JP2008518158A - ロータ軸用の軸取り付け部を備えたターボ過給機ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、ロータ軸（１９）用の軸取り付け部を有するターボ過給機ユニット（１０；１１）に関する。該ロータ軸は、その一端部にタービンホイールを支持し、その他端部に圧縮機ホイールを支持し、また軸方向に離れた２つの軸受部材（２４、２５）によって軸受ハウジング内に支持され、軸受部材の一方が、軸上の肩部（１９ａ）を介して軸方向支持を行う。ディスチャージャリング（２８）は、ねじ込み継手によって軸（１９）に取り付けられ、それにより、リング（２８）が、他方の軸受部材（２４、２５）に当たって逆の軸方向に作用する軸方向支持を行うようにすれば、軸受の所望の予圧を確実に得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ターボ過給機ユニットに属するロータ軸用の軸取り付け部であって、ロータ軸は、その一端部にタービンホイールを支持し、その他端部に圧縮機ホイールを支持し、また軸方向に離れた２つの軸受部材によって軸受ハウジング内に支持され、軸受部材の一方が、軸上の肩部を介して軸方向支持を行うようにした、軸取り付け部に関する。

ターボ過給機ユニットは、約２００，０００ｒ．ｐ．ｍ．までの回転速度で作動することができる。ターボユニットのロータの取り付け部は、滑り軸受、玉軸受、又はその２つの組み合わせのいずれかからなる。玉軸受が生じる動力損失は最小である。玉軸受の実用は一般的に、いわゆるＯ配列（背面配列）で互いに向き合う２つのアンギュラーコンタクト軸受からなる。２つの軸受は、共通の外輪とともに、２つの細長い個別の内輪を有するが、外側スリーブ内にはめ込まれた２つの標準アンギュラーコンタクト軸受で構成し、２つの内輪間にスペーサスリーブを設けることもできる。

ロータの回転速度は、特に過渡状態下では変動する、すなわちこれは、負荷方向が回転速度の増減に応じて決まるので、軸方向の力がロータ軸上に発生することを意味する。ロータ軸の取り付け部内に軸方向の遊びが存在する場合、軸受の寿命が悪影響を受けて、軸受が破損する危険もある。

したがって、玉軸受の内輪は、軸受の所望の内部予圧を確実に得るために、一定の外力を必要とする。しかしながら、内輪が変形する危険があるので、この外力は大きすぎてはならない。この力は通常、圧縮機のナットから得られる。圧縮機の駆動トルクは、圧縮機及び周囲部品の軸方向表面間の摩擦によって伝達されるので、軸方向の力は、圧縮機が軸方向に滑らないようにするのに十分な大きさでなければならない。しかしながら、この大きな軸方向の力は、軸受の内輪には見合わず大きいこともあり得る。

したがって、本発明の１つの目的は、ターボ過給機ユニット用の軸取り付け部であって、軸受部材を変形させる危険を伴わないで、所望の軸受予圧の簡単な調節を可能にする軸取り付け部を製作することである。

本発明に従ってこの目的のために構成された軸取り付け部は、ターボ過給機ユニットに属する回転軸用であって、回転軸は、その一端部にタービンホイールを支持し、その他端部に圧縮機ホイールを支持し、また軸方向に離れた２つの軸受部材によって軸受ハウジング内に支持され、軸受部材の一方が、軸上の肩部を介して軸方向支持を行い、また軸取り付け部は、本発明によれば、ディスチャージャリングをねじ込み継手によって軸に取り付け、それにより、リングが他方の軸受部材に当たって逆の軸方向に作用する軸方向支持を行うようにすることを特徴とする。

本発明の有利な例示的な実施形態が、添付の独立特許請求項から導き出される。

次に、添付図面に示された例示的な実施形態を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。

本発明による軸取り付け部は、図１では、二段ターボ過給機ユニットに適用されるように示されているが、従来の単段ターボユニットに使用されることもできる。

ターボ過給機ユニットの第１段は、高圧ターボユニット１０によって構成され、このターボユニット１０は、直列接続された低圧ターボユニット１１と協働する。排気ガスが、内燃機関（図示せず）、たとえばディーゼルエンジンから個別管路及びウォーム形タービン入口１２、１３を経て、高圧ターボユニットのタービンホイール１４内へ案内され、このタービンホイールは、圧縮機ホイール１６と共通の軸１５に取り付けられている。排気ガスは、管路１７を経て低圧ターボユニット１１のタービンホイール１８へ進む。尚、このタービンホイール１８は、圧縮機ホイール２０と共通の軸１９に取り付けられている。排気ガスは次に、管路２１を経てエンジンの排気システムへ進む。

エンジンに吸い込まれる濾過空気が、低圧ターボユニット１１の圧縮機ホイール２０へ案内される。管路（図示せず）が、吸い込み空気を高圧ターボユニット１０の圧縮機ホイール１６へ前進させ、圧縮された吸い込み空気は、この圧縮機ホイールからエンジンの吸気側へ案内される。

高圧タービンの軸１５は、軸取り付け部２２によって支持され、低圧圧縮機の軸１９は、図２により詳細に示す軸取り付け部２３によって支持されている。軸取り付け部２３は、２つのアンギュラーコンタクト軸受２４、２５からなり、これらは、タービンハウジング内に一定の遊びを設けて取り付けられた円筒形スリーブ２６の内側にそれらの外輪２４ａ、２５ａが位置するようにして取り付けられる。スリーブ２６の内側の半径方向内向きのフランジ２６ａが、外輪用の軸方向側面支持部を形成している。軸１９は、図２の右側から軸受２４、２５の内輪２４ｂ、２５ｂに挿通され、それにより、半径方向に突出した肩部分１９ａが内輪２５ｂに当たって留まる。内輪２５ｂの反対側にスペーサスリーブ２７が当たり、これは、他方の内輪２４ｂにも当接する。タービン軸１９に雄ねじ部分１９ｂが設けられ、これは、図３の断面図で示されている雌ねじ付きディスチャージャリング２８と協働する。

ディスチャージャリング２８は、雌ねじ２８ｂ付きの内輪部分２８ａと、半径方向に向いたＬ字形フランジ部分２９とを有する。後者のフランジ部分は、半径方向に向いたダクト２９ａ及び２９ｂを備え、これらは、油を軸シール３０から排出するためのものである。フランジ部分２９内の２つの軸方向内孔３１により、軸受内輪２４ｂ、２５ｂに対して締め付け工具を使用して予圧をかけることができる。ディスチャージャリングを軸１９に取り付けるとき、ロック流体を使用することが得策である。

本発明は、以上に記載した例示的な実施形態に制限されると見なされるべきではなく、むしろ次の特許請求の範囲で多くのさまざまな変更及び修正が考えられる。たとえば、本発明による軸取り付け部は、図１に示された高圧ターボユニットに適用することもできる。玉軸受の内輪２４ｂ、２５ｂを互いに向かって側方に延出するように構成する場合、これらは直接的に互いに当接することができ、その場合、スリーブ２６が不必要になる。

二段ターボ過給機ユニットを通る縦断面を概略図で示す。 図１のターボ過給機ユニット内で使用される軸取り付け部を拡大して示す。 図２に従った軸取り付け部内で使用されるディスチャージャリングを通る断面を示す。

Claims (6)

1. ロータ軸（１５；１９）用の軸取り付け部を有するターボ過給機ユニット（１０；１１）において、ロータ軸は、その一端部にタービンホイール（１４；１８）を支持し、その他端部に圧縮機ホイール（１６；２０）を支持し、また軸方向に離れた２つの軸受部材（２４、２５）によって軸受ハウジング内に支持され、軸受部材の一方が、軸上の肩部（１９ａ）を介して軸方向支持を行うようにしたターボ過給機ユニットであって、
   ディスチャージャリング（２８）は、ねじ込み継手によって軸（１５；１９）に取り付けられ、それにより、リング（２８）が、他方の軸受部材（２４、２５）に当たって逆の軸方向に作用する軸方向支持を行うようにすることを特徴とするターボ過給機ユニット。
2. 軸受部材（２４、２５）は、中間スペーサスリーブ（２７）を介して互いに軸方向に当接することを特徴とする、請求項１に記載のターボ過給機ユニット。
3. ディスチャージャリング（２８）は、特定の締め付けトルクまでのトルク牽引によって軸（１５；１９）に取り付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載のターボ過給機ユニット。
4. ねじ込み継手は、ロック流体で取り付けられることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のターボ過給機ユニット。
5. 軸受部材は、玉軸受（２４、２５）によって構成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のターボ過給機ユニット。
6. 玉軸受（２４、２５）の内輪（２４ｂ、２５ｂ）は、側方に延出して、直接的に互いに当接することを特徴とする、請求項５に記載のターボ過給機ユニット。

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