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JP2008240522A - Oil thrower device for turbine shaft - Google Patents

Oil thrower device for turbine shaft Download PDF

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Publication number
JP2008240522A
JP2008240522A JP2007077681A JP2007077681A JP2008240522A JP 2008240522 A JP2008240522 A JP 2008240522A JP 2007077681 A JP2007077681 A JP 2007077681A JP 2007077681 A JP2007077681 A JP 2007077681A JP 2008240522 A JP2008240522 A JP 2008240522A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine shaft
oil
peripheral wall
turbine
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007077681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Asai
達夫 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2007077681A priority Critical patent/JP2008240522A/en
Publication of JP2008240522A publication Critical patent/JP2008240522A/en
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oil thrower device for a turbine shaft improving exclusion performance of lubricating oil shaken off by a centrifugal force by rotation of the turbine shaft. <P>SOLUTION: The oil thrower device for a turbine shaft comprises: the turbine shaft 2; an oil thrower part 9 coaxially disposed with respect to the turbine shaft 2; and a housing 5 housing the turbine shaft 2 and the oil thrower part 9. A peripheral wall 10 at a position opposed to the oil thrower part 9 out of an inner wall of the housing 5 is coated with oil repellent film 8 made from oil repellent material such as fluorine resin. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、タービン軸の油切り装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば自動車用エンジンのターボチャージャーを構成するタービン軸の油切り装置に関する。   The present invention relates to a turbine shaft oil removal device. More specifically, the present invention relates to an oil draining device for a turbine shaft that constitutes a turbocharger of an automobile engine, for example.

一般に、自動車用エンジンには、排気タービンとコンプレッサとをタービン軸で同軸に連結してなる排気タービン過給機(ターボチャージャー)が多用されている。そして、ターボチャージャーのタービン軸は高速回転するので、このようなタービン軸を回転自在に支持する軸受は、十分に油で潤滑される必要がある。   Generally, an exhaust turbine supercharger (turbocharger) in which an exhaust turbine and a compressor are coaxially connected by a turbine shaft is frequently used in an automobile engine. And since the turbine shaft of a turbocharger rotates at high speed, the bearing which rotatably supports such a turbine shaft needs to be sufficiently lubricated with oil.

一方、タービン軸を回転自在に支持するタービン側(タービンロータ側)の軸受に供給された潤滑油の一部は、ターボチャージャーのタービン側に漏れ出し、タービン軸を伝わってタービンロータを回転させる排気ガス中に混入するような場合がある。このため、タービン軸を伝わってタービン側へ向かう潤滑油を、タービンロータに達するまでに排除する工夫が必要である。タービン軸を伝わる潤滑油を排除するための技術として、例えば、下記の特許文献1に開示されているような技術がある。   On the other hand, a part of the lubricating oil supplied to the turbine side (turbine rotor side) bearing that rotatably supports the turbine shaft leaks to the turbine side of the turbocharger, and is exhausted through the turbine shaft to rotate the turbine rotor. It may be mixed in the gas. For this reason, the device which excludes the lubricating oil which goes to a turbine side through a turbine shaft before reaching a turbine rotor is required. As a technique for removing the lubricating oil transmitted through the turbine shaft, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1 below.

従来、タービン等の回転機械の軸に付着した油の油切りを行うことを目的とする回転軸の油切り装置に関する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この回転軸の油切り装置は、回転軸に周設された凸部を包囲するよう回転軸に対し非接触に保持され前記凸部に対向する部位には凹部が形成された回転軸の油切り装置において、前記凹部内両側面に外方へ向かう突起を相互に対向するよう間隙を保持して周設したことを特徴とする油切り装置である。この構成により、回転軸により振り飛ばされた潤滑油を、突起が形成された凹部で捕獲することができ、潤滑油を外部に漏洩させることはないと、称している。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique related to an oil removing device for a rotating shaft intended to remove oil attached to a shaft of a rotating machine such as a turbine has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). The oil removing device for the rotating shaft is held in a non-contact manner with respect to the rotating shaft so as to surround the convex portion provided around the rotating shaft, and the oil removing device for the rotating shaft having a concave portion formed in a portion facing the protruding portion. In the apparatus, the oil draining apparatus is characterized in that protrusions directed outwardly are provided on both side surfaces in the recess so as to face each other while holding a gap. With this configuration, it is said that the lubricating oil shaken off by the rotating shaft can be captured by the concave portion where the protrusion is formed, and the lubricating oil is not leaked to the outside.

実開昭62−60768号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-60768

しかしながら、特許文献1に記載された油切り装置において、対向する突起を内両側面に有する凹部に向かって回転軸から振り飛ばされてきた潤滑油は、少なくとも1つの対向する突起間の間隙を通過しなければ凹部で捕獲されない。多くの潤滑油が間隙を通過せずに突起で跳ね返されるようであれば、対向する突起は単に凹部の油切り空間を狭くするように作用していることになる。ここで、潤滑油が対向する突起間の間隙を通過しやすくしようとすると間隙を広げる必要がある。一方、潤滑油の捕獲効率および捕獲量を高めようとすると間隙を狭くする必要がある。つまり、対向する突起間の間隙寸法をいくらに設定するかの判断は難しく、対向する突起の存在は、潤滑油の排除性能を低下させる方向に少なからず作用する。また、凹部にこのような対向する突起を設けることは、製造上容易でなく、製造コストもかかる。   However, in the oil draining device described in Patent Document 1, the lubricating oil that has been swung away from the rotating shaft toward the concave portion having the opposing protrusions on both inner side surfaces passes through the gap between at least one opposing protrusion. Otherwise, it will not be captured in the recess. If a large amount of lubricating oil is rebounded by the protrusion without passing through the gap, the opposing protrusion simply acts to narrow the oil draining space of the recess. Here, it is necessary to widen the gap in order to make it easier for the lubricating oil to pass through the gap between the opposing protrusions. On the other hand, it is necessary to narrow the gap in order to increase the capture efficiency and the capture amount of the lubricating oil. That is, it is difficult to determine how much the gap size between the opposing protrusions is set, and the presence of the opposing protrusions acts in a direction that reduces the lubricating oil removal performance. In addition, it is not easy to manufacture such a protrusion in the recess, and the manufacturing cost is high.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、タービン軸の回転による遠心力で振り飛ばされた潤滑油の排除性能を従来よりも向上させ得るタービン軸の油切り装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an oil draining device for a turbine shaft that can improve the removal performance of lubricating oil shaken off by centrifugal force caused by the rotation of the turbine shaft. Is to provide.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明に係るタービン軸の油切り装置は、タービンロータへの油流出を防止するのに好適なタービン軸の油切り装置に関する。そして、本発明に係るタービン軸の油切り装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明のタービン軸の油切り装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。   The turbine shaft oil draining device according to the present invention relates to a turbine shaft oil draining device suitable for preventing oil outflow to the turbine rotor. The turbine shaft oil removal device according to the present invention has several features as described below in order to achieve the above object. That is, the turbine shaft oil draining device of the present invention includes the following features alone or in combination.

上記目的を達成するための本発明に係るタービン軸の油切り装置における第1の特徴は、タービン軸と、当該タービン軸に対して同軸に設けられる油切り部と、当該タービン軸および当該油切り部を収容するハウジングと、を有するタービン軸の油切り装置であって、前記ハウジングの内壁のうち前記油切り部に対向する位置の周壁を發油性膜で被覆していることである。   In order to achieve the above object, a first feature of a turbine shaft oil draining device according to the present invention is a turbine shaft, an oil drain portion provided coaxially with the turbine shaft, the turbine shaft, and the oil drainer. An oil draining device for a turbine shaft having a housing for housing a portion, wherein a peripheral wall at a position facing the oil draining portion of an inner wall of the housing is covered with an oil-repellent film.

この構成によると、タービン軸の回転による遠心力で油切り部から放射方向に振り飛ばされた潤滑油は、油切り部に対向する位置に設けられ發油性膜で被覆されたハウジングの周壁に衝突する。周壁に衝突した潤滑油は、發油性膜により周壁の壁面に付着することなく周壁に沿って流され、ハウジング内の下部に回収される。従来のように周壁天井部に衝突した潤滑油がそのまま下に落下してタービン軸2に滴下することは防止される。つまり、ハウジングの内壁のうち油切り部に対向する位置の周壁に形成された發油性膜により、タービン軸の回転により振り飛ばされた潤滑油の排除性能を従来よりも向上させることができる。   According to this configuration, the lubricating oil swung in the radial direction from the oil drainage portion by centrifugal force due to the rotation of the turbine shaft collides with the peripheral wall of the housing that is provided at a position facing the oil drainage portion and covered with the oil-repellent film. To do. The lubricating oil that has collided with the peripheral wall flows along the peripheral wall without adhering to the wall surface of the peripheral wall by the oil-repellent film, and is collected in the lower part in the housing. Lubricating oil that has collided with the ceiling of the peripheral wall as in the prior art is prevented from falling down and dropping onto the turbine shaft 2. In other words, the oil-repellent film formed on the peripheral wall of the inner wall of the housing facing the oil drainage portion can improve the performance of removing the lubricating oil that has been shaken off by the rotation of the turbine shaft.

また、本発明に係るタービン軸の油切り装置における第2の特徴は、前記タービン軸の一方の端部に連結するタービンロータを有し、前記周壁は、凹形状に形成され、前記周壁における前記タービン軸の軸方向に直交する断面形状は、前記タービンロータ側から離れるにつれて径が小さくなる円状、または前記タービンロータ側に向かうにつれて径が小さくなる円状に形成されていることである。   A second feature of the oil draining device for a turbine shaft according to the present invention is a turbine rotor connected to one end portion of the turbine shaft, wherein the peripheral wall is formed in a concave shape, and the peripheral wall The cross-sectional shape orthogonal to the axial direction of the turbine shaft is formed in a circular shape whose diameter decreases as it goes away from the turbine rotor side, or a circular shape whose diameter decreases as it goes toward the turbine rotor side.

この構成によると、ハウジングの内壁のうち油切り部に対向する位置の周壁を凹形状とすることでタービン軸とハウジングとの間に油切り空間を確保できる。   According to this configuration, an oil draining space can be secured between the turbine shaft and the housing by making the peripheral wall at the position facing the oil draining portion of the inner wall of the housing concave.

また、タービン軸の回転速度が比較的低い場合や潤滑油の粘性が高い場合においては、油切り部から放射方向に振り飛ばされる潤滑油の勢いは比較的小さくなる。よって、ハウジング上部の周壁に衝突した潤滑油に作用する力は遠心力よりも重力が勝る場合がある。この場合、第1形態として、周壁におけるタービン軸の軸方向に直交する断面形状を、タービンロータ側から離れるにつれて径が小さくなる円状にすると、潤滑油は、ハウジング上部の周壁に衝突したのち周壁に沿ってタービン軸の回転方向やタービンロータ側から離れる方向に流れ落ちていく。そして、ハウジング内の下部に回収される。潤滑油の一部は、タービン軸上などに落下する場合もあるが、再び油切り部で排除され得るのでタービンロータに達することは防止される。   Further, when the rotational speed of the turbine shaft is relatively low or the viscosity of the lubricating oil is high, the momentum of the lubricating oil shaken off in the radial direction from the oil drain is relatively small. Therefore, the force acting on the lubricating oil that has collided with the peripheral wall of the upper part of the housing may have a higher gravity than the centrifugal force. In this case, as a first form, when the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the turbine shaft in the peripheral wall is formed into a circular shape whose diameter decreases with increasing distance from the turbine rotor side, the lubricating oil collides with the peripheral wall at the top of the housing and then the peripheral wall Along the direction of rotation of the turbine shaft and away from the turbine rotor side. And it collect | recovers by the lower part in a housing. A part of the lubricating oil may fall on the turbine shaft or the like, but it can be removed again by the oil drain, so that it does not reach the turbine rotor.

また、タービン軸の回転速度が高い場合や潤滑油の粘性が低い場合においては、油切り部から放射方向に振り飛ばされる潤滑油の勢いは比較的大きくなる。よって、ハウジング上部の周壁に衝突した潤滑油に作用する力は重力よりも遠心力が勝る場合がある。この場合、第2形態として、周壁におけるタービン軸の軸方向に直交する断面形状を、タービンロータ側に向かうにつれて径が小さくなる円状にすると、潤滑油は、ハウジング上部の周壁に衝突したのち周壁に沿ってタービン軸の回転方向やタービンロータ側から離れる方向に上昇するように流れていく。そして、ハウジング内の下部に回収される。潤滑油の一部は、タービン軸上などに落下する場合もあるが、再び油切り部で排除され得るのでタービンロータに達することは防止される。第1形態とするか、第2形態とするかは、タービン軸の回転速度や潤滑油の粘性などを考慮して適宜選択されるものである。   Further, when the rotational speed of the turbine shaft is high or when the viscosity of the lubricating oil is low, the momentum of the lubricating oil shaken off in the radial direction from the oil drain is relatively large. Therefore, the force acting on the lubricating oil that has collided with the peripheral wall of the upper part of the housing may be more effective than the centrifugal force. In this case, as a second form, when the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction of the turbine shaft in the peripheral wall is made circular so that the diameter decreases toward the turbine rotor side, the lubricating oil collides with the peripheral wall at the top of the housing and then the peripheral wall Along the direction of the rotation of the turbine shaft and away from the turbine rotor side. And it collect | recovers by the lower part in a housing. A part of the lubricating oil may fall on the turbine shaft or the like, but it can be removed again by the oil drain, so that it does not reach the turbine rotor. The first form or the second form is appropriately selected in consideration of the rotational speed of the turbine shaft, the viscosity of the lubricating oil, and the like.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明に係るタービン軸の油切り装置は、自動車用エンジンの排気タービン過給機(ターボチャージャー)に用いられる排気タービン、航空機用エンジンやポンプの原動機などとして用いられるガスタービンエンジンのタービンなど、各種用途のタービンに用いることが可能なタービン軸の油切り装置である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The turbine shaft oil removing device according to the present invention includes an exhaust turbine used in an exhaust turbine supercharger (turbocharger) of an automobile engine, a turbine of a gas turbine engine used as an engine for an aircraft, an engine for a pump, and the like. This is an oil draining device for a turbine shaft that can be used in a turbine for various applications.

(第1実施形態)
まず、図1、2に基づき、本発明の第1実施形態に係るタービン軸の油切り装置について詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャー1を示す模式図である。図2は、図1に示す樋状部材6の模式図である。
(First embodiment)
First, based on FIGS. 1 and 2, a turbine shaft oil draining device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a schematic diagram showing a turbocharger 1 provided with a turbine shaft oil draining device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of the bowl-shaped member 6 shown in FIG.

図1に示すように、本発明の第1実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャー1は、タービン軸2と、タービン軸2に対して同軸に設けられる円筒状の油切り部9と、タービン軸2および油切り部9を収容するハウジング5と、タービン軸2の一方の端部にタービン軸2と同軸に連結するタービンロータ3と、タービン軸2の他方の端部にタービン軸2と同軸に連結するコンプレッサロータ(不図示)と、タービン軸2に嵌入しタービン軸2の他方に配置する軸受4と、を備えている。   As shown in FIG. 1, a turbocharger 1 provided with a turbine shaft oil drain device according to a first embodiment of the present invention includes a turbine shaft 2 and a cylindrical oil drain provided coaxially with the turbine shaft 2. Portion 9, housing 5 that accommodates turbine shaft 2 and oil drain 9, turbine rotor 3 that is coaxially connected to turbine shaft 2 at one end of turbine shaft 2, and the other end of turbine shaft 2 A compressor rotor (not shown) connected coaxially with the turbine shaft 2 and a bearing 4 fitted into the turbine shaft 2 and disposed on the other side of the turbine shaft 2 are provided.

タービン軸2には、タービンロータ3と軸受4との間に、軸受4側から、油切り部9、外周部にシールリング7を取り付けた円筒状のスペーサ11の順で、潤滑油供給部12から軸受4に供給された潤滑油をタービンロータ3側に流出させないための部材が配置されている。シールリング7が配置される部分は、軸受4側からの潤滑油をタービンロータ3が収容されるハウジング(不図示)内に流出させないための最終のシール部である。シールリング7は、ハウジング5の内壁側に装着されていてもよい。   The turbine shaft 2 includes a lubricating oil supply unit 12 between the turbine rotor 3 and the bearing 4 in the order of an oil drain 9 and a cylindrical spacer 11 with a seal ring 7 attached to the outer periphery from the bearing 4 side. A member for preventing the lubricating oil supplied to the bearing 4 from flowing out to the turbine rotor 3 side is arranged. The portion where the seal ring 7 is disposed is a final seal portion for preventing the lubricating oil from the bearing 4 side from flowing out into a housing (not shown) in which the turbine rotor 3 is accommodated. The seal ring 7 may be attached to the inner wall side of the housing 5.

また、ハウジング5の内壁のうち油切り部9に対向する位置の周壁10は、凹形状に形成され、かつ發油性膜8で被覆されている。發油性膜8は、フッ素系樹脂などの發油性材料からなる。また、ハウジング5の周壁10を發油性材料で被覆することは比較的容易である。さらに、周壁10におけるタービン軸2の軸方向Xに直交する断面形状は、タービンロータ3側から離れるにつれて径が小さくなる円状に形成され、周壁10はタービン軸2の中心方向に向かって傾斜する斜面となっている。また、周壁10の軸方向Xの両端部には、軸受4側に樋状部材6、タービンロータ3側に樋状部材13が、周壁10の端部を覆うように周壁10と油切り部9との間に設けられている。ここで、図2(a)は、樋状部材(6、13)の側面図であり、図2(b)は、樋状部材(6、13)の正面図である。図2に示すように、樋状部材(6、13)は、断面が円弧状のミゾ部となっている逆U字状の樋状部材である。樋状部材(6、13)の下部は、ハウジング5の内壁などに固定されている。   In addition, the peripheral wall 10 at a position facing the oil drain 9 on the inner wall of the housing 5 is formed in a concave shape and covered with the oil-repellent film 8. The oil-repellent film 8 is made of an oil-repellent material such as a fluorine-based resin. Moreover, it is relatively easy to coat the peripheral wall 10 of the housing 5 with the oil-repellent material. Furthermore, the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction X of the turbine shaft 2 in the peripheral wall 10 is formed in a circular shape whose diameter decreases with increasing distance from the turbine rotor 3 side, and the peripheral wall 10 is inclined toward the center direction of the turbine shaft 2. It is a slope. Further, at both ends in the axial direction X of the peripheral wall 10, a flange-like member 6 on the bearing 4 side and a flange-like member 13 on the turbine rotor 3 side cover the end of the peripheral wall 10 and the oil draining portion 9. Between. Here, FIG. 2 (a) is a side view of the bowl-shaped members (6, 13), and FIG. 2 (b) is a front view of the bowl-shaped members (6, 13). As shown in FIG. 2, the hook-shaped members (6, 13) are inverted U-shaped hook-shaped members whose cross sections are arc-shaped grooves. The lower parts of the bowl-shaped members (6, 13) are fixed to the inner wall of the housing 5 or the like.

円筒状の油切り部9は、軸方向Xの中央部周囲が円弧状に切り欠かれ、軸受4側の端部の径はタービン軸2の径より大きく、タービンロータ3側の端部の径は、スペーサ11の径より大きい。軸受4側の端部とタービン軸2との段差部、円弧状に切り欠かれた中央部、およびタービンロータ3側の端部とスペーサ11との段差部で、油を切りやすくなっている。油切り部9はタービン軸2に対して同軸に取り付けられる部材であるが、タービン軸と一体形成されてもよい。尚、油切り部9の形状はこれに限られることはない。また、油切り部9は、本実施形態のように1つに限られることはなく、タービンロータ3と軸受4との間に複数設けられていてもよい。同様に、凹形状の周壁10も油切り部9に対向するようにタービンロータ3と軸受4との間に複数設けられていてもよいし、複数の油切り部9に対向する位置に複数の油切り部9に対して1つ設けてもよい。   The cylindrical oil drain 9 is cut out in a circular arc around the center in the axial direction X, the diameter of the end on the bearing 4 side is larger than the diameter of the turbine shaft 2, and the diameter of the end on the turbine rotor 3 side. Is larger than the diameter of the spacer 11. Oil is easily cut off at the stepped portion between the end portion on the bearing 4 side and the turbine shaft 2, the central portion cut out in an arc shape, and the stepped portion between the end portion on the turbine rotor 3 side and the spacer 11. The oil drain 9 is a member attached coaxially to the turbine shaft 2, but may be formed integrally with the turbine shaft. In addition, the shape of the oil drainage part 9 is not restricted to this. Further, the oil draining portion 9 is not limited to one as in the present embodiment, and a plurality of oil draining portions 9 may be provided between the turbine rotor 3 and the bearing 4. Similarly, a plurality of concave peripheral walls 10 may be provided between the turbine rotor 3 and the bearing 4 so as to face the oil draining portion 9, or a plurality of concave peripheral walls 10 may be provided at positions facing the plurality of oil draining portions 9. One may be provided for the oil drainer 9.

次に、軸受4から漏れ出した潤滑油が排除される態様について説明する。軸受4から漏れ出した潤滑油は、タービン軸2を伝ってタービンロータ3側に移動していくものもあれば、タービン軸2の回転により軸受4を出てすぐ放射方向に振り飛ばされるものもある。まず、タービン軸2を伝ってタービンロータ3側に移動していく潤滑油について説明する。潤滑油供給部12から軸受4に供給され、軸受4側からタービン軸2を伝って油切り部9に到達した潤滑油の一部は、油切り部9でタービンロータ3側への移動が遮られハウジング5内の下方に落下し回収される。また、油切り部9に到達した潤滑油は、タービン軸2の回転による遠心力で油切り部9から放射方向に振り飛ばされるものもある。油切り部9から放射方向に振り飛ばされた潤滑油は、油切り部9に対向する位置に設けられ發油性膜8で被覆された凹形状のハウジング5の周壁10に衝突する。周壁10に衝突した潤滑油は、發油性膜8により周壁10の壁面に付着することなく周壁10に沿って流され、ハウジング5内の下部に回収されていく。従来のように周壁10天井部に衝突した潤滑油がそのまま下に落下してタービン軸2に滴下することは防止される。つまり、ハウジング5の内壁のうち油切り部9に対向する位置の周壁10に形成された發油性膜8により、タービン軸2の回転により振り飛ばされた潤滑油の排除性能を従来よりも向上させることができる。   Next, a mode in which the lubricating oil leaking from the bearing 4 is excluded will be described. Some of the lubricating oil leaked from the bearing 4 moves to the turbine rotor 3 side through the turbine shaft 2, and some of the lubricating oil is swung away in the radial direction immediately after leaving the bearing 4 by the rotation of the turbine shaft 2. is there. First, the lubricating oil that moves along the turbine shaft 2 to the turbine rotor 3 side will be described. A part of the lubricating oil supplied to the bearing 4 from the lubricating oil supply unit 12 and reaches the oil drainage part 9 through the turbine shaft 2 from the bearing 4 side is blocked by the oil drainage part 9 from moving to the turbine rotor 3 side. Then, it falls down in the housing 5 and is collected. In addition, some of the lubricating oil that has reached the oil draining portion 9 is swung away from the oil draining portion 9 in the radial direction by centrifugal force generated by the rotation of the turbine shaft 2. The lubricating oil shaken off in the radial direction from the oil drain 9 collides with the peripheral wall 10 of the concave housing 5 provided at a position facing the oil drain 9 and covered with the oil-repellent film 8. The lubricating oil that has collided with the peripheral wall 10 flows along the peripheral wall 10 without being attached to the wall surface of the peripheral wall 10 by the oil-repellent film 8 and is collected in the lower part of the housing 5. It is possible to prevent the lubricating oil that has collided with the ceiling portion of the peripheral wall 10 from falling down and dropping onto the turbine shaft 2 as in the prior art. In other words, the oil-repellent film 8 formed on the peripheral wall 10 at a position facing the oil draining portion 9 in the inner wall of the housing 5 improves the performance of removing the lubricating oil shaken off by the rotation of the turbine shaft 2 as compared with the prior art. be able to.

ここで、タービン軸2の回転速度が比較的低い場合や潤滑油の粘性が高い場合においては、油切り部9から放射方向に振り飛ばされる潤滑油の勢いは比較的小さくなり、ハウジング5上部の周壁10に衝突した潤滑油に作用する力は遠心力よりも重力が勝る場合がある。この場合、潤滑油は、ハウジング5上部の周壁10に衝突したのち周壁10の斜面に沿ってタービン軸2の回転方向やタービンロータ3側から離れる方向に流れ落ちていく。タービンロータ3側から離れる方向に流れた潤滑油は、周壁10の軸受4側端部から樋状部材6上に落下し、樋状部材6を伝ってハウジング5内の下部に回収される。一方、周壁10のタービンロータ3側端部から樋状部材13上に落下した潤滑油も同様に、樋状部材13を伝ってハウジング5内の下部に回収される。   Here, when the rotational speed of the turbine shaft 2 is relatively low or the viscosity of the lubricating oil is high, the momentum of the lubricating oil shaken off in the radial direction from the oil drain 9 becomes relatively small, and the upper portion of the housing 5 The force acting on the lubricating oil that has collided with the peripheral wall 10 may be more gravitational than the centrifugal force. In this case, the lubricating oil collides with the peripheral wall 10 at the top of the housing 5 and then flows down along the slope of the peripheral wall 10 in the direction of rotation of the turbine shaft 2 or away from the turbine rotor 3 side. Lubricating oil that flows in the direction away from the turbine rotor 3 side falls from the end of the peripheral wall 10 on the bearing 4 side onto the bowl-shaped member 6, travels along the bowl-shaped member 6, and is collected in the lower part of the housing 5. On the other hand, the lubricating oil that has fallen onto the bowl-shaped member 13 from the end of the peripheral wall 10 on the turbine rotor 3 side is also collected in the lower part of the housing 5 through the bowl-shaped member 13.

次に、タービン軸2の回転により軸受4を出てすぐ放射方向に振り飛ばされる潤滑油について説明する。潤滑油供給部12から軸受4に供給され、軸受4を出てすぐ放射方向に振り飛ばされた潤滑油は、發油性膜8が形成された周壁10の手前(周壁10より軸受4側)のハウジング5の内壁に衝突したあと落下してハウジング5内の下方に排除されたり、タービン軸2上に落下してタービン軸2を伝って油切り部9に向かったりする潤滑油もある。また、直接、發油性膜8が形成された周壁10に衝突する潤滑油もある。周壁10に衝突した潤滑油は、發油性膜8により周壁10の壁面に付着することなく周壁10に沿って流され、ハウジング5内の下部に回収されていく。つまり、本発明のタービン軸の油切り装置によれば、周壁10に対向しない位置のタービン軸2から振り飛ばされた潤滑油も排除効率よく回収することができる。   Next, the lubricating oil that is swung away in the radial direction immediately after leaving the bearing 4 due to the rotation of the turbine shaft 2 will be described. The lubricating oil supplied from the lubricating oil supply unit 12 to the bearing 4 and swung away in the radial direction immediately after leaving the bearing 4 is in front of the peripheral wall 10 where the oil-repellent film 8 is formed (on the bearing 4 side from the peripheral wall 10). There is also lubricating oil that falls after colliding with the inner wall of the housing 5 and is dropped below the housing 5, or falls on the turbine shaft 2 and travels along the turbine shaft 2 toward the oil drain 9. There is also lubricating oil that directly collides with the peripheral wall 10 on which the oleaginous film 8 is formed. The lubricating oil that has collided with the peripheral wall 10 flows along the peripheral wall 10 without being attached to the wall surface of the peripheral wall 10 by the oil-repellent film 8 and is collected in the lower part of the housing 5. That is, according to the oil removing device for a turbine shaft of the present invention, the lubricating oil shaken off from the turbine shaft 2 at a position not facing the peripheral wall 10 can also be recovered efficiently.

尚、必ずしも樋状部材(6、13)を設ける必要はない。周壁10に形成された發油性膜8により、周壁10に衝突した潤滑油のほとんどが、周壁10に付着することなく周壁10に沿ってハウジング5内の下部に回収されるからである。また、仮に、軸受4側のタービン軸2上などに落下したとしても潤滑油は、再び油切り部9で排除され得るのでタービンロータ3に達することは防止される。また、ハウジング5の凹部には、特許文献1に記載の油切り装置の対向する突起のような油切り空間を犠牲にするものはないので、油切り空間Sを確保しやすい。   Note that it is not always necessary to provide the bowl-shaped members (6, 13). This is because the oil-repellent film 8 formed on the peripheral wall 10 causes most of the lubricating oil that has collided with the peripheral wall 10 to be collected in the lower part of the housing 5 along the peripheral wall 10 without adhering to the peripheral wall 10. Further, even if the oil drops on the turbine shaft 2 on the bearing 4 side or the like, the lubricating oil can be removed again by the oil draining portion 9, so that it does not reach the turbine rotor 3. Moreover, since there is nothing in the recessed part of the housing 5 which sacrifices the oil draining space like the protrusion which the oil draining apparatus of patent document 1 opposes, it is easy to ensure the oil draining space S.

(第2実施形態)
次に、図3に基づき、本発明の第2実施形態に係るタービン軸の油切り装置について詳細に説明する。図3は、本発明の第2実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャー51を示す模式図である。尚、本実施形態の説明においては、本発明の第1実施形態に係る図1に示すターボチャージャー1と同一の構成部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a turbine shaft oil draining device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view showing a turbocharger 51 provided with a turbine shaft oil draining device according to a second embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, the same components as those of the turbocharger 1 shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図3に示すように、本発明の第2実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャー51において、周壁10におけるタービン軸2の軸方向Xに直交する断面形状は、タービンロータ3側に向かうにつれて径が小さくなる円状に形成され、周壁10はタービンロータ3側に向かうにつれてタービン軸2の中心方向に向かって傾斜する斜面となっている。   As shown in FIG. 3, in the turbocharger 51 provided with the turbine shaft oil draining device according to the second embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the peripheral wall 10 perpendicular to the axial direction X of the turbine shaft 2 is the turbine rotor 3. It is formed in a circular shape with a diameter that decreases toward the side, and the peripheral wall 10 is an inclined surface that is inclined toward the center of the turbine shaft 2 toward the turbine rotor 3 side.

ここで、タービン軸2の回転速度が高い場合や潤滑油の粘性が低い場合においては、油切り部9から放射方向に振り飛ばされる潤滑油の勢いは比較的大きくなり、ハウジング5上部の周壁10に衝突した潤滑油に作用する力は重力よりも遠心力が勝る場合がある。この場合、潤滑油は、ハウジング5上部の周壁10に衝突したのち周壁10の斜面に沿ってタービン軸2の回転方向やタービンロータ3側から離れる方向に上昇するように流れていく。タービンロータ3側から離れる方向に流れた潤滑油は、周壁10の軸受4側端部から樋状部材6上に落下し、樋状部材6を伝ってハウジング5内の下部に回収される。一方、周壁10のタービンロータ3側端部から樋状部材13上に落下した潤滑油も同様に、樋状部材13を伝ってハウジング5内の下部に回収される。尚、必ずしも樋状部材(6、13)を設ける必要はない。また、周壁10の形状を、第1実施形態のようにするか、本第2実施形態のようにするかは、タービン軸2の回転速度や潤滑油の粘性などを考慮して適宜選択されるものである。   Here, when the rotational speed of the turbine shaft 2 is high or the viscosity of the lubricating oil is low, the momentum of the lubricating oil shaken off in the radial direction from the oil drain 9 becomes relatively large, and the peripheral wall 10 at the top of the housing 5 In some cases, the centrifugal force is superior to gravity as the force acting on the lubricating oil that collides with. In this case, the lubricant oil collides with the peripheral wall 10 at the top of the housing 5 and then flows so as to rise in the direction of rotation of the turbine shaft 2 or away from the turbine rotor 3 side along the slope of the peripheral wall 10. Lubricating oil that flows in the direction away from the turbine rotor 3 side falls from the end of the peripheral wall 10 on the bearing 4 side onto the bowl-shaped member 6, travels along the bowl-shaped member 6, and is collected in the lower part of the housing 5. On the other hand, the lubricating oil that has fallen onto the bowl-shaped member 13 from the end of the peripheral wall 10 on the turbine rotor 3 side is also collected in the lower part of the housing 5 through the bowl-shaped member 13. Note that it is not always necessary to provide the bowl-shaped members (6, 13). Whether the shape of the peripheral wall 10 is as in the first embodiment or the second embodiment is appropriately selected in consideration of the rotational speed of the turbine shaft 2 and the viscosity of the lubricating oil. Is.

(第3実施形態)
次に、図4に基づき、本発明の第3実施形態に係るタービン軸の油切り装置について詳細に説明する。図4は、本発明の第3実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャー52を示す模式図である。尚、本実施形態の説明においては、本発明の第1実施形態に係る図1に示すターボチャージャー1と同一の構成部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a turbine shaft oil draining device according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic view showing a turbocharger 52 provided with a turbine shaft oil draining device according to a third embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, the same components as those of the turbocharger 1 shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図4に示すように、本発明の第3実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャー52において、周壁10におけるタービン軸2の軸方向Xに直交する断面形状は、周壁10の軸方向X中央部に向かうにつれて径が小さくなる円状に形成され、周壁10は周壁10の軸方向X中央部に向かうにつれてタービン軸2の中心方向に向かって傾斜する斜面となっている。そして、このようにして形成された周壁10の軸方向X中央部の凸部に対向するように、樋状部材14が周壁10と油切り部9との間に設けられている。樋状部材14は、第1、第2実施形態で説明した樋状部材(6、13)と同様の部材である。   As shown in FIG. 4, in the turbocharger 52 provided with the turbine shaft oil draining device according to the third embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the peripheral wall 10 perpendicular to the axial direction X of the turbine shaft 2 is The diameter of the circumferential wall 10 is reduced toward the center of the axial direction X, and the peripheral wall 10 is an inclined surface that is inclined toward the central direction of the turbine shaft 2 toward the central part of the axial direction X of the peripheral wall 10. And the flange-shaped member 14 is provided between the surrounding wall 10 and the oil drain part 9 so as to oppose the convex part of the axial direction X center part of the surrounding wall 10 formed in this way. The hook-shaped member 14 is a member similar to the hook-shaped members (6, 13) described in the first and second embodiments.

油切り部9から放射方向に振り飛ばされた潤滑油は、ハウジング5上部の周壁10に衝突したのち周壁10の斜面に沿ってタービン軸2の回転方向や周壁10の中央部に向かって流れ落ちていく。周壁10の中央部に向かって流れた潤滑油は、周壁10の軸方向X中央部に形成された凸部から樋状部材14上に落下し、樋状部材14を伝ってハウジング5内の下部に回収される。尚、第1、第2実施形態のように、周壁10の両端部に樋状部材を設けてもよい。ただし、必ずしも樋状部材(6、13、14)を設ける必要もない。また、周壁10の形状を、第1、第2、および第3実施形態のうちのいずれの形状にするかは、タービン軸2の回転速度や潤滑油の粘性などを考慮して適宜選択されるものである。   Lubricating oil shaken off in the radial direction from the oil draining part 9 collides with the peripheral wall 10 at the upper part of the housing 5 and then flows down along the slope of the peripheral wall 10 toward the rotational direction of the turbine shaft 2 and the central part of the peripheral wall 10. Go. Lubricating oil that has flowed toward the central portion of the peripheral wall 10 falls from the convex portion formed in the central portion in the axial direction X of the peripheral wall 10 onto the hook-shaped member 14, travels along the hook-shaped member 14, and is the lower part in the housing 5. To be recovered. In addition, you may provide a hook-shaped member in the both ends of the surrounding wall 10 like 1st, 2nd embodiment. However, it is not always necessary to provide the hook-shaped members (6, 13, 14). The shape of the peripheral wall 10 is appropriately selected in consideration of the rotational speed of the turbine shaft 2, the viscosity of the lubricating oil, and the like in any of the first, second, and third embodiments. Is.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. .

例えば、凹状の周壁10の形状を、軸方向Xに沿う断面視において、従来のように円弧状としてもよいし、タービン軸2の中心側を開放した矩形状などの多角形状としてもよい。   For example, the shape of the concave peripheral wall 10 may be an arc shape as in the past in a cross-sectional view along the axial direction X, or may be a polygonal shape such as a rectangular shape with the center side of the turbine shaft 2 open.

本発明の第1実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャーを示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a turbocharger provided with a turbine shaft oil drain device concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1に示す樋状部材の模式図である。It is a schematic diagram of the bowl-shaped member shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャーを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the turbocharger which provided the oil draining device of the turbine shaft which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るタービン軸の油切り装置を供えたターボチャージャーを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the turbocharger which provided the oil draining device of the turbine shaft which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:ターボチャージャー
2:タービン軸
3:タービンロータ
5:ハウジング
6:樋状部材
8:發油性膜
9:油切り部
10:周壁
X:軸方向
1: turbocharger 2: turbine shaft 3: turbine rotor 5: housing 6: bowl-shaped member 8: soot oil film 9: oil drain 10: peripheral wall X: axial direction

Claims (2)

タービン軸と、当該タービン軸に対して同軸に設けられる油切り部と、当該タービン軸および当該油切り部を収容するハウジングと、を有するタービン軸の油切り装置であって、
前記ハウジングの内壁のうち前記油切り部に対向する位置の周壁を發油性膜で被覆していることを特徴とする、タービン軸の油切り装置。
An oil draining device for a turbine shaft having a turbine shaft, an oil drain portion provided coaxially with the turbine shaft, and a housing for housing the turbine shaft and the oil drain portion,
An oil draining device for a turbine shaft, wherein a peripheral wall at a position facing the oil draining portion of the inner wall of the housing is covered with an oil-repellent film.
前記タービン軸の一方の端部に連結するタービンロータを有し、
前記周壁は、凹形状に形成され、
前記周壁における前記タービン軸の軸方向に直交する断面形状は、前記タービンロータ側から離れるにつれて径が小さくなる円状、または前記タービンロータ側に向かうにつれて径が小さくなる円状に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のタービン軸の油切り装置。
A turbine rotor connected to one end of the turbine shaft;
The peripheral wall is formed in a concave shape,
The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the turbine shaft in the peripheral wall is formed in a circular shape whose diameter decreases as it moves away from the turbine rotor side, or a circular shape whose diameter decreases as it goes toward the turbine rotor side. The oil removal device for a turbine shaft according to claim 1, wherein
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