hole 22.
  • the first oil passage 73 and the second oil passage 74 each connect the main oil passage 71 and the bearing hole 22.
  • the first oil passage 73 is provided at a position corresponding to the first rolling bearing 50 in the axial direction and opens toward the first rolling bearing 50.
  • the second oil passage 74 is provided at a position corresponding to the second rolling bearing 60 in the axial direction and opens toward the second rolling bearing 60.
  • the bearing housing 2 includes a bottom wall 28.
  • the bottom wall 28 defines a lower portion of the bearing hole 22 in the radial direction.
  • the bottom wall 28 includes an oil drain hole 28a.
  • the oil drain hole 28a penetrates the bottom wall 28 in the vertical direction.
  • the oil drain hole 28a is located between the first oil passage 73 and the second oil passage 74 in the axial direction.
  • the oil drain hole 28a is located between the first rolling bearing 50 and the second rolling bearing 60 in the axial direction.
  • the bearing housing 2 includes an oil outlet 29 below the oil drain hole 28a.
  • the oil outlet 29 directs oil to the outside of the bearing housing 2.
  • the bearing hole 22 accommodates a portion of the shaft 7.
  • 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 first side wall 23 and the bearing retaining plate 40.
  • the large diameter portion 7a is located between the first end of the shaft 7 and the medium diameter portion 7b.
  • the small diameter portion 7c is located between the second end of the shaft 7 and the medium diameter portion 7b.
  • the diameter of the medium diameter portion 7b is smaller than the diameter of the large diameter portion 7a.
  • the diameter of the small diameter portion 7c is smaller than the diameter of the medium diameter portion 7b.
  • the shaft 7 includes a first step surface 7d and a second step surface 7e.
  • the first step surface 7d is located between the large diameter portion 7a and the medium diameter portion 7b.
  • the first step surface 7d extends radially from the outer surface of the large diameter portion 7a to the outer surface of the medium diameter portion 7b.
  • the second step surface 7e is located between the medium diameter portion 7b and the small diameter portion 7c.
  • the second step surface 7e extends radially from the outer surface of the medium diameter portion 7b to the outer surface of the small diameter portion 7c.
  • the first rolling 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 surface of the medium diameter portion 7b of the shaft 7.
  • the inner ring 51 rotates integrally with the shaft 7.
  • the outer ring 52 is disposed radially outward from the inner ring 51.
  • the outer surface of the outer ring 52 faces the inner surface of the bearing hole 22.
  • Multiple rolling elements 53 are disposed between the inner ring 51 and the outer ring 52.
  • the retainer 54 holds the multiple rolling elements 53.
  • the second rolling 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 surface of the medium diameter portion 7b of the shaft 7.
  • the inner ring 61 rotates integrally with the shaft 7.
  • the outer ring 62 is disposed radially outward from the inner ring 61.
  • the outer surface of the outer ring 62 faces the inner surface of the bearing hole 22.
  • Multiple rolling elements 63 are disposed between the inner ring 61 and the outer ring 62.
  • the retainer 64 holds the multiple rolling elements 63.
  • the side surfaces 51a, 51b and 61a, 61b of the inner ring 51 of the first rolling bearing 50 and the inner ring 61 of the second rolling bearing 60 the side surfaces 51b, 61b that face each other in the axial direction may be referred to as the "inner surface”, and the side surfaces 51a, 61a opposite the inner surfaces 51b, 61b may be referred to as the "outer surface”.
  • the side surfaces 52a, 52b and 62a, 62b of the outer ring 52 of the first rolling bearing 50 and the outer ring 62 of the second rolling bearing 60 may be referred to as the "inner surface”, and the side surfaces 52a, 62a opposite the inner surfaces 52b, 62b may be referred to as the "outer surface”.
  • the outer surface 51a of the inner ring 51 of the first rolling bearing 50 contacts the first step surface 7d of the shaft 7 in the axial direction.
  • the outer surface 52a of the outer ring 52 of the first rolling bearing 50 faces the first side wall 23 of the bearing housing 2 in the axial direction.
  • a spacer 80 is disposed between the inner ring 51 and the inner ring 61 in the medium diameter portion 7b of the shaft 7.
  • the spacer 80 has a generally cylindrical shape.
  • the shaft 7 is inserted into the spacer 80.
  • a spring and a spring support may be provided instead of the spacer 80.
  • the inner surface 51b of the inner ring 51 of the first rolling bearing 50 contacts one end of the spacer 80 in the axial direction.
  • the inner surface 61b of the inner ring 61 of the second rolling bearing 60 contacts the other end of the spacer 80 in the axial direction.
  • An oil-slinger 90 is attached to the small diameter portion 7c of the shaft 7.
  • the oil-slinger 90 scatters oil radially outward.
  • the oil-slinger 90 is positioned radially inward of the bearing retaining plate 40.
  • the oil-slinger 90 and the bearing retaining plate 40 are spaced apart radially.
  • the outer surface 61a of the inner ring 61 of the second rolling bearing 60 contacts the oil thrower member 90 in the axial direction.
  • the outer surface 62a of the outer ring 62 of the second rolling bearing 60 faces the bearing retaining plate 40 in the axial direction.
  • the first rolling bearing 50, the spacer 80, the second rolling bearing 60, and the oil thrower 90 are mounted on the shaft 7 in this order from the second end of the shaft 7 (the right end in FIG. 1).
  • the bearing retainer plate 40 and the seal plate 30 are assembled to the bearing housing 2.
  • the compressor impeller 9 is mounted on the shaft 7. Axial compressive stress is applied to the inner ring 51 of the first rolling bearing 50, the spacer 80, the inner ring 61 of the second rolling bearing 60, the oil thrower 90, and the compressor impeller 9 by the fastening bolt attached to the second end of the shaft 7, thereby fixing these members to the shaft 7.
  • the inner ring 51 of the first rolling bearing 50, the spacer 80, the inner ring 61 of the second rolling bearing 60, the oil thrower 90, and the compressor impeller 9 rotate integrally with the shaft 7.
  • the turbocharger TC does not have a rotation stopper for the outer rings 52, 62.
  • the outer ring 52 When the outer ring 52 is not pressed against the first side wall 23, the outer ring 52 is rotatable in the circumferential direction relative to the bearing housing 2.
  • the outer ring 62 When the outer ring 62 is not pressed against the bearing retaining plate 40, the outer ring 62 is rotatable in the circumferential direction relative to the bearing housing 2.
  • the inner rings 51, 61 rotate integrally with the shaft 7.
  • the rolling elements 53, 63 rotate in conjunction with the rotation of the inner rings 51, 61.
  • the rolling elements 53, 63 move in the circumferential direction.
  • the outer rings 52, 62 rotate in the circumferential direction in conjunction with the rotation and movement of the rolling elements 53, 63, or in conjunction with the flow of oil.
  • the rotational speed of the outer ring 52 is slower than the rotational speed of the inner ring 51.
  • the pair of rolling bearings 50, 60 are face-to-face assembled. 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 and 62. Therefore, the outer rings 52 and 62 are easy to rotate relative to the bearing housing 2.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the bearing retaining plate 40, as viewed axially from the left side in FIG. 1.
  • the bearing retaining plate 40 has a generally annular or disc shape.
  • the bearing retaining plate 40 is arranged concentrically with the shaft 7 (not shown in FIG. 4).
  • the bearing retaining plate 40 includes an inner edge 41 and an outer edge 42.
  • the inner edge 41 has a circular shape when viewed axially.
  • the outer edge 42 has a generally circular shape when viewed axially.
  • the lower portion of the outer edge 42 has a non-circular shape (described in more detail below).
  • Figure 5 is a schematic enlarged cross-sectional view of part B in Figure 3.
  • the diameter of the inner edge 41 is smaller than the innermost diameter of the outer ring 62 of the second rolling bearing 60 and is larger than the outer diameter of the oil thrower member 90.
  • the diameter of the outer edge 42 is larger than the inner diameter of the bearing hole 22.
  • the bearing retaining plate 40 includes a first end face 43 and a second end face 44 in the axial direction.
  • the first end face 43 defines the end of the bearing hole 22 in the axial direction.
  • the first end face 43 contacts the third side wall 27 of the bearing housing 2.
  • the oil drain surface 48 (described later) is spaced axially from the third side wall 27.
  • the first end face 43 directly faces the outer surface 62a of the outer ring 62 of the second rolling bearing 60 in the axial direction. In other words, no other members are disposed between the first end face 43 and the outer surface 62a in the axial direction.
  • the second end face 44 is located opposite the first end face 43 in the axial direction.
  • the lower part of the bearing retaining plate 40 includes a small radius region 45.
  • the distance r1 from the central axis to the outer edge 42 in the small radius region 45 is shorter than the distance r2 from the central axis to the outer edge 42 in other regions of the bearing retaining plate 40.
  • the outer edge 42 in the small radius region 45 has a horizontal straight line shape when viewed in the axial direction.
  • the outer edge 42 in the small radius region 45 may have other shapes, such as a curved shape, when viewed in the axial direction.
  • the distance r1 of the small radius region 45 is greater than the radius of the bearing hole 22. Furthermore, the distance r1 is equal to or less than the distance r3 from the central axis to the outer edge of the portion of the third side wall 27 that faces the small radius region 45 in the axial direction. In this embodiment, the distance r1 is equal to the distance r3. In other embodiments, the distance r1 may be less than the distance r3.
  • the groove 25 of the housing 2 has an arc shape. Therefore, a portion of the outer edge 42 of the bearing retaining plate 40 is pressed into the groove 25, and the remainder of the outer edge 42 is not pressed into the groove 25.
  • the small radius region 45 is formed in an area of the bearing retaining plate 40 that is not pressed into the housing 2. In other words, the small radius region 45 is formed in an area of the bearing retaining plate 40 that does not overlap with the groove 25 in the circumferential direction.
  • the small radius region 45 includes a tapered surface 46.
  • the tapered surface 46 is formed on the outer peripheral surface of the bearing retaining plate 40.
  • the tapered surface 46 is inclined with respect to the axial direction.
  • the radius of the tapered surface 46 from the central axis decreases from the first end surface 43 toward the second end surface 44.
  • the tapered surface 46 is a flat surface. In other embodiments, the tapered surface 46 may be a curved surface.
  • the small radius region 45 and tapered surface 46 may be formed by cutting out the lower portion of the annular bearing retaining plate 40.
  • the small radius region 45 and tapered surface 46 are not limited to this and may be formed by other methods.
  • the small radius region 45 and tapered surface 46 may be formed together with other portions of the bearing retaining plate 40.
  • an oil groove 47 and an oil drain surface 48 are formed in the first end face 43.
  • the oil groove 47 is formed continuously with respect to the inner edge 41.
  • the oil groove 47 is formed with a predetermined width in the radial direction from the inner edge 41.
  • the oil groove 47 extends along the circumferential direction.
  • the oil groove 47 is continuous in the entire circumferential direction and has an annular shape. At the lower part, the oil groove 47 is formed integrally with the oil drain surface 48.
  • the oil drain surface 48 is provided in the lower region of the first end face 43. When viewed in the axial direction, the oil drain surface 48 has a sector shape that is concentric with the shaft 7.
  • oil is supplied from an oil pump (not shown) to a main oil passage 71 via a through hole 72. A portion of the oil is supplied to the first rolling bearing 50 via a first oil passage 73, and the remainder of the oil is supplied to the second rolling bearing 60 via a second oil passage 74.
  • the oil supplied to the second rolling bearing 60 is used to lubricate the gap between the inner ring 61 and the rolling elements 63, and between the outer ring 62 and the rolling elements 63.
  • the oil is also used to lubricate the gap between the outer ring 62 and the inner surface of the bearing hole 22.
  • the oil is guided to the oil groove 47 and the oil drain surface 48 from the gap between the outer ring 62 and the bearing retaining plate 40, and the gap between the outer ring 62 and the inner ring 61.
  • a portion of the oil in the oil groove 47 is guided in the circumferential direction by the oil groove 47.
  • the oil is guided from the oil groove 47 to the oil drain surface 48.
  • the oil drain surface 48 further guides the oil downward. The oil falls into the oil drain space 26.
  • the remaining oil in the oil groove 47 is guided through the gap between the bearing retaining plate 40 and the oil thrower member 90 to the second end face 44.
  • the second end face 44 further guides the oil downward.
  • the oil falls into the oil drain space 26.
  • the oil in the oil drain space 26 is collected in the oil outlet 29 (not shown in FIG. 5) and discharged to the outside.
  • the turbocharger TC as described above includes a shaft 7, a second rolling bearing 60 including an inner ring 61 attached to the shaft 7 and an outer ring 62 arranged around the inner ring 61, a bearing housing 2 including a bearing hole 22 that accommodates the second rolling bearing 60 and a third side wall 27 that intersects with the bearing hole 22, and a bearing retaining plate 40 that is attached to the third side wall 27 and directly faces the outer surface 62a of the outer ring 62.
  • the lower part of the bearing retaining plate 40 includes a small radius region 45. The distance r1 from the central axis to the outer edge 42 in the small radius region 45 is shorter than the distance r2 from the central axis to the outer edge 42 in other regions of the bearing retaining plate 40.
  • the distance r1 of the small radius region 45 is greater than the radius of the bearing hole 22 and is equal to or less than the distance r3 from the central axis to the outer edge of the third side wall 27 that faces the small radius region 45.
  • the distance r1 of the small radius region 45 is equal to or less than the distance r3 from the central axis to the outer edge of the third side wall 27, so the bearing retaining plate 40 does not protrude downward from the third side wall 27.
  • a large oil drain space 26 is ensured, and the oil flowing through the second end face 44 can easily pass through the oil drain space 26. Therefore, the oil can be efficiently guided in the discharge direction.
  • the distance r1 of the small radius region 45 is greater than the radius of the bearing hole 22. Therefore, the small radius region 45 can block the gap between the bearing hole 22 and the outer ring 62 from the axial direction while ensuring a large oil discharge space 26. If the small radius region 45 is too short and the gap is not blocked by the small radius region 45, oil will splash from the gap in the axial direction. This oil will interfere with the downward flow of oil flowing through the second end face 44. However, according to the above configuration, the oil splashing from the gap between the bearing hole 22 and the outer ring 62 in the axial direction is received by the bearing retaining plate 40. Therefore, the downward flow of oil flowing through the second end face 44 is not interfered with. As a result, the oil can be guided more efficiently in the discharge direction.
  • the small radius region 45 is positioned vertically downward. Therefore, when assembling the bearing retaining plate 40 to the bearing housing 2, the small radius region 45 can be used as a marker for positioning in the circumferential direction. As a result, no additional marker is required on the bearing retaining plate 40.
  • the turbocharger TC a portion of the outer edge 42 of the bearing retaining plate 40 is pressed into the bearing housing 2, and the small radius region 45 is formed in an area of the bearing retaining plate 40 that is not pressed into the bearing housing 2.
  • the small radius region 45 includes a tapered surface 46 in which the radius from the central axis decreases from a first end face 43 that faces the outer surface 62a of the outer ring 62 to a second end face 44 opposite the first end face 43.
  • the oil guided to the second end face 44 flows along the tapered surface 46.
  • the oil flowing along the tapered surface 46 smoothly merges with the oil flowing along the oil discharge surface 48. Therefore, the oil can be guided in the discharge direction even more efficiently.
  • the bearing retaining plate 40 is press-fitted into the groove 25 of the bearing housing 2.
  • the bearing retaining plate 40 may be fixed to the third side wall 27 of the bearing housing 2 by a bolt or the like.
  • the bearing retaining plate 40 has a tapered surface 46.
  • the tapered surface 46 is not essential.
  • the bearing retaining plate 40 is applied to the second rolling bearing 60 close to the compressor impeller 9. In other embodiments, the bearing retaining plate 40 may be applied to the first rolling bearing 50 close to the turbine impeller 8.
  • the turbocharger TC includes two rolling bearings 50, 60. In other embodiments, the turbocharger TC may include three or more rolling bearings.
  • the outer rings 52, 62 are rotatable relative to the bearing housing 2. In other embodiments, the outer rings 52, 62 may be rotationally fixed relative to the bearing housing 2.
  • the pair of rolling bearings 50, 60 are angular bearings.
  • the rolling bearings may be rolling bearings other than angular bearings (e.g., deep groove ball bearings or self-aligning ball bearings).
  • the pair of rolling bearings 50, 60 are face-to-face assembled. In other embodiments, the pair of rolling bearings 50, 60 may be back-to-back assembled.
  • This disclosure can reduce oil leakage into the intake air and promote the purification of exhaust gases, making it possible to contribute to Goal 13 of the United Nations-led Sustainable Development Goals (SDGs), which states, "Take urgent action to combat climate change and its impacts.”
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Abstract

過給機は、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、を含む転がり軸受６０と、転がり軸受６０を収容する軸受孔２２と、軸受孔に交差する側壁２７と、を含むハウジング２と、側壁２７に取り付けられ、外輪６２の側面６２ａに対向する軸受抑え板４０であって、当該軸受抑え板４０の下部は、小半径領域４５を含み、シャフト７の中心軸から小半径領域４５における外縁４２までの距離ｒ１は、中心軸から当該軸受抑え板４０の他の領域における外縁までの距離よりも短く、小半径領域の距離ｒ１は、軸受孔２２の半径より大きく、かつ、中心軸から側壁２７において小半径領域４５と対向する部分における外縁までの距離ｒ３以下である、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２０２３年２月３日に提出された日本特許出願第２０２３－０１５２４６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は、ハウジングの側壁によって位置決めされ、他方の転がり軸受の外輪は、ハウジングと別体の壁によって位置決めされる。転がり軸受には、潤滑のためにオイルが供給される。
特開２０１５－８１５４２号公報
　過給機では、オイルを排出方向に効率的に導くことが望ましい。
　本開示は、オイルを排出方向に効率的に導く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、を含む転がり軸受と、転がり軸受を収容する軸受孔と、軸受孔に交差する側壁と、を含むハウジングと、側壁に取り付けられ、外輪の側面に対向する軸受抑え板であって、当該軸受抑え板の下部は、小半径領域を含み、シャフトの中心軸から小半径領域における外縁までの距離は、中心軸から当該軸受抑え板の他の領域における外縁までの距離よりも短く、小半径領域の上記の距離は、軸受孔の半径より大きく、かつ、中心軸から側壁において小半径領域と対向する部分における外縁までの距離以下である、軸受抑え板と、を備える。
　軸受抑え板の外縁の一部は、ハウジングに圧入されてもよく、小半径領域は、軸受抑え板においてハウジングに圧入されない領域に形成されてもよい。
　小半径領域は、外輪の側面に対向する第１端面から、第１端面の反対の第２端面に向かって、中心軸からの半径が減少するテーパ面を含んでもよい。
　本開示によれば、オイルを排出方向に効率的に導くことができる。
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、軸方向に見たベアリングハウジングの第２側壁および軸受抑え板を示す。 図３は、図１中のＡ部の概略的な拡大断面図である。 図４は、軸受抑え板を示す概略的な平面図である。 図５は、図３中のＢ部の概略的な拡大断面図である。
　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。
　後述するように、シャフト７、タービンインペラ８およびコンプレッサインペラ９は、互いに一体的に回転する。したがって、本開示では、シャフト７、タービンインペラ８およびコンプレッサインペラ９の軸方向、径方向および円周方向は、他に指示が無い限り、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」および「円周方向」と称され得る。また、本開示において、シャフト７、タービンインペラ８およびコンプレッサインペラ９の中心軸は、単に「中心軸」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。軸方向における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。軸方向における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内を軸方向に延在する。軸受孔２２は、円筒形状を有する。
　軸方向における軸受孔２２の一方の端部は、ベアリングハウジング２の第１側壁２３によって規定される。第１側壁２３は、軸方向において、タービンインペラ８と軸受孔２２との間に位置する。本実施形態では、第１側壁２３は、ベアリングハウジング２と一体である。他の実施形態では、第１側壁２３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。
　軸方向における軸受孔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、軸方向において、コンプレッサインペラ９と軸受孔２２との間に位置する。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に取り付けられる。
　より具体的には、ベアリングハウジング２は、第２側壁２４を含む。第２側壁２４には、シールプレート３０が隣接して配置される。第２側壁２４には、溝２５が形成される。本実施形態では、軸受抑え板４０は、溝２５に圧入される。
　図２は、軸方向に見たベアリングハウジング２の第２側壁２４および軸受抑え板４０を示し、図１において第２側壁２４および軸受抑え板４０を右側から見る。図２では、より良い理解のために、第２側壁２４にハッチングが付される。
　上記のように、第２側壁２４には、溝２５が形成される。例えば、溝２５は、軸方向に見た場合に１８０度より大きい円弧形状を有する。溝２５の下方には、排油空間２６が形成される。溝２５および排油空間２６は、径方向に互いに連続する。したがって、軸受抑え板４０の外縁４２の一部は、溝２５に圧入され、外縁４２の残りは、溝２５に圧入されず、排油空間２６に露出される。
　図３は、図１中のＡ部の概略的な拡大断面図である。溝２５は、第３側壁２７を含む。第３側壁２７は、溝２５の底面に相当する。第３側壁２７は、径方向に拡がる。第３側壁２７は、軸受孔２２に交差する。具体的には、第３側壁２７は、軸受孔２２に直交してもよい。軸受抑え板４０は、第３側壁２７に隣接して配置される。例えば、軸受抑え板４０は、第３側壁２７に接触する。軸受抑え板４０については、さらに詳しく後述する。
　図１を参照して、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、軸方向に互いに離間する。本開示において、第１側壁２３に隣接する転がり軸受は、第１転がり軸受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転がり軸受６０と称され得る。
　軸方向におけるシャフト７の第１の端部（図１において左側端部）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、軸方向において、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。タービンインペラ８は、シャフト７と一体的に回転する。
　軸方向におけるシャフト７の第２の端部（図１において右側端部）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、軸方向において、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。コンプレッサインペラ９は、シャフト７と一体的に回転する。
　コンプレッサハウジング４は、軸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、径方向に拡がる。ディフューザ流路１１は、概ね環状形状を有する。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と連通する。
　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内に空気が吸引される。吸引された空気は、コンプレッサインペラ９の翼を通過する際に、遠心力によって増速および加圧される。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でさらに加圧される。加圧された空気は、不図示の吐出口から流出し、不図示のエンジンの吸気口に導かれる。
　タービンハウジング３は、軸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、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と連通する。
　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。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の翼を通過する際に、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、吸気口１０からの空気が加圧される。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３を参照して、ベアリングハウジング２は、メイン油路７１を含む。メイン油路７１は、軸方向に延在する。メイン油路７１は、軸受孔２２と平行に延在する。メイン油路７１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７１は、第３側壁２７に開口する。上記のように、第３側壁２７には、軸受抑え板４０が接触する。軸受抑え板４０は、メイン油路７１の開口を塞ぐ。
　ベアリングハウジング２は、貫通孔７２を含む。貫通孔７２は、ベアリングハウジング２の外壁からメイン油路７１まで延在する。貫通孔７２は、メイン油路７１と連通する。オイルが、不図示のオイルポンプから貫通孔７２を介してメイン油路７１に供給される。
　ベアリングハウジング２は、第１油路７３および第２油路７４を含む。第１油路７３および第２油路７４の各々は、メイン油路７１に開口する。また、第１油路７３および第２油路７４の各々は、軸受孔２２に開口する。第１油路７３および第２油路７４の各々は、メイン油路７１と軸受孔２２とを接続する。第１油路７３は、軸方向において、第１転がり軸受５０に対応する位置に設けられ、第１転がり軸受５０に向かって開口する。第２油路７４は、軸方向において、第２転がり軸受６０に対応する位置に設けられ、第２転がり軸受６０に向かって開口する。
　ベアリングハウジング２は、下壁２８を含む。下壁２８は、径方向において、軸受孔２２の下部を規定する。下壁２８は、排油孔２８ａを含む。排油孔２８ａは、下壁２８を鉛直方向に貫通する。例えば、軸方向において、排油孔２８ａは、第１油路７３と第２油路７４との間に位置する。別の観点では、排油孔２８ａは、軸方向において、第１転がり軸受５０と第２転がり軸受６０との間に位置する。
　図１を参照して、ベアリングハウジング２は、排油孔２８ａの下方に油出口２９を含む。油出口２９は、オイルをベアリングハウジング２の外部へと導く。
　図３を参照して、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。軸方向において、中径部７ｂは、第１側壁２３と軸受抑え板４０との間に位置する。軸方向において、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。軸方向において、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の直径は、大径部７ａの直径よりも小さい。小径部７ｃの直径は、中径部７ｂの直径よりも小さい。
　シャフト７は、第１段差面７ｄおよび第２段差面７ｅを含む。軸方向において、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の外面から中径部７ｂの外面まで径方向に延在する。軸方向において、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の外面から小径部７ｃの外面まで径方向に延在する。
　第１転がり軸受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に対して径方向外側に配置される。外輪５２の外面は、軸受孔２２の内面と対向する。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転がり軸受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に対して径方向外側に配置される。外輪６２の外面は、軸受孔２２の内面と対向する。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転がり軸受５０の内輪５１および第２転がり軸受６０の内輪６１の側面５１ａ，５１ｂ、６１ａ，６１ｂのうち、軸方向において互いに対向する側面５１ｂ、６１ｂは、「内側面」と称され得、内側面５１ｂ、６１ｂと反対側の側面５１ａ，６１ａは、「外側面」と称され得る。
　同様に、本開示において、第１転がり軸受５０の外輪５２および第２転がり軸受６０の外輪６２の側面５２ａ，５２ｂ、６２ａ，６２ｂのうち、軸方向において互いに対向する側面５２ｂ、６２ｂは、「内側面」と称され得、内側面５２ｂ、６２ｂと反対側の側面５２ａ，６２ａは、「外側面」と称され得る。
　第１転がり軸受５０の内輪５１の外側面５１ａは、軸方向において、シャフト７の第１段差面７ｄに接触する。また、第１転がり軸受５０の外輪５２の外側面５２ａは、軸方向において、ベアリングハウジング２の第１側壁２３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８０が配置される。スペーサ８０は、概ね円筒形状を有する。スペーサ８０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８０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転がり軸受５０の内輪５１の内側面５１ｂは、軸方向において、スペーサ８０の一方の端部に接触する。第２転がり軸受６０の内輪６１の内側面６１ｂは、軸方向において、スペーサ８０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９０が取り付けられる。油切り部材９０は、オイルを径方向の外側に飛散させる。油切り部材９０は、軸受抑え板４０の径方向内側に配置される。油切り部材９０および軸受抑え板４０は、径方向に離間する。
　第２転がり軸受６０の内輪６１の外側面６１ａは、軸方向において、油切り部材９０に接触する。また、第２転がり軸受６０の外輪６２の外側面６２ａは、軸方向において、軸受抑え板４０に対向する。
　図１を参照して、組み付けの際には、第１転がり軸受５０、スペーサ８０、第２転がり軸受６０および油切り部材９０がこの順で、シャフト７の第２端部（図１において右側端部）から、シャフト７上に装着される。続いて、軸受抑え板４０およびシールプレート３０が、ベアリングハウジング２に組み付けられる。続いて、コンプレッサインペラ９が、シャフト７上に装着される。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、第１転がり軸受５０の内輪５１、スペーサ８０、第２転がり軸受６０の内輪６１、油切り部材９０およびコンプレッサインペラ９に軸方向の圧縮応力が付与され、それによって、これらの部材がシャフト７に対して固定される。その結果、第１転がり軸受５０の内輪５１、スペーサ８０、第２転がり軸受６０の内輪６１、油切り部材９０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。
　図３を参照して、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（図３において、左向きのスラスト荷重）が作用すると、第１転がり軸受５０の外輪５２が第１側壁２３を押圧する。したがって、第１側壁２３は、外輪５２の軸方向の移動を規制する。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（図３において、右向きのスラスト荷重）が作用すると、第２転がり軸受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。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、第１側壁２３および軸受抑え板４０によって規制される。
　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が第１側壁２３に押し付けられないとき、外輪５２は、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が軸受抑え板４０に押し付けられないとき、外輪６２は、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４は、軸受抑え板４０を示す概略的な平面図であり、図１において軸受抑え板４０を左側から軸方向に見る。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、シャフト７（図４では不図示）と同心に配置される。軸受抑え板４０は、内縁４１と、外縁４２と、を含む。内縁４１は、軸方向に見た場合に、円形状を有する。外縁４２は、軸方向に見た場合に、概ね円形状を有する。外縁４２の下部は、非円形状を有する（詳しくは後述）。
　図５は、図３中のＢ部の概略的な拡大断面図である。例えば、内縁４１の直径は、第２転がり軸受６０の外輪６２の最内径よりも小さく、かつ、油切り部材９０の外径よりも大きい。外縁４２の直径は、軸受孔２２の内径よりも大きい。
　軸受抑え板４０は、軸方向において、第１端面４３と、第２端面４４と、を含む。第１端面４３は、軸方向において、軸受孔２２の端部を規定する。第１端面４３は、ベアリングハウジング２の第３側壁２７と接触する。なお、第１端面４３は第３側壁２７と接触するが、排油面４８（後述）は第３側壁２７から軸方向に離間する。また、第１端面４３は、軸方向において、第２転がり軸受６０の外輪６２の外側面６２ａと直接的に対向する。すなわち、軸方向において、第１端面４３と外側面６２ａとの間には、他の部材は配置されない。第２端面４４は、軸方向において第１端面４３の反対に位置する。
　図４を参照して、軸受抑え板４０の下部は、小半径領域４５を含む。中心軸から小半径領域４５における外縁４２までの距離ｒ１は、中心軸から軸受抑え板４０の他の領域における外縁４２までの距離ｒ２よりも短い。本実施形態では、小半径領域４５における外縁４２は、軸方向に見た場合に、水平な直線形状を有する。他の実施形態では、小半径領域４５における外縁４２は、軸方向に見た場合に、曲線形状等の他の形状を有してもよい。
　図５を参照して、上記の小半径領域４５の距離ｒ１は、軸受孔２２の半径よりも大きい。また、距離ｒ１は、中心軸から、第３側壁２７において小半径領域４５と軸方向に対向する部分における外縁までの距離ｒ３以下である。本実施形態では、距離ｒ１は、距離ｒ３と等しい。他の実施形態では、距離ｒ１は、距離ｒ３よりも小さくてもよい。
　図２を参照して、上記のように、ハウジング２の溝２５は、円弧形状を有する。したがって、軸受抑え板４０の外縁４２の一部が、溝２５に圧入され、外縁４２の残りは、溝２５に圧入されない。小半径領域４５は、軸受抑え板４０において、ハウジング２に圧入されない領域に形成される。すなわち、小半径領域４５は、軸受抑え板４０において、溝２５と円周方向に重複しない領域に形成される。
　図５を参照して、小半径領域４５は、テーパ面４６を含む。具体的には、テーパ面４６は、軸受抑え板４０の外周面に形成される。テーパ面４６は、軸方向に対して傾斜する。中心軸からのテーパ面４６の半径は、第１端面４３から第２端面４４に向かって減少する。本実施形態では、テーパ面４６は、平面である。他の実施形態では、テーパ面４６は、曲面であってもよい。
　例えば、小半径領域４５およびテーパ面４６は、円環形状の軸受抑え板４０の下部を切り欠くことによって、形成されてもよい。小半径領域４５およびテーパ面４６はこれに限定されず、他の方法によって形成されてもよい。例えば、小半径領域４５およびテーパ面４６は、軸受抑え板４０の他の部分と一緒に形成されてもよい。
　図４を参照して、第１端面４３には、油溝４７および排油面４８が形成される。本実施形態では、油溝４７は、内縁４１に対して連続的に形成される。例えば、油溝４７は、内縁４１から径方向に所定の幅で形成される。油溝４７は、円周方向に沿って延びる。本実施形態では、油溝４７は、円周方向全体に連続しており、円環形状を有する。油溝４７は、下部では、排油面４８と一体的に形成される。
　排油面４８は、第１端面４３の下部の領域に設けられる。排油面４８は、軸方向から見て、シャフト７と同心の扇型形状を有する。
　続いて、第２転がり軸受６０周りのオイルの流れについて説明する。
　図３を参照して、オイルは、不図示のオイルポンプから、貫通孔７２を介してメイン油路７１に供給される。オイルの一部は、第１油路７３を介して第１転がり軸受５０に供給され、オイルの残りは、第２油路７４を介して第２転がり軸受６０に供給される。
　図５を参照して、第２転がり軸受６０に供給されたオイルは、内輪６１と転動体６３との間、および、外輪６２と転動体６３との間の潤滑に使用される。また、オイルは、外輪６２と軸受孔２２の内周面との間の潤滑に使用される。オイルは、外輪６２と軸受抑え板４０との間の隙間、および、外輪６２と内輪６１との間の隙間から、油溝４７および排油面４８に導かれる。
　油溝４７内のオイルの一部は、油溝４７によって円周方向に導かられる。オイルは、油溝４７から排油面４８に導かれる。排油面４８は、オイルを下方に向けてさらに導く。オイルは、排油空間２６に落下する。
　油溝４７内のオイルの残りは、軸受抑え板４０と油切り部材９０との間の隙間から、第２端面４４に導かれる。第２端面４４は、オイルを下方に向けてさらに導く。オイルは、排油空間２６に落下する。排油空間２６内のオイルは、油出口２９（図５では不図示）に集められ、外部に排出される。
　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、を含む転がり第２転がり軸受６０と、第２転がり軸受６０を収容する軸受孔２２と、軸受孔２２に交差する第３側壁２７と、を含むベアリングハウジング２と、第３側壁２７に取り付けられ、外輪６２の外側面６２ａに直接的に対向する軸受抑え板４０と、を備える。軸受抑え板４０の下部は、小半径領域４５を含む。中心軸から小半径領域４５における外縁４２までの距離ｒ１は、中心軸から軸受抑え板４０の他の領域における外縁４２までの距離ｒ２よりも短い。また、小半径領域４５の距離ｒ１は、軸受孔２２の半径より大きく、かつ、中心軸から小半径領域４５と対向する第３側壁２７の外縁までの距離ｒ３以下である。このような構成によれば、小半径領域４５の距離ｒ１は、中心軸から第３側壁２７の外縁までの距離ｒ３以下であるため、軸受抑え板４０は、第３側壁２７から下方に突出しない。その結果、排油空間２６が大きく確保され、第２端面４４を流れるオイルが、排油空間２６を容易に通過することができる。したがって、オイルを排出方向に効率的に導くことができる。
　また、上記のような構成によれば、小半径領域４５の距離ｒ１は、軸受孔２２の半径よりも大きい。したがって、小半径領域４５は、排油空間２６を大きく確保しつつ、軸受孔２２と外輪６２との間の隙間を軸方向から塞ぐことができる。もし、小半径領域４５が短過ぎて、この隙間が小半径領域４５によって塞がれない場合、オイルがこの隙間から軸方向に飛散する。このオイルは、第２端面４４を流れるオイルの下向きの流れを邪魔する。しかしながら、上記のような構成によれば、軸受孔２２と外輪６２との間の隙間から軸方向に飛散するオイルは、軸受抑え板４０によって受け止められる。したがって、第２端面４４を流れるオイルの下向きの流れは邪魔されない。その結果、オイルを排出方向にさらに効率的に導くことができる。
　また、上記のような構成によれば、小半径領域４５は、鉛直下側に配置される。したがって、軸受抑え板４０をベアリングハウジング２に組み付ける際に、小半径領域４５を、円周方向における位置決めの目印として使用することができる。その結果、追加の目印は軸受抑え板４０には必要ない。
　また、過給機ＴＣでは、軸受抑え板４０の外縁４２の一部は、ベアリングハウジング２に圧入され、小半径領域４５は、軸受抑え板４０においてベアリングハウジング２に圧入されない領域に形成される。このような構成によれば、圧入による軸受抑え板４０の変形を避けつつ、小半径領域４５を形成することができる。
　また、過給機ＴＣでは、小半径領域４５は、外輪６２の外側面６２ａに対向する第１端面４３から、第１端面４３の反対の第２端面４４に向かって、中心軸からの半径が減少するテーパ面４６を含む。このような構成によれば、第２端面４４に導かれたオイルは、テーパ面４６を流れる。テーパ面４６を流れるオイルは、排油面４８を流れるオイルとスムーズに合流する。したがって、オイルを排出方向にさらに効率的に導くことができる。
　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、軸受抑え板４０は、ベアリングハウジング２の溝２５に圧入される。他の実施形態では、例えば、軸受抑え板４０は、ベアリングハウジング２の第３側壁２７に対してボルト等によって固定されてもよい。
　また、上記の実施形態では、軸受抑え板４０は、テーパ面４６を備える。しかしながら、テーパ面４６は必須ではない。
　また、上記の実施形態では、軸受抑え板４０は、コンプレッサインペラ９に近い第２転がり軸受６０に適用される。他の実施形態では、軸受抑え板４０は、タービンインペラ８に近い第１転がり軸受５０に適用されてもよい。
　また、上記の実施形態では、過給機ＴＣは、２つの転がり軸受５０，６０を備える。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。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る。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、上記の実施形態では、一対の転がり軸受５０，６０は、正面組み合わせである。他の実施形態では、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（ハウジング）
　７　　　　シャフト
　２２　　　軸受孔
　２７　　　第３側壁（側壁）
　４０　　　軸受抑え板
　４２　　　軸受抑え板の外縁
　４３　　　第１端面
　４４　　　第２端面
　４５　　　小半径領域
　４６　　　テーパ面
　６０　　　第２転がり軸受
　６１　　　内輪
　６２　　　外輪
　６２ａ　　外輪の外側面（側面）
　ｒ１　　　中心軸から小半径領域における外縁までの距離
　ｒ２　　　中心軸から軸受抑え板の他の領域における外縁までの距離
　ｒ３　　　中心軸から側壁において小半径領域と対向する部分における外縁までの距離
　ＴＣ　　　過給機

Claims (3)

  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、を含む転がり軸受と、
    　前記転がり軸受を収容する軸受孔と、前記軸受孔に交差する側壁と、を含むハウジングと、
    　前記側壁に取り付けられ、前記外輪の側面に対向する軸受抑え板であって、
    　　当該軸受抑え板の下部は、小半径領域を含み、
    　　前記シャフトの中心軸から前記小半径領域における外縁までの距離は、前記中心軸から当該軸受抑え板の他の領域における外縁までの距離よりも短く、
    　　前記小半径領域の前記距離は、前記軸受孔の半径より大きく、かつ、前記中心軸から前記側壁において前記小半径領域と対向する部分における外縁までの距離以下である、
    　軸受抑え板と、
    　を備える、過給機。
  2. 　前記軸受抑え板の外縁の一部は、前記ハウジングに圧入され、
    　前記小半径領域は、前記軸受抑え板において前記ハウジングに圧入されない領域に形成される、請求項１に記載の過給機。
  3. 　前記小半径領域は、前記外輪の前記側面に対向する第１端面から、前記第１端面の反対の第２端面に向かって、前記中心軸からの半径が減少するテーパ面を含む、請求項１または２に記載の過給機。
PCT/JP2023/040784 2023-02-03 2023-11-13 過給機 WO2024161750A1 (ja)

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JPS6043137U (ja) * 1983-09-01 1985-03-27 石川島播磨重工業株式会社 過給機軸受の給油装置
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